(57)【要約】      （修正有）【課題】粗動ステージの駆動に伴う発熱を低減し、微動ステージの交換を可能とするステージ装置及び露光装置を提供する。【解決手段】第１方向に移動する第１ステージ６３Ａと、第１ステージ６３Ａに対して第１方向及び第１方向とは異なる第２方向とに移動する第２ステージ８３Ａとを有する。第１方向に沿って第１ステージ６３Ａに設けられた第１固定子１１２Ａと、第２ステージ８３Ａに設けられ第１方向に沿って開放された第１可動子１１１Ａとを有し、第２ステージ８３Ａを第１方向に移動させる第１駆動装置と、第１方向に沿って第１ステージ６３Ａに設けられた第２固定子１０２Ａと、第２ステージ８３Ａに設けられ第１方向に沿って開放された第２可動子１０１Ａとを有し、第２ステージ８３Ａを第２方向に移動させる第２駆動装置とを備える。第１ステージ６３Ａを第１方向に沿って移動させた際に第１ステージ６３Ａと第２ステージ８３Ａとが分離可能である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
定盤の表面に沿って第１方向に移動する第１ステージと、該第１ステージに対して前記第１方向及び前記第１方向とは異なる第２方向とに移動する第２ステージとを有するステージ装置であって、
前記第１方向に沿って前記第１ステージに設けられた第１固定子と、前記第２ステージに設けられ前記第１方向に沿って開放された第１可動子とを有し、前記第２ステージを前記第１方向に移動させる第１駆動装置と、
前記第１方向に沿って前記第１ステージに設けられた第２固定子と、前記第２ステージに設けられ前記第１方向に沿って開放された第２可動子とを有し、前記第２ステージを前記第２方向に移動させる第２駆動装置とを備え、
前記第１ステージを前記第１方向に沿って移動させた際に前記第１ステージと前記第２ステージとが分離可能であることを特徴とするステージ装置。
【請求項２】
請求項１記載のステージ装置において、
前記第１方向に沿って前記第１ステージに設けられた第３固定子と、前記第２ステージに設けられ前記第１方向に沿って開放された第３可動子とを有し、前記第２ステージを前記定盤の表面とほぼ直交する第３方向に移動させる第３駆動装置を有することを特徴とするステージ装置。
【請求項３】
請求項２記載のステージ装置において、
前記第１、第２、第３駆動装置は、前記第２ステージを前記第１ステージに対して６自由度で移動させることを特徴とするステージ装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のステージ装置において、
前記第１ステージと前記第２ステージとの一方は、前記第１方向及び前記第２方向に関する前記第１ステージと前記第２ステージとの位置指標部を有し、
前記第１ステージと前記第２ステージとの他方は、前記定盤の表面とほぼ直交する第３方向に所定間隔をあけて前記位置指標部を計測する計測部を有することを特徴とするステージ装置。
【請求項５】
請求項４記載のステージ装置において、
前記第１ステージと前記第２ステージとは、それぞれ非接触ベアリングを介して前記定盤の表面に支持されることを特徴とするステージ装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載のステージ装置において、
前記第１方向と前記第２方向との少なくとも一方の方向に関して、前記第１ステージと前記第２ステージとを異なる加速度で移動させる制御装置を備えることを特徴とするステージ装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載のステージ装置において、
前記第１ステージから分離した前記第２ステージを前記定盤に固定する固定装置を有することを特徴とするステージ装置。
【請求項８】
請求項７記載のステージ装置において、
前記固定装置は、前記第２ステージの固定位置近傍に固設された保持部と、該保持部に対して進退自在、且つ前記保持部に向けて進出したときに該保持部との間で前記第２ステージを保持する駆動部と、前記第２ステージの位置に基づいて前記駆動部を制御する駆動制御装置とを有することを特徴とするステージ装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載のステージ装置において、
前記第１ステージと前記第２ステージとは複数設けられていることを特徴とするステージ装置。
【請求項１０】
マスクステージに保持されたマスクのパターンを基板ステージに保持された基板に露光する露光装置であって、
前記マスクステージと前記基板ステージとの少なくとも一方のステージとして、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のステージ装置が用いられることを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステージ装置及び露光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体素子（集積回路）又は液晶表示素子等をリソグラフィ工程で製造する場合に、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・ステッパなどの逐次移動型の投影露光装置が、主流となっている。
【０００３】
この種の投影露光装置は、主として半導体素子等の量産機として使用されるものであることから、一定時間内にどれだけの枚数のウエハを露光処理できるかという処理能力、すなわちスループットを向上させることが必然的に要請されている。
【０００４】
この種の投影露光装置では、ウエハ交換→アライメント（サーチアライメント，ファインアライメント）→露光→ウエハ交換……のように、大きく３つの動作が１つのウエハステージを用いて繰り返し行なわれている。従って、前述した３つの動作、すなわちウエハ交換、アライメント、及び露光動作の内の複数動作同士を部分的にでも同時並行的に処理できれば、これらの動作をシーケンシャルに行なう場合に比べて、スループットを向上させることができる。しかるに、ウエハ交換とアライメン卜中には露光は行われず、工程時間の短縮つまりスループッ卜の向上のためには、例えばウエハ交換とアライメン卜をするステージと露光をするステージとを同時に独立して制御する方法が考えられる。
【０００５】
これに関して、例えば特許文献１には、Ｙ軸リニアモータによってＹ軸方向に移動可能な第１ガイドバー、第２ガイドバー、これら第１ガイドバー、第２ガイドバーにそれぞれ沿ってＸ軸方向に移動可能な第１、第２ウエハステージを設け、Ｘ軸方向に沿って配置された投影光学系とアライメント光学系の直下の露光位置及びアライメント位置に、２つのウエハステージをそれぞれ独立してＸＹ２次元方向に並行して駆動するステージ装置が開示されている。
このステージ装置においては、各ウエハステージは、エアパッド（気体静圧軸受）が設けられ、加圧気体の静圧によりガイドバーに微小ギャップをもって非接触で支持される粗動ステージ（第１ステージ）と、ウエハ等の基板を保持し、粗動ステージに対して片持ち状態で支持される微動ステージ（第２ステージ）をそれぞれ有する構成となっている。
【特許文献１】特開２００３−１７４０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の技術では、粗動ステージに対する微動ステージの相対的な可動範囲はＸ微動機構及びＹ微動機構における可動子と固定子とのクリアランス範囲内に制限されている。具体的には、粗動ステージに対する微動ステージのＸ方向の可動範囲はＸ微動機構における可動子と固定子とのクリアランス範囲内に制限され、Ｙ方向の可動範囲はＹ微動機構における可動子と固定子とのクリアランス範囲内に制限される。通常、これらのクリアランスは１ｍｍ程度に設定されるため、粗動ステージは微動ステージとほぼ同一の加速プロファイルで駆動する必要があり、重量の大きい粗動ステージ用の駆動装置の発熱が大きくなるという問題が生じる。また、粗動ステージと微動ステージとの相対位置変動も微動機構における可動子と固定子とのクリアランス範囲内に制限されるため、粗動ステージには粗動ステージには相応の制御応答特性が要求される。従って、微動ステージのみならず粗動ステージに対しても駆動プロファイルに応じた軽量化が必要となり、設計上の自由度が制限されるという問題が生じる。
【０００７】
また、近年では露光処理とアライメント処理等を併行して実施することで生産効率を高めることが検討されている。さらに、この併行処理を実現する手段の一つとして、複数のステージ間で微動ステージを交換する構成も検討されているが、この場合も微動機構における可動子と固定子とのクリアランスによる制限が粗動ステージと微動ステージとの交換の障害となってしまう。
【０００８】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、粗動ステージの駆動に伴う発熱を低減し、また設計上の自由度を大きくすることができ、さらに微動ステージの交換を可能とするステージ装置及び露光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。
本発明のステージ装置は、定盤（４４）の表面（４４ａ）に沿って第１方向に移動する第１ステージ（６３Ａ、６３Ｂ）と、第１ステージ（６３Ａ、６３Ｂ）に対して第１方向及び第１方向とは異なる第２方向とに移動する第２ステージ（８３Ａ、８３Ｂ）とを有するステージ装置（１２）であって、第１方向に沿って第１ステージ（６３Ａ、６３Ｂ）に設けられた第１固定子（１１２Ａ、１１２Ｂ）と、第２ステージ（８３Ａ、８３Ｂ）に設けられ第１方向に沿って開放された第１可動子（１１１Ａ、１１１Ｂ）とを有し、第２ステージ（８３Ａ、８３Ｂ）を第１方向に移動させる第１駆動装置（１１０Ａ、１１０Ｂ）と、第１方向に沿って第１ステージ（６３Ａ、６３Ｂ）に設けられた第２固定子（１０２Ａ、１０２Ｂ）と、第２ステージ（８３Ａ、８３Ｂ）に設けられ第１方向に沿って開放された第２可動子（１０１Ａ、１０１Ｂ）とを有し、第２ステージ（８３Ａ、８３Ｂ）を第２方向に移動させる第２駆動装置（１００Ａ、１００Ｂ）とを備え、第１ステージ（６３Ａ、６３Ｂ）を第１方向に沿って移動させた際に第１ステージ（６３Ａ、６３Ｂ）と第２ステージ（８３Ａ、８３Ｂ）とが分離可能であることを特徴とするものである。
【００１０】
従って、本発明のステージ装置では、第１駆動装置（１１０Ａ、１１０Ｂ）により第２ステージ（８３Ａ、８３Ｂ）を第１方向に移動させる際、及び第２駆動装置（１００Ａ、１００Ｂ）により第２ステージ（８３Ａ、８３Ｂ）を第２方向に移動させる際に、それぞれ第１可動子（１１１Ａ、１１１Ｂ）及び第２可動子（１０１Ａ、１０１Ｂ）が各方向で開放されているので、移動に制限を受けない。そのため、第２ステージ（８３Ａ、８３Ｂ）の移動時に第１ステージ（６３Ａ、６３Ｂ）を同一の加速プロファイルで駆動する必要がなくなり、発熱量を抑制することができるとともに、設計上の自由度に対する制限も緩和することができる。
また、本発明では、第２ステージ（８３Ａ、８３Ｂ）を第１方向に移動させて第１ステージ（６３Ａ、６３Ｂ）から分離させることで、第２ステージ（８３Ａ、８３Ｂ）を交換することが可能になる。
【００１１】
また、本発明の露光装置は、マスクステージ（ＲＳＴ）に保持されたマスク（Ｒ）のパターンを基板ステージ（１２）に保持された基板（Ｗ、Ｗ１、Ｗ２）に露光する露光装置（１０）であって、マスクステージと基板ステージとの少なくとも一方のステージ（１２）として、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のステージ装置が用いられることを特徴とするものである。
【００１２】
従って、本発明の露光装置では、マスク（Ｒ）や基板（Ｗ、Ｗ１、Ｗ２）を移動させる際の発熱量を抑制することができ、発熱による空気揺らぎ等を抑えることでパターンの転写精度の低下を防ぐことが可能になる。また、マスクステージや基板ステージを交換可能とすることで、併行処理が可能になり生産性を高めることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、ステージの駆動に伴う発熱を抑えることが可能になり、露光装置に適用した場合には、空気揺らぎ等、発熱に起因する露光精度（パターン転写精度）への悪影響を低減することが可能になる。また、本発明では、ステージの交換を容易に行うことができ、生産効率の向上に寄与できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明のステージ装置及び露光装置の実施の形態を、図１ないし図１６を参照して説明する。
ここでは、例えば露光装置として、レチクルとウエハとを同期移動しつつ、レチクルに形成された半導体デバイスの回路パターンをウエハ上に転写する、スキャニング・ステッパを使用する場合の例を用いて説明する。また、この露光装置においては、本発明のステージ装置をウエハステージに適用するものとして説明する。
【００１５】
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、不図示の光源及び照明ユニットＩＬＵを含み、露光用照明光によりマスクとしてのレチクルＲを上方から照明する照明系、レチクルＲを主として所定の走査方向、ここでは第１方向としてのＹ軸方向（図１における紙面左右方向）に駆動するレチクル駆動系、レチクルＲの下方に配置された投影光学系ＰＬ、投影光学系ＰＬの下方に配置され、基板としてのウエハＷ１、Ｗ２（適宜、代表的にＷと称する）をそれぞれ保持して独立してＸＹ２次元面内で移動するウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２を含む基板ステージとしてのステージ装置１２、投影光学系ＰＬの−Ｙ側に配置されたアライメント光学系ＡＬＧ等を備えている。この内、不図示の光源を除く上記各部は、超クリーンルームの床面上に設置され、温度、湿度等が精度良く管理された環境制御チャンバ（以下、「チャンバ」という）１４内に収納されている。
【００１６】
なお、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ（図１１参照）は、ステージ定盤４４の＋Ｙ側の位置に配置され、アライメント光学系ＡＬＧの光軸ＳＸ（図１１参照）はステージ定盤４４の−Ｙ側の位置に配置される。従って、ステージ定盤４４の＋Ｙ側が露光エリアとされ、このエリアに位置するウエハステージに対して露光処理が行われ、ステージ定盤４４の−Ｙ側がアライメントエリアとされ、このエリアに位置するウエハステージに対してアライメントが行われる。
【００１７】
ステージ装置１２は、図１に示されるように、内部にウエハ室４０を形成するチャンバ４２の内部に設置されている。このチャンバ４２の上壁には、投影光学系ＰＬの鏡筒の下端部近傍が隙間無く接合されている。
ステージ装置１２は、ウエハ室４０内に収納されたステージ定盤４４、このステージ定盤４４の上方に非接触ベアリングである不図示の真空予圧型気体静圧軸受け装置を介して浮上支持され、Ｙ軸方向（図１における紙面内左右方向）及び第２方向であるＸ軸方向（図１における紙面直交方向）に独立して２次元移動可能な２つのウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２、これらのウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２を駆動するステージ駆動系、及びウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の位置を計測するウエハ干渉計システム等から主に構成される。
【００１８】
なお、前記ウエハ室４０内には、空気（酸素）の含有濃度が数ｐｐｍ程度とされたクリーンなヘリウムガス（Ｈｅ）あるいは乾燥窒素ガス（Ｎ２）が充填されている。また、このウエハ室４０を形成するチャンバ４２の−Ｘ側（図１における紙面手前側）の−Ｙ側半部（図１における右半部）の位置には、ウエハをロード・アンロードする不図示のウエハローダが設けられている。
【００１９】
図２には、チャンバ４２内に収納されたステージ装置１２の概略的な斜視図が示されている。この図２及び図１に示されるように、ステージ装置１２は、チャンバ４２の内部底面に設置されたベースプレートＢＰ上に不図示の防振ユニットを介して３点あるいは４点で水平に支持されたステージ定盤（定盤）４４、ウエハステージＷＳＴ１に接続されＸ方向に延在するＸガイドステージ６１Ａに沿って移動する粗動ステージ（第１ステージ）６３Ａ、ウエハステージＷＳＴ２に接続されＸ方向に延在するＸガイドステージ６１Ｂに沿って移動する粗動ステージ（第１ステージ）６３Ｂ、粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂ及びＸガイドステージ６１Ａ、６１Ｂを介してウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２をそれぞれＹ軸方向に駆動するＹリニアモータ６５Ａ、６５Ｂ、粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂを介してウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２をそれぞれＸ軸方向に駆動するＸリニアモータ６７Ａ、６７Ｂを有している。
【００２０】
Ｘガイドステージ６１Ａ、６１Ｂの両端下側には、非接触ベアリングである真空予圧型の複数のエアベアリング６０Ａ、６０Ｂがそれぞれ設けられており、エアベアリング６０Ａ、６０Ｂの軸受け面から吹き出される加圧気体（例えば空気、ヘリウム、あるいは窒素ガスなど）の静圧と、Ｘガイドステージ６１Ａ、６１Ｂ全体の自重と真空吸引力とのバランスにより、Ｘガイドステージ６０Ａ、６０Ｂがステージ定盤４４の上面である移動面４４ａの上方に数ミクロン程度のクリアランスを介して非接触で支持されるようになっている。
【００２１】
Ｙリニアモータ６５Ａは、ステージ定盤４４のＸ軸方向両外側にそれぞれＹ軸方向に沿って配置された固定子５８Ａと、Ｘガイドステージ６１Ａの両端に設けられ、それぞれ固定子５８Ａとの間の電磁気的相互作用により固定子５８Ａに沿ってＹ軸方向に駆動される可動子６２Ａとから構成されている。これら固定子５８Ａは、ステージ定盤４４のＸ軸方向に分離して設けられた支持ブロック６４Ａにそれぞれ支持される。
同様に、Ｙリニアモータ６５Ｂは、ステージ定盤４４のＹ軸方向両外側にそれぞれＹ軸方向に沿って配置された固定子５８Ｂと、それぞれ固定子５８Ｂとの間の電磁気的相互作用により固定子５８Ｂに沿ってＹ軸方向に駆動される可動子６２Ｂとから構成されている。これら固定子５８Ｂは、支持ブロック６４Ｂにそれぞれ支持される。
【００２２】
また、＋Ｘ側に位置する支持ブロック６４Ａ、６４Ｂには、Ｙ方向に沿ってＹガイド６８Ａ、６８Ｂがそれぞれ設けられており、＋Ｘ側に位置する可動子６２Ａ、６２ＢにはＹガイド６８Ａ、６８Ｂに嵌合してガイドされるＹガイドステージ６９Ａ、６９Ｂが設けられている。
【００２３】
固定子５８Ａ、５８Ｂはそれぞれエアパッド等のエアベアリングを有しており、支持ブロック６４Ａ、６４Ｂに対してＹ方向に非接触で移動自在に支持されている。従って、可動子６２Ａ、６２Ｂ（ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２）のＹ軸方向の移動に伴う反力は、固定子５８Ａ、５８Ｂが移動することにより吸収されるため、ベースプレートＢＰに与える運動量は理論的にゼロとなり、ステージ装置１２における重心の位置がＹ方向において実質的に固定される。
【００２４】
なお、可動子６２Ａ、６２Ｂは、固定子５８Ａ、５８Ｂと対向する面にそれぞれ電磁石８１Ａ、８１Ｂ（図２では不図示、図１２参照）が設けられており、固定子５８Ａ、５８Ｂは電磁石８１Ａ、８１Ｂと対向する面に不図示の鉄板が設けられている。そして、制御装置ＣＯＮＴ（図１２参照）の制御下で電磁石８１Ａ、８１Ｂの磁気的吸引力を適宜調整することにより、粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂ及びウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２のＸ方向への移動に伴う反力を相殺することができる。
【００２５】
次に、図３乃至図１０を参照して粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂ及びウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２について説明する。なお、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の構成は同様であるので、以下においては代表的にウエハステージＷＳＴ１及び粗動ステージ６３Ａについてのみ説明し、ウエハステージＷＳＴ２及び粗動ステージ６３Ｂについては図において符号（主に添字Ｂを付記）のみ記載する。
【００２６】
図３に示すように、ウエハステージＷＳＴ１は、上述の粗動ステージ６３Ａと、この粗動ステージ６３Ａの−Ｙ側（粗動ステージ６３Ｂの場合は＋Ｙ側）に交換自在に接続される微動ステージ（第２ステージ）８３Ａとを主体に構成されている。微動ステージ８３Ａは、ウエハＷ１を吸着保持するウエハホルダＷＨＡを有するテーブルユニット７０Ａと、エアシリンダ８２Ａによりテーブルユニット７０Ａを下方から３カ所（図３では＋Ｙ側のエアシリンダは不図示）で支持する支持ユニット８４Ａとから構成されている。エアシリンダ８２Ａは、制御装置ＣＯＮＴによる制御下でテーブルユニット７０Ａの自重をキャンセルするように、ほぼゼロの空気バネ剛性でテーブルユニット７０Ａを支持している。
【００２７】
支持ユニット８４Ａは、底面に非接触ベアリングである真空予圧型のエアベアリング７３Ａ（図４及び図５参照）が複数設けられたベアリング板７１Ａ、ベアリング板７１Ａ上に立設された上記エアシリンダ８２Ａ、ベアリング板７１Ａ上に立設されてエアシリンダ８２Ａを支持する支持板７２Ａを備えている。そして、エアベアリング７３Ａの軸受け面から吹き出される加圧気体（例えば空気、ヘリウム、あるいは窒素ガスなど）の静圧と、微動ステージ８３Ａ全体の自重と真空吸引力とのバランスにより、微動ステージ８３Ａがステージ定盤４４の上面である移動面４４ａの上方に数ミクロン程度のクリアランスを介して非接触で支持されるようになっている。
また、ベアリング板７１Ａの上面には、粗動ステージ６３Ａに対する微動ステージ８３Ａの相対変位を計測する際に用いられるリニアエンコーダのスケール（位置指標部）７４Ａ、７５Ａが設けられている。なお、スケール７４Ａ、７５Ａを含むリニアエンコーダの詳細については後述する。
【００２８】
テーブルユニット７０Ａは、テーブル体７６Ａの上面に真空吸着等の吸着手段によりウエハ（基板）Ｗを保持する上述したウエハホルダＷＨＡと、Ｘ軸方向の一端（−Ｘ側端部）にＹ軸方向に延びるＸ移動鏡７７Ｘと、Ｙ軸方向の一端（＋Ｙ側の端部）にＸ軸方向に延びるＹ移動鏡７７Ｙとが設けられる構成になっている。さらに、テーブル体７６Ａの上面には、その表面がウエハＷの高さとほぼ同一高さに設定された基準マーク板ＦＭが固定されている。この基準マーク板ＦＭは、例えばウエハステージＷＳＴ１（微動ステージ８３Ａ）の基準位置を検出する際に用いられる。
【００２９】
また、テーブル体７６Ａの下方のボディ８５Ａには、粗動ステージ６３Ａに対して微動ステージ８３Ａを６自由度で移動させるリニアモータの可動子が設けられている。
より詳細には、図４に示すように、ボディ８５ＡのＸ軸方向中央部には、微動ステージ８３Ａを第２方向であるＸ軸方向に駆動するＸモータ（第２駆動装置）１００Ａの可動子（第２可動子）１０１Ａが設けられている。可動子１０１Ａは、Ｙ軸方向に沿って開放されるようにＺ方向に隙間をあけてＸ軸方向に延設された一対の発磁体（磁石）で構成されている。
【００３０】
可動子１０１Ａを挟んだＸ軸方向両側には、微動ステージ８３Ａを第１方向であるＹ軸方向及びＺθ方向（Ｚ軸周りの回転方向）に駆動するＹモータ（第１駆動装置）１１０Ａの可動子（第１可動子）１１１Ａが設けられている。可動子１１１Ａは、Ｙ軸方向に沿って開放されるように、各側においてＺ方向に隙間をあけて、且つ図５に示すように、Ｙ軸方向に延設された一対の発磁体で構成されている。
【００３１】
また、可動子１１１Ａの下方には、微動ステージ８３Ａを第３方向であるＺ軸方向、Ｘθ方向（Ｘ軸周りの回転方向）、及びＹθ方向（Ｙ軸周りの回転方向）に駆動するＺモータ（第３駆動装置）１２０Ａの可動子（第３可動子）１２１Ａが設けられている。可動子１２１Ａは、Ｙ軸方向に沿って開放されるように、各側においてＺ方向に隙間をあけて延設された一対の発磁体で構成されている。これら可動子１２１Ａは、−Ｘ側ではＹ軸方向中央部の一カ所（図３及び図５では不図示）、＋Ｘ側では隙間をあけてＹ軸方向の両側に二カ所の合計三カ所設けられている（図５参照）。
【００３２】
そして、粗動ステージ６３Ａには、図３に示してあるように、Ｘモータ１００Ａの固定子（第２固定子）１０２Ａ、Ｙモータ１１０Ａの固定子（第１固定子）１１２Ａ、Ｚモータ１２０Ａの固定子（第３固定子）１２２ＡがＹ軸方向（−Ｙ側、粗動ステージ６３Ｂの固定子１０２Ｂ、１１２Ｂ、１２２Ｂは＋Ｙ側）に沿って突設されている。固定子１０２Ａはコイルユニットを内蔵しており、微動ステージ８３ＡをＹ軸方向に沿って粗動ステージ６３Ａに装着したときに一対の可動子１０１Ａの隙間に挿入される位置に設けられている。また、固定子１１２Ａもコイルユニットを内蔵しており、微動ステージ８３ＡをＹ軸方向に沿って粗動ステージ６３Ａに装着したときに一対の可動子１１１Ａの隙間に挿入される位置に設けられている。同様に、固定子１２２Ａはコイルユニットを内蔵しており、微動ステージ８３ＡをＹ軸方向に沿って粗動ステージ６３Ａに装着したときに一対の可動子１１１Ａの隙間に挿入される位置に設けられている。なお、固定子１２２Ａは三カ所設けられた可動子１２１Ａに対応して、−Ｘ側には一カ所、＋Ｘ側にはＹ軸方向に隙間をあけて二カ所設けられている。これら固定子１０２Ａ、１１２Ａ、１２２Ａ（におけるコイルユニット）によるモータ１００Ａ、１１０Ａ、１２０Ａの駆動は、制御装置ＣＯＮＴによって制御される（図３では不図示、図１２参照）。
【００３３】
従って、制御装置ＣＯＮＴにより、Ｘモータ１００Ａの駆動を制御することで、微動ステージ８３Ａを粗動ステージ６３Ａに対してＸ軸方向に相対移動させることができる。また、制御装置ＣＯＮＴにより、Ｙモータ１１０Ａの駆動を制御して両側の可動子１１１Ａを同一の大きさ・方向に駆動することで、微動ステージ８３Ａを粗動ステージ６３Ａに対してＹ軸方向に相対移動させることができ、また両側の可動子１１１Ａの駆動量を異ならせることで、微動ステージ８３Ａを粗動ステージ６３Ａに対してＺθ方向に相対移動させることができる。
【００３４】
さらに、制御装置ＣＯＮＴにより、Ｚモータ１２０Ａの駆動を制御して３つの可動子１２１Ａを同一の大きさ・方向に駆動することで、微動ステージ８３Ａを粗動ステージ６３Ａに対してＺ軸方向に相対移動させることができる。また、＋Ｘ側の２つの可動子１２１Ａを同一の大きさ・方向に駆動し、且つ−Ｘ側の可動子１２１Ａの駆動量を異ならせることで、微動ステージ８３Ａを粗動ステージ６３Ａに対してＹθ方向に相対移動させることができる。さらに、＋Ｘ側の２つの可動子１２１Ａの駆動量を異ならせることで、微動ステージ８３Ａを粗動ステージ６３Ａに対してＸθ方向に相対移動させることができる。従って、Ｘモータ１００Ａ、Ｙモータ１１０Ａ、Ｚモータ１２０Ａの駆動により、微動ステージ８３Ａを粗動ステージ６３Ａに対してＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、Ｘθ方向、Ｙθ方向、Ｚθ方向の６自由度で移動させることができる。
【００３５】
なお、Ｚモータ１２０Ａの構成について、図６を用いてその駆動原理を説明する。
この図に示すように、発磁体からなる可動子１２１Ａは、上下のヨーク１２３に対してそれぞれ隣り合う磁石で磁極が逆となるように、且つ上下で対向する磁石同士の磁極が同一となるように配置されている。
この構成のＺモータ１２０Ａでは、可動子１２１Ａの隙間に固定子（コイルユニット）１２２Ａが配置され、例えば図６中、＋Ｙ側に位置するコイルに紙面手前側に向かう方向の電流を流し、−Ｙ側に位置するコイルに紙面奥側に向かう方向の電流を流すことで、可動子１２１Ａ（すなわち微動ステージ８３Ａ）を＋Ｚ側へ移動させる推力を生じさせることができる。また、電流の流れる方向を逆とすることで、可動子１２１Ａ（すなわち微動ステージ８３Ａ）を−Ｚ側へ移動させる推力を生じさせることができる。つまり、固定子１２２Ａに流れる電流の向き及び大きさを調整することで、可動子１２１Ａ（微動ステージ８３Ａ）をＺ方向に任意の向き及び大きさで移動させることができる。
【００３６】
また、ウエハステージＷＳＴ１には、微動ステージ８３Ａと粗動ステージ６３ＡとのＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺθ方向の相対位置関係を計測するためのリニアエンコーダが設けられている。図７は、微動ステージ８３Ａと粗動ステージ６３Ａとが接続状態にあり、且つエアシリンダ８２Ａの一部と支持板７２Ａを取り除いた状態を示す図である。この図に示すように、リニアエンコーダは、支持ユニット８４Ａにおけるベアリング板７１Ａの上面に設けられた上述したスケール７４Ａ、７５Ａと、各スケール７４Ａ、７５Ａを計測する計測ヘッド（計測部）９４Ａ、９５Ａとから構成されている。スケール７４Ａ、７５Ａは、対をなしてベアリング板７１Ａの＋Ｙ側縁部及び−Ｙ側縁部にそれぞれ設けられている。
【００３７】
図８（ａ）に示すように、スケール７４Ａには、Ｘ軸方向に所定ピッチでライン・アンド・スペースのマークが形成されている。また、スケール７５Ａには、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに所定ピッチでライン・アンド・スペース（すなわち格子状）のマークが形成されている。図８（ｂ）に示すように、計測ヘッド９４Ａ、９５Ａ（図８（ｂ）では便宜上、符号９４、９５で図示している）は、スケール７４Ａ、７５Ｂの上方にＺ方向に所定間隔をあけて対向するように突設されている。
このリニアエンコーダでは、計測ヘッド９４Ａによりスケール７４Ａを計測することでＸ軸方向の変位を計測でき、計測ヘッド９５Ａによりスケール７５Ａを計測することでＸ軸方向及びＹ軸方向の変位を計測できる。従って、計測ヘッド９４Ａ、９５Ａの計測結果から微動ステージ８３Ａと粗動ステージ６３ＡとのＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺθ方向の相対変位を計測できる。リニアエンコーダ（計測ヘッド９４Ａ、９５Ａ）による計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される（図１２参照）。
【００３８】
粗動ステージ６３Ａの底面には、非接触ベアリングである真空予圧型のエアベアリング７８Ａ（図８（ｂ）参照）が複数設けられている。そして、エアベアリング７８Ａの軸受け面から吹き出される加圧気体の静圧と、粗動ステージ６３Ａ全体の自重と真空吸引力とのバランスにより、粗動ステージ６３Ａがステージ定盤４４の上面である移動面４４ａの上方に数ミクロン程度のクリアランスを介して非接触で支持されるようになっている。従って、粗動ステージ６３Ａと微動ステージ８３Ａとは、エアベアリング７８Ａ、７３Ａにより同一の支持面４４ａで支持されることになる。通常、リニアエンコーダに対して１μｍ程度の計測精度を得るためには、スケール７４Ａ、７５Ａと計測ヘッド９４Ａ、９５Ａとの間のクリアランスを数μｍ〜数十μｍ以下に制限する必要があるが、スケール７４Ａ、７５Ａが設けられたベアリング板７１Ａ（微動ステージ８３Ａ）と粗動ステージ６３Ａとが上記のように、エアベアリング７８Ａ、７３Ａにより同一の支持面４４ａにてＺ軸方向に支持・拘束されるため、スケール７４Ａ、７５Ａと計測ヘッド９４Ａ、９５Ａとの間のクリアランスを数μｍ（例えば２〜３μｍ）程度に管理することができる。
【００３９】
図１及び図２に戻り、露光エリアに位置するウエハステージのＹ軸方向の位置は、ステージ定盤４４の＋Ｙ側外部に設けられ移動鏡７７Ｙに対してレーザ光を照射するレーザ干渉計３２（図１及び図２参照）により計測され、Ｘ軸方向の位置はステージ定盤４４の−Ｘ側外部に設けられ移動鏡７７Ｘに対してレーザ光を照射するレーザ干渉計３３（図２参照）により計測され、その結果が制御装置ＣＯＮＴに出力される（図１２参照）。また、アライメントエリアに位置するウエハステージのＹ軸方向の位置は、ステージ定盤４４の略中央に吊設され（図１参照）移動鏡７７Ｙに対してレーザ光を照射するレーザ干渉計３４（図１乃び図２参照）により計測され、Ｘ軸方向の位置はステージ定盤４４の−Ｘ側外部に設けられ移動鏡７７Ｘに対してレーザ光を照射するレーザ干渉計３５（図２参照）により計測され、その結果が制御装置ＣＯＮＴに出力される（図１２参照）。
【００４０】
一方、レーザ干渉計３４直下のステージ定盤４４上には、粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂと分離した微動ステージ８３Ａ、８３Ｂをステージ定盤４４に対して固定するための固定装置が設けられている。図９は、固定装置の要部を示す部分拡大図である。この図に示すように、ステージ定盤４４上のほぼ中央には台座８６が設けられ、台座８６上には固定装置８７が設けられている。固定装置８７は、微動ステージ８３Ａの固定位置近傍の台座８６の＋Ｘ側端部に、Ｙ軸方向に沿って固設された板状の保持部８８、保持部８８に対してＸ軸方向に沿って進退自在、且つ保持部８８に向けて進出したときに保持部８８との間で微動ステージ８３Ａに設けられたカムフォロワ９１を挟持・保持するガイド部８９を有するエアシリンダやソレノイドなどの電磁アクチュエータからなる駆動部９０から概略構成されている。駆動部９０の駆動は、駆動制御装置としての制御装置ＣＯＮＴにより制御される。
【００４１】
図３乃至図５に示すように、カムフォロア９１は、微動ステージ８３Ａのボディ８５ＡのＸ軸方向両端に、Ｙ軸方向に間隔をあけてそれぞれ対で（合計４つ）下方に向けて垂設されている。図１０は、台座８６上の固定装置８７を示す概略的な平面図である。この図に示すように、ガイド部８９には、微動ステージ８３Ａが固定位置にあるときにカムフォロア９１に対向する位置に、当該カムフォロア９１と嵌合するＶ溝９２が形成されている。なお、図９及び図１０では、図示を省略しているが、固定装置８７は、Ｙ軸を挟んだ逆側にも設置されており、２基の微動ステージ８３Ａ、８３Ｂを同時に固定できる構成となっている。
【００４２】
図１に戻り、前記光源としては、ここではＦ２レーザ光源（出力波長１５７ｎｍ）あるいはＡｒＦエキシマレーザ光源（出力波長１９３ｎｍ）などの、真空紫外域のパルス紫外光を出力するパルスレーザ光源が用いられている。この光源は、チャンバ１４が設置される超クリーンルームとは別のクリーン度が低いサービスルーム、あるいはクリーンルーム床下のユーティリティスペースなどに設置され、不図示の引き回し光学系を介してチャンバ１４内の照明ユニットＩＬＵに接続されている。光源は、そのパルス発光の繰り返し周波数（発振周波数）やパルスエネルギなどが、制御装置ＣＯＮＴの管理下にあるレーザ制御装置１８（図１では図示せず、図１２参照）によって制御される構成となっている。
【００４３】
前記照明ユニットＩＬＵは、内部を外気に対して気密状態にする照明系ハウジング２０と、この照明系ハウジング２０内に所定の位置関係で収納された、２次光源形成光学系、ビームスプリッタ、集光レンズ系、レチクルブラインド、及び結像レンズ系（いずれも図示省略）等から成る照明光学系とによって構成され、レチクルＲ上の矩形（あるいは円弧状）の照明領域ＩＡＲ（図１１参照）を均一な照度で照明する。照明光学系としては、例えば特開平９−３２０９５６号公報などに開示されるものと同様の構成のものが用いられている。照明系ハウジング２０内には、空気（酸素）の含有濃度が数ｐｐｍ未満とされたクリーンなヘリウムガス（Ｈｅ）あるいは乾燥窒素ガス（Ｎ２）などが充填されている。
【００４４】
前記レチクル駆動系は、図１に示されるレチクルチャンバ２２内に収容されている。レチクルチャンバ２２と照明系ハウジング２０との接続部分には、ホタル石などから成る光透過窓が形成されている。レチクルチャンバ２２内には、空気（酸素）の含有濃度が数ｐｐｍ程度とされたクリーンなヘリウムガス（Ｈｅ）あるいは乾燥窒素ガス（Ｎ２）などが充填されている。前記レチクル駆動系は、図１に示されるレチクルベース盤２４上をレチクルＲを保持してＸＹ２次元面内で移動可能なレチクルステージ（マスクステージ）ＲＳＴと、このレチクルステージＲＳＴを駆動する不図示のリニアモータ等を含む駆動部２６（図１では図示せず、図１２参照）と、このレチクルステージＲＳＴの位置を管理するレチクル干渉計システム２８とを備えている。
【００４５】
これを更に詳述すると、レチクルステージＲＳＴは、実際には、不図示の非接触ベアリング、例えば真空予圧型気体静圧軸受け装置を介してレチクルベース盤２４上に浮上支持され、不図示のリニアモータによって、走査方向であるＹ軸方向に所定ストローク範囲で駆動されるレチクル粗動ステージと、該レチクル粗動ステージに対しボイスコイルモータ等からなる駆動機構によってＸ軸方向、Ｙ軸方向及びθＺ方向（Ｚ軸回りの回転方向）に微少駆動されるレチクル微動ステージとから構成される。このレチクル微動ステージ上に不図示の静電チャック又は真空チャックを介してレチクルＲが吸着保持されている。上述のように、レチクルステージＲＳＴは、実際には、２つのステージから構成されるが、以下においては、便宜上、レチクルステージＲＳＴは、駆動部２６によりＸ軸、Ｙ軸方向の微小駆動、θＺ方向の微小回転、及びＹ軸方向の走査駆動がなされる単一のステージであるものとして説明する。なお、駆動部２６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１２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。
【００４６】
レチクルステージＲＳＴ上には、図１１に示されるように、Ｘ軸方向の一側の端部に、レチクルステージＲＳＴと同じ素材（例えばセラミック等）から成る移動鏡３０がＹ軸方向に延設されており、この移動鏡３０のＸ軸方向の一側の面には鏡面加工により反射面が形成されている。この移動鏡３０の反射面に向けて干渉計システム２８からの干渉計ビームが照射され、その干渉計ではその反射光を受光して基準面に対する相対変位を計測することにより、レチクルステージＲＳＴの位置を計測している。ここで、この干渉計２８は、実際には独立に計測可能な２本の干渉計光軸を有しており、レチクルステージＲＳＴのＸ軸方向の位置計測と、ヨーイング量の計測が可能となっている。この干渉計２８は、上述したウエハステージ側の干渉計３２、３４からのウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２のヨーイング情報やＹ位置情報に基づいてレチクルとウエハの相対回転（回転誤差）をキャンセルする方向にレチクルステージＲＳＴを回転制御したり、Ｘ方向同期制御（位置合わせ）を行なうために用いられる。なお、図１１においては、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２における粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂの図示を省略している。
【００４７】
一方、レチクルステージＲＳＴの走査方向（スキャン方向）であるＹ軸方向の一側には、一対のコーナーキューブミラー３６Ａ、３６Ｂが設置されている。そして、ダブルパス干渉計３７から、これらのコーナーキューブミラー３６Ａ、３６Ｂに対して干渉計ビームが照射され、レチクルベース盤２４上に設けられた不図示の反射面にコーナーキューブミラー３６Ａ、３６Ｂより戻され、そこで反射したそれぞれの反射光が同一光路を戻り、それぞれのダブルパス干渉計３７で受光され、それぞれのコーナーキューブミラー３６Ａ、３６Ｂの基準位置（レファレンス位置で前記レチクルベース盤２４上の反射面）からの相対変位が計測される。そして、これらのダブルパス干渉計３７の計測値が制御装置ＣＯＮＴ（図１では図示せず、図１２参照）に供給され、その平均値に基づいてレチクルステージＲＳＴのＹ軸方向の位置が計測される。このＹ軸方向位置の情報は、ウエハ側の干渉計の計測値に基づくレチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴ１又はＷＳＴ２との相対位置の算出、及びこれに基づく走査露光時の走査方向（Ｙ軸方向）のレチクルとウエハの同期制御に用いられる。
【００４８】
なお、レチクルＲを構成するガラス基板の素材は、使用する光源によって使い分ける必要がある。例えば、光源としてＦ２レーザ光源等の真空紫外光源を用いる場合には、ホタル石やフッ化マグネシウム、フッ化リチウム等のフッ化物結晶、あるいは水酸基濃度が１００ｐｐｍ以下で、かつフッ素を含有する合成石英（フッ素ドープ石英）などを用いる必要があり、ＡｒＦエキシマレーザ光源あるいはＫｒＦエキシマレーザ光源を用いる場合には、上記各物質の他、合成石英を用いることも可能である。
【００４９】
図１に戻り、前記投影光学系ＰＬは、その鏡筒の上端部近傍がレチクルチャンバ２２に隙間無く接合されている。投影光学系ＰＬとしては、ここでは、物体面（レチクルＲ）側と像面（ウエハＷ）側の両方がテレセントリックで１／４（又は１／５）縮小倍率の縮小系が用いられている。このため、レチクルＲに照明ユニットＩＬＵから照明光（紫外パルス光）が照射されると、レチクルＲ上の回路パターン領域のうちの紫外パルス光によって照明された部分からの結像光束が投影光学系ＰＬに入射し、その回路パターンの部分倒立像が紫外パルス光の各パルス照射の度に投影光学系ＰＬの像面側の視野の中央にスリット状または矩形状（多角形）に制限されて結像される。これにより、投影された回路パターンの部分倒立像は、投影光学系ＰＬの結像面に配置されたウエハＷ上の複数のショット領域のうちの１つのショット領域表面のレジスト層に縮小転写される。
【００５０】
前記投影光学系ＰＬの光軸中心（レチクルパターン像の投影中心と一致）より＋Ｙ側に所定距離離れた位置にオフアクシス（off-axis）方式のアライメント光学系ＡＬＧが設置されている。このアライメント光学系ＡＬＧは、ＬＳＡ（Laser Step Alignment）系、ＦＩＡ（ Filed Image Alignment）系、ＬＩＡ（Laser Interferometric Alignment ）系の３種類のアライメントセンサを有しており、基準マーク板上の基準マーク及びウエハ上のアライメントマークのＸ、Ｙ２次元方向の位置計測を行なうことが可能である。
【００５１】
ここで、ＬＳＡ系は、レーザ光をマークに照射して、回折・散乱された光を利用してマーク位置を計測する最も汎用性のあるセンサであり、従来から幅広いプロセスウエハに使用される。ＦＩＡ系は、ハロゲンランプ等のブロードバンド（広帯域）光でマークを照明し、このマーク画像を画像処理することによってマーク位置を計測するセンサであり、アルミ層やウエハ表面の非対称マークに有効に使用される。また、ＬＩＡ系は、回折格子状のマークに周波数をわずかに変えたレーザ光を２方向から照射し、発生した２つの回折光を干渉させて、その位相からマークの位置情報を検出するセンサであり、低段差や表面荒れウエハに有効に使用される。本実施形態では、これら３種類のアライメントセンサを、適宜目的に応じて使い分け、ウエハ上の３点の一次元マークの位置を検出してウエハの概略位置計測を行なういわゆるサーチアライメントや、ウエハ上の各ショット領域の正確な位置計測を行なうファインアライメント等を行なうようになっている。
【００５２】
さらに、本実施形態の露光装置１０では、図１では図示が省略されているが、レチクルＲの上方に、例えば特開平７−１７６４６８号公報等に開示される、投影光学系ＰＬを介してレチクルＲ上のレチクルマーク（図示省略）と基準マーク板ＦＭ１、ＦＭ２（図１１参照）上のマークとを同時に観察するための露光波長を用いたＴＴＲ（Through The Reticle ）アライメント光学系から成る一対のレチクルアライメント顕微鏡１３８Ａ、１３８Ｂ（図１２参照）が設けられている。これらのレチクルアライメント顕微鏡１３８Ａ、１３８Ｂの検出信号は、制御装置ＣＯＮＴに供給される。
【００５３】
また、図１では図示が省略されているが、投影光学系ＰＬ、アライメント光学系ＡＬＧのそれぞれには、合焦位置を調べるためのオートフォーカス／オートレベリング計測機構（以下、「ＡＦ／ＡＬ系」という）がそれぞれ設けられている。このように、投影光学系ＰＬ及びアライメント光学系ＡＬＧのそれぞれに、オートフォーカス／オートレベリング計測機構を設けた露光装置の構成は、例えば特開平１０−２１４７８３号公報に詳細に開示されており、公知であるから、ここではこれ以上の説明を省略する。従って、本実施形態では、上記特開平１０−２１４７８３号公報に記載の露光装置と同様に、アライメント光学系ＡＬＧによるアライメントセンサの計測時に、露光時と同様のＡＦ／ＡＬ系の計測、制御によるオートフォーカス／オートレベリングを実行しつつアライメントマークの位置計測を行なうことにより、高精度なアライメント計測が可能になる。換言すれば、露光時とアライメント時との間で、ステージの姿勢によるオフセット（誤差）が発生しなくなる。
【００５４】
図１２には、本実施形態に係る露光装置１０の制御系の主要な構成が示されている。この制御系は、装置全体を統括的に制御する制御装置ＣＯＮＴ及び、この制御装置ＣＯＮＴに計測結果を出力する各種計測機器及び、これらの計測結果に基づいて駆動される各種駆動装置から構成される。
なお、以下の説明では、制御装置ＣＯＮＴの制御により各種駆動装置が駆動される点については記載を省略する。
【００５５】
続いて、本実施形態に係る露光装置１０におけるステージ装置１２の動作について説明する。なお、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の動作が同様であるため、ここでは、一方のウエハステージＷＳＴ１の例を用いて説明する。
露光動作やアライメント動作により、ウエハステージＷＳＴ１をＹ軸方向に移動させる際、制御装置ＣＯＮＴはＹリニアモータ６５Ａをガイド部６８Ａに沿って長ストロークで駆動するとともに、Ｙモータ１１０Ａを微小駆動する。
また、ステップ移動等によりウエハステージＷＳＴ１をＸ軸方向に移動させる際、制御装置ＣＯＮＴは、Ｘリニアモータ６７ＡをＸガイドステージ６１Ａに沿って長ストロークで駆動するとともに、Ｘモータ１００Ａを微小駆動する。
【００５６】
このウエハステージＷＳＴ１の移動にあたっては、微動ステージ８３Ａと粗動ステージ６３Ａとを接続する各モータ１００Ａ、１１０Ａ、１２０Ａの可動子１０１Ａ、１１１Ａ、１２１ＡがＺ軸方向にクリアランスをもった配置となっているので、微動ステージ８３Ａを粗動ステージ６３Ａに対してＸ軸方向またはＹ軸方向に移動させる場合の可動範囲は、可動子１０１Ａ、１１１Ａ、１２１Ａと固定子１０２Ａ、１１２Ａ、１２２Ａとのクリアランス量に拘束されず、Ｘ軸方向に関してはリニアモータとしての推力保証範囲、あるいは固定子１０２Ａ、１１２Ａ、１２２Ａとボディ８５Ａとが機械的に干渉しない範囲となり、Ｙ軸方向に関しては可動子１０１Ａ、１１１Ａ、１２１ＡがそれぞれＹ軸方向に沿って開放されていることからリニアモータとしての推力保証範囲となり、モータにおけるクリアランス量に拘束されている場合と比較して大幅に大きくなる。
従って、本実施の形態では、粗動ステージ６３Ａを微動ステージ８３Ａと同一の加速プロファイルで駆動する必要がなくなり、制御装置ＣＯＮＴの制御の下、互いに異なる加速度で両ステージ６３Ａ、８３Ａを駆動することができる。具体的には、微動ステージ８３に対して粗動ステージ６３Ａをより小さな加速度で駆動することが可能になり、粗動ステージ６３Ａの駆動（加速）に伴う発熱を抑えることができる。
【００５７】
次に、本実施形態に係る露光装置１０におけるステージ装置１２の動作の中、露光エリアとアライメントエリアとの間でウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２を入れ替える（スイッチする）動作について図１３乃至図１５を参照して説明する。なお、図１３乃至図１５においては、ステージ構成部材を簡略化して図示しており、また各図を用いて説明する動作に特に関係のあるものについてのみ符号を付している。
【００５８】
図１３（ａ）は、露光エリア（図中、上側）において露光処理が施されたウエハステージＷＳＴ１と、アライメントエリア（図中、下側）においてアライメント処理が施されたウエハステージＷＳＴ２とを、Ｘリニアモータ６７Ａ、６７Ｂの駆動によりＸ軸方向について交換位置へ移動させた状態を示す図である。なお、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２は、Ｘ軸方向に移動した場合でも互いに干渉しないＹ軸方向の位置に予めＹリニアモータ６５Ａ、６５Ｂの駆動により移動している。
【００５９】
次に、図１３（ｂ）に示すように、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２が互いに接近するようにＹリニアモータ６５Ａ、６５Ｂを駆動して、微動ステージ８３Ａ、８３Ｂが固定装置８７を挟んでＸ軸方向に並ぶ交換位置に移動させる。この微動ステージ８３Ａ、８３ＢのＹ軸方向の移動により、図９に示すように、微動ステージ８３Ａ、８３Ｂに設けられたカムフォロワ９１が固定装置８７における保持部８８とガイド部８９との間に進入する。
【００６０】
このとき制御装置ＣＯＮＴは、カムフォロワ９１が円滑に進入できるように、駆動部９０を制御して、図１０に二点鎖線で示すように、カムフォロワ９１と干渉しない位置にガイド部８９を後退させておく。また制御装置ＣＯＮＴは、微動ステージ８３Ａ、８３Ｂが交換位置に達したときにガイド部８９を保持部８８に向けて進出させ、Ｖ溝９２により保持部８８との間でカムフォロワ９１を保持するとともにエアシリンダ８２Ａ、８２Ｂの駆動を停止させる。これにより微動ステージ８３Ａ、８３Ｂは、固定装置８７の固定によりＸ軸方向及びＹ軸方向に関してステージ定盤４４に位置決め固定され、微動ステージ８３Ａ、８３Ｂの中、テーブルユニット７０Ａ、７０Ｂが自重によりＺ軸方向の位置が固定される。すなわち、微動ステージ８３Ａ、８３Ｂは、粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂによるサーボ制御が行われない場合でも、Ｘ、Ｙ、Ｚの各軸方向について固定され、姿勢が保持される。
【００６１】
微動ステージ８３Ａ、８３Ｂの位置が固定されると、制御装置ＣＯＮＴはＸモータ１００Ａ、１００Ｂ、Ｙモータ１１０Ａ、１１０Ｂ、Ｚモータ１２０Ａ、１２０Ｂの駆動を停止させるとともに、粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂが微動ステージ８３Ａ、８３Ｂに対してＸ軸方向へ相対移動した場合でも、固定子１０２Ａ、１０２Ｂ、１１２Ａ、１１２Ｂ、１２２Ａ、１２２Ｂ（以下、これらを固定子群１３２Ａ、１３２Ｂとして図示、説明する）のいずれもがボディ８５Ａ、８５Ｂ（図３参照）と干渉しない位置へ、図１４（ａ）に示すように、Ｙリニアモータ６５Ａ、６５Ｂを駆動して粗動ステージ６３Ａ、６３ＢをＹ軸方向に移動させる。これにより、粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂと微動ステージ８３Ａ、８３Ｂとが分離される。
【００６２】
続いて、制御装置ＣＯＮＴは、Ｘリニアモータ６７Ａ、６７Ｂを駆動して、図１４（ｂ）に示すように、粗動ステージ６３Ａが微動ステージ８３Ｂと対向し、粗動ステージ６３Ｂが微動ステージ８３Ａと対向する位置、より詳細には、Ｘ軸方向に関して固定子群１３２Ａと微動ステージ８３Ｂの可動子１０１Ｂ、１１１Ｂ、１２１Ｂ（以下、可動子群１３１Ｂとして図示、説明する）とが接続され、固定子群１３２Ｂと微動ステージ８３Ａの可動子１０１Ａ、１１１Ａ、１２１Ａ（以下、可動子群１３１Ａとして図示、説明する）とが接続される位置に粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂを移動させる。
【００６３】
この後、制御装置ＣＯＮＴは、Ｙリニアモータ６５Ａ、６５Ｂを駆動して粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂを微動ステージ８３Ｂ、８３Ａに接近させる方向に移動させ、固定子群１３２Ａと可動子群１３１Ｂ、及び固定子群１３２Ｂと可動子群１３１Ａとをそれぞれ接続させる（図１５（ａ）参照）。粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂにそれぞれ微動ステージ８３Ｂ、８３Ａが装着されると、制御装置ＣＯＮＴは駆動部９０を駆動して保持部８８及びガイド部８９によるカムフォロア９１への保持を解除させるとともに、エアシリンダ８２Ａ、８２Ｂを駆動してテーブルユニット７０Ａ、７０Ｂへの支持を再開させる。そして、制御装置ＣＯＮＴは、図７に示した計測ヘッド９４Ａ、９５Ａ及び９４Ｂ、９５Ｂによりスケール７４Ｂ、７５Ｂ及び７４Ａ、７５Ａを計測させることにより、粗動ステージ６３Ａと微動ステージ８３ＢとのＸ、Ｙ、Ｚθの各方向の相対位置、及び粗動ステージ６３Ｂと微動ステージ８３ＡとのＸ、Ｙ、Ｚθの各方向の相対位置を検出し、この検出結果に基づいてＸモータ１００Ａ、Ｙモータ１１０Ａ及びＺモータ１２０Ａを駆動することで、粗動ステージ６３Ａと微動ステージ８３Ｂとの相対位置及び、粗動ステージ６３Ｂと微動ステージ８３Ａとの相対位置を調整する。
【００６４】
そして、制御装置ＣＯＮＴは、Ｙリニアモータ６５Ａ、６５を駆動して、図１５（ｂ）に示すように、粗動ステージ６３Ａと微動ステージ８３Ｂとを露光処理準備位置に、粗動ステージ６３Ｂと微動ステージ８３Ａとをアライメント処理準備位置に移動させる。
このようにして、微動ステージ８３Ａ、８３Ｂの交換処理が完了する。
【００６５】
次に、２つのウエハステージを用いた並行処理について説明する。
例えば、露光エリアにおいてウエハホルダーＷＨＡ上のウエハＷ１に対し投影光学系ＰＬを介して後述のようにして露光動作を行なっている間に、アライメントエリアでは所定のローディングポジションにてウエハローダ及びウエハステージＷＳＴ２上の不図示の受け渡し機構によりウエハ交換が行われ、ウエハホルダーＷＨＢ上にウエハＷ２がロードされる。次いで、制御装置ＣＯＮＴは、上記干渉計３４、３５の計測値をモニタしつつ、Ｙリニアモータ６５Ｂ及びＸリニアモータ６７Ｂを制御して、ウエハステージＷＳＴ２をアライメント基準位置に位置決めする。このウエハステージＷＳＴ２の移動の間も、ウエハステージＷＳＴ１側では露光動作が続行されている。なお、上記アライメント基準位置とは、アライメント光学系ＡＬＧの真下にウエハステージＷＳＴ２の基準マーク板ＦＭ２上の第１基準マーク（図示省略）が来るような位置である。
【００６６】
続いて、ウエハステージＷＳＴ２側では、サーチアライメントを実施した後、ウエハＷ２上の各ショット領域の配列を、例えばＥＧＡを使って求めるファインアライメントが行なわれる。すなわち、干渉計３４、３５の計測値に基づいてウエハステージＷＳＴ２の位置を管理しつつ、設計上のショット配列データ（アライメントマーク位置データ）をもとに、ウエハＷ２上の所定のサンプルショットのアライメントマーク位置をアライメント光学系ＡＬＧのＦＩＡ系のセンサ等で計測し、この計測結果とショット配列の設計座標データとに基づいて最小自乗法による統計演算により、全てのショット配列データを演算する。これにより、上記のアライメント時ステージ座標系上で各ショットの座標位置が算出される。そして、制御装置ＣＯＮＴでは、各ショットの座標位置から前述した第１基準マークの座標位置を減算することで、第１基準マークに対する各ショットの相対位置関係を算出する。
【００６７】
一方、露光エリアにおいては、ウエハステージＷＳＴ１を、露光時ステージ座標系上で位置制御しながら、ウエハステージＷＳＴ１上の基準マーク板ＦＭ１がレチクルパターン像の投影位置に位置決めされる露光基準位置に位置決めする。この露光基準位置にウエハステージＷＳＴ１が位置決めされると、制御装置ＣＯＮＴでは、一対のレチクルアライメント顕微鏡（図示省略）により露光光を用いて基準マーク板ＦＭ１上の一対の第２基準マークとそれに対応するレチクル上マークのウエハ面上投影像の相対位置検出、すなわちレチクルアライメント顕微鏡による前記各マーク像の画像信号の取り込みを行なう。これにより、露光時ステージ座標系における基準マーク板ＦＭ１上の一対の第２基準マークの座標位置と、レチクルＲ上マークのウエハ面上投影像座標位置が検出されることとなり、両者の差により露光位置（投影光学系ＰＬの投影中心）と基準マーク板ＦＭ１上の一対の第２基準マークの座標位置の相対位置関係が求められる。
【００６８】
そして、主制御装置ＣＯＮＴでは、先にアライメント処理で求めた基準マーク板ＦＭ１上の第１基準マークに対するウエハＷ１上の各ショットの相対位置関係、及び露光位置と基準マーク板ＦＭ１上の一対の第２基準マークの座標位置との相対位置関係より、最終的に露光位置と各ショットの相対位置関係を算出する。そして、その算出結果に基づいてＥＩコア８４ａ〜８４ｃ及びボイスコイルモータ８５ａ〜８５ｃを駆動してウエハホルダーＷＨＡをファインに位置決めするとともに、ウエハＷ１上のショット領域の露光のための走査開始位置にウエハステージＷＳＴ１を順次位置決めしつつ、各ショット領域の露光の都度、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴ１とを同期して走査方向に相対走査することにより、走査露光が行なわれることとなる。勿論、このウエハＷ１側の露光動作と並行して、ウエハステージＷＳＴ２側では、ウエハ交換、これに続き、前述と同様にアライメント基準位置へのウエハステージＷＳＴ２の移動、サーチアライメント、ファインアライメントが行われる。そして、その後、上述と同様に、２つのウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２を独立して２次元方向に移動させながら入れ替え（スイッチング）、一方のウエハステージ上のウエハに対する露光シーケンスと、他方のウエハに対するウエハ交換及びアライメントシーケンスとの並行処理が繰り返し行われる。
【００６９】
以上のように、本実施の形態では、微動ステージ８３Ａ、８３ＢをＸ軸方向またはＹ軸方向に移動させる場合の可動範囲がモータにおける固定子と可動子との間のクリアランス量に拘束されている場合と比較して大幅に大きくなるため、粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂを微動ステージ８３Ａ、８３Ｂよりも小さな加速で駆動する等、粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂを微動ステージ８３Ａ、８３Ｂと同一の加速プロファイルで駆動する必要がなくなり、粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂの駆動（加速）に伴う発熱を抑えることができ、空気揺らぎ等、発熱に起因する露光精度（パターン転写精度）への悪影響を低減することが可能になる。また、本実施の形態では、粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂと微動ステージ８３Ａ、８３Ｂとの相対位置変動もクリアランス量に制限されないことから、制御応答特性の設計自由度も大きくすることができる。
【００７０】
また、本実施の形態では、Ｘモータ１００Ａ、１００Ｂ、Ｙモータ１１０Ａ、１１０Ｂ、Ｚモータ１２０Ａ、１２０Ｂの可動子１０１Ａ、１０１Ｂ、１１１Ａ、１１１Ｂ、１２１Ａ、１２１ＢがそれぞれＹ軸方向に沿って開放されているため、微動ステージ８３Ａ、８３ＢをＹ軸方向に移動させることにより、容易に交換することができる。そのため、露光処理とアライメント処理との併行処理を容易に実行することが可能になり、生産効率の向上に寄与することができる。
【００７１】
さらに、本実施の形態では、リニアエンコーダにより粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂと微動ステージ８３Ａ、８３Ｂとの相対位置関係を検出するので、微動ステージ８３Ａ、８３Ｂの交換動作時にレーザ干渉計３２〜３５の計測可能範囲から外れた場合でも、微動ステージ８３Ａ、８３Ｂの位置をモニターすることが可能である。また、本実施の形態では、このリニアエンコーダのスケール７４Ａ、７５Ａが設けられたベアリング板７１Ａ、７１Ｂと計測ヘッド９４Ａ、９５Ａが設けられた粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂとがエアベアリング７３Ａ、７８Ａにより同一の支持面４４ａで支持されているため、スケール７４Ａ、７５Ａと計測ヘッド９４Ａ、９５Ａとの間のクリアランスを微小量に維持することができ、微動ステージ８３Ａ、８３Ｂの位置情報を高精度に計測することが可能になる。
【００７２】
また、本実施の形態では、微動ステージ８３Ａ、８３Ｂの交換時に、固定装置８７により当該微動ステージ８３Ａ、８３Ｂをステージ定盤４４上に固定するので、微動ステージ８３Ａ、８３Ｂを所定の姿勢に保持することが可能となり、安定した交換処理が可能になる。
【００７３】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、上記実施の形態では、固定装置８７により微動ステージ８３Ａ、８３Ｂをステージ定盤４４上に固定する構成としたが、これ以外にも、微動ステージ８３Ａ、８３Ｂに設けられたエアベアリング７３Ａ、７３Ｂの駆動を停止させることにより、微動ステージ８３Ａ、８３Ｂをステージ定盤４４上に載置・固定する構成としてもよい。
また、上記実施の形態では、スケール７４Ａ、７５Ａが微動ステージ８３Ａ、８３Ｂに設けられ、計測ヘッド９４Ａ、９５Ａが粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂに設けられる構成としたが、スケール７４Ａ、７５Ａが粗動ステージ６３Ａ、６３Ｂに設けられ、計測ヘッド９４Ａ、９５Ａが微動ステージ８３Ａ、８３Ｂに設けられる構成であってもよい。
【００７４】
また、上記実施の形態では、ウエハステージを２基設け、それぞれが独立して移動する構成（ダブルステージ方式）としたが、これに限定されるものではなく、３基以上のウエハステージが設けられる構成や１基のウエハステージが設けられる構成（シングルステージ方式）であってもよい。
さらに、上記実施の形態では、本発明のステージ装置をウエハステージに適用する構成としたが、レチクルステージＲＳＴに適用することも可能である。
【００７５】
なお、上記実施形態では、照明ユニットＩＬＵがハウジング２０を有し、レチクルステージＲＳＴがレチクルチャンバ２２に収納され、ステージ装置１２がチャンバ４２内に設置され、これらハウジング１４、チャンバ２２、チャンバ４２及び投影光学系ＰＬの鏡筒内にヘリウムガス等の不活性ガスがそれぞれ充填されている場合について説明したが、これに限らず、露光装置の構成各部の全体が単一のチャンバ内に収納されていても構わない。
【００７６】
また、上記実施形態では、一方のウエハステージ上で１枚のレチクルのパターンを用いて露光を行っている間に、他方のウエハステージ上でウエハ交換、アライメント等を行う場合について説明したが、これに限らず、例えば特開平１０−２１４７８３号に開示されるように、２枚のレチクルを搭載可能なレチクルステージを用いて、一方のウエハステージ上で２枚のレチクルのパターンを用いて二重露光を行っている間に、他方のウエハステージ上でウエハ交換、アライメント等を並行して行うようにしても良い。このようにすると、同時並行処理によりスループットをあまり低下させることなく、二重露光により高解像度とＤＯＦ（焦点深度）の向上効果とを得ることができる。
【００７７】
なお、上記実施形態では、本発明に係るステージ装置が、スキャニング・ステッパに適用された場合について例示したが、本発明の適用範囲がこれに限定されるものではなく、本発明に係るステージ装置は、マスクと基板とを静止した状態で露光を行うステッパ等の静止型の露光装置にも好適に適用できるものである。このような場合であっても、ステージ装置により、基板を保持する基板ステージの位置制御性を向上することができるので、ステージに保持された基板の位置決め精度の向上及び位置決め整定時間の短縮化が可能となり、これにより露光精度及びスループットの向上が可能となる。
【００７８】
また、本発明に係るステージ装置は、投影光学系を用いることなくマスクと基板とを密接させてマスクのパターンを基板に転写するプロキシミティ露光装置にも好適に適用できる。
【００７９】
勿論、本発明は、半導体素子の製造に用いられる露光装置だけでなく、液晶表示素子、プラズマディスプレイなどを含むディスプレイの製造に用いられる、デバイスパターンをガラスプレート上に転写する露光装置、薄膜磁気へッドの製造に用いられる、デバイスパターンをセラミックウエハ上に転写する露光装置、及び撮像素子（ＣＣＤなど）の製造に用いられる露光装置などにも適用することができる。
【００８０】
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（Extreme Ultraviolet）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、蛍石、フッ化マグネシウム、又は水晶などが用いられる。また、プロキシミティ方式のＸ線露光装置、又は電子線露光装置などでは透過型マスク（ステンシルマスク、メンブレンマスク）が用いられ、ＥＵＶ露光装置では反射型マスクが用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハなどが用いられる。
【００８１】
さらに、本発明に係るステージ装置は、露光装置に限らず、その他の基板の処理装置（例えば、レーザリペア装置、基板検査装置その他）、あるいはその他の精密機械における試料の位置決め装置にも広く適用できる。
【００８２】
投影光学系ＰＬとしては、光源としてＡｒＦエキシマレーザ光源あるいはＫｒＦエキシマレーザ光源を用いる場合には、屈折光学素子（レンズ素子）のみから成る屈折系が主として用いられるが、Ｆ２レーザ光源、Ａｒ２レーザ光源等を用いる場合には、例えば特開平３−２８２５２７号公報に開示されているような、屈折光学素子と反射光学素子（凹面鏡やビームスプリッタ等）とを組み合わせたいわゆるカタディオプトリック系（反射屈折系）、あるいは反射光学素子のみから成る反射光学系が主として用いられる。但し、Ｆ２レーザ光源を用いる場合に、屈折系を用いることは可能である。
【００８３】
また、上記実施形態では、投影光学系として縮小系を用いる場合について説明したが、投影光学系は等倍系および拡大系のいずれでも良い。さらに、反射屈折型の投影光学系としては、前述したものに限らず、例えば円形イメージフィールドを有し、かつ物体面側、及び像面側が共にテレセントリックであるとともに、その投影倍率が１／４倍又は１／５倍となる縮小系を用いても良い。また、この反射屈折型の投影光学系を備えた走査型露光装置の場合、照明光の照射領域が投影光学系の視野内でその光軸をほぼ中心とし、かつレチクル又はウエハの走査方向とほぼ直交する方向に沿つて延びる矩形スリット状に規定されるタイプであっても良い。かかる反射屈折型の投影光学系を備えた走査型露光装置によれば、例えば波長１５７ｎｍのＦ２レーザ光を露光用照明光として用いても１００ｎｍＬ／Ｓパターン程度の微細パターンをウエハ上に高精度に転写することが可能である。
【００８４】
また、本発明に係る露光装置における露光用光学系としては、投影光学系に限らず、Ｘ線光学系、電子光学系等の荷電粒子線光学系を用いることもできる。例えば、電子光学系を用いる場合には、光学系は電子レンズ及び偏向器を含んで構成することができ、電子銃として、熱電子放射型のランタンへキサボライト（ＬａＢ６）、夕ンタル（Ｔａ）を用いることができる。なお、電子線が通過する光路は真空状態にすることはいうまでもない。
【００８５】
更に、電子光学系を用いる露光装置に本発明を適用する場合、マスクを用いる構成としても良いし、マスクを用いずに電子線による直接描画により基板上にパターンを形成する構成としても良い。すなわち、本発明は、露光用光学系として電子光学系を用いる電子ビーム露光装置であれば、ペンシルビーム方式、可変成形ビーム方式、セルプロジェクション方式、ブランキング・アパーチャ方式、及びＥＢＰＳのいずれのタイプであっても、適用が可能である。
【００８６】
また、本発明に係る露光装置では、露光用照明光として、前述した遠紫外域、真空紫外域の光に限らず、波長５〜３０ｎｍ程度の軟Ｘ線領域のＥＵＶ光を用いても良い。また、例えば真空紫外光としては、ＡｒＦエキシマレーザ光やＦ２レーザ光などが用いられるが、これに限らず、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（又はエルビウムとイットリビウムの両方）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。
【００８７】
例えば、単一波長レーザの発振波長を１．５１〜１．５９μｍの範囲内とすると、発生波長が１８９〜１９９ｎｍの範囲内である８倍高調波、又は発生波長が１５１〜１５９ｎｍの範囲内である１０倍高調波が出力される。特に発振波長を１．５４４〜１．５５３μｍの範囲内とすると、発生波長が１９３〜１９４ｎｍの範囲内の８倍高調波、即ちＡｒＦエキシマレーザ光とほぼ同一波長となる紫外光が得られ、発振波長を１．５７〜１．５８μｍの範囲内とすると、発生波長が１５７〜１５８ｎｍの範囲内の１０倍高調波、即ちＦ２レ−ザ光とほぼ同一波長となる紫外光が得られる。
【００８８】
また、発振波長を１．０３〜１．１２μｍの範囲内とすると、発生波長が１４７〜１６０ｎｍの範囲内である７倍高調波が出力され、特に発振波長を１．０９９〜１．１０６μｍの範囲内とすると、発生波長が１５７〜１５８μｍの範囲内の７倍高調波、即ちＦ２レーザ光とほぼ同一波長となる紫外光が得られる。この場合、単一波長発振レーザとしては例えばイットリビウム・ドープ・ファイバーレーザを用いることができる。
【００８９】
上記実施形態のように基板ステージやレチクルステージにリニアモータを用いる場合においてエアベアリングを用いたエア浮上型に限られず、ローレンツ力を用いた磁気浮上型を用いてもよい。また、各ステージは、ガイドに沿って移動するタイプでもよく、ガイドを設けないガイドレスタイプであってもよい。
【００９０】
基板ステージの移動により発生する反力は、特開平８−１６６４７５号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。また、レチクルステージの移動により発生する反力は、特開平８−３３０２２４号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。
【００９１】
以上のように、本願実施形態の露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。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。
【００９２】
半導体デバイスは、図１６に示すように、デバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２０２、デバイスの基材である基板を製造するステップ２０３、前述した実施形態の露光装置ＥＸによりマスクのパターンを基板に露光する基板処理ステップ２０４、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）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明に係る露光装置の概略構成図である。
【図２】ステージ装置の外観斜視図である。
【図３】ウエハステージの概略的な構成を示す斜視図である。
【図４】微動ステージの正面図である。
【図５】微動ステージの右側面図である。
【図６】Ｚモータの駆動原理を説明するための図である。
【図７】微動ステージと粗動ステージとが接続状態にあり、且つエアシリンダの一部と支持板を取り除いた状態を示す図である。
【図８】リニアエンコーダの構成を示す（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図９】微動ステージと固定装置との構成を示す部分拡大図である。
【図１０】固定装置の要部を示す平面図である。
【図１１】レチクルステージ、２つのウエハステージ、投影光学系及びアライメント系の位置関係を示す斜視図である。
【図１２】露光装置の制御系の主要構成を示す制御ブロック図である。
【図１３】微動ステージを交換する手順を示す図である。
【図１４】微動ステージを交換する手順を示す図である。
【図１５】微動ステージを交換する手順を示す図である。
【図１６】半導体デバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００９４】
ＣＯＮＴ  制御装置（駆動制御装置）
Ｒ  レチクル（マスク）
ＲＳＴ  レチクルステージ（マスクステージ）
Ｗ、Ｗ１、Ｗ２  ウエハ（基板）
１０  露光装置
１２  ステージ装置（基板ステージ）
４４  ステージ定盤（定盤）
４４ａ  表面
６３Ａ、６３Ｂ  粗動ステージ（第１ステージ）
７３Ａ、７３Ｂ  エアベアリング（非接触ベアリング）
７４Ａ、７４Ｂ、７５Ａ、７５Ｂ  スケール（位置指標部）
８３Ａ、８３Ｂ  微動ステージ（第２ステージ）
８７  固定装置
８８  保持部
９０  駆動部
９４Ａ、９４Ｂ、９５Ａ、９５Ｂ  計測ヘッド（計測部）
１００Ａ、１００Ｂ  Ｘモータ（第２駆動装置）
１０１Ａ、１０１Ｂ  可動子（第２可動子）
１０２Ａ、１０２Ｂ  固定子（第２固定子）
１１０Ａ、１１０Ｂ  Ｙモータ（第１駆動装置）
１１１Ａ、１１１Ｂ  可動子（第１可動子）
１１２Ａ、１１２Ｂ  固定子（第１固定子）
１２０Ａ、１２０Ｂ  Ｚモータ（第３駆動装置）
１２１Ａ、１２１Ｂ  可動子（第３可動子）
１２２Ａ、１２２Ｂ  固定子（第３固定子）
【図１】
2005285881.tif 000003
【図２】
2005285881.tif 000004
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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