(57)【要約】【課題】安定且つ精密にステージを駆動制御する。【解決手段】  固定子が有する複数の電機子コイルを励磁切換することにより固定子（定盤）に対して可動子（基板ステージ）を駆動するステージ駆動系において、複数の電機子コイルのそれぞれに供給される励磁電流ＩＵ，ＩＷを時間ｔに対して連続的に増減することにより、それらの電機子コイルを励磁切換する。これにより、励磁電流の不連続性が生ずることなく、安定且つ精密な駆動が可能となる。【選択図】図８
2014096589.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子が有する複数のコイルを励磁切換することにより前記固定子に対して可動子を駆動する駆動装置であって、
一軸方向に配列された複数のコイルを有する固定子と、
前記複数のコイルに対向して配置された磁石を有する可動子と、
前記複数のコイルのそれぞれに、前記可動子を前記一軸方向及び前記固定子と前記可動子とが対向する方向にそれぞれ駆動するための第１及び第２励磁電流を含む励磁電流を供給する供給部と、
前記励磁電流を時間に対して連続的に増減することにより、前記複数のコイルを励磁切換する切換部と、
を備える駆動装置。
【請求項２】
前記第１及び第２励磁電流は、互いに異なる位相で正弦的に時間振動し、
前記切換部は、前記励磁電流の振幅を時間に対して連続的に増減する、請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記振幅の時間変化は、時間に対して少なくとも一階微分可能な関数を用いて与えられる、請求項２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記固定子に対する前記可動子の位置を測定する測定部をさらに備え、
前記切換部は、前記測定部の測定結果に従って前記複数のコイルを励磁切換する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項５】
前記切換部は、前記複数のコイルのうちの前記可動子に近づく第１コイルの励磁電流を増大し、前記可動子から離れる第２コイルの励磁電流を減少することにより、前記第１及び第２コイルの間で励磁切換する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項６】
前記第１及び第２励磁電流のそれぞれの振幅を制御することにより、前記可動子を前記一軸方向及び前記対向する方向に駆動する制御部をさらに備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項７】
前記供給部は、前記複数のコイルに該コイルの配列の順に２π／ｎ位相がずれた励磁電流を供給し、
前記切換部は、前記複数のコイルのうちの連続する少なくともｎのコイルを励磁する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項８】
前記複数のコイルは、さらに、前記一軸方向に交差する方向に配列され、
前記可動子は、前記固定子に対して前記交差する方向に移動可能であり、
前記切換部は、前記可動子の移動方向に応じて前記複数のコイルの中から励磁切換をするコイルを選択する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項９】
前記複数のコイルは、前記一軸方向の幅に対して前記一軸方向に交差する方向の幅が大きく、
前記切換部は、前記可動子が前記一軸方向に移動する場合に対して前記交差する方向に移動する場合に、前記複数のコイルのうちの前記可動子に近づくコイルの励磁電流を前記可動子からより近い位置で増大し、前記可動子から離れるコイルの励磁電流を前記可動子からより近い位置で減少することにより、前記複数のコイルを励磁切換する、請求項８に記載の駆動装置。
【請求項１０】
前記切換部は、前記可動子が前記一軸方向に移動する場合に対して前記交差する方向に移動する場合に、前記励磁電流をより短い時間内で増減することにより、前記複数のコイルを励磁切換する、請求項９に記載の駆動装置。
【請求項１１】
前記固定子は、前記一軸方向に交差する方向に配列された別の複数のコイルをさらに有し、
前記供給部は、さらに、前記別の複数のコイルのそれぞれに少なくとも前記可動子を前記交差する方向に駆動するための第３励磁電流を含む励磁電流を供給する、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項１２】
エネルギビームを照射して物体上にパターンを形成する露光装置であって、
前記可動子を含み、前記物体を保持して移動する移動体と、
前記移動体を、前記固定子を含む定盤上で駆動する請求項１〜１１のいずれか一項に記載の駆動装置と、
を備える露光装置。
【請求項１３】
固定子が有する複数のコイルを励磁切換することにより前記固定子に対して可動子を駆動する駆動方法であって、
前記固定子が有する一軸方向に配列された複数のコイルのそれぞれに、該複数のコイルに対向して配置された磁石を有する前記可動子を前記一軸方向及び前記固定子と前記可動子とが対向する方向にそれぞれ駆動するための第１及び第２励磁電流を含む励磁電流を供給することと、
前記励磁電流を時間に対して連続的に増減することにより、前記複数のコイルを励磁切換することと、
を含む駆動方法。
【請求項１４】
前記第１及び第２励磁電流は、互いに異なる位相で正弦的に時間振動し、
前記励磁切換することでは、前記励磁電流の振幅を時間に対して連続的に増減する、請求項１３に記載の駆動方法。
【請求項１５】
前記振幅の時間変化は、時間に対して少なくとも一階微分可能な関数を用いて与えられる、請求項１４に記載の駆動方法。
【請求項１６】
前記固定子に対する前記可動子の位置を測定することをさらに含み、
前記励磁切換することでは、前記可動子の位置の測定結果に従って前記複数のコイルを励磁切換する、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の駆動方法。
【請求項１７】
前記励磁切換することでは、前記複数のコイルのうちの前記可動子に近づく第１コイルの励磁電流を増大し、前記可動子から離れる第２コイルの励磁電流を減少することにより、前記第１及び第２コイルの間で励磁切換する、請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の駆動方法。
【請求項１８】
前記供給することでは、前記第１及び第２励磁電流のそれぞれの振幅を制御することにより、前記可動子を前記一軸方向及び前記対向する方向に駆動する、請求項１３〜１７のいずれか一項に記載の駆動方法。
【請求項１９】
前記供給することでは、前記複数のコイルに該コイルの配列の順に２π／ｎ位相がずれた励磁電流を供給し、
前記励磁切換することでは、前記複数のコイルのうちの連続する少なくともｎのコイルを励磁する、請求項１３〜１８のいずれか一項に記載の駆動方法。
【請求項２０】
前記複数のコイルは、さらに、前記一軸方向に交差する方向に配列され、
前記可動子は、前記固定子に対して前記交差する方向に移動可能であり、
前記励磁切換することでは、前記可動子の移動方向に応じて前記複数のコイルの中から励磁切換をするコイルを選択する、請求項１３〜１９のいずれか一項に記載の駆動方法。
【請求項２１】
前記複数のコイルは、前記一軸方向の幅に対して前記一軸方向に交差する方向の幅が大きく、
前記励磁切換することでは、前記可動子が前記一軸方向に移動する場合に対して前記交差する方向に移動する場合に、前記複数のコイルのうちの前記可動子に近づくコイルの励磁電流を前記可動子からより近い位置で増大し、前記可動子から離れるコイルの励磁電流を前記可動子からより近い位置で減少することにより、前記複数のコイルを励磁切換する、請求項２０に記載の駆動方法。
【請求項２２】
前記励磁切換することでは、前記可動子が前記一軸方向に移動する場合に対して前記交差する方向に移動する場合に、前記励磁電流をより短い時間内で増減することにより、前記複数のコイルを励磁切換する、請求項２１に記載の駆動方法。
【請求項２３】
前記固定子は、前記一軸方向に交差する方向に配列された別の複数のコイルをさらに有し、
前記供給することでは、さらに、前記別の複数のコイルのそれぞれに少なくとも前記可動子を前記交差する方向に駆動するための第３励磁電流を含む励磁電流を供給する、請求項２０〜２２のいずれか一項に記載の駆動方法。
【請求項２４】
エネルギビームを照射して物体上にパターンを形成する露光方法であって、
請求項１３〜２３のいずれか一項に記載の駆動方法を利用して、前記可動子を含み、前記物体を保持して移動する移動体を前記固定子を含む定盤上で駆動する露光方法。
【請求項２５】
請求項２４に記載の露光方法を用いて、物体上にパターンを形成することと、
前記パターンが形成された前記物体を現像することと、
を含むデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動装置及び駆動方法、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法に係り、特に、固定子が有する複数のコイルを励磁切換することにより前記固定子に対して可動子を駆動する駆動装置及び駆動方法、前記移動体装置を用いて物体上にパターンを形成する露光装置及び前記移動体駆動方法を利用して物体上にパターンを形成する露光方法、並びに該露光方法を用いるデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子、液晶表示素子等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するリソグラフィ工程では、主として、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置（いわゆるステッパ）と、ステップ・アンド・スキャン方式の縮小投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる））と、が用いられている。これらの露光装置では、照明光を、レチクル（又はマスク）及び投影光学系を介して、感光剤（レジスト）が塗布されたウエハ（又はガラスプレート等）上に投射することによって、レチクルに形成されたパターン（の縮小像）がウエハ上の複数のショット領域に逐次転写される。
【０００３】
ウエハの位置決め精度を向上するとともにスループットを改善するために、ウエハを保持して移動するウエハステージを２次元方向に駆動する平面モータ、例えば、ウエハステージを非接触で駆動可能な可変磁気抵抗駆動方式のリニアパルスモータを２軸分結合させた構造のもの、リニアモータを２次元方向に展開したローレンツ電磁力駆動によるもの（例えば、特許文献１）、さらには２次元方向の一方向に配列された電機子コイルと他方向に配列された電機子コイルとが積層されたもの（例えば、特許文献２及び３）が開発されている。
【０００４】
近年では、上述の平面モータ（例えば、特許文献２及び３）のように、定盤内に配列された複数の電機子コイルを含む固定子を用いてウエハステージに内設された磁石を含む可動子に推力を与えることにより、定盤上でウエハステージを駆動するムービングマグネット式の平面モータが採用されている。ムービングマグネット式の平面モータでは、消費電力の低減、発熱の抑制、アンプの削減等の目的から、ウエハステージ近傍に位置する電機子コイルのみを励磁して、ステージを駆動する。従って、ウエハステージの移動に伴い、複数の電機子コイルを選択して励磁切換する必要が生じる。ここで、瞬時に励磁切換を行うと、すなわち切換対象の電機子コイルに有限の振幅を有する励磁電流を瞬時に供給する、或いは供給を止めると、励磁電流の不連続性により、電機子コイルの過渡特性の低下、アンプの誤動作又は破損、推力の不連続性等を招く虞が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５，１９６，７４５号明細書
【特許文献２】米国特許第６，４４５，０９３号明細書
【特許文献３】米国特許第６，４５２，２９２号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の事情の下でなされたものであり、第１の観点からすると、固定子が有する複数のコイルを励磁切換することにより前記固定子に対して可動子を駆動する駆動装置であって、一軸方向に配列された複数のコイルを有する固定子と、前記複数のコイルに対向して配置された磁石を有する可動子と、前記複数のコイルのそれぞれに、前記可動子を前記一軸方向及び前記固定子と前記可動子とが対向する方向にそれぞれ駆動するための第１及び第２励磁電流を含む励磁電流を供給する供給部と、前記励磁電流を時間に対して連続的に増減することにより、前記複数のコイルを励磁切換する切換部と、を備える駆動装置である。
【０００７】
これによれば、供給部が複数のコイルのそれぞれに供給する、可動子を一軸方向及び固定子と可動子とが対向する方向にそれぞれ駆動するための第１及び第２励磁電流を含む励磁電流を、切換部が時間に対して連続的に増減することにより複数のコイルを励磁切換する。そのため、励磁電流の不連続性が生ずることなく、安定且つ精密な駆動が可能となる。
【０００８】
本発明は、第２の観点からすると、エネルギビームを照射して物体上にパターンを形成する露光装置であって、前記可動子を含み、前記物体を保持して移動する移動体と、前記移動体を、前記固定子を含む定盤上で駆動する本発明の駆動装置と、を備える露光装置である。
【０００９】
これによれば、本発明の駆動装置を用いることにより、移動体を安定且つ精密に駆動制御することが可能となり、その結果、移動体の位置決め精度を向上するとともにスループットを改善することが可能となる。
【００１０】
本発明は、第３の観点からすると、固定子が有する複数のコイルを励磁切換することにより前記固定子に対して可動子を駆動する駆動方法であって、前記固定子が有する一軸方向に配列された複数のコイルのそれぞれに、該複数のコイルに対向して配置された磁石を有する前記可動子を前記一軸方向及び前記固定子と前記可動子とが対向する方向にそれぞれ駆動するための第１及び第２励磁電流を含む励磁電流を供給することと、前記励磁電流を時間に対して連続的に増減することにより、前記複数のコイルを励磁切換することと、を含む駆動方法である。
【００１１】
これによれば、複数のコイルのそれぞれに供給する、可動子を一軸方向及び固定子と可動子とが対向する方向にそれぞれ駆動するための第１及び第２励磁電流を含む励磁電流を、時間に対して連続的に増減することにより複数のコイルを励磁切換する。そのため、励磁電流の不連続性が生ずることなく、安定且つ精密な駆動が可能となる。
【００１２】
本発明は、第４の観点からすると、エネルギビームを照射して物体上にパターンを形成する露光方法であって、本発明の駆動方法を利用して、前記可動子を含み、前記物体を保持して移動する移動体を前記固定子を含む定盤上で駆動する露光方法である。
【００１３】
これによれば、本発明の駆動方法を利用することにより、移動体を安定且つ精密に駆動制御することが可能となり、その結果、移動体の位置決め精度を向上するとともにスループットを改善することが可能となる。
【００１４】
本発明は、第５の観点からすると、本発明の露光方法を用いて、物体上にパターンを形成することと、前記パターンが形成された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図２（Ａ）は基板ステージを示す平面図、図２（Ｂ）は基板ステージ内の磁石ユニット（磁石）の配列を示す平面図である。
【図３】ステージ装置の構成、特に、ステージ駆動系（平面モータ）を構成する定盤内のコイルユニット（電機子コイル）の配列を示す平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は２ＤＯＦモータにおける励磁電流の一例を示す図である。
【図６】露光装置の制御系の主要な構成を示すブロック図である。
【図７】本実施形態のステージ駆動系における励磁切換の方法（その１）を説明するための図である。
【図８】励磁切換の方法（その１）における、励磁電流の変化を表す図である。
【図９】本実施形態のステージ駆動系における励磁切換の方法（その２）を説明するための図である。
【図１０】励磁切換の方法（その２）における、励磁電流の変化を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態を、図１〜図１０を用いて説明する。
【００１７】
図１には、本実施形態に係る露光装置１００の構成が概略的に示されている。露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン露光方式の走査型露光装置である。
【００１８】
露光装置１００は、照明系１０、レチクル（マスク）Ｒを保持するレチクルステージＲＳＴ、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１１、投影光学系ＰＬ、ウエハ（基板）Ｗを保持する基板ステージＷＳＴ、及び基板ステージＷＳＴを駆動するステージ駆動系（平面モータ）５０（図６参照）等を含むステージ装置３０、並びにこれらの制御系等を備えている。
【００１９】
照明系１０は、例えば特開平９−３２０９５６号公報に開示されているように、光源ユニット、シャッタ、２次光源形成光学系、ビームスプリッタ、集光レンズ系、レチクルブラインド、及び結像レンズ系等（いずれも不図示）から構成され、照度分布のほぼ均一な露光用照明光を射出する。照明系１０により、レチクルＲ上の矩形（あるいは円弧状）の照明領域ＩＡＲが均一な照度で照明される。
【００２０】
レチクルステージＲＳＴ上にはレチクルＲが、例えば真空吸着により、固定されている。また、レチクルステージＲＳＴは、レチクルベース（不図示）上をリニアモータ等で構成されたレチクルステージ駆動系１１（図６参照）により、所定の走査方向（ここではＹ軸方向とする）に指定された走査速度で駆動可能となっている。
【００２１】
レチクルステージＲＳＴ上にはレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」と呼ぶ）１６からのレーザビームを反射する移動鏡１５が固定されており、レチクル干渉計１６によりレチクルステージＲＳＴのＸＹ面内での位置が例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出される。レチクル干渉計１６からの計測結果は、主制御装置２０に送られる。主制御装置２０は、その計測結果に基づいて、レチクルステージ駆動系１１（図６参照）を介してレチクルステージＲＳＴを駆動する。
【００２２】
投影光学系ＰＬは、レチクルステージＲＳＴの下方に配置されている。ここでは両側テレセントリックな光学配置となるように光軸ＡＸ（Ｚ軸方向に平行）に沿って所定間隔で配置された複数枚のレンズエレメントから成る屈折光学系が使用されている。投影光学系ＰＬは所定の投影倍率、例えば１／５（あるいは１／４）を有する縮小光学系である。このため、照明系１０からの照明光によってレチクルＲの照明領域ＩＡＲが照明されると、レチクルＲを通過した照明光により、投影光学系ＰＬを介してレチクルＲの照明領域ＩＡＲ内の回路パターンの縮小像（部分倒立像）が表面にフォトレジストが塗布されたウエハＷ上の照明領域ＩＡＲに共役な露光領域ＩＡに形成される。
【００２３】
ステージ装置３０は、図１に示されるように、ベース盤１２、ベース盤１２上に配置された定盤２１、ベース盤１２上で定盤２１を駆動する定盤駆動系６８（図６参照）、定盤２１上に配置された基板ステージＷＳＴ、定盤２１上で基板ステージＷＳＴを駆動するステージ駆動系（平面モータ）５０（図６参照）等を備えている。
【００２４】
ベース盤１２は、床面Ｆ上に防振機構（不図示）を介してほぼ水平に（ＸＹ平面に平行に）支持されている。ベース盤１２の上面側には、ＸＹ二次元方向を行方向、列方向としてマトリックス状に配置された複数のコイルを含むコイルユニット（不図示）が収容されている。
【００２５】
定盤２１は、ベース盤１２上に、エアベアリング（不図示）を介して支持されている。定盤２１の底部には、ベース盤１２の上面側に収容されたコイルユニットに対応して、ＸＹ二次元方向を行方向、列方向としてマトリックス状に配置された複数の永久磁石及びヨークから成る磁石ユニット（不図示）が収容されている。また、定盤２１の上部には、後述する固定子６０が収容されている。
【００２６】
上述のベース盤１２内のコイルユニット（不図示）と定盤２１内の磁石ユニット（不図示）とから、例えば米国特許出願公開第２００３／００８５６７６号明細書などに開示されるローレンツ電磁力駆動方式の平面モータから成る定盤駆動系６８（図６参照）が構成される。定盤駆動系６８は、ベース盤１２上で定盤２１をＸＹ平面内の３自由度方向（Ｘ、Ｙ、θｚ）に駆動する。
【００２７】
定盤２１の３自由度方向の位置情報は、例えば干渉計又はエンコーダから構成される定盤位置計測系６９（図６参照）によって計測される。定盤位置計測系６９の出力は、主制御装置２０（図６参照）に供給される。主制御装置２０は、定盤位置計測系６９の出力に基づいて、定盤駆動系６８のコイルユニットを構成する各コイルに供給する電流の大きさ及び方向を制御し、定盤２１のＸＹ平面内の３自由度方向の位置を制御する。主制御装置２０は、定盤２１が、カウンタマスとして機能した際に、定盤２１の基準位置からの移動量が所定範囲に収まるように定盤２１を駆動する。すなわち、定盤駆動系６８は、トリムモータとして使用される。
【００２８】
基板ステージＷＳＴは、可動子５１、支持機構３２ａ，３２ｂ，３２ｃ、基板テーブルＷＴＢ等から構成されている。可動子５１と後述する定盤２１の上部に収容された固定子６０とから平面モータ５０が構成される。（平面モータ５０をステージ駆動系５０とも呼ぶ。）基板テーブルＷＴＢ上に、ウエハＷが、例えば真空吸着によって固定されている。
【００２９】
基板テーブルＷＴＢ上にはレーザ干渉計（以下、「ウエハ干渉計」と呼ぶ）３１からのレーザビームを反射する移動鏡２７が固定されており、ウエハ干渉計３１により基板テーブルＷＴＢのＸＹ面内での位置が例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出される。ここで、実際には、図２（Ａ）又は図４に示されるように、基板テーブルＷＴＢ上には走査方向であるＹ軸方向に直交する反射面を有する移動鏡２７Ｙと非走査方向であるＸ軸方向に直交する反射面を有する移動鏡２７Ｘとが設けられ、ウエハ干渉計３１は走査方向に１軸、非走査方向には２軸設けられている。（図１ではこれらが代表的に移動鏡２７、ウエハ干渉計３１として示されている。）ウエハ干渉計３１からの計測結果は、主制御装置２０に送られる。主制御装置２０は、その計測結果に基づいて、平面モータ５０（図６参照）を介して基板ステージＷＳＴを駆動する。
【００３０】
また、基板ステージＷＳＴ（基板テーブルＷＴＢ）上には、その表面がウエハＷの表面と同じ高さである基準板（不図示）が固定されている。基準板の表面には、アライメント検出系ＡＳのベースライン計測等に用いられる基準マーク（不図示）、後述するレチクルアライメント検出系で検出される一対の基準マーク（不図示）等が形成されている。
【００３１】
基板ステージＷＳＴの構成各部、特に平面モータ５０について詳述する。図２（Ａ）には、基板ステージＷＳＴの平面図が示されている。図２（Ｂ）には、基板ステージＷＳＴ内の磁石ユニット５５Ｘ１，５５Ｘ２，５５Ｙ１，５５Ｙ２の配列を示す平面図が示されている。図３には、ステージ装置３０、特に定盤２１内の電機子コイル３８Ｘ，３８Ｙの配列を示す平面図が示されている。図４には、図３のＡ−Ａ線断面図が示されている。
【００３２】
基板テーブルＷＴＢは、可動子５１の上面にボイスコイルモータ等を含む支持機構３２ａ，３２ｂ，３２ｃによって異なる３点で支持されており、ＸＹ面に対して傾斜及びＺ軸方向の駆動が可能になっている。支持機構３２ａ，３２ｂ，３２ｃは、主制御装置２０によって独立に制御される（図６参照）。
【００３３】
可動子５１は、一種の空気静圧軸受け装置であるエアスライダ５７と、エアスライダ５７に設置される磁石ユニット収容部５２とを備えている。磁石ユニット収容部５２は、図２（Ｂ）に示されるように、その−Ｘ，＋Ｙ部及び＋Ｘ，−Ｙ部にそれぞれ磁石ユニット５５Ｘ１，５５Ｘ２、その＋Ｘ，＋Ｙ部及び−Ｘ，−Ｙ部にそれぞれ磁石ユニット５５Ｙ１，５５Ｙ２を有する。磁石ユニット５５Ｘ１，５５Ｘ２は、Ｘ軸方向に隣り合う磁極面の極性が互いに異なるように配列されたＹ軸方向を長手とする立方体状の磁石から構成される。磁石ユニット５５Ｙ１，５５Ｙ２は、Ｙ軸方向に隣り合う磁極面の極性が互いに異なるように配列されたＸ軸方向を長手とする立方体状の磁石から構成される。また、エアスライダ５７によって、基板ステージＷＳＴが定盤２１の上面上に、例えば５μｍ程度のクリアランスを介して、浮上支持されている（図４参照）。
【００３４】
定盤２１は、図４に示されるように、上面が開口した中空の本体部３５と、本体部３５の開口部を閉塞するセラミック板３６とを備えている。セラミック板３６の可動子５１に対向する面（上面）には、可動子５１の移動面２１ａが形成されている。
【００３５】
図３及び図４からわかるように、本体部３５とセラミック板３６とにより形成される定盤２１の内部空間４１には、複数の電機子コイル３８Ｘ，３８Ｙが移動面２１ａに沿って配置されている。電機子コイル３８Ｘ，３８Ｙとして、長辺の長さが短辺の長さの３倍の矩形コイルが用いられている。電機子コイル３８Ｘ（３８Ｙ）は、長手方向をＹ軸方向（Ｘ軸方向）に向けて、Ｘ軸方向（Ｙ軸方向）に配列された３つのコイルにより、四辺の長さが互いに等しい１つの矩形状のＸコイルユニット６０Ｘ（Ｙコイルユニット６０Ｙ）を構成する。内部空間４１には、これらのＸコイルユニット６０ＸとＹコイルユニット６０Ｙとが、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に交互に配置されている。
【００３６】
図３及びその他の図において、コイルユニット６０Ｘ，６０Ｙの配列ピッチにあわせて、Ｘ軸方向に並ぶ区画にラベルｉ（＝１〜８）が、Ｙ軸方向に並ぶ区画にラベルｊ（＝１〜７）が付されている。２つのラベルｉｊにより示される区画内に配置されたコイルユニット６０Ｘ，６０Ｙをそれぞれ符号６０Ｘｉｊ，６０Ｙｉｊを用いて表すこととする。例えば、最も−Ｘ側及び−Ｙ側に配置されたＹコイルユニット６０Ｙ１１、その＋Ｘ側に配置されたＸコイルユニット６０Ｘ２１と表す。ただし、特定の区画内のコイルユニットを意味しない限り、符号６０Ｘ，６０Ｙを用いて総称することとする。
【００３７】
Ｘコイルユニット６０Ｘ（Ｙコイルユニット６０Ｙ）は、それを構成する３つの電機子コイル３８Ｘ（３８Ｙ）より３相コイルとして構成される。これらを配列の順にＵコイル３８Ｘｕ（３８Ｙｕ）、Ｖコイル３８Ｘｖ（３８Ｙｖ）、及びＷコイル３８Ｘｗ（３８Ｙｗ）と呼ぶ（図３参照）。ただし、３相コイルのうちの特定の電機子コイルを意味しない限り、符号３８Ｘ（３８Ｙ）を用いて総称することとする。３つの電機子コイル３８Ｘｕ，３８Ｘｖ，３８Ｘｗ（３８Ｙｕ，３８Ｙｖ，３８Ｙｗ）に、それぞれ、次の３相電流ＩＵ，ＩＶ，ＩＷが供給される。
【００３８】
ＩＵ（ｔ）＝ＡＵｓｉｎ（ωｔ）＋ＢＵｃｏｓ（ωｔ）…（１ａ）
ＩＶ（ｔ）＝ＡＶｓｉｎ（ωｔ−２π／３）＋ＢＶｃｏｓ（ωｔ−２π／３）…（１ｂ）
ＩＷ（ｔ）＝ＡＷｓｉｎ（ωｔ−４π／３）＋ＢＷｃｏｓ（ωｔ−４π／３）…（１ｃ）
【００３９】
図５（Ａ）に、式（１ａ）〜式（１ｃ）によりそれぞれ与えられる３相電流ＩＵ，ＩＶ，ＩＷが時間ｔ（周波数２π／ωを単位とする。ωは角周波数である。以下、同様とする。）に対して表されている。図５（Ｂ）に、電流ＩＵが、式（１ａ）の右辺第１及び第２項によりそれぞれ表される第１及び第２励磁電流（振幅ＡＵ，ＢＵ）とともに時間ｔに対して表されている。ここでは、一例として、ＢＵ／ＡＵ（＝ＢＶ／ＡＶ＝ＢＷ／ＡＷ）＝０．５とした。
【００４０】
上記の第１及び第２励磁電流（振幅Ａｋ，Ｂｋ（ｋ＝Ｕ，Ｖ，Ｗ））を供給することにより、それぞれ、Ｘコイルユニット６０Ｘ（Ｙコイルユニット６０Ｙ）に対して磁石ユニット５５Ｘ１，５５Ｘ２（５５Ｙ１，５５Ｙ２）にＸ軸方向（Ｙ軸方向）の推力と浮上力（Ｚ軸方向の推力）との２方向の推力が与えられる。すなわち、Ｘコイルユニット６０Ｘは、磁石ユニット５５Ｘ１，５５Ｘ２に対してＸ軸方向（非走査方向）及びＺ軸方向の駆動力を与える２ＤＯＦモータとして機能する。Ｙコイルユニット６０Ｙは、磁石ユニット５５Ｙ１，５５Ｙ２に対してＹ軸方向（走査方向）及びＺ軸方向の駆動力を与える２ＤＯＦモータとして機能する。これらにより、基板ステージＷＳＴが、定盤２１上でＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向の３次元方向に駆動される。
【００４１】
励磁電流（３相電流）Ｉｋ（ｋ＝Ｕ，Ｖ，Ｗ）は、ステージ駆動系（平面モータ）５０を構成するアンプ部（不図示）により、Ｘコイルユニット６０Ｘ及びＹコイルユニット６０Ｙをそれぞれ構成する電機子コイル３８Ｘｈ，３８Ｙｈ（ｈ＝ｕ，ｖ，ｗ）に供給される。３相電流Ｉｋの振幅Ａｋ，Ｂｋ（ｋ＝Ｕ，Ｖ，Ｗ）、また後述する電機子コイルの励磁切換は、主制御装置２０（図６参照）によって制御される。
【００４２】
セラミック板３６の移動面２１ａと反対側（下面側）には、図４に示されるように、所定間隔で断面円形の多数の突起部３６ａが形成されている。突起部３６ａは、セラミック板３６を本体部３５に組み付けた場合に、隣接する４つの電機子コイル３８Ｘ，３８Ｙの中央の空間にそれぞれ設けられている（図３では図示省略）。
【００４３】
その他、ウエハＷの表面のＺ軸方向の位置及び傾斜量は、例えば米国特許第５，４４８，３３２号明細書等に開示される斜入射方式の多点焦点位置検出系から成るフォーカスセンサＡＦ（図６参照）によって計測される。フォーカスセンサＡＦの計測情報は主制御装置２０に供給される（図６参照）。
【００４４】
投影光学系ＰＬの側面には、ウエハＷに形成されたアライメントマーク及び基準マークを検出するアライメント検出系ＡＳが設けられている。アライメント検出系ＡＳとして、一例としてハロゲンランプ等のブロードバンド（広帯域）光でマークを照明し、このマーク画像を画像処理することによってマーク位置を計測する画像処理方式の結像式アライメントセンサの一種であるＦＩＡ（Field Image Alignment）系が用いられている。
【００４５】
また、露光装置１００には、レチクルステージＲＳＴの上方に、例えば米国特許第５，６４６，４１３号明細書等に開示される、露光波長の光を用いたＴＴＲ（Through The Reticle）アライメント系から成る一対のレチクルアライメント検出系４５（図６参照）が設けられている。レチクルアライメント検出系４５の検出信号は、主制御装置２０に供給される（図６参照）。
【００４６】
図６には、露光装置１００の制御系の主要な構成が示されている。制御系は、装置全体を統括制御するマイクロコンピュータ（あるいはワークステーション）などを含む主制御装置２０を中心として構成されている。
【００４７】
露光装置１００における露光動作の流れについて簡単に説明する。
【００４８】
まず、主制御装置２０の管理の下、レチクルローダ及びウエハローダ（いずれも不図示）によってそれぞれレチクルロード及びウエハロードが行われ、また、アライメント検出系ＡＳ及びレチクルアライメント検出系４５を用いてベースライン計測、レチクルアライメント等の準備作業が所定の手順に従って行われる。
【００４９】
その後、主制御装置２０により、アライメント検出系ＡＳを用いてＥＧＡ（エンハンスト・グローバル・アライメント）等のアライメント計測が実行される。
【００５０】
アライメント計測の終了後、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行われる。ウエハＷのＸＹ位置が、ウエハＷ上の最初のショット領域（ファースト・ショット）の露光のための走査開始位置となるように、基板テーブルＷＴＢが移動される。同時に、レチクルＲのＸＹ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２０が、レチクル干渉計１６によって計測されたレチクルＲのＸＹ位置情報、ウエハ干渉計３１によって計測されたウエハＷのＸＹ位置情報に基づき、レチクルステージ駆動系１１及び平面モータ５０を介してレチクルＲとウエハＷとを同期移動させることにより、走査露光が行われる。
【００５１】
１つのショット領域に対するレチクルパターンの転写が終了すると、基板テーブルＷＴＢが１ショット領域分だけステッピングされて、次のショット領域に対する走査露光が行われる。このようにして、ステッピングと走査露光とが順次繰り返され、ウエハＷ上に必要なショット数のパターンが転写される。
【００５２】
本実施形態の露光装置１００において、ステージ駆動系（平面モータ）５０を用いたステージ駆動方法について説明する。
【００５３】
図７に示される状態において、基板ステージＷＳＴを白抜き矢印の方向（＋Ｙ方向）に駆動することを考える。
【００５４】
本実施形態のステージ駆動系５０のようにムービングマグネット式の平面モータでは、通常、消費電力の低減、発熱の抑制、アンプの削減等の目的から、基板ステージＷＳＴ近傍に位置する電機子コイル（コイルユニット）のみを励磁して、基板ステージＷＳＴを駆動する。そこで、図７に示される状態では、主制御装置２０は、基板ステージＷＳＴの磁石ユニット５５Ｘ１の近傍に位置するＸコイルユニット６０Ｘ２５，６０Ｘ３４，６０Ｘ３６，６０Ｘ４５に含まれる電機子コイル３８Ｘを励磁する。ただし、Ｘコイルユニット６０Ｘ２５内の電機子コイル３８Ｘｕ（図３参照）を除く。同様に、主制御装置２０は、基板ステージＷＳＴの磁石ユニット５５Ｘ２の近傍に位置するＸコイルユニット６０Ｘ５２，６０Ｘ５４，６０Ｘ６３，６０Ｘ７２，６０Ｘ７４に含まれる電機子コイル３８Ｘを励磁する。ただし、Ｘコイルユニット６０Ｘ５２，６０Ｘ５４内の電機子コイル３８Ｘｕ（図３参照）を除く。同様に、主制御装置２０は、基板ステージＷＳＴの磁石ユニット５５Ｙ１の近傍に位置するＹコイルユニット６０Ｙ５５，６０Ｙ６４，６０Ｙ６６，６０Ｙ７５に含まれる電機子コイル３８Ｙを励磁する。ただし、Ｙコイルユニット６０Ｙ６６内の電機子コイル３８Ｙｗを除く。同様に、主制御装置２０は、基板ステージＷＳＴの磁石ユニット５５Ｙ２の近傍に位置するＹコイルユニット６０Ｙ２２，６０Ｙ２４，６０Ｙ３３，６０Ｙ４２，６０Ｙ４４に含まれる電機子コイル３８Ｙを励磁する。ただし、Ｙコイルユニット６０Ｙ２４，６０Ｙ４４内の電機子コイル３８Ｙｗを除く。
【００５５】
電機子コイルの励磁において、基板ステージＷＳＴを＋Ｙ方向に駆動するために、主制御装置２０は、Ｘコイルユニット６０Ｘ２５，６０Ｘ３４，６０Ｘ３６，６０Ｘ４５及び６０Ｘ５２，６０Ｘ５４，６０Ｘ６３，６０Ｘ７２，６０Ｘ７４に含まれる電機子コイル３８Ｘｕ，３８Ｘｖ，３８Ｘｗのそれぞれに式（１ａ）〜式（１ｃ）により表される励磁電流ＩＵ，ＩＶ，ＩＷを供給する。ただし、Ｘ軸方向には推力を与える必要はなく、Ｚ軸方向のみに推力（浮上力のみ）を与えるため、主制御装置２０は振幅Ａｋ＝０，Ｂｋ≠０（ｋ＝Ｕ，Ｖ，Ｗ）と制御する。これに対し、主制御装置２０は、Ｙコイルユニット６０Ｙ５５，６０Ｙ６４，６０Ｙ６６，６０Ｙ７５及び６０Ｙ２２，６０Ｙ２４，６０Ｙ３３，６０Ｙ４２，６０Ｙ４４に含まれる電機子コイル３８Ｙｕ，３８Ｙｖ，３８Ｙｗのそれぞれに励磁電流ＩＵ，ＩＶ，ＩＷを供給する。主制御装置２０は、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に推力を与えるために、振幅Ａｋ≠０，Ｂｋ≠０（ｋ＝Ｕ，Ｖ，Ｗ）と制御する。
【００５６】
基板ステージＷＳＴの移動に伴い、Ｙコイルユニット６０Ｙ６４及び６０Ｙ２２，６０Ｙ４２内の電機子コイル３８Ｙｕが、それぞれ、基板ステージＷＳＴの磁石ユニット５５Ｙ１及び５５Ｙ２から離れる。代わりに、Ｙコイルユニット６０Ｙ６６及び６０Ｙ２４，６０Ｙ４４内の電機子コイル３８Ｙｗが、それぞれ、基板ステージＷＳＴの磁石ユニット５５Ｙ１及び５５Ｙ２に接近する。そこで、主制御装置２０は、図７内に矢印を用いて示されるように、Ｙコイルユニット６０Ｙ６４内の電機子コイル３８ＹｕからＹコイルユニット６０Ｙ６６内の電機子コイル３８Ｙｗへ励磁切換をする。同様に、主制御装置２０は、Ｙコイルユニット６０Ｙ２２内の電機子コイル３８ＹｕからＹコイルユニット６０Ｙ２４内の電機子コイル３８Ｙｗへ、Ｙコイルユニット６０Ｙ４２内の電機子コイル３８ＹｕからＹコイルユニット６０Ｙ４４内の電機子コイル３８Ｙｗへ、励磁切換をする。
【００５７】
図８（Ａ）に、上述の電機子コイル３８Ｙｕから電機子コイル３８Ｙｗへの励磁切換の一例が示されている。この例では、電機子コイル３８Ｙｕが対応する磁石ユニット５５Ｙ１又は５５Ｙ２から離れた時点（ｔ＝−１）で励磁電流ＩＵの供給が瞬時に止められる、すなわち、励磁電流ＩＵは白抜き丸で示される有限値から黒塗り丸で示される零値に瞬時に減じられる。なお、電機子コイル３８Ｙｕが対応する磁石ユニット５５Ｙ１又は５５Ｙ２から離れるとは、電機子コイル３８Ｙｕの一部、全部、または中心が対応する磁石ユニットの直下の領域（または一定距離内の領域）から離れることを意味する。
【００５８】
また、電機子コイル３８Ｙｗが対応する磁石ユニット５５Ｙ１又は５５Ｙ２に接近した時点（ｔ＝１）で励磁電流ＩＷが瞬時に供給される、すなわち、励磁電流ＩＷが白抜き丸で示される零値から黒塗り丸で示される有限値に瞬時に増大される。なお、電機子コイル３８Ｙｗが対応する磁石ユニット５５Ｙ１又は５５Ｙ２に接近するとは、例えば、電機子コイル３８Ｙｗの一部、全部、または中心が対応する磁石ユニットの直下の領域（または一定距離内の領域）に到達することを意味する。
【００５９】
上述のような瞬時の励磁切換を行うと、励磁電流の不連続性により、電機子コイルの過渡特性が低下し、さらにはアンプ部の誤動作又は破損を招くおそれがある。また、推力の不連続性により、基板ステージＷＳＴの駆動制御に支障が生ずることが予想される。そこで、例えば、励磁電流がゼロになる瞬間に切換対象の電機子コイルへの励磁電流の供給を止める、又は励磁電流を供給することが考えられる。
【００６０】
ここで、固定子に対して可動子に駆動方向の推力のみが与えられる１ＤＯＦモータの場合を考える。駆動方向に配列された固定子内の複数の電機子コイルのうちのｋ番目の電機子コイルの励磁電流（ｎ相電流）Ｉｋは、振幅Ｃｋと位相φｋ＝２πｋ／ｎを用いて、Ｉｋ＝Ｃｋｓｉｎ（ωｔ−φｋ）と与えられる。なお、振幅Ｃｋを制御することで、固定子に対する可動子の駆動方向への駆動が制御される。この１ＤＯＦモータの場合、励磁電流Ｉｋ＝０（ωｔ−φｋがπの整数倍）となる時間ｔに対する固定子及び可動子間の相対位置（すなわち基板ステージＷＳＴの位置）が、振幅Ｃｋの大きさに依らず、一意に定まる。そのため、基板ステージＷＳＴの位置を計測し、その計測結果に従って励磁電流Ｉｋ＝０となる位置に基板ステージＷＳＴが達した瞬間に励磁切換をすることができる。
【００６１】
これに対し、本実施形態のステージ駆動系（平面モータ）５０のように、固定子６０に対して可動子５１に駆動方向（Ｘ軸方向又はＹ軸方向）の推力と浮上力（Ｚ軸方向の推力）との２方向の推力が与えられる２ＤＯＦモータの場合、励磁電流Ｉｋ＝０（ｋ＝Ｕ，Ｖ，Ｗ）となる時間ｔに対する固定子６０及び可動子５１間の相対位置（すなわち基板ステージＷＳＴの位置）は、振幅Ａｋ，Ｂｋ（式（１ａ）〜式（１ｃ）参照）の大きさに依存するため、一意に定まらない。そのため、上述の１ＤＯＦモータの場合のように、励磁電流Ｉｋ＝０となる時間に励磁切換をすることができない。
【００６２】
そこで、本実施形態のステージ駆動系（平面モータ）５０では、励磁電流（の振幅）を時間に対して連続的に増減することにより複数の電機子コイルの励磁切換をする。（以下、これを連続的励磁切換とも呼ぶ。）
【００６３】
具体的には、励磁電流が供給される電機子コイル３８Ｙｋに対する励磁電流Ｉｋ（ｔ）をＥｏｎ（ｔ１，ｔ２，ｔ）Ｉｋ（ｔ）（ｋ＝Ｕ，Ｖ，Ｗ）に、励磁電流の供給が止められる電機子コイル３８Ｙｋに対する励磁電流Ｉｋ（ｔ）をＥｏｆｆ（ｔ３，ｔ４，ｔ）Ｉｋ（ｔ）（ｋ＝Ｕ，Ｖ，Ｗ）に置き換える。ここで、スイッチ関数Ｅｏｎ，Ｅｏｆｆは次のように定義される。
【００６４】
Ｅｏｎ（ｔ１，ｔ２，ｔ）＝０    ｆｏｒ  ｔ＜ｔ１
＝（ｔ−ｔ１）／（ｔ２−ｔ１）    ｆｏｒ  ｔ１≦ｔ＜ｔ２    …（２ｂ）
＝１    ｆｏｒ  ｔ≧ｔ２
Ｅｏｆｆ（ｔ３，ｔ４，ｔ）＝１    ｆｏｒ  ｔ＜ｔ３
＝（ｔ４−ｔ）／（ｔ４−ｔ３）    ｆｏｒ  ｔ３≦ｔ＜ｔ４    …（２ａ）
＝０    ｆｏｒ  ｔ≧ｔ４
【００６５】
図８（Ｂ）に、図８（Ａ）に示される電機子コイル３８Ｙｕから電機子コイル３８Ｙｗへの励磁切換に対応して、同電機子コイル間の連続的励磁切換の一例が示されている。ここで、ｔ１＝１，ｔ２＝４，ｔ３＝−４，ｔ４＝−１とする。主制御装置２０は、ウエハ干渉計３１を用いて基板ステージＷＳＴの位置を計測し、その計測結果に従って、電機子コイル３８Ｙｕが対応する磁石ユニット５５Ｙ１又は５５Ｙ２から離れた時点（ｔ１＝−４）から時間Ｔａ（＝Ｌａ／Ｖ、Ｖは基板ステージＷＳＴの速度）経過して距離Ｌａ離れる時点（ｔ２＝−１）までに、励磁電流ＩＵを時間ｔに比例して減ずる。これにより、励磁電流ＩＵは時間ｔに対して振動しつつ、その振幅はスイッチ関数Ｅｏｆｆにより与えられる包絡線ＥＶｏｆｆに沿って減衰することとなる（図８（Ｂ）参照）。
【００６６】
ここで、先と同様、電機子コイル３８Ｙｕが対応する磁石ユニット５５Ｙ１又は５５Ｙ２から離れるとは、電機子コイル３８Ｙｕの一部、全部、または中心が対応する磁石ユニットの直下の領域（または一定距離内の領域）から離れることを意味する。また、距離Ｌａは、電機子コイル３８Ｙｕの幅、或いは配列ピッチを基準に定めると良い。本実施形態では、距離Ｌｂは、電機子コイル３８ＹｕのＹ軸方向の幅に等しい距離（又はこれ以上の距離）と定めている。これに対応して、時間Ｔａは、速度Ｖで移動する基板ステージＷＳＴが距離Ｌａ移動するのに要する時間（又はこれ以上の時間）と定めている。ただし、時間Ｔａは、電機子コイル３８Ｙｕの過渡特性、アンプ部の動作特性、基板ステージＷＳＴの駆動制御における応答特性等から十分に長く定めることとする。
【００６７】
また、主制御装置２０は、基板ステージＷＳＴの位置計測結果に従って、電機子コイル３８Ｙｗが対応する磁石ユニット５５Ｙ１又は５５Ｙ２から距離Ｌａまで接近した時点（ｔ３＝１）から時間Ｔａ（＝Ｌａ／Ｖ）経過して接近する時点（ｔ４＝４）までに、励磁電流ＩＷを時間ｔに比例して増大する。これにより、励磁電流ＩＷは時間ｔに対して振動しつつ、その振幅はスイッチ関数Ｅｏｎにより与えられる包絡線ＥＶｏｎに沿って増大することとなる（図８（Ｂ）参照）。
【００６８】
ここで、先と同様、電機子コイル３８Ｙｗが対応する磁石ユニット５５Ｙ１又は５５Ｙ２に接近するとは、電機子コイル３８Ｙｗの一部、全部、または中心が対応する磁石ユニットの直下の領域（または一定距離内の領域）に到達することを意味する。また、距離Ｌａは、電機子コイル３８Ｙｗの幅、或いは配列ピッチを基準に定めると良い。詳細は、先と同様である。ただし、時間Ｔａは、電機子コイル３８Ｙｗの過渡特性、アンプ部の動作特性、基板ステージＷＳＴの駆動制御における応答特性等から十分に長く定めることとする。
【００６９】
基板ステージＷＳＴのＸ軸方向への移動に対する電機子コイル３８Ｘの励磁切換は、上述の基板ステージＷＳＴのＹ軸方向への移動に対する電機子コイル３８Ｙの励磁切換と同様である。故に、詳細説明は省略する。
【００７０】
なお、図８（Ｂ）の電機子コイル３８Ｙｕから電機子コイル３８Ｙｗへの励磁切換の例では、電機子コイル３８Ｙｕの励磁電流の供給を止めてから時間Ｔｂ経過した後に、電機子コイル３８Ｙｗの励磁電流の供給を開始した。ここで、時間Ｔｂは、電機子コイル３８Ｙｕ，３８Ｙｖ，３８Ｙｗの配列ピッチ等により任意に定めてよい。例えば、Ｔｂ＜０、すなわち、電機子コイル３８Ｙｗの励磁電流の供給を開始してから時間Ｔｂ経過した後に、電機子コイル３８Ｙｕの励磁電流の供給を止めてもよい。
【００７１】
基板ステージＷＳＴの駆動方向に交差する方向に推力を与えるコイルユニット（電機子コイル）についても連続的励磁切換をする。
【００７２】
図９に示される状態において、基板ステージＷＳＴを白抜き矢印の方向（＋Ｙ方向）に駆動することを考える。主制御装置２０は、基板ステージＷＳＴの磁石ユニット５５Ｘ１の近傍に位置するＸコイルユニット６０Ｘ２５，６０Ｘ３４，６０Ｘ３６，６０Ｘ４５に含まれる電機子コイル３８Ｘを励磁する。ただし、Ｘコイルユニット６０Ｘ２５内の電機子コイル３８Ｘｕ（図３参照）を除く。同様に、主制御装置２０は、基板ステージＷＳＴの磁石ユニット５５Ｘ２の近傍に位置するＸコイルユニット６０Ｘ５２，６０Ｘ５４，６０Ｘ６３，６０Ｘ７２，６０Ｘ７４に含まれる電機子コイル３８Ｘを励磁する。ただし、Ｘコイルユニット６０Ｘ５２，６０Ｘ５４内の電機子コイル３８Ｘｕ（図３参照）を除く。Ｙコイルユニットの励磁については、図７に示される例と同様のため、説明を省略する。
【００７３】
電機子コイルの励磁において、基板ステージＷＳＴを＋Ｙ方向に駆動するために、主制御装置２０は、Ｘコイルユニット６０Ｘ２５，６０Ｘ３４，６０Ｘ３６，６０Ｘ４５及び６０Ｘ５２，６０Ｘ５４，６０Ｘ６３，６０Ｘ７２，６０Ｘ７４に含まれる電機子コイル３８Ｘｕ，３８Ｘｖ，３８Ｘｗのそれぞれに式（１ａ）〜式（１ｃ）により表される励磁電流ＩＵ，ＩＶ，ＩＷを供給する。ただし、Ｘ軸方向には推力を与えず、Ｚ軸方向のみに推力（浮上力のみ）を与えるため、主制御装置２０は振幅Ａｋ＝０，Ｂｋ≠０（ｋ＝Ｕ，Ｖ，Ｗ）と制御する。
【００７４】
基板ステージＷＳＴの移動に伴い、Ｘコイルユニット６０Ｘ３４及び６０Ｘ５２，６０Ｘ７２内の電機子コイル３８Ｘｕ，３８Ｘｖ，３８Ｘｗが、それぞれ、基板ステージＷＳＴの磁石ユニット５５Ｘ１及び５５Ｘ２から離れる。代わりに、Ｘコイルユニット６０Ｘ２７，６０Ｘ４７及び６０Ｘ６５内の電機子コイル３８Ｘｕ，３８Ｘｖ，３８Ｘｗが、それぞれ、基板ステージＷＳＴの磁石ユニット５５Ｘ１及び５５Ｘ２に接近する。そこで、主制御装置２０は、図９内に矢印を用いて示されるように、Ｘコイルユニット６０Ｘ３４内の電機子コイル３８Ｘｕ，３８Ｘｖ，３８ＸｗからＸコイルユニット６０Ｘ２７，６０Ｘ４７内の電機子コイル３８Ｘｕ，３８Ｘｖ，３８Ｘｗへ励磁切換をする。同様に、主制御装置２０は、Ｘコイルユニット６０Ｘ５２，６０Ｘ７２内の電機子コイル３８Ｘｕ，３８Ｘｖ，３８ＸｗからＸコイルユニット６０Ｘ６５内の電機子コイル３８Ｘｕ，３８Ｘｖ，３８Ｘｗへ、励磁切換をする。
【００７５】
具体的には、励磁電流が供給される電機子コイル３８Ｘｋに対する励磁電流Ｉｋ（ｔ）をＥｏｎ（ｔ１，ｔ２，ｔ）Ｉｋ（ｔ）（ｋ＝Ｕ，Ｖ，Ｗ）に、励磁電流の供給が止められる電機子コイル３８Ｘｋに対する励磁電流Ｉｋ（ｔ）をＥｏｆｆ（ｔ３，ｔ４，ｔ）Ｉｋ（ｔ）（ｋ＝Ｕ，Ｖ，Ｗ）に置き換える。
【００７６】
図１０に、上述の励磁切換の一例として、電機子コイル３８Ｘｕから電機子コイル３８Ｘｕへの励磁切換が示されている。基板ステージＷＳＴの駆動方向に交差する方向に推力を与える電機子コイルの励磁切換の場合、その電機子コイルの短辺部からはほとんど推力が生じず、少なくとも基板ステージＷＳＴの駆動制御における応答特性の低下を招くことはないことから、先述の駆動方向に推力を与える電機子コイルの励磁切換に対してより対応する磁石ユニット５５Ｙ１又は５５Ｙ２に近い位置で、またより短い時間（移動距離）内で、励磁切換をする。一例として、ｔ１＝０．２５，ｔ２＝０．７５，ｔ３＝−０．７５，ｔ４＝−０．２５とする。
【００７７】
主制御装置２０は、ウエハ干渉計３１を用いて基板ステージＷＳＴの位置を計測し、その計測結果に従って、電機子コイル３８Ｘｕの例えば全体が対応する磁石ユニット５５Ｘ１又は５５Ｘ２から離れた時点（ｔ３＝−０．７５）から時間Ｔα（＝Ｌα／Ｖ、Ｖは基板ステージＷＳＴの速度。Ｔα＜Ｔａ。）経過して距離Ｌα（＜Ｌａ）離れる時点（ｔ４＝−０．２５）までに、励磁電流ＩＵを時間ｔに比例して減ずる。これにより、励磁電流ＩＵは時間ｔに対して振動しつつ、その振幅はスイッチ関数Ｅｏｆｆにより与えられる包絡線ＥＶｏｆｆに沿って減衰することとなる（図１０参照）。
【００７８】
また、主制御装置２０は、基板ステージＷＳＴの位置計測結果に従って、電機子コイル３８Ｘｕの例えば一部が対応する磁石ユニット５５Ｙ１又は５５Ｙ２から距離Ｌαまで接近した時点（ｔ３＝０．２５）から時間Ｔα（＝Ｌα／Ｖ、Ｔα＜Ｔａ）経過して接近する時点（ｔ４＝０．７５）までに、励磁電流ＩＵを時間ｔに比例して増大する。これにより、励磁電流ＩＵは時間ｔに対して振動しつつ、その振幅はスイッチ関数Ｅｏｎにより与えられる包絡線ＥＶｏｎに沿って増大することとなる（図１０参照）。
【００７９】
基板ステージＷＳＴのＸ軸方向への移動に対する電機子コイル３８Ｙの励磁切換は、上述の基板ステージＷＳＴのＹ軸方向への移動に対する電機子コイル３８Ｘの励磁切換と同様である。故に、詳細説明は省略する。
【００８０】
なお、図１０の電機子コイル３８Ｘｕから電機子コイル３８Ｘｕへの励磁切換の例では、電機子コイル３８Ｘｕの励磁電流の供給を止めてから時間Ｔβ経過した後に、電機子コイル３８Ｘｕの励磁電流の供給を開始した。ここで、時間Ｔβは、電機子コイル３８Ｘｕ，３８Ｘｖ，３８Ｘｗの配列ピッチ等により任意に定めてよい。例えば、Ｔβ＜０、すなわち、電機子コイル３８Ｘｕの励磁電流の供給を開始してから時間Ｔβ経過した後に、電機子コイル３８Ｘｕの励磁電流の供給を止めてもよい。
【００８１】
以上説明したように、本実施形態の露光装置１００では、固定子６０が有する複数の電機子コイル３８Ｘ，３８Ｙを励磁切換することにより固定子６０（定盤２１）に対して可動子５１（基板ステージＷＳＴ）を駆動するステージ駆動系（平面モータ）５０において、複数の電機子コイル３８Ｘ，３８Ｙのそれぞれに供給される励磁電流を時間に対して連続的に増減することにより、それらの電機子コイル３８Ｘ，３８Ｙを励磁切換する。これにより、励磁電流の不連続性が生ずることなく、安定且つ精密な駆動が可能となる。
【００８２】
また、本実施形態に係るステージ駆動系５０におけるステージ駆動方法を利用することにより、基板ステージＷＳＴを安定且つ精密に駆動制御することが可能となり、その結果、基板ステージＷＳＴの位置決め精度を向上するとともにスループットを改善することが可能となる。
【００８３】
なお、本実施形態のステージ駆動系５０では、時間ｔの１次関数であるスイッチ関数Ｅｏｎ，Ｅｏｆｆを用いて励磁電流Ｉｋ（ｋ＝Ｕ，Ｖ，Ｗ）を増減することで、すなわち式（１ａ）〜（１ｃ）を用いることで、電機子コイルを時間に対して連続的に励磁切換する。ここで、スイッチ関数Ｅｏｎ，Ｅｏｆｆは、時間ｔについて少なくとも１階微分可能な関数を用いて定義することができる。特に、時間ｔについて２階微分可能な関数を用いて与えると、時間ｔに対してより滑らかに電機子コイルを励磁切換することができる。
【００８４】
なお、本実施形態のステージ駆動系５０では、Ｘ軸方向（Ｙ軸方向）及びＺ軸方向の２方向に推力を与える２ＤＯＦモータに対し、電機子コイル（３相コイル）３８Ｘｕ，３８Ｘｖ，３８Ｘｗ（３８Ｙｕ，３８Ｙｖ，３８Ｙｗ）のそれぞれに式（１ａ）〜式（１ｃ）により表される励磁電流ＩＵ，ＩＶ，ＩＷを供給する。係る場合に、励磁電流ＩＵ，ＩＶ，ＩＷがゼロになる時間ｔと基板ステージのＸＹ位置の対応が一意に定まらないことから、連続的励磁切換を導入することとした。これに対し、Ｘ軸方向（Ｙ軸方向）の１方向のみに推力を与える１ＤＯＦモータにおいて、電機子コイル（３相コイル）３８Ｘｕ，３８Ｘｖ，３８Ｘｗ（３８Ｙｕ，３８Ｙｖ，３８Ｙｗ）のそれぞれに式（１ａ）〜式（１ｃ）の右辺第１項のみにより表される励磁電流を供給する場合、励磁電流ＩＵ，ＩＶ，ＩＷがゼロになる時間ｔと基板ステージのＸＹ位置の対応が一意に定まる。係る場合においても、本実施形態に係る連続的励磁切換、それを導入したステージ駆動方法を採用しても良い。これにより、任意の時刻、任意のステージ位置において、励磁切換を行うことが可能となる。
【００８５】
なお、上述の実施形態では、本発明が、液体（水）を介さずにウエハＷの露光を行うドライタイプの露光装置に適用された場合について説明したが、これに限らず、例えば国際公開第９９／４９５０４号、欧州特許出願公開第１,４２０,２９８号明細書、国際公開第２００４／０５５８０３号、米国特許第６,９５２,２５３号明細書などに開示されているように、投影光学系とウエハとの間に照明光の光路を含む液浸空間を形成し、投影光学系及び液浸空間の液体を介して照明光でウエハを露光する露光装置にも本発明を適用することができる。また、例えば国際公開第２００７／０９７３７９号（対応米国特許出願公開第２００８／００８８８４３号明細書）に開示される、液浸露光装置などにも、本発明を適用することができる。
【００８６】
また、本実施形態の露光装置１００におけるステージ駆動系５０では、定盤２１内の同じ層にＸコイルユニット６０Ｘ（電機子コイル３８Ｘ）とＹコイルユニット６０Ｙ（電機子コイル３８Ｙ）とをＸ軸方向及びＹ軸方向に交互に配置して構成される固定子６０が採用されているが、これに限らず、Ｘコイルユニット６０ＸとＹコイルユニット６０Ｙを定盤２１内の異なる層に配列する、例えばＸコイルユニット６０Ｘを上段に、Ｙコイルユニット６０Ｙを下段に配列する、積層型の固定子６０を採用してもよい（例えば、米国特許第６，４４５，０９３号明細書、米国特許第６，４５２，２９２号明細書等参照）。また、電機子コイル３８Ｘ，３８Ｙは、矩形コイルに限らず、正方形コイル、円形コイル等、任意の形状のコイルを使用してもよい。
【００８７】
また、本実施形態の露光装置１００におけるステージ駆動系５０のような平面モータに限らず、リニアモータを含め、複数の電機子コイルを励磁切換して使用するステージ駆動系全般について、本発明のステージ駆動方法を適用することができる。
【００８８】
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、これに限らず、ステッパなどの静止型露光装置に本発明を適用しても良い。また、ショット領域とショット領域とを合成するステップ・アンド・スティッチ方式の縮小投影露光装置、プロキシミティー方式の露光装置、又は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することができる。また、例えば米国特許第６，５９０，６３４号明細書、米国特許第５，９６９，４４１号明細書、米国特許第６，２０８，４０７号明細書などに開示されているように、複数のウエハステージを備えたマルチステージ型の露光装置にも本発明を適用できる。また、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、計測部材（例えば、基準マーク、及び／又はセンサなど）を含む計測ステージを備える露光装置にも本発明は適用が可能である。
【００８９】
また、上記実施形態の露光装置における投影光学系は縮小系のみならず等倍及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、前述の照明領域及び露光領域はその形状が矩形であるものとしたが、これに限らず、例えば円弧、台形、あるいは平行四辺形などでも良い。
【００９０】
なお、上記実施形態の露光装置の光源は、ＡｒＦエキシマレーザに限らず、ＫｒＦエキシマレーザ（出力波長２４８ｎｍ）、Ｆ2レーザ（出力波長１５７ｎｍ）、Ａｒ2レーザ（出力波長１２６ｎｍ）、Ｋｒ2レーザ（出力波長１４６ｎｍ）などのパルスレーザ光源、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）などの輝線を発する超高圧水銀ランプなどを用いることも可能である。また、ＹＡＧレーザの高調波発生装置などを用いることもできる。この他、例えば米国特許第７,０２３,６１０号明細書に開示されているように、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。
【００９１】
また、上記実施形態では、露光装置の照明光としては波長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、軟Ｘ線領域（例えば５〜１５ｎｍの波長域）のＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光を用いるＥＵＶ露光装置に本発明を適用することができる。その他、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、本発明は適用できる。
【００９２】
さらに、例えば米国特許第６，６１１，３１６号明細書に開示されているように、２つのレチクルパターンを、投影光学系を介してウエハ上で合成し、１回のスキャン露光によってウエハ上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置にも本発明を適用することができる。
【００９３】
なお、上記実施形態でパターンを形成すべき物体（エネルギビームが照射される露光対象の物体）はウエハに限られるものでなく、ガラスプレート、セラミック基板、フィルム部材、あるいはマスクブランクスなど他の物体でも良い。
【００９４】
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。
【００９５】
半導体素子などの電子デバイスは、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、前述した実施形態の露光装置（パターン形成装置）及びその露光方法によりマスク（レチクル）のパターンをウエハに転写するリソグラフィステップ、露光されたウエハを現像する現像ステップ、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト除去ステップ、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、上記実施形態の露光装置を用いて前述の露光方法が実行され、ウエハ上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のデバイスを生産性良く製造することができる。
【符号の説明】
【００９６】
１２…ベース盤、２１…定盤、３０…ステージ装置、３８Ｘ，３８Ｙ…電機子コイル、４１…内部空間、５０…ステージ駆動系（平面モータ）、５１…可動子、５５Ｘ１，５５Ｘ２，５５Ｙ１，５５Ｙ２…磁石ユニット、６０…固定子、６０Ｘ…Ｘコイルユニット、６０Ｙ…Ｙコイルユニット、１００…露光装置、Ｗ…ウエハ、ＷＳＴ…基板ステージ。
【図１】
2014096589.tif 000003
【図２】
2014096589.tif 000004
【図４】
2014096589.tif 000005
【図５】
2014096589.tif 000006
【図６】
2014096589.tif 000007
【図８】
2014096589.tif 000008
【図１０】
2014096589.tif 000009
【図３】
2014096589.tif 000010
【図７】
2014096589.tif 000011
【図９】
2014096589.tif 000012