(57)【要約】【課題】ステージの位置制御性の向上を図る。【解決手段】リニアモータ３６Ｘにより、ステージＷＳＴがガイド部材４２に沿ってＸ軸方向に駆動される。このとき、ステージに設けられたエアベアリング５２Ａ、５２Ｂから対向するガイド面６２ａ、６２ｂに対して加圧空気が噴き付けられ、その加圧空気の静圧によりガイド面とステージとの間に所定のクリアランスが形成されている。また、Ｙ軸リニアモータにより、ガイド部材４２がＹ軸方向に駆動されると、前記クリアランス内の空気の静圧を介してステージが、ガイド部材と一体的にＹ軸方向に移動する。このとき、ガイド面には、空気の静圧による押圧力が作用しているが、ガイド部材のガイド部４３Ａ、４３Ｂにガイド面の軸受け面に対する傾斜を抑制するスリット７０がそれぞれ形成されているため、ガイド面と軸受け面との平行度を十分なレベルで確保できる。【選択図】　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体を２次元駆動するステージ装置であって、
第１軸方向を長手方向とし、該長手方向に直交する第２軸方向の少なくとも一側の端面にガイド面が形成されたガイド部材と；
前記物体が載置されるステージと；
前記ステージに前記ガイド面に対向して設けられ、前記ガイド面に対して加圧気体を噴出し、該加圧気体の静圧により前記ガイド面との間に所定のクリアランスを形成する気体静圧軸受け装置と；
前記ステージを前記ガイド部材に沿って前記第１軸方向に駆動する第１駆動系と；
前記ガイド部材を前記第２軸方向に駆動することにより前記ステージを前記クリアランス内の前記加圧気体を介して前記第２軸方向に駆動する第２駆動系と；を備え、
前記第２駆動系による前記ガイド部材の第２軸方向の駆動時に発生する、前記ガイド面の対向する軸受け面に対する傾斜を抑制する所定幅及び所定深さのスリットが、前記ガイド部材の一部に形成されていることを特徴とするステージ装置。
【請求項２】
前記ガイド部材は、前記ガイド面が形成された少なくとも１つのガイド部を有し、
前記スリットは前記ガイド部に前記ガイド面にほぼ平行に形成さ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】
前記ガイド部は、前記スリットに連通する断面で接合された２つの部材を含んで構成されていることを特徴とする請求項２に記載のステージ装置。
【請求項４】
前記スリットは、前記気体静圧軸受け装置からの加圧気体の静圧により対向するガイド面が押圧された状態で、前記ガイド部の傾斜角度と、前記ガイド部の前記スリット位置よりガイド面側の部分の傾斜角度とが相互に逆向きで同一大きさとなるような所定幅及び所定深さに設定されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のステージ装置。
【請求項５】
前記ガイド面から前記スリットまでの厚さは、前記加圧気体の静圧による前記ガイド部全体の変形が剛体変形となり、かつ前記ガイド部の前記スリット位置よりガイド面側の部分が弾性変形する程度の厚さに設定されてい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６】
前記所定幅は、１０μｍ以下であることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載のステージ装置。
【請求項７】
前記ガイド部材には、前記第２軸方向の一側と他側の端面に第１ガイド面、第２ガイド面がそれぞれ形成され、
前記ステージには、前記第１ガイド面、第２ガイド面にそれぞれ対向し、それぞれが対向するガイド面に対して加圧気体を噴出し、該加圧気体の静圧により対向するガイド面との間に所定のクリアランスを形成する第１、第２の気体静圧軸受け装置が設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のステージ装置。
【請求項８】
前記ガイド部材は、前記第１軸方向に直交する断面がＨ字状であることを特徴とする請求項７に記載のステージ装置。
【請求項９】
前記第１駆動系及び第２駆動系はリニアモータであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のステージ装置。
【請求項１０】
前記ステージの前記第１軸方向の駆動中心と前記ステージの重心との少なくとも前記第１軸と前記第２軸とで規定される平面の法線方向の位置がほぼ一致していることを特徴とする請求項９に記載のステージ装置。
【請求項１１】
前記加圧気体の静圧の作用による前記ガイド部材の変形量を加味して、前記ガイド面と対向する軸受け面との間のクリアランスが初期設定されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のステージ装置。
【請求項１２】
前記ガイド部材の剛性は、前記気体静圧軸受け装置の剛性の１倍以上を有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載のステージ装置。
【請求項１３】
第１物体に形成されたパターンを第２物体上に転写する露光装置であって、
請求項１〜１２のいずれか一項に記載のステージ装置を、前記第１物体と前記第２物体との少なくとも一方の駆動装置として具備する露光装置。
【請求項１４】
前記ステージ装置は、少なくとも前記第２物体の駆動装置として具備されていることを特徴とする請求項１３に記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステージ装置及び露光装置に係り、更に詳しくは、長手方向に直交する方向の両端面にガイド面をそれぞれ有するガイドに沿って移動するとともに、ガイド面と軸受け面との間に所定のクリアランス（軸受け隙間）を形成する気体静圧軸受け、すなわちいわゆるヨーベアリングを有するステージを備えたステージ装置、及び該ステージ装置を具備する露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体素子（集積回路）又は液晶表示素子等を製造するリソグラフィ工程では、種々の露光装置が用いられている。近年では、半導体素子の高集積化に伴い、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）等の逐次移動型の投影露光装置が主流となっている。
【０００３】
この種の露光装置では、マスク又はレチクル（以下、「レチクル」と総称する）に形成されたパターンをウエハ又はガラスプレート等の感光性の基板（以下、「ウエハ」又は「感光物体」と記述する）上の複数のショット領域に順次転写する必要から、２次元平面内で移動するウエハステージを備えたステージ装置が用いられている。特に、走査型露光装置の場合には、レチクルを保持して所定の走査方向に移動可能なレチクルステージを備えたステージ装置も用いられる。
【０００４】
かかるステージ装置では、高スループットでかつ高精度な露光を実現する必要から、ステージの高加速度化及び高速化に加え、高い位置制御性能（位置決め性能を含む）が要求されている。これに応じて、近年ではウエハやレチクルをより高速で、機械的な案内面の精度等に影響されず高精度に位置制御を行うとともに、機械的な摩擦を回避して長寿命とする必要から、ウエハ等を保持するステージを非接触で駆動するステージ装置が開発されている。かかるステージ装置の駆動源としては、電磁力駆動方式を採用したリニアモータが主流となっている。
【０００５】
ウエハ側のステージ装置としては、例えばリニアモータ駆動方式の二軸駆動ステージが用いられる。この二軸駆動ステージとしては、所定間隔で相互に平行に配置された走査方向に延びる一対のリニアガイド（スキャンリニアガイド：走査方向駆動用リニアモータの固定子）と、これらのリニアガイドに沿ってそれぞれ移動する一対のスライダ（走査方向駆動用リニアモータの可動子）と、該一対のスライダがその両端にそれぞれ設けられた非走査方向（走査方向に直交する方向）を長手方向とするリニアガイド（非スキャンリニアガイド：非走査方向駆動用リニアモータの固定子）と、該リニアガイドに沿って移動するステージ（非走査方向駆動用リニアモータの可動子を具備するステージ）とを備えているものがある。この場合、ステージの走査方向の移動は、一対のスライダを介して非スキャンリニアガイドを走査方向に駆動することによって行う必要があるが、この駆動の際に非スキャンリニアガイドにステージが接触したり、あるいはステージがヨーイング方向に回転したりするのを防止する必要がある。
【０００６】
このため、非スキャンリニアガイドの走査方向への駆動に伴ってステージを走査方向に移動させるとともに、非スキャンリニアガイドとステージとを非接触な状態に維持し、両者間に所定のクリアランスを形成する特別な機構が必要となる。この機構の代表的なものとして、非スキャンリニアガイドの非走査方向の一側及び他側の端面にそれぞれ設けられたガイド面に対して所定の加圧気体を噴出する気体静圧軸受け装置（いわゆるヨーベアリング）が用いられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
露光装置では、スループットの向上は本質的な命題であり、このためステージの更なる高加速度化、高速化が常に求められている。しかし、このステージの更なる高加速度化により、前述の気体静圧軸受け装置の軸受け面とガイド面との間のクリアランス（軸受け隙間）を所望の寸法に保つことが困難となり、その結果、非スキャンリニアガイドとステージとを一体的に駆動することができず、このため、ステージに予期せぬヨーイング、あるいは制御不可能なヨーイングが発生することがあった。かかるヨーイングを効果的に低減させるには、気体静圧軸受け装置の軸受け面の大面積化及びこれに対応する非スキャンリニアガイドの受圧面の大面積化が有効であると考えられる。
【０００８】
発明者は、気体静圧軸受け装置の軸受け面の大面積化及びこれに対応する非スキャンリニアガイドの受圧面の大面積化の実験等（シミュレーションを含む）を行った。その結果、軸受け面などを単に大型化すると、所望の（設計通りの）性能が得られず、ステージの位置制御性を却って低下させてしまうおそれがあることが判明した。
【０００９】
発明者は、前述した軸受け面、受圧面などの大型化について更なる研究を行った結果、受圧面の大型化に伴って、気体静圧軸受けによる加圧気体の静圧によりガイド面の変形が生じ、軸受け面とガイド面との平行度が維持されていないことが原因であることが判明した。そして、発明者が、更にその原因について解析した結果、上記ガイド面の変形が生じるのは、ガイドの受圧面とガイドの剛性中心との位置がずれていることが主要因であるとの結論が得られた。
【００１０】
しかるに、ステージのピッチングを防止する観点からは、ステージの非スキャン方向の駆動力の作用点と、ステージの重心とを一致させることが望ましく、ステージ装置に要求される仕様によっては、その仕様を満たすためには、非スキャンリニアガイドの形状には、自ずと一定の制約が課される場合がある。このような場合、上記のガイド面の変形を満足するレベルまで低減させるのは容易ではない。
【００１１】
また、二軸駆動ステージは、露光装置に限らず、レーザリペア装置、半導体検査装置その他の試料を所定の移動面内で移動させる必要がある装置であれば、その試料が搭載される試料ステージに用いられており、用途の如何を問わず、ステージの高加速度化に伴って前述と同様の事態が生じる可能性がある。
【００１２】
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、ステージの位置制御性の向上を図ることができるステージ装置を提供することにある。
【００１３】
本発明の第２の目的は、高精度な露光を実現することが可能な露光装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、物体を２次元駆動するステージ装置であって、第１軸方向を長手方向とし、該長手方向に直交する第２軸方向の少なくとも一側の端面にガイド面（６２ａ、６２ｂ）が形成されたガイド部材（４２）と；前記物体が載置されるステージ（ＷＳＴ）と；前記ステージに前記ガイド面に対向して設けられ、前記ガイド面に対して加圧気体を噴出し、該加圧気体の静圧により前記ガイド面との間に所定のクリアランスを形成する気体静圧軸受け装置（５２Ａ、５２Ｂ）と；前記ステージを前記ガイド部材に沿って前記第１軸方向に駆動する第１駆動系（３６Ｘ）と；前記ガイド部材を前記第２軸方向に駆動することにより前記ステージを前記クリアランス内の前記加圧気体を介して前記第２軸方向に駆動する第２駆動系（３６Ｘ１、３６Ｘ２）と；を備え、前記第２駆動系による前記ガイド部材の第２軸方向の駆動時に発生する、前記ガイド面の対向する軸受け面に対する傾斜を抑制する所定幅及び所定深さのスリット（７０）が、前記ガイド部材の一部に形成されていることを特徴とするステージ装置である。
【００１５】
これによれば、第１駆動系により、ステージがガイド部材に沿って第１軸方向に駆動される。このとき、ステージに設けられた気体静圧軸受け装置から対向するガイド面に対して加圧気体が噴き付けられ、その加圧気体の静圧によりガイド面とステージとの間に所定のクリアランスが形成された状態となっている。また、第２駆動系によりガイド部材が第２軸方向に駆動されると、前記所定のクリアランス内の気体の静圧を介してステージが、ガイド部材と一体的に第２軸方向に移動する。このとき、ガイド部材のガイド面には、気体の静圧による押圧力が作用しているが、ガイド面の対向する軸受け面に対する傾斜を抑制する所定幅及び所定深さのスリットが、ガイド部材の一部に形成されているので、このスリットの作用により、ガイド面の対向する軸受け面に対する傾斜が抑制される。この場合、ガイドの受圧面とガイドの剛性中心とがずれていても、ガイド面と軸受け面との平行度を十分なレベルで確保できる。従って、ガイド面の対向する軸受け面に対する平行度を良好に維持し、ステージにヨーイング、ピッチング（又はローリング）が殆ど生じることがなく、所望の姿勢が維持される。従って、ステージの位置制御性の向上を図ることができる。
【００１６】
この場合において、請求項２に記載のステージ装置の如く、前記ガイド部材は、前記ガイド面が形成された少なくとも１つのガイド部（４３Ａ、４３Ｂ）を有し、前記スリットは前記ガイド部に前記ガイド面にほぼ平行に形成されていることとすることができる。
【００１７】
この場合において、請求項３に記載のステージ装置の如く、前記ガイド部は、前記スリットに連通する断面で接合された２つの部材を含んで構成されていることとすることができる。
【００１８】
上記請求項２及び３に記載の各ステージ装置において、請求項４に記載のステージ装置の如く、前記スリットは、前記気体静圧軸受け装置からの加圧気体の静圧により対向するガイド面が押圧された状態で、前記ガイド部の傾斜角度と、前記ガイド部の前記スリット位置よりガイド面側の部分の傾斜角度とが相互に逆向きで同一大きさとなるような所定幅及び所定深さに設定されていることとすることができる。
【００１９】
この場合において、請求項５に記載のステージ装置の如く、前記ガイド面から前記スリットまでの厚さは、前記加圧気体の静圧による前記ガイド部全体の変形が剛体変形となり、かつ前記ガイド部の前記スリット位置よりガイド面側の部分が弾性変形する程度の厚さに設定されていることとすることができる。
【００２０】
上記請求項２〜５に記載の各ステージ装置において、請求項６に記載のステージ装置の如く、前記所定幅は、１０μｍ以下であることとすることができる。
【００２１】
上記請求項１〜６のいずれか一項に記載のステージ装置において、請求項７に記載のステージ装置の如く、前記ガイド部材には、前記第２軸方向の一側と他側の端面に第１ガイド面（６２ａ）、第２ガイド面（６２ｂ）がそれぞれ形成され、前記ステージには、前記第１ガイド面、第２ガイド面にそれぞれ対向し、それぞれが対向するガイド面に対して加圧気体を噴出し、該加圧気体の静圧により対向するガイド面との間に所定のクリアランスを形成する第１、第２の気体静圧軸受け装置（５２Ａ、５２Ｂ）が設けられていることとすることができる。
【００２２】
この場合において、請求項８に記載のステージ装置の如く、前記ガイド部材は、前記第１軸方向に直交する断面がＨ字状であることとすることができる。かかる場合には、ガイドの受圧中心とガイドの剛性中心との重力方向の位置がずれることが多いが、このような場合であっても、ガイド部材に形成されたスリットの作用によって、ガイド面と軸受け面との平行度を十分なレベルで確保できる。
【００２３】
請求項１〜８に記載の各ステージ装置において、請求項９に記載のステージ装置の如く、前記第１駆動系及び第２駆動系はリニアモータであることとすることができる。
【００２４】
この場合において、請求項１０に記載のステージ装置の如く、前記ステージの前記第１軸方向の駆動中心と前記ステージの重心との少なくとも前記第１軸と前記第２軸とで規定される平面の法線方向にの位置がほぼ一致していることが望ましい。
【００２５】
上記請求項１〜１０に記載のステージ装置において、請求項１１に記載のステージ装置の如く、前記加圧気体の静圧の作用による前記ガイド部材の変形量を加味して、前記ガイド面と対向する軸受け面との間のクリアランスが初期設定されていることとすることができる。
【００２６】
上記請求項１〜１１に記載のステージ装置において、請求項１２に記載のステージ装置の如く、前記ガイド部材の剛性は、前記気体静圧軸受け装置の剛性の１倍以上を有することとすることができる。
【００２７】
請求項１３に記載の発明は、第１物体（Ｒ）に形成されたパターンを第２物体（Ｗ）上に転写する露光装置であって、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のステージ装置（５０）を、前記第１物体と前記第２物体との少なくとも一方の駆動装置として具備する露光装置である。
【００２８】
これによれば、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のステージ装置を第１物体及び第２物体の少なくとも一方の駆動装置として具備するので、ステージ装置を構成する移動体上に載置された第１物体及び第２物体、又は第１物体若しくは第２物体の位置制御性の向上が可能となり、第１物体に形成されたパターンを第２物体上の所望の位置に精度良く転写することが可能となり、露光精度の向上が可能となる。
【００２９】
この場合において、請求項１４に記載の露光装置の如く、前記ステージ装置は、少なくとも前記第２物体の駆動装置として具備されていることとすることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を、図１〜図４（Ｃ）に基づいて説明する。
【００３１】
図１には、一実施形態に係る露光装置１０の概略構成が示されている。この露光装置１０は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置である。この露光装置１０は、照明ユニットＩＬＵ、第１物体（マスク）としてのレチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、第２の物体としてのウエハＷの駆動装置を構成するステージ装置としてのウエハステージ装置５０、及び装置全体を統括制御する主制御装置２０等を備えている。
【００３２】
前記照明ユニットＩＬＵは、不図示の光源に不図示の送光光学系（引き回し光学系）を介して接続されている。光源としては、ＫｒＦエキシマレーザ（出力波長２４８ｎｍ）やＡｒＦエキシマレーザ（出力波長１９３ｎｍ）などの遠紫外域のパルス光を出力する遠紫外光源が用いられている。なお、光源としてＦ２レーザ（出力波長１５７ｎｍ）などの真空紫外域のパルス光を出力する真空紫外光源などを用いても良い。
【００３３】
照明ユニットＩＬＵは、照明系ハウジングと、該照明系ハウジング内に所定の位置関係で配置されたオプティカルインテグレータを含む照度均一化光学系、リレーレンズ、可変ＮＤフィルタ、レチクルブラインド、及びダイクロイックミラー等（いずれも不図示）を含む照明光学系とから構成されている。オプティカルインテグレータとしては、例えばフライアイレンズ、ロッドインテグレータ（内面反射型インテグレータ、あるいは回折光学素子などが用いられる。光源及び照明ユニットＩＬＵを含む、照明系と同様の構成は、例えば特開平６−３４９７０１号公報などに開示されている。
【００３４】
照明ユニットＩＬＵでは、回路パターン等が描かれたレチクルＲ上のレチクルブラインドで規定されたスリット状の照明領域（Ｘ軸方向に細長い長方形状の照明領域）ＩＡＲ部分を照明光ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。
【００３５】
前記レチクルステージＲＳＴ上には、レチクルＲが、例えば真空吸着等によって固定されている。レチクルステージＲＳＴは、レチクルステージ駆動部２２によって、照明ユニットＩＬＵ内の照明光学系の光軸（後述する投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに一致）に垂直なＸＹ平面内で微少駆動可能であるとともに、所定の走査方向（ここでは図１における紙面直交方向であるＹ軸方向とする）に指定された走査速度で駆動可能となっている。なお、レチクルステージ駆動部２２は、リニアモータ、ボイスコイルモータ等を駆動源とする機構であるが、図１では図示の便宜上から単なるブロックとして示されている。
【００３６】
レチクルステージＲＳＴの移動面内の位置は、レチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１６によって、移動鏡１５を介して、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出される。ここで、実際には、レチクルステージＲＳＴ上にはＹ軸方向に直交する反射面を有する移動鏡とＸ軸方向に直交する反射面を有する移動鏡とが設けられ、これらの移動鏡に対応してレチクルＹ干渉計とレチクルＸ干渉計とが設けられているが、図１ではこれらが代表的に移動鏡１５、レチクル干渉計１６として示されている。なお、例えば、レチクルステージＲＳＴの端面を鏡面加工して反射面（移動鏡１５の反射面に相当）を形成しても良い。また、レチクルステージＲＳＴの走査方向（本実施形態ではＹ軸方向）の位置検出に用いられるＸ軸方向に伸びた反射面の代わりに、少なくとも１つのコーナーキューブ型ミラー（レトロリフレクタ）を用いても良い。ここで、レチクルＹ干渉計とレチクルＸ干渉計の一方、例えばレチクルＹ干渉計は、測長軸を２軸有する２軸干渉計であり、このレチクルＹ干渉計の計測値に基づきレチクルステージＲＳＴのＹ位置に加え、θｚ方向（Ｚ軸回りの回転方向）の回転量（ヨーイング量）も計測できるようになっている。
【００３７】
なお、レチクル干渉計はレチクルステージＲＳＴの下面に設けられる反射面と、投影光学系ＰＬが載置される架台（不図示）に設置される反射面とにレーザビームを照射し、投影光学系ＰＬの光軸方向（Ｚ軸方向）に関する相対位置関係を検出しても良い。このとき、ＸＹ平面内の複数点でそれぞれＺ軸方向の相対位置関係を検出し、レチクルステージＲＳＴについてＺ軸方向の位置情報に加えてＸＹ平面に対する傾斜情報（すなわち、Ｘ軸回りの回転量とＹ軸回りの回転量との少なくとも一方）を求めるようにしても良い。
【００３８】
レチクル干渉計１６からのレチクルステージＲＳＴの位置情報（ヨーイング量を含む）は主制御装置２０に供給される。主制御装置２０では、レチクルステージＲＳＴの位置情報に基づいてレチクルステージ駆動部２２を介してレチクルステージＲＳＴを制御する。
【００３９】
前記投影光学系ＰＬは、レチクルステージＲＳＴの図１における下方に配置され、その光軸ＡＸの方向がＺ軸方向とされている。投影光学系ＰＬとしては、例えば両側テレセントリックで所定の縮小倍率（例えば１／５、又は１／４）を有する屈折光学系が使用されている。このため、照明ユニットＩＬＵからの照明光ＩＬによって照明領域ＩＡＲが照明されると、レチクルＲの回路パターンの照明領域ＩＡＲ部分の縮小像（部分倒立像）が投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上の前記照明領域ＩＡＲに共役な投影領域（すなわち露光領域）ＩＡに投影され、ウエハＷ表面のレジスト層に転写される。
【００４０】
前記ウエハステージ装置５０は、床面（又はベースプレートあるいはフレームキャスターなど）Ｆ上に防振ユニット２６を介して３点あるいは４点でほぼ水平に支持されたステージベース４０と、該ステージベース４０の上方に配設されたステージとしてのウエハステージＷＳＴと、該ウエハステージＷＳＴを駆動するウエハステージ駆動部２４とを備えている。
【００４１】
前記各防振ユニット２６は、床面Ｆからステージベース４０に伝達される微振動をそれぞれマイクロＧレベルで絶縁する。これらの防振ユニット２６として、ステージベース４０の所定箇所に固定された半導体加速度計等の振動センサの出力に基づいてステージベース４０の振動を積極的に制振する、いわゆるアクティブ防振装置を用いることができることは勿論可能である。
【００４２】
前記ステージベース４０の＋Ｚ側の面（上面）は、その平坦度が非常に高くなるように加工されており、ウエハステージＷＳＴの移動基準面であるガイド面４０ａとされている。
【００４３】
前記ウエハステージＷＳＴは、投影光学系ＰＬの図１における下方で、ウエハステージ駆動部２４によって駆動され、ウエハＷを保持して上記ガイド面４０ａに沿ってＸＹ２次元移動するようになっている。
【００４４】
前記ウエハステージＷＳＴは、ウエハＷを保持するウエハテーブルＷＴＢと、該ウエハテーブルＷＴＢをＺ・チルト駆動機構３８を介して下側から支持するウエハステージ本体部３０とを備えている。
【００４５】
前記ウエハテーブルＷＴＢの上面には、ウエハホルダ２５を介してウエハＷが真空吸着（又は静電吸着）等により吸着保持されている。前記Ｚ・チルト駆動機構３８は、ウエハステージ本体部３０上でウエハテーブルＷＴＢを３点で支持する３つのアクチュエータ（例えば、ボイスコイルモータ又はＥＩコア）等を含んで構成され、ウエハテーブルをＺ軸方向、θｘ方向（Ｘ軸回りの回転方向）、θｙ方向（Ｙ軸回りの回転方向）の３自由度方向に微小駆動する。
【００４６】
前記ウエハテーブルＷＴＢの側面には、ウエハレーザ干渉計（以下、「ウエハ干渉計」という）２３からのレーザビームを反射する移動鏡２１が固定され、外部に配置されたウエハ干渉計２３により、ウエハテーブルＷＴＢのＸＹ面内の位置（θｚ回転を含む）が例えば、０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。
【００４７】
ここで、ウエハテーブルＷＴＢの上面には、実際には、図２（Ａ）に示されるように、＋Ｘ側端部近傍に、Ｘ軸方向に直交する反射面を有する移動鏡２１Ｘが設けられ、＋Ｙ側端部近傍に、Ｙ軸方向に直交する反射面を有する移動鏡２１Ｙが設けられている。また、これに対応して、ウエハ干渉計も移動鏡２１Ｘ，２１Ｙにそれぞれレーザ光を照射してウエハテーブルＷＴＢのＸ軸方向、Ｙ軸方向の位置をそれぞれ計測するＸ軸干渉計、Ｙ軸干渉計が設けられている。本実施形態では、Ｘ軸及びＹ軸干渉計はそれぞれ測長軸を複数有する多軸干渉計であり、ウエハテーブルＷＴＢのθｚ方向の回転量（ヨーイング量）に加えてθｘ方向の回転量（ピッチング量）及びθｙ方向の回転量（ローリング量）の検出が可能となっている。このようにウエハ干渉計、及び移動鏡はそれぞれ複数設けられているが、図１ではこれらが代表的に移動鏡２１、ウエハ干渉計２３として示されている。
【００４８】
なお、例えば、ウエハテーブルＷＴＢの端面を鏡面加工して反射面（移動鏡２１Ｘ、２１Ｙの反射面に相当）を形成しても良い。また、多軸干渉計は４５°傾いてウエハテーブルＷＴＢに設置される反射面を介して、投影光学系ＰＬが載置される架台（不図示）に設置される反射面にレーザビームを照射し、投影光学系ＰＬの光軸方向（Ｚ軸方向）に関する相対位置情報を検出するようにしても良い。このとき、ＸＹ平面内の複数点でそれぞれＺ軸方向の相対位置関係を検出し、ウエハテーブルＷＴＢについてＺ軸方向の位置情報に加えてＸＹ平面に対する傾斜情報を求めるようにしても良い。
【００４９】
ウエハ干渉計２３で計測されるウエハテーブルＷＴＢの位置情報（又は速度情報）は主制御装置２０に送られ、主制御装置２０では前記位置情報（又は速度情報）に基づいてウエハステージ駆動部２４を構成するリニアモータ３６Ｘ，３６Ｙ１，３６Ｙ２（これらのリニアモータを含むウエハステージ駆動部２４の構成等については更に後述する）を介してウエハステージＷＳＴの位置を制御する。
【００５０】
前記ウエハステージ本体部３０は、例えば図２（Ｂ）に示されるように、矩形板状の底面部材３０Ｃ、該底面部材３０Ｃの上面のＹ軸方向の両端部にそれぞれ固定された一対の支持部材３０Ｂ１，３０Ｂ２、及びこれらの支持部材３０Ｂ１，３０Ｂ２によって底面部材３０Ｃの上面に平行に支持された天板３０Ａ等を備えている。図１では、前記底面部材３０Ｃが、前述のステージベース４０上面のガイド面４０ａに対向して配置されている。
【００５１】
前記天板３０Ａは、図２（Ｂ）に示されるように、矩形板状の部材から成り、この天板３０Ａの上方に、ボイスコイルモータ等を含むＺ・チルト駆動機構３８を介してウエハテーブルＷＴＢが載置されている（図１参照）。また、この天板３０Ａの下面には、図２（Ｂ）に示されるように、後述するＸ軸リニアモータ３６Ｘを構成するＸ可動子３２Ｘが固定されている。
【００５２】
前記底面部材３０Ｃのは、天板３０Ａとほぼ同一の大きさを有する平板状部材から成り、この底面部材３０Ｃの底面（下面）には、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示されるように、例えば４つの真空予圧型気体静圧軸受け（以下、単に「気体静圧軸受け」と呼ぶ）１０２が設けられている。これらの気体静圧軸受け１０２は、不図示ではあるが、その中央部に加圧気体（例えば空気）を噴き出す噴出し口と、該噴出し口の周囲に形成され、不図示の真空吸引路に連通する溝とを備えている。この場合、各気体静圧軸受けからガイド面４０ａに対して噴出された気体が直ちに真空排気されるので、周囲への気体の漏出を防止することができる。
【００５３】
ここで、Ｆ２レーザ光などの波長１９０ｎｍ〜１２０ｎｍの帯域に属する真空紫外と呼ばれる波長域の光束を露光光（照明光ＩＬ）として用いる場合には、酸素、水蒸気、炭化水素ガスあるいは有機物等（以下、単に「不純物」と呼ぶ）による吸収が極めて大きいため、照明光ＩＬ（露光光）が通る光路上の空間中のこれら不純物の濃度を数ｐｐｍ以下の濃度にまで下げるべく、その光路上の空間の気体を、吸収の少ない、窒素や、へリウム等の不活性ガスで置換する（パージする）必要があり、本実施形態においても、Ｆ２レーザ光などを照明光ＩＬとして用いる場合には、そのようなガス置換が行われる。この場合、ヘリウム等によるガス置換が行われる空間では、そのヘリウム等の純度を高く維持する必要から気体静圧軸受けなどからの気体の流出による周囲気体の汚染を嫌う。しかし、このような環境下においても、本実施形態では、各気体静圧軸受けから周囲への気体の漏出を防止することができるので、加圧気体として空気（例えば、化学的にクリーンなドライエアなど）、あるいは前述のガス置換（パージ）が行われる空間に比べて純度が相対的に低い、すなわち露光光を減衰させる不純物（酸素、有機物、水蒸気など）の濃度が相対的に高い不活性ガスを用いることが可能である。
【００５４】
本実施形態では、４つの気体静圧軸受け１０２の軸受け面からガイド面４０ａに向かってそれぞれ噴出された加圧気体の軸受け面とガイド面４０ａとの間の静圧（いわゆる隙間内圧力）と、ウエハステージＷＳＴ全体の自重と真空予圧力とのバランスにより、ウエハステージＷＳＴがステージベース４０の上面（ガイド面）４０ａの上方に数μｍ程度のクリアランスを介して非接触で支持されている。
【００５５】
前記ウエハステージ駆動部２４は、図１に示されるように、ウエハステージＷＳＴを走査方向に直交する非走査方向であるＸ軸方向に駆動するＸ軸リニアモータ３６Ｘと、ウエハステージＷＳＴをＸ軸リニアモータ３６Ｘと一体的に走査方向であるＹ軸方向に駆動する一対のＹ軸リニアモータ３６Ｙ１，３６Ｙ２とを備えている。
【００５６】
前記Ｘ軸リニアモータ３６Ｘは、Ｘ軸方向を長手方向とする固定子としてのＸ軸リニアガイド３４Ｘと、Ｘ軸リニアガイド３４Ｘに沿ってＸ軸方向へ移動するウエハステージ本体３０に固定されたＸ可動子３２Ｘとを備えている。
【００５７】
Ｘ軸リニアガイド３４Ｘは、図２（Ａ）に示されるように、Ｘ軸方向を長手方向とし、ＹＺ断面が概略Ｈ字状のガイド部材４２、及び該ガイド部材４２の上方に配置されＸ軸方向に延びる電機子ユニット６０等を備えている。これをさらに詳述すると、ガイド部材４２のＹ軸方向の一側及び他側の端面は、それぞれＸＺ面に平行で平坦度が良好な第１ガイド面６２ａ及び第２ガイド面６２ｂとされている。前記ガイド部材４２は、前記第１、第２ガイド面６２ａ、６２ｂがそれぞれ形成された断面長方形で上端面及び下端面がＸＹ平面に平行な第１、第２のガイド部４３Ａ、４３Ｂと、これら第１、第２のガイド部４３Ａ、４３Ｂ同士を連結する連結部としての平板状のリム部４３Ｃとの３部分から構成されている（図３（Ａ）参照）。この場合、リム部４３Ｃは、ＸＹ平面、すなわち前述の底面部材３０Ｃに平行になっている。
【００５８】
前記第１、第２のガイド部４３Ａ、４３Ｂには、図２及び図３（Ａ）に示されるように、第１、第２のガイド面６２ａ、６２ｂから所定距離隔てた位置に、それぞれの下面から所定深さかつ所定幅（例えば１０μｍ以下）を有するスリット７０がガイド面６２ａ、６２ｂにほぼ平行に形成されている。スリット７０を設けた理由及びその役割などについては、後に更に詳述する。
【００５９】
前記電機子ユニット６０は、図２（Ａ）等に示されるように、ＹＺ断面がＨ字状の形状を有しＸ軸方向に伸びるコイルプレートと、該コイルプレートの内部（又は外部）に所定間隔（所定ピッチ）でＸ軸方向に沿って配設された複数の電機子コイルとを備えている。電機子ユニット６０は、ガイド部材４２のリム部４３Ｃの上方に平行に配設されている。また、この電機子ユニット６０は、その長手方向の一側と他側の端部がリム部４３Ｃ上面に設けられた各一対のスペーサ部材４４１，４４２、及び４４３，４４４（但し、図２（Ａ）における紙面奥側の一対のスペーサ部材４４３，４４４は不図示）によりそれぞれ支持されている。すなわち、リム部４３Ｃの上面と電機子ユニット６０との間には、長手方向の両端部を除き、所定の空間が形成されている。
【００６０】
前記Ｘ可動子３２Ｘは、図２（Ｂ）に示されるように、前述したウエハステージ本体部３０を構成する天板３０Ａの下面に固定された断面矩形枠状でＸ軸方向に伸びる可動子ヨーク（マグネットプレート）４８と、該可動子ヨーク４８の内面側の上下対向面に、Ｘ軸方向に沿って所定間隔で交互に配列されたＮ極永久磁石４６Ｎ，Ｓ極永久磁石４６Ｓから成る複数の界磁石を備えている。この場合、図３（Ｂ）の断面図から明らかなように、相互に隣接する界磁石の極性は相互に逆極性であるとともに、相互に対向する界磁石の極性も相互に逆極性となっている。このため、可動子ヨーク４８の内部空間には、Ｘ軸方向に沿って交番磁界が形成されている。
【００６１】
この場合、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）からも分かるように、電機子ユニット６０のＹ軸方向中央部の上下の空間に界磁石（４６Ｎ，４６Ｓ）が挿入され、電機子ユニット６０とガイド部材４２との間に形成された前述の空間に可動子ヨーク４８の底壁が挿入された状態で、ウエハステージ本体部３０とリニアガイド３４Ｘとが装置に組み込まれている。このため、Ｘ可動子３２Ｘが、Ｘ軸方向に自在に移動可能な構造となっている。そして、Ｘ可動子３２ＸとＸ軸リニアガイド３４Ｘ、より具体的には電機子ユニット６０との間の電磁相互作用により発生する電磁力によりウエハステージＷＳＴがＸ軸リニアガイド３４Ｘに沿ってＸ軸方向に駆動される。すなわち、Ｘ可動子３２ＸとＸ軸リニアガイド３４Ｘ、より具体的には電機子ユニット６０とによって、ムービングマグネット型の電磁力駆動方式のＸ軸リニアモータ３６Ｘが構成され、該Ｘ軸リニアモータ３６ＸによってウエハステージＷＳＴをＸ軸方向（第１軸方向）に駆動する第１駆動系が構成されている。
【００６２】
前記Ｘ軸リニアガイド３４Ｘの長手方向の一端（＋Ｘ端）には、図２（Ａ）に示されるように、Ｙ可動子３２Ｙ２が固定されている。このＹ可動子３２Ｙ２は、断面Ｔ字状の形状を有し、その内部（又は外部）には不図示の電機子コイルが所定間隔（所定ピッチ）でＹ軸方向に沿って配設されている。
【００６３】
図２（Ａ）では図示が省略されているが、Ｘ軸リニアガイド３４Ｘの長手方向の他端（−Ｘ端）には、上記Ｙ可動子３２Ｙ２と同様に構成されたＹ可動子３２Ｙ１が固定されている（図１、図３（Ｂ）参照）。
【００６４】
前記一方のＹ可動子３２Ｙ１は、図１に示されるように、ＸＺ断面Ｕ字状のＹ軸リニアガイド３４Ｙ１の内部に挿入された状態となっている。Ｙ軸リニアガイド３４Ｙ１の内側の一対の対向面（上下の対向面）には前述のＸ可動子３２Ｘと同様に、不図示の複数の界磁石がＹ軸方向に沿って所定間隔で配列されている。Ｙ軸リニアガイド３４Ｙ１は、ステージベース４０の−Ｘ側で床面Ｆ上に固定された２本の支持部材６４によってその長手方向の両端部近傍を保持されている。
【００６５】
このように、本実施形態では、Ｙ可動子３２Ｙ１と、Ｙ軸リニアガイド３４Ｙ１とによってムービングコイル型の電磁力駆動方式のリニアモータであるＹ軸リニアモータ３６Ｙ１が構成されている。
【００６６】
他方のＹ軸リニアモータ３６Ｙ２もＹ軸リニアモータ３６Ｙ１と同様の構成となっている。すなわち、Ｙ軸リニアモータ３６Ｙ２は、ステージベース４０の＋Ｘ側で床面Ｆの上方にＹ軸方向に延設されたＹ軸リニアガイド３４Ｙ２と、該Ｙ軸リニアガイド３４Ｙ２に挿入状態とされた前述のＹ可動子３２Ｙ２とを含んで構成されている。Ｙ軸リニアガイド３４Ｙ２は、２本の支持部材６６によってその長手方向の両端部近傍を保持されている。この場合も、Ｙ可動子３２Ｙ２と、Ｙ軸リニアガイド３４Ｙ２とによってムービングコイル型の電磁力駆動方式のリニアモータであるＹ軸リニアモータ３６Ｙ２が構成されている。
【００６７】
前記ステージ本体部３０を構成する一方の支持部材３０Ｂ１の内面には、図３（Ａ）に示されるように、ガイド部材４２の第１ガイド面６２ａに対向して第１の気体静圧軸受け装置としてのエアベアリング機構５２Ａが設けられている。また、同様に、他方の支持部材３０Ｂ１の内面には、ガイド部材４２の第２ガイド面６２ｂに対向して第２の気体静圧軸受け装置としてのエアベアリング機構５２Ｂが設けられている。本実施形態では、エアベアリング機構５２Ａ，５２Ｂそれぞれの軸受け面から第１、第２ガイド面６２ａ、６２ｂにそれぞれ向かって加圧気体としての加圧空気が噴出されるようになっている。そして、エアベアリング機構５２Ａ，５２Ｂそれぞれの軸受け面と対向する第１、第２ガイド面６２ａ、６２ｂとの間の隙間（軸受け隙間）における加圧空気の静圧（いわゆる隙間内圧力）により、ガイド部材４２の第１ガイド面６２ａとエアベアリング機構５２Ａの軸受け面との間、及び第２ガイド面６２ｂとエアベアリング機構５２Ｂの軸受け面との間に、ともに数μｍ程度のクリアランスが形成されるようになっている。すなわち、このようにしてガイド部材４２とステージ本体部３０との非接触状態が維持されるようになっている。
【００６８】
また、前述のように、Ｘ軸リニアガイド３４ＸのＹ軸方向の両端部にＹ可動子３２Ｙ１、３２Ｙ２がそれぞれ設けられていることから、Ｙ軸リニアモータ３６Ｙ１，３６Ｙ２がＹ軸方向の駆動力（ローレンツ力）を発生すると、Ｘ軸リニアガイド３４ＸがＹ軸方向に駆動されるが、前述の如くガイド部材４２とステージ本体部３０との非接触状態が加圧空気の静圧により維持されているので、結果的に、Ｘ軸リニアガイド３４ＸとともにウエハステージＷＳＴがＹ軸方向に駆動される。すなわち、本実施形態では、Ｙ軸リニアモータ３６Ｙ１，３６Ｙ２によりウエハステージＷＳＴをＹ軸方向（第２軸方向）に駆動する第２駆動系が構成されている。
【００６９】
ここで、ガイド部材４２の第１、第２のガイド部４３Ａ、４３Ｂにスリット７０が形成されている理由について、ガイド部４３Ｂを取り上げて、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）に基づいて説明する。
【００７０】
図４（Ａ）には、ガイド部材４２の第２のガイド部４３Ｂが拡大して示されている。この第２のガイド部４３Ｂの第２ガイド面６２ｂには、前述したエアベアリング機構５２Ｂから噴出される加圧空気の静圧が、いわば等分布荷重として、その受圧領域に作用するが、以下の説明では、説明を簡略化するため、等分布荷重に代えて、ガイド面６２ｂの受圧領域の中心（受圧中心）に集中荷重Ｐが作用するものとする。
【００７１】
本実施形態の場合、ガイド部材のリム部４３Ｃの剛性中心（中立面）と受圧中心のＺ軸方向の位置の差（Ｌ１）の存在により、図４（Ａ）に示されるように、リム部４３Ｃの第２のガイド部４３Ｃとの境界の点Ａ回りに時計回りのモーメントＭＡが作用し、このモーメントＭＡにより第２のガイド部４３Ｂの全体が点Ａの回りに角度αだけ時計回りに回転する。従って、ガイド面６２ｂも角度αだけ時計回りに回転する。すなわち、第２のガイド部４３Ｂの変形が、剛体変形となるように、スリット７０よりガイド面６２ｂ側の部分の厚さｔが定められている。
【００７２】
このように、第２のガイド部４３Ｂが剛体変形するのみでは、エアベアリング機構５２Ｂの剛性が高く（大きく）なり、ガイド面６２ｂの傾斜角αがある程度以上大きくなると、ガイド面６２ｂとエアベアリング機構５２Ｂの軸受け面あるいはエアベアリング機構５２Ｂが取り付けられた支持部材３０Ｂ２の内面とが接触するおそれがある。しかるに、本実施形態の場合、スリット７０が第２のガイド部４３Ｂに形成されているので、エアベアリング機構５２Ｂの剛性が高く（大きく）なり、受圧面中心に作用する荷重Ｐが大きくなると、図４（Ｂ）に示されるように、スリット７０の上端の点Ｂと受圧面中心との高さ位置の差（Ｌ２）に応じて点Ｂの回りに反時計回りのモーメントＭＢが作用し、該モーメントＭＢにより、スリット７０よりガイド面６２ｂ側の部分が、点Ｂを中心に反時計回りに回転変形（弾性変形）し、ガイド面６２ｂが角度βだけ反時計回りに回転する。
【００７３】
ここで、エアベアリング機構５２Ｂの剛性が高い場合、図４（Ａ）に示されるガイド部４３Ｂ全体の変形と、スリット７０よりガイド面６２ｂ側の部分の変形とは同時に生じるので、上述の角度αと角度βとがほぼ一致するように、スリット７０の深さ及び幅を設定しておけば、ガイド面６２ｂは、図４（Ｃ）に示されるように、初期状態からΔＬだけ図中右側（−Ｙ側）に平行移動した状態となる。本実施形態では、エアベアリング機構５２Ｂの剛性、ガイド面６２ｂの受圧領域の面積、ガイド部の材質、前述の厚さｔなどを総合的に考慮して、上記の角度αと角度βとがほぼ一致するように、スリット７０の深さ及び幅が設定されている。
【００７４】
ガイド部材４２の他方の第１のガイド部４３Ａ側も上記と同様にしてスリット７０が形成され、上記と同様に、エアベアリング機構５２Ａから噴出される加圧空気の作用によって、同様の変形が生じ、ガイド面６２ａが、エアベアリング機構５２Ａの軸受け面に対してほぼ平行な状態を維持する。
【００７５】
すなわち、第１、第２のガイド部４３Ａ、４３Ｂのスリット７０は、リム部４３Ｃの剛性中心と第１、第２ガイド面６２ａ、６２ｂとの重力方向の位置にずれがあるにもかかわらず、第１、第２ガイド面６２ａ、６２ｂを対向するエアベアリング機構５２Ａ、５２Ｂの軸受け面に対してほぼ平行に維持するために形成されているものである。
【００７６】
従って、本実施形態では、エアベアリング機構５２Ａ、５２Ｂの剛性を高くしても、第１、第２ガイド面６２ａ、６２ｂとそれぞれが対向する軸受け面とがほぼ平行に維持されるので、ガイド面６２ａ、６２ｂがステージ本体部３０に接触したり、ウエハステージＷＳＴに予期せぬヨーイング、ピッチングが生じたりするのが防止される。
【００７７】
また、本実施形態では、第１、第２のガイド部４３Ａ、４３Ｂの剛性は、対向するエアベアリング機構５２Ａ、５２Ｂの剛性の１倍以上、例えば３〜４倍程度とされている。このため、第１、第２のガイド部４３Ａ、４３Ｂが潰れてスリット７０の隙間空間が完全に消滅する、すなわちスリット７０が無い状態にはならないようになっている。
【００７８】
ここで、エアベアリング機構５２Ａ（又は５２Ｂ）の剛性をＫｙとし、対向する第１のガイド部４３Ａ（又は第２のガイド部４３Ｂ）の剛性をＫｇとすると、これらは一種のシリアルバネとなるため、等価バネ剛性Ｋａｌｌは、次式のように表せる。
【００７９】
Ｋａｌｌ＝（Ｋｇ・Ｋｙ）／（Ｋｇ＋Ｋｙ）
【００８０】
上式より、前述の如く、スリット７０の隙間空間が完全に消滅するのを防止するために、Ｋｇ＞Ｋｙが成立するように両者の剛性を設定することで、全体の剛性すなわち上記の等価バネ剛性Ｋａｌｌを高く維持しつつ、スリット７０の存在によるガイド部の剛性低下の影響を最小限にすることも可能となっている。
【００８１】
さらに、スリット７０は、その幅が１０μｍ以下程度に設定されているので、ウエハステージＷＳＴの駆動に起因する振動などがガイド部材４２の第１ガイド面６２ａ又は第２ガイド面６２ｂに作用した際に、スリット７０内の気体がその隙間内で移動する、あるいはスリット７０の隙間から抜け出そうとするため、その気体の粘性によって振動を減衰させることができるというスクイーズ効果をも得ることができる。なお、効果的なスクイーズ効果を得るためには、スリット７０の幅は、１０μｍよりも更に小さい方がより望ましい。
【００８２】
また、本実施形態では、上述の如く、ガイド部材４２は、エアベアリング機構５２Ｂ及びエアベアリング機構５２Ａから噴出される加圧空気の静圧により、両側からそれぞれ押圧され、第１、第２のガイド面６２ａ、６２ｂがそれぞれ内側にΔＬだけ平行移動する。従って、ウエハステージ装置５０の設計の際に、この変化を考慮して設計が行われている。すなわち、（２×ΔＬ）だけＹ軸方向の長さを長くして、ガイド面６２ａ、６２ｂと対向する軸受け面との間のクリアランスが初期設定されている。これにより、ガイド面とエアベアリング機構５２Ａ、５２Ｂとの間に所望のクリアランスを確保することが可能となっている。
【００８３】
また、図３（Ａ）に示されるように、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向の駆動中心とウエハステージＷＳＴの重心Ｇとの、少なくともＸ軸とＹ軸とで規定される平面（ＸＹ平面）の法線方向（本実施形態では重心方向と一致）の位置がほぼ一致している。すなわち、ウエハステージＷＳＴの重心Ｇの位置がウエハステージＷＳＴがＸ軸方向に駆動されるときの駆動軸上に設定されているので、ウエハステージＷＳＴをＸ軸方向に駆動する場合に、不要な回転モーメントが作用しないようになっている。従って、ウエハステージＷＳＴにローリング（Ｙ軸回りの回転）、ヨーイング（Ｚ軸回りの回転）等が発生するのを効果的に抑制することができる。
【００８４】
また、エアベアリング機構５２Ａ、５２Ｂの軸受け装置としての剛性を高くしても、特に支障は無いので、ガイド部材４２とウエハステージＷＳＴとは非接触であるにもかかわらず、Ｙ軸リニアモータ３６Ｙ１，３６Ｙ２により両者を一体的駆動することが可能となる。
【００８５】
この場合、Ｙ軸リニアモータ３６Ｙ１，３６Ｙ２の発生する駆動力を異ならせることにより、ガイド部材４２を介してウエハステージＷＳＴのヨーイング（Ｚ軸回りの回転）を正確に制御することが可能となる。
【００８６】
図１に戻り、制御系は、主制御装置２０によって主に構成される。主制御装置２０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）等から成るいわゆるマイクロコンピュータ（又はワークステーション）を含んで構成され、装置全体を統括して制御する。主制御装置２０は、例えば露光動作が的確に行われるように、例えばレチクルＲとウエハＷの同期走査、ウエハＷのステッピング等を制御する。
【００８７】
次に、上述のようにして構成された本実施形態の露光装置１０により、レチクルＲのパターンをウエハＷ上の各ショット領域に順次転写する際の露光動作について簡単に説明する。なお、前提として、不図示のレチクルアライメント系、ウエハテーブルＷＴＢ上の不図示の基準マーク板、及び不図示のウエハアライメント系を用いたレチクルアライメント、ウエハアライメント系のベースライン計測、及びウエハアライメント（例えばＥＧＡ方式のウエハアライメント）等の準備作業は終了しているものとする。
【００８８】
まず、主制御装置２０は、レチクルＲとウエハＷ、すなわちレチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとのＹ軸方向の相対走査を開始する。両ステージＲＳＴ、ＷＳＴがそれぞれの目標走査速度に達し、等速同期状態に達すると、照明ユニットＩＬＵからの紫外パルス光によってレチクルＲのパターン領域が照明され始め、走査露光が開始される。上記の相対走査は、主制御装置２０が、前述したウエハ干渉計２３及びレチクル干渉計１６の計測値をモニタしつつ、レチクルステージ駆動部２２及びウエハステージ駆動部２４を制御することにより行われる。
【００８９】
主制御装置２０は、特に上記の走査露光時には、レチクルステージＲＳＴのＹ軸方向の移動速度ＶｒとウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の移動速度Ｖｗとが、投影光学系ＰＬの投影倍率（１／４倍あるいは１／５倍）に応じた速度比に維持されるように同期制御を行う。
【００９０】
そして、レチクルＲのパターン領域の異なる領域が紫外パルス光で逐次照明され、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上の第１ショット領域の走査露光が終了する。これにより、レチクルＲのパターンが投影光学系ＰＬを介して第１ショット領域に縮小転写される。
【００９１】
上述のようにして、第１ショット領域の走査露光が終了すると、主制御装置２０により、ウエハステージ駆動部２４を介してウエハステージＷＳＴがＸ軸方向（又はＹ軸方向）にステップ移動され、第２ショット領域の露光のための走査開始位置（加速開始位置）に移動される。
【００９２】
そして、主制御装置２０により、上述と同様に各部の動作が制御され、ウエハＷ上の第２ショット領域に対して上記と同様の走査露光が行われる。
【００９３】
このようにして、ウエハＷ上のショット領域の走査露光とショット間のステッピング動作とが繰り返し行われ、ウエハＷ上の露光対象ショットの全てにレチクルＲのパターンが順次転写される。
【００９４】
ウエハＷ上の全露光対象ショット領域へのパターン転写が終了すると、次のウエハと交換され、上記と同様にアライメント、露光動作が繰り返される。
【００９５】
以上説明したように、本実施形態に係るウエハステージ装置５０によると、Ｘ軸リニアモータ３６Ｘにより、ウエハステージＷＳＴがリニアガイド３４Ｘ、より正確にはガイド部材４２に沿ってＸ軸方向に駆動される。このとき、ウエハステージＷＳＴのウエハステージ本体部３０に設けられたエアベアリング機構５２Ａ、５２Ｂからそれぞれが対向する第１ガイド面６２ａ、第２ガイド面６２ｂに対して加圧空気が噴き付けられ、その加圧空気の静圧により第１ガイド面６２ａ、第２ガイド面６２ｂとウエハステージＷＳＴ（ウエハステージ本体部３０）との間に所定のクリアランスが形成された状態となっている。また、Ｙ軸リニアモータ３６Ｙ１、３６Ｙ２によりガイド部材４２がＹ軸方向に駆動されると、所定のクリアランス内の加圧空気の静圧を介してウエハステージＷＳＴが、ガイド部材４２と一体的にＹ軸方向に移動する。このとき、ガイド部材４２の第１、第２ガイド面６２ａ、６２ｂには、加圧空気の静圧による押圧力が作用しているが、ガイド面６２ａ、６２ｂそれぞれの対向する軸受け面に対する傾斜を抑制する所定幅及び所定深さのスリット７０が、ガイド部材４２の第１、第２のガイド部４３Ａ、４３Ｂに形成されているので、該スリット７０の作用により、ガイド面６２ａ、６２ｂの対向する軸受け面に対する傾斜が抑制される。この場合、ガイド４２の受圧中心とガイド４２（のリム部４３Ｃ）の剛性中心とがずれていても、ガイド面と軸受け面との平行度を十分なレベルで確保できる。従って、ガイド面６２ａ、６２ｂの対向する軸受け面に対する平行度を良好に維持し、ウエハステージＷＳＴにヨーイング、ピッチングが殆ど生じることがなく、所望の姿勢が維持される。従って、ウエハステージＷＳＴの位置制御性の向上を図ることができる。
【００９６】
また、ウエハステージ装置５０によると、Ｙ軸リニアモータ３６Ｙ１、３６Ｙ２が、ガイド部材４２をＹ軸方向に駆動することによりウエハステージＷＳＴを前記クリアランス内の加圧空気を介してＹ軸方向に駆動する。この場合、エアベアリング機構５２Ａ、５２Ｂの剛性を高くすることにより、Ｙ軸リニアモータ３６Ｙ１、３６Ｙ２によって、ガイド部材４２と一体的にウエハステージＷＳＴをＹ軸方向に正確に駆動することができる。また、この場合、必要に応じてＹ軸リニアモータ３６Ｙ１、３６Ｙ２が発生する推力を僅かに異ならせることによりガイド部材４２と一体的にウエハステージＷＳＴをθｚ方向に回転させることができる。この場合のウエハステージのθｚ回転（ヨーイング量）は、ガイド部材４２の制御量に応じたものであり、制御可能なものである。すなわち、ウエハステージ装置５０によると、ウエハステージＷＳＴのヨーイング制御を正確に行うことができる。
【００９７】
さらに、ウエハステージ装置５０によると、ウエハステージＷＳＴの重心位置がウエハステージＷＳＴがＸ軸方向に駆動されるときの駆動軸上に設定されているので、ウエハステージＷＳＴをＸ軸方向に駆動する場合に、不要な回転モーメントが作用しないようになっている。従って、ウエハステージＷＳＴにローリング（Ｙ軸回りの回転）、ヨーイング（Ｚ軸回りの回転）等が発生するのを効果的に抑制することができ、これによりウエハステージの姿勢安定性及び位置制御性を向上させることが可能となっている。
【００９８】
また、本実施形態に係る露光装置１０によると、上記のように位置制御性の高いウエハステージ装置５０を用いてウエハの移動を行うので、レチクルＲ（レチクルステージＲＳＴ）とウエハＷとの同期制御精度、ひいてはレチクルＲのパターンとウエハＷ上の各ショット領域との重ね合わせ精度を向上させることができ、これによりパターンの転写精度、すなわち露光精度を向上することが可能となっている。
【００９９】
なお、上記実施形態では、Ｙ軸方向の両端面に第１、第２ガイド面６２ａ、６２ｂがそれぞれ形成された断面Ｈ字状のガイド部材を用い、これに対応して第１ガイド面６２ａ、第２ガイド面６２ｂに対してそれぞれ加圧気体を噴出するエアベアリング機構５２Ａ、５２Ｂがウエハステージ本体部３０に設けられた場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。例えば、ガイド部材の断面形状はＨ字状に限らず、Ｙ軸方向の両端面に第１ガイド面、第２ガイド面が形成されていれば、その他の形状であっても良い。また、Ｙ軸方向の一側にのみガイド面が形成された前述と同様のガイド部を有するガイド部材を用いても良く、この場合には、ガイド面に対向するステージ本体部の面にのみ気体静圧圧軸受け装置が設けられていても良い。また、上記実施形態では、第１、第２のガイド部４３Ａ、４３Ｂ及びリム部４３Ｃの３部分が一体成形されているが、各部を別々の部材で形成した後一体化しても良いし、あるいは第１、第２のガイド部４３Ａ、４３Ｂの少なくとも一方をスリット７０に連通する断面を境とする２つの部材により構成し、これらを相互に接合しても良い。後者の場合、スリットより内側の部分がリム部４３Ｃと一体成形されていても良い。
【０１００】
さらに、上記実施形態では、第１、第２のガイド部４３Ａ、４３Ｂに形成されたスリット７０の幅が１０μｍ以下であるものとしたが、これは前述したスクイーズ効果を考慮してこのようにしてものである。しかし、これに限らず、スリットの幅は１０μｍよりも大きくでも良く、スリットの幅を例えば数ｍｍ程度まで大きくしても良い。後者の場合、スリットのガイド面側の面の少なくとも先端部にゴムなどの弾性部材を貼り付けても良い。
【０１０１】
また、上記実施形態では、ウエハを駆動するウエハステージ装置を本発明のステージ装置によって構成する場合について説明したが、これに限らず、レチクルＲを駆動するレチクルステージ装置を本発明のステージ装置によって構成しても良いし、ウエハステージ装置及びレチクルステージ装置を、本発明のステージ装置によって構成しても良い。後者の場合、ウエハの位置制御性に加えて、レチクルの位置制御性も向上するので、レチクルとウエハとの同期制御精度、並びにレチクルＲのパターンとウエハＷ上の各ショット領域との重ね合わせ精度を更に向上させることができる。
【０１０２】
なお、レチクルステージＲＳＴを二軸駆動（二次元駆動）とする必要がないときは、本発明のステージ装置でなく、走査方向のみに駆動可能な一軸駆動（一次元駆動）のステージ装置を用いても構わない。
【０１０３】
さらに、上記実施形態ではウエハステージＷＳＴ（及びレチクルステージＲＳＴ）を水平面内で二次元駆動するものとしたが、水平面と垂直な平面内で二次元駆動する構成としても良く、この構成では走査方向（本実施形態のＹ軸方向）を、例えば重力方向とほぼ一致させてウエハステージＷＳＴを駆動する構成としても良い。すなわち、本発明のステージ装置は、上記実施形態のウエハステージＷＳＴのようないわゆる横置きのステージ装置のみではなく、例えば液晶表示素子用の露光装置などに比較的多く採用されているいわゆる縦置きのステージ装置にも好適に適用することができる。
【０１０４】
また、上記実施形態のウエハステージＷＳＴを、例えばウエハステージ本体部３０に対してウエハテーブルＷＴＢを少なくともＸ軸及びＹ軸方向に微動可能とする粗微動ステージとしても良いし、同様にレチクルステージＲＳＴを、走査方向（Ｙ軸方向）のみに長いストロークで駆動される粗動ステージに対して微動ステージを少なくともＸ軸及びＹ軸方向と回転方向（θｚ方向）とに相対移動する粗微動ステージとしても良い。
【０１０５】
なお、上記実施形態では、ステージを駆動する駆動装置としてリニアモータを採用した場合について説明したが、本発明がこれに限られるものではなく、例えば、駆動装置として送りねじ方式の駆動装置を採用することも可能である。
【０１０６】
また、図１では図示が省略されているが、上記実施形態の露光装置は、ウエハステージ（ステージベース４０）と投影光学系ＰＬとを異なる防振機構でそれぞれ保持する構成となっているが、本発明の露光装置がこれに限定されないことは勿論である。例えば、投影光学系ＰＬを保持するコラムとステージベースとを同一の防振機構により支持しても良い。この場合、ステージベースを前記コラムに吊り下げ支持することもできる。あるいは、ステージベース上に別の防振機構を設け、該防振機構を介して前記コラムを支持することとしても良い。すなわち、露光装置のボディ構造は図１に示されるものに限定されるものではなく、その構成はいかなる構成であっても良い。
【０１０７】
さらに、上記実施形態の露光装置は、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとがそれぞれ１つずつ設けられるシングルステージ方式としたが、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの少なくとも一方で、可動ステージが２つ設けられるツインステージ方式を採用しても良い。また、レチクルステージＲＳＴでは複数枚のレチクルを保持可能なマルチホルダ型のシングルステージを採用しても良い。
【０１０８】
なお、上記実施形態では図示を省略しているが、レチクルステージＲＳＴやウエハステージＷＳＴの移動によって生じる反力を処理する機構、例えばカウンタマスを移動してその反力を相殺する、運動量保存則を利用したカウンタマス方式、あるいは投影光学系ＰＬが載置される架台とは別設されるフレームを介してその反力を床などに逃がすリアクションフレーム方式などが採用されている。
【０１０９】
なお、上記実施形態では、光源としてＫｒＦエキシマレーザ、ＡｒＦエキシマレーザ等の遠紫外域のパルスレーザ光源、あるいはＦ２レーザ（出力波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光源を用いるものとしたが、これに限らず、Ａｒ２レーザ（出力波長１２６ｎｍ）などの他の真空紫外光源、紫外域の輝線（ｇ線、ｉ線など）を出力する超高圧水銀ランプなどを用いても良い。また、例えば、真空紫外光として上記各光源から出力されるレーザ光に限らず、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（Ｅｒ）（又はエルビウムとイッテルビウム（Ｙｂ）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。
【０１１０】
なお、上記実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式等の走査型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、本発明の適用範囲がこれに限定されないことは勿論である。すなわちステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置にも本発明は好適に適用できる。また、露光装置に限らず、レーザリペア装置、半導体検査装置、その他の試料を所定の移動面内で移動させる必要がある装置であれば、本発明のステージ装置を適用することができる。
【０１１１】
なお、複数のレンズから構成される照明光学系、投影光学系を露光装置本体に組み込み、光学調整をするとともに、多数の機械部品からなるレチクルステージやウエハステージを露光装置本体に取り付けて配線や配管を接続し、更に総合調整（電気調整、動作確認等）をすることにより、上記実施形態の露光装置を製造することができる。なお、露光装置の製造は温度及びクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
【０１１２】
また、上記実施形態では、本発明が半導体製造用の露光装置に適用された場合について説明したが、これに限らず、例えば、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や、プラズマディスプレイ、有機ＥＬ、薄膜磁気へッド、撮像素子、マイクロマシン、ＤＮＡチップなどを製造するための露光装置などにも本発明は広く適用できる。
【０１１３】
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、螢石、フッ化マグネシウム、又は水晶などが用いられる。
【０１１４】
半導体デバイスは、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レチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、上記実施形態の露光装置によりレチクルのパターンをウエハに転写するステップ、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）、検査ステップ等を経て製造される。
【０１１５】
上述の如く、レチクルのパターンをウエハに転写するステップにおいて、上記実施形態の露光装置が用いられるので、第２物体としてのウエハ上に第１物体としてのレチクルのパターンを高精度に転写することができ、結果的に高集積度のデバイスを生産性良く製造することが可能となる。
【０１１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のステージ装置によれば、ステージの位置制御性の向上を図ることができるという効果がある。
【０１１７】
また、本発明の露光装置によれば、高精度な露光を実現することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図２（Ａ）は、図１のウエハステージ装置を構成するウエハステージをＸ軸リニアモータとともに示す概略斜視図、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）からＸ軸リニアガイドを取り去った状態を示す図である。
【図３】図３（Ａ）は、図２（Ａ）のウエハステージとＸ軸リニアモータとを−Ｘ側から＋Ｘ側に見て両者の関係を示す図、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、ガイド部材にスリットを形成した理由及び該スリットの役割などを説明するための図である。
【符号の説明】
１０…露光装置、３６Ｘ…Ｘ軸リニアモータ（第１駆動系）、３６Ｙ１、３６Ｙ２…Ｙ軸リニアモータ（第２駆動系）、４２…ガイド部材、４３Ａ…第１ガイド部、４３Ｂ…第２ガイド部、５０…ウエハステージ装置（ステージ装置）、５２Ａ…エアベアリング機構（気体静圧軸受け装置、第１の気体静圧軸受け装置）、５２Ｂ…エアベアリング機構…（気体静圧軸受け装置、第２の気体静圧軸受け装置）、６２ａ…第１ガイド面（ガイド面）、６２ｂ…第２ガイド面（ガイド面）、７０…スリット、ＷＳＴ…ウエハステージ（ステージ）、Ｒ…レチクル（第１物体）、Ｗ…ウエハ（第２物体）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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