(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガイドの案内面に沿って移動自在である移動ステージと、これを移動させる駆動手段と、前記移動ステージと前記案内面の間を非接触に保つための静圧軸受手段と、前記案内面の所定の部位に対向して移動するように前記移動ステージに保持された磁気手段を有し、前記案内面の少なくとも前記所定の部位が、絶縁層を介して複数の薄板磁性材を積層した積層磁性体の側面によって構成されていることを特徴とするステージ装置。
【請求項２】
案内面の所定の部位を除く残りの部分が、非磁性材料で作られていることを特徴とする請求項１記載のステージ装置。
【請求項３】
積層磁性体が、ガイドと別体であり、該ガイドから独立して支持されていることを特徴とする請求項１または２記載のステージ装置。
【請求項４】
積層磁性体の側面が、静圧軸受手段に対向していることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載のステージ装置。
【請求項５】
磁気手段が、直列に配設された２極の磁石を有し、積層磁性体の積層方向が、前記２極の磁石の着磁方向および配列方向に直交するように配設されていることを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項記載のステージ装置。
【請求項６】
静圧軸受手段と磁気手段が、移動ステージの移動方向に平行に配設されていることを特徴とする請求項１ないし５いずれか１項記載のステージ装置。
【請求項７】
ガイドの案内面に沿って移動自在である移動ステージと、これを移動させる駆動手段と、前記移動ステージと前記案内面の間を非接触に保つための静圧軸受手段と、前記案内面に対向するように前記移動ステージに保持された磁気手段を有し、前記案内面が、絶縁層を介して複数の薄板磁性材を積層した積層磁性体の側面によって構成されていることを特徴とするステージ装置。
【請求項８】
移動ステージが、案内面に沿って２軸の方向に移動自在であることを特徴とする請求項７記載のステージ装置。
【請求項９】
ガイドが、移動ステージを２軸のうちの一方に沿って案内するための第２の案内面を有することを特徴とする請求項８記載のステージ装置。
【請求項１０】
ガイド全体が積層磁性体によって構成されていることを特徴とする請求項７ないし９いずれか１項記載のステージ装置。
【請求項１１】
第２の案内面が非磁性材料によって作られていることを特徴とする請求項９記載のステージ装置。
【請求項１２】
請求項７ないし１１いずれか１項記載のステージ装置と、これに保持された被露光体を露光する露光手段を有する露光装置。
【請求項１３】
請求項１ないし６いずれか１項記載のステージ装置と、これに保持された原版を通して被露光体を露光する露光手段を有する露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体露光装置のなかで、特に、レチクルパターンを円弧状あるいは矩形状の帯状領域に限定してウエハ等基板（以下、「基板」という。）に結像させ、レチクルと基板を同期的に走査させることによって、レチクルパターン全体を露光して基板に転写するいわゆる走査型の露光装置のステージ装置およびこれを用いた露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
原版であるレチクルと基板を同期的に走査させてレチクルパターン全体を基板に転写するいわゆる走査型の露光装置においては、レチクルや基板の走査速度を極めて高精度で安定して制御することのできるステージ装置が必要であり、このようなステージ装置の駆動部には、リニアモータを用いるのが一般的である。
【０００３】
図１１は、一従来例によるステージ装置を示すもので、これは、図示しないベース上に固定された平板状のガイド１１０２と、ガイド１１０２に沿って所定の走査方向（Ｙ軸方向）に往復移動自在であるレチクルステージ１１０３と、レチクルステージ１１０３の走行路に沿ってその両側にベースと一体的に配設された一対のリニアモータ固定子１１０４，１１０５と、レチクルステージ１１０３の両側面とそれぞれ一体的に設けられた一対のリニアモータ可動子１１０６，１１０７を有し、リニアモータ固定子１１０４，１１０５とリニアモータ可動子１１０６，１１０７はそれぞれレチクルステージ１１０３を走査方向に加速減速する一対のリニアモータＲ1 ，Ｒ2 を構成する。レチクルステージ１１０３は図６に示すエアスライド（静圧軸受装置）Ｅ0 によってガイド１１０２に非接触で案内される。
【０００４】
各リニアモータ固定子１１０４，１１０５は、ガイド１１０２に沿って直列に配設された複数のコイル１１０４ａ，１１０５ａとこれを支持するコイル台１１０４ｂ，１１０５ｂからなる多相コイル切り換え方式のリニアモータ固定子であって、各コイル列はリニアモータ可動子１１０６，１１０７の開口１１０６ａ，１１０７ａを貫通する。コイル１１０４ａ，１１０５ａに図示しない電源から逐次駆動電流が供給されてこれらが励磁されると、リニアモータ可動子１１０６，１１０７との間に推力が発生し、これによってレチクルステージ１１０３が加速あるいは減速される。
【０００５】
レチクルステージ１１０３上にはレチクル１１４０が吸着され、その下方にはウエハステージ１２０３（図１３参照）によってウエハが保持されており、ウエハステージ１２０３もレチクルステージ１１０３と同様の駆動部を有し、同様に制御される。レチクル１１４０の一部分に照射された帯状の露光光Ｌ0 （断面を図１４に破線で示す）は、フレーム１２０４に支持された投影光学系１２０５によってウエハに結像し、その帯状領域を露光して、レチクルパターンの一部分を転写する。走査型の露光装置の各露光サイクルは、帯状の露光光Ｌ0 に対してレチクルステージ１１０３とウエハステージ１２０３を同期的に走行させることでレチクルパターン全体をウエハに転写するものであり、レチクルステージ１１０３とウエハステージ１２０３の走行中はその位置をレーザ干渉計１１０８，１２０８によってそれぞれ検出して駆動部にフィードバックする。リニアモータＲ1 ，Ｒ2 によるレチクルステージ１１０３の加速減速および露光中の速度制御は以下のように行なわれる。
【０００６】
図１４に平面図で示すように、例えば、レチクルステージ１１０３が走査方向の図示左端にありレチクルの走査方向の幅の中心Ｏ0 が加速開始位置Ｐ1 に位置しているときにリニアモータＲ1 ，Ｒ2 の図示右向きの推力による加速が開始され、レチクル１１４０の前記中心Ｏ0 が加速終了位置Ｐ2 に到達したときに加速が停止され、以後はリニアモータＲ1 ，Ｒ2 がレチクルステージ１１０３の走査速度を一定に制御する働きのみをする。レチクル１１４０の中心Ｏ0 が減速開始位置Ｐ3 に到達するとリニアモータＲ1 ，Ｒ2 の図示左向きの推力による減速が開始され、レチクル１１４０の中心Ｏ0 が減速終了位置Ｐ4 に到達したときにレチクルステージ１１０３の走行が停止される。
【０００７】
このような加速減速サイクルにおいて、レチクルステージ１１０３が図示右向きに走行して、レチクル１１４０の中心Ｏ0 が加速終了位置Ｐ2 に到達すると同時に露光光Ｌ0 がレチクルパターンの図示右端に入射して露光が開始され、レチクル１１４０の中心Ｏ0 が減速開始位置Ｐ3 に到達したときにレチクルパターンの全面の露光が完了する。レチクル１１４０の露光中すなわち、レチクルパターンが露光光Ｌ0 を横切って走行する間はレチクルステージ１１０３が一定の走査速度に制御され、これと同期して、ウエハステージ１２０３の走査速度も同様に制御される。なお、露光開始時のウエハとレチクル１１４０の相対位置は厳密に管理され、露光中のウエハとレチクル１１４０の速度比は、両者の間の投影光学系１２０５の縮小倍率に正確に一致するように制御され、露光終了後は両者を適当に減速させる。
【０００８】
次に、ガイド１１０２上のレチクルステージ１１０３を非接触で支持するエアスライドＥ0 について説明する。図１２はレチクルステージ１１０３の裏面に設けられたエアスライドＥ0 をレチクルステージ１１０３から分離してガイド１１０２上に残し、レチクルステージ１１０３とリニアモータ可動子１１０６，１１０７およびリニアモータ固定子１１０４，１１０５のコイル１１０４ａ，１１０５ａを上昇させることで、エアスライドＥ0 を露出させた状態を示すものである。
【０００９】
エアスライドＥ0 は、４個のエアパッド１１１１〜１１１４を有し、そのうちの３個は、ガイド１１０２の上面に対向する下向きパッド１１１１〜１１１３であり、残りの１つは、ガイド１１０２の一側面に対向して配設される側面パッド１１１４である。各下向きパッド１１１１〜１１１３は、ガイド１１０２の上面に加圧空気を噴出し、その静圧によってレチクルステージ１１０３をガイド１１０２の上面から浮上させる。また、側面パッド１１１４は、ガイド１１０２の側面に向かって加圧空気を噴出し、その静圧によってレチクルステージ１１０３の側板１１０３ａをガイド１１０２の側面から浮上させる。
【００１０】
３個の下向きパッド１１１１〜１１１３は、それぞれレチクルステージ１１０３を露光光の光軸（Ｚ軸）に垂直な平面（ＸＹ平面）内で３点支持するように配設され、各下向きパッド１１１１〜１１１３に供給される加圧空気の圧力を制御することで、レチクルステージ１１０３のＺ軸方向の位置（高さ）と、ωＸ，ωＹ軸方向の位置（傾斜）すなわちピッチング等を制御することができる。また、側面パッド１１１４は、レチクルステージ１１０３のＸ軸方向の位置を制御することができる。
【００１１】
エアスライドＥ0 はこのように、合計４個のエアパッド１１１１〜１１１４によって、ガイド１１０２上のレチクルステージ１１０３を非接触で支持し、その高さや姿勢（４軸方向の位置）を厳密に管理しながら走査方向に案内するように構成されている。
【００１２】
なお、各エアパッド１１１１〜１１１４はレチクルステージ１１０３の裏面に固着され、各エアパッド１１１１〜１１１４の両側には、一対の予圧ユニット１１２１〜１１２４が配設される。各予圧ユニット１１２１〜１１２４は、互に逆向きの磁極を有する２極の磁石１１３１，１１３２と、これらの背面に接合されたバックヨーク１１３３からなり、第１の磁石１１３１のＮ極から出た磁束が、ガイド１１０２を経て第２の磁石１１３２に入り、バックヨーク１１３３を通って第１の磁石１１３１に戻る磁気回路によって、レチクルステージ１１０３とガイド１１０２の間に磁気的吸引力を発生させる。この磁気的吸引力は各エアパッド１１１１〜１１１４の静圧と逆向きに作用して軸受剛性を強化し、レチクルステージ１１０３とガイド１１０２の間に５ミクロン程度のエアギャップを維持する。
【００１３】
ガイド１１０２の材質は、各予圧ユニット１１２１〜１１２４の磁束を通すために強磁性体であることが必要であり、しかもレチクルステージ１１０３に対向する上面や側面には高い面精度が要求され、このために加工時に硬さが必要であるから、焼き入れ処理を施した鉄を用いるのが一般的である。
【００１４】
ウエハステージ１２０３のエアスライドやガイドも上記と同様に構成され、同様のリニアモータによって走査される。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の技術によれば、前述のように、レチクルステージ等のガイドの材質が鉄等の強磁性体であるために、エアスライド（静圧軸受装置）の予圧ユニットを構成する磁石の移動に伴なってガイドに渦電流が発生し、これによって、リニアモータの駆動力に抗して作用するいわゆる粘性抵抗が増大する。その結果、リニアモータの駆動効率が著しく低下するという未解決の課題がある。
【００１６】
また、エアスライドは非接触であるから、レチクルステージを所定の走査速度まで加速したのちは、加速を停止してもレチクルステージの走査速度はほとんど減速することなく、逆向きの加速力による減速が開始されるまでわずかな推力によって前記走査速度を保つことができるはずである。ところが、ガイドに渦電流が発生すると、これによる粘性抵抗に打ち勝つだけの推力を付加しなければならず、露光中の必要駆動力が増大し、リニアモータに供給する電流量が大きくなる。このように露光中の必要駆動力が増大すると、リニアモータの発熱等によってレチクルステージに熱歪を発生する等のトラブルを誘発する。
【００１７】
特に、前述のように多相コイル切り換え方式のリニアモータを用いた場合は、コイル切り換えによってこれと同じ周期で数％の推力むらを発生するため、ガイドの粘性抵抗に打ち勝つようにリニアモータの駆動量を大きくすると、上記の推力むらが外乱となって露光中のレチクルステージの走査速度に影響し、露光装置の転写精度を悪化させる。
【００１８】
この傾向は、レチクルステージ等の走査速度が大きくなるほど顕著であるため、露光装置を高速化して生産性を向上させるうえでの大きな障害となっている。
【００１９】
本発明は、上記従来の技術の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであり、ガイドの渦電流による粘性抵抗を低減してリニアモータの駆動効率を向上させ、露光装置の高速化と転写精度の向上に大きく貢献できるステージ装置およびこれを用いた露光装置を提供するものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のステージ装置は、ガイドの案内面に沿って移動自在である移動ステージと、これを移動させる駆動手段と、前記移動ステージと前記案内面の間を非接触に保つための静圧軸受手段と、前記案内面の所定の部位に対向して移動するように前記移動ステージに保持された磁気手段を有し、前記案内面の少なくとも前記所定の部位が、絶縁層を介して複数の薄板磁性材を積層した積層磁性体の側面によって構成されていることを特徴とする。
【００２１】
案内面の所定の部位を除く残りの部分が、非磁性材料で作られているとよい。
【００２２】
積層磁性体が、ガイドと別体であり、該ガイドから独立して支持されているとよい。
【００２３】
積層磁性体の側面が、静圧軸受手段に対向していてもよい。
【００２４】
また、ガイドの案内面に沿って移動自在である移動ステージと、これを移動させる駆動手段と、前記移動ステージと前記案内面の間を非接触に保つための静圧軸受手段と、前記案内面に対向するように前記移動ステージに保持された磁気手段を有し、前記案内面が、絶縁層を介して複数の薄板磁性材を積層した積層磁性体の側面によって構成されていることを特徴とするステージ装置であってもよい。
【００２５】
ガイド全体が積層磁性体によって構成されていてもよい。
【００２６】
【作用】
積層磁性体と磁気手段の間の磁気的吸引力によって移動ステージを案内面に向かって吸引（付勢）し、静圧軸受手段の軸受剛性を強化する。
【００２７】
磁気手段が移動ステージとともに移動するときに発生する渦電流は、積層磁性体の絶縁層によって分断される。その結果、前記渦電流による粘性抵抗を大幅に低減し、走査ステージの定速走査中に必要な推力を低減できる。このようにして、露光中の駆動手段の発熱や推力むらによるトラブルを防ぎ、露光装置の転写精度を大幅に改善するとともに、高速化による生産性の向上にも大きく貢献できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２９】
図１は、第１実施例によるステージ装置を示すもので、これは、防振ベース１上に固定された平板状のガイド２と、ガイド２に沿って走査方向（Ｙ軸方向）に往復移動自在な移動ステージであるレチクルステージ３と、レチクルステージ３の走行路に沿ってその両側に防振ベース１と一体的に配設された一対のリニアモータ固定子４，５と、レチクルステージ３の両側面とそれぞれ一体的に設けられた一対のリニアモータ可動子６，７を有し、リニアモータ固定子４，５とリニアモータ可動子６，７はそれぞれレチクルステージ３を走査方向に加速減速する駆動手段である一対のリニアモータを構成する。レチクルステージ３は、図２に示すエアスライドＥ1 によってガイド２に非接触で案内される。
【００３０】
各リニアモータ固定子４，５は、ガイド２に沿って直列に配設された複数のコイル４ａ，５ａとこれを支持するコイル台４ｂ，５ｂからなる多層コイル切り換え方式のリニアモータ固定子であり、リニアモータ可動子６，７の開口６ａ，７ａを貫通する。コイル４ａ，５ａに図示しない電源から逐次駆動電流が供給されてこれらが励磁されると、リニアモータ可動子６，７との間に推力が発生し、これによってレチクルステージ３が加速あるいは減速される。
【００３１】
レチクルステージ３上には原版であるレチクル３０が吸着され、その下方には、ウエハステージによって被露光体であるウエハが保持されており、ウエハステージもレチクルステージ３と同様の駆動部を有し、同様に制御される。露光手段である図示しない光源からレチクル３０の一部分に照射された帯状の露光光は、従来例と同様に投影光学系によってウエハに結像し、その帯状領域を露光して、レチクルパターンの一部分を転写する。
【００３２】
レチクルステージ３とウエハステージを同期的に走行させることでレチクルパターン全体をウエハに転写する。この間、レチクルステージ３とウエハステージの位置をレーザ干渉計によってそれぞれ検出して駆動部にフィードバックする。前記リニアモータによるレチクルステージ３の加速、減速および露光中の速度制御は従来例と同様である。次にエアスライドＥ1 について説明する。
【００３３】
図２に示すように、エアスライドＥ1 は、４個のエアパッドユニット１１〜１４を有し、そのうちの３個はガイド２の案内面である上面に対向する下向きパッドユニット１１〜１３であり、残りの１個は、ガイド２の案内面である一側面に対向して配設される側面パッドユニット１４である。各下向きパットユニット１１〜１３は、ガイド２の上面に加圧空気を噴出し、その静圧によってレチクルステージ３をガイド２の上面から浮上させる。また、側面パッドユニット１４は、ガイド２の側面に向かって加圧空気を噴出し、その静圧によってレチクルステージ３の側板３ａをガイド２の側面から浮上させる。
【００３４】
各エアパッドユニット１１〜１４は、Ｙ軸方向に長尺な静圧軸受手段である一対のエアパッド２１，２２と、その間に配設された磁気手段である予圧ユニット２３を有する。予圧ユニット２３は、ガイド２に沿ってＹ軸方向にのびる棒状の積層磁性体２４の側面に対向して配設され、予圧ユニット２３と積層磁性体２４の間の間隙寸法は０．５ｍｍ程度である。予圧ユニット２３は、直列に配設した２極の磁石２３ａ，２３ｂと、これらの背面に接合されたバックヨーク２３ｃからなり、第１の磁石２３ａのＮ極から出た磁束が、積層磁性体２４を経て第２の磁石２３ｂに入り、バックヨーク２３ｃを通って第１の磁石２３ａに戻る磁気回路によって、レチクルステージ３をガイド２に向かって吸引する磁気的吸引力を発生させる。この磁気的吸引力は、エアパッド２１，２２の静圧と逆向きに作用する予圧として軸受剛性を強化し、レチクルステージ３とガイド２の間に５ミクロン程度のエアギャップを維持する。
【００３５】
積層磁性体２４は、ガイド２の上面に２本、ガイド２の側面に１本、合計３本設けられる。ガイド２の上面の２本の積層磁性体２４は、それぞれガイド２の上面に形成された溝２ａに収容されてＹ軸方向にのびており、その両端のそれぞれを支持体２５によって支持され、各支持体２５は、ガイド２やコイル台４ｂから独立しており、これらとともに防振ベース１に支持されている。ガイド２の側面の積層磁性体２４も同様に、ガイド２の側面に設けられた溝２ａに収容されてＹ軸方向にのびており、その両端を支持体２５によって支持されている。
【００３６】
各溝２ａの断面寸法は、ガイド２と別体である積層磁性体２４に接触しないように充分大きく設定される。また、前述のように、各エアパッドユニット１１〜１４のエアパッド２１，２２とガイド２の上面、側面との間の隙間寸法（エアギャップ）は５ミクロン程度であり、このために、エアパッド２１，２２が対向するガイド２の上面および側面は極めて高い面精度に加工することが必要であるが、積層磁性体２４と磁石２３ａ，２３ｂの間は０．５ｍｍ程度の隙間でよい。従って、積層磁性体２４にはガイド２のような高精度の仕上げを必要としない。
【００３７】
ガイド２の材質は、非磁性材料でしかも加工が比較的容易であるセラミックである。各積層磁性体２４は、図３に拡大して示すように、エアパッド２１，２２の軸受面に垂直で、レチクルステージ３の走査方向（Ｙ軸方向）に長尺である複数の薄板磁性材２４ａを絶縁層である薄板絶縁材２４ｂを介して重ね合わせた積層体であり、その側面が予圧ユニット２３に対向し、積層方向Ａ、すなわち各薄板磁性材２４ａと各薄板絶縁材２４ｂの厚さ方向が、各予圧ユニット２３の２極の磁石２３ａ，２３ｂの配列方向と着磁方向の双方に対して直交するように配設される。
【００３８】
本実施例においては、ガイド２の上面に対向するエアパッドユニットすなわち下向きパッドユニット１１〜１３のそれぞれの予圧ユニット２３の２極の磁石２３ａ，２３ｂの配列方向がレチクルステージ３の走査方向と同じＹ軸方向で、各磁石２３ａ，２３ｂの着磁方向がガイド２の上面に垂直、すなわちＺ軸方向である。従って、各下向きパッドユニット１１〜１３の予圧ユニット２３に対向する積層磁性体２４の積層方向Ａは、Ｘ軸方向すなわち、ガイド２の上面に平行でレチクルステージ３の走査方向と直交する方向である。また、側面パッドユニット１４については、その予圧ユニット２３の２極の磁石２３ａ，２３ｂの配列方向がレチクルステージ３の走査方向と同じＹ軸方向で、各磁石２３ａ，２３ｂの着磁方向がガイド２の側面に垂直、すなわちＸ軸方向であるから、側面パッドユニット１４の予圧ユニット２３に対向する積層磁性体２４の積層方向Ａは、Ｚ軸方向すなわち、ガイド２の側面に平行で、レチクルステージ３の走査方向と直交する方向である。
【００３９】
前述のように、エアスライドＥ1 の各予圧ユニット２３の磁気回路は、２極の磁石２３ａ，２３ｂの一方から出てこれらの磁極の配列方向に積層磁性体２４内を進み、２極の磁石２３ａ，２３ｂの他方へ入ってこれを着磁方向に貫通して、バックヨーク２３ｃ内を前記と逆向きに進んで２極の磁石２３ａ，２３ｂの一方へ戻る磁束によって構成される。このような磁束に対して、積層磁性体２４の積層方向Ａが直交しているため、リニアモータが駆動されたとき、各予圧ユニット２３の移動によって積層磁性体２４に発生する渦電流の電流路は、薄板絶縁材２４ｂによって寸断される結果となる。従って、ガイド２全体が鉄等の磁性体である場合や、積層磁性体２４の替わりに棒状の鉄等の磁性体を各予圧ユニット２３に対向させた場合に比べて、リニアモータの駆動効率を低下させる渦電流の電流量は大幅に低減される。
【００４０】
なお、エアスライドＥ1 の移動によって発生する渦電流は、積層磁性体の側面における薄板磁性材と薄板絶縁材の面積比に比例するものであり、渦電流による粘性抵抗すなわちエネルギー損失は、前記面積比の自乗に比例する。
【００４１】
従来例のように渦電流に打ち勝つ推力をレチクルステージ３に付加する必要がないため、露光中のリニアモータの駆動電流は極くわずかですみ、リニアモータの発熱等によって転写精度が劣化するおそれはない。また、リニアモータに推力むら等があっても、露光中のリニアモータの推力自体が微小であるから、転写精度に影響を与えるような外乱となるおそれもない。
【００４２】
その結果、走査型の露光装置の転写精度を大幅に向上できる。
【００４３】
また、ガイドの渦電流による粘性抵抗は、レチクルステージ等の走査速度が大きくなるほど増大するため、ガイド全体が焼き入れ鋼等である場合は、レチクルやウエハの走査速度を充分に速くすることができず、露光工程の高速化の大きな障害となっていたが、本実施例は、このようなトラブルを回避することで、レチクルステージ等の走査速度を速くして、露光装置の生産性の向上に大きく貢献できる。
【００４４】
本実施例においては、予圧ユニットの両側に一対のエアパッドを設けたエアパッドユニットを用いているが、一対の予圧ユニットの間にエアパッドを配設したものでもよい。さらに、予圧ユニットとエアパッドをＹ軸方向にずらして配設することもできる。
【００４５】
図４は一変形例を示す。これは、長尺の棒状体である積層磁性体２４をガイド２と別体に設ける替わりに比較的幅の広い長尺の積層磁性体５４をガイド４２に一体化し、各エアパッドユニット４１〜４４の軸受面全体に積層磁性体５４の側面が対向するように構成したものである。各エアパッドユニット４１〜４４は、一対の予圧ユニット５３とその間に配設されたエアパッド５１を有し、ガイド４２の上面に対向するエアパッドユニットすなわち下向きパッドユニット４１〜４３においては、それぞれの予圧ユニット５３の２極の磁石５３ａ，５３ｂの配列方向がレチクルステージ３の走査方向、すなわちＹ軸方向になるように配設される。２極の磁石５３ａ，５３ｂの着磁方向はガイド４２の上面に垂直、すなわちＺ軸方向であるから、各下向きパッドユニット４１〜４３の予圧ユニット５３に対向する積層磁性体５４の積層方向は、Ｘ軸方向すなわち、ガイド４２の上面に平行でレチクルステージ３の走査方向と直交する方向である。また、側面パッドユニット４４においては、その予圧ユニット５３の２極の磁石５３ａ，５３ｂの配列方向がレチクルステージ３の走査方向と同じＹ軸方向で、各磁石５３ａ，５３ｂの着磁方向がガイド４２の側面に垂直、すなわちＸ軸方向であるから、側面パッドユニット４４の予圧ユニット５３に対向する積層磁性体５４の積層方向は、Ｚ軸方向すなわち、ガイド４２の側面に平行で、レチクルステージ３の走査方向と直交する方向である。
【００４６】
このように、ガイド４２の、各エアパッドユニット４１〜４４に対向する部分全体を積層磁性体５４の側面によって構成すれば、予圧ユニットとエアパッドをレチクルステージ３の走査方向に交差する方向、すなわちＸ軸方向やＺ軸方向に平行に配設したエアパッドユニット等を用いることもできるため、ステージ装置の設計上の制約が軽減されるという利点がある。
【００４７】
図５はさらに別の変形例を示す。これは、ガイド６２の両端に一対の積層磁性体７４を一体化したものである。各積層磁性体７４は、方形板状の薄板磁性材を数多くＹ軸方向に積層して柱状体を形成し、その側面が、各エアパッド６１〜６４の予圧ユニット７３に対向するように配設したものである。ガイド６２の上面に対向するエアパッドユニットすなわち下向きパッドユニット６１〜６３においては、それぞれの予圧ユニット７３の２極の磁石７３ａ，７３ｂの配列方向がＸ軸方向で、各磁石７３ａ，７３ｂの着磁方向がガイド６２の上面に垂直、すなわちＺ軸方向である。また、側面パッドユニット６４においては、その予圧ユニット７３の２極の磁石７３ａ，７３ｂの配列方向がＺ軸方向で、各磁石７３ａ，７３ｂの着磁方向がガイド６２の側面に垂直、すなわちＸ軸方向である。
【００４８】
一対の積層磁性体７４のうちの一方は、直交する２つの側面が下向きパッドユニット６２，６３と側面パッドユニット６４にそれぞれ対向しており、図４の装置のように３個の積層磁性体を用いる場合に比べて、組立部品点数が少なくてすむいう利点がある。
【００４９】
図６は第２実施例による露光装置のウエハステージを示すもので、これは、ガイドである定盤１１０上をＹ軸方向に往復移動自在な移動ステージであるＹステージ１２０と、Ｙステージ１２０上をＸ軸方向に往復移動自在な移動ステージであるＸステージ１３０と、Ｙステージ１２０をＹ軸方向に移動させる駆動手段である一対のＹリニアモータ１４０と、Ｘステージ１３０をＸ軸方向に移動させる駆動手段であるＸリニアモータ１５０を有するステージ装置である。
【００５０】
定盤１１０は、Ｘステージ１３０の下面を図７に示すエアスライドＥ2 を介して非接触で支持する案内面であるＸＹガイド面を有する。定盤１１０のＸ軸方向の一端には、Ｙステージ１２０をＹ軸方向に案内するＹガイド１１１が立設され、Ｙガイド１１１のＹガイド面１１１ａとＹステージ１２０の間も、図示しないエアスライドによって非接触に保たれている。Ｙリニアモータ１４０が駆動されると、Ｙステージ１２０が定盤１１０のＸＹガイド面上をＹガイド１１１に沿って移動する。
【００５１】
Ｙステージ１２０は、一対のＹスライダ１２１と両者の間に配設された一対のＸガイド１２２からなる長尺の枠体であり、両Ｙスライダ１２１の下面が定盤１１０のＸＹガイド面に面している。また、一方のＹスライダ１２１は他方よりＹ軸方向に長尺であり、その側面１２１ａがＹガイド１１１のＹガイド面に面しており、前述のようにエアスライドを介して非接触に案内される。両Ｙスライダ１２１はそれぞれ、連結板１２３を介してＹリニアモータ１４０の可動子１４１に連結され、連結板１２３はＹリニアモータ１４０の可動子１４１とＹステージ１２０の双方と一体的に結合されている。
【００５２】
Ｘステージ１３０は、一対の天板１３１と両者の間に配設された一対の側板１３２からなる中空枠体であり、その中空部をＹステージ１２０の両Ｘガイド１２２とＸリニアモータ１５０の固定子１５２が貫通している。下方の天板１３１の底面は定盤１１０のＸＹガイド面に面しており、上方の天板１３１の上面は図示しない被露光体であるウエハを吸着保持するウエハ保持面を形成している。
【００５３】
Ｘステージ１３０の両側板１３２の内面１３２ａは、Ｙステージ１２０の両Ｘガイド１２２の外側面であるＸガイド面１２２ａに面しており、エアパッド等によって非接触に案内される。
【００５４】
各Ｙリニアモータ１４０は、前述のように連結板１２３と一体的に結合された可動子１４１と、その開口部を貫通する固定子１４２を有する。固定子１４２は、Ｙ軸方向に配列されたコイル列４２ａとその両端を支持する固定部材１４２ｂを有し、可動子１４１は、互に対向する磁石１４１ａを保持する一対のヨーク１４１ｂと、これらの両端に固着された一対のアルミ板１４１ｃからなる中空枠体である。
【００５５】
両Ｙリニアモータ１４０の固定子１４２のコイル列１４２ａのコイルに電流を供給すると、可動子１４１の磁石１４１ａに対向するコイル面に沿ってローレンツ力による推力が発生し、Ｙステージ１２０をＹ軸方向に移動させる。
【００５６】
Ｘステージ１３０をＹステージ１２０のＸガイド１２２に沿って移動させるＸリニアモータ１５０の可動子１５１は、Ｘステージ１３０の上方の天板１３１の下面に固着された中空枠体であり、Ｙリニアモータ１４０の可動子１４１と同様に、互に対向する磁石１５１ａを保持する一対の鉄板と、これらの両端に固着された一対のアルミ板からなる。
【００５７】
Ｘリニアモータ１５０の固定子１５２は、Ｘ軸方向に配列された図示しないコイル列１５２ａとこれを支持する支持体１５２ｂを有し、コイル列１５２ａの各コイルに電流を供給することによって、可動子１５１にローレンツ力による推力が発生し、Ｘステージ１３０がＹステージ１２０のＸガイド１２２に沿ってＸ軸方向に移動する。
【００５８】
Ｘステージ１３０は、Ｙリニアモータ１４０、Ｘリニアモータ１５０等を前述のように駆動することで、ウエハをステップを移動させ、ウエハの各露光画角を投影光学系の直下の露光位置へ位置決めする。第１実施例と同様のレチクルステージに保持された原版であるレチクルに対するアライメントを行ない、図示しない露光手段である光源から発生された帯状断面の露光光に対して、レチクルとウエハをＸ軸方向に同期的に走査させることで露光画角全体を露光する。
【００５９】
エアスライドＥ2 は、方形枠形に配設された４個の静圧軸受手段であるエアパッドと、これらの間に配設された４個の磁気手段である予圧ユニット２２１を有し、エアパッド２１１と予圧ユニット２２１はすべてＸステージ１３０の下方の天板１３１に保持され、定盤１１０のＸＹガイド面に下向きに対向している。
【００６０】
定盤１１０は、複数の薄板磁性材１１０ａを絶縁層である薄板絶縁材１１０ｂを介して積層した積層磁性体であり、一側面が前述のＸＹガイド面を構成する。各予圧ユニット２２１は、２極の磁石２２１ａ，２２１ｂと、これらの背面に接合されたバックヨーク２２１ｃからなり、一方の磁石２２１ａのＮ極から出た磁束が、定盤１１０を経て他方の磁石２２１ｂに入り、バックヨーク２２１ｃを通ってもとの磁石２２１ａに戻る磁気回路によって、Ｘステージ１３０と定盤１１０の間に磁気的吸引力を発生させる。この磁気的吸引力は、各エアパッド２２１の静圧と逆向きに作用する予圧として軸受剛性を強化し、Ｘステージ１３０と定盤１１０の間に５ミクロン程度のエアギャップを維持する。
【００６１】
定盤１１０を構成する積層磁性体の積層方向は、ＸＹガイド面に平行であってウエハの走査方向すなわちＸステージ１３０の移動方向（Ｘ軸方向）と直交する方向すなわちＹ軸方向であり、各予圧ユニット２２１の２極の磁石２２１ａ，２２１ｂの配列方向はＸ軸方向である。従って、Ｘステージ１３０とともにエアスライドＥ2 がＸ軸方向に移動したときに、各予圧ユニット２２１の移動によって定盤１１０に発生する渦電流は薄板絶縁材１１０ｂによって寸断される結果となり、定盤全体がムクの磁性体である場合に比べて渦電流による粘性抵抗が大幅に低減される。
【００６２】
その結果、第１実施例と同様に露光装置の生産性と転写精度を大きく改善できる。
【００６３】
図８は、第２実施例の一変形例を示すもので、これは、定盤３１０とＹガイド３１１を双方とも積層磁性体によって構成し、第２の案内面であるＹガイド３１１のＹガイド面に対向するエアパッド４１１と磁気手段である予圧ユニット４２１をＹスライダ３２１ａに固定したもので、予圧ユニット４２１の２極の磁石４２１ａ，４２１ｂの配列方向はＺ軸方向である。本変形例は、ウエハの走査方向をＹ軸方向とＸ軸方向のいずれにも設定できるという利点を有する。
【００６４】
なお、定盤３１０とＹガイド３１１の積層方向は双方ともＹ軸方向であるから、Ｌ形の薄板磁性材と薄板絶縁材を積層することで定盤とＹガイドを一体的に製作してもよいし、定盤３１０の側面をＹガイドとして用いてもよい。
【００６５】
次に上記説明した露光装置を利用した半導体デバイスの製造方法の実施例を説明する。図９は半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、あるいは液晶パネルやＣＣＤ等）の製造フローを示す。ステップ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行なう。ステップ２（マスク製作）では設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。ステップ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００６６】
図１０は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では上記説明した露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。本実施例の製造方法を用いれば、従来は製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを製造することができる。
【００６７】
【発明の効果】
本発明は上述のとおり構成されているので、次に記載するような効果を奏する。
【００６８】
レチクルステージ等のガイドに発生する渦電流を低減して、リニアモータ等の駆動効率を向上させ、露光装置の高速化による生産性の向上と転写精度の改善に大きく貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例による走査ステージ装置を示す斜視図である。
【図２】図１の装置を分解して示す分解斜視図である。
【図３】図１の装置の一部分を拡大して示す拡大部分斜視図である。
【図４】第１実施例の第１の変形例を分解して示す分解斜視図である。
【図５】第１実施例の第２の変形例を分解して示す分解斜視図である。
【図６】第２実施例によるステージ装置を示す斜視図である。
【図７】図６の装置を分解して示す分解斜視図である。
【図８】第２実施例の一変形例を分解して示す分解斜視図である。
【図９】微小デバイスの製造工程を示すフローチャートである。
【図１０】ウエハプロセスを示すフローチャートである。
【図１１】一従来例を示す斜視図である。
【図１２】図１１の装置を分解して示す分解斜視図である。
【図１３】露光装置全体を説明する図である。
【図１４】レチクルステージの走査を説明する図である。
【符号の説明】
１    防振ベース
２，４２，６２    ガイド
３    レチクルステージ
４，５    リニアモータ固定子
６，７    リニアモータ可動子
１１〜１３，４１〜４３，６１〜６３    下向きパッドユニット（エアパッドユニット）
１４，４４，６４    側面パッドユニット（エアパッドユニット）
２１，２２，５１，７１，２１１，４１１    エアパッド
２３，５３，７３，２２１，４２１    予圧ユニット
２３ａ，２３ｂ，５３ａ，５３ｂ，７３ａ，７３ｂ，２２１ａ，２２１ｂ，４２１ａ，４２１ｂ    磁石
２３ｃ，２２１ｃ    バックヨーク
２４，５４，７４    積層磁性体
２５    支持体
３０    レチクル
１１０，３１０    定盤
１１１，３１１    Ｙガイド
１２０    Ｙステージ
１３０    Ｘステージ
１４０    Ｘリニアモータ
１５０    Ｙリニアモータ
【図１】
0003639681.tif 000002
【図２】
0003639681.tif 000003
【図３】
0003639681.tif 000004
【図４】
0003639681.tif 000005
【図５】
0003639681.tif 000006
【図６】
0003639681.tif 000007
【図７】
0003639681.tif 000008
【図８】
0003639681.tif 000009
【図９】
0003639681.tif 000010
【図１０】
0003639681.tif 000011
【図１１】
0003639681.tif 000012
【図１２】
0003639681.tif 000013
【図１３】
0003639681.tif 000014
【図１４】
0003639681.tif 000015