WO2005098911A1

WO2005098911A1 - 移動体の駆動方法、ステージ装置及び露光装置

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Publication number: WO2005098911A1
Application number: PCT/JP2005/006739
Authority: WO
Inventors: Yuichi Shibazaki
Original assignee: Nikon Corporation
Priority date: 2004-04-09
Filing date: 2005-04-06
Publication date: 2005-10-20
Also published as: JP5130714B2; EP1746637A4; US20080143994A1; KR20070011366A; KR101206671B1; EP1746637A1; US7852034B2; JPWO2005098911A1; EP1746637B1

Abstract

Ｘ軸方向に移動するステージ（２８）と、ステージを駆動するＸ軸リニアモータ（８０）と、該モータ（８０）によるＸ軸方向に関するステージの駆動力の反力の作用によりステージと反対方向に移動するカウンタマス（３０）と、カウンタマスをＸ軸方向に駆動するＸ軸トリムモータ（２６Ａ、２６Ｂ）と、モータ（８０）を介してステージを例えば＋Ｘ方向に移動する際に、トリムモータを制御して、カウンタマスに＋Ｘ方向の初速を与える制御装置と、を備えている。これにより、カウンタマスを大型化することなく、カウンタマスの移動に必要なストロークを短くすることができる。

Description

明細書

移動体の駆動方法、ステージ装置及び露光装置

技術分野

[0001] 本発明は、移動体の駆動方法、ステージ装置及び露光装置に係り、さらに詳しくは、第 1の移動体と該第 1の移動体の駆動力の反力を受けて第 1の移動体と反対方向に移動する第 2の移動体とを駆動する移動体の駆動方法、該移動体の駆動方法が適用されるステージ装置及び該ステージ装置を備える露光装置に関する。

背景技術

[0002] 従来より、半導体素子、液晶表示素子等の製造におけるリソグラフイエ程では、ステップ'アンド'リピート方式の縮小投影露光装置 (いわゆるステツバ)やステップ 'アンド •スキャン方式の走査型投影露光装置（いわゆるスキャニング'ステツパ (スキャナとも呼ばれる） )などが比較的多く用いられて、る。

[0003] この種の露光装置では、ウェハ上の複数のショット領域にマスクとしてのレチクルのパターンを転写するために、ウェハステージは XY2次元方向に例えばリニアモータ等を含む駆動装置により駆動される。このウェハステージの駆動によって生じる反力は、ステージと振動絶縁された基準 (例えば床面又は装置の基準となるベースプレートなど）に設けられたフレーム部材を用いて機械的に床 (大地）に逃がすことで処理していた (例えば、特許文献 1参照)。この他、スキャニング'ステツパのレチクルステージの駆動によって生じる反力の吸収のために、主として運動量保存の法則を利用した走査方向一軸に関するカウンタマス機構を採用することもあった (例えば、特許文献 2参照)。

[0004] し力しながら、基準に逃がされたステージの反力は、微細加工において求められているレベルからみると、少なからず投影光学系や、ステージに振動を与え、特にステージ（ひいては、ウェハ又はレチクル）を走査しつつ露光を行うスキャニング'ステツパにお、てはその反力に起因する振動が、露光精度を低下させる要因となって、た。

[0005] また、カウンタマス機構を用いて反力吸収を行う場合には反力の伝達をほぼ完全に防止することができるのである力従来のカウンタマス機構では、ステージの駆動方向と反対の方向にステージの駆動距離に比例した距離だけ移動するカウンタマスが用いられて!/ヽたため、ステージの全ストロークに応じたストロークをカウンタマスにつ!ヽても用意しなければならず、露光装置の大型化を招く傾向があった。

[0006] このような事情の下、出願人は、精度良く露光を行えるとともに、装置の大型化を抑制することを目的として、「物体を保持するステージの移動に応じて、前記ステージとは反対方向に移動するカウンタステージと、少なくとも一部が前記カウンタステージに接続され、露光ビームが照射されていないときに、前記カウンタステージの位置を補正する補正装置とを備える露光装置」を先に提案した (特許文献 3参照)。

[0007] しかるに、上記特許文献 3に開示される露光装置では、ステージの移動に応じて運動量保存則に従ってカウンタステージが自由運動をするのを許容し、その移動後の適当なタイミングで補正装置によりカウンタステージの位置を補正するものであったことから、カウンタステージの移動ストローク範囲が不要に拡大しないようにするために、カウンタステージとしてステージに比べて質量の大きなステージを採用する必要があった。特に、特許文献 3の図 2などに開示されるような H型の 2軸ステージの場合、ウエノ、ステージ側の可動子とともにリニアモータを構成する固定子 (カウンタステージ

)のストローク範囲は小さ、方が望ましく、そのためにはその固定子 (カウンタステージ )の質量をある程度大きくする必要があった。従って、装置の小型化を十分なレベルで達成できて、るとは必ずしも言えな、のが現状である。

[0008] 特許文献 1 :米国特許第 5, 528, 118号明細書

特許文献 2 :米国特許第 6, 255, 796号明細書

特許文献 3 :米国特許出願公開第 2004Z0012768号明細書

発明の開示

課題を解決するための手段

[0009] 本発明は、上述の事情の下でなされたもので、第 1の観点力すると、少なくとも第 1軸方向に移動する第 1の移動体と、該第 1の移動体の前記第 1軸方向の駆動力の反力を受けて前記第 1の移動体と反対方向に移動する第 2の移動体とを駆動する移動体の駆動方法において、前記第 1の移動体が前記第 1軸方向の 2方向のうちの第 1方向に移動する際に、前記第 2の移動体に前記第 1方向の初速を与えることを特徴とする第 1の駆動方法である。

[0010] ここで、「第 1軸方向の 2方向」とは、第 1軸方向の一側力も他側へ向力方向と、第

1軸方向の他側から一側へ向力方向とを意味する。従って、「第 1方向」は、その 2 方向のいずれかである力いずれであっても良い。

[0011] また、第 1の移動体の第 1方向への移動は、加減速を伴う移動、例えばステップ移動などをも含む。

[0012] これによれば、第 1の移動体が第 1方向に移動する際に、第 2の移動体に前記第 1 方向の初速を与えることから、第 1の移動体と第 2の移動体とを含む系が運動量保存の法則に従う場合、第 1の移動体が第 1方向に移動するとき、その駆動力の反カを受けて第 2の移動体が第 1方向と反対方向に移動するが、そのとき前記初速に起因する第 1方向への移動も同時に行われているので、結果的に、第 1の移動体の第 1方向への駆動力の反力の作用による自由運動の際の移動距離力前記初速に起因する第 1方向への移動距離分を差し引いた距離だけ、第 1方向と反対方向に第 2の移動体が移動し、その移動距離が短くなる。特に、第 1の移動体が加減速を伴って第 1方向に移動する場合、第 1の移動体の減速時間中は、第 2の移動体は第 1方向に移動するので、第 1の移動体の第 1方向への駆動力の反力を受けた第 2の移動体の第 1 方向と反対方向への移動距離をさらに短くすることができる。従って、本発明の第 1の駆動方法によると、第 2の移動体を必ずしも大型化することなぐ第 2の移動体の移動に必要なストロークを短くすることができる。特に、第 1の移動体が第 1方向へステップ移動を含む動作を行う場合には、第 1の移動体は第 1方向に関する加速と減速とを交互に繰り返すので、第 2の移動体の移動に必要な第 1軸方向（第 1方向及びその反対方向）に関するストロークを最も短くすることができる。

[0013] 本発明は、第 2の観点力すると、少なくとも第 1軸方向に移動する第 1の移動体と、該第 1の移動体の前記第 1軸方向の駆動力の反力を受けて前記第 1の移動体と反対方向に移動する第 2の移動体とを駆動する移動体の駆動方法において、前記第 1 の移動体が前記第 1軸方向の 2方向のうちの第 1方向に移動する際に、前記第 2の移動体を前記第 1方向に沿ってオフセットして位置決めしておくことを特徴とする第 2 の駆動方法である。 [0014] これによれば、第 1の移動体が第 1方向に移動する際に、第 2の移動体を前記第 1 方向に沿ってオフセットして位置決めしておくことから、第 1の移動体と第 2の移動体とが運動量保存の法則に従う場合、第 1の移動体が第 1方向に移動するとき、その駆動力の反力を受けて第 2の移動体が第 1方向と反対方向に移動するが、その移動距離が前記オフセット量分だけ相殺され、オフセット量分だけ第 2の移動体の移動距離が短くなる。従って、本発明の第 2の駆動方法によると、第 2の移動体を必ずしも大型化することなぐ第 2の移動体の移動に必要なストロークを短くすることができる。

[0015] 本発明は、第 3の観点力すると、少なくとも第 1軸方向に移動するステージと;前記ステージを駆動する第 1駆動装置と;前記第 1駆動装置による前記第 1軸方向に関する前記ステージの駆動力の反力の作用により前記ステージと反対方向に移動する力ゥンタマスと;前記カウンタマスを前記第 1軸方向に駆動する第 2駆動装置と;前記第 1駆動装置を介して前記ステージを前記第 1軸方向の 2方向のうちの第 1方向に移動する際に、前記第 2駆動装置を制御して、前記カウンタマスに前記第 1方向の初速を与える制御装置と;を備えることを特徴とする第 1のステージ装置である。

[0016] ここで、「カウンタマス」とは、ステージの移動に応じて移動する質量体であって、ステージ及びカウンタマスを含む力学系における重心点の移動をなくし、偏荷重の発生を防止することを目的として設けられるものである。カウンタマスには、移動対象の物体を保持するステージと異なるステージであり、双方のステージの運動量合計が一定に維持されるように駆動されるものが含まれる。また、カウンタマスには、例えば、移動対象の物体を保持するステージと一体的に移動する駆動装置の可動子と協働してステージの駆動力を発生するとともに、ステージに対する駆動力の反力により自由に移動するように構成された駆動装置の固定子等も含まれる。

[0017] これによれば、制御装置は、ステージが第 1方向に移動する際に、カウンタマスに前記第 1方向の初速を与えることから、第 1駆動装置により駆動されてステージが第 1 方向に移動するとき、その駆動力の反力を受けてカウンタマスが運動量保存の法則に従い第 1方向と反対方向に移動するが、そのとき前記初速に起因する第 1方向への移動も同時に行われているので、結果的に、ステージの第 1方向への駆動力の反力の作用による自由運動の際のカウンタマスの移動距離力前記初速に起因する第 1方向への移動距離分を差し引いた距離だけ、第 1方向と反対方向にカウンタマスが移動し、その移動距離が短くなる。特に、ステージが加減速を伴って第 1方向に移動する場合、ステージの減速時間中は、カウンタマスは第 1方向に加速されるので、ステージの第 1方向への駆動力の反力を受けたカウンタマスの第 1方向と反対方向への移動距離をさらに短くすることができる。従って、本発明の第 1のステージ装置によると、カウンタマスを必ずしも大型化することなぐカウンタマスの移動に必要なスト口ークを短くすることができる。特に、ステージが第 1方向へステップ移動を含む動作を行う場合には、ステージは第 1方向に関する加速と減速とを交互に繰り返すので、力ゥンタマスの移動に必要な第 1軸方向（第 1方向及びその反対方向）に関するスト口一クを最ち短くすることがでさる。

[0018] 本発明は、第 4の観点力すると、少なくとも第 1軸方向に移動するステージと;前記ステージを駆動する第 1駆動装置と;前記駆動装置による前記第 1軸方向に関する前記ステージの駆動力の反力の作用により前記ステージと反対方向に移動するカウンタマスと;前記カウンタマスを前記第 1軸方向に駆動する第 2駆動装置と;前記第 1 駆動装置を介して前記ステージを前記第 1軸方向の 2方向のうちの第 1方向に移動する際に、前記第 2駆動装置を制御して、前記カウンタマスを前記第 1方向に沿ってオフセットして位置決めする制御装置と；を備えることを特徴とする第 2のステージ装置である。

[0019] これによれば、制御装置は、ステージが第 1方向に移動する際に、カウンタマスを前記第 1方向に沿ってオフセットして位置決めしておくことから、ステージとカウンタマスとが運動量保存の法則に従う場合、ステージが第 1方向に移動するとき、その駆動力の反力を受けてカウンタマスが第 1方向と反対方向に移動するが、その移動距離が前記オフセット量分だけ相殺され、オフセット量分だけカウンタマスの第 1方向と反対方向への移動距離が短くなり、カウンタマスのストロークを短く設定することができる。

[0020] 本発明は、第 5の観点力すると、パターンを物体に転写する露光装置であって、前記物体が前記ステージに保持される本発明の第 1、第 2のステージ装置のいずれかを、前記物体の駆動装置として用いることを特徴とする露光装置である。

[0021] これによれば、カウンタマスを必ずしも大型化することなぐカウンタマスの移動に必要なストロークを短くすることができる本発明の第 1、第 2のステージ装置のいずれか力物体の駆動装置として用いられるので、そのステージ装置の小型化による装置全体の小型化が可能であるとともに、ステージ駆動時の反力に起因する振動の影響を殆ど解消して、ステージひいては物体の位置制御性の向上によるパターンの転写精度 (露光精度)の向上が可能となる。

[0022] 本発明は、第 6の観点力すると、少なくとも第 1軸方向に移動する第 1の移動体と、該第 1の移動体に用力を供給するとともに、前記第 1の移動体と同じ方向に移動する第 2移動体とを駆動する駆動方法において、前記第 1の移動体が前記第 1軸方向の第 1方向に移動する際に、前記第 2の移動体に前記第 1方向の初速を与えることを特徴とする第 3の駆動方法である。

図面の簡単な説明

[0023] [図 1]本発明の一実施形態の露光装置の構成を概略的に示す図である。

[図 2]図 1のウェハステージ装置を示す斜視図である。

[図 3]図 1のウェハステージを示す斜視図である。

[図 4]ウェハテーブルを取り外したウェハステージ装置を示す平面図である。

[図 5]ステージ制御に関連する制御系の構成を示すブロック図である。

[図 6]1ロットのウェハに対する一連の露光工程の処理に関する主制御装置 20内の C

PUの処理アルゴリズムを示すフローチャートである。

[図 7]ウェハ上のショット領域の配置の一例を、ステップ ·アンド'スキャン方式の露光動作中のウェハ上の照明光の照射領域の中心の軌跡とともに示す図である。

[図 8]図 7のショット領域 S の露光のための両ステージの走査終了時点から、ショット

1,2

領域 S の露光のための両ステージの走査開始時点までの、ウェハステージ本体（ゥ υ

エノ、ステージ)及びカウンタマスの状態遷移の様子を模式的に示す図である。

[図 9(A)]図 8に対応する、ウェハステージ及びカウンタマスの X軸方向に関する速度の時間変化曲線を示す図である。

[図 9(B)]図 9 (A)に対応するウェハステージ及びカウンタマスの X軸方向に関する位置の時間変化曲線を示す図である。

[図 10]第 1の変形例に係るステージ装置を示す斜視図である。 [図 11(A)]ウェハステージ WST及び Y軸用の固定子 86, 87の X軸方向に関する速度の時間変化曲線を示す図である。

[図 11(B)]図 11 (Α)に対応するウェハステージ WST及び Υ軸用の固定子 86, 87の X 軸方向に関する位置の時間変化曲線を示す図である。

[図 12]第 2の変形例に係るステージ装置を示す斜視図である。

[図 13(A)]第 2の変形例に係るウェハステージを示す斜視図である。

[図 13(B)]図 13 (Α)のウェハステージが固定子と係合した状態を示す斜視図である。発明を実施するための最良の形態

[0024] 以下、本発明の一実施形態を図 1〜図 9 (B)に基づいて説明する。

[0025] 図 1には、一実施形態に係る露光装置 100の概略構成が示されている。この露光装置 100は、ステップ ·アンド'スキャン方式の走査型露光装置、すなわち、いわゆるスキャニング'ステツパである。後述するように本実施形態では、投影光学系 PLが設けられており、以下においては、この投影光学系 PLの光軸 AX方向を Z軸方向、これに直交する面内でマスクとしてのレチクル Rと物体としてのウェハ Wとが相対走査される方向を Y軸方向、これら Z軸及び Y軸に直交する方向を X軸方向として説明を行う。

[0026] この露光装置 100は、光源及び照明光学系を含み、エネルギビームとしての照明光 (露光光) ILによりマスクとしてのレチクル Rを照明する照明系 10、レチクル Rを保持するレチクルステージ RST、投影ユニット PU、物体としてのウェハ Wが載置されるステージ (及び第 1の移動体）としてのウェハステージ WSTを含むウェハステージ装置 12、前記レチクルステージ RST及び前記投影ユニット PUなどが搭載されたボディ BD、及びこれらの制御系等を備えている。

[0027] 前記照明系 10は、不図示のレチクルブラインドで規定されたレチクル R上のスリット状の照明領域を照明光 ILによりほぼ均一な照度で照明する。ここで、照明光 ILとしては、一例として ArFエキシマレーザ光（波長 193nm)が用いられている。

[0028] 前記レチクルステージ RSTは、後述する第 2コラム 34の天板を構成するレチクルべース 36上に、その底面に設けられた不図示のエアベアリングなどによって例えば数 μ m程度のクリアランスを介して浮上支持されている。このレチクルステージ RST上には、レチクル尺が、例えば真空吸着 (又は静電吸着）により固定されている。レチクルステージ RSTは、ここでは、リニアモータ等を含むレチクルステージ駆動部 11により、後述する投影光学系 PLの光軸 AXに垂直な XY平面内で 2次元的に (X軸方向、 Y軸方向及び XY平面に直交する Z軸回りの回転方向（ Θ z方向）に)微少駆動可能であるとともに、レチクルベース 36上を所定の走査方向（ここでは、図 1における紙面左右方向である Y軸方向とする）に指定された走査速度で駆動可能となっている。なお、レチクルステージ RSTは、周知の粗微動構造としても良い。

[0029] 本実施形態の場合、レチクルステージ RSTの駆動時 (特に走査駆動時)のリニアモータの固定子に作用する反力に起因する振動の影響を極力低減するための対策が講じられている。具体的には、前述のリニアモータの固定子は、例えば特開平 8— 33 0224号公報及びこれに対応する米国特許第 5, 874, 820号などに開示されるように、ボディ BDとは別に設けられた不図示の支持部材（リアクションフレーム）によってそれぞれ支持され、レチクルステージ RSTの駆動の際にリニアモータの固定子に作用する反力は、それらのリアクションフレームを介してクリーンルームの床面 Fに伝達される（逃がされる）ようになつている。この他、例えば、特開平 8— 63231号公報及びこれに対応する米国特許第 6, 246, 204号などに開示される運動量保存則を利用した反力キャンセル機構をレチクルステージ RSTの反力キャンセル機構として採用しても良い。本国際出願で指定した指定国 (又は選択した選択国)の国内法令が許す限りにおいて、上記各公報及び対応する上記各米国特許における開示を援用して本願明細書の記載の一部とする。

[0030] レチクルステージ RSTのステージ移動面内の位置は、レチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という） 16によって、移動鏡 15を介して、例えば 0. 5〜lnm程度の分解能で常時検出されている。この場合、投影ユニット PUを構成する鏡筒 40の側面に固定された固定鏡 14を基準として位置計測が行われる。ここで、実際には、レチクルステージ RST上には Y軸方向に直交する反射面を有する Y移動鏡と X軸方向に直交する反射面を有する X移動鏡とが設けられ、これらの移動鏡に対応してレチクル Y干渉計とレチクル X干渉計とが設けられ、更に、これに対応して、 X軸方向位置計測用の固定鏡と、 Y軸方向位置計測用の固定鏡とが設けられている力図 1ではこれらが代表的に移動鏡 15、レチクル干渉計 16、固定鏡 14として示されている。なお、例えば、レチクルステージ RSTの端面を鏡面加工して反射面 (移動鏡 15の反射面に相当）を形成しても良い。また、レチクルステージ RSTの走査方向（本実施形態では Y軸方向）の位置検出に用!、られる X軸方向に伸びた反射面の代わりに、少なくとも 1つのコーナーキューブ型ミラー（例えばレトロリフレクタ）を用いても良い。ここで、レチクル Y干渉計とレチクル X干渉計の一方、例えばレチクル Y干渉計は、測長軸を 2軸有する 2軸干渉計であり、このレチクル Y干渉計の計測値に基づきレチクルステージ RSTの Y位置にカ卩え、 Θ z方向の回転も計測できるようになつている。

[0031] レチクル干渉計 16の計測値は、主制御装置 20に送られている。主制御装置 20では、レチクル干渉計 16の計測値に基づ、てレチクルステージ駆動部 11を介してレチクルステージ RSTを駆動制御する。

[0032] レチクル Rの上方には、投影光学系 PLを介してウェハステージ WST上の一対の基準マークとこれに対応するレチクル R上の一対のレチクルマークとを同時に観察するための露光波長の光を用いた TTR (Through The Reticle)ァライメント系力成る一対のレチクルァライメント系 13A、 13B (図 1では不図示、図 5参照）が X軸方向に所定距離隔てて設けられている。この一対のレチクルァライメント系 13A、 13Bとしては、例えば特開平 7— 176468号公報及びこれに対応する米国特許第 5, 646, 413 号などに開示されるものと同様の構成のものを用いることができる。本国際出願で指定した指定国 (又は選択した選択国）の国内法令が許す限りにおいて、上記公報及び対応する上記米国特許における開示を援用して本願明細書の記載の一部とする

[0033] 前記投影ユニット PUは、レチクノレステージ RSTの図 1における下方でボディ BDの一部に保持されている。このボディ BDは、クリーンルームの床面 F上に設置されたフレームキャスタ FC上に設けられた第 1コラム 32と、この第 1コラム 32の上に固定された第 2コラム 34とを備えて、る。

[0034] 前記フレームキャスタ FCは、床面 F上に水平に置かれたベースプレート BSと、該べースプレート BS上に固定された複数本、例えば 3本 (又は 4本)の脚部 39 (但し、図 1 における紙面奥側の脚部は図示省略）とを備えて、る。

[0035] 前記第 1コラム 32は、上記フレームキャスタ FCを構成する複数本の脚部 39それぞれの上端に個別に固定された複数、例えば 3つ (又は 4つ）の第 1の防振機構 56によつて、ほぼ水平に支持された鏡筒定盤 (メインフレーム） 38を備えている。

[0036] 前記鏡筒定盤 38には、そのほぼ中央部に不図示の円形開口が形成され、この円形開口内に投影ユニット PUが上方力も挿入され、その外周部に設けられたフランジ FLGを介して保持されている。鏡筒定盤 38の上面には、投影ユニット PUを取り囲む位置に、複数本、例えば 3本の脚 41 (但し、図 1における紙面奥側の脚は図示省略）の一端 (下端)が固定されている。これらの脚 41それぞれの他端 (上端)面は、ほぼ同一の水平面上にあり、これらの脚 41それぞれの上端面に前述のレチクルベース 3 6の下面が固定されている。このようにして、複数本の脚 41によってレチクルベース 3 6が水平に支持されている。すなわち、レチクルベース 36とこれを支持する 3本の脚 4 1とによって第 2コラム 34が構成されている。レチクルベース 36には、その中央部に照明光 ILの通路となる開口 36aが形成されている。

[0037] 前記投影ユニット PUは、円筒状でその外周部の下端部近傍にフランジ FLGが設けられた鏡筒 40と、該鏡筒 40に保持された複数の光学素子カゝら成る投影光学系 PL とによって構成されている。

[0038] 前記投影光学系 PLとしては、例えば Z軸方向の共通の光軸 AXを有する複数のレンズ (レンズエレメント）力も成る屈折光学系が用いられている。この投影光学系 PLは、例えば両側テレセントリックで所定の投影倍率 (例えば 1Z4倍又は 1Z5倍)を有する。このため、照明系 10からの照明光 ILによってレチクル Rの照明領域が照明されると、このレチクル R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レチクル Rの回路パターンの縮小像（回路パターンの一部の縮小像）が表面にレジスト (感光剤）が塗布されたウェハ W上に形成される。ここで、ウェハ Wは、例えば半導体（シリコンなど）又は SOI (Silicon Insulator)などの円板状の基板であり、その上にレジストが塗布されている。

[0039] 前記ウェハステージ装置 12は、前記ベースプレート BS上に配置された複数 (例えば 3つ）の第 2の防振機構（図示省略）によってほぼ水平に支持されたステージベース 71、該ステージベース 71の上面の上方に配置されたウェハステージ WST、該ゥエノ、ステージ WST等を駆動するステージ駆動部 27等を備えている。 [0040] 前記ベースプレート BSは、ウェハステージ装置 12を斜視図にて示す図 2から分かるように、その X軸方向一側と他側の端部近傍に Y軸方向を長手方向とし上方に突出した凸部 BSa, BSbがー体的に形成された概略平板状の部材カも成る。

[0041] 前記ステージベース 71は、定盤とも呼ばれる板状部材カもなり、ベースプレート BS の前記凸部 BSa, BSbに挟まれた領域上に配置されている。ステージベース 71の上面は平坦度が非常に高く仕上げられ、ウェハステージ WSTの移動の際のガイド面とされている。

[0042] 前記ウェハステージ WSTは、図 3に示されるように、箱型のウェハステージ本体 28 と、該ウェハステージ本体 28上に Ζ·チルト駆動機構 81 (図 3では不図示、図 5参照）を介して搭載されたウェハテーブル WTBとを備えて、る。 Ζ ·チルト駆動機構 81は、実際には、ウェハステージ本体 28上でウェハテーブル WTBを 3点で支持する 3つのァクチユエータ (例えば、ボイスコイルモータ又は電磁石)等を含んで構成され、ゥェハテーブル WTBを Ζ軸方向、 0 χ方向（X軸回りの回転方向）、 0 y方向（Υ軸回りの回転方向）の 3自由度方向に微小駆動する。

[0043] ウェハステージ本体 28には、図 3に示されるように、 X軸方向に細長く伸びる矩形の開口 28aが形成されている。この開口 28aの内側の上下の対向面に、一対の磁極ユニット 22A, 22Bがそれぞれ固定されている。これらの磁極ユニット 22A, 22Bは、板状の磁性体部材と、該磁性体部材の下面又は上面に X軸方向に沿って所定間隔でかつ交互に配置された N極永久磁石と S極永久磁石の複数の組から成る永久磁石群とを有している。この場合、磁極ユニット 22Aと磁極ユニット 22Bとでは、対向する永久磁石同士の極性が相互に逆極性とされている。従って、開口 28aの内部には、 X軸方向に沿って交番磁界が形成されている。

[0044] 前記ウェハステージ WSTは、ウェハステージ本体 28力図 2及びこの図 2の状態のウェハステージ WSTからウェハテーブル WTBを取り外した状態のウェハステージ装置 12の平面図である図 4に示されるような、平面視 (上方から見て)矩形枠状の形状を有する第 2の移動体としてのカウンタマス 30の内部に組み込まれた状態で、カウンタマス 30に対して X軸方向の相対移動が可能となるように取り付けられている。これを更に詳述すると、カウンタマス 30の +X側の側壁と X側の側壁には、 Y軸方向に細長!/、H字状の開口 30aがそれぞれ形成されて、る（但し、図 2では紙面奥側の開口は不図示)。そして、カウンタマス 30の +X側の側壁と—X側の側壁との間に架設された電機子ユニット 80が、カウンタマス 30の中央の空間内部に配置されたゥェハステージ本体 28の開口 28aの内部に挿入された状態となっている。ウェハステージ本体 28 (ウェハステージ WST)は、図 4からわかるように、電機子ユニット 80に沿つて X軸方向に所定範囲で移動可能になっている。

[0045] 前記電機子ユニット 80は、カウンタマス 30の +X側の側壁と—X側の側壁にそれぞれ設けられた開口 30aの内部に、その長手方向の一端と他端がそれぞれ挿入された状態で、カウンタマス 30に固定されている。

[0046] 前記ウェハステージ本体 28の下面には、複数、例えば 4つの不図示の気体静圧軸受、例えばエアベアリングが設けられ、図 2の状態では、複数のエアベアリングを介してウエノ、ステージ WSTが前述のガイド面の上方に所定のクリアランスを介して非接触で浮上支持されている。

[0047] 本実施形態では、電機子ユニット 80と一対の磁極ユニット 22A, 22Bとによって、ゥェハステージ WSTを、カウンタマス 30の内部で X軸方向に駆動するムービングマグネット型の X軸リニアモータが構成されている。以下の説明では、便宜上、この X軸リユアモータを、その固定子である電機子ユニット 80と同一の符号を用いて X軸リニアモータ 80と記述するものとする。本実施形態では、 X軸リニアモータ 80によって、ゥェノ、ステージ WSTを X軸方向に駆動する第 1駆動装置が構成されている。

[0048] 前記カウンタマス 30には、図 2に示されるように、 Y軸方向の一側と他側に、 X軸方向に伸びる磁極ユニットを有する X軸用の移動子 24A、 24Bがー体的に組み込まれている。 X軸用の移動子 24A、 24Bそれぞれの内部空間には、 X軸方向に沿って交番磁界がそれぞれ形成され、それぞれの内部に X軸方向に伸びる電機子ユニットから成る X軸用の固定子 26A、 26Bが挿入されている。これらの X軸用の固定子 26A、 26Bの長手方向の一端（+X側端）は、 YZ面に平行な板状のスライダ 44の— X側の端面にそれぞれ固定されている。また、 X軸用の固定子 26A、 26Bの長手方向の他端（― X側端）は、 YZ面に平行な板状のスライダ 46の +X側の端面にそれぞれ固定されている。 [0049] 前記 X軸用の固定子 26A、 26Bには、それぞれの内部に X軸方向に沿って所定間隔で複数の電機子コイルが配置されている。 X軸用の固定子 26A、 26Bそれぞれの上面に対向するカウンタマス 30の部分には、不図示の気体静圧軸受（例えばエアべァリング）が設けられており、その気体静圧軸受によって、カウンタマス 30が X軸用の固定子 26A、 26Bに対して非接触で支持されている。

[0050] 前記スライダ 44の +X側の端面及び前記スライダ 46の—X側の端面には、図 4〖こ示されるように、 XY面に平行な長方形板状の電機子コイルを備えた Y軸用の移動子 48A、 48B (図 2では不図示、図 4参照）が固定されている。これらの Y軸用の移動子 48A、 48Bは、図 2に示されるように、 +Y方向から見て略 U字状で Y軸方向に伸びる Y軸用の固定子 86、 87の内部空間に挿入されている。これらの Y軸用の固定子 8 6、 87は、それぞれの下面に設けられた不図示の気体静圧軸受、例えばエアべァリングによって前述の凸部 BSa, BSbの上面に対して所定のクリアランスを介して浮上支持されている。但し、この場合、 Y軸用の固定子 86、 87は、凸部 BSa, BSb〖こ設けられた不図示のストッパによって X軸方向の移動が阻止されるようになっており、 Y軸方向への移動が許容されているのみである。また、図 2では、図示が省略されている力 Y軸用の固定子 86、 87を Y軸方向にそれぞれ駆動する Y軸トリムモータ 92A、 9 2Bが設けられて!/、る（図 5参照）。

[0051] 前記スライダ 44、 46それぞれの底面には、不図示のエアベアリングがそれぞれ複数設けられ、図 2の状態では、その複数のエアベアリングを介してスライダ 44、 46力ステージベース 71の上面（前述のガイド面）の上方に数 μ m程度のクリアランスを介して非接触で浮上支持されて、る。

[0052] 一方のスライダ 44の +X側の面には、不図示の真空予圧型の気体静圧軸受が設けられ、また、他方のスライダ 46の X側の面には、不図示の真空予圧型の気体静圧軸受が設けられている。この場合、各気体静圧軸受カゝら噴出される加圧空気の静圧及び真空予圧力のバランス、及び両方の気体静圧軸受による、それら静圧及び真空予圧力のバランスによりスライダ 44、 46と Y軸用の固定子 86、 87との間隔が常に所望の状態に維持できるようになって、る。

[0053] 前記 Y軸用の固定子 86、 87のそれぞれは、 XZ断面 U字状 (コ字状)の固定子ョーク 88A、 88Bと、該固定子ヨーク 88A、 88Bの内側の対向面（上下面）にそれぞれ Y 軸方向に沿って所定間隔でかつ交互に配置された N極永久磁石と S極永久磁石の複数の組から成る永久磁石群 90とを備えている。この場合、相互に対向する永久磁石同士の極'性は逆極'性となっている。従って、固定子ヨーク 88A、 88Bの内部空間には、 Y軸方向に沿って交番磁界が形成されている。

[0054] 本実施形態では、前述の X軸用の固定子 26A、 26Bと X軸用の移動子 24A、 24B とによってカウンタマス 30を X軸方向に駆動する一対のムービングマグネット型のリニァモータ力も成る X軸トリムモータが構成されている。以下においては、便宜上、上記一対の X軸トリムモータのそれぞれを、 X軸用の固定子 26A、 26Bと同一の符号を用いて、 X軸トリムモータ 26A、 26Bと記述するものとする。

[0055] また、前述の Y軸用の移動子 48A、 48Bと Y軸用の固定子 86, 87とによって、ゥェハステージ WST、カウンタマス 30、 X軸トリムモータ 26A、 26B及びスライダ 44、 46 を含むステージユニットを、 Y軸方向に駆動する一対のムービングコイル型の Y軸リニァモータが構成されている。以下においては、これら一対の Y軸リニアモータのそれぞれを、 Y軸用の固定子 86、 87と同一の符号を用いて、 Y軸リニアモータ 86、 87と記述するものとする。 Y軸リニアモータ 86, 87が発生する Y軸方向の駆動力を僅かに異ならせることにより、ウェハステージ WSTを 0 z方向に回転させることもできる。なお、一対の Y軸リニアモータは、ムービングマグネット型として構成しても良い。

[0056] 本実施形態では、上述の X軸トリムモータ 26A、 26Bによって、カウンタマス 30を、 X軸方向に駆動する第 2駆動装置が構成され、 Y軸リニアモータ 86、 87によって、ゥエノ、ステージ WSTをカウンタマス 30とともに Y軸方向に駆動する第 3駆動装置が構成されている。

[0057] 本実施形態では、上述した第 1、第 2、第 3駆動装置及び Ζ·チルト駆動機構 81の各ァクチユエータを含んで、図 1のステージ駆動部 27が構成され、該ステージ駆動部 27を構成する各モータ、各ァクチユエータは、主制御装置 20によって制御される（図 5参照)。

[0058] なお、前述のスライダ 44の +Χ側面及びスライダ 46の—X側面に、それぞれ気体静圧軸受を設ける代わりに、 Υ軸リニアモータ 86、 87が、 X軸方向の駆動力を発生する構成を採用しても良い。力かる場合には、 Y軸リニアモータ 86、 87が常時 X軸方向の力を発生することで、スライダ 44、 46と Y軸用の固定子 86、 87との間隔を常に所望の状態に維持することとすれば良い。

[0059] 前記ウェハテーブル WTB上に、不図示のウェハホルダを介してウェハ Wが真空吸着（又は静電吸着）によって固定されている。また、ウェハテーブル WTB上には、不図示の基準マーク板が、その表面がウェハ Wと同一高さとなる状態で固定されている。この基準マーク板の表面には、少なくとも一対のレチクルァライメント用の第 1基準マークと、これらの第 1基準マークに対して既知の位置関係にあるオファクシスァライメント系のベースライン計測用の第 2基準マークなどが形成されている。

[0060] 前記ウェハテーブル WTB (ウェハステージ WST)の XY面内の位置情報は、その上部に固定された移動鏡 17 (図 1参照）に測長ビームを照射するウェハレーザ干渉計 (以下、「ウェハ干渉計」という） 18によって、例えば 0. 5〜lnm程度の分解能で常時検出されている。このウェハ干渉計 18は、鏡筒定盤 38に吊り下げ状態で固定され、投影ユニット PUを構成する鏡筒 40の側面に固定された固定鏡 57の反射面を基準とする移動鏡 17の反射面の位置情報をウェハステージ WSTの位置情報として計測する。

[0061] ここで、ウェハテーブル WTB上には、実際には、図 3に示されるように、走査方向である Y軸方向に直交する反射面を有する Y移動鏡 17Yと非走査方向である X軸方向に直交する反射面を有する X移動鏡 17Xとが設けられ、これに対応してレーザ干渉計及び固定鏡も、 X軸方向位置計測用と Y軸方向位置計測用のものがそれぞれ設けられているが、図 1ではこれらが代表的に移動鏡 17、ウェハ干渉計 18、固定鏡 57 として図示されている。なお、例えば、ウェハテーブル WTBの端面を鏡面カ卩ェして反射面 (移動鏡 17の反射面に相当）を形成しても良い。また、 X軸方向位置計測用のレーザ干渉計及び Y軸方向位置計測用のレーザ干渉計は、ともに測長軸を複数有する多軸干渉計であり、ウェハテーブル WTBの X、 Y位置の他、回転（ョーイング（ Θ z方向の回転）、ピッチング（ θ X方向の回転）、ローリング（ 6 y方向の回転)）も計測可能となっている。従って、以下の説明ではウェハ干渉計 18によって、ウェハテーブル WTBの X、 Y、 0 z、 0 y、 0 xの 5自由度方向の位置が計測されるものとする。また、多軸干渉計は 45° 傾いてウェハステージ WSTに設置される反射面を介して、投影ユニット PUが保持される鏡筒定盤 38に設けられる不図示の反射面にレーザビームを照射し、投影光学系 PLの光軸 AX方向 (Z軸方向）に関する相対位置情報を検出するようにしても良い。

[0062] ウェハステージ WSTの位置情報 (又は速度情報）は、主制御装置 20に送られ、主制御装置 20では、ウェハステージ WSTの位置情報 (又は速度情報）に基づいて、ステージ駆動部 27を構成する X軸リニアモータ 80、 Y軸リニアモータ 86、 87を介してゥェハステージ WSTの XY面内の位置を制御する。

[0063] 本実施形態の露光装置 100では、図 1では図示が省略されている力例えば特開平 6— 283403号公報及びこれに対応する米国特許第 5, 448, 332号等に開示されるものと同様の照射系 42aと受光系 42b (図 5参照）とから成る斜入射方式の多点焦点位置検出系が設けられている。本国際出願で指定した指定国 (又は選択した選択国）の国内法令が許す限りにおいて、上記公報及びこれに対応する上記米国特許における開示を援用して本願明細書の記載の一部とする。

[0064] 本実施形態の露光装置 100では、同様に図 1では図示が省略されているが、投影ユニット PUの近傍に、オファクシスァライメント系 ALGが設けられている（図 5参照）。このオファクシスァライメント系 ALGとしては、例えば、ウェハ上のレジストを感光させないブロードバンドな検出光束を対象マークに照射し、その対象マークからの反射光により受光面に結像された対象マークの像と不図示の指標の像とを撮像素子 (CCD )等を用いて撮像し、それらの撮像信号を出力する画像処理方式の FIA (Field Image Alignment)系のァライメントセンサが用いられている。このオファクシスァラィメント系 ALGは、指標中心を基準とするマークの位置情報を主制御装置 20に供給する。主制御装置 20は、この供給された情報と、ウェハ干渉計 18の計測値とに基づいて、検出対象のマーク、具体的には基準マーク板上の第 2基準マーク又はウェハ上のァライメントマークのウェハ干渉計 18の測長軸で規定されるステージ座標系上における位置情報を計測するようになって、る。

[0065] 図 5には、本実施形態の露光装置 100のステージ制御に関連する制御系が一部省略してブロック図にて示されている。この図 5の制御系は、 CPU (中央演算処理装置 )、 ROM (リード ·オンリ'メモリ）、 RAM (ランダム ·アクセス 'メモリ）等力成る!/ヽゎゅるマイクロコンピュータ (又はワークステーション)を含んで構成され、装置全体を統括して制御する制御装置としての主制御装置 20を中心として構成されている。

[0066] 次に、本実施形態の露光装置で行われる 1ロット（1ロットは、例えば 25枚又は 50枚 )のウェハに対する一連の露光工程の処理動作について、主制御装置 20内の CPU の処理アルゴリズムを示す図 6のフローチャートに沿って、かつ適宜他の図面を参照しつつ説明する。

[0067] なお、以下では、図 7に示されるような、ウェハ W上の I行 J列（I, Jはともに奇数とする）に、レチクル Rのパターンを転写する場合について説明する。なお、図 7に示される実線の軌跡は、ステップ 'アンド'スキャン方式の露光動作中の前述の照明領域に共役なウェハ上の照明光の照射領域の中心の軌跡を示す。なお、実際には、ウェハ上の照明光の照射領域が固定で、ウェハ W (ウェハステージ WST)力実線の軌跡とは反対向きに移動するのであるが、図 7では、露光順序など説明をわ力り易くするために、ウェハ上の照明光の照射領域が移動するかのような表現を採用している。

[0068] まず、図 6のステップ 102において、露光対象ロット内のウェハ番号を示すカウンタのカウント値 nを「1」に初期化する（n 1)。

[0069] 次のステップ 104では、不図示のレチクルローダを用いて、レチクルステージ RST 上に載置されている使用済みのレチクルを、次の露光に使用されるレチクル Rに交換する。

[0070] 次のステップ 106では、通常のスキャニング'ステツパと同様に、レチクルァライメント及びァライメント系 ALGのベースライン計測を実行する。

[0071] 次のステップ 108では、不図示のウェハローダを用いて、ウェハステージ WST上に載置されて!、る露光済みのウェハを、次に露光が行われる未露光のウェハ Wに交換する。

[0072] 次のステップ 110では、ウェハステージ WST上にロードされているウェハ Wに対し、ァライメント系 ALGを用いたウェハァライメント、例えば特開昭 61— 44429号公報及びこれに対応する米国特許第 4, 780, 617号などに開示される EGA (ェンハンストグローバル.ァライメント）を実行し、ウェハ W上の各ショット領域の配列座標、すなわちウェハステージ座標系上における各ショット領域の中心の位置座標を算出し、不図示の RAMなどのメモリに記憶する。本国際出願で指定した指定国 (又は選択した選択国）の国内法令が許す限りにおいて、上記公報及びこれに対応する上記米国特許における開示を援用して本願明細書の記載の一部とする。

[0073] 次のステップ 112では、ウェハ W上のショット領域の行番号を示すカウンタのカウント値 i及び列番号を示すカウンタのカウント値 jを、それぞれ 1に初期化する (i l j 1)とともに、 X軸トリムモータ 26A 26Bを介してカウンタマス 30に力積 Ftlを与える。

[0074] ここで、ウェハステージ WSTの質量を m、カウンタマス 30の質量を M、ステッピング方向 (X軸方向）に関する隣接するショット領域の中心同士の間隔 (すなわち、後述するステップ移動動作時のステップ距離）を SD (図 7参照）、あるショットの露光のためのウエノ、ステージ WSTの走査終了時点力 X軸方向に隣接する次のショット領域の露光のためのウェハステージ WSTの走査終了時点までの時間を Tとして、 Ftl = (M

+m) ' SDZTとして定められている。

[0075] この力積 Ftlの作用により、カウンタマス 30には、初速 V = (M+m) - SD/Τ/Μ

o

が付与される。本実施形態の場合、ウェハステージ WSTとカウンタマス 30とを含む系の運動量はほぼ保存されると考えて差し支えないので、これ以後、カウンタマス 30 は、外力の作用に起因する運動量に比べて、 V 'M = Ftlだけ大きな運動量を持つ

0

ことになる。なお、初速の向きは、ウェハ W (ウェハステージ WST)のステッピング方向（図 7のショット領域 S の露光開始直前の場合は +X方向）である。

1,1

[0076] 次のステップ 114では、上記ステップ 110におけるウェハァライメントの結果及び前述のベースラインの計測結果に基づいて、ウェハ干渉計 18の計測値をモニタしつつ、ウェハ W上のショット領域 S (この場合ショット領域 S )の露光のための加速開始位

i,j 1,1

置にウェハステージ WST (ウェハ W)を移動させる。

[0077] 上記の加速開始位置へのウェハステージ WST (ウェハ W)の移動が終了すると、ステツプ 116において、以下の a. d.の流れで、ショット領域 S (この場合ショット領域

i j

S )に対する走査露光を行う。

1,1

[0078] a. レチクルステージ RSTとウェハステージ WSTとの Y軸方向の相対走査のための加速を開始する。ここで、本実施形態では、ウェハステージ WSTの走査方向は、図 7 からもゎカゝるように、奇数行目の奇数列のショット領域及び偶数行目の偶数列のショット領域の露光の際には—Y方向に、奇数行目の偶数列のショット領域及び偶数行目の奇数列のショット領域の露光の際には +Y方向にそれぞれ設定されている。レチクルステージ RSTの走査方向は、常にウェハステージ WSTと反対向きになり、ショット領域毎に + Y方向と Y方向とが交互に走査方向として設定される。

b. そして、上記の加速開始力も所定の加速時間 (T1とする）が経過すると、両ステージ RST、 WSTがそれぞれの目標走査速度にほぼ達し、さらに整定時間 (T2とする )が経過すると、レチクルステージ RSTとウェハステージ WSTとが等速同期状態に達し、照明光 ILによってレチクル Rのパターン領域が照明され始め、走査露光が開始される。

c そして、レチクル Rのパターン領域の異なる領域が照明光 ILで逐次照明され、上記の露光開始から所定の露光時間 (T3とする）が経過すると、パターン領域全面に対する照明が完了し、これにより、ウエノ、 W上のショット領域 S (この場合ショット領域

i,J

S )に対する走査露光が終了し、レチクル Rのパターンが投影光学系 PLを介してゥ

1,1

ェハ W上のショット領域 S (この場合ショット領域 S )に縮小転写される。

i,j ι,ι

d. 上記のショット領域 S の走査露光が終了した時点力所定の等速オーバースキ

i，J

ヤン時間（T4=T2とする）の間、レチクルステージ RSTとウェハステージ WSTとは、走査露光時と同一の速度を維持したままオーバースキャンを行った後、減速を開始し、その減速開始から減速時間 (Τ5=Τ1とする）が経過した時点で両ステージ RST 、 WSTは停止する。これにより、ウェハ W上のショット領域 S (この場合ショット領域 S )の露光のための両ステージ RST、 WSTの相対走査が終了する。

1,1

[0079] すなわち、本実施形態では、走査時間 T = 2 XT1 + 2 XT2+T3の間、レチクル

scan

ステージ RSTとウエノ、ステージ WSTとは Y軸方向に関して相互に逆向きに相対走査される。

[0080] なお、上記の走査露光中には、ウェハ W上の照明領域が投影光学系 PLの結像面に極力一致した状態で露光が行われる必要があるため、前述した多点焦点位置検出系（42a, 42b)の出力に基づくオートフォーカス、オートレべリングが、主制御装置 20によって実行される。 [0081] 上述のようにして、ステップ 116におけるウェハ W上のショット領域 S に対する走査露光が終了すると、ステップ 118に進んでカウント値 j =Jであるカゝ否かを判断する。この場合、 j = 1であるからここでの判断は否定され、ステップ 120に移行する。

[0082] ステップ 120では、カウント値 iが偶数であるか否かを判断する。ここでは、 i= 1であり、奇数であるから、ここでの判断は否定され、ステップ 122に移行して、カウント値 jを 1インクリメントする (j + l)。その後、ステップ 114に戻る。

[0083] このステップ 114では、前述したようにして、ウェハ W上のショット領域 S (この場合ショット領域 S )の露光のための加速開始位置にウェハステージ WST (ウェハ W)を

1,2

移動させる。すなわち、ここでは、前ショット領域の露光の際の走査終了位置からゥェハステージ WSTを予め定められたステッピング方向にステッピング距離 SDだけ移動する。本実施形態では、図 7からもわ力るように、偶数行のショット領域間では、ステツビング方向は +X方向に設定され、奇数行のショット領域間ではステッピング方向は —X方向に設定されている。

[0084] 上記の加速開始位置へのウェハステージ WST (ウェハ W)の移動、すなわちステツビングが終了すると、ステップ 116において、ショット領域 S (この場合ショット領域 S i,j 1,2

)に対する走査露光を行う。本実施形態の場合、いわゆる交互スキャン方式が採用されているため、このときのレチクルステージ RSTとウェハステージ WSTの移動方向は前ショット領域の露光時とは逆向きになる。

[0085] 以後、ステップ 118における判断が肯定されるまで、ステップ118→120→122→1

14→116のループの処理が繰り返され、ウェハステージ WSTのステッピング動作と

、ウェハ上のショット領域に対する走査露光動作とが、交互に繰り返し行われる。

[0086] これにより、ウェハ W上のショット領域 S 、 S 、〜S に対する走査露光が行われる

1,3 1,4 1J

[0087] 図 8には、図 7のショット領域 S の露光のための両ステージ RST、 WSTの走査終

1,2

了時点から、ショット領域 S の露光のための両ステージ RST、 WSTの走査開始時

1,5

点までの、ウェハステージ本体 28 (ウェハステージ WST)及びカウンタマス 30の状態遷移の様子が、点線矢印に沿って模式的に示されている。

[0088] 図 9 (A)には、図 8に対応する、ウェハステージ WST及びカウンタマス 30の X軸方向に関する速度の時間変化曲線が示され、図 9 (B)には、図 9 (A)に対応するウェハステージ WST及びカウンタマス 30の X軸方向に関する位置の時間変化曲線が示されている。

[0089] 図 9 (A)にお!/、て、符号 V はウェハステージ WSTの X軸方向に関する速度の時 xm

間変化曲線を示し、符号 V はカウンタマス 30の X軸方向に関する速度の時間変化 x

曲線を示し、符号 V は、ウェハステージ WST及びカウンタマス 30を含む系の重心 xG

の速度の時間変化曲線を示す。この図 9 (A)には、ウェハステージ WSTの X軸方向に関する駆動力の反力のみが作用した場合のカウンタマス 30の X軸方向に関する速度の時間変化曲線 V も併せて示されている。

xR

[0090] 図 9 (B)において、符号 P はウェハステージ WSTの X軸方向に関する位置の時間 xm

変化曲線を示し、符号 P はカウンタマス 30の X軸方向に関する位置の時間変化曲 xM

線を示し、符号 P は、ウェハステージ WST及びカウンタマス 30を含む系の重心の xG

位置の時間変化曲線を示す。なお、図 9 (B)は、図 8中の右端に示されるウェハステージ本体 28の位置（ウェハステージ WSTの位置）を 0として!/ヽる。

[0091] これら図 8、図 9 (A)及び図 9 (B)を総合するとわかるように、ウェハステージ本体 28

(及びウェハステージ WST) 1S ステッピング動作 (ステップ移動動作）と前記走査動作とから成る繰り返し運動の 1回分の運動を行う間（時間 T +T )、例えば図 9 (B step scan

)の時点 t〜時点 tの間、あるいは時点 t〜時点 tの間などに、カウンタマス 30は、ゥ

0 2 1 3

エノ、ステージ WSTに対して X軸方向に所定ストローク 2 Δ Xで相対的に一往復してヽる。

[0092] また、図 9 (A)の曲線 V と曲線 V とを比較するとわ力るように、カウンタマス 30の X xM xR

軸方向（+X方向）の速度 (v とする）は、初速 V分だけ、時間変化曲線 V に対応す xM 0 xR る速度 v (ウェハステージ WSTの X軸方向に関する駆動力の反力のみが作用した xR

場合のカウンタマス 30の X軸方向に関する速度)より常に大きくなつている。これにより、時間変化曲線 V (直線 V )で示されるように、ウェハステージ WST及びカウンタ xG xG

マス 30を含む系の重心が一定速度で等速運動をする。すなわち、本実施形態では、初速 Vは、前記系の重心を等速運動させるような初速であり、ウェハステージ WST

0

の質量 mとカウンタマス 30の質量 Mとに基づいて、前述の値に定められており、この初速 vをカウンタマス 30に与えるべく、前述の力積 Ftlが設定されている。

0

[0093] なお、時刻 tにおいて、ウェハステージ WSTは 0点にあり、このときカウンタマス 30

0

は、 Δ χの点にある。両者の差 Δ χは、時間 tに先立ってカウンタマス 30に初速 V力 S

0 0 与えられたことに起因していることは明らかであろう。従って、時間 t (又はウェハステ

0

ージ WSTの X軸方向に関するステッピング開始時点）に、カウンタマス 30をウェハステージ WSTに対して X軸方向（この場合 +X方向）に Δ χだけオフセットして位置決めしておく場合には、時間 t (又はウェハステージ WSTの X軸方向に関するステツピ

0

ング開始時点）で、初速 Vをカウンタマス 30に与えるようにしても、図 9 (A)、図 9 (B)

0

で示されるような、ウェハステージ WST及びカウンタマス 30、並びにこれらを含む系の重心の状態遷移を行わせることができる。換言すれば、図 9 (A)及び図 9 (B)中の各時間変化曲線は、ウェハステージ WSTの X軸方向に関するステッピング開始時点で、カウンタマス 30をウェハステージ WSTに対して X軸方向に Δ Xだけオフセットして位置決めすると同時に、カウンタマス 30に初速 Vを与えた場合に得られるものである

0

とも言える。

[0094] 図 6のフローチャートの説明に戻り、上述のようにして、ウェハ W上のショット領域 S

υ に対する走査露光が終了すると、ステップ 118における判断が肯定され、ステップ 12 4に移行して、カウント値 iが奇数であるカゝ否かを判断する。ここでは、カウント値 i= l であるから、このステップ 124における判断は肯定され、ステップ 130に移行する。

[0095] ステップ 130では、カウント値 iが Iであるか否かを判断する。ここでは、カウント値 i= 1であるから、この判断は否定され、ステップ 132に移行して、カウント値 iを 1インクリメントする（i^i+ 1)とともに、 X軸トリムモータ 26A、 26Bを介してカウンタマス 30に力積 Ft (i)を与える。

[0096] ここで、この力積 Ft (i)は、カウンタマス 30にそれまでの速度と逆向き（この場合 (i=

2の場合）は— X方向）の初速 Vを与えるための力積であり、 Ft (i) = (- l)^M- 2-Ftl o

= (- 1)^Μ · 2· (M+m) ' SD/Tである。このとき、 i= 2であるから、カウンタマス 30には、

Ftl +Ft (i) =Ftl +Ft (2)

= (M+m) - SD/T- 2 · (M+m) - SD/T = - (M+m) - SD/T

の力積が付与され、これ〖こより、カウンタマス 30には、一（M+m) - SD/T/M= - v力初速として与えられる。これ以後、カウンタマス 30は、外力の作用に起因する

0

運動量に比べて、—V ·Μ = Ρ +Ρΐ (2)だけ大きな運動量を持つことになる。

0

[0097] 次にステップ 114においてウェハ W上のショット領域 S (この場合ショット領域 S )

i,j 2,J の露光のための加速開始位置にウェハステージ WST (ウェハ W)を移動させる。ここでは、前ショット領域の露光の際の走査終了位置力ウェハステージ WSTを所定距離 (ショット領域の走査方向長さにほぼ一致)だけ +Y方向に移動させる。

[0098] 上記の加速開始位置へのウェハステージ WST (ウェハ W)の移動、すなわちステツビングが終了すると、ステップ 116において、ショット領域 S (この場合ショット領域 S

i,j 2,J

)に対する走査露光を行う。

[0099] 次いで、ステップ 118では、カウント値 j力であるか否かを判断するが、 j =Jであるから、ここでの判断は肯定され、ステップ 124に進んでカウント値 iは奇数である力否かを判断する。この場合、 i= 2であるから、ここでの判断は否定され、ステップ 126に移行して、カウント値 jが 1であるか否かを判断する。この場合 j =Jであるから、ここでの判断は否定され、ステップ 128に移行する。

[0100] ステップ 128では、カウント値 jを 1デクリメントし (j j— 1)、ステップ 114に戻る。ステップ 114では、ウェハ W上のショット領域 S (この場合ショット領域 S )の露光のた

i,j 2J-1

めの加速開始位置にウェハステージ WST (ウェハ W)を移動させる。ここでは、前ショット領域の露光の際の走査終了位置からウェハステージ WSTを距離 SDだけ X方向に移動させる。

[0101] 上記の加速開始位置へのウェハステージ WST (ウェハ W)の移動、すなわちステツビングが終了すると、ステップ 116において、ショット領域 S (この場合ショット領域 S

)に対する走査露光を行う。

2J-1

[0102] 次いで、ステップ 118では、カウント値 j力 3であるか否かを判断するが、 j =J— 1であるから、ここでの判断は否定され、ステップ 120に進んでカウント値 iは偶数であるか否かを判断する。この場合、 i= 2であるから、ここでの判断は肯定され、ステップ 126 に移行して、カウント値 jが 1である力否かを判断する。この場合 j =J—lであるから、ここでの判断は否定され、ステップ 128に移行する。以後、ステップ 126における判断力 ^s肯定されるまで、ステップ 114→ 116→ 118→ 120→ 126→ 128のノレープの処理を繰り返し、ウェハステージ WSTのステッピング動作と、ウェハ上のショット領域に対する走査露光動作とを、交互に繰り返し行う。

[0103] これにより、ウェハ W上のショット領域 S 、 S 、…… S に対する走査露光が行

2J-2 2J-3 2,1

われる。このウェハ W上の第 2行目のショット領域に対する走査露光を行う際にも、ゥェハステージ WST及びカウンタマス 30、並びにこれらを含む系の重心は、 X軸方向に関して、向きは反対ではある力図 9 (A)及び図 9 (B)と同様の速度の時間変化、位置の時間変化曲線にそれぞれ従って運動する。

[0104] 上述のようにして、ウェハ W上のショット領域 S に対する走査露光が終了すると、ス

2,1

テツプ 126における判断が肯定され、ステップ 132に移行して、カウント値 iを 1インクリメントする（i^i+ 1)とともに、 X軸トリムモータ 26A、 26Bを介してカウンタマス 30に力積 Ft (i)を与える。

[0105] このとき、 i= 3である力ら、カウンタマス 30には、

Ftl +Ft (2) +Ft (3) =—（M+m) - SD/T+ 2- (M+m) - SD/T

= (M+m) - SD/T

の力積が付与され、これにより、カウンタマス 30には、（M+m) - SD/T/M=v力 S

o

、初速として与えられる。これ以後、カウンタマス 30は、外力の作用に起因する運動量に比べて、 V -M = Ftl +Ft (2) +Ft (3)だけ大きな運動量を持つことになる。

0

[0106] なお、ステップ 132における力積 Ft (i)の付与の結果、カウンタマス 30には、次式で表される力積 FTが付与される。

[0107] [数 1]

FT = Ftl +∑Ft(n) ■■■(!)

[0108] 以後、ステップ 114以下の処理力ステップ 130における判断が肯定されるまで、繰り返し行われ、これにより、ウェハ W上の第 3行目のショット領域 S 、 S 、 "'、 S 、

3,1 3,2 3,J 第 4行目のショット領域 S 、 S 、…ゝ S 、第 5行目のショット領域 S 、 S 、…ゝ S

4,J 4J-1 4,1 5,1 5,2 5,J

、……、第 I行のショット領域 S 、 S 、 · ··、 S に対するステップ'アンド'スキャン方式の露光が順次行われる。

[0109] このようにして、ウェハ W上の最後のショット領域 S に対する走査露光が終了し、ゥ u

ェハ W上の I XJ個のショット領域のそれぞれにレチクル Rのパターンが転写されると、ステップ 130における判断が肯定され、ステップ 134に移行する。

[0110] ステップ 134では、前述したカウンタのカウント値 nが、 N (Nは、 1ロットのウェハの総枚数)であるか否かを判断することで、ロット内の全てのウェハの露光が終了したか否かを判断する。そして、この判断が否定された場合には、ステップ 136に進んで、カウント値 nを 1インクリメント（n^n+ 1)した後、ステップ 108に戻る。

[0111] 以後、ステップ 134における判断が肯定されるまで、ステップ 108以下の処理を繰り返し行う。これにより、ロット内の第 2枚目以降のウェハに対する一連の露光処理が、順次行われる。

[0112] そして、ロット内の最終のウェハに対する一連の露光処理が終了すると、ステップ 1 34における判断が肯定され、本ルーチンの一連の処理を終了する。

[0113] これまでの説明から明らかなように、本実施形態では、前述のウェハステージ装置 1 2を構成する各部とステージ制御装置として機能する主制御装置 20とを含んでステージ装置が構成されている。

[0114] 以上詳細に説明したように、本実施形態に係るステージ装置によると、主制御装置 20 (制御装置）は、ウェハステージ WSTが第 1方向（例えば、 +X方向）に移動する際に、カウンタマス 30に第 1方向（例えば、 +X方向）の初速 Vを与えることから、 X軸

0

リニアモータ 80により駆動されてウェハステージ WSTが第 1方向に移動するとき、その駆動力の反力を受けてカウンタマス 30が運動量保存の法則に従い第 1方向と反対方向に移動するが、そのとき前記初速に起因する第 1方向への移動も同時に行われているので、結果的に、ウェハステージ WSTの第 1方向への駆動力の反力の作用による運動量保存の法則に従った自由運動の際のカウンタマス 30の移動距離から前記初速に起因する第 1方向への移動距離分を差し引いた距離だけ、第 1方向と反対方向にカウンタマス 30が移動し、その移動距離が短くなる。

[0115] また、本実施形態では、ウェハステージ WSTが加減速を伴って第 1方向（例えば + X方向）に移動するので、ウェハステージ WSTの減速時間中は、カウンタマス 30は第 1方向に加速され（図 9 (A)参照）、これによりウェハステージ WSTの第 1方向への駆動力の反力を受けたカウンタマス 30の第 1方向と反対方向への移動距離をさらに短くすることができる。

[0116] 従って、本実施形態に係るステージ装置によると、カウンタマス 30 (第 2の移動体）を必ずしも大型化することなぐカウンタマス 30の移動に必要なストロークを短くすることができる。特に、ウェハステージ WST (第 1の移動体）が第 1方向へステップ移動を含む動作を行う、すなわち、ウェハステージ WSTが、第 1方向（例えば +X方向）に関する加速と減速とを交互に繰り返すので、カウンタマス 30の移動に必要な X軸方向（第 1軸方向）に関するストロークを最も短くすることができる。

[0117] さらに、本実施形態に係るステージ装置では、主制御装置 20 (制御装置）は、ゥェハステージ WSTとカウンタマス 30とを含む系の重心が X軸方向に関する等速移動を行うように、カウンタマス 30に前記初速を与える。この結果、ウェハ W上の同一行の複数のショット領域に対する露光動作が行われる間、カウンタマス 30は、図 8、図 9 ( A)及び図 9 (B)からもわ力るように、ステッピング、停止、を交互に繰り返しながら +X 方向（又は X方向）に徐々に移動するウェハステージ WSTに対して、該ウェハステージ WSTの位置を基準として士 Δ χの範囲内で往復運動をする。従って、カウンタマス 30のストロークとして、 2 Δ χに幾分のマージンをカ卩えた距離を用意しておけば足りる。

[0118] また、前述のごとぐ本実施形態に係るステージ装置では、図 9 (B)からもわ力るように、ステージが第 1方向に移動する際、例えばウェハステージ WSTのステッピングの開始時点で、主制御装置 20は、カウンタマス 30を第 1方向（例えば +Χ方向）に沿つて Δ χだけオフセットして位置決めし、初速 Vをカウンタマス 30に与えることによつても

0

、初速 Vを予めカウンタマス 30に与えた場合と、同様の作用、効果を得ることができる

0

[0119] さらに、本実施形態の露光装置 100によると、カウンタマス 30を必ずしも大型化することなぐカウンタマス 30の移動に必要なストロークを短くすることができるステージ装置が、ウェハステージ装置 12 (ウエノ、 Wの駆動装置）として用いられるので、そのゥエノ、ステージ装置 12の小型化による装置全体の小型化が可能である。また、本実施形態の露光装置 100によると、ウェハステージ WSTの駆動時の反力がカウンタマス 30の運動量保存の法則に従った移動により吸収されるので、ウェハステージ WST の駆動に起因する振動の影響を殆ど解消して、ウェハステージひいてはウェハの位置制御性の向上によるパターンの転写精度 (露光精度）の向上が可能となる。

[0120] なお、上記実施形態では、例えばウェハステージ WSTのステッピング開始時に力ゥンタマス 30をオフセットして位置決めするとともに、初速を与える場合について説明したが、これに限らず、主制御装置 20は、初速を与えることなぐカウンタマス 30を第 1方向（例えば +X方向）に沿って Δ χだけオフセットして位置決めするのみであっても良い。力かる場合であっても、ウェハステージ WSTが第 1方向（例えば +Χ方向）に移動するとき、その駆動力の反力を受けてカウンタマス 30が第 1方向と反対方向に移動するが、その移動距離が前記オフセット量分だけ相殺され、オフセット量分だけカウンタマスの第 1方向と反対方向への移動距離が短くなり、カウンタマスのストロークを短く設定することがでさる。

[0121] なお、上記実施形態では、説明の簡略化のため、ウェハ上にマトリクス状に配置された複数 (I X J個）のショット領域 S (図 7参照）に対する露光を行う場合について説明したが、本発明がこれに限定されないことは勿論である。通常、ウェハ上にはマトリタスの一部が欠けたような配置でショット領域が形成され、ある行の最終ショット領域の露光終了後、次の行の最初のショット領域の露光開始前のショット領域間におけるウェハステージの移動動作の際に、 X軸方向への 2列分の折り返し移動と Y軸方への移動とを伴うショット間移動動作 (以下、「改行時 2列飛び移動動作」と呼ぶ)を行う必要がある場合がある。このような場合には、ある行の最終ショット領域の露光中から Xトリムモータによりカウンタマス 30に X軸方向への 2列分の折り返し移動のための推力の付与を開始し、露光終了後直ちにウェハステージ WSTの X軸方向への移動を開始するようにすることが望ましい。また、 EGAにおけるサンプルショット領域のマーク検出のためのサンプルショット領域間の移動も、上記の改行時 2列飛び移動動作と同様のカウンタマス 30等の制御を行うこととしても良い。

[0122] 図 10には、図 2のウェハステージ装置 12の第 1の変形例に係るステージ装置 12，が斜視図にて示されている。このステージ装置 12'は、前述のウェハステージ装置 1 2からカウンタマス 30及び該カウンタマスに設けられた X軸用の移動子 24A, 24B、並びに該移動子 24A, 24Bに対応する X軸用の固定子 26A, 26Bなどを取り去り、 Y軸用の固定子 86, 87にカウンタマスの機能を持たせたものである。この場合、前述の電機子ユニット 80に代えて、前述の X軸用の固定子 26A, 26Bと同様に長手方向の一端と他端にスライダ 44、 46が固定された電機子ユニット 80' (X軸用の固定子）が設けられ、この電機子ユニット 80'と前述の一対の磁極ユニット 22A, 22Bとによつて、ウェハステージ WSTを X軸方向に駆動する X軸リニアモータが構成されて!、る。また、この変形例に係るステージ装置 12'では、前述の凸部 BSa, BSbには Y軸用の固定子 86, 87の X軸方向の移動を阻止する前述のストッパは設けられていない。

[0123] 011 (A)には、ウェハステージ WST及び Y軸用の固定子 86, 87の X軸方向に関する速度の時間変化曲線が示されている。この図 11 (A)中のウェハステージ WST の速度の時間変化曲線は、図 9 (A)のものと同様の時間変化曲線であり、 Y軸用の固定子 86, 87の速度の時間変化曲線は、図 9 (A)のカウンタマス 30の X軸方向に関する速度の時間変化曲線と同様になつている。

[0124] 図 11 (B)には、図 11 (A)に対応するウェハステージ WST及び Y軸用の固定子 86 , 87の X軸方向に関する位置の時間曲線を示されている。これら図 11 (A)、図 11 (B )から、ウェハステージ WSTがステッピング動作と走査動作を行なう間に、 Y軸用の固定子 86, 87が X軸方向に所定のストローク 2 ΔΧで一往復した後、 X軸方向の位置が元に戻って、ることがわ力る。

[0125] 図 12、図 13 (A)及び図 13 (B)には、図 2のウェハステージ装置 12の第 2の変形例に係るステージ装置 12"が示されている。このステージ装置 12"は、図 10に示されている第 1の変形例に係るステージ装置 12 'と同様に、図 2のウェハステージ装置 12に設けられていたカウンタマス 30が設けられていない。以下、このステージ装置 12"について説明するが、図 2のウェハステージ装置 12の構成と同一若しくは同等の構成部分には同一の符号 (若しくは同一符号に「'」を付したもの)を付してその説明を省略するものとする。なお、図 12、図 13 (A)及び図 13 (B)のステージ装置 12"には、図 2のウェハステージ装置 12では図示を省略したウェハホルダ 25が図示されている [0126] ステージ装置 12"では、主として、ウェハステージ WSTを駆動する駆動構造、スライダ 46, 44を駆動する駆動構造、並びにスライダ 46, 44をカウンタマスとして X軸方向の反力を処理する反力処理機構、及びウェハステージ WSTに圧縮空気や真空などの用力を供給するためのチューブキャリア構造が図 2のウェハステージ装置 12と異なって!/ヽる（追加されて!ヽる）。

[0127] ウェハステージ本体 28には、図 13 (A)〖こ示されるように、 X軸方向に貫通する 3つの開口 28a, 28b, 28c力 ^形成されて!/、る。

[0128] 開口 28aには Y軸用の移動子として一対の永久磁石 222A, 222Bが設けられており、開口 28b, 28cには X軸用の移動子として前述の移動子 24A, 24Bと同様の構成の各一対の磁極ユニット 23A、 23B及び 23C、 23Dがそれぞれ設けられている。

[0129] 一方、図 13 (B)及び図 12を総合すると分力るように、スライダ 46とスライダ 44の間には、一対の永久磁石 222A, 222Bと協働してウェハステージ WSTを Y軸方向に微小駆動する Y軸用固定子 187と、一対の磁極ユニット 23A, 23B及び 23C, 23D とそれぞれ協働してウェハステージ WSTを X軸方向に長ストロークで駆動する X軸用固定子 61A, 61Bが設けられている。

[0130] また、一対の磁極ユニット 23A, 23Bと X軸用固定子 61Aとにより発生するローレンッ力と、一対の磁極ユニット 23C, 23Dと X軸用固定子 61Bとにより発生するローレンッ力とを異ならせることにより、ウェハステージ WSTを Θ z方向に回転することができる。

[0131] 更に、ウェハステージ本体 28の下方には、図 13 (A)に示されるように、 Z軸用の移動子として 4つの永久磁石 29A, 29B, 29C, 29D (但し、図 13 (A)における紙面奥側に位置する永久磁石 29Dは不図示）が設けられている。一方、図 13 (B)及び図 1 2を総合すると分力るように、スライダ 46とスライダ 44との間には、永久磁石 29A, 29 Bとそれぞれ協働して Z軸方向への駆動力を発生する Z軸固定子 (コイル) 89Bと、永久磁石 29C, 29Dとそれぞれ協働して Z軸方向への駆動力を発生する Z軸固定子（コイル） 89Aとが設けられている。すなわち、 Z軸固定子 89A, 89Bを構成するコイルに与える電流を制御することにより、ウェハステージ WSTを Z軸方向、 0 x、 0 y方向に駆動することができる。 [0132] 図 12に戻り、本第 2の変形例に係る Y軸リニアモータ 86' , 87'は、電機子コイルを備えた移動子 48A' , 48B'と、磁極ユニットから成る固定子とからそれぞれ構成されている。 Y軸リニアモータ 86'の固定子は、固定子ヨーク 88Aと、該固定子ヨークの内側の上下の対向面にそれぞれ設けられた X軸方向に細長い複数の永久磁石 90及ひ Ύ軸方向に伸びる複数、例えば 2つの永久磁石 95とを有している。 Y軸リニアモータ 87'の固定子は、固定子ヨーク 88B、永久磁石 90及び永久磁石 95と含んで、 Y軸リニアモータ 86，と同様に構成されている。

[0133] 移動子 48B' (又は移動子 48A' )は、不図示ではあるが、 X軸方向に伸びる第 1コィルと、 Y軸方向に伸びる第 2コイルとを有している。前記第 1コイルに電流が供給されると、永久磁石 90との電磁相互作用によりスライダ 46 (又はスライダ 44)を Y軸方向に沿って駆動するローレンツ力が発生する。また、前記第 2コイルに電流が供給されると、永久磁石 95との電磁相互作用によりスライダ 46 (又はスライダ 44)を X軸方向に沿って駆動するローレンツ力が発生する。

[0134] 本第 2の変形例では、スライダ 46, 44 (及び各固定子（187, 61A, 61B, 89A, 8 9B) )が不図示のエアベアリングによりステージベース 71上を X軸方向に移動可能に支持されており、 Xカウンタマスとして機能している。すなわち、スライダ 46、 44等はゥェハステージ WSTの X軸方向の移動時の反力によりウェハステージ WSTとは逆方向に移動する。

[0135] 更に、本第 2の変形例では、スライダ 46, 44等の X軸方向の移動ストロークを小さくするために、ウェハステージ WSTの X軸方向の移動時に前述の第 2コイルと永久磁石 95とによりスライダ 46をウェハステージ WSTと同じ方向に移動するような初速を与えている。

[0136] なお、必要に応じて、第 2コイルと永久磁石 95とを用いて、スライダ 46、 44の X軸方向の位置を調整することもできる。

[0137] また、スライダ 46、 44の重量制限のため、スライダ 46、 44ではウェハステージ WST の X軸方向の反力を全て相殺できな、場合には、ウェハステージ WSTの反力により

Y軸リニアモータ 86'、 87'の少なくとも一方の固定子を X軸方向に移動させて反力を相殺しても良い。 [0138] 本第 2の変形例では、図 12及び図 13 (B)に示されるように、ウェハステージ WST の近傍には、チューブキャリア TCが設けられている。チューブキャリア TCは、圧縮空気や真空などの用力をウェハステージ WSTに供給するものであり、給気管 203と排気管 204とが接続されて、る。

[0139] また、チューブキャリア TCは、ウェハステージ WSTに外乱を与えることを避けるため、チューブキャリア TC内部に設けられた永久磁石とスライダ 46, 44に支持された固定子 161 (コイル）とにより X軸方向に駆動することができる。なお、チューブキヤリァ TCの X軸方向への駆動は、ウェハステージ WSTの X軸方向の駆動に厳密に追従する必要はなぐある許容範囲内で追従して、れば良、。

[0140] このため、本第 2の変形例においては、主制御装置 20は、チューブキャリア TCの駆動により発生する反力がウェハステージ WSTに及ぼす影響を少なくするため、チユーブキャリア TCを等速移動させるように制御して、る。

[0141] また、主制御装置 20は、チューブキャリア TCが +X方向の端や X方向の端にいる際に、ウェハステージ WSTの移動方向と同じ方向に沿つてチューブキャリア TCに初速を与えても良い。

[0142] なお、上記実施形態や変形例で示したウェハステージ WST及びその駆動装置の概念を適宜改良してレチクルステージ RSTに適用しても良ヽ。

[0143] なお、上記実施形態では、本発明が、スキャニング'ステツパに適用された場合について例示したが、本発明の適用範囲がこれに限定されるものではなぐ本発明は、マスクと基板とを静止した状態で露光を行うステツパ等の静止型の露光装置にも好適に適用できるものである。ステツパの場合、ステップ ·アンド'リピート方式で露光が行われるので、例えば X軸方向に注目した場合、図 9 (A)、図 9 (B)と、同様の各時間変化曲線を、上記実施形態と同様にして得ることができるので、本発明を好適に適用できる。また、同様の趣旨からステップ ·アンド'スティツチ方式の露光装置にも本発明は好適に適用できる。

[0144] また、露光装置の露光対象である物体は、上記の実施形態のように半導体製造用のウェハに限定されることなぐ例えば、液晶表示素子、プラズマディスプレイや有機 ELなどのディスプレイ装置の製造用の角型のガラスプレートや、薄膜磁気ヘッド、撮像素子 (CCDなど）、マスク又はレチクルなどを製造するための基板であっても良い。

[0145] また、上記実施形態の露光装置における投影光学系の倍率は縮小系のみならず等倍および拡大系のいずれでも良いし、投影光学系 PLは屈折系のみならず、反射系及び反射屈折系の、ずれでも良、し、その投影像は倒立像及び正立像の、ずれでも良い。

[0146] また、照明光 IL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)や、 Fレーザ光（波長 157nm)などであっても良い。投影光学系として

2

は、 KrFエキシマレーザ光、 ArFエキシマレーザ光などの遠紫外線を用いる場合は硝材として石英ゃホタル石などの遠紫外線を透過する材料を用い、 Fレーザ光など

2

を用いる場合はホタル石その他のフッ化物結晶を用いる必要がある。

[0147] また、例えば真空紫外光としては、 ArFエキシマレーザ光や Fレーザ光などが用い

2

られる力これに限らず、 DFB半導体レーザ又はファイバーレーザ力発振される赤外域、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ツテルビウムの両方）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 V、て紫外光に波長変換した高調波を用いても良!、。

[0148] また、上記実施形態では、露光装置の照明光 ILとしては波長 lOOnm以上の光に限らず、波長 lOOnm未満の光を用いても良いことはいうまでもない。例えば、近年、 70nm以下のパターンを露光するために、 SORやプラズマレーザを光源として、軟 X 線領域（例えば 5〜 15nmの波長域）の EUV (Extreme Ultraviolet)光を発生させるとともに、その露光波長（例えば 13. 5nm)の下で設計されたオール反射縮小光学系、及び反射型マスクを用いた EUV露光装置の開発が行われている。この装置においては、円弧照明を用いてマスクとウェハを同期走査してスキャン露光する構成が考えられるので、力かる装置も本発明の転写特性計測方法により、パターンの転写特性を計測することができる。さらに、例えば国際公開 WO99Z49504号パンブレットなどに開示される、投影光学系 PLとウェハとの間に液体 (例えば純水など）が満たされる液浸型露光装置などにも本発明を適用することができる。

[0149] また、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置も、本発明は適用できる。なお、電子線露光装置は、ペンシルビーム方式、可変成形ビーム方式、セルプロジェクシヨン方式、ブランキング ·アパーチャ 'アレイ方式、及びマスク投影方式の!/、ずれであっても良!、。

[0150] なお、本発明に係るステージ装置は、露光装置に限らず、その他の基板の処理装置 (例えば、レーザリペア装置、基板検査装置その他）、あるいはその他の精密機械における試料の位置決め装置、ワイヤーボンディング装置等にも広く適用できる。

[0151] なお、複数のレンズ等力構成される照明ユニット、投影光学系などを露光装置本体に組み込み、光学調整をする。そして、上記の X軸固定子、 X軸可動子、 Y軸固定子、ウェハステージ、レチクルステージ、並びにその他の様々な部品を機械的及び電気的に組み合わせて調整し、更に総合調整 (電気調整、動作確認等)をすることにより、上記実施形態の露光装置 100等の本発明に係る露光装置を製造することができる。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。

[0152] なお、半導体デバイスは、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、たレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウェハを製作するステップ、前述した調整方法によりパターンの転写特性が調整される上記実施形態の露光装置で、マスクに形成されたパターンを感光物体上に転写するリソグラフィステップ、デバイス組み立てステップ (ダイシング工程、ボンディング工程、ノッケージ工程を含む）、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が用いられるので、高集積度のデバイスを歩留り良く製造することができる。

産業上の利用可能性

[0153] 本発明の移動体の駆動方法は、第 1の移動体と、該第 1の移動体の駆動力の反力を受けて第 1の移動体と反対方向に移動する第 2の移動体とを駆動するのに適している。本発明のステージ装置は、露光装置その他の基板の処理装置、あるいはその他の精密機械における試料 (又は基板)の駆動装置に適している。また、本発明の露光装置は、マイクロデバイスの製造に適している。

Claims

請求の範囲

[1] 少なくとも第 1軸方向に移動する第 1の移動体と、該第 1の移動体の前記第 1軸方向の駆動力の反力を受けて前記第 1の移動体と反対方向に移動する第 2の移動体とを駆動する移動体の駆動方法にお!、て、

前記第 1の移動体が前記第 1軸方向の 2方向のうちの第 1方向に移動する際に、前記第 2の移動体に前記第 1方向の初速を与えることを特徴とする移動体の駆動方法

[2] 請求項 1に記載の移動体の駆動方法にお!、て、

前記第 1の移動体の移動開始よりも前のタイミングで、前記第 2の移動体に前記初速を与えることを特徴とする移動体の駆動方法。

[3] 請求項 1に記載の移動体の駆動方法にお!、て、

前記第 1の移動体の移動開始とほぼ同じタイミングで、前記第 2の移動体に前記初速を与えることを特徴とする移動体の駆動方法。

[4] 請求項 1に記載の移動体の駆動方法にお!、て、

前記第 2の移動体に与える初速は、前記第 1の移動体の質量と前記第 2の移動体の質量とに基づいて決定されることを特徴とする移動体の駆動方法。

[5] 請求項 1に記載の移動体の駆動方法にお!、て、

前記第 1の移動体と前記第 2の移動体とを含む系の重心が前記第 1軸方向に関する等速移動を行うように、前記第 2の移動体に与える初速を設定することを特徴とする移動体の駆動方法。

[6] 請求項 1に記載の移動体の駆動方法にお!、て、

前記第 1の移動体は前記第 1軸方向に直交する第 2軸方向にも移動可能であり、前記第 1の移動体が前記第 1方向と前記第 2軸方向の 2方向のうちの一方の第 2方向とに移動している間に、前記第 2の移動体が前記第 1軸方向に沿って往復移動することを特徴とする移動体の駆動方法。

[7] 少なくとも第 1軸方向に移動する第 1の移動体と、該第 1の移動体の前記第 1軸方向の駆動力の反力を受けて前記第 1の移動体と反対方向に移動する第 2の移動体とを駆動する移動体の駆動方法にお!、て、前記第 1の移動体が前記第 1軸方向の 2方向のうちの第 1方向に移動する際に、前記第 2の移動体を前記第 1方向に沿ってオフセットして位置決めしておくことを特徴とする移動体の駆動方法。

[8] 請求項 7に記載の移動体の駆動方法にぉ、て、

前記オフセットの量は、前記第 1の移動体の質量と前記第 2の移動体の質量とに基づ、て決定されることを特徴とする移動体の駆動方法。

[9] 請求項 7に記載の移動体の駆動方法にぉ、て、

前記第 1の移動体が前記第 1方向に移動する際に、前記第 2の移動体に前記第 1 方向の初速を与えることを特徴とする移動体の駆動方法。

[10] 少なくとも第 1軸方向に移動するステージと；

前記ステージを駆動する第 1駆動装置と；

前記第 1駆動装置による前記第 1軸方向に関する前記ステージの駆動力の反力の作用により前記ステージと反対方向に移動するカウンタマスと；

前記カウンタマスを前記第 1軸方向に駆動する第 2駆動装置と；

前記第 1駆動装置を介して前記ステージを前記第 1軸方向の 2方向のうちの第 1方向に移動する際に、前記第 2駆動装置を制御して、前記カウンタマスに前記第 1方向の初速を与える制御装置と；を備えることを特徴とするステージ装置。

[11] 請求項 10に記載のステージ装置において、

前記制御装置は、前記ステージの移動開始よりも前に前記カウンタマスに前記初速を与えることを特徴とするステージ装置。

[12] 請求項 10に記載のステージ装置において、

前記制御装置は、前記ステージの移動開始とほぼ同時に前記カウンタマスに前記初速を与えることを特徴とするステージ装置。

[13] 請求項 10に記載のステージ装置において、

前記制御装置は、前記ステージの質量と前記カウンタマスの質量とに基づいて、前記カウンタマスに前記初速を与えることを特徴とするステージ装置。

[14] 請求項 10に記載のステージ装置において、

前記制御装置は、前記ステージと前記カウンタマスとを含む系の重心が前記第 1軸方向に関する等速移動を行うように、前記カウンタマスに前記初速を与えることを特徴とするステージ装置。

[15] 請求項 10に記載のステージ装置において、

前記ステージは前記第 1軸方向に直交する第 2軸方向にも駆動可能であり、前記制御装置は、前記ステージが前記第 1方向と前記第 2軸方向の 2方向のうちの一方の第 2方向とに移動している間に、前記カウンタマスを前記第 1軸方向に沿って往復移動させることを特徴とするステージ装置。

[16] 少なくとも第 1軸方向に移動するステージと；

前記ステージを駆動する第 1駆動装置と；

前記第 1駆動装置を介して前記ステージを前記第 1軸方向の 2方向のうちの第 1方向に移動する際に、前記第 2駆動装置を制御して、前記カウンタマスを前記第 1方向に沿ってオフセットして位置決めする制御装置と；を備えることを特徴とするステージ装置。

[17] 請求項 16に記載のステージ装置において、

前記制御装置は、前記オフセットの量を前記ステージの質量と前記カウンタマスの質量とに基づいて決定することを特徴とするステージ装置。

[18] 請求項 16に記載のステージ装置において、

前記制御装置は、前記ステージが前記第 1方向に移動する際に、前記カウンタマスに前記第 1方向の初速を与えることを特徴とするステージ装置。

[19] パターンを物体に転写する露光装置であって、

前記物体が前記ステージに保持される請求項 10〜 18のいずれか一項に記載のステージ装置を、前記物体の駆動装置として具備することを特徴とする露光装置。

[20] 少なくとも第 1軸方向に移動する第 1の移動体と、該第 1の移動体に用力を供給するとともに、前記第 1の移動体と同じ方向に移動する第 2移動体とを駆動する駆動方法において、前記第 1の移動体が前記第 1軸方向の第 1方向に移動する際に、前記第 2の移動体に前記第 1方向の初速を与えることを特徴とする駆動方法。

前記第 2の移動体に初速を与えた後に前記第 2の移動体を等速移動させることを特徴とする請求項 20に記載の駆動方法。