(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部と、前記固定部に沿って移動可能に設けられた可動部とを備え、前記固定部と前記可動部との間の気体層により前記固定部と前記可動部との間を所定の間隔に維持する静圧気体軸受において、
前記可動部は、
前記固定部との間の前記気体層に気体を送り込む気体送り込み部と、
前記気体送り込み部により送り込まれた前記気体を排気するための排気溝とを有し、
前記固定部は、
前記排気溝と対向する位置に設けられた排気口を有すること
を特徴とする静圧気体軸受。
【請求項２】
請求の範囲第１項記載の静圧気体軸受において、
前記排気溝は、前記気体送り込み部を取り囲んで設けられていることを特徴とする静圧気体軸受。
【請求項３】
請求の範囲第１項または第２項に記載の静圧気体軸受において、
前記排気口は、前記可動部の移動方向に関して、前記可動部の移動範囲に対応する前記固定部の面のほぼ中心に配置されていることを特徴とする静圧気体軸受。
【請求項４】
請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の静圧気体軸受において、
前記可動部に設けられた前記排気溝は、第１の排気溝と第２の排気溝とを含み、
前記可動部は、前記第１の排気溝の周囲に第２の排気溝を設け、
前記固定部は、前記第１の排気溝の前記気体を吸引して排気するように前記可動部の移動範囲で前記第１の排気溝と対向する位置に設けられた第１の排気口と、前記第２の排気溝の前記気体を吸引して排気するように前記可動部の移動範囲で前記第２の排気溝と対向する位置に設けられた第２の排気口とを有することを特徴とする静圧気体軸受。
【請求項５】
請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記載の静圧気体軸受において、
前記可動部と前記固定部とは複数の平面で対向しており、
前記排気溝は、前記複数の平面にわたって形成されていることを特徴とする静圧気体軸受。
【請求項６】
固定部に沿って移動可能に設けられた可動部を備えた静圧気体軸受と、前記可動部に固定されたステージと、前記ステージを移動させるステージ駆動部とを備えたステージ装置において、
前記静圧気体軸受は、請求の範囲第１項乃至第５項のいずれかに記載の静圧気体軸受であることを特徴とするステージ装置。
【請求項７】
処理対象の試料を載置して移動するステージ装置と、前記ステージ装置に載置された前記試料に光線または荷電粒子線を照射する照射系とを備えた光学装置において、
前記ステージ装置は、請求の範囲第６項記載のステージ装置であることを特徴とする光学装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、相対的に移動可能な２つの部材（固定部および可動部）間に気体層を設けて所定の間隔に維持する静圧気体軸受およびそれを用いたステージ装置およびそれを用いた光学装置に関する。
背景技術
半導体装置の製造工程においては、ウェハ上に回路パターンを転写するために、転写用の回路パターンが形成されたマスクあるいはレチクル（以下、レチクルという）が用いられている。このウェハを製造する際には、設計に基づいて転写用の回路パターンが正確にウェハに形成されているか否かを検査するために検査装置が用いられている。
検査装置は、ステージ装置を用いて検査対象のウェハを移動させて、ウェハの全面を検査できるようになっている。検査装置で用いられるステージ装置には、高精度な位置決めが必要とされているために、静圧気体軸受が用いられている。
このような静圧気体軸受を用いたステージ装置を図１０を参照して説明する。図１０はステージ装置の断面図を示している。図１０では、設置面Ｇに平行な平面に互いに垂直にＸ軸およびＹ軸をとり、設置面Ｇに垂直にＺ軸をとるものとする。
このステージ装置は、検査対象のウェハ１０１を載置するステージ１０２を有している。ステージ１０２は、静圧気体軸受（１０３、１０４）の可動部１０３に接続されている。可動部１０３は、断面が矩形形状となっている。可動部１０３の−Ｘ側端部の３面および可動部１０３の＋Ｘ側端部の３面を取り囲むように、固定部１０４が設けられている。なお、固定部１０４は、固定部材１０５を介して設置面Ｇに固定されている。
固定部１０４の可動部１０３と対向する面のそれぞれには、図示しない空気供給源から供給される空気を可動部１０３との間に吹き込む軸受パッド１０４ａが設けられている。そして、軸受パッド１０４ａの周囲には軸受パッド１０４ａから噴出された空気を排気するために一次的に貯める排気溝１０４ｂが形成され、当該排気溝１０４ｂには図示しない真空ポンプに接続された排気口１０４ｃが形成されている。
静圧気体軸受（１０３、１０４）では、可動部１０３と固定部１０４との間に軸受パッド１０４ａにより連続して空気が吹き込まれ、当該吹き込まれた空気が排気溝１０４ｂに一次的に貯められ、排気口１０４ｃから排気される。したがって、可動部１０３および固定部１０４間にほぼ一定の圧力の気体層が形成され、可動部１０３および固定部１０４は、所定の間隔を持って維持されるようになる。
可動部１０３には、リニアモータ（１０６、１０７）の可動子１０６が接続され、可動子１０６は固定子１０７と間隔を開けて対向するように配置されている。リニアモータ（１０６、１０７）は、可動子１０６を固定子１０７に沿ってＹ方向に移動させることができるようになっている。
ここで、上記のステージ装置の静圧気体軸受についてさらに図１１（ａ）を参照して説明する。図１１（ａ）は、図１０に示す可動部１０３および固定部１０４をＡ−Ａ線で切断した断面図であり、図１０と同様な座標系をとるものとする。
この静圧気体軸受では、可動部１０３が移動する際に、固定部１０４側の軸受パッド１０４ａと可動部１０３とを対向させておく必要があるので、可動部１０３の長さは固定部１０４の長さよりほぼ移動ストローク分長くしておかなければならない。この可動部１０３は、図中の破線に示す位置まで移動する。
したがって、この静圧気体軸受においては、Ｙ方向に関して固定部１０４よりほぼ移動ストロークの２倍の長さを可動部１０３に確保しておかなければならず軸受が大型化してしまうという問題を有している。
このため、この静圧気体軸受を用いたステージ装置の大きさも大きくなってしまうという問題が生じる。また、このステージ装置を備えた検査装置の大きさも同様に大きくなってしまうことになる。これらの問題は、検査装置だけでなく、同様なステージ装置が用いられる、例えば半導体装置や液晶表示装置の製造におけるフォトリソグラフィ工程で用いられる露光装置、電子顕微鏡、あるいは、電子線を基板に照射して基板上に回路パターンを転写あるいは形成するエレクトロンビーム装置等の他の光学装置においても同様に発生する。
これに対して、例えば図１１（ｂ）に示すように可動部側に軸受パッドおよび排気口を設けるようにした静圧気体軸受においては、上記の図１１（ａ）に示した静圧気体軸受と同様な移動ストロークを実現するように構成しても、可動部は図１１（ｂ）の破線に示す位置まで移動するだけで済む。したがって、この静圧気体軸受によれば、Ｙ方向に関して確保しなければならない長さを抑えることができる。
しかしながら、図１１（ｂ）に示したような可動部に軸受パッドおよび排気口を設けた静圧気体軸受では、排気口用の配管の引き回しが非常に困難であるという問題が生じる。すなわち、排気用の配管は、真空ポンプによる気体の吸引によって潰れず、且つ、可動部が移動した際に追従するように、一般的には、金属製の伸縮可能なベローズ（蛇腹）部材で形成される。この金属製のベローズ部材を、伸縮させるには一定の力を要するが、可動部の移動に伴ってベローズ部材をスムーズに伸縮させるには困難が生じる。
例えば、可動部に力を与え、その力で可動部を移動させると共にベローズ部材を伸縮させるようにすると、可動部へベローズ部材からの反力がかかってしまい、固定部と可動部との間が適切に維持されない恐れが生じたり、あるいは可動部の精密な移動を妨げる恐れが生じたりするという問題がある。
本発明の目的は、装置の大きさを抑えることができると共に、配管の引き回しを容易にできる静圧気体軸受およびそれを用いたステージ装置およびそれを用いた光学装置を提供することにある。
発明の開示
本発明の一実施の形態を表す図１乃至図９に対応付けて説明すると、上記目的は、固定部（４、３２）と、固定部（４、３２）に沿って移動可能に設けられた可動部（３、３１）とを備え、固定部（４、３２）と可動部（３、３１）との間の気体層により固定部（４、３２）と可動部（３、３１）との間を所定の間隔に維持する静圧気体軸受において、可動部（３、３１）は、固定部（４、３２）との間の気体層に気体を送り込む気体送り込み部（３ａ）と、気体送り込み部（３ａ）により送り込まれた気体を排気するための排気溝（３ｃ、１１ａ、２１ａ、３１ａ、３１ｂ）とを有し、固定部（４、３２）は、排気溝（３ｃ、１１ａ、２１ａ、３１ａ、３１ｂ）と対向する位置に設けられた排気口（４ａ、３２ａ、３２ｂ）を有することを特徴とする静圧気体軸受によって達成される。
また、本発明の静圧気体軸受において、排気溝（３ｃ、１１ａ、２１ａ、３１ａ、３１ｂ）は、気体送り込み部（３ａ）を取り囲んで設けられていることを特徴とする。また、本発明の静圧気体軸受において、排気口（４ａ、３２ａ、３２ｂ）は、可動部（３、３１）の移動方向に関して、可動部（３、３１）の移動範囲に対応する固定部（４、３２）の面のほぼ中心に配置されていることを特徴とする。また、本発明の静圧気体軸受において、可動部（３１）に設けられた排気溝は、第１の排気溝（３１ａ）と第２の排気溝（３１ｂ）とを含み、可動部（３１）は、第１の排気溝（３１ａ）の周囲に第２の排気溝（３１ｂ）を設け、固定部（３２）は、第１の排気溝（３１ａ）の気体を吸引して排気するように可動部（３１）の移動範囲で第１の排気溝（３１ａ）と対向する位置に設けられた第１の排気口（３２ａ）と、第２の排気溝（３１ｂ）の気体を吸引して排気するように可動部（３１）の移動範囲で第２の排気溝（３１ｂ）と対向する位置に設けられた第２の排気口（３２ｂ）とを有することを特徴とする。また、本発明の静圧気体軸受において、可動部（３１）と固定部（３２）とは複数の平面で対向しており、排気溝（３１ａ、３１ｂ）は、複数の平面にわたって形成されていることを特徴とする。
また、上記目的は、固定部（４、３２）に沿って移動可能に設けられた可動部（３、３１）を備えた静圧気体軸受と、可動部（３、３１））に固定されたステージ（２）と、ステージ（２）を移動させるステージ駆動部（６、７）とを備えたステージ装置において、静圧気体軸受は、本発明の静圧気体軸受であることを特徴とするステージ装置によって達成される。
また、上記目的は、処理対象の試料（Ｗ）を載置して移動するステージ装置（ＳＴ、ＷＳＴ）と、ステージ装置（ＳＴ、ＷＳＴ）に載置された試料（Ｗ）に光線または荷電粒子線を照射する照射系（４１、５１）とを備えた光学装置において、ステージ装置（ＳＴ、ＷＳＴ）は、本発明のステージ装置であることを特徴とする光学装置によって達成される。
発明を実施するための最良の形態
本発明の一実施の形態による静圧空気軸受およびそれを用いたステージ装置を図１および図２を用いて説明する。まず、本実施の形態によるステージ装置の概略の構成を図１を用いて説明する。図１では、設置面Ｇに平行な平面で互いに垂直にＸ軸およびＹ軸をとり、設置面Ｇに垂直にＺ軸をとるものとする。
本ステージ装置は、検査対象のウェハ１を載置するステージ２を有している。ステージ２は、静圧気体軸受（３、４）の断面が矩形形状の可動部３に接続されている。可動部３の＋Ｘ側端部の＋Ｘ側、＋Ｚ側、および−Ｚ側の３つの面、および可動部３の−Ｘ側端部の−Ｘ側、＋Ｚ側、および−Ｚ側の３つの面に対向するように、固定部４が設けられている。なお、固定部４は、固定部材５を介して設置面Ｇに固定されている。
ここで、可動部３および固定部４を図１と共に、図２を参照して説明する。図２は図１と同様な座標系をとるものとする。図２は、可動部３および固定部４の＋Ｘ方向側の端部の斜視図であり、可動部３の＋Ｘ側の面および＋Ｚ側の面に対向する固定部４を分解した状態を示している。
固定部４と対向する可動部３の各平面には、多孔性の部材からなる軸受パッド３ａが２個設けられている。軸受パッド３ａは、チューブ３ｂを介して空気を供給する空気供給源８に接続されている。チューブ３ｂは、軽量且つ柔軟な素材（例えば、ビニール素材）で形成されており、可動部３の移動に対して影響を与えることなく、可動部３の移動に追従して移動するようになっている。このため、チューブ３ｂの取り回しは容易に実現できる。
また、固定部４と対向する可動部３の各平面には、Ｙ軸に平行な２本の直線と、外側に凸状の２つの半円周とによって形成された形状の排気溝３ｃが当該平面内にある２つの軸受パッド３ａを取り囲んで設けられている。
固定部４の可動部３と対向する各平面には、図２に示すように可動部３の移動範囲で常に排気溝３ｃと対向する位置に排気口４ａが形成されている。ここで、図２に示す破線ｌは、可動部３が最も−Ｙ方向に移動した場合における排気溝３ｃに対向する固定部４の領域を示し、破線ｍは、可動部３が移動範囲のほぼ中心にある場合における排気溝３ｃに対向する固定部４の領域を示し、破線ｎは、可動部３が最も＋Ｙ方向に移動した場合における排気溝３ｃに対向する固定部４の領域を示している。
本実施の形態では、可動部３の移動範囲のほぼ中心に対応する位置に排気口４ａを設けている。本静圧気体軸受においては、可動部３の移動範囲において排気口４ａおよび排気溝３ｃが常に対向していることが必要であるが、上記のように、可動部３の移動範囲のほぼ中心に対応する位置に排気口４ａを設けることによって、可動部３のＹ方向に必要な長さを移動ストロークとほぼ同程度に抑えることができる。この場合には、固定部４のＹ方向の長さは、移動部の移動範囲、すなわち、移動ストロークのほぼ２倍の長さが必要であるが、静圧気体軸受が必要とするＹ方向の長さは固定部４の長さ、すなわち、移動ストロークのほぼ２倍の長さに抑えることができる。これによると、従来の固定部に軸受パッドと排気口を備えた図１１（ａ）に示す静圧気体軸受よりも小さい大きさで同様な移動ストロークを実現できる。
固定部４の排気口４ａは、金属製の配管４ｂによってロータリーポンプ９と接続されている。配管４ｂは、設置面Ｇ上を移動しない固定部４に接続されているので、引き回しについて考慮しなくて済む。
図１に戻り、可動部３の−Ｚ方向の面の中央部には、リニアモータ（６、７）の可動子６が接続され、可動子６は固定子７と間隔を開けて対向するように配置されている。リニアモータ（６、７）は、可動子６と固定子７との相互作用によって、可動子６を固定子７に沿ってＹ軸方向に移動できるようになっている。
次に、本ステージ装置の動作を説明する。
本ステージ装置では、空気供給部８によりチューブ３ｂを介して静圧気体軸受の可動部３の軸受パッド３ａへ連続的に空気が供給され、軸受パッド３ａにより当該空気が固定部４と可動部３との間に吹き込まれる。この吹き込まれた空気は、可動部３および固定部４の間を通って、軸受パッド３ａを取り囲むように設けられている排気溝３ｃによって一次的に貯められる。次いで、排気溝４ｂに貯められた空気が排気溝３ｃに対向する排気口４ａから排気管４ｂを介してロータリーポンプ９により排気される。これにより、可動部３および固定部４間にはほぼ一定の圧力の気体層が形成され、可動部３および固定部４が所定の間隔（例えば、数ミクロン）を持って維持されるようになる。
そして、上記のように可動部３および固定部４の間隔を維持しつつ、以下に示すステージ２の移動を行う。すなわち、リニアモータ（６、７）が可動子６および固定子７の相互作用によって、可動子６を固定子７に沿ってＹ方向に移動させる。これによって、可動子６に接続されている可動部３および可動部３に接続されているステージ２がＹ方向に移動する。
このステージ装置では、可動部３の移動範囲においては、常に排気口４ａと排気溝３ｃとが対向するようになっているので、ステージ２が移動しても軸受パッド３ａから吹き込まれた空気を周囲に漏らすことなく適切に排気することができる。
次に、本実施の形態によるステージ装置の静圧気体軸受の可動部３の他の例を図３を参照して説明する。
図３に示す可動部１１は、図２に示した可動部３に形成されている排気溝３ｃに代えて、Ｙ軸に平行な辺を有する矩形形状の排気溝１１ａを設けたものである。この可動部１１の排気溝１１ａは、上記の可動部３の排気溝３ｃよりもＹ軸に平行な区間を長くとることができるので、広範囲にわたって固定部４の排気口４ａと対向するようになる。したがって、可動部３のＹ方向の長さを変えることなく移動ストロークを長くすることができる。
次に、本実施の形態によるステージ装置の静圧気体軸受の可動部３の更に他の例を図４を参照して説明する。
図４に示す可動部２１は、図２に示した可動部３に形成されている排気溝３ｃに代えて、２つの軸受パッド３ａの周囲に凹状に広範囲に形成された排気溝２１ａを設けたものである。この可動部２１によると、排気溝２１ａと固定部４の排気口４ａとの間の空気の流路の距離が短くなるために、排気溝２１ａの空気を効率よく排気口４ａから排気できる。また、排気溝２１ａと対向する排気口４ａの開口面積を大きくとることができるので、排気の効率を更に向上させることもできる。
次に、本実施の形態によるステージ装置の静圧気体軸受の他の例を図５および図６を参照して説明する。図５は、ステージ装置の他の例の概略の構成を示す。図６は、ステージ装置の静圧気体軸受の他の例の＋Ｘ方向側の端部の斜視図であって、可動部３１の＋Ｘ側の面および＋Ｚ側の面に対向する固定部４を分解した状態を示している。なお、図５および図６において、図１に示すステージ装置と同様な機能を有する構成要素には、同一符号を付して重複する説明を省略する。
可動部３１の＋Ｘ側の端部には、固定部４と対向する＋Ｘ側、＋Ｚ側、−Ｚ側の３つの平面にまたがって、３つの面に設けられている６つの軸受パッド３ａの周囲の広い範囲を凹状にして形成された排気溝３１ａが設けられ、更に、排気溝３１ａを取り囲むように更に他の排気溝３１ｂが設けられている。また、可動部３１の−Ｘ側の端部にも同様な排気溝３１ａ、３１ｂが形成されている。
固定部３２の可動部３１と対向する平面には、図６に示すように可動部３１の移動範囲で常に排気溝３１ａと対向する位置に排気口３２ａが形成され、可動部３１の移動範囲で常に排気溝３１ｂと対向する位置に排気口３２ｂが形成されている。
排気口３２ａは、配管３２ｃを介してロータリーポンプ９に接続され、排気口３２ｂは、配管３２ｄを介して、ロータリーポンプ９より強力に気体を吸引するターボポンプ３３に接続されている。
この静圧気体軸受によると、空気供給部８によりチューブ３ｂを介して静圧気体軸受の可動部３１の軸受パッド３ａへ空気が供給され、軸受パッド３ａにより当該空気が固定部３２と可動部３１との間に吹き込まれる。この吹き込まれた空気は、可動部３１および固定部３２の間を通って、軸受パッド３ａを取り囲むように設けられている排気溝３１ａによって一次的に貯められ、当該空気が排気溝３１ａに対向する排気口３２ａから排気管３２ｃを介してロータリーポンプ９により排気される。更に、排気溝３１ａを取り囲むように設けられている排気溝３１ｂによって排気溝３１ａから漏れた空気が貯められ、当該空気が排気溝３１ｂに対向する排気口３２ｃから排気管３２ｄを介してターボポンプ３３により排気される。これにより、可動部３１および固定部３２間にはほぼ一定の圧力の気体層が形成され、可動部３１および固定部３２が所定の間隔を持って維持されるようになる。
また、軸受パッド３ａから吹き込まれた空気を２重の排気溝３１ａ、３１ｂで貯めるようにして、排気溝３１ａ、３１ｂから、ロータリーポンプ９およびターボポンプ３３で排気するようにしているために、周囲への空気の漏れをより効果的に防ぐことができる。このため、本ステージ装置は、高真空度に維持すべき環境や、特殊気体に維持すべき環境において使用することができる。
なお、本実施の形態では、軸受パッド３ａを取り囲むように排気溝を設けるようにしていたが、軸受パッド３ａからの空気が静圧気体軸受外に多少漏れてもよい場合には、排気溝を取り囲むように設ける必要はない。
また、本実施の形態では、可動部と固定部が平面で対向している例を説明したが、可動部と固定部とが曲面で対向するものであってもよい。また、本実施の形態では、可動部が直線移動する静圧気体軸受を用いていたが、可動部が回転移動する静圧気体軸受を用いるようにしてもよい。
次に、本実施の形態によるステージ装置を用いた光学装置の一例としての検査装置を図７を参照して説明する。図７は、検査装置の概略の構成を示している。本実施の形態による検査装置は、ウェハ上に設計に基づいたパターンが形成されているか否かを検査する検査装置である。図７では、設置面Ｇに平行な平面で互いに垂直なＸ軸およびＹ軸をとり、設置面Ｇに垂直にＺ軸をとるものとする。
検査装置は、電子ビームＥＢを照射する電子銃４１を有している。
電子銃４１から照射された電子ビームＥＢは、電子レンズ４２によって収束された後、偏向コイル４３によって走査されてウェハＷに照射される。
ウェハＷは、本実施の形態によるステージ装置によって形成されているＸＹステージＳＴに載置されており、Ｘ方向およびＹ方向に移動するようになっている。
ウェハＷに電子ビームＥＢが照射されることによって発生する２次電子や、レチクルＲによって反射される電子ビームＥＢの電子は、検出系４４によって検出される。検出系４４は、検出した２次電子あるいは反射された電子に基づいて、ウェハＷ上のパターンを検出し、当該検出したパターンを設計パターンと比較して、設計通りに形成されているか否かを検査する。
上記した電子銃４１、電子レンズ４２、偏向コイル４３、ウェハＷ、ＸＹステージＳＴは、チャンバ４５内に収容されている。チャンバ４５は真空ポンプ４６に接続されており、チャンバ４５内部が真空に維持されるようになっている。
この検査装置では、真空ポンプ４６によってチャンバ４５内部を真空に維持した状態で、電子銃４１によって電子ビームＥＢが照射され、照射された電子ビームＥＢは、電子レンズ４２によって収束され、偏向コイル４３によって走査され、ＸＹステージＳＴ上のウェハＷに照射される。このような動作と共に、ＸＹステージＳＴがウェハＷを移動させて、ウェハＷ全面に電子ビームＥＢが照射されるようにする。
更に、上記の動作と共に、検査系４４がウェハＷからの２次電子や反射された電子を検出し、検出した電子に基づいてウェハＷに形成されているパターンを検出し、設計パターンと比較して設計通りであるか否かを検査する。
このように本検査装置は、ＸＹステージＳＴに本実施の形態によるステージ装置を用いているので、配管の引き回しが容易にできるとともに、ＸＹステージＳＴの大きさを小さくできる。また、ＸＹステージＳＴを小さくできるので、検査装置の大きさも小さくできる。また、ＸＹステージＳＴに用いられている静圧気体軸受では、周囲に空気を漏らすことがないので、チャンバ４５内の真空度を低下させる等の悪影響を防ぐことができる。
次に、本実施の形態によるステージ装置を用いた光学装置の他の例としての露光装置を図８を参照して説明する。図８は、本実施の形態による露光装置の概略の構成を示している。本実施の形態では、ステップ・アンド・リピート方式の露光動作を採用した投影露光装置を例にとって説明する。図８では、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行にＺ軸をとり、Ｚ軸に垂直な面内で互いに垂直なＸ軸およびＹ軸をとるものとする。
照明系５１は、水銀ランプ、あるいはＫｒＦエキシマレーザ、ＡｒＦエキシマレーザ等の光源からの照明光を、フライアイレンズ、コンデンサーレンズ等を介してレチクルステージＲＳＴに載置されたレチクルＲ上に照度均一に照射するようになっている。
レチクルＲに形成されたパターンの像は投影光学系ＰＬによって例えば１／４に縮小されてウェハＷ上に結像される。ウェハＷはウェハステージＷＳＴ上に図示しない保持機構により保持されている。ウェハステージＷＳＴは、Ｘ方向に移動するＸステージおよびＹ方向に移動するＹステージによって構成されている。
ＸステージおよびＹステージは、上記の本実施の形態によるステージ装置によって構成されている。ウェハステージＷＳＴは、制御系５２の制御に従ってＸ方向あるいはＹ方向に移動するようになっている。
本実施の形態による投影露光装置では、図示しないアライメント系が、レチクルＲ上に形成されているアライメントマークおよびウェハＷ上に形成されているアライメントマークに基づいて、レチクルＲおよびウェハＷとの位置関係を検出し、ウェハステージＷＳＴによりウェハＷを移動させて、レチクルＲのパターンとウェハＷの所定のショット領域との位置合わせを行う。
この後、照明系５１からの照明光によりレチクルＲが照明され、レチクルＲのパターンが投影光学系ＰＬを介してウェハＷ表面のレジスト上に投影され、パターンの像が転写される。そして、上記同様にしてウェハＷ上の他のショット領域に対してレチクルＲのパターンの像を順次転写する。
このように本露光装置は、ウェハステージＷＳＴに本実施の形態によるステージ装置を用いているので、配管の引き回しが容易にできるとともに、ウェハステージＷＳＴの大きさを小さくできる。また、ウェハステージＷＳＴを小さくできるので、露光装置の大きさも小さくできる。また、図７に示したように真空中で本発明の静圧気体軸受を用いた場合には真空度の低下を防げるのと同じように、投影露光装置などのクリーン度が高いような特殊な雰囲気中や特殊な気体の雰囲気中で本発明の静圧気体軸受を用いた場合でも、静圧気体軸受に供給された気体による周囲の雰囲気に対する悪影響を防ぐことができる。
次に、本実施の形態によるステージ装置を用いた光学装置のさらに他の例としての電子ビーム露光装置を図９を参照して説明する。図９は、本実施の形態による電子ビーム露光装置の構成を模式的に示している。図９に示す電子ビーム露光装置６０は、荷電粒子線の線源としての電子銃６１を有する。この電子銃６１から下方に放射された電子ビーム６２は、コンデンサレンズ６３で集束されて、マスクＭに集束される。マスクＭは、ステージ６５上に搭載されたチャック６４上に固定されている。ステージ６５は、駆動装置６７により精密にＸＹ面（水平）内で走行位置決めされるようになっている。駆動装置６７は、レーザ干渉計６６で計測されたステージ６５の正確な位置情報に基づき制御装置７０からドライバ６８に送出された指令により制御されて駆動される。
マスクＭを通過した電子ビーム７２は、さらに下方に拡がりながら進み、第２のコンデンサレンズ７３により集束偏向されウェハＷ表面上に集束される。ウェハＷは、ステージ７５上に搭載されたチャック７４上に固定されている。ステージ７５は、駆動装置７７により精密にＸＹ面（水平）内で走行位置決めされるようになっている。駆動装置７７は、レーザ干渉計７６で計測されたステージ７５の正確な位置情報に基づき制御装置７０からドライバ７８に送出された指令により制御されて駆動される。
ステージ６５は、本実施の形態の静圧気体軸受の構成により装置本体とは非接触に支持されており、駆動力としては、ステージ６５の位置を計測するレーザ干渉計６６から得られる位置座標に基づいて、駆動装置６７から伸びた駆動軸によってステージ６５を押す構造となっている。尚、駆動装置６７は、リニアモータなどが用いられる。
ステージ７５は、ステージ６５と同様に構成されて、装置本体とは非接触に支持されており、駆動力としては、ステージ７５の位置を計測するレーザ干渉計７６から得られる位置座標に基づいて、駆動装置７７から伸びた駆動軸によってステージ７５を押す構造となっている。尚、駆動装置７７は、リニアモータなどが用いられる。
ステージ６５、７５はともにレーザ干渉計６６、７６で位置を計測され、計測された位置座標に基づいて、制御装置７０からステージ６５、７５に対応する駆動装置６７、７７のドライバ６８、７８に駆動指令が出され、ステージ６５、７５は位置を制御されることになる。
また、本実施の形態の静圧気体軸受をステージ６５、７５に用いた場合、エアー及び真空系の配管が必要で、図では省略されているが、配管を別途設けるようにしてもよく、また図中の駆動軸の内側に配管を通すように構成してチャンバ外に配管するようにしてもよい。
尚、ステージ６５と駆動装置６７を接続する駆動軸は、高真空室外から高真空室内に連通するように設置されているが、駆動装置６７を収納するための低真空室を高真空室に隣接して設け、その中に駆動装置６７を収納するようにしてもよい。また、駆動装置６７、７７をステージ６５、７５の周囲で囲むように設け、駆動軸を介さず直接ステージ６５、７５を駆動するようにして高真空室内に設ける構成としてもよい。
チャック６４、７４については、静電チャックでマスクまたはウェハを保持するようにしても機械的に保持するようにしてもよい。
上記実施の形態では、露光装置、検査装置について説明したが、本発明はこれに限られず、例えば、電子顕微鏡や、エレクトロンビーム装置等の他の光学装置にも適用することができる。
上記実施の形態では、処理対象の試料としてウェハについて説明したが、本発明はこれに限られず、マスクや液晶基板などのガラス基板を処理する装置にも適用することができる。
なお、複数のレンズから構成される照明光学系、投影光学系を光学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ェハステージを光学装置本体に取り付けて配線や配管を接続し、さらに総合調整（電気調整、動作確認等）をすることにより本実施の形態の露光装置や検査装置などの光学装置を製造することができる。この光学装置の製造は温度およ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。
なお、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、この設計ステップに基づいたレチクルを制作するステップ、シリコン材料からウェハを制作するステップ、前述した実施の形態の露光装置によりレチクルのパターンをウェハに露光するステップ、前述した別の実施の形態の検査装置によりウェハチップの検査ステップ、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）、検査ステップ等を経て製造される。
産業上の利用可能性
以上の通り、本発明によれば、装置の大きさを抑えることができると共に、配管の引き回しを容易にできる静圧気体軸受およびステージ装置および光学装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の一実施の形態によるステージ装置の概略を示す図である。
図２は、本発明の一実施に形態によるステージ装置の一部を示す斜視図である。
図３は、本発明の一実施の形態における可動部の他の例を示す斜視図である。
図４は、本発明の一実施の形態における可動部の更に他の例を示す斜視図である。
図５は、本発明の一実施の形態によるステージ装置の他の例の概略を示す図である。
図６は、本発明の一実施の形態によるステージ装置の他の例の一部を示す斜視図である。
図７は、本発明の一実施の形態による検査装置の概略の構成を示す図である。
図８は、本発明の一実施の形態による露光装置の概略の構成を示す図である。
図９は、本発明の一実施の形態による電子ビーム露光装置の構成を示す図である。
図１０は、従来のステージ装置の概略の構成を示す図である。
図１１は、従来の静圧気体軸受に必要な大きさを説明する図である。
【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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