(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方のホルダに接続された第１の移動子、及び他方のホルダに接続された第２の移動子に対して一部が非接触で対向可能、且つ前記第１の移動子と対向するときには前記一方のホルダを駆動し、前記第２の移動子と対向するときには前記他方のホルダを駆動する固定子を用いて前記一方及び他方のホルダを駆動しつつ、該一方及び他方のホルダにそれぞれ保持された基板に対して露光処理を交互に行う露光方法であって、
前記第１の移動子と前記固定子とを含む第１のモータで前記一方のホルダを所定の方向に移動させる工程と：
所定の露光光学系を介して前記一方のホルダ上の基板に露光動作を行う工程と；
前記第２の移動子と前記固定子とを含む第２のモータで前記他方のホルダを前記所定の方向に移動させる工程と；
前記露光光学系を介して前記他方のホルダ上の基板に露光動作を行う工程と：
前記一方のホルダ上の基板に露光動作を行った後に前記他方のホルダ上の基板に露光動作を行う際に、露光動作を終了した基板が保持されたホルダを、次に露光動作が行われる基板が保持されたホルダの下方に一時的に位置させる工程と；を含む露光方法。
【請求項２】
請求項１に記載の露光方法において、
前記一方のホルダに保持された基板に露光動作を行った後に前記他方のホルダに保持された基板に露光動作を行う際に、前記他方のホルダに固定された基板に形成されたマークを検出してから前記露光処理が行われる位置に前記他方のホルダを配置する露光方法。
【請求項３】
請求項２に記載の露光方法において、
前記露光動作時及び前記マークの検出時には、前記ホルダが設けられているステージを所定面上でそれぞれ駆動する露光方法。
【請求項４】
請求項３に記載の露光方法において、
固定子と移動子とを有し、前記２つのホルダが各々設けられている各ステージを前記所定面上で駆動する駆動装置を設け、前記固定子を両ステージの駆動装置の間で共通に用いる露光方法。
【請求項５】
請求項４に記載の露光方法において、
前記位置させる工程では、前記一方のホルダは、該一方のホルダが設けられたステージとともに、前記他方のホルダ及び該他方のホルダが設けられたステージの下方に一時的に位置させる露光方法。
【請求項６】
一方のホルダに接続された第１の移動子、及び他方のホルダに接続された第２の移動子に対して一部が非接触で対向可能、且つ前記第１の移動子と対向するときには前記一方のホルダを駆動し、前記第２の移動子と対向するときには前記他方のホルダを駆動する固定子を用いて前記一方及び他方のホルダを駆動しつつ、該一方及び他方のホルダにそれぞれ保持された基板に対して露光処理を交互に行う露光方法であって、
前記一方のホルダ上の基板に形成されたマークをマーク検出系で検出する工程と：
前記第１の移動子と前記固定子とを含む第１のモータで前記一方のホルダを所定の方向に移動させる工程と：
所定の露光光学系を介して前記一方のホルダ上の基板に露光動作を行う工程と；
前記第２の移動子と前記固定子とを含む第２のモータで前記他方のホルダを前記所定の方向に移動させる工程と；
前記他方のホルダ上の基板に形成されたマークを前記マーク検出系で検出する工程と：
前記露光光学系を介して前記他方のホルダ上の基板に露光動作を行う工程と：
一方のホルダ上の基板に露光動作を行った後に前記他方のホルダ上の基板に露光動作を行う際に、露光動作を終了した基板が保持されたホルダを、前記マーク検出系による検出動作を終えた基板が保持されたホルダの下方に一時的に位置させる工程と；を含む露光方法。
【請求項７】
リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、
前記リソグラフィ工程で、請求項１〜６のいずれか一項に記載の露光方法を用いて露光を行うことを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項８】
２つのホルダに保持された基板に対して露光処理を交互に行う露光装置であって、
所定の第１位置の近傍に位置する前記各ホルダ上の基板を露光する露光光学系と；
一方のホルダに接続された第１の移動子と、該第１の移動子と非接触な固定子とを含む第１のモータで前記一方のホルダを所定の方向に移動させるとともに、他方のホルダに接続された第２の移動子と、該第２の移動子と非接触な前記固定子とを含む第２のモータで前記他方のホルダを前記所定の方向に移動させ、且つ前記固定子の一部は、前記第１の移動子と前記第２の移動子に対して対向可能であって、前記第１の移動子と対向するときには前記一方のホルダを駆動し、前記第２の移動子と対向するときには前記他方のホルダを駆動する駆動系と；
前記第１位置とは異なる第２位置の近傍に位置する前記各ホルダ上の基板に形成されたマークを検出するマーク検出系と；
前記露光光学系による露光動作を終えた基板が保持されたホルダが、前記マーク検出系による検出動作を終えた基板が保持されたホルダの下方に一時的に位置するような手順で、前記両ホルダを交換する交換装置と；を有する露光装置。
【請求項９】
請求項８に記載の露光装置において、
前記交換装置は、前記ホルダを上下動させる上下動機構を含む露光装置。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の露光装置において、
前記ホルダを有し所定面上で移動可能なステージをさらに有する露光装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の露光装置において、
固定子と移動子とを有し、前記２つのホルダが各々設けられた各ステージを前記所定面上で駆動する駆動装置をさらに有し、
前記固定子は両ステージの駆動装置で共通である露光装置。
【請求項１２】
２つのホルダに保持された基板に対して露光処理を交互に行う露光装置であって、
搬送装置からロードされた基板を保持して所定面上を移動可能な２つのホルダと、
前記各ホルダ上の基板を露光する露光光学系と、
一方のホルダに接続された第１の移動子と、該第１の移動子と非接触な固定子とを含む第１のモータで前記一方のホルダを所定の方向に移動させるとともに、他方のホルダに接続された第２の移動子と、該第２の移動子と非接触な前記固定子とを含む第２のモータで前記他方のホルダを前記所定の方向に移動させ、且つ前記固定子の一部は、前記第１の移動子と前記第２の移動子に対して対向可能であって、前記第１の移動子と対向するときには前記一方のホルダを駆動し、前記第２の移動子と対向するときには前記他方のホルダを駆動する駆動系と；
前記ホルダに対して基板のロードが行われる位置から前記露光光学系により前記露光処理が行われる位置に該ホルダが移動する経路上に配置され、前記露光処理が終了した基板を保持した一方のホルダと次に前記露光処理を行う基板を保持した他方のホルダとを、前記所定面と直交する方向に関して互いに上下の関係となるような手順で入れ替える交換装置と、を有する露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法に係り、更に詳しくは、２つのホルダにそれぞれ保持された基板に対する露光処理を交互に行う露光方法及び露光装置、並びに前記露光方法を用いて露光を行うデバイス製造方法に関する。
【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製造するに際し、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（スキャナとも呼ばれる））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】
例えば、半導体素子の製造に用いられる投影露光装置では、ウエハステージ上のウエハを交換するウエハ交換工程、ウエハ上の各ショット領域の位置を正確に求めるためのウエハアライメント工程、及びそのウエハアライメントの結果に基づいてウエハステージの位置を制御してウエハ上の各ショット領域にレチクル（又はマスク）に形成されたパターンを転写する露光工程の３つの工程の処理が、１つのウエハステージを用いて順次繰り返し行われている。
【０００４】
ところで、露光装置は半導体素子等の量産に用いられるものであることから、スループットの向上は、露光精度の向上とともに、最重要課題の一つであり、現実に露光装置に対するスループット向上の要求はとどまることがない。
【０００５】
そこで、近年では、スループットを更に向上させようとの観点から、ウエハステージを２つ設け、この２つのウエハステージを用いて、例えばウエハ交換動作及びアライメント動作と、露光動作とを並行して行うツインウエハステージタイプの露光装置も種々提案されている（例えば特許文献１、特許文献２参照）。
【０００６】
確かに、特許文献１に記載の露光装置によると、２つのウエハステージ上の前述した同時並行処理により、スループットを格段向上させることができる。しかしながら、この特許文献１に記載の露光装置では、アライメントセンサを有するウエハアライメント系が投影光学系の一側と他側に配置され、それぞれのアライメントセンサを用いてウエハのアライメントが交互に行われるため、アライメント結果に誤差が極力生じないようにする必要がある。このための対策として、２つのウエハアライメント系それぞれについてアライメントセンサ起因の計測誤差を事前計測し、その計測結果に基づいてウエハアライメント結果を補正する作業が必要となり、結果的に、上記のアライメントセンサ起因の計測誤差の事前計測作業がスループットを低下させる要因となり兼ねない。また、この場合２つのウエハアライメント系のアライメントセンサ相互間に計測誤差が全く生じないような調整は困難である。
【０００７】
一方、特許文献２に記載の装置では、特性化ユニット（ウエハアライメント系に相当）が１つ設けられているのみなので、上述のアライメントセンサ起因の計測誤差の事前計測を行うにしても、１つの特性化ユニットについてのみ事前計測を行えば良いので、スループット低下は殆ど生じない。しかしながら、この特許文献２に記載の装置では、特性化ユニットが１つであるが故に、２つの基材ホルダのそれぞれを、その特性化ユニット下方に位置させるため、それら２つの基材ホルダを入れ替える必要がある。その入れ替えの方法として、上記特許文献２に記載の装置では、各基材ホルダを、２つのリニアＸモータ（Ｘ軸リニアモータ）の第１部分（固定子）に沿って移動する第２部分（可動子に相当）にそれぞれ設けられた継手部材と、２つの基材ホルダにそれぞれ設けられた継手部材との結合（機械的又は電子機械的結合）により、持ち替える方式が採用されている。すなわち、各基材ホルダ（ウエハステージ）をリニアＸモータの可動子に接続するためのリジッドな接続機構が採用されている。このため、上記特許文献２に記載の装置にあっては、基材ホルダの入れ替えの際に、機械的につかむという不確実性を伴う動作が含まれ、その動作に時間が掛かるとともに、その動作を確実に行うためには、基材ホルダとリニアＸモータの第２部分とを正確に位置合わせしなければならないという不都合があった。また、継手部材同士の結合の際の衝撃により基材ホルダ上の基材（ウエハ等）が位置ずれする可能性もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−１６３０９８号公報
【特許文献２】特表２０００−５１１７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上述したような事情を鑑みてなされたもので、その第１の目的は、特に、２つのホルダ上の基板に対する露光処理を交互に行う露光処理工程において、露光精度を低下させることなく、スループットの向上を図ることが可能な露光方法及び露光装置を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の第２の目的は、マイクロデバイスの生産性を向上させることが可能なデバイス製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は第１の観点からすると、一方のホルダに接続された第１の移動子、及び他方のホルダに接続された第２の移動子に対して一部が非接触で対向可能、且つ前記第１の移動子と対向するときには前記一方のホルダを駆動し、前記第２の移動子と対向するときには前記他方のホルダを駆動する固定子を用いて前記一方及び他方のホルダを駆動しつつ、該一方及び他方のホルダにそれぞれ保持された基板に対して露光処理を交互に行う露光方法であって、前記第１の移動子と前記固定子とを含む第１のモータで前記一方のホルダを所定の方向に移動させる工程と：所定の露光光学系を介して前記一方のホルダ上の基板に露光動作を行う工程と；前記第２の移動子と前記固定子とを含む第２のモータで前記他方のホルダを前記所定の方向に移動させる工程と；前記露光光学系を介して前記他方のホルダ上の基板に露光動作を行う工程と：前記一方のホルダ上の基板に露光動作を行った後に前記他方のホルダ上の基板に露光動作を行う際に、露光動作を終了した基板が保持されたホルダを、次に露光動作が行われる基板が保持されたホルダの下方に一時的に位置させる工程と；を含む第１の露光方法である。
【００１２】
これによれば、露光動作を終了した基板を保持するホルダを、次に露光動作が行われる基板を保持するホルダの下方に一時的に位置させるので、例えば、一方のホルダに保持された基板に対する露光動作と並行して、他方のホルダを一方のホルダの下方に一時的に位置させる手順に従った両ホルダの入れ替え動作（交換動作）を行うことができる。従って、一方のホルダ上の基板に対する露光動作が終了した時点から両ホルダの入れ替え動作が開始される場合に比べて、両ホルダの入れ替えを短時間で行うことができ、スループットの向上を図ることが可能となる。
【００１３】
本発明は、第２の観点からすると、一方のホルダに接続された第１の移動子、及び他方のホルダに接続された第２の移動子に対して一部が非接触で対向可能、且つ前記第１の移動子と対向するときには前記一方のホルダを駆動し、前記第２の移動子と対向するときには前記他方のホルダを駆動する固定子を用いて前記一方及び他方のホルダを駆動しつつ、該一方及び他方のホルダにそれぞれ保持された基板に対して露光処理を交互に行う露光方法であって、前記一方のホルダ上の基板に形成されたマークをマーク検出系で検出する工程と：前記第１の移動子と前記固定子とを含む第１のモータで前記一方のホルダを所定の方向に移動させる工程と：所定の露光光学系を介して前記一方のホルダ上の基板に露光動作を行う工程と；前記第２の移動子と前記固定子とを含む第２のモータで前記他方のホルダを前記所定の方向に移動させる工程と；前記他方のホルダ上の基板に形成されたマークを前記マーク検出系で検出する工程と：前記露光光学系を介して前記他方のホルダ上の基板に露光動作を行う工程と：一方のホルダ上の基板に露光動作を行った後に前記他方のホルダ上の基板に露光動作を行う際に、露光動作を終了した基板が保持されたホルダを、前記マーク検出系による検出動作を終えた基板が保持されたホルダの下方に一時的に位置させる工程と；を含む第２の露光方法である。
【００１４】
これによれば、露光動作を終了した基板を保持するホルダを、マーク検出系による検出動作を終えた基板を保持するホルダの下方に一時的に位置させるので、例えば、一方のホルダに保持された基板に対する露光動作と並行して、他方のホルダを一方のホルダの下方に一時的に位置させる手順に従った両ホルダの入れ替え動作（交換動作）を行うことができる。従って、一方のホルダ上の基板に対する露光動作が終了した時点から両ホルダの入れ替え動作が開始される場合に比べて、両ホルダの入れ替えを短時間で行うことができ、スループットの向上を図ることが可能となる。
【００１５】
本発明は、第３の観点からすると、２つのホルダに保持された基板に対して露光処理を交互に行う露光装置であって、所定の第１位置の近傍に位置する前記各ホルダ上の基板を露光する露光光学系と；一方のホルダに接続された第１の移動子と、該第１の移動子と非接触な固定子とを含む第１のモータで前記一方のホルダを所定の方向に移動させるとともに、他方のホルダに接続された第２の移動子と、該第２の移動子と非接触な前記固定子とを含む第２のモータで前記他方のホルダを前記所定の方向に移動させ、且つ前記固定子の一部は、前記第１の移動子と前記第２の移動子に対して対向可能であって、前記第１の移動子と対向するときには前記一方のホルダを駆動し、前記第２の移動子と対向するときには前記他方のホルダを駆動する駆動系と；前記第１位置とは異なる第２位置の近傍に位置する前記各ホルダ上の基板に形成されたマークを検出するマーク検出系と；前記露光光学系による露光動作を終えた基板が保持されたホルダが、前記マーク検出系による検出動作を終えた基板が保持されたホルダの下方に一時的に位置するような手順で、前記両ホルダを交換する交換装置と；を有する第１の露光装置である。
【００１６】
これによれば、露光動作を終えた基板を保持するホルダを、検出動作を終えた基板を保持するホルダの下方に一時的に位置するような手順で、両ホルダを交換するので、例えば、一方のホルダに保持された基板に対する露光動作と並行して、他方のホルダを一方のホルダの下方に一時的に位置させる手順に従った両ホルダの入れ替え動作（交換動作）を行うことができる。従って、一方のホルダ上の基板に対する露光動作が終了した時点から両ホルダの入れ替え動作が開始される場合に比べて、両ホルダの入れ替えを短時間で行うことができ、スループットの向上を図ることが可能となる。
【００１７】
本発明は、第４の観点からすると、２つのホルダに保持された基板に対して露光処理を交互に行う露光装置であって、搬送装置からロードされた基板を保持して所定面上を移動可能な２つのホルダと、前記各ホルダ上の基板を露光する露光光学系と、一方のホルダに接続された第１の移動子と、該第１の移動子と非接触な固定子とを含む第１のモータで前記一方のホルダを所定の方向に移動させるとともに、他方のホルダに接続された第２の移動子と、該第２の移動子と非接触な前記固定子とを含む第２のモータで前記他方のホルダを前記所定の方向に移動させ、且つ前記固定子の一部は、前記第１の移動子と前記第２の移動子に対して対向可能であって、前記第１の移動子と対向するときには前記一方のホルダを駆動し、前記第２の移動子と対向するときには前記他方のホルダを駆動する駆動系と；前記ホルダに対して基板のロードが行われる位置から前記露光光学系により前記露光処理が行われる位置に該ホルダが移動する経路上に配置され、前記露光処理が終了した基板を保持した一方のホルダと次に前記露光処理を行う基板を保持した他方のホルダとを、前記所定面と直交する方向に関して互いに上下の関係となるような手順で入れ替える交換装置と、を有する第２の露光装置である。
【００１８】
これによれば、露光処理が終了した基板を保持した一方のホルダと、次に露光処理を行う基板を保持した他方のホルダとを、互いに上下の関係となるような手順で入れ替える交換装置を備えるので、例えば、一方のホルダに保持された基板に対する露光動作と並行して、他方のホルダを一方のホルダの下方に一時的に位置させる手順に従った両ホルダの入れ替え動作（交換動作）を行うことができる。従って、一方のホルダ上の基板に対する露光動作が終了した時点から両ホルダの入れ替え動作が開始される場合に比べて、両ホルダの入れ替えを短時間で行うことができ、スループットの向上を図ることが可能となる。
【００１９】
また、リソグラフィ工程において、本発明の露光方法を用いて露光を行うことにより、基板上にパターンを精度良く形成することができ、これにより、より高集積度のマイクロデバイスを歩留まり良く製造することができる。したがって、本発明は、別の観点からすると、本発明の露光方法を用いるデバイス製造方法であるとも言える。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態にかかる露光装置を概略的に示す図である。
【図２】図１のウエハステージ装置を示す斜視図である。
【図３】図２のウエハステージ装置の分解斜視図である。
【図４（Ａ）】Ｙ軸リニアモータの可動子を示す図（その１）である。
【図４（Ｂ）】Ｙ軸リニアモータの可動子を示す図（その２）である。
【図５】ガイド機構の斜視図（その１）である。
【図６】ガイド機構の斜視図（その２）である。
【図７（Ａ）】移動ユニットＭＵＴ１のフレームを一部破砕した状態を示す斜視図である。
【図７（Ｂ）】ウエハステージを示す斜視図である。
【図８（Ａ）】露光処理シーケンスを説明するための図（その１）である。
【図８（Ｂ）】露光処理シーケンスを説明するための図（その２）である。
【図８（Ｃ）】露光処理シーケンスを説明するための図（その３）である。
【図９（Ａ）】露光処理シーケンスを説明するための図（その４）である。
【図９（Ｂ）】露光処理シーケンスを説明するための図（その５）である。
【図９（Ｃ）】露光処理シーケンスを説明するための図（その６）である。
【図１０（Ａ）】露光処理シーケンスを説明するための図（その７）である。
【図１０（Ｂ）】露光処理シーケンスを説明するための図（その８）である。
【図１０（Ｃ）】露光処理シーケンスを説明するための図（その９）である。
【図１１】本発明に係るデバイス製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図１２】図１１のステップ２０４の具体例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図１０（Ｃ）に基づいて説明する。図１には、一実施形態の露光装置１０が概略的に示されている。
【００２２】
この露光装置１０は、マスクとしてのレチクルＲと感光物体としてのウエハＷ１（又はＷ２）とを一次元方向（ここでは、図１における紙面内左右方向であるＹ軸方向とする）に同期移動しつつ、レチクルＲに形成された回路パターンを露光光学系としての投影光学系ＰＬを介してウエハＷ１（又はＷ２）上の複数のショット領域にそれぞれ転写する、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置、すなわちいわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる）である。
【００２３】
露光装置１０は、照明光ＩＬによりレチクルＲを照明する照明系１２、レチクルＲが載置されるレチクルステージＲＳＴ、レチクルＲから射出される照明光ＩＬをウエハＷ１（又はＷ２）上に投射する投影光学系ＰＬ、ウエハＷ１，Ｗ２がそれぞれ載置される２つの基板ステージ、すなわちウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２を含むステージ装置２０、マーク検出系としてのアライメント系ＡＬＧ、及び装置全体を統括制御する主制御装置５０等を備えている。
【００２４】
前記照明系１２は、光源及び照明光学系を含み、その内部に配置された視野絞り（マスキングブレード又はレチクルブラインドとも呼ばれる）で規定される矩形又は円弧状の照明領域ＩＡＲに照明光ＩＬを照射し、回路パターンが形成されたレチクルＲを均一な照度で照明する。照明系１２と同様の照明系は、例えば特開平６−３４９７０１号公報及びこれに対応する米国特許第５，５３４，９７０号公報などに開示されている。ここで、照明光ＩＬとしては、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）あるいはＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）などの遠紫外光、又はＦ2レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光などが用いられる。照明光ＩＬとして、超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線（ｇ線、ｉ線等）を用いることも可能である。上記米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
【００２５】
前記レチクルステージＲＳＴ上には、レチクルＲが、例えば真空吸着又は静電吸着等により固定されている。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、照明系１２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）に微少駆動可能であるとともに、不図示のレチクルステージベースの上面に沿って所定の走査方向（Ｙ軸方向）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。なお、レチクルステージＲＳＴとしては、Ｙ軸方向に一次元駆動する粗動ステージと、該粗動ステージに対してレチクルＲを少なくとも３自由度方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びθｚ方向）に微小駆動可能な微動ステージとを有する粗微動構造のステージを採用しても勿論良い。
【００２６】
レチクルステージＲＳＴのＸＹ面内の位置（θｚ回転を含む）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、レチクルステージＲＳＴ端部に形成された（又は設けられた）反射面を介して、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出される。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（θｚ回転量（ヨーイング量）などの回転情報を含む）は主制御装置５０に供給される。主制御装置５０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を駆動制御する。
【００２７】
前記投影光学系ＰＬとしては、物体面側（レチクル側）と像面側（ウエハ側）の両方がテレセントリックでその投影倍率が１／４（又は１／５）の縮小系が用いられている。このため、レチクルＲに照明系１２から照明光（紫外パルス光）ＩＬが照射されると、レチクルＲ上に形成された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、その照明光ＩＬの照射領域（前述の照明領域ＩＡＲ）内の回路パターンの像（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Ｘ軸方向に細長いスリット状（又は矩形状（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Ｗ１（又はＷ２）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。
【００２８】
投影光学系ＰＬとしては、照明光ＩＬとしてＫｒＦエキシマレーザ光又はＡｒＦエキシマレーザ光などを用いる場合には、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、照明光ＩＬとしてＦ2レーザ光を用いる場合には、例えば特開平３−２８２５２７号公報及びこれに対応する米国特許第５，２２０，４５４号などに開示されるような、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系が主として用いられる。但し、Ｆ2レーザ光を用いる場合に、屈折系を用いることは可能である。上記公報及びこれに対応する上記米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
【００２９】
前記ステージ装置２０は、投影光学系ＰＬの図１における下方に配置されている。このステージ装置２０は、ウエハＷ１、Ｗ２を保持するウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２、及び該ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２を駆動する駆動系等を備えている。
【００３０】
図２にはステージ装置２０が投影光学系ＰＬ、アライメント系ＡＬＧ等とともに、斜視図にて概略的に示され、図３には、ステージ装置２０の分解斜視図が示されている。ステージ装置２０の構成等について、これら図２及び図３を中心に、かつその他の図面を適宜参照しつつ説明する。
【００３１】
一方のウエハステージＷＳＴ１は、図２に示されるように、移動ユニットＭＵＴ１を構成する平面視（上方から見て）矩形のフレーム２３に組み込まれている。同様に、他方のウエハステージＷＳＴ２は、図２に示されるように、移動ユニットＭＵＴ２を構成する平面視（上方から見て）矩形のフレーム１２３に組み込まれている。
【００３２】
一方の移動ユニットＭＵＴ１は、後述する駆動系によって、図２に示されるＸＹ面に平行な面（第１面）内でＹ軸方向に沿って、投影光学系ＰＬの下方の第１位置とアライメント系ＡＬＧの下方の第２位置との間で往復駆動される。また、他方の移動ユニットＭＵＴ２は、後述する駆動系によって、移動ユニットＭＵＴ１と同様に、第１面内でＹ軸方向に沿って往復駆動される他、前記第２位置とその下方の第３位置との間、及び前記第１位置に対して前記第２位置と反対側の第４位置とその下方の第５位置との間でそれぞれ上下動され、さらに、第１面の下方の第２面（すなわち、図２中で移動ユニットＭＵＴ２が位置している面）に沿って第３位置と第５位置との間でＹ軸方向に往復駆動されるようになっている。
【００３３】
前記一方の移動ユニットＭＵＴ１は、図２からわかるように、平面視（上方から見て）矩形枠状のフレーム２３と、該フレーム２３のＸ軸方向の一側と他側の側壁相互間に架設されたＸ軸方向を長手方向とする固定子群を含む固定子ユニット２７と、該固定子ユニット２７を構成する固定子群等に係合し相対移動可能なウエハステージＷＳＴ１とを含んで構成されている。
【００３４】
同様に、他方の移動ユニットＭＵＴ２は、図２からわかるように、平面視（上方から見て）矩形枠状のフレーム１２３と、該フレーム１２３のＸ軸方向の一側と他側の側壁相互間に架設されたＸ軸方向を長手方向とする固定子群を含む固定子ユニット１２７と、該固定子ユニット１２７を構成する固定子群等に係合し相対移動可能なウエハステージＷＳＴ２とを含んで構成されている。
【００３５】
前記フレーム２３、１２３として、軽量のカーボンモノコックフレームが用いられている。
【００３６】
前記フレーム２３のＸ軸方向一側（＋Ｘ側）、他側（−Ｘ側）の側壁の外面には、図２に示されるように、Ｙ可動子３３Ａ、３３Ｂがそれぞれ設けられている。同様に、フレーム１２３のＸ軸方向一側（＋Ｘ側）、他側（−Ｘ側）の側壁の外面には、図２に示されるように、Ｙ可動子１３３Ａ、１３３Ｂがそれぞれ設けられている。
【００３７】
前記フレーム２３に設けられた一方のＹ可動子３３Ａは、図４（Ａ）に取り出して示されるように、ＸＺ断面概略Ｈ字状の形状を有する可動子本体３９と、該可動子本体３９の上下２組のＸ軸方向の対向面のうちの上側の対向面にＹ軸方向に沿って所定間隔でそれぞれ配設された複数の界磁石９３と、下側の対向面にＹ軸方向に沿って所定間隔でそれぞれ配設された複数の界磁石９５とを有する磁石ユニットである。
【００３８】
これら複数の界磁石９３，９５は、Ｙ軸方向に隣り合う界磁石同士、Ｘ軸方向で向かい合う界磁石同士が相互に逆極性とされている。このため、可動子本体３９の上下の空間の内部には、Ｙ軸方向に関して交番磁界（磁束の向きが＋Ｘ方向又は−Ｘ方向）がそれぞれ形成されている。また、可動子本体３９の＋Ｘ側面のＺ軸方向ほぼ中央には、気体静圧軸受４１が固定されている。この気体静圧軸受４１には、その下面（−Ｚ側の面）に加圧気体の噴出し口が設けられている。
【００３９】
前記フレーム２３に設けられた他方のＹ可動子３３Ｂとしては、図４（Ｂ）に取り出して示されるように、上記Ｙ可動子３３Ａとほぼ同様に構成された磁石ユニットが用いられているが、−Ｘ側の面に設けられた気体静圧軸受１４１が前記Ｙ可動子３３Ａに設けられた気体静圧軸受４１とは異なっている。すなわち、気体静圧軸受１４１は、−Ｚ側の面（下面）のみならず、−Ｘ側の面（側面）にも加圧気体の噴出し口が設けられている。
【００４０】
フレーム１２３に設けられた一方のＹ可動子１３３Ａは、前述のＹ可動子３３Ａと同様に構成され、他方のＹ可動子１３３Ｂは、前述のＹ可動子３３Ｂと同様に構成されている。
【００４１】
前記駆動系は、図３の分解斜視図に示されるように、前記Ｙ可動子３３Ａ，３３Ｂ及びＹ可動子１３３Ａ，１３３Ｂが係合する一組の固定子ユニット３５Ａ，３５Ｂと、これらの固定子ユニット３５Ａ，３５Ｂの外側に配置された複数の部材によって主に構成されるガイド機構５１と、を備えている。
【００４２】
前記固定子ユニット３５Ａは、図２及び図３を総合するとわかるように、床面Ｆ上にＹ軸方向に所定距離を隔てて配置され、それぞれ上下方向に延びる一対の支持柱４３Ａ，４３Ｂと、該支持柱４３Ａ，４３Ｂ相互間にそれぞれ架設され、上下に所定間隔で配設されたＹ軸方向を長手方向とする２つのＹ固定子４５Ａ，４５Ｂとを有している。
【００４３】
Ｙ固定子４５Ａ，４５Ｂは、それぞれがＸＺ断面がＺ軸方向に細長い長方形の筐体と、該筐体内にＹ軸方向に沿って所定間隔で配設された不図示の複数の電機子コイルとを有する電機子ユニットである。
【００４４】
上側のＹ固定子４５Ａは、Ｙ可動子３３Ａ，１３３Ａの上側の空間（すなわち、界磁石９３が設けられた空間）に係合可能な形状を有しており、下側のＹ固定子４５Ｂは、Ｙ可動子３３Ａ、１３３Ａの下側の空間（すなわち、界磁石９５が設けられた空間）に係合可能な形状を有している。但し、本実施形態では、装置構成上、Ｙ可動子３３ＡとＹ固定子４５Ｂとが実際に係合することはない。
【００４５】
前記固定子ユニット３５Ｂは、図２及び図３を総合するとわかるように、床面Ｆ上にＹ軸方向に所定距離を隔てて配置され、それぞれ上下方向に延びる一対の支持柱１４３Ａ，１４３Ｂと、該支持柱１４３Ａ，１４３Ｂ相互間にそれぞれ架設され、上下に所定間隔で配設されたＹ軸方向を長手方向とする２つのＹ固定子１４５Ａ，１４５Ｂとを有している。
【００４６】
Ｙ固定子１４５Ａ，１４５Ｂそれぞれは、ＸＺ断面がＺ軸方向に細長い長方形の筐体と、該筐体内にＹ軸方向に沿って所定間隔で配設された不図示の複数の電機子コイルとを有する電機子ユニットである。
【００４７】
上側のＹ固定子１４５Ａは、Ｙ可動子３３Ｂ，１３３Ｂの上側の空間に係合可能な形状を有しており、下側のＹ固定子１４５Ｂは、Ｙ可動子３３Ｂ、１３３Ｂの下側の空間に係合可能な形状を有している。但し、本実施形態では、装置構成上、Ｙ可動子３３ＢとＹ固定子１４５Ｂとが実際に係合することはない。
【００４８】
本実施形態では、移動ユニットＭＵＴ１が、図３に示される高さの面（前述の第１面）上にあり、Ｙ可動子３３ＡとＹ固定子４５Ａとが係合し、かつＹ可動子３３ＢとＹ固定子１４５Ａとが係合している。そして、Ｙ固定子４５Ａを構成する電機子コイルを流れる電流と、Ｙ可動子３３Ａに設けられた界磁石（上側の界磁石）９３の発生する交番磁界との間の電磁相互作用により発生するローレンツ力の反力がＹ可動子３３Ａに対しＹ軸方向の駆動力として作用し、また、Ｙ固定子１４５Ａを構成する電機子コイルを流れる電流と、Ｙ可動子３３Ｂに設けられた界磁石９３の発生する交番磁界との間の電磁相互作用により発生するローレンツ力の反力がＹ可動子３３Ｂに対しＹ軸方向の駆動力として作用する。
【００４９】
すなわち、Ｙ可動子３３ＡとＹ固定子４５Ａとによりムービングマグネット型のＹ軸リニアモータが構成され、Ｙ可動子３３ＢとＹ固定子１４５Ａとによってムービングマグネット型のＹ軸リニアモータが構成され、この一組のＹ軸リニアモータによって移動ユニットＭＵＴ１が、Ｙ軸方向に所定ストロークで往復駆動されるようになっている。以下の説明では、この一組のＹ軸リニアモータのそれぞれを、それぞれの可動子と同一の符号を用いてＹ軸リニアモータ３３Ａ、３３Ｂと呼ぶものとする。
【００５０】
また、移動ユニットＭＵＴ２が図３及び図２などに示される高さにあるとき、Ｙ可動子１３３Ａが下側のＹ固定子４５Ｂと係合し、Ｙ可動子１３３Ｂが下側のＹ固定子１４５Ｂと係合するようになっている。そして、この状態では、Ｙ可動子１３３ＡとＹ固定子４５Ｂとにより電磁力駆動方式のムービングマグネット型のＹ軸リニアモータが構成され、Ｙ可動子１３３ＢとＹ固定子１４５Ｂとによって電磁力駆動方式のムービングマグネット型のＹ軸リニアモータが構成され、この一組のＹ軸リニアモータによって、図３及び図２などに示される高さにある移動ユニットＭＵＴ２が、前述の第２面上をＹ軸方向に所定ストロークで往復駆動されるようになっている。以下の説明では、この一組のＹ軸リニアモータのそれぞれを、それぞれの固定子と同一の符号を用いてＹ軸リニアモータ４５Ｂ、１４５Ｂと呼ぶものとする。
【００５１】
本実施形態では、移動ユニットＭＵＴ２は、後述する第１、第２の上下動機構によって上昇駆動され、図３及び図２中の移動ユニットＭＵＴ１と同一の高さ位置にも位置するようになっており、この位置では、Ｙ可動子１３３Ａが上側のＹ固定子４５Ａと係合し、Ｙ可動子１３３Ｂが上側のＹ固定子１４５Ａと係合するようになっている。そして、この状態では、Ｙ可動子１３３ＡとＹ固定子４５Ａとにより電磁力駆動方式のムービングマグネット型のＹ軸リニアモータが構成され、Ｙ可動子１３３ＢとＹ固定子１４５Ａとによって電磁力駆動方式のムービングマグネット型のＹ軸リニアモータが構成され、この一組のＹ軸リニアモータによって、図３及び図２などに示される中の移動ユニットＭＵＴ１と同一高さにある移動ユニットＭＵＴ２が、前述の第１面上をＹ軸方向に所定ストロークで往復駆動されるようになっている。以下の説明では、この一組のＹ軸リニアモータのそれぞれを、それぞれの固定子と同一の符号を用いてＹ軸リニアモータ４５Ａ、１４５Ａと呼ぶものとする。
【００５２】
前記ガイド機構５１は、図３に示されるように、Ｘ軸方向に所定間隔で配置された第１のガイド部５２Ａ，第２のガイド部５２Ｂと、これらの一部同士を連結する連結プレート６１とを備えている。
【００５３】
ここで、ガイド機構５１の構成各部についてさらに詳述する。第１のガイド部５２Ａは、図２に示されるように、前述した固定子ユニット３５Ａの＋Ｘ側に配置され、第２のガイド部５２Ｂは、前述した固定子ユニット３５Ｂの−Ｘ側に配置されている。
【００５４】
前記第１のガイド部５２Ａは、図２及び図３を総合するとわかるように、固定子ユニット３５Ａを構成するＹ固定子４５Ｂの長手方向ほぼ中央部に対向して床面Ｆ上に設置された固定ガイド５３Ａと、該固定ガイド５３ＡのＹ軸方向の一側（＋Ｙ側）、他側（−Ｙ側）にそれぞれ設置されたエレベータユニットＥＵ１，ＥＵ２の３部分から構成されている。
【００５５】
前記固定ガイド５３Ａは、図３に示されるように、−Ｘ側の面に断面略コ字状（Ｕ字状）の凹溝が形成されたＹ軸方向を長手方向とする全体として直方体の部材から成り、その上端面が、図５に示される第１ガイド面１５３ａとされている。また、この固定ガイド５３Ａの−Ｘ側の高さ方向中間部に形成された凹溝の一対の対向面のうちの下側の面が、図３、図５に示される第２ガイド面１５３ｂとされている。第１ガイド面１５３ａには、前述したＹ可動子３３Ａ又は１３３Ａに設けられた気体静圧軸受４１からの加圧気体が噴きつけられ、該加圧気体の静圧により気体静圧軸受４１とガイド面１５３ａとの間に数μｍ程度のクリアランスを介して移動ユニットＭＵＴ１又はＭＵＴ２が非接触で浮上支持されるようになっている。また、第２ガイド面１５３ｂには、図３等に示される高さ位置にある移動ユニットＭＵＴ２に設けられた気体静圧軸受４１からの加圧気体が噴きつけられ、該加圧気体の静圧により気体静圧軸受４１とガイド面１５３ｂとの間に数μｍ程度のクリアランスを介して移動ユニットＭＵＴ２が非接触で浮上支持されるようになっている。
【００５６】
前記エレベータユニットＥＵ１は、図２に示されるように、固定ガイド５３Ａの＋Ｙ側かつ＋Ｘ側の位置に、該固定ガイド５３Ａに対して対角配置された直方体の部材から成る固定ブロック６５Ａと、該固定ブロック６５Ａの−Ｘ側に配置されその＋Ｘ側の面に図３に示されるような上下方向のガイド溝１５５ｂが形成されたＹ軸方向を長手方向とする四角柱状の上下動ガイド５５Ａとを有している。
【００５７】
この場合、上下動ガイド５５Ａのガイド溝１５５ｂの内部には、不図示の可動子が埋め込まれ、これに対向して固定ブロック６５Ａの−Ｘ側の面には前記可動子とともにシャフトモータ（又はリニアモータ）を構成する固定子６６Ａが設けられている（図３参照）。
【００５８】
本実施形態では、上記のシャフトモータによって上下動ガイド５５Ａが、固定ブロック６５Ａに対して上下方向（Ｚ軸方向）に駆動される。以下の説明では、上記のシャフトモータをその固定子と同一の符号を用いてシャフトモータ６６Ａと呼ぶものとする。
【００５９】
ここで、上下動ガイド５５Ａは、その上面１５５ａがＹ可動子１３３Ａに設けられた気体静圧軸受４１からの加圧気体が噴きつけられるガイド面１５５ａとされている。この上下動ガイド５５Ａは、シャフトモータ６６Ａによって、ガイド面１５５ａが、前述した第２ガイド面１５３ｂと同一面となる図５に示される下側移動限界位置と、前述した第１ガイド面１５３ａと同一面となる図６に示される上側移動限界位置との間で、駆動される。
【００６０】
前記エレベータユニットＥＵ２は、図２に示されるように、固定ガイド５３Ａの−Ｙ側かつ＋Ｘ側の位置に、該固定ガイド５３Ａに対して対角配置された直方体の部材から成る固定ブロック６７Ａと、該固定ブロック６７Ａの−Ｘ側に配置されその＋Ｘ側の面に図３に示されるような上下方向のガイド溝１５７ｂが形成されたＹ軸方向を長手方向とする四角柱状の上下動ガイド５７Ａとを有している。
【００６１】
この場合、上下動ガイド５７Ａのガイド溝１５７ｂの内部には、不図示の可動子が埋め込まれ、これに対向して固定ブロック６７Ａの−Ｘ側の面には前記可動子とともにシャフトモータ（又はリニアモータ）を構成する固定子６８Ａが設けられている（図３参照）。
【００６２】
本実施形態では、上記のシャフトモータによって上下動ガイド５７Ａが、固定ブロック６７Ａに対して上下方向（Ｚ軸方向）に駆動される。以下の説明では、上記のシャフトモータをその固定子と同一の符号を用いてシャフトモータ６８Ａと呼ぶものとする。
【００６３】
ここで、上下動ガイド５７Ａは、その上面がＹ可動子１３３Ａに設けられた気体静圧軸受４１からの加圧気体が噴きつけられるガイド面１５７ａとされている。この上下動ガイド５７Ａは、シャフトモータ６８Ａによって、ガイド面１５７ａが、前述した第２ガイド面１５３ｂと同一面となる図５に示される下側移動限界位置と、前述した第１ガイド面１５３ａと同一面となる図６に示される上側移動限界位置との間で、駆動される。
【００６４】
前記第２のガイド部５２Ｂは、図２及び図３を総合するとわかるように、固定子ユニット３５Ｂを構成するＹ固定子１４５Ｂの長手方向ほぼ中央部に対向して床面Ｆ上に設置された固定ガイド５３Ｂと、該固定ガイド５３ＢのＹ軸方向の一側（＋Ｙ側）、他側（−Ｙ側）にそれぞれ設置されたエレベータユニットＥＵ３，ＥＵ４の３部分から構成されている。
【００６５】
前記固定ガイド５３Ｂは、図３に示されるように、＋Ｘ側の面の上端部に、断面Ｌ字状の段部が形成されるとともに、その下方に断面略コ字状（Ｕ字状）の凹溝が形成されたＹ軸方向を長手方向とする全体として直方体状の部材から成る。この固定ガイド５３Ｂの上記断面Ｌ字状の段部の上面はガイド面２５３ａとされ、側面はガイド面２５３ｂとされている。また、この固定ガイド５３Ｂの上記凹溝の一対の対向面のうちの下側の面が、図５に示されるガイド面２５３ｃとされ、凹溝の内部底面（＋Ｘ側の面）がガイド面２５３ｄとされている。なお、この固定ガイド５３Ｂは、前述した固定ガイド５３Ａに対向した状態で床面上に配置され、連結プレート６１を介して固定ガイド５３Ａに連結されている。
【００６６】
前記ガイド面２５３ａには、前述したＹ可動子３３Ｂ又は１３３Ｂに設けられた気体静圧軸受１４１の下面の噴出し口から加圧気体が噴きつけられ、該加圧気体の静圧により気体静圧軸受１４１とガイド面２５３ａとの間に数μｍ程度のクリアランスを介して移動ユニットＭＵＴ１又はＭＵＴ２が非接触で浮上支持されるようになっている。また、前記ガイド面２５３ｂには、前記気体静圧軸受１４１の側面の噴出し口から加圧気体が噴きつけられ、該加圧気体の静圧により気体静圧軸受１４１とガイド面２５３ｂとの間に数μｍ程度のクリアランスが維持されるようになっている。すなわち、ガイド面２５３ｂは、移動ユニットＭＵＴ１又はＭＵＴ２に対するヨーガイドの役目を果たしている。
【００６７】
前記ガイド面２５３ｃには、図３等に示される高さ位置にある移動ユニットＭＵＴ２に設けられた気体静圧軸受１４１の下面の噴出し口から加圧気体が噴きつけられ、該加圧気体の静圧により気体静圧軸受１４１とガイド面２５３ｃとの間に数μｍ程度のクリアランスを介して移動ユニットＭＵＴ２が非接触で浮上支持されるようになっている。また、前記ガイド面２５３ｄには、前記気体静圧軸受１４１の側面の噴出し口から加圧気体が噴きつけられ、該加圧気体の静圧により気体静圧軸受１４１とガイド面２５３ｄとの間に数μｍ程度のクリアランスが維持されるようになっている。すなわち、ガイド面２５３ｄは、移動ユニットＭＵＴ２に対するヨーガイドの役目を果たしている。
【００６８】
前記エレベータユニットＥＵ３は、図５などに示されるように、固定ガイド５３Ｂの＋Ｙ側かつ−Ｘ側の位置に、該固定ガイド５３Ｂに対して対角配置された直方体の部材から成る固定ブロック６５Ｂと、該固定ブロック６５Ｂの＋Ｘ側に配置されたＹ軸方向を長手方向とする四角柱状の上下動ガイド５５Ｂとを有している。
【００６９】
この場合、上下動ガイド５５Ｂの＋Ｘ側の面には、その内部に不図示の可動子が埋め込まれた上下方向のガイド溝が形成され、これに対向して固定ブロック６５Ｂの＋Ｘ側の面には前記可動子とともにシャフトモータ（又はリニアモータ）を構成する固定子６６Ｂが設けられている。
【００７０】
本実施形態では、上記のシャフトモータによって上下動ガイド５５Ｂが、固定ブロック６５Ｂに対して上下方向（Ｚ軸方向）に駆動される。以下の説明では、上記のシャフトモータをその固定子と同一の符号を用いてシャフトモータ６６Ｂと呼ぶものとする。
【００７１】
ここで、上下動ガイド５５Ｂには、図５の状態で、前述したガイド面２５３ｃ，２５３ｄにそれぞれ面一となるガイド面２５５ａ，２５５ｂがそれぞれ形成されている。この場合、前記ガイド面２５５ａには、図３等に示される高さ位置にある移動ユニットＭＵＴ２のＹ可動子１３３Ｂに設けられた気体静圧軸受１４１の下面の噴出し口から加圧気体が噴きつけられ、該加圧気体の静圧により気体静圧軸受１４１とガイド面２５５ａとの間に数μｍ程度のクリアランスを介して移動ユニットＭＵＴ２が非接触で浮上支持されるようになっている。また、前記ガイド面２５５ｂには、前記気体静圧軸受１４１の側面の噴出し口から加圧気体が噴きつけられ、該加圧気体の静圧により気体静圧軸受１４１とガイド面２５５ｂとの間に数μｍ程度のクリアランスが維持されるようになっている。すなわち、この場合、ガイド面２５５ｄは、移動ユニットＭＵＴ２に対するヨーガイドの役目を果たしている。
【００７２】
この上下動ガイド５５Ｂは、シャフトモータ６６Ｂによって、ガイド面２５５ａが、前述したガイド面２５３ｃと同一面となる図５に示される下側移動限界位置と、前述したガイド面２５３ａと同一面となる図６に示される上側移動限界位置との間で、駆動される。
【００７３】
なお、上側移動限界位置に上下動ガイド５５Ｂがあり、移動ユニットＭＵＴ１がこの上下動ガイド５５Ｂ上にあるとき、ガイド面２５５ａには、前述した移動ユニットＭＵＴ１のＹ可動子３３Ｂに設けられた気体静圧軸受１４１の下面の噴出し口から加圧気体が噴きつけられ、該加圧気体の静圧により気体静圧軸受１４１とガイド面２５５ａとの間に数μｍ程度のクリアランスを介して移動ユニットＭＵＴ１が非接触で浮上支持され、かつガイド面２５５ｂに、前記気体静圧軸受１４１の側面の噴出し口から加圧気体が噴きつけられ、該加圧気体の静圧により気体静圧軸受１４１とガイド面２５５ｂとの間に数μｍ程度のクリアランスが維持される。すなわち、ガイド面２５５ｂは、移動ユニットＭＵＴ１に対するヨーガイドの役目を果たしている。
【００７４】
前記エレベータユニットＥＵ４は、図５などに示されるように、固定ガイド５３Ｂの−Ｙ側かつ−Ｘ側の位置に、該固定ガイド５３Ｂに対して対角配置された直方体の部材から成る固定ブロック６７Ｂ、該固定ブロック６７Ｂの＋Ｘ側に配置されたＹ軸方向を長手方向とする四角柱状の上下動ガイド５７Ｂ、及びシャフトモータ６８Ｂ等を有し、上述したエレベータユニットＥＵ３と同様に構成されている。
【００７５】
ここで、上下動ガイド５７Ｂには、図５の状態で、前述したガイド面２５３ｃ，２５３ｄにそれぞれ面一となるガイド面２５７ａ，２５７ｂがそれぞれ形成されている。この場合、前記ガイド面２５７ａには、図３等に示される高さ位置にある移動ユニットＭＵＴ２のＹ可動子１３３Ｂに設けられた気体静圧軸受１４１の下面の噴出し口から加圧気体が噴きつけられ、該加圧気体の静圧により気体静圧軸受１４１とガイド面２５５ａとの間に数μｍ程度のクリアランスを介して移動ユニットＭＵＴ２が非接触で浮上支持されるようになっている。また、前記ガイド面２５７ｂには、前記気体静圧軸受１４１の側面の噴出し口から加圧気体が噴きつけられ、該加圧気体の静圧により気体静圧軸受１４１とガイド面２５５ｂとの間に数μｍ程度のクリアランスが維持されるようになっている。すなわち、この場合、ガイド面２５５ｄは、移動ユニットＭＵＴ２に対するヨーガイドの役目を果たしている。
【００７６】
上下動ガイド５７Ｂは、シャフトモータ６８Ｂによって、ガイド面２５７ａが、前述したガイド面２５３ｃと同一面となる図５に示される下側移動限界位置と、前述したガイド面２５３ａと同一面となる図６に示される上側移動限界位置との間で、駆動される。
【００７７】
これまでの説明からわかるように、本実施形態では、上下動ガイド５５Ａ、５７Ａ，５５Ｂ，５７Ｂの全てが下側移動限界位置にある、図５に示される状態では、上下動ガイド５５Ａのガイド面１５５ａと、上下動ガイド５７Ａのガイド面１５７ａと、固定ガイド５３Ａの第２ガイド面１５３ｂの高さがそれぞれ一致し、かつ、上下動ガイド５５Ｂのガイド面２５５ａと、上下動ガイド５７Ｂのガイド面２５７ａと、固定ガイド５３Ｂのガイド面２５３ｃの高さがそれぞれ一致するようになっている。これにより、移動ユニットＭＵＴ２は、上下動ガイド５５Ａ、５７Ａ上の＋Ｙ側移動限界位置から上下動ガイド５５Ｂ，５７Ｂ上の−Ｙ側移動限界位置までＹ軸方向に沿って往復移動できるようになっている。
【００７８】
また、上下動ガイド５５Ａ、５７Ａ，５５Ｂ，５７Ｂの全てが上側移動限界位置にある、図６に示される状態では、上下動ガイド５５Ａのガイド面１５５ａと、上下動ガイド５７Ａのガイド面１５７ａと、固定ガイド５３Ａの第１ガイド面１５３ａの高さがそれぞれ一致し、かつ、上下動ガイド５５Ｂのガイド面２５５ａと、上下動ガイド５７Ｂのガイド面２５７ａと、固定ガイド５３Ｂのガイド面２５３ａの高さがそれぞれ一致するようになっている。
【００７９】
なお、上下動ガイド５５Ａの＋Ｘ側面、−Ｙ側面、上下動ガイド５７Ａの＋Ｘ側面、＋Ｙ側面、上下動ガイド５５Ｂの−Ｘ側面、−Ｙ側面、及び上下動ガイド５７Ｂの−Ｘ側面、＋Ｙ側面には、それぞれ不図示の気体静圧軸受が設けられており、この気体静圧軸受から対向している面に対して気体が噴き付けられることにより、各上下動ガイドが対応するシャフトモータによって固定ガイド５３Ａ又は５３Ｂに対して非接触で上下方向に駆動されるようになっている。
【００８０】
前記一方の移動ユニットＭＵＴ１を構成する固定子ユニット２７は、該固定子ユニット２７をウエハステージＷＳＴ１とともに示す図７（Ａ）に示されるように、Ｘ軸方向を長手方向とする６つの固定子４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃ、４６Ｄ、４６Ｅ、４６Ｆと、Ｘ軸方向を長手方向とする支持板２９とから構成されている。
【００８１】
前記固定子４６Ａは、Ｘ軸方向を長手方向とし、ほぼＸＺ平面に平行になるようにその長手方向の一端と他端がフレーム２３に固定された筐体と、該筐体の内部にＸ軸方向に所定間隔で配設された不図示の複数の電機子コイルとを有する。
【００８２】
前記固定子４６Ｂ、４６Ｄ、４６Ｃは、いずれもＸ軸方向を長手方向とし、固定子４６Ａから＋Ｙ側に所定距離隔てた位置に上から下に順次所定間隔でかつＸＹ面に平行になるように、それぞれの一端と他端がフレーム２３に固定されている。このうち、固定子４６Ｂは、その長手方向の一端と他端がフレーム２３に固定された筐体と、該筐体内にＸ軸方向に所定間隔で配設された不図示の複数の電機子コイルとを有する。また、固定子４６Ｄは、固定子４６Ｂの下方にほぼ平行に配置されたＸ軸方向を長手方向とする筐体と、該筐体内に配設された１又は複数の電機子コイル、例えばＹ軸方向に所定間隔で配置されたＸ軸方向に細長く延びる長方形状の一対の電機子コイルとを有する。また、固定子４６Ｃは、上記固定子４６Ｂと同様に構成され、固定子４６Ｄの下方にほぼ平行に配置されている。この場合、固定子４６Ｄを中心として、固定子４６Ｂと固定子４６Ｃとは上下対称の位置に配置されている。
【００８３】
前記固定子４６Ｅは、固定子４６Ａの−Ｙ側に所定間隔をあけて平行に配置されたＸ軸方向を長手方向とする筐体と、該筐体内部に配置された１つ又は複数の電機子コイル、例えばＺ軸方向に所定間隔で配置されたＸ軸方向に細長く延びる長方形状の一対の電機子コイルとを有する。また、固定子４６Ｆは、固定子４６Ｂ〜４６Ｄの＋Ｙ側に、ＸＺ面に平行になるように配置されたＸ軸方向を長手方向とする筐体と、該筐体内部に配置された１つ又は複数の電機子コイル、例えばＺ軸方向に所定間隔で配置されたＸ軸方向に細長く延びる長方形状の一対の電機子コイルとを有する。
【００８４】
前記支持板２９は、前記フレーム２３にその長手方向一端と他端が固定されたＸＹ平面にほぼ平行となるようにかつＸ軸方向に延設された平板状部材から成る。この支持板２９は、高剛性の板状部材から構成されており、後述するようにウエハステージＷＳＴ１の自重を支持する（ウエハステージＷＳＴ１のＺ位置を維持する）ために用いられる。
【００８５】
図２に戻り、他方の固定子ユニット１２７は、上述した固定子ユニット２７と同様に構成されている。
【００８６】
前記一方のウエハステージＷＳＴ１は、図７（Ｂ）に示されるように、直方体のウエハステージ本体３１と、該ウエハステージ本体３１に所定の位置関係でかつ一体的に固定された可動子群とを備え、全体として概略直方体状の形状を有している。このうち、ウエハステージ本体３１は、軽量且つ高剛性の素材、例えば金属基複合材（金属とセラミックスの複合体（アルミ合金又は金属シリコンをマトリックス材として、その中に各種セラミックス強化材を複合化させた素材））により構成されている。
【００８７】
ウエハステージＷＳＴ１を構成する前記可動子群は、図７（Ｂ）に示されるように、６つの可動子４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃ、４４Ｄ、４４Ｅ及び４４Ｆを含む。
【００８８】
前記可動子４４Ａは、図７（Ｂ）に示されるように、ウエハステージ本体３１の−Ｙ側の側面に固定されており、ＹＺ断面が矩形で全体として筒状のヨーク５２と、該ヨーク５２内部の左右対向面にＸ軸方向に沿って所定間隔でそれぞれ配設された複数の界磁石５４とを有している。この場合、Ｘ軸方向に隣り合う界磁石５４同士、Ｚ軸方向で向かい合う界磁石５４同士が相互に逆極性とされている。このため、ヨーク５２の内部空間には、Ｘ軸方向に関して交番磁界（＋Ｙ方向及び−Ｙ方向を磁界の向きとする）が形成されている。
【００８９】
そして、図２に示される、ウエハステージＷＳＴ１と固定子ユニット２７の固定子群及び支持板２９とが係合した状態では、前述した固定子４６Ａがヨーク５２の内部空間に挿入されるようになっており、固定子４６Ａを構成する複数の電機子コイルを流れる電流と、可動子４４Ａのヨーク５２の内部空間の交番磁界との間の電磁相互作用により発生するローレンツ力によって、可動子４４ＡにはＸ軸方向の駆動力が作用し、可動子４４Ａが固定子４６Ａに沿ってＸ軸方向に駆動されるようになっている。すなわち、本実施形態では、固定子４６Ａと可動子４４Ａとによって、ムービングマグネット型のリニアモータから成る、Ｘ軸リニアモータＬＸ1が構成されている（図７（Ａ）参照）。
【００９０】
前記可動子４４Ｂ、４４Ｄ、４４Ｃは、それぞれ前述の固定子４６Ｂ、４６Ｄ、４６Ｃに対応するもので、これらの固定子の配置に対応して可動子４４Ｂ、４４Ｄ、４４Ｃの順で上下に積層された状態で、ウエハステージ本体３１の＋Ｙ側の側面に固定されている。
【００９１】
これをさらに詳述すると、前記可動子４４Ｂは、ヨーク内部空間に形成される交番磁界の磁束の向きが＋Ｚ又は−Ｚ方向になってはいるが、その構成等は、基本的には前述した可動子４４Ａと同様になっている。従って、図２に示される、ウエハステージＷＳＴ１と固定子ユニット２７の固定子群及び支持板２９とが係合した状態では、可動子４４ＢにはＸ軸方向の駆動力が作用し、可動子４４Ｂが固定子４６Ｂに沿って、Ｘ軸方向に駆動される。すなわち、本実施形態では、固定子４６Ｂと可動子４４Ｂとによって、ムービングマグネット型のリニアモータから成る、Ｘ軸リニアモータＬＸ2が構成されている（図７（Ａ）参照）。
【００９２】
前記可動子４４Ｃは、ヨーク内部空間に形成される交番磁界の磁束の向きが＋Ｚ又は−Ｚ方向になってはいるが、その構成等は、基本的には前述した可動子４４Ａと同様になっている。従って、図２に示される、ウエハステージＷＳＴ１と固定子ユニット２７の固定子群及び支持板２９とが係合した状態では、可動子４４ＣにはＸ軸方向の駆動力が作用し、可動子４４Ｃが固定子４６Ｃに沿って、Ｘ軸方向に駆動される。すなわち、本実施形態では、固定子４６Ｃと可動子４４Ｃとによって、ムービングマグネット型のリニアモータから成る、Ｘ軸リニアモータＬＸ3が構成されている（図７（Ａ）参照）。
【００９３】
本実施形態では、Ｘ軸リニアモータＬＸ2、ＬＸ3それぞれの駆動力をｆ、Ｘ軸リニアモータＬＸ1の駆動力を２×ｆとすることで、ウエハステージＷＳＴ１を固定子ユニット２７の固定子群及び支持板２９に対してＸ軸方向に駆動（ほぼ重心駆動）することができる。また、Ｘ軸リニアモータＬＸ2，ＬＸ3の発生する駆動力を異ならせることで、ウエハステージＷＳＴ１をＹ軸回りの回転方向（ローリング方向）に微小駆動することが可能であるとともに、Ｘ軸リニアモータＬＸ2，ＬＸ3の発生する駆動力の合力とＸ軸リニアモータＬＸ1の発生する駆動力とを異ならせることで、ウエハステージＷＳＴ１をＺ軸回りの回転方向（ヨーイング方向）に微小駆動することが可能である。
【００９４】
前記可動子４４Ｄは、図７（Ｂ）に示されるように、ＸＺ断面が矩形枠状の磁性体から成る枠状部材５６と、該枠状部材５６の内側の上下の対向面（上面及び下面）にそれぞれ固定されたＸ軸方向に細長く延びる一対の永久磁石５８Ａ、５８Ｂとを備えている。永久磁石５８Ａと永久磁石５８Ｂとは、互いに逆極性とされている。従って、永久磁石５８Ａと永久磁石５８Ｂとの間には、磁束の向きが＋Ｚ方向（又は−Ｚ方向）の磁界が生じている。そして、図２に示される、ウエハステージＷＳＴ１と固定子ユニット２７の固定子群及び支持板２９とが係合した状態では、固定子４６Ｄが永久磁石５８Ａ，５８Ｂの間に挿入されるようになっており、固定子４６Ｄを構成する一対の電機子コイルそれぞれのほぼ内側の半分の部分が、上記の永久磁石５８Ａと永久磁石５８Ｂとの間の磁界中に含まれるようになっている。従って、その一対の電機子コイルそれぞれに相互に逆向きの電流を流すことにより、上記磁界中では、それぞれの電機子コイルに流れる電流の向きがいずれも＋Ｘ向き（又は−Ｘ向き）になるようになっており、各電機子コイルを流れる電流と、永久磁石５８Ａと永久磁石５８Ｂとの間の磁界との間の電磁相互作用により発生するローレンツ力により、可動子４４Ｄ（及びウエハステージＷＳＴ１）が固定子４６Ｄに対してＹ軸方向に微小駆動されるようになっている。すなわち、固定子４６Ｄと可動子４４Ｄとによって、ウエハステージＷＳＴ１を、Ｙ軸方向に微小駆動するＹ軸微動モータＶＹが構成されている（図７（Ａ）参照）。
【００９５】
前記可動子４４Ｅは、前述の固定子４６Ｅに対応するもので、可動子４４Ａの−Ｙ側面に固定されたＹＺ断面矩形枠状の磁性体から成る枠状部材６０と、該枠状部材６０の内側の一対の対向面（±Ｙ側の面）にそれぞれ設けられたＸ軸方向に細長く延びる一対の永久磁石６２Ａ、６２Ｂとを備えている。永久磁石６２Ａと永久磁石６２Ｂとは、互いに逆極性とされている。従って、永久磁石６２Ａと永久磁石６２Ｂとの間には、磁束の向きが＋Ｙ方向（又は−Ｙ方向）の磁界が生じている。そして、図２に示される、ウエハステージＷＳＴ１と固定子ユニット２７の固定子群及び支持板２９とが係合した状態では、固定子４６Ｅが永久磁石６２Ａ，６２Ｂの間に挿入されるようになっており、固定子４６Ｅを構成する一対の電機子コイルそれぞれのほぼ内側の半分の部分が、上記の永久磁石６２Ａと永久磁石６２Ｂとの間の磁界中に含まれるようになっている。従って、その一対の電機子コイルそれぞれに相互に逆向きの電流を流すことにより、上記磁界中では、それぞれの電機子コイルに流れる電流の向きがいずれも＋Ｘ向き（又は−Ｘ向き）になるようになっており、各電機子コイルを流れる電流と、永久磁石６２Ａと永久磁石６２Ｂとの間の磁界との間の電磁相互作用により発生するローレンツ力により、可動子４４Ｅ（及びウエハステージＷＳＴ１）が固定子４６Ｅに対してＺ軸方向に微小駆動されるようになっている。
【００９６】
すなわち、本実施形態では、可動子４４Ｅと固定子４６Ｅとによって、ウエハステージＷＳＴ１をＺ軸方向に微小駆動する第１のＺ軸微動モータＶＺ1が構成されている（図７（Ａ）参照）。
【００９７】
前記可動子４４Ｆは、図７（Ｂ）に示されるように、可動子４４Ｂ，４４Ｄ，４４Ｃの＋Ｙ側に設けられており、その構成は、前記可動子４４Ｅと同様とされている。そして、図２に示される、ウエハステージＷＳＴ１と固定子ユニット２７の固定子群及び支持板２９とが係合した状態では、可動子４４Ｆと、固定子４６Ｆとによって、ウエハステージＷＳＴ１（及び可動子４４Ｆ）を固定子４６Ｆに対してＺ軸方向に微小駆動する第２のＺ軸微動モータＶＺ2が構成される（図７（Ａ）参照）。
【００９８】
本実施形態の場合、上記第１、第２のＺ軸微動モータＶＺ1，ＶＺ2の発生する駆動力を同一とすることで、ウエハステージＷＳＴ１をＺ軸方向に微小駆動することができるとともに、各Ｚ軸微動モータの駆動力を異ならせることにより、ウエハステージＷＳＴ１をＸ軸回りの回転方向（ピッチング方向）に微小駆動することが可能である。
【００９９】
以上のように、本実施形態では、Ｙ軸微動モータＶＹ、Ｘ軸リニアモータＬＸ1〜ＬＸ3、及び第１、第２のＺ軸微動モータＶＺ1、ＶＺ2により、ウエハステージＷＳＴ１を、固定子ユニット２７に対して６自由度方向に駆動する６自由度駆動機構が構成されている。
【０１００】
なお、説明が前後したが、ウエハステージ本体３１には、図７（Ｂ）に示されるように、Ｘ軸方向に沿って貫通孔３１ａが形成されており、ウエハステージＷＳＴ１が固定子ユニット２７の固定子群及び支持板２９に係合した図２の状態では、支持板２９が貫通孔３１ａに挿入された状態となる。貫通孔３１ａの内部には、不図示の自重キャンセラが設けられている。この自重キャンセラは、シリンダ部とピストン部とを有しており、シリンダ部の内部に気体が供給されることにより陽圧に設定されている。そして、このシリンダ部内部の陽圧によりウエハステージＷＳＴ１全体が支持板２９に対して相対移動可能な状態で支持されるようになっている。
【０１０１】
なお、支持板２９及び自重キャンセラは、必ずしも設ける必要がなく、支持板２９及び自重キャンセラを設けない場合には、ウエハステージＷＳＴ１の自重につりあうＺ軸方向の力を、第１、第２のＺ軸微動モータＶＺ1，ＶＺ2に発生させることで、ウエハステージＷＳＴ１の自重を支持することとすれば良い。
【０１０２】
前記他方のウエハステージＷＳＴ２は、上述したウエハステージＷＳＴ１と同様に構成されている。従って、図２に示されるように、ウエハステージＷＳＴ２と固定子ユニット１２７の固定子群及び支持板とが係合した状態では、前述したウエハステージＷＳＴ１の場合と同様に、ウエハステージＷＳＴ２の可動子群と固定子ユニット１２７の固定子群とにより、ウエハステージＷＳＴ２が６自由度方向に駆動可能とされている。
【０１０３】
また、ウエハステージＷＳＴ２を構成するウエハステージ本体にも、ウエハステージＷＳＴ１側のウエハステージ本体３１と同様に、支持板に対応して貫通孔が形成されており、ウエハステージＷＳＴ２と固定子ユニット１２７の固定子群及び支持板とが係合した状態では、その貫通孔部分に設けられた自重キャンセラによりウエハステージＷＳＴ２全体が支持板に対して相対移動可能な状態で支持される。
【０１０４】
前記一方のウエハステージＷＳＴ１の上面（＋Ｚ側面）には、図７（Ｂ）に示されるように、Ｘ軸方向の一端（＋Ｘ側の端部）にＹ軸方向に延びるＸ移動鏡ＭＸ１が設けられ、Ｙ軸方向の一端（＋Ｙ側の端部）には、Ｘ軸方向に延びるＹ移動鏡ＭＹ１ａが設けられ、Ｙ軸方向の他端（−Ｙ側の端部）には、Ｘ軸方向に延びるＹ移動鏡ＭＹ１ｂが設けられている。これらの移動鏡ＭＸ１，ＭＹ１ａ，ＭＹ１ｂの各反射面には、後述する干渉計システムを構成する各測長軸の干渉計からの干渉計ビーム（測長ビーム）が投射され、その反射光を各干渉計で受光することにより、各移動鏡反射面の基準位置（一般には投影光学系側面や、アライメント系の側面に固定ミラーを配置し、そこを基準面とする）からの変位が計測され、これにより、移動ユニットＭＵＴ１（ウエハステージＷＳＴ１）の２次元位置が計測されるようになっている。また、ウエハステージＷＳＴ１の上面には、不図示のウエハホルダを介してウエハＷ１が静電吸着又は真空吸着により固定されている。なお、図１では、ウエハステージＷＳＴ１側の移動鏡としてＹ軸方向の位置計測用の移動鏡ＭＹ１ａ，ＭＹ１ｂのみが図示されている。
【０１０５】
前記他方のウエハステージＷＳＴ２の上面（＋Ｚ側面）には、図２に示されるように、Ｘ軸方向の一端（＋Ｘ側の端部）にＹ軸方向に延びるＸ移動鏡ＭＸ２が設けられ、Ｙ軸方向の一端（＋Ｙ側の端部）には、Ｘ軸方向に延びるＹ移動鏡ＭＹ２ａが設けられ、Ｙ軸方向の他端（−Ｙ側の端部）には、Ｘ軸方向に延びるＹ移動鏡ＭＹ２ｂが設けられている。これらの移動鏡ＭＸ２，ＭＹ２ａ，ＭＹ２ｂの各反射面には、後述する干渉計システムを構成する各測長軸の干渉計からの干渉計ビーム（測長ビーム）が投射され、その反射光を各干渉計で受光することにより、各移動鏡反射面の基準位置からの変位が計測され、これにより、ウエハステージＷＳＴ２の２次元位置が計測されるようになっている。また、ウエハステージＷＳＴ２の上面には、不図示のウエハホルダを介してウエハＷ２が静電吸着又は真空吸着により固定されている。なお、図１では、ウエハステージＷＳＴ２側の移動鏡としてＹ軸方向の位置計測用の移動鏡ＭＹ２ａ、ＭＹ２ｂのみが図示されている。
【０１０６】
本実施形態では、ステージ装置２０を構成する、上述した各モータを構成する各電機子コイルに供給される電流の大きさ及び方向が、図１の主制御装置５０によって制御されるようになっており、これによって、それぞれのモータの発生する駆動力の大きさ及び方向が任意に制御されるようになっている。
【０１０７】
前記アライメント系ＡＬＧは、図１及び図２に示されるように、投影光学系ＰＬの＋Ｙ側かつ−Ｘ側に所定距離離れた位置（すなわち、斜めに離れた位置）に設けられている。このアライメント系ＡＬＧとしては、一例として画像処理方式の結像式アライメントセンサの一種であるＦＩＡ（Field  Image  Alignment）系のアライメントセンサが用いられている。このアライメント系ＡＬＧは、光源（例えばハロゲンランプ）及び結像光学系、検出基準となる指標マークが形成された指標板、及び撮像素子（ＣＣＤ）等を含んで構成されている。このアライメント系ＡＬＧでは、光源からのブロードバンド（広帯域）光により検出対象であるマークを照明し、このマーク近傍からの反射光を結像光学系を介して指標からの光とともにＣＣＤで受光する。このとき、マークの像が指標の像とともにＣＣＤの撮像面に結像される。そして、ＣＣＤからの画像信号（撮像信号）に所定の信号処理を施すことにより、検出中心である指標マークの中心を基準とするマークの位置を計測する。
【０１０８】
本実施形態では、アライメント系ＡＬＧは、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２上の不図示の基準マーク板上の基準マーク及びウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２上に保持されたウエハ上のアライメントマークの位置情報の計測等に用いられる。アライメント系ＡＬＧからの画像信号は、不図示のアライメント制御装置によりＡ／Ｄ変換され、デジタル化された波形信号を演算処理して指標中心を基準とするマークの位置が検出される。このマーク位置の情報が、不図示のアライメント制御装置から主制御装置５０に送られるようになっている。
【０１０９】
次に、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の位置を計測する干渉計システムについて簡単に説明する。
【０１１０】
図１において、ウエハステージＷＳＴ１上の移動鏡ＭＹ１ｂの反射面には、Ｙ軸干渉計１１６から投影光学系ＰＬの光軸を通るＹ軸に平行な方向の干渉計ビーム（測長ビーム）が照射されている。同様に、ウエハステージＷＳＴ２上の移動鏡ＭＹ２ａの反射面には、Ｙ軸干渉計１１８からアライメント系ＡＬＧの検出中心（指標マークの中心）を通るＹ軸に平行な方向の干渉計ビームが照射されている。そして、Ｙ軸干渉計１１６、１１８では移動鏡ＭＹ１ｂ、ＭＹ２ａからの反射光をそれぞれ受光することにより、各反射面の基準位置からの相対変位を計測し、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のＹ軸方向位置を計測する。
【０１１１】
ここで、Ｙ軸干渉計１１６、１１８は、ともに多軸干渉計であり、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のＹ軸方向の位置情報の計測以外に、ピッチング（Ｘ軸回りの回転（θｘ回転））及びヨーイング（θｚ方向の回転）の計測が可能となっている。各測長軸の出力値は独立に計測できるようになっている。
【０１１２】
また、ウエハステージＷＳＴ１上の移動鏡ＭＸ１の反射面には、不図示のＸ軸干渉計から投影光学系ＰＬの光軸を通り、Ｙ軸干渉計１１６の干渉計ビームと垂直に交差する干渉計ビーム（測長ビーム）が照射されている。同様に、ウエハステージＷＳＴ２上の移動鏡ＭＸ２の反射面には、不図示のＸ軸干渉計からアライメント系ＡＬＧの検出中心（指標マークの中心）を通り、Ｙ軸干渉計１１８の干渉計ビームと垂直に交差する干渉計ビーム（測長ビーム）が照射されている。そして、上記各Ｘ軸干渉計では移動鏡ＭＸ１、ＭＸ２からの反射光をそれぞれ受光することにより、各反射面の基準位置からの相対変位を計測し、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のＸ軸方向位置を計測するようになっている。ここで、Ｘ軸干渉計は、多軸干渉計であり、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のＸ軸方向の位置情報の計測以外に、ローリング（Ｙ軸回りの回転（θｙ回転））及びヨーイング（θｚ方向の回転）の計測が可能となっている。各光軸の出力値は独立に計測できるようになっている。
【０１１３】
このように、本実施形態では、２つのＸ軸干渉計及びＹ軸干渉計１１６，１１８の合計４つの干渉計によって、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２のＸＹ２次元座標位置を管理するウエハ干渉計システムが構成されている。このウエハ干渉計システムを構成する各干渉計の計測値は、主制御装置５０に送られるようになっている。
【０１１４】
なお、以下においては、上述したアライメント系ＡＬＧの検出中心（指標マークの中心）を通り、Ｙ軸干渉計１１８の干渉計ビームと垂直に交差する干渉計ビームを射出するＸ軸干渉計を、アライメント用Ｘ軸干渉計と呼び、投影光学系ＰＬの光軸を通り、Ｙ軸干渉計１１６の干渉計ビームと垂直に交差する干渉計ビームを射出するＸ軸干渉計を露光用Ｘ軸干渉計と呼ぶものとする。
【０１１５】
主制御装置５０では、後述する露光時には、露光用Ｘ軸干渉計及びＹ軸干渉計１１６の計測値に基づいて、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のＸＹ面内の位置を、いわゆるアッベ誤差なく高精度に管理し、後述するウエハアライメント時には、アライメント用Ｘ軸干渉計及びＹ軸干渉計１１８の計測値に基づいて、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のＸＹ面内の位置を、いわゆるアッベ誤差なく高精度に管理する。
【０１１６】
但し、本実施形態では、移動ユニットＭＵＴ１，ＭＵＴ２は、常時、図１、図２等の位置関係を保つのではなく、後述するようにウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の入れ替え（及び移動ユニットＭＵＴ１，ＭＵＴ２の入れ替え）が行われ、この際、ウエハステージＷＳＴ２上の移動鏡に干渉計ビームが当たらなくなる場合がある。かかる点を考慮して、移動ユニットＭＵＴ２のＹ軸方向の位置情報を常時計測可能な不図示のリニアエンコーダが、所定の位置にそれぞれ設けられている。
【０１１７】
そして、主制御装置５０が、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の入れ替えを行う際、Ｙ軸干渉計によるウエハステージＷＳＴ２の位置計測が不能となるときには、リニアエンコーダによって計測されるそのＹ軸方向の位置情報に基づいて、ウエハステージＷＳＴ２（移動ユニットＭＵＴ２）のＹ位置を管理する。
【０１１８】
また、本実施形態では、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のＹ軸方向の移動中にＸ軸干渉計からの干渉計ビームがウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２上の移動鏡に当たらなくなることがある。
【０１１９】
そこで、主制御装置５０は、何らかの理由により、干渉計ビームが移動鏡から外れているため、それまで計測不能であったいずれかの干渉計からの干渉計ビームが、再度ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の移動鏡に当たるようになったときは、それまで計測不能であったその干渉計の計測値をリセット（又はプリセット）するようになっている。
【０１２０】
次に、上述のようにして構成される露光装置を用いた一連の露光シーケンスについて、図８（Ａ）〜図１０（Ｃ）に基づいて説明する。
【０１２１】
図８（Ａ）には、主制御装置５０の管理の下、ウエハステージＷＳＴ１上のウエハＷ１に対して投影光学系ＰＬを介した露光動作が行われるのと並行して、ウエハステージＷＳＴ２上のウエハＷ２に対してアライメント系ＡＬＧを用いたウエハアライメント動作が行われている状態が示されている（この図８（Ａ）は図１の状態に対応している）。
【０１２２】
この図８（Ａ）の状態に先立って、所定のローディングポジション（アライメント位置近傍）にウエハステージＷＳＴ２（及び移動ユニットＭＵＴ２）があるとき、不図示のウエハローダによって、ウエハステージＷＳＴ２上に載置された露光済みのウエハのアンロード及び新たなウエハＷ２のロード（すなわちウエハ交換）が行なわれている。
【０１２３】
上記のウエハアライメント動作に際して、主制御装置５０は、前述のＹ軸干渉計１１８及びアライメント用Ｘ軸干渉計の計測値に基づいてウエハステージＷＳＴ２のＸＹ面内の位置を管理しつつ、アライメント系ＡＬＧを用いて、ウエハＷ２上の特定の複数のショット領域（サンプルショット領域）に付設されたアライメントマーク（サンプルマーク）の位置情報を検出する。このウエハアライメント（及び前述のウエハ交換）の際、主制御装置５０は、前述したＹ軸リニアモータ４５Ａ，１４５Ａを用いて移動ユニットＭＵＴ２（ウエハステージＷＳＴ２）をＹ軸方向に長ストロークで駆動するとともに、ウエハステージＷＳＴ２を移動ユニットＭＵＴ２を構成する前述の６自由度駆動機構を介してＸ，Ｙ，Ｚ，θｘ，θｙ，θｚ方向に関して微小駆動する。また、主制御装置５０は、ウエハステージＷＳＴ２をＸ軸方向に長ストロークで駆動する際には、移動ユニットＭＵＴ２の６自由度駆動機構を構成する３つのＸ軸リニアモータを用いる。
【０１２４】
次いで、主制御装置５０は、上記位置情報の検出結果とその特定のショット領域（又はサンプルマーク）の設計上の位置座標とに基づいて、例えば特開昭６１−４４４２９号公報及びこれに対応する米国特許第４，７８０，６１７号などに開示される最小二乗法を用いた統計演算によりウエハＷ２上の全てのショット領域の配列座標を求めるＥＧＡ（エンハンスト・グローバル・アライメント）方式のウエハアライメントを実行する。上記公報及びこれに対応する上記米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
【０１２５】
また、この場合、主制御装置５０は、サンプルマークの位置情報の検出に前後して、ウエハステージＷＳＴ２上の不図示の基準マーク板上の第１基準マークの位置情報を検出している。そして、主制御装置５０は、先に求めたウエハＷ２上の全てのショット領域の配列座標を、第１基準マークの位置を原点とする位置座標に変換する。
【０１２６】
上述のようにして、ウエハステージＷＳＴ２側で、ウエハ交換、ウエハアライメントが実行される。このウエハ交換、ウエハアライメントと並行して、移動ユニットＭＵＴ１側では、既に行われたウエハアライメント結果に基づいてウエハステージＷＳＴ１上に載置されたウエハＷ１上の各ショット領域の露光のための加速開始位置にウエハステージＷＳＴ１を移動させるショット間ステッピング動作と、レチクルＲ（レチクルステージＲＳＴ）とウエハＷ１（ウエハステージＷＳＴ１）とを、Ｙ軸方向に相対走査してレチクルＲに形成されたパターンをウエハＷ１上の露光対象のショット領域に投影光学系ＰＬを介して転写する走査露光動作と、を繰り返す、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が主制御装置５０の管理の下で行われる。
【０１２７】
上記のステップ・アンド・スキャン方式の露光動作の開始に先立って、主制御装置５０は、Ｙ軸干渉計１１６及び露光用Ｘ軸干渉計の計測値に基づいてウエハステージＷＳＴ１の位置を管理しつつ、ウエハステージＷＳＴ１上の不図示の基準マーク板上の一対の第２基準マークとレチクルＲ上の一対のレチクルアライメントマークとを不図示のレチクルアライメント系を用いて計測している。そして、主制御装置５０では、その計測結果（レチクルパターンの投影中心と基準マーク板上の一対の第２基準マーク（この第２基準マークと前述の第１基準マークとの位置関係は既知である）との位置関係）と先に行われているウエハアライメントの結果（第１基準マークを基準とするウエハＷ１上の各ショット領域の位置座標）とに基づいて、ウエハＷ１上の各ショット領域の露光のための加速開始位置にウエハステージＷＳＴ１を移動させる。
【０１２８】
このように露光動作の開始に先立って、レチクルアライメント系を用いてレチクルパターンの投影中心と基準マーク板上の一対の第２基準マークとの位置関係を計測するので、ウエハアライメント後露光が開始されるまでの間に、干渉計によりウエハステージの位置を計測できない事態が生じても特に不都合は生じない。
【０１２９】
上記のステップ・アンド・スキャン方式の露光動作の際、主制御装置５０は、主制御装置５０は、前述したＹ軸リニアモータ３３Ａ，３３Ｂを用いて移動ユニットＭＵＴ１（ウエハステージＷＳＴ１）をＹ軸方向に長ストロークで駆動するとともに、ウエハステージＷＳＴ１を移動ユニットＭＵＴ１を構成する前述の６自由度駆動機構を介してＸ，Ｙ，Ｚ，θｘ，θｙ，θｚ方向に関して微小駆動する。また、主制御装置５０は、ウエハステージＷＳＴ１をＸ軸方向に長ストロークで駆動する際には、移動ユニットＭＵＴ１の６自由度駆動機構を構成する３つのＸ軸リニアモータＬＸ1〜ＬＸ3を用いる。
【０１３０】
なお、この露光動作そのものの手順などは、通常のスキャニング・ステッパと同様なので、これ以上の詳細な説明は省略する。
【０１３１】
上述したウエハステージＷＳＴ２上のウエハに対するウエハアライメント動作と、ウエハステージＷＳＴ１上のウエハに対する露光動作とでは、通常は、ウエハアライメント動作の方が先に終了する。そこで、主制御装置５０は、ウエハアライメントの終了後、ウエハステージＷＳＴ１上のウエハに対する露光動作が続行されている間に、これと並行してウエハステージＷＳＴ２を有する移動ユニットＭＵＴ２を、ウエハステージＷＳＴ１を有する移動ユニットＭＵＴ１の下方を経由して、移動ユニットＭＵＴ１の−Ｙ側に移動させるウエハステージの入れ替えを実行する。
【０１３２】
具体的には、主制御装置５０は、前述したシャフトモータ６６Ａ，６６Ｂを介して上下動ガイド５５Ａ、５５Ｂを、図８（Ａ）に示される上端移動位置から図８（Ｂ）に示される下端移動位置まで下降駆動する。この上下動ガイド５５Ａ、５５Ｂの下降駆動により、移動ユニットＭＵＴ２が下降駆動され、移動ユニットＭＵＴ２に設けられた一対のＹ可動子１３３Ａ，１３３ＢがＹ固定子４５Ｂ，１４５Ｂにそれぞれ係合するようになる。
【０１３３】
また、上記の移動ユニットＭＵＴ２の下降により、それまで移動鏡ＭＸ２及びＭＹ２に当たっていた干渉計ビームがそれらの移動鏡に当たらなくなる。そこで、移動ユニットＭＵＴ２の下降が終了すると同時に、移動ユニットＭＵＴ２のＹ軸方向の位置計測が前述したエンコーダで行われるようになっている。
【０１３４】
このように上下動ガイド５５Ａ，５５Ｂが下端移動位置まで下降したとき、上下動ガイド５７Ａ，５７Ｂも図８（Ｂ）に示されるように下端移動位置にあるとする。このとき、固定ガイド５３Ａのガイド面１５３ｂと上下動ガイド５５Ａ，５７Ａのガイド面１５５ａ，１５７ａの高さ位置が一致するとともに、固定ガイド５３Ｂのガイド面２５３ａと上下動ガイド５５Ｂ、５７Ｂのガイド面２５５ａ、２５７ａの高さ位置が一致している（図５参照）。
【０１３５】
そこで、主制御装置５０は、前述のエンコーダの計測値をモニタしつつＹ軸リニアモータ４５Ｂ，１４５Ｂを駆動して、移動ユニットＭＵＴ２を、図８（Ｂ）に示される上下動ガイド５５Ａ，５５Ｂ上の位置から、図８（Ｃ）に示される固定ガイド５３Ａ，５３Ｂ上の位置（移動ユニットＭＵＴ１の下方位置）を経由して、図９（Ａ）に示される上下動ガイド５７Ａ，５７Ｂ上の位置まで駆動する。
【０１３６】
次いで、主制御装置５０は、前述したシャフトモータ６８Ａ，６８Ｂを介して上下動ガイド５７Ａ，５７Ｂを、図９（Ｂ）に示される上端移動位置に向けて上昇駆動する。但し、このとき、ウエハステージＷＳＴ１側ではウエハＷ１に対する露光が続行されており、そのウエハステージＷＳＴ１の位置がＹ軸干渉計１１６及び露光用Ｘ軸干渉計により計測されている。このため、上下動ガイド５７Ａ，５７Ｂの上昇駆動に伴うウエハステージＷＳＴ２の位置の変化によって、干渉計１１６からの干渉計ビームが遮られることがないように、ウエハステージＷＳＴ１側の露光動作が終了するまでは、主制御装置５０は、上下動ガイド５７Ａ，５７Ｂを、図９（Ｂ）よりやや下方の位置まで上昇駆動して、その位置で待機させる。
【０１３７】
そして、ウエハステージＷＳＴ１側の露光動作が終了すると、主制御装置５０は、シャフトモータ６８Ａ，６８Ｂを介して上下動ガイド５７Ａ，５７Ｂを、図９（Ｂ）に示される上端移動位置までさらに上昇駆動する。これにより、ウエハステージＷＳＴ２が、図９（Ｂ）に示される高さ位置まで上昇するが、この途中で、Ｙ軸干渉計１１６からの干渉計ビームがウエハステージＷＳＴ１上の移動鏡ＭＹ１ｂに当たらなくなると同時に、ウエハステージＷＳＴ２上の移動鏡ＭＹ２ｂに当たるようになる。
【０１３８】
そこで、主制御装置５０は、上記のＹ軸干渉計１１６からの干渉ビームがウエハステージＷＳＴ１上の移動鏡ＭＹ１ｂに当たらなくなるのに先立って、ウエハステージＷＳＴ２のＹ軸方向の位置を計測する干渉計を、そのとき干渉計ビームが移動鏡ＭＹ１ａに照射されているＹ軸干渉計１１８に切り換える。また、ウエハステージＷＳＴ２（移動ユニットＭＵＴ２）のＹ軸方向の位置計測に用いられる計測装置を、エンコーダからＹ軸干渉計１１６に切り換える。
【０１３９】
上記の干渉計の切り換えが完了した時点では、図９（Ｂ）に示されるように、上下動ガイド５５Ａ，５５Ｂは、シャフトモータ６６Ａ，６６Ｂにより上端移動位置まで駆動されている。
【０１４０】
次に、主制御装置５０は、Ｙ軸リニアモータ４５Ａ，１４５Ａ、及びＹ軸リニアモータ３３Ａ，３３Ｂをそれぞれ駆動して、ウエハステージＷＳＴ２（移動ユニットＭＵＴ２）とウエハステージＷＳＴ１（移動ユニットＭＵＴ１）とを図９（Ｃ）に示されるように＋Ｙ方向に向けてそれぞれ移動させる。具体的には、主制御装置５０は、ウエハステージＷＳＴ２を基準マーク板が投影光学系ＰＬの下方に位置付けられる位置まで移動させ、ウエハステージＷＳＴ１をウエハ交換位置まで移動させる。
【０１４１】
そして、主制御装置５０は、基準マーク板が投影光学系ＰＬの下方に位置付けられる位置まで移動したウエハステージＷＳＴ２側では、ウエハステージＷＳＴ２上の基準マーク板上の一対の第２の基準マークとレチクルＲ上の一対のレチクルアライメントマークとを前述のレチクルアライメント系を用いて計測した後、その計測結果と前述のウエハアライメントの結果とに基づいて、ウエハＷ２上の各ショット領域に対して、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作を開始する（図９（Ｃ）参照）。
【０１４２】
上記のウエハステージＷＳＴ２側のウエハＷ２の露光動作と並行して、ウエハ交換位置に移動したウエハステージＷＳＴ１上では、主制御装置５０の指示の下、ウエハＷ１が不図示のウエハ搬送装置を介してアンロードされ、次のウエハ（ここではウエハＷ３とする）がウエハ搬送装置を介してロードされる。このウエハ交換の後、主制御装置５０は、ウエハステージＷＳＴ１上のウエハＷ３に対するウエハアライメントを実行する。
【０１４３】
このようにして、ウエハステージＷＳＴ２側の露光動作及びウエハステージＷＳＴ１側のアライメント動作のいずれもが終了した段階で、主制御装置５０は、ウエハステージＷＳＴ２（移動ユニットＭＵＴ２）とウエハステージＷＳＴ１（移動ユニットＭＵＴ１）を−Ｙ方向に平行移動する（図１０（Ａ）参照）。
【０１４４】
そして、図１０（Ａ）に示されるように、ウエハステージＷＳＴ２が上端移動位置にある上下動ガイド５７Ａ、５７Ｂ上に位置した段階で、主制御装置５０は、図１０（Ｂ）に示されるように上下動ガイド５７Ａ、５７Ｂを下降駆動する。この下降駆動により、それまでウエハステージＷＳＴ２の移動鏡ＭＹ２ｂに当たっていたＹ軸干渉計１１６からの干渉計ビームが、その移動鏡ＭＹ２ｂから外れ、ウエハステージＷＳＴ１の移動鏡ＭＹ１ｂに当たるようになるので、主制御装置５０は、ウエハステージＷＳＴ１のＹ位置を計測する干渉計をＹ軸干渉計１１６に切り換える。これに先立って、ウエハステージＷＳＴ１の移動鏡ＭＸ１には、露光用Ｘ軸干渉計からの干渉計ビームが当たるようになっており、その露光用Ｘ軸干渉計によってウエハステージＷＳＴ１のＸ位置が計測されている。
【０１４５】
従って、上記のＹ軸干渉計の切り換え以後、ウエハステージＷＳＴ１のＸＹ面内の位置は、露光用Ｘ軸干渉計及びＹ軸干渉計１１６によって計測される。
【０１４６】
その後ウエハステージＷＳＴ１側では、前述と同様にしてウエハＷ３に対する露光動作が開始される。
【０１４７】
この一方、図１０（Ｂ）に示される下端移動位置まで上下動ガイド５７Ａ、５７Ｂを下降駆動した後、主制御装置５０は、移動ユニットＭＵＴ２のＹ軸方向の位置計測にエンコーダを用いる。ここで、上記の上下動ガイド５７Ａ、５７Ｂの下降駆動に伴い、移動ユニットＭＵＴ２のＹ可動子１３３Ａ，１３３Ｂは、Ｙ固定子４５Ｂ、１４５Ｂに係合する。
【０１４８】
主制御装置５０は、上下動ガイド５７Ａ、５７Ｂの上記の下降駆動とほぼ同時に上下動ガイド５５Ａ、５５Ｂも図１０（Ａ）の上端移動位置から図１０（Ｂ）の下端移動位置まで下降駆動する。
【０１４９】
そして、上下動ガイド５７Ａ，５５Ａ及び５７Ｂ，５５Ｂが下端移動位置まで下降駆動された段階で、主制御措置５０は、Ｙ軸リニアモータ４５Ｂ、１４５Ｂを用いて移動ユニットＭＵＴ２（ウエハステージＷＳＴ２）を、＋Ｙ方向に駆動し、移動ユニットＭＵＴ１（ウエハステージＷＳＴ１）の下方位置を経由して、図１０（Ｃ）に示される位置まで移動させる。さらに、主制御装置５０は、図１０（Ｃ）の状態から、上下動ガイド５５Ａ，５５Ｂを上昇駆動する。これにより、図８（Ａ）と同様の状態に戻される。この場合においても、エンコーダによるウエハステージＷＳＴ２の位置計測から干渉計による位置計測に切り替えられる。
【０１５０】
以後、図８（Ａ）〜図１０（Ｃ）を用いて説明した上述のウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２を用いた並行処理動作が繰り返し行われる。
【０１５１】
これまでの説明から明らかなように、本実施形態の露光装置１０では、前述した駆動系（３３Ａ，３３Ｂ，１３３Ａ，１３３Ｂ，３５Ａ，３５Ｂ、５１）及び主制御装置５０によって、交換装置が構成されている。また、前述したエレベータユニットＥＵ１、ＥＵ３によって、第１の上下動機構が構成され、エレベータユニットＥＵ２、ＥＵ４によって、第２の上下動機構が構成されている。
【０１５２】
以上詳細に説明したように、本実施形態の露光装置１０によると、２つのウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２のうちの一方のウエハステージＷＳＴ２（特定ステージ）が残りのウエハステージＷＳＴ１の下方に一時的に位置するような手順で、投影光学系ＰＬによるウエハの露光動作とアライメント系ＡＬＧによるウエハ上のマーク検出動作（ウエハアライメント動作）との間で、両ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２を交換する交換装置（３３Ａ，３３Ｂ，１３３Ａ，１３３Ｂ，３５Ａ，３５Ｂ、５１、５０）を備えている。そして、本実施形態では、この交換装置により、前述の如く、第１位置（投影光学系ＰＬが設けられた位置）の近傍に位置する一方のウエハステージＷＳＴ１上のウエハに対する投影光学系ＰＬによる露光動作と並行して、第２位置（アライメント系ＡＬＧが設けられた位置）の近傍でアライメント系ＡＬＧによるウエハ上のマークの検出動作の終了した他方のウエハステージＷＳＴ２が、その一方のウエハステージＷＳＴ１の下方に一時的に位置する手順に従った両ウエハステージの入れ替え動作（交換動作）の一部を行うことが可能となっている。
【０１５３】
従って、一方のウエハステージ上のウエハに対する露光動作が終了した時点から両ウエハステージの入れ替え動作が開始される場合に比べてその入れ替えを短時間で行うことができ、これにより２つのウエハステージ上のウエハに対する露光処理を交互に行う露光処理工程のスループットの向上を図ることが可能となる。また、ウエハステージの入れ替えは、それぞれのウエハステージをあらかじめ定めた経路に沿って移動するのみで、前述した機械的につかむという不確実性を伴う動作を行うことなく実現できる。そのため、機械的につかむ際の前述した位置合わせが不要となるとともに、ウエハの位置ずれなども生じないので、特に露光精度が低下することもない。また、アライメント系ＡＬＧは１つのみで足りるので、アライメント系が複数あることに起因する前述の不都合も解消する。
【０１５４】
また、本実施形態の露光装置１０によると、図８（Ａ）〜図１０（Ｃ）を用いて説明したように、上述の交換装置により、投影光学系ＰＬの下方の第１位置（所定位置）に対して２つのウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２を交互に移動させるに際し、２つのウエハステージのうちの一方のウエハステージＷＳＴ２のみが、他方のウエハステージＷＳＴ１の下方に一時的に位置するように移動される。すなわち、ウエハステージＷＳＴ１は所定の面（前述の第１面）内で移動し、ウエハステージＷＳＴ２のみが上下動及び前記第１面内での移動をすることでウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２を交互に第１位置に移動させることができるようになっている。従って、例えば、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２に接続されている配線等が絡まることなく、２つのウエハステージＷＳＴを第１位置に交互に移動させることができるようになっている。
【０１５５】
なお、上記実施形態では、照明光ＩＬとしてＫｒＦエキシマレーザ光などの遠紫外光、Ｆ2レーザ、ＡｒＦエキシマレーザ等の真空紫外域光、あるいは超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線（ｇ線、ｉ線等）などを用いるものとしたが、これに限らずＡｒ2レーザ光（波長１２６ｎｍ）などの他の真空紫外光を用いても良い。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。
【０１５６】
更に、照明光ＩＬとしてＥＵＶ光、Ｘ線、あるいは電子線やイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置に本発明を適用しても良い。例えば荷電粒子線を用いる露光装置の場合、電子光学系などの荷電粒子線光学系が、露光用光学系を構成することになる。この他、例えば国際公開ＷＯ９９／４９５０４号などに開示される、投影光学系ＰＬとウエハとの間に液体が満たされる液浸型露光装置などにも本発明を適用しても良い。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
なお、本発明は、半導体製造用の露光装置に限らず、液晶表示素子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、薄膜磁気ヘ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）、マイクロマシン、有機ＥＬ、ＤＮＡチップ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。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。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、マスク基板としてはシリコンウエハなどが用いられる。
【０１６０】
《デバイス製造方法》
次に上述した露光装置をリソグラフィ工程で使用するデバイスの製造方法の実施形態について説明する。
【０１６１】
図１１には、デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例のフローチャートが示されている。図１１に示されるように、まず、ステップ２０１（設計ステップ）において、デバイスの機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップ２０２（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ２０３（ウエハ製造ステップ）において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。
【０１６２】
次に、ステップ２０４（ウエハ処理ステップ）において、ステップ２０１〜ステップ２０３で用意したマスクとウエハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップ２０５（デバイス組立てステップ）において、ステップ２０４で処理されたウエハを用いてデバイス組立てを行う。このステップ２０５には、ダイシング工程、ボンディング工程、及びパッケージング工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。
【０１６３】
最後に、ステップ２０６（検査ステップ）において、ステップ２０５で作成されたデバイスの動作確認テスト、耐久テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にデバイスが完成し、これが出荷される。
【０１６４】
図１２には、半導体デバイスにおける、上記ステップ２０４の詳細なフロー例が示されている。図１２において、ステップ２１１（酸化ステップ）においてはウエハの表面を酸化させる。ステップ２１２（ＣＶＤステップ）においてはウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ２１３（電極形成ステップ）においてはウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ２１４（イオン打ち込みステップ）においてはウエハにイオンを打ち込む。以上のステップ２１１〜ステップ２１４それぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
【０１６５】
ウエハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップ２１５（レジスト形成ステップ）において、ウエハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップ２１６（露光ステップ）において、上で説明したリソグラフィシステム（露光装置）及び露光方法によってマスクの回路パターンをウエハに転写する。次に、ステップ２１７（現像ステップ）においては露光されたウエハを現像し、ステップ２１８（エッチングステップ）において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップ２１９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。
【０１６６】
これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【０１６７】
以上説明した本実施形態のデバイス製造方法を用いれば、露光工程（ステップ２１６）において上記実施形態の露光装置が用いられるので、露光精度を低下させることなく、高スループットな露光を行うことができる。従って、微細パターンが形成された高集積度のマイクロデバイスの生産性を向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１６８】
本発明の露光方法及び露光装置は、２つの基板ステージ上の基板に対する露光処理を交互に行うのに適している。また、本発明のデバイス製造方法は、マイクロデバイスの製造に適している。
【符号の説明】
【０１６９】
１０…露光装置、３３Ａ，３３Ｂ…Ｙ軸リニアモータ（交換装置の一部）、３５Ａ，３５Ｂ…固定子ユニット（交換装置の一部）、１３３Ａ，１３３Ｂ…Ｙ軸リニアモータ（交換装置の一部）、５０…主制御装置（交換装置の一部）、５１…ガイド機構（交換装置の一部）、ＥＵ１…エレベータユニット（第１の上下動機構の一部）、ＥＵ２…エレベータユニット（第１の上下動機構の一部）、ＥＵ３…エレベータユニット（第２の上下動機構の一部）、ＥＵ４…エレベータユニット（第２の上下動機構の一部）、ＡＬＧ…アライメント系（マーク検出系）、ＰＬ…投影光学系（露光光学系）、Ｗ１，Ｗ２…ウエハ（基板）、ＷＳＴ１，ＷＳＴ２…ウエハステージ（基板ステージ）。
【図１】
0005152067.tif 000002
【図２】
0005152067.tif 000003
【図３】
0005152067.tif 000004
【図４（Ａ）】
0005152067.tif 000005
【図４（Ｂ）】
0005152067.tif 000006
【図５】
0005152067.tif 000007
【図６】
0005152067.tif 000008
【図７（Ａ）】
0005152067.tif 000009
【図７（Ｂ）】
0005152067.tif 000010
【図８（Ａ）】
0005152067.tif 000011
【図８（Ｂ）】
0005152067.tif 000012
【図８（Ｃ）】
0005152067.tif 000013
【図９（Ａ）】
0005152067.tif 000014
【図９（Ｂ）】
0005152067.tif 000015
【図９（Ｃ）】
0005152067.tif 000016
【図１０（Ａ）】
0005152067.tif 000017
【図１０（Ｂ）】
0005152067.tif 000018
【図１０（Ｃ）】
0005152067.tif 000019
【図１１】
0005152067.tif 000020
【図１２】
0005152067.tif 000021