WO2009110202A1 - 移動体装置及び露光装置 - Google Patents

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WO2009110202A1
WO2009110202A1 PCT/JP2009/000888 JP2009000888W WO2009110202A1 WO 2009110202 A1 WO2009110202 A1 WO 2009110202A1 JP 2009000888 W JP2009000888 W JP 2009000888W WO 2009110202 A1 WO2009110202 A1 WO 2009110202A1
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wafer
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mobile device
moving body
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PCT/JP2009/000888
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柴崎祐一
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株式会社ニコン
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Definitions

  • the present invention relates to a moving body apparatus and an exposure apparatus, and more particularly to a moving body apparatus having a moving body that moves on a base having a guide surface, and an exposure apparatus that exposes an object by irradiation with an energy beam.
  • steppers step-and-repeat type projection exposure apparatuses
  • step-and- A scanning projection exposure apparatus a so-called scanning stepper (also called a scanner) or the like is used.
  • a wafer stage that holds a substrate such as a wafer or a glass plate (hereinafter collectively referred to as a wafer) and moves in a two-dimensional plane, and a drive system that drives the wafer stage at a predetermined speed;
  • a stage apparatus having the above is used.
  • a drive system for the stage apparatus a planar motor or the like that can position a control target at a higher speed and with higher precision as the pattern transferred to the wafer becomes finer is used (for example, Patent Document 1).
  • a stage device using a planar motor can reduce the running cost of the device because there are fewer parts where mechanical friction occurs compared to a device using a rotary motor. Since it can be simplified, the use is expected to expand in the future.
  • the reaction force of the driving force acts on the stator of the planar motor, and the vibration generated in the apparatus due to the reaction force may deteriorate the exposure accuracy. .
  • the present invention has been made under the circumstances described above, and from a first viewpoint, a base having a guide surface; a moving body that moves on the guide surface; a first member provided on the base; A second member provided on the movable body, and the first member and the second member cooperate with each other so that the movable body is positioned along the guide surface between the base and the movable body.
  • a cancel device that applies the force of the above to the base.
  • a base having a guide surface; a moving body that moves on the guide surface; and the moving body between the base and the moving body along the guide surface.
  • a drive system that generates thrust to move; a cancel that causes the base to apply a force in a direction that cancels the rotational force generated around the center of gravity of the system including the base and the mobile body by the movement of the mobile body
  • the cancel device includes a mass body that moves in an orthogonal axis direction orthogonal to the guide surface, a guide that is provided on the base and guides the mass body in the orthogonal axis direction, and the moving body.
  • a second moving body device having an actuator that moves the mass body with respect to the guide according to the movement of the moving body.
  • the present invention is an exposure apparatus that exposes an object by irradiation with an energy beam, and is an exposure apparatus that includes the movable body apparatus of the present invention in which the object is held by the movable body.
  • FIG. 1 shows schematically the structure of the exposure apparatus of one Embodiment of this invention. It is a figure which shows the vicinity of a vibration isolator. It is a perspective view which shows a wafer stage. It is a partial cross section figure (the 1) of a wafer stage. It is a partial cross section figure (2) of a wafer stage.
  • 6A and 6B are views (No. 1 and No. 2) showing the stator coil constituting the guide 54.
  • FIGS. 7A and 7B are views (No. 1 and No. 2) for explaining the arrangement of the windings of the stator coil and the permanent magnets of the magnet unit.
  • FIGS. 8A and 8B are views (No. 1 and No.
  • FIG. (3) for explaining the effect
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the counter mass device 35.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of an exposure apparatus 10 according to the present embodiment.
  • the exposure apparatus 10 is a step-and-scan type scanning exposure apparatus (scanning stepper).
  • a projection optical system PL is provided.
  • the direction parallel to the optical axis AX of the projection optical system PL is the Z-axis direction
  • the reticle R and the wafer W are within a plane perpendicular to the Z-axis direction.
  • the exposure apparatus 10 includes a light source and an illumination optical system, and an illumination system 12 that illuminates the reticle R with illumination light (exposure light) IL, a reticle stage RST that holds the reticle R, a projection unit PU, and a wafer W are placed thereon.
  • a wafer stage apparatus 100 including a wafer stage WST, and a control system thereof are provided.
  • the illumination system 12 illuminates the slit-shaped illumination area on the reticle R defined by a reticle blind (not shown) with illumination light IL with a substantially uniform illuminance.
  • illumination light IL for example, ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) is used.
  • Reticle stage RST is arranged on reticle stage base 20 arranged along the XY plane, and on reticle stage base 20 by a magnetic levitation force generated by, for example, a magnetic levitation type two-dimensional linear actuator constituting reticle stage drive system 19. Has been supported by levitation.
  • reticle R On reticle stage RST, reticle R is fixed by, for example, vacuum suction or electrostatic suction.
  • the reticle stage RST is driven with a predetermined stroke in the Y-axis direction by the driving force generated by the reticle stage drive system 19 and is also finely driven in the X-axis direction and the ⁇ z direction. Further, the reticle stage drive system 19 has a plurality of locations. Can be finely driven in the Z-axis direction and the tilt directions ( ⁇ x direction and ⁇ y direction) with respect to the XY plane.
  • the reticle stage laser RST (reticle R) position information (including rotation information in the ⁇ z direction) in the XY plane is a reticle laser interferometer that irradiates a laser beam onto a reflecting surface fixed (or formed) to the reticle stage RST.
  • reticle interferometer With 18R (hereinafter referred to as “reticle interferometer”), it is possible to always obtain it with a resolution of, for example, about 0.25 to 1 nm.
  • the position information of the reticle R in the Z-axis direction is obtained by a reticle focus sensor (not shown) including a multipoint focal position detection system disclosed in, for example, US Pat. No. 5,448,332.
  • the measurement values of the reticle interferometer 18R and the reticle focus sensor are supplied to the main control device 11 (see FIG. 10), and the main control device 11 uses the reticle stage drive system 19 based on these measurement values.
  • Drive RST The measurement values of the reticle interferometer 18R and the reticle focus sensor are supplied to the main control device 11 (see FIG. 10), and the main control device 11 uses the reticle stage drive system 19 based on these measurement values.
  • Drive RST The measurement values of the reticle interferometer 18R and the reticle focus sensor
  • Projection unit PU is arranged below reticle stage RST in FIG.
  • the projection unit PU has a cylindrical barrel 40 and a projection optical system PL composed of a plurality of optical elements held by the barrel 40.
  • the projection optical system PL for example, a refractive optical system including a plurality of optical elements (lens elements) arranged along an optical axis AX parallel to the Z axis is used.
  • the projection optical system PL is, for example, both-side telecentric and has a predetermined projection magnification (for example, 1/4 times, 1/5 times, or 1/8 times). For this reason, when the illumination area is illuminated by the illumination light IL from the illumination system 12, the illumination light that has passed through the reticle R arranged so that the first surface (object surface) and the pattern surface of the projection optical system PL substantially coincide with each other.
  • a reduced image of the circuit pattern of the reticle in the illumination area is arranged on the second surface (image surface) side of the projection optical system PL via the projection optical system PL.
  • the surface is formed in a region (exposure region) conjugate to the illumination region on the wafer W having a resist (photosensitive agent) coated on the surface.
  • the reticle stage RST and wafer stage WST are synchronously moved to move the reticle relative to the illumination area (illumination light IL) in the scanning direction (Y-axis direction) and to the exposure area (illumination light IL).
  • the pattern of the reticle R is generated on the wafer W by the illumination system 12 and the projection optical system PL, and the pattern is formed on the wafer W by exposure of the sensitive layer (resist layer) on the wafer W by the illumination light IL. Is formed.
  • Wafer stage apparatus 100 includes a base 30, an XY trim motor 36 that slightly moves base 30 in the XY plane, a wafer stage WST that moves along the upper surface (XY plane) of base 30, a drive system that drives wafer stage WST, And a plurality of counter mass devices 35 for canceling the rotational force acting on the base 30 as the wafer stage WST is driven.
  • the base 30 is a square plate-like member in which the magnet unit 32 is embedded on the upper surface side, and a plurality of rolling elements 88a (for example, balls, rollers, etc.) above the support base 37 placed on the floor surface 102. Are supported substantially horizontally by the plurality of vibration isolators 34, respectively.
  • the magnet unit 32 has a plurality of permanent magnets that generate a magnetic field in the Z-axis direction and an interpolation magnet that generates a magnetic field in the Y-axis direction or the X-axis direction. And each permanent magnet is arrange
  • Each interpolating magnet is disposed between adjacent permanent magnets in a state where the direction of the magnetic field generated by the interpolating magnet matches the direction of the magnetic field generated between the adjacent permanent magnets. Thereby, in the magnet unit 32, the magnetic circuit which magnetic flux circulates through an interpolated magnet between adjacent permanent magnets is formed.
  • the magnet unit 32 is embedded from the upper surface side of the base 30, and a protection plate 31 made of a nonmagnetic material is fixed to the upper surface of the base 30 so as to cover the magnet unit 32.
  • Protective plate 31 prevents direct contact between wafer stage WST and magnet unit 32, and serves as a guide surface when wafer stage WST is moved.
  • FIG. 2 is a diagram showing a vibration isolator 34 that supports the base 30.
  • the vibration isolator 34 includes an air mount 70 fixed to the upper surface of the support base 37 and a voice coil motor 78 capable of minutely driving the base 30 in the vertical direction (Z-axis direction) with high response. And.
  • the air mount 70 is connected to a housing 71 having an opening in the upper portion, a holding member 73 disposed so as to close the opening of the housing 71, and the housing 71 and the holding member 73.
  • the voice coil motor 78 has a mover 78a attached to the lower surface of the base 30 via a support device 88, and a stator 78b that applies an electromagnetic force in the Z-axis direction to the mover 78a.
  • the electromagnetic regulator 77 is controlled based on the measurement value of a pressure sensor (not shown) by the main controller 11 (see FIG. 10), and the pressure control of the gas inside the gas chamber 74 is performed.
  • a vibration component of, for example, about 20 Hz propagated from the floor surface 102 (see FIG. 1) via the support base 37 is isolated.
  • the main controller 11 performs vibration of the base 30 in parallel with the control of the electromagnetic regulator 77, for example.
  • the voice coil motor 78 is controlled according to an output from an acceleration sensor (not shown) to be detected.
  • the base 30 and the support base 37 placed on the floor surface 102 are vibrationally insulated at the micro G level.
  • the base 30 can move relative to the vibration isolator 34 in the X-axis direction and the Y-axis direction. it can.
  • a support device 88 for example, a thrust bearing or an air bearing can be used.
  • the position of the base 30 in the XY plane is determined by, for example, a laser interferometer (hereinafter referred to as “base interferometer”) 18B (see FIG. 1) that irradiates the side surface of the base 30 with a laser beam. For example, it is always detected with a resolution of about 0.25 to 1 nm.
  • the base interferometer 18B is arranged for measuring the position in the X-axis direction and for measuring the position in the Y-axis direction. In FIG. 1, these are typically shown as the base interferometer 18B. Yes.
  • the XY trim motor 36 includes a mover 36a attached to the side surface of the base 30, and a stator 36b that applies electromagnetic forces in the X-axis direction and the Y-axis direction to the mover 36a.
  • the main controller 11 causes the base interferometer 18B to move.
  • FIG. 3 is a perspective view of wafer stage WST.
  • wafer stage WST has coarse movement stage WRS, fine movement stage WFS movably arranged on coarse movement stage WRS, and wafer table 42 supported by fine movement stage WFS. ing.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view (partial cross-sectional view) of wafer stage WST as viewed in the + Y direction
  • FIG. 5 is a cross-sectional view (partial cross-sectional view) of wafer stage WST as viewed in the ⁇ X direction.
  • the coarse movement stage WRS is formed from a square plate-like base portion 51 and upward (+ Z direction) from the + Y side end portion and the ⁇ Y side end portion of the upper surface of the base portion 51.
  • This is a member having a U-shaped ZY section composed of two portions of a pair of extended support portions 52.
  • the armature unit 58 is accommodated on the lower surface side (the surface side on the ⁇ Z side) of the base portion 51.
  • the armature unit 58 includes a plurality of coils that generate a magnetic field in the Z-axis direction corresponding to the magnitude of the supplied current, and together with the magnet unit 32 disposed on the base 30 described above, the coarse movement stage WRS.
  • a planar motor (XY drive system) is configured to be driven by the upper surface of the protective plate 31 fixed to the upper surface of the base 30.
  • four guides 54 each having the longitudinal direction as the Y-axis direction are respectively connected to the + Y side end portion and the ⁇ Y side end portion by the pair of support portions 52. By being supported respectively, they are installed adjacent to each other in the Z-axis direction and the X-axis direction.
  • FIGS. 6A and 6B on the ⁇ X side of the guide 54, there are an upper winding 55a and a lower winding 55b that are square in plan view (viewed from above).
  • a plurality of stator coils 55 arranged in the vertical direction are arranged at equal intervals along the Y axis.
  • a stator coil 56 having a rectangular shape in plan view is arranged with the Y-axis direction as a longitudinal direction.
  • FIGS. 6A and 6B show one of the four guides 54 shown in FIGS. 4 and 5. In the following description using FIG. 7A and FIG. 7B, FIG. 8A and FIG. 8B, and FIG. 9, one guide 54 will be described.
  • stator coils 55 and 56 and the principle of force generation associated with the structure are common to the guides 54.
  • the stator coils 55 and 56 included in each of the four guides 54 are point-symmetric in the cross section as shown in FIG. It is arranged to be.
  • the arrangement is not limited to such an arrangement, and the four guides may be arranged so that, for example, two sets of left and right or upper and lower guides in the drawing are line symmetric.
  • FIGS. 7A, 8A, and 8B 55 1 , 55 2 , 55 3 with respect to the plurality of stator coils 55 in order from the ⁇ Y side to the + Y side. This is explained with the number.
  • fine movement stage WFS is a rectangular parallelepiped member whose longitudinal direction is the Y-axis direction, and has four openings 60A, 60B, 60C penetrating from the + Y side to the -Y side. , 60D are formed adjacent to each other in the Z-axis direction and the X-axis direction.
  • magnet units 61A and 63A whose longitudinal direction is the Y-axis direction are fixed to the upper surface adjacent to each other in the X-axis direction.
  • Magnet units 61B and 63B whose longitudinal direction is the Y-axis direction are fixed to the lower surface adjacent to each other in the X-axis direction.
  • the fine movement stage WFS is attached to the coarse movement stage WRS with the guides 54 inserted in the four openings 60A to 60D.
  • the own weight of fine movement stage WFS attached to coarse movement stage WRS is supported on the upper surface of base portion 51 of coarse movement stage WRS by support device (self weight canceller) 60.
  • support device self weight canceller
  • the four guides 54 and the magnet units 61A, 61B, 63A, and 63B do not mechanically interfere with each other.
  • the wafer table 42 is made of a plate-like member having a substantially square shape in plan view, the lower surface is fixed to the upper surface of the fine movement stage WFS, and the wafer W is electrostatically or vacuum-adsorbed on the upper surface via a wafer holder (not shown). .
  • a reference mark plate (not shown) is fixed to the upper surface of the wafer table 42 so that the surface thereof is the same height as the wafer W.
  • the surface of the reference mark plate includes at least a pair of reticle alignment first reference marks and a second reference for baseline measurement of an off-axis alignment system having a known positional relationship with respect to the first reference marks. A mark or the like is formed. Further, on the + Y side surface and the ⁇ X side surface of the wafer table 42, reflecting surfaces are formed by mirror finishing, respectively.
  • magnet units 61A and 63A are positioned above guide 54 and magnet unit 61B is below guide 54, for example, as shown in FIG. , 63B are located respectively.
  • FIGS. 7A and 7B the magnet units 61A and 61B are opposed to each other via the stator coil 55 disposed inside the guide 54. It has become.
  • FIG. 7B the magnet units 63A and 63B are opposed to each other with the stator coil 56 disposed inside the guide 54 interposed therebetween.
  • Each of the magnet units 61A and 61B has a plurality of permanent magnets 62 N whose upper surface side (+ Z side) is an N pole, and a plurality of permanent magnets 62 S whose lower surface side ( ⁇ Z side) is an S pole. .
  • the permanent magnets 62 N having the magnet unit 61A is disposed opposite to the permanent magnets 62 S having the magnet unit 61B
  • the permanent magnets 62 S with the magnet unit 61A is a permanent magnet 62 N having the magnet unit 61B Opposed to each other.
  • the magnet unit 61A as shown in FIG. 7 (A), the center of the stator coil 55 2 is arranged directly below the one permanent magnet 62 N of the plurality of permanent magnets having for example the magnet unit 61A is in the state, the permanent magnets 62 a pair of permanent magnets 62 adjacent in the + Y direction with respect to N N, 62 S are disposed above the respective stator coils 55 1 of the upper winding 55a, and the -Y direction as adjacent pair of the permanent magnets 62 S to, 62 N are disposed above the respective fixed coil 55 3 of the upper winding 55a, the spacing between adjacent permanent magnets 62 N, 62 S are set.
  • the intervals between the plurality of permanent magnets 62 N and 62 S included in the magnet unit 61B are set similarly to the intervals between the plurality of permanent magnets 62 N and 62 S included in the magnet unit 61A.
  • the stator coil 55 2 shown in (A) of example the top winding 55a of the stator coil 55 located in the center is positioned immediately below the permanent magnet 62 N as viewed from the -Z direction
  • an N pole is formed above the stator coil 55
  • a counterclockwise current is supplied to the lower winding 55b as viewed from the ⁇ Z direction
  • the stator coil 55 An N pole is formed below.
  • an attractive force is generated between the stator coil 55 and the magnet unit 61A, and a repulsive force (repulsive force) is generated between the stator coil 55 and the magnet unit 61B. Since this force acts as a downward thrust on fine movement stage WFS, fine movement stage WFS can be relatively moved downward ( ⁇ Z direction) with respect to coarse movement stage WRS.
  • the windings 55a and 55b of the stator coil 55 are located directly below the permanent magnets 62 S and 62 N , respectively.
  • a ⁇ Y direction force (Lorentz force) acts on each of the windings 55a and 55b.
  • the force of acts Since the force acting on the permanent magnet 62 acts as a thrust in the + Y direction on the fine movement stage WFS, the fine movement stage WFS can be moved relative to the coarse movement stage WRS in the + Y direction.
  • each of the windings 55a and 55b when each of the windings 55a and 55b is supplied with a counterclockwise current when viewed from the ⁇ Z direction, each of the windings 55a and 55b of the stator coil 55 positioned immediately below the permanent magnets 62 S and 62 N , respectively.
  • a force in the + Y direction acts on each of the windings 55a and 55b, and a force in the -Y direction acts on the permanent magnet 62 as a reaction. Since the force acting on the permanent magnet 62 acts on the fine movement stage WFS as a thrust in the ⁇ Y direction, the fine movement stage WFS can be moved relative to the coarse movement stage WRS in the ⁇ Y direction.
  • each of the magnet units 63A and 63B has a pair of permanent magnets 64 (64 S , 64 N ) arranged at a predetermined interval in the X-axis direction, as can be seen with reference to FIG. 7B.
  • the -X side permanent magnets each have an S pole on the upper surface side (+ Z side)
  • the + X side permanent magnets each have an N surface on the upper surface side (-Z side). It is the pole.
  • the permanent magnet 64 having the S pole on the upper surface side is referred to as a permanent magnet 64 S
  • the permanent magnet 64 having the N pole on the upper surface side is referred to as a permanent magnet 64 N.
  • a pair of permanent magnets 64 S is, the upper end of the -X side of the stator coil 56, and are disposed respectively below, the pair of permanent magnets 64 N, the upper end portion of the + X side of the stator coil 56, And it is arrange
  • wafer stage WST is XY with magnet unit 32 fixed to base 30 and armature unit 58 fixed to coarse movement stage WRS.
  • An XY drive system (plane motor) XYM (see FIG. 10) that drives in a plane is configured.
  • coil 55 is fixed to guide 54 inserted in each of openings 60A to 60D of fine movement stage WFS, and fixed to each of a pair of opposing surfaces that define openings 60A to 60D.
  • Four X drive systems X1, X2, X3, and X4 are configured to move the fine movement stage WFS relative to the coarse movement stage WRS in the X-axis direction.
  • fine movement stage WFS is rotated about the Z axis and / or Y axis by generating different thrusts in part and other parts of YZ drive systems YZ1 to YZ4. be able to. More specifically, the Y-axis direction thrust force having a different magnitude is finely moved between the YZ drive system YZ1 (and / or YZ drive system YZ2) and the YZ drive system YZ3 (and / or YZ drive system YZ4). By acting on the stage WFS, the fine movement stage WFS can be rotated around the Z axis.
  • fine movement stage WFS can be rotated around the X axis.
  • fine movement stage WFS can be rotated about the Y axis by generating different thrusts in part and other parts of X drive systems X1 to X4.
  • the thrust in the X-axis direction having a different magnitude is slightly moved between the X drive system X1 (and / or X drive system X3) and the X drive system X2 (and / or X drive system X4).
  • the fine movement stage WFS can be rotated about the Y axis.
  • the position information (including the rotation information in the ⁇ z direction) of wafer stage WST in the XY plane is a wafer laser interferometer (hereinafter referred to as “wafer”) that irradiates the side of wafer table 42 (see FIG. 3) with a laser beam.
  • wafer wafer laser interferometer
  • 18W referred to as “interferometer”
  • the wafer interferometer 18W includes one for measuring the position in the X-axis direction and one for measuring the position in the Y-axis direction. In FIG. 1, these are typically shown as the wafer interferometer 18W.
  • Both the laser interferometer for measuring the position in the X-axis direction and the laser interferometer for measuring the position in the Y-axis direction are multi-axis interferometers having a plurality of measurement axes, and in addition to the X and Y position information of the wafer table 42.
  • Rotation information yaw amount information (rotation information in the ⁇ z direction), pitching amount information (rotation information in the ⁇ x direction), rolling amount information (rotation information in the ⁇ y direction)
  • the position information and the tilt amount of the surface of the wafer W held on the wafer stage WST in the Z-axis direction are the same as those of the above-described reticle focus sensor attached to the lens barrel 40 of the projection unit PU via a holding device (not shown).
  • a wafer focus sensor WF see FIG. 10 disclosed in detail in US Pat. No. 5,448,332.
  • the position information (or speed information) regarding the wafer table 42 and the wafer W is sent to the main control device 11, and the main control device 11 uses the XY drive system XYM, four types based on the position information (or speed information).
  • the positions (or speeds) of the coarse movement stage WRS and fine movement stage WFS are controlled via the YZ drive systems YZ1 to YZ4 and the four X drive systems X1 to X4.
  • Each of the plurality of counter mass devices 35 is for causing a force in a direction to cancel the torque generated around the center of gravity of the system including the base 30 and the wafer stage WST to act on the base 30.
  • the counter mass device 35 is disposed, for example, at the ⁇ Y side end portion and + Y side end portion of the lower surface of the base 30, and is fixed to the lower surface of the base 30 with the longitudinal direction as the Z-axis direction.
  • the linear guide 35a includes an annular counter mass 35b that can move in the Z-axis direction along the linear guide 35a.
  • the linear guide 35a for example, a plurality of armature coils are arranged in the Z-axis direction.
  • the annular counter mass 35b is attached to the linear guide 35a in a state where the linear guide 35a is inserted, and a permanent magnet disposed on the counter mass 35b is opposed to the linear guide 35a. That is, the permanent magnet of the counter mass 35b and the armature coil of the linear guide 35a constitute a linear motor that moves the counter mass 35b in the Z-axis direction, and the main controller 11 (see FIG. 10) is configured by the linear guide 35a.
  • the main controller 11 is configured by the linear guide 35a.
  • main controller 11 applies a thrust to wafer stage WST to cancel the torque acting on wafer drive system as described above when accelerating and decelerating wafer stage WST.
  • the counter mass 35b of the counter mass device 35 is moved along the linear guide 35a.
  • the main controller 11 applies a reaction force f ′ of the thrust f to the linear guide 35a by applying a thrust f to the counter mass 35b.
  • the main controller 11 moves the counter mass 35b along the linear guide 35a with the acceleration a having the magnitude represented by the following equation (2).
  • the torque generated around the axis S when the wafer stage WST is driven cancels the torque generated when the counter mass 35b is driven.
  • a F ′ ⁇ D / (ML) (2)
  • the reaction force F ' can be predicted. Therefore, if the predetermined thrust F is determined, the acceleration a can be obtained, and the driving of the counter mass 35 can be controlled by feedforward.
  • the present invention is not limited to this.
  • the driving of the counter mass 35 may be feedback-controlled by directly detecting the reaction force F ′ with a sensor or the like to obtain the acceleration a. This makes it possible to cancel the torque generated around the axis S of the wafer drive system even when the correspondence between the thrust F and the reaction force F ′ does not satisfy a predetermined relationship due to disturbance or the like.
  • the disturbance can also be suppressed by the vibration isolator 34, and the main controller 11 drives the wafer so as not to be affected by the disturbance by appropriately controlling the vibration isolator 34 and the counter mass device 35.
  • the torque generated around the system axis S may be canceled.
  • each counter mass 35b may be driven. Further, three or more counter mass devices 35 may be provided.
  • the counter mass device 35 is fixed to the support base 37 in the XY plane, but is not limited thereto.
  • the counter mass device 35 may be movable in the XY directions with respect to the support base 37.
  • the position at which the reaction force f ′ generated by the counter mass device 35 acts on the support base 37 may be changed according to the position at which the reaction force F ′ of the XY drive system XYM acts on the support base 37.
  • the position of the counter mass device 35 can be controlled so that the acting positions of both reaction forces are as close as possible.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a part of the control system related to the stage control of the exposure apparatus 10 of the present embodiment.
  • the control system shown in FIG. 10 includes a so-called microcomputer (or workstation) comprising a CPU (Central Processing Unit), ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), etc.
  • the main control device 11 is configured mainly to control the above.
  • the exposure apparatus 10 has an off-axis alignment system ALG in the vicinity of the projection unit PU.
  • this alignment system ALG for example, a broadband detection light beam that does not expose the resist on the wafer is irradiated to the target mark, and an image of the target mark formed on the light receiving surface by the reflected light from the target mark is not shown.
  • An image processing type FIA (Field Image Alignment) type alignment sensor that picks up an image of an index using an image pickup device (CCD) or the like and outputs an image pickup signal thereof is used.
  • the alignment system ALG supplies mark position information with the index center as a reference to the main controller 11.
  • main controller 11 determines the detection target mark, specifically the second reference mark on the reference mark plate or the alignment mark on the wafer. Position information on the stage coordinate system defined by the measurement axis of the wafer interferometer 18W is obtained.
  • the wafer W and the reticle R are loaded on the wafer stage WST and the reticle stage RST, respectively, and reticle alignment, baseline measurement, and wafer alignment (for example, Preliminary preparatory work such as EGA (Enhanced Global Alignment) is performed. Thereafter, under the control of main controller 11, wafer stage WST is moved to the acceleration start position for exposure to the first shot area of wafer W, and the position of reticle R is set to the acceleration start position. The reticle stage RST is moved. Then, the reticle stage RST and the wafer stage WST are synchronously driven along the Y-axis direction, whereby the first shot area on the wafer W is exposed. Thereafter, exposure of all shot areas on the reticle is performed, whereby the exposure of the wafer W is completed.
  • reticle alignment, baseline measurement, and wafer alignment for example, Preliminary preparatory work such as EGA (Enhanced Global Alignment) is performed.
  • wafer stage WST is moved to the acceleration start
  • the torque acting on the wafer drive system including the base 30 and the like due to the acceleration and deceleration of the wafer stage WST on the base 30 during the exposure operation, and the counter The counter mass 35b of the mass device 35 is driven along the linear guide 35a at a predetermined acceleration, so that the torque acting on the wafer drive system is offset.
  • the torque acting on the wafer drive system is canceled, and the exposure apparatus 10 can perform exposure on the wafer W with high accuracy.
  • the base 30 is supported via a vibration isolation device 34 with respect to a support base 37 placed on the floor surface 102. Therefore, the vibration generated in the wafer drive system due to the movement of the wafer stage WST and the counter mass 35 b of the counter mass device 35 is insulated from the support base 37. Therefore, it is possible to avoid the vibration generated in the wafer drive system from propagating to the illumination system 12, the reticle stage RST, and the like constituting the exposure apparatus 10.
  • the present invention is not limited to this, and the counter mass device 35 is not limited to this. It may be arranged. Thereby, a torque around an axis different from the axis S described above can be applied to the wafer drive system.
  • a surface shape detection device that detects the surface shape of the wafer W may be used.
  • this surface shape detection apparatus for example, an irradiation system that obliquely enters a linear beam longer than the diameter of the wafer, for example, and a detector that receives reflected light of the beam irradiated by the irradiation system, such as a one-dimensional One including a light receiving system having a CCD sensor or a line sensor is conceivable.
  • the wafer Z position at each measurement point (perpendicular to a predetermined plane (XY plane) on which the wafer moves) Position information regarding the Z-axis direction).
  • the distribution of the Z position information on the wafer surface is calculated before the start of exposure, and the position and orientation of the fine movement stage in the Z-axis direction can be controlled based on the calculation result during the exposure operation. .
  • the planar motor is used as the driving device for driving the coarse movement stage WRS.
  • the present invention is not limited to this, and a linear motor may be used.
  • the movable body apparatus of the present invention is employed in the wafer stage apparatus.
  • the present invention is not limited to this, and the movable body apparatus of the present invention can also be employed in the reticle stage RST.
  • the magnification of the projection optical system may be not only a reduction system but also an equal magnification and an enlargement system.
  • the projected image may be either an inverted image or an erect image.
  • the exposure apparatus of the above embodiment may include a measurement stage separately from the wafer stage, as disclosed in, for example, International Publication No. 2005/074014.
  • the present invention is applied to a scanning exposure apparatus such as a step-and-scan method.
  • a scanning exposure apparatus such as a step-and-scan method
  • the scope of the present invention is not limited to this. That is, the present invention can be applied to a step-and-repeat projection exposure apparatus, a step-and-stitch exposure apparatus, a proximity exposure apparatus, a mirror projection aligner, and the like.
  • the use of the exposure apparatus is not limited to the exposure apparatus for semiconductor manufacturing, but for example, an exposure apparatus for liquid crystal that transfers a liquid crystal display element pattern to a square glass plate, an organic EL, a thin film magnetic head, an image sensor (CCD, etc.), micromachines, DNA chips and the like can also be widely applied to exposure apparatuses. Further, in order to manufacture reticles or masks used in not only microdevices such as semiconductor elements but also light exposure apparatuses, EUV exposure apparatuses, X-ray exposure apparatuses, and electron beam exposure apparatuses, glass substrates, silicon wafers, etc. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern.
  • the illumination light IL is not limited to ArF excimer laser light (wavelength 193 nm), but may be ultraviolet light such as KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) or vacuum ultraviolet light such as F 2 laser light (wavelength 157 nm). good.
  • ultraviolet light such as KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) or vacuum ultraviolet light such as F 2 laser light (wavelength 157 nm).
  • a single wavelength laser beam in the infrared region or visible region oscillated from a DFB semiconductor laser or fiber laser as vacuum ultraviolet light is amplified by a fiber amplifier doped with, for example, erbium (or both erbium and ytterbium), and nonlinear You may use the harmonic which wavelength-converted to the ultraviolet light using the optical crystal.
  • the illumination light IL of the exposure apparatus is not limited to light having a wavelength of 100 nm or more, and light having a wavelength of less than 100 nm may be used.
  • EUV Extreme Ultraviolet
  • a soft X-ray region for example, a wavelength region of 5 to 15 nm
  • the exposure wavelength Development of an EUV exposure apparatus using an all-reflection reduction optical system designed under (for example, 13.5 nm) and a reflective mask is underway.
  • the present invention can be applied to such an apparatus.
  • the present invention can be applied to an exposure apparatus using a charged particle beam such as an electron beam or an ion beam.
  • a light transmissive mask in which a predetermined light shielding pattern (or phase pattern / dimming pattern) is formed on a light transmissive substrate is used.
  • a predetermined light shielding pattern or phase pattern / dimming pattern
  • an electronic mask or a variable shaping mask, which forms a transmission pattern or a reflection pattern, or a light emission pattern based on electronic data of a pattern to be exposed
  • a DMD Digital Micro-mirror Device
  • a spatial light modulator also called a spatial light modulator
  • variable shaping mask in consideration of the detection result of the alignment mark described above, at least one of the plurality of partitioned areas on the wafer that is exposed after the shot area that was exposed when the alignment mark was detected.
  • the relative position control between the wafer and the pattern image may be performed by changing a transmission pattern or a reflection pattern to be formed based on electronic data at the time of exposure of two different shot areas.
  • the pattern transfer characteristics are adjusted by the step of designing the function / performance of the device, the step of manufacturing the reticle based on the design step, the step of manufacturing the wafer from the silicon material, and the adjustment method described above.
  • the exposure apparatus according to the embodiment is manufactured through a lithography step for transferring a pattern formed on a mask onto a photosensitive object, a device assembly step (including a dicing process, a bonding process, and a packaging process), an inspection step, and the like. In this case, since the exposure apparatus of the above embodiment in which the pattern transfer characteristics are adjusted in the lithography step is used, it is possible to improve the productivity of a highly integrated device.
  • the mobile device of the present invention is suitable for driving a mobile body on a base having a guide surface.
  • the exposure apparatus of the present invention is suitable for forming a pattern by exposing an object.

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Abstract

　露光動作中にウエハステージ（ＷＳＴ）がベース（３０）上で加速及び減速を行うことに起因して、ベース（３０）等を含むウエハ駆動系に働くトルクを、カウンタマス装置（３５）のカウンタ（３５ｂ）を所定の加速度でリニアガイド（３５ａ）に沿ってＺ軸方向に駆動することでウエハ駆動系に働くトルクによって相殺する。これにより、ウエハ駆動系に働くトルクをキャンセルすることができ、露光装置（１０）では精度よくウエハ（Ｗ）に対する露光を行うことが可能となる。

Description

移動体装置及び露光装置
　本発明は、移動体装置及び露光装置に係り、さらに詳しくは、ガイド面を有するベース上を移動する移動体を有する移動体装置、及びエネルギビームの照射により物体を露光する露光装置に関する。
　従来、半導体素子（集積回路等）、液晶表示素子等の電子デバイス（マイクロデバイス）の製造におけるリソグラフィ工程では、主として、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（いわゆるステッパ）、又はステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる））などが用いられている。
　この種の露光装置では、ウエハ又はガラスプレート等の基板（以下、ウエハを総称する）を保持して２次元平面内を移動するウエハステージと、該ウエハステージを所定の速度で駆動する駆動系とを有するステージ装置が一般的に用いられている。そして、ステージ装置の駆動系としては、ウエハに転写されるパターンの微細化にともなって、制御対象をより高速に、かつ高精度に位置決めすることが可能な平面モータなどが用いられている（例えば特許文献１参照）。平面モータを用いたステージ装置は、回転型のモータを用いた装置と比較して、機械的な摩擦が生じる部分が少なくなるため装置のランニングコストを抑制することができ、さらには装置の構成をシンプルにすることができるので、今後利用の拡大が予想される。
　しかしながら、平面モータを用いてウエハステージを駆動する場合、その駆動力の反力が平面モータの固定子に作用し、この反力に起因して装置に生じる振動が露光精度を悪化させるおそれがある。
国際公開第９９／０４８１９２号
　本発明は、上述の事情の下でなされたもので、第１の観点からすると、ガイド面を有するベースと；前記ガイド面上を移動する移動体と；前記ベースに設けられた第１部材と前記移動体に設けられた第２部材とを含み、前記第１部材と前記第２部材とが協働することで、前記ベースと前記移動体との間に前記移動体を前記ガイド面に沿って移動させる推力を生じさせる平面モータと；前記平面モータの推力によって前記移動体が移動する際に発生する、前記ベースと前記移動体とを含む系の重心を中心に生じる回転力をキャンセルする方向の力を、前記ベースに作用させるキャンセル装置と；を備える第１の移動体装置である。
　また、本発明は第２の観点からすると、ガイド面を有するベースと；前記ガイド面上を移動する移動体と；前記ベースと前記移動体との間に、前記移動体を前記ガイド面に沿って移動させる推力を生じさせる駆動系と；前記移動体の移動により、前記ベースと前記移動体とを含む系の重心を中心に生じる回転力をキャンセルする方向の力を、前記ベースに作用させるキャンセル装置と；を備え、前記キャンセル装置は、前記ガイド面に直交する直交軸方向に移動する質量体と、前記ベースに設けられて前記質量体を前記直交軸方向に案内するガイドと、前記移動体の移動に応じて前記質量体を前記ガイドに対して移動させるアクチュエータとを有する第２の移動体装置である。
　また、本発明は第３の観点からすると、エネルギビームの照射により物体を露光する露光装置であって、前記物体が前記移動体に保持される本発明の移動体装置を備える露光装置である。
本発明の一実施形態の露光装置の構成を概略的に示す図である。 防振装置の近傍を示す図である。 ウエハステージを示す斜視図である。 ウエハステージの一部断面図（その１）である。 ウエハステージの一部断面図（その２）である。 図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、ガイド５４を構成する固定子コイルを示す図（その１、その２）である。 図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、固定子コイルの各巻線と磁石ユニットの永久磁石の配置を説明するための図（その１、その２）である 図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、固定子コイルと磁石ユニットとの作用を説明するための図（その１、その２）である。 固定子コイルと磁石ユニットとの作用を説明するための図（その３）である。 露光装置の制御系のブロック図である。 カウンタマス装置３５の動作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１１に基づいて説明する。
　図１には、本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（スキャニング・ステッパ）である。後述するように本実施形態では、投影光学系ＰＬが設けられており、以下この投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと平行な方向をＺ軸方向、これに直交する面内でレチクルＲとウエハＷとが相対走査される方向をＹ軸方向、Ｚ軸及びＹ軸に直交する方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸に平行な軸回りの回転方向をそれぞれθｘ方向、θｙ方向、θｚ方向として説明を行う。
　露光装置１０は、光源及び照明光学系を含み、照明光（露光光）ＩＬによりレチクルＲを照明する照明系１２、レチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、投影ユニットＰＵ、ウエハＷが載置されるウエハステージＷＳＴを含むウエハステージ装置１００、及びこれらの制御系を備えている。
　照明系１２は、不図示のレチクルブラインドで規定されたレチクルＲ上のスリット状の照明領域を照明光ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。ここで、照明光ＩＬとしては、一例としてＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）が用いられている。
　レチクルステージＲＳＴは、ＸＹ平面に沿って配置されたレチクルステージベース２０上に配置され、レチクルステージ駆動系１９を構成する例えば磁気浮上型２次元リニアアクチュエータが発生する磁気浮上力によってレチクルステージベース２０上に浮上支持されている。そして、レチクルステージＲＳＴ上には、レチクルＲが、例えば真空吸着又は静電吸着により固定されている。
　レチクルステージＲＳＴは、レチクルステージ駆動系１９が発生する駆動力によってＹ軸方向に所定ストロークで駆動されるとともに、Ｘ軸方向及びθｚ方向にも微小駆動され、更に、レチクルステージ駆動系１９が複数箇所で発生する磁気浮上力の調整によってＺ軸方向及びＸＹ平面に対する傾斜方向（θｘ方向及びθｙ方向）にも微小駆動可能である。
　レチクルステージＲＳＴ（レチクルＲ）のＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転情報も含む）は、レチクルステージＲＳＴに固定された（又は形成された）反射面にレーザビームを照射するレチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１８Ｒによって、例えば０．２５～１ｎｍ程度の分解能で常時求めることが可能である。そして、レチクルＲのＺ軸方向の位置情報は、例えば米国特許第５，４４８，３３２号明細書に開示される多点焦点位置検出系からなる不図示のレチクルフォーカスセンサによって求められる。
　レチクル干渉計１８Ｒ及びレチクルフォーカスセンサの計測値は、主制御装置１１（図１０参照）に供給され、主制御装置１１は、これらの計測値に基づいて、レチクルステージ駆動系１９を介してレチクルステージＲＳＴを駆動する。
　投影ユニットＰＵは、レチクルステージＲＳＴの図１における下方に配置されている。投影ユニットＰＵは、円筒状の鏡筒４０と、該鏡筒４０に保持された複数の光学素子から成る投影光学系ＰＬとを有している。
　投影光学系ＰＬとしては、例えば、Ｚ軸と平行な光軸ＡＸに沿って配列された複数の光学素子（レンズエレメント）からなる屈折光学系が用いられている。投影光学系ＰＬは、例えば両側テレセントリックで、所定の投影倍率（例えば１／４倍、１／５倍又は１／８倍など）を有する。このため、照明系１２からの照明光ＩＬによって照明領域が照明されると、投影光学系ＰＬの第１面（物体面）とパターン面がほぼ一致して配置されるレチクルＲを通過した照明光ＩＬにより、投影光学系ＰＬを介してその照明領域内のレチクルの回路パターンの縮小像（回路パターンの一部の縮小像）が、投影光学系ＰＬの第２面（像面）側に配置される、表面にレジスト（感光剤）が塗布されたウエハＷ上の前記照明領域に共役な領域（露光領域）に形成される。そして、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの同期移動によって、照明領域（照明光ＩＬ）に対してレチクルを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動させるとともに、露光領域（照明光ＩＬ）に対してウエハＷを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動させることで、ウエハＷ上の１つのショット領域（区画領域）の走査露光が行われ、そのショット領域にレチクルのパターンが転写される。すなわち、本実施形態では照明系１２及び投影光学系ＰＬによってウエハＷ上にレチクルＲのパターンが生成され、照明光ＩＬによるウエハＷ上の感応層（レジスト層）の露光によってウエハＷ上にそのパターンが形成される。
　ウエハステージ装置１００は、ベース３０、ベース３０をＸＹ面平内で微少移動させるＸＹトリムモータ３６、ベース３０の上面（ＸＹ平面）に沿って移動するウエハステージＷＳＴ、ウエハステージＷＳＴを駆動する駆動系、及びウエハステージＷＳＴの駆動に伴ってベース３０に作用する回転力をキャンセルする複数のカウンタマス装置３５などを備えている。
　ベース３０は、上面側に磁石ユニット３２が埋め込まれた正方形板状の部材であり、床面１０２に載置された支持台３７の上方に、複数の転動体８８ａ（例えば、ボール、ころ等）を含む支持装置８８をそれぞれ介して複数の防振装置３４によってほぼ水平に支持されている。
　磁石ユニット３２は、Ｚ軸方向の磁界を発生させる複数の永久磁石と、Ｙ軸方向又はＸ軸方向の磁界を発生させる補間磁石とを有している。そして、それぞれの永久磁石は、隣接する永久磁石間で磁界の向きが相互に逆向きとなるようにマトリクス状に配置されている。また、それぞれの補間磁石は、補間磁石が生じさせる磁界の向きが、隣接する永久磁石間に生じる磁界の向きと一致した状態で、隣接する永久磁石の間にそれぞれ配置されている。これにより、磁石ユニット３２では、隣接する永久磁石間に、補間磁石を介して磁束が巡る磁気回路が形成されるようになっている。磁石ユニット３２は、ベース３０の上面側から埋め込まれ、ベース３０の上面には、磁石ユニット３２を覆うように、非磁性体から成る保護プレート３１が固定されている。保護プレート３１は、ウエハステージＷＳＴと、磁石ユニット３２との直接的な接触を防止するとともに、ウエハステージＷＳＴの移動の際のガイド面となっている。
　図２は、ベース３０を支持する防振装置３４を示す図である。図２に示されるように、防振装置３４は、支持台３７の上面に固定されたエアマウント７０と、ベース３０を鉛直方向（Ｚ軸方向）に高応答で微小駆動可能なボイスコイルモータ７８とを備えている。
　エアマウント７０は、上部に開口を有するハウジング７１と、ハウジング７１の開口を塞ぐ状態で配置された保持部材７３と、ハウジング７１と保持部材７３とに接続され、ハウジング７１及び保持部材７３とともにほぼ気密状態の気体室７４を形成するダイヤフラム７５と、気体室７４の内部に充填された気体、例えば空気の圧力を調整する電磁レギュレータ（以下、適宜「レギュレータ」とも呼ぶ）７７とを備えている。
　ボイスコイルモータ７８は、ベース３０の下面に支持装置８８を介して取り付けられた可動子７８ａ、及び該可動子７８ａにＺ軸方向の電磁力を作用させる固定子７８ｂを有している。
　防振装置３４では、主制御装置１１（図１０参照）により不図示の圧力センサの計測値に基づいて電磁レギュレータ７７が制御され、気体室７４内部の気体の圧力制御が行われる。これにより、床面１０２（図１参照）から支持台３７を介して伝搬される、例えば２０Ｈｚ程度の振動成分が除振される。また、気体室７４内の気体の制御だけでは、２０Ｈｚ程度の振動成分しか除振することができないため、主制御装置１１は、電磁レギュレータ７７の制御と並行して、例えば、ベース３０の振動を検出する不図示の加速度センサなどからの出力に応じてボイスコイルモータ７８の制御を行う。これにより、ベース３０と床面１０２上に載置された支持台３７との間は振動的にマイクロＧレベルで絶縁される。
　また、ベース３０は、複数の転動体８８ａを含む支持装置８８を介して防振装置３４に支持されているため、防振装置３４に対してＸ軸方向及びＹ軸方向に相対移動することができる。支持装置８８としては、例えばスラストベアリングやエアベアリングを用いることができる。そして、ベース３０のＸＹ平面内の位置（θｚ回転も含む）は、例えばベース３０の側面にレーザビームを照射するレーザ干渉計（以下、「ベース干渉計」という）１８Ｂ（図１参照）によって、例えば０．２５～１ｎｍ程度の分解能で常時検出される。なお、ベース干渉計１８Ｂは、Ｘ軸方向位置計測用のものとＹ軸方向位置計測用のものとがそれぞれ配置されているが、図１ではこれらが代表的にベース干渉計１８Ｂとして図示されている。
　ＸＹトリムモータ３６は、図１に示されるように、ベース３０の側面に取り付けられた可動子３６ａと、該可動子３６ａにＸ軸方向及びＹ軸方向の電磁力を作用させる固定子３６ｂとを有している。そして、ウエハステージＷＳＴがベース３０上を所定の加速度で移動する際に生じる反力によってベース３０がＸＹ平面内を移動した場合には、主制御装置１１（図１０参照）が、ベース干渉計１８ＢをモニタしつつＸＹトリムモータ３６を制御することで、反力によって移動したベース３０を反力の方向と反対の方向へ移動させる。
　図３は、ウエハステージＷＳＴの斜視図である。図３に示されるように、ウエハステージＷＳＴは、粗動ステージＷＲＳと、粗動ステージＷＲＳ上に移動可能に配置された微動ステージＷＦＳと、微動ステージＷＦＳに支持されるウエハテーブル４２とを有している。
　図４は、ウエハステージＷＳＴを＋Ｙ方向に向かって見た断面図（一部断面図）であり、図５は、ウエハステージＷＳＴを－Ｘ方向へ向かって見た断面図（一部断面図）である。これら図４及び図５を参照するとわかるように、粗動ステージＷＲＳは、正方形板状のベース部５１、及びベース部５１上面の＋Ｙ側端部及び－Ｙ側端部から上方（＋Ｚ方向）へ延設された一対の支持部５２の２部分からなるＺＹ断面Ｕ字状の部材である。
　ベース部５１の下面側（－Ｚ側の面側）には、電機子ユニット５８が収容されている。電機子ユニット５８は、供給される電流の大きさに応じたＺ軸方向の磁界を発生させる複数のコイルを含んでおり、上述したベース３０に配置された磁石ユニット３２と共に、粗動ステージＷＲＳを、ベース３０の上面に固定された保護プレート３１の上面で駆動する平面モータ（ＸＹ駆動系）を構成している。
　また、粗動ステージＷＲＳの一対の支持部５２の間には、長手方向をＹ軸方向とする４本のガイド５４それぞれが、＋Ｙ側端部及び－Ｙ側端部を一対の支持部５２によってそれぞれ支持されることで、Ｚ軸方向及びＸ軸方向にそれぞれ隣接した状態で架設されている。
　図６（Ａ）及び図６（Ｂ）を参照するとわかるように、ガイド５４の内部の－Ｘ側には、平面視（上方から見て）正方形の上部巻線５５ａと下部巻線５５ｂとが上下方向に重ねて配置された複数の固定子コイル５５が、Ｙ軸に沿って等間隔に配置されている。また、ガイド５４の内部の＋Ｘ側には、平面視長方形の固定子コイル５６が、Ｙ軸方向を長手方向として配置されている。なお、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、図４及び図５で示された４本のガイド５４のうちの１本を示すものである。以下の図７（Ａ）及び図７（Ｂ）、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）、図９を用いた説明では、１本のガイド５４について説明するが、例えばガイド５４に配置される固定子コイル５５、５６の構成やその構成に伴う力の発生原理は各ガイド５４に共通するものである。そして、４本のガイド５４は、各々が有する固定子コイル５５、５６が、微動ステージＷＦＳの中心Ｃ（図４参照、重心でもよい）に対して図４に示されるような断面において点対称となるように配置されている。ただし、このような配置に限定されることはなく、４本のガイドは、例えば、図面左右または上下のガイドの２組ずつが線対称となるように配置されてもよい。また、図７（Ａ）、図８（Ａ）、及び図８（Ｂ）では、複数の固定子コイル５５に対して、－Ｙ側から＋Ｙ側に向けて順に５５１、５５２，５５３の番号を付して説明する。
　微動ステージＷＦＳは、図４及び図５を参照するとわかるように、長手方向をＹ軸方向とする直方体状の部材であり、＋Ｙ側から－Ｙ側に貫通する４つの開口部６０Ａ,６０Ｂ,６０Ｃ,６０ＤがＺ軸方向及びＸ軸方向にそれぞれ隣接した状態で形成されている。そして、開口部６０Ａ～６０Ｄそれぞれの上下に対向する一対の対向面のうち、上側の面には長手方向をＹ軸方向とする磁石ユニット６１Ａ，６３ＡがＸ軸方向に隣接してそれぞれ固定され、下側の面には長手方向をＹ軸方向とする磁石ユニット６１Ｂ，６３ＢがＸ軸方向に隣接してそれぞれ固定されている。
　微動ステージＷＦＳは、４つの開口部６０Ａ～６０Ｄそれぞれに、ガイド５４が挿入された状態で粗動ステージＷＲＳに対して装着されている。また、粗動ステージＷＲＳに装着された微動ステージＷＦＳの自重は、支持装置（自重キャンセラ）６０によって粗動ステージＷＲＳのベース部５１の上面に支持されている。これにより、４本のガイド５４と、磁石ユニット６１Ａ，６１Ｂ，６３Ａ，６３Ｂそれぞれとが機械的に干渉しないようになっている。
　ウエハテーブル４２は、平面視が略正方形の板状部材から成り、下面が微動ステージＷＦＳの上面に固定され、上面には例えば不図示のウエハホルダを介してウエハＷが静電吸着又は真空吸着される。また、ウエハテーブル４２の上面には、不図示の基準マーク板が、その表面がウエハＷと同一高さとなる状態で固定されている。この基準マーク板の表面には、少なくとも一対のレチクルアライメント用の第１基準マークと、これらの第１基準マークに対して既知の位置関係にあるオフアクシスアライメント系のベースライン計測用の第２基準マークなどが形成されている。さらに、ウエハテーブル４２の＋Ｙ側の側面、及び－Ｘ側の側面には、鏡面加工によって反射面がそれぞれ形成されている。
　上述のように粗動ステージＷＲＳに微動ステージＷＦＳが装着されたときには、例えば図４に示されるように、ガイド５４の上方に磁石ユニット６１Ａ,６３Ａがそれぞれ位置し、ガイド５４の下方に磁石ユニット６１Ｂ，６３Ｂがそれぞれ位置している。また、この状態のときには、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示されるように、磁石ユニット６１Ａ，６１Ｂは、ガイド５４の内部に配置された固定子コイル５５を介して対向した状態となっている。そして、図７（Ｂ）に示されるように、磁石ユニット６３Ａ，６３Ｂは、ガイド５４の内部に配置された固定子コイル５６を介して対向した状態となっている。
　磁石ユニット６１Ａ，６１Ｂそれぞれは、上面側（＋Ｚ側）がＮ極である複数の永久磁石６２Ｎ、及び下面側（－Ｚ側）がＳ極である複数の永久磁石６２Ｓを有している。磁石ユニット６１Ａ，６１Ｂそれぞれにおいて、複数の永久磁石６２Ｎと永久磁石６２Ｓとは、Ｙ軸方向に交互に、且つ等間隔で配列されている。また、磁石ユニット６１Ａの有する永久磁石６２Ｎは、磁石ユニット６１Ｂの有する永久磁石６２Ｓに対向して配置され、磁石ユニット６１Ａの有する永久磁石６２Ｓは、磁石ユニット６１Ｂの有する永久磁石６２Ｎに対向して配置されている。これにより、磁石ユニット６１Ａと磁石ユニット６１Ｂに挟まれた空間には、Ｙ軸方向に相互に向きが反対の磁界がＹ軸方向に等間隔で形成される。
　また、磁石ユニット６１Ａでは、図７（Ａ）に示されるように、例えば磁石ユニット６１Ａが有する複数の永久磁石のうちの一つの永久磁石６２Ｎの直下に固定子コイル５５２の中心が配置された状態で、この永久磁石６２Ｎに対して＋Ｙ方向に隣接する一組の永久磁石６２Ｎ，６２Ｓがそれぞれ固定子コイル５５１の上部巻線５５ａの上方に配置され、且つ－Ｙ方向に隣接する一組の永久磁石６２Ｓ，６２Ｎがそれぞれ固定コイル５５３の上部巻線５５ａの上方に配置されるように、隣接する永久磁石６２Ｎ，６２Ｓの間隔が設定されている。磁石ユニット６１Ｂが有する複数の永久磁石６２Ｎ，６２Ｓの間隔も、磁石ユニット６１Ａが有する複数の永久磁石６２Ｎ，６２Ｓの間隔と同様に設定されている。
　したがって、一例として図８（Ａ）に示される固定子コイル５５２のように、中心の位置が永久磁石６２Ｎの直下に位置する固定子コイル５５の上部巻線５５ａに－Ｚ方向から見て右回りの電流が供給されると、固定子コイル５５の上方にＮ極が形成され、また、下部巻線５５ｂに－Ｚ方向から見て左回りの電流が供給されると固定子コイル５５の下方にＮ極が形成される。これにより、固定子コイル５５と磁石ユニット６１Ａとの間に吸引力が発生し、固定子コイル５５と磁石ユニット６１Ｂとの間に反発力（斥力）が発生する。この力は微動ステージＷＦＳに対して下向きの推力として作用するため、微動ステージＷＦＳを粗動ステージＷＲＳに対して下方（－Ｚ方向）に相対移動させることができる。
　同様に中心の位置が永久磁石６２Ｎの直下に位置する固定子コイル５５の上部巻線５５ａに－Ｚ方向から見て左回りの電流が供給されると、固定子コイル５５の上方にＳ極が形成され、また、下部巻線５５ｂに－Ｚ方向から見て右回りの電流が供給されると、固定子コイル５５の下方にＳ極が形成される。これにより、固定子コイル５５と磁石ユニット６１Ａとの間に反発力が発生し、固定子コイル５５と磁石ユニット６１Ｂとの間に吸引力が発生する。この力は微動ステージＷＦＳに対して上向きの推力として作用するため、微動ステージＷＦＳを粗動ステージＷＲＳに対して上方（＋Ｚ方向）に相対移動させることができる。
　また、一例として図８（Ｂ）に示される固定子コイル５５１，５５３のように、各巻線５５ａ，５５ｂそれぞれが永久磁石６２Ｓ、６２Ｎの直下に位置する固定子コイル５５の各巻線５５ａ，５５ｂに、それぞれ－Ｚ方向から見て右回りの電流が供給されると、各巻線５５ａ,５５ｂに－Ｙ方向の力（ローレンツ力）が作用し、その反作用として永久磁石６２に＋Ｙ方向の力が作用する。永久磁石６２に作用する力は微動ステージＷＦＳに対して＋Ｙ方向の推力として作用するため、微動ステージＷＦＳを粗動ステージＷＲＳに対して＋Ｙ方向に相対移動させることができる。
　同様に各巻線５５ａ，５５ｂそれぞれが永久磁石６２Ｓ、６２Ｎの直下に位置する固定子コイル５５の各巻線５５ａ，５５ｂに、それぞれ－Ｚ方向から見て左回りの電流が供給されると、各巻線５５ａ,５５ｂに＋Ｙ方向の力が作用し、その反作用として永久磁石６２に－Ｙ方向の力が作用する。永久磁石６２に作用する力は微動ステージＷＦＳに対して－Ｙ方向の推力として作用するため、微動ステージＷＦＳを粗動ステージＷＲＳに対して－Ｙ方向に相対移動させることができる。
　また、磁石ユニット６３Ａ，６３Ｂそれぞれは、図７（Ｂ）を参照するとわかるように、Ｘ軸方向に関して所定間隔で配置された一組の永久磁石６４（６４Ｓ、６４Ｎ）を有している。一組の永久磁石６４それぞれのうち、－Ｘ側の永久磁石は、それぞれ上面側（＋Ｚ側）がＳ極となっており、＋Ｘ側の永久磁石は、それぞれ上面側（－Ｚ側）がＮ極となっている。以下、上面側がＳ極となった永久磁石６４を永久磁石６４Ｓと表し、上面側がＮ極となった永久磁石６４を永久磁石６４Ｎと表す。これにより、一対の永久磁石６４Ｓに挟まれた空間には、下向きの磁界が形成され、一対の永久磁石６４Ｎに挟まれた空間には、上向きの磁界が形成される。一対の永久磁石６４Ｓは、固定子コイル５６の－Ｘ側の端部の上方、及び下方にそれぞれ配置され、一対の永久磁石６４Ｎは、固定子コイル５６の＋Ｘ側の端部の上方、及び下方にそれぞれ配置されている。
　したがって、一例として図９に示されるように、固定子コイル５６に－Ｚ方向から見て右回りの電流が供給されると、固定子コイル５６に＋Ｘ方向の力（ローレンツ力）が作用し、その反作用として永久磁石６４（６４Ｓ、６４Ｎ）に－Ｘ方向の力が作用する。永久磁石６４に作用する力は微動ステージＷＦＳに対して－Ｘ方向の推力として作用するため、微動ステージＷＦＳを粗動ステージＷＲＳに対して－Ｘ方向に相対移動させることができる。
　同様に、固定子コイル５６に－Ｚ方向から見て左回りの電流が供給されると、固定子コイル５６に－Ｘ方向の力が作用し、その反作用として永久磁石６４に＋Ｘ方向の力が作用する。永久磁石６４に作用する力は微動ステージＷＦＳに対して＋Ｘ方向の推力として作用するため、微動ステージＷＦＳを粗動ステージＷＲＳに対して＋Ｘ方向に相対移動させることができる。
　以上の説明から明らかなように、本実施形態のウエハステージ装置１００では、ベース３０に固定された磁石ユニット３２と、粗動ステージＷＲＳに固定された電機子ユニット５８とで、ウエハステージＷＳＴをＸＹ平面内で駆動するＸＹ駆動系（平面モータ）ＸＹＭ（図１０参照）が構成されている。また、本実施形態のウエハステージＷＳＴでは、微動ステージＷＦＳの開口部６０Ａ～６０Ｄそれぞれに挿入されたガイド５４に固定されたコイル５５と、開口部６０Ａ～６０Ｄを規定する一対の対向面それぞれに固定された磁石ユニット６１Ａ，６１Ｂとで、微動ステージＷＦＳを粗動ステージＷＲＳに対してＹ軸方向及びＺ軸方向に相対移動する４つのＹＺ駆動系ＹＺ１，ＹＺ２，ＹＺ３，ＹＺ４（各々図１０参照）が構成されている。また、微動ステージＷＦＳの開口部６０Ａ～６０Ｄそれぞれに挿入されたガイド５４に固定されたコイル５６と、開口部６０Ａ～６０Ｄを規定する一対の対向面それぞれに固定された磁石ユニット６３Ａ，６３Ｂとで、微動ステージＷＦＳを粗動ステージＷＲＳに対してＸ軸方向に相対移動する４つのＸ駆動系Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４（各々図１０参照）が構成されている。
　これにより、ウエハステージ装置１００では、ＹＺ駆動系ＹＺ１～ＹＺ４のうちの一部と他部とに互いに異なる推力を発生させることで、微動ステージＷＦＳを、Ｚ軸及び／又はＹ軸回りに回転させることができる。具体的に説明すると、ＹＺ駆動系ＹＺ１（及び／又はＹＺ駆動系ＹＺ２）と、ＹＺ駆動系ＹＺ３（及び／又はＹＺ駆動系ＹＺ４）との間で、大きさが異なるＹ軸方向の推力を微動ステージＷＦＳに作用させることで、微動ステージＷＦＳをＺ軸回りに回転させることができる。また、ＹＺ駆動系ＹＺ１（及び／又はＹＺ駆動系ＹＺ３）と、ＹＺ駆動系ＹＺ２（及び／又はＹＺ駆動系ＹＺ４）との間で、大きさが異なるＹ軸方向の推力を微動ステージＷＦＳに作用させることで、微動ステージＷＦＳをＸ軸回りに回転させることができる。また、ウエハステージ装置１００では、Ｘ駆動系Ｘ１～Ｘ４のうちの一部と他部とに互いに異なる推力を発生させることで、微動ステージＷＦＳを、Ｙ軸回りに回転させることができる。具体的に説明すると、Ｘ駆動系Ｘ１（及び／又はＸ駆動系Ｘ３）と、Ｘ駆動系Ｘ２（及び／又はＸ駆動系Ｘ４）との間で、大きさが異なるＸ軸方向の推力を微動ステージＷＦＳに作用させることで、微動ステージＷＦＳをＹ軸回りに回転させることができる。
　図１に戻り、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転情報も含む）は、ウエハテーブル４２（図３参照）の側面にレーザビームを照射するウエハレーザ干渉計（以下、「ウエハ干渉計」という）１８Ｗによって、例えば０．５～１ｎｍ程度の分解能で常時求めることが可能である。なお、ウエハ干渉計１８Ｗは、Ｘ軸方向位置計測用のものとＹ軸方向位置計測用のものとを含むが、図１ではこれらが代表的にウエハ干渉計１８Ｗとして図示されている。また、Ｘ軸方向位置計測用のレーザ干渉計及びＹ軸方向位置計測用のレーザ干渉計は、ともに測長軸を複数有する多軸干渉計であり、ウエハテーブル４２のＸ、Ｙ位置情報の他、回転情報（ヨーイング量情報（θｚ方向の回転情報）、ピッチング量情報（θｘ方向の回転情報）、ローリング量情報（θｙ方向の回転情報））も求めることができる。
　ウエハステージＷＳＴに保持されたウエハＷ表面のＺ軸方向の位置情報及び傾斜量は、投影ユニットＰＵの鏡筒４０に図示しない保持装置を介して取り付けられた、前述のレチクルフォーカスセンサと同様の、例えば米国特許第５，４４８，３３２号明細書に詳細に開示されているウエハフォーカスセンサＷＦ（図１０参照）によって求めることができる。
　ウエハテーブル４２及びウエハＷに関する位置情報（又は速度情報）は、主制御装置１１に送られ、主制御装置１１は、これらの位置情報（又は速度情報）に基づいて、ＸＹ駆動系ＸＹＭ、４つのＹＺ駆動系ＹＺ１～ＹＺ４、４つのＸ駆動系Ｘ１～Ｘ４を介して粗動ステージＷＲＳ及び微動ステージＷＦＳの位置（又は速度）制御を行う。
　ここで、ウエハステージＷＳＴがベース３０の上面で、ＸＹ駆動系ＸＹＭによって、加速及び減速される際には、ベース３０の磁石ユニット３２と、ウエハステージＷＳＴの電機子ユニット５８との間に電磁力が作用する。例えば図１１に示されるように、ウエハステージＷＳＴに＋Ｙ方向の推力Ｆを作用させた場合には、磁石ユニット３２には－Ｙ方向に推力Ｆの反力Ｆ’が作用する。そして、この反力Ｆ’によって、ウエハステージＷＳＴ、ベース３０、磁石ユニット３２等を含む系（以下、ウエハ駆動系と略述する）には、例えば、その系の重心を通りＸ軸に平行な軸Ｓ回りに、反力Ｆ’に軸Ｓから反力Ｆ’の作用する点までのＺ軸方向の距離Ｄを乗じた大きさのトルク（ピッチングモーメント）が働く。
　複数のカウンタマス装置３５それぞれは、ベース３０とウエハステージＷＳＴとを含む系の重心を中心に生じるトルクをキャンセルする方向の力を、ベース３０に作用させるためのものである。カウンタマス装置３５は、図１に示されるように、例えばベース３０下面の－Ｙ側端部及び＋Ｙ側端部にそれぞれ配置されており、ベース３０下面に長手方向をＺ軸方向として固定されたリニアガイド３５ａと、該リニアガイド３５ａに沿ってＺ軸方向に移動可能な環状のカウンタマス３５ｂとを有している。
　リニアガイド３５ａには、例えばその内部に複数の電機子コイルがＺ軸方向に配置されている。また、環状のカウンタマス３５ｂは、リニアガイド３５ａが挿入された状態でリニアガイド３５ａに取り付けられ、カウンタマス３５ｂに配置された永久磁石がリニアガイド３５ａに対向するようになっている。すなわち、カウンタマス３５ｂの永久磁石と、リニアガイド３５ａの電機子コイルとで、カウンタマス３５ｂをＺ軸方向へ移動させるリニアモータが構成され、主制御装置１１（図１０参照）は、リニアガイド３５ａの電機子コイルに供給する電流を制御することで、カウンタマス３５ｂをリニアガイド３５ａに沿って昇降させることができるようになっている。
　本実施形態では、主制御装置１１は、ウエハステージＷＳＴに推力を作用させることにより、ウエハステージＷＳＴの加速及び減速を行う際に、上述のようにウエハ駆動系に働くトルクをキャンセルするように、カウンタマス装置３５のカウンタマス３５ｂをリニアガイド３５ａに沿って移動させる。具体的には、主制御装置１１は、図１１に示されるように、カウンタマス３５ｂに推力ｆを作用させることによって、リニアガイド３５ａに推力ｆの反力ｆ’を作用させる。
　これによって、ウエハ駆動系には、反力ｆ’に反力ｆ’の作用点から軸ＳまでのＹ軸方向の距離Ｌを乗じたトルクが働く。このトルクは、ウエハ駆動系の軸Ｓ回りに働き、カウンタマス３５ｂの質量をＭ、加速度をａとすると、次式（１）で示される。
　　　ｆ’・Ｌ＝Ｍ・ａ・Ｌ…（１）
　したがって、主制御装置１１は、次式（２）で示される大きさの加速度ａをもって、カウンタマス３５ｂをリニアガイド３５ａに沿って移動させる。これによって、ウエハステージＷＳＴの駆動時に軸Ｓ回りに生じるトルクと、カウンタマス３５ｂの駆動時に生じるトルクとが相殺される。
　　　ａ＝Ｆ’・Ｄ／（Ｍ・Ｌ）…（２）
　推力Ｆは、ＸＹ駆動系ＸＹＭに送られる駆動信号等にその情報を盛り込んでおけば該駆動系を駆動する前に既知となるので、その反力Ｆ’を予測することも可能である。したがって、所定の推力Ｆを決めれば上記加速度ａを求めることができ、カウンタマス３５の駆動をフィードフォワードで制御することが可能である。ただし、これに限定されるものではなく、例えば、反力Ｆ’をセンサ等で直接検出して上記加速度ａを求めることで、カウンタマス３５の駆動をフィードバック制御するようにしてもよい。これにより、推力Ｆと反力Ｆ’の対応が、外乱等によって所定の関係を満たさない場合等でもウエハ駆動系の軸Ｓ回りに生じるトルクを相殺することが可能となる。なお、上記外乱を防振装置３４によって抑制することも可能であり、主制御装置１１は、防振装置３４とカウンタマス装置３５とを適宜制御して前記外乱の影響を受けないようにウエハ駆動系の軸Ｓ回りに生じるトルクをキャンセルようにしてもよい。
　なお、ここでは説明の便宜上、図１１に示されるように、１つのカウンタマス装置３５を用いて、ウエハステージＷＳＴの駆動時にウエハ駆動系の軸Ｓ回りに生じるトルクをキャンセルする場合について説明したが、２つのカウンタマス装置３５を用いて、ウエハ駆動系の軸Ｓ回りに生じるトルクをキャンセルしてもよい。この場合には、２つのカウンタマス装置３５を駆動することによって、ウエハ駆動系の軸Ｓ回りに作用するトルクの大きさが、ウエハステージＷＳＴの駆動時に軸Ｓ回りに生じるトルクの大きさと等しくなるように、各カウンタマス３５ｂを駆動すればよい。また、カウンタマス装置３５を３つ以上設けるように構成してもよい。
　本実施形態では、カウンタマス装置３５は、ＸＹ面内において支持台３７に固定されていたが、それに限定されるものでもない。例えば、カウンタマス装置３５が支持台３７に対してＸＹ方向に移動できるようにしてもよい。そして、ＸＹ駆動系ＸＹＭの反力Ｆ’が支持台３７に作用する位置に応じて、カウンタマス装置３５が発生させる反力ｆ’が支持台３７に作用する位置が変わるようにしてもよい。この場合、両反力の作用位置がなるべく近接するようにカウンタマス装置３５の位置を制御することもできる。
　図１０は、本実施形態の露光装置１０のステージ制御に関連する制御系を一部省略して示すブロック図である。図１０に示される制御系は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）等から成るいわゆるマイクロコンピュータ（又はワークステーション）を含み、装置全体を統括して制御する主制御装置１１を中心として構成されている。
　また、露光装置１０は、図１に示されるように、投影ユニットＰＵの近傍に、オフアクシス方式のアライメント系ＡＬＧを有している。このアライメント系ＡＬＧとしては、例えば、ウエハ上のレジストを感光させないブロードバンドな検出光束を対象マークに照射し、その対象マークからの反射光により受光面に結像された対象マークの像と不図示の指標の像とを撮像素子（ＣＣＤ）等を用いて撮像し、それらの撮像信号を出力する画像処理方式のＦＩＡ（Field Image Alignment）系のアライメントセンサが用いられている。このアライメント系ＡＬＧは、指標中心を基準とするマークの位置情報を主制御装置１１に供給する。主制御装置１１は、この供給された情報と、ウエハ干渉計１８Ｗの計測値とに基づいて、検出対象のマーク、具体的には基準マーク板上の第２基準マーク又はウエハ上のアライメントマークのウエハ干渉計１８Ｗの測長軸で規定されるステージ座標系上における位置情報を求めるようになっている。
　上記のように構成された本実施形態の露光装置１０では、まず、ウエハＷ及びレチクルＲが、それぞれウエハステージＷＳＴ及びレチクルステージＲＳＴ上にロードされ、レチクルアライメント及びベースライン計測、並びにウエハアライメント（例えばＥＧＡ（エンハンスト・グローバル・アライメント）等）などの所定の準備作業が行われる。その後、主制御装置１１の管理の下、ウエハＷの第１番目のショット領域に対する露光のための加速開始位置にウエハステージＷＳＴが移動されるとともに、レチクルＲの位置が加速開始位置となるように、レチクルステージＲＳＴが移動される。そして、レチクルステージＲＳＴと、ウエハステージＷＳＴとがＹ軸方向に沿って同期駆動されることで、ウエハＷ上の第１番目のショット領域に対する露光が行われる。以後、レチクル上のすべてのショット領域に対する露光が行われることで、ウエハＷの露光が完了する。
　以上に説明したように、本実施形態によると、露光動作中にウエハステージＷＳＴがベース３０上で加速及び減速を行うことに起因して、ベース３０等を含むウエハ駆動系に働くトルクと、カウンタマス装置３５のカウンタマス３５ｂが所定の加速度でリニアガイド３５ａに沿って駆動されることによりウエハ駆動系に働くトルクとが相殺される。これによって、ウエハ駆動系に働くトルクがキャンセルされ、露光装置１０では精度よくウエハＷに対する露光を行うことが可能となる。
　また、ベース３０は、床面１０２に載置された支持台３７に対して、防振装置３４を介して支持されている。したがって、ウエハステージＷＳＴ及びカウンタマス装置３５のカウンタマス３５ｂの移動に起因してウエハ駆動系に生じる振動は、支持台３７に対して絶縁される。したがって、露光装置１０を構成する照明系１２、レチクルステージＲＳＴなどに、ウエハ駆動系で生じた振動が伝搬することを回避することが可能となる。
　なお、本実施形態では、カウンタマス装置３５が、ベース３０の＋Ｙ側及び－Ｙ側端部に配置されている場合について説明したが、これに限らず、ベース３０の下面の少なくとも３カ所以上に配置されていてもよい。これにより、ウエハ駆動系に対して、上述の軸Ｓとは異なる軸回りのトルクを働かせることができる。
　また、上記実施形態では、電機子ユニット５８が粗動ステージＷＲＳ側に配置される場合について説明したが、これに限らずベース３０側に電機子ユニットが配置され、粗動ステージＷＲＳ側に磁石ユニットが配置されることとしても良い。
　また、上記実施形態では、ウエハステージを１つ有するウエハステージ装置に本発明を適用した場合について説明したが、本発明がこれに限られるものではなく、２つ以上のウエハステージを有するウエハステージ装置に本発明を適用することも可能である。
　また、上記実施形態のウエハフォーカスセンサＷＦに代えて、ウエハＷの面形状を検出する面形状検出装置を用いてもよい。この面形状検出装置としては、ウエハに対し、例えばウエハの直径より長いライン状のビームを斜入射させる照射系と、該照射系により照射されたビームの反射光を受光する検出器、例えば１次元ＣＣＤセンサ又はラインセンサなどを有する受光系を含むものが考えられる。したがって、公知の多点ＡＦ系の検出原理と同じ原理で、複数の点状の照射領域を計測点として、各計測点でのウエハのＺ位置（ウエハが移動する所定面（ＸＹ平面）と垂直なＺ軸方向に関する位置情報）を求めることができる。この場合、露光開始前に、ウエハ表面のＺ位置情報の分布を算出し、露光動作の際には、該算出結果に基づいて、微動ステージのＺ軸方向に関する位置・姿勢を制御することができる。
　また、上記実施形態では、粗動ステージＷＲＳを駆動する駆動装置として平面モータを用いることとしたが、これに限らず、リニアモータを用いることとしても良い。
　また、上記実施形態ではウエハステージ装置に本発明の移動体装置が採用された場合について説明したが、これに限らず、レチクルステージＲＳＴに本発明の移動体装置を採用することも可能である。
　また、上記実施形態では、ウエハ表面を水平面（ＸＹ平面）と平行に保持するウエハステージ装置に本発明を採用した場合について説明したが、これに限らず、ウエハ表面をＸＹ平面と直交する面にほぼ平行に保持するウエハステージ（縦型ステージ）に本発明を採用することも可能である。
　また、上記実施形態の露光装置における投影光学系の倍率は縮小系のみならず等倍および拡大系のいずれでも良いし、投影光学系ＰＬは屈折系のみならず、反射系及び反射屈折系のいずれでも良いし、その投影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。
　また、国際公開第２００４／５３９５５号に開示される液浸露光装置に本発明を適用することも可能である。また、上記実施形態の露光装置は、例えば国際公開第２００５／０７４０１４号などに開示されているように、ウエハステージとは別に計測ステージを備えるものでも良い。
　また、上記実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式等の走査型露光装置に本発明が適用された場合について説明したが、本発明の適用範囲がこれに限定されないことは勿論である。すなわちステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置、さらに、ステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置、又はプロキシミティ方式の露光装置、ミラープロジェクション・アライナーなどにも、本発明は適用できる。
　露光装置の用途としては半導体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液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置や、有機ＥＬ、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシン及びＤＮＡチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用される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。
　また、照明光ＩＬは、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）に限らず、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などの紫外光や、Ｆ2レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光であっても良い。例えば真空紫外光としてＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。
　また、上記実施形態では、露光装置の照明光ＩＬとしては波長１００ｎｍ以上の光に限らず、波長１００ｎｍ未満の光を用いても良いことはいうまでもない。例えば、近年、７０ｎｍ以下のパターンを露光するために、ＳＯＲやプラズマレーザを光源として、軟Ｘ線領域（例えば５～１５ｎｍの波長域）のＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光を発生させるとともに、その露光波長（例えば１３．５ｎｍ）の下で設計されたオール反射縮小光学系、及び反射型マスクを用いたＥＵＶ露光装置の開発が行われている。この装置においては、円弧照明を用いてマスクとウエハを同期走査してスキャン露光する構成が考えられるので、かかる装置にも本発明を適用することができる。この他、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置にも本発明を適用できる。
　また、上記実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスク（レチクル）を用いたが、このレチクルに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて、透過パターンまたは反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク（又は可変成形マスク、例えば非発光型画像表示素子（空間光変調器とも呼ばれる）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）などを含む）を用いても良い。かかる可変成形マスクを用いる場合には、前述のアライメントマークの検出結果を考慮して、ウエハ上の複数の区画領域のうち、アライメントマーク検出時に露光していたショット領域より後に露光が行われる少なくとも一つの別のショット領域の露光の際に、電子データに基づいて形成すべき、透過パターン又は反射パターンを変化させることで、ウエハとパターン像との相対位置制御を行っても良い。
　また、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、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した調整方法によりパターンの転写特性が調整される上記実施形態の露光装置で、マスクに形成されたパターンを感光物体上に転写するリソグラフィステップ、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）、検査ステップ等を経て製造される。この場合、リソグラフィステップで、パターンの転写特性が調整される上記実施形態の露光装置が用いられるので、高集積度のデバイスの生産性を向上することが可能である。
　以上説明したように、本発明の移動体装置は、ガイド面を有するベース上で移動体を駆動するのに適している。また、本発明の露光装置は、物体を露光してパターンを形成するのに適している。

Claims (11)

  1. 　ガイド面を有するベースと；
    　前記ガイド面上を移動する移動体と；
    　前記ベースに設けられた第１部材と前記移動体に設けられた第２部材とを含み、前記第１部材と前記第２部材とが協働することで、前記ベースと前記移動体との間に前記移動体を前記ガイド面に沿って移動させる推力を生じさせる平面モータと；
    　前記平面モータの推力によって前記移動体が移動する際に発生する、前記ベースと前記移動体とを含む系の重心を中心に生じる回転力をキャンセルする方向の力を、前記ベースに作用させるキャンセル装置と；を備える移動体装置。
  2. 　請求項１に記載の移動体装置において、
    　前記キャンセル装置は、前記ベースに対して、前記ガイド面に直交する方向の力を、前記ガイド面に平行な面内に関する位置が異なる少なくとも３つの作用点に作用させる移動体装置。
  3. 　請求項１または請求項２に記載の移動体装置において、
    　前記キャンセル装置は、
    　前記ガイド面に直交する直交軸方向に移動する質量体と；
    　前記ベースに設けられ、前記質量体を前記直交軸方向に案内するガイドと；
    　前記移動体の移動に応じて、前記質量体を前記ガイドに対して移動させるアクチュエータと；を有する移動体装置。
  4. 　ガイド面を有するベースと；
    　前記ガイド面上を移動する移動体と；
    　前記ベースと前記移動体との間に、前記移動体を前記ガイド面に沿って移動させる推力を生じさせる駆動系と；
    　前記移動体の移動により、前記ベースと前記移動体とを含む系の重心を中心に生じる回転力をキャンセルする方向の力を、前記ベースに作用させるキャンセル装置と；を備え、
    　前記キャンセル装置は、前記ガイド面に直交する直交軸方向に移動する質量体と、前記ベースに設けられて前記質量体を前記直交軸方向に案内するガイドと、前記移動体の移動に応じて前記質量体を前記ガイドに対して移動させるアクチュエータとを有する移動体装置。
  5. 　請求項４に記載の移動体装置において、
    　前記駆動系は、前記移動体に設けられた可動子と、前記ベースに設けられ、前記可動子との間に前記推力を作用させる固定子とを有する平面モータである移動体装置。
  6. 　請求項３～５のいずれか一項に記載の移動体装置において、
    　前記アクチュエータは、前記ガイド面に平行な面内の前記ベースと前記移動体とを含む系の重心と、前記作用点との距離に応じた加速度で、前記質量体を駆動する移動体装置。
  7. 　請求項３～６のいずれか一項に記載の移動体装置において、
    　前記アクチュエータは、前記移動体の加速度の大きさに応じた加速度で、前記質量体を駆動する移動体装置。
  8. 　請求項１～７のいずれか一項に記載の移動体装置において、
    　前記移動体は、前記ガイド面と対向する対向面と、該対向面より上部に設けられて前記物体を保持する保持面とを有し、前記推力は前記対向面と前記ガイド面との間に生じる移動体装置。
  9. 　請求項１～８のいずれか一項に記載の移動体装置において、
    　前記ベースは、前記移動体に作用する前記推力の反力によって、前記推力の向きと反対の向きへ移動可能に支持されている移動体装置。
  10. 　請求項１～９のいずれか一項に記載の移動体装置において、
    　前記ベースは、前記ガイド面に直交する方向に微少駆動可能に支持されている移動体装置。
  11. 　エネルギビームの照射により物体を露光する露光装置であって、
    　前記物体が前記移動体に保持される請求項１～１０のいずれか一項に記載の移動体装置を備える露光装置。
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