ステージ装置、露光装置及び露光方法
【課題】ステージを移動面に沿って移動させる。
【解決手段】移動面を移動するステージに対して用力を供給する用力供給装置（１５５）が、第１軸部（２３２）、第１支持部（２３４，２３５）、第２軸部（２３８）及び第２支持部（２３９）を備え、第１軸部は第１支持部により第１軸の方向及び第１軸回りに移動可能に支持され、第２軸部は第２支持部により第２軸の方向及び第２軸回りに移動可能に支持されている。このように用力供給装置を少なくとも４自由度を有する機構とすることにより、ステージが２次元面内で、第１、第２軸方向、及び各軸回りの回転方向に移動しても、用力供給装置がその移動の妨げとなることがないので、流体の供給にチューブなどの配管を用いる場合と比較して、チューブを引きずることによるステージの位置制御性の低下を完全に回避することができる。
【解決手段】移動面を移動するステージに対して用力を供給する用力供給装置（１５５）が、第１軸部（２３２）、第１支持部（２３４，２３５）、第２軸部（２３８）及び第２支持部（２３９）を備え、第１軸部は第１支持部により第１軸の方向及び第１軸回りに移動可能に支持され、第２軸部は第２支持部により第２軸の方向及び第２軸回りに移動可能に支持されている。このように用力供給装置を少なくとも４自由度を有する機構とすることにより、ステージが２次元面内で、第１、第２軸方向、及び各軸回りの回転方向に移動しても、用力供給装置がその移動の妨げとなることがないので、流体の供給にチューブなどの配管を用いる場合と比較して、チューブを引きずることによるステージの位置制御性の低下を完全に回避することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はステージ装置、露光装置及び露光方法に係り、更に詳しくは、移動面を移動するステージを有するステージ装置、該ステージ装置を備える露光装置及び前記ステージ上の基板を露光してパターンを形成する露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体素子、液晶表示素子等の製造におけるリソグラフィ工程では、半導体等の高集積化に伴い、高いスループットで微細パターンを精度良く感光物体上に形成可能なステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置（いわゆるステッパ）や、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる））などの逐次移動型の露光装置が主として用いられている。
【０００３】
この種の露光装置では、ウエハ又はガラスプレートなどの感光物体（以下、「ウエハ」と呼ぶ）を駆動する駆動装置として、定盤上にエアベアリング等により浮上支持され、２軸リニアモータによって２次元面内で駆動されるＸＹステージと、該ＸＹステージ上でウエハを保持してボイスコイルモータなどによりＺ軸方向及び傾斜方向に微小駆動されるウエハテーブルとを有する粗微動構造のウエハステージ装置が用いられていた。また、最近では、リニアモータやボイスコイルモータにより６自由度方向に駆動される単一のステージを備えたウエハステージ装置の開発も行われている。
【０００４】
しかるに、上述のウエハステージ装置では、リニアモータやボイスコイルモータに用いられる配線あるいはエアベアリングに用いられる配管（チューブ）等が、ステージに外部から接続されているため、ステージの駆動に伴って、これらの配線、配管（チューブ）等が引きずられ、これがウエハの位置制御性を低下させる要因となっていた。
【０００５】
かかる不都合を改善するためには、例えば、ステージを駆動するリニアモータをムービングマグネット型とし、かつステージを定盤上で浮上支持するための加圧気体の供給を定盤側から行うことによりステージに接続される配管・配線等をなくすことが考えられる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２０９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の定盤側からステージ側へ加圧気体を供給する構成は、スキャナのレチクルステージのように一軸方向（例えばスキャン方向）へ走査されるステージには比較的容易に採用できるが、２次元移動が不可欠なウエハステージには採用することが困難である。このため、ウエハステージ装置では、前記加圧気体供給用の配管をステージに接続しなければならず、この配管の引きずりが依然としてステージの位置制御性の低下要因になっている。勿論、レチクルステージ装置でも、レチクルステージに必然的に配管等を接続しなければならない場合には、同様に、位置制御性の低下が懸念されることになる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述した事情の下になされたものであり、第１の観点からすると、移動面を移動するステージと、前記ステージに対して用力を供給する用力供給装置とを有するステージ装置において、前記用力供給装置が、前記移動面の第１軸の方向に伸びる第１軸部と；前記第１軸部を前記第１軸の方向及び前記第１軸回りに移動可能に支持可能に支持する第１支持部と；前記第１軸と交差する第２軸の方向に伸びる第２軸部と；前記第２軸部を前記第２軸の方向及び前記第２軸回りに移動可能に支持する第２支持部と；を備えていることを特徴とする第１のステージ装置である。
【０００９】
これによれば、移動面を移動するステージに対して用力を供給する用力供給装置が、第１軸部、第１支持部、第２軸部及び第２支持部を備え、第１軸部は第１支持部により移動面内の第１軸の方向及び第１軸回りに移動可能に支持され、第２軸部は第２支持部により第１軸と交差する第２軸の方向及び第２軸回りに移動可能に支持されている。従って、ステージの移動に伴って用力供給装置に前記４自由度方向（第１軸の方向及び第１軸回りの回転方向、並びに第２軸の方向及び第２軸回りの回転方向）のいずれの方向の力が作用しても用力供給装置はその力に応じて位置・姿勢を変化させることでその力を吸収する。従って、ステージに用力供給装置を接続することで、用力の供給にチューブなどの配管を用いる場合のようにチューブの引きずりによる位置制御性の低下がなく、ステージの位置制御性を良好に確保することができる。
【００１０】
この場合において、前記用力供給装置は、前記第１軸と前記第２軸とに交差する第３軸の方向に伸びる第３軸部と；前記第３軸部を前記第３軸の方向及び前記第３軸回りに移動可能に支持する第３支持部と；を更に備えていることとすることができる。かかる場合には、ステージの移動に伴って用力供給装置にいかなる方向の力が作用しても用力供給装置はその力に応じて位置・姿勢を変化させることができるので、一層良好にステージの位置制御性を確保することができる。
【００１１】
本発明は、第２の観点からすると、移動面に移動可能に支持されたステージと；前記ステージを駆動する第１駆動装置と；前記第１駆動装置により前記ステージを駆動した際の反力により前記ステージと反対方向に移動するカウンタマスと；前記カウンタマスを介して用力を前記ステージへ供給する用力供給装置と；を備えていることを特徴とする第２のステージ装置である。
【００１２】
これによれば、移動面に移動可能に支持されたステージが第１駆動装置により駆動された際の反力により前記ステージと反対方向に移動するカウンタマスを介して、用力をステージへ供給する用力供給装置を備えているので、ステージの近くにあるカウンタマスを中継してステージへの用力の供給が行われる。このため、ステージ装置の外部からチューブ等の配管を介して用力（流体）がステージへ直接供給される場合と比べ、チューブの引きずりに伴う抵抗力を低減させることができ、これにより、ステージの位置制御性を向上させることが可能となる。
【００１３】
本発明は、第３の観点からすると、ステージ装置に載置されたマスクのパターンを基板に転写する露光装置において、前記ステージ装置として本発明の第１、第２のステージ装置のいずれかを用いることを特徴とする第１の露光装置である。
【００１４】
これによれば、本発明の第１、第２のステージ装置のいずれかがマスクを移動するステージ装置として用いられるので、マスクの位置制御性の向上が可能となり、結果的に、マスクに形成されたパターンと基板との位置合わせ（ないしは重ね合わせ）が良好となり、パターンの基板への高精度な転写が可能となる。
【００１５】
本発明は、第４の観点からすると、ステージ装置に載置された基板にパターンを転写する露光装置において、前記ステージ装置として本発明の第１、第２のステージ装置のいずれかを用いることを特徴とする第２の露光装置である。
【００１６】
これによれば、本発明の第１、第２のステージ装置のいずれかが基板を移動するステージ装置として用いられるので、基板の位置制御性の向上が可能となり、結果的に、パターンの基板への高精度な転写が可能となる。
【００１７】
本発明は、第５の観点からすると、２次元平面内に移動するステージに用力を供給する用力供給装置を備える装置で、前記ステージ上の基板を露光してパターンを形成する露光方法において、前記用力供給装置を前記２次元平面内の第１軸方向及び前記第１軸回りに移動させ、前記用力供給装置を前記第１軸と交差する第２軸方向及び前記第２軸回りに移動させることを特徴とする露光方法である。
【００１８】
これによれば、２次元平面内に移動するステージに用力を供給する用力供給装置が、４自由度方向（第１軸の方向及び第１軸回りの回転方向、並びに第２軸の方向及び第２軸回りの回転方向）に移動することで、ステージが移動しても追従できるので、ステージに用力を供給するチューブなどを接続する場合のようにチューブの引きずりによる位置制御性の低下がなく、ステージの位置制御性を良好に確保することができる。これにより露光精度を向上することが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ステージの位置制御性を良好に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施形態に係る露光装置を示す概略図である。
【図２】図１のウエハステージ装置１２を示す斜視図である。
【図３Ａ】ウエハステージを示す斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ａのウエハステージが移動体ユニットを構成する固定子と係合した状態を示す図である。
【図４】ウエハステージ装置１２を示す平面図である。
【図５】図５は、固定子ユニットＭＹと、該固定子ユニットＭＹに移動可能に係合したウエハステージＷＳＴ及びチューブキャリアＴＣとを含む構成部分のＸＺ断面図である。
【図６】ウエハステージ装置内で発生する力を模式的に示す図である。
【図７】Ｙリニアモータの内部構成を概略的に示す斜視図である。
【図８】第１の実施形態の制御系を示すブロック図である。
【図９】第１の実施形態に係る用力供給装置がウエハステージに取り付けられた状態を示す斜視図である。
【図１０】第１の実施形態に係る用力供給装置を示す斜視図である。
【図１１】第１の実施形態に係る用力供給装置の分解斜視図である。
【図１２Ａ】第１の実施形態に係る用力供給装置のＹＺ断面図である。
【図１２Ｂ】第１の円柱状部材及び円筒状部材の拡大断面図である。
【図１３】第２の実施形態に係るウエハステージ装置１２’を示す斜視図である。
【図１４Ａ】図１３のウエハステージ装置１２’からカウンタマス及び該カウンタマスに取り付けられたウエハステージを取り出して示す斜視図である。
【図１４Ｂ】図１４Ａの構成部分のＸＺ断面図である。
【図１５】ウエハテーブルを取り外した状態のウエハステージ装置１２’を示す平面図である。
【図１６】変形例に係る用力供給装置を示す斜視図である。
【図１７】図１６の用力供給装置の分解斜視図である。
【図１８】用力供給装置を一部断面した図（その１）である。
【図１９】用力供給装置を一部断面した図（その２）である。
【図２０】用力供給装置内の気体の流れを説明するための図（その１）である。
【図２１】用力供給装置内の気体の流れを説明するための図（その２）である。
【図２２】変形例に係る用力供給装置が組み込まれた状態のウエハステージ及びカウンタマスの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を図１〜図１２Ｂに基づいて説明する。
【００２２】
図１には、第１の実施形態に係る露光装置１００の概略構成が示されている。この露光装置１００は、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。
【００２３】
この露光装置１００は、光源及び照明光学系を含み、エネルギビームとしての照明光（露光光）ＩＬによりマスクとしてのレチクルＲを照明する照明系１０、レチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、投影ユニットＰＵ、物体としてのウエハＷが載置されるステージとしてのウエハステージＷＳＴを含むステージ装置としてのウエハステージ装置１２、前記レチクルステージＲＳＴ及び前記投影ユニットＰＵなどが搭載されたボディＢＤ、及びこれらの制御系等を備えている。
【００２４】
前記照明系１０は、不図示のレチクルブラインドで規定されたレチクルＲ上のスリット状の照明領域を照明光ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。ここで、照明光ＩＬとしては、一例としてＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）が用いられている。
【００２５】
前記レチクルステージＲＳＴは、後述する第２コラム３４の天板を構成するレチクルベース３６上に、その底面に設けられた不図示のエアベアリングなどによって例えば数μｍ程度のクリアランスを介して浮上支持されている。このレチクルステージＲＳＴ上には、レチクルＲが、例えば真空吸着（又は静電吸着）により固定されている。レチクルステージＲＳＴは、ここでは、リニアモータ等を含むレチクルステージ駆動部１１により、後述する投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに垂直なＸＹ平面内で２次元的に（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＸＹ平面に直交するＺ軸回りの回転方向（θｚ方向）に）微少駆動可能であるとともに、レチクルベース３６上を所定の走査方向（ここでは、図１における紙面左右方向であるＹ軸方向とする）に指定された走査速度で駆動可能となっている。なお、レチクルステージＲＳＴは、周知の粗微動構造としても良い。
【００２６】
本実施形態の場合、レチクルステージＲＳＴの駆動時（特に走査駆動時）のリニアモータの固定子に作用する反力に起因する振動の影響を極力低減するための対策が講じられている。具体的には、前述のリニアモータの固定子は、例えば特開平８−３３０２２４号公報及びこれに対応する米国特許第５，８７４，８２０号などに開示されるように、ボディＢＤとは別に設けられた不図示の支持部材（リアクションフレーム）によってそれぞれ支持され、レチクルステージＲＳＴの駆動の際にリニアモータの固定子に作用する反力は、それらのリアクションフレームを介してクリーンルームの床面Ｆに伝達される（逃がされる）ようになっている。この他、例えば、特開平８−６３２３１号公報及びこれに対応する米国特許第６，２４６，２０４号などに開示される運動量保存則を利用した反力キャンセル機構をレチクルステージＲＳＴの反力キャンセル機構として採用しても良い。本国際出願で指定した指定国（又は選択した選択国）の国内法令が許す限りにおいて、上記各米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
【００２７】
レチクルステージＲＳＴのステージ移動面内の位置は、レチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１６によって、移動鏡１５を介して、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。この場合、投影ユニットＰＵを構成する鏡筒４０の側面に固定された固定鏡１４を基準として位置計測が行われる。ここで、実際には、レチクルステージＲＳＴ上にはＹ軸方向に直交する反射面を有するＹ移動鏡とＸ軸方向に直交する反射面を有するＸ移動鏡とが設けられ、これらの移動鏡に対応してレチクルＹ干渉計とレチクルＸ干渉計とが設けられ、更に、これに対応して、Ｘ軸方向位置計測用の固定鏡と、Ｙ軸方向位置計測用の固定鏡が設けられているが、図１ではこれらが代表的に移動鏡１５、レチクル干渉計１６、固定鏡１４として示されている。
【００２８】
レチクル干渉計１６の計測値は、主制御装置２０に送られている。主制御装置２０では、レチクル干渉計１６の計測値に基づいてレチクルステージ駆動部１１を介してレチクルステージＲＳＴを駆動制御する。
【００２９】
前記投影ユニットＰＵは、レチクルステージＲＳＴの図１における下方でボディＢＤの一部に保持されている。このボディＢＤは、クリーンルームの床面Ｆ上に設置されたフレームキャスタＦＣ上に設けられた第１コラム３２と、この第１コラム３２の上に固定された第２コラム３４とを備えている。
【００３０】
前記フレームキャスタＦＣは、床面Ｆ上に水平に置かれたベースプレートＢＳと、該ベースプレートＢＳ上に固定された複数本、例えば３本（又は４本）の脚部３９（但し、図１における紙面奥側の脚部は図示省略）とを備えている。
【００３１】
前記第１コラム３２は、上記フレームキャスタＦＣを構成する複数本の脚部３９それぞれの上端に個別に固定された複数、例えば３つ（又は４つ）の第１の防振機構５６によって、ほぼ水平に支持された鏡筒定盤（メインフレーム）３８を備えている。
【００３２】
前記鏡筒定盤３８には、そのほぼ中央部に不図示の円形開口が形成され、この円形開口内に投影ユニットＰＵが上方から挿入され、その外周部に設けられたフランジＦＬＧを介して保持されている。鏡筒定盤３８の上面には、投影ユニットＰＵを取り囲む位置に、複数本、例えば３本の脚４１（但し、図１における紙面奥側の脚は図示省略）の一端（下端）が固定されている。これらの脚４１それぞれの他端（上端）面は、ほぼ同一の水平面上にあり、これらの脚４１それぞれの上端面に前述のレチクルベース３６の下面が固定されている。このようにして、複数本の脚４１によってレチクルベース３６が水平に支持されている。すなわち、レチクルベース３６とこれを支持する３本の脚４１とによって第２コラム３４が構成されている。レチクルベース３６には、その中央部に照明光ＩＬの通路となる開口３６ａが形成されている。
【００３３】
前記投影ユニットＰＵは、円筒状でその外周部の下端部近傍にフランジＦＬＧが設けられた鏡筒４０と、該鏡筒４０に保持された複数の光学素子から成る投影光学系ＰＬとによって構成されている。
【００３４】
前記投影光学系ＰＬとしては、例えばＺ軸方向の共通の光軸ＡＸを有する複数のレンズ（レンズエレメント）から成る屈折光学系が用いられている。この投影光学系ＰＬは、例えば両側テレセントリックで所定の投影倍率（例えば１／４倍又は１／５倍）を有する。このため、照明系１０からの照明光ＩＬによってレチクルＲの照明領域が照明されると、このレチクルＲ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レチクルＲの回路パターンの縮小像（回路パターンの一部の縮小像）が表面にレジスト（感光剤）が塗布されたウエハＷ上に形成される。ここで、ウエハＷは、例えば半導体（シリコンなど）又はＳＯＩ（Silicon Insulator）などの円板状の基板であり、その上にレジストが塗布されている。
【００３５】
前記ウエハステージ装置１２は、図２の斜視図に示されるように、前記ベースプレートＢＳ上に配置された複数（例えば３つ）の第２の防振機構（図示省略）によってほぼ水平に支持されたステージベース７１、該ステージベース７１の上面の上方に配置されたウエハステージＷＳＴ、該ウエハステージの＋Ｙ側に設けられたチューブキャリアＴＣ、及びこれらウエハステージＷＳＴ及びチューブキャリアＴＣを駆動するステージ駆動部などを備えている。ステージ駆動部は、図２に示される一対のＹ軸リニアモータＬＹ1、ＬＹ２を含む複数のモータを含んで構成されるが、図１では、図示の便宜上から単なるブロックにて、ステージ駆動部２７として示されている。
【００３６】
ここで、ウエハステージ装置１２について、図２〜図７に基づいて詳細に説明する。
【００３７】
前記ステージベース７１は、定盤とも呼ばれ、平面視（上方から見て）矩形状の平板から成る。このステージベース７１は、ベースプレートＢＳのＸ軸方向一側と他側の端部近傍にそれぞれ設けられたＹ軸方向に延びる凸部ＢＳａ，ＢＳｂに挟まれた領域上に配置されている。ステージベース７１の上面は平坦度が非常に高く仕上げられ、ウエハステージＷＳＴの移動の際の移動面とされている。
【００３８】
前記ウエハステージＷＳＴは、ウエハステージＷＳＴを取り出して斜視図にて示す図３Ａから分かるように、直方体状のウエハステージ本体２８と、該ウエハステージ本体２８上面に真空吸着により固定されたウエハテーブルＷＴＢとを備えている。
【００３９】
前記ウエハステージ本体２８には、＋Ｘ側の端面から−Ｘ側の端面に至る３つの断面長方形の開口２８ａ、２８ｂ、２８ｃが貫通形成されている。
【００４０】
前記開口２８ａの内側の上下の対向面には、Ｙ軸用の移動子である一対の永久磁石２２Ａ，２２Ｂがそれぞれ固定されている。
【００４１】
前記開口２８ｂ，２８ｃの内側の左右の対向面には、それぞれＸ軸用の移動子である磁極ユニット（永久磁石群）２３Ａ〜２３Ｄが固定されている。
【００４２】
更に、ウエハステージ本体２８の底面の四隅近傍には、断面略三角形状の磁極ユニット（永久磁石）２９Ａ〜２９Ｄ（ただし、紙面奥側の磁極ユニット２９Ｄは不図示）が設けられている。これら磁極ユニット２９Ａ〜２９Ｄに関しては、更に後述する。
【００４３】
前記ウエハステージ本体２８は、図２及び図３Ｂの斜視図に示されるように、Ｘ軸方向に伸びる複数の固定子（電機子コイル）と係合した状態とされている。
【００４４】
これを更に詳述すると、前記複数の固定子（電機子コイル）としては、図３Ｂ及び図４（ウエハステージ装置を示す平面図）に示されるように、Ｙ軸固定子１８７、Ｘ軸固定子６１Ａ，６１Ｂ，１６１、及びＺ軸固定子８９Ａ、８９Ｂが設けられている。これら６つの固定子それぞれの−Ｘ側の端面は、ＹＺ面にほぼ平行に配置された板状のスライダ４６に固定され、それぞれの＋Ｘ側の端面はＹＺ面にほぼ平行に配置された板状のスライダ４４に固定されている（図２、図４等参照）。すなわち、スライダ４４、４６と、上記６つの固定子とによって固定子ユニットＭＹが構成されている。
【００４５】
本実施形態では、Ｙ軸固定子１８７と一対の永久磁石２２Ａ，２２Ｂとによって、ウエハステージＷＳＴを固定子ユニットＭＹに対してＹ軸方向に微小駆動するムービングマグネット型のＹ軸ボイスコイルモータＶＹが構成されている（図５、図８、及びウエハステージ装置１２内で発生する力を模式的に示す図６の両矢印（双方向矢印）ａ１参照）。
【００４６】
また、固定子６１Ａと一対の磁極ユニット２３Ａ，２３ＢとによってウエハステージＷＳＴを固定子ユニットＭＹに対してＸ軸方向に駆動するムービングマグネット型のＸ軸リニアモータＬＸ1が構成され、固定子６１Ｂと一対の磁極ユニット２３Ｃ，２３Ｄとによって、Ｘ軸リニアモータＬＸ２が構成されている（図５、図８参照）。
【００４７】
この場合、Ｘ軸リニアモータＬＸ1，ＬＸ２それぞれの発生するローレンツ力を同一とすることにより、ウエハステージＷＳＴがこれらのＸ軸リニアモータＬＸ1，ＬＸ２によってＸ軸方向に駆動され、またＸ軸リニアモータＬＸ1，ＬＸ２それぞれの発生するローレンツ力を僅かに異ならせることにより、ウエハステージＷＳＴがこれらのＸ軸リニアモータＬＸ1，ＬＸ２によってＺ軸回りの回転方向（θｚ方向）に駆動されるようになっている（図６の両矢印ａ２参照）
【００４８】
更に、前記Ｚ軸固定子８９Ａ、８９Ｂのそれぞれには、図５に示されるように、ウエハステージ本体２８の底面に固定された前述の磁極ユニット２９Ａ，２９Ｂ、磁極ユニット２９Ｃ，２９Ｄがそれぞれ係合状態とされている。Ｚ軸固定子８９Ａ、８９Ｂのそれぞれは、ＹＺ断面逆Ｔ字状の形状を有しており、それぞれの内部には、不図示の電機子コイルが設けられている。
【００４９】
磁極ユニット２９ＡとＺ軸固定子８９ＢとによってウエハステージＷＳＴにＺ軸方向の駆動力を与えるＺ軸ボイスコイルモータＶＺ1（図５、図８参照）が構成され、同様に、磁極ユニット２９ＢとＺ軸固定子８９ＢとによってウエハステージＷＳＴにＺ軸方向の駆動力を与えるＺ軸ボイスコイルモータＶＺ2（図８参照）が構成されている。
【００５０】
同様に、磁極ユニット２９ＣとＺ軸固定子８９ＡとによってウエハステージＷＳＴにＺ軸方向の駆動力を与えるＺ軸ボイスコイルモータＶＺ3（図５、図８参照）が構成され、同様に、磁極ユニット２９ＤとＺ軸固定子８９ＡとによってウエハステージＷＳＴにＺ軸方向の駆動力を与えるＺ軸ボイスコイルモータＶＺ４（図８参照）が構成されている。
【００５１】
すなわち、Ｚ軸ボイスコイルモータＶＺ1〜ＶＺ４を適宜制御することによって、ウエハステージＷＳＴを固定子ユニットＭＹに対して、Ｚ、θｘ、θｙ方向に駆動することができるようになっている（図６の両矢印ｂ参照）。
【００５２】
ところで、ウエハステージＷＳＴの自重は、図５に示されるように、ウエハステージＷＳＴの底部に設けられた自重キャンセラ１０１の支持力によりステージベース７１の移動面７１ａ上で非接触支持されている（図６の両矢印ｃ参照）。この自重キャンセラ１０１としては、一例としてウエハステージ本体２８の底部に下向きに固定されたシリンダと、該シリンダの内部に下方から挿入されたピストンとを有し、ピストンの底面に、シリンダとピストン上端面との間に形成されたシリンダ内部の陽圧空間に連通した気体静圧軸受（スラスト軸受）が設けられた構造のものを用いることができる。この場合、ピストンの外周面とシリンダの内周面との間には、気体静圧軸受けから成るラジアル軸受を設けることが望ましい。なお、自重キャンセラ１０１として、例えばベローズ型の自重キャンセラを用いることとしても良い。
【００５３】
前記固定子１６１は、図３Ｂ及び図５に示されるように、＋Ｘ側（又は−Ｘ側）から見て矩形枠状のチューブキャリアＴＣが係合している。チューブキャリアＴＣの開口部ＴＣａの内側の＋Ｘ側及び−Ｘ側の内面には、前述の磁極ユニット２３Ａ、２３Ｂと同様の磁極ユニット１２３Ａ，１２３Ｂがそれぞれ固定されている。本実施形態では、固定子１６１と一対の磁極ユニット１２３Ａ，１２３Ｂとによって、チューブキャリアＴＣを、固定子ユニットＭＹに対してＸ軸方向に駆動するムービングマグネット型のＸ軸リニアモータＲＸ（図５、図８参照）が構成されている。なお、上記のＸ軸リニアモータＲＸとして、ムービングコイル型のリニアモータを採用することとしても良い。
【００５４】
前記チューブキャリアＴＣには、図３Ｂ及び図５に示されるように、給気管２０３、排気管２０４の一端が、コネクタＣＮをそれぞれ介して接続されている。
【００５５】
チューブキャリアＴＣとウエハステージＷＳＴ（ウエハステージ本体２８）との間には、用力供給装置１５５が設けられ、該用力供給装置１５５を介してチューブキャリアＴＣは、ウエハステージＷＳＴに接続されている。なお、用力供給装置１５５の構成等については、ウエハステージＷＳＴに対する加圧気体の供給系及びバキューム用力の供給系（真空排気系）の構成等とともに後に詳述する。
【００５６】
前記スライダ４４、４６それぞれの底面には、図４に示されるように、板状部材１８８Ａ，１８８Ｂが設けられている。これらの板状部材１８８Ａ，１８８Ｂの底面には、不図示のエアベアリングがＹ軸方向に沿って複数設けられている。これら複数のエアベアリングを介してスライダ４４、４６が、ステージベース７１の移動面７１ａに対して数μｍ程度のクリアランスを介して非接触で浮上支持されている。また、複数のエアベアリングはＹ軸方向に沿って配設されていることから、各エアベアリングの浮上力を異ならせることにより、スライダ４４，４６それぞれにＸ軸回りの回転方向（θｘ方向）の力を作用させることができ、またスライダ４４，４６それぞれの浮上力を異ならせることにより、固定子ユニットＭＹ全体をＹ軸回りの回転方向（θｙ方向）に微小駆動することが可能となっている（図６の両矢印ｇ参照）。
【００５７】
前記Ｙ軸リニアモータＬＹ1，ＬＹ２は、図４及び図２を総合するとわかるように、電機子ユニットから成るＹ軸可動子４８Ａ、４８Ｂと、磁極ユニットから成るＹ軸固定子８６，８７とから構成されている。
【００５８】
前記一方のＹ軸可動子４８Ａは、Ｙ軸リニアモータＬＹ1内部の構成を模式的に示す図７から分かるように、図中に二点鎖線で示される板状の筐体１９６と、該筐体１９６の内部にＹ軸方向に沿って所定間隔で配置されたＸ軸方向に細長い長方形状の複数の第１の電機子コイル１９０と、該複数の第１の電機子コイル１９０の＋Ｘ側に配置されＹ軸方向に細長く伸びる長方形の第２の電機子コイル１９５と、を有している。他方のＹ軸可動子４８Ｂは、Ｙ軸可動子４８ＡとＹ軸に関して対称であるが同様に構成されている。これらのＹ軸可動子４８Ａ、４８Ｂは、図２に示されるように、Ｙ軸固定子８６、８７の内部空間にそれぞれ挿入されている。
【００５９】
前記Ｙ軸固定子８６，８７は、図２に示されるように、固定子ヨーク８８Ａと永久磁石９０，９５とを備え、その下面に設けられた不図示の気体静圧軸受、例えばエアベアリングによって前述の凸部ＢＳａ，ＢＳｂの上面に対して所定のクリアランスを介して浮上支持されている。また、Ｙ軸固定子８６、８７は、不図示の気体静圧軸受、例えばエアベアリングによって、凸部ＢＳａ，ＢＳｂに対して、Ｘ軸方向及び、θｘ、θｙ、θｚの移動が制限されている（図６の両矢印ｆ参照）。また、図２では、図示が省略されているが、Ｙ軸固定子８６、８７をＹ軸方向にそれぞれ駆動するＹ軸トリムモータ９２Ａ、９２Ｂが設けられている（図８、図６の両矢印ｅ参照）。
【００６０】
他方のＹ軸固定子８７も、Ｙ軸に関して対称ではあるが、前記Ｙ軸固定子８６と同様に構成されている。
【００６１】
Ｙ軸リニアモータＬＹ1，ＬＹ２が上述したような構成となっていることから、各第１の電機子コイル１９０に電流が供給されることにより、その電流と上述の交番磁界との間の電磁相互作用により、Ｙ軸可動子４８Ａ、４８ＢをＹ軸方向に駆動するローレンツ力が発生する。また、第２の電機子コイル１９５に電流が供給されることにより、その電流と第２の永久磁石群９５によって形成された上述の磁界との間の電磁相互作用により、Ｙ軸可動子４８Ａ、４８ＢをＸ軸方向に駆動するローレンツ力が発生する。従って、本実施形態では、Ｙ軸リニアモータＬＹ1，ＬＹ２により、固定子ユニットＭＹのＹ軸方向の駆動及びＸ軸方向の微小駆動が可能であるとともに、リニアモータＬＹ1，ＬＹ２それぞれが発生するＹ軸方向の駆動力を僅かに異ならせることにより、固定子ユニットＭＹ（ひいてはウエハステージＷＳＴ）をＺ軸回りの回転方向（θｚ方向）に駆動することが可能となっている（図６の両矢印ｄ参照）。
【００６２】
これまでの説明からわかるように、本第１の実施形態では、Ｙ軸ボイスコイルモータＶＹと、Ｘ軸リニアモータＬＸ1，ＬＸ２と、Ｙ軸リニアモータＬＹ1，ＬＹ２と、Ｚ軸ボイスコイルモータＶＺ1〜ＶＺ４と、Ｙ軸トリムモータ９２Ａ，９２Ｂとにより、ウエハステージＷＳＴを駆動するウエハステージ駆動部２７が構成されている（図８参照）。このウエハステージ駆動部２７を含むウエハステージ装置１２を構成する各モータ、各エアベアリングなどの軸受などは、主制御装置２０によって制御されるようになっている（図８参照）。
【００６３】
図１に戻り前記ウエハステージＷＳＴのＸＹ面内の位置情報は、その上部（より具体的にはウエハテーブルＷＴＢの上面）に固定された移動鏡１７を介してウエハレーザ干渉計（以下、「ウエハ干渉計」という）１８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。このウエハ干渉計１８は、鏡筒定盤３８に吊り下げ状態で固定され、投影ユニットＰＵを構成する鏡筒４０の側面に固定された固定鏡５７の反射面を基準とする移動鏡１７の反射面の位置情報を、ウエハステージＷＳＴの位置情報として計測する。
【００６４】
ここで、ウエハテーブルＷＴＢ上には、実際には、図３Ａに示されるように、走査方向であるＹ軸方向に直交する反射面を有するＹ移動鏡１７Ｙと非走査方向であるＸ軸方向に直交する反射面を有するＸ移動鏡１７Ｘとが設けられ、これに対応してレーザ干渉計及び固定鏡も、Ｘ軸方向位置計測用とＹ軸方向位置計測用のものがそれぞれ設けられているが、図１ではこれらが代表的に移動鏡１７、ウエハ干渉計１８、固定鏡５７として図示されている。なお、例えば、ウエハテーブルＷＴＢの端面を鏡面加工して反射面（移動鏡１７Ｘ、１７Ｙの反射面に相当）を形成しても良い。また、Ｘ軸方向位置計測用のレーザ干渉計及びＹ軸方向位置計測用のレーザ干渉計は、ともに測長軸を複数有する多軸干渉計であり、ウエハテーブルＷＴＢのＸ、Ｙ位置の他、回転（ヨーイング（θｚ方向の回転）、ピッチング（θｘ方向の回転）、ローリング（θｙ方向の回転））も計測可能となっている。従って、以下の説明ではウエハ干渉計１８によって、ウエハテーブルＷＴＢのＸ、Ｙ、θｚ、θｙ、θｘの５自由度方向の位置が計測されるものとする。
【００６５】
ウエハステージＷＳＴの位置情報（又は速度情報）は、主制御装置２０に送られ、主制御装置２０では、ウエハステージＷＳＴの位置情報（又は速度情報）に基づいて、ウエハステージ駆動部２７を介してウエハステージＷＳＴのＸＹ面内の位置を制御する（図８参照）。
【００６６】
次に、ウエハステージＷＳＴに対する加圧気体の供給系、バキューム系及び用力供給装置１５５の構成などについて、図５及び図９〜図１２Ｂに基づいて詳細に説明する。
【００６７】
前記用力供給装置１５５の＋Ｙ端部は、図５に示されるように、チューブキャリアＴＣの−Ｙ側面に固定され、−Ｙ端部はウエハステージ本体２８の＋Ｙ側面に固定されている。
【００６８】
前記チューブキャリアＴＣの内部には、不図示の給気管路及び排気管路が形成されている。これら給気管路及び排気管路それぞれの一端には、コネクタＣＮをそれぞれ介して給気管２０３、排気管２０４の一端が接続されている。給気管２０３、排気管２０４それぞれの他端は、ウエハステージ装置１２の外部に設けられた気体供給装置２０１及び真空吸引装置２０２（図８参照）にそれぞれ接続されている。
【００６９】
前記チューブキャリアＴＣの内部に形成された給気管路及び排気管路それぞれの他端には、供給管２４１ｂ、バキューム管２４１ａそれぞれの一端が不図示のコネクタをそれぞれ介して接続されている。供給管２４１ｂ、バキューム管２４１ａそれぞれの他端は、用力供給装置１５５にそれぞれ接続されている。
【００７０】
用力供給装置１５５は、気体供給装置２０１から給気管２０３、チューブキャリアＴＣ、及び供給管２４１ｂを介して供給された流体（加圧気体）を、供給管２７０Ａを介してウエハステージＷＳＴに供給するとともに、真空吸引装置２０２から排気管２０４、チューブキャリアＴＣ、及びバキューム管２４１ａを介して供給された負圧を、バキューム管２７０Ｂを介してウエハステージＷＳＴに供給する。
【００７１】
本実施形態では、チューブキャリアＴＣによって、気体供給装置２０１からウエハステージＷＳＴに対する加圧気体（例えば加圧空気）の供給が中継され、真空吸引装置２０２で発生した負圧のウエハステージＷＳＴに対する供給が中継される。
【００７２】
これまでの説明から明らかなように、本実施形態では、チューブキャリアＴＣには、供給管及びバキューム管などのチューブが接続されているが、ウエハステージＷＳＴには外部からの配管（供給管２７０Ａ、バキューム管２７０ＢのようなウエハステージＷＳＴに一体的に固定されている配管を除く）が一切接続されないようになっている。すなわち、本実施形態のウエハステージＷＳＴはチューブレスステージとなっている。
【００７３】
図９には、ウエハステージＷＳＴを構成するウエハステージ本体２８の＋Ｙ側の面に用力供給装置１５５が取り付けられた状態が示されている。この図９に示されるように、用力供給装置１５５は、複数の円柱状の部材と複数の直方体状の部材とが組み合わされて構成されている。
【００７４】
これを更に詳述すると、用力供給装置１５５は、この用力供給装置１５５を取り出して拡大して示す図１０及び用力供給装置１５５の分解斜視図である図１１に示されるように、ウエハステージ本体２８の＋Ｙ側の端面に固定される一対の板状の固定部材２３１Ａ，２３１Ｂ及び該固定部材２３１Ａ，２３１Ｂがその長手方向の両端にそれぞれ固定されたＸ軸方向を長手方向とする第１軸部としてのＸ軸円柱状部材２３２から成る第１ユニット２５１と、前記Ｘ軸円柱状部材２３２の外周に取り付けられた円筒状部材２３４を含む第２ユニット２５２と、該第２ユニット２５２に順次連結された第３ユニット２５３と、Ｚ支持部材２３９と、を備えている。このため、第１軸部としてのＸ軸円柱状部材２３２は、ウエハステージＷＳＴのＸ方向の移動に応じて移動する移動部でもある。
【００７５】
前記第１ユニット２５１を構成するＸ軸円柱状部材２３２の表面には、図１１に示されるように、所定深さ（例えば１０μｍ程度の深さ）の表面絞り溝２３２ｐがその長手方向（Ｘ軸方向）に沿って所定間隔で複数形成されている。また、このＸ軸円柱状部材２３２の＋Ｘ側の端面には、そのＸ軸方向の中央近傍まで達する２つの丸穴２３２ｄ、２３２ｂが、それぞれ形成されている。用力供給装置１５５のＹＺ断面図である図１２Ａ及び該図１２ＡのＸ軸円柱状部材２３２及び円筒状部材２３４部分を拡大して示す図１２Ｂに示されるように、一方の丸穴２３２ｄは、その断面の中心よりもやや＋Ｚ側の位置に形成され、他方の丸穴２３２ｂは、その断面の中心よりもやや−Ｚ側の位置に形成されている。
【００７６】
また、Ｘ軸円柱状部材２３２の上面のＸ軸方向の中央部には、図１１に示されるように、Ｚ軸方向の丸穴２３２ｃが形成されている。この丸穴２３２ｃは、図１２Ｂに示されるように、丸穴２３２ｄに連通している。丸穴２３２ｄ及び丸穴２３２ｃによって、Ｌ字状の管路が形成され、この管路が第１の流体供給用管路とされている。
【００７７】
また、Ｘ軸円柱状部材２３２の下面のＸ軸方向の中央部には、図１２Ｂに示されるように、丸穴２３２ｂに連通する丸穴２３２ａが形成されている。丸穴２３２ｂ及び丸穴２３２ａによって、Ｌ字状の管路が形成され、この管路が第１のバキューム用管路とされている。なお、図１１においては、表面絞り溝２３２ｐを丸穴２３２ｃ部分にも設けることとしたが、図１２からも明らかなように丸穴２３２ｃの反対側には前述の第１のバキューム管路を形成する丸穴２３２ｂが形成されている。このため、丸穴２３２ｂ（及び丸穴２３２ｃ）及びその近傍を避けて表面絞り溝２３２ｐを設けることが好ましい。
【００７８】
前記一方の固定部材２３１Ａには、図１１に示されるように、前述の丸穴２３２ｄ及び丸穴２３２ｂそれぞれに連通するように、Ｘ軸方向を長手方向とする丸孔から成る流路２３１Ａａ，２３１Ａｂが貫通形成されている。流路２３１Ａａには、図９に示されるように、供給管２７０Ａの一端が不図示のコネクタを介して接続され、流路２３１Ａｂには、バキューム管２７０Ｂの一端が不図示のコネクタを介して接続されている。供給管２７０Ａ、バキューム管２７０Ｂそれぞれの他端はウエハステージ本体２８の一部に接続されている。前記他方の固定部材２３１Ｂは、前記一方の固定部材２３１Ａと異なり、管路が形成されていない板状の部材から構成されている。
【００７９】
前記第２ユニット２５２は、図１０に示されるように、前記円筒状部材２３４と、該円筒状部材２３４の長手方向の中央部の外側に固定された取り付け部材２３５と、該取り付け部材２３５の＋Ｙ側端面にその一端部（−Ｙ側の端部）の先端の一部が埋め込み状態で固定されたＹ軸方向に伸びる第２軸部としてのＹ軸円柱状部材２３６とを含んで構成されている。なお、第２軸部としてのＹ軸円柱状部材２３６は、ウエハステージＷＳＴのＹ方向の移動に応じて移動する移動部でもある。
【００８０】
前記円筒状部材２３４は、図１０に示されるように、前記Ｘ軸円柱状部材２３２の直径よりも僅かに大きな内径を有し、その内部にＸ軸円柱状部材２３２が挿入された状態となっている。この場合、図１２Ｂに示されるように、円筒状部材２３４の内周面とＸ軸円柱状部材２３２の内周面との間には、全周にわたって所定のクリアランスが形成されている。このため、Ｘ軸円柱状部材２３２は、円筒状部材２３４に対してＸ軸方向及びＸ軸回りの回転方向に相対移動可能な状態となっている。すなわち、Ｘ軸円柱状部材２３２をＸ軸の方向及びＸ軸回りに移動可能に支持する第１支持部が、円筒状部材２３４によって構成されている。
【００８１】
前記円筒状部材２３４には、図１２Ｂに示されるように、その内周面にＸ軸方向に所定角度間隔で複数（例えば８つ）の凹溝２３４ｃ1、２３４ｃ２、…、２３４ｃｎがそれぞれ形成されている。このうちの１つの凹溝２３４ｃ1は、図１２Ｂに示されるように、Ｘ軸円柱状部材２３２の丸穴２３２ｃに対向して位置し、その凹溝２３４ｃ1の底面の一部には、円筒状部材２３４の外面に達する丸孔２３４ｂが貫通形成されている。また、凹溝２３４ｃ1に対向する円筒状部材２３４内面の位置には、前述の丸穴２３２ａに対向して凹溝２３４ｃｎが位置し、該凹溝２３４ｃｎの底面の一部には、丸孔２３４ａが円筒状部材２３４の外面に達する孔２３４ｂが貫通形成されている。なお、この凹溝２３４ｃ1、２３４ｃ２、…、２３４ｃｎは、円筒状部材２３４の内周面ではなく、Ｘ軸円柱状部材２３２の外周面に設けても良い。更に、これらの凹溝２３４ｃ1、２３４ｃ２、…、２３４ｃｎは、必ずしもＸ軸方向に沿って設ける必要はなく、Ｘ軸円柱状部材２３２の外周面にＸ軸方向に所定の間隔で複数設けるようにしても良い。
【００８２】
前記取り付け部材２３５は、例えば図１１に示されるように、ほぼ立方体の外形を有し、その＋Ｘ側の端面から−Ｘ側の端面に至る円形の貫通孔２３５ａが形成され、該貫通孔２３５ａ内部に円筒状部材２３４が挿入され、その円筒状部材２３４のＸ軸方向の中央部の外側に取り付け部材２３５が両者間に隙間がない状態で取り付けられている。
【００８３】
取り付け部材２３５の内部には、図１２Ａに示されるように、円筒状部材２３４に形成された丸孔２３４ｂ、丸孔２３４ａのそれぞれに、それぞれの一端が連通した状態で、管路２３５ｃ、２３５ｂがそれぞれ形成されている。以下においては、便宜上、丸孔２３４ｂと管路２３５ｃとを纏めて第２の流体供給用管路と呼び、丸孔２３４ａと管路２３５ｂとを纏めて第２のバキューム用管路と呼ぶものとする。
【００８４】
取り付け部材２３５の＋Ｙ側の端面には、図１２Ａに示されるように、浅い円形凹部２３５ｄが形成され、この凹部２３５ｄにＹ軸円柱状部材２３６の−Ｙ側の先端部が嵌合した状態で、Ｙ軸円柱状部材２３６がＸ軸円柱状部材２３２に直交するように取り付け部材２３５に固定されている。なお、Ｙ軸円柱状部材２３６は必ずしもＸ軸円柱状部材２３２に直交する必要はなく交差していれば良い。
【００８５】
前記Ｙ軸円柱状部材２３６の内部には、図１２Ａに示されるように、それぞれの一端が、前述した取り付け部材２３５に形成された前述の管路２３５ｃ、２３５ｂの他端にそれぞれ連通する断面Ｌ字状の第３の流体供給用管路２３６ｂ、第３のバキューム用管路２３６ａがそれぞれ形成されている。また、Ｙ軸円柱状部材２３６の表面には、図１１に示されるように、所定深さ（例えば１０μｍ程度の深さ）の複数の表面絞り溝２３６ｐがその長手方向（Ｙ軸方向）に沿って所定間隔で形成されている。なお、Ｙ軸円柱状部材２３６の表面に形成される複数の表面絞り溝２３６ｐもＹ軸円柱状部材２３６の表面の丸穴２３６ａ（及び丸穴２３６ｂ）部分を避けて設けることが好ましい。
【００８６】
前記第３ユニット２５３は、図１０に示されるように、Ｙ軸円柱状部材２３６の＋Ｙ側端部近傍の外周側に設けられたほぼ立方体の外形を有するＹ支持部材２３７、該Ｙ支持部材２３７の下面（−Ｚ側面）にＸ軸円柱状部材２３２及びＹ軸円柱状部材２３６と直交するように固定された第３軸部としてのＺ軸円柱状部材２３８とを含んで構成されている。第３軸部としてのＺ軸円柱状部材２３８は、ウエハステージＷＳＴのＺ方向の移動に応じて移動する移動部でもある。なお、Ｚ軸円柱状部材２３８は、必ずしもＸ軸円柱状部材２３２及びＹ軸円柱状部材２３６と直交するようにＹ支持部材２３７に取り付ける必要はない。
【００８７】
前記Ｙ支持部材２３７には、その＋Ｙ側の端面から−Ｙ側の端面に至る円形の貫通孔２３７ａが形成され（図１１参照）、該貫通孔２３７ａ内部にＹ軸円柱状部材２３６が全周に渡って所定のクリアランスを介して挿入されている。このため、Ｙ軸円柱状部材２３６は、Ｙ支持部材２３７に対してＹ軸方向及びＹ軸回りの回転方向に相対移動可能な状態となっている。すなわち、Ｙ軸円柱状部材２３６をＹ軸の方向及びＹ軸回りに移動可能に支持する第２支持部が、Ｙ支持部材２３７によって構成されている。
【００８８】
Ｙ支持部材２３７の内周面には、図１２Ａに示されるように、Ｙ軸方向に伸びる複数の凹溝２３７ｂｊ（ｊ＝１〜ｎ、ｎは例えば８）が、前述した円筒状部材２３４の凹溝２３４ｃ1、２３４ｃ２、…、２３４ｃｎと同様に、所定角度間隔で形成されている（但し、図１２Ａでは、２つの凹溝２３７ｂ１、２３７ｂｎのみを図示、図１１参照）。このうちの最も−Ｚ側に位置する凹溝２３７ｂｎに連通した状態で、Ｙ支持部材２３７には、第４のバキューム用管路２３７ｃが形成されている。また、最も＋Ｚ側に位置する凹溝２３７ｂ１に連通した状態で、Ｙ支持部材２３７には、流体供給用管路２３７ｄ２が形成されている。この流体供給用管路２３７ｄ２は、流体供給用管路２３７ｄ３を介してＹ支持部材２３７の下半部に形成された流体供給用管路２３７ｄ１に連通されている。ここで、流体供給用管路２３７ｄ３は、Ｙ支持部材２３７内部の図１２Ａにおける紙面奥側半部に形成された半円弧状の管路である。以下では、流体供給用管路２３７ｄ１，２３７ｄ２及び２３７ｄ３を纏めて「第４の流体供給用管路２３７ｄ」とも呼ぶものとする。なお、複数の凹溝２３７ｂｊは、Ｙ支持部材２３７の内周面ではなく、Ｙ軸円柱状部材２３６の外周に設けても良く、また、必ずしもＹ軸方向に沿って設ける必要もない。
【００８９】
前記Ｚ軸円柱状部材２３８には、図１１に示されるように、その外周面の長手方向の中央部に所定深さ（例えば１０μｍ程度の深さ）の表面絞り溝２３８ｐが長手方向（Ｚ軸方向）に沿って所定間隔で形成されている。また、このＺ軸円柱状部材２３８は、Ｙ支持部材２３７の下端面に形成された浅い円形凹部２３７ｅ内にその上端が嵌合した状態で固定されている。このＺ軸円柱状部材２３８の内部には、図１２Ａに示されるように、前述したＹ支持部材２３７に形成された第４のバキューム用管路２３７ｃに連通した状態でＺ軸方向の第５のバキューム用管路２３８ａが貫通状態で形成されている。また、Ｚ軸円柱状部材２３８の内部には、第５のバキューム用管路２３８ａの−Ｙ側に、前記第４の流体供給用管路２３７ｄに連通した状態でＺ軸方向の第５の流体供給用管路２３８ｂが形成されている。第５のバキューム用管路２３８ａの−Ｚ側の端部には、前述のバキューム管２４１ａの一端が不図示のコネクタを介して接続され、流体供給用管路２３８ｂの−Ｚ側の端部には、前述の供給管２４１ｂの一端が不図示のコネクタを介して接続されている。
【００９０】
Ｚ軸円柱状部材２３８には、第５のバキューム用管路２３８ａのＺ軸方向ほぼ中央部から＋Ｙ方向に向かう分岐管路２３８ｃが形成されており、この分岐管路２３８ｃの先端は、Ｚ軸円柱状部材２３８の外周面の外側に開放されている（図１１参照）。Ｚ軸円柱状部材２３８には、第５の流体供給用管路２３８ｂのＺ軸方向ほぼ中央部から−Ｙ方向に向かう分岐管路２３８ｄが形成されており、この分岐管路２３８ｄの先端は、Ｚ軸円柱状部材２３８の外周面の外側に開放されている。なお、Ｚ軸円柱状部材２３８に形成される表面絞り溝２３８ｐは、分岐管路２３８ｃおよびその近傍を避けて形成することが好ましい。
【００９１】
前記Ｚ支持部材２３９は、図１０、図１２等に示されるように、概略直方体状の外形を有し、その＋Ｙ側端面２３９ｃがチューブキャリアＴＣの−Ｙ端面に固定されている（図１２Ａ参照）。
【００９２】
Ｚ支持部材２３９には、その＋Ｚ側の端面から−Ｚ側の端面に至る円形の貫通孔２３９ａが形成され（図１１参照）、該貫通孔２３９ａ内部にＺ軸円柱状部材２３８が全周に渡って所定のクリアランスを介して挿入されている。このため、Ｚ軸円柱状部材２３８は、Ｚ支持部材２３９に対してＺ軸方向及びＺ軸回りの回転方向に相対移動可能な状態となっている。すなわち、Ｚ軸円柱状部材２３８をＺ軸の方向及びＺ軸回りに移動可能に支持する第３支持部が、Ｚ支持部材２３９によって構成されている。
【００９３】
Ｚ支持部材２３９の内周面には、図１２Ａに示されるように、Ｚ軸方向に伸びる複数の凹溝２３９ｂｉ（ｉ＝１〜ｎ、ｎは例えば８）が、前述した円筒状部材２３４の凹溝２３４ｃ1、２３４ｃ２、…、２３４ｃｎと同様に、所定角度間隔で形成されている（但し、図１２Ａでは、２つの凹溝２３９ｂ１、２３９ｂｎのみを図示、図１１参照）。なお、複数の凹溝２３９ｂｉは、Ｚ支持部材２３９の内周面ではなく、Ｚ軸円柱状部材２３６の外周に設けても良く、また、必ずしもＺ軸方向に沿って設ける必要もない。
【００９４】
また、Ｘ軸円柱状部材２３２、円筒状部材２３４、Ｙ軸円柱状部材２３６及びＺ軸円柱状部材２３８の材料としてセラミックやアルミニウムを用いることができる。
【００９５】
次に、上述のようにして構成された用力供給装置１５５の作用について簡単に説明する。
【００９６】
前述の如く、気体供給装置２０１から給気管２０３を介してチューブキャリアＴＣに供給された流体（加圧気体）は、チューブキャリアＴＣ内の給気管路、供給管２４１ｂを介して、用力供給装置１５５のＺ軸円柱状部材２３８内の第５の流体供給用管路２３８ｂに供給される。次に、この第５の流体供給用管路２３８ｂ内に供給された加圧気体は、分岐管路２３８ｄを介してＺ軸円柱状部材２３８の外周面の外側にその一部が排出され、残りの大部分は、第５の流体供給用管路２３８ｂを通ってＹ支持部材２３７に形成された前述の第４の流体供給用管路２３７ｄに向かう。
【００９７】
ここで、Ｚ軸円柱状部材２３８の外周面の外側に排出された加圧気体は、Ｚ支持部材２３９内周面に形成された溝２３９ｂ１〜２３９ｂｎをそれぞれ介してＺ軸円柱状部材２３８とＺ支持部材２３９との間の隙間のＺ軸方向全体に速やかに行き渡るとともに、Ｚ軸円柱状部材２３８外周面の表面絞り溝２３８ｐの間に入り込んでＺ軸円柱状部材２３８とＺ支持部材２３９との間の隙間の周方向全域にも行き渡る。これにより、Ｚ軸円柱状部材２３８が、表面絞り溝２３８ｐに入り込んだ加圧気体の静圧（いわゆる隙間内圧力）によりＺ支持部材２３９に対して非接触で支持される。すなわち、このようにして、表面絞り溝２３８ｐの全域に、一種の気体静圧軸受けが構成されている。この場合、Ｚ軸円柱状部材２３８の表面絞り溝２３８ｐはＺ軸円柱状部材２３８の外面の全周に形成されていることから、その加圧気体の静圧は全周に渡ってほぼ均等の圧力となるので、Ｚ軸円柱状部材２３８の周方向の全体に渡って同一のクリアランスが形成される。この結果、Ｚ軸円柱状部材２３８は、Ｚ支持部材２３９に対してＺ軸方向及びＺ軸回りの回転方向の移動が許容された状態となっている。
【００９８】
一方、前記第４の流体供給用管路２３７ｄに向かって流れた加圧気体は、流体供給用管路２３７ｄ１，２３７ｄ３、２３７ｄ２を順次経由して凹溝２３７ｂ１の内部底面に形成された流体供給用管路２３７ｄ２の開口端からＹ軸円柱状部材２３６とＹ支持部材２３７との間の僅かな隙間にその一部が排出されるとともに、残りの大部分は、Ｙ軸円柱状部材２３６内に形成された第３の流体供給用管路２３６ｂを介して取り付け部材２３５内に形成された第２の流体供給用管路（２３５ｃ、２３４ｂ）に向かう。
【００９９】
ここで、Ｙ軸円柱状部材２３６とＹ支持部材２３７との間の僅かな隙間に排出された加圧気体は、Ｙ支持部材２３７内周面に形成された溝２３７ｂ１〜２３７ｂｎをそれぞれ介してＹ軸円柱状部材２３６とＹ支持部材２３７との間の隙間のＹ軸方向全体に速やかに行き渡るとともに、Ｙ軸円柱状部材２３６外周面の表面絞り溝２３６ｐの間に入り込んでＹ軸円柱状部材２３６とＹ支持部材２３７との間の隙間の周方向全域にも行き渡る。これにより、Ｙ軸円柱状部材２３６が、表面絞り溝２３６ｐに入り込んだ加圧気体の静圧（いわゆる隙間内圧力）によりＹ支持部材２３７に対して非接触で支持される。すなわち、このようにして、表面絞り溝２３６ｐの全域に、一種の気体静圧軸受けが構成されている。この場合、Ｙ軸円柱状部材２３６の表面絞り溝２３６ｐはＹ軸円柱状部材２３６の外面の全周に形成されているので、その加圧気体の静圧は全周に渡ってほぼ均等の圧力となり、これにより、Ｙ軸円柱状部材２３６の周方向の全体に渡って同一のクリアランスが形成される。この結果、Ｙ軸円柱状部材２３６は、Ｙ支持部材２３７に対してＹ軸方向及びＹ軸回りの回転方向の移動が許容された状態となっている。
【０１００】
一方、第２の流体供給用管路（２３５ｃ、２３４ｂ）に供給された加圧気体は、その第２の流体供給用管路のうち、円筒状部材２３４に形成された丸孔２３４ｂから凹溝２３４ｃ1を介して円筒状部材２３４とＸ軸円柱状部材２３２との間の僅かな隙間内にその一部が排出されるとともに、残りがＸ軸円柱状部材２３２内部に形成された第１の流体供給用管路（２３２ｃ、２３２ｄ）に供給される。
【０１０１】
ここで、円筒状部材２３４とＸ軸円柱状部材２３２との間の僅かな隙間に排出された加圧気体は、円筒状部材２３４内周面に形成された溝２３４ｃ1〜２３４ｃｎをそれぞれ介して円筒状部材２３４とＸ軸円柱状部材２３２との間の隙間のＸ軸方向全体に速やかに行き渡るとともに、Ｘ軸円柱状部材２３２外周面の表面絞り溝２３２ｐの間に入り込んでＸ軸円柱状部材２３２と円筒状部材２３４との間の隙間の周方向全域にも行き渡る。これにより、Ｘ軸円柱状部材２３２が、表面絞り溝２３２ｐに入り込んだ加圧気体の静圧（いわゆる隙間内圧力）により円筒状部材２３４に対して非接触で支持される。すなわち、このようにして、表面絞り溝２３２ｐの全域に、一種の気体静圧軸受けが構成されている。この場合、Ｘ軸円柱状部材２３２の表面絞り溝２３２ｐはＸ軸円柱状部材２３２の外面の全周に形成されているので、その加圧気体の静圧は全周に渡ってほぼ均等になり、これにより、Ｘ軸円柱状部材２３２の周方向の全体に渡って同一のクリアランスが形成される。この結果、Ｘ軸円柱状部材２３２は、円筒状部材２３４に対してＸ軸方向及びＸ軸回りの回転方向の移動が許容された状態となっている。
【０１０２】
一方、第１の流体供給用管路（２３２ｃ、２３２ｄ）に供給された加圧気体は、該第１の流体供給用管路、固定部材２３１Ａに形成された流路２３１Ａａ（図１１参照）、及び供給管２７０Ａ（図９参照）を順次介して、ウエハステージ本体２８の内部に送られる。このウエハステージ本体２８の内部に送られた加圧気体は、ウエハステージ本体２８の内部の不図示の気体供給管路を通って、ウエハステージＷＳＴの種々の機構に供給されて用いられる。本実施形態では、ウエハステージ本体２８の内部に送られた加圧気体は、例えば前述した自重キャンセラ１０１に供給されるようになっているとともに、ウエハホルダ２５に設けられたウエハＷを昇降するための不図示の上下動ピン（センタアップ）を昇降する不図示の昇降機構にも供給されるようになっている。
【０１０３】
一方、真空吸引装置２０２による真空吸引（バキューム）が開始されると、真空吸引装置２０２で発生した負圧が、排気管２０４、チューブキャリアＴＣ、バキューム管２４１ａ、用力供給装置１５５、及びバキューム管２７０Ｂを介してウエハステージ本体２８の内部のバキューム管路に供給される。
【０１０４】
このとき、ウエハステージ本体２８側からバキューム管２７０Ｂ及び固定部材２３１Ａに形成された流路２３１Ａｂ、Ｘ軸円柱状部材２３２内部の第１のバキューム用管路（２３２ｂ、２３２ａ）、円筒状部材２３４に形成された凹溝２３４ｃｎを順次介して、円筒状部材２３４及び取り付け部材２３５に形成された第２のバキューム用管路（２３４ａ、２３５ｂ）に向かう気体の流れが生じる。この気体の流れによる負圧により、Ｘ軸円柱状部材２３２と円筒状部材２３４との間の隙間に供給された加圧気体が吸引され、この吸引力により、前記加圧気体がＸ軸円柱状部材２３２の周方向の全体に速やかに行き渡るとともに、前記の隙間内には、常に一定量の加圧気体が維持されるようになっている。
【０１０５】
また、Ｙ軸円柱状部材２３６及びＹ支持部材２３７の内部には、Ｙ軸円柱状部材２３６に形成された第３のバキューム用管路２３６ａからＹ支持部材２３７に形成された凹溝２３７ｂｎを介して第４のバキューム用管路２３７ｃに向かう気体の流れが生じる。この気体の流れによる負圧により、Ｙ軸円柱状部材２３６とＹ支持部材２３７との間の隙間に供給された加圧気体が吸引され、その加圧気体がＹ軸円柱状部材２３６の周方向の全体に速やかに行き渡るとともに、前記の隙間内には、常に一定量の加圧気体が維持されるようになっている。
【０１０６】
また、Ｚ軸円柱状部材２３８に形成された第５のバキューム用管路２３８ａの内部には、バキューム管２４１ａに向かう気体の流れが生じる。この気体の流れによる負圧により、Ｚ軸円柱状部材２３８とＺ支持部材２３９との間の隙間に供給された加圧気体が分岐管路２３８ｃを介して吸引され、これによりその加圧気体がＺ軸円柱状部材２３８の周方向の全体に速やかに行き渡るとともに、前記の隙間内には、常に一定量の加圧気体が維持されるようになっている。
【０１０７】
また、バキューム管２４１ａ、チューブキャリアＴＣ、排気管２０４の内部には、真空吸引装置２０２に向かう気体の流れが生じている。
【０１０８】
本実施形態では、真空吸引装置２０２で発生した負圧による、上述したような気体の流れにより、ウエハステージＷＳＴの内部では、例えばウエハホルダ２５によるウエハＷの真空吸着、ウエハステージ本体２８によるウエハテーブルＷＴＢの真空吸着や、前述の不図示の上下動ピン（センタアップ）の先端部によるウエハの真空吸着などが行われるようになっている。
【０１０９】
また、国際公開第２００４／０５３９５３号パンフレットに記載されているように、投影光学系ＰＬとウエハＷとの間に液体（例えば純水）を供給した状態でウエハにパターンを投影する液浸型露光装置においては、ウエハＷの裏面に液体が回りこむ虞がある液体を吸引することが開示されている。このため、例えば排気管２７０Ｂに加えて新たな吸引管を設け、ウエハホルダ２５の裏面に回りこみそうな液体を真空を用いて吸引しても良い。これに加え、ウエハステージＷＳＴに液体が回りこむ虞のある部分は用力供給装置１５５を用いて適宜吸引すれば良い。なお、液体の吸引により振動などの外乱が発生し、露光精度に影響を与えそうな場合には、露光動作を行っていないとき（例えば、露光動作の終了後のウエハの交換中）に液体の吸引を行えば良い。なお、本国際出願で指定して指定国（又は選択した選択国）の国内法令が許す限りにおいて、国際公開第２００４／０５３９５３号パンフレットに対応する米国出願における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
【０１１０】
なお、用力供給装置１５５は、温調された液体をウエハステージＷＳＴに供給しても良い。具体的には、供給管２７０Ａとは独立した供給管を設け、ウエハステージ本体２８に設けられた永久磁石２２Ａ，２２Ｂ、２３Ａ〜２３Ｄ、及び２９Ａ〜２９Ｄに温調された液体を供給しても良い。これにより、渦電流による永久磁石２２Ａ，２２Ｂ、２３Ａ〜２３Ｄ、及び２９Ａ〜２９Ｄの発熱を低減することができる。また、温調された液体をウエハホルダ２５に供給することにより、ウエハホルダ２５を温調することができる。
【０１１１】
なお、供給管や排気管の数が増えた場合には、用力供給装置１５５を複数設けるようにしても良い。例えば、用力供給装置１５５を２つ設ける場合には左右対称もしくは上下対称に設ければ良い。
【０１１２】
露光動作の間、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴのステップ移動方向と同一方向に、チューブキャリアＴＣをＸ軸リニアモータＲＸを介して駆動し、チューブキャリアＴＣをウエハステージＷＳＴにラフに追従させる。このとき、本実施形態では、主制御装置２０は、Ｘ軸リニアモータＲＸにチューブキャリアＴＣが等速移動するような駆動力を作用させることとしている。本実施形態においては、チューブキャリアＴＣがウエハステージＷＳＴに対してＸ、Ｙのそれぞれの方向に精度良く追従しなくても、円筒状部材２３４がＸ軸円柱状部材２３２を移動可能に支持するとともに、Ｙ支持部材２３７がＹ軸円柱状部材２３６を移動可能に支持している。このため、ウエハステージＷＳＴに用力供給装置１５５からの力が加わることはない。同様に、ウエハステージＷＳＴがＺ方向に駆動した場合でも、Ｚ支持部材２３９がＺ軸円柱状部材２３８を移動可能に支持しているので、ウエハステージＷＳＴに用力供給装置１５５からの力（例えばテンション）が加わることはない。
【０１１３】
以上詳細に説明したように、本実施形態に係るウエハステージ装置１２によると、ステージベース７１の上面７１ａ上を移動するウエハステージＷＳＴに接続され、該ウエハステージＷＳＴに対して加圧気体（流体）や真空を供給する用力供給装置１５５が、Ｘ軸円柱状部材２３２（第１軸部）、円筒状部材２３４（第１支持部）、Ｙ軸円柱状部材２３６（第２軸部）、Ｙ支持部材２３７（第２支持部）、Ｚ軸円柱状部材２３８（第３軸部）及びＺ支持部材２３９（第３支持部）を含んで構成され、Ｘ軸円柱状部材２３２は円筒状部材２３４によりＸ軸方向及びＸ軸回りに移動可能に支持され、Ｙ軸円柱状部材２３６はＹ支持部材２３７によりＹ軸方向及びＹ軸回りに移動可能に支持され、Ｚ軸円柱状部材２３８はＺ支持部材２３８によりＺ軸方向及びＺ軸回りに移動可能に支持されている。従って、ウエハステージＷＳＴの移動に伴って用力供給装置１５５に６自由度方向のいずれの方向の力が作用しても用力供給装置１５５はその力に応じて位置・姿勢を変化させることでその力を吸収するので、用力供給装置１５５がステージの移動を妨げることがない。従って、流体の供給にチューブなどの配管を用いる場合のようにチューブの引きずりによる位置制御性の低下がなく、ウエハステージＷＳＴの位置制御性を良好に確保することができる。
【０１１４】
また、Ｘ軸円柱状部材２３２と円筒状部材２３４との間、Ｙ軸円柱状部材２３６とＹ支持部材２３７との間、Ｚ軸円柱状部材２３８とＺ支持部材２３９との間のそれぞれには、第１、第２、第３の気体静圧軸受が設けられているので、Ｘ軸円柱状部材２３２と円筒状部材２３４との間、Ｙ軸円柱状部材２３６とＹ支持部材２３７との間、Ｚ軸円柱状部材２３８とＺ支持部材２３９との間のそれぞれを非接触の構成にすることができ、これにより、ウエハステージＷＳＴの移動に伴って６自由度方向のいずれの方向の力が作用しても用力供給装置１５５は抵抗力を発生することなく、その位置・姿勢を変化させる。従って、用力供給装置１５５起因のウエハステージの位置制御性の低下をほぼ完全に回避することができる。
【０１１５】
また、本実施形態では、用力供給装置１５５は、Ｘ軸方向に沿って等速運動するチューブキャリアＴＣに設けられているので、チューブキャリアＴＣを、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向の移動にラフに追従させることにより、用力供給装置１５５のＸ軸方向の移動許容範囲を小さく設計することができ結果的にウエハステージ装置１２の小型化及びその小型化によるリニアモータの発熱量の低減を図ることが可能となる。
【０１１６】
また、本実施形態の露光装置１００によると、上述したウエハステージ装置１２が基板としてのウエハＷを移動するステージ装置として用いられているので、ウエハＷ上の複数のショット領域にレチクルＲのパターンを転写するステップ・アンド・スキャン方式の露光動作の際のウエハＷ（ウエハステージＷＳＴ）の位置制御性の向上が可能となり、結果的に、レチクルＲのパターンのウエハＷへの高精度な転写が可能となる。
【０１１７】
なお、上記実施形態では、チューブキャリアＴＣを等速運動させる場合について説明したが、チューブキャリアＴＣに反射面を設け、チューブキャリアの位置を干渉計やエンコーダなどを用いて計測し、該計測結果に基づいて、ウエハステージＷＳＴに追従するようにチューブキャリアＴＣを駆動することとしても良い。
【０１１８】
なお、上述の実施形態においては、Ｚ軸円柱状部材２３８に対してＹ軸円柱状部材２３６を取り付けたが、Ｚ軸円柱状部材２３８に対して円筒状部材２３４、Ｘ軸円柱状部材２３２を取り付けても良い。
【０１１９】
また、上述の実施形態においては、Ｘ軸円柱状部材２３２を移動部としたが、円筒状部材２３４を移動部とする構成にしても良い。同様に、Ｙ軸円柱状部材２３６およびＺ軸円柱状部材２３８を移動部としたが、Ｙ軸円柱状部材２３６及びＺ軸円柱状部材２３８のそれぞれを包囲する部材を移動部とする構成にしても良い。
【０１２０】
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態を図１３〜図１５に基づいて説明する。ここで、前述した第１の実施形態と同一若しくは同等の部分については、同一の符号を用いるとともにその説明を簡略にし、若しくは省略するものとする。この第２の実施形態の露光装置は、ウエハステージ装置（ステージ装置）の構成が一部異なるのみで、その他の部分の構成は前述した第１の実施形態の露光装置１００と同様になっている。
【０１２１】
図１３には、本第２の実施形態に係るウエハステージ装置１２’の構成が斜視図にて示されている。この図１３と図２とを比べると、本第２の実施形態のウエハステージ装置１２’は、Ｙ軸リニアモータＬＹ1，ＬＹ２によってＹ軸方向に駆動される部分が、第１の実施形態に係るウエハステージ装置１２と相違していることがわかる。すなわち、ウエハステージ装置１２’では、前述した固定子ユニットＭＹに代えて、移動体ユニットＭＹ’が設けられ、固定子ユニットＭＹに取り付けられたチューブキャリアＴＣに代えて、ウエハステージＷＳＴがその内部に組み込まれたカウンタマス３０が設けられている。以下では重複説明を避ける観点から、これらの相違点を中心として説明する。なお、本実施形態のウエハステージ装置１２’の基本構成は先に出願された特願２００４−１１６０４３号の明細書にも記載されている。
【０１２２】
図１４Ａには、ウエハステージ装置１２’からカウンタマス３０及び該カウンタマスに取り付けられたウエハステージＷＳＴが取り出され斜視図にて示され、図１４Ｂには、図１４ＡのＸ−Ｚ断面図が示されている。また、図１５には、ウエハステージＷＳＴからウエハテーブルＷＴＢを取り外した状態のウエハステージ装置１２’の平面図が示されている。
【０１２３】
前記カウンタマス３０は、図１５から分かるように、その上面の中央部に矩形の開口が形成され、四方の側壁、特にＹ軸方向の両側の側壁の肉厚が厚い箱のような形状を有している。このカウンタマス３０の内部空間にウエハステージ本体２８が収容された状態でウエハステージＷＳＴがカウンタマス３０に対して相対移動可能に取り付けられている（図１４Ｂ参照）。
【０１２４】
カウンタマス３０の＋Ｘ側の側壁に形成された開口３０ａ及びこれに対向する−Ｙ側の側壁の開口には、前述のＹ軸固定子８０と同様の構成の電機子ユニットから成るＹ軸固定子４８０の長手方向の一端と他端がそれぞれ挿入され、固定されている。Ｙ軸固定子４８０は前述のＹ軸固定子８０と同様に、ウエハステージ本体２８に設けられた一対の永久磁石２２Ａ，２２Ｂ相互間の空間に挿入されており、Ｙ軸固定子４８０と一対の永久磁石２２Ａ，２２ＢとによりウエハステージＷＳＴをＹ軸方向に沿って微小駆動するリニアモータを構成している。
【０１２５】
また、カウンタマス３０に形成された開口３０ｂ及び３０ｃには、前述のＸ軸固定子６１Ａ、６１Ｂと同様の構成の電機子ユニットから成るＸ軸固定子４６１Ａ，４６１Ｂの長手方向の一端と他端がそれぞれ挿入され、固定されている（図１４Ａ参照）。Ｘ軸固定子４６１Ａ，４６１Ｂのそれぞれは、前述のＹ軸固定子６１Ａ、６１Ｂと同様に、ウエハステージ本体２８に設けられた磁極ユニット２３Ａ、２３Ｂ相互間の空間、磁極ユニット２３Ｃ，２３Ｄ相互間の空間に、それぞれ挿入されている。すなわち、Ｘ軸固定子４６１Ａ，４６１Ｂと磁極ユニット２３Ａ〜２３Ｄとにより、ウエハステージＷＳＴをＸ軸方向に沿って駆動する一対のリニアモータを構成している。
【０１２６】
前記カウンタマス３０に形成された開口３０ｄ，３０ｅそれぞれの内部には、図１４Ａに示されるように、Ｘ軸方向に伸びる各一対の磁極ユニット（永久磁石群）から成るＸ軸可動子２４Ａ、２４Ｂが、それぞれ設けられている。Ｘ軸可動子２４Ａ、２４Ｂそれぞれの内部空間には、後述するように移動体ユニットＭＹ’を構成するＸ軸方向に伸びる電機子ユニットから成るＸ軸固定子（電機子コイル）２６Ａ、２６Ｂがそれぞれ挿入されている。Ｘ軸可動子２４Ａ，２４ＢとＸ軸固定子２６Ａ，２６ＢとによりカウンタマスをＸ軸方向に沿って駆動するリニアモータ（第２駆動装置）を構成している。
【０１２７】
前記移動体ユニットＭＹ’は、図１５に示されるように、前述したＸ軸固定子２６Ａ，２６Ｂと、該Ｘ軸固定子２６Ａ，２６ＢのそれぞれからＹ軸方向に関して等距離の位置でかつカウンタマス３０の下方に配置され、ＸＹ面に平行にかつＸ軸方向に伸びる第１の板状部材１８４と、該第１の板状部材１８４のＹ軸方向一側と他側にそれぞれ配置されたＸ軸方向を長手方向とするＺ軸固定子８９Ａ，８９Ｂと、Ｘ軸固定子２６Ｂの＋Ｙ側に配置されＸ軸方向を長手方向とする第２の板状部材１８６と、これらＸ軸固定子２６Ａ，２６Ｂ、第１の板状部材１８４、Ｚ軸固定子８９Ａ，８９Ｂ、及び第２の板状部材１８６それぞれの長手方向一端（＋Ｘ側端）及び他端（−Ｘ側端）に固定されたスライダ４４，４６と、を備えている。スライダ４４，４６によって、Ｘ軸固定子２６Ａ，２６Ｂ、第１の板状部材１８４、電機子ユニット８９Ａ，８９Ｂ、及び第２の板状部材１８６が所定の位置関係に維持されている。
【０１２８】
前記第１の板状部材１８４は、その上面（＋Ｚ側面）が平坦に加工され、図１５に示されるように、カウンタマス３０の底面の下方に配置されている。一方、カウンタマス３０の底面のＹ軸方向中央部には、不図示の複数の気体静圧軸受（例えばエアベアリング）がその底面にＸ軸方向に沿って所定間隔で設けられた部材８３が固定されている。カウンタマス３０は、これら複数のエアベアリングから第１の板状部材１８７に対して吹き付けられる加圧気体の静圧により、移動体ユニットＭＹ’の各部に対して非接触で支持されている。
【０１２９】
前記ウエハステージＷＳＴ（ウエハステージ本体２８）の底面には、図１４Ｂに示されるように自重キャンセラ１０１が設けられている。図１４Ｂに示されているように、カウンタマス３０のうち自重キャンセラ１０１と対向する面がウエハステージＷＳＴの移動面となっている。カウンタマス３０がウエハステージＷＳＴの移動面を有しているのでステージベース７１を安価に作成することができる。
【０１３０】
カウンタマス３０とウエハステージ本体２８との間には、図１５に示されるように、第１の実施形態と同様の構成の用力供給装置１５５が設けられている。この用力供給装置１５５は、カウンタマス３０に接続された供給管２０３を介してウエハステージ装置外部に設けられた不図示の気体供給装置から供給される加圧気体や、カウンタマス３０に接続されたバキューム管２０４を介してウエハステージ装置外部に設けられた不図示の真空吸引装置で発生した負圧をウエハステージＷＳＴに供給する際の中継機構として用いられる。
【０１３１】
ウエハステージ装置１２’のその他の構成は、前述した第１の実施形態のウエハステージ装置１２と同様になっている。従って、移動体ユニットＭＹとＹ軸リニアモータＬＹ1，ＬＹ２と定盤７１とフレームキャスタＦＣとの間には、第１の実施形態と同様の力が作用するようになっている。
【０１３２】
上述のようにして構成された本第２の実施形態の露光装置では、前述した第１の実施形態と同様の動作が行われる。但し、本第２の実施形態では、カウンタマス３０を備えていることから、ウエハステージＷＳＴがＸ軸方向の一方向（＋Ｘ方向（又は−Ｘ方向））に駆動されると、その反力を受けて、カウンタマス３０がそれとは逆の方向（−Ｘ方向（又は＋Ｘ方向））に駆動される。また、主制御装置２０は、カウンタマス３０の移動ストロークを小さくするために第２駆動装置を構成するＸ軸可動子２４Ａ，２４ＢとＸ軸固定子２６Ａ，２６Ｂとによりカウンタマス３０に対してウエハステージＷＳＴと同じ方向に駆動するように初速を与えている。
【０１３３】
なお、ウエハステージ装置１２’のウエハステージＷＳＴで用いられるウエハホルダ２５のバキュームや自重キャンセラ１０１への加圧気体の供給、ウエハ昇降用のセンタアップの昇降に用いられる加圧気体の供給は、カウンタマス３０及びカウンタマス３０とウエハステージ本体２８との間に設けられた用力供給装置１５５を介して行われる。この場合、第１の実施形態で説明した円筒状部材２３４がウエハステージ本体２８とカウンタマス３０とのＸ方向に沿った相対移動量に応じてＸ軸円柱状部材２３２をＸ方向に沿って移動可能に支持すれば良い。同様に、ウエハステージ本体２８のＹ方向、Ｚ方向の移動に応じて、Ｙ支持部材２３７とＺ支持部材２３９のそれぞれがＹ軸円柱状部材２３６とＺ軸円柱状部材２３８を移動可能に支持している。
【０１３４】
以上説明したように、本第２の実施形態に係るウエハステージ装置１２’によると、ステージベース７１の上面７１ａ上を移動するウエハステージＷＳＴに接続された前述の用力供給装置１５５を備え、この用力供給装置１５５がカウンタマス３０に設けられているので、前述した第１の実施形態と同様に用力供給装置１５５起因のウエハステージの位置制御性の低下をほぼ完全に回避することができる。また、本第２の実施形態では、用力供給装置１５５は、ウエハステージＷＳＴがＸ軸方向に駆動された際の反力により該ステージと反対方向に移動するカウンタマス３０を介して、流体（加圧気体）をウエハステージＷＳＴへ供給する、すなわちウエハステージＷＳＴの近くにあるカウンタマス３０を中継してウエハステージＷＳＴへの流体供給を行うので、ステージ装置の外部からチューブ等の配管を介して流体がウエハステージへ直接供給される場合と比べ、チューブの引きずりに伴う抵抗力を低減させることができ、これにより、ウエハステージＷＳＴの位置制御性を向上させることが可能となる。
【０１３５】
また、本第２の実施形態の露光装置によると、上述したウエハステージ装置１２’が基板としてのウエハＷを移動するステージ装置として用いられているので、ウエハＷ上の複数のショット領域にレチクルＲのパターンを転写するステップ・アンド・スキャン方式の露光動作の際のウエハＷ（ウエハステージＷＳＴ）の位置制御性の向上が可能となり、結果的に、レチクルＲのパターンのウエハＷへの高精度な転写が可能となる。
【０１３６】
なお、上記第２の実施形態では、カウンタマス３０としてウエハステージＷＳＴを取り囲む状態とされる、いわゆる「ローカルカウンタマス」を採用した場合について説明したが、本発明がこれに限られるものではなく、ウエハステージＷＳＴの駆動による反力によりウエハステージＷＳＴと反対方向に移動するのであれば、その構成は問わない。
【０１３７】
《変形例》
次に、用力供給装置の変形例について図１６〜図２２に基づいて説明する。
【０１３８】
図１６には、本変形例の用力供給装置１５５’の斜視図が示され、図１７には、用力供給装置１５５’の分解斜視図が示されている。また、図１８には、用力供給装置１５５’のＹ軸方向のほぼ中央におけるＸＺ断面で断面した斜視図が示され、図１９には、用力供給装置１５５’のＸ軸方向のほぼ中央におけるＹＺ断面で断面した斜視図が示されている。また、図２０、図２１には、用力供給装置１５５’内の気体の流れを説明するための図がそれぞれ示されている。このうち、図２０は、用力供給装置１５５’を図１８と同一のＸＺ断面に沿って断面した断面図に相当し、図２１は、用力供給装置１５５’を図１９と同一のＹＺ断面に沿って断面した断面図に相当する。
【０１３９】
用力供給装置１５５’は、図１７に示される第１軸部としての第１部材１０３、第２部材１０５、第３部材１０７及び第４部材１１１の４つの部材の組み合わせによって構成されている。この用力供給装置１５５’は、前述した第２の実施形態と同様、カウンタマス３０を有するステージ装置に組み込まれる（図２２参照）。なお、図１７は、用力供給装置１５５’として組み立てられた状態（図１６の状態）の第１〜第４部材のそれぞれを取り出して示すもので、実際には、第３部材１０７、第４部材１１１は、他の部材の組み付けが可能となるように、それぞれ複数の部品から構成されていることは言うまでもない。
【０１４０】
前記第１部材１０３は、図１７に示されるように、Ｘ軸方向を長手方向とする円柱状の部材から成り、その長手方向の両端部を除く中央部分の外周面には、所定深さ（例えば、１０μｍ程度）の複数の表面絞り溝１０３ｂが所定間隔で形成されている。この第１部材１０３の＋Ｘ側端部には、コネクタ部１０３ａが設けられ、−Ｘ側端部には、コネクタ部１０３ａと同様のコネクタ部１０３ｃが設けられている（図１７では不図示、図１８参照）。コネクタ部１０３ａには、不図示の給気管の一端が接続され、この給気管の他端には前述した気体供給装置２０１（図８参照）が接続されている。コネクタ部１０３ｃには、不図示のバキューム管の一端が接続され、このバキューム管の他端は、前述した真空吸引装置２０２に接続されている。
【０１４１】
第１部材１０３の内部には、図１８に示されるように、コネクタ部１０３ａの端面からＸ軸方向中央より僅かに−Ｘ側の部分に達する給気管路２１１ａ、コネクタ部１０３ｃの端面からＸ軸方向中央より僅かに＋Ｘ側の部分に達するバキューム管路２１１ｃが、それぞれ形成されている。
【０１４２】
前記給気管路２１１ａの＋Ｘ側の端部は、他の部分より幾分小径に形成されている。この給気管路２１１ａの−Ｘ側の端部近傍には、図２０及び図２１に示されるように、第１部材１０３の外周面まで達する７本の分岐管路２１１ｂ１〜２１１ｂ７が放射方向に形成されている。これらの分岐管路２１１ｂ１〜２１１ｂ７のそれぞれは、外周側の端部が他の部分に比べて小径に形成されている。
【０１４３】
前記バキューム管路２１１ｃの＋Ｘ側端部近傍からは、図２１に示されるように、１本の分岐管路２１１ｄが下側（−Ｚ側）に分岐し、かつ第１部材１０３の外部まで連通した状態で形成されている。
【０１４４】
前記第２部材１０５は、図１７に示されるように、概略直方体状の形状を有する第１支持部１０４ａと、該第１支持部１０４ａの上下面（±Ｚ側面）にそれぞれＺ軸方向に一体的に突設された一対の第２軸部１０４ｂ，１０４ｃとを有する。
【０１４５】
前記第１支持部１０４ａには、＋Ｘ側の端面から−Ｘ側の端面まで達する円形の貫通孔１０５ａが形成され、この貫通孔１０５ａの内部に第１部材１０３が挿入されるようになっている。第１支持部１０４ａの貫通孔１０５ａの内周面には、図１７、図２０及び図２１に示されるように、第１部材１０３に形成された７本の分岐管路２１１ｂ１〜２１１ｂ７に対応して、７本の溝部１０５ｂ１〜１０５ｂ７が形成されている。また、第１支持部１０４ａの貫通孔１０５ａの内周面には、第１部材１０３に形成されたバキューム管路２１１ｃ側の分岐管路２１１ｄに対応して、１本の溝部１０５ｃが形成されている。
【０１４６】
前記一方の（＋Ｚ側に位置する）第２軸部１０４ｂには、図１７に示されるように、表面絞り溝１１４ａが形成されている。この表面絞り溝１１４ａは、第２軸部１０４ｂの外周面に沿って形成された１本の第１の溝と、該第１の溝に連通する状態で第２軸部１０４ｂの外周面に沿って所定間隔で形成されＺ軸方向に延びる複数本の第２の溝とから構成されている。前記他方の（−Ｚ側に位置する）第２軸部１０４ｃも第２軸部１０４ｂと上下対称ではあるが、同様に構成されおり、その外周面には表面絞り溝１１４ｂが形成されている。
【０１４７】
この第２部材１０５の内部には、図２０及び図２１に示されるように、第２軸部１０４ａの上端面（＋Ｚ端面）の中央部から溝部１０５ｂ１に連通する貫通孔１０５ｄが形成されている。この貫通孔の１０５ｄの溝部１０５ｂ１に連通する下端部近傍部分は他の部分に比べて径が小さく形成されている。
【０１４８】
また、第２部材１０５には、第２軸部１０４ｂの下端面（−Ｚ端面）の中央部から開口１０５ａまで貫通した状態で貫通孔１０５ｅが形成されている。この貫通孔１０５ｅは、その上端部近傍で径が小さく設定されており、溝部１０５ｃに連通した状態となっている。
【０１４９】
前記第３部材１０７は、図１７に示されるように、＋Ｘ側の面から−Ｘ側の面まで貫通する矩形（ほぼ正方形）の開口１０７ａが形成された直方体状の外形を有する第２支持部１０８ａと、該第２支持部１０８ａのＸ軸方向の両側面（±Ｘ側面）にそれぞれＸ軸方向に一体的に突設された一対の第３軸部１０８ｂ，１０８ｃとを有している。第３軸部１０８ｂ，１０８ｃの外周面には、表面絞り溝１０９ａ，１０９ｂがそれぞれ形成されている。
【０１５０】
前記第２支持部１０８ａには、図２０及び図２１に示されるように、前述の開口１０７ａの上壁面に上下方向を軸方向とする円形開口１０７ｂが形成されるとともに、該円形開口１０７ｂ上端に連通する中空部が第２支持部１０８ａの内部に形成されている。本変形例では、円形開口１０７ｂ内に前述の第２軸部１０４ｂが下方から挿入され、この挿入状態では、第２軸部１０４ｂと円形開口１０７ｂの内周面との間に、所定のクリアランスが形成されるようになっている。また、この第２軸部１０４ｂが円形開口１０７ｂ内に挿入された図２０、図２１等の状態で、第２支持部１０８ａの内部の第２軸部１０４ｂの上側に気体室となる空間８０が形成されている。以下では、この空間８０を気体室８０とも呼ぶ。
【０１５１】
また、第２支持部１０８ａには、図２０及び図２１に示されるように、前述の開口１０７ａの下側壁面に上下方向を軸方向とする円形開口１０７ｃが形成されるとともに、該円形開口１０７ｃ下端に連通する中空部が第２支持部１０８ａの内部に形成されている。本変形例では、円形開口１０７ｃ内に前述の第２軸部１０４ｃが上方から挿入され、この挿入状態では、第２軸部１０４ｃと円形開口１０７ｃの内周面との間に、所定のクリアランスが形成されるようになっている。また、この第２軸部１０４ｃが円形開口１０７ｃ内に挿入された図２０、図２１等の状態で、第２支持部１０８ａの内部の第２軸部１０４ｃの下側に真空室となる空間８１が形成されている。以下では、この空間８０を真空室８１とも呼ぶ。
【０１５２】
図２１に示されるように、前記第３部材１０７の一方の第３軸部１０８ｂの内部には、通気路１０７ｆ、１０７ｈが上下に所定距離隔ててそれぞれ形成され、他方の第３軸部１０８ｃの内部には、通気路１０７ｇ、１０７ｉが上下に所定距離隔ててそれぞれ形成されている。前記通気路１０７ｆ、１０７ｇのそれぞれは、Ｚ軸方向に延びる通気管路１０７ｊ，１０７ｋをそれぞれ介して気体室８０に連通されている。また、前記通気路１０７ｈ、１０７ｉのそれぞれは、Ｚ軸方向に延びる通気管路１０７ｎ、１０７ｏをそれぞれ介してバキューム室８１に連通されている。また、第３軸部１０８ｂには、通気路１０７ｆと第３軸部１０８ｂの外周面の外部とを連通する通気管路１０７ｌ、及び通気路１０７ｈと第３軸部１０８ｃの外周面の外部とを連通する通気管路１０７ｐが形成されている。また、第３軸部１０８ｃには、通気路１０７ｇと第３軸部１０８ｃの外周面の外部とを連通する通気管路１０７ｍ、及び通気路１０７ｉと第３軸部１０８ｃの外周面の外部とを連通する通気管路１０７ｑが形成されている。
【０１５３】
前記第４部材１１１は、図１７に示されるように、上下が開口した平面視（上方から見て）矩形枠状の筒状部材から成り、そのＸ軸方向両側の壁には、第１の径の円形開口１１１ｂ，１１１ｃがそれぞれ形成され、Ｙ軸方向両側の壁には、第２の径（＞第１の径）の円形開口１１１ｄ，１１１ｅが形成されている。
【０１５４】
前記円形開口１１１ｄ，１１１ｅには、図２１から分かるように、前述した第３部材１０７の第３軸部１０８ｂ、１０８ｃがそれぞれ挿入されるようになっている。一方、残りの２つの円形開口１１１ｂ，１１１ｃには、図２０に示されるように、第１部材１０３が所定の隙間をあけて挿入される。
【０１５５】
第４部材１１１の円形開口１１１ｅの内壁面の下側には、図１７及び図２１に示されるように、前述の通気管路１０７ｑに対向する位置に上下に連通するバキューム管路１１１ｆが形成されている。また、第４部材１１１の円形開口１１１ｄの内壁面の下側には、図２１に示されるように、前述の通気管路１０７ｐに対向する位置に凹部１１１ｇが形成されている。これらの凹部１１１ｇとバキューム管路１１１ｆは、第４部材１１１内部に形成された通気管路１１１ｈ（図２０参照）を介して連通状態とされている。バキューム管路１１１ｆには、図１７に示されるように、第４部材の下面側に設けられたコネクタ１１５が接続されている。
【０１５６】
また、第４部材１１１の円形開口１１１ｅの内壁面の下側には、図１７及び図２１に示されるように、前述の通気管路１０７ｍに対向する位置に上下に連通する給気管路１１１ｉが形成され、この給気管路１１１ｉに第４部材１１１の上面側に設けられたコネクタ１１６が接続されている。
【０１５７】
以上のような構成を有する用力供給装置１５５’は、図２２に示されるようにカウンタマス３０のＸ軸方向の一側と他側の側壁に第１部材１０３の長手方向の一端部と他端部が接続され、ウエハステージ本体２８の底部に、第３部材の上端部が接続された状態で、カウンタマス３０及びウエハステージＷＳＴに取り付けられる。そして、この取り付け後の状態では、前述したコネクタ１１５が不図示のバキューム用の配管を介してウエハステージＷＳＴ上に設けられたウエハホルダ２５を構成する真空チャックに接続され、前述したコネクタ１１６が、不図示の配管を介してウエハステージ本体２８の内部の不図示の気体供給管路に接続される。
【０１５８】
次に、上述のように構成された用力供給装置１５５’の作用について、図２０，図２１に基づいて説明する。なお、図２０、図２１において、白抜き矢印は、加圧気体の供給による気体の流れを示し、黒矢印は真空吸引（バキューム）により生じる気体の流れを示している。
【０１５９】
気体供給装置２０１から、不図示の供給管及びカウンタマス３０に接続されたコネクタ部１０３ａを介して第１部材１０３の内部の給気管路２１１ａ内に図２０中の矢印Ａで示されるように加圧気体が供給されると、その加圧気体は、分岐管路２１１ｂ１内を矢印Ｂ方向に流れる（上昇する）とともに、その他の分岐管路２１１ｂ２〜２１１ｂ７内についても図２１に示されるように、第１部材１０３の外周面の外部に向かって矢印Ｂ方向に流れる。そして、分岐管路２１１ｂ１内を流れる加圧気体は、大部分が図２０に示されるように、貫通孔１０５ｄを矢印Ｄ方向に流れ、前述の気体室８０に供給されるとともに、残部が図２０に示されるように、第２部材１０５に形成された溝部１０５ｂ１内を矢印Ｃ方向に流れ、その加圧気体が溝部１０５ｂ１と第１部材１０３とにより形成される空間内に充
填される。また、溝部１０５ｂ2〜１０５７内にも矢印Ｃと同一方向に加圧気体が流れ、溝部１０５ｂ２〜１０５ｂ７と第１部材１０３とにより形成される空間内に加圧気体が充填される。そして、この加圧気体は、第１部材１０３の表面に形成された表面絞り溝１０３ｂ内にも流れるようになっている。この場合、前述の第１の実施形態と同様に、表面絞り溝１０３ｂと第２部材１０５との間の隙間の加圧気体の静圧により第１部材１０３が、第２部材１０５の第１支持部１０４ａに対して非接触で支持される。すなわち、このようにして、表面絞り溝１０３ｂの全域に、一種の気体静圧軸受けが構成されている。この結果、第１部材１０３は、第１支持部１０４ａに対してＸ軸方向の移動及びＸ軸回りの回転が許容された状態となっている。
【０１６０】
一方、前記気体室８０内部には、前述の如くして供給された加圧気体が充填され、その充填された加圧気体の一部は、図２０に示されるように、第３部材１０７（第２支持部１０８ａ）に形成された開口１０７ｂと第２部材１０５の第２軸部１０４ｂとの間の微小な隙間内を、矢印Ｅ方向に流れる（漏れ出す）。これにより、前述と同様にして、第２軸部１０４ｂに形成された表面絞り溝１１４ａの全域に、一種の気体静圧軸受が構成され、第２軸部１０４ｂが第２支持部１０８ａに対してＺ軸方向の移動及びＺ軸回りの回転が許容された状態となっている。
【０１６１】
気体室８０内部に充填された加圧気体の一部は、図２１に示されるように、通気管路１０７ｊ、１０７ｋ内を矢印Ｆ方向（−Ｚ方向）に流れ、通気路１０７ｆ，１０７ｇ及び通気管路１０７ｌ，１０７ｍを順次経由して、第３部材１０７の第３軸部１０８ｂ，１０８ｃの外部の第４部材１１１との間の隙間に流れ出す。この加圧気体は、第３部材１０７の第３軸部１０８ｂ，１０８ｃにそれぞれ形成された表面絞り溝１０９ａ，１０９ｂ（図１７参照）内を流れる。これにより、前述と同様にして、第３軸部１０８ｂ，１０８ｃにそれぞれ形成された表面絞り溝１０９ａ，１０９ｂの全域に、一種の気体静圧軸受がそれぞれ構成され、第３軸部１０８ｂ，１０８ｃが第４部材１１１に対してＹ軸方向の移動及びＹ軸回りの回転が許容された状態となっている。
【０１６２】
また、通気管路１０７ｍを介して第３軸部１０８ｃの外部に流れ出した加圧気体は、該通気管路１０７ｍに対向して第４部材１１１に形成された給気管路１１１ｉを介して、ウエハステージ本体２８の内部に送られ、例えば前述した自重キャンセラ１０１に供給されるとともに、ウエハホルダ２５に設けられたウエハＷを昇降するための不図示の上下動ピン（センタアップ）を昇降する不図示の昇降機構にも供給される。
【０１６３】
真空吸引装置２０２によるバキューム動作が開始され、負圧が発生すると、その負圧が第１部材１０３のコネクタ部１０３ｃに接続されたバキューム管を介してバキューム管路２１１ｃに供給され、バキューム管路２１１ｃの内部に図２０中の矢印Ａ’で示される気体の流れが生じる。この気体の流れによって生じる負圧により、前述した真空室８１内部の気体がバキューム管路２１１ｃ側に吸引され、貫通孔１０５ｅ内に図２０中の矢印Ｄ’で示される気体の流れが生じるとともに、第１部材１０３と第２部材１０５に形成された溝１０５ｃとにより形成される空間内には図２０中の矢印Ｃ’で示される方向の気体の流れが生じる。後者の気体の流れにより、前述の如く、第１部材１０３と第２部材１０５との間の隙間に溝１０５ｂ１〜１０５ｂ7を介して流れ出した加圧気体が第１部材１０３の表面絞り溝１０４ｂに沿って吸引され、その表面絞り溝１０４ｂ全周に渡って加圧気体が速やかに行き渡るとともに、溝１０５ｃに達した加圧気体が回収される。
【０１６４】
上述の貫通孔１０５ｅ内に図２０中の矢印Ｄ’で示される気体の流れに起因して真空室８１が負圧（真空状態）となり、この負圧により、図２０，図２１に示されるように、第２部材１０５の第２軸部１０４ｃと第３部材１０７（第２支持部１０８ａ）に形成された円形開口１０７ｃとの間に矢印Ｅ’方向の気体の流れが生じ、第２軸部１０４ｃに形成された表面絞り溝１１４ｂ内を気体が流れることにより、第２軸部１０４ｃに形成された表面絞り溝１１４ｂの全域に、一種の気体静圧軸受が構成され、第２軸部１０４ｃが第２支持部１０８ａに対してＺ軸方向の移動及びＺ軸回りの回転が許容された状態となっている。従って、この変形例の用力供給装置１５５’では、６自由度方向の位置・姿勢の変化が可能な構成となっている。
【０１６５】
また、真空室８１内部の負圧により、通気路１０７ｆ、１０７ｈ内部の気体が真空室８１に吸引され、通気管路１０７ｎ、１０７ｏ内部に図２１中の矢印Ｆ’で示される気体の流れが生じる。この気体の流れにより、通気路１０７ｆ、１０７ｈ内部が負圧となり、この負圧により第４部材１１１に形成されたバキューム管路１１１ｆの内部及び該バキューム管路１１１ｆに通気管路１１１ｈを介して連通された凹部１１１ｇに内部に図２１中に矢印Ｇ’で示される気体の流れが生じるとともに、第４部材１１１の円形開口１１１ｄと第３軸部１０８ｂとの隙間、及び円形開口１１１ｅと第３軸部１０８ｃとの隙間に、図２１中に矢印Ｈ’で示される気体の流れが生じる。後者の気体の流れにより、前述の如く、第３軸部１０８ｂと円形開口１１１ｄとの隙間、第３軸部１０８ｃと円形開口１１１ｅとの隙間に、通気管路１０７ｌ、１０７ｍからそれぞれ流れ出した加圧気体が第３軸部１０８ｂ、１０８ｃの表面絞り溝１０９ａ、１０９ｂにそれぞれ沿って吸引され、それらの表面絞り溝１０９ａ、１０９ｂ全周に渡って加圧気体が速やかに行き渡るとともに、表面絞り溝１０９ａ、１０９ｂの最下部に達した加圧気体が回収される。
【０１６６】
前述の矢印Ｇ’で示される気体の流れにより、通気管路１１１ｆ内部が負圧となり、その負圧により、ウエハホルダ２５のバキュームチャックと第４部材１１１とを接続するバキューム管内に図２１中の矢印Ｉ’で示される気体の流れが生じ、バキュームチャックによってウエハＷが吸着される。
【０１６７】
以上説明したように、本変形例に係る用力供給装置１５５’は、６自由度を有し、この用力供給装置１５５’により流体（加圧気体）の供給をカウンタマスを介して行うことができるので、前述した第２の実施形態と同等の効果を得ることができる。
【０１６８】
なお、上記変形例においても、第１の実施形態と同様のチューブキャリアを設ける構成を採用することとしても良い。
【０１６９】
なお、上記変形例では、用力供給装置１５５’の第４部材１１１を設けなくても良い。この場合、用力供給装置の自由度が４自由度となるが、配管（チューブ）を採用する場合に比べれば、高精度なステージ制御を行うことが可能である。
【０１７０】
なお、上記各実施形態及び変形例では、本発明のステージ装置がウエハステージ装置に採用された場合について説明したが、レチクルステージＲＳＴを含むレチクルステージ装置として採用することとしても良い。
【０１７１】
なお、上記各実施形態及び変形例では、本発明が、スキャニング・ステッパに適用された場合について例示したが、本発明の適用範囲がこれに限定されるものではなく、本発明は、マスクと基板とを静止した状態で露光を行うステッパ等の静止型の露光装置にも好適に適用できるものである。また、ステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも本発明は好適に適用できる。
【０１７２】
また、露光装置の露光対象である物体は、上記の実施形態のように半導体製造用のウエハに限定されることなく、例えば、液晶表示素子、プラズマディスプレイや有機ＥＬなどのディスプレイ装置の製造用の角型のガラスプレートや、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤなど）、マスク又はレチクルなどを製造するための基板であっても良い。
【０１７３】
また、上記各実施形態及び変形例では、露光装置の照明光ＩＬとしては波長１００ｎｍ以上の光に限らず、波長１００ｎｍ未満の光を用いても良いことはいうまでもない。例えば、近年、７０ｎｍ以下のパターンを露光するために、ＳＯＲやプラズマレーザを光源として、軟Ｘ線領域（例えば５〜１５ｎｍの波長域）のＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光を発生させるとともに、その露光波長（例えば１３．５ｎｍ）の下で設計されたオール反射縮小光学系、及び反射型マスクを用いたＥＵＶ露光装置の開発が行われている。さらに、例えば国際公開ＷＯ９９／４９５０４号パンプレットなどに開示される、投影光学系ＰＬとウエハとの間に液体（例えば純水など）が満たされる液浸型露光装置などにも本発明を適用することができる。
【０１７４】
また、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置も、本発明は適用できる。なお、電子線露光装置は、ペンシルビーム方式、可変成形ビーム方式、セルプロジェクション方式、ブランキング・アパーチャ・アレイ方式、及びマスク投影方式のいずれであっても良い。
【０１７５】
なお、本発明に係るステージ装置は、露光装置に限らず、その他の基板の処理装置（例えば、レーザリペア装置、基板検査装置その他）、あるいはその他の精密機械における試料の位置決め装置、ワイヤーボンディング装置等にも広く適用できる。
【０１７６】
なお、複数のレンズ等から構成される照明ユニット、投影光学系などを露光装置本体に組み込み、光学調整をする。そして、上記のＸ軸固定子、Ｘ軸可動子、Ｙ軸固定子、ウエハステージ、レチクルステージ、並びにその他の様々な部品を機械的及び電気的に組み合わせて調整し、更に総合調整（電気調整、動作確認等）をすることにより、上記実施形態の露光装置１００等の本発明に係る露光装置を製造することができる。なお、露光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。
【０１７７】
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製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した調整方法によりパターンの転写特性が調整される上記実施形態の露光装置で、マスクに形成されたパターンを感光物体上に転写するリソグラフィステップ、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。この場合、リソグラフィステップで、上記実施形態の露光装置が用いられるので、高集積度のデバイスを歩留り良く製造することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１７８】
以上説明したように、本発明のステージ装置は、ステージを移動面に沿って移動させるのに適している。また、本発明の露光装置及び露光方法は、基板を露光してパターンを形成するのに適している。
【符号の説明】
【０１７９】
１００・・・露光装置、１５５・・・用力供給装置、２３２・・・第１軸部、２３４、２３５・・・第１支持部、２３８・・・第２軸部、２３９・・・第２支持部
【技術分野】
【０００１】
本発明はステージ装置、露光装置及び露光方法に係り、更に詳しくは、移動面を移動するステージを有するステージ装置、該ステージ装置を備える露光装置及び前記ステージ上の基板を露光してパターンを形成する露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体素子、液晶表示素子等の製造におけるリソグラフィ工程では、半導体等の高集積化に伴い、高いスループットで微細パターンを精度良く感光物体上に形成可能なステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置（いわゆるステッパ）や、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる））などの逐次移動型の露光装置が主として用いられている。
【０００３】
この種の露光装置では、ウエハ又はガラスプレートなどの感光物体（以下、「ウエハ」と呼ぶ）を駆動する駆動装置として、定盤上にエアベアリング等により浮上支持され、２軸リニアモータによって２次元面内で駆動されるＸＹステージと、該ＸＹステージ上でウエハを保持してボイスコイルモータなどによりＺ軸方向及び傾斜方向に微小駆動されるウエハテーブルとを有する粗微動構造のウエハステージ装置が用いられていた。また、最近では、リニアモータやボイスコイルモータにより６自由度方向に駆動される単一のステージを備えたウエハステージ装置の開発も行われている。
【０００４】
しかるに、上述のウエハステージ装置では、リニアモータやボイスコイルモータに用いられる配線あるいはエアベアリングに用いられる配管（チューブ）等が、ステージに外部から接続されているため、ステージの駆動に伴って、これらの配線、配管（チューブ）等が引きずられ、これがウエハの位置制御性を低下させる要因となっていた。
【０００５】
かかる不都合を改善するためには、例えば、ステージを駆動するリニアモータをムービングマグネット型とし、かつステージを定盤上で浮上支持するための加圧気体の供給を定盤側から行うことによりステージに接続される配管・配線等をなくすことが考えられる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２０９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の定盤側からステージ側へ加圧気体を供給する構成は、スキャナのレチクルステージのように一軸方向（例えばスキャン方向）へ走査されるステージには比較的容易に採用できるが、２次元移動が不可欠なウエハステージには採用することが困難である。このため、ウエハステージ装置では、前記加圧気体供給用の配管をステージに接続しなければならず、この配管の引きずりが依然としてステージの位置制御性の低下要因になっている。勿論、レチクルステージ装置でも、レチクルステージに必然的に配管等を接続しなければならない場合には、同様に、位置制御性の低下が懸念されることになる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述した事情の下になされたものであり、第１の観点からすると、移動面を移動するステージと、前記ステージに対して用力を供給する用力供給装置とを有するステージ装置において、前記用力供給装置が、前記移動面の第１軸の方向に伸びる第１軸部と；前記第１軸部を前記第１軸の方向及び前記第１軸回りに移動可能に支持可能に支持する第１支持部と；前記第１軸と交差する第２軸の方向に伸びる第２軸部と；前記第２軸部を前記第２軸の方向及び前記第２軸回りに移動可能に支持する第２支持部と；を備えていることを特徴とする第１のステージ装置である。
【０００９】
これによれば、移動面を移動するステージに対して用力を供給する用力供給装置が、第１軸部、第１支持部、第２軸部及び第２支持部を備え、第１軸部は第１支持部により移動面内の第１軸の方向及び第１軸回りに移動可能に支持され、第２軸部は第２支持部により第１軸と交差する第２軸の方向及び第２軸回りに移動可能に支持されている。従って、ステージの移動に伴って用力供給装置に前記４自由度方向（第１軸の方向及び第１軸回りの回転方向、並びに第２軸の方向及び第２軸回りの回転方向）のいずれの方向の力が作用しても用力供給装置はその力に応じて位置・姿勢を変化させることでその力を吸収する。従って、ステージに用力供給装置を接続することで、用力の供給にチューブなどの配管を用いる場合のようにチューブの引きずりによる位置制御性の低下がなく、ステージの位置制御性を良好に確保することができる。
【００１０】
この場合において、前記用力供給装置は、前記第１軸と前記第２軸とに交差する第３軸の方向に伸びる第３軸部と；前記第３軸部を前記第３軸の方向及び前記第３軸回りに移動可能に支持する第３支持部と；を更に備えていることとすることができる。かかる場合には、ステージの移動に伴って用力供給装置にいかなる方向の力が作用しても用力供給装置はその力に応じて位置・姿勢を変化させることができるので、一層良好にステージの位置制御性を確保することができる。
【００１１】
本発明は、第２の観点からすると、移動面に移動可能に支持されたステージと；前記ステージを駆動する第１駆動装置と；前記第１駆動装置により前記ステージを駆動した際の反力により前記ステージと反対方向に移動するカウンタマスと；前記カウンタマスを介して用力を前記ステージへ供給する用力供給装置と；を備えていることを特徴とする第２のステージ装置である。
【００１２】
これによれば、移動面に移動可能に支持されたステージが第１駆動装置により駆動された際の反力により前記ステージと反対方向に移動するカウンタマスを介して、用力をステージへ供給する用力供給装置を備えているので、ステージの近くにあるカウンタマスを中継してステージへの用力の供給が行われる。このため、ステージ装置の外部からチューブ等の配管を介して用力（流体）がステージへ直接供給される場合と比べ、チューブの引きずりに伴う抵抗力を低減させることができ、これにより、ステージの位置制御性を向上させることが可能となる。
【００１３】
本発明は、第３の観点からすると、ステージ装置に載置されたマスクのパターンを基板に転写する露光装置において、前記ステージ装置として本発明の第１、第２のステージ装置のいずれかを用いることを特徴とする第１の露光装置である。
【００１４】
これによれば、本発明の第１、第２のステージ装置のいずれかがマスクを移動するステージ装置として用いられるので、マスクの位置制御性の向上が可能となり、結果的に、マスクに形成されたパターンと基板との位置合わせ（ないしは重ね合わせ）が良好となり、パターンの基板への高精度な転写が可能となる。
【００１５】
本発明は、第４の観点からすると、ステージ装置に載置された基板にパターンを転写する露光装置において、前記ステージ装置として本発明の第１、第２のステージ装置のいずれかを用いることを特徴とする第２の露光装置である。
【００１６】
これによれば、本発明の第１、第２のステージ装置のいずれかが基板を移動するステージ装置として用いられるので、基板の位置制御性の向上が可能となり、結果的に、パターンの基板への高精度な転写が可能となる。
【００１７】
本発明は、第５の観点からすると、２次元平面内に移動するステージに用力を供給する用力供給装置を備える装置で、前記ステージ上の基板を露光してパターンを形成する露光方法において、前記用力供給装置を前記２次元平面内の第１軸方向及び前記第１軸回りに移動させ、前記用力供給装置を前記第１軸と交差する第２軸方向及び前記第２軸回りに移動させることを特徴とする露光方法である。
【００１８】
これによれば、２次元平面内に移動するステージに用力を供給する用力供給装置が、４自由度方向（第１軸の方向及び第１軸回りの回転方向、並びに第２軸の方向及び第２軸回りの回転方向）に移動することで、ステージが移動しても追従できるので、ステージに用力を供給するチューブなどを接続する場合のようにチューブの引きずりによる位置制御性の低下がなく、ステージの位置制御性を良好に確保することができる。これにより露光精度を向上することが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ステージの位置制御性を良好に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施形態に係る露光装置を示す概略図である。
【図２】図１のウエハステージ装置１２を示す斜視図である。
【図３Ａ】ウエハステージを示す斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ａのウエハステージが移動体ユニットを構成する固定子と係合した状態を示す図である。
【図４】ウエハステージ装置１２を示す平面図である。
【図５】図５は、固定子ユニットＭＹと、該固定子ユニットＭＹに移動可能に係合したウエハステージＷＳＴ及びチューブキャリアＴＣとを含む構成部分のＸＺ断面図である。
【図６】ウエハステージ装置内で発生する力を模式的に示す図である。
【図７】Ｙリニアモータの内部構成を概略的に示す斜視図である。
【図８】第１の実施形態の制御系を示すブロック図である。
【図９】第１の実施形態に係る用力供給装置がウエハステージに取り付けられた状態を示す斜視図である。
【図１０】第１の実施形態に係る用力供給装置を示す斜視図である。
【図１１】第１の実施形態に係る用力供給装置の分解斜視図である。
【図１２Ａ】第１の実施形態に係る用力供給装置のＹＺ断面図である。
【図１２Ｂ】第１の円柱状部材及び円筒状部材の拡大断面図である。
【図１３】第２の実施形態に係るウエハステージ装置１２’を示す斜視図である。
【図１４Ａ】図１３のウエハステージ装置１２’からカウンタマス及び該カウンタマスに取り付けられたウエハステージを取り出して示す斜視図である。
【図１４Ｂ】図１４Ａの構成部分のＸＺ断面図である。
【図１５】ウエハテーブルを取り外した状態のウエハステージ装置１２’を示す平面図である。
【図１６】変形例に係る用力供給装置を示す斜視図である。
【図１７】図１６の用力供給装置の分解斜視図である。
【図１８】用力供給装置を一部断面した図（その１）である。
【図１９】用力供給装置を一部断面した図（その２）である。
【図２０】用力供給装置内の気体の流れを説明するための図（その１）である。
【図２１】用力供給装置内の気体の流れを説明するための図（その２）である。
【図２２】変形例に係る用力供給装置が組み込まれた状態のウエハステージ及びカウンタマスの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を図１〜図１２Ｂに基づいて説明する。
【００２２】
図１には、第１の実施形態に係る露光装置１００の概略構成が示されている。この露光装置１００は、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。
【００２３】
この露光装置１００は、光源及び照明光学系を含み、エネルギビームとしての照明光（露光光）ＩＬによりマスクとしてのレチクルＲを照明する照明系１０、レチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、投影ユニットＰＵ、物体としてのウエハＷが載置されるステージとしてのウエハステージＷＳＴを含むステージ装置としてのウエハステージ装置１２、前記レチクルステージＲＳＴ及び前記投影ユニットＰＵなどが搭載されたボディＢＤ、及びこれらの制御系等を備えている。
【００２４】
前記照明系１０は、不図示のレチクルブラインドで規定されたレチクルＲ上のスリット状の照明領域を照明光ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。ここで、照明光ＩＬとしては、一例としてＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）が用いられている。
【００２５】
前記レチクルステージＲＳＴは、後述する第２コラム３４の天板を構成するレチクルベース３６上に、その底面に設けられた不図示のエアベアリングなどによって例えば数μｍ程度のクリアランスを介して浮上支持されている。このレチクルステージＲＳＴ上には、レチクルＲが、例えば真空吸着（又は静電吸着）により固定されている。レチクルステージＲＳＴは、ここでは、リニアモータ等を含むレチクルステージ駆動部１１により、後述する投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに垂直なＸＹ平面内で２次元的に（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＸＹ平面に直交するＺ軸回りの回転方向（θｚ方向）に）微少駆動可能であるとともに、レチクルベース３６上を所定の走査方向（ここでは、図１における紙面左右方向であるＹ軸方向とする）に指定された走査速度で駆動可能となっている。なお、レチクルステージＲＳＴは、周知の粗微動構造としても良い。
【００２６】
本実施形態の場合、レチクルステージＲＳＴの駆動時（特に走査駆動時）のリニアモータの固定子に作用する反力に起因する振動の影響を極力低減するための対策が講じられている。具体的には、前述のリニアモータの固定子は、例えば特開平８−３３０２２４号公報及びこれに対応する米国特許第５，８７４，８２０号などに開示されるように、ボディＢＤとは別に設けられた不図示の支持部材（リアクションフレーム）によってそれぞれ支持され、レチクルステージＲＳＴの駆動の際にリニアモータの固定子に作用する反力は、それらのリアクションフレームを介してクリーンルームの床面Ｆに伝達される（逃がされる）ようになっている。この他、例えば、特開平８−６３２３１号公報及びこれに対応する米国特許第６，２４６，２０４号などに開示される運動量保存則を利用した反力キャンセル機構をレチクルステージＲＳＴの反力キャンセル機構として採用しても良い。本国際出願で指定した指定国（又は選択した選択国）の国内法令が許す限りにおいて、上記各米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
【００２７】
レチクルステージＲＳＴのステージ移動面内の位置は、レチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１６によって、移動鏡１５を介して、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。この場合、投影ユニットＰＵを構成する鏡筒４０の側面に固定された固定鏡１４を基準として位置計測が行われる。ここで、実際には、レチクルステージＲＳＴ上にはＹ軸方向に直交する反射面を有するＹ移動鏡とＸ軸方向に直交する反射面を有するＸ移動鏡とが設けられ、これらの移動鏡に対応してレチクルＹ干渉計とレチクルＸ干渉計とが設けられ、更に、これに対応して、Ｘ軸方向位置計測用の固定鏡と、Ｙ軸方向位置計測用の固定鏡が設けられているが、図１ではこれらが代表的に移動鏡１５、レチクル干渉計１６、固定鏡１４として示されている。
【００２８】
レチクル干渉計１６の計測値は、主制御装置２０に送られている。主制御装置２０では、レチクル干渉計１６の計測値に基づいてレチクルステージ駆動部１１を介してレチクルステージＲＳＴを駆動制御する。
【００２９】
前記投影ユニットＰＵは、レチクルステージＲＳＴの図１における下方でボディＢＤの一部に保持されている。このボディＢＤは、クリーンルームの床面Ｆ上に設置されたフレームキャスタＦＣ上に設けられた第１コラム３２と、この第１コラム３２の上に固定された第２コラム３４とを備えている。
【００３０】
前記フレームキャスタＦＣは、床面Ｆ上に水平に置かれたベースプレートＢＳと、該ベースプレートＢＳ上に固定された複数本、例えば３本（又は４本）の脚部３９（但し、図１における紙面奥側の脚部は図示省略）とを備えている。
【００３１】
前記第１コラム３２は、上記フレームキャスタＦＣを構成する複数本の脚部３９それぞれの上端に個別に固定された複数、例えば３つ（又は４つ）の第１の防振機構５６によって、ほぼ水平に支持された鏡筒定盤（メインフレーム）３８を備えている。
【００３２】
前記鏡筒定盤３８には、そのほぼ中央部に不図示の円形開口が形成され、この円形開口内に投影ユニットＰＵが上方から挿入され、その外周部に設けられたフランジＦＬＧを介して保持されている。鏡筒定盤３８の上面には、投影ユニットＰＵを取り囲む位置に、複数本、例えば３本の脚４１（但し、図１における紙面奥側の脚は図示省略）の一端（下端）が固定されている。これらの脚４１それぞれの他端（上端）面は、ほぼ同一の水平面上にあり、これらの脚４１それぞれの上端面に前述のレチクルベース３６の下面が固定されている。このようにして、複数本の脚４１によってレチクルベース３６が水平に支持されている。すなわち、レチクルベース３６とこれを支持する３本の脚４１とによって第２コラム３４が構成されている。レチクルベース３６には、その中央部に照明光ＩＬの通路となる開口３６ａが形成されている。
【００３３】
前記投影ユニットＰＵは、円筒状でその外周部の下端部近傍にフランジＦＬＧが設けられた鏡筒４０と、該鏡筒４０に保持された複数の光学素子から成る投影光学系ＰＬとによって構成されている。
【００３４】
前記投影光学系ＰＬとしては、例えばＺ軸方向の共通の光軸ＡＸを有する複数のレンズ（レンズエレメント）から成る屈折光学系が用いられている。この投影光学系ＰＬは、例えば両側テレセントリックで所定の投影倍率（例えば１／４倍又は１／５倍）を有する。このため、照明系１０からの照明光ＩＬによってレチクルＲの照明領域が照明されると、このレチクルＲ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レチクルＲの回路パターンの縮小像（回路パターンの一部の縮小像）が表面にレジスト（感光剤）が塗布されたウエハＷ上に形成される。ここで、ウエハＷは、例えば半導体（シリコンなど）又はＳＯＩ（Silicon Insulator）などの円板状の基板であり、その上にレジストが塗布されている。
【００３５】
前記ウエハステージ装置１２は、図２の斜視図に示されるように、前記ベースプレートＢＳ上に配置された複数（例えば３つ）の第２の防振機構（図示省略）によってほぼ水平に支持されたステージベース７１、該ステージベース７１の上面の上方に配置されたウエハステージＷＳＴ、該ウエハステージの＋Ｙ側に設けられたチューブキャリアＴＣ、及びこれらウエハステージＷＳＴ及びチューブキャリアＴＣを駆動するステージ駆動部などを備えている。ステージ駆動部は、図２に示される一対のＹ軸リニアモータＬＹ1、ＬＹ２を含む複数のモータを含んで構成されるが、図１では、図示の便宜上から単なるブロックにて、ステージ駆動部２７として示されている。
【００３６】
ここで、ウエハステージ装置１２について、図２〜図７に基づいて詳細に説明する。
【００３７】
前記ステージベース７１は、定盤とも呼ばれ、平面視（上方から見て）矩形状の平板から成る。このステージベース７１は、ベースプレートＢＳのＸ軸方向一側と他側の端部近傍にそれぞれ設けられたＹ軸方向に延びる凸部ＢＳａ，ＢＳｂに挟まれた領域上に配置されている。ステージベース７１の上面は平坦度が非常に高く仕上げられ、ウエハステージＷＳＴの移動の際の移動面とされている。
【００３８】
前記ウエハステージＷＳＴは、ウエハステージＷＳＴを取り出して斜視図にて示す図３Ａから分かるように、直方体状のウエハステージ本体２８と、該ウエハステージ本体２８上面に真空吸着により固定されたウエハテーブルＷＴＢとを備えている。
【００３９】
前記ウエハステージ本体２８には、＋Ｘ側の端面から−Ｘ側の端面に至る３つの断面長方形の開口２８ａ、２８ｂ、２８ｃが貫通形成されている。
【００４０】
前記開口２８ａの内側の上下の対向面には、Ｙ軸用の移動子である一対の永久磁石２２Ａ，２２Ｂがそれぞれ固定されている。
【００４１】
前記開口２８ｂ，２８ｃの内側の左右の対向面には、それぞれＸ軸用の移動子である磁極ユニット（永久磁石群）２３Ａ〜２３Ｄが固定されている。
【００４２】
更に、ウエハステージ本体２８の底面の四隅近傍には、断面略三角形状の磁極ユニット（永久磁石）２９Ａ〜２９Ｄ（ただし、紙面奥側の磁極ユニット２９Ｄは不図示）が設けられている。これら磁極ユニット２９Ａ〜２９Ｄに関しては、更に後述する。
【００４３】
前記ウエハステージ本体２８は、図２及び図３Ｂの斜視図に示されるように、Ｘ軸方向に伸びる複数の固定子（電機子コイル）と係合した状態とされている。
【００４４】
これを更に詳述すると、前記複数の固定子（電機子コイル）としては、図３Ｂ及び図４（ウエハステージ装置を示す平面図）に示されるように、Ｙ軸固定子１８７、Ｘ軸固定子６１Ａ，６１Ｂ，１６１、及びＺ軸固定子８９Ａ、８９Ｂが設けられている。これら６つの固定子それぞれの−Ｘ側の端面は、ＹＺ面にほぼ平行に配置された板状のスライダ４６に固定され、それぞれの＋Ｘ側の端面はＹＺ面にほぼ平行に配置された板状のスライダ４４に固定されている（図２、図４等参照）。すなわち、スライダ４４、４６と、上記６つの固定子とによって固定子ユニットＭＹが構成されている。
【００４５】
本実施形態では、Ｙ軸固定子１８７と一対の永久磁石２２Ａ，２２Ｂとによって、ウエハステージＷＳＴを固定子ユニットＭＹに対してＹ軸方向に微小駆動するムービングマグネット型のＹ軸ボイスコイルモータＶＹが構成されている（図５、図８、及びウエハステージ装置１２内で発生する力を模式的に示す図６の両矢印（双方向矢印）ａ１参照）。
【００４６】
また、固定子６１Ａと一対の磁極ユニット２３Ａ，２３ＢとによってウエハステージＷＳＴを固定子ユニットＭＹに対してＸ軸方向に駆動するムービングマグネット型のＸ軸リニアモータＬＸ1が構成され、固定子６１Ｂと一対の磁極ユニット２３Ｃ，２３Ｄとによって、Ｘ軸リニアモータＬＸ２が構成されている（図５、図８参照）。
【００４７】
この場合、Ｘ軸リニアモータＬＸ1，ＬＸ２それぞれの発生するローレンツ力を同一とすることにより、ウエハステージＷＳＴがこれらのＸ軸リニアモータＬＸ1，ＬＸ２によってＸ軸方向に駆動され、またＸ軸リニアモータＬＸ1，ＬＸ２それぞれの発生するローレンツ力を僅かに異ならせることにより、ウエハステージＷＳＴがこれらのＸ軸リニアモータＬＸ1，ＬＸ２によってＺ軸回りの回転方向（θｚ方向）に駆動されるようになっている（図６の両矢印ａ２参照）
【００４８】
更に、前記Ｚ軸固定子８９Ａ、８９Ｂのそれぞれには、図５に示されるように、ウエハステージ本体２８の底面に固定された前述の磁極ユニット２９Ａ，２９Ｂ、磁極ユニット２９Ｃ，２９Ｄがそれぞれ係合状態とされている。Ｚ軸固定子８９Ａ、８９Ｂのそれぞれは、ＹＺ断面逆Ｔ字状の形状を有しており、それぞれの内部には、不図示の電機子コイルが設けられている。
【００４９】
磁極ユニット２９ＡとＺ軸固定子８９ＢとによってウエハステージＷＳＴにＺ軸方向の駆動力を与えるＺ軸ボイスコイルモータＶＺ1（図５、図８参照）が構成され、同様に、磁極ユニット２９ＢとＺ軸固定子８９ＢとによってウエハステージＷＳＴにＺ軸方向の駆動力を与えるＺ軸ボイスコイルモータＶＺ2（図８参照）が構成されている。
【００５０】
同様に、磁極ユニット２９ＣとＺ軸固定子８９ＡとによってウエハステージＷＳＴにＺ軸方向の駆動力を与えるＺ軸ボイスコイルモータＶＺ3（図５、図８参照）が構成され、同様に、磁極ユニット２９ＤとＺ軸固定子８９ＡとによってウエハステージＷＳＴにＺ軸方向の駆動力を与えるＺ軸ボイスコイルモータＶＺ４（図８参照）が構成されている。
【００５１】
すなわち、Ｚ軸ボイスコイルモータＶＺ1〜ＶＺ４を適宜制御することによって、ウエハステージＷＳＴを固定子ユニットＭＹに対して、Ｚ、θｘ、θｙ方向に駆動することができるようになっている（図６の両矢印ｂ参照）。
【００５２】
ところで、ウエハステージＷＳＴの自重は、図５に示されるように、ウエハステージＷＳＴの底部に設けられた自重キャンセラ１０１の支持力によりステージベース７１の移動面７１ａ上で非接触支持されている（図６の両矢印ｃ参照）。この自重キャンセラ１０１としては、一例としてウエハステージ本体２８の底部に下向きに固定されたシリンダと、該シリンダの内部に下方から挿入されたピストンとを有し、ピストンの底面に、シリンダとピストン上端面との間に形成されたシリンダ内部の陽圧空間に連通した気体静圧軸受（スラスト軸受）が設けられた構造のものを用いることができる。この場合、ピストンの外周面とシリンダの内周面との間には、気体静圧軸受けから成るラジアル軸受を設けることが望ましい。なお、自重キャンセラ１０１として、例えばベローズ型の自重キャンセラを用いることとしても良い。
【００５３】
前記固定子１６１は、図３Ｂ及び図５に示されるように、＋Ｘ側（又は−Ｘ側）から見て矩形枠状のチューブキャリアＴＣが係合している。チューブキャリアＴＣの開口部ＴＣａの内側の＋Ｘ側及び−Ｘ側の内面には、前述の磁極ユニット２３Ａ、２３Ｂと同様の磁極ユニット１２３Ａ，１２３Ｂがそれぞれ固定されている。本実施形態では、固定子１６１と一対の磁極ユニット１２３Ａ，１２３Ｂとによって、チューブキャリアＴＣを、固定子ユニットＭＹに対してＸ軸方向に駆動するムービングマグネット型のＸ軸リニアモータＲＸ（図５、図８参照）が構成されている。なお、上記のＸ軸リニアモータＲＸとして、ムービングコイル型のリニアモータを採用することとしても良い。
【００５４】
前記チューブキャリアＴＣには、図３Ｂ及び図５に示されるように、給気管２０３、排気管２０４の一端が、コネクタＣＮをそれぞれ介して接続されている。
【００５５】
チューブキャリアＴＣとウエハステージＷＳＴ（ウエハステージ本体２８）との間には、用力供給装置１５５が設けられ、該用力供給装置１５５を介してチューブキャリアＴＣは、ウエハステージＷＳＴに接続されている。なお、用力供給装置１５５の構成等については、ウエハステージＷＳＴに対する加圧気体の供給系及びバキューム用力の供給系（真空排気系）の構成等とともに後に詳述する。
【００５６】
前記スライダ４４、４６それぞれの底面には、図４に示されるように、板状部材１８８Ａ，１８８Ｂが設けられている。これらの板状部材１８８Ａ，１８８Ｂの底面には、不図示のエアベアリングがＹ軸方向に沿って複数設けられている。これら複数のエアベアリングを介してスライダ４４、４６が、ステージベース７１の移動面７１ａに対して数μｍ程度のクリアランスを介して非接触で浮上支持されている。また、複数のエアベアリングはＹ軸方向に沿って配設されていることから、各エアベアリングの浮上力を異ならせることにより、スライダ４４，４６それぞれにＸ軸回りの回転方向（θｘ方向）の力を作用させることができ、またスライダ４４，４６それぞれの浮上力を異ならせることにより、固定子ユニットＭＹ全体をＹ軸回りの回転方向（θｙ方向）に微小駆動することが可能となっている（図６の両矢印ｇ参照）。
【００５７】
前記Ｙ軸リニアモータＬＹ1，ＬＹ２は、図４及び図２を総合するとわかるように、電機子ユニットから成るＹ軸可動子４８Ａ、４８Ｂと、磁極ユニットから成るＹ軸固定子８６，８７とから構成されている。
【００５８】
前記一方のＹ軸可動子４８Ａは、Ｙ軸リニアモータＬＹ1内部の構成を模式的に示す図７から分かるように、図中に二点鎖線で示される板状の筐体１９６と、該筐体１９６の内部にＹ軸方向に沿って所定間隔で配置されたＸ軸方向に細長い長方形状の複数の第１の電機子コイル１９０と、該複数の第１の電機子コイル１９０の＋Ｘ側に配置されＹ軸方向に細長く伸びる長方形の第２の電機子コイル１９５と、を有している。他方のＹ軸可動子４８Ｂは、Ｙ軸可動子４８ＡとＹ軸に関して対称であるが同様に構成されている。これらのＹ軸可動子４８Ａ、４８Ｂは、図２に示されるように、Ｙ軸固定子８６、８７の内部空間にそれぞれ挿入されている。
【００５９】
前記Ｙ軸固定子８６，８７は、図２に示されるように、固定子ヨーク８８Ａと永久磁石９０，９５とを備え、その下面に設けられた不図示の気体静圧軸受、例えばエアベアリングによって前述の凸部ＢＳａ，ＢＳｂの上面に対して所定のクリアランスを介して浮上支持されている。また、Ｙ軸固定子８６、８７は、不図示の気体静圧軸受、例えばエアベアリングによって、凸部ＢＳａ，ＢＳｂに対して、Ｘ軸方向及び、θｘ、θｙ、θｚの移動が制限されている（図６の両矢印ｆ参照）。また、図２では、図示が省略されているが、Ｙ軸固定子８６、８７をＹ軸方向にそれぞれ駆動するＹ軸トリムモータ９２Ａ、９２Ｂが設けられている（図８、図６の両矢印ｅ参照）。
【００６０】
他方のＹ軸固定子８７も、Ｙ軸に関して対称ではあるが、前記Ｙ軸固定子８６と同様に構成されている。
【００６１】
Ｙ軸リニアモータＬＹ1，ＬＹ２が上述したような構成となっていることから、各第１の電機子コイル１９０に電流が供給されることにより、その電流と上述の交番磁界との間の電磁相互作用により、Ｙ軸可動子４８Ａ、４８ＢをＹ軸方向に駆動するローレンツ力が発生する。また、第２の電機子コイル１９５に電流が供給されることにより、その電流と第２の永久磁石群９５によって形成された上述の磁界との間の電磁相互作用により、Ｙ軸可動子４８Ａ、４８ＢをＸ軸方向に駆動するローレンツ力が発生する。従って、本実施形態では、Ｙ軸リニアモータＬＹ1，ＬＹ２により、固定子ユニットＭＹのＹ軸方向の駆動及びＸ軸方向の微小駆動が可能であるとともに、リニアモータＬＹ1，ＬＹ２それぞれが発生するＹ軸方向の駆動力を僅かに異ならせることにより、固定子ユニットＭＹ（ひいてはウエハステージＷＳＴ）をＺ軸回りの回転方向（θｚ方向）に駆動することが可能となっている（図６の両矢印ｄ参照）。
【００６２】
これまでの説明からわかるように、本第１の実施形態では、Ｙ軸ボイスコイルモータＶＹと、Ｘ軸リニアモータＬＸ1，ＬＸ２と、Ｙ軸リニアモータＬＹ1，ＬＹ２と、Ｚ軸ボイスコイルモータＶＺ1〜ＶＺ４と、Ｙ軸トリムモータ９２Ａ，９２Ｂとにより、ウエハステージＷＳＴを駆動するウエハステージ駆動部２７が構成されている（図８参照）。このウエハステージ駆動部２７を含むウエハステージ装置１２を構成する各モータ、各エアベアリングなどの軸受などは、主制御装置２０によって制御されるようになっている（図８参照）。
【００６３】
図１に戻り前記ウエハステージＷＳＴのＸＹ面内の位置情報は、その上部（より具体的にはウエハテーブルＷＴＢの上面）に固定された移動鏡１７を介してウエハレーザ干渉計（以下、「ウエハ干渉計」という）１８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。このウエハ干渉計１８は、鏡筒定盤３８に吊り下げ状態で固定され、投影ユニットＰＵを構成する鏡筒４０の側面に固定された固定鏡５７の反射面を基準とする移動鏡１７の反射面の位置情報を、ウエハステージＷＳＴの位置情報として計測する。
【００６４】
ここで、ウエハテーブルＷＴＢ上には、実際には、図３Ａに示されるように、走査方向であるＹ軸方向に直交する反射面を有するＹ移動鏡１７Ｙと非走査方向であるＸ軸方向に直交する反射面を有するＸ移動鏡１７Ｘとが設けられ、これに対応してレーザ干渉計及び固定鏡も、Ｘ軸方向位置計測用とＹ軸方向位置計測用のものがそれぞれ設けられているが、図１ではこれらが代表的に移動鏡１７、ウエハ干渉計１８、固定鏡５７として図示されている。なお、例えば、ウエハテーブルＷＴＢの端面を鏡面加工して反射面（移動鏡１７Ｘ、１７Ｙの反射面に相当）を形成しても良い。また、Ｘ軸方向位置計測用のレーザ干渉計及びＹ軸方向位置計測用のレーザ干渉計は、ともに測長軸を複数有する多軸干渉計であり、ウエハテーブルＷＴＢのＸ、Ｙ位置の他、回転（ヨーイング（θｚ方向の回転）、ピッチング（θｘ方向の回転）、ローリング（θｙ方向の回転））も計測可能となっている。従って、以下の説明ではウエハ干渉計１８によって、ウエハテーブルＷＴＢのＸ、Ｙ、θｚ、θｙ、θｘの５自由度方向の位置が計測されるものとする。
【００６５】
ウエハステージＷＳＴの位置情報（又は速度情報）は、主制御装置２０に送られ、主制御装置２０では、ウエハステージＷＳＴの位置情報（又は速度情報）に基づいて、ウエハステージ駆動部２７を介してウエハステージＷＳＴのＸＹ面内の位置を制御する（図８参照）。
【００６６】
次に、ウエハステージＷＳＴに対する加圧気体の供給系、バキューム系及び用力供給装置１５５の構成などについて、図５及び図９〜図１２Ｂに基づいて詳細に説明する。
【００６７】
前記用力供給装置１５５の＋Ｙ端部は、図５に示されるように、チューブキャリアＴＣの−Ｙ側面に固定され、−Ｙ端部はウエハステージ本体２８の＋Ｙ側面に固定されている。
【００６８】
前記チューブキャリアＴＣの内部には、不図示の給気管路及び排気管路が形成されている。これら給気管路及び排気管路それぞれの一端には、コネクタＣＮをそれぞれ介して給気管２０３、排気管２０４の一端が接続されている。給気管２０３、排気管２０４それぞれの他端は、ウエハステージ装置１２の外部に設けられた気体供給装置２０１及び真空吸引装置２０２（図８参照）にそれぞれ接続されている。
【００６９】
前記チューブキャリアＴＣの内部に形成された給気管路及び排気管路それぞれの他端には、供給管２４１ｂ、バキューム管２４１ａそれぞれの一端が不図示のコネクタをそれぞれ介して接続されている。供給管２４１ｂ、バキューム管２４１ａそれぞれの他端は、用力供給装置１５５にそれぞれ接続されている。
【００７０】
用力供給装置１５５は、気体供給装置２０１から給気管２０３、チューブキャリアＴＣ、及び供給管２４１ｂを介して供給された流体（加圧気体）を、供給管２７０Ａを介してウエハステージＷＳＴに供給するとともに、真空吸引装置２０２から排気管２０４、チューブキャリアＴＣ、及びバキューム管２４１ａを介して供給された負圧を、バキューム管２７０Ｂを介してウエハステージＷＳＴに供給する。
【００７１】
本実施形態では、チューブキャリアＴＣによって、気体供給装置２０１からウエハステージＷＳＴに対する加圧気体（例えば加圧空気）の供給が中継され、真空吸引装置２０２で発生した負圧のウエハステージＷＳＴに対する供給が中継される。
【００７２】
これまでの説明から明らかなように、本実施形態では、チューブキャリアＴＣには、供給管及びバキューム管などのチューブが接続されているが、ウエハステージＷＳＴには外部からの配管（供給管２７０Ａ、バキューム管２７０ＢのようなウエハステージＷＳＴに一体的に固定されている配管を除く）が一切接続されないようになっている。すなわち、本実施形態のウエハステージＷＳＴはチューブレスステージとなっている。
【００７３】
図９には、ウエハステージＷＳＴを構成するウエハステージ本体２８の＋Ｙ側の面に用力供給装置１５５が取り付けられた状態が示されている。この図９に示されるように、用力供給装置１５５は、複数の円柱状の部材と複数の直方体状の部材とが組み合わされて構成されている。
【００７４】
これを更に詳述すると、用力供給装置１５５は、この用力供給装置１５５を取り出して拡大して示す図１０及び用力供給装置１５５の分解斜視図である図１１に示されるように、ウエハステージ本体２８の＋Ｙ側の端面に固定される一対の板状の固定部材２３１Ａ，２３１Ｂ及び該固定部材２３１Ａ，２３１Ｂがその長手方向の両端にそれぞれ固定されたＸ軸方向を長手方向とする第１軸部としてのＸ軸円柱状部材２３２から成る第１ユニット２５１と、前記Ｘ軸円柱状部材２３２の外周に取り付けられた円筒状部材２３４を含む第２ユニット２５２と、該第２ユニット２５２に順次連結された第３ユニット２５３と、Ｚ支持部材２３９と、を備えている。このため、第１軸部としてのＸ軸円柱状部材２３２は、ウエハステージＷＳＴのＸ方向の移動に応じて移動する移動部でもある。
【００７５】
前記第１ユニット２５１を構成するＸ軸円柱状部材２３２の表面には、図１１に示されるように、所定深さ（例えば１０μｍ程度の深さ）の表面絞り溝２３２ｐがその長手方向（Ｘ軸方向）に沿って所定間隔で複数形成されている。また、このＸ軸円柱状部材２３２の＋Ｘ側の端面には、そのＸ軸方向の中央近傍まで達する２つの丸穴２３２ｄ、２３２ｂが、それぞれ形成されている。用力供給装置１５５のＹＺ断面図である図１２Ａ及び該図１２ＡのＸ軸円柱状部材２３２及び円筒状部材２３４部分を拡大して示す図１２Ｂに示されるように、一方の丸穴２３２ｄは、その断面の中心よりもやや＋Ｚ側の位置に形成され、他方の丸穴２３２ｂは、その断面の中心よりもやや−Ｚ側の位置に形成されている。
【００７６】
また、Ｘ軸円柱状部材２３２の上面のＸ軸方向の中央部には、図１１に示されるように、Ｚ軸方向の丸穴２３２ｃが形成されている。この丸穴２３２ｃは、図１２Ｂに示されるように、丸穴２３２ｄに連通している。丸穴２３２ｄ及び丸穴２３２ｃによって、Ｌ字状の管路が形成され、この管路が第１の流体供給用管路とされている。
【００７７】
また、Ｘ軸円柱状部材２３２の下面のＸ軸方向の中央部には、図１２Ｂに示されるように、丸穴２３２ｂに連通する丸穴２３２ａが形成されている。丸穴２３２ｂ及び丸穴２３２ａによって、Ｌ字状の管路が形成され、この管路が第１のバキューム用管路とされている。なお、図１１においては、表面絞り溝２３２ｐを丸穴２３２ｃ部分にも設けることとしたが、図１２からも明らかなように丸穴２３２ｃの反対側には前述の第１のバキューム管路を形成する丸穴２３２ｂが形成されている。このため、丸穴２３２ｂ（及び丸穴２３２ｃ）及びその近傍を避けて表面絞り溝２３２ｐを設けることが好ましい。
【００７８】
前記一方の固定部材２３１Ａには、図１１に示されるように、前述の丸穴２３２ｄ及び丸穴２３２ｂそれぞれに連通するように、Ｘ軸方向を長手方向とする丸孔から成る流路２３１Ａａ，２３１Ａｂが貫通形成されている。流路２３１Ａａには、図９に示されるように、供給管２７０Ａの一端が不図示のコネクタを介して接続され、流路２３１Ａｂには、バキューム管２７０Ｂの一端が不図示のコネクタを介して接続されている。供給管２７０Ａ、バキューム管２７０Ｂそれぞれの他端はウエハステージ本体２８の一部に接続されている。前記他方の固定部材２３１Ｂは、前記一方の固定部材２３１Ａと異なり、管路が形成されていない板状の部材から構成されている。
【００７９】
前記第２ユニット２５２は、図１０に示されるように、前記円筒状部材２３４と、該円筒状部材２３４の長手方向の中央部の外側に固定された取り付け部材２３５と、該取り付け部材２３５の＋Ｙ側端面にその一端部（−Ｙ側の端部）の先端の一部が埋め込み状態で固定されたＹ軸方向に伸びる第２軸部としてのＹ軸円柱状部材２３６とを含んで構成されている。なお、第２軸部としてのＹ軸円柱状部材２３６は、ウエハステージＷＳＴのＹ方向の移動に応じて移動する移動部でもある。
【００８０】
前記円筒状部材２３４は、図１０に示されるように、前記Ｘ軸円柱状部材２３２の直径よりも僅かに大きな内径を有し、その内部にＸ軸円柱状部材２３２が挿入された状態となっている。この場合、図１２Ｂに示されるように、円筒状部材２３４の内周面とＸ軸円柱状部材２３２の内周面との間には、全周にわたって所定のクリアランスが形成されている。このため、Ｘ軸円柱状部材２３２は、円筒状部材２３４に対してＸ軸方向及びＸ軸回りの回転方向に相対移動可能な状態となっている。すなわち、Ｘ軸円柱状部材２３２をＸ軸の方向及びＸ軸回りに移動可能に支持する第１支持部が、円筒状部材２３４によって構成されている。
【００８１】
前記円筒状部材２３４には、図１２Ｂに示されるように、その内周面にＸ軸方向に所定角度間隔で複数（例えば８つ）の凹溝２３４ｃ1、２３４ｃ２、…、２３４ｃｎがそれぞれ形成されている。このうちの１つの凹溝２３４ｃ1は、図１２Ｂに示されるように、Ｘ軸円柱状部材２３２の丸穴２３２ｃに対向して位置し、その凹溝２３４ｃ1の底面の一部には、円筒状部材２３４の外面に達する丸孔２３４ｂが貫通形成されている。また、凹溝２３４ｃ1に対向する円筒状部材２３４内面の位置には、前述の丸穴２３２ａに対向して凹溝２３４ｃｎが位置し、該凹溝２３４ｃｎの底面の一部には、丸孔２３４ａが円筒状部材２３４の外面に達する孔２３４ｂが貫通形成されている。なお、この凹溝２３４ｃ1、２３４ｃ２、…、２３４ｃｎは、円筒状部材２３４の内周面ではなく、Ｘ軸円柱状部材２３２の外周面に設けても良い。更に、これらの凹溝２３４ｃ1、２３４ｃ２、…、２３４ｃｎは、必ずしもＸ軸方向に沿って設ける必要はなく、Ｘ軸円柱状部材２３２の外周面にＸ軸方向に所定の間隔で複数設けるようにしても良い。
【００８２】
前記取り付け部材２３５は、例えば図１１に示されるように、ほぼ立方体の外形を有し、その＋Ｘ側の端面から−Ｘ側の端面に至る円形の貫通孔２３５ａが形成され、該貫通孔２３５ａ内部に円筒状部材２３４が挿入され、その円筒状部材２３４のＸ軸方向の中央部の外側に取り付け部材２３５が両者間に隙間がない状態で取り付けられている。
【００８３】
取り付け部材２３５の内部には、図１２Ａに示されるように、円筒状部材２３４に形成された丸孔２３４ｂ、丸孔２３４ａのそれぞれに、それぞれの一端が連通した状態で、管路２３５ｃ、２３５ｂがそれぞれ形成されている。以下においては、便宜上、丸孔２３４ｂと管路２３５ｃとを纏めて第２の流体供給用管路と呼び、丸孔２３４ａと管路２３５ｂとを纏めて第２のバキューム用管路と呼ぶものとする。
【００８４】
取り付け部材２３５の＋Ｙ側の端面には、図１２Ａに示されるように、浅い円形凹部２３５ｄが形成され、この凹部２３５ｄにＹ軸円柱状部材２３６の−Ｙ側の先端部が嵌合した状態で、Ｙ軸円柱状部材２３６がＸ軸円柱状部材２３２に直交するように取り付け部材２３５に固定されている。なお、Ｙ軸円柱状部材２３６は必ずしもＸ軸円柱状部材２３２に直交する必要はなく交差していれば良い。
【００８５】
前記Ｙ軸円柱状部材２３６の内部には、図１２Ａに示されるように、それぞれの一端が、前述した取り付け部材２３５に形成された前述の管路２３５ｃ、２３５ｂの他端にそれぞれ連通する断面Ｌ字状の第３の流体供給用管路２３６ｂ、第３のバキューム用管路２３６ａがそれぞれ形成されている。また、Ｙ軸円柱状部材２３６の表面には、図１１に示されるように、所定深さ（例えば１０μｍ程度の深さ）の複数の表面絞り溝２３６ｐがその長手方向（Ｙ軸方向）に沿って所定間隔で形成されている。なお、Ｙ軸円柱状部材２３６の表面に形成される複数の表面絞り溝２３６ｐもＹ軸円柱状部材２３６の表面の丸穴２３６ａ（及び丸穴２３６ｂ）部分を避けて設けることが好ましい。
【００８６】
前記第３ユニット２５３は、図１０に示されるように、Ｙ軸円柱状部材２３６の＋Ｙ側端部近傍の外周側に設けられたほぼ立方体の外形を有するＹ支持部材２３７、該Ｙ支持部材２３７の下面（−Ｚ側面）にＸ軸円柱状部材２３２及びＹ軸円柱状部材２３６と直交するように固定された第３軸部としてのＺ軸円柱状部材２３８とを含んで構成されている。第３軸部としてのＺ軸円柱状部材２３８は、ウエハステージＷＳＴのＺ方向の移動に応じて移動する移動部でもある。なお、Ｚ軸円柱状部材２３８は、必ずしもＸ軸円柱状部材２３２及びＹ軸円柱状部材２３６と直交するようにＹ支持部材２３７に取り付ける必要はない。
【００８７】
前記Ｙ支持部材２３７には、その＋Ｙ側の端面から−Ｙ側の端面に至る円形の貫通孔２３７ａが形成され（図１１参照）、該貫通孔２３７ａ内部にＹ軸円柱状部材２３６が全周に渡って所定のクリアランスを介して挿入されている。このため、Ｙ軸円柱状部材２３６は、Ｙ支持部材２３７に対してＹ軸方向及びＹ軸回りの回転方向に相対移動可能な状態となっている。すなわち、Ｙ軸円柱状部材２３６をＹ軸の方向及びＹ軸回りに移動可能に支持する第２支持部が、Ｙ支持部材２３７によって構成されている。
【００８８】
Ｙ支持部材２３７の内周面には、図１２Ａに示されるように、Ｙ軸方向に伸びる複数の凹溝２３７ｂｊ（ｊ＝１〜ｎ、ｎは例えば８）が、前述した円筒状部材２３４の凹溝２３４ｃ1、２３４ｃ２、…、２３４ｃｎと同様に、所定角度間隔で形成されている（但し、図１２Ａでは、２つの凹溝２３７ｂ１、２３７ｂｎのみを図示、図１１参照）。このうちの最も−Ｚ側に位置する凹溝２３７ｂｎに連通した状態で、Ｙ支持部材２３７には、第４のバキューム用管路２３７ｃが形成されている。また、最も＋Ｚ側に位置する凹溝２３７ｂ１に連通した状態で、Ｙ支持部材２３７には、流体供給用管路２３７ｄ２が形成されている。この流体供給用管路２３７ｄ２は、流体供給用管路２３７ｄ３を介してＹ支持部材２３７の下半部に形成された流体供給用管路２３７ｄ１に連通されている。ここで、流体供給用管路２３７ｄ３は、Ｙ支持部材２３７内部の図１２Ａにおける紙面奥側半部に形成された半円弧状の管路である。以下では、流体供給用管路２３７ｄ１，２３７ｄ２及び２３７ｄ３を纏めて「第４の流体供給用管路２３７ｄ」とも呼ぶものとする。なお、複数の凹溝２３７ｂｊは、Ｙ支持部材２３７の内周面ではなく、Ｙ軸円柱状部材２３６の外周に設けても良く、また、必ずしもＹ軸方向に沿って設ける必要もない。
【００８９】
前記Ｚ軸円柱状部材２３８には、図１１に示されるように、その外周面の長手方向の中央部に所定深さ（例えば１０μｍ程度の深さ）の表面絞り溝２３８ｐが長手方向（Ｚ軸方向）に沿って所定間隔で形成されている。また、このＺ軸円柱状部材２３８は、Ｙ支持部材２３７の下端面に形成された浅い円形凹部２３７ｅ内にその上端が嵌合した状態で固定されている。このＺ軸円柱状部材２３８の内部には、図１２Ａに示されるように、前述したＹ支持部材２３７に形成された第４のバキューム用管路２３７ｃに連通した状態でＺ軸方向の第５のバキューム用管路２３８ａが貫通状態で形成されている。また、Ｚ軸円柱状部材２３８の内部には、第５のバキューム用管路２３８ａの−Ｙ側に、前記第４の流体供給用管路２３７ｄに連通した状態でＺ軸方向の第５の流体供給用管路２３８ｂが形成されている。第５のバキューム用管路２３８ａの−Ｚ側の端部には、前述のバキューム管２４１ａの一端が不図示のコネクタを介して接続され、流体供給用管路２３８ｂの−Ｚ側の端部には、前述の供給管２４１ｂの一端が不図示のコネクタを介して接続されている。
【００９０】
Ｚ軸円柱状部材２３８には、第５のバキューム用管路２３８ａのＺ軸方向ほぼ中央部から＋Ｙ方向に向かう分岐管路２３８ｃが形成されており、この分岐管路２３８ｃの先端は、Ｚ軸円柱状部材２３８の外周面の外側に開放されている（図１１参照）。Ｚ軸円柱状部材２３８には、第５の流体供給用管路２３８ｂのＺ軸方向ほぼ中央部から−Ｙ方向に向かう分岐管路２３８ｄが形成されており、この分岐管路２３８ｄの先端は、Ｚ軸円柱状部材２３８の外周面の外側に開放されている。なお、Ｚ軸円柱状部材２３８に形成される表面絞り溝２３８ｐは、分岐管路２３８ｃおよびその近傍を避けて形成することが好ましい。
【００９１】
前記Ｚ支持部材２３９は、図１０、図１２等に示されるように、概略直方体状の外形を有し、その＋Ｙ側端面２３９ｃがチューブキャリアＴＣの−Ｙ端面に固定されている（図１２Ａ参照）。
【００９２】
Ｚ支持部材２３９には、その＋Ｚ側の端面から−Ｚ側の端面に至る円形の貫通孔２３９ａが形成され（図１１参照）、該貫通孔２３９ａ内部にＺ軸円柱状部材２３８が全周に渡って所定のクリアランスを介して挿入されている。このため、Ｚ軸円柱状部材２３８は、Ｚ支持部材２３９に対してＺ軸方向及びＺ軸回りの回転方向に相対移動可能な状態となっている。すなわち、Ｚ軸円柱状部材２３８をＺ軸の方向及びＺ軸回りに移動可能に支持する第３支持部が、Ｚ支持部材２３９によって構成されている。
【００９３】
Ｚ支持部材２３９の内周面には、図１２Ａに示されるように、Ｚ軸方向に伸びる複数の凹溝２３９ｂｉ（ｉ＝１〜ｎ、ｎは例えば８）が、前述した円筒状部材２３４の凹溝２３４ｃ1、２３４ｃ２、…、２３４ｃｎと同様に、所定角度間隔で形成されている（但し、図１２Ａでは、２つの凹溝２３９ｂ１、２３９ｂｎのみを図示、図１１参照）。なお、複数の凹溝２３９ｂｉは、Ｚ支持部材２３９の内周面ではなく、Ｚ軸円柱状部材２３６の外周に設けても良く、また、必ずしもＺ軸方向に沿って設ける必要もない。
【００９４】
また、Ｘ軸円柱状部材２３２、円筒状部材２３４、Ｙ軸円柱状部材２３６及びＺ軸円柱状部材２３８の材料としてセラミックやアルミニウムを用いることができる。
【００９５】
次に、上述のようにして構成された用力供給装置１５５の作用について簡単に説明する。
【００９６】
前述の如く、気体供給装置２０１から給気管２０３を介してチューブキャリアＴＣに供給された流体（加圧気体）は、チューブキャリアＴＣ内の給気管路、供給管２４１ｂを介して、用力供給装置１５５のＺ軸円柱状部材２３８内の第５の流体供給用管路２３８ｂに供給される。次に、この第５の流体供給用管路２３８ｂ内に供給された加圧気体は、分岐管路２３８ｄを介してＺ軸円柱状部材２３８の外周面の外側にその一部が排出され、残りの大部分は、第５の流体供給用管路２３８ｂを通ってＹ支持部材２３７に形成された前述の第４の流体供給用管路２３７ｄに向かう。
【００９７】
ここで、Ｚ軸円柱状部材２３８の外周面の外側に排出された加圧気体は、Ｚ支持部材２３９内周面に形成された溝２３９ｂ１〜２３９ｂｎをそれぞれ介してＺ軸円柱状部材２３８とＺ支持部材２３９との間の隙間のＺ軸方向全体に速やかに行き渡るとともに、Ｚ軸円柱状部材２３８外周面の表面絞り溝２３８ｐの間に入り込んでＺ軸円柱状部材２３８とＺ支持部材２３９との間の隙間の周方向全域にも行き渡る。これにより、Ｚ軸円柱状部材２３８が、表面絞り溝２３８ｐに入り込んだ加圧気体の静圧（いわゆる隙間内圧力）によりＺ支持部材２３９に対して非接触で支持される。すなわち、このようにして、表面絞り溝２３８ｐの全域に、一種の気体静圧軸受けが構成されている。この場合、Ｚ軸円柱状部材２３８の表面絞り溝２３８ｐはＺ軸円柱状部材２３８の外面の全周に形成されていることから、その加圧気体の静圧は全周に渡ってほぼ均等の圧力となるので、Ｚ軸円柱状部材２３８の周方向の全体に渡って同一のクリアランスが形成される。この結果、Ｚ軸円柱状部材２３８は、Ｚ支持部材２３９に対してＺ軸方向及びＺ軸回りの回転方向の移動が許容された状態となっている。
【００９８】
一方、前記第４の流体供給用管路２３７ｄに向かって流れた加圧気体は、流体供給用管路２３７ｄ１，２３７ｄ３、２３７ｄ２を順次経由して凹溝２３７ｂ１の内部底面に形成された流体供給用管路２３７ｄ２の開口端からＹ軸円柱状部材２３６とＹ支持部材２３７との間の僅かな隙間にその一部が排出されるとともに、残りの大部分は、Ｙ軸円柱状部材２３６内に形成された第３の流体供給用管路２３６ｂを介して取り付け部材２３５内に形成された第２の流体供給用管路（２３５ｃ、２３４ｂ）に向かう。
【００９９】
ここで、Ｙ軸円柱状部材２３６とＹ支持部材２３７との間の僅かな隙間に排出された加圧気体は、Ｙ支持部材２３７内周面に形成された溝２３７ｂ１〜２３７ｂｎをそれぞれ介してＹ軸円柱状部材２３６とＹ支持部材２３７との間の隙間のＹ軸方向全体に速やかに行き渡るとともに、Ｙ軸円柱状部材２３６外周面の表面絞り溝２３６ｐの間に入り込んでＹ軸円柱状部材２３６とＹ支持部材２３７との間の隙間の周方向全域にも行き渡る。これにより、Ｙ軸円柱状部材２３６が、表面絞り溝２３６ｐに入り込んだ加圧気体の静圧（いわゆる隙間内圧力）によりＹ支持部材２３７に対して非接触で支持される。すなわち、このようにして、表面絞り溝２３６ｐの全域に、一種の気体静圧軸受けが構成されている。この場合、Ｙ軸円柱状部材２３６の表面絞り溝２３６ｐはＹ軸円柱状部材２３６の外面の全周に形成されているので、その加圧気体の静圧は全周に渡ってほぼ均等の圧力となり、これにより、Ｙ軸円柱状部材２３６の周方向の全体に渡って同一のクリアランスが形成される。この結果、Ｙ軸円柱状部材２３６は、Ｙ支持部材２３７に対してＹ軸方向及びＹ軸回りの回転方向の移動が許容された状態となっている。
【０１００】
一方、第２の流体供給用管路（２３５ｃ、２３４ｂ）に供給された加圧気体は、その第２の流体供給用管路のうち、円筒状部材２３４に形成された丸孔２３４ｂから凹溝２３４ｃ1を介して円筒状部材２３４とＸ軸円柱状部材２３２との間の僅かな隙間内にその一部が排出されるとともに、残りがＸ軸円柱状部材２３２内部に形成された第１の流体供給用管路（２３２ｃ、２３２ｄ）に供給される。
【０１０１】
ここで、円筒状部材２３４とＸ軸円柱状部材２３２との間の僅かな隙間に排出された加圧気体は、円筒状部材２３４内周面に形成された溝２３４ｃ1〜２３４ｃｎをそれぞれ介して円筒状部材２３４とＸ軸円柱状部材２３２との間の隙間のＸ軸方向全体に速やかに行き渡るとともに、Ｘ軸円柱状部材２３２外周面の表面絞り溝２３２ｐの間に入り込んでＸ軸円柱状部材２３２と円筒状部材２３４との間の隙間の周方向全域にも行き渡る。これにより、Ｘ軸円柱状部材２３２が、表面絞り溝２３２ｐに入り込んだ加圧気体の静圧（いわゆる隙間内圧力）により円筒状部材２３４に対して非接触で支持される。すなわち、このようにして、表面絞り溝２３２ｐの全域に、一種の気体静圧軸受けが構成されている。この場合、Ｘ軸円柱状部材２３２の表面絞り溝２３２ｐはＸ軸円柱状部材２３２の外面の全周に形成されているので、その加圧気体の静圧は全周に渡ってほぼ均等になり、これにより、Ｘ軸円柱状部材２３２の周方向の全体に渡って同一のクリアランスが形成される。この結果、Ｘ軸円柱状部材２３２は、円筒状部材２３４に対してＸ軸方向及びＸ軸回りの回転方向の移動が許容された状態となっている。
【０１０２】
一方、第１の流体供給用管路（２３２ｃ、２３２ｄ）に供給された加圧気体は、該第１の流体供給用管路、固定部材２３１Ａに形成された流路２３１Ａａ（図１１参照）、及び供給管２７０Ａ（図９参照）を順次介して、ウエハステージ本体２８の内部に送られる。このウエハステージ本体２８の内部に送られた加圧気体は、ウエハステージ本体２８の内部の不図示の気体供給管路を通って、ウエハステージＷＳＴの種々の機構に供給されて用いられる。本実施形態では、ウエハステージ本体２８の内部に送られた加圧気体は、例えば前述した自重キャンセラ１０１に供給されるようになっているとともに、ウエハホルダ２５に設けられたウエハＷを昇降するための不図示の上下動ピン（センタアップ）を昇降する不図示の昇降機構にも供給されるようになっている。
【０１０３】
一方、真空吸引装置２０２による真空吸引（バキューム）が開始されると、真空吸引装置２０２で発生した負圧が、排気管２０４、チューブキャリアＴＣ、バキューム管２４１ａ、用力供給装置１５５、及びバキューム管２７０Ｂを介してウエハステージ本体２８の内部のバキューム管路に供給される。
【０１０４】
このとき、ウエハステージ本体２８側からバキューム管２７０Ｂ及び固定部材２３１Ａに形成された流路２３１Ａｂ、Ｘ軸円柱状部材２３２内部の第１のバキューム用管路（２３２ｂ、２３２ａ）、円筒状部材２３４に形成された凹溝２３４ｃｎを順次介して、円筒状部材２３４及び取り付け部材２３５に形成された第２のバキューム用管路（２３４ａ、２３５ｂ）に向かう気体の流れが生じる。この気体の流れによる負圧により、Ｘ軸円柱状部材２３２と円筒状部材２３４との間の隙間に供給された加圧気体が吸引され、この吸引力により、前記加圧気体がＸ軸円柱状部材２３２の周方向の全体に速やかに行き渡るとともに、前記の隙間内には、常に一定量の加圧気体が維持されるようになっている。
【０１０５】
また、Ｙ軸円柱状部材２３６及びＹ支持部材２３７の内部には、Ｙ軸円柱状部材２３６に形成された第３のバキューム用管路２３６ａからＹ支持部材２３７に形成された凹溝２３７ｂｎを介して第４のバキューム用管路２３７ｃに向かう気体の流れが生じる。この気体の流れによる負圧により、Ｙ軸円柱状部材２３６とＹ支持部材２３７との間の隙間に供給された加圧気体が吸引され、その加圧気体がＹ軸円柱状部材２３６の周方向の全体に速やかに行き渡るとともに、前記の隙間内には、常に一定量の加圧気体が維持されるようになっている。
【０１０６】
また、Ｚ軸円柱状部材２３８に形成された第５のバキューム用管路２３８ａの内部には、バキューム管２４１ａに向かう気体の流れが生じる。この気体の流れによる負圧により、Ｚ軸円柱状部材２３８とＺ支持部材２３９との間の隙間に供給された加圧気体が分岐管路２３８ｃを介して吸引され、これによりその加圧気体がＺ軸円柱状部材２３８の周方向の全体に速やかに行き渡るとともに、前記の隙間内には、常に一定量の加圧気体が維持されるようになっている。
【０１０７】
また、バキューム管２４１ａ、チューブキャリアＴＣ、排気管２０４の内部には、真空吸引装置２０２に向かう気体の流れが生じている。
【０１０８】
本実施形態では、真空吸引装置２０２で発生した負圧による、上述したような気体の流れにより、ウエハステージＷＳＴの内部では、例えばウエハホルダ２５によるウエハＷの真空吸着、ウエハステージ本体２８によるウエハテーブルＷＴＢの真空吸着や、前述の不図示の上下動ピン（センタアップ）の先端部によるウエハの真空吸着などが行われるようになっている。
【０１０９】
また、国際公開第２００４／０５３９５３号パンフレットに記載されているように、投影光学系ＰＬとウエハＷとの間に液体（例えば純水）を供給した状態でウエハにパターンを投影する液浸型露光装置においては、ウエハＷの裏面に液体が回りこむ虞がある液体を吸引することが開示されている。このため、例えば排気管２７０Ｂに加えて新たな吸引管を設け、ウエハホルダ２５の裏面に回りこみそうな液体を真空を用いて吸引しても良い。これに加え、ウエハステージＷＳＴに液体が回りこむ虞のある部分は用力供給装置１５５を用いて適宜吸引すれば良い。なお、液体の吸引により振動などの外乱が発生し、露光精度に影響を与えそうな場合には、露光動作を行っていないとき（例えば、露光動作の終了後のウエハの交換中）に液体の吸引を行えば良い。なお、本国際出願で指定して指定国（又は選択した選択国）の国内法令が許す限りにおいて、国際公開第２００４／０５３９５３号パンフレットに対応する米国出願における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
【０１１０】
なお、用力供給装置１５５は、温調された液体をウエハステージＷＳＴに供給しても良い。具体的には、供給管２７０Ａとは独立した供給管を設け、ウエハステージ本体２８に設けられた永久磁石２２Ａ，２２Ｂ、２３Ａ〜２３Ｄ、及び２９Ａ〜２９Ｄに温調された液体を供給しても良い。これにより、渦電流による永久磁石２２Ａ，２２Ｂ、２３Ａ〜２３Ｄ、及び２９Ａ〜２９Ｄの発熱を低減することができる。また、温調された液体をウエハホルダ２５に供給することにより、ウエハホルダ２５を温調することができる。
【０１１１】
なお、供給管や排気管の数が増えた場合には、用力供給装置１５５を複数設けるようにしても良い。例えば、用力供給装置１５５を２つ設ける場合には左右対称もしくは上下対称に設ければ良い。
【０１１２】
露光動作の間、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴのステップ移動方向と同一方向に、チューブキャリアＴＣをＸ軸リニアモータＲＸを介して駆動し、チューブキャリアＴＣをウエハステージＷＳＴにラフに追従させる。このとき、本実施形態では、主制御装置２０は、Ｘ軸リニアモータＲＸにチューブキャリアＴＣが等速移動するような駆動力を作用させることとしている。本実施形態においては、チューブキャリアＴＣがウエハステージＷＳＴに対してＸ、Ｙのそれぞれの方向に精度良く追従しなくても、円筒状部材２３４がＸ軸円柱状部材２３２を移動可能に支持するとともに、Ｙ支持部材２３７がＹ軸円柱状部材２３６を移動可能に支持している。このため、ウエハステージＷＳＴに用力供給装置１５５からの力が加わることはない。同様に、ウエハステージＷＳＴがＺ方向に駆動した場合でも、Ｚ支持部材２３９がＺ軸円柱状部材２３８を移動可能に支持しているので、ウエハステージＷＳＴに用力供給装置１５５からの力（例えばテンション）が加わることはない。
【０１１３】
以上詳細に説明したように、本実施形態に係るウエハステージ装置１２によると、ステージベース７１の上面７１ａ上を移動するウエハステージＷＳＴに接続され、該ウエハステージＷＳＴに対して加圧気体（流体）や真空を供給する用力供給装置１５５が、Ｘ軸円柱状部材２３２（第１軸部）、円筒状部材２３４（第１支持部）、Ｙ軸円柱状部材２３６（第２軸部）、Ｙ支持部材２３７（第２支持部）、Ｚ軸円柱状部材２３８（第３軸部）及びＺ支持部材２３９（第３支持部）を含んで構成され、Ｘ軸円柱状部材２３２は円筒状部材２３４によりＸ軸方向及びＸ軸回りに移動可能に支持され、Ｙ軸円柱状部材２３６はＹ支持部材２３７によりＹ軸方向及びＹ軸回りに移動可能に支持され、Ｚ軸円柱状部材２３８はＺ支持部材２３８によりＺ軸方向及びＺ軸回りに移動可能に支持されている。従って、ウエハステージＷＳＴの移動に伴って用力供給装置１５５に６自由度方向のいずれの方向の力が作用しても用力供給装置１５５はその力に応じて位置・姿勢を変化させることでその力を吸収するので、用力供給装置１５５がステージの移動を妨げることがない。従って、流体の供給にチューブなどの配管を用いる場合のようにチューブの引きずりによる位置制御性の低下がなく、ウエハステージＷＳＴの位置制御性を良好に確保することができる。
【０１１４】
また、Ｘ軸円柱状部材２３２と円筒状部材２３４との間、Ｙ軸円柱状部材２３６とＹ支持部材２３７との間、Ｚ軸円柱状部材２３８とＺ支持部材２３９との間のそれぞれには、第１、第２、第３の気体静圧軸受が設けられているので、Ｘ軸円柱状部材２３２と円筒状部材２３４との間、Ｙ軸円柱状部材２３６とＹ支持部材２３７との間、Ｚ軸円柱状部材２３８とＺ支持部材２３９との間のそれぞれを非接触の構成にすることができ、これにより、ウエハステージＷＳＴの移動に伴って６自由度方向のいずれの方向の力が作用しても用力供給装置１５５は抵抗力を発生することなく、その位置・姿勢を変化させる。従って、用力供給装置１５５起因のウエハステージの位置制御性の低下をほぼ完全に回避することができる。
【０１１５】
また、本実施形態では、用力供給装置１５５は、Ｘ軸方向に沿って等速運動するチューブキャリアＴＣに設けられているので、チューブキャリアＴＣを、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向の移動にラフに追従させることにより、用力供給装置１５５のＸ軸方向の移動許容範囲を小さく設計することができ結果的にウエハステージ装置１２の小型化及びその小型化によるリニアモータの発熱量の低減を図ることが可能となる。
【０１１６】
また、本実施形態の露光装置１００によると、上述したウエハステージ装置１２が基板としてのウエハＷを移動するステージ装置として用いられているので、ウエハＷ上の複数のショット領域にレチクルＲのパターンを転写するステップ・アンド・スキャン方式の露光動作の際のウエハＷ（ウエハステージＷＳＴ）の位置制御性の向上が可能となり、結果的に、レチクルＲのパターンのウエハＷへの高精度な転写が可能となる。
【０１１７】
なお、上記実施形態では、チューブキャリアＴＣを等速運動させる場合について説明したが、チューブキャリアＴＣに反射面を設け、チューブキャリアの位置を干渉計やエンコーダなどを用いて計測し、該計測結果に基づいて、ウエハステージＷＳＴに追従するようにチューブキャリアＴＣを駆動することとしても良い。
【０１１８】
なお、上述の実施形態においては、Ｚ軸円柱状部材２３８に対してＹ軸円柱状部材２３６を取り付けたが、Ｚ軸円柱状部材２３８に対して円筒状部材２３４、Ｘ軸円柱状部材２３２を取り付けても良い。
【０１１９】
また、上述の実施形態においては、Ｘ軸円柱状部材２３２を移動部としたが、円筒状部材２３４を移動部とする構成にしても良い。同様に、Ｙ軸円柱状部材２３６およびＺ軸円柱状部材２３８を移動部としたが、Ｙ軸円柱状部材２３６及びＺ軸円柱状部材２３８のそれぞれを包囲する部材を移動部とする構成にしても良い。
【０１２０】
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態を図１３〜図１５に基づいて説明する。ここで、前述した第１の実施形態と同一若しくは同等の部分については、同一の符号を用いるとともにその説明を簡略にし、若しくは省略するものとする。この第２の実施形態の露光装置は、ウエハステージ装置（ステージ装置）の構成が一部異なるのみで、その他の部分の構成は前述した第１の実施形態の露光装置１００と同様になっている。
【０１２１】
図１３には、本第２の実施形態に係るウエハステージ装置１２’の構成が斜視図にて示されている。この図１３と図２とを比べると、本第２の実施形態のウエハステージ装置１２’は、Ｙ軸リニアモータＬＹ1，ＬＹ２によってＹ軸方向に駆動される部分が、第１の実施形態に係るウエハステージ装置１２と相違していることがわかる。すなわち、ウエハステージ装置１２’では、前述した固定子ユニットＭＹに代えて、移動体ユニットＭＹ’が設けられ、固定子ユニットＭＹに取り付けられたチューブキャリアＴＣに代えて、ウエハステージＷＳＴがその内部に組み込まれたカウンタマス３０が設けられている。以下では重複説明を避ける観点から、これらの相違点を中心として説明する。なお、本実施形態のウエハステージ装置１２’の基本構成は先に出願された特願２００４−１１６０４３号の明細書にも記載されている。
【０１２２】
図１４Ａには、ウエハステージ装置１２’からカウンタマス３０及び該カウンタマスに取り付けられたウエハステージＷＳＴが取り出され斜視図にて示され、図１４Ｂには、図１４ＡのＸ−Ｚ断面図が示されている。また、図１５には、ウエハステージＷＳＴからウエハテーブルＷＴＢを取り外した状態のウエハステージ装置１２’の平面図が示されている。
【０１２３】
前記カウンタマス３０は、図１５から分かるように、その上面の中央部に矩形の開口が形成され、四方の側壁、特にＹ軸方向の両側の側壁の肉厚が厚い箱のような形状を有している。このカウンタマス３０の内部空間にウエハステージ本体２８が収容された状態でウエハステージＷＳＴがカウンタマス３０に対して相対移動可能に取り付けられている（図１４Ｂ参照）。
【０１２４】
カウンタマス３０の＋Ｘ側の側壁に形成された開口３０ａ及びこれに対向する−Ｙ側の側壁の開口には、前述のＹ軸固定子８０と同様の構成の電機子ユニットから成るＹ軸固定子４８０の長手方向の一端と他端がそれぞれ挿入され、固定されている。Ｙ軸固定子４８０は前述のＹ軸固定子８０と同様に、ウエハステージ本体２８に設けられた一対の永久磁石２２Ａ，２２Ｂ相互間の空間に挿入されており、Ｙ軸固定子４８０と一対の永久磁石２２Ａ，２２ＢとによりウエハステージＷＳＴをＹ軸方向に沿って微小駆動するリニアモータを構成している。
【０１２５】
また、カウンタマス３０に形成された開口３０ｂ及び３０ｃには、前述のＸ軸固定子６１Ａ、６１Ｂと同様の構成の電機子ユニットから成るＸ軸固定子４６１Ａ，４６１Ｂの長手方向の一端と他端がそれぞれ挿入され、固定されている（図１４Ａ参照）。Ｘ軸固定子４６１Ａ，４６１Ｂのそれぞれは、前述のＹ軸固定子６１Ａ、６１Ｂと同様に、ウエハステージ本体２８に設けられた磁極ユニット２３Ａ、２３Ｂ相互間の空間、磁極ユニット２３Ｃ，２３Ｄ相互間の空間に、それぞれ挿入されている。すなわち、Ｘ軸固定子４６１Ａ，４６１Ｂと磁極ユニット２３Ａ〜２３Ｄとにより、ウエハステージＷＳＴをＸ軸方向に沿って駆動する一対のリニアモータを構成している。
【０１２６】
前記カウンタマス３０に形成された開口３０ｄ，３０ｅそれぞれの内部には、図１４Ａに示されるように、Ｘ軸方向に伸びる各一対の磁極ユニット（永久磁石群）から成るＸ軸可動子２４Ａ、２４Ｂが、それぞれ設けられている。Ｘ軸可動子２４Ａ、２４Ｂそれぞれの内部空間には、後述するように移動体ユニットＭＹ’を構成するＸ軸方向に伸びる電機子ユニットから成るＸ軸固定子（電機子コイル）２６Ａ、２６Ｂがそれぞれ挿入されている。Ｘ軸可動子２４Ａ，２４ＢとＸ軸固定子２６Ａ，２６ＢとによりカウンタマスをＸ軸方向に沿って駆動するリニアモータ（第２駆動装置）を構成している。
【０１２７】
前記移動体ユニットＭＹ’は、図１５に示されるように、前述したＸ軸固定子２６Ａ，２６Ｂと、該Ｘ軸固定子２６Ａ，２６ＢのそれぞれからＹ軸方向に関して等距離の位置でかつカウンタマス３０の下方に配置され、ＸＹ面に平行にかつＸ軸方向に伸びる第１の板状部材１８４と、該第１の板状部材１８４のＹ軸方向一側と他側にそれぞれ配置されたＸ軸方向を長手方向とするＺ軸固定子８９Ａ，８９Ｂと、Ｘ軸固定子２６Ｂの＋Ｙ側に配置されＸ軸方向を長手方向とする第２の板状部材１８６と、これらＸ軸固定子２６Ａ，２６Ｂ、第１の板状部材１８４、Ｚ軸固定子８９Ａ，８９Ｂ、及び第２の板状部材１８６それぞれの長手方向一端（＋Ｘ側端）及び他端（−Ｘ側端）に固定されたスライダ４４，４６と、を備えている。スライダ４４，４６によって、Ｘ軸固定子２６Ａ，２６Ｂ、第１の板状部材１８４、電機子ユニット８９Ａ，８９Ｂ、及び第２の板状部材１８６が所定の位置関係に維持されている。
【０１２８】
前記第１の板状部材１８４は、その上面（＋Ｚ側面）が平坦に加工され、図１５に示されるように、カウンタマス３０の底面の下方に配置されている。一方、カウンタマス３０の底面のＹ軸方向中央部には、不図示の複数の気体静圧軸受（例えばエアベアリング）がその底面にＸ軸方向に沿って所定間隔で設けられた部材８３が固定されている。カウンタマス３０は、これら複数のエアベアリングから第１の板状部材１８７に対して吹き付けられる加圧気体の静圧により、移動体ユニットＭＹ’の各部に対して非接触で支持されている。
【０１２９】
前記ウエハステージＷＳＴ（ウエハステージ本体２８）の底面には、図１４Ｂに示されるように自重キャンセラ１０１が設けられている。図１４Ｂに示されているように、カウンタマス３０のうち自重キャンセラ１０１と対向する面がウエハステージＷＳＴの移動面となっている。カウンタマス３０がウエハステージＷＳＴの移動面を有しているのでステージベース７１を安価に作成することができる。
【０１３０】
カウンタマス３０とウエハステージ本体２８との間には、図１５に示されるように、第１の実施形態と同様の構成の用力供給装置１５５が設けられている。この用力供給装置１５５は、カウンタマス３０に接続された供給管２０３を介してウエハステージ装置外部に設けられた不図示の気体供給装置から供給される加圧気体や、カウンタマス３０に接続されたバキューム管２０４を介してウエハステージ装置外部に設けられた不図示の真空吸引装置で発生した負圧をウエハステージＷＳＴに供給する際の中継機構として用いられる。
【０１３１】
ウエハステージ装置１２’のその他の構成は、前述した第１の実施形態のウエハステージ装置１２と同様になっている。従って、移動体ユニットＭＹとＹ軸リニアモータＬＹ1，ＬＹ２と定盤７１とフレームキャスタＦＣとの間には、第１の実施形態と同様の力が作用するようになっている。
【０１３２】
上述のようにして構成された本第２の実施形態の露光装置では、前述した第１の実施形態と同様の動作が行われる。但し、本第２の実施形態では、カウンタマス３０を備えていることから、ウエハステージＷＳＴがＸ軸方向の一方向（＋Ｘ方向（又は−Ｘ方向））に駆動されると、その反力を受けて、カウンタマス３０がそれとは逆の方向（−Ｘ方向（又は＋Ｘ方向））に駆動される。また、主制御装置２０は、カウンタマス３０の移動ストロークを小さくするために第２駆動装置を構成するＸ軸可動子２４Ａ，２４ＢとＸ軸固定子２６Ａ，２６Ｂとによりカウンタマス３０に対してウエハステージＷＳＴと同じ方向に駆動するように初速を与えている。
【０１３３】
なお、ウエハステージ装置１２’のウエハステージＷＳＴで用いられるウエハホルダ２５のバキュームや自重キャンセラ１０１への加圧気体の供給、ウエハ昇降用のセンタアップの昇降に用いられる加圧気体の供給は、カウンタマス３０及びカウンタマス３０とウエハステージ本体２８との間に設けられた用力供給装置１５５を介して行われる。この場合、第１の実施形態で説明した円筒状部材２３４がウエハステージ本体２８とカウンタマス３０とのＸ方向に沿った相対移動量に応じてＸ軸円柱状部材２３２をＸ方向に沿って移動可能に支持すれば良い。同様に、ウエハステージ本体２８のＹ方向、Ｚ方向の移動に応じて、Ｙ支持部材２３７とＺ支持部材２３９のそれぞれがＹ軸円柱状部材２３６とＺ軸円柱状部材２３８を移動可能に支持している。
【０１３４】
以上説明したように、本第２の実施形態に係るウエハステージ装置１２’によると、ステージベース７１の上面７１ａ上を移動するウエハステージＷＳＴに接続された前述の用力供給装置１５５を備え、この用力供給装置１５５がカウンタマス３０に設けられているので、前述した第１の実施形態と同様に用力供給装置１５５起因のウエハステージの位置制御性の低下をほぼ完全に回避することができる。また、本第２の実施形態では、用力供給装置１５５は、ウエハステージＷＳＴがＸ軸方向に駆動された際の反力により該ステージと反対方向に移動するカウンタマス３０を介して、流体（加圧気体）をウエハステージＷＳＴへ供給する、すなわちウエハステージＷＳＴの近くにあるカウンタマス３０を中継してウエハステージＷＳＴへの流体供給を行うので、ステージ装置の外部からチューブ等の配管を介して流体がウエハステージへ直接供給される場合と比べ、チューブの引きずりに伴う抵抗力を低減させることができ、これにより、ウエハステージＷＳＴの位置制御性を向上させることが可能となる。
【０１３５】
また、本第２の実施形態の露光装置によると、上述したウエハステージ装置１２’が基板としてのウエハＷを移動するステージ装置として用いられているので、ウエハＷ上の複数のショット領域にレチクルＲのパターンを転写するステップ・アンド・スキャン方式の露光動作の際のウエハＷ（ウエハステージＷＳＴ）の位置制御性の向上が可能となり、結果的に、レチクルＲのパターンのウエハＷへの高精度な転写が可能となる。
【０１３６】
なお、上記第２の実施形態では、カウンタマス３０としてウエハステージＷＳＴを取り囲む状態とされる、いわゆる「ローカルカウンタマス」を採用した場合について説明したが、本発明がこれに限られるものではなく、ウエハステージＷＳＴの駆動による反力によりウエハステージＷＳＴと反対方向に移動するのであれば、その構成は問わない。
【０１３７】
《変形例》
次に、用力供給装置の変形例について図１６〜図２２に基づいて説明する。
【０１３８】
図１６には、本変形例の用力供給装置１５５’の斜視図が示され、図１７には、用力供給装置１５５’の分解斜視図が示されている。また、図１８には、用力供給装置１５５’のＹ軸方向のほぼ中央におけるＸＺ断面で断面した斜視図が示され、図１９には、用力供給装置１５５’のＸ軸方向のほぼ中央におけるＹＺ断面で断面した斜視図が示されている。また、図２０、図２１には、用力供給装置１５５’内の気体の流れを説明するための図がそれぞれ示されている。このうち、図２０は、用力供給装置１５５’を図１８と同一のＸＺ断面に沿って断面した断面図に相当し、図２１は、用力供給装置１５５’を図１９と同一のＹＺ断面に沿って断面した断面図に相当する。
【０１３９】
用力供給装置１５５’は、図１７に示される第１軸部としての第１部材１０３、第２部材１０５、第３部材１０７及び第４部材１１１の４つの部材の組み合わせによって構成されている。この用力供給装置１５５’は、前述した第２の実施形態と同様、カウンタマス３０を有するステージ装置に組み込まれる（図２２参照）。なお、図１７は、用力供給装置１５５’として組み立てられた状態（図１６の状態）の第１〜第４部材のそれぞれを取り出して示すもので、実際には、第３部材１０７、第４部材１１１は、他の部材の組み付けが可能となるように、それぞれ複数の部品から構成されていることは言うまでもない。
【０１４０】
前記第１部材１０３は、図１７に示されるように、Ｘ軸方向を長手方向とする円柱状の部材から成り、その長手方向の両端部を除く中央部分の外周面には、所定深さ（例えば、１０μｍ程度）の複数の表面絞り溝１０３ｂが所定間隔で形成されている。この第１部材１０３の＋Ｘ側端部には、コネクタ部１０３ａが設けられ、−Ｘ側端部には、コネクタ部１０３ａと同様のコネクタ部１０３ｃが設けられている（図１７では不図示、図１８参照）。コネクタ部１０３ａには、不図示の給気管の一端が接続され、この給気管の他端には前述した気体供給装置２０１（図８参照）が接続されている。コネクタ部１０３ｃには、不図示のバキューム管の一端が接続され、このバキューム管の他端は、前述した真空吸引装置２０２に接続されている。
【０１４１】
第１部材１０３の内部には、図１８に示されるように、コネクタ部１０３ａの端面からＸ軸方向中央より僅かに−Ｘ側の部分に達する給気管路２１１ａ、コネクタ部１０３ｃの端面からＸ軸方向中央より僅かに＋Ｘ側の部分に達するバキューム管路２１１ｃが、それぞれ形成されている。
【０１４２】
前記給気管路２１１ａの＋Ｘ側の端部は、他の部分より幾分小径に形成されている。この給気管路２１１ａの−Ｘ側の端部近傍には、図２０及び図２１に示されるように、第１部材１０３の外周面まで達する７本の分岐管路２１１ｂ１〜２１１ｂ７が放射方向に形成されている。これらの分岐管路２１１ｂ１〜２１１ｂ７のそれぞれは、外周側の端部が他の部分に比べて小径に形成されている。
【０１４３】
前記バキューム管路２１１ｃの＋Ｘ側端部近傍からは、図２１に示されるように、１本の分岐管路２１１ｄが下側（−Ｚ側）に分岐し、かつ第１部材１０３の外部まで連通した状態で形成されている。
【０１４４】
前記第２部材１０５は、図１７に示されるように、概略直方体状の形状を有する第１支持部１０４ａと、該第１支持部１０４ａの上下面（±Ｚ側面）にそれぞれＺ軸方向に一体的に突設された一対の第２軸部１０４ｂ，１０４ｃとを有する。
【０１４５】
前記第１支持部１０４ａには、＋Ｘ側の端面から−Ｘ側の端面まで達する円形の貫通孔１０５ａが形成され、この貫通孔１０５ａの内部に第１部材１０３が挿入されるようになっている。第１支持部１０４ａの貫通孔１０５ａの内周面には、図１７、図２０及び図２１に示されるように、第１部材１０３に形成された７本の分岐管路２１１ｂ１〜２１１ｂ７に対応して、７本の溝部１０５ｂ１〜１０５ｂ７が形成されている。また、第１支持部１０４ａの貫通孔１０５ａの内周面には、第１部材１０３に形成されたバキューム管路２１１ｃ側の分岐管路２１１ｄに対応して、１本の溝部１０５ｃが形成されている。
【０１４６】
前記一方の（＋Ｚ側に位置する）第２軸部１０４ｂには、図１７に示されるように、表面絞り溝１１４ａが形成されている。この表面絞り溝１１４ａは、第２軸部１０４ｂの外周面に沿って形成された１本の第１の溝と、該第１の溝に連通する状態で第２軸部１０４ｂの外周面に沿って所定間隔で形成されＺ軸方向に延びる複数本の第２の溝とから構成されている。前記他方の（−Ｚ側に位置する）第２軸部１０４ｃも第２軸部１０４ｂと上下対称ではあるが、同様に構成されおり、その外周面には表面絞り溝１１４ｂが形成されている。
【０１４７】
この第２部材１０５の内部には、図２０及び図２１に示されるように、第２軸部１０４ａの上端面（＋Ｚ端面）の中央部から溝部１０５ｂ１に連通する貫通孔１０５ｄが形成されている。この貫通孔の１０５ｄの溝部１０５ｂ１に連通する下端部近傍部分は他の部分に比べて径が小さく形成されている。
【０１４８】
また、第２部材１０５には、第２軸部１０４ｂの下端面（−Ｚ端面）の中央部から開口１０５ａまで貫通した状態で貫通孔１０５ｅが形成されている。この貫通孔１０５ｅは、その上端部近傍で径が小さく設定されており、溝部１０５ｃに連通した状態となっている。
【０１４９】
前記第３部材１０７は、図１７に示されるように、＋Ｘ側の面から−Ｘ側の面まで貫通する矩形（ほぼ正方形）の開口１０７ａが形成された直方体状の外形を有する第２支持部１０８ａと、該第２支持部１０８ａのＸ軸方向の両側面（±Ｘ側面）にそれぞれＸ軸方向に一体的に突設された一対の第３軸部１０８ｂ，１０８ｃとを有している。第３軸部１０８ｂ，１０８ｃの外周面には、表面絞り溝１０９ａ，１０９ｂがそれぞれ形成されている。
【０１５０】
前記第２支持部１０８ａには、図２０及び図２１に示されるように、前述の開口１０７ａの上壁面に上下方向を軸方向とする円形開口１０７ｂが形成されるとともに、該円形開口１０７ｂ上端に連通する中空部が第２支持部１０８ａの内部に形成されている。本変形例では、円形開口１０７ｂ内に前述の第２軸部１０４ｂが下方から挿入され、この挿入状態では、第２軸部１０４ｂと円形開口１０７ｂの内周面との間に、所定のクリアランスが形成されるようになっている。また、この第２軸部１０４ｂが円形開口１０７ｂ内に挿入された図２０、図２１等の状態で、第２支持部１０８ａの内部の第２軸部１０４ｂの上側に気体室となる空間８０が形成されている。以下では、この空間８０を気体室８０とも呼ぶ。
【０１５１】
また、第２支持部１０８ａには、図２０及び図２１に示されるように、前述の開口１０７ａの下側壁面に上下方向を軸方向とする円形開口１０７ｃが形成されるとともに、該円形開口１０７ｃ下端に連通する中空部が第２支持部１０８ａの内部に形成されている。本変形例では、円形開口１０７ｃ内に前述の第２軸部１０４ｃが上方から挿入され、この挿入状態では、第２軸部１０４ｃと円形開口１０７ｃの内周面との間に、所定のクリアランスが形成されるようになっている。また、この第２軸部１０４ｃが円形開口１０７ｃ内に挿入された図２０、図２１等の状態で、第２支持部１０８ａの内部の第２軸部１０４ｃの下側に真空室となる空間８１が形成されている。以下では、この空間８０を真空室８１とも呼ぶ。
【０１５２】
図２１に示されるように、前記第３部材１０７の一方の第３軸部１０８ｂの内部には、通気路１０７ｆ、１０７ｈが上下に所定距離隔ててそれぞれ形成され、他方の第３軸部１０８ｃの内部には、通気路１０７ｇ、１０７ｉが上下に所定距離隔ててそれぞれ形成されている。前記通気路１０７ｆ、１０７ｇのそれぞれは、Ｚ軸方向に延びる通気管路１０７ｊ，１０７ｋをそれぞれ介して気体室８０に連通されている。また、前記通気路１０７ｈ、１０７ｉのそれぞれは、Ｚ軸方向に延びる通気管路１０７ｎ、１０７ｏをそれぞれ介してバキューム室８１に連通されている。また、第３軸部１０８ｂには、通気路１０７ｆと第３軸部１０８ｂの外周面の外部とを連通する通気管路１０７ｌ、及び通気路１０７ｈと第３軸部１０８ｃの外周面の外部とを連通する通気管路１０７ｐが形成されている。また、第３軸部１０８ｃには、通気路１０７ｇと第３軸部１０８ｃの外周面の外部とを連通する通気管路１０７ｍ、及び通気路１０７ｉと第３軸部１０８ｃの外周面の外部とを連通する通気管路１０７ｑが形成されている。
【０１５３】
前記第４部材１１１は、図１７に示されるように、上下が開口した平面視（上方から見て）矩形枠状の筒状部材から成り、そのＸ軸方向両側の壁には、第１の径の円形開口１１１ｂ，１１１ｃがそれぞれ形成され、Ｙ軸方向両側の壁には、第２の径（＞第１の径）の円形開口１１１ｄ，１１１ｅが形成されている。
【０１５４】
前記円形開口１１１ｄ，１１１ｅには、図２１から分かるように、前述した第３部材１０７の第３軸部１０８ｂ、１０８ｃがそれぞれ挿入されるようになっている。一方、残りの２つの円形開口１１１ｂ，１１１ｃには、図２０に示されるように、第１部材１０３が所定の隙間をあけて挿入される。
【０１５５】
第４部材１１１の円形開口１１１ｅの内壁面の下側には、図１７及び図２１に示されるように、前述の通気管路１０７ｑに対向する位置に上下に連通するバキューム管路１１１ｆが形成されている。また、第４部材１１１の円形開口１１１ｄの内壁面の下側には、図２１に示されるように、前述の通気管路１０７ｐに対向する位置に凹部１１１ｇが形成されている。これらの凹部１１１ｇとバキューム管路１１１ｆは、第４部材１１１内部に形成された通気管路１１１ｈ（図２０参照）を介して連通状態とされている。バキューム管路１１１ｆには、図１７に示されるように、第４部材の下面側に設けられたコネクタ１１５が接続されている。
【０１５６】
また、第４部材１１１の円形開口１１１ｅの内壁面の下側には、図１７及び図２１に示されるように、前述の通気管路１０７ｍに対向する位置に上下に連通する給気管路１１１ｉが形成され、この給気管路１１１ｉに第４部材１１１の上面側に設けられたコネクタ１１６が接続されている。
【０１５７】
以上のような構成を有する用力供給装置１５５’は、図２２に示されるようにカウンタマス３０のＸ軸方向の一側と他側の側壁に第１部材１０３の長手方向の一端部と他端部が接続され、ウエハステージ本体２８の底部に、第３部材の上端部が接続された状態で、カウンタマス３０及びウエハステージＷＳＴに取り付けられる。そして、この取り付け後の状態では、前述したコネクタ１１５が不図示のバキューム用の配管を介してウエハステージＷＳＴ上に設けられたウエハホルダ２５を構成する真空チャックに接続され、前述したコネクタ１１６が、不図示の配管を介してウエハステージ本体２８の内部の不図示の気体供給管路に接続される。
【０１５８】
次に、上述のように構成された用力供給装置１５５’の作用について、図２０，図２１に基づいて説明する。なお、図２０、図２１において、白抜き矢印は、加圧気体の供給による気体の流れを示し、黒矢印は真空吸引（バキューム）により生じる気体の流れを示している。
【０１５９】
気体供給装置２０１から、不図示の供給管及びカウンタマス３０に接続されたコネクタ部１０３ａを介して第１部材１０３の内部の給気管路２１１ａ内に図２０中の矢印Ａで示されるように加圧気体が供給されると、その加圧気体は、分岐管路２１１ｂ１内を矢印Ｂ方向に流れる（上昇する）とともに、その他の分岐管路２１１ｂ２〜２１１ｂ７内についても図２１に示されるように、第１部材１０３の外周面の外部に向かって矢印Ｂ方向に流れる。そして、分岐管路２１１ｂ１内を流れる加圧気体は、大部分が図２０に示されるように、貫通孔１０５ｄを矢印Ｄ方向に流れ、前述の気体室８０に供給されるとともに、残部が図２０に示されるように、第２部材１０５に形成された溝部１０５ｂ１内を矢印Ｃ方向に流れ、その加圧気体が溝部１０５ｂ１と第１部材１０３とにより形成される空間内に充
填される。また、溝部１０５ｂ2〜１０５７内にも矢印Ｃと同一方向に加圧気体が流れ、溝部１０５ｂ２〜１０５ｂ７と第１部材１０３とにより形成される空間内に加圧気体が充填される。そして、この加圧気体は、第１部材１０３の表面に形成された表面絞り溝１０３ｂ内にも流れるようになっている。この場合、前述の第１の実施形態と同様に、表面絞り溝１０３ｂと第２部材１０５との間の隙間の加圧気体の静圧により第１部材１０３が、第２部材１０５の第１支持部１０４ａに対して非接触で支持される。すなわち、このようにして、表面絞り溝１０３ｂの全域に、一種の気体静圧軸受けが構成されている。この結果、第１部材１０３は、第１支持部１０４ａに対してＸ軸方向の移動及びＸ軸回りの回転が許容された状態となっている。
【０１６０】
一方、前記気体室８０内部には、前述の如くして供給された加圧気体が充填され、その充填された加圧気体の一部は、図２０に示されるように、第３部材１０７（第２支持部１０８ａ）に形成された開口１０７ｂと第２部材１０５の第２軸部１０４ｂとの間の微小な隙間内を、矢印Ｅ方向に流れる（漏れ出す）。これにより、前述と同様にして、第２軸部１０４ｂに形成された表面絞り溝１１４ａの全域に、一種の気体静圧軸受が構成され、第２軸部１０４ｂが第２支持部１０８ａに対してＺ軸方向の移動及びＺ軸回りの回転が許容された状態となっている。
【０１６１】
気体室８０内部に充填された加圧気体の一部は、図２１に示されるように、通気管路１０７ｊ、１０７ｋ内を矢印Ｆ方向（−Ｚ方向）に流れ、通気路１０７ｆ，１０７ｇ及び通気管路１０７ｌ，１０７ｍを順次経由して、第３部材１０７の第３軸部１０８ｂ，１０８ｃの外部の第４部材１１１との間の隙間に流れ出す。この加圧気体は、第３部材１０７の第３軸部１０８ｂ，１０８ｃにそれぞれ形成された表面絞り溝１０９ａ，１０９ｂ（図１７参照）内を流れる。これにより、前述と同様にして、第３軸部１０８ｂ，１０８ｃにそれぞれ形成された表面絞り溝１０９ａ，１０９ｂの全域に、一種の気体静圧軸受がそれぞれ構成され、第３軸部１０８ｂ，１０８ｃが第４部材１１１に対してＹ軸方向の移動及びＹ軸回りの回転が許容された状態となっている。
【０１６２】
また、通気管路１０７ｍを介して第３軸部１０８ｃの外部に流れ出した加圧気体は、該通気管路１０７ｍに対向して第４部材１１１に形成された給気管路１１１ｉを介して、ウエハステージ本体２８の内部に送られ、例えば前述した自重キャンセラ１０１に供給されるとともに、ウエハホルダ２５に設けられたウエハＷを昇降するための不図示の上下動ピン（センタアップ）を昇降する不図示の昇降機構にも供給される。
【０１６３】
真空吸引装置２０２によるバキューム動作が開始され、負圧が発生すると、その負圧が第１部材１０３のコネクタ部１０３ｃに接続されたバキューム管を介してバキューム管路２１１ｃに供給され、バキューム管路２１１ｃの内部に図２０中の矢印Ａ’で示される気体の流れが生じる。この気体の流れによって生じる負圧により、前述した真空室８１内部の気体がバキューム管路２１１ｃ側に吸引され、貫通孔１０５ｅ内に図２０中の矢印Ｄ’で示される気体の流れが生じるとともに、第１部材１０３と第２部材１０５に形成された溝１０５ｃとにより形成される空間内には図２０中の矢印Ｃ’で示される方向の気体の流れが生じる。後者の気体の流れにより、前述の如く、第１部材１０３と第２部材１０５との間の隙間に溝１０５ｂ１〜１０５ｂ7を介して流れ出した加圧気体が第１部材１０３の表面絞り溝１０４ｂに沿って吸引され、その表面絞り溝１０４ｂ全周に渡って加圧気体が速やかに行き渡るとともに、溝１０５ｃに達した加圧気体が回収される。
【０１６４】
上述の貫通孔１０５ｅ内に図２０中の矢印Ｄ’で示される気体の流れに起因して真空室８１が負圧（真空状態）となり、この負圧により、図２０，図２１に示されるように、第２部材１０５の第２軸部１０４ｃと第３部材１０７（第２支持部１０８ａ）に形成された円形開口１０７ｃとの間に矢印Ｅ’方向の気体の流れが生じ、第２軸部１０４ｃに形成された表面絞り溝１１４ｂ内を気体が流れることにより、第２軸部１０４ｃに形成された表面絞り溝１１４ｂの全域に、一種の気体静圧軸受が構成され、第２軸部１０４ｃが第２支持部１０８ａに対してＺ軸方向の移動及びＺ軸回りの回転が許容された状態となっている。従って、この変形例の用力供給装置１５５’では、６自由度方向の位置・姿勢の変化が可能な構成となっている。
【０１６５】
また、真空室８１内部の負圧により、通気路１０７ｆ、１０７ｈ内部の気体が真空室８１に吸引され、通気管路１０７ｎ、１０７ｏ内部に図２１中の矢印Ｆ’で示される気体の流れが生じる。この気体の流れにより、通気路１０７ｆ、１０７ｈ内部が負圧となり、この負圧により第４部材１１１に形成されたバキューム管路１１１ｆの内部及び該バキューム管路１１１ｆに通気管路１１１ｈを介して連通された凹部１１１ｇに内部に図２１中に矢印Ｇ’で示される気体の流れが生じるとともに、第４部材１１１の円形開口１１１ｄと第３軸部１０８ｂとの隙間、及び円形開口１１１ｅと第３軸部１０８ｃとの隙間に、図２１中に矢印Ｈ’で示される気体の流れが生じる。後者の気体の流れにより、前述の如く、第３軸部１０８ｂと円形開口１１１ｄとの隙間、第３軸部１０８ｃと円形開口１１１ｅとの隙間に、通気管路１０７ｌ、１０７ｍからそれぞれ流れ出した加圧気体が第３軸部１０８ｂ、１０８ｃの表面絞り溝１０９ａ、１０９ｂにそれぞれ沿って吸引され、それらの表面絞り溝１０９ａ、１０９ｂ全周に渡って加圧気体が速やかに行き渡るとともに、表面絞り溝１０９ａ、１０９ｂの最下部に達した加圧気体が回収される。
【０１６６】
前述の矢印Ｇ’で示される気体の流れにより、通気管路１１１ｆ内部が負圧となり、その負圧により、ウエハホルダ２５のバキュームチャックと第４部材１１１とを接続するバキューム管内に図２１中の矢印Ｉ’で示される気体の流れが生じ、バキュームチャックによってウエハＷが吸着される。
【０１６７】
以上説明したように、本変形例に係る用力供給装置１５５’は、６自由度を有し、この用力供給装置１５５’により流体（加圧気体）の供給をカウンタマスを介して行うことができるので、前述した第２の実施形態と同等の効果を得ることができる。
【０１６８】
なお、上記変形例においても、第１の実施形態と同様のチューブキャリアを設ける構成を採用することとしても良い。
【０１６９】
なお、上記変形例では、用力供給装置１５５’の第４部材１１１を設けなくても良い。この場合、用力供給装置の自由度が４自由度となるが、配管（チューブ）を採用する場合に比べれば、高精度なステージ制御を行うことが可能である。
【０１７０】
なお、上記各実施形態及び変形例では、本発明のステージ装置がウエハステージ装置に採用された場合について説明したが、レチクルステージＲＳＴを含むレチクルステージ装置として採用することとしても良い。
【０１７１】
なお、上記各実施形態及び変形例では、本発明が、スキャニング・ステッパに適用された場合について例示したが、本発明の適用範囲がこれに限定されるものではなく、本発明は、マスクと基板とを静止した状態で露光を行うステッパ等の静止型の露光装置にも好適に適用できるものである。また、ステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも本発明は好適に適用できる。
【０１７２】
また、露光装置の露光対象である物体は、上記の実施形態のように半導体製造用のウエハに限定されることなく、例えば、液晶表示素子、プラズマディスプレイや有機ＥＬなどのディスプレイ装置の製造用の角型のガラスプレートや、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤなど）、マスク又はレチクルなどを製造するための基板であっても良い。
【０１７３】
また、上記各実施形態及び変形例では、露光装置の照明光ＩＬとしては波長１００ｎｍ以上の光に限らず、波長１００ｎｍ未満の光を用いても良いことはいうまでもない。例えば、近年、７０ｎｍ以下のパターンを露光するために、ＳＯＲやプラズマレーザを光源として、軟Ｘ線領域（例えば５〜１５ｎｍの波長域）のＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光を発生させるとともに、その露光波長（例えば１３．５ｎｍ）の下で設計されたオール反射縮小光学系、及び反射型マスクを用いたＥＵＶ露光装置の開発が行われている。さらに、例えば国際公開ＷＯ９９／４９５０４号パンプレットなどに開示される、投影光学系ＰＬとウエハとの間に液体（例えば純水など）が満たされる液浸型露光装置などにも本発明を適用することができる。
【０１７４】
また、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置も、本発明は適用できる。なお、電子線露光装置は、ペンシルビーム方式、可変成形ビーム方式、セルプロジェクション方式、ブランキング・アパーチャ・アレイ方式、及びマスク投影方式のいずれであっても良い。
【０１７５】
なお、本発明に係るステージ装置は、露光装置に限らず、その他の基板の処理装置（例えば、レーザリペア装置、基板検査装置その他）、あるいはその他の精密機械における試料の位置決め装置、ワイヤーボンディング装置等にも広く適用できる。
【０１７６】
なお、複数のレンズ等から構成される照明ユニット、投影光学系などを露光装置本体に組み込み、光学調整をする。そして、上記のＸ軸固定子、Ｘ軸可動子、Ｙ軸固定子、ウエハステージ、レチクルステージ、並びにその他の様々な部品を機械的及び電気的に組み合わせて調整し、更に総合調整（電気調整、動作確認等）をすることにより、上記実施形態の露光装置１００等の本発明に係る露光装置を製造することができる。なお、露光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。
【０１７７】
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製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した調整方法によりパターンの転写特性が調整される上記実施形態の露光装置で、マスクに形成されたパターンを感光物体上に転写するリソグラフィステップ、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。この場合、リソグラフィステップで、上記実施形態の露光装置が用いられるので、高集積度のデバイスを歩留り良く製造することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１７８】
以上説明したように、本発明のステージ装置は、ステージを移動面に沿って移動させるのに適している。また、本発明の露光装置及び露光方法は、基板を露光してパターンを形成するのに適している。
【符号の説明】
【０１７９】
１００・・・露光装置、１５５・・・用力供給装置、２３２・・・第１軸部、２３４、２３５・・・第１支持部、２３８・・・第２軸部、２３９・・・第２支持部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動面を移動するステージと、前記ステージに対して用力を供給する用力供給装置とを有するステージ装置において、
前記用力供給装置が、
前記移動面内の第１軸の方向に伸びる第１軸部と；
前記第１軸部を前記第１軸の方向及び前記第１軸回りに移動可能に支持する第１支持部と；
前記第１軸と交差する第２軸の方向に伸びる第２軸部と；
前記第２軸部を前記第２軸の方向及び前記第２軸回りに移動可能に支持する第２支持部と；を備えていることを特徴とするステージ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のステージ装置において、
前記用力供給装置は、
前記第１軸と前記第２軸とに交差する第３軸の方向に伸びる第３軸部と；
前記第３軸部を前記第３軸の方向及び前記第３軸回りに移動可能に支持する第３支持部と；を更に備えていることを特徴とするステージ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のステージ装置において、
前記第１軸部と前記第１支持部との間、前記第２軸部と前記第２支持部との間、前記第３軸部と前記第３支持部との間のそれぞれには、第１、第２、第３の気体静圧軸受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４】
請求項１に記載のステージ装置において、
前記用力供給装置は、前記第１軸の方向に沿って等速運動するキャリアに設けられていることを特徴とするステージ装置。
【請求項５】
請求項１に記載のステージ装置において、
前記第１軸部と前記第１支持部との間、及び前記第２軸部と前記第２支持部との間には、第１、第２の気体静圧軸受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６】
請求項１に記載のステージ装置において、
前記用力供給装置は吸引装置を有し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に記載のステージ装置において、
前記吸引装置は、前記ステージ上の液体を吸引することを特徴とするステージ装置。
【請求項８】
請求項１に記載のステージ装置において、
前記ステージを駆動する駆動装置を更に備え、
前記用力供給装置は、前記駆動装置に当該駆動装置を温調する温調流体を供給することを特徴とするステージ装置。
【請求項９】
請求項８に記載のステージ装置において、
前記駆動装置は、前記ステージの開口部に設けられた磁石を有していることを特徴とするステージ装置。
【請求項１０】
請求項１に記載のステージ装置において、
前記用力供給装置が複数設けられていることを特徴とするステージ装置。
【請求項１１】
移動面に移動可能に支持されたステージと；
前記ステージを駆動する第１駆動装置と；
前記第１駆動装置により前記ステージを駆動した際の反力により前記ステージと反対方向に移動するカウンタマスと；
前記カウンタマスを介して用力を前記ステージへ供給する用力供給装置と；を備えていることを特徴とするステージ装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載のステージ装置において、
前記移動面は前記カウンタマスに形成されていることを特徴とするステージ装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載のステージ装置において、
前記カウンタマスを駆動する第２駆動装置を更に備えるステージ装置。
【請求項１４】
請求項１１に記載のステージ装置において、
前記用力供給装置は、前記ステージの移動に応じて移動する移動部を備えていることを特徴とするステージ装置。
【請求項１５】
ステージ装置に載置されたマスクのパターンを基板に転写する露光装置において、
前記ステージ装置として請求項１〜１４の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１６】
ステージ装置に載置された基板を露光してパターンを形成する露光装置において、
前記ステージ装置として請求項１〜１４の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１７】
２次元平面内を移動するステージに用力を供給する用力供給装置を備える装置で、前記ステージ上の基板を露光してパターンを形成する露光方法において、
前記用力供給装置を前記２次元平面内の第１軸方向及び前記第１軸回りに移動させ、
前記用力供給装置を前記第１軸と交差する第２軸方向及び前記第２軸回りに移動させることを特徴とする露光方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の露光方法において、
前記用力供給装置は前記ステージに実質的に抵抗力を与えないことを特徴とする露光方法。
【請求項１９】
請求項１７に記載の露光方法において、
前記用力供給装置が前記第１軸方向と前記第２軸方向とに交差する第３軸方向及び前記第３軸回りに移動することを特徴とする露光方法。
【請求項２０】
請求項１７に記載の露光方法において、
前記用力供給装置は、前記ステージ上の液体を吸引することを特徴とする露光方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の露光方法において、
前記液体の吸引は、露光動作終了後に行われることを特徴とする露光方法。
【請求項２２】
請求項１７に記載の露光方法において、
前記用力供給装置は前記ステージを駆動する駆動装置に該駆動装置を温調する温調流体を供給することを特徴とする露光方法。
【請求項１】
移動面を移動するステージと、前記ステージに対して用力を供給する用力供給装置とを有するステージ装置において、
前記用力供給装置が、
前記移動面内の第１軸の方向に伸びる第１軸部と；
前記第１軸部を前記第１軸の方向及び前記第１軸回りに移動可能に支持する第１支持部と；
前記第１軸と交差する第２軸の方向に伸びる第２軸部と；
前記第２軸部を前記第２軸の方向及び前記第２軸回りに移動可能に支持する第２支持部と；を備えていることを特徴とするステージ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のステージ装置において、
前記用力供給装置は、
前記第１軸と前記第２軸とに交差する第３軸の方向に伸びる第３軸部と；
前記第３軸部を前記第３軸の方向及び前記第３軸回りに移動可能に支持する第３支持部と；を更に備えていることを特徴とするステージ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のステージ装置において、
前記第１軸部と前記第１支持部との間、前記第２軸部と前記第２支持部との間、前記第３軸部と前記第３支持部との間のそれぞれには、第１、第２、第３の気体静圧軸受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４】
請求項１に記載のステージ装置において、
前記用力供給装置は、前記第１軸の方向に沿って等速運動するキャリアに設けられていることを特徴とするステージ装置。
【請求項５】
請求項１に記載のステージ装置において、
前記第１軸部と前記第１支持部との間、及び前記第２軸部と前記第２支持部との間には、第１、第２の気体静圧軸受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６】
請求項１に記載のステージ装置において、
前記用力供給装置は吸引装置を有し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に記載のステージ装置において、
前記吸引装置は、前記ステージ上の液体を吸引することを特徴とするステージ装置。
【請求項８】
請求項１に記載のステージ装置において、
前記ステージを駆動する駆動装置を更に備え、
前記用力供給装置は、前記駆動装置に当該駆動装置を温調する温調流体を供給することを特徴とするステージ装置。
【請求項９】
請求項８に記載のステージ装置において、
前記駆動装置は、前記ステージの開口部に設けられた磁石を有していることを特徴とするステージ装置。
【請求項１０】
請求項１に記載のステージ装置において、
前記用力供給装置が複数設けられていることを特徴とするステージ装置。
【請求項１１】
移動面に移動可能に支持されたステージと；
前記ステージを駆動する第１駆動装置と；
前記第１駆動装置により前記ステージを駆動した際の反力により前記ステージと反対方向に移動するカウンタマスと；
前記カウンタマスを介して用力を前記ステージへ供給する用力供給装置と；を備えていることを特徴とするステージ装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載のステージ装置において、
前記移動面は前記カウンタマスに形成されていることを特徴とするステージ装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載のステージ装置において、
前記カウンタマスを駆動する第２駆動装置を更に備えるステージ装置。
【請求項１４】
請求項１１に記載のステージ装置において、
前記用力供給装置は、前記ステージの移動に応じて移動する移動部を備えていることを特徴とするステージ装置。
【請求項１５】
ステージ装置に載置されたマスクのパターンを基板に転写する露光装置において、
前記ステージ装置として請求項１〜１４の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１６】
ステージ装置に載置された基板を露光してパターンを形成する露光装置において、
前記ステージ装置として請求項１〜１４の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１７】
２次元平面内を移動するステージに用力を供給する用力供給装置を備える装置で、前記ステージ上の基板を露光してパターンを形成する露光方法において、
前記用力供給装置を前記２次元平面内の第１軸方向及び前記第１軸回りに移動させ、
前記用力供給装置を前記第１軸と交差する第２軸方向及び前記第２軸回りに移動させることを特徴とする露光方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の露光方法において、
前記用力供給装置は前記ステージに実質的に抵抗力を与えないことを特徴とする露光方法。
【請求項１９】
請求項１７に記載の露光方法において、
前記用力供給装置が前記第１軸方向と前記第２軸方向とに交差する第３軸方向及び前記第３軸回りに移動することを特徴とする露光方法。
【請求項２０】
請求項１７に記載の露光方法において、
前記用力供給装置は、前記ステージ上の液体を吸引することを特徴とする露光方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の露光方法において、
前記液体の吸引は、露光動作終了後に行われることを特徴とする露光方法。
【請求項２２】
請求項１７に記載の露光方法において、
前記用力供給装置は前記ステージを駆動する駆動装置に該駆動装置を温調する温調流体を供給することを特徴とする露光方法。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１１−７７５２８（Ｐ２０１１−７７５２８Ａ）
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４５７１５（Ｐ２０１０−２４５７１５）
【出願日】平成２２年１１月１日（２０１０．１１．１）
【分割の表示】特願２００６−５１４４８７（Ｐ２００６−５１４４８７）の分割
【原出願日】平成１７年６月６日（２００５．６．６）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１日（２０１０．１１．１）
【分割の表示】特願２００６−５１４４８７（Ｐ２００６−５１４４８７）の分割
【原出願日】平成１７年６月６日（２００５．６．６）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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