(57)【要約】【課題】固定ガイドを不要とした軸受装置を提供し、調整の煩雑さを解消するとともに、コストの低減を図る。【解決手段】ステージ定盤６は、磁性体からなり、溝１７ａ〜ｄによってスライダー１２ａ〜ｄのガイド面が規定される。スライダー１２ａ〜ｄのガイド面との対向部には、エアパッド１３ａ〜ｄ、１５ａ〜ｄが設けられ、流体軸受を形成する。更に、スライダー１２ａ〜ｄには、ガイド面との間で、該ガイド面に垂直な方向の磁気吸引力を付与するための与圧磁石１４ａ，ｂ、１６ａ，ｂが設けられている。このステージ装置では、与圧磁石１４ａ，ｂ、１６ａ，ｂの少なくとも一部がガイド面を逸脱したときに発生する該ガイド面に平行な方向の磁気吸引力を用いて、前記移動体の移動方向に対する直交方向への該移動体の変位を規制し、直動ガイドを不要とする。【選択図】　図１
2004132435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体からなるガイド面を有するガイドと、
前記ガイド面に沿って移動する移動体の前記ガイド面との対向部に設けられた流体軸受と、
前記ガイド面と前記移動体との間に磁気吸引力を付与するべく該移動体に設けられた永久磁石とを備え、
前記永久磁石の少なくとも一部が前記ガイド面を逸脱したときに発生する該ガイド面に平行な方向の磁気吸引力を用いて、前記移動体の移動方向に直交する方向への該移動体の変位が規制されるように前記ガイド面の大きさ及び前記永久磁石の配置位置が規定されていることを特徴とする軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体リソグラフィ工程等の高精度の加工に用いられる露光装置、あるいは工作機械、測定器などに好適な、静圧案内を有する軸受装置、及び該軸受装置を用いたステージ装置、並びに該ステージ装置を用いた露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体デバイス等の製造に用いられる露光装置としては次の２つのタイプが代表的である。すなわち、基板（ウエハやガラス基板）をステップ移動させながら基板上の複数の露光領域に原版（レチクルやマスク）のパターンを投影光学系を介して順次露光するステップ・アンド・リピート型の露光装置（ステッパと称することもある）と、ステップ移動と走査露光とを繰り返すことにより、基板上の複数の領域に露光転写を繰り返すステップ・アンド・スキャン型の露光装置（スキャナと称することもある）である。
【０００３】
これら露光装置にはウエハやレチクルを高速で移動させて位置決めするステージ装置（ウエハステージ、レチクルステージ）が備えられている。このようなステージ装置の一般的な構成は、例えば特許文献１や特許文献２に示されている。この種のステージ装置の基本構成について、図８を参照して説明する。
【０００４】
図８（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。図８において、１は移動テーブル、２は移動テーブル１をＸ方向に駆動するためのＸリニアモータ可動子、３は同じくＸリニアモータ固定子、４移動テーブル１をＹ方向に駆動するＹリニアモータ可動子、５はＹリニアモータ固定子、６はその上面が移動テーブルのガイド面となるステージ定盤、７は移動テーブル１をステージ定番６に対して所定量浮上させる流体軸受、８は移動テーブル１をＸ方向に移動させるＸ可動ガイド、９は同じく移動テーブル１をＹ方向に移動させるＹ可動ガイド、１０はＸ可動ガイド８を案内するＸ固定ガイド、１１は同じくＹ可動ガイド９を案内するＹ固定ガイドである。
【０００５】
上記構成においては、Ｘリニアモータ２及び３によって発生した推力は、Ｘ可動ガイド８をＸ固定ガイド１０に直動案内されてＸ方向に移動させる。同時にＸ可動ガイド８の移動に伴って移動テーブル１は同じ量だけＸ方向に移動する。Ｙ方向においても同様の動作が行われる。これにより移動テーブル１をＸＹ方向に駆動できるように構成したものである。又、上述の特許文献１、２においては、固定ガイドの詳細構造はそれぞれ異なるが、いずれも可動ガイドの駆動案内として固定ガイドを設ける点は同じである。
【０００６】
【特許文献１】
特公昭６３−２００１４号公報
【特許文献２】
特公平６−６２４８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述の様に、一般的なステージ装置では、可動ガイドと固定ガイドというように二重のガイド機構が必要であった。固定ガイドを取り除いた構成にした場合、Ｘ可動ガイドはＸリニアモータ推力の垂直方向、すなわちＹ軸方向と、定盤面に垂直なＺ軸まわりの回転方向に対して不定となってしまう。仮にＺ軸まわりの回転方向に付いては２つのＸリニアモータの推力配分で制御したとしても、Ｙ軸方向の位置がやはり不定となってしまう。このためＸ固定ガイドを省略することはできなかった。Ｙ固定ガイドについても同様である。
【０００８】
以上のように、一般的なステージ装置では、固定ガイドすなわち二重のガイド機構が必要なため、それらを精度良く調整しなければならないといった問題が生じていた。また、装置が大型化したり、コストが上昇するといった問題もあった。
【０００９】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、固定ガイドを不要とした軸受装置を提供し、調整の煩雑さを解消するとともに、コストの低減を図ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明による軸受装置は以下の構成を備える。すなわち、
磁性体からなるガイド面を有するガイドと、
前記ガイド面に沿って移動する移動体の前記ガイド面との対向部に設けられた流体軸受と、
前記ガイド面と前記移動体との間に磁気吸引力を付与するべく該移動体に設けられた永久磁石とを備え、
前記永久磁石の少なくとも一部が前記ガイド面を逸脱したときに発生する該ガイド面に平行な方向の磁気吸引力を用いて、前記移動体の移動方向に直交する方向への該移動体の変位が規制されるように前記ガイド面の大きさ及び前記永久磁石の配置位置が規定されている。
【００１１】
本発明の一態様によれば、第１実施形態に示されるように、上記構成において、前記ガイド面の前記直交する方向の幅が、前記ガイド上に前記移動方向と平行に設けられた溝によって規定される。
【００１２】
また、好ましくは、前記ガイド面の前記直交方向の幅が、前記ガイド上に前記移動方向と平行に設けられた溝と、該ガイドの該移動方向に沿った終端部とで規定される。
【００１３】
また、好ましくは、前記ガイド面の幅が、前記永久磁石の幅と略同一もしくは、それよりも小さい。
【００１４】
また、上記各構成において、第２実施形態に示されるように、前記永久磁石を、前記移動体の前記移動方向に沿って離間した複数箇所に設けることにより、ヨーイングガイドを設けたのと同様の効果を得ることができる。
【００１５】
また、上記各構成において、第３実施形態に示されるように、前記ガイドに前記永久磁石と対向する凸部を設け、該凸部の該永久磁石と対向する面を前記ガイド面とする。
【００１６】
また、第４実施形態に示されるように、前記ガイド面は、前記ガイドの両側部に、前記移動方向に沿って延びる方向に形成され、前記移動体は前記両側部の前記ガイド面にまたがって設けられ、前記ガイド面に対向する位置の各々に永久磁石が設けられており、
前記永久磁石の各々の外側の端部と前記ガイド面の外側の端部とが略一致するように設けられ、前記移動体が前記移動方向と直交する方向に変位した場合に、少なくとも一つの永久磁石の少なくとも一部が前記ガイド面から逸脱することを特徴とする構成としてもよい。
【００１７】
また、前記ガイド面は、前記ガイドの両側部に、前記移動方向に沿って延びる方向に形成され、前記移動体は前記両側部の前記ガイド面にまたがって設けられ、前記ガイド面に対向する位置の各々に永久磁石が設けられており、
前記永久磁石の各々の外側の端部は、前記ガイド面の外側の端部より所定量だけ突出して設けられ、前記移動体が前記移動方向と直交する方向に変位した場合に、前記永久磁石と前記ガイド面との間の水平方向の吸引力の均衡が崩れることを特徴とする構成としてもい。
【００１８】
また、第５実施形態に示されるように、前記ガイド面の前記移動方向に直交する方向の幅が前記永久磁石の対向面よりも大きくしてもよい。
【００１９】
また、第６実施形態に示されるように、さらに、前記移動方向に対する前記移動体の変位を規制するべく前記ガイド面の大きさ及び前記永久磁石の配置位置が規定されるようにしてもよい。ストローク時のガイド機能に加えて、リミッタ機能を果たす効果が得られる。
【００２０】
また、第７実施形態に示されるように、前記ガイド面は、前記ガイドの両側部に、前記移動方向に沿って延びる方向に形成され、前記移動体は前記が両側部のガイド面に跨って設けられ、前記ガイド面に対向する位置の各々に永久磁石が設けられており、
前記移動体の一方の側には、前記移動体の回転方向の変位を規制する（ヨーイングガイドとして機能する）ための流体パッドが設けられている。
【００２１】
また、本発明によれば、上記のいずれかの軸受装置を備えたテーブル装置が提供される。
【００２２】
また、本発明のテーブル装置としては、第７実施形態に示されるように、第１の方向へ移動する第１移動体と、該第１の方向と直交する第２の方向へ移動する第２移動体を備えたテーブル装置であって、
上記の永久磁石を用いて横方向の変位を規制する、第１から第６実施形態に示されるような軸受装置を介して前記第１移動体を移動する手段と、
永久磁石で前記直交方向の変位を規制し、静圧パッドで回転方向の変位を規制する第７実施形態で示されるような軸受装置を介して前記第２移動体を移動する手段とを備える構成としてもよい。
【００２３】
更に、本発明によれば、原版のパターンの一部を投影光学系を介して基板上に投影し、前記原版のパターンの所定の露光領域を前記基板上に露光する露光手段と、
前記露光のための前記原版及び／または基板を移動させるための、上記いずれかのテーブル装置を備えた露光装置が提供される。
【００２４】
更に、本発明によれば、上記露光装置を用いた半導体製造装置或いは方法が提供される。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００２６】
一般に、上記従来技術で説明してきたようなステージ装置に用いられるガイドとしては、特開昭６１−２９０２３１や特許第２５７３５０２号などに示されるように、永久磁石によるプリストレスを与えてガイド剛性を高めた流体軸受が広く用いられている。これらの流体軸受は、磁性体からなるガイドと、このガイドに沿って移動する移動体と、ガイドと移動体の対向部に設けた流体軸受と、ガイドと移動体とをガイド面に垂直な方向に所定の磁力で吸引するように移動体に設けた永久磁石とを含んで構成されている。
【００２７】
ところで、プリストレスを与えるために設けた永久磁石は、通常はガイド面に垂直な方向の吸引力のみを発生させるものであり、プリストレスもこの吸引力を利用する。しかし、対向するガイド面の移動範囲から永久磁石の一部が逸脱すると、ガイド面に平行な方向の復元力が発生し、永久磁石を所定の位置に復帰しようとする特性がある。本発明は、この特性に着目したものである。すなわち、永久磁石のガイド面に平行な方向の吸引力を利用して、移動体のガイド面に平行な方向の変位を規制するように構成したものである。
【００２８】
以下で具体的に説明するが、上記のガイド面に平行な方向の復元力の利用を図るための一つの態様として、ガイドに溝を設ける等の手段でガイド領域を制限し、電磁石の移動範囲とほぼ一致するか、又はより小さくなるように構成する。これにより、移動体の位置が移動範囲を逸脱した場合には、永久磁石の磁気吸引力がガイド面に平行な方向に働き、移動体のガイド面に平行な方向の変位が規制される。この構成により、従来必要とされていた固定ガイドを省くことが可能となる。
【００２９】
〈第１実施形態〉
図１は本発明の第１実施形態によるステージ装置を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図を示す。
【００３０】
図１において、１はＸＹ方向に移動する移動テーブルである。２ａ、２ｂは移動テーブル１をＸ方向に移動させるＸリニアモータ可動子、３ａ，３ｂは同じくＸリニアモータ固定子である。４ａ，４ｂは移動テーブル１をＹ方向に移動させるＹリニアモータ可動子、５ａ，５ｂは同じくＹリニアモータ固定子である。６はその上面が移動テーブルのガイド面となるステージ定盤、７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは移動テーブル１をステージ定盤１に対して所定量浮上させるＸＹエアパッド、８はＸＹエアパッド７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄに所定のプリストレスを与えるＸＹ与圧磁石である。
【００３１】
また、９はＸリニアモータによって駆動され、その推力を移動テーブル１に伝達するＸガイド、１０は同じくＹリニアモータによって駆動され、その推力を移動テーブル１に伝達するＹガイド、１１ａ，１１ｂはＸガイド９を支持するＸスライダー、１２ａ，１２ｂは同じくＹガイド１０を支持するＹスライダー、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄはＸスライダー１１ａ，１１ｂをステージ定盤１に対して所定量浮上させるＸエアパッド、１４ａ，１４ｂはＸエアパッド１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄに対して所定のプリストレスを与えるＸ与圧磁石、同じく１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄはＹスライダー１２ａ，１２ｂをステージ定盤１に対して所定量浮上させるＹエアパッド、１６ａ，１６ｂはＹエアパッド１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄに対して所定のプリストレスを与えるＹ与圧磁石、１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄは定盤６に設けられた溝である。１８ａ，１８ｂはＸガイド９と対向するように移動テーブル１に設けられたＸ横エアパッドである。なお、Ｘ横エアパッド１８ａ，ｂと同様に、移動テーブル１には、Ｙガイド１０と対向するようにＹ横エアパッド（不図示）が設けられている。
【００３２】
移動テーブル１は、ステージ定盤６に対してＸＹエアパッド７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄによって非接触に支持され、同時にＸガイド９に対向するＸ横エアパッド１８ａ，１８ｂによって、かつＹガイド１０に対向するＹ横エアパッド１９ａ，１９ｂによってそれぞれ非接触に支持されている。また、Ｘガイド９とその両端に位置するＸスライダー１３ａ，１３ｂは、ステージ定盤６に対してＸエアパッド１３ａ，１３ｂによって非接触に支持されている。これにより、Ｘリニアモータ２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂが所定の推力を発生した時には、Ｘガイド９はステージ定盤６の上面でガイドされつつ図１のＸ軸方向に移動し、それに伴って移動テーブル１はステージ定盤６の上面とＹガイド１０の両側面にガイドされつつＸ軸方向に移動する。同様にＹリニアモータ４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂが所定の推力を発生した時、Ｙガイド１０はステージ定盤６の上面でガイドされつつ図１のＹ軸方向に移動し、それに伴って移動テーブル１はステージ定盤６の上面とＸガイド９の両側面にガイドされつつＹ軸方向に移動する。従ってこの構成により、移動テーブル１はＸＹ平面の任意の方向に移動することができる。
【００３３】
移動テーブルのＸＹ座標及びＺ軸回りの回転角は、例えば移動テーブルに設けた移動鏡（図示せず）の位置を複数のレーザー干渉計（図示せず）で測定したり、あるいはＸガイド９やＹガイド１０、もしくはＸスライダー１１ａ，１１ｂやＹスライダー１２ａ，１２ｂに設けた移動鏡（図示せず）の位置を同じく複数のレーザー干渉計で測定する事で求めることが出来、これを元に移動テーブル１のＸＹ座標及びＺ軸回りの移動および位置決めを一意に定め、制御することが可能である。
【００３４】
この場合、Ｘガイド９（及びこれの両端に固定されるＸスライダー１１ａ，１１ｂ）のＸ座標およびＺ軸回りの回転角は移動テーブル１のそれと同一であるので一意に定まるが、Ｙ座標すなわち長手方向の変位は定まらない。同様にＹガイド１０（及びこれの両端に固定されるＹスライダー１２ａ，１２ｂ）のＹ座標及びＺ軸回りの回転角は一意に定まるが、Ｘ座標すなわち長手方向の変位は定まらない。このためＸガイド９およびＹガイド１０には、その長手方向の変位を規制するなんらかの直動ガイドが必要である。これが上述した従来のステージにおいて、移動ガイドの他に固定ガイドが必要であった所以である。
【００３５】
第１実施形態は、ステージ定盤６の上面に溝１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄを設け、これにより固定ガイド部材を設けることなく、Ｘガイド９およびＹガイド１０の長手方向の変位を規制できるようにしたものである。
【００３６】
図１（ｂ）に示すように、Ｙスライダー１２ａ，１２ｂの底面には、Ｙエアパッド１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの軸受剛性を向上させる目的で、プリストレスを与える与圧磁石１６ａ，１６ｂが設けられている。与圧磁石１６ａ，１６ｂの一端はステージ定盤６に設けた溝１７ｃ，１７ｄの端面と同一面に、かつ他の一端はステージ定盤６の端面と同一面に設定されている。すなわち、溝１７ｃ，１７ｄとステージ定盤６の端面とではさまれるステージ定盤の領域（対向領域）と与圧磁石１６ａ，１６ｂとは、同じ幅寸法で対向することになる。
【００３７】
この状態で、Ｙスライダー１２ａ，１２ｂがＹ方向に移動するだけなら、この与圧磁石１６ａ，１６ｂはステージ定盤６に対してＺ方向の吸引力しか生じない。しかし、Ｙスライダー１２ａ，１２ｂがＸ方向に移動（変位）した場合、この与圧磁石１６ａ，１６ｂはステージ定盤６の対向領域から逸脱する。この時、与圧磁石１６ａ，１６ｂの逸脱した部分は、ステージ定盤６に対してＸ方向（ガイド面に平行な方向）の吸引力を発生し、これが逸脱を復帰させる復元力として作用する。
【００３８】
すなわち、図１（ｂ）で示したような、溝１７ｃ，１７ｄとステージ定盤６の端面とではさまれるステージ定盤の領域と、与圧磁石１６ａ，１６ｂとを同じ幅寸法で対向させたとき、Ｙガイド１０が＋Ｘ方向の変位を生じた時は−Ｘ方向の復元力が生じ、−Ｘ方向の変位を生じた時は＋Ｘ方向の復元力が生じる。これはＹガイドにＹ軸方向の直動ガイドを構成したことと同様の効果が得られていることを示す。Ｘガイド９のＹ方向についても同様である。
【００３９】
従って、第１実施形態に拠れば、固定ガイド部材を設けることなく、ステージ定盤６の上面に溝１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄを設けることで、Ｘガイド９およびＹガイド１０の長手方向の変位を規制できる。言い換えれば、上記構成によりＸガイド９のＸ方向直動ガイド機能及びＹガイド１０のＹ方向直動ガイド機能が実現できる。
【００４０】
また上記説明では、
（Ｘ与圧磁石１４ａ，１４ｂもしくはＹ与圧磁石１５ａ，１５ｂの幅）＝（ステージ定盤６の対向領域の幅）
とした実施形態について説明してきたが、
（Ｘ与圧磁石１４ａ，１４ｂもしくはＹ与圧磁石１５ａ，１５ｂの幅）＞（ステージ定盤６の対向領域の幅）
と構成した場合でも、同様の効果が得られる。
【００４１】
すなわち、Ｙ与圧磁石１５ａ，１５ｂのステージ定盤６の対向領域の幅よりはみ出した部分では、横方向の吸引力が発生しているが、通常は釣り合いを保っているため、Ｙガイド１０のＸ軸方向に働く力はゼロである。しかし、Ｙガイド１０にＸ軸方向の変位が生じると、Ｙ与圧磁石１５ａ，１５ｂのステージ定盤６の対向する領域の幅よりはみ出した部分で発生する横方向の吸引力にアンバランスが生じるため、Ｙガイド１０を元の釣り合う位置に戻そうとする復元力として働く。つまり、溝１７ｃ，１７ｄとステージ定盤６の端面とではさまれるステージ定盤の対向領域よりも与圧磁石１６ａ，１６ｂの幅を大きくした時、Ｙガイド１０が＋Ｘ方向の変位を生じた時は−Ｘ方向の復元力が生じ、−Ｘ方向の変位を生じた時は＋Ｘ方向の復元力が生じることになる。これは上述したようにＹガイドにＹ軸方向の直動ガイドを構成する事と同様の効果が得られることを示す。Ｘガイド９のＹ方向についても同様である。
【００４２】
以上説明したように第１実施形態によれば、直動ガイドを設けることなく、移動方向に直交する方向への変位が規制された軸受装置、ステージ装置を提供することができる。
【００４３】
〈第２実施形態〉
図２は第２実施形態によるステージ装置を示す図である。なお、断面図は図１（ｂ）と同様になるので省略した。また、図２において、図１と同じ構成には同一の番号を付している。
【００４４】
第２実施形態は、第１実施形態におけるＸエアパッド１３ａ，１３ｂとＸ与圧磁石１４ａの構成を異ならせたものである。図２において、１３ｅ，１３ｆはＸスライダー１１ａに設けられたＸエアパッドであり、１４ｃ，１４ｄは同じくＸ与圧磁石である。第２実施形態においては、Ｘスライダー１１ａの位置を規制することのできるＸ与圧磁石１４ｃ，１４ｄを２個設け、さらに所定の距離だけ離して配置している。これに伴い、Ｘエアーバッド１３ｅ，１３ｆはＸ与圧磁石１４ｃ，１４ｄの内側に配置され、Ｘスライダー１１ａと溝１７ａの寸法も拡大されている。
【００４５】
この構成により、Ｘガイド９はｚ軸周りの回転方向の変位に対しても規制されることになる。すなわち、Ｘガイド９にＹ軸方向の変位が生じた場合は、第１実施形態と同じ原理により復元力が発生する。同様にＸガイド９にｚ軸周りの回転方向の変位、いわゆるヨーイングが生じた時も、Ｘ与圧磁石１４ｃと１４ｄは対向するステージ定盤６の領域から互いに逆方向に逸脱するため、横方向に吸引する力が生じ、ｚ軸回りの回転方向の変位を打ち消すように働く偶力が発生する。これにより、ＸガイドにＸ軸方向の直動ガイドを構成するのと同時に、ｚ軸回りの回転変位を規制することとなる。これは、すなわちヨーイングガイドを構成したのと同様の効果である。
【００４６】
また、これは同時にＹガイド１０に対してのｚ軸周りの回転方向の変位に対しての規制ともなっている。すなわち、Ｘガイド９とＹガイド１０の相対角度は、移動テーブル１のＸ横エアーパッド１８ａ，１８ｂとＹ横エアーパッド１９ａ，１９ｂとの相対角度で規制されるからである。言い換えれば、Ｘガイド９とＹガイド１０と移動テーブル１とは、常に一体となってｚ軸周りの回転方向の変位を生じるためである。
【００４７】
また、第２実施形態では、Ｘスライダー１１ａに対してのみｚ時回りの回転方向の変位の規制を行う構成について述べてきたが、Ｙスライダー１２ａに対して同様の構成を用いても、同様の効果を得ることができる。
【００４８】
さらに、上記の説明ではＸもしくはＹのいづれか一方にＺ軸回りの回転方向の変位の規制を行えば、全体のｚ軸回りの回転方向の変位の規制となることを示したが、Ｘスライダー１１ａとＹスライダー１２ａに同時に回転方向の変位の規制を与えるような構成としてもかまわない。また、さらにＸスライダー１１ａ，１１ｂ及びＹスライダー１２ａ，１２ｂのすべてのスライダーに、同様な回転方向の変位の規制を与えるように構成してもかまわない。
【００４９】
また、第一の実施形態でも述べたように、
（Ｘ与圧磁石１４ａ，１４ｂもしくはＹ与圧磁石１５ａ，１５ｂの幅）＞（ステージ定盤６の対向領域の幅）
としても、同様の効果が得られることは言うまでも無い。
【００５０】
〈第３の実施形態〉
図３は第３実施形態によるステージ装置の構成を示す断面図である。図３において、２０ｃ，２０ｄはステージ定盤６に設けた凸部であり、その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００５１】
第３実施形態は、ステージ定盤６に段差を与え、第１実施形態における溝１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄによって対向領域を規定する代わりに、凸部を形成することで大公領域を規定する。すなわち、凸部２０ｃ，２０ｄが　Ｙ与圧磁石１６ａ，１６ｂと対向する対向領域となるように構成され、ステージ定盤６の不図示の凸部がＸ与圧磁石１５ａ，１５ｂと対向する対向領域となるように構成される。
【００５２】
ここで
（Ｘ与圧磁石１４ａ，１４ｂもしくはＹ与圧磁石１５ａ，１５ｂの幅）＝（凸部２０ａ，２０ｂもしくは凸部２０ｃ，２０ｄの幅（対向領域の幅））となるように構成する。この場合の動作と効果は、第１実施形態と同様である。
【００５３】
また、
（Ｘ与圧磁石１４ａ，１４ｂもしくはＹ与圧磁石１５ａ，１５ｂの幅）＞（凸部２０ａ，２０ｂもしくは凸部２０ｃ，２０ｄの対向領域の幅）
としても、第１実施形態で述べたのと同様の結果を得ることが出来る。
【００５４】
〈第４実施形態〉
図４は第４実施形態によるステージ装置を示す断面図である。第４実施形態では、ステージ定盤には、第１〜第３実施形態で述べたような溝や凸部は設けていない。その代わり、Ｙ与圧磁石１６ａの左端がステージ定盤６の左端に対して同一面かまたは所定量の突出をし、Ｙ与圧磁石１６ｂの右端がステージ定盤６の右端に対して同一面かまたは所定量の突出をするように構成されている。図４では省略するが、Ｘガイドに対しても同様の構成を取る。
【００５５】
これにより、第一の実施形態と同様の動作と効果が得られる。この場合、与圧磁石の横方向の吸引力を用いた復元力は、その片側のみしか使われないために、第１実施形態に対して半減するが、溝や凸部を設ける必要がなく、構成が簡素化される。
【００５６】
〈第５実施形態〉
図５は第５実施形態によるステージ装置の構成を示す断面図である。第５実施形態は与圧磁石の横方向復元力を、Ｘガイド及びＹガイドの直動ガイドではなく、変動リミット機能として用いた例である。
【００５７】
第１実施形態では、
（Ｘ与圧磁石１４ａ，１４ｂもしくはＹ与圧磁石１５ａ，１５ｂの幅）≧（ステージ定盤６の対向領域の幅）
としたが、第５実施形態では、
（Ｘ与圧磁石１４ａ，１４ｂもしくはＹ与圧磁石１５ａ，１５ｂの幅）＜（ステージ定盤６の対向する領域の幅）
とする。
【００５８】
前述したように、リニアモータの推力を制御することによって、移動テーブル１のｘｙ座標及びｚ軸回りの回転方向の変位が一意に定まっても、Ｘガイド９のＹ方向変位と、Ｙガイド１０のＸ方向変位は一意に定まらない。これは言い換えれば、Ｘガイド９のＹ方向変位や、Ｙガイド１０のＸ方向変位があったとしても、移動テーブル１のｘｙ座標及びｚ軸回りの回転方向の変位には直接は影響しないことを意味する。しかしながら、この変位によりリニアモータの固定子と可動子間に干渉が生じたり、駆動時に寄生振動が生じて位置決め精度を悪化させたり、測定精度を悪化させたりするため、上述したように何らかの直動ガイドが必要とされてきたものである。
【００５９】
しかしながら、極低速の駆動しかしない装置や、粗い位置決め精度しか要求されない装置など、近接する部材の干渉さえ生じなければ、上記Ｘガイド９のＹ方向変位や、Ｙガイド１０のＸ方向変位が許容できる場合がある。この場合、必ずしも直動ガイドは必要でない。しかしながら、この場合でも干渉回避のため、変動リミットとしての機能は必要である。そこで、第５実施形態では、与圧磁石の端面がステージ定盤６の対向する領域の端面に至るまでは復元力は働かず、両者が同一面になって始めて復元力が働くように構成する。
【００６０】
第５実施形態によれば、所定の許容される範囲においてＸガイド９はＹ方向に、Ｙガイド１０はＸ方向にそれぞれ変位できる。しかしながら、それを超える変位は第１実施形態に示したように、与圧磁石の復元力が働くため、規制されることになる。
【００６１】
なお、ここでは、第１実施形態のようにステージ定盤６に溝１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄを設けたが、第３実施形態のように凸部としても、第４実施形態のようにステージ定盤６の両端を用いて（この場合、ステージ定盤６の両端から所定距離を余して与圧磁石を配置することになる）も同様の効果を得ることが出来る。
【００６２】
〈第６実施形態〉
図６は、第６実施形態によるステージ装置を示す平面図である。第６実施形態は与圧磁石の横方向復元力を、Ｘガイド及びＹガイドの直動ガイドだけではなく、ストロークリミット機能としても用いた例である。
【００６３】
第１実施形態に対して、Ｘエアパッド１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ、Ｘ与圧磁石１４ａ，１４ｂの配置を逆転させ、外側にＸ与圧磁石１４ａ，１４ｃ及び１４ｂ，１４ｄ、その内側にＸエアパッド１３ａ及び１３ｂを配置している。同様にＹエアパッド１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ、Ｙ与圧磁石１６ａ，１６ｂの配置を逆転させ、外側にＹ与圧磁石１６ａ，１６ｃ及び１６ｂ，１６ｄ、その内側にＸエアパッド１５ａ及び１５ｂを配置している。
【００６４】
Ｘガイド９のＹ軸方向変位や、Ｙガイド１０のＸ軸方向変位に対しての復元力の発生は、第１実施形態で述べた通りである。本構成では、さらに、Ｘスライダー１１ａ，１１ｂがＸ方向に移動する時、所定のストローク範囲内（すなわち移動テーブル１のＸ移動ストローク）であれば、Ｘ与圧磁石１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄはＺ軸方向の吸引力しか発生しないが、このストロークを超える範囲では、ステージ定盤６に設けた溝１７ａ，１７ｂにより、Ｘ与圧磁石１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの横方向吸引力がストローク範囲に復帰させる力として働く。Ｙガイド１０についても、同様である。これにより、従来、ストロークを超える動作を規制するために配置していたショックアブソーバーなどのメカニカルストッパーを省く事が出来る。
【００６５】
なお、第６実施形態では、第１実施形態のようにステージ定盤６に溝１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄを設けたが、第３実施形態のように凸部としても、第４実施形態のようにステージ定盤６の両端を用いても、同様の効果を得ることが出来る。
【００６６】
〈第７実施形態〉
図７は第７実施形態によるステージ装置を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）および（ｃ）は断面図である。第７実施形態は与圧磁石の横方向復元力をＹガイドの直動ガイドとして用い、Ｘガイドの直動ガイドとしては静圧ガイドを用いた例である。
【００６７】
すなわち、（ｃ）図において、２０は定盤側面をガイド面とする横パッドであり、２１はＸスライダー１１ａに締結される横パッド保持部材である。この横パッド２０のガイドにより、Ｘビーム９とＸスライダー１１ａ，１１ｂのＹ軸方向とＺ軸回りの回転方向が規制される。
【００６８】
この構成により、スライダー１のＺ軸回りの回転方向の規制は横パッド２０が受け持つため、固有振動数が高くなり、かつ、Ｙビーム１０のＸ軸方向の規制を与圧磁石の横方向復元力を用いているため、過拘束にならないというメリットがある。
【００６９】
なお、以上の実施形態については、移動テーブル等の各部の非接触ガイドとして静圧空気軸受を用いた例について説明してきたが、油などを使った静圧流体軸受を用いてもよいし、あるいは磁力による浮上力あるいは吸引力を利用した磁気軸受であっも、同様の効果が得られる。
【００７０】
以上説明したように、上記実施形態によれば、ガイドに溝を設ける等の手段によりガイド面の与圧磁石に対向する領域を制限することで、移動体のガイド面に平行な方向の変位を規制できるようにしたので、固定ガイドを設ける必要の無い省スペース省コストで組立性の優れた軸受装置が実現できる。
【００７１】
また、同時にショックアブソーバーなどのメカニカルストッパーも省くことが出来る。
【００７２】
〈第８実施形態〉
上記各実施形態によるステージ装置の露光装置への適用例を、縮小投影露光装置を例に挙げて説明する。
【００７３】
図９は露光装置の全体概略図である。図９に示すとおり、露光装置は、露光原板であるレチクル１０２がレチクルチャック１０３を介してレチクルステージ１０４上に載置される。そして、不図示の光源から照明光学系１０１を通して導かれる露光光がレチクル１０２上に照射される。レチクル１０２を通った露光光は、投影光学系１０５によって、例えば１／５に縮小され、被加工物であるシリコンウエハ１０８上に照射される。このシリコンウエハ１０８を保持する手段としての基板保持装置いわゆるウエハチャック１０９は、基板を水平面内で移動可能なＸＹステージ１０上に載置されている。ここで、ＸＹステージ１１０として、上記第１〜第７実施形態で説明したステージ装置が用いられる。
【００７４】
上記構成の露光装置における露光シーケンスを以下に述べる。
まず、被露光ウエハ１０８が露光装置に自動あるいは作業者の手によってセッティングされた状態から、露光開始指令により露光装置の動作が開始される。まず、１枚目のウエハ１０８が搬送システムによってステージ７上に載置されたウエハチャック１０９上に送り込まれる。続いて、装置に搭載されたオフアクシススコープ７によってウエハ１０８上に記されたアライメントマークを複数個検出してウエハの倍率、回転、ＸＹずれ量を確定し、位置補正を行う。ステージ１１０は、搭載したウエハの第１ショット位置が露光装置の露光位置に合うようにウエハを移動する。面計測手段１０６により合焦後、約０．２秒程度の露光を行い、ウエハ上の第２ショット位置にウエハをステップ移動して順次露光を繰り返す。最終ショットまで同様のシーケンスを繰り返して１枚のウエハ露光処理は完了する。ウエハチャック上から回収搬送ハンドに受け渡されたウエハはウエハキャリアに戻される。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、固定ガイドを不要とした軸受装置を提供し、調整の煩雑さを解消するとともに、コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態によるステージ装置の構成を示す図である。
【図２】第２実施形態によるステージ装置の構成を示す図である。
【図３】第３実施形態によるステージ装置の構成を示す図である。
【図４】第４実施形態によるステージ装置の構成を示す図である。
【図５】第５実施形態によるステージ装置の構成を示す図である。
【図６】第６実施形態によるステージ装置の構成を示す図である。
【図７】第７実施形態によるステージ装置の構成を示す図である。
【図８】一般的なステージ装置の構成を示す図である。
【図９】第８実施形態による露光装置の概略構成を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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