(57)【要約】【課題】移動体の移動時に発生する静圧流体軸受の動的なすきま変動をほぼゼロにする。【解決手段】静圧流体軸受の可動ガイド２１に対向する軸受面５０には、軸受の外形に比して小径のオリフィスが形成された給気孔５２が設けられている。静圧流体軸受１４，２４内部には、給気孔５２における流れ抵抗を連続的に変化させることができるポペット弁５３、ポペット弁５３を直線駆動するためのアクチュエータ部５５、ポペット弁５３を直線運動するようにガイドするガイド機構５８が設けられており、アクチュエータ部５５には例えば、可動側（ポペット弁５３の基部）にコイル５６、固定側（ポペット弁５３の基部に対向する部位）に永久磁石を配置することにより、高速かつ高精度にポペット弁５３を駆動できる。ポペット弁５３は、コントローラ５１からの指令に基づき駆動される。ポペット弁背圧にはＰｓが供給されている。Ｐｓはポペット弁および軸受すきまにより絞られ、軸受平均圧ｐとなる。【選択図】      図２
2005032818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造体を所定圧力の流体により中立浮上させて非接触で軸支する軸受手段と、
前記構造体を軸支するための流体の圧力を制御する制御手段と、
前記構造体を移動させて目標位置に位置決めする駆動手段とを備え、
前記制御手段は、前記構造体の移動により前記軸受手段に生じる変動成分を打ち消すように前記流体の圧力を制御することを特徴とする位置決め装置。
【請求項２】
前記軸受手段は、互いに隣接して配置される第１及び第２の軸受手段を備え、前記制御手段は、前記構造体の移動により前記第２の軸受手段に生じる変動成分を打ち消すように前記流体の圧力を制御することを特徴とする請求項１に記載の位置決め装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記流体の流れに抵抗を与えて前記軸受手段から噴出する流体の圧力を可変とする絞り手段を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の位置決め装置。
【請求項４】
前記絞り手段は、前記流体が通過する孔の入口を絞る弁を備え、前記制御手段は、当該弁の位置を制御することにより前記流体の流路面積を変化させて当該流体の圧力を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の位置決め装置。
【請求項５】
前記絞り手段は、前記流体が通過する孔の入口を非接触で絞るシャッターを備え、前記制御手段は、当該シャッターの位置を制御することにより前記流体の絞り量を変化させて当該流体の圧力を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の位置決め装置。
【請求項６】
前記シャッターの駆動源として、バイモルフアクチュエータを用いることを特徴とする請求項５に記載の位置決め装置。
【請求項７】
前記シャッターの駆動源として、電磁石を有するアクチュエータを用いることを特徴とする請求項５に記載の位置決め装置。
【請求項８】
前記シャッターの駆動源として、超磁歪素子アクチュエータを用いることを特徴とする請求項５に記載の位置決め装置。
【請求項９】
前記シャッターは、アクチュエータによって当該シャッターの変位を増幅する手段を備えることを特徴とする請求項５に記載の位置決め装置。
【請求項１０】
前記駆動手段は、予め決められた駆動力で前記構造体を移動させることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の位置決め装置。
【請求項１１】
前記予め決められた駆動力は前記制御手段にフィードフォワードされることを特徴とする請求項１０に記載の位置決め装置。
【請求項１２】
前記軸受手段は、前記構造体の移動方向に略直交する面で当該構造体を支持することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の位置決め装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、前記変動成分が生じないときには、前記第２の軸受手段の流体の圧力を略ゼロとすることを特徴とする請求項２乃至１２のいずれか１項に記載の位置決め装置。
【請求項１４】
前記位置決め装置を真空雰囲気に保持されたチャンバ内に配置し、
前記軸受手段から噴出した流体がチャンバ内に放出されないように、当該流体を回収する回収手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の位置決め装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の位置決め装置を備え、当該位置決め装置によって基板または原版あるいはその双方を位置決めすることを特徴とする露光装置。
【請求項１６】
請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の位置決め装置を備え、当該位置決め装置によって対象物に機械加工を施すことを特徴とする加工装置。
【請求項１７】
構造体を所定圧力の流体により中立浮上させて非接触で軸支する静圧軸受であって、
前記構造体を軸支するための流体の圧力を可変とする可変手段と、
前記可変手段により前記流体の圧力を制御する制御手段とを具備することを特徴とする静圧軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種の計測機器や加工機器、あるいは半導体リソグラフィ工程で用いる投影露光装置等においてウエハ等の基板やレチクル等の原版を高速、高精度で移動、位置決めする位置決め装置に関し、特に、真空雰囲気中での使用に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１３は、ウエハ等の基板を高速、高精度で移動、位置決めする静圧軸受パッドを用いた従来の位置決め装置の構成を示し（例えば、特許文献１参照）、２４０は固定ベース、２４２ｘ、２４２ｙはｘ方向及びｙ方向にそれぞれ延伸され固設されたｘ固定ガイド及びｙ固定ガイドである。２３０ｘ、２３０ｙは、それぞれｘ固定ガイド２４２ｘ及びｙ固定ガイド２４２ｙに沿って移動可能なように一方のガイドが他方のガイドに対して上下に交差して段違いに配置されたｘ可動ガイド及びｙ可動ガイドである。そして、各固定ガイド２４２ｘ，２４２ｙが固定子、各可動ガイド２３０ｘ，２３０ｙが可動子となってｘ方向及びｙ方向に駆動可能なリニアモータを構成し、各リニアモータの駆動力により各可動ガイド２３０ｘ，２３０ｙはそれぞれ一軸方向に滑らかに移動する。ｘ可動ガイド２３０ｘとｙ可動ガイド２３０ｙとが交差する部分にはｘｙステージ２２０が配置されており、ｘｙステージ２２０は拘束型静圧流体軸受２１４を介してｘ可動ガイド２３０ｘからｘ方向への駆動力、ｙ可動ガイド２３０ｙからｙ方向への駆動力がそれぞれ伝達されることによってｘｙ平面内において位置決め可能となる。拘束型静圧流体軸受には供給圧制御手段２５０より圧縮気体（例えば、空気）その他の圧縮流体が供給される。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６２−２４９２９号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術における静圧流体軸受への供給圧制御では以下の解決されない問題点がある。即ち、
移動体であるｘｙステージの質量をｍ、加速度をαとすると、駆動時、拘束型静圧流体軸受には動的負荷ｆ＝ｍαがかかり、拘束型静圧流体軸受の剛性ｋをどんなに高めようともｆ＝ｋδの動的なすきま変動δが生じる。その結果、静圧流体軸受の狭いすきまが食われてしまう（確保できない）ことになる。そして、流体供給圧をいかに高速に制御しても、供給側にはホースを含めた気体が多量に存在し、その圧縮性により軸受内の圧力は高速には応答しないため、制御性を向上させることが難しい。
【０００４】
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、移動体の移動時に発生する静圧流体軸受の動的なすきま変動をほぼゼロにできる技術の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段および作用】
上述の課題を解決し、目的を達成するための、本発明の各態様を以下に列挙する。
【０００６】
［態様１］
構造体を所定圧力の流体により中立浮上させて非接触で軸支する軸受手段と、前記構造体を軸支するための流体の圧力を制御する制御手段と、前記構造体を移動させて目標位置に位置決めする駆動手段とを備え、前記制御手段は、前記構造体の移動により前記軸受手段に生じる変動成分を打ち消すように前記流体の圧力を制御することを特徴とする。
【０００７】
［態様２］
上記態様１において、前記軸受手段は、互いに隣接して配置される第１及び第２の軸受手段を備え、前記制御手段は、前記構造体の移動により前記第２の軸受手段に生じる変動成分を打ち消すように前記流体の圧力を制御することを特徴とする。
【０００８】
［態様３］
上記態様１又は２において、前記制御手段は、前記流体の流れに抵抗を与えて前記軸受手段から噴出する流体の圧力を可変とする絞り手段を更に備えることを特徴とする。
【０００９】
［態様４］
上記態様１から３のいずれかにおいて、前記絞り手段は、前記流体が通過する孔の入口を絞る弁を備え、前記制御手段は、当該弁の位置を制御することにより前記流体の流路面積を変化させて当該流体の圧力を制御することを特徴とする。
【００１０】
［態様５］
上記態様１から３のいずれかにおいて、前記絞り手段は、前記流体が通過する孔の入口を非接触で絞るシャッターを備え、前記制御手段は、当該シャッターの位置を制御することにより前記流体の絞り量を変化させて当該流体の圧力を制御することを特徴とする。
【００１１】
［態様６］
上記態様５において、前記シャッターの駆動源として、バイモルフアクチュエータを用いることを特徴とする。
【００１２】
［態様７］
上記態様５において、前記シャッターの駆動源として、電磁石を有するアクチュエータを用いることを特徴とする。
【００１３】
［態様８］
上記態様５において、前記シャッターの駆動源として、超磁歪素子アクチュエータを用いることを特徴とする。
【００１４】
［態様９］
上記態様５において、前記シャッターは、アクチュエータによって当該シャッターの変位を増幅する手段を備えることを特徴とする。
【００１５】
［態様１０］
上記態様１から９のいずれかにおいて、前記駆動手段は、予め決められた駆動力で前記構造体を移動させることを特徴とする。
【００１６】
［態様１１］
上記態様１０において、前記予め決められた駆動力は前記制御手段にフィードフォワードされることを特徴とする。
【００１７】
［態様１２］
上記態様１から９のいずれかにおいて、前記軸受手段は、前記構造体の移動方向に略直交する面で当該構造体を支持することを特徴とする。
【００１８】
［態様１３］
上記態様２から１２のいずれかにおいて、前記制御手段は、前記変動成分が生じないときには、前記第２の軸受手段の流体の圧力を略ゼロとすることを特徴とする。
【００１９】
［態様１４］
上記態様１から１３のいずれかにおいて、前記位置決め装置を真空雰囲気に保持されたチャンバ内に配置し、前記軸受手段から噴出した流体がチャンバ内に放出されないように、当該流体を回収する回収手段を更に備えることを特徴とする。
【００２０】
［態様１５］
上記態様１から１４のいずれかの位置決め装置を備え、当該位置決め装置によって基板または原版あるいはその双方を位置決めすることを特徴とする露光装置。
【００２１】
［態様１６］
上記態様１から１４のいずれかの位置決め装置を備え、当該位置決め装置によって対象物に機械加工を施すことを特徴とする加工装置。
【００２２】
［態様１７］
構造体を所定圧力の流体により中立浮上させて非接触で軸支する静圧軸受であって、前記構造体を軸支するための流体の圧力を可変とする可変手段と、前記可変手段により前記流体の圧力を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
［第１の実施形態］
図１は本発明に係る第１の実施形態の位置決め装置の構成例を示し、本実施形態として例示する位置決め装置は、各種の計測機器や加工機器、あるいは半導体リソグラフィ工程で用いる投影露光装置等に搭載されて、ウエハ等の基板やレチクル等の原版を高速、高精度で移動、位置決めする。
【００２５】
上記位置決め装置は、ウエハステージ１０、ｘステージ２０、ｙステージ３０および固定ベース４０を備える。また、ウエハステージ１０は、ウエハ３、ｘｙ位置計測ミラー２ｘ，２ｙ、およびそれらを保持している天板１を有する。ｘｙ位置計測ミラー２ｘ，２ｙは、レーザビーム５ｘ、５ｙが照射される反射面を有しており、この反射面で反射したレーザビームをレーザ干渉計で計測することによって、ある基準に対する天板１のｘｙ方向の距離変動を正確に測定することができる。相対距離の変動が絶対あってはならないウエハ３、各計測ミラー２ｘ，２ｙを保持する天板１の材質としては高剛性かつ線膨張係数の小さいもの、例えばＳｉＣなどのセラミクスを適用することが望ましい。
【００２６】
ｘステージ２０は、ｘ天板１１、ｘ側板１２、ｘ底板１３より構成される。本構造体の材質として、安価で軽量なアルミ等の適用も可能である。
【００２７】
図１において、ウエハステージ１０は、ｘステージ２０のｘ天板１１上に例えば、特開平７−１１１２３８号公報に開示されているような支持手段により搭載される。ウエハステージ１０は、リニアモータ６ｘ，６ｙを制御することによって駆動力がｘ方向、ｙ方向およびｚ軸周りの回転方向に付与され、レーザ干渉計による計測結果（出力信号）に基づいて、ｘ方向、ｙ方向およびｚ軸周りの回転方向に位置決めされる。リニアモータ６ｘ，６ｙにより、ｘステージ２０のｘｙ方向の挙動はウエハステージ１０には伝達されない。したがって、ｘステージ２０およびｙステージ３０に用いられている静圧流体軸受は負荷にさえ耐えられればよく、剛性あるいは減衰性能は従来に比し、小さくてもかまわない。
【００２８】
ｙステージ３０は、側面にガイド面を有する可動ガイド２１、ｙスライダ２２Ｒ，２２Ｌを備える。本構造体の材質にも、アルミ等の適用は可能である。
【００２９】
固定ベース４０は、各ステージの下面を支持するｚガイド４１およびｙステージをｘ方向に支持するヨーガイド４２より構成される。
【００３０】
ｙステージ３０は、ｘ方向に関して瞬間圧力増減機能を有するｙ横静圧流体軸受２４を介してヨーガイド４２に、ｚ方向に関してｙ底静圧流体軸受２５を介してｚガイド４１に支持され、ｙ方向になめらかに動くことができる。また、ｘステージ２０はｙ方向に関して、瞬間圧力増減機能を有するｘ横静圧流体軸受１４を介して可動ガイド２１に、ｚ方向に関してｘ底静圧流体軸受１５を介してｚガイド４１に支持され、ｘ方向には可動ガイド２１に沿って、ｙ方向にはｙステージ３０と共になめらかに動くことができる。静圧流体軸受パッドの形態をとったｙ横静圧流体軸受２４はｙスライダ２２Ｌ横に、ｙ底静圧流体軸受２５はｙスライダ２２Ｒ、２２Ｌ下面に固定されている。同様にｘ横静圧流体軸受１４はｘ側板に、ｘ底静圧流体軸受１５はｘ底板１３の下面に固定されている。
【００３１】
ｘ横静圧流体軸受１４は、可動ガイド２１を両側からはさみこんだ拘束型構成になっており、またｙ横静圧流体軸受２４は永久磁石等吸引力を発生するような与圧手段２６を併設した単純浮上型構成になっている。
【００３２】
つまり、ｘ横静圧流体軸受１４とｙ横静圧流体軸受２４は、構造体としてのｘステージ２０及びｙステージ３０の移動方向に略直交する面で当該構造体を支持する。
【００３３】
図２は本実施形態の位置決め装置に搭載されている瞬間圧力増減機能を有するｘ横静圧流体軸受１４，２４の詳細構成を示すｘｙ平面に沿う断面図である。
【００３４】
本実施形態の静圧流体軸受は、可変式の絞り機構を用いて、瞬間的に圧力増減機能を実現している。可動ガイド２１に対向する軸受面５０には、軸受の外形に比して小径のオリフィスが形成された給気孔５２が設けられている。静圧流体軸受１４，２４内部には、給気孔５２における流れ抵抗を連続的に変化させることができるポペット弁５３、ポペット弁５３を直線駆動するためのアクチュエータ部５５、ポペット弁５３を直線運動するようにガイドするガイド機構５８が設けられており、アクチュエータ部５５には例えば、可動側（ポペット弁５３の基部）にコイル５６、固定側（ポペット弁５３の基部に対向する部位）に永久磁石を配置することにより、高速かつ高精度にポペット弁５３を駆動できる。ポペット弁５３は、コントローラ５１からの指令に基づき駆動される。ポペット弁背圧にはＰｓが供給されている。Ｐｓはポペット弁および軸受すきまにより絞られ、軸受平均圧ｐとなる。
【００３５】
次に、負荷を受ける静圧流体軸受について、図３を参照して説明する。
【００３６】
先ず、図３（ａ）を参照してウエハステージ（１０）をｘ方向に駆動するときについてを説明すると、ｘ方向への駆動時には、ウエハステージ（１０）およびｘステージ２０の合計質量に駆動加速度をかけ合わせた駆動力ｆｘの反力がｙステージ３０に生じ、ｙ横静圧流体軸受２４に負荷としてかかる。このとき、ｙ横静圧流体軸受２４はこのｆｘに対して、十分に余裕があることが望ましい。
【００３７】
次に、図３（ｂ）を参照してウエハステージ１０をｙ方向に駆動するときについてを説明すると、ｙ方向への駆動時には、同様にウエハステージ（１０）およびｘステージ２０の合計質量に駆動加速度をかけ合わせた駆動力ｆｙが、ｘ横静圧流体軸受１４に負荷としてかかる。このとき、ｘ横静圧流体軸受１４はこのｆｙに対して、十分に余裕があることが望ましい。
【００３８】
ｙ底静圧流体軸受２５およびｘ底静圧流体軸受（１５）には、上記のような大きな並進力が作用することはなく、駆動力とステージ重心をかけ合わせたモーメント力が作用する場合があるが、各静圧流体軸受にかかる負荷は、前述したものより小さいことが期待される。
【００３９】
そして、ポペット弁（５３）を駆動制御することにより、背圧Ｐｓ、および軸受すきまを変えなくても軸受平均圧ｐを変化させることができる。この様子を図４のタイミングチャートを参照して説明する。
【００４０】
ウエハステージをｙ方向に駆動する際、その速度波形は図４（ａ）、必要な駆動力波形は図４（ｂ）に示すようになる。一般的な静圧流体軸受や従来例に示したような背圧制御の静圧流体軸受では、すきま変動は図４（ｄ）の破線のように大きく変動するが、本発明に係る実施形態のｘ横静圧流体軸受１４では、軸受すきまをつぶすような方向に負荷が作用した時は、ポペット弁５３を給気孔５２が広がる方向に駆動することにより、軸受平均圧ｐを増大させる。また、軸受すきまが開く方向に負荷が作用した時は、ポペット弁５３を給気孔５２が狭まる方向に駆動することにより、軸受平均圧ｐを減少させる。結果として、軸受のすきま変動は図４（ｄ）の実線のようにほとんど変化をしないことになる。
【００４１】
また、万一のガイドとの接触の場合に備えて、軸受面５０の材料は例えばカーボンなどの自己潤滑型を用いることも可能である。
【００４２】
なお、上記構造体としてのｘステージ２０及びｙステージ３０の駆動に際しては、予め決められた駆動力を制御手段にフィードフォワードすることにより駆動されるのが望ましい。
【００４３】
［第２の実施形態］
図５は第２の実施形態のｘ横静圧流体軸受の詳細構成を示すｘｙ平面に沿う断面図である。
【００４４】
第１の実施形態では、瞬間圧力増減機能を有する静圧流体軸受を常に動作させているが、図５に示すように常時動作する従来の静圧流体軸受１４’と瞬間圧力増減機能を有する静圧流体軸受１４（２４）を併設させることは可能である。移動体であるｘステージ２０に駆動力が作用しないとき（静止時、等速時）には瞬間圧力増減機能を有する静圧流体軸受１４（２４）の内圧をほぼゼロにしておき、従来の静圧流体軸受１４’でのみ支持しておき、駆動力が作用したときのみ、瞬間圧力増減機能を有する静圧流体軸受１４（２４）を片側づつ作用させる。
【００４５】
これにより、例えば、従来の静圧流体軸受１４’に多孔質絞りを用いることにより、装置に必要な流量を低減できる。
【００４６】
［第３の実施形態］
次に、本実施形態の位置決め装置を真空雰囲気内で使用する場合について図６、７を参照して説明する。なお、図６は位置決め装置を真空雰囲気内で使用する場合の他、第１の実施形態とは異なるステージをも示している。
【００４７】
位置決め装置であるステージは真空状態に維持されるチャンバ１００内に配置される。ステージはｘｙ平面を可動するセンタスライダ１２０、ｘ方向にのみ可動するｘスライダ１３０ｘ、ｙ方向にのみ可動するｙスライダ１３０ｙを備える。ｘスライダ１３０ｘは一対の静圧流体軸受１２４ｘによりｙ方向およびｚ方向に支持されている。ｙスライダ１３０ｙは一対の静圧流体軸受１２４ｙによりｘ方向およびｚ方向に支持されている。センタスライダ１２０は、ｘスライダ１３０ｘ、ｙスライダ側面１２１ｘ，１２１ｙを基準として静圧流体軸受１１４ｘ、１１４ｙを介して支持されている。上記構成において、センタスライダ１２０のｘもしくはｙ方向への移動時に生じる駆動力は、静圧流体軸受１１４ｘ、１１４ｙに大きく作用し、ｘスライダ１３０ｘ、ｙスライダ１３０ｙを支持する静圧流体軸受１２４ｘ、１２４ｙにはほとんど生じない。したがって、瞬間圧力増減機能を有する静圧流体軸受は１１４ｘ、１１４ｙのみの適用で問題ない。真空対策については、静圧流体軸受１１４ｘの両側近傍に、図７に示すような溝が形成されたラビリンス機構１８０およびこれら溝から外部に連通する排気孔１８１を設けて自己回収させることにより実現できる。静圧流体軸受１１４ｘから噴出される圧縮流体は、ラビリンス機構１８０、排気孔１８１より回収され、外部（チャンバ１００内部）に流体をもらすことはなくなる。
【００４８】
［第４の実施形態］
図８は第４の実施形態のｘ横静圧流体軸受の詳細構成を示すｘｚ平面から見た図（ａ）、ｘｙ平面に沿う断面図（ｂ）、及び軸受すきまｈ内の圧力分布を示す図（ｃ）である。
【００４９】
第４の実施形態のｘ横静圧流体軸受１４が可動ガイド２１を両側からはさみこんだ拘束型構成、ｙ横静圧流体軸受２４が永久磁石等吸引力を発生するような与圧手段２６を併設した単純浮上型構成になっている点は、上記各実施形態と同様であるが、非接触の可変式の絞り機構を用いて瞬間的に圧力を増減する機能を実現している点で異なっている。
【００５０】
静圧流体軸受１４，２４内部には、給気孔６２における流れ抵抗を連続的に変化させることができるシャッター６５と、当該シャッター６５を駆動するためのアクチュエータ部（不図示）とが設けられている。
【００５１】
図８（ｃ）はシャッター６５を開閉した場合の軸受すきまｈ内の圧力分布を示し、シャッター６５を閉じたときには、圧縮流体はシャッター隙間ｈｓを通って給気孔６２に流れ、さらに給気孔６２から軸受隙間ｈに流れ、最後には軸受隙間ｈから周囲雰囲気内に排出される。一方、シャッター６５を開けたときには、圧縮流体は直接給気口６５に流れ、この給気口６５から吸気孔６２を通って軸受隙間ｈへ、さらに周囲雰囲気内に排出される。軸受の負荷容量は軸受隙間ｈ内の圧力分布を軸受面積に対し積分することにより得られる。上記説明から明らかなように、図８の仕組みではシャッター６５の開閉度を変えることによって軸受の負荷容量を連続的に変えることが可能である。
【００５２】
図９はシャッター６５のアクチュエータ部としてバイモルフアクチュエータを適用した場合の静圧流体軸受の構成例を示している。図９（ａ）に示すように、バイモルフアクチュエータ６５ａの先端にはチップ６５ｂが付いており、このチップ６５ｂと真下にある軸受の給気孔６２とは微小な間隔を維持している。この微小な間隔は１μｍから５０μｍ以内に管理することが望ましい。この間隔を広くしすぎるとバイモルフアクチュエータ６５ａとチップ６５ｂからなるシャッター６５を開閉しても流量の変化による軸受隙間内の圧力変化が小さすぎるか、或いは得られないからである。
【００５３】
図９（ｂ）は、バイモルフアクチュエータ６５ａを駆動したときの先端部（チップ部６５ｂ）の動きを示している。バイモルフアクチュエータ６５ａのリード線６５ｃに適切な電圧を印加することにより、この先端部（チップ部６５ｂ）は図９（ｂ）の矢印に示すように揺動し、真下にある給気孔６２への圧縮流体の流れを制限したり、制限しなかったりできる。
【００５４】
図１０はアクチュエータ部として電磁石を用いた場合の構成例を示し、電磁石７１の吸引面７２をフレキシブルな板ばね７３で支持すると共に、軸受の給気孔６２への圧縮流体の流れを制限するシャッター６５を配置している。電磁石７１に流す電流を制御することによって、シャッター６５を図４の矢印に示す方向に移動させ、給気孔６２への流量を制御できる。
【００５５】
図１１は変位増幅機構８０を用いた場合のシャッターの構成例を示し、シャッター６５を成す片持ち梁は一端が固定用穴８２に固定された固定端とされ、もう一方の端部（図１１の左端）は給気孔６２の真上に配置されている。そして、固定端に近い方にアクチュエータ部８１を配置し、アクチュエータ部８１を駆動することにより生じた微小の変位が図１１の左端で増幅、拡大され、所望の移動量が得られる仕組みである。ここで、アクチュエータ部８１としては圧電素子アクチュエータでも良いし、超磁歪アクチュエータでもよい。
【００５６】
なお、図９から図１１までの例は図８に示す非接触型可変絞りの原理を用いたほんの一例であり、本発明は図９乃至図１１のいずれかの構成に限定されるものではない。また、軸受面に複数の給気孔が存在する場合でも、それぞれの給気孔について図８に示す可変絞り原理を適用すればよい。
【００５７】
また、上記非接触の可変式の絞り機構のシャッターを駆動することにより、図４の第１の実施形態と同様に軸受すきま変動を抑制できることは言うまでもない。
【００５８】
更に、図５に示す第２の実施形態のように、常時動作する従来の静圧流体軸受１４’と瞬間圧力増減機能を有する静圧流体軸受１４（２４）を併設させることも可能であり、従来の静圧流体軸受１４’に多孔質絞りを用いることにより、装置に必要な流量を低減できる。
【００５９】
また、図６，７に示す第３の実施形態のように、位置決め装置を真空雰囲気内で使用する場合のステージにも適用可能であり、真空対策については、第４の実施形態の静圧流体軸受の両側近傍に、図７に示すような溝が形成されたラビリンス機構１８０およびこれら溝から外部に連通する排気孔１８１を設けて自己回収させることにより実現できる。静圧流体軸受から噴出される圧縮流体は、ラビリンス機構１８０、排気孔１８１より回収され、外部（チャンバ１００内部）に空気をもらすことはなくなる。
【００６０】
上記実施形態によれば、第１から第３の実施形態の効果に加えて、静圧流体軸受の内圧を非接触の可変式絞り機構を用いて高速に制御できるため、構造体の移動時に静圧流体軸受に生じる変動力を打ち消し、静圧気体軸受の動的なすきま変動をほぼゼロにすることができ、且つ非接触で絞り抵抗を変えるため、駆動部の磨耗によるごみが生じず、クリーンな環境に好適である。
【００６１】
［露光装置］
図１２は、本実施形態の位置決め装置を搭載する露光装置を示し、ステージ定盤９２がマウント９０を介して床又は基盤９１上に保持されている。センタステージ上には、ウエハ等の基板を保持し且つ投影光学系９７の光軸と直交するｘｙ平面上で移動可能なウエハステージ９３が搭載され、レーザ干渉計１００によりウエハステージ９３の位置と姿勢が計測される。
【００６２】
また、鏡筒定盤９６には、回路パターンが描画されたレチクル（原版）をＸＹ平面上で移動可能に保持するレチクルステージ９５がレチクルステージ定盤９４を介して保持されている。レチクルステージ定盤９４は、ダンパ９８を介して床・基盤９１上に保持されている。また、レチクルに照明光を与える照明光学系９９が設けられ、照射されたレチクルの描画パターンの一部を投影光学系９７を介してウエハに転写する。
【００６３】
上記構成において、ウエハステージ９３及びレチクルステージ９５によって基板または原版あるいはその双方を位置決めし、投影露光する。
【００６４】
なお、上記位置決め装置は、露光装置の他に計測機器や加工機器など、真空雰囲気中おいて対象物を高速、高精度で移動、位置決めするものに好適である。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、静圧流体軸受の内圧を高速に制御できるため、構造体の移動時に静圧流体軸受に生じる変動力を打ち消し、静圧流体軸受の動的なすきま変動をほぼゼロにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施形態の位置決め装置の構成例を示す斜視図である。
【図２】本実施形態の位置決め装置に搭載されている静圧流体軸受の詳細構成を示す断面図である。
【図３】静圧流体軸受に対する負荷を説明する図である。
【図４】負荷を受けた場合の静圧流体軸受の軸受すきま変動の様子を示すタイミングチャートである。
【図５】第２の実施形態の静圧流体軸受の詳細構成を示す断面図である。
【図６】第３の実施形態として、位置決め装置を真空雰囲気内で使用する場合の構成を示す斜視図である。
【図７】第３の実施形態として、位置決め装置を真空雰囲気内で使用する場合の構成を示す斜視図である。
【図８】第４の実施形態の静圧流体軸受の詳細構成を示すｘｚ平面から見た図（ａ）、ｘｙ平面に沿う断面図（ｂ）、及び軸受すきまｈ内の圧力分布を示す図（ｃ）である。
【図９】シャッター６５のアクチュエータ部としてバイモルフアクチュエータを適用した場合の静圧流体軸受の構成例を示す図である。
【図１０】アクチュエータ部として電磁石を用いた場合の構成例を示す図である。
【図１１】変位増幅機構８０を用いた場合のシャッターの構成例を示す図である。
【図１２】本実施形態の位置決め装置を搭載する露光装置を示す図である。
【図１３】従来の位置決め装置の構成例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  天板
２  ｘｙ位置計測ミラー
３  ウエハ
６  ｘｙリニアモータ
１０  ウエハステージ
１４、２４  瞬間圧力増減機能を有する静圧流体軸受
１５，２５  静圧流体軸受
２０  ｘステージ
３０  ｙステージ
４０  固定ベース
５１  コントローラ
５２  給気孔
５３  ポペット弁
５５  アクチュエータ部
６５  シャッター
７１  電磁石
８０  変位増幅機構
１００  真空チャンバ
１８０  ラビリンス機構
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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