JPWO2004073053A1 - ステージ装置及び露光装置、並びにデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

ステージ（ＲＳＴ）は、定盤（１６）の上方に浮上しつつレチクルを保持して２次元面内の３自由度方向に移動可能であり、枠状部材（１８）は定盤の上方に浮上しつつ２次元面内の３自由度方向に移動可能である。枠状部材には第１固定子（１３６１〜１３８２）、第２固定子（１４０１，１４０２）が設けられ、ステージには第１固定子、第２固定子それぞれと協働してステージを２次元面内で駆動する駆動力を発生する第１可動子、第２可動子が設けられている。従って、ステージの駆動による反力は第１又は第２固定子に作用し、この反力により枠状部材が運動量保存則にほぼ従って２次元面内で移動する。これにより、ステージの移動による反力がほぼ完全にキャンセルされるとともに、ステージ及び枠状部材を含む系の重心移動が生じないので、定盤には偏荷重も作用しない。

Description

本発明は、ステージ装置及び露光装置、並びにデバイス製造方法に係り、更に詳しくは、定盤と、該定盤に沿って移動するスライダとを備えるステージ装置、該ステージ装置を備える露光装置、並びに前記露光装置を用いるデバイス製造方法に関する。

近年、半導体素子、液晶表示素子等を製造するリソグラフィ工程においては、マスク又はレチクル（以下、「レチクル」と総称する）とウエハ又はガラスプレート等の感光物体（以下、「ウエハ」と総称する）とを所定の走査方向（スキャン方向）に沿って同期移動しつつ、レチクルのパターンを投影光学系を介してウエハ上に転写する、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナ）とも呼ばれる）などが比較的多く用いられるようになってきた。走査型露光装置は、ステッパなどの静止型露光装置に比べると、大フィールドをより小さな投影光学系で露光できる。このため、走査型露光装置には、投影光学系の製造が容易であるとともに、大フィールド露光によるショット数の減少により高スループットが期待でき、さらに投影光学系に対してレチクル及び基板を相対走査することで平均化効果があり、ディストーションや焦点深度の向上が期待できる等の種々のメリットがある。
しかるに、走査型露光装置では、ウエハ側に加え、レチクル側にも、レチクルを駆動する駆動装置が必要である。最近の走査型露光装置では、レチクル側の駆動装置として、レチクル定盤上にエアベアリング等により浮上支持され、走査方向に直交する非走査方向（非スキャン方向）の両側に配置された１対のリニアモータによって、走査方向に所定ストローク範囲で駆動されるレチクル粗動ステージと、該レチクル粗動ステージに対して、スキャン方向及び非スキャン方向及びヨーイング方向にボイスコイルモータ等によって微少駆動されるレチクル微動ステージとを有する粗微動構造のレチクルステージ装置が用いられている。
また、レチクルステージの駆動に応じてリニアモータの固定子に生じる反力がレチクル定盤の振動要因や姿勢変化の要因となるのを極力抑制するため、前記反力を受けて、運動量保存則に従って、例えばレチクルステージのスキャン方向に延設されたリニアモータの固定子（リニアガイド）に沿って、レチクルステージとは反対方向に移動するカウンタマス（錘部材）を有するカウンタマス機構が設けられたレチクルステージ装置もある。
しかしながら、従来の走査型露光装置が採用するレチクルステージ装置では、以下のような改善すべき点が種々存在する。
ａ． 微動ステージ駆動用のモータの固定子が設けられた固定子キャリアと定盤との間にサイドガイドがあるため、レチクル微動ステージ（レチクル）の非スキャン方向の位置決め時の反力及びヨーイングモーメント、並びに粗動ステージの駆動時に生じるモーメントが、サイドガイドを介して定盤に伝達され、これが定盤の振動要因となり、結果的にレチクルの位置制御精度（位置決め精度を含む）を悪化させていた。
ｂ． レチクル微動ステージ及びレチクル粗動ステージには、電流供給のための配線や、バキュームチャックのための真空排気用の配管及びエアベアリングに対する加圧空気の供給用の配管などが接続されていた。このため、レチクル微動ステージ及びレチクル粗動ステージが移動する際には、上記の配線、配管が引きずられ、それら配線、配管の張力が、結果的にレチクルの位置制御精度（位置決め精度を含む）を悪化させる要因となっていた。
ｃ． レチクル微動ステージ周辺の機械的な振動、熱的要因によるステージ曲げがレチクル微動ステージの位置計測誤差の要因となっていた。一例として、図１２Ａに示されるように、レチクル微動ステージＲＳＴに設けられた移動鏡１６９を介してレチクル微動ステージＲＳＴ（レチクルＲ）の位置を測長軸ＬＸを有する干渉計で測定する場合について考える。この場合において、レチクルステージＲＳＴに図１２Ｂに示されるような変形が生じたものとすると、干渉計によって計測される位置情報にΔＭの計測誤差（一種のアッベ誤差）が生じることとなる。なお、図１２Ａ、図１２Ｂにおいて、符号ＣＲは、レチクル微動ステージＲＳＴの中立面（曲げ中立面）を示す。
ｄ． さらに、レチクル微動ステージの変形が、移動鏡の変形（曲がり）要因となり、レチクル微動ステージの位置計測精度、ひいては位置制御精度の低下を招いていた。
ｅ． また、特にカウンタマス機構を備えるレチクルステージ装置では、カウンタマス（錘部材）とレチクルステージとの質量比を十分大きく確保することが困難であった。その理由は、上記従来のカウンタマス機構では、カウンタマスはリニアガイドの軸上に重心を配置する必要があるため、カウンタマスの質量を大きくするためには、カウンタマスをリニアガイドの軸方向に延長するか、リニアガイドを中心として軸直交面内で放射方向の距離が一律に大きくなるようにする必要があり、レイアウトの都合上、自ずと制限があるためである。このようにカウンタマス（錘部材）とレチクルステージとの質量比を十分大きく確保することが困難であったことから、カウンタマスのストロークが大きくなり、配管を引きずることの影響や、重心移動による局部的なボディ変形が無視できず、位置制御性の低下の要因となっていた。
ｆ． この他、レチクルステージの周辺部材の配置、形状などが複雑で、その周辺空間は入り組んだ開放空間となっていたため、空調効率が悪く、空気揺らぎ（空気の温度揺らぎ）などによって干渉計計測精度、ひいてはレチクルの位置制御性を悪化させる要因ともなっていた。さらに、Ｆ_２レーザなどの真空紫外光を露光用照明光として用いる場合には、レチクル周辺においても雰囲気気体を不活性ガスで置換するガスパージを行わなければならないが、上記のレチクルステージの周辺部材の配置、形状などの複雑化のために、その設計が非常に困難なものとなっていた。
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、特に、物体が載置される移動体の位置制御性の向上を図ることができるステージ装置を提供することにある。
また、本発明の第２の目的は、高精度な露光を実現することが可能な露光装置を提供することにある。
また、本発明の第３の目的は、高集積度のデバイスの生産性を向上させることが可能なデバイス製造方法を提供することにある。

本発明は、第１の観点からすると、定盤と；前記定盤の上方に浮上しつつ物体を保持して第１軸及びこれに直交する第２軸を含む２次元面内の３自由度方向に前記定盤に沿って移動可能なスライダと；前記定盤の上方に浮上しつつ前記２次元面内の３自由度を少なくとも有し、前記スライダを取り囲む枠状部材と；前記枠状部材に設けられた第１固定子と、該第１固定子と協働して前記スライダを前記第１軸方向に駆動する駆動力を発生する第１可動子とを含む第１駆動機構と；前記枠状部材に設けられた第２固定子と、前記第２固定子と協働して前記スライダを前記第２軸方向に駆動する駆動力を発生する第２可動子とを含む第２駆動機構と；を備える第１のステージ装置である。
ここで、固定子と可動子とが「協働する」とは、固定子と可動子との間の何らかの物理的相互作用（例えば電気磁気的な相互作用など）を行って駆動力を発生することを意味する。本明細書では、かかる意味で協働なる用語を用いるものとする。
これによれば、スライダは、定盤の上方に浮上しつつ物体を保持して第１軸及びこれに直交する第２軸を含む２次元面内の３自由度方向に前記定盤に沿って移動可能であり、枠状部材は、定盤の上方に浮上しつつ前記２次元面内の３自由度を少なくとも有している。枠状部材には、第１固定子、第２固定子が設けられ、第１固定子と協働してスライダを第１軸方向に駆動する駆動力を発生する第１可動子、第２固定子と協働してスライダを第２軸方向に駆動する駆動力を発生する第２可動子がスライダに設けられている。従って、スライダが第１駆動機構又は第２駆動機構により第１軸方向又は第２軸方向に駆動されると、その駆動力に応じた反力が第１固定子又は第２固定子に生じる（作用する）。この反力の作用により枠状部材が、運動量保存則にほぼ従って、２次元面内の３自由度方向に移動する。すなわち、枠状部材がカウンタマスの役目を果たす。この場合、枠状部材の移動により、前記反力がほぼ完全にキャンセルされるとともに、スライダ及び枠状部材を含む系の重心移動が生じないので、定盤には偏荷重も作用しない。従って、物体が載置されるスライダの位置制御性の向上を図ることができる。また、この場合、枠状部材はスライダを取り囲む状態で設けられているので、必然的に大型化し、その質量が大きくなり、枠状部材とスライダとの大きな質量比を確保することができ、枠状部材の移動ストロークは比較的短くて足りる。また、枠状部材を大型化する場合に、その支障は殆どない。
この場合において、第１駆動機構、第２駆動機構の構成は種々考えられるが、例えば前記第１駆動機構は、少なくとも２つのリニアモータを含み、前記第２駆動機構は、少なくとも１つのボイスコイルモータを含むこととすることができる。
本発明の第１のステージ装置では、前記スライダの位置を計測する干渉計システムを更に備え、前記スライダには、中立面の一部に前記物体の載置面が形成されるとともに、前記干渉計システムからの測長ビームの光路の前記２次元面に直交する第３軸方向の位置が前記中立面の位置に一致していることとすることができる。かかる場合には、前述の図１２Ｂを用いて説明した、スライダの変形の際に中立面と測長軸とのずれに起因して生じる位置計測誤差ΔＭを略零にすることができる。
本発明の第１のステージ装置では、前記スライダの第１軸方向の一側及び他側の端部には第１軸方向に延びる延設部がそれぞれ設けられ、前記一側の延設部から他側の延設部に至る長手方向の全域に渡る気体静圧軸受が形成され、前記定盤から配管を介さないで前記気体静圧軸受に対して加圧気体が供給されることとすることができる。
本発明は、第２の観点からすると、マスクと感光物体とを所定方向に同期移動して前記マスクに形成されたパターンを前記感光物体に転写する露光装置であって、前記マスクを照明光により照明する照明ユニットと；前記マスクが前記物体として前記スライダ上に載置される本発明の第１のステージ装置と；前記マスクから射出される前記照明光を前記感光物体上に投射する投影光学系ユニットと；を備える第１の露光装置である。
これによれば、本発明の第１のステージ装置を備えているので、スライダの位置制御精度、ひいてはマスクの位置制御精度を向上することが可能である。したがって、マスクに形成されたパターンを感光物体に高精度に転写することが可能となる。
この場合において、前記照明ユニットと前記投影光学系ユニットとの間の前記照明光の光路を含む空間が前記照明光を吸収する特性が空気に比べて小さい特定ガスでパージされるパージ空間とされるとともに、前記枠状部材が前記パージ空間を外気に対して隔離する隔壁を兼ねていることとすることができる。かかる場合には、従来と異なり、マスク周辺の空間を容易にパージ空間とすることができる。
この場合において、前記枠状部材の前記照明ユニットとは反対側の前記定盤に対向する側の面に、前記特定ガスを加圧気体として用いる第１の気体静圧軸受が、ほぼ全周に渡って設けられていることとすることができる。
この場合において、前記枠状部材の前記照明ユニット側の面に前記特定ガスを加圧気体として用いる第２の気体静圧軸受が、ほぼ全周に渡って設けられ、前記枠状部材の照明ユニット側の面のほぼ全面に対向してかつ所定のクリアランスを介して配置され、前記第２の気体静圧軸受からの加圧気体が噴き付けられるプレートを、更に備えることとすることができる。
本発明の第１の露光装置では、前記枠状部材が前記パージ空間を外気に対して隔離する隔壁を兼ねている場合に、前記枠状部材の前記照明ユニットとは反対側の前記定盤に対向する側の面に、真空吸引と加圧気体の噴出しとを同時に行う差動排気型の第１の気体静圧軸受が、ほぼ全周に渡って設けられていることとすることができる。
この場合において、前記枠状部材の前記照明ユニット側の面に、真空吸引と加圧気体の噴出しとを同時に行う差動排気型の第２の気体静圧軸受が、ほぼ全周に渡って設けられ、前記枠状部材の照明ユニット側の面のほぼ全面に対向してかつ所定のクリアランスを介して配置され、前記第２の気体静圧軸受からの加圧気体が噴き付けられるプレートを、更に備えることとすることができる。
本発明の第１の露光装置では、前記枠状部材が前記パージ空間を外気に対して隔離する隔壁を兼ねている場合において、前記スライダの位置を計測する干渉計システムを更に備える場合には、前記干渉計システムから前記パージ空間内の前記スライダに向かう測長ビームの光路上に位置する前記枠状部材の側面部分に開口部を形成するとともに、該開口部を閉塞するカバーガラスを設置することとすることができる。
本発明は、第３の観点からすると、定盤と；前記定盤の上方に浮上しつつ物体を保持して前記定盤に沿って移動可能なスライダと；前記スライダの前記物体が載置される領域の第１軸方向に直交する第２軸方向の一側と他側とに前記スライダの中立面を基準としてそれぞれ対称に配置された各一対の可動子と、当該各対の可動子と個別に協働して前記第１軸方向の駆動力をそれぞれ発生する一対の固定子部とを有する駆動機構と；を備える第２のステージ装置である。
これによれば、スライダを駆動する駆動機構が、スライダの物体が載置される領域の第２軸方向の一側と他側とにスライダの中立面を基準としてそれぞれ対称に配置された各一対の可動子と、当該各対の可動子と個別に協働して第１軸方向の駆動力をそれぞれ発生する一対の固定子部とを有している。すなわち、第２軸方向の一側、他側のいずれにおいても、可動子、スライダ、可動子の積層構造になっているとともに、その可動子同士は、スライダの中立面に関して対称の配置となっている。この場合、スライダの中立面は、その重心の高さ位置（第１軸及び第２軸に直交する第３軸方向の位置）に略一致しているので、左右各一対の可動子と対応する固定子との協働によって発生する第１軸方向の駆動力の合力が、スライダの重心位置に作用することとなる。従って、スライダの少なくとも第１軸方向の位置制御性の向上、及びスライダの第２軸回りの回転の抑制が可能である。
また、例えば、可動子が電機子ユニットで構成される場合には、スライダを定盤に沿って第１軸方向に駆動する際に、可動子に供給される電流による可動子の発熱によりスライダが加熱されたとしても、その発熱部分では、中立面の上側、下側に生じるバイメタル効果に起因するスライダの変形同士が相殺され、結果的にバイメタル効果に起因するスライダの変形が生じることがない。
従って、特に、スライダの位置をスライダに設けられた反射面を介して干渉計により計測する場合には、その位置制御性を良好なものとすることができる。
この場合において、前記一対の固定子部のぞれぞれは、前記スライダの中立面を基準としてそれぞれ対称に配置されていることとすることができる。
本発明の第２のステージ装置では、前記スライダの第１軸方向の一側及び他側の端部には第１軸方向に延びる延設部がそれぞれ設けられ、前記一側の延設部から他側の延設部に至る長手方向の全域に渡る気体静圧軸受が形成され、前記定盤から配管を介さないで前記気体静圧軸受に対して加圧気体が供給されることとすることができる。
本発明は、第４の観点からすると、マスクと感光物体とを所定方向に同期移動して前記マスクに形成されたパターンを前記感光物体に転写する露光装置であって、前記マスクを照明光により照明する照明ユニットと；前記マスクが前記物体として前記スライダ上に載置される本発明の第２のステージ装置と；前記マスクから射出される前記照明光を前記感光物体上に投射する投影光学系ユニットと；を備える第２の露光装置である。
これによれば、本発明の第２のステージ装置を備えているので、スライダの位置制御精度、ひいてはマスクと感光物体との同期精度を向上させることが可能である。従って、マスクに形成されたパターンを感光物体に高精度に転写することが可能となる。
本発明は、第５の観点からすると、定盤と；前記定盤の上方に浮上しつつ物体を保持して第１軸及びこれに直交する第２軸を含む２次元面内を前記定盤に沿って移動可能なスライダと；前記スライダを前記第１軸方向に駆動するリニアモータを含む駆動機構と；前記スライダに設けられた反射面に測長ビームを照射してその反射光に基づいて前記第１軸方向及び第２軸方向の位置を計測する干渉計システムと；を備え、前記干渉計システムからの前記第２軸方向の測長ビームが照射される反射面が、前記リニアモータより外側に位置する前記スライダの一部に設けられていることを特徴とする第３のステージ装置である。
これによれば、干渉計システムからの第２軸方向の測長ビームが照射される反射面が、スライダを第１軸方向に駆動するリニアモータよりも外側に設けられているので、リニアモータの発熱に起因して該リニアモータ周辺の気体に温度揺らぎが生じても、その第２軸方向の測長ビームにはなんらの影響も生じないので、干渉計によるスライダの第２軸方向の位置計測を高精度で行うことが可能となる。この場合、干渉計からの第１軸方向の測長ビームは、通常と同様に、スライダに設けられた別の反射面（前記リニアモータの発熱の影響を殆ど受けない場所に位置する反射面）に特に支障なく照射することができるので、スライダの第１軸方向及び第２軸方向の位置を精度良く計測することが可能となり、ひいてはスライダの位置制御性の向上を図ることが可能となる。
この場合において、前記反射面は、前記スライダの前記物体が載置される第１部分とは別の所定長さの棒状の第２部分の端面に形成され、該第２部分にはその長手方向の両端部を除く部分に補強部が設けられ、該補強部の両端が弾性ヒンジ部をそれぞれ介して前記第１部分に連結されていることとすることができる。
この場合において、前記第１部分には、前記一方の弾性ヒンジ部から前記第１部分と反対側に所定距離だけ離れた位置に、別の弾性ヒンジ部が更に設けられていることとすることができる。
本発明の第３のステージ装置では、スライダの第１部分と、弾性ヒンジ部と、第２部分とは、全てを一体成形しても良いし、いずれか１つを他と別部材で構成しても良いし、全てを別部材で構成しても良い。
本発明の第３のステージ装置では、前記スライダの第１軸方向の一側及び他側の端部には第１軸方向に延びる延設部がそれぞれ設けられ、前記一側の延設部から他側の延設部に至る長手方向の全域に渡る気体静圧軸受が形成され、前記定盤から配管を介さないで前記気体静圧軸受に対して加圧気体が供給されることとすることができる。
本発明は、第６の観点からすると、マスクと感光物体とを所定方向に同期移動して前記マスクに形成されたパターンを前記感光物体に転写する露光装置であって、前記マスクを照明光により照明する照明ユニットと；前記マスクが前記物体として前記スライダ上に載置される本発明の第３のステージ装置と；前記マスクから射出される前記照明光を前記感光物体上に投射する投影光学系ユニットと；を備える第３の露光装置である。
これによれば、本発明の第３のステージ装置を備えているので、スライダの位置制御精度、ひいてはマスクと感光物体との同期精度を向上させることが可能である。従って、マスクに形成されたパターンを感光物体に高精度に転写することが可能となる。
本発明は、第７の観点からすると、載置面に物体を載置して移動可能なスライダと；前記スライダの前記載置面に対して対称に配置された一対の第１可動子と；前記一対の第１可動子とは異なり、前記スライダの前記載置面に対して対称に配置された一対の第２可動子と；前記一対の第１可動子及び前記一対の第２可動子と協働して、前記スライダを第１軸方向に駆動する一対の固定子部と；を備える第４のステージ装置である。
これによれば、一対の第１可動子と対応する固定子部との協働、及び一対の第２可動子と対応する固定子部との協働によって、それぞれ発生する第１軸方向の駆動力の合力が、スライダの重心位置近傍に作用させることが可能となる。従って、スライダの少なくとも第１軸方向の位置制御性の向上、及びスライダの第２軸回りの回転の抑制が可能である。
この場合において、前記載置面は前記スライダの中立面と一致していることとすることができる。
本発明の第４のステージ装置では、前記一対の固定子部のそれぞれは、前記載置面に対して対称に配置されていることとすることができる。
本発明の第４のステージ装置では、前記スライダに接続された第１部分と、該第１部分と協働する第２部分とを有し、前記スライダを前記第１軸とは異なる第２軸に駆動する駆動装置を、更に備えることとすることができる。
この場合において、前記一対の固定子部と前記駆動装置の前記第２部分とを保持する枠状部材を、更に備えることとすることができる。
この場合において、前記枠状部材は、前記スライダを駆動した際に発生する反力により駆動されることとすることができる。
この場合において、前記スライダは定盤上に設けられていることとすることができる。
この場合において、前記枠状部材は前記定盤上に設けられていることとすることができる。
本発明の第４のステージ装置では、前記スライダは反射面を有し、該反射面に測長ビームを照射して前記スライダの前記第２軸方向の位置を検出する位置検出装置を、更に備えることとすることができる。
この場合において、前記一対の固定子部のそれぞれは、前記測長ビームを包囲しない位置に設けられていることとすることができる。
本発明は、第８の観点からすると、マスクと感光物体とを所定方向に同期移動して前記マスクに形成されたパターンを前記感光物体に転写する露光装置であって、前記マスクを照明光により照明する照明ユニットと；前記マスクが前記物体として前記スライダ上に載置される本発明の第４のステージ装置と；前記マスクから射出される前記照明光を前記感光物体上に投射する投影光学系ユニットと；を備える第４の露光装置である。
これによれば、本発明の第４のステージ装置を備えているので、スライダの位置制御精度、ひいてはマスクの位置制御精度を向上することが可能である。したがって、マスクに形成されたパターンを感光物体に高精度に転写することが可能となる。
本発明は、第９の観点からすると、物体を保持して移動可能なスライダと；前記スライダに接続された移動子と、該移動子と協働する固定子とを有し、前記スライダを第１軸方向に沿って駆動する駆動装置と；前記固定子を保持する保持部と重量部とを有し、前記スライダを駆動した際に発生する反力により駆動されるカウンタマスと；前記重量部と前記固定子との間に位置するように前記スライダに設けられた反射部材と；前記反射部材に測長ビームを照射して前記スライダの位置を検出する位置検出装置と；を備える第５のステージ装置である。
これによれば、駆動装置によりスライダが第１軸方向に沿って駆動されると、この駆動の際に発生する反力によりカウンタマスが運動量保存則にほぼ従って移動する。このカウンタマスの移動により、前記反力がほぼ完全にキャンセルされるとともに、スライダ及びカウンタマスを含む系の重心移動が生じないので、スライダ及びカウンタマスを支持する支持部材に偏荷重も作用しない。また、位置検出装置から重量部と前記固定子との間に位置するように前記スライダに設けられた反射部材に測長ビームが照射されて、そのスライダの位置が計測される。すなわち、位置検出装置からの測長ビームが照射される反射部材が、スライダを第１軸方向に駆動する駆動装置の固定子よりも外側に設けられているので、その駆動装置の発熱に起因して駆動装置周辺の気体に温度揺らぎが生じても、その測長ビームにはなんらの影響も生じないので、スライダの高精度な位置検出が可能となる。従って、物体が載置されるスライダの位置制御性の向上を図ることができる。
この場合において、前記スライダは、前記スライダの中立面に前記物体を載置する載置部を有していることとすることができる。
本発明の第５のステージ装置では、前記スライダは定盤上に設けられていることとすることができる。
この場合において、前記カウンタマスは前記定盤上に設けられていることとすることができる。
本発明は、第１０の観点からすると、マスクと感光物体とを所定方向に同期移動して前記マスクに形成されたパターンを前記感光物体に転写する露光装置であって、前記マスクを照明光により照明する照明ユニットと；前記マスクが前記物体として前記スライダ上に載置される本発明の第５のステージ装置と；前記マスクから射出される前記照明光を前記感光物体上に投射する投影光学系ユニットと；を備える第５の露光装置である。
これによれば、本発明の第５のステージ装置を備えているので、スライダの位置制御精度、ひいてはマスクの位置制御精度を向上することが可能である。したがって、マスクに形成されたパターンを感光物体に高精度に転写することが可能となる。
本発明は、第１１の観点からすると、反射部材が設けられ、物体を保持して移動可能なスライダと；前記スライダに接続された移動子と、該移動子と協働する固定子とを有し、前記スライダを第１軸方向に沿って駆動する駆動装置と；透明部を有し、前記固定子を保持して前記スライダを駆動した際に発生する反力により駆動されるカウンタマスと；前記透明部を介して前記反射部材に測長ビームを照射して前記スライダの位置を検出する位置検出装置と；を備える第６のステージ装置である。
これによれば、駆動装置によりスライダが第１軸方向に沿って駆動されると、この駆動の際に発生する反力によりカウンタマスが運動量保存則にほぼ従って移動する。このカウンタマスの移動により、前記反力がほぼ完全にキャンセルされるとともに、スライダ及びカウンタマスを含む系の重心移動が生じないので、スライダ及びカウンタマスを支持する支持部材に偏荷重も作用しない。また、位置検出装置により、カウンタマスの透明部を介して反射部材に測長ビームを照射してスライダの位置が検出されるので、位置検出装置をカウンタマスの外部に配置しても支障なくスライダの位置を精度良く検出することが可能となる。また、位置検出装置をカウンタマスの内部に配置する場合に生じる蓋然性の高い不都合（例えば位置検出装置を構成する光学部材及びディテクタ等から発生するアウトガスが、カウンタマス内部の雰囲気に悪影響を及ぼすことなど）の発生を防止することが可能となる。
この場合において、前記スライダは、前記スライダの中立面に前記物体を載置する載置部を有していることとすることができる。
本発明の第６のステージ装置では、前記スライダは定盤上に設けられていることとすることができる。
この場合において、前記カウンタマスは前記定盤上に設けられていることとすることができる。
本発明は、第１２の観点からすると、マスクと感光物体とを所定方向に同期移動して前記マスクに形成されたパターンを前記感光物体に転写する露光装置であって、前記マスクを照明光により照明する照明ユニットと；前記マスクが前記物体として前記スライダ上に載置される本発明の第６のステージ装置と；前記マスクから射出される前記照明光を前記感光物体上に投射する投影光学系ユニットと；を備える第６の露光装置である。
これによれば、本発明の第６のステージ装置を備えているので、スライダの位置制御精度、ひいてはマスクの位置制御精度を向上することが可能である。したがって、マスクに形成されたパターンを感光物体に高精度に転写することが可能となる。
また、リソグラフィ工程において、本発明の第１〜第６の露光装置のいずれかを用いて露光を行うことにより、感光物体上にマスクに形成されたパターンを精度良く転写することができ、これにより、より高集積度のマイクロデバイスを歩留まり良く製造することができる。従って、本発明は、更に別の観点からすると、本発明の第１〜第６の露光装置のいずれかを用いるデバイス製造方法であるとも言える。

図１は、本発明の一実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。
図２は、図１のレチクルステージ装置を示す斜視図である。
図３は、図２のレチクルステージ装置を示す分解斜視図である。
図４Ａは、レチクルステージを斜視図にて示す図であり、図４Ｂは、レチクルステージの断面図である。
図５Ａ，図５Ｂは、レチクルステージに設けられたミラー部の構成及び効果を説明するための図である。
図６Ａ，図６Ｂは、軸受装置の構成を説明するための図である。
図７は、レチクルステージ装置のＸＺ断面図である。
図８は、レチクルステージ装置のＹＺ断面図である。
図９は、枠状部材の下面側について説明するための図である。
図１０は、本発明に係るデバイス製造方法を説明するためのフローチャートである。
図１１は、図１０のステップ２０４の具体例を示すフローチャートである。
図１２Ａ，図１２Ｂは、従来技術を説明するための図である。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図９に基づいて説明する。
図１には、一実施形態に係る露光装置１０の概略構成が示されている。この露光装置１０は、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置、すなわち、いわゆるスキャニング・ステッパ（「スキャナ」とも呼ばれる）である。後述するように本実施形態では、投影光学系ユニットＰＬが設けられており、以下においては、この投影光学系ユニットＰＬを構成する投影光学系の光軸ＡＸ方向をＺ軸方向（第３軸方向）、これに直交する面内でマスク（及び物体）としてのレチクルＲと感光物体としてのウエハＷとが相対走査される方向（図１における紙面左右方向）をＹ軸方向（第１軸方向）、これらＺ軸及びＹ軸に直交する方向（図１における紙面直交方向）をＸ軸方向（第２軸方向）として説明を行なう。
この露光装置１０は、照明ユニットＩＯＰ、レチクルＲをＹ軸方向に所定のストロークで駆動するとともに、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びθｚ方向（Ｚ軸回りの回転方向）に微少駆動するステージ装置としてのレチクルステージ装置１２、投影光学系ユニットＰＬ、ウエハＷをＸＹ平面内でＸＹ２次元方向に駆動するウエハステージＷＳＴ、及びこれらの制御系等を備えている。
前記照明ユニットＩＯＰは、光源及び照明光学系を含み、その内部に配置された視野絞り（マスキングブレード又はレチクルブラインドとも呼ばれる）で規定される矩形又は円弧状の照明領域にエネルギビームとしての照明光ＩＬを照射し、回路パターンが形成されたレチクルＲを均一な照度で照明する。照明ユニットＩＯＰと同様の照明系は、例えば特開平６−３４９７０１号公報及びこれに対応する米国特許第５，５３４，９７０号などに開示されている。ここでは、照明光ＩＬとしては、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）あるいはＦ_２レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光が用いられるものとする。なお、照明光ＩＬとして、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などの遠紫外光、超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線（ｇ線、ｉ線等）を用いることも可能である。なお、本国際出願で指定した指定国又は選択した選択国の国内法令が許す限りにおいて、上記米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
ところで、真空紫外域の波長の光を露光光とする場合には、その光路から酸素、水蒸気、炭化水素系のガス等の、かかる波長帯域の光に対し強い吸収特性を有するガス（以下、適宜「吸収性ガス」と呼ぶ）を排除する必要がある。このため、本実施形態では、照明ユニットＩＯＰの内部の照明光ＩＬの光路上の空間に、真空紫外域の光に対する吸収が空気（酸素）に比べて少ない特性を有する特定ガス、例えば窒素、及びヘリウム、アルゴン、ネオン、クリプトンなどの希ガス、又はそれらの混合ガス（以下、適宜「低吸収性ガス」と呼ぶ）を満たしている。この結果、照明ユニットＩＯＰ内の光路上の空間は吸収性ガスの濃度が数ｐｐｍ以下の濃度となっている。
前記レチクルステージ装置１２は、照明ユニットＩＯＰの下端部の外周にＯリング等のシール部材９９を介して接続された環状の取り付け部１０１を有するプレートとしての照明系側プレート（キャッププレート）１４の図１における下方に配置されている。照明系側プレート１４は、略水平に不図示の支持部材によって支持され、そのほぼ中央部には照明光ＩＬの光路（通路）となる矩形の開口１４ａが形成されている。
レチクルステージ装置１２は、図１及びレチクルステージ装置１２の斜視図である図２からわかるように、前記照明系側プレート１４の下方に所定間隔を隔ててほぼ平行に配置された定盤としてのレチクルステージ定盤１６、該レチクルステージ定盤１６と照明系側プレート１４との間に配置されたスライダとしてのレチクルステージＲＳＴ、該レチクルステージＲＳＴを取り囲む状態でレチクルステージ定盤１６と照明系側プレート１４との間に配置された枠状部材（重量部）１８、及びレチクルステージＲＳＴを駆動するレチクルステージ駆動系等を備えている。
レチクルステージ定盤１６は、不図示の支持部材によって略水平に支持されている。このレチクルステージ定盤１６は、図２の分解斜視図である図３に示されるように、概略板状の部材から成り、そのほぼ中央には、突部１６ａが形成されている。この突部１６ａのほぼ中央には、照明光ＩＬを通過させるためのＸ軸方向を長手方向とする矩形開口１６ｂが、突部１６ａの上面とレチクルステージ定盤１６の下面とを連通する状態で形成されている。レチクルステージ定盤１６の下面側には、図１に示されるように、矩形開口１６ｂの周囲を取り囲む状態で、Ｖリング又は伸縮自在のベローズなどのシール部材９８を介して投影光学系ユニットＰＬの鏡筒部の上端が接続されている。
前記レチクルステージＲＳＴは、図４Ａに示されるような特殊な形状のレチクルステージ本体２２及び該レチクルステージ本体２２に固定された各種磁極ユニット（これについては後述する）等を備えている。
レチクルステージ本体２２は、平面視（上方から見て）概略矩形の板状部２４Ａと、該板状部２４Ａの−Ｘ端部に設けられたミラー部２４Ｂと、板状部２４ＡのＹ軸方向の一側及び他側の端部からそれぞれＹ軸方向に突設された各一対の延設部２４Ｃ_１，２４Ｃ_２，２４Ｄ_１，２４Ｄ_２とを備えている。
前記板状部２４Ａのほぼ中央部には、照明光ＩＬの通路となる開口がその中央（内部底面）に形成された段付き開口２２ａが形成されている。該段付き開口２２ａの段部（１段掘り下げられた部分）には、レチクルＲを下側から複数点（例えば３点）で支持する複数（例えば３つ）のレチクル支持部材３４が設けられている。
本実施形態では、レチクルＲは、そのパターン面（下面）が、レチクルステージ本体２２（レチクルステージＲＳＴ）の中立面ＣＴに略一致する状態で、複数の支持部材３４によって支持されるようになっている。すなわち、レチクルＲの載置面（載置部）は、レチクルステージＲＳＴの中立面ＣＴにほぼ一致している（図４Ｂ参照）。
また、各レチクル支持部材３４にそれぞれ対応して、板状部２４Ａのレチクル支持部材３４近傍部分には、複数（例えば３つ）のレチクル固定機構３６が設けられている。各レチクル固定機構３６は、ＸＺ断面がＬ字状の形状を有し、Ｌ字の角部に設けられた軸（Ｙ軸方向の回転軸）を中心として回動自在に板状部２４Ａに取り付けられた固定部材を、それぞれ備えている。各固定部材は、レチクルＲがレチクル支持部材３４上に載置された際に、図１のステージ制御系９０によって駆動される不図示の駆動機構を介して、それぞれ所定方向に回転駆動されることで、レチクル支持部材３４との間でレチクルＲを狭持することにより、レチクルＲを機械的に固定する。この場合、固定部材が、レチクルＲを支持部材３４側に押圧する方向に、不図示の付勢手段によって常時付勢される構成を採用しても良い。
なお、レチクル支持部材３４及びレチクル固定機構３６に代えて、あるいはこれとともに、バキュームチャックや静電チャックなどの各種チャックを用いることは可能である。
前記ミラー部２４Ｂは、図４Ａ及び図５Ａを総合すると分かるように、Ｙ軸方向を長手方向とする概略角柱状の形状を有し、その中心部分には軽量化を図るための断面円形の空洞部ＣＨ（図４Ａ参照）が形成された棒状部分１２４ａと、該棒状部分１２４ａの長手方向の両端部を除く部分の＋Ｘ側に一体的に形成された中実の補強部１２４ｂとを有している。棒状部分１２４ａの−Ｘ側の端面は鏡面加工が施された反射面（反射部材）１２４ｍとされている。
ミラー部２４Ｂと板状部２４Ａとの間は、図５Ａに示されるヒンジ部１２４ｃ，１２４ｄにより２箇所で局所的に連結されている。なお、実際には、板状部２４Ａとミラー部２４Ｂ、ヒンジ部１２４ｃ，１２４ｄを含むレチクルステージ本体部２２は、一体成形（例えば、一つの部材を削り出すことにより成形）されているが、以下の説明では、説明を分かり易くするため、必要に応じて各部が別部材であるかのような表現をも用いるものとする。勿論、上記各部のいずれか１つを他と別部材で構成しても良いし、全てを別部材で構成しても良い。
これを更に詳述すると、図５Ａに示されるように、ミラー部２４Ｂは、板状部２４Ａの−Ｘ側端部に、補強部１２４ｂの±Ｙ側面の２箇所に設けられたヒンジ部１２４ｃ，１２４ｄ、すなわち回転支点を介して、連結されている。この場合、２つのヒンジ部１２４ｃ，１２４ｄを結ぶ線ＣＳが、ミラー部２４Ｂの水平面内の曲げに際しての中立面となる。
これにより、何らかの要因によりミラー部２４Ｂに曲げ応力が生じた場合、図５Ｂに示されるように、両ヒンジ部１２４ｃ，１２４ｄの外側の範囲（Ａ及びＡ’）部分のみに曲げ変形（撓み）が生じ、露光中に実際に計測に用いられる範囲（範囲Ｂ）については、曲げ変形をほぼ確実に抑制することが可能となっている。
本実施形態では、さらに、図５Ａに示されるように、２箇所のヒンジ部１２４ｃ，１２４ｄのうちの一方のヒンジ部１２４ｃから＋Ｘ方向に所定距離だけ離れた位置に同様のヒンジ部１２４ｅが設けられている。これにより、図５Ｂに示されるように、板状部２４ＡにＹ軸方向への伸び（ΔＬ）が生じた場合であっても、ヒンジ部１２４ｃとヒンジ部１２４ｅとの間の部分１２４ｆが、ヒンジ部１２４ｃを中心として回転するような部分的な変形が生じるので、ミラー部２４Ｂの反射面１２４ｍに対して板状部２４Ａの変形が与える影響が極力抑制されるようになっている。すなわち、ヒンジ部１２４ｃ，１２４ｅに挟まれた部分１２４ｆは、一種のフレクシャとしての機能を有している。
レチクルステージ本体２２の板状部２４Ａの−Ｙ側端部には、図４Ａに示されるように、２つの凹部２４ｇ_１，２４ｇ_２が形成され、該凹部２４ｇ_１，２４ｇ_２のそれぞれには、レトロリフレクタ３２_１，３２_２がそれぞれ設けられている。
前記４つの延設部２４Ｃ_１，２４Ｃ_２，２４Ｄ_１，２４Ｄ_２は、図４Ａに示されるように、概略板状の形状を有し、各延設部には強度向上のための断面三角形状の補強部が設けられている。レチクルステージ本体２２の底面には、延設部２４Ｃ_１から延設部２４Ｄ_１に至るＹ軸方向の全域に渡る第１の気体静圧軸受が形成され、延設部２４Ｃ_２から延設部２４Ｄ_２に至るＹ軸方向の全域に渡る第２の気体静圧軸受が形成されている。
次に、第１の気体静圧軸受及び第２の気体静圧軸受について図６Ａ及び図６Ｂに基づいて説明する。
図６Ａには、レチクルステージ本体２２を下面側から見た平面図（底面図）が示されている。この図６Ａから分かるように、延設部２４Ｃ_１，２４Ｄ_１及びその間の部分を含むレチクルステージ本体２２の底面には、３つの溝が形成されている。これらの溝のうちＸ軸方向の中央に位置する溝は、Ｙ軸方向に延びる幹溝５５Ａと、該幹溝５５ＡのＸ軸方向両側に連通状態とされ、かつＹ軸方向に所定間隔で形成されたＴ字状の複数の表面絞り溝５５Ｂと、から構成される給気溝５６とされている。幹溝５５Ａと表面絞り溝５５Ｂとは、図６ＡのＤ−Ｄ線断面図である図６Ｂに示されるように、幹溝５５Ａの方が表面絞り溝５５Ｂよりも深く形成されている。
一方、前記３つの溝のうちの残りの２つの溝は、Ｙ軸方向に延びる排気溝５７Ａ，５７Ｂとされている。これら排気溝５７Ａ，５７Ｂは、前記幹溝５５Ａとほぼ同一の断面形状を有している。
一方、図６Ｂ（及び図３）に示されるように、これら３つの溝５６、５７Ａ，５７Ｂそれぞれの少なくとも一部に対向してレチクルステージ定盤１６には、凸部１６ａの上面に、３つの開口（５８，５９Ａ，５９Ｂ）がそれぞれ形成されている。これら３つの開口のうち中央に位置する開口が給気口５８とされ、両端に位置する開口が排気口５９Ａ，５９Ｂとされている。給気口５８は、図６Ｂに示される給気管路６０を介して不図示の気体供給装置に接続されている。気体供給装置からは例えばヘリウムなどの希ガス又は窒素等の低吸収性ガスが供給される。また、排気口５９Ａ，５９Ｂは、排気管路６１Ａ，６１Ｂを介して不図示の真空ポンプに接続されている。
本実施形態では、不図示の気体供給装置から給気管路６０を介して低吸収性ガスが供給されると、この低吸収性ガスは、図６Ｂに示されるように、給気口５８から給気溝５６の幹溝５５Ａに供給され、該幹溝５５ＡのＹ方向全域に行き渡る。低吸収性ガスが更に供給され続けると、給気溝５６の複数の表面絞り溝５５Ｂから低吸収性ガスがレチクルステージ定盤１６の上面に噴き付けられる。
このとき、真空ポンプにより排気管路６１Ａ，６１Ｂを介して吸引動作が行われていると、レチクルステージＲＳＴとレチクルステージ定盤１６との間の気体が排気口５９Ａ，５９Ｂを介して外部に排気される。このため、左右の表面絞り溝５５Ｂから排気溝５７Ａ，５７Ｂへ向かう低吸収性ガスの流れが、レチクルステージＲＳＴとレチクルステージ定盤１６との間の隙間に生じ、一定の流速、圧力の低吸収性ガスを常時流し続けることにより、前記隙間内の加圧ガスの静圧（いわゆる隙間内圧力）が一定となって、レチクルステージＲＳＴとレチクルステージ定盤１６との間に例えば数μｍ程度のクリアランスが形成され、維持される。すなわち、本実施形態では、給気溝５６、排気溝５７Ａ，５７Ｂ、給気口５８、給気管路６０、排気口５９Ａ，５９Ｂ、排気管路６１Ａ，６１Ｂが形成されたレチクルステージ本体２２底面の部分によって、不図示の気体供給装置からの加圧気体が、レチクルステージ定盤１６から配管を介さないで供給される第１の差動排気型の気体静圧軸受が実質的に構成されている。
延設部２４Ｃ_２，２４Ｄ_２及びその間の部分を含むレチクルステージ本体２２の底面にも、前述した幹溝５５Ａ及び複数の表面絞り溝５５Ｂから構成される給気溝５６と、その両側の排気溝５７Ａ、５７Ｂとが形成され、これら３つの溝を含んで前述と同様にして、不図示の気体供給装置からの加圧気体が、レチクルステージ定盤１６から配管を介さないで供給される第２の差動排気型の気体静圧軸受が実質的に構成されている。
このように、本実施形態では、第１、第２の差動排気型の気体静圧軸受の表面絞り溝５５Ｂからレチクルステージ定盤１６の上面を介して噴き付けられる加圧気体の静圧と、レチクルステージＲＳＴ全体の自重とのバランスにより、レチクルステージ定盤１６の上面の上方に数ミクロン程度のクリアランスを介して、レチクルステージＲＳＴが非接触で浮上支持されるようになっている。
図２に戻り、前記枠状部材１８の上面には、概略環状の凹溝（環状凹溝）８３，８５が二重に形成されている。このうちの内側の環状凹溝８３には、その内部に複数の給気口（不図示）が形成され、外側の環状凹溝８５には、複数の排気口（不図示）が形成されている。なお、以下においては内側の環状凹溝８３を「給気溝８３」、外側の環状凹溝８５を「排気溝８５」と呼ぶものとする。
給気溝８３の内部に形成された給気口は、不図示の給気管路及び給気管を介して窒素又は希ガスなどの低吸収性ガスを供給する不図示のガス供給装置に接続されている。また、排気溝８５の内部に形成された排気口は、不図示の排気管路及び排気管を介して不図示の真空ポンプに接続されている。
また、この枠状部材１８の底面には、該枠状部材１８を上下反転して斜視図にて示す図９から分かるように、概略環状の凹溝（環状凹溝）８２，８４が二重に形成されている。このうちの内側の環状凹溝８２には、その内部に複数の給気口（不図示）が形成され、外側の環状凹溝８４には、複数の排気口（不図示）が形成されている。なお、以下においては内側の環状凹溝８２を「給気溝８２」、外側の環状凹溝８４を「排気溝８４」と呼ぶものとする。
給気溝８２の内部に形成された給気口は、給気管路及び給気管を介して窒素又は希ガスなどの低吸収性ガスを供給する不図示のガス供給装置に接続されている。また、排気溝８４の内部に形成された排気口は、排気管路及び排気管を介して不図示の真空ポンプに接続されている。
従って、ガス供給装置と真空ポンプとが作動状態にあるときは、枠状部材１８の底面に形成された給気溝８２からレチクルステージ定盤１６の上面に加圧気体（低吸収性ガス）が噴き付けられ、この噴き付けられた加圧気体の静圧により枠状部材１８の自重が支えられ、枠状部材１８がレチクルステージ定盤１６の上面の上方に数μｍ程度のクリアランスを介して浮上支持される。この場合も、そのクリアランス内のガスは、排気溝８４を介して真空ポンプの吸引力により外部に排気される。この場合、給気溝８２から排気溝８４に向かうガスの流れが生じている。このため、そのクリアランスを介して枠状部材１８の内部に外気が混入するのが効果的に阻止されている。
このように、枠状部材１８の底面の全体により、実質的に、レチクルステージ定盤１６の上面の上方に枠状部材１８を浮上支持する差動排気型の気体静圧軸受が構成されている。
また、ガス供給装置と真空ポンプとが作動状態にあるときは、枠状部材１８の上面に形成された給気溝８３から照明系側プレート１４の下面に加圧気体（低吸収性ガス）が噴き付けられるとともに、照明系側プレート１４と枠状部材１８との間のクリアランス内のガスは、排気溝８５を介して真空ポンプの吸引力により外部に排気される。この場合、給気溝８３から排気溝８５に向かうガスの流れが生じている。このため、そのクリアランスを介して枠状部材１８の内部に外気が混入するのが効果的に阻止されている。また、この場合、噴き付けられた加圧気体の静圧と真空吸引力とのバランスによって、枠状部材１８と照明系側プレート１４との間にクリアランスが維持される。すなわち、枠状部材１８の上面の全体により、実質的に、枠状部材１８と照明系側プレート１４との間のクリアランスを維持する差動排気型の気体静圧軸受が構成されている。
また、本実施形態の場合、枠状部材１８とレチクルステージ定盤１６との間の前述のクリアランス（すなわち軸受隙間）は、枠状部材１８上下の差動排気型の気体静圧軸受が枠状部材１８に及ぼす力、枠状部材１８全体の自重との総合的なバランスによって、実際には決定される。
このように、枠状部材１８と照明系側プレート１４との間のクリアランス、及びレチクルステージ定盤１６と枠状部材１８との間のクリアランスが前述のガスの流れによって気密化され、更に、前述したように、投影光学系ユニットＰＬの上端部とレチクルステージ定盤１６との間が前述のシール部材９８により接続されているので（図７，図８参照）、枠状部材１８により囲まれた空間内は非常に気密度が高い空間となっている。以下、枠状部材１８により囲まれた空間を、便宜上「気密空間」と呼ぶものとする。
本実施形態のように、真空紫外域の露光波長を使用する露光装置では、酸素等の吸収性ガスによる露光光の吸収を避けるために、照明ユニットＩＯＰから投影光学系ユニットＰＬまでの光路、すなわち前述の気密空間内（の光路）についても窒素や希ガスで置換する必要がある。
この場合、枠状部材１８の側壁に給気管、排気管をそれぞれ接続し、給気管を介して前述の気密空間に低吸収性ガスを供給し、排気管を介して内部のガスを外部に排気することとすれば良い。
この他、枠状部材１８に接続された不図示の給気管内を流れる窒素又は希ガスの一部を、枠状部材１８内で給気管路の一部から分岐された給気枝管を介して上記気密空間内に流入させることによって気密空間内に窒素又は希ガスが供給され、その一方で、排気管路の一部から分岐された排気枝管を介して、気密空間内のガスが排気されるような構成を採用しても良い。このようにすれば、上記気密化に併せて、レチクルＲが保持された空間内を露光光の吸収の少ない窒素又は希ガス等により置換することが可能となる。
なお、気密空間に供給されるガスとしてヘリウムガスを用いる場合には、ガス排気機構を介してヘリウムガスを回収した後、不純物を除去後、再利用することが望ましい。
前記レチクルステージ駆動系は、図２に示されるように、枠状部材１８の内部に、Ｙ軸方向にそれぞれ架設された一対の固定子ユニット（一対の固定子部）３６、３８を含んで構成され、レチクルステージＲＳＴをＹ軸方向に駆動するとともにθｚ方向（Ｚ軸回りの回転方向）に微小駆動する第１駆動機構と、枠状部材１８の内部の一方の固定子ユニット３８の＋Ｘ側にＹ軸方向に架設された固定子ユニット４０を含んで構成され、レチクルステージＲＳＴをＸ軸方向に微小駆動する第２駆動機構と、を備えている。
前記一方の固定子ユニット３６は、レチクルステージ装置１２の分解斜視図である図３に示されるように、Ｙ軸方向を長手方向とする電機子ユニットから成る一対の第１固定子としてのＹ軸リニアガイド１３６_１，１３６_２と、これらのＹ軸リニアガイド１３６_１，１３６_２をＹ軸方向（長手方向）の一端部と他端部で保持する一対の固定部材（保持部）１５２とを備えている。この場合、一対の固定部材１５２により、Ｙ軸リニアガイド１３６_１，１３６_２は、Ｚ軸方向（上下方向）に所定間隔をあけて相互に対向してかつＸＹ面にそれぞれ平行に保持されている。一対の固定部材１５２のそれぞれは、前述の枠状部材１８のＹ軸方向一側と他側の内壁面（側壁の内面）に固定されている。
前記Ｙ軸リニアガイド１３６_１，１３６_２は、図３及びレチクルステージ装置のＸＺ断面図を示す図７からも分かるように、断面矩形（長方形）の非磁性材料から成るフレームを有し、その内部には、Ｙ軸方向に所定間隔で複数の電機子コイルが配設されている。
前記他方の固定子ユニット３８も上記一方の固定子ユニット３６と同様に構成されている。すなわち、固定子ユニット３８は、Ｙ軸方向を長手方向とする上下一対の電機子ユニットから成る第１固定子としてのＹ軸リニアガイド１３８_１，１３８_２と、これらのＹ軸リニアガイド１３８_１，１３８_２をＺ軸方向に所定間隔を維持した状態で両端部にて固定する一対の固定部材（保持部）１５４とを備えている。一対の固定部材１５４のそれぞれは、前述の枠状部材１８のＹ軸方向一側と他側の内壁面に固定されている。
前記Ｙ軸リニアガイド１３８_１，１３８_２は、前述のＹ軸リニアガイド１３６_１，１３６_２と同様に構成されている（図７参照）。
Ｙ軸リニアガイド１３６_１，１３８_１と、Ｙ軸リニアガイド１３６_２，１３８_２との間には、図７に示されるように、それぞれ所定のクリアランスを介して、レチクルステージＲＳＴが配設されている。Ｙ軸リニアガイド１３６_１，１３６_２にそれぞれ対向して、レチクルステージＲＳＴの上面、下面には、一対の第１可動子としての磁極ユニット２６_１，２６_２がそれぞれ埋め込まれ、Ｙ軸リニアガイド１３８_１，１３８_２に対向して、レチクルステージＲＳＴの上面、下面には、一対の第１可動子としての磁極ユニット２８_１，２８_２がそれぞれ埋め込まれている。
磁極ユニット２６_１，２６_２のそれぞれは、図４Ｂに示されるように、前述のレチクルステージ本体２２の板状部２４Ａの段付き開口２２ａの−Ｘ側に、レチクルステージ本体２２の中立面ＣＴを基準として対称に上下面側にそれぞれ形成された凹部２４ｅ_１，２４ｅ_２内に配置されている。
この場合、Ｙ軸リニアガイド１３６_１，１３６_２は、上記中立面ＣＴを基準としてほぼ対称な位置に位置している。
前記一対の磁極ユニット２６_１，２６_２は、磁性体部材と、該磁性体部材の表面にＹ軸方向に沿って所定間隔で配置された複数の界磁石とを、それぞれ備えている。複数の界磁石は、隣り合う界磁石同士で逆極性とされている。従って、磁極ユニット２６_１の上方の空間にはＹ軸方向に沿って交番磁界が形成され、磁極ユニット２６_２の下方の空間にはＹ軸方向に沿って交番磁界が形成されている。
同様に、前記一対の磁極ユニット２８_１，２８_２のそれぞれは、図４Ｂに示されるように、前述のレチクルステージ本体２２の板状部２４Ａの段付き開口２２ａの＋Ｘ側に、レチクルステージ本体２２の中立面ＣＴを基準として対称に上下面側にそれぞれ形成された凹部２４ｆ_１，２４ｆ_２内に配置されている。また、一対の磁極ユニット２８_１，２８_２は、段付き開口２２ａのＸ軸方向の中心位置（レチクルステージＲＳＴの重心のＸ軸方向位置とほぼ一致）を通るＺ軸に関して、磁極ユニット２６_１，２６_２とほぼ左右対称の配置となっている。
また、前記Ｙ軸リニアガイド１３８_１，１３８_２は、中立面ＣＴを基準としてほぼ対称な位置に位置している。
前記一対の磁極ユニット２８_１，２８_２は、磁性体部材と、該磁性体部材の表面にＹ軸方向に沿って所定間隔で配置された複数の界磁石とを、それぞれ備えている。複数の界磁石は、隣り合う界磁石同士で逆極性とされている。従って、磁極ユニット２８_１の上方の空間にはＹ軸方向に沿って交番磁界が形成され、磁極ユニット２８_２の下方の空間にはＹ軸方向に沿って交番磁界が形成されている。
本実施形態では、上述した固定子ユニット３６、３８（２対のＹ軸リニアガイド１３６_１，１３６_２、１３８_１、１３８_２を含む）と２対の磁極ユニット２６_１、２６_２、２８_１、２８_２とによって第１駆動機構が構成されている。この第１駆動機構によると、Ｙ軸リニアガイド１３６_１，１３６_２内の電機子コイルに電流が供給されることにより、磁極ユニット２６_１，２６_２の発生する磁界と電機子ユニット１３６_１，１３６_２を流れる電流との間の電磁相互作用によってＹ軸方向の電磁力（ローレンツ力）が発生し、このローレンツ力の反力が磁極ユニット２６_１，２６_２（レチクルステージＲＳＴ）をＹ軸方向に駆動する駆動力となる。
同様に、Ｙ軸リニアガイド１３８_１，１３８_２内の電機子コイルに電流が供給されることにより、磁極ユニット２８_１，２８_２の発生する磁界とＹ軸リニアガイド１３８_１，１３８_２を流れる電流との間の電磁相互作用によってＹ軸方向の電磁力（ローレンツ力）が発生し、このローレンツ力の反力が磁極ユニット２６_１，２６_２（レチクルステージＲＳＴ）をＹ軸方向に駆動する駆動力となる。
本実施形態の場合、レチクルステージＲＳＴの中立面ＣＴを基準として、磁極ユニット２６_１と２６_２、磁極ユニット２８_１と２８_２がそれぞれ対称に配置され、これらの磁極ユニットに対応するＹ軸リニアガイド１３６_１と１３６_２、Ｙ軸リニアガイド１３８_１，１３８_２も中立面ＣＴを基準として上下対称に配置されている。このため、Ｙ軸リニアガイド１３６_１，１３６_２，１３８_１，１３８_２の電機子コイルそれぞれに同一の電流を供給することにより、磁極ユニット２６_１，２６_２，２８_１，２８_２のそれぞれに同一の駆動力が与えられ、レチクルステージＲＳＴの中立面ＣＴ（図４Ｂ参照）上の２箇所にＹ軸方向の駆動力（磁極ユニット２６_１，２６_２の駆動力の合力、磁極ユニット２８_１，２８_２の駆動力の合力）を作用させることができ、これにより、レチクルステージＲＳＴにはピッチングモーメントが極力作用しないようになっている。
また、この場合、磁極ユニット２６_１と２６_２、磁極ユニット２８_１と２８_２とは、Ｘ軸方向に関しても、レチクルステージＲＳＴの重心近傍位置に関してほぼ対称に配置されているので、レチクルステージＲＳＴの重心から等距離の２箇所に上記のＹ軸方向の駆動力が作用するので、該２箇所に同一の力を発生させることでレチクルステージＲＳＴの重心位置近傍にＹ軸方向の駆動力の合力を作用させることが可能となっている。従って、レチクルステージＲＳＴにはヨーイングモーメントが極力作用しないようになっている。
なお、上記と反対に、左右のＹ軸方向の駆動力を異ならせることにより、レチクルステージＲＳＴのヨーイングを制御することもできる。
これまでの説明から明らかなように、磁極ユニット２６_１，２６_２と、対応するリニアガイド１３６_１，１３６_２とによりレチクルステージＲＳＴをＹ軸方向に駆動する一対のムービングマグネット型のＹ軸リニアモータが構成され、磁極ユニット２８_１，２８_２と、対応するＹ軸リニアガイド１３８_１，１３８_２とによりレチクルステージＲＳＴをＹ軸方向に駆動する一対のムービングマグネット型のＹ軸リニアモータが構成されている。なお、以下においては、これらＹ軸リニアモータを各Ｙ軸リニアモータを構成するリニアガイドと同一の符号を用いて、「Ｙ軸リニアモータ１３６_１，１３６_２、１３８_１，１３８_２」とも記述するものとする。
左右各一対のＹ軸リニアモータ１３６_１，１３６_２、及び１３８_１，１３８_２によって、前述の第１駆動機構が構成されている。
前記固定子ユニット４０は、図３に示されるように、Ｙ軸方向を長手方向とする一対の第２固定子としての電機子ユニット１４０_１，１４０_２と、これらの電機子ユニット１４０_１，１４０_２をＹ軸方向（長手方向）の一端部と他端部で保持する一対の固定部材１５６とを備えている。この場合、一対の固定部材１５６により、電機子ユニット１４０_１，１４０_２は、Ｚ軸方向（上下方向）に所定間隔をあけて相互に対向してかつＸＹ面にそれぞれ平行に保持されている。一対の固定部材１５６のそれぞれは、前述の枠状部材１８のＹ軸方向一側と他側の内壁面に固定されている。
電機子ユニット１４０_１，１４０_２は、図７からも分かるように、断面矩形（長方形）の非磁性材料から成るフレームを有し、その内部には、電機子コイルが配置されている。
電機子ユニット１４０_１，１４０_２相互間には、図７に示されるように、それぞれ所定のクリアランスを介して、レチクルステージＲＳＴのＸ軸方向の端部に固定された第２可動子としての断面矩形（長方形）の板状の永久磁石３０が配置されている。永久磁石３０に代えて、平板状の磁性体部材とその上下面にそれぞれ固定された一対の平板状の永久磁石とから成る磁極ユニットを用いても良い。
この場合、永久磁石３０、並びに電機子ユニット１４０_１，１４０_２は、中立面ＣＴを基準としてほぼ対称な形状及び配置となっている（図４Ｂ及び図７参照）。
従って、永久磁石３０によって形成されるＺ軸方向の磁界と電機子ユニット１４０_１，１４０_２をそれぞれ構成する電機子コイルをＹ軸方向に流れる電流との間の電磁相互作用によりＸ軸方向の電磁力（ローレンツ力）が発生し、このローレンツ力の反力が永久磁石３０（レチクルステージＲＳＴ）をＸ軸方向に駆動する駆動力となる。
この場合、電機子ユニット１４０_１，１４０_２をそれぞれ構成する電機子コイルに同一の電流を供給することにより、レチクルステージＲＳＴの中立面ＣＴ（図４Ｂ参照）上の位置にＸ軸方向の駆動力を作用させることができ、これにより、レチクルステージＲＳＴにはローリングモーメントが極力作用しないようになっている。
上述のように、電機子ユニット１４０_１，１４０_２と永久磁石３０とにより、レチクルステージＲＳＴをＸ軸方向に微小駆動可能なムービングマグネット型のボイスコイルモータが構成されている。なお、以下においては、このボイスコイルモータを該ボイスコイルモータを構成する可動子、すなわち永久磁石の符号を用いてボイスコイルモータ３０とも呼ぶものとする。このボイスコイルモータ３０によって、第２駆動機構が構成されている。
本実施形態では、さらに、前述の枠状部材１８の＋Ｘ側面及び＋Ｙ側面には、図３に示されるように、磁極ユニットから成る可動子６０_１，６０_２，６０_３が設けられている。これらの可動子（第１部分）６０_１，６０_２，６０_３に対応してレチクルステージ定盤１６には、支持台６４_１，６４_２，６４_３を介して、電機子ユニットから成る固定子（第２部分）６２_１，６２_２，６２_２が設けられている。
前記可動子６０_１，６０_２は、その内部に永久磁石を備えており、Ｚ軸方向の磁界を形成する。前記固定子６２_１，６２_２は、その内部に電機子コイルを有し、前記Ｚ軸方向の磁界中を電流がＹ軸方向に流れるようになっている。従って、固定子６２_１，６２_２内の電機子コイルにＹ軸方向の電流が供給されることにより、可動子６０_１，６０_２にはＸ軸方向への駆動力（ローレンツ力の反力）が作用することとなる。すなわち、可動子６０_１と固定子６２_１とにより、ムービングマグネット型のボイスコイルモータから成るＸ軸方向駆動用のトリムモータが構成され、可動子６０_２と固定子６２_２とにより、ムービングマグネット型のボイスコイルモータから成るＸ軸方向駆動用のトリムモータが構成されている。
また、前記可動子６０_３は、その内部に永久磁石を備えており、Ｚ軸方向の磁界を形成する。前記固定子６２_３は、その内部に電機子コイルを有し、前記Ｚ軸方向の磁界中を電流がＸ軸方向に流れるようになっている。従って、固定子６２_３内の電機子コイルにＸ軸方向の電流が供給されることにより、可動子６０_３にはＹ軸方向への駆動力（ローレンツ力の反力）が作用することとなる。すなわち、可動子６０_３と固定子６２_３とによりムービングマグネット型のボイスコイルモータから成るＹ軸方向駆動用のトリムモータが構成されている。
このように、これら３つのトリムモータを用いることにより、枠状部材１８をＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθｚ方向の３自由度方向に駆動することが可能である。
前記枠状部材１８の−Ｘ側の側壁のほぼ中央には、図３に示されるように、凹状部１８ａが形成されている。この凹状部１８ａには枠状部材１８の内部と外部とを連通する矩形開口１８ｂが形成され、該矩形開口１８ｂには、窓ガラス（透明部）ｇ_１が嵌め込まれている。また、枠状部材１８の−Ｙ側の側壁には、枠状部材１８の内部と外部とを連通する矩形開口１８ｃが形成され、該開口１８ｃには、窓ガラス（透明部）ｇ_２が嵌め込まれている。これらの窓ガラスｇ_１、ｇ_２は、その取り付け部分からのガス漏れが生じないように、取り付け部分には、インジウムや銅等の金属シールや、フッ素系樹脂による封止（シーリング）が施されている。なお、上記フッ素系樹脂としては、８０℃で２時間、加熱し、脱ガス処理が施されたものを使うことが望ましい。
前記窓ガラスｇ_１の外側（−Ｘ側）には、図７から分かるように、レチクルステージＲＳＴのミラー部２４Ｂの反射面１２４ｍに対向して位置検出装置であるＸ軸レーザ干渉計６９Ｘが設けられている。このＸ軸レーザ干渉計６９Ｘからの測長ビームが窓ガラスｇ_１を介してミラー部２４Ｂの反射面１２４ｍに対して投射され、その反射光が窓ガラスｇ_１を介してＸ軸レーザ干渉計６９Ｘ内に戻る。この場合、測長ビームの光路のＺ軸方向の位置は、前述の中立面ＣＴの位置に一致している。
また、図７に示されるように、投影光学系ユニットＰＬの鏡筒の上端部近傍には、固定鏡Ｍｒｘが取付部材９２を介して設けられている。Ｘ軸レーザ干渉計６９Ｘからの参照ビームはレチクルステージ定盤１６に形成された貫通孔（光路）７１を介して、固定鏡Ｍｒｘに対して投射され、その反射光がＸ軸レーザ干渉計６９Ｘ内に戻る。Ｘ軸レーザ干渉計６９Ｘでは、測長ビームの反射光、参照ビームの反射光を内部の光学系により同軸にかつ同一の偏光方向の光に合成し、両反射光の干渉光を内部のディテクタによって受光する。そして、その干渉光によってディテクタの受光面に生じる干渉縞のカウント値に基づいて、Ｘ軸レーザ干渉計６９Ｘは、レチクルステージ本体２２のＸ軸方向の位置を、固定鏡Ｍｒｘを基準として、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出する。
前記窓ガラスｇ_２の外側（−Ｙ側）には、レチクルステージ装置１２近傍のＹＺ断面図である図８から分かるように、レチクルステージ本体２２に設けられた前述のレトロリフレクタ３２_１，３２_２の反射面に対向して位置検出装置であるＹ軸レーザ干渉計６９Ｙが設けられている。この場合、Ｙ軸レーザ干渉計６９Ｙは、レトロリフレクタ３２_１，３２_２にそれぞれ対応して一対設けられている。各Ｙ軸レーザ干渉計６９Ｙからの測長ビームは窓ガラスｇ_２を介してレトロリフレクタ３２_１、３２_２の反射面に対してそれぞれ投射され、それぞれの反射光が窓ガラスｇ_２を介して各Ｙ軸レーザ干渉計６９Ｙ内に戻る。この場合、測長ビームの照射点のＺ軸方向の位置は、前述の中立面ＣＴの位置にほぼ一致している。
また、図８に示されるように、投影光学系ユニットＰＬの鏡筒の上端部近傍には、固定鏡Ｍｒｙが取付部材９３を介して設けられている。各Ｙ軸レーザ干渉計６９Ｙからの参照ビームはレチクルステージ定盤１６に形成された貫通孔（光路）７２をそれぞれ介して、固定鏡Ｍｒｙに対してそれぞれ投射され、それぞれの反射光が各Ｙ軸レーザ干渉計６９Ｙ内に戻る。そして、各Ｙ軸レーザ干渉計６９Ｙは、前述のＸ軸レーザ干渉計６９Ｘと同様に、測長ビームの反射光と参照ビームの反射光との干渉光に基づいて、それぞれの測長ビームの投射位置（レトロリフレクタ３２_１，３２_２の反射面の位置）におけるレチクルステージ本体２２のＹ軸方向の位置を、固定鏡Ｍｒｙをそれぞれ基準として例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能でそれぞれ常時検出する。
この場合、一対のＹ軸レーザ干渉計６９Ｙによって、レチクルステージＲＳＴのＺ軸回りの回転量も検出することが可能となっている。
本実施形態では、図２に示されるように、ミラー部２４Ｂは、固定子ユニット３６（Ｙ軸リニアモータ１３６_１，１３６_２）の外側に配置されている。このため、Ｘ軸レーザ干渉計６９Ｘからの測長ビームがＹ軸リニアモータ１３６_１，１３６_２の固定子の上方を通過することがないことから、Ｙ軸リニアモータ１３６_１，１３６_２の固定子を流れる電流による発熱により、Ｙ軸リニアモータ１３６_１，１３６_２近傍に空気揺らぎが発生しても、この空気揺らぎによるＸ軸レーザ干渉計６９Ｘの計測値への影響がないので、レチクルステージＲＳＴ、ひいてはレチクルＲのＸ軸方向位置を高精度で検出することが可能となる。また、この場合、前述の如く、Ｘ軸レーザ干渉計６９Ｘの測長ビームの光路のＺ軸方向の位置は、中立面ＣＴの位置に一致しており、レチクルＲの載置面も中立面ＣＴに一致しているので、いわゆるアッベ誤差なく、レチクルステージＲＳＴ、ひいてはレチクルＲのＸ軸方向位置を精度良く計測することができる。一対のＹ軸干渉計６９Ｙにおいても、同様の理由により、いわゆるアッベ誤差なく、レチクルステージＲＳＴ、ひいてはレチクルＲのＹ軸方向位置を精度良く計測することができるようになっている。
また、上述のＸ軸レーザ干渉計６９Ｘ及び一対のＹ軸干渉計６９Ｙは、枠状部材１８の外部に配置されているので、各干渉計を枠状部材１８の内部に配置する場合に生じる蓋然性が高い不都合の発生を防止することができる。例えば、各干渉計を構成するプリズム等の光学部材及びディテクタ等から仮に微量の吸収性ガスが発生しても、これが前述の気密空間内の低吸収性ガスに混入することがなく、結果的に露光に対して悪影響を及ぼすことがないようになっている。
上述のように、実際には、移動鏡として、ミラー部２４Ｂ、レトロリフレクタ３２_１，３２_２の３つが設けられ、これに対応してレーザ干渉計もＸ軸レーザ干渉計６９Ｘと一対のＹ軸レーザ干渉計６９Ｙとが設けられているが、図１ではこれらが代表的にレチクル移動鏡Ｍｍ、レチクル干渉計システム６９として図示されている。なお、図１では、固定鏡（固定鏡Ｍｒｘ、固定鏡Ｍｒｙ）は図示が省略されている。
以下の説明においては、レチクル干渉計システム６９によってレチクルステージＲＳＴのＸＹ面内の位置（θｚ回転を含む）が計測されているものとする。このレチクル干渉計システム６９からのレチクルステージＲＳＴの位置情報（又は速度情報）は図１のステージ制御系９０及びこれを介して主制御装置７０に送られ、ステージ制御系９０では主制御装置７０からの指示に応じ、レチクルステージＲＳＴの位置情報（又は速度情報）に基づいてレチクルステージＲＳＴの駆動を制御する。
図１に戻り、前記投影光学系ユニットＰＬとしては、両側テレセントリックな縮小系、かつ共通のＺ軸方向の光軸を有する複数枚のレンズエレメントから成る屈折光学系が用いられている。この投影光学系ユニットＰＬは、実際には、該投影光学系ユニットＰＬの鏡筒部に設けられたフランジ部ＦＬＧを介して、不図示の保持部材によって保持されている。この投影光学系ユニットＰＬの投影倍率βは、例えば１／４あるいは１／５である。このため、前述の如く、照明ユニットＩＯＰからの照明光ＩＬによりレチクルＲが照明されると、レチクルＲに形成された前述の照明領域内の回路パターンが投影光学系ユニットＰＬにより照明領域と共役なウエハＷ上の照明光ＩＬの照射領域（露光領域）に縮小投影され、回路パターンの縮小像（部分等立像）が転写形成される。
投影光学系ユニットＰＬの鏡筒には、給気管路５０の一端と、排気管路５１の一端とがそれぞれ接続されている。給気管路５０の他端は、不図示の低吸収性ガスの供給装置、例えばヘリウムガス供給装置に接続されている。また、排気管路５１の他端は、外部のガス回収装置に接続されている。そして、ヘリウムガス供給装置から高純度のヘリウムガスが給気管路５０を介して投影光学系ユニットＰＬの鏡筒の内部にフローされている。この場合、ヘリウムガスがガス回収装置に回収されるようになっている。なお、低吸収性ガスとしてヘリウムガスを用いているのは、前述と同様の理由に加え、投影光学系ユニットＰＬのレンズ材料として熱膨張係数の大きなホタル石が用いられていることから、レンズが照明光ＩＬを吸収することにより発生する温度上昇がレンズの結像特性を劣化させることを考慮し、冷却効果の大きな低吸収性ガスであるヘリウムガスを用いることが望ましいからである。
前記ウエハステージＷＳＴは、ウエハ室８０内に配置されている。このウエハ室８０は、天井部の略中央部に円形開口７１ａが形成された隔壁７１によって形成されている。この隔壁７１は、ステンレス（ＳＵＳ）等の脱ガスの少ない材料で形成されている。隔壁７１の天井部の開口７１ａ内に投影光学系ユニットＰＬの鏡筒の下端部が挿入されている。また、隔壁７１の天井壁の開口７１ａの周囲と投影光学系ユニットＰＬのフランジ部ＦＬＧとの間は、フレキシブルベローズ９７により隙間なく接続されている。このようにして、ウエハ室８０の内部のガスが外部と隔離されている。
ウエハ室８０内には、ステージベースＢＳが、複数の防振ユニット８６を介してほぼ水平に支持されている。これらの防振ユニット８６は、床面ＦからステージベースＢＳに伝達される微振動（暗振動）を例えばマイクロＧレベルで絶縁する。なお、この防振ユニット８６として、ステージベースＢＳの一部に取り付けられた半導体加速度計等の振動センサの出力に基づいてステージベースＢＳを積極的に制振するいわゆるアクティブ防振装置を用いることも可能である。
前記ウエハステージＷＳＴは、ウエハホルダ２５を介してウエハＷを真空吸着等により保持し、例えばリニアモータ等を含む不図示のウエハ駆動系によって前記ベースＢＳの上面に沿ってＸＹ２次元方向に自在に駆動されるようになっている。
本実施形態のように、真空紫外域の露光波長を使用する露光装置では、酸素等の吸収性ガスによる露光光（照明光ＩＬ）の吸収を避けるために、投影光学系ユニットＰＬからウエハＷまでの光路についても窒素や希ガスで置換する必要がある。
ウエハ室８０の隔壁７１には、図１に示されるように、給気管路４１の一端と、排気管路４３の一端とがそれぞれ接続されている。給気管路４１の他端は、不図示の低吸収性ガスの供給装置、例えばヘリウムガス供給装置に接続されている。また、排気管路４３の他端は、外部のガス回収装置に接続されている。そして、前述と同様にして、ウエハ室８０内にヘリウムガスが常時フローされている。
ウエハ室８０の隔壁７１の−Ｙ側の側壁には光透過窓８５が設けられている。これと同様に、図示は省略されているが、隔壁７１の＋Ｘ側（図１における紙面手前側）の側壁にも光透過窓が設けられている。これらの光透過窓は、隔壁７１に形成された窓部（開口部）に該窓部を閉塞する光透過部材、ここでは一般的な光学ガラスを取り付けることによって構成されている。この場合、光透過窓８５を構成する光透過部材の取り付け部分からのガス漏れが生じないように、取り付け部には、インジウムや銅等の金属シールや、フッ素系樹脂による封止（シーリング）が施されている。なお、上記フッ素系樹脂としては、８０℃で２時間、加熱し、脱ガス処理が施されたものを使うことが望ましい。
前記ウエハホルダ２５の−Ｙ側の端部には、平面鏡から成るＹ移動鏡５６ＹがＸ軸方向に延設されている。このＹ移動鏡５６Ｙにほぼ垂直にウエハ室８０の外部に配置されたＹ軸レーザ干渉計５７Ｙからの測長ビームが光透過窓８５を介して投射され、その反射光が光透過窓８５を介してＹ軸レーザ干渉計５７Ｙ内部のディテクタによって受光され、Ｙ軸レーザ干渉計５７Ｙ内部の参照鏡の位置を基準としてＹ移動鏡５６Ｙの位置、すなわちウエハＷのＹ位置が検出される。
同様に、図示は省略されているが、ウエハホルダ２５の＋Ｘ側の端部には、平面鏡から成るＸ移動鏡がＹ軸方向に延設されている。そして、このＸ移動鏡を介してＸ軸レーザ干渉計によって上記と同様にしてＸ移動鏡の位置、すなわちウエハＷのＸ位置が検出される。上記２つのレーザ干渉計の検出値（計測値）はステージ制御系９０及びこれを介して主制御装置７０に供給されており、ステージ制御系９０では、主制御装置７０の指示に基づき、上記２つのレーザ干渉計の検出値をモニタしつつウエハ駆動系を介してウエハステージＷＳＴの位置制御を行うようになっている。
このように、本実施形態では、レーザ干渉計、すなわちレーザ光源、プリズム等の光学部材及びディテクタ等が、ウエハ室８０の外部に配置されているので、上記ディテクタ等から仮に微量の吸収性ガスが発生しても、これが露光に対して悪影響を及ぼすことがないようになっている。
なお、前述した投影光学系ユニットＰＬの鏡筒に接続された給気管路５０の他端、及び排気管路５１の他端を不図示のヘリウムガス供給装置にそれぞれ接続し、ヘリウムガス供給装置から給気管路５０を介して常時高純度のヘリウムガスを投影光学系ユニットＰＬの鏡筒内に供給し、該鏡筒内部のガスを排気管路５１を介してヘリウムガス供給装置に戻し、このようにして、ヘリウムガスを循環使用する構成を採用しても良い。この場合、ヘリウムガス供給装置には、ガス精製装置を内蔵することが望ましい。このようにすると、ガス精製装置の作用により、ヘリウムガス供給装置と投影光学系ユニットＰＬ内部とを含む循環経路によりヘリウムガスを長時間に渡って循環使用しても、投影光学系ユニットＰＬ内のヘリウムガス以外の吸収性ガス（酸素、水蒸気、有機物等）の濃度は数ｐｐｍ以下の濃度に維持できる。また、この場合、投影光学系ユニットＰＬ内に圧力センサ、吸収性ガス濃度センサ等のセンサを設け、該センサの計測値に基づいて、不図示の制御装置を介してヘリウムガス供給装置に内蔵されたポンプの作動、停止を適宜制御することとしても良い。
同様に、ウエハ室８０にも、上記と同様のヘリウムガスの循環経路を採用しても良い。
次に、上述のようにして構成された露光装置１０による露光動作の流れについて簡単に説明する。
まず、主制御装置７０の管理の下、不図示のレチクルローダ、ウエハローダによって、レチクルロード、ウエハロードが行なわれ、また、レチクルアライメント系、ウエハステージＷＳＴ上の基準マーク板、オフアクシス・アライメント検出系（いずれも図示省略）等を用いて、レチクルアライメント、アライメント検出系のベースライン計測（アライメント検出系の検出中心から投影光学系ユニットＰＬの光軸距離の計測）等の準備作業が所定の手順で行なわれる。
その後、主制御装置７０により、不図示のアライメント検出系を用いてＥＧＡ（エンハンスト・グローバル・アライメント）等のアライメント計測が実行される。このような動作においてウエハＷの移動が必要な場合には、主制御装置７０からの指示に基づき、ステージ制御系９０が不図示のウエハ駆動系を介して、ウエハＷを保持するウエハステージＷＳＴを所定の方向に移動させる。
なお、上記のレチクルアライメント、ベースライン計測等については、例えば特開平７−１７６４６８号公報及びこれに対応する米国特許第５，６４６，４１３号に詳細に開示され、また、ＥＧＡについては、特開昭６１−４４４２９号公報及びこれに対応する米国特許第４，７８０，６１７号等に詳細に開示されている。本国際出願で指定した指定国又は選択した選択国の国内法令が許す限りにおいて、上記各公報並びにこれらに対応する上記米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
上記のＥＧＡ（アライメント計測）の終了後、以下のようにしてステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行なわれる。
この露光動作にあたって、まず、ウエハＷのＸＹ位置が、ウエハＷ上の最初のショット領域（ファースト・ショット）の露光のための走査開始位置（加速開始位置）となるように、ウエハステージＷＳＴが移動される。同時に、レチクルＲの位置が走査開始位置となるように、レチクルステージＲＳＴが移動される。そして、主制御装置７０からの指示により、ステージ制御系９０がレチクル干渉計システム６９によって計測されたレチクルＲの位置情報、及びウエハ側のＹ軸レーザ干渉計５７Ｙ及びＸ軸レーザ干渉計によって計測されたウエハＷの位置情報に基づき、レチクルＲ（レチクルステージＲＳＴ）とウエハＷ（ウエハステージＷＳＴ）とを同期移動させることにより、走査露光が行なわれる。
このようにして、最初のショット領域に対するレチクルパターンの転写が終了すると、ウエハステージＷＳＴが非走査方向（Ｘ軸方向）に１ショット領域分だけステッピングされた後、次のショット領域に対する走査露光が行なわれる。このようにして、ショット間ステッピング動作と走査露光とが順次繰り返され、ウエハＷ上に複数のショット領域にレチクルＲのパターンが転写される。
上記の走査露光に際して、主制御装置７０の指示に基づき、ステージ制御系９０によりウエハステージＷＳＴに対するレチクルステージＲＳＴの追従制御が行われるが、この際にレチクルステージＲＳＴの移動に伴う反力が、上記枠状部材１８の移動によりキャンセルされている。以下、この点について説明する。
すなわち、上記の追従制御の際に、レチクルステージＲＳＴがＸ軸方向に駆動されると、前述のボイスコイルモータ３０の可動子がレチクルステージＲＳＴと一体でＸ軸方向に駆動され、この駆動力の反力がボイスコイルモータ３０の固定子（電機子ユニット１４０_１，１４０_２）及び該固定子が固定された枠状部材１８に作用することとなる。この場合、枠状部材１８は、レチクルステージ定盤１６及び照明系側プレート１４に対して所定のクリアランスを介して非接触とされているので、前記反力の作用により、枠状部材１８は、運動量保存の法則に従った距離だけその反力に応じた方向に移動する。この枠状部材１８の移動により、前記反力が吸収される。このとき、レチクルステージＲＳＴのＹ軸方向の位置によっては、上記のＸ軸方向に駆動力の反力に起因するヨーイングモーメントが枠状部材１８に作用することがある。この場合、枠状部材１８は、そのヨーイングモーメント及びＸ軸方向の反力の作用によって、運動量保存の法則に従って反力を吸収するようにθｚ回転を伴う自由運動をする。
一方、レチクルステージＲＳＴがウエハステージＷＳＴとの同期をとるために、Ｙ軸方向に駆動される際には、Ｙ軸リニアモータ１３６_１，１３６_２、１３８_１，１３８_２の各可動子がレチクルステージＲＳＴと一体でＹ軸方向に駆動され、各可動子の駆動力の反力の合力がＹ軸リニアモータ１３６_１，１３６_２、１３８_１，１３８_２の各固定子及びこれらが固定された枠状部材１８に作用する。この場合も、上記反力の合力の作用により、枠状部材１８は、運動量保存の法則に従って、前記反力の合力を吸収する距離だけその反力の合力に応じた方向に移動する。
また、Ｙ軸リニアモータ１３６_１，１３６_２と、Ｙ軸リニアモータ１３８_１，１３８_２とが発生する駆動力（推力）を異ならせてレチクルステージＲＳＴをθｚ回転させ、その際、ヨーイングモーメントが枠状部材１８に作用することがあるが、かかる場合にも、枠状部材１８は、そのヨーイングモーメント及びＹ軸方向の反力の作用によって、運動量保存の法則に従って反力を吸収するようにθｚ回転を伴う自由運動をする。
また、いずれの場合にも、枠状部材１８及びレチクルステージＲＳＴを含む系の重心移動は生じないので、レチクルステージ定盤１６には偏荷重は作用しない。
従って、本実施形態では、レチクルステージＲＳＴの駆動時に、該レチクルステージＲＳＴの駆動に伴って生じる反力（Ｘ軸方向及びＹ軸方向の反力）及び該反力によって生じるヨーイングモーメントを確実にキャンセルすることが可能となり、レチクルステージＲＳＴの駆動に伴う振動を抑制することが可能となる。また、上述の如く偏荷重の発生をも防止できるので、これに起因するレチクルステージ定盤１６の姿勢変化なども防止できる。
また、本実施形態では、上記の反力キャンセルのため、レチクルステージ定盤１６上方を枠状部材１８が移動する際に、その基準位置からのずれ量が許容値を超えないように（すなわち、例えば、枠状部材１８の移動により、ボイスコイルモータ３０の制御が不能となる、あるいは、枠状部材１８とレチクルステージ定盤１６との間の隙間を介して外気が枠状部材１８内部の気密空間内に混入するなどの事態が発生しないように）、例えば露光に影響を与えない適宜なときに、主制御装置７０がステージ制御系９０を介して前述の３つのトリムモータを用いて枠状部材１８を所定の基準位置に戻すようになっている。
以上詳細に説明したように、本実施形態に係るレチクルステージ装置１２によると、レチクルステージＲＳＴが、レチクルステージ定盤１６の上方に浮上しつつレチクルＲを保持してＹ軸及びこれに直交するＸ軸を含む２次元面内の３自由度方向にレチクルステージ定盤１６に沿って移動可能であり、枠状部材１８は、レチクルステージ定盤１６の上方に浮上しつつ前記２次元面内の３自由度を有している。また、枠状部材１８には、Ｙ軸リニアモータ１３６_１，１３６_２、１３８_１，１３８_２の各固定子（リニアガイド１３６_１，１３６_２、１３８_１，１３８_２）、及びボイスコイルモータ３０の固定子（電機子ユニット１４０_１，１４０_２）が設けられ、Ｙ軸リニアモータ１３６_１，１３６_２、１３８_１，１３８_２の各可動子（磁極ユニット２６_１，２６_２、２８_１，２８_２）、及びボイスコイルモータ３０の可動子（永久磁石３０）が、レチクルステージＲＳＴに設けられている。
従って、レチクルステージＲＳＴがＹ軸リニアモータ１３６_１，１３６_２、１３８_１，１３８_２又はボイスコイルモータ３０によりＹ軸方向又はＸ軸方向に駆動されると、その駆動力に応じた反力が固定子（リニアガイド１３６_１，１３６_２、１３８_１，１３８_２）又は固定子（電機子ユニット１４０_１，１４０_２）に生じる（作用する）。この反力の作用により枠状部材１８が、運動量保存則にほぼ従って、２次元面内の３自由度方向に移動する。すなわち、枠状部材１８がカウンタマスの役目を果たす。この場合、レチクルステージＲＳＴの移動により、前記反力がほぼ完全にキャンセルされるとともに、レチクルステージＲＳＴ及び枠状部材１８を含む系の重心移動が生じないので、レチクルステージ定盤１６には偏荷重も作用しない。従って、レチクルＲが載置されるレチクルステージＲＳＴの位置制御性の向上を図ることができる。
また、枠状部材１８はレチクルステージＲＳＴを取り囲む状態で設けられているので、必然的に大型化し、その質量が大きくなり、枠状部材１８とレチクルステージＲＳＴとの大きな質量比を確保することができるので、枠状部材１８の移動ストロークは比較的短くて足りる。また、枠状部材１８を大型化する場合にも、その支障は殆どない。
また、レチクルステージＲＳＴには、中立面ＣＴの一部にレチクルＲの載置面が形成されるとともに、レチクル干渉計システム６９からの測長ビームの光路のＺ軸方向の位置が中立面ＣＴの位置に一致しているので、前述の図１２Ｂを用いて説明した従来例と異なり、レチクルステージＲＳＴの変形の際に中立面ＣＴと測長軸とのずれに起因して生じる位置計測誤差、及び測長軸とレチクルＲのパターン面の位置ずれに相違する一種のアッベ誤差をともに、略零にすることができ、これによりレチクルＲの位置を高精度に計測することが可能となる。
また、レチクルステージＲＳＴを駆動する第１駆動機構が、レチクルステージＲＳＴのレチクルＲの載置領域のＸ軸方向の一側と他側とに中立面ＣＴを基準としてそれぞれ対称に配置された各一対の可動子（磁極ユニット２６_１，２６_２、２８_１，２８_２）と、当該各可動子と個別に協働してＹ軸方向の駆動力をそれぞれ発生する２対の固定子（リニアガイド１３６_１，１３６_２、１３８_１，１３８_２）とを有している。すなわち、Ｘ軸方向の一側、他側のいずれにおいても、可動子、レチクルステージ本体、可動子の積層構造になっているとともに、その可動子同士は、中立面ＣＴに関して対称の配置となっている。この場合、レチクルステージＲＳＴの中立面は、その重心の高さ位置（Ｚ軸方向の位置）に略一致しているので、左右各一対の可動子と対応する固定子との協働によって発生するＹ軸方向の駆動力の合力が、レチクルステージＲＳＴの重心位置に作用することとなる。
また、前記各対の固定子（リニアガイド１３６_１，１３６_２、１３８_１，１３８_２）は、前記中立面ＣＴを基準としてそれぞれ対称に配置されているので、レチクルステージＲＳＴをレチクルステージ定盤１６に沿ってＹ軸方向に駆動する際に、リニアガイド１３６_１，１３６_２、１３８_１，１３８_２それぞれの電機子コイルに供給される電流によるリニアガイド１３６_１，１３６_２、１３８_１，１３８_２の発熱により、レチクルステージＲＳＴが加熱されたとしても、その発熱部分では、中立面ＣＴの上側、下側に生じるバイメタル効果に起因するレチクルステージ本体２２の変形同士が相殺され、結果的にバイメタル効果に起因するレチクルステージＲＳＴの変形が生じることがない。
なお、本実施形態と異なり、例えば上記各一対の可動子が電機子ユニットで構成される場合には、レチクルステージＲＳＴをレチクルステージ定盤１６に沿ってＹ軸方向に駆動する際に、可動子に供給される電流による可動子の発熱によりスライダが加熱されるが、この場合も、同様の理由により、バイメタル効果に起因してレチクルステージＲＳＴの変形が生じることがないようになっている。
従って、レチクルステージＲＳＴのＹ軸方向の位置をレチクルステージＲＳＴに設けられた一対のレトロリフレクタ３２_１、３２_２を介して一対のＹ軸干渉計６９Ｙにより計測し、その計測結果に基づいてレチクルステージＲＳＴのＹ軸方向の位置を制御するので、そのレチクルステージＲＳＴのＹ軸方向の位置制御性を極めて良好にすることができる。
また、本実施形態に係るレチクルステージ装置１２では、レチクル干渉計システム６９からのＸ軸方向の測長ビームが照射される反射面が、レチクルステージＲＳＴをＹ軸方向に駆動するリニアモータ１３６_１，１３６_２よりも外側に設けられているので、そのリニアモータの発熱に起因して該リニアモータ周辺の気体に温度揺らぎが生じても、そのＸ軸方向の測長ビームにはなんらの影響も生じない。これにより、Ｘ軸干渉計６９ＸによるレチクルステージＲＳＴのＸ軸方向の位置計測を高精度で行うことが可能となる。この場合、レチクル干渉計システム６９からのＹ軸方向の測長ビームは、通常と同様に、レチクルステージＲＳＴに設けられたレトロリフレクタ３２_１、３２_２の反射面（前記リニアモータの発熱の影響を殆ど受けない場所に位置する反射面）に特に支障なく照射することができるので、レチクルステージＲＳＴのＹ軸方向及びＸ軸方向の位置を精度良く計測することが可能となり、ひいてはレチクルステージＲＳＴの位置制御性の向上を図ることが可能となる。
また、レチクル干渉計システム６９からのＸ軸方向の測長ビームが照射される反射面１２４ｍは、レチクルステージＲＳＴのレチクルＲが載置される板状部２４Ａとは別の所定長さの棒状のミラー部２４Ｂの端面に形成され、該ミラー部２４Ｂの反射面１２４ｍが形成された棒状部分１２４ａの長手方向の両端部を除く部分に補強部１２４ｂが設けられ、該補強部１２４ｂの両端が弾性ヒンジ部１２４ｃ，１２４ｄを介して板状部２４Ａに連結されている。このため、反射面の弾性ヒンジ部１２４ｃと弾性ヒンジ部１２４ｄとの間の部分、すなわち、レチクルステージＲＳＴの位置制御に主として用いられる部分の変形を極力抑制することができる。
また、レチクルステージＲＳＴのＹ軸方向の一側及び他側の端部にはＹ軸方向に延びる延設部２４Ｃ_１〜２４Ｄ_２がそれぞれ設けられ、レチクルステージＲＳＴの底面には、前記一側の延設部から他側の延設部に至る長手方向の全域に渡る気体静圧軸受が形成され、レチクルステージ定盤１６から配管を介さないで前記気体静圧軸受に対して加圧気体が供給される構成が採用されている。このため、レチクルステージＲＳＴが配管を引きずった状態で駆動することがなく、レチクルステージが等速運動を行う露光中においては、等速運動を保つのに必要な推力をほとんど必要としないため、リニアモータの推力リップルその他の影響を受けなくなる。
また、本実施形態に係る露光装置１０によると、上述の如く、レチクルステージＲＳＴの位置制御性を極めて良好に確保することができるので、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの同期制御精度を向上させることができ、これにより、レチクルＲに形成されたパターンをウエハＷ上に高精度に転写することが可能となる。
また、露光装置１０によると、照明ユニットＩＯＰと投影光学系ユニットＰＬとの間の照明光ＩＬの光路を含む空間が低吸収性ガス（照明光ＩＬを吸収する特性が空気に比べて小さい特定ガス）でパージされるパージ空間とされるとともに、枠状部材１８が前記パージ空間を外気に対して隔離する隔壁を兼ねているので、レチクルステージＲＳＴ周辺の空間を容易にパージ空間とすることができ、そのパージ空間内での照明光ＩＬの吸収を極力抑制することができる。
なお、上記実施形態では、レチクルステージＲＳＴをＹ軸方向に駆動する第１駆動機構を左右各一対のＹ軸リニアモータで構成し、レチクルステージＲＳＴをＸ軸方向に駆動する第２駆動機構をボイスコイルモータで構成するものとしたが、本発明がこれに限定されないことは勿論である。
また、上記実施形態では、ミラー部２４Ｂには空洞部ＣＨが形成されている場合について説明したが、ミラー部２４Ｂに中空部を形成しなくても良い。また、ミラー部２４Ｂと板状部２４Ａとを一体成形するものとして説明したが、これに限らず、これらを別部材にて構成し、各部の間を弾性ヒンジ部にて連結することとしても良い。
なお、上記実施形態では、レチクルステージ装置１２の上方に、照明系側プレート１４を設けるものとしたが、例えば枠状部材の上側（照明系側）を照明光を透過する窓部を残して塞ぐことで、照明系側プレート１４を設けなくともレチクルステージＲＳＴ近傍をある程度気密な空間に維持することは可能である。
なお、上記実施形態では、レチクルステージＲＳＴを取り囲む枠状部材１８がレチクルステージ周辺の空間を外気に対して隔離する隔壁を兼ねている場合について説明したが、本発明がこれに限られるものではなく、レチクルステージＲＳＴ及び枠状部材をチャンバ（レチクルステージチャンバ）内に収納し、レチクルステージＲＳＴ周辺の空間を低吸収性ガスにより置換することとしても良い。この場合、枠状部材についてはレチクルステージ定盤との間に所定間隔を形成し、２次元面内（ＸＹ面内）で移動可能に構成するのみで良く、上記実施形態のように枠状部材の上面に気体静圧軸受機構を設ける必要はない。
なお、上記実施形態では，本発明に係るステージ装置が走査型のＶＵＶ露光装置のレチクルステージ装置に適用された場合について説明したが、これに限らず、本発明に係るステージ装置は，投影光学系を用いることなくマスクと基板とを密着させてマスクパターンを基板に転写するプロキシミティタイプのアライナーのマスクステージ装置や、液晶用の一括転写方式の走査型露光装置などのマスクステージ装置あるいはプレートステージ装置などに好適に適用できる。この他、ＥＢＰＳ方式の電子線露光装置、波長５〜３０ｎｍ程度の軟Ｘ線領域の光を露光光として用いるいわゆるＥＵＶＬ等の露光装置にも本発明に係るステージ装置は適用できる。
この他、物体（試料）が載置される移動体を所定の第１軸方向に駆動可能でその第１軸方向に直交する第２軸方向及び回転方向にも微小駆動が必要な装置であれば、露光装置に限らず、その他の精密機械などにも本発明に係るステージ装置は好適に適用できる。
なお、上記実施形態では、照明光ＩＬとしては、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）あるいはＦ_２レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などの遠紫外光、超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線（ｇ線、ｉ線等）を用いるものとしたが、これに限らず、Ａｒ２レーザ光（波長１２６ｎｍ）などの他の真空紫外光を用いても良い。また、例えば、真空紫外光として上記各レーザ光に限らず、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（Ｅｒ）（又はエルビウムとイッテルビウム（Ｙｂ）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。さらに、照明光ＩＬとして紫外光などでなく、Ｘ線（ＥＵＶ光を含む）又は電子線やイオンビームなどの荷電粒子線などを用いても良い。
また、上記実施形態では、投影光学系ユニットＰＬとして縮小系を用いる場合について説明したが、投影光学系は等倍系および拡大系のいずれでも良い。また、投影光学系としては、照明光ＩＬとして、例えばＡｒ_２レーザ光などの真空紫外光を用いる場合などには、例えば特開平３−２８２５２７号公報及びこれに対応する米国特許第５，２２０，４５４号、特開平８−１７１０５４号公報及びこれに対応する米国特許第５，６６８，６７２号、並びに特開平１０−２０１９５号公報及びこれに対応する米国特許第５，８３５，２７５号などに開示される、屈折光学素子と反射光学素子（凹面鏡やビームスプリッタ等）とを組み合わせたいわゆるカタディオプトリック系（反射屈折系）、あるいは反射光学素子のみから成る反射光学系が主として用いられる。本国際出願で指定した指定国又は選択した選択国の国内法令が許す限りにおいて、上記各米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
なお、上記実施形態では、本発明が半導体製造用の露光装置に適用された場合について説明したが、これに限らず、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子、有機ＥＬ、マイクロマシン、ＤＮＡチップなどを製造するための露光装置などにも本発明は広く適用できる。
また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、ＤＵＶ（遠紫外）光やＶＵＶ（真空紫外）光などを用いる露光装置では一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、螢石、フッ化マグネシウム、又は水晶などが用いられる。
なお、例えば国際公開ＷＯ９９／４９５０４号などに開示される、投影光学系ユニットＰＬとウエハとの間に液体が満たされる液浸露光装置に本発明を適用しても良い。
《デバイス製造方法》
次に、上述した露光装置をリソグラフィ工程で使用したデバイスの製造方法の実施形態について説明する。
図１０には、デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例のフローチャートが示されている。図１０に示されるように、まず、ステップ２０１（設計ステップ）において、デバイスの機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップ２０２（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ２０３（ウエハ製造ステップ）において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。
次に、ステップ２０４（ウエハ処理ステップ）において、ステップ２０１〜ステップ２０３で用意したマスクとウエハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップ２０５（デバイス組立ステップ）において、ステップ２０４で処理されたウエハを用いてデバイス組立を行う。このステップ２０５には、ダイシング工程、ボンディング工程、及びパッケージング工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。
最後に、ステップ２０６（検査ステップ）において、ステップ２０５で作製されたデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にデバイスが完成し、これが出荷される。
図１１には、半導体デバイスの場合における、上記ステップ２０４の詳細なフロー例が示されている。図１１において、ステップ２１１（酸化ステップ）においてはウエハの表面を酸化させる。ステップ２１２（ＣＶＤステップ）においてはウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ２１３（電極形成ステップ）においてはウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ２１４（イオン打込みステップ）においてはウエハにイオンを打ち込む。以上のステップ２１１〜ステップ２１４それぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
ウエハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップ２１５（レジスト形成ステップ）において、ウエハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップ２１６（露光ステップ）において、上記実施形態の露光装置１０その他の本発明の露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに転写する。次に、ステップ２１７（現像ステップ）においては露光されたウエハを現像し、ステップ２１８（エッチングステップ）において、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。そして、ステップ２１９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。
これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
以上説明した本実施形態のデバイス製造方法を用いれば、露光工程（ステップ２１６）において上記実施形態の露光装置１０などの本発明の露光装置が用いられるので、レチクルのパターンをウエハ上に精度良く転写することができ、結果的に、高集積度のデバイスの生産性（歩留まりを含む）を向上させることができる。

以上説明したように、本発明のステージ装置は、物体を載置して移動するのに適している。また、本発明の露光装置は、マスクに形成されたパターンを感光物体に転写するのに適している。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。

Claims (42)

1. 定盤と；
   前記定盤の上方に浮上しつつ物体を保持して第１軸及びこれに直交する第２軸を含む２次元面内の３自由度方向に前記定盤に沿って移動可能なスライダと；
   前記定盤の上方に浮上しつつ前記２次元面内の３自由度を少なくとも有し、前記スライダを取り囲む枠状部材と；
   前記枠状部材に設けられた第１固定子と、該第１固定子と協働して前記スライダを前記第１軸方向に駆動する駆動力を発生する第１可動子とを含む第１駆動機構と；
   前記枠状部材に設けられた第２固定子と、前記第２固定子と協働して前記スライダを前記第２軸方向に駆動する駆動力を発生する第２可動子とを含む第２駆動機構と；を備えるステージ装置。
2. 請求項１に記載のステージ装置において、
   前記第１駆動機構は、少なくとも２つのリニアモータを含み、
   前記第２駆動機構は、少なくとも１つのボイスコイルモータを含むことを特徴とするステージ装置。
3. 請求項１に記載のステージ装置において、
   前記スライダの位置を計測する干渉計システムを更に備え、
   前記スライダには、中立面の一部に前記物体の載置面が形成されるとともに、前記干渉計システムからの測長ビームの光路の前記２次元面に直交する第３軸方向の位置が前記中立面の位置に一致していることを特徴とするステージ装置。
4. 請求項１に記載のステージ装置において、
   前記スライダの第１軸方向の一側及び他側の端部には第１軸方向に延びる延設部がそれぞれ設けられ、前記一側の延設部から他側の延設部に至る長手方向の全域に渡る気体静圧軸受が形成され、
   前記定盤から配管を介さないで前記気体静圧軸受に対して加圧気体が供給されることを特徴とするステージ装置。
5. マスクと感光物体とを所定方向に同期移動して前記マスクに形成されたパターンを前記感光物体に転写する露光装置であって、
   前記マスクを照明光により照明する照明ユニットと；
   前記マスクが前記物体として前記スライダ上に載置される請求項１に記載のステージ装置と；
   前記マスクから射出される前記照明光を前記感光物体上に投射する投影光学系ユニットと；を備える露光装置。
6. 請求項５に記載の露光装置において、
   前記照明ユニットと前記投影光学系ユニットとの間の前記照明光の光路を含む空間が前記照明光を吸収する特性が空気に比べて小さい特定ガスでパージされるパージ空間とされるとともに、前記枠状部材が前記パージ空間を外気に対して隔離する隔壁を兼ねていることを特徴とする露光装置。
7. 請求項６に記載の露光装置において、
   前記枠状部材の前記照明ユニットとは反対側の前記定盤に対向する側の面に、前記特定ガスを加圧気体として用いる第１の気体静圧軸受が、ほぼ全周に渡って設けられていることを特徴とする露光装置。
8. 請求項７に記載の露光装置において、
   前記枠状部材の前記照明ユニット側の面に前記特定ガスを加圧気体として用いる第２の気体静圧軸受が、ほぼ全周に渡って設けられ、
   前記枠状部材の照明ユニット側の面のほぼ全面に対向してかつ所定のクリアランスを介して配置され、前記第２の気体静圧軸受からの加圧気体が噴き付けられるプレートを、更に備える露光装置。
9. 請求項６に記載の露光装置において、
   前記枠状部材の前記照明ユニットとは反対側の前記定盤に対向する側の面に、真空吸引と加圧気体の噴出しとを同時に行う差動排気型の第１の気体静圧軸受が、ほぼ全周に渡って設けられていることを特徴とする露光装置。
10. 請求項９に記載の露光装置において、
    前記枠状部材の前記照明ユニット側の面に、真空吸引と加圧気体の噴出しとを同時に行う差動排気型の第２の気体静圧軸受が、ほぼ全周に渡って設けられ、
    前記枠状部材の照明ユニット側の面のほぼ全面に対向してかつ所定のクリアランスを介して配置され、前記第２の気体静圧軸受からの加圧気体が噴き付けられるプレートを、更に備える露光装置。
11. 請求項６に記載の露光装置において、
    前記スライダの位置を計測する干渉計システムを更に備え、
    前記干渉計システムから前記パージ空間内の前記スライダに向かう測長ビームの光路上に位置する前記枠状部材の側面部分に開口部を形成するとともに、該開口部を閉塞するカバーガラスを設置したことを特徴とする露光装置。
12. 定盤と；
    前記定盤の上方に浮上しつつ物体を保持して前記定盤に沿って移動可能なスライダと；
    前記スライダの前記物体が載置される領域の第１軸方向に直交する第２軸方向の一側と他側とに前記スライダの中立面を基準としてそれぞれ対称に配置された各一対の可動子と、当該各対の可動子と個別に協働して前記第１軸方向の駆動力をそれぞれ発生する一対の固定子部とを有する駆動機構と；を備えるステージ装置。
13. 請求項１２に記載のステージ装置において、
    前記一対の固定子部のそれぞれは、前記スライダの中立面を基準としてそれぞれ対称に配置されていることを特徴とするステージ装置。
14. 請求項１２に記載のステージ装置において、
    前記スライダの第１軸方向の一側及び他側の端部には第１軸方向に延びる延設部がそれぞれ設けられ、前記一側の延設部から他側の延設部に至る長手方向の全域に渡る気体静圧軸受が形成され、
    前記定盤から配管を介さないで前記気体静圧軸受に対して加圧気体が供給されることを特徴とするステージ装置。
15. マスクと感光物体とを所定方向に同期移動して前記マスクに形成されたパターンを前記感光物体に転写する露光装置であって、
    前記マスクを照明光により照明する照明ユニットと；
    前記マスクが前記物体として前記スライダ上に載置される請求項１２に記載のステージ装置と；
    前記マスクから射出される前記照明光を前記感光物体上に投射する投影光学系ユニットと；を備える露光装置。
16. 定盤と；
    前記定盤の上方に浮上しつつ物体を保持して第１軸及びこれに直交する第２軸を含む２次元面内を前記定盤に沿って移動可能なスライダと；
    前記スライダを前記第１軸方向に駆動するリニアモータを含む駆動機構と；
    前記スライダに設けられた反射面に測長ビームを照射してその反射光に基づいて前記第１軸方向及び第２軸方向の位置を計測する干渉計システムと；を備え、
    前記干渉計システムからの前記第２軸方向の測長ビームが照射される反射面が、前記リニアモータより外側に位置する前記スライダの一部に設けられていることを特徴とするステージ装置。
17. 請求項１６に記載のステージ装置において、
    前記反射面は、前記スライダの前記物体が載置される第１部分とは別の所定長さの棒状の第２部分の端面に形成され、該第２部分にはその長手方向の両端部を除く部分に補強部が設けられ、該補強部の両端が弾性ヒンジ部をそれぞれ介して前記第１部分に連結されていることを特徴とするステージ装置。
18. 請求項１７に記載のステージ装置において、
    前記第１部分には、前記一方の弾性ヒンジ部から前記第１部分と反対側に所定距離だけ離れた位置に、別の弾性ヒンジ部が更に設けられていることを特徴とするステージ装置。
19. 請求項１６に記載のステージ装置において、
    前記スライダの第１軸方向の一側及び他側の端部には第１軸方向に延びる延設部がそれぞれ設けられ、前記一側の延設部から他側の延設部に至る長手方向の全域に渡る気体静圧軸受が形成され、
    前記定盤から配管を介さないで前記気体静圧軸受に対して加圧気体が供給されることを特徴とするステージ装置。
20. マスクと感光物体とを所定方向に同期移動して前記マスクに形成されたパターンを前記感光物体に転写する露光装置であって、
    前記マスクを照明光により照明する照明ユニットと；
    前記マスクが前記物体として前記スライダ上に載置される請求項１６に記載のステージ装置と；
    前記マスクから射出される前記照明光を前記感光物体上に投射する投影光学系ユニットと；を備える露光装置。
21. 載置面に物体を載置して移動可能なスライダと；
    前記スライダの前記載置面に対して対称に配置された一対の第１可動子と；
    前記一対の第１可動子とは異なり、前記スライダの前記載置面に対して対称に配置された一対の第２可動子と；
    前記一対の第１可動子及び前記一対の第２可動子と協働して、前記スライダを第１軸方向に駆動する一対の固定子部と；を備えるステージ装置。
22. 請求項２１に記載のステージ装置において、
    前記載置面は前記スライダの中立面と一致していることを特徴とするステージ装置。
23. 請求項２１に記載のステージ装置において、
    前記一対の固定子部のそれぞれは、前記載置面に対して対称に配置されていることを特徴とするステージ装置。
24. 請求項２１に記載のステージ装置において、
    前記スライダに接続された第１部分と、該第１部分と協働する第２部分とを有し、前記スライダを前記第１軸とは異なる第２軸に駆動する駆動装置を、更に備えるステージ装置。
25. 請求項２４に記載のステージ装置において、
    前記一対の固定子部と前記駆動装置の前記第２部分とを保持する枠状部材を、更に備えるステージ装置。
26. 請求項２５に記載のステージ装置において、
    前記枠状部材は、前記スライダを駆動した際に発生する反力により駆動されることを特徴とするステージ装置。
27. 請求項２６に記載のステージ装置において、
    前記スライダは定盤上に設けられていることを特徴とするステージ装置。
28. 請求項２７に記載のステージ装置において、
    前記枠状部材は前記定盤上に設けられていることを特徴とするステージ装置。
29. 請求項２４に記載のステージ装置において、
    前記スライダは反射面を有し、
    該反射面に測長ビームを照射して前記スライダの前記第２軸方向の位置を検出する位置検出装置を、更に備えるステージ装置。
30. 請求項２９に記載のステージ装置において、
    前記一対の固定子部のそれぞれは、前記測長ビームを包囲しない位置に設けられていることを特徴とするステージ装置。
31. マスクと感光物体とを所定方向に同期移動して前記マスクに形成されたパターンを前記感光物体に転写する露光装置であって、
    前記マスクを照明光により照明する照明ユニットと；
    前記マスクが前記物体として前記スライダ上に載置される請求項２１に記載のステージ装置と；
    前記マスクから射出される前記照明光を前記感光物体上に投射する投影光学系ユニットと；を備える露光装置。
32. 物体を保持して移動可能なスライダと；
    前記スライダに接続された移動子と、該移動子と協働する固定子とを有し、前記スライダを第１軸方向に沿って駆動する駆動装置と；
    前記固定子を保持する保持部と重量部とを有し、前記スライダを駆動した際に発生する反力により駆動されるカウンタマスと；
    前記重量部と前記固定子との間に位置するように前記スライダに設けられた反射部材と；
    前記反射部材に測長ビームを照射して前記スライダの位置を検出する位置検出装置と；を備えるステージ装置。
33. 請求項３２に記載のステージ装置において、
    前記スライダは、前記スライダの中立面に前記物体を載置する載置部を有していることを特徴とするステージ装置。
34. 請求項３２に記載のステージ装置において、
    前記スライダは定盤上に設けられていることを特徴とする請求項２６記載のステージ装置。
35. 請求項３４に記載のステージ装置において、
    前記カウンタマスは前記定盤上に設けられていることを特徴とするステージ装置。
36. マスクと感光物体とを所定方向に同期移動して前記マスクに形成されたパターンを前記感光物体に転写する露光装置であって、
    前記マスクを照明光により照明する照明ユニットと；
    前記マスクが前記物体として前記スライダ上に載置される請求項３２に記載のステージ装置と；
    前記マスクから射出される前記照明光を前記感光物体上に投射する投影光学系ユニットと；を備える露光装置。
37. 反射部材が設けられ、物体を保持して移動可能なスライダと；
    前記スライダに接続された移動子と、該移動子と協働する固定子とを有し、前記スライダを第１軸方向に沿って駆動する駆動装置と；
    透明部を有し、前記固定子を保持して前記スライダを駆動した際に発生する反力により駆動されるカウンタマスと；
    前記透明部を介して前記反射部材に測長ビームを照射して前記スライダの位置を検出する位置検出装置と；を備えるステージ装置。
38. 請求項３７に記載のステージ装置において、
    前記スライダは、前記スライダの中立面に前記物体を載置する載置部を有していることを特徴とするステージ装置。
39. 請求項３７に記載のステージ装置において、
    前記スライダは定盤上に設けられていることを特徴とするステージ装置。
40. 請求項３９に記載のステージ装置において、
    前記カウンタマスは前記定盤上に設けられていることを特徴とするステージ装置。
41. マスクと感光物体とを所定方向に同期移動して前記マスクに形成されたパターンを前記感光物体に転写する露光装置であって、
    前記マスクを照明光により照明する照明ユニットと；
    前記マスクが前記物体として前記スライダ上に載置される請求項３７に記載のステージ装置と；
    前記マスクから射出される前記照明光を前記感光物体上に投射する投影光学系ユニットと；を備える露光装置。
42. リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、
    前記リソグラフィ工程で、請求項５〜１１、１５、２０、３１、３６、４１のいずれか一項に記載の露光装置を用いて露光を行うことを特徴とするデバイス製造方法。

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