JPH11145041A - ステージ装置およびこれを用いた露光装置、ならびにデバイス製造方法 - Google Patents

ステージ装置およびこれを用いた露光装置、ならびにデバイス製造方法

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JPH11145041A
JPH11145041A JP9308607A JP30860797A JPH11145041A JP H11145041 A JPH11145041 A JP H11145041A JP 9308607 A JP9308607 A JP 9308607A JP 30860797 A JP30860797 A JP 30860797A JP H11145041 A JPH11145041 A JP H11145041A
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mass body
mass
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gravity
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紳 松井
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    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
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    • G03F7/70716—Stages

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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ステージの移動による揺れを軽減し、装置全
体の重心が変化しなようにした縦型ステージ装置を提供
すること。 【解決手段】 ステージを駆動する時に発生する振動や
装置全体の重心の変化を補正するため、縦型ステージ
に、ステージの加減速時に発生する慣性力と同じ慣性力
を発生させる慣性力付与手段と、ステージと質量体の重
力補償を行う重力補償手段とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造のリソ
グラフィ工程で使用する露光装置や各種精密加工機また
は各種精密測定器等で使用されるステージ装置、およ
び、このステージ装置を用いた露光装置やデバイス製造
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体デバイス製造に用いられる
露光装置として、いわゆるステッパと呼ばれる装置が知
られている。このステッパは、半導体ウエハを投影レン
ズ下でステップ移動させながら、レクチル上に形成され
ているパターン像を投影レンズでウエハ上に縮小投影
し、１枚のウエハ上の複数箇所に順次露光していくもの
である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような構成の露光
装置で処理される半導体ウエハについては、半導体素子
の大面積化およびコスト削減を図るために、大口径、大
サイズの半導体ウエハを用いる傾向にある。また、半導
体素子の高集積化とともに、より高速且つ高精度の位置
合わせが可能な位置決め装置が望まれている。
【０００４】搭載する半導体ウエハの大口径化に対応
し、高速・高精度のＸＹステージの要求を満たすために
は、ＸＹステージの動特性の向上を図らなければなら
ず、ガイド剛性を上げる等の必要があり、ステージ重量
は単にストロークアップによる重量増加分より更に増大
せざるを得ない。更に、高スループット化に対応するた
めにＸＹステージの移動加速度および移動速度のアップ
を図り移動時間短縮を狙うと、ステージ移動の構造体の
相対的剛性低下と合わせて、構造体強化による装置の大
型化、コストアップが生じるといった課題がある。
【０００５】本発明の目的は、従来技術の問題点に鑑
み、露光装置、各種精密加工機または各種精密測定器に
用いられるステージ装置において、簡単な構成により、
ステージ加振力増大に伴う振動の伝達を防止し、高速、
高精度な位置決めが行えるようにすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明のステージ装置の第１の好ましい形態は、鉛直方向を
含む基準面上で第１方向に移動可能な第１ステージと、
該第１ステージを該第１方向に移動させる第１ステージ
駆動手段と、該基準面上で該第１方向と交差する第２方
向に移動可能な第２ステージと、該第２ステージを該第
２方向に移動させる第２ステージ駆動手段とを備え、該
第１ステージと反対方向に移動する第１質量体と、該第
１質量体を駆動する第１質量体駆動手段とを有する第１
機構と、該第２ステージと反対方向に移動する第２質量
体と、該第２質量体を駆動する第２質量体駆動手段とを
有する第２機構とのうち少なくとも一方を設けたことを
特徴とするステージ装置である。
【０００７】また、本発明のステージ装置の第２の好ま
しい形態は、第１方向に移動可能な第１ステージと、第
１方向と交差する第２方向に移動可能な第２ステージと
を備え、該第１ステージおよび該第１ステージと反対方
向に移動する第１質量体に、第１磁石と第１コイルのう
ちのそれぞれ異なる一方を取付けて構成される第１機構
と、該第２ステージおよび該第２ステージと反対方向に
移動する第２質量体に、第２磁石と第２コイルのうちの
それぞれ異なる一方を取付けて構成される第２機構との
うち少なくとも一方を設けたことを特徴とするステージ
装置である。
【０００８】また、前記ステージ装置が第２ステージや
第２質量体の重力補償を行うステージ重力補償手段や質
量体重力補償手段を有すことが望ましい。
【０００９】また、前記ステージ重力補償手段と前記質
量体重力補償手段は、連結した構成にしても、独立した
構成にしても良い。
【００１０】また、本発明のステージ装置の第３の好ま
しい形態は、移動可能なステージと、該ステージと反対
方向に移動する質量体と、該ステージに連結された第１
シリンダ機構と、該質量体に接続された第２シリンダ機
構とを有することを特徴とするステージ装置である。
【００１１】前記シリンダ機構を連結する場合は、前記
第１シリンダ機構のピストンの断面積と、前記第２シリ
ンダ機構のピストンの断面積との比は、前記ステージと
前記質量体との質量比とほぼ等しいことが望ましい。
【００１２】また、本発明の露光装置は、上記ステージ
装置を備えたことを特徴とする。
【００１３】前記露光装置はＸ線露光装置であることが
好ましい。
【００１４】さらに、上記露光装置を用いてデバイスを
製造するデバイス製造方法も本発明の範疇に含まれる。
【００１５】
【発明の実施の形態】＜実施形態１＞図１は本発明の第
１実施形態の特徴を最も良く表わす縦型ステージ装置の
正面概略図である。この装置は、シンクロトロン放射光
を用いたＸ線露光装置に搭載するウエハを鉛直方向に保
持してウエハ面内に移動可能な縦型ＸＹステージに、慣
性力付与手段と重力補償手段を設けたことを特徴として
いる。
【００１６】同図において、１は縦型ステージ装置を支
持する定盤、２は定盤１を除振する除振ダンパ、３は定
盤１に支持され、ステージ装置を支持する基準面を有す
るステージベースである。
【００１７】４はウエハを保持するウエハチャックであ
る。５はウエハチャック４を支持し、ウエハ面内（ＸＹ
平面）に移動可能なメインステージ（第１ステージ）で
あり、端面に位置計測用ビームの反射面となるＸ測長ミ
ラー６およびＹ測長ミラー７を固定している。
【００１８】８はステージベース３に固定されたＹステ
ージガイドであり、９はメインステージ５を搭載してＹ
方向に移動可能なＹステージベース（第２ステージ）で
ある。Ｙステージガイド８はＹステージベース９をＸ方
向（第１方向）に支持し、Ｙ方向（第２方向）に非接触
で案内する。
【００１９】１０はＹステージベース９に固定されたＸ
ステージガイドであり、メインステージ５をＹ方向に支
持し、Ｘ方向に非接触で案内する。
【００２０】ここで、本実施形態では、非接触案内にエ
アベアリングを採用している。ただし低摩擦案内であれ
ば、これに限るものではない。
【００２１】５１はＹ方向に駆動するリニアモータ（第
２ステージ駆動手段）の可動子であり、Ｙステージベー
ス９に固定され、Ｙステージガイド８に備えられた不図
示のリニアモータ固定子と対向している。また、メイン
ステージ５にはＸ方向に駆動するリニアモータ（第１ス
テージ駆動手段）の可動子（不図示）が取付けられ、Ｘ
ステージガイド１０に備えられたＸリニアモータ固定子
５４と対向している。
【００２２】どちらのリニアモータも推力が働く作用軸
が被駆動体の重心を通るようにする方が望ましい。
【００２３】２７はステージベース３に対してＸ方向に
慣性力を付与するＸ質量体（第１質量体）である。ま
た、２８はＹステージベース９に固定されたＸ質量体案
内ガイドであり、Ｘ質量体２７をＸ方向に駆動可能なよ
うに非接触で案内する。なお、Ｘ質量体２７はＸ方向に
移動することで、Ｘ方向の慣性力付与手段の役割を果た
す。
【００２４】２３はステージベース３に対してＹ方向に
慣性力を付与するＹ質量体（第２質量体）である。ま
た、２４はステージベースに固定されたＹ質量体案内ガ
イドであり、Ｙ質量体２３をＸ方向に駆動可能なように
非接触で案内する。なお、Ｙ質量体２３はＹ方向に移動
することで、Ｙ方向の慣性力付与手段の役割を果たす。
【００２５】それぞれの質量体には所定の方向に駆動す
るリニアモータの可動子（不図示）が取付けられ、それ
ぞれのガイドに備えられたリニアモータ固定子（不図
示）と対向し、慣性力付与手段（第１機構、第２機構）
を構成している。どちらのリニアモータも推力が働く作
用軸が質量体の重心を通るようにする方が望ましい。
【００２６】また、本実施形態はＹステージベースに働
く重力を補償する手段として、ピストンを有するシリン
ダ機構を採用している。
【００２７】図中において、３１はＹステージベース９
に固定されたシリンダロッドＡであり、Ｙステージベー
ス９と反対の先端はシリンダピストンＡ３２（第１シリ
ンダ機構）で支持されている。３３はＹ質量体に固定さ
れたシリンダロッドＢであり、Ｙ質量体２３と反対の先
端はシリンダピストンＢ３４（第２シリンダ機構）で支
持されている。
【００２８】ピストンＡ３２とピストンＢ３４は、連結
された構成のエアシリンダ３５中の流体を封止してい
る。これによりシリンダ機構３５を介して、ピストンＡ
３２が支持しているＹステージベース９の重量と、ピス
トンＢ３４が支持しているＹ質量体２３の重量が伝達さ
れ、両者の釣り合いがとれるような構成となっている。
その結果、Ｙステージベース９の重力補償が行われる。
また、シリンダ３５とピストンＡ３２およびピストンＢ
３４は極めて低摩擦摺動で移動可能なように、例えば非
接触になっている。
【００２９】ここで、「Ｙステージベースの重量」と
は、「Ｙステージベースと共にＹ方向に移動するメイン
ステージ、Ｘステージガイド、Ｘ質量体やＸ質量体案内
ガイド等を含む総重量」を表わし、また同様に、「Ｙス
テージベースの質量」は「Ｙステージベースと共にＹ方
向に移動する物体を含む総質量」として扱い、以下も特
別の指定がない限り同様とする。
【００３０】シリンダ機構３５を構成するピストンの断
面積はＹステージベース９の重量やＹ質量体２３の重量
を考慮して決定される。これに関しては後述する。
【００３１】質量体の駆動信号は次のように求められ
る。図中においてメインステージ５をＸ方向に駆動する
場合を想定すると、メインステージ５を駆動する時にＸ
ステージガイド１０のリニアモータ固定子に生じる反力
をＦx、慣性力付与手段のＸ質量体２７を駆動する時に
Ｘ質量体案内ガイド２８のリニアモータ（第１質量体駆
動手段）の固定子に生じる反力の合力をＲxとする。慣
性力付与手段がＦxを打ち消すようにＲxを作用させるた
めには、次式を満たせば良い。
【００３２】Ｒx＝−Ｆx
【００３３】このとき、Ｒxの作用軸がメインステージ
５の駆動反力Ｆxの作用軸と一致するように慣性力付与
手段を配置すれば、メインステージ５に回転トルクが発
生しない。また、Ｘ質量体２７を複数個配置すること
は、メインステージ５に働く駆動推力の作用軸が重心位
置を通るように設計する上で、自由度を高めることがで
きる。しかし、Ｘ質量体２７の数については複数個に限
るものではない。
【００３４】ここで、メインステージ５の質量をＭx、
Ｘ質量体２７の総質量をｍxとすると、Ｘ質量体２７の
駆動ストロークｓxはメインステージのＸ方向のストロ
ークＳxに対してＭxとｍxの質量比で決まり、以下の式
で表わされる。
【００３５】Ｓx／ｓx＝１／（Ｍx／ｍx）
【００３６】すなわち、両者の移動量の比は質量比の逆
数の割合でステージベース３に対して移動する。よっ
て、ｍxを大きくすれば、質量比Ｍx／ｍxが小さくなる
ため、Ｘ質量体２７の駆動ストロークｓxを小さく設計
できる。しかし、Ｘ質量体２７を含むＹ方向移動質量は
大きくなるため、Ｙ方向の移動に必要なエネルギーは大
きくなる。逆に、ｓxを大きく設計できれば、Ｘ質量体
２７の質量ｍxを小さくすることができるため、Ｙ方向
移動質量は小さくなり、Ｙ方向の移動に必要なエネルギ
ーを小さくすることができる。
【００３７】Ｙ方向の場合も同様で、Ｙステージベース
をＹ方向に駆動する時にＹステージガイド８に生じる反
力を打ち消すように慣性力付与手段のＹ質量体を駆動す
れば良い。しかし、Ｙ方向に関しては重力の影響が大き
いため、まずＹステージベース９やＹ質量体２３に作用
する重力補償手段が働いているものとしてＹステージベ
ース９やＹ質量体２３にかかる重力の影響を無視し、前
述のＸ方向の場合と同様に、Ｙ方向の駆動手段の作用の
みを考える。
【００３８】Ｙステージベース９をＹ方向に駆動する時
にステージベース３に固定されたＹステージガイド８に
生じる反力の合力をＦy、慣性力付与手段のＹ質量体２
３を駆動する時にステージベースに固定されたＹ質量体
案内ガイドに生じる反力の合力をＲyとする。慣性力付
与手段がＦyを打ち消すようにＲyを作用させるために
は、次式を満たせば良い。
【００３９】Ｒy＝−Ｆy
【００４０】このとき、Ｒyの作用軸がＦyの作用軸と一
致するように慣性力付与手段を配置すれば、ステージベ
ース３に回転トルクが発生しない。また、Ｙ質量体２３
を複数個配置することは、Ｙステージベース９に働く駆
動推力の作用軸が重心位置を通るように設計する上で、
自由度を高めることができる。しかし、Ｙ質量体２３の
数については複数個に限るものではない。
【００４１】ここで、Ｙステージベース９の質量を
Ｍy、Ｙ質量体２３の総質量をｍyとすると、質量体の駆
動ストロークｓyはＹ方向移動体のＹ方向のストローク
Ｓyに対してＭyとｍyの質量比で決まり、以下の式で表
わされる。
【００４２】Ｓy／ｓy＝１／（Ｍy／ｍy）
【００４３】すなわち、両者の移動量の比は質量比の逆
数の割合でステージベース３に対して移動する。よっ
て、ｍyを大きくすれば、質量比Ｍy／ｍyが小さくなる
ため、Ｙ質量体２３の駆動ストロークｓyを小さく設計
できる。
【００４４】次に、シリンダ機構３５によるＹステージ
ベース９とＹ質量体２３の釣り合いの関係や、ピストン
断面積とピストンの移動量の関係について考える。
【００４５】図２は第１実施形態の重力補償手段である
シリンダ機構のモデル図である。
【００４６】シリンダ機構３５において、ピストンＡ３
２およびピストンＢ３４の断面積をそれぞれａおよびｂ
とすると、ピストンＡ３２に支持されるＹステージベー
ス９の質量ＭyおよびＹ質量体２３の総質量ｍyとの関係
は以下の式で表わされる。
【００４７】ａ／ｂ＝Ｍy／ｍy
【００４８】ただし、Ｙステージベース９やＹ質量体２
３を複数のピストンで支持する場合、ａやｂはピストン
の断面積の総和となる。
【００４９】上式によって断面積比が決定されたピスト
ンＡ３２およびピストンＢ３４の移動量の比は次式で求
めることができる。ここで、ＳPをピストンＡ３２の移
動量、ｓPをピストンＢ３４の移動量である。
【００５０】ＳP／ｓP＝１／（ａ／ｂ）
【００５１】つまり、Ｙステージベース９の重量を支持
するピストンＡ３２と、Ｙ質量体２３の重量を支持する
ピストンＢ３４との断面積比ａ／ｂは、Ｙステージベー
ス９とＹ質量体２３の移動量との比の逆数となってい
る。
【００５２】これらの関係式から本実施形態のステージ
装置を構成するＹステージベース９とＹ質量体２３の移
動量の比（Ｓy／ｓy）と、重力補償手段であるピストン
機構３５のピストンＡ３２とピストンＢ３４の移動量の
比（Ｓp／ｓp）が等しくなることが分かる。移動量の比
が等しいため、慣性力付与手段を構成するＹステージベ
ース９とＹ質量体２３を、シリンダロッドＡ３１および
シリンダロッドＢ３３を介して重力補償手段に接続する
ことができる。そのため、単純な構成で、慣性力付与手
段と重力補償手段を両立させることができる。
【００５３】この時、ピストンＡ３２の断面積とピスト
ンＢ３４の断面積との比は、Ｙステージベース９とＹ質
量体２３との質量比とほぼ等しくなっている。
【００５４】ここで、本実施形態ではシリンダ内の媒体
に気体を使用したが、同様の機能を有していればこれに
限るものではなく、たとえば油圧シリンダを使用しても
良い。
【００５５】本実施形態ではメインステージがＸ方向に
駆動したことによる駆動反力は、Ｘ質量体の移動によっ
て軽減され、結果として、ステージベースや定盤への加
振力を減少させることができる。さらに、メインステー
ジとＸ質量体が質量比の逆数の割合で、Ｘ方向に関して
それぞれ逆方向に移動するため、ステージ装置全体の重
心位置の変化はほとんど発生しないという効果もある。
そのため、ステージベースを支持する定盤の変形を抑え
ることができる。特に、本実施例のような縦型ステージ
において、Ｘ方向に関する反力や重心位置変化を抑える
ことは、除振ダンパにかかる負荷の変化を軽減できるた
め、高速、高精度なステージ装置に有利である。
【００５６】また、本実施形態では、Ｙステージベース
がＹ方向に駆動したことによる駆動反力は、Ｙ質量体の
移動によって軽減され、結果として、ステージベースや
定盤への加振力を減少させることができる。さらに、Ｙ
ステージベースとＹ質量体が質量比の逆数の割合で、Ｙ
方向に関してそれぞれ逆方向に移動するため、ステージ
装置全体の重心位置の変化はほとんど発生しない。その
ため、ステージベースを支持する定盤の変形を抑えるこ
とができる。さらに、Ｙステージベースの自重を連結し
たシリンダ機構により補償することで、単純な構成で駆
動手段と重力補償手段が両立され、少ないエネルギーや
発熱で、ステージの駆動を行うことができる。
【００５７】＜実施形態２＞図３は本発明の第２実施形
態の特徴を表わす縦型ステージ装置の正面概略図であ
る。図中の番号において、図１の第１実施形態と同じ部
材については同一番号をつけている。
【００５８】第２実施形態も第１実施形態の場合と同様
に、縦型ＸＹステージに慣性力付与手段と重力補償手段
を構成したものとなっている。
【００５９】第２実施形態のメインステージや慣性力付
与手段の動作原理や動作状況等は第１実施形態の場合と
同様なので、説明は省略する。
【００６０】第２実施形態はシリンダ機構による重力補
償手段のかわりに、滑車とベルトで重力補償を行ってい
る。
【００６１】図３において、４１はＹ質量体２３とＹス
テージベース９をつり下げるためのベルト、４２はステ
ージベース３に固定された固定台、４３は固定台に配設
された滑車ユニットである。図から分かるように、ベル
ト４１は滑車ユニット４３に掛けられているため、滑車
ユニット４３はベルト４１を介してＹステージベース９
とＹ質量体２３を支持する構成になっている。
【００６２】図４は第２実施形態の重力補償手段である
滑車ユニットのモデル図である。
【００６３】滑車ユニット４３は２つの径をもつ滑車か
ら構成されるため、１つの滑車ユニットに対して２つの
ベルトが必要となり、ベルト４１の一端は滑車に固定さ
れ、もう一方のベルトの一端はＹステージベース９やＹ
質量体２３に取付けられる。
【００６４】第２実施形態では、滑車ユニット４３のプ
ーリー径の比に注目し、Ｙステージベース９とＹ質量体
２３の重量の釣り合いや、Ｙステージベース９とＹ質量
体２３の移動量とプーリー径の関係について考える。
【００６５】ここで、Ｙステージベース９の質量をＭ
ｙ、Ｙ質量体２３の総質量をｍｙとする。滑車ユニット
４３において、Ｙステージベース９に取付けられたベル
ト４１が掛けられている滑車の径をｄ、Ｙ質量体２３に
取付けられたベルト４１が掛けられている滑車の径をｅ
とする。この場合、滑車ユニット４３がＹステージベー
ス９とＹ質量体２３の重量を釣り合せるためには、滑車
ユニット４３のプーリー径の比ｄ／ｅは質量比Ｍy／ｍy
から決定され、次式で表わされる。
【００６６】ｄ／ｅ＝１／（Ｍy／ｍy）
【００６７】つまり、滑車ユニット４３のプーリー径の
比は、滑車が支持しているＹステージベース９とＹ質量
体２３の質量比の逆数となっている。
【００６８】ここで、このプーリー径の比で滑車を構成
した場合のＹステージベース９の移動量ＳpとＹ質量体
２３の移動量ｓpは、それぞれ接続された滑車の径に比
例するため次式のようになる。
【００６９】Ｓp／ｓp＝ｄ／ｅ
【００７０】これらの関係式から本実施形態のステージ
装置を構成するＹステージベース９とＹ質量体２３の移
動量の比（Ｓy／ｓy）と、滑車ユニット４３から構成さ
れる重力補償手段のＹステージベース９とＹ質量体２３
の移動量の比（Ｓp／ｓp）が等しくなっていることが分
かる。移動量の比が等しいため、慣性力付与手段を構成
するＹステージベース９とＹ質量体２３を、ベルト４１
を介して重力補償手段の滑車に接続することができる。
そのため、単純な構成で、慣性力付与手段と重力補償手
段を両立させることができる。
【００７１】ここで、本実施形態では重力補償機構にベ
ルトを使用したが、同様の効果を有していればこれに限
るものではなく、たとえばワイヤを使用しても良い。
【００７２】また、Ｙ質量体２３を複数個配置する場
合、Ｙステージベース９やＹ質量体２３を支持する滑車
ユニット４３の数を同様に複数個配置する方が望まし
い。
【００７３】本実施形態では、第1実施形態の慣性力付
与手段による効果に加え、ベルトと滑車を用いた重力補
償手段の効果として、ＹステージベースがＹ方向に駆動
したことによる駆動反力は、Ｙ質量体の移動によって軽
減され、結果として、ステージベースや定盤への加振力
を減少させることができる。さらに、Ｙステージベース
とＹ質量体が質量比の逆数の割合で、Ｙ方向に関してそ
れぞれ逆方向に移動するため、ステージ装置全体の重心
位置の変化はほとんど発生しない。そのため、ステージ
ベースを支持する定盤の変形を抑えることができる。さ
らに、Ｙステージベースの自重を滑車やベルトにより補
償することで、少ないエネルギーや発熱で、ステージの
駆動を行うことができる。
【００７４】＜第３実施形態＞図５は本発明の第３実施
形態の特徴を表わす縦型ステージ装置の正面概略図であ
る。図中の番号において、図１の第１実施形態と同じ部
材については同一番号をつけている。
【００７５】第３実施形態も第１実施形態の場合と同様
に、縦型ＸＹステージに慣性力付与手段と重力補償手段
を構成したものとなっている。
【００７６】第３実施形態のシリンダ機構３５からなる
重力補償手段の動作原理や動作状況等は第１実施形態の
場合と同様なので、説明は省略する。
【００７７】第３実施形態は、メインステージとＸ質量
体にそれぞれ設けられたリニアモータによって独立にそ
れぞれを駆動するかわりに、メインステージとＸ質量体
にＸ磁石ユニットとＸコイルユニットを設け、Ｘ方向の
駆動や慣性力付与を行っている。また、Ｙ方向に関して
もＹステージベースとＹ質量体に設けられたＹ磁石ユニ
ットとＹコイルユニットによってＹ方向の駆動や慣性力
付与を行っている。
【００７８】同図において、１は縦型ステージ装置を支
持する定盤、２は定盤を除振する除振ダンパ、３は定盤
に支持され、ステージユニットを固定するステージベー
スである。
【００７９】４はウエハを保持するウエハチャックであ
る。５はウエハチャックを支持し、ウエハ面内（ＸＹ平
面）に移動可能なメインステージ（第１ステージ）であ
り、端面に位置計測用ビームの反射面となるＸ測長ミラ
ー６およびＹ測長ミラー７を固定している。
【００８０】８はステージベース３に固定されたＹステ
ージガイドであり、９はメインステージを搭載してＹ方
向（第２方向）に移動可能なＹステージベース（第２ス
テージ）である。Ｙステージガイド８はＹステージベー
ス９をＸ方向（第１方向）に支持し、Ｙ方向に非接触で
案内する。
【００８１】１０はＹステージベース９に固定されたＸ
ステージガイドであり、メインステージ５をＹ方向に支
持し、Ｘ方向に非接触で案内する。
【００８２】ここで、本実施形態では、非接触案内にエ
アベアリングを採用している。ただし低摩擦案内であれ
ば、これに限るものではない。
【００８３】２５はメインステージ５に取付けられたＸ
磁石ユニット（第1磁石）、２６はＸ質量体２７（第1質
量体）に取付けられたＸコイルユニット（第1コイル）
である。ここで、Ｘ磁石ユニット２５とＸコイルユニッ
ト２６は移動手段として機能するリニアモータ（第1機
構）を構成している。このため、Ｘ磁石ユニットとＸコ
イルユニットを逆に配置しても良い。
【００８４】Ｘ質量体２７はメインステージ５に対して
Ｘ方向に関して逆方向に移動する質量体である。また、
２８はＹステージベース９に固定されたＸ質量体案内ガ
イドであり、Ｘ質量体２７をＸ方向に駆動可能なように
非接触で案内する。なお、Ｘ質量体２７はメインステー
ジ５に対して移動することで、Ｘ方向の慣性力付与手段
の役割を果たす。
【００８５】２１はＹステージベース９に取付けられた
Ｙ磁石ユニット（第2磁石）、２２はＹ質量体２３（第
２質量体）に取付けられたＹコイルユニット（第２コイ
ル）である。ここで、Ｙ磁石ユニット２１とＹコイルユ
ニット２２は移動手段として機能するリニアモータ（第
２機構）を構成している。このため、Ｙ磁石ユニットと
Ｙコイルユニットを逆に配置しても良い。
【００８６】Ｙ質量体２３はＹステージベース９に対し
てＹ方向に関して逆向きに移動する質量体である。ま
た、２４はステージベースに固定されたＹ質量体案内ガ
イドであり、Ｙ質量体２３をＹ方向に駆動可能なように
非接触で案内する。なお、Ｙ質量体２３はＹステージベ
ース９に対して移動することで、Ｙ方向の慣性付与手段
の役割を果たす。
【００８７】上記の構成でメインステージ５をＸ方向に
駆動する場合について説明する。不図示の駆動コントロ
ーラを介してＸコイルユニット２６に駆動を指令する
と、Ｘコイルユニット２６とＸ磁石ユニット２５との間
でＸ方向の推力が発生する。しかし、Ｘ磁石ユニット２
５を取付けたメインステージ５、およびＸコイルユニッ
ト２６を取付けたＸ質量体２７は、ともにＸ方向に移動
可能なように構成されており、さらに摩擦が低くなるよ
うに非接触で案内されているため、両者はＸ方向に関し
て逆方向に移動する。
【００８８】メインステージ５を駆動するＸ磁石ユニッ
ト２５からの推力の合力をＦx、Ｘ質量体２７を駆動す
るＸコイルユニット２６からの推力の合力をＲxとす
る。ここで、力の釣り合い式から次の式が成り立つ。
【００８９】Ｆx＝−Ｒx
【００９０】このとき、Ｒxの作用軸がメインステージ
５の重心位置を通るようにＸ磁石ユニット２５やＸコイ
ルユニット２６を配置すれば、メインステージ駆動推力
であるＦxがメインステージ５の重心位置を通るように
作用するため、ステージに回転トルクが発生しない。ま
た、Ｘ質量体を複数個配置することは、メインステージ
に働く駆動推力の作用軸が重心位置を通るように設計す
る上で、自由度を高めることができる。しかし、Ｘ質量
体の数については複数個に限るものではない。
【００９１】ここで、メインステージ５の質量をＭx、
Ｘ質量体２７の総質量をｍxとすると、Ｘ質量体２７の
駆動ストロークｓxはメインステージのＸ方向のストロ
ークＳxに対してＭxとｍxの質量比で決まり、以下の式
で表わされる。
【００９２】Ｓx／ｓx＝１／（Ｍx／ｍx）
【００９３】すなわち、両者の移動量の比は質量比の逆
数の割合でステージベース３に対して移動する。よっ
て、ｍxを大きくすれば、質量比Ｍx／ｍxが小さくなる
ため、Ｘ質量体２７の駆動ストロークＳxを小さく設計
できる。しかし、Ｘ質量体２７を含むＹ方向移動質量は
大きくなるため、Ｙ方向の移動に必要なエネルギーを小
さくすることができる。
【００９４】Ｙ方向の場合も同様で、Ｙステージベース
をＹ方向に駆動する時にＹ質量体が駆動される。しか
し、Ｙ方向に関しては重力の影響が大きい。まずＹステ
ージベース９やＹ質量体２３に作用する重力補償手段が
働いているものとしてＹステージベース９やＹ質量体２
３にかかる重力の影響を無視し、前述のＸ方向の場合と
同様に、Ｙ方向の駆動手段の作用のみを考える。
【００９５】不図示の駆動コントローラを介してＹコイ
ルユニット２２に駆動を指令すると、Ｙコイルユニット
２２とＹ磁石ユニット２１との間でＹ方向の推力が発生
する。しかし、Ｙ磁石ユニット２１を固定したＹステー
ジベース９、およびＹコイルユニット２２を固定したＹ
質量体２３は、ともにＹ方向に移動可能なように構成さ
れており、さらに摩擦が低くなるように非接触で案内さ
れているため、両者はＹ方向に関して逆方向に移動す
る。
【００９６】Ｙステージベース９を駆動するＹ磁石ユニ
ット２１からの推力の合力をＦy、Ｙ質量体２３を駆動
するＹコイルユニット２２からの推力の合力をＲyとす
る。ここで、力の釣り合い式から次の式が成り立つ。
【００９７】Ｆy＝−Ｒy
【００９８】このとき、Ｒyの作用軸がメインステージ
５やＹステージベース９を含むＹ方向移動体全体の重心
位置を通るようにＹ磁石ユニット２１やＹコイルユニッ
ト２２を配置すれば、ＦyはＹ方向移動体全体の重心位
置を通るように作用するため、ステージに回転トルクが
発生しない。また、Ｙ質量体２３を複数個配置すること
は、Ｙステージベース９に働く駆動推力の作用軸が重心
位置を通るように設計する上で、自由度を高めることが
できる。しかし、Ｙ質量体２３の数については複数個に
限るものではない。
【００９９】ここで、Ｙステージベース９の質量を
Ｍy、Ｙ質量体２３の総質量をｍyとすると、質量体の駆
動ストロークｓyはＹ方向移動体のＹ方向のストローク
Ｓyに対してＭyとｍyの質量比で決まり、以下の式で表
わされる。
【０１００】Ｓy／ｓy＝１／（Ｍy／ｍy）
【０１０１】すなわち、両者の移動量の比は質量比の逆
数の割合でステージベース３に対して移動する。よっ
て、ｍyを大きくすれば、質量比Ｍy／ｍyが小さくなる
ため、Ｙ質量体の駆動ストロークｓyを小さく設計でき
る。
【０１０２】本実施形態では、ステージの移動に伴い、
ステージと反対方向に質量体が駆動されるが、ステージ
の移動量と質量体の移動量の関係は、第１実施形態の場
合と同様となる。そのため、第３実施形態の場合も第１
実施形態と同様に、慣性力付与手段を構成するＹステー
ジベース９とＹ質量体２３を、シリンダロッドＡ３１お
よびシリンダロッドＢ３３を介して重力補償手段に接続
することができる。そのため、単純な構成で慣性力付与
手段と重力補償手段を両立させることができる。
【０１０３】このとき、ピストンＡ３２の断面積とピス
トンＢ３４の断面積との比は、Ｙステージベース９とＹ
質量体２３との質量比とほぼ等しくなっている。
【０１０４】本実施例ではメインステージがＸ方向に駆
動したことによる反力がＸ質量体の移動によって軽減さ
れ、結果として、ステージベースや定盤への加振力を減
少させることができる。さらに、メインステージとＸ質
量体が質量比の逆数の割合で、Ｘ方向に関してそれぞれ
逆方向に移動するため、ステージ装置全体の重心位置の
変化はほとんど発生しないという効果もある。そのた
め、ステージベースを支持する定盤の変形を抑えること
ができる。特に、本実施形態のような縦型ステージにお
いて、Ｘ方向に関する反力や重心位置変化を抑えること
は、除振ダンパにかかる負荷の変化を軽減できるため、
高速、高精度なステージ装置に有利である。
【０１０５】また、本実施形態では、Ｙステージベース
がＹ方向に駆動したことによる駆動反力がＹ質量体の移
動によって軽減され、結果としてステージベースや定盤
への加振力を減少させることができる。さらに、Ｙステ
ージベースとＹ質量体が質量比の逆数の割合で、Ｙ方向
に関してそれぞれ逆方向に移動するため、ステージ装置
全体の重心位置の変化はほとんど発生しない。そのた
め、ステージベースを支持する定盤の変形を抑えること
ができる。さらに、Ｙステージベースの自重を連結した
シリンダ機構により補償することで、単純な構成で駆動
手段と重力補償が両立され、少ないエネルギーや発熱
で、ステージの駆動を行うことができる。
【０１０６】また、本実施形態のような縦型ステージで
はなく、ステージベースの基準面が水平な面となるよう
なＸＹステージの場合でも、本実施形態のようなステー
ジや質量体の駆動機構を設けることができる。その場
合、本実施形態の重力補償手段は省略しても良い。
【０１０７】＜実施形態４＞図６は本発明の特徴を表わ
す第４実施形態の縦型ステージ装置の正面概略図であ
る。図中の番号において、図３の第２実施形態または図
５の第３実施形態と同じ部材については同一番号をつけ
ている。
【０１０８】第４実施形態も前述した実施形態の場合と
同様に、縦型ＸＹステージに慣性力付与手段と重力補償
手段を構成したものとなっている。
【０１０９】第４実施形態の磁石ユニットやコイルユニ
ットで構成される慣性力付与手段の動作原理や動作状況
等は第３実施形態の場合と同様なので説明は省略する。
また、滑車ユニット４３やベルト４１で構成される重力
補償手段の動作原理や動作状況等は第２実施形態の場合
と同様なので説明は省略する。
【０１１０】本実施例ではメインステージがＸ方向に駆
動したことによる反力がＸ質量体の移動によって軽減さ
れ、結果として、ステージベースや定盤への加振力を減
少させることができる。さらに、メインステージとＸ質
量体が質量比の逆数の割合で、Ｘ方向に関してそれぞれ
逆方向に移動するため、ステージ装置全体の重心位置の
変化はほとんど発生しないという効果もある。そのた
め、ステージベースを支持する定盤の変形を抑えること
ができる。特に、本実施形態のような縦型ステージにお
いて、Ｘ方向に関する反力や重心位置変化を抑えること
は、除振ダンパにかかる負荷の変化を軽減できるため、
高速、高精度なステージ装置に有利である。
【０１１１】また、本実施形態では、Ｙステージベース
がＹ方向に駆動したことによる駆動反力がＹ質量体の移
動によって軽減され、結果としてステージベースや定盤
への加振力を減少させることができる。さらに、Ｙステ
ージベースとＹ質量体が質量比の逆数の割合で、Ｙ方向
に関してそれぞれ逆方向に移動するため、ステージ装置
全体の重心位置の変化はほとんど発生しない。そのた
め、ステージベースを支持する定盤の変形を抑えること
ができる。さらに、Ｙステージベースの自重をベルトと
滑車ユニットで構成される重力補償手段で支持すること
で、単純な構成で駆動手段と重力補償が両立され、少な
いエネルギーや発熱で、ステージの駆動を行うことがで
きる。
【０１１２】＜実施形態５＞図７は本発明の特徴を表わ
す第５実施形態の縦型ステージ装置の正面概略図であ
る。図中の番号において、図１の第１実施形態と同じ部
材については同一番号をつけている。
【０１１３】第５実施形態も第１実施形態の場合と同様
に、縦型ＸＹステージに慣性力付与手段と重力補償手段
を構成したものとなっている。
【０１１４】第５実施形態の、慣性力付与手段の動作原
理や動作状況等は第１実施形態の場合と同様なので、説
明は省略する。
【０１１５】本実施形態でも重力補償手段としてピスト
ンを有するシリンダ機構を採用しているが、前述した実
施形態とは異なり、Ｙステージベースを支持するピスト
ンとＹ質量体を支持するピストンが独立したシリンダ機
構で構成されて、別々に重力補償を行っている。
【０１１６】図中において、３１はＹステージベースに
接続されたシリンダロッドＡであり、Ｙステージベース
９と反対の先端はシリンダピストンＡ３２で支持されて
いる。３３はＹ質量体２３に接続されたシリンダロッド
Ｂであり、Ｙ質量体２３と反対の先端はシリンダピスト
ンＢ３４で支持されている。
【０１１７】Ｙステージベース９の重力補償を行う重力
補償手段（ステージ重力補償手段）のピストンＡは、エ
アシリンダＡ３６の流体を封止している。不図示の重力
補償制御部は、シリンダＡ３６に与えるべき推力指令値
の演算を行い、シリンダの制御弁（不図示）に推力指令
値が供給される。制御弁は与えられた推力指定値である
電流値に基いてシリンダＡ内の流体の圧力または体積を
変更し、ピストンＡ３２の推力を調整する。ピストンＡ
３２はシリンダロッドＡ３１に固定され、Ｙステージベ
ース９に対しＹ方向に推力を与える。シリンダ機構３６
の推力の制御によって、Ｙステージベース９の重量分が
シリンダＡ３６の推力によってバランスされている。
【０１１８】同様に、Ｙ質量体２３の重力補償を行う重
力補償手段（質量体重力補償手段）のピストンＢ３４
は、エアシリンダＢ３７の流体を封止している。不図示
の重力補償制御部からの推力指令値により、制御弁を制
御し、シリンダＢ内の圧力または体積を変更し、ピスト
ンＢ３７の推力を調整する。この場合はＹ質量体２３の
重力分がシリンダＢ３７の推力によってバランスされ
る。
【０１１９】この結果、Ｙステージベース９およびＹ質
量体２３の重力補償が行われる。また、シリンダＡとピ
ストンＡ、およびシリンダＢとピストンＢは極めて低摩
擦摺動で移動可能なように、例えば非接触となってい
る。
【０１２０】本実施形態はＹステージベースの重力補償
とＹ質量体の重力補償を独立して行うことができる。そ
のため、重力補償を行っているシリンダ機構のピストン
の推力は駆動のためのエネルギーとしても用いることが
でき、ＹステージベースとＹ質量体を独立して駆動する
ことができるため、慣性力付与手段によるステージ反力
の軽減のほかに、外乱等によってＹステージベースに生
じる振動も打ち消すことが可能である。また、第１実施
形態のようなＹステージベースとＹ質量体を支持するピ
ストンＡとピストンＢの断面積比の制約がなくなり、設
計上の自由度を高めることができる。また、ステージに
ウエハを搭載することによるＹステージベースの質量の
変化にも対応できる。
【０１２１】＜実施形態６＞図８は本発明の特徴を表わ
す第６実施形態の縦型ステージ装置の正面概略図であ
る。図中の番号において、図５の第３実施形態または図
７の第５実施形態と同じ部材については同一番号をつけ
ている。
【０１２２】第６実施形態も前述した実施形態の場合と
同様に、縦型ＸＹステージに慣性力付与手段と重力補償
手段を構成したものとなっている。
【０１２３】また、本実施形態の、メインステージ５
（第１ステージ）とＸ質量体２７（第１質量体）に設け
られたＸ磁石ユニット２５（第１磁石）とＸコイルユニ
ット２６（第１コイル）によって構成されるＸ方向（第
１方向）の慣性力付与手段（第１機構）や、Ｙステージ
ベース９（第２ステージ）とＹ質量体２３（第２質量
体）に設けられたＹ磁石ユニット２１（第２磁石）とＹ
コイルユニット２２（第２コイル）によって構成される
Ｙ方向（第２方向）の慣性力付与手段（第２機構）の動
作原理や動作状況等は第３実施形態の場合と同様なの
で、説明は省略する。
【０１２４】本実施例では、第３実施形態で得られる効
果のほかに、ＹステージベースとＹ質量体を支持するピ
ストンＡとピストンＢの断面積比の制約がなくなり、設
計上の自由度を高めることができる。また、ステージに
ウエハを搭載することによるＹステージベースの質量の
変化にも対応できる。
【０１２５】＜実施形態７＞次に上述したステージ装置
を利用したＸ線露光装置の実施形態を説明する。図９は
本発明のＸ線露光装置の構成図である。Ｘ線源としての
ＳＲ発生装置６１から放射されたＳＲ光６２は、発光点
から所定の位置に設置されたミラー６３に入射する。ミ
ラー６３は凸面形状をしており、ＳＲ発生装置６１から
放射されたシート状のＳＲ光６２を拡大する。図中のミ
ラーは１枚だが、シート状のＳＲ光を拡大する目的なら
ば、複数枚のミラーを用いても良い。ミラーにより反射
されたＳＲ光６４は、Ｘ線透過膜上にＸ線吸収体からな
るパターンが形成されている原版の透過型マスク６７を
透過後、所望のパターン形状となり、感光材としてのレ
ジストが塗布してある基板６８（ウエハ）に照射され
る。ウエハ６８は前述したステージ装置のウエハチャッ
ク６９に保持され、ウエハチャック６９は不図示のメイ
ンステージに搭載されている。マスク６７の上流側には
露光領域の全面にわたり露光時間を制御するためのシャ
ッター６５が設置されている。シャッター６５はシャッ
ター制御ユニット７０により制御されるシャッター駆動
ユニット６６により駆動される。不図示のベリリウム膜
がミラー６３とシャッター６５の間に位置し、ベリリウ
ム膜よりミラー側は超真空、シャッター側は減圧Ｈｅと
なっている。
【０１２６】本実施形態の露光装置を用いることによ
り、高速、高精度化に対応した露光装置を得ることがで
きる。
【０１２７】＜実施形態８＞次に上述した露光装置を利
用した半導体デバイスの製造方法の実施形態を説明す
る。図１０は半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体
チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイク
ロマシン等）の製造のフローを示す。ステップＳ１１
（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行なう。
ステップＳ１２（マスク製作）では設計した回路パター
ンを形成したマスクを製作する。一方、ステップＳ１３
（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いて基板であ
るウエハを製造する。ステップＳ１４（ウエハプロセ
ス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを
用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回
路を形成する。次のステップＳ１５（組立）は後工程と
呼ばれ、ステップＳ１４によって作製されたウエハを用
いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程
（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程
（チップ封入）等の工程を含む。ステップＳ１６（検
査）ではステップＳ１５で作製された半導体デバイスの
動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行なう。こう
した工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷
（ステップＳ１７）される。
【０１２８】図１１は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップＳ２１（酸化）ではウエハの表面を
酸化させる。ステップＳ２２（ＣＶＤ）ではウエハ表面
に絶縁膜を形成する。ステップＳ２３（電極形成）では
ウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ２
４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ス
テップＳ２５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗
布する。ステップＳ２６（露光）では上記説明した露光
装置によってマスクの回路パターンをウエハに焼付露光
する。ステップＳ２７（現像）では露光したウエハを現
像する。ステップＳ２８（エッチング）では現像したレ
ジスト像以外の部分を削り取る。ステップＳ２９（レジ
スト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジス
トを取り除く。これらのステップを繰り返し行なうこと
によって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成され
る。本実施形態の製造方法を用いれば、高集積度の半導
体デバイスを製造することができる。
【０１２９】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、ステージの移
動加速度による慣性力を軽減させる効果のほか、ステー
ジの移動に伴う重心位置変化も打ち消す効果が得られ
る。特に、Ｘ方向（第1方向）に関する反力や重心位置
変化を抑えることは、除振ダンパにかかる負荷の変化を
軽減できるため、高速、高精度なステージ装置に有利で
ある。
【０１３０】請求項２の発明によれば、ステージと質量
体に、磁石とコイルのうちのそれぞれ異なる一方を取付
けて第１機構および第２機構を構成しているため、コイ
ルに通電を行うとステージの移動に伴い質量体も移動す
る。この構成によって、ステージの移動加速度による慣
性力を軽減させる効果のほか、ステージの移動に伴う重
心位置変化も打ち消す効果が得られる。特に、Ｘ方向
（第1方向）に関する反力や重心位置変化を抑えること
は、除振ダンパにかかる負荷の変化を軽減できるため、
高速、高精度なステージ装置に有利である。
【０１３１】請求項８の発明により、ステージ装置にス
テージの重力を補償するステージ重力補償手段を設け、
請求項９の発明により、質量体の重力を補償する質量体
重力補償手段を設けた。この構成によって、少ないエネ
ルギーや発熱で、ステージの駆動を行うことができる。
特に、請求項１０の発明によれば、重力補償手段はステ
ージの重量と質量体の重量を釣合わせて重力補償を行う
ように、ステージ重力補償手段と質量体重力補償手段が
滑車とベルトにより連結されている。さらに、請求項１
３の発明によれば、重力補償手段はステージの重量と質
量体の重量を釣合わせて重力補償を行うように、シリン
ダ機構が連結されている。これにより、駆動手段や慣性
力付与手段と重力補償手段を簡単な構成で両立すること
ができる。
【０１３２】請求項１５の発明によれば、移動可能なス
テージと質量体に、それぞれシリンダ機構を設けた。こ
の構成により、ステージの重量と質量体の重量の重力補
償を行うことができる。また、請求項１６の発明によ
り、それぞれのシリンダ機構を連結させ、請求項１７の
発明のようにピストンの断面積比とステージと質量体の
質量比をほぼ等しくすることで、ステージの重量と質量
体の重量を釣合わせて重力補償を行うことができる。こ
の構成により、簡単な構成でステージの重量と質量体の
重量を重力補償することができる。
【０１３３】また、請求項１８の発明により、ステージ
の移動に伴う反力や重心位置変化を抑えることができ
る。
【０１３４】さらに、請求項２２の発明によれば、簡単
な構成でステージや質量体の駆動手段と重力補償手段を
両立させることができる。
【０１３５】さらに、請求項２７の発明により、本体の
変形を押さえることができるステージ装置をＸ線露光装
置に用いたため、ウエハの大型化に伴いウエハステージ
が大型化されても装置本体の高剛性化、大型化によるコ
ストアップを抑えることができ、高速、高精度な露光が
可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の縦型ステージ装置の正面概略図
【図２】第１実施形態の重力補償手段のモデル図
【図３】第２実施形態の縦型ステージ装置の正面概略図
【図４】第２実施形態の重力補償手段のモデル図
【図５】第３実施形態の縦型ステージ装置の正面概略図
【図６】第４実施形態の縦型ステージ装置の正面概略図
【図７】第５実施形態の縦型ステージ装置の正面概略図
【図８】第６実施形態の縦型ステージ装置の正面概略図
【図９】第７実施形態のＸ線半導体露光装置の構成図
【図１０】半導体デバイス製造方法のフロー図
【図１１】ウエハプロセスのフロー図
【符号の説明】 １ 定盤 ２ 除振ダンパ ３ ステージベース ４ ウエハチャック ５ メインステージ ６ Ｘ測長ミラー ７ Ｙ測長ミラー ８ Ｙステージガイド ９ Ｙステージベース １０ Ｘステージガイド ２１ Ｙ磁石ユニット ２２ Ｙコイルユニット ２３ Ｙ質量体 ２４ Ｙ質量体案内ガイド ２５ Ｘ磁石ユニット ２６ Ｘコイルユニット ２７ Ｘ質量体 ２８ Ｘ質量体案内ガイド ３１ シリンダロッドＡ ３２ シリンダピストンＡ ３３ シリンダロッドＢ ３４ シリンダピストンＢ ３５ エアシリンダ ３６ エアシリンダＡ ３７ エアシリンダＢ ４１ ベルト ４２ 固定台 ４３ 滑車ユニット ５１ Ｙリニアモータ可動子 ５４ Ｘリニアモータ固定子 ６１ ＳＲ発生装置 ６２ ＳＲ光 ６３ ミラー ６４ ＳＲ光 ６５ シャッター ６６ シャッター駆動ユニット ６７ マスク ６８ ウエハ ６９ ウエハチャック ７０ シャッター制御ユニット

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 鉛直方向を含む基準面上で第１方向に移
    動可能な第１ステージと、該第１ステージを該第１方向
    に移動させる第１ステージ駆動手段と、該基準面上で該
    第１方向と交差する第２方向に移動可能な第２ステージ
    と、該第２ステージを該第２方向に移動させる第２ステ
    ージ駆動手段とを備え、 該第１ステージと反対方向に移動する第１質量体と、該
    第１質量体を駆動する第１質量体駆動手段とを有する第
    １機構と、 該第２ステージと反対方向に移動する第２質量体と、該
    第２質量体を駆動する第２質量体駆動手段とを有する第
    ２機構とのうち少なくとも一方を設けたことを特徴とす
    るステージ装置。
  2. 【請求項２】 前記第１ステージ駆動手段および前記第
    ２ステージ駆動手段はリニアモータであることを特徴と
    する請求項２記載のステージ装置。
  3. 【請求項３】 前記第１質量体駆動手段および前記第２
    質量体駆動手段はリニアモータであることを特徴とする
    請求項１または２記載のステージ装置。
  4. 【請求項４】 第１方向に移動可能な第１ステージと、
    第１方向と交差する第２方向に移動可能な第２ステージ
    とを備え、 該第１ステージおよび該第１ステージと反対方向に移動
    する第１質量体に、第１磁石と第１コイルのうちのそれ
    ぞれ異なる一方を取付けて構成される第１機構と、 該第２ステージおよび該第２ステージと反対方向に移動
    する第２質量体に、第２磁石と第２コイルのうちのそれ
    ぞれ異なる一方を取付けて構成される第２機構とのうち
    少なくとも一方を設けたことを特徴とするステージ装
    置。
  5. 【請求項５】 前記第１または第２質量体を複数個配置
    したことを特徴とする請求項１〜４いずれか記載のステ
    ージ装置。
  6. 【請求項６】 前記第１または第２ステージの駆動に伴
    って発生する反力または重心変化を軽減させるように、
    前記第１または第２質量体が移動することを特徴とする
    請求項１〜５いずれか記載のステージ装置。
  7. 【請求項７】 前記第２方向が鉛直方向を含むことを特
    徴とする請求項１〜６いずれか記載のステージ装置。
  8. 【請求項８】 前記第２ステージの重力補償を行うステ
    ージ重力補償手段を有することを特徴とする請求項７記
    載のステージ装置。
  9. 【請求項９】 前記第２質量体の重力補償を行う質量体
    重力補償手段を有することを特徴とする請求項８記載の
    ステージ装置。
  10. 【請求項１０】 前記第２ステージと前記第２質量体の
    重量を釣合わせて重力補償を行うように、前記ステージ
    重力補償手段と前記質量体重力補償手段が滑車とベルト
    により連結されていることを特徴とする請求項９記載の
    ステージ装置。
  11. 【請求項１１】 前記第２ステージを支持する前記滑車
    と、前記第２質量体を支持する前記滑車とのプーリー径
    比は、該第２ステージと該第２質量体との質量比の逆数
    とほぼ等しいことを特徴とする請求項１０記載のステー
    ジ装置。
  12. 【請求項１２】 前記重力補償手段はシリンダ機構から
    構成されることを特徴とする請求項８または９記載のス
    テージ装置。
  13. 【請求項１３】 前記ステージ重力補償手段は第１シリ
    ンダ機構から構成され、前記質量体重力補償手段は第２
    シリンダ機構から構成され、前記第２ステージと前記第
    ２質量体の重量を釣合わせて重力補償を行うように、該
    第１シリンダ機構と該第２シリンダ機構が連結されてい
    ることを特徴とする請求項１２記載のステージ装置。
  14. 【請求項１４】 前記第１シリンダ機構のピストンの断
    面積と、前記第２シリンダ機構のピストンの断面積との
    比は、前記第２ステージと前記第２質量体との質量比と
    ほぼ等しいことを特徴とする請求項１３記載のステージ
    装置。
  15. 【請求項１５】 移動可能なステージと、該ステージと
    反対方向に移動する質量体と、該ステージに接続された
    第１シリンダ機構と、該質量体に接続された第２シリン
    ダ機構とを有することを特徴とするステージ装置。
  16. 【請求項１６】 前記第１シリンダ機構と前記第２シリ
    ンダ機構が連結されていることを特徴とする請求項１５
    記載のステージ装置。
  17. 【請求項１７】 前記第１シリンダ機構のピストンの断
    面積と、前記第２シリンダ機構のピストンの断面積との
    比は、前記ステージと前記質量体との質量比とほぼ等し
    いことを特徴とする請求項１６記載のステージ装置。
  18. 【請求項１８】 前記ステージの移動に伴って発生する
    反力または重心位置変化を軽減させるように、前記質量
    体が移動することを特徴とする請求項１５〜１７いずれ
    か記載のステージ装置。
  19. 【請求項１９】 前記ステージは、鉛直方向を含む方向
    に移動可能であることを特徴とする請求項１５〜１８記
    載のステージ装置。
  20. 【請求項２０】 前記第１シリンダ機構は前記ステージ
    の重量を鉛直方向に支持し、前記第２シリンダ機構は前
    記質量体の重量を鉛直方向に支持することを特徴とする
    請求項１９記載のステージ装置。
  21. 【請求項２１】 前記ステージと前記質量体の重量を釣
    合わせて重力補償を行うように、前記第１シリンダ機構
    と前記第２シリンダ機構が連結されていることを特徴と
    する請求項２０記載のステージ装置。
  22. 【請求項２２】 前記ステージを駆動するステージ駆動
    手段と、前記質量体を駆動する質量体駆動手段とのうち
    少なくとも一方を備えたことを特徴とする請求項１５〜
    ２１いずれか記載のステージ装置。
  23. 【請求項２３】 前記ステージ駆動手段および前記質量
    体駆動手段はリニアモータであることを特徴とする請求
    項２２記載のステージ装置。
  24. 【請求項２４】 前記シリンダ機構はエアシリンダ機構
    であることを特徴とする請求項１２〜２３いずれか記載
    のステージ装置。
  25. 【請求項２５】 前記シリンダ機構は油圧シリンダ機構
    であることを特徴とする請求項１２〜２３いずれか記載
    のステージ装置。
  26. 【請求項２６】 請求項１〜２５いずれか記載のステー
    ジ装置を備えたことを特徴とする露光装置。
  27. 【請求項２７】 前記露光装置はＸ線露光装置であるこ
    とを特徴とする請求項２６記載の露光装置。
  28. 【請求項２８】 請求項２６または２７記載の露光装置
    を用いてデバイスを製造することを特徴とするデバイス
    製造方法。
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