JP4626753B2 - ステージ装置及び露光装置 - Google Patents

Description

本発明はステージ装置及び露光装置に係り、更に詳しくは、ベース部材に支持され、少なくとも水平面内の一軸方向に移動可能なステージを備えるステージ装置及び該ステージ装置を備える露光装置に関する。

近年、半導体素子、液晶表示素子等を製造するリソグラフィ工程においては、マスク又はレチクル（以下、「レチクル」と総称する）とウエハ又はガラスプレート等の感光物体（以下、「ウエハ」と総称する）とを所定の走査方向（スキャン方向）に沿って同期移動しつつ、レチクルのパターンを投影光学系を介してウエハ上に転写する、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ）などが比較的多く用いられるようになってきた。

しかるに、走査型露光装置では、ウエハ側に加え、レチクル側にも、レチクルを駆動する駆動装置が必要である。最近の走査型露光装置では、レチクル側の駆動装置として、レチクル定盤上にエアベアリング等により浮上支持されたレチクルステージを、例えば一対のリニアモータによって走査方向に所定ストローク範囲で駆動するとともに、走査方向及び非走査方向に微小駆動するレチクルステージ装置が採用されている。また、レチクルステージ装置としては、走査方向に直交する非走査方向（非スキャン方向）の両側に配置された一対のリニアモータによって、走査方向に所定ストローク範囲で駆動されるレチクル粗動ステージと、該レチクル粗動ステージに対して、スキャン方向及び非スキャン方向及びヨーイング方向にボイスコイルモータ等によって微少駆動されるレチクル微動ステージとを有する粗微動構造のステージ装置も用いられている。

また、レチクルステージの駆動に応じてリニアモータの固定子に生じる反力がレチクル定盤の振動要因や姿勢変化の要因となるのを極力抑制するため、前記反力を受けて、運動量保存則に従って、レチクルステージとは反対方向に移動するカウンタマス（錘部材）を有するカウンタマス機構が設けられたレチクルステージ装置もある。

しかしながら、従来の走査型露光装置が採用するレチクルステージ装置においては、レチクルステージを例えばリニアモータ等により走査方向へ駆動した場合に、リニアモータの固定子と可動子との鉛直方向に関する位置関係が微小に変更されるおそれがある。しかしながら、リニアモータの固定子及び該固定子が接続されるカウンタマス機構の鉛直方向の振動モードについては十分な対策が施されていなかった。

本発明は、上述した事情の下になされたものであり、第１の観点からすると、移動面を有したベース部材（１６）に支持され、少なくとも前記移動面内の一軸方向に移動可能なステージ（ＲＳＴ）と；軸受（１２８）を備え、前記ステージの一軸方向への移動による反力により前記ステージとは反対方向に移動するカウンタマス（１８）と；前記軸受と前記カウンタマスとの間に設けられ、前記カウンタマスの自重を支持する自重支持機構（１２７）と；を備えることを特徴とする第１のステージ装置である。

これによれば、カウンタマスに移動面に垂直な方向の振動が生じた場合にも、自重支持機構がローパスフィルタの役割を果たすことができる。

本発明は、第２の観点からすると、移動面を有したベース部材（１６）に支持され、少なくとも前記移動面内の一軸方向に移動可能なステージ（ＲＳＴ）と；前記ステージの一軸方向への移動による反力により、前記ステージとは反対方向に移動するカウンタマス（１８）と；前記移動面と直交する方向に前記カウンタマスを位置決めする位置決め装置（ＶＺ₁〜ＶＺ₃）と；を備えることを特徴とする第２のステージ装置である。

これによれば、カウンタマスを移動面と直交する方向に位置決めすることができる。

本発明は、第３の観点からすると、マスクステージ（ＲＳＴ）に載置されたマスク（Ｒ）のパターンを基板ステージ（ＷＳＴ）に載置された基板（Ｗ）に露光する露光装置であって、前記マスクステージと前記基板ステージとの一方を前記ステージとして含む本発明の第１、第２のステージ装置を備えることを特徴とする第１の露光装置である。

これによれば、ステージの移動による反力が極力抑制された本発明の第１、第２のステージ装置を、マスクステージと基板ステージの一方を前記ステージとして含むステージ装置として備えているので、高精度な露光を実現することが可能である。
本発明は、第４の観点からすると、マスクステージに載置されたマスクのパターンを、基板ステージに載置された基板に投影する投影光学系と；第一軸方向および該第一軸方向と交差する第二軸方向とを含む移動面上で、少なくとも前記第一軸方向に移動可能なステージと；前記ステージの前記第一軸方向への移動による反力により、前記ステージとは反対方向に移動するカウンタマスと；前記移動面と直交する方向に前記カウンタマスを位置決めする駆動装置と；を備えることを特徴とする第２の露光装置である。

なお、本発明を分かりやすく説明するために、一実施形態を表す図面の符号に対応付けて説明したが、本発明が当該実施形態に限定されるものでないことは言うまでもない。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。

図１には、一実施形態に係る露光装置１０の概略的な構成が示されている。この露光装置１０は、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置、すなわちいわゆるスキャニング・ステッパである。

この露光装置１０は、照明ユニットＩＯＰ、マスクとしてのレチクルＲをＹ軸方向に所定のストロークで駆動するとともに、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びθｚ方向（Ｚ軸回りの回転方向）に微少駆動するレチクルステージ装置１２、投影光学系ＰＬ、基板としてのウエハＷをＸＹ平面内でＸＹ２次元方向に駆動するウエハステージＷＳＴ、及びこれらの制御系、並びに投影光学系ＰＬなどが搭載されたボディＢＤ等を備えている。

前記照明ユニットＩＯＰは、光源及び照明光学系を含み、その内部に配置された視野絞り（マスクキングブレード又はレチクルブラインドとも呼ばれる）で規定される矩形又は円弧状の照明領域にエネルギビームとしての照明光ＩＬを照射し、回路パターンが形成されたレチクルＲを均一な照度で照明する。ここでは、照明光ＩＬとしては、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）あるいはＦ₂レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光が用いられるものとする。

前記レチクルステージ装置１２は、照明ユニットＩＯＰの下方に配置されている。レチクルステージ装置１２は、図１、及びレチクルステージ装置１２の斜視図である図２からわかるように、照明ユニットＩＯＰの下方に所定間隔をあけて配置された、後述する第２コラム２３４の天板部を構成するレチクルステージ定盤１６、該レチクルステージ定盤１６上方に配置されたレチクルステージＲＳＴ、及び該レチクルステージＲＳＴを取り囲む状態で、レチクルステージ定盤１６上方に配置されたカウンタマス１８、及びレチクルステージＲＳＴを駆動するレチクルステージ駆動系等を備えている。

レチクルステージ定盤１６は、後述する第２コラム２３４を構成する例えば４本の脚２４１（但し、図１における紙面奥側の２本の脚２４１は図示省略）によって略水平に支持されている。このレチクルステージ定盤１６は、図２の分解斜視図である図３に示されるように、概略板状の部材から成り、そのほぼ中央には、凸部１６ａが形成されている。この凸部１６ａのほぼ中央には、照明光ＩＬを通過させるためのＸ軸方向を長手方向とする矩形開口１６ｂがＺ軸方向に連通状態で形成されている。凸部１６ａの上面がレチクルステージＲＳＴの移動面とされている。

前記レチクルステージＲＳＴは、レチクルステージ定盤１６の上面（移動面）の上方に例えば数μｍ程度のクリアランスを介して浮上支持されている。このレチクルステージＲＳＴ上には、レチクルＲが、例えば真空吸着（又は静電吸着）により固定されている。レチクルステージＲＳＴは、後述するレチクルステージ駆動系により、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに垂直なＸＹ平面内で２次元的に（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＸＹ平面に直交するＺ軸回りの回転方向（θｚ方向）に）微少駆動可能であるとともに、レチクルステージ定盤１６上をＹ軸方向に指定された走査速度で駆動可能となっている。なお、レチクルステージ装置１２の詳細な構成等については後に詳述する。

前記投影光学系ＰＬは、レチクルステージＲＳＴの図１における下方でボディＢＤを構成する第１コラム２３２に保持されている。ここで、ボディＢＤの構成について説明する。

ボディＢＤは、クリーンルームの床面Ｆ上に設置された第１コラム２３２と、この第１コラム２３２の上面に設置された第２コラム２３４とを備えている。第１コラム２３２は、４本の脚部２３７（但し、図１における紙面奥側の２本の脚部２３７は図示省略）と、これらの脚部２３７の上端面がその下端面にそれぞれ接続されるとともに、第１コラム２３２の天井を構成する鏡筒定盤２３８とを備えている。

各脚部２３７のそれぞれは、床面に設置された支柱２４０と、この支柱２４０の上部に設けられた防振ユニット２３９とを備えている。各防振ユニット２３９によって、床面Ｆからの微振動がマイクロＧレベルで絶縁され、鏡筒定盤２３８に殆ど伝達されないようになっている。鏡筒定盤２３８は、そのほぼ中央部に、不図示の円形開口が形成され、この開口内に投影光学系ＰＬがその光軸ＡＸ方向をＺ軸方向として上方から挿入されている。

投影光学系ＰＬの鏡筒の高さ方向のほぼ中央部には、フランジＦＬＧが設けられ、該フランジＦＬＧを介して投影光学系ＰＬが鏡筒定盤２３８によって支持されている。鏡筒定盤２３８の上面には、投影光学系ＰＬを取り囲む位置に、前述の４本の脚２４１（但し、図１における紙面奥側の２本の脚２４１は図示省略）の下端が固定されており、これらの脚２４１の上部に前述のレチクルステージ定盤１６が載置され、水平に支持されている。すなわち、レチクルステージ定盤１６とこれを支持する４本の脚２４１とによって第２コラム２３４が構成されている。

前記投影光学系ＰＬとしては、ここでは両側テレセントリックな縮小系、かつ共通のＺ軸方向の光軸を有する複数枚のレンズエレメントから成る屈折光学系が用いられている。この投影光学系ＰＬの投影倍率βは、例えば１／４あるいは１／５である。このため、前述の如く、照明ユニットＩＯＰからの照明光ＩＬによりレチクルＲが照明されると、レチクルＲに形成された前述の照明領域内の回路パターンが投影光学系ＰＬによりウエハＷ上の照明領域と共役な照明光ＩＬの照射領域（露光領域）に縮小投影され、回路パターンの縮小像（部分等立像）が転写形成される。

前記ウエハステージＷＳＴは、ウエハホルダ２５を介してウエハＷを真空吸着等により保持し、例えばリニアモータ等を含む不図示のウエハ駆動系によって、ステージベースＢＳの上面に沿ってＸＹ２次元方向に自在に駆動されるようになっている。ステージベースＢＳは、複数の防振ユニット８６を介してほぼ水平に支持されており、防振ユニット８６によって、床面ＦからステージベースＢＳに伝達される微振動（暗振動）が例えばマイクロＧレベルで絶縁されるようになっている。なお、この防振ユニット８６として、ステージベースＢＳの一部に取り付けられた半導体加速度計等の振動センサの出力に基づいてステージベースＢＳを積極的に制振するいわゆるアクティブ防振装置を用いることも可能である。

前記ウエハホルダ２５の−Ｙ側の端部には、平面鏡から成るＹ移動鏡５６ＹがＸ軸方向に延設されている。このＹ移動鏡５６Ｙにほぼ垂直にＹ軸レーザ干渉計５７Ｙからの測長ビームが投射され、その反射光がＹ軸レーザ干渉計５７Ｙ内部のディテクタによって受光され、Ｙ軸レーザ干渉計５７Ｙ内部の参照鏡の位置を基準としてＹ移動鏡５６Ｙの位置、すなわちウエハＷのＹ位置が検出される。

同様に、図示は省略されているが、ウエハホルダ２５の＋Ｘ側の端部には、平面鏡から成るＸ移動鏡がＹ軸方向に延設されている。そして、このＸ移動鏡を介してＸ軸レーザ干渉計によって上記と同様にしてＸ移動鏡の位置、すなわちウエハＷのＸ位置が検出される。上記２つのレーザ干渉計の検出値（計測値）は主制御装置７０に供給され、主制御装置７０では、上記２つのレーザ干渉計の検出値をモニタしつつウエハ駆動系を介してウエハステージＷＳＴの位置制御を行うようになっている。

次にレチクルステージ装置１２について詳細に説明する。

前記レチクルステージＲＳＴは、図４（Ａ）に示されるような特殊な形状のレチクルステージ本体２２及び該レチクルステージ本体２２に固定された各種磁極ユニット（これについては後述する）等を備えている。

レチクルステージ本体２２は、平面視（上方から見て）概略矩形の板状部２４Ａと、該板状部２４Ａの−Ｘ端部に設けられたミラー部２４Ｂと、板状部２４ＡのＹ軸方向の一側及び他側の端部からそれぞれＹ軸方向に突設された各一対の延設部２４Ｃ₁，２４Ｃ₂，２４Ｄ₁，２４Ｄ₂とを備えている。

前記板状部２４Ａには、ほぼ中央部に照明光ＩＬの通路となる開口がその中央（内部底面）に形成された段付き開口２２ａが形成され、該段付き開口２２ａの段部（１段掘り下げられた部分）には、レチクルＲを下側から複数点（例えば３点）で支持する複数（例えば３つ）のレチクル支持部材３４が設けられている。

本実施形態では、レチクルＲは、そのパターン面（下面）が、レチクルステージ本体２２（レチクルステージＲＳＴ）の中立面ＣＴに略一致する状態で、複数の支持部材３４によって支持されるようになっている。すなわち、レチクルＲの載置面は、レチクルステージＲＳＴの中立面ＣＴにほぼ一致している（図４（Ｂ）参照）。

また、各レチクル支持部材３４にそれぞれ対応して、板状部２４Ａのレチクル支持部材３４近傍部分には、複数（例えば３つ）のレチクル固定機構３６が設けられている。各レチクル固定機構３６は、ＸＺ断面がＬ字状の形状を有し、Ｌ字の角部に設けられた軸を中心として起伏回動自在に板状部２４Ａに取り付けられた固定部材をそれぞれ備えている。各固定部材は、レチクルＲがレチクル支持部材３４上に載置された際に、図１の主制御装置７０により駆動される不図示の駆動機構を介して、それぞれ所定方向に回転駆動されることで、レチクル支持部材３４との間でレチクルＲを狭持することにより、レチクルＲを機械的に固定する。この場合、固定部材が、不図示の付勢手段によってレチクルＲを支持部材３４側に押圧する方向に常時付勢される構成を採用しても良い。

なお、レチクル支持部材３４及びレチクル固定機構３６に代えて、あるいはこれとともに、バキュームチャックや静電チャックなどの各種チャックを用いることは可能である。

前記ミラー部２４Ｂは、図４（Ａ）から分かるように、Ｙ軸方向を長手方向とする概略角柱状の形状を有し、その中心部分には軽量化を図るための断面円形の空洞部ＣＨが形成されている。このミラー部２４Ｂの−Ｘ側の端面は鏡面加工が施された反射面とされている。

レチクルステージ本体２２の板状部２４Ａの−Ｙ側端部には、図４（Ａ）に示されるように、２つの凹部２４ｇ₁，２４ｇ₂が形成され、該凹部２４ｇ₁，２４ｇ₂のそれぞれには、レトロリフレクタ３２₁，３２₂がそれぞれ設けられている。

前記４つの延設部２４Ｃ₁，２４Ｃ₂，２４Ｄ₁，２４Ｄ₂は、図４（Ａ）に示されるように、概略板状の形状を有し、各延設部には強度向上のための断面三角形状の補強部が設けられている。レチクルステージ本体２２の底面には、延設部２４Ｃ₁から延設部２４Ｄ₁に至るＹ軸方向の全域に渡る第１の気体静圧軸受が形成され、延設部２４Ｃ₂から延設部２４Ｄ₂に至るＹ軸方向の全域に渡る第２の気体静圧軸受が形成されている。これらの軸受として、例えば、特開２００２−１５９８５号に開示される定盤給気タイプの差動排気型気体静圧軸受が用いられる。

本実施形態では、第１、第２の差動排気型の気体静圧軸受けの表面絞り溝からレチクルステージ定盤１６の上面を介して噴き付けられる加圧気体の静圧と、レチクルステージＲＳＴ全体の自重とのバランスにより、レチクルステージ定盤１６の上面の上方に数ミクロン程度のクリアランスを介して、レチクルステージＲＳＴが非接触で浮上支持されるようになっている。

前記レチクルステージ駆動系は、図２に示されるように、カウンタマス１８の内部に、Ｙ軸方向にそれぞれ架設された一対の固定子ユニット３６、３８を含んで構成され、レチクルステージＲＳＴをＹ軸方向に駆動するとともにθｚ方向（Ｚ軸回りの回転方向）に微小駆動する第１駆動機構と、カウンタマス１８の内部の一方の固定子ユニット３８の−Ｘ側にＹ軸方向に架設された固定子ユニット４０を含んで構成され、レチクルステージＲＳＴをＸ軸方向に微小駆動する第２駆動機構と、を備えている。

前記一方の固定子ユニット３６は、図３の分解斜視図に示されるように、Ｙ軸方向を長手方向とする一対の電機子ユニットから成るＹ軸固定子１３６₁，１３６₂と、これらのＹ軸固定子１３６₁，１３６₂をＹ軸方向（長手方向）の一端部と他端部で保持する一対の固定部材１５２とを備えている。この場合、一対の固定部材１５２により、Ｙ軸固定子１３６₁，１３６₂は、Ｚ軸方向（上下方向）に所定間隔をあけて相互に対向してかつＸＹ面にそれぞれ平行に保持されている。一対の固定部材１５２のそれぞれは、前述のカウンタマス１８の内壁面に固定されている。

前記他方の固定子ユニット３８も上記一方の固定子３６と同様に構成されている。すなわち、固定子ユニット３８は、Ｙ軸固定子１３８₁，１３８₂と、一対の固定部材１５４とを備えており、一対の固定部材１５２のそれぞれは、前述のカウンタマス１８の内壁面に固定されている。

Ｙ軸固定子１３６₁，１３８₁と、Ｙ軸固定子１３６₂，１３８₂との間には、それぞれ所定のクリアランスを介して、レチクルステージＲＳＴが配設されている。Ｙ軸固定子１３６₁，１３６₂にそれぞれ対向して、レチクルステージＲＳＴの上面、下面には、一対の磁極ユニット２６₁，２６₂（図４（Ｂ）参照）がそれぞれ埋め込まれ、Ｙ軸固定子１３８₁，１３８₂に対向して、レチクルステージＲＳＴの上面、下面には、一対の磁極ユニット２８₁，２８₂（図４（Ｂ）参照）がそれぞれ埋め込まれている。

磁極ユニット２６₁，２６₂のそれぞれは、図４（Ｂ）に示されるように、前述のレチクルステージ本体２２の板状部２４Ａの段付き開口２２ａの−Ｘ側に、レチクルステージ本体２２の中立面ＣＴを基準として対称に上下面側にそれぞれ形成された凹部２４ｅ₁，２４ｅ₂内に配置されている。

同様に、前記一対の磁極ユニット２８₁，２８₂のそれぞれは、図４（Ｂ）に示されるように、前述のレチクルステージ本体２２の板状部２４Ａの段付き開口２２ａの＋Ｘ側に、レチクルステージ本体２２の中立面ＣＴを基準として対称に上下面側にそれぞれ形成された凹部２４ｆ₁，２４ｆ₂内に配置されている。また、一対の磁極ユニット２８₁，２８₂は、段付き開口２２ａのＸ軸方向の中心位置（レチクルステージＲＳＴの重心のＸ軸方向位置とほぼ一致）を通るＺ軸に関して、磁極ユニット２６₁，２６₂とほぼ左右対称の配置となっている。

また、Ｙ軸固定子１３６₁，１３６₂は、上記中立面ＣＴを基準としてほぼ対称な位置に位置し、Ｙ軸固定子１３８₁，１３８₂も同様に、中立面ＣＴを基準としてほぼ対称な位置に位置している。

このように、磁極ユニット２６₁と２６₂、２８₁と２８₂、及びＹ軸固定子１３６₁と１３６₂、１３８₁と１３８₂がレチクルステージＲＳＴの中立面ＣＴを基準として対称に配置されていることから、Ｙ軸固定子１３６₁，１３６₂，１３８₁，１３８₂の電機子コイルそれぞれに同一の電流を供給することにより、磁極ユニット２６₁，２６₂，２８₁，２８₂のそれぞれに同一の駆動力が与えられ、レチクルステージＲＳＴの中立面ＣＴ（図４（Ｂ）参照）上の２箇所にＹ軸方向の駆動力（磁極ユニット２６₁，２６₂の駆動力の合力、磁極ユニット２８₁，２８₂の駆動力の合力）を作用させることができ、これにより、レチクルステージＲＳＴにはピッチングモーメントが極力作用しないようになっている。

また、本実施形態では、磁極ユニット２６₁と２６₂、磁極ユニット２８₁と２８₂とは、Ｘ軸方向に関しても、レチクルステージＲＳＴの重心近傍位置に関してほぼ対称に配置されていることから、レチクルステージＲＳＴの重心から等距離の２箇所に上記のＹ軸方向の駆動力が作用するので、該２箇所に同一の力を発生させることでレチクルステージＲＳＴの重心位置近傍にＹ軸方向の駆動力の合力を作用させることが可能となっている。従って、レチクルステージＲＳＴにはヨーイングモーメントが極力作用しないようになっている。

なお、上記と反対に、左右のＹ軸方向の駆動力を異ならせることにより、レチクルステージＲＳＴのヨーイングを制御することもできる。

これまでの説明から明らかなように、磁極ユニット２６₁，２６₂と、対応する固定子１３６₁，１３６₂とによりレチクルステージＲＳＴをＹ軸方向に駆動する一対のＹ軸リニアモータが構成され、磁極ユニット２８₁，２８₂と、対応するＹ軸固定子１３８₁，１３８₂とによりレチクルステージＲＳＴをＹ軸方向に駆動する一対のムービングマグネット型のＹ軸リニアモータが構成されている。なお、以下においては、これらＹ軸リニアモータを各Ｙ軸リニアモータを構成する固定子と同一の符号を用いて、「Ｙ軸リニアモータ１３６₁，１３６₂、１３８₁，１３８₂」とも記述するものとする。そして、左右各一対のＹ軸リニアモータ１３６₁，１３６₂、及び１３８₁，１３８₂によって、前述の第１駆動機構が構成されている。

前記固定子ユニット４０は、図３に示されるように、Ｙ軸方向を長手方向とする一対の電機子ユニット１４０₁，１４０₂と、これらの電機子ユニット１４０₁，１４０₂をＹ軸方向（長手方向）の一端部と他端部で保持する一対の固定部材１５６とを備えている。この場合、一対の固定部材１５６により、電機子ユニット１４０₁，１４０₂は、Ｚ軸方向（上下方向）に所定間隔をあけて相互に対向してかつＸＹ面にそれぞれ平行に保持されている。一対の固定部材１５６のそれぞれは、前述のカウンタマス１８の内壁面に固定されている。

電機子ユニット１４０₁，１４０₂相互間には、それぞれ所定のクリアランスを介して、レチクルステージＲＳＴのＸ軸方向の端部に固定された断面矩形（長方形）の板状の永久磁石３０（図４（Ｂ）参照）が配置されている。永久磁石３０に代えて、磁性体部材とその上下面にそれぞれ固定された一対の平板状の永久磁石とから成る磁極ユニットを用いても良い。

従って、永久磁石３０によって形成されるＺ軸方向の磁界と電機子ユニット１４０₁，１４０₂をそれぞれ構成する電機子コイルをＹ軸方向に流れる電流との間の電磁相互作用によりＸ軸方向の電磁力（ローレンツ力）が発生し、このローレンツ力の反力が永久磁石３０（レチクルステージＲＳＴ）をＸ軸方向に駆動する駆動力となる。

この場合、永久磁石３０は、中立面ＣＴを基準としてほぼ対称な形状であり、また、電機子ユニット１４０₁，１４０₂は、中立面ＣＴを基準としてほぼ対称な配置となっていることから（図４（Ｂ）参照）、電機子ユニット１４０₁，１４０₂をそれぞれ構成する電機子コイルに同一の電流を供給することにより、レチクルステージＲＳＴの中立面ＣＴ（図４（Ｂ）参照）上の位置にＸ軸方向の駆動力を作用させることができ、これにより、レチクルステージＲＳＴにはローリングモーメントが極力作用しないようになっている。

上述のように、電機子ユニット１４０₁，１４０₂と永久磁石３０とにより、レチクルステージＲＳＴをＸ軸方向に微小駆動可能なムービングマグネット型のボイスコイルモータが構成されている。なお、以下においては、このボイスコイルモータを該ボイスコイルモータを構成する可動子、すなわち永久磁石の符号を用いてボイスコイルモータ３０とも呼ぶものとする

図５には、前記カウンタマス１８が上下反転して斜視図にて示されている。この図５に示されるように、カウンタマス１８の底面の四隅それぞれには、自重キャンセラ１２０が２つずつ設けられている。

ここで、自重キャンセラ１２０について、更に詳述する。図６（Ａ）は、自重キャンセラ１２０の一部を断面して示す斜視図であり、図６（Ｂ）は、自重キャンセラ１２０の縦断面図である。

自重キャンセラ１２０は、図６（Ａ）、図６（Ｂ）を総合すると分かるように、カウンタマス１８の底面に固定されるシリンダ部１２２と、該シリンダ部１２２と係合したピストン部１２６と、から構成される自重支持機構１２７と；前記ピストン部１２６の底面に固定された軸受を含むエアパッド部１２８と；を備えている。

前記シリンダ部１２２は、その上端面が閉塞された円筒状部分１２２ａと、該円筒状部分１２２ａの下端部（−Ｚ側端部）の全周に渡って設けられたフランジ部１２２ｂとを備えている。シリンダ部１２２は、円筒状部分１２２ａの上端面にてカウンタマス１８の底面に固定されている。

前記ピストン部１２６は、円柱状のピストン１２４ｃと該ピストン１２４ｃの底面に固定された円盤状部材１２４ａと、該円盤状部材１２４ａの上面の外縁部に設けられた断面略Ｌ字状のリング状部材から成るストッパ部材１２４ｂとを備えている。前述したシリンダ部１２２は、ピストン部１２６のピストン１２４ｃの外周面に沿ってＺ軸方向に相対移動可能とされ、シリンダ部１２２内部のピストン１２４ｃより上方には、空間８０が形成されている（図６（Ｂ）参照）。

前記ピストン１２４ｃには、その外周に沿って、環状の溝１２９が形成されている。この環状の溝１２９には、Ｏリング１３０が設けられており、このＯリング１３０により、空間８０の気密が維持されるようになっている。

前記ストッパ部材１２４ｂは、シリンダ部１２２とピストン部１２６との係合が解除されるのを防止する役割を果たしている。

前記エアパッド部１２８は、ピストン部１２６を構成する円盤状部材１２４ａの下面に固定されている。このエアパッド部１２８の底面には、溝１２８ａが形成されている。なお、実際には、溝１２８ａは図５に示されるように円と十字とを組み合わせた形状を有している。この溝１２８ａには、図６（Ｂ）に示されるように、ピストン部１２６とエアパッド部１２８との中心軸近傍に上下貫通した状態で形成された貫通孔１２９ａの一端部が形成されている。

前記空間８０には、シリンダ部１２２の一部に形成された開口１２２ｃを介して給気管１３２の一端が接続されており、この給気管１３２の他端は、不図示の気体供給装置に接続されている。この気体供給装置から、例えば空気等の気体が給気管１３２を介して空間８０内に供給されることにより、該空間８０が、シリンダ部１２２の外部に比べて気圧の高い陽圧空間とされている。したがって、以下においては、空間８０を「陽圧空間８０」とも呼ぶものとする。

上記のように構成される自重キャンセラ１２０では、その上端部でカウンタマス１８を支持した際に、その自重は、自重支持機構１２７の陽圧空間８０の陽圧により支持される（カウンタマス１８が陽圧により低剛性で支持される）。また、空間８０が陽圧空間とされることにより貫通孔１２９ａ内には下向きのガスの流れが生じる。このガスは、貫通孔１２９ａの下端部から噴出され、溝１２８ａ内に外側に向かうガスの流れが生じる。そして、ガスは、溝１２８ａの全域に行き渡り、溝の全体からレチクルステージ定盤１６の上面に向けて噴出される。これにより、エアパッド部１２８の底面とレチクルステージ定盤１６の上面との間のガスの静圧（隙間内圧力）により、エアパッド部１２８の底面とレチクルステージ定盤１６の上面との間には、所定のクリアランスが形成されるようになっている。すなわち、エアパッド部１２８の底面には、実質的に、一種の気体静圧軸受が形成されており、カウンタマス１８及び自重キャンセラ１２０がレチクルステージ定盤１６の上方に非接触で浮上支持されている。

本実施形態では、レチクルステージ定盤１６には、図６（Ｂ）に示されるような、レーザ変位計１１０が３つ設けられている。このレーザ変位計１１０は、例えば、発光素子と位置検出素子（ＰＳＤ）を一組とするものであり、発光素子から、光がカウンタマス１８に向けて出力されると、その反射光を位置検出素子（ＰＳＤ）で受け、位置検出素子からの出力により、カウンタマス１８までの距離の変位を測定することができる。従って、３つのレーザ変位計１１０の測定結果を用いることにより、レチクルステージ定盤１６に対するカウンタマス１８のＺ軸方向の位置及びＸＹ面に対する姿勢を計測することが可能となっている。

本実施形態では、さらに、前述のカウンタマス１８の＋Ｘ側面及び＋Ｙ側面には、図３に示されるように、一部に凹部を有し全体的に略Ｕ字状の形状を有する磁極ユニットから成る可動子６０ａ₁，６０ａ₂，６０ａ₃が設けられている。また、前記可動子６０ａ₁，６０ａ₂，６０ａ₃それぞれの下側には、可動子６０ａ₁〜６０ａ₃と同様の形状を有するが、凹部の方向が異なる可動子６１ａ₁，６１ａ₂，６１ａ₃が設けられている。

これらの可動子６０ａ₁〜６０ａ₃，６１ａ₁〜６１ａ₃に対応して、レチクルステージ定盤１６近傍に設けられた、図２に示される支持台６６上には、支持部材６２₁，６２₂，６２₃を介して、電機子ユニットから成る固定子６０ｂ₁，６０ｂ₂，６０ｂ₃、及び固定子６１ｂ₁，６０ｂ₂，６０ｂ₃が設けられている。

これらのうちの可動子６０ａ₁と固定子６０ｂ₁により、ムービングマグネット型のボイスコイルモータから成るＸ軸方向駆動用のトリムモータＴＸ₁が構成され、可動子６０ａ₂と固定子６０ｂ₂により、ムービングマグネット型のボイスコイルモータから成るＸ軸方向駆動用のトリムモータＴＸ₂が構成されている。また、可動子６０ａ₃と固定子６２ｂ₃とによりＹ軸方向駆動用のトリムモータＴＹが構成されている。これら３つのトリムモータＴＸ₁，ＴＸ₂、ＴＹにより、カウンタマス１８がＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθｚ方向の３自由度方向に駆動可能となっている。

また、可動子６１ａ₁と固定子６１ｂ₁、可動子６１ａ₂と固定子６１ｂ₂、可動子６１ａ₃と固定子６１ｂ₃により、ムービングマグネット型のＺ軸方向駆動用の３つのボイスコイルモータ（以下「Ｚボイスコイルモータ」と呼ぶ）ＶＺ₁、ＶＺ₂、ＶＺ₃が構成されている。これら３つのＺボイスコイルモータＶＺ₁〜ＶＺ₃により、カウンタマス１８がＺ軸方向及びθｘ方向、θｙ方向の３自由度方向に駆動可能となっている。

前記支持台６６は、平面視（上方から見て）略Ｌ字状の支持定盤６９と、該支持定盤６９を支持する支持柱６８ａ〜６８ｃとを備えている。支持台６６は、図１のボディＢＤとは振動的に分離された状態とされている。

図３に示されるように、カウンタマス１８の−Ｘ側の側壁のほぼ中央には、凹状部１８ａが形成されている。この凹状部１８ａにはカウンタマス１８の内部と外部とを連通する矩形開口１８ｂが形成されている。また、カウンタマス１８の−Ｙ側の側壁には、カウンタマス１８の内部と外部とを連通する矩形開口１８ｃが形成されている。

前記矩形開口１８ａの外側（−Ｘ側）には、レチクルステージＲＳＴのミラー部２４Ｂの反射面に対向してＸ軸レーザ干渉計が設けられている。このＸ軸レーザ干渉計からの測長ビームが矩形開口１８ｂを介してミラー部２４Ｂの反射面に対して投射され、その反射光が矩形開口１８ｂを介してＸ軸レーザ干渉計内に戻る。これにより、Ｙ軸レーザ干渉計は、レチクルステージＲＳＴのＸ軸方向の位置を、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出する。この場合、測長ビームの光路のＺ軸方向の位置は、中立面ＣＴの位置に一致している。

前記矩形開口１８ｃの外側（−Ｙ側）には、レチクルステージ本体２２に設けられた前述のレトロリフレクタ３２₁，３２₂の反射面に対向してＹ軸レーザ干渉計が設けられている。この場合、Ｙ軸レーザ干渉計は、レトロリフレクタ３２₁，３２₂にそれぞれ対応して一対設けられている。各Ｙ軸レーザ干渉計からの測長ビームは矩形開口１８ｃを介してレトロリフレクタ３２₁、３２₂の反射面に対してそれぞれ投射され、それぞれの反射光が矩形開口１８ｃを介して各Ｙ軸レーザ干渉計内に戻る。これにより、Ｘ軸レーザ干渉計は、レチクルステージＲＳＴのＹ軸方向の位置を、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出する。この場合、一対のＹ軸レーザ干渉計によって、レチクルステージＲＳＴのＺ軸回りの回転量も検出することが可能となっている。なお、測長ビームの照射点のＺ軸方向の位置は、中立面ＣＴの位置にほぼ一致している。

本実施形態では、図２に示されるように、ミラー部２４Ｂは、Ｙ軸リニアモータ１３６₁，１３６₂の外側に配置されている。このため、Ｘ軸レーザ干渉計の測長軸がＹ軸リニアモータ１３６₁，１３６₂の固定子の上方を通過することがないことから、Ｙ軸リニアモータ１３６₁，１３６₂の固定子を流れる電流による発熱により、Ｙ軸リニアモータ１３６₁，１３６₂近傍に空気揺らぎが発生しても、この空気揺らぎによるＸ軸レーザ干渉計の計測値への影響がないので、レチクルステージＲＳＴ、ひいてはレチクルＲのＸ軸方向位置を高精度で検出することが可能となる。また、この場合、前述の如く、Ｘ軸レーザ干渉計の測長ビームの光路のＺ軸方向の位置は、中立面ＣＴの位置に一致しており、レチクルＲの載置面も中立面ＣＴに一致しているので、いわゆるアッベ誤差なく、レチクルステージＲＳＴ、ひいてはレチクルＲのＸ軸方向位置を精度良く計測することができる。一対のＹ軸干渉計においても、同様の理由により、いわゆるアッベ誤差なく、レチクルステージＲＳＴ、ひいてはレチクルＲのＹ軸方向位置を精度良く計測することができるようになっている。

上述のように、実際には、レーザ干渉計はＸ軸レーザ干渉計と一対のＹ軸レーザ干渉計とが設けられているが、図１ではこれらが代表的にレチクル干渉計システム６９として図示されている。

以下の説明においては、レチクル干渉計システム６９によってレチクルステージＲＳＴのＸＹ面内の位置（θｚ回転を含む）が計測されているものとする。このレチクル干渉計システム６９からのレチクルステージＲＳＴの位置情報（又は速度情報）は図１の主制御装置７０に送られ、主制御装置７０では、レチクルステージＲＳＴの位置情報（又は速度情報）に基づいてレチクルステージＲＳＴの駆動を制御する。

上述のように構成された本実施形態の露光装置１０によると、通常のスキャニング・ステッパと同様に、レチクルアライメント、不図示のアライメント系のベースライン計測、並びにＥＧＡ（エンハンスト・グローバル・アライメント）方式のウエハアライメント等の所定の準備作業が行われた後、以下のようにしてステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行なわれる。

まず、ウエハＷのＸＹ位置が、ウエハＷ上の最初のショット領域（ファースト・ショット）の露光のための走査開始位置（加速開始位置）となるように、ウエハステージＷＳＴが移動される。同時に、レチクルＲの位置が走査開始位置となるように、レチクルステージＲＳＴが移動される。そして、レチクル干渉計システム６９によって計測されたレチクルＲの位置情報、及びウエハ側のＹ軸レーザ干渉計５７Ｙ及びＸ軸レーザ干渉計によって計測されたウエハＷの位置情報に基づき、レチクルＲ（レチクルステージＲＳＴ）とウエハＷ（ウエハステージＷＳＴ）とを同期移動させることにより、走査露光が行なわれる。

このようにして、最初のショット領域に対するレチクルパターンの転写が終了すると、ウエハステージＷＳＴが非走査方向（Ｘ軸方向）に１ショット領域分だけステッピングされた後、次のショット領域に対する走査露光が行なわれる。このようにして、ショット間ステッピング動作と走査露光とが順次繰り返され、ウエハＷ上に複数のショット領域にレチクルＲのパターンが転写される。

上記の走査露光に際して、主制御装置７０によりウエハステージＷＳＴに対するレチクルステージＲＳＴの追従制御が行われるが、この際にレチクルステージＲＳＴの移動に伴う反力が、上記カウンタマス１８の移動によりキャンセルされている。以下、この点について説明する。

すなわち、上記の追従制御にあたって、レチクルステージＲＳＴがＸ軸方向に駆動される際には、前述のボイスコイルモータ３０の可動子がレチクルステージＲＳＴと一体でＸ軸方向に駆動され、この駆動力の反力がボイスコイルモータ３０の固定子（電機子ユニット１４０₁，１４０₂）及び該固定子が固定されたカウンタマス１８に作用することとなる。この場合、カウンタマス１８は、レチクルステージ定盤１６に対して所定のクリアランスを介して非接触とされているので、前記反力の作用により、カウンタマス１８は、運動量保存の法則に従った距離だけその反力に応じた方向に移動する。このカウンタマス１８の移動により、前記反力が吸収される。このとき、レチクルステージＲＳＴのＹ軸方向の位置によっては、上記のＸ軸方向の駆動力の反力に起因するヨーイングモーメントがカウンタマス１８に作用することがある。この場合、カウンタマス１８は、そのヨーイングモーメント及びＸ軸方向の反力の作用によって、運動量保存の法則に従って反力を吸収するようにθｚ回転を伴う自由運動をする。

一方、レチクルステージＲＳＴがウエハステージＷＳＴとの同期をとるために、Ｙ軸方向に駆動される際には、Ｙ軸リニアモータ１３６₁，１３６₂、１３８₁，１３８₂の各可動子がレチクルステージＲＳＴと一体でＹ軸方向に駆動され、各可動子の駆動力の反力の合力がＹ軸リニアモータ１３６₁，１３６₂、１３８₁，１３８₂の各固定子及びこれらが固定されたカウンタマス１８に作用する。この場合も、上記反力の合力の作用により、カウンタマス１８は、運動量保存の法則に従って、前記反力の合力を吸収する距離だけその反力の合力に応じた方向に移動する。

また、Ｙ軸リニアモータ１３６₁，１３６₂と、Ｙ軸リニアモータ１３８₁，１３８₂とが発生する駆動力（推力）を異ならせてレチクルステージＲＳＴをθｚ回転させ、その際、ヨーイングモーメントがカウンタマス１８に作用することがあるが、かかる場合にも、カウンタマス１８は、そのヨーイングモーメント及びＹ軸方向の反力の作用によって、運動量保存の法則に従って反力を吸収するようにθｚ回転を伴う自由運動をする。

また、いずれの場合にも、カウンタマス１８及びレチクルステージＲＳＴを含む系の重心移動は生じないので、レチクルステージ定盤１６には偏荷重も作用しない。

従って、本実施形態では、レチクルステージＲＳＴの駆動時に、該レチクルステージＲＳＴの駆動に伴って生じる反力（Ｘ軸方向及びＹ軸方向の反力）及び該反力によって生じるヨーイングモーメントを確実にキャンセルすることが可能となり、レチクルステージＲＳＴの駆動に伴う振動を抑制することが可能となる。また、上述の如く偏荷重の発生をも防止できるので、これに起因するレチクルステージ定盤１６の姿勢変化なども防止できる。

また、本実施形態では、上記の反力キャンセルのため、レチクルステージ定盤１６上方をカウンタマス１８が移動する際に、その基準位置からのずれ量が許容値を超えないように（すなわち、例えば、カウンタマス１８の移動により、ボイスコイルモータ３０の制御が不能とならないように）、例えば露光に影響を与えない適宜なときに、主制御装置７０により前述の３つのトリムモータＴＸ₁，ＴＸ₂，ＴＹを用いてカウンタマス１８を所定の基準位置に戻すようになっている。

また、本実施形態では、レチクルステージＲＳＴの移動に伴って、Ｚ軸方向に関する振動がＹ軸リニアモータ１３６₁，１３６₂、１３８₁，１３８₂及びボイスコイルモータ３０に発生し、カウンタマス１８に伝達することが考えられるが、本実施形態では、カウンタマス１８の底面に、前述した自重キャンセラ１２０が設けられていることから、該自重キャンセラ１２０がローパスフィルタの役割を果たし、振動（特に高周波の振動）がレチクルステージ定盤１６、ひいては鏡筒定盤２３８及び投影光学系ＰＬに伝達するのを極力抑制することができる。

また、カウンタマス１８が所定のＺ位置及び姿勢を維持するため、主制御装置７０では、前述したレーザ変位計１１０（図６（Ｂ）参照）の計測値に基づいて、ＺボイスコイルモータＶＺ₁〜ＶＺ₃を用いて、カウンタマス１８のＺ軸方向位置及びθｘ、θｙ方向の姿勢を制御する。すなわち、本実施形態のレーザ変位計１１０とＺボイスコイルモータＶＺ₁〜ＶＺ₃とにより、本発明の位置決め装置の少なくとも一部が構成されている。

この場合、トリムモータＴＸ₁，ＴＸ₂、ＴＹ及びＺボイスコイルモータＶＺ₁〜ＶＺ₃がボディＢＤとは振動的に分離された支持台６６により支持されているので、各モータの固定子に発生する振動は、床面Ｆに逃がされるようになっており、投影光学系ＰＬ等への振動の伝達が防止されている。

以上詳細に説明したように、本実施形態のレチクルステージ装置１２によると、レチクルステージＲＳＴのＹ軸方向への移動による反力により、レチクルステージＲＳＴとは反対方向に移動するカウンタマス１８が、エアパッド部１２８を備えており、該エアパッド部１２８とカウンタマス１８との間に、カウンタマス１８の自重を支持する自重支持機構１２７が設けられていることから、レチクルステージのＹ軸方向への移動により生じる反力がレチクルステージ定盤１６の振動要因や姿勢変化の要因となるのを極力抑制することができるとともに、カウンタマス１８に移動面に垂直な方向の振動が生じた場合にも、自重支持機構１２７によって該振動のレチクルステージ定盤１６への伝達を極力抑制することができる。

また、本実施形態のレチクルステージ装置１２によると、レチクルステージＲＳＴのＹ軸方向への移動による反力により、レチクルステージとは反対方向に移動するカウンタマス１８を備え、該カウンタマス１８は、ＺボイスコイルモータＶＺ₁〜ＶＺ₃により、Ｚ軸方向に位置決めされるので、ステージのＹ軸方向への移動により生じる反力がレチクルステージ定盤１６の振動要因や姿勢変化の要因となるのを極力抑制することができるとともに、カウンタマス１８のＺ軸方向に関する位置決め及び水平面に対する傾斜方向の位置決めを行うことが可能となる。

また、本実施形態の露光装置１０によると、レチクルステージＲＳＴの移動による反力がレチクルステージ定盤１６の振動要因や姿勢変化の要因となるのが極力抑制された本実施形態のレチクルステージ装置１２を備えているので、高精度な露光を実現することが可能である。

この場合、本実施形態のように、レチクルステージ定盤１６が鏡筒定盤２３８上に支持されているような場合であっても、鏡筒定盤２３８を介して投影光学系ＰＬに振動が伝達することが無いので、この点からも高精度な露光を実現することが可能である。なお、カウンタマス１８をレチクルステージ定盤１６とは分離した支持部材により支持する場合でも、上述した自重支持機構１２７やＺボイスコイルモータＶＺ₁〜ＶＺ₃を適宜用いても良い。

更に、上記実施形態では、本発明のステージ装置が、レチクルを保持して移動可能なレチクルステージを備えるレチクルステージ装置に採用された場合について説明したが、本発明がこれに限られるものではなく、ウエハステージ装置に採用することも可能である。また、レチクルステージ装置とウエハステージ装置の両方に採用することも可能である。この場合のウエハステージとして、本願出願人が先に出願した特願２００４−１６８４８１号明細書に記載されているウエハステージを用いても良い。

なお、上記実施形態では、自重キャンセラとして、図６（Ａ）に示されるような、付勢手段の少なくとも一部を構成するピストン部１２６とシリンダ部１２２との組み合わせにより陽圧空間を形成する構成を採用することとしたが、本発明がこれに限られるものではなく、例えば、図７に示されるような、ベローズ１１２により陽圧空間が形成される構成を採用することとしても良い。このベローズ１１２内の陽圧空間には、ベローズ１１２に接続された給気管１３２を介して、不図示の気体供給装置から気体が供給されるようになっている。

なお、上記実施形態では、エアパッド部として、陽圧空間内の気体が流出する際の力を利用した構成を採用するものとしたが、本発明がこれに限られるものではなく、例えば、通常市販されているようなエアパッドをそのまま採用することとしても良い。この場合、エアパッドには、陽圧空間とは別の配管等を用いて気体が供給されることとなる。

なお、上記実施形態では、カウンタマス１８のＺ方向位置及び水平面内の傾斜方向に関する位置の計測をレーザ変位計１１０を用いて行うこととしたが、ステージの位置計測に用いるのと同様のレーザ干渉計やその他の種々の計測装置を採用することが可能である。

なお、上記実施形態では、カウンタマス１８に自重キャンセラとＺボイスコイルモータの両方が採用された場合について説明したが、これに限らず、いずれか一方が採用されるのみであっても良い。

なお、上記実施形態では、自重キャンセラ１２０が、カウンタマス１８の底面側に８個設けられた場合について説明したが、これに限らず１個以上の自重キャンセラ１２０を有していれば良い。この場合、１つ以上の自重キャンセラの全支持力が、カウンタマス１８の重心に作用するようにすることが望ましい。なお、１つの自重キャンセラを採用する場合にあっては、カウンタマスとして上記実施形態のような枠状部材から成るカウンタマスを採用せずに、レチクルステージＲＳＴのＹ軸方向への駆動に伴ってレチクルステージＲＳＴとは反対の方向に移動可能な棒状のカウンタマスを採用し、該棒状のカウンタマスの重心位置に１つの自重キャンセラを配置すれば良い。

また、上記実施形態では、定盤給気型の気体静圧軸受を用いることとしたが、本発明がこれに限られるものではなく、レチクルステージＲＳＴに市販のエアパッドを設けることとしても良いし、レチクルステージＲＳＴに上記実施形態と同様のエアパッド部と自重支持機構とを含んで構成される自重キャンセラを設けることとしても良い。

更に、レチクルステージＲＳＴとして、Ｙ軸方向に粗動可能なレチクル粗動ステージと該レチクル粗動ステージ上でＸ軸方向に微小駆動可能なレチクル微動ステージとを備える粗微動構造のレチクルステージを採用した場合に、レチクル粗動ステージ側に、上記実施形態と同様の自重キャンセラを設けることとしても良い。

なお、上記実施形態では、カウンタマス１８の位置調整を行うためのトリムモータをＸ軸方向の位置調整用として２つ、Ｙ軸方向の位置調整用として１つ備える場合について説明したが、本発明がこれに限られるものではなく、Ｘ軸方向の位置調整用として１つ、Ｙ軸方向の位置調整用として２つ備えることとしても良い。また、両方向の位置調整用のトリムモータをそれぞれ２つ以上備えることとしても良い。また、本実施形態では、カウンタマス１８に３つのＺボイスコイルモータが設けられた場合について説明したが本発明がこれに限られるものではなく、Ｚ軸方向にのみ駆動するのであれば、Ｚボイスコイルモータを１つ以上設けることとすれば良い。また、Ｚボイスコイルモータを４つ以上設けることとしても勿論良い。

なお、上記実施形態では、レチクルステージＲＳＴをＹ軸方向に駆動する駆動機構を左右各一対のＹ軸リニアモータで構成し、レチクルステージＲＳＴをＸ軸方向に駆動する駆動機構をボイスコイルモータで構成するものとしたが、本発明がこれに限定されないことは勿論である。

また、上記実施形態では、ミラー部２４Ｂには空洞部ＣＨが形成されている場合に説明したが、ミラー部２４Ｂに中空部を形成しなくても良い。また、ミラー部２４Ｂと板状部２４Ａとを一体成形とすることとして説明したが、これに限らず、別部材にて構成し、各部の間を弾性ヒンジ部にて連結することとしても良い。

また、上記実施形態においては、レチクルステージＲＳＴを一体成形により構成するものとしたが、本発明がこれに限られるものではなく、各部を別体により構成することとしても良い。

なお、上記実施形態では、第２コラム２３４が鏡筒定盤２３８上（第１コラム２３２上）で支持された場合について説明したが、本発明がこれに限られるものではなく、第２コラム２３４を床面Ｆ上から直接支持するようにして、第１コラム２３２と第２コラム２３４とを振動的に分離することとしても良い。この場合であっても、本実施形態のレチクルステージ装置を採用することにより、レチクルステージ定盤１６に振動が伝達しないので、高精度なレチクルステージＲＳＴの駆動を実現することが可能である。

《参考例》
図８には、上記実施形態の参考例としての、レチクルステージ装置１２'が斜視図にて示されている。図８のレチクルステージ装置１２'は、図２のレチクルステージ装置１２と異なり、カウンタマス１８'の一部にダイナミックダンパ３５０が設けられている点に特徴を有している。なお、上記実施形態に採用された自重キャンセラ１２０及びＺボイスコイルモータＶＺ₁〜ＶＺ₃は設けられておらず、カウンタマス１８'は例えば市販のエアパッド等によりレチクルステージ定盤１６上で浮上支持されているものとする。

前記ダイナミックダンパ３５０は、カウンタマス１８'の＋Ｘ側の辺部と−Ｘ方向の辺部とに、Ｙ軸方向に沿って複数個配置されている。各ダイナミックダンパ３５０は、図９に斜視図にて示されるように、基部３５１と、防振部材（弾性体）３５２ａ，３５２ｂと、質量体３５３ａ、３５３ｂと、を備えている。

前記基部３５１は、ＸＹ面を有する平板部と、Ｚ軸方向に伸びる２つの脚部とから成る、＋Ｙ側（又は−Ｙ側）から見て略Ｕ字状（コ字状）の形状を有し、２つの脚部がカウンタマス１８'の上端面に固定されている（図８参照）。

前記防振部材３５２ａ，３５２ｂは、基部３５１の平板部の上下面にそれぞれ取り付けられている。防振部材３５２ａ，３５２ｂは平面視（上方から見て）矩形状でＺ軸方向に比較的厚くかつその厚みが均一に形成されている。防振部材３５２ａ，３５２ｂとしては、粘性係数の比較的大きな素材、例えばゴム等を採用することができる。

前記質量体３５３ａ，３５３ｂは、防振部材３５２ａ，３５２ｂをそれぞれ介在させた状態で基部３５１の平板部の上下に取り付けられている。質量体３５３ａ，３５３ｂは、平面視（上方から見て）矩形状でＺ方向に均一な厚みを有する板状部材で構成されている。両質量体３５３ａ，３５３ｂには双方を連結する４つのスペーサ３５４が架設されており、質量体３５３ａ，３５３ｂとスペーサ３５４とを含んで一体の質量部３５５が構成されている。また、基部３５１にはスペーサ３５４と干渉しないように切り欠き部３５１ｃが形成されている。

以上のように構成されるダイナミックダンパ３５０では、防振部材３５２ａ，３５２ｂと質量部３５５とから成る駆動系のＺ軸方向に関する振動の固有振動数がレチクルステージＲＳＴの駆動の際にカウンタマス１８'に生じるＺ軸方向に関する振動の振動数とほぼ等しくなるように設定されている。

従って、レチクルステージＲＳＴの駆動の際にカウンタマス１８'に振動が生じると、防振部材３５２ａ，３５２ｂと質量部３５５とから成る振動系がＺ軸方向に励振され、この振動系が励振されることによってカウンタマス１８'の振動エネルギがダイナミックダンパ３５０に吸収された状態となり、カウンタマス１８'の振動エネルギが減少することにより、振動が抑制される。しかも、本参考例では、レチクルステージＲＳＴのＹ軸方向の駆動範囲内に複数のダイナミックダンパ３５０が設けられていることから、レチクルステージＲＳＴがＹ軸方向のいずれの位置で駆動されても、カウンタマス１８'に生じる振動を効果的に抑制することができる。なお、ダイナミックダンパ３５０と前述の自重キャンセラ１２０やＺボイスコイルモータＶＺ₁〜ＶＺ₃とを適宜組み合わせて用いても良い。

なお、上記実施形態及び参考例では，本発明に係るステージ装置が走査型のＶＵＶ露光装置のレチクルステージ装置に適用された場合について説明したが、これに限らず、本発明に係るステージ装置は，投影光学系を用いることなくマスクと基板とを密着させてマスクパターンを基板に転写するプロキシミティタイプのアライナーのマスクステージ装置や、液晶用の一括転写方式の走査型露光装置などのマスクステージ装置あるいはプレートステージ装置などに好適に適用できる。この他、ＥＢＰＳ方式の電子線露光装置、波長５〜３０ｎｍ程度の軟Ｘ線領域の光を露光光として用いるいわゆるＥＵＶＬ等の露光装置にも本発明に係るステージ装置は適用できる。

この他、物体（試料）が載置される移動体を所定の第１軸方向に駆動可能でその第１軸方向に直交する第２軸方向及び回転方向にも微小駆動が必要な装置であれば、露光装置に限らず、その他の精密機械などにも本発明に係るステージ装置は好適に適用できる。

また、上記実施形態及び参考例では、投影光学系ＰＬとして縮小系を用いる場合について説明したが、投影光学系は等倍系および拡大系のいずれでも良い。また、いわゆるカタディオプトリック系（反射屈折系）、あるいは反射光学素子のみから成る反射系を用いても良い。

なお、上記実施形態及び参考例では、本発明が半導体製造用の露光装置に適用された場合について説明したが、これに限らず、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子、有機ＥＬ、マイクロマシン、ＤＮＡチップなどを製造するための露光装置などにも本発明は広く適用できる。

また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。

なお、例えば国際公開ＷＯ９９／４９５０４号などに開示される、投影光学系ＰＬとウエハとの間に液体が満たされる液浸露光装置に本発明を適用しても良い。

以上説明したように、本発明のステージ装置は、一軸方向に移動可能なステージを駆動するのに適している。また、本発明の露光装置は、マスクステージに載置されたマスクのパターンを基板ステージに載置された基板に露光するのに適している。

一実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。 図１のレチクルステージ装置を示す斜視図である。 図２のレチクルステージ装置の分解斜視図である。 図４（Ａ）は、レチクルステージを斜視図にて示す図であり、図４（Ｂ）は、レチクルステージの断面図である。 カウンタマスの下面側について説明するための図である。 図６（Ａ）は、自重キャンセラを一部断面して示す斜視図であり、図６（Ｂ）は、自重キャンセラの縦断面図である。 自重キャンセラの変形例である。 参考例に係るレチクルステージの斜視図である。 図８のダイナミックダンパを取り出して拡大して示す斜視図である。

符号の説明

１０…露光装置、１２…レチクルステージ装置（ステージ装置）、１６…レチクルステージ定盤（ベース部材）、１８…カウンタマス、６１ａ₁〜６１ａ₃…可動子、６１ｂ₁〜６１ｂ₃…固定子、１１０…レーザ変位計（検出装置、位置決め装置の一部）、１２２…シリンダ部（付勢装置の一部）、１２６…ピストン部（付勢装置の一部）、１２７…自重支持機構、１２８…エアパッド部（軸受）、１３２…給気管（付勢装置の一部）、Ｒ…レチクル（マスク）、ＲＳＴ…レチクルステージ（ステージ、マスクステージ）、ＶＺ₁〜ＶＺ₃…Ｚボイスコイルモータ（駆動機構、位置決め装置の一部）、Ｗ…ウエハ（基板）、ＷＳＴ…ウエハステージ（基板ステージ）。

Claims (13)

1. 移動面を有したベース部材に支持され、少なくとも前記移動面内の一軸方向に移動可能なステージと；
   軸受を備え、前記ステージの一軸方向への移動による反力により前記ステージとは反対方向に移動するカウンタマスと；
   前記軸受と前記カウンタマスとの間に設けられ、前記カウンタマスの自重を支持する自重支持機構と；
   前記カウンタマスに対して前記移動面と直交する方向の駆動力を作用させる駆動機構と、を備えることを特徴とするステージ装置。
2. 前記自重支持機構を、１つ以上備え、
   前記１つ以上の自重支持機構の全支持力は、前記カウンタマスの重心に作用することを特徴とする請求項１に記載のステージ装置。
3. 前記自重支持機構は、陽圧の気体を用いて前記カウンタマスを前記移動面とは直交する方向に付勢する付勢装置を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載のステージ装置。
4. 前記自重支持機構は、ベローズと、該ベローズに陽圧気体を供給する気体供給装置とを有していることを特徴とする請求項１又は２に記載のステージ装置。
5. 前記駆動機構は、前記カウンタマスに接続された可動子と、前記ベース部材とは振動的に分離されて設置された固定子とを有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のステージ装置。
6. 移動面を有したベース部材に支持され、少なくとも前記移動面内の一軸方向に移動可能なステージと；
   前記ステージの一軸方向への移動による反力により、前記ステージとは反対方向に移動するカウンタマスと；
   前記移動面と直交する方向に前記カウンタマスを位置決めする位置決め装置と；を備えることを特徴とするステージ装置。
7. 前記位置決め装置は、前記カウンタマスを前記移動面と直交する方向に駆動する駆動装置を有し、
   該駆動装置は、前記カウンタマスに接続された可動子と、前記ベース部材とは振動的に分離されて設置された固定子とを有していることを特徴とする請求項６に記載のステージ装置。
8. 前記駆動装置は、前記カウンタマスを、一直線上に無い少なくとも３箇所で駆動することを特徴とする請求項７に記載のステージ装置。
9. 前記位置決め装置は、前記カウンタマスの前記移動面と直交する方向と、前記移動面に対する傾斜量との少なくとも一方の位置を検出する検出装置を有していることを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載のステージ装置。
10. マスクステージに載置されたマスクのパターンを基板ステージに載置された基板に露光する露光装置であって、
    前記マスクステージと前記基板ステージとの一方を前記ステージとして含む請求項１〜９のいずれか一項に記載のステージ装置を備えることを特徴とする露光装置。
11. マスクステージに載置されたマスクのパターンを、基板ステージに載置された基板に投影する投影光学系と；
    第一軸方向および該第一軸方向と交差する第二軸方向とを含む移動面上で、少なくとも前記第一軸方向に移動可能なステージと；
    前記ステージの前記第一軸方向への移動による反力により、前記ステージとは反対方向に移動するカウンタマスと；
    前記移動面と直交する方向に前記カウンタマスを位置決めする駆動装置と；を備えることを特徴とする露光装置。
12. 前記駆動装置は、前記カウンタマスに接続された可動子と、前記投影光学系とは振動的に分離されて設置された固定子と、を有していることを特徴とする請求項１１に記載の露光装置。
13. 前記駆動装置は、前記カウンタマスを、一直線上に無い少なくとも３箇所で駆動することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の露光装置。

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