JPH08233964A - 可動ステージ装置、該ステージ装置を搭載したマイクロリソグラフィ装置、及び流体冷却システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 精密な運動を行い、マイクロリソグラフ装置
において、ウエーハを接合させるためのＸＹステージを
提供する。 【解決手段】 ウエーハを支持するメインステージ２２
が、Ｘ−Ｙ平面において第１の直線方向に磁気的に駆動
される運動可能なビーム２０を跨ぐ。メインステージと
は機械的に独立した従動ステージも、第１の直線方向
（Ｘ方向）に移動し、その運動は制御システムによっ
て、メインステージのＸ方向の運動と電子的に同期され
る。電磁駆動モータが、従動ステージに設けられた磁気
トラック１６ａ、１６ｂを含み、これら磁気トラックは
メインステージの縁部に設けられたモータコイルと協働
して、Ｘ方向に直交する第２の直線方向（Ｙ方向）に、
メインステージを動かす。ビームから磁気トラックの重
量を取り除くことにより、メインステージが軽量化され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、電気機械
的なアラインメント（整合）及び絶縁に関し、より詳細
には、極めて精度の高いマイクロリソグラフ装置の中
で、ウエーハを支持し且つ整合させるための方法及び装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】マイクロリソグラフ装置で使用するため
の、種々のサポート及び位置決め構造が知られている。
従来技術においては、一般に、別個のＸガイドアセンブ
リ及びＹガイドアセンブリを含む、ＸＹガイドが利用さ
れており、一方のガイドアセンブリは、他方のガイドア
センブリに装着され、該他方のガイドアセンブリと共に
運動可能することができる。別個のウエーハステージ
が、上記両ガイドアセンブリの頂部に設けられることが
多い。そのような構造は、製造の際に高い精度を必要と
すると共に、多くの構成要素を必要とする。そのような
構造は、一般に、ウエーハステッパ装置において使用さ
れ、該ウエーハステッパ装置においては、結像すべきレ
チクルに対する露光フィールドのアラインメント、すな
わち整合が回路の成功すなわち収率に影響を与える。走
査型の露光システムにおいては、上記レチクル及びウエ
ーハは同時に移動し、露光シーケンスの間に互いに関し
て横断して走査する。

【０００３】関連するシステムが、本件出願人が所有す
る「位置決め装置、アライメント装置、及び、位置決め
方法」と題する、特願平７−７５２２３号、並びに「目
標物移動装置、位置決め装置及び可動ステージ装置」と
題する、特願平７−１４３１９０号に開示されている。
また、１９９１年８月２０日に発行された米国特許第
５，０４０，４３１号、及び、１９８７年５月１９日に
発行された米国特許第４，６６７，１３９号も参照され
たい。上述の米国特許は総て、参考として本明細書に含
まれる。「ＸＹステージ」と呼ばれることが多い、上述
の如きステージ構造の他の多くの例が、当業界で知られ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来技術のステージは
一般に、ステージ位置の測定精度の感度が温度によって
悪影響を受けるという大きな欠点を有している。ステー
ジの要素を互いに関して駆動する電磁モータは大きな熱
源であり、実際のステージ位置を決定するために一般に
使用されるレーザ干渉計の性能に悪影響を与える。

【０００５】従来技術のシステムの他の欠点は、電気ケ
ーブル（電線）、光ファイバケーブル、冷却チューブ、
真空チューブ、及び、ホースを含む、外部装置から上記
ステージに接続される多くのケーブルが、実際のステー
ジに対して、定常的及び衝撃的な大きな抗力並びに機械
的な力を与え、これにより、性能を低下させるというこ
とである。すなわち、ケーブルの抗力は、ステージが該
ステージと共に上記ケーブルを引っ張ろうとする時に生
じ、これにより、機械的な摩擦及び外乱が生じる。

【０００６】また、従来技術のステージは、該ステージ
を少なくとも１つの軸線方向において位置決めするため
の電磁駆動モータの重い磁石を一般に担持する、ステー
ジの比較的大きな質量によって、その性能が低下する。
質量が大きくなると、ステージの機械的な共振周波数を
減少させ、従って、ステージの性能を低下させる。これ
を補償するために、ステージの剛性をより高くしようと
すれば、その質量を更に増大させることになる。より大
きな質量は、より大きなモータパワー（モータ出力）を
必要とし、従って、望ましくない加熱を更に増大させる
可能性がある。

【０００７】従って、従来技術においては、ステージサ
ポートの比較的大きな質量によって、精度及び速度とい
う意味におけるステージの性能が阻害され、そのような
ステージの運動によって生ずる熱が、位置に関する感知
精度を阻害するという大きな問題がある。

【０００８】本発明の目的は、上述の如き従来技術の問
題点を解消したステージ装置や、冷却システムを得るこ
とである。

【０００９】さらに本発明は、そのような改良されたス
テージ装置を搭載したマイクロリソグラフィ装置を提供
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、ＸＹス
テージ装置は、三次元において、高精度の位置決め及び
運動制御を行うことができる。本装置は、整流子リニア
モータを用いて、メインステージを二次元平面において
駆動し、空気軸受を使用することにより、平面外の直線
運動（Ｚ軸線に沿う）、並びに、ローリング回転及びピ
ッチング回転を制御する。

【００１１】一実施例においては、メインステージは、
リニアモータによって第１の直線方向にベース上を機械
的に駆動されるビーム（ガイドバー）を跨いでいる。メ
インステージに対して機械的に接続されていない、従動
ステージ（従動フレーム）も、上記ベースに設けられた
固定ガイドの間で、第１の直線方向（Ｘ）に独立して移
動し、その運動は、メインステージのＸ方向の運動に同
期される。メインステージ及び従動ステージは、独立し
て且つ同時にＸ方向に移動すると、電磁リニアモータ、
従動ステージに取り付けられた磁気トラック、及び、メ
インステージに取り付けられたコイル部分が、Ｘ方向に
対して直角な直線的な第２のＹ方向に、メインステージ
を動かす。

【００１２】従って、メインステージは、Ｘ−Ｙ平面に
おける機械的な外乱から絶縁され、メインステージ自体
から磁気トラックの重量を取り除くことにより、メイン
ステージの移動精度の制御が改善される。

【００１３】また、温度効果に対するステージ位置の測
定精度の感度は、メインステージに近接する熱源、並び
に、干渉計測定装置の一部である測定レーザ光線経路の
数及びサイズを極力小さくすることにより、改善され
る。

【００１４】その中にモータコイルが設けられている磁
気トラックのスロットを通して、空気の循環が行われ
る。上記スロットは、メインステージの両端部で部分的
にシールされ、これにより、上記トラックに空気流を通
し、該空気流は、メインステージから離れる方向に導か
れ、従って、干渉計のレーザ光線経路から離れる方向に
導かれる。

【００１５】また、ケーブル従動ステージが、従動ステ
ージに設けられる。ケーブルバンドルが、メインステー
ジからケーブル従動ステージに接続される。ケーブル従
動ステージは、従動ステージに沿う方向に移動して、そ
の際に、メインステージの上記方向の運動に同期し、従
って、装置の外側に接続されたケーブルバンドル（電
線、光ケーブル、空気チューブ、及び、真空チューブを
含む）の重量を支持する。

【００１６】従って、最適な制御を得て、温度効果を極
力小さくし、ケーブルの抗力を実質的に取り除くことに
より、高精度の運動を得ることができる。

【００１７】本発明の装置は、ウエーハステッパ、及
び、走査型の露光装置のスキャナに使用されるのに適し
ており、二次元における円滑で正確なステッピング及び
スキャニングを提供する。また、本発明の装置は、Ｙ方
向が走査方向であり、Ｘ方向が横断走査方向である、ス
キャナ装置に適している。

【００１８】精度、正確性、加速、速度、及び、設定時
間が、従来技術に比較して効果的に改善される。メイン
ステージ、及び、その支持ビーム（運動可能なガイドバ
ー）の重量は効果的に減少し、その理由は、ステージを
駆動するための比較的重い磁気トラックが、ビームにで
はなく、独立した従動ステージに設けられるからであ
る。メインステージを加速及び減速するために与えられ
る力は、ステージの重心あるいはその付近に効果的に与
えられる。これにより、ステージのトルクモーメントが
効果的に減少され、従って、ステージのローリング及び
ピッチングの傾向が減少する。従って、Ｘ方向及びＹ方
向における制御が、最適化される。

【００１９】また、ビームを用いてメインステージを駆
動することにより、ステージに設けられる熱源の数が減
少し、従って、ステージ位置を決定する干渉計装置に対
する温度効果が減少する。更に、メインステージをＹ方
向に駆動するための従動ステージを用いることは、従来
技術においては、メインステージの中心に設けられるこ
とが多いリニアモータコイルが、メインステージの２つ
の縁部に設けられる２つのモータコイルによって置き換
えられることを意味し、これら各々のモータコイルは、
同じ運動を得るために従来技術の単一の駆動モータを使
用する場合に比較して、必要とするパワーすなわち電力
は、半分だけで済む。これは、熱源をウエーハ（メイン
ステージの中心に位置する）から物理的に離して位置さ
せるだけではなく、発生する熱の集中を低下させ、従っ
て、ステージ、及び、干渉計の位置決めに関する温度効
果の制限を容易にする。

【００２０】ケーブル従動ステージは、メインステージ
と外部ケーブル接続部との間における、ケーブルの中間
着座位置の役割を果たし、従って、ケーブル従動ステー
ジは、メインステージと ケーブルの抗力に起因する機
械的な外乱との間の、機械的なバッファ（緩衝要素）で
ある。従って、ステージの移動精度が向上される。

【００２１】本発明の装置は、幾つかの従来技術のステ
ージで使用されている、無整流子型の特殊な電磁駆動要
素ではなく、商業的に入手可能な電磁駆動モータ要素を
使用する。従って、本装置は、比較的容易に製造され、
コストが低減される。また、発生した熱は、従来技術の
無整流子モータの熱に比較して、かなり減少され、温度
効果を低減する。

【００２２】ビームが機械的にステージを駆動する限
り、ステージは、ビームを包囲する必要がなく、また、
ビームを跨ぐことさえも必要無い。一実施例において
は、リニアモータコイルが、ビームの間隔端部に設けら
れ、Ｘ方向において細長くベースに固定されたガイドに
設けられた磁気トラックに沿って、ビームを駆動する。
従って、メインステージは、ビームに接続されているの
で、ビームのＸ方向（横断走査方向）における運動は、
メインステージに伝達される。また、ビームは、メイン
ステージが、上記ビームの方を向いたメインステージの
表面に設けられる空気軸受を介して、ビームに沿って自
由に摺動するので、Ｙ方向（走査方向）におけるメイン
ステージ用のガイドの役割も果たす。Ｙ方向におけるメ
インステージの駆動運動は、２つのリニアモータコイル
・アセンブリによって与えられ、これら２つのリニアモ
ータコイルは各々、メインステージの２つの平行な縁部
の一方に設けられている。上記２つのコイルアセンブリ
は、従動ステージに設けられた磁気トラックの内側で移
動し、上記従動ステージは、ステージを包囲するが、該
ステージとは機械的に独立している。

【００２３】従動ステージは、剛性を有する矩形の構造
であり、この構造は、他の２つの平行な部材に対して直
角に接続される２つの平行な部材（本明細書において
は、ブリッジと呼ぶ）を含む。２つのリニアモータが、
メインステージ、及び、Ｘ方向のビームの運動に同期さ
せて、従動ステージをガイドに沿って動かす。

【００２４】運動する部材（メインステージ、ビーム、
従動ステージ）が、ベースプレートの主表面に対して、
確実に円滑な摺動運動を行うようにするために、空気
（又は他の流体）の軸受が、メインステージ、ビーム、
及び、従動ステージの下に設けられる。追加の空気軸受
も、従動ステージと固定ガイドとの間に設けられ、従動
ステージのＸ方向における運動を滑らかにする。メイン
ステージとビームとの間に設けられる空気軸受が、ステ
ージのＹ方向における相対的な運動を滑らかにする。一
実施例においては、一方の固定ガイドだけが設けられ、
従って、ビーム及び従動フレームは、一端部においてだ
け案内される。

【００２５】従動ステージは、Ｘ方向に案内され、Ｙ方
向においては、固定ガイドの一方にクランプし該一方の
ガイドに沿って案内する、対向する２対の空気軸受によ
って拘束される。ビームは、他方の固定ガイドに沿って
運動する複合型の真空及び空気軸受によって、Ｘ方向に
案内される。

【００２６】そうではなく、別の実施例においては、ビ
ームと固定ガイドとの間には、空気軸受が全く設けられ
ない。その代わりに、ビームと従動ステージのブリッジ
部分との間に、空気軸受が設けられ、ビームをＹ方向に
おいて拘束する。ビームの運動、及び、従動ステージの
運動は、電子制御システムによって、それぞれのＸ方向
の運動が同期されるので、ビームと従動ステージとの間
の相対的な運動（ほんの数ミリメートル）が制限され、
そのような相対的な運動は、上記２つの要素の間の制御
システムにおける完全な同期が損なわれた場合にだけ生
ずる。従って、その箇所における軸受の機械的なノイズ
すなわち騒音が、極めて少なくなる。

【００２７】「空気プラグ」構造、及び、対応する空気
ダクトが、ビームに沿ってステージをＹ方向に駆動する
リニアモータからの熱の除去を改善する。従動ステージ
上の磁気トラックを収容するスロットは、空気プラグ構
造によって、メインステージの各コーナー部において閉
止され、これにより、暖かい空気を内側に収容するよう
になされている。上記空気プラグの断面は、スロットの
内側部分の形状になるように形成され、磁気トラックに
対するモータコイルのクリアランスすなわち空隙と同様
な空隙を有している。従って、空気プラグ構造と磁気ト
ラックの内側との間には、小さなギャップが存在する。
これにより、空気プラグ構造は、スロットの中の空気の
動きを完全にはシールせず、スロットの内側の空気と外
側との間に十分な制限をもたらし、若干の負圧が形成さ
れることを許容する。この構成は、磁気トラックの中心
部に位置するダクト付きの真空出口と共に、外側からス
テージモータコイルのスロットの中へ移動する空気流の
制御を確実にする。一方、そのような空気は、ダクトに
よって除去される。ダクト配管が、磁気トラックアセン
ブリの出口に取り付けられ、該磁気トラックアセンブリ
に空気を循環させ、これにより、コイルアセンブリの中
心部を冷却する。

【００２８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例による
ＸＹステージ構造の斜視図である（軸線Ｘ、Ｙ、Ｚは、
説明のために示されており、構造要素ではない。）。平
坦で円滑な主表面１２ａを有する花崗岩のベース１２
は、安定性をもたらすための通常のベースである。Ｙ方
向において平行に隔置された、花崗岩の２つの固定ガイ
ド１８ａ、１８ｂが、ベース１２の表面１２ａに装着さ
れている。

【００２９】各々のガイド１８ａ、１８ｂは、表面１２
ａ（Ｘ−Ｙ表面）に対して、概ね直交し、Ｘ方向におけ
るガイド表面１８０ａ、１８０ｂを有している。ガイド
１８ａのガイド表面１８０ａは、空気軸受／真空構造１
００を案内し、該空気軸受／真空構造は、ビームすなわ
ち梁２０の一端部に固定されていて、上記ビーム（運動
可能なガイドバー）２０をＸ方向に動かす。Ｙ方向のガ
イド表面が、ビーム２０の側面に形成されており、メイ
ンステージ（上方及び下方のステージ２２ａ、２２ｂ）
は、上記ガイド表面に沿って、Ｙ方向に運動可能であ
る。磁気トラック１６ａ、１６ｂが、それぞれのスペー
サ１４ａ、１４ｂを介して、ベース１２に装着されてお
り、上記ガイド１８ａ、１８ｂは、それぞれの磁気トラ
ック１６ａ、１６ｂの上に設けられている。スペーサ１
４ａ、１４ｂは、Ｘ方向において、それぞれ方形／矩形
の柱状に形成されており、磁気トラック１６ａ、１６ｂ
の付近から暖かい空気を吸い出すための、内部冷却ダク
トの役割も果たしている。磁気トラック１６ａのＸ方向
のスロットの中には、ビーム２０の一端部において構造
体１００の下方部に固定されたコイルユニットが挿入さ
れている。同様に、ビーム２０の他端部に固定されたコ
イルユニットが、磁気トラック１６ｂのＸ方向のスロッ
トの中に挿入されている。一実施例においては、上記コ
イルユニットの一方（構造体１００の側のコイルユニッ
トであるのが好ましい）だけを装着することができる。

【００３０】各々の磁気トラック１６ａ、１６ｂ用のコ
イルユニット及びスロットは、互いに接触しないよう
に、Ｙ方向及びＺ方向に配置されており、ビーム２０
は、上記コイルユニットに電流を与えることにより、ベ
ース１２の表面１２ａの上でＸ方向に移動する。後に詳
細に説明するように、空気軸受が、ビーム２０の両端部
の下方部に設けられており、ビーム２０、構造体１００
及びコイルユニットの重量は、表面１２ａによって支持
されている。下方ステージ２２ａは、ビーム２０を包囲
し、空気軸受を介して表面１２ａ上に支持されている。
従って、メインステージの重量は、ビーム２０上に作用
するのではなく、ベース１２全体に作用する。

【００３１】反対に、ガイド１８ｂが、従動ステージア
センブリ（７２、７４、７６、７８）の運動を案内す
る。上記従動ステージアセンブリは、Ｘ方向において、
矩形のフレーム構造を有している。上記従動ステージア
センブリのフレームの内側には、メインステージのＹ方
向運動ストロークを許容するスペースが設けられてい
る。後に詳細に説明するように、従動ステージアセンブ
リは、空気軸受を介してベース１２上に支持されると共
に、磁気トラック１６ｂに磁気的に接続されたコイルユ
ニットを有している。このコイルユニットは、図１にお
いてブリッジ構造７２の側に装着され、従動ステージア
センブリをＸ方向に動かす。更に、図１のブリッジ構造
７８は、空気軸受／真空構造１００との接触を避けるた
めに、該空気軸受／真空構造との間に、数ｍｍのギャッ
プ（空隙）を残すように、配置されている。更に、本発
明の実施例においては、上記従動ステージアセンブリ
は、ガイド１８ｂによってのみ案内され、ガイド１８ａ
によってＹ方向において拘束されていない。

【００３２】磁気トラック１６ａ、１６ｂは、トリロジ
ー・コーポレーション（Ｔｒｉｌｏｇｙ Ｃｏｒｐｏｒ
ａｔｉｏｎ：テキサス州Ｗｅｂｓｔｅｒ）から入手可能
な「３００シリーズ（”３００ ｓｅｒｉｅｓ”）とす
ることができ、後に説明するように、通常の電磁駆動モ
ータの第１の部分である。一実施例においては駆動モー
タの第２の部分でもある、内側のモータコイルアセンブ
リは、商業的に入手可能な部品である。上記モータコイ
ルアセンブリは、トリロジー・コーポレーションの部品
番号ＬＭ３１０−３である、整流子付きリニアモータで
ある。この特定のモータは、必要とされる出力の約３倍
の出力を有しており、この過剰の設計は、モータコイル
が、十分低い能力すなわち出力で作動し、これにより、
熱の発生が極力少なくなるためのものである。コイル巻
線を含む電線は、非常に細く、エポキシの如き材料の中
に埋め込まれている。各々のコイルは、３組のコイル巻
線を有しており、各々のコイル巻線は、磁気トラックに
よって決定される磁気ピッチの３分の１だけ、互いに隔
置されている。磁気トラックは、複数の磁石から成る直
線的なアセンブリであって、例えば、個々の対の磁石
が、鉄のフレームに取り付けられ、その間にエアギャッ
プを有している。各対の磁石は、各々の隣接する磁石に
関して、それぞれの極性が反転した状態で、隣接して取
り付けられている。この磁石セットは、鉄又は鋼の裏当
て構造に対して、磁気的に取り付けられ、接着剤によっ
て適所に保持されている。磁気トラックは、種々の形態
を有することができる。一実施例においては、コイル
は、２つの対向する磁石セットの間を移動する。別の実
施例においては、２つの隔置された位置を有するコイル
が、磁気トラックの上方及び下方に設けられる。

【００３３】ビーム２０は、Ｘ−Ｚ平面において矩形の
断面を有する堅固な構造であり、例えば、セラミック
（例えば、アルミナ）又はアルミニウムから形成され
る。別の実施例においては、ビーム２０は、Ｉ形材の断
面形状を有している。ビーム２０は、その重量を極力小
さくするために、内部空間（図８参照）を有しており、
緩衝特性を有している。

【００３４】下方ステージ２２ａが、ビーム２０をまた
ぎ、これを包囲している。下方ステージ２２ａは、例え
ば、アルミニウム又はセラミック材料（炭化ケイ素）か
ら形成される。セラミックから形成された上方ステージ
２２ｂは、下方ステージ２２ａに装着されている。ま
た、セラミックから形成された通常のウエーハチャック
２４、及び、レーザ干渉計用の２つのミラー２８、３０
が、上方ステージ２２ｂに装着されている。ミラー２８
は、ステージ２２ｂのＹ方向における位置を測定するｙ
干渉計光線を反射し、また、ミラー３０は、ステージ２
２ｂのＸ方向における位置を測定するｘ干渉計光線を反
射する。使用の際には一般に、ステージ２２ｂは、矩形
のカバーによって覆われ、該カバーは、通常のチャッ
ク、ミラー、センサ、及び、他の適宜な取付具（図示せ
ず）のための開口を有していることを理解する必要があ
る。

【００３５】図示のＸＹステージは、半導体ウエーハに
対するリトグラフィを行うための方法である。しかしな
がら、本発明は、そのような用途に限定されるものでな
い。関連する寸法のイメージを与えると、この場合に
は、ウエーハチャックは、約３０４．８ｍｍ（１２イン
チ）の直径を有する半導体ウエーハを収容する寸法を有
している。ベース１２の全体的な寸法は、約１１４．３
ｍｍ×１１４．３ｍｍ（４−１／２インチ×４−１／２
インチ）である。一実施例においては、上方ステージ２
２ｂを下方ステージ２２ａに対して水平にするための、
水平化装置（これも図示しない）が設けられている。ま
た、ウエーハチャック２４の回転を調節するための通常
の構造（図示せず）が、上方ステージ２２ｂに取り付け
られている。通常の干渉計ミラー２８、３０の如く、後
に説明するように、ステージ位置を決定するための、基
準マークが、上方ステージ２２ｂに取り付けられてい
る。下方ステージ２２ａは、ベース１２の主表面１２ａ
に乗っている。

【００３６】従動ステージは、例えば、４つのアルミニ
ウム部材を有する、矩形の剛性構造である。これらのア
ルミニウム部材は、ビーム２０の各側部において該ビー
ムに対して平行に設けられた、対向し且つ平行な部材７
４、７６であり、対向する平行な「ブリッジ」部材７
２、７８によって、接続されている。

【００３７】ケーブルコネクタ５２を有するケーブルバ
ンドル（ケーブルの束）は、従動フレーム部材７８（他
の図面により良く示されている）に取り付けられた、ケ
ーブル従動ステージ１４０上に支持されている。磁気ト
ラック８４ａ、８４ｂは、それぞれの従動ステージ部材
７６、７４に固定され、従動ステージの一部を形成して
いる。磁気トラック８４ａ、８４ｂの各々のスロットの
中には、下方ステージ２２ａの両側に固定されたコイル
ユニットが挿入されている。これらのコイルユニット
は、メインステージを励起してＹ方向に動かす。従動ス
テージは、また、空気軸受部材６４ａ、６４ｂを有して
おり、これら空気軸受部材は、上方ガイド１８ｂのいず
れかの側部ガイド表面１８０ｂに設けられ、接続部材６
４ｃにて接続されている。同様に、空気軸受部材６６
ａ、６６ｂが、上方ガイド１８ｂのいずれかの側部に設
けられ、接続部材６６ｃによって接続されている。従っ
て、部材６４ａ、６４ｂ及び６４ｃ、並びに、部材６６
ａ、６６ｂ及び６６ｃは、上方ガイド１８ｂに沿って、
従動ステージを案内する。空気軸受１３４ａ（及び、図
示しない他の空気軸受）も、後に詳細に説明するよう
に、従動ステージを主表面１２ａの上で案内する。

【００３８】上述の構造から分かるように、メインステ
ージのＹ方向における加速及び減速により生ずる逆方向
の力（反力）は、軸受部材６４ａ、６４ｂ、６６ａ、６
６ｂを介して、ガイド１８ｂに完全に伝達される。換言
すれば、上記反力は、メインステージ及び空気軸受／真
空構造を案内するビーム２０を介して、他方のガイド１
８ａには全く伝達されない。

【００３９】上記空気軸受は、デベット・マシナリー社
（Ｄｅｖｅｔｔ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｃｏ．：ペンシ
ルバニア州Ａｓｔｏｎ）から入手可能なタイプである。
空気軸受には、３つの一般的なタイプがあり、各々、５
ミクロンの代表的なライディング・ハイト（ｒｉｄｉｎ
ｇ ｈｅｉｇｈｔ）をもたらす。１つのタイプは、複合
型の真空／空気軸受である。空気軸受は、多孔質カーボ
ン体から形成され、その非軸受側部に沿ってワニスシー
ル剤を有している。上記カーボン体は、真空源に接続さ
れる中央孔を形成している。上記カーボン体の外周部
が、空気軸受になる。カーボン体の上方部は、圧縮空気
源に接続されている。従って、圧縮空気は、カーボン体
の同心円状の外側部分を通って押し出され、真空は、中
央部分の空気に吸い込まれ、これにより、真空が空気軸
受に「荷重を与えて」、適正な支持効果をもたらす。

【００４０】ここに使用される第２の空気軸受／真空構
造においては、真空部分は、空気軸受部分から物理的に
離れ且つ該空気軸受部分に隣接している。真空及び圧縮
空気は、ケーブルバンドルの配管、及び、内部配管分配
装置（図面を簡単にするために、図示されていない）を
介して、外部から供給されることを理解する必要があ
る。

【００４１】空気軸受クランプ構造６４ａ、６４ｂ、６
４ｃ、並びに、同様な構造６６ａ、６６ｂ、６６ｃは、
第３のタイプから構成されており、上方ガイド１８ｂと
従動ステージ部材７２との間に、望ましい低摩擦関係を
もたらしている。そのような構造は、接続部材６４ｃに
よって接続された、対向する軸受６４ａ、６４ｂを有し
ている通常の空気軸受クランプ部材である。このタイプ
のクランプ型の空気軸受構造は、かなり嵩高であり、従
って、空気軸受／真空構造を使用する、上記構造の他の
部分には使用されない。しかしながら、上記タイプのク
ランプ型の空気軸受構造を使用するスペースがある場合
には、図示の複合型の空気軸受／真空構造を、他のタイ
プの空気軸受構造で置き換えることができることを理解
する必要がある。一般に、空気軸受は、その性能を適正
に発揮するためには、ウェート、又は、物理的なクラン
プ構造、あるいは、真空によって、荷重を受ける必要が
あることを理解する必要がある。

【００４２】図２、図３、図４、図５、及び、図６は、
図１の全体構造あるいはその一部を示す別の図面であ
る。

【００４３】図２は、図１の後ろ側にある部分をより良
く示すために、図１の構造を９０°回転させた状態で示
している。従って、図２においては、別のケーブルバン
ドルループ５０ｂ、５０ｃ及び５０ｄ、並びに、上方ス
テージ２２ｂに接続されたケーブルバンドルループ５０
ｃの終端部を、含むケーブルバンドルアセンブリの他方
の部分が示されている。予荷重（予圧）型の空気軸受装
置（図示せず）が、ベース１２の表面１２ａ、及び、従
動アセンブリの部材７６の外側面に関して、ケーブル従
動ステージ１４０を支持する。ケーブルバンドルは、電
線、光ファイバ、真空チューブ、流体冷却剤チューブ、
及び、空気軸受用の圧縮空気を搬送するための空圧チュ
ーブを含むことは理解されよう。ケーブルバンドルは、
ステージコネクタによって、ケーブル従動ステージ１４
０に取り付けられ、歯車機構９０ｂを介して回転駆動モ
ータ９０ａにより駆動されるスチールバンド４８によっ
て、動かされる。プレート４６が、スチールバンド４８
の上方に設けられており、上記プレートは、ケーブル５
０ｄが該プレート４６上に送り出される際に、該ケーブ
ル５０ｄを支持する。従って、ケーブル従動ステージ１
４０は、従動ステージの部材７６の上に設けられ、該部
材に対して相対的に、Ｘ方向に移動する。ケーブル従動
ステージは、コネクタ９０ｄに取り付けられたケーブル
バンドルを、メインステージの運動に同期させて、図２
において左側及び右側（Ｙ方向）へ動かす。従って、メ
インステージに対するケーブルのドラッギング効果（引
きずり効果）が解消される。

【００４４】ケーブルバンドルに関しては、その作用
は、図２に示す如きものであり、ループ５０ａは、従動
ステージ要素（７２、７４、７６、７６、１４０）が、
その軸線に沿ってＸ方向に移動することに伴って、拡大
したり縮小したりする。また、ベース表面１２ａに接触
することなく部材７６に固定して取り付けられているモ
ータ９０ａ及び歯車機構９０ｂを作動させることによ
り、ケーブル従動ステージ１４０が、メインステージと
共に、直交方向すなわちＹ方向に移動する際にループ５
０は転動して伸縮する。従って、ケーブルの総ての運動
は、メインループ５０ａ、５０ｄにあり、他方のケーブ
ルループ５０ｃは、最小の運動量（すなわち、約１ｍｍ
乃至２ｍｍ）で、実質的に静止しており、上記運動量
は、ケーブル従動ステージとメインステージとの間の最
大運動量である。

【００４５】図２に更に示すように、磁気トラック８４
ｂは、磁気トラック８４ａと同じであり、後に説明する
ように、下方ステージ２２ａに取り付けられたモータコ
イルを使用するための内部スロットを含んでいる。図２
に示す他の要素は、図１に示す要素と同一である（図面
を簡単にするために、図２においては、図１に示す総て
の要素に符号を付している訳ではない。）。

【００４６】図１には示していないが、固定型の磁気ト
ラック１６ｂ用のスロットの中に挿入されるべきコイル
ユニット９２が、図２の従動ステージアセンブリのガイ
ド１８ｂ側の端部部品に示されている。上記コイルユニ
ット９２は、従動ステージアセンブリを構成する部材７
５のＹ方向の一端部の側（クランプアセンブリ６６ａ、
６６ｂ、６６ｃの側）にだけではなく、従動ステージア
センブリの部材７４（クランプアセンブリ６４ａ、６４
ｂ、６４ｃの側）にも装着するのガ好ましい。

【００４７】図３は、図１の構造の一部を、図１と同じ
方向から示す斜視図である。しかしながら、ベース１
２、及び、これに関連する固定ガイド、並びに、従動ス
テージは、ビーム２０の構造、及び、下方ステージ２２
ａをより良く示すために、図３には示されていない。

【００４８】図３に示すように、真空／空気軸受構造１
００が、ビーム２０の右側の端部に取り付けられてい
る。空気軸受１１４ａ、１１４ｂ、及び、１１４ｃ、１
１４ｄ、並びに、真空領域１１６ａ、１１６ｂ、１１６
ｃが、構造１００に取り付けられている（図１において
は、空気軸受構造１００も部分的に示されており、その
頂部だけが図１で見える。）。図３に示すように、空気
軸受構造１００は、各々の空気軸受（加圧ガス排気パッ
ド）、及び、真空領域が、ビーム２０の上面の固定ガイ
ド１８ａの側部ガイド表面１８０ａの方を向くように、
装着されている。Ｘ方向のモータコイル１１０ａは、ビ
ーム２０の端部分に取り付けられており、構造１００の
Ｘ方向の長さは、メインステージのＸ方向の寸法に概ね
等しい。図示のように、モータコイル１１０ａは、その
断面がＩ字形状の構造である。同様なモータコイル１１
０ｂ（これもＸ方向の運動用である）が、ビーム２０の
左側の部分に取り付けられている。モータコイル１１０
ａ、１１０ｂは、図示のように、ブラケットによってビ
ーム２０のメイン部分に取り付けられている。

【００４９】図３は、下方ステージ２２ａの左側の部分
に、下方ステージ２２ａに設けられたＹ方向のモータコ
イル１０２ａを示している。モータコイル１０２ａの構
造は、モータコイル１１０ａ及び１１０ｂの構造と同様
である。下方ステージ２２ａの右側には、他方のステー
ジモータコイル１０２ｂのメイン部分が見える。モータ
コイル１０２ａ、１０２ｂが、図１及び図２に示す従動
ステージ上の対応する磁気トラック８４ａ、８４ｂにそ
れぞれ嵌合されることが理解されるべきである。従っ
て、その断面が「Ｉ」字形状のモータコイル１０２ａ、
１０２ｂは、磁気トラック８４ａ、８４ｂの対応するス
ロットの中に嵌合する。下方ステージ２２ａの下側部分
２２ｄは、後に詳細に説明する空気軸受パッドアセンブ
リである。また、図３に示すのは、ビーム２０の左側に
あるガイド表面１０６ａである。このガイド表面１０６
ａは、下方ステージ２２ａの対応する内側表面に固定し
て取り付けられた、空気軸受パッドアセンブリに接触し
ている。ビーム２０の反対側の同様なガイド表面は、図
３では見えない。

【００５０】図３はまた、モータコイル１０２ａを収容
する下方ステージ２２ａの側方スロット部分のいずれか
の端部に位置する、「空気プラグ」構造１０４ａ、１０
４ｂを示している。この実施例においては、そのような
空気プラグは、モータコイル１０２ｂには設けられてい
ないが、後に説明するように、モータコイル１０２ｂに
用いることができる。

【００５１】図４は、（アルミニウムの）プレート２２
ｄを含むステージの下側２２ａを示しており、該プレー
ト２２ｄの各々のコーナー部には、４対の空気軸受／真
空構造が設けられている。第１の対のパッド１２０ａ、
１２０ｂは各々、後に詳細に説明する、真空入口である
円形の中央部分と、空気軸受部分である外側の同心円部
分とを含んでいる。同様な構造が、プレート２２ｄの他
のコーナー部に示されており、そのような構造は、空気
軸受／真空構造１２６ａ、１２４ａ、１２２ａを含んで
いる（他の空気軸受は、図面を簡単にするために、図２
ｂには示されていない。）。また、図４には、ビーム２
０の下側、ケーブルバンドルループ５０あ、及び、一方
のケーブル従動ステージ１４０を支持する空気軸受１４
２が示されている。ケーブルバンドル５０ａの一方の端
部が、端末コネクタ５２（例えば、ベース１２の側に固
定されている）に接続され、他方の端部が、従動ステー
ジアセンブリのフレーム部材７６の側方端部に固定され
たコネクタ５３に接続されている。

【００５２】図４においては、ベース１２だけが取り除
かれており、ガイド及び磁気トラック１６ａ、１８ａ、
及び、１６ｂ、１８ｂを含む他の総ての構造が示されて
いることを理解する必要がある。また、部材７２、７６
を含む、従動ステージの下方部も示されている。また、
ビーム２０の空気軸受／真空構造も示されている。ビー
ム２０の左側には、真空領域１３６ｂと、真空領域１３
６ｂＸ方向の両側に隣接して配列された空気軸受パッド
１３２ａ、１３２ｂとが示されている。ビーム２０の右
側には、真空領域１３４ｂと、対応する空気軸受１３０
ａ、１３０ｂとが示されている。

【００５３】また、従動フレーム部材７２、７６を表面
１２ａ上で支持するための空気軸受／真空構造も示され
ており、該空気軸受／真空構造は、部材７２、７６の下
側に設けられている。部材７６の左側の部分では、構造
１３６ｃの中央部分に設けられた矩形の真空領域が、同
心円状の空気軸受の（加圧ガス排気）部分によって包囲
されている。対応する空気軸受／真空構造１３４ｃが、
従動ステージ部材７６の右側に位置している。同様なパ
ッド構造１３４ａ、１３６ａが、部材７２に設けられて
いる。また、従動ステージ部材７６、７２にそれぞれ設
けられた磁気トラック８４ａ、８４ｂも示されている。
後に説明するように、下方ステージ２２ａの一側部に取
り付けられたカバー（熱バッフル）２２ｃが、磁気トラ
ック８４ｂ及び従動ステージの一部を包囲している。熱
バッフル２２ｃの下側（図２に部分的に示されている）
が、熱抽出ダクト２０１（後に更に説明する）と共に、
示されている。また、干渉計ミラー３０、ケーブル従動
ステージ駆動機構の一部９０ａ、９０ｂ、及び、ケーブ
ル従動ステージ１４０の底部の空気軸受１４２も示され
ている。スペーサ１４ａ、１４ｂにそれぞれ設けられる
丸い穴１３７ａ、１３７ｂは、磁気トラック１６ａ、１
６ｂから熱を抽出するためのダクトである。空気ホース
（図示せず）が、穴１３７ａ、１３７ｂに取り付けられ
ている。ダクト８６は、磁気トラック８４ｂの内部に通
じる穴であり、該穴には、排気（真空）空気ホース（図
示はされていないが）が取り付けられていて、トラック
８４ｂの内側から暖かい空気を取り除いている。

【００５４】スペーサ１４ａ、１４ｂの内部は、空所と
して形成されており、磁気トラック１６ａ、１６ｂのス
チールカバーには、上記スペースの空所につながる穴が
長手方向に隔置し形成されている。従って、空気抽出穴
が、スペーサ１４ａ、１４ｂの各々の穴１３７ａ、１３
７ｂに接続されると、各々の磁気トラック１６ａ、１６
ｂのスロットの中に浮遊する暖かい空気が、強制的に排
出される。そのような構造は、各々の磁気トラック１６
ａ、１６ｂと磁気的に結合されたコイル１１０ａ、１１
０ｂによって発生する熱によって暖められたスロットの
中の暖かい空気が、メインステージの周辺部分へ流出す
るのを防止することを可能とする。

【００５５】図５は、ベース１２、ビーム２０、下方ス
テージ２２ａ、上方ステージ２２ｂ、並びに、関連する
構造を、従動ステージを省略した状態で、示している。
図５は、図３のウエーハステージが、ベース１２の主表
面１２ａ上にどのように設けられるかを示している。図
６は、ベース１２、従動ステージアセンブリ（７２、７
４、７６、７８、６４ａ−６４ｃ、６６ａ−６６ｃ、１
３６ａ、１３６ｃ等）、及び、ケーブル従動ステージ
（１４０、１４８等）を、メインステージ及びビームを
省略した状態で示している。従って、図６に示される総
ての構造は、図７以下の図面にも示されている。

【００５６】図５に示すメインステージ構造から明らか
なように、リニアモータコイル１１ａ、１１０ｂが、ビ
ーム２０の両端部に装着されているので、ビーム２０
は、コイル１１０ａ、１１０ｂを励起する電流（例え
ば、三相電流）を制御することにより、Ｘ−Ｙ平面にお
いて微少回転することができる。これにより、メインス
テージ（２２ａ、２２ｂ）のヨーイングの能動的な制御
が可能となる。同様に、下方ステージ２２ａの両側に装
着された２つのコイル１０２ａ、１０２ｂへ供給される
励起電流を制御することにより、メインステージをビー
ム２０と共に、Ｘ−Ｙ平面において微少回転させること
が可能となる。

【００５７】ミラー２８のＹ方向の位置を測定する干渉
計が、例えば、２又はそれ以上の軸線から成る測定レー
ザ光線ＢＹ１、ＢＹ２を有している場合には、メインス
テージのヨーイングは、光線ＢＹ１及びＢＹ２によって
得られた測定値の間の差を得ることにより、決定するこ
とができる。同様に、ミラー３０用のＸ干渉計は、マル
チアクシス（多軸）型（レーザ光線ＢＸ１、ＢＸ２）と
することができる。

【００５８】ところで、メインステージのＹ方向の運動
に伴って生ずる反力（加速及び減速）は、ビーム２０に
は全く伝達されない。そのために、ビーム２０をＹ方向
において拘束する空気軸受／真空構造１００とガイド１
８ａのガイド表面１８０ａとの間のギャップ（数マイク
ロメートル）に形成された静圧ガス軸受の剛性を少なく
することができる。従って、空気軸受／真空構造１００
に供給される空気圧又は真空圧に対する調節を緩和する
ことができる。

【００５９】この剛性の緩和は、メインステージの位置
決め及移動精度（Ｙ方向における加速及び減速時の安定
性）が、結果として低下しないことも意味する。反対
に、図６に示す従動ステージアセンブリ（従動フレー
ム）の主要な機能は、メインステージ（２２ａ、２２
ｂ）を駆動するリニアモータの磁気トラック８４ａ、８
４ｂが、メインステージに追従し、上記磁気トラックが
Ｘ方向に移動するようにすることである。また、他の主
要な機能は、メインステージがＹ方向に移動する時に生
ずる反力を、クランプ構造６４ａ−６４ｃ、６６ａ−６
６ｃを介して、固定ガイド１８ｂに伝達することであ
る。そのために、クランプ構造６４ａ−６４ｃ、６６ａ
−６６ｃはサポート構造を介してガイド１８ａに接続さ
れ、上記サポート構造においては、高い剛性が得られ、
これにより、従動ステージアセンブリ全体をＹ方向にお
いて確実に拘束することができる。

【００６０】本発明の一実施例においては、小さな弾性
バンパ（図示せず）が、花崗岩のベース１２の主表面１
２ａの縁部（ガイドが位置している縁部以外の縁部）に
沿って、上記主表面に整合されている。これらのバンパ
は、制御装置が故障して、ステージが、表面１２ａのそ
の縁部へ移動する場合に、ステージの運動を緩衝する。

【００６１】図２に示すように、モータコイル９２が、
従動フレーム部材７６の右側の部分に設けられている。
対応するモータコイル（図示せず）が、従動フレーム部
材７６の左側の部分に設けられている。上記コイルは、
固定型の磁気トラック１６ａのスロットの中に挿入さ
れ、図２に示すコイル９２と協働して、従動ステージア
センブリをＸ方向に駆動する。上記モータコイルは、従
動ステージに対して駆動力を与える。また、上記モータ
コイルは、メインステージのモータコイル１０２ａ、１
０２ｂと同様であるが、長さが短く、上記従動ステージ
の質量が小さいので、パワーは小さい。この実施例にお
いては、対向する従動ステージ部材７４は、駆動モータ
コイルを全く含まない。

【００６２】図５及び図６を比較すると、ビーム２０及
び従動ステージ７６の部材が、同一の磁気トラック１６
ａ、１６ｂの上で、どのように駆動されるかが分かる。
また、上記図面を比較すると、ビーム２０がガイド１８
ａに接触している時に、従動ステージがガイド１８ｂに
どのように接触するかが分かる。また、図５及び図６を
比較すると、従動ステージ部材７２、７８のブリッジ構
造の目的も分かる。

【００６３】従って、ステージ２２ｂ上のコイル１０２
ａ、１０２ｂが励起されると、ステージ２２ａは、従動
ステージの磁気トラックの磁気的な強さに比例するＹ軸
方向の力を発生する。従って、メインステージの運動に
伴う反力（Ｙ軸方向）は、従動ステージに対して総て与
えられる。従って、メインステージを案内するビーム２
０に対しては、反力が全く与えられず、ガイド表面を変
形させようとするような力が、固定ガイド１８ａに影響
を与えることは全くない。他方のガイド１８ｂは、従動
ステージの反力を支持し、これにより、ガイド１８ｂが
変形することがある。しかしながら、そのような変形
は、従動ステージの案内精度すなわちガイド精度にだけ
影響を与え、従って、メインステージのガイド精度は悪
影響を受けないので望ましい。

【００６４】ここに示す空気軸受の特定の形態は、本発
明の一実施例の単なる例示であることを理解する必要が
ある。例えば、図４に示す円形の空気軸受／真空構造１
２０ａ、１２０ｂ等が使用されているが、これも図４に
示す矩形の真空／空気軸受構造を使用することもでき
る。また、例えば、１２６ａ、１３６ｃの如き、同心円
状の複合型の空気軸受／真空構造も適所に使用される
が、１３２ｂ、１３６ｂの時、分離型の真空構造／空気
軸受構造も使用することができる。特定の空気軸受の形
態の選択は、使用可能な表面積に依存する。

【００６５】図７は、図２の線３−３に沿う断面を示し
ており、従って、ケーブル従動ステージ及びこれに関連
する構造を詳細に示している。図２に示す要素と同一の
要素は、ベース１２、ケーブル従動ステージ１４０、従
動ステージ部材７６の外側部分、及び、ベース１２に支
持された空気軸受１４２（図４にも示される）であり、
上記外側部分の一つの表面は、約４５°の角度で傾斜し
て、ケーブル従動ステージ１４０に圧接し、これによ
り、該ケーブル従動ステージ用のガイドの役割を果たし
ている。図７に示す追加の構造は、ケーブル従動ステー
ジ１４０に取り付けられた磁石１４４ａであり、該磁石
は、（アルミニウムの）従動部材７６の中に装着された
鉄プレートすなわち鉄板１４４ｂに吸着される。鉄プレ
ート１４４ｂは、ケーブル従動ステージ１４０のストロ
ークにわたって、Ｘ方向に細長い。磁石１４４ａは、該
磁石１４４ａと部材７６の対応する表面に設けられた鉄
プレート１４４ｂとの間の吸着力によって、ケーブル従
動ステージ１４０の２つの表面に位置する空気軸受１４
２ｄ、１４２に荷重を与える役割を果たす。従って、ケ
ーブル従動ステージ１４０は、部材７６の４５°の角度
で傾斜した表面（Ｘ方向に形成されている）によって、
案内され、Ｘ方向（図７の紙面に直交する方向）に移動
する。

【００６６】図７に示す他の要素は、ケーブル従動ステ
ージの運動限界を検知する、光電検知器１４８を含む。
また、ケーブルバンドル５０ｂのループを支持する鉄プ
レート４６と、ケーブルクランプ部材１４６ｂ、１４６
ｄと、ケーブルクランプ部材１４６ｂ、１４６ｄを支持
するための構造部材１４６ｃとが含まれており、上記ケ
ーブルクランプ部材の間には、バンドル５０ｄであるケ
ーブルバンドル５０ｂの端部分が位置している（ケーブ
ルバンドルは、図２に示すように、構造１４６ｂ、１４
６ｃ、１４６ｄの周囲で環状に数回巻かれていることに
注意する必要がある。）。

【００６７】図７（及び図２）に示す鉄プレート４６
は、部材７６の側でＸ方向において固定され、ケーブル
従動ステージ１４０の上方部を覆っている。構造１４６
ｂ、１４６ｃ、１４６ｄは、鉄プレート４６の上方のス
ペースの中で、ステージ１４０と共に、Ｙ方向（図７の
紙面に対して直交する方向）に移動する。

【００６８】供給源側のバンドル５０の端部分は、部材
７６の側で固定された端末コネクタ５３（図４に示す）
に接続されている。バンドル５０ｂ（５０ｄ）は、Ｙ−
Ｚ平面においてループになっており、その理由は、バン
ドル５０ｂ（すなわち、バンドル５０ｄ）の他端部が、
クランプ構造１４０ｂ、１４０ｄによって固定されてい
るからである。構造部材１４６ｃは、バンドル５０ｄを
上方バンドル５０ｃに接続するために必要な、幾つかの
ジョイント、及び、電気端子を有している。バンドル５
０ｃは、Ｘ−Ｚ平面においてループになっており、メイ
ンステージの終端部５２（図２参照）に接続されてい
る。

【００６９】また、図２においては、終端部５１は、上
方ステージ２２ｂに装着されているが、上記終端部は、
下方ステージ２２ａの側に装着することもできる。図
１、図４、図７、及び、図７から明らかなように、メイ
ンステージ及び従動ステージアセンブリが同期してＸ方
向に動いたときに、Ｘ−Ｙ平面でループしたケーブルバ
ンドル５０ａだけが変形する。ケーブル従動ステージ１
４０、及び、構造１４ｂ、１４６ｃ、１４６ｄはＹ方向
において一緒に移動するので、メインステージがＹ方向
に動いた時には、ケーブルバンドル５０ｂ（又は５０
ｄ）だけが変形する。そのために、ケーブルバンドル５
０ａの応力は、従動フレームアセンブリによって吸収さ
れ、ケーブルバンドル５０ｂ、５０ｄの応力は、ケーブ
ル従動ステージ１４０（及び構造１４６ｂ−１４６ｄ）
によって吸収される。その端部においてメインステージ
に対して応力を与える可能性があるのは、ケーブルバン
ドル５０ｃである。しかしながら、バンドル５０ｃの形
状は、ケーブル従動ステージ１４０の作用によって、メ
インステージが動いても、めったに変化しない。従っ
て、ケーブルバンドル５０ｃの重量よりも小さい力だけ
が、Ｚ方向において、メインステージ側の終端部５１に
加えられる。

【００７０】図８は、ビーム２０、下方ステージ２２
ａ、及び、関連する構造を断面で示している。この断面
は、図５の線４−４に沿って示されている。この実施例
における下方ステージ２２ａは、ビーム２０を包囲して
いる（ここに示すビームは、断面がＩ字形である。）。
ビーム２０は、その重量を極力小さくするために、３つ
の内部空間２０ａ、２０ｂ、２０ｃを形成している。メ
インステージをビーム２０に沿って案内するために、空
気軸受／真空パッド１４２ａ、１４２ｂ（他の図面には
示されていない）が、下方ステージ２２ａの両方の内側
部分に設けられ、これにより、パッド１４２ａ、１４２
ｂとビーム２０の両側の側面１０６ａとの間に、静圧ガ
ス軸受を形成している。パッド１４２ａ、１４２ｂは、
下方ステージ２２ａの各々の外縁部付近に位置する矩形
の空気軸受を有しており、これにより、ビーム２０と下
方ステージ２２ａとの間の摩擦を極力小さくしている。
更に、図８においては、ビーム２０は、下方ステージ２
２ａの内側の頂壁及び内側の底壁の両方から数ｍｍある
いはそれ以下のスペースを残すように、配列されてい
る。ベース１２上で支持するための、空気軸受／真空パ
ッド２２ｄが、下方ステージ２２ａの下方部に示されて
いる。リニアモータコイル１０２ａ、１０２ｂは、ステ
ージ２２ａの側部に取り付けられ、断面で示されてい
る。関連する磁気トラック８４ａ、８４ｂは、モータコ
イル１０２ａ、１０２ｂをそれぞれ包囲している。

【００７１】磁気トラック８４ａ、８４ｂは、メインス
テージの一部ではなく、従動ステージ部材７４、７６に
それぞれ取り付けられているが、ここでは、説明のため
に図示している。また、それぞれ磁気トラック８４ｂ、
８４ａ用の裏当てプレート８４ｃ、８４ｄも示されてい
る。従動フレーム部材の一部が示されており、該一部に
は、磁気トラックの裏当てプレート８４ｄが取り付けら
れている（トラック８４ｂ用の対応する構造は示されて
いない。）。

【００７２】干渉計の正確な測定を行い、また、温度差
に起因する熱膨張の変化を排除するためには、ステージ
機構の温度安定性が重要である。干渉計の問題点は、暖
かい空気が、冷たい空気とは異なる屈折率を有すること
である。対象物すなわち物体は、干渉計のレーザ光線の
中で千分の数℃の粘度で空気温度に維持される。本発明
の実施例によれば、空気温度及び湿度コンディショナ、
及び、ＨＥＰＡフィルタ（図示せず）から供給される全
体的な空気流は、図１において図中の左側底部から右側
上部へ流れる。例えば、露光装置を収納する環境チャン
バ用の１つのタイプである、空気コンディショナを用い
ることができる。そのようなチャンバが、サイドフロー
タイプ（ｓｉｄｅ ｆｌｏｗ ｔｙｐｅ）である場合
（ＨＥＰＡフィルタの内側側壁の一方に、換気用の開口
を設け、内側側壁の他方に戻しダクトを設けることによ
り、空気が側方へ流れる）には、図１のＸ方向に一致す
るようにステージ装置を配列することにより、全体的な
空気流を供給することができる。従って、干渉計ミラー
２８、３０から暖かい空気を遠ざけることが重要であ
る。これは、以下に説明する３つの冷却サブシステムに
よって達成される。

【００７３】第一に、ステージ上のモータコイル１０２
ａ、１０２ｂは各々、コイル構造のベースの中の液体冷
却剤を通常の如く循環させることにより、液体冷却され
る。上記液体冷却剤は、水又は、フロリナート（Ｆｌｕ
ｏｒｉｎｅｒｔ）の如き他の材料であり、そのような液
体冷却剤は、通常の配管（図示しないケーブルバンドル
の一部）によって供給され、各々のモータコイル１０２
ａ、１０２ｂのベースに形成された通路を通して循環さ
れる（そのような通路は、上述の商業的に入手可能なモ
ータコイルの一部である。）。

【００７４】第二に、更なる冷却のために、液体冷却剤
をモータコイル１０２ａ、１０２ｂの外側面に循環させ
る。

【００７５】第三に、図３においてモータコイル１０２
ａ、１０２ｂを包囲する下方ステージ２２ａの側方スロ
ット部分に対して空気冷却装置を設ける。熱バッフル２
２ｃ（図８及び図４参照）が、磁気トラック８４ａを有
するフレーム部材７４を包囲すると共に、フレーム部材
７４に接触することなく、下方ステージ２２ａに取り付
けられている。熱排出チューブ（ダクト）２０１は、ト
ラック８４ａの外側の長さに渡って伸長する直線型構造
であり、ステージ２２ａ及びバッフル２２ｃによって形
成された「チャンバ」の中から暖かい空気を排出するた
めに、トラックの直ぐ下方に設けられている。チューブ
２０１は、約３ｍｍの高さ、及び、約６７ｍｍの幅を有
しており、上記「チャンバ」の中からの暖かい空気の進
入を許容する少なくとも１つの開口を形成している。従
って、チューブ２０１は、真空を受ける排気チューブ
（図示せず）に外側から接続された薄い矩形の管であ
る。これにより、チューブ２０１は熱バッフル２２ｃの
内側に配置され、熱バッフル２２ｃの内側から暖かい空
気を排出する。

【００７６】図８に示す構造から明らかなように、磁気
トラック８４のスロットの中の空気は、コイル１０２ａ
によって暖められる。熱バッフル２２ｃ又はチューブ２
１のいずれかを省略した場合には、暖かい空気は、トラ
ック８４のスロットから外方へ流れ、ミラー３０の前方
のスペース、すなわち、Ｘ方向干渉計装置のレーザ光線
経路には、大きな屈折率の変動が生ずる。従って、トラ
ック８４ａの下方には、Ｙ方向に隔置された幾つかの貫
通穴を設け、暖かい空気が、トラック８４ａのスロット
のスペースからチューブ２０１の内側スペースへ暖かい
空気が迅速に排出されるように、トラック８４ａを構成
するのが好ましい。

【００７７】配管を通る空気の循環を促進するために、
モータコイル１０２ａがその中に設けられている下方ス
テージ２２ａのスロット部分のいずれかの端部に図３に
示す「空気プラグ」構造１０１ａ、１０４ｂが設けられ
る。各々の空気プラグ１０４ａ、１０４ｂは、対応する
磁気トラックの周囲に緊密に嵌合するが、上記空気プラ
グと上記磁気トラックとの間に小さなギャップを残し、
これにより、磁気トラック８４ｂのスロット、並びに、
下方ステージ２２ａのスロット部分の中に空気流が入れ
るような、寸法を有する。これにより、積極的な空気流
が生じ、該空気流は、上記「チャンバ」に入り、次に、
上記磁気トラックに隣接するダクトの中に入って、接続
された真空チューブを通って出る。空気プラグ１０４
ａ、１０４ｂは、例えば、プラスチックから成る薄い部
片である。各々の空気プラグとこれらに対応する磁気ト
ラックの部分との間の約１ｍｍのギャップにより、空気
が外側から空気プラグを通って入ることが許容される。
従って、上記各々の空気プラグは、コイル１０２ａと同
様の断面形状を有しており、スロット部分の端部に接合
されて、コイル１０２ａを下方ステージの中で位置決め
する。

【００７８】この実施例においては、熱バッフル２２ｃ
及び排気チューブ２０１は、ステージ２２ａの一側部に
だけ設けられているが、その理由は、これらを設ける目
的が干渉計ミラーから熱を偏向させることであり、全体
的な空気流の方向は、図１において、左側から右側の方
向である。従って、別の実施例においては、ステージ２
２ａの反対側のモータコイル１０２ｂに対しても、熱バ
ッフル、ダクト、及び、空気プラグが設けられる。

【００７９】上記従動ステージ、及び、ビームは、上述
のように、同期して駆動される。これら従動ステージ及
びビームの間の代表的な最大移動量は、約±１．０ｍｍ
である。従って、上記２つの部品の間の位置的な関係
は、実質的に固定されている。一実施例においては、上
記メインステージ２２の相対的な移動精度は、約±１０
ナノメートルである。従動ステージの移動精度は、約±
１ｍｍである。従って、上記メインステージ及びビーム
は、Ｘ軸方向に駆動され、メインステージ上のモータコ
イルと従動ステージ上の対応する磁気トラックとの間
に、所定の最小ギャップ（約１ｍｍ）を維持する。ケー
ブル従動ステージの精度は、Ｙ方向において、約１ｍｍ
乃至２ｍｍである。

【００８０】上記ビーム、メインステージ、従動フレー
ムステージ、及び、ケーブル従動ステージの運動を制御
して、上記許容値に合致させるためのシステムが、図９
にブロックダイアグラムで示されている。この制御シス
テムは、ビーム及び従動フレームステージの１つの次元
（Ｘ軸線）における運動を同期させ、これにより、上記
ビーム及び従動フレームステージが、それぞれのモータ
コイル９２，１１０ａ、１１０ｂに対する電流を制御す
ることにより、メインステージと従動フレームステージ
との間の間隔が最小になる状態で、互いに近接して移動
するようにする。また、従動フレームステージに乗って
いるケーブル従動ステージは、メインステージと同期し
て、直交方向（Ｙ軸）に移動し、モータ９０ａの作動を
制御することにより、ケーブルの応力を極力小さくす
る。従って、制御システムは、上記３つのステージ及び
ビームの運動を同期させる。

【００８１】制御部分１６１は、３軸コントローラある
いはＣＰＵを備えている。これらＣＰＵは一般に、マイ
クロプロセッサ又はマイクロコントローラであり、１つ
のマイクロプロセッサの中に総てを存在させることがで
きる。

【００８２】従って、メインステージの軸コントローラ
１６２ａは、デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）コンバータ
１６２ｄに制御システムを送り、次に、その出力が、増
幅器１６２ｅによって増幅されて、メインステージ（図
９では、符号１６２ｆが付されている）のモータコイル
１０２ａ、１０２ｂ、並びに、モータコイル１１０ａ、
１１０ｂを励起する。従動フレームステージの軸コント
ローラ１６４ａが、デジタル／アナログコンバータ１６
４ｄに信号を送り、該信号は、増幅器１６４ｅによって
増幅され、図９では符号１６４ｆを付された従動フレー
ムステージのモータコイル９２を制御する。同様に、ケ
ーブル従動ステージの軸線コントローラ１６８ａが、デ
ジタル／アナログコンバータ１６８ｄ、及び、増幅器１
６８ｅを介して、図９では符号１６８が付されたケーブ
ル従動ステージのモータ９０を制御する。

【００８３】ホストコンピュータ１６０が、軸コントロ
ーラ１６２ａ、１６４ａ、１６８ａに対して、通常の態
様でコマンドすなわち命令を送り、Ｘ方向及びＹ方向に
おける運動を制御することもできることは理解する必要
がある。

【００８４】３つの位置測定装置１６２ｇ、１６４ｇ、
１６８ｇが、フィードバックを行う。メインステージ用
の測定装置１６２ｇは、上方ステージ２２ｂに設けられ
た干渉計ミラー２８、３０を含む。ミラー２８、３０に
よって反射されたレーザ光線によって、上方ステージ２
２ｂのベース１２上のＸ方向及びＹ方向の正確な位置
（及び、ヨー要素も）が測定される。この測定は次に、
ライン１６２ｈ、１６２ｋを介して、それぞれの軸コン
トローラ１６２ａ、１６８ａへのフィードバックの目的
を可能とする。

【００８５】第２の測定装置１６４ｇが、メインステー
ジに対する従動フレームステージの位置を測定する。一
実施例においては、測定装置１６４ｇは、誘導型の近接
測定センサである。そのセンサ要素は、例えば、部材７
８の如き、従動フレームステージの一つの部材に設けら
れ、部材１００の接近を検知する。従って、センサ１６
４ｇは、メインステージに対する従動フレームステージ
の位置を測定する。測定装置１６４ｇの出力は、フィー
ドバックラインを介して、軸コントローラ１６４ａにフ
ィードバックされ、従動フレームステージのコイル９２
を制御する。

【００８６】ケーブル従動ステージ用の第３の測定装置
１６８ｇは、通常の機械的なエンコーダであり、該エン
コーダは、ケーブル従動ステージの回転モータ９０ａの
一部である。上記エンコーダは、ケーブル従動ステージ
の位置を表す。この測定値は、ライン１６８ｈを介し
て、ケーブル従動ステージの軸コントローラ１６８ａに
フィードバックされる。コントローラ１６８ａは、主と
して、ライン１６２ｋを介して、メインステージのＹ方
向の測定信号を入力してモータ９０ａを励起し、これに
より、エンコーダ装置１６８ｇからの測定信号は、１乃
至２ｍｍの範囲内にあることになる。

【００８７】信号経路１６２ｊは、選択的に設けられる
ものであって、「フィードフォーワード」の特徴を提供
し、この特徴により、従動ステージ制御要素は、Ｘ軸に
沿うビームの運動に単に追従するだけではなく、ビーム
２０を制御する要素が受信すると同時に、ホストコンピ
ュータ１６０から移動コマンドを受信し、これにより、
より迅速な性能を提供する。

【００８８】従って、ステージアセンブリ全体の種々の
要素の運動における全体的な所望の同期が、所望の許容
値の範囲内に維持される。メインステージの運動は、最
も正確な測定装置によって、最も厳密に制御され、一
方、従動ステージは、より精度の低い測定装置によっ
て、幾分低い精度で制御される。最後に、運動制御の精
度が最も低い上記装置の部分、すなわち、ケーブル従動
ステージに対しては、最も精度の低い測定装置（機械的
な符合化）が使用される。

【００８９】また、ビーム２０の両端部のリニアモータ
コイル１１０ａ、１１０ｂは、軸コントローラ１６２に
よって差動的に励起され、これにより、ビームがヨーイ
ングを起こす傾向を阻止して解消する。従って、制御ユ
ニット１６２ａは、各々のモータコイル１１０ａ、１１
０ｂに対して、異なるレベルの電流を与える。各々のモ
ータコイルに与えられるそのような電流値は、フィード
バックライン１６２ｈで示すように、ビーム２０上のス
テージ２２ａの測定された位置すなわち測定位置に従っ
て、コントローラ１６２のコンピュータプログラムによ
って決定される。ビーム２０に関連して設けられる上述
の空気軸受構造も、アンチ・ヨーイング効果をもたらす
が、上記差動的な駆動は、上記空気軸受が行うよりも高
いアンチ・ヨーイング性能を提供することを理解する必
要がある。従って、ステージ２２ａの位置に起因してビ
ーム２０がヨーイングを起こす傾向は、上記差動的な駆
動制御によって、総て解消される。その目的は、ステー
ジ２２ａによってビーム２０に与えられる反力により、
ビーム２０が枢動すること、すなわち、一方の側部が他
方の側部よりも速く移動することを、阻止することであ
る。

【００９０】ステージの別の実施例が、図１０に断面で
示されており、この図は、ビーム、メインステージ、及
び、従動フレームステージだけを示している。単一のバ
ーすなわち棒として形成された従動フレームステージ２
７４は、単一の磁気トラック２８４を担持しており、該
単一の磁気トラックは、その重心付近で、メインステー
ジ（下方ステージ）２２２ａの中心に設けられている。
従動フレームステージには、上述の実施例と同様に、Ｚ
方向及びＹ方向においてその外方端を支持するための空
気軸受と、各々の端部に設けられるリニアモータコイル
とが設けられている。モータコイル２０２は、メインス
テージ２２２ａに取り付けられている。ビーム２２０
は、円滑な側面を有する「Ｕ」字形状の構造であり、上
記側面は、メインステージ２２２ａ上で固定された空気
軸受２４２ａ、２４２ｂを案内し、メインステージ２２
２ａをＹ方向に動かす。ステージ２２２ａは、ステージ
２２２ａの下側に設けられた空気軸受装置２２２ｄを介
して、ベースの表面１２ａ（図示せず）の上で支持され
ている。ビーム２２０は、空気軸受２３２の上に支持さ
れている。この実施例は、上述の実施例と同様である
が、単一の磁気トラック２８４（単一の従動バー２７
４）が、メインステージ２２２ａをＹ方向に駆動する点
において異なっている。この実施例はまた、ステージ２
２２ａが、ビーム２２０を完全には包囲していないとい
う特徴も有している。すなわち、メインステージ２２２
ａは、ベース１２の上に支持され、ビーム２２０を跨ぐ
だけではなく、従動バー２７４（磁気トラック２８４を
有する）も跨ぐ。また、ビーム２２０は、「Ｕ」字形状
の構造を有しており、該ビームの両端部だけを支持する
のではなく、ビームの長さに沿ってビーム２２０を支持
するためにビームの直ぐ下に設けられた空気軸受２３２
を有している。図１０に示す場合には、従動バーステー
ジ２７４をベース１２に対して支持するための構造が必
要であり、その理由は、ビーム２２０がその下で正しく
配列されているからである。１つの例は、従動バーステ
ージ２７４のＹ方向の両端部が、２つの固定ガイドによ
って、Ｚ方向において支持されている構造を設けること
である。

【００９１】図１１は、本発明の別の実施例を平面で示
している。この実施例は、図１の実施例と同じであり、
同様の要素には同様の符号が付されているが、ガイド１
８ａが取り除かれており、従って、空気軸受構造１００
が、残りのガイド１８ｂに圧接している点が異なる。

【００９２】別の実施例として、図３に詳細に示す空気
軸受／真空構造１００のパッド１１４ａ−１１４ｄ、並
びに、構造１００の背後の真空領域１１６ａ−１１６ｃ
を形成し、また、ブリッジ部材７８（図１、図２）によ
って、ビーム２０全体をＹ方向に拘束することができ
る。ガイド１８ａは、必須の要素ではないが、ガイド１
８ａは、構造１００とブリッジ７８との間のＹ方向の吸
引力が、予期しない状態において失われた時に、ビーム
２０全体が、ガイド１８ａの方向に大きく移動するのを
阻止する役割を果たす。また、磁気トラックとコイルの
相対的な位置は逆転させることができる。

【００９３】上述の説明は、例示であって、限定的なも
のではない。本明細書の記載に基づき、当業者は、別の
変更を行うことができることは明らかであるが、そのよ
うな変更は、本発明の範囲に入る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＸＹステージ構造の斜視図である。

【図２】図１の構造を９０°回転させた斜視図である。

【図３】図１のウエーハステージ及びビームの斜視図で
ある。

【図４】図３のウエーハステージ及びビームの下側を示
す斜視図である。

【図５】図１のウエーハステージ及びベースを、従動ス
テージ及びこれに関連する構造を省略して示す斜視図で
ある。

【図６】図１の従動ステージ及びケーブル従動ステージ
並びにベースを、上記ビームすなわちメインステージを
省略して示す斜視図である。

【図７】ケーブル従動ステージを詳細に示す断面図であ
る。

【図８】図１のステージ、ビーム、及び、放熱構造を示
す断面図である。

【図９】図１のＸＹステージのための制御システムのブ
ロックダイアグラムである。

【図１０】ビーム、ステージ、及び、従動ステージの他
の実施例を示す断面図である。

【図１１】更に別の実施例を一方の固定ガイドと共に示
す平面図である。

【符号の説明】

１２ ベース １２ａ 主表面 １６ａ、１６ｂ 磁気トラック １８ａ、１８ｂ 固定ガイド ２０ ビーム ２２ａ 上方ステージ、 ２２ｂ 下方ステージ ６４ａ、６４ｂ 空気軸受部材 ７２、７４、７６、７８ 従動ステージアセンブリ １００ 空気軸受／真空構造

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウデイ ジー． ナヤク アメリカ合衆国．95148 カリフォルニア, サンホセ，クロフト ドライヴ 2816 (72)発明者 蛯原 明光 アメリカ合衆国．94402 カリフォルニア, サンマテオ，ナンバー1101，ドウ サブラ ロード 10

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステージ機構であって、 ベースと、 前記ベースに設けられた少なくとも１つのガイドと、 前記ガイドに摺動可能に接触する運動可能なビームと、 前記ビームに隣接すると共に、前記ビームに沿って運動
   可能なステージと、 前記ガイドに枢動可能に接触すると共に、前記ステージ
   に隣接して設けられる従動ステージと、 前記従動ステージ上の第１のモータの一部に対して相対
   的に前記ステージを動かすように、前記ステージに設け
   られた第１のモータの一部と、 前記従動ステージに設けられた第２のモータの一部とを
   備え、該第２のモータが前記従動ステージを該第２のモ
   ータの一部に対して相対的に動かすと共に、前記第１の
   モータに対してある角度をなして配列されていることを
   特徴とするステージ機構。
2. 【請求項２】 請求項１の機構において、 前記ビームを前記ガイドに沿って動かすように前記ビー
   ムに設けられたモータの一部と、 前記従動ステージ及び前記ビームに設けられたモータの
   部分に作動的に接続され、前記従動ステージ及び前記ビ
   ームを前記ガイドに沿って同期させて動かすための制御
   装置とを更に備えることを特徴とする機構。
3. 【請求項３】 請求項１の機構において、前記モータの
   部分が各々リニアモータの要素であり、前記ステージに
   設けられたモータの部分が前記ステージを前記従動ステ
   ージに設けられた磁気トラックに対して相対的に動かす
   ためのモータコイルであることを特徴とする機構。
4. 【請求項４】 請求項１の機構において、前記従動ステ
   ージは、 前記ステージの各側部に各々設けられた第１及び第２の
   部材と、 前記第１及び第２の部材を各々接続して矩形の構造を形
   成する第３及び第４の部材を更に備え、前記第３の部材
   が前記第２のモータの部分を含み、更に、前記第４の部
   材に設けられた追加のモータ部分を含むことを特徴とす
   る機構。
5. 【請求項５】 請求項１の機構において、 前記従動ステージに設けられると共に、前記従動ステー
   ジの運動方向に対して直交する軸線を形成する直線サポ
   ートと、 前記サポートに設けられると共に、前記軸線に沿って前
   記サポートの上を運動可能なケーブル従動ステージとを
   更に備え、前記ケーブル従動ステージがケーブル固定具
   を含むことを特徴とする機構。
6. 【請求項６】 請求項５の機構において、 前記ケーブル従動ステージに対して作動的に接続され、
   前記ケーブル従動ステージを前記直線サポートに沿って
   動かすためのケーブル従動ステージ用モータと、 前記ケーブル従動ステージ用モータに対して作動的に接
   続され、前記ケーブル従動ステージを前記ステージと共
   に動かすための第２の制御装置とを更に備えることを特
   徴とする機構。
7. 【請求項７】 請求項１の機構において、前記ステージ
   の表面に設けられると共に、前記ベースの主表面に接触
   する複数の空気軸受を更に備えることを特徴とする機
   構。
8. 【請求項８】 請求項１の機構において、 前記ビームの表面に設けられると共に、前記ベースの主
   表面に接触する第１の複数の流体軸受と、 前記従動ステージの表面に設けられると共に、前記主表
   面に接触する第２の複数の流体軸受とを更に備えること
   を特徴とする機構。
9. 【請求項９】 請求項１の機構において、前記ステージ
   の下方部がスロットを形成し、該スロットの中には前記
   第１のモータが設けられ、更に前記ステージの前記下方
   部に取り付けられると共に、前記スロットの各端部を少
   なくとも部分的に閉止する構造を備えることを特徴とす
   る機構。
10. 【請求項１０】 請求項９の機構において、前記従動ス
    テージは、該従動ステージに設けられた少なくとも１つ
    の磁気トラックを有しており、前記ステージが空所を形
    成し、該空所の中には前記第１のモータが挿入されて、
    前記磁気トラックと協働し、更に、前記空所に接続され
    る換気ダクトを備えることを特徴とする機構。
11. 【請求項１１】 請求項１の機構において、少なくとも
    １つの空気軸受が前記ビームに隣接する前記ステージの
    表面に設けられることを特徴とする機構。
12. 【請求項１２】 請求項１の機構において、少なくとも
    １つの空気軸受が前記従動ステージの一端部に設けられ
    ると共に、前記ガイドの１つと接触することを特徴とす
    る機構。
13. 【請求項１３】 請求項１２の機構において、前記従動
    ステージに第２の流体軸受が設けられ、該第２の流体軸
    受は前記ガイドの１つに接触すると共に、少なくとも１
    つの空気軸受に対向する位置にあることを特徴とする機
    構。
14. 【請求項１４】 請求項１の機構において、前記ビーム
    がセラミック材料から形成されることを特徴とする機
    構。
15. 【請求項１５】 請求項１の機構において、前記ステー
    ジがセラミック材料から少なくとも部分的に形成される
    ことを特徴とする機構。
16. 【請求項１６】 請求項１の機構において、前記ステー
    ジに設けられたチャックを更に備え、該チャックがセラ
    ミック材料から形成されることを特徴とする機構。
17. 【請求項１７】 運動可能なステージ装置であって、 （ａ）平坦な主表面を有するベース構造と、 （ｂ）前記ベース構造に設けられた第１及び第２の直線
    ガイド部材であって、当該第１及び第２の直線ガイド部
    材は、Ｘ方向において互いに平行であり、該Ｘ方向と直
    交したＹ方向において分離されており、 （ｃ）前記第１及び第２の直線ガイド部材の間に位置す
    る運動可能なガイド部材であって、 当該運動可能なガイド部材は、前記第１の直線ガイド部
    材と前記ベース構造の主表面とによって拘束され、前記
    第２の直線ガイド部材に拘束されることなくＸ方向に動
    くようになされ、 （ｄ）前記第１及び第２の直線ガイド部材の間で、前記
    運動可能なガイド部材に対して平行に設けられた運動可
    能な追従部材であって、 当該追従部材は、前記第２の直線ガイド部材と前記ベー
    ス構造の主表面とによって拘束され、前記第１の直線ガ
    イド部材の拘束を受けることなく前記運動可能なガイド
    部材とは独立して、Ｘ方向に運動するようになされ、 （ｅ）前記運動可能なガイド部材と前記ベース構造の主
    表面とによって拘束され、前記従動部材に接触すること
    なくＹ方向に運動するようになされたメインステージ部
    材と、 （ｆ）コイルユニット及び磁石ユニットを含み、前記メ
    インステージ部材をＹ方向に作動させる電磁力発生手段
    であって、 当該ユニットの一方が前記メインステージ部材に設けら
    れ、当該ユニットの他方が前記従動部材に設けられるこ
    とを特徴とする運動可能なステージ装置。
18. 【請求項１８】 移動可能なステージ装置であって、 （ａ）ベース表面を有するベース構造と、 （ｂ）前記ベース構造に設けられると共に、Ｘ方向にお
    いて細長い第１の直線ガイド部材と、 （ｃ）前記ベース構造に設けられると共に、Ｘ方向にお
    いて細長く、Ｘ方向と直交したＹ方向において、前記第
    １の直線ガイド部材から分離された第２の直線ガイド部
    材と、 （ｄ）前記第１及び第２の直線ガイド部材の間に設けら
    れると共に、Ｙ方向において細長いガイド表面を有する
    第１の可動アセンブリであって、 当該第１の可動アセンブリは、流体軸受を介して前記第
    １の直線ガイド部材及び前記ベース表面によって案内さ
    れてＸ方向に移動するようになされ、 （ｅ）前記第１の可動アセンブリに隣接すると共に、流
    体軸受を介して前記ガイド表面及び前記ベース表面によ
    って案内されてＹ方向に移動するようになされたメイン
    ステージアセンブリと、 （ｆ） 前記第１及び第２の直線ガイド部材の間に設け
    られ、前記メインステージアセンブリからＸ方向におい
    て所定の間隔を維持するように駆動され、前記第１の可
    動アセンブリと同期して移動するようになされた第２の
    可動アセンブリであって、 当該第２の可動アセンブリは、流体軸受を介して前記第
    ２の直線ガイド部材及び前記ベース表面によって案内さ
    れ、 （ｇ）前記メインステージアセンブリと前記第２の可動
    アセンブリとの間に設けられ、Ｙ方向における相対的な
    移動を生じさせる、リニアモータアセンブリとを備える
    ことを特徴とする移動可能なステージ装置。
19. 【請求項１９】 運動可能なステージ装置であって、 平坦な主表面を有するベース構造と、 前記表面上で、第１の方向、及び、該第１の方向に対し
    て直交する第２の方向に運動可能な第１のステージアセ
    ンブリと、 前記ステージアセンブリに一端部が取り付けられたケー
    ブルバンドルと、 前記表面上で第１及び第２の方向に運動可能な第２のス
    テージアセンブリであって、当該第２のステージアセン
    ブリに前記ケーブルバンドルの一部が取り付けられてい
    る第２のステージアセンブリと、 前記第１のステージアセンブリ、並びに、前記第２のス
    テージアセンブリに対して作動的に接続され、前記第２
    のステージアセンブリを前記第１のステージアセンブリ
    と同期させて前記第１及び第２の方向に運動させる制御
    装置とを備えることを特徴とする運動可能なステージ装
    置。
20. 【請求項２０】 請求項１９の装置において、前記ベー
    スの主表面の方を向いた前記第２のステージアセンブリ
    の表面に設けられる流体軸受を更に備えることを特徴と
    する装置。
21. 【請求項２１】 請求項１９の装置において、 前記第１のステージアセンブリに隣接し、前記ベースの
    前記主表面上で前記第１の方向に運動可能な第３のステ
    ージアセンブリを更に備え、 前記第１のステージアセンブリの一部に駆動モータが設
    けられ、前記第２のステージアセンブリは前記モータに
    接続されており、 前記第２のステージアセンブリの表面が前記ステージア
    センブリの第２の部分に摺動可能に接触することを特徴
    とする装置。
22. 【請求項２２】 運動可能なアセンブリ用の流体冷却装
    置であって、 ベースと、 該ベース上で運動可能であると共に、その表面にモータ
    コイルが設けられた第１のアセンブリと、 前記第１のアセンブリに摺動可能に接触して、前記ベー
    ス上で運動可能であると共に、その表面に設けられた磁
    気トラックを有しており、前記モータコイル及び磁気ト
    ラックが電磁駆動リニアモータとして協働する第２のア
    センブリと、 前記第１のアセンブリに設けられると共に、前記磁気ト
    ラックを少なくとも部分的に包囲するケーシングであっ
    て、当該ケーシングはその中に流体を保持するようにな
    され、 前記モータコイルに隣接する前記第１のステージアセン
    ブリに沿って伸長して、前記モータコイルに隣接する少
    なくとも１つの開口を形成するダクトであって、前記モ
    ータコイルの近傍から前記開口の中に流体を収容し、当
    該ダクトの先端から流体を排気するようになされたダク
    トとを備えることを特徴とする流体冷却装置。
23. 【請求項２３】 請求項２２の装置において、前記モー
    タコイルは前記第１のアセンブリの細長い凹所のいずれ
    かの端部に位置し、前記各々の構造が前記凹所の一端部
    を実質的にシールすることを特徴とする装置。
24. 【請求項２４】 露光処理される基板を載置して２次元
    的に移動可能なステージ装置を備えたマイクロリソグラ
    フィ装置において、 平坦な基準表面を有するベース構造体と；該ベース構造
    体上に第１の方向に沿って直線的に設けられた固定ガイ
    ド部材と；前記第１の方向と直交した第２の方向に直線
    的に延設されたガイド面を備え、前記固定ガイド部材と
    前記基準面とに拘束されて前記第１の方向に移動可能な
    可動ビーム部材と；前記ベース構造体と前記可動ビーム
    部材との間に設けられ、前記可動ビーム部材を前記第１
    の方向へ駆動する第１のリニアモータ手段と；前記可動
    ビーム部材のガイド面と前記基準面とに拘束されて前記
    第２の方向に移動可能であると共に、前記露光処理され
    る基板を載置する主ステージと；前記可動ビーム部材の
    ガイド面とほぼ平行に前記第２の方向に延設されるとと
    もに、前記主ステージと非接触に接近して載置されるア
    ーム部分を有し、前記固定ガイド部材と基準面とに拘束
    されて前記第１の方向に移動する従動ステージと；前記
    従動ステージのアーム部分と前記主ステージとの間に設
    けられ、前記主ステージを前記第２の方向へ駆動する第
    ２のリニアモータ手段と；前記可動ビーム部材と前記従
    動ステージとの前記第１の方向に関する間隔をほぼ一定
    に保つように、前記第１のリニアモータ手段による前記
    主ステージの移動に連動して前記従動ステージを前記第
    １の方向に駆動する第３のリニアモータ手段とを備えた
    ことを特徴とするマイクロリソグラフィ装置。