(57)【要約】  【課題】  移動ステージ装置内に配管された配管類における流体（気体等）の流通の切り替えを簡易化して、移動ステージ装置の軽量化及び配線・配管構造の単純化等を達成することができるステージ装置等を提案する。  【解決手段】  板状部材を保持して、板状部材と共に移動可能な移動体４１を備えたステージ装置において、移動体４１に設けられ、流体の供給により作用する作用部７０と、作用部７０に接続して作用部７０に流体を導く流体導入部１０２と、作用部７０から流入する流体を導く流体吸引部１０１と、流体導入部１０２及び流体吸引部１０１の少なくとも一方を流れる流体によって駆動され、流体導入部１０２を流れる流体及び流体吸入部１０１を流れる流体の作用部７０に対する流通の状態を切り替える第一切替部１２１と、を備える。  【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状部材を保持して、前記板状部材と共に移動可能な移動体を備えたステージ装置において、
前記移動体に設けられ、流体の供給により作用する作用部と、
前記作用部に接続し、該作用部に流体を導く流体導入部と、
前記作用部から流入する流体を導く流体吸引部と、
前記流体導入部及び前記流体吸引部の少なくとも一方を流れる流体によって駆動され、前記流体導入部を流れる流体及び流体吸入部を流れる流体の前記作用部に対する流通の状態を切り替える第一切替部と、
を備えることを特徴とするステージ装置。
【請求項２】
第一切替部は、前記流体導入部と前記流体吸引部との合流部に配置されることを特徴とする請求項１に記載のステージ装置。
【請求項３】
前記作用部は、前記板状部材の吸着保持と吸着解除を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のステージ装置。
【請求項４】
前記移動体に配置され、前記流体吸引部を介して流体の吸引を行う流体吸引源をさらに備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載のステージ装置。
【請求項５】
前記流体導入部と接続され、該流体導入部に流体を供給する流体供給部をさらに備え、
該流体供給部は、前記流体導入部と接続した際に前記移動体に作用する力を抑制するための緩衝機構を有することを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載のステージ装置。
【請求項６】
前記移動体に設けられ、前記流体導入部に接続された第一接続部と、
前記流体供給部に設けられて前記流体導入部に前記流体を供給する際に前記第一接続部と接続する第二接続部と、をさらに備え、
前記第二接続部は、前記第一接続部と能動的に接続することを特徴とする請求項５に記載のステージ装置。
【請求項７】
前記第二接続部は、前記第一接続部と接続した際に前記第一接続部の歪みの発生を抑制する弾性部材を有することを特徴とする請求項５に記載のステージ装置。
【請求項８】
前記流体導入部に設けられて流体の流通と遮断とを切り替える第二切替部と、前記流体供給部に設けられて流体の流通と遮断とを切り替える第三切替部と、をさらに備え、
前記第二切替部と前記第三切替部は、互いに脱着が可能で、かつ互いに接合したときのみ流体を流通させることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のステージ装置。
【請求項９】
前記作用部は、前記流体導入部と前記流体供給部が接合して、当該流体供給部から供給された流体によって作用することを特徴とする請求項５から請求項８のうちいずれか一項に記載のステージ装置。
【請求項１０】
前記流体吸引源と接続して該流体吸引部の流体を吸引するための第二流体吸引部を備えると共に、
前記第二流体吸引部に設けられて流体の流通と遮断とを切り替える第四切替部と、前記第二流体吸引部が前記流体吸引源に接続した際に、前記移動体側でかつ前記第四切替部と前記流体吸引源との間の流体の経路上に位置する第五切替部と、をさらに備え、
前記第四切替部と前記第五切替部は、互いに脱着が可能で、かつ互いに接合したときのみ流体を流通させることを特徴とする請求項４に記載のステージ装置。
【請求項１１】
前記移動体が移動している間は、前記第二流体吸引部と前記流体吸引源との接続が解除されていることを特徴とする請求項１０に記載のステージ装置。
【請求項１２】
前記移動体に設けられ、流体の圧力によって前記移動体の自重の少なくとも一部を支持する支持装置をさらに備え、
前記支持装置は、チャンバーと、該チャンバーの内外で圧力差を生じさせるために前記流体を供給する第二流体供給部とを有し、
前記移動体が移動している間は、前記第二流体供給部から供給される流体を用いて前記移動体の自重の少なくとも一部を支持し、前記移動体の外部から前記流体の供給を受けないことを特徴とする請求項１から請求項１１のうちいずれか一項に記載のステージ装置。
【請求項１３】
前記支持装置は、前記チャンバーと前記第二流体供給部とを結ぶ前記流体の流路に設けられ、前記チャンバーに供給される流体の圧力を調整する圧力調整部を有していることを特徴とする請求項１２に記載のステージ装置。
【請求項１４】
前記板状部材は感光基板であり、前記作用部は前記感光基板を保持する基板ホルダであることを特徴とする請求項１から請求項１３のうちいずれか一項に記載のステージ装置。
【請求項１５】
前記板状部材は感光基板を保持する基板ホルダあり、前記作用部は前記基板ホルダを保持する基板ホルダ支持部であることを特徴とする請求項１から請求項１３のうちいずれか一項に記載のステージ装置。
【請求項１６】
前記板状部材は感光基板が載置される基板テーブルあり、前記作用部は前記基板テーブルを保持する基板テーブル支持部であることを特徴とする請求項１から請求項１３のうちいずれか一項に記載のステージ装置。
【請求項１７】
案内面を有するベース部材と、前記案内面に沿って移動する移動体とを有するステージ装置において、
前記移動体に設けられ、流体の圧力によって前記移動体の自重の少なくとも一部を支持する支持装置を備え、
前記支持装置は、チャンバーと、該チャンバーの内外の圧力差を生じさせるために前記流体を供給する流体供給源とを有し、
前記移動体が移動している間は、前記流体供給源から供給される流体を用いて前記移動体の自重の少なくとも一部を支持し、前記移動体の外部から前記流体の供給を受けないことを特徴とするステージ装置。
【請求項１８】
前記支持装置は、前記チャンバーと前記流体供給源とを結ぶ前記流体の流路に設けられ、前記チャンバーに供給される流体の圧力を調整する圧力調整部を有していることを特徴とする請求項１７に記載のステージ装置。
【請求項１９】
前記支持装置は、前記案内面に対向して設けられた流体ベアリングをさらに備えることを特徴とする請求項１７又は請求項１８に記載のステージ装置。
【請求項２０】
基板ステージに保持された基板上に所定のパターンを形成する露光装置であって、
前記基板ステージに、請求項１から請求項１９のうちいずれか一項に記載のステージ装置を用いることを特徴とする露光装置。
【請求項２１】
リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、前記リソグラフィ工程において請求項２０に記載の露光装置を用いることを特徴とするデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、半導体デバイスや液晶表示デバイスを製造するリソグラフィ工程で使用される露光装置用のステージ装置、及びこれを備える露光装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子、液晶表示素子等を製造するためのリソグラフィ程では、２次元移動する移動ステージ装置上に載置した感光基板上に、マスクに形成されたパターンを投影光学系を介して転写するステップ・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）や、このステッパに改良を加えたステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ）などが主として用いられている。
【０００３】
この移動ステージ装置には、基板を吸着保持する真空吸着方式のホルダや各種の空力作動源（ピストン、エアパッド、真空パッド部等）に真空圧、加圧気体を供給するための複数のフレキシブルチューブがベース部材側或いは装置コラム側から配管されている。更に、各種の電気的駆動源（回転モータ、ボイスコイルモータ、ピエゾ素子、電磁石等）に対しても複数の電気エネルギー供給用電気配線がベース部材側或いは装置コラム側から結線されている。
このため、移動ステージ本体は、これらのフレキシブルチューブ等をベース部材等に対して引きずって移動することになる。したがって、移動ステージ本体を高精度に等速移動させたり、位置決めさせたりする場合には、フレキシブルチューブ等の引張力（テンション）の変化や振動等の影響を受けて、結果的に所望の精度が得られないという問題があった。
【０００４】
このような問題を解決するために、例えば、特許文献１に開示されるように、移動ステージ装置からベース部材側或いは装置コラム側に接続される配管・配線を、移動ステージ装置に対して脱着可能に構成することにより、移動ステージ装置が配管・配線を引きずりながら移動する必要がないように構成する技術が提案されている。
【特許文献１】特開平１０−２７０５３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した技術では、移動ステージ装置に配管された配管類において、流通する気体の切り替えを行うために新たに移動ステージ装置に電磁弁等を設置する必要が生じ、移動ステージ装置の軽量化という目的を十分に達成できなくなってしまうという問題がある。また、電磁弁等の電気的駆動源に接続する電気配線を、移動ステージ装置に対して脱着させる必要もあるので、配線・配管構造が複雑化するという問題もある。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、移動ステージ装置内に配管された配管類における流体（気体等）の流通の切り替えを簡易化して、移動ステージ装置の軽量化及び配管・配線構造の単純化等を達成することができるステージ装置等を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るステージ装置等では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
第一の発明は、板状部材（Ｗ）を保持して、板状部材と共に移動可能な移動体（４１）を備えたステージ装置（４０）において、移動体に設けられ、流体の供給により作用する作用部（７０）と、作用部に接続し、作用部に流体を導く流体導入部（１０２）と、作用部から流入する流体を導く流体吸引部（１０１）と、流体導入部及び流体吸引部の少なくとも一方を流れる流体によって駆動され、流体導入部を流れる流体及び流体吸入部を流れる流体の作用部に対する流通の状態を切り替える第一切替部（１２１）と、を備えるようにした。
この発明によれば、流体導入部を流通する流体と流体吸引部を流通する流体との切り替えをこれら流体自身によって行うので、移動体に電磁弁等のような電気的駆動源を設置する必要がなくなる。これにより、移動体の軽量化を図ることができると共に、移動体に接続する電気配線を削減或いは廃止することが可能となる。
【０００８】
また、第一切替部（１２１）は、流体導入部（１０２）と流体吸引部（１０１）との合流部（１１１）に配置されるものでは、簡単な機構により、流体導入部と流体吸引部の流体の切り替えが行われるので、スペース効率が高くなる。
また、作用部（７０）は、板状部材の吸着保持と吸着解除を行うものでは、第一切替部により、板状部材の吸着保持と吸着保持の解除とを切り替えることができる。
また、移動体（４１）に配置され、流体吸引部（１０１）を介して流体の吸引を行う流体吸引源（８０）をさらに備えたものでは、流体吸引源により流体吸引部を介して作用部から流体を吸引することにより、作用部が吸着保持した板状部材を継続して良好に保持し続けることが可能となる。
また、流体導入部（１０２）と接続され、流体導入部に流体を供給する流体供給部（２１０）をさらに備え、流体供給部は、流体導入部と接続した際に移動体（４１）に作用する力を抑制するための緩衝機構（２０３）を有するものでは、流体供給部と接続した際に、流体導入部に新たに流体を供給することが可能となる。また、流体供給部と接続した際に、移動体における歪みの発生を防止することが可能となる。
また、移動体（４１）に設けられ、流体導入部（１０２）に接続された第一接続部（４８）と、流体供給部（２１０）に設けられて流体導入部に流体を供給する際に第一接続部と接続する第二接続部（２０１）と、をさらに備え、第二接続部は、第一接続部と能動的に接続するものでは、第二接続部が移動体の第一接続部に能動的に接続することにより、移動体を流体供給部に押し付ける必要がなくなるので、移動体における歪みの発生を防止可能となる。
また、第二接続部（２０１）は、第一接続部（４８）と接続した際に第一接続部の歪みの発生を抑制する弾性部材（２０４）を有するものでは、第一接続部と第二接続部とが接続した際に、弾性部材が歪みを吸収するので、第一接続部における歪みの発生を防止可能となる。
また、流体導入部（１０２）に設けられて流体の流通と遮断とを切り替える第二切替部（１２２）と、流体供給部（２１０）に設けられて流体の流通と遮断とを切り替える第三切替部（１２３）と、をさらに備え、第二切替部と第三切替部は、互いに脱着が可能で、かつ互いに接合したときのみ流体を流通させるものでは、第一接続部と第二接続部とが接続した際には流体を流通させ、一方、第一接続部と第二接続部とが離隔した際には流体のを流出を防止することが可能となる。
また、作用部（７０）は、流体導入部（１０２）と流体供給部（２１０）が接合して該流体供給部から供給された流体によって作用するものでは、第一切替部の動作により作用部の作用を制御することが可能となる。また、第二切替部により作用部の作用を維持或いは解除することが可能となる。
また、流体吸引源（８０）と接続して、当該流体吸引部の流体を吸引するための第二流体吸引部（２２０）を備えると共に、第二流体吸引部に設けられて流体の流通と遮断とを切り替える第四切替部（１２４）と、第二流体吸引部が流体吸引源に接続した際に、移動体（４１）側でかつ第四切替部と流体吸引源との間の流体の経路上に位置する第五切替部（１２５）と、をさらに備え、第四切替部と第五切替部は、互いに脱着が可能で、かつ互いに接合したときのみ流体を流通させるものでは、流体吸引部による作用部からの流体の吸引能力が低下した際に、第二流体吸引部を接続することにより、吸引能力を回復することができる。また、第一流体吸引部と第二流体吸引部とが接続した際には流体を流通させ、一方、第一流体吸引部と第二流体吸引部とが離隔した際には流体を流出を防止することが可能となる。
また、移動体（４１）が移動している間は、第二流体吸引部（２２０）と流体吸引源（８０）との接続が解除されているものでは、移動体が第二流体吸引部を引き連れて移動することを回避することができる。
また、移動体（４１）に設けられ、流体の圧力によって移動体の自重の少なくとも一部を支持する支持装置（３００）をさらに備え、支持装置は、チャンバー（３１３）と、チャンバーの内外で圧力差を生じさせるために流体を供給する第二流体供給部（２３０）とを有し、移動体が移動している間は、第二流体供給部から供給される流体を用いて移動体の自重の少なくとも一部を支持し、移動体の外部から流体の供給を受けないものでは、移動体が、移動中に外部から流体の供給を受けないで支持装置により自重を支持されるので、流体供給部装置等を引き連れて移動することを回避することができる。
また、支持装置（３００）は、チャンバー（３１３）と第二流体供給部（２３０）とを結ぶ流体の流路（１０６）に設けられ、チャンバーに供給される流体の圧力を調整する圧力調整部（３０１）を有しているものでは、支持装置による移動体の支持能力を略一定に維持することが可能となる。
【０００９】
また、板状部材は感光基板（Ｗ）であり、作用部は感光基板を保持する基板ホルダ（７０）であるものでは、感光基板の吸着保持と吸着解除を良好に行うことができる。
また、板状部材は感光基板を保持する基板ホルダ（８２）あり、作用部は基板ホルダを保持する基板ホルダ支持部（８３）であるものでは、基板ホルダの吸着保持と吸着解除を良好に行うことができる。
また、板状部材は感光基板が載置される基板テーブル（８５）あり、作用部は基板テーブルを保持する基板テーブル支持部（８６）であるものでは、基板テーブルの吸着保持と吸着解除を良好に行うことができる。
【００１０】
案内面（４２ａ）を有するベース部材（４２）と、案内面に沿って移動する移動体（４１）とを有するステージ装置（４０）において、移動体に設けられ、流体の圧力によって移動体の自重の少なくとも一部を支持する支持装置（３００）を備え、支持装置は、チャンバー（３１３）と、該チャンバーの内外の圧力差を生じさせるために流体を供給する流体供給源（２３０）とを有し、移動体が移動している間は、流体供給源から供給される流体を用いて移動体の自重の少なくとも一部を支持し、移動体の外部から流体の供給を受けないものでは、移動体が移動中に外部から流体の供給を受けないで支持装置により自重を支持されるので、流体供給部装置等を引き連れて移動することを回避することができる。
また、支持装置（３００）は、チャンバー（３１３）と第二流体供給部（２３０）とを結ぶ流体の流路（１０６）に設けられ、チャンバーに供給される流体の圧力を調整する圧力調整部（３０１）を有しているものでは、支持装置による移動体の支持能力を略一定に維持することが可能となる。
また、支持装置（３００）は、案内面（４２ａ）に対向して設けられた流体ベアリング（３０４）をさらに備えるものでは、移動体を案内面上に非接触に支持することができる。
【００１１】
第二の発明は、基板ステージ（４０）に保持された基板（Ｗ）上に所定のパターン（ＰＡ）を形成する露光装置（ＥＸ）であって、基板ステージに、第一の発明のステージ装置（４０）を用いるようにした。
この発明によれば、基板ステージに電磁弁等のような電気的駆動源を設置する必要がなくなるので、基板ステージの軽量化を図ることができる。更に、基板ステージが移動中に配管等を引き連れることがないので、高精度な位置決め等を実現することができる。
【００１２】
第三の発明は、リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、リソグラフィ工程において第二の発明の露光装置（ＥＸ）を用いるようにした。
この発明によれば、高緯度な位置決め等が実現されるので、微細なパターンのデバイスを良好かつ効率よく製造することが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば以下の効果を得ることができる。
第一の発明によれば、移動体に電磁弁等のような電気的駆動源を設置する必要がなくなるので、移動体の軽量化を図ることができ、これにより、移動体の位置決め精度等の向上を図ることができる。
第二の発明によれば、基板ステージの軽量化と高精度な位置決め等が実現できるので、基板に微細なパターンを形成することが可能となる。
第三の発明によれば、微細なパターンのデバイスを良好かつ効率よく製造することができるので、高性能なデバイスの量産化と低価格化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明のステージ装置、露光装置及びデバイスの製造方法の実施形態について図を参照して説明する。
図１は、本発明の露光装置ＥＸを示す概略構成図である。露光装置ＥＸは、レチクル（マスク）Ｒとウエハ（板状部材、感光基板、基板）Ｗとを一次元方向に同期移動しつつ、レチクルＲに形成されたパターンＰＡを投影光学系３０を介してウエハＷ上の各ショット領域に転写するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置、すなわち、いわゆるスキャニング・ステッパである。
そして、露光装置ＥＸは、露光光ＥＬを射出する露光用光源５、露光光ＥＬによりレチクルＲを照明する照明光学系１０、レチクルＲを保持して移動可能なレチクルステージ２０、レチクルＲから射出される露光光ＥＬをウエハＷ上に投射する投影光学系３０、ウエハＷをウエハホルダ７０を介して保持しつつ移動可能なウエハステージ４０と、露光装置ＥＸを統括的に制御する制御装置５０等を備える。
なお、以下の説明において、投影光学系３０の光軸ＡＸと一致する方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に垂直な平面内でレチクルＲとウエハＷとの同期移動方向（走査方向）をＸ軸方向、Ｚ軸方向及びＹ軸方向に垂直な方向（非走査方向）をＹ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θｘ、θｙ、及びθｚ方向とする。
【００１５】
露光用光源５から射出される露光光ＥＬとしては、例えば水銀ランプから射出される紫外域の輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）や、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）及びＦ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）などが用いられる。
【００１６】
照明光学系１０は、レチクルステージ２０に支持されているレチクルＲを露光光ＥＬで照明するものであり、露光用光源から射出された露光光ＥＬの照度を均一化するオプティカルインテグレータ、オプティカルインテグレータからの露光光ＥＬを集光するコンデンサレンズ、リレーレンズ系、露光光ＥＬによるレチクルＲ上の照明領域をスリット状に設定する可変視野絞り等（いずれも不図示）を有している。そして、レチクルＲ上の所定の照明領域は、照明光学系１０により均一な照度分布の露光光ＥＬで照明される。
【００１７】
レチクルステージ２０は、レチクルＲを保持して移動可能であって、例えばレチクルＲを真空吸着（又は静電吸着）により固定している。レチクルステージ２０は、投影光学系３０の光軸ＡＸに垂直な平面内、すなわちＸＹ平面内で２次元移動可能及びθｚ方向に微小回転可能である。レチクルステージ２０はリニアモータ等のレチクルステージ駆動装置２２により駆動される。レチクルステージ駆動装置２２は制御装置５０により制御される。
【００１８】
レチクルステージ２０上には移動鏡２４が設けられ、また、移動鏡２４に対向する位置にはレーザ干渉計２６が設けられている。移動鏡２４は、レチクルステージ２０の位置を計測するためのレーザ干渉計２６用のミラーである。これにより、レチクルステージ２０上のレチクルＲの２次元方向（ＸＹ方向）の位置、及びθｚ方向の回転角（場合によってはθｘ、θｙ方向の回転角も含む）はレーザ干渉計２６によりリアルタイムで計測される。レーザ干渉計２６の計測結果は、制御装置５０に出力され、制御装置５０はレーザ干渉計２６の計測結果に基づいてレチクルステージ駆動装置２２を駆動することで、レチクルステージ２０に支持されているレチクルＲの位置を制御する。
【００１９】
投影光学系３０は、レチクルＲのパターンを所定の投影倍率βでウエハＷに投影露光するものである。投影光学系３０は、ウエハＷ側の先端部に設けられた光学素子を含む複数の光学素子で構成されており、これら光学素子は鏡筒３２で支持されている。
投影光学系３０は、投影倍率βが、例えば１／４、１／５、あるいは１／８の縮小系である。なお、投影光学系３０は等倍系及び拡大系のいずれでもよい。また、投影光学系３０の先端部の光学素子は鏡筒３２に対して着脱（交換）可能に設けられる。
【００２０】
ウエハステージ（ステージ装置、基板ステージ）４０は、ウエハＷを支持するものであって、ウエハＷをウエハホルダ７０を介して保持しつつ、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向，Ｚ軸方向，θｘ方向，θｙ方向及びθｚ方向の６自由度方向に移動可能なＸＹＺテーブル４１と、ＸＹＺテーブル４１を案内面４２ａ上で移動可能に支持するウエハ定盤（ベース部材）４２とを備えている。
そして、ＸＹＺテーブル（移動体）４１は、リニアモータ等のウエハステージ駆動装置４３により駆動される。ウエハステージ駆動装置４３は、制御装置５０により制御され、ウエハＷのＸＹ方向における位置（投影光学系３０の像面と実質的に平行な方向の位置）が制御される。また、ウエハステージ駆動装置４３を駆動することにより、ＸＹＺテーブル４１上のウエハホルダ７０に保持されているウエハＷのＺ軸方向、θｘ方向、θｙ方向における位置（フォーカス位置）等が制御される。
【００２１】
ＸＹＺテーブル４１上には移動鏡４４が設けられ、また、移動鏡４４に対向する位置にはレーザ干渉計４５が設けられている。これにより、ＸＹＺテーブル４１上のウエハＷの２次元方向の位置、及び回転角（６自由度方向の位置）はレーザ干渉計４５によりリアルタイムで計測される。
計測結果は制御装置５０に出力され、制御装置５０はレーザ干渉計４５等の計測結果に基づいてウエハステージ駆動装置４３を介してＸＹＺテーブル４１を駆動することで、ＸＹＺテーブル４１に支持されているウエハＷの６自由度方向の位置決めを行う。
また、ＸＹＺテーブル４１の上面には、ウエハＷを吸着保持するウエハホルダ７０が設けられる。一方、ＸＹＺテーブル４１の下面には、空気圧によって、ＸＹＺテーブル４１の自重（またはその一部）を補償（キャンセル）しつつ、ＸＹＺテーブル４１をウエハ定盤４２上に非接触に支持する支持装置３００が設けられる。
【００２２】
ＸＹＺテーブル４１の上方には、投影光学系３０の像面に対するウエハＷ表面の位置（フォーカス位置）を検出するフォーカス検出系５６が配置される。フォーカス検出系５６は、ウエハＷ表面に対して斜め方向より検出光を投射する投光部５６ａと、ウエハＷ表面で反射した前記検出光の反射光を受光する受光部５６ｂとからなる。
そして、受光部５６ｂの受光結果は制御装置５０に出力され、制御装置５０はフォーカス検出系５６の検出結果に基づいてウエハステージ駆動装置４３を介してＸＹＺテーブル４１を駆動することで、ＸＹＺテーブル４１に支持されているウエハＷのＺ軸方向，θｘ方向及びθｙ方向の位置決めを行う。このようにして、ウエハＷ表面の位置を投影光学系３０の焦点深度内（投影光学系３０の像面）に収める。
【００２３】
図２はウエハステージ４０の斜視図、図３はウエハステージ駆動装置４３を説明するための斜視図である。
ウエハ定盤４２は、その上面の平坦度が極めて高く仕上げられ、ＸＹＺテーブル４１のＸＹ平面に沿った移動の際のガイド面とされている。ＸＹＺテーブル４１は、断面矩形枠状でＸ方向に延びる中空部材によって構成されている。
ウエハステージ駆動装置４３は、ＸＹＺテーブル４１に対して前記６自由度方向に移動可能な駆動ユニット４３Ｘと、この駆動ユニット４３ＸとＸＹＺテーブル４１とをＹ軸方向にロングストロークで移動させるＹ軸駆動装置４３Ｙとを備えている。
【００２４】
駆動ユニット４３Ｘは、それぞれＸ軸方向に延びた形状のＸ軸用固定子６１ａ，６１ｂと、Ｙ軸用固定子６４と、Ｚ軸用固定子６８ａ，６８ｂとを備えている。
Ｘ軸用固定子６１ａは、Ｘ軸方向に沿って配置された複数のコイルを備え、ＸＹＺテーブル４１のＸ軸方向に貫通した開口４６ｂの内壁に固定された永久磁石６２ａ，６２ｂとのよってムービングマグネット型のリニアモータを構成する。このリニアモータは、ＸＹＺテーブル４１をＸ軸方向にロングストロークで移動させるための力（ローレンツ力）を発生させる。
同様に、Ｘ軸用固定子６１ｂは、Ｘ軸方向に沿って配置された複数のコイルを備え、ＸＹＺテーブル４１のＸ軸方向に貫通した開口４６ｃの内壁に固定された永久磁石６２ｃ，６２ｄとによってムービングマグネット型のりニアモータを構成する。このリニアモータは、ＸＹＺテーブル４１をＸ軸方向にロングストロークで移動させるための力（ローレンツ力）を発生させる。また、Ｘ軸用固定子６１ａと永久磁石６２ａ，６２ｂとによって発生する力の大きさ（向き）と、Ｘ軸用固定子６１ｂと永久磁石永久磁石６２ｃ，６２ｄとによって発生する力の大きさ（向き）とを異ならせることにより、ＸＹＺテーブル４１をθｚ方向に微小量回転させることができる。
Ｙ軸用固定子６４は、ＸＹＺテーブル４１のＸ軸方向に貫通した開口４６ａの内壁に固定された永久磁石６３ａ，６３ｂとによってムービングマグネット型のリニアモータを構成し、ＸＹＺテーブル４１をＹ軸方向に微小量移動させる力（ローレンツ力）を発生させる。
Ｚ軸用固定子６８ａは、上下に配置された複数のコイルを備え、ＸＹＺテーブル４１の下方に設けられた永久磁石６７ａ，６７ｂとによってムービングマグネット型のリニアモータを構成し、ＸＹＺテーブル４１をＺ軸方向に微小量移動させるための力（ローレンツ力）を発生させる。永久磁石６７ａは、Ｚ軸用固定子６８ａの上側に配置されたコイルと協働してローレンツ力を発生し、また、永久磁石６７ｂは、Ｚ軸用固定子６８ａの下側に配置されたコイルと協働してローレンツ力を発生するように構成されている。そのため、Ｚ軸用固定子６８ａの上下のコイルに流す電流を個別に制御することで、ローレンツ力を大きさを個別に制御できるようになっている。
同様に、Ｚ軸用固定子６８ｂは、上下に配置された複数のコイルを備え、ＸＹＺテーブル４１の下方に設けられた永久磁石６７ｃ，６７ｄ（永久磁石６７ｄは不図示）とによってムービングマグネット型のリニアモータを構成し、ＸＹＺテーブル４１をＺ軸方向に微小量移動させるための力（ローレンツ力）を発生させる。永久磁石６７ｃは、Ｚ軸用固定子６８ｂの上側に配置されたコイルと協働してローレンツ力を発生し、また、永久磁石６７ｄは、Ｚ軸用固定子６８ｂの下側に配置されたコイルと協働してローレンツ力を発生するように構成されている。そのため、Ｚ軸用固定子６８ｂの上下のコイルに流す電流を個別に制御することで、ローレンツ力を大きさを個別に制御できるようになっている。
【００２５】
このような構成により、Ｚ軸用固定子６８ａの上下に配置された各コイルに流す電流と、Ｚ軸用固定子６８ｂの上下に配置された各コイルに流す電流とを等しくして、４箇所で発生するローレンツ力を全て等しくすることによって、ＸＹＺテーブル４１をＺ軸方向に移動させることができる。また、Ｚ軸用固定子６８ａの上下に配置された各コイルに流す電流を等しくすると共に、Ｚ軸用固定子６８ｂの上下に配置された各コイルに流す電流とを等しくしたうえで、Ｚ軸用固定子６８ａ側とＺ軸用固定子６８ｂ側の電流を互いに異ならせることで、ＸＹＺテーブル４１をθｘ方向に微小量回転させることができる。更に、Ｚ軸用固定子６８ａの下側に配置されたコイルに流す電流と、Ｚ軸用固定子６８ｂの下側に配置されたコイルに流す電流を等しくすると共に、Ｚ軸用固定子６８ａの上側に配置されたコイルに流す電流と、Ｚ軸用固定子６８ｂの上側に配置されたコイルに流す電流を等しくしたうえで、各固定子６８ａ，６８ｂにおける上側のコイルと下側のコイルに流す電流を互いに異ならせることで、ＸＹＺテーブル４１をθｙ方向に微小量回転させることができる。
【００２６】
Ｙ軸駆動装置４３Ｙは、Ｙ軸方向に延びる固定子６５ａ，６５ｂと、可動子６６ａ，６６ｂとを含むムービングコイル型のリニアモータを構成する。固定子６５ａ，６５ｂは、Ｙ軸方向に沿って配置された複数の永久磁石を備え、可動子６６ａ，６６ｂはＹ軸方向に沿って配置された複数のコイルを備えている。それぞれが、Ｘ軸方向に延びた形状のＸ軸用固定子６１ａ，６１ｂ、Ｙ軸用固定子６４、およびＺ軸用固定子６８ａ，６８ｂの一端は可動子６６ａに接続され、他端は可動子６６ｂに接続されている。
固定子６５ａと可動子６６ａとが協働してＹ軸方向の力（ローレンツ力）を発生させ、固定子６５ｂと可動子６６ｂとが協働してＹ軸方向の力（ローレンツ力）を発生させる。これらの力によって、駆動ユニット４３Ｘ（ＸＹＺテーブル４１）をＹ軸方向にロングストロークで移動させる。また、固定子６５ａと可動子６６ａとで発生する力と、固定子６５ｂと可動子６６ｂとで発生する力の大きさ（向き）とを異ならせることにより、駆動ユニット（ＸＹＺテーブル４１）をθｚ方向に微小量回転させることも可能である。
【００２７】
図４はウエハホルダ７０を示す図であって、図４（ａ）は上面図、図４（ｂ）は断面図である。
ウエハホルダ（作用部、基板ホルダ）７０は、ウエハＷに応じた形状を有しており、例えば、平面視略円形状に形成されている。ウエハホルダ７０の上面７２には、外周部近傍に所定幅を有する環状（無端状）に形成された凸状のシール部７４と、シール部７４の内側領域に所定間隔で複数に設けられた突起状の支持ピン７５とが設けられる。そして、シール部７４と複数の支持ピン７５により、ウエハＷの下面を複数箇所で支持するようになっている。
ウエハホルダ７０の上面７２に設けられた複数の支持ピン７５の上端面及びシール部７４の上端面は、それぞれ平坦に形成される。また、複数の支持ピン７５は、それぞれ略同一高さに設けられているとともに、シール部７４と支持ピン７５とも互いに略同一高さに設けられている。これにより、ウエハＷは、これら複数の支持ピン７５及びシール部７４によって、平坦に保持可能となっている。
また、ウエハホルダ７０には、ウエハＷを保持して昇降可能なリフトピン７６及びこのリフトピン７６が配置されるリフトピン用穴７７が形成されている。リフトピン７６及びこれに対応するリフトピン用穴７７は上面７２の中央部近傍において、正三角形の頂点に対応する位置にそれぞれ設けられている。なお、リフトピン用穴７７の周囲にも、環状（無端状）に形成され、支持ピン７５とほぼ同じ高さを有するシール部が設けられている。
３本のリフトピン７６は上下方向（Ｚ軸方向）に同時に同一量だけ昇降自在となっている。ウエハホルダ７０に対するウエハＷのロード及びアンロード時において、リフトピン７６が不図示の駆動機構により昇降することで、ウエハＷを下方から支持したり、ウエハＷを支持した状態で上下動したりすることができるようになっている。
【００２８】
更に、ウエハホルダ７０の上面７２の複数の所定位置には、ウエハＷを真空吸着保持するための吸引孔７８がそれぞれ形成されている。例えば、図４（ａ）に示すように、吸引孔７８は上面７２の中心部から放射方向に、全部で１０箇所に形成されている。
吸引孔７８は、図４（ｂ）に示すように、ウエハホルダ７０が設置されるＸＹＺテーブル４１に形成された第一流路（流体吸引部）１０１に対応する。なお、第一流路１０１は、ＸＹＺテーブル４１に設置された内部気体吸引装置（流体吸引源）８０に接続されている（図５参照）。したがって、吸引孔７８に第一流路１０１を介して接続された内部気体吸引装置８０が吸引動作（排気動作）を実行することにより、吸引孔７８より気体が吸引されるようになっている。つまり、支持ピン７５及びシール部７４にウエハＷを載置した状態で、内部気体吸引装置８０の吸引動作を実行させることにより、ウエハＷ及びシール部７４で囲まれた空間が負圧になり、これによりウエハＷはウエハホルダ７０の上面７２に対して吸着保持されるようになっている。そして、逆に、第一流路１０１を介して気体（例えば、圧縮空気等）を供給（吹き出し）することでウエハホルダ７０とウエハＷとの吸着保持が解除され、ウエハＷをウエハホルダ７０から取り外すことができる。
【００２９】
図５は、ＸＹＺテーブル４１の断面図であって、配管構造を説明する図である。
上述したように、ＸＹＺテーブル４１内部には、一端がウエハホルダ７０の吸引孔７８に連通する第一流路１０１が形成されている。また、第一流路１０１の他端は、ＸＹＺテーブル４１に設置された内部気体吸引装置８０に接続されている。そして、第一流路１０１には、ＸＹＺテーブル４１の側部に設けられた第一接続部４８に接続する第二流路（流体導入部）１０２が接合（合流）され、合流部１１１が形成されている。
図５（ｂ）に示すように、合流部１１１は、少なくとも対向する２つの平坦内面１１１ａ，１１１ｂを有する空間であって、一方の平坦内面１１１ａには、内部気体吸引装置８０に連通する第一流路１０１が、他方の平坦内面１１１ｂには第二流路１０２が接続される。また、２つの平坦内面１１１ａ，１１１ｂ以外の面には、ウエハホルダ７０の吸引孔７８に連通する第一流路１０１が接続する。
そして、合流部１１１内には、２つの平坦内面１１１ａ，１１１ｂに対向し、かつ平坦内面１１１ａ，１１１ｂに密着可能な２つの平坦面１２１ａ，１２１ｂを有する第一切替具（第一切替部）１２１が挿入されている。第一切替具１２１は、例えば円柱形の金属部材であり、バネ１２１ｃにより第二流路１０２が接続される平坦内面１１１ｂに向けて付勢されている。また、第一切替具１２１の２つの平坦面１２１ａ，１２１ｂには、それぞれシール部材としてＯリング１２１ｄ，１２１ｅが設けられている。
なお、バネ１２１ｃの付勢力は、第一流路１０１を流通する気体によって生じる負圧よりも強く、第二流路１０２から供給される気体の圧力よりも弱く設定される。すなわち、第一流路１０１を気体が流通する際には第一切替具１２１は平坦面１２１ｂを平坦内面１１１ｂに密着させて、第一流路１０１の気体の流通を確保する。そして、図５（ｃ）に示すように、第二流路１０２から気体が供給された際には、第一切替具１２１は平坦内面１１１ｂから離間して、平坦面１２１ａを平坦内面１１１ａに密着するように駆動される。これにより、第二流路１０２の気体の流通を確保する。
このように、第一切替具１２１は、気体の圧力によって駆動され、第一流路１０１の気体の流通と第二流路１０２の気体の流通とを、電力を用いずに切り替え可能となっている。そして、第一流路１０１の気体の流通と第二流路１０２の気体の流通とを切り替えることにより、上述したように、ウエハホルダ７０によるウエハＷの吸着保持と、吸着保持の解除とを交互に行うことが可能となっている。
【００３０】
上述したように、ＸＹＺテーブル４１の側部には、第二流路１０２が接続する第一接続部４８が設けられている。第一接続部４８は、ＸＹＺテーブル４１の移動領域の外側に設けられた第二接続部（流体供給部）２０１と密着するための部材である。この第二接続部２０１には、外部気体供給装置２１０（例えば、圧縮空気を供給する圧縮ポンプ等）が第三流路１０３を介して接続される。すなわち、第一接続部４８と第二接続部２０１とを密着させた際には、外部気体供給装置２１０から第三流路１０３を介して、第二流路１０２に気体が供給できるようになっている。
第二接続部２０１は、ＸＹＺテーブル４１がウエハＷの載せ替えを行うロード・アンロード領域に移動した際に、第一接続部４８に対向する位置に配置される。そして、第二接続部２０１は、電磁石２０２を有し、電磁石２０２に電力を供給することにより第二接続部２０１は能動的に第一接続部４８に対して接近、密着することが可能となっている。また、第二接続部２０１は、弾性ヒンジ（緩衝機構）２０３を有し、第一接続部４８と第二接続部２０１とを密着させる際に、自在に変形して、第一接続部４８と第二接続部２０１とを良好に密着させる。更に、第二接続部２０１は、バネ（弾性部材）２０４を有し、第一接続部４８が第二接続部２０１に密着した際に、第一接続部４８（ＸＹＺテーブル４１）に歪みを極力与えないようになっている。
【００３１】
図６は、第一接続部４８及び第二接続部２０１の拡大断面図である。
そして、図６（ａ）に示すように、第一接続部４８における第二流路１０２の端部、第二接続部２０１における第三流路１０３の端部には、それぞれ内部空間１１２，１１３が形成され、第二切替具（第二切替部）１２２，第三切替具（第三切替部）１２３が挿入されている。この内部空間１１２，１１３には、それぞれ開口部１１２ｂ，１１３ｂを有する平坦内面１１２ａ，１１３ａが形成されている。
また、第二切替具１２２，第三切替具１２３は、それぞれ平坦面１２２ａ，１２３ａを有し、その平坦面１２２ａ，１２３ａがバネ１２２ｂ，１２３ｂの付勢力によりそれぞれ平坦内面１１２ａ，１１３ａに密着されている。なお、第二切替具１２２，第三切替具１２３の平坦面１２２ａ，１２３ａには、シール部材としてＯリング１２２ｃ，１２３ｃが設けられている。更に、第二切替具１２２，第三切替具１２３の平坦面１２２ａ，１２３ｂには凸部１２２ｄ，１２３ｄが設けられ、平坦内面１１２ａ，１１３ａの開口部１１２ｂ，１１３ｂから外部に突出するようになっている。
このため、図６（ｂ）に示すように、第一接続部４８と第二接続部２０１とを密着させると、第二切替具１２２の凸部１２２ｄと第三切替具１２３の凸部１２３ｄとが当接し、第二切替具１２２，第三切替具１２３のそれぞれを内部空間１１２，１１３の平坦内面１１２ａ，１１３ａから離間させる。これにより、第二接続部２０１に接続された外部気体供給装置２１０から第三流路１０３を介して第二接続部２０１に向けて気体を供給すると、第三切替具１２３と平坦内面１１３ａとの隙間から開口部１１３ｂと凸部１２３ｄの隙間へ気体が流通する。そして、気体は、第一接続部４８に流入して、開口部１１２ｂと凸部１２２ｄの隙間から第二切替具１２２と平坦内面１１２ａとの隙間へ流入する。このようにして、第二流路１０２に気体を導入させることが可能となる。なお、第二接続部２０１における第一接続部４８との接触面には、第一接続部４８と第二接続部２０１とが密着した際に外部気体供給装置２１０からの供給される気体の漏洩を封止するＯリング２０６が設けられる。
その一方で、図６（ａ）に示すように、第二接続部２０１に設けられた電磁石２０２への電力供給を停止すると共に、ＸＹＺテーブル４１を移動させると、第一接続部４８と第二接続部２０１との密着が解除され、更に第二切替具１２２の凸部１２２ｄと第三切替具１２３の凸部１２３ｄとの当接も解除されるので、第一接続部４８側の開口部１１２ｂと第二接続部２０１側の開口部１１３ｂは、第二切替具１２２，第三切替具１２３により密閉される。このようにして、第二流路１０２及び第三流路１０３（外部気体供給装置２１０）の気体が外部に排出されることが防止される。
【００３２】
また、図５に示すように、上述した内部気体吸引装置８０も、第五流路１０５によって第一接続部４８に接続されている。そして、第五流路１０５に対応して、第二接続部２０１には第四流路１０４を介して外部気体吸引装置（第二流体吸引部）２２０が接続される。外部気体吸引装置２２０としては、例えば、真空ポンプ等が用いられる。
そして、図６（ａ）に示すように、第二接続部２０１における第四流路１０４の端部および第一接続部４８における第五流路１０５の端部には、それぞれ内部空間１１４，１１５が形成され、第四切替具（第四切替部）１２４，第五切替具（第五切替部）１２５が挿入されている。この内部空間１１４，１１５の形状、第四切替具１２４及び第五切替具１２５の形状と作用は、上述した第二切替具１２２，第三切替具１２３の場合と同一である。
このため、第一接続部４８と第二接続部２０１とを密着させると、第四切替具１２４の凸部１２４ｄと第五切替具１２５の凸部１２５ｄとが当接し、第四切替具１２４及び第五切替具１２５のそれぞれを内部空間１１４，１１５の平坦内面１１４ａ，１１５ａから離間させる。
これにより、第二接続部２０１に接続された外部気体吸引装置２２０が気体を吸引すると、内部気体吸引装置８０から第五流路１０５を介して第一接続部４８に向けて気体が吸引され、第五切替具１２５と平坦内面１１５ａとの隙間から開口部１１５ｂと凸部１２５ｄの隙間へ流通する。そして、気体は、第二接続部２０１に流入して、開口部１１４ｂと凸部１２４ｄの隙間から第四切替具１２４と平坦内面１１４ａとの隙間へ流入して、外部気体吸引装置２２０に吸引される。このようにして、内部気体吸引装置８０から気体を吸引して、内部気体吸引装置８０の気体吸引力を回復させることが可能となる。
その一方で、第二接続部２０１に設けられた電磁石２０２への電力供給を停止すると共に、ＸＹＺテーブル４１を移動させると、第一接続部４８と第二接続部２０１との密着が解除され、更に第四切替具１２４の凸部１２４ｄと第五切替具１２５の凸部１２５ｄとの当接も解除されるので、第一接続部４８側の開口部１１５ｂと第二接続部２０１側の開口部１１４ｂは、第四切替具１２４又は第五切替具１２５により密閉される。このようにして、第四流路１０４（外部気体吸引装置２２０）及び第五流路１０５に外部の気体が導入（リーク）されてしまうことが防止される。
【００３３】
図７は、支持装置３００を示す図である。
支持装置３００は、図７（ａ）に示すように、ＸＹＺテーブル４１をウエハ定盤４２上で非接触かつ自重を補償（キャンセル）させた状態で支持する。なお、支持装置３００の近傍には、ＸＹＺテーブル４１の支持装置３００近傍には、この支持装置３００に略一定圧力の気体（空気）を供給する給気系（圧力調整部）３０１が設けられている
支持装置３００は、図７（ｂ）に示すように、シリンダ３１１、ピストン３１２及びスイベル３１４等から構成され、シリンダ３１１はＸＹＺテーブル４１に固定され、一方、ピストン３１２及びスイベル３１４はシリンダ３１１とウエハ定盤４２との間に配置される。
シリンダ３１１は、２本のＯリング（図示せず）を介してボルト等によってＸＹＺテーブル４１下面に固定され、固定面にはＯリングが設置するための２本の溝３１１ｈが形成されている。シリンダ３１１内部には、＋Ｚ方向に開口した円柱状の凹部が設けられ、カップ状に形成されたピストン３１２が配置される。凹部の内部にはベローズ（チャンバー）３１３が配置され、ベローズ３１３の下端（−Ｚ側）とピストン３１２とが固定されている。また、ベローズ３１３の上端（＋Ｚ側端部）は、スペーサ５００に接着されており、このスペーサ５００を介してＸＹＺテーブル４１下面に固定されている。スペーサ５００は、ベローズ３１３の高さ方向（Ｚ方向）長さのばらつきを吸収するためのもので、内部にベローズ３１３の圧力室３１３ｓに通じた空間を有する。
給気系３０１から供給される気体（例えば、圧縮空気等）は、スペーサ５００の内部を通って圧力室３１３ｓに到達するようになっている。ピストン３１２は、シリンダ３１１内周面とピストン３１２外周面との間に形成されている多孔質絞り型の気体静圧軸受３０７によって軸支され、シリンダ３１１に対してＺ方向に相対移動できる。ピストン３１２の−Ｚ側端部は凹レンズ状に形成され、気体静圧軸受３０３を介してスイベル３１４と対向している。スイベル３１４は、＋Ｚ側端部で気体静圧軸受３０３を介してピストン３１２に対向すると共に、−Ｚ側端部では、気体静圧軸受（流体ベアリング）３０４を介してウエハ定盤４２の案内面４２ａに対向している。
圧力室３１３ｓに供給される気体と、気体静圧軸受３０７に供給される気体は、それぞれ給気系３０１から支持装置３００に供給されるようになっている。また、気体静圧軸受３０３には、開口３１３ｇ，３１３ｈ、貫通孔３１２ｈを介して圧力室３１３ｓから気体が供給され、気体静圧軸受３０４には、気体静圧軸受３０３から更に貫通孔３１４ｈを介して気体が供給されるようになっている。
【００３４】
支持装置３００は、ベローズ３１３の圧力室３１３ｓ内の気体によって、ピストン３１２に対してシリンダ３１１が＋Ｚ方向に押し上げられる力が発生する。そして、ＸＹＺテーブル４１は、支持装置３００によって自重が補償（キャンセル）された状態で、ウエハ定盤４２に対して６自由度方向に移動自在に支持される。そのため、駆動ユニット４３ＹにおいてＸＹＺテーブル４１をＺ方向に駆動するための力を発生させるリニアモータ（Ｚ軸用固定子６８ａ，６８ｂと永久磁石６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７ｄ）に対しても、その消費電力を削減できるという効果を奏する。
更に、支持装置３００では、ベローズ３１３のＺ方向の剛性を磁力によって緩和させるための剛性キャンセル装置を備えている。この剛性キャンセル装置は、それぞれ円環形に形成された、磁石５２０、ヨーク５１０及び磁性体５３０とを備えている。磁石５２０は、ヨーク５１０に固定され、シリンダ３１１の外周面３１１ｄに固定されている。また、磁性体５３０は、ピストン３１２の外周面（シリンダ３１１から露出し、気体静圧軸受３０７が形成されていない部分）に接着等により固定されている。また、ヨーク５１０の内側はネジ加工され、シリンダ３１１の外周面３１１ｄに固定する際に上下方向（Ｚ方向）に移動できるようになっており、これにより磁石５２０と磁性体５３０との距離を調整できるようになっている。磁石５２０によって磁性体５３０に対する吸引力が働くので、ベローズ３１３の圧縮方向の力が作用するが、ベローズ３１３自身には伸縮方向の力が作用しているので、磁石５２０の磁力によってベローズ３１３の剛性がキャンセルされる。ベローズ３１３の剛性に個体差によるばらつきがある場合に備え、ヨーク５１０の位置を変えることで、キャンセルするための磁力の大きさを調整できるようになっている。
また、スイベル３１４は、軽量化のために貫通孔３１４ｈ部分を除いて中空構造とし、平面部（気体静圧軸受３０４側）と球面部（気体静圧軸受３０３側）とを別体で構成して両者をロウ付けするようにしてもよい。
【００３５】
図５に示すように、給気系３０１は、支持装置３００に略一定圧力の気体を供給するものであって、レギュレータ３０２ａと気体室３０２ｂ等を備える。気体室３０２ｂには圧力気体（例えば、圧縮空気等）が貯えられており、その内部の気体はレギュレータ３０２ａによって略一定圧となるように調整されたうえで支持装置３００に供給される。
なお、気体室３０２ｂの容量は、ＸＹＺテーブル４１が１枚のウエハＷを露光処理するサイクルタイムよりも長い時間、略一定圧力の気体を支持装置３００に供給できる容量である。すなわち、ＸＹＺテーブル４１に設置された支持装置３００は、露光処理の際に外部から圧力気体を供給されなくとも、確実にＸＹＺテーブル４１の自重を支持することが可能となっている。
【００３６】
上述した給気系３０１も、第六流路（流路）１０６によって第一接続部４８に接続される。そして、第六流路１０６に対応して、第二接続部２０１には第七流路１０７を介して第二外部気体供給装置（第二流体供給部，流体供給源）２３０が接続される。したがって、第一接続部４８と第二接続部２０１とを密着させた際には、第二外部気体供給装置２３０から第七流路１０７及び第六流路１０６を介して、給気系３０１に圧力気体を供給することができる。第二外部気体供給装置２３０は、該部気体供給装置２１０と同様、例えば、圧縮空気を供給する圧縮ポンプ等を備える構成とすることができる。また、外部気体供給装置２１０と共用されるようにしてもよい。
なお、第一接続部４８における第六流路１０６の端部および第二接続部２０１における第七流路１０７の端部は、それぞれ第二流路１０２の端部および第三流路１０３の端部と同様に構成されている。その構成における作用も、第二流路１０２の端部および第三流路１０３の端部と同一であるので、図および説明は省略する。
【００３７】
続いて、上述した露光装置ＥＸを用いてレチクルＲのパターンＰＡの像をウエハＷに露光する方法について説明する。
まず、ウエハホルダ７０にウエハＷをロードするために、ＸＹＺステージ４１をロード・アンロード領域に移動させる。
ＸＹＺステージ４１がロード・アンロード領域に到着すると、第一接続部４８と第二接続部２０１とは近接して向かい合う。そして、第二接続部２０１の電磁石２０２に電力を供給することにより、第二接続部２０１を第一接続部４８に向けて能動的に移動させて、第一接続部４８と第二接続部２０１とを密着させる。
これにより、第二切替具１２２の凸部１２２ｄと第三切替具１２３の凸部１２３ｄ、および第四切替具１２４の凸部１２４ｄと第五切替具１２５の凸部１２５ｄとが、それぞれ当接して、第二流路１０２と第三流路１０３、および第四流路１０４と第五流路１０５とが、それぞれ連通された状態になる。また、図示していないが、第六流路１０６と第七流路１０７も互いに連通された状態になる。
続いて、第三流路１０３に接続された外部気体供給装置２１０、第四流路１０４に接続された外部気体吸引装置２２０、及び第七流路１０７に接続された第二外部気体供給装置２３０を動作させる。
【００３８】
外部気体供給装置２１０からの気体の供給は、ウエハホルダ７０上にウエハＷが吸着保持されており、このウエハＷを交換する場合にのみ行われる。すなわち、外部気体供給装置２１０からウエハホルダ７０に気体を供給することにより、上面７２とウエハＷとの間の空間に気体が供給され、ウエハＷの吸引状態が解除されて、ウエハＷを取り外すことが可能となる。したがって、外部気体供給装置２１０からの気体の供給は、数秒程度でよい。
なお、外部気体供給装置２１０からウエハホルダ７０に向けて気体を供給すると、その気体の圧力により、合流部１１１に挿入した第一切替具１２１が動作する。すなわち、第二流路１０２から気体が供給された際には、第一切替具１２１は平坦内面１１１ｂから離間し、平坦内面１１１ａに密着するので、外部気体供給装置２１０からの気体がウエハホルダ７０に向けて流通する。
このようにして、ウエハホルダ７０上のウエハＷを交換することが可能となるので、不図示のローダロボットにより、ウエハＷをウエハステージ４０にロードし、また、レチクルＲをレチクルステージ２０にロードする。このとき、外部気体供給装置２１０からウエハホルダ７０に向けて気体の供給は終了しているので、第一切替具１２１は平坦内面１１１ｂに密着している。そのため、内部気体吸引装置８０によって、ウエハホルダ７０の吸引孔７８より気体の吸引が行われた状態にある。したがって、前記ローダロボット等によって、ウエハＷがウエハホルダ７０に戴置されると、ウエハＷはウエハホルダ７０に対して吸着保持される。また、レチクルＲがレチクルステージ２０にロードされると、このレチクルＲの吸着保持されるようになっている。
【００３９】
外部気体吸引装置２２０及び第二外部気体供給装置２３０は、ウエハＷ及びレチクルＲのローディング作業中に動作し続ける。これにより、外部気体吸引装置２２０は、内部気体吸引装置８０から気体を吸引して、内部気体吸引装置８０の気体吸引能力を回復させる。また、第二外部気体供給装置２３０は、給気系３０１の気体室３０２ａに気体を供給して、気体室３０２ａに十分に圧力気体が充填される。
【００４０】
上述した処理が完了したら、第二接続部２０１の電磁石２０２への電力供給を遮断し、ＸＹＺテーブル４１をロード・アンロード領域から移動させる。すると、第一接続部４８と第二接続部２０１とは離間するので、上述したように、第二切替具１２２と第三切替具１２３、第四切替具１２４と第五切替具１２５は、それぞれ離間し、第二流路１０２、第三流路１０３，第四流路１０４、第五流路１０５、第六流路１０６及び第七流路１０７を遮蔽するように動作して、気体の流通を遮断する。
【００４１】
また、支持装置３００は、ＸＹＺテーブル４１を移動させる際には、常に動作し続けるものであるが、上述したように、ロード・アンロード領域において、給気系３０１の気体室３０２ａに十分な圧力気体が充填されたので、引き続きＸＹＺテーブル４１を支持し続けることができる。つまり、支持装置３００には、定期的（ウエハＷのロード・アンロード時）に圧力気体が充填されるので、ＸＹＺテーブル４１が圧力気体を供給するチューブ類を引き連れて移動する必要がない。したがって、ＸＹＺテーブル４１の高精度な位置決め制御等が可能となる。
【００４２】
次に、各種の露光条件が設定、露光のための準備作業が行われ、これらの作業が終了すると、制御装置５０は、アライメント結果等に基づいてウエハＷ側のレーザ干渉計４５の計測値をモニタしつつ、ウエハＷのファーストショット（第一番目のショット領域）の露光のための加速開始位置（走査開始位置）にＸＹＺテーブル４１を移動させる。
次いで、制御装置５０は、レチクルステージ２０及びＸＹＺテーブル４１とのＹ軸方向の走査を開始させ、レチクルステージ２０、ＸＹＺテーブル４１がそれぞれの目標走査速度に達すると、露光光ＥＬによってレチクルＲのパターン領域が照射され、走査露光が開始される。
そして、レチクルＲのパターン領域の異なる領域が露光光ＥＬで逐次照明され、パターン領域全面に対する照明が完了することにより、ウエハＷ上のファーストショット領域に対する走査露光が終了する。これにより、レチクルＲのパターンＰＡが投影光学系３０を介してウエハＷ上のファーストショット領域のレジスト層に縮小転写される。
このファーストショット領域に対する走査露光が終了すると、制御装置５０は、ＸＹＺテーブル４１をＸ，Ｙ軸方向にステップ移動させて、セカンドショット領域の露光のための加速開始位置に移動させる。すなわち、ショット間ステッピング動作が行われる。そして、セカンドショット領域に対して上述したような走査露光を行う。
このようにして、ウエハＷのショット領域の走査露光と次ショット領域の露光のためのステッピング動作とが繰り返し行われ、ウエハＷ上の全ての露光対象ショット領域にレチクルＲのパターンＰＡが順次転写される。
【００４３】
ウエハＷの露光処理が完了すると、ＸＹＺテーブル４１は、再び、ロード・アンロード位置に移動する。そして、上述した処理を行う。このような処理を繰り返すことにより、複数のウエハＷの露光が行われる。
【００４４】
以上、説明したように、本発明の実施形態によれば、第１流路１０１を流通する流体（気体）と第２流路１０２を流通する流体との切り替えを、これら流体自身によって行うので、ＸＹＺテーブル４１に電磁弁等のような電気的駆動源を設置する必要がなくなる。これにより、ＸＹＺテーブル４１の軽量化を図ることができると共に、ＸＹＺテーブル４１に接続する電気配線を削減或いは廃止することが可能となる。したがって、ＸＹＺテーブル４１の位置決め等の高精度化を図ることができる。
また、ＸＹＺテーブル４１が移動中に外部から流体の供給を受けないで支持装置３００により自重を支持されるので、チューブ類を引き連れて移動することを回避することができるので、ＸＹＺテーブル４１の位置決め等の高精度化を図ることができる。
【００４５】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲においてプロセス条件や設計要求等に基づき種々変更可能である。本発明は、例えば以下のような変更をも含むものとする。
【００４６】
上述した実施形態では、ＸＹＺテーブル４１上に、ウエハＷを吸引保持するウエハホルダ７０が直接形成される場合について説明したが、これに限らない。例えば、図８（ａ）に示すように、ウエハＷを吸引保持する部分を円盤形のホルダ板８２として、ＸＹＺテーブル４１に対して取り換え可能に構成しもよい。この場合には、ホルダ板８２がＸＹＺテーブル４１に設けたホルダ板吸着機構８３に吸着保持されように、第一流路１０１をホルダ板吸着機構８３に接続する。
更に、図８（ｂ）に示すように、ＸＹＺテーブル４１の下部テーブル部８６に対して上部テーブル部８５を取り換え可能な構成としてもよい。この場合には、上部テーブル部８５が下部テーブル部８６に設けたテーブル保持機構８７に吸着保持されるように、第一流路１０１をテーブル保持機構８７に接続する。
【００４７】
また、第二切替具と第三切替具、第四切替具と第五切替具は、それぞれ凸部同士を当接させて動作（駆動）させる場合について説明したが、例えば、これら切替具に磁石を取り付けて、この磁石の反発力により各切替具を動作(駆動)させてもよい。
具体的には、第二切替具〜第五切替具の凸部に代えて、各切替具の平坦面１２２ａ〜１２５ａにそれぞれ永久磁石を貼り付け、その永久磁石の極性を対となる他方の切替具に貼り付られ永久磁石の極性と同一にする。これにより、例えば、第二切替具１２２ａと第三切替具１２３ａとが近接すると、互いの永久磁石が反発し合ってバネ１２２ｂ，１２３ｂから離間する方向に移動する。その結果、第二流路１０２と第三流路１０３とが連通した状態になる。なお、この場合には、第二切替具〜第五切替具が内蔵される第一接続部及び第二接続部は、アルミニュウムやプラスチック等の常磁性体で形成することが望ましい。
また、前述の実施形態では、ウエハステージ４０を例に説明したが、本発明はレチクルステージ２０に対しても適用することができる。
【００４８】
また、ＸＹＺテーブルに電磁弁以外の電力駆動源を設置する必要がある場合には、ＸＹＺテーブルにバッテリを搭載してもよい。そして、ＸＹＺテーブルがロード・アンロード位置に移動した際には、このバッテリを充電させるようにしてもよい。
【００４９】
また、前述した実施形態ではステップ・アンド・リピート方式の露光装置を例に挙げて説明したが、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置にも本発明を適用することができる。更に、本発明は半導体素子の製造に用いられる露光装置だけではなく、液晶表示素子（ＬＣＤ）等を含むディスプレイの製造に用いられてデバイスパターンをガラスプレート上へ転写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられてデバイスパターンをセラミックウエハ上へ転写する露光装置、及びＣＣＤ等の撮像素子の製造に用いられる露光装置等にも適用することができる。更には、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。ここで、ＤＵＶ（遠紫外）光やＶＵＶ（真空紫外）光などを用いる露光装置では一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フッ化マグネシウム、又は水晶などが用いられる。また、プロキシミティ方式のＸ線露光装置、又は電子線露光装置などでは透過型マスク（ステンシルマスク、メンブレンマスク）が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハなどが用いられる。
【００５０】
また、本発明は、投影光学系と基板（ウエハ）との間に供給された液体を介して基板上に所定のパターンを形成する液浸露光装置にも、必要な液体対策を適宜施したうえで適用可能である。液浸露光装置の構造及び露光動作は、例えば、国際公開第９９／４９５０４号パンフレット、特開平６−１２４８７３号、及び特開平１０−３０３１１４号に開示されている。また、本発明は、ツインステージ型の露光装置にも適用できる。ツインステージ型の露光装置の構造及び露光動作は、例えば、特開平１０−１６３０９９号、特開平１０−２１４７８３号、特表２０００−５０５９５８号或いは米国特許６，２０８，４０７号に開示されている。また、本発明は、特開平１１−１３５４００号に開示されているように、ウエハ等の被処理基板を保持して移動可能な露光ステージと、各種計測部材やセンサを備えた計測ステージとを備えた露光装置にも適用することができる。
【００５１】
レチクルステージの移動により発生する反力は、投影光学系に伝わらないように、特開平８−３３０２２４号公報（対応ＵＳＰ５，８７４，８２０）に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。
また、ウエハステージの移動により発生する反力は、投影光学系に伝わらないように、特開平８−１６６４７５号公報（対応ＵＳＰ５，５２８，１１８）に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。
【００５２】
次に、本発明の実施形態による露光装置及び露光方法をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法の実施形態について説明する。
図９は、マイクロデバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例のフローチャートを示す図である。
まず、ステップＳ１０（設計ステップ）において、マイクロデバイスの機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップＳ１１（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスク（レチクル）を製作する。一方、ステップＳ１２（ウエハ製造ステップ）において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。
【００５３】
次に、ステップＳ１３（ウエハ処理ステップ）において、ステップＳ１０〜ステップＳ１２で用意したマスクとウエハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップＳ１４（デバイス組立ステップ）において、ステップＳ１３で処理されたウエハを用いてデバイス組立を行う。このステップＳ１４には、ダイシング工程、ボンティング工程、及びパッケージング工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。最後に、ステップＳ１５（検査ステップ）において、ステップＳ１４で作製されたマイクロ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。こうした工程を経た後にマイクロデバイスが完成し、これが出荷される。
【００５４】
図１０は、半導体デバイスの場合におけるステップＳ１３の詳細工程の一例を示す図である。
ステップＳ２１（酸化ステップ）おいては、ウエハの表面を酸化させる。ステップＳ２２（ＣＶＤステップ）においては、ウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ２３（電極形成ステップ）においては、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ２４（イオン打込みステップ）においては、ウエハにイオンを打ち込む。以上のステップＳ２１〜ステップＳ２４のそれぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
【００５５】
ウエハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップＳ２５（レジスト形成ステップ）において、ウエハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップＳ２６（露光ステップ）において、上で説明したリソグラフィシステム（露光装置）及び露光方法によってマスクの回路パターンをウエハに転写する。次に、ステップＳ２７（現像ステップ）においては露光されたウエハを現像し、ステップＳ２８（エッチングステップ）において、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。そして、ステップＳ２９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらの前処理工程と後処理工程と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が形成される。
【００５６】
また、半導体素子等のマイクロデバイスだけではなく、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等で使用されるレチクル又はマスクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板やシリコンウエハ等ヘ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。ここで、ＤＵＶ（深紫外）やＶＵＶ（真空紫外）光等を用いる露光装置では、一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フッ化マグネシウム、又は水晶等が用いられる。また、プロキシミティ方式のＸ線露光装置や電子線露光装置等では、透過型マスク（ステンシルマスク、メンブレンマスク）が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハ等が用いられる。なお、このような露光装置は、ＷＯ９９／３４２５５号、ＷＯ９９／５０７１２号、ＷＯ９９／６６３７０号、特開平１１−１９４４７９号、特開２０００−１２４５３号、特開２０００−２９２０２号等に開示されている。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】露光装置ＥＸを示す概略構成図である。
【図２】ウエハステージ４０の斜視図である。
【図３】ウエハステージ駆動装置４３を説明するための斜視図である。
【図４】ウエハホルダ７０を示す図である。
【図５】ＸＹＺテーブル４１の断面図であって、配管構造を説明する図である。
【図６】第一接続部４８と第二接続部２０１との接続関係を示す図である。
【図７】支持装置３００を示す図である。
【図８】ウエハホルダの変形例を示す図である。
【図９】マイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。
【図１０】図９におけるステップＳ１３の詳細工程の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
４０  ウエハステージ（ステージ装置、基板ステージ）
４１  ＸＹＸテーブル（移動体）
４２  ウエハ定盤（ベース部材）
４２ａ  案内面
４８  第一接続部
７０  ウエハホルダ（作用部、基板ホルダ）
８０  内部気体吸引装置（流体吸引源）
８２  ホルダ板（基板ホルダ）
８３  ホルダ板吸着機構（基板ホルダ支持部）
８５  上部テーブル（基板テーブル）
８６  下部テーブル
８７  テーブル吸着機構（基板テーブル支持部）
１０１  第一流路（流体吸引部）
１０２  第二流路（流体導入部）
１０６  第六流路（流路）
１１１  合流部
１２１  第一切替具（第一切替部）
１２２  第二切替具（第二切替部）
１２３  第三切替具（第三切替部）
１２４  第四切替具（第四切替部）
１２５  第五切替具（第五切替部）
２０１  第二接続部
２０３  弾性ヒンジ（緩衝機構）
２０４  バネ（弾性部材）
２１０  外部気体供給装置（流体供給部）
２２０  外部気体吸引装置（第二流体吸引部）
２３０  第二外部気体供給装置（第二流体供給部，流体供給源）
３００  支持装置
３０１  給気系（圧力調整部）
３０４  気体静圧軸受（流体ベアリング）
３１３  ベローズ（チャンバー）
Ｗ  ウエハ（板状部材、感光基板、基板）
ＰＡ  パターン
ＥＸ  露光装置
【図１】
2006229029.tif 000003
【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】
2006229029.tif 000009
【図８】
2006229029.tif 000010
【図９】
2006229029.tif 000011
【図１０】
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