(57)【要約】【課題】ベース部材に凹部が存在している場合でも、不測の挙動を示すことを抑制する。【解決手段】第一部材の第一面１０Ａに形成された溝部１４の内側に設けられた第一流体吹出部１１と、溝部１４とは異なる第一面１０Ａ内の領域に設けられた第二流体吹出部２１Ａ、２１Ｂとを有する。【選択図】図２
2007247704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一部材の第一面に形成された溝部の内側に設けられた第一流体吹出部と、
前記溝部とは異なる前記第一面内の領域に設けられた第二流体吹出部とを有することを特徴とする流体軸受。
【請求項２】
請求項１記載の流体軸受において、
前記第一流体吹出部と前記第二流体吹出部との一方は、前記第一流体吹出部と前記第二流体吹出部との他方を挟んで対称に配置されることを特徴とする流体軸受。
【請求項３】
請求項１または２記載の流体軸受において、
前記第二流体吹出部は、前記第一面の重心に対応する位置を挟んで対称に配置されることを特徴とする流体軸受。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の流体軸受において、
前記第一流体吹出部と前記第二流体吹出部とは、略同一の吹出特性で流体を吹き出すことを特徴とする流体軸受。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の流体軸受を有する第一部材と、前記第一部材の前記第一面と対向する第二面を有する第二部材とを備えることを特徴とする流体ベアリング。
【請求項６】
移動ステージが支持部材上を移動するステージ装置であって、
前記移動ステージの移動面に請求項５記載の流体ベアリングが用いられていることを特徴とするステージ装置。
【請求項７】
請求項６記載のステージ装置において、
前記移動ステージには、前記流体軸受が複数設けられ、
前記複数の流体軸受のそれぞれに前記第二流体吹出部が設けられていることを特徴とするステージ装置。
【請求項８】
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に、請求項６または請求項７記載のステージ装置が用いられて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、流体軸受、流体ベアリング及びステージ装置並びに露光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスや液晶表示デバイスは、マスク上に形成されたパターンを感光性の基板上に転写する、所謂フォトリソグラフィの手法により製造される。このフォトリソグラフィ工程で使用される露光装置は、マスクを支持するマスクステージと基板を支持する基板ステージとを有し、マスクステージ及び基板ステージを逐次移動しながらマスクのパターンを投影光学系を介して基板に転写するものである。従来より、上記基板ステージ及びマスクステージでは、ベース部材に対して可動部材を流体軸受（気体軸受、静圧軸受等）で非接触支持しつつリニアモータ等の駆動装置で可動部材を駆動する構成が採用されている。例えば、特許文献１には、流体軸受として、エアベアリングに関する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１９４０５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
ベース部材にポアと称される凹部が存在する場合、この凹部上をエアパッドの流体吹出部が通過した際に、微少量ながらエアパッドが上下動して変位する、いわゆるパッド飛びという不測の挙動を示すことが判明している。また、凹部が存在する場合には、エアパッドの上下動以外にも、ステージが移動方向と交差する方向周りに変位する、いわゆるピッチング誤差が生じる可能性がある。
これらの挙動は、凹部の存在に起因する渦流れの変化、流体吹出部から吹き出される流体圧の変化に伴うモーメント剛性、及びエアパッドの負荷容量の変化等により生じるものと考えられている。
【０００４】
このような挙動を示した場合、ステージの駆動特性、ひいては露光処理におけるパターン転写精度にも悪影響を及ぼす虞があるため、目視検査や顕微鏡検査を実施し、検出された凹部を埋める工程を設けることにより対処しているが、検査及び埋設に要する作業時間が多くなり生産性が低下するという問題があった。
【０００５】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、ベース部材に凹部が存在している場合でも、不測の挙動を抑制できる流体軸受、流体ベアリング及びステージ装置並びに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】
【０００６】
上記の目的を達成するために本発明は、実施の形態を示す図１ないし図１４に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の流体軸受は、第一部材（１）の第一面（１０Ａ）に形成された溝部（１４）の内側に設けられた第一流体吹出部（１１）と、前記溝部とは異なる前記第一面内の領域に設けられた第二流体吹出部（２１、２１Ａ、２１Ｂ）とを有することを特徴とするものである。
【０００７】
従って、本発明の流体軸受では、第一流体吹出部（１１）から吹き出した流体が溝を通って、対向する支持部材（第二部材、２、５１）の支持面（第二面、２Ａ、５１Ａ）との間に供給され、流体の圧力により第一面、第二面との間で隙間が形成されることで、摩擦抵抗が小さい状態で相対移動が可能になる。そして、この相対移動時に、支持面の凹部上を第一流体吹出部が通過した際には、渦流れの変化、流体圧の変化に伴うモーメント剛性、及び流体軸受の負荷容量の変化等が生じるが、第二流体吹出部（２１、２１Ａ、２１Ｂ）から吹き出した流体が支持部材（２、５１）の支持面（２Ａ、５１Ａ）との間に供給され、流体の圧力により第一面、第二面との間に隙間を形成するため、第一流体吹出部（１１）で生じた圧力変化を緩和することができる。これにより、いわゆるパッド飛びという不測の挙動の発生を抑制することが可能になる。
【０００８】
また、本発明の流体ベアリングは、先に記載の流体軸受を有する第一部材（１）と、前記第一部材の第一面（１０Ａ）と対向する第二面（５１Ａ）を有する第二部材（５１）とを備えることを特徴とするものである。
従って、本発明の流体ベアリングでは、不測の挙動が生じることを抑制された状態で第一部材（１）が第二部材（５１）の第二面（５１Ａ）に沿って小さな摩擦抵抗で相対移動することが可能になり、第一部材を所望の駆動特性で駆動することができる。
【０００９】
そして、本発明のステージ装置は、移動ステージ（４１、４２、４６）が支持部材（５１）上を移動するステージ装置（５０）であって、前記移動ステージの移動面（５１Ａ）に、先に記載の流体ベアリングが用いられていることを特徴とするものである。
従って、本発明のステージ装置では、不測の挙動が生じることを抑制された状態で移動ステージが支持部材（５１）の移動面（５１Ａ）に沿って小さな摩擦抵抗で相対移動することが可能になり、移動ステージを所望の駆動特性で駆動することができる。
【００１０】
そして、本発明の露光装置は、マスクステージ（ＭＳＴ）に保持されたマスク（Ｍ）のパターンを基板ステージ（ＰＳＴ）に保持された基板（Ｐ）に露光する露光装置（ＥＸ）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に、先に記載のステージ装置が用いられていることを特徴とするものである。
【００１１】
従って、本発明の露光装置では、マスク（Ｍ）と基板（Ｐ）との少なくとも一方を、不測の挙動が生じることを抑制された状態で相対移動することが可能になり、マスク（Ｍ）と基板（Ｐ）との少なくとも一方を所望の駆動特性で駆動することができ、マスクのパターンを高精度に基板に転写することが可能になる。
なお、本発明をわかりやすく説明するために、一実施例を示す図面の符号に対応付けて説明したが、本発明が実施例に限定されるものではないことは言うまでもない。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、ベース部材に凹部が存在してもパッド飛びやピッチング誤差等の挙動が生じることを抑制できる。また、本発明では、移動ステージを安定した駆動特性で駆動することができるとともに、生産の効率が低下することを防止できるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の流体軸受、流体ベアリング及びステージ装置並びに露光装置の実施の形態を、図１ないし図１５を参照して説明する。
（第１実施形態）
図１は第１実施形態に係る流体軸受を示す概略斜視図、図２は流体軸受を示す平面図、図３は図１のＡ−Ａ線に沿う部分断面図、図４は図１のＢ−Ｂ線に沿う部分断面図である。なお、以下の説明においては、流体軸受（静圧軸受）がエアを吹き出すものとして、適宜「エアパッド」と称する。
【００１４】
図１において、エアパッド１０は第一部材１の表面１Ａに設けられている。エアパッド１０の表面であるパッド面１０Ａ（パッド本体１２及びブッシュ１３の表面；第一面）と対向する位置には、第二部材２の第二面２Ａが配置されている。このパッド面１０Ａには、平面視田の字状に絞り溝（溝部）１４が形成されている。これら第一部材１及び第二部材２によりエアベアリング（流体ベアリング）が構成される。
また、エアパッド１０には、図２に示すように、絞り溝１４の内部に設けられた第一エア吹出口（第一流体吹出部）１１と、パッド面１０Ａの絞り溝１４に周囲を囲まれたリセス部に配置された４つの第二エア吹出口（第二流体吹出部）２１Ａ、２１Ｂとが形成されている。
第一エア吹出口１１は、パッド面１０Ａにおけるエアパッド１０の重心に対応する位置（平面視で略中心位置）に配置されている。第二エア吹出口２１Ａ、２１Ｂは、第一エア吹出口１１を挟んで対称に対をなして配置されている。
【００１５】
また、図３及び図４に示すように、エアパッド１０は、パッド本体１２と、パッド本体１２とは別体のブッシュ１３Ａ、１３Ｂとを備えている。パッド本体１２及びブッシュ１３を形成する材料としては、アルミナ、ジルコニア、及びプラスチックを用いることができる。また、パッド本体１２及びブッシュ１３は例えば射出成形法によって製造することができる。また、ブッシュ１３（パッド本体１２）を金属で形成した場合、例えばマイクロ放電加工法を用いることができる。もちろん、流路２０全体をマイクロ放電加工法に基づいて形成してもよい。あるいは、ドリルを使って切削（穴あけ）してもよい。
【００１６】
各ブッシュ１３Ａ、１３Ｂは円筒形状であり、パッド本体１２の中央部に形成された孔部１２Ｈにそれぞれ配置されている。孔部１２Ｈの形状（断面）とブッシュ１３Ａ、１３Ｂの形状（断面）とはほぼ同じであり、ブッシュ１３Ａ、１３Ｂは孔部１２Ｈに嵌合しており、溝１５に充填された接着剤によってパッド本体１２に固定されている。円筒形状のブッシュ１３Ａ、１３Ｂの内部には、その軸方向に延びる流路（オリフィス）２０が形成されている。流路２０の一端部はエア吹出口１１、または２１Ａ、２１Ｂに接続されている。また、これら第一エア吹出口１１と第二エア吹出口２１Ａ、２１Ｂとは、略同一の吹出特性でエアを吹き出すように、開口径、エア吹出量、エア圧等が同一量に調整されている。
【００１７】
図５は、上述したエアパッド１０を備えるＸＹステージの構成を示す斜視図である。
このＸＹステージ（ステージ装置）５０は、定盤（第二部材、支持部材）５１とＸガイドバー３０とエアスライド要素部材４０とを備えている。Ｘガイドバー３０は矩形状の定盤５１の上面（第二面、移動面）５１Ａに設けられ、エアスライド要素部材４０をＸ軸方向へガイドする。エアスライド要素部材４０はＸ方向スライド部材とＹ方向スライド部材とを有する。
【００１８】
Ｘ方向スライド部材は、移動部材（第一部材）４１、４２とＹガイドバー４３とを有する。Ｘガイドバー３０に沿ってＸ軸方向へ移動する移動部材４１は、移動部材４２に平行であり、移動部材４１と移動部材４２とはそれぞれＸ方向へ延びる。
Ｙガイドバー４３はＹ軸方向へ延び、Ｙガイドバー４３の両端は移動部材４１の中間部及び移動部材４２の中間部にそれぞれ固定されている。すなわち、Ｘ方向スライド部材はほぼＨ形をしている。
移動部材４１の下面及び移動部材４２の下面には上述したエアパッド１０がそれぞれ設けられ、エアパッド１０のオリフィスから吐出される圧縮空気によって移動部材４１及び移動部材４２は、定盤５１の上面５１Ａに対して移動自在に浮上して支持されている。
【００１９】
Ｙ方向スライド部材は一対の保持部材４５とベース（第一部材）４６とを有する。Ｙ軸方向へ延びる一対の係合部材４５はベース４６の上面に一体に設けられ、一対の係合部材４５によってガイド溝が形成されている。ガイド溝はＹガイドバー４３と係合し、係合部材４５はＹガイドバー４３にガイドされてベース４６とともにＹ軸方向へ移動する。
ベース４６の下面には上述したエアパッド１０が設けられ、エアパッド１０のオリフィスから吐出される圧縮空気によってベース４６は定盤５１の上面５１Ａに対して移動自在に浮上して支持されている。
【００２０】
続いて、上記の構成のＸＹステージ５０において、移動部材４１、４２及びベース４６が定盤５１に対して相対移動する際のエアパッド１０の作用について、図６乃至図９を参照して説明する。
ここでは、図６に示すように、定盤５１の上面５１Ａにおいて、エアパッド１０が移動する際の第一エア吹出口１１の移動経路上に凹部（ポア）５１Ｂが存在する場合について説明する。また、ここでは、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、エアパッド１０が図中左側から右側に移動する場合において、第一エア吹出口１１が凹部５１Ｂに達する前の状態を状態（１）、第一エア吹出口１１が凹部５１Ｂ上に位置する状態を状態（２）、第一エア吹出口１１が凹部５１Ｂ上を通り過ぎた後の状態を状態（３）とし、それぞれの状態において第一エア吹出口１１及び第二エア吹出口２１Ａ、２１Ｂの双方が設けられる場合と、第二エア吹出口２１Ａ、２１Ｂが設けられず第一エア吹出口１１のみが設けられる場合とについて説明する。
【００２１】
なお、いずれの場合についても、凹部５１Ｂは長さ（幅）が約２００μｍ、深さが約１００μｍ程度の大きさを有し、第一エア吹出口１１及び第二エア吹出口２１Ａ、２１Ｂは口径が約２００μｍで約０．５ＭＰａの圧力でエアを給気し、給気されたエアは不図示の吸引装置により約０．１ＭＰａの圧力で排気されるものとする。また、エアパッド１０は定盤５１に対して５００ｍｍ／ｓの速度で移動するモデルを用い、各場合における、負荷容量、動的不釣合いモーメント、乱流エネルギについて説明する。
【００２２】
（負荷容量）
図７は、上述した各状態（１）〜（３）におけるエアパッド１０の負荷容量を示す図であり、図７（ａ）は第二エア吹出口２１Ａ、２１Ｂが設けられず第一エア吹出口１１のみが設けられる場合の第一エア吹出口１１の負荷容量を示し、図７（ｂ）は第一エア吹出口１１及び第二エア吹出口２１Ａ、２１Ｂの双方が設けられる場合の第二エア吹出口２１Ａの負荷容量、図７（ｃ）は第二エア吹出口２１Ｂの負荷容量、図７（ｄ）は第一エア吹出口１１の負荷容量を示す図である。ここで、図７（ａ）の縦軸のスケールと、図７（ｂ）〜（ｄ）の縦軸のスケールとは合わせてある。
【００２３】
図７（ａ）に示す単数給気モデルの場合には、第一エア吹出口１１が凹部５１Ｂ上を通過する際にエアパッド１０の負荷容量が低下するため、エアパッド１０（従って、移動部材４１、４２及びベース４６）はＺ方向に変位することになる。
一方、第一エア吹出口１１及び第二エア吹出口２１Ａ、２１Ｂの双方を有する複数給気モデルの場合には、図７（ｂ）に示すように、状態（１）から状態（２）にかけて第二エア吹出口２１Ａにおける負荷容量が低下し、図７（ｃ）に示すように、状態（２）から状態（３）にかけて第二エア吹出口２１Ｂにおける負荷容量が増加する。図７（ａ）と図７（ｄ）とを比較して判るとおり、第一エア吹出口１１に生じる負荷容量は、単数給気モデルでは大きく変化するのに対し、複数給気モデルではほとんど変化しない。つまり、状態（１）から状態（３）にかけて第一エア吹出口１１に生じる負荷容量の変化を第二エア吹出口２１Ａ、２１Ｂが負担することになり、図７（ｄ）に示すように、第一エア吹出口１１の負荷容量については図７（ａ）に示した単数給気モデルの場合と比較して変動が抑制される。
また、図７（ａ）と図７（ｂ）、（ｄ）とを比較して判るように、第二エア吹出口２１Ａ、２１Ｂにおける負荷容量の変化も、複数給気モデルの方が単数給気モデルより小さい。つまり、複数給気モデルの方が負荷容量の変動が抑制されている。
【００２４】
（動的不釣合いモーメント）
図８は、上述した各状態（１）〜（３）におけるエアパッド１０の動的不釣合いモーメントを示す図であり、図８（ａ）は単数給気モデル場合の第一エア吹出口１１モーメントを示し、図８（ｂ）は複数給気モデルの場合の第二エア吹出口２１Ａのモーメント、図８（ｃ）は第二エア吹出口２１Ｂのモーメント、図８（ｄ）は第一エア吹出口１１のモーメントを示す図である。ここで、図８（ａ）の縦軸のスケールと、図８（ｂ）〜（ｄ）の縦軸のスケールとは合わせてある。
なお、これらの図におけるモーメント値は、図６中で時計回り方向を正の向きとして示している。
【００２５】
図８（ａ）に示す単数給気モデルの場合には、第一エア吹出口１１が凹部５１Ｂ上を通過するまでは、エアパッド１０には正の向きのモーメントが作用し、第一エア吹出口１１が凹部５１Ｂ上を通過した後は、負の向きのモーメントが作用する。
そして、複数給気モデルの場合には、図８（ｂ）に示すように、状態（２）までは第二エア吹出口２１Ａに正の向きのモーメントが作用し、状態（２）以降は第二エア吹出口２１Ａにはモーメントが作用しない。
一方、図８（ｃ）に示すように、第二エア吹出口２１Ｂには、状態（２）まではモーメントが作用せず、状態（２）以降に負の向きのモーメントが作用する。
【００２６】
つまり、状態（２）までにエアパッド１０（第一エア吹出口１１）に加わるモーメントは、第二エア吹出口２１Ａにおいて負担し、状態（２）以降にエアパッド１０（第一エア吹出口１１）加わるモーメントは、第二エア吹出口２１Ｂにおいて負担することになり、図８（ｄ）に示すように、第一エア吹出口１１に作用するモーメントについては図８（ａ）に示したモーメントと比較して変動が大幅に抑制される。また、第二エア吹出口２１Ａ、２１Ｂに作用するモーメントについても、図８（ａ）と図８（ｂ）、（ｃ）とを比較して判るように、複数給気モデルの場合のモーメントは、単数給気モデルの場合のモーメントの約１／２まで抑制される。
【００２７】
（乱流エネルギ）
図９は、上述した各状態（１）〜（３）におけるエアパッド１０に加わる乱流エネルギ量を示す図であり、図９（ａ）は単数給気モデルの場合の第一エア吹出口１１に作用する乱流エネルギを示し、図９（ｂ）は複数給気モデルの場合に第二エア吹出口２１Ａに作用する乱流エネルギ、図９（ｃ）は複数給気モデルの場合に第二エア吹出口２１Ｂに作用する乱流エネルギを示す図である。ここで、図９（ａ）の縦軸のスケールと、図９（ｂ）〜（ｄ）の縦軸のスケールとは合わせてある。
【００２８】
図９（ａ）に示す単数給気モデルの場合には、状態（１）から状態（３）にかけて第一エア吹出口１１が凹部５１Ｂ上を通過する際にエアパッド１０に対する乱流エネルギが低下するため、エアパッド１０（従って、移動部材４１、４２及びベース４６）はＺ方向に変位することになる。
一方、複数給気モデルの場合には、図９（ｂ）に示すように、状態（１）から状態（２）にかけて第二エア吹出口２１Ａに対する乱流エネルギが低下し、図９（ｃ）に示すように、状態（２）から状態（３）にかけて第二エア吹出口２１Ｂに対する乱流エネルギが増加する。つまり、状態（１）から状態（３）にかけて第一エア吹出口１１に対する乱流エネルギの変化を第二エア吹出口２１Ａ、２１Ｂが負担することになり、図９（ｄ）に示すように、第一エア吹出口１１に対する乱流エネルギについては図９（ａ）に示した単数給気モデルの場合と比較して変動が大幅に抑制される。
【００２９】
以上、説明したように、本実施の形態では、エアパッド１０が絞り溝１４の内側に設けられた第一エア吹出口１１に加えて、パッド面１０Ａに設けられた第二エア吹出口２１Ａ、２１Ｂを有しているので、定盤５１の上面５１Ａに凹部５１Ｂが存在し、当該凹部５１Ｂ上を第一エア吹出口１１が通過した場合でも、負荷容量の変化、動的不釣合いモーメント、乱流エネルギの変動に起因して、パッド飛びやピッチング誤差等の挙動が生じることを抑制できる。
【００３０】
従って、このようなエアパッド１０を備えた本実施形態のＸＹステージ５０では、エアパッド１０が設けられた移動部材４１、４２及びベース４６が不測の挙動を生じることなく、安定した駆動特性で駆動することができる。
また、本実施形態では、定盤５１に凹部（ポア）が存在していても、移動ステージを安定して駆動することが可能なため、目視検査や顕微鏡検査により定盤５１に存在する凹部を検出する工程や、検出した凹部を埋める工程を設ける必要がなくなり、ＸＹステージ５０を用いた生産の効率が低下することを防止できる。
【００３１】
また、上記実施形態では、第二エア吹出口２１Ａ、２１Ｂが第一エア吹出口１１を挟んで対称に配置されているので、第一エア吹出口１１に生じる可能性がある不測の挙動を安定して、且つ効果的に抑制することが可能になる。特に、本実施形態では、第一エア吹出口１１がエアパッド１１の重心に対応する位置に配置される場合、第一エア吹出口１１に作用する不安定な挙動要因をより効果的に負担することが可能である。
さらに、本実施形態では、第一エア吹出口１１及び第二エア吹出口２１Ａ、２１Ｂにおいて、略同一の吹出特性でエアを吹き出す構成を採っているため、エア供給系を一系統で対応することが可能であり、装置の小型化及び低価格化に寄与できる。
【００３２】
（第２実施形態）
図１０は、エアパッド１０の第２実施形態を示す平面図である。
上記第１実施形態におけるエアパッド１０は、重心に対応する位置に第一エア吹出口１１が設けられ、この第一エア吹出口１１を挟んで対称に第二エア吹出口２１Ａ、２１Ｂが配置される構成であってが、第２実施形態では、逆の配置構成を採る場合の例を用いて説明する。この図において、図２に示した第１実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を簡略化する。
【００３３】
図１０に示すように、エアパッド１０のパッド面１０Ａには、左右の側縁に沿ってコ字状に絞り溝１４が互いに分離して設けられている。また、エアパッド１０のパッド面１０Ａの重心に対応する位置には、第二エア吹出口（第二流体吹出部）２１が設けられている。そして、絞り溝１４の内側には、第二エア吹出口２１を挟んで対称に第一エア吹出口１１、１１がそれぞれ設けられている。
【００３４】
上記の構成のエアパッド１０では、例えばステージが大型化して第一エア吹出口１１を複数設ける必要性が生じて、重心と対応する位置に配置しない場合であっても、第１実施形態と同様の作用・効果が得られ、定盤５１の凹部の存在により、パッド飛びやピッチング誤差等の挙動が生じることを抑制できる。
【００３５】
また、例えば図１１に示すように、絞り溝１４がパッド面１０Ａの重心Ｇを含む位置に形成され、第一エア吹出口１１及び第二エア吹出口２１Ａ、２１Ｂを双方とも重心Ｇに配置できない場合には、第二エア吹出口２１Ａ、２１Ｂを重心Ｇを挟んで対称に配置することが好ましい。
これにより、第１、第２実施形態と同様の作用・効果が得られ、定盤５１の凹部の存在により、パッド飛びやピッチング誤差等の挙動が生じることを抑制できる。
なお、パッド面１０Ａの重心に対応する位置を挟んで第二エア吹出口を対称に設ける場合には、上述したピッチング誤差を効果的に抑制するために、エアパッド１０の相対移動方向で重心に対応する位置を挟んで対称に第二エア吹出口を設けることが好ましい。
【００３６】
次に、本発明のエアパッド１０の別の実施形態について説明する。以下の説明において、上述した実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略もしくは省略する。
図１２は、表面１Ａに複数のエアパッド１０を設けられた第一部材１を示す平面図、図１３は図１２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。本実施形態において、エアパッド１０のパッド面１０Ａには十文字状に絞り溝（表面絞り）１４が形成されている。
【００３７】
第１部材１の表面１Ａは、第一エア吹出口１１が設けられた絞り溝１４及び第二エア吹出口２１Ａ、２１Ｂを含むパッド面１０Ａと、そのパッド面１０Ａに隣り合う位置にパッド面１０Ａとは独立して設けられたスクイズ面２４とを備えている。スクイズ面２４は、エアパッド１０の動特性を調整するために設けられたものである。パッド面１０Ａとスクイズ面２４との間には溝部（凹部）２６が設けられている。図１２においては、エアパッド１０は４つ（複数）設けられている。そして、各エアパッド１０において、第一エア吹出口１１は各エアパッド１０の重心に対応する位置に設けられ、第二エア吹出口２１Ａ、２１Ｂは、第一エア吹出口１１を挟んて対称に配置されている。
【００３８】
また、スクイズ面２４は、エアパッド１０のパッド面１０Ａに隣り合う位置に溝部２６を介して複数設けられている。具体的には、スクイズ面２４は、複数（４つ）のパッド面１０Ａのそれぞれに隣接する位置に設けられた平面視略Ｌ字状のスクイズ面２４Ａと、それらスクイズ面２４Ａどうしの間に配置された複数（４つ）のスクイズ面２４Ｂとを備えている。
また、図１３に示すように、エアパッド１０のパッド面１０Ａとスクイズ面２４とはほぼ面一（ほぼ同じ高さ）に設けられ、表面１Ａと、これに対向する第二面２Ａ（図１参照）との隙間が、パッド面１０Ａとスクイズ面２４とで等しくなるように形成されている。また、パッド面１０Ａ及びスクイズ面２４は平坦面である。
【００３９】
また、図１２に示すように、溝部２６の複数の所定位置のそれぞれには、気体を吸引する吸引口２５が設けられている。エアパッド１０は、第一エア吹出口１１からの気体の吹き出しによる反発力と吸引口２５による吸引力との釣り合いにより、第一部材１と第二部材２との間に一定の隙間（エアギャップ）を保持し、第一部材１に対して第二部材２を非接触支持する。更に、溝部２６の複数の所定位置のそれぞれには、大気解放用の孔部２７が設けられている。
【００４０】
吸引口２５は、例えば真空源に接続され、吸引口２５においてパッド面１０Ａに予圧を発生させることができる。これにより、エアパッド１０は、第一エア吹出口１１からの気体の吹き出しによる反発力と、吸引口２５における吸引力との釣り合いによって、第一部材１と第二部材２との間に一定の隙間（ギャップ）を維持する予圧型の気体軸受を構成し、第一部材１に対して第二部材２を非接触支持する。
対向する第１面（１Ａ、１０Ａ）と第２面（２Ａ）との間に配置された気体の膜は、その膜厚方向に圧力を発生するスクイズ作用を発生する。本実施形態は、そのスクイズ作用を使って、エアパッド１０の動特性を調整するものである。そして、そのスクイズ作用を発生させるために、エアパッド１０のパッド面１０Ａに隣り合う位置に、パッド面１０Ａとほぼ面一のスクイズ面２４を設けた構成である。そして、エアパッド１０の動特性の目標値に応じて、そのスクイズ面２４の大きさ（面積）や形状、あるいはパッド面１０Ａに対する高さ、あるいはスクイズ面２４の表面荒さを最適化することで、所望の動特性を得ることができる。
【００４１】
スクイズ面２４の高さ、大きさ、あるいは表面荒さを調整することで、エアパッド１０の動特性、具体的にはエアパッド１０の剛性成分（バネ成分）及び減衰成分（ダンパ成分）、ひいては共振周波数及び減衰率を調整することができる。例えば、スクイズ面２４の面積を大きくすることで、バネ成分及びダンパ成分を大きくすることができ、逆にスクイズ面２４の面積を小さくすることで、バネ成分及びダンパ成分を小さくすることができる。また、スクイズ面２４の高さを高くする（スクイズ面２４と第２面との隙間を小さくする）ことで、バネ成分及びダンパ成分を大きくすることができる。このように、エアパッド１０の使用状況などに応じてスクイズ面２４を調整するだけで、所望の動特性（共振周波数、減衰率）を得ることができる。
このようなエアパッド１０を用いる際にも、第一エア吹出口１１に加えて、第二エア吹出口２１Ａ、２１Ｂを設けることにより、凹部の存在により、パッド飛びやピッチング誤差等の挙動が生じることを抑制できる。
【００４２】
次に、本発明に係るエアパッド１０を備えたステージ装置及び露光装置について、図１４を参照して説明する。図１４は本発明に係る露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。本実施形態における露光装置ＥＸは、マスクＭと感光性の基板Ｐとを同期移動しつつマスクＭに設けられているパターンを投影光学系ＰＬを介して基板Ｐ上に転写する所謂スキャニングステッパである。以下の説明において、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと一致する方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に垂直な平面内における前記同期移動方向（走査方向）をＹ軸方向、Ｚ軸方向及びＹ軸方向と垂直な方向（非走査方向）をＸ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。なお、ここでいう「基板」は半導体ウエハ上に感光性材料であるフォトレジストを塗布したものを含み、「マスク」は基板上に縮小投影されるデバイスパターンを形成されたレチクルを含む。
【００４３】
図１４において、露光装置ＥＸは、マスクＭを保持して移動可能なマスクステージＭＳＴと、基板Ｐを保持して移動可能な基板ステージＰＳＴと、マスクステージＭＳＴに保持されたマスクＭを露光光ＥＬで照明する照明光学系ＩＬと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンの像を基板ステージＰＳＴに保持された基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬとを備えている。投影光学系ＰＬは、例えば１／４又は１／５の投影倍率を有する縮小系である。なお、投影光学系ＰＬとしては等倍系あるいは拡大系のいずれでもよい。マスクステージＭＳＴは、上面に案内面が形成されたマスク定盤（支持部材）１０３上を移動可能に設けられている。マスクステージＭＳＴの下面はマスク定盤１０３の案内面に対向している。基板ステージＰＳＴは基板定盤１０５上を移動可能に設けられている。基板定盤１０５は、床面に設置されたベースプレート１０１上に防振ユニット１０８を介して支持されている。ベースプレート１０１上にはメインコラム１０２が設けられている。メインコラム１０２上には、照明光学系ＩＬを支持する支持コラム１０９が設けられている。
また、メインコラム１０２は、内側に向けて突出する上側段部１０２Ａ及び下側段部１０２Ｂを備えている。マスク定盤１０３はメインコラム１０２の上側段部１０２Ａ上に防振ユニット１０６を介して支持されている。投影光学系ＰＬを構成する複数の光学素子は鏡筒ＰＫで保持されている。投影光学系ＰＬ（鏡筒ＰＫ）は鏡筒定盤１０４に支持されている。鏡筒定盤１０４はメインコラム１０２の下側段部１０２Ｂ上に防振ユニット１０７を介して支持されている。
【００４４】
照明光学系ＩＬは、マスクステージＭＳＴに保持されたマスクＭを露光光ＥＬで照明するものである。露光光ＥＬとしては、例えば水銀ランプから射出される紫外域の輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）や、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）及びＦ２  レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）などが用いられる。
【００４５】
マスクステージＭＳＴは、マスクＭを保持して移動可能に設けられている。マスクステージＭＳＴの底面には複数のエアパッド１０が設けられており、マスクステージＭＳＴはエアパッド１０によりマスク定盤１０３の支持面（第二面）１０３Ａに対して移動可能に非接触支持されている。マスクステージＭＳＴ及びマスク定盤１０３のそれぞれには、マスクＭをパターン像が通過可能な開口部１１４Ａ、１１４Ｂが設けられている。
マスクステージＭＳＴは、マスク定盤１０３上に設けられたマスク粗動ステージＭＳＴ１と、マスク粗動ステージＭＳＴ１上に設けられたマスク微動ステージＭＳＴ２と、マスク定盤１０３上において粗動ステージＭＳＴ１をＹ軸方向に所定ストロークで移動可能な一対のＹリニアモータ（不図示）と、Ｙ軸方向に移動する粗動ステージＭＳＴ１を案内する一対のＹガイド部１１１、１１１とを備えている。
【００４６】
基板ステージＰＳＴは基板Ｐを保持して移動可能に設けられており、基板Ｐを保持する基板ホルダＰＨを有している。基板ステージＰＳＴの底面には複数のエアパッド１０が設けられている。基板ステージＰＳＴはエアパッド１０により上面に案内面が形成された基板定盤（支持部材）１０５に対して移動可能に非接触支持されている。基板ステージＰＳＴの下面は基板定盤１０５の案内面（第二面）１０５Ａに対向している。基板ステージＰＳＴは、基板Ｐを保持した状態で、基板定盤１０５上をＸＹ平面に沿った２次元方向に移動可能である。基板ステージＰＳＴは、Ｘガイドステージ１２０によりＸ軸方向への移動を案内される。また、基板ステージＰＳＴは、Ｘガイドステージ１２０に設けられたＸリニアモータ１２１によりＸ軸方向に移動する。また、Ｘガイドステージ１２０は、ベースプレート１０１上に設けられた側面視略Ｌ字状の支持部材１２３の上端部のガイド部１２３ＢによりＹ軸方向への移動を案内される。ガイド部１２３Ｂ（支持部材１２３）はＸガイドステージ１２０の両端部のそれぞれに対応する位置に設けられており、Ｘガイドステージ１２０の両端部のそれぞれには、ガイド部１２３Ｂに対応する被ガイド部１２４が設けられている。ガイド部１２３Ｂと被ガイド部１２４との間にはエアパッド１０が介在しており、被ガイド部１２４はガイド部１２３Ｂに対して非接触支持されている。基板ステージＰＳＴは、Ｙリニアモータ１２２の駆動により、Ｘガイドステージ１２０とともにＹ軸方向へ移動する。
【００４７】
本実施形態においては、マスクステージＭＳＴ及び基板ステージＰＳＴに、本発明に係るエアパッド１０を用いたので、パッド飛びやピッチング誤差等の挙動が生じることを抑制できる。従って、このようなエアパッド１０を備えたマスクステージＭＳＴ、基板ステージＰＳＴでは、不測の挙動を生じることなく、安定した駆動特性で駆動することができ、ステージの移動精度や位置決め精度等が向上されているので、精度良く露光することができる。
【００４８】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態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。
【００４９】
例えば、上述した実施形態では、エアパッド１０はパッド本体１２とブッシュ１３とを組み合わせた構成であり、流路２０はブッシュ１３の内部に形成された構成であるが、ブッシュ１３を設けずにパッド本体１２のみによって構成してもよい。その場合、パッド本体１２の内部に流路２０が形成されるとともにそのパッド本体１２の表面に流路２０に接続する第一エア吹出口１１を形成すればよい。
また、上記実施形態では、第二エア吹出口２１Ａ、２１Ｂを絞り溝１４に周囲を囲まれたリセス部に設ける構成としたが、これに限定されるものではなく、パッド面１０Ａで絞り溝１４よりも外側のランド面に設ける構成としてもよい。さらに、第二エア吹出口の配置としては、必ずしもエアパッド１０の重心と対応する位置を挟んで対称にする必要はなく、例えば三角形の頂点となる位置に第二エア吹出口を配置してもよい。この場合、この三角形の重心と、パッド面１０Ａにおけるエアパッド１０の重心と対応する位置とが合致させることが好ましい。
【００５０】
また、上記実施形態では、流体パッドとしてエアパッドを用いる例で説明したが、使用する流体としては、エアに限定されるものではなく、他の気体、例えば窒素やヘリウム等、光化学的に不活性な気体を用いる構成としてもよい。
また、上記実施形態では、本発明に係るエアパッドを用いたステージ装置を露光装置に適用するものとして説明したが、これに限定されるものではなく、移動ステージを有する工作機械にも適用可能である。
【００５１】
なお、上記実施形態の基板Ｐとしては、半導体デバイス用の半導体ウエハのみならず、液晶ディスプレイデバイス用のガラス基板や、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）等が適用される。
【００５２】
露光装置ＥＸとしては、マスクＭと基板Ｐとを同期移動してマスクＭのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置の他に、マスクＭと基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを露光し、基板Ｐを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置にも適用することができる。
露光装置ＥＸの種類としては、ウエハに半導体デバイスパターンを露光する半導体デバイス製造用の露光装置に限られず、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを露光する液晶表示素子製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）あるいはマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。
【００５３】
また、露光用照明光の光源として、超高圧水銀ランプから発生する輝線（ｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０４．７ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ））、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、Ｆ２  レーザ（１５７ｎｍ）のみならず、Ｘ線や電子線などの荷電粒子線を用いることができる。例えば、電子線を用いる場合には電子銃として、熱電子放射型のランタンヘキサボライト（ＬａＢ６  ）、タンタル（Ｔａ）を用いることができる。さらに、電子線を用いる場合は、マスクＭを用いる構成としてもよいし、マスクＭを用いずに直接ウエハ上にパターンを形成する構成としてもよい。また、ＹＡＧレーザや半導体レーザ等の高周波などを用いてもよい。
【００５４】
投影光学系ＰＬとしては、エキシマレーザなどの遠紫外線を用いる場合は硝材として石英や蛍石などの遠紫外線を透過する材料を用い、Ｆ２  レーザやＸ線を用いる場合は反射屈折系または屈折系の光学系にし（マスクＭも反射型タイプのものを用いる）、また電子線を用いる場合には光学系として電子レンズ及び偏向器からなる電子光学系を用いればよい。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。また、投影光学系ＰＬを用いることなく、マスクＭと基板Ｐとを密接させてマスクＭのパターンを露光するプロキシミティ露光装置にも適用可能である。
【００５５】
上記実施形態のように基板ステージＰＳＴやマスクステージＭＳＴ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、ローレンツ力又はリアクタンス力を用いた磁気浮上型を用いてもよい。また、各ステージＰＳＴ、ＭＳＴ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。
【００５６】
基板ステージＰＳＴ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、マスクステージＭＳＴ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。
【００５７】
以上のように、本願実施形態の露光装置ＥＸ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。
【００５８】
半導体デバイスは、図１５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】
【００５９】
【図１】第１実施形態に係る流体軸受を示す概略斜視図である。
【図２】流体軸受を示す平面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線に沿う部分断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ線に沿う部分断面図である。
【図５】エアパッドを備えるＸＹステージの構成を示す斜視図である。
【図６】エアパッドが定盤上を移動する図である。
【図７】エアパッドの負荷容量を示す図である。
【図８】エアパッドの動的不釣合いモーメントを示す図である。
【図９】エアパッドに加わる乱流エネルギ量を示す図である。
【図１０】エアパッドの第２実施形態を示す平面図である。
【図１１】エアパッドの別形態を示す平面図である。
【図１２】エアパッドの別の実施形態を示す平面図である。
【図１３】図１２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１４】本発明の露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図１５】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】
【００６０】
ＥＸ…露光装置、  Ｍ…マスク（レチクル）、  ＭＳＴ…マスクステージ、  Ｐ…基板（ウエハ）、  ＰＳＴ…基板ステージ、  １…第一部材、  ２…第二部材、  ２Ａ…第二面、  １０…エアパッド（流体軸受）、  １０Ａ…パッド面（第一面）、  １１…第一エア吹出口（第一流体吹出部）、  １４…絞り溝（溝部）、  ２１、２１Ａ、２１Ｂ…第二エア吹出口（第二流体吹出部）、  ４１、４２…移動部材（第一部材）、  ４６…ベース（第一部材）、  ５０…ＸＹステージ（ステージ装置）、  ５１…定盤（第二部材、支持部材）、  ５１Ａ…上面（第二面、移動面）、  １０３…マスク定盤（支持部材）、  １０５…基板定盤（支持部材）、  １０５Ａ…案内面（第二面）
【図１】
2007247704.tif 000003
【図２】
2007247704.tif 000004
【図３】
2007247704.tif 000005
【図４】
2007247704.tif 000006
【図５】
2007247704.tif 000007
【図６】
2007247704.tif 000008
【図７】
2007247704.tif 000009
【図８】
2007247704.tif 000010
【図９】
2007247704.tif 000011
【図１０】
2007247704.tif 000012
【図１１】
2007247704.tif 000013
【図１２】
2007247704.tif 000014
【図１３】
2007247704.tif 000015
【図１４】
2007247704.tif 000016
【図１５】
2007247704.tif 000017