(57)【要約】【課題】ストッパにより移動が制限された移動体をストッパから離間させる。【解決手段】  ステージ復帰装置７０は、ステージ装置２０をストッパ５０から離間させる方向に駆動するエアジャッキ７２を有している。エアジャッキ７２に供給されるエアの制御は、メカニカルバルブ７３のスプール７８ｂの操作により行われる。スプール７８ｂは、Ｘ粗動ステージ２３Ｘが有するカムフォロア９０ａ、９０ｂに機械的に係合可能なカム８９ａ、８９ｂを有するレバー８６を含むバルブ操作機構７４により操作される。これにより、例えばＸ粗動ステージ２３Ｘの位置を検出するための電気的なセンサ類、メカニカルバルブ７３を操作するための電動アクチュエータ、上記センサ類、電動アクチュエータなどを制御するための制御系などを必要としない。従って、構成が簡単で低コストである。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の二次元平面内の一軸方向に移動可能な移動体と；
前記移動体の前記一軸方向の一側への移動を機械的に制限する制限装置と；
前記制限装置により移動が制限された前記移動体を前記制限装置から離間する方向に駆動する駆動装置と；
前記移動体に設けられた第１係合部材と、所定の固定部材に設けられ前記第１係合部材に機械的に係合可能な第２係合部材とを含み、前記制限装置により前記移動体の移動が制限される際に前記第１及び第２係合部材を機械的に係合させることにより前記第１及び第２係合部材の少なくとも一方を駆動して前記駆動装置を作動させる作動機構と；を備える移動体装置。
【請求項２】
前記移動体は、電動アクチュエータに駆動されることにより前記一軸方向の位置が制御されるとともに、前記制限装置により制限された状態では、前記電動アクチュエータによる位置制御が可能な領域から離脱し、
前記駆動装置は、前記移動体を前記制限装置から離間させることにより前記電動アクチュエータによる位置制御が可能な領域内に復帰させる請求項１に記載の移動体装置。
【請求項３】
前記第１係合部材は、カムフォロアであり、
前記第２係合部材は、前記カムフォロアに機械的に係合可能なカムを含み、前記移動体から前記カムフォロアを介して伝達される前記一軸方向の力により前記一軸方向に交差する方向に駆動されるカム部材であり、
前記作動機構は、前記カム部材を用いて前記駆動装置を作動させる請求項１又は２に記載の移動体装置。
【請求項４】
前記駆動装置は、流体を用いて前記移動体を移動させるための駆動力を発生する流体アクチュエータを含み、
前記作動機構は、前記流体の流れを制御するメカニカルバルブ装置を含み、前記移動体の移動が制限される際に前記カム部材を用いて前記メカニカルバルブ装置を操作する請求項３に記載の移動体装置。
【請求項５】
前記カム部材は、てこの原理を利用して前記一軸方向に交差する方向の力を増幅することにより前記メカニカルバルブ装置を操作する請求項４に記載の移動体装置。
【請求項６】
前記制限装置、前記駆動装置、及び前記作動機構は、前記所定の固定部材に設けられる請求項１〜５のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項７】
前記制限装置は、前記移動体の移動を制限する際に該移動体と衝撃し、該衝突時の運動エネルギを熱エネルギに変換する緩衝装置を含む請求項１〜６のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項８】
エネルギビームにより物体を露光する露光装置であって、
前記物体が前記移動体に保持される請求項１〜７のいずれか一項に記載の移動体装置と；
前記物体にエネルギビームを照射して前記物体上にパターンを生成するパターン生成装置と；を備える露光装置。
【請求項９】
請求項８に記載の露光装置を用いて前記物体を露光することと；
前記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１０】
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８に記載の露光装置。
【請求項１１】
前記基板は、少なくとも一辺の長さが５００ｍｍ以上である請求項１０に記載の露光装置。
【請求項１２】
請求項１０又は１１に記載の露光装置を用いて、前記基板を露光することと；
前記露光された前記基板を現像することと；を含むフラットパネルディスプレイの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体装置、露光装置、デバイス製造方法、及びフラットパネルディスプレイの製造方法に係り、更に詳しくは、所定の一軸方向に移動可能な移動体を含む移動体装置、該移動体装置を含む露光装置、該露光装置を用いたデバイス製造方法、該露光装置を用いたフラットパネルディスプレイの製造方法に関する。
【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（以下、「基板」と総称する）とを所定の走査方向（スキャン方向）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（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この種の露光装置は、露光対象物である基板を保持するステージ装置を備えている。ステージ装置は、例えばリニアモータなどの電磁アクチュエータによりスキャン方向の所定範囲内で駆動される。また、ステージ装置は、ガイド部材により機械的にスキャン方向に直進案内されている。そして、ガイド部材は、ステージ装置のスキャン方向への移動を機械的に制限するストッパ装置を有している。ストッパ装置は、ショックアブソーバなどを含み、例えばステージ駆動系（又はステージ計測系）に何らかのトラブルが生じて、ステージ装置がリニアモータによる位置制御が可能な範囲を超えて走行した場合などにステージ装置に衝突してそのステージ装置の走行を機械的に停止させる。
【０００４】
ここで、ストッパ装置は、リニアモータによるステージ装置の位置制御が可能な範囲の外側に設けられており、ステージ装置がストッパ装置に衝突して停止した後、そのステージ装置をリニアモータによる位置制御が可能な範囲内に復帰させる必要がある。しかし、ステージ装置は、近年の基板の大型化に伴い大型化し、その重量が非常に重くなっており、ステージ装置とガイド部材との間に発生する摩擦力により、ステージ装置をリニアモータによる位置制御が可能な範囲内に戻すことが困難であった。
【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２０１０／００１８９５０号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の事情の下でなされたもので、第１の観点からすると、所定の二次元平面内の一軸方向に移動可能な移動体と；前記移動体の前記一軸方向の一側への移動を機械的に制限する制限装置と；前記制限装置により移動が制限された前記移動体を前記制限装置から離間する方向に駆動する駆動装置と；前記移動体に設けられた第１係合部材と、所定の固定部材に設けられ前記第１係合部材に機械的に係合可能な第２係合部材とを含み、前記制限装置により前記移動体の移動が制限される際に前記第１及び第２係合部材を機械的に係合させることにより前記第１及び第２係合部材の少なくとも一方を駆動して前記駆動装置を作動させる作動機構と；を備える移動体装置である。
【０００７】
これによれば、所定の二次元平面内の一軸方向に移動する移動体は、制限装置により移動が機械的に制限される。また、移動が制限された移動体は、駆動装置により制限装置から離間する方向に駆動される。ここで、駆動装置は、作動機構により作動する。作動機構は、制限装置により移動体の移動が制限される際に第１及び第２係合部材を機械的に係合させ、その第１及び第２係合部材の少なくとも一方を駆動させる構成であるので、例えば移動体の位置を検出するための電気的なセンサ類、駆動装置を操作するための電動アクチュエータ、上記センサ類、電動アクチュエータなどを制御するための制御系などを必要とせずに、駆動装置を作動させて移動体を制限装置から離間させることができる。従って、構成が簡単であり、低コストである。また、装置の信頼性も向上する。
【０００８】
本発明は、第２の観点からすると、エネルギビームにより物体を露光する露光装置であって、前記物体が前記移動体に保持される本発明の移動体装置と；前記物体にエネルギビームを照射して前記物体上にパターンを生成するパターン生成装置と；を備える露光装置である。
【０００９】
本発明は、第３の観点からすると、本発明の露光装置を用いて前記物体を露光することと；前記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である。
【００１０】
本発明は、第４の観点からすると、本発明の露光装置を用いて前記基板を露光することと；前記露光された前記基板を現像することと；を含むフラットパネルディスプレイの製造方法である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態に係る液晶露光装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１の液晶露光装置が有する基板ステージ装置の側面図である。
【図３】基板ステージ装置が有するステージ復帰装置の構成を模式的に示す図である。
【図４】図３のステージ復帰装置の動作を説明するための図（その１）である。
【図５】図３のステージ復帰装置の動作を説明するための図（その２）である。
【図６】図３のステージ復帰装置の動作を説明するための図（その３）である。
【図７】図３のステージ復帰装置の動作を説明するための図（その４）である。
【図８】図３のステージ復帰装置の動作を説明するための図（その５）である。
【図９】図９（Ａ）〜図９（Ｃ）は、図３のステージ復帰装置が有するメカニカルバルブの動作を示す図である。
【図１０】変形例に係るステージ復帰装置の動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図９（Ｃ）に基づいて説明する。
【００１３】
図１には、一実施形態に係る液晶露光装置１０の概略構成が示されている。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。
【００１４】
液晶露光装置１０は、照明系ＩＯＰ、マスクＭを保持するマスクステージＭＳＴ、投影光学系ＰＬ、上記マスクステージＭＳＴ及び投影光学系ＰＬなどが搭載されたボディ３０、基板Ｐを保持する基板ステージ装置ＰＳＴ、及びこれらの制御系等を含んでいる。以下においては、露光時にマスクＭと基板Ｐとが投影光学系ＰＬに対してそれぞれ相対走査される方向をＸ軸方向とし、水平面内でこれに直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸及びＹ軸に直交する方向をＺ軸方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸回りの回転（傾斜）方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行う。
【００１５】
照明系ＩＯＰ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ＩＯＰ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。また、照明光ＩＬの波長は、波長選択フィルタにより、例えば要求される解像度に応じて適宜切り替えることが可能になっている。
【００１６】
マスクステージＭＳＴには、回路パターンなどがそのパターン面（図１における下面）に形成されたマスクＭが、例えば真空吸着（あるいは静電吸着）により固定されている。マスクステージＭＳＴは、後述するボディ３０の一部である鏡筒定盤３３の上面に固定されたマスクステージガイド３５上に不図示のエアベアリングを介して非接触状態（浮上した状態）で搭載されている。マスクステージＭＳＴは、例えばリニアモータを含むマスクステージ駆動系（図示省略）により、マスクステージガイド３５上で、走査方向（Ｘ軸方向）に所定のストロークで駆動されるとともに、Ｙ軸方向、及びθｚ方向にそれぞれ適宜微少駆動される。マスクステージＭＳＴのＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転情報を含む）は、不図示のレーザ干渉計を含むマスク干渉計システムにより計測される。
【００１７】
投影光学系ＰＬは、マスクステージＭＳＴの図１における下方において、ボディ３０の一部である鏡筒定盤３３に支持されている。投影光学系ＰＬは、例えば米国特許第５，７２９，３３１号明細書に開示された投影光学系と同様に構成されている。すなわち、投影光学系ＰＬは、レンズモジュールなどを含む光学系（鏡筒）を複数有し、その複数の光学系は、Ｙ軸方向に沿って、いわゆる千鳥状に配列されている（マルチレンズ投影光学系とも称される）。複数の光学系それぞれとしては、例えば両側テレセントリックな等倍系で正立正像を形成するものが用いられている。前述の照明系ＩＯＰは、複数の光学系に対応した複数の照明光ＩＬをそれぞれマスクＭに照射するように構成されている。このため、マスクＭ上には、千鳥状に配置された複数の照明光ＩＬの照明領域が形成されるとともに、投影光学系ＰＬの下方に配置された基板Ｐ上には、複数の光学系それぞれに対応して、千鳥状に配置された複数の照明光ＩＬの照射領域が形成される。液晶露光装置１０では、基板Ｐ上に形成される複数の照射領域が合成されることにより、千鳥状に配置された複数の光学系から成る投影光学系ＰＬが、Ｙ軸方向を長手方向とする単一の長方形状（帯状）のイメージフィールドを持つ投影光学系と同等に機能する。
【００１８】
このため、照明系ＩＯＰからの照明光ＩＬによってマスクＭ上の照明領域が照明されると、マスクＭを通過した照明光ＩＬにより、投影光学系ＰＬを介してその照明領域内のマスクＭの回路パターンの投影像（部分正立像）が、投影光学系ＰＬの像面側に配置される、表面にレジスト（感応剤）が塗布された基板Ｐ上の照明領域に共役な照明光ＩＬの照射領域（露光領域）に形成される。そして、マスクステージＭＳＴと基板ステージ装置ＰＳＴとの同期駆動によって、照明領域（照明光ＩＬ）に対してマスクＭを走査方向（Ｘ軸方向）に相対移動させるとともに、露光領域（照明光ＩＬ）に対して基板Ｐを走査方向（Ｘ軸方向）に相対移動させることで、基板Ｐ上の１つのショット領域（区画領域）の走査露光が行われ、そのショット領域にマスクＭのパターンが転写される。すなわち、液晶露光装置１０では、照明系ＩＯＰ及び投影光学系ＰＬによって基板Ｐ上にマスクＭのパターンが生成され、照明光ＩＬによる基板Ｐ上の感応層（レジスト層）の露光によって基板Ｐ上にそのパターンが形成される。
【００１９】
ボディ３０は、基板ステージ架台３１、一対のサイドコラム３２、及び鏡筒定盤３３を有している。基板ステージ架台３１は、Ｙ軸方向に延びる部材から成り、Ｘ軸方向に所定間隔で例えば２つ設けられている（図２参照。図１では、−Ｘ側の基板ステージ架台３１は＋Ｘ側の基板ステージ架台３１に対し紙面奥側に隠れている）。２つの基板ステージ架台３１それぞれは、Ｙ軸方向の両端部が床面１１上に設置された防振装置３４により下方から支持されており、床面１１に対して振動的に分離されている。一対のサイドコラム３２は、Ｘ軸方向に延びる部材から成り、２つの基板ステージ架台３１の＋Ｙ側の端部、及び−Ｙ側の端部それぞれに架け渡された状態で搭載されている。鏡筒定盤３３は、ＸＹ平面に平行な平板状の部材から成り、前述したように投影光学系ＰＬを支持している。鏡筒定盤３３は、一対のサイドコラム３２によりＹ軸方向の両端部が下方から支持されている。これにより、ボディ３０、及びボディ３０に支持された投影光学系ＰＬなどが、床面１１に対して振動的に分離される。
【００２０】
基板ステージ装置ＰＳＴは、定盤１２、一対のベースフレーム１４、及び基板ステージ２０などを備えている。
【００２１】
定盤１２は、例えば石材により形成された平面視で（＋Ｚ側から見て）矩形の板状部材から成り、その上面は、平面度が非常に高く仕上げられている。定盤１２は、２つの基板ステージ架台３１上に架け渡された状態で搭載されている（図２参照）。
【００２２】
一対のベースフレーム１４は、一方が定盤１２の＋Ｙ側に、他方が定盤１２の−Ｙ側に配置されている。ベースフレーム１４は、図２に示されるように、Ｘ軸方向に延びるＸＺ平面に平行な板状部材から成る本体部１４ａと、本体部１４ａの両端部、及び中央部をそれぞれ下方から支持する３つの脚部１４ｂを含み、２つの基板ステージ架台３１を跨いだ状態で床面１１に固定されている。図１に示されるように、本体部１４ａの両側面、及び上端面には、それぞれＸ軸方向に平行に延びるＸリニアガイド部材１６が固定されている。また、本体部１４ａの両側面には、Ｘ軸方向に所定間隔で配列された複数の永久磁石を含む成る磁石ユニット１５ａがそれぞれ固定されている。
【００２３】
基板ステージ２０は、Ｘ粗動ステージ２３Ｘ、Ｘ粗動ステージ２３Ｘ上に搭載されＸ粗動ステージ２３Ｘと共に、いわゆるガントリー式のＸＹ二軸ステージ装置を構成するＹ粗動ステージ２３Ｙ、Ｙ粗動ステージ２３Ｙの＋Ｚ側（上方）に配置された微動ステージ２５、微動ステージ２５上に固定された基板ホルダ２６，及び定盤１２上で微動ステージ２５を下方から支持する重量キャンセル装置４０などを有している。
【００２４】
Ｘ粗動ステージ２３Ｘは、Ｙ軸方向を長手方向とする平面視矩形の枠状部材から成り、その中央部に開口部（図示省略）が形成されている。Ｘ粗動ステージ２３Ｘの下面には、一対のＸスライダ２１が一対のベースフレーム１４に対応する間隔で固定されている。Ｘスライダ２１は、ＹＺ断面逆Ｕ字状の部材から成り、その一対の対向面間にベースフレーム１４が挿入されている。Ｘスライダ２１は、その一対の対向面、及び天井面にＸリニアガイド部材１６にスライド可能に係合するスライダ１９が固定されている。
【００２５】
また、Ｘスライダ２１の一対の対向面それぞれには、不図示のコイルを含むコイルユニット１５ｂが固定されている。コイルユニット１５ｂは、ベースフレーム１４に固定された磁石ユニット１５ａに対向して配置されている。磁石ユニット１５ａとコイルユニット１５ｂとは、Ｘ粗動ステージ２３ＸをＸ軸方向に所定のストロークで駆動するためのローレンツ電磁力駆動方式のＸリニアモータ１５を構成している。従って、本実施形態において、Ｘ粗動ステージ２３Ｘは、４つのＸリニアモータ１５によりＸ軸方向に駆動される。４つのＸリニアモータ１５は、Ｘ粗動ステージ２３Ｘの位置情報を計測する不図示の計測系（例えば、リニアエンコーダシステム（あるいは光干渉計システム）を含む）の出力に基づいて不図示の主制御装置により同期制御される。これにより、Ｘ粗動ステージ２３Ｘは、複数のＸリニアガイド部材１６に案内されてＸ軸方向に所定のストロークで直進移動が可能となる。また、図２に示されるように、Ｘ粗動ステージ２３Ｘの上面におけるＹ軸方向の両端部には、Ｙ軸方向に延びる一対のＹリニアガイド部材２８が固定されている。また、不図示であるが、Ｘ粗動ステージ２３Ｘの上面には、Ｙ軸方向に所定間隔で配列された複数の永久磁石から成る磁石ユニットが固定されている。
【００２６】
Ｙ粗動ステージ２３Ｙは、Ｘ軸方向を長手方向とする平面視矩形の枠状部材から成り、その中央部に開口部（不図示）が形成されている。Ｙ粗動ステージ２３Ｙの下面の、例えば四隅近傍には、Ｙリニアガイド部材２８にスライド可能に係合するスライダ２９が固定されている。また、不図示ではあるが、Ｙ粗動ステージ２３Ｙの下面には、コイルを含み、Ｘ粗動ステージ２３Ｘの上面に固定された不図示の磁石ユニットに対向するコイルユニットが固定されている。それぞれ不図示の磁石ユニットとコイルユニットとは、Ｙ粗動ステージ２３ＹをＸ粗動ステージ２３Ｘ上でＹ軸方向に所定のストロークで駆動するためのローレンツ電磁力駆動方式のＹリニアモータを構成している。Ｙリニアモータは、Ｙ粗動ステージ２３Ｙの位置情報を計測する不図示の計測系（例えば、リニアエンコーダシステム（あるいは光干渉計システム）を含む）の出力に基づいて不図示の主制御装置により制御される。
【００２７】
微動ステージ２５は、平面視ほぼ正方形の高さの低い直方体状の部材から成り、Ｙ粗動ステージ２３Ｙの上方に配置されている。微動ステージ２５は、それぞれ不図示であるがＹ粗動ステージ２３Ｙに固定された固定子と、微動ステージ２５に固定された可動子とから成る複数のボイスコイルモータ（あるいはリニアモータ）を含む微動ステージ駆動系により、Ｙ粗動ステージ２３Ｙ上で６自由度方向（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θｘ、θｙ、θｚ方向）に微少駆動される。また、微動ステージ２５は、上記ボイスコイルモータを介してＹ粗動ステージ２３Ｙに誘導されることにより、該Ｙ粗動ステージ２３Ｙと共にＸ軸方向、及び／又はＹ軸方向にＸＹ平面に沿って所定のストロークで移動する。微動ステージ２５のＸＹ平面内の位置情報は、微動ステージ２５に固定された不図示の移動鏡（Ｙ軸に直交する反射面を有するＹ移動鏡と、Ｘ軸に直交する反射面を有するＸ移動鏡とを含む）に測長ビームを照射する不図示の干渉計（Ｙ移動鏡を用いて微動ステージ２５のＹ位置を計測するＹ干渉計と、Ｘ移動鏡を用いて微動ステージ２５のＸ位置を計測するＸ干渉計とを含む）を含む干渉計システムにより、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。微動ステージ駆動系、及び干渉計システムの構成については、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。
【００２８】
基板ホルダ２６は、平面視ほぼ正方形の高さの低い直方体状の部材から成り、微動ステージ２５の上面上に固定されている。基板ホルダ２６は、その上面に不図示の吸着保持装置（例えば、真空吸着装置）を有しており、基板Ｐを吸着保持する。
【００２９】
重量キャンセル装置４０は、Ｚ軸方向に延びる一本の柱状の部材から成り、レベリング装置４２と称される装置を介して、微動ステージ２５を水平面に対してチルト可能（ＸＹ平面に平行な軸線周りに微少角度回転可能）な状態で下方から支持している。重量キャンセル装置４０は、Ｘ粗動ステージ２３Ｘ、及びＹ粗動ステージ２３Ｙそれぞれの開口部内に挿入されている。重量キャンセル装置４０は、その下面に複数のエアベアリング（ベースパッド）４１を有しており、定盤１２上に微少なクリアランスを介して浮上支持されている。重量キャンセル装置４０は、そのＺ軸方向に関する重心高さ位置で複数の連結装置（図示省略）を介してＹ粗動ステージ２３Ｙに接続されており、Ｙ粗動ステージ２３Ｙと一体的にＹ軸方向、及び／又はＸ軸方向に定盤１２上を移動する。
【００３０】
重量キャンセル装置４０は、不図示の空気ばねを有しており、空気ばねが発生する鉛直方向上向きの力により、微動ステージ２５、レベリング装置４２，基板ホルダ２６などの重量（鉛直方向下向きの力）をキャンセルし、これにより微動ステージ駆動系が有するボイスコイルモータの負荷を軽減する。レベリング装置４２、及び不図示の連結装置を含み、重量キャンセル装置４０の詳細な構成、及び動作については、例えば米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書などに開示されている。
【００３１】
以上説明した構成により、基板ステージ２０（Ｘ粗動ステージ２３Ｘ、Ｙ粗動ステージ２３Ｙ、微動ステージ２５、基板ホルダ２６，及び重量キャンセル装置４０）は、Ｘリニアモータ１５により駆動されることにより、ベースフレーム１４が有する複数のＸリニアガイド部材１６に案内されて、一体的にＸ軸方向に所定のストローク（以下、有効ストロークと称する）で移動する。基板ステージ２０の、例えば露光動作、基板交換などの通常使用状態でのＸ軸方向に関する移動ストローク（以下、有効ストロークと称する）は、Ｘリニアモータ１５（図１参照）を制御する主制御装置のプログラム（ソフトウエア）により規定される。
【００３２】
ここで、図２に示されるように、ベースフレーム１４の側面には、一対のリミットスイッチ６０が取り付けられている（図１では図示省略）。一対のリミットスイッチ６０は、それぞれ基板ステージ２０の有効ストロークの外側、具体的には磁石ユニット１５ａよりも＋Ｘの領域、及び−Ｘ側の領域に配置されている。以下、ベースフレーム１４の＋Ｘ側に配置されたリミットスイッチ６０について説明する。
【００３３】
リミットスイッチ６０は、図３に示されるように、ベース６１、プランジャ６２、レバー６３などを含む。プランジャ６２は、ベース６１の上面から上方に突き出した状態で該上面に対し上下動可能であり、例えば図示しない弾性部材などにより＋Ｚ方向に付勢されている。そして、例えば図３に示される、ベース６１の上面に対するプランジャ６２の突き出し量が所定量以上のときは、Ｘリニアモータ１５のコイルユニット１５ｂ（図３では不図示。図１参照）へ電力が供給され、該突き出し量が、図６に示される所定量未満のときは、Ｘリニアモータ１５のコイルユニット１５ｂへの電力供給が停止されるようになっている。レバー６３は、その一端部が、ベース６１上におけるプランジャ６２の−Ｘ側の箇所でＹ軸周り（θｙ方向）に回動自在に支持されており、その中間部が上方からプランジャ６２に当接している。レバー６３の他端には、ローラ６４がθｙ方向に回転自在に支持されている。なお、図３〜図８では、図面の錯綜を避けるため、微動ステージ２５、Ｙ粗動ステージ２３Ｙ、ベースフレーム１４などの図示が省略されている（それぞれ図１又は図２参照）。また、図３〜図８は、リミットスイッチ６０、及び後述するステージ復帰装置７０の配置関係を説明するための概略図であり、Ｘ粗動ステージ２３Ｘ（Ｘスライダ２１を含む）、リミットスイッチ６０、ステージ復帰装置７０などの位置関係は、実際とは異なる部分を含む。
【００３４】
これに対し、Ｘスライダ２１の下端部には、リミットスイッチ６０のローラ６４とほぼ同じＺ位置に当接部材６８が固定されている。当接部材６８は、ＸＺ断面形状が略等脚台形状の部材から成り、その互いに平行な対向辺部のうちの長いほうの辺部がＸスライダ２１に固定されている。当接部材６８の＋Ｘ端面（傾斜面）は、ローラ６４の外周面と当接する高さにある。そして、図３に示される状態（Ｘリニアモータ１５へ電力が供給されている状態）からＸ粗動ステージ２３Ｘが＋Ｘ方向に移動すると、図６に示されるようにローラ６４が当接部材６８の＋Ｘ端面（傾斜面）に当接して下方に押し下げられる。これにより、プランジャ６２のベース６１上面に対する突き出し量が所定量未満となり、Ｘリニアモータ１５（図６では不図示。図２参照）への電力供給が停止される。また、図６に示される状態から、Ｘ粗動ステージ２３Ｘが−Ｘ方向に移動すると、レバー６３が図３に示される位置に復帰し、Ｘリニアモータ１５（図３では不図示。図１参照）への電力供給が可能な状態となる。従って、例えば計測系のトラブルなどにより基板ステージ２０が前述の有効ストローク（ソフトウエアにより規定される移動可能範囲）を超えて移動した場合であっても、基板ステージ２０を停止させることができる。このように、リミットスイッチ６０は、基板ステージ２０のＸ軸方向に関するＸリニアモータ１５による移動可能範囲を電気的に規定している。以下、一対のリミットスイッチ６０により規定される基板ステージ２０の移動可能範囲を電気的移動可能範囲と称して説明する。
【００３５】
さらに、基板ステージ装置ＰＳＴでは、図２に示されるように、ベースフレーム１４の上端面には、Ｘリニアガイド部材１６の長手方向の両端部近傍に一対のストッパ５０（図１では図示省略）が取り付けられている。以下、ベースフレーム１４の＋Ｘ側に配置されたストッパ５０について説明する。ストッパ５０は、図３に示されるように、ＹＺ断面逆Ｕ字状の部材から成り、Ｘリニアガイド部材１６（図３では図示省略。図２参照）を跨いでベースフレーム１４（図３では図示省略。図２参照）に取り付けられたベース５１、ベース５１の一対の対向面間に挿入されたショックアブソーバ５２、ショックアブソーバ５２に装着されたコイルスプリング５３などを含む。ショックアブソーバ５２は、ベース５１に固定された筒状部材から成るシリンダ５４と、コイルスプリング５３に挿通され、かつシリンダ５４内に一端側が挿入されたピストンロッド５５と、ピストンロッド５５の他端（−Ｘ端）に固定されたパッド５６とを有する。ピストンロッド５５がシリンダ５４内に最も入り込んだとき、パッド５６はベース５１の一対の対向面間に収容されるようになっている（図１０参照）。ショックアブソーバ５２は、Ｘスライダ２１に衝突した場合に基板ステージ２０の運動エネルギを熱エネルギに変換して衝撃を吸収することにより、基板ステージ２０を機械的に停止させる。図２に示されるように、一対のストッパ５０それぞれは、基板ステージ２０に対し、Ｘ軸方向に関して一対のリミットスイッチ６０よりも外側に配置されており、ストッパ５０は、Ｘリニアモータ１５への電力供給が停止された後の基板ステージ２０の慣性による移動を機械的に制限する。このように、ストッパ５０は、基板ステージ２０のＸ軸方向に関する機械的な移動可能範囲を規定している。
【００３６】
また、図２に示されるように、基板ステージ装置ＰＳＴは、基板ステージ２０の移動が一対のストッパ５０により機械的に制限された後、その基板ステージ２０を電気的移動可能範囲内に復帰させる一対のステージ復帰装置７０を有している。
【００３７】
一対のステージ復帰装置７０は、一対のストッパ５０それぞれの近傍に配置されている。以下、ベースフレーム１４の＋Ｘ側に配置されたステージ復帰装置７０について説明する。ステージ復帰装置７０は、図３に示されるように、支持フレーム７１、エアジャッキ７２、メカニカルバルブ７３、及びバルブ操作機構７４などを含む。
【００３８】
支持フレーム７１は、エアジャッキ７２、メカニカルバルブ７３、バルブ操作機構７４などを支持するものであり、図示しない支持部材を介してベースフレーム１４に支持されている。支持フレーム７１は、ＸＹ平面に平行な板状部材から成る底部材７１ａと、底部材７１ａの＋Ｘ端部に固定されたＹＺ平面に平行な板状部材から成る壁部材７１ｂとを含む。底部材７１ａは、その上面がＸ粗動ステージ２３Ｘの下面よりも低くなるように配置されている。底部材７１ａの下面には、ストッパ５０のベース５１の上面が固定されている。ベース５１の−Ｘ側端部のＸ位置は、底部材７１ａの−Ｘ側端部とＸ位置と概ね同じとなっており、ショックアブソーバ５２のピストンロッド５５は、底部材７１ａの−Ｘ側端部よりも−Ｘ側に突き出している。壁部材７１ｂの−Ｘ端面には、後述するレバー８６の回動を阻止する阻止部材７１ｃが突設されている。
【００３９】
エアジャッキ７２は、空気ばねを含む蛇腹状の部材（ベローズ）から成る。エアジャッキ７２は、Ｘ軸方向に伸縮可能に底部材７１ａの上面に載置されている。エアジャッキ７２の−Ｘ側の端部はＸ粗動ステージ２３Ｘの＋Ｘ側の側面に対向しており、エアジャッキ７２の＋Ｘ側の端部は、底部材７１ａ上に固定されたＹＺ平面に平行な板状部材から成る押さえ部材７５に当接している。エアジャッキ７２には、スピードコントローラ（気体流速制御装置）７６をその中間部に有する配管７７の一端部が、押さえ部材７５に形成された開口７５ａに挿通された状態で接続されている。なお、エアジャッキ７２が発生する力、エアジャッキ７２の伸縮ストローク、押さえ部材７５のＸ位置は、Ｘ粗動ステージ２３Ｘがストッパ５０に衝突したときに、Ｘ粗動ステージ２３Ｘを一対のリミットスイッチ６０により規定される電気的移動可能範囲の内側まで戻すことができるように設定されている。
【００４０】
メカニカルバルブ７３は、いわゆる３方弁であり、ボディ７８ａ、スプール７８ｂ、弁体７８ｃなどを含む。ボディ７８ａは、その下面が、底部材７１ａの上面におけるエアジャッキ７２の＋Ｘ側に固定されている。ボディ７８ａには、後述するレバー８６を支持する支持部材７９が固定されている。
【００４１】
ここで、メカニカルバルブ７３の構成、及び動作について説明する。図９（Ａ）〜図９（Ｃ）に示されるように、ボディ７８ａには、配管７７、気体排出管８０、気体供給管８１（図３参照）に連通する内部空間８２が形成されている。内部空間８２の上部には、スプール７８ｂがボディ７８ａの上面から突出した状態、かつ圧縮コイルばね８３により上方に付勢される状態でボディ７８ａに対し上下動可能に挿入されている。内部空間８２におけるスプール７８ｂの直下には、弁体７８ｃが圧縮コイルばね８４により上方に付勢された状態でボディ７８ａに対し上下動可能に収容されている。弁体７８ｃは、下方に押圧されていないときには、ストッパ８４ｄにより規定される移動上限位置にあり、配管７７と気体供給管８１との連通を遮断する（このときの弁体７８ｃの位置を遮断位置と称する）。
【００４２】
図９（Ｂ）に示される状態では、スプール７８ｂと弁体７８ｃとが離間しており、スプール７８ｂに形成された貫通孔８５を介して配管７７と気体排出管８０とが連通し（このときのスプール７８ｂの位置を連通位置と称する）、エアジャッキ７２内の気体は、配管７７、内部空間８２、気体排出管８０を介して、液晶露光装置１０（図１参照）内におけるパーティクル（塵）を舞い上げたりしない場所（例えば、液晶露光装置１０の外部）に排出される。ここで、スピードコントローラ７６（図９（Ａ）では不図示。図３参照）が作業者等により適宜操作・設定されることにより、気体排出管８０から排出される気体の流速が調整され、これによりエアジャッキ７２が縮む速度が所望の速度に調整されている。
【００４３】
図９（Ａ）に示される状態から、スプール７８ｂが下方に所定量移動して図９（Ｂ）に示される状態に移行すると、スプール７８ｂと弁体７８ｃとが当接して貫通孔８５が塞がれており、これにより、配管７７と気体排出管８０との連通が遮断されている（このときのスプール７８ｂの位置を遮断位置と称する）。このとき、弁体７８ｃは、依然として遮断位置にあり、配管７７と気体供給管８１との連通が遮断されている。
【００４４】
図９（Ｂ）に示される状態から、スプール７８ｂが更に下方に移動して図９（Ｃ）に示される状態に移行すると、弁体７８ｃがスプール７８ｂとの当接状態を保った状態で遮断位置から下方に移動し、配管７７と気体供給管８１とが連通し、気体供給管８１、内部空間８２、配管７７を介してエアジャッキ７２内に圧縮気体が供給される（このときの、弁体７８ｃの位置を連通位置と称する）。気体供給管８１は、図１に示される重量キャンセル装置４０が有するベースパッド４１、空気ばね（図示省略）などに圧縮気体を供給する供給管（不図示）に分岐接続されており、その内部には常時圧縮流体が充満している。ここで、図３に示されるように、気体供給管８１の中間部には、スピードコントローラ８１ａ（気体流速制御装置）が接続されており、このスピードコントローラ８１ａが作業者等により適宜操作・設定されることにより、内部空間８２に供給される圧縮気体の流速が調整され、これによりエアジャッキ７２が膨らむ（伸びる）速度が所望の速度に調整されている。
【００４５】
以上のように、メカニカルバルブ７３は、スプール７８ｂ及び弁体７８ｃの位置に応じて、エアジャッキ７２内を気体排出管８０と連通させる状態（図９（Ａ）に示される状態）、エアジャッキ７２内を気体供給管８１と連通させる状態（図９（Ｃ）に示される状態）、並びにエアジャッキ７２内を気体排出管８０及び気体供給管８１のいずれにも連通させない状態（図９（Ｂ）に示される状態）の３つの状態のうちのいずれかの状態にすることができる。
【００４６】
図３に戻り、バルブ操作機構７４は、Ｘ粗動ステージ２３Ｘに機械的に係合して、メカニカルバルブ７３を操作する機構であり、スプール７８ｂに当接するレバー８６と、レバー８６をスプール７８ｂ側に付勢可能な付勢装置８７とを有する。なお、レバー８６、付勢装置８７，前述したメカニカルバルブ７３は、Ｘ粗動ステージ２３Ｘの−Ｙ側の端面よりも−Ｙ側に配置されている。
【００４７】
レバー８６は、本体部材８８、一対のカム８９ａ、８９ｂなどを含む。本体部材８８は、細長い部材から成り、その長手方向の中間部が支持部材７９にＹ軸に平行な軸７９ａを介して回動自在に支持されている。以下、説明の便宜上、本体部材８８の軸７９ａに対し−Ｘ側の部分を−Ｘ側部分８８ａと称し、本体部材８８の軸７９ａに対し＋Ｘ側の部分を＋Ｘ側部分８８ｂと称する。−Ｘ側部分８８ａは、その長手方向の寸法が、＋Ｘ側部分８８ｂに比べ、長く（例えば、１．５倍程度に）設定されている。図３に示される状態では、＋Ｘ側部分８８ｂは、その中間部が上方からスプール７８ｂの上端に圧接しており、その＋Ｘ端部が該＋Ｘ端部の上面に固定された当接部材９１を介して後述するクランピングボルト９３により上方から−Ｚ側に付勢されている。本体部材８８は、スプール７８ｂによる軸７９ａ周りのモーメントとクランピングボルト９３による軸７９ａ周りのモーメントが釣り合っており、水平に保たれている。この状態では、スプール７８ｂは、図９（Ｂ）に示されるボディ７８ａに対し所定量押し下げられた遮断位置にあり、弁体７８ｃも遮断位置にある。以下、図３に示される本体部材８８の姿勢を基準姿勢と称する。
【００４８】
また、Ｘ粗動ステージ２３Ｘの−Ｙ側の側面における＋Ｘの端部には、一対のカム８９ａ、８９ｂそれぞれに機械的に係合する一対のカムフォロア９０ａ、９０ｂが上下に間隔をおいてＹ軸周りに回転自在に取り付けられている。一対のカムフォロア９０ａ、９０ｂの外周面は、例えばゴムなどの摩擦係数が高く、かつ緩衝性のある材料により形成されている。なお、図３では、Ｘ粗動ステージ２３Ｘの−Ｙ側の側面の＋Ｘ端に配置された一対のカムフォロア９０ａ、９０ｂが代表的に図示されているが、Ｘ粗動ステージ２３Ｘは、−Ｙ側の側面の−Ｘ端、＋Ｙ側の側面の＋Ｘ端、及び−Ｘ端にもそれぞれ同様に一対のカムフォロア９０ａ、９０ｂを有している（それぞれ図示省略）。以下、説明の便宜上、一対のカムフォロア９０ａ、９０ｂそれぞれを上側カムフォロア９０ａ、下側カムフォロア９０ｂとも称する。
【００４９】
カム８９ａは、ＸＺ断面略等脚台形状の部材から成り、その互いに平行な一対の辺部のうちの長いほうの辺部が−Ｘ側部分８８ａの−Ｘ端部上面に固定されている。カム８９ａの−Ｘ端面は、パッド５６よりも−Ｘ側に位置している。カム８９ｂは、ＸＺ断面略等脚台形状の部材から成り、その互いに平行な一対の辺部のうちの長いほうの辺部が、−Ｘ側部分８８ａの下面におけるカム８９ａの＋Ｘ側の箇所に固定されている。以下、説明の便宜上、一対のカム８９ａ、８９ｂそれぞれを上側カム８９ａ、下側カム８９ｂとも称する。また、上側カム８９ａの上面と−Ｘ側部分８８ａの下面との距離、並びに下側カム８９ｂの下面と−Ｘ側部分８８ａの上面との距離は、一対のカムフォロア９０ａ、９０ｂ間の間隔よりも僅かに短く設定されている。また、本体部材８８が基準姿勢のとき、上側カム８９ａは、その−Ｘ端面が上側カムフォロア９０ａに当接可能な高さに位置し、下側カム８９ｂは、その−Ｘ端面が下側カムフォロア９０ｂに当接可能な高さに位置する。
【００５０】
付勢装置８７は、保持部材９２、クランピングボルト９３、圧縮コイルばね９４などを含む。保持部材９２は、ＸＹ平面に平行な板状部材から成り、その＋Ｘ端部が壁部材７１ｂに固定されている。保持部材９２には、Ｚ軸方向に貫通する貫通孔９２ａが形成されている。クランピングボルト９３は、外周にねじ山が形成されたＺ軸方向に延びる軸部材９３ａと、該軸部材９３ａの下端に回転自在に設けられたボール９３ｂとを有する。軸部材９３ａは、貫通孔９２ａに挿通されており、軸部材９３ａにおける貫通孔９２ａから上方に突き出た部分には、保持部材９２に係止される上側ナット９６が螺合している。これにより、ボール９３ｂの下端の下限位置が規定されている。また、軸部材９３ａは、保持部材９２の下方で圧縮コイルばね９４に挿通されている。軸部材９３ａの下端部（ボール９３ｂの上方の部位）には、下側ナット９５が螺合しており、圧縮コイルばね９４に下方から圧接している。すなわち、圧縮コイルばね９４は、下側ナット９５と保持部材９２との間に縮められた状態で狭持されている。そして、ボール９３ｂは、＋Ｘ側部分８８ｂの＋Ｘ端部に固定された当接部材９１に上方から点接触している。ここで、軸部材９３ａに対する上側ナット９６の位置（ねじ込み量）を調整することにより、軸部材９３ａの保持部材９２に対する下方への繰り出し量、すなわちボール９３ｂの下端の下限位置を調整することができ、また、軸部材９３ａに対する下側ナット９５の位置（ねじ込み量）を調整することにより圧縮コイルばね９４の弾性力を変更することができ、クランピングボルト９３の下方への付勢力を調整できる。これにより、本体部材８８の水平面に対する傾き、すなわち本体部材８８の基準姿勢を調整できる。
【００５１】
以上の構成により、図３に示される状態から本体部材８８に矢印Ｌ方向（−Ｙ方向から見て左回り）の外力のモーメントが作用すると、図４に示されるように本体部材８８が矢印Ｌ方向に回動し、スプール７８ｂが圧縮コイルばね８４（図９（Ａ）参照）の作用により＋Ｘ側部分８８ｂに追従して上昇し、遮断位置から図９（Ａ）に示される連通位置へ移動する。これと同時に、クランピングボルト９３は、その下端部（ボール９３ｂ）が＋Ｘ側部分８８ｂにより圧縮コイルばね９４の弾性力に抗して上方に押圧され、保持部材９２に対し上方に移動する。一方、図３に示される状態から本体部材８８に矢印Ｒ方向の外力のモーメントが作用すると、図６に示されるように、本体部材８８が矢印Ｒ方向に回動し、スプール７８ｂ及び弁体７８ｃが＋Ｘ側部分８８ｂにより圧縮コイルばね８３、８４（図９（Ｃ）参照）の弾性力に抗して下方に押圧されて下降し、弁体７８ｃが図９（Ｂ）に示される遮断位置から、図９（Ｃ）に示される連通位置へ移動する。このとき、図６に示されるように、クランピングボルト９３と当接部材９１とが離間し、本体部材８８へのクランピングボルト９３による付勢が解除される。そして、本体部材８８が矢印Ｒ方向に所定量回動したときに、その＋Ｘ側部分８８ｂが阻止部材７１ｃに当接してその矢印Ｒ方向の回動が阻止される。
【００５２】
以上のように、バルブ操作機構７４では、レバー８６をカム機構を用いて回動させるとともに、そのレバー８６を用いて、てこの原理によりメカニカルバルブ７３のスプール７８ｂを操作することにより、弁体７８ｃの位置を調整する。
【００５３】
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、不図示の主制御装置の管理の下、不図示のマスクローダによって、マスクステージＭＳＴ上へのマスクＭのロード、及び不図示の基板ローダによって、基板ステージ装置ＰＳＴ上への基板Ｐのロードが行なわれる。その後、主制御装置により、不図示のアライメント検出系を用いてアライメント計測が実行され、アライメント計測の終了後、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行なわれる。なお、この露光動作は従来から行われているステップ・アンド・スキャン方式と同様であるのでその詳細な説明は省略するものとする。
【００５４】
上記露光動作時、アライメント動作時、基板交換動作時などの通常動作時において、基板ステージ２０は、有効ストローク（ソフトウエアにより規定される基板ステージ２０の移動可能範囲）内でＸ軸方向に移動する。この際、Ｘ粗動ステージ２３ＸをＸ軸方向に案内するＸリニアガイド部材１６には、Ｘ粗動ステージ２３Ｘの重量に加えてＹ粗動ステージ２３Ｙの重量などが掛かる。
【００５５】
ここで、Ｘ粗動ステージ２３Ｘが、例えば、Ｘリニアモータ１５の制御不能などにより暴走して、有効ストロークを超えて＋Ｘ方向に移動した場合（図４参照）、先ず、上側カムフォロア９０ａの外周面と上側カム８９ａの−Ｘ端面（傾斜面）とが当接してレバー８６に矢印Ｌ方向（−Ｙ方向から見て左回り）のモーメントが作用し、レバー８６が矢印Ｌ方向に回動する。このとき、上側カムフォロア９０ａが矢印Ｒ方向（−Ｙ方向から見て右回り）に回転しつつ上側カム８９ａとの当接状態を保つ。一方、これと同時に、スプール７８ｂが遮断位置から連通位置に移動し、エアジャッキ７２内の気体が気体排出管８０から排出され始め、エアジャッキ７２がＸ軸方向に徐々に縮む。そして、上側カムフォロア９０ａの外周面と上側カム８９ａの上面とが当接し、上側カム８９ａ及び−Ｘ側部分８８ａが上側カムフォロア９０ａと下側カムフォロア９０ｂとの間に導かれる。
【００５６】
図５に示されるように、Ｘ粗動ステージ２３Ｘが更に＋Ｘ方向に移動すると、上側カムフォロア９０ａと上側カム８９ａとが離間し、レバー８６が矢印Ｒ方向に回動して水平になる。これに伴い、スプール７８ｂが連通位置から遮断位置に移動し、エアジャッキ７２内からの気体の排出が終了する。
【００５７】
Ｘ粗動ステージ２３Ｘが更に＋Ｘ方向に移動すると、図６に示されるように下側カムフォロア９０ｂの外周面と下側カム８９ｂの−Ｘ端面（傾斜面）とが当接してレバー８６に矢印Ｒ方向のモーメントが作用し、レバー８６が矢印Ｒ方向に回動する。このとき、下側カムフォロア９０ｂが矢印Ｌ方向に回転しつつ下側カム８９ｂとの当接状態を保つ。一方、これと同時に、弁体７８ｃが遮断位置から連通位置に移動する。これにより、気体供給管８１からエアジャッキ７２内に圧縮気体の供給が開始され、エアジャッキ７２がＸ軸方向に徐々に伸びる（図６参照）。そして、下側カムフォロア９０ｂの外周面と下側カム８９ｂの下面とが当接し、下側カム８９ｂ及び−Ｘ側部分８８ａが上側カムフォロア９０ａと下側カムフォロア９０ｂとの間に導かれる。
【００５８】
これとほぼ時を同じくして、Ｘスライダ２１がショックアブソーバ５２のパッド５６に衝突し、コイルスプリング５３の−Ｘ方向の弾性力とショックアブソーバ５２の−Ｘ方向の減衰力とによりＸ粗動ステージ２３Ｘが減速される。また、当接部材６８とローラ６４とが当接し、Ｘリニアモータへの電流供給が停止される。そして、Ｘ粗動ステージ２３Ｘが、その慣性により更に＋Ｘ方向に移動すると、Ｘ粗動ステージ２３Ｘがエアジャッキ７２に衝突した後（このとき、エアジャッキ７２は、Ｘ粗動ステージ２３Ｘと押さえ部材７５との間で圧接状態となる）、コイルスプリング５３が縮みきってＸスライダ２１がベース５１に衝突する。これにより、Ｘ粗動ステージ２３Ｘの移動が機械的に制限される（以下、このときのＸ粗動ステージ２３Ｘの位置を機械的制限位置と称する）。そして、Ｘ粗動ステージ２３Ｘは、図７に示されるように、コイルスプリング５３の−Ｘ方向の弾性力及びショックアブソーバ５２の−Ｘ方向の減衰力に加えて、ベース５１から−Ｘ方向の反力（衝撃力）を受けるとともにエアジャッキ７２から−Ｘ方向の押圧力を受けることにより、＋Ｘ方向に作用する摩擦力（図１に示されるＸリニアガイド部材１６とこれに係合するスライダ１９との間で発生する摩擦力）に抗して−Ｘ方向へ移動を開始する。ここで、エアジャッキ７２が発生する押圧力は、Ｘ粗動ステージ２３Ｘに作用する摩擦抵抗を上回る大きさになるように予め設定されている。なお、エアジャッキ７２が発生する力は、空気ばねの有効断面積（受圧面積）と、エアジャッキ７２の内圧と大気圧との差との積によって求められ、これに基づき、上記押圧力が算出されている。
【００５９】
そして、エアジャッキ７２のＸ軸方向の長さが所定長さになったときに、Ｘ粗動ステージ２３Ｘが、機械的制限位置から−Ｘ方向に所定距離移動し、ローラ６４が当接部材６８から離れ、Ｘリニアモータへの電力供給が開始される（Ｘ粗動ステージ２３Ｘが電気的移動可能範囲内に到達する）。このとき、下側カムフォロア９０ｂと下側カム９０ｂとが離間し、レバー８６が矢印Ｌ方向に回動して本体部材８８が水平になり、弁体７８ｃが連通位置から遮断位置に移動する。これにより、エアジャッキ７２内への圧縮気体の供給が停止され、エアジャッキ７２のＸ軸方向への伸びが止まる。なお、エアジャッキ７２のＸ軸方向の伸縮ストローク、押さえ部材７５のＸ位置は、Ｘ粗動ステージ２３Ｘを機械的制限位置から電気的移動可能範囲の＋Ｘ端まで戻すことができるように予め設定されている。
【００６０】
次いで、図８に示されるように、Ｘ粗動ステージ２３Ｘは、Ｘリニアモータ１５（図８では不図示。図２参照）により−Ｘ方向に駆動され、ソフト的移動可能範囲に戻る。この際、上側カムフォロア９０ａと上側カム８９ａの＋Ｘ端面（傾斜面）とが当接してレバー８６に矢印Ｌ方向のモーメントが作用し、レバー８６が矢印Ｌ方向に回動する。このとき、上側カムフォロア９０ａが矢印Ｌ方向に回転しつつ上側カム８９ａとの当接状態を保つ。これと同時に、スプール７８ｂが遮断位置から連通位置に移動し、エアジャッキ７２内に残留した気体が気体排出管８０から排出され始める。これにより、エアジャッキ７２の内圧を下げることができるので、Ｘ粗動ステージ２３Ｘが、再度、エアジャッキ７２に衝突する際、エアジャッキ７２の内圧によりＸ粗動ステージ２３Ｘに過度の衝撃が掛かることが抑制される。そして、上側カムフォロア９０ａの外周面と上側カム８９ａの上面とが当接し、上側カム８９ａ及び本体部材８８の−Ｘ側部分８８ａが上側カムフォロア９０ａと下側カムフォロア９０ｂとの間に導かれる。Ｘ粗動ステージ２３Ｘが更に−Ｘ方向に移動すると、上側カムフォロア９０ａと上側カム８９ａとが離間し、レバー８６が矢印Ｒ方向に回動して水平になるとともに、スプール７８ｂが連通位置から遮断位置に移動し、気体排出管８０からの気体の排出が終了する。以後、Ｘ粗動ステージ２３Ｘは、ソフト的移動可能範囲内で、露光動作などの通常動作を行う。
【００６１】
以上のように、本実施形態の基板ステージ装置ＰＳＴでは、露光動作などの通常動作を行っているＸ粗動ステージ２３Ｘが、例えば制御不能などのトラブルにより、その電気的移動可能範囲を超えてストッパ５０に衝突する際、ステージ復帰装置７０がＸ粗動ステージ２３Ｘをストッパ５０から離れる方向（図３〜図８において−Ｘ方向）に押圧して電気的移動可能範囲まで押し戻す。これにより、Ｘ粗動ステージ２３Ｘを、露光動作などの通常動作に復帰させることができる。
【００６２】
また、本実施形態では、エアジャッキ７２内と気体供給管８１及び気体排出管８０それぞれとを連通及び遮断するために、機械的に作動するメカニカルバルブ７３を用いている。したがって、例えば電磁弁などの電気的に作動するバルブを用いる場合（電気系統を用いてバルブを動作させる場合）に比べ、バルブ動作に関する信頼性が高い。すなわち、電磁弁などを用いる場合は、電気系統のトラブル、停電などによりバルブが作動不能になる可能性があるが、本実施形態では、常時、バルブを確実に動作させることができる。また、本実施形態では、電磁弁などを用いる場合に比べ、専用の電源系統及び制御系統などを設ける必要がなく、コストダウンを図ることができる。
【００６３】
また、本実施形態では、レバー８６をＸ粗動ステージ２３Ｘに機械的に係合させて、カム機構、及びてこの原理を用いてメカニカルバルブ７３を操作するので、例えばＸ粗動ステージ２３Ｘの位置情報を光センサなどを含む計測系で計測し、その計測値に基づいて電磁弁などを駆動する場合に比べ、計測系にトラブルが発生する可能性がないのでメカニカルバルブ７３を確実に動作させることができる。
【００６４】
また、本実施形態では、重量キャンセル装置４０の空気ばね（図示省略）又はベースパッド４１に圧縮空気を供給する気体供給装置から、ステージ復帰装置７０のエアジャッキ７２に圧縮気体を供給するので、エアジャッキ７２に圧縮気体を供給する専用の気体供給装置を必要とせず、この点でも、コストアップの抑制を図れる。
【００６５】
Ｘ粗動ステージ２３Ｘが電気的移動範囲を超えてストッパ５０に衝突する前に、エアジャッキ７２内から気体を排出して、エアジャッキ７２をＸ軸方向に縮めているので、Ｘ粗動ステージ２３Ｘを押圧するためのエアジャッキ７２の伸び方向のストロークを稼ぐことができる。
【００６６】
Ｘ粗動ステージ２３Ｘが電気的移動範囲を超えてショックアブソーバ５２に衝突して減速された後、Ｘ粗動ステージ２３Ｘをエアジャッキ７２に衝突させているので、この衝突時の衝撃を緩和することができる。
【００６７】
なお、上記実施形態に係る基板ステージ装置ＰＳＴの構成は、一例であって、本発明がこれに限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、Ｘスライダ２１がベース５１に衝突する前に、エアジャッキ７２によりＸ粗動ステージ２３Ｘを押圧するようにしているが、これに替えて、図１０に示されるステージ復帰装置１７０のように、Ｘスライダ２１がベース５１に衝突した後に、エアジャッキ７２によりＸ粗動ステージ２３Ｘを押圧するようにしても良い。これにより、Ｘ粗動ステージ２３Ｘが＋Ｘ方向（エアジャッキ７２に向かう方向）の運動量を有しない状態でエアジャッキ７２により押圧されるので、エアジャッキ７２の内圧により基板ステージ２０にダメージを与えることを防止できる。これにより、例えば、微動ステージ２５に設けられた移動鏡、基板ホルダ２６などの位置ずれを抑制できる。具体的には、例えば、以下のａ〜ｃの少なくとも１つを行うと良い。
ａ、エアジャッキ７２及び押さえ部材７５を上記実施形態よりも＋Ｘ方向（Ｘ粗動ステージ２３Ｘから離れる方向）にずらして配置する。
ｂ、スピードコントローラ８１ａによりエアジャッキ７２がＸ軸方向に膨らむ（伸びる）スピードを上記実施形態よりも遅くなるように設定する。
ｃ、スピードコントローラ７６によりエアジャッキ７２がＸ軸方向に縮むスピードを上記実施形態よりも速くしてエアジャッキ７２がＸ粗動ステージ２３Ｘと衝突する前にエアジャッキ７２を極力縮ませる。
なお、スピードコントローラ７６、８１ａによる気体流速の設定は、Ｘリニアモータへの電流供給が停止されてから、Ｘ粗動ステージ２３Ｘがストッパ５０により停止されるまでの時間を考慮して行われる。
【００６８】
上記実施形態では、ステージ復帰装置７０をベースフレーム１４に支持させ、かつ一対のカムフォロア９０ａ、９０ｂそれぞれをＸ粗動ステージ２３Ｘに設けているが、これに替えて、例えば、ステージ復帰装置７０をＸ粗動ステージ２３Ｘに設け、かつ一対のカムフォロア９０ａ、９０ｂそれぞれをベースフレーム１４に固定された固定部材に設けても良い。そして、この場合、エアジャッキ７２を押さえ部材７５と上記固定部材とに圧接させてＸ粗動ステージ２３Ｘを押圧するようにする。なお、この場合、ストッパ５０とステージ復帰装置７０とは、別体に構成される。
【００６９】
上記実施形態では、エアジャッキ７２を例えば支持フレーム７１上に設置しているが、これに替えて、例えば、エアジャッキ７２をＸ粗動ステージ２３Ｘの端面に押さえ部材７５に対向するように取り付けても良い。この場合、エアジャッキ７２とメカニカルバルブ７３とを接続する配管として、例えば、フレキシブルチューブなどの可撓性配管を用いれば、配管をＸ粗動ステージ２３Ｘの移動に追従させることができる。
【００７０】
上記実施形態では、本体部材８８に一対のカム８９ａ、８９ｂを固定し、かつＸ粗動ステージ２３Ｘに一対のカムフォロア９０ａ、９０ｂを設けているが、これに替えて、本体部材１０６に一対のカムフォロア９０ａ、９０ｂを設け、かつＸ粗動ステージ２３Ｘに一対のカム８９ａ、８９ｂを固定しても良い。
【００７１】
上記実施形態では、Ｘ粗動ステージ２３Ｘを押圧する部材としてエアジャッキ７２を用いているが、これに限らず、例えば、災害時の瓦礫や車の下敷きになった人を救出するために用いられるような救出用空気マット、あるいはエアシリンダなどを用いても良い。
【００７２】
上記実施形態では、Ｘ粗動ステージ２３Ｘを押圧する部材としてエアジャッキ７２を用い、これに圧縮気体を供給しているが、これに替えて、例えば、オイルシリンダを用い、これに圧縮液体（オイル）を供給しても良い。但し、この場合、オイルを排出するためのオイルタンク又はオイルを循環させるための循環器を設ける必要がある。
【００７３】
上記実施形態では、クランピングボルト９３を用いてレバー８６をスプール７８ｂ側に付勢しているが、これに限らず、例えば、レバー８６の端に錘を取り付けたり、レバー８６の端に引っ張りばね、圧縮ばねなどを取り付けたりして、レバー８６をスプール７８ｂ側に付勢するようにしても良い。
【００７４】
メカニカルバルブは、上記実施形態で説明した構成に限らず、Ｘ粗動ステージ２３Ｘの移動に機械的に連動して、エアジャッキ７２への圧縮気体の供給と、エアジャッキ７２からの気体の排出とを切り替えられる構成であればいかなる構成であっても良い。例えば、メカニカルバルブは、気体供給管及び気体排出管のいずれにも連通しない中立状態がなくても良い。具体的には、カムとカムフォロアとが係合していないときには、エアジャッキ内を気体排出管に連通させて、カムとカムフォロアとが係合したときに、エアジャッキ内を気体供給管に連通させるように構成しても良い。この場合、レバーには、カム及びこれに係合するカムフォロアを各１つ設ければ足りる。
【００７５】
上記実施形態では、レバー８６を水平方向の軸７９ａ周りに回動可能としているが、これに替えて、例えば、鉛直軸周りに回動可能としても良い。この場合、一対のカムフォロア９０ａ、９０ｂそれぞれを鉛直軸周りに回転自在にするとともに、スプール７８ｂ、弁体７８ｃ、クランピングボルト９３などが水平方向に移動可能になるようにメカニカルバルブ７３、付勢装置８７などを配置する必要がある。
【００７６】
上記実施形態では、一対のカムフォロア９０ａ、９０ｂをＸ粗動ステージ２３Ｘに回転自在に設けているが、これに替えて、一対のカムフォロア９０ａ、９０ｂをＸ粗動ステージ２３Ｘに固定しても良い。この場合、一対のカム８９ａ、８９ｂの斜辺部の傾斜角を小さくすること、及び一対のカムフォロア９０ａ、９０ｂそれぞれと一対のカム８９ａ、８９ｂとの当接時の摩擦抵抗が小さくなるように摩擦接触する両者の少なくとも一方の材質を滑らかなものにすること、の少なくとも一方を行うことが望ましい。
【００７７】
上記実施形態では、ステージ復帰装置７０及び一対のカムフォロア９０ａ、９０ｂをＸ粗動ステージ２３Ｘが機械的なストロークエンドに達したときに押圧するために用いているが、これに限らず、ステージ復帰装置及び一対のカムフォロアを、例えば、Ｙ粗動ステージ２３Ｙ、マスクステージＭＳＴなどが機械的なストロークエンドに達したときに押圧するために用いても良い。
【００７８】
上記実施形態では、Ｘリニアモータの制御不能の場合にＸ粗動ステージ２３Ｘがストッパ５０に衝突する場合を一例として説明したが、これに限らず、例えば、微動ステージ２５の位置情報を計測する干渉計システムなどのエラー発生時における主制御装置からの緊急停止指令により、Ｘリニアモータへの電流供給がカットされた後、Ｘ粗動ステージ２３Ｘが慣性運動によりストッパ５０に衝突するような場合にも、本発明は適用できる。
【００７９】
また、上記実施形態では、カム機構により駆動され、てこの原理を利用するレバー８６を用いてメカニカルバルブ７３を操作したが、メカニカルバルブ７３を操作するための機構は、これに限らず、例えば歯車機構（ラック・アンド・ピニオンなど）、送りねじ機構、リンク機構、ベルト、チェーン、ワイヤなどを用いた力の伝達機構など、その他の機構を用いても良い。
【００８０】
また、露光装置で使用される照明光は、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、あるいはＦ2レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光であっても良い。また、照明光としては、例えばＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。また、固体レーザ（波長：３５５ｎｍ、２６６ｎｍ）などを使用しても良い。
【００８１】
また、上記実施形態及びその変形例では、投影光学系ＰＬが、複数本の光学系を備えたマルチレンズ方式の投影光学系である場合について説明したが、投影光学系の本数はこれに限らず、１本以上あれば良い。また、マルチレンズ方式の投影光学系に限らず、オフナー型の大型ミラーを用いた投影光学系などであっても良い。また、投影倍率が等倍系のものを用いる場合について説明したが、これに限らず、投影光学系は拡大系及び縮小系のいずれでも良い。
【００８２】
また、上記実施形態及びその変形例では、プレートのステップ・アンド・スキャン動作を伴う走査型露光を行う投影露光装置に本発明が適用された場合について説明したが、これに限らず、本発明は、投影光学系を用いない、プロキシミティ方式の露光装置にも適用することができる。また、本発明は、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置（いわゆるステッパ）あるいはステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用することができる。また、移動体装置としては、露光装置以外の装置、例えばインクジェット式の機能性液体付与装置を備えた素子製造装置、基板の検査に用いる基板検査装置などであっても良い。
【００８３】
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本発明を適用できる。なお、露光対象となる物体はガラスプレートに限られるものでなく、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。
【００８４】
また、露光対象物体がフラットパネルディスプレイ用の基板である場合、その基板の大きさ、及び厚さは特に限定されず、基板には、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、本発明は、一辺が５００ｍｍ以上の矩形の基板が搬送対象物（あるいは露光対象物）である場合に特に有効である。
【００８５】
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。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
以上説明したように、本発明の移動体装置は、移動体を所定の一軸方向に移動させるのに適している。また、本発明の露光装置は、物体に高精度でパターンを形成するのに適している。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。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製造に適している。
【符号の説明】
【００８７】
１０…液晶露光装置、１２…定盤、１４…ベースフレーム、１５…Ｘリニアモータ、２０…基板ステージ、２３Ｘ…Ｘ粗動ステージ、２３Ｙ…Ｙ粗動ステージ、５０…ストッパ、６０…リミットスイッチ、７０…ステージ復帰装置、７２…エアジャッキ、７３…メカニカルバルブ、８９ａ…上側カム、８９ｂ…下側カム、９０ａ…上側カムフォロア、９０ｂ…下側カムフォロア、Ｐ…基板、ＰＳＴ…基板ステージ装置。
【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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