特許 6016198 移動体装置、露光装置、及び移動方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6016198

(24)【登録日】2016年10月7日

(45)【発行日】2016年10月26日

(54)【発明の名称】移動体装置、露光装置、及び移動方法

(51)【国際特許分類】

   G03F 7/20 20060101AFI20161013BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20161013BHJP

【ＦＩ】

   G03F7/20 501

   H01L21/68 N

【請求項の数】36

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2014-11949(P2014-11949)

(22)【出願日】2014年1月27日

(62)【分割の表示】特願2010-45208(P2010-45208)の分割

【原出願日】2010年3月2日

(65)【公開番号】特開2014-112247(P2014-112247A)

(43)【公開日】2014年6月19日

【審査請求日】2014年1月27日

(31)【優先権主張番号】61/157,415

(32)【優先日】2009年3月4日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】12/714,733

(32)【優先日】2010年3月1日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】000004112

【氏名又は名称】株式会社ニコン

(74)【代理人】

【識別番号】100102901

【弁理士】

【氏名又は名称】立石 篤司

(72)【発明者】

【氏名】青木 保夫

【審査官】 新井 重雄

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−１２５７６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１０６３４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００８／１２９７６２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−０８６４４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２０８５６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−３２９７２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｆ ７／２０

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を保持する基板保持部材と、
前記基板保持部材を下方から支持し、前記基板保持部材に対して相対移動可能な第一支持部材と、
前記第一支持部材を下方から支持する第二支持部材と、
第１方向に並んで配置され第二支持部材の異なる部分を下方から支持する第１および第２部材を有する第三支持部材と、
前記第一支持部材が前記基板保持部材を下方から支持した状態で、前記第一支持部材を前記第二支持部材に対して前記第１方向へ相対移動させる第１駆動部と、
前記第二支持部材が前記第一支持部材を下方から支持した状態で、第三支持部材上の前記第二支持部材を前記第１方向に交差する第２方向へ移動させる第２駆動部と、を備える移動体装置。

【請求項2】

前記第１部材と前記第２部材とは、前記第１方向に離れて配置され、
前記第三支持部材は、前記第二支持部材が前記第１部材と前記第２部材との間に渡された状態で支持する請求項１に記載の移動体装置。

【請求項3】

前記第２駆動部は、前記第二支持部材とともに前記第１駆動部を前記第２方向へ移動させる請求項１又は２に記載の移動体装置。

【請求項4】

前記第２駆動部は、前記第２方向に関して前記第一支持部材の両側に配置され前記第一支持部材を前記第２方向へ移動させる第１駆動部材および第２駆動部材を有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の移動体装置。

【請求項5】

前記第１駆動部材と前記第２駆動部材とを連結する連結部をさらに備える請求項４に記載の移動体装置。

【請求項6】

前記第２駆動部は、前記第１駆動部材または前記第２駆動部材に対して前記第２方向へ移動させる駆動力を付与し、
前記第１駆動部材または前記第２駆動部材は、前記第２駆動部により付与される前記第２方向への前記駆動力を前記第二支持部材に伝える伝達部を有する請求項４又は５に記載の移動体装置。

【請求項7】

前記伝達部は、前記第二支持部材を押圧する押圧部を含む請求項６に記載の移動体装置。

【請求項8】

前記第２駆動部は、前記第１駆動部材または前記第２駆動部材を介して前記第二支持部材を前記第２方向へ移動させる請求項４又は５に記載の移動体装置。

【請求項9】

前記第１駆動部材または前記第２駆動部材は、前記第二支持部材を前記第２方向へ押圧する請求項８に記載の移動体装置。

【請求項10】

前記第２駆動部は、前記第三支持部材と離間して配置された請求項１〜９のいずれか一項に記載の移動体装置。

【請求項11】

前記第２駆動部は、前記第三支持部材とは異なる部材に配置された請求項１〜１０のいずれか一項に記載の移動体装置。

【請求項12】

前記第１部材と前記第２部材との間に配置され、前記第２駆動部を支持する第四支持部材を備える請求項１〜１１のいずれか一項に記載の移動体装置。

【請求項13】

前記第２駆動部は、前記第１方向に関して前記第三支持部材の両側に配置されている請求項１〜１２のいずれか一項に記載の移動体装置。

【請求項14】

前記第２駆動部は、前記第一支持部材と前記第二支持部材とが前記第１方向へ相対移動しない状態で前記第２方向へ移動させる請求項１〜１３のいずれか一項に記載の移動体装置。

【請求項15】

前記第２方向に関する前記第一支持部材と前記第二支持部材との相対移動可能な範囲を制限する制限部を備える請求項１〜１４のいずれか一項に記載の移動体装置。

【請求項16】

前記第一支持部材は、前記第１駆動部に対して上下方向へ相対移動可能に連結された請求項１〜１５のいずれか一項に記載の移動体装置。

【請求項17】

前記第１駆動部は、前記第１方向に沿って設けられた固定部と前記固定部に対して前記第１方向に関して相対移動可能な可動部とを有し、
前記第一支持部材は、前記可動部に連結された請求項１〜１６のいずれか一項に記載の移動体装置。

【請求項18】

前記基板保持部材に前記基板が保持される請求項１〜１７のいずれか一項に記載の移動体装置と、
前記基板保持部材上に載置された前記基板にエネルギビームを照射するパターニング装置と、を備える露光装置。

【請求項19】

前記基板は前記移動体装置に保持され、走査しながら露光される請求項１８に記載の露光装置。

【請求項20】

基板を基板保持部材で保持して移動させる移動方法であって、
第一支持部材を用いて前記基板保持部材に対して相対移動可能なように、前記基板保持部材を下方から支持することと、
第二支持部材を用いて、前記第一支持部材を下方から支持することと、
第三支持部材が有する第１および第２部材を用いて、第１方向に並んで配置され第二支持部材の異なる部分を下方から支持することと、
第１駆動部を用いて、前記第一支持部材が前記基板保持部材を下方から支持した状態で、前記第一支持部材を前記第二支持部材に対して前記第１方向へ相対移動させることと、
第２駆動部を用いて、前記第二支持部材が前記第一支持部材を下方から支持した状態で、第三支持部材上の前記第二支持部材を前記第１方向に交差する第２方向へ移動させることと、を含む移動方法。

【請求項21】

前記第１部材と前記第２部材とを前記第１方向に離れて配置することと、
前記第三支持部材を用いて、前記第二支持部材が前記第１部材と前記第２部材との間に渡された状態で支持することと、を含む請求項２０に記載の移動方法。

【請求項22】

前記第２駆動部を用いて、前記第二支持部材とともに前記第１駆動部を前記第２方向へ移動させることと、を含む請求項２０又は２１に記載の移動方法。

【請求項23】

前記第２方向に関して前記第一支持部材の両側に配置された前記第２駆動部が有する第１駆動部材および第２駆動部材を用いて、前記第一支持部材を前記第２方向へ移動させることと、を含む請求項２０〜２２のいずれか一項に記載の移動方法。

【請求項24】

連結部を用いて、前記第１駆動部材と前記第２駆動部材とを連結することと、を含む請求項２３に記載の移動方法。

【請求項25】

前記第２駆動部を用いて、前記第１駆動部材または前記第２駆動部材に対して前記第２方向へ移動させる駆動力を付与することと、
前記第１駆動部材または前記第２駆動部が有する伝達部を用いて、前記第２駆動部により付与される前記第２方向への前記駆動力を前記第二支持部材に伝えることと、を含む請求項２３又は２４に記載の移動方法。

【請求項26】

前記伝達部が有する押圧部を用いて、前記第二支持部材を押圧することと、を含む請求項２５に記載の移動方法。

【請求項27】

前記第２駆動部を用いて、前記第１駆動部材または前記第２駆動部材を介して前記第二支持部材を前記第２方向へ移動させることと、を含む請求項２３又は２４に記載の移動方法。

【請求項28】

前記第１駆動部材または前記第２駆動部材を用いて、前記第二支持部材を前記第２方向へ押圧することと、を含む請求項２７に記載の移動方法。

【請求項29】

前記第２駆動部材を前記第三支持部材と離間して配置することと、を含む請求項２０〜２８のいずれか一項に記載の移動方法。

【請求項30】

前記第２駆動部を前記第三支持部材とは異なる部材に配置することと、を含む請求項２０〜２９のいずれか一項に記載の移動体装置。

【請求項31】

前記第１部材と前記第２部材との間に配置された第四支持部材を用いて、前記第２駆動部を支持することと、を含む請求項２０〜３０のいずれか一項に記載の移動方法。

【請求項32】

前記第１方向に関して前記第三支持部材の両側に前記第２駆動部を配置することと、を含む請求項２０〜３１のいずれか一項に記載の移動方法。

【請求項33】

前記第２駆動部を用いて、前記第一支持部材と前記第二支持部材とが前記第１方向へ相対移動しない状態で前記第２方向へ移動させることと、を含む請求項２０〜３２のいずれか一項に記載の移動方法。

【請求項34】

制限部を用いて、前記第２方向に関する前記第一支持部材と前記第二支持部材との相対移動可能な範囲を制限することと、を含む請求項２０〜３３のいずれか一項に記載の移動方法。

【請求項35】

前記第一支持部材を、前記第１駆動部に対して上下方向へ相対移動可能に連結することと、を含む請求項２０〜３４のいずれか一項に記載の移動方法。

【請求項36】

前記第一支持部材を、前記第１駆動部が有する前記第１方向に沿って設けられた固定部に対して前記第１方向に関して相対移動可能な可動部に連結することと、を含む請求項２０〜３５のいずれか一項に記載の移動方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、移動体装置、露光装置、及び移動方法に係り、更に詳しくは、基板を保持する基板保持部材を備える移動体装置、該移動体装置を備える露光装置、及び基板を基板保持部材で保持して移動させる移動方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、液晶表示素子、半導体素子（集積回路等）等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するリソグラフィ工程では、主として、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（いわゆるステッパ）、あるいはステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる））などが用いられている。

【0003】

しかるに、近年、露光装置の露光対象である基板（特に液晶露光装置の露光対象であるガラスプレート）は、より大型化される傾向にあり、露光装置においても、基板を保持する基板テーブルが大型化し、これに伴う重量増により基板の位置制御が困難となってきている。このような問題を解決するものとして、基板を保持する基板テーブルの自重を柱状の部材から成る自重キャンセル装置（自重キャンセラ）で支持する露光装置が開発されている（例えば、特許文献１参照）。

【0004】

この種の露光装置では、自重キャンセル装置は、例えば石材により形成された板状部材である定盤の上面（ガイド面）に沿って基板テーブルと一体的に移動する。また、定盤のガイド面は、基板テーブルを精度良く二次元平面に沿って案内するために、その平坦度が非常に高く仕上げられている。

【0005】

しかるに、大型化した基板を長ストロークで駆動するためには、自重キャンセル装置が移動する際のガイド面を有する定盤を大型化する必要があり、このため、定盤の加工が困難になる。また、定盤が大型化すると、露光装置を設置する場所（例えば、液晶パネルの製造工場）に定盤を搬送（例えば、車両による輸送）することが困難になる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】国際公開第２００８−１２９７６２号

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の第１の態様によれば、基板を保持する基板保持部材と、前記基板保持部材を下方から支持し、前記基板保持部材に対して相対移動可能な第一支持部材と、前記第一支持部材を下方から支持する第二支持部材と、第１方向に並んで配置され第二支持部材の異なる部分を下方から支持する第１および第２部材を有する第三支持部材と、前記第一支持部材が前記基板保持部材を下方から支持した状態で、前記第一支持部材を前記第二支持部材に対して前記第１方向へ相対移動させる第１駆動部と、前記第二支持部材が前記第一支持部材を下方から支持した状態で、第三支持部材上の前記第二支持部材を前記第１方向に交差する第２方向へ移動させる第２駆動部と、を備える移動体装置が、提供される。

【0009】

本発明の第２の態様によれば、前記基板保持部材に前記基板が保持される本発明の移動体装置と、前記基板保持部材上に載置された前記基板にエネルギビームを照射するパターニング装置と、を備える露光装置が、提供される。

【0010】

本発明の第３の態様によれば、基板を基板保持部材で保持して移動させる移動方法であって、第一支持部材を用いて前記基板保持部材に対して相対移動可能なように、前記基板保持部材を下方から支持することと、第二支持部材を用いて、前記第一支持部材を下方から支持することと、第三支持部材が有する第１および第２部材を用いて、第１方向に並んで配置され第二支持部材の異なる部分を下方から支持することと、第１駆動部を用いて、前記第一支持部材が前記基板保持部材を下方から支持した状態で、前記第一支持部材を前記第二支持部材に対して前記第１方向へ相対移動させることと、第２駆動部を用いて、前記第二支持部材が前記第一支持部材を下方から支持した状態で、第三支持部材上の前記第二支持部材を前記第１方向に交差する第２方向へ移動させることと、を含む移動方法が、提供される。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】一実施形態の液晶露光装置の概略構成を示す図である。

【図2】露光装置が備える基板ステージをＸ軸方向から見た側面（一部断面）図である。

【図3】露光装置が備える基板ステージをＹ軸方向から見た側面（一部断面）図である。

【図4】基板ステージを一部省略して示す平面図（その１）である。

【図5】基板ステージを一部省略して示す平面図（その２）である。

【図6】図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、基板をステップ方向（Ｙ軸方向）に駆動する際の基板ステージの動作を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の一実施形態について、図１〜図６（Ｃ）に基づいて説明する。

【0014】

図１には、一実施形態に係る液晶露光装置１０の概略構成が示されている。この液晶露光装置１０は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、すなわちいわゆるスキャナである。

【0015】

液晶露光装置１０は、図１に示されるように、照明系ＩＯＰ、マスクＭを保持するマスクステージＭＳＴ、投影光学系ＰＬ、マスクステージＭＳＴ、投影光学系ＰＬなどが搭載されたボディＢＤ、基板ＰをＸＹ平面に沿って移動可能に保持する基板ステージＰＳＴ、並びにこれらの制御系等を含んでいる。以下においては、露光時にマスクＭと基板Ｐとが投影光学系ＰＬに対してそれぞれ相対走査される方向をＸ軸方向とし、水平面内でこれに直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸及びＹ軸方向に直交する方向をＺ軸方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸回りの回転（傾斜）方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行う。

【0016】

照明系ＩＯＰは、例えば米国特許第６，５５２，７７５号明細書などに開示される照明系と同様に構成されている。すなわち、照明系ＩＯＰは、図示しない水銀ランプから射出された光を、それぞれ図示しない反射鏡、ダイクロイックミラー、シャッター、波長選択フィルタ、各種レンズなどの光学要素を介して、露光用照明光（照明光）ＩＬとしてマスクＭに照射する。照明光ＩＬとしては、例えばｉ線（波長３６５ｎｍ）、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）などの光（あるいは、上記ｉ線、ｇ線、ｈ線の合成光）が用いられる。また、照明光ＩＬの波長は、波長選択フィルタにより、要求される解像度に応じて適宜切り替えることが可能になっている。

【0017】

マスクステージＭＳＴには、回路パターンなどがそのパターン面（図１における下面）に形成されたマスクＭが、例えば真空吸着により固定されている。マスクステージＭＳＴは、後述するボディＢＤの一部である鏡筒定盤３１の上面に一体的に固定されたＸ軸方向を長手方向とする一対のマスクステージガイド３５上で、例えば不図示のエアパッドを介して非接触状態で支持されている。マスクステージＭＳＴは、例えばリニアモータを含むマスクステージ駆動系（不図示）によって、一対のマスクステージガイド３５の上で、走査方向（Ｘ軸方向）に所定のストロークで駆動されるとともに、Ｙ軸方向、及びθｚ方向に微少駆動される。

【0018】

マスクステージＭＳＴのＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転情報を含む）は、マスクレーザ干渉計（以下、「マスク干渉計」という）９１によって、マスクステージＭＳＴに固定された（あるいは形成された）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。マスク干渉計９１の計測値は、不図示の制御装置に送られ、制御装置では、マスク干渉計９１の計測値に基づいてマスクステージ駆動系を介してマスクステージＭＳＴのＸ軸方向、Ｙ軸方向及びθｚ方向の位置（及び速度）を制御する。

【0019】

投影光学系ＰＬは、マスクステージＭＳＴの図１における下方において、鏡筒定盤３１に支持されている。本実施形態の投影光学系ＰＬは、例えば米国特許第６，５５２，７７５号明細書に開示された投影光学系と同様の構成を有している。すなわち、投影光学系ＰＬは、マスクＭのパターン像の投影領域が千鳥状に配置された複数の投影光学系（マルチレンズ投影光学系）を含み、Ｙ軸方向を長手方向とする長方形状の単一のイメージフィールドを持つ投影光学系と同等に機能する。本実施形態では、複数の投影光学系それぞれとしては、例えば両側テレセントリックな等倍系で正立正像を形成するものが用いられている。また、以下では投影光学系ＰＬの千鳥状に配置された複数の投影領域をまとめて露光領域とも呼ぶ。

【0020】

このため、照明系ＩＯＰからの照明光ＩＬによってマスクＭ上の照明領域が照明されると、投影光学系ＰＬの第１面（物体面）とパターン面がほぼ一致して配置されるマスクＭを通過した照明光ＩＬにより、投影光学系ＰＬを介してその照明領域内のマスクＭの回路パターンの投影像（部分正立像）が、投影光学系ＰＬの第２面（像面）側に配置される、表面にレジスト（感応剤）が塗布された基板Ｐ上の照明領域に共役な照明光ＩＬの照射領域（露光領域）に形成される。そして、マスクステージＭＳＴと基板ステージＰＳＴとの同期駆動によって、照明領域（照明光ＩＬ）に対してマスクＭを走査方向（Ｘ軸方向）に相対移動させるとともに、露光領域（照明光ＩＬ）に対して基板Ｐを走査方向（Ｘ軸方向）に相対移動させることで、基板Ｐ上の１つのショット領域（区画領域）の走査露光が行われ、そのショット領域にマスクＭのパターンが転写される。すなわち、本実施形態では照明系ＩＯＰ及び投影光学系ＰＬによって基板Ｐ上にマスクＭのパターンが生成され、照明光ＩＬによる基板Ｐ上の感応層（レジスト層）の露光によって基板Ｐ上にそのパターンが形成される。

【0021】

ボディＢＤは、例えば米国特許出願公開第２００８／００３０７０２号明細書などに開示されているように、一対の基板ステージ架台３３（図３参照）と、該一対の基板ステージ架台３３上に架設された一対の支持部材３２を介して水平に支持された鏡筒定盤３１と、を含んでいる。図１及び図３から分かるように、一対の基板ステージ架台３３は、それぞれＹ軸方向を長手方向とする部材から成り、Ｘ軸方向に所定間隔で配置されている。各基板ステージ架台３３は、その長手方向の両端部が、床面Ｆ上に設置された防振機構３４に支持されており、床面Ｆに対して振動的に分離されている。

【0022】

図１に示されるように、基板ステージＰＳＴは、床面Ｆ上に配置された複数（本実施形態では、例えば３つ）のベースフレーム１４Ａ、１４Ｂ，１４Ｃと、一対の基板ステージ架台３３上に架設された一対の定盤１２Ａ、１２Ｂと、３つのベースフレーム１４Ａ〜１４Ｃ上でＸ軸方向に駆動されるＸ粗動ステージ２３Ｘと、Ｘ粗動ステージ２３Ｘ上でＹ軸方向に駆動され、Ｘ粗動ステージ２３Ｘと共にＸＹ二次元ステージ装置を構成するＹ粗動ステージ２３Ｙと、Ｙ粗動ステージ２３Ｙの＋Ｚ側（上方）に配置された微動ステージ２１と、微動ステージ２１に連動してＸＹ平面内を移動する自重キャンセル装置４０と、を備えている。

【0023】

ベースフレーム１４Ａ〜１４Ｃは、Ｙ軸方向に所定の間隔で配置されている。ベースフレーム１４Ａ〜１４Ｃそれぞれは、図４に示されるようにＸ軸方向に延設された梁状の部材であるガイド部１５と、ガイド部１５の両端部を床面Ｆ上で支持する一対の脚部１６とを備えている。各ガイド部１５は、ＹＺ断面がＺ軸方向に長い矩形状となっている。ベースフレーム１４Ａ〜１４Ｃと、基板ステージ架台３３（図１参照）とは、機械的に非接続（非接触）となっている。なお、本実施形態では、ガイド部１５の両端部が一対の脚部１６により支持されているが、これと併せて、ガイド部１５の長手方向中間部分（複数箇所でも良い）を同様の脚部で支持しても良い。

【0024】

一対の定盤１２Ａ，１２Ｂは、一対の基板ステージ架台３３の上面に固定されている。定盤１２Ａ，１２Ｂそれぞれは、例えば石材により形成されたＸ軸方向を長手方向とする平面視矩形の板状部材であり、Ｙ軸方向に所定間隔で配置されている。定盤１２Ａは、ベースフレーム１４Ａとベースフレーム１４Ｂとの間に配置され、定盤１２Ｂは、ベースフレーム１４Ｂとベースフレーム１４Ｃとの間に配置されている。定盤１２Ａ，１２Ｂそれぞれの上面は、平坦度が非常に高く仕上げられている。

【0025】

Ｘ粗動ステージ２３Ｘは、図４に示されるように、Ｙ軸方向を長手方向とし、Ｘ軸方向に所定間隔で配置された一対の梁状部材であるＹビーム部材２５と、一対のＹビーム部材２５の長手方向の両端部それぞれを接続する一対の接続部材２６と、を備えており、平面視で矩形枠状に形成されている。Ｙビーム部材２５の下面と接続部材２６の下面とは、同一面上に配置されているが、接続部材２６の上面は、Ｙビーム部材２５の上面よりも低い（−Ｚ側）位置に配置されている（図２参照）。

【0026】

図２に示されるように、一対の接続部材２６の一方（−Ｙ側）は、ベースフレーム１４Ａに支持され、他方（＋Ｙ側）は、ベースフレーム１４Ｃに支持されている。一対の接続部材２６それぞれの底面には、断面逆Ｕ字状に形成されたＸ可動子２９が固定されている。−Ｙ側の接続部材２６に固定されたＸ可動子２９の一対の対向する対向面の間には、ベースフレーム１４Ａのガイド部１５（図４参照）が挿入される。また、＋Ｙ側の接続部材２６に固定されたＸ可動子２９の一対の対向する対向面の間には、ベースフレーム１４Ｃのガイド部１５（図４参照）が挿入される。各Ｘ可動子２９は、一対の対向面に複数のコイルを含むコイルユニット２９ａを備えている。一方、各ガイド部１５の両側面には、Ｘ軸方向に所定間隔で配列された複数の永久磁石を含む磁石ユニット１５ａが固定されている（図４では図示省略）。磁石ユニット１５ａは、Ｘ可動子２９のコイルユニット２９ａと共に、Ｘ粗動ステージ２３ＸをＸ軸方向に駆動するローレンツ力駆動方式のＸリニアモータを構成している。また、各ガイド部１５の両側面及び上面それぞれには、Ｘ軸方向に延設されたＸガイド１５ｂが固定されている（図４では図示省略）。一方、各Ｘ可動子２９には、複数の図示しないベアリングを含み、各Ｘガイド１５ｂに対してスライド可能な状態で機械的に係合する複数の断面逆Ｕ字状のスライド部２９ｂが配置されている。

【0027】

一対のＹビーム部材２５それぞれの長手方向中央部の下面には、ベースフレーム１４Ｂに固定されたＸガイド１７にスライド可能な状態で機械的に係合する断面Ｕ字状の部材を下端部に有するスライド部２７が固定されている。一対のＹビーム部材２５それぞれの上面には、Ｙ軸方向に延設されたＹガイド２８が固定されている。

【0028】

Ｙ粗動ステージ２３Ｙは、平面視略正方形の板状（又は箱形）部材から成り、図２に示されるように、中央部にＺ軸方向に貫通する開口部２３Ｙａを有している。また、Ｙ粗動ステージ２３Ｙの下面の四隅部には、複数の図示しないベアリングを含み、前述したＹビーム部材２５上に固定されたＹガイド２８上にスライド可能な状態で機械的に係合した断面逆Ｕ字状のスライド部３０が固定されている（図４参照）。なお、各図面では省略されているが、各Ｙビーム部材２５の上面には、例えば複数の磁石を含む磁石ユニットがＹガイド２８に平行に延設され、Ｙ粗動ステージ２３Ｙの下面には、複数のコイルを含むコイルユニットが配置されている。各Ｙビーム部材２５上の磁石ユニット、及びこれに対応するＹ粗動ステージ２３Ｙのコイルユニットは、Ｙ粗動ステージ２３ＹをＹ軸方向に駆動するローレンツ力駆動方式のＹリニアモータを構成する。なお、Ｘ粗動ステージ及びＹ粗動ステージの駆動方式（アクチュエータ）は、リニアモータに限らず、例えばボールねじ駆動、ベルト駆動などでも良い。

【0029】

図２に示されるように、Ｙ粗動ステージ２３Ｙの上面の＋Ｙ側の端部には、Ｘ軸方向に所定間隔で（図２で図面奥行き方向に重なって）配置された複数、例えば３つのＹ固定子５３ＹがＺ軸方向に延設された柱状の支持部材５６ａを介して固定されている。また、図３に示されるように、Ｙ粗動ステージ２３Ｙの上面の＋Ｘ側の端部には、Ｙ軸方向に関して所定間隔で（図３で図面奥行き方向に重なって）配置された複数、例えば３つのＸ固定子５３ＸがＺ軸方向に延設された柱状の支持部材５６ａを介して固定されている。Ｙ固定子５３Ｙ、Ｘ固定子５３Ｘは、それぞれ複数のコイルを含むコイルユニット（図示省略）を有している。

【0030】

また、図２及び図３に示されるように、Ｙ粗動ステージ２３Ｙ上面の四隅部には、Ｚ固定子５３Ｚが支持部材５６ｂを介して固定されている。なお、図面の錯綜を避けるため、４つのＺ固定子５３Ｚのうち、図２では−Ｙ側且つ＋Ｘ側のＺ固定子５３Ｚのみが示され、図３では−Ｘ側且つ−Ｙ側のＺ固定子５３Ｚのみが示され、その他の２つのＺ固定子に関しては、図示が省略されている。Ｚ固定子５３Ｚは、複数のコイルを含むコイルユニット（図示省略）を有している。

【0031】

微動ステージ２１は、平面視略正方形の板状（又は箱形）部材から成り、その上面に基板ホルダＰＨを介して基板Ｐを保持する。基板ホルダＰＨは、例えば図示しない真空吸着機構（又は静電吸着機構）の少なくとも一部を有しており、その上面に基板Ｐを吸着保持する。

【0032】

図２及び図３に示されるように、微動ステージ２１の−Ｙ側、−Ｘ側それぞれの側面には、固定部材２４Ｙ、２４Ｘを介して、移動鏡（バーミラー）２２Ｙ、２２Ｘがそれぞれ固定されている。移動鏡２２Ｘの−Ｘ側の面、及び移動鏡２２Ｙの−Ｙ側の面は、それぞれ鏡面加工され反射面とされている。微動ステージ２１のＸＹ平面内の位置情報は、移動鏡２２Ｘ、２２Ｙに測長ビームを照射するレーザ干渉計システム９２（図１参照）によって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。なお、実際には、レーザ干渉計システム９２は、Ｘ移動鏡２２Ｘ、及びＹ移動鏡２２Ｙそれぞれに対応したＸレーザ干渉計及びＹレーザ干渉計を備えているが、図１では、代表的にＹレーザ干渉計のみが図示されている。

【0033】

また、図２に示されるように、微動ステージ２１の＋Ｙ側の側面には、Ｘ軸方向に所定間隔で配置された複数、例えば３つの断面Ｕ字状のＹ可動子５１Ｙが固定されている。また、図３に示されるように、微動ステージ２１の＋Ｘ側の側面には、Ｙ軸方向に関して所定間隔で配置された複数、例えば３つの断面Ｕ字状のＸ可動子５１Ｘが固定されている。Ｙ可動子５１Ｙ、Ｘ可動子５１Ｘは、それぞれ対向する一対の対向面に複数の磁石を含む磁石ユニット（図示省略）を有している。３つのＹ可動子５１Ｙそれぞれは、３つのＹ固定子５３Ｙそれぞれと共に３つのローレンツ力駆動方式のＹ軸ボイスコイルモータ５５Ｙ（以下、Ｙ軸ＶＣＭ５５Ｙと略記する）を構成し、３つのＸ可動子５１Ｘそれぞれは、３つのＸ固定子５３Ｘそれぞれと共に３つのローレンツ力駆動方式のＸ軸ボイスコイルモータ５５Ｘ（以下、Ｘ軸ＶＣＭ５５Ｘと略記する）を構成している。図示しない主制御装置は、例えば、３つのＸ軸ＶＣＭ５５Ｘ（又は３つのＹ軸ＶＣＭ５５Ｙ）のうち、両端のＸ軸ＶＣＭ５５Ｘ（又はＹ軸ＶＣＭ５５Ｙ）が発生する駆動力（推力）を異ならせることにより、微動ステージ２１をθｚ方向に駆動する。

【0034】

また、微動ステージ２１の下面の四隅部には、断面逆Ｕ字状のＺ可動子５１Ｚが固定されている。なお、図面の錯綜を避けるため、４つのＺ可動子５１Ｚのうち、図２では−Ｙ側且つ＋Ｘ側のＺ可動子５１Ｚのみが示され、図３では−Ｘ側且つ−Ｙ側のＺ可動子５１Ｚのみが示され、その他の２つのＺ可動子に関しては、図示が省略されている。また、図２及び図３では、図示の便宜上、Ｚ可動子５１Ｚは，固定部材２４Ｘ，２４Ｙに接続されているが、実際には、微動ステージ２１の下面に固定されている。Ｚ可動子５１Ｚは、対向する一対の対向面に複数の磁石を含む磁石ユニット（図示省略）を備えている。４つのＺ可動子５１Ｚそれぞれは、４つのＺ固定子５３Ｚそれぞれと共に４つのローレンツ力駆動方式のＺ軸ボイスコイルモータ５５Ｚ（以下、Ｚ軸ＶＣＭ５５Ｚと略述する）を構成している。図示しない主制御装置は、４つのＺ軸ＶＣＭ５５Ｚそれぞれの推力が同じとなるように制御することにより、微動ステージ２１をＺ軸方向に駆動（上下動）する。また、主制御装置は、各Ｚ軸ＶＣＭ５５Ｚの推力を異ならせるように制御することによって、微動ステージ２１をθｘ方向、及びθｙ方向に駆動する。なお、本実施形態では、Ｚ軸ＶＣＭが微動ステージの四隅部に対応して４つ配置されたが、これに限らず、Ｚ軸ＶＣＭ５５Ｚは、少なくとも同一直線上にない３点でＺ軸方向に推力を発生できれば良い。

【0035】

以上の構成により、基板ステージＰＳＴは、基板ＰをＸＹ２軸方向に長ストロークで駆動（粗動）可能、且つ６自由度方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向、並びにθｘ、θｙ、θｚ方向）に微少ストロークで駆動（微動）可能となっている。なお、本実施形態のＸ軸ＶＣＭ、Ｙ軸ＶＣＭ、及びＺ軸ＶＣＭそれぞれは、可動子が磁石ユニットを有するムービングマグネット式のボイスコイルモータであるが、これに限らず、可動子がコイルユニットを有するムービングコイル式のボイスコイルモータであっても良い。また、駆動方式もローレンツ力駆動方式以外の駆動方式であっても良い。同様に、露光装置１０が備える各リニアモータもムービングマグネット式及びムービングコイル式のいずれであっても良いし、その駆動方式もローレンツ力駆動方式に限らず、可変磁気抵抗駆動方式等のその他の方式であっても良い。

【0036】

自重キャンセル装置４０は、微動ステージ２１を含む系（具体的には微動ステージ２１、基板ホルダＰＨ、移動鏡２２Ｘ，２２Ｙ、固定部材２４Ｘ，２４Ｙなどから成る系）の自重を支持する部材であり、図２に示されるように、微動ステージ２１に連動して移動する装置本体６０と、装置本体６０を定盤１２Ａ、１２Ｂ上で支持し、装置本体６０に追従して移動する追従支持装置７０と、を備えている。

【0037】

装置本体６０は、Ｚ軸方向に延設された柱状の部材から成り、Ｙ粗動ステージ２３Ｙに形成された貫通孔２３Ｙａ内に挿入されている。装置本体６０は、筐体６１、空気バネ６２、及びスライド部６３を含んでいる。装置本体６０は、心柱とも呼ばれる。

【0038】

筐体６１は、有底の筒状部材から成る。筐体６１の周壁面の上端部外側には、図２に示されるように＋Ｙ方向、−Ｙ方向それぞれに延びる一対のＹアーム状部材６４Ｙと、図３に示されるように＋Ｘ方向、−Ｘ方向それぞれに延びる一対のＸアーム状部材６４Ｘ（以下、４本のアーム状部材を併せて単にアーム状部材６４と呼ぶ）とが固定されている。４本のアーム状部材６４それぞれの先端部には、プローブ部６５が配置されている。一方、微動ステージ２１の下面には、上記各プローブ部６５に対応して、ターゲット部６６が配置されている。本実施形態では、これらプローブ部６５とターゲット部６６とを含んで、プローブ部６５とターゲット部６６との間の距離、すなわち微動ステージ２１のＺ位置を計測することが可能な静電容量センサ（以下、Ｚセンサと呼ぶ）が構成されている。Ｚセンサの出力は、図示しない主制御装置に供給される。主制御装置は、４つのＺセンサの計測結果を用いて、微動ステージ２１のＺ軸方向の位置、及びθｘ方向、θｙ方向それぞれのチルト量を制御する。なお、Ｚセンサは、少なくとも同一直線上にない３箇所で微動ステージ２１のＺ位置を計測可能であれば、その数は４つに限定されず、例えば３つでも良い。また、Ｚセンサは、静電容量センサに限ることなく、ＣＣＤ方式のレーザ変位計などであっても良い。また、Ｚセンサを構成するプローブ部とターゲット部の位置関係は、上記とは逆であっても良い。

【0039】

筐体６１は、図２に示されるように、筐体６１の＋Ｙ側、−Ｙ側それぞれに配置された一対のフレクシャ６７によりＹ粗動ステージ２３Ｙに接続されている。フレクシャ６７は、ボールジョイントを介して一端が筐体６１に接続され、他端がＹ粗動ステージ２３Ｙに接続された、例えば鋼材によって形成された薄板を備えている。従って、前述のＹリニアモータ（図示省略）によってＹ粗動ステージ２３ＹがＸ粗動ステージ２３Ｘ上でＹ軸方向に駆動されると、筐体６１は、薄板に作用する張力によりＹ粗動ステージ２３Ｙに牽引されて、Ｙ粗動ステージ２３Ｙと一体にＹ軸方向（＋Ｙ方向及び−Ｙ方向）に移動する。ただし、筐体６１は、ボールジョイントの滑節の作用により、Ｚ軸方向、θｘ、θｙ、θｚ方向に関する位置がＹ粗動ステージ２３Ｙに拘束されない。また、フレクシャ６７は、装置本体６０のＺ軸方向に関する重心位置を含む平面内で、装置本体６０とＹ粗動ステージ２３Ｙとを接続している。従って、装置本体６０をＹ軸方向に駆動する際に、装置本体６０にθｘ方向（Ｘ軸周り）のモーメントが作用することを抑制でき、装置本体６０を安定してＹ軸方向に駆動できる。なお、厳密に言えば、後述のスライド部６８と７６の間の動摩擦力が大きければそれを考慮に入れてフレクシャの位置を重心面より下方にずらした方が良い。しかし、Ｙ軸方向の移動に関しては一対のベースパッド（Ｘに比べてスパンの広い）でモーメントを受けることができるので、摩擦力の影響があっても比較的安定して駆動できる。

【0040】

空気バネ６２は、筐体６１内の最下部に収容されている。空気バネ６２には、不図示の気体供給装置から気体（例えば空気）が供給されており、これにより、その内部が外部に比べて気圧の高い陽圧空間に設定されている。装置本体６０は、微動ステージ２１を支持した状態では、空気バネ６２が微動ステージ２１などの自重を吸収（キャンセル）することによって、Ｚ軸ＶＣＭ５５Ｚへの負荷を軽減する。また、空気バネ６２は、その内圧の変化によって微動ステージ２１（すなわち基板Ｐ）をＺ軸方向に長ストロークで駆動するＺ軸エアアクチュエータとしても機能する。空気ばね６２の代わりに、微動ステージ２１を支持した状態でその自重を吸収（キャンセル）できるとともに、微動ステージ２１をＺ軸方向に駆動することができるダンパ兼アクチュエータ（例えばショックアブソーバがこれに該当する）を用いることができる。この場合、ベローズ式、油圧式等のその他の方式のばねを用いることができる。

【0041】

スライド部６３は、筐体６１の内部に収容された筒状の部材である。筐体６１の周壁の内側には、図示しない複数のエアパッドが取り付けられており、スライド部６３がＺ軸方向に移動する際のガイドを形成している。スライド部６３の上面には、図示しない複数のエアパッドが配置され、レベリング装置５７を浮上支持している。

【0042】

レベリング装置５７は、軸受部５８と、ボール５９とを含む。軸受部５８は、ＸＹ平面に平行に配置された平板状の部材から成り、下面がスライド部６３の上面に配置されたエアパッド（図示省略）に対向している。軸受部５８の上面には、半球状の凹部が形成され、凹部には、ボール５９の下部が摺動可能に嵌合している。また、微動ステージ２１の下面中央にも、同様に半球状の凹部が形成され、ボール５９の上部が摺動可能に嵌合している。なお、ボール５９は、微動ステージ２１に固定されていても良い。従って、微動ステージ２１は、スライド部６３に対して、チルト方向（θｘ方向及びθｙ方向）に移動（揺動）自在となっている。なお、本実施形態の装置本体６０（フレクシャ６７を含む）は、例えば国際公開第２００８／１２９７６２号（対応米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書）などに開示された自重キャンセル機構と同様に構成されている。また、上記レベリング装置５７に換えて、上記国際公開第２００８／１２９７６２号に開示されるような、三角錐状部材を複数（例えば３つ）のエアパッドで支持することで微動ステージの傾斜を許容する機構を用いても良い。

【0043】

追従支持装置７０は、図２に示されるように、Ｙ軸方向（すなわちステップ方向）が長手方向である平板状に形成され、装置本体６０を下方から支持するステップボード７１と、ステップボード７１を下方から支持する一対のベースパッド７２Ａ，７２Ｂと、一対のベースパッド７２Ａ，７２Ｂの間に配置された重心駆動装置７３と、を含む。

【0044】

ステップボード７１は、図４に示されるように、Ｘ粗動ステージ２３Ｘの一対のＹビーム部材２５及び一対の接続部材２６によって形成される矩形の開口部内に配置されている。ステップボード７１の長手方向の寸法は、一対の接続部材２６間の間隔よりも短く（例えば、３／４程度の長さに）設定されている。また、ステップボード７１は、図２に示されるように、ベースパッド７２Ａ，７２Ｂを介して、定盤１２Ａ，１２Ｂに跨って配置されている。

【0045】

図４に示されるように、ステップボード７１の上面のＹ軸方向の両端部には、それぞれストッパ７４が固定されている。各ストッパ７４は、Ｘ軸方向に所定間隔で配置された一対の凸部から成り、該一対の凸部の間には、Y軸方向に沿って張られたガイドロープ７５が微少な隙間を介して挿入されている（図３参照）。ガイドロープ７５は、一対の接続部材２６の上面相互間に張られている。これにより、ステップボード７１のＺ軸周り（θｚ方向）の回転が抑制される。ガイドロープ７５は、例えばワイヤロープなどにより形成されている。

【0046】

ステップボード７１の上面には、ガイドロープ７５を挟んで＋Ｘ側及び−Ｘ側に、一対のＹガイド７６がＹ軸方向に延設されている。図３及び図４に示されるように装置本体６０は、筐体６１の下面の四隅部に一対のＹガイド７６にスライド可能な状態で機械的に係合する複数（本実施形態では４つ）の断面逆Ｕ字状のスライド部６８を有しており、ステップボード７１上でＹ軸方向に相対移動自在、且つＸ軸方向にはステップボード７１と一体で移動するようになっている。また、図３に示されるように、ステップボード７１の下面には一対のＹガイド７６のそれぞれに対向して一対のＹガイド７７がＹ軸方向に延設されている。さらに、ステップボード７１の下面の中央部には、複数の図示しない永久磁石を含む磁石ユニット７８が、Ｙ軸方向に延設されている。

【0047】

図４に示されるように、ステップボード７１の＋Ｘ側、−Ｘ側の側面には、Ｘ軸方向に平行な軸周りに回転自在な一対の滑車７９ａ、７９ｂがそれぞれ取り付けられている。一対の滑車７９ａ、７９ｂそれぞれには、例えばワイヤロープなどにより形成された駆動ロープ８０ａ、８０ｂがそれぞれ巻き掛けられている。図２に示されるように、＋Ｙ側の滑車７９ａに巻き掛けられた駆動ロープ８０ａの一端は、Ｘ粗動ステージ２３Ｘの＋Ｙ側の接続部材２６に固定され、他端は、Ｙ粗動ステージ２３Ｙの下面の＋Ｙ側の端部に固定された支持部材８１ａを介してＹ粗動ステージ２３Ｙに固定されている。一方、−Ｙ側の滑車７９ｂに巻き掛けられた駆動ロープ８０ｂの一端は、Ｘ粗動ステージ２３Ｘの−Ｙ側の接続部材２６に固定され、他端は、Ｙ粗動ステージ２３Ｙの下面の−Ｙ側の端部に固定された支持部材８１ｂを介してＹ粗動ステージ２３Ｙに固定されている。駆動ロープとしては、可撓性を有し、且つ張力による長手方向の変化が少ないものが好ましいが、その形状はロープに限定されず、例えばベルト状に形成されていても良い。

【0048】

従って、前述のＹリニアモータ（図示省略）によってＹ粗動ステージ２３ＹがＸ粗動ステージ２３Ｘ上でＹ軸方向に駆動されると、ステップボード７１は、駆動ロープ８０ａ又は駆動ロープ８０ｂに作用する張力によりＹ粗動ステージ２３Ｙに牽引されて、Ｙ粗動ステージ２３Ｙに追従してＹ軸方向に移動する。ただし、滑車７９ａ、７９ｂが動滑車として機能することにより、ステップボード７１のＹ軸方向への移動量は、Ｙ粗動ステージ２３ＹのＹ軸方向への移動量の半分（１／２）となり、駆動速度も半分となる。なお、ステップボードをＹ粗動ステージに追従させて半分程度の速度で駆動可能であれば、ステップボードを駆動する機構は、上述したものに限られず、例えばリニアモータなどのアクチュエータ、あるいは送りねじなどを含む機構などを用いても良い。

【0049】

一対のベースパッド７２Ａ，７２Ｂそれぞれは、図２に示されるように、ベースパッド７２Ａが定盤１２Ａ上に配置され、ベースパッド７２Ｂが定盤１２Ｂ上に配置されている点を除き、実質的に同じ部材である。一組のベースパッド７２Ａ，７２Ｂは、それぞれ例えば平面視八角形の平板状（図５参照）に形成されたベース部８２と、ベース部８２の下面にボールジョイント８３を介して接続された複数、例えば３つのエアパッド８４とを備えている。エアパッド８４は、定盤１２Ａ（又は１２Ｂ）の上面に対して加圧気体を噴出することにより、定盤１２Ａ（又は１２Ｂ）の上面との間に、例えば数μｍ程度のクリアランスを形成する。すなわち、エアパッド８４は、気体の静圧によりベース部８２を定盤１２Ａ（又は１２Ｂ）上で浮上させる気体静圧軸受として機能する。なお、エアパッド８４の数は、３つに限らず、例えばＸ軸方向に離間していれば、２つでも良い。本実施形態では、一組のベースパッド７２Ａ，７２ＢがＹ軸方向に離間して配置されていることから、エアパッドが２つであっても、ステップボード７１を安定して支持できる。ベースパッド７２Ａ，７２Ｂは、例えば露光装置の要求仕様などによっては定盤１２Ａ（又は１２Ｂ）に対して接触していても良いが、本実施形態の露光装置１０は、大型のフラットパネルディスプレイ製造用の装置であるため、摩擦力により定盤１２Ａ（又は１２Ｂ）の上面に損傷が生じないように、一例としてエアパッド８４を用いて定盤に対して非接触式な構成を採用している。

【0050】

図５に示されるように、ベース部８２の上面には、ステップボード７１の下面に固定された一対のＹガイド７７にスライド可能な状態で機械的に係合する複数、例えば４つの断面Ｕ字状のスライド部８５が固定されている。従って、自重キャンセル装置４０（すなわち装置本体６０と、ステップボード７１と、一組のベースパッド７２Ａ，７２Ｂとから成る系）は、Ｘ軸方向に関しては、一体的に移動するように構成されている。

【0051】

また、図５に示されるように、一対のベースパッド７２Ａ，７２Ｂそれぞれのベース部８２の上面には、複数のコイル（図示省略）を含むコイルユニット８６が各１つ配置されている。各コイルユニット８６は、ステップボード７１に配置された磁石ユニット７８（図３参照）と共に、ベースパッド７２Ａ，７２Ｂをステップボード７１に対してＹ軸方向に駆動するＹリニアモータを構成している。一方のベースパッド７２Ａのコイルユニット８６のコイル、及び他方のベースパッド７２Ｂのコイルユニット８６のコイルに供給される電流は、図示しない主制御装置により独立して制御される。従って、一対のベースパッド７２Ａ，７２Ｂそれぞれは、互いに独立してステップボード７１に対する支持位置を変更することが可能となっている。

【0052】

重心駆動装置７３は、図３に示されるように、断面Ｕ字状の部材であるスライド部８７と、スライド部８７の互いに対向する対向面の先端（上端）にボールジョイント８８を介して接続された一対のエアパッド８９と、を備える。

【0053】

スライド部８７には、複数のコイルを含むコイルユニット９０がステップボード７１の下面に固定された磁石ユニット７８に対向して配置されている。コイルユニット９０は、磁石ユニット７８と共に、重心駆動装置７３をステップボード７１に対してＹ軸方向に駆動するＹリニアモータを構成している。コイルユニット９０のコイルに供給される電流は、図示しない主制御装置により制御される。

【0054】

コイルユニット９０の＋Ｘ側、−Ｘ側には、ステップボード７１の下面に配置されたＹガイド７７にスライド可能な状態で、且つ重心駆動装置７３が自重により落下しないように機械的に係合する断面Ｕ字状のスライド部９４が固定されている。従って、重心駆動装置７３とステップボード７１とは、Ｘ軸方向に関して一体的に移動する。

【0055】

一対のエアパッド８９それぞれは、一対のＹビーム部材２５それぞれの内側面に固定されたパッド用ガイド２５ａに対して加圧気体を噴出することにより、Ｙビーム部材２５の内側面との間に、例えば数μｍ程度のクリアランスを形成する。従って、重心駆動装置７３は、一対のＹビーム部材２５に対して非接触状態で配置され、Ｙビーム部材２５とは独立してＹ軸方向に関して移動可能である一方で、Ｘ軸方向に関しては、エアパッド８９から噴出される気体の静圧によりＹビーム部材２５と一体的にＸ軸方向に移動するようになっている。

【0056】

ここで、一対のエアパッド８９それぞれの軸受面（気体供給面）のＺ軸方向に関する位置は、自重キャンセル装置４０（装置本体６０、ステップボード７１、及び一組のベースパッド７２Ａ、７２Ｂから成る系）の重心位置ＣＧ（図２参照）のＺ軸方向に関する位置と略一致している。従って、自重キャンセル装置４０をＸ軸方向（スキャン方向）に駆動する際の駆動力は、重心位置ＣＧを含む平面内で自重キャンセル装置４０に対してＸ軸方向に作用する。これにより、自重キャンセル装置４０にθｙ方向（Ｙ軸周り）のモーメントが作用せず、安定して自重キャンセル装置４０をＸ軸方向に駆動（重心駆動）することができる。

【0057】

さらに、図示しない主制御装置は、装置本体６０のＹ軸方向の位置に応じて、一組のベースパッド７２Ａ、７２Ｂ、及び重心駆動装置７３の位置を制御する。図６（Ａ）〜図６（Ｃ）には、装置本体６０のＹ軸方向の位置の変化に応じてベースパッド７２Ａ、７２Ｂ及び重心駆動装置７３が駆動される様子が示されている。

【0058】

図６（Ａ）では、Ｙ粗動ステージ２３Ｙは、Ｘ粗動ステージ２３Ｘ上でのＹ軸方向に関する移動可能範囲の最も−Ｙ側に位置している。この図６（Ａ）に示される状態では、装置本体６０は、定盤１２Ａの−Ｙ側の端部近傍の上方に位置し、図示しない主制御装置は、定盤１２Ａ上に配置された一方のベースパッド７２Ａを装置本体６０の下方に（Ｚ軸方向に重なるように）位置させる。また、主制御装置は、定盤１２Ｂ上に配置された他方のベースパッド７２Ｂを定盤１２Ｂの−Ｙ側の端部近傍に位置させる。ステップボード７１は、図６（Ａ）に示される状態のときに、−Ｙ側の端部がベースパッド７２Ａに、＋Ｙ側の端部がベースパッド７２Ｂにそれぞれ支持されるように、Ｙ軸方向の寸法が設定されている。

【0059】

次いで、例えば露光中にステップ動作を行う際など、Ｙ粗動ステージ２３ＹがＸ粗動ステージ２３Ｘ上で＋Ｙ方向に駆動されると、フレクシャ６７の板バネの剛性により、装置本体６０が連動してステップボード７１上を＋Ｙ方向に移動する。ステップボード７１は、駆動ロープ８０ａに牽引され、装置本体６０に追従して（ただし、移動ストロークは半分程度）＋Ｙ方向に移動する。そして、主制御装置は、Ｙ粗動ステージ２３ＹのＹ軸方向に関する移動量に応じた移動量でベースパッド７２Ａを定盤１２Ａ上で駆動する。これにより、ベースパッド７２Ａは、装置本体６０が定盤１２Ａの上方で移動する間は、常に装置本体６０の直下に配置された状態が維持される。このように、ベースパッド７２Ａの位置が装置本体６０と常にＺ軸方向に重なるように制御されるので、ステップボード７１に偏荷重による曲げ応力が作用することを抑制できる。このため、ステップボード７１を薄型化、軽量化することができる。

【0060】

なお、図６（Ｂ）に示されるように、装置本体６０がＹ粗動ステージ２３Ｙに連動して＋Ｙ方向に移動し、ベースフレーム１４Ｂ（定盤１２Ａと定盤１２Ｂとの間）の上方に位置する際には、主制御装置は、ベースパッド７２Ａを定盤１２Ａの＋Ｙ側の端部近傍に停止させる。この図６（Ｂ）に示される状態では、一組のベースパッド７２Ａ，７２Ｂが近接して配置されるので、ステップボード７１の中央部に作用する曲げ応力を最小限とすることができる。

【0061】

図６（Ｂ）に示される状態から図６（Ｃ）に示されるように、さらにＹ粗動ステージ２３Ｙが＋Ｙ方向に駆動されると、ステップボード７１も装置本体６０に追従してさらに＋Ｙ方向に移動する。また、主制御装置は、装置本体６０が定盤１２Ｂの上方で移動する間は、Ｙ粗動ステージ２３ＹのＹ軸方向に関する移動量に応じて、常に装置本体６０の直下に配置されるように、ベースパッド７２Ｂを駆動する。なお、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）に示される場合とは逆にＹ粗動ステージ２３Ｙが−Ｙ方向に駆動される際は、上記の場合と反対にステップボード７１がＹ粗動ステージ２３Ｙの半分の移動量でＹ粗動ステージ２３Ｙに追従して−Ｙ方向に移動し、主制御装置は、ベースパッド７２Ａ、又はベースパッド７２Ｂが、常に装置本体６０の直下に配置されるように制御する（ただし、図６（Ｂ）に示される状態を除く）。

【0062】

これに対し、例えば露光動作（スキャン動作）を行う際など、Ｘ粗動ステージ２３ＸがＸリニアモータによりＸ軸方向に駆動されると、重心駆動装置７３の一組のエアパッド８９（図３参照）のいずれか一方が、対向するＹビームガイド２５に押圧される。これにより互いに機械的に接続された装置本体６０、ステップボード７１、及び一組のベースパッド７２Ａ，７２Ｂから成る自重キャンセル装置４０がＸ粗動ステージ２３Ｘと一体にＸ軸方向に移動する。

【0063】

ここで、主制御装置は、装置本体６０がＹ軸方向に移動する際（併せてＸ軸方向にも移動する際も含む）、重心駆動装置７３が自重キャンセル装置４０の重心位置ＣＧの移動に追従するように、重心駆動装置７３の位置を制御する。図６（Ａ）〜図６（Ｃ）を用いて具体的に説明すると、例えば、図６（Ａ）に示される状態のとき、重心位置ＣＧは、ステップボード７１のＹ軸方向の中心よりも幾分−Ｙ側に位置する。主制御装置は、図６（Ａ）に示されるように、重心駆動装置７３を重心位置ＣＧに対応する位置に位置させる。この状態でＸ粗動ステージ２３ＸがＸ軸方向に駆動されると、エアパッド８９（図３参照）を介して、自重キャンセル装置４０がＸ軸方向に重心駆動される。また、図６（Ｂ）に示されるように、装置本体６０がステップボードのＹ軸方向の中心上に位置する状態では、重心位置ＣＧは、装置本体６０の直下に位置するので、主制御装置は、これに応じて重心駆動装置７３の位置を制御する。

【0064】

すなわち、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）に示されるように、自重キャンセル装置４０の重心位置ＣＧは、装置本体６０、ステップボード７１、及び一組のベースパッド７２Ａ，７２Ｂの相対的な位置関係の変化により、Ｙ軸方向に関して位置が変化するが、主制御装置は、この重心位置ＣＧの位置変化に応じて、重心駆動装置７３のＹ軸方向の位置を制御するので、常に自重キャンセル装置４０の重心位置ＣＧにＸ軸方向の駆動力を作用させることができる。従って、装置本体６０、ステップボード７１、及び一組のベースパッド７２Ａ，７２Ｂの相対的な位置関係に関わらず、自重キャンセル装置４０にθｚ方向（Ｚ軸周り）のモーメントが作用せず、安定して自重キャンセル装置４０をＸ軸方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向に同時駆動する場合を含む）に重心駆動できる。なお、重心駆動装置７３の駆動量の算出のため、基板ＰをＹ軸方向に駆動する際の微動ステージ２１の駆動量に応じた自重キャンセル装置４０の重心位置ＣＧの変化量を、例えば予め実験（又はシミュレーション）などにより求めておき、このデータをテーブル化（あるいは数式化）して主制御装置の図示しないメモリ装置に記憶させておくと良い。主制御装置は、上記テーブルを参照することにより、微動ステージ２１の位置又は移動量（すなわち、重心位置ＣＧの変化量）に応じた駆動量で重心駆動装置７３の位置を制御することができる。

【0065】

上述のようにして構成された液晶露光装置１０では、不図示の主制御装置の管理の下、不図示のマスクローダによって、マスクステージＭＳＴ上へのマスクＭのロード、及び不図示の基板ローダによって、基板ステージＰＳＴ上への基板Ｐのロードが行なわれる。その後、主制御装置により、不図示のアライメント検出系を用いてアライメント計測が実行され、アライメント計測の終了後、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行なわれる。この露光動作は従来から行われているステップ・アンド・スキャン方式と同様であるのでその説明は省略するものとする。

【0066】

以上説明したように、本実施形態の液晶露光装置１０では、２つの定盤１２Ａ，１２Ｂ上にそれぞれベースパッド７２Ａ、７２Ｂが配置され、且つベースパッド７２Ａ、７２Ｂにより一枚のステップボード７１が支持される。装置本体６０は、ステップボード７１上を移動することによって、定盤１２Ａ上から定盤１２Ｂ上に（及びその反対に）移動するので、分離して配置された隣接する定盤１２Ａと定盤１２Ｂとの境界部は、自重キャンセル装置４０がＹ軸方向に移動する際のガイド面として機能することがない。従って、２つの定盤１２Ａ，１２Ｂを離間させて配置したにも関わらず、自重キャンセル装置４０をＸＹ平面に沿って案内することができ、これにより基板ＰをＹ軸方向に安定して駆動することができる。

【0067】

また、定盤が２つの部材で構成されているので、各定盤１２Ａ，１２Ｂを小型化することができる。従って、定盤の材料（例えば、石材）の確保が容易であり、且つ定盤の加工及び搬送も容易となる。また、定盤１２Ａ，１２Ｂを離間して配置することができるので、各定盤の間にＸ粗動ステージ２３Ｘを移動可能に支持するベースフレーム１４Ｂを配置することができ、Ｘ粗動ステージ２３Ｘの長手方向中央部分の撓みを抑制できる。

【0068】

なお、定盤は、一方向（例えば上記実施形態のＸ軸に相当する方向）に長くても輸送（搬送）上、問題はなく、その一方向への大型化には、本実施形態と同様の装置構成を採用することにより容易に対応することができる。また、一方向に関して定盤が長くなった場合には基板ステージ架台（３３）を３つ以上配置しても良いし、その一方向に関しても定盤を複数に分割して配置しても良い。

【0069】

さらに、隣接する定盤間に渡して配置された板状部材であるステップボード上を自重キャンセル装置４０の装置本体６０が移動する構成としたので、例えば複数の定盤（上記実施形態では、例えば２つ）に対応させて複数の自重キャンセル装置を配置する場合に比べ低コストである。

【0070】

また、ステップボード７１が装置本体６０に追従してＹ軸方向に移動するようにしたので、ステップボード７１を小型化、軽量化することができる。また、ステップボード７１を駆動ロープ８０ａ、８０ｂにより牽引する構成としたので、アクチュエータ等を設ける場合に比べ、構造が簡単である。

【0071】

また、複数（上記実施形態では２つ）の定盤１２Ａ，１２Ｂが、露光時のステップ方向に関して所定間隔で配置され、すなわちスキャン方向に関しては、複数の定盤の継ぎ目が存在しないので、スキャン動作時には、定盤１２Ａ，１２Ｂの上面が単一のガイド面として（単一のガイド面を有する一枚の定盤と同様に）機能し、基板Ｐを安定してスキャン方向に駆動することができる。

【0072】

なお、上記実施形態では、定盤がステップ方向（Ｙ軸方向）に所定間隔で２つ配列されたが、これに限らず定盤は、例えば３つ以上であっても良い。この場合には、複数の定盤上それぞれにベースパッドを配置し、上記実施形態よりもＹ軸方向に長いステップボードを複数のベースパッドに渡して（すなわち、複数の定盤を跨った状態で）配置すると良い。また、上記実施形態では、ステップボードが自重キャンセル装置の装置本体に追従する構成であったが、これに限らず、ステップボードは固定であっても良い（ただし上記実施形態よりもＹ軸方向寸法を長くする必要がある）。また、複数の定盤は、スキャン方向（Ｘ軸方向）に所定間隔で配列されても良い。

【0073】

また、上記実施形態では、ベースパッドが、装置本体に追従してＹ軸方向に移動する構成であったが、これに限らず、ベースパッドを実施形態のものより大きく形成することにより、Ｙ軸方向に関して移動しないように（ただし、Ｘ軸方向には、移動可能に）構成しても良い。また、上記実施形態では、ベースパッドは、リニアモータにより駆動される構成であったが、ステップボードと同様に、ワイヤロープなどによって牽引される構成としても良い。また、ステップボードはワイヤロープに引っ張られることによって装置本体に追従する構成であったが、これに限らず、例えばリニアモータなどのアクチュエータによって駆動されても良い。さらに、上記実施形態では、自重キャンセル装置は、Ｘ粗動ステージに押圧されてＸ軸方向に移動する構成であったが、これに限らず、リニアモータなどのアクチュエータによってＸ軸方向に駆動されても良い。また、一つの定盤上に複数のベースパッドを配置しても良い。

【0074】

また、照明光は、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などの紫外光や、Ｆ₂レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光であっても良い。また、照明光としては、例えば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（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）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。また、固体レーザ（波長：３５５ｎｍ、２６６ｎｍ）などを使用しても良い。

【0075】

また、上記実施形態では、投影光学系ＰＬが、複数本の投影光学ユニットを備えたマルチレンズ方式の投影光学系である場合について説明したが、投影光学ユニットの本数はこれに限らず、１本以上あれば良い。また、マルチレンズ方式の投影光学系に限らず、例えばオフナー型の大型ミラーを用いた投影光学系などであっても良い。

【0076】

また、上記実施形態では投影光学系ＰＬとして、投影倍率が等倍のものを用いる場合について説明したが、これに限らず、投影光学系は縮小系及び拡大系のいずれでも良い。

【0077】

なお、上記実施形態においては、光透過性のマスク基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスクを用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて、透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク（可変成形マスク）、例えば、非発光型画像表示素子（空間光変調器とも呼ばれる）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）を用いる可変成形マスクを用いても良い。

【0078】

なお、上記実施形態などの本発明の露光装置は、サイズ（外径、対角線、一辺の少なくとも１つを含む）が５００ｍｍ以上の基板、例えば液晶表示素子などのフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用の大型基板を露光する露光装置に対して適用することが特に有効である。これは、基板の大型化に対応すべく本発明がなされているからである。

【0079】

なお、上記実施形態では、プレートのステップ・アンド・スキャン動作を伴う走査型露光を行う投影露光装置に適用された場合について説明したが、これに限らず、本発明は、投影光学系を用いない、プロキシミティ方式の露光装置にも適用することができる。また、本発明は、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置（いわゆるステッパ）あるいはステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用することができる。

【0080】

また、露光装置の用途としては角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置に限定されることなく、例えば半導体製造用の露光装置、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン及びＤＮＡチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。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マスク又はレチクルを製造するために、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。なお、露光対象となる物体はガラスプレートに限られるものでなく、例えばウエハ、セラミック基板、フィルム部材、あるいはマスクブランクスなど、他の物体でも良い。また、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として、例えば米国特許出願公開第２００５／０２５９２３４号明細書などに開示される、投影光学系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本発明を適用しても良い。

【0081】

また、例えば国際公開第２００１／０３５１６８号に開示されているように、干渉縞をウエハ上に形成することによって、ウエハ上にライン・アンド・スペースパターンを形成する露光装置（リソグラフィシステム）にも本発明を適用することができる。

【0082】

なお、本発明は、露光装置に限らず、例えばインクジェット式の機能性液体付与装置を備えた素子製造装置に適用しても良い。

【0083】

《デバイス製造方法》
次に、上記実施形態の露光装置１０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について説明する。上記実施形態の露光装置１０では、プレート（ガラス基板）上に所定のパターン（回路パターン、電極パターン等）を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることができる。

【0084】

〈パターン形成工程〉
まず、上述した露光装置１０を用いて、パターン像を感光性基板（レジストが塗布されたガラス基板等）に形成する、いわゆる光リソグラフィ工程が実行される。この光リソグラフィ工程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等の各工程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成される。

【0085】

〈カラーフィルタ形成工程〉
次に、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）に対応した３つのドットの組がマトリックス状に多数配列された、又はＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルタの組を複数水平走査線方向に配列したカラーフィルタを形成する。

【0086】

〈セル組み立て工程〉
次に、パターン形成工程にて得られた所定パターンを有する基板、及びカラーフィルタ形成工程にて得られたカラーフィルタ等を用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。例えば、パターン形成工程にて得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルタ形成工程にて得られたカラーフィルタとの間に液晶を注入して、液晶パネル（液晶セル）を製造する。

【0087】

〈モジュール組立工程〉
その後、組み立てられた液晶パネル（液晶セル）の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。

【0088】

この場合、パターン形成工程において、上記実施形態の露光装置を用いて高スループットかつ高精度でプレートの露光が行われるので、結果的に、液晶表示素子の生産性を向上させることができる。

【0089】

上述した本発明の実施形態は、現状における好適な実施形態であるが、リソグラフィシステムの当業者は、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、上述した実施形態に対して、多くの付加、変形、置換をすることに容易に想到するであろう。全てのこうした付加、変形、置換は、以下に記載される請求の範囲によって最も的確に明示される本発明の範囲に含まれるものである。

【産業上の利用可能性】

【0090】

以上説明したように、本発明の移動体装置は、基板を保持する基板保持部材を駆動するのに適している。また、本発明の露光装置は、エネルギビームの照射により基板を露光するのに適している。また、本発明の移動方法は、基板を移動させるのに適している。

【符号の説明】

【0091】

１０…露光装置、１２Ａ，１２Ｂ…定盤、１４Ａ〜１４Ｃ…ベースフレーム、２１…微動ステージ、２３Ｘ…Ｘ粗動ステージ、２３Ｙ…Ｙ粗動ステージ、４０…自重キャンセル装置、７１…ステップボード、７２Ａ，７２Ｂ…ベースパッド、７３…重心駆動装置、８０ａ、８０ｂ…駆動ロープ、Ｐ…プレート、ＰＨ…基板ホルダ、ＰＳＴ…基板ステージ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】