移動体装置、露光装置、フラットパネルディスプレイの製造方法、デバイス製造方法、及び移動体装置の組立方法。
【課題】運動性能の向上した基板ステージ装置を提供する。
【解決手段】 基板ステージ２０は、Ｘ軸方向に関する位置を個別に制御可能であってＹ軸方向に関して互いに分離して配置される第１Ｘテーブル２４ａと第２Ｘテーブル２４ｂとを含み、Ｘ軸方向に沿って移動するＸ粗動ステージ２３ｘと、基板Ｐを保持し、Ｘ粗動ステージ２３ｘに誘導されて少なくともＸ軸方向に沿って移動する微動ステージ３０と、Ｙ軸方向に関して第１Ｘテーブル２４ａと第２Ｘテーブル２４ｂとの間に配置され、微動ステージ３０を下方から支持し、微動ステージ３０と共に少なくともＸ軸方向に沿って移動可能な重量キャンセル装置５０と、を備える。
【解決手段】 基板ステージ２０は、Ｘ軸方向に関する位置を個別に制御可能であってＹ軸方向に関して互いに分離して配置される第１Ｘテーブル２４ａと第２Ｘテーブル２４ｂとを含み、Ｘ軸方向に沿って移動するＸ粗動ステージ２３ｘと、基板Ｐを保持し、Ｘ粗動ステージ２３ｘに誘導されて少なくともＸ軸方向に沿って移動する微動ステージ３０と、Ｙ軸方向に関して第１Ｘテーブル２４ａと第２Ｘテーブル２４ｂとの間に配置され、微動ステージ３０を下方から支持し、微動ステージ３０と共に少なくともＸ軸方向に沿って移動可能な重量キャンセル装置５０と、を備える。
【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、フラットパネルディスプレイの製造方法、及びデバイス製造方法、並びに移動体装置の組立方法に係り、更に詳しくは、所定方向に沿って移動可能な移動体を備える移動体装置とその組立方法、前記移動体装置を備える露光装置、及び前記露光装置を用いたフラットパネルディスプレイの製造方法、並びに前記露光装置を用いたデバイス製造方法に関する。
【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、マスク又はレチクル（以下、「マスク」と総称する）と、ガラスプレート又はウエハ（以下、「基板」と総称する）とを所定の走査方向（スキャン方向）に沿って同期移動させつつ、マスクに形成されたパターンをエネルギビームを用いて基板上に転写するステップ・アンド・スキャン方式の露光装置（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】
この種の露光装置としては、露光対象の基板を保持する基板保持部材を下方から支持することにより、該基板保持部材を６自由度方向に駆動するためのリニアモータの負荷を低減する重量キャンセル装置を含む基板ステージ装置を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ここで、露光装置の基板ステージ装置は、基板を高速且つ高精度で位置制御する必要があるため、運動性能が向上したものが望まれている。また、基板ステージ装置は、近年の基板の大型化に伴い大型化しており、組立作業が容易であることも望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の事情の下でなされたもので、第１の観点からすると、第１方向に関する位置を個別に制御可能であって前記第１方向に直交する第２方向に関して互いに分離して配置される第１部分と第２部分とを含み、前記第１方向に沿って移動する第１移動体と、物体を保持し、前記第１移動体に誘導されて少なくとも前記第１方向に沿って移動する物体保持部材と、前記第２方向に関して前記第１部分と前記第２部分との間に配置され、前記物体保持部材を下方から支持し、前記物体保持部材と共に少なくとも前記第１方向に沿って移動可能な支持装置と、を備える移動体装置である。
【０００７】
これによれば、第１部分と第２部分とは、第１方向に関する位置が個別に制御可能、且つ第２方向に関して互いに分離して配置されるので、第１移動体の運動性能が向上する。また、第１及び第２部分は、第２方向に関してそれぞれ支持装置の一側及び他側に配置されるので、移動体装置の組立が容易である。
【０００８】
本発明は、第２の観点からすると、本発明の移動体装置と、前記物体保持部材に保持された物体にエネルギビームを用いて所定のパターンを形成するパターン形成装置と、を備える露光装置である。
【０００９】
本発明は、第３の観点からすると、本発明の露光装置を用いて前記物体を露光することと、露光された前記物体を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法である。
【００１０】
本発明は、第４の観点からすると、本発明の露光装置を用いて前記物体を露光することと、露光された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法である。
【００１１】
本発明は、第５の観点からすると、第１方向に沿って移動可能な第１移動体と、物体を保持し、前記第１移動体に誘導されて少なくとも前記第１方向に移動する物体保持部材と、を含む移動体装置の組立方法であって、前記物体保持部材を下方から支持する支持装置を所定の支持部材上に設置することと、前記第１方向に直交する第２方向に関して、前記支持装置の一側に前記第１移動体の第１部分を配置することと、前記第２方向に関して、前記支持装置の他側に前記第１部分とは個別に前記第１方向の位置制御がされる前記第１移動体の第２部分を配置することと、を含む移動体装置の組立方法である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態の液晶露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図１の液晶露光装置が有する基板ステージ装置（一部省略）の平面図である。
【図３】図２の基板ステージから微動ステージを取り除いた図である。
【図４】基板ステージ装置の一部断面図である。
【図５】基板ステージ装置の組立方法を説明するための図である。
【図６】第２の実施形態に係る基板ステージ装置の平面図である。
【図７】第３の実施形態に係る基板ステージ装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
《第１の実施形態》
以下、第１の実施形態について、図１〜図５を用いて説明する。
【００１４】
図１には、液晶露光装置１０の構成が概略的に示されている。液晶露光装置１０は、例えば液晶表示装置（フラットパネルディスプレイ）などに用いられる矩形（角型）のガラス基板Ｐ（以下、単に基板Ｐと称する）を露光対象物とする投影露光装置である。
【００１５】
液晶露光装置１０は、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、一対の基板ステージ架台３３、表面（図１で＋Ｚ側を向いた面）にレジスト（感応剤）が塗布された基板Ｐを保持する基板ステージ装置ＰＳＴ、及びこれらの制御系等を有している。以下、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Ｘ軸に直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸及びＹ軸に直交する方向をＺ軸方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸回りの回転方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行う。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向に関する位置をそれぞれＸ位置、Ｙ位置、及びＺ位置として説明を行う。
【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、図示しない光源（例えば、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。
【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に形成されたマスクＭが、例えば真空吸着により吸着保持されている。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）により走査方向（Ｘ軸方向）に所定の長ストロークで駆動されるとともに、Ｙ軸方向、及びθｚ方向に適宜微少駆動される。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、不図示のレーザ干渉計を含むマスク干渉計システムにより計測される。
【００１８】
投影光学系ＰＬは、マスクステージＭＳＴの下方に配置されている。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に構成されている。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。
【００１９】
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、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、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と基板ステージ装置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つのショット領域の走査露光が行われ、そのショット領域にマスクＭに形成された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。
【００２０】
一対の基板ステージ架台３３は、液晶露光装置１０の装置本体（ボディ）を構成する部材であり、上記マスクステージＭＳＴ、及び投影光学系ＰＬは、装置本体に支持されている。一対の基板ステージ架台３３それぞれは、図２に示されるように、Ｙ軸方向に延びる部材から成り、Ｘ軸方向に離間して互いに平行に配置されている。基板ステージ架台３３は、その長手方向の端部近傍が、図１に示されるように、クリーンルームの床１１上に設置された防振装置３４により下方から支持されている。これにより、装置本体（及びマスクステージＭＳＴ、投影光学系ＰＬなど）が、床１１から振動的に分離される。
【００２１】
基板ステージ装置ＰＳＴは、図２に示されるように、一対のベースフレーム１４、補助ベースフレーム１５、及び基板ステージ２０を備えている。なお、図１に示される基板ステージ装置ＰＳＴは、図２のＡ−Ａ線断面図に相当する（ただし、図２では基板ホルダ３１が取り除かれている）。
【００２２】
一方のベースフレーム１４は、＋Ｘ側の基板ステージ架台３３の＋Ｘ側に、他方のベースフレーム１４は、−Ｘ側の基板ステージ架台３３の−Ｘ側に、補助ベースフレーム１５は、一対の基板ステージ架台３３の間に、それぞれ基板ステージ架台３３に所定距離隔てて（非接触状態で）配置されている。一対のベースフレーム１４及び補助ベースフレーム１５は、それぞれＹ軸方向に延びるＹＺ平面に平行な板状部材から成り、複数のアジャスタ装置を介して高さ位置（Ｚ位置）が調整可能に床１１上に設置されている。一対のベースフレーム１４、及び補助ベースフレーム１５それぞれの上端面（＋Ｚ側の端部）には、Ｙ軸方向に延びる機械的なＹリニアガイド装置（一軸ガイド装置）の要素であるＹリニアガイド１６ａが固定されている。
【００２３】
図１に戻り、基板ステージ２０は、Ｙ粗動ステージ２３ｙ、Ｘ粗動ステージ２３ｘ、微動ステージ３０、Ｙステップ定盤４０、重量キャンセル装置５０、及び複数の位置決め用エアシリンダ３６（図１では不図示。図４参照）を有している。
【００２４】
Ｙ粗動ステージ２３ｙは、一対のベースフレーム１４、及び補助ベースフレーム１５上に搭載されている。Ｙ粗動ステージ２３ｙは、図２に示されるように、一対のＸビーム２５を有している。一対のＸビーム２５それぞれは、Ｘ軸方向に延びるＹＺ断面が矩形の部材から成り、Ｙ軸方向に所定間隔で互いに平行に配置されている。一対のＸビーム２５は、＋Ｘ側及び−Ｘ側の端部近傍それぞれにおいて、Ｙキャリッジ２６により互いに接続されている。Ｙキャリッジ２６は、Ｙ軸方向に延びるＸＹ平面に平行な板状部材から成り、その上面上に一対のＸビーム２５が搭載されている。また、Ｙキャリッジ２６の上面には、Ｙキャリッジ２６に対する一対のＸビーム２５の取付位置を規定する複数の位置決めピン２９が固定されている。また、一対のＸビーム２５は、図１に示されるように、その長手方向の中央部が補助キャリッジ２６ａにより接続されている。
【００２５】
Ｙキャリッジ２６の下面、及び補助キャリッジ２６ａの下面には、上記Ｙリニアガイド１６ａと共にＹリニアガイド装置１６を構成するＹスライド部材１６ｂが複数（図１では紙面奥行き方向に重なっている）固定されている。Ｙスライド部材１６ｂは、対応するＹリニアガイド１６ａに低摩擦でスライド自在に係合しており、Ｙ粗動ステージ２３ｙは、一対のベースフレーム１４、及び補助ベースフレーム１５上を低摩擦でＹ軸方向に所定のストロークで移動可能となっている。一対のＸビーム２５の下面のＺ位置は、一対の基板ステージ架台３３の上面よりも＋Ｚ側に設定されており、Ｙ粗動ステージ２３ｙは、一対の基板ステージ架台３３（すなわち装置本体）から振動的に分離されている。なお、Ｙリニアガイド装置１６において、Ｙスライド部材１６ｂをＹキャリッジ２６（あるいは補助キャリッジ２６ａ）に対してＸ軸方向に相対移動可能に追加して取り付けても良い。この場合、仮に複数のＹリニアガイド１６ａ相互間の平行度が低下しても、Ｙ粗動ステージ２３ｙのＹ軸方向へのスムースな移動が保証される。
【００２６】
Ｙ粗動ステージ２３ｙは、図２に示されるように、一対のＹ送りねじ装置１７によりＹ軸方向に駆動される。一対のＹ送りねじ装置１７それぞれは、ベースフレーム１４の外側面に取り付けられたモータにより回転駆動されるねじ軸１７ａと、Ｙキャリッジ２６に取り付けられた複数の循環式ボール（不図示）を有するナット１７ｂとを含む。Ｙ粗動ステージ２３ｙのＹ位置情報は、不図示のリニアエンコーダシステムにより求められる。なお、Ｙ粗動ステージ２３ｙ（一対のＸビーム２５）をＹ軸方向に駆動するためのＹアクチュエータの種類は、上記ボールねじ装置に限らず、例えばリニアモータ、ベルト駆動装置などであっても良い。また、補助ベースフレーム１５に上記Ｙ送りねじ装置１７と同様な構成（あるいは別種の）のＹアクチュエータを配置しても良い。また、Ｙ送りねじ装置１７はひとつでも良い。
【００２７】
一対のＸビーム２５それぞれの上面には、Ｘ軸方向に延びる機械的な一軸ガイド装置の要素であるＸリニアガイド２７ａが、Ｙ軸方向に所定間隔でひとつのＸビーム２５につき、例えば２本、互いに平行に固定されている。また、一対のＸビーム２５それぞれの上面であって、一対のＸリニアガイド２７ａ間の領域には、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２８ａ（Ｘ固定子）が固定されている。
【００２８】
Ｘ粗動ステージ２３ｘは、図３に示されるように、第１Ｘテーブル２４ａと第２Ｘテーブル２４ｂとを有している。第１Ｘテーブル２４ａは、＋Ｙ側のＸビーム２５上に搭載され、第２Ｘテーブル２４ｂは、−Ｙ側のＸビーム２５上に搭載されている。第１Ｘテーブル２４ａ及び第２Ｘテーブル２４ｂそれぞれは、Ｘ軸方向を長手方向とする平面視矩形の板状部材から成り、Ｙ軸方向に所定間隔で互いに平行に配置されている。第１Ｘテーブル２４ａ及び第２Ｘテーブル２４ｂそれぞれの幅方向寸法（Ｙ軸方向の寸法）は、Ｘビーム２５の幅方向寸法と同程度に（本第１の実施形態では幾分広く）設定されている。
【００２９】
第１Ｘテーブル２４ａ及び第２Ｘテーブル２４ｂそれぞれの下面には、図４に示されるように、上記Ｘリニアガイド２７ａと共にＸリニアガイド装置２７を構成するＸスライド部材２７ｂが固定されている。Ｘスライド部材２７ｂは、一本のＸリニアガイド２７ａにつき、Ｘ軸方向に所定間隔で、例えば４個設けられている（図１参照）。Ｘスライド部材２７ｂは、対応するＸリニアガイド２７ａに低摩擦でスライド自在に係合しており、第１Ｘテーブル２４ａ及び第２Ｘテーブル２４ｂそれぞれは、Ｙ粗動ステージ２３ｙ上を低摩擦でＸ軸方向に所定のストロークで移動可能となっている。また、第１Ｘテーブル２４ａ及び第２Ｘテーブル２４ｂそれぞれの下面には、磁石ユニット２８ａに所定のクリアランスを介して対向し、磁石ユニット２８ａと共に第１Ｘテーブル２４ａ及び第２Ｘテーブル２４ｂそれぞれを独立にＸ軸方向に所定のストロークで駆動するためのＸリニアモータ２８を構成するコイルユニット２８ｂ（Ｘ可動子）が固定されている。第１Ｘテーブル２４ａ及び第２Ｘテーブル２４ｂそれぞれのＸ位置情報は、それぞれ不図示のリニアエンコーダシステムにより独立に求められる。なお、図４（及び図５）は、基板ステージ２０を＋Ｘ側から見た側面図であるが、基板ステージ２０のうち、微動ステージ３０、重量キャンセル装置５０、レベリング装置６０が図２のＢ−Ｂ線断面図で示されている。
【００３０】
なお、基板ステージ２０では、第１Ｘテーブル２４ａ及び第２Ｘテーブル２４ｂそれぞれが互いに分離して配置されており、独立した計測系（リニアエンコーダシステムを含む）により位置計測が行われ、独立した駆動系（Ｘリニアモータを含む）によりＸ位置を制御することができるように構成されているが、第１Ｘテーブル２４ａと第２Ｘテーブル２４ｂのＸ軸方向の位置制御（速度制御も含む）は原則的に同期するように行われる。
【００３１】
また、第１Ｘテーブル２４ａ及び第２Ｘテーブル２４ｂそれぞれは、Ｘリニアガイド装置２７によりＹ粗動ステージ２３ｙに対するＹ軸方向への相対移動が制限されており、Ｙ粗動ステージ２３ｙと一体的にＹ軸方向に移動する。
【００３２】
微動ステージ３０は、図２に示されるように、平面視矩形の箱形部材から成り、その上面に、図１に示されるように、基板ホルダ３１が固定されている。基板ホルダ３１は、その上面に載置された基板Ｐを、例えば真空吸着により吸着保持する。
【００３３】
微動ステージ３０は、Ｘ粗動ステージ２３ｘに固定された固定子と、微動ステージ３０に固定された可動子とから成る複数のボイスコイルモータを含む微動ステージ駆動系により、Ｘ粗動ステージ２３ｘ上で３自由度方向（Ｘ軸、Ｙ軸、θｚ方向）に微少駆動される。複数のボイスコイルモータには、図２に示されるように、複数（本第１の実施形態では、例えば２つ）のＸボイスコイルモータ１８ｘ、及び複数（本第１の実施形態では、例えば２つ）のＹボイスコイルモータ１８ｙが含まれる。
【００３４】
ここで、例えば２つのＸボイスコイルモータ１８ｘを構成する、例えば２つのＸ固定子の一方は、第１Ｘテーブル２４ａ上に固定され、Ｘ固定子の他方は、第２Ｘテーブル２４ｂ上に固定されている。また、例えば２つのＹボイスコイルモータ１８ｙを構成する、例えば２つのＹ固定子は、それぞれ第１Ｘテーブル２４ａ上に固定されている。微動ステージ３０は、上記複数のボイスコイルモータが発生する推力（電磁力）によって、Ｘ粗動ステージ２３ｘに非接触で誘導され、これにより、そのＸ粗動ステージ２３ｘと共にＸ軸方向、及び／又はＹ軸方向に所定のストロークで移動する。また、微動ステージ３０は、複数のボイスコイルモータによりＸ粗動ステージ２３ｘに対して上記３自由度方向に適宜微少駆動される。
【００３５】
また、微動ステージ駆動系は、図１に示されるように、微動ステージ３０をθｘ、θｙ、及びＺ軸方向の３自由度方向に微少駆動するための複数のＺボイスコイルモータ１８ｚを有している。複数のＺボイスコイルモータ１８ｚは、例えば微動ステージ３０の四隅部に対応する箇所に配置されている（図１では、４つのＺボイスコイルモータ１８ｚのうち２つのみが示され、他の２つは図示省略。また、図２では不図示）。複数のボイスコイルモータを含み、微動ステージ駆動系の構成については、例えば米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書に開示されている。
【００３６】
ここで、前述したように、第１Ｘテーブル２４ａ、及び第２Ｘテーブル２４ｂは、原則としてＸ軸方向に同期駆動されるが、上記複数のボイスコイルモータの固定子と可動子とが接触しない程度であれば、互いのＸ軸方向の位置ずれは許容される。また、基板Ｐの位置は、後述する光干渉計測システムの出力に基づいて複数のボイスコイルモータにより高精度で制御されるため、基板ステージ２０において、第１Ｘテーブル２４ａ、及び第２Ｘテーブル２４ｂを厳密に同期駆動する必要もない。
【００３７】
第１Ｘテーブル２４ａと微動ステージ３０とのＸ軸方向に関する相対位置情報は、図２に示されるように、第１Ｘテーブル２４ａに固定されたＸギャップセンサ４４ｘａにより、微動ステージ３０に固定されたＸターゲット４５を用いて求められる。同様に、第２Ｘテーブル２４ｂと微動ステージ３０とのＸ軸方向に関する相対位置情報は、第２Ｘテーブル２４ｂに固定されたＸギャップセンサ４４ｘｂにより、微動ステージ３０に固定されたＸターゲット４５を用いて求められる。また、第１Ｘテーブル２４ａと微動ステージ３０とのＹ軸方向に関する相対位置情報は、第１Ｘテーブル２４ａに固定されたＹギャップセンサ４４ｙにより、微動ステージ３０に固定されたＹターゲット４５を用いて求められる。
【００３８】
図１に戻り、微動ステージ３０のＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転量情報を含む）は、不図示のレーザ干渉計を含む基板干渉計システムにより、微動ステージ３０にミラーベース２１を介してそれぞれ固定されたＸ移動鏡２２ｘ、及びＹ移動鏡２２ｙ（図１では不図示。図２参照）を用いて求められる。レーザ干渉計には、Ｘ移動鏡２２ｘに対応するＸレーザ干渉計、及びＹ移動鏡２２ｙに対応するＹレーザ干渉計がそれぞれ複数含まれる。
【００３９】
また、微動ステージ３０のθｘ、θｙ、及びＺ軸方向それぞれの位置情報は、図４に示されるように、微動ステージ３０の下面に固定された複数のＺセンサ４６により、後述する重量キャンセル装置５０にフィーラ５８と称されるアーム状の部材を介して固定されたターゲット４７を用いて求められる。本第１の実施形態では、複数のＺセンサ４６には、微動ステージ３０のＺ軸方向に関する絶対位置計測用のレーザ変位計４６１と、相対位置計測用のレーザ変位計４６２とが含まれる。複数のＺセンサ４６は、ＸＹ平面内の同一直線上にない少なくとも３箇所に配置されている。なお、Ｚセンサ４６は、相対位置計測用のレーザ変位計４６２のみであっても良い。上記微動ステージ３０の位置計測系の構成については、例えば米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書に開示されている。
【００４０】
Ｙステップ定盤４０は、図３に示されるように、Ｘ軸方向に伸びるＹＺ断面矩形の部材から成り、一対のＸビーム２５それぞれに所定距離隔てた状態で（非接触状態で）、一対のＸビーム２５間に挿入されている。Ｙステップ定盤４０の長手方向の寸法は、微動ステージ３０のＸ軸方向に関する移動ストロークよりも幾分長めに設定されている。また、Ｙステップ定盤４０の幅方向（Ｙ軸方向）の寸法は、重量キャンセル装置５０が有する複数のエアベアリング５５を支持可能な幅に設定されている。Ｙステップ定盤４０の上面は、平面度が非常に高く仕上げられている。Ｙステップ定盤４０は、図３に示されるように、一対の基板ステージ架台３３それぞれの上面に固定された複数のＹリニアガイド３５ａと、Ｙステップ定盤４０の下面に固定された複数のＹスライド部材３５ｂとにより構成される複数のＹリニアガイド装置３５により、一対の基板ステージ架台３３上でＹ軸方向に所定のストロークで直進案内される。
【００４１】
Ｙステップ定盤４０は、図３に示されるように、＋Ｘ側、及び−Ｘ側の端部近傍それぞれにおいて、一対のフレクシャ装置４１と称される装置を介して一対のＸビーム２５に機械的に連結されている。これにより、Ｙステップ定盤４０は、Ｙ粗動ステージ２３ｙがＹ軸方向に駆動されると、そのＹ粗動ステージ２３ｙに牽引されて一体的にＹ軸方向に移動する。フレクシャ装置４１は、例えばＸＹ平面に平行に配置された厚さの薄い帯状の鋼板（あるいはワイヤロープ、合成樹脂製ロープ、鎖など）と、その鋼板の両端部に設けられた滑節装置（例えばボールジョイント、又はヒンジ装置）とを含み、上記鋼板が滑節装置を介してＹステップ定盤４０とＸビーム２５との間に架設されている。フレクシャ装置４１は、長手方向（ここではＹ軸方向）の剛性に比べて他の５自由度方向（ここではＸ，Ｚ，θｘ、θｙ、θｚ方向）の剛性が低く、上記５自由度方向に関してＹステップ定盤４０とＹ粗動ステージ２３ｙとが振動的に分離される。
【００４２】
このように、Ｙステップ定盤４０は、Ｙ粗動ステージ２３ｙに牽引されることによりＹ軸方向に移動するので、駆動用アクチュエータ、及び位置計測用部材（例えばリニアエンコーダなど）が必要なく、コストが安い。また、Ｙステップ定盤４０は、Ｙ粗動ステージ２３ｙに駆動されるので、基板ステージ架台３３を含み、装置本体に駆動反力が伝わらない。なお、Ｙステップ定盤４０の材料は、特に限定されないが、例えば石材（例えば斑レイ岩などの緻密な石材）、あるいはセラミックス、鋳鉄などを用いて形成することが好ましい。また、本第１の実施形態のＹステップ定盤４０は、長手方向に直交する断面が矩形状であるが、これに限定されず、例えばＩ字状などであっても良く、また中実であっても中空であっても良い。また、Ｙステップ定盤４０とＸビーム２５とを連結するフレクシャ装置４１の配置及び数は、上記に限られず、例えばよりＹステップ定盤４０の中央側に配置されても良いし、ひとつのＸビーム２５とＹステップ定盤４０とを３箇所以上で接続しても良い。あるいは、Ｙステップ定盤４０のＸ軸方向に関する重心位置に対応する一箇所でＸビーム２５とＹステップ定盤４０とを接続しても良い。
【００４３】
重量キャンセル装置５０は、図４に示されるように、後述するレベリング装置６０と称される装置を介して微動ステージ３０を下方から支持している。重量キャンセル装置５０は、Ｙ軸方向に関して第１Ｘテーブル２４ａと第２Ｘテーブル２４ｂとの間に配置されており、Ｙステップ定盤４０上に載置されている。
【００４４】
本実施形態の重量キャンセル装置５０は、例えば米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書に開示される重量キャンセル装置と同様の構成、及び機能を有している。すなわち、重量キャンセル装置５０は、上部が開口した有底の筒状部材から成る筐体５１と、筐体５１の内部に収容された空気ばね５２と、空気ばね５２上に搭載され、複数の平行板ばね装置５３を介して筐体５１に対してＺ軸方向に相対移動可能に取り付けられたＺスライダ５４などを備える。重量キャンセル装置５０は、空気ばね５２が発生する重力方向上向き（＋Ｚ方向）の力により、微動ステージ３０、基板ホルダ３１などを含む系の重量（重量加速度による下向き（−Ｚ方向）の力）を打ち消し、これにより微動ステージ駆動系を構成する複数のＺボイスコイルモータ１８ｚの負荷を低減する。
【００４５】
重量キャンセル装置５０は、その重心のＺ位置とほぼ同じＺ位置（重心高さ）で、図３に示されるように、第１Ｘテーブル２４ａ、及び第２Ｘテーブル２４ｂそれぞれに対して複数、例えば２つのフレクシャ装置５６を介して機械的に接続されている。フレクシャ装置５６の構成は、前述したＹステップ定盤４０とＸビーム２５とを接続するフレクシャ装置４１の構成と概ね同じである。例えば、４つのフレクシャ装置５６、は、それぞれＹ軸に対して、例えば４５°の角度を成しており、例えば４本のフレクシャ装置５６が重量キャンセル装置５０を中心に平面視でＸ字状（放射状）に延びて配置されている。これにより、Ｘ粗動ステージ２３ｘ（第１Ｘテーブル２４ａ、及び第２Ｘテーブル２４ｂ）がＸ軸方向、及び／又はＹ軸方向に移動すると、重量キャンセル装置５０は、複数のフレクシャ装置５６の少なくともひとつを介してＸ粗動ステージ２３ｘに牽引されることにより、Ｘ粗動ステージ２３ｘと一体的にＸ軸方向、及び／又はＹ軸方向に移動する。
【００４６】
ここで、重量キャンセル装置５０は、図４に示されるように、筐体５１の下面に取り付けられた複数のエアベアリング５５（以下、ベースパッド５５と称する）を介して、Ｙステップ定盤４０上に非接触状態で搭載されている。重量キャンセル装置５０は、Ｘ粗動ステージ２３ｘと一体的にＸ軸方向に移動する際には、Ｙステップ定盤４０上を移動する。これに対し、重量キャンセル装置５０は、Ｘ粗動ステージ２３ｘと一体的にＹ軸方向に移動する際には、Ｙ粗動ステージ２３ｙ、及びＹステップ定盤４０と一体的にＹ軸方向に移動するのでＹステップ定盤４０上から脱落することがない。
【００４７】
レベリング装置６０は、レベリングカップ６１と、レベリングカップ６１の内壁面に弾性ヒンジ装置を介して揺動自在に取り付けられた複数（本実施形態では、例えば３つ。ただし、図４では、例えば３つのレベリングパッド６２のうちのひとつは不図示）のエアベアリング６２（以下、レベリングパッド６２と称する）とを含む。レベリング装置６０は、微動ステージ３０の天井面にスペーサ６４を介して固定された逆三角錐状の部材６３（以下、レベリングダイヤ６３と称する）の傾斜面それぞれをレベリングパッド６２で非接触支持することにより、微動ステージ３０を微動ステージ３０及び基板ホルダ３１を含む系の重心ＣＧを回転中心としてθｘ及びθｙ方向に揺動（チルト）自在に下方から支持している。
【００４８】
レベリング装置６０は、レベリングカップ６１が重量キャンセル装置５０のＺスライダ５４の上面に取り付けられた複数のエアベアリング５７（以下、シーリングパッド５７と称する）に下方から非接触支持されており、重量キャンセル装置５０に対して水平面に平行な方向に振動的に分離されている。レベリング装置６０の詳細な構成については、例えば米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書に開示されている。なお、図１では、レベリング装置６０が模式的に球面軸受け装置として示されているが、レベリング装置６０が球面軸受け装置と同様に機能することから、微動ステージ３０を水平面に対して揺動可能に支持できれば、以上説明したレベリング装置６０に替えて球面軸受け装置を用いても良い。
【００４９】
本第１の実施形態では、例えば３つの位置決め用エアシリンダ３６（以下、単にエアシリンダ３６と称する）のうち、例えば２つは、第１Ｘテーブル２４ａの上面に（図４では紙面奥行き方向に隠れているため、一方は不図示）、例えば１つは、第２Ｘテーブル２４ｂの上面にそれぞれロッド先端が＋Ｚ側を向くように固定されている。従って、例えば３つのエアシリンダ３６は、例えば三角形の頂点に対応する位置（すなわち同一直線上にない３箇所）に配置されている。複数のエアシリンダ３６それぞれのロッド先端には、ボールが固定されている。
【００５０】
微動ステージ３０の下面であって、第１Ｘテーブル２４ａに固定された、例えば２つのエアシリンダ３６に対応する位置には、下面に円錐溝が形成された嵌合部材３７ａが固定されている。基板ステージ２０では、微動ステージ３０がＸ粗動ステージ２３ｘに対して６自由度方向に微少駆動されるが、例えば２つのエアシリンダ３６それぞれのボールを対応する嵌合部材３７ａの円錐溝内に嵌合させることにより、第１Ｘテーブル２４ａに対する微動ステージ３０のＸ、Ｙ、及びθｚ方向の位置を拘束（相対移動を制限）することができる。
【００５１】
また、微動ステージ３０の下面であって、第２Ｘテーブル２４ｂに固定された、例えば１つのエアシリンダ３６に対応する位置には、平板状の当接部材３７ｂが固定されている。基板ステージ２０では、第１Ｘテーブル２４ａに固定された、例えば２つのエアシリンダ３６と、第２Ｘテーブル２４ｂに固定された、例えば１つのエアシリンダ３６を併せて用いることにより、微動ステージ３０のθｘ、θｙ、及びＺ軸方向の位置を制御することができる。
【００５２】
次に基板ステージ装置ＰＳＴの組立手順の一例について説明する。本第１の実施形態において、基板ステージ装置ＰＳＴは、先ずクリーンルームの床１１上に、図２に示される配置で、一対の基板ステージ架台３３、一対のベースフレーム１４、及び補助ベースフレーム１５がそれぞれ設置される。この後、一対のベースフレーム１４にＹキャリッジ２６が、補助ベースフレーム１５に補助キャリッジ２６ａが、それぞれＹリニアガイド装置１６を介して搭載されるとともに、一対の基板ステージ架台３３上にＹステップ定盤４０が複数のＹリニアガイド装置３５を介して搭載される。
【００５３】
次いで、Ｙステップ定盤４０上に、図５に示されるように、重量キャンセル装置５０が搭載され、この後、図５の黒矢印で示されるように、予め第１Ｘテーブル２４ａが搭載された一方のＸビーム２５、及び予め第２Ｘテーブル２４ｂが搭載された他方のＸビーム２５が、それぞれ重量キャンセル装置５０の両側に配置され、Ｙキャリッジ２６、及び補助キャリッジ２６ａ（図５では不図示。図１参照）上に搭載される。この際、一対のＸビーム２５のＹキャリッジ２６上の位置は、位置決めピン２９により規定される。なお、一対のＹキャリッジ２６は、それぞれが分割されていても良い。この場合、Ｘビーム２５とＹキャリッジを一体にしてリニアガイド１６ａに沿って図５の黒塗り矢印で示されるように移動させ、所定の位置に配置させた後にＹキャリッジ同士を結合するようにしても良い。Ｘビーム２５の移動にガイドがあることにより、組立がより容易になる。
【００５４】
この後、図５の白矢印で示されるように、微動ステージ３０（レベリング装置６０を含む）が重量キャンセル装置５０上に載置され、複数のボイスコイルモータの固定子と可動子とが組み合わされる。次いで、重量キャンセル装置５０の空気ばね５２、ベースパッド５５、及びシーリングパッド５７、並びにレベリング装置６０のレベリングパッド６２に加圧気体が供給され、微動ステージ３０が重量キャンセル装置５０に非接触支持される。
【００５５】
ここで、基板ステージ２０では、基板Ｐの位置制御がレーザ干渉計を用いた基板干渉計システムの計測値に基づいて行われるため、最初に微動ステージ３０を所定の計測原点位置に位置させる必要がある。これに対し、基板ステージ２０は、微動ステージ３０をガイドする部材がないため、微動ステージ３０を単体で上記計測原点位置に位置させることが困難である。このため、本第１の実施形態では、第１Ｘテーブル２４ａに取り付けられた、例えば２つのエアシリンダ３６を用いて第１Ｘテーブル２４ａに対する微動ステージ３０の水平面内の位置（Ｘ軸、Ｙ軸、及びθｚ方向の位置）を機械的に拘束し、その状態で、Ｘ粗動ステージ２３ｘ、及び／又はＹ粗動ステージ２３ｙを用いて微動ステージ３０を不図示のレーザ干渉計から照射される測長ビームがＸ移動鏡２２ｘ（図５では不図示。図２参照）、及びＹ移動鏡２２ｙそれぞれに垂直に入射する位置に位置決めする。この際、第２Ｘテーブル２４ｂが有するエアシリンダ３６を併せて用いることにより、微動ステージ３０のＺ軸、θｘ、及びθｙ方向のおおよその位置決めを行うこともできる。微動ステージ３０のＺ軸、θｘ、θｙ方向の位置情報は、微動ステージ３０の下面に取り付けられた複数のＺセンサ４６を用いて求められ、微動ステージ３０は、Ｚ軸、θｘ、θｙ方向に関して、複数のＺボイスコイルモータ１８ｚにより計測原点位置に位置決めされる。
【００５６】
ここで、本第１の実施形態のＸ粗動ステージ２３ｘは、第１Ｘテーブル２４ａと第２Ｘテーブル２４ｂとの２つの互いに分離した部材から成り、第１Ｘテーブル２４ａと第２Ｘテーブル２４ｂとが、互いに独立に制御されているため、互いのＸ位置の関係が変化する可能性がある。また、一対のＸビーム２５も、独立に組み立てられるので、互いの平行度が悪い可能性がある。これに対し、本第１の実施形態では、第１Ｘテーブル２４ａ（２つのＸテーブルのうちの一方）を基準にして微動ステージ３０のＸ軸、Ｙ軸、及びθｚ方向の位置決めが行われるので、仮に第１Ｘテーブル２４ａと第２Ｘテーブル２４ｂとのＸ位置にずれが生じても、微動ステージ３０を第１Ｘテーブル２４ａを用いて確実に計測原点位置に位置決めすることができる。
【００５７】
上述のようにして構成された液晶露光装置１０（図１参照）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のロードが行われるとともに、不図示の基板搬入装置によって、基板ホルダ３１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、そのアライメント計測の終了後、基板上に設定された複数のショット領域に逐次ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行なわれる。なお、この露光動作は従来から行われているステップ・アンド・スキャン方式の露光動作と同様であるので、その詳細な説明は省略するものとする。そして、露光処理が終了した基板が不図示の基板搬出装置により基板ホルダ３１上から搬出されるとともに、次に露光される別の基板が基板ホルダ３１に搬送されることにより、基板ホルダ３１上の基板の交換が行われ、複数の基板に対し、露光動作などが連続して行われる。
【００５８】
以上説明したように、本第１の実施形態によれば、Ｘ粗動ステージ２３ｘが、第１Ｘテーブル２４ａ、及び第２Ｘテーブル２４ｂの互いに分離した２つの部分により構成されているので、仮にＸ粗動ステージ２３ｘを一対のＸビーム２５間に架設されるような部材とする場合に比べて、軽量化を図ることができ、これにより運動性能が向上し、より高速且つ高精度での基板Ｐの位置制御が可能となる。また、本第１の実施形態に係る基板ステージ２０は、微動ステージ３０（すなわち基板Ｐ）のＸＹ平面内の位置が複数のボイスコイルモータにより制御されるので、Ｘ粗動ステージ２３ｘの位置制御は、微動ステージ３０に比べて高精度である必要がない。従って、Ｘ粗動ステージ２３ｘが互いに２つの部分から構成されることにより、第１Ｘテーブル２４ａ、及び第２Ｘテーブル２４ｂのＸ位置がずれる可能性があるが、基板Ｐの位置制御には問題が生じない。
【００５９】
また、Ｘ粗動ステージ２３ｘが互いに分離した第１Ｘテーブル２４ａと第２Ｘテーブル２４ｂとで構成されているので、基板ステージ２０を組み立てる際に、一対のＸビーム２５、及びＸ粗動ステージ２３ｘ（第１Ｘテーブル２４ａ、及び第２Ｘテーブル２４ｂ）に先行してＹステップ定盤４０上に重量キャンセル装置５０を載置することができる。従って、基板ステージ２０を組み立てる際に、重量キャンセル装置５０をＸ粗動ステージ２３ｘよりも高く吊り上げる必要がない。したがって、基板ステージ２０の組立作業が容易である。また、Ｙ粗動ステージ２３ｙに関しても、同様に、一対のＸビーム２５が別部材とされているので、基板ステージ２０を組み立てる際に、重量キャンセル装置５０を吊り上げて一対のＸビーム２５間に挿入する必要がない。したがって、基板ステージ２０の組立作業が容易である。
【００６０】
また、Ｘビーム２５と第１Ｘテーブル２４ａ、及びＸビーム２５と第２Ｘテーブル２４ｂそれぞれを、図５に示されるように、予め組み立てて運搬することが可能であるため、基板ステージ装置ＰＳＴが設置されるクリーンルームに分解して輸送する際の輸送が容易であり、且つそのクリーンルーム内で組み立てる際の組立作業が容易である。
【００６１】
また、Ｘビーム２５は、長手方向の中間部が補助ベースフレーム１５により下方から支持されているので、その自重に起因する撓みを抑制でき、第１Ｘテーブル２４ａ（あるいは第２Ｘテーブル２４ｂ）をガイドするガイド面の平面度の低下が抑制される。
【００６２】
《第２の実施形態》
次に第２の実施形態について図６を用いて説明する。第２の実施形態に係る基板ステージ１２０の構成は、第１Ｘテーブル２４ｃの形状が異なる点、及び重量キャンセル装置５０とＸ粗動ステージ１２３ｘとを接続する複数のフレクシャ装置５６の配置が異なる点を除き、上記第１の実施形態と同じである。以下、上記第１の実施形態と同様の構成、及び機能を有する部材については、上記第１の実施形態と同じ符号を用いてその説明を省略する。
【００６３】
上記第１の実施形態において、第１Ｘテーブル２４ａは、図３に示されるように、Ｘビーム２５と同程度の幅方向寸法で形成された平面視矩形（長方形）の板状部材から成ったのに対し、本第２の実施形態における第１Ｘテーブル２４ｃは、図６に示されるように、Ｘビーム２５とほぼ同じ幅方向寸法で形成された平面視でＸ軸方向を長手方向とする長方形の部分２４ｃ１（以下、本体部２４ｃ１と称する）と、上記本体部２４ｃ１の＋Ｘ側の端部近傍、及び−Ｘ側の端部近傍それぞれにおける−Ｙ側の側面から−Ｙ側に突き出した平面視矩形の板状の部分２４ｃ２（以下、突出部２４ｃ２と称する）と、を備え、平面視でＵ字状に形成されている。一対の突出部２４ｃ２の先端部（−Ｙ側の端部）と第２Ｘテーブル２４ｂとの間には、隙間が形成されており、上記第１の実施形態と同様に第１Ｘテーブル２４ｃと第２Ｘテーブル２４ｂとは、独立にＸ位置が制御される。
【００６４】
重量キャンセル装置５０は、一対の突出部２４ｃ２の間に挿入されている。重量キャンセル装置５０は、第１Ｘテーブル２４ｃの本体部２４ｃ１、及び第２Ｘテーブル２４ｂそれぞれに対し、Ｙ軸に平行に配置されたフレクシャ装置５６を介して接続されており、Ｘ粗動ステージ１２３ｘと一体的にＹ軸方向に移動する。また、重量キャンセル装置５０は、一対の突出部２４ｃ２それぞれに対し、Ｘ軸に平行に配置されたフレクシャ装置５６を介して接続されており、第１Ｘテーブル２４ｃと一体的にＸ軸方向に移動する。なお、複数のフレクシャ装置５６の配置は、上記第１の実施形態と同じでも良い。
【００６５】
以上説明した第２の実施形態では、微動ステージ３０をＸ軸方向に駆動するＸボイスコイルモータ１８ｘ（図６では不図示。図２参照）を微動ステージ３０のＹ軸方向に関する中央位置に配置することができる。この場合、例えば、Ｘ粗動ステージ１２３ｘと微動ステージ３０を機械的に接触させてＸ粗動ステージ１２３ｘの駆動力を微動ステージ３０に伝えても良い。
【００６６】
《第３の実施形態》
次に第３の実施形態について図７を用いて説明する。第３の実施形態に係る基板ステージ２２０の構成は、重量キャンセル装置２５０の構成が異なる点を除き、上記第１の実施形態と同じである。以下、上記第１の実施形態と同様の構成、及び機能を有する部材については、上記第１の実施形態と同じ符号を用いてその説明を省略する。
【００６７】
上記第１の実施形態において、図４に示されるように、レベリング装置６０は、シーリングパッド５７を介して重量キャンセル装置５０に非接触支持され、重量キャンセル装置５０に対して水平面に平行な方向に相対移動可能であるのに対し、本第３の実施形態において、図７に示されるように、レベリング装置６０は、重量キャンセル装置２５０の筐体２５１内に収容されるとともにＺスライダ２５４に一体的に接続されている。このため、レベリング装置６０のＺ位置が上記第１の実施形態よりも低く、その分スペーサ２６４が厚く形成されている。また、上記第１の実施形態において、図３に示されるように、重量キャンセル装置５０は、複数のフレクシャ装置５６を介してＸ粗動ステージ２３ｘに接続されるのに対し、本第３の実施形態では、図７に示されるように、重量キャンセル装置２５０がＸ粗動ステージ２３ｘから分離されている。したがって、Ｘ粗動ステージ２３ｘ及び重量キャンセル装置２５０相互間で振動が伝達しない。
【００６８】
本第３の実施形態の基板ステージ２２０では、微動ステージ３０がＸ粗動ステージ２３ｘに誘導されて水平面に沿って移動する際、あるいは複数のボイスコイルモータにより水平面に沿って微少駆動される際、レベリングダイヤ６３とレベリングパッド６２との間の気体の静圧により、レベリングカップ６１と重量キャンセル装置２５０とが微動ステージ３０と一体的に水平面に沿って移動する。本第３の実施形態のような構成の基板ステージ２２０であっても、上記第１の実施形態と同様に、基板ステージ２２０の組立時には、一対のＸビーム２５、及びＸ粗動ステージ２３ｘ（第１Ｘテーブル２４ａ、及び第２Ｘテーブル２４ｂ）に先行してＹステップ定盤４０上に重量キャンセル装置２５０を載置することができ、組立作業が容易となる。
【００６９】
なお、上記第１〜第３の実施形態で説明した構成は、適宜変更が可能である。例えば、上記第１〜第３の実施形態において、基板ステージ架台３３は、例えば２つであったが、これに限られず、３つ以上配置し、それぞれの基板ステージ架台３３の間に更に補助ベースフレーム１５を配置することにより、さらにＸビーム２５の自重に起因する撓みを抑制しても良い。なお、Ｘビーム２５の撓みが無視できる程度であれば、補助ベースフレーム１５は、配置しなくても良い。また、基板ステージ架台３３は、Ｙ軸方向に延びる部材から成ったが、これに限られず、Ｘ軸方向に延びる部材とし、Ｙ軸方向に所定間隔で配置しても良い。
【００７０】
また、Ｙステップ定盤４０は、機械的な一軸ガイド装置であるＹリニアガイド装置３５を介して基板ステージ架台３３上でＹ軸方向に直進案内されたが、これに限られず、例えば、Ｙステップ定盤４０の下面にエアベアリングを複数取り付け、基板ステージ架台３３上に浮上させても良い。この場合、Ｙステップ定盤４０と一対のＸビーム２５とを接続するフレクシャ装置４１としては、Ｙステップ定盤４０とＸビーム２５とのＸ軸方向の相対移動を抑制するため、Ｘ軸方向の剛性が高い構造のものにしておくことが好ましい。
【００７１】
また、基板ステージ２０、１２０、２２０は、それぞれＹ粗動ステージ２３ｙ上にＸ粗動ステージ２３ｘが搭載される構成であったが、これに限られず、Ｘ軸方向（スキャン方向）に所定のストロークで移動するＸ粗動ステージ上にＹ軸方向（クロススキャン方向）に所定のストロークで移動するＹ粗動ステージ２３ｙが搭載される構成であっても良い。また、重量キャンセル装置５０は、Ｙステップ定盤４０上でＸ軸方向に移動し、Ｙステップ定盤４０と共にＹ軸方向に移動する構成であったが、これに限られず、Ｙステップ定盤４０に換えて、重量キャンセル装置５０のＸＹ平面内の移動範囲に対応する広いガイド面を有する定盤を基板ステージ架台３３上に固定し、その定盤上に重量キャンセル装置５０を搭載しても良い。また、Ｘ粗動ステージ２３ｘは、第１Ｘテーブル２４ａ（あるいは２４ｃ）と、第２Ｘテーブル２４ｂとが、互いに分離されて配置されていたが、互いのＸ位置を拘束しなければ、連結されていても良い。また、重量キャンセル装置５０は、空気ばね５２を用いる構成のものに限られず、例えば米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書に開示されるようなコイルバネ、あるいはカム装置などを用いた構造のものであっても良い。
【００７２】
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。
【００７３】
また、上記第１〜第３の実施形態では、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。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。
【００７４】
なお、上記第１〜第３の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。
【００７５】
なお、露光装置としては、サイズ（外径、対角線の長さ、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。
【００７６】
また、露光装置としては、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置、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。また、移動体装置の移動体に保持される物体は、露光対象物体である基板などに限られず、マスクなどのパターン保持体（原版）であっても良い。
【００７７】
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、露光対象物がフラットパネルディスプレイ用の基板である場合、その基板の厚さは特に限定されず、例えばフィルム状（可撓性を有するシート状の部材）のものも含まれる。
【００７８】
液晶表示素子（あるいは半導体素子）などの電子デバイスは、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マスク（あるいはレチクル）を製作するステップ、ガラス基板（あるいはウエハ）を製作するステップ、上述した各実施形態の露光装置、及びその露光方法によりマスク（レチクル）のパターンをガラス基板に転写するリソグラフィステップ、露光されたガラス基板を現像する現像ステップ、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト除去ステップ、デバイス組み立てステップ、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を用いて前述の露光方法が実行され、ガラス基板上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のデバイスを生産性良く製造することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
以上説明したように、本発明の移動体装置は、移動体を所定方向に沿って駆動するのに適している。また、本発明の露光装置は、物体を露光するのに適している。また、本発明のフラットパネルディスプレイの製造方法は、フラットパネルディスプレイの製造に適している。また、本発明のデバイス製造方法は、マイクロデバイスの製造に適している。また、本発明の移動体装置の組立方法は、移動体を組み立てるのに適している。
【符号の説明】
【００８０】
１０…液晶露光装置、２０…基板ステージ、２３ｘ…Ｘ粗動ステージ、２３ｙ…Ｙ粗動ステージ、２４ａ…第１Ｘテーブル、２４ｂ…第２Ｘテーブル、３０…微動ステージ、４０…Ｙステップ定盤、５０…重量キャンセル装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体装置、露光装置、フラットパネルディスプレイの製造方法、及びデバイス製造方法、並びに移動体装置の組立方法に係り、更に詳しくは、所定方向に沿って移動可能な移動体を備える移動体装置とその組立方法、前記移動体装置を備える露光装置、及び前記露光装置を用いたフラットパネルディスプレイの製造方法、並びに前記露光装置を用いたデバイス製造方法に関する。
【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、マスク又はレチクル（以下、「マスク」と総称する）と、ガラスプレート又はウエハ（以下、「基板」と総称する）とを所定の走査方向（スキャン方向）に沿って同期移動させつつ、マスクに形成されたパターンをエネルギビームを用いて基板上に転写するステップ・アンド・スキャン方式の露光装置（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】
この種の露光装置としては、露光対象の基板を保持する基板保持部材を下方から支持することにより、該基板保持部材を６自由度方向に駆動するためのリニアモータの負荷を低減する重量キャンセル装置を含む基板ステージ装置を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ここで、露光装置の基板ステージ装置は、基板を高速且つ高精度で位置制御する必要があるため、運動性能が向上したものが望まれている。また、基板ステージ装置は、近年の基板の大型化に伴い大型化しており、組立作業が容易であることも望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の事情の下でなされたもので、第１の観点からすると、第１方向に関する位置を個別に制御可能であって前記第１方向に直交する第２方向に関して互いに分離して配置される第１部分と第２部分とを含み、前記第１方向に沿って移動する第１移動体と、物体を保持し、前記第１移動体に誘導されて少なくとも前記第１方向に沿って移動する物体保持部材と、前記第２方向に関して前記第１部分と前記第２部分との間に配置され、前記物体保持部材を下方から支持し、前記物体保持部材と共に少なくとも前記第１方向に沿って移動可能な支持装置と、を備える移動体装置である。
【０００７】
これによれば、第１部分と第２部分とは、第１方向に関する位置が個別に制御可能、且つ第２方向に関して互いに分離して配置されるので、第１移動体の運動性能が向上する。また、第１及び第２部分は、第２方向に関してそれぞれ支持装置の一側及び他側に配置されるので、移動体装置の組立が容易である。
【０００８】
本発明は、第２の観点からすると、本発明の移動体装置と、前記物体保持部材に保持された物体にエネルギビームを用いて所定のパターンを形成するパターン形成装置と、を備える露光装置である。
【０００９】
本発明は、第３の観点からすると、本発明の露光装置を用いて前記物体を露光することと、露光された前記物体を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法である。
【００１０】
本発明は、第４の観点からすると、本発明の露光装置を用いて前記物体を露光することと、露光された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法である。
【００１１】
本発明は、第５の観点からすると、第１方向に沿って移動可能な第１移動体と、物体を保持し、前記第１移動体に誘導されて少なくとも前記第１方向に移動する物体保持部材と、を含む移動体装置の組立方法であって、前記物体保持部材を下方から支持する支持装置を所定の支持部材上に設置することと、前記第１方向に直交する第２方向に関して、前記支持装置の一側に前記第１移動体の第１部分を配置することと、前記第２方向に関して、前記支持装置の他側に前記第１部分とは個別に前記第１方向の位置制御がされる前記第１移動体の第２部分を配置することと、を含む移動体装置の組立方法である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態の液晶露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図１の液晶露光装置が有する基板ステージ装置（一部省略）の平面図である。
【図３】図２の基板ステージから微動ステージを取り除いた図である。
【図４】基板ステージ装置の一部断面図である。
【図５】基板ステージ装置の組立方法を説明するための図である。
【図６】第２の実施形態に係る基板ステージ装置の平面図である。
【図７】第３の実施形態に係る基板ステージ装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
《第１の実施形態》
以下、第１の実施形態について、図１〜図５を用いて説明する。
【００１４】
図１には、液晶露光装置１０の構成が概略的に示されている。液晶露光装置１０は、例えば液晶表示装置（フラットパネルディスプレイ）などに用いられる矩形（角型）のガラス基板Ｐ（以下、単に基板Ｐと称する）を露光対象物とする投影露光装置である。
【００１５】
液晶露光装置１０は、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、一対の基板ステージ架台３３、表面（図１で＋Ｚ側を向いた面）にレジスト（感応剤）が塗布された基板Ｐを保持する基板ステージ装置ＰＳＴ、及びこれらの制御系等を有している。以下、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Ｘ軸に直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸及びＹ軸に直交する方向をＺ軸方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸回りの回転方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行う。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向に関する位置をそれぞれＸ位置、Ｙ位置、及びＺ位置として説明を行う。
【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、図示しない光源（例えば、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。
【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に形成されたマスクＭが、例えば真空吸着により吸着保持されている。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）により走査方向（Ｘ軸方向）に所定の長ストロークで駆動されるとともに、Ｙ軸方向、及びθｚ方向に適宜微少駆動される。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、不図示のレーザ干渉計を含むマスク干渉計システムにより計測される。
【００１８】
投影光学系ＰＬは、マスクステージＭＳＴの下方に配置されている。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に構成されている。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。
【００１９】
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、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、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と基板ステージ装置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つのショット領域の走査露光が行われ、そのショット領域にマスクＭに形成された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。
【００２０】
一対の基板ステージ架台３３は、液晶露光装置１０の装置本体（ボディ）を構成する部材であり、上記マスクステージＭＳＴ、及び投影光学系ＰＬは、装置本体に支持されている。一対の基板ステージ架台３３それぞれは、図２に示されるように、Ｙ軸方向に延びる部材から成り、Ｘ軸方向に離間して互いに平行に配置されている。基板ステージ架台３３は、その長手方向の端部近傍が、図１に示されるように、クリーンルームの床１１上に設置された防振装置３４により下方から支持されている。これにより、装置本体（及びマスクステージＭＳＴ、投影光学系ＰＬなど）が、床１１から振動的に分離される。
【００２１】
基板ステージ装置ＰＳＴは、図２に示されるように、一対のベースフレーム１４、補助ベースフレーム１５、及び基板ステージ２０を備えている。なお、図１に示される基板ステージ装置ＰＳＴは、図２のＡ−Ａ線断面図に相当する（ただし、図２では基板ホルダ３１が取り除かれている）。
【００２２】
一方のベースフレーム１４は、＋Ｘ側の基板ステージ架台３３の＋Ｘ側に、他方のベースフレーム１４は、−Ｘ側の基板ステージ架台３３の−Ｘ側に、補助ベースフレーム１５は、一対の基板ステージ架台３３の間に、それぞれ基板ステージ架台３３に所定距離隔てて（非接触状態で）配置されている。一対のベースフレーム１４及び補助ベースフレーム１５は、それぞれＹ軸方向に延びるＹＺ平面に平行な板状部材から成り、複数のアジャスタ装置を介して高さ位置（Ｚ位置）が調整可能に床１１上に設置されている。一対のベースフレーム１４、及び補助ベースフレーム１５それぞれの上端面（＋Ｚ側の端部）には、Ｙ軸方向に延びる機械的なＹリニアガイド装置（一軸ガイド装置）の要素であるＹリニアガイド１６ａが固定されている。
【００２３】
図１に戻り、基板ステージ２０は、Ｙ粗動ステージ２３ｙ、Ｘ粗動ステージ２３ｘ、微動ステージ３０、Ｙステップ定盤４０、重量キャンセル装置５０、及び複数の位置決め用エアシリンダ３６（図１では不図示。図４参照）を有している。
【００２４】
Ｙ粗動ステージ２３ｙは、一対のベースフレーム１４、及び補助ベースフレーム１５上に搭載されている。Ｙ粗動ステージ２３ｙは、図２に示されるように、一対のＸビーム２５を有している。一対のＸビーム２５それぞれは、Ｘ軸方向に延びるＹＺ断面が矩形の部材から成り、Ｙ軸方向に所定間隔で互いに平行に配置されている。一対のＸビーム２５は、＋Ｘ側及び−Ｘ側の端部近傍それぞれにおいて、Ｙキャリッジ２６により互いに接続されている。Ｙキャリッジ２６は、Ｙ軸方向に延びるＸＹ平面に平行な板状部材から成り、その上面上に一対のＸビーム２５が搭載されている。また、Ｙキャリッジ２６の上面には、Ｙキャリッジ２６に対する一対のＸビーム２５の取付位置を規定する複数の位置決めピン２９が固定されている。また、一対のＸビーム２５は、図１に示されるように、その長手方向の中央部が補助キャリッジ２６ａにより接続されている。
【００２５】
Ｙキャリッジ２６の下面、及び補助キャリッジ２６ａの下面には、上記Ｙリニアガイド１６ａと共にＹリニアガイド装置１６を構成するＹスライド部材１６ｂが複数（図１では紙面奥行き方向に重なっている）固定されている。Ｙスライド部材１６ｂは、対応するＹリニアガイド１６ａに低摩擦でスライド自在に係合しており、Ｙ粗動ステージ２３ｙは、一対のベースフレーム１４、及び補助ベースフレーム１５上を低摩擦でＹ軸方向に所定のストロークで移動可能となっている。一対のＸビーム２５の下面のＺ位置は、一対の基板ステージ架台３３の上面よりも＋Ｚ側に設定されており、Ｙ粗動ステージ２３ｙは、一対の基板ステージ架台３３（すなわち装置本体）から振動的に分離されている。なお、Ｙリニアガイド装置１６において、Ｙスライド部材１６ｂをＹキャリッジ２６（あるいは補助キャリッジ２６ａ）に対してＸ軸方向に相対移動可能に追加して取り付けても良い。この場合、仮に複数のＹリニアガイド１６ａ相互間の平行度が低下しても、Ｙ粗動ステージ２３ｙのＹ軸方向へのスムースな移動が保証される。
【００２６】
Ｙ粗動ステージ２３ｙは、図２に示されるように、一対のＹ送りねじ装置１７によりＹ軸方向に駆動される。一対のＹ送りねじ装置１７それぞれは、ベースフレーム１４の外側面に取り付けられたモータにより回転駆動されるねじ軸１７ａと、Ｙキャリッジ２６に取り付けられた複数の循環式ボール（不図示）を有するナット１７ｂとを含む。Ｙ粗動ステージ２３ｙのＹ位置情報は、不図示のリニアエンコーダシステムにより求められる。なお、Ｙ粗動ステージ２３ｙ（一対のＸビーム２５）をＹ軸方向に駆動するためのＹアクチュエータの種類は、上記ボールねじ装置に限らず、例えばリニアモータ、ベルト駆動装置などであっても良い。また、補助ベースフレーム１５に上記Ｙ送りねじ装置１７と同様な構成（あるいは別種の）のＹアクチュエータを配置しても良い。また、Ｙ送りねじ装置１７はひとつでも良い。
【００２７】
一対のＸビーム２５それぞれの上面には、Ｘ軸方向に延びる機械的な一軸ガイド装置の要素であるＸリニアガイド２７ａが、Ｙ軸方向に所定間隔でひとつのＸビーム２５につき、例えば２本、互いに平行に固定されている。また、一対のＸビーム２５それぞれの上面であって、一対のＸリニアガイド２７ａ間の領域には、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２８ａ（Ｘ固定子）が固定されている。
【００２８】
Ｘ粗動ステージ２３ｘは、図３に示されるように、第１Ｘテーブル２４ａと第２Ｘテーブル２４ｂとを有している。第１Ｘテーブル２４ａは、＋Ｙ側のＸビーム２５上に搭載され、第２Ｘテーブル２４ｂは、−Ｙ側のＸビーム２５上に搭載されている。第１Ｘテーブル２４ａ及び第２Ｘテーブル２４ｂそれぞれは、Ｘ軸方向を長手方向とする平面視矩形の板状部材から成り、Ｙ軸方向に所定間隔で互いに平行に配置されている。第１Ｘテーブル２４ａ及び第２Ｘテーブル２４ｂそれぞれの幅方向寸法（Ｙ軸方向の寸法）は、Ｘビーム２５の幅方向寸法と同程度に（本第１の実施形態では幾分広く）設定されている。
【００２９】
第１Ｘテーブル２４ａ及び第２Ｘテーブル２４ｂそれぞれの下面には、図４に示されるように、上記Ｘリニアガイド２７ａと共にＸリニアガイド装置２７を構成するＸスライド部材２７ｂが固定されている。Ｘスライド部材２７ｂは、一本のＸリニアガイド２７ａにつき、Ｘ軸方向に所定間隔で、例えば４個設けられている（図１参照）。Ｘスライド部材２７ｂは、対応するＸリニアガイド２７ａに低摩擦でスライド自在に係合しており、第１Ｘテーブル２４ａ及び第２Ｘテーブル２４ｂそれぞれは、Ｙ粗動ステージ２３ｙ上を低摩擦でＸ軸方向に所定のストロークで移動可能となっている。また、第１Ｘテーブル２４ａ及び第２Ｘテーブル２４ｂそれぞれの下面には、磁石ユニット２８ａに所定のクリアランスを介して対向し、磁石ユニット２８ａと共に第１Ｘテーブル２４ａ及び第２Ｘテーブル２４ｂそれぞれを独立にＸ軸方向に所定のストロークで駆動するためのＸリニアモータ２８を構成するコイルユニット２８ｂ（Ｘ可動子）が固定されている。第１Ｘテーブル２４ａ及び第２Ｘテーブル２４ｂそれぞれのＸ位置情報は、それぞれ不図示のリニアエンコーダシステムにより独立に求められる。なお、図４（及び図５）は、基板ステージ２０を＋Ｘ側から見た側面図であるが、基板ステージ２０のうち、微動ステージ３０、重量キャンセル装置５０、レベリング装置６０が図２のＢ−Ｂ線断面図で示されている。
【００３０】
なお、基板ステージ２０では、第１Ｘテーブル２４ａ及び第２Ｘテーブル２４ｂそれぞれが互いに分離して配置されており、独立した計測系（リニアエンコーダシステムを含む）により位置計測が行われ、独立した駆動系（Ｘリニアモータを含む）によりＸ位置を制御することができるように構成されているが、第１Ｘテーブル２４ａと第２Ｘテーブル２４ｂのＸ軸方向の位置制御（速度制御も含む）は原則的に同期するように行われる。
【００３１】
また、第１Ｘテーブル２４ａ及び第２Ｘテーブル２４ｂそれぞれは、Ｘリニアガイド装置２７によりＹ粗動ステージ２３ｙに対するＹ軸方向への相対移動が制限されており、Ｙ粗動ステージ２３ｙと一体的にＹ軸方向に移動する。
【００３２】
微動ステージ３０は、図２に示されるように、平面視矩形の箱形部材から成り、その上面に、図１に示されるように、基板ホルダ３１が固定されている。基板ホルダ３１は、その上面に載置された基板Ｐを、例えば真空吸着により吸着保持する。
【００３３】
微動ステージ３０は、Ｘ粗動ステージ２３ｘに固定された固定子と、微動ステージ３０に固定された可動子とから成る複数のボイスコイルモータを含む微動ステージ駆動系により、Ｘ粗動ステージ２３ｘ上で３自由度方向（Ｘ軸、Ｙ軸、θｚ方向）に微少駆動される。複数のボイスコイルモータには、図２に示されるように、複数（本第１の実施形態では、例えば２つ）のＸボイスコイルモータ１８ｘ、及び複数（本第１の実施形態では、例えば２つ）のＹボイスコイルモータ１８ｙが含まれる。
【００３４】
ここで、例えば２つのＸボイスコイルモータ１８ｘを構成する、例えば２つのＸ固定子の一方は、第１Ｘテーブル２４ａ上に固定され、Ｘ固定子の他方は、第２Ｘテーブル２４ｂ上に固定されている。また、例えば２つのＹボイスコイルモータ１８ｙを構成する、例えば２つのＹ固定子は、それぞれ第１Ｘテーブル２４ａ上に固定されている。微動ステージ３０は、上記複数のボイスコイルモータが発生する推力（電磁力）によって、Ｘ粗動ステージ２３ｘに非接触で誘導され、これにより、そのＸ粗動ステージ２３ｘと共にＸ軸方向、及び／又はＹ軸方向に所定のストロークで移動する。また、微動ステージ３０は、複数のボイスコイルモータによりＸ粗動ステージ２３ｘに対して上記３自由度方向に適宜微少駆動される。
【００３５】
また、微動ステージ駆動系は、図１に示されるように、微動ステージ３０をθｘ、θｙ、及びＺ軸方向の３自由度方向に微少駆動するための複数のＺボイスコイルモータ１８ｚを有している。複数のＺボイスコイルモータ１８ｚは、例えば微動ステージ３０の四隅部に対応する箇所に配置されている（図１では、４つのＺボイスコイルモータ１８ｚのうち２つのみが示され、他の２つは図示省略。また、図２では不図示）。複数のボイスコイルモータを含み、微動ステージ駆動系の構成については、例えば米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書に開示されている。
【００３６】
ここで、前述したように、第１Ｘテーブル２４ａ、及び第２Ｘテーブル２４ｂは、原則としてＸ軸方向に同期駆動されるが、上記複数のボイスコイルモータの固定子と可動子とが接触しない程度であれば、互いのＸ軸方向の位置ずれは許容される。また、基板Ｐの位置は、後述する光干渉計測システムの出力に基づいて複数のボイスコイルモータにより高精度で制御されるため、基板ステージ２０において、第１Ｘテーブル２４ａ、及び第２Ｘテーブル２４ｂを厳密に同期駆動する必要もない。
【００３７】
第１Ｘテーブル２４ａと微動ステージ３０とのＸ軸方向に関する相対位置情報は、図２に示されるように、第１Ｘテーブル２４ａに固定されたＸギャップセンサ４４ｘａにより、微動ステージ３０に固定されたＸターゲット４５を用いて求められる。同様に、第２Ｘテーブル２４ｂと微動ステージ３０とのＸ軸方向に関する相対位置情報は、第２Ｘテーブル２４ｂに固定されたＸギャップセンサ４４ｘｂにより、微動ステージ３０に固定されたＸターゲット４５を用いて求められる。また、第１Ｘテーブル２４ａと微動ステージ３０とのＹ軸方向に関する相対位置情報は、第１Ｘテーブル２４ａに固定されたＹギャップセンサ４４ｙにより、微動ステージ３０に固定されたＹターゲット４５を用いて求められる。
【００３８】
図１に戻り、微動ステージ３０のＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転量情報を含む）は、不図示のレーザ干渉計を含む基板干渉計システムにより、微動ステージ３０にミラーベース２１を介してそれぞれ固定されたＸ移動鏡２２ｘ、及びＹ移動鏡２２ｙ（図１では不図示。図２参照）を用いて求められる。レーザ干渉計には、Ｘ移動鏡２２ｘに対応するＸレーザ干渉計、及びＹ移動鏡２２ｙに対応するＹレーザ干渉計がそれぞれ複数含まれる。
【００３９】
また、微動ステージ３０のθｘ、θｙ、及びＺ軸方向それぞれの位置情報は、図４に示されるように、微動ステージ３０の下面に固定された複数のＺセンサ４６により、後述する重量キャンセル装置５０にフィーラ５８と称されるアーム状の部材を介して固定されたターゲット４７を用いて求められる。本第１の実施形態では、複数のＺセンサ４６には、微動ステージ３０のＺ軸方向に関する絶対位置計測用のレーザ変位計４６１と、相対位置計測用のレーザ変位計４６２とが含まれる。複数のＺセンサ４６は、ＸＹ平面内の同一直線上にない少なくとも３箇所に配置されている。なお、Ｚセンサ４６は、相対位置計測用のレーザ変位計４６２のみであっても良い。上記微動ステージ３０の位置計測系の構成については、例えば米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書に開示されている。
【００４０】
Ｙステップ定盤４０は、図３に示されるように、Ｘ軸方向に伸びるＹＺ断面矩形の部材から成り、一対のＸビーム２５それぞれに所定距離隔てた状態で（非接触状態で）、一対のＸビーム２５間に挿入されている。Ｙステップ定盤４０の長手方向の寸法は、微動ステージ３０のＸ軸方向に関する移動ストロークよりも幾分長めに設定されている。また、Ｙステップ定盤４０の幅方向（Ｙ軸方向）の寸法は、重量キャンセル装置５０が有する複数のエアベアリング５５を支持可能な幅に設定されている。Ｙステップ定盤４０の上面は、平面度が非常に高く仕上げられている。Ｙステップ定盤４０は、図３に示されるように、一対の基板ステージ架台３３それぞれの上面に固定された複数のＹリニアガイド３５ａと、Ｙステップ定盤４０の下面に固定された複数のＹスライド部材３５ｂとにより構成される複数のＹリニアガイド装置３５により、一対の基板ステージ架台３３上でＹ軸方向に所定のストロークで直進案内される。
【００４１】
Ｙステップ定盤４０は、図３に示されるように、＋Ｘ側、及び−Ｘ側の端部近傍それぞれにおいて、一対のフレクシャ装置４１と称される装置を介して一対のＸビーム２５に機械的に連結されている。これにより、Ｙステップ定盤４０は、Ｙ粗動ステージ２３ｙがＹ軸方向に駆動されると、そのＹ粗動ステージ２３ｙに牽引されて一体的にＹ軸方向に移動する。フレクシャ装置４１は、例えばＸＹ平面に平行に配置された厚さの薄い帯状の鋼板（あるいはワイヤロープ、合成樹脂製ロープ、鎖など）と、その鋼板の両端部に設けられた滑節装置（例えばボールジョイント、又はヒンジ装置）とを含み、上記鋼板が滑節装置を介してＹステップ定盤４０とＸビーム２５との間に架設されている。フレクシャ装置４１は、長手方向（ここではＹ軸方向）の剛性に比べて他の５自由度方向（ここではＸ，Ｚ，θｘ、θｙ、θｚ方向）の剛性が低く、上記５自由度方向に関してＹステップ定盤４０とＹ粗動ステージ２３ｙとが振動的に分離される。
【００４２】
このように、Ｙステップ定盤４０は、Ｙ粗動ステージ２３ｙに牽引されることによりＹ軸方向に移動するので、駆動用アクチュエータ、及び位置計測用部材（例えばリニアエンコーダなど）が必要なく、コストが安い。また、Ｙステップ定盤４０は、Ｙ粗動ステージ２３ｙに駆動されるので、基板ステージ架台３３を含み、装置本体に駆動反力が伝わらない。なお、Ｙステップ定盤４０の材料は、特に限定されないが、例えば石材（例えば斑レイ岩などの緻密な石材）、あるいはセラミックス、鋳鉄などを用いて形成することが好ましい。また、本第１の実施形態のＹステップ定盤４０は、長手方向に直交する断面が矩形状であるが、これに限定されず、例えばＩ字状などであっても良く、また中実であっても中空であっても良い。また、Ｙステップ定盤４０とＸビーム２５とを連結するフレクシャ装置４１の配置及び数は、上記に限られず、例えばよりＹステップ定盤４０の中央側に配置されても良いし、ひとつのＸビーム２５とＹステップ定盤４０とを３箇所以上で接続しても良い。あるいは、Ｙステップ定盤４０のＸ軸方向に関する重心位置に対応する一箇所でＸビーム２５とＹステップ定盤４０とを接続しても良い。
【００４３】
重量キャンセル装置５０は、図４に示されるように、後述するレベリング装置６０と称される装置を介して微動ステージ３０を下方から支持している。重量キャンセル装置５０は、Ｙ軸方向に関して第１Ｘテーブル２４ａと第２Ｘテーブル２４ｂとの間に配置されており、Ｙステップ定盤４０上に載置されている。
【００４４】
本実施形態の重量キャンセル装置５０は、例えば米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書に開示される重量キャンセル装置と同様の構成、及び機能を有している。すなわち、重量キャンセル装置５０は、上部が開口した有底の筒状部材から成る筐体５１と、筐体５１の内部に収容された空気ばね５２と、空気ばね５２上に搭載され、複数の平行板ばね装置５３を介して筐体５１に対してＺ軸方向に相対移動可能に取り付けられたＺスライダ５４などを備える。重量キャンセル装置５０は、空気ばね５２が発生する重力方向上向き（＋Ｚ方向）の力により、微動ステージ３０、基板ホルダ３１などを含む系の重量（重量加速度による下向き（−Ｚ方向）の力）を打ち消し、これにより微動ステージ駆動系を構成する複数のＺボイスコイルモータ１８ｚの負荷を低減する。
【００４５】
重量キャンセル装置５０は、その重心のＺ位置とほぼ同じＺ位置（重心高さ）で、図３に示されるように、第１Ｘテーブル２４ａ、及び第２Ｘテーブル２４ｂそれぞれに対して複数、例えば２つのフレクシャ装置５６を介して機械的に接続されている。フレクシャ装置５６の構成は、前述したＹステップ定盤４０とＸビーム２５とを接続するフレクシャ装置４１の構成と概ね同じである。例えば、４つのフレクシャ装置５６、は、それぞれＹ軸に対して、例えば４５°の角度を成しており、例えば４本のフレクシャ装置５６が重量キャンセル装置５０を中心に平面視でＸ字状（放射状）に延びて配置されている。これにより、Ｘ粗動ステージ２３ｘ（第１Ｘテーブル２４ａ、及び第２Ｘテーブル２４ｂ）がＸ軸方向、及び／又はＹ軸方向に移動すると、重量キャンセル装置５０は、複数のフレクシャ装置５６の少なくともひとつを介してＸ粗動ステージ２３ｘに牽引されることにより、Ｘ粗動ステージ２３ｘと一体的にＸ軸方向、及び／又はＹ軸方向に移動する。
【００４６】
ここで、重量キャンセル装置５０は、図４に示されるように、筐体５１の下面に取り付けられた複数のエアベアリング５５（以下、ベースパッド５５と称する）を介して、Ｙステップ定盤４０上に非接触状態で搭載されている。重量キャンセル装置５０は、Ｘ粗動ステージ２３ｘと一体的にＸ軸方向に移動する際には、Ｙステップ定盤４０上を移動する。これに対し、重量キャンセル装置５０は、Ｘ粗動ステージ２３ｘと一体的にＹ軸方向に移動する際には、Ｙ粗動ステージ２３ｙ、及びＹステップ定盤４０と一体的にＹ軸方向に移動するのでＹステップ定盤４０上から脱落することがない。
【００４７】
レベリング装置６０は、レベリングカップ６１と、レベリングカップ６１の内壁面に弾性ヒンジ装置を介して揺動自在に取り付けられた複数（本実施形態では、例えば３つ。ただし、図４では、例えば３つのレベリングパッド６２のうちのひとつは不図示）のエアベアリング６２（以下、レベリングパッド６２と称する）とを含む。レベリング装置６０は、微動ステージ３０の天井面にスペーサ６４を介して固定された逆三角錐状の部材６３（以下、レベリングダイヤ６３と称する）の傾斜面それぞれをレベリングパッド６２で非接触支持することにより、微動ステージ３０を微動ステージ３０及び基板ホルダ３１を含む系の重心ＣＧを回転中心としてθｘ及びθｙ方向に揺動（チルト）自在に下方から支持している。
【００４８】
レベリング装置６０は、レベリングカップ６１が重量キャンセル装置５０のＺスライダ５４の上面に取り付けられた複数のエアベアリング５７（以下、シーリングパッド５７と称する）に下方から非接触支持されており、重量キャンセル装置５０に対して水平面に平行な方向に振動的に分離されている。レベリング装置６０の詳細な構成については、例えば米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書に開示されている。なお、図１では、レベリング装置６０が模式的に球面軸受け装置として示されているが、レベリング装置６０が球面軸受け装置と同様に機能することから、微動ステージ３０を水平面に対して揺動可能に支持できれば、以上説明したレベリング装置６０に替えて球面軸受け装置を用いても良い。
【００４９】
本第１の実施形態では、例えば３つの位置決め用エアシリンダ３６（以下、単にエアシリンダ３６と称する）のうち、例えば２つは、第１Ｘテーブル２４ａの上面に（図４では紙面奥行き方向に隠れているため、一方は不図示）、例えば１つは、第２Ｘテーブル２４ｂの上面にそれぞれロッド先端が＋Ｚ側を向くように固定されている。従って、例えば３つのエアシリンダ３６は、例えば三角形の頂点に対応する位置（すなわち同一直線上にない３箇所）に配置されている。複数のエアシリンダ３６それぞれのロッド先端には、ボールが固定されている。
【００５０】
微動ステージ３０の下面であって、第１Ｘテーブル２４ａに固定された、例えば２つのエアシリンダ３６に対応する位置には、下面に円錐溝が形成された嵌合部材３７ａが固定されている。基板ステージ２０では、微動ステージ３０がＸ粗動ステージ２３ｘに対して６自由度方向に微少駆動されるが、例えば２つのエアシリンダ３６それぞれのボールを対応する嵌合部材３７ａの円錐溝内に嵌合させることにより、第１Ｘテーブル２４ａに対する微動ステージ３０のＸ、Ｙ、及びθｚ方向の位置を拘束（相対移動を制限）することができる。
【００５１】
また、微動ステージ３０の下面であって、第２Ｘテーブル２４ｂに固定された、例えば１つのエアシリンダ３６に対応する位置には、平板状の当接部材３７ｂが固定されている。基板ステージ２０では、第１Ｘテーブル２４ａに固定された、例えば２つのエアシリンダ３６と、第２Ｘテーブル２４ｂに固定された、例えば１つのエアシリンダ３６を併せて用いることにより、微動ステージ３０のθｘ、θｙ、及びＺ軸方向の位置を制御することができる。
【００５２】
次に基板ステージ装置ＰＳＴの組立手順の一例について説明する。本第１の実施形態において、基板ステージ装置ＰＳＴは、先ずクリーンルームの床１１上に、図２に示される配置で、一対の基板ステージ架台３３、一対のベースフレーム１４、及び補助ベースフレーム１５がそれぞれ設置される。この後、一対のベースフレーム１４にＹキャリッジ２６が、補助ベースフレーム１５に補助キャリッジ２６ａが、それぞれＹリニアガイド装置１６を介して搭載されるとともに、一対の基板ステージ架台３３上にＹステップ定盤４０が複数のＹリニアガイド装置３５を介して搭載される。
【００５３】
次いで、Ｙステップ定盤４０上に、図５に示されるように、重量キャンセル装置５０が搭載され、この後、図５の黒矢印で示されるように、予め第１Ｘテーブル２４ａが搭載された一方のＸビーム２５、及び予め第２Ｘテーブル２４ｂが搭載された他方のＸビーム２５が、それぞれ重量キャンセル装置５０の両側に配置され、Ｙキャリッジ２６、及び補助キャリッジ２６ａ（図５では不図示。図１参照）上に搭載される。この際、一対のＸビーム２５のＹキャリッジ２６上の位置は、位置決めピン２９により規定される。なお、一対のＹキャリッジ２６は、それぞれが分割されていても良い。この場合、Ｘビーム２５とＹキャリッジを一体にしてリニアガイド１６ａに沿って図５の黒塗り矢印で示されるように移動させ、所定の位置に配置させた後にＹキャリッジ同士を結合するようにしても良い。Ｘビーム２５の移動にガイドがあることにより、組立がより容易になる。
【００５４】
この後、図５の白矢印で示されるように、微動ステージ３０（レベリング装置６０を含む）が重量キャンセル装置５０上に載置され、複数のボイスコイルモータの固定子と可動子とが組み合わされる。次いで、重量キャンセル装置５０の空気ばね５２、ベースパッド５５、及びシーリングパッド５７、並びにレベリング装置６０のレベリングパッド６２に加圧気体が供給され、微動ステージ３０が重量キャンセル装置５０に非接触支持される。
【００５５】
ここで、基板ステージ２０では、基板Ｐの位置制御がレーザ干渉計を用いた基板干渉計システムの計測値に基づいて行われるため、最初に微動ステージ３０を所定の計測原点位置に位置させる必要がある。これに対し、基板ステージ２０は、微動ステージ３０をガイドする部材がないため、微動ステージ３０を単体で上記計測原点位置に位置させることが困難である。このため、本第１の実施形態では、第１Ｘテーブル２４ａに取り付けられた、例えば２つのエアシリンダ３６を用いて第１Ｘテーブル２４ａに対する微動ステージ３０の水平面内の位置（Ｘ軸、Ｙ軸、及びθｚ方向の位置）を機械的に拘束し、その状態で、Ｘ粗動ステージ２３ｘ、及び／又はＹ粗動ステージ２３ｙを用いて微動ステージ３０を不図示のレーザ干渉計から照射される測長ビームがＸ移動鏡２２ｘ（図５では不図示。図２参照）、及びＹ移動鏡２２ｙそれぞれに垂直に入射する位置に位置決めする。この際、第２Ｘテーブル２４ｂが有するエアシリンダ３６を併せて用いることにより、微動ステージ３０のＺ軸、θｘ、及びθｙ方向のおおよその位置決めを行うこともできる。微動ステージ３０のＺ軸、θｘ、θｙ方向の位置情報は、微動ステージ３０の下面に取り付けられた複数のＺセンサ４６を用いて求められ、微動ステージ３０は、Ｚ軸、θｘ、θｙ方向に関して、複数のＺボイスコイルモータ１８ｚにより計測原点位置に位置決めされる。
【００５６】
ここで、本第１の実施形態のＸ粗動ステージ２３ｘは、第１Ｘテーブル２４ａと第２Ｘテーブル２４ｂとの２つの互いに分離した部材から成り、第１Ｘテーブル２４ａと第２Ｘテーブル２４ｂとが、互いに独立に制御されているため、互いのＸ位置の関係が変化する可能性がある。また、一対のＸビーム２５も、独立に組み立てられるので、互いの平行度が悪い可能性がある。これに対し、本第１の実施形態では、第１Ｘテーブル２４ａ（２つのＸテーブルのうちの一方）を基準にして微動ステージ３０のＸ軸、Ｙ軸、及びθｚ方向の位置決めが行われるので、仮に第１Ｘテーブル２４ａと第２Ｘテーブル２４ｂとのＸ位置にずれが生じても、微動ステージ３０を第１Ｘテーブル２４ａを用いて確実に計測原点位置に位置決めすることができる。
【００５７】
上述のようにして構成された液晶露光装置１０（図１参照）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のロードが行われるとともに、不図示の基板搬入装置によって、基板ホルダ３１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、そのアライメント計測の終了後、基板上に設定された複数のショット領域に逐次ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行なわれる。なお、この露光動作は従来から行われているステップ・アンド・スキャン方式の露光動作と同様であるので、その詳細な説明は省略するものとする。そして、露光処理が終了した基板が不図示の基板搬出装置により基板ホルダ３１上から搬出されるとともに、次に露光される別の基板が基板ホルダ３１に搬送されることにより、基板ホルダ３１上の基板の交換が行われ、複数の基板に対し、露光動作などが連続して行われる。
【００５８】
以上説明したように、本第１の実施形態によれば、Ｘ粗動ステージ２３ｘが、第１Ｘテーブル２４ａ、及び第２Ｘテーブル２４ｂの互いに分離した２つの部分により構成されているので、仮にＸ粗動ステージ２３ｘを一対のＸビーム２５間に架設されるような部材とする場合に比べて、軽量化を図ることができ、これにより運動性能が向上し、より高速且つ高精度での基板Ｐの位置制御が可能となる。また、本第１の実施形態に係る基板ステージ２０は、微動ステージ３０（すなわち基板Ｐ）のＸＹ平面内の位置が複数のボイスコイルモータにより制御されるので、Ｘ粗動ステージ２３ｘの位置制御は、微動ステージ３０に比べて高精度である必要がない。従って、Ｘ粗動ステージ２３ｘが互いに２つの部分から構成されることにより、第１Ｘテーブル２４ａ、及び第２Ｘテーブル２４ｂのＸ位置がずれる可能性があるが、基板Ｐの位置制御には問題が生じない。
【００５９】
また、Ｘ粗動ステージ２３ｘが互いに分離した第１Ｘテーブル２４ａと第２Ｘテーブル２４ｂとで構成されているので、基板ステージ２０を組み立てる際に、一対のＸビーム２５、及びＸ粗動ステージ２３ｘ（第１Ｘテーブル２４ａ、及び第２Ｘテーブル２４ｂ）に先行してＹステップ定盤４０上に重量キャンセル装置５０を載置することができる。従って、基板ステージ２０を組み立てる際に、重量キャンセル装置５０をＸ粗動ステージ２３ｘよりも高く吊り上げる必要がない。したがって、基板ステージ２０の組立作業が容易である。また、Ｙ粗動ステージ２３ｙに関しても、同様に、一対のＸビーム２５が別部材とされているので、基板ステージ２０を組み立てる際に、重量キャンセル装置５０を吊り上げて一対のＸビーム２５間に挿入する必要がない。したがって、基板ステージ２０の組立作業が容易である。
【００６０】
また、Ｘビーム２５と第１Ｘテーブル２４ａ、及びＸビーム２５と第２Ｘテーブル２４ｂそれぞれを、図５に示されるように、予め組み立てて運搬することが可能であるため、基板ステージ装置ＰＳＴが設置されるクリーンルームに分解して輸送する際の輸送が容易であり、且つそのクリーンルーム内で組み立てる際の組立作業が容易である。
【００６１】
また、Ｘビーム２５は、長手方向の中間部が補助ベースフレーム１５により下方から支持されているので、その自重に起因する撓みを抑制でき、第１Ｘテーブル２４ａ（あるいは第２Ｘテーブル２４ｂ）をガイドするガイド面の平面度の低下が抑制される。
【００６２】
《第２の実施形態》
次に第２の実施形態について図６を用いて説明する。第２の実施形態に係る基板ステージ１２０の構成は、第１Ｘテーブル２４ｃの形状が異なる点、及び重量キャンセル装置５０とＸ粗動ステージ１２３ｘとを接続する複数のフレクシャ装置５６の配置が異なる点を除き、上記第１の実施形態と同じである。以下、上記第１の実施形態と同様の構成、及び機能を有する部材については、上記第１の実施形態と同じ符号を用いてその説明を省略する。
【００６３】
上記第１の実施形態において、第１Ｘテーブル２４ａは、図３に示されるように、Ｘビーム２５と同程度の幅方向寸法で形成された平面視矩形（長方形）の板状部材から成ったのに対し、本第２の実施形態における第１Ｘテーブル２４ｃは、図６に示されるように、Ｘビーム２５とほぼ同じ幅方向寸法で形成された平面視でＸ軸方向を長手方向とする長方形の部分２４ｃ１（以下、本体部２４ｃ１と称する）と、上記本体部２４ｃ１の＋Ｘ側の端部近傍、及び−Ｘ側の端部近傍それぞれにおける−Ｙ側の側面から−Ｙ側に突き出した平面視矩形の板状の部分２４ｃ２（以下、突出部２４ｃ２と称する）と、を備え、平面視でＵ字状に形成されている。一対の突出部２４ｃ２の先端部（−Ｙ側の端部）と第２Ｘテーブル２４ｂとの間には、隙間が形成されており、上記第１の実施形態と同様に第１Ｘテーブル２４ｃと第２Ｘテーブル２４ｂとは、独立にＸ位置が制御される。
【００６４】
重量キャンセル装置５０は、一対の突出部２４ｃ２の間に挿入されている。重量キャンセル装置５０は、第１Ｘテーブル２４ｃの本体部２４ｃ１、及び第２Ｘテーブル２４ｂそれぞれに対し、Ｙ軸に平行に配置されたフレクシャ装置５６を介して接続されており、Ｘ粗動ステージ１２３ｘと一体的にＹ軸方向に移動する。また、重量キャンセル装置５０は、一対の突出部２４ｃ２それぞれに対し、Ｘ軸に平行に配置されたフレクシャ装置５６を介して接続されており、第１Ｘテーブル２４ｃと一体的にＸ軸方向に移動する。なお、複数のフレクシャ装置５６の配置は、上記第１の実施形態と同じでも良い。
【００６５】
以上説明した第２の実施形態では、微動ステージ３０をＸ軸方向に駆動するＸボイスコイルモータ１８ｘ（図６では不図示。図２参照）を微動ステージ３０のＹ軸方向に関する中央位置に配置することができる。この場合、例えば、Ｘ粗動ステージ１２３ｘと微動ステージ３０を機械的に接触させてＸ粗動ステージ１２３ｘの駆動力を微動ステージ３０に伝えても良い。
【００６６】
《第３の実施形態》
次に第３の実施形態について図７を用いて説明する。第３の実施形態に係る基板ステージ２２０の構成は、重量キャンセル装置２５０の構成が異なる点を除き、上記第１の実施形態と同じである。以下、上記第１の実施形態と同様の構成、及び機能を有する部材については、上記第１の実施形態と同じ符号を用いてその説明を省略する。
【００６７】
上記第１の実施形態において、図４に示されるように、レベリング装置６０は、シーリングパッド５７を介して重量キャンセル装置５０に非接触支持され、重量キャンセル装置５０に対して水平面に平行な方向に相対移動可能であるのに対し、本第３の実施形態において、図７に示されるように、レベリング装置６０は、重量キャンセル装置２５０の筐体２５１内に収容されるとともにＺスライダ２５４に一体的に接続されている。このため、レベリング装置６０のＺ位置が上記第１の実施形態よりも低く、その分スペーサ２６４が厚く形成されている。また、上記第１の実施形態において、図３に示されるように、重量キャンセル装置５０は、複数のフレクシャ装置５６を介してＸ粗動ステージ２３ｘに接続されるのに対し、本第３の実施形態では、図７に示されるように、重量キャンセル装置２５０がＸ粗動ステージ２３ｘから分離されている。したがって、Ｘ粗動ステージ２３ｘ及び重量キャンセル装置２５０相互間で振動が伝達しない。
【００６８】
本第３の実施形態の基板ステージ２２０では、微動ステージ３０がＸ粗動ステージ２３ｘに誘導されて水平面に沿って移動する際、あるいは複数のボイスコイルモータにより水平面に沿って微少駆動される際、レベリングダイヤ６３とレベリングパッド６２との間の気体の静圧により、レベリングカップ６１と重量キャンセル装置２５０とが微動ステージ３０と一体的に水平面に沿って移動する。本第３の実施形態のような構成の基板ステージ２２０であっても、上記第１の実施形態と同様に、基板ステージ２２０の組立時には、一対のＸビーム２５、及びＸ粗動ステージ２３ｘ（第１Ｘテーブル２４ａ、及び第２Ｘテーブル２４ｂ）に先行してＹステップ定盤４０上に重量キャンセル装置２５０を載置することができ、組立作業が容易となる。
【００６９】
なお、上記第１〜第３の実施形態で説明した構成は、適宜変更が可能である。例えば、上記第１〜第３の実施形態において、基板ステージ架台３３は、例えば２つであったが、これに限られず、３つ以上配置し、それぞれの基板ステージ架台３３の間に更に補助ベースフレーム１５を配置することにより、さらにＸビーム２５の自重に起因する撓みを抑制しても良い。なお、Ｘビーム２５の撓みが無視できる程度であれば、補助ベースフレーム１５は、配置しなくても良い。また、基板ステージ架台３３は、Ｙ軸方向に延びる部材から成ったが、これに限られず、Ｘ軸方向に延びる部材とし、Ｙ軸方向に所定間隔で配置しても良い。
【００７０】
また、Ｙステップ定盤４０は、機械的な一軸ガイド装置であるＹリニアガイド装置３５を介して基板ステージ架台３３上でＹ軸方向に直進案内されたが、これに限られず、例えば、Ｙステップ定盤４０の下面にエアベアリングを複数取り付け、基板ステージ架台３３上に浮上させても良い。この場合、Ｙステップ定盤４０と一対のＸビーム２５とを接続するフレクシャ装置４１としては、Ｙステップ定盤４０とＸビーム２５とのＸ軸方向の相対移動を抑制するため、Ｘ軸方向の剛性が高い構造のものにしておくことが好ましい。
【００７１】
また、基板ステージ２０、１２０、２２０は、それぞれＹ粗動ステージ２３ｙ上にＸ粗動ステージ２３ｘが搭載される構成であったが、これに限られず、Ｘ軸方向（スキャン方向）に所定のストロークで移動するＸ粗動ステージ上にＹ軸方向（クロススキャン方向）に所定のストロークで移動するＹ粗動ステージ２３ｙが搭載される構成であっても良い。また、重量キャンセル装置５０は、Ｙステップ定盤４０上でＸ軸方向に移動し、Ｙステップ定盤４０と共にＹ軸方向に移動する構成であったが、これに限られず、Ｙステップ定盤４０に換えて、重量キャンセル装置５０のＸＹ平面内の移動範囲に対応する広いガイド面を有する定盤を基板ステージ架台３３上に固定し、その定盤上に重量キャンセル装置５０を搭載しても良い。また、Ｘ粗動ステージ２３ｘは、第１Ｘテーブル２４ａ（あるいは２４ｃ）と、第２Ｘテーブル２４ｂとが、互いに分離されて配置されていたが、互いのＸ位置を拘束しなければ、連結されていても良い。また、重量キャンセル装置５０は、空気ばね５２を用いる構成のものに限られず、例えば米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書に開示されるようなコイルバネ、あるいはカム装置などを用いた構造のものであっても良い。
【００７２】
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。
【００７３】
また、上記第１〜第３の実施形態では、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。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。
【００７４】
なお、上記第１〜第３の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。
【００７５】
なお、露光装置としては、サイズ（外径、対角線の長さ、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。
【００７６】
また、露光装置としては、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置、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。また、移動体装置の移動体に保持される物体は、露光対象物体である基板などに限られず、マスクなどのパターン保持体（原版）であっても良い。
【００７７】
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、露光対象物がフラットパネルディスプレイ用の基板である場合、その基板の厚さは特に限定されず、例えばフィルム状（可撓性を有するシート状の部材）のものも含まれる。
【００７８】
液晶表示素子（あるいは半導体素子）などの電子デバイスは、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マスク（あるいはレチクル）を製作するステップ、ガラス基板（あるいはウエハ）を製作するステップ、上述した各実施形態の露光装置、及びその露光方法によりマスク（レチクル）のパターンをガラス基板に転写するリソグラフィステップ、露光されたガラス基板を現像する現像ステップ、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト除去ステップ、デバイス組み立てステップ、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を用いて前述の露光方法が実行され、ガラス基板上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のデバイスを生産性良く製造することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
以上説明したように、本発明の移動体装置は、移動体を所定方向に沿って駆動するのに適している。また、本発明の露光装置は、物体を露光するのに適している。また、本発明のフラットパネルディスプレイの製造方法は、フラットパネルディスプレイの製造に適している。また、本発明のデバイス製造方法は、マイクロデバイスの製造に適している。また、本発明の移動体装置の組立方法は、移動体を組み立てるのに適している。
【符号の説明】
【００８０】
１０…液晶露光装置、２０…基板ステージ、２３ｘ…Ｘ粗動ステージ、２３ｙ…Ｙ粗動ステージ、２４ａ…第１Ｘテーブル、２４ｂ…第２Ｘテーブル、３０…微動ステージ、４０…Ｙステップ定盤、５０…重量キャンセル装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向に関する位置を個別に制御可能であって前記第１方向に直交する第２方向に関して互いに分離して配置される第１部分と第２部分とを含み、前記第１方向に沿って移動する第１移動体と、
物体を保持し、前記第１移動体に誘導されて少なくとも前記第１方向に沿って移動する物体保持部材と、
前記第２方向に関して前記第１部分と前記第２部分との間に配置され、前記物体保持部材を下方から支持し、前記物体保持部材と共に少なくとも前記第１方向に沿って移動可能な支持装置と、を備える移動体装置。
【請求項２】
前記第１部分と前記第２部分とは、互いに非接続とされる請求項１に記載の移動体装置。
【請求項３】
前記支持装置は、前記第１移動体に連結され、該第１移動体に誘導される請求項１又は２に記載の移動体装置。
【請求項４】
前記第１及び第２部分は、それぞれ第１及び第２の案内装置により前記第１方向に案内される請求項１〜３のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項５】
前記案内装置は、前記第１方向に沿って配置されるガイド部材を含む請求項４に記載の移動体装置。
【請求項６】
前記ガイド部材を有し、前記第２方向に沿って移動可能な第２移動体を更に備え、
前記第１移動体は、前記第２移動体に設けられ、前記第２移動体と共に前記第２方向に移動し、該移動により前記物体保持部材を前記第２方向に誘導する請求項５に記載の移動体装置。
【請求項７】
前記第２移動体は、前記第１部分が設けられる第１部材と、前記第２部分が設けられる第２部材と、を有し、
前記支持装置は、前記第２方向に関して前記第１部材と前記第２部材との間に配置される請求項６に記載の移動体装置。
【請求項８】
前記第２移動体は、前記第１部材と前記第２部材とが互いに連結される請求項７に記載の移動体装置。
【請求項９】
前記第１移動体に対して前記物体保持部材を６自由方向に微少駆動する微少駆動系を更に備える請求項１〜８のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項１０】
前記微少駆動系は前記物体保持部材を前記第１移動体に対して非接触で駆動する複数のアクチュエータを含む請求項９に記載の移動体装置。
【請求項１１】
前記物体保持部材は、前記アクチュエータが発生する推力により前記第１移動体に非接触で誘導される請求項１０に記載の移動体装置。
【請求項１２】
前記支持装置は、前記物体保持部材を非接触支持する請求項１〜１１のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の移動体装置と、
前記物体保持部材に保持された物体にエネルギビームを用いて所定のパターンを形成するパターン形成装置と、を備える露光装置。
【請求項１４】
前記物体は、フラットパネルディスプレイ装置に用いられる基板である請求項１３に記載の露光装置。
【請求項１５】
前記基板は、少なくとも一辺の長さ又は対角長が５００ｍｍ以上である請求項１４に記載の露光装置。
【請求項１６】
請求項１３又は１４に記載の露光装置を用いて前記物体を露光することと、
露光された前記物体を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法。
【請求項１７】
請求項１３に記載の露光装置を用いて前記物体を露光することと、
露光された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法。
【請求項１８】
第１方向に沿って移動可能な第１移動体と、物体を保持し、前記第１移動体に誘導されて少なくとも前記第１方向に沿って移動する物体保持部材と、を含む移動体装置の組立方法であって、
前記物体保持部材を下方から支持する支持装置を所定の支持部材上に設置することと、
前記第１方向に直交する第２方向に関して、前記支持装置の一側に前記第１移動体の第１部分を配置することと、
前記第２方向に関して、前記支持装置の他側に前記第１部分とは個別に前記第１方向の位置制御がされる前記第１移動体の第２部分を配置することと、を含む移動体装置の組立方法。
【請求項１９】
前記移動体装置は、前記第１移動体が搭載され、該第１移動体と共に前記第２方向に移動可能な第２移動体を更に備え、
前記第１部分を配置することでは、前記第２移動体を構成する第１部材に前記第１部分を設けた後に、前記第１部材と前記第１部分とを前記第２方向に関して前記支持装置の一側に配置し、
前記第２部分を配置することでは、前記第２移動体を構成する第２部材に前記第２部分を設けた後に、前記第２部材と前記第２部分とを前記第２方向に関して前記支持装置の他側に配置することにより行う請求項１８に記載の移動体装置の組立方法。
【請求項２０】
前記第１部材と前記第２部材とを互いに連結することを更に含む請求項１９に記載の移動体装置の組立方法。
【請求項１】
第１方向に関する位置を個別に制御可能であって前記第１方向に直交する第２方向に関して互いに分離して配置される第１部分と第２部分とを含み、前記第１方向に沿って移動する第１移動体と、
物体を保持し、前記第１移動体に誘導されて少なくとも前記第１方向に沿って移動する物体保持部材と、
前記第２方向に関して前記第１部分と前記第２部分との間に配置され、前記物体保持部材を下方から支持し、前記物体保持部材と共に少なくとも前記第１方向に沿って移動可能な支持装置と、を備える移動体装置。
【請求項２】
前記第１部分と前記第２部分とは、互いに非接続とされる請求項１に記載の移動体装置。
【請求項３】
前記支持装置は、前記第１移動体に連結され、該第１移動体に誘導される請求項１又は２に記載の移動体装置。
【請求項４】
前記第１及び第２部分は、それぞれ第１及び第２の案内装置により前記第１方向に案内される請求項１〜３のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項５】
前記案内装置は、前記第１方向に沿って配置されるガイド部材を含む請求項４に記載の移動体装置。
【請求項６】
前記ガイド部材を有し、前記第２方向に沿って移動可能な第２移動体を更に備え、
前記第１移動体は、前記第２移動体に設けられ、前記第２移動体と共に前記第２方向に移動し、該移動により前記物体保持部材を前記第２方向に誘導する請求項５に記載の移動体装置。
【請求項７】
前記第２移動体は、前記第１部分が設けられる第１部材と、前記第２部分が設けられる第２部材と、を有し、
前記支持装置は、前記第２方向に関して前記第１部材と前記第２部材との間に配置される請求項６に記載の移動体装置。
【請求項８】
前記第２移動体は、前記第１部材と前記第２部材とが互いに連結される請求項７に記載の移動体装置。
【請求項９】
前記第１移動体に対して前記物体保持部材を６自由方向に微少駆動する微少駆動系を更に備える請求項１〜８のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項１０】
前記微少駆動系は前記物体保持部材を前記第１移動体に対して非接触で駆動する複数のアクチュエータを含む請求項９に記載の移動体装置。
【請求項１１】
前記物体保持部材は、前記アクチュエータが発生する推力により前記第１移動体に非接触で誘導される請求項１０に記載の移動体装置。
【請求項１２】
前記支持装置は、前記物体保持部材を非接触支持する請求項１〜１１のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の移動体装置と、
前記物体保持部材に保持された物体にエネルギビームを用いて所定のパターンを形成するパターン形成装置と、を備える露光装置。
【請求項１４】
前記物体は、フラットパネルディスプレイ装置に用いられる基板である請求項１３に記載の露光装置。
【請求項１５】
前記基板は、少なくとも一辺の長さ又は対角長が５００ｍｍ以上である請求項１４に記載の露光装置。
【請求項１６】
請求項１３又は１４に記載の露光装置を用いて前記物体を露光することと、
露光された前記物体を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法。
【請求項１７】
請求項１３に記載の露光装置を用いて前記物体を露光することと、
露光された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法。
【請求項１８】
第１方向に沿って移動可能な第１移動体と、物体を保持し、前記第１移動体に誘導されて少なくとも前記第１方向に沿って移動する物体保持部材と、を含む移動体装置の組立方法であって、
前記物体保持部材を下方から支持する支持装置を所定の支持部材上に設置することと、
前記第１方向に直交する第２方向に関して、前記支持装置の一側に前記第１移動体の第１部分を配置することと、
前記第２方向に関して、前記支持装置の他側に前記第１部分とは個別に前記第１方向の位置制御がされる前記第１移動体の第２部分を配置することと、を含む移動体装置の組立方法。
【請求項１９】
前記移動体装置は、前記第１移動体が搭載され、該第１移動体と共に前記第２方向に移動可能な第２移動体を更に備え、
前記第１部分を配置することでは、前記第２移動体を構成する第１部材に前記第１部分を設けた後に、前記第１部材と前記第１部分とを前記第２方向に関して前記支持装置の一側に配置し、
前記第２部分を配置することでは、前記第２移動体を構成する第２部材に前記第２部分を設けた後に、前記第２部材と前記第２部分とを前記第２方向に関して前記支持装置の他側に配置することにより行う請求項１８に記載の移動体装置の組立方法。
【請求項２０】
前記第１部材と前記第２部材とを互いに連結することを更に含む請求項１９に記載の移動体装置の組立方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２３４１０９（Ｐ２０１２−２３４１０９Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０４０６１（Ｐ２０１１−１０４０６１）
【出願日】平成２３年５月９日（２０１１．５．９）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月９日（２０１１．５．９）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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