JP5958692B2 - MOBILE DEVICE, EXPOSURE APPARATUS, MANUFACTURING METHOD FOR FLAT PANEL DISPLAY, DEVICE MANUFACTURING METHOD, MOBILE BODY DRIVING METHOD, AND EXPOSURE METHOD - Google Patents

MOBILE DEVICE, EXPOSURE APPARATUS, MANUFACTURING METHOD FOR FLAT PANEL DISPLAY, DEVICE MANUFACTURING METHOD, MOBILE BODY DRIVING METHOD, AND EXPOSURE METHOD Download PDF

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本発明は、移動体装置、露光装置、フラットパネルディスプレイの製造方法、デバイス製造方法、及び移動体の駆動方法並びに露光方法に係り、更に詳しくは、移動体を所定の二次元平面に沿って駆動する移動体装置、前記移動体装置を含む露光装置、前記露光装置を用いたフラットパネルディスプレイの製造方法、前記露光装置を用いたデバイス製造方法、及び移動体を所定の二次元平面に沿って駆動する方法並びに前記移動体の駆動方法を用いた露光方法に関する。   The present invention relates to a moving body device, an exposure apparatus, a flat panel display manufacturing method, a device manufacturing method, a moving body driving method, and an exposure method, and more specifically, driving a moving body along a predetermined two-dimensional plane. Moving body apparatus, exposure apparatus including the moving body apparatus, flat panel display manufacturing method using the exposure apparatus, device manufacturing method using the exposure apparatus, and driving the moving body along a predetermined two-dimensional plane And an exposure method using the driving method of the moving body.

従来、液晶表示素子、半導体素子（集積回路等）等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するリソグラフィ工程では、マスク又はレチクル（以下、「マスク」と総称する）と、ガラスプレート又はウエハ（以下、「基板」と総称する）とを所定の走査方向（スキャン方向）に沿って同期移動させつつ、マスクに形成されたパターンをエネルギビームを用いて基板上に転写するステップ・アンド・スキャン方式の露光装置が用いられている。   Conventionally, in a lithography process for manufacturing electronic devices (microdevices) such as liquid crystal display elements, semiconductor elements (integrated circuits, etc.), a mask or reticle (hereinafter collectively referred to as “mask”), a glass plate or wafer (hereinafter referred to as “mask”). Step-and-scan exposure in which the pattern formed on the mask is transferred onto the substrate using an energy beam while the substrate is collectively moved along a predetermined scanning direction (scanning direction). The device is used.

この種の露光装置としては、基板を保持する微動ステージが重量キャンセル装置により下方から支持されるとともに、該重量キャンセル装置のクロススキャン方向への移動をガイドするガイド部材が、重量キャンセル装置と共にスキャン方向に移動可能な基板ステージ装置を有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。   In this type of exposure apparatus, a fine movement stage that holds a substrate is supported from below by a weight cancellation apparatus, and a guide member that guides the movement of the weight cancellation apparatus in the cross-scan direction is, together with the weight cancellation apparatus, a scanning direction. There is known one having a movable substrate stage device (for example, see Patent Document 1).

ここで、近年の基板の大型化に伴い、基板ステージ装置は、大型化し、重量が増大する傾向にある。   Here, with the recent increase in the size of the substrate, the substrate stage device tends to increase in size and weight.

米国特許出願公開第２０１０／０２６６９６１号明細書US Patent Application Publication No. 2010/0266961

本発明は、上述の事情の下でなされたもので、第１の観点からすると、所定の二次元平面内の第１方向に延び、前記第１方向、及び前記二次元平面内で前記第１方向に直交する第２方向に沿った位置を移動可能なガイド部材と、前記ガイド部材上に設けられ、該ガイド部材に沿って前記第１方向に沿った位置を移動可能、かつ前記ガイド部材と共に前記第２方向に沿った位置を移動可能な移動体と、前記第１方向に関して前記ガイド部材よりも長い寸法を有し、前記ガイド部材を支持した状態で前記ガイド部材及び前記移動体と共に前記第２方向に沿った位置を移動可能なベース部材と、を備え、前記ガイド部材は、前記移動体の前記第１方向の位置に応じて前記第１方向に関する位置が位置決めされ移動体装置である。 The present invention has been made under the circumstances described above. From a first viewpoint, the present invention extends in a first direction in a predetermined two-dimensional plane, and the first direction and the first in the two-dimensional plane. A guide member movable along a second direction orthogonal to the direction, and provided on the guide member, movable along the guide member along the first direction, and together with the guide member A movable body that is movable in a position along the second direction, and has a dimension that is longer than the guide member in the first direction, and the guide member and the movable body together with the guide member and the movable body in a state of supporting the guide member. A base member that is movable in positions along two directions, and the guide member is a mobile device in which a position in the first direction is positioned according to the position of the mobile body in the first direction.

これによれば、移動体の第１方向に沿った位置に応じてガイド部材の第１方向に沿った位置が位置決めされるので、ガイド部材の第１方向に沿った寸法を、移動体の第１方向に関する移動可能距離よりも短く設定することができ、装置の小型化、軽量化を図ることができる。   According to this, since the position along the first direction of the guide member is positioned according to the position along the first direction of the moving body, the dimension along the first direction of the guide member is set to the first position of the moving body. The distance can be set shorter than the movable distance in one direction, and the apparatus can be reduced in size and weight.

本発明は、第２の観点からすると、前記移動体に所定の物体が保持される本発明の第１の観点にかかる移動体装置と、前記移動体に保持された前記物体にエネルギビームを用いて所定のパターンを形成するパターン形成装置と、を備え、前記物体が前記エネルギビームに対して前記第１方向に沿って駆動されることにより該物体に前記所定のパターンが走査露光される露光装置である。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a moving body device according to the first aspect of the present invention in which a predetermined object is held on the moving body, and an energy beam is used for the object held on the moving body. An exposure apparatus that scans and exposes the predetermined pattern on the object when the object is driven along the first direction with respect to the energy beam. It is.

本発明は、第３の観点からすると、本発明の第２の観点にかかる露光装置を用いて前記物体を露光することと、露光された前記物体を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法である。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a flat panel display comprising: exposing the object using the exposure apparatus according to the second aspect of the present invention; and developing the exposed object. It is a manufacturing method.

本発明は、第４の観点からすると、本発明の第２の観点にかかる露光装置を用いて前記物体を露光することと、露光された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法である。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing method comprising: exposing the object using the exposure apparatus according to the second aspect of the present invention; and developing the exposed object. is there.

本発明は、第５の観点からすると、所定の二次元平面内における第１方向に延びるガイド部材上であって、前記第１方向に関する一側の領域上に移動体を配置することと、前記第１方向に関して前記ガイド部材よりも長い寸法を有するベース部材上であって、前記ガイド部材及び前記移動体を配置することと、前記ガイド部材上で前記移動体を前記第１方向に関する他側に向けて移動させることと、前記ガイド部材の前記他側の領域上に位置した前記移動体と前記ガイド部材とを前記他側に向けて一体的に所定距離移動させることと、前記ガイド部材上で前記移動体を前記一側に向けて移動させることと、前記ベース部材と前記ガイド部材と前記移動体とを前記第１方向に交差する前記第２方向に移動させることと、を含む移動体の駆動方法である。 The present invention is, to a fifth aspect of the that an upper guide member extending in a first direction in a predetermined two-dimensional plane, placing the mobile on one side of the region for the first direction, wherein A base member having a length longer than that of the guide member with respect to the first direction, the guide member and the moving body being disposed; and the moving body on the guide member on the other side with respect to the first direction. Moving the movable body located on the other region of the guide member and the guide member integrally toward the other side by a predetermined distance, and on the guide member Moving the moving body toward the one side, and moving the base member, the guide member, and the moving body in the second direction intersecting the first direction . Driving method A.

本発明は、第６の観点からすると、所定の二次元平面内における第１方向に延びるガイド部材上であって、前記第１方向に関する一側の領域上に移動体を配置することと、前記第１方向に関して前記ガイド部材よりも長い寸法を有するベース部材上であって、前記ガイド部材及び前記移動体を配置することと、前記ガイド部材上で前記移動体を前記第１方向に関する他側に向けて移動させることと、前記ガイド部材の前記他側の領域上に位置した前記移動体と前記ガイド部材とを前記一側に向けて一体的に所定距離移動させることと、前記ガイド部材上で前記移動体を前記一側に向けて移動させることと、前記ベース部材と前記ガイド部材と前記移動体とを前記第１方向に交差する前記第２方向に移動させることと、を含む移動体の駆動方法である。 The present invention is, to a sixth aspect of the that an upper guide member extending in a first direction in a predetermined two-dimensional plane, placing the mobile on one side of the region for the first direction, wherein A base member having a length longer than that of the guide member with respect to the first direction, the guide member and the moving body being disposed; and the moving body on the guide member on the other side with respect to the first direction. Moving the movable body located on the other region of the guide member and the guide member integrally toward the one side by a predetermined distance, and on the guide member Moving the moving body toward the one side, and moving the base member, the guide member, and the moving body in the second direction intersecting the first direction . Driving method A.

本発明は、第７の観点からすると、本発明の第５又は第６の観点にかかる移動体の駆動方法を用いて前記移動体を前記第１方向に沿って駆動することと、前記第１方向に移動する前記移動体に保持された物体にエネルギビームを用いて所定のパターンを走査露光することと、を含む露光方法である。   According to a seventh aspect of the present invention, the moving body is driven along the first direction using the moving body driving method according to the fifth or sixth aspect of the present invention, and the first And scanning and exposing a predetermined pattern using an energy beam to an object held by the moving body that moves in a direction.

一実施形態に係る液晶露光装置の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the structure of the liquid-crystal exposure apparatus which concerns on one Embodiment. 図１の液晶露光装置が有する基板ステージ装置の平面図（一部省略）である。FIG. 2 is a plan view (partially omitted) of a substrate stage device included in the liquid crystal exposure apparatus of FIG. 1. 図２の基板ステージ装置のＡ−Ａ線断面図である。It is the sectional view on the AA line of the substrate stage apparatus of FIG. 図２の基板ステージ装置のＢ−Ｂ線断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the substrate stage apparatus of FIG. 2 along the line BB. 図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、基板ステージ装置の動作を説明するための図（その１）である。FIGS. 5A and 5B are views (part 1) for explaining the operation of the substrate stage apparatus. 図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、基板ステージ装置の動作を説明するための図（その２）である。6A and 6B are diagrams (part 2) for explaining the operation of the substrate stage apparatus. 図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、基板ステージ装置の動作を説明するための図（その３）である。FIGS. 7A and 7B are views (No. 3) for explaining the operation of the substrate stage apparatus. 図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、基板ステージ装置の動作を説明するための図（その４）である。FIGS. 8A and 8B are views (part 4) for explaining the operation of the substrate stage apparatus. 図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、基板ステージ装置の動作を説明するための図（その５）である。FIGS. 9A and 9B are views (No. 5) for explaining the operation of the substrate stage apparatus. 図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、基板ステージ装置の動作を説明するための図（その６）である。FIGS. 10A and 10B are views (No. 6) for explaining the operation of the substrate stage apparatus. 図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、基板ステージ装置の動作を説明するための図（その７）である。FIG. 11A and FIG. 11B are views (No. 7) for explaining the operation of the substrate stage apparatus. 図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は、基板ステージ装置の動作を説明するための図（その８）である。12A and 12B are views (No. 8) for explaining the operation of the substrate stage apparatus. 図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）は、基板ステージ装置の動作を説明するための図（その９）である。FIGS. 13A and 13B are views (No. 9) for explaining the operation of the substrate stage apparatus. 図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）は、基板ステージ装置の動作を説明するための図（その１０）である。14A and 14B are views (No. 10) for explaining the operation of the substrate stage apparatus. 図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）は、基板ステージ装置の動作を説明するための図（その１１）である。FIGS. 15A and 15B are views (No. 11) for explaining the operation of the substrate stage apparatus. 図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）は、基板ステージ装置の動作を説明するための図（その１２）である。FIGS. 16A and 16B are views (No. 12) for explaining the operation of the substrate stage apparatus. 図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）は、基板ステージ装置の動作を説明するための図（その１３）である。FIGS. 17A and 17B are views (No. 13) for explaining the operation of the substrate stage apparatus. 図１８（Ａ）及び図１８（Ｂ）は、基板ステージ装置の動作を説明するための図（その１４）である。18A and 18B are views (No. 14) for explaining the operation of the substrate stage apparatus. 図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）は、基板ステージ装置の動作を説明するための図（その１５）である。FIGS. 19A and 19B are views (No. 15) for explaining the operation of the substrate stage apparatus. 図２０（Ａ）及び図２０（Ｂ）は、基板ステージ装置の動作を説明するための図（その１６）である。20A and 20B are views (No. 16) for explaining the operation of the substrate stage apparatus. 図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）は、基板ステージ装置の動作を説明するための図（その１７）である。FIGS. 21A and 21B are views (No. 17) for explaining the operation of the substrate stage apparatus. 図２２（Ａ）及び図２２（Ｂ）は、第１の変形例に係る基板ステージ装置の動作を説明するための図（その１）である。22A and 22B are views (No. 1) for explaining the operation of the substrate stage apparatus according to the first modification. 図２３（Ａ）及び図２３（Ｂ）は、第１の変形例に係る基板ステージ装置の動作を説明するための図（その２）である。FIGS. 23A and 23B are views (No. 2) for explaining the operation of the substrate stage apparatus according to the first modification. 図２４（Ａ）及び図２４（Ｂ）は、第１の変形例に係る基板ステージ装置の動作を説明するための図（その３）である。24A and 24B are views (No. 3) for explaining the operation of the substrate stage device according to the first modification. 図２５（Ａ）及び図２５（Ｂ）は、第１の変形例に係る基板ステージ装置の動作を説明するための図（その４）である。25A and 25B are views (No. 4) for explaining the operation of the substrate stage device according to the first modification. 図２６（Ａ）〜図２６（Ｄ）は、第２の変形例に係る基板ステージ装置の動作を説明するための図である。FIG. 26A to FIG. 26D are diagrams for explaining the operation of the substrate stage apparatus according to the second modification. 図２７（Ａ）〜図２７（Ｄ）は、第３の変形例に係る基板ステージ装置の動作を説明するための図である。FIGS. 27A to 27D are views for explaining the operation of the substrate stage apparatus according to the third modification. 第４の変形例に係る基板ステージ装置の断面図である。It is sectional drawing of the substrate stage apparatus which concerns on a 4th modification. 図２９（Ａ）及び図２９（Ｂ）は、第４の変形例に係る基板ステージ装置の動作を説明するための図（その１）である。FIGS. 29A and 29B are views (No. 1) for explaining the operation of the substrate stage apparatus according to the fourth modification. 図３０（Ａ）及び図３０（Ｂ）は、第４の変形例に係る基板ステージ装置の動作を説明するための図（その２）である。30A and 30B are views (No. 2) for explaining the operation of the substrate stage device according to the fourth modification. 図３１（Ａ）及び図３１（Ｂ）は、第４の変形例に係る基板ステージ装置の動作を説明するための図（その３）である。FIGS. 31A and 31B are views (No. 3) for explaining the operation of the substrate stage apparatus according to the fourth modification. 図３２（Ａ）及び図３２（Ｂ）は、第４の変形例に係る基板ステージ装置の動作を説明するための図（その４）である。FIGS. 32A and 32B are views (No. 4) for explaining the operation of the substrate stage apparatus according to the fourth modification. 図３３（Ａ）及び図３３（Ｂ）は、第４の変形例に係る基板ステージ装置の動作を説明するための図（その５）である。33A and 33B are views (No. 5) for explaining the operation of the substrate stage apparatus according to the fourth modification. 図３４（Ａ）及び図３４（Ｂ）は、第４の変形例に係る基板ステージ装置の動作を説明するための図（その６）である。FIGS. 34A and 34B are views (No. 6) for explaining the operation of the substrate stage apparatus according to the fourth modification. 図３５（Ａ）及び図３５（Ｂ）は、ステップガイド装置の変形例を示す図である。FIG. 35A and FIG. 35B are diagrams showing a modification of the step guide device.

以下、本発明の一実施形態について、図１〜図２１（Ｂ）に基づいて説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図１には、一実施形態に係る液晶露光装置１０の構成が概略的に示されている。液晶露光装置１０は、例えば液晶表示装置（フラットパネルディスプレイ）などに用いられる矩形（角型）のガラス基板Ｐ（以下、単に基板Ｐと称する）を露光対象物とするステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、いわゆるスキャナである。   FIG. 1 schematically shows a configuration of a liquid crystal exposure apparatus 10 according to an embodiment. The liquid crystal exposure apparatus 10 employs a step-and-scan method in which a rectangular (square) glass substrate P (hereinafter simply referred to as a substrate P) used in, for example, a liquid crystal display device (flat panel display) is an exposure object. A projection exposure apparatus, a so-called scanner.

液晶露光装置１０は、照明系１２、回路パターンなどが形成されたマスクＭを保持するマスクステージ１４、投影光学系１６、装置本体１８、表面（図１で＋Ｚ側を向いた面）にレジスト（感応剤）が塗布された基板Ｐを保持する基板ステージ装置２０、及びこれらの制御系等を有している。以下、露光時にマスクＭと基板Ｐとが投影光学系１６に対してそれぞれ相対走査される方向をＸ軸方向とし、水平面内でＸ軸に直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸及びＹ軸に直交する方向をＺ軸方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸回りの回転方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行う。   The liquid crystal exposure apparatus 10 has an illumination system 12, a mask stage 14 that holds a mask M on which a circuit pattern and the like are formed, a projection optical system 16, an apparatus body 18, and a resist (surface facing the + Z side in FIG. 1) ( A substrate stage device 20 that holds the substrate P coated with a sensitive agent), a control system thereof, and the like. Hereinafter, the direction in which the mask M and the substrate P are relatively scanned with respect to the projection optical system 16 at the time of exposure is defined as the X-axis direction, and the direction orthogonal to the X-axis in the horizontal plane is defined as the Y-axis direction, the X-axis, and the Y-axis. The description will be made assuming that the orthogonal direction is the Z-axis direction, and the rotation directions around the X-axis, Y-axis, and Z-axis are the θx, θy, and θz directions, respectively.

照明系１２は、例えば米国特許第５，７２９，３３１号明細書などに開示される照明系と同様に構成されている。照明系１２は、露光用の照明光ＩＬをマスクＭに照射する。照明光ＩＬとしては、例えばｉ線（波長３６５ｎｍ）、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）などの光（あるいは、上記ｉ線、ｇ線、ｈ線の合成光）が用いられる。   The illumination system 12 is configured similarly to the illumination system disclosed in, for example, US Pat. No. 5,729,331. The illumination system 12 irradiates the mask M with illumination light IL for exposure. As the illumination light IL, for example, light such as i-line (wavelength 365 nm), g-line (wavelength 436 nm), h-line (wavelength 405 nm), or the combined light of the i-line, g-line, and h-line is used.

マスクステージ１４は、所定の回路パターンが形成されたマスクＭを、例えば真空吸着により保持している。マスクステージ１４は、例えばリニアモータを含むマスクステージ駆動系（不図示）により走査方向（Ｘ軸方向）に所定の長ストロークで駆動されるとともに、Ｙ軸方向、及びθｚ方向に適宜微少駆動される。マスクステージ１４のＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転量情報を含む）は、不図示のレーザ干渉計を含むマスク干渉計システムにより求められる。   The mask stage 14 holds the mask M on which a predetermined circuit pattern is formed, for example, by vacuum suction. The mask stage 14 is driven with a predetermined long stroke in the scanning direction (X-axis direction) by a mask stage driving system (not shown) including a linear motor, for example, and is also slightly driven in the Y-axis direction and the θz direction as appropriate. . Position information of the mask stage 14 in the XY plane (including rotation amount information in the θz direction) is obtained by a mask interferometer system including a laser interferometer (not shown).

投影光学系１６は、マスクステージ１４の下方に配置され、装置本体１８の一部である鏡筒定盤１８ａに支持されている。投影光学系１６は、例えば米国特許第６，５５２，７７５号明細書に開示された投影光学系と同様に構成されている。すなわち、投影光学系１６は、マスクＭのパターン像の投影領域が千鳥状に配置された複数の投影光学系（マルチレンズ投影光学系）を含み、Ｙ軸方向を長手方向とする長方形状の単一のイメージフィールドを持つ投影光学系と同等に機能する。本実施形態では、複数の投影光学系それぞれとしては、例えば両側テレセントリックな等倍系で正立正像を形成するものが用いられている。   The projection optical system 16 is disposed below the mask stage 14 and is supported by a lens barrel surface plate 18 a that is a part of the apparatus main body 18. The projection optical system 16 is configured similarly to the projection optical system disclosed in, for example, US Pat. No. 6,552,775. In other words, the projection optical system 16 includes a plurality of projection optical systems (multi-lens projection optical systems) in which the projection areas of the pattern image of the mask M are arranged in a staggered manner, and is a single rectangular shape whose longitudinal direction is the Y-axis direction. Functions in the same way as a projection optical system having one image field. In the present embodiment, as each of the plurality of projection optical systems, for example, a bilateral telecentric equal magnification system that forms an erect image is used.

このため、照明系１２からの照明光ＩＬによってマスクＭ上の照明領域が照明されると、マスクＭを通過した照明光により、投影光学系１６を介してその照明領域内のマスクＭの回路パターンの投影像（部分正立像）が、基板Ｐ上の照明領域に共役な照明光の照射領域（露光領域）に形成される。そして、マスクステージ１４と基板ステージ装置２０との同期駆動によって、照明領域（照明光ＩＬ）に対してマスクＭを走査方向に相対移動させるとともに、露光領域（照明光ＩＬ）に対して基板Ｐを走査方向に相対移動させることで、基板Ｐ上の１つのショット領域の走査露光が行われ、そのショット領域にマスクＭに形成されたパターンが転写される。すなわち、液晶露光装置１０では、照明系１２及び投影光学系１６によって基板Ｐ上にマスクＭのパターンが生成され、照明光ＩＬによる基板Ｐ上の感応層（レジスト層）の露光によって基板Ｐ上にそのパターンが形成される。   For this reason, when the illumination area on the mask M is illuminated by the illumination light IL from the illumination system 12, the illumination light that has passed through the mask M causes the circuit pattern of the mask M in the illumination area via the projection optical system 16. The projected image (partial upright image) is formed in the illumination light irradiation region (exposure region) conjugate to the illumination region on the substrate P. Then, by synchronous driving of the mask stage 14 and the substrate stage device 20, the mask M is moved relative to the illumination area (illumination light IL) in the scanning direction, and the substrate P is moved relative to the exposure area (illumination light IL). By performing relative movement in the scanning direction, scanning exposure of one shot area on the substrate P is performed, and the pattern formed on the mask M is transferred to the shot area. That is, in the liquid crystal exposure apparatus 10, the pattern of the mask M is generated on the substrate P by the illumination system 12 and the projection optical system 16, and the sensitive layer (resist layer) on the substrate P is exposed on the substrate P by the illumination light IL. That pattern is formed.

装置本体１８は、鏡筒定盤１８ａ、一対のサイドコラム１８ｂ、基板ステージ架台１８ｃを備えている。鏡筒定盤１８ａは、ＸＹ平面に平行な板状の部材から成り、上記マスクステージ１４、及び投影光学系１６を支持している。一対のサイドコラム１８ｂは、一方が鏡筒定盤１８ａの＋Ｙ側の端部近傍を、他方が鏡筒定盤１８ａの−Ｙ側の端部近傍をそれぞれ下方から支持している。   The apparatus main body 18 includes a lens barrel surface plate 18a, a pair of side columns 18b, and a substrate stage mount 18c. The lens barrel surface plate 18a is made of a plate-like member parallel to the XY plane, and supports the mask stage 14 and the projection optical system 16. One of the pair of side columns 18b supports the vicinity of the + Y side end of the lens barrel surface plate 18a, and the other supports the vicinity of the −Y side end of the lens barrel surface plate 18a from below.

基板ステージ架台１８ｃは、ＸＹ平面に平行な板状の部材から成り、クリーンルームの床１１上に防振装置１８ｄを介して設置されている。上記一対のサイドコラム１８ｂは、基板ステージ架台１８ｃに下方から支持されている。これにより、装置本体１８（及びマスクステージ１４、投影光学系１６）が、床１１から振動的に分離される。図２に示されるように、基板ステージ架台１８ｃは、Ｘ軸方向に所定間隔で複数（本実施形態では、例えば２つ）配置されている。例えば２つの基板ステージ架台１８ｃそれぞれの上面には、Ｙ軸方向に延びるＹリニアガイド１９ａがＸ軸方向に所定間隔で複数本（例えば３本）固定されている。   The substrate stage base 18c is made of a plate-like member parallel to the XY plane, and is installed on the floor 11 of the clean room via a vibration isolator 18d. The pair of side columns 18b are supported on the substrate stage mount 18c from below. Thereby, the apparatus main body 18 (and the mask stage 14 and the projection optical system 16) is separated from the floor 11 in a vibrational manner. As shown in FIG. 2, a plurality (for example, two in this embodiment) of substrate stage mounts 18 c are arranged at predetermined intervals in the X-axis direction. For example, a plurality of (for example, three) Y linear guides 19a extending in the Y-axis direction are fixed to the upper surfaces of the two substrate stage stands 18c at predetermined intervals in the X-axis direction.

基板ステージ装置２０は、複数（本実施形態では、例えば３つ）のベースフレーム２２、一対のＸビーム２４、粗動ステージ２８、微動ステージ３０（図２では不図示。図１参照）、重量キャンセル装置４０、及びステップガイド装置５０を有している。   The substrate stage apparatus 20 includes a plurality of (for example, three in this embodiment) base frame 22, a pair of X beams 24, a coarse movement stage 28, a fine movement stage 30 (not shown in FIG. 2, refer to FIG. 1), and weight cancellation. A device 40 and a step guide device 50 are provided.

例えば３つのベースフレーム２２は、それぞれＹ軸方向に延びるＹＺ平面に平行な板状の部材から成り、Ｘ軸方向に所定間隔で互いに平行に配置されている。なお、図面の錯綜を避ける観点から、図１及び図４ではベースフレーム２２の図示が省略されている。例えば３つのベースフレーム２２のうち、第１のベースフレーム２２は、＋Ｘ側の基板ステージ架台１８ｃの＋Ｘ側に、第２のベースフレーム２２は、−Ｘ側の基板ステージ架台１８ｃの−Ｘ側に、第３のベースフレーム２２は、例えば２つの基板ステージ架台１８ｃの間に、それぞれ基板ステージ架台１８ｃに対して所定のクリアランスを介した状態で床１１（図３参照）上に設置されている。複数のベースフレーム２２それぞれの上端面（＋Ｚ側の端部）には、Ｙ軸方向に延びるＹリニアガイド２３ａが固定されている。＋Ｘ側及び−Ｘ側のベースフレーム２２それぞれの両側面には、Ｙ軸方向に配列された複数の永久磁石を含むＸ固定子２１ａが固定されている。   For example, the three base frames 22 are each composed of a plate-like member parallel to the YZ plane extending in the Y-axis direction, and are arranged in parallel to each other at a predetermined interval in the X-axis direction. Note that the base frame 22 is not shown in FIGS. 1 and 4 from the viewpoint of avoiding the complexity of the drawings. For example, of the three base frames 22, the first base frame 22 is on the + X side of the + X side substrate stage gantry 18c, and the second base frame 22 is on the −X side of the −X side substrate stage gantry 18c. The third base frame 22 is installed on the floor 11 (see FIG. 3) between the two substrate stage mounts 18c, for example, with a predetermined clearance from the substrate stage mount 18c. A Y linear guide 23a extending in the Y-axis direction is fixed to the upper end surface (the + Z side end) of each of the plurality of base frames 22. An X stator 21 a including a plurality of permanent magnets arranged in the Y-axis direction is fixed to both side surfaces of the base frame 22 on the + X side and the −X side.

一対のＸビーム２４は、それぞれＸ軸方向に延びるＹＺ断面矩形の部材から成り、Ｙ軸方向に所定間隔で互いに平行に配置されている。一対のＸビーム２４は、長手方向の両端部近傍、及び中央部それぞれがベースフレーム２２に下方から支持されている。一対のＸビーム２４は、図３に示されるように、その下面における長手方向の両端部近傍それぞれにおいて、Ｙキャリッジ２６と称されるＸＺ断面逆Ｕ字状の部材により互いに接続されており、Ｙキャリッジ２６の一対の対向面間には、対応するベースフレーム２２が挿入されている。また、Ｘビーム２４の下面における長手方向の中央部には、スペーサ２６ａが取り付けられている。Ｙキャリッジ２６の天井面、及びスペーサ２６ａの下面それぞれには、上記Ｙリニアガイド２３ａにスライド自在に係合するＹスライド部材２３ｂが固定されている。これにより、一対のＸビーム２４は、複数のベースフレーム２２上でＹ軸方向に直進案内される。   The pair of X beams 24 are each composed of a member having a rectangular YZ section extending in the X-axis direction, and are arranged in parallel to each other at a predetermined interval in the Y-axis direction. The pair of X beams 24 are supported by the base frame 22 from below in the vicinity of both ends in the longitudinal direction and in the center. As shown in FIG. 3, the pair of X beams 24 are connected to each other by XZ cross-section inverted U-shaped members called Y carriages 26 in the vicinity of both ends in the longitudinal direction on the lower surface thereof. A corresponding base frame 22 is inserted between a pair of opposed surfaces of the carriage 26. In addition, a spacer 26 a is attached to a central portion in the longitudinal direction on the lower surface of the X beam 24. A Y slide member 23b that is slidably engaged with the Y linear guide 23a is fixed to the ceiling surface of the Y carriage 26 and the lower surface of the spacer 26a. As a result, the pair of X beams 24 are guided straightly in the Y-axis direction on the plurality of base frames 22.

Ｙキャリッジ２６の一対の対向面には、コイルユニットを含むＸ可動子２１ｂが上記Ｘ固定子２１ａに対向して固定されている。一対のＸビーム２４は、上記Ｘ固定子２１ａとＸ可動子２１ｂとを含むＸリニアモータにより、複数のベースフレーム２２上で所定のストロークでＹ軸方向に駆動される。ここで、一対のＸビーム２４の下面のＺ位置は、上記基板ステージ架台１８ｃの上面に固定されたＹリニアガイド１９ａの上端部のＺ位置よりも＋Ｚ側に位置しており、一対のＸビーム２４は、基板ステージ架台１８ｃ（すなわち、装置本体１８）に対して振動的に分離されている。   An X movable element 21b including a coil unit is fixed to the pair of opposing surfaces of the Y carriage 26 so as to face the X stator 21a. The pair of X beams 24 are driven in the Y axis direction with a predetermined stroke on the plurality of base frames 22 by an X linear motor including the X stator 21a and the X mover 21b. Here, the Z position of the lower surface of the pair of X beams 24 is located on the + Z side with respect to the Z position of the upper end portion of the Y linear guide 19a fixed to the upper surface of the substrate stage mount 18c. 24 is vibrationally separated from the substrate stage base 18c (that is, the apparatus main body 18).

Ｘビーム２４の上面には、図２に示されるように、Ｘ軸方向に延びるＸリニアガイド２５ａが一対固定されている。また、Ｘビーム２４の上面であって、上記一対のＸリニアガイド２５ａの間の領域には、Ｘ軸方向に配列された複数の永久磁石を含むＸ固定子２７ａが固定されている。   As shown in FIG. 2, a pair of X linear guides 25 a extending in the X-axis direction are fixed to the upper surface of the X beam 24. An X stator 27a including a plurality of permanent magnets arranged in the X-axis direction is fixed on the upper surface of the X beam 24 and in a region between the pair of X linear guides 25a.

粗動ステージ２８は、平面視（＋Ｚ方向から見て）矩形の板状部材から成り（図１参照）、上記一対のＸビーム２４上に搭載されている。粗動ステージ２８の中央部には、図４に示されるように、開口部２８ａが形成されている。粗動ステージ２８の下面には、上記Ｘリニアガイド２５ａにスライド自在に係合し、該Ｘリニアガイド２５ａと共にＸリニアガイド装置２５を構成するＸスライド部材２５ｂが複数（ひとつのＸリニアガイド２５ａにつき、例えば４つ）固定されている。これにより、粗動ステージ２８は、一対のＸビーム２４上でＸ軸方向に直進案内される。   The coarse movement stage 28 is composed of a rectangular plate-like member (see FIG. 1) in plan view (as viewed from the + Z direction) (see FIG. 1), and is mounted on the pair of X beams 24. As shown in FIG. 4, an opening 28 a is formed at the center of the coarse movement stage 28. A plurality of X slide members 25b, which constitute the X linear guide device 25 together with the X linear guide 25a, are slidably engaged with the X linear guide 25a on the lower surface of the coarse movement stage 28 (per X linear guide 25a). , For example, 4) are fixed. As a result, the coarse movement stage 28 is guided in a straight line on the pair of X beams 24 in the X-axis direction.

また、粗動ステージ２８の下面には、上記Ｘ固定子２７ａに対向してＸ可動子２７ｂが取り付けられている。Ｘ可動子２７ｂは、コイルユニットを有し、対応するＸ固定子２７ａとともに粗動ステージ２８を一対のＸビーム２４上でＸ軸方向に駆動するためのＸリニアモータ２７を構成している。また、粗動ステージ２８は、上記Ｘリニアガイド装置２５の作用により、一対のＸビーム２４に対するＹ軸方向への相対移動が制限されており、一対のＸビーム２４と一体的にＹ軸方向へ移動する。すなわち、一対のＸビーム２４と粗動ステージ２８とは、いわゆるガントリ式の２軸ステージ装置を構成している。   An X mover 27b is attached to the lower surface of the coarse movement stage 28 so as to face the X stator 27a. The X mover 27b has a coil unit and constitutes an X linear motor 27 for driving the coarse movement stage 28 on the pair of X beams 24 in the X-axis direction together with the corresponding X stator 27a. In addition, the relative movement of the coarse movement stage 28 in the Y-axis direction with respect to the pair of X beams 24 is limited by the action of the X linear guide device 25, and the coarse movement stage 28 is integrated with the pair of X beams 24 in the Y axis direction. Moving. That is, the pair of X beams 24 and the coarse movement stage 28 constitute a so-called gantry type biaxial stage device.

図１に戻り、微動ステージ３０は、高さの低い直方体状の部材から成り、粗動ステージ２８の上方に配置されている。微動ステージ３０の上面には、基板ホルダ３２が固定されている。基板ホルダ３２は、その上面に載置された基板Ｐを、例えば真空吸着により吸着保持する。微動ステージ３０の−Ｙ側の側面には、ミラーベース３３を介してＹ軸に直交する反射面を有するＹバーミラー３４ｙが固定されている。また、微動ステージ３０の−Ｘ側の側面には、図３に示されるように、ミラーベース３３を介してＸ軸に直交する反射面を有するＸバーミラー３４ｘが固定されている。   Returning to FIG. 1, the fine movement stage 30 is formed of a rectangular parallelepiped member having a low height, and is disposed above the coarse movement stage 28. A substrate holder 32 is fixed to the upper surface of fine movement stage 30. The substrate holder 32 sucks and holds the substrate P placed on the upper surface thereof, for example, by vacuum suction. A Y bar mirror 34 y having a reflecting surface perpendicular to the Y axis is fixed to the side surface on the −Y side of fine movement stage 30 via mirror base 33. Further, as shown in FIG. 3, an X bar mirror 34 x having a reflecting surface perpendicular to the X axis is fixed to the side surface on the −X side of fine movement stage 30 as shown in FIG. 3.

微動ステージ３０は、粗動ステージ２８に固定された固定子と、微動ステージ３０に固定された可動子とから成る複数のボイスコイルモータを含む微動ステージ駆動系により、粗動ステージ２８上で３自由度方向（Ｘ軸、Ｙ軸、θｚ方向）に微少駆動される。複数のボイスコイルモータには、複数（例えば２つ）のＸボイスコイルモータ３６ｘ（図１では不図示）、及び複数（例えば２つ）のＹボイスコイルモータ３６ｙ（図３では不図示。図１参照）が含まれる。なお、図３において、複数のＸボイスコイルモータ３６ｘは、紙面奥行き方向に重なっている。また、図１において、複数のＹボイスコイルモータ３６ｙは、紙面奥行き方向に重なっている。   The fine movement stage 30 has three freedoms on the coarse movement stage 28 by a fine movement stage drive system including a plurality of voice coil motors including a stator fixed to the coarse movement stage 28 and a mover fixed to the fine movement stage 30. It is slightly driven in the degree direction (X axis, Y axis, θz direction). The plurality of (for example, two) X voice coil motors 36x (not shown in FIG. 1) and the plurality (for example, two) Y voice coil motors 36y (not shown in FIG. 3) are included in the plurality of voice coil motors. Reference). In FIG. 3, the plurality of X voice coil motors 36x overlap in the depth direction of the drawing. In FIG. 1, the plurality of Y voice coil motors 36y overlap in the depth direction of the drawing.

微動ステージ３０は、上記複数のボイスコイルモータが発生する推力（電磁力）によって、粗動ステージ２８に非接触で誘導され、これにより、その粗動ステージ２８と共にＸ軸方向、及び／又はＹ軸方向に所定のストロークで移動する。また、微動ステージ３０は、複数のボイスコイルモータにより粗動ステージ２８に対して上記３自由度方向に適宜微少駆動される。   The fine movement stage 30 is guided in a non-contact manner to the coarse movement stage 28 by the thrust (electromagnetic force) generated by the plurality of voice coil motors, so that the coarse movement stage 28 and the coarse movement stage 28 are X-axis direction and / or Y-axis. Move with a certain stroke in the direction. The fine movement stage 30 is appropriately finely driven in the direction of the three degrees of freedom relative to the coarse movement stage 28 by a plurality of voice coil motors.

また、微動ステージ駆動系は、図１に示されるように、微動ステージ３０をθｘ、θｙ、及びＺ軸方向の３自由度方向に微少駆動するための複数のＺボイスコイルモータ３６ｚを有している。複数のＺボイスコイルモータ３６ｚは、例えば微動ステージ３０の四隅部に対応する箇所に配置されている（図１では、４つのＺボイスコイルモータ３６ｚのうち２つのみが示され、他の２つは紙面奥側に隠れている）。複数のボイスコイルモータを含み、微動ステージ駆動系の構成については、例えば米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書に開示されている。   Further, as shown in FIG. 1, the fine movement stage drive system has a plurality of Z voice coil motors 36z for finely driving the fine movement stage 30 in the three degrees of freedom in the θx, θy, and Z-axis directions. Yes. The plurality of Z voice coil motors 36z are arranged, for example, at locations corresponding to the four corners of fine movement stage 30 (in FIG. 1, only two of the four Z voice coil motors 36z are shown, and the other two Is hidden behind the paper.) The configuration of the fine movement stage drive system including a plurality of voice coil motors is disclosed in, for example, US Patent Application Publication No. 2010/0018950.

微動ステージ３０のＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転量情報も含む）は、図１に示されるように、装置本体１８に固定されたレーザ干渉計３８を含む基板干渉計システムにより、Ｙバーミラー３４ｙ、及びＸバーミラー３４ｘ（図１では不図示。図３参照）を用いて求められる。なお、基板干渉計システムは、微動ステージ３０のＸ位置情報を求めるためのＸレーザ干渉計、及び微動ステージ３０のＹ位置情報を求めるためのＹレーザ干渉計を備えているが、図１では代表的にＹレーザ干渉計のみが示されている。微動ステージ３０のＺ軸、θｘ、及びθｙ方向の位置（以下、Ｚ・チルト位置と称する）情報は、図４に示されるように、微動ステージ３０の下面に取り付けられた複数のＺセンサ３９により、重量キャンセル装置４０にアーム部材４８を介して取り付けられたターゲット４９を用いて求められる。   As shown in FIG. 1, position information of fine movement stage 30 in the XY plane (including rotation amount information in the θz direction) is obtained by a substrate interferometer system including laser interferometer 38 fixed to apparatus main body 18. It is obtained using a bar mirror 34y and an X bar mirror 34x (not shown in FIG. 1, see FIG. 3). The substrate interferometer system includes an X laser interferometer for obtaining the X position information of the fine movement stage 30 and a Y laser interferometer for obtaining the Y position information of the fine movement stage 30. Only the Y laser interferometer is shown. Position information (hereinafter referred to as Z / tilt position) of fine movement stage 30 in the Z-axis, θx, and θy directions is obtained by a plurality of Z sensors 39 attached to the lower surface of fine movement stage 30 as shown in FIG. This is obtained using a target 49 attached to the weight canceling device 40 via an arm member 48.

重量キャンセル装置４０は、後述するレベリング装置４６と称される装置を介して微動ステージ３０を下方から支持している。重量キャンセル装置４０は、粗動ステージ２８の開口部２８ａ内に挿入されており、ステップガイド装置５０に下方から支持されている。本実施形態の重量キャンセル装置４０は、例えば米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書に開示される重量キャンセル装置と同様の構成、及び機能を有している。すなわち、重量キャンセル装置４０は、筒状の筐体４１、筐体４１内に収容された空気ばね４２、空気ばね４２上に載置されたＺスライド部材４３を含み、空気ばね４２が発生する重力方向上向き（＋Ｚ方向）の力により、微動ステージ３０、基板ホルダ３２などを含む系の重量（重量加速度による下向き（−Ｚ方向）の力）を打ち消し、これにより、微動ステージのＺ・チルト位置制御が行われる際に上記複数のＺボイスコイルモータ３６ｚの負荷を低減する。   The weight canceling device 40 supports the fine movement stage 30 from below via a device called a leveling device 46 described later. The weight cancellation device 40 is inserted into the opening 28a of the coarse movement stage 28, and is supported by the step guide device 50 from below. The weight cancellation apparatus 40 of this embodiment has the same configuration and function as the weight cancellation apparatus disclosed in, for example, US Patent Application Publication No. 2010/0018950. That is, the weight canceling device 40 includes a cylindrical casing 41, an air spring 42 accommodated in the casing 41, and a Z slide member 43 placed on the air spring 42, and the gravity generated by the air spring 42 The upward (+ Z direction) force cancels the weight of the system including the fine movement stage 30 and the substrate holder 32 (downward force due to weight acceleration (−Z direction)), thereby controlling the Z / tilt position of the fine movement stage. Is performed, the load on the plurality of Z voice coil motors 36z is reduced.

重量キャンセル装置４０の筐体４１の下面には、複数のエアベアリング４４が取り付けられている。重量キャンセル装置４０は、上記複数のエアベアリング４４からステップガイド装置５０に対して噴出される加圧気体（例えば空気）の静圧により、ステップガイド装置５０上に所定のクリアランスを介して浮上している。   A plurality of air bearings 44 are attached to the lower surface of the casing 41 of the weight cancellation device 40. The weight canceling device 40 floats on the step guide device 50 through a predetermined clearance by the static pressure of pressurized gas (for example, air) ejected from the plurality of air bearings 44 to the step guide device 50. Yes.

重量キャンセル装置４０は、その重心のＺ位置とほぼ同じＺ位置（重心高さ）で、粗動ステージ２８に対して複数、例えば４つのフレクシャ装置４５と称される装置を介して機械的に接続されている。本実施形態のフレクシャ装置４５は、例えば米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書に開示されるフレクシャ装置と同様の構成、及び機能を有している。すなわち、フレクシャ装置４５は、例えばＸＹ平面に平行に配置された厚さの薄い帯状の鋼板（あるいはロープ、鎖）と、その鋼板の両端部に設けられた滑節装置（例えばボールジョイント、あるいはヒンジ装置）とを含み、上記鋼板が滑節装置を介して重量キャンセル装置４０と粗動ステージ２８との間に架設されている。   The weight canceling device 40 is mechanically connected to the coarse movement stage 28 through a plurality of, for example, four devices called the flexure device 45 at the same Z position (center of gravity height) as the Z position of the center of gravity. Has been. The flexure device 45 of this embodiment has the same configuration and function as the flexure device disclosed in, for example, US Patent Application Publication No. 2010/0018950. That is, the flexure device 45 includes, for example, a thin strip-shaped steel plate (or rope, chain) arranged parallel to the XY plane, and a smoothing device (for example, a ball joint or hinge) provided at both ends of the steel plate. The steel plate is installed between the weight canceling device 40 and the coarse movement stage 28 via a sliding device.

フレクシャ装置４５は、図２に示されるように、重量キャンセル装置４０の＋Ｘ側、−Ｘ側、＋Ｙ側、及び−Ｙ側で重量キャンセル装置４０と粗動ステージ２８とを連結している。これにより、粗動ステージ２８がＸ軸方向、及び／又はＹ軸方向に移動すると、重量キャンセル装置４０は、複数のフレクシャ装置４５の少なくともひとつを介して粗動ステージ２８に牽引されることにより、その粗動ステージ２８と一体的にＸ軸方向、及び／又はＹ軸方向に移動する。   As shown in FIG. 2, the flexure device 45 connects the weight cancellation device 40 and the coarse movement stage 28 on the + X side, the −X side, the + Y side, and the −Y side of the weight cancellation device 40. Thereby, when the coarse movement stage 28 moves in the X-axis direction and / or the Y-axis direction, the weight cancellation device 40 is pulled by the coarse movement stage 28 via at least one of the plurality of flexure devices 45, It moves integrally with the coarse movement stage 28 in the X-axis direction and / or the Y-axis direction.

重量キャンセル装置４０は、図４に示されるように、Ｚスライド部材４３の上端部に取り付けられたエアベアリング４７を用いてレベリング装置４６を非接触支持している。レベリング装置４６は、ベース４６ａと、ボール４６ｂとを含む球面軸受け装置であり、微動ステージ３０をθｘ及びθｙ方向に揺動（チルト動作）自在に下方から支持するとともに、微動ステージ３０と一体的にＸＹ平面に沿って移動する。これにより、微動ステージ３０と重量キャンセル装置４０とがＸＹ平面に沿って相対移動可能となっている。なお、レベリング装置として、例えば米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書に開示されるような疑似球面軸受け装置を用いても良い。   As shown in FIG. 4, the weight cancellation device 40 supports the leveling device 46 in a non-contact manner using an air bearing 47 attached to the upper end portion of the Z slide member 43. The leveling device 46 is a spherical bearing device including a base 46a and a ball 46b. The leveling device 46 supports the fine movement stage 30 from below so as to freely swing (tilt) in the θx and θy directions, and is integrated with the fine movement stage 30. Move along the XY plane. Thereby, the fine movement stage 30 and the weight cancellation apparatus 40 can be relatively moved along the XY plane. As the leveling device, for example, a pseudo-spherical bearing device as disclosed in US 2010/0018950 may be used.

ステップガイド装置５０は、一対のＸビーム２４間に挿入され、重量キャンセル装置４０を下方から支持している。ステップガイド装置５０は、第１ステップガイド５２、及び第２ステップガイド５４を有している。   The step guide device 50 is inserted between the pair of X beams 24 and supports the weight cancellation device 40 from below. The step guide device 50 includes a first step guide 52 and a second step guide 54.

第１ステップガイド５２は、図２に示されるように、Ｘ軸方向に延びるＸＹ平面に平行な板状の部材から成る。第１ステップガイド５２の長手方向の寸法は、微動ステージ３０のＸ軸方向に関する移動ストロークよりも幾分長めに設定されている。第１ステップガイド５２の下面には、図４に示されるように、上記Ｙリニアガイド１９ａにスライド自在に係合するＹスライド部材１９ｂが複数（ひとつのＹリニアガイド１９ａにつき、例えば２つ）固定されている。これにより、第１ステップガイド５２は、複数のＹリニアガイド１９ａに沿ってＹ軸方向に直進案内される。   As shown in FIG. 2, the first step guide 52 is composed of a plate-like member parallel to the XY plane extending in the X-axis direction. The dimension in the longitudinal direction of the first step guide 52 is set somewhat longer than the movement stroke of the fine movement stage 30 in the X-axis direction. As shown in FIG. 4, a plurality of Y slide members 19 b slidably engaged with the Y linear guide 19 a (for example, two for each Y linear guide 19 a) are fixed to the lower surface of the first step guide 52. Has been. As a result, the first step guide 52 is guided straight in the Y-axis direction along the plurality of Y linear guides 19a.

第１ステップガイド５２の上面には、図２に示されるように、Ｘ軸方向に延びる複数（例えば２本）のＸリニアガイド５３ａがＹ軸方向に所定間隔で互いに平行に固定されている。また、第１ステップガイド５２の上面における＋Ｘ側及び−Ｘ側の端部近傍それぞれには、ショックアブソーバを含むストッパ装置５６ａが取り付けられている。なお、図１では図面の錯綜を避ける観点からストッパ装置５６ａの図示が省略されている。   On the upper surface of the first step guide 52, as shown in FIG. 2, a plurality of (for example, two) X linear guides 53a extending in the X-axis direction are fixed in parallel to each other at a predetermined interval in the Y-axis direction. A stopper device 56 a including a shock absorber is attached to each of the upper surface of the first step guide 52 in the vicinity of the + X side and −X side ends. In FIG. 1, the stopper device 56a is not shown from the viewpoint of avoiding the complexity of the drawing.

第１ステップガイド５２の＋Ｘの端部には、接続部材５２ａが固定されている。第１ステップガイド５２は、接続部材５２ａがフレクシャ装置５１を介して一対のＸビーム２４それぞれに接続されている。第１ステップガイド５２の−Ｘ側の端部にも、同様に接続部材５２ａが固定され、該接続部材５２ａを介して第１ステップガイド５２がフレクシャ装置５１により一対のＸビーム２４それぞれに接続されている。   A connecting member 52 a is fixed to the + X end of the first step guide 52. In the first step guide 52, the connection member 52 a is connected to each of the pair of X beams 24 via the flexure device 51. Similarly, a connection member 52a is fixed to the −X side end of the first step guide 52, and the first step guide 52 is connected to each of the pair of X beams 24 by the flexure device 51 via the connection member 52a. ing.

フレクシャ装置５１の構成は、上記重量キャンセル装置４０と粗動ステージ２８とを接続するフレクシャ装置４５と概ね同じである。すなわち、フレクシャ装置５１は、Ｙ軸方向に延びるＸＹ平面に平行な厚さの薄い鋼板と、その鋼板の両端部に設けられた滑節装置（例えばボールジョイント、あるいはヒンジ装置）とを含み、上記鋼板が滑節装置を介して第１ステップガイド５２とＸビーム２４との間に架設されている。従って、第１ステップガイド５２とＸビーム２４とは、Ｙ軸方向に関しては一体的（高剛性）に接続されるのに対し、他の５自由度方向（Ｘ、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚ）に関しては、振動的に分離される。   The configuration of the flexure device 51 is substantially the same as that of the flexure device 45 that connects the weight cancellation device 40 and the coarse movement stage 28. That is, the flexure device 51 includes a thin steel plate parallel to the XY plane extending in the Y-axis direction, and a smoothing device (for example, a ball joint or a hinge device) provided at both ends of the steel plate. A steel plate is installed between the first step guide 52 and the X beam 24 via a sliding device. Accordingly, the first step guide 52 and the X beam 24 are integrally (highly rigid) connected in the Y-axis direction, whereas the other five-degree-of-freedom directions (X, Z, θx, θy, θz). In terms of vibration.

第２ステップガイド５４は、Ｘ軸方向に延びるＸＹ平面に平行な板状の部材から成り、第１ステップガイド５２の上方に配置されている。第２ステップガイド５４の長手方向の寸法は、上記第１ステップガイド５２の長手方向寸法の半分程度に（本実施形態では、半分よりも幾分長く）設定されている。第２ステップガイド５４の幅方向（Ｙ軸方向）寸法は、重量キャンセル装置４０のフットプリントよりも幾分広幅に設定されており、第１ステップガイド５２よりも幾分広幅になっている。第２ステップガイド５４の上面は、ＸＹ平面（水平面）と平行になるように平面度が非常に高く仕上げられており、上記重量キャンセル装置４０がＸ軸方向に移動する際にガイド面として機能する。   The second step guide 54 is made of a plate-like member parallel to the XY plane extending in the X-axis direction, and is disposed above the first step guide 52. The dimension in the longitudinal direction of the second step guide 54 is set to about half of the dimension in the longitudinal direction of the first step guide 52 (in the present embodiment, somewhat longer than half). The width direction (Y-axis direction) dimension of the second step guide 54 is set to be slightly wider than the footprint of the weight canceling device 40 and is somewhat wider than the first step guide 52. The upper surface of the second step guide 54 is finished so as to be very flat so as to be parallel to the XY plane (horizontal plane), and functions as a guide surface when the weight canceling device 40 moves in the X-axis direction. .

第２ステップガイド５４の下面には、図３に示されるように、上記Ｘリニアガイド５３ａにスライド自在に係合するＸスライド部材５３ｂが複数（１本のＸリニアガイド５３ａにつきＸ軸方向に所定間隔で、例えば５つ）固定されている。これにより、第２ステップガイド５４は、第１ステップガイド５２上でＸ軸方向に直進案内されると共に、第１ステップガイド５２に対するＹ軸方向の相対移動が制限される。第２ステップガイド５４は、第１ステップガイド５２上における位置に関わらず、第１ステップガイド５２と一体的にＹ軸方向に移動する。   On the lower surface of the second step guide 54, as shown in FIG. 3, there are a plurality of X slide members 53b slidably engaged with the X linear guide 53a (one X linear guide 53a is predetermined in the X-axis direction). The interval is fixed (for example, 5). As a result, the second step guide 54 is guided linearly in the X-axis direction on the first step guide 52 and the relative movement in the Y-axis direction with respect to the first step guide 52 is limited. The second step guide 54 moves in the Y-axis direction integrally with the first step guide 52 regardless of the position on the first step guide 52.

第２ステップガイド５４の長手方向の両端部それぞれには、ＹＺ平面に平行に配置された板状部材から成る当て板５８ａが取り付けられている。当て板５８ａの上端部（＋Ｚ側の端部）は、第２ステップガイド５４の上面よりも＋Ｚ側に突き出ている。なお、図１では図面の錯綜を避ける観点から当て板５８ａの図示が省略されている。上述した重量キャンセル装置４０には、筐体４１の外側面であって、＋Ｘ側を向いた壁面、及び−Ｘ側を向いた壁面それぞれに、押圧部材５８ｂが固定されている。第２ステップガイド５４は、当て板５８ａが重量キャンセル装置４０に押圧部材５８ｂを介して押圧されることにより、その重量キャンセル装置４０と一体的に第１ステップガイド５２上でＸ軸方向に移動するようになっている。   At both ends in the longitudinal direction of the second step guide 54, a contact plate 58a made of a plate-like member arranged in parallel to the YZ plane is attached. The upper end portion (+ Z side end portion) of the abutting plate 58 a protrudes to the + Z side from the upper surface of the second step guide 54. In addition, in FIG. 1, illustration of the contact plate 58a is abbreviate | omitted from a viewpoint of avoiding complication of drawing. In the weight canceling device 40 described above, the pressing member 58b is fixed to each of the outer surface of the casing 41 and the wall surface facing the + X side and the wall surface facing the -X side. The second step guide 54 moves in the X-axis direction on the first step guide 52 integrally with the weight cancellation device 40 when the contact plate 58a is pressed by the weight cancellation device 40 via the pressing member 58b. It is like that.

ここで、押圧部材５８ｂのＺ位置は、重量キャンセル装置４０の重心のＺ位置と同じに設定されており、重量キャンセル装置４０が第２ステップガイド５４を押圧する際に、重量キャンセル装置４０にθｙ方向のモーメントが作用しないようになっている。   Here, the Z position of the pressing member 58b is set to be the same as the Z position of the center of gravity of the weight canceling device 40, and when the weight canceling device 40 presses the second step guide 54, the weight canceling device 40 is subjected to θy. Directional moment is not applied.

また、第２ステップガイド５４の下面における長手方向の両端部近傍それぞれには、ストッパブロック５６ｂが固定されている。ストッパブロック５６ｂのＺ位置は、第１ステップガイド５２に取り付けられたストッパ装置５６ａのＺ位置と概ね同じとなっており、第１ステップガイド５２上における第２ステップガイド５４のＸ軸方向に関する移動可能範囲が機械的に規定されている。   In addition, stopper blocks 56b are fixed in the vicinity of both ends in the longitudinal direction on the lower surface of the second step guide 54. The Z position of the stopper block 56b is substantially the same as the Z position of the stopper device 56a attached to the first step guide 52, and the second step guide 54 can move in the X-axis direction on the first step guide 52. The range is mechanically defined.

基板ステージ装置２０では、基板ＰをＸ軸方向に所定のストロークで駆動するために、粗動ステージ２８がＸ軸方向に駆動されると、重量キャンセル装置４０が粗動ステージ２８に牽引されて第２ステップガイド５４上でＸ軸方向に移動する。重量キャンセル装置４０は、第２ステップガイド５４に非接触支持されていることから、第２ステップガイド５４上を低摩擦、低発塵でＸ軸方向に所定のストロークで移動することができる。また、重量キャンセル装置４０が第２ステップガイド５４上における＋Ｘ側又は−Ｘ側の端部近傍に到達し、押圧部材５８ｂが対応する当て板５８ａに当接した状態では、重量キャンセル装置４０と第２ステップガイド５４とが一体的にＸ軸方向に移動する。   In the substrate stage device 20, in order to drive the substrate P with a predetermined stroke in the X-axis direction, when the coarse movement stage 28 is driven in the X-axis direction, the weight cancellation device 40 is pulled by the coarse movement stage 28 and the first stage is moved. It moves in the X-axis direction on the two-step guide 54. Since the weight cancellation device 40 is supported by the second step guide 54 in a non-contact manner, the weight cancellation device 40 can move on the second step guide 54 with a predetermined stroke in the X-axis direction with low friction and low dust generation. When the weight canceling device 40 reaches the vicinity of the + X side or the −X side end on the second step guide 54 and the pressing member 58b is in contact with the corresponding abutting plate 58a, The two-step guide 54 moves integrally in the X-axis direction.

また、基板ＰをＹ軸方向に所定のストロークで駆動するために、一対のＸビーム２４がＹ軸方向に駆動されると、重量キャンセル装置４０が粗動ステージ２８に牽引されてＹ軸方向に移動する。この際、ステップガイド装置５０（第１ステップガイド５２、及び第２ステップガイド５４）も一対のＸビーム２４に牽引されてＹ軸方向に移動する（重量キャンセル装置４０とステップガイド装置５０とがＹ軸方向に相対移動しない）ので、重量キャンセル装置４０がステップガイド装置５０から脱落することがない。   Further, when the pair of X beams 24 are driven in the Y-axis direction in order to drive the substrate P with a predetermined stroke in the Y-axis direction, the weight cancellation device 40 is pulled by the coarse movement stage 28 and moved in the Y-axis direction. Moving. At this time, the step guide device 50 (the first step guide 52 and the second step guide 54) is also pulled by the pair of X beams 24 and moves in the Y-axis direction (the weight cancellation device 40 and the step guide device 50 are in the Y direction). Therefore, the weight cancellation device 40 does not fall off the step guide device 50.

第１ステップガイド５２、及び第２ステップガイド５４の材料は、特に限定されないが、例えばＸ軸方向に長い第１ステップガイド５２を剛性が確保し易く且つ比較的安価な鋳鉄で形成し、長さの短い第２ステップガイド５４を軽量高剛性で高精度加工に向いているセラミックス材などで形成すると良い。また、第２ステップガイド５４も鋳鉄で形成し、その表面にセラミック溶射をし、硬化したセラミックに高精度加工をしても良い。   The material of the first step guide 52 and the second step guide 54 is not particularly limited. For example, the first step guide 52 that is long in the X-axis direction is formed of cast iron that is easy to ensure rigidity and is relatively inexpensive, and has a length. The short second step guide 54 is preferably made of a ceramic material that is lightweight, highly rigid and suitable for high-precision processing. Further, the second step guide 54 may also be formed of cast iron, ceramic sprayed on the surface thereof, and the hardened ceramic may be processed with high accuracy.

上述のようにして構成された液晶露光装置１０（図１参照）では、不図示の主制御装置の管理の下、不図示のマスクローダによって、マスクステージ１４へのマスクＭのロードが行われるとともに、不図示の基板ローダによって基板ホルダ３２上への基板Ｐのロードが行なわれる。その後、主制御装置により、不図示のアライメント検出系を用いてアライメント計測が実行され、そのアライメント計測の終了後、基板Ｐ上に設定された複数のショット領域に逐次ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行なわれる。   In the liquid crystal exposure apparatus 10 (see FIG. 1) configured as described above, the mask M is loaded onto the mask stage 14 by a mask loader (not shown) under the control of a main controller (not shown). The substrate P is loaded onto the substrate holder 32 by a substrate loader (not shown). Thereafter, alignment measurement is performed by the main controller using an alignment detection system (not shown), and after completion of the alignment measurement, a plurality of shot areas set on the substrate P are sequentially exposed in a step-and-scan manner. Operation is performed.

以下、上記ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行われる際の基板ステージ装置２０（特にステップガイド装置５０）の動作の一例について、図５（Ａ）〜図２１（Ｂ）を用いて説明する。なお、以下の説明では、１枚の基板Ｐ上に４つのショット領域が設定された場合（いわゆる４面採りの場合）を説明するが、１枚の基板Ｐ上に設定されるショット領域の数、及び配置は、適宜変更可能である。また、基板ステージ装置２０の動作を説明するための図である図５（Ａ）〜図２１（Ｂ）では、理解を容易にするため、基板ステージ装置２０を構成する要素の一部の図示が省略、あるいは模式化されている。   Hereinafter, an example of the operation of the substrate stage apparatus 20 (particularly, the step guide apparatus 50) when the step-and-scan exposure operation is performed will be described with reference to FIGS. . In the following description, a case where four shot areas are set on one substrate P (in the case of so-called four-sided shooting) will be described, but the number of shot areas set on one substrate P is described. The arrangement can be changed as appropriate. Further, in FIGS. 5A to 21B, which are diagrams for explaining the operation of the substrate stage apparatus 20, some of the elements constituting the substrate stage apparatus 20 are shown for easy understanding. Omitted or schematic.

露光処理は、一例として、図５（Ｂ）に示されるように、基板Ｐの−Ｙ側かつ−Ｘ側に設定された第１ショット領域Ｓ１、基板Ｐの＋Ｙ側かつ−Ｘ側に設定された第２ショット領域Ｓ２、基板Ｐの＋Ｙ側かつ＋Ｘ側に設定された第３ショット領域Ｓ３、基板Ｐの−Ｙ側かつ＋Ｘ側に設定された第４ショット領域Ｓ４の順番で行われる。基板ステージ装置２０では、図５（Ｂ）に示されるように、第１ショット領域Ｓ１が露光領域ＩＡの＋Ｘ側に位置するように基板Ｐの位置決めがされる。この際、第１ステップガイド５２は、＋Ｙ側のストロークエンドに位置し、第２ステップガイド５４は、＋Ｘ側のストロークエンドに位置している。また、重量キャンセル装置４０は、図５（Ａ）に示されるように、第２ステップガイド５４上の＋Ｘ側の端部近傍上に位置しており、＋Ｘ側の当て板５８ａとは当接していない。 As an example, as shown in FIG. 5B, the exposure processing is set to the first shot region S 1 set on the −Y side and the −X side of the substrate P, and on the + Y side and the −X side of the substrate P. Second shot region S 2 , third shot region S 3 set on the + Y side and + X side of substrate P, and fourth shot region S 4 set on the −Y side and + X side of substrate P in this order. Done. In the substrate stage device 20, as shown in FIG. 5 (B), the first shot area S 1 is the positioning of the substrate P so as to be positioned on the + X side of exposure area IA. At this time, the first step guide 52 is located at the + Y side stroke end, and the second step guide 54 is located at the + X side stroke end. Further, as shown in FIG. 5A, the weight canceling device 40 is located near the + X side end on the second step guide 54 and is in contact with the + X side contact plate 58a. Absent.

次いで、図６（Ｂ）に示されるように、第１ショット領域Ｓ１の−Ｘ側の端部が露光領域ＩＡと重なる位置まで基板Ｐが−Ｘ方向に加速される。この際、重量キャンセル装置４０は、図６（Ａ）に示されるように、静止状態の第２ステップガイド５４上を移動する。そして、所定の整定期間を経た後、図７（Ａ）に示されるように、基板Ｐが照明光ＩＬに対して−Ｘ方向に等速駆動され、これにより、図７（Ｂ）に示されるように、基板Ｐ上の第１ショット領域Ｓ１にマスクパターンが転写される。重量キャンセル装置４０は、上記加速時と同様に静止状態の第２ステップガイド５４上を移動する。 Then, as shown in FIG. 6 (B), the substrate P to a position where the end portion of the first shot area S 1 of the -X side overlaps the exposure area IA is accelerated in the -X direction. At this time, the weight cancellation device 40 moves on the second step guide 54 in a stationary state, as shown in FIG. Then, after a predetermined settling period, as shown in FIG. 7A, the substrate P is driven at a constant speed in the −X direction with respect to the illumination light IL, and as shown in FIG. 7B. as such, the mask pattern is transferred to the first shot area S 1 on the substrate P. The weight canceling device 40 moves on the second step guide 54 in a stationary state in the same manner as in the acceleration.

第１ショット領域Ｓ１への露光処理が終了すると、図８（Ｂ）に示されるように、基板Ｐが減速され、露光領域ＩＡが第１ショット領域Ｓ１の＋Ｘ側に位置する。この際、図８（Ａ）に示されるように、重量キャンセル装置４０は、上記加速時及び等速移動時と同様に静止状態の第２ステップガイド５４上を移動して、第２ステップガイド５４上の−Ｘ側の端部近傍上に位置するが、当て板５８ａ（第２ステップガイド５４）には当接していない。すなわち、ステップガイド装置５０では、第２ステップガイド５４を静止状態にしてひとつのショット領域の露光動作を完了できるように、＋Ｘ側の当て板５８ａと−Ｘ側の当て板５８ａとの間隔が、基板Ｐ上のひとつのショット領域を露光する際の基板Ｐの総移動距離（加速及び整定時の移動距離、等速移動時の移動距離、及び減速時の移動距離の合計）よりも幾分長く設定されている。 When the first exposure process to the shot area S 1 is completed, as shown in FIG. 8 (B), the substrate P is decelerated, exposure area IA is located in the first shot area S 1 of the + X side. At this time, as shown in FIG. 8A, the weight canceling device 40 moves on the second step guide 54 in a stationary state in the same manner as in the acceleration and constant speed movement, and the second step guide 54 Although it is located in the vicinity of the upper end portion on the −X side, it is not in contact with the contact plate 58a (second step guide 54). That is, in the step guide device 50, the interval between the + X side contact plate 58a and the −X side contact plate 58a is set so that the exposure operation of one shot area can be completed with the second step guide 54 in a stationary state. Slightly longer than the total movement distance of the substrate P when exposing one shot area on the substrate P (the total of the movement distance during acceleration and settling, the movement distance during constant speed movement, and the movement distance during deceleration). Is set.

次いで、図９（Ｂ）に示されるように、第２ショット領域Ｓ２の露光を行うために基板Ｐが−Ｙ方向に駆動される。これにより、重量キャンセル装置４０、及びステップガイド装置５０（第１ステップガイド５２及び第２ステップガイド５４）が−Ｙ方向に移動する。 Then, as shown in FIG. 9 (B), the substrate P is driven in the -Y direction to perform exposure of the second shot area S 2. Thereby, the weight cancellation apparatus 40 and the step guide apparatus 50 (the 1st step guide 52 and the 2nd step guide 54) move to -Y direction.

この後、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示されるように、第２ショット領域Ｓ２の＋Ｘ側の端部が露光領域ＩＡと重なる位置まで基板Ｐが＋Ｘ方向に加速されるとともに、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示されるように、基板Ｐが照明光ＩＬに対して＋Ｘ方向に等速駆動される。これにより、基板Ｐ上の第２ショット領域Ｓ２にマスクパターンが転写される。この後、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示されるように、基板Ｐが減速され、露光領域ＩＡが第２ショット領域Ｓ２の−Ｘ側に位置する。このときも重量キャンセル装置４０と当て板５８ａとは当接しない。 Thereafter, as shown in FIG. 10 (A) and FIG. 10 (B), the together with the substrate P to a position where the end portion of the second shot area S 2 of the + X side overlaps the exposure area IA is accelerated in the + X direction As shown in FIGS. 11A and 11B, the substrate P is driven at a constant speed in the + X direction with respect to the illumination light IL. Thus, the mask pattern is transferred to the second shot area S 2 on the substrate P. Thereafter, as shown in FIG. 12 (A) and FIG. 12 (B), the substrate P is decelerated, exposure area IA is located on the -X side of the second shot area S 2. Also at this time, the weight canceling device 40 and the contact plate 58a do not contact each other.

次いで、図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に示されるように、第３ショット領域Ｓ３の露光を行うために基板Ｐが−Ｘ方向に駆動される。 Then, as shown in FIG. 13 (A) and FIG. 13 (B), the substrate P is driven in the -X direction in order to perform the exposure of the third shot area S 3.

ここで、本実施形態では、第３ショット領域Ｓ３に対する露光動作は、第３ショット領域Ｓ３の＋Ｘ側の領域から−Ｘ側の領域に向けて（基板Ｐを照明光ＩＬに対して＋Ｘ方向に移動させることにより）行われることから、第３ショット領域Ｓ３に対する露光動作に先だって、基板Ｐは、第３ショット領域Ｓ３が露光領域ＩＡの−Ｘ側に位置するように位置決めされる。基板ステージ装置２０では、図１２（Ｂ）に示される位置（露光領域ＩＡの＋Ｘ側の位置）から、図１３（Ｂ）に示される位置（露光領域ＩＡの−Ｘ側の位置）まで基板Ｐを移動させるため、基板Ｐが−Ｘ方向に長ストローク（基板ＰのＸ軸方向の寸法よりも長いストローク）で駆動される。 In the present embodiment, the exposure operation for the third shot area S 3 is, + X from the area of the third shot area S 3 of the + X side to the area on the -X side (the substrate P with respect to the illumination light IL from being performed) by moving in a direction, prior to the exposure operation for the third shot area S 3, the substrate P is positioned such that the third shot area S 3 is located on the -X side of exposure area IA . In the substrate stage apparatus 20, the substrate P extends from the position shown in FIG. 12B (position on the + X side of the exposure area IA) to the position shown in FIG. 13B (position on the −X side of the exposure area IA). In order to move the substrate P, the substrate P is driven with a long stroke in the -X direction (a stroke longer than the dimension of the substrate P in the X-axis direction).

図１２（Ｂ）に示される状態から基板Ｐが−Ｘ方向に駆動されると、重量キャンセル装置４０が静止状態の第２ステップガイド５４上を−Ｘ方向に移動する。これにより、図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に示されるように、重量キャンセル装置４０が−Ｘ側の当て板５８ａに当接し、その状態で基板Ｐが更に−Ｘ方向に駆動されることにより、第２ステップガイド５４が重量キャンセル装置４０に押圧されて基板Ｐ及び重量キャンセル装置４０と一体的に−Ｘ方向に移動する。   When the substrate P is driven in the −X direction from the state shown in FIG. 12B, the weight canceling device 40 moves in the −X direction on the second step guide 54 in a stationary state. As a result, as shown in FIGS. 13A and 13B, the weight canceling device 40 abuts against the -X side contact plate 58a, and the substrate P is further driven in the -X direction in this state. Thus, the second step guide 54 is pressed by the weight canceling device 40 and moves in the −X direction integrally with the substrate P and the weight canceling device 40.

次いで、図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）に示されるように、第３ショット領域Ｓ３の＋Ｘ側の端部が露光領域ＩＡと重なる位置まで基板Ｐが＋Ｘ方向に加速されるとともに、図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示されるように、基板Ｐが照明光ＩＬに対して＋Ｘ方向に等速駆動される。これにより、基板Ｐ上の第３ショット領域Ｓ３にマスクパターンが転写される。この後、図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）に示されるように、基板Ｐが減速され、露光領域ＩＡが第３ショット領域Ｓ３の−Ｘ側に位置する。 Then, as shown in FIG. 14 (A) and FIG. 14 (B), the together with the substrate P to a position where the end portion of the third shot area S 3 of the + X side overlaps the exposure area IA is accelerated in the + X direction, As shown in FIGS. 15A and 15B, the substrate P is driven at a constant speed in the + X direction with respect to the illumination light IL. Thus, the mask pattern is transferred to the third shot area S 3 on the substrate P. Thereafter, as shown in FIG. 16 (A) and FIG. 16 (B), the substrate P is decelerated, exposure area IA is located on the -X side of the third shot area S 3.

次いで、図１７（Ｂ）に示されるように、第４ショット領域Ｓ４の露光を行うために基板Ｐが＋Ｙ方向に駆動される。これにより、重量キャンセル装置４０、及びステップガイド装置５０が＋Ｙ方向に移動する。 Then, as shown in FIG. 17 (B), the substrate P to perform the exposure of the fourth shot area S 4 is driven in the + Y direction. As a result, the weight cancellation device 40 and the step guide device 50 move in the + Y direction.

この後、図１８（Ａ）及び図１８（Ｂ）に示されるように、第４ショット領域Ｓ４の−Ｘ側の端部が露光領域ＩＡと重なる位置まで基板Ｐが−Ｘ方向に加速されるとともに、図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）に示されるように、基板Ｐが照明光ＩＬに対して−Ｘ方向に等速駆動される。これにより、基板Ｐ上の第４ショット領域Ｓ４にマスクパターンが転写される。この後、図２０（Ａ）及び図２０（Ｂ）に示されるように、基板Ｐが減速され、露光領域ＩＡが第４ショット領域Ｓ４の＋Ｘ側に位置する。 Thereafter, as shown in FIG. 18 (A) and FIG. 18 (B), the substrate P to a position where the -X side end of the fourth shot area S 4 overlaps the exposure area IA is accelerated in the -X direction In addition, as shown in FIGS. 19A and 19B, the substrate P is driven at a constant speed in the −X direction with respect to the illumination light IL. Thus, the mask pattern is transferred to the fourth shot area S 4 on the substrate P. Thereafter, as shown in FIG. 20 (A) and FIG. 20 (B), the substrate P is decelerated, exposure area IA is located on the + X side of the fourth shot area S 4.

第１〜第４ショット領域Ｓ１〜Ｓ４への露光処理が完了すると、基板ステージ装置２０では、図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）に示されるように、基板Ｐを基板ステージ装置２０から外部装置に向けて搬出するために、ステップガイド装置５０の位置が制御される。本実施形態において、基板ステージ装置２０から基板Ｐを搬出する際、微動ステージ３０（図２１（Ｂ）では不図示）は、＋Ｘ側のストロークエンドであって、Ｙ軸方向に関して移動可能範囲のほぼ中央に位置される。このため、図２１（Ｂ）に示されるように、ステップガイド装置５０において、第１ステップガイド５２は、Ｙ軸方向に関する移動可能範囲のほぼ中央位置に位置され、第２ステップガイド５４は、＋Ｘ側のストロークエンドに位置される。基板Ｐは、図２１（Ｂ）に示される基板搬出位置において、基板ステージ装置２０から搬出され、基板ステージ装置２０には、不図示の別の基板が搬入され、以下、その別の基板に対して、図５（Ａ）〜図２０（Ｂ）に示される手順で露光処理が行われる。 When the exposure processing on the first to fourth shot regions S 1 to S 4 is completed, the substrate stage apparatus 20 places the substrate P on the substrate stage apparatus 20 as shown in FIGS. 21 (A) and 21 (B). The position of the step guide device 50 is controlled in order to carry it out toward the external device. In the present embodiment, when the substrate P is unloaded from the substrate stage apparatus 20, the fine movement stage 30 (not shown in FIG. 21B) is a stroke end on the + X side, and is substantially within the movable range with respect to the Y-axis direction. Located in the center. For this reason, as shown in FIG. 21B, in the step guide device 50, the first step guide 52 is positioned approximately at the center of the movable range in the Y-axis direction, and the second step guide 54 is + X. Located at the stroke end on the side. The substrate P is unloaded from the substrate stage device 20 at the substrate unloading position shown in FIG. 21B, and another substrate (not shown) is loaded into the substrate stage device 20. Thus, the exposure process is performed according to the procedure shown in FIGS.

以上説明した基板ステージ装置２０によれば、重量キャンセル装置４０が移動する際のガイド面を規定する第２ステップガイド５４の長さが、ひとつのショット領域を露光する際の重量キャンセル装置４０の移動距離（加速時、等速移動時、及び減速時それぞれの移動距離の合計）に対応して設定されているので、仮に微動ステージ３０（重量キャンセル装置４０）のＸ軸方向に関する移動可能距離の全領域をカバーするガイド部材（本実施形態における第１ステップガイド５２と同等の長さの部材）を用いる場合に比べて、ガイド面のＸ軸方向の寸法を短くすることができる。ここで、重量キャンセル装置４０に微動ステージ３０のＺ・チルト位置情報の計測に用いられるターゲット４９が固定されていることから、ガイド面は、該Ｚ・チルト位置情報を計測する際の基準面として機能し、平面度良く加工する必要があるが、本実施形態では、上記ガイド面の面積が狭いので、ガイド面の加工のコストが安く、かつ精度も確保しやすい。   According to the substrate stage apparatus 20 described above, the length of the second step guide 54 that defines the guide surface when the weight canceling apparatus 40 moves is such that the weight canceling apparatus 40 moves when exposing one shot area. Since it is set corresponding to the distance (the total of the movement distances at the time of acceleration, constant speed movement, and deceleration), it is assumed that the total movable distance in the X-axis direction of fine movement stage 30 (weight canceling device 40) is assumed. Compared with the case of using a guide member that covers the region (a member having the same length as the first step guide 52 in the present embodiment), the dimension of the guide surface in the X-axis direction can be shortened. Here, since the target 49 used for measuring the Z / tilt position information of the fine movement stage 30 is fixed to the weight canceling device 40, the guide surface serves as a reference surface for measuring the Z / tilt position information. Although it functions and needs to be processed with good flatness, in this embodiment, since the area of the guide surface is small, the cost of processing the guide surface is low and it is easy to ensure accuracy.

また、基板Ｐの加速中、及び減速中を含み、ひとつのショット領域を露光する際、第２ステップガイド５４は、静止状態とされるので、振動の発生が抑制され、基板Ｐの位置制御を精度良く行うことができる。   In addition, during exposure of one shot area, including during acceleration and deceleration of the substrate P, since the second step guide 54 is in a stationary state, generation of vibration is suppressed, and position control of the substrate P is performed. It can be performed with high accuracy.

以上説明した一実施形態に係る基板ステージ装置２０の構成は、適宜変更が可能である。以下、上記一実施形態の変形例について説明する。なお、以下説明する変形例において、上記実施形態と同様の構成、及び機能を有する要素に関しては、同一の符号を付してその詳細な説明を適宜省略する。   The configuration of the substrate stage apparatus 20 according to the embodiment described above can be changed as appropriate. Hereinafter, modifications of the above-described embodiment will be described. In the modified example described below, elements having the same configuration and function as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted as appropriate.

図２２（Ａ）〜図２５（Ｂ）には、上記実施形態の第１の変形例に係る基板ステージ装置２０ａが示されている。なお、図２２（Ａ）〜図２５（Ｂ）では、理解を容易にするため、基板ステージ装置２０ａを構成する要素の一部の図示が省略、あるいは模式化されている。   22A to 25B show a substrate stage apparatus 20a according to a first modification of the above embodiment. In FIG. 22A to FIG. 25B, some of the elements constituting the substrate stage device 20a are not shown or schematically illustrated for easy understanding.

第１の変形例に係る基板ステージ装置２０ａは、上記実施形態に係る基板ステージ装置２０（図１参照）に比べ、ステップガイド装置５０ａが有する第２ステップガイド５４ａの長手方向（Ｘ軸方向）寸法が幾分短い点が異なる。   The substrate stage apparatus 20a according to the first modification is longer than the substrate stage apparatus 20 according to the above-described embodiment (see FIG. 1) in the longitudinal direction (X-axis direction) dimension of the second step guide 54a included in the step guide apparatus 50a. Is slightly different.

具体的に説明すると、上記実施形態において、第２ステップガイド５４（図３参照）の長手方向寸法は、基板Ｐ上のひとつのショット領域を露光する際の基板Ｐの総移動距離（加速及び整定時の移動距離、等速移動時の移動距離、及び減速時の移動距離の合計）に対応して（上記総移動距離よりも幾分長めに）設定されていたのに対し、本第１の変形例において、第２ステップガイド５４ａの長手方向寸法は、基板Ｐ上のひとつのショット領域を露光する際の基板Ｐの加速及び整定時の移動距離と、等速移動時の移動距離との合計に対応して設定されている。すなわち、基板Ｐを減速する際の重量キャンセル装置４０の移動距離の分、上記実施形態よりも第２ステップガイド５４ａのＸ軸方向寸法が短くなっている。   Specifically, in the above embodiment, the longitudinal dimension of the second step guide 54 (see FIG. 3) is the total movement distance (acceleration and settling) of the substrate P when one shot area on the substrate P is exposed. The total travel distance at the same time, the travel distance at the constant speed travel, and the travel distance at the time of deceleration) (which is slightly longer than the total travel distance), In the modification, the longitudinal dimension of the second step guide 54a is the sum of the movement distance during acceleration and settling of the substrate P when exposing one shot area on the substrate P and the movement distance during constant speed movement. It is set corresponding to. That is, the dimension of the second step guide 54a in the X-axis direction is shorter than that of the above-described embodiment by the moving distance of the weight cancellation device 40 when decelerating the substrate P.

以下、上記実施形態と同様に、一例として、いわゆる４面採りの場合の基板ステージ装置２０ａの動作を説明する。基板Ｐ上に設定された第１ショット領域Ｓ１に対する露光動作開始時における第１ステップガイド５２、及び第２ステップガイド５４ａの位置関係は、上記実施形態と同じである。すなわち、図２２（Ａ）及び図２２（Ｂ）に示されるように、第１ショット領域Ｓ１に対する露光処理が行われる前の状態で、第２ステップガイド５４ａは、移動可能領域の＋Ｘ側のストロークエンドに位置している。また、重量キャンセル装置４０は、第２ステップガイド５４ａ上の＋Ｘ側の端部近傍上に位置しており、＋Ｘ側の当て板５８ａとは当接していない。 Hereinafter, similarly to the above-described embodiment, as an example, the operation of the substrate stage apparatus 20a in the case of so-called four-face sampling will be described. Positional relationship between the first step guide 52, and the second step guide 54a at the time of exposure operation starts for the first shot area S 1 which is set on the substrate P are the same as the above embodiment. That is, as shown in FIG. 22 (A) and FIG. 22 (B), in a state before the exposure processing for the first shot area S 1 is performed, the second step guide 54a is the + X side of the movable region Located at the stroke end. Further, the weight canceling device 40 is located in the vicinity of the + X side end on the second step guide 54a and is not in contact with the + X side contact plate 58a.

次いで、図２３（Ａ）及び図２３（Ｂ）に示されるように、基板Ｐが所望の速度に到達するまで−Ｘ側に加速される。この際の第２ステップガイド５４ａは、静止状態である。そして、図２４（Ａ）及び図２４（Ｂ）に示されるように、第１ショット領域Ｓ１に対する露光処理が行われる。このとき、基板Ｐは、一定速度で−Ｘ方向に移動し、露光終了時には、重量キャンセル装置４０は、第２ステップガイド５４ａ上の−Ｘ側の端部近傍上に位置している。この状態で、重量キャンセル装置４０と−Ｘ側の当て板５８ａとは当接していないが、上記実施形態（図７（Ａ）及び図７（Ｂ）参照）と比べて重量キャンセル装置４０と−Ｘ側の当て板５８ａとの隙間（間隔）が狭くなっている。 Next, as shown in FIGS. 23A and 23B, the substrate P is accelerated to the −X side until reaching a desired speed. At this time, the second step guide 54a is in a stationary state. Then, as shown in FIG. 24 (A) and FIG. 24 (B), the exposure processing for the first shot area S 1 is performed. At this time, the substrate P moves in the −X direction at a constant speed, and at the end of exposure, the weight canceling device 40 is positioned near the −X side end on the second step guide 54a. In this state, the weight canceling device 40 and the -X side contact plate 58a are not in contact with each other, but the weight canceling device 40 and-are compared with the above embodiment (see FIGS. 7A and 7B). A gap (interval) with the X-side contact plate 58a is narrowed.

この後、図２５（Ａ）及び図２５（Ｂ）に示されるように、基板Ｐが減速されるが、基板ステージ装置２０ａでは、基板Ｐの減速時に重量キャンセル装置４０と−Ｘ側の当て板５８ａとが当接（衝突）し、第２ステップガイド５４ａは、重量キャンセル装置４０に押圧されることにより、重量キャンセル装置４０と一体的に−Ｘ方向に移動する。   Thereafter, as shown in FIGS. 25A and 25B, the substrate P is decelerated. In the substrate stage apparatus 20a, the weight canceling device 40 and the -X side contact plate are used when the substrate P is decelerated. The second step guide 54 a moves in the −X direction integrally with the weight canceling device 40 when pressed by the weight canceling device 40.

ここで、当て板５８ａには、例えばひずみゲージを含むセンサが設けられており、当て板５８ａと重量キャンセル装置４０との衝突時の当て板５８ａの変形量に基づいて、粗動ステージ２８（図３参照）を駆動するためのリニアモータに作用する負荷を検出することが可能となっている。基板ステージ装置２０では、上記センサの出力に基づいて、重量キャンセル装置４０が当て板５８ａ（第２ステップガイド５４）に衝突する際の上記リニアモータに作用する負荷の変動に対応して粗動ステージ２８の位置制御が最適に行われる。なお、衝突時のリニアモータの負荷を検出できれば、センサの構成は、特に限定されてない。また、上記センサは、重量キャンセル装置４０に設けられても良い。また、光センサなどで重量キャンセル装置４０と第２ステップガイド５４との間隔をモニタリングしても良い。   Here, for example, a sensor including a strain gauge is provided on the contact plate 58a, and the coarse movement stage 28 (see FIG. 5) is based on the deformation amount of the contact plate 58a at the time of collision between the contact plate 58a and the weight canceling device 40. It is possible to detect the load acting on the linear motor for driving (see 3). In the substrate stage device 20, based on the output of the sensor, the coarse movement stage corresponds to the fluctuation of the load acting on the linear motor when the weight cancellation device 40 collides with the contact plate 58 a (second step guide 54). 28 position control is optimally performed. The configuration of the sensor is not particularly limited as long as the load of the linear motor at the time of collision can be detected. The sensor may be provided in the weight canceling device 40. Further, the interval between the weight cancellation device 40 and the second step guide 54 may be monitored by an optical sensor or the like.

本第１の変形例では、第２ステップガイド５４ａの寸法が上記実施形態に比べて短いので、さらにステップガイド装置５０ａのコストを下げることができる。また、基板ステージ装置２０ａでは、粗動ステージ２８の減速中に重量キャンセル装置４０が第２ステップガイド５４ａに衝突するので、粗動ステージ２８を減速させるためのモータ（Ｘリニアモータ（図３参照）の消費エネルギを抑制できる。また、重量キャンセル装置４０が第２ステップガイド５４ａに衝突するのは、露光動作の終了後（減速時）なので、露光精度にも影響がない。   In the first modified example, since the size of the second step guide 54a is shorter than that of the above embodiment, the cost of the step guide device 50a can be further reduced. In the substrate stage device 20a, the weight canceling device 40 collides with the second step guide 54a while the coarse moving stage 28 is decelerating. Therefore, a motor (X linear motor (see FIG. 3)) for decelerating the coarse moving stage 28 is used. In addition, since the weight cancellation device 40 collides with the second step guide 54a after the exposure operation is completed (during deceleration), the exposure accuracy is not affected.

また、図２６（Ａ）〜図２６（Ｄ）には、上記実施形態の第２の変形例に係る基板ステージ装置２０ｂが示されている。上記実施形態に係る基板ステージ装置２０（図３参照）では、図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）などに示されるように、重量キャンセル装置４０に押圧されることにより第２ステップガイド５４がＸ軸方向に移動したのに対し、図２６（Ａ）〜図２６（Ｄ）に示される基板ステージ装置２０ｂのステップガイド装置５０ａでは、粗動ステージ２８に押圧されることにより第２ステップガイド５４ａがＸ軸方向に移動する点が異なる。なお、図２６（Ａ）〜図２６（Ｄ）では、理解を容易にするため、基板ステージ装置２０ｂを構成する要素の一部の図示が省略、あるいは模式化されている。   FIGS. 26A to 26D show a substrate stage apparatus 20b according to a second modification of the above embodiment. In the substrate stage apparatus 20 (see FIG. 3) according to the above embodiment, the second step guide 54 is pressed by the weight canceling apparatus 40 as shown in FIGS. 13 (A) and 13 (B). In the step guide device 50a of the substrate stage apparatus 20b shown in FIGS. 26 (A) to 26 (D), the second step guide 54a is pressed by the coarse movement stage 28 while moving in the X-axis direction. Is different in that it moves in the X-axis direction. In FIG. 26A to FIG. 26D, some of the elements constituting the substrate stage apparatus 20b are not shown or schematically illustrated for easy understanding.

図２６（Ａ）に示されるように、粗動ステージ２８の開口部２８ａ内であって、重量キャンセル装置４０の＋Ｘ側、及び−Ｘ側それぞれには、押圧部材５５が挿入されている。押圧部材５５は、ＸＺ断面逆Ｌ字状に形成され、その下端部が粗動ステージ２８の下面よりも−Ｚ側に突き出すように粗動ステージ２８に（ただし、フレクシャ装置４５（図２６（Ａ）では不図示。図２参照）に接触しないように）固定されている。   As shown in FIG. 26A, pressing members 55 are inserted into the opening 28a of the coarse movement stage 28 and on the + X side and the −X side of the weight cancellation device 40, respectively. The pressing member 55 is formed in an inverted L-shaped XZ cross-section, and the lower end of the pressing member 55 protrudes to the −Z side from the lower surface of the coarse movement stage 28 (however, the flexure device 45 (FIG. 26A (Not shown, see Fig. 2).

基板ステージ装置２０ｂでは、上記基板ステージ装置２０ａ（図２２（Ａ）〜図２５（Ｂ）参照）と同様に、基板Ｐの加速時（図２６（Ｂ）参照）、及び基板Ｐの等速移動時（図２６（Ｃ）参照）には、静止状態の第２ステップガイド５４ａ上を重量キャンセル装置４０が移動する。そして、基板ステージ装置２０ｂでは、基板Ｐの減速時に、図２６（Ｄ）に示されるように、押圧部材５５と当て板５８ａとが当接（衝突）し、第２ステップガイド５４ａが粗動ステージ２８に押圧されることにより、粗動ステージ２８と一体的にＸ軸方向に移動する。本第２の変形例も上記第１の変形例と同様の効果を得ることができる。なお、粗動ステージ２８は、重量キャンセル装置４０に比べてθｙ方向の剛性が高いことから、押圧部材５５と当て板５８ａとの衝突位置は、粗動ステージ２８の重心のＺ位置と一致していなくても良い。   In the substrate stage apparatus 20b, similarly to the substrate stage apparatus 20a (see FIGS. 22A to 25B), the substrate P is accelerated (see FIG. 26B) and moved at a constant speed. At that time (see FIG. 26C), the weight canceling device 40 moves on the stationary second step guide 54a. In the substrate stage device 20b, when the substrate P is decelerated, as shown in FIG. 26D, the pressing member 55 and the contact plate 58a come into contact (collision), and the second step guide 54a becomes the coarse movement stage. By being pressed by 28, it moves in the X-axis direction integrally with coarse movement stage 28. The second modification can also obtain the same effect as the first modification. Since the coarse movement stage 28 has higher rigidity in the θy direction than the weight canceling device 40, the collision position between the pressing member 55 and the contact plate 58a coincides with the Z position of the center of gravity of the coarse movement stage 28. It is not necessary.

また、図２７（Ａ）〜図２７（Ｄ）には、上記実施形態の第３の変形例に係る基板ステージ装置２０ｃが示されている。上記実施形態に係る基板ステージ装置２０（図３参照）では、図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）などに示されるように、重量キャンセル装置４０に押圧されることにより第２ステップガイド５４がＸ軸方向に移動したのに対し、図２７（Ａ）〜図２７（Ｄ）に示される基板ステージ装置２０ｃのステップガイド装置５０ｃでは、微動ステージ３０に押圧されることにより第２ステップガイド５４ａがＸ軸方向に移動する点が異なる。   FIGS. 27A to 27D show a substrate stage apparatus 20c according to a third modification of the above embodiment. In the substrate stage apparatus 20 (see FIG. 3) according to the above embodiment, the second step guide 54 is pressed by the weight canceling apparatus 40 as shown in FIGS. 13 (A) and 13 (B). In the step guide device 50c of the substrate stage apparatus 20c shown in FIGS. 27A to 27D, the second step guide 54a is pressed by the fine movement stage 30 while being moved in the X-axis direction. The difference is that it moves in the X-axis direction.

第２ステップガイド５４ａの長手方向両端部近傍それぞれには、当て板５７が取り付けられている。一対の当て板５７は、図２７（Ａ）〜図２７（Ｄ）で左右対称に配置されている点を除き同じ構成の部材である。当て板５７は、一端が第２ステップガイド５４ａに固定され、他端が第２ステップガイド５４ａ上面から上方（＋Ｚ方向）に突き出している。本実施形態の当て板５７は、粗動ステージ２８（図２７（Ａ）などでは不図示。図３参照）、及び微動ステージ３０と接触（上記衝突時を除く）しないように中間部分の２箇所が曲げて形成されているが、当て板５７の形状は、これに限られない。また、当て板５７と粗動ステージ２８（図２７（Ａ）などでは不図示。図３参照）との接触を避けるため、粗動ステージ２８を一対のＸビーム２４（図２参照）に対応して二分割構成としても良い。当て板５７の他端は、微動ステージ３０の＋Ｘ側（及び−Ｘ側）の側面に所定のクリアランスを介して対向して配置されている。当て板５７の他端には、パッド５７ａが取り付けられており、微動ステージ３０との衝突時の衝撃が吸収される。パッド５７ａのＺ位置は、微動ステージ３０の重心ＣＧのＺ位置とほぼ一致しており、当て板５７（第２ステップガイド５４ａ）と微動ステージ３０とが衝突する際に、微動ステージ３０にθｙ方向のモーメントが作用することが抑制される。   A contact plate 57 is attached in the vicinity of both ends in the longitudinal direction of the second step guide 54a. The pair of contact plates 57 are members having the same configuration except that they are arranged symmetrically in FIGS. 27 (A) to 27 (D). One end of the contact plate 57 is fixed to the second step guide 54a, and the other end protrudes upward (+ Z direction) from the upper surface of the second step guide 54a. The contact plate 57 of this embodiment has two intermediate portions so as not to come into contact with the coarse movement stage 28 (not shown in FIG. 27A, etc .; refer to FIG. 3) and the fine movement stage 30 (except during the collision). However, the shape of the contact plate 57 is not limited to this. In order to avoid contact between the contact plate 57 and the coarse movement stage 28 (not shown in FIG. 27A, see FIG. 3), the coarse movement stage 28 corresponds to the pair of X beams 24 (see FIG. 2). It is also possible to use a two-part configuration. The other end of the contact plate 57 is disposed to face the + X side (and −X side) side surface of the fine movement stage 30 via a predetermined clearance. A pad 57 a is attached to the other end of the abutting plate 57, and the impact at the time of collision with the fine movement stage 30 is absorbed. The Z position of the pad 57a substantially coincides with the Z position of the center of gravity CG of the fine movement stage 30. When the contact plate 57 (second step guide 54a) and the fine movement stage 30 collide with each other, the fine movement stage 30 is moved in the θy direction. It is suppressed that the moment of the action acts.

基板ステージ装置２０ｃでは、上記基板ステージ装置２０ａ（図２２（Ａ）〜図２５（Ｂ）参照）と同様に、基板Ｐの加速時（図２７（Ｂ）参照）、及び基板Ｐの等速移動時（図２７（Ｃ）参照）には、静止状態の第２ステップガイド５４ａ上を重量キャンセル装置４０が移動する。そして、基板ステージ装置２０ｃでは、基板Ｐの減速時に、図２７（Ｄ）に示されるように、微動ステージ３０と当て板５７とが当接（衝突）し、第２ステップガイド５４ａが微動ステージ３０に押圧されることにより、微動ステージ３０と一体的に−Ｘ方向に移動する。基板ステージ装置２０ｃでは、微動ステージ３０が減速中に第２ステップガイド５４ａに衝突するので、微動ステージ３０を減速させるためのモータ（Ｘボイスコイルモータ３６ｘ（図３参照））の消費エネルギを抑制できる。   In the substrate stage apparatus 20c, similarly to the substrate stage apparatus 20a (see FIGS. 22A to 25B), the substrate P is accelerated (see FIG. 27B) and moved at a constant speed. At that time (see FIG. 27C), the weight canceling device 40 moves on the stationary second step guide 54a. In the substrate stage device 20c, when the substrate P is decelerated, the fine movement stage 30 and the contact plate 57 abut (collision) as shown in FIG. 27D, and the second step guide 54a is moved to the fine movement stage 30. Is moved in the −X direction integrally with the fine movement stage 30. In the substrate stage device 20c, since the fine movement stage 30 collides with the second step guide 54a during deceleration, the energy consumption of the motor (X voice coil motor 36x (see FIG. 3)) for decelerating the fine movement stage 30 can be suppressed. .

また、図２８には、上記実施形態の第４の変形例に係る基板ステージ装置２０ｄが示されている。上記実施形態に係る基板ステージ装置２０（図３参照）では、図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）などに示されるように、重量キャンセル装置４０に押圧されることにより第２ステップガイド５４がＸ軸方向に移動したのに対し、図２８に示される基板ステージ装置２０ｄでは、ステップガイド装置５０ｄが有するＸリニアモータ５９により第２ステップガイド５４がＸ軸方向に駆動される点が異なる。   FIG. 28 shows a substrate stage apparatus 20d according to a fourth modification of the above embodiment. In the substrate stage apparatus 20 (see FIG. 3) according to the above embodiment, the second step guide 54 is pressed by the weight canceling apparatus 40 as shown in FIGS. 13 (A) and 13 (B). In contrast to the movement in the X-axis direction, the substrate stage apparatus 20d shown in FIG. 28 differs in that the second step guide 54 is driven in the X-axis direction by the X linear motor 59 of the step guide apparatus 50d.

Ｘリニアモータ５９は、第１ステップガイド５２の上面に固定されたＸ固定子５９ａ（例えば磁石ユニット）と、第２ステップガイド５４の下面に固定されたＸ可動子５９ｂ（例えばコイルユニット）とを含む。これにより、基板ステージ装置２０ｄでは、第２ステップガイド５４の第１ステップガイド５２上におけるＸ位置を、重量キャンセル装置４０とは独立して制御できるようになっている。第２ステップガイド５４のＸ位置情報は、例えば第１ステップガイドに設けられたスケールと第２ステップガイド５４に設けられた計測ヘッドとを含むリニアエンコーダシステム（不図示）により求められる。   The X linear motor 59 includes an X stator 59a (for example, a magnet unit) fixed to the upper surface of the first step guide 52 and an X mover 59b (for example, a coil unit) fixed to the lower surface of the second step guide 54. Including. Thereby, in the substrate stage apparatus 20d, the X position of the second step guide 54 on the first step guide 52 can be controlled independently of the weight cancellation apparatus 40. The X position information of the second step guide 54 is obtained by a linear encoder system (not shown) including, for example, a scale provided in the first step guide and a measurement head provided in the second step guide 54.

以下、露光動作時の基板ステージ装置２０ｄの動作の一例について、図２９（Ａ）〜図３４（Ｂ）を用いて説明する。なお、図２９（Ａ）〜図３４（Ｂ）では、理解を容易にするため、基板ステージ装置２０ｄを構成する要素の一部の図示が省略、あるいは模式化されている。また、図２９（Ａ）〜図３４（Ｂ）では、第２ステップガイド５４の両端部近傍に当て板５８ａが取り付けられているが、基板ステージ装置２０ｄでは、重量キャンセル装置４０と第２ステップガイド５４ａとが衝突しないので、当て板５８ａがなくても良い。   Hereinafter, an example of the operation of the substrate stage apparatus 20d during the exposure operation will be described with reference to FIGS. 29 (A) to 34 (B). In FIG. 29A to FIG. 34B, some elements constituting the substrate stage apparatus 20d are not shown or schematically illustrated for easy understanding. In FIGS. 29A to 34B, the contact plate 58a is attached in the vicinity of both ends of the second step guide 54. However, in the substrate stage device 20d, the weight canceling device 40 and the second step guide are provided. 54a does not collide, so there is no need for the contact plate 58a.

図２９（Ａ）及び図２９（Ｂ）には、第２ショット領域Ｓ２に対する露光動作が終了した後、基板Ｐが減速、及び停止された状態が示されている（第１ショット領域Ｓ２、及び第２ショット領域Ｓ２へ露光動作については説明を省略する）。第２ステップガイド５４は、移動可能領域の＋Ｘ側のストロークエンドに位置している。また、重量キャンセル装置４０は、第２ステップガイド５４上の＋Ｘ側の端部近傍上に位置している。 FIGS. 29 (A) and 29 to the (B), after the exposure operation for the second shot area S 2 is finished, the substrate P is decelerated, and stopped state is indicated (the first shot area S 2 , and it will not be described exposure operation to the second shot area S 2). The second step guide 54 is located at the stroke end on the + X side of the movable region. Further, the weight cancellation device 40 is located on the vicinity of the + X side end on the second step guide 54.

ここで、上記実施形態では、図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に示されるように、露光動作中、静止状態の第２ステップガイド５４上で重量キャンセル装置４０を移動させる必要があることから、予め露光領域ＩＡが基板Ｐの＋Ｘ側に位置するように第２ステップガイド５４、及び重量キャンセル装置４０のＸ位置が制御される。このため、重量キャンセル装置４０は、図１２（Ｂ）及び図１３（Ｂ）から分かるように、第２ショット領域Ｓ２の露光終了後から第３ショット領域Ｓ３の露光開始までに基板Ｐの長さ以上の距離を移動する。これに対し、基板ステージ装置２０ｄでは、図３０（Ａ）及び図３０（Ｂ）に示されるように、重量キャンセル装置４０及び第２ステップガイド５４は、ショット領域ひとつ分に相当する長さ分だけ−Ｘ方向へ駆動される。これにより、露光領域ＩＡは、第３ショット領域Ｓ３の−Ｘ側に位置し、第３ショット領域Ｓ３に対する露光動作は、図３１（Ａ）及び図３１（Ｂ）に示されるように、静止した第２ステップガイド５４上で基板Ｐを−Ｘ方向（上記実施形態とは逆方向）に移動させることにより行うことができる。 Here, in the above embodiment, as shown in FIGS. 13A and 13B, it is necessary to move the weight cancellation device 40 on the second step guide 54 in a stationary state during the exposure operation. Therefore, the X position of the second step guide 54 and the weight cancellation device 40 is controlled in advance so that the exposure area IA is positioned on the + X side of the substrate P. Therefore, the weight canceling device 40, as can be seen from FIG. 12 (B) and FIG. 13 (B), the substrate P after the end of exposure the second shot area S 2 to the exposure start of the third shot area S 3 Move a distance longer than the length. On the other hand, in the substrate stage apparatus 20d, as shown in FIGS. 30A and 30B, the weight canceling apparatus 40 and the second step guide 54 have a length corresponding to one shot area. -Drive in the X direction. Thus, exposure area IA is located on the -X side of the third shot area S 3, the exposure operation for the third shot area S 3, as shown in FIG. 31 (A) and FIG. 31 (B), This can be performed by moving the substrate P in the −X direction (the opposite direction to the above embodiment) on the stationary second step guide 54.

以下、図３２（Ａ）及び図３２（Ｂ）に示されるように、第４ショット領域Ｓ４に対する露光動作のためにステップガイド装置５０ｄが＋Ｙ方向に駆動され、次いで、図３３（Ａ）及び図３３（Ｂ）に示されるように、基板Ｐが＋Ｘ方向（上記実施形態とは逆方向）に駆動されることにより第４ショット領域Ｓ４に対する露光動作が行われる。この後、上記実施形態と同様に基板Ｐが基板搬出位置に位置するように、基板Ｐの位置制御が行われる。基板ステージ装置２０ｄでは、第２ショット領域Ｓ２に対する露光動作終了から第３ショット領域Ｓ３に対する露光動作開始までの重量キャンセル装置４０の移動距離、及び、第４ショット領域Ｓ４に対する露光動作終了から基板搬出位置に到達するまでの重量キャンセル装置４０の移動距離、すなわち粗動ステージ２８（図３参照）の総移動距離が上記実施形態に比べて短い。したがって、スループットが向上する。なお、第２ステップガイド５４は、第１ステップガイド５２上において、Ｘリニアモータ５９により駆動されたが、第２ステップガイド５４をＸ軸方向に駆動するアクチュエータの種類は、これに限られず、例えば送りねじ装置、ベルト（あるいはワイヤなど）を用いた牽引装置などであっても良い。また、露光精度に対する影響が無視できる程度に小さい場合には、露光動作時に第２ステップガイド５４をＸ軸方向に駆動しても良い。 Hereinafter, as shown in FIG. 32 (A) and FIG. 32 (B), the step guide device 50d for the exposure operation for the fourth shot area S 4 is driven in the + Y direction, then Fig. 33 (A) and as shown in FIG. 33 (B), the exposure operation for the fourth shot area S 4 is performed by (the above-described embodiments the reverse direction) the substrate P is the + X direction is driven. Thereafter, the position control of the substrate P is performed so that the substrate P is positioned at the substrate carry-out position as in the above embodiment. In the substrate stage device 20d, the moving distance of the weight canceling device 40 from the exposure operation ends with respect to the second shot area S 2 to the exposure operation starts for the third shot area S 3, and, from the exposure operation is completed for the fourth shot area S 4 The moving distance of the weight cancellation device 40 until the substrate unloading position is reached, that is, the total moving distance of the coarse movement stage 28 (see FIG. 3) is shorter than that in the above embodiment. Therefore, the throughput is improved. The second step guide 54 is driven by the X linear motor 59 on the first step guide 52. However, the type of actuator that drives the second step guide 54 in the X-axis direction is not limited to this, for example, A feed screw device, a traction device using a belt (or a wire, etc.) may be used. If the influence on the exposure accuracy is negligibly small, the second step guide 54 may be driven in the X-axis direction during the exposure operation.

また、上記実施形態（その変形例）において、図３５（Ａ）及び図３５（Ｂ）に示されるように、第１ステップガイド５２に対する第２ステップガイド５４のＸ軸方向への相対移動を機械的に制限する制限装置６０を一対有するステップガイド装置５０ｅを用いても良い。ステップガイド装置５０ｅにおいて、第２ステップガイド５４の駆動方式は、特に限定されない。   Further, in the above-described embodiment (the modification thereof), as shown in FIGS. 35A and 35B, the relative movement in the X-axis direction of the second step guide 54 with respect to the first step guide 52 is mechanically performed. Alternatively, a step guide device 50e having a pair of limiting devices 60 for limiting the speed may be used. In the step guide device 50e, the driving method of the second step guide 54 is not particularly limited.

一対の制限装置６０は、一方が第１ステップガイド５２の＋Ｙ側の側面に、他方が第１ステップガイド５２の−Ｙ側の側面にそれぞれ取り付けられている。一対の制限装置６０の構成は、図３５（Ａ）で上下対称に配置されている点を除き、同じである。制限装置６０は、平面視Ｌ字状のブラケット６２、Ｚ軸に平行な軸線回りに回転可能なローラを含むローラ装置６４、及びローラ装置６４を圧縮コイルばねを介して第２ステップガイド５４に接近及び離間する方向（Ｙ軸方向）に付勢する押圧装置６６を備えている。第２ステップガイド５４は、一対の制限装置６０のローラ装置６４間に挿入されている。   One of the pair of limiting devices 60 is attached to the + Y side surface of the first step guide 52 and the other is attached to the −Y side surface of the first step guide 52. The configuration of the pair of limiting devices 60 is the same except that they are arranged symmetrically in FIG. 35 (A). The restricting device 60 is an L-shaped bracket 62 in plan view, a roller device 64 including a roller rotatable around an axis parallel to the Z axis, and the roller device 64 approaches the second step guide 54 via a compression coil spring. And a pressing device 66 for urging in the separating direction (Y-axis direction). The second step guide 54 is inserted between the roller devices 64 of the pair of limiting devices 60.

第２ステップガイド５４の＋Ｙ側の側面には、平面視台形状のカム部材６８が複数、本変形例では、例えば４つ固定されている。例えば４つのカム部材６８のうち、２つは、第２ステップガイド５４の＋Ｙ側の側面における＋Ｘ側の端部近傍に隣接して取り付けられ、他の２つは、第２ステップガイド５４の＋Ｙ側の側面における−Ｘ側の端部近傍に隣接して取り付けられている。第２ステップガイド５４の−Ｙ側の側面にも、同様に（図３５（Ａ）で上下対称に）平面視台形状のカム部材６８が複数、本変形例では、例えば４つ固定されている。   On the side surface on the + Y side of the second step guide 54, a plurality of trapezoidal cam members 68, for example, four in this modification are fixed. For example, two of the four cam members 68 are attached adjacent to the vicinity of the + X side end of the + Y side of the second step guide 54, and the other two are + Y of the second step guide 54. It is attached adjacent to the vicinity of the end portion on the −X side on the side surface. Similarly, a plurality of cam members 68 having a trapezoidal shape in plan view are fixed to the side surface on the −Y side of the second step guide 54 (vertically symmetrical in FIG. 35A), for example, four in this modification. .

ステップガイド装置５０ｅでは、図３５（Ａ）に示される第２ステップガイド５４が−Ｘ側のストロークエンドに位置した状態で、第２ステップガイド５４の＋Ｘ側の端部近傍に取り付けられた２つのカム部材６８の間にローラ装置６４のローラが挿入され、これにより、第１ステップガイド５２と第２ステップガイド５４とのＸ軸方向への相対移動を制限される。また、図３５（Ｂ）に示される第２ステップガイド５４が＋Ｘ側のストロークエンドに位置した状態で、第２ステップガイド５４の−Ｘ側の端部近傍に取り付けられた２つのカム部材６８の間にローラ装置６４のローラが挿入され、これにより、第１ステップガイド５２と第２ステップガイド５４とのＸ軸方向への相対移動を制限される。   In the step guide device 50e, in the state where the second step guide 54 shown in FIG. 35A is positioned at the stroke end on the −X side, the two step guides 54e attached to the vicinity of the + X side end of the second step guide 54 are provided. The roller of the roller device 64 is inserted between the cam members 68, thereby restricting relative movement of the first step guide 52 and the second step guide 54 in the X-axis direction. Further, in the state where the second step guide 54 shown in FIG. 35B is positioned at the stroke end on the + X side, the two cam members 68 attached in the vicinity of the −X side end portion of the second step guide 54. A roller of the roller device 64 is inserted therebetween, thereby restricting relative movement of the first step guide 52 and the second step guide 54 in the X-axis direction.

したがって、第２ステップガイド５４上で重量キャンセル装置４０が移動する際、第２ステップガイド５４を確実に静止状態としておくことができる。なお、制限装置６０の構成は、これに限られず、第１ステップガイド５２と第２ステップガイド５４とのＸ軸方向への相対移動を制限できれば、圧縮コイルばねに代えて、例えばモータ、エアシリンダなどのアクチュエータを用いても良い。また、機械的な制限装置に代えて、例えば第２ステップガイド５４ａを案内するＸリニアガイド５３ａとＸスライド部材５３ｂ（それぞれ図３参照）との間にある程度の摩擦力や粘性による抵抗力を与えることにより、第２ステップガイド５４の不用意な移動を制限しても良い。   Therefore, when the weight canceling device 40 moves on the second step guide 54, the second step guide 54 can be surely kept stationary. Note that the configuration of the limiting device 60 is not limited to this. If the relative movement of the first step guide 52 and the second step guide 54 in the X-axis direction can be limited, instead of the compression coil spring, for example, a motor or an air cylinder An actuator such as may be used. Further, instead of a mechanical limiting device, for example, a certain amount of frictional force or resistance due to viscosity is applied between the X linear guide 53a that guides the second step guide 54a and the X slide member 53b (see FIG. 3 respectively). Accordingly, inadvertent movement of the second step guide 54 may be limited.

また、上記実施形態（及びその変形例）において、ステップガイド装置５０は、一対のＸビーム２４に牽引されることによりＹ軸方向に移動する構成であったが、例えばリニアモータなどのアクチュエータにより一対のＸビーム２４と独立にＹ位置が制御されても良い。また、微動ステージ３０のＺ・チルト位置情報は、重量キャンセル装置４０に固定されたターゲット４９を用いて求められたが、ターゲット４９は、重量キャンセル装置４０とは別部材に取り付けられても良い。   Further, in the above-described embodiment (and its modifications), the step guide device 50 is configured to move in the Y-axis direction by being pulled by the pair of X beams 24. The Y position may be controlled independently of the X beam 24. Further, the Z / tilt position information of the fine movement stage 30 is obtained by using the target 49 fixed to the weight canceling device 40, but the target 49 may be attached to a member different from the weight canceling device 40.

また、第２ステップガイド５４の長手方向寸法は、少なくとも基板Ｐの露光時（基板Ｐの等速移動時）に、重量キャンセル装置４０が静止状態の第２ステップガイド５４上を移動できるように設定されていれば良い。したがって、第２ステップガイド５４の長手方向寸法を、上記第１〜第３の変形例よりもさらに短くし、基板Ｐの加速時に重量キャンセル装置４０と第２ステップガイド５４とを一体にＸ軸方向に移動させても良い。   The longitudinal dimension of the second step guide 54 is set so that the weight canceling device 40 can move on the second step guide 54 in a stationary state at least during exposure of the substrate P (when the substrate P moves at a constant speed). It only has to be done. Accordingly, the longitudinal dimension of the second step guide 54 is made shorter than those of the first to third modifications, and the weight canceling device 40 and the second step guide 54 are integrated together in the X-axis direction when the substrate P is accelerated. It may be moved to.

また、第２ステップガイド５４、５４ａと重量キャンセル装置４０（あるいは粗動ステージ２８、微動ステージ３０）との当接部分に、磁石の反発力を用いた、あるいはエアベアリングを用いた非接触の押圧装置を設けて発塵を抑制しても良い。また、上記当接部分に発塵を吸引するための吸引装置を設けても良い。また、第２ステップガイド５４、５４ａが＋Ｘ又は−Ｘ側のストロークエンドに達した際、該第２ステップガイド５４、５４ａのＸ軸方向の端部が第１ステップガイド５２のＸ軸方向の端部よりもＸ軸方向に付き出しても（上記実施形態よりも第１ステップガイド５２が短くても）良い。ただし、その突き出し量（オーバーハング量）は、重量キャンセル装置４０が等速移動を開始するまでの距離（加速距離相当）以下であることが望ましい。また、第２ステップガイド５４（あるいは５４ａ）は、重量キャンセル装置４０（あるいは粗動ステージ２８，又は微動ステージ３０）に押圧されることにより、該重量キャンセル装置４０と一体的にＸ軸方向に移動する構成であったが、これに限られず、例えば重量キャンセル装置４０（あるいは粗動ステージ２８，又は微動ステージ３０）に牽引されることによりＸ軸方向に移動する構成としても良い。   Further, a non-contact pressing using a repulsive force of a magnet or an air bearing at a contact portion between the second step guides 54 and 54a and the weight canceling device 40 (or the coarse moving stage 28 and the fine moving stage 30). An apparatus may be provided to suppress dust generation. A suction device for sucking dust may be provided at the contact portion. When the second step guides 54 and 54a reach the + X or −X side stroke end, the end of the second step guides 54 and 54a in the X-axis direction is the end of the first step guide 52 in the X-axis direction. It may be extended in the X-axis direction from the portion (the first step guide 52 may be shorter than in the above embodiment). However, it is desirable that the protrusion amount (overhang amount) be equal to or less than the distance (corresponding to the acceleration distance) until the weight cancellation device 40 starts moving at a constant speed. Further, the second step guide 54 (or 54a) moves in the X-axis direction integrally with the weight canceling device 40 by being pressed by the weight canceling device 40 (or the coarse motion stage 28 or the fine motion stage 30). However, the present invention is not limited to this, and may be configured to move in the X-axis direction by being pulled by the weight cancellation device 40 (or coarse movement stage 28 or fine movement stage 30), for example.

また、照明光は、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などの紫外光や、Ｆ2レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光であっても良い。また、照明光としては、例えばＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。また、固体レーザ（波長：３５５ｎｍ、２６６ｎｍ）などを使用しても良い。 The illumination light may be ultraviolet light such as ArF excimer laser light (wavelength 193 nm), KrF excimer laser light (wavelength 248 nm), or vacuum ultraviolet light such as F 2 laser light (wavelength 157 nm). As the illumination light, for example, a single wavelength laser beam oscillated from a DFB semiconductor laser or a fiber laser is amplified by a fiber amplifier doped with, for example, erbium (or both erbium and ytterbium). In addition, harmonics converted into ultraviolet light using a nonlinear optical crystal may be used. A solid laser (wavelength: 355 nm, 266 nm) or the like may be used.

また、投影光学系１６は、複数本の投影光学ユニットを備えたマルチレンズ方式の投影光学系であったが、投影光学ユニットの本数はこれに限らず、１本以上あれば良い。また、マルチレンズ方式の投影光学系に限らず、例えばオフナー型の大型ミラーを用いた投影光学系などであっても良い。また、上記実施形態では投影光学系１６として、投影倍率が等倍のものを用いる場合について説明したが、これに限らず、投影光学系は縮小系及び拡大系のいずれでも良い。   The projection optical system 16 is a multi-lens projection optical system including a plurality of projection optical units. However, the number of the projection optical units is not limited to this, and may be one or more. The projection optical system is not limited to a multi-lens type projection optical system, and may be a projection optical system using an Offner type large mirror, for example. In the above embodiment, the case where the projection optical system 16 has a projection magnification of the same magnification has been described. However, the present invention is not limited to this, and the projection optical system may be either a reduction system or an enlargement system.

なお、光透過性のマスク基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスクが用いられたが、例えば米国特許第６，７７８，２５７号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて、透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク（可変成形マスク）、例えば、非発光型画像表示素子（空間光変調器とも呼ばれる）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）を用いる可変成形マスクを用いても良い。   A light-transmitting mask in which a predetermined light-shielding pattern (or phase pattern / dimming pattern) is formed on a light-transmitting mask substrate is used. For example, it is disclosed in US Pat. No. 6,778,257. As described above, based on electronic data of a pattern to be exposed, an electronic mask (variable shaping mask) for forming a transmission pattern, a reflection pattern, or a light emission pattern, for example, a non-light emitting image display element (spatial light modulator) A variable molding mask using DMD (Digital Micro-mirror Device), which is a kind of the same, may also be used.

また、物体を所定の二次元平面に沿って移動させる移動体装置（ステージ装置）としては、露光装置に限らず、例えば物体の検査に用いられる物体検査装置など、物体に関して所定の処理を行う物体処置装置に用いても良い。また、露光装置としては、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置、ステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用することができる。   In addition, the moving body device (stage device) that moves the object along a predetermined two-dimensional plane is not limited to the exposure device, and an object that performs predetermined processing on the object, such as an object inspection device used for inspection of the object, for example. You may use for a treatment apparatus. The exposure apparatus can also be applied to a step-and-repeat type exposure apparatus and a step-and-stitch type exposure apparatus.

なお、露光装置としては、サイズ（外径、対角線の長さ、一辺の少なくとも１つを含む）が５００ｍｍ以上の基板、例えば液晶表示素子などのフラットパネルディスプレイ用の大型基板を露光する露光装置に対して適用することが特に有効である。   As an exposure apparatus, an exposure apparatus that exposes a substrate having a size (including at least one of an outer diameter, a diagonal length, and one side) of 500 mm or more, for example, a large substrate for a flat panel display such as a liquid crystal display element. It is particularly effective to apply to this.

また、露光装置の用途としては、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に限定されることなく、例えば半導体製造用の露光装置、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン及びＤＮＡチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。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マスク又はレチクルを製造するために、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、露光対象となる物体はガラスプレートに限られるものでなく、例えばウエハ、セラミック基板、フィルム部材、あるいはマスクブランクスなど、他の物体でも良い。また、露光対象物がフラットパネルディスプレイ用の基板である場合、その基板の厚さは特に限定されず、例えばフィルム状（可撓性を有するシート状の部材）のものも含まれる。   Further, the use of the exposure apparatus is not limited to a liquid crystal exposure apparatus that transfers a liquid crystal display element pattern onto a square glass plate. For example, an exposure apparatus for semiconductor manufacturing, a thin film magnetic head, a micromachine, and a DNA chip The present invention can also be widely applied to an exposure apparatus for manufacturing the above. Moreover, in order to manufacture not only microdevices such as semiconductor elements but also masks or reticles used in light exposure apparatuses, EUV exposure apparatuses, X-ray exposure apparatuses, electron beam exposure apparatuses, etc., glass substrates, silicon wafers, etc. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern. The object to be exposed is not limited to the glass plate, and may be another object such as a wafer, a ceramic substrate, a film member, or mask blanks. Moreover, when the exposure target is a substrate for a flat panel display, the thickness of the substrate is not particularly limited, and includes, for example, a film-like (flexible sheet-like member).

液晶表示素子（あるいは半導体素子）などの電子デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたマスク（あるいはレチクル）を製作するステップ、ガラス基板（あるいはウエハ）を製作するステップ、上述した各実施形態の露光装置、及びその露光方法によりマスク（レチクル）のパターンをガラス基板に転写するリソグラフィステップ、露光されたガラス基板を現像する現像ステップ、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト除去ステップ、デバイス組み立てステップ、検査ステップ等を経て製造される。この場合、リソグラフィステップで、上記実施形態の露光装置を用いて前述の露光方法が実行され、ガラス基板上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のデバイスを生産性良く製造することができる。   For electronic devices such as liquid crystal display elements (or semiconductor elements), the step of designing the function and performance of the device, the step of producing a mask (or reticle) based on this design step, and the step of producing a glass substrate (or wafer) A lithography step for transferring a mask (reticle) pattern to a glass substrate by the exposure apparatus and the exposure method of each embodiment described above, a development step for developing the exposed glass substrate, and a portion where the resist remains. It is manufactured through an etching step for removing the exposed member of the portion by etching, a resist removing step for removing a resist that has become unnecessary after etching, a device assembly step, an inspection step, and the like. In this case, in the lithography step, the above-described exposure method is executed using the exposure apparatus of the above embodiment, and a device pattern is formed on the glass substrate. Therefore, a highly integrated device can be manufactured with high productivity. .

以上説明したように、本発明の移動体装置、及び移動体の駆動方法は、移動体を所定の二次元平面に沿って移動させるのに適している。また、本発明の露光装置及び露光方法は、移動体に保持された物体に所定のパターンを形成するのに適している。また、本発明のフラットパネルディスプレイの製造方法は、フラットパネルディスプレイの製造に適している。また、本発明のデバイス製造方法は、マイクロデバイスの生産に適している。   As described above, the moving body device and the moving body driving method of the present invention are suitable for moving the moving body along a predetermined two-dimensional plane. The exposure apparatus and exposure method of the present invention are suitable for forming a predetermined pattern on an object held by a moving body. Moreover, the manufacturing method of the flat panel display of this invention is suitable for manufacture of a flat panel display. The device manufacturing method of the present invention is suitable for the production of micro devices.

１０…液晶露光装置、２０…基板ステージ装置、２４…Ｘビーム、２８…粗動ステージ、３０…微動ステージ、４０…重量キャンセル装置、５０…ステップガイド装置、５２…第１ステップガイド、５４…第２ステップガイド、Ｐ…基板。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Liquid crystal exposure apparatus, 20 ... Substrate stage apparatus, 24 ... X beam, 28 ... Coarse movement stage, 30 ... Fine movement stage, 40 ... Weight cancellation apparatus, 50 ... Step guide apparatus, 52 ... First step guide, 54 ... First 2-step guide, P ... substrate.

Claims (25)

所定の二次元平面内の第１方向に延び、前記第１方向、及び前記二次元平面内で前記第１方向に直交する第２方向に沿った位置を移動可能なガイド部材と、
前記ガイド部材上に設けられ、該ガイド部材に沿って前記第１方向に沿った位置を移動可能、かつ前記ガイド部材と共に前記第２方向に沿った位置を移動可能な移動体と、
前記第１方向に関して前記ガイド部材よりも長い寸法を有し、前記ガイド部材を支持した状態で前記ガイド部材及び前記移動体と共に前記第２方向に沿った位置を移動可能なベース部材と、を備え、
前記ガイド部材は、前記移動体の前記第１方向の位置に応じて前記第１方向に関する位置が位置決めされ移動体装置。 A guide member that extends in a first direction within a predetermined two-dimensional plane and is movable in a position along the first direction and a second direction orthogonal to the first direction in the two-dimensional plane;
A movable body provided on the guide member, movable along the guide member along the first direction, and movable along the second direction together with the guide member;
A base member having a length longer than that of the guide member with respect to the first direction and capable of moving a position along the second direction together with the guide member and the movable body in a state where the guide member is supported. ,
The position of the guide member in the first direction is determined according to the position of the moving body in the first direction, and the moving body device. 前記ベース部材に対する前記ガイド部材の前記第１方向への相対移動を制限する制限装置を更に備える請求項１に記載の移動体装置。 The movable body apparatus according to claim 1, further comprising a limiting device that limits relative movement of the guide member in the first direction with respect to the base member. 前記移動体は、前記ガイド部材に非接触支持される請求項１又は２に記載の移動体装置。 The moving body is movable body apparatus according to claim 1 or 2 is contactlessly supported by the guide member. 前記ガイド部材は、前記移動体の自重を支持する支持装置を介して前記移動体を支持する請求項１〜３のいずれか一項に記載の移動体装置。 The said guide member is a moving body apparatus as described in any one of Claims 1-3 which supports the said moving body via the support apparatus which supports the dead weight of the said moving body. 前記移動体及び前記支持装置を前記第１方向に沿って誘導する誘導装置を更に備え、
前記ガイド部材は、前記支持装置により前記第１方向に駆動される請求項４に記載の移動体装置。 A guidance device for guiding the movable body and the support device along the first direction;
The moving body device according to claim 4 , wherein the guide member is driven in the first direction by the support device. 前記ガイド部材は、前記支持装置に押圧されることにより、前記支持装置と一体的に前記第１方向に沿った位置を移動する請求項５に記載の移動体装置。 The mobile body device according to claim 5 , wherein the guide member moves to a position along the first direction integrally with the support device by being pressed by the support device. 前記支持装置は、該支持装置の重心高さ位置で前記ガイド部材を押圧する請求項６に記載の移動体装置。 The mobile device according to claim 6 , wherein the support device presses the guide member at a height of the center of gravity of the support device. 前記移動体を前記第１方向に沿って誘導する誘導装置を更に備え、
前記ガイド部材は、前記誘導装置により前記第１方向に駆動される請求項１〜４のいずれか一項に記載の移動体装置。 A guidance device for guiding the movable body along the first direction;
The guide member is movable body apparatus according to any one of claims 1 to 4 driven in the first direction by the guide device. 前記ガイド部材は、前記誘導装置に押圧されることにより、前記誘導装置と一体的に前記第１方向に沿った位置を移動する請求項８に記載の移動体装置。 The mobile body device according to claim 8 , wherein the guide member moves to a position along the first direction integrally with the guidance device when pressed by the guidance device. 前記ガイド部材は、前記移動体により前記第１方向に駆動される請求項１〜４のいずれか一項に記載の移動体装置。 The guide member is movable body apparatus according to any one of claims 1 to 4 driven in the first direction by the moving body. 前記ガイド部材は、前記移動体に押圧されることにより、前記移動体と一体的に前記第１方向に沿った位置を移動する請求項１０に記載の移動体装置。 The moving body device according to claim 10 , wherein the guide member moves to a position along the first direction integrally with the moving body by being pressed by the moving body. 前記移動体は、該移動体の重心高さ位置で前記ガイド部材を押圧する請求項１１に記載の移動体装置。 The moving body device according to claim 11 , wherein the moving body presses the guide member at a center of gravity height position of the moving body. 前記ガイド部材を前記移動体とは独立に前記第１方向に駆動するアクチュエータを更に備える請求項１〜４のいずれか一項に記載の移動体装置。 The movable body apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising an actuator for driving the guide member in the first direction independently of the movable body. 前記移動体に所定の物体が保持される請求項１〜１３のいずれか一項に記載の移動体装置と、
前記移動体に保持された前記物体にエネルギビームを用いて所定のパターンを形成するパターン形成装置と、を備え、
前記物体が前記エネルギビームに対して前記第１方向に沿って駆動されることにより該物体に前記所定のパターンが走査露光される露光装置。 The movable body device according to any one of claims 1 to 13 , wherein a predetermined object is held on the movable body,
A pattern forming apparatus that forms a predetermined pattern on the object held by the moving body using an energy beam,
An exposure apparatus that scans and exposes the predetermined pattern on the object by driving the object along the first direction with respect to the energy beam. 前記走査露光時に前記ガイド部材が静止状態とされる請求項１４に記載の露光装置。 The exposure apparatus according to claim 14 , wherein the guide member is stationary during the scanning exposure. 前記物体には、少なくとも前記第１方向に関して複数のパターン形成領域が設けられるとともに、該複数のパターン形成領域に対して前記走査露光が逐次行われ、
前記ガイド部材の前記第１方向に沿った寸法は、ひとつの前記パターン形成領域に前記走査露光を行う際における前記物体の移動距離に基づいて設定される請求項１４又は１５に記載の露光装置。 The object is provided with a plurality of pattern formation regions at least in the first direction, and the scanning exposure is sequentially performed on the plurality of pattern formation regions,
16. The exposure apparatus according to claim 14 , wherein a dimension of the guide member along the first direction is set based on a moving distance of the object when the scanning exposure is performed on one pattern formation region. 前記移動体は、前記走査露光時に所定の一定速度で駆動され、
前記ガイド部材の前記第１方向に沿った寸法は、少なくとも前記移動体が前記一定速度で駆動される際の移動距離よりも長く設定される請求項１６に記載の露光装置。 The moving body is driven at a predetermined constant speed during the scanning exposure,
The exposure apparatus according to claim 16 , wherein a dimension of the guide member along the first direction is set to be longer than at least a moving distance when the moving body is driven at the constant speed. 前記物体は、フラットパネルディスプレイ装置に用いられる基板である請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の露光装置。 The exposure apparatus according to any one of claims 14 to 17 , wherein the object is a substrate used in a flat panel display device. 前記基板は、少なくとも一辺の長さ又は対角長が５００ｍｍ以上である請求項１８に記載の露光装置。 The exposure apparatus according to claim 18 , wherein the substrate has a length of at least one side or a diagonal length of 500 mm or more. 請求項１８又は１９に記載の露光装置を用いて前記物体を露光することと、
露光された前記物体を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法。 Exposing the object using the exposure apparatus according to claim 18 or 19 ,
Developing the exposed object. A method of manufacturing a flat panel display. 請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の露光装置を用いて前記物体を露光することと、
露光された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法。 Exposing the object using the exposure apparatus according to any one of claims 14 to 17 ,
Developing the exposed object. 所定の二次元平面内における第１方向に延びるガイド部材上であって、前記第１方向に関する一側の領域上に移動体を配置することと、
前記第１方向に関して前記ガイド部材よりも長い寸法を有するベース部材上であって、前記ガイド部材及び前記移動体を配置することと、
前記ガイド部材上で前記移動体を前記第１方向に関する他側に向けて移動させることと、
前記ガイド部材の前記他側の領域上に位置した前記移動体と前記ガイド部材とを前記他側に向けて一体的に所定距離移動させることと、
前記ガイド部材上で前記移動体を前記一側に向けて移動させることと、
前記ベース部材と前記ガイド部材と前記移動体とを前記第１方向に交差する前記第２方向に移動させることと、を含む移動体の駆動方法。 Disposing a moving body on a guide member extending in a first direction within a predetermined two-dimensional plane and on a region on one side with respect to the first direction;
Disposing the guide member and the movable body on a base member having a dimension longer than the guide member in the first direction;
Moving the movable body toward the other side in the first direction on the guide member;
Moving the movable body and the guide member located on the other side region of the guide member integrally to the other side by a predetermined distance;
Moving the moving body toward the one side on the guide member;
Moving the base member, the guide member, and the moving body in the second direction intersecting the first direction . 所定の二次元平面内における第１方向に延びるガイド部材上であって、前記第１方向に関する一側の領域上に移動体を配置することと、
前記第１方向に関して前記ガイド部材よりも長い寸法を有するベース部材上であって、前記ガイド部材及び前記移動体を配置することと、
前記ガイド部材上で前記移動体を前記第１方向に関する他側に向けて移動させることと、
前記ガイド部材の前記他側の領域上に位置した前記移動体と前記ガイド部材とを前記一側に向けて一体的に所定距離移動させることと、
前記ガイド部材上で前記移動体を前記一側に向けて移動させることと、
前記ベース部材と前記ガイド部材と前記移動体とを前記第１方向に交差する前記第２方向に移動させることと、を含む移動体の駆動方法。 Disposing a moving body on a guide member extending in a first direction within a predetermined two-dimensional plane and on a region on one side with respect to the first direction;
Disposing the guide member and the movable body on a base member having a dimension longer than the guide member in the first direction;
Moving the movable body toward the other side in the first direction on the guide member;
Moving the movable body and the guide member located on the other region of the guide member integrally to the one side by a predetermined distance;
Moving the moving body toward the one side on the guide member;
Moving the base member, the guide member, and the moving body in the second direction intersecting the first direction . 請求項２２又は２３に記載の移動体の駆動方法を用いて前記移動体を前記第１方向に沿って駆動することと、
前記第１方向に移動する前記移動体に保持された物体にエネルギビームを用いて所定のパターンを走査露光することと、を含む露光方法。 Driving the moving body along the first direction using the driving method of the moving body according to claim 22 or 23 ;
Scanning exposure of a predetermined pattern using an energy beam on an object held by the moving body moving in the first direction. 前記走査露光することでは、
前記移動体は、前記第１方向に所定の一定速度で駆動され、
前記ガイド部材は、少なくとも前記移動体が前記一定速度で移動する間、静止状態とされる請求項２４に記載の露光方法。 In the scanning exposure,
The movable body is driven at a predetermined constant speed in the first direction;
25. The exposure method according to claim 24 , wherein the guide member is in a stationary state at least while the moving body moves at the constant speed.
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