(57)【要約】【課題】  磁石とコイルを用いて移動体を少なくとも２次元に移動する位置決め装置において、回転方向に移動するために磁石を設けることで、（１）駆動効率の低下（２）移動体の大型化（３）コストアップのいずれかを引き起こす。【解決手段】  複数の磁石を有する移動体と、前記移動体をＸＹ方向に移動するために各方向に複数並べられたコイルを有する位置決め装置において、前記複数の磁石はＸＹ方向に力を発生するための第１磁石ユニットと、Ｚ軸回りの回転方向に力を発生するための第２磁石ユニットを形成し、Ｘ方向に力を発生するコイルの少なくとも一部がＺ軸回りの回転方向に力を発生し、Ｙ方向に力を発生するコイルからはＺ軸回りの回転方向に力が発生しないように、前記第２磁石ユニットが設けられていることを特徴としている。【選択図】  図２
2006136154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の磁石を有する移動体と、前記移動体をＸＹ方向に移動するために各方向に複数並べられたコイルを有する位置決め装置において、
前記複数の磁石はＸＹ方向に力を発生するための第１磁石ユニットと、Ｚ軸回りの回転方向に力を発生するための第２磁石ユニットを形成し、
Ｘ方向に力を発生するコイルの少なくとも一部がＺ軸回りの回転方向に力を発生し、Ｙ方向に力を発生するコイルからはＺ軸回りの回転方向に力が発生しないように、前記第２磁石ユニットが設けられていることを特徴とする位置決め装置。
【請求項２】
前記第２磁石ユニットは、前記第１磁石ユニットをＹ方向で挟むように少なくとも一対設けられ、対を構成する各々はＸ方向に力を発生するコイルのうち、異なるコイルによって駆動される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２磁石ユニットは、Ｘ方向にＮ極とＳ極を交互に並べた複数の磁石からなることを特徴とする請求項１または２に記載の位置決め装置。
【請求項４】
前記第１磁石ユニットは、二次元的にＮ極とＳ極を交互に並べた複数の磁石からなることを特徴とする請求項１〜３に記載の位置決め装置。
【請求項５】
前記移動体は、Ｘ方向に所定の間隔で並べられた第１コイル層と、Ｙ方向に所定の間隔で並べられた第２コイル層とを有することを特徴とする位置決め装置。
【請求項６】
複数の磁石を有する移動体と、前記移動体をＸＹ方向に移動するために各方向に複数並べられたコイルを有する位置決め装置において、
前記複数の磁石はＸＹ方向に力を発生するための第１磁石ユニットと、Ｚ軸回りの回転方向に力を発生するための第２磁石ユニットを形成し、
Ｘ方向に力を発生するコイルの少なくとも一部がＺ軸回りの回転方向に力を発生し、前記第２磁石ユニットは、Ｘ方向に一列でＮ極とＳ極を交互に並べた複数の磁石からなることを特徴とする位置決め装置。
【請求項７】
前記第１磁石ユニットは二次元的にＮ極とＳ極を交互に並べた複数の磁石からなることを特徴とする請求項７に記載の位置決め装置。
【請求項８】
前記第２磁石ユニットは前記第１磁石ユニットをＹ方向で挟むように一対設けられることを特徴とする請求項７または８に記載の位置決め装置。
【請求項９】
移動体をプラテン上で移動する位置決め装置であって、
前記移動体は第１及び第２磁石ユニットとを有し、
前記プラテンは、Ｙ方向を長手方向とし、Ｘ方向に並べられた複数のコイルからなる第１コイル層と、Ｘ方向を長手方向とし、Ｙ方向に並べられた複数のコイルからなる第２コイル層とを有し、
前記第１または第２コイル層の少なくとも一部のコイルに電流を流すことによってＺ軸周りの回転方向に力を発生し、他方のコイル層のコイルからはＺ軸周りの回転方向に力を発生しないように前記第２磁石ユニットが設けられることを特徴とする位置決め装置。
【請求項１０】
複数の磁石を有する移動体と、前記移動体をＸＹ方向に移動するために各方向に複数並べられたコイルを有する位置決め装置において、
前記複数の磁石はＸＹ方向に力を発生するための第１磁石ユニットと、Ｚ軸回りの回転方向に力を発生するための第２磁石ユニットを形成し、
前記第１磁石ユニットは二次元的にＮ極とＳ極を交互に並べた複数の磁石からなり、
前記第２磁石ユニットは一次元的にＮ極とＳ極を交互に並べた複数の磁石からなることを特徴とする位置決め装置。
【請求項１１】
パターンを基板に露光する露光装置であって、請求項１〜１０のいずれかに記載の位置決め装置を用いて、基板を位置決めすることを特徴とする露光装置。
【請求項１２】
デバイス製造方法であって、請求項１１に記載の露光装置を用いてウエハを露光する工程と、前記ウエハを現像する工程とを備える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】
本発明は位置決め装置に関するものであり、好ましくは露光装置、検査装置等に使用され、露光原版や被露光物、被検査物を所定の位置に位置決めする位置決め装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
露光装置は、ウエハまたはレチクルを位置決めするための位置決め装置を有する。特許文献１には、ウエハを位置決めするためのウエハステージとして平面モータを用いたステージ装置が記載されている。
【０００３】
図８（ａ）は、特許文献１に記載のウエハステージを上から見た図であり、図８（ｂ）はウエハステージを横から見た断面図である。
【０００４】
図において、移動体１はその下面に永久磁石をいわゆるハルバッハ配列で並べた磁石ユニット２を有しており、ベース部材３は複数のコイルを並べたコイルユニット４を有する。これらの永久磁石から発生する磁束とコイルに流す電流によってローレンツ力を発生させて移動体１を移動させる。
【０００５】
図９（ａ）〜（ｄ）は特許文献１におけるコイルと永久磁石の配置を表す図である。これらの図は図８を上から見た図であり、分かりやすくするためにステージを透過させて図示している。Ｘ方向に直線部を有するコイル５をＹ方向に複数並べて、磁石の下に位置するコイルに所定の位相の電流を流すことによってＹ方向に移動する。また、Ｙ方向に直線部を有するコイルをＸ方向に複数並べたものを設けることによってＸ方向に移動することができる。ここで、磁石ユニット２の磁石配置は、図９（ａ）ではハルバッハ配列の永久磁石を一部取り除いた欠損部分６を設けており、図９（ｂ）〜（ｄ）ではハルバッハ配列の永久磁石を一部追加した追加部分７を設けている。このような磁石配置によって、一対の欠損部分または追加部分の下に位置するコイルに、それぞれ逆向きの力が発生するように電流を流してθｚ方向（Ｚ軸回りの回転方向）に移動する。
【特許文献１】特開２００４−２５４４８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図９（ａ）のように、配列周期を有する永久磁石に欠損部分を設けた場合、ＸＹ方向に移動するために用いる永久磁石を取り除くことになり、駆動効率が低下してしまう。また、図９（ｂ），（ｃ），（ｄ）のように、配列周期を有する永久磁石に追加部分を設けた場合、駆動効率を低下させないためにはθｚ駆動用のコイルはＸＹ駆動用のコイルとは別のコイルを使用することになる。この場合、θｚ駆動とＸＹ駆動では電流が異なるため、電流ドライバも別のものを用いることになり、電流ドライバの増大がコストアップを招いてしまう。さらに、追加磁石が外側に大きく張り出した構成となるため、ステージ自体が大型化してしまう。移動体の大型化は、装置の大型化を引き起こすだけでなく、駆動装置の発熱を大きくし、高精度を維持することが困難となる。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、磁石とコイルを用いて移動体を少なくとも２次元に移動する位置決め装置において、（１）駆動効率の低下（２）移動体の大型化（３）コストアップの少なくともいずれかを抑えつつ、回転方向に移動可能な位置決め装置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】
【０００８】
上述の目的を達成するために本発明では、複数の磁石を有する移動体と、前記移動体をＸＹ方向に移動するために各方向に複数並べられたコイルを有する位置決め装置において、
複数の磁石はＸＹ方向に力を発生するための第１磁石ユニットと、Ｚ軸回りの回転方向に力を発生するための第２磁石ユニットを形成し、Ｘ方向に力を発生するコイルの少なくとも一部がＺ軸回りの回転方向に力を発生し、Ｙ方向に力を発生するコイルからはＺ軸回りの回転方向に力が発生しないように、第２磁石ユニットが設けられていることを特徴としている。ここで、「Ｘ方向」と「Ｙ方向」は同一平面内で直交する２つの方向を定義するために用いられており、「第１の方向」と「第１の方向と直交する第２の方向」と同義である。
【０００９】
また、第２磁石ユニットがＸ方向でＮ極とＳ極が交互に並ぶように配置された複数の磁石からなり、第１磁石ユニットがＸＹ方向でＮ極とＳ極が交互に並ぶように配置された複数の磁石からなることが好ましい。ここで、「Ｎ極とＳ極が交互に並ぶように配置された複数の磁石」とは、Ｎ極とＳ極の極性が交互でコイルユニットに対向するように配置された複数の磁石を意味する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、磁石とコイルを用いて移動体を少なくとも２次元に移動する位置決め装置において、（１）駆動効率の低下（２）移動体の大型化（３）コストアップの少なくともいずれかを抑えつつ、回転方向に移動可能な位置決め装置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】
【００１１】
（実施例１）
図８は、実施例１におけるステージ装置を上から見た図であり、図８（ｂ）は横から見た断面図である。位置決め対象物を搭載したステージ１（移動体）は、ベース部材３上でＸＹ方向に移動可能である。ステージ１は下面に磁石ユニット２を有し、これについては後述する。ベース部材３は磁石ユニット２と対向する面にコイルユニット４を有し、全体としてプラテン８を形成する。コイルユニット４はＹ方向に直線部を有し、Ｙ方向を長手方向とするコイルをＸ方向に複数並べた第１コイル層を有する。第１コイル層の下（Ｚ方向下方）には、Ｘ方向に直線部を有し、Ｘ方向を長手方向とするコイルをＹ方向に複数並べた第２コイル層を有する。さらに、所定方向に直線部を有するコイルを並べたコイル層を複数有している。これらのコイルはベース部材３に固定されており、コイルユニット４は不図示のジャケットによって覆われている。このような構成で、ジャケット内に冷媒を流すか、コイル間に冷却管を配置することにより、コイルに電流を流した際に生じる熱を冷却している。
【００１２】
図１はステージを上から見た図であり、ステージ下面に設けられた磁石の配置が分かるようにステージを透過して図示してある。図１の磁石２１はＺ（鉛直）方向に着磁された主極磁石であり、Ｚ−（ステージ下面）側はＮ極になっている。磁石２２はＺ方向に着磁された主極磁石であり、Ｚ−側はＳ極になっている。磁石２３は補極磁石であり、水平方向に着磁されており、下面から見て補極磁石２３の端部の極が接している主極磁石の極と一致するように配置された、いわゆるハルバッハ配列をＸＹ方向で２次元的に形成している。
【００１３】
このようなハルバッハ配列で磁石２２，２３はＸＹ方向で対称に並べて配置され、全体として略正方形状の磁石ユニット２４を構成する。磁石ユニット２４のＸ方向の両脇には、Ｎ極とＳ極がＸ方向で交互にコイルユニット４に対向するように、一列に並べられた４つの磁石を有する磁石ユニット２５（２５ａ，２５ｂ）が設けられている。磁石ユニット２５ａと２５ｂはＹ方向に間隔Ｌだけ離れて一対設けられており、磁石ユニット２４をＹ方向で挟むように設けられている。
【００１４】
磁石ユニット２とコイルユニット４との位置関係を説明する。図２では第２コイル層を不図示とし、第１コイル層のみを示してある。また、ステージがＸＹ方向に大ストロークで移動するには長尺のコイルを多数並べる必要があるが、図２では説明を分かりやすくするためにコイル長さを短く示し、コイル本数も部分的に示している。
【００１５】
以下、図を用いてステージをＸ方向に移動する方法を説明する。
【００１６】
コイルはＸ方向に間隔ＣＰで並べられており、磁石ユニット２４において同じ極の磁石は間隔ＭＰでＸ方向に並べられている。ここで、
ＭＰ＝４／３＊ＣＰ      （１）
を満たす。ステージの磁石ユニット２４の各磁石が発生する磁束は、コイルユニットの位置において、所定の周期を有する磁束密度分布を形成する。各磁石はハルバッハ配列となっているため、コイルユニットの位置におけるＺ方向の磁束密度分布の平均値はＸ軸に対してほぼ周期ＭＰの正弦波として近似することができる。
【００１７】
図２におけるステージのＸ座標位置をｘ＝０とし、ステージを０≦ｘ＜ＣＰの範囲で移動させた場合、コイルｃｉ（図における左からｉ番目のコイル）にＩｉ［Ａ］の電流を流したときにＸ方向に発生する推力ｆｉ（ｉ＝２〜１５）は次の関数となる。
ｆ２，ｆ６，ｆ１０，ｆ１４＝−Ｉｉ＊Ｋ＊ｃｏｓ（２＊π／ＭＰ＊ｘ）    （２）
ｆ４．ｆ８，ｆ１２＝Ｉｉ＊Ｋ＊ｃｏｓ（２＊π／ＭＰ＊ｘ）    （３）
ｆ３，ｆ７，ｆ１１，ｆ１５＝Ｉｉ＊Ｋ＊ｓｉｎ（２＊π／ＭＰ＊ｘ）    （４）
ｆ５，ｆ９，ｆ１３＝−Ｉｉ＊Ｋ＊ｓｉｎ（２＊π／ＭＰ＊ｘ）    （５）
ここでＫは定数である。なお、正確には磁石ユニット２５の影響によりｆ４，ｆ５，ｆ１２，ｆ１３は他のコイルが発生する推力と比べて若干Ｋの値が異なるが、制御上は問題にはならない大きさであるものとする。
【００１８】
また、各コイルｃｉ（図における左からｉ番目のコイル）に流す電流Ｉｉ（ｉ＝２〜１５）を
Ｉ２，Ｉ６，Ｉ１０，Ｉ１４＝−Ｉ＊ｃｏｓ（２＊π／ＭＰ＊ｘ）    （６）
Ｉ４，Ｉ８，Ｉ１２＝Ｉ＊ｃｏｓ（２＊π／ＭＰ＊ｘ）    （７）
Ｉ３，Ｉ７，Ｉ１１，Ｉ１５＝Ｉ＊ｓｉｎ（２＊π／ＭＰ＊ｘ）    （８）
Ｉ５，Ｉ９，Ｉ１３＝−Ｉ＊ｓｉｎ（２＊π／ＭＰ＊ｘ）    （９）
とすると、力の和（ｆ２＋ｆ３）は
（ｆ２＋ｆ３）＝Ｉ＊Ｋ＊ｃｏｓ＾２（２＊π／ＭＰ＊ｘ）＋Ｉ＊Ｋ＊ｓｉｎ＾２（２＊π／ＭＰ＊ｘ）＝Ｉ＊Ｋ    （１０）
となる。（ｆ４＋ｆ５）、（ｆ６＋ｆ７）、（ｆ８＋ｆ９）、（ｆ１０＋ｆ１１）、（ｆ１２＋ｆ１３）、（ｆ１４＋ｆ１５）についても同様にＩ＊Ｋとなり、全ての推力の総和は７＊Ｉ＊Ｋとなる。すなわち力Ｆを発生させたい場合には
Ｉ＝Ｆ／Ｋ／７    （１１）
とすればよい。ステージの位置ｘの計測には不図示のレーザ干渉計を用いる。ここで、電流Ｉｉはその位相を磁束密度分布の位相と合わせている点に注意すべきである。つまり、レーザ干渉計によって得られた計測値はステージの位置制御のためのフィードバック信号として用いるほか、上述の電流の位相を計算する際にも用いる。
【００１９】
ステージをＹ方向に移動する方法も、上述のＸ方向に駆動する方法と同様である。つまり、ステージのＹ方向における位置を計測して第２コイル層の各コイルに所定の電流を流すことによってＹ方向に推力を発生させる。図４では第１コイル層を不図示とし、第２コイル層のみを示してある。また、ステージがＸＹ方向に大ストロークで移動するには長尺のコイルを多数並べる必要があるが、図４では説明を分かりやすくするためにコイル長さを短く示し、コイル本数も部分的に示している。
【００２０】
コイルはＹ方向に間隔ＣＰで並べられており、磁石ユニット２４において同じ極の磁石は間隔ＭＰでＹ方向に並べられている。ここで、
ＭＰ＝４／３＊ＣＰ    （１）
を満たす。ステージの磁石ユニット２４の各磁石が発生する磁束は、コイルユニットの位置において、所定の周期を有する磁束密度分布を形成する。各磁石はハルバッハ配列となっているため、コイルユニットの位置におけるＺ方向の磁束密度分布の平均値はＹ軸に対してほぼ周期ＭＰの正弦波として近似することができる。ここで、ハルバッハ配列が２次元に構成されており、コイル部分によって磁束密度分布に差が生じるため「磁束密度分布の平均値」としている。
【００２１】
ステージをＺ方向に移動する方法は、各コイルに流す電流の位相が、ステージをＸＹ方向に移動する場合に比べて９０度異なる点で相違する。位相を９０度ずらすことで、ステージ下面の磁石ユニットと第１コイル層または第２コイル層ととの間でＺ方向の推力を発生させることができる。
【００２２】
Ｚ方向の移動に第１コイル層を用いてコイルｃ３〜ｃ１４の計１２本を用いる。コイルを１２本用いた場合には、推力Ｆを発生させたいときには電流値Ｉは（Ｆ／Ｋｚ／６）に各コイルの位相を乗じた値とすればよい。ここで、Ｋｚは係数である。
【００２３】
ステージをθｘ方向（Ｘ軸周りの回転方向）またはθｙ方向（Ｙ軸周りの回転方向）に移動する方法を以下に説明する。
【００２４】
図２において、ステージの中心線Ａより右側（Ｘ＋側）のコイルを用いてＺ−方向の推力を発生させ、中心線Ａより左側（Ｘ−側）のコイルを用いてＺ＋方向の推力を発生させることで、ステージにθｙ方向の推力を発生させることができる。
【００２５】
同様にして、図４においてステージの中心線Ｂより上側（Ｙ＋側）のコイルを用いてＺ＋方向の推力を発生させ、中心線Ｂより下側（Ｙ−側）のコイルを用いてＺ−方向の推力を発生させることで、ステージにθｘ方向の推力を発生させることができる。
【００２６】
ステージのθｘ，θｙ方向における位置は、それぞれＹ方向，Ｘ方向における位置を計測するためのレーザ干渉計の光軸をＺ方向に離れて２本設けることにより計測することができる。具体的には、２本の計測値の差分を光軸のＺ方向における間隔で除算すればよい。
【００２７】
上述のように、ステージにＸ，Ｙ，Ｚ，θｘ，θｙ方向の推力を発生させるために、磁石がハルバッハ配列で並べられた磁石ユニット２４を用いている。ここで、磁石ユニット２４は推力効率を上げるために磁石を正方形状に隙間なく敷き詰めている。
【００２８】
次に、ステージをθｚ方向に移動する方法について図３を用いて説明する。ステージにθｚ方向の推力を発生させるために磁石ユニット２５ａ，２５ｂの下に位置する第１コイル層のコイルｃ４，ｃ５，ｃ１２，ｃ１３を用いる。
【００２９】
これらの各コイルにＩ’ｉ［Ａ］の電流を流したときに、各コイルと磁石ユニット２５ａ，２５ｂとの間で発生するＸ方向の推力ｆ’４，ｆ’５，ｆ’１２，ｆ’１３は以下のようになる。
ｆ’４，ｆ’１２＝Ｉ’ｉ＊Ｋ’＊ｃｏｓ（２＊π／ＭＰ＊ｘ）    （１２）
ｆ’５，ｆ’１３＝−Ｉ’ｉ＊Ｋ’＊ｓｉｎ（２＊π／ＭＰ＊ｘ）    （１３）
ここで、Ｋ’は定数である。また、各コイル（ｃ４，ｃ５，ｃ１２，ｃ１３）に流す電流値Ｉ’４，Ｉ’５，Ｉ’（１２，Ｉ’１３を、
Ｉ’４＝Ｉ’＊ｃｏｓ（２＊π／ＭＰ＊ｘ）    （１４）
Ｉ’５＝−Ｉ’＊ｓｉｎ（２＊π／ＭＰ＊ｘ）    （１５）
Ｉ’１２＝−Ｉ’＊ｃｏｓ（２＊π／ＭＰ＊ｘ）    （１６）
Ｉ’１３＝Ｉ’＊ｓｉｎ（２＊π／ＭＰ＊ｘ）    （１７）
とすると、すなわち、コイル１２，１３に流す電流値をコイル４，５に流す電流値に−１を乗じた値とすると、力の和（ｆ’４＋ｆ’５），（ｆ’１２＋ｆ’１３）は、
ｆ’４＋ｆ’５＝Ｉ’＊Ｋ’＊ｃｏｓ＾２（２＊π／ＭＰ＊ｘ）＋Ｉ’＊Ｋ’＊ｓｉｎ＾２（２＊π／ＭＰ＊ｘ）＝Ｉ’＊Ｋ’    （１８）
ｆ’１２＋ｆ’１３＝−Ｉ’＊（Ｋ’＊ｃｏｓ＾２（２＊π／ＭＰ＊ｘ）＋Ｋ’＊ｓｉｎ＾２（２＊π／ＭＰ＊ｘ））＝−Ｉ’＊Ｋ’    （１９）
となる。
【００３０】
磁石ユニット２５ａと２５ｂはＹ方向で間隔Ｌ離れているので、それぞれ異なるコイルによって（１８），（１９）式で表せる推力で駆動され、この推力はステージに対して偶力として作用し、ステージに作用するθｚ方向のモーメントθｚｍは
θｚｍ＝Ｉ’＊Ｌ＊Ｋ’    （２０）
となる。つまり、Ｍｚなる大きさのモーメントを発生させるには、式（１４）〜（１７）において
Ｉ’＝θｚｍ／Ｌ／Ｋ’    （２１）
となるように電流値を与えればよい。
【００３１】
ステージを位置制御する際には、コイル４，５，１２，１３にはＸ方向推力のための電流値Ｉとθｚ方向推力のための電流値Ｉ’とを足し合わせたものを電流指令値として与える。
【００３２】
このように、コイルがＸ方向推力用とθｚ方向推力用に兼用されるので、θｚ方向推力用に別途に電流ドライバを用意する必要がない。
【００３３】
図４においてコイルｃ１０３〜１１６のみがＹ方向及びθｘ方向の推力発生に用いるために電流が流される。磁石ユニット２５の下に位置するコイル１，１８には電流が流れないので、このコイルと磁石ユニット２５とで発生する力はない。また、磁石ユニット２５はＮ極とＳ極が交互にコイルユニットに対向するように、４つの磁石がＸ方向で一列に並べられており、Ｎ極磁石からの磁束がコイルに発生させる力とＳ極磁石からの磁束がコイルに発生させる力は等しくなっている。したがって、もしコイル１，１８に電流が流れたとしても、これらの電流とθｚ磁石ユニットの各磁石での力の作用は内力としてすべて相殺されるので、ステージへの剛体運動へは影響を及ぼさない。つまり、Ｘ方向に力を発生するコイルがＺ軸回りの回転方向に力を発生し、Ｙ方向に力を発生するコイルからはＺ軸回りの回転方向に力が発生しないように磁石ユニット２５ａ，２５ｂが設けられている。
【００３４】
ステージがＸ方向にコイルピッチＣＰだけ移動し、座標がｘ＝ＣＰとなった場合はｎ＋１番のコイルが、ｘ＝０におけるｎ番のコイル位置にあるときと全く相似である。よって、これまでに説明した駆動方法をコイルピッチＣＰの周期で繰り返せば、任意のステージ位置において所望の推力を発生することが出来る。
【００３５】
本実施例において、磁石ユニット２５ａ，２５ｂを磁石ユニット２４のＹ方向で挟むように配置したが、磁石ユニット２４の片側にのみ磁石ユニット２５を設けた構成であってもよい。このとき、ステージに発生するθｚ方向のモーメントθｚｍは、
θｚｍ＝０．５＊Ｉ’＊Ｌ＊Ｋ’    （２２）
となる。ただし（２２）式はステージの重心位置がステージ中央にあるものとしている。ステージの重心位置がステージ中央からずれている時は、モーメント計算においてずれ量を補正値として加えればよい。また、磁石ユニットを片側のみに配置した場合には（１８），（１９）式のうち一方のみが推力として働くため、偶力として作用せずにθｚ方向推力を働かせるための電流によってＸ方向に推力が発生する。このような推力はＸ方向推力を働かせるための電流値を補正することによって対処することができる。
【００３６】
磁石ユニット２５ａ，２５ｂは、図２のように中心線Ａに対して左右に設けることが望ましく、さらに左右で対象に設けることがより望ましい。また、大きなモーメント力が必要であれば、磁石ユニットは図２のように１対ではなく、複数の対で構成すればよい。
【００３７】
本発明のステージ構成を用いると、コイルが水平方向駆動用とθｚ方向駆動用とで兼用しているので、θｚ方向駆動用に別途電流ドライバを用意する必要がない。ステージを小型化することによって露光装置全体を小さく出来ることができる。また、Ｘ，Ｙ，Ｚ，およびθｘ、θｙ方向の推力を発生するため、ハルバッハ配列磁石群を正方状に欠損無く敷き詰めることにより推力の効率を上げている。
【００３８】
なお、本発明において、第１コイル層によってステージにθｚ方向の推力を付与しているが、第２コイル層によってステージにθｚ方向の推力を付与する構成でもよい。この場合には、磁石ユニット２５ａ，２５ｂは磁石ユニット２４をＸ方向で挟むように配置されるが同様の効果を得ることができる。
【００３９】
（露光装置の例）
図５は、上記と同様のステージ装置をウエハステージとする半導体デバイス製造用の露光装置を示す。
【００４０】
この露光装置は、半導体集積回路等の半導体デバイスや、マイクロマシン、薄膜磁気ヘッド等の微細なパターンが形成されたデバイスの製造に利用され、原版であるレチクルを介して基板としての半導体ウエハＷ上に照明系ユニット１０１からの露光エネルギーとしての露光光（この用語は、可視光、紫外光、ＥＵＶ光、Ｘ線、電子線、荷電粒子線等の総称である）を投影系としての投影レンズ１０３（この用語は、屈折レンズ、反射レンズ、反射屈折レンズシステム、荷電粒子レンズ等の総称である）を介して照射することによって、ウエハステージ１０４に搭載された基板上に所望のパターンを形成している。また、このような露光装置は、露光光が短波長光となるにしたがって、真空雰囲気での露光が必要となってきている。
【００４１】
ウエハステージ１０４に搭載したチャック上に基板であるウエハ（対象物）を保持し、照明系ユニット１０１によって、レチクルステージ１０２に搭載された原版であるレチクルのパターンをウエハ上の各領域にステップアンドリピートもしくはステップアンドスキャンで転写する。ここで上述のステージ装置はこれらのウエハステージ１０４もしくはレチクルステージ１０２として用いられる。
【００４２】
（デバイス製造方法の例）
次に、こ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６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。
【００４３】
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、上記の露光装置によりリソグラフィ技術を利用し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）等の組み立て工程を含む。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う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、ステップ７でこれを出荷する。
【００４４】
上記ステップ４のウエハプロセスは以下のステップを有する（図７）。ウエハの表面を酸化させる酸化ステップ、ウエハ表面に絶縁膜を成膜するＣＶＤステップ、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する電極形成ステップ、ウエハにイオンを打ち込むイオン打ち込みステップ、ウエハに感光剤を塗布するレジスト処理ステップ、上記の露光装置によって回路パターンをレジスト処理ステップ後のウエハに転写する露光ステップ、露光ステップで露光したウエハを現像する現像ステップ、現像ステップで現像したレジスト像以外の部分を削り取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剥離ステップ。これらのステップを繰り返し行うことによって、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】
【００４５】
【図１】本発明の平面モータ型ウエハステージの磁石配置を示す図
【図２】Ｘ方向移動における磁石ユニットとコイルユニットとの位置関係を示す図
【図３】θｚ方向移動における磁石ユニットとコイルユニットとの位置関係を示す図
【図４】Ｙ方向移動における磁石ユニットとコイルユニットとの位置関係を示す図
【図５】露光装置を示す図
【図６】デバイス製造方法を示す図
【図７】ウエハプロセスを示す図
【図８】平面モータ型ウエハステージを示す図
【図９】従来の平面モータ型ウエハステージの磁石配置を示す図
【符号の説明】
【００４６】
１  移動体
２，２４，２５ａ，２５ｂ  磁石ユニット
３  ベース部材
４  コイルユニット
５  コイル
６  欠損部分
７  追加部分
８  プラテン
２１，２２  主極磁石
２３  補極磁石
ｃ１〜ｃ１７，ｃ１０１〜ｃ１１８  コイル
１０１  照明系ユニット
１０２  レチクルステージ
１０３  投影系ユニット
１０４  ウエハステージ
１０５  本体構造体
【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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