(57)【要約】【課題】電磁力を用いることなくステージを定盤上でＸＹ軸方向に非接触案内・駆動することができ、構造が簡易なステージ装置等を提供する。【解決手段】ステージ装置１０のステージ部材２２は、下向きに内凹部２２ｂを有する箱状体である。内凹部２２ｂの周囲には、定盤２１に対面する開口端面２２ａが設けられている。ステージ部材２２の開口端面２２ａには、気体吹出口と気体吸引口とが形成されている。ステージ部材２２は、気体吹出口から吹き出される気体量と、気体吸引口から吸引される気体量とをバランスさせることにより、定盤２１上面に非接触支持されつつ、Ｘ軸・Ｙ軸方向に移動可能である。【選択図】      図２
2004228454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
案内面を有する平面定盤と、
該定盤の案内面上で非接触案内され、前記定盤の案内面と対向する内凹部を有するステージと、
前記内凹部内に形成された、移動可能な隔壁で分離された複数の圧力室と、
該複数の圧力室の圧力を制御する圧力制御弁と、
を具備し、
前記複数の圧力室に相対的な差圧を与えて前記ステージを前記定盤上で駆動することを特徴とするステージ装置。
【請求項２】
前記ステージを前記定盤の案内面上で非接触案内するための排気領域及び静圧気体軸受の組が、前記ステージに設けられてい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】
前記ステージに永久磁石が付設されており、前記定盤が磁性体からなり、これら両者に働く吸引力により前記ステージが前記定盤に吸引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４】
前記ステージが周囲に真空排気溝の設けられた静圧気体軸受を有し、これによって前記定盤上で非接触案内されることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のステージ装置。
【請求項５】
前記ステージの内凹部を区画する隔壁を兼ねる固定ガイド及び可動ガイドが、前記圧力室内に設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のステージ装置。
【請求項６】
前記固定ガイドが前記定盤に固設されており、
前記可動ガイドとして、前記固定ガイドによりＸ軸方向に非接触案内されるＸガイド及びＹ軸方向に非接触案内されるＹガイドが設けられており、
前記固定ガイド及び前記Ｘガイドが、前記内凹部をＹ軸方向に２分割する前記圧力室隔壁を構成し、
前記固定ガイド及び前記Ｙガイドが、前記内凹部をＸ軸方向に２分割する前記圧力室隔壁を構成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】
前記固定ガイドに前記圧力制御弁が配置されていることを特徴とする請求項５又は６に記載のステージ装置。
【請求項８】
前記ステージ上に微動ステージが設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のステージ装置。
【請求項９】
前記ステージが、
Ｘ軸方向に移動する第１のステージ部材と、
該第１のステージ部材に沿ってＹ軸方向に移動する第２のステージ部材と、
を有することを特徴とする請求項１記載のステージ装置。
【請求項１０】
前記定盤に、前記第１のステージ部材両端部を挟んで案内する２条の案内部が平行に対向して形成されていることを特徴とする請求項９記載のステージ装置。
【請求項１１】
前記定盤が防振手段により支持されていることを特徴とする請求項１〜１０いずれか１項記載のステージ装置。
【請求項１２】
エネルギービームを選択的に感応基板上に照射して該基板上に所望のパターンを形成する露光装置であって、
前記請求項１〜１１のいずれか１項に記載のステージ装置を備えることを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステージを定盤上で非接触案内するステージ装置、及び、それを有する露光装置に関する。特には、電磁力を用いることなくステージを定盤上でＸＹ軸方向に非接触案内・駆動することができ、構造が簡易なステージ装置等に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来より、処理する対象物を載置して移動・位置決めするステージ装置が知られている。例えば、半導体デバイス等の露光装置では、レチクル（原版、マスク）やウェハ（感応基板）をそれぞれのステージ上に載置して移動・位置決めする。縮小投影式の露光装置は、光や紫外線、電子線等のエネルギービームでレチクルに照射し、レチクルを通過（又は反射）したエネルギービームをレジストの塗布されたウェハ上に縮小投影することで、レチクル上のパターンをウェハ上に露光・転写する。
【０００３】
この種の露光装置用のステージは、電磁リニアモータで駆動するものが一般的である。なお、ステージ装置の構造の簡素化・小型化のために、電磁平面モータを用いてステージ位置を制御するものが開発中であるが、実用化されるまでには至っていない。
【０００４】
ところで、電子線露光装置の場合には、照射する電子線に悪影響を与えないようにするため、ステージを非電磁力で駆動させることが望ましい。そこで、例えば、静圧気体軸受や真空差動排気機構を備えるエアーシリンダ式のステージも考案されている。このようなエアーシリンダ式のステージを２組配置することにより、非電磁力によるＸＹ軸方向へのステージ駆動が実現できる。ただし、この際、ステージ装置に要望されている小型化にも対応できるようにする必要がある。
【０００５】
また、一般的に、ステージ装置はＺ軸方向（ＸＹ平面）の平滑度に優れる定盤を備えているため、そのような定盤をステージのＸＹ軸方向への駆動の基準にすることができれば、Ｚ軸方向の位置精度を容易に向上させることができる。
【０００６】
本発明は、このような要請に応えるためになされたものであって、電磁力を用いることなくステージを定盤上でＸＹ軸方向に非接触案内・駆動することができ、構造が簡易なステージ装置、及び、それを有する露光装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するため、本発明のステージ装置は、案内面を有する平面定盤と、  該定盤の案内面上で非接触案内され、前記定盤の案内面と対向する内凹部を有するステージと、  前記内凹部内に形成された、移動可能な隔壁で分離された複数の圧力室と、  該複数の圧力室の圧力を制御する圧力制御弁と、を具備し、  前記複数の圧力室に相対的な差圧を与えて前記ステージを前記定盤上で駆動することを特徴とする。
【０００８】
このステージ装置によれば、複数の圧力室間に差圧がかかると、その差圧を解消する方向にステージが移動する。本発明のステージ装置では、圧力室がステージ内に内蔵され、ステージ周りにはアクチュエータ等が配置されない。そのため、シンプルかつ小型のステージ装置を提供できる。
【０００９】
本発明のステージ装置においては、前記ステージを前記定盤の案内面上で非接触案内するための排気領域及び静圧気体軸受の組が、前記ステージに設けられていることが好ましい。ステージ装置が真空環境内に設置される場合には、静圧気体軸受の周囲の真空排気溝により、真空環境への気体もれを少なくすることができる。
【００１０】
本発明のステージ装置においては、  真空中で使用する場合、前記ステージに永久磁石が付設されており、前記定盤が磁性体からなり、これら両者に働く吸引力により前記ステージが前記定盤に吸引されるものとすることができる。
また、定盤を誘電体とし、ステージ側に電極を設けて、静電吸着力により定盤に吸引してもよい。
【００１１】
本発明のステージ装置においては、前記ステージの内凹部を区画する隔壁を兼ねる固定ガイド及び可動ガイドが、前記圧力室内に設けられているものとすることができる。
この場合、固定ガイド及び可動ガイドが隔壁を構成してステージ内の内凹部を区画し圧力室を形成する。そして、圧力室を形成する可動ガイドが固定ガイドに対して相対移動し、その圧力室の容積を変化させる。これにより、ステージが定盤上を駆動（移動）する。
【００１２】
本発明のステージ装置においては、前記固定ガイドが前記定盤に固設されており、  前記可動ガイドとして、前記固定ガイドによりＸ軸方向に非接触案内されるＸガイド及びＹ軸方向に非接触案内されるＹガイドが設けられており、  前記固定ガイド及び前記Ｘガイドが、前記内凹部をＹ軸方向に２分割する前記圧力室隔壁を構成し、  前記固定ガイド及び前記Ｙガイドが、前記内凹部をＸ軸方向に２分割する前記圧力室隔壁を構成することができる。
この場合、ステージが定盤上をＸＹ軸方向に移動する、いわゆる平面ステージ装置を実現できる。
【００１３】
本発明のステージ装置においては、  前記固定ガイドに前記圧力制御弁が配置されているものとすることができる。
この場合、圧力室内の圧力を迅速に制御することができ、ステージ位置決めの応答性が良い。
【００１４】
本発明のステージ装置においては、  前記ステージ上に微動ステージが設けられているものとすることができる。
この場合、ステージの位置決め精度を向上させることができる。
【００１５】
本発明のステージ装置においては、前記定盤が防振手段により支持されているものとすることができる。
この場合、装置外部から定盤への振動の伝達を防止することができるとともに、装置内部で発生した振動を効果的に減衰することができる。
【００１６】
本発明のステージ装置においては、前記ステージが、  Ｘ軸方向に移動する第１のステージ部材と、  該第１のステージ部材に沿ってＹ軸方向に移動する第２のステージ部材と、を有することができる。
さらに、前記定盤に、前記第１のステージ部材両端部を挟んで案内する２条の案内部が平行に対向して形成されているものとすることができる。
【００１７】
本発明の露光装置は、  エネルギービームを選択的に感応基板上に照射して該基板上に所望のパターンを形成する露光装置であって、  前記ステージ装置を備えることを特徴とする。
なお、エネルギービームの種類は限定されず、紫外光、軟Ｘ線、電子線、イオンビームなどを用いることができる。露光の方式も限定されず、投影縮小転写、等倍近接転写、描画などを用いることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ説明する。
まず、図１を参照しつつ、本発明に係る露光装置の概略構成を説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る露光装置の概略構成を示す一部縦断面図である。
図１に示す露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ）である。この露光装置１００は、図１の上から下に向かって、照明光学系１０１、レチクルステージ１０２、投影光学系１０３及びウェハステージ１０４を備えている。
【００１９】
照明光学系１０１は、照度の均一なレーザービームＲ（例えばＡｒＦエキシマレーザー）を出射する。この照明光学系１０１から出射されたレーザービームＲは、ミラー１０７で反射されてレチクル（回路パターン等の原版）１０５に向かう。このレチクル１０５は、レチクルステージ１０２上において、照明光学系１０１から出射されるレーザービームＲの光路内に配置されている。レチクル１０５は、レチクルステージ１０２上に真空吸着等によって保持・位置決めされている。
【００２０】
レチクルステージ１０２の真下の投影光学系１０３は、レチクル１０５を通過してパターン化されたレーザービームＲを、例えば１／５の投影倍率になるように縮小して、ウェハ（感応基板）１０６上に投影する。ウェハ１０６は、ウェハステージ１０４上に真空吸着等によって保持・位置決めされている。
【００２１】
各ステージ１０２、１０４の側面には、ミラー１１３、１１４が固定されている。ミラー１１３、１１４は、位置検出装置のレーザ干渉計１１１、１１２から出射されるレーザービームを反射する。各ステージ１０２、１０４は、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時位置検出されている。
【００２２】
この露光装置１００においては、照明光学系１０１やステージ制御系１０８は、主制御装置１０９に接続されて統括制御される。照明光学系１０１は、主制御装置１０９からの制御信号にしたがい、各ステージ１０２、１０４の位置に同期するレーザービームＲを出射する。この露光装置１００は、レチクル１０５を通過してパターン化されたレーザービームＲをウェハ１０６上に縮小投影して、ウェハ１０６上に所望の回路パターンを高精度に形成する。
【００２３】
本実施の形態における各ステージ１０２、１０４は、レチクル１０５やウェハ１０６をＸ軸・Ｙ軸の２方向に比較的長い距離移動させることができる粗動ステージと、その上に搭載されている微動ステージを組み合わせたものである。ウェハステージ１０４は、図２〜図６に詳細に示すステージ装置１０を、粗相ステージとして採用している。
【００２４】
以下、主に図２〜図６を参照しつつ、本実施の形態に係るステージ装置１０について説明する。以下の説明においては、投影光学系１０３内の光軸ＡＸ方向をＺ軸（図１の上下方向）とし、これに直交する平面方向をＸ軸（図１の左右方向）及びＹ軸（図１の紙面垂直方向）とする。なお、以下に述べる例では、ステージ装置１０をウェハステージ１０４に適用した場合について述べる。
【００２５】
「第１の実施の形態」
図２は、本発明の第１の実施の形態に係るステージ装置の概略構成を示す図である。（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は側面図である。
図３（Ａ）は同ステージ装置の内部構成を示す透視平面図であり、図３（Ｂ）は排気溝を有する変形例の構造を説明する部分断面図である。
図４〜図６は、同ステージ装置の作動状態を示す透視平面図である。
【００２６】
図２に示すように、ステージ装置１０は、定盤２１上に座布団のような四角い板状のステージ部材２２を搭載した形態である。定盤２１の上面は高精度に平滑化されており、この上面にステージ部材２２が搭載されている。
ステージ装置１０の定盤２１は、床面等の基準面１２０上にエアーマウント１１を介して防振支持されている。このエアーマウント１１により、露光装置１００（図１参照）の内外からの振動の伝達が減衰される。
【００２７】
ステージ装置１０のステージ部材２２上には、微動ステージ１３が取り付けられている。この微動ステージ１３は、例えばピエゾ素子等の駆動により、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、θｘ方向、θｙ方向、θｚ方向の６方向への精密な位置決め・姿勢制御ができる。微動ステージ１３上には、ウェハ１０６を保持するテーブル１２が配置されている。このテーブル１２には、前述のミラー１１４が取り付けられている。このような微動ステージ１３により、ウェハ１０６の高精度な位置決めが可能となり、ウェハ１０６にレチクル１０５のパターン回路等を高精度に形成することができる。
【００２８】
図２に示すように、ステージ部材２２は、定盤２１側（下向き）に開口（内凹部２２ｂ）を有する箱状体である。同内凹部２２ｂの周囲には、定盤２１に対面する開口端面２２ａが設けられている。図３〜図６に示すように、ステージ部材２２の開口端面２２ａには、気体吹出口（図中白抜きで図示）２３と、気体吸引口（図中黒塗りで図示）２４とが、周縁に沿って所定間隔おきに交互に形成されている。なお、図中の各気体吹出口において、内側の白い部分が気体の吹き出される気体軸受けを示し、この白い部分の外側の黒い部分が排気口を示す。
【００２９】
気体吹出口２３は、図示せぬ気体供給源に繋がっており、圧搾空気等の気体が吹き出される。気体吸引口２４は、装置外部に繋がっており、気体吹出口２３から吹き出された気体が吸引される。ステージ部材２２は、気体吹出口２３から吹き出される気体量と、気体吸引口２４から吸引される気体量とをバランスさせることにより、定盤２１上面に非接触支持されつつ、Ｘ軸・Ｙ軸方向に移動可能である。なお、真空雰囲気や特殊雰囲気でこのステージ装置を使用する場合には、図３（Ｂ）に示すように、ステージ部材２２の開口端面２２ａの周囲に排気溝２２ｃを形成し、この排気溝２２ｃからステージ部材２２で生じる圧縮空気を吸い取るようにする。
【００３０】
図３〜図６に示すように、ステージ部材２２の内凹部２２ｂ内には、固定ガイド３１〜３４及び可動ガイド４１〜４３が収容されている。固定ガイド３１〜３４は、定盤２１上面に固定されている。可動ガイド４１〜４３は、ステージ部材２２・定盤２１のいずれにも固定されていない。ステージ部材２２の内凹部の天井面は、固定ガイド３１〜３４及び可動ガイド４１〜４３に近接するが接触しない高さとなっている。
【００３１】
まず、固定ガイド３１〜３４について詳細に説明する。
固定ガイド３１〜３４は、定盤２１のほぼ中央部において、互いに離れて立設されたＸ軸方向に延びる４枚の壁である。それらの固定ガイドは、Ｙ軸方向に互いに離れて平行に配置されているとともに、Ｘ軸方向に互いに離れて配置されている。各固定ガイド３１〜３４には、可動ガイド４１、４２が隣接する内側面（対向面）と、可動ガイド４３の長尺部４３ａの側面に隣接する端部とに、それぞれ複数の気体吹出口３５、３７が設けられている。これら気体吹出口３５、３７から吹き出される気体は、固定ガイド３１〜３４の可動ガイド４１〜４３に対する静圧気体軸受の役割を果たす。
【００３２】
次に、左右の可動ガイド４１、４２について詳細に説明する。
可動ガイド４１（図の左側）、４２（図の右側）は、それぞれブロック状をしている。可動ガイド４１は、固定ガイド３１、３２の対向面間においてＸ軸方向に移動可能に配置されている。可動ガイド４２は、固定ガイド３３、３４の対向面間においてＸ軸方向に移動可能に配置されている。
【００３３】
各可動ガイド４１、４２の下面（定盤２１上面に対向する面）において、四隅には気体吹出口４５が形成されており、中央には気体吸引口４６が形成されている。さらに、各可動ガイド４１、４２の側面（ステージ部材２２の内側面に対向する面）において、端部寄りの２箇所には気体吹出口４７が形成されており、両気体吹出口４７の間には気体吸引口４８が形成されている。各気体吹出口４５、４７は、図示せぬ気体供給源に繋がっており、圧搾空気等の気体が吹き出される。各気体吸引口４６、４８は、装置外部に繋がっており、気体吹出口４５、４７から吹き出された気体が吸引される。
【００３４】
各可動ガイド４１、４２は、下面の気体吹出口４５から吹き出す気体量と気体吸引口４６から吸引する気体量とをバランスさせることで、定盤２１上面に対して非接触支持される。一方、各可動ガイド４１、４２は、側面の気体吹出口４７から吹き出す気体量と気体吸引口４８から吸引する気体量とをバランスさせることで、ステージ部材２２の内側面に対しても非接触支持される。すなわち、各可動ガイド４１、４２は、固定ガイド３１〜３４との非接触状態を維持しつつ、定盤２１に対してはＸ軸方向に移動可能に非接触支持され、ステージ部材２２に対しては非接触に吸引してＸ軸方向に同時に移動するようになっている。
【００３５】
次に、中央の可動ガイド４３について詳細に説明する。
可動ガイド４３は、長尺部４３ａ及び短尺部４３ｂからなるＩ字形状のガイドである。可動ガイド４３の長尺部４３ａは、図中右側の固定ガイド３１、３２と、図中左側の固定ガイド３３、３４との間のスペースに収容されている。可動ガイド４３の長手方向（図中Ｙ軸方向）の長さは、ステージ部材２２のＹ軸方向内側面間の長さよりも若干短めに設定されている。可動ガイド４３は、長尺部４３ａが固定ガイド３１・３２と３３・３４間のスペースに挟まれた状態で、Ｙ軸方向に移動可能となっている。この可動ガイド４３は、ステージ部材２２とともにＹ軸方向に移動するようになっている。可動ガイド４３の移動は、ステージ移動によりなされる。
【００３６】
可動ガイド４３の長尺部４３ａの下面（定盤２１上面に対面する面）において、両端側の２箇所には気体吹出口５１が形成されており、両気体吹出口５１の間には気体吸引口５２が形成されている。さらに、可動ガイド４３の短尺部４３ｂの側面（ステージ部材２２の内側面に対向する面）において、外側の２箇所には気体吹出口５３が形成されており、両気体吹出口５３の間には気体吸引口５４が形成されている。
【００３７】
可動ガイド４３は、長尺部４３ａの気体吹出口５１から吹き出す気体量と気体吸引口５２から吸引する気体量とをバランスさせることで、定盤２１上面に対して非接触支持される。一方、可動ガイド４３は、短尺部４３ｂの気体吹出口５３から吹き出す気体量と気体吸引口５４から吸引する気体量とをバランスさせることで、ステージ部材２２の内側面に対しても非接触支持される。すなわち、可動ガイド４３は、固定ガイド３１〜３４との非接触状態を維持しつつ、定盤２１に対してはＹ軸方向に移動可能に非接触支持され、ステージ部材２２に対しては非接触にＹ軸方向に移動するようになっている。
【００３８】
つまり、このステージ装置１０においては、前述の各気体吸引口２４、４６、４８、５２、５４が排気領域を構成するとともに、前述の各気体吹出口２３、３５、３７、４５、４７、５１、５３が静圧気体軸受を構成する。そして、固定ガイド３１〜３４が可動ガイド４１、４２をＸ軸方向に非接触案内するとともに、可動ガイド４３をＹ軸方向に非接触案内する。
【００３９】
ステージ部材２２の内凹部２２ｂは、固定ガイド３１〜３４と可動ガイド４１、４２とでＹ軸方向に２分割されるとともに、固定ガイド３１〜３４と可動ガイド４３とでＸ軸方向に２分割され、全体で田の字形状に４分割される。そして、可動ガイド４１、４２がＸガイドを構成し、可動ガイド４３がＹガイドを構成する。ステージ部材２２の内凹部２２ｂ内においては、固定ガイド３１〜３４及び可動ガイド４１〜４３が隔壁の役割を果たし、田の字形状に区画された４室が内容積可変な圧力室Ｐ１〜Ｐ４となる。
【００４０】
ステージ部材２２の内凹部２２ｂ内において、各固定ガイド３１〜３４の気体吹出口３５の反対側には調整口５５が設けられている。これら調整口５５は、ステージ部材２２内の各圧力室Ｐ１〜Ｐ４内に気体を導入したり、各圧力室Ｐ１〜Ｐ４内から気体を流出させたりする。そして、これら各調整口５５に対応して、定盤２１の各側面には計４つのサーボ弁５６（図２参照）が設けられている。
【００４１】
これらサーボ弁５６を各々調整操作することで、圧力室Ｐ１〜Ｐ４内ごとに内圧を調整できる。なお、固定ガイド３１〜３４と可動ガイド４１、４２間において可動ガイド４３で２分割されている空間Ｐ５、Ｐ６は、外部に連通している。可動ガイド４１、４２が移動して空間Ｐ５、Ｐ６の容積が変化すると、これら空間Ｐ５、Ｐ６から容積変化分の気体が外部に対し出入りする。そのため、空間Ｐ５、Ｐ６の内容積が変化しても、可動ガイド４１、４２の移動は妨げられない。
【００４２】
次に、上記の構成を有するステージ装置１０の動作について説明する。
ステージ装置１０のステージ部材２２の内凹部２２ｂ内に区画された圧力室Ｐ１〜Ｐ４の内圧に相対的な差が生じると、その差圧をなくす方向にステージ部材２２が移動する力を受け、可動ガイド４１〜４３とともに定盤２１上を移動（駆動）する。この際、前述の通り、可動ガイド４１、４２が移動して空間Ｐ５、Ｐ６の容積が変化すると、これら空間Ｐ５、Ｐ６から容積変化分の気体が外部に対して出入りする。
【００４３】
（１）ステージ部材２２を定盤２１上の中央部に配置する場合。
図３に示すように、定盤２１上の中央部にステージ部材２２を配置する場合は、各圧力室Ｐ１〜Ｐ４の内圧を等しく（Ｐ１＝Ｐ２＝Ｐ３＝Ｐ４）するとともに、空間Ｐ５とＰ６の内圧を等しく（Ｐ５＝Ｐ６）する。
【００４４】
（２）ステージ部材２２をＹ方向に移動させる場合。
図４に示すように、圧力室Ｐ１、Ｐ２内と圧力室Ｐ３、Ｐ４内の内圧に差圧を生じさせると、定盤２１に対してステージ部材２２を非接触状態のままＹ軸方向にスムーズに移動させることができる。図４に示す場合は、圧力室Ｐ１、Ｐ２内に同量の気体を導入し、圧力室Ｐ３、Ｐ４内から同量の気体を排出して差圧を調整する（Ｐ１＝Ｐ２＞Ｐ３＝Ｐ４）。すると、定盤２１に対してステージ部材２２を図４中上方に位置決めすることができる。
【００４５】
（３）ステージ部材２２をＸ方向に移動させる場合。
図５に示すように、圧力室Ｐ１、Ｐ３内と圧力室Ｐ２、Ｐ４内との内圧に差圧を生じさせると、定盤２１に対してステージ部材２２を非接触状態のまままＸ軸方向にスムーズに移動させることができる。図５に示す場合は、圧力室Ｐ１、Ｐ３内から同量の気体を排出し、圧力室Ｐ２、Ｐ４内に同量の気体を導入して差圧を調整する（Ｐ１＝Ｐ３＜Ｐ２＝Ｐ４）。すると、定盤２１に対してステージ部材２２を図５中右方に位置決めすることができる。
【００４６】
（４）ステージ部材２２をＸ・Ｙ方向に移動させる場合。
図６に示すように、圧力室Ｐ１〜Ｐ４内のそれぞれの内圧に差をつけると、定盤２１に対してステージ部材２２を非接触状態のまま直線的にＸ軸・Ｙ軸方向にスムーズに移動させることができる。図６に示す場合は、圧力室Ｐ２に気体を導入し、圧力室Ｐ１、Ｐ３、Ｐ４内から気体を排出して差圧を調整する（Ｐ３＜Ｐ１、Ｐ４＜Ｐ２）。すると、定盤２１に対してステージ部材２２を図６中右斜め上方に位置決めすることができる。
【００４７】
このように、本実施の形態のステージ装置１０は、定盤２１とステージ部材２２間の各圧力室Ｐ１〜Ｐ４に差圧を生じさせ、その差圧に応じて固定ガイド３１〜３４と可動ガイド４１〜４３の相対的な位置関係を迅速に変えることができる。そして、電磁力によらず、各圧力室Ｐ１〜Ｐ４の容積を変化させることで、ステージ部材２２を定盤２１に非接触案内させつつ移動させることができる。
【００４８】
このとき、ステージ部材２２は、定盤２１上面に直接非接触案内されるので、ウェハ１０６のＺ軸方向の基準を高精度に維持したままＸＹ軸方向に高精度に位置決めすることができる。さらに、ステージ部材２２の周りにアクチュエータ等を配置しなくて済むので、ステージ周りをすっきりさせて（出っ張りのない）、シンプルかつ小型に構成することができる。
【００４９】
以下、本発明に係るステージ装置の他の形態について述べる。以下の各実施の形態におけるステージ装置は、前述した図１の露光装置１００に第１実施の形態と略同様に搭載されるものとする。
【００５０】
「第２の実施の形態」
図７は本発明の第２の実施の形態に係るステージ装置の概略構成を示す斜視図である。（Ａ）は組立図であり、（Ｂ）はステージ部材の分解図である。
図８は、同ステージ装置の内部構成を示す透視平面図である。
図７及び図８に示すステージ装置６０は、定盤６１の上に、Ｘ軸方向に移動する第１のステージ部材（Ｘステージ部材）６２と、このＸステージ部材６２に沿ってＹ軸方向に移動する第２のステージ部材（Ｙステージ部材）６３を有する。定盤６１は長方形の平板であって、平行な側端縁（図７の斜め左右：図８の上下端縁）にリブ状の２条の案内壁部６１ａが、互いに対向して形成されている。
【００５１】
Ｘステージ部材６２は、定盤６１上面の両案内壁部６１ａ間に挟まれる形で、Ｘ軸方向に移動可能に配置されている。Ｘステージ部材６２の長手方向の長さは、定盤６１の両壁部６１ａ間の間隔よりも若干短い。このＸステージ部材６２は、定盤６１側（下向き）に内凹部を有する長方形の箱状体である。図８に示すように、このＸステージ部材６２の開口端面６２ａには、気体吹出口（図中白抜きで図示）６７と、気体吸引口（図中黒塗りで図示）６８とが、周縁に沿って所定間隔おきに交互に形成されている。気体吹出口６７は、図示せぬ気体供給源に繋がっており、圧搾空気等の気体が吹き出される。気体吸引口６８は、装置外部に繋がっており、気体吹出口６７から吹き出された気体が吸引される。
【００５２】
Ｘステージ部材６２の短側面６２ｂ（定盤６１の両案内壁部６１ａの内面に対向する面）には、気体を吹き出す気体吹出口６５が形成されている。この気体吹出口６５から吹き出される気体は、気体吹出口の周囲に設けられた吸引口より排気され、短側面６２ｂの定盤壁部６１ａ内側面に対する静圧気体軸受の役割を果たす。
なお、前述の通り、図中の各気体吹出口において、内側の白い部分が気体の吹き出される気体軸受けを示し、この白い部分の外側の黒い部分が排気口を示す。
【００５３】
Ｘステージ部材６２上には、Ｙステージ部材６３が非接触に配置されている。このＹステージ部材６３は、定盤６１側（下向き）に内凹部を有する長方形の箱状体である。図７にわかり易く示すように、Ｙステージ部材６３には、Ｘステージ部材６２を跨ぐような形の切欠部６３ｂが形成されている。この切欠部６３ｂで、Ｙステージ部材６３はＸステージ部材６２の側面６２ｅに沿って非接触に案内されている。このような非接触係合状態を維持しつつ、Ｙステージ部材６３はＸステージ部材６２の長手方向に沿ってＹ軸方向に移動可能となっている。
【００５４】
Ｙステージ部材６３を挟んで両側の開口端面６３ａにおいて、端部（隅部）には気体吹出口６７が形成されており、両気体吹出口６７間には気体吸引口６８が形成されている。Ｙステージ部材６３は、気体吹出口６７から吹き出す気体と気体吸引口６８から吸引する気体とをバランスさせることで、定盤６１上面に直接非接触支持される。さらに、Ｙステージ部材６３の切欠部６３ｂ端面（Ｘステージ部材６２上面・側面と対向する面）には、気体吹出口６６が形成されている。Ｙステージ部材６３の気体吹出口６６から吹き出される気体は、Ｘステージ部材６２に対する静圧気体軸受の役割を果たす。
【００５５】
図８に示すように、定盤６１上面の中央部には、Ｙ軸方向に沿って延びる帯状の仕切り板７１が設けられている。この仕切り板７１は、Ｘステージ部材６２の内凹部６２ｃ内に位置し、同内凹部６２内を圧力室Ｐ１とＰ２に２分割する。一方、図７（Ｂ）に示すように、Ｘステージ部材６２の中央部には、上面を幅方向に跨ぐような形で、コ字状の仕切り板７２が取り付けられている。図８に示すように、この仕切り板７２は、Ｙステージ部材６３の内凹部６３ｃ、６３ｄ内に位置して、内凹部６３ｃ内を圧力室Ｐ３とＰ４に２分割し、内凹部６３ｄ内を圧力室Ｐ３´とＰ４´に２分割する。なお、圧力室Ｐ３とＰ３´、Ｐ４とＰ４´はそれぞれ連通しており、気体の導入・流出が同時に行われる。
【００５６】
つまり、仕切り板７１は、Ｘステージ部材６２の内凹部を分割して圧力室Ｐ１、Ｐ２を区画する隔壁の役割を果たし、仕切り板７２は、Ｙステージ部材６３の内凹部６３ｃ、６３ｄをそれぞれ２分割して圧力室Ｐ３とＰ４、Ｐ３´とＰ４´を区画する隔壁の役割を果たす。
【００５７】
このステージ装置６０は、圧力室Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３・Ｐ３´、Ｐ４・Ｐ４´に、前述の第１実施の形態と同様のサーボ弁（図示されず）が接続されている。圧力室Ｐ３とＰ３´、Ｐ４とＰ４´は、それぞれ一つのサーボ弁に接続されており、圧搾気体等が同時に導入・流出される。このようなサーボ弁を調整操作することで、各圧力室Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３・Ｐ３´、Ｐ４・Ｐ４´に向けて気体を導入したり流出させたりすることにより、各室内ごとの内圧を調整することができる。
【００５８】
このステージ装置６０においては、圧力室Ｐ１の内圧を圧力室Ｐ２の内圧よりも高くする（Ｐ１＞Ｐ２）と、Ｘステージ部材６２は図８の左側に移動する。逆に、圧力室Ｐ１の内圧を圧力室Ｐ２の内圧よりも低くする（Ｐ１＜Ｐ２）と、Ｘステージ部材６２は図８の右側に移動する。
【００５９】
一方、圧力室Ｐ３・Ｐ３´の内圧を圧力室Ｐ４・Ｐ４´の内圧よりも高くする（Ｐ３＝Ｐ３´＞Ｐ４＝Ｐ４´）と、Ｙステージ部材６３は図８の上側に移動する。逆に、圧力室Ｐ３・Ｐ３´の内圧を圧力室Ｐ４・Ｐ４´の内圧よりも低くする（Ｐ３＝Ｐ３´＜Ｐ４＝Ｐ４´）と、Ｙステージ部材６３は図８の下側に移動する。
【００６０】
この第２実施の形態のステージ装置６０も、前述の第１実施の形態のステージ装置１０と略同様な作用・効果を得ることができる。この第２実施の形態のステージ装置６０を用いる場合は、部品点数をより少なくすることができ、装置全体シンプルに構成できる利点がある。特に、この図７、図８のステージ装置６０が図２、図３のステージ装置１０よりも優れている点は、ステージ移動に作用しないが、流体の流出入にかかわる空間Ｐ５、Ｐ６が必要なく、機構系がシンプルになることである。
【００６１】
「第３の実施の形態」
図９は、本発明の第３の実施の形態に係るステージ装置の概略構成を示す斜視図である。
図１０は、同ステージ装置の内部構成を示す透視平面図である。
図９及び図１０に示すステージ装置８０は、図７及び図８に示す第２実施の形態のステージ装置６０と比較して、Ｘステージ部材８２の構成が大きく異なる。この第３実施の形態のＸステージ部材８２は、長尺部８２ａ及び短尺部８２ｂを有するＩ字形の部材である。Ｘステージ部材８２の長手方向の長さは、定盤６１の両壁部６１ａ間の間隔よりも若干短い。図１０に示すように、Ｘステージ部材８２の短尺部８２ｂは、定盤８１上面に対向する面と、定盤８１の壁部８１ａに対向する面とが抉られて、内凹部８２ｃ、８２ｄが形成されている。
【００６２】
図１０に示すように、Ｘステージ部材８２の下面（定盤８１上面と対向する面）には、気体吹出口（図中白抜きで図示）８７と、気体吸引口（図中黒塗りで図示）８８とが形成されている。これら気体吹出口８７及び気体吸引口８８は、長尺部８２ａにおいては長手方向（Ｙ方向）に並び、短尺部８２ｂにおいては幅方向（Ｘ方向）に並んで、所定間隔おきに交互に形成されている。Ｘステージ部材８２は、気体吹出口８７から吹き出す気体と気体吸引口８８から吸引する気体とをバランスさせることで、定盤８１上面に直接非接触支持される。
【００６３】
Ｘステージ部材８２の短尺部８２ｂ端面（定盤８１の壁部８１ａと対向する面）には、気体吹出口８５が形成されている。この気体吹出口８５から吹き出される気体は、短尺部８２ｂの定盤壁部８１ａ内側面に対する静圧気体軸受の役割を果たす。
【００６４】
Ｙステージ部材８３は、前述の第２実施の形態におけるＹステージ部材６３とほぼ同様の構成であり、Ｘステージ部材８２の長尺部８２ａ上で非接触係合状態を維持しつつ、Ｘステージ部材８２の長尺部８２ａに沿ってＹ軸方向に移動可能となっている。
【００６５】
定盤８１の両壁部８１ａの内側中央には、仕切り板９１が形成されている。この仕切り板９１は、Ｘステージ部材８２の短尺部８２ｂの内凹部８２ｃ、８２ｄ内に位置し、同内凹部８２ｃ、８２ｄ内を圧力室Ｐ１とＰ２、Ｐ１´とＰ２´にそれぞれ２分割する。なお、圧力室Ｐ１とＰ１´、Ｐ２とＰ２´は、それぞれ気体の導入・流出が同時に等しく行われる。一方、Ｘステージ部材８２の長尺部８２ａの両側面には、第２実施の形態と同様の仕切り板９２が取り付けられている。これら仕切り板９２は、Ｙステージ部材８３の内凹部８３ｃ、８３ｄ内に位置し、同内凹部８３ｃ、８３ｄ内を圧力室Ｐ３とＰ４、Ｐ３´とＰ４´にそれぞれ２分割する。なお、圧力室Ｐ３とＰ３´、Ｐ４とＰ４´はそれぞれ連通しており、気体の導入・流出が同時に等しく行われる。
【００６６】
つまり、仕切り板９１は、Ｘステージ部材８２の短尺部８２ｂの内凹部８２ｃ、８２ｄ内を分割して圧力室Ｐ１とＰ２、Ｐ１´とＰ２´を区画する隔壁の役割を果たし、仕切り板９２は、Ｙステージ部材６３の内凹部６３ｃ、６３ｄをそれぞれ２分割して圧力室Ｐ３とＰ４、Ｐ３´とＰ４´を区画する隔壁の役割を果たす。そして、前述と同様に、各圧力室Ｐ１・Ｐ１´、Ｐ２・Ｐ２´、Ｐ３・Ｐ３´、Ｐ４・Ｐ４´内の内圧は、それぞれ図示せぬサーボ弁で圧力調整される。
【００６７】
この第３実施の形態のステージ装置８０においては、圧力室Ｐ１・Ｐ１´の内圧を圧力室Ｐ２・Ｐ２´の内圧よりも高くする（Ｐ１＝Ｐ１´＞Ｐ２＝Ｐ２´）と、Ｘステージ部材８２は図１０の左側に移動する。逆に、圧力室Ｐ１・Ｐ１´の内圧を圧力室Ｐ２・Ｐ２´の内圧よりも低くする（Ｐ１＝Ｐ１´＜Ｐ２＝Ｐ２´）と、Ｘステージ部材８２は図１０の右側に移動する。
なお、Ｙステージ部材８３の動作は、第２実施の形態と同様に行うことができる。
【００６８】
この第３実施の形態のステージ装置８０も、前述の第２実施の形態と略同様な作用・効果を得ることができる。特に、この図９、図１０のステージ装置８０の特徴は、Ｘステージの大きさの設計に自由度があり、重量を小さくして高加速度を有するステージが可能になる点である。
【００６９】
なお、前述した第１〜第３実施の形態では、気体吹出口と気体吸引口の組み合わせにより静圧気体軸受と排気領域を構成しているが、定盤を磁性体で構成し、ステージ部材の気体吸引口に永久磁石を埋設する等により、定盤とステージ部材との間に吸引力が働くようにすることもできる。
【００７０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、電磁力を用いることなくステージを定盤上でＸＹ軸方向に非接触案内・駆動することができ、構造が簡易なステージ装置等を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る露光装置の概略構成を示す一部縦断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るステージ装置の概略構成を示す図である。（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は側面図である。
【図３】図３（Ａ）は同ステージ装置の内部構成を示す透視平面図であり、図３（Ｂ）は排気溝を有する変形例の構造を説明する部分断面図である。
【図４】同ステージ装置の作動状態を示す透視平面図である。
【図５】同ステージ装置の作動状態を示す透視平面図である。
【図６】同ステージ装置の作動状態を示す透視平面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係るステージ装置の概略構成を示す斜視図である。（Ａ）は組立図であり、（Ｂ）はステージ部材の分解図である。
【図８】同ステージ装置の内部構成を示す透視平面図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係るステージ装置の概略構成を示す斜視図である。
【図１０】同ステージ装置の内部構成を示す透視平面図である。
【符号の説明】
１０、６０、８０    ステージ装置
１２    テーブル
１３    微動ステージ
２１、６１、８１    定盤
２２、６２、６３、８２、８３、９６    ステージ部材
２３、４５、４７、５１、５３、６７、８７    気体吹出口
２４、４６、４８、５２、５４、６８、８８    気体吸引口
３１〜３４、７１、９１    固定ガイド
３５、３７、６５、８５    気体吹出口
４１〜４３、７２、９２    可動ガイド
５５    調整口                      ５６    サーボ弁
６１ａ、８１ａ    壁部              ９７    排気溝
１００    露光装置                  １０２    レチクルステージ
１０４    ウェハステージ            １０５    レチクル
１０６    ウェハ                    Ｐ１〜Ｐ４    圧力室
【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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