移動体装置、露光装置、及びデバイス製造方法
【課題】リニアモータの固定子ユニットと可動子ユニットとの間の距離の変化を検知可能な移動体装置、この移動体装置を備える露光装置、及びこの露光装置を利用してデバイスを製造するデバイス製造方法を提供すること。
【解決手段】移動体装置は、第１の方向に沿って設けられた固定体部と、第１の方向に沿って固体体部に対して相対移動可能に固定体部に対向して配置された移動体部と、第１の方向に沿って固定体部に配列された複数の第１ユニット、および複数の第１ユニットに対向するように移動体部に設けられた第２ユニットを有し、第１ユニットと第２ユニットとの間に相互に作用させる電磁力によって移動体部を相対移動させるリニアモータと、第１ユニットと第２ユニットとの間に張設された線状部材と、線状部材の動きを検出し、線状部材の動きの検出結果に基づいて第１ユニットと第２ユニットとの間の距離の変化を検知する検知部と、を備える。
【解決手段】移動体装置は、第１の方向に沿って設けられた固定体部と、第１の方向に沿って固体体部に対して相対移動可能に固定体部に対向して配置された移動体部と、第１の方向に沿って固定体部に配列された複数の第１ユニット、および複数の第１ユニットに対向するように移動体部に設けられた第２ユニットを有し、第１ユニットと第２ユニットとの間に相互に作用させる電磁力によって移動体部を相対移動させるリニアモータと、第１ユニットと第２ユニットとの間に張設された線状部材と、線状部材の動きを検出し、線状部材の動きの検出結果に基づいて第１ユニットと第２ユニットとの間の距離の変化を検知する検知部と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアモータによって駆動される移動体装置、この移動体装置を備える露光装置、及びこの露光装置を利用してデバイスを製造するデバイス製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス等の電子デバイス又はマイクロデバイス（以下、デバイスと総称）は、マスク又はレチクル（以下、マスクと総称）上に形成されたパターンをガラスプレート又はウエハ（以下、基板と総称）上に転写するフォトリソグラフィ工程によって製造される。フォトリソグラフィ工程において使用される露光装置は、例えば、マスクを支持して２次元移動するマスクステージと、基板を支持して２次元移動する基板ステージとを有し、マスクステージと基板ステージとを逐次移動しながら投影光学系を介してマスク上に形成されたパターンを基板上に転写するものがある。
【０００３】
このような露光装置では、マスクと基板との相対位置を高精度に制御して、マスク上に形成されたパターンを基板上に転写することが要求されるために、マスクステージ及び基板ステージ（以下、移動体装置と総称）の位置決め精度が重要な性能の一つになっている。
【０００４】
従来の移動体装置として、Ｙ軸方向へマスク又は基板を移動させる移動機構が、Ｙ軸方向に直交するＸ軸方向へマスク又は基板を移動させる移動機構の上部に設けられた移動体装置が知られている。詳しくは、この移動体装置は、マスク又は基板を上面に保持するホルダ部と、ホルダ部をＹ軸方向に移動可能に下面から支持する第１のステージ部と、第１のステージ部をＸ軸方向に移動可能に下面から支持する第２のステージ部と、第１のステージ部をＹ軸方向に移動させる第１の移動機構と、第２のステージ部をＸ軸方向に移動させる第２の移動機構とを備える。
【０００５】
このような移動体装置では、第２のステージ部をＸ軸方向に移動させるために必要な力は第１のステージ部をＹ軸方向に移動させるために必要な力より大きくなるために、第２の移動機構は第１の移動機構の駆動力よりも大きな駆動力を出力可能に構成する必要がある。このため、このような移動体装置では、第２の移動機構として、大きな推力を出力可能なコア付きリニアモータが採用されている。このコア付きリニアモータは、例えば、Ｘ軸方向に沿って極性が交互に異なるように配列された固定子としての複数の永久磁石と、永久磁石に対向配置された可動子としての電磁石とを備え、永久磁石と電磁石との間の隙間を１ｍｍ以下と極めて狭く設定することによって、Ｘ軸方向に大きな推力を出力可能に構成されている。なお、第２の移動機構としてリニアモータを備える移動体装置としては、特許文献１に開示されているものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２５４３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、コア付きリニアモータでは、電磁石を構成する鉄心と永久磁石との間の磁気吸引作用によって、出力される推力の数倍もの大きさの磁気吸引力が推力方向に直交する方向に発生する。具体的には、例えば、大きさ4,000Ｎの推力を出力するコア付きリニアモータでは、10,000〜20,000Ｎ程度の大きさの磁気吸引力が推力方向に直交する方向に発生する。このため、従来の移動体装置では、磁気吸引力によって永久磁石と電磁石とが接触しないように、永久磁石及び電磁石はボルトによって強固に固定されている。
【０００８】
しかしながら、移動体装置の移動距離が長い場合、移動方向に配置する永久磁石の数が増えるために、永久磁石を固定するために必要なボルト数が増える。このため、ボルトの締結不良によって永久磁石が強固に固定されていない状態が発生する可能性が高くなる。また、電磁石の移動に伴い永久磁石には磁気吸引力が作用している状態と作用してしない状態とが繰り返し発生する。この繰り返し応力によってボルトの締結不良が発生し、電磁石が強固に固定されていない状態が発生する可能性がある。
【０００９】
永久磁石や電磁石が強固に固定されていない場合、磁気吸引力によって永久磁石と電磁石とが接触し、電磁石の移動に伴い永久磁石と電磁石との接触部において粉塵が発生する恐れがある。発生した粉塵は、露光装置内部の清浄度（クリーン度）を低下させ、露光装置の露光精度に影響を及ぼす可能性がある。このため、永久磁石と電磁石との間の距離の変化を検知可能な移動体装置の提供が期待されている。
【００１０】
本発明の態様は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、リニアモータの固定子ユニットと可動子ユニットとの間の距離の変化を検知可能な移動体装置、この移動体装置を備える露光装置、及びこの露光装置を利用してデバイスを製造するデバイス製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の態様に係る移動体装置は、第１の方向に沿って設けられた固定体部と、前記第１の方向に沿って前記固体体部に対して相対移動可能に前記固定体部に対向して配置された移動体部と、前記第１の方向に沿って前記固定体部に配列された複数の第１ユニット、および該複数の第１ユニットに対向するように前記移動体部に設けられた第２ユニットを有し、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間に相互に作用させる電磁力によって前記移動体部を前記固定体部に対して前記第１の方向に沿って相対移動させるリニアモータと、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間に張設された線状部材と、前記線状部材の動きを検出し、該線状部材の動きの検出結果に基づいて前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間の距離の変化を検知する検知部とを備える。
【００１２】
本発明の第２の態様に係る露光装置は、マスクを支持するマスクステージと、基板を支持する基板ステージとを有し、前記マスクに形成されたパターンを投影光学系を介して前記基板に転写する露光装置であって、前記マスクステージと前記基板ステージとの少なくとも一方は本発明の第１の態様に係る移動体装置を用いて構成される。
【００１３】
本発明の第３の態様に係るデバイス製造方法は、本発明の第２の態様に係る露光装置を用いて基板上に感光層のパターンを形成するステップと、前記パターンが形成された基板を処理するステップとを含む。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の態様によれば、リニアモータの固定子ユニットと可動子ユニットとの間の距離の変化を検知することができる移動体装置、この移動体装置を備える露光装置、及びこの露光装置を利用してデバイスを製造するデバイス製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の一実施形態である露光装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】図２は、図１に示すベースフレーム及びＸスライダの構成を説明するための部分拡大図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施形態である検知機構の構成を示す平面図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施形態である検知機構の構成を示す側面図である。
【図５】図５は、図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施形態である検知機構の動作を説明するための模式図である。
【図７】図７は、第１変形例の検知機構の構成を示す側面図である。
【図８】図８は、第２変形例の検知機構の構成を示す側面図である。
【図９】図９は、本発明の第２の実施形態である検知機構の構成を示す側面図である。
【図１０】図１０は、本発明の第２の実施形態である検知機構の動作を説明するための模式図である。
【図１１】図１１は、第３変形例の検知機構の構成を示す側面図である。
【図１２】図１２は、第４変形例の検知機構の構成を示す平面図である。
【図１３】図１３は、第４変形例の検知機構の構成を示す側面図である。
【図１４】図１４は、本発明の第３の実施形態である検知機構の構成を示す側面図である。
【図１５】図１５は、図１４に示すＸスライダの構成を示す断面図である。
【図１６】図１６は、デバイス製造工程の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である露光装置の構成について説明する。なお、図面は模式的なものを含み、図面相互間において互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
【００１７】
〔露光装置の構成〕
始めに、図１及び図２を参照して、本発明の一実施形態である露光装置の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態である露光装置の概略構成を示す模式図である。図２は、図１に示すベースフレーム及びＸスライダの構成を説明するための部分拡大図である。
【００１８】
図１に示すように、本発明の一実施形態である露光装置１は、液晶表示装置等に用いられる矩形形状のガラスプレートＰ（以下、基板Ｐと略記）を露光対象物とするステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置である。この露光装置１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，マスクステージＭＳＴ及び投影光学系ＰＬが搭載されたボディ２，基板Ｐを保持する基板ステージ装置ＰＳＴ，及びこれらの動作を制御する主制御装置Ｓを備える。
【００１９】
以下、本明細書中では、露光時にマスクＭと基板Ｐとが投影光学系ＰＬに対しそれぞれ相対走査される方向をＸ軸方向として、水平面内でＸ軸方向に直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する方向をＺ軸方向と定義する。また、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向，及びＺ軸方向周りの回転（傾斜）方向をそれぞれθｘ方向，θｙ方向，θｚ方向と表現する。
【００２０】
照明系ＩＯＰは、米国特許第５，７２９，３３１号明細書に開示されている照明系と同様に構成されている。すなわち、照明系ＩＯＰは、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，各種レンズ等を介して、図示しない水銀ランプ等の光源から射出された光を露光用照明光（以下、照明光と略記）ＩＬとしてマスクＭに照射する。照明光ＩＬとしては、ｉ線（波長３６５ｎｍ），ｇ線（波長４３６ｎｍ），ｈ線（波長４０５ｎｍ）等の光やｉ線，ｇ線，ｈ線の合成光を例示することができる。照明光ＩＬの波長は、図示しない波長選択フィルタによって要求される解像度に応じて適宜切り替えることができる。
【００２１】
マスクステージＭＳＴには、回路パターンがそのパターン面（図１における下面）に形成されたマスクＭが真空吸着によって固定されている。マスクステージＭＳＴは、ボディ２の一部を構成する鏡筒定盤２３の上面に固定されたマスクステージガイド２４上に図示しないエアベアリングを介して非接触状態で搭載されている。マスクステージＭＳＴは、コアレスリニアモータを含む図示しないマスクステージ駆動系によって、マスクステージガイド２４上で、Ｘ軸方向に所定のストロークで駆動されると共に、Ｙ軸方向及びθｚ方向にそれぞれ適宜微小駆動される。θｚ方向の回転情報を含むマスクステージＭＳＴのＸＹ平面内の位置情報は、マスクステージＭＳＴが有する図示しない反射面に測長ビームを照射するレーザ干渉計３を含むマスク干渉計システムによって計測される。
【００２２】
投影光学系ＰＬは、マスクステージＭＳＴの下方において、ボディ２の一部を構成する鏡筒定盤２３によって支持されている。投影光学系ＰＬは、米国特許第５，７２９，３３１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、レンズモジュール等を含む光学系を複数有し、複数の光学系は、Ｙ軸方向にそって千鳥状に配列されている。複数の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る。
【００２３】
照明系ＩＯＰは、複数の光学系に対応した複数の照明光ＩＬをそれぞれマスクＭに照射するように構成されている。このため、マスクＭ上には、千鳥状に配列された複数の照明光ＩＬの照明領域が形成されると共に、投影光学系ＰＬの下方に配置された基板Ｐ上には、複数の光学系それぞれに対応して、千鳥状に配列された複数の照明光ＩＬの照明領域が形成される。この露光装置１では、基板Ｐ上に形成される複数の照明領域が合成されることによって、千鳥状に配置された複数の光学系からなる投影光学系ＰＬが、Ｙ軸方向を長手方向とする単一の長方形状（帯状）のイメージフィールドを有する投影光学系と同等に機能する。
【００２４】
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によって、投影光学系ＰＬを介して照明領域内のマスクＭの回路パターンの投影像（部分正立像）が、投影光学系ＰＬの像面側に配置される、表面にレジストが塗布された基板Ｐ上の照明領域に共役な照明光ＩＬの照明領域に形成される。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、照明領域に対してマスクＭをＸ軸方向に相対移動させると共に、露光領域に対して基板ＰをＸ軸方向に相対移動させることによって、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の回路パターンが転写される。すなわち、この露光装置１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の回路パターンが生成され、照明光ＩＬによる基板Ｐ上のレジスト層の露光によって基板Ｐ上にその回路パターンが形成される。
【００２５】
ボディ２は、基板ステージ架台２１，一対のサイドコラム２２，及び鏡筒定盤２３を備える。基板ステージ架台２１は、Ｙ軸方向に延びる部材によって構成され、Ｘ軸方向に所定の間隔で２つ設けられている（図１では、２つの基板ステージ架台２１は紙面垂直方向に重なっている）。２つの基板ステージ架台２１それぞれは、Ｙ軸方向の両端部が床面４上に設置された空気バネを含む防振装置５によって下方から支持され、床面４に対して振動的に分離されている。
【００２６】
一対のサイドコラム２２は、Ｘ軸方向に延びる部材によって構成され、２つの基板ステージ架台２１の＋Ｙ側（図１における左方向）の端部上、及び−Ｙ側（図１における右方向）の端部上にそれぞれ架け渡された状態で搭載されている。鏡筒定盤２３は、水平面に平行な平板状の部材によって構成され、投影光学系ＰＬを支持している。
【００２７】
鏡筒定盤２３の上面にはマスクステージガイド２４が固定され、マスクステージガイド２４の上面には図示しないエアベアリングを介して非接触状態でマスクステージＭＳＴが搭載されている。鏡筒定盤２３は、一対のサイドコラム２２によってＹ軸方向の両端部が下方から支持されている。従って、ボディ２及びボディ２に支持された投影光学系ＰＬは、床面４に対して振動的に分離されている。
【００２８】
基板ステージ装置ＰＳＴは、定盤６，本発明に係る固定体部としての一対のベースフレーム７，及び基板ステージ８を備える。定盤６は、例えば石材によって形成された平面視でＸ軸方向を長手方向とする矩形形状の板状部材によって構成され、その上面は平面度が非常に高く仕上げられている。定盤６は、２つの基板ステージ架台２１上に架け渡された状態で搭載されている。
【００２９】
一対のベースフレーム７は、一方が定盤６の＋Ｙ側に、他方が定盤６の−Ｙ側に配置されている。一対のベースフレーム７は、Ｘ軸方向に延びる部材であり、基板ステージ架台２１に非接触状態（基板ステージ架台２１を跨いだ状態）で床面４上に設置されている。一対のベースフレーム７の床面４との設置面には、Ｚ軸方向に進退可能な高さ調整ネジ７１が設けられている。高さ調整ネジ７１をＺ軸方向に進退させることによって一対のベースフレーム７のＺ軸方向位置を調整することができる。一対のベースフレーム７の＋Ｙ側及び−Ｙ側の側面及び上端面には、それぞれＸ軸方向に平行に延びるＸリニアガイド部材７２が固定されている。
【００３０】
図２に示すように、一対のベースフレーム７の＋Ｙ側及び−Ｙ側の側面には、Ｘ軸方向に所定間隔で配列された複数の固定子ユニット７３が固定されている。各固定子ユニット７３は、支持部材７３ａと、支持部材７３ａの表面側に接合された永久磁石ユニット７３ｂとを備える。支持部材７３ａの裏面側は、取付ボルト７３ｃによって一対のベースフレーム７の側面に固定されている。永久磁石ユニット７３ｂは、Ｘ軸方向に配列された本発明に係る第１の部材としての複数の永久磁石を含む。一対のベースフレーム７の長手方向の両端部近傍には、それぞれショックアブソーバを含む図示しないストッパ装置が固定されている。ストッパ装置は基板ステージ８のＸ軸方向に関する移動可能範囲を機械的に規定する。
【００３１】
図１に戻る。基板ステージ８は、Ｘ粗動ステージ８１，Ｘ粗動ステージ８１上に搭載され、Ｘ粗動ステージ８１と共にいわゆるガントリー式のＸＹ２軸ステージ装置を構成するＹ粗動ステージ８２、Ｙ粗動ステージ８２の上方に配置された微動ステージ８３，及び定盤６上で微動ステージ８３を下方から支持する重量キャンセル装置８４を備える。Ｘ粗動ステージ８１は、Ｙ軸方向を長手方向とする平面視矩形形状の枠状部材によって構成され、その中央部にＹ軸方向を長手方向とする長孔状の開口部８１ａが形成されている。Ｘ粗動ステージ８１の下面には、本発明に係る移動体部としての一対のＸスライダ９が一対のベースフレーム７に対応する間隔で取り付けられている。
【００３２】
図２に示すように、一対のスライダ９の一方（図２における左側）は、取付ボルト９１によってＸ粗動ステージ８１の下面に固定されている。一対のスライダ９の他方（図２における右側）は、Ｘ粗動ステージ８１をＹ軸方向に微少量スライド可能なように取付ボルト９１によってＸ粗動ステージ８１の下面に固定されているガイド部材９２に係合している。一対のＸスライダ９は、Ｘ軸方向から見て断面逆Ｕ字状の部材によって構成され、その一対の対向面間にベースフレーム７が挿入されている。Ｘスライダ９の一対の対向面及び天井面には、Ｘリニアガイド部材７２にスライド可能に係合するスライダ９３が固定されている。
【００３３】
Ｘスライダ９の一対の対向面それぞれには、固定子ユニット７３に対向する２つの可動子ユニット９４が固定されている（図２では、２つの可動子ユニット９４は紙面垂直方向に重なっている）。可動子ユニット９４は、鉄芯にコイルを巻回することによって形成された本発明に係る第２の部材としての電磁石を含む。固定子ユニット７３と２つの可動子ユニット９４とは、Ｘ粗動ステージ８１をＸ軸方向に駆動するためのローレンツ電磁力駆動方式のＸリニアモータ（コア付きリニアモータ）を構成する。Ｘリニアモータは、Ｘ粗動ステージの位置情報を計測する計測系（エンコーダヘッド９５ａとエンコーダスケール９５ｂ）の出力に基づいて主制御装置Ｓによって制御される。
【００３４】
図１に戻る。Ｘ粗動ステージ８１の上面には、Ｙ軸方向に延びる複数のＹリニアガイド部材８１ｂ（図１では、複数のＹリニアガイド部材８１ｂは紙面垂直方向に重なっている）、及びＹ軸方向に所定間隔で配列された複数の永久磁石からなる図示しない固定子ユニットが固定されている。Ｘ粗動ステージ８１の上面であって、Ｙリニアガイド部材８１ｂの長手方向近傍には、それぞれショックアブソーバを含むストッパ装置８１ｃが固定されている。
【００３５】
Ｙ粗動ステージ８２は、平面視略正方形状の枠状部材によって構成され、その中央部に平面視略正方形状の開口部８２ａが形成されている。Ｙ粗動ステージ８２の下面の四隅近傍には、Ｙリニアガイド部材８１ｂにスライド可能に係合するスライダ８２ｂが固定されている。Ｙ粗動ステージ８１の下面には、Ｘ粗動ステージ８１の上面に固定された図示しない固定子ユニットに対向する電磁石を含む図示しない可動子ユニットが固定されている。図示しない固定子ユニットと図示しない可動子ユニットとは、Ｙ粗動ステージ８２をＸ粗動ステージ８１上でＹ軸方向に駆動するためのローレンツ電磁力駆動方式のＹリニアモータ（コア付きリニアモータ）を構成する。Ｙリニアモータは、Ｙ粗動ステージ８２の位置情報を計測する図示しない計測系の出力に基づいて、主制御装置Ｓによって制御される。Ｙ粗動ステージ８２のＸ軸方向に関する移動範囲はストッパ装置８１ｃによって機械的に固定される。
【００３６】
微動ステージ８３は、平面視略正方形の高さの低い直方体状の部材からなるステージ本体８３ａ、及びステージ本体８３ａの上面に固定された基板ホルダ８３ｂを含む。微動ステージ８３は、複数のボイスコイルモータを含む微動ステージ駆動系８３ｃによって、Ｙ粗動ステージ８２に対して６自由度方向（Ｘ軸方向，Ｙ軸方向，Ｚ軸方向，θｘ方向，θｙ方向，θｚ方向）に微小駆動される。微動ステージ８３は、微動ステージ駆動系を介してＹ粗動ステージ８２に同期駆動されることによって、Ｙ粗動ステージ８２と一体的にＸ軸方向及び／又はＹ軸方向に所定のストロークで移動される。基板ホルダ８３ｂは、図示しない真空吸着装置を有し、その上面に基板Ｐを吸着保持する。
【００３７】
ステージ本体８３ａの−Ｙ側の側面には、ミラーベース８３ｄを介してＹ軸方向に直交する反射面を有するＹ移動鏡（バーミラー）８３ｅが固定されている。ステージ本体８３ａの−Ｘ側の側面には、図示しないミラーベースを介してＸ軸方向に直交する反射面を有する図示しないＸ移動鏡が固定されている。ステージ本体８３ａのＸＹ平面内の位置情報は、Ｙ移動鏡８３ｅ及びＸ移動鏡それぞれに測長ビームを照射し、その反射光を受光するレーザ干渉計を含む図示しない基板干渉計システムによって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。図示しない基板干渉計システムは、Ｙ移動鏡８３ｅに測長ビームを照射するＹレーザ干渉計８５、及び図示しないＸ移動鏡に測長ビームを照射する図示しないＸレーザ干渉計を含む。図示しない基板干渉計システムの構成については、米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書に開示されている。
【００３８】
重量キャンセル装置８４は、Ｚ軸方向に延びる一本の柱状部材によって構成され、レベリング装置８６を介して微動ステージ８３を下方から支持する。重量キャンセル装置８４は、Ｘ粗動ステージ８１の開口部８１ａ内、及びＹ粗動ステージ８２の開口部８２ａ内に挿入されている。重量キャンセル装置８４は、その下端に取り付けられた複数の気体静圧軸受、例えば３つのエアベアリング８４ａによって、定盤６上に所定のクリアランスを介して非接触状態で支持されている。重量キャンセル装置８４は、その内部に設けられた図示しない空気バネ等が発生する上向きの力でその支持対象物、具体的には、微動ステージ８３及び基板Ｐ、レベリング装置８６等の重量（重力加速度による下向きの力）を打ち消す。
【００３９】
重量キャンセル装置８４は、板バネ又はバネ性を有さない薄い鋼板を含む図示しない複数の連結装置によってＹ粗動ステージ８２に機械的に接続されている。これにより、重量キャンセル装置８４は、Ｙ粗動ステージ８２と一体的にＸ軸及び／又はＹ軸方向に移動する。重量キャンセル装置８４は、その上端に取り付けられた図示しないエアベアリングから噴出される気体の静圧によって、レベリング装置８６を下方から所定のクリアランスを介して非接触支持している。
【００４０】
従って、微動ステージ８３と重量キャンセル装置８４とは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に関して振動的に分離されている。レベリング装置８６は、複数の気体静圧軸受を含み、微動ステージ８３を水平面に対してチルト可能（水平面に平行な軸線周りに微小角度回転可能）に下方から非接触支持している。重量キャンセル装置８４，レベリング装置８６、及び図示しない連結装置の具体的構成は、米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書に開示されている。
【００４１】
〔検知機構〕
このような構成を有する露光装置１では、Ｘ粗動ステージ８１をＸ軸方向に駆動するための固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との間のＹ軸方向の距離の変化を検知可能にするために、以下に示す検知機構がＸ粗動ステージ８１に設けられている。以下、図面を参照して、本発明の第１乃至第３の実施形態である検知機構の構成について説明する。なお、以下に示す実施形態は、Ｘ粗動ステージ８１に検知機構を設けたものであるが、Ｙ粗動ステージ８２やマスクステージＭＳＴ等のＸ粗動ステージ８１以外の移動体装置に同様の検知機構を設けるようにしてもよい。
【００４２】
〔第１の実施形態〕
始めに、図３乃至図５を参照して、本発明の第１の実施形態である検知機構の構成について説明する。図３は、本発明の第１の実施形態である検知機構の構成を示す平面図である。図４は、本発明の第１の実施形態である検知機構の構成を示す側面図である。図５は、図４のＡ−Ａ線断面図である。
【００４３】
図３乃至図５に示すように、本発明の第１の実施形態である検知機構は、ベースフレーム７のＹ軸方向両側面に設けられた、第１固定部材１０１，一対のローラ支持部材１０２，第２固定部材１０３，及びセンサ支持部材１０４を備える。第１固定部材１０１は、ベースフレーム７のＹ軸方向側面から突出する直方体状の部材によって構成されている。第１固定部材１０１のＸ軸方向位置は、複数の固定子ユニット７３の＋Ｘ側端部近傍に設定されている。
【００４４】
第１固定部材１０１の−Ｘ側側面部には、線状部材１０５の一方の端部が固定されている。線状部材１０５は、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との間のＹ軸方向の距離以下の直径（例えば０．０５〜０．５ｍｍ）を有する非磁性材料によって形成されている。非磁性材料としては、ナイロン素材やフロロカーボンの釣り糸、あるいは高強度のケプラー（登録商標）を例示することができる。
【００４５】
一対のローラ支持部材１０２は、ベースフレーム７のＹ軸方向側面から突出する直方体状の部材によって構成され、複数の固定子ユニット７３の−Ｘ側端部近傍であって異なるＺ軸方向位置に設けられている。一対のローラ支持部材１０２は、Ｙ軸方向を回転軸とする一対のローラ１０６を支持する。一対のローラ１０６の−Ｘ側外周面には、第１固定部材１０１側から延伸された線状部材１０５が巻き掛けられている。
【００４６】
第２固定部材１０３は、ベースフレーム７のＹ軸方向側面から突出する直方体状の部材によって構成されている。第２固定部材１０３のＺ軸方向位置は、第１固定部材１０１のＺ軸方向位置より下方の位置に設定されている。第２固定部材１０３のＸ軸方向位置は、Ｘ軸方向に配列された複数の固定子ユニット７３の＋Ｘ側端部付近に設定されている。
【００４７】
第２固定部材１０３の−Ｘ側側面部には、Ｘ軸方向に沿って伸縮可能な本発明に係る弾性部材としてのバネ部材１０７の一方の端部が固定されている。バネ部材１０７の他方の端部には、線状部材１０５の他方の端部が固定されている。第１固定部材１０１，一対のローラ支持部材１０２（一対のローラ１０６），及び第２固定部材１０３（バネ部材１０７）のＺ軸方向位置は、線状部材１０５の延伸方向がＸ軸方向に対し平行になり、且つ、線状部材１０５のＺ軸方向位置が固定子ユニット７３を構成する永久磁石ユニット７３ｂの最上方位置Ｚｍａｘと最下方位置Ｚｍｉｎとの間に位置するように調整されている。
【００４８】
センサ支持部材１０４は、ベースフレーム７のＹ軸方向側面から突出する直方体状の部材によって構成されている。センサ支持部材１０４のＸ軸方向位置は、Ｘ軸方向に配列された複数の固定子ユニット７３の＋Ｘ側端部と第２固定部材１０３のＸ軸方向位置との間に設定されている。センサ支持部材１０４の上面には、Ｘ軸方向に沿って平行な一対の対向面１０８ａ，１０８ｂを有するＵ字形状の検知センサ１０８が固定されている。一対の対向面１０８ａ，１０８ｂにはそれぞれ、赤外発光ダイオード等の発光素子１０８ｃとフォトトランジスタ等の受光素子１０８ｄ（図６参照）とが対向するように配設されている。
【００４９】
発光素子１０８ｃは、主制御装置Ｓの制御に従って受光素子１０８ｄの方向に向かって光を照射する。受光素子１０８ｄは、発光素子１０８ｃが照射した光を検出した場合に所定の制御信号を主制御装置Ｓに出力する。発光素子１０８ｃ，受光素子１０８ｄ，及び主制御装置Ｓは、本発明に係る検知部として機能する。
【００５０】
一対の対向面１０８ａ，１０８ｂ間には線状部材１０５が張設されている。一対の対向面１０８ａ，１０８ｂ間に張設されている線状部材１０５は、付属部材１０９によって被覆されている。付属部材１０９は、遮光性を有する部材によって形成されている。付属部材１０９のＸ軸方向の長さ及び直径は、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４とが接触していない通常状態においては発光素子１０８ｃが発光した光が受光素子１０８ｄ側に到達しないように調整されている。
【００５１】
このように本検知機構では、線状部材１０５の一方及び他方の端部をそれぞれ第１固定部材１０１及びバネ部材１０７に固定すると共に、線状部材１０５を一対のローラ１０６に巻き掛けることによって、線状部材１０５は、固定子ユニット７３と可動子ユニット７４との間であって、固定子ユニット７３を構成する永久磁石ユニット７３ｂの最上方位置Ｚｍａｘと最下方位置Ｚｍｉｎとの間の異なる２つのＺ軸方向位置に張設されている。
【００５２】
〔検知機構の動作〕
次に、図６を参照して、本発明の第１の実施形態である検知機構の動作について説明する。図６は、本発明の第１の実施形態である検知機構の動作を説明するための模式図である。
【００５３】
〔通常状態検知〕
図６（ａ）に示すように、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４とが接触していない通常状態においては、発光素子１０８ｃと受光素子１０８ｄとの間に付属部材１０９が介在するために、発光素子１０８ｃが発光した光Ｌは、付属部材１０９によって遮光され、受光素子１０８ｄ側に到達しない。従って、主制御装置Ｓは、受光素子１０８ｄから所定の制御信号が出力されていないことを確認することによって、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４とが接触していないと判断する。
【００５４】
〔接触状態検知〕
固定子ユニット７３と可動子ユニット９４とが接触している状態において可動子ユニット９４が−Ｘ側に移動した場合、線状部材１０５が−Ｘ側に引きずられることによって、図６（ｂ）に示すように、バネ部材１０７が−Ｘ方向に伸び、付属部材１０９は矢印Ｄ１方向に移動する。これにより、付属部材１０９は発光素子１０８ｃと受光素子１０８ｄとの間に介在しなくなる。また、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４とが接触している状態において可動子ユニット９４が＋Ｘ側に移動した場合も同様に、線状部材１０５が撓むことによって、バネ部材１０７が＋Ｘ方向に縮み、発光素子１０８ｃと受光素子１０８ｄとの間に介在しなくなる。このため、発光素子１０８ｃが発光した光Ｌは受光素子１０８ｄ側に到達し、受光素子１０８ｄは所定の制御信号を主制御装置Ｓに出力する。従って、主制御装置Ｓは、受光素子１０８ｄから所定の制御信号が出力されたことを確認することによって、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４とが接触したと判断することができる。
【００５５】
以上の説明から明らかなように、本発明の第１の実施形態である検知機構は、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との間に張設された線状部材１０５を備え、主制御装置Ｓが、線状部材１０５のＸ軸方向の動きに基づいて固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との間の距離の変化を検知する。これにより、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との接触を速やかに検知することが可能となり、可動子ユニット９４の移動に伴い固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との接触部において粉塵が発生し、発生した粉塵によって露光装置１内部の清浄度が低下することを抑制できる。そして、この結果、本露光装置１によれば、基板上にレチクルのパターンを忠実に転写することができる。
【００５６】
本発明の第１の実施形態である検知機構は、線状部材１０５が挿通された付属部材１０９を備えるので、主制御装置Ｓは、線状部材１０５の直径が小さい場合であっても線状部材１０５のＸ軸方向の動きを精度よく検知することができる。
【００５７】
本発明の第１の実施形態である検知機構は、線状部材１０５の端部に接続された、Ｘ軸方向に沿って伸縮可能なバネ部材１０７を備える。このような構成によれば、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との接触によって線状部材１０５が切れる前にバネ部材１０７がＸ軸方向に沿って伸縮することによって線状部材１０５の動きが検出されるので、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との接触を速やかに検知することができる。また、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との接触によって線状部材１０５が切れることを抑制できるので、装置の復旧作業を容易にすることができる。
【００５８】
本発明の第１の実施形態である検知機構では、線状部材１０５が、Ｚ軸方向の異なる複数位置に張設されているので、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４とがＸ軸方向に沿って平行に接触していない状態であっても、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との接触を確実に検知することができる。
【００５９】
本発明の第１の実施形態である検知機構では、線状部材１０５は、非磁性材料によって形成されているので、線状部材１０５が固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との間の電磁相互作用に影響を及ぼすことを抑制できる。
【００６０】
なお、本実施形態では、検知センサ１０８がＵ字型になるようにセンサ支持部材１０４上に配設されているが、検知センサ１０８が逆Ｕ字型になるようにセンサ支持部材１０４上に配設してもよい。このような構成によれば、線状部材１０５が切れた際、検知センサ１０８内に付属部材１０９が留まることによって、発光素子１０８ｃが発光した光Ｌが受光素子１０８ｄ側に到達しなくなることを抑制できる。
【００６１】
〔変形例〕
次に、図７及び図８を参照して、本発明の第１の実施形態である検知機構の幾つかの変形例について説明する。
【００６２】
〔第１変形例〕
図７は、第１変形例の検知機構の構成を示す側面図である。図７に示すように、第１変形例の検知機構は、第１固定部材１０１，一対のローラ支持部材１０２，第２固定部材１０３，及びセンサ支持部材１０４を備える。なお、本検知機構の構成は、第１固定部材１０１及び一対のローラ支持部材１０２の構成が第１の実施形態の検知機構における構成と異なるだけであるので、以下では第１固定部材１０１及び一対のローラ支持部材１０２の構成についてのみ説明する。
【００６３】
第１固定部材１０１は、ベースフレーム７のＹ軸方向側面から突出する直方体状の部材によって構成されている。第１固定部材１０１のＸ軸方向位置は、Ｘ軸方向に配列された複数の固定子ユニット７３の−Ｘ側端部付近に設定されている。第１固定部材１０１の＋Ｘ側側面部には線状部材１０５の一方の端部が固定されている。第１固定部材１０１のＺ軸方向位置は、第２固定部材１０３のＺ軸方向位置より上方の位置に設定されている。
【００６４】
一対のローラ支持部材１０２は、ベースフレーム７のＹ軸方向側面から突出する直方体状の部材によって構成され、Ｘ軸方向に配列された複数の固定子ユニット７３の−Ｘ側端部及び＋Ｘ側端部付近にそれぞれ設けられている。＋Ｘ側（図７における右側）に設けられたローラ支持部材１０２のＺ軸方向位置は、−Ｘ側（図７における左側）に設けられたローラ支持部材１０２のＸ軸方向位置より上方に設定されている。一対のローラ支持部材１０２は、Ｙ軸方向を回転軸とするローラ１０６を支持する。＋Ｘ側のローラ支持部材１０２によって支持されるローラ１０６の＋Ｘ側外周面には線状部材１０５が巻き掛けられ、−Ｘ側のローラ支持部材１０２によって支持されるローラ１０６の−Ｘ側外周面には線状部材１０５が巻き掛けられている。
【００６５】
このようにして、本検知機構では、線状部材１０５の一方及び他方の端部をそれぞれ第１固定部材１０１及びバネ部材１０７に固定すると共に、線状部材１０５を一対のローラ１０６に巻き掛けることによって、線状部材１０５は、固定子ユニット７３と可動子ユニット７４との間であって、固定子ユニット７３を構成する永久磁石ユニット７３ｂの最上方位置Ｚｍａｘと最下方位置Ｚｍｉｎとの間の異なる３つのＺ軸方向位置に張設されている。このような構成によれば、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４とがＸ軸方向に沿って平行に接触していない状態であっても、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との接触を確実に検知することができる。
【００６６】
〔第２変形例〕
図８は、第２変形例の検知機構の構成を示す側面図である。図８に示すように、第２変形例の検知機構は、第１固定部材１０１，第２固定部材１０３，及び複数のローラ１１０を備える。なお、本検知機構における第１固定部材１０１，第２固定部材１０３の構成は第１変形例の検知機構における構成と同じであるので、以下では複数のローラ１１０の構成についてのみ説明する。
【００６７】
複数のローラ１１０は、ベースフレーム７のＹ軸方向側面部からＹ軸方向に突出する図示しないローラ支持部材によって支持され、固定子ユニット７３のＺ軸方向端部近傍にＸ軸方向に沿って千鳥状に配列されている。各ローラ１１０の外周面には、線状部材１０５が巻き掛けられている。このようにして、第２変形例の検知機構では、線状部材１０５は、固定子ユニット７３の配列方向であるＸ軸方向に対して斜めになるように固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との間に張設されている。このような構成によれば、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４とがＸ軸方向に沿って平行に接触していない状態であっても、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との接触を確実に検知することができる。
【００６８】
〔第２の実施形態〕
次に、図９を参照して、本発明の第２の実施形態である検知機構の構成について説明する。
【００６９】
図９は、本発明の第２の実施形態である検知機構の構成を示す側面図である。図９に示すように、本発明の第２の実施形態である検知機構は、第１固定部材１０１，第２固定部材１０３，及びセンサ支持部材１０４を備える。第１固定部材１０１は、ベースフレーム７のＹ軸方向側面から突出する直方体状の部材によって構成されている。第１固定部材１０１のＺ軸方向位置は、固定子ユニット７３を構成する永久磁石ユニット７３ｂの最上方位置Ｚｍａｘと最下方位置Ｚｍｉｎとの間に設定されている。第１固定部材１０１のＸ軸方向位置は、Ｘ軸方向に配列された複数の固定子ユニット７３の−Ｘ側端部付近に設定されている。第１固定部材１０１の＋Ｘ側側面部には、線状部材１０５の一方の端部が固定されている。線状部材１０５は、第１の実施形態における線状部材１０５と同じ構成を有する。
【００７０】
第２固定部材１０３は、ベースフレーム７のＹ軸方向側面から突出する直方体状の部材によって構成されている。第２固定部材１０３のＺ軸方向位置は、固定子ユニット７３を構成する永久磁石ユニット７３ｂの最上方位置Ｚｍａｘと最下方位置Ｚｍｉｎとの間であって、第１固定部材１０１のＺ軸方向位置と同じ位置に設定されている。第２固定部材１０３のＸ軸方向位置は、Ｘ軸方向に配列された複数の固定子ユニット７３の＋Ｘ側端部付近に設定されている。第２固定部材１０３の−Ｘ側側面部には線状部材１０５の他方の端部が固定されている。
【００７１】
センサ支持部材１０４は、ベースフレーム７のＹ軸方向側面から突出する直方体状の部材によって構成されている。センサ支持部材１０４のＸ軸方向位置は、Ｘ軸方向に配列された複数の固定子ユニット７３の＋Ｘ側端部と第２固定部材１０３のＸ軸方向位置との間に設定されている。センサ支持部材１０４の上面には、Ｘ軸方向に沿って平行な一対の対向面１０８ａ，１０８ｂ（図１０参照）を有するＵ字形状の検知センサ１０８が固定されている。一対の対向面１０８ａ，１０８ｂにはそれぞれ、発光素子１０８ｃと受光素子１０８ｄ（図１０参照）が対向して配設されている。発光素子１０８ｃ及び受光素子１０８ｄは、第１の実施形態における発光素子１０８ｃ及び受光素子１０８ｄと同じ構成を有する。発光素子１０８ｃ，受光素子１０８ｄ，及び主制御装置Ｓは、本発明に係る検知部として機能する。
【００７２】
一対の対向面１０８ａ，１０８ｂ間には線状部材１０５が張設されている。一対の対向面１０８ａ，１０８ｂ間に張設されている線状部材１０５は、付属部材１０９によって被覆されている。付属部材１０９は、遮光性を有する部材によって形成されている。付属部材１０９のＸ軸方向の長さ及び直径は、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４とが接触していない通常状態においては発光素子１０８ｃが発光した光が受光素子１０８ｄ側に到達しないように調整されている。
【００７３】
このように本実施形態の検知機構では、線状部材１０５の一方及び他方の端部をそれぞれ第１固定部材１０１及び第２固定部材１０３に固定することによって、線状部材１０５は、固定子ユニット７３と可動子ユニット７４との間であって、固定子ユニット７３を構成する永久磁石ユニット７３ｂの最上方位置Ｚｍａｘと最下方位置Ｚｍｉｎとの間の位置に張設されている。
【００７４】
〔検知機構の動作〕
次に、図１０を参照して、本発明の第２の実施形態である検知機構の動作について説明する。図１０は、本発明の第２の実施形態である検知機構の動作を説明するための模式図である。
【００７５】
〔通常状態検知〕
図１０（ａ）に示すように、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４とが接触していない通常状態においては、発光素子１０８ｃと受光素子１０８ｄとの間に付属部材１０９が介在するために、発光素子１０８ｃが発光した光Ｌは、付属部材１０９によって遮光され、受光素子１０８ｄ側に到達しない。従って、主制御装置Ｓは、受光素子１０８ｄから所定の制御信号が出力されていないことを確認することによって、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４とが接触していないと判断する。
【００７６】
〔接触状態検知〕
固定子ユニット７３と可動子ユニット９４とが接触している状態において可動子ユニット９４が移動した場合、線状部材１０５が切れることによって、図６（ｂ）に示すように付属部材１０９は発光素子１０８ｃと受光素子１０８ｄとの間に介在しなくなる。このため、発光素子１０８ｃが発光した光Ｌは、受光素子１０８ｄ側に到達する。従って、主制御装置Ｓは、受光素子１０８ｄから所定の制御信号が出力されていることを確認することによって、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４とが接触したと判断する。
【００７７】
以上の説明から明らかなように、本発明の第２の実施形態である検知機構は、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との間に張設された線状部材１０５を備え、主制御装置Ｓが、線状部材１０５の切れたか否かに基づいて固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との間の距離の変化を検知する。これにより、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との接触を速やかに検知することが可能となり、可動子ユニット９４の移動に伴い固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との接触部において粉塵が発生し、発生した粉塵によって露光装置１内部の清浄度が低下することを抑制できる。そして、この結果、本露光装置１によれば、基板上にレチクルのパターンを忠実に転写することができる。
【００７８】
本発明の第２の実施形態である検知機構は、線状部材１０５が挿通された付属部材１０９を備えるので、主制御装置Ｓは、線状部材１０５の直径が細い場合であっても線状部材１０５が切れたか否かを精度よく検知することができる。
【００７９】
本発明の第１の実施形態である検知機構では、線状部材１０５が、Ｚ軸方向の異なる複数位置に張設されているので、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４とがＸ軸方向に沿って平行に接触していない状態であっても、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との接触を確実に検知することができる。
【００８０】
本発明の第１の実施形態である検知機構では、線状部材１０５は、非磁性材料によって形成されているので、線状部材１０５が固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との間の電磁相互作用に影響を及ぼすことを抑制できる。
【００８１】
なお、本実施形態では、検知センサ１０８がＵ字型になるようにセンサ支持部材１０４上に配設されているが、検知センサ１０８が逆Ｕ字型になるようにセンサ支持部材１０４上に配設してもよい。このような構成によれば、線状部材１０５が切れた際、検知センサ１０８内に付属部材１０９が留まることによって、発光素子１０８ｃが発光した光Ｌが受光素子１０８ｄ側に到達しなくなることを抑制できる。
【００８２】
〔変形例〕
次に、図１１乃至図１３を参照して、本発明の第２の実施形態である検知機構の幾つかの変形例について説明する。
【００８３】
〔第３変形例〕
図１１は、第３変形例の検知機構の構成を示す側面図である。図１１に示すように、第３変形例の検知機構は、第１変形例の検知機構におけるバネ部材１０７を省略し、線状部材１０５の端部を第２固定部材１０３の−Ｘ側側面に直接固定した構成を有する。このような構成によれば、線状部材１０５は、固定子ユニット７３と可動子ユニット７４との間であって、固定子ユニット７３を構成する永久磁石ユニット７３ｂの最上方位置Ｚｍａｘと最下方位置Ｚｍｉｎとの間の異なる３つのＺ軸方向位置に張設されているので、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４とがＸ軸方向に沿って平行に接触していない状態であっても、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との接触を確実に検知することができる。
【００８４】
〔第４変形例〕
図１２は、第４変形例の検知機構の構成を示す上面図である。図１３は、第４変形例の検知機構の構成を示す平面図である。図１２及び図１３に示すように、第４変形例の検知機構は、ベースフレーム７のＹ軸方向両側面に、一対のローラ支持部材１０２ａ，一対のローラ支持部材１０２ｂ，及びセンサ支持部材１０４を備える。
【００８５】
一対のローラ支持部材１０２ａは、ベースフレーム７のＹ軸方向側面から突出する直方体状の部材によって構成され、ベースフレーム７のＸ軸方向端部付近に設けられている。−Ｘ側のローラ支持部材１０２ａ（図１２における左側）のＺ軸方向位置は、＋Ｘ側のローラ支持部材１０２ａ（図１２における右側）のＺ軸方向位置より上方に設定されている。一対のローラ支持部材１０２ａは、Ｚ軸方向に回転軸を有するローラ１０６ａを支持する。ローラ１０６ａには、ベースフレーム７の一方のＹ軸方向側面から延伸された線状部材１０５を他方のＹ軸方向側面側に延伸するように線状部材１０５が巻き掛けられている。
【００８６】
一対のローラ支持部材１０２ｂは、ベースフレーム７のＹ軸方向側面から突出する直方体状の部材によって構成され、ベースフレーム７のＸ軸方向端部付近に設けられている。−Ｘ側のローラ支持部材１０２ｂ（図１２における左側）のＺ軸方向位置は、＋Ｘ側のローラ支持部材１０２ｂ（図１２における右側）のＺ軸方向位置より下方に設定されている。一対のローラ支持部材１０２ａは、Ｙ軸方向に回転軸を有するローラ１０６ｂを支持する。−Ｘ側のローラ支持部材１０２ｂによって支持されるローラ１０６ｂの−Ｘ側外周面には線状部材１０５が巻き掛けられ、＋Ｘ側のローラ支持部材１０２ｂによって支持されるローラ１０６ｂの＋Ｘ側外周面には線状部材１０５が巻き掛けられている。
【００８７】
一対のローラ支持部材１０２ａ（一対のローラ１０６ａ），一対のローラ支持部材１０２ｂ（一対のローラ１０６ｂ），及びセンサ支持部材１０４のＺ軸方向位置は、線状部材１０５の延伸方向がＸ軸方向に対し平行になり、且つ、線状部材１０５のＺ軸方向位置が固定子ユニット７３を構成する永久磁石ユニット７３ｂの最上方位置Ｚｍａｘと最下方位置Ｚｍｉｎとの間に位置するように調整されている。
【００８８】
センサ支持部材１０４は、ベースフレーム７のＹ軸方向側面から突出する直方体状の部材によって構成されている。センサ支持部材１０４のＸ軸方向位置は、Ｘ軸方向に配列された複数の固定子ユニット７３の＋Ｘ側端部と＋Ｘ側のローラ１０６ａとの間に設定されている。センサ支持部材１０４の上面には、検知センサ１０８が固定されている。検知センサ１０８は、第１の実施形態における検知センサ１０８と同じ構成を有する。
【００８９】
このように本検知機構は、一本の線状部材１０５によってベースフレーム７のＹ軸方向両側面における固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との接触を検知するように構成されている。このような構成によれば、ベースフレーム７の一方及び他方のＹ軸方向側面それぞれに線状部材１０５を張設する必要が無くなるので、検知機構の低コスト化を実現することができる。
【００９０】
〔第３の実施形態〕
次に、図１４及び図１５を参照して、本発明の第３の実施形態である検知機構の構成について説明する。図１４は、本発明の第３の実施形態である検知機構の構成を示す側面図である。図１５は、図１４に示すＸスライダの構成を示す断面図である。
【００９１】
本発明の第３の実施形態である検知機構は、Ｘスライダ９の固定子ユニット７３との両対向面に設けられた、第１固定部材１１１，ローラ支持部材１１２，第２固定部材１１３を備える。第１固定部材１１１は、Ｘスライダ９の＋Ｘ側側面から突出する直方体状の部材によって構成されている。第１固定部材１１１の−Ｘ側側面部には、線状部材１０５の一方の端部が固定されている。線状部材１０５は、第１の実施形態における線状部材１０５と同じ構成を有する。
【００９２】
ローラ支持部材１１２は、ベースフレーム７のＹ軸方向側面から突出する直方体状の部材によって構成されている。ローラ支持部材１１２は、固定子ユニット７３と対向するＹ軸方向側面においてＹ軸方向に回転軸を有する一対のローラ１０６を支持する。一対のローラ１０６は、異なるＺ軸方向位置に設けられ、その−Ｘ側外周面には第１固定部材１１１側から延伸された線状部材１０５が巻き掛けられている。
【００９３】
第２固定部材１１３は、Ｘスライダ９の＋Ｘ側側面から突出するセンサ支持部材１１３ａと、センサ支持部材１１３ａ上に立設された立設部材１１３ｂとを有する。センサ支持部材１１３ａの上面には検知センサ１０８が固定されている。検知センサ１０８は、第１の実施形態における検知センサ１０８と同じ構成を有する。立設部材１１３ｂの−Ｘ側側面部には、線状部材１０５の一方の端部が固定されている。
【００９４】
第１固定部材１１１，ローラ支持部材１１２（一対のローラ１０６），第２固定部材１１３（立設部材１１３ｂ）のＺ軸方向位置は、線状部材１０５の延伸方向がＸ軸方向に対し平行になり、且つ、線状部材１０５のＺ軸方向位置が固定子ユニット７３を構成する永久磁石ユニット７３ｂの最上方位置Ｚｍａｘと最下方位置Ｚｍｉｎとの間に位置するように調整されている。
【００９５】
以上の説明から明らかなように、本発明の第３の実施形態である検知機構は、第１及び第２の実施形態である検知機構の構成とは異なり、線状部材の動きを検知する機構がＸスライダ９側に設けられた構成を有している。なお、本検知機構の動作は第２の実施形態である検知機構の動作と同じであるので、その説明は省略する。
【００９６】
〔デバイス製造工程〕
最後に、図１６を参照して、本発明の一実施形態である露光装置１を用いてデバイスを製造する場合のデバイス製造工程の流れについて説明する。
【００９７】
図１６は、デバイス製造工程の一例を示すフローチャートである。図１６に示すように、デバイスは、デバイスの機能、性能、パターンを設計するステップＳ１１、設計結果に基づいてマスクを製作するステップＳ１２、デバイスの基材である基板を製造してレジストを塗布するステップＳ１３、露光装置１によってマスクのパターンを基板に露光する工程、露光した基板を現像する工程、現像した基板の加熱及びエッチング工程等を含む基板処理ステップＳ１４、ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程等の加工プロセスを含むデバイス組立ステップＳ１５，及び検査ステップＳ１６等を経て製造される。つまり、このデバイス製造工程は、露光装置１を用いて基板上に感光層のパターンを形成することと、そのパターンが形成された基板を処理することとを含む。そして、この露光装置１によれば、基板上にレチクルのパターンを忠実に転写することができるので、このデバイス製造工程によれば、デバイスを高精度に製造することができる。
【００９８】
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、上記実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。例えば、本実施形態では、固定子ユニット７３を永久磁石、可動子ユニット９４を電磁石として構成したが、固定子ユニット７３を電磁石、可動子ユニット９４を永久磁石として構成してもよい。また、本実施形態では、発光素子１０８ｃが照射した光が受光素子１０８ｄに到達するか否かに基づいて線状部材１０５の動きを検知したが、発光素子１０８ｃが照射した光が付属部材１０９によって反射されるか否かに基づいて付属部材１０９の動きを検知するようにしてもよい。すなわち、上記実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例、実施形態の組み合わせ、及び運用技術等は、全て本発明の範疇に含まれる。
【符号の説明】
【００９９】
１ 露光装置
７ ベースフレーム
８ 基板ステージ
９ Ｘスライダ
７３ 固定子ユニット
８１ Ｘ粗動ステージ
８２ Ｙ粗動ステージ
９４ 可動子ユニット
１０１ 第１固定部材
１０２ 一対のローラ支持部材
１０３ 第２固定部材
１０４ センサ支持部材
１０５ 線状部材
１０６ ローラ
１０７ バネ部材
１０８ 検知センサ
１０８ｃ 発光素子
１０８ｄ 受光素子
１０９ 付属部材
ＭＳＴ マスクステージ
Ｓ 主制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアモータによって駆動される移動体装置、この移動体装置を備える露光装置、及びこの露光装置を利用してデバイスを製造するデバイス製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス等の電子デバイス又はマイクロデバイス（以下、デバイスと総称）は、マスク又はレチクル（以下、マスクと総称）上に形成されたパターンをガラスプレート又はウエハ（以下、基板と総称）上に転写するフォトリソグラフィ工程によって製造される。フォトリソグラフィ工程において使用される露光装置は、例えば、マスクを支持して２次元移動するマスクステージと、基板を支持して２次元移動する基板ステージとを有し、マスクステージと基板ステージとを逐次移動しながら投影光学系を介してマスク上に形成されたパターンを基板上に転写するものがある。
【０００３】
このような露光装置では、マスクと基板との相対位置を高精度に制御して、マスク上に形成されたパターンを基板上に転写することが要求されるために、マスクステージ及び基板ステージ（以下、移動体装置と総称）の位置決め精度が重要な性能の一つになっている。
【０００４】
従来の移動体装置として、Ｙ軸方向へマスク又は基板を移動させる移動機構が、Ｙ軸方向に直交するＸ軸方向へマスク又は基板を移動させる移動機構の上部に設けられた移動体装置が知られている。詳しくは、この移動体装置は、マスク又は基板を上面に保持するホルダ部と、ホルダ部をＹ軸方向に移動可能に下面から支持する第１のステージ部と、第１のステージ部をＸ軸方向に移動可能に下面から支持する第２のステージ部と、第１のステージ部をＹ軸方向に移動させる第１の移動機構と、第２のステージ部をＸ軸方向に移動させる第２の移動機構とを備える。
【０００５】
このような移動体装置では、第２のステージ部をＸ軸方向に移動させるために必要な力は第１のステージ部をＹ軸方向に移動させるために必要な力より大きくなるために、第２の移動機構は第１の移動機構の駆動力よりも大きな駆動力を出力可能に構成する必要がある。このため、このような移動体装置では、第２の移動機構として、大きな推力を出力可能なコア付きリニアモータが採用されている。このコア付きリニアモータは、例えば、Ｘ軸方向に沿って極性が交互に異なるように配列された固定子としての複数の永久磁石と、永久磁石に対向配置された可動子としての電磁石とを備え、永久磁石と電磁石との間の隙間を１ｍｍ以下と極めて狭く設定することによって、Ｘ軸方向に大きな推力を出力可能に構成されている。なお、第２の移動機構としてリニアモータを備える移動体装置としては、特許文献１に開示されているものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２５４３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、コア付きリニアモータでは、電磁石を構成する鉄心と永久磁石との間の磁気吸引作用によって、出力される推力の数倍もの大きさの磁気吸引力が推力方向に直交する方向に発生する。具体的には、例えば、大きさ4,000Ｎの推力を出力するコア付きリニアモータでは、10,000〜20,000Ｎ程度の大きさの磁気吸引力が推力方向に直交する方向に発生する。このため、従来の移動体装置では、磁気吸引力によって永久磁石と電磁石とが接触しないように、永久磁石及び電磁石はボルトによって強固に固定されている。
【０００８】
しかしながら、移動体装置の移動距離が長い場合、移動方向に配置する永久磁石の数が増えるために、永久磁石を固定するために必要なボルト数が増える。このため、ボルトの締結不良によって永久磁石が強固に固定されていない状態が発生する可能性が高くなる。また、電磁石の移動に伴い永久磁石には磁気吸引力が作用している状態と作用してしない状態とが繰り返し発生する。この繰り返し応力によってボルトの締結不良が発生し、電磁石が強固に固定されていない状態が発生する可能性がある。
【０００９】
永久磁石や電磁石が強固に固定されていない場合、磁気吸引力によって永久磁石と電磁石とが接触し、電磁石の移動に伴い永久磁石と電磁石との接触部において粉塵が発生する恐れがある。発生した粉塵は、露光装置内部の清浄度（クリーン度）を低下させ、露光装置の露光精度に影響を及ぼす可能性がある。このため、永久磁石と電磁石との間の距離の変化を検知可能な移動体装置の提供が期待されている。
【００１０】
本発明の態様は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、リニアモータの固定子ユニットと可動子ユニットとの間の距離の変化を検知可能な移動体装置、この移動体装置を備える露光装置、及びこの露光装置を利用してデバイスを製造するデバイス製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の態様に係る移動体装置は、第１の方向に沿って設けられた固定体部と、前記第１の方向に沿って前記固体体部に対して相対移動可能に前記固定体部に対向して配置された移動体部と、前記第１の方向に沿って前記固定体部に配列された複数の第１ユニット、および該複数の第１ユニットに対向するように前記移動体部に設けられた第２ユニットを有し、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間に相互に作用させる電磁力によって前記移動体部を前記固定体部に対して前記第１の方向に沿って相対移動させるリニアモータと、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間に張設された線状部材と、前記線状部材の動きを検出し、該線状部材の動きの検出結果に基づいて前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間の距離の変化を検知する検知部とを備える。
【００１２】
本発明の第２の態様に係る露光装置は、マスクを支持するマスクステージと、基板を支持する基板ステージとを有し、前記マスクに形成されたパターンを投影光学系を介して前記基板に転写する露光装置であって、前記マスクステージと前記基板ステージとの少なくとも一方は本発明の第１の態様に係る移動体装置を用いて構成される。
【００１３】
本発明の第３の態様に係るデバイス製造方法は、本発明の第２の態様に係る露光装置を用いて基板上に感光層のパターンを形成するステップと、前記パターンが形成された基板を処理するステップとを含む。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の態様によれば、リニアモータの固定子ユニットと可動子ユニットとの間の距離の変化を検知することができる移動体装置、この移動体装置を備える露光装置、及びこの露光装置を利用してデバイスを製造するデバイス製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の一実施形態である露光装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】図２は、図１に示すベースフレーム及びＸスライダの構成を説明するための部分拡大図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施形態である検知機構の構成を示す平面図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施形態である検知機構の構成を示す側面図である。
【図５】図５は、図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施形態である検知機構の動作を説明するための模式図である。
【図７】図７は、第１変形例の検知機構の構成を示す側面図である。
【図８】図８は、第２変形例の検知機構の構成を示す側面図である。
【図９】図９は、本発明の第２の実施形態である検知機構の構成を示す側面図である。
【図１０】図１０は、本発明の第２の実施形態である検知機構の動作を説明するための模式図である。
【図１１】図１１は、第３変形例の検知機構の構成を示す側面図である。
【図１２】図１２は、第４変形例の検知機構の構成を示す平面図である。
【図１３】図１３は、第４変形例の検知機構の構成を示す側面図である。
【図１４】図１４は、本発明の第３の実施形態である検知機構の構成を示す側面図である。
【図１５】図１５は、図１４に示すＸスライダの構成を示す断面図である。
【図１６】図１６は、デバイス製造工程の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である露光装置の構成について説明する。なお、図面は模式的なものを含み、図面相互間において互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
【００１７】
〔露光装置の構成〕
始めに、図１及び図２を参照して、本発明の一実施形態である露光装置の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態である露光装置の概略構成を示す模式図である。図２は、図１に示すベースフレーム及びＸスライダの構成を説明するための部分拡大図である。
【００１８】
図１に示すように、本発明の一実施形態である露光装置１は、液晶表示装置等に用いられる矩形形状のガラスプレートＰ（以下、基板Ｐと略記）を露光対象物とするステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置である。この露光装置１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，マスクステージＭＳＴ及び投影光学系ＰＬが搭載されたボディ２，基板Ｐを保持する基板ステージ装置ＰＳＴ，及びこれらの動作を制御する主制御装置Ｓを備える。
【００１９】
以下、本明細書中では、露光時にマスクＭと基板Ｐとが投影光学系ＰＬに対しそれぞれ相対走査される方向をＸ軸方向として、水平面内でＸ軸方向に直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する方向をＺ軸方向と定義する。また、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向，及びＺ軸方向周りの回転（傾斜）方向をそれぞれθｘ方向，θｙ方向，θｚ方向と表現する。
【００２０】
照明系ＩＯＰは、米国特許第５，７２９，３３１号明細書に開示されている照明系と同様に構成されている。すなわち、照明系ＩＯＰは、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，各種レンズ等を介して、図示しない水銀ランプ等の光源から射出された光を露光用照明光（以下、照明光と略記）ＩＬとしてマスクＭに照射する。照明光ＩＬとしては、ｉ線（波長３６５ｎｍ），ｇ線（波長４３６ｎｍ），ｈ線（波長４０５ｎｍ）等の光やｉ線，ｇ線，ｈ線の合成光を例示することができる。照明光ＩＬの波長は、図示しない波長選択フィルタによって要求される解像度に応じて適宜切り替えることができる。
【００２１】
マスクステージＭＳＴには、回路パターンがそのパターン面（図１における下面）に形成されたマスクＭが真空吸着によって固定されている。マスクステージＭＳＴは、ボディ２の一部を構成する鏡筒定盤２３の上面に固定されたマスクステージガイド２４上に図示しないエアベアリングを介して非接触状態で搭載されている。マスクステージＭＳＴは、コアレスリニアモータを含む図示しないマスクステージ駆動系によって、マスクステージガイド２４上で、Ｘ軸方向に所定のストロークで駆動されると共に、Ｙ軸方向及びθｚ方向にそれぞれ適宜微小駆動される。θｚ方向の回転情報を含むマスクステージＭＳＴのＸＹ平面内の位置情報は、マスクステージＭＳＴが有する図示しない反射面に測長ビームを照射するレーザ干渉計３を含むマスク干渉計システムによって計測される。
【００２２】
投影光学系ＰＬは、マスクステージＭＳＴの下方において、ボディ２の一部を構成する鏡筒定盤２３によって支持されている。投影光学系ＰＬは、米国特許第５，７２９，３３１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、レンズモジュール等を含む光学系を複数有し、複数の光学系は、Ｙ軸方向にそって千鳥状に配列されている。複数の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る。
【００２３】
照明系ＩＯＰは、複数の光学系に対応した複数の照明光ＩＬをそれぞれマスクＭに照射するように構成されている。このため、マスクＭ上には、千鳥状に配列された複数の照明光ＩＬの照明領域が形成されると共に、投影光学系ＰＬの下方に配置された基板Ｐ上には、複数の光学系それぞれに対応して、千鳥状に配列された複数の照明光ＩＬの照明領域が形成される。この露光装置１では、基板Ｐ上に形成される複数の照明領域が合成されることによって、千鳥状に配置された複数の光学系からなる投影光学系ＰＬが、Ｙ軸方向を長手方向とする単一の長方形状（帯状）のイメージフィールドを有する投影光学系と同等に機能する。
【００２４】
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によって、投影光学系ＰＬを介して照明領域内のマスクＭの回路パターンの投影像（部分正立像）が、投影光学系ＰＬの像面側に配置される、表面にレジストが塗布された基板Ｐ上の照明領域に共役な照明光ＩＬの照明領域に形成される。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、照明領域に対してマスクＭをＸ軸方向に相対移動させると共に、露光領域に対して基板ＰをＸ軸方向に相対移動させることによって、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の回路パターンが転写される。すなわち、この露光装置１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の回路パターンが生成され、照明光ＩＬによる基板Ｐ上のレジスト層の露光によって基板Ｐ上にその回路パターンが形成される。
【００２５】
ボディ２は、基板ステージ架台２１，一対のサイドコラム２２，及び鏡筒定盤２３を備える。基板ステージ架台２１は、Ｙ軸方向に延びる部材によって構成され、Ｘ軸方向に所定の間隔で２つ設けられている（図１では、２つの基板ステージ架台２１は紙面垂直方向に重なっている）。２つの基板ステージ架台２１それぞれは、Ｙ軸方向の両端部が床面４上に設置された空気バネを含む防振装置５によって下方から支持され、床面４に対して振動的に分離されている。
【００２６】
一対のサイドコラム２２は、Ｘ軸方向に延びる部材によって構成され、２つの基板ステージ架台２１の＋Ｙ側（図１における左方向）の端部上、及び−Ｙ側（図１における右方向）の端部上にそれぞれ架け渡された状態で搭載されている。鏡筒定盤２３は、水平面に平行な平板状の部材によって構成され、投影光学系ＰＬを支持している。
【００２７】
鏡筒定盤２３の上面にはマスクステージガイド２４が固定され、マスクステージガイド２４の上面には図示しないエアベアリングを介して非接触状態でマスクステージＭＳＴが搭載されている。鏡筒定盤２３は、一対のサイドコラム２２によってＹ軸方向の両端部が下方から支持されている。従って、ボディ２及びボディ２に支持された投影光学系ＰＬは、床面４に対して振動的に分離されている。
【００２８】
基板ステージ装置ＰＳＴは、定盤６，本発明に係る固定体部としての一対のベースフレーム７，及び基板ステージ８を備える。定盤６は、例えば石材によって形成された平面視でＸ軸方向を長手方向とする矩形形状の板状部材によって構成され、その上面は平面度が非常に高く仕上げられている。定盤６は、２つの基板ステージ架台２１上に架け渡された状態で搭載されている。
【００２９】
一対のベースフレーム７は、一方が定盤６の＋Ｙ側に、他方が定盤６の−Ｙ側に配置されている。一対のベースフレーム７は、Ｘ軸方向に延びる部材であり、基板ステージ架台２１に非接触状態（基板ステージ架台２１を跨いだ状態）で床面４上に設置されている。一対のベースフレーム７の床面４との設置面には、Ｚ軸方向に進退可能な高さ調整ネジ７１が設けられている。高さ調整ネジ７１をＺ軸方向に進退させることによって一対のベースフレーム７のＺ軸方向位置を調整することができる。一対のベースフレーム７の＋Ｙ側及び−Ｙ側の側面及び上端面には、それぞれＸ軸方向に平行に延びるＸリニアガイド部材７２が固定されている。
【００３０】
図２に示すように、一対のベースフレーム７の＋Ｙ側及び−Ｙ側の側面には、Ｘ軸方向に所定間隔で配列された複数の固定子ユニット７３が固定されている。各固定子ユニット７３は、支持部材７３ａと、支持部材７３ａの表面側に接合された永久磁石ユニット７３ｂとを備える。支持部材７３ａの裏面側は、取付ボルト７３ｃによって一対のベースフレーム７の側面に固定されている。永久磁石ユニット７３ｂは、Ｘ軸方向に配列された本発明に係る第１の部材としての複数の永久磁石を含む。一対のベースフレーム７の長手方向の両端部近傍には、それぞれショックアブソーバを含む図示しないストッパ装置が固定されている。ストッパ装置は基板ステージ８のＸ軸方向に関する移動可能範囲を機械的に規定する。
【００３１】
図１に戻る。基板ステージ８は、Ｘ粗動ステージ８１，Ｘ粗動ステージ８１上に搭載され、Ｘ粗動ステージ８１と共にいわゆるガントリー式のＸＹ２軸ステージ装置を構成するＹ粗動ステージ８２、Ｙ粗動ステージ８２の上方に配置された微動ステージ８３，及び定盤６上で微動ステージ８３を下方から支持する重量キャンセル装置８４を備える。Ｘ粗動ステージ８１は、Ｙ軸方向を長手方向とする平面視矩形形状の枠状部材によって構成され、その中央部にＹ軸方向を長手方向とする長孔状の開口部８１ａが形成されている。Ｘ粗動ステージ８１の下面には、本発明に係る移動体部としての一対のＸスライダ９が一対のベースフレーム７に対応する間隔で取り付けられている。
【００３２】
図２に示すように、一対のスライダ９の一方（図２における左側）は、取付ボルト９１によってＸ粗動ステージ８１の下面に固定されている。一対のスライダ９の他方（図２における右側）は、Ｘ粗動ステージ８１をＹ軸方向に微少量スライド可能なように取付ボルト９１によってＸ粗動ステージ８１の下面に固定されているガイド部材９２に係合している。一対のＸスライダ９は、Ｘ軸方向から見て断面逆Ｕ字状の部材によって構成され、その一対の対向面間にベースフレーム７が挿入されている。Ｘスライダ９の一対の対向面及び天井面には、Ｘリニアガイド部材７２にスライド可能に係合するスライダ９３が固定されている。
【００３３】
Ｘスライダ９の一対の対向面それぞれには、固定子ユニット７３に対向する２つの可動子ユニット９４が固定されている（図２では、２つの可動子ユニット９４は紙面垂直方向に重なっている）。可動子ユニット９４は、鉄芯にコイルを巻回することによって形成された本発明に係る第２の部材としての電磁石を含む。固定子ユニット７３と２つの可動子ユニット９４とは、Ｘ粗動ステージ８１をＸ軸方向に駆動するためのローレンツ電磁力駆動方式のＸリニアモータ（コア付きリニアモータ）を構成する。Ｘリニアモータは、Ｘ粗動ステージの位置情報を計測する計測系（エンコーダヘッド９５ａとエンコーダスケール９５ｂ）の出力に基づいて主制御装置Ｓによって制御される。
【００３４】
図１に戻る。Ｘ粗動ステージ８１の上面には、Ｙ軸方向に延びる複数のＹリニアガイド部材８１ｂ（図１では、複数のＹリニアガイド部材８１ｂは紙面垂直方向に重なっている）、及びＹ軸方向に所定間隔で配列された複数の永久磁石からなる図示しない固定子ユニットが固定されている。Ｘ粗動ステージ８１の上面であって、Ｙリニアガイド部材８１ｂの長手方向近傍には、それぞれショックアブソーバを含むストッパ装置８１ｃが固定されている。
【００３５】
Ｙ粗動ステージ８２は、平面視略正方形状の枠状部材によって構成され、その中央部に平面視略正方形状の開口部８２ａが形成されている。Ｙ粗動ステージ８２の下面の四隅近傍には、Ｙリニアガイド部材８１ｂにスライド可能に係合するスライダ８２ｂが固定されている。Ｙ粗動ステージ８１の下面には、Ｘ粗動ステージ８１の上面に固定された図示しない固定子ユニットに対向する電磁石を含む図示しない可動子ユニットが固定されている。図示しない固定子ユニットと図示しない可動子ユニットとは、Ｙ粗動ステージ８２をＸ粗動ステージ８１上でＹ軸方向に駆動するためのローレンツ電磁力駆動方式のＹリニアモータ（コア付きリニアモータ）を構成する。Ｙリニアモータは、Ｙ粗動ステージ８２の位置情報を計測する図示しない計測系の出力に基づいて、主制御装置Ｓによって制御される。Ｙ粗動ステージ８２のＸ軸方向に関する移動範囲はストッパ装置８１ｃによって機械的に固定される。
【００３６】
微動ステージ８３は、平面視略正方形の高さの低い直方体状の部材からなるステージ本体８３ａ、及びステージ本体８３ａの上面に固定された基板ホルダ８３ｂを含む。微動ステージ８３は、複数のボイスコイルモータを含む微動ステージ駆動系８３ｃによって、Ｙ粗動ステージ８２に対して６自由度方向（Ｘ軸方向，Ｙ軸方向，Ｚ軸方向，θｘ方向，θｙ方向，θｚ方向）に微小駆動される。微動ステージ８３は、微動ステージ駆動系を介してＹ粗動ステージ８２に同期駆動されることによって、Ｙ粗動ステージ８２と一体的にＸ軸方向及び／又はＹ軸方向に所定のストロークで移動される。基板ホルダ８３ｂは、図示しない真空吸着装置を有し、その上面に基板Ｐを吸着保持する。
【００３７】
ステージ本体８３ａの−Ｙ側の側面には、ミラーベース８３ｄを介してＹ軸方向に直交する反射面を有するＹ移動鏡（バーミラー）８３ｅが固定されている。ステージ本体８３ａの−Ｘ側の側面には、図示しないミラーベースを介してＸ軸方向に直交する反射面を有する図示しないＸ移動鏡が固定されている。ステージ本体８３ａのＸＹ平面内の位置情報は、Ｙ移動鏡８３ｅ及びＸ移動鏡それぞれに測長ビームを照射し、その反射光を受光するレーザ干渉計を含む図示しない基板干渉計システムによって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。図示しない基板干渉計システムは、Ｙ移動鏡８３ｅに測長ビームを照射するＹレーザ干渉計８５、及び図示しないＸ移動鏡に測長ビームを照射する図示しないＸレーザ干渉計を含む。図示しない基板干渉計システムの構成については、米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書に開示されている。
【００３８】
重量キャンセル装置８４は、Ｚ軸方向に延びる一本の柱状部材によって構成され、レベリング装置８６を介して微動ステージ８３を下方から支持する。重量キャンセル装置８４は、Ｘ粗動ステージ８１の開口部８１ａ内、及びＹ粗動ステージ８２の開口部８２ａ内に挿入されている。重量キャンセル装置８４は、その下端に取り付けられた複数の気体静圧軸受、例えば３つのエアベアリング８４ａによって、定盤６上に所定のクリアランスを介して非接触状態で支持されている。重量キャンセル装置８４は、その内部に設けられた図示しない空気バネ等が発生する上向きの力でその支持対象物、具体的には、微動ステージ８３及び基板Ｐ、レベリング装置８６等の重量（重力加速度による下向きの力）を打ち消す。
【００３９】
重量キャンセル装置８４は、板バネ又はバネ性を有さない薄い鋼板を含む図示しない複数の連結装置によってＹ粗動ステージ８２に機械的に接続されている。これにより、重量キャンセル装置８４は、Ｙ粗動ステージ８２と一体的にＸ軸及び／又はＹ軸方向に移動する。重量キャンセル装置８４は、その上端に取り付けられた図示しないエアベアリングから噴出される気体の静圧によって、レベリング装置８６を下方から所定のクリアランスを介して非接触支持している。
【００４０】
従って、微動ステージ８３と重量キャンセル装置８４とは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に関して振動的に分離されている。レベリング装置８６は、複数の気体静圧軸受を含み、微動ステージ８３を水平面に対してチルト可能（水平面に平行な軸線周りに微小角度回転可能）に下方から非接触支持している。重量キャンセル装置８４，レベリング装置８６、及び図示しない連結装置の具体的構成は、米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書に開示されている。
【００４１】
〔検知機構〕
このような構成を有する露光装置１では、Ｘ粗動ステージ８１をＸ軸方向に駆動するための固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との間のＹ軸方向の距離の変化を検知可能にするために、以下に示す検知機構がＸ粗動ステージ８１に設けられている。以下、図面を参照して、本発明の第１乃至第３の実施形態である検知機構の構成について説明する。なお、以下に示す実施形態は、Ｘ粗動ステージ８１に検知機構を設けたものであるが、Ｙ粗動ステージ８２やマスクステージＭＳＴ等のＸ粗動ステージ８１以外の移動体装置に同様の検知機構を設けるようにしてもよい。
【００４２】
〔第１の実施形態〕
始めに、図３乃至図５を参照して、本発明の第１の実施形態である検知機構の構成について説明する。図３は、本発明の第１の実施形態である検知機構の構成を示す平面図である。図４は、本発明の第１の実施形態である検知機構の構成を示す側面図である。図５は、図４のＡ−Ａ線断面図である。
【００４３】
図３乃至図５に示すように、本発明の第１の実施形態である検知機構は、ベースフレーム７のＹ軸方向両側面に設けられた、第１固定部材１０１，一対のローラ支持部材１０２，第２固定部材１０３，及びセンサ支持部材１０４を備える。第１固定部材１０１は、ベースフレーム７のＹ軸方向側面から突出する直方体状の部材によって構成されている。第１固定部材１０１のＸ軸方向位置は、複数の固定子ユニット７３の＋Ｘ側端部近傍に設定されている。
【００４４】
第１固定部材１０１の−Ｘ側側面部には、線状部材１０５の一方の端部が固定されている。線状部材１０５は、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との間のＹ軸方向の距離以下の直径（例えば０．０５〜０．５ｍｍ）を有する非磁性材料によって形成されている。非磁性材料としては、ナイロン素材やフロロカーボンの釣り糸、あるいは高強度のケプラー（登録商標）を例示することができる。
【００４５】
一対のローラ支持部材１０２は、ベースフレーム７のＹ軸方向側面から突出する直方体状の部材によって構成され、複数の固定子ユニット７３の−Ｘ側端部近傍であって異なるＺ軸方向位置に設けられている。一対のローラ支持部材１０２は、Ｙ軸方向を回転軸とする一対のローラ１０６を支持する。一対のローラ１０６の−Ｘ側外周面には、第１固定部材１０１側から延伸された線状部材１０５が巻き掛けられている。
【００４６】
第２固定部材１０３は、ベースフレーム７のＹ軸方向側面から突出する直方体状の部材によって構成されている。第２固定部材１０３のＺ軸方向位置は、第１固定部材１０１のＺ軸方向位置より下方の位置に設定されている。第２固定部材１０３のＸ軸方向位置は、Ｘ軸方向に配列された複数の固定子ユニット７３の＋Ｘ側端部付近に設定されている。
【００４７】
第２固定部材１０３の−Ｘ側側面部には、Ｘ軸方向に沿って伸縮可能な本発明に係る弾性部材としてのバネ部材１０７の一方の端部が固定されている。バネ部材１０７の他方の端部には、線状部材１０５の他方の端部が固定されている。第１固定部材１０１，一対のローラ支持部材１０２（一対のローラ１０６），及び第２固定部材１０３（バネ部材１０７）のＺ軸方向位置は、線状部材１０５の延伸方向がＸ軸方向に対し平行になり、且つ、線状部材１０５のＺ軸方向位置が固定子ユニット７３を構成する永久磁石ユニット７３ｂの最上方位置Ｚｍａｘと最下方位置Ｚｍｉｎとの間に位置するように調整されている。
【００４８】
センサ支持部材１０４は、ベースフレーム７のＹ軸方向側面から突出する直方体状の部材によって構成されている。センサ支持部材１０４のＸ軸方向位置は、Ｘ軸方向に配列された複数の固定子ユニット７３の＋Ｘ側端部と第２固定部材１０３のＸ軸方向位置との間に設定されている。センサ支持部材１０４の上面には、Ｘ軸方向に沿って平行な一対の対向面１０８ａ，１０８ｂを有するＵ字形状の検知センサ１０８が固定されている。一対の対向面１０８ａ，１０８ｂにはそれぞれ、赤外発光ダイオード等の発光素子１０８ｃとフォトトランジスタ等の受光素子１０８ｄ（図６参照）とが対向するように配設されている。
【００４９】
発光素子１０８ｃは、主制御装置Ｓの制御に従って受光素子１０８ｄの方向に向かって光を照射する。受光素子１０８ｄは、発光素子１０８ｃが照射した光を検出した場合に所定の制御信号を主制御装置Ｓに出力する。発光素子１０８ｃ，受光素子１０８ｄ，及び主制御装置Ｓは、本発明に係る検知部として機能する。
【００５０】
一対の対向面１０８ａ，１０８ｂ間には線状部材１０５が張設されている。一対の対向面１０８ａ，１０８ｂ間に張設されている線状部材１０５は、付属部材１０９によって被覆されている。付属部材１０９は、遮光性を有する部材によって形成されている。付属部材１０９のＸ軸方向の長さ及び直径は、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４とが接触していない通常状態においては発光素子１０８ｃが発光した光が受光素子１０８ｄ側に到達しないように調整されている。
【００５１】
このように本検知機構では、線状部材１０５の一方及び他方の端部をそれぞれ第１固定部材１０１及びバネ部材１０７に固定すると共に、線状部材１０５を一対のローラ１０６に巻き掛けることによって、線状部材１０５は、固定子ユニット７３と可動子ユニット７４との間であって、固定子ユニット７３を構成する永久磁石ユニット７３ｂの最上方位置Ｚｍａｘと最下方位置Ｚｍｉｎとの間の異なる２つのＺ軸方向位置に張設されている。
【００５２】
〔検知機構の動作〕
次に、図６を参照して、本発明の第１の実施形態である検知機構の動作について説明する。図６は、本発明の第１の実施形態である検知機構の動作を説明するための模式図である。
【００５３】
〔通常状態検知〕
図６（ａ）に示すように、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４とが接触していない通常状態においては、発光素子１０８ｃと受光素子１０８ｄとの間に付属部材１０９が介在するために、発光素子１０８ｃが発光した光Ｌは、付属部材１０９によって遮光され、受光素子１０８ｄ側に到達しない。従って、主制御装置Ｓは、受光素子１０８ｄから所定の制御信号が出力されていないことを確認することによって、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４とが接触していないと判断する。
【００５４】
〔接触状態検知〕
固定子ユニット７３と可動子ユニット９４とが接触している状態において可動子ユニット９４が−Ｘ側に移動した場合、線状部材１０５が−Ｘ側に引きずられることによって、図６（ｂ）に示すように、バネ部材１０７が−Ｘ方向に伸び、付属部材１０９は矢印Ｄ１方向に移動する。これにより、付属部材１０９は発光素子１０８ｃと受光素子１０８ｄとの間に介在しなくなる。また、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４とが接触している状態において可動子ユニット９４が＋Ｘ側に移動した場合も同様に、線状部材１０５が撓むことによって、バネ部材１０７が＋Ｘ方向に縮み、発光素子１０８ｃと受光素子１０８ｄとの間に介在しなくなる。このため、発光素子１０８ｃが発光した光Ｌは受光素子１０８ｄ側に到達し、受光素子１０８ｄは所定の制御信号を主制御装置Ｓに出力する。従って、主制御装置Ｓは、受光素子１０８ｄから所定の制御信号が出力されたことを確認することによって、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４とが接触したと判断することができる。
【００５５】
以上の説明から明らかなように、本発明の第１の実施形態である検知機構は、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との間に張設された線状部材１０５を備え、主制御装置Ｓが、線状部材１０５のＸ軸方向の動きに基づいて固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との間の距離の変化を検知する。これにより、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との接触を速やかに検知することが可能となり、可動子ユニット９４の移動に伴い固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との接触部において粉塵が発生し、発生した粉塵によって露光装置１内部の清浄度が低下することを抑制できる。そして、この結果、本露光装置１によれば、基板上にレチクルのパターンを忠実に転写することができる。
【００５６】
本発明の第１の実施形態である検知機構は、線状部材１０５が挿通された付属部材１０９を備えるので、主制御装置Ｓは、線状部材１０５の直径が小さい場合であっても線状部材１０５のＸ軸方向の動きを精度よく検知することができる。
【００５７】
本発明の第１の実施形態である検知機構は、線状部材１０５の端部に接続された、Ｘ軸方向に沿って伸縮可能なバネ部材１０７を備える。このような構成によれば、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との接触によって線状部材１０５が切れる前にバネ部材１０７がＸ軸方向に沿って伸縮することによって線状部材１０５の動きが検出されるので、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との接触を速やかに検知することができる。また、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との接触によって線状部材１０５が切れることを抑制できるので、装置の復旧作業を容易にすることができる。
【００５８】
本発明の第１の実施形態である検知機構では、線状部材１０５が、Ｚ軸方向の異なる複数位置に張設されているので、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４とがＸ軸方向に沿って平行に接触していない状態であっても、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との接触を確実に検知することができる。
【００５９】
本発明の第１の実施形態である検知機構では、線状部材１０５は、非磁性材料によって形成されているので、線状部材１０５が固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との間の電磁相互作用に影響を及ぼすことを抑制できる。
【００６０】
なお、本実施形態では、検知センサ１０８がＵ字型になるようにセンサ支持部材１０４上に配設されているが、検知センサ１０８が逆Ｕ字型になるようにセンサ支持部材１０４上に配設してもよい。このような構成によれば、線状部材１０５が切れた際、検知センサ１０８内に付属部材１０９が留まることによって、発光素子１０８ｃが発光した光Ｌが受光素子１０８ｄ側に到達しなくなることを抑制できる。
【００６１】
〔変形例〕
次に、図７及び図８を参照して、本発明の第１の実施形態である検知機構の幾つかの変形例について説明する。
【００６２】
〔第１変形例〕
図７は、第１変形例の検知機構の構成を示す側面図である。図７に示すように、第１変形例の検知機構は、第１固定部材１０１，一対のローラ支持部材１０２，第２固定部材１０３，及びセンサ支持部材１０４を備える。なお、本検知機構の構成は、第１固定部材１０１及び一対のローラ支持部材１０２の構成が第１の実施形態の検知機構における構成と異なるだけであるので、以下では第１固定部材１０１及び一対のローラ支持部材１０２の構成についてのみ説明する。
【００６３】
第１固定部材１０１は、ベースフレーム７のＹ軸方向側面から突出する直方体状の部材によって構成されている。第１固定部材１０１のＸ軸方向位置は、Ｘ軸方向に配列された複数の固定子ユニット７３の−Ｘ側端部付近に設定されている。第１固定部材１０１の＋Ｘ側側面部には線状部材１０５の一方の端部が固定されている。第１固定部材１０１のＺ軸方向位置は、第２固定部材１０３のＺ軸方向位置より上方の位置に設定されている。
【００６４】
一対のローラ支持部材１０２は、ベースフレーム７のＹ軸方向側面から突出する直方体状の部材によって構成され、Ｘ軸方向に配列された複数の固定子ユニット７３の−Ｘ側端部及び＋Ｘ側端部付近にそれぞれ設けられている。＋Ｘ側（図７における右側）に設けられたローラ支持部材１０２のＺ軸方向位置は、−Ｘ側（図７における左側）に設けられたローラ支持部材１０２のＸ軸方向位置より上方に設定されている。一対のローラ支持部材１０２は、Ｙ軸方向を回転軸とするローラ１０６を支持する。＋Ｘ側のローラ支持部材１０２によって支持されるローラ１０６の＋Ｘ側外周面には線状部材１０５が巻き掛けられ、−Ｘ側のローラ支持部材１０２によって支持されるローラ１０６の−Ｘ側外周面には線状部材１０５が巻き掛けられている。
【００６５】
このようにして、本検知機構では、線状部材１０５の一方及び他方の端部をそれぞれ第１固定部材１０１及びバネ部材１０７に固定すると共に、線状部材１０５を一対のローラ１０６に巻き掛けることによって、線状部材１０５は、固定子ユニット７３と可動子ユニット７４との間であって、固定子ユニット７３を構成する永久磁石ユニット７３ｂの最上方位置Ｚｍａｘと最下方位置Ｚｍｉｎとの間の異なる３つのＺ軸方向位置に張設されている。このような構成によれば、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４とがＸ軸方向に沿って平行に接触していない状態であっても、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との接触を確実に検知することができる。
【００６６】
〔第２変形例〕
図８は、第２変形例の検知機構の構成を示す側面図である。図８に示すように、第２変形例の検知機構は、第１固定部材１０１，第２固定部材１０３，及び複数のローラ１１０を備える。なお、本検知機構における第１固定部材１０１，第２固定部材１０３の構成は第１変形例の検知機構における構成と同じであるので、以下では複数のローラ１１０の構成についてのみ説明する。
【００６７】
複数のローラ１１０は、ベースフレーム７のＹ軸方向側面部からＹ軸方向に突出する図示しないローラ支持部材によって支持され、固定子ユニット７３のＺ軸方向端部近傍にＸ軸方向に沿って千鳥状に配列されている。各ローラ１１０の外周面には、線状部材１０５が巻き掛けられている。このようにして、第２変形例の検知機構では、線状部材１０５は、固定子ユニット７３の配列方向であるＸ軸方向に対して斜めになるように固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との間に張設されている。このような構成によれば、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４とがＸ軸方向に沿って平行に接触していない状態であっても、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との接触を確実に検知することができる。
【００６８】
〔第２の実施形態〕
次に、図９を参照して、本発明の第２の実施形態である検知機構の構成について説明する。
【００６９】
図９は、本発明の第２の実施形態である検知機構の構成を示す側面図である。図９に示すように、本発明の第２の実施形態である検知機構は、第１固定部材１０１，第２固定部材１０３，及びセンサ支持部材１０４を備える。第１固定部材１０１は、ベースフレーム７のＹ軸方向側面から突出する直方体状の部材によって構成されている。第１固定部材１０１のＺ軸方向位置は、固定子ユニット７３を構成する永久磁石ユニット７３ｂの最上方位置Ｚｍａｘと最下方位置Ｚｍｉｎとの間に設定されている。第１固定部材１０１のＸ軸方向位置は、Ｘ軸方向に配列された複数の固定子ユニット７３の−Ｘ側端部付近に設定されている。第１固定部材１０１の＋Ｘ側側面部には、線状部材１０５の一方の端部が固定されている。線状部材１０５は、第１の実施形態における線状部材１０５と同じ構成を有する。
【００７０】
第２固定部材１０３は、ベースフレーム７のＹ軸方向側面から突出する直方体状の部材によって構成されている。第２固定部材１０３のＺ軸方向位置は、固定子ユニット７３を構成する永久磁石ユニット７３ｂの最上方位置Ｚｍａｘと最下方位置Ｚｍｉｎとの間であって、第１固定部材１０１のＺ軸方向位置と同じ位置に設定されている。第２固定部材１０３のＸ軸方向位置は、Ｘ軸方向に配列された複数の固定子ユニット７３の＋Ｘ側端部付近に設定されている。第２固定部材１０３の−Ｘ側側面部には線状部材１０５の他方の端部が固定されている。
【００７１】
センサ支持部材１０４は、ベースフレーム７のＹ軸方向側面から突出する直方体状の部材によって構成されている。センサ支持部材１０４のＸ軸方向位置は、Ｘ軸方向に配列された複数の固定子ユニット７３の＋Ｘ側端部と第２固定部材１０３のＸ軸方向位置との間に設定されている。センサ支持部材１０４の上面には、Ｘ軸方向に沿って平行な一対の対向面１０８ａ，１０８ｂ（図１０参照）を有するＵ字形状の検知センサ１０８が固定されている。一対の対向面１０８ａ，１０８ｂにはそれぞれ、発光素子１０８ｃと受光素子１０８ｄ（図１０参照）が対向して配設されている。発光素子１０８ｃ及び受光素子１０８ｄは、第１の実施形態における発光素子１０８ｃ及び受光素子１０８ｄと同じ構成を有する。発光素子１０８ｃ，受光素子１０８ｄ，及び主制御装置Ｓは、本発明に係る検知部として機能する。
【００７２】
一対の対向面１０８ａ，１０８ｂ間には線状部材１０５が張設されている。一対の対向面１０８ａ，１０８ｂ間に張設されている線状部材１０５は、付属部材１０９によって被覆されている。付属部材１０９は、遮光性を有する部材によって形成されている。付属部材１０９のＸ軸方向の長さ及び直径は、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４とが接触していない通常状態においては発光素子１０８ｃが発光した光が受光素子１０８ｄ側に到達しないように調整されている。
【００７３】
このように本実施形態の検知機構では、線状部材１０５の一方及び他方の端部をそれぞれ第１固定部材１０１及び第２固定部材１０３に固定することによって、線状部材１０５は、固定子ユニット７３と可動子ユニット７４との間であって、固定子ユニット７３を構成する永久磁石ユニット７３ｂの最上方位置Ｚｍａｘと最下方位置Ｚｍｉｎとの間の位置に張設されている。
【００７４】
〔検知機構の動作〕
次に、図１０を参照して、本発明の第２の実施形態である検知機構の動作について説明する。図１０は、本発明の第２の実施形態である検知機構の動作を説明するための模式図である。
【００７５】
〔通常状態検知〕
図１０（ａ）に示すように、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４とが接触していない通常状態においては、発光素子１０８ｃと受光素子１０８ｄとの間に付属部材１０９が介在するために、発光素子１０８ｃが発光した光Ｌは、付属部材１０９によって遮光され、受光素子１０８ｄ側に到達しない。従って、主制御装置Ｓは、受光素子１０８ｄから所定の制御信号が出力されていないことを確認することによって、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４とが接触していないと判断する。
【００７６】
〔接触状態検知〕
固定子ユニット７３と可動子ユニット９４とが接触している状態において可動子ユニット９４が移動した場合、線状部材１０５が切れることによって、図６（ｂ）に示すように付属部材１０９は発光素子１０８ｃと受光素子１０８ｄとの間に介在しなくなる。このため、発光素子１０８ｃが発光した光Ｌは、受光素子１０８ｄ側に到達する。従って、主制御装置Ｓは、受光素子１０８ｄから所定の制御信号が出力されていることを確認することによって、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４とが接触したと判断する。
【００７７】
以上の説明から明らかなように、本発明の第２の実施形態である検知機構は、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との間に張設された線状部材１０５を備え、主制御装置Ｓが、線状部材１０５の切れたか否かに基づいて固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との間の距離の変化を検知する。これにより、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との接触を速やかに検知することが可能となり、可動子ユニット９４の移動に伴い固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との接触部において粉塵が発生し、発生した粉塵によって露光装置１内部の清浄度が低下することを抑制できる。そして、この結果、本露光装置１によれば、基板上にレチクルのパターンを忠実に転写することができる。
【００７８】
本発明の第２の実施形態である検知機構は、線状部材１０５が挿通された付属部材１０９を備えるので、主制御装置Ｓは、線状部材１０５の直径が細い場合であっても線状部材１０５が切れたか否かを精度よく検知することができる。
【００７９】
本発明の第１の実施形態である検知機構では、線状部材１０５が、Ｚ軸方向の異なる複数位置に張設されているので、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４とがＸ軸方向に沿って平行に接触していない状態であっても、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との接触を確実に検知することができる。
【００８０】
本発明の第１の実施形態である検知機構では、線状部材１０５は、非磁性材料によって形成されているので、線状部材１０５が固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との間の電磁相互作用に影響を及ぼすことを抑制できる。
【００８１】
なお、本実施形態では、検知センサ１０８がＵ字型になるようにセンサ支持部材１０４上に配設されているが、検知センサ１０８が逆Ｕ字型になるようにセンサ支持部材１０４上に配設してもよい。このような構成によれば、線状部材１０５が切れた際、検知センサ１０８内に付属部材１０９が留まることによって、発光素子１０８ｃが発光した光Ｌが受光素子１０８ｄ側に到達しなくなることを抑制できる。
【００８２】
〔変形例〕
次に、図１１乃至図１３を参照して、本発明の第２の実施形態である検知機構の幾つかの変形例について説明する。
【００８３】
〔第３変形例〕
図１１は、第３変形例の検知機構の構成を示す側面図である。図１１に示すように、第３変形例の検知機構は、第１変形例の検知機構におけるバネ部材１０７を省略し、線状部材１０５の端部を第２固定部材１０３の−Ｘ側側面に直接固定した構成を有する。このような構成によれば、線状部材１０５は、固定子ユニット７３と可動子ユニット７４との間であって、固定子ユニット７３を構成する永久磁石ユニット７３ｂの最上方位置Ｚｍａｘと最下方位置Ｚｍｉｎとの間の異なる３つのＺ軸方向位置に張設されているので、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４とがＸ軸方向に沿って平行に接触していない状態であっても、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との接触を確実に検知することができる。
【００８４】
〔第４変形例〕
図１２は、第４変形例の検知機構の構成を示す上面図である。図１３は、第４変形例の検知機構の構成を示す平面図である。図１２及び図１３に示すように、第４変形例の検知機構は、ベースフレーム７のＹ軸方向両側面に、一対のローラ支持部材１０２ａ，一対のローラ支持部材１０２ｂ，及びセンサ支持部材１０４を備える。
【００８５】
一対のローラ支持部材１０２ａは、ベースフレーム７のＹ軸方向側面から突出する直方体状の部材によって構成され、ベースフレーム７のＸ軸方向端部付近に設けられている。−Ｘ側のローラ支持部材１０２ａ（図１２における左側）のＺ軸方向位置は、＋Ｘ側のローラ支持部材１０２ａ（図１２における右側）のＺ軸方向位置より上方に設定されている。一対のローラ支持部材１０２ａは、Ｚ軸方向に回転軸を有するローラ１０６ａを支持する。ローラ１０６ａには、ベースフレーム７の一方のＹ軸方向側面から延伸された線状部材１０５を他方のＹ軸方向側面側に延伸するように線状部材１０５が巻き掛けられている。
【００８６】
一対のローラ支持部材１０２ｂは、ベースフレーム７のＹ軸方向側面から突出する直方体状の部材によって構成され、ベースフレーム７のＸ軸方向端部付近に設けられている。−Ｘ側のローラ支持部材１０２ｂ（図１２における左側）のＺ軸方向位置は、＋Ｘ側のローラ支持部材１０２ｂ（図１２における右側）のＺ軸方向位置より下方に設定されている。一対のローラ支持部材１０２ａは、Ｙ軸方向に回転軸を有するローラ１０６ｂを支持する。−Ｘ側のローラ支持部材１０２ｂによって支持されるローラ１０６ｂの−Ｘ側外周面には線状部材１０５が巻き掛けられ、＋Ｘ側のローラ支持部材１０２ｂによって支持されるローラ１０６ｂの＋Ｘ側外周面には線状部材１０５が巻き掛けられている。
【００８７】
一対のローラ支持部材１０２ａ（一対のローラ１０６ａ），一対のローラ支持部材１０２ｂ（一対のローラ１０６ｂ），及びセンサ支持部材１０４のＺ軸方向位置は、線状部材１０５の延伸方向がＸ軸方向に対し平行になり、且つ、線状部材１０５のＺ軸方向位置が固定子ユニット７３を構成する永久磁石ユニット７３ｂの最上方位置Ｚｍａｘと最下方位置Ｚｍｉｎとの間に位置するように調整されている。
【００８８】
センサ支持部材１０４は、ベースフレーム７のＹ軸方向側面から突出する直方体状の部材によって構成されている。センサ支持部材１０４のＸ軸方向位置は、Ｘ軸方向に配列された複数の固定子ユニット７３の＋Ｘ側端部と＋Ｘ側のローラ１０６ａとの間に設定されている。センサ支持部材１０４の上面には、検知センサ１０８が固定されている。検知センサ１０８は、第１の実施形態における検知センサ１０８と同じ構成を有する。
【００８９】
このように本検知機構は、一本の線状部材１０５によってベースフレーム７のＹ軸方向両側面における固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との接触を検知するように構成されている。このような構成によれば、ベースフレーム７の一方及び他方のＹ軸方向側面それぞれに線状部材１０５を張設する必要が無くなるので、検知機構の低コスト化を実現することができる。
【００９０】
〔第３の実施形態〕
次に、図１４及び図１５を参照して、本発明の第３の実施形態である検知機構の構成について説明する。図１４は、本発明の第３の実施形態である検知機構の構成を示す側面図である。図１５は、図１４に示すＸスライダの構成を示す断面図である。
【００９１】
本発明の第３の実施形態である検知機構は、Ｘスライダ９の固定子ユニット７３との両対向面に設けられた、第１固定部材１１１，ローラ支持部材１１２，第２固定部材１１３を備える。第１固定部材１１１は、Ｘスライダ９の＋Ｘ側側面から突出する直方体状の部材によって構成されている。第１固定部材１１１の−Ｘ側側面部には、線状部材１０５の一方の端部が固定されている。線状部材１０５は、第１の実施形態における線状部材１０５と同じ構成を有する。
【００９２】
ローラ支持部材１１２は、ベースフレーム７のＹ軸方向側面から突出する直方体状の部材によって構成されている。ローラ支持部材１１２は、固定子ユニット７３と対向するＹ軸方向側面においてＹ軸方向に回転軸を有する一対のローラ１０６を支持する。一対のローラ１０６は、異なるＺ軸方向位置に設けられ、その−Ｘ側外周面には第１固定部材１１１側から延伸された線状部材１０５が巻き掛けられている。
【００９３】
第２固定部材１１３は、Ｘスライダ９の＋Ｘ側側面から突出するセンサ支持部材１１３ａと、センサ支持部材１１３ａ上に立設された立設部材１１３ｂとを有する。センサ支持部材１１３ａの上面には検知センサ１０８が固定されている。検知センサ１０８は、第１の実施形態における検知センサ１０８と同じ構成を有する。立設部材１１３ｂの−Ｘ側側面部には、線状部材１０５の一方の端部が固定されている。
【００９４】
第１固定部材１１１，ローラ支持部材１１２（一対のローラ１０６），第２固定部材１１３（立設部材１１３ｂ）のＺ軸方向位置は、線状部材１０５の延伸方向がＸ軸方向に対し平行になり、且つ、線状部材１０５のＺ軸方向位置が固定子ユニット７３を構成する永久磁石ユニット７３ｂの最上方位置Ｚｍａｘと最下方位置Ｚｍｉｎとの間に位置するように調整されている。
【００９５】
以上の説明から明らかなように、本発明の第３の実施形態である検知機構は、第１及び第２の実施形態である検知機構の構成とは異なり、線状部材の動きを検知する機構がＸスライダ９側に設けられた構成を有している。なお、本検知機構の動作は第２の実施形態である検知機構の動作と同じであるので、その説明は省略する。
【００９６】
〔デバイス製造工程〕
最後に、図１６を参照して、本発明の一実施形態である露光装置１を用いてデバイスを製造する場合のデバイス製造工程の流れについて説明する。
【００９７】
図１６は、デバイス製造工程の一例を示すフローチャートである。図１６に示すように、デバイスは、デバイスの機能、性能、パターンを設計するステップＳ１１、設計結果に基づいてマスクを製作するステップＳ１２、デバイスの基材である基板を製造してレジストを塗布するステップＳ１３、露光装置１によってマスクのパターンを基板に露光する工程、露光した基板を現像する工程、現像した基板の加熱及びエッチング工程等を含む基板処理ステップＳ１４、ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程等の加工プロセスを含むデバイス組立ステップＳ１５，及び検査ステップＳ１６等を経て製造される。つまり、このデバイス製造工程は、露光装置１を用いて基板上に感光層のパターンを形成することと、そのパターンが形成された基板を処理することとを含む。そして、この露光装置１によれば、基板上にレチクルのパターンを忠実に転写することができるので、このデバイス製造工程によれば、デバイスを高精度に製造することができる。
【００９８】
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、上記実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。例えば、本実施形態では、固定子ユニット７３を永久磁石、可動子ユニット９４を電磁石として構成したが、固定子ユニット７３を電磁石、可動子ユニット９４を永久磁石として構成してもよい。また、本実施形態では、発光素子１０８ｃが照射した光が受光素子１０８ｄに到達するか否かに基づいて線状部材１０５の動きを検知したが、発光素子１０８ｃが照射した光が付属部材１０９によって反射されるか否かに基づいて付属部材１０９の動きを検知するようにしてもよい。すなわち、上記実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例、実施形態の組み合わせ、及び運用技術等は、全て本発明の範疇に含まれる。
【符号の説明】
【００９９】
１ 露光装置
７ ベースフレーム
８ 基板ステージ
９ Ｘスライダ
７３ 固定子ユニット
８１ Ｘ粗動ステージ
８２ Ｙ粗動ステージ
９４ 可動子ユニット
１０１ 第１固定部材
１０２ 一対のローラ支持部材
１０３ 第２固定部材
１０４ センサ支持部材
１０５ 線状部材
１０６ ローラ
１０７ バネ部材
１０８ 検知センサ
１０８ｃ 発光素子
１０８ｄ 受光素子
１０９ 付属部材
ＭＳＴ マスクステージ
Ｓ 主制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に沿って設けられた固定体部と、
前記第１の方向に沿って前記固体体部に対して相対移動可能に前記固定体部に対向して配置された移動体部と、
前記第１の方向に沿って前記固定体部に配列された複数の第１ユニット、および該複数の第１ユニットに対向するように前記移動体部に設けられた第２ユニットを有し、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間に相互に作用させる電磁力によって前記移動体部を前記固定体部に対して前記第１の方向に沿って相対移動させるリニアモータと、
前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間に張設された線状部材と、
前記線状部材の動きを検出し、該線状部材の動きの検出結果に基づいて前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間の距離の変化を検知する検知部と、
を備えることを特徴とする移動体装置。
【請求項２】
前記第１ユニットは、前記第２ユニットに対向するように前記第１の方向に沿って配列された複数の第１の部材を有し、
前記第２ユニットは、前記複数の第１の部材に対向するように前記第１の方向に沿って配列された複数の第２の部材を有し、
前記第１の部材および前記第２の部材は、相互に前記電磁力を作用させることを特徴とする請求項１に記載の移動体装置。
【請求項３】
前記線状部材に一体的に付設された付属部材を備え、前記検知部は、前記付属部材の動きを検出し、該付属部材の動きの検出結果に基づいて前記線状部材の動きを検出することを特徴とする請求項１または２に記載の移動体装置。
【請求項４】
前記付属部材は、遮光性を有する部材によって構成され、前記検知部は、前記付属部材を挟んで対向配置された、光を発光する発光部及び該発光部が発光した光を受光する受光部を備え、前記発光部が発光した光を前記受光部が受光したか否かに基づいて前記付属部材の動きを検出することを特徴とする請求項３に記載の移動体装置。
【請求項５】
前記検知部は、前記第１の方向に沿って伸縮可能に前記線状部材の端部に接続された弾性部材を備えることを特徴とする請求項１〜４のうち、いずれか１項に記載の移動体装置。
【請求項６】
前記線状部材が、前記第１ユニット及び前記第２ユニットの対向面に対して平行な面内方向であって前記第１の方向に直交する方向の複数位置に張設されていることを特徴とする請求項１〜５のうち、いずれか１項に記載の移動体装置。
【請求項７】
前記線状部材は、前記固定体部の一方の側面に配列された前記第１ユニットと該第１ユニットに対向する前記第２ユニットとの間と、前記固定体部の他方の側面に配列された前記第１ユニットと該第１ユニットに対向する前記第２ユニットとの間とに連続的に張設されていることを特徴とする請求項１〜６のうち、いずれか１項に記載の移動体装置。
【請求項８】
前記線状部材は、非磁性材料によって形成されていることを特徴とする請求項１〜７のうち、いずれか１項に記載の移動体装置。
【請求項９】
マスクを支持するマスクステージと、基板を支持する基板ステージとを有し、前記マスクに形成されたパターンを投影光学系を介して前記基板に転写する露光装置であって、前記マスクステージと前記基板ステージとの少なくとも一方は請求項１〜８のうち、いずれか１項に記載の移動体装置を用いて構成されることを特徴とする露光装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の露光装置を用いて基板上に感光層のパターンを形成するステップと、前記パターンが形成された基板を処理するステップと、を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項１】
第１の方向に沿って設けられた固定体部と、
前記第１の方向に沿って前記固体体部に対して相対移動可能に前記固定体部に対向して配置された移動体部と、
前記第１の方向に沿って前記固定体部に配列された複数の第１ユニット、および該複数の第１ユニットに対向するように前記移動体部に設けられた第２ユニットを有し、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間に相互に作用させる電磁力によって前記移動体部を前記固定体部に対して前記第１の方向に沿って相対移動させるリニアモータと、
前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間に張設された線状部材と、
前記線状部材の動きを検出し、該線状部材の動きの検出結果に基づいて前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間の距離の変化を検知する検知部と、
を備えることを特徴とする移動体装置。
【請求項２】
前記第１ユニットは、前記第２ユニットに対向するように前記第１の方向に沿って配列された複数の第１の部材を有し、
前記第２ユニットは、前記複数の第１の部材に対向するように前記第１の方向に沿って配列された複数の第２の部材を有し、
前記第１の部材および前記第２の部材は、相互に前記電磁力を作用させることを特徴とする請求項１に記載の移動体装置。
【請求項３】
前記線状部材に一体的に付設された付属部材を備え、前記検知部は、前記付属部材の動きを検出し、該付属部材の動きの検出結果に基づいて前記線状部材の動きを検出することを特徴とする請求項１または２に記載の移動体装置。
【請求項４】
前記付属部材は、遮光性を有する部材によって構成され、前記検知部は、前記付属部材を挟んで対向配置された、光を発光する発光部及び該発光部が発光した光を受光する受光部を備え、前記発光部が発光した光を前記受光部が受光したか否かに基づいて前記付属部材の動きを検出することを特徴とする請求項３に記載の移動体装置。
【請求項５】
前記検知部は、前記第１の方向に沿って伸縮可能に前記線状部材の端部に接続された弾性部材を備えることを特徴とする請求項１〜４のうち、いずれか１項に記載の移動体装置。
【請求項６】
前記線状部材が、前記第１ユニット及び前記第２ユニットの対向面に対して平行な面内方向であって前記第１の方向に直交する方向の複数位置に張設されていることを特徴とする請求項１〜５のうち、いずれか１項に記載の移動体装置。
【請求項７】
前記線状部材は、前記固定体部の一方の側面に配列された前記第１ユニットと該第１ユニットに対向する前記第２ユニットとの間と、前記固定体部の他方の側面に配列された前記第１ユニットと該第１ユニットに対向する前記第２ユニットとの間とに連続的に張設されていることを特徴とする請求項１〜６のうち、いずれか１項に記載の移動体装置。
【請求項８】
前記線状部材は、非磁性材料によって形成されていることを特徴とする請求項１〜７のうち、いずれか１項に記載の移動体装置。
【請求項９】
マスクを支持するマスクステージと、基板を支持する基板ステージとを有し、前記マスクに形成されたパターンを投影光学系を介して前記基板に転写する露光装置であって、前記マスクステージと前記基板ステージとの少なくとも一方は請求項１〜８のうち、いずれか１項に記載の移動体装置を用いて構成されることを特徴とする露光装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の露光装置を用いて基板上に感光層のパターンを形成するステップと、前記パターンが形成された基板を処理するステップと、を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−５５０６３（Ｐ２０１２−５５０６３Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９４７９８（Ｐ２０１０−１９４７９８）
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【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３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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