JPH11168064A - ステージ駆動方法、ステージ装置、及び露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 可動部の駆動に伴う振動を抑制する際にモー
メントや変形力等を発生しにくいステージ装置を提供す
る。 【解決手段】 ベース１上に防振台２Ａ等を介して定盤
３を支持し、定盤３上にＸガイドバー４に沿って移動自
在に、Ｙガイドバー搬送体５及びＹガイドバー６等から
なるＸステージを配置し、このＸステージをＸ軸リニア
モータ１０Ａ，１０Ｂを介してＸ方向に駆動する。Ｘ軸
リニアモータ１０Ａ，１０Ｂの固定子１２Ａ，１２Ｂを
定盤３上に直動ガイド１３Ａ，１３Ｂを介してＸ方向に
移動できるように支持し、ベース１に固定された制動フ
レーム３５に取り付けられたＸ制動部材３６Ａ，３６Ｂ
によって、固定子１２Ａ，１２Ｂに対してそのＸステー
ジを駆動する際の反力を打ち消すような制動力を与え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加工対象物を精密
位置決めするための防振機能付きのステージ装置及びそ
の駆動方法に関し、例えば半導体素子、液晶表示素子、
若しくは薄膜磁気ヘッド等を製造するためのリソグラフ
ィ工程でマスクパターンをウエハ等の基板上に転写する
ために使用される露光装置、又は精密工作機械や精密測
定器等に使用して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体素子等を製造する際に、マ
スクとしてのレチクルのパターンを感光基板としてのレ
ジストが塗布されたウエハ（又はガラスプレート等）上
に転写するために、従来は主にステッパー方式の縮小投
影型の露光装置が使用されていた。斯かる一括露光型の
露光装置には、ウエハの各ショット領域を所定の露光位
置に移動させる装置として、直交する２方向にステッピ
ング可能なウエハステージが用いられている。

【０００３】最近は、レチクルとウエハとを投影光学系
に対して同期走査して露光を行うステップ・アンド・ス
キャン方式の縮小投影型の露光装置も注目されている。
このような走査露光型の露光装置では、直交する２方向
にそれぞれステッピングを行い、且つ走査方向に一定速
度で連続移動を行うウエハステージと共に、走査方向に
一定速度で連続移動可能で非走査方向に微少量移動可能
で、且つ移動面に垂直な軸の周りに微少角度回転可能な
レチクルステージが使用されている。

【０００４】そして、これらのステージを含む露光装置
本体は床からの振動を遮断するために、弾性の大きい空
気ばねやコイルばねと、減衰器としてのオイルダンパと
より構成される防振台を介して支持されるのが一般的で
ある。図１２は、従来の露光装置用のウエハステージの
概略構成を示し、この図１２において、ベース７０上に
複数の防振台７１Ａ，７１Ｂを介して定盤７２が支持さ
れており、定盤７２上に図１２の紙面に平行な方向（こ
れをＸ方向とする）に沿って移動自在にＸステージ７３
が載置されている。Ｘステージ７３は、定盤７２上に固
定された駆動モータ７４によって送りねじ７５を介して
Ｘ方向に駆動され、Ｘステージ７３上にＸ方向に直交す
るＹ方向に送りねじ方式で駆動されるＹステージ７６が
載置されている。

【０００５】この場合、Ｘステージ７３のＸ方向への駆
動を開始する際には、Ｘステージ７３に例えば実線の矢
印で示す推力Ｆが作用し、駆動モータ７４を介して定盤
７２側には反作用として点線の矢印で示す反力−Ｆが作
用する。従って、そのままでは定盤７２はその反作用の
方向に変位して振動が生じてしまう。そこで、従来は例
えば特開昭５８−６８１１８号公報に開示されているよ
うに、ベース７０上に定盤７２に対してＸ方向への制動
力Ｄを付与するためのアクチュエータ７７を設置し、Ｘ
ステージ７３の加減速時に定盤７２に働く反作用と同じ
大きさで方向が反対の力をアクチュエータ７７から定盤
７２に与える（即ち、制動力Ｄを推力Ｆと等しくする）
ことによって、定盤７２の振動を防止する方法が提案さ
れている。

【０００６】また、駆動モータとしてリニアモータが使
用されている場合に、リニアモータを駆動する際にその
固定子を介して定盤側に反作用が働くのを防止するため
に、そのリニアモータの固定子をベース７０（床）側で
固定する方法が米国特許（ＵＳＰ）第５，５２８，１１
８号明細書に開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の技術
において、図１２に示すように、定盤７２にアクチュエ
ータ７７を介して制動力を付与する方法では、定盤７２
（駆動モータ７４）に働く反力−Ｆの位置と、アクチュ
エータ７７から定盤７２に付与される制動力Ｄの位置と
が大きく異なるために、この定盤７２を回転、又は変形
させるようなモーメントや変形力が発生する。これらの
モーメントや変形力の内の大きい振幅成分は、防振台７
１Ａ，７１Ｂの空気ばね（又はコイルばね）等が変形す
る振動モードを引き起こすが、この振動は防振台７１
Ａ，７１Ｂ自体によってかなりの程度まで低減される。
しかしながら、残存する小さい振幅の振動が、半導体露
光装置のように数ｎｍ程度の安定性を要求される用途に
おいては無視できない量となりつつある。

【０００８】また、そのように反力−Ｆの位置と制動力
Ｄの位置とが大きく異なる構造で、残存する小さい振幅
の振動をできるだけ少なくするためには、Ｘステージ７
３の駆動モータ７４と外部から制動力を付与するための
アクチュエータ７７との駆動特性がほぼ完全に一致して
いることが望ましい。その駆動特性とは、主に推力指令
値に対する発生推力の大きさの直線性や、推力指令が発
せられてからその推力が発生するまでの時間遅れであ
る。しかしながら、図１２の方式では駆動モータ７４と
アクチュエータ７７とは機構が大きく異なるために、そ
の駆動特性をほぼ完全に一致させることは困難であり、
その小さい振幅の振動を低減させることは困難であっ
た。

【０００９】また、従来の技術の内でリニアモータの固
定子をベース側で固定する方法は、前者のように定盤や
露光装置本体部を変形させる振動モードを励起すること
はないが、制動機構が大掛かりになりステージ装置が全
体として大型化すると共に、ステージ装置に備えられる
測長系やセンサ等の配置に大きな制約を与えるという不
都合がある。

【００１０】また、図１２の従来のステージ装置では、
Ｘステージ７３（駆動モータ７４）の位置は図１２の紙
面に垂直な方向（Ｙ方向）では一定であるため、Ｘステ
ージ７３の位置（Ｘ座標）が変化してもアクチュエータ
７７によりその加減速時の振動を或る程度は抑制でき
る。一方、Ｙステージ７６については、Ｘステージ７３
の位置が変化するのに追従してそのＸ方向の位置が変化
してしまうために、Ｘステージ７３の位置に依らずにＹ
ステージ７６の加減速時の振動を抑制するためには、Ｘ
ステージ７３上に制振機構を設ける必要がある。しかし
ながら、このようにＸステージ７３上に制振機構を設け
ると、Ｘステージ７３が大型化すると共に、Ｘステージ
７３の駆動特性が悪化する等の不都合がある。

【００１１】本発明は斯かる点に鑑み、可動部の駆動に
伴う振動を抑制する際にモーメントや変形力等を発生し
にくいステージ駆動方法、及びこの駆動方法を使用する
ステージ装置を提供することを第１の目的とする。更に
本発明は、大型の制振機構を使用することなく可動部の
駆動に伴う振動を大きく低減できるステージ駆動方法、
及びこの駆動方法を使用するステージ装置を提供するこ
とを第２の目的とする。

【００１２】更に本発明は、交差する２方向に可動部を
駆動する場合に、一方の移動方向で生じる振動を他方の
移動方向にはあまり影響を与えることなく抑制できるス
テージ装置を提供することを第３の目的とする。更に本
発明は、そのようなステージ装置を備えた露光装置を提
供することをも目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明によるステージ駆
動方法は、定盤（３）上に所定方向に移動自在に設置さ
れた可動テーブル（５，６，８）を、定盤（３）に対し
てその所定方向に非接触型駆動手段（１０Ａ，１０Ｂ）
を用いて駆動するステージ駆動方法であって、その非接
触型駆動手段の固定子（１２Ａ，１２Ｂ）が定盤（３）
に対して移動自在に支持された状態で、その可動テーブ
ルにその所定方向に推力を与えるときにその固定子に対
して制動力を与えるものである。

【００１４】斯かる本発明において、その非接触型駆動
手段としては、可動子及び固定子よりなるリニアモー
タ、又はローレンツ力よりなる推力を発生する駆動装置
等が使用できる。そして、その可動テーブル上にウエハ
等の加工対象物が載置される。そして、その非接触型駆
動手段によってその可動テーブルを駆動する際には、固
定子（１２Ａ，１２Ｂ）に発生する反作用（反力）を相
殺するようにその制動部材からその固定子に対して制動
力を与える。この際に、反作用と制動力とはほぼ同一直
線上に作用するため、モーメントや変形力等が発生しに
くいと共に、反作用と制動力とのタイミングや大きさが
多少ずれても、固定子（１２Ａ，１２Ｂ）は定盤（３）
に対して移動自在であるため、定盤（３）等に回転等を
引き起こすような力が作用することがない。

【００１５】この場合、その可動テーブルの位置及び移
動速度の指令値に基づいて、フィードフォワード系で、
その固定子に対して制動力を与えるようにしてもよい。
これによって応答速度が速くなる。次に、本発明による
第１のステージ装置は、定盤（３）と、この定盤に対し
て所定方向に移動自在に設置された可動テーブル（５，
６，８）と、その定盤に対してその可動テーブルをその
所定方向に駆動する非接触型駆動手段（１０Ａ，１０
Ｂ）と、を有するステージ装置であって、その非接触型
駆動手段の固定子（１２Ａ，１２Ｂ）をその定盤に対し
てその所定方向に移動自在に支持し、その固定子に対し
て制動力を与える制動部材（３５，３６Ａ，３６Ｂ；３
５Ａ，６４Ａ，６４Ｂ，６５）を所定のベース（１）に
設けたものである。

【００１６】斯かる本発明によれば、その可動テーブル
を駆動する際には、固定子（１２Ａ，１２Ｂ）に発生す
る反作用（反力）を相殺するようにその制動部材からそ
の固定子に対して制動力を与えることで、本発明のステ
ージ駆動方法が使用できる。この際に、反作用と制動力
とはほぼ同一直線上に作用するため、モーメントや変形
力等が発生しにくいと共に、反作用と制動力とのタイミ
ングや大きさが多少ずれても、固定子（１２Ａ，１２
Ｂ）は定盤（３）に対して移動自在であるため、定盤
（３）等に回転等を引き起こすような力が作用すること
がない。従って、その制動部材の駆動特性がその非接触
型駆動手段の駆動特性と異なっても差し支えない。この
意味で、その制動部材としては、電磁式の能動的な制動
部材の他に、ボールジョイントや粘弾性体方式の継ぎ手
等の受動的な制動部材を使用してもよい。

【００１７】即ち、前者のように能動的な制動部材を使
用する場合には、一例としてその非接触型駆動手段の固
定子（１２Ａ，１２Ｂ）は、定盤（３）に対してその所
定方向に直交する方向には移動しないように支持されて
おり、そのベースに設けられた制動部材は、そのベース
上に設けられたフレーム（３５）と、このフレームに取
り付けられその非接触型駆動手段の固定子（１２Ａ，１
２Ｂ）に対して電磁力よりなる制動力を与える推力発生
器（３６Ａ，３６Ｂ）と、を有し、その推力発生器は、
その非接触型駆動手段を介してその可動テーブルを駆動
する際に固定子（１２Ａ，１２Ｂ）に作用する反力を実
質的に相殺する推力をその制動力として発生するもので
ある。

【００１８】一方、後者のように受動的な制動部材を使
用する場合には、一例としてその非接触型駆動手段の固
定子（１２Ａ，１２Ｂ）は、定盤（３）に対してその所
定方向に直交する方向には移動しないように支持されて
おり、そのベースに設けられた制動部材は、そのベース
に設けられたフレーム（３５Ａ）と、このフレームに取
り付けられその非接触型駆動手段の固定子（１２Ａ，１
２Ｂ）に対して機械的な制動力を与える受動的制動器
（６４Ａ，６４Ｂ，６５）と、を有するものである。こ
れによって大型の制振機構を使用する必要が無い。

【００１９】また、本発明による第２のステージ装置
は、定盤（３）と、この定盤上に第１の方向に移動自在
に設置された第１の可動テーブル（５，６，８）と、こ
の第１の可動テーブルに対してその第１の方向に交差す
る第２の方向に移動自在に設置された第２の可動テーブ
ル（７，１４，１５）と、定盤（３）に対してその第１
の可動テーブルをその第１の方向に駆動する駆動装置
（１０Ａ，１０Ｂ）と、その第１の可動テーブルに対し
てその第２の可動テーブルをその第２の方向に駆動する
非接触型駆動手段（２６Ａ，２６Ｂ）と、を有するステ
ージ装置であって、その第１の可動テーブルに取り付け
られてこの第１の可動テーブルと共にその第１の方向に
移動する可動部材（３２）と、所定のベース（１）上に
固定されて可動部材（３２）のその第１の方向での移動
範囲に亘って可動部材（３２）に対してその第２の方向
への推力を与える制動部材（３３，３４Ａ，３４Ｂ）
と、を備えたものである。

【００２０】斯かる本発明によれば、その第２の可動テ
ーブル上にウエハ等の加工対象物が載置され、その第２
の可動テーブルの位置は２次元的に変化する。即ち、そ
の第１の可動テーブルの第１の方向の位置が変化するの
に追従して、その第２の可動テーブルのその第１の方向
の位置も変化する。本発明では、その第１の可動テーブ
ルに可動部材（３２）が取り付けられ、この可動部材
（３２）に外部からその第２の方向への制動力を与える
ことによって、その第１の可動テーブルの動きに殆ど影
響を与えることなく、その第２の可動テーブルのその第
２の方向への振動を抑制できる。

【００２１】この場合、その制動部材の一例は、可動部
材（３２）のその第１の方向での全移動範囲に亘って可
動部材（３２）に対向するように配置された固定部材
（３３）を有し、可動部材（３２）と固定部材（３３）
との間に、その非接触型駆動手段を介してその第２の可
動テーブルを駆動する際に可動部材（３２）に作用する
反力を実質的に相殺する推力を発生するものである。こ
れによって、能動的にその第２の方向への振動が抑制さ
れる。

【００２２】また、本発明による第１の露光装置は、基
板ステージとしての本発明の第１のステージ装置上に載
置された基板に、照明されたマスクに形成されたパター
ンを投影光学系を介して投影するものである。次に本発
明による第２の露光装置は、マスクステージとしての本
発明の第１のステージ装置上に載置されたマスクを照明
し、このマスクに形成されたパターンを投影光学系を介
して基板ステージ上の基板に投影するものである。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
につき図１〜図６を参照して説明する。本例は、半導体
素子製造用の投影露光装置のウエハステージに本発明を
適用したものである。図１は、本例の投影露光装置の概
略構成を示し、図２はその投影露光装置のウエハステー
ジの構成を示している。先ず、図１において、平板状の
ベース１上に４箇所の防振台２Ａ〜２Ｄ（２Ｃ，２Ｄは
図面上では現れていない）を介して矩形の平板状の定盤
３が支持されている。防振台２Ａ，２Ｂ等は、それぞれ
弾性の大きい空気ばね（又はコイルばね）と、振動減衰
器としてのオイルダンパとより構成され、防振台２Ａ，
２Ｂ等によって床からの振動が定盤３側に伝わらないよ
うになっている。また、定盤３、及びこの上の投影露光
装置の機構部の全体としての共振周波数は数Ｈｚ程度で
ある。定盤３の表面は極めて平面度の良好な平面であ
り、その表面は静止状態でほぼ水平面に平行に保持され
ており、以下、定盤３の表面上で図１の紙面に垂直な方
向にＸ軸、図１の紙面に平行な方向にＹ軸を取り、定盤
３の表面に垂直な方向にＺ軸を取って説明する。

【００２４】この場合、定盤３の表面にＸ方向に沿っ
て、Ｘステージのための案内面が設けられたＸガイドバ
ー４が固定されている。また、Ｘガイドバー４及び定盤
３の表面に沿ってＸ方向に移動自在に第１のＹガイドバ
ー搬送体５が配置され、定盤３の表面に沿ってＹガイド
バー搬送体５と平行にＸ方向に移動自在に第２のＹガイ
ドバー搬送体８が配置され、Ｙガイドバー搬送体５及び
８を連結するようにＹ方向に沿ってＹステージのための
案内面が設けられたＹガイドバー６が架設され、Ｙガイ
ドバー搬送体５，８、及びＹガイドバー６よりＸステー
ジが構成されている。

【００２５】この場合、第１のＹガイドバー搬送体５の
底面、及び外側面にはそれぞれエアベアリングを構成す
る空気噴出部が設けられている。更に、これらの空気噴
出部の近傍には磁石あるいは真空ポケット等の予圧機構
が組み込まれており、第１のＹガイドバー搬送体５は、
定盤３の表面及びＸガイドバー４の側面にそれぞれ一定
の間隔を保ちつつＺ方向及びＹ方向に拘束されて、Ｘ方
向に移動できる。同様に、第２のＹガイドバー搬送体８
の底面にもエアベアリングを構成する空気噴出部、及び
磁石あるいは真空ポケット等の予圧機構が組み込まれて
おり、Ｙガイドバー搬送体８も定盤５の上面に一定の間
隔を保ちつつ拘束されて、Ｘ方向に移動できる。

【００２６】また、Ｙガイドバー搬送体５と共にＸガイ
ドバー４を挟むように、定盤３の上にＸ方向に沿ってＸ
軸リニアモータ１０Ａが配置され、Ｘ軸リニアモータ１
０ＡとＹガイドバー搬送体５とはＸガイドバー４を跨ぐ
ように架設された連結部材９を介して連結されている。
更に、Ｘ軸リニアモータ１０Ａは、連結部材９側のコイ
ルを備えた可動子１１Ａと、定盤３側の極性が交互に反
転する複数の永久磁石を配列してなる固定子１２Ａとか
ら構成され、固定子１２Ａと定盤３の表面との間に直動
ガイド１３Ａが介装されている。図２に、固定子１２Ａ
の一部を切り欠いて示すように、直動ガイド１３Ａは、
定盤３上に固定されたレール１３Ａｂと、この上を小さ
い多数のボールベアリングを介してＸ方向に摺動できる
複数の摺動部材１３Ａａとから構成され、摺動部材１３
Ａａは固定子１２Ａの底面に接着等によって固定されて
いる。なお、直動ガイド１３Ａとしては、静圧気体軸受
け方式のガイド等を使用してもよい。

【００２７】図１に戻り、Ｙガイドバー６の左端部に連
結部材１８を介して、Ｘ方向に配列されたＸ軸リニアモ
ータ１０Ｂが連結され、Ｘ軸リニアモータ１０Ｂは、連
結部材１８側のコイルを備えた可動子１１Ｂと、定盤３
側の複数の永久磁石を配列してなる固定子１２Ｂとから
構成され、固定子１２Ｂと定盤３の表面との間に、固定
子１２ＢをＸ方向に前後に摺動できる直動ガイド１３Ｂ
が介装されている。即ち、本例の２軸のＸ軸リニアモー
タ１０Ａ，１０Ｂの固定子１２Ａ，１２Ｂはそれぞれ直
動ガイド１３Ａ，１３Ｂによって、Ｙ方向には変位でき
ないように拘束されると共に、Ｘ方向には摺動できるよ
うに支持されている。この場合、固定子１２Ａ，１２Ｂ
には後述のＸ方向の制動部材より駆動の際の反力（反作
用）を相殺するような制動力が付与される。また、Ｘ軸
リニアモータ１０Ａ，１０Ｂは並列にムービングコイル
方式でＸ方向にＸステージを駆動する。

【００２８】図２において、Ｙガイドバー６をＸ方向に
挟むように、このＹガイドバー６の側面に数μｍの隙間
をあけて１対のＸ方向拘束ベアリング部材７が配置さ
れ、Ｘ方向拘束ベアリング部材７の底面にＺ浮上ベアリ
ング板１４（図１参照）が固定され、Ｘ方向拘束ベアリ
ング部材７の上面に試料台１５が固定され、試料台１５
上に不図示のウエハホルダを介してレジストが塗布され
た露光対象のウエハＷが保持されている。本例では、１
対のＸ方向拘束ベアリング部材７、Ｚ浮上ベアリング板
１４、及び試料台１５よりＹステージが構成されてい
る。

【００２９】この場合、Ｚ浮上ベアリング板１４の底面
（定盤３との対向面）にはエアーベアリングを構成する
空気噴出部と、真空ポケットや磁石等の予圧装置とが３
組以上組み込まれており、エアーベアリング方式で非接
触にＹステージの重量が支えられている。また、１対の
Ｘ方向拘束ベアリング７はそれぞれＹガイドバー６に向
かって空気を噴出し、両方が発生する空気圧の釣り合い
でそのＹステージをＹガイドバー６に一定のギャップを
保ちつつ非接触でＸ方向に関し拘束する。これによっ
て、そのＹステージは、Ｘ方向、及びＺ方向に非接触に
拘束された状態で、Ｙガイドバー６に沿ってＹ方向に移
動できる。

【００３０】そのＹステージの駆動用として、１対のＸ
方向拘束ベアリング部材７の両側にＹガイドバー搬送体
５及び８（図１参照）を連結するように、Ｙ方向に平行
に１対のそれぞれコイルを備えた固定子１６Ａ及び１６
Ｂが設置され、＋Ｘ方向側のＸ方向拘束ベアリング部材
７の外面に固定子１６Ａを挟むようにコの字型の複数の
永久磁石を備えた可動子１７Ａが固定され、−Ｘ方向側
のＸ方向拘束ベアリング部材７の外面に固定子１６Ｂを
挟むように複数の永久磁石を備えた可動子（不図示）が
固定されている。そして、固定子１６Ａ，１６Ｂと対応
する可動子１７Ａ等とより２軸のムービングマグネット
方式のＹ軸リニアモータ２６Ａ及び２６Ｂが構成され、
これらのＹ軸リニアモータ２６Ａ及び２６Ｂによってそ
のＹステージはＹ方向に駆動される。

【００３１】図２において、Ｙステージ中のＸ方向拘束
ベアリング部材７の上部の試料台１５は、Ｚ方向の位置
（フォーカス位置）、並びにＸ軸及びＹ軸の周りの傾斜
角の補正が可能であり、試料台１５上の−Ｘ方向の端
部、及び＋Ｙ方向の端部にそれぞれＸ軸の移動鏡１９
Ｘ、及びＹ軸の移動鏡１９Ｙが固定されている。また、
定盤３の−Ｘ方向の側面に固定された支持部材２５に取
り付けられた２軸のＸ軸のレーザ干渉計２１ＸＡ及び２
１ＸＢから移動鏡１９ＸにＸ軸に平行にレーザビームが
照射され、レーザ干渉計２１ＸＡ及び２１ＸＢによって
移動鏡１９Ｘ（試料台１５）のＸ座標ＸＷ１，ＸＷ２が
計測されている。例えば一方のＸ座標ＸＷ１が試料台１
５のＸ座標となり、２つのＸ座標ＸＷ１，ＸＷ２の差分
から試料台１５の回転角が算出される。

【００３２】また、支持部材２５に取り付けられたＹ軸
のレーザ干渉計２１Ｙからのレーザビームが、支持部材
２５に取り付けられた不図示の光学系支持フレームに取
り付けられたミラー２０で反射されて、Ｙ軸に平行に移
動鏡１９Ｙに照射され、レーザ干渉計２１Ｙによって移
動鏡１９Ｙ（試料台１５）のＹ座標ＹＷが計測されてい
る。

【００３３】図１に戻り、ウエハＷの上方に順次投影光
学系ＰＬ、及びレチクルＲが配置され、投影光学系ＰＬ
は、定盤３に固定された不図示のコラムに支持され、レ
チクルＲは、そのコラムに固定されたレチクルベース２
３上に移動自在に載置されたレチクルステージ２２上に
保持されている。また、そのコラムの上部に例えばその
投影露光装置が収納されたチャンバの外部に設置された
露光光源からの露光光の照度分布を均一化するフライア
イレンズ、可変視野絞り（レチクルブラインド）、及び
コンデンサレンズ等からなる照明光学系２４が配置さ
れ、露光時には照明光学系２４からの露光光ＩＬがレチ
クルＲのパターン領域を、例えばＸ方向に細長い矩形の
照明領域で照明する。露光光ＩＬとしては、水銀ランプ
のｉ線等の輝線の他に、ＫｒＦ（波長２４８ｎｍ）、若
しくはＡｒＦ（波長１９３ｎｍ）等のエキシマレーザ
光、更には軟Ｘ線等が使用できる。

【００３４】また、レチクルステージ２２の２次元的な
位置を計測するレーザ干渉計（不図示）も設けられ、こ
のレーザ干渉計の計測値、及び装置全体の動作を統轄制
御する主制御系５１からの指令に応じてステージ制御系
５２が、リニアモータ方式でレチクルステージ２２の動
作を制御する。同様に、図２のレーザ干渉計２１ＸＡ，
２１ＸＢ，２１Ｙの計測値も図１のステージ制御系５２
に供給され、その計測値、及び主制御系５１からの指令
に応じてステージ制御系５２は、ウエハステージ側の２
軸のＸ軸リニアモータ１０Ａ，１０Ｂ、及び２軸のＹ軸
リニアモータ２６Ａ，２６Ｂの動作を制御する。即ち、
露光時には、ウエハＷ上の一つのショット領域への露光
が終了すると、Ｘ軸リニアモータ１０Ａ，１０Ｂ、及び
Ｙ軸リニアモータ２６Ａ，２６Ｂをステッピング駆動し
て次のショット領域を走査開始位置に移動した後、Ｙ軸
リニアモータ２６Ａ，２６Ｂを定速駆動すると共にレチ
クルステージ２２を同期して駆動することによって、レ
チクルＲとウエハＷとを投影光学系ＰＬに対してＹ方向
に投影倍率を速度比として同期走査するという動作がス
テップ・アンド・スキャン方式で繰り返されて、ウエハ
Ｗの各ショット領域への露光が行われる。なお、投影露
光装置としては、本例のようなステップ・アンド・スキ
ャン方式の代わりに、ステッパーのような一括露光方式
が使用される場合にも本発明は適用される。

【００３５】さて、図２に示すように本例のウエハステ
ージの試料台１５（ウエハＷ）は、Ｘ方向には２軸のＸ
軸リニアモータ１０Ａ，１０Ｂによって駆動され、Ｙ方
向にも２軸のＹ軸リニアモータ２６Ａ，２６Ｂによって
駆動されている。そして、試料台１５を例えばＸ方向に
駆動する際には、対応するＸ軸リニアモータ１０Ａ，１
０Ｂの可動子１１Ａ，１１Ｂに目標とする加速度（減速
する場合も含む）に比例する推力が付与されるが、その
際に反作用によってその推力と方向が逆で同じ大きさの
力（以下、「反力」と呼ぶ）が対応する固定子１２Ａ，
１２Ｂに働く。同様に、試料台１５をＹ方向に駆動する
際には、対応するＹ軸リニアモータ２６Ａ，２６Ｂの可
動子１７Ａ等に目標とする加速度に比例する推力が付与
され、その推力と方向が逆で同じ大きさの反力が対応す
る固定子１６Ａ，１６Ｂに働く。従って、仮に制動機構
が無い場合には、それらの反力が固定子１２Ａ，１２
Ｂ、又は１６Ａ，１６Ｂから定盤３に作用して振動が発
生し、試料台１５の加減速終了後もその振動が残留し
て、試料台１５の位置決め精度、又は走査露光時の定速
制御性が悪化してしまう。

【００３６】このような位置決め精度、及び定速制御性
の悪化を防止するために、本例の投影露光装置のウエハ
ステージにはＸ軸、及びＹ軸の制動機構が備えられてい
る。先ず、Ｘ軸の制動機構の一部は、図２に示すよう
に、Ｘ軸リニアモータ１０Ａ，１０Ｂの固定子１２Ａ，
１２Ｂの反力の発生方向に移動自在な直動ガイド１３
Ａ，１３Ｂである。また、ベース１の−Ｘ方向の側面に
制動フレーム３５が固定され、制動フレーム３５には、
固定子１２Ａ，１２Ｂの−Ｘ方向の端部でほぼ固定子１
２Ａ，１２Ｂの上面に対向している凸部３５ａ，３５ｂ
が設けられ、凸部３５ａ及び３５ｂの底面にそれぞれ、
Ｘ軸リニアモータ１０Ａ及び１０Ｂの可動子１１Ａ及び
１１Ｂとほぼ同一構成でコイルを備えたＸ制動部材３６
Ａ及び３６Ｂが固定され、Ｘ制動部材３６Ａ及び３６Ｂ
の先端部はそれぞれコの字型の固定子１２Ａ及び１２Ｂ
の内部に非接触に挿入されている。以上の直動ガイド１
３Ａ，１３Ｂ、制動フレーム３５、及びＸ制動部材３６
Ａ，３６ＢよりＸ軸の制動機構が構成されており、Ｘ制
動部材３６Ａ及び３６Ｂは、リニアモータ方式で固定子
１２Ａ，１２Ｂに対して所望の制動力を発生する。

【００３７】図５は、図１に示すステージ制御系５２の
詳細な構成を示し、この図５において、ステージ制御系
５２は、ウエハステージ駆動系５３と、レチクルステー
ジ駆動系５４と、各種のドライバとを備えている。そし
て、ウエハステージ側の３軸のレーザ干渉計２１ＸＡ，
２１ＸＢ，２１Ｙの計測値がウエハステージ駆動系５３
に供給され、ウエハステージ駆動系５３には更に主制御
系５１からウエハステージ（試料台１５）の目標位置や
移動速度等の指令値が供給されている。これらの情報に
応じてウエハステージ駆動系５３は、図２のＸ軸リニア
モータ１０Ａ，１０Ｂ及びＹ軸リニアモータ２６Ａ，２
６Ｂで発生する推力を設定し、これらの推力の情報をフ
ィードフォワード系でドライバ５５Ａ，５５Ｂ及び５６
Ａ，５６Ｂに供給する。また、ウエハステージ駆動系５
３は、同期情報をレチクルステージ駆動系５４に供給
し、レチクルステージ駆動系５４はウエハステージに同
期してレチクルステージを駆動する。

【００３８】ウエハステージ側のドライバ５５Ａ，５５
Ｂ及び５６Ａ，５６Ｂは、設定された推力を発生するよ
うに対応する可動子１１Ａ，１１Ｂのコイル、及び固定
子１６Ａ，１６Ｂのコイルへの駆動電流を供給する。こ
の際に、Ｘ軸のドライバ５５Ａ，５５ＢへのＸ軸の推力
の情報はＸ軸の制動用のドライバ５７Ａ，５７Ｂにも供
給され、ドライバ５７Ａ，５７Ｂは対応するＸ制動部材
３６Ａ，３６Ｂのコイルに対してそのＸ軸の推力と同じ
大きさで逆向きの推力を発生するための電流を供給す
る。

【００３９】図６は、図２のウエハステージを−Ｙ方向
に見た簡略化した側面図であり、この図６において、仮
に図２の試料台１５を＋Ｘ方向に駆動するために、Ｘ軸
リニアモータ１０Ａの可動子１１ＡにＸ方向への推力Ｆ
ＸＡが付与される場合、対応する固定子１２Ａには反力
−ＦＸＡ（−Ｘ方向に向かう反力ＦＸＡ）が作用する。
同時に、Ｘ制動部材３６Ａから固定子１２Ａに対して作
用する制動力ＤＸＡは、その反力と逆向きで大きさの同
じＸ方向への推力ＦＸＡとなるため、固定子１２Ａには
Ｘ方向への力が作用することがなく、固定子１２Ａは静
止した状態を維持する。特に、本例では反力−ＦＸＡと
制動力ＤＸＡとがほぼ同一直線上にあるため、モーメン
トや固定子１２Ａを変形させようとする力等が発生する
ことがなく、可動子１１Ａの加減速時に微少な振動等が
生じることもない。

【００４０】また、仮に可動子１１Ａに推力が付与され
るタイミングに対して、Ｘ制動部材３６Ａによって固定
子１２Ａに制動力が付与されるタイミングが僅かにずれ
たとしても、又は、固定子１２Ａに発生する反力の大き
さに対してＸ制動部材３６Ａによって固定子１２Ａに与
えられる制動力の大きさが僅かに異なったとしても、直
動ガイド１３Ａによって固定子１２ＡがＸ方向にずれる
ため、定盤３に振動が生じることはない。従って、Ｘス
テージ（可動子１１Ａ，１１Ｂ）の加減速に拘らず定盤
３は静止しており、Ｘステージの位置制御や速度制御が
高精度に行われる。

【００４１】図２に戻り、Ｘ軸リニアモータ１０Ａ，１
０Ｂが駆動されていない期間では、一例として通常はＸ
制動部材３６Ａ，３６Ｂによって固定子１１Ａ，１１Ｂ
が静止状態を維持するようにしておく。また、不図示で
あるが、固定子１２Ａ，１２Ｂと、定盤３とのＸ方向の
相対位置を大まかに検出する光学式、又は静電容量式等
のエンコーダが配置されており、このエンコーダの計測
値も図５のウエハステージ駆動系５３に供給されてい
る。そして、例えばＸ軸リニアモータ１０Ａ，１０Ｂが
駆動されない期間内で、固定子１２Ａ，１２Ｂと、定盤
３とのＸ方向の相対位置が予め定めてある目標範囲から
外れているときには、ウエハステージ制御系５３は、そ
の相対位置がその目標範囲内になるように不図示の制御
ラインを介してＸ制動部材３６Ａ，３６Ｂを駆動してお
く。これによって、固定子１２Ａ，１２Ｂの位置が次第
にずれることがなくなる。

【００４２】次に、Ｙ軸の制動機構について説明する。
先ず図１に示すように、Ｙガイドバー搬送体５と共にＸ
方向に移動する連結部材９に、コイルを備えた可動子３
２が固定され、可動子３２の先端部を非接触に覆うよう
に断面形状がコの字型の固定子３３がＸ方向に沿って配
置され、固定子３３はベース１の＋Ｙ方向の側面に固定
された２つの制動フレーム３４Ａ，３４Ｂに固定されて
いる。可動子３２、及び固定子３３よりＹ軸の制動機構
としてのＹ制動モータ３１が構成され、図２に固定子３
３の一部を切り欠いて示すように、固定子３３は、Ｘ方
向における可動子３２の全移動範囲で可動子３２を覆う
ように配置されている。

【００４３】図３（ａ）は、図１の可動子３２及び固定
子３３よりなるＹ制動モータ３１を示す一部を切り欠い
た平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の側面図であり、図
３（ｂ）に示すように、固定子３３は、コの字型に固定
された３個のヨーク３７，３８Ａ，３８Ｂの一方の内面
にＹ方向に極性が反転するように永久磁石３９Ａ，３９
Ｂを固定し、他方の内面に永久磁石３９Ａ，３９Ｂに対
向するように引き合う極性で永久磁石３９Ｃ，３９Ｄを
固定して形成されている。従って、一方の１対の永久磁
石３９Ａ，３９Ｃの間に生じる磁束の方向は、他方の１
対の永久磁石３９Ｂ，３９Ｄの間に生じる磁束の方向と
逆になっており、これら２対の永久磁石の間に可動子３
２が非接触に挿入されている。

【００４４】図３（ａ）に示すように、可動子３２の内
部には、コイル３２ａが矩形状に複数回巻回されてい
る。この場合、コイル３２ａに流れる電流ＩＹは、１対
の永久磁石３９Ａ，３９Ｃの間と、別の１対の永久磁石
３９Ｂ，３９Ｄの間とで＋Ｘ方向、又は−Ｘ方向に互い
に逆になっており、仮に永久磁石３９Ａ，３９Ｃの間で
可動子３２にＹ方向にローレンツ力よりなる制動力ＤＹ
／２が作用すると、永久磁石３９Ｂ，３９Ｄの間でも可
動子３２にＹ方向にローレンツ力よりなる制動力ＤＹ／
２が作用する。そのローレンツ力は電流ＩＹに比例する
ため、電流ＩＹの制御によって合計でＤＹの制動力の方
向、及び大きさを任意に制御できる。

【００４５】そのため、図５において、ウエハステージ
駆動系５３からＹ軸のドライバ５６Ａ，５６Ｂに供給さ
れる推力の情報はドライバ５８にも供給されている。ド
ライバ５８は、そのローレンツ力よりなる制動力ＤＹ
が、２軸のＹ軸リニアモータ２６Ａ，２６Ｂの可動子１
６Ａ，１６Ｂに与えられる推力の合計値ＦＹによって、
可動子３２に働く反力と方向が逆で大きさが同じになる
ように、可動子３２のコイル３２ａに供給される電流Ｉ
Ｙを設定する。

【００４６】この結果、図１において、Ｙ軸リニアモー
タ２６Ａ，２６Ｂ（図２参照）によって可動子１７Ａ等
（試料台１５）にＹ方向に推力ＦＹが働くものとする
と、固定子１６Ａ，１６Ｂ（図２参照）、及び連結部材
９を介してＹ制動モータ３１の可動子３２には反力−Ｆ
Ｙ（−Ｙ方向への大きさがＦＹの反力）が働く。これに
対応して、Ｙ制動モータ３１によって可動子３２にはそ
の反力と逆向きで大きさが同じＹ方向への制動力ＤＹが
作用するため、可動子３２、ひいては定盤３にはＹ方向
への振動は生じない。Ｙ軸の制動機構においても、Ｙ軸
リニアモータ２６Ａ，２６Ｂによって生ずる反力と、Ｙ
制動モータ３１によって付与される制動力とはほぼ同一
平面上にあるため、大きなモーメントや変形力等が生ず
ることはない。

【００４７】この際に、図２において、試料台１５のＸ
方向の位置が変化しても、可動子３２は固定子３３の中
に収まっており、可動子３２には常にＹ方向への反力を
相殺するような制動力を付与できる。従って、Ｘステー
ジのＸ方向の位置に拘らず、ＹステージをＹ方向に加減
速する際にも定盤３は静止しており、そのＹステージ、
ひいては試料台１５の位置制御や速度制御が高精度に行
われる。

【００４８】なお、図３のＹ制動モータ３１は、図４に
示すように、永久磁石とコイルとを逆にしてもよい。即
ち、図４（ａ）はＹ制動モータ３１の別の構成例を示す
平面図、図４（ｂ）はその側面図であり、図４（ｂ）に
示すように、この変形例の可動子３２Ａは、コの字型に
固定された３個のヨーク４０，４１Ａ，４１Ｂの一方の
内面にＹ方向に極性が反転するように永久磁石４２Ａ，
４２Ｂを固定し、他方の内面に永久磁石４２Ａ，４２Ｂ
に対向するように引き合う極性で永久磁石４２Ｃ，４２
Ｄを固定して構成されている。そして、これら２対の永
久磁石の間に、可動子３２Ａの全移動範囲を覆うように
Ｘ方向に長い固定子３３Ａが非接触で挿入されている。

【００４９】図４（ａ）に示すように、固定子３３Ａの
内部には、コイル３３Ａａが矩形状に複数回巻回されて
いる。従って、この変形例でも、そのコイル３３Ａａに
通電すると、永久磁石４２Ａ，４２Ｃの間で固定子３３
Ａに発生するローレンツ力と、永久磁石４２Ｂ，４２Ｄ
の間で固定子３３Ａに発生するローレンツ力とは同じ方
向になり、それらの合計のローレンツ力の反力が可動子
３２Ａに制動力として作用する。その制動力で可動子３
２Ａに働く反力ＦＹを相殺することで、Ｙ方向の振動を
抑制できる。

【００５０】なお、上記の実施の形態では、Ｘ軸の制動
機構として、Ｘ軸リニアモータ１０Ａ，１０Ｂの可動子
１１Ａ，１１Ｂと同等のＸ制動部材３６Ａ，３６Ｂを用
いたが、制動力の付与対象となる固定子１２Ａ，１２Ｂ
は、直動ガイド１３Ａ，１３Ｂを介して定盤３にＸ方向
に移動自在に連結されているため、Ｘ軸リニアモータ１
０Ａ，１０ＢからＸステージに与える推力と、Ｘ制動部
材３６Ａ，３６Ｂから固定子１２Ａ，１２Ｂに与える制
動力との大きさの相違やタイミングのずれ量が大きくな
っても、定盤３にはＸ方向への力が作用しない。従っ
て、より自由度の高い、あるいは安価な構成が採用可能
である。以下では、このようなＸ軸の制動機構の他の実
施の形態につき説明するが、説明の便宜上、一方のＸ軸
リニアモータ１０Ａの固定子１２Ａを制動する機構につ
いてのみ説明する。

【００５１】［第２の実施の形態］図７は、Ｘ軸の制動
機構の第２の実施の形態を示し、図６に対応する部分に
同一符号を付して示すこの図７において、一方のＸ軸リ
ニアモータ１０Ａ（図２参照）の固定子１２Ａが直動ガ
イド１３Ａを介してＸ方向に移動自在に定盤３上に載置
されている。そして、固定子１２Ａの−Ｘ方向の端部に
Ｘ方向に伸びた円筒状の絶縁体６２が固定され、この絶
縁体６２にコイル６３が巻回され、この絶縁体６２の中
に円柱状の永久磁石６１が非接触で挿入され、永久磁石
６１はベース１上に固定された制動フレーム３５Ａに固
定されている。本例では、永久磁石６１及びコイル６３
より制動機構としてのボイスコイルモータが構成され、
このボイスコイルモータによって、固定子１２Ａに働く
反力−ＦＸＡを打ち消すような制動力ＦＸＡが付与され
る。このようにＸ軸の制動機構としてボイスコイルモー
タを用いる実施の形態は、Ｘ軸の駆動機構としてムービ
ングマグネット型のリニアモータを使用する場合に特に
有効である。

【００５２】［第３の実施の形態］図８は、Ｘ軸の制動
機構の第３の実施の形態を示し、図６に対応する部分に
同一符号を付して示すこの図８において、Ｘ軸リニアモ
ータの固定子１２Ａの−Ｘ方向の端部にＸ方向に伸びた
弾性変形可能な例えば金属よりなるロッド６４Ｂが固定
され、ベース１に固定された制動フレーム３５Ａにも、
ロッド６４Ｂに対向するようにＸ方向に伸びた弾性変形
可能な例えば金属よりなるロッド６４Ａが固定され、ロ
ッド６４Ａと６４Ｂとの間に粘弾性体６５が介装されて
いる。本例では、ロッド６４Ａ，６４Ｂは弾性変形の範
囲内で或る程度の回転、及びＸ方向への伸縮を行うこと
ができ、粘弾性体６５は、それを挟むロッド６４Ａ，６
４Ｂの円板状の先端部のギャップ、Ｘ軸に垂直な方向の
位置、及びそれらの先端部の平行度等に対する余裕度を
高める役割を果たしている。

【００５３】従って、固定子１２Ａに例えば−Ｘ方向へ
の反力が作用すると、ロッド６４Ａ，６４Ｂ、及び粘弾
性体６５よりなる制動機構を介して制動フレーム３５Ａ
にその反力が伝わり、その反作用として固定子１２Ａに
＋Ｘ方向に実質的に同じ大きさの制動力が作用して、固
定子１２Ａは殆どＸ方向に移動することがなく、定盤３
にも振動等が生じない。

【００５４】本例において、弾性体よりなるロッド６４
Ａ，６４Ｂのみで固定子１２Ａと制動フレーム３５Ａと
を接続した場合は、床振動やＸステージの加減速時の固
定子１２Ａに対する反力が制動フレーム３５Ａに伝わ
り、この制動フレーム３５Ａの振動が逆に固定子１２Ａ
に伝わってきてしまう。また、固定子１２Ａが定盤３に
対して自由に動けるＸ方向の振動は定盤３には伝わらな
いが、Ｙ方向、Ｚ方向の振動は定盤３に伝わってしま
う。これに対して、本例では粘弾性体６５を介すること
で、Ｙ方向、Ｚ方向への振動成分も低減できる。

【００５５】［第４の実施の形態］図９は、Ｘ軸の制動
機構の第４の実施の形態を示し、図６に対応する部分に
同一符号を付して示すこの図９において、Ｘ軸リニアモ
ータの固定子１２Ａの−Ｘ方向の端部に回転自在なボー
ルジョイント６６Ｂを介して、Ｘ方向に伸びた弾性変形
可能な例えば金属製のロッド６７が接続され、ロッド６
７の他端は回転自在なボールジョイント６６Ａを介して
制動フレーム３５Ａに固定され、制動フレーム３５Ａは
ベース１上に固定されている。

【００５６】本例においても、固定子１２Ａに生じる反
力は、ロッド６７を介して制動フレーム３５Ａに伝わ
り、制動フレーム３５Ａの反作用によって打ち消される
ため、固定子１２Ａはほぼ静止状態を維持する。しか
も、ロッド６７は回転自在なボールジョイント６６Ａ，
６６Ｂを介して接続されているため、Ｙ方向、Ｚ方向へ
の振動成分も低減できる。

【００５７】［第５の実施の形態］図１０は、Ｘ軸の制
動機構の第５の実施の形態を示し、図６に対応する部分
に同一符号を付して示すこの図１０において、Ｘ軸リニ
アモータの固定子１２Ａの−Ｘ方向の端部にＸ方向に伸
縮自在のベローズ６９の一端を固定し、ベローズ６９の
他端をベース１上に固定された制動フレーム３５Ａに固
定する。更に、ベローズ６９内に油等の液体を封入し、
定盤３に固定されたベローズ保持体６８によってそのベ
ローズ６９の中間部分を支持する。

【００５８】本例では、固定子１２ＡにＸ方向の反力が
加わったときベローズ６９の内部の液体の圧力が変化す
るが、ベローズ６９に作用する液体の圧力はＹ方向及び
Ｚ方向については釣り合っており、Ｘ方向の力のみが制
動フレーム３５Ａに伝わる。従って、固定子１２ＡのＸ
方向への反力が定盤３に伝わることがなく、固定子１２
ＡがＸ方向に大きく移動することもない。

【００５９】次に、上記実施の形態のステージ装置は、
投影露光装置のレチクルステージに適用することができ
る。図１１は、図１の投影露光装置の変形例を示し、こ
の図１１において、ウエハステージのみならずレチクル
ステージにも非接触のＸ軸駆動装置であるリニアモータ
を設けてあり、更に、このリニアモータを駆動する際に
固定子に加わる反力を相殺する制動力を与える制動機構
を設けて振動の発生を防止している。

【００６０】この場合、ベース１上の適当な位置に３つ
の支柱８８が固定され、これらの支柱８８の上端には、
エアダンパ、弾性バネ又はオイルダンパからなる３つの
防振台２がそれぞれ固定される。これらの防振台２を介
して、鏡筒定盤８３が支柱８８上に載置されている。投
影光学系ＰＬは鏡筒定盤８３に支持されており、レチク
ルステージ１２２が載置されるレチクル定盤１０３は、
鏡筒定盤８３に設けられたフレーム８４に支持されてい
る。ウエハステージ１５が載置されるウエハ定盤３は、
フレーム８６を介して鏡筒定盤８３に吊下げられて固定
されている。ウエハステージ１５の駆動機構の構造は、
図１及び図２に示すものと同様であるので、同一部分に
は同一の符号を付して重複説明を省略する。照明光学系
２４は鏡筒定盤８３に設けられたフレーム８２に支持さ
れている。

【００６１】レチクル定盤１０３上には、固定子１１２
Ａ，１１２Ｂと可動子１１Ａ，１１ＢとからなるＸ軸リ
ニアモータ１０Ａ，１０Ｂが配置されている。可動子１
１Ａ，１１Ｂは、連結部材９を介してレチクルステージ
１２２に連結されている。レチクルステージ１２２は、
図示を省略するＸ軸方向の直動ガイドに案内されてお
り、Ｘ軸リニアモータ１０Ａ，１０Ｂに駆動されてＸ方
向の前後に滑らかに移動する。なお、レチクルステージ
１２２のＸ方向の位置は、レチクルステージ１２２上に
固定された移動鏡１１９と、レチクル定盤１０３に支持
されてＸ軸に平行なレーザビームを移動鏡１１９に照射
するレーザ干渉計１２１とによって検出される。

【００６２】固定子１１２Ａ，１１２Ｂは、直動ガイド
１３Ａ，１３Ｂに案内されてＸ方向の前後に摺動可能と
なっている。ベース１に固定された制動フレーム３５に
は、固定子１１２Ａ，１１２Ｂに非接触で制動力を与え
るＸ制動部材３６Ａ，３６Ｂが取り付けられている。な
お、レチクルステージ制御系５４は、レーザ干渉計１２
１の出力と、主制御系５１からの指令とに基づいて、レ
チクルステージの可動子１１Ａ，１１ＢとＸ制動部材３
６Ａ，３６Ｂとへの駆動電流の供給を制御する。レチク
ルステージ側の可動子１１Ａ，１１ＢとＸ制動部材３６
Ａ，３６Ｂとを制御するための装置構成は、図５に示す
ウエハステージの場合と同様のものになる。この際、Ｙ
方向の駆動制御は行わないため、図５においてドライバ
５６Ａ，５６Ｂに対応するレチクルステージの可動子１
１Ａ，１１Ｂ用のドライバと、ドライバ５７Ａ，５７Ｂ
Ｘに対応するレチクルステージのＸ制動部材３６Ａ，３
６Ｂ用のドライバとを追加し、これらをレチクルステー
ジ制御系５４に接続することになる。

【００６３】以上の装置において、レチクルステージ１
２２を＋Ｘ方向に駆動するために、可動子１１Ａ，１１
ＢにＸ方向への推力が付与されると、対応する固定子１
１２Ａ，１１２Ｂには反力が作用する。同時にＸ制動部
材３６Ａ、３６Ａから固定子１１２Ａ，１１２Ｂに対し
て作用する制動力は、その反力と逆向きで大きさの同じ
Ｘ方向への推力となるため、固定子１１２Ａ，１１２Ｂ
にはＸ方向への力が作用することなく、固定子１１２
Ａ，１１２Ｂは静止した状態を維持する。この際、反力
と制動力とがほぼ同一線上にあるため、モーメントや固
定子１１２Ａ，１１２Ｂを変形させようとする力等が発
生することがなく、可動子１１Ａ，１２Ｂの加減速時に
微少な振動等が生じることもないので、レチクルを精密
にＸ方向の所望の位置に駆動することができる。なお、
本発明は上述の実施の形態に限定されず、本発明の要旨
を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得ることは勿論で
ある。

【００６４】

【発明の効果】本発明のステージ駆動方法によれば、非
接触型駆動手段の固定子を制動しているため、可動テー
ブル（可動部）の駆動に伴う振動を抑制する際にモーメ
ントや変形力等を発生しにくい利点がある。この場合、
その可動テーブルの位置及び移動速度の指令値に基づい
て、フィードフォワード系で、固定子に対して制動力を
与えるときには、応答速度が向上する。

【００６５】次に、本発明の第１のステージ装置及び本
発明の露光装置によれば、非接触型駆動装置の固定子に
対する制動部材を設けているため、本発明のステージ駆
動方法が使用できる。この場合、非接触型駆動装置の固
定子は、定盤に対して所定方向に直交する方向には移動
しないように支持されており、ベースに設けられた制動
部材は、そのベース上に設けられたフレームと、このフ
レームに取り付けられその非接触型駆動装置の固定子に
対して電磁力よりなる制動力を与える推力発生器と、を
有し、その推力発生器は、その非接触型駆動装置を介し
てその可動テーブルを駆動する際にその固定子に作用す
る反力を実質的に相殺する推力をその制動力として発生
する場合には、大型の制振機構を使用することなく能動
的に、その可動部の駆動に伴う振動を大きく低減できる
利点がある。

【００６６】一方、その非接触型駆動装置の固定子は、
定盤に対して所定方向に直交する方向には移動しないよ
うに支持されており、ベースに設けられた制動部材は、
そのベースに設けられたフレームと、このフレームに取
り付けられその非接触型駆動装置の固定子に対して機械
的な制動力を与える受動的制動器と、を有する場合に
は、大型の制振機構を使用することなく受動的な安価な
制動機構によって、その可動部の駆動に伴う振動を大き
く低減できる利点がある。

【００６７】また、本発明の第２のステージ装置によれ
ば、交差する２方向に可動部を駆動する場合に、一方の
移動方向で生じる振動を他方の移動方向にはあまり影響
を与えることなく抑制できる利点がある。また、第２の
可動テーブル（可動部）の駆動に伴う振動を抑制する際
にモーメントや変形力等を発生しにくい利点もある。こ
の場合、制動部材は、可動部材の第１の方向での全移動
範囲に亘ってその可動部材に対向するように配置された
固定部材を有し、その可動部材とその固定部材との間
に、非接触型駆動手段を介して第２の可動テーブルを駆
動する際にその可動部材に作用する反力を実質的に相殺
する推力を発生する場合には、その可動部材のその第１
の方向での位置が変化しても、常に同じ状態でその可動
部材をその第２の方向へ駆動する際の振動を低減できる
利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態の一例で使用される投影
露光装置を示す概略構成図である。

【図２】 図１の投影露光装置のウエハステージを示す
一部を切り欠いた斜視図である。

【図３】 （ａ）は図１のＹ制動モータ３１を示す一部
を切り欠いた平面図、（ｂ）は図３（ａ）の側面図であ
る。

【図４】 （ａ）はそのＹ制動モータ３１の変形例を示
す平面図、（ｂ）は図４（ａ）の側面図である。

【図５】 その実施の形態の一例におけるステージ系、
及び制動機構の制御系を示すブロック図である。

【図６】 図２のウエハステージを−Ｙ方向に見た簡略
化した側面図である。

【図７】 Ｘ軸の制動機構の第２の実施の形態の要部を
示す側面図である。

【図８】 Ｘ軸の制動機構の第３の実施の形態の要部を
示す側面図である。

【図９】 Ｘ軸の制動機構の第４の実施の形態の要部を
示す側面図である。

【図１０】 Ｘ軸の制動機構の第５の実施の形態の要部
を示す側面図である。

【図１１】 反力を制動する機構を、ウエハステージ及
びレチクルステージに組み込んだ露光装置を示す構成図
である。

【図１２】 従来のステージ装置を簡略化して示す構成
図である。

【符号の説明】

Ｒ…レチクル、Ｗ…ウエハ、ＰＬ…投影光学系、１…ベ
ース、２Ａ〜２Ｃ…防振台、３…定盤、４…Ｘガイドバ
ー、５，８…Ｙガイドバー搬送体、６…Ｙガイドバー、
７…Ｘ方向拘束ベアリング部材、９…連結部材、１０
Ａ，１０Ｂ…Ｘ軸リニアモータ、１１Ａ，１１Ｂ…可動
子、１２Ａ，１２Ｂ…固定子、１３Ａ，１３Ｂ…直動ガ
イド、１５…試料台、１６Ａ，１６Ｂ…固定子、１７Ａ
…可動子、２６Ａ，２６Ｂ…Ｙ軸リニアモータ、３１…
Ｙ制動モータ、３２…可動子、３３…固定子、３６Ａ，
３６Ｂ…Ｘ制動部材、６４Ａ，６４Ｂ…ロッド、６５Ａ
…粘弾性体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０５Ｄ 3/10 Ｇ０５Ｄ 3/10 Ｃ Ｈ０１Ｌ 21/68 Ｈ０１Ｌ 21/68 Ｋ Ｂ２３Ｑ 1/18 Ｚ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 定盤上に所定方向に移動自在に設置され
   た可動テーブルを、前記定盤に対して前記所定方向に非
   接触型駆動手段を用いて駆動するステージ駆動方法であ
   って、 前記非接触型駆動手段の固定子が前記定盤に対して移動
   自在に支持された状態で、前記可動テーブルに前記所定
   方向に推力を与えるときに前記固定子に対して制動力を
   与えることを特徴とするステージ駆動方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のステージ駆動方法であっ
   て、 前記固定子に対して与えられる制動力は、電磁力によっ
   て非接触で与えられることを特徴とするステージ駆動方
   法。
3. 【請求項３】 請求項１記載のステージ駆動方法であっ
   て、 前記可動テーブルの位置及び移動速度の指令値に基づい
   て、フィードフォワード系で、前記固定子に対して制動
   力を与えることを特徴とするステージ駆動方法。
4. 【請求項４】 定盤と、該定盤に対して所定方向に移動
   自在に設置された可動テーブルと、前記定盤に対して前
   記可動テーブルを前記所定方向に駆動する非接触型駆動
   手段と、を有するステージ装置であって、 前記非接触型駆動手段の固定子を前記定盤に対して前記
   所定方向に移動自在に支持し、 前記固定子に対して制動力を与える制動部材を所定のベ
   ースに設けたことを特徴とするステージ装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載のステージ装置であって、 前記非接触型駆動手段の固定子は、前記定盤に対して前
   記所定方向に直交する方向には移動しないように支持さ
   れており、 前記ベースに設けられた前記制動部材は、前記ベース上
   に設けられたフレームと、該フレームに取り付けられ前
   記非接触型駆動手段の固定子に対して電磁力よりなる制
   動力を与える推力発生器と、を有し、 前記推力発生器は、前記非接触型駆動手段を介して前記
   可動テーブルを駆動する際に前記固定子に作用する反力
   を実質的に相殺する推力を前記駆動力として発生するこ
   とを特徴とするステージ装置。
6. 【請求項６】 請求項４記載のステージ装置であって、 前記非接触型駆動手段の固定子は、前記定盤に対して前
   記所定方向に直交する方向には移動しないように支持さ
   れており、 前記ベースに設けられた前記制動部材は、前記ベースに
   設けられたフレームと、該フレームに取り付けられ前記
   非接触型駆動手段の固定子に対して機械的な制動力を与
   える受動的制動器と、を有することを特徴とするステー
   ジ装置。
7. 【請求項７】 定盤と、 該定盤上に第１の方向に移動自在に設置された第１の可
   動テーブルと、 該第１の可動テーブルに対して前記第１の方向に交差す
   る第２の方向に移動自在に設置された第２の可動テーブ
   ルと、 前記定盤に対して前記第１の可動テーブルを前記第１の
   方向に駆動する駆動装置と、 前記第１の可動テーブルに対して前記第２の可動テーブ
   ルを前記第２の方向に駆動する非接触型駆動手段と、を
   有するステージ装置であって、 前記第１の可動テーブルに取り付けられて該第１の可動
   テーブルと共に前記第１の方向に移動する可動部材と、 所定のベース上に固定されて前記可動部材の前記第１の
   方向での移動範囲に亘って前記可動部材に対して前記第
   ２の方向への推力を与える制動部材と、を備えたことを
   特徴とするステージ装置。
8. 【請求項８】 請求項７記載のステージ装置であって、 前記制動部材は、前記可動部材の前記第１の方向での全
   移動範囲に亘って前記可動部材に対向するように配置さ
   れた固定部材を有し、 前記可動部材と前記固定部材との間に、前記非接触型駆
   動手段を介して前記第２の可動テーブルを駆動する際に
   前記可動部材に作用する反力を実質的に相殺する推力を
   発生することを特徴とするステージ装置。
9. 【請求項９】 請求項４記載のステージ装置上に載置さ
   れた基板に、照明されたマスクに形成されたパターンを
   投影光学系を介して投影することを特徴とする露光装
   置。
10. 【請求項１０】 請求項４記載のステージ装置上に載置
    されたマスクを照明し、該マスクに形成されたパターン
    を投影光学系を介して基板ステージ上の基板に投影する
    ことを特徴とする露光装置。