JPWO2015147039A1 - 移動体装置、露光装置、フラットパネルディスプレイの製造方法、及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

基板ステージ装置（２０）は、ＸＹ平面に沿って移動可能な微動ステージ（６０）と、微動ステージをＸＹ平面に平行な方向に誘導するＸＹ２次元ステージ装置（Ｘビーム（３０）、Ｘキャリッジ（４０））と、微動ステージと同期してＸＹ平面に平行な方向に移動可能、且つ協働して微動ステージの自重を支持する複数の重量キャンセル装置（７０）と、Ｙ軸に平行な方向に関してＸビームの＋Ｙ側に設けられ、Ｘ軸に平行な方向に移動する複数の重量キャンセル装置の一部をガイドする第１のＹステップガイド（５０）と、Ｙ軸に平行な方向に関してＸビームの他側に設けられ、Ｘ軸に平行な方向に移動する複数の重量キャンセル装置の他部をガイドする第２のＹステップガイド（５０）と、を備える。

Description

本発明は、移動体装置、露光装置、フラットパネルディスプレイの製造方法、及びデバイス製造方法に係り、更に詳しくは、所定の２次元平面内に沿って移動可能な移動体を含む移動体装置、前記移動体装置を含む露光装置、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、及び前記露光装置を用いたデバイス製造方法に関する。

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。

この種の露光装置としては、基板を保持したテーブル部材を、１本の柱状の部材である重量キャンセル装置（心柱とも称される）を用いて下方から支持することにより、該テーブル部材の位置決めを行うためのアクチュエータの負荷を低減するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、近年の基板の大型化に伴い、基板を保持するテーブル部材も大型化する傾向にあり、これに対応して重量キャンセル装置、及び重量キャンセル装置をガイドするガイド部材も大型化している。

米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書

本発明は、上述の事情の下でなされたもので、第１の観点からすると、互いに直交する第１及び第２軸を含む所定の２次元平面に沿って移動可能な移動体と、前記移動体を前記第１及び第２軸に平行な方向に誘導する誘導装置と、前記移動体と同期して前記２次元平面に平行な方向に移動可能、且つ協働して前記移動体の自重を支持する複数の自重支持装置と、前記第２軸に平行な方向に関して前記誘導装置の一側に設けられ、前記第１軸に平行な方向に移動する前記複数の自重支持装置の一部をガイドする第１ガイド部材と、前記第２軸に平行な方向に関して前記誘導装置の他側に設けられ、前記第１軸に平行な方向に移動する前記複数の自重支持装置の他部をガイドする第２ガイド部材と、を備える移動体装置である。

これによれば、複数の自重支持装置が協働して移動体の自重を支持する。すなわち、個々の自重支持装置は、移動体の自重の一部を支持する。したがって、仮にひとつの自重支持装置が移動体の全自重を支持する場合に比べ、自重支持装置をガイドするためのガイド部材に作用する荷重を分散することができ、該ガイド部材の薄型化、軽量化が可能となる。また、移動体が複数箇所で支持されるので、移動体の薄型化、軽量化が可能となるとともに、位置制御、姿勢制御が容易になる。

本発明は、第２の観点からすると、前記移動体に所定の物体が保持される本発明の移動体装置と、エネルギビームを用いて前記物体に所定のパターンを形成するパターン形成装置と、を備える露光装置である。

本発明は、第３の観点からすると、本発明の露光装置を用いて前記物体を露光することと、露光された前記物体を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法である。

本発明は、第４の観点からすると、本発明の露光装置を用いて前記物体を露光することと、露光された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法である。

一実施形態に係る液晶露光装置の構成を概略的に示す図である。 図１の液晶露光装置が有する基板ステージ装置の平面図（一部要素省略）である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 基板ステージ装置の第１の変形例を示す図である。 基板ステージ装置の第２の変形例を示す図である。 基板ステージ装置の第３の変形例を示す図である。 図６の基板ステージ装置の平面図（一部要素省略）である。 基板ステージ装置の第４の変形例を示す図である。 基板ステージ装置の第５の変形例を示す図である。 基板ステージ装置の第６の変形例を示す図である。

以下、一実施形態について、図１〜図３を用いて説明する。

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、例えば液晶表示装置（フラットパネルディスプレイ）などに用いられる矩形（角型）のガラス基板Ｐ（以下、単に基板Ｐと称する）を露光対象物とするステップ・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。

液晶露光装置１０は、照明系１２、回路パターンなどが形成されたマスクＭを保持するマスクステージ１４、投影光学系１６、一対のステージ架台１８、表面（図１で＋Ｚ側を向いた面）にレジスト（感応剤）が塗布された基板Ｐを保持する基板ステージ装置２０、及びこれらの制御系等を有している。以下、露光時にマスクＭと基板Ｐとが投影光学系１６に対してそれぞれ相対走査される方向をＸ軸方向とし、水平面内でＸ軸に直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸及びＹ軸に直交する方向をＺ軸方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸回りの回転方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行う。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向に関する位置をそれぞれＸ位置、Ｙ位置、及びＺ位置として説明を行う。

照明系１２は、例えば米国特許第５，７２９，３３１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。照明系１２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。

マスクステージ１４は、光透過型のマスクＭを保持している。マスクＭの下面（−Ｚ側を向いた面）には、所定の回路パターン（マスクパターン）が形成されている。マスクステージ１４は、例えばリニアモータ（不図示）を介してマスクＭを照明系１２（照明光ＩＬ）に対してＸ軸方向（スキャン方向）に所定の長ストロークで駆動するとともに、Ｙ軸方向、及びθｚ方向に微少駆動する。マスクＭの水平面内の位置情報は、例えばレーザ干渉計を含むマスクステージ位置計測系（不図示）により求められる。

投影光学系１６は、マスクステージ１４の下方に配置されている。投影光学系１６は、例えば米国特許第６，５５２，７７５号明細書などに開示される投影光学系と同様な構成の、いわゆるマルチレンズ投影光学系であり、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複数の光学系を備えている。

液晶露光装置１０では、照明系１２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を通過した照明光により、投影光学系１６を介してその照明領域内のマスクＭの回路パターンの投影像（部分正立像）が、基板Ｐ上の照明領域に共役な照明光の照射領域（露光領域）に形成される。そして、照明領域（照明光ＩＬ）に対してマスクＭが走査方向に相対移動するとともに、露光領域（照明光ＩＬ）に対して基板Ｐが走査方向に相対移動することで、基板Ｐ上の１つのショット領域の走査露光が行われ、そのショット領域にマスクＭに形成されたパターンが転写される。

一対のステージ架台１８は、それぞれＹ軸方向に延びる板状の部材から成り、Ｘ軸方向に離間して配置されている。ステージ架台１８は、複数の防振装置１７を介してクリーンルームの床１１上に設置されている。ステージ架台１８の上面には、図２に示されるように、Ｙ軸方向に延びるＹリニアガイド１９ａがＸ軸方向に所定間隔で、例えば３本固定されている。一対のステージ架台１８は、液晶露光装置１０の装置本体（ボディ）を構成する部材であり、上述したマスクステージ１４、及び投影光学系１６は、装置本体に支持されている。

基板ステージ装置２０は、複数（本実施形態では、例えば３つ）のベースフレーム２２、Ｘビーム３０、Ｘキャリッジ４０、一対のＹステップガイド５０、微動ステージ６０（基板テーブル６２、及び基板ホルダ６４（図２では不図示。図１参照））、及び複数（本実施形態では、例えば４つ）の重量キャンセル装置７０を有している。なお、図２は、図１に示される基板ステージ装置２０の平面図であるが、理解を容易にするため、基板ホルダ６４（図１参照）が取り除かれるとともに、基板テーブル６２が破線で示されている。

例えば３つのベースフレーム２２は、それぞれＹ軸方向に延びる部材から成り、Ｘ軸方向に所定間隔で互いに平行に配置されている。例えば３つのベースフレーム２２のうち、第１のベースフレーム２２は、＋Ｘ側のステージ架台１８の＋Ｘ側に、第２のベースフレーム２２は、−Ｘ側のステージ架台１８の−Ｘ側に、第３のベースフレーム２２は、一対のステージ架台１８の間に、それぞれステージ架台１８に対して所定のクリアランスを介した状態で、床１１（図１参照）上に設置されている。例えば３つのベースフレーム２２は、実質的に同じ構造である。ベースフレーム２２の上端面（＋Ｚ側の端部）には、図１に示されるように、Ｙ軸方向に延びるＹリニアガイド２１ａが固定されている。また、ベースフレーム２２の両側面それぞれには、Ｙ軸方向に所定間隔で配列された複数の磁石ユニットを含むＹリニアモータ固定子２３ａが固定されている。

Ｘビーム３０は、Ｘ軸方向に延びるＹＺ断面の矩形の部材から成り、上述した、例えば３つのベースフレーム２２上に載置されている。Ｘビーム３０の下面のＺ位置は、ステージ架台１８の上面よりも＋Ｚ側に設定されており、Ｘビーム３０は、ステージ架台１８から振動的に分離されている。Ｘビーム３０は、図３に示されるように、中空に形成され、高さ（Ｚ軸）方向寸法が、幅（Ｙ軸）方向寸法よりも大きく設定されている。図１に戻り、Ｘビーム３０の長手方向の両端部近傍、及び長手方向中央部近傍それぞれの下面には、例えば３つのベースフレーム２２それぞれに対応して、Ｙキャリッジ３２と称される部材が固定されている。Ｙキャリッジ３２は、ＸＺ断面逆Ｕ字状の部材から成り、一対の対向面間に対応するベースフレーム２２が挿入されている。

Ｙキャリッジ３２の天井面には、ＸＺ断面逆Ｕ字状に形成され、対応するベースフレーム２２に固定されたＹリニアガイド２１ａに不図示の転動体（例えば、複数のボールなど）を介してスライド自在に係合するＹスライド部材２１ｂが複数（図１では紙面奥行き方向に重なっている）固定されている。Ｙスライド部材２１ｂと対応するＹリニアガイド２１ａとは、Ｘビーム３０（及び、例えば３つのＹキャリッジ３２）を、例えば３つのベースフレーム２２に沿ってＹ軸方向に直進案内する機械的なＹリニアガイド装置２１を構成している。また、Ｙキャリッジ３２の一対の対向面それぞれには、対応するベースフレーム２２に固定されたＹリニアモータ固定子２３ａに対向してＹリニアモータ可動子２３ｂが固定されている。Ｙリニアモータ可動子２３ｂは、不図示のコイルユニットを有しており、該コイルユニットに供給される電力は、不図示の主制御装置により制御される。Ｙリニアモータ可動子２３ｂと対応するＹリニアモータ固定子２３ａとは、Ｘビーム３０（及び、例えば３つのＹキャリッジ３２）をＹ軸方向に所定のストロークで駆動するＹリニアモータ２３を構成している。Ｘビーム３０は、両端部近傍と併せて中央部がＹリニアモータ２３により駆動されるので、中央部のＹ軸方向への撓みが抑制される。なお、不図示であるが、例えば３つのベースフレーム２２の少なくとも１つには、Ｙ軸方向を周期方向とするＹスケールが固定され、該ベースフレーム２２に対応するＹキャリッジ３２には、Ｙスケールと共にＹキャリッジ３２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。Ｘビーム３０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。

Ｘビーム３０の上面には、図３に示されるように、一対のＸリニアガイド３４ａが固定されている。一対のＸリニアガイド３４ａは、それぞれ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。また、Ｘビーム３０の両側面それぞれには、Ｘ軸方向に所定間隔で配列された複数の磁石ユニットを含むＸリニアモータ固定子３５ａが固定されている。

Ｘキャリッジ４０は、ＹＺ断面逆Ｕ字状の部材から成り、一対の対向面間にＸビーム３０が挿入されている。Ｘキャリッジ４０の天井面には、ＹＺ断面逆Ｕ字状に形成され、Ｘビーム３０に固定された一対のＸリニアガイド３４ａに不図示の転動体（例えば、複数のボールなど）を介してスライド自在に係合するＸスライド部材３４ｂが複数（図３では紙面奥行き方向に重なっている）固定されている。Ｘスライド部材３４ｂと対応するＸリニアガイド３４ａとは、Ｘキャリッジ４０をＸビーム３０に沿ってＸ軸方向に直進案内する機械的なＸリニアガイド装置３４を構成している。また、Ｘキャリッジ４０の一対の対向面それぞれには、Ｘビーム３０に固定されたＸリニアモータ固定子３５ａに対向してＸリニアモータ可動子３５ｂが固定されている。Ｘリニアモータ可動子３５ｂは、不図示のコイルユニットを有しており、該コイルユニットに供給される電力は、不図示の主制御装置により制御される。Ｘリニアモータ可動子３５ｂと対応するＸリニアモータ固定子３５ａとは、Ｘキャリッジ４０をＸ軸方向に所定のストロークで駆動するＸリニアモータ３５を構成している。

Ｘキャリッジ４０は、上記Ｘリニアガイド装置３５の作用により、Ｘビーム３０に対するＹ軸方向の相対移動が制限されている。したがって、基板ステージ装置２０では、Ｘビーム３０がＹ軸方向に所定のストロークで移動すると、Ｘビーム３０とＸキャリッジ４０とが一体的にＹ軸方向に移動するようになっている。すなわち、Ｘビーム３０とＸキャリッジ４０とは、いわゆるガントリタイプの２次元ステージ装置を構成している。なお、不図示であるが、Ｘビーム３０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キャリッジ４０には、Ｘスケールと共にＸキャリッジ４０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。Ｘキャリッジ４０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制御される。

一対のＹステップガイド５０は、図２に示されるように、一対のステージ架台１８上に配置されている。一対のＹステップガイド５０のうち、第１のＹステップガイド５０は、Ｘキャリッジ４０の＋Ｙ側に、第２のＹステップガイド５０は、Ｘキャリッジ４０の−Ｙ側に、それぞれＸキャリッジ４０に所定のクリアランスを介して互いに平行に配置されている。Ｙステップガイド５０は、Ｘ軸方向に延びるＹＺ断面の矩形の部材から成る。Ｙステップガイド５０の長手方向寸法は、微動ステージ６０のＸ軸方向に関する移動ストロークよりも長く設定されている。また、Ｙステップガイド５０の幅方向寸法は、Ｘビーム３０の幅方向寸法とほぼ同じに設定されているが、Ｙステップガイド５０の高さ方向寸法（厚さ）は、Ｘビーム３０よりも小さく（薄く）設定されており、具体的には、図３に示されるように、Ｘビーム３０の半分程度の厚さで形成されている。Ｙステップガイド５０の上面は、平面度が高く仕上げられている。Ｙステップガイド５０の下面には、ＸＺ断面逆Ｕ字状に形成され、ステージ架台１８に固定されたＹリニアガイド１９ａに不図示の転動体（例えば、複数のボールなど）を介してスライド自在に係合するＹスライド部材１９ｂが複数（図１では紙面奥行き方向に重なっている）固定されている。Ｙスライド部材１９ｂと対応するＹリニアガイド１９ａとは、Ｙステップガイド５０を一対のステージ架台１８上でＹ軸方向に直進案内する機械的なＹリニアガイド装置１９を構成している。

図２に戻り、一対のＹステップガイド５０それぞれは、複数（本実施形態では、例えば２つ）連結装置５２を介してＸビーム３０に接続されている。連結装置５２は、Ｙ軸方向に延びる棒状部材と、該棒状部材の長手方向両端部それぞれに設けられた滑節装置（例えばボールジョイント）とを含み、上記滑節装置を介して上記棒状部材がＹステップガイド５０とＸビーム３０との間に架設されている。このため、Ｙステップガイド５０とＸビーム３０とは、Ｚ軸方向、θｘ方向、及びθｙ方向（以下、Ｚ・チルト方向と称する）に関して振動的に分離されている。基板ステージ装置２０では、Ｘビーム３０が、Ｙ軸方向の一側（例えば＋Ｙ方向）に駆動されると、他側（例えば−Ｙ側）のＹステップガイド５０が、例えば２つの連結装置５２を介してＸビーム３０に牽引されることにより該Ｘビーム３０と一体的に一側（例えば＋Ｙ方向）に移動するとともに、一側（例えば、＋Ｙ側）のＹステップガイド５０が上記棒状部材のＹ軸方向の剛性により、例えば２つの連結装置５２を介してＸビーム３０に押圧されることにより該Ｘビーム３０と一体的に一側（例えば、＋Ｙ方向）に移動する。

複数の連結装置５２の高さ位置（Ｚ位置）は、Ｙステップガイド５０の重心高さ位置と概ね一致している。このため、Ｙステップガイド５０がＸビーム３０に牽引、又は押圧されてＹ軸方向に移動する際、該Ｙステップガイド５０にＸ軸回りのモーメント（ピッチングモーメント）が作用しないので、ステージ架台１８（装置本体）を振動させるおそれがない。なお、一対のＹステップガイド５０を互いに剛性の高い部材で連結しても良く、この場合、一方（＋Ｙ側、あるいは−Ｙ側）の連結装置５２の牽引のみによってＹステップガイド５０をＸビーム３０と一体的にＹ軸方向に移動させることができる。したがって、連結装置５２としては、上記棒状部材に換えて、Ｙ軸方向に剛性の低いロープ、あるいは薄板状の部材を用いることができる。なお、本実施形態では、Ｙステップガイド５０の長手方向の端部近傍においてＹステップガイド５０とＸビーム３０とが連結装置５２により連結されているが、連結装置５２の数、及び位置は、特に限定されない。また、不図示であるが、Ｘビーム３０と一対のＹステップガイド５０それぞれとの間には、Ｘキャリッジ４０に電力等を供給するためのケーブル類をＸキャリッジ４０の動作に応じて案内するためのケーブルガイド装置が配置されている。

微動ステージ６０は、図３に示されるように、基板テーブル６２、及び基板ホルダ６４を有している。基板テーブル６２は、平面視矩形の箱形の部材から成る。本実施形態において、基板テーブル６２は、中空に形成されているが、中実に形成されても良い。基板ホルダ６４は、平面視矩形の板状部材から成り、基板テーブル６２の上面に、例えばボルト（不図示）などを介して固定されている。基板ホルダ６４の上面には、基板Ｐが載置される。基板ホルダ６４は、基板ステージ装置２０の外部に設置されたバキューム装置（不図示）から供給される真空吸引力を用いて基板Ｐを吸着保持する。

微動ステージ６０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により、Ｘキャリッジ４０上で水平面内の３自由度方向（Ｘ軸、Ｙ軸、θｚ方向）に微少駆動される。本実施形態において、複数のボイスコイルモータには、図２に示されるように、例えば２つのＸボイスコイルモータ６６ｘ、及び例えば２つのＹボイスコイルモータ６６ｙが含まれる。

例えば２つのＸボイスコイルモータ６６ｘのうちの一方、及び、例えば２つのＹボイスコイルモータ６６ｙのうちの一方は、基板テーブル６２の＋Ｘ側に配置されている。本実施形態では、一方のＸボイスコイルモータ６６ｘが基板テーブル６２の中心（重心）のＹ位置よりも−Ｙ側に、一方のＹボイスコイルモータ６６ｙが基板テーブル６２の中心（重心）のＹ位置よりも＋Ｙ側にそれぞれ配置されている。また、例えば２つのＸボイスコイルモータ６６ｘのうちの他方は、基板テーブル６２の−Ｘ側であって、基板テーブル６２の中心（重心）に対して上記一方のＸボイスコイルモータ６６ｘの対角に配置されている。同様に、例えば２つのＹボイスコイルモータ６６ｙのうちの他方は、基板テーブル６２の−Ｘ側であって、基板テーブル６２の中心（重心）に対して上記一方のＹボイスコイルモータ６６ｙの対角に配置されている。

一方（基板テーブル６２の＋Ｘ側）のＸボイスコイルモータ６６ｘは、図３に示されるように、Ｘキャリッジ４０の上面に支持柱６７を介して固定された断面Ｔ字状の固定子６８ａと、基板テーブル６２の＋Ｘ側の側面に固定された断面Ｕ字状の可動子６８ｂとを含む。Ｘボイスコイルモータ６６ｘは、固定子６８ａが不図示のコイルユニット、可動子６８ｂが不図示の磁石ユニットをそれぞれ有するムービングマグネットタイプのリニアモータであり、Ｘ軸に平行な方向の推力を発生する。他方のＸボイスコイルモータ６６ｘ（図３では不図示。図２参照）の構成は、一方のＸボイスコイルモータ６６ｘと同じであるので、説明を省略する。また、例えば２つのＹボイスコイルモータ６６ｙ（図２参照）は、Ｙ軸に平行な推力を発生する点を除き、Ｘボイスコイルモータ６６ｘと実質的に同様の構成のムービングマグネットタイプのリニアモータであるので説明を省略する。なお、Ｘボイスコイルモータ６６ｘ、Ｙボイスコイルモータ６６ｙは、ムービングコイルタイプであっても良い。また、Ｘ軸、及びＹ軸方向の推力を発生可能な２自由度ボイスコイルモータを用いて基板テーブル６２を水平面内の３自由度方向に微小駆動する構成であっても良い。

また、例えば２つのＸボイスコイルモータ６６ｘ、及び、例えば２つのＹボイスコイルモータ６６ｙ（図２参照）それぞれの高さ位置（Ｚ位置）は、微動ステージ６０の重心の高さ位置と概ね一致しており、例えば２つのＸボイスコイルモータ６６ｘ、及び、例えば２つのＹボイスコイルモータ６６ｙから付与される推力に起因して微動ステージ６０がθｘ及びθｙ方向に回転すること（ピッチングモーメントの発生）が抑制される。

図１に戻り、不図示の主制御装置は、Ｘキャリッジ４０をＸ軸、及び／又はＹ軸方向に所定のストロークで移動させる際に、上記複数のボイスコイルモータ（Ｘボイスコイルモータ６６ｘ、Ｙボイスコイルモータ６６ｙ）を介して基板テーブル６２にＸ軸、及び／又はＹ軸方向の推力を作用（加速）させる。これにより、基板Ｐを保持した基板ホルダ６４を含み、微動ステージ６０が、Ｘキャリッジ４０に同期して（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する。また、不図示の主制御装置は、例えば２つのＸボイスコイルモータ６６ｘ（あるいは２つのＹボイスコイルモータ６６ｙ）それぞれの出力（推力）を異ならせることにより、微動ステージ６０をＸキャリッジ４０に対してθｚ方向に微少駆動する。なお、不図示であるが、上述したＸキャリッジ４０には、微動ステージ６０のＸキャリッジ４０に対する移動範囲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、微動ステージ６０のＸキャリッジ４０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。

また、微動ステージ駆動系は、微動ステージ６０をＸキャリッジ４０に対してＺ・チルト方向に微少駆動するための複数のＺボイスコイルモータ６６ｚを有している。本実施形態において、Ｚボイスコイルモータ６６ｚは、図２に示されるように、基板テーブル６２の四隅部に対応して、例えば合計で４つ配置されている。Ｚボイスコイルモータ６６ｚは、図３に示されるように、上述したＸボイスコイルモータ６６ｘと同様に、不図示のコイルユニットを有する固定子６８ａと、不図示の磁石ユニットを有する可動子６８ｂとを含むムービングマグネットタイプのリニアモータであり、Ｚ軸に平行な推力を発生する。例えば４つのＺボイスコイルモータ６６ｚは、基板テーブル６２とＹステップガイド５０との間の空間内に配置されるように、固定子６８ａがＸキャリッジ４０の側面に固定されるとともに、可動子６８ｂがブラケット６９を介して基板テーブル６２の下面に固定されている。

微動ステージ６０の水平面内の３自由度方向（Ｘ軸、Ｙ軸、θｚ方向）の位置情報は、例えば基板テーブル６２に設けられた不図示の鏡を用いて、装置本体に固定された不図示のレーザ干渉計により求められる。また、微動ステージ６０のＺ・チルト方向の位置情報は、例えば基板テーブル６２に固定された複数のレーザ変位計（不図示）により、Ｙステップガイド５０の上面（あるいは重量キャンセル装置７０に固定されたターゲット）を基準にして求められる。上述した微動ステージ６０の６自由度方向の位置計測系の構成は、例えば米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書に開示されている。なお、微動ステージ６０の位置計測系の構成は、これに限られず、例えばエンコーダシステムを用いても良い。

重量キャンセル装置７０は、本実施形態においては、図２に示されるように、例えば４つ設けられており、基板テーブル６２は、例えば４つの重量キャンセル装置７０に下方から支持されている。例えば４つの重量キャンセル装置７０のうち、２つは、＋Ｙ側のＹステップガイド５０上にＸ軸方向に互いに離間して載置され、他の２つは、−Ｙ側のＹステップガイド５０上にＸ軸方向に互いに離間して載置されている。＋Ｙ側の、例えば２つの重量キャンセル装置７０は、＋Ｙ側の、例えば２つのＺボイスコイルモータ６６ｚの間の空間内に配置され、−Ｙ側の、例えば２つの重量キャンセル装置７０は、−Ｙ側の、例えば２つのＺボイスコイルモータ６６ｚの間の空間内に配置されている。例えば４つの重量キャンセル装置７０は、実質的に同じ構造であるので、以下、そのうちのひとつについて説明する。

重量キャンセル装置７０は、図３に示されるように、＋Ｚ側に開口した有底筒状の部材から成る筐体７２、筐体７２の下面に取り付けられたエアベアリング７３、筐体７２の底面上に載置された空気ばね７４、空気ばね７４上に載置されたＺスライド部材７６、及びＺスライド部材７６に取り付けられたエアベアリング７７を有している。

筐体７２は、図２に示されるように、Ｘキャリッジ４０に対し、あるいはＸキャリッジ４０に固定された平面視Ｔ字状のブラケット７８を介してＸキャリッジ４０に対し、複数（本実施形態では、例えば３つ）の連結装置７９を介して接続されている。連結装置７９は、ＸＹ平面に平行な方向に延びる棒状部材（あるいは薄板、ロープなど）と、該棒状部材の長手方向両端部それぞれに設けられた滑節装置（例えばボールジョイント）とを含み、上記滑節装置を介して上記棒状部材が重量キャンセル装置７０とＸキャリッジ４０（あるいはブラケット７８）との間に架設されている。例えば３つの連結装置７９は、Ｚ軸回りにほぼ均等な間隔で放射状に配置されている。本実施形態では、例えば３つの連結装置７９のうちの２つが筐体７２とＸキャリッジ４０との間に架設され、残りのひとつの連結装置７９が筐体７２とブラケット７８との間に架設されている。筐体７２は、例えば３つの連結装置７９の作用により、水平面内の３自由度方向（Ｘ軸、Ｙ軸、及びθｚ方向）の位置がＸキャリッジ４０に拘束されるのに対し、Ｚ・チルト方向に関しては、振動的に分離されている。

エアベアリング７３は、軸受け面（気体噴出面）が−Ｚ側を向いた状態で、筐体７２の底面に取り付けられている。エアベアリング７３の軸受け面は、Ｙステップガイド５０の上面に対向しており、重量キャンセル装置７０は、エアベアリング７３からＹステップガイド５０の上面に噴出される加圧気体の静圧により、Ｙステップガイド５０上に非接触状態で載置されている。なお、エアベアリング７３の数は、本実施形態では1つであるが、これに限られず、複数でも良い。

空気ばね７４には、重量キャンセル装置７０の外部から加圧気体が供給されている。空気ばね７４は、Ｚスライド部材７６に対して重力方向上向きの力を作用させる。空気ばね７４に供給される加圧気体の圧力は、主制御装置により適宜制御される。Ｚスライド部材７６は、Ｚ軸方向に延びる筒状（あるいは板状）の部材から成り、筐体７２の内径側に挿入されている。Ｚスライド部材７６は、例えば不図示のエアベアリングを介して低摩擦で筐体７２にガイドされており、筐体７２に対する５自由度方向（Ｘ軸、Ｙ軸、θｚ、θｘ、θｙ方向）の相対移動が制限されている。エアベアリング７７は、軸受け面（気体噴出面）が＋Ｚ側を向いた状態で、Ｚスライド部材７６の上端面に、例えばヒンジ装置などを介して水平面に対して揺動自在に取り付けられている。エアベアリング７７の軸受け面は、基板テーブル６２の下面に対向している。基板テーブル６２の下面のうち、エアベアリング７７の軸受け面に対向する部分は、平面度が高く仕上げられている。重量キャンセル装置７０は、エアベアリング７７から基板テーブル６２の下面に噴出される加圧気体の静圧により、基板テーブル６２を非接触状態で下方から支持している。

基板ステージ装置２０では、１つの重量キャンセル装置７０が、微動ステージ６０の重量の１／４の重力方向上向きの力を微動ステージ６０に作用させる。これにより、例えば４つの重量キャンセル装置７０が協働して微動ステージ６０の自重を打ち消し、例えば４つのＺボイスコイルモータ６６ｚの負荷を軽減する。

また、基板ステージ装置２０では、基板Ｐを保持した微動ステージ６０がＸキャリッジ４０とともにＸ軸、及び／又はＹ軸方向に所定のストロークで移動する際に、基板ＰのＺ・チルト位置制御が適宜行われる。この際、基板テーブル６２が複数のＺボイスコイルモータ６６ｚにより、Ｚ軸、θｘ、θｙ方向の少なくとも１方向に駆動される。例えば、４つの重量キャンセル装置７０それぞれでは、基板テーブル６２の姿勢の変化（水平面に直交する方向の移動量、水平面に対する傾斜量の変化）に応じて、Ｚスライド部材７６が空気ばね７４の弾性によりＺ軸方向に微小ストロークで移動するとともに、エアベアリング７７が基板テーブル６２の下面の傾斜量に応じて傾動（揺動）する。この際、例えば、４つの重量キャンセル装置７０それぞれの動作は、独立している。これにより、微動ステージ６０の姿勢に関わらず、常に、例えば４つの重量キャンセル装置７０により、微動ステージ６０の自重が支持される。

基板ステージ装置２０では、Ｘキャリッジ４０（及び微動ステージ６０）とＸビーム３０とが一体的にＹ軸方向に所定のストロークで移動すると、例えば４つの重量キャンセル装置７０それぞれは、複数の連結装置７９（及びブラケット７８）を介してＸキャリッジ４０に牽引（又は押圧）されることにより、該Ｘキャリッジ４０と一体的にＹ軸方向に所定のストロークで移動する。この際、Ｘビーム３０と、例えば２つのＹステップガイド５０とが、一体的にＹ軸方向に移動することから、重量キャンセル装置７０が対応するＹステップガイド５０から脱落することがない。また、Ｘキャリッジ４０（及び微動ステージ６０）がＸビーム３０に沿ってＸ軸方向に所定のストロークで移動（Ｙ軸方向への移動を伴う場合も含む）すると、例えば４つの重量キャンセル装置７０それぞれは、複数の連結装置７９（及びブラケット７８）を介してＸキャリッジ４０に牽引（又は押圧）されることにより、該Ｘキャリッジ４０と一体的に、対応するＹステップガイド５０上をＸ軸方向に所定のストロークで移動する。上述した、例えば３つの連結装置７９のＺ位置は、重量キャンセル装置７０の重心の高さ位置とほぼ同じに設定されており、Ｘキャリッジ４０が移動する際、重量キャンセル装置７０が進行方向に直交する軸回り方向（θｘ、θｙ）に回転することが防止される。

上述のようにして構成された液晶露光装置１０（図１参照）では、主制御装置（不図示）の管理の下、不図示のマスクローダによって、マスクステージ１４上へのマスクＭのロード、及び不図示の基板ローダによって、基板ステージ装置２０上への基板Ｐのロードが行なわれる。その後、主制御装置により、不図示のアライメント検出系を用いてアライメント計測が実行され、アライメント計測の終了後、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行なわれる。なお、この露光動作は従来から行われているステップ・アンド・スキャン方式と同様であるので、その詳細な説明は省略するものとする。

上記露光動作時において、不図示の主制御装置は、例えば基板Ｐの表面が投影光学系１６（図１参照）の焦点深度内に位置するように、上記複数のＺボイスコイルモータ６６ｚを用いて適宜微動ステージ６０をＺ・チルト方向に駆動する制御（オートフォーカス制御）を行う。該オートフォーカス制御の際、基板テーブル６２は、複数のＺボイスコイルモータ６６ｚによりＺ・チルト方向に微小駆動される。そして、主制御装置は、複数の重量キャンセル装置７０それぞれを個別に制御、具体的には、例えば基板テーブル６２のＺ位置に関わらず、常に所定の上向き力を発生するように空気ばね７４に対して供給される加圧気体の圧力を制御する。これにより、複数のＺボイスコイルモータ６６ｚの負荷が軽減される。

以上説明した一実施形態に係る基板ステージ装置２０によれば、例えば４つの重量キャンセル装置７０により、微動ステージ６０の自重を支持する（すなわち、個々の重量キャンセル装置７０は、微動ステージ６０の自重の、例えば１／４を支持すれば良い）ので、例えば４つの重量キャンセル装置７０それぞれをガイド（支持）するＹステップガイド５０に作用する荷重が、仮にひとつの重量キャンセル装置により微動ステージ６０の全自重を支持する基板ステージ装置（以下、比較例の基板ステージ装置（不図示）と称する）に比べ分散する。したがって、上記比較例の基板ステージ装置に比べてＹステップガイド５０（及びＹステップガイド５０を支持するステージ架台１８）の薄型化、軽量化が可能となる。また、個々の重量キャンセル装置７０を上記比較例に比べて小型化、軽量化することができるので、重量キャンセル装置７０をＹステップガイド５０上に浮上させるためのエアベアリング７３、基板テーブル６２を非接触支持するためのエアベアリング７７を、それぞれ小型化できる。また、Ｙステップガイド５０の薄型化、重量キャンセル装置７０の小型化により、基板ステージ装置２０全体の高さが低くなる。

また、基板テーブル６２の、例えば４箇所を下方から支持する構成であるので、上記比較例の基板ステージ装置に比べて、基板テーブル６２の自重に起因する変形を抑制できる。したがって、基板テーブル６２自体の薄型化、軽量化を図ることができ、微動ステージ６０の位置制御性が向上する。また、基板テーブル６２の軽量化により、該基板テーブル６２を微小駆動するためのボイスコイルモータ（Ｘボイスコイルモータ６６ｘ、Ｙボイスコイルモータ６６ｙ、Ｚボイスコイルモータ６６ｚ）の小型化、省電力化が可能となる。また、基板テーブル６２は、例えば４つの重量キャンセル装置７０に支持されているので、ピッチングモーメントに対する剛性が高い。

また、基板テーブル６２を、同一直線上にない４箇所で支持する構成であるため、上記比較例の基板ステージ装置に比べて、微動ステージ６０の姿勢が安定する。したがって、例えば基板ステージ装置２０のメンテナンスなどを行う際などに、基板テーブル６２の傾き（転倒）を防止するための補助装置が不要となる。また、微動ステージ６０を揺動可能な状態にする軸受け装置（例えば球面軸受け装置、あるいは米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書に開示されるような疑似球面軸受け装置）が不要となり、基板ステージ装置２０の構成が簡単になる。

また、一対のＹステップガイド５０間に微動ステージ６０をＸＹ平面に沿って誘導するためのＸＹ２次元ステージ（Ｘビーム３０及びＸキャリッジ４０）が配置されているので、基板ステージ装置２０全体の構成がコンパクトである。また、重量キャンセル装置７０のメンテナンス性も向上する。

なお、以上説明した一実施形態に係る基板ステージ装置２０の構成は、適宜変更が可能である。例えば、図４に示される第１の変形例に係る基板ステージ装置２０Ａのように、重量キャンセル装置７０ＡのＺスライド部材７６の上端面（＋Ｚ側の端面）に対向して、基板テーブル６２の下面にエアベアリング７７が傾動自在に取り付けられても良い。本第１の変形例に係る基板ステージ装置２０Ａでは、微動ステージ６０の姿勢（水平面に対する傾斜角度）に関わらず、常にエアベアリング７７の軸受け面がＺスライド部材７６の上端面（ＸＹ平面）に平行に維持される。したがって、基板テーブル６２が自重により複数のエアベアリング７７により形成されるガイド面に沿って不用意に移動することがない。

また、例えば図５に示される第２の変形例に係る基板ステージ装置２０Ｂのように、微動ステージ６０Ｂは、＋Ｙ側のＹステップガイド５０上に載置された、例えば２つ（図５では、紙面奥行き方向に重なっている）の重量キャンセル装置７０に支持される第１の基板テーブル６２Ｂ_１と、−Ｙ側のＹステップガイド５０上に載置された、例えば２つ（図５では、紙面奥行き方向に重なっている）の重量キャンセル装置７０に支持される第２の基板テーブル６２Ｂ_２と、を有していても良い。第１の基板テーブル６２Ｂ_１と第２の基板テーブル６２Ｂ_２とは、別部材により構成され、Ｙ軸方向に離間して配置されている。基板ホルダ６４は、第１及び第２の基板テーブル６２Ｂ_１、６２Ｂ_２上に固定されている。本第２の変形例によれば、上記実施形態に係る基板ステージ装置２０に比べ、微動ステージ６０Ｂを軽量化できる。また、第１及び第２の基板テーブル６２Ｂ_１、６２Ｂ_２が分離しているので、仮に基板ホルダ６４、第１及び第２の基板テーブル６２Ｂ_１、６２Ｂ_２が熱膨張又は熱収縮したとしても、互いの膨張量又は収縮量の差に起因した基板ホルダ６４の歪み（いわゆるバイメタル現象と同様の現象）が生じにくく、基板ホルダ６４上面の平面度が良好に保たれる。

なお、基板ステージ装置２０Ｂは、第１の基板テーブル６２Ｂ_１が＋Ｙ側の、例えば２つの重量キャンセル装置７０に支持されるとともに、第２の基板テーブル６２Ｂ_２が−Ｙ側の、例えば２つの重量キャンセル装置７０に支持される構成（すなわち、第１の実施形態の基板テーブル６２（図３参照）を、２つのＹステップガイド５０に対応して２つの部材（基板テーブル６２Ｂ_１、６２Ｂ_２）に分割したような構成）であったが、これに限られず、例えば＋Ｘ側の２つの重量キャンセル装置７０、及び−Ｘ側の２つの重量キャンセル装置７０（それぞれ図２参照）に対応して、基板テーブル６２（図３参照）を２つの部材に分割したような構成であっても良いし、あるいは、例えば４つの重量キャンセル装置７０それぞれに対応して基板テーブル６２（図３参照）を４つの部材に分割したような構成であっても良い。

また、例えば図６及び図７に示される第３の変形例に係る基板ステージ装置２０Ｃのように、微動ステージ６０（図７では、基板テーブル６２のみ図示）を加速、及び減速する際に、Ｘキャリッジ４０に基板テーブル６２を押圧させるための回転楕円体８０ａ〜８０ｄを、図７に示されるように、基板テーブル６２の＋Ｘ、−Ｘ、＋Ｙ、及び−Ｙ側それぞれの側面に対向して配置しても良い。回転楕円体８０ａ〜８０ｄそれぞれは、図６に示されるように、Ｘキャリッジ４０、あるいはブラケット７８上に配置された回転モータ８２により、Ｚ軸に平行な軸回りに、例えば９０°の角度で回転可能に設けられている。

基板ステージ装置２０Ｃでは、例えば停止状態の基板テーブル６２を−Ｘ方向に加速させる際に、図７に示されるように、基板テーブル６２の＋Ｘ側に配置された回転楕円体８０ａが、長軸がＸ軸に平行となる位置に回転駆動される。そして、回転楕円体８０ａの外周面と基板テーブル６２の側面とが当接した状態で、Ｘキャリッジ４０を−Ｘ方向に移動させることにより、Ｘボイスコイルモータ６６ｘを用いることなく基板テーブル６２にＸキャリッジ４０から推力を付与する（加速させる）ことができる。これに対し、基板テーブル６２の水平面内の位置を高精度で制御する場合には、回転楕円体８０ａは、例えば図７における−Ｘ、＋Ｙ、及び−Ｙ側それぞれの回転楕円体８０ｂ〜８０ｄのように、長軸が対向する基板テーブル６２の側面と平行となる位置に回転駆動される。この状態では、回転楕円体８０ａ〜８０ｄと基板テーブル６２との間に所定のクリアランスが形成されるので、基板テーブル６２の微小駆動が可能となる。本第３の変形例によれば、Ｘボイスコイルモータ６６ｘ、Ｙボイスコイルモータ６６ｙを用いることなく微動ステージ６０を加減速できるので、エネルギ効率が良い。

なお、上記第３の変形例では、回転楕円体８０ａ〜８０ｄが基板テーブル６２の外側に配置されたが、これに限られず、例えば図８に示される第４の変形例に係る基板ステージ装置２０Ｄのように、基板テーブル６２に形成された開口部８６ａ、８６ｂ内に回転楕円体８０ｅ、８０ｆを収容しても良い。開口部８６ａを規定する壁面間のＸ軸方向の間隔、及び開口部８６ｂを規定する壁面間のＹ軸方向の間隔は、回転楕円体８０ｅ、８０ｆの長軸の長さとほぼ同じに（実際には幾分長く）設定されている。本第４の変形例では、基板テーブル６２をＸ軸方向に加減速する際には、回転楕円体８０ｅの長軸がＸ軸に平行とされ、基板テーブル６２をＹ軸方向に加減速する際には、回転楕円体８０ｆの長軸がＹ軸に平行とされる。また、基板テーブル６２を微小駆動する際には、回転楕円体８０ｅの長軸がＹ軸に平行とされ、回転楕円体８０ｆの長軸がＸ軸に平行とされる。

また、上記実施形態（及び第１〜第４の変形例）では、Ｘビーム３０がＹリニアモータ２３（図１参照）により、Ｘキャリッジ４０がＸリニアモータ３５（図３参照）により、それぞれ駆動されたが、Ｘビーム３０、及びＸキャリッジ４０を駆動するためのアクチュエータの種類は、これに限定されず、例えば送りねじ装置、ベルト駆動装置、ワイヤ駆動装置などを用いても良い。また、基板ステージ装置２０、２０Ａ〜２０Ｄでは、基板テーブル６２のＸ位置がＸボイスコイルモータ６６ｘを含む微動ステージ駆動系により高精度制御され（微動ステージ６０が微小駆動され）るので、Ｘキャリッジ４０のＸ位置の位置決め精度は、基板テーブル６２に比べて低くても良い。このため、例えば図９に示される第５の変形例に係る基板ステージ装置２０Ｅのように、Ｘキャリッジ４０ＥとＹキャリッジ３２との間に架設された平面視Ｖ字状のリンク機構と、該リンク機構を駆動する回転モータとを含む、例えば４つのＸアクチュエータ９０によりＸキャリッジ４０Ｅを駆動しても良い。基板ステージ装置２０Ｅでは、Ｘキャリッジ４０Ｅの＋Ｘ側に配置された、例えば２つのＸアクチュエータ９０と、Ｘキャリッジ４０Ｅの−Ｘ側に配置された、例えば２つのＸアクチュエータ９０とが協働してＸキャリッジ４０ＥをＸ軸方向に所定のストロークで駆動する。

なお、上記第５の変形例におけるＸアクチュエータ９０は、リンク機構自体がアクチュエータを有する構成であったが、これに限られず、例えば図１０に示される第６の変形例に係る基板ステージ装置２０Ｆのように、Ｘビーム３０Ｆ上に載置された送りネジ装置９２によりリンク機構が駆動されても良い。

また、上記一実施形態（第１〜第５の変形例を含む。以下同じ）では、複数の重量キャンセル装置７０がＸキャリッジ４０に牽引される構成であったが、重量キャンセル装置７０をＸキャリッジ４０と一体的に移動されるための構造は、適宜変更が可能であり、例えば、Ｘキャリッジ４０が重量キャンセル装置７０を（例えばエアベアリングを介して非接触で）押圧するように構成しても良い。また、複数の重量キャンセル装置７０を所定の連結部材で相互に連結し、その連結部材がＸキャリッジ４０に牽引（あるいは押圧）されるように構成しても良い。また、複数の重量キャンセル装置７０がアクチュエータ（例えばＸキャリッジ４０に固定子、重量キャンセル装置７０に可動子がそれぞれ固定されたボイスコイルモータなど）によりＸキャリッジ４０に対して非接触駆動されるように構成されても良い。

また、上記実施形態では、＋Ｙ側のＹステップガイド５０上で、例えば２つの重量キャンセル装置７０が微動ステージ６０を支持するとともに、−Ｙ側のＹステップガイド５０上で、例えば２つの重量キャンセル装置７０が微動ステージ６０を支持する構成であったが、重量キャンセル装置７０の数、及び配置は、適宜変更が可能である。すなわち、重量キャンセル装置７０は、＋Ｙ側、及び−Ｙ側のＹステップガイド５０上に、それぞれ１つずつであっても良い。また、一対のＹステップガイド５０上に載置される重量キャンセル装置７０の数が異なっていても良く、例えば一方のＹステップガイド５０上に１つの重量キャンセル装置７０が載置され、他方のＹステップガイド５０上に２つの重量キャンセル装置７０が載置されるような構成であっても良い。また、１つのＹステップガイド５０上に載置される重量キャンセル装置７０の数も、１つ以上であれば特に限定されず、例えば３つ以上の重量キャンセル装置７０が載置されても良い。

また、上記実施形態では、Ｘビーム３０、Ｘリニアガイド装置３４、Ｘリニアモータ３５およびＸキャリッジ４０を含むＸ軸方向の駆動機構が、Ｙ軸方向に関して一対のＹステップガイド５０の間に１組設けられる構成であったが、一対のＹステップガイド５０をＹ軸方向に関して挟み込むようにＸ軸方向の駆動機構を複数組配置する構成としても良い。その場合、連結装置５２に代えて、例えば一対のＹステップガイド５０をＹ軸方向に関して相互に連結する連結装置を設けると良い。また、一方のＹステップガイド５０上の重量キャンセル装置７０と他方のＹステップガイド５０上の重量キャンセル装置７０とを相互に連結する連結装置を設けると良い。また、微動ステージ６０を３自由度方向に微小駆動させるための微動ステージ駆動系を各Ｘキャリッジ４０に設けると良い。また、この場合には、一対のＹステップガイド５０に対して１つの重量キャンセル装置７０を設ける構成とすることもできる。その際、１つの重量キャンセル装置（換言すると、１組の筐体および空気ばね）を支持するためのエアベアリングは、エアベアリング７３に代えて、例えば、一対のＹステップガイド５０に跨って配置されるエアベアリング、もしくは１つの筐体に対して各Ｙステップガイド５０に対応させた複数のエアベアリングを設けると良い。

また、上記実施形態では、ベースフレーム２２と、それに設けられたＹリニアガイド装置２１、Ｙリニアモータ２３およびＹキャリッジ３２とを含むＹ軸方向の駆動機構がＸ軸方向に関して３組配置された構成であったが、４組以上配置する構成としても良い。その場合、ステージ架台１８およびＹリニアガイド装置１９は、例えばＸ軸方向に関して複数のＹ軸方向の駆動機構の各々の間に配置すると良い。

また、上記実施形態において、Ｚボイスコイルモータ６６ｚによりＺ軸方向に駆動される微動ステージ６０の高さ位置を所定の基準面に対して計測可能なセンサ（Ｚセンサと呼ぶ）を適宜配置しても良い。その場合、Ｚセンサは、例えばＹステップガイド５０の上面又は重量キャンセル装置７０に設けられた所定の基準部材の表面等に対してビームを照射し、その反射ビームを検出することにより、その反射面に対する高さ位置（Ｚ軸方向の距離）を計測するセンサとすることができる。また、Ｚセンサを配置する数および位置は適宜設定可能であり、例えば一対のＹステップガイド５０のそれぞれに対応させて複数のＺセンサを設けても良く、複数の重量キャンセル装置７０のそれぞれに対応させて複数のＺセンサを設けても良い。さらに、複数のＺセンサの相互の計測結果を較正（キャリブレーション）するための機構を設けると良い。あるいは、複数のＺセンサを設ける代わりに、代表的な基準面を参照する１つのＺセンサを設けるようにしても良い。

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。

また、投影光学系１６が複数本の光学系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、投影光学系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、オフナー型の大型ミラーを用いた投影光学系などであっても良い。また、投影光学系１６としては、拡大系、又は縮小系であっても良い。

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、例えば有機ＥＬ（Electro-Luminescence）パネル製造用の露光装置、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。

また、露光対象となる物体はガラスプレートに限られず、例えばウエハ、セラミック基板、フィルム部材、あるいはマスクブランクスなど、他の物体でも良い。また、露光対象物がフラットパネルディスプレイ用の基板である場合、その基板の厚さは特に限定されず、例えばフィルム状（可撓性を有するシート状の部材）のものも含まれる。なお、本実施形態の露光装置は、一辺の長さ、又は対角長が５００ｍｍ以上の基板が露光対象物である場合に特に有効である。

液晶表示素子（あるいは半導体素子）などの電子デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたマスク（あるいはレチクル）を製作するステップ、ガラス基板（あるいはウエハ）を製作するステップ、上述した各実施形態の露光装置、及びその露光方法によりマスク（レチクル）のパターンをガラス基板に転写するリソグラフィステップ、露光されたガラス基板を現像する現像ステップ、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト除去ステップ、デバイス組み立てステップ、検査ステップ等を経て製造される。この場合、リソグラフィステップで、上記実施形態の露光装置を用いて前述の露光方法が実行され、ガラス基板上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のデバイスを生産性良く製造することができる。

なお、上記実施形態で引用した露光装置などに関する全ての公報、国際公開、米国特許出願公開明細書及び米国特許明細書の開示を援用して本明細書の記載の一部とする。

以上説明したように、本発明の移動体装置は、移動体を所定の２次元平面に沿って駆動するのに適している。また、本発明の露光装置は、物体に所定のパターンを形成するのに適している。また、本発明のフラットパネルディスプレイの製造方法は、フラットパネルディスプレイの生産に適している。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。

１０…液晶露光装置、２０…基板ステージ装置、３０…Ｘビーム、４０…Ｘキャリッジ、５０…Ｙステップガイド、６０…微動ステージ、７０…重量キャンセル装置、Ｐ…基板。

Claims (20)

1. 互いに直交する第１及び第２軸を含む所定の２次元平面に沿って移動可能な移動体と、
   前記移動体を前記第１及び第２軸に平行な方向に誘導する誘導装置と、
   前記移動体と同期して前記２次元平面に平行な方向に移動可能、且つ協働して前記移動体の自重を支持する複数の自重支持装置と、
   前記第２軸に平行な方向に関して前記誘導装置の一側に設けられ、前記第１軸に平行な方向に移動する前記複数の自重支持装置の一部をガイドする第１ガイド部材と、
   前記第２軸に平行な方向に関して前記誘導装置の他側に設けられ、前記第１軸に平行な方向に移動する前記複数の自重支持装置の他部をガイドする第２ガイド部材と、を備える移動体装置。
2. 前記第１及び第２ガイド部材は、前記第１軸に平行な方向に延び、前記移動体に同期して前記第２軸に平行な方向に沿って移動する請求項１に記載の移動体装置。
3. 前記自重支持装置は、少なくとも前記２次元平面内で同一直線上にない３箇所に対応する位置に配置される請求項１又は２に記載の移動体装置。
4. 前記自重支持装置は、前記第１及び第２ガイド部材上に非接触状態で載置される請求項１〜３のいずれか一項に記載の移動体装置。
5. 前記自重支持装置は、前記移動体を非接触支持する請求項１〜４のいずれか一項に記載の移動体装置。
6. 前記自重支持装置は、前記自重支持装置及び前記移動体の一方に設けられたエアベアリングを介して前記移動体を非接触支持する請求項５に記載の移動体装置。
7. 前記エアベアリングは、前記２次元平面に対して傾動可能な状態で前記自重支持装置及び前記移動体の一方に設けられる請求項６に記載の移動体装置。
8. 前記複数の自重支持装置は、前記誘導装置により前記２次元平面に平行な方向に誘導される請求項１〜７のいずれか一項に記載の移動体装置。
9. 前記第１及び第２ガイド部材上には、少なくとも２つの前記自重支持装置が載置され、該少なくとも２つの前記自重支持装置の前記第２軸に平行な方向に関する位置が同じである請求項１〜８のいずれか一項に記載の移動体装置。
10. 前記誘導装置は、前記移動体と分離して設けられ、非接触で前記移動体を前記２次元平面に平行な方向に誘導する請求項１〜９のいずれか一項に記載の移動体装置。
11. 前記移動体は、前記２次元平面内に対して傾斜する方向に更に移動可能であり、
    前記複数の自重支持装置は、前記移動体の前記傾斜する方向の姿勢に応じて独立して動作する請求項１〜１０のいずれか一項に記載の移動体装置。
12. 前記誘導装置は、前記第１軸に平行な方向に延び、前記第２軸に平行な方向に移動可能な第１移動部と、前記第１移動部に設けられ、前記第１移動部に沿って前記第１軸に平行な方向に移動可能、且つ前記第１移動部と共に前記第２軸に平行な方向に移動可能な第２移動部とを含む請求項１〜１１のいずれか一項に記載の移動体装置。
13. 前記誘導装置は、第１ベース部材上に設けられ、
    前記第１及び第２ガイド部材は、前記第１ベース部材とは振動的に分離された第２ベース部材上に設けられる請求項１〜１２のいずれか一項に記載の移動体装置。
14. 前記移動体に所定の物体が保持される請求項１〜１３のいずれか一項に記載の移動体装置と、
    エネルギビームを用いて前記物体に所定のパターンを形成するパターン形成装置と、を備える露光装置。
15. 前記物体に前記所定のパターンが形成される際に、前記物体を保持した前記移動体が前記エネルギビームに対して前記第１軸に平行な方向に相対移動する請求項１４に記載の露光装置。
16. 前記移動体は、前記複数の自重支持装置に支持される本体部と、前記本体部上に固定され、前記物体が載置される物体載置部とを有し、
    前記本体部は、前記２次元平面に平行な方向に関して互いに分離して設けられた複数の部材を含み、該複数の部材は、互いに異なる前記自重支持装置に支持される請求項１４又は１５に記載の露光装置。
17. 前記物体は、フラットパネルディスプレイに用いられる基板である請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の露光装置。
18. 前記基板は、少なくとも一辺の長さ又は対角長が５００ｍｍ以上である請求項１７に記載の露光装置。
19. 請求項１７又は１８に記載の露光装置を用いて前記物体を露光することと、
    露光された前記物体を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法。
20. 請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の露光装置を用いて前記物体を露光することと、
    露光された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法。

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