(57)【要約】【課題】２つのステージを有する位置決め装置の大型化や精度劣化の抑制に好適な反力相殺技術を提供する。【解決手段】位置決め装置１００は、定盤１０と、定盤１０上で駆動される第１ステージ１８、第２ステージ１９と、第１ステージ１８、第２ステージ１９の駆動に伴う反力を相殺する第１反力相殺機構と、第１ステージ１８、第２ステージ１９の駆動に伴う反力を相殺する第２反力相殺機構とを備える。第１処理のために第１ステージ１８、第２ステージ１９が駆動されている時に第１、第２反力相殺機構のうち第１反力相殺機構が動作し、第２処理のために第１ステージ１８、第２ステージ１９が駆動されている時に第１、第２反力相殺機構のうち少なくとも第２反力相殺機構が動作する。【選択図】図１
2006108581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定盤と、
前記定盤上で駆動される第１、第２ステージと、
前記第１、第２ステージの駆動に伴う反力を相殺する第１反力相殺機構と、
前記第１、第２ステージの駆動に伴う反力を相殺する第２反力相殺機構とを備え、
第１処理のために前記第１、第２ステージが駆動されている時に前記第１、第２反力相殺機構のうち前記第１反力相殺機構が動作し、
第２処理のために前記第１、第２ステージが駆動されている時に前記第１、第２反力相殺機構のうち少なくとも前記第２反力相殺機構が動作することを特徴とする位置決め装置。
【請求項２】
前記第１処理は、前記第１ステージ上の物品について処理と、前記第２ステージ上の物品についての処理とを含むことを特徴とする請求項１に記載の位置決め装置。
【請求項３】
前記第１処理は、前記第１ステージ上の物品についての処理と前記第２ステージ上の物品についての処理とを並列に実行する処理を含むことを特徴とする請求項１に記載の位置決め装置。
【請求項４】
前記第１反力相殺機構は、前記定盤の内部に配置され、前記第２反力相殺機構は、前記定盤の外部に配置されて前記定盤を駆動することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の位置決め装置。
【請求項５】
前記第１反力相殺機構は、前記第１、第２ステージの駆動に伴って発生する並進方向の反力を相殺する機構と、前記１、第２ステージの駆動に伴って反動として発生するモーメントを相殺する機構とを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の位置決め装置。
【請求項６】
前記第１反力相殺機構は、前記第１、第２ステージの駆動に伴って発生する並進方向の反力を相殺する方向に移動する１つ以上の並進可動部と、前記第１、第２ステージの駆動に伴って反動として発生するモーメントを相殺する方向に回転する３つ以上の回転可動部とを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の位置決め装置。
【請求項７】
前記第２反力相殺機構は、前記第１、第２ステージの駆動に伴って発生する並進方向の反力を相殺する機構と、前記１、第２ステージの駆動に伴って反動として発生するモーメントを相殺する機構とを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の位置決め装置。
【請求項８】
前記第２反力相殺機構は、前記第１、第２ステージの駆動に伴って発生する並進方向の反力と、前記１、第２ステージの駆動に伴って反動として発生するモーメントと、を相殺する方向に前記定盤に対して推力を発生させる３つ以上の推力発生機構を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の位置決め装置。
【請求項９】
前記第２反力相殺機構は、前記定盤の第１側面に配置された１つ以上の前記推力発生装置と、前記第１側面に直交する前記定盤の第２側面に配置された２つ以上の前記推力発生機構とを含むことを特徴とする請求項８に記載の位置決め装置。
【請求項１０】
前記第１処理では、前記第１、第２ステージは、第１、第２領域内で駆動され、前記第２処理では、前記第１、第２ステージは、前記第１、第２領域よりも広い第３領域内で駆動されることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の位置決め装置。
【請求項１１】
前記第１処理は、前記第１ステージの駆動に伴って反動として発生するモーメントの回転方向と前記第２ステージの駆動に伴って反動として発生するモーメントの回転方向とが異なるように実施されることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の位置決め装置。
【請求項１２】
前記第１処理は、前記第１ステージの駆動に伴って反動として発生するモーメントと前記第２ステージの駆動に伴って反動として発生するモーメントとの和が所定値以下になるように実施されることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の位置決め装置。
【請求項１３】
前記定盤は、前記第１処理において、前記第１、第２ステージの一方を支持する第１定盤と、前記第１、第２ステージの他方を支持する第２定盤とを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の位置決め装置。
【請求項１４】
前記第２処理において、前記第１定盤と前記第２定盤とを結合させ、前記第１処理において、前記第１定盤と前記第２定盤との結合を解除する結合機構を更に備えることを特徴とする請求項１３に記載の位置決め装置。
【請求項１５】
前記第１処理は、前記第１、第２ステージの一方によって支持された物品についての露光処理と、前記第１、第２ステージの他方によって支持された物品についてのアライメント処理とを含み、前記第２処理は、前記第１、第２ステージの入れ替え処理を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれか１項に記載の位置決め装置。
【請求項１６】
前記第２処理は、前記第１、第２ステージの一方によって支持された物品を他の物品に交換する処理を更に含むことを特徴とする請求項１５に記載の位置決め装置。
【請求項１７】
投影光学系と、
アライメント光学系と、
前記投影光学系を利用した露光処理と前記アライメント光学系を利用したアライメント処理とを並列に実行可能に構成された基板ステージ装置とを備え、
前記基板ステージ装置が請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の位置決め装置を含むことを特徴とする露光装置。
【請求項１８】
感光剤が塗布された基板の該感光剤に請求項１７に記載の露光装置によって潜像パターンを形成する工程と、
前記感光剤を現像する工程と、
を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つのステージを有する位置決め装置、該位置決め装置を有する露光装置、及び、該露光装置を利用したデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステージを位置決めするステージ装置（位置決め装置）において、ステージの移動に伴って生じる反力（駆動反力）は、ステージの位置決め精度を悪化させ、また、位置決めに要する時間を増大させる問題となる。ここで、ステージの駆動反力は、ステージの質量と加速度との積で表すことができ、ステージを駆動するための推力が大きくなるほど、またステージの重量が大きくなるほど駆動反力も大きくなる。
【０００３】
特に、半導体露光装置に組み込まれるステージ装置（ウェハステージ、レチクルステージ）に関しては、生産性を向上させるために、ステージの移動時間を短縮させる必要がある。したがって、ステージの加速度及び最高速度を増加させることが重要である。また、ウェハ１枚あたりの生産性を向上するためにウェハサイズが大きくなってきており、それに伴ってステージも大型化、重量化してきている。
【０００４】
そのため、ステージの移動に伴って大きな反力が発生して、これが露光装置全体の変形及び振動を引き起こし、ステージの位置精度の悪化、更には露光精度の悪化をもたらしていた。
【０００５】
ステージの駆動反力対策として、特許文献１には、ステージを駆動した際に定盤に働く駆動反力を打ち消すように移動する質量体と、この質量体を支持案内するガイドとを有する位置決め装置が開示されている。特許文献１には、更に、Ｚ軸回り（ωｚ方向）の駆動反力を打ち消すように回転する回転質量体と、この回転質量体を支持案内するガイドも開示されている。
【特許文献１】特開平１１−２４３１３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年では、露光装置の処理スピード或いはスループットを向上させるために、２つのステージを有し、ウェハにパターンを投影して露光する露光処理と、ウェハのアライメントを行うアライメント処理とを並行して実行することを可能にするステージ装置がある。このようなステージ装置は、ツインステージ装置、或いは、単にツインステージと呼ばれる。
【０００７】
ツインステージ装置では、２つのステージを投影光学系下方の露光領域とアライメント光学系下方のアライメント領域との間で入れ替える際に２つのステージ同士が接触することを防ぐために、各ステージが大きな範囲を移動する。この場合、相殺すべき駆動反力が大きくなり、質量体（回転質量体）によって反力を相殺するためには、質量体を大型化・重量化させる必要がある。これは、質量体を支持する定盤の変形、装置全体の大型化、質量体の駆動に伴う発熱の増大をもたらしうる。
【０００８】
また、駆動反力対策として、定盤に対して外部から力を与える方法では、外部へ伝わった振動が床を介してステージに伝わる可能性があり、これが精度劣化の原因となりうる。このことは、特に露光処理時やアライメント処理時には露光装置の性能に大きく影響を及ぼす。
【０００９】
本発明は、上記の課題認識を基礎としてなされたものであり、例えば、２つのステージを有する位置決め装置の大型化や精度劣化の抑制に好適な反力相殺技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の側面は、位置決め装置に係り、前記位置決め装置は、定盤と、前記定盤上で駆動される第１、第２ステージと、前記第１、第２ステージの駆動に伴う反力を相殺する第１反力相殺機構と、前記第１、第２ステージの駆動に伴う反力を相殺する第２反力相殺機構とを備える。前記位置決め装置では、第１処理のために前記第１、第２ステージが駆動されている時に前記第１、第２反力相殺機構のうち前記第１反力相殺機構が動作し、また、第２処理のために前記第１、第２ステージが駆動されている時に前記第１、第２反力相殺機構のうち少なくとも前記第２反力相殺機構が動作する。
【００１１】
本発明の好適な実施形態によれば、前記第１処理は、前記第１ステージ上の物品について処理と、前記第２ステージ上の物品についての処理とを含みうる。或いは、前記第１処理は、前記第１ステージ上の物品についての処理と前記第２ステージ上の物品についての処理とを並列に実行する処理を含みうる。
【００１２】
本発明の好適な実施形態によれば、前記第１反力相殺機構は、前記定盤の内部に配置され、前記第２反力相殺機構は、前記定盤の外部に配置されて前記定盤を駆動することが好ましい。
【００１３】
本発明の好適な実施形態によれば、前記第１反力相殺機構は、前記第１、第２ステージの駆動に伴って発生する並進方向の反力を相殺する機構と、前記１、第２ステージの駆動に伴って反動として発生するモーメントを相殺する機構とを含むことが好ましい。
【００１４】
本発明の好適な実施形態によれば、前記第１反力相殺機構は、前記第１、第２ステージの駆動に伴って発生する並進方向の反力を相殺する方向に移動する１つ以上の並進可動部と、前記第１、第２ステージの駆動に伴って反動として発生するモーメントを相殺する方向に回転する３つ以上の回転可動部とを含むことが好ましい。
【００１５】
本発明の好適な実施形態によれば、前記第２反力相殺機構は、前記第１、第２ステージの駆動に伴って発生する並進方向の反力を相殺する機構と、前記１、第２ステージの駆動に伴って反動として発生するモーメントを相殺する機構とを含むことが好ましい。
【００１６】
本発明の好適な実施形態によれば、前記第２反力相殺機構は、前記第１、第２ステージの駆動に伴って発生する並進方向の反力と、前記１、第２ステージの駆動に伴って反動として発生するモーメントと、を相殺する方向に前記定盤に対して推力を発生させる３つ以上の推力発生機構を含むことが好ましい。
【００１７】
本発明の好適な実施形態によれば、前記第２反力相殺機構は、前記定盤の第１側面に配置された１つ以上の前記推力発生装置と、前記第１側面に直交する前記定盤の第２側面に配置された２つ以上の前記推力発生機構とを含むことが好ましい。
【００１８】
本発明の好適な実施形態によれば、前記第１処理では、前記第１、第２ステージが第１、第２領域内で駆動され、前記第２処理では、前記第１、第２ステージが前記第１、第２領域よりも広い第３領域内で駆動されることが好ましい。
【００１９】
本発明の好適な実施形態によれば、前記第１処理は、前記第１ステージの駆動に伴って反動として発生するモーメントの回転方向と前記第２ステージの駆動に伴って反動として発生するモーメントの回転方向とが異なるように実施されることが好ましい。
【００２０】
本発明の好適な実施形態によれば、前記第１処理は、前記第１ステージの駆動に伴って反動として発生するモーメントと前記第２ステージの駆動に伴って反動として発生するモーメントとの和が所定値以下になるように実施されることが好ましい。
【００２１】
本発明の好適な実施形態によれば、前記定盤は、前記第１処理において、前記第１、第２ステージの一方を支持する第１定盤と、前記第１、第２ステージの他方を支持する第２定盤とを含むことが好ましい。
【００２２】
本発明の好適な実施形態によれば、前記位置決め装置は、前記第２処理において、前記第１定盤と前記第２定盤とを結合させ、前記第１処理において、前記第１定盤と前記第２定盤との結合を解除する結合機構を更に備えることが好ましい。
【００２３】
本発明の好適な実施形態によれば、前記第１処理は、前記第１、第２ステージの一方によって支持された物品についての露光処理と、前記第１、第２ステージの他方によって支持された物品についてのアライメント処理とを含み、前記第２処理は、前記第１、第２ステージの入れ替え処理を含むことが好ましい。
【００２４】
本発明の好適な実施形態によれば、前記第２処理は、前記第１、第２ステージの一方によって支持された物品を他の物品に交換する処理を更に含みうる。
【００２５】
本発明の第２の側面は、露光装置に係り、前記露光装置は、投影光学系と、アライメント光学系と、前記投影光学系を利用した露光処理と前記アライメント光学系を利用したアライメント処理とを並列に実行可能に構成された基板ステージ装置とを備え、前記基板ステージ装置は、定盤と、前記定盤上で駆動される第１、第２ステージと、前記第１、第２ステージの駆動に伴う反力を相殺する第１反力相殺機構と、前記第１、第２ステージの駆動に伴う反力を相殺する第２反力相殺機構とを備える。前記位置決め装置では、第１処理のために前記第１、第２ステージが駆動されている時に前記第１、第２反力相殺機構のうち前記第１反力相殺機構が動作し、また、第２処理のために前記第１、第２ステージが駆動されている時に前記第１、第２反力相殺機構のうち少なくとも前記第２反力相殺機構が動作する。
【００２６】
本発明の第３の側面は、デバイス製造方法に係り、前記製造方法は、感光剤が塗布された基板の該感光剤に前記露光装置によって潜像パターンを形成する工程と、前記感光剤を現像する工程とを含む。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、２つのステージを有する位置決め装置の大型化や精度劣化の抑制に好適な反力相殺技術を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。
【００２９】
［第１実施形態］
図１及び図２は、本発明の第１実施形態の位置決め装置の概略構成を示す図であり、図１は平面図、図２は側面図である。図１及び図２に示す位置決め装置１００は、２つのステージを有する位置決め装置（ツインステージ装置）として構成され、ステージの駆動に伴って生じる反力（駆動反力）を相殺する反力相殺機構を備えている。
【００３０】
位置決め装置１００は、定盤１０上に、第１ステージ１８と、第２ステージ１９とを有する。各ステージ１８、１９上には典型的にはチャック装置が搭載され、チャック装置によって、位置決め対象の物体１、例えば、ウェハ等の基板が保持されうる。ステージ１８、１９は、典型的には、エアーベアリングによって、定盤１０上に浮上している。
【００３１】
定盤１０は、例えば、支持台２７の上にエアーマウント等の除振機構１１を介して支持されうる。除振機構１１によって、支持台２７を介して床と定盤１０との間で振動が伝達されることが抑制される。
【００３２】
ステージ１８、１９は、例えば、平面パルスモータ駆動方式又は平面ローレンツモータ駆動方式の平面モータによって駆動されうる。平面パルスモータ駆動方式では、定盤１０には凸部が形成された不図示のプラテンが設けられ、ステージ１８、１９には不図示のＸＹ電磁駆動ユニットが設けられ、ＸＹ電磁駆動ユニットに移動磁界を発生させることによりステージ１８、１９をＸ、Ｙ方向（２方向）に自由に独立に移動させることができる。平面ローレンツモータ駆動方式では、定盤１０にはＸＹコイルが配列された不図示のコイル部が設けられ、ステージ１８、１９には不図示の磁石群が設けられ、Ｘ、Ｙ、ωＺコイルに流す電流を制御することによりステージ１８、１９をＸ、Ｙ、ωＺ方向（３方向）に自由に独立に移動させることができる。
【００３３】
ステージ１８、１９には、典型的には、Ｘ軸方向に垂直に不図示のＸバーミラー、Ｙ軸方向に垂直に不図示のＹバーミラーが設けられる。所定の計測基準に取り付けられた不図示のＸ干渉計及び不図示のＹ、ωＺ干渉計によりステージ１８、１９に設けられたＸバーミラー、Ｙバーミラーに対して計測光を照射することにより、ステージ１８、１９の現在位置を計測することができる。各ステージ１８、１９のＸバーミラーは、ステージ１８、１９が定盤１０上のいずれの位置にあっても、複数のＸ干渉計のいずれかの計測光が入射するような長さを有する。また、各ステージ１８、１９のＹバーミラーは、複数のＹ干渉計のいずれかの計測光、及び、複数のωＺ干渉計のいずれかの計測光が入射するような長さを有する。これにより、定盤１０上の可動域の全域においてステージ１８、１９の位置を計測することができる。
【００３４】
ステージ１８、１９には、信号ケーブル、電力ケーブル、減圧ライン、プレッシャーエアーライン、ステージの熱源を温度調整するための冷媒ライン等が接続されうる。
【００３５】
この実施形態では、反力相殺システムは、第１反力相殺機構及び第２反力相殺機構を含む。
【００３６】
第１反力相殺機構は、Ｘマス１２、Ｙマス１３、ωＸロータ１４、ωＹロータ１５、ωＺロータ１６、及び、それらの駆動機構（不図示）を含みうる。Ｘマス１２、Ｙマス１３、ωＸロータ１４、ωＹロータ１５、ωＺロータ１６、及び、それらの駆動機構（不図示）は、定盤１０を中空構造として、定盤１０内に配置されることが好ましい。
【００３７】
ステージ１８、１９の駆動に伴って生じる並進方向の駆動反力を相殺するために、Ｘマス１２、Ｙマス１３は、それぞれＸ、Ｙ方向に並進移動可能に配置され、それぞれＸ、Ｙ駆動機構によってＸ、Ｙ方向に並進駆動される。すなわち、Ｘ駆動機構がＸマス１２をＸ方向に駆動することによって生じるＸ方向のマス反力によって、ステージ１８、１９の駆動に伴って生じるＸ方向の駆動反力が相殺される。また、Ｙ駆動機構がＹマス１３をＹ方向に駆動することによって生じるＹ方向のマス反力によって、ステージ１８、１９の駆動に伴って生じるＹ方向の駆動反力が相殺される。
【００３８】
Ｘマス１２、Ｙマス１３をそれぞれ駆動するＸ、Ｙ駆動機構は、例えば、リニアモータで構成され、リニアモータの固定子が定盤１０に固定され、リニアモータの可動子がＸマス１２、Ｙマス１３の一部とされうる。ただし、要求される精度によっては、リニアモータでなくボールねじ等の接触式の駆動機構を採用することもできる。
【００３９】
図１、図２に示す構成例では、２つのＸマス１２と２つのＹマス１３が配置されている。ここで、２つのＸマス１２を定盤１０の重心に対して軸対称に配置し、２つのＹマス１３を定盤１０の重心に対して軸対称に配置し、２つのＸマス１２を同一の推力で駆動し、２つのＹマス１３を同一の推力で駆動することにより、２つのＸマス１２及び２つのＹマス１３の駆動に伴ってモーメントを発生させることなく、２つのＸマス１２及び２つのＹマス１３の駆動によって発生するＸマス反力、Ｙマス反力の合力によってステージ１８、１９の駆動に伴う駆動反力を相殺することができる。ただし、２つのＸマス１２、Ｙマス１３の各個数は、１つ以上であればいくつでもよい。
【００４０】
ステージ１８、１９の駆動に伴って生じる反力によって生じるモーメント、すなわち、ステージ１８、１９の駆動に伴って反動として生じるモーメント（以下、反モーメント）を相殺するために、ωＸロータ１４、ωＹロータ１５、ωＺロータ１６は、それぞれＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸周りで回転可能に配置され、それぞれωＸ、ωＹ、ωＺ駆動機構によってＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸周りで回転駆動される。すなわち、ωＸ駆動機構がωＸロータ１４をＸ軸周りで回転駆動することによって生じるロータ反モーメントによって、ステージ１８、１９の駆動に伴って生じるＸ軸周りの反モーメントが相殺される。また、ωＹ駆動機構がωＹロータ１５をＹ軸周りで回転駆動することによって生じるロータ反モーメントによって、ステージ１８、１９の駆動に伴って生じるＹ軸周りの反モーメントが相殺される。また、ωＺ駆動機構がωＺロータ１６をＺ軸周りで回転駆動することによって生じるロータ反モーメントによって、ステージ１８、１９の駆動に伴って生じるＺ軸周りの反モーメントが相殺される。
【００４１】
ωＸ、ωＹ、ωＺロータ１３、１４、１５を駆動するωＸ、ωＹ、ωＺ駆動機構は、例えば、コイルと磁石を有するモータによって構成され、モータの固定子が定盤１０に固定され、モータの可動子（ロータ）がωＸ、ωＹ、ωＺロータ１３、１４、１５の一部とされうる。ロータ
の構成に関しては、特開平１１−１９０７８６号公報に詳細に記載されている。
【００４２】
図１、図２に示す構成例では、２つのωＸロータ１４と２つのωＹロータ１５が配置されている。ここで、２つのωＸロータ１４定盤１０の重心を通りＸ軸に平行な線上に配置し、２つのωＹロータ１５を定盤１９の重心を通りＹ軸に平行な線上に配置し、２つのωＸロータ１４及び２つのωＹロータ１５の駆動に伴って発生するロータ反モーメントの合力によってステージ１８、１９の駆動に伴う反モーメントを相殺することができる。
【００４３】
また、２つのωＸロータ１４をＸ軸に平行な線上であって定盤１０の重心位置に対して対称な位置に配置し、２つのωＹロータをＹ軸に平行な線上であって定盤１０の重心位置に対して対称な位置に配置し、２つのωＸロータ１４を同一の推力で駆動し、２つのωＹロータ１５を同一の推力で駆動することにより、２つのωＸロータ１４及び２つのωＹロータ１５の駆動に伴って発生するロータ反モーメントの合力によってステージ１８、１９の駆動に伴って生じる反モーメントを相殺することができる。ただし、ωＸロータ１４、ωＹロータ１５の各個数は、１つ以上であればいくつでもよい。
【００４４】
第２反力相殺機構は、それぞれ定盤１０を駆動するＹ推力発生機構２４、第１Ｘ推力発生機構２５、第２Ｘ推力発生機構２６を含みうる。推力発生機構２４、２５、２６は、床面に固定された支持機構２８によって支持される。
【００４５】
ステージ１８、１９の駆動による駆動反力（これによって生じる反モーメントを含む）を相殺するために、Ｙ推力発生機構２４、第１Ｘ推力発生機構２５、第２Ｘ推力発生機構２６は、駆動反力（これによって生じる反モーメントを含む）とは逆方向の推力で定盤１０を駆動する。これにより定盤１０に働く力は釣り合いの関係となる。ステージ１８、１９の駆動によるＹ方向の駆動反力は、Ｙ推力発生機構２４の推力で相殺し、ステージ１８、１９の駆動によるＸ方向の駆動反力とωＺ方向（Ｚ軸周り）の反モーメントは、第１Ｘ推力発生機構２５及び第２Ｘ推力発生機構２６の推力で相殺する。ステージ１８、１９の駆動による駆動反力（これによって生じる反モーメントを含む）を相殺するために、推力発生機構２４、２５、２６が定盤１０に作用させる推力の反力は、支持機構２８を介して床面へと逃げていく。
【００４６】
図１及び図２に示す構成例では、定盤１０をＹ方向に駆動する１つの推力発生機構２４と、定盤１０をＸ方向に駆動する２つの推力発生機構２５、２６とによって第２反力相殺機構が構成されている。しかしながら、定盤１０をＹ方向に駆動する２つの推力発生機構と、定盤１０をＸ方向に駆動する１つの推力発生機構とで第２反力相殺機構を構成してもよい。また、推力分配を行うことにより、Ｘ方向、Ｙ方向の双方に関して複数個の推力発生機構を設けることもできる。
各々の推力発生機構２４、２５、２６の推力発生方法は、定盤１０に対して推力を付与するものであればよく、例えば、リニアモータを用いた推力発生方法、電磁チャック等の電磁吸着力を用いた推力発生方法、等を採用することができる。
【００４７】
２つのステージ１８、１９を有する位置決め装置１００を備えた露光装置は、露光シーケンスにおける、ウェハに露光を行う処理（露光処理）とウェハのアライメントを行う処理（アライメント処理）とを並列に実施する。図１及び図２中の左側の"露光側"の領域内で投影光学系５により一方のステージ（図１及び図２では、ステージ１８）上のウェハ１の露光処理が実施され、右側の"アライメント側"の領域内でアライメント光学系８により他方のステージ（図１及び図２では、ステージ１９）上のウェハ１のアライメント処理が実施される。
【００４８】
露光処理とアライメント処理とは並列で実施され、各々の処理が終了した時点でステージ１８とステージ１９とが入れ替えられる。これにより、ウェハのアライメント処理が終了したステージは、"アライメント側"の領域内から"露光側"の領域内に移動して、そのステージ上のウェハについて露光処理が実施される。また、ウェハの露光処理が終了したステージは、"露光側"の領域内から"アライメント側"の領域内に移動する。この際に、ステージ上から不図示のウェハ搬送系によりウェハが回収され、そのステージ上に新たなウェハが提供される。このシーケンスを繰り返すことによりウェハの露光処理を連続して実施することができる。
【００４９】
ここで、露光処理においては、ウェハ１及び基準マーク２０の計測及びウェハ１の露光を行うために必要な露光時駆動範囲（図１では、ステージの中心部の駆動範囲が例示されている）２１内でステージを駆動すればよい。また、露光処理と並列に実行されるアライメント処理においては、ウェハ１のアライメント処理のために必要なアライメント時駆動範囲（図１では、ステージの中心部の駆動範囲が例示されている）２２内でステージを駆動すればよい。
【００５０】
一方、２つのステージ１８、１９の入れ替えを行う際は、露光時駆動範囲２１及びアライメント時駆動範囲２２の各範囲よりも広いステージ入れ替え時駆動範囲（図１では、ステージの中心部の駆動範囲が例示されている）２３においてステージ１８、１９を移動させる必要がある。これは、ステージ１８、１９が互いに干渉することを防止するためである。このために、ステージ１８、１９の入れ替えの際には、ステージ１８、１９が露光時駆動範囲２１及びアライメント時駆動範囲２２内で駆動される露光処理及びアライメント処理の並列処理時よりも大きな駆動反力が発生する。しかも、ステージ１８、１９の入れ替えの際は、ステージ１８、１９が互いに逆方向に駆動されるために、駆動反力は、ωＺ方向（Ｚ軸周りの回転）の大きな反モーメントを含む。
【００５１】
この実施形態の位置決め装置１００では、ステージ１８、１９が露光時駆動範囲２１、アライメント時駆動範囲２２内に位置するとき、すなわち、露光処理とアライメント処理との並列実行時には、第１反力相殺機構によって、ステージ１８、１９の駆動に伴って定盤１０に作用する駆動反力を定盤１０内で相殺する。この駆動反力は、Ｘ、Ｙ並進方向の駆動反力及びωＸ、ωＹ、ωＺ方向の反モーメントを含む。露光処理とアライメント処理との並列処理時において駆動反力（反モーメントを含む）を定盤１０に固定された第１反力相殺機構で相殺することにより、定盤１０の外部に反力が伝わることがなく、投影光学系５及びアライメント光学系８等の振動及び変形を防止し、より精度の高い露光処理及びアライメント処理を行うことができる。
【００５２】
また、この実施形態の位置決め装置１００では、ステージ１８、１９の入れ替え時は、前述のように、ステージ１８、１９がステージ入れ替え時駆動範囲２３内、すなわち、露光時駆動範囲２１及びアライメント時駆動範囲２２よりも広い範囲内で移動する。位置決め装置１００は、ステージ１８、１９の入れ替え時は、第２反力相殺機構によって定盤１０を駆動することによって、ステージ１８、１９の駆動に伴う駆動反力（反モーメントを含む）を相殺する。ステージ１８、１９の入れ替え時にステージ１８、１９の駆動に伴う駆動反力を第２反力相殺機構で相殺することにより、定盤１０に発生するＸ、Ｙ並進方向の駆動反力及びωＺ方向（Ｚ軸周りの回転）の反モーメントを相殺することができる。
【００５３】
ここで、ステージ１８、１９の入れ替え時は、ステージ１８、１９が露光時駆動範囲２１及びアライメント時駆動範囲２２の駆動時より大きな駆動反力（特に、ωＺ方向の反モーメント）が発生する。第１Ｘ推力発生機構２５及び第２Ｘ推力発生機構２６が発生する推力を増加させることにより、定盤１０のωＺ方向の反モーメントを相殺することができる。また、第２反力相殺機構では、定盤１０に作用させる推力の反力が支持機構２８を介して床面へと逃げていき、位置決め装置１００の外部へ反力の影響を与えてしまうのが、このとき、ステージ１８、１９は、露光処理及びアライメント処理を行っていないので、露光装置の性能に悪影響を与えることはない。
【００５４】
この実施形態では、以上のように、露光処理及びアライメント処理の並列実行時は、第１反力相殺機構で、また、ステージ１８、１９の入れ替え時は、第２反力相殺機構で、ステージ１８、１９の駆動に伴う駆動反力（これによって生じる反モーメントを含む）を相殺する。
【００５５】
したがって、第１反力相殺機構は、ステージ１８、１９が露光時駆動範囲２１、アライメント時駆動範囲２２内で移動する際の駆動反力（これによって生じる反モーメントを含む）を相殺することができれば十分である。よって、第１反力相殺機構の各マスと各ロータは、ステージ１８、１９が露光時駆動範囲２１、アライメント時駆動範囲２２内で駆動するときに発生する駆動反力（これによって生じる反モーメントを含む）に対応する負荷及びストロークを有していれば十分である。一方、この実施形態とは異なり、Ｘマス１２、Ｙマス１３によってステージ１８、１９の入れ替え時の駆動反力を相殺しようとすると、Ｘマス１２、Ｙマス１３に要求されるストロークはより長くなる。
【００５６】
また、ωＺロータ１６は、露光時駆動範囲２１、アライメント時駆動範囲２２内でステージ１８、１０の駆動時に発生する反モーメントに対応する負荷を持てば十分である。一方、この実施形態とは異なり、ωＺロータ１６によってステージ１８、１９の入れ替え時の反モーメントを相殺しようとすると、ωＺロータ１６に要求される負荷はより大きくなる。
【００５７】
図３及び図４は、露光処理とアライメント処理との並列実行時における駆動反力（これによって生じる反モーメントを含む）の相殺動作を説明する図であり、図３は平面図、図４は側面図である。
【００５８】
図３及び図４において、ステージ１８は、定盤１０上の露光時駆動範囲２１内におけるウェハ１の露光動作に利用され、ステージ１９は、定盤１０上のアライメント時駆動範囲２２内におけるウェハ１のアライメント動作に利用されている。ステージ１８は、ステージ加速方向（−Ｙ方向）２９に加速しており、ステージ１９は、ステージ加速方向（＋Ｙ方向の）３０に加速している。
【００５９】
ステージ１８、１９がウェハ１の露光処理とウェハ１のアライメント処理に供されているときは、第１反力相殺機構によって反力が相殺される。
【００６０】
ここで、露光時駆動範囲２１、アライメント時駆動範囲２２内でステージ１８、１９が加速した場合に定盤１０に作用する駆動反力を第１反力相殺機構により相殺する方法を説明する。
【００６１】
ステージ１８の駆動は、定盤１０に対して＋Ｙ方向に駆動反力Ｆ１を作用させ、ステージ１９の駆動は、定盤１０に対して−Ｙ方向に駆動反力Ｆ２を作用させる。このような２つの駆動反力が定盤１０に対して作用した場合、駆動反力Ｆ１と駆動反力Ｆ２との合力が０でない場合、定盤１０には、Ｙ方向の並進方向に駆動反力の合力Ｆ１＋Ｆ２が作用する。この例では、駆動反力Ｆ１の絶対値が駆動反力Ｆ２の絶対値よりも小さいので、駆動反力の合力Ｆ１＋Ｆ２は−Ｙ方向に作用する。この駆動反力の合力Ｆ１＋Ｆ２を相殺するように、Ｙマス１３をＹ方向に並進駆動させ、駆動反力の合力Ｆ１＋Ｆ２とは逆方向に、定盤１０に作用するマス反力−Ｆを発生させる。この例では、２つのＹマス１３でマス反力を発生させているので、２つのＹマス１３によりそれぞれ発生するマス反力−Ｆの合力−２Ｆが駆動反力の合力Ｆ１＋Ｆ２と同一になるようにする。これによりステージ１８、ステージ１０により作用する駆動反力合力Ｆ１＋Ｆ２と、２つのＹマス１３のＹ方向駆動時のマス反力−２Ｆとを釣り合わせて、定盤１０に作用する反力を相殺する。
【００６２】
次にステージ１８、１９が加速した場合に発生する定盤１０に作用するＸ軸回りとＺ軸回りの反モーメントを第１反力相殺機構により相殺する方法を説明する。ステージ１８は、定盤１０に対して＋Ｙ方向に駆動反力Ｆ１を作用させ、ステージ１９は、定盤１０に対して−Ｙ方向に駆動反力Ｆ２を作用させる。
ステージ１８の駆動反力Ｆ１とステージ１９の駆動反力Ｆ２の作用点が定盤１０の重心と一致しないため、ステージ１８の駆動に伴う駆動反力Ｆ１により定盤１０にはＸ軸回りの反モーメントｍｌｘ１とＺ軸回りの反モーメントｍｌｚ１が作用し、ステージ１９の駆動に伴う駆動反力Ｆ２により定盤１０にはＸ軸回りの反モーメントｍｌｘ２とＺ軸回りの反モーメントｍｌｚ２が作用する。
【００６３】
Ｚ軸回りのモーメントに関して、ステージ１８とステージ１９の駆動により、定盤１０には、反モーメントｍｌｚ１と反モーメントｍｌｚ２をあわせた反モーメント合力が作用する。この反モーメント合力を相殺するために、定盤１０に作用する反モーメントｍｌｚ１と反モーメントｍｌｚ２をあわせた反モーメント合力とは逆方向に、ロータ反モーメント−ｍｌｚが作用するようにωＺロータ１６を回す。これによりステージ１８、１９の駆動時に定盤１０に作用する反モーメントｍｌｚ１と反モーメントｍｌｚ２をあわせた反モーメント合力と、ωＺロータ１６の回転時に定盤１０に作用するロータ反モーメント−ｍｌｚをつりあわせて、定盤１０内のモーメントを相殺する。
【００６４】
Ｘ軸回りのモーメントに関して、ステージ１８、１９の駆動により定盤１０には反モーメントｍｌｘ１と反モーメントｍｌｘ２をあわせた反モーメント合力が作用する。この反モーメント合力を相殺するために、定盤１０に作用する反モーメントｍｌｘ１と反モーメントｍｌｘ２をあわせた反モーメント合力とは逆方向に、ロータ反モーメント−ｍｌｘが作用するようにωＸロータ１４を回す。この実施形態では、２つのωＸロータ１４でロータ反モーメントを発生させているので、２つのωＸロータ１４によりそれぞれ発生するロータ反モーメント−ｍｌｘの合力と反モーメント合力との和が０になるようにする。これによりステージ１８、１９の駆動時に定盤１０に作用する反モーメントｍｌｘ１と反モーメントｍｌｘ２をあわせた反モーメント合力と、ωＸロータ１４の回転時に定盤１０に作用するロータ反モーメント−２ｍｌｘをつりあわせて、定盤１０に作用する反モーメントを相殺する。
【００６５】
なお、具体的な反モーメントの求め方については、特開平１１−１９０７８６号公報に記載があるため、詳細な説明は省略する。
【００６６】
ここでは、ステージ１８、１９がＹ軸に沿って互いに逆方向に加速した場合を例にとって説明したが、ステージ１８、１９がＹ軸に沿って同方向に加速した場合も同様に、Ｙマス１３、ωＺロータ１６、ωＸロータ１４を用いて駆動反力（これによって生じる反モーメントを含む）を相殺することができる。また、ステージ１８、１９がＸ軸に沿って同方向、又は逆方向に加速した場合も同様に、Ｘマス１２、ωＺロータ１６、ωＹロータ１５を用いて駆動反力（これによって生じる反モーメントを含む）を相殺することができる。また、ステージ１８、１９がＸ方向とＹ方向に同期して加速した場合も同様に、Ｘマス１２、Ｙマス１３、ωＺロータ１６、ωＹロータ１５、ωＸロータ１４を用いて駆動反力（これによって生じる反モーメントを含む）を相殺することができる。
【００６７】
以上のように、ウェハの露光処理とウェハのアライメント処理を実施している際に、各々のステージがそれぞれＸ、Ｙ方向に自由に駆動したときに発生する駆動反力（これによって生じる反モーメントを含む）を第１反力相殺機構によって相殺することができる。
【００６８】
また、露光処理とアライメント処理を実施している際に、各々のステージによる駆動反力と反モーメントを第１反力相殺機構で相殺することにより、位置決め装置の外部へ反力の影響がなくなる。これにより、投影光学系及びアライメント光学系の振動及び変形がなくなり、より精度の高い露光処理及びアライメント処理を行うことができる。
【００６９】
第１反力相殺機構は、露光時駆動範囲２１、アライメント時駆動範囲２２内で露光処理及びアライメント処理が実行されている際に定盤１０に作用する各々のステージの駆動反力と反モーメントを相殺することができる負荷及びストロークを有していれば十分である。したがって、Ｘマス１２、Ｙマス１３のストロークを短くし、ωＺロータ１６の負荷を小さくすることができ、第１反力相殺機構を小型化及び軽量化することができる。
【００７０】
各々のステージの駆動により発生するωＺ方向の反モーメントは、各々のステージが同一のωＺ回転方向に反モーメントを発生させると、各々のステージが発生させるωＺ方向の反モーメントの和をωＺロータ１６で相殺させなければならず、ωＺロータ１６に要求される負荷が大きくなってしまう。そこで、露光時駆動範囲２１、アライメント時駆動範囲２２内で一つのステージが駆動したときに発生するωＺ方向の反モーメントを相殺できるようにωＺロータ１６の負荷を設定し、もう一つのステージは同一のωＺ回転方向に負荷を発生させないように駆動させることにより、ωＺロータ１６の負荷をさらに小さくすることができる。
【００７１】
また、ωＺロータ１６が相殺できるωＺ方向の反モーメントをあらかじめ設定し、各々のステージの駆動により発生するωＺ方向の反モーメントの和が、ωＺロータ１６が相殺できるωＺ方向の反モーメント値を越えないように、各々のステージのシーケンスを制御することが好ましい。このような方法でも、ωＺロータ１６の負荷をさらに小さくすることができる。
【００７２】
図５は、２つのステージの入れ替え時における駆動反力と反モーメントの相殺動作を説明する図である。
【００７３】
図５において、ステージ１８とステージ１９が入れ替えられる。ステージ１８は、ステージ加速方向（−Ｙ方向）２９に加速しており、ステージ１９は、ステージ加速方向（＋Ｙ方向）３０に加速している。
【００７４】
ステージ１８、１９の入れ替え時は、ステージ１８、１９が互いに干渉しないように、ステージ１８、１９は、ステージ入れ替え時駆動範囲２３をその中心位置が超えない範囲において、露光時駆動範囲２１、アライメント時駆動範囲２２の外側まで移動する。したがって、露光処理及びアライメント処理時、すなわちステージ１８、１９が露光時駆動範囲２１及びアライメント時駆動範囲２２内で駆動される時よりも大きなωＺ方向のモーメントが発生してしまう。そこで、ステージ１８、１９の入れ替え時は、第２反力相殺機構によって駆動反力を相殺する。
【００７５】
ステージ１８、１９の入れ替えにおいてステージ１８、１９が加速した際に定盤１０に作用する駆動反力を反力相殺機構により相殺する方法を説明する。ステージ１９の駆動は、定盤１０に対して＋Ｙ方向に駆動反力Ｆ１を作用させ、ステージ１９は、定盤１０に対して−Ｙ方向に駆動反力Ｆ２作用させる。この例では、駆動反力Ｆ１と駆動反力Ｆ２は同一の大きさで逆方向に働く力なので、定盤１０内で駆動反力Ｆ１と駆動反力Ｆ２は打ち消し合い、定盤１０には、ステージ１８、１９の駆動による駆動反力の合力が作用しない。
【００７６】
また、駆動反力Ｆ１と駆動反力Ｆ２との合力が０でない場合、定盤１０には、Ｙ方向の並進方向に駆動反力の合力Ｆ１＋Ｆ２が作用する。そこで、Ｙ推力発生機構２４により駆動反力の合力Ｆ１＋Ｆ２とは逆方向の推力を定盤１０に与える。これにより、定盤１０に働く力は釣り合いの関係となり、定盤１０に作用する駆動反力を反力相殺機構により相殺することができる。
【００７７】
次に、ステージ１８、１９が加速した際に定盤１０に作用するＺ軸回りの反モーメントを第２反力相殺機構により相殺する方法を説明する。ステージ１８は、定盤１０に対して＋Ｙ方向に駆動反力Ｆ１を作用させ、ステージ１９は、定盤１０に対して−Ｙ方向に駆動反力Ｆ２を作用させる。ステージ１８の駆動反力Ｆ１とステージ１９の駆動反力Ｆ２の作用点は定盤１０の重心と一致しないため、ステージ１８の駆動反力Ｆ１により定盤１０にはＺ軸回りの反モーメントｍｌｚ１'が作用し、ステージ１９の駆動反力Ｆ２により定盤１０にはＺ軸回りの反モーメントｍｌｚ２'が作用する。ステージ１８とステージ１９の駆動により２つのＺ軸回りの反モーメントが作用した場合、定盤１０には、反モーメントｍｌｚ１'と反モーメントｍｌｚ２'とをあわせた反モーメント合力が作用する。
【００７８】
ここで、ステージの入れ替えの際は、ステージ１８、１９同士が干渉しないように、それらがＸ方向に離隔しているので、ステージ１８、１９が通常の露光時駆動範囲２１及びアライメント時駆動範囲２２内で駆動される時より大きなωＺ方向の反モーメント合力が発生してしまう。このωＺ方向の反モーメント合力を相殺するために、第１Ｘ推力発生機構２５は、−Ｘ方向の推力ＦＸ１を定盤１０に対して与え第２Ｘ推力発生機構２６は、＋Ｘ方向の推力ＦＸ２を定盤１０に対して与える。これにより、ステージ１８、１９の駆動により発生する反モーメントｍｌｚ１'と反モーメントｍｌｚ２'とをあわせた反モーメント合力とは逆方向に同等の推力モーメントを定盤１０に作用させる。第１Ｘ推力発生機構２５と第２Ｘ推力発生機構２６により発生させた推力モーメントによりステージ１８、１９の駆動により発生する反モーメントｍｌｚ１'と反モーメントｍｌｚ２'とをあわせた反モーメント合力は釣り合い関係となり、定盤１０に作用するωＺ方向のモーメントを第２反力相殺機構により相殺することができる。
【００７９】
この実施形態の位置決め装置１００では、ステージ１８、１９の入れ替え時において、ステージ１８、１９の駆動によりωＸ方向にも反モーメントが発生するが、このωＸ方向の反モーメントの大きさは、露光処理及びアライメント処理の並列実行時に露光時駆動範囲２１及びアライメント時駆動範囲２２内でステージ１８、１９の駆動を行う時に発生するωＸ方向の反モーメントと同等である。この理由は、ステージ１８、１９の各重心位置と定盤１０の重心位置との距離は、露光時駆動範囲２１及びアライメント時駆動範囲２２内におけるステージ１８、１９の駆動時とステージ１８、１９の入れ替え時とにおいて同一であるからである。そのため、ステージ１８、１９の駆動により発生するωＸ方向の反モーメントは、ウェハの露光処理とウェハのアライメント処理を行っているときと同様に第１反力相殺機構であるωＸロータ１４を回転駆動させることにより相殺することができる。ただし、ステージの入れ替え時に、定盤１０に作用するωＸ方向の反モーメントを相殺するための推力発生機構（アクチュエータ）を第２反力相殺機構の一部として別個に設けてよい。
【００８０】
ここでは、ステージ１８、１９がＹ軸に沿って互いに逆方向に加速した場合を例にとって説明したが、ステージ１８、１９の入れ替え動作時において、ステージ１８、１９がいかなる方向に駆動された場合においても、Ｙ推力発生機構２４、第１Ｘ推力発生機構２５、第２Ｘ推力発生機構２６によって定盤１０に推力を作用させることにより、ステージ１８、１９の駆動により発生するＸＹ方向の駆動反力とωＺ方向の反モーメントを相殺することができる。
【００８１】
以上のように、ステージ１８、１９の入れ替え時において発生する駆動反力と反モーメントを第２反力相殺機構によって相殺することができる。また、ステージ１８、１９の入れ替え時において発生する駆動反力と反モーメントを第１反力機構と第２反力機構の双方によって相殺してもよい。
【００８２】
ステージ１８、１９の入れ替え時に発生する駆動反力と反モーメントを第２反力相殺機構で相殺する際に、定盤１０に作用させる推力の反力が支持機構２８を介して床面へと逃げていき、位置決め装置１００の外部へ反力の影響を与えてしまう。しかし、ステージの入れ替え時は、露光処理及びアライメント処理が実施されないので、露光装置の性能に悪影響を与えることはない。
【００８３】
［第２実施形態］
図６及び図７は、本発明の第２実施形態の位置決め装置の概略構成を示す図であり、図６は平面図、図７は側面図である。
【００８４】
第２実施形態の位置決め装置２００は、投影光学系５によりウェハの露光処理を行う"露光側"の領域に露光定盤３７を設け、アライメント光学系８によりウェハのアライメント処理を行う"アライメント側"の領域にアライメント定盤３８を配置している。定盤３７、３８は、それぞれエアーマウント等の除振機構１１で支持されうる。除振機構１１によって、除振機構１１によって、支持台２７を介して床と定盤３７、３８との間で振動が伝達されることが抑制される。
第１実施形態と同様に、各々の定盤３７、２８上には、ステージ１８、１９がエアーベアリングによって浮上している。ステージ１８、１９は、例えば、平面パルスモータ駆動方式もしくは平面ローレンツモータ駆動方式の平面モータステージ機構により、各々の定盤３７、３８上を自由に移動することができる。
【００８５】
また、第１実施形態と同様に、ステージ１８、１９の位置は、各々のステージに設けられたバーミラーと所定の計測基準に取り付けられた干渉計により、定盤３７、３９上の全域において計測可能である。
また、ステージ１８、１９には、信号ケーブル、電力ケーブル、減圧ライン、プレッシャーエアーライン、ステージの熱源を温度調整するための冷媒ライン等が接続されうる。
【００８６】
第２実施形態の位置決め装置２００は、ステージ１８、１９の駆動によって発生する駆動反力及び反モーメントを相殺するために第１実施形態で説明した第１反力相殺機構と第２反力相殺機構を各々の定盤３７、３８に設けている。
【００８７】
露光定盤３７には、第１反力相殺機構として、Ｘマス１２、Ｙマス１３、ωＸロータ２４、ωＹロータ１５、ωＺロータ１６及びそれらを駆動する駆動機構が備えられるとともに、第２反力相殺機構として、第１Ｙ推力発生機構３４、第２Ｙ推力発生機構３５、Ｘ推力発生機構３６が備えられている。
【００８８】
アライメント定盤３８には、第１反力相殺機構として、Ｘマス１２、Ｙマス１３、ωＸロータ１４、ωＹロータ１５、ωＺロータ１６及びそれらの駆動機構が備えられるとともに、第２反力相殺機構として、第１Ｙ推力発生機構３１、第２Ｙ推力発生機構３２、Ｘ推力発生機構３３が備えられている。
【００８９】
第１実施形態と同様に、各々の定盤３７、３８に設けられた第１反力相殺機構では、ステージ１８、１９の駆動による駆動反力を相殺するために、Ｘマス１２及びＹマス１３を並進駆動し、ステージ１８、１９の駆動による反モーメントを相殺するために、ωＸロータ１４、ωＹロータ１５、ωＺロータ１６を回転駆動する。
【００９０】
また、第１実施形態と同様に、各々の定盤３７、３８に対して設けられた第２テージ反力相殺機構では、ステージ１８、１９の駆動による駆動反力（これによって生じる反モーメントを含む）を相殺するために、露光定盤３７では、第１Ｙ推力発生機構３４、第２Ｙ推力発生機構３５、Ｘ推力発生機構３６によって、アライメント定盤３８では、第１Ｙ推力発生機構３１、第２Ｙ推力発生機構３２、Ｘ推力発生機構３３によって、駆動反力及び反モーメントとは逆方向の推力を発生し、駆動反力及び反モーメントを相殺する。
【００９１】
以上のような構成の位置決め装置２００を備える露光装置において、第１実施形態と同様に、半導体露光シーケンスにおける露光処理とアライメント処理とを並列して実行する。図６及び図７中の左側の"露光側"の領域内で投影光学系５により一方のステージ上のウェハ１について露光処理が実施され、右側の"アライメント側"の領域内でアライメント光学系８により他方のステージ上のウェハ１についてアライメント処理が実施される。
露光処理とアライメント処理とは並列で実行され、各々の処理が終了した時点でステージ１８とステージ１９とが入れ替えられる。これにより、ウェハのアライメント処理が終了したステージは、"アライメント側"の領域内から"露光側"の領域内に移動して、そのステージ上のウェハについて露光処理が実施される。また、ウェハの露光処理が終了したステージは、"露光側"の領域内から"アライメント側"の領域内に移動する。この際に、ステージ上から不図示のウェハ搬送系によりウェハが回収され、そのステージ上に新たなウェハが提供される。このシーケンスを繰り返すことによりウェハの露光処理を連続して実施することができる。
【００９２】
第１実施形態と同様に、露光処理においては、ウェハ１及び基準マーク２０の計測及びウェハ１の露光を行うために必要な露光時駆動範囲（図８参照；図８では、ステージの中心部の駆動範囲が例示されている）２１内でステージを駆動すればよい。また、露光処理と並列に実行されるアライメント処理においては、ウェハ１のアライメント処理のために必要なアライメント時駆動範囲（図８参照；図８１では、ステージの中心部の駆動範囲が例示されている）２２内でステージを駆動すればよい。
【００９３】
一方、２つのステージ１８、１９の入れ替えを行う際は、露光時駆動範囲２１及びアライメント時駆動範囲２２の各範囲よりも広いステージ入れ替え時駆動範囲（図８参照；図８では、ステージの中心部の駆動範囲が例示されている）２３においてステージ１８、１９を移動させる必要がある。これは、ステージ１８、１９が互いに干渉することを防止するためである。このために、ステージ１８、１９の入れ替えの際には、ステージ１８、１９が露光時駆動範囲２１及びアライメント時駆動範囲２２内で駆動される露光処理及びアライメント処理の並列処理時よりも大きな駆動反力が発生する。しかも、ステージ１８、１９の入れ替えの際は、ステージ１８、１９が互いに逆方向に駆動されるために、駆動反力は、ωＺ方向（Ｚ軸周りの回転）の大きな反モーメントを含む。
【００９４】
そこで、第２実施形態の位置決め装置２００では、第１実施形態と同様に、ステージ１８、１９が定盤３７上の露光時駆動範囲２１、定盤３８上のアライメント時駆動範囲２２内に位置するとき、すなわち、露光処理とアライメント処理との並列実行時には、各々の定盤３７、３８に設けられた第１反力相殺機構でステージ３７、３８の駆動に伴う駆動反力及び反モーメントを各々の定盤３７、３８内で相殺する。
【００９５】
ウェハの露光処理とウェハのアライメント処理との並列処理時においてステージ１８、１９の駆動に伴う駆動反力と反モーメントを第１反力相殺機構で相殺することにより、各々の定盤３７、３８に発生するＸ、Ｙ並進方向の駆動反力及びωＸ、ωＹ，ωＺ方向の反モーメントを相殺することができる。これにより、位置決め装置２００の外部へ反力の影響がなくなるので、投影光学系５及びアライメント光学系８等の振動及び変形を防止し、より精度の高い露光処理及びアライメント処理を行うことができる。
【００９６】
また、位置決め装置２００では、第１実施形態と同様に、ステージ１８、１９の入れ替え時は、第２反力相殺機構によって定盤３７、３８を駆動することによってステージ１８、１９の駆動に伴う駆動反力と反モーメントを相殺する。ステージ１８、１９の入れ替え時にステージ１８、１９の駆動に伴うＸ、Ｙ並進方向の駆動反力とωＺ方向の反モーメントは、第２反力相殺機構によって相殺される。
【００９７】
ここで、ステージ１８、１９の入れ替え時は、ステージ１８、１９が露光時駆動範囲２１及びアライメント時駆動範囲２２の駆動時より大きな駆動反力（特に、ωＺ方向の反モーメント）が発生する。第１Ｘ推力発生機構２５及び第２Ｘ推力発生機構２６が発生する推力を増加させることにより、定盤１０のωＺ方向の反モーメントを相殺することができる。また、第２反力相殺機構では、定盤１０に作用させる推力の反力が支持機構２８を介して床面へと逃げていき、位置決め装置１００の外部へ反力の影響を与えてしまうのが、このとき、ステージ１８、１９は、露光処理及びアライメント処理を行っていないので、露光装置の性能に悪影響を与えることはない。
【００９８】
第１実施形態と同様に、ステージ１８、１９の入れ替え時は、各々の定盤３７、３８に設けた第２反力相殺機構でステージ１８、１９の駆動に伴う駆動反力と反モーメントを各々の定盤３７、３８内で相殺する。したがって、各定盤３７、３８に設けられた第１反力相殺機構は、ステージ１８、１９が露光時駆動範囲２１、アライメント時駆動範囲２２内で移動する際の駆動反力及び反モーメントを各々の定盤３７、３８内で相殺することができれば十分である。
【００９９】
よって、第１反力相殺機構の各マスと各ロータは、ステージ１８、１９が露光時駆動範囲２１、アライメント時駆動範囲２２内で駆動するときに発生する駆動反力及び反モーメントを相殺可能な負荷及びストロークを有していれば十分である。一方、この実施形態とは異なり、Ｘマス１２、Ｙマス１３によってステージ１８、１９の入れ替え時の駆動反力を相殺しようとすると、Ｘマス１２、Ｙマス１３に要求されるストロークはより長くなる。
【０１００】
また、ωＺロータ１６は、露光時駆動範囲２１、アライメント時駆動範囲２２内でステージ１８、１０の駆動時に発生する反モーメントに対応する負荷を持てば十分である。一方、この実施形態とは異なり、ωＺロータ１６によってステージ１８、１９の入れ替え時の反モーメントを相殺しようとすると、ωＺロータ１６に要求される負荷はより大きくなる。
【０１０１】
図８及び図９は、露光処理とアライメント処理との並列実行時における駆動反力（これによって生じる反モーメントを含む）の相殺動作を説明する図であり、図８は平面図、図９は側面図である。
【０１０２】
図８及び図９において、ステージ１８は、露光定盤３７上の露光時駆動範囲２１内におけるウェハ１の露光動作に利用され、ステージ１９は、アライメント定盤３８上のアライメント時駆動範囲２２内におけるウェハ１のアライメント動作に利用されている。ステージ１８は、ステージ加速方向（−Ｙ方向の）２９に加速しており、ステージ１９は、ステージ加速方向（＋Ｙ方向）３０に加速している。
【０１０３】
ステージ１８、１９が定盤３７、３８上でウェハ１の露光処理とウェハ１のアライメント処理に供されているときは、各々の定盤３７、３８に設けられた第１反力相殺機構によって反力が相殺される。
【０１０４】
ここで、定盤３７に設けられた第１反力相殺機構による露光処理時の駆動反力及び反モーメントの相殺方法と、定盤３８に設けられた第１反力相殺機構によるアライメント処理時の駆動反力及び反モーメントの相殺方法とは同様である。したがって、以下では、露光定盤３７上の露光時駆動範囲２１内でステージ上のウェハ１について露光処理を実行されているときのステージの駆動に伴う駆動反力及び反モーメントの相殺動作を説明する。
【０１０５】
露光定盤３７上の露光時駆動範囲２１内でステージ１８が加速した場合に露光定盤３７に作用する駆動反力を第１反力相殺機構により相殺する方法を説明する。ステージ１８の駆動は、露光定盤３７に対して＋Ｙ方向に駆動反力Ｆ１を作用させる。この駆動反力Ｆ１を相殺するように、Ｙマス１３をＹ方向に並進駆動させて、駆動反力Ｆ１とは逆方向に露光定盤３７に作用するマス反力−Ｆを発生させる。この例では、２つのＹマス１３でマス反力を発生させているので、２つのＹマス１３により発生するマス反力−Ｆの合力と、駆動反力Ｆ１とをつりあわせて、露光定盤３７内で反力を相殺する。
【０１０６】
次に、ステージ１８が加速した場合に露光定盤３７に作用するＸ軸回りとＺ軸回りの反モーメントを第１反力相殺機構により相殺する方法を説明する。ステージ１８の駆動は、露光定盤３７に対して＋Ｙ方向に駆動反力Ｆ１を作用させる。駆動反力Ｆ１の作用点は露光定盤３７の重心と一致しないため、駆動反力Ｆ１により露光定盤３７にはＸ軸回りの反モーメントｍｌｘ１とＺ軸回りの反モーメントｍｌｚ１が作用する。
【０１０７】
Ｚ軸回りのモーメントに関して、ステージ１８の駆動により、露光定盤３７には、ωＺ方向の反モーメントｍｌｚ１が作用する。露光定盤３７に作用するωＺ方向の反モーメントを相殺するために、露光定盤３７に作用する反モーメントｍｌｚ１とは逆方向に、ロータ反モーメント−ｍｌｚが作用するようにωＺロータ１６を回す。これによりステージ１８の駆動時に露光定盤３７に作用する反モーメントｍｌｚ１と、ωＺロータ１６の回転時に露光定盤３７に作用するロータ反モーメント−ｍｌｚをつりあわせて、露光定盤３７内のωＺ方向のモーメント力を相殺する。
【０１０８】
Ｘ軸回りのモーメントに関して、ステージ１８の駆動により露光定盤３７にはωＸ方向の反モーメントｍｌｘ１が作用する。露光定盤３７に作用するωＸ方向の反モーメント合力を相殺するために、露光定盤３７に作用する反モーメントｍｌｘ１とは逆方向に、ロータ反モーメント−ｍｌｘが作用するようにωＸロータ１４を回す。これにより、ステージ１８の駆動時に露光定盤３７に作用する反モーメントｍｌｘ１と、ωＸロータ回転時に露光定盤３７に作用するロータ反モーメント−ｍｌｘをつりあわせて、露光定盤３７内のωＸ方向のモーメント力を相殺する。
【０１０９】
ここでは、露光定盤３７上の露光時駆動範囲２１内でステージ１８がウェハ１の露光処理に供されている場合にステージ１８の駆動に伴う駆動反力及び反モーメントを露光定盤３７に設けられた第１反力相殺機構で相殺する動作に関して説明した。アライメント定盤３８上のアライメント時駆動範囲２２内でステージ１９がウェハ１のアライメント処理に供されている場合も、以上の説明と同様の方法で、ステージ１９の駆動に伴う駆動反力及び反モーメントをアライメント定盤３８に設けられた第１反力機構で相殺することができる。
【０１１０】
ここでは、各々のステージがＹ軸に沿って互いに逆方向に加速した場合を説明したが、各々のステージがＹ軸に沿って同方向に加速した場合も同様に各々の定盤に設けられたＹマ１３ス、ωＺロータ１６、ωＸロータ１４を用いて駆動反力及び反モーメントを相殺することができる。また、各々のステージがＸ軸に沿って同方向又は逆方向に加速した場合も、同様に、各々の定盤に設けられたＸマス１２、ωＺロータ１６、ωＹロータ１５を用いて駆動反力及び反モーメントを相殺することができる。また、各々のステージがＸ方向とＹ方向に同期して加速した場合も、同様に、各々の定盤に設けられたＸマス１２、Ｙマス１３、ωＺロータ１６、ωＹロータ１５、ωＸロータ１４を用いて駆動反力及び反モーメントを相殺することができる。
【０１１１】
以上のように、ウェハの露光処理とウェハのアライメント処理において、際に各々のステージがＸ、Ｙ方向に駆動されたときに発生する駆動反力（これによって生じる反モーメントを含む）を各々の定盤に設けられた第１反力相殺機構を用いて反力を相殺することができる。
【０１１２】
また、露光処理とアライメント処理を並列して実行しているときの各々のステージの駆動による駆動反力（これによって生じる反モーメントを含む）を各々の定盤に設けられた第１反力相殺機構で相殺することにより、位置決め装置の外部への反力の影響がなくなる。これにより、投影光学系及びアライメント光学系等の振動及び変形の影響がなくなり、より精度の高い露光処理及びアライメント処理を行うことができる。
【０１１３】
また、露光定盤３７とアライメント定盤３８とが分離して配置されているので、ウェハの露光処理に供されているステージの駆動反力及び反モーメントとウェハのアライメント処理に供されているステージ駆動反力及び反モーメントとが相互干渉することがないので、より精度の高い露光処理及びアライメント処理を行うことができる。
【０１１４】
また、各々の定盤に設けられた第１反力相殺機構は、露光時駆動範囲２１、アライメント時駆動範囲２２内でウェハの露光処理とウェハのアライメント処理が実施されているときに各々の定盤に作用する駆動反力（これによって生じる反モーメントを含む）を相殺可能な負荷及びストロークを有していればよい。よって、第１実施形態よりも、Ｘマス１２、Ｙマス１３のストロークを短くし、ωＺロータ１６の負荷を小さくすることができ、第１反力相殺機構の小型化及び軽量化することができる。
【０１１５】
図１０は、２つのステージの入れ替え時における駆動反力及び反モーメントの相殺動作を説明する図である。
【０１１６】
図１０において、ステージ１８とステージ１９が入れ替えられる。ステージ１８は、ステージ加速方向（−Ｙ方向）２９に加速しており、ステージ２は、ステージ加速方向（＋Ｙ方向）３０に加速している。
【０１１７】
ステージ１８、１９の入れ替え時は、ステージ１８、１９が互いに干渉しないように、ステージ１８、１９は、ステージ入れ替え時駆動範囲２３をその中心位置が超えない範囲において、露光時駆動範囲２１、アライメント時駆動範囲２２の外側まで移動する。したがって、露光処理及びアライメント処理時、すなわちステージ１８、１９が露光時駆動範囲２１及びアライメント時駆動範囲２２内で駆動される時よりも大きなωＺ方向のモーメントが発生してしまう。そこで、ステージ１８、１９の入れ替え時は、第２反力相殺機構によって駆動反力を相殺する。
【０１１８】
ステージの入れ替え時において、定盤３７に設けられた第２反力相殺機構によりステージの駆動に伴う駆動反力及び反モーメントを相殺する方法は、定盤３８に設けられた第２反力相殺機構によりステージの駆動に伴う駆動反力及び反モーメントを相殺する方法と同様である。そこで、以下では、定盤３７に設けられた第２反力相殺機構によりステージの駆動に伴う駆動反力及び反モーメントを相殺する方法を説明する。
【０１１９】
ステージの入れ替えにおいて、ステージ１８が加速した場合に露光定盤３７に作用する駆動反力は、露光定盤３７に設けられた第２反力相殺機構により相殺される。ステージ１８は、露光定盤３７に対して＋Ｙ方向の駆動反力Ｆ１を作用させる。駆動反力Ｆ１を相殺するように、第１Ｙ推力発生機構３４と第２Ｙ推力発生機構３５により、駆動反力Ｆ１とは逆方向の推力を露光定盤３７に与える。これにより、露光定盤３７に働く力は釣り合いの関係となり、露光定盤３７に作用する駆動反力を第２反力相殺機構により相殺することができる。
【０１２０】
次に、ステージ１８が加速した場合に露光定盤３７に作用するＺ軸回りの反モーメントを第２反力相殺機構により相殺する方法を説明する。ステージ１８は、露光定盤３７に対して＋Ｙ方向の駆動反力Ｆ１を作用させる。駆動反力Ｆ１の作用点は、露光定盤３７の重心と一致しないため、駆動反力Ｆ１により露光定盤３７にはωＺ方向の反モーメントｍｌｚ１'が作用する。ここで、ステージの入れ替えの際は、ステージ１８、１９同士が干渉しないように、それらがＸ方向に離隔しているので、ステージ１８、１９が通常の露光時駆動範囲２１及びアライメント時駆動範囲２２内で駆動される時より大きなωＺ方向の反モーメント合力が発生してしまう。このωＺ方向の反モーメントを相殺するために、第１Ｙ推力発生機構３４は、＋Ｙ方向の推力ＦＸ１を露光定盤３７に対して与え、第２Ｙ推力発生機構３５は、−Ｙ方向の推力ＦＸ２を露光定盤３７に対して与える。これにより、ステージ１８の駆動により発生する反モーメントｍｌｚ１'とは逆方向に同等の推力モーメントを露光定盤３７に作用させる。第１Ｙ推力発生機構３４と第２Ｙ推力発生機構３５により発生させた推力モーメントと、ステージ１８の駆動により発生する反モーメントｍｌｚ１'とは釣り合い関係となり、露光定盤３７に作用するωＺ方向の反モーメントを第２反力相殺機構により相殺することができる。
【０１２１】
この実施形態の位置決め装置２００では、ステージ１８、１９の入れ替え時において、ステージ１８の駆動によりωＸ方向にも反モーメントが発生するが、このωＸ方向の反モーメントの大きさは、露光処理及びアライメント処理の並列実行時に露光時駆動範囲２１内でステージ１８の駆動を行う時に発生するωＸ方向の反モーメントと同等である。この理由は、ステージ１８との重心位置と露光定盤３７の重心位置との距離は、露光時駆動範囲２１内における駆動時とステージの入れ替え時とにおいて同一であるからである。そのため、ステージ１８の駆動により発生するωＸ方向の反モーメントは、ウェハの露光処理とウェハのアライメント処理を行っているときと同様に第１反力相殺機構であるωＸロータ１４を回転駆動させることにより相殺することができる。ただし、ステージの入れ替え時に、露光定盤３７に作用するωＸ方向の反モーメントを相殺するための推力発生機構（アクチュエータ）を第２反力相殺機構の一部として別個に設けてよい。
【０１２２】
ここでは、ステージの入れ替え時に、露光定盤３７上のステージ入れ替え時駆動範囲２３内で露光定盤３７上からアライメント定盤３８上にステージ１８を移動させる際のステージ１８の駆動に伴う駆動反力と反モーメントを露光定盤３７に設けられた第２反力相殺機構で相殺する動作を説明した。アライメント定盤３８上のアライメント定盤３８上から露光定盤３７上にステージ１９を移動させる際のステージ１９の駆動に伴う駆動反力と反モーメントについても、アライメント定盤３８に設けられた第２反力相殺機構で相殺することができる。
【０１２３】
また、ここでは、各々のステージがＹ軸に沿って互いに逆方向に加速した場合を例にとって説明したが、ステージの入れ替えを動作時において、ステージ１８、１９がいかなる方向に駆動された場合においても、各々の定盤に設けられた推力発生機構が各々の定盤に推力を作用させることにより、各々のステージの駆動により発生するＸＹ方向の駆動反力とωＺ方向の反モーメントを相殺することができる。
【０１２４】
以上のように、ステージ１８、１９の入れ替え時において各々の定盤に対して発生する駆動反力と反モーメントを各々の定盤に設けられた第２反力相殺機構によって相殺することができる。また、各々の定盤に設けられた第１反力機構と各々の定盤に設けられた第２反力機構の双方によって相殺してもよい。
【０１２５】
ステージ１８、１９の入れ替え時に発生する駆動反力と反モーメントを第２反力相殺機構で相殺する際に、定盤３７、３８に作用させる推力の反力が支持機構２８を介して床面へと逃げていき、位置決め装置１００の外部へ反力の影響を与えてしまう。しかし、ステージの入れ替え時は、露光処理及びアライメント処理が実施されないので、露光装置の性能に悪影響を与えることはない。
【０１２６】
［第３実施形態］
図１１及び図１２は、本発明の第３実施形態の位置決め装置の概略構成を示す図であり、図１１は平面図、図１２は側面図である。
【０１２７】
第３実施形態の位置決め装置３００において、第１反力相殺機構は、第２実施形態と同様であり、Ｘマス１２、Ｙマス１３、ωＸロータ１４、ωＹロータ１５、ωＺロータ１６を露光定盤３７とアライメント定盤３８の双方に設けている。
【０１２８】
第３実施形態の位置決め装置３００は、露光定盤３７とアライメント定盤３８とを結合させる定盤結合機構３９を備えている。第２反力相殺機構は、Ｙ推力発生機構２４、第１Ｘ推力発生機構２５、第２Ｘ推力発生機構２６を含み、第２反力相殺機構は、定盤結合機構３９によって露光定盤３７とアライメント定盤３８が結合された状態で、ステージ１８、１９の駆動による駆動反力と反モーメントを相殺するために、Ｙ推力発生機構２４、第１Ｘ推力発生機構２５、第２Ｘ推力発生機構２６により駆動反力と反モーメントとは逆方向の推力を結合された定盤３７、３８に与える。
【０１２９】
露光定盤３７とアライメント定盤３８とを結合させる定盤結合機構３９は、種々の方式、例えば、電磁チャックの電磁吸着力を用いた方式、真空吸着力を用いた方式、静電吸着力を用いた方式、メカニカルクランプ機構を用いた方式等で構成されうる。
【０１３０】
露光定盤３７及びアライメント定盤３８には、それらを６軸方向に関して位置決めする位置決め機構を設けることが好ましい。この場合、定盤結合機構３９により露光定盤３７とアライメント定盤３８とを結合させる際に、定盤３７のステージ移動面と定盤３８のステージ移動面とが一致するように状態で定盤結合機構３９により定盤３７、３８を結合させることができ、ステージ１８、１９の入れ替え動作をスムーズに行うことができる。
【０１３１】
定盤３７、３８をそれぞれ位置決めする機構としては、例えば、各々の定盤にキネマチックカップリングを構成し定盤の結合時に位置決めする方法、各々の定盤の結合面に斜面を形成し定盤の結合時にはめ込み状態にして位置決めする方法等があるが、各々の定盤の６軸方向に位置決めを行う位置決め機構であれば何でも良い。
【０１３２】
第３実施形態の位置決め装置３００では、第２実施形態と同様に、各々のステージ１８、１９が定盤３７、３８上の露光時駆動範囲２１、アライメント時駆動範囲２２内で駆動されて、露光処理とアライメント処理が実施されているときは、定盤３７、３８に設けられた第１反力相殺機構でステージ１８、１９の駆動に伴う駆動反力と反モーメントを各々の定盤３７、３８内で相殺する。また、ステージ１８、１９がステージ入れ替え時駆動範囲２３で駆動されて入れ替えられる時は、第２反力相殺機構でステージ１８、１９の駆動に伴う駆動反力と反モーメントが相殺される。
【０１３３】
第３実施形態における第１反力相殺機構によって、露光処理とアライメント処理との並列実行時におけるステージ１８、１９の駆動に伴う駆動反力と反モーメントを相殺する動作は、第２実施形態と同様である。すなわち、露光処理とアライメント処理との並列実行時は、ステージ１８、１９が駆動されたときに発生する駆動反力と反モーメントを各々の定盤３７、３８に設けられた第１反力相殺機構を用いて相殺することができる。
【０１３４】
図１３は、２つのステージの入れ替え時における駆動反力及び反モーメントの相殺動作を説明する図である。
【０１３５】
第１３図において、ステージ１８とステージ１９が入れ替えられる。ステージ１８は、ステージ加速方向（−Ｙ方向）２９に加速しており、ステージ１９は、ステージ加速方向（＋Ｙ方向）３０に加速している。
【０１３６】
ステージ１８、１９の入れ替え時は、ステージ１８、１９は、ステージ入れ替え時駆動範囲２３をその中心位置が超えない範囲において、露光時駆動範囲２１、アライメント時駆動範囲２２の外側まで移動する。したがって、露光処理及びアライメント処理時、すなわちステージ１８、１９が露光時駆動範囲２１及びアライメント時駆動範囲２２内で駆動される時よりも大きなωＺ方向のモーメントが発生してしまう。そこで、ステージ１８、１９の入れ替え時は、第２反力相殺機構によって駆動反力を相殺する。
【０１３７】
各々の定盤上でウェハの露光処理とウェハのアライメント処理を終了した時点で、露光定盤３７アライメント定盤３８とを定盤結合機構３９により結合を行う。次に、ステージ１８、１９の入れ替え動作を行う。この際、図１３では、ステージ１８は、ステージ加速方向（−Ｙ方向）２９に加速し、ステージ１９は、ステージ加速方向（＋Ｙ方向）３０に加速する。ステージ１８は、露光定盤３７に対して＋Ｙ方向に駆動反力Ｆ１を作用させ、ステージ１９は、アライメント定盤３８に対して−Ｙ方向に駆動反力Ｆ２を作用させる。このとき、定盤結合機構３９により露光定盤３７とアライメント定盤３８が結合されているので、露光定盤３７とアライメント定盤３８を一つの定盤とみなすことができる。この例では、駆動反力Ｆ１と駆動反力Ｆ２は、同一の大きさで逆方向に働く力なので、結合された定盤内で駆動反力Ｆ１と駆動反力Ｆ２は打ち消しあい、結合された定盤３７、３８には、各々のステージ１８、１９の駆動による駆動反力合力は作用しない。
【０１３８】
また、駆動反力Ｆ１と駆動反力Ｆ２との合力が０でない場合、結合された定盤３７、３８には、Ｙ方向の並進方向に駆動反力合力Ｆ１＋Ｆ２が作用する。Ｙ推力発生機構２４により駆動反力合力Ｆ１＋Ｆ２とは逆方向の推力を結合された定盤３７、３８に与えることにより結合された定盤３７、３８に働く力は釣り合いの関係となり、結合された定盤３７、３８に作用する駆動反力を第２反力相殺機構により相殺することができる。
【０１３９】
次に、ステージ１８、１９が加速した場合に結合された定盤３７、３８に作用するＺ軸回りの反モーメントを第２反力相殺機構により相殺する方法を説明する。ステージ１８は、露光定盤３７に対して＋Ｙ方向に駆動反力Ｆ１を作用させ、ステージ１９は、アライメント定盤３８に対して−Ｙ方向に駆動反力Ｆ２を作用させる。ステージ１８の駆動反力Ｆ１とステージ１９の駆動反力Ｆ２の作用点は、結合された定盤３７、３８の重心と一致しないため、駆動反力Ｆ１により、結合された定盤３７、３８には、Ｚ軸回りの反モーメントｍｌｚ１'が作用し、駆動反力Ｆ２により、結合された定盤３７、３８にはＺ軸回りの反モーメントｍｌｚ２'が作用する。ステージ１８とステージ１９の駆動により、結合された定盤３７、３８には反モーメントｍｌｚ１'と反モーメントｍｌｚ２'とをあわせた反モーメントが作用する。ここで、ステージの入れ替えの際は、ステージ１８、１９同士が干渉しないように、それらがＸ方向に離隔しているので、ステージ１８、１９が通常の露光時駆動範囲２１及びアライメント時駆動範囲２２内で駆動される時より大きなωＺ方向の反モーメント合力が発生してしまう。この結合された定盤３７、３８に作用するωＺ方向の反モーメント合力を相殺するために、第１Ｘ推力発生機構２５は、−Ｘ方向の推力ＦＸ１を結合された定盤３７、３８に対して与え、第２Ｘ推力発生機構２６は、＋Ｘ方向の推力ＦＸ２を結合された定盤３７、３８に対して与える。これにより、ステージ１８、１９の駆動により発生する反モーメントｍｌｚ１'と反モーメントｍｌｚ２'とをあわせた反モーメントとは逆方向に同等の推力モーメントを結合された定盤３７、３８に作用させる。第１Ｘ推力発生機構２５と第２Ｘ推力発生機構２６に発生させた推力モーメントにより各々のステージ１８、１９の駆動により発生する反モーメントｍｌｚ１'と反モーメントｍｌｚ２'をあわせた反モーメントは釣り合い関係となり、結合された定盤３７、３８に作用するωＺ方向の反モーメントを第２反力相殺機構により相殺することができる。
【０１４０】
この実施形態の位置決め装置３００では、ステージ１８、１９の入れ替え時において、ステージ１８、１９の駆動によりωＸ方向にも反モーメントが発生するが、このωＸ方向の反モーメントの大きさは、露光処理及びアライメント処理の並列実行時に露光時駆動範囲２１内でステージ１８の駆動を行う時に発生するωＸ方向の反モーメントと同等である。この理由は、ステージ１７、１８の各重心位置と結合された盤３７、３８の重心位置との距離は、露光時駆動範囲２１、アライメント時駆動範囲２２内における駆動時とステージの入れ替え時とにおいて同一であるからである。そのため、ステージ１８、１９の駆動により発生するωＸ方向の反モーメントは、ウェハの露光処理とウェハのアライメント処理を行っているときと同様に第１反力相殺機構であるωＸロータ１４を回転駆動させることにより相殺することができる。ただし、ステージの入れ替え時に、結合された定盤３７、３８に作用するωＸ方向の反モーメントを相殺するための推力発生機構（アクチュエータ）を第２反力相殺機構の一部として別個に設けてよい。
ここでは、ステージ１８、１９がＹ軸に沿って互いに逆方向に加速した場合を例にとって説明したが、ステージ１８、１９の入れ替え動作時において、ステージ１８、１９がいかなる方向に駆動された場合においても、Ｙ推力発生機構２４、第１Ｘ推力発生機構２５、第２Ｘ推力発生機構２６によって、結合された定盤３７、３８に推力を作用させることにより、ステージ１８、１９の駆動により発生するＸＹ方向の駆動反力とωＺ方向の反モーメントを相殺することができる。
【０１４１】
以上のように、ステージ１８、１９の入れ替え時において発生する駆動反力と反モーメントを第２反力相殺機構によって相殺することができる。また、ステージ１８、１９の入れ替え時において発生する駆動反力と反モーメントを第１反力機構と第２反力機構の双方によって相殺してもよい。
【０１４２】
ステージ１８、１９の入れ替え時に発生する駆動反力と反モーメントを第２反力相殺機構で相殺する際に、定盤１０に作用させる推力の反力が支持機構２８を介して床面へと逃げていき、位置決め装置１００の外部へ反力の影響を与えてしまう。しかし、ステージの入れ替え時は、露光処理及びアライメント処理が実施されないので、露光装置の性能に悪影響を与えることはない。
【０１４３】
[変形例]
第１〜第３実施形態において、ＸＹ方向に自由度を持つ平面モータについて説明したが、これを、リニアモータ及びボールネジを駆動源とする１自由度のステージ装置を積み重ねたＸＹステージ装置によって置き換えてもよい。また、１自由度のステージ装置を積み重ねたＸＹステージ装置を露光側とアライメント側にそれぞれ設けて、各々のＸＹステージ装置が各々のステージを持ち替えることによりステージの入れ替えを行う構成を採用してもよい。以上のような構成においても、第１〜第３実施形態における位置決め装置と同様の効果を得ることができる。
【０１４４】
第１〜第３実施形態において、各々の定盤をエアーマウント上に構成したが、各々の定盤にエアーベアリングを構成し、各々の定盤がステージ支持台上にエアーベアリングによって浮上し、自由に動けるようにしてもよい。各々の定盤をエアーベアリングを介して支持する構成においても、第１〜第３実施形態と同様の効果を得ることができる。ここで、エアーベアリングは、定盤を非接触で移動可能に支持する機構の一例であり、エアーベアリングに代えて、他の非接触の支持機構を採用してもよい。
第１〜第３実施形態において、ウェハの露光処理とウェハのアライメント処理の並列実行時は、第１反力相殺機構で各々のステージの駆動に伴う駆動反力と反モーメントを相殺し、露光処理とアライメント処理を行っていないときは、第２反力相殺機構（又は、第１及び第２反力相殺機構）で各々のステージの駆動に伴う駆動反力と反モーメントを相殺する。
【０１４５】
この場合、露光コマンド、アライメントコマンドといったコマンドに基づいて二つの反力相殺機構の切り替えを行うことができる。また、各々のステージが露光時駆動範囲及びアライメント時駆動範囲内で駆動されている場合は、第１反力相殺機構で各々のステージの駆動に伴う駆動反力と反モーメントを相殺し、各々のステージが露光時駆動範囲及びアライメント時駆動範囲の外で駆動されている場合は、第２反力相殺機構（又は、第１及び第２反力相殺機構）で各々のステージの駆動に伴う駆動反力と反モーメントを相殺しても同様の効果を得ることができる。この場合には、予め露光時駆動範囲とアライメント駆動範囲を定めておき、ステージ位置の計測結果が駆動範囲内か駆動範囲外かに応じて二つの反力相殺機構の切り替えを行うことができる。
【０１４６】
このように各々のステージの動作内容に応じて第１反力相殺機構と第２反力相殺機構を使い分けてもよいし、各々のステージの動作を行っている領域に応じて第１反力相殺機構と第２反力相殺機構を使い分けてもよい。
【０１４７】
第１〜第３実施形態において、各々のステージが露光時駆動範囲、アライメント時駆動範囲の外を通るようにステージの入れ替えを行う時は、第２反力相殺機構（又は、第１及び第２反力相殺機構）で各々のステージの駆動に伴う駆動反力と反モーメントを相殺している。しかし、第２反力相殺機構による駆動反力の相殺は、露光処理及びアライメント処理を行っていない時における種々のステージ駆動に伴ってなされうる。第２反力相殺機構による駆動反力の相殺はは、例えば、ステージからウェハ等の物体を回収する際、又は、ステージにウェハ等の物体を供給する際に必要なステージの駆動に伴ってなされてもよい。
【０１４８】
[露光装置の構成例]
図１４は、第１〜第３実施形態として説明された位置決め装置１００、２００、３００に代表される位置決め装置をツインステージタイプのウェハステージ装置（基板ステージ装置）４３０として組み込んだ露光装置の構成例を概略的に示す図である。
【０１４９】
露光装置５００は、例えば、原板Ｒを保持する原板保持部４２０と、原板Ｒを照明する照明系４１０と、原板Ｒのパターンを投影する投影工学系５と、アライメント処理のためのアライメント光学系８と、ウェハステージ装置４３０とを備える。露光装置５００は、２つのステージ１８、１９を利用して、露光処理とアライメント処理を並列実行しながら、
連続的にウェハ上の感光剤に潜像パターンを形成することができる。
【０１５０】
［デバイス製造方法］
次に上記の露光装置を利用した半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図１５は半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。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（マスク作製）では設計した回路パターンに基づいてマスクを作製する。一方、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、上記の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。次のステップ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）等の組立て工程を含む。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、これを出荷（ステップ7）する。
【０１５１】
図１６は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す図である。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成膜する。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）では上記の露光装置によって回路パターンをウエハに転写する。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を形成する。
【図面の簡単な説明】
【０１５２】
【図１】本発明の第１実施形態の位置決め装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】本発明の第１実施形態の位置決め装置の概略構成を示す側面図である。
【図３】露光処理とアライメント処理との並列実行時における駆動反力（これによって生じる反モーメントを含む）の相殺動作を説明する平面図である（第１実施形態）。
【図４】露光処理とアライメント処理との並列実行時における駆動反力（これによって生じる反モーメントを含む）の相殺動作を説明する平面図である（第１実施形態）。
【図５】２つのステージの入れ替え時における駆動反力と反モーメントの相殺動作を説明する図である（第１実施形態）。
【図６】本発明の第２実施形態の位置決め装置の概略構成を示す平面図である。
【図７】本発明の第２実施形態の位置決め装置の概略構成を示す側面図である。
【図８】露光処理とアライメント処理との並列実行時における駆動反力（これによって生じる反モーメントを含む）の相殺動作を説明する平面図である（第２実施形態）。
【図９】露光処理とアライメント処理との並列実行時における駆動反力（これによって生じる反モーメントを含む）の相殺動作を説明する側面図である（第２実施形態）。
【図１０】２つのステージの入れ替え時における駆動反力及び反モーメントの相殺動作を説明する図である（第２実施形態）。
【図１１】本発明の第３実施形態の位置決め装置の概略構成を示す平面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態の位置決め装置の概略構成を示す側面図である。
【図１３】２つのステージの入れ替え時における駆動反力及び反モーメントの相殺動作を説明する図である（第３実施形態）。
【図１４】第１〜第３実施形態として説明された位置決め装置に代表される位置決め装置をツインステージタイプのウェハステージ装置として組み込んだ露光装置の構成例を概略的に示す図である。
【図１５】半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。
【図１６】ウエハプロセスの詳細なフローを示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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