(57)【要約】【課題】  比較的簡単な構成で駆動機構のような熱源で発生する熱の影響を軽減する。【解決手段】  レチクルのパターンが投影光学系を介してウエハＷ上に転写される。ウエハＷは、ウエハホルダ２５を介してウエハテーブルＷＴＢ上に保持され、ウエハテーブルＷＴＢは、Ｚ・チルト駆動機構３８を介して天板３０Ａの底面の支持部に支持されている。天板３０Ａの底面に設けられたＸ可動子３２Ｘと、ガイド面に沿って配置された電機子ユニット６０を含むＸ軸リニアガイド３４Ｘとから、ウエハテーブルＷＴＢを駆動するリニアモータ３６Ｘが構成されている。電機子ユニット６０からの放射熱を遮断するために、ウエハテーブルＷＴＢの底面に高反射率の反射膜７１を設ける。【選択図】        図３
2005101136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体を保持する試料台をガイド面に沿って移動するステージ装置において、
前記試料台の前記物体の載置面の裏面の少なくとも一部に低放射率処理が施されていることを特徴とするステージ装置。
【請求項２】
前記低放射率処理は、前記裏面の少なくとも一部に設けられた塗装若しくは金属メッキされた膜からなるコーティング処理、又は前記裏面の研磨処理の何れか１つを含む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】
前記試料台に連結された可動子と、前記ガイド面に沿って配置された固定子とを含み、前記ガイド面に沿って前記試料台を駆動する駆動装置を更に有することを特徴とする請求項１又は２に記載のステージ装置。
【請求項４】
物体を保持する試料台をガイド面に沿って移動するステージ装置において、
前記試料台に連結された可動子と、前記ガイド面に沿って配置された固定子とを含み、前記ガイド面に沿って前記試料台を駆動する駆動装置と、
前記可動子と前記試料台とを隔てるように配置された平板状の仕切り部材とを有し、
前記仕切り部材の前記試料台に対向する面の少なくとも一部に低放射率処理が施されていることを特徴とするステージ装置。
【請求項５】
物体を保持する試料台をガイド面に沿って移動するステージ装置において、
前記試料台に連結された可動子と、前記ガイド面に沿って配置された固定子とを含み、前記ガイド面に沿って前記試料台を駆動する駆動装置と、
前記可動子と前記試料台とを隔てるように配置された平板状の仕切り部材と、
前記仕切り部材と前記試料台との間に配置された板状部材とを有し、
前記板状部材の少なくとも一部に低放射率処理が施されていることを特徴とするステージ装置。
【請求項６】
前記駆動装置は、ムービングマグネット方式のリニアモータであることを特徴とする請求項３、４、又は５に記載のステージ装置。
【請求項７】
前記仕切り部材は金属又はセラミックスを含み、前記低放射率処理は、前記対向する面の少なくとも一部に金属の膜を形成するコーティング処理であ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８】
前記低放射率処理が施された面に、変形防止部を設けたことを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のステージ装置。
【請求項９】
物体を保持する試料台をガイド面に沿って移動するステージ装置において、
前記試料台に連結された可動子と、前記ガイド面に沿って配置された固定子とを含み、前記ガイド面に沿って前記試料台を駆動する駆動装置と、
前記可動子と前記試料台とを隔てるように配置された平板状の仕切り部材とを有し、
前記仕切り部材を熱伝導率が５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材料から形成することを特徴とするステージ装置。
【請求項１０】
物体を保持する試料台をガイド面に沿って移動するステージ装置において、
前記試料台に連結された可動子と、前記ガイド面に沿って配置された固定子とを含み、前記ガイド面に沿って前記試料台を駆動する駆動装置と、
前記可動子と前記試料台とを隔てるように配置された平板状の仕切り部材とを有し、
前記仕切り部材の内部及び表面の少なくとも一部に設けた流路に、該仕切り部材の温度調整用の媒体を流すことを特徴とするステージ装置。
【請求項１１】
前記試料台の温度を計測する温度センサを更に有し、
前記温度センサの計測結果に基づいて前記媒体の温度を制御することを特徴とする請求項１０に記載のステージ装置。
【請求項１２】
前記駆動装置はムービングマグネット方式のリニアモータであり、
前記仕切り部材の内部及び表面の少なくとも一部を前記媒体が流れる方向とほぼ逆の方向に、前記固定子の温度を制御するための媒体を流すことを特徴とする請求項１０又は１１に記載のステージ装置。
【請求項１３】
前記試料台を前記可動子に対して相対的に移動させるアクチュエータを更に有し、
前記媒体は、前記アクチュエータの温度を制御するための媒体を兼ねていることを特徴とする請求項１０〜１２の何れか一項に記載のステージ装置。
【請求項１４】
第１物体を露光ビームで照明し、前記露光ビームで前記第１物体を介して第２物体を露光する露光装置において、
前記第１物体及び第２物体の少なくとも一方を移動するために、請求項１〜１３の何れか一項に記載のステージ装置を用い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、物体を移動するためのステージ技術に関し、例えば半導体集積回路、液晶表示素子、又は薄膜磁気ヘッド等の各種デバイスを製造するためのリソグラフィ工程でマスクパターンを基板上に転写するために使用される露光装置において、マスク又は基板を位置決め又は移動するためのステージ系に使用して好適なものである。更に本発明は、そのステージ技術を用いた露光技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体集積回路を製造するためのリソグラフィ工程中で、マスクとしてのレチクル（又はフォトマスク等）のパターンを投影光学系を介して基板（感光基板又は感応物体）としてのレジストが塗布されたウエハ（又はガラスプレート等）の各ショット領域に転写するために、ステッパー型又はスキャニングステッパー型等の露光装置が使用されている。これらの露光装置においては、レチクル及びウエハの位置決め及び移動をそれぞれ行うためにレチクルステージ系及びウエハステージ系が備えられている。最近は、レチクル及びウエハの移動を円滑に且つ高速に行うために、それらのステージ系の駆動装置として、主にリニアモータ又はローレンツ力を用いるアクチュエータ（ボイスコイルモータ）等のように、非接触の固定子と可動子との間で高い推力を発生できる駆動装置が使用されている。
【０００３】
そのようなリニアモータ等の駆動装置では、固定子又は可動子にコイル（又は巻線）が装着されるが、位置決め及び移動を繰り返す過程でそのコイルでの発熱量が大きくなる。例えばウエハステージ系において、ウエハを保持すると共に位置計測用の移動鏡が固定されたウエハテーブルにそのコイルで発生した熱が伝わると、ウエハテーブル及びウエハがそれぞれ次第に膨張して、ウエハと移動鏡との位置関係が僅かに変化するため、結果として位置決め精度及び走査露光時の同期精度が悪化する。そのため、重ね合わせ精度や解像度等の露光精度が低下する。
【０００４】
近年の集積回路の一層の微細化に伴い、従来は無視することができたステージ系の駆動機構で発生する熱の影響による露光精度の低下も問題となりつつある。そこで、最近は例えばウエハステージ系において、コイルで発生する熱の影響を軽減するために、そのコイルの全周を囲むように筒型部材を設置し、更にその筒型部材の内部に冷却水を流すようにした熱シールド機構が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−２４４１９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来は、リニアモータ等の駆動装置のコイルを囲むように冷却水が流れる熱シールド機構を設けていたが、それでもコイルからの熱伝導や放射による熱がウエハテーブルに達して、ウエハテーブル及びその上のウエハが次第に熱膨張し、位置決め精度等が次第に悪化する恐れがあった。
また、内部を冷却水が流れる熱シールド機構を用いる場合、可動部に沿って冷却水が所定方向に流れることになる。このように冷却水が或る特定の方向に流れる構成では、その可動部の移動方向によって負荷（反作用）が大きく変動する可能性があり、位置決めが完了するまでの時間や移動速度の精度等のステージ系の駆動性能が低下する恐れがある。
【０００６】
更に、駆動装置のコイルの全周を囲むような熱シールド機構は大型であるため、ステージ系の可動部が大型化し、且つ大重量化して、駆動速度を高めるためには更に推力を大きくする必要がある。そのため、益々発熱量が大きくなるという問題がある。そこで、その熱シールド機構よりも簡単な構成でコイルでの発熱の影響を軽減できる機構の開発も望まれている。
【０００７】
同様に、駆動装置が１軸又は複数軸の何れであっても、また、ウエハステージ系のみならずレチクルステージ系においても、更には露光装置のステージ系に限らず、レーザリペア装置、半導体検査装置、その他の物体を所定面に沿って移動する必要がある装置においても、リニアモータ等の駆動装置のような熱源で発生する熱、特に放射熱と空気との間の熱伝導による熱の影響を簡単な構成で軽減できる機構の開発が望まれている。
【０００８】
本発明は斯かる点に鑑み、駆動機構のような熱源で発生する放射熱等の熱の影響を簡単な構成で軽減できるステージ技術を提供することを第１の目的とする。
更に本発明は、冷媒等の媒体を用いて熱の影響を軽減する場合に、可動部の駆動性能の低下を抑制できるステージ技術を提供することを第２の目的とする。
更に本発明は、そのようなステージ技術を用いて高精度な露光を実現できる露光技術を提供することをも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による第１のステージ装置は、物体（Ｗ）を保持する試料台（ＷＴＢ）をガイド面（４０ａ）に沿って移動するステージ装置において、その試料台のその物体の載置面の裏面の少なくとも一部に低放射率処理が施されているものである。
斯かる本発明によれば、その試料台の底面（物体の載置面の裏面）側に例えば駆動装置のコイル等の熱源が配置されていても、その熱源からの熱伝導や放射による熱はその低放射率処理が施された部分によってほぼ遮断されて、その試料台及びその物体の温度は殆ど上昇しない。従って、簡単な構成でその熱源からの熱の影響を軽減できる。
【００１０】
この場合、その低放射率処理の例は、その裏面の少なくとも一部に設けられた塗装若しくは金属メッキされた膜からなるコーティング処理、又はその裏面の研磨処理の何れか１つを含むものである。
また、その試料台に連結された可動子（３２Ｘ）と、そのガイド面に沿って配置された固定子（６０）とを含み、そのガイド面に沿ってその試料台を駆動する駆動装置（３６Ｘ）を更に設けてもよい。この構成において、その可動子又は固定子で発生する熱はその低放射率処理が施された部分によってほぼ遮断される。
【００１１】
また、本発明による第２のステージ装置は、物体（Ｗ）を保持する試料台（ＷＴＢ）をガイド面（４０ａ）に沿って移動するステージ装置において、その試料台に連結された可動子（３２Ｘ）と、そのガイド面に沿って配置された固定子（６０）とを含み、そのガイド面に沿ってその試料台を駆動する駆動装置（３６Ｘ）と、その可動子とその試料台とを隔てるように配置された平板状の仕切り部材（３０Ａ）とを有し、その仕切り部材のその試料台に対向する面の少なくとも一部に低放射率処理が施されているものである。
【００１２】
斯かる本発明によれば、その駆動装置の可動子又は固定子（熱源）で発生する放射熱等の熱は、その仕切り部材の低放射率処理が施された部分によってほぼ遮断されて、その試料台及びその物体の温度は殆ど上昇しない。従って、簡単な構成でその熱源からの熱の影響を軽減できる。
また、本発明による第３のステージ装置は、物体（Ｗ）を保持する試料台（ＷＴＢ）をガイド面（４０ａ）に沿って移動するステージ装置において、その試料台に連結された可動子（３２Ｘ）と、そのガイド面に沿って配置された固定子（６０）とを含み、そのガイド面に沿ってその試料台を駆動する駆動装置（３６Ｘ）と、その可動子とその試料台とを隔てるように配置された平板状の仕切り部材（３０Ａ）と、その仕切り部材とその試料台との間に配置された板状部材とを有し、その板状部材の少なくとも一部に低放射率処理が施されているものである。
【００１３】
斯かる本発明によれば、その駆動装置の可動子又は固定子（熱源）で発生する放射熱等の熱は、その板状部材によってほぼ遮断されて、その試料台及びその物体の温度は殆ど上昇しない。従って、簡単な構成でその熱源からの熱の影響を軽減できる。
これらの場合、その駆動装置を、ムービングマグネット方式のリニアモータとすることができる。ムービングマグネット方式では可動子は磁石を備え、この磁石自体での発熱は殆ど無いため、その可動子が連結される試料台の温度をより安定に維持できる。
【００１４】
また、一例として、その仕切り部材はアルミナ又はセラミックスを含み、その低放射率処理は、その対向する面の少なくとも一部に金属の膜をコーティングする処理である。その金属は例えばニッケルであり、この膜は金属メッキで容易に形成できる。
これらの場合、その低放射率処理が施された面に、変形防止部（７４Ａ）を設けてもよい。例えばその低放射率処理が金属膜のコーティングである場合、そのコーティングとその試料台又はその仕切り部材との間の線膨張係数の相違によるバイメタル効果によって、その試料台又は仕切り部材に応力が作用する恐れがある。その変形防止部（例えばスリット）を設けることによって、その応力が解放されるため、その試料台又は仕切り部材の変形が抑制される。
【００１５】
また、本発明による第４のステージ装置は、物体（Ｗ）を保持する試料台（ＷＴＢ）をガイド面（４０ａ）に沿って移動するステージ装置において、その試料台に連結された可動子（３２Ｘ）と、そのガイド面に沿って配置された固定子（６０）とを含み、そのガイド面に沿ってその試料台を駆動する駆動装置（３６Ｘ）と、その可動子とその試料台とを隔てるように配置された平板状の仕切り部材（３０Ａ）とを有し、その仕切り部材を熱伝導率が５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材料から形成するものである。
【００１６】
斯かる本発明によれば、その駆動装置の可動子又は固定子（熱源）で発生する熱は、その熱伝導率の高い仕切り部材で拡散されるため、その試料台へはあまり伝わらない。その結果、その試料台及びその物体の温度は殆ど上昇しない。従って、簡単な構成でその熱源からの熱の影響を軽減できる。この場合、その仕切り部材の材料の一例は、アルミニウム、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等のセラミックス、又は炭化ケイ素とアルミニウムを含む材料、あるいはこれに更にケイ素を加えた材料などである。
【００１７】
次に、本発明による第５のステージ装置は、物体（Ｗ）を保持する試料台（ＷＴＢ）をガイド面に沿って移動するステージ装置において、その試料台に連結された可動子（３２Ｘ）と、そのガイド面に沿って配置された固定子（６０）とを含み、そのガイド面に沿ってその試料台を駆動する駆動装置（３６Ｘ）と、その可動子とその試料台とを隔てるように配置された平板状の仕切り部材（３０Ａ１）とを有し、その仕切り部材の内部及び表面の少なくとも一部に設けた流路（７７）に、この仕切り部材の温度調整用の媒体を流すものである。
【００１８】
斯かる本発明によれば、その可動子又は固定子（熱源）で発生する放射熱等の熱がその仕切り部材に伝わっても、その仕切り部材に沿って流れる媒体によって温度上昇が抑制される。従って、その試料台及びその物体の温度は殆ど上昇しないため、比較的簡単な構成でその熱源で発生する熱の影響が軽減される。
この場合、その試料台の温度を計測する温度センサ（８７）を更に有し、その温度センサの計測結果に基づいてその媒体の温度を制御してもよい。これによって、温度制御精度を向上できる。
【００１９】
また、その駆動装置をムービングマグネット方式のリニアモータとして、その仕切り部材の内部及び表面の少なくとも一部をその媒体が流れる方向とほぼ逆の方向に、その固定子の温度を制御するための媒体を流してもよい。これによって、それらの媒体の運動量が全体として小さくなるため、その試料台の速度の制御精度等の駆動性能が向上する。
また、その試料台をその可動子に対して相対的に移動させるアクチュエータ（３８Ａ〜３８Ｃ）を更に有し、その媒体は、そのアクチュエータの温度を制御するための媒体を兼ねていてもよい。これによって、新たに媒体を引き回す必要が無くなる。
【００２０】
次に、本発明による露光装置は、第１物体（Ｒ）を露光ビームで照明し、その露光ビームでその第１物体を介して第２物体（Ｗ）を露光する露光装置において、その第１物体及び第２物体の少なくとも一方を移動するために、本発明の何れかのステージ装置を用いるものである。本発明の露光装置によれば、本発明のステージ装置の適用によって、試料台及びその上の第１物体又は第２物体の熱膨張が抑制されるため、重ね合わせ精度等の露光精度が向上する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、試料台、仕切り部材、若しくは板状部材の一部に低放射率処理を施すか、仕切り部材を高熱伝導率の材料から形成するか、又は仕切り部材に沿って温度調整用の媒体を流しているため、駆動機構のような熱源で発生する放射熱等の熱がその試料台に伝わりにくくなる。従って、簡単な構成でその熱源からの熱の影響を軽減できる。
また、本発明において、仕切り部材に沿って媒体が流れる方向とほぼ逆の方向に、固定子の温度を制御するための媒体を流す場合には、可動部としての試料台の駆動性能の低下を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の好ましい第１の実施形態につき図１〜図３を参照して説明する。
図１は、本例の露光装置１０の概略構成を示し、露光装置１０は、ステップ・アンド・スキャン方式よりなる走査露光型の投影露光装置である。図１において、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、物体又は第２物体（基板）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系５０、及び装置全体を統轄制御するコンピュータよりなる主制御装置２０等を備えている。以下、図１において、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに沿ってＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内（本例ではほぼ水平面に合致している）において、図１の紙面に平行な方向にＸ軸を取り、図１の紙面に垂直な方向にＹ軸を取って説明する。本例では、走査露光時のレチクルＲ及びウエハＷの走査方向は、Ｙ軸に沿った方向（Ｙ方向）である。
【００２３】
先ず、照明ユニットＩＬＵは、不図示の露光光源に不図示の送光光学系（引き回し光学系）を介して連結されている。露光光源としては、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）などのほぼ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、露光光源として、Ｆ2 レーザ（出力波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光を発生するレーザ光源、ＹＡＧレーザの高調波発生光源、固体レーザ（半導体レーザなど）の高調波発生装置、又は水銀ランプ（ｉ線等）なども使用できる。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可変ＮＤフィルタ、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、レチクルブラインド、及びコンデンサレンズ（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、内面反射型インテグレータ（ロッドインテグレータ等）、又は回折光学素子などが用いられる。その照明光学系の光軸はレチクルＲ上で投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと合致している。その照明光学系と同様の光学系の構成は、例えば特開平６−３４９７０１号公報などに開示されている。照明ユニットＩＬＵは、回路パターン等が描かれたレチクルＲの下面（レチクル面）のスリット状の照明領域ＩＡＲを露光ビームとしての露光光ＩＬにより均一な照度分布で照明する。その照明領域ＩＡＲは、上記のレチクルブラインドによって規定されるＸ軸に沿った方向（Ｘ方向）に細長い領域である。
【００２４】
次に、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安定に保持されている。レチクルステージＲＳＴは、不図示のレチクルベース上のガイド面上にエアーベアリングを介して非接触状態で載置されている。そして、レチクルステージＲＳＴは、そのガイド面上でレチクルステージ駆動部２２によって、走査方向であるＹ方向に指定された走査速度で駆動可能であると共に、光軸ＡＸに垂直なＸＹ平面内で例えば同期誤差を補正するように微少量駆動可能である。なお、レチクルステージ駆動部２２は、リニアモータ及びボイスコイルモータ等の駆動装置を含む機構であるが、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。
【００２５】
レチクルステージＲＳＴの移動面内の位置（Ｘ方向、Ｙ方向の位置）は、レチクルステージＲＳＴに固定された移動鏡１５と、これに対向するように配置されたレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１６とによって、例えば０．１〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。実際には、レチクルステージＲＳＴ上にはＹ軸に直交する反射面を有する移動鏡とＸ軸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Ｙ軸のレチクル干渉計とＸ軸のレチクル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及びレチクル干渉計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（本例ではＹ方向）の位置検出に用いられる移動鏡の代わりに、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。また、Ｙ軸のレチクル干渉計とＸ軸のレチクル干渉計との一方、例えばＹ軸のレチクル干渉計は、Ｘ方向に離れた測長軸を２軸有する２軸干渉計であり、このＹ軸のレチクル干渉計の計測値に基づきレチクルステージＲＳＴのＹ方向の位置に加え、θｚ方向（Ｚ軸回りの回転方向）の回転角（ヨーイング量）も計測できるようになっている。レチクルステージＲＳＴ、レチクルベース（不図示）、移動鏡１５、レチクル干渉計１６、及びレチクルステージ駆動部２２からレチクルステージ系が構成されている。
【００２６】
なお、レチクル干渉計１６に加えて、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方向）に関するレチクルステージＲＳＴの相対位置関係を検出するＺ軸のレチクル干渉計（不図示）を設けてもよい。このとき、ＸＹ平面内の複数点でそれぞれＺ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方向の位置情報に加えてＸＹ平面に対する傾斜情報（即ち、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。
【００２７】
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、後述のウエハステージＷＳＴの位置情報、及びレチクルＲのアライメント情報に基づいて、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の位置及び速度を制御する。
【００２８】
また、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。照明ユニットＩＬＵからの露光光ＩＬによって照明領域ＩＡＲが照明されると、照明領域ＩＡＲ内のレチクルＲのパターンの縮小像（部分倒立像）が投影光学系ＰＬを介してウエハＷの一つのショット領域上の露光領域ＩＡに投影され、その縮小像がウエハＷ表面のレジスト層に転写される。物体又は第２物体としてのウエハＷは、例えば半導体（シリコン等）又はＳＯＩ(silicon on insulator)等の直径が２００〜３００ｍｍ程度の円板状の基板である。なお、投影光学系ＰＬとしては、反射屈折系なども使用することができる。
【００２９】
次に、ウエハステージ系５０は、床面Ｆ（又はベースプレート或いはフレームキャスターなど）上に３箇所又は４箇所の防振ユニット２６を介して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。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は勿論可能である。
【００３０】
ステージベース４０の＋Ｚ方向の面（上面）は、その平面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。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を保持してガイド面４０ａに沿ってＸＹ平面内で２次元移動する。ウエハステージＷＳＴは、ウエハＷを保持する試料台（又はテーブル）としてのウエハテーブルＷＴＢと、該ウエハテーブルＷＴＢを３箇所の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。
【００３１】
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。３箇所のＺ・チルト駆動機構３８は、それぞれウエハステージ本体部３０上でウエハテーブルＷＴＢを支持するアクチュエータ（例えば、ボイスコイルモータ又はＥＩコア方式のモータ）等を含んで構成され、ウエハテーブルＷＴＢをＺ方向、θｘ方向（Ｘ軸回りの回転方向）、及びθｙ方向（Ｙ軸回りの回転方向）の３自由度で微小駆動する。
【００３２】
ウエハテーブルＷＴＢの側面には、外部に設置されたレーザ干渉計（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、ウエハ干渉計２３により、ウエハテーブルＷＴＢのＸ方向、Ｙ方向の位置が例えば０．１〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されると共に、ウエハテーブルＷＴＢのθx方向、θy方向、θｚ方向の回転量もその位置分解能に応じた分解能で常時検出されている。ウエハテーブルＷＴＢの上面には、実際には、図２（Ａ）に示すように、＋Ｘ方向の端部近傍に、Ｘ軸に直交する反射面を有する移動鏡２１Ｘが設けられ、＋Ｙ方向の端部近傍に、Ｙ軸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、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方向、Ｙ方向の位置を計測するＸ軸のウエハ干渉計、Ｙ軸のウエハ干渉計が設けられている。本例では、Ｘ軸及びＹ軸のウエハ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）の検出も可能となっている。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及びウエハ干渉計２３として示されている。
【００３３】
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、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方向）に関するウエハテーブルＷＴＢの相対位置情報を検出するウエハ干渉計を設けてもよい。このとき、ＸＹ平面内の複数点でそれぞれＺ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。
【００３４】
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ではその位置情報（又は速度情報）、レチクルステージＲＳＴの位置情報、及びウエハＷのアライメント情報に基づいて、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の位置及び速度を制御する。
【００３５】
図１において、主制御装置２０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から成るいわゆるコンピュータを含んで構成され、装置全体の動作を統轄制御する。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、及びウエハＷのステッピング等を制御する。
ここで、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。
【００３６】
先ず、主制御装置２０は、レチクルＲとウエハＷ、即ちレチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとのＹ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からの露光光ＩＬ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。
【００３７】
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方向の移動速度ＶｒとウエハステージＷＳＴのＹ方向の移動速度Ｖｗとが、投影光学系ＰＬの投影倍率（１／４倍、１／５倍等）に応じた速度比に維持されるように同期制御を行う。そして、レチクルＲのパターン領域が露光光ＩＬ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を介してその第１ショット領域に縮小転写される。
【００３８】
次に、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方向、Ｙ方向にステップ移動され、ウエハＷ上の第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。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走査露光が行われる。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。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、ウエハＷが次のウエハと交換され、同様にアライメント及び露光動作が繰り返される。
【００３９】
次に、本例のウエハステージ系５０の構成及び動作につき詳細に説明する。ウエハステージ系５０において、ウエハステージ本体部３０は、例えば図２（Ｂ）に示すように、矩形板状の底面部材３０Ｃ、この底面部材３０Ｃの上面のＹ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。天板３０Ａ（トッププレート）が平板状の仕切り部材に対応している。図１では、底面部材３０Ｃが、前述のステージベース４０上のガイド面４０ａに対向して配置されている。天板３０Ａは、図２（Ｂ）に示すように、矩形の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、天板３０Ａの下面には、図２（Ｂ）に示すように、後述するＸ軸リニアモータ３６Ｘを構成する可動子３２Ｘが固定されている。
【００４０】
また、底面部材３０Ｃ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）に示すように、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、この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。
【００４１】
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（露光用の照明光）ＩＬとして用いる場合には、酸素、水蒸気、炭化水素ガス、或いは有機物等（以下、単に「不純物」と呼ぶ）による吸収が極めて大きいため、露光光ＩＬ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、窒素やヘリウム等の不活性なガスで置換する（パージする）必要がある。本例においても、Ｆ2 レーザ光などを露光光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。
【００４２】
本例では、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とにより、ウエハステージＷＳＴがステージベース４０上のガイド面４０ａ上に数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。
【００４３】
次に、図１に示すように、ウエハステージ駆動部２４は、ウエハステージＷＳＴを走査方向（Ｙ方向）に直交する非走査方向であるＸ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。駆動装置としてのＸ軸リニアモータ３６Ｘは、Ｘ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。
【００４４】
Ｘ軸リニアガイド３４Ｘは、図２（Ａ）に示すように、Ｘ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、及びガイド部材４２の上方に配置されＸ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方向の一方及び他方の端面は、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。ガイド部材４２は、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。この場合、リム部４３Ｃは、ＸＹ平面、即ち前述の底面部材３０Ｃに平行になっている。本例では、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。
【００４５】
図３（Ａ）は図２（Ａ）のガイド部材４２及び電機子ユニット６０を断面とした図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＡＡ線に沿う断面図である。図３（Ａ）から分かるように、ガイド部材４２は、そのＹＺ断面が、上下及び左右対称な形状となっており、このため、その剛性中心のＺ方向の位置が中立面ＬＬ（曲げモーメントを受けた場合に伸縮しない面）に一致している。
【００４６】
電機子ユニット６０は、図２（Ａ）等に示すように、ＹＺ断面がガイド部材４２と同様のＨ字状の形状を有しＸ方向に伸びるコイルプレートと、この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。なお、電機子ユニット６０を固定子とみなすこともできる。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、その長手方向の一方と他方の端部がリム部４３Ｃ上面に設けられた各一対のスペーサ部材４４１，４４２（但し、図２（Ａ）における＋Ｘ方向側の一対のスペーサ部材は不図示）によりそれぞれ支持されている。即ち、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。
【００４７】
また、Ｘ可動子３２Ｘ（天板３０Ａに連結された可動子）は、図２（Ｂ）に示すように、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方向に伸びる可動子ヨーク（マグネットプレート）４８と、この可動子ヨーク４８の内面側の上下対向面に、Ｘ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及び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方向に沿って交番磁界が形成されている。
【００４８】
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Ｘ軸リニアガイド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方向に駆動される。即ち、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方式の電磁力駆動方式のＸ軸リニアモータ３６Ｘが構成され、このＸ軸リニアモータ３６ＸによってウエハステージＷＳＴをＸ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。
【００４９】
ムービングマグネット方式では、界磁石を含むＸ可動子３２Ｘでは殆ど発熱が無いため、本例の天板３０Ａの底面での発熱量はムービングコイル方式の場合に比べて少なくなっている。そのため、天板３０Ａの上方のウエハテーブルＷＴＢ及びウエハＷの温度上昇は少なく、ウエハＷと移動鏡２１Ｘ，２１Ｙとの位置関係は比較的安定に維持されている。但し、本例においても、電機子ユニット６０（固定子）内のコイルユニットでは駆動によって熱が発生し、その放射熱が天板３０Ａを加熱し、この天板３０Ａからの放射熱がウエハテーブルＷＴＢに照射される。このため、ウエハテーブルＷＴＢ及びウエハＷの温度が次第に上昇し、ウエハＷと移動鏡２１Ｘ，２１Ｙとの位置関係が次第にずれて来る恐れがある。この対策として本例では、図３（Ａ）に示すように、電機子ユニット６０のコイルユニットからの放射熱を反射するために、試料台としてのウエハテーブルＷＴＢの底面（Ｚ・チルト駆動機構３８で支持される部分を除く）に、低放射率処理としての高反射率のコーティングである反射膜７１を形成する。この場合、天板３０Ａが例えばアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3)又は低膨張率のセラミックスより形成されているものとすると、反射膜７１としては、金属メッキによって被着したニッケルの膜を使用することができる。
【００５０】
これによって、本例では電機子ユニット６０のコイルユニットからの放射熱は、ウエハテーブルＷＴＢの反射膜７１で殆ど反射されるため、ウエハテーブルＷＴＢ及びウエハＷの温度は安定に維持される。従って、ウエハＷと移動鏡２１Ｘ，２１Ｙとの位置関係も安定に維持されるため、ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハＷ）の位置を常に高精度に計測することができ、露光後の重ね合わせ精度や解像度等の露光精度も高く維持される。なお、反射膜７１の材料としては、ニッケル以外の例えばアルミニウム等の金属を用いてもよい。このように反射膜７１が金属メッキである場合には、バイメタル効果によるウエハテーブルＷＴＢの応力変形を防止するために、変形防止部として反射膜７１中に所定間隔でスリットを設けることが望ましい。
【００５１】
なお、反射膜７１としては、塗装による白色塗料も使用することができる。更に、電機子ユニット６０のコイルユニットの表面に薄い白色塗装などの放射熱遮断部材を形成してもよい。なお、塗装の色は白色に限定されるものではなく、低放射率が得られるものであれば他の色（例えば、銀色）に塗装してもよい。また、カーボン部材を用いてもよく、例えば、板状のカーボン部材をウエハテーブルＷＴＢと電機子ユニット６０のコイルユニットとの間に配置してもよい。
【００５２】
また、反射膜７１を被着する代わりに、ウエハテーブルＷＴＢの底面にアルミニウムの反射板などを配置してもよい。更に、ウエハテーブルＷＴＢの底面を研磨してその研磨面が所望の低放射率を得るようにしてもよい。この場合、研磨処理が低放射率処理となる。更にまた、天板３０ＡとウエハテーブルＷＴＢとの間に板状の部材を配置して、この板状部材の少なくとも一部に低放射率処理として反射膜７１を形成してもよい。反射膜７１としては、前述のように金属メッキや塗装による塗膜としてもよい。また、板状部材を研磨することで低放射率処理を施すようにしてもよい。
【００５３】
更に、反射膜７１を設ける代わりに、又は反射膜７１を設けることと合わせて、仕切り部材としての天板３０Ａを、高熱伝導率の材料、具体的に熱伝導率が５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材料から形成してもよい。このように熱伝導率ｋ（Ｗ／（ｍ・Ｋ））が５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材料としては、アルミニウム（０℃でのｋ＝２３６）、黄銅（０℃でのｋ＝２３６）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）系のセラミックス（０℃でのｋがほぼ６５）、及びケイ素と炭化ケイ素とアルミニウムとの複合材料（０℃でのｋがほぼ２００）などがある。このように熱伝導率の高い天板３０Ａを用いることによって、従来の場合のようにアルミナ（０℃でのｋはほぼ２０）よりなる天板３０Ａを用いる場合と比べて、電機子ユニット６０でで発生する熱はその天板３０Ａで拡散されるため、そのウエハテーブルＷＴＢへはあまり伝わらない。その結果として、ウエハテーブルＷＴＢの温度上昇は少なくなる。
【００５４】
また、反射膜７１を設けるか、又は天板３０Ａを熱伝導率の高い材料から形成する対策と合わせて、電機子ユニット６０中のコイルユニットを冷却するために、電機子ユニット６０中に配置した配管内に冷却水等の冷媒（媒体）を流してもよい。これによって、ウエハテーブルＷＴＢ及びウエハＷの温度上昇を更に抑制することができる。
次に、Ｘ軸リニアガイド３４Ｘの長手方向の一端（＋Ｘ方向の端部）には、図２（Ａ）に示すように、Ｙ可動子３２Ｙ２が固定されている。このＹ可動子３２Ｙ２は、断面丁字状の形状を有し、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方向に沿って配設されている。図２（Ａ）等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方向の端部）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１参照）。
【００５５】
前記一方のＹ可動子３２Ｙ１は、図１に示すように、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方向側で床面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。このように、本例では、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。
【００５６】
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。即ち、Ｙ軸リニアモータ３６Ｙ２は、ステージベース４０の＋Ｘ方向側で床面Ｆの上方にＹ方向に延設されたＹ軸リニアガイド３４Ｙ２と、この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も、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。
【００５７】
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）に示すように、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ーベアリング機構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ーベアリング機構５２Ｂが設けられている。本例では、エアーベアリング機構５２Ａ，５２Ｂの各軸受け面から第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、エアーベアリング機構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とエアーベアリング機構５２Ａの軸受け面との間、及び第２ガイド面６２ｂとエアーベアリング機構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。即ち、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。
【００５８】
また、前述のように、Ｘ軸リニアガイド３４ＸのＹ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方向に駆動される。即ち、本例では、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。
【００５９】
本例では、図３（Ａ）に示すように、エアーベアリング機構５２Ａ，５２Ｂから噴出される加圧空気の圧力をそれぞれ受ける第１、第２ガイド面６２ａ，６２ｂの受圧領域の中心ＰＡ，ＰＢのＺ方向の位置が、前述したガイド部材４２の中立面ＬＬ（剛性中心）に一致している。このため、何らかの理由により、エアーベアリング機構５２Ａから噴出される加圧空気が第１ガイド面６２ａに対して及ぼす力と、エアーベアリング機構５２Ｂから噴出される加圧空気が第２ガイド面６２ｂに対して及ぼす力とのバランスが崩れた場合であっても、ガイド部材４２は、ウエハステージ本体部３０に対して＋Ｙ側、又は−Ｙ側に僅かに相対的に平行移動するのみであり、ガイド部材４２が変形することがない。従って、本例では、ガイド部材４２の変形に起因してウエハステージＷＳＴにローリングが発生したり、ガイド部材４２とウエハステージ本体部３０とが接触したりする可能性をほぼ確実に回避することができる。
【００６０】
また、図３（Ａ）に示すように、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。
【００６１】
また、エアーベアリング機構５２Ａ，５２Ｂの軸受け装置としての剛性を高くしても、ガイド部材４２に変形は殆ど生じないので、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。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っている。
【００６２】
次に、本発明の第２の実施形態につき図４を参照して説明する。図４において、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に対応する部分には同一符号を付してその詳細説明を省略する。
図４（Ｂ）は、本例の露光装置のウエハステージ系の要部を示す正面図、図４（Ａ）は図４（Ｂ）のＡＡ線に沿う断面図であり、図４（Ａ）において、本例では第１の実施形態における３箇所のＺ・チルト駆動機構３８（例えば図１参照）を個別に３個のＺ・チルト駆動機構３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃで示している。そして、図４（Ｂ）に示すように、天板３０Ａ（仕切り部材）の上方にＺ・チルト駆動機構３８Ａ〜３８Ｃを介してウエハテーブルＷＴＢ（試料台）が支持され、ウエハテーブルＷＴＢ上にウエハホルダ２５を介してウエハＷ（物体）が吸着保持されている。
【００６３】
本例では、図３（Ａ）の例のようにウエハテーブルＷＴＢの底面に反射膜７１を設ける代わりに、図４（Ｂ）に示すように、天板３０Ａの上面のＺ・チルト駆動機構３８Ａ〜３８Ｃが上下する開口を除く部分に、高反射率のコーティング（低放射率処理）としての反射膜７３を形成している。反射膜７３は、反射膜７１と同様にニッケル等の金属メッキされた膜、又は白色塗料である。また、図４（Ａ）に示すように、反射膜７３にはＹ方向にほぼ所定間隔で矩形波状のスリット７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃ，７４Ｄ（変形防止部）が形成されている。これによって、バイメタル効果による天板３０Ａの応力変形が防止されている。これ以外の構成は、第１の実施形態と同様である。
【００６４】
本例によれば、天板３０Ａの底面側の電機子ユニット６０（固定子）のコイルユニット（図３（Ａ）参照）からの放射熱は、天板３０Ａの反射膜７３で殆ど反射されるため、ウエハテーブルＷＴＢ及びウエハＷの温度は安定に維持される。従って、ウエハＷと移動鏡２１Ｘ，２１Ｙとの位置関係も安定に維持されるため、露光後の重ね合わせ精度や解像度等の露光精度も高く維持される。
【００６５】
次に、本発明の第３の実施形態につき図５及び図６を参照して説明する。図５及び図６において、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に対応する部分には同一符号を付してその詳細説明を省略する。
図５は、図３（Ｂ）に対応させて本例の露光装置のウエハステージ系の要部を示す断面図であり、図５において、本例の電機子ユニット６０の内部には、−Ｘ方向側に連結用配管６９Ａを介して可撓性を有する供給配管６８Ａが連結され、＋Ｘ方向側に連結用配管６９Ｂを介して可撓性を有する排出配管６８Ｂが連結されている。そして、電機子ユニット６０内に連結用配管６９Ａ及び６９Ｂを連通するように冷媒（媒体）を流すための配管（不図示）が設置されている。本例では、電機子ユニット６０内のコイルユニットの発熱による温度上昇を抑制するために、不図示の冷媒供給装置によって供給配管６８Ａ側から排出配管６８Ｂ側に、即ち電機子ユニット６０内を＋Ｘ方向に流れるように、水又はハイドロフロロエーテル（ＨＦＥ）などの温度制御された冷媒が供給されている。
【００６６】
更に、本例の仕切り部材としての天板３０Ａ１（図３（Ｂ）の天板３０Ａに対応する位置に配置されている）には、＋Ｘ方向側に連結用配管７６を介して可撓性を有する供給配管７５が連結され、−Ｘ方向側に連結用配管８１を介して可撓性を有する排出配管８２が連結されている。また、天板３０Ａ１の側面に上面と下面とを連通する連結用配管７８が設置されている。そして、天板３０Ａ１上には連結用配管７６及び７８を連通するように冷媒（天板３０Ａ１の温度調整用の媒体）を流すための配管７７が固定され、連結用配管７８及び８１は、天板３０Ａ１の底面側に配置された冷媒を流すための配管（図６参照）を介して連通している。本例では、電機子ユニット６０内のコイルユニットからの放射熱による天板３０Ａ１の温度上昇を抑制するために、不図示の冷媒供給装置によって供給配管７５側から排出配管８２側に、即ち電機子ユニット６０内を冷媒が流れる方向と逆の−Ｘ方向に向けて、水又はハイドロフロロエーテルなどの温度制御された冷媒が供給されている。これによって、ウエハテーブルＷＴＢを＋Ｘ方向にも−Ｘ方向にもほぼ同じ負荷（反作用）で安定に駆動することができる。
【００６７】
図６は図５の天板３０Ａ１を示す平面図であり、本例の３個のＺ・チルト駆動機構３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃも第１の実施形態の３箇所のＺ・チルト駆動機構３８（図１参照）に対応している。図６において、連結用配管７６及び７８を連通する配管７７は、天板３０Ａ１のＸ軸リニアガイド３４Ｘ（コイルユニットが収納されている）の上方に対応する部分を覆うように蛇行している。また、連結用配管７８は、並列に配管７９Ａ，７９Ｂ，及び７９Ｃを介してそれぞれ第１のＺ・チルト駆動機構３８Ａのボイスコイルモータ等の発熱部の周囲を流れる配管８０Ａ、第２のＺ・チルト駆動機構３８Ｂの発熱部の周囲を流れる配管８０Ｂ、及び第３のＺ・チルト駆動機構３８Ｃの発熱部の周囲を流れる配管８０Ｃに連通している。それらの配管８０Ａ，８０Ｂ，及び８０Ｃは並列に配管７４Ｄを介して連結用配管８１に連通している。また、排出配管８２は冷媒貯蔵部８３に連結され、排出配管８２内を流れた冷媒が冷媒貯蔵部８３に戻される。そして、冷媒貯蔵部８３から必要に応じて取り出される冷媒が、温度制御部８４及び排出ポンプ部８５を介して供給配管７５内に所定流量で供給される。
【００６８】
また、冷媒貯蔵部８３の流入口の近傍、及び排出ポンプ部８５の排出口の近傍にそれぞれ冷媒の温度を計測するための温度センサ９１Ａ及び９１Ｂが配置されている。更に、ウエハテーブルＷＴＢの裏面（図５参照）にウエハテーブルＷＴＢの温度を測定するための温度センサ（例えばサーミスタ、又はニッケル温度センサ等）８７が設置され、これらの温度センサ８７，９１Ａ，９１Ｂによる温度の計測情報が制御系８６に供給されている。制御系８６は、それらの温度の計測情報及び図１の主制御装置２０の制御情報に基づいて、温度制御部８４での冷媒の設定温度、及び排出ポンプ部８５における冷媒の単位時間当たりの流量を設定する。
【００６９】
なお、温度センサ８７をウエハテーブルＷＴＢに配置する代わりに、その温度センサ８７を天板３０Ａ１の側面に設け、天板３０Ａ１の温度に基づいて前記流量を設定するようにしてもよい。図６は、天板３０Ａ１に温度センサ８７を設けた場合を示す。この図６の場合、温度センサ８７は、ねじ部８８によって天板３０Ａ１の側面に埋め込まれており、そのねじ部８８の内部を介して温度センサ８７と制御系８６とが可撓性を有する信号ケーブル９０で連結されている。この際に、ねじ部８８を密閉するようにパッキン部８９が設けられている。
【００７０】
本例では、排出ポンプ部８５から供給される冷媒は、矢印Ａ１に沿って天板３０Ａ１上の配管７７内を流れた後、連結用配管７８を経てＺ・チルト駆動機構に対応した３つの流路に分かれ、それぞれＺ・チルト駆動機構３８Ａ〜３８Ｃの発熱部周囲の配管８０Ａ〜８０Ｃを流れた後合流し、連結用配管８１に至る。その後、冷媒は矢印Ａ２に沿って連結用配管８１から排気配管８２を介して冷媒貯蔵部８３に回収される。この際に、制御系８６では、温度センサ８７で計測されるウエハテーブルＷＴＢの温度が所定の許容範囲内に収まるように、冷媒の温度を設定する。また、配管７７内を流れる冷媒の流量は、図５の電機子ユニット６０内を流れる冷媒の流量に対して方向が逆で、且つ大きさはできるだけ等しくなるように設定される。これ以外の構成は第１の実施形態と同様である。
【００７１】
本例によれば、図５の天板３０Ａ１の底面側の電機子ユニット６０（固定子）のコイルユニット（図３（Ａ）参照）からの放射熱があっても、温度制御された冷媒によって天板３０Ａ１の温度はウエハテーブルＷＴＢの温度に基づいて適宜調整（殆ど上昇しないように）される。その結果、ウエハテーブルＷＴＢ及びウエハＷの温度は安定に維持される。従って、ウエハＷと移動鏡２１Ｘ，２１Ｙとの位置関係も安定に維持されるため、露光後の重ね合わせ精度や解像度等の露光精度も高く維持される。
【００７２】
なお、図６の温度センサ８７は、ウエハテーブルＷＴＢ（又は天板３０Ａ１）の複数箇所に設けてもよい。温度センサ８７は天板３０Ａ１の側面に容易に固定できるため、容易に複数箇所に固定することができる。
また、図６において、冷媒用の配管７７は、天板３０Ａ１の上面ではなく底面に固定することも可能である。更に、天板３０Ａ１を２枚の板を張り合わせる構造として、それらの２枚の板の間（天板３０Ａ１の内部）に配管７７を配置してもよい。
【００７３】
また、上記の実施形態は、本発明をウエハステージ系に適用したものであるが、本発明は、図１の露光装置１０のレチクルステージ系に適用することも可能である。この場合には、例えば図１の不図示のリニアモータ等の駆動装置からの放射熱等の熱によるレチクルステージＲＳＴ（試料台）及びこの上のレチクルＲ（物体）の熱膨張を抑制するために、レチクルステージＲＳＴの底面又は側面に高反射率のコーティングを施すことが考えられる。更に別の対策として、レチクルステージＲＳＴとその駆動装置の発熱部との間に仕切り部材を配置して、この仕切り部材の材料を高熱伝導率とするか、又はその少なくとも一部に高反射率のコーティングを施すことが考えられる。また、その仕切り部材の一部に沿って温度制御された冷媒を流すようにしてもよい。
【００７４】
なお、上記の実施形態の露光装置を用いて半導体デバイスを製造する場合、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、このステップに基づいてレチクルを製造するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した実施形態の投影露光装置によりレチクルのパターンをウエハに露光するステップ、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）、及び検査ステップ等を経て製造される。
【００７５】
また、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共に、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の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。
【００７６】
なお、本発明は、走査露光型の露光装置のステージ系のみならず、一括露光型の露光装置のステージ系や半導体検査装置等のステージ系にも同様に適用することができる。これらの場合の投影光学系の倍率は等倍でもよく、拡大倍率でもよい。更に本発明は、投影光学系を使用しないプロキシミティ方式等の露光装置のステージ系にも適用することができる。また、例えば国際公開第９９／４９５０４号パンフレットなどに開示される液浸型露光装置のステージ系にも本発明を適用することができる。更に、例えば国際公開第９８／２４１１５号、及び第９８／４０７９１号パンフレットなどに開示されるように、露光動作とアライメント動作（マーク検出動作）とをほぼ並行して行うために、前述のウエハステージ系が２つのウエハステージを備える露光装置にも本発明を適用することができる。
【００７７】
これらの場合、ウエハステージ系やレチクルステージ系にリニアモータを用いる場合は、エアーベアリングを用いたエアー浮上型、又は磁気浮上型等の何れの方式で可動ステージを保持してもよい。そして、可動ステージは、ガイドに沿って移動するタイプでもよいし、ガイドを設けないガイドレスタイプであってもよい。更に、ウエハステージ、又はレチクルステージのステップ移動時や走査露光時等の加減速時に発生する反力は、それぞれ例えば米国特許(USP) 第5,528,118 号、又は米国特許(USP) 第6,020,710 号（特開平８−３３０２２号公報）に開示されているように、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。又は、それらの反力は、運動量保存則を適用したカウンターバランス方式で相殺するようにしてもよい。
【００７８】
なお、上記の実施形態の露光装置の用途としては、半導体素子製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子若しくはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装置や、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシン、薄膜磁気ヘッド、又はＤＮＡチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置にも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのレチクルパターンが形成されたレチクル（フォトマスク等）をフォトリソグラフィ工程を用いて製造する際の、露光工程（露光装置）にも適用することができる。
【００７９】
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明によれば、試料台及びそれに保持された物体に対する熱源からの熱の影響を軽減することができる。従って、本発明を露光装置に適用した場合には、重ね合わせ精度等の露光精度を向上できるため、各種デバイスを高精度に量産することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の第１の実施形態の露光装置の概略構成を示す図である。
【図２】（Ａ）は図１のウエハステージＷＳＴ及びＸ軸リニアガイド３４Ｘを示す斜視図、（Ｂ）は図１のウエハステージＷＳＴを示す斜視図である。
【図３】（Ａ）は図２（Ａ）のウエハステージＷＳＴ及びＸ軸リニアガイド３４Ｘを一部を断面として示す側面図、（Ｂ）は図３（Ａ）のＡＡ線に沿う断面図である。
【図４】（Ａ）は本発明の第２の実施形態の天板３０Ａを示す平面図、（Ｂ）はその第２の実施形態のウエハステージ系の要部を示す正面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態のウエハステージ系の要部を示す断面図である。
【図６】図５の天板３０Ａ１及び冷媒の供給装置を示す平面図である。
【符号の説明】
【００８２】
Ｒ…レチクル、ＰＬ…投影光学系、Ｗ…ウエハ、ＷＳＴ…ウエハステージ、ＷＴＢ…ウエハテーブル、３０Ａ，３０Ａ１…天板３０、３２Ｘ…Ｘ可動子、３４Ｘ…Ｘ軸リニアガイド、３６Ｘ…Ｘ軸リニアモータ、６０…電機子ユニット、７１，７３…反射膜、７７…冷媒用の配管、８７…温度センサ、８４…温度制御部
【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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