JPWO2005036618A1 - ステージ装置及び露光装置 - Google Patents

Abstract

光学部材を備えた可動ステージの構造を複雑にすることなく、その光学部材の温度を制御できるステージ装置である。レチクル（Ｒ）を保持するレチクルステージ本体（２２）をＹ軸リニアモータ（７６Ａ，７８Ａ，７６Ｂ，７８Ｂ）を用いてレチクルベース（１６）上でＹ方向に駆動する。レチクルステージ本体（２２）の端部の光学部材支持部（２４Ｂ２）上の光学系（３２）を介して、レチクルベース（１６）上に固定された固定鏡（ＭＸ）に計測用レーザビームを照射して、レチクルステージ本体（２２）のＸ方向の位置を計測する。光学系（３２）の温度を安定化するために、光学部材支持部（２４Ｂ２）の底面に空気層（３５）を介してロッド部材（２７）を固定し、ロッド部材（２７）内に温度制御された冷媒を供給する。

Description

本発明は、物体を駆動するためのステージ装置に関し、例えば半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、又は薄膜磁気ヘッド等のデバイスを製造するためのフォトリソグラフィ工程中で、マスクパターンを基板上に転写するために使用される露光装置のマスクステージや基板ステージに使用して好適なものである。

例えば半導体集積回路を製造するためのフォトリソグラフィ工程中で、マスクとしてのレチクル（又はフォトマスク等）のパターンを投影光学系を介して基板（感光基板又は感応物体）としてのレジストが塗布されたウエハ（又はガラスプレート等）の各ショット領域に転写するために、ステッパー等の一括露光型、又はスキャニングステッパー等の走査露光型の露光装置が使用されている。これらの露光装置においては、レチクル及びウエハの位置決め及び移動をそれぞれ行うためにレチクルステージ系及びウエハステージ系が備えられている。最近は、レチクル及びウエハの移動を円滑に且つ高速に行うために、それらのステージ系の駆動装置として、主にリニアモータ又はローレンツ力を用いるアクチュエータ（ボイスコイルモータ）等のように、非接触の固定子と可動子との間で高い推力を発生できる駆動装置が多用されている。

例えば走査露光型の露光装置（走査型露光装置）のレチクルステージ系では、案内精度を確保するために、エアーベアリングのエアーパッドをレチクル付近に配置することが一般的である。この構成では、レチクルを保持する可動ステージを走査方向に駆動するためのリニアモータの可動子は、レチクルから見てエアーパッドの外側に配置されることとなる。また、ウエハステージ系では、ウエハを保持する可動ステージ（ウエハテーブル）は、２組のリニアモータによって直交する２つの方向に駆動される。

そのようなリニアモータ等の駆動装置では、固定子又は可動子にコイル（又は巻線）が装着されるが、位置決め及び移動を繰り返す過程でそのコイルでの発熱量が大きくなる。例えばウエハステージ系において、ウエハを保持すると共に位置計測用のレーザ干渉計のロッド状の移動鏡が固定されたウエハテーブルにそのコイルで発生した熱が伝わると、ウエハテーブルが次第に膨張して、ウエハと移動鏡との位置関係が僅かに変化すると共に、移動鏡自体の僅かな熱変形も生じる。その結果、位置決め精度又は走査露光時の同期精度等が悪化して、重ね合わせ精度や解像度等の露光精度が低下する。近年の集積回路の一層の微細化に伴い、従来は無視することができたステージ系の駆動機構で発生する熱の影響による露光精度の低下も問題となりつつある。

そこで、最近は例えばウエハステージ系において、リニアモータのコイルで発生する熱の影響を軽減するために、そのコイルの全周を囲むように筒型部材を設置し、更にその筒型部材の内部に冷却水を流すようにした熱シールド機構が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−２４４１９６号公報

上記の如くウエハステージ系の場合には、スペース的に余裕があるため、リニアモータのコイルの全周を囲むように冷媒を供給する機構を採用することが可能である。
これに対して、レチクルステージ系は、照明光学系と投影光学系との間の狭い空間内に配置されるため、複雑で大型の冷却機構を設けることは設計上好ましくない。更に、例えば走査露光型の露光装置のレチクルステージ系は、投影倍率を１／４倍とすると、ウエハステージ系の４倍の走査速度で広いストロークに亘ってレチクルを移動する必要がある。そのため、レチクルを保持して移動する可動ステージが、冷媒を供給するための配管を引き回すことは好ましくない。従って、その高速移動する可動ステージ側の機構をあまり複雑化することなく、その可動ステージに備えられた移動鏡の温度変化を抑制できる温度制御機構の開発が求められている。また、その可動ステージには、移動鏡の代わりにビームスプリッタ等の光学部材を設置する構成も考えられるが、その光学部材の温度が変化すると、屈折率の変化によっても計測誤差が生じる恐れがあるため、その温度変化も抑制することが望ましい。

一方、ウエハステージ系において、リニアモータのコイルを冷媒等を用いて冷却する場合にも、コイルからの放射熱によって移動鏡の温度が僅かに変化する恐れがある。そのため、移動鏡の温度を制御できると共に、ウエハテーブルの移動に際してあまり負荷をかけない温度制御機構を付加することが望ましい。
また、上述のように走査型露光装置のレチクルステージ系では、リニアモータの可動子は通常、レチクルから見てエアーパッドの外側に配置されることとなるため、その可動子が重りとなり、エアーパッド剛性に起因する振動モードが比較的低周波域に存在していた。その振動モードは、同期精度を高める上での障害となっていた。

本発明は斯かる点に鑑み、移動鏡等の光学部材を備えた可動部自体の構造をあまり複雑にすることなく、その光学部材の温度を制御できるステージ技術を提供することを第１の目的とする。
更に本発明は、走査型露光装置のように高速駆動される可動ステージを用いる場合に、その可動ステージに設置された光学部材の温度を制御できると共に、その可動ステージをより安定に駆動できるステージ技術を提供することを第２の目的とする。

更に本発明は、そのようなステージ技術を用いて高精度な露光を実現できる露光技術を提供することをも目的とする。
上記の課題を解決するため、本発明は実施の形態に示す図１〜図７に対応付けした以下の構成を採用している。ただし、各要素に付した括弧付き符号はその要素の例示に過ぎず、各要素を限定するものではない。

本発明による第１のステージ装置は、物体（Ｒ）を駆動するステージ装置において、その物体を保持してガイド面（ＧＰ）に沿って移動可能な可動ステージ（ＲＳＴ）と、その可動ステージの特定部分（２４Ｂ１，２４Ｂ２；２４Ｂ）に取り付けられた光学部材（３１，３２；ＭＸ）と、その光学部材の移動軌跡に沿って設けられ、その特定部分とその光学部材との少なくとも一方に対して所定ギャップを隔てて配置された熱伝導部材（２７）と、その熱伝導部材の少なくとも一部の温度を制御することによりその特定部分の温度を制御する温度制御装置（４４Ａ，４４Ｂ，４５，４６Ｂ，４７）とを有するものである。

斯かる本発明によれば、その所定ギャップの気体層の熱抵抗は小さいため、その熱伝導部材の少なくとも一部の温度を制御することによって、間接的にその可動ステージの特定部分に設けられた光学部材の温度を制御できる。
本発明において、その可動ステージは、そのガイド面に沿って実質的に一定の軌道上で往復運動を行ってもよい。その往復運動の軌道に沿ってその熱伝導部材を配置することによって、効率的にその可動ステージの特定部分の温度を制御できる。

また、その光学部材は、その可動ステージの位置を計測するための干渉計の一部を構成することができる。本発明の適用によって、その光学部材の温度を安定化することによって、その可動ステージの位置を干渉計によって高精度に計測できる。
この場合、その光学部材の一例は、計測用の光ビームを反射する移動鏡（ＭＸ１）である。

また、その可動ステージから離れて配置された基準鏡（ＭＸ）を更に有する場合、その可動ステージに取り付けられたその光学部材の別の例は、計測用の光ビームをその移動鏡に向けて反射する反射部材（３１，３２）を含むものである。この構成では、可動ステージを軽量化できる。
また、その可動ステージを駆動するリニアモータ（７６Ａ，７６Ｂ，７８Ａ，７８Ｂ）を更に有し、その熱伝導部材のその温度制御装置によって温度制御される部分（２４Ｂ１，２４Ｂ２；２４Ｂ）を、その物体から見てそのリニアモータよりも外側に配置してもよい。この構成では、例えばそのリニアモータの内側にエアーベアリングのエアーパッドを設けたとしても、その所定ギャップ部分がスクイーズダンパとして有効に作用するため、エアーパッド剛性に起因する振動モードが減衰し、その可動ステージを安定に駆動できる。

また、その所定ギャップの一例は０から２０μｍである。この場合の気体層は、ダンピング効果が特に大きくなる。
次に、本発明による露光装置は、第１物体（Ｒ）を露光ビームで照明し、その露光ビームでその第１物体及び投影系（ＰＬ）を介して第２物体（Ｗ）を露光する露光装置において、そのステージ装置を備え、その第１物体及びその第２物体の少なくとも一方をそのステージ装置で駆動するものである。本発明のステージ装置の適用によって、その第１物体又は第２物体を駆動する可動ステージの駆動性能を殆ど低下させることなく、その可動ステージの位置計測精度等を向上できる。

本発明によれば、移動鏡等の光学部材を備えた可動ステージ自体の構造を複雑にすることなく、その光学部材の温度を制御できる。従って、その光学部材を用いて例えば位置計測を行うことによって、その可動ステージの位置決め精度や速度制御精度等を向上できる。
また、その可動ステージを駆動するためのリニアモータを備え、その可動ステージ中の温度制御される部分を、物体から見てリニアモータよりも外側に配置する場合には、その所定ギャップ部分がスクイーズダンパとして作用するため、その可動ステージをより安定に駆動できる。従って、本発明を走査型露光装置のステージ系に適用することによって、同期走査時の安定性を向上しながら、走査速度を向上することも可能となる。

図１は、本発明の第１の実施形態の投影露光装置の概略構成を示す一部を切り欠いた図である。 図２は、図１の枠状部材１８及びレチクルステージＲＳＴの構成を示す斜視図である。 図３は、図１のレチクルステージＲＳＴ、枠状部材１８、及びレチクルベース１６の構成を示す分解斜視図である。 図４（Ａ）は図１のレチクルステージＲＳＴを示す斜視図、図４（Ｂ）はレチクルステージＲＳＴをＹ方向に見た断面図である。 図５は、図１の照明系側プレート１４、レチクルステージＲＳＴ、及びレチクルベース１６をＹ方向に見た断面図である。 図６は、図１のレチクルステージＲＳＴ及びロッド部材２７の温度制御機構の要部を示す平面図である。 図７（Ａ）は本発明の第２の実施形態のレチクルステージ系を示す要部の断面図、図７（Ｂ）は本発明の第３の実施形態のレチクルステージ系を示す要部の断面図である。

符号の説明

ＲＳＴ…レチクルステージ、Ｒ…レチクル、ＭＸ…固定鏡、ＭＸ１…移動鏡、１６…レチクルベース、１８…枠状部材、２２…レチクルステージ本体、２４Ｂ１，２４Ｂ２，２４Ｂ…光学部材支持部、２６Ａ，２８Ａ，２６Ｂ，２８Ｂ…可動子ユニット、２７…ロッド部材、３１…第１光学系、３２…第２光学系、４５…冷媒供給装置、６９ＸＬ…レーザ光源、６９ＸＡ，６９ＸＢ…レシーバ、７６Ａ，７８Ａ，７６Ｂ，７８Ｂ…Ｙ軸リニアモータ、１３６Ａ，１３８Ａ，１３６Ｂ，１３８Ｂ…固定子ユニット

以下、本発明の好ましい第１の実施形態につき図１〜図６を参照して説明する。本例は、ステップ・アンド・スキャン方式よりなる走査露光型の投影露光装置（スキャニングステッパー）に備えられたステージ系に本発明を適用したものである。
図１は、本例の投影露光装置１０の概略構成を示し、この図１において、投影露光装置１０に備えられている投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内で走査露光時のレチクル及びウエハ（詳細後述）の走査方向にＹ軸を取り、その走査方向に直交する非走査方向（図１の紙面に垂直な方向）にＸ軸を取って説明を行う。本例のＸ軸及びＹ軸を含む平面（ＸＹ平面）はほぼ水平である。

先ず、投影露光装置１０は、照明光学系ユニットＩＯＰ、マスク（第１物体）としての回路パターンが形成されたレチクルＲをＹ方向に所定ストロークで駆動すると共に、Ｘ方向、Ｙ方向、及びθｚ方向（Ｚ軸の回りの回転方向）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系１２、投影光学系ＰＬ、基板（第２物体）としてのウエハＷをＸＹ平面内でＸＹ２次元方向に駆動するウエハステージ系、並びにこれらの制御系等を備えている。

照明光学系ユニットＩＯＰは、露光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（レチクルブラインド）で規定されるレチクルＲのパターン面の矩形又は円弧状の照明領域ＩＡＲを露光ビームとしての露光光ＩＬで均一な照度分布で照明する。その照明光学系と同様の照明系は、例えば特開平６−３４９７０１号公報などに開示されている。本例の露光光ＩＬとしては、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）或いはＦ_２レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光が用いられる。なお、露光光ＩＬとして、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などの遠紫外光、又は超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線（ｇ線、ｉ線等）等を用いることも可能である。

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、炭化水素系の気体等の、露光光の波長帯域の光に対し強い吸収特性を有する気体を排除する必要がある。このため、本例では、照明光学系ＩＯＰの内部及び投影光学系ＰＬの内部の露光光ＩＬの光路上の空間に、真空紫外域の光に対して高透過率の特定の気体、例えば窒素、若しくはヘリウム、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、「パージガス」と呼ぶ）を満たしている。更に、後述のようにレチクルＲが配置される空間及びウエハＷが配置される空間にもパージガスが供給されている。

次に、レチクルステージ系１２は、照明光学系ＩＯＰの下端部の外周にＯリング等のシール部材９９を介して連結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露光光ＩＬの光路（通路）となる矩形の開口１４ａが形成されている。

図２は図１のレチクルステージ系１２の斜視図であり、図１及び図２から分かるように、レチクルステージ系１２は、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ベース１６、このレチクルベース１６と照明系側プレート１４との間に配置されたスライダ（本発明の可動ステージ）としてのレチクルステージＲＳＴ、及びこのレチクルステージＲＳＴを取り囲む状態でレチクルベース１６と照明系側プレート１４との間に配置された枠状部材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。そのレチクルベース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。

図３は図２の分解斜視図であり、この図３に示すように、レチクルベース１６は、概略板状の部材から成り、そのほぼ中央には、凸のガイド部１６ａが形成されている。このガイド部１６ａの上面（ガイド面）ＧＰは極めて高い平面度に仕上げられ、ガイド部１６ａのほぼ中央には、露光光ＩＬをＺ方向に通過させるためのＸ方向を長手方向とする矩形開口１６ｂが形成されている。レチクルベース１６の下面側には、図１に示すように、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ＰＬの鏡筒部の上端が連結されている。

レチクルステージＲＳＴは、図４（Ａ）に示すように、特殊な形状のレチクルステージ本体２２及びこのレチクルステージ本体２２に固定された各種磁石ユニット（詳細後述）等を備えている。レチクルステージ本体２２は、上方から見て概略矩形の板状部２４Ａと、この板状部２４Ａの−Ｘ方向の端部に設けられた特定部分としての２つの光学部材支持部２４Ｂ１及び２４Ｂ２と、板状部２４ＡのＹ方向の一側及び他側の端部からそれぞれＹ方向に突設された各一対の延設部２４Ｃ１，２４Ｃ２，２４Ｄ１，２４Ｄ２とを備えている。

前記板状部２４Ａのほぼ中央部には、露光光ＩＬを通過させるための開口がその中央に形成された段付き開口２２ａが形成され、この段付き開口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。また、各レチクル支持部材３４にそれぞれ対応して、レチクルＲを挟んで固定するために、板状部２４Ａには複数（例えば３つ）のレチクル固定機構３４Ｐが設けられている。

そして、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のレチクルステージＲＳＴのＸＺ面に平行な面における断面図であり、図４（Ｂ）に示すように、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（曲げモーメントを受けた場合に伸縮しない面）に略一致する状態で、複数の支持部材３４によって支持されている。なお、レチクル支持部材３４及びレチクル固定機構３４Ｐに代えて、或いはこれと共に、真空チャックや静電チャックなどのレチクルの吸着固定機構を用いることは可能である。

また、図４（Ａ），（Ｂ）から分かるように、光学部材支持部２４Ｂ１，２４Ｂ２は、それぞれＹ方向を長手方向とする概略平板状の形状を有し、光学部材支持部２４Ｂ１，２４Ｂ２上にそれぞれレチクルステージＲＳＴの位置計測用のレーザ干渉計の一部を構成する光学部材としての第１光学系３１及び第２光学系３２が固定されている。光学部材支持部２４Ｂ１，２４Ｂ２と板状部２４Ａとの間は、一種のフレキシャとして作用するヒンジ部（不図示）によりそれぞれ２箇所で局所的に連結されており、板状部２４Ａの変形の影響が光学部材支持部２４Ｂ１，２４Ｂ２に及ばないように構成されている。なお、実際には、板状部２４Ａ、光学部材支持部２４Ｂ１，２４Ｂ２、及びヒンジ部（不図示）を含むレチクルステージ本体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、本例では、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ている。勿論、上記各部の何れか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。

レチクルステージＲＳＴを、図２のレチクルベース１６のガイド部１６ａの上面ＧＰに載置した状態で、図４（Ａ）に２点鎖線で示すように、光学系３１及び３２の−Ｘ方向の側面にＹ軸に平行にロッド状のＸ軸の固定鏡ＭＸ（基準鏡）が配置される。図３に示すように、固定鏡ＭＸはレチクルベース１６上のガイド部１６ａの近傍の領域に、Ｙ軸に沿って細長い支持部材２９を介して固定される。固定鏡ＭＸは例えばガラスロッドより形成され、その＋Ｘ方向の実質的にＺＹ平面に平行な側面が、極めて高い平面度に仕上げられると共に、例えばクロム等の高反射率の膜が被着された反射面とされている。

また、レチクルステージＲＳＴを、図２のレチクルベース１６のガイド部１６ａの上面ＧＰに載置した状態で、図４（Ａ）に示すように、レチクルステージＲＳＴ上の第１光学系３１に対して＋Ｙ方向に対向するようにレーザ光源６９ＸＬ、及び光電センサよりなるＸ軸の第１レシーバ６９ＸＡが配置され、レチクルステージＲＳＴ上の第２光学系３２に−Ｙ方向に対向するように光電センサよりなるＸ軸の第２レシーバ６９ＸＢが配置される。レーザ光源６９ＸＬ，及びレシーバ６９ＸＡ，６９ＸＢは不図示のコラムに支持される。そして、レーザ光源６９ＸＬからＹ軸にほぼ平行に、例えば波長６３３ｎｍ（Ｈｅ−Ｎｅレーザ）で所定の周波数差を持ち偏光方向が互いに直交する２つのレーザビームを含む計測用のレーザビームＬＸが第１光学系３１に照射される。第１光学系３１は入射したレーザビームＬＸを第１及び第２のレーザビームに分割して、更に前者の第１のレーザビームを偏光状態に応じて２つのＸ軸の第１計測ビーム及び第１参照ビームに分割する。そして、第１光学系３１は、その第１計測ビームをＸ軸に平行にダブルパス方式で固定鏡ＭＸの反射面に照射し、反射された第１計測ビームとその第１参照ビームとの干渉光をほぼＹ軸に平行に第１レシーバ６９ＸＡに照射する。

更に、第１光学系３１は、上記の分割後の第２のレーザビームを第２光学系３２に照射する。第２光学系３２は入射した第２のレーザビームを偏光状態に応じて２つのＸ軸の第２計測ビーム及び第２参照ビームに分割する。そして、第２光学系３２は、その第２計測ビームをＸ軸に平行にダブルパス方式で固定鏡ＭＸの反射面に照射し、反射された第２計測ビームとその第２参照ビームとの干渉光をほぼＹ軸に平行に第２レシーバ６９ＸＢに照射する。上記の第１及び第２計測ビームのＺ方向の位置は、中立面ＣＴ（レチクル面）にほぼ一致している。なお、光学系３１及び３２によってそれぞれ干渉光を生成するための具体的な構成例は後述する。レシーバ６９ＸＡ及び６９ＸＢは、それぞれ入射する干渉光を光電変換することによって、固定鏡ＭＸ（即ちレチクルベース１６）を基準として光学系３１及び３２の（即ちレチクルステージＲＳＴのＹ方向に離れた２箇所の位置で）Ｘ方向の座標（変位）を例えば０．１〜１ｎｍ程度の分解能で常時計測する。なお、この際にＸ方向の速度を計測し、この計測値を積分してそのＸ方向の座標を求めても良い（以下同様）。その２箇所のＸ方向の座標の平均値及びその２箇所のＸ方向の座標の差分より、レチクルステージＲＳＴのＸ方向の位置ＸＲ及びＺ軸の回りの回転角（ヨーイング）θｚＲが求められ、これらの位置情報ＸＲ，θｚＲは図１のステージ制御系９０に供給される。このように、レーザ光源６９ＸＬ，光学系３１，３２、Ｘ軸の固定鏡ＭＸ、及びＸ軸のレシーバ６９ＸＡ，６９ＸＢより、レチクルステージＲＳＴ（レチクルステージ本体２２）のＸ方向の位置及びＺ軸の回りの回転角を計測するためのレーザ干渉計が構成されている。本例のようにレチクルステージＲＳＴ上には光学系３１，３２を設置し、外部にロッド状の固定鏡ＭＸを配置することによって、レチクルステージＲＳＴを軽量化でき、レチクルステージＲＳＴをより高速に安定に駆動することができる。

また、図５は、図１のレチクルステージ系１２をＹ方向に見た断面図であり、この図５に示すように、投影光学系ＰＬの鏡筒の上端部近傍の−Ｘ方向の側面には、固定鏡Ｍｒｘが取付部材９２を介して設けられ、固定鏡Ｍｒｘに対向するように投影光学系ＰＬ用のＸ軸のレーザ干渉計６９ＸＲが不図示のコラムに支持されている。そして、レーザ干渉計６９ＸＲからの計測ビームはレチクルベース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、その反射光がレーザ干渉計６９ＸＲ内に戻る。レーザ干渉計６９ＸＲでは、内部で生成した参照ビームとその反射光との干渉光を内部の光電センサで受光する。そして、その光電センサの検出信号に基づいて、レーザ干渉計６９ＸＲは、投影光学系ＰＬのＸ方向の位置を、内部の参照面を基準として、例えば０．１〜１ｎｍ程度の分解能で常時計測し、計測結果を図１のステージ制御系９０に供給する。ステージ制御系９０では、例えばレチクルステージＲＳＴのＸ方向の位置と投影光学系ＰＬのＸ方向の位置との差分を求めることによって、投影光学系ＰＬを基準としたレチクルステージＲＳＴのＸ方向の位置を求めることができる。

なお、図４（Ａ）の光学系３１，３２の固定鏡ＭＸに対するＸ方向の位置を計測する際に、図５の投影光学系ＰＬの側面の固定鏡Ｍｒｘで反射されたレーザビームを参照ビームとして使用し、その参照ビームと固定鏡ＭＸで反射された計測ビームとの干渉光をそれぞれレシーバ６９ＸＡ，６９ＸＢで検出してもよい。これによって、レチクルステージＲＳＴのＸ方向の位置を投影光学系ＰＬを基準として直接計測できる。

また、図４（Ａ）において、レチクルステージ本体２２の板状部２４Ａの−Ｙ方向の端部には凹部２４ｇが形成され、この凹部２４ｇには、Ｙ軸の移動鏡としてのコーナミラーよりなるレトロリフレクタＭＹが設けられている。レチクルステージＲＳＴを、図２のレチクルベース１６のガイド部１６ａの上面ＧＰに載置した状態で、図４（Ａ）に示すように、レトロリフレクタＭＹに対して−Ｙ方向に対向するようにＹ軸のレーザ干渉計６９Ｙが配置される。レーザ干渉計６９Ｙからの計測ビームＬＹは、Ｙ軸に平行にレトロリフレクタＭＹの反射面に投射され、その反射光がレーザ干渉計６９Ｙ内に戻る。この場合も、計測ビームＬＹの照射点のＺ方向の位置は、中立面ＣＴの位置（レチクル面）にほぼ一致している。レーザ干渉計６９Ｙは、その計測ビームＬＹと内部で生成される参照ビームとの干渉光を光電検出することによって、レチクルステージＲＳＴ（レチクルステージ本体２２）のＹ方向の位置ＹＲを、内部の参照面を基準として例えば０．１〜１ｎｍ程度の分解能で常時計測し、計測結果を図１のステージ制御系９０に供給する。

また、図１に示すように、投影光学系ＰＬの鏡筒の上端部近傍の＋Ｙ方向の側面には、固定鏡Ｍｒｙが取付部材を介して設けられ、固定鏡Ｍｒｙに対向するように投影光学系ＰＬ用のＹ軸のレーザ干渉計６９ＹＲが配置されている。レーザ干渉計６９ＹＲからの計測ビームはレチクルベース１６に形成された貫通孔（光路）を介して、固定鏡Ｍｒｘに対して投射され、その反射光がレーザ干渉計６９ＹＲ内に戻る。レーザ干渉計６９ＹＲでは、内部で生成した参照ビームとその反射光との干渉光を内部の光電センサで受光する。そして、その光電センサの検出信号に基づいて、レーザ干渉計６９ＹＲは、投影光学系ＰＬのＹ方向の位置を、内部の参照面を基準として、例えば０．１〜１ｎｍ程度の分解能で常時計測し、計測結果をステージ制御系９０に供給する。ステージ制御系９０では、例えばレチクルステージＲＳＴのＹ方向の位置と投影光学系ＰＬのＹ方向の位置との差分を求めることによって、投影光学系ＰＬを基準としたレチクルステージＲＳＴのＹ方向の位置を求めることができる。

なお、図４（Ａ）のレチクルステージＲＳＴのＹ方向の位置を計測する際に、図１の投影光学系ＰＬの側面の固定鏡Ｍｒｙで反射されたレーザビームを参照ビームとして使用し、その参照ビームとレトロリフレクタＭＹで反射された計測ビームとの干渉光をレーザ干渉計６９Ｙで検出してもよい。これによって、レチクルステージＲＳＴのＹ方向の位置を投影光学系ＰＬを基準として直接計測できる。

本例では、前述の如く、Ｘ軸の固定鏡ＭＸに入射する計測ビーム、及びＹ軸の移動鏡としてのレトロリフレクタＭＹに入射する計測ビームの光路のＺ方向の位置は、それぞれ中立面ＣＴの位置（レチクル面）にほぼ一致している。従って、いわゆるアッベ誤差が殆どなく、レチクルステージＲＳＴ（レチクルＲ）のＸＹ平面内の位置を精度良く計測することができる。

そして、図４（Ａ）の前記４つの延設部２４Ｃ１，２４Ｃ２，２４Ｄ１，２４Ｄ２は、概略板状の形状を有し、各延設部には強度向上のための断面三角形状の補強部が設けられている。レチクルステージ本体２２の底面には、延設部２４Ｃ１から延設部２４Ｄ１に至るＹ方向の全域に亘る第１の差動排気型の気体静圧軸受けが形成され、延設部２４Ｃ２から延設部２４Ｄ２に至るＹ方向の全域に亘る第２の差動排気型の気体静圧軸受けが形成されている。

即ち、レチクルステージ本体２２の底面の延設部２４Ｃ１から延設部２４Ｄ１に至る領域、及び延設部２４Ｃ２から延設部２４Ｄ２に至る領域に、それぞれ図５に示すように、差動排気型のエアーパッド３３Ａ及び３３Ｂが配置されている。エアーパッド３３Ａ及び３３Ｂからレチクルベース１６のガイド部１６ａの上面（ガイド面）ＧＰに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、その上面ＧＰの上方に数μｍ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１８ｄ，１８ｅが二重に形成されている。このうちの内側の凹溝（以下、「給気溝」と呼ぶ）１８ｄには、その内部に複数の給気口（不図示）が形成され、外側の凹溝（以下、「排気溝」と呼ぶ）１８ｅには、複数の排気口（不図示）が形成されている。給気溝１８ｄ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パージ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１８ｅ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。枠状部材１８の上面の給気溝１８ｄ及び排気溝１８ｅを含んで、実質的に、枠状部材１８の上面に数μｍ程度のクリアランスを介して図１の照明系側プレート１４を浮上支持する差動排気型の気体静圧軸受けが構成されている。

また、枠状部材１８の底面にも、上面の給気溝１８ｄ及び排気溝１８ｅに対応するように概略環状の凹溝からなる給気溝及び排気溝（不図示）が形成され、これらの給気溝及び排気溝もそれぞれ不図示のパージガス用のガス供給装置及び真空ポンプに接続されている。その給気溝及び排気溝を含んで、実質的に、レチクルベース１６の上面に枠状部材１８を数μｍ程度のクリアランスを介して浮上支持する差動排気型の気体静圧軸受けが構成されている。これらの場合、給気溝１８ｄ等から排気溝１８ｅ等に向かう気体の流れが生じているため、それら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、図１の枠状部材１８と照明系側プレート１４との間のクリアランス、及びレチクルベース１６と枠状部材１８との間のクリアランスが前述のパージガスの流れによって気密化され、更に、投影光学系ＰＬの上端部とレチクルベース１６との間が前述のシール部材９８により覆われている。従って、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。

本例の枠状部材１８によって囲まれたレチクルＲを含む気密空間内にも、露光光に対する透過率を高く維持するために、不図示のガス供給装置及び真空ポンプを介して露光光を透過する上述のパージガスが供給されている。そして、枠状部材１８の＋Ｙ方向側の側壁の端部には、図３に示すように、矩形開口１８ａが形成され、この矩形開口１８ａ内には窓ガラスｇ１が嵌め込まれている。更に、枠状部材１８の−Ｙ方向側の側壁の端部及び中央部には、矩形開口１８ｂ及び１８ｃが形成され、矩形開口１８ｂ及び１８ｃ内にはそれぞれ窓ガラスｇ２及びｇ３が嵌め込まれている。図４（Ａ）のレーザ干渉計の配置において、実際にはレーザ光源６９ＸＬ及びレシーバ６９ＸＡは、図３の矩形開口１８ａの外側に配置され、レシーバ６９ＸＢ及びレーザ干渉計６９Ｙはそれぞれ図３の矩形開口１８ｂ及び１８ｃの外側に配置されている。この場合、窓ガラスｇ１，ｇ２，ｇ３が設けられているため、枠状部材１８内の気密空間の気密性を損なうことなく、レーザ干渉計によってレチクルステージＲＳＴの位置を計測することができる。

次に、図２に示すように、レチクルステージ駆動系は、レチクルステージＲＳＴをＹ方向に駆動するとともにθｚ方向（Ｚ軸の回りの回転方向）に微小駆動する一対の第１駆動機構３６，３８と、レチクルステージＲＳＴをＸ方向に微小駆動する第２駆動機構４０とを備えている。図１のステージ制御系９０が、上記のレーザ干渉計によって計測されるレチクルステージＲＳＴのＸ方向、Ｙ方向の位置ＸＲ，ＹＲ、及びＺ軸の回りの回転角θｚＲの情報と、主制御装置７０からの制御情報とに基づいて、それらの第１及び第２駆動機構の動作を制御する。前者の第１駆動機構３６，３８は、枠状部材１８の内部に、Ｙ方向に沿って互いに平行に架設され、後者の第２駆動機構４０は、枠状部材１８の内部に架設された第１駆動機構３８の＋Ｘ方向側に、Ｙ方向に沿って架設されている。

前記一方の第１駆動機構３６は、図３の分解斜視図に示すように、Ｙ方向を長手方向とする一対のそれぞれコイルユニットが配置された固定子ユニット１３６Ａ，１３６Ｂと、これらの固定子ユニット１３６Ａ，１３６ＢをＹ方向（長手方向）の一端部と他端部とで保持する一対の固定部材１５２とを備えている。この場合、一対の固定部材１５２により、固定子ユニット１３６Ａ，１３６Ｂは、Ｚ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平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の内壁面に固定されている。

前記固定子ユニット１３６Ａ，１３６Ｂは、図３及び図１のレチクルステージ本体２２付近の断面図である図５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方向に所定間隔で複数のコイルが配設されている。
前記＋Ｘ方向側の第１駆動機構３８も上記一方の第１駆動機構３６と同様に構成されている。即ち、第１駆動機構３８は、Ｙ方向を長手方向とする上下一対のそれぞれコイルユニットが配置された固定子ユニット１３８Ａ，１３８Ｂと、これらの固定子ユニット１３８Ａ，１３８ＢをＺ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の内壁面に固定されている。固定子ユニット１３８Ａ，１３８Ｂは、前述の固定子ユニット１３６Ａ，１３６Ｂと同様に構成されている（図５参照）。

また、上側の固定子ユニット１３６Ａ，１３８Ａと、下側の固定子ユニット１３６Ｂ，１３８Ｂとの間には、図５に示すように、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。この場合、固定子ユニット１３６Ａ，１３６Ｂ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、一対のそれぞれ磁石ユニット（磁極ユニット）が配置された可動子ユニット２６Ａ，２６Ｂが埋め込まれ、固定子ユニット１３８Ａ，１３８Ｂに対向して、レチクルステージＲＳＴの上面、下面には、一対のそれぞれ磁石ユニットが配置された可動子ユニット２８Ａ，２８Ｂが埋め込まれている。本例では、可動子ユニット２６Ａ，２６Ｂ及び２８Ａ，２８Ｂの磁石ユニットとして、それぞれＺ方向に磁界を発生する複数の永久磁石を所定ピッチで極性を反転しながらＹ方向に配置したユニットが使用されているが、その永久磁石の代わりに電磁石等も使用することができる。

可動子ユニット２６Ａ，２６Ｂのそれぞれは、図４（Ｂ）に示すように、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方向側に、レチクルステージ本体２２の中立面ＣＴに対して対称に上下面側にそれぞれ形成された凹部２４ｅ１，２４ｅ２内に配置されている。この場合、図５の固定子ユニット１３６Ａ，１３６Ｂ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。そして、一対の可動子ユニット２６Ａ，２６Ｂは、磁性体部材と、この磁性体部材の表面にＹ方向に沿って所定間隔で配置された複数の磁石とを、それぞれ備えている。複数の磁石は、隣り合う磁石同士で逆極性とされている。従って、可動子ユニット２６Ａの上方の空間及び可動子ユニット２６Ｂの下方の空間にはそれぞれＹ方向に沿って交番磁界が形成されている。

同様に、前記一対の可動子ユニット２８Ａ，２８Ｂのそれぞれは、図４（Ｂ）に示すように、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方向側に、レチクルステージ本体２２の中立面ＣＴに関して対称に上下面側にそれぞれ形成された凹部２４ｆ１，２４ｆ２内に配置されている。また、一対の可動子ユニット２８Ａ，２８Ｂは、段付き開口２２ａのＸ方向の中心位置（レチクルステージＲＳＴの重心のＸ方向の位置とほぼ一致）を通るＺ軸に平行な直線に関して、可動子ユニット２６Ａ，２６Ｂとほぼ左右対称の配置となっている。また、図５の第１固定子ユニット１３８Ａ，１３８Ｂ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。一対の可動子ユニット２８Ａ，２８Ｂの構成は、可動子ユニット２６Ａ，２６Ｂと同様であり、可動子ユニット２８Ａの上方の空間及び可動子ユニット２８Ｂの下方の空間にもそれぞれＹ方向に沿って交番磁界が形成されている。

本例では、上述した上側の固定子ユニット１３６Ａ及び１３８Ａと、レチクルステージ本体２２側に対向して配置された可動子ユニット２６Ａ及び２８Ａとから、それぞれ図５に示すように第１のＹ軸リニアモータ７６Ａ及び第２のＹ軸リニアモータ７８Ａが構成されている。そして、下側の固定子ユニット１３６Ｂ及び１３８Ｂと、レチクルステージ本体２２側の対応する可動子ユニット２６Ｂ及び２８Ｂとから、それぞれ図５に示すように第３のＹ軸リニアモータ７６Ｂ及び第４のＹ軸リニアモータ７８Ｂが構成されている。つまり、それぞれ１軸の駆動装置としての第１、第２、第３、及び第４のＹ軸リニアモータ７６Ａ，７８Ａ，７６Ｂ，７８Ｂから上記の第１駆動機構３６及び３８が構成されている。本例の４軸のＹ軸リニアモータ７６Ａ，７８Ａ，７６Ｂ，７８Ｂはそれぞれムービングマグネット型であり、広いストロークで移動する部材側には配線を接続する必要がないため、移動速度を高めることができる。

この場合、Ｙ軸リニアモータ７６Ａ，７８Ａ，７６Ｂ，７８Ｂでは、それぞれ固定子ユニット１３６Ａ，１３８Ａ，１３６Ｂ，１３８Ｂ（固定子）に対して相対的に可動子ユニット２６Ａ，２８Ａ，２６Ｂ，２８Ｂ（可動子）をＹ方向に駆動する推力を発生する。実際にはその推力の反作用によって固定子も可動子とは反対方向に僅かに移動する。そのため、本明細書では、相対的な移動量が多い方の部材を可動子又は可動子ユニットと呼び、相対的な移動量が少ない方の部材を固定子又は固定子ユニットと呼んでいる。

上述の通り、第１、第２、第３、及び第４のＹ軸リニアモータ７６Ａ，７８Ａ，７６Ｂ，７８Ｂの固定子ユニット１３６Ａ，１３８Ａ，１３６Ｂ，１３８Ｂ（固定子）はそれぞれ図２の枠状部材１８に連結され、可動子ユニット２６Ａ，２８Ａ，２６Ｂ，２８Ｂはそれぞれ図２の可動ステージとしてのレチクルステージＲＳＴ（レチクルステージ本体２２）に固定されている。また、第１及び第２のＹ軸リニアモータ７６Ａ及び７８Ａは、レチクルＲを挟むようにほぼ対称にＸ方向に離れて配置されて、それぞれ枠状部材１８に対して相対的にレチクルステージＲＳＴをＹ方向に駆動する。また、第３及び第４のＹ軸リニアモータ７６Ｂ及び７８Ｂは、第１及び第２のＹ軸リニアモータ７６Ａ及び７８Ａに対向するように配置されて、それぞれ枠状部材１８に対して相対的にレチクルステージＲＳＴをＹ方向に駆動する。

また、本例では図２の第１駆動機構３６，３８が内側に固定された枠状部材１８は、底面側のレチクルベース１６及び上面側の照明系側プレート１４との間で気体軸受けを介して非接触に支持されている。そのため、Ｙ軸リニアモータ７６Ａ，７８Ａ，７６Ｂ，７８ＢによってレチクルステージＲＳＴをＹ方向に駆動する際に、反力を相殺するように枠状部材１８が逆方向に僅かに移動する。これによってレチクルステージＲＳＴを駆動する際の振動の発生が抑制される。但し、レチクルステージＲＳＴの質量に対して枠状部材１８の質量はかなり大きいため、枠状部材１８の移動量は僅かである。

本例では、通常は、図５において、−Ｘ方向側の第１及び第３のＹ軸リニアモータ７６Ａ及び７６Ｂは、同期してＹ方向に同じ推力を発生するように駆動される。同様に、＋Ｘ方向側の第２及び第４のＹ軸リニアモータ７８Ａ及び７８Ｂも、同期してＹ方向に同じ推力を発生するように駆動される。そして、レチクルステージＲＳＴ（レチクルＲ）をＹ方向に等速駆動するような場合には、第１及び第３のＹ軸リニアモータ７６Ａ，７６Ｂと、第２及び第４のＹ軸リニアモータ７８Ａ，７８Ｂとが更に同期してほぼ等しい推力で枠状部材１８に対してレチクルステージＲＳＴをＹ方向に駆動する。また、レチクルステージＲＳＴの回転角θｚ（ヨーイング）を補正する必要のある場合には、第１及び第３のＹ軸リニアモータ７６Ａ，７６Ｂが発生する推力と、第２及び第４のＹ軸リニアモータ７８Ａ，７８Ｂが発生する推力との大きさの比が制御される。

本例の場合、図４（Ｂ）に示すように、レチクルステージＲＳＴの中立面ＣＴを基準として、可動子ユニット２６Ａ及び２６Ｂ、並びに可動子ユニット２８Ａ及び２８Ｂがそれぞれ対称に配置され、これらの可動子ユニットに対応する図５の固定子ユニット１３６Ａ及び１３６Ｂ、並びに固定子ユニット１３８Ａ及び１３８Ｂもそれぞれ中立面ＣＴを基準として上下対称に配置されている。このため、固定子ユニット１３６Ａ，１３６Ｂ，１３８Ａ，１３８Ｂのコイルにそれぞれ対応する電流を供給して、互いに同一の駆動力を可動子ユニット２６Ａ，２６Ｂ，２８Ａ，２８Ｂに与えることによって、レチクルステージＲＳＴの中立面ＣＴ（図４（Ｂ）参照）上の２箇所にＹ方向の駆動力（可動子ユニット２６Ａ，２６Ｂの駆動力の合力、及び可動子ユニット２８Ａ，２８Ｂの駆動力の合力）を作用させることができる。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。

更に、可動子ユニット２６Ａ，２６Ｂと、可動子ユニット２８Ａ，２８Ｂとは、Ｘ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。そのため、レチクルステージＲＳＴの重心からＸ方向に等距離の２箇所で上記のＹ方向の駆動力が作用するので、この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、例えばレチクルステージ本体２２をＹ方向に直線的に駆動するような場合に、レチクルステージＲＳＴにはヨーイングモーメントも極力作用しないようになっている。

次に、第２駆動機構４０は、図３に示すように、Ｙ方向を長手方向とする一対の固定子としての固定子ユニット１４０Ａ，１４０Ｂと、これらの固定子ユニット１４０Ａ，１４０ＢをＹ方向（長手方向）の一端部と他端部と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、固定子ユニット１４０Ａ，１４０Ｂは、Ｚ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平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の内壁面に固定されている。

固定子ユニット１４０Ａ，１４０Ｂは、図５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、コイルが配置されている。固定子ユニット１４０Ａ，１４０Ｂの間には、図５に示すように、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方向の端部に固定された可動子としての断面矩形（長方形）の板状のＺ方向に磁界を発生する永久磁石３０が配置されている。永久磁石３０に代えて、磁性体部材とその上下面にそれぞれ固定された一対の平板状の永久磁石とから成る磁石ユニットを用いても良い。

この場合、永久磁石３０及び固定子ユニット１４０Ａ，１４０Ｂ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４（Ｂ）及び図５参照）。従って、永久磁石３０によって形成されるＺ方向の磁界と固定子ユニット１４０Ａ，１４０Ｂをそれぞれ構成するコイルをＹ方向に流れる電流との間の電磁相互作用により、フレミングの左手の法則に従ってそのコイルにＸ方向の電磁力（ローレンツ力）が発生し、この電磁力の反力が永久磁石３０（レチクルステージＲＳＴ）をＸ方向に駆動する推力となる。また、この場合にも、レチクルステージＲＳＴをＸ方向に駆動する際の反力を相殺するように、逆方向に枠状部材１８が僅かに移動する。従って、レチクルステージＲＳＴをＸ方向に駆動する際の振動の発生も抑制されている。

この場合、固定子ユニット１４０Ａ，１４０Ｂをそれぞれ構成するコイルに同一の電流を供給することにより、レチクルステージＲＳＴの中立面ＣＴ（図４（Ｂ）参照）上の位置にＸ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、固定子ユニット１４０Ａ，１４０Ｂと永久磁石３０とにより、レチクルステージＲＳＴをＸ方向に微小駆動可能なムービングマグネット型のＸ軸ボイスコイルモータ７９が構成されている。この駆動装置としてのＸ軸ボイスコイルモータ７９によって、第２駆動機構４０が構成されている。

この結果、図２の本例のレチクルステージＲＳＴは、枠状部材１８に対してガイドレス方式でＸ方向、Ｙ方向、θｚ方向の３自由度で相対的に変位できるように支持されており、枠状部材１８に対してレチクルステージＲＳＴを相対的に駆動するために、Ｙ方向に推力を発生する４軸のＹ軸リニアモータ７６Ａ，７８Ａ，７６Ｂ，７８ＢとＸ方向に推力を発生する１軸のＸ軸ボイスコイルモータ７９とからなる５軸の駆動装置が設けられている。

本例では、更に、前述の枠状部材１８の＋Ｘ方向の側面及び＋Ｙ方向の側面には、図３に示すように、Ｚ方向の磁界を形成する磁石ユニットを含む可動子６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃが設けられている。これらの可動子６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃに対応してレチクルベース１６には、支持台６４Ａ，６４Ｂ，６４Ｃを介して、Ｙ方向に電流を流すコイルを含む固定子６２Ａ，６２Ｂ及びＸ方向に電流を流すコイルを含む固定子６２Ｃが設けられている。従って、固定子６２Ａ，６２Ｂ内のコイルにＹ方向の電流が供給されることにより、可動子６０Ａ，６０ＢにはＸ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。即ち、可動子６０Ａと固定子６２Ａとにより、及び可動子６０Ｂと固定子６２Ｂとにより、それぞれ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方向駆動用のトリムモータが構成されている。また、固定子６２Ｃ内のコイルにＹ方向の電流が供給されることにより、可動子６０ＣにはＸ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。即ち、可動子６０Ｃと固定子６２Ｃ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方向駆動用のトリムモータが構成されている。これら３つのトリムモータを用いることにより、レチクルベース１６に対して枠状部材１８をＸ方向、Ｙ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。

上述のようにレチクルステージＲＳＴをＸ方向、Ｙ方向、θｚ方向に駆動する際には、その作用を相殺するように枠状部材１８が僅かに移動するため、枠状部材１８のＸＹ平面内の位置が次第にずれる恐れがある。そこで、可動子６０Ａ〜６０Ｃ及び固定子６２Ａ〜６２Ｃよりなるトリムモータを用いて、例えば定期的に枠状部材１８の位置を中央に戻すことで、枠状部材１８の位置がレチクルベース１６から外れることが防止できる。

次に、本例の図４（Ａ）の第１及び第２光学系３１，３２を含むレーザ干渉計の構成例、及びその光学系３１及び３２の温度を安定化するための機構につき詳細に説明する。
図６は、図４（Ａ）のレチクルステージＲＳＴを図１のレチクルベース１６上に載置した状態を示す要部の平面図であり、この図６において、レチクルステージＲＳＴ（レチクルステージ本体２２）の−Ｘ方向の端部のＹ方向に離れた光学部材支持部２４Ｂ１及び２４Ｂ２上にそれぞれ光学系３１及び３２が固定されている。前者の第１光学系３１は、ハーフミラー面３１ａと、偏光ビームスプリッター面３１ｂと、１／４波長板が設けられた入射出面３１ｃと、全反射面３１ｄとを備える５角形のプリズム体であり、後者の第２光学系３２は、全反射面３２ａと、偏光ビームスプリッター面３２ｂと、１／４波長板が設けられた入射出面３２ｃと、全反射面３２ｄとを備える５角形のプリズム体である。また、第１光学系３１に対して＋Ｙ方向に窓ガラスｇ１を隔ててレーザ光源６９ＸＬと第１レシーバ６９ＸＡとが配置され、第２光学系３２に対して−Ｙ方向に窓ガラスｇ２を隔てて第２レシーバ６９ＸＢが配置されている。更に、光学系３１及び３２に−Ｘ方向に対向するように、レチクルベース１６上にＹ軸に平行に固定鏡ＭＸが配置されている。

この構成において、レーザ光源６９ＸＬからＹ軸に平行に射出されたレーザビームＬＸ（上記のように所定周波数差を持ち偏光方向が直交する２つの成分よりなる）は、第１光学系３１のハーフミラー面３１ａにて反射光である第１レーザビームと透過光である第２レーザビームとに分割され、前者の第１レーザビームは偏光ビームスプリッター面３１ｂに向かい、後者の第２レーザビームは第２光学系３２に向かう。その第１レーザビームのＳ偏光成分は、偏光ビームスプリッター面３１ｂにて第１参照ビームＬＸ２として第１レシーバ６９ＸＡ側に反射される。また、その第１レーザビームのＰ偏光成分は、偏光ビームスプリッター面３１ｂを第１計測ビームＬＸ１として透過した後、入射出面３１ｃ（１／４波長板）を経てＸ軸に平行に固定鏡ＭＸの反射面に入射する。そこで反射された第１計測ビームＬＸ１は、入射出面３１ｃ、偏光ビームスプリッター面３１ｂ、全反射面３１ｄ、及び入射出面３１ｃを経て再びＸ軸に平行に固定鏡ＭＸの反射面に入射する。そこで再び反射された第１計測ビームＬＸ１は、入射出面３１ｃ及び全反射面３１ｄを経てＰ偏光となって偏光ビームスプリッター面３１ｂを透過した後、上記の第１参照ビームＬＸ２と同軸に合成されてレシーバ６９ＸＡに入射する。この際に、第１光学系３１の射出面又はレシーバ６９ＸＡの入射面等に１／４波長板を設置しておくことによって、レシーバ６９ＸＡでは第１計測ビームＬＸ１と第１参照ビームＬＸ２との干渉光（ビート光）を検出できる。従って、その光電変換信号から上述のようにダブルパス干渉方式で、固定鏡ＭＸに対する第１光学系３１（偏光ビームスプリッター面３１ｂ）のＸ方向の位置（変位）を例えば分解能０．１〜１ｎｍ程度で計測できる。

一方、上記の第２レーザビームは、第２光学系３２の全反射面３２ａで−Ｘ方向に反射される。その第２レーザビームのＳ偏光成分は、偏光ビームスプリッター面３２ｂにて第２参照ビームＬＸ４として第２レシーバ６９ＸＢ側に反射される。また、その第２レーザビームのＰ偏光成分は、偏光ビームスプリッター面３２ｂを第２計測ビームＬＸ３として透過した後、入射出面３２ｃ（１／４波長板）を経てＸ軸に平行に固定鏡ＭＸの反射面に入射する。そこで反射された第２計測ビームＬＸ３は、入射出面３２ｃ、偏光ビームスプリッター面３２ｂ、全反射面３２ｄ、及び入射出面３２ｃを経て再びＸ軸に平行に固定鏡ＭＸの反射面に入射する。そこで再び反射された第２計測ビームＬＸ３は、入射出面３２ｃ及び全反射面３２ｄを経てＰ偏光となって偏光ビームスプリッター面３２ｂを透過した後、上記の第２参照ビームＬＸ４と同軸に合成されてレシーバ６９ＸＢに入射する。この際に、第２光学系３２の射出面又はレシーバ６９ＸＢの入射面等に１／４波長板を設置しておくことによって、レシーバ６９ＸＢでは第２計測ビームＬＸ３と第２参照ビームＬＸ４との干渉光（ビート光）を検出できる。従って、その光電変換信号から上述のようにダブルパス干渉方式で、固定鏡ＭＸに対する第２光学系３２（偏光ビームスプリッター面３２ｂ）のＸ方向の位置（変位）を例えば分解能０．１〜１ｎｍ程度で計測できる。これによってレーザ干渉計方式で、レチクルステージＲＳＴ（レチクルステージ本体２２）のＹ方向に離れた２箇所の位置で、レチクルベース１６に対するＸ方向の位置（変位）を高精度に計測することができる。

また、図６において、Ｙ軸のレーザ干渉計６９Ｙは、内部で生成される参照ビームとレトロリフレクタＭＹに照射される計測ビームＬＹとの干渉光を検出している。しかしながら、別の構成として図６に２点鎖線で示すように、レチクルベース１６上に２つの偏光ビームスプリッター面３７ａ，３７ｂを持つ光学部材３７を固定して、光学部材３７によって参照ビーム（Ｓ偏光成分）とレトロリフレクタＭＹに向かう計測ビームＬＹ（Ｐ偏光成分）とを分離してもよい。このようにレチクルベース１６上の光学部材３７を用いることによって、レチクルベース１６を基準としてレチクルステージＲＳＴのＹ方向の位置を計測することができる。更に、レーザ干渉計６９Ｙもダブルパス方式とすることができる。

走査露光時に、本例のレチクルステージＲＳＴ（可動ステージ）は、レチクルＲを保持した状態でレチクルベース１６上を固定鏡ＭＸに沿ってほぼ往復運動を行うように、交互に＋Ｙ方向及び−Ｙ方向に走査される。そのため、レーザ干渉計の光学系３１，３２（光学部材）が設けられた光学部材支持部２４Ｂ１，２４Ｂ２（特定部分）の移動軌跡も、ほぼその固定鏡ＭＸに沿ったＹ方向に細長い領域となる。また、図５に示すように、レチクルステージＲＳＴ内で光学系３１，３２が設けられた光学部材支持部２４Ｂ１，２４Ｂ２に一体的に連結された板状部２４Ａを上下に非接触に挟むように、発熱源としてのＹ軸リニアモータ７６Ａ，７６Ｂのコイルを含む固定子ユニット１３６Ａ，１３６Ｂ（固定子）が配置されている。そのため、温度安定化対策を施すことなく走査露光を継続すると、固定子ユニット１３６Ａ，１３６Ｂのコイルからの放射熱が、板状部２４Ａを経て光学部材支持部２４Ｂ１，２４Ｂ２に伝わって、光学部材支持部２４Ｂ１，２４Ｂ２及びこの上の光学系３１，３２の温度が次第に上昇する。その結果として、図６の光学系３１，３２のガラスの屈折率変動や、偏光ビームスプリッター面３１ｂ，３２ｂの位置変動等が生じると、レチクルステージＲＳＴのＸ方向の位置、及びＺ軸の回りの回転角の計測値に誤差が生じる恐れがある。

このような計測値の誤差を抑制するために、本例では図５に示すように、光学部材支持部２４Ｂ１，２４Ｂ２の底面側のレチクルベース１６の上面に、熱伝導部材としてのＹ方向に細長く断面形状がほぼ矩形のロッド部材２７が、例えばねじ止め（図６参照）によって固定されている。ロッド部材２７の上面の両端部には、ねじ止め用の段差部が形成されており、ロッド部材２７の内部にはＹ方向に沿って冷媒ＣＨを供給するための流路２７ａが形成されている。ロッド部材２７の材料としては、比較的熱伝導率の高い材料、例えばアルミニウム、黄銅、若しくは銅等の金属、熱伝導率の高いセラミックス、又は炭素繊維等を含む複合材料などが使用できる。また、冷媒ＣＨとしては、水又はフッ素系不活性液体などが使用できる。フッ素系不活性液体としては、例えばハイドロフロロエーテル（ＨＦＥ）又はフロリナート（米国スリーエム社の商品名）などが使用できる。なお、環境を考慮すると、冷媒ＣＨとしては水又はハイドロフロロエーテル（ＨＦＥ）などが好ましい。

図５において、ロッド部材２７の上面と光学部材支持部２４Ｂ１，２４Ｂ２（特定部分）の底面とは、薄い気体層３５を隔てて非接触で対向している。気体層３５の厚さ（所定ギャップ）は、ロッド部材２７の温度に追従して光学部材支持部２４Ｂ１，２４Ｂ２の温度が変化する程度に熱抵抗が小さいと見なせる厚さ、例えば１００μｍ程度以下に設定されることが望ましい。

また、図６に示すように、ロッド部材２７は、光学部材支持部２４Ｂ１，２４Ｂ２（特定部分）の移動軌跡にほぼ合致するようにＹ方向（レチクルステージＲＳＴの走査方向）に沿って配置されている。そして、外部の冷媒供給装置４５から供給配管４４Ａを介してロッド部材２７内の流路２７ａ（図５参照）に冷媒が供給され、その流路２７ａ内を流れた冷媒は、排出配管４４Ｂを介して冷媒供給装置４５に回収される。冷媒供給装置４５は、一例として排出配管４４Ｂ側から冷媒貯蔵部、温度制御部、及び排出ポンプ部等を備えている。更に、供給配管４４Ａ内及び光学部材支持部２４Ｂ２上にそれぞれ温度センサ４６Ａ及び４６Ｂが設置され、光学部材支持部２４Ｂ１上にも温度センサ（不図示）が設置されている。これらの温度センサ４６Ａ，４６Ｂ等の計測値に基づいてコンピュータよりなる制御部４７が、走査露光中に光学部材支持部２４Ｂ１，２４Ｂ２の温度がほぼ露光開始前の温度付近に安定に維持されるように、冷媒供給装置４５からロッド部材２７内に供給される冷媒の温度及び流量を制御する。即ち、配管４４Ａ，４４Ｂ、温度センサ４６Ａ，４６Ｂ等、冷媒供給装置４５、及び制御部４７から、ロッド部材２７（熱伝導部材）の温度を制御するための温度制御装置が構成されている。

このように本例によれば、走査露光中にＹ軸リニアモータ７６Ａ，７８Ａ，７６Ｂ，７８Ｂ、及びＸ軸ボイスコイルモータ７９からの発熱が生じても、光学部材支持部２４Ｂ１，２４Ｂ２の温度、ひいてはその上の光学系３１及び３２の温度がほぼ露光開始前の温度に安定に維持される。従って、レチクルステージＲＳＴのＸ方向の位置及びＺ軸の回りの回転角をレーザ干渉計方式で常時高精度に計測することができる。なお、本例においては、光学部材支持部２４Ｂ１，２４Ｂ２が温度制御されたロッド部材２７と対向するように配置され、光学系３１，３２は光学部材支持部２４Ｂ１，２４Ｂ２を介して温調される構成としたが、光学系３１，３２をレチクルステージ本体２２の−Ｘ方向側面に固設し、光学系３１，３２が直接ロッド部材２７と対向するように配置してもよい。この場合、より効率的に光学系３１，３２の温度を安定的に維持することができる。

更に、本例では図５に示すように、レチクルステージＲＳＴ（レチクルステージ本体２２）の気体静圧軸受け用のエアーパッド３３Ａ，３３ＢはレチクルＲの近傍に配置され、その外側にＹ軸リニアモータ７６Ａ，７８Ａ，７６Ｂ，７８Ｂが配置されている。そのため、レチクルステージＲＳＴをＹ方向に駆動する際に、レチクルステージ本体２２に設けられた可動子ユニット２６Ａ，２８Ａ，２６Ｂ，２８Ｂが重りとなって、エアーパッド３３Ａ，３３Ｂ起因の比較的低周波域の振動モードが残存する恐れがある。これに対して、本例ではロッド部材２７（熱伝導部材）及びスクイーズダンパとして作用できる気体層３５は、レチクルＲ（物体）から見てレチクルステージＲＳＴをＹ方向に駆動するためのＹ軸リニアモータ７６Ａ，７６Ｂの可動子ユニット２６Ａ，２６Ｂ及び固定子ユニット１３６Ａ，１３６Ｂよりも外側に配置されている。従って、レチクルステージＲＳＴをＹ方向に駆動する際に、気体層３５のダンピング効果によってエアーパッド３３Ａ，３３Ｂ起因の振動モードが減衰するため、レチクルステージＲＳＴをＹ方向により安定に駆動することができる。

この場合、気体層３５が薄い方がダンピング効果が高くなるが、気体層３５の厚さが１０〜２０μｍ程度であれば、特に有効にダンピング効果を得ることができる。但し、光学部材支持部２４Ｂ１，２４Ｂ２とロッド部材２７とが接触しない範囲であれば、気体層３５の厚さは０〜２０μｍ程度に設定しても特に有効にダンピング効果を得ることができる。

図１に戻り、前記投影光学系ＰＬとしては、両側テレセントリックで屈折系又は反射屈折系よりなる投影倍率が１／４又は１／５等の縮小系が用いられている。走査露光中には、露光光ＩＬのもとで、レチクルＲ（物体又は第１物体）の照明領域ＩＡＲ内のパターンの投影光学系ＰＬを介した縮小像は、投影光学系ＰＬの物体面上に配置されたウエハＷ（第２物体）上の一つのショット領域のレジスト層上の細長い露光領域ＩＡ上に転写される。被露光基板としてのウエハＷは、半導体（シリコン等）又はＳＯＩ（ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）等の直径が例えば１５０〜３００ｍｍの円板状の基板である。

投影光学系ＰＬは、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。また、投影光学系ＰＬの鏡筒には、給気管５０の一端と、排気管５１の一端とがそれぞれ接続されている。給気管５０の他端は、不図示のパージガスの供給装置に接続され、排気管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、給気管５１から投影光学系ＰＬの光学素子間の光路上に露光光ＩＬを透過するパージガスがフロー方式で供給されている。

次に、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投影光学系ＰＬの下端部を通すための円形開口７１ａが形成された隔壁７１で覆われている。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。また、隔壁７１の天井壁の開口７１ａの周囲と投影光学系ＰＬのフランジ部ＦＬＧとの間は、フレキシブルベローズ９７により隙間なく密閉されている。このようにして、ウエハ室８０の内部が外部と隔離されている。

ウエハ室８０内には、定盤よりなるウエハベース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。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ウエハベースＢＳの上面に沿ってＸＹ２次元方向に駆動される。ウエハ室８０の隔壁７１には、図１に示すように、給気管４１の一端と、排気管４３の一端とがそれぞれ接続されている。給気管４１の他端は、不図示のパージガスの供給装置に接続され、排気管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内にパージガスが常時フロー方式で供給されている。

ウエハ室８０の隔壁７１の−Ｙ方向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方向側の側壁にも光透過窓が設けられている。また、ウエハホルダ２５の−Ｙ方向側の端部には、平面鏡から成るＹ軸移動鏡５６ＹがＸ方向に延設されている。同様に、図示は省略されているが、ウエハホルダ２５の＋Ｘ方向側の端部には、平面鏡から成るＸ軸移動鏡がＹ方向に延設されている。そして、ウエハ室８０の外部のＹ軸レーザ干渉計５７Ｙ及びＸ軸レーザ干渉計（不図示）からの測長ビームが、それぞれ光透過窓８５及び不図示の透過窓を介してＹ軸移動鏡５６Ｙ及び不図示のＸ軸移動鏡に照射されている。Ｙ軸レーザ干渉計５７Ｙ及びＸ軸レーザ干渉計は、それぞれ例えば内部の参照鏡を基準として対応する移動鏡の位置及び回転角、即ちウエハＷのＸ方向、Ｙ方向の位置、及びＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の回りの回転角を計測する。Ｙ軸レーザ干渉計５７Ｙ及びＸ軸レーザ干渉計の計測値は、ステージ制御系９０及び主制御装置７０に供給され、ステージ制御系９０は、その計測値及び主制御装置７０からの制御情報に基づいて、不図示の駆動系を介してウエハステージＷＳＴの位置及び速度を制御する。

次に、上述のようにして構成された投影露光装置１０による基本的な露光動作の流れについて簡単に説明する。
先ず、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る。その後、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及びウエハアライメントが実行される。次に、先ず、ウエハＷの位置が、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がレチクル側のレーザ干渉計６９Ｙ，６９ＹＲ等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Ｙ方向（走査方向）に同期移動させて、露光光ＩＬを照射することにより、ファースト・ショットへの走査露光が行なわれる。続いて、ウエハステージＷＳＴが非走査方向（Ｘ方向）又はＹ方向に１ショット領域分だけステップ移動した後、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、ショット間のステップ移動と走査露光とが順次繰り返されて、ウエハＷ上の各ショット領域にレチクルＲのパターンが転写される。

本例によれば、レチクルステージＲＳＴのレーザ干渉計用の光学系３１，３２を保持する光学部材支持部２４Ｂ１，２４Ｂ２の温度を温度制御されたロッド部材２７を介して安定化しているため（図５参照）、レチクルステージＲＳＴ（レチクルＲ）の位置計測精度が向上している。しかも、レチクルステージＲＳＴ自体の構造は複雑化しないと共に、レチクルステージＲＳＴ自体では冷媒用の配管を引き回す必要がないため、レチクルステージＲＳＴを高速に、且つ安定に駆動することができる。また、ロッド部材２７上の気体層３５のダンピング効果によって、レチクルステージＲＳＴをＹ方向に更に安定に駆動することができる。従って、露光後の重ね合わせ精度や解像度等の露光精度も向上する。

なお、上記の実施形態では、ロッド部材２７（熱伝導部材）用の温度制御装置は、冷媒を用いているが、その代わりに、ペルティエ素子等の吸発熱素子等を用いてロッド部材２７の温度を制御する温度制御装置を用いてもよい。また、冷媒を用いる場合、ロッド部材２７の代わりに、冷媒を供給するための断面が矩形又は円形等の配管自体を用いてもよい。また、ロッド部材２７等の熱伝導部材の形状は、ロッド状以外に例えば図２のレチクルベース１６のガイド部材１６ａ（ガイド面）を囲むようなＵ字型又は枠型などの種々の形状が考えられる。更に、そのように熱伝導部材の温度を制御するのと併用して、図５のＹ軸リニアモータ７６Ａ，７６Ｂの固定子ユニット１３６Ａ，１３６Ｂ中のコイルを冷却するための冷媒を流す流路（配管等）を設けてもよい。本例の固定子ユニット１３６Ａ，１３６Ｂは移動量が少ないため、配管の引き回しの影響は小さいからである。これによって、レチクルステージＲＳＴの温度制御精度を更に向上できる。

次に、本発明の第２の実施形態につき図７（Ａ）を参照して説明する。図７（Ａ）において、図５に対応する部分には同一符号を付してその詳細説明を省略する。
図７（Ａ）は、本例の投影露光装置のレチクルステージ系の要部を示す断面図であり、この図７（Ａ）において、レチクルステージＲＳＴの板状部２４Ａの上面にレチクルＲをＸ方向に挟むように１対の枠状のヨーク部材５２Ａ及び５３Ａが固定され、ヨーク部材５２Ａ及び５３Ａ内に対向するように配置された磁石を含み交番磁界を発生する可動子ユニット５４Ａ及び５５Ａが配置されている。そして、可動子ユニット５４Ａ及び５５Ａの間に非接触でＹ方向に沿ってコイルを含む固定子ユニット１３６Ａ及び１３８Ａが配置されている。

また、板状部２４Ａの上面側と対称にその下面に１対のヨーク部材５２Ｂ及び５３Ｂが固定され、ヨーク部材５２Ｂ及び５３Ｂ内に可動子ユニット５４Ｂ及び５５Ｂが配置されている。そして、可動子ユニット５４Ｂ及び５５Ｂの間に非接触でＹ方向に沿って固定子ユニット１３６Ｂ及び１３８Ｂが配置されている。固定子ユニット１３６Ａ，１３６Ｂ，１３８Ａ，１３８Ｂはそれぞれ図２の枠状部材１８に対応する部材に固定されている。本例では、可動子ユニット５４Ａ，５５Ａ，５４Ｂ，５５Ｂと固定子ユニット１３６Ａ，１３８Ａ，１３６Ｂ，１３８Ｂとから、レチクルベース１６に対してレチクルステージＲＳＴをＹ方向に駆動するための４軸のムービングマグネット型のＹ軸のリニアモータが構成されている。これ以外の構成は、第１の実施の形態と同様であり、本例でも、光学系３２を保持する光学部材支持部２４Ｂ２等の温度は、冷媒が供給されている熱伝導部材としてのロッド部材２７によって安定化されている。従って、それら４軸のＹ軸のリニアモータからの発熱が生じても、レチクルステージＲＳＴの位置を高精度に計測できる。

次に、本発明の第３の実施形態につき図７（Ｂ）を参照して説明する。図７（Ｂ）において、図７（Ａ）に対応する部分には同一符号を付してその詳細説明を省略する。
図７（Ｂ）は、本例の投影露光装置のレチクルステージ系の要部を示す断面図であり、この図７（Ｂ）において、レチクルステージＲＳＴの板状部２４Ａの−Ｘ方向の端部にＹ方向に細長い平板状の光学部材支持部２４Ｂが例えば一体形成によって突設され、光学部材支持部２４Ｂ上にＹ方向に細長いロッド状のＸ軸の移動鏡ＭＸ１が固定されている。そして、移動鏡ＭＸ１のＹＺ平面にほぼ平行な−Ｘ方向の反射面に対向するように、Ｘ軸のレーザ干渉計６９Ｘが配置されている。本例では、レーザ干渉計６９ＸからＸ軸の移動鏡ＭＸ１の反射面に計測ビームを照射することによって、例えばレーザ干渉計６９Ｘ内の参照面又は図１の投影光学系ＰＬの側面の固定鏡等を基準としてレチクルステージＲＳＴのＸ方向の位置を計測する。この場合、レチクルステージＲＳＴのＺ軸の回りの回転角を計測するために、図４（Ａ）において、Ｙ軸の移動鏡としての第１のレトロリフレクタＭＹに対してＸ方向に所定間隔で、板状部２４Ａの端部に第２のレトロリフレクタ（不図示）を配置し、第２のＹ軸のレーザ干渉計（不図示）を用いてその第２のレトロリフレクタのＹ方向の位置を計測してもよい。

図７（Ｂ）において、本例でも光学部材支持部２４Ｂの底面側のレチクルベース１６上にロッド部材２７が設置され、ロッド部材２７内に温度制御された冷媒ＣＨが供給されている。これによって、気体層３５を介して光学部材支持部２４Ｂの温度、ひいてはＸ軸の移動鏡ＭＸ１の温度が安定化されるため、レチクルステージＲＳＴのＸ方向の位置を高精度に計測することができる。本例では、移動鏡ＭＸ１によってレチクルステージＲＳＴの重量は重くなる傾向があるが、例えば第１の実施形態に比べてレチクルステージＲＳＴの構成は単純化できる。

なお、移動鏡ＭＸ１を軽量化するために、移動鏡ＭＸ１の内部に開口を設けてもよく、例えば光学部材支持部２４Ｂの側面を鏡面加工して、その側面を移動鏡ＭＸ１の代わりに用いても良い。
また、本発明は、投影露光装置のレチクルステージ系のみならず、ウエハステージ系にも適用することができる。

なお、上記の実施形態の露光装置を用いて半導体デバイスを製造する場合、半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、このステップに基づいてレチクルを製造するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した実施形態の投影露光装置によりレチクルのパターンをウエハに露光するステップ、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）、及び検査ステップ等を経て製造される。

また、複数のレンズから構成される照明光学系、投影光学系を露光装置本体に組み込み光学調整をすると共に、多数の機械部品からなるレチクルステージやウエハステージを露光装置本体に取り付けて配線や配管を接続し、更に総合調整（電気調整、動作確認等）をすることにより上記の実施形態の露光装置を製造することができる。なお、露光装置の製造は温度及びクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。

なお、本発明は、走査露光型の露光装置のステージ系のみならず、一括露光型の露光装置のステージ系や半導体検査装置等のステージ系にも同様に適用することができる。これらの場合の投影光学系の倍率は等倍でもよく、拡大倍率でもよい。更に本発明は、投影光学系を使用しないプロキシミティ方式等の露光装置のステージ系にも適用することができる。また、例えば国際公開第９９／４９５０４号パンフレットなどに開示される液浸型露光装置のステージ系にも本発明を適用することができる。更に、例えば国際公開第９８／２４１１５号、及び第９８／４０７９１号パンフレットなどに開示されるように、露光動作とアライメント動作（マーク検出動作）とをほぼ並行して行うために、前述のウエハステージ系が２つのウエハステージを備える露光装置にも本発明を適用することができる。

これらの場合、ウエハステージ系やレチクルステージ系にリニアモータを用いる場合は、エアーベアリングを用いたエアー浮上型、又は磁気浮上型等の何れの方式で可動ステージを保持してもよい。そして、可動ステージは、ガイドに沿って移動するタイプでもよいし、ガイドを設けないガイドレスタイプであってもよい。更に、ウエハステージ、又はレチクルステージのステップ移動時や走査露光時等の加減速時に発生する反力は、それぞれ例えば米国特許（ＵＳＰ）第５，５２８，１１８号、又は米国特許（ＵＳＰ）第６，０２０，７１０号（特開平８−３３０２２号公報）に開示されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。

なお、上記の実施形態の露光装置の用途としては、半導体素子製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子若しくはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装置や、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシン、薄膜磁気ヘッド、又はＤＮＡチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置にも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのレチクルパターンが形成されたレチクル（フォトマスク等）をフォトリソグラフィ工程を用いて製造する際の、露光工程（露光装置）にも適用することができる。

なお、本発明は上述の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得ることは勿論である。また、明細書、特許請求の範囲、図面、及び要約を含む２００３年１０月８日付け提出の日本国特願２００３−３４９０８５の全ての開示内容は、そっくりそのまま引用して本願に組み込まれている。

本発明を露光装置に適用した場合には、第１物体又は第２物体を駆動する可動ステージを殆ど複雑化することなく、その可動ステージの位置計測精度等を向上できるため、スループットを殆ど低下させることなく、重ね合わせ精度等の露光精度を向上できる。その結果、各種デバイスを高精度に量産することができる。

Claims (9)

1. 物体を駆動するステージ装置において、
   前記物体を保持してガイド面に沿って移動可能な可動ステージと、
   前記可動ステージの特定部分に取り付けられた光学部材と、
   前記光学部材の移動軌跡に沿って設けられ、前記特定部分と前記光学部材との少なくとも一方に対して所定ギャップを隔てて配置された熱伝導部材と、
   前記熱伝導部材の少なくとも一部の温度を制御することにより前記特定部分の温度を制御する温度制御装置とを有することを特徴とするステージ装置。
2. 前記温度制御装置は、前記熱伝導部材の内部又は表面に沿って配置された流路部と、前記流路部に温度制御された冷媒を供給する冷媒供給装置とを有することを特徴とする請求項１に記載のステージ装置。
3. 前記可動ステージは、前記ガイド面に沿って実質的に一定の軌道上で往復運動を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のステージ装置。
4. 前記光学部材は、前記可動ステージの位置を計測するための干渉計の一部を構成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のステージ装置。
5. 前記光学部材は、計測用の光ビームを反射する移動鏡であることを特徴とする請求項４に記載のステージ装置。
6. 前記可動ステージから離れて配置された基準鏡を更に有し、
   前記可動ステージに取り付けられた前記光学部材は、計測用の光ビームを前記基準鏡に向けて反射する反射部材を含むことを特徴とする請求項４に記載のステージ装置。
7. 前記可動ステージを駆動するリニアモータを更に有し、
   前記熱伝導部材の前記温度制御装置によって温度制御される部分は、前記物体から見て前記リニアモータよりも外側に配置されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のステージ装置。
8. 前記所定ギャップは、０から２０μｍであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のステージ装置。
9. 第１物体を露光ビームで照明し、前記露光ビームで前記第１物体及び投影系を介して第２物体を露光する露光装置において、
   請求項１〜８のいずれか一項に記載のステージ装置を備え、
   前記第１物体及び前記第２物体の少なくとも一方を前記ステージ装置で駆動することを特徴とする露光装置。

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