(57)【要約】【課題】リニアモータの固定子と可動子との衝突を防止する。【解決手段】Ｘボイスコイルモータ１８ｘの固定子７３に、ストッパブロック７０を固定する。ストッパブロック７０と可動子７１のヨーク７５との間のＹ軸方向に関するクリアランスは、コイルユニット７８と磁石ユニット７７とのＹ軸方向に関するクリアランスよりも狭く設定されている。従って、コイルユニット７８と磁石ユニット７７が接触するよりも前にストッパブロック７０とヨーク７５とが接触し、これによりコイルユニット７８及び磁石ユニット７７が保護される。【選択図】図２
2011244608.tif 000002
【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駆動力を発生するリニアモータであって、
第１電磁部材を含む固定子と；
前記第１電磁部材に対して前記二次元平面に直交する方向に対向して配置された第２電磁部材を含み、前記第１及び第２電磁部材の電磁相互作用により前記固定子に対して前記一軸方向に移動する可動子と；
前記固定子に設けられた第１当接部材と、前記可動子に設けられた第２当接部とを含み、前記二次元平面に平行で前記一軸方向に直交する方向に関して、前記第１電磁部材と前記第２電磁部材との間のクリアランスよりも前記第１当接部と前記第２当接部との間のクリアランスが狭く設定されたストッパ装置と；を備えるリニアモータ。
【請求項２】
前記第２当接部は、前記二次元平面に平行で前記一軸方向に直交する方向に関する一側及び他側で前記第１当接部に対向する一対の対向面を有る請求項１に記載のリニアモータ。
【請求項３】
前記二次元平面に直交する方向に関して、前記第１当接部と前記第２当接部との間のクリアランスは、前記第１電磁部材と前記第２電磁部材との間のクリアランスよりも狭く設定される請求項１又は２に記載のリニアモータ。
【請求項４】
前記固定子を前記二次元平面に平行で前記一軸方向に直交する前記方向に所定のストロークで移動可能に支持する支持装置を更に備え、
前記固定子は、前記ストッパ装置を介して前記可動子に押圧されることにより前記一軸方向に直交する前記方向に移動する請求項１に記載のリニアモータ。
【請求項５】
前記支持装置は、前記支持装置を前記二次元平面に平行で前記一軸方向に直交する方向に関する移動可能範囲の中立位置に位置させる付勢装置を含む請求項３に記載のリニアモータ。
【請求項６】
前記第１及び第２電磁部材は、一方がコイルを含むコイルユニットであり、他方が磁石を含む磁石ユニットであり、前記コイル及び前記磁石相互間に発生するローレンツ電磁力により前記可動子を前記固定子に対して移動させる請求項１〜５のいずれか一項に記載のリニアモータ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のリニアモータと；
前記可動子を有し、前記リニアモータにより少なくとも前記一軸方向に平行な方向に駆動される移動体と；を備える移動体装置。
【請求項８】
第１のリニアモータと、第２のリニアモータと、前記第１及び第２のリニアモータにより駆動される移動体と；を含む移動体装置であって、
前記第１のリニアモータは、前記一軸方向が前記所定の二次元平面内の第１軸に平行な方向である請求項１〜６のいずれか一項に記載のリニアモータであり、
前記第２のリニアモータは、前記一軸方向が前記所定の二次元平面内で前記第１軸に直交する第２軸に平行な方向である請求項１〜６のいずれか一項に記載のリニアモータであり、
前記移動体は、前記第１及び第２のリニアモータにより前記所定の二次元平面に平行な平面に沿って駆動される移動体装置。
【請求項９】
前記移動体に物体が保持される請求項７又は８に記載の移動体装置と；
前記移動体に保持された前記物体をエネルギビームを用いて露光することにより該物体に所定のパターンを形成するパターン形成装置と；を備える露光装置。
【請求項１０】
請求項９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１１】
前記物体は、フラットパネルディスプレイ装置に用いられる基板である請求項９に記載の露光装置。
【請求項１２】
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１１に記載の露光装置。
【請求項１３】
請求項１１又は１２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、リニアモータ、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関し、更に詳しくは、固定子と可動子との電磁相互作用により可動子を固定子に対して所定平面内の一軸方向に相対移動させるリニアモータ、該リニアモータにより駆動される移動体を備える移動体装置、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、及び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。
【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基板保持部材と、該基板保持部材を水平面に沿って所定のストロークで駆動するＸＹステージ装置とを含む基板ステージ装置を有している。また、基板ステージ装置としては、例えば露光動作の際、ＸＹステージ装置が有する固定子と、上記基板保持部材が有する可動子とを含む複数のリニアモータ（ボイルコイルモータ）を用いて上記基板保持部材を水平面に沿って所定のストロークで誘導するとともに、上記ＸＹステージ装置に対し６自由度方向に微少駆動するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ここで、上記従来の基板ステージ装置において、リニアモータ（ボイスコイルモータ）を構成する固定子と可動子とは、互いに非接触状態で配置され、可動子と固定子との間に発生するローレンツ電磁力により基板保持部材に駆動力を作用させる。しかし、ＸＹステージ装置と基板保持部材とが非接触状態であるため、例えばＸＹステージ装置が緊急停止した場合など、基板保持部材がその慣性によりＸＹステージ装置に対し相対移動してリニアモータの固定子と可動子が衝突するおそれがあった。
【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駆動力を発生するリニアモータであって、第１電磁部材を含む固定子と；前記第１電磁部材に対して前記二次元平面に直交する方向に対向して配置された第２電磁部材を含み、前記第１及び第２電磁部材の電磁相互作用により前記固定子に対して前記一軸方向に移動する可動子と；前記固定子に設けられた第１当接部材と、前記可動子に設けられた第２当接部とを含み、前記二次元平面に平行で前記一軸方向に直交する方向に関して、前記第１電磁部材と前記第２電磁部材との間のクリアランスよりも前記第１当接部と前記第２当接部との間のクリアランスが狭く設定されたストッパ装置と；を備えるリニアモータである。
【０００７】
これによれば、可動子は、第１及び第２電磁部材の電磁相互作用により、固定子に対して所定の二次元平面に平行な一軸方向に移動する。これに対し、可動子と固定子とが所定の二次元平面に平行でかつ一軸方向に直交する方向に相対移動した場合、第１電磁部材と第２電磁部材とが接触するよりも先に可動子部に設けられた第２当接部が固定子に設けられた第１当接部に当接する。従って、第１及び第２電磁部材を保護することができる。
【０００８】
本発明は、第２の観点からすると、本発明のリニアモータと；前記可動子を有し、前記リニアモータにより少なくとも前記第１軸に平行な方向に駆動される移動体と；を備える移動体装置である。
【０００９】
本発明は、第３の観点からすると、本発明の移動体装置と；前記移動体に保持された前記物体をエネルギビームを用いて露光することにより該物体に所定のパターンを形成するパターン形成装置と；を備える露光装置である。
【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。
【００１１】
本発明は、第５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】
【００１２】
【図１】第１の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２（Ａ）は、図１の液晶露光装置が有する基板ステージの平面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の２Ｂ−２Ｂ線断面図である。
【図３】図３（Ａ）は、図２（Ａ）の状態から微動ステージが＋Ｙ方向に移動した状態を示す平面図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の３Ｂ−３Ｂ線断面図である。
【図４】図４（Ａ）は、第２の実施形態に係る基板ステージの側面図であり、図４（Ｂ）は、第３の実施形態に係る基板ステージの側面図である。
【図５】図５（Ａ）は、第４の実施形態に係る基板ステージの平面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の５Ｂ−５Ｂ線断面図である。
【図６】図６（Ａ）は、図５（Ａ）の状態から微動ステージが＋Ｙ方向に移動した状態を示す平面図であり、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）の６Ｂ−６Ｂ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態について、図１〜図３（Ｂ）に基づいて説明する。
【００１４】
図１には、第１の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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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（不図示）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、マスクステージＭＳＴが有する不図示の反射面に測長ビームを照射するレーザ干渉計を含むマスク干渉計システム３８により計測される。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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１では、２つの基板ステージ架台３１は、紙面奥行き方向に重なっている）。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上に設置された空気ばねを含む防振装置３４に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側の端部上、及び−Ｙ側の端部上にそれぞれ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。従って、ボディ３０、及びボディ３０に支持された投影光学系ＰＬなどは、床面１１に対して振動的に分離されている。
【００２１】
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。
【００２２】
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）Ｘ軸方向を長手方向とする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。
【００２３】
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、Ｘ軸方向に延びる部材から成り、基板ステージ架台３１に非接触状態（基板ステージ架台３１を跨いだ状態）で床面１１上に設置されている。
【００２４】
ベースフレーム１４の＋Ｙ側及び−Ｙ側の側面、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、ベースフレーム１４の＋Ｙ側及び−Ｙ側の側面には、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磁石ユニット１５が固定されている。さらに、不図示ではあるが、ベースフレーム１４の長手方向の両端部近傍には、それぞれショックアブソーバを含むストッパ装置が固定されている。ストッパ装置は、後述する基板ステージ２０のＸ軸方向に関する移動可能範囲を機械的に規定する。
【００２５】
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５０、及び定盤１２上で微動ステージ５０を下方から支持する重量キャンセル装置３６などを有している。
【００２６】
Ｘ粗動ステージ２３Ｘ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Ｘ軸方向を長手方向とする長孔状の開口部２３Ｘａ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に対応する間隔で取り付けられている。Ｘスライダ２１は、＋Ｘ方向から見て断面逆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の一対の対向面、及び天井面には、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。また、Ｘスライダ２１の一対の対向面それぞれには、磁石ユニット１５に対向するコイルを含むコイルユニット１３が固定されている。磁石ユニット１５とコイルユニット１３とは、Ｘ粗動ステージ２３ＸをＸ軸方向に駆動するためのローレンツ電磁力駆動方式のＸリニアモータを構成する。Ｘリニアモータは、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制御される。
【００２７】
また、Ｘ粗動ステージ２３Ｘの上面には、Ｙ軸方向に延びる複数のＹリニアガイド部材２８（図１では、複数のＹリニアガイド部材２８は、紙面奥行き方向に重なっている）、及び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（不図示）がそれぞれＸ軸方向に所定間隔で固定されている。また、Ｘ粗動ステージ２３Ｘの上面であって、Ｙリニアガイド部材２８の長手方向の両端部近傍には、それぞれショックアブソーバを含むストッパ装置１７が固定されている。
【００２８】
Ｙ粗動ステージ２３Ｙは、平面視ほぼ正方形の枠状部材から成り、その中央部に平面視ほぼ正方形の開口部２３Ｙａ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、Ｙ粗動ステージ２３Ｙの下面には、Ｘ粗動ステージ２３Ｘの上面に固定された上記磁石ユニットに対向するコイルを含むコイルユニット（不図示）が固定されている。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する。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。Ｙ粗動ステージ２３ＹのＹ軸方向に関する（Ｘ粗動ステージ２３Ｘ上での）移動可能範囲は、ストッパ装置１７により機械的に規定される。
【００２９】
微動ステージ５０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るステージ本体５１、及びステージ本体５１の上面に固定された基板ホルダ５３を含む。微動ステージ５０は、複数のボイスコイルモータ（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に対して６自由度方向（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θｘ、θｙ、及びθｚ方向）に微少駆動される。また、微動ステージ５０は、微動ステージ駆動系を介してＹ粗動ステージ２３Ｙに同期駆動されることにより、Ｙ粗動ステージ２３Ｙと一体的にＸ軸方向、及び／又はＹ軸方向に所定のストロークで移動する。微動ステージ駆動系を構成する複数のボイスコイルモータについては後述する。
【００３０】
ステージ本体５１の−Ｙ側の側面には、ミラーベース２４Ｙを介してＹ軸に直交する反射面を有するＹ移動鏡（バーミラー）２２Ｙが固定されている。また、図２（Ａ）に示されるように、ステージ本体５１の−Ｘ側の側面には、ミラーベース２４Ｘを介してＸ軸に直交する反射面を有するＸ移動鏡（バーミラー）２２Ｘが固定されている。ステージ本体５１のＸＹ平面内の位置情報は、Ｙ移動鏡２２Ｙ及びＸ移動鏡２２Ｘそれぞれに測長ビームを照射し、その反射光を受光するレーザ干渉計を含む基板干渉計システムによって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。基板干渉計システムは、図１に示されるように、Ｙ移動鏡２２Ｙに測長ビームを照射するＹレーザ干渉計３９Ｙ、及びＸ移動鏡２２Ｘ（図２（Ａ）参照）に測長ビームを照射するＸレーザ干渉計（不図示）を含む。基板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。
【００３１】
基板ホルダ５３は、例えば図示しない真空吸着装置（又は静電吸着装置）を有しており、その上面に基板Ｐを吸着保持する。
【００３２】
重量キャンセル装置３６は、Ｚ軸方向に延びる一本の柱状の部材から成り（心柱とも称される）、レベリング装置５２と称される装置を介して、微動ステージ５０を下方から支持している。重量キャンセル装置３６は、Ｘ粗動ステージ２３Ｘの開口部内、及びＹ粗動ステージ２３Ｙの開口部内に挿入されている。重量キャンセル装置３６は、その下端に取り付けられた複数の気体静圧軸受、例えば３つのエアベアリング３６ａにより、定盤１２上に所定のクリアランスを介して非接触（浮上）状態で支持されている。重量キャンセル装置３６は、その内部に設けられた、例えば空気ばね（不図示）などが発生する上向き（＋Ｚ方向）の力で、その支持対象物、具体的には、微動ステージ５０（及び基板Ｐ）、レベリング装置５２などの重量（重力加速度による下向き（−Ｚ方向）の力）を打ち消す（キャンセルする）。
【００３３】
また、重量キャンセル装置３６は、板ばね（あるいは、ばね性を有しない薄い鋼板）を含む図示しない複数の連結装置（フレクシャ装置とも称される）によりＹ粗動ステージ２３Ｙに機械的に接続されている。これにより、重量キャンセル装置３６は、Ｙ粗動ステージ２３Ｙと一体的にＸ軸及び／又はＹ軸方向に移動する。また、重量キャンセル装置３６は、その上端に取り付けられた不図示のエアベアリングから噴出される気体の静圧により、レベリング装置５２を下方から所定のクリアランスを介して非接触支持している。従って、微動ステージ５０と重量キャンセル装置３６とは、Ｘ軸、及びＹ軸方向に関して振動的に分離されている。レベリング装置５２は、複数の気体静圧軸受を含み、微動ステージ５０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）に下方から非接触支持している。重量キャンセル装置３６、レベリング装置５２、不図示の連結装置（フレクシャ装置）の具体的構成は、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。
【００３４】
次に、微動ステージ駆動系を構成する複数のボイスコイルモータについて説明する。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示されるように、ステージ本体５１の＋Ｘ側には、ステージ本体５１をＹ粗動ステージ２３Ｙ上でＸ軸方向に微少駆動するためのローレンツ電磁力駆動方式の複数（例えば２つ）のＸボイスコイルモータ１８ｘが、Ｙ軸方向に並べて配置されている。２つのＸボイスコイルモータ１８ｘは、微動ステージ５０の中心（重心）を通り、ＸＺ平面に平行な平面に関して互いに対称な構成を有している点を除いて構成及び機能が同じである。したがって、以下、＋Ｙ側のＸボイスコイルモータ１８ｘについて説明する。なお、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）には、微動ステージ５０がＹ粗動ステージ２３Ｙに対してＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向それぞれに関する可動範囲の中立位置にある状態が示されている。また、図面の錯綜を避ける観点から、図２（Ａ）では、基板ホルダ５３、Ｘ粗動ステージ２３Ｘなどの図示が省略されており、図２（Ｂ）では、重量キャンセル装置３６、レベリング装置５２、Ｘ粗動ステージ２３Ｘなどの図示が省略されている。
【００３５】
Ｘボイスコイルモータ１８ｘは、図２（Ｂ）に示されるように、可動子部７１と固定子部７３とを含む。可動子部７１は、磁性部材から成り、ＹＺ断面が＋Ｙ側に開口したＵ字形状を有するヨーク７５と、ヨーク７５の一対の対向面それぞれに固定された一対の磁石ユニット７７とを有する。ヨーク７５は、ステージ本体５１の＋Ｘ端面から＋Ｘ側に突き出したブラケット７９に固定されている。一対の磁石ユニット７７それぞれは、複数の永久磁石を含む。２つのＸボイスコイルモータ１８ｘそれぞれのヨーク７５は、微少なクリアランスを介して近接して配置されている。
【００３６】
固定子部７３は、Ｙ粗動ステージ２３Ｙの上面に固定された柱状の支持部材７４と、支持部材７４に固定されたＹＺ断面がＴ字状の部材から成るコイルユニット７８とを含む。図２（Ｂ）に示されるように、コイルユニット７８は、ＸＹ平面に平行な部分であって、不図示の複数のコイルが収容されたコイル収容部７８ａと、コイル収容部７８ａの＋Ｙ側の端部が接続されたＸＺ平面に平行な部分である取付部７８ｂとを含む。コイル収容部７８ａは、一対の磁石ユニット７７間に挿入されており、取付部７８ｂは、支持部材７４に固定されている。コイルユニット７８が有する不図示のコイルに供給される電流は、主制御装置（不図示）により制御される。
【００３７】
ここで、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示される微動ステージ５０のＹ粗動ステージ２３Ｙに対する中立位置では、コイルユニット７８のコイル収容部７８ａと、一対の磁石ユニット７７それぞれとの間には、Ｚ軸方向に関して、例えば３．５ｍｍ以上（例えば４ｍｍ程度）のクリアランスが形成されている。また、コイルユニット７８の取付部７８ｂと磁石ユニット７７の＋Ｙ側の端部との間には、Ｙ軸方向に関して、例えば３．５ｍｍ以上（例えば４ｍｍ程度）のクリアランスが形成されている。
【００３８】
また、コイルユニット７８の取付部７８ｂの上端面部には、ストッパブロック７０が固定されている。ストッパブロック７０は、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）から分かるように、Ｘ軸方向に延びる平面視矩形の、例えば鋼板などの金属材料により形成された板状部材から成る。ストッパブロック７０の鉛直方向に関する位置（以下、Ｚ位置と称する）は、ヨーク７５の上下一対の先端部（＋Ｙ側の端部）のうちの上側（＋Ｚ側）の先端部のＺ位置と概ね同じに設定されている。これに対し、ストッパブロック７０の−Ｙ側の端部は、コイルユニット７８の取付部７８ｂの−Ｙ側の端面よりも−Ｙ側（可動子部７１側）に突き出しており、ヨーク７５の先端部との間のクリアランスは、例えば３．５ｍｍ程度に設定されている。なお、ストッパブロック７０としては、金属製部材の代わりに、例えばゴム、ウレタン等から成る緩衝部材を用いても良い。
【００３９】
基板ステージ２０では、可動子部７１が有する一対の磁石ユニット７７間に形成される鉛直方向の磁界と、固定子部７３が有するコイルに流れる電流との間の電磁相互作用（ローレンツ力）により、可動子部７１が固定子部７３に対してＸ軸方向に微少駆動される。なお、本実施形態では、２つのＸボイスコイルモータ１８ｘを用いて微動ステージ５０を微少駆動する際のストロークは、例えば６ｍ未満に設定されている。また、基板ステージ２０では、２つのＸボイスコイルモータ１８ｘの駆動力（推力）を異ならせることにより、Ｙ粗動ステージ２３Ｙに対して微動ステージ５０をθｚ方向にも微少駆動できる。この際、固定子部７３と可動子部７１とが、Ｙ軸方向に所定のクリアランスを介して配置されているため、微動ステージ５０をθｚ方向に微少駆動しても可動子部７１と固定子部７３との接触が防止される。
【００４０】
また、２つのＸボイスコイルモータ１８ｘが発生する駆動力が微動ステージ５０のＺ軸方向に関する重心位置を含むＸＹ平面内で微動ステージ５０に作用するように固定子部７３、及び可動子部７１のＺ位置が設定されている。従って、２つのＸボイスコイルモータ１８ｘを用いて微動ステージ５０をＸ軸方向に駆動する際に、微動ステージ５０にＹ軸周りのモーメント（ピッチングモーメント）が作用しない。従って、微動ステージ５０の位置を高速・高精度で制御することができる。
【００４１】
また、図２（Ａ）に示されるように、微動ステージ５０の＋Ｙ側には、微動ステージ５０をＹ粗動ステージ２３Ｙ上でＹ軸方向に微少駆動するためのローレンツ電磁力駆動方式の複数（例えば２つ）のＹボイスコイルモータ１８ｙが、Ｘ軸方向に並べて配置されている。２つのＹボイスコイルモータ１８ｙは、微動ステージ５０の中心（重心）を通り、ＹＺ平面に平行な平面に関して互いに対称な構成を有している点を除いて構成及び機能が同じである。２つのＹボイスコイルモータ１８ｙの構成は、微動ステージ５０の中心（重心）を通るＺ軸に平行な軸線周りに＋Ｚ側から見て９０°回転して配置されている点を除き、上述した２つのＸボイスコイルモータ１８ｘと実質的に同じである。本明細書では、説明の便宜上、２つのＹボイスコイルモータ１８ｙを構成する要素（可動子、固定子など）について、２つのＸボイスコイルモータ１８ｘと同じ符号を付してその説明を省略する。また、図面の錯綜を避ける観点から、図１では２つのＹボイスコイルモータ１８ｙ、及び２つのＸボイスコイルモータ１８ｘの図示が省略されている。
【００４２】
また、図１に示されるように、基板ステージ２０は、微動ステージ５０に鉛直方向の駆動力を作用させるＺボイスコイルモータを複数有している。複数のＺボイスコイルモータは、それぞれＹ粗動ステージ２３Ｙに固定された固定子部と、微動ステージ５０に固定された可動子部とを含む。複数のＺボイスコイルモータは、例えば微動ステージ５０の４隅部に対応する位置に配置されている。基板ステージ２０では、例えば４つのＺボイスコイルモータを同期制御することにより、微動ステージ５０をＹ粗動ステージ２３Ｙ上でＺ軸方向に微少駆動することができる。また、例えば４つのＺボイスコイルモータの駆動力を異ならせることにより、微動ステージ５０をＹ粗動ステージ２３Ｙ上で水平面に平行な軸線周り方向（θｘ方向、及びθｙ方向を含む）に微少駆動することができる。Ｚボイスコイルモータの構成については、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。
【００４３】
図２（Ａ）に戻り、基板ステージ装置ＰＳＴにおいて、不図示の主制御装置は、２つのＹボイスコイルモータ１８ｙ、２つのＸボイスコイルモータ１８ｘ、及び複数のＺボイスコイルモータ１８ｚ（図１参照）を含む微動ステージ駆動系を用いて、微動ステージ５０をＹ粗動ステージ２３Ｙに対して６自由度方向（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θｘ、θｙ、θｚの各方向）に微少ストロークで駆動する。また、不図示の主制御装置は、微動ステージ駆動系を用いて微動ステージ５０をＹ粗動ステージ２３Ｙ上でＹ粗動ステージ２３Ｙと同期駆動（Ｙ粗動ステージ２３Ｙと同方向に同速度で駆動）することにより、Ｙ粗動ステージ２３Ｙと一体的にＸ軸方向、及び／又はＹ軸方向に所定のストロークで移動させる。
【００４４】
また、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示されるように、基板ステージ２０は、重心ストッパ装置６０と称される装置を微動ステージ５０の＋Ｙ側、及び＋Ｘ側にそれぞれひとつづつ有している。２つの重心ストッパ装置６０の構成は、微動ステージ５０の中心（重心）を通るＺ軸に平行な軸線周りに＋Ｚ側から見て９０°回転して配置されている点を除き、実質的に同じであるので、以下微動ステージ５０の＋Ｙ側に配置された重心ストッパ装置６０について説明する。
【００４５】
重心ストッパ装置６０は、一対の支持部材７４間に架設されたストッパブロック６１、及びブラケット７９の上面から上方に突き出した部材から成り、ストッパブロック６１に形成された平面視矩形の開口部６２に挿入されるストッパ６３を含む。ストッパブロック６１は、ＸＹ平面に平行な矩形の板状部材から成る。ストッパ６３は、Ｚ軸方向に延びる断面矩形の柱状部材から成る。ストッパ６３の＋Ｙ側、及び−Ｙ側の側面には、例えばウレタン（あるいはゴム）などの弾性部材により形成された緩衝部材６４が取り付けられている。
【００４６】
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示される微動ステージ５０のＹ軸方向に関する中立位置では、ストッパ６３と開口部６２を規定する内壁面との間には、Ｙ軸方向に関して（ストッパ６３の＋Ｙ側、及び−Ｙ側それぞれに）、例えば３ｍｍ程度のクリアランスが形成されている。従って、微動ステージ５０は、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示される中立位置から、＋Ｙ方向、及び−Ｙ方向にそれぞれ、例えば３ｍｍ程度のストロークでＹ粗動ステージ２３Ｙに対して相対移動が可能となっている。また、ストッパ６３と開口部６２を規定する内壁面との間には、Ｘ軸方向に関して（ストッパ６３の＋Ｘ側、及び−Ｘ側に）、例えば３ｍｍ以上のクリアランスが形成されている。また、微動ステージ５０の＋Ｘ側に配置された重心ストッパ装置６０でも、ストッパ６３と開口部６２を規定する内壁面との間には、Ｘ軸方向に関して例えば３ｍｍ程度のクリアランスが形成されており、微動ステージ５０は、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示される中立位置から、＋Ｘ方向、及び−Ｘ方向にそれぞれ、例えば３ｍｍ程度のストロークでＹ粗動ステージ２３Ｙに対して相対移動が可能となっている。また、図２（Ｂ）に示されるように、ストッパブロック６１の下面とブラケット７９の上面との間には、微動ステージ５０の水平面に傾斜する方向の移動（チルト動作）を阻害しないように、例えば３ｍｍ程度のクリアランスが形成されている。
【００４７】
ここで、ストッパブロック６１のＺ位置は、微動ステージ５０のＺ軸方向に関する重心位置とほぼ一致しており、例えばストッパ６３がストッパブロック６１の開口部６２を規定する内壁面に接触して微動ステージ５０のＹ粗動ステージ２３Ｙに対するＸ軸方向（又はＹ軸方向）への相対移動が制限される際、微動ステージ５０には、駆動方向（Ｘ軸又はＹ軸方向）に水平面内で直交する軸線周りのモーメント（ピッチングモーメント）が作用しない。従って、Ｘボイスコイルモータ１８ｘ、Ｙボイスコイルモータ１８ｙの可動子部７１と固定子部７３との接触を防止できる。
【００４８】
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。
【００４９】
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において、Ｙ粗動ステージ２３Ｙは、Ｘ粗動ステージ２３Ｘと共にＸ軸方向に所定のストロークで駆動されるとともに、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されることにより、ＸＹ平面内の所定範囲内を移動する。この際、微動ステージ５０は、Ｘボイスコイルモータ１８ｘ、及びＹボイスコイルモータ１８ｙを含む微動ステージ駆動系を介してＹ粗動ステージ２３Ｙ上でＹ粗動ステージ２３Ｙと同期駆動（Ｙ粗動ステージ２３Ｙと同方向に同速度で駆動）されることにより、Ｙ粗動ステージ２３Ｙと一体的にＸＹ平面内の所定範囲内を移動する。
【００５０】
上記露光動作時などにおいて、Ｙ粗動ステージ２３Ｙの移動可能範囲は、ストッパ装置１７に衝突しない範囲となるように、電気的に（例えば、ソフトウエアなどにより）規定されている。Ｘ粗動ステージ２３Ｘの移動可能範囲も、不図示のストッパ装置に衝突しない範囲となるように、電気的に規定されている。そして、なんらかのトラブルによりＸ粗動ステージ２３Ｘ、又はＹ粗動ステージ２３Ｙ上が上記電気的に規定された移動可能範囲を超えて移動した場合には、Ｘ粗動ステージ２３Ｘ、Ｙ粗動ステージ２３Ｙは、それぞれストッパ装置１７（Ｘ粗動ステージ２３Ｘ用のストッパ装置は不図示）に衝突し、その移動が機械的に制限される。
【００５１】
以下、一例として、＋Ｙ方向に所定速度で移動するＹ粗動ステージ２３Ｙの移動がストッパ装置１７により機械的に制限される際の微動ステージ５０の動作について、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）を用いて説明する。Ｙ粗動ステージ２３Ｙの移動が機械的に制限されると、Ｙ粗動ステージ２３Ｙに対して機械的に非接触状態である微動ステージ５０は、慣性によりＹ粗動ステージ２３Ｙに対して＋Ｙ方向に移動する（図３（Ａ）及び図３（Ｂ）の矢印参照）。そして、重心ストッパ装置６０のストッパブロック６１に形成された開口部６２を規定する開口端部にストッパ６３が衝突することにより、微動ステージ５０の慣性によるＹ粗動ステージ２３Ｙに対するＹ軸方向への移動が機械的に制限される。この際の微動ステージ５０のＹ粗動ステージ２３Ｙに対する移動距離は、＋Ｙ方向に例えば３ｍｍ程度である。
【００５２】
このとき、仮に重心ストッパ装置６０のストッパブロック６１とストッパ６３の緩衝部材６４とのクリアランスが予定されるクリアランス（例えば、３ｍｍ程度）よりも広くなっていた場合には、微動ステージ５０がＹ粗動ステージ２３Ｙに対してＹ軸方向に移動すると、図３（Ｂ）に示されるように、２つのＸボイスコイルモータ１８ｘのうちの＋Ｙ側のＸボイスコイルモータ１８ｘのヨーク７５の先端部がストッパブロック７０に接触する。従って、２つのＸボイスコイルモータ１８ｘが有するコイルユニット７８と磁石ユニット７７との接触が防止される。なお、微動ステージ５０がＹ粗動ステージ２３Ｙに対して−Ｙ方向に移動した場合には、２つのＸボイスコイルモータ１８ｘのうちの−Ｙ側のＸボイスコイルモータ１８ｘのヨーク７５の先端部がストッパブロック７０に接触するため、コイルユニット７８と磁石ユニット７７との接触が防止される。さらに、Ｘ軸方向に所定速度で移動するＸ粗動ステージ２３Ｘが不図示のストッパ装置により機械的に停止された場合には、Ｙ粗動ステージ２３ＹのＸ軸方向への移動も機械的に制限されるため、微動ステージ５０は、慣性によりＹ粗動ステージ２３Ｙに対してＸ軸方向に移動する。この場合には、２つのＹボイスコイルモータ１８ｙのうちのいずれかのヨーク７５の先端部がストッパブロック７０に接触することにより、Ｙボイスコイルモータ１８ｙが有するコイルユニット７８と磁石ユニット７７との接触が防止される。
【００５３】
以上説明した本実施形態の基板ステージ２０によると、仮に重心ストッパ装置６０のストッパブロック６１とストッパ６３の緩衝部材６４とのクリアランスが予定されるクリアランス（例えば、３ｍｍ程度）よりも広くなっていた場合に、Ｘ粗動ステージ２３Ｘ、あるいはＹ粗動ステージ２３Ｙが緊急停止してＹ粗動ステージ２３Ｙ上で微動ステージ５０が慣性によりＸ軸方向、Ｙ軸方向、あるいはθｚ方向に移動しても、Ｘボイスコイルモータ１８ｘ、及びＹボイスコイルモータ１８ｙそれぞれのコイルユニット７８と磁石ユニット７７との接触が防止され、Ｘボイスコイルモータ１８ｘ、及びＹボイスコイルモータ１８ｙの損傷を防止できる。また、重心ストッパ装置６０のストッパブロック６１とストッパ６３とのクリアランスが正しく調整されている場合、ヨーク７５とストッパブロック７０とのクリアランス（例えば３．５ｍｍ程度）がストッパブロック６１とストッパ６３の緩衝部材６４とのクリアランス（例えば３ｍｍ程度）よりも広く設定されているので、ストッパブロック７０は、ストッパ装置６０の機能を阻害しない（微動ステージ５０の慣性による移動は、先にストッパ装置６０により制限される）。
【００５４】
なお、上記説明では、Ｘ粗動ステージ２３Ｘ、あるいはＹ粗動ステージ２３Ｙがそれぞれストッパ装置１７（Ｘ粗動ステージ２３Ｘ用のストッパ装置は不図示）に衝突し、その移動が機械的に制限される場合（ストロークエンドで停止する場合）を説明したが、これに限らず、例えば停電などによりＸ粗動ステージ２３Ｘ、あるいはＹ粗動ステージ２３Ｙが移動可能範囲の中間で停止した場合にも、微動ステージ５０は、上記と同様に動作する。ただし、この場合、重心ストッパ装置６０のストッパブロック６１とストッパ６３、あるいはＸボイスコイルモータ１８ｘ（あるいはＹボイスコイルモータ１８ｙ）のヨーク７５とストッパブロック７０とが当接しているので、微動ステージ５０の慣性力によりＹ粗動ステージ２３Ｙが微動ステージ５０と一体にＸ軸方向（あるいはＹ軸方向）に移動する。従って、上記ストロークエンドでＸ粗動ステージ２３Ｘ、あるいはＹ粗動ステージ２３Ｙが急停止される場合に比べ、重心ストッパ装置６０のストッパブロック６１とストッパ６３、あるいはＸボイスコイルモータ１８ｘ（あるいはＹボイスコイルモータ１８ｙ）のヨーク７５とストッパブロック７０とが接触する際の衝撃が緩和される。
【００５５】
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態に係る基板ステージについて図４（Ａ）を用いて説明する。第２の実施形態の基板ステージ１２０は、Ｘボイスコイルモータ１１８ｘ、及びＹボイスコイルモータ１１８ｙの構成が異なる点を除き、上記第１の実施形態の基板ステージ２０（図２（Ａ）参照）と同じ構成を有しているため、以下、相違点についてのみ説明する。なお、上記第１の実施形態で説明した部材と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付してその説明を省略する。また、上記第１の実施形態と同様に、２つのＸボイスコイルモータ１１８ｘのうちの＋Ｙ側のＸボイスコイルモータ１１８ｘの構成についてのみ説明する。
【００５６】
Ｘボイスコイルモータ１１８ｘが有するヨーク７５の上面には、ストッパ１７１が固定されている。ストッパ１７１は、ＹＺ断面逆Ｕ字状の部材から成り、一対の対向面間にコイルユニット１７８に固定されたストッパブロック７０が挿入されている。ストッパ１７１の一対の対向面のうちの＋Ｙ側の面と、ストッパブロック７０の＋Ｙ側の面とのＹ軸方向に関するクリアランスは、例えば３．５ｍｍ程度に設定されている。また、ストッパ１７１の天井面とストッパブロック７０の上面とのＺ軸方向に関するクリアランスは、例えば３．５ｍｍ程度に設定されている。また、本第２の実施形態では、コイルユニット１７８は、ＹＺ断面Ｉ字状（あるいはＨ字状）のものが用いられている。
【００５７】
本第２の実施形態の基板ステージ１２０では、ストッパ１７１とストッパブロック７０とのクリアランスを、ストッパブロック７０の＋Ｙ側、及び−Ｙ側の両方で容易に調整できるので、コイルユニット１７８がＹＺ断面Ｉ字状であっても確実にコイルユニット１７８と磁石ユニット７７との衝突を防止できる。また、仮に重心ストッパ装置６０のストッパブロック６１とストッパ６３の緩衝部材６４とのクリアランスが予定されるクリアランスよりも広くなっていた場合に、微動ステージ５０が−Ｚ方向（あるいはθｘ、θｙ方向）に移動したとしても、コイルユニット１７８と磁石ユニット７７との衝突を防止できる。
【００５８】
《第３の実施形態》
次に、本発明の第３の実施形態に係る基板ステージ装置について図４（Ｂ）を用いて説明する。第３の実施形態の基板ステージ２２０は、Ｘボイスコイルモータ２１８ｘ、及びＹボイスコイルモータ２１８ｙの構成が異なる点を除き、上記第２の実施形態の基板ステージ１２０（図４（Ａ）参照）と同じ構成を有しているため、以下、相違点についてのみ説明する。なお、上記第１及び第２の実施形態で説明した部材と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付してその説明を省略する。また、上記第１及び第２の実施形態と同様に、２つのＸボイスコイルモータ２１８ｘのうちの＋Ｙ側のＸボイスコイルモータ２１８ｘの構成についてのみ説明する。
【００５９】
Ｘボイスコイルモータ２１８ｘが有するヨーク７５の下面には、ＹＺ断面Ｌ字状の部材から成るストッパ２７１が固定されている。また、コイルユニット１７８の下面には、ストッパブロック２７０が固定されている。ストッパ２７１とストッパブロック２７０のＺ軸方向に関するクリアランスは、例えば３．５ｍｍ程度に設定されている。これに対し、コイルユニット１７８と一対の磁石ユニット７７それぞれとのＺ軸方向に関するクリアランスは、例えば３．５ｍｍ以上（例えば４ｍｍ程度）に設定されている。従って、微動ステージ５０がＹ粗動ステージ２３Ｙ上でＺ軸方向（あるいはθｘ、θｙ方向）に移動した場合におけるコイルユニット１７８と磁石ユニット７７との衝突を防止できる。
【００６０】
《第４の実施形態》
次に、本発明の第４の実施形態に係る基板ステージ装置について図５（Ａ）〜図６（Ｂ）を用いて説明する。第４の実施形態の基板ステージ３２０は、Ｘボイスコイルモータ３１８ｘ、及びＹボイスコイルモータ３１８ｙの構成が異なる点を除き、上記第２の実施形態の基板ステージ１２０（図４（Ａ）参照）と同じ構成を有しているため、以下、相違点についてのみ説明する。なお、上記第１〜３の実施形態で説明した部材と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付してその説明を省略する。また、上記第１〜３の実施形態と同様に、２つのＸボイスコイルモータ３１８ｘのうちの＋Ｙ側のＸボイスコイルモータ３１８ｘの構成についてのみ説明する。
【００６１】
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）から分かるように、Ｘボイスコイルモータ３１８ｘでは、Ｙ粗動ステージ２３Ｙの上面に固定された一対のＹリニアガイド部材９１と、支持部材３７４の下端部にベース板９９を介して固定され、Ｙリニアガイド部材９１にスライド可能に係合する複数のスライダ９２とを含むＹリニアガイド装置９０を介して支持部材３７４がＹ軸方向に所定のストロークで移動可能となっている。また、支持部材３７４の＋Ｙ側及び−Ｙ側それぞれには、Ｙ粗動ステージ２３Ｙの上面に固定された支柱９３と、コイルバネ９４とを含む付勢装置９５が配置されている。コイルバネ９４は、一端が支柱９３に接続され、他端が支持部材３７４に接続されている。コイルバネ９４による付勢力は、基板ステージ２０がＸＹ平面に沿って移動するときの加減速により支持部材３７４が移動しない程度（微動ステージ５０の重量、移動時の加速度の大きさににもよるが、例えば１０〜１００Ｎ程度）に設定されている。なお、コイルバネ９４としては、圧縮コイルバネ、及び引っ張りコイルバネのいずれを用いても良い。支持部材３７４は、一対の付勢装置９５を介して、そのＹ軸方向に関する移動可能範囲の中立位置に位置している。なお、Ｘボイスコイルモータ３１８ｘの磁石ユニット７７，コイルユニット１７８，ストッパブロック７０、ストッパ１７１の構成などは、上記第２の実施形態と同じである。
【００６２】
また、本第４の実施形態では、図５（Ａ）に示されるように、上記第１〜第３の実施形態における重心ストッパ装置６０（図２（Ａ）など参照）に替えて、微動ステージ５０の＋Ｘ側、−Ｘ側、＋Ｙ側、及び−Ｙ側それぞれにショックアブソーバ４１を含むストッパ装置４０が配置されている。ショックアブソーバ４１は、Ｙ粗動ステージ２３Ｙの上面に固定された柱状の支持部材４２に取り付けられており、そのＺ軸方向に関する位置は、微動ステージ５０のＺ軸方向に関する重心位置と概ね一致している。ショックアブソーバ４１のストロークは、例えば５〜５０ｍｍ程度に設定されている。微動ステージ５０の＋Ｙ側に配置されたストッパ装置４０は、２つのＹボイスコイルモータ１８ｙそれぞれのヨーク７５の少なくとも一方に当接することにより、微動ステージ５０の＋Ｙ方向への移動を機械的に制限する。また、微動ステージ５０の＋Ｘ側に配置されたストッパ装置４０は、２つのＸボイスコイルモータ１８ｘそれぞれのヨーク７５の少なくとも一方に当接することにより、微動ステージ５０の＋Ｘ方向への移動を機械的に制限する。微動ステージ５０の−Ｘ側及び−Ｙ側に配置されたストッパ装置４０は、それぞれ微動ステージ５０のステージ本体５１に当接することにより、微動ステージ５０の−Ｘ及び−Ｙ方向それぞれへの移動を機械的に制限する。なお、図５（Ａ）では、微動ステージ５０の−Ｘ側にひとつ、微動ステージ５０の−Ｙ側に２つのストッパ装置４０がそれぞれ配置されているが、ストッパ装置４０の配置は、これに限られず、適宜変更が可能である。
【００６３】
次に、一例として、＋Ｙ方向に所定速度で移動するＹ粗動ステージ２３Ｙが急停止する際の微動ステージ５０の動作について、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）を用いて説明する。Ｙ粗動ステージ２３Ｙが急停止すると、微動ステージ５０が慣性によりＹ粗動ステージ２３Ｙに対して＋Ｙ方向に移動する（図６（Ａ）及び図６（Ｂ）の矢印参照）。これにより、Ｙボイスコイルモータ３１８ｙの一対のヨーク７５が、対応するストッパ装置４０（微動ステージ５０の＋Ｙ側に配置されたストッパ装置４０）のショックアブソーバ４１に当接する。また、これとほぼ同時に、＋Ｙ側のボイスコイルモータ３１８のヨーク７５とストッパブロック７０とが当接し、−Ｙ側のＸボイスコイルモータ３１８ｘのストッパブロック７０とストッパ１７１とが当接する。
【００６４】
ここで、ショックアブソーバ４１は、微動ステージ５０との衝突時のエネルギを熱エネルギに変換することで微動ステージ５０に対する衝撃を吸収するため、微動ステージ５０は、ショックアブソーバ４１に当接後も微少量＋Ｙ方向に移動する。そして、この微動ステージ５０に連動してヨーク７５，あるいはストッパ１７１及びストッパブロック７０を介してヨーク７５に押圧された支持部材３７４がコイルバネ９４の付勢力に抗して＋Ｙ方向に移動する。
【００６５】
以上説明した第４の実施形態に係る基板ステージ３２０では、微動ステージ５０がショックアブソーバ４１に当接した後、支持部材３７４が微動ステージ５０と同じ方向に移動することにより、微動ステージ５０がその重心線上で受ける衝撃を緩和することができ、なおかつ狭いクリアランスを対して対向するボイスコイルモータ３１８ｘ、３１８ｙのコイルユニット１７８と磁石ユニット７７とを、ストッパ１７１とストッパブロック７０とによって保護することができる。また、支持部材３７４の移動方向の両側に付勢装置９５を配置したので、支持部材３７４（すなわちコイルユニット１７８）を容易（自動的に）に中立位置に復帰させることができる。
【００６６】
なお、上記第１〜第４の実施形態に係る液晶露光装置、基板ステージ装置、ボイスコイルモータなどの構成は、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、上記第１〜第４の実施形態のＸボイスコイルモータ１８ｘ〜３１８ｘ、Ｙボイスコイルモータ１８ｙ〜３１８ｙは、それぞれムービングマグネット式であったが、これに限らずムービングコイル式であっても良い。
【００６７】
また、上記第１〜第４の実施形態のＸボイスコイルモータ１８ｘ〜３１８ｘ、Ｙボイスコイルモータ１８ｙ〜３１８ｙは、それぞれ磁束の向きがＺ軸に平行となるように配置されていたが、これに限らず磁束の向きは水平面に平行でも良く、あるいは水平面に傾斜していても良い。
【００６８】
また、ステージ装置は、重心ストッパ装置６０（図２（Ａ）など参照）、あるいはストッパ装置４０（図５（Ａ）など参照）を必ずしも有していなくても良い。この場合であっても、ヨーク７５とストッパブロック７０とが予め接触することにより、コイルユニット７８と磁石ユニット７７との接触を防止できる。
【００６９】
また、本発明の移動体装置は、上記第１〜第４の実施形態のようにＸＹ平面内の所定範囲内でＸ軸方向、及びＹ軸方向に駆動されるものに限らず、所定の二次元平面に平行な一軸方向にのみ移動可能なものであっても良い。
【００７０】
また、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）などの紫外光や、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。
【００７１】
また、上記第１〜第４の実施形態では、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。
【００７２】
また、上記第１〜第４の実施形態では投影光学系ＰＬとして、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。
【００７３】
また、上記第１〜第４の実施形態においては、光透過性のマスク基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスクを用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて、透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク（可変成形マスク）、例えば、非発光型画像表示素子（空間光変調器とも呼ばれる）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）を用いる可変成形マスクを用いても良い。
【００７４】
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。
【００７５】
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。また、露光対象物がフラットパネルディスプレイ用の基板である場合、その基板の厚さは特に限定されず、例えばフィルム状（可撓性を有するシート状の部材）のものも含まれる。なお、本発明に係る露光装置は、外径が５００ｍｍ以上の基板が露光対象物である場合に特に有効である。
【００７６】
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】
【００７７】
以上説明したように、本発明のリニアモータは、固定子と可動子との電磁相互作用により可動子を固定子に対して所定平面内の一軸方向に相対移動させるのに適している。また、本発明の移動体装置は、リニアモータを用いて移動体を所定平面内の一軸方向に駆動するのに適している。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。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生産に適している。
【符号の説明】
【００７８】
１０…液晶露光装置、１８ｘ…Ｘボイスコイルモータ、１８ｙ…Ｙボイスコイルモータ、２０…基板ステージ、２３Ｘ…Ｘ粗動ステージ、２３Ｙ…Ｙ粗動ステージ、５０…微動ステージ、６０…重心ストッパ装置、７０…ストッパブロック、７１…可動子部、７３…固定子部、７５…ヨーク、７７…磁石ユニット、７８…コイルユニット、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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【手続補正書】
【提出日】平成23年5月6日(2011.5.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
Ｘ粗動ステージ２３Ｘは、平面視矩形の枠状部材から成り、その中央部に長孔状の開口部２３Ｘａ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に対応する間隔で取り付けられている。Ｘスライダ２１は、＋Ｘ方向から見て断面逆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の一対の対向面、及び天井面には、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。また、Ｘスライダ２１の一対の対向面それぞれには、磁石ユニット１５に対向するコイルを含むコイルユニット１３が固定されている。磁石ユニット１５とコイルユニット１３とは、Ｘ粗動ステージ２３ＸをＸ軸方向に駆動するためのローレンツ電磁力駆動方式のＸリニアモータを構成する。Ｘリニアモータは、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制御される。