(57)【要約】【課題】  電流アンプの個数を増やすことなく簡単な構成で複数個のステージを入れ替えるスワップ動作を実現できる位置決めステージ装置を提供すること。【解決手段】  第１の長手方向を有する第１のコイルが該第１の長手方向に直交する方向に複数配列された第１のコイル列と、該第１の長手方向を有する第２のコイルが該第１の長手方向に直交する方向に複数配列され、かつ前記第１のコイル列に対して該第１の長手方向に並べて配された第２のコイル列との間にスイッチ群を設けた。【選択図】  図１
2009253090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の長手方向を有する第１コイルが該第１の長手方向に直交する方向に複数配列された第１コイル列と、該第１の長手方向を有する第２コイルが該第１の長手方向に直交する方向に複数配列され、かつ前記第１コイル列に対して該第１の長手方向に並べて配された第２コイル列と、該第１の長手方向と直交する第２の長手方向を有するコイルが該第２の長手方向に直交する方向に複数配列され、かつ前記第１コイル列および前記第２コイル列に対して重ねて配された第３コイル列とを含む固定子と、
前記固定子の上に配された磁石と、前記磁石が取り付けられたステージとを含む可動子とを有し、
該第１の長手方向を有するコイルに対して電流アンプから電流を供給し、かつ該第２の長手方向を有するコイルに対して電流アンプから電流を供給することによって前記可動子を駆動するステージ装置であって、
前記第１コイルと前記第２コイルとを接続可能なスイッチを有することを特徴とするステージ装置。
【請求項２】
第１の長手方向を有する第１コイルが該第１の長手方向に直交する方向に複数配列された第１コイル列と、該第１の長手方向を有する第２コイルが該第１の長手方向に直交する方向に複数配列され、かつ前記第１コイル列に対して該第１の長手方向に並べて配された第２コイル列と、該第１の長手方向と直交する第２の長手方向を有するコイルが該第２の長手方向に直交する方向に複数配列され、かつ前記第１コイル列および前記第２コイル列に対して積層して配された第３コイル列とを含む固定子と、
前記固定子の上に配された磁石と、前記磁石が取り付けられたステージとを含む可動子とを有し、
該第１の長手方向を有する選択された所定数のコイルに対して該所定数の電流アンプから電流を供給し、かつ該第２の長手方向を有する選択された所定数のコイルに対して該所定数の電流アンプから電流を供給することによって前記可動子を駆動するステージ装置であって、
前記第１コイル列の少なくとも一部の前記第１コイルと、該少なくとも一部の前記第１コイルに対向する前記第２コイル列の少なくとも一部の前記第２コイルとの間に配されたスイッチ群を有することを特徴とするステージ装置。
【請求項３】
第１の長手方向を有する第１コイルが該第１の長手方向に直交する方向に複数配列された第１コイル列と、該第１の長手方向を有する第２コイルが該第１の長手方向に直交する方向に複数配列され、かつ前記第１コイル列に対して該第１の長手方向に並べて配された第２コイル列と、該第１の長手方向と直交する第２の長手方向を有するコイルが該第２の長手方向に直交する方向に複数配列され、かつ前記第１コイル列および前記第２コイル列に対して積層して配された第３コイル列とを含む固定子と、
前記固定子の上に配された第１磁石と、前記第１磁石が取り付けられた第１ステージとを含む第１可動子と、
前記固定子の上に配された第２磁石と、該第２磁石が取り付けられた第２ステージとを含む第２可動子とを有し、
該第１の長手方向を有する選択された所定数のコイルに対して該所定数の電流アンプから電流を供給し、かつ該第２の長手方向を有する選択された所定数のコイルに対して該所定数の電流アンプから電流を供給することによって前記第１可動子および前記第２可動子のそれぞれを駆動するステージ装置であって、
前記第１コイル列の少なくとも一部の前記第１コイルと、該少なくとも一部の前記第１コイルに対向する前記第２コイル列の少なくとも一部の前記第２コイルとの間に配されたスイッチ群を有することを特徴とするステージ装置。
【請求項４】
第１の長手方向を有する第１コイルが該第１の長手方向に直交する方向に複数配列された第１コイル列と、該第１の長手方向を有する第２コイルが該第１の長手方向に直交する方向に複数配列され、かつ前記第１コイル列に対して該第１の長手方向に並べて配された第２コイル列と、該第１の長手方向と直交する第２の長手方向を有するコイルが該第２の長手方向に直交する方向に複数配列され、かつ前記第１コイル列および前記第２コイル列に対して積層して配された第３コイル列とを含む固定子と、
前記固定子の上に配された第１磁石と、前記第１磁石が取り付けられた第１ステージとを含む第１可動子と、
前記固定子の上に配された第２磁石と、該第２磁石が取り付けられた第２ステージとを含む第２可動子とを有し、
該第１の長手方向を有する選択された所定数のコイルに対して該所定数の電流アンプから電流を供給し、かつ該第２の長手方向を有する選択された所定数のコイルに対して該所定数の電流アンプから電流を供給することによって前記第１可動子および前記第２可動子のそれぞれを駆動するステージ装置であって、
前記第１コイル列の少なくとも一部の前記第１コイルと、該少なくとも一部の前記第１コイルに対向する前記第２コイル列の少なくとも一部の前記第２コイルとの間に配されたスイッチ群を有し、
前記スイッチ群により該少なくとも一部の前記第１コイルと該少なくとも一部の前記第２コイルとを接続することにより、前記第１可動子および前記第２可動子を前記第１コイル列の上と前記第２コイル列の上との間で入れ替え、
前記スイッチ群により該接続を断つことにより、前記第１可動子および前記第２可動子を、それぞれ前記第１コイル列の上および前記第２コイル列の上の一方ならびに他方で、互いに独立に移動させることを特徴とするステージ装置。
【請求項５】
前記第３コイル列は、該第２の長手方向を有する第３コイルが該第２の長手方向に直交する方向に複数配列され、該第３コイルの配列につづいて該第２の長手方向を有し該長手方向に対向した２つの第４コイルが該第２の長手方向に直交する方向に複数配列され、かつ該２つの第４コイルの配列につづいて該第３コイルが該第２の長手方向に直交する方向に複数配列されてなることを特徴とする請求項３または４に記載のステージ装置。
【請求項６】
第１の長手方向を有する第１コイルが該第１の長手方向に直交する方向に複数配列された第１コイル列と、該第１の長手方向を有する第２コイルが該第１の長手方向に直交する方向に複数配列され、かつ前記第１コイル列に対して該第１の長手方向に並べて配された第２コイル列と、該第１の長手方向と直交する第２の長手方向を有するコイルが該第２の長手方向に直交する方向に複数配列され、かつ前記第１コイル列および前記第２コイル列に対して積層して配された第３コイル列とを含む固定子と、
前記固定子の上に配された第１磁石と、前記第１磁石が取り付けられた第１ステージとを含む第１可動子と、
前記固定子の上に配された第２磁石と、該第２磁石が取り付けられた第２ステージとを含む第２可動子とを有し、
該第１の長手方向を有する選択された所定数のコイルに対して該所定数の電流アンプから電流を供給し、かつ該第２の長手方向を有する選択された所定数のコイルに対して該所定数の電流アンプから電流を供給することによって前記第１可動子および前記第２可動子のそれぞれを駆動するステージ装置であって、
前記第１コイル列の少なくとも一部の前記第１コイルと、該少なくとも一部の前記第１コイルに対向する前記第２コイル列の少なくとも一部の前記第２コイルとの間に配されたスイッチ群を有し、
前記スイッチ群により該少なくとも一部の前記第１コイルと該少なくとも一部の前記第２コイルとを接続することにより、前記第１可動子および前記第２可動子のいずれかを前記第１コイル列の上と前記第２コイル列の上との間で移動させ、
前記スイッチ群により該接続を断つことにより、前記第１可動子および前記第２可動子を、それぞれ前記第１コイル列の上および前記第２コイル列の上の一方ならびに他方で、互いに独立に移動させることを特徴とするステージ装置。
【請求項７】
前記第１可動子と前記第２可動子とを前記固定子から離間させるための電流は、前記第３コイル列のコイルに与える、ことを特徴とする請求項３乃至６のいずれかに記載のステージ装置。
【請求項８】
基板を露光する露光装置であって、
該基板を保持して移動するステージを含むステージ装置として、請求項１乃至７のいずれかに記載のステージ装置を有することを特徴とする露光装置。
【請求項９】
基板を露光する露光装置であって、
該基板を保持して移動するステージを含むステージ装置として、請求項３乃至７のいずれかに記載のステージ装置を有し、
前記第１コイル列および前記第３コイル列により移動される前記第１ステージおよび前記第２ステージのうち一方のステージに保持された第１基板が計測される計測ステーションと、
前記第２コイル列および前記第３コイル列により移動される前記一方のステージに保持され、かつ前記計測ステーションにおいて計測された該第１基板が露光される露光ステーションとを有し、
前記露光ステーションにおける該第１基板の露光と並行して、前記計測ステーションにおいて、前記第１コイル列および前記第３コイル列により移動される前記第１ステージおよび前記第２ステージのうち他方のステージに保持された第２基板が計測され、かつ前記第１可動子および前記第２可動子を前記第１コイル列の上と前記第２コイル列の上との間で入れ替えることにより、前記第１可動子および前記第２可動子を前記計測ステーションと前記露光ステーションとの間で入れ替えることを特徴とする露光装置。
【請求項１０】
前記計測ステーションを２つ有し、
２つの前記計測ステーションの一方は、前記露光ステーションに対し、第１の方向に隣接して配され、
２つの前記計測ステーションの他方は、前記露光ステーションに対し、該第１の方向に直交する第２の方向に隣接して配されていることを特徴とする請求項９に記載の露光装置。
【請求項１１】
基板を露光する露光装置であって、
該基板を保持して移動するステージを含むステージ装置として、請求項６に記載のステージ装置を有し、
少なくとも前記第１コイル列および前記第２コイル列により移動される前記第１ステージおよび前記第２ステージのうち一方のステージに保持された第１基板が計測される計測ステーションと、
前記第１コイル列、前記第２コイル列および前記第３コイル列により移動される前記一方のステージに保持され、かつ前記計測ステーションにおいて計測された該第１基板が露光される露光ステーションとを有し、
前記露光ステーションにおける該第１基板の露光と並行して、前記計測ステーションにおいて、少なくとも前記第１コイル列および前記第２コイル列により移動される前記第１ステージおよび前記第２ステージのうち他方のステージに保持された第２基板が計測され、かつ前記第１可動子および第２可動子を、それぞれ前記第１コイル列の上および前記第２コイル列の上の一方ならびに他方で、互いに独立に移動させることにより、前記第１可動子および前記第２可動子を前記計測ステーションと前記露光ステーションとの間で入れ替えることを特徴とする露光装置。
【請求項１２】
前記固定子は、
該第１の長手方向を有し、かつ該第１の長手方向において前記第１コイルおよび前記第２コイルより長い第４コイルが該第１の長手方向に直交する方向に複数配列され、かつ前記第１コイル列および前記第２コイル列に対して該第１の長手方向に直交する方向に並べて配された第４コイル列を有し、
前記計測ステーションに配された前記第１ステージおよび前記第２ステージのうち一方のステージは、前記第１コイル列、前記第２コイル列、前記第３コイル列、および前記第４コイル列により移動されることを特徴とする請求項１１に記載の露光装置。
【請求項１３】
前記露光ステーションに、該基板に光を投影する投影光学系を有し、
前記計測ステーションに、前記投影光学系の光軸に平行な方向における該基板の表面の位置を計測する計測器、および該基板に形成されたマークの位置を計測する計測器のうち少なくとも一方を有し、
前記投影光学系と該基板との間に満たされた液体を介して該基板を露光する、
ことを特徴とする請求項１１または１２に記載の露光装置。
【請求項１４】
請求項８乃至１３のいずれかに記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
該露光された基板を現像する工程と、を有することを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は対象物を位置決めする位置決め装置に関するものであり、特には半導体装置や液晶装置などのデバイスを製造するための露光装置等の製造装置において、基板および原版を位置決めするのに好適に用いられるものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、高精度な位置決めが要求される露光装置用のステージ装置において、平面モータ型の位置決め装置が注目されている。ウエハステージにおいては、可動ステージを２つ有するツインステージ構成が注目されている。ウエハにパターンの露光を行なう露光動作と、前回に露光されたパターンの位置を計測する計測動作を並行して行なうことで、スループットの向上が期待できる。平面モータ型の位置決め装置として、たとえば特許文献１に記載の位置決め装置がある。また、コイルを多数有するリニアモータの駆動回路として、特許文献２に記載の励磁切り替え型の駆動回路がある。
【０００３】
図１０に平面モータ型のツインステージの位置決め装置を示す。図１０（ａ）は固定子内でｘ方向に並べられたコイル列の配置図、図１０（ｂ）はｙ方向に並べられたコイル列の配置図、図１０（ｃ）はステージ装置全体の側面図を示す。
【０００４】
図１０（ｂ）のように、ｘ方向に長手方向を有するコイル（第１の長手方向を有するコイル）が長手方向に直交する方向に複数配置された第１コイル列１と、ｘ方向に長手方向を有するコイルが長手方向に直交する方向に複数配置された第２コイル列２を有する。そして、２つのコイル列は長手方向に並べて配置される。
【０００５】
またｙ方向に長手方向を有するコイル（第２の長手方向を有するコイル）が、長手方向に直交する方向に複数配置された第３コイル列３が、第１コイル列１及び第２コイル列２に対して図１０（ｃ）のように積層して固定子４の内部に配置される。コイルの切り替え動作を説明するために、図中に示すように各コイルにはＬｘＡ１、ＲｙＡ５などの記号をつけた。
【０００６】
固定子４上には、第１ステージ５と第２ステージ６が配置される。各ステージの鉛直方向下方には永久磁石を含む第１可動子７及び第２可動子８が取り付けられている。
【０００７】
永久磁石を含む可動子に水平方向の力（推進力）及び鉛直方向の力（浮上力）を発生させる原理を図１５で間単に説明する。
【０００８】
第１可動子７は複数の磁石により構成されている。磁石は破線の矢印で示した方向に着磁されおり、いわゆるハルバッハ配列で配置されている。コイルは磁石と位相をずらして配置されており、磁石とコイルが図１５で示した位置関係にあるとき、電流を流せばローレンツ力により実線の矢印で示した方向に力を発生する。力の方向は、鉛直方向の磁束密度の中でコイルに電流を流すことによりコイルには水平方向の推進力が発生し、水平方向の磁束密度の中でコイルに電流を流せば鉛直方向に力を発生する。この力が固定子４から可動子７を離間（浮上）させる力となる。図１５（ａ）、（ｂ）に示したように、固定子４から可動子７を離間させる力は、上層コイル９または下層コイル１０のどちらでも発生させることが出来る。可動子７の永久磁石に近い上層コイル９に電流を流すほうが発生力が大きいので電流値を少なくできる。コイルに流す電流の位相を９０度ずらしてＡ相、Ｂ相の２種類の電流を流すことで一定の発生力が得られる。
【０００９】
このように永久磁石とコイル電流でローレンツ力を発生させ、ステージの自重を含めた６軸方向に可動ステージを駆動し位置決めを行なう。図１０に示す位置に第１ステージ５及び第２ステージ６がある場合には、第１の可動子７及び第２の可動子８と対面した、図中黒く塗りつぶしたコイルに電流を流せばローレンツ力が発生する。ここでは、例としてそれぞれ４つのコイルを選択しているが、電流を流すコイルの本数は可動子の大きさによって変わるため、可動子を駆動するのに最適な所定数を選べばよい。
【００１０】
図１０（ｃ）に点線で示すように、第１コイル列１を含む空間領域を計測ステーション１２、第２コイル列２を含む空間領域を露光ステーション１１とする。露光ステーション１１の上方には第１ステージ５に搭載された基板（ウエハ）１３にパターンを露光するための、例えば投影レンズといった投影光学系１４が設けられている。また計測ステーション１２の上方には、前記投影光学系の光軸に平行な方向における基板の表面の位置を計測する計測器、および基板に形成されたマークの位置を計測する計測器のうち少なくとも一方を有する計測光学系１５が設けられている。
【００１１】
次にステージが移動する場合の、コイルの切り替えシーケンスを示す。第１のステージ５が−ｘ方向へ、第２ステージ６が＋ｘ方向へ１つのコイル幅分それぞれ移動する場合を図１１に示す。図中の矢印はステージの移動方向を示す。
【００１２】
第１ステージ５は、−ｘ方向へ移動すると斜線で示したコイルＲｘＢ５は第１ステージ５とは対面しなくなるので通電をｏｆｆして、同じ位相関係にあるコイルＲｘＢ３を新たに通電をｏｎして、励磁を切り替える。同様に第２ステージ６では、＋ｘ方向へ移動すると斜線で示したコイルＬｘＡ３が第２ステージ６とは対面しなくなるため通電をｏｆｆして、同じ位相関係にあるコイルＬｘＡ５を新たに通電をｏｎして、励磁を切り替える。このようにステージの位置に応じて、同じ位相関係にあるコイルの励磁をスイッチで切り替えることで推進力を連続して発生させることが出来る。
【００１３】
図１２に第１〜第３コイル列の切り替え回路を示す。不図示のステージ制御コントローラからの電流指令が各電流アンプ１６に与えられる。第２コイル列２を切り替える第１スイッチ群１７、第１コイル列１を切り替える第２スイッチ群１８、第３コイル列３を切り替える第３スイッチ群１９が配置される。
【００１４】
図１２は、ステージが図１１の位置にある時に所定のコイルに通電できるように第１〜第３スイッチ群が適切に切り替えられた状態を示す。同じ位相関係にあるコイルを、グループ化して１つの電流アンプで切り替えて励磁することで電流アンプの個数を削減している。２つのステージを露光ステーション１１及び計測ステーション１２でそれぞれ駆動するためには各８個づつ、合計１６個の電流アンプ１６に通電する必要がある。
【００１５】
次に第１ステージ５が露光ステーション１１から計測ステーション１２へ、第２ステージ６が計測ステーション１２から露光ステーション１１へ、二つのステージが場所を入れ替わるスワップ動作時のコイル切り替えシーケンスを図１３に示す。
【００１６】
固定子４の中央付近では二つのステージを入れ替える際には二つのステージの電流を独立に制御する必要がある。そのために図１３（ａ）に示すように、固定子４の中央付近ではｙ方向に分離した第４コイル列２２を露光ステーション１１の第３コイル列３につづけて配置する。また計測ステーション１２では第４のコイル列２２につづけて再び第３のコイル列３を配置する。
【００１７】
第１ステージ５は−ｘ方向に移動しながら固定子４の中央付近では上側を通り、第２ステージ６は＋ｘ方向に移動しながら固定子４の中央付近では下側を通り固定子中央で入れ替わるスワップ動作を行なうものとする。図１３（ｂ）のようにステージが第１コイル列１と第２コイル列２の両方に跨った位置にある場合、斜線で示すｙ方向コイルの８本にも通電する必要が出てくる。
【００１８】
二つのステージが露光ステーション１１と計測ステーション１２を入れ替わるスワップ動作を実現するためのコイル列の切り替え回路を図１４に示す。点線で囲んだスワップ用の電流アンプ２０を更に８台必要となり、合計２４台の電流アンプによりステージを入れ替えるスワップ動作を実現できる。
【特許文献１】特開２００５−２５３１７９号公報
【特許文献２】特開平８−１１１９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
特許文献１に記載の平面モータによるツインステージ装置に、特許文献２に記載のスイッチ構成による励磁切り替え型の駆動回路を適用すると、二つのステージを入れ替えるスワップ動作時に多数の電流アンプが必要となってくる。電流アンプが多数必要になると、コストアップを招くほか電装ラックの設置面積（フットプリント）の増大といった課題があった。
【００２０】
本発明の目的は、電流アンプの個数を増やすことなく簡単な構成で複数個のステージを入れ替えるスワップ動作を実現できる位置決めステージ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上述の目的を達成するために本発明のステージ装置では、第１の長手方向を有する第１コイルが該第１の長手方向に直交する方向に複数配列された第１コイル列と、該第１の長手方向を有する第２コイルが該第１の長手方向に直交する方向に複数配列され、かつ前記第１コイル列に対して該第１の長手方向に並べて配された第２コイル列と、該第１の長手方向と直交する第２の長手方向を有するコイルが該第２の長手方向に直交する方向に複数配列され、かつ前記第１コイル列および前記第２コイル列に対して積層して配された第３コイル列とを含む固定子と、前記固定子の上に配された磁石と、前記磁石が取り付けられたステージとを含む可動子とを有し、該第１の長手方向を有する選択された所定数のコイルに対して該所定数の電流アンプから電流を供給し、かつ該第２の長手方向を有する選択された所定数のコイルに対して該所定数の電流アンプから電流を供給することによって前記可動子を駆動するステージ装置であって、前記第１コイル列の少なくとも一部の前記第１コイルと、該少なくとも一部の前記第１コイルに対向する前記第２コイル列の少なくとも一部の前記第２コイルとの間に配されたスイッチ群を有することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明のステージ装置は、第１の長手方向を有する第１コイルが該第１の長手方向に直交する方向に複数配列された第１コイル列と、該第１の長手方向を有する第２コイルが該第１の長手方向に直交する方向に複数配列され、かつ前記第１コイル列に対して該第１の長手方向に並べて配された第２コイル列と、該第１の長手方向と直交する第２の長手方向を有するコイルが該第２の長手方向に直交する方向に複数配列され、かつ前記第１コイル列および前記第２コイル列に対して積層して配された第３コイル列とを含む固定子と、前記固定子の上に配された第１磁石と、前記第１磁石が取り付けられた第１ステージとを含む第１可動子と、前記固定子の上に配された第２磁石と、該第２磁石が取り付けられた第２ステージとを含む第２可動子とを有し、該第１の長手方向を有する選択された所定数のコイルに対して該所定数の電流アンプから電流を供給し、かつ該第２の長手方向を有する選択された所定数のコイルに対して該所定数の電流アンプから電流を供給することによって前記第１可動子および前記第２可動子のそれぞれを駆動するステージ装置であって、前記第１コイル列の少なくとも一部の前記第１コイルと、該少なくとも一部の前記第１コイルに対向する前記第２コイル列の少なくとも一部の前記第２コイルとの間に配されたスイッチ群を有することを特徴とする。
【００２３】
また、本発明のステージ装置は、第１の長手方向を有する第１コイルが該第１の長手方向に直交する方向に複数配列された第１コイル列と、該第１の長手方向を有する第２コイルが該第１の長手方向に直交する方向に複数配列され、かつ前記第１コイル列に対して該第１の長手方向に並べて配された第２コイル列と、該第１の長手方向と直交する第２の長手方向を有するコイルが該第２の長手方向に直交する方向に複数配列され、かつ前記第１コイル列および前記第２コイル列に対して積層して配された第３コイル列とを含む固定子と、前記固定子の上に配された第１磁石と、前記第１磁石が取り付けられた第１ステージとを含む第１可動子と、前記固定子の上に配された第２磁石と、該第２磁石が取り付けられた第２ステージとを含む第２可動子とを有し、該第１の長手方向を有する選択された所定数のコイルに対して該所定数の電流アンプから電流を供給し、かつ該第２の長手方向を有する選択された所定数のコイルに対して該所定数の電流アンプから電流を供給することによって前記第１可動子および前記第２可動子のそれぞれを駆動するステージ装置であって、前記第１コイル列の少なくとも一部の前記第１コイルと、該少なくとも一部の前記第１コイルに対向する前記第２コイル列の少なくとも一部の前記第２コイルとの間に配されたスイッチ群を有し、前記スイッチ群により該少なくとも一部の前記第１コイルと該少なくとも一部の前記第２コイルとを接続することにより、前記第１可動子および前記第２可動子を前記第１コイル列の上と前記第２コイル列の上との間で入れ替え、前記スイッチ群により該接続を断つことにより、前記第１可動子および前記第２可動子を、それぞれ前記第１コイル列の上および前記第２コイル列の上の一方ならびに他方で、互いに独立に移動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、電流アンプの個数を増やすことなく簡単な構成で複数個のステージを入れ替えるスワップ動作が実現でき、安価で小型の位置決めステージ装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
（実施例１）
平面モータによるツインステージの構成は図１０に示した構成と同じである。ｘ方向に長手方向を有するコイルが長手方向に直交する方向に複数配置された第１コイル列１と、ｘ方向に長手方向を有するコイルが長手方向に直交する方向に複数配置された第２コイル列２を設け、二つのコイル列は長手方向に対向して配置される。
【００２６】
またｙ方向に長手方向を有するコイルが、長手方向に直交する方向に複数配置された第３コイル列３が、第１コイル列１及び第２コイル列２に対して図１０（ｃ）のように積層して固定子４の内部に配置される。コイルの切り替え動作を説明するために、図中に示すように各コイルにはＬｘＡ１、ＲｙＡ５などの記号をつけた。
【００２７】
図１は本発明の実施例の、ステージ装置のコイル列の切り替え回路を示す。露光ステーション１１に配置された第２コイル列２の一部のコイルと、計測ステーション１２に配置された第１コイル列１の一部のコイルとを接続可能な第４スイッチ群２１を設けた。
【００２８】
次に、ステージが入れ替わるスワップ動作時のコイル切り替え回路の動作を説明する。
【００２９】
図２（ｂ）に示すように、本実施例では、第１磁石（不図示）と第１ステージ５を備える第１可動子と、第２磁石（不図示）と第２ステージ６を備える第２可動子が固定子４上で駆動する。本ステージを露光装置に用いる場合には、第１ステージ５上には第１基板（ウエハ等）が載置され、第２ステージ６上には第２基板（ウエハ等）が載置される。
【００３０】
各ステージがそれぞれのステーションにあって露光動作や計測動作を行なっている場合には、図２（ａ）に示すようにスイッチ２１をｏｆｆ（開放）して第１コイル列１と第２コイル列２の接続を絶っておく。電流アンプ１６には露光ステーションの第１スイッチ群１７及び計測ステーションの第２スイッチ群１８を介してそれぞれのステーションのコイル群が独立に接続される。図２（ｃ）には、図２（ａ）のコイル、スイッチ、アンプを接続する回路の詳細をＬｘＡ１、ＬｘＡ３、ＬｘＡ５、ＲｙＡ１、ＲｙＡ３、ＲｙＡ５の部分を代表的に抜き出して図示している。
【００３１】
次に第１ステージ５が露光ステーション１１から計測ステーション１２へ、第２ステージ６が計測ステーション１２から露光ステーション１１へ、二つのステージが領域を入れ替わるスワップ動作時のコイル切り替え回路を図３に示す。図のように二つのステージが第１コイル列１と第２コイル列２に跨った位置にある場合、図３（ｂ）の斜線で示すｙ方向コイルの８本に新たに通電する必要が出てくる。
【００３２】
ここで、図３（ａ）に示すように露光ステーション１１に配置された第２のコイル列２と、計測ステーション１２に配置された第１のコイル列１の一部のコイルを接続する第４スイッチ群２１をｏｎ（短絡）させる。
【００３３】
図４（ａ）、（ｂ）には、第４スイッチ群２１をｏｎ（短絡）させた時の、コイルＬｙＡ１、ＬｙＡ３、ＬｙＡ５とコイルＲｙＡ１、ＲｙＡ３、ＲｙＡ５の接続の詳細を示す。ステージを入れ替えるスワップ動作時は、第４スイッチ群２１で接続された両ステーションのコイルには同じ電流を供給すればよいので、図４（ａ）に示すように並列接続でも、図４（ｂ）に示すような直列接続でも良い。第１コイル列と第２コイル列の他のコイルも同様に、第４スイッチ群２１にて接続される。
【００３４】
例えば図４（ａ）に示すように、第１のステージ５を駆動するために通電している電流アンプ１６へは、第１スイッチ群１７及び第４スイッチ群２１を介して二つのステーションのコイルＲｙＡ５とＬｙＡ５とが接続される。もう一方の第２のステージ６を駆動するために通電している電流アンプ１６へは、第２スイッチ群１８及び第４スイッチ群２１を介して二つのステーションのコイルＬｙＡ１ｔとＲｙＡ１とが接続される。
【００３５】
このように、電流アンプ１６には１個もしくは２個のコイルが接続されるので、インピーダンスの違いにより電流アンプのフィードバック回路が発振してしまう恐れがでてくる。通常は、どちらの場合にも発振がないように電流アンプのフィードバックゲインを最適に調整しておくことで対処する。また別の方法として、発生力には寄与しないダミーの負荷コイルを配置しておき、スイッチを切り替えても電流アンプの出力段が常に一定のインピーダンスとなるようにすることも考えられる。
【００３６】
このようにスワップ時に電流アンプを新たに追加しなくても図３（ｂ）の斜線で示すｙ方向コイルの８本に電流を供給することが可能となる。また、ステージの自重を支持し可動子を固定子から離間（浮上）させる電流は定常的に流しておく必要がある。この電流は、第４スイッチ群２１の切り替えによりコイルの接続を行なわない第３コイル列３に与える方が、急激な電流変化を招くことがないのでステージの姿勢精度が安定する。
【００３７】
コイルの接続に関しては、図３（ｂ）で示すように、それぞれ対向する位置のコイルと接続するのが好ましい。つまり、例えばＬｙＡ２とＲｙＡ２、ＬｙＢ２とＲｙＢ２、ＲｙＡ５とＬｙＡ５、ＲｙＢ５とＬｙＢ５とを接続するということである。なぜなら、ステージの移動中にはステージの姿勢制御（例えばｘ軸方向の回転の制御）も行っているため、ステージが二つのステーションを跨ぐ際に、対向するコイルに流れる電流の位相が同じであれば姿勢制御が容易になるからである。
【００３８】
二つのステージが第４コイル列２２を通過してステーションを入れ替わった状態を図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す。図５（ａ）に示すように、第４スイッチ群２１をｏｆｆ（開放）すると同時に第１スイッチ群１７と第２スイッチ群１８を適切に切り替えれば、電流アンプ１６に第１コイル列１及び第２コイル列２を接続することができる。従って、ステージを入れ替えるスワップ動作完了後のステージの駆動も引き続き行なうことが出来る。つまり、スワップ動作完了後も、２つのステージのうちの１つを第１コイル列上および第２コイル列上の一方で、もう一つのステージを他方でそれぞれ独立に駆動させることが出来る。
【００３９】
（実施例２）
近年では図６（ｃ）に示すように、投影光学系１４とステージに搭載したウエハ１３間を超純水（屈折率の高い液体）２３で満たすことで解像度を上げる、液浸露光装置が注目されている。液浸露光装置では、投影光学系１４とウエハ１３間に超純水を常時保持しておく必要があるため、投影光学系１４の鉛直下方には常にステージが存在する必要がある。こうした理由より、二つのステージが領域を入れ替わるスワップ動作を露光ステーション１１で行なう必要がある。
【００４０】
そこで図６（ａ）のように、ｙ方向に長手方向を有するコイルが長手方向に直交する方向に複数配置された第１コイル列１と、ｙ方向に長手方向を有するコイルが長手方向に直交する方向に複数配置された第２コイル列２を設ける。そして、二つのコイル列は長手方向に並べて配置される。
【００４１】
図６（ｂ）に示すようにｘ方向に長手方向を有するコイルが、長手方向に直交する方向に複数配置された第３コイル列３が、第１コイル列１及び第２コイル列２に対して積層して固定子４の内部に配置される。
【００４２】
計測ステーション１２には、第１の長手方向を有し、かつ該第１の長手方向において前記第１コイルおよび前記第２コイルより長い第４コイルが該第１長手方向に直交する方向に複数配列する。そして、さらに前記第１コイル列および前記第２コイル列に対して該第１の長手方向に直交する方向に並べて配された第４コイル列２２を配置する。
【００４３】
図６（ａ）に示すように、ｘ方向に推力を発生させるコイルが露光ステーション１１内で分離されていれば、二つのステージは露光ステーション１１内でコイルの電流を独立に制御することが可能となり、露光ステーション１１内でのスワップ動作が可能となる。
【００４４】
スワップ後は、図７に示すように、第２ステージ６が露光ステーション１１で露光動作を開始する。図７（ａ）に示すように、第２ステージ６が露光ステーション１１の中央付近で第１コイル列１と第２コイル列２に跨って動作を行なう必要がある。この場合にも実施例１と同様に、露光ステーション１１内の第１コイル列１と第２コイル列２を接続する第４スイッチ群２１を設けておけば、電流アンプの数を増やすことなく第２ステージ６を露光ステーション内で動作させることが可能となる。
【００４５】
しかし、図８（ａ）の露光ステーションのように連結したコイルの上を可動子が移動する場合には、コイルの継ぎ目では不必要な外力が発生し位置決め精度に影響を及ぼすことも考えられる。そこで図８（ｃ）に示すように、露光動作時に通電する第５コイル列２５を露光ステーション１１に新たに積層して配置する構成も考えられる。
【００４６】
また、ステージの自重を支持し可動子を固定子から離間（浮上）させる電流は定常的に流しておく必要がある。この電流は、第４スイッチ群２１の切り替えによりコイルの接続を行なわない第３コイル列３に与える方が、急激な電流変化を招くことがないのでステージの姿勢精度が安定する。
【００４７】
（実施例３）
更なるスループットの向上のために、２つの計測ステーション１２を露光ステーション１１に接するように配置したトリプルステージ構成を図９に示す。上層コイル９と下層コイル１０が固定子４内に２層に配置される。
【００４８】
図９に示すように、２つの計測ステーションは、１つの露光ステーションに対して、それぞれｘ方向（第１の方向）とｙ方向（第２の方向）に隣接して配置される。
【００４９】
一方の計測ステーション１２内の第１コイル列１と第２コイル列２の一部のコイルを接続する第４スイッチ群２１と、第３のコイル列３ともう一方の計測ステーション１２内の第５コイル列の一部のコイルを接続する第５スイッチ群を２６設けた。
【００５０】
露光ステーション内の第１のステージ５に搭載されたウエハ１３に投影光学系１４を介して露光を行なうのと並行して、計測ステーション１２に配置された第２のステージ６及び第３ステージ２４の両方で、計測光学系を介してウエハの計測動作を行なう。
【００５１】
第１のステージの露光が完了したら、先に計測を完了している第２のステージ６もしくは第３ステージ２４のいずれかとスワップ動作を行なう。第２のステージ５が先に計測動作を完了していたら第４スイッチ群２１を閉じて第１のコイル列１と第２のコイル列２を接続することで、ステージを入れ替えるスワップ動作が可能となる。
【００５２】
逆に、第３のステージ２４が先に計測動作を完了していたら、第５スイッチ群２６を閉じて第３のコイル列３と第５のコイル列２５を接続することで、ステージを入れ替えるスワップ動作が可能となる。
【００５３】
３個以上の複数個のステージが固定子上にある場合にも、本発明を適用すれば電流アンプの個数を増やすことなくステージを入れ替えるスワップ動作が可能となり、スループット性能に優れた位置決めステージ装置を提供できる。
【００５４】
以下、本発明のステージ装置が適用される例示的な露光装置を説明する。露光装置本体１０５は図１６に示すように、照明装置１０１、レチクルを搭載したレチクルステージ１０２、投影光学系５０３、ウエハを搭載したウエハステージ１０４とを有する。露光装置は、レチクルに形成された回路パターンをウエハに投影露光するものであり、ステップアンドリピート投影露光方式またはステップアンドスキャン投影露光方式であってもよい。
【００５５】
照明装置１０１は回路パターンが形成されたレチクルを照明し、光源部と照明光学系とを有する。光源部は、例えば、光源としてレーザを使用する。レーザは、波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザ、波長約１５７ｎｍのＦ２エキシマレーザなどを使用することができる。しかし、レーザの種類はエキシマレーザに限定されず、例えば、ＹＡＧレーザを使用してもよいし、そのレーザの個数も限定されない。光源にレーザが使用される場合、レーザ光源からの平行光束を所望のビーム形状に整形する光束整形光学系、コヒーレントなレーザ光束をインコヒーレント化するインコヒーレント化光学系を使用することが好ましい。また、光源部に使用可能な光源はレーザに限定されるものではなく、一又は複数の水銀ランプやキセノンランプなどのランプも使用可能である。
【００５６】
照明光学系はマスクを照明する光学系であり、レンズ、ミラー、ライトインテグレーター、絞り等を含む。
【００５７】
投影光学系１０３は、複数のレンズ素子のみからなる光学系、複数のレンズ素子と少なくとも一枚の凹面鏡とを有する光学系（カタディオプトリック光学系）を使用することができる。また、複数のレンズ素子と少なくとも一枚のキノフォームなどの回折光学素子とを有する光学系、全ミラー型の光学系等も使用することができる。
【００５８】
レチクルステージ１０２およびウエハステージ１０４は、たとえばリニアモータによって移動可能である。ステップアンドスキャン投影露光方式の場合には、それぞれのステージは同期して移動する。また、レチクルのパターンをウエハ上に位置合わせするためにウエハステージおよびレチクルステージの少なくともいずれかに別途アクチュエータを備える。
【００５９】
このような露光装置は、半導体集積回路等の半導体デバイスや、マイクロマシン、薄膜磁気ヘッド等の微細なパターンが形成されたデバイスの製造に利用されうる。
【００６０】
（デバイス製造方法の実施例）
デバイスは、上記実施形態のステージを備える露光装置を用いて基板を露光する露光工程と、前記露光工程で露光された基板を現像する現像工程と、前記現像工程で現像された基板を加工する他の周知の工程とを経ることによって製造される。
【００６１】
デバイスには、半導体集積回路素子や液晶表示素子等が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１実施例のコイル列切り替え回路
【図２】本発明の第１実施例の説明図（スワップ前）
【図３】本発明の第１実施例の説明図（スワップ中）
【図４】本発明の第１実施例のコイル接続回路の詳細図
【図５】本発明の第１実施例の説明図（スワップ後）
【図６】本発明の第２実施例の説明図（スワップ中）
【図７】本発明の第２実施例の説明図（スワップ後）
【図８】本発明の第２実施例の説明図（スワップ後）
【図９】本発明の第３実施例のトリプルステージの構成図
【図１０】従来例の平面モータによるツインステージの構成図
【図１１】従来例の説明図（スワップ前）
【図１２】従来例のコイル列切り替え回路（スワップ前）
【図１３】従来例の説明図（スワップ中）
【図１４】従来例のコイル列切り替え回路（スワップ中）
【図１５】平面モータの駆動原理の説明図
【図１６】露光装置を説明するための図
【符号の説明】
【００６３】
１  第１コイル列
２  第２コイル列
３  第３のコイル列
４  固定子
５  第１ステージ
６  第２ステージ
７  第１可動子
８  第２可動子
９  上層コイル
１０  下層コイル
１１  露光ステーション
１２  計測ステーション
１３  基板（ウエハ）
１４  投影光学系
１５  計測光学系
１６  電流アンプ
１７  第１スイッチ群
１８  第２スイッチ群
１９  第３スイッチ群
２０  スワップ用電流アンプ
２１  第４スイッチ群
２２  第４コイル列
２３  超純水
２４  第３ステージ
２５  第５コイル列
２６  第５スイッチ群
１０１  照明系ユニット
１０２  レチクルステージ
１０３  投影光学系
１０４  ウエハステージ
１０５  露光装置本体
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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