(57)【要約】  第一方向に沿って設けられた案内面（１１１）を有する案内部材（１１０）と、案内面（１１１）から離間した状態で案内面（１１１）に対向する対向面（１２１）を有する移動体（１２０）と、を備え、案内面（１１１）と対向面（１２１）との間に磁気吸引力を作用させて、移動体（１２０）を、第一方向に直交し且つ案内面（１１１）と平行な第二方向への移動を規制しつつ、第一方向に沿って移動させるための磁気案内装置（１００）にあって、案内面（１１１）には第一方向に沿って第一の溝部（１１２）が形成され、対向面（１２１）には第一溝部（１１２）と対向するように第一方向に沿って第二の溝部（１２２）が形成される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一方向に沿って設けられた案内面を有する案内部材と、前記案内面から離間した状態で該案内面に対向する対向面を有する移動体と、を備え、
前記案内面と前記対向面との間に磁気吸引力を作用させて、前記移動体を、前記第一方向に直交し且つ前記案内面と平行な第二方向への移動を規制しつつ、前記第一方向に沿って移動させるための磁気案内装置にあって、
前記案内面には前記第一方向に沿って第一の溝部が形成され、
前記対向面には前記第一の溝部と対向するように前記第一方向に沿って第二の溝部が形成されることを特徴とする磁気案内装置。
【請求項２】
前記案内面と前記対向面には、それぞれ複数の溝部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の磁気案内装置。
【請求項３】
前記案内部材又は前記移動体は、前記案内面と前記対向面とを介して、前記第一方向と前記対向面のそれぞれに対して直交する面内で磁気回路を形成するための磁石部材を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の磁気案内装置。
【請求項４】
前記磁気回路は、複数形成されることを特徴とする請求項３に記載の磁気案内装置。
【請求項５】
前記磁石部材は、極性が交互となるように配置された複数の永久磁石であることを備えることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の磁気案内装置。
【請求項６】
前記磁石部材は、極性が交互となるように配置された複数の電磁石であることを備えることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の磁気案内装置。
【請求項７】
前記移動体又は前記案内部材は、前記移動体が前記案内面に沿って移動する際に発生する前記移動体への抵抗力が低減させるように構成されることを特徴とする請求項３から請求項６のうちいずれか一項に記載の磁気案内装置。
【請求項８】
前記案内部材が磁石部材を備えるときは、前記移動体は、該移動体が前記案内面に沿って移動する際に発生する前記移動体への抵抗力が低減されるように構成され、
前記移動体が前記磁石部材を備えるときは、前記案内部材は、前記移動体が前記案内面に沿って移動する際に発生する前記移動体への抵抗力が低減されるように構成されることを特徴とする請求項３から請求項６のうちいずれか一項に記載の磁気案内装置。
【請求項９】
前記移動体又は前記案内部材は、複数の板状部材を積層させた積層部を有することを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の磁気案内装置。
【請求項１０】
前記積層部における前記複数の板状部材の各境界面は、前記第一方向と前記対向面とにそれぞれ直交する面に対して平行な関係にあることを特徴とする請求項９に記載の磁気案内装置。
【請求項１１】
前記積層部における前記複数の板状部材の各境界面は、前記第二方向と前記対向面とにそれぞれ直交する面に対して平行な関係にあることを特徴とする請求項９に記載の磁気案内装置。
【請求項１２】
前記対向面のうち前記溝部を除く凸部の幅員は、前記板状部材の前記第二方向への許容移動量により規定されることを特徴とする請求項１から請求項１１のうちいずれか一項に記載の磁気案内装置。
【請求項１３】
前記対向面のうち前記溝部を除く凸部の幅員は、前記対向面の前記第一方向の長さ及び前記板状部材の飽和磁束密度に関する関係式に基づいて規定されることを特徴とする請求項９から請求項１１のうちいずれか一項に記載の磁気案内装置。
【請求項１４】
第一方向に沿って設けられた案内面を有する案内部材と、前記案内面から離間した状態で該案内面に対向する対向面を有する移動体と、を備え、
前記案内面と前記対向面との間に磁気吸引力を作用させて、前記移動体を、前記第一方向に直交し且つ前記案内面と平行な第二方向への移動を規制しつつ、前記第一方向に沿って移動させるための磁気案内装置にあって、
前記案内部材又は前記移動体の一方は、前記案内面と前記対向面とを介して前記第一方向と前記対向面のそれぞれに対して直交する面内で磁気回路を形成するための磁石部材を備えることを特徴とする磁気案内装置。
【請求項１５】
前記磁気回路が複数形成されることを特徴とする請求項１４に記載の磁気案内装置。
【請求項１６】
第一方向に沿って設けられた案内面を有する案内部材と、前記案内面から離間した状態で該案内面に対向する対向面を有する移動体と、を備え、
前記案内面と前記対向面との間に磁気吸引力を作用させて、前記移動体を、前記第一方向に直交し且つ前記案内面と平行な第二方向への移動を規制しつつ、前記第一方向に沿って移動させるための磁気案内装置にあって、
前記案内部材又は前記移動体の一方は、前記案内面と前記対向面とを介して磁気回路を形成するための磁石部材を備え、
前記案内部材又は前記移動体は、前記移動体が前記案内面に沿って移動する際に発生する前記移動体への抵抗力が低減されるように構成されることを特徴とする磁気案内装置。
【請求項１７】
前記移動体又は前記案内部材は、複数の板状部材を積層させた積層部を有することを特徴とする請求項１６に記載の磁気案内装置。
【請求項１８】
前記積層部における前記複数の板状部材の各境界面は、前記第一方向と前記対向面とにそれぞれ直交する面に対して平行な関係にあることを特徴とする請求項１７に記載の磁気案内装置。
【請求項１９】
前記積層部における前記複数の板状部材の各境界面は、前記第二方向と前記対向面とにそれぞれ直交する面に対して平行な関係にあることを特徴とする請求項１７に記載の磁気案内装置。
【請求項２０】
ベースと、前記ベースに対して相対移動可能なステージとを備えたステージ装置において、
前記ベースと前記ステージとの間に配置されて前記ベースと前記ステージとを所定方向にのみ相対移動させる案内装置として、請求項１から請求項１９のうちいずれか一項に記載の磁気案内装置を用いることを特徴とするステージ装置。
【請求項２１】
前記ベースは、前記案内面と、該案内面とは異なる位置に設けられた軸受面とを備え、
前記ステージは、前記移動体と、前記軸受面に対向するように設けられた前記ステージを支持する流体軸受とを備えることを特徴とする請求項２０に記載のステージ装置。
【請求項２２】
前記流体軸受は、前記第二方向に関して前記磁気案内装置の両側に配置されることを特徴とする請求項２１に記載のステージ装置。
【請求項２３】
対になる複数の磁気案内装置を備え、
少なくとも一対の磁気案内装置は、一方の前記磁気案内装置によって発生し前記案内面と前記対向面との間に作用する磁気吸引力と、他方の前記磁気案内装置によって発生し前記案内面と前記対向面との間に作用する磁気吸引力とが略相殺されるように配置されることを特徴とする請求項２１に記載のステージ装置。
【請求項２４】
前記ベースと前記ステージとを相対移動させると共に、前記ベースと前記ステージとの間に作用する吸引力を発生されるアクチュエータを備え、
前記磁気案内装置によって発生する磁気吸引力が前記アクチュエータに発生する吸引力によって略相殺されることを特徴とする請求項２３に記載のステージ装置。
【請求項２５】
前記ステージの移動に伴って移動することで該ステージの移動によって発生する反力を抑制する質量体を備え、
該質量体を案内する案内装置として、請求項１から請求項１９のうちいずれか一項に記載の磁気案内装置を用いることを特徴とする請求項２０に記載のステージ装置。
【請求項２６】
第一方向に沿って設けられた案内面を有するベースと、
前記案内面から離間した状態で該案内面に対向する対向面を有し、前記案内面と前記対向面との間に作用する磁気吸引力によって、前記第一方向に直交し且つ前記案内面と平行な第二方向への移動を規制されつつ、前記第一方向に沿って移動可能なステージと、
前記案内面とは異なる位置で前記ベースと前記ステージとの間に設けられ、前記ベースに対して前記ステージを支持する流体軸受と、を備えることを特徴とするステージ装置。
【請求項２７】
前記流体軸受は、前記第二方向に関して前記案内面又は前記対向面の両側に配置されることを特徴とする請求項２６に記載のステージ装置。
【請求項２８】
マスクを保持するマスクステージと、基板を保持する基板ステージとを備え、前記マスクに形成されたパターンを前記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の少なくとも一方に、請求項２０から請求項２７のうちいずれか一項に記載のステージ装置を用いることを特徴とする露光装置。
【請求項２９】
基板ステージに保持された基板に所定のパターンを形成する露光装置であって、
前記基板ステージとして、請求項２０から請求項２７のうちいずれか一項に記載のステージ装置を用いたことを特徴とする露光装置。
【請求項３０】
リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、前記リソグラフィ工程において請求項２８又は請求項２９に記載の露光装置を用いることを特徴とするデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気案内装置と、磁気案内装置を用いたステージ装置、露光装置等に関する。
本願は、２００４年１２月２４日に出願された特願２００４−３７２９２３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
回路パターンが描画されたマスク等に照明光（紫外線、Ｘ線、電子線等のエネルギー線）を照射して、等倍、所定の縮小倍率あるいは拡大倍率を有する投影光学系を介して感応基板（レジスト層が塗布された半導体ウエハやガラスプレート等）上に投影露光することにより、半導体デバイスや液晶表示デバイス等の回路パターンを形成するマイクロリソグラフィ装置が知られている。このようなリソグラフィ装置では、マスクや感応基板を載置してレーザ干渉計による位置サーボ制御の下で平面内で精密に移動するステージ装置（マスクステージ、基板ステージ）が設けられる。
ステージ装置では、可動ステージ本体を所定方向に移動させるために、定盤等との間に、案内部材と移動体からなる案内装置が設けられている。案内装置としては、案内部材と移動体との間に磁気吸引力を発生されて、移動方向に直交する方向（非移動方向）への移動を規制する磁気案内装置を用いるステージ装置が提案されている。
【特許文献１】特開２００４−１３２４３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した磁気案内装置は、調整の煩雑さの回避やコストの低減等を図ることが可能であるが、移動体は案内部材に対して磁気吸引力により非接触に拘束されているに過ぎないので、非移動方向への拘束力（言い換えれば、磁気吸引力による復元力）が小さくなってしまう。このため、可動ステージ本体の共振周波数が低くなり、ステージ装置の制御性能の悪化を招いてしまうという問題があった。【０００４】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、案内部材と移動体との間に磁気吸引力を作用させた磁気案内装置にあって、移動方向に直交する方向への拘束力を容易に向上させることができる磁気案内装置、及びこれを利用したステージ装置、露光装置等を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る磁気案内装置、ステージ装置、露光装置、及びデバイスの製造方法では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
本発明は、第一方向に沿って設けられた案内面（１１１）を有する案内部材（１１０）と、案内面から離間した状態で該案内面に対向する対向面（１２１）を有する移動体（１２０）と、を備え、案内面と対向面との間に磁気吸引力を作用させて、移動体（１２０）を、第一方向に略直交し且つ案内面（１１１）と略平行な第二方向への移動を規制しつつ、第一方向に沿って移動させるための磁気案内装置（１００）にあって、案内面には第一方向に沿って第一の溝部（１１２）が形成され、対向面には第一溝部と対向するように第一方向に沿って第二の溝部（１２２）が形成されるようにした。
この発明によれば、案内面と対向面にそれぞれ対向する溝を設けることにより、移動体を第一方向に略直交し且つ案内面と略平行な第二方向への移動を規制する力を容易に向上させることが可能となる。【０００６】
また、案内面（１１１）と対向面（１２１）には、それぞれ複数の溝部（１１２，１２２）が形成されるものでは、容易に移動体を第一方向に略直交し且つ案内面と略平行な第二方向への移動を規制する力を増加させることが可能となる。
また、案内部材（１１０）又は移動体（１２０）が、案内面（１１１）と対向面（１２１）とを介して、第一方向と対向面のそれぞれに対して略直交する面内で磁気回路（Ｍ）を形成するための磁石部材（１２５）を備えるものでは、第一方向に略平行な面内に磁気回路が形成されたものに比べて、移動体の第一方向への移動を円滑に行うことが可能となる。【０００７】
また、磁気回路（Ｍ）が、複数形成されるものでは、容易に移動体を第一方向に略直交し且つ案内面と略平行な第二方向への移動を規制する力を増加させることが可能となる。
また、磁石部材（１２５）をが、極性が交互となるように配置された複数の永久磁石（１２５）であるものでは、容易に複数の磁気回路を形成することができる。
また、磁石部材（１２５）をが、極性が交互となるように配置された複数の電磁石であるものでは、容易に複数の磁気回路を形成することができる。【０００８】
また、移動体（１２０）又は案内部材（１１０）が、移動体が案内面（１１１）に沿って移動する際に発生する移動体への抵抗力が低減させるように構成されるものでは、移動体への抵抗力が低減されるので、小さな力で円滑な案内を実現することができる。
また、案内部材（１１０）が磁石部材（１２５）を備えるときは、移動体（１２０）は該移動体が案内面（１１１）に沿って移動する際に発生する移動体への抵抗力が低減されるように構成され、移動体が磁石部材を備えるときは、案内部材は移動体が案内面に沿って移動する際に発生する移動体への抵抗力が低減されるように構成されるものでは、移動体への抵抗力が低減されるので、小さな力で円滑な案内を実現することができる。【０００９】
また、移動体（１２０）又は案内部材（１１０）が、複数の板状部材（１１４，１１５）を積層させた積層部（１１６）を有するものでは、移動体が案内部材に沿って移動した際に、移動体又は案内部材に渦電流が発生しづらくなるので、移動体への抵抗力が低減されて円滑な案内を実現することができる。
また、積層部（１１６，１１７）における複数の板状部材（１１４，１１５）の各境界面（１１４ａ，１１５ａ）が、第一方向と対向面（１２１）とにそれぞれ略直交する面に対して略平行な関係にあるものでは、確実に移動体又は案内部材に渦電流が発生しづらくさせることができる。
また、積層部（１１６，１１７）における複数の板状部材（１１４，１１５）の各境界面（１１４ａ，１１５ａ）が、第二方向と対向面（１２１）とにそれぞれ略直交する面に対して略平行な関係にあるものでは、確実に移動体又は案内部材に渦電流が発生しづらくさせることができる。【００１０】
また、対向面（１２１）のうち溝部（１１２，１２２）を除く凸部（１１３，１２３）の幅員が、板状部材（１１４，１１５）の第二方向への許容移動量により規定されるものでは、移動体の第二方向への許容移動量が凸部の幅員に関係することを利用して、容易に許容移動量を調整することができる。
また、対向面（１２１）のうち溝部（１１２，１２２）を除く凸部（１１３，１２３）の幅員が、対向面の第一方向の長さ及び板状部材（１１４，１１５）の飽和磁束密度に関する関係式に基づいて規定されるものでは、容易に許容移動量を調整することができる。【００１１】
本発明は、第一方向に沿って設けられた案内面（１１１）を有する案内部材（１１０）と、案内面から離間した状態で該案内面に対向する対向面（１２１）を有する移動体（１２０）と、を備え、案内面と対向面との間に磁気吸引力を作用させて、移動体を第一方向に略直交し且つ案内面と略平行な第二方向への移動を規制しつつ、第一方向に沿って移動させるための磁気案内装置（１００）にあって、案内部材又は移動体の一方は、案内面と対向面とを介して第一方向と対向面のそれぞれに対して略直交する面内で磁気回路（Ｍ）を形成するための磁石部材を備えるようにした。
この発明によれば、第一方向に略平行な面内に磁気回路が形成されたものに比べて、移動体の第一方向への移動を円滑に行うことが可能となる。
また、磁気回路（Ｍ）が複数形成されるものでは、容易に移動体を第一方向に略直交し且つ案内面と略平行な第二方向への移動を規制する力を増加させることが可能となる。【００１２】
本発明は、第一方向に沿って設けられた案内面（１１１）を有する案内部材（１１０）と、案内面から離間した状態で該案内面に対向する対向面（１２１）を有する移動体（１２０）と、を備え、案内面と対向面との間に磁気吸引力を作用させて、移動体を第一方向に略直交し且つ案内面と略平行な第二方向への移動を規制しつつ、第一方向に沿って移動させるための磁気案内装置（１００）にあって、案内部材又は移動体の一方は、案内面と対向面とを介して磁気回路（Ｍ）を形成するための磁石部材（１２５）を備え、案内部材又は移動体は、移動体が案内面に沿って移動する際に発生する移動体への抵抗力が低減されるように構成されるようにした。
この発明によれば、移動体が第一方向に移動する際に、磁気回路の移動により発生する移動体への抵抗力を低減されるので、小さな力で円滑な案内を実現することができる。【００１３】
また、移動体（１２０）又は案内部材（１１０）が、複数の板状部材（１１４，１１５）を積層させた積層部（１１６，１１７）を有するものでは、移動体が案内部材に沿って移動した際に、移動体又は案内部材に渦電流が発生しづらくなるので、移動体への抵抗力が低減されて円滑な案内を実現することができる。
また、積層部（１１６，１１７）における複数の板状部材（１１４，１１５）の各境界面（１１４ａ，１１５ａ）が、第一方向と対向面（１２１）とにそれぞれ略直交する面に対して略平行な関係にあるものでは、確実に移動体又は案内部材に渦電流が発生しづらくさせることができる。
また、積層部（１１６，１１７）における複数の板状部材（１１４，１１５）の各境界面（１１４ａ，１１５ａ）が、第二方向と対向面（１２１）とにそれぞれ略直交する面に対して略平行な関係にあるものでは、確実に移動体又は案内部材に渦電流が発生しづらくさせることができる。【００１４】
本発明は、ベース（２３）と、ベースに対して相対移動可能なステージ（２１）とを備えたステージ装置（２０）において、ベースとステージとの間に配置されてベースとステージとを所定方向にのみ相対移動させる案内装置として、上記磁気案内装置（１００）を用いるようにした。
この発明によれば、移動方向に直交する方向への拘束力が高いので、ステージ装置の制御性を向上させることができる。【００１５】
また、ベース（２３）は、案内面（１１１）と、該案内面とは異なる位置に設けられた軸受面（１５２）とを備え、ステージ（２１）は、移動体（１２０）と、軸受面に対向するように設けられたステージを支持する流体軸受（１５０）とを備えるものでは、磁気案内装置の案内面と対向面とを一定の距離で離間させることができるので、安定した案内を実現できる。
また、流体軸受（１５０）が、第二方向に関して磁気案内装置（１００）の両側に配置されるものでは、磁気装置の案内面と対向面とが相対回転することを容易に防止することができる。
また、対になる複数の磁気案内装置（１００）を備え、少なくとも一対の磁気案内装置は、一方の磁気案内装置によって発生し案内面（１１１）と対向面（１２１）との間に作用する磁気吸引力と、他方の磁気案内装置によって発生し案内面と対向面との間に作用する磁気吸引力とが略相殺されるように配置されるものでは、対になる磁気案内装置が互いの磁気吸引力を略相殺（釣り合う）させるので、特別な装置を用いることなく容易に、磁気案内装置の案内面と対向面とを一定の距離で離間させることができる【００１６】
また、ステージ装置（２０）が、ベース（２３）とステージ（２１）とを相対移動させると共に、ベースとステージとの間に作用する吸引力を発生されるアクチュエータ（２４）を備え、磁気案内装置（１００）によって発生する磁気吸引力がアクチュエータに発生する吸引力によって略相殺されるものでは、ステージ装置に設けられたアクチュエータを用いることにより、新たに特別な装置を用いることなく容易に、磁気案内装置の案内面と対向面とを一定の距離で離間させることができる。
また、ステージ（２１）の移動に伴って移動することで該ステージの移動によって発生する反力を抑制する質量体（２４ａ）を備え、該質量体を案内する案内装置として、上記磁気案内装置（１００）を用いるものでは、質量体が円滑に案内されるので、ステージの移動の反力を円滑に抑制することができる。【００１７】
本発明は、ステージ装置（２０）が、第一方向に沿って設けられた案内面（１１１）を有するベース（２３）と、案内面から離間した状態で該案内面に対向する対向面（１２１）を有し、案内面と対向面との間に作用する磁気吸引力によって、第一方向に略直交し且つ案内面と略平行な第二方向への移動を規制されつつ、第一方向に沿って移動可能なステージと（２１）、案内面とは異なる位置でベースとステージとの間に設けられ、ベースに対してステージを支持する流体軸受（１５０）と、を備えるようにした。
この発明によれば、ベース上にステージを非接触に支持しつつ、円滑に相対移動させることが可能となる。
また、流体軸受（１５０）が、第二方向に関して案内面（１１１）又は対向面（１２１）の両側に配置されるものでは、ステージの回転運動を確実に抑制することができる。【００１８】
本発明は、マスク（Ｒ）を保持するマスクステージ（２０）と、基板（Ｗ）を保持する基板ステージ（４０）とを備え、マスクに形成されたパターン（ＰＡ）を基板に露光する露光装置（ＥＸ）であって、マスクステージと基板ステージの少なくとも一方に、上記ステージ装置（２０）を用いるようにした。
この発明によれば、制御性が高いステージ装置が用いられるので、微細なパターンを基板に露光することができる。
また、基板ステージ（４０）に保持された基板（Ｗ）に所定のパターン（ＰＡ）を形成する露光装置（ＥＸ）であって、基板ステージとして、上記ステージ装置（２０）を用いるようにしたものでは、基板の位置決め精度等を向上させることができる。【００１９】
本発明は、リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、リソグラフィ工程において上記露光装置（ＥＸ）を用いるようにした。
この発明によれば、高性能なデバイスを効率よく製造することが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば以下の効果を得ることができる。
本発明の磁気案内装置によれば、移動体を第一方向に略直交し且つ案内面と略平行な第二方向への移動を規制する力を容易に向上させることが可能となる。また、移動体の第一方向への移動を円滑に行うことができるので、少ない推力でステージ装置を駆動することができる。
本発明のステージ装置によれば、ステージの移動方向に直交する方向の剛性が向上するので、高精度な制御を実現することができる。
また、本発明の露光装置によれば、微細なパターンＰＡをウエハＷに露光することができる。
更に、本発明のデバイスの製造方法によれば、高性能なデバイスを効率よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】露光装置を示す概略構成図である。
【図２】レチクルステージの詳細を示す斜視図である。
【図３Ａ】ガイド装置の斜視図である。
【図３Ｂ】ガイド装置の断面図である。
【図４Ａ】ガイド装置の拡大断面図である。
【図４Ｂ】ガイド装置の拡大断面図である。
【図５】ガイド装置とエアベアリングの配置を示す図である。
【図６Ａ】ガイド装置の変形例を示す斜視図である。
【図６Ｂ】ガイド装置の変形例を示す断面図である。
【図７Ａ】ガイド装置の変形例を示す斜視図である。
【図７Ｂ】ガイド装置の変形例を示す断面図である。
【図８Ａ】ガイド装置の配置を示す図である。
【図８Ｂ】ガイド装置の配置を示す図である。
【図９】マイクロ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。
【図１０】図９におけるウエハ処理ステップの詳細工程の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
２０  レチクルステージ（ステージ装置、マスクステージ）  ２１  レチクル粗動ステージ（ステージ）  ２３  レチクル定盤（ベース）  ２４  リニアモータ（アクチュエータ）  ２４ａ  固定子（質量体）  ４０  ウエハステージ（ステージ装置、基板ステージ）  １００  ガイド装置（磁気案内装置）  １１０  ガイド（案内部材）  １１１  案内面  １１２  溝（第一の溝部）  １１３  凸部  １１４，１１５  板状部材  １１４ａ，１１５ａ  境界面  １１６，１１７  積層部  １２０  スライダ（移動体）  １２１  対向面  １２２  溝（第二の溝部）  １２３  凸部  １２５  永久磁石（磁石部材）  １５０  エアベアリング（流体軸受）  １５２  軸受面  ２００  ガイド装置（磁気案内装置）  ２１０  ガイド装置（磁気案内装置）  ＥＸ  露光装置  Ｍ  磁気回路  Ｒ  レチクル（マスク）  ＰＡ  パターン  Ｗ  ウエハ（基板）
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の磁気案内装置、ステージ装置、露光装置及びデバイスの製造方法の実施形態について図を参照して説明する。図１は、本発明の露光装置ＥＸを示す概略構成図である。
露光装置ＥＸは、レチクル（マスク）Ｒとウエハ（基板）Ｗとを一次元方向に同期移動しつつ、レチクルＲに形成されたパターンＰＡを投影光学系３０を介してウエハＷ上の各ショット領域に転写するステップ・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・ステッパである。
露光装置ＥＸは、露光光ＥＬを射出する露光用光源５、露光光ＥＬによりレチクルＲを照明する照明光学系１０、レチクルＲを保持して移動可能なレチクルステージ２０、レチクルＲから射出される露光光ＥＬをウエハＷ上に投射する投影光学系３０、ウエハＷをウエハホルダ４６を介して保持しつつ移動可能なウエハステージ４０と、露光装置ＥＸを統括的に制御する制御装置５０等を備える。
なお、以下の説明において、投影光学系３０の光軸ＡＸと一致する方向をＺ方向、Ｚ方向に垂直な平面内でレチクルＲとウエハＷとの同期移動方向（走査方向）をＹ方向、Ｚ方向及びＹ方向に垂直な方向（非走査方向）をＸ方向とする。また、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ方向、θＹ方向、及びθＺ方向とする。【００２４】
露光用光源５から射出される露光光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。【００２５】
照明光学系１０は、レチクルステージ２０に支持されているレチクルＲを露光光ＥＬで照明するものであり、露光用光源から射出された露光光ＥＬの照度を均一化するオプティカルインテグレータ、オプティカルインテグレータからの露光光ＥＬを集光するコンデンサレンズ、リレーレンズ系、露光光ＥＬによるレチクルＲ上の照明領域をスリット状に設定する可変視野絞り等（いずれも不図示）を有している。レチクルＲ上の所定の照明領域は、照明光学系１０により均一な照度分布の露光光ＥＬで照明される。【００２６】
レチクルステージ（ステージ装置、マスクステージ）２０は、レチクルＲを保持して移動可能であって、例えばレチクルＲを真空吸着（又は静電吸着）により固定している。レチクルステージ２０は、投影光学系３０の光軸ＡＸに垂直な平面内、すなわちＸＹ平面内で２次元移動可能及びθｚ方向に微小回転可能である。レチクルステージ２０は、リニアモータ２４，ボイスコイルモータ２５により駆動される。
レチクルステージ２０上には移動鏡２８が設けられ、また、移動鏡２８に対向する位置にはレーザ干渉計２９が設けられている。移動鏡２８は、レチクルステージ２０の位置を計測するためのレーザ干渉計２９用のミラーである。これにより、レチクルステージ２０上のレチクルＲの２次元方向（ＸＹ方向）の位置、及びθＺ方向の回転角（場合によってはθＸ方向、θＹ方向の回転角も含む）はレーザ干渉計２９によりリアルタイムで計測される。レーザ干渉計２９の計測結果は、制御装置５０に出力され、制御装置５０はレーザ干渉計２９の計測結果に基づいてリニアモータ２４，ボイスコイルモータ２５を駆動することで、レチクルステージ２０に支持されているレチクルＲの位置を制御する。【００２７】
図２は、レチクルステージ２０の詳細を示す斜視図である。
レチクルステージ２０は、レチクル定盤（ベース）２３上を一対のＹリニアモータ２４によってＹ方向に所定ストロークで駆動されるレチクル粗動ステージ（ステージ）２１と、このレチクル粗動ステージ２１上を一対のＸボイスコイルモータ２５Ｘと、一対のＹボイスコイルモータ２５ＹとによってＸ方向，Ｙ方向，θＺ方向に微小駆動されるレチクル微動ステージ２２とを備えた構成になっている。【００２８】
各Ｙリニアモータ（アクチュエータ）２４は、レチクル定盤２３上に非接触ベアリングである複数のエアベアリング（エアパッド）１９によって浮上支持されＹ方向に移動可能な固定子（質量体）２４ａと、この固定子２４ａに対応して設けられ、連結部材２６を介してレチクル粗動ステージ２１に固定された可動子２４ｂとから構成されている。このため、運動量保存の法則により、レチクル粗動ステージ２１の＋Ｙ方向の移動に応じて、固定子２４ａはカウンターマスとして−Ｙ方向に移動する。この固定子２４ａの移動によりレチクル粗動ステージ２１の移動に伴う反力を相殺するとともに、レチクルステージ２０の重心位置の変化を防ぐことができる。【００２９】
レチクル粗動ステージ２１は、レチクル定盤２３の中央部に形成された上部突出部２３ｂの上面に固定されＹ方向に延びる一対のガイド装置１００によってＹ方向に案内されるようになっている。また、固定子２４ａも、Ｙ方向に延びるガイド装置１００（不図示）によってＹ方向に案内されるようになっている。
ガイド装置１００は、レチクル定盤２３上にＹ方向に延設されたガイド１１０と、レチクル粗動ステージ２１の底面にガイド１１０に対して対向するように配置されたスライダ１２０（図３Ａ及び３Ｂ参照）とから構成されるリニアガイドである。また、ガイド１１０とスライダ１２０とを所定の距離で離間させつつ、磁気吸引力によりガイド１１０に対するスライダ１２０のＸ方向位置を規制する磁気ガイドとして機能する。レチクル粗動ステージ２１をレチクル定盤２３に対して非接触で支持するために、レチクル粗動ステージ２１の下面には、エアベアリング１５０（図５参照）が設けられている。また、エアベアリング１５０が対向する面、すなわち、レチクル定盤２３に形成されるエアベアリング１５０の軸受面１５２（図５参照）は、ガイド装置１００の案内面１１１とは異なる位置に形成される。なお、ガイド装置１００の詳細については、後述する。【００３０】
レチクル微動ステージ２２には、不図示のバキュームチャックを介してレチクルＲが吸着保持されるようになっている。レチクル微動ステージ２２の−Ｙ方向の端部には、コーナキューブからなる一対のＹ移動鏡２８ａ，２８ｂが固定され、また、レチクル微動ステージ２２の＋Ｘ方向の端部には、Ｙ方向に延びる平面ミラーからなるＸ移動鏡２８ｃが固定されている。これら移動鏡２８ａ，２８ｂ，２８ｃに対して測長ビームを照射する３つのレーザ干渉計２９（図１参照）が各移動鏡との距離を計測することにより、レチクルステージ２０のＸ方向，Ｙ方向，θＺ方向の位置が高精度に計測される。【００３１】
図１に戻り、投影光学系３０は、レチクルＲのパターンを所定の投影倍率βでウエハＷに投影露光するものである。投影光学系３０は、ウエハＷ側の先端部に設けられた光学素子を含む複数の光学素子で構成されており、これら光学素子は鏡筒３２で支持されている。
投影光学系３０は、投影倍率βが、例えば１／４、１／５、あるいは１／８の縮小系である。なお、投影光学系３０は等倍系及び拡大系のいずれでもよい。また、投影光学系３０の先端部の光学素子は鏡筒３２に対して着脱（交換）可能に設けられる。【００３２】
ウエハステージ（ステージ装置、基板ステージ）４０は、ウエハＷを支持するものであって、ウエハＷをウエハホルダ４６を介して保持しつつ、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、θＸ方向、θＹ方向及びθＺ方向の６自由度方向に移動可能なＸＹＺステージ４１と、ＸＹＺステージ４１を案内面４２ａ上で移動可能に支持するウエハ定盤４２とを備えている。
ＸＹＺステージ４１は、リニアモータ等のウエハステージ駆動装置４３により駆動される。ウエハステージ駆動装置４３は、制御装置５０により制御され、ウエハＷのＸＹ方向における位置（投影光学系３０の像面と実質的に平行な方向の位置）が制御される。また、ウエハステージ駆動装置４３を駆動することにより、ＸＹＺステージ４１上のウエハホルダ４６に保持されているウエハＷのＺ方向における位置（フォーカス位置）等が制御される。【００３３】
ＸＹＺステージ４１上には移動鏡４４が設けられ、また、移動鏡４４に対向する位置にはレーザ干渉計４５が設けられている。これにより、ＸＹＺステージ４１上のウエハＷの２次元方向の位置、及び回転角はレーザ干渉計４５によりリアルタイムで計測される。
計測結果は制御装置５０に出力され、制御装置５０はレーザ干渉計４５等の計測結果に基づいてウエハステージ駆動装置４３を介してＸＹＺステージ４１を駆動することで、ＸＹＺステージ４１に支持されているウエハＷのＸ方向，Ｙ方向及びθＺ方向の位置決めを行う。
また、ＸＹＺステージ４１の上面には、ウエハＷを吸引するウエハホルダ４６が設けられる。ＸＹＺステージ４１は、エアベアリング４７を介して非接触でウエハ定盤４２に支持される。【００３４】
ＸＹＺステージ４１の上方には、投影光学系３０の像面に対するウエハＷ表面の位置（フォーカス位置）を検出するフォーカス検出系５６が配置される。フォーカス検出系５６は、ウエハＷ表面に対して斜め方向より検出光を投射する投光部５６ａと、ウエハＷ表面で反射した検出光の反射光を受光する受光部５６ｂとからなる。
受光部５６ｂの受光結果は制御装置５０に出力され、制御装置５０はフォーカス検出系５６の検出結果に基づいてウエハステージ駆動装置４３を介してＸＹＺステージ４１を駆動することで、ＸＹＺステージ４１に支持されているウエハＷのＺ方向，θＸ方向及びθＹ方向の位置決めを行う。このようにして、ウエハＷ表面の位置を投影光学系３０の焦点深度内（投影光学系３０の像面）に収める。【００３５】
次に、ガイド装置１００について詳述する。図３Ａ及び３Ｂはガイド装置１００の斜視図及び断面図、図４Ａ及び４Ｂはガイド装置１００の拡大断面図である。
ガイド装置（磁気案内装置）１００は、案内面１１１を有するガイド（案内部材）１１０と、案内面１１１に対向する対向面１２１を有するスライダ（移動体）１２０とから構成される。ガイド１１０は、炭素鋼板等の強磁性体や珪素鋼板等の電磁鋼板から形成される。また、スライダ１２０は、炭素鋼板等の強磁性体や珪素鋼板等の電磁鋼板からなる対向面１２１、永久磁石１２５及びヨーク１２６を備える。なお、電磁鋼板等を用いて対向面１２１を形成することなく、直接、永久磁石１２５の表面（下面）に対向面１２１を形成してもよい。
スライダ１２０とガイド１１０とは、エアベアリング１５０（図５参照）により所定距離だけ離間した状態で保持される。これにより、案内面１１１と対向面１２１の間に、磁気吸引力が発生した状態で離間、保持される。
したがって、スライダ１２０は、スライダ１２０の移動方向（ガイド１１０の延設方向）であるＹ方向には円滑に移動可能であるが、移動方向と直交するＸ方向への移動は磁気吸引力により規制されるようになっている。【００３６】
スライダ１２０に配置される永久磁石（磁石部材）１２５は、移動方向（Ｙ方向）に直交する方向（Ｘ方向）に、極性が交互になるように複数並べられる。したがって、図３Ｂに示すように、ＸＺ平面（Ｙ方向に略直交する面）に沿った面内に、案内面１１１と対向面１２１とを介して磁気回路Ｍが形成される。
このように、移動方向に直交する方向に永久磁石１２５を並べて、ＸＺ平面に沿った面内に磁気回路Ｍを形成するのは、以下のような理由があるからである。すなわち、従来のガイド装置では、スライダの対向面に設置される永久磁石１２５は、移動方向に沿って並べられている。このため、案内面と対向面を介して、ＹＺ平面に略平行な面内（移動方向に略平行な面内）に磁気回路が形成される。移動方向に略平行な面内に磁気回路が形成されると、ガイドの案内面のある一点に注目すると、スライダの移動に伴って磁気回路が通過して、磁束の向きがＮ極からＳ極、或いはＳ極からＮ極に反転することになる。このため、磁束の向きを反転させる必要から磁気ヒステリシスにより発生する力が大きくなる。この力は、大きな粘性抵抗となってスライダの高速移動の妨げになる。
一方、ガイド装置１００では、移動方向に略直交する面内に磁気回路Ｍが形成されているので、スライダ１２０の移動に伴って磁気回路のＮ極或いはＳ極が通過するだけなので、磁束の向きを反転させる必要がない分だけ、磁気ヒステリシスにより発生する力が小さくなるので、ガイド１１０を円滑に移動させることができる。【００３７】
また、案内面１１１及び対向面１２１には、それぞれ溝１１２，１２２が形成される。案内面１１１の溝（第一の溝部）１１２と対向面１２１の溝（第二の溝部）１２２とは、対向するように配置される。案内面１１１及び対向面１２１にそれぞれ溝１１２，１２２を形成するのは、溝１１２，１２２を設けた方が、溝１１２，１２２がない場合に比べて、スライダ１２０とガイド１１０との間にＸ方向への復元力を大きく発生させることができるからである。すなわち、溝１１２，１２２がない場合には、スライダ１２０´がＸ方向に移動した際に、スライダ１２０´とガイド１１０´の間に存在する両端の磁束（磁気回路Ｍ´）が曲げられるに過ぎないので、スライダ１２０をＸ方向の所定位置に戻そうする力（復元力）は小さい（図４Ｂ参照）。一方、溝１１２，１２２がある場合には、スライダ１２０がＸ方向に移動した際に、スライダ１２０とガイド１１０の凸部１１３，１２３毎に磁束（磁気回路Ｍ）が曲げられるので、スライダ１２０をＸ方向の所定位置に戻す復元力が大きくなる（図４Ａ参照）。つまり、溝１１２，１２２を設けることにより、容易かつ確実に、スライダ１２０がＸ方向に移動した際に曲げられる磁束を多くして、Ｘ方向への強力な復元力を得ることが可能となる。【００３８】
ところで、スライダ１２０をガイド１１０に対してＹ方向に移動させると、磁気回路Ｍが金属材料からなる案内面１１１の内部を移動するので、案内面１１１の内部に渦電流が発生し、スライダ１２０にはＹ方向への移動を妨げる抵抗力が発生する。この抵抗力は、大きな渦電流が発生する程、つまりスライダ１２０の移動速度が大きい程、大きくなる。渦電流によって生じる抵抗力をキャンセルするためには、スライダ１２０の駆動力（Ｙリニアモータ２４の推力）を大きくすればよいが、その分、装置の大型化、重量化、高コスト化を招くおそれがある。
そこで、本実施形態では、図３Ａに示すように、ガイド１１０（案内面１１１）を、複数の薄板状の部材１１４を積層させた積層部１１６によって構成している。板状部材１１４は、珪素鋼板等の電磁鋼板により形成され、各層の境界面１１４ａがＸＺ平面に略平行となるようにＹ方向に積層されている。各板状部材１１４の接着には、エポキシ系接着剤等の電気抵抗の高い接着剤が用いられる。【００３９】
このような構成において、スライダ１２０がＹ方向に沿って移動すると、案内面１１１には、渦電流が発生する。しかし、案内面１１１は、薄い板状部材１１４がＹ方向に積層された構造になっており、しかも、各板状部材１１４間には電気抵抗が高い接着剤が介在するので、渦電流は個々の板状部材１１４内に留められて僅かな量しか発生しなくなる。したがって、案内面１１１に発生する渦電流が抑えられて、スライダ１２０に発生する抵抗力が小さくなる。
このようにして、ガイド１１０に発生する渦電流を抑えることにより、スライダ１２０に対する抵抗力の発生を抑えて、僅かな推力でスライダ１２０を円滑に移動させることが可能となる。
なお、図７Ａ及び７Ｂに示すように、ガイド１１０（案内面１１１）を、珪素鋼板等の電磁鋼板からなる板状部材１１５をＹＺ平面に略平行な状態でＸ方向に沿って積層させた積層部１１７により構成してもよい。すなわち、珪素鋼板等の電磁鋼板からなる板状部材１１５の境界面１１５ａをＹＺ平面に略平行な状態でＸ方向に積層させる。上述のように、スライダ１２０をＹ方向に沿って移動させると、案内面１１１に渦電流が発生するが、案内面１１１は、Ｘ方向に薄い板状部材１１５を積層させて形成されており、各板状部材１１５内には極僅かな渦電流しか発生しない。したがって、案内面１１１に発生する渦電流が抑えられて、スライダ１２０に発生する抵抗力が小さくなる。
このようにして、僅かな推力でスライダ１２０を円滑に移動させることが可能となる。【００４０】
図５は、ガイド装置１００とエアベアリング１５０の配置を示す図である。
ガイド１１０（レチクル定盤２３）に対してスライダ１２０（レチクル粗動ステージ２１）がＺ方向に所定量浮上するように、レチクル定盤２３とレチクル粗動ステージ２１との間には、エアベアリング（流体軸受）１５０が設けられている。
図５に示すように、エアベアリング１５０は、案内面１１１と対向面１２１とを挟んでＸ方向の両側に配置される。レチクル粗動ステージ２１側には、空気を噴出するエアベアリング本体１５１が設けられ、レチクル定盤２３が輪には、エアベアリング本体１５１と対向する位置に軸受面１５２が形成される。軸受面１５２は、所定の平面度を有する平坦面としてよい。
このような構造により、ガイド１１０の案内面１１１とスライダ１２０の対向面１２１とを常に略平行に維持した状態でスライダ１２０をガイド１１０に沿って移動させることができる。つまり、レチクル粗動ステージ２１が、レチクル定盤２３に対してＺ方向に所定量浮上した状態で、Ｙ方向に案内されることになる。
また、図５では、エアベアリング本体１５１がレチクル粗動ステージ２１の下面から突出したように図示されているが、レチクル粗動ステージ２１の下面に埋め込むように配置してもよい。また、レチクル定盤２３側にエアベアリング本体１５１を設け、レチクル粗動ステージ２１側に軸受面１５２を設けるようにしてもよい。【００４１】
上述したように、ガイド装置１００によれば、案内面１１１及び対向面１２１に溝１１２，１２２を設けることにより、ガイド装置１００における非移動方向（Ｙ方向）の復元力を向上させることができる。また、案内面１１１と対向面１２１を介して形成される磁気回路Ｍが、移動方向に略直交する面内に形成されているので、磁気ヒステリシスにより発生する力を抑えて、ガイド１１０を円滑に移動させることができる。更に、案内面１１１における渦電流の発生を抑えることにより、スライダ１２０における抵抗力の発生が抑えられるので、小さな推力でガイド１１０を円滑に移動させることができる。
このようなガイド装置１００を用いたレチクルステージ２０等では、ステージの非移動方向の剛性が向上するので、良好な制御が可能となる。したがって、微細なパターンＰＡをウエハＷに露光することが可能となる。【００４２】
次に、ガイド装置の変形例について説明する。
図６Ａ及び６Ｂは、ガイド装置２００を示す斜視図及び断面図である。なお、ガイド装置１００と同一の構成要素、部材等については、同一符号を付して、その説明を簡略或いは省略する。
ガイド装置（磁気案内装置）２００の案内面１１１と対向面１２１には、それぞれ複数の溝１１２，１２２が形成される。上述したように、溝１１２，１２２を設けることにより非移動方向（Ｘ方向）への復元力を向上させることができ、特に、複数の溝１１２，１２２を形成することにより、復元力の更なる向上が期待できるからである。
溝１１２，１２２以外の部分（凸部１１３，１２３）の幅員ｔは、スライダ１２０のＸ方向への許容移動距離に応じて規定することができる。すなわち、最も大きな復元力が発生するのは、スライダ１２０がガイド１１０に対してＸ方向に、凸部１１３，１２３の幅員ｔと略同一距離だけ移動した場合である。このため、スライダ１２０のＸ方向への許容移動距離に応じて凸部１１３，１２３の幅員ｔを規定すると、より確実にスライダ１２０のＸ方向の位置を許容移動距離内に留めておくことが可能となる。【００４３】
なお、全ての凸部１１３，１２３の幅員ｔを同一にする必要はない。例えば、最外側の凸部１１３，１２３の幅員ｔをＸ方向への許容移動距離に応じて規定することも可能である。しかし、大きな復元力が発生させるためには、全ての凸部１１３，１２３の幅員ｔを同一にすることが好ましい。溝１１２，１２２に関しては、全ての溝１１２，１２２の幅員を同一にする必要はない。
また、凸部１１３，１２３の幅員ｔは、対向面１２１のＹ方向の長さ及び板状部材１１４の飽和磁束密度に関する関係式に基づいて規定することもできる。すなわち、一つの永久磁石１２５から生じる磁束をΦ、ガイド１１０の各板状部材１１４の飽和磁束密度をＢｃ、対向面１２１のＹ方向の長さをＬとすると、
Φ／（凸部の数×幅員ｔ×Ｌ）≦Ｂｃ（一定値）と表される。つまり、対向面１２１における凸部１１３，１２３の総面積（凸部１１３，１２３の数×凸部１１３，１２３の幅員ｔ×Ｌ）を増やしても、一つの永久磁石１２５から発生する磁束Φは一定なので、磁束密度Ｂが小さくなってしまい、復元力は増加せずに却って重力増等の不都合が生じる。
そのような不都合を解消するには、各板状部材１１４の磁束密度Ｂが飽和磁束密度Ｂｃと略同一にするように、凸部１１３，１２３の数及び凸部１１３，１２３の幅員ｔを規定するとよい。【００４４】
図７Ａ及び７Ｂは、他の変形例であるガイド装置２１０を示す斜視図及び断面図である。
ガイド装置（磁気案内装置）２１０では、ガイド１１０に設けられる永久磁石１２５を移動方向に沿って複数（図４Ａ及び４Ｂでは４個）配置している。これらの磁石は、案内面１１１に対向する極性がＹ方向に沿って交互に入れ替わるように配置される。したがって、ガイド１１０とスライダ１２０の間には、ＹＺ平面に略平行な面に沿って、複数の磁気回路が形成される。
ガイド装置２１０においても、板状部材１１５をＹＺ平面に略平行な状態でＸ方向に沿って積層させることにより、ガイド１１０（案内面１１１）に発生する渦電流を抑えて、スライダ１２０に発生する抵抗力が低減させることができる。なお、板状部材１１５の材料や、各板状部材１１５を接着する接着剤は、ガイド装置１００の場合と同一である。
これにより、スライダ１２０をＹ方向に沿って移動させると、案内面１１１には渦電流が発生するが、案内面１１１を形成する各板状部材１１５はＸ方向に薄く形成されているので、各板状部材１１５内に発生する渦電流は極僅かとなる。したがって、ガイド１１０に発生する渦電流が抑えられて、スライダ１２０に発生する抵抗力が小さくなる。
なお、図３Ａ及び３Ｂと同様に、珪素鋼板等の電磁鋼板からなる板状部材１１４をＸＺ平面に略平行な状態でＹ方向に沿って積層させてもよい。案内面１１１に渦電流が発生しても、案内面１１１を形成する各板状部材１１４はＹ方向に薄く形成されているので、各板状部材１１４内に発生する渦電流は極僅かとなる。したがって、案内面１１１に発生する渦電流が抑えられて、スライダ１２０に発生する抵抗力が小さくなる。
このようにして、僅かな推力でスライダ１２０を円滑に移動させることが可能となる。【００４５】
上述したガイド装置１００，２００，２１０の適用例として、レチクル粗動ステージ２１のガイド機構として用いた例について説明したが、これに限定されるものではない。
例えば、上述したカウンターマスとしてＹ方向に移動するリニアモータの固定子（質量体）２４ａのガイド機構として用いることもできる。また、レチクルステージ２０のような一方向に移動するステージ装置に限らず、ウエハステージ４０のようなＸＹ方向の二方向に移動するステージ装置であってもよい。勿論、ガイド装置１００，２００，２１０をＺ方向への移動する部材の案内装置として用いてもよい。【００４６】
また、ガイド装置１００，２００，２１０は、それぞれ案内面１１１と対向面１２１との間に磁気吸引力が作用するように構成されている。そのため、エアベアリング１５０等でレチクル粗動ステージ２１の自重を支えている構成において、このようなガイド装置１００，２００，２１０を採用すると、レチクル粗動ステージ２１の自重分に加えて、前記磁気吸引力をキャンセルするように、案内面１１１と対向面１２１とが離れる方向に作用する力を発生させる必要がある。そこで、対となる複数のガイド装置１００，２００，２１０を用意し、対の一方のガイド装置１００，２００，２１０において発生する磁気吸引力と、対の他方ガイド装置１００，２００，２１０において発生する磁気吸引力とが、互いに略相殺されるようにして、非接触状態を維持するように構成してもよい。
そのための構成として、例えば、図８Ａに示す構成を用いることができる。図８Ａにおいて、レチクル粗動ステージ２１の上面とレチクル定盤２３との間、及びレチクル粗動ステージ２１の下面とレチクル定盤２３との間に、対となるガイド装置１００，２００，２１０が配置される。磁気吸引力を発生させる永久磁石１２５は、ともにスライダ１２０側に設けられるものとする。このとき、レチクル粗動ステージ２１の上面とレチクル定盤２３との間に配置されたガイド装置１００，２００，２１０においては、＋Ｚ方向の磁気吸引力Ｆ１が作用する。
これに対して、レチクル粗動ステージ２１の下面とレチクル定盤２３との間に配置されたガイド装置１００，２００，２１０においては、−Ｚ方向の磁気吸引力Ｆ２が作用する。これら磁気吸引力Ｆ１とＦ２の大きさを等しくすれば、互いの磁気吸引力Ｆ１，Ｆ２が釣り合った状態になり、前述のようにエアベアリング等を用いなくても、前記磁気吸引力をキャンセルすることができる。そのため、エアベアリングは、レチクル粗動ステージ２１の自重を支持するだけの容量に設定すれば足りるようになる。また、磁気吸引力Ｆ１とＦ２の大きさを調整して、エアベアリングを設けなくてもレチクル粗動ステージ２１が浮上できるようにしてもよい。
なお、レチクル粗動ステージ２１の上面に配置されるガイド装置１００，２００，２１０と、レチクル粗動ステージ２１の下面に配置されるガイド装置１００，２００，２１０とは、ＸＹ平面上で略同じ位置に配置して、磁気吸引力Ｆ１，Ｆ２が略同位置でレチクル粗動ステージ２１に作用するように構成してもよいが、これに限定されるものではない。【００４７】
また、レチクル粗動ステージ２１をレチクル定盤２３に対して移動させるアクチュエータ２４等として、レチクル粗動ステージ２１とレチクル定盤２３との間に吸引力が発生するような種類のものを用い、その吸引力とガイド装置１００，２００，２１０の磁気吸引力が互いに相殺されるように構成してもよい。
そのための構成として、例えば、図８Ｂに示す構成を用いることができる。図８Ｂにおいて、レチクル粗動ステージ２１の上面とレチクル定盤２３との間には、ガイド装置１００，２００，２１０が配置される。磁気吸引力を発生する永久磁石１２５は、スライダ１２０側に設けられるものとする。
これに対し、レチクル粗動ステージ２１の下面とレチクル定盤２３との間には、アクチュエータ２４０が配置される。アクチュエータ２４０は、Ｙ方向の駆動力を発生させて、レチクル粗動ステージ２１をレチクル定盤２３に対してＹ方向に移動させるものであるが、その構造上、移動子２４０ａと固定子２４０ｂとの間に吸引力Ｆ４を発生させるようになっている。そのようなアクチュエータ２４０としては、例えば、三相コア付きリニアモータとして一般的な有鉄心リニアモータを用いることができる。有鉄心リニアモータにおいては、その移動子と固定子との間に、互いを相対移動させる駆動力の他に互いを引き付け合う磁気吸引力も作用する。なお、有鉄心モータの相数は、三相に限らず任意であって、方式も限定されるものではない。例えば、パルスモータとしての構造を備えたものや、磁性材料に誘導子歯を設け、いわゆる電磁ギアの原理によって推力を発生するタイプのものであってもよい。例えば、特開２００３−０２２９６０号公報には、そのような有鉄心モータが開示されており、露光装置用のステージに利用されている。【００４８】
ガイド装置１００，２００，２１０においては、＋Ｚ方向の磁気吸引力Ｆ３が作用し、アクチュエータ２４０においては、−Ｚ方向の吸引力Ｆ４が作用するように設定される。これら磁気吸引力Ｆ３と吸引力Ｆ４の大きさを等しくすれば、互いの吸引力Ｆ３，Ｆ４が釣り合った状態となり、前述のようにエアベアリング等を用いなくても、前記磁気吸引力をキャンセルすることができる。そのため、エアベアリング１５０は、レチクル粗動ステージ２１の自重を支持するだけの容量に設定すれば足りる。また、磁気吸引力Ｆ３と吸引力Ｆ４の大きさを調整して、エアベアリング１５０を設けなくてもレチクル粗動ステージ２１が浮上できるようにしてもよい。
なお、ガイド装置１００，２００，２１０と、アクチュエータ２４０とは、ＸＹ平面上で略同じ位置に配置して、磁気吸引力Ｆ３と吸引力Ｆ４が略同位置でレチクル粗動ステージ２１に作用するように構成してもよいが、これに限定されるものではない。【００４９】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは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プロセス条件や設計要求等に基づき種々変更可能である。本発明は、例えば以下のような変更をも含むものとする。【００５０】
例えば、案内面１１１と対向面１２１との間に、磁気回路Ｍによる磁気吸引力を作用させるために、スライダ１２０（レチクル粗動ステージ２１）側に永久磁石１２５とヨーク１２６を設けたが、案内面１１１（ガイド１１０）側に永久磁石１２５とヨーク１２６とを配置するようにしてもよい。この場合は、渦電流対策として、スライダ１２０の対向面１２１部分を、前述のようにＹ方向に積層させた板状部材によって構成することができる。
また、ガイド１１０とレチクル定盤２３とを個別の部材として説明したが、これらを一体化した構成としてもよい。例えば、レチクル定盤２３全体を磁性体や電磁鋼板で形成するとともに、案内面１１１を形成すべき位置に溝部１１２を設け、更に溝部１１２を挟んだ両側にこの溝部１１２と平行に２本の溝を設けてもよい。この場合、溝部１１２を含む前記２本の溝の間に形成される領域が、案内面１１１として機能することになる。更に、渦電流対策として、レチクル定盤２３を、前述のように、Ｙ方向に積層させた板状部材によって構成してもよい。【００５１】
また、磁気回路Ｍを形成するために、永久磁石１２５に代えて、電磁石を用いてもよい。この場合も、移動方向（Ｙ方向）に直交する方向（Ｘ方向）に磁極が交互に現れるように（例えば、図３Ａに示すように）、供給する電流を適宜設定すればよい。
また、渦電流への対策として、案内面１１１や対向面１２１を複数の板状部材を積層した構成としたが、他の手段を用いて渦電流の発生を抑えるようにしてもよい。例えば、案内面１１１や対向面１２１を形成する材料そのものを、渦電流が発生しづらい材料から選択してもよい。【００５２】
また、前述した実施形態ではステップ・アンド・スキャン方式の露光装置を例に挙げて説明したが、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置にも本発明を適用することができる。更に、本発明は半導体素子の製造に用いられる露光装置だけではなく、液晶表示素子（ＬＣＤ）等を含むディスプレイの製造に用いられてデバイスパターンをガラスプレート上へ転写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられてデバイスパターンをセラミックウエハ上へ転写する露光装置、及びＣＣＤ等の撮像素子の製造に用いられる露光装置等にも適用することができる。更には、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、蛍石、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。【００５３】
レチクルステージの移動により発生する反力は、投影光学系に伝わらないように、特開平８−３３０２２４号公報（対応ＵＳＰ５，８７４，８２０）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、ウエハステージの移動により発生する反力は、投影光学系に伝わらないように、特開平８−１６６４７５号公報（対応ＵＳＰ５，５２８，１１８）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。【００５４】
次に、本発明の実施形態による露光装置及び露光方法をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法の実施形態について説明する。
図９は、マイクロデバイス（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を示す図である。
まず、ステップＳ１０（設計ステップ）において、マイクロデバイスの機能・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Ｓ１１（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（レチクル）を製作する。一方、ステップＳ１２（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。【００５５】
次に、ステップＳ１３（ウエハ処理ステップ）において、ステップＳ１０〜ステップＳ１２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Ｓ１４（デバイス組立ステップ）において、ステップＳ１３で処理されたウエハを用いてデバイス組立を行う。このステップＳ１４には、ダイシング工程、ボンティング工程、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。最後に、ステップＳ１５（検査ステップ）において、ステップＳ１４で作製されたマイクロデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にマイクロデバイスが完成し、これが出荷される。【００５６】
図１０は、半導体デバイスの場合におけるステップＳ１３の詳細工程の一例を示す図である。
ステップＳ２１（酸化ステップ）おいては、ウエハの表面を酸化させる。ステップＳ２２（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Ｓ２３（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Ｓ２４（イオン打込みステップ）においては、ウエハにイオンを打ち込む。以上のステップＳ２１〜ステップＳ２４のそれぞれは、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。【００５７】
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Ｓ２５（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Ｓ２６（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Ｓ２７（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Ｓ２８（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Ｓ２９（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。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。【００５８】
また、半導体素子等のマイクロデバイスだけではなく、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等で使用されるレチクル又はマスクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板やシリコンウエハ等ヘ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（深紫外）やＶＵＶ（真空紫外）光等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、蛍石、フッ化マグネシウム、又は水晶等が用いられる。また、プロキシミティ方式のＸ線露光装置や電子線露光装置等では、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等が用いられる。なお、このような露光装置は、ＷＯ９９／３４２５５号、ＷＯ９９／５０７１２号、ＷＯ９９／６６３７０号、特開平１１−１９４４７９号、特開２０００−１２４５３号、特開２０００−２９２０２号等に開示されている。【００５９】
また、本発明は、投影光学系と基板（ウエハ）との間に供給された液体を介して基板上に所定のパターンを形成する液浸露光装置にも、必要な液体対策を適宜施したうえで適用可能である。液浸露光装置の構造及び露光動作は、例えば、国際公開第９９／４９５０４号パンフレット、特開平６−１２４８７３号、及び特開平１０−３０３１１４号に開示されている。また、本発明は、ツインステージ型の露光装置にも適用できる。ツインステージ型の露光装置の構造及び露光動作は、例えば、特開平１０−１６３０９９号、特開平１０−２１４７８３号、特表２０００−５０５９５８号或いは米国特許６，２０８，４０７号に開示されている。また、本発明は、特開平１１−１３５４００号に開示されているように、ウエハ等の被処理基板を保持して移動可能な露光ステージと、各種計測部材やセンサを備えた計測ステージとを備えた露光装置にも適用することができる。
【図１】
2006068233.tif 000002
【図２】
2006068233.tif 000003
【図３Ａ】
2006068233.tif 000004
【図３Ｂ】
2006068233.tif 000005
【図４Ａ】
2006068233.tif 000006
【図４Ｂ】
2006068233.tif 000007
【図５】
2006068233.tif 000008
【図６Ａ】
2006068233.tif 000009
【図６Ｂ】
2006068233.tif 000010
【図７Ａ】
2006068233.tif 000011
【図７Ｂ】
2006068233.tif 000012
【図８Ａ】
2006068233.tif 000013
【図８Ｂ】
2006068233.tif 000014
【図９】
2006068233.tif 000015
【図１０】
2006068233.tif 000016
【国際調査報告】
2006068233.tif 000017
2006068233.tif 000018
2006068233.tif 000019
2006068233.tif 000020