(57)【要約】  露光装置の基板ステージ装置（２０）は、基板（Ｐ）の第１領域及びＹ軸方向に関して前記第１領域と並んで設けられた第２領域の少なくとも一部の領域を非接触支持する非接触ホルダ（３２）と、Ｘ軸方向に関して非接触ホルダ（３２）と重ならない位置で非接触ホルダ（３２）により非接触支持された基板（Ｐ）を保持する基板キャリア（４０）と、Ｙ軸方向に関して基板キャリア（４０）を非接触ホルダ（３２）に対して相対移動させるＹリニアアクチュエータ（６２）及びＹボイスコイルモータ（６４）と、基板キャリア（４０）をＸ軸方向に移動させるＸボイスコイルモータ（６６）と、非接触ホルダ（３２）をＸ軸方向に移動させるアクチュエータと、を備えている。
2017057590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系を介して照明光を物体に照射して、前記照明光に対して前記物体を相対駆動して前記物体の複数の領域をそれぞれ走査露光する露光装置であって、  前記複数の領域のうち第１領域と第１方向に関して前記第１領域と並んで設けられた第２領域の少なくとも一部の領域とを非接触支持する第１支持部と、  前記第１方向と交差する第２方向に関して前記第１支持部と重ならない位置で前記第１支持部により非接触支持された前記物体を保持する保持部と、  前記第２方向に関して前記第１支持部と離間して配置され、前記第２領域の他部の領域が前記第１支持部に支持されるように、前記物体を保持する前記保持部を前記第１支持部に対して前記第１方向へ相対駆動させる第１駆動部と、を備える露光装置。
【請求項２】
前記第１支持部は、前記物体のほぼ全面を支持可能な大きさを有し、  前記物体のほぼ全面が前記第１支持部により非接触支持される第１状態と、前記第１駆動部の駆動により前記物体の一部が前記第１支持部から外れ前記物体の他部が前記第１支持部により非接触支持される第２状態とを切り替え可能に前記第１駆動部を制御する制御部を、さらに備える請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記走査露光時と前記走査露光時以外とで前記第１状態と前記第２状態とを切り替える請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記物体が有する複数のマークを検出するマーク検出動作を行うマーク検出部をさらに備え、  前記制御部は、前記マーク検出動作時に前記第１状態となるように前記第１駆動部を制御する請求項３に記載の露光装置。
【請求項５】
前記支持部を前記第２方向へ駆動する第２駆動部をさらに備え、  前記第１及び２駆動部は、前記走査露光時に、前記保持部と前記第１支持部とをそれぞれ前記第２方向へ駆動させる請求項１〜４のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項６】
前記第１支持部を前記第２方向へ駆動する第２駆動部をさらに備え、  前記第２駆動部は、前記走査露光時に、前記保持部を前記第１方向へ駆動させ、  前記第１及び前記第２駆動部は、前記保持部と前記第１支持部とをそれぞれ前記第２駆動部へ駆動させ、前記走査露光を行う前記物体内の領域を変更する前記請求項１〜５のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項７】
照明光を物体に照射して、前記照明光に対して前記物体を第１方向に相対移動して前記物体の複数の領域をそれぞれ走査露光する露光装置であって、  前記複数の領域のうち少なくとも第１領域を非接触支持する第１支持部と、  前記支持部により非接触支持された前記物体を保持する保持部と、  前記保持部を、前記第１方向と前記第１方向に交差する第２方向との一方の方向に関して、前記第１領域の一部が前記支持部を外れるように前記支持部に対して相対駆動する第２駆動系と、  前記支持部を他方の方向へ駆動する第２駆動系と、を備える露光装置。
【請求項８】
光学系を介して照明光を物体に照射して、前記照明光に対して前記物体を駆動して前記物体を走査露光する露光装置であって、  前記物体のほぼ全面を非接触支持する第１支持部と、  前記第１支持部により非接触支持された前記物体を保持する保持部と、  前記保持部を前記第１支持部に対して相対駆動させる駆動部と、を備え、  前記駆動部は、前記第１支持部にほぼ全面が非接触支持された前記物体を保持する前記保持部を、前記物体の一部が前記第１支持部から外れるように、前記物体内の前記照明光が照射される領域に対して相対駆動する露光装置。
【請求項９】
前記物体のうち、前記第１支持部に支持された領域以外の領域を支持する第２支持部をさらに備える請求項１〜８のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１０】
前記保持部は、一対の第１部材と前記第１部材の上に設けられた一対の第２部材とにより構成され、  前記第１部材は、上下方向に関して前記支持部よりも低い位置に設けられる１〜９のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１１】
前記第１及び第２方向に関する前記保持部の位置情報を求めるエンコーダシステムを更に備え、前記エンコーダシステムを構成するヘッド及びスケールの少なくとも一方は、前記保持部に設けられる請求項１０に記載の露光装置。
【請求項１２】
前記ヘッド及びスケールの一方は、前記第２部材に設けられる請求項１１に記載の露光装置。
【請求項１３】
前記保持部の位置情報を求める際の基準となる基準部材をさらに備え、  前記基準部材は、前記第１部材に設けられる請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１４】
前記第１支持部は、前記物体の下面に対して空気を供給する供給孔を有する請求項１〜１３のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１５】
前記第１支持部は、前記物体の下面に介在する空気を吸引する吸引孔を有する請求項１４に記載の露光装置。
【請求項１６】
前記物体は、フラットパネルディスプレイに用いられる基板である請求項１〜１５のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１７】
前記基板は、少なくとも一辺の長さ又は対角長が５００ｍｍ以上である請求項１６に記載の露光装置。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか一項に記載の露光装置を用いて前記物体を露光することと、  露光された前記物体を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法。
【請求項１９】
請求項１〜１７のいずれか一項に記載の露光装置を用いて前記物体を露光することと、  露光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。
【請求項２０】
光学系を介して照明光を物体に照射して、前記照明光に対して前記物体を相対駆動して前記物体の複数の領域をそれぞれ走査露光する露光方法であって、  前記複数の領域のうち第１領域と第１方向に関して前記第１領域と並んで設けられた第２領域の少なくとも一部の領域とを第１支持部により非接触支持することと、  前記第１方向と交差する第２方向に関して前記第１支持部と重ならない位置で前記第１支持部により非接触支持された前記物体を保持部により保持することと、  前記第２方向に関して前記第１支持部と離間して配置された第１駆動部により、前記第２領域の他部の領域が前記第１支持部に支持されるように、前記物体を保持する前記保持部を前記第１支持部に対して前記第１方向へ相対駆動することと、を含む露光方法。
【請求項２１】
前記第１支持部は、前記物体のほぼ全面を支持可能な大きさを有し、  前記物体のほぼ全面が前記第１支持部により非接触支持される第１状態と、前記第１駆動部の駆動により前記物体の一部が前記第１支持部から外れ前記物体の他部が前記第１支持部により非接触支持される第２状態とを切り替え可能に前記第１駆動部を制御することを、さらに含む請求項２０に記載の露光方法。
【請求項２２】
前記制御することでは、前記走査露光時と前記走査露光時以外とで前記第１状態と前記第２状態とを切り替える請求項２１に記載の露光方法。
【請求項２３】
前記制御することでは、前記物体が有する複数のマークを検出するマーク検出動作を行うマーク検出部による前記マーク検出動作時に前記第１状態となるように前記第１駆動部を制御する請求項２２に記載の露光方法。
【請求項２４】
前記第１駆動部と前記支持部を前記第２方向へ駆動する第２駆動部とにより、前記走査露光時に、前記保持部と前記第１支持部とをそれぞれ前記第２方向へ駆動することを更に含む請求項２０〜２３のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項２５】
照明光を物体に照射して、前記照明光に対して前記物体を第１方向に相対移動して前記物体の複数の領域をそれぞれ走査露光する露光方法であって、  前記複数の領域のうち少なくとも第１領域を第１支持部により非接触支持することと、  前記支持部により非接触支持された前記物体を保持部により保持することと、  前記保持部を、前記第１方向と前記第１方向に交差する第２方向との一方の方向に関して、前記第１領域の一部が前記支持部を外れるように前記支持部に対して相対駆動することと、  前記支持部を他方の方向へ駆動することと、を含む露光方法。
【請求項２６】
光学系を介して照明光を物体に照射して、前記照明光に対して前記物体を駆動して前記物体を走査露光する露光方法であって、  前記物体のほぼ全面を第１支持部により非接触支持することと、  前記第１支持部により非接触支持された前記物体を保持部により保持することと、  前記保持部を前記第１支持部に対して相対駆動することと、を含み、  前記相対駆動することでは、前記第１支持部にほぼ全面が非接触支持された前記物体を保持する前記保持部を、前記物体の一部が前記第１支持部から外れるように、前記物体内の前記照明光が照射される領域に対して相対駆動する露光方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、露光装置、露光方法、フラットパネルディスプレイの製造方法、及びデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、液晶表示素子、半導体素子（集積回路等）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、マスク又はレチクル（以下、「マスク」と総称する）と、ガラスプレート又はウエハ等（以下、「基板」と総称する）とを所定の走査方向に沿って同期移動させつつ、マスクに形成されたパターンをエネルギビームを用いて基板上に転写するステップ・アンド・スキャン方式の露光装置（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。【０００３】  この種の露光装置としては、基板を高速且つ高精度で位置決めするため、基板を保持する基板ホルダを、水平面内の３自由度方向（スキャン方向、クロススキャン方向、及び水平面内の回転方向）に微小駆動するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。【０００４】  ここで、近年の基板の大型化に伴い、基板ホルダが大型化して重くなり、基板の位置決め制御が困難になる傾向にある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／０２６６９６１号明細書
【発明の概要】
【０００６】  本発明の第１の態様によれば、光学系を介して照明光を物体に照射して、前記照明光に対して前記物体を相対駆動して前記物体の複数の領域をそれぞれ走査露光する露光装置であって、前記複数の領域のうち第１領域と第１方向に関して前記第１領域と並んで設けられた第２領域の少なくとも一部の領域とを非接触支持する第１支持部と、前記第１方向と交差する第２方向に関して前記第１支持部と重ならない位置で前記第１支持部により非接触支持された前記物体を保持する保持部と、前記第２方向に関して前記第１支持部と離間して配置され、前記第２領域の他部の領域が前記第１支持部に支持されるように、前記物体を保持する前記保持部を前記第１支持部に対して前記第１方向へ相対駆動させる第１駆動部と、を備える露光装置が、提供される。
【０００７】  本発明の第２の態様によれば、照明光を物体に照射して、前記照明光に対して前記物体を第１方向に相対移動して前記物体の複数の領域をそれぞれ走査露光する露光装置であって、前記複数の領域のうち少なくとも第１領域を非接触支持する第１支持部と、前記支持部により非接触支持された前記物体を保持する保持部と、前記保持部を、前記第１方向と前記第１方向に交差する第２方向との一方の方向に関して、前記第１領域の一部が前記支持部を外れるように前記支持部に対して相対駆動する第２駆動系と、前記支持部を他方の方向へ駆動する第２駆動系と、を備える露光装置が、提供される。
【０００８】  本発明の第３の態様によれば、光学系を介して照明光を物体に照射して、前記照明光に対して前記物体を駆動して前記物体を走査露光する露光装置であって、前記物体のほぼ全面を非接触支持する第１支持部と、前記第１支持部により非接触支持された前記物体を保持する保持部と、前記保持部を前記第１支持部に対して相対駆動させる駆動部と、を備え、前記駆動部は、前記第１支持部にほぼ全面が非接触支持された前記物体を保持する前記保持部を、前記物体の一部が前記第１支持部から外れるように、前記物体内の前記照明光が照射される領域に対して相対駆動する露光装置が、提供される。
【０００９】  本発明の第４の態様によれば、第１ないし第３の態様のいずれかに係る露光装置を用いて前記物体を露光することと、露光された前記物体を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法が、提供される。
【００１０】  本発明の第５の態様によれば、第１ないし第３の態様のいずれかに係る露光装置を用いて前記物体を露光することと、露光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が、提供される。
【００１１】  本発明の第６の態様によれば、光学系を介して照明光を物体に照射して、前記照明光に対して前記物体を相対駆動して前記物体の複数の領域をそれぞれ走査露光する露光方法であって、前記複数の領域のうち第１領域と第１方向に関して前記第１領域と並んで設けられた第２領域の少なくとも一部の領域とを第１支持部により非接触支持することと、前記第１方向と交差する第２方向に関して前記第１支持部と重ならない位置で前記第１支持部により非接触支持された前記物体を保持部により保持することと、前記第２方向に関して前記第１支持部と離間して配置された第１駆動部により、前記第２領域の他部の領域が前記第１支持部に支持されるように、前記物体を保持する前記保持部を前記第１支持部に対して前記第１方向へ相対駆動することと、を含む露光方法が、提供される。
【００１２】  本発明の第７の態様によれば、照明光を物体に照射して、前記照明光に対して前記物体を第１方向に相対移動して前記物体の複数の領域をそれぞれ走査露光する露光方法であって、前記複数の領域のうち少なくとも第１領域を第１支持部により非接触支持することと、前記支持部により非接触支持された前記物体を保持部により保持することと、前記保持部を、前記第１方向と前記第１方向に交差する第２方向との一方の方向に関して、前記第１領域の一部が前記支持部を外れるように前記支持部に対して相対駆動することと、前記支持部を他方の方向へ駆動することと、を含む露光方法が、提供される。
【００１３】  本発明の第８の態様によれば、光学系を介して照明光を物体に照射して、前記照明光に対して前記物体を駆動して前記物体を走査露光する露光方法であって、前記物体のほぼ全面を第１支持部により非接触支持することと、前記第１支持部により非接触支持された前記物体を保持部により保持することと、前記保持部を前記第１支持部に対して相対駆動することと、を含み、前記相対駆動することでは、前記第１支持部にほぼ全面が非接触支持された前記物体を保持する前記保持部を、前記物体の一部が前記第１支持部から外れるように、前記物体内の前記照明光が照射される領域に対して相対駆動する露光方法が、提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態に係る液晶露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１の液晶露光装置が備える基板ステージ装置の詳細を示す図である。
【図４】基板ステージ装置の要部拡大図である。
【図５】図１の液晶露光装置が備える基板位置計測系の概念図である。
【図６】液晶露光装置の制御系を中心的に構成する主制御装置の入出力関係を示すブロック図である。
【図７】図７（ａ）及び図７（ｂ）は、露光動作時における基板ステージ装置の動作（その１）を説明するための図（それぞれ平面図、及び正面図）である。
【図８】図８（ａ）及び図８（ｂ）は、露光動作時における基板ステージ装置の動作（その２）を説明するための図（それぞれ平面図、及び正面図）である。
【図９】図９（ａ）及び図９（ｂ）は、露光動作時における基板ステージ装置の動作（その３）を説明するための図（それぞれ平面図、及び正面図）である。
【図１０】図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、第１の実施形態の第１の変形例に係る基板キャリアを示す図（それぞれ平面図、及び正面図）である。
【図１１】第１の実施形態の第２の変形例に係る基板ステージ装置を示す図である。
【図１２】図１２（ａ）は、第２の変形例に係る基板キャリアの平面図であり、図１２（ｂ）は、第２の変形例に係る基板テーブルの平面図である。
【図１３】図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、第１の実施形態の第３の変形例に係る基板ステージ装置を示す図（それぞれ平面図、及び断面図）である。
【図１４】第２の実施形態に係る基板ステージ装置を示す図である。
【図１５】図１５（ａ）及び図１５（ｂ）は、図１４の基板ステージ装置が有するＹガイドバー、重量キャンセル装置などを示す図（それぞれ平面図、及び側面図）である。
【図１６】図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、図１４の基板ステージ装置が有するベースフレーム、粗動ステージなどを示す図（それぞれ平面図、及び側面図）である。
【図１７】図１７（ａ）及び図１７（ｂ）は、図１４の基板ステージ装置が有する非接触ホルダ、補助テーブルなどを示す図（それぞれ平面図、及び側面図）である。
【図１８】図１８（ａ）及び図１８（ｂ）は、図１４の基板ステージ装置が有する基板キャリアなどを示す図（それぞれ平面図、及び側面図）である。
【図１９】図１９（ａ）及び図１９（ｂ）は、第２の実施形態に係る基板ステージ装置のスキャン露光時の動作を説明するための図（それぞれ平面図、及び側面図）である。
【図２０】図２０（ａ）及び図２０（ｂ）は、第２の実施形態に係る基板ステージ装置のＹステップ動作を説明するための図（その１及びその２）である。
【図２１】第２の実施形態の変形例（第４の変形例）に係る基板ステージ装置を示す図である。
【図２２】図２２（ａ）及び図２２（ｂ）は、図２１の基板ステージ装置が有するＹガイドバー、重量キャンセル装置などを示す図（それぞれ平面図、及び側面図）である。
【図２３】図２３（ａ）及び図２３（ｂ）は、図２１の基板ステージ装置が有するベースフレーム、粗動ステージなどを示す図（それぞれ平面図、及び側面図）である。
【図２４】図２４（ａ）及び図２４（ｂ）は、図２１の基板ステージ装置が有する非接触ホルダ、補助テーブルなどを示す図（それぞれ平面図、及び側面図）である。
【図２５】図２５（ａ）及び図２５（ｂ）は、図２１の基板ステージ装置が有する基板キャリアなどを示す図（それぞれ平面図、及び側面図）である。
【図２６】図２６（ａ）は、第４の変形例に係る基板ステージ装置の基板搬出時の説明するための図であり、図２６（ｂ）は、図２６（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】《第１の実施形態》  以下、第１の実施形態について、図１〜図９（ｂ）を用いて説明する。
【００１６】  図１には、第１の実施形態に係る液晶露光装置１０の構成が概略的に示されている。液晶露光装置１０は、例えば液晶表示装置（フラットパネルディスプレイ）などに用いられる矩形（角型）のガラス基板Ｐ（以下、単に基板Ｐと称する）を露光対象物とするステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、いわゆるスキャナである。
【００１７】  液晶露光装置１０は、照明系１２、回路パターン等のパターンが形成されたマスクＭを保持するマスクステージ１４、投影光学系１６、装置本体１８、表面（図１で＋Ｚ側を向いた面）にレジスト（感応剤）が塗布された基板Ｐを保持する基板ステージ装置２０、及びこれらの制御系等を有している。以下、露光時にマスクＭと基板Ｐとが投影光学系１６に対してそれぞれ相対走査される方向をＸ軸方向とし、水平面内でＸ軸に直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸及びＹ軸に直交する方向をＺ軸方向として説明を行う。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸回りの回転方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行う。
【００１８】  照明系１２は、例えば米国特許第５，７２９，３３１号明細書などに開示される照明系と同様に構成されている。すなわち、照明系１２は、図示しない光源（例えば、水銀ランプ）から射出された光を、それぞれ図示しない反射鏡、ダイクロイックミラー、シャッター、波長選択フィルタ、各種レンズなどを介して、露光用照明光（照明光）ＩＬとしてマスクＭに照射する。照明光ＩＬとしては、例えばｉ線（波長３６５ｎｍ）、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）などの光（あるいは、上記ｉ線、ｇ線、ｈ線の合成光）が用いられる。
【００１９】  マスクステージ１４は、光透過型のマスクＭを保持している。主制御装置５０（図６参照）は、例えばリニアモータを含むマスクステージ駆動系５２（図６参照）を介してマスクステージ１４（すなわちマスクＭ）を、照明系１２（照明光ＩＬ）に対してＸ軸方向（スキャン方向）に所定の長ストロークで駆動するとともに、Ｙ軸方向、及びθｚ方向に微少駆動する。マスクステージ１４の水平面内の位置情報は、例えばレーザ干渉計を含むマスクステージ位置計測系５４（図６参照）により求められる。
【００２０】  投影光学系１６は、マスクステージ１４の下方に配置されている。投影光学系１６は、例えば米国特許第６，５５２，７７５号明細書などに開示される投影光学系と同様な構成の、いわゆるマルチレンズ型の投影光学系であり、例えば正立正像を形成する両側テレセントリックな複数の光学系を備えている。投影光学系１６から基板Ｐに投射される照明光ＩＬの光軸ＡＸは、Ｚ軸にほぼ平行である。
【００２１】  液晶露光装置１０では、照明系１２からの照明光ＩＬによって所定の照明領域内に位置するマスクＭが照明されると、マスクＭを通過した照明光ＩＬにより、投影光学系１６を介してその照明領域内のマスクＭのパターンの投影像（部分的なパターンの像）が、基板Ｐ上の露光領域に形成される。そして、照明領域（照明光ＩＬ）に対してマスクＭが走査方向に相対移動するとともに、露光領域（照明光ＩＬ）に対して基板Ｐが走査方向に相対移動することで、基板Ｐ上の１つのショット領域の走査露光が行われ、そのショット領域にマスクＭに形成されたパターン（マスクＭの走査範囲に対応するパターン全体）が転写される。ここで、マスクＭ上の照明領域と基板Ｐ上の露光領域（照明光の照射領域）とは、投影光学系１６によって互いに光学的に共役な関係になっている。
【００２２】  装置本体１８は、上記マスクステージ１４、及び投影光学系１６を支持する部分であり、複数の防振装置１８ｄを介してクリーンルームの床Ｆ上に設置されている。装置本体１８は、例えば米国特許出願公開第２００８／００３０７０２号明細書に開示される装置本体と同様に構成されており、上記投影光学系１６を支持する上架台部１８ａ（光学定盤などとも称される）、一対の下架台部１８ｂ（図１では、紙面奥行き方向に重なっているため一方は不図示。図２参照）、及び一対の中架台部１８ｃを有している。
【００２３】  基板ステージ装置２０は、基板Ｐを投影光学系１６（照明光ＩＬ）に対して高精度位置決めする部分であり、基板Ｐを水平面（Ｘ軸方向、及びＹ軸方向）に沿って所定の長ストロークで駆動するとともに、６自由度方向に微少駆動する。基板ステージ装置２０は、ベースフレーム２２、粗動ステージ２４、重量キャンセル装置２６、Ｘガイドバー２８、基板テーブル３０、非接触ホルダ３２、一対の補助テーブル３４、基板キャリア４０などを備えている。
【００２４】  ベースフレーム２２は、一対のＸビーム２２ａを備えている。Ｘビーム２２ａは、Ｘ軸方向に延びるＹＺ断面矩形の部材から成る。一対のＸビーム２２ａは、Ｙ軸方向に所定間隔で配置されており、それぞれ脚部２２ｂを介して装置本体１８とは物理的に分離（振動的に絶縁）された状態で床Ｆ上に設置されている。一対のＸビーム２２ａ、及び脚部２２ｂは、それぞれ接続部材２２ｃにより一体的に接続されている。
【００２５】  粗動ステージ２４は、基板ＰをＸ軸方向に長ストロークで駆動するための部分であり、上記一対のＸビーム２２ａに対応して、一対のＸキャリッジ２４ａを備えている。Ｘキャリッジ２４ａは、ＹＺ断面逆Ｌ字状に形成され、対応するＸビーム２２ａ上に複数の機械的なリニアガイド装置２４ｃを介して載置されている。
【００２６】  一対のＸキャリッジ２４ａそれぞれは、基板テーブル３０を駆動するための基板テーブル駆動系５６（図６参照）の一部であるＸリニアアクチュエータを介して主制御装置５０（図６参照）により、対応するＸビーム２２ａに沿ってＸ軸方向に所定の長ストローク（基板ＰのＸ軸方向の長さの１〜１．５倍程度）で同期駆動される。Ｘキャリッジ２４ａを駆動するためのＸリニアアクチュエータの種類は、適宜変更可能であり、図２では、例えばＸキャリッジ２４ａが有する可動子と、対応するＸビーム２２ａが有する固定子とを含むリニアモータ２４ｄが用いられているが、これに限られず、例えば送りネジ（ボールネジ）装置などを使用することも可能である。
【００２７】  また、図２に示されるように、粗動ステージ２４は、一対のＹ固定子６２ａを有している。Ｙ固定子６２ａは、Ｙ軸方向に延びる部材から成る（図１参照）。一方のＹ固定子６２ａは、粗動ステージ２４の＋Ｘ側の端部近傍において、他方のＹ固定子６２ａは、粗動ステージ２４の−Ｘ側の端部近傍において、それぞれ一対のＸキャリッジ２４ａ上に架設されている（図１参照）。Ｙ固定子６２ａの機能については後述する。
【００２８】  重量キャンセル装置２６は、粗動ステージ２４が有する一対のＸキャリッジ２４ａ間に挿入されており、基板テーブル３０、及び非接触ホルダ３２を含む系の自重を下方から支持している。重量キャンセル装置２６の詳細に関しては、例えば米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書に開示されているので、説明を省略する。重量キャンセル装置２６は、該重量キャンセル装置２６から放射状に延びる複数の接続装置２６ａ（フレクシャ装置とも称される）を介して、粗動ステージ２４に対して機械的に接続されており、粗動ステージ２４に牽引されることにより、粗動ステージ２４と一体的にＸ軸方向に移動する。なお、重量キャンセル装置２６は、該重量キャンセル装置２６から放射状に延びる接続装置２６ａを介して、粗動ステージ２４に接続されるとしたが、Ｘ軸方向にのみ移動するためＸ方向に延びる接続装置２６ａにより、粗動ステージ２４に接続される構成としても良い。
【００２９】  Ｘガイドバー２８は、重量キャンセル装置２６が移動する際の定盤として機能する部分である。Ｘガイドバー２８は、Ｘ軸方向に延びる部材から成り、図１に示されるように、ベースフレーム２２が有する一対のＸビーム２２ａ間に挿入され、装置本体１８が有する一対の下架台部１８ｂ上に固定されている。Ｙ軸方向に関して、Ｘガイドバー２８の中心は、照明光ＩＬにより基板Ｐ上に生成される露光領域の中心とほぼ一致している。Ｘガイドバー２８の上面は、ＸＹ平面（水平面）と平行に設定されている。上記重量キャンセル装置２６は、Ｘガイドバー２８上に、例えばエアベアリング２６ｂを介して非接触状態で載置されている。粗動ステージ２４がベースフレーム２２上でＸ軸方向に移動する際、重量キャンセル装置２６は、Ｘガイドバー２８上をＸ軸方向に移動する。
【００３０】  基板テーブル３０は、平面視でＸ軸方向を長手方向とする矩形の板状（あるいは箱形）の部材から成り、図２に示されるように、中央部が球面軸受け装置２６ｃを介してＸＹ平面に対して揺動自在な状態で重量キャンセル装置２６に下方から非接触支持されている。また、基板テーブル３０には、図１に示されるように、一対の補助テーブル３４（図２では不図示）が接続されている。一対の補助テーブル３４の機能については、後述する。
【００３１】  図２に戻り、基板テーブル３０は、基板テーブル駆動系５６（図６参照）の一部であって、粗動ステージ２４が有する固定子と基板テーブル３０自体が有する可動子とを含む複数のリニアモータ３０ａ（例えばボイスコイルモータ）により、粗動ステージ２４に対して、水平面（ＸＹ平面）に対して交差する方向、すなわちＺ軸方向、θｘ方向、及びθｙ方向（以下、Ｚチルト方向と称する）に適宜微小駆動される。
【００３２】  基板テーブル３０は、基板テーブル３０から放射状に延びる複数の接続装置３０ｂ（フレクシャ装置）を介して、粗動ステージ２４に対して機械的に接続されている。接続装置３０ｂは、例えばボールジョイントを含み、基板テーブル３０の粗動ステージ２４に対するＺチルト方向への微小ストロークでの相対移動を阻害しないようになっている。また、粗動ステージ２４がＸ軸方向に長ストロークで移動する場合には、上記複数の接続装置３０ｂを介して粗動ステージ２４に牽引されることにより、粗動ステージ２４と基板テーブル３０とが、一体的にＸ軸方向に移動する。なお、基板テーブル３０は、Ｙ軸方向へ移動しないため、粗動ステージ２４に対して放射状に延びる接続装置３０ｂではなく、Ｘ軸方向に平行な複数の接続装置３０ｂを介して、粗動ステージ２４に接続されるようにしても良い。
【００３３】  非接触ホルダ３２は、平面視でＸ軸方向を長手方向とする矩形の板状（あるいは箱形）の部材から成り、その上面で基板Ｐを下方から支持する。非接触ホルダ３２は、基板Ｐにたるみ、皺などが生じないようにする（平面矯正する）機能を有する。非接触ホルダ３２は、基板テーブル３０の上面に固定されており、上記基板テーブル３０と一体的にＸ軸方向に長ストロークで移動するとともに、Ｚチルト方向に微小移動する。
【００３４】  非接触ホルダ３２の上面（基板支持面）における四辺それぞれの長さは、基板Ｐの四辺それぞれの長さとほぼ同じに（実際には幾分短く）設定されている。従って、非接触ホルダ３２は、基板Ｐのほぼ全体を下方から支持すること、具体的には、基板Ｐ上における露光対象領域（基板Ｐの端部近傍に形成される余白領域を除く領域）を下方から支持可能となっている。
【００３５】  非接触ホルダ３２には、基板ステージ装置２０の外部に設置された不図示の加圧気体供給装置と真空吸引装置とが、例えばチューブなどの配管部材を介して接続されている。また、非接触ホルダ３２の上面（基板載置面）には、上記配管部材と連通する微小な孔部が複数形成されている。非接触ホルダ３２は、上記加圧気体供給装置から供給される加圧気体（例えば圧縮空気）を上記孔部（の一部）を介して基板Ｐの下面に噴出することにより基板Ｐを浮上させる。また、非接触ホルダ３２は、上記加圧気体の噴出と併用して、上記真空吸引装置から供給される真空吸引力により、基板Ｐの下面と基板支持面との間の空気を吸引する。これにより、基板Ｐに荷重（プリロード）が作用し、非接触ホルダ３２の上面に沿って平面矯正される。ただし、基板Ｐと非接触ホルダ３２との間に隙間が形成されることから、基板Ｐと非接触ホルダ３２との水平面に平行な方向の相対移動は阻害されない。
【００３６】  基板キャリア４０は、基板Ｐを保持する部分であり、該基板Ｐを照明光ＩＬ（図１参照）に対して水平面内の３自由度方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びθｚ方向）に移動させる。基板キャリア４０は、平面視で矩形の枠状（額縁状）に形成されており、基板Ｐの端部（外周縁部）近傍の領域（余白領域）を保持した状態で、非接触ホルダ３２に対してＸＹ平面に沿って移動する。以下、基板キャリア４０の詳細を図３を用いて説明する。
【００３７】  基板キャリア４０は、図３に示されるように、一対のＸフレーム４２ｘと、一対のＹフレーム４２ｙとを備えている。一対のＸフレーム４２ｘは、それぞれＸ軸方向に延びる平板状の部材から成り、Ｙ軸方向に所定の（基板Ｐ及び非接触ホルダ３２のＹ軸方向の寸法よりも広い）間隔で配置されている。また、一対のＹフレーム４２ｙは、それぞれＹ軸方向に延びる平板状の部材から成り、Ｘ軸方向に所定の（基板Ｐ及び非接触ホルダ３２のＸ軸方向の寸法よりも広い）間隔で配置されている。
【００３８】  ＋Ｘ側のＹフレーム４２ｙは、一対のＸフレーム４２ｘそれぞれ＋Ｘ側の端部近傍における下面にスペーサ４２ａを介して接続されている。同様に、−Ｘ側のＹフレーム４２ｙは、一対のＸフレーム４２ｘそれぞれの−Ｘ側の端部近傍における下面にスペーサ４２ａを介して接続されている。これにより、一対のＹフレーム４２ｙの上面の高さ位置（Ｚ軸方向の位置）は、一対のＸフレーム４２ｘの下面の高さ位置よりも低く（−Ｚ側）に設定されている。
【００３９】  また、一対のＸフレーム４２ｘそれぞれの下面には、一対の吸着パッド４４がＸ軸方向に離間して取り付けられている。従って、基板キャリア４０は、合計で、例えば４つの吸着パッド４４を有している。吸着パッド４４は、一対のＸフレーム４２ｘが互いに向かい合う面から、互いに対向する方向（基板キャリア４０の内側）に突き出して配置されている。例えば４つの吸着パッド４４は、一対のＸフレーム４２ｘ間に基板Ｐが挿入された状態で、該基板Ｐの四隅部近傍（余白領域）を下方から支持できるように、水平面内の位置（Ｘフレーム４２ｘに対する取り付け位置）が設定されている。例えば４つの吸着パッド４４それぞれには、不図示の真空吸引装置が接続されている。吸着パッド４４は、上記真空吸引装置から供給される真空吸引力により、基板Ｐの下面を吸着保持する。なお、吸着パッド４４の数は、これに限定されず、適宜変更が可能である。
【００４０】  ここで、図２に示されるように、非接触ホルダ３２と基板キャリア４０とが組み合わされた状態で、基板Ｐは、基板キャリア４０の有する吸着パッド４４によって四隅部近傍が下方から支持（吸着保持）されるとともに、中央部を含むほぼ全面が非接触ホルダ３２により下方から非接触支持される。この状態で、基板Ｐの＋Ｘ側及び−Ｘ側の端部は、非接触ホルダ３２の＋Ｘ側及び−Ｘ側の端部からそれぞれ突き出しており、例えば４つの吸着パッド４４（図２では一部不図示）は、該基板Ｐの非接触ホルダ３２から突き出した部分を吸着保持する。すなわち、吸着パッド４４は、Ｘ軸方向に関して非接触ホルダ３２の外側に位置するように、Ｘフレーム４２ｘに対する取り付け位置が設定されている。
【００４１】  次に基板キャリア４０を駆動するための基板キャリア駆動系６０（図６参照）について説明する。本実施形態において、主制御装置５０（図６参照）は、該基板キャリア駆動系６０を介して、基板キャリア４０を非接触ホルダ３２に対してＹ軸方向に長ストロークで駆動するとともに、水平面内３自由度方向に微小駆動する。また、主制御装置５０は、上述した基板テーブル駆動系５６（図６参照）と、基板キャリア駆動系６０とを介して、非接触ホルダ３２と基板キャリア４０とをＸ軸方向に一体的に（同期して）駆動する。
【００４２】  基板キャリア駆動系６０は、図２に示されるように、上述した粗動ステージ２４が有するＹ固定子６２ａと、該Ｙ固定子６２ａと協働してＹ軸方向の推力を発生するＹ可動子６２ｂとを含む、一対のＹリニアアクチュエータ６２を備えている。一対のＹリニアアクチュエータ６２それぞれのＹ可動子６２ｂには、図４に示されるように、Ｙ固定子６４ａとＸ固定子６６ａとが取り付けられている。
【００４３】  Ｙ固定子６４ａは、基板キャリア４０（Ｙフレーム４２ｙの下面）に取り付けられたＹ可動子６４ｂと協働して基板キャリア４０にＹ軸方向の推力を付与するＹボイスコイルモータ６４を構成している。また、Ｘ固定子６６ａは、基板キャリア４０（Ｙフレーム４２ｙの下面）に取り付けられたＸ可動子６６ｂと協働して基板キャリア４０にＸ軸方向の推力を付与するＸボイスコイルモータ６６を構成している。このように、基板ステージ装置２０は、基板キャリア４０の＋Ｘ側、及び−Ｘ側のそれぞれにＹボイスコイルモータ６４とＸボイスコイルモータ６６とをそれぞれ１つ有している。
【００４４】  ここで、基板キャリア４０の＋Ｘ側と−Ｘ側とで、Ｙボイスコイルモータ６４、及びＸボイスコイルモータ６６は、それぞれ基板Ｐの重心位置を中心に点対称に配置されている。従って、基板キャリア４０の＋Ｘ側のＸボイスコイルモータ６６と、基板キャリア４０の−Ｘ側のＸボイスコイルモータ６６とを用いて基板キャリア４０にＸ軸方向に推力を作用させる際、基板Ｐの重心位置にＸ軸方向に平行に推力を作用させたのと同様の効果を得ること、すなわち基板キャリア４０（基板Ｐ）にθｚ方向のモーメントが作用することを抑制することができる。なお、一対のＹボイスコイルモータ６４に関しては、Ｘ軸方向に関する基板Ｐの重心（線）を挟んで配置されているので、基板キャリア４０にθｚ方向のモーメントが作用しない。
【００４５】  基板キャリア４０は、上記一対のＹボイスコイルモータ６４、及び一対のＸボイスコイルモータ６６を介して、主制御装置５０（図６参照）により、粗動ステージ２４（すなわち非接触ホルダ３２）に対して水平面内の３自由度方向に微少駆動される。また、主制御装置５０は、粗動ステージ２４（すなわち非接触ホルダ３２）がＸ軸方向に長ストロークで移動する際に、非接触ホルダ３２と基板キャリア４０とが一体的にＸ軸方向に長ストロークで移動するように、上記一対のＸボイスコイルモータ６６を用いて、基板キャリア４０にＸ軸方向の推力を付与する。
【００４６】  また、主制御装置５０（図６参照）は、上記一対のＹリニアアクチュエータ６２、及び一対のＹボイスコイルモータ６４を用いて、基板キャリア４０を非接触ホルダ３２に対してＹ軸方向に長ストロークで相対移動させる。具体的に説明すると、主制御装置５０は、一対のＹリニアアクチュエータ６２のＹ可動子６２ｂをＹ軸方向に移動させつつ、該Ｙ可動子６２ｂに取り付けられたＹ固定子６４ａを含むＹボイスコイルモータ６４を用いて基板キャリア４０にＹ軸方向の推力を作用させる。これにより、基板キャリア４０は、非接触ホルダ３２と独立（分離）してＹ軸方向に長ストロークで移動する。
【００４７】  このように、本実施形態の基板ステージ装置２０において、基板Ｐを保持する基板キャリア４０は、Ｘ軸（走査）方向に関しては、非接触ホルダ３２と一体的に長ストロークで移動し、Ｙ軸方向に関しては、非接触ホルダ３２とは独立に長ストロークで移動する。なお、図２から分かるように、吸着パッド４４のＺ位置と、非接触ホルダ３２のＺ位置とが一部重複しているが、基板キャリア４０が非接触ホルダ３２に対して長ストロークで相対移動するのは、Ｙ軸方向のみであるので、吸着パッド４４と非接触ホルダ３２とが接触するおそれはない。
【００４８】  また、基板テーブル３０（すなわち非接触ホルダ３２）がＺチルト方向に駆動された場合、非接触ホルダ３２に平面矯正された基板Ｐが、非接触ホルダ３２とともにＺチルト方向に姿勢変化するので、基板Ｐを吸着保持する基板キャリア４０は、該基板ＰとともにＺチルト方向に姿勢変化する。なお、吸着パッド４４の弾性変形により基板キャリア４０の姿勢が変化しないようにしても良い。
【００４９】  図１に戻り、一対の補助テーブル３４は、基板キャリア４０が非接触ホルダ３２と分離してＹ軸方向に相対移動する際に非接触ホルダ３２と協働して、該基板キャリア４０が保持する基板Ｐの下面を支持する装置である。上述したように基板キャリア４０は、基板Ｐを保持した状態で、非接触ホルダ３２に対して相対移動することから、例えば図１に示される状態から基板キャリア４０が＋Ｙ方向に移動すると、基板Ｐの＋Ｙ側の端部近傍が非接触ホルダ３２に支持されなくなる。このため、基板ステージ装置２０では、上記基板Ｐのうち、非接触ホルダ３２により支持されない部分の自重による撓みを抑制するため、該基板Ｐを一対の補助テーブル３４の一方を用いて下方から支持する。一対の補助テーブル３４は、紙面左右対称に配置されている点を除き、実質的に同じ構造である。
【００５０】  補助テーブル３４は、図３に示されるように、複数のエア浮上ユニット３６を有している。なお、本実施形態において、エア浮上ユニット３６は、Ｙ軸方向に延びる棒状に形成され、複数のエア浮上ユニット３６がＸ軸方向に所定間隔で配置される構成であるが、基板Ｐの自重に起因する撓みを抑制することができれば、その形状、数、配置などは、特に限定されない。複数のエア浮上ユニット３６は、図４に示されるように、基板テーブル３０の側面から突き出したアーム状の支持部材３６ａに下方から支持されている。複数のエア浮上ユニット３６と非接触ホルダ３２との間には、微小な隙間が形成されている。
【００５１】  エア浮上ユニット３６の上面の高さ位置は、非接触ホルダ３２の上面の高さ位置とほぼ同じに（あるいは幾分低く）設定されている。エア浮上ユニット３６は、その上面から基板Ｐの下面に対して気体（例えば空気）を噴出することにより、該基板Ｐを非接触支持する。なお、上述した非接触ホルダ３２は、基板Ｐにプリロードを作用させて基板Ｐの平面矯正を行ったが、エア浮上ユニット３６は、基板Ｐの撓みを抑制することができれば良いので、単に基板Ｐの下面に気体を供給するだけでもよく、エア浮上ユニット３６上における基板Ｐの高さ位置を特に管理しなくてもよい。
【００５２】  次に、基板Ｐの６自由度方向の位置情報を計測するための基板位置計測系について説明する。基板位置計測系は、基板テーブル３０の水平面に交差する方向の位置情報（Ｚ軸方向の位置情報、θｘ及びθｙ方向の回転量情報。以下「Ｚチルト位置情報」と称する）を求めるためのＺチルト位置計測系５８（図６参照）と、基板キャリア４０のＸＹ平面内の位置情報（Ｘ軸方向、及びＹ軸方向の位置情報、並びにθｚ方向の回転量情報）を求めるための水平面内位置計測系７０（図６参照）とを含む。
【００５３】  Ｚチルト位置計測系５８（図６参照）は、図２に示されるように、基板テーブル３０の下面であって、球面軸受け装置２６ｃの周囲に固定された複数（少なくとも３つ）のレーザ変位計５８ａを含む。レーザ変位計５８ａは、重量キャンセル装置２６の筐体に固定されたターゲット５８ｂに対して計測光を照射し、その反射光を受光することにより、該計測光の照射点における基板テーブル３０のＺ軸方向の変位量情報を主制御装置５０（図６参照）に供給する。例えば、少なくとも３つのレーザ変位計５８ａは、同一直線上にない３箇所（例えば正三角形の頂点に対応する位置）に配置されており、主制御装置５０は、該少なくとも３つのレーザ変位計５８ａの出力に基づいて、基板テーブル３０（すなわち基板Ｐ）のＺチルト位置情報を求める。重量キャンセル装置２６は、Ｘガイドバー２８の上面（水平面）に沿って移動するので、主制御装置５０は、基板テーブル３０のＸ位置に関わらず、基板テーブル３０の水平面に対する姿勢変化を計測することができる。
【００５４】  水平面内位置計測系７０（図６参照）は、図１に示されるように、一対のヘッドユニット７２を有している。一方のヘッドユニット７２は、投影光学系１６の−Ｙ側に配置され、他方のヘッドユニット７２は、投影光学系１６の＋Ｙ側に配置されている。
【００５５】  一対のヘッドユニット７２それぞれは、基板キャリア４０が有する反射型の回折格子を用いて基板Ｐの水平面内の位置情報を求める。一対のヘッドユニット７２に対応して、基板キャリア４０の一対のＸフレーム４２ｘそれぞれの上面には、図３に示されるように、複数（図３では、例えば６枚）のスケール板４６が貼り付けられている。スケール板４６は、Ｘ軸方向に延びる平面視帯状の部材から成る。スケール板４６のＸ軸方向の長さは、Ｘフレーム４２ｘのＸ軸方向の長さに比べて短く、複数のスケール板４６が、Ｘ軸方向に所定の間隔で（互いに離間して）配列されている。
【００５６】  図５には、＋Ｙ側のＸフレーム４２ｘと、これに対応するヘッドユニット７２が示されている。Ｘフレーム４２ｘ上に固定された複数のスケール板４６それぞれには、Ｘスケール４８ｘとＹスケール４８ｙとが形成されている。Ｘスケール４８ｘは、スケール板４６の−Ｙ側の半分の領域に形成され、Ｙスケール４８ｙは、スケール板４６の＋Ｙ側の半分の領域に形成されている。Ｘスケール４８ｘは、反射型のＸ回折格子を有し、Ｙスケール４８ｙは、反射型のＹ回折格子を有している。なお、図５では、理解を容易にするために、Ｘスケール４８ｘ、Ｙスケール４８ｙを形成する複数の格子線間の間隔（ピッチ）は、実際よりも広く図示されている。
【００５７】  ヘッドユニット７２は、図４に示されるように、Ｙリニアアクチュエータ７４、該Ｙリニアアクチュエータ７４により投影光学系１６（図１参照）に対してＹ軸方向に所定のストロークで駆動されるＹスライダ７６、及びＹスライダ７６に固定された複数の計測ヘッド（Ｘエンコーダヘッド７８ｘ、８０ｘ、Ｙエンコーダヘッド７８ｙ、８０ｙ）を備えている。図１及び図４で紙面左右対称に構成されている点を除き、一対のヘッドユニット７２は、同様に構成されている。また、一対のＸフレーム４２ｘ上それぞれに固定された複数のスケール板４６も、図１及び図４において、左右対称に構成されている。
【００５８】  Ｙリニアアクチュエータ７４は、装置本体１８が有する上架台部１８ａの下面に固定されている。Ｙリニアアクチュエータ７４は、Ｙスライダ７６をＹ軸方向に直進案内するリニアガイドと、Ｙスライダ７６に推力を付与する駆動系とを備えている。リニアガイドの種類は、特に限定されないが、繰り返し再現性の高いエアベアリングが好適である。また、駆動系の種類も、特に限定されず、例えばリニアモータ、ベルト（あるいはワイヤ）駆動装置などを用いることができる。
【００５９】  Ｙリニアアクチュエータ７４は、主制御装置５０（図６参照）により制御される。Ｙリニアアクチュエータ７４によるＹスライダ７６のＹ軸方向へのストローク量は、基板Ｐ（基板キャリア４０）のＹ軸方向へのストローク量と同等に設定されている。
【００６０】  ヘッドユニット７２は、図５に示されるように、一対のＸエンコーダヘッド７８ｘ（以下「Ｘヘッド７８ｘ」と称する）、及び一対のＹエンコーダヘッド７８ｙ（以下「Ｙヘッド７８ｙ」と称する）を備えている。一対のＸヘッド７８ｘ、一対のＹヘッド７８ｙは、それぞれＸ軸方向に所定距離で離間して配置されている。
【００６１】  Ｘヘッド７８ｘ、及びＹヘッド７８ｙは、例えば米国特許出願公開第２００８／００９４５９２号明細書に開示されるような、いわゆる回折干渉方式のエンコーダヘッドであり、対応するスケール（Ｘスケール４８ｘ、Ｙスケール４８ｙ）に対して下向き（−Ｚ方向）に計測ビームを照射し、そのスケールからのビーム（戻り光）を受光することにより、基板キャリア４０の変位量情報を主制御装置５０（図６参照）に供給する。
【００６２】  すなわち、水平面内位置計測系７０（図６参照）では、一対のヘッドユニット７２が有する合計で、例えば４つのＸヘッド７８ｘと、該Ｘヘッド７８ｘに対向するＸスケール４８ｘとによって、基板キャリア４０のＸ軸方向の位置情報を求めるための、例えば４つのＸリニアエンコーダシステムが構成されている。同様に、一対のヘッドユニット７２が有する合計で、例えば４つのＹヘッド７８ｙと、該Ｙヘッド７８ｙに対向するＹスケール４８ｙとによって、基板キャリア４０のＹ軸方向の位置情報を求めるための、例えば４つのＹリニアエンコーダシステムが構成されている。
【００６３】  ここで、ヘッドユニット７２が有する一対のＸヘッド７８ｘ、及び一対のＹヘッド７８ｙそれぞれのＸ軸方向に関する間隔は、隣接するスケール板４６間の間隔よりも広く設定されている。これにより、Ｘエンコーダシステム、及びＹエンコーダシステムでは、基板キャリア４０のＸ軸方向の位置に関わらず、一対のＸヘッド７８ｘのうち常に少なくとも一方がＸスケール４８ｘに対向するとともに、一対のＹヘッド７８ｙのうちの少なくとも一方が常にＹスケール４８ｙに対向する。
【００６４】  具体的には、主制御装置５０（図６参照）は、一対のＸヘッド７８ｘがともにＸスケール４８ｘに対向した状態では、該一対のＸヘッド７８ｘの出力の平均値に基づいて基板キャリア４０のＸ位置情報を求める。また、主制御装置５０は、一対のＸヘッド７８ｘの一方のみがＸスケール４８ｘに対向した状態では、該一方のＸヘッド７８ｘの出力のみに基づいて基板キャリア４０のＸ位置情報を求める。従って、Ｘエンコーダシステムは、基板キャリア４０の位置情報を途切れさせることなく主制御装置５０に供給することができる。Ｙエンコーダシステムについても同様である。
【００６５】  ここで、上述したように、本実施形態の基板キャリア４０は、Ｙ軸方向にも所定の長ストロークで移動可能であることから、主制御装置５０（図６参照）は、Ｘヘッド７８ｘ、Ｙヘッド７８ｙそれぞれと、対応するスケール４８ｘ、４８ｙとの対向状態が維持されるように、基板キャリア４０のＹ軸方向の位置に応じて一対のヘッドユニット７２それぞれのＹスライダ７６（図４参照）を、基板キャリア４０に追従するように、Ｙリニアアクチュエータ７４（図４参照）を介してＹ軸方向に駆動する。主制御装置５０は、Ｙスライダ７６（すなわち各ヘッド７８ｘ、７８ｙ）のＹ軸方向の変位量（位置情報）と、各ヘッド７８ｘ、７８ｙからの出力とを併せて、総合的に基板キャリア４０の水平面内の位置情報を求める。
【００６６】  Ｙスライダ７６（図４参照）の水平面内の位置（変位量）情報は、上記Ｘヘッド７８ｘ、Ｙヘッド７８ｙを用いたエンコーダシステムと同等の計測精度のエンコーダシステムにより求められる。Ｙスライダ７６は、図４及び図５から分かるように、一対のＸエンコーダヘッド８０ｘ（以下「Ｘヘッド８０ｘ」と称する）、及び一対のＹエンコーダヘッド８０ｙ（以下「Ｙヘッド８０ｙ」と称する）を有している。一対のＸヘッド８０ｘ、及び一対のＹヘッド８０ｙは、それぞれＹ軸方向に所定距離で離間して配置されている。
【００６７】  主制御装置５０（図６参照）は、装置本体１８の上架台部１８ａ（それぞれ図１参照）の下面に固定された複数のスケール板８２を用いて、Ｙスライダ７６の水平面内の位置情報を求める。スケール板８２は、Ｙ軸方向に延びる平面視帯状の部材から成る。本実施形態では、一対のヘッドユニット７２それぞれの上方に、例えば２枚のスケール板８２が、Ｙ軸方向に所定間隔で（互いに離間して）配置されている。
【００６８】  図５に示されるように、スケール板８２の下面における＋Ｘ側の領域には、上記一対のＸヘッド８０ｘに対向してＸスケール８４ｘが形成され、スケール板８２の下面における−Ｘ側の領域には、上記一対のＹヘッド８０ｙに対向してＹスケール８４ｙが形成されている。Ｘスケール８４ｘ、Ｙスケール８４ｙは、上述したスケール板４６に形成されたＸスケール４８ｘ、Ｙスケール４８ｙと実質的に同様な構成の光反射型回折格子である。また、Ｘヘッド８０ｘ、Ｙヘッド８０ｙも上述したＸヘッド７８ｘ、Ｙヘッド７８ｙ（下向きヘッド）と同様の構成の回折干渉方式のエンコーダヘッドである。
【００６９】  一対のＸヘッド８０ｘ、及び一対のＹヘッド８０ｙは、対応するスケール（Ｘスケール８４ｘ、Ｙスケール８４ｙ）に対して上向き（＋Ｚ方向）に計測ビームを照射し、そのスケールからのビームを受光することにより、Ｙスライダ７６（図４参照）の水平面内の変位量情報を主制御装置５０（図６参照）に供給する。一対のＸヘッド８０ｘ、及び一対のＹヘッド８０ｙそれぞれのＹ軸方向に関する間隔は、隣接するスケール板８２間の間隔よりも広く設定されている。これにより、Ｙスライダ７６のＹ軸方向の位置に関わらず、一対のＸヘッド８０ｘのうち常に少なくとも一方がＸスケール８４ｘに対向するとともに、一対のＹヘッド８０ｙのうちの少なくとも一方が常にＹスケール８４ｙに対向する。従って、Ｙスライダ７６の位置情報を途切れさせることなく主制御装置５０（図６参照）に供給することができる。
【００７０】  図６には、液晶露光装置１０（図１参照）の制御系を中心的に構成し、構成各部を統括制御する主制御装置５０の入出力関係を示すブロック図が示されている。主制御装置５０は、ワークステーション（又はマイクロコンピュータ）等を含み、液晶露光装置１０の構成各部を統括制御する。
【００７１】  上述のようにして構成された液晶露光装置１０（図１参照）では、主制御装置５０（図６参照）の管理の下、不図示のマスクローダによって、マスクステージ１４上へのマスクＭのロードが行われるとともに、不図示の基板ローダによって、基板ステージ装置２０（基板キャリア４０、及び非接触ホルダ３２）上への基板Ｐのロードが行なわれる。その後、主制御装置５０により、不図示のアライメント検出系を用いたアライメント計測、及び不図示のオートフォーカスセンサ（基板Ｐの面位置計測系）を用いたフォーカスマッピングが実行され、そのアライメント計測、及びフォーカスマッピングの終了後、基板Ｐ上に設定された複数のショット領域に逐次ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行なわれる。
【００７２】  次に、露光動作時における基板ステージ装置２０の動作の一例を、図７（ａ）〜図９（ｂ）を用いて説明する。なお、以下の説明では、１枚の基板Ｐ上に４つのショット領域が設定された場合（いわゆる４面取りの場合）を説明するが、１枚の基板Ｐ上に設定されるショット領域の数、及び配置は、適宜変更可能である。また、本実施形態において、露光処理は、一例として基板Ｐの−Ｙ側且つ＋Ｘ側に設定された第１ショット領域Ｓ１から行われるものとして説明する。また、図面の錯綜を避けるため、図７（ａ）〜図９（ｂ）では、基板ステージ装置２０が有する要素の一部が省略されている。
【００７３】  図７（ａ）及び図７（ｂ）には、アライメント動作等が完了し、第１ショット領域Ｓ１に対する露光動作の準備が終了した状態の基板ステージ装置２０の平面図、及び正面図がそれぞれ示されれている。基板ステージ装置２０では、図７（ａ）に示されるように、投影光学系１６からの照明光ＩＬ（それぞれ図７（ｂ）参照）が照射されることにより基板Ｐ上に形成される露光領域ＩＡ（ただし、図７（ａ）に示される状態では、まだ基板Ｐに対し照明光ＩＬは照射されていない）よりも、第１ショット領域Ｓ１の＋Ｘ側の端部が幾分−Ｘ側に位置するように、水平面内位置計測系７０（図６参照）の出力に基づいて基板Ｐの位置決めがされる。
【００７４】  また、Ｙ軸方向に関して、露光領域ＩＡの中心と、Ｘガイドバー２８（すなわち非接触ホルダ３２）の中心とがほぼ一致していることから、基板キャリア４０に保持された基板Ｐの＋Ｙ側の端部近傍は、非接触ホルダ３２から突き出している。基板Ｐは、該突き出した部分が非接触ホルダ３２の＋Ｙ側に配置された補助テーブル３４に下方から支持される。この際、基板Ｐの＋Ｙ側の端部近傍は、非接触ホルダ３２による平面矯正が行われないが、露光対象の第１ショット領域Ｓ１を含む領域は、平面矯正が行われた状態が維持されるので、露光精度に影響はない。
【００７５】  次いで、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示される状態から、マスクＭ（図１参照）と同期して、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示されるように、基板キャリア４０と非接触ホルダ３２とが、水平面内位置計測系７０（図６参照）の出力に基づいて、Ｘガイドバー２８上で＋Ｘ方向へ一体的に（同期して）駆動（加速、等速駆動、及び減速）される（図８（ａ）の黒矢印参照）。基板キャリア４０と非接触ホルダ３２とがＸ軸方向に等速駆動される間、基板Ｐには、マスクＭ（図１参照）及び投影光学系１６を通過した照明光ＩＬ（それぞれ図８（ｂ）参照）が照射され、これによりマスクＭが有するマスクパターンがショット領域Ｓ１に転写される。この際、基板キャリア４０は、アライメント計測の結果に応じて、非接触ホルダ３２に対して水平面内３自由度方向に適宜微小駆動され、非接触ホルダ３２は、上記フォーカスマッピングの結果に応じてＺチルト方向に適宜微小駆動される。
【００７６】  ここで、水平面内位置計測系７０（図６参照）において、基板キャリア４０と非接触ホルダ３２とがＸ軸方向（図８（ａ）では＋Ｘ方向）に駆動される際、一対のヘッドユニット７２それぞれが有するＹスライダ７６（それぞれ図４参照）は、静止状態（ただし、厳密にヘッドユニット７２が静止している必要はなく、ヘッドユニット７２が有するヘッドの少なくとも一部がＹ軸方向においてスケール板４６に対向されていればよ良い）とされる。
【００７７】  基板Ｐ上の第１ショット領域Ｓ１に対するマスクパターンの転写が完了すると、基板ステージ装置２０では、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示されるように、第１ショット領域Ｓ１の＋Ｙ側に設定された第２ショット領域Ｓ２への露光動作のために、基板キャリア４０が非接触ホルダ３２に対して−Ｙ方向に所定距離（基板Ｐの幅方向寸法のほぼ半分の距離）、水平面内位置計測系７０（図６参照）の出力に基づいて駆動（Ｙステップ駆動）される（図９（ａ）の黒矢印参照）。上記基板キャリア４０のＹステップ動作により、基板キャリア４０に保持された基板Ｐの−Ｙ側の端部近傍が非接触ホルダ３２の−Ｙ側に配置された補助テーブル３４に下方から支持される。
【００７８】  また、水平面内位置計測系７０（図６参照）において、上記基板キャリア４０がＹ軸方向に駆動される際、一対のヘッドユニット７２それぞれが有するＹスライダ７６（それぞれ図４参照）は、基板キャリア４０に同期（ただし、厳密に速度が一致している必要はない）して、Ｙ軸方向に駆動される。
【００７９】  以下、不図示であるが、マスクＭ（図１参照）と同期して、基板キャリア４０と非接触ホルダ３２とが−Ｘ方向に駆動されることにより、第２ショット領域Ｓ２に対する走査露光が行われる。また、基板キャリア４０のＹステップ動作、及びマスクＭと同期した基板キャリア４０と非接触ホルダ３２とのＸ軸方向への等速移動が適宜繰り返されることにより、基板Ｐ上に設定された全ショット領域に対する走査露光動作が順次行われる。
【００８０】  以上説明した本第１の実施形態に係る液晶露光装置１０が有する基板ステージ装置２０によれば、基板ＰのＸＹ平面内の高精度位置決めを行う際、該基板Ｐの外周縁部のみを保持する枠状の基板キャリア４０を水平面内３自由度方向に駆動するので、例えば基板Ｐの下面の全体を吸着保持する基板ホルダを水平面内３自由度方向に駆動して基板Ｐの高精度位置決めを行う場合に比べて、駆動対象物（本実施形態では、基板キャリア４０）が軽量であるので、位置制御性が向上する。また、駆動用のアクチュエータ（本実施形態では、Ｙボイスコイルモータ６４、Ｘボイスコイルモータ６６）を小型化できる。
【００８１】  また、基板ＰのＸＹ平面内の位置情報を求めるための水平面内位置計測系７０は、エンコーダシステムを含むので、例えば従来の干渉計システムに比べて空気揺らぎの影響を低減できる。従って、基板Ｐの位置決め精度が向上する。また、空気揺らぎの影響が小さいので、従来の干渉計システムを用いる場合に必須となる部分空調設備を省略でき、コストダウンが可能となる。
【００８２】  なお、本第１の実施形態で説明した構成は、一例であり、適宜変形が可能である。例えば、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示される第１の変形例に係る基板キャリア４０Ａにおいて、一対のＸフレーム４２ｘそれぞれの外側面には、補助的な板部材４２ｂが接続されている。板部材４２ｂは、図１０（ｂ）に示されるように、ＸＹ平面にほぼ平行に配置され、その下面がエア浮上ユニット３６の上面に所定の隙間を介して対向している。複数のエア浮上ユニット３６は、板部材４２ｂの下面に対して気体を噴出することにより、基板キャリア４０Ａに、＋Ｚ方向（重力方向上向き）の力（揚力）を作用させる。本第１の変形例に係る基板キャリア４０Ａは、板部材４２ｂが常に複数のエア浮上ユニット３６に下方から支持されるので、仮に非接触ホルダ３２と複数のエア浮上ユニット３６との間に段差（Ｚ軸方向の高さ位置の差）が形成されていたとしても、基板キャリア４０Ａが非接触ホルダ３２に対してＹ軸方向に相対移動する際に、Ｘフレーム４２ｘと非接触ホルダ３２（又はエア浮上ユニット３６）とが接触することを防止できる。
【００８３】  また、例えば図１１に示される第２の変形例に係る基板ステージ装置１２０のように、基板キャリア１４０に基準指標板１４４が取り付けられるともに、基板テーブル３０にマーク計測センサ１３２が取り付けられても良い。基準指標板１４４には、図１２（ａ）に示されるように、複数の基準マーク１４６が、Ｙ軸方向に互いに離間して形成されている。基準指標板１４４は、上記複数の基準マーク１４６のＺ位置が、基板Ｐの表面のＺ位置とほぼ同じとなるように（図１１参照）、基板キャリア１４０の−Ｘ側のＹフレーム１４２ｙの上面に嵩上げ部材１４８を介して固定されている。図１１に戻り、複数のマーク計測センサ１３２は、基板テーブル３０の−Ｘ側の側面から突き出して形成された平面視Ｔ字状（図１２（ｂ）参照）の平板状の部材１３４に取り付けられている。複数のマーク計測センサ１３２は、図１２（ｂ）に示されるように、上記複数の基準マーク１４６に対応して（すなわち複数の基準マーク１４６と上下方向に重なるように）、Ｙ軸方向に互いに離間して配置されている。
【００８４】  本第２の変形例では、複数の基準マーク１４６と、対応する複数のマーク計測センサ１３２とを用いて、例えば投影光学系１６（図１参照）の光学特性（例えばスケーリング、シフト、ローテーション等）に関するキャリブレーションが行われる。キャリブレーション方法に関しては、例えば特開２００６−３３０５３４号公報に開示されるキャリブレーション方法と実質的に同じであるので、説明を省略する。本第２の変形例では、基準マーク１４６を有する基板キャリア１４０に対して機械的に分離された基板テーブル３０がマーク計測センサ１３２を有しているので、基板キャリア１４０自体に配線等が不要であり、基板キャリア１４０を軽量化することができる。
【００８５】  また、本第２の変形例に係る基板キャリア１４０のＹフレーム１４２ｙは、上記第１の実施形態に比べて広幅に形成されている。そして、図１２（ｂ）に示されるように、上記平板状の部材１３４の上面、及び基板テーブル３０の＋Ｘ側の側面から突き出して形成された平板状の部材１３６の上面それぞれには、Ｙ軸方向に離間した、例えば２つのエアベアリング１３８が取り付けられている。図１１に示されるように、＋Ｘ側の、例えば２つのエアベアリング１３８は、基板キャリア１４０の＋Ｘ側のＹフレーム１４２ｙの下面に対向し、−Ｘ側の、例えば２つのエアベアリング１３８は、基板キャリア１４０の−Ｘ側のＹフレーム１４２ｙの下面に対向している。エアベアリング１３８は、対向するＹフレーム１４２ｙの下面に加圧気体を噴出することにより、所定の隙間を介して基板キャリア１４０を非接触支持する。これにより、基板キャリア１４０の撓みが抑制される。なお、エアベアリング１３８は、上記平板状の部材１３４、１３６の上面に対向するように、基板キャリア１４０側に取り付けられていても良い。また、エアベアリング１３８に換えて、例えば磁石を用いて基板キャリア１４０を磁気浮上させても良いし、あるいは、ボイスコイルモータなどのアクチュエータを用いて浮力を作用させても良い。
【００８６】  また、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示される第３の変形例に係る基板ステージ装置２２０のように、Ｙリニアアクチュエータ６２、Ｙボイスコイルモータ６４、及びＸボイスコイルモータ６６のＺ位置が、基板キャリア４０Ａと同じに設定されても良い。すなわち、基板ステージ装置２２０では、基板キャリア４０ＡのＹフレーム４２ｙの側面にＹボイスコイルモータ６４のＹ可動子６４ｂ、及びＸボイスコイルモータ６６のＸ可動子６６ｂが固定されている。また、Ｙボイスコイルモータ６４のＹ固定子６４ａ、及びＸボイスコイルモータ６６のＸ固定子６６ａが取り付けられたＹ可動子６２ｂをＹ軸方向に駆動するためのＹリニアアクチュエータ６２のＹ固定子６２ａは、基板キャリア４０のＺ位置と同じとなるように、粗動ステージ２２４上において、支柱６２ｃを介して取り付けられている。
【００８７】  また、本第３の変形例の基板キャリア４０Ａは、上記第１の変形例（図１０（ａ）及び図１０（ｂ）参照）と同様に、複数のエア浮上ユニット３６により下方から支持される一対の補助的な板部材４２ｂを有している。また、図１３（ｂ）に示されるように、上記第２の変形例（図１１〜図１２（ｂ）参照）と同様に、基板テーブル３０の−Ｘ側、及び＋Ｘ側の側面それぞれから平板状の部材２３４、２３６が突き出しており、該部材２３４、２３６上には、それぞれＹ軸方向に延びるエア浮上ユニット２３８が固定されている。エア浮上ユニット２３８の上面の高さ位置は、エア浮上ユニット３６の上面の高さ位置に比べて低い位置に設定されている。基板キャリア２４０は、Ｙフレーム２４２ｙが常に（Ｙ軸方向の位置に関わらず）エア浮上ユニット２３８によって下方から非接触支持される。換言すれば、基板キャリア４０Ａは、一対のエア浮上ユニット２３８上に載置されている。これにより、基板キャリア４０Ａの撓みが抑制される。
【００８８】《第２の実施形態》  次に第２の実施形態に係る液晶露光装置について、図１４〜図２０（ｂ）を用いて説明する。第２の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板ステージ装置４２０の構成が異なる点を除き、上記第１の実施形態と同じであるので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第１の実施形態と同じ構成及び機能を有する要素については、上記第１の実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。
【００８９】  上記第１の実施形態の基板ステージ装置２０（図１など参照）において、基板Ｐを保持する基板キャリア４０は、スキャン方向に関して非接触ホルダ３２と一体的に長ストロークで移動するとともに、非スキャン方向に関して非接触ホルダ３２と分離して長ストロークで移動する構成であったのに対し、本第２の実施形態の基板ステージ装置４２０では、上記第１の実施形態とは逆に、基板Ｐを保持する基板キャリア４４０は、非スキャン方向に関して非接触ホルダ３２と一体的に長ストロークで移動するとともに、スキャン方向に関して非接触ホルダ３２と分離して長ストロークで移動する点が異なる。すなわち、本第２の実施形態に係る基板ステージ装置４２０は、全体的には、上記第１の実施形態に係る基板ステージ装置２０をＺ軸周りに、例えば９０°回転させたように構成されている。なお、基板Ｐの長手方向は、上記第１の実施形態と同様にＸ軸にほぼ平行とされる。
【００９０】  以下、基板ステージ装置４２０の詳細について説明する。図１４に示されるように、基板ステージ装置４２０は、ベースフレーム４２２、粗動ステージ４２４、重量キャンセル装置２６（図１４では不図示。図１５（ａ）など参照）、Ｙガイドバー４２８（図１４では不図示。図１５（ａ）など参照）、基板テーブル３０（図１４では不図示。図１７（ａ）など参照）、非接触ホルダ３２、一対の補助テーブル４３４、基板キャリア４４０などを備えている。上記ベースフレーム４２２、粗動ステージ４２４、Ｙガイドバー４２８、一対の補助テーブル４３４、基板キャリア４４０は、それぞれ上記第１の実施形態におけるベースフレーム２２、粗動ステージ２４、Ｘガイドバー２８、基板テーブル３０、非接触ホルダ３２、一対の補助テーブル３４、基板キャリア４０（図１及び図２参照）と同様に機能する部材であるので、以下簡単に説明する。なお、重量キャンセル装置２６、基板テーブル３０、及び非接触ホルダ３２は、それぞれ上記第１の実施形態と実質的に同じものである。
【００９１】  図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示されるように、本第２の実施形態において、防振装置１８ｄを介して床Ｆ上に設置された装置本体４１８の一部である下架台部４１８ｂは、１枚の板状の部材から成り、該下架台部４１８ｂの上面にＹガイドバー４２８が固定されている。Ｙガイドバー４２８上には、重量キャンセル装置２６が載置されている。また、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示されるように、ベースフレーム４２２は、脚部４２２ｂを介して床Ｆ上に設置された一対のＹビーム４２２ａを有しており、該ベースフレーム４２２上に粗動ステージ４２４が、Ｙ軸方向に所定の長ストロークで移動可能に載置されている。本第２の実施形態において、粗動ステージ４２４は、一対のＹキャリッジ４２４ａの＋Ｙ側及び−Ｙ側それぞれの端部近傍を接続する一対のＹテーブル４２４ｂを有している。Ｙテーブル４２４ｂには、重量キャンセル装置２６（図１５（ａ）など参照）を牽引するための接続装置２６ａの一端、及び基板テーブル３０（図１７（ｂ）など参照）を牽引するための接続装置３０ｂの一端が接続されている。また、一対のＹテーブル４２４ｂには、Ｘ固定子４６２ａが支柱４６２ｃを介して固定されている。Ｘ固定子４６２ａは、Ｘ可動子４６２ｂとともにＸリニアアクチュエータ４６２を構成する。また、Ｘ可動子４６２ｂには、Ｙ固定子４６４ａ、及びＸ固定子４６６ａが取り付けられている。
【００９２】  図１７（ａ）及び図１７（ｂ）に示されるように、基板テーブル３０、及び非接触ホルダ３２は、上記第１の実施形態と同様に、平面視でＸ軸方向を長手方向とする矩形の板状（あるいは箱形）の部材から成る。一対の補助テーブル４３４それぞれは、基板テーブル３０の側面から突き出したアーム状の支持部材４３６ａに下方から支持された複数のエア浮上ユニット４３６を有している。エア浮上ユニット４３６は、上記第１の実施形態（図３など参照）と異なり、Ｘ軸方向に延びる部材から成る。また、基板テーブル３０には、支持部材４３８ａを介して一対のエア浮上ユニット４３８が接続されている。エア浮上ユニット４３８は、Ｘ軸方向に延びる点を除き、上記第３の変形例（図１３（ａ）及び図１３（ｂ）参照）のエア浮上ユニット２３８と同様に機能する。すなわち、一対のエア浮上ユニット４３８は、図１４に示されるように、基板キャリア４４０が有する一対のＸフレーム４４２ｘを下方から非接触支持している。
【００９３】  図１８（ａ）及び図１８（ｂ）に示されるように、基板キャリア４４０は、上記第１の実施形態（図３など参照）と同様の矩形枠状（額縁状）の部材から成り、一対のＸフレーム４４２ｘ、及び一対のＹフレーム４４２ｙを有している。上記第１の実施形態の基板キャリア４０は、Ｘフレーム４２ｘの下面側にＹフレーム４２ｙが取り付けられている（図３参照）のに対し、本第２の実施形態の基板キャリア４４０において、Ｙフレーム４４２ｙは、Ｘフレーム４４２ｘの上面側に取り付けられている。これにより、Ｙフレーム４４２ｙと補助テーブル４３４が有するエア浮上ユニット４３８（それぞれ図１４参照）との接触が回避されている。また、複数の吸着パッド４４は、Ｙフレーム４４２ｙの下面に取り付けられている。一対のＸフレーム４４２ｘそれぞれに、複数のスケール板４６が取り付けられている点は、上記第１の実施形態と同じである。また、一対のＸフレーム４４２ｘそれぞれの側面には、上記Ｙ固定子４６４ａ、及びＸ固定子４６６ａ（それぞれ図１６（ａ）参照）とともにＹボイスコイルモータ４６４、Ｘボイスコイルモータ４６６（それぞれ図２０（ａ）参照）を構成するＹ可動子４６４ｂ、Ｘ可動子４６６ｂが取り付けられている。基板キャリア４４０の位置計測系に関しては、上記第１の実施形態と同じであるので、説明を省略する。
【００９４】  主制御装置５０は、図１９（ａ）及び図１９（ｂ）に示されるように、露光領域ＩＡに対する基板ＰのＸ軸方向に関する位置決めを、基板キャリア４４０のみをＸ軸方向に駆動することにより行う。基板Ｐのうち、非接触ホルダ３２に支持されない領域は、一対の補助テーブル４３４のいずれかに支持される。本第２の実施形態における露光動作では、基板キャリア４４０のみが露光領域ＩＡに対してＸ軸方向に長ストロークで駆動されることから、基板Ｐは、非接触ホルダ３２の上空を（所定の隙間が形成された状態で）通過する。非接触ホルダ３２は、上空を通過する基板Ｐを非接触で平面矯正する。
【００９５】  また、主制御装置５０は、図２０（ａ）及び図２０（ｂ）に示されるように、投影光学系１６（すなわち露光領域ＩＡ（図１９（ａ）参照））に対する基板ＰのＹ軸方向に関する位置決めを、粗動ステージ４２４及び非接触ホルダ３２をＹ軸方向に所定の長ストロークで駆動するとともに、基板キャリア４４０を粗動ステージ４２４と一体的にＹ軸方向に移動させることにより行う。
【００９６】  以上説明した第２の実施形態によれば、走査露光時に基板キャリア４４０のみが走査方向に駆動されるので、非接触ホルダ３２、及び一対の補助テーブル３４も併せてスキャン方向に駆動する必要のある上記第１の実施形態（図８（ａ）など参照）に比べ、振動の発生を抑制することができ、高精度の露光動作が可能となる。また、重量キャンセル装置２６は、Ｙステップ動作時にのみ移動するので、Ｙガイドバー４２８の長手方向の寸法が、上記第１の実施形態のＸガイドバー２８に比べて短い。また、重量キャンセル装置２６は、露光動作時に静止状態とされるので、該重量キャンセル装置２６用の定盤であるＹガイドバー４２８のガイド面の平坦度は、上記第１の実施形態に比べてラフで良い。
【００９７】  なお、本第２の実施形態で説明した構成は、一例であり、適宜変形が可能である。例えば、図２１〜図２６（ｂ）に示される第２の実施形態の変形例（第４の変形例）に係る基板ステージ装置５２０のように、一対の補助テーブル５３４が、基板テーブル３０（図２４（ａ）参照）と物理的に分離していても良い。以下、第４の変形例について、上記第２の実施形態との相違点についてのみ説明し、共通の要素に関しては、上記第２の実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。
【００９８】  図２２（ａ）及び図２２（ｂ）に示されるように、下架台部４１８ｂ上には、Ｘ軸方向に所定間隔で、例えば３本のＹガイドバー５２８が固定されている。Ｙガイドバー５２８は、上記第２の実施形態のＹガイドバー４２８（図１５（ａ）など参照）と同様の寸法、形状で形成されているが、本第４の変形例では、重量キャンセル装置２６が機械的なリニアガイド装置２６ｄを介してＹガイドバー５２８上に載置されていることから、Ｙガイドバー５２８の上面の平面度は、上記第２の実施形態に係るＹガイドバー４２８に比べてラフである。また、＋Ｘ側、及び−Ｘ側のＹガイドバー５２８上には、Ｚアクチュエータ５２６がＹリニアガイド装置２６ｄを介して載置されている。
【００９９】  また、図２３（ａ）及び図２３（ｂ）に示されるように、粗動ステージ５２４が有する一対のＹテーブル４２４ｂそれぞれには、一対の板状部材５２４ａが＋Ｙ及び−Ｙ方向に突き出して接続されている。板状部材５２４ａには、上記Ｚアクチュエータ５２６（図２２（ｂ）など参照）を牽引するための接続装置２６ａの一端が接続されている。すなわち、本第４の変形例において、例えば２つのＺアクチュエータ５２６（それぞれ図２２（ｂ）など参照）は、重量キャンセル装置２６と同様に（重量キャンセル装置２６と一体的に）粗動ステージ５２４により牽引される。
【０１００】  図２４（ａ）及び図２４（ｂ）に示されるように、一対の補助テーブル５３４それぞれは、複数（図２４（ａ）では、例えば４つ）のエア浮上ユニット４３６を有している。複数のエア浮上ユニット４３６は、上記第２の実施形態と同様に、基板Ｐのうち、非接触ホルダ３２に支持されない部分を下方から支持する。また、補助テーブル５３４は、一対のエア浮上ユニット５３８を有している。補助テーブル５３４において、複数のエア浮上ユニット４３６と、一対のエア浮上ユニット５３８とは、ベース部材５３６ａ上に一体的に載置されている。＋Ｘ側の補助テーブル５３４は、上述した＋Ｘ側のＺアクチュエータ５２６（図２２（ｂ）など参照）に下方から支持され、−Ｘ側の補助テーブル５３４は、上述した−Ｘ側のＺアクチュエータ５２６（図２２（ｂ）など参照）に下方から支持される（図２６（ｂ）参照）。また、基板テーブル３０にも、支持部材５３８ａを介して一対のエア浮上ユニット５３８が固定されている。なお、上記第２の実施形態のエア浮上ユニット４３８が、基板キャリア４４０（それぞれ図１４参照）のＸ軸方向の全移動範囲をカバーできる程度（基板Ｐの３倍程度）の長さで形成されていたのに対し、本変形例のエア浮上ユニット５３８は、他のエア浮上ユニット４３６と同程度（基板Ｐと同程度）の長さで形成されている。
【０１０１】  本第４の変形例でも上記第２の実施形態と同様に、基板キャリア５４０のＸフレーム４４２ｘ（それぞれ図２１参照）が、複数のエア浮上ユニット５３８（補助テーブル５３４が有するエア浮上ユニット５３８、及び基板テーブル３０が有するエア浮上ユニット５３８）によって、適宜下方から支持される。
【０１０２】  図２５（ａ）及び図２５（ｂ）に示されるように、基板キャリア５４０において、Ｙフレーム４４２ｙは、スペーサ４４２ａ（図２５（ａ）ではＹフレーム４４２ｙに隠れており不図示）を介してＸフレーム４４２ｘ上に固定されている。また、−Ｘ側の一対の吸着パッド４４は、−Ｘ側のＹフレーム４４２ｙの下面に取り付けられているのに対し、＋Ｘ側の一対の吸着パッド４４は、Ｘフレーム４４２ｘの内側面から突き出して形成されている。これにより、本変形例の基板キャリア５４０では、図２５（ａ）に示される状態から、図２５（ｂ）に示されるように、基板Ｐを＋Ｘ方向に移動させて、＋Ｘ側のＹフレーム４４２ｙの下方を通過させることにより、基板Ｐの基板キャリア４０に対する搬出を行うことができる。また、基板Ｐを−Ｘ方向に移動させることにより基板キャリア４０に基板Ｐの搬入を行うこともできる。
【０１０３】  また、−Ｘ側のＹフレーム４４２ｙ上には、上述した第１の実施形態の第２の変形例（図１２（ａ）参照）と同様に、複数の基準マーク１４６が形成された基準指標板１４４が、嵩上げ部材１４８を介して固定されている。また、−Ｘ側のＹフレーム４４２ｙの下面には、上記複数の基準マーク１４６に対応して複数のマーク計測センサ５３２が取り付けられている。すなわち、上記第２の変形例では、基準指標板１４４とマーク計測センサ１３２とが分離して設けられていたのに対し（図１１参照）、本変形例では、基準指標板１４４とマーク計測センサ５３２とが一体的に基板キャリア５４０に設けられている。基準指標板１４４を用いたキャリブレーションに関しては、上記第２の変形例と同じであるので説明を省略する。
【０１０４】  図２６（ａ）及び図２６（ｂ）は、基板Ｐの搬出動作時の基板ステージ装置５２０が示されている。基板Ｐの搬出は、基板キャリア５４０をＸ軸方向に関する移動範囲の中央、すなわち基板Ｐのほぼ全体が非接触ホルダ３２に支持された状態で行われる。基板Ｐは、基板キャリア５４０による吸着保持が解除された後、不図示の搬出装置により基板キャリア５４０に対して＋Ｘ方向にスライド移動する。これにより、基板Ｐは、非接触ホルダ３２上から＋Ｘ側の補助テーブル５３４が有する複数のエア浮上ユニット４３８上へと受け渡される（載り移る）。なお、基板ＰをＸ軸方向にスライドさせるための搬出装置は、基板ステージ装置５２０の外部（液晶露光装置の外部装置も含む）に設けられていても良いし、基板ステージ装置５２０自体が有していても良い。
【０１０５】  以上説明した第２の変形例に係る基板ステージ装置５２０（図２１参照）では、一対の補助テーブル５３４と、基板テーブル３０（及び非接触ホルダ３２）とが物理的に分離しているので、駆動対象物の軽量化により基板ＰのＺチルト位置制御性が向上する。また、一対の補助テーブル５３４それぞれのＺ位置を独立に制御することができるので、例えば基板Ｐが非接触ホルダ３２上から補助テーブル５３４のエア浮上ユニット４３６上に移動する（載り移る）際に、該補助テーブル５３４のＺ位置を幾分下げることにより、基板Ｐの端部とエア浮上ユニット４３６との接触を回避することができる。また、基板Ｐをスライド移動させることにより基板キャリア５４０から搬出（及び搬入）できるので、基板ステージ装置５２０の上方のスペースが狭い場合であっても、容易に基板キャリア５４０上の基板交換を行うことができる。
【０１０６】  なお、以上説明した第１及び第２の各実施形態（その変形例を含む）の構成は、一例であり、適宜変更が可能である。例えば上記各実施形態において、基板キャリア４０等は、基板Ｐの外周縁部（４辺）に沿った、例えば４本のフレーム部材（第１の実施形態では、一対のＸフレーム４２ｘ、及び一対のＹフレーム４２ｙ）により矩形の枠状に形成されたが、基板Ｐの吸着保持を確実に行うことができれば、これに限られず、基板キャリア４０等は、例えば基板Ｐの外周縁部のうち、一部に沿ったフレーム部材により構成されても良い。具体的には、基板キャリアは、基板Ｐの３辺に沿った、例えば３本のフレーム部材により、平面視でＵ字状に形成されても良いし、あるいは、基板Ｐの隣接する２辺に沿った、例えば２本のフレーム部材により、平面視でＬ字上に形成されても良い。また、基板キャリアは、基板Ｐの１辺に沿った、例えば１本のフレーム部材のみにより形成されていても良い。また、基板キャリアは、基板Ｐの互いに異なる部分を保持し、互いに独立に位置制御がされる複数の部材により構成されても良い。
【０１０７】  なお、Ｚチルト位置計測系５８は、図２や図１３に示されるように、基板テーブル３０の下面に設けられたレーザ変位計５８ａにより、重量キャンセル装置２６の筐体に固定されたターゲット５８ｂに対して計測光を照射し、その反射光を受光して基板テーブル３０のＺ軸方向の変位量情報を得ていたが、これに限定されない。Ｚチルト位置計測系５８の代わりにＺセンサヘッド７８ｚを、ヘッドユニット７２に、Ｘヘッド７８ｘと、Ｙヘッド７８ｙと共に配置する。Ｚセンサヘッド７８ｚとしては、例えばレーザ変位計が用いられている。Ｘフレーム４２ｘにおいて、Ｘヘッド７８ｘおよびＹヘッド７８ｙに対向するスケールが配置されていない領域に、鏡面加工により反射面が形成する。Ｚセンサヘッド７８ｚは、反射面に対して計測ビームを照射し、その反射面からの反射ビームを受光することにより、該計測ビームの照射点における基板キャリア４０、４４０のＺ軸方向の変位量情報を求める。なお、Ｚヘッド７８ｚの種類は、装置本体１８（図１参照）を基準とした基板キャリア４０、４４０（より詳細には、Ｘフレーム４２ｘ）のＺ軸方向の変位を所望の精度（分解能）で、且つ非接触で計測できれば、特に限定されない。
【０１０８】  また、Ｘエンコーダヘッド７８ｘ、及びＹエンコーダヘッド７８ｙによって、基板Ｐ、及びＹスライダ７６それぞれのＸＹ平面内の位置情報を求めたが、例えばＺ軸方向の変位量情報を計測可能な２次元エンコーダヘッド（ＸＺエンコーダヘッド、あるいはＹＺエンコーダヘッド）を用いて、基板Ｐ及びＹスライダ７６それぞれのＸＹ平面内の位置情報と併せて、基板Ｐ及びＹスライダ７６それぞれのＺチルト変位量情報を求めても良い。この場合、基板ＰのＺチルト位置情報を求めるためのＺチルト位置計測系５８やＺセンサヘッド７８ｚを省略することが可能である。なお、この場合、基板ＰのＺチルト位置情報を求めるためには、常に２つの下向きＺヘッドがスケール板４６に対向している必要があるので、スケール板４６をＸフレーム４２ｘと同程度の長さの１枚の長尺のスケール板により構成すること、あるいは上記２次元エンコーダヘッドをＸ軸方向に所定間隔で、例えば３つ以上配置することが好ましい。
【０１０９】  また、上記各実施形態において、複数のスケール板４６がＸ軸方向に所定間隔で配置されたが、これに限られず、例えば基板キャリア４０等のＸ軸方向の長さと同程度の長さで形成された長尺の１枚のスケール板を用いても良い。この場合、スケール板とヘッドとの対向状態が常に維持されるので、各ヘッドユニット７２が有するＸヘッド７８ｘ、Ｙヘッド７８ｙは、それぞれ１つで良い。スケール板８２についても同様である。スケール板４６を複数設ける場合、各スケール板４６の長さが互いに異なっていても良い。例えば、Ｘ軸方向に延びるスケール板の長さを、ショット領域のＸ軸方向の長さより長く設定することにより、走査露光動作時においてヘッドユニット７２が異なるスケール板４６を跨いだ基板Ｐの位置制御を回避することができる。また、（例えば４面取りの場合と６面取りの場合）、投影光学系１６の一側に配置されるスケールと、他側に配置されるスケールとで、互いに長さを異ならせても良い。
【０１１０】  また、上記各実施形態において、基板キャリア４０等の水平面内の位置計測は、エンコーダシステムを用いて行われたが、これに限られず、例えば基板キャリア４０にＸ軸方向及びＹ軸方向それぞれに延びるバーミラーを取り付け、該バーミラーを用いた干渉計システムによって、基板キャリア４０等の位置計測を行っても良い。また、上記各実施形態のエンコーダシステムでは、基板キャリア４０等がスケール板４６（回折格子）を有し、ヘッドユニット７２が計測ヘッドを有する構成であったが、これに限られず、基板キャリア４０等が計測ヘッドを有し、該計測ヘッドと同期して移動するスケール板が装置本体１８に取り付けられても（上記各実施形態とは逆の配置でも）良い。
【０１１１】  また、エア浮上ユニット３６が、非接触ホルダ３２とともに第１の実施形態ではＸ軸方向に、第２の実施形態ではＹ軸方向に移動する場合を説明したが、これに限らない。第１の実施形態では、例えば基板ＰがＸ軸方向に移動する際に、該基板Ｐの撓みを抑えられる長さの（基板Ｐの移動範囲をカバーする）エア浮上ユニット３６を非接触ホルダ３２の＋Ｙ側及び−Ｙ側の少なくとも一方に配置することで、エア浮上ユニット３６もＸ軸方向に移動させずに固定的に配置するように構成しても良い。第２の実施形態では、例えば基板ＰがＹ軸方向に移動する際に、該基板Ｐの撓みを抑えられる長さの（基板Ｐの移動範囲をカバーする）エア浮上ユニット３６を非接触ホルダ３２の＋Ｘ側及び−Ｘ側の少なくとも一方に配置することで、エア浮上ユニット３６もＹ軸方向に移動させずに固定的に配置するように構成しても良い。
【０１１２】  また、上記各実施形態において、非接触ホルダ３２は、基板Ｐを非接触支持したが、基板Ｐと非接触ホルダ３２との水平面に平行な方向の相対移動を阻害しなければ、これに限られず、例えばボールなどの転動体を介して接触状態で支持しても良い。
【０１１３】  また、照明系１２で用いられる光源、及び該光源から照射される照明光ＩＬの波長は、特に限定されず、例えばＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）、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。
【０１１４】  また、上記各実施形態では、投影光学系１６として、等倍系が用いられたが、これに限られず、縮小系、あるいは拡大系を用いても良い。
【０１１５】  また、露光装置の用途としては、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に限定されることなく、例えば有機ＥＬ（Electro-Luminescence）パネル製造用の露光装置、半導体製造用の露光装置、薄膜磁気ヘッド、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マスク又はレチクルを製造するために、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適用できる。
【０１１６】  また、露光対象となる物体はガラスプレートに限られず、例えばウエハ、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。また、露光対象物がフラットパネルディスプレイ用の基板である場合、その基板の厚さは特に限定されず、例えばフィルム状（可撓性を有するシート状の部材）のものも含まれる。なお、本実施形態の露光装置は、一辺の長さ、又は対角長が５００ｍｍ以上の基板が露光対象物である場合に特に有効である。また、露光対象の基板が可撓性を有するシート状である場合には、該シートがロール状に形成されていても良い。
【０１１７】  液晶表示素子（あるいは半導体素子）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マスク（あるいはレチクル）を製作するステップ、ガラス基板（あるいはウエハ）を製作するステップ、上述した各実施形態の露光装置、及びその露光方法によりマスク（レチクル）のパターンをガラス基板に転写するリソグラフィステップ、露光されたガラス基板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、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、ガラス基板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。
【０１１８】  なお、上記実施形態で引用した露光装置などに関する全ての公報、米国特許出願公開明細書及び米国特許明細書の開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】  以上説明したように、本発明の移動体装置は、物体を移動させるのに適している。また、本発明の露光装置は、物体に所定のパターンを形成するのに適している。また、本発明のフラットパネルディスプレイの製造方法は、フラットパネルディスプレイの生産に適している。また、本発明のデバイス製造方法は、マイクロデバイスの生産に適している。
【符号の説明】
【０１２０】  １０…液晶露光装置、２０…基板ステージ装置、２２…ベースフレーム、２４…粗動ステージ、２６…重量キャンセル装置、２８…Ｘガイドバー、３２…非接触ホルダ、３４…補助テーブル、４０…基板キャリア、Ｐ…基板。
【図１】
2017057590.tif 000003
【図２】
2017057590.tif 000004
【図３】
2017057590.tif 000005
【図４】
2017057590.tif 000006
【図５】
2017057590.tif 000007
【図６】
2017057590.tif 000008
【図７】
2017057590.tif 000009
【図８】
2017057590.tif 000010
【図９】
2017057590.tif 000011
【図１０】
2017057590.tif 000012
【図１１】
2017057590.tif 000013
【図１２】
2017057590.tif 000014
【図１３】
2017057590.tif 000015
【図１４】
2017057590.tif 000016
【図１５】
2017057590.tif 000017
【図１６】
2017057590.tif 000018
【図１７】
2017057590.tif 000019
【図１８】
2017057590.tif 000020
【図１９】
2017057590.tif 000021
【図２０】
2017057590.tif 000022
【図２１】
2017057590.tif 000023
【図２２】
2017057590.tif 000024
【図２３】
2017057590.tif 000025
【図２４】
2017057590.tif 000026
【図２５】
2017057590.tif 000027
【図２６】
2017057590.tif 000028
【国際調査報告】
2017057590.tif 000029
2017057590.tif 000030
2017057590.tif 000031
2017057590.tif 000032