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
【課題】大型の露光装置用マスクステージ装置を軽量化、小型化すること。
【解決手段】 マスクステージＭＳＴでは、マスクＭを保持するステージ本体６０がＹ軸（クロススキャン）方向に移動する際には、一対のＸビーム７０及び一対のＸテーブル９０と一体的にＹ軸方向に移動する。これに対し、ステージ本体６０がＸ軸（スキャン）方向に移動する際は、一対のＸテーブル９０がステージ本体６０と共に静止したＸビーム７０上をＸ軸方向に移動する。従って、マスクＭをスキャン方向に移動させるためのリニアモータの推力が小さくて良く、駆動反力の影響も低減できる。また、マスクステージＭＳＴがＹ軸方向に移動するとき、一対のステージガイド５０も同時にＹ軸方向に移動するので、ステージガイド５０のＹ軸方向幅を小さくすることができ、装置が軽量化できる。
【解決手段】 マスクステージＭＳＴでは、マスクＭを保持するステージ本体６０がＹ軸（クロススキャン）方向に移動する際には、一対のＸビーム７０及び一対のＸテーブル９０と一体的にＹ軸方向に移動する。これに対し、ステージ本体６０がＸ軸（スキャン）方向に移動する際は、一対のＸテーブル９０がステージ本体６０と共に静止したＸビーム７０上をＸ軸方向に移動する。従って、マスクＭをスキャン方向に移動させるためのリニアモータの推力が小さくて良く、駆動反力の影響も低減できる。また、マスクステージＭＳＴがＹ軸方向に移動するとき、一対のステージガイド５０も同時にＹ軸方向に移動するので、ステージガイド５０のＹ軸方向幅を小さくすることができ、装置が軽量化できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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
に関し、更に詳しくは、露光処理時に露光用のエネルギビームに対して物体を走査方向に所定のストロークで移動させる走査型の露光装置、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（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この種の露光装置において、マスクは、マスクステージ装置に保持され、スキャン方向に基板と同期駆動される。
【０００４】
しかし、近年、露光装置の露光対象である基板は、より大型化される傾向にあり、それに伴いマスクも大型化される傾向にある。このため、マスクステージ装置も大型化しており、コスト増などが懸念されている。
【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】
本発明の第１の態様によれば、露光処理時に露光用のエネルギビームに対して物体を走査方向に所定のストロークで移動させる走査型の露光装置であって、前記物体を保持してエネルギビームに対して前記走査方向に所定のストロークで移動可能な移動体と；前記移動体に対して水平面内で前記走査方向に直交する方向の一側、及び他側に設けられ、該移動体の前記走査方向への移動をガイドし、かつ前記走査方向に直交する方向に前記移動体と共に前記所定のストロークよりも短いストロークで移動可能な一対のガイド装置と；を備える露光装置が提供される。
【０００７】
これによれば、物体が走査方向に直交する方向に移動する際には、ガイド装置と共に移動体が走査方向に直交する方向に移動する。これに対し、物体が走査方向に移動する際には、移動体が一対のガイド装置より走査方向に案内される。従って、移動体を走査方向に駆動するための駆動装置を小型化できる。
【０００８】
本発明の第２の態様によれば、本発明の露光装置を用いて前記露光対象物体を露光することと：露光された前記露光対象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が提供される。
【０００９】
本発明の第３の態様によれば、本発明の露光装置を用いて前記露光対象物体を露光することと：露光された前記露光対象物体を現像することと；を含むデバイス製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一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マスクステージ装置の平面図である。
【図３】図２のマスクステージ装置を＋Ｘ側から見た側面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】第１の変形例のマスクステージ装置の平面図である。
【図６】第２の変形例のマスクステージ装置の平面図である。
【図７】第３の変形例のマスクステージ装置の平面図である。
【図８】第４の変形例のマスクステージ装置の平面図である。
【図９】第５の変形例のマスクステージ装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、一実施形態について、図１〜図４に基づいて説明する。
【００１２】
図１には、一実施形態に係る液晶露光装置１０の構成が概略的に示されている。液晶露光装置１０は、液晶表示装置（フラットパネルディスプレイ）に用いられる矩形のガラス基板Ｐ（以下、単に基板Ｐと称する）を露光対象物とするステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、いわゆるスキャナである。
【００１３】
液晶露光装置１０は、図１に示されるように、照明系ＩＯＰ、マスクＭを保持するマスクステージ装置ＭＳＴ、投影光学系ＰＬ、ボディ３０、基板Ｐを保持する基板ステージＰＳＴ、及びこれらの制御系等を含んでいる。以下においては、露光時にマスクＭと基板Ｐとが投影光学系ＰＬに対してそれぞれ相対走査される方向をＸ軸方向とし、水平面内でこれに直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸及びＹ軸方向に直交する方向をＺ軸方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸回りの回転（傾斜）方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行う。
【００１４】
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。また、照明光ＩＬの波長は、波長選択フィルタにより、例えば要求される解像度に応じて適宜切り替えることが可能になっている。
【００１５】
マスクステージ装置ＭＳＴは、ステージ本体６０を含む。ステージ本体６０には、回路パターンなどがそのパターン面（図１における下面）に形成されたマスクＭが、例えば真空吸着により固定されている。ステージ本体６０は、スキャン動作時において、例えばリニアモータを含むマスクステージ駆動系により走査方向（Ｘ軸方向）に所定のストロークで駆動されるとともに、Ｙ軸方向、及びθｚ方向に適宜微少駆動される。また、マスクステージ装置ＭＳＴは、ステージ本体６０を適宜Ｙ軸方向にも短いストロークで移動させることができる。マスクステージ装置ＭＳＴの構成については、後に詳しく説明する。
【００１６】
投影光学系ＰＬは、マスクステージ装置ＭＳＴの図１における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の構成を有している。すなわち、投影光学系ＰＬは、マスクＭのパターン像の投影領域が千鳥状に配置された複数の投影光学系（マルチレンズ投影光学系）を含み、Ｙ軸方向を長手方向とする長方形状の単一のイメージフィールドを持つ投影光学系と同等に機能する。本実施形態では、複数の投影光学系それぞれとしては、例えば両側テレセントリックな拡大系で正立正像を形成するものが用いられている。
【００１７】
このため、照明系ＩＯＰからの照明光ＩＬによってマスクＭ上の照明領域が照明されると、投影光学系ＰＬの第１面（物体面）とパターン面とがほぼ一致して配置されるマスクＭを通過した照明光ＩＬにより、投影光学系ＰＬを介してその照明領域内のマスクＭの回路パターンの投影像（部分正立像）が、投影光学系ＰＬの第２面（像面）側に配置される、表面にレジスト（感応剤）が塗布された基板Ｐ上の照明領域に共役な照明光ＩＬの照射領域（露光領域）に形成される。そして、マスクステージ装置ＭＳＴと基板ステージＰＳＴとの同期駆動によって、照明領域（照明光ＩＬ）に対してマスクＭを走査方向（Ｘ軸方向）に相対移動させるとともに、露光領域（照明光ＩＬ）に対して基板Ｐを走査方向（Ｘ軸方向）に相対移動させることで、基板Ｐ上の１つのショット領域（区画領域）の走査露光が行われ、そのショット領域にマスクＭのパターン（マスクパターン）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。
【００１８】
ボディ３０は、基板ステージ架台３３、基板ステージ架台３３上に搭載された一対のサイドコラム３２、及び一対のサイドコラム３２を介して水平に支持された鏡筒定盤３１を含む。基板ステージ架台３３は、床１１上に設置された複数の防振装置３４に下方から支持されており、床１１に対して振動的に分離されている。鏡筒定盤３１は、ＸＹ平面に平行に配置された平板状の部材から成り、その中央部には、照明光ＩＬを通過させるための開口部３５が形成されている。投影光学系ＰＬは、上記開口部３５内に挿入された状態で鏡筒定盤３１に支持されている。
【００１９】
基板ステージＰＳＴは、定盤１２、一対のベースフレーム１４、Ｘ粗動ステージ２３Ｘ、Ｘ粗動ステージと共にＸＹ２軸ステージ装置を構成するＹ粗動ステージ２３Ｙ、Ｙ粗動ステージ２３Ｙの上方に配置された微動ステージ２１、及び重量キャンセル装置４０などを備えている。
【００２０】
定盤１２は、例えば石材により形成された、平面視（＋Ｚ側から見て）で矩形の板状部材から成り、その上面は、平坦度が非常に高く仕上げられている。
【００２１】
一対のベースフレーム１４は、一方が定盤１２の＋Ｙ側、他方が定盤１２の−Ｙ側に配置されている。一対のベースフレーム１４それぞれは、Ｘ軸方向に延びる部材から成り、基板ステージ架台３３を跨いだ状態で床１１上に設置されている。なお、図１では不図示であるが、一対のベースフレーム１４それぞれは、Ｘ粗動ステージ２３ＸをＸ軸方向に直進案内するためのＸリニアガイド、及びＸ粗動ステージ２３ＸをＸ軸方向に駆動するためのＸリニアモータの要素であるＸ固定子（例えば磁石ユニット）などを有している。
【００２２】
Ｘ粗動ステージ２３Ｘは、平面視でＹ軸方向を長手方向とする矩形の外形形状を有する板状（あるいは直方体状）の部材から成り、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（不図示）が形成されている。Ｘ粗動ステージ２３Ｘの下面には、ＹＺ断面逆Ｕ字状の部材から成る一対のＸキャリッジ１５が一対のベースフレーム１４に対応して固定されている。一対のＸキャリッジ１５それぞれは、不図示であるが、ベースフレーム１４の有するＸリニアガイド（不図示）に対してスライド可能に係合するスライダ、及び上述したＸ固定子と共にＸリニアモータを構成するＸ可動子（例えば、コイルユニット）などを有している。Ｘ粗動ステージ２３Ｘは、Ｘリニアモータを含むＸ粗動ステージ駆動系により、一対のベースフレーム１４上でＸ軸方向に所定の長ストロークで駆動される。また、Ｘ粗動ステージ２３Ｘの上面には、Ｙリニアガイド２５が固定されている。Ｙリニアガイド２５は、紙面奥行き方向に重なっているため不図示であるが、紙面奥行き方向（Ｘ軸方向）に所定間隔で複数本設けられている。また、不図示であるが、Ｘ粗動ステージ２３Ｘの上面には、Ｙ粗動ステージ２３ＹをＹ軸方向に駆動するためのＹリニアモータの要素であるＹ固定子（例えば磁石ユニット）が固定されている。
【００２３】
Ｙ粗動ステージ２３Ｙは、Ｘ粗動ステージ２３ＸよりもＹ軸方向の寸法が短い平面視で矩形の板状（あるいは直方体状）の部材から成り、中央部に開口部（不図示）が形成されている。Ｙ粗動ステージ２３Ｙの下面には、Ｙリニアガイド２５に対してスライド可能に係合する複数のスライダ２６がＹ軸方向に所定間隔で固定されており、Ｙリニアガイド２５によりＹ軸方向に直進案内される。また、Ｙ粗動ステージ２３Ｙの下面には、上述したＹ固定子と共にＹリニアモータを構成するＹ可動子（例えば、コイルユニット）が固定されている。Ｙ粗動ステージ２３Ｙは、Ｙリニアモータを含むＹ粗動ステージ駆動系により、Ｘ粗動ステージ２３Ｘ上でＹ軸方向に所定の長ストロークで駆動される。また、Ｙ粗動ステージ２３Ｘは、Ｙリニアガイド２５とスライダ２６との係合によりＸ粗動ステージ２３Ｘに対するＸ軸方向への相対移動が制限されており、Ｘ粗動ステージ２３Ｘと一体的にＸ軸方向に移動する。なお、Ｘ粗動ステージ２３ＸをＸ軸方向，Ｙ粗動ステージ２３ＹをＹ軸方向にそれぞれ駆動する駆動方式は、例えば送りねじによる駆動方式、あるいはベルト駆動方式などの他の方式であっても良い。
【００２４】
微動ステージ２１は、平面視ほぼ正方形の箱形の部材から成り、その上面に基板ホルダ２８を介して基板Ｐを、例えば真空吸着（又は静電吸着）により吸着保持する。また、微動ステージ２１は、不図示であるが、Ｙ粗動ステージ２３Ｙに固定された固定子と、微動ステージ２１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（あるいはリニアモータ）を含む微動ステージ駆動系により、Ｙ粗動ステージ２３Ｙ上で６自由度方向（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θｘ、θｙ、θｚ方向）に微少駆動される。また、微動ステージ２１は、上記複数のボイスコイルモータを用いてＹ粗動ステージ２３Ｙに同期駆動（Ｙ粗動ステージ２３Ｙと同方向に同速度で駆動）されることにより、Ｙ粗動ステージ２３Ｙと共にＸ軸方向、及び／又はＹ軸方向に所定の長ストロークで移動する。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。
【００２５】
微動ステージ２１（すなわち基板Ｐ）のＸＹ平面内の位置情報は、微動ステージ２１にミラーベース２４を介して固定されたバーミラー２２を用いたレーザ干渉計システム（以下、基板干渉計システムと呼ぶ）２９によって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。なお、実際には、バーミラー２２は、Ｘ軸に直交する反射面を有するＸバーミラーと、Ｙ軸に直交する反射面を有するＹバーミラーとを含み、レーザ干渉計は、Ｘバーミラーに対応するＸレーザ干渉計と、Ｙバーミラーに対応するＹレーザ干渉計とを有するが、図１では、代表的にＹバーミラー、及びＹレーザ干渉計のみが図示されている。Ｘレーザ干渉計、及びＹレーザ干渉計は、ボディ３０に固定されている。上記レーザ干渉計システム２９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。
【００２６】
重量キャンセル装置４０は、Ｚ軸方向に延びる柱状の部材から成り、心柱とも称される。重量キャンセル装置４０は、定盤１２上に配置され、レベリング装置４２と称される装置を介して、微動ステージ２１を水平面に対してチルト可能（ＸＹ平面に平行な軸線周りに微少角度回転可能）な状態で下方から支持している。重量キャンセル装置４０は、その上半部がＹ粗動ステージ２３Ｙの開口部内に挿入され、その下半部がＸ粗動ステージ２３Ｘの開口部内に挿入されている。重量キャンセル装置４０は、不図示の空気ばねを有しており、空気ばねが発生する鉛直方向上向きの力により、微動ステージ２１、レベリング装置４２，基板ホルダ２８などの重量（鉛直方向下向きの力）をキャンセルし、これにより微動ステージ駆動系が有するボイスコイルモータの負荷を軽減する。
【００２７】
また、重量キャンセル装置４０は、そのＺ軸方向に関する重心位置を含む水平面に平行な平面内で不図示の複数の連結装置を介してＹ粗動ステージ２３Ｙに接続されている。連結装置は、重量キャンセル装置４０の＋Ｘ側、−Ｘ側、＋Ｙ側、及び−Ｙ側それぞれに配置されており、重量キャンセル装置４０は、Ｙ粗動ステージ２３Ｙと一体的にＹ軸方向、及び／又はＸ軸方向に定盤１２上で移動する。なお、レベリング装置４２、及び複数の連結装置を含み、重量キャンセル装置４０の詳細な構成、及び動作については、例えば米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書などに開示されている。
【００２８】
ここで、本実施形態の液晶露光装置１０は、複数の拡大投影光学系それぞれを介して基板Ｐ上に形成される複数の投影像の合成により、一つのパターン（パターンの一部）が基板Ｐ上に生成されるため、マスクＭのパターン面は、Ｙ軸方向に所定間隔で離間した複数箇所が同時に照明系ＩＯＰに照明される。すなわち、マスクＭ上には、Ｙ軸方向に所定間隔で離間した複数の照明領域が形成される。また、マスクＭのパターン面には、スキャン方向（Ｘ軸方向）に延びる複数の帯状（短冊状）の領域が、Ｙ軸方向に所定間隔で設けられている。複数の帯状の領域は、照明系ＩＯＰにより、一つおきに照明されるようにＹ軸方向に関する間隔が設定されている。これらの複数の帯状の領域には、基板Ｐ上に特定のパターン（以下、パターンＡと称する）を形成するためのマスクパターンの一部、及び、上記パターンＡとは異なる別のパターン（以下、パターンＢと称する）を基板上に形成するためのマスクパターンの一部が、Ｙ軸方向に関して交互に形成されている（各マスクパターンは不図示）。
【００２９】
このため、本実施形態の液晶露光装置１０では、基板Ｐ上にパターンＡを形成するためのマスクパターンの一部を有する複数の帯状の領域が照明系ＩＯＰに照明されるようにＹ軸方向に関してマスクＭを位置決めした状態で走査露光を行うことにより、基板Ｐ上にパターンＡを形成することができ、基板Ｐ上にパターンＢを形成するためのマスクパターンの一部を有する帯状の領域が照明系ＩＯＰに照明されるようにＹ軸方向に関してマスクＭを位置決めした状態で走査露光を行うことにより、基板Ｐ上にパターンＢが形成することができる。
【００３０】
そして、本実施形態のマスクステージ装置ＭＳＴでは、上記Ｙ軸方向に関するマスクＭの位置決めを可能にするために、マスクＭを保持するステージ本体６０を、Ｙ軸方向（クロススキャン方向）にも短いストロークで移動させることができるようになっている。以下、マスクステージ装置ＭＳＴの構成について説明する。
【００３１】
図２に示されるように、マスクステージ装置ＭＳＴは、一対のステージガイド５０，マスクＭを保持するステージ本体６０，一対のＸビーム７０、４つのベースフレーム８０，一対のＸビーム７０に対応して設けられた一対のＸテーブル９０などを有している（一対のステージガイド５０，一対のＸビーム７０、４つのベースフレーム８０，及び一対のＸテーブル９０は、図１では不図示）。
【００３２】
一対のステージガイド５０は、上述した鏡筒定盤３１上に搭載されている。一対のステージガイド５０それぞれは、ＹＺ断面が矩形のＸ軸方向に延びる部材から成り、Ｙ軸方向に所定間隔で互いに平行に配置されている。一対のステージガイド５０の長手方向（Ｘ軸方向）の寸法は、マスクＭのスキャン動作時の移動ストロークよりも幾分長く設定されている。一対のステージガイド５０それぞれの上面は、平坦度が非常に高く仕上げられている。なお、ステージガイド５０の材質、及び製造方法は、特に限定されないが、例えば、鉄などの金属材料、石材（例えば、斑レイ岩）、セラミックス、あるいはＣＦＲＰ（Carbon Fiver Reinforced Plastics）材などにより形成することができる。また、ステージガイド５０は、中空の部材であっても中実の部材であっても良く、中空の部材とする場合には、その内部にリブなどの補剛部材を設けると良い。
【００３３】
ここで、鏡筒定盤３１の上面における＋Ｙ側の端部近傍、及び−Ｙ側の端部近傍には、それぞれ複数（本実施形態では、例えば５本（図２では中央の１本は不図示。図４参照）のＹリニアガイド５２がＸ軸方向に所定間隔で固定されている。また、一対のステージガイド５０の下面には、図４に示されるように、複数のＹリニアガイド５２に対応して複数のＹスライダ５４が取り付けられている。Ｙスライダ５４は、転動体（例えば複数のボールなど）を含み、Ｙリニアガイド５２に対してＹ軸方向にスライド自在に係合している。Ｙスライダ５４は、図３に示されるように１本のＹリニアガイド５２に付き、Ｙ軸方向に離間して、例えば２つ設けられている。なお、ステージガイド５０の上面の平面度（水平面に対する平行度）を調整する際には、ステージガイド５０の下面とＹスライダ５４との間にシムなどの調整部材を挿入すると良い。
【００３４】
図２に戻り、一対のステージガイド５０は、＋Ｘ側、及び−Ｘ側の端部それぞれにおいて、連結部材５６により機械的に連結されている。連結部材５６は、Ｙ軸方向に延び、かつＹ軸方向の剛性が高い部材から成る。一対のステージガイド５０のＹ軸方向に関する間隔（距離）は、一対の連結部材５６によりほぼ一定に維持される。
【００３５】
ステージ本体６０は、平面視でＹ軸方向を長手方向とする矩形の板状部材から成り、その中央部には、Ｙ軸方向を長手方向とする矩形の長穴状の開口部６０ａが形成されている。マスクＭは、開口部６０ａ内に挿入される。開口部６０ａを規定する壁面のうち、＋Ｘ側、及び−Ｘ側の壁面それぞれには、マスクＭを下方から吸着保持するための吸着パッドを含む保持部材６１が、Ｙ軸方向に所定間隔で複数（本実施形態では、例えば５つ）取り付けられている。
【００３６】
また、ステージ本体６０の下面の四隅近傍には、それぞれ気体静圧軸受の一種であるエアベアリング６２が取り付けられている。ステージ本体６０の下面に取り付けられた、例えば４つのエアベアリング６２のうち、＋Ｙ側の２つのエアベアリング６２の軸受面は、＋Ｙ側のステージガイド５０の上面に対向し、−Ｙ側の２つのエアベアリング６２の軸受面は、−Ｙ側のステージガイド５０の上面に対向している。ステージ本体６０は、例えば４つのエアベアリング６２から加圧気体を噴出することにより、微少なクリアランスを介して一対のステージガイド５０上に非接触浮上して（一対のステージガイド５０に下方から非接触支持されて）いる（図３及び図４参照）。
【００３７】
さらに、ステージ本体６０の−Ｘ側の側面には、Ｘ軸に直交する反射面を有する一対のＸ移動鏡６３Ｘが、Ｙ軸方向に所定間隔で取り付けられている。また、ステージ本体６０の−Ｙ側の側面には、Ｙ軸に直交する反射面を有するＹ移動鏡６３Ｙ（バーミラー）が取り付けられている。ステージ本体６０（すなわちマスクＭ）のＸＹ平面内の位置情報は、一対のＸ移動鏡６３Ｘそれぞれに対応する一対のＸレーザ干渉計６４Ｘと、Ｙ移動鏡６３Ｙに対応するＹレーザ干渉計（不図示）とを含むレーザ干渉計システム（以下、マスク干渉計システムと呼ぶ）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。ステージ本体６０のθｚ方向の位置情報は、一対のＸレーザ干渉計６４Ｘの出力に基づいて求められる。一対のＸ移動鏡６３Ｘ、及びＹ移動鏡６３Ｙの反射面のＺ位置は、マスクＭのパターン面のＺ位置とほぼ一致しており、マスク干渉計システムは、アッベ誤差なくマスクＭの位置情報を求めることができる。
【００３８】
ステージ本体６０の上面であって、−Ｙ側の端部近傍の中央部には、図３に示されるように、ＹＺ断面Ｕ字状の部材から成るＸ可動子６５ｘａが固定されている。また、ステージ本体６０の＋Ｙ側の側面中央部には、ＹＺ断面Ｕ字状の部材から成るＹ可動子６５ｙが固定されている。また、図２では、Ｙ可動子６５ｙの下方に隠れているが、Ｙ可動子６５ｙの下方には、図３に示されるように、ＹＺ断面Ｕ字状の部材から成るＸ可動子６５ｘｂが固定されている。Ｘ可動子６５ｘａ、Ｙ可動子６５ｙ、及びＸ可動子６５ｘｂそれぞれは、一対の対向面に永久磁石を含む磁石ユニットが取り付けられている。
【００３９】
図２に戻り、一対のＸビーム７０のうち、一方はステージ本体６０の＋Ｙ側に配置され、他方はステージ本体６０の−Ｙ側に配置されている。また、図３から分かるように、＋Ｙ側のＸビーム７０は、−Ｙ側のＸビーム７０よりも−Ｚ側に配置されている。一対のＸビーム７０それぞれの構成は、特に説明する場合を除き同じであるので、以下＋Ｙ側のＸビーム７０について説明する。
【００４０】
Ｘビーム７０は、図２に示されるようにＸ軸方向に延びるＹＺ断面矩形の中空部材（図３参照）から成る。Ｘビーム７０の長手方向寸法は、上述したステージガイド５０の長手方向寸法よりも長く設定されている。Ｘビーム７０の上面中央部には、Ｘ軸方向に所定間隔で配列された永久磁石を含む磁石ユニット７１が固定されている。また、Ｘビーム７０の上面であって、磁石ユニット７１の＋Ｙ側、及び−Ｙ側それぞれには、Ｘ軸方向に延びるＸリニアガイド７２が固定されている。また、Ｘビーム７０の上面であって、＋Ｘ側、及び−Ｘ側の端部近傍には、ショックアブソーバを含むストッパ７３が固定されている。ストッパ７３は、後述するＸテーブル９０の移動可能範囲を機械的に規定している。なお、−Ｙ側のＸビーム７０の＋Ｙ側及び−Ｙ側の側面には、ステージ本体６０のＹ位置情報を求めるための上記Ｙレーザ干渉計から照射される測長ビーム（及びその反射光）を通過させるための開口部が形成されている（図３参照）。
【００４１】
Ｘビーム７０の下面であって、＋Ｘ側、及び−Ｘ側の端部近傍には、図４に示されるように、それぞれＸＺ断面逆Ｕ字状の部材から成るＹキャリッジ７４が固定されている（ただし、図３に示されるように、−Ｙ側のＸビーム７０の下面には、ＸＹ平面に平行な板状部材から成るスペーサ７５を介してＹキャリッジ７４が固定されている）。Ｙキャリッジ７４の一対の対向面間には、ベースフレーム８０が挿入されている。
【００４２】
ベースフレーム８０は、図２に示されるように、鏡筒定盤３１（すなわちボディ３０）から離間した状態で床１１（図２では不図示。図１参照）上に設置されており、ボディ３０に対して振動的に分離されている。ベースフレーム８０は、一対のＸビーム７０に対応して、計４つ設けられている。４つのベースフレーム８０は、＋Ｙ側の２つが−Ｙ側の２つに比べてＺ軸方向の寸法が短い点を除き、同じ構成を有している。ベースフレーム８０は、ＹＺ平面に平行な板状の部材から成り、図３及び図４から分かるように、＋Ｘ側、及び−Ｘ側の側面それぞれにＹ軸方向に所定間隔で配列された永久磁石を含む磁石ユニット８１が固定されている。また、ベースフレーム８０の上端面、＋Ｘ側の側面、及び−Ｘ側の側面それぞれには、Ｘ軸方向に延びるＸリニアガイド８２が固定されている。
【００４３】
これに対し、図４に示されるように、Ｙキャリッジ７４の一対の対向面それぞれには、磁石ユニット８１に所定のクリアランスを介して対向するコイルユニット７６が固定されている。コイルユニット７６は、磁石ユニット８１と共にＸビーム７０をＹ軸方向に所定のストロークで駆動するためのＹリニアモータを構成している。本実施形態では、上述したように１つのＸビーム７０につきＹキャリッジ７４が、例えば計２つ設けられていることから、１つのＸビーム７０は、例えば計４つのＹリニアモータによりＹ軸方向に駆動される。
【００４４】
Ｙキャリッジ７４の一対の対向面、及び天井面それぞれには、転動体（例えば複数のボールなど）を含み、Ｙリニアガイド８２にスライド可能に係合するスライダ７７が固定されている。なお、図４では紙面奥行き方向に重なって隠れているが、Ｙキャリッジ７４の一対の対向面、及び天井面それぞれにおいて、スライダ７７は、紙面奥行き方向（Ｙ軸方向）に所定間隔で、例えば２つずつ取り付けられている。また、不図示ではあるが、上記ベースフレーム８０には、Ｙ軸方向を周期方向とするＹスケールが固定され、Ｙキャリッジ７４には、Ｙスケールと共にＹキャリッジ７４（すなわちＸビーム７０）のＹ軸方向に関する位置情報を求めるためのＹリニアエンコーダシステムを構成するエンコーダヘッドが固定されている。一対のＸビーム７０のＹ軸方向に関する位置は、上記エンコーダヘッドの出力に基づいて不図示の主制御装置により制御される。
【００４５】
ここで、図３から分かるように、−Ｙ側のＸビーム７０は、その下面に固定されたスペーサ７５を介してフレクシャ装置７８により連結部材５６の−Ｙ側の端部に機械的に連結されている。また、＋Ｙ側のＸビーム７０は、＋Ｘ側から見てＬ字状の部材から成るブラケット７９を介してフレクシャ装置７８により連結部材５６の＋Ｙ側の端部に機械的に連結されている。
【００４６】
フレクシャ装置７８は、ＸＹ平面に平行に配置された厚さの薄い鋼板（例えば、板ばね）を含み、ボールジョイントなどの滑節装置を介して連結部材５６とスペーサ７５との間、及び連結部材５６とブラケット７９との間にそれぞれ架設されている。フレクシャ装置７８は、鋼板のＹ軸方向の剛性により、Ｙ軸方向に関して一対のＸビーム７０と連結部材５６（すなわち一対のステージガイド５０）とを高剛性で連結する。従って、一対のステージガイド５０は、フレクシャ装置７８に牽引されることにより、一対のＸビーム７０と一体的にＹ軸方向に移動する。これに対し、フレクシャ装置７８は、鋼板の柔軟性（あるいは可撓性）、及び滑節装置の作用により、Ｙ軸方向を除く５自由度方向に関して一対の連結部材５６を一対のＸビーム７０に拘束しないので、Ｘビーム７０を介して振動が連結部材５６に伝達しにくくなっている。また、フレクシャ装置７８は、一対のステージガイド５０と連結部材５６とを含む系の重心位置を含むＸＹ平面に平行な平面内で一対のＸビーム７０と連結部材５６とを連結している。従って、一対のステージガイド５０を牽引する際、一対のステージガイド５０にθｘ方向のモーメントが作用しない。
【００４７】
図２に戻り、一対のＸテーブル９０のうち、一方は＋Ｙ側のＸビーム７０上に搭載され、他方は、−Ｙ側のＸビーム７０上に搭載されている。一対のＸテーブル９０それぞれの構成は、特に説明する場合を除き同じである。
【００４８】
Ｘテーブル９０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、ＸＹ平面に平行に配置されている。Ｘテーブル９０の下面中央部には、図３に示されるように、磁石ユニット７１に所定のクリアランスを介して対向するコイルユニット９１が固定されている。コイルユニット９１は、上述した磁石ユニット７１と共にＸテーブル９０をＸ軸方向に所定のストロークで駆動するためのＸリニアモータを構成している。また、Ｘテーブル９０の下面における四隅部近傍には、転動体（例えば複数のボールなど）を含み、Ｘリニアガイド７２にスライド自在に係合するスライダ９２が固定されている。スライダ９２は、１本のＸリニアガイド７２につき、例えば２つ設けられている。Ｘテーブル９０は、複数のＸリニアガイド７２によりＸビーム７０に対するＹ軸方向への相対移動が制限されており、Ｘビーム７０と一体的にＹ軸方向に移動する。なお、不図示ではあるが、上記Ｘビーム７０には、Ｘ軸方向を周期方向とするＸスケールが固定され、Ｘテーブル９０には、Ｘスケールと共にＸテーブル９０のＸ軸方向に関する位置情報を求めるためのＸリニアエンコーダシステムを構成するエンコーダヘッドが固定されている。一対のＸテーブル９０のＸ軸方向に関する位置は、上記エンコーダヘッドの出力に基づいて不図示の主制御装置により同期制御される。
【００４９】
−Ｙ側のＸテーブル９０の上面には、直方体状のブラケット９３を介してＸ固定子９４ｘａが固定されている。Ｘ固定子９４ｘａは、Ｘ可動子６５ｘａの一対の対向面間に挿入される不図示のコイルユニットを有している。Ｘ固定子９４ｘａとＸ可動子６５ｘａとは、電磁力（ローレンツ力）によりＸテーブル９０に対してステージ本体６０をＸ軸方向に微少駆動するＸボイスコイルモータ９９ｘａを構成している。
【００５０】
また、＋Ｙ側のＸテーブル９０の上面には、直方体状のブラケット９５を介してＸ固定子９４ｘｂが固定されている。Ｘ固定子９４ｘｂは、Ｘ可動子６５ｘｂの一対の対向面間に挿入される不図示のコイルユニットを有している。Ｘ固定子９４ｘｂとＸ可動子６５ｘｂとは、Ｘテーブル９０に対して電磁力（ローレンツ力）によりステージ本体６０をＸ軸方向に微少駆動するＸボイスコイルモータ９９ｘｂを構成している。
【００５１】
また、Ｘ固定子９４ｘｂの上方には、ブラケット９５を介してＹ固定子９４ｙが固定されている。Ｙ固定子９４ｙは、Ｙ可動子６５ｙの一対の対向面間に挿入され不図示のコイルユニットを有している。Ｙ固定子９４ｙとＹ可動子６５ｙとは、Ｘテーブル９０に対して電磁力（ローレンツ力）によりステージ本体６０をＹ軸方向に微少駆動するＹボイスコイルモータ９９ｙを構成している。
【００５２】
ステージ本体６０は、一対のＸテーブル９０がＸ軸方向に所定のストロークで同期駆動される際、Ｘボイスコイルモータ９９ｘａ、９９ｘｂにより、一対のＸテーブル９０に同期して（一対のＸテーブル９０と同方向に同じ速度で）駆動される。これにより、一対のＸテーブル９０とステージ本体６０とが一体的（ただし非接触状態（振動的に分離された状態）で）にＸ軸方向に所定のストロークで移動する。
【００５３】
また、ステージ本体６０は、一対のＸビーム７０がＹ軸方向に所定のストロークで同期駆動される際、Ｙボイスコイルモータ９９ｙにより、一対のＸビーム７０（実際には、＋Ｙ側のＸビーム７０）に同期して（一対のＸビーム７０と同方向に同じ速度で）駆動される。これにより、一対のＸビーム７０とステージ本体６０とが一体的（ただし非接触状態（振動的に分離された状態）で）にＹ軸方向に所定のストロークで移動する。また、ステージ本体６０は、例えば一対のＸテーブル９０に同期してＸ軸方向に駆動される際、Ｙボイスコイルモータ９９ｙによりＹ軸方向に適宜微少駆動される。また、ステージ本体６０は、Ｘボイスコイルモータ９９ｘａ、及びＸボイスコイルモータ９９ｘｂの推力差によりθｚ方向に適宜微少駆動される。
【００５４】
ここで、Ｙボイスコイルモータ９９ｙのＺ位置、及びＸ位置は、ステージ本体６０の重心位置ＣＧのＺ位置、及びＸ位置とそれぞれほぼ同じとなっている。従って、Ｙボイスコイルモータ９９ｙを用いてステージ本体６０に推力を作用させても、ステージ本体６０には、θｘ方向のモーメントが作用しない。また、Ｘボイスコイルモータ９９ｘａは、ステージ本体６０の重心位置ＣＧよりも上方に配置され、Ｘボイスコイルモータ９９ｘｂは、ステージ本体６０の重心位置ＣＧよりも下方に配置されているが、Ｘボイスコイルモータ９９ｘａ、及びＸボイスコイルモータ９９ｘｂは、重心位置ＣＧに対して対称な位置に配置されている。また、Ｘボイスコイルモータ９９ｘａ、９９ｂのＸ位置は、ステージ本体６０の重心位置ＣＧのＸ位置とほぼ同じとなっている。従って、Ｘボイスコイルモータ９９ｘａ、９９ｘｂを用いてステージ本体６０に推力を作用させても、ステージ本体６０には、θｙ、及びθｚ方向のモーメントが作用しない。従って、ステージ本体６０をＸＹ平面に沿って精度良く駆動できる。なお、不図示であるが、Ｘテーブル９０には、ステージ本体６０のＸテーブル９０に対する移動可能量を機械的に規定するストッパ部材、あるいはＸ軸、及びＹ軸方向に関してステージ本体６０のＸテーブル９０に対する相対移動量を計測するためのギャップセンサなどが取り付けられている。
【００５５】
以上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、不図示のマスク搬送装置（マスクローダ）によって、マスクステージ装置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、基板ステージＰＳＴ上への基板Ｐの搬入（ロード）が行なわれる。その後、主制御装置により、不図示のアライメント検出系を用いてアライメント計測が実行され、アライメント計測の終了後、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行なわれる。この露光動作は従来から行われているステップ・アンド・スキャン方式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。
【００５６】
ここで、前述したように、本実施形態の液晶露光装置１０では、例えば基板Ｐに形成するパターンが選択される際にマスクステージ装置ＭＳＴのステージ本体６０がＹ軸方向に所定のストロークで駆動される。ステージ本体６０がＹ軸方向に移動する際、一対のＸビーム７０がＹリニアモータにより４つのベースフレーム８０上で駆動される。また、一対のＸビーム７０がＹ軸方向に駆動される際、Ｙボイスコイルモータ９９ｙによってステージ本体６０が一対のＸビーム７０に同期してＹ軸方向に駆動される。この際、一対のＸビーム７０と共に一対のステージガイド５０が一体的にＹ軸方向に移動するので、ステージ本体６０は、一対のステージガイド５０上から脱落しない。
【００５７】
以上説明した本実施形態の液晶露光装置１０のマスクステージ装置ＭＳＴによれば、スキャン動作時など、マスクＭを保持するステージ本体６０がＸ軸方向に長ストロークで駆動される際には、ステージ本体６０が静止した一対のステージガイド５０上を非接触で移動するので、振動などの発生が抑制される。従って、マスクＭの高精度の位置決めが可能となる。また、比較的軽量な一対のＸテーブル９０が対応するＸビーム７０上でＸ軸方向に駆動され、これに伴いステージ本体６０がＸ軸方向に長ストロークで移動する。従って、比較的小さな推力で一対のＸテーブル９０を駆動できるので、床１１に作用する駆動反力も小さく、床振動が抑制され、ボディ３０に対する影響を低減できる。
【００５８】
また、マスクＭをＹ軸方向に移動させる際には、ステージ本体６０と一対のステージガイド５０がともにＹ軸方向に移動するので、ステージガイド５０の幅方向（Ｙ軸方向）寸法は狭くても良い。従って、ステージガイド５０を軽量化することができるとともに、加工、及び運搬が容易となり、かつマスクステージ装置ＭＳＴ組立時の作業性が向上する。
【００５９】
また、一対のステージガイド５０を駆動する際の駆動反力は、ボディ３０から振動的に分離された４つのベースフレーム８０に作用するので、振動が投影光学系ＰＬ、基板干渉計システムのレーザ干渉計などに伝達しない。また、一対のステージガイド５０とステージ本体６０とがＹ軸方向に関して振動的に分離されているので、一対のステージガイド５０を駆動する際に、ステージ本体６０にθｘ方向のモーメントが作用しない。なお、仮に一対のステージガイド５０の駆動に伴いステージ本体６０にθｘ方向のモーメントが作用しても、高精度な位置決めを必要としないマスクＭのＹ軸方向への駆動動作であり、次の露光動作時にはその振動が収束するので露光動作に対する影響は小さい。なお、一対のステージガイド５０をＹ軸方向に駆動（牽引）する際に、ステージガイド５０の重心位置に駆動力を作用するようにフレクシャ装置７８の取付位置を厳密に調整することにより、ステージガイド５０に作用するθｚ方向のモーメントを抑制できる。
【００６０】
また、フレクシャ装置７８によりＸビーム７０とステージガイド５０とを機械的に連結し、Ｘビーム７０がステージガイド５０を牽引する構成としたので、例えばステージガイド５０を駆動するためのアクチュエータを設ける場合にくらべ低コストである。
【００６１】
以下、上記実施形態のいくつかの変形例について、マスクステージ装置を中心として説明する。なお、以下の変形例では、説明の簡略化及び図示の便宜上から、同様の構成、機能を有する部材については上記実施形態と同じ符号を用いて説明する。
【００６２】
図５に示される第１の変形例のマスクステージ装置ＭＳＴａでは、一対のＸビーム７０が、その＋Ｘ側、及び−Ｘ側の端部近傍において、それぞれＹ軸方向に延び、Ｙ軸方向の剛性が高い連結部材１７０に機械的に連結されている。従って、一対のＸビーム７０が一体的にＹ軸方向に移動する。このため、第１の変形例に係るマスクステージ装置ＭＳＴａでは、＋Ｙ側のＸビーム７０をＹ軸方向に駆動するためのＹリニアモータが設けられておらず、−Ｙ側のＸビーム７０のみがＹリニアモータにより駆動される。これにより、コストダウンを図ることが可能となる。また、一対のＸビーム７０を同期制御する必要がないので、制御が容易である。また、第１の変形例のマスクステージ装置ＭＳＴａでは、一対のステージガイド５０が、連結ロープ１５６により連結されている。この場合であっても、一対のステージガイド５０のＹ軸方向に関する距離（間隔）は、連結部材１７０、及び４つのフレクシャ装置７８により一定に保たれる。
【００６３】
図６に示される第２の変形例のマスクステージ装置ＭＳＴｂでは、一対のステージガイド５０が機械的に連結されていない。ステージガイド５０の長手方向両端部には、直方体状の接続部材２５６が固定されている。接続部材２５６の＋Ｙ側、及び−Ｙ側の側面それぞれには、フレクシャ装置７８の一端が接続されている。フレクシャ装置７８の他端は、スペーサ７５（図７では不図示。図３参照）、ブラケット７９、あるいは平面視Ｌ字状の部材から成る支持部材２７９を介してＸビーム７０に取り付けられている。そして、Ｘビーム７０がＹ軸方向に駆動されると、接続部材２５６に接続された一対のフレクシャ装置７８のいずれかを介してＸビーム７０に牽引されることにより、ステージガイド５０がＹ軸方向に移動する。
【００６４】
図７に示される第３の変形例のマスクステージ装置ＭＳＴｃでは、フレクシャ装置に代えてプッシャ装置３７８がスペーサ７５（図７では不図示。図３参照）、あるいはブラケット７９に取り付けられている。プッシャ装置３７８は、例えば鋼球を含み、Ｘビーム７０がＹ軸方向に駆動されることにより、その鋼球でステージガイド５０の長手方向両端部に固定された連結部材５６を押圧して一対のステージガイド５０をＹ軸方向に移動させる。また、スキャン動作時には、鋼球が連結部材５６から離間する方向にＸビーム７０が駆動される。これにより、Ｘビーム７０とステージガイド５０とが振動的に分離される。なお、プッシャ装置に、例えばエアアクチュエータなどを設け、鋼球のみをＹ軸方向、すなわち連結部材５６に接近、及び離間する方向に移動可能に構成しても良い。
【００６５】
図８に示される第４の変形例のマスクステージ装置ＭＳＴｄでは、一対のステージガイド５０が機械的に連結されていない。ステージガイド５０の長手方向の両端部には、ＸＺ平面に平行な板状部材４５０が一対Ｙ軸方向に所定間隔で取り付けられている。そして、一対の板状部材４５０の間には、スペーサ７５（図７では不図示。図３参照）、あるいはブラケット７９に支持部材４７０を介して取り付けられプッシャ装置４７８の鋼球が挿入されている。第４の変形例のマスクステージ装置ＭＳＴｄでは、Ｘビーム７０がＹ軸方向に駆動されると、プッシャ装置４７８の鋼球が一対の板状部材４５０の一方に接触してステージガイド５０を押圧することにより、ステージガイド５０をＹ軸方向に駆動する。
【００６６】
図９に示される第５の変形例のマスクステージ装置ＭＳＴｅでは、一対のステージガイド５０が機械的に連結されていない。＋Ｙ側のステージガイド５０は、＋Ｙ側のＸビーム７０に一対のフレクシャ装置７８により連結されており、Ｘビーム７０が＋Ｙ方向に移動すると、これに牽引されて＋Ｙ方向に移動する。＋Ｙ側のＸビーム７０には、ブラケット７９を介して上記第３の変形例と同様のプッシャ装置３７８が取り付けられており、Ｘビーム７０が−Ｙ方向に移動すると、ステージガイド５０の端部に固定された被押圧部材５５０がプッシャ装置３７８の鋼球に押圧され、ステージガイド５０が−Ｙ方向に移動する。−Ｙ側のステージガイド５０も、−Ｙ側のＸビーム７０に同様に連結されている。
【００６７】
また、上記実施形態（及びその変形例（以下同じ））では、図２に示されるように、鏡筒定盤３１上にＹリニアガイド５２が複数固定され、それらの上をステージガイド５０がＹリニアガイド５２に沿ってＹ方向に移動するように構成されているが、これに限らず、例えばステージガイド５０の下面に気体静圧軸受、又はころなどの転動体を複数設け、鏡筒定盤３１上を低摩擦で移動できるようにしても良い。ただし、ステージ本体６０の脱落を防止するため、ステージガイド５０をＹ軸方向に直進案内する何らかの装置を設けておくことが好ましい。ステージガイド５０をＹ軸方向へ案内する装置としては、例えば気体静圧軸受、機械的な一軸ガイド装置、あるいは気体静圧軸受を用いた一軸ガイド装置などを用いることができる。
【００６８】
上記実施形態において、複数のリニアモータ、及びボイスコイルモータは、すべてムービングコイル方式であったが、これに限らずムービングマグネット方式でも良い。
【００６９】
また、フレクシャ装置は、鋼板を有する構成であったが、Ｙ軸方向への剛性が高く、かつその他の５自由度方向の剛性が極端に低い構成であれば、これに限らず、鋼板に替えて、例えばロープ、あるいはチェーンなどを有していても良い。また、上記第３及び第４の変形例（それぞれ図７及び図８参照）では、プッシャ装置３７８，４７８をステージ本体６０に当接させて押圧したが、これに限らずＸビーム７０にスラスト型のエアベアリングを取り付け、その軸受面から噴出される気体の静圧により非接触でステージ本体６０を押圧しても良い。また、Ｘビーム７０、及びステージ本体６０それぞれに、互いに同じ磁極が対向するように（Ｓ極とＳ極、あるいはＮ極とＮ極とが対向するように）一組の永久磁石を取り付け、その一組の永久磁石間に発生する反発力（斥力）により非接触でステージ本体６０を押圧しても良い。
【００７０】
また、Ｘビーム７０は、長手方向の両端部がベースフレーム８０により下方から支持されていたが、Ｘビーム７０の長手方向中間部を下方から支持する補助フレームを追加して設けても良い。この場合、補助フレームをベースフレーム８０と同様に構成し、Ｘビーム７０にＹキャリッジ７４と同様な構成の部材を取り付けても良い。この場合、Ｘビーム７０を駆動するＹリニアモータが増加するので、Ｘビーム７０が長く重量が増加する場合に有効である。なお、補助フレームにリニアモータの要素を設けず、Ｙリニアガイド部材のみを設けても良い。また、補助フレームは、１つに限らず、複数設けられても良い。
【００７１】
また、ステージガイド５０は、その長手方向の両端部において一対のフレクシャ装置７８によりＸビーム７０に連結されていたが、これに限らずステージガイド５０の重心位置に対応する一箇所（長手方向中央部）でフレクシャ装置７８を用いてＸビーム７０に連結されても良い。この場合であっても、Ｘビーム７０を用いてステージガイド５０を牽引する際、ステージガイド５０にθｘ、及びθｚ方向のモーメントが作用しない。
【００７２】
また、マスクＭに形成されたマスクパターンに抵触しなければ（照明光ＩＬを遮らなければ）、鏡筒定盤３１上にステージ本体６０のＹ軸方向に関する中間部を支持する中間支持部材を設けても良い。これにより、ステージ本体６０の自重に起因する撓みを抑制できる。この場合、中間支持部材をステージガイド５０と同様に構成し、ステージ本体６０に中間支持部材に対応するエアベアリングを取り付けると良い。
【００７３】
また、上記実施形態では、一対のＸビーム７０上にそれぞれＸテーブル９０が搭載され、そのＸテーブル９０を介して電磁的にステージ本体６０が駆動される構成であったが、これに限らず、例えば露光精度が要求されないような場合には、Ｘテーブル９０を省略して、ステージ本体６０を直接一対のＸビーム７０上に搭載しても良い。この場合、Ｙ軸方向、及びθｚ方向への微少駆動が不可能となるが、装置を簡略化することができる。
【００７４】
また、上記実施形態では、一対のステージガイド５０が一対のＸビーム７０とともにＹ軸方向に移動するように構成されていたが、これに限らず、一対のステージガイド５０は、鏡筒定盤３１に固定されていても良い。この場合、ステージガイド５０をステージ本体６０のＹ軸方向への移動可能量に応じて、上記実施形態よりも広幅の部材により構成すると良い。
【００７５】
また、上記実施形態では、一対のＸビーム７０が計４つのベースフレーム８０を介して床面上に設置されたが、一対のＸビーム７０をボディ３０から振動的に分離できればこれに限らず、例えばボディ３０などを収容するチャンバの天井などから一対のＸビーム７０を吊り下げ支持しても良い。
【００７６】
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。
【００７７】
また、上記実施形態では、投影光学系ＰＬが、複数本の投影光学ユニットを備えたマルチレンズ方式の投影光学系である場合について説明したが、投影光学ユニットの本数はこれに限らず、１本以上あれば良い。また、マルチレンズ方式の投影光学系に限らず、例えばオフナー型の大型ミラーを用いた投影光学系などであっても良い。
【００７８】
また、上記実施形態では投影光学系ＰＬとして、投影倍率が拡大系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等倍系のいずれでも良い。
【００７９】
なお、上記実施形態においては、光透過性のマスク基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスクを用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて、透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク（可変成形マスク）、例えば、非発光型画像表示素子（空間光変調器とも呼ばれる）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）を用いる可変成形マスクを用いても良い。
【００８０】
なお、上記実施形態のマスクステージ装置は、サイズ（外径、対角線、一辺の少なくとも１つを含む）が５００ｍｍ以上の基板、例えば液晶表示素子などのフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用の大型の露光装置に対して適用することが特に有効である。
【００８１】
また、上記実施形態のマスクステージ装置は、ステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用することができる。
【００８２】
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部材）のものも含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
以上説明したように、本発明の露光装置は、露光処理時に露光用のエネルギビームに対して物体を走査方向に所定のストロークで移動させるのに適している。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生産に適している。
【符号の説明】
【００８４】
１０…液晶露光装置、３１…鏡筒定盤、５０…ステージガイド、６０…ステージ本体、７０…Ｙビーム、８０…ベースフレーム、９０…Ｘテーブル、Ｍ…マスク、ＭＳＴ…マスクステージ装置、Ｐ…基板、ＰＳＴ…基板ステージ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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
に関し、更に詳しくは、露光処理時に露光用のエネルギビームに対して物体を走査方向に所定のストロークで移動させる走査型の露光装置、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（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この種の露光装置において、マスクは、マスクステージ装置に保持され、スキャン方向に基板と同期駆動される。
【０００４】
しかし、近年、露光装置の露光対象である基板は、より大型化される傾向にあり、それに伴いマスクも大型化される傾向にある。このため、マスクステージ装置も大型化しており、コスト増などが懸念されている。
【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】
本発明の第１の態様によれば、露光処理時に露光用のエネルギビームに対して物体を走査方向に所定のストロークで移動させる走査型の露光装置であって、前記物体を保持してエネルギビームに対して前記走査方向に所定のストロークで移動可能な移動体と；前記移動体に対して水平面内で前記走査方向に直交する方向の一側、及び他側に設けられ、該移動体の前記走査方向への移動をガイドし、かつ前記走査方向に直交する方向に前記移動体と共に前記所定のストロークよりも短いストロークで移動可能な一対のガイド装置と；を備える露光装置が提供される。
【０００７】
これによれば、物体が走査方向に直交する方向に移動する際には、ガイド装置と共に移動体が走査方向に直交する方向に移動する。これに対し、物体が走査方向に移動する際には、移動体が一対のガイド装置より走査方向に案内される。従って、移動体を走査方向に駆動するための駆動装置を小型化できる。
【０００８】
本発明の第２の態様によれば、本発明の露光装置を用いて前記露光対象物体を露光することと：露光された前記露光対象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が提供される。
【０００９】
本発明の第３の態様によれば、本発明の露光装置を用いて前記露光対象物体を露光することと：露光された前記露光対象物体を現像することと；を含むデバイス製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一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マスクステージ装置の平面図である。
【図３】図２のマスクステージ装置を＋Ｘ側から見た側面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】第１の変形例のマスクステージ装置の平面図である。
【図６】第２の変形例のマスクステージ装置の平面図である。
【図７】第３の変形例のマスクステージ装置の平面図である。
【図８】第４の変形例のマスクステージ装置の平面図である。
【図９】第５の変形例のマスクステージ装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、一実施形態について、図１〜図４に基づいて説明する。
【００１２】
図１には、一実施形態に係る液晶露光装置１０の構成が概略的に示されている。液晶露光装置１０は、液晶表示装置（フラットパネルディスプレイ）に用いられる矩形のガラス基板Ｐ（以下、単に基板Ｐと称する）を露光対象物とするステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、いわゆるスキャナである。
【００１３】
液晶露光装置１０は、図１に示されるように、照明系ＩＯＰ、マスクＭを保持するマスクステージ装置ＭＳＴ、投影光学系ＰＬ、ボディ３０、基板Ｐを保持する基板ステージＰＳＴ、及びこれらの制御系等を含んでいる。以下においては、露光時にマスクＭと基板Ｐとが投影光学系ＰＬに対してそれぞれ相対走査される方向をＸ軸方向とし、水平面内でこれに直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸及びＹ軸方向に直交する方向をＺ軸方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸回りの回転（傾斜）方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行う。
【００１４】
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。また、照明光ＩＬの波長は、波長選択フィルタにより、例えば要求される解像度に応じて適宜切り替えることが可能になっている。
【００１５】
マスクステージ装置ＭＳＴは、ステージ本体６０を含む。ステージ本体６０には、回路パターンなどがそのパターン面（図１における下面）に形成されたマスクＭが、例えば真空吸着により固定されている。ステージ本体６０は、スキャン動作時において、例えばリニアモータを含むマスクステージ駆動系により走査方向（Ｘ軸方向）に所定のストロークで駆動されるとともに、Ｙ軸方向、及びθｚ方向に適宜微少駆動される。また、マスクステージ装置ＭＳＴは、ステージ本体６０を適宜Ｙ軸方向にも短いストロークで移動させることができる。マスクステージ装置ＭＳＴの構成については、後に詳しく説明する。
【００１６】
投影光学系ＰＬは、マスクステージ装置ＭＳＴの図１における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の構成を有している。すなわち、投影光学系ＰＬは、マスクＭのパターン像の投影領域が千鳥状に配置された複数の投影光学系（マルチレンズ投影光学系）を含み、Ｙ軸方向を長手方向とする長方形状の単一のイメージフィールドを持つ投影光学系と同等に機能する。本実施形態では、複数の投影光学系それぞれとしては、例えば両側テレセントリックな拡大系で正立正像を形成するものが用いられている。
【００１７】
このため、照明系ＩＯＰからの照明光ＩＬによってマスクＭ上の照明領域が照明されると、投影光学系ＰＬの第１面（物体面）とパターン面とがほぼ一致して配置されるマスクＭを通過した照明光ＩＬにより、投影光学系ＰＬを介してその照明領域内のマスクＭの回路パターンの投影像（部分正立像）が、投影光学系ＰＬの第２面（像面）側に配置される、表面にレジスト（感応剤）が塗布された基板Ｐ上の照明領域に共役な照明光ＩＬの照射領域（露光領域）に形成される。そして、マスクステージ装置ＭＳＴと基板ステージＰＳＴとの同期駆動によって、照明領域（照明光ＩＬ）に対してマスクＭを走査方向（Ｘ軸方向）に相対移動させるとともに、露光領域（照明光ＩＬ）に対して基板Ｐを走査方向（Ｘ軸方向）に相対移動させることで、基板Ｐ上の１つのショット領域（区画領域）の走査露光が行われ、そのショット領域にマスクＭのパターン（マスクパターン）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。
【００１８】
ボディ３０は、基板ステージ架台３３、基板ステージ架台３３上に搭載された一対のサイドコラム３２、及び一対のサイドコラム３２を介して水平に支持された鏡筒定盤３１を含む。基板ステージ架台３３は、床１１上に設置された複数の防振装置３４に下方から支持されており、床１１に対して振動的に分離されている。鏡筒定盤３１は、ＸＹ平面に平行に配置された平板状の部材から成り、その中央部には、照明光ＩＬを通過させるための開口部３５が形成されている。投影光学系ＰＬは、上記開口部３５内に挿入された状態で鏡筒定盤３１に支持されている。
【００１９】
基板ステージＰＳＴは、定盤１２、一対のベースフレーム１４、Ｘ粗動ステージ２３Ｘ、Ｘ粗動ステージと共にＸＹ２軸ステージ装置を構成するＹ粗動ステージ２３Ｙ、Ｙ粗動ステージ２３Ｙの上方に配置された微動ステージ２１、及び重量キャンセル装置４０などを備えている。
【００２０】
定盤１２は、例えば石材により形成された、平面視（＋Ｚ側から見て）で矩形の板状部材から成り、その上面は、平坦度が非常に高く仕上げられている。
【００２１】
一対のベースフレーム１４は、一方が定盤１２の＋Ｙ側、他方が定盤１２の−Ｙ側に配置されている。一対のベースフレーム１４それぞれは、Ｘ軸方向に延びる部材から成り、基板ステージ架台３３を跨いだ状態で床１１上に設置されている。なお、図１では不図示であるが、一対のベースフレーム１４それぞれは、Ｘ粗動ステージ２３ＸをＸ軸方向に直進案内するためのＸリニアガイド、及びＸ粗動ステージ２３ＸをＸ軸方向に駆動するためのＸリニアモータの要素であるＸ固定子（例えば磁石ユニット）などを有している。
【００２２】
Ｘ粗動ステージ２３Ｘは、平面視でＹ軸方向を長手方向とする矩形の外形形状を有する板状（あるいは直方体状）の部材から成り、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（不図示）が形成されている。Ｘ粗動ステージ２３Ｘの下面には、ＹＺ断面逆Ｕ字状の部材から成る一対のＸキャリッジ１５が一対のベースフレーム１４に対応して固定されている。一対のＸキャリッジ１５それぞれは、不図示であるが、ベースフレーム１４の有するＸリニアガイド（不図示）に対してスライド可能に係合するスライダ、及び上述したＸ固定子と共にＸリニアモータを構成するＸ可動子（例えば、コイルユニット）などを有している。Ｘ粗動ステージ２３Ｘは、Ｘリニアモータを含むＸ粗動ステージ駆動系により、一対のベースフレーム１４上でＸ軸方向に所定の長ストロークで駆動される。また、Ｘ粗動ステージ２３Ｘの上面には、Ｙリニアガイド２５が固定されている。Ｙリニアガイド２５は、紙面奥行き方向に重なっているため不図示であるが、紙面奥行き方向（Ｘ軸方向）に所定間隔で複数本設けられている。また、不図示であるが、Ｘ粗動ステージ２３Ｘの上面には、Ｙ粗動ステージ２３ＹをＹ軸方向に駆動するためのＹリニアモータの要素であるＹ固定子（例えば磁石ユニット）が固定されている。
【００２３】
Ｙ粗動ステージ２３Ｙは、Ｘ粗動ステージ２３ＸよりもＹ軸方向の寸法が短い平面視で矩形の板状（あるいは直方体状）の部材から成り、中央部に開口部（不図示）が形成されている。Ｙ粗動ステージ２３Ｙの下面には、Ｙリニアガイド２５に対してスライド可能に係合する複数のスライダ２６がＹ軸方向に所定間隔で固定されており、Ｙリニアガイド２５によりＹ軸方向に直進案内される。また、Ｙ粗動ステージ２３Ｙの下面には、上述したＹ固定子と共にＹリニアモータを構成するＹ可動子（例えば、コイルユニット）が固定されている。Ｙ粗動ステージ２３Ｙは、Ｙリニアモータを含むＹ粗動ステージ駆動系により、Ｘ粗動ステージ２３Ｘ上でＹ軸方向に所定の長ストロークで駆動される。また、Ｙ粗動ステージ２３Ｘは、Ｙリニアガイド２５とスライダ２６との係合によりＸ粗動ステージ２３Ｘに対するＸ軸方向への相対移動が制限されており、Ｘ粗動ステージ２３Ｘと一体的にＸ軸方向に移動する。なお、Ｘ粗動ステージ２３ＸをＸ軸方向，Ｙ粗動ステージ２３ＹをＹ軸方向にそれぞれ駆動する駆動方式は、例えば送りねじによる駆動方式、あるいはベルト駆動方式などの他の方式であっても良い。
【００２４】
微動ステージ２１は、平面視ほぼ正方形の箱形の部材から成り、その上面に基板ホルダ２８を介して基板Ｐを、例えば真空吸着（又は静電吸着）により吸着保持する。また、微動ステージ２１は、不図示であるが、Ｙ粗動ステージ２３Ｙに固定された固定子と、微動ステージ２１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（あるいはリニアモータ）を含む微動ステージ駆動系により、Ｙ粗動ステージ２３Ｙ上で６自由度方向（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θｘ、θｙ、θｚ方向）に微少駆動される。また、微動ステージ２１は、上記複数のボイスコイルモータを用いてＹ粗動ステージ２３Ｙに同期駆動（Ｙ粗動ステージ２３Ｙと同方向に同速度で駆動）されることにより、Ｙ粗動ステージ２３Ｙと共にＸ軸方向、及び／又はＹ軸方向に所定の長ストロークで移動する。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。
【００２５】
微動ステージ２１（すなわち基板Ｐ）のＸＹ平面内の位置情報は、微動ステージ２１にミラーベース２４を介して固定されたバーミラー２２を用いたレーザ干渉計システム（以下、基板干渉計システムと呼ぶ）２９によって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。なお、実際には、バーミラー２２は、Ｘ軸に直交する反射面を有するＸバーミラーと、Ｙ軸に直交する反射面を有するＹバーミラーとを含み、レーザ干渉計は、Ｘバーミラーに対応するＸレーザ干渉計と、Ｙバーミラーに対応するＹレーザ干渉計とを有するが、図１では、代表的にＹバーミラー、及びＹレーザ干渉計のみが図示されている。Ｘレーザ干渉計、及びＹレーザ干渉計は、ボディ３０に固定されている。上記レーザ干渉計システム２９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。
【００２６】
重量キャンセル装置４０は、Ｚ軸方向に延びる柱状の部材から成り、心柱とも称される。重量キャンセル装置４０は、定盤１２上に配置され、レベリング装置４２と称される装置を介して、微動ステージ２１を水平面に対してチルト可能（ＸＹ平面に平行な軸線周りに微少角度回転可能）な状態で下方から支持している。重量キャンセル装置４０は、その上半部がＹ粗動ステージ２３Ｙの開口部内に挿入され、その下半部がＸ粗動ステージ２３Ｘの開口部内に挿入されている。重量キャンセル装置４０は、不図示の空気ばねを有しており、空気ばねが発生する鉛直方向上向きの力により、微動ステージ２１、レベリング装置４２，基板ホルダ２８などの重量（鉛直方向下向きの力）をキャンセルし、これにより微動ステージ駆動系が有するボイスコイルモータの負荷を軽減する。
【００２７】
また、重量キャンセル装置４０は、そのＺ軸方向に関する重心位置を含む水平面に平行な平面内で不図示の複数の連結装置を介してＹ粗動ステージ２３Ｙに接続されている。連結装置は、重量キャンセル装置４０の＋Ｘ側、−Ｘ側、＋Ｙ側、及び−Ｙ側それぞれに配置されており、重量キャンセル装置４０は、Ｙ粗動ステージ２３Ｙと一体的にＹ軸方向、及び／又はＸ軸方向に定盤１２上で移動する。なお、レベリング装置４２、及び複数の連結装置を含み、重量キャンセル装置４０の詳細な構成、及び動作については、例えば米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書などに開示されている。
【００２８】
ここで、本実施形態の液晶露光装置１０は、複数の拡大投影光学系それぞれを介して基板Ｐ上に形成される複数の投影像の合成により、一つのパターン（パターンの一部）が基板Ｐ上に生成されるため、マスクＭのパターン面は、Ｙ軸方向に所定間隔で離間した複数箇所が同時に照明系ＩＯＰに照明される。すなわち、マスクＭ上には、Ｙ軸方向に所定間隔で離間した複数の照明領域が形成される。また、マスクＭのパターン面には、スキャン方向（Ｘ軸方向）に延びる複数の帯状（短冊状）の領域が、Ｙ軸方向に所定間隔で設けられている。複数の帯状の領域は、照明系ＩＯＰにより、一つおきに照明されるようにＹ軸方向に関する間隔が設定されている。これらの複数の帯状の領域には、基板Ｐ上に特定のパターン（以下、パターンＡと称する）を形成するためのマスクパターンの一部、及び、上記パターンＡとは異なる別のパターン（以下、パターンＢと称する）を基板上に形成するためのマスクパターンの一部が、Ｙ軸方向に関して交互に形成されている（各マスクパターンは不図示）。
【００２９】
このため、本実施形態の液晶露光装置１０では、基板Ｐ上にパターンＡを形成するためのマスクパターンの一部を有する複数の帯状の領域が照明系ＩＯＰに照明されるようにＹ軸方向に関してマスクＭを位置決めした状態で走査露光を行うことにより、基板Ｐ上にパターンＡを形成することができ、基板Ｐ上にパターンＢを形成するためのマスクパターンの一部を有する帯状の領域が照明系ＩＯＰに照明されるようにＹ軸方向に関してマスクＭを位置決めした状態で走査露光を行うことにより、基板Ｐ上にパターンＢが形成することができる。
【００３０】
そして、本実施形態のマスクステージ装置ＭＳＴでは、上記Ｙ軸方向に関するマスクＭの位置決めを可能にするために、マスクＭを保持するステージ本体６０を、Ｙ軸方向（クロススキャン方向）にも短いストロークで移動させることができるようになっている。以下、マスクステージ装置ＭＳＴの構成について説明する。
【００３１】
図２に示されるように、マスクステージ装置ＭＳＴは、一対のステージガイド５０，マスクＭを保持するステージ本体６０，一対のＸビーム７０、４つのベースフレーム８０，一対のＸビーム７０に対応して設けられた一対のＸテーブル９０などを有している（一対のステージガイド５０，一対のＸビーム７０、４つのベースフレーム８０，及び一対のＸテーブル９０は、図１では不図示）。
【００３２】
一対のステージガイド５０は、上述した鏡筒定盤３１上に搭載されている。一対のステージガイド５０それぞれは、ＹＺ断面が矩形のＸ軸方向に延びる部材から成り、Ｙ軸方向に所定間隔で互いに平行に配置されている。一対のステージガイド５０の長手方向（Ｘ軸方向）の寸法は、マスクＭのスキャン動作時の移動ストロークよりも幾分長く設定されている。一対のステージガイド５０それぞれの上面は、平坦度が非常に高く仕上げられている。なお、ステージガイド５０の材質、及び製造方法は、特に限定されないが、例えば、鉄などの金属材料、石材（例えば、斑レイ岩）、セラミックス、あるいはＣＦＲＰ（Carbon Fiver Reinforced Plastics）材などにより形成することができる。また、ステージガイド５０は、中空の部材であっても中実の部材であっても良く、中空の部材とする場合には、その内部にリブなどの補剛部材を設けると良い。
【００３３】
ここで、鏡筒定盤３１の上面における＋Ｙ側の端部近傍、及び−Ｙ側の端部近傍には、それぞれ複数（本実施形態では、例えば５本（図２では中央の１本は不図示。図４参照）のＹリニアガイド５２がＸ軸方向に所定間隔で固定されている。また、一対のステージガイド５０の下面には、図４に示されるように、複数のＹリニアガイド５２に対応して複数のＹスライダ５４が取り付けられている。Ｙスライダ５４は、転動体（例えば複数のボールなど）を含み、Ｙリニアガイド５２に対してＹ軸方向にスライド自在に係合している。Ｙスライダ５４は、図３に示されるように１本のＹリニアガイド５２に付き、Ｙ軸方向に離間して、例えば２つ設けられている。なお、ステージガイド５０の上面の平面度（水平面に対する平行度）を調整する際には、ステージガイド５０の下面とＹスライダ５４との間にシムなどの調整部材を挿入すると良い。
【００３４】
図２に戻り、一対のステージガイド５０は、＋Ｘ側、及び−Ｘ側の端部それぞれにおいて、連結部材５６により機械的に連結されている。連結部材５６は、Ｙ軸方向に延び、かつＹ軸方向の剛性が高い部材から成る。一対のステージガイド５０のＹ軸方向に関する間隔（距離）は、一対の連結部材５６によりほぼ一定に維持される。
【００３５】
ステージ本体６０は、平面視でＹ軸方向を長手方向とする矩形の板状部材から成り、その中央部には、Ｙ軸方向を長手方向とする矩形の長穴状の開口部６０ａが形成されている。マスクＭは、開口部６０ａ内に挿入される。開口部６０ａを規定する壁面のうち、＋Ｘ側、及び−Ｘ側の壁面それぞれには、マスクＭを下方から吸着保持するための吸着パッドを含む保持部材６１が、Ｙ軸方向に所定間隔で複数（本実施形態では、例えば５つ）取り付けられている。
【００３６】
また、ステージ本体６０の下面の四隅近傍には、それぞれ気体静圧軸受の一種であるエアベアリング６２が取り付けられている。ステージ本体６０の下面に取り付けられた、例えば４つのエアベアリング６２のうち、＋Ｙ側の２つのエアベアリング６２の軸受面は、＋Ｙ側のステージガイド５０の上面に対向し、−Ｙ側の２つのエアベアリング６２の軸受面は、−Ｙ側のステージガイド５０の上面に対向している。ステージ本体６０は、例えば４つのエアベアリング６２から加圧気体を噴出することにより、微少なクリアランスを介して一対のステージガイド５０上に非接触浮上して（一対のステージガイド５０に下方から非接触支持されて）いる（図３及び図４参照）。
【００３７】
さらに、ステージ本体６０の−Ｘ側の側面には、Ｘ軸に直交する反射面を有する一対のＸ移動鏡６３Ｘが、Ｙ軸方向に所定間隔で取り付けられている。また、ステージ本体６０の−Ｙ側の側面には、Ｙ軸に直交する反射面を有するＹ移動鏡６３Ｙ（バーミラー）が取り付けられている。ステージ本体６０（すなわちマスクＭ）のＸＹ平面内の位置情報は、一対のＸ移動鏡６３Ｘそれぞれに対応する一対のＸレーザ干渉計６４Ｘと、Ｙ移動鏡６３Ｙに対応するＹレーザ干渉計（不図示）とを含むレーザ干渉計システム（以下、マスク干渉計システムと呼ぶ）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。ステージ本体６０のθｚ方向の位置情報は、一対のＸレーザ干渉計６４Ｘの出力に基づいて求められる。一対のＸ移動鏡６３Ｘ、及びＹ移動鏡６３Ｙの反射面のＺ位置は、マスクＭのパターン面のＺ位置とほぼ一致しており、マスク干渉計システムは、アッベ誤差なくマスクＭの位置情報を求めることができる。
【００３８】
ステージ本体６０の上面であって、−Ｙ側の端部近傍の中央部には、図３に示されるように、ＹＺ断面Ｕ字状の部材から成るＸ可動子６５ｘａが固定されている。また、ステージ本体６０の＋Ｙ側の側面中央部には、ＹＺ断面Ｕ字状の部材から成るＹ可動子６５ｙが固定されている。また、図２では、Ｙ可動子６５ｙの下方に隠れているが、Ｙ可動子６５ｙの下方には、図３に示されるように、ＹＺ断面Ｕ字状の部材から成るＸ可動子６５ｘｂが固定されている。Ｘ可動子６５ｘａ、Ｙ可動子６５ｙ、及びＸ可動子６５ｘｂそれぞれは、一対の対向面に永久磁石を含む磁石ユニットが取り付けられている。
【００３９】
図２に戻り、一対のＸビーム７０のうち、一方はステージ本体６０の＋Ｙ側に配置され、他方はステージ本体６０の−Ｙ側に配置されている。また、図３から分かるように、＋Ｙ側のＸビーム７０は、−Ｙ側のＸビーム７０よりも−Ｚ側に配置されている。一対のＸビーム７０それぞれの構成は、特に説明する場合を除き同じであるので、以下＋Ｙ側のＸビーム７０について説明する。
【００４０】
Ｘビーム７０は、図２に示されるようにＸ軸方向に延びるＹＺ断面矩形の中空部材（図３参照）から成る。Ｘビーム７０の長手方向寸法は、上述したステージガイド５０の長手方向寸法よりも長く設定されている。Ｘビーム７０の上面中央部には、Ｘ軸方向に所定間隔で配列された永久磁石を含む磁石ユニット７１が固定されている。また、Ｘビーム７０の上面であって、磁石ユニット７１の＋Ｙ側、及び−Ｙ側それぞれには、Ｘ軸方向に延びるＸリニアガイド７２が固定されている。また、Ｘビーム７０の上面であって、＋Ｘ側、及び−Ｘ側の端部近傍には、ショックアブソーバを含むストッパ７３が固定されている。ストッパ７３は、後述するＸテーブル９０の移動可能範囲を機械的に規定している。なお、−Ｙ側のＸビーム７０の＋Ｙ側及び−Ｙ側の側面には、ステージ本体６０のＹ位置情報を求めるための上記Ｙレーザ干渉計から照射される測長ビーム（及びその反射光）を通過させるための開口部が形成されている（図３参照）。
【００４１】
Ｘビーム７０の下面であって、＋Ｘ側、及び−Ｘ側の端部近傍には、図４に示されるように、それぞれＸＺ断面逆Ｕ字状の部材から成るＹキャリッジ７４が固定されている（ただし、図３に示されるように、−Ｙ側のＸビーム７０の下面には、ＸＹ平面に平行な板状部材から成るスペーサ７５を介してＹキャリッジ７４が固定されている）。Ｙキャリッジ７４の一対の対向面間には、ベースフレーム８０が挿入されている。
【００４２】
ベースフレーム８０は、図２に示されるように、鏡筒定盤３１（すなわちボディ３０）から離間した状態で床１１（図２では不図示。図１参照）上に設置されており、ボディ３０に対して振動的に分離されている。ベースフレーム８０は、一対のＸビーム７０に対応して、計４つ設けられている。４つのベースフレーム８０は、＋Ｙ側の２つが−Ｙ側の２つに比べてＺ軸方向の寸法が短い点を除き、同じ構成を有している。ベースフレーム８０は、ＹＺ平面に平行な板状の部材から成り、図３及び図４から分かるように、＋Ｘ側、及び−Ｘ側の側面それぞれにＹ軸方向に所定間隔で配列された永久磁石を含む磁石ユニット８１が固定されている。また、ベースフレーム８０の上端面、＋Ｘ側の側面、及び−Ｘ側の側面それぞれには、Ｘ軸方向に延びるＸリニアガイド８２が固定されている。
【００４３】
これに対し、図４に示されるように、Ｙキャリッジ７４の一対の対向面それぞれには、磁石ユニット８１に所定のクリアランスを介して対向するコイルユニット７６が固定されている。コイルユニット７６は、磁石ユニット８１と共にＸビーム７０をＹ軸方向に所定のストロークで駆動するためのＹリニアモータを構成している。本実施形態では、上述したように１つのＸビーム７０につきＹキャリッジ７４が、例えば計２つ設けられていることから、１つのＸビーム７０は、例えば計４つのＹリニアモータによりＹ軸方向に駆動される。
【００４４】
Ｙキャリッジ７４の一対の対向面、及び天井面それぞれには、転動体（例えば複数のボールなど）を含み、Ｙリニアガイド８２にスライド可能に係合するスライダ７７が固定されている。なお、図４では紙面奥行き方向に重なって隠れているが、Ｙキャリッジ７４の一対の対向面、及び天井面それぞれにおいて、スライダ７７は、紙面奥行き方向（Ｙ軸方向）に所定間隔で、例えば２つずつ取り付けられている。また、不図示ではあるが、上記ベースフレーム８０には、Ｙ軸方向を周期方向とするＹスケールが固定され、Ｙキャリッジ７４には、Ｙスケールと共にＹキャリッジ７４（すなわちＸビーム７０）のＹ軸方向に関する位置情報を求めるためのＹリニアエンコーダシステムを構成するエンコーダヘッドが固定されている。一対のＸビーム７０のＹ軸方向に関する位置は、上記エンコーダヘッドの出力に基づいて不図示の主制御装置により制御される。
【００４５】
ここで、図３から分かるように、−Ｙ側のＸビーム７０は、その下面に固定されたスペーサ７５を介してフレクシャ装置７８により連結部材５６の−Ｙ側の端部に機械的に連結されている。また、＋Ｙ側のＸビーム７０は、＋Ｘ側から見てＬ字状の部材から成るブラケット７９を介してフレクシャ装置７８により連結部材５６の＋Ｙ側の端部に機械的に連結されている。
【００４６】
フレクシャ装置７８は、ＸＹ平面に平行に配置された厚さの薄い鋼板（例えば、板ばね）を含み、ボールジョイントなどの滑節装置を介して連結部材５６とスペーサ７５との間、及び連結部材５６とブラケット７９との間にそれぞれ架設されている。フレクシャ装置７８は、鋼板のＹ軸方向の剛性により、Ｙ軸方向に関して一対のＸビーム７０と連結部材５６（すなわち一対のステージガイド５０）とを高剛性で連結する。従って、一対のステージガイド５０は、フレクシャ装置７８に牽引されることにより、一対のＸビーム７０と一体的にＹ軸方向に移動する。これに対し、フレクシャ装置７８は、鋼板の柔軟性（あるいは可撓性）、及び滑節装置の作用により、Ｙ軸方向を除く５自由度方向に関して一対の連結部材５６を一対のＸビーム７０に拘束しないので、Ｘビーム７０を介して振動が連結部材５６に伝達しにくくなっている。また、フレクシャ装置７８は、一対のステージガイド５０と連結部材５６とを含む系の重心位置を含むＸＹ平面に平行な平面内で一対のＸビーム７０と連結部材５６とを連結している。従って、一対のステージガイド５０を牽引する際、一対のステージガイド５０にθｘ方向のモーメントが作用しない。
【００４７】
図２に戻り、一対のＸテーブル９０のうち、一方は＋Ｙ側のＸビーム７０上に搭載され、他方は、−Ｙ側のＸビーム７０上に搭載されている。一対のＸテーブル９０それぞれの構成は、特に説明する場合を除き同じである。
【００４８】
Ｘテーブル９０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、ＸＹ平面に平行に配置されている。Ｘテーブル９０の下面中央部には、図３に示されるように、磁石ユニット７１に所定のクリアランスを介して対向するコイルユニット９１が固定されている。コイルユニット９１は、上述した磁石ユニット７１と共にＸテーブル９０をＸ軸方向に所定のストロークで駆動するためのＸリニアモータを構成している。また、Ｘテーブル９０の下面における四隅部近傍には、転動体（例えば複数のボールなど）を含み、Ｘリニアガイド７２にスライド自在に係合するスライダ９２が固定されている。スライダ９２は、１本のＸリニアガイド７２につき、例えば２つ設けられている。Ｘテーブル９０は、複数のＸリニアガイド７２によりＸビーム７０に対するＹ軸方向への相対移動が制限されており、Ｘビーム７０と一体的にＹ軸方向に移動する。なお、不図示ではあるが、上記Ｘビーム７０には、Ｘ軸方向を周期方向とするＸスケールが固定され、Ｘテーブル９０には、Ｘスケールと共にＸテーブル９０のＸ軸方向に関する位置情報を求めるためのＸリニアエンコーダシステムを構成するエンコーダヘッドが固定されている。一対のＸテーブル９０のＸ軸方向に関する位置は、上記エンコーダヘッドの出力に基づいて不図示の主制御装置により同期制御される。
【００４９】
−Ｙ側のＸテーブル９０の上面には、直方体状のブラケット９３を介してＸ固定子９４ｘａが固定されている。Ｘ固定子９４ｘａは、Ｘ可動子６５ｘａの一対の対向面間に挿入される不図示のコイルユニットを有している。Ｘ固定子９４ｘａとＸ可動子６５ｘａとは、電磁力（ローレンツ力）によりＸテーブル９０に対してステージ本体６０をＸ軸方向に微少駆動するＸボイスコイルモータ９９ｘａを構成している。
【００５０】
また、＋Ｙ側のＸテーブル９０の上面には、直方体状のブラケット９５を介してＸ固定子９４ｘｂが固定されている。Ｘ固定子９４ｘｂは、Ｘ可動子６５ｘｂの一対の対向面間に挿入される不図示のコイルユニットを有している。Ｘ固定子９４ｘｂとＸ可動子６５ｘｂとは、Ｘテーブル９０に対して電磁力（ローレンツ力）によりステージ本体６０をＸ軸方向に微少駆動するＸボイスコイルモータ９９ｘｂを構成している。
【００５１】
また、Ｘ固定子９４ｘｂの上方には、ブラケット９５を介してＹ固定子９４ｙが固定されている。Ｙ固定子９４ｙは、Ｙ可動子６５ｙの一対の対向面間に挿入され不図示のコイルユニットを有している。Ｙ固定子９４ｙとＹ可動子６５ｙとは、Ｘテーブル９０に対して電磁力（ローレンツ力）によりステージ本体６０をＹ軸方向に微少駆動するＹボイスコイルモータ９９ｙを構成している。
【００５２】
ステージ本体６０は、一対のＸテーブル９０がＸ軸方向に所定のストロークで同期駆動される際、Ｘボイスコイルモータ９９ｘａ、９９ｘｂにより、一対のＸテーブル９０に同期して（一対のＸテーブル９０と同方向に同じ速度で）駆動される。これにより、一対のＸテーブル９０とステージ本体６０とが一体的（ただし非接触状態（振動的に分離された状態）で）にＸ軸方向に所定のストロークで移動する。
【００５３】
また、ステージ本体６０は、一対のＸビーム７０がＹ軸方向に所定のストロークで同期駆動される際、Ｙボイスコイルモータ９９ｙにより、一対のＸビーム７０（実際には、＋Ｙ側のＸビーム７０）に同期して（一対のＸビーム７０と同方向に同じ速度で）駆動される。これにより、一対のＸビーム７０とステージ本体６０とが一体的（ただし非接触状態（振動的に分離された状態）で）にＹ軸方向に所定のストロークで移動する。また、ステージ本体６０は、例えば一対のＸテーブル９０に同期してＸ軸方向に駆動される際、Ｙボイスコイルモータ９９ｙによりＹ軸方向に適宜微少駆動される。また、ステージ本体６０は、Ｘボイスコイルモータ９９ｘａ、及びＸボイスコイルモータ９９ｘｂの推力差によりθｚ方向に適宜微少駆動される。
【００５４】
ここで、Ｙボイスコイルモータ９９ｙのＺ位置、及びＸ位置は、ステージ本体６０の重心位置ＣＧのＺ位置、及びＸ位置とそれぞれほぼ同じとなっている。従って、Ｙボイスコイルモータ９９ｙを用いてステージ本体６０に推力を作用させても、ステージ本体６０には、θｘ方向のモーメントが作用しない。また、Ｘボイスコイルモータ９９ｘａは、ステージ本体６０の重心位置ＣＧよりも上方に配置され、Ｘボイスコイルモータ９９ｘｂは、ステージ本体６０の重心位置ＣＧよりも下方に配置されているが、Ｘボイスコイルモータ９９ｘａ、及びＸボイスコイルモータ９９ｘｂは、重心位置ＣＧに対して対称な位置に配置されている。また、Ｘボイスコイルモータ９９ｘａ、９９ｂのＸ位置は、ステージ本体６０の重心位置ＣＧのＸ位置とほぼ同じとなっている。従って、Ｘボイスコイルモータ９９ｘａ、９９ｘｂを用いてステージ本体６０に推力を作用させても、ステージ本体６０には、θｙ、及びθｚ方向のモーメントが作用しない。従って、ステージ本体６０をＸＹ平面に沿って精度良く駆動できる。なお、不図示であるが、Ｘテーブル９０には、ステージ本体６０のＸテーブル９０に対する移動可能量を機械的に規定するストッパ部材、あるいはＸ軸、及びＹ軸方向に関してステージ本体６０のＸテーブル９０に対する相対移動量を計測するためのギャップセンサなどが取り付けられている。
【００５５】
以上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、不図示のマスク搬送装置（マスクローダ）によって、マスクステージ装置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、基板ステージＰＳＴ上への基板Ｐの搬入（ロード）が行なわれる。その後、主制御装置により、不図示のアライメント検出系を用いてアライメント計測が実行され、アライメント計測の終了後、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行なわれる。この露光動作は従来から行われているステップ・アンド・スキャン方式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。
【００５６】
ここで、前述したように、本実施形態の液晶露光装置１０では、例えば基板Ｐに形成するパターンが選択される際にマスクステージ装置ＭＳＴのステージ本体６０がＹ軸方向に所定のストロークで駆動される。ステージ本体６０がＹ軸方向に移動する際、一対のＸビーム７０がＹリニアモータにより４つのベースフレーム８０上で駆動される。また、一対のＸビーム７０がＹ軸方向に駆動される際、Ｙボイスコイルモータ９９ｙによってステージ本体６０が一対のＸビーム７０に同期してＹ軸方向に駆動される。この際、一対のＸビーム７０と共に一対のステージガイド５０が一体的にＹ軸方向に移動するので、ステージ本体６０は、一対のステージガイド５０上から脱落しない。
【００５７】
以上説明した本実施形態の液晶露光装置１０のマスクステージ装置ＭＳＴによれば、スキャン動作時など、マスクＭを保持するステージ本体６０がＸ軸方向に長ストロークで駆動される際には、ステージ本体６０が静止した一対のステージガイド５０上を非接触で移動するので、振動などの発生が抑制される。従って、マスクＭの高精度の位置決めが可能となる。また、比較的軽量な一対のＸテーブル９０が対応するＸビーム７０上でＸ軸方向に駆動され、これに伴いステージ本体６０がＸ軸方向に長ストロークで移動する。従って、比較的小さな推力で一対のＸテーブル９０を駆動できるので、床１１に作用する駆動反力も小さく、床振動が抑制され、ボディ３０に対する影響を低減できる。
【００５８】
また、マスクＭをＹ軸方向に移動させる際には、ステージ本体６０と一対のステージガイド５０がともにＹ軸方向に移動するので、ステージガイド５０の幅方向（Ｙ軸方向）寸法は狭くても良い。従って、ステージガイド５０を軽量化することができるとともに、加工、及び運搬が容易となり、かつマスクステージ装置ＭＳＴ組立時の作業性が向上する。
【００５９】
また、一対のステージガイド５０を駆動する際の駆動反力は、ボディ３０から振動的に分離された４つのベースフレーム８０に作用するので、振動が投影光学系ＰＬ、基板干渉計システムのレーザ干渉計などに伝達しない。また、一対のステージガイド５０とステージ本体６０とがＹ軸方向に関して振動的に分離されているので、一対のステージガイド５０を駆動する際に、ステージ本体６０にθｘ方向のモーメントが作用しない。なお、仮に一対のステージガイド５０の駆動に伴いステージ本体６０にθｘ方向のモーメントが作用しても、高精度な位置決めを必要としないマスクＭのＹ軸方向への駆動動作であり、次の露光動作時にはその振動が収束するので露光動作に対する影響は小さい。なお、一対のステージガイド５０をＹ軸方向に駆動（牽引）する際に、ステージガイド５０の重心位置に駆動力を作用するようにフレクシャ装置７８の取付位置を厳密に調整することにより、ステージガイド５０に作用するθｚ方向のモーメントを抑制できる。
【００６０】
また、フレクシャ装置７８によりＸビーム７０とステージガイド５０とを機械的に連結し、Ｘビーム７０がステージガイド５０を牽引する構成としたので、例えばステージガイド５０を駆動するためのアクチュエータを設ける場合にくらべ低コストである。
【００６１】
以下、上記実施形態のいくつかの変形例について、マスクステージ装置を中心として説明する。なお、以下の変形例では、説明の簡略化及び図示の便宜上から、同様の構成、機能を有する部材については上記実施形態と同じ符号を用いて説明する。
【００６２】
図５に示される第１の変形例のマスクステージ装置ＭＳＴａでは、一対のＸビーム７０が、その＋Ｘ側、及び−Ｘ側の端部近傍において、それぞれＹ軸方向に延び、Ｙ軸方向の剛性が高い連結部材１７０に機械的に連結されている。従って、一対のＸビーム７０が一体的にＹ軸方向に移動する。このため、第１の変形例に係るマスクステージ装置ＭＳＴａでは、＋Ｙ側のＸビーム７０をＹ軸方向に駆動するためのＹリニアモータが設けられておらず、−Ｙ側のＸビーム７０のみがＹリニアモータにより駆動される。これにより、コストダウンを図ることが可能となる。また、一対のＸビーム７０を同期制御する必要がないので、制御が容易である。また、第１の変形例のマスクステージ装置ＭＳＴａでは、一対のステージガイド５０が、連結ロープ１５６により連結されている。この場合であっても、一対のステージガイド５０のＹ軸方向に関する距離（間隔）は、連結部材１７０、及び４つのフレクシャ装置７８により一定に保たれる。
【００６３】
図６に示される第２の変形例のマスクステージ装置ＭＳＴｂでは、一対のステージガイド５０が機械的に連結されていない。ステージガイド５０の長手方向両端部には、直方体状の接続部材２５６が固定されている。接続部材２５６の＋Ｙ側、及び−Ｙ側の側面それぞれには、フレクシャ装置７８の一端が接続されている。フレクシャ装置７８の他端は、スペーサ７５（図７では不図示。図３参照）、ブラケット７９、あるいは平面視Ｌ字状の部材から成る支持部材２７９を介してＸビーム７０に取り付けられている。そして、Ｘビーム７０がＹ軸方向に駆動されると、接続部材２５６に接続された一対のフレクシャ装置７８のいずれかを介してＸビーム７０に牽引されることにより、ステージガイド５０がＹ軸方向に移動する。
【００６４】
図７に示される第３の変形例のマスクステージ装置ＭＳＴｃでは、フレクシャ装置に代えてプッシャ装置３７８がスペーサ７５（図７では不図示。図３参照）、あるいはブラケット７９に取り付けられている。プッシャ装置３７８は、例えば鋼球を含み、Ｘビーム７０がＹ軸方向に駆動されることにより、その鋼球でステージガイド５０の長手方向両端部に固定された連結部材５６を押圧して一対のステージガイド５０をＹ軸方向に移動させる。また、スキャン動作時には、鋼球が連結部材５６から離間する方向にＸビーム７０が駆動される。これにより、Ｘビーム７０とステージガイド５０とが振動的に分離される。なお、プッシャ装置に、例えばエアアクチュエータなどを設け、鋼球のみをＹ軸方向、すなわち連結部材５６に接近、及び離間する方向に移動可能に構成しても良い。
【００６５】
図８に示される第４の変形例のマスクステージ装置ＭＳＴｄでは、一対のステージガイド５０が機械的に連結されていない。ステージガイド５０の長手方向の両端部には、ＸＺ平面に平行な板状部材４５０が一対Ｙ軸方向に所定間隔で取り付けられている。そして、一対の板状部材４５０の間には、スペーサ７５（図７では不図示。図３参照）、あるいはブラケット７９に支持部材４７０を介して取り付けられプッシャ装置４７８の鋼球が挿入されている。第４の変形例のマスクステージ装置ＭＳＴｄでは、Ｘビーム７０がＹ軸方向に駆動されると、プッシャ装置４７８の鋼球が一対の板状部材４５０の一方に接触してステージガイド５０を押圧することにより、ステージガイド５０をＹ軸方向に駆動する。
【００６６】
図９に示される第５の変形例のマスクステージ装置ＭＳＴｅでは、一対のステージガイド５０が機械的に連結されていない。＋Ｙ側のステージガイド５０は、＋Ｙ側のＸビーム７０に一対のフレクシャ装置７８により連結されており、Ｘビーム７０が＋Ｙ方向に移動すると、これに牽引されて＋Ｙ方向に移動する。＋Ｙ側のＸビーム７０には、ブラケット７９を介して上記第３の変形例と同様のプッシャ装置３７８が取り付けられており、Ｘビーム７０が−Ｙ方向に移動すると、ステージガイド５０の端部に固定された被押圧部材５５０がプッシャ装置３７８の鋼球に押圧され、ステージガイド５０が−Ｙ方向に移動する。−Ｙ側のステージガイド５０も、−Ｙ側のＸビーム７０に同様に連結されている。
【００６７】
また、上記実施形態（及びその変形例（以下同じ））では、図２に示されるように、鏡筒定盤３１上にＹリニアガイド５２が複数固定され、それらの上をステージガイド５０がＹリニアガイド５２に沿ってＹ方向に移動するように構成されているが、これに限らず、例えばステージガイド５０の下面に気体静圧軸受、又はころなどの転動体を複数設け、鏡筒定盤３１上を低摩擦で移動できるようにしても良い。ただし、ステージ本体６０の脱落を防止するため、ステージガイド５０をＹ軸方向に直進案内する何らかの装置を設けておくことが好ましい。ステージガイド５０をＹ軸方向へ案内する装置としては、例えば気体静圧軸受、機械的な一軸ガイド装置、あるいは気体静圧軸受を用いた一軸ガイド装置などを用いることができる。
【００６８】
上記実施形態において、複数のリニアモータ、及びボイスコイルモータは、すべてムービングコイル方式であったが、これに限らずムービングマグネット方式でも良い。
【００６９】
また、フレクシャ装置は、鋼板を有する構成であったが、Ｙ軸方向への剛性が高く、かつその他の５自由度方向の剛性が極端に低い構成であれば、これに限らず、鋼板に替えて、例えばロープ、あるいはチェーンなどを有していても良い。また、上記第３及び第４の変形例（それぞれ図７及び図８参照）では、プッシャ装置３７８，４７８をステージ本体６０に当接させて押圧したが、これに限らずＸビーム７０にスラスト型のエアベアリングを取り付け、その軸受面から噴出される気体の静圧により非接触でステージ本体６０を押圧しても良い。また、Ｘビーム７０、及びステージ本体６０それぞれに、互いに同じ磁極が対向するように（Ｓ極とＳ極、あるいはＮ極とＮ極とが対向するように）一組の永久磁石を取り付け、その一組の永久磁石間に発生する反発力（斥力）により非接触でステージ本体６０を押圧しても良い。
【００７０】
また、Ｘビーム７０は、長手方向の両端部がベースフレーム８０により下方から支持されていたが、Ｘビーム７０の長手方向中間部を下方から支持する補助フレームを追加して設けても良い。この場合、補助フレームをベースフレーム８０と同様に構成し、Ｘビーム７０にＹキャリッジ７４と同様な構成の部材を取り付けても良い。この場合、Ｘビーム７０を駆動するＹリニアモータが増加するので、Ｘビーム７０が長く重量が増加する場合に有効である。なお、補助フレームにリニアモータの要素を設けず、Ｙリニアガイド部材のみを設けても良い。また、補助フレームは、１つに限らず、複数設けられても良い。
【００７１】
また、ステージガイド５０は、その長手方向の両端部において一対のフレクシャ装置７８によりＸビーム７０に連結されていたが、これに限らずステージガイド５０の重心位置に対応する一箇所（長手方向中央部）でフレクシャ装置７８を用いてＸビーム７０に連結されても良い。この場合であっても、Ｘビーム７０を用いてステージガイド５０を牽引する際、ステージガイド５０にθｘ、及びθｚ方向のモーメントが作用しない。
【００７２】
また、マスクＭに形成されたマスクパターンに抵触しなければ（照明光ＩＬを遮らなければ）、鏡筒定盤３１上にステージ本体６０のＹ軸方向に関する中間部を支持する中間支持部材を設けても良い。これにより、ステージ本体６０の自重に起因する撓みを抑制できる。この場合、中間支持部材をステージガイド５０と同様に構成し、ステージ本体６０に中間支持部材に対応するエアベアリングを取り付けると良い。
【００７３】
また、上記実施形態では、一対のＸビーム７０上にそれぞれＸテーブル９０が搭載され、そのＸテーブル９０を介して電磁的にステージ本体６０が駆動される構成であったが、これに限らず、例えば露光精度が要求されないような場合には、Ｘテーブル９０を省略して、ステージ本体６０を直接一対のＸビーム７０上に搭載しても良い。この場合、Ｙ軸方向、及びθｚ方向への微少駆動が不可能となるが、装置を簡略化することができる。
【００７４】
また、上記実施形態では、一対のステージガイド５０が一対のＸビーム７０とともにＹ軸方向に移動するように構成されていたが、これに限らず、一対のステージガイド５０は、鏡筒定盤３１に固定されていても良い。この場合、ステージガイド５０をステージ本体６０のＹ軸方向への移動可能量に応じて、上記実施形態よりも広幅の部材により構成すると良い。
【００７５】
また、上記実施形態では、一対のＸビーム７０が計４つのベースフレーム８０を介して床面上に設置されたが、一対のＸビーム７０をボディ３０から振動的に分離できればこれに限らず、例えばボディ３０などを収容するチャンバの天井などから一対のＸビーム７０を吊り下げ支持しても良い。
【００７６】
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。
【００７７】
また、上記実施形態では、投影光学系ＰＬが、複数本の投影光学ユニットを備えたマルチレンズ方式の投影光学系である場合について説明したが、投影光学ユニットの本数はこれに限らず、１本以上あれば良い。また、マルチレンズ方式の投影光学系に限らず、例えばオフナー型の大型ミラーを用いた投影光学系などであっても良い。
【００７８】
また、上記実施形態では投影光学系ＰＬとして、投影倍率が拡大系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等倍系のいずれでも良い。
【００７９】
なお、上記実施形態においては、光透過性のマスク基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスクを用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて、透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク（可変成形マスク）、例えば、非発光型画像表示素子（空間光変調器とも呼ばれる）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）を用いる可変成形マスクを用いても良い。
【００８０】
なお、上記実施形態のマスクステージ装置は、サイズ（外径、対角線、一辺の少なくとも１つを含む）が５００ｍｍ以上の基板、例えば液晶表示素子などのフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用の大型の露光装置に対して適用することが特に有効である。
【００８１】
また、上記実施形態のマスクステージ装置は、ステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用することができる。
【００８２】
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部材）のものも含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
以上説明したように、本発明の露光装置は、露光処理時に露光用のエネルギビームに対して物体を走査方向に所定のストロークで移動させるのに適している。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生産に適している。
【符号の説明】
【００８４】
１０…液晶露光装置、３１…鏡筒定盤、５０…ステージガイド、６０…ステージ本体、７０…Ｙビーム、８０…ベースフレーム、９０…Ｘテーブル、Ｍ…マスク、ＭＳＴ…マスクステージ装置、Ｐ…基板、ＰＳＴ…基板ステージ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光処理時に露光用のエネルギビームに対して物体を走査方向に所定のストロークで移動させる走査型の露光装置であって、
前記物体を保持してエネルギビームに対して前記走査方向に所定のストロークで移動可能な移動体と；
前記移動体に対して水平面内で前記走査方向に直交する方向の一側、及び他側に設けられ、該移動体の前記走査方向への移動をガイドし、かつ前記走査方向に直交する方向に前記移動体と共に前記所定のストロークよりも短いストロークで移動可能な一対のガイド装置と；を備える露光装置。
【請求項２】
前記一対のガイド装置それぞれは、前記走査方向に延びるベースと、前記ベース上を前記走査方向に少なくとも前記所定のストロークで移動可能なガイド用移動体とを有し、
前記移動体は、前記ガイド用移動体と共に前記ベース上を前記走査方向に移動する請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記一対のガイド装置それぞれが有する前記ガイド用移動体の少なくとも一方に設けられた第１固定子と、前記移動体に設けられた第１可動子とを含む第１リニアモータを更に備え、
前記移動体は、前記ガイド装置が前記走査方向に直交する方向に移動する際には、前記第１リニアモータによって、前記ガイド用移動体に非接触状態で同期駆動されることにより前記ガイド用移動体と共に前記走査方向に直交する方向に移動する請求項１又は２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記第１リニアモータは、前記移動体の重心位置を通り前記走査方向に直交する方向に平行な軸線上で前記移動体に推力を作用させる請求項３に記載の露光装置。
【請求項５】
前記移動体は、前記一対のガイド装置それぞれが有する前記ガイド用移動体それぞれに設けられた第２固定子と、前記移動体に設けられた一対の第２可動子とを含む一対の第２リニアモータによって、前記ガイド用移動体に非接触状態で同期駆動されることにより前記ガイド用移動体と共に前記走査方向に移動する請求項２〜４のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項６】
前記一対の第２リニアモータは、それぞれ前記移動体の重心位置に対して対称な位置に推力を作用させる請求項５に記載の露光装置。
【請求項７】
前記移動体は、前記一対の第２リニアモータが発生する推力差により前記水平面に直交する軸線周り方向に適宜微少駆動される請求項５又は６に記載の露光装置。
【請求項８】
前記ガイド用移動体は、前記ベースに設けられた固定子と、前記ガイド用移動体に設けられた可動子とを含むリニアモータにより前記ベースに対して前記走査方向に駆動される請求項２〜７のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項９】
前記移動体を下方から支持し、前記一対のガイド装置と共に前記走査方向に直交する方向に移動可能な支持部材を更に備える請求項１〜８のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１０】
前記移動体は、前記支持部材に非接触支持される請求項９に記載の露光装置。
【請求項１１】
前記支持部材を前記走査方向に直交する方向に機械的に案内する一軸ガイド装置を更に備える請求項９又は１０に記載の露光装置。
【請求項１２】
前記支持部材は、前記走査方向に直交する方向に所定間隔で複数設けられる請求項９〜１１のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１３】
前記複数の支持部材が互いに機械的に接続され、一体的に前記走査方向に直交する方向に移動する請求項１２に記載の露光装置。
【請求項１４】
前記支持部材は、接続装置により前記一対のガイド装置に機械的に接続され、前記接続装置を介して前記一対のガイド装置に牽引される請求項９〜１３のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１５】
前記接続装置は、前記走査方向に直交する方向の剛性に比べて他の方向の剛性が低い請求項１４に記載の露光装置。
【請求項１６】
前記接続装置は、前記支持部材の重心位置を含む前記水平面に平行な平面内で前記支持部材に接続される請求項１４又は１５に記載の露光装置。
【請求項１７】
前記接続装置は、前記走査方向に離間して一対設けられ、
前記一対の接続装置は、前記支持部材の重心位置から等距離に配置される請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１８】
前記支持部材は、前記ガイド装置に設けられた押圧装置に押圧されることにより前記走査方向に直交する方向に移動する請求項９〜１７のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１９】
前記移動体が前記走査方向に所定のストロークで移動する際に、前記押圧装置は、前記支持部材から離間する請求項１８に記載の露光装置。
【請求項２０】
前記一対のガイド装置が機械的に連結され、一体的に前記走査方向に直交する方向に移動する請求項１〜１９のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項２１】
前記物体には、所定のパターンが形成され、
前記パターンは、前記物体に同期して前記走査方向に移動する所定の露光対象物体に前記エネルギビームを用いて転写される請求項１〜２０のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項２２】
前記露光対象物体には、投影光学系を介して前記エネルギビームが照射されることにより前記パターンが転写され、
前記移動体、及びガイド装置は、少なくとも前記水平面に平行な方向に関して前記投影光学系に対して振動的に分離される請求項２１に記載の露光装置。
【請求項２３】
前記投影光学系は、前記パターン像を拡大する拡大光学系である請求項２２に記載の露光装置。
【請求項２４】
前記露光対象物体は、フラットパネルディスプレイの製造に用いられる基板である請求項２１〜２３のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項２５】
請求項２４に記載の露光装置を用いて前記露光対象物体を露光することと；
露光された前記露光対象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２６】
請求項２１〜２３のいずれか一項に記載の露光装置を用いて前記露光対象物体を露光することと；
露光された前記露光対象物体を現像することと；を含むデバイス製造方法。
【請求項１】
露光処理時に露光用のエネルギビームに対して物体を走査方向に所定のストロークで移動させる走査型の露光装置であって、
前記物体を保持してエネルギビームに対して前記走査方向に所定のストロークで移動可能な移動体と；
前記移動体に対して水平面内で前記走査方向に直交する方向の一側、及び他側に設けられ、該移動体の前記走査方向への移動をガイドし、かつ前記走査方向に直交する方向に前記移動体と共に前記所定のストロークよりも短いストロークで移動可能な一対のガイド装置と；を備える露光装置。
【請求項２】
前記一対のガイド装置それぞれは、前記走査方向に延びるベースと、前記ベース上を前記走査方向に少なくとも前記所定のストロークで移動可能なガイド用移動体とを有し、
前記移動体は、前記ガイド用移動体と共に前記ベース上を前記走査方向に移動する請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記一対のガイド装置それぞれが有する前記ガイド用移動体の少なくとも一方に設けられた第１固定子と、前記移動体に設けられた第１可動子とを含む第１リニアモータを更に備え、
前記移動体は、前記ガイド装置が前記走査方向に直交する方向に移動する際には、前記第１リニアモータによって、前記ガイド用移動体に非接触状態で同期駆動されることにより前記ガイド用移動体と共に前記走査方向に直交する方向に移動する請求項１又は２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記第１リニアモータは、前記移動体の重心位置を通り前記走査方向に直交する方向に平行な軸線上で前記移動体に推力を作用させる請求項３に記載の露光装置。
【請求項５】
前記移動体は、前記一対のガイド装置それぞれが有する前記ガイド用移動体それぞれに設けられた第２固定子と、前記移動体に設けられた一対の第２可動子とを含む一対の第２リニアモータによって、前記ガイド用移動体に非接触状態で同期駆動されることにより前記ガイド用移動体と共に前記走査方向に移動する請求項２〜４のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項６】
前記一対の第２リニアモータは、それぞれ前記移動体の重心位置に対して対称な位置に推力を作用させる請求項５に記載の露光装置。
【請求項７】
前記移動体は、前記一対の第２リニアモータが発生する推力差により前記水平面に直交する軸線周り方向に適宜微少駆動される請求項５又は６に記載の露光装置。
【請求項８】
前記ガイド用移動体は、前記ベースに設けられた固定子と、前記ガイド用移動体に設けられた可動子とを含むリニアモータにより前記ベースに対して前記走査方向に駆動される請求項２〜７のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項９】
前記移動体を下方から支持し、前記一対のガイド装置と共に前記走査方向に直交する方向に移動可能な支持部材を更に備える請求項１〜８のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１０】
前記移動体は、前記支持部材に非接触支持される請求項９に記載の露光装置。
【請求項１１】
前記支持部材を前記走査方向に直交する方向に機械的に案内する一軸ガイド装置を更に備える請求項９又は１０に記載の露光装置。
【請求項１２】
前記支持部材は、前記走査方向に直交する方向に所定間隔で複数設けられる請求項９〜１１のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１３】
前記複数の支持部材が互いに機械的に接続され、一体的に前記走査方向に直交する方向に移動する請求項１２に記載の露光装置。
【請求項１４】
前記支持部材は、接続装置により前記一対のガイド装置に機械的に接続され、前記接続装置を介して前記一対のガイド装置に牽引される請求項９〜１３のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１５】
前記接続装置は、前記走査方向に直交する方向の剛性に比べて他の方向の剛性が低い請求項１４に記載の露光装置。
【請求項１６】
前記接続装置は、前記支持部材の重心位置を含む前記水平面に平行な平面内で前記支持部材に接続される請求項１４又は１５に記載の露光装置。
【請求項１７】
前記接続装置は、前記走査方向に離間して一対設けられ、
前記一対の接続装置は、前記支持部材の重心位置から等距離に配置される請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１８】
前記支持部材は、前記ガイド装置に設けられた押圧装置に押圧されることにより前記走査方向に直交する方向に移動する請求項９〜１７のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１９】
前記移動体が前記走査方向に所定のストロークで移動する際に、前記押圧装置は、前記支持部材から離間する請求項１８に記載の露光装置。
【請求項２０】
前記一対のガイド装置が機械的に連結され、一体的に前記走査方向に直交する方向に移動する請求項１〜１９のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項２１】
前記物体には、所定のパターンが形成され、
前記パターンは、前記物体に同期して前記走査方向に移動する所定の露光対象物体に前記エネルギビームを用いて転写される請求項１〜２０のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項２２】
前記露光対象物体には、投影光学系を介して前記エネルギビームが照射されることにより前記パターンが転写され、
前記移動体、及びガイド装置は、少なくとも前記水平面に平行な方向に関して前記投影光学系に対して振動的に分離される請求項２１に記載の露光装置。
【請求項２３】
前記投影光学系は、前記パターン像を拡大する拡大光学系である請求項２２に記載の露光装置。
【請求項２４】
前記露光対象物体は、フラットパネルディスプレイの製造に用いられる基板である請求項２１〜２３のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項２５】
請求項２４に記載の露光装置を用いて前記露光対象物体を露光することと；
露光された前記露光対象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２６】
請求項２１〜２３のいずれか一項に記載の露光装置を用いて前記露光対象物体を露光することと；
露光された前記露光対象物体を現像することと；を含むデバイス製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−５８３９１（Ｐ２０１２−５８３９１Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９９９３１（Ｐ２０１０−１９９９３１）
【出願日】平成２２年９月７日（２０１０．９．７）
【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２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月７日（２０１０．９．７）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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