以下、本発明の一実施形態を図1~図5(B)に� ��づいて説明する。図1には、一実施形態に係 る露光装置10の概略的な構成が示されている� ��この露光装置10は、ステップ・アンド・ス� �ャン方式の投影露光装置、すなわちいわゆ� �スキャニング・ステッパである。

 露光装置10は、図1に示されるように、照� ��系IOP、レチクルRを保持するレチクルステー ジRST、投影光学系PL、基板PをXY平面に沿って� ��動可能に保持するステージ装置11、及びレ� �クルステージRST、投影光学系PL、ステージ装 置11などが搭載されたボディBD、並びにこれ� �の制御系等を含んでいる。

 照明系IOPは、例えば特開2001-313250公報(対� ��する米国特許出願公開第2003/0025890号明細書) 、及び特開2002-006110号公報(対応する米国特許 出願公開第2001/0033490号明細書)などに開示さ� �る照明系と同様に構成されている。すなわ� �、照明系IOPは、レーザ光などのコヒーレン� �な露光用照明光(照明光)ILを、レチクルRに向 けて射出する。この照明光ILの波長は、例え� ��193nm(ArFエキシマレーザ光)である。

 ボディBDは、床面F上に設置された複数(例 えば3つ又は4つ)の防振機構37(但し、紙面奥側 の防振機構は図示せず)によって複数点(3点又 は4点)で支持された基板ステージ架台35と、� �基板ステージ架台35上で複数本(例えば3本又� ��4本)の支持部材33(但し、紙面奥側の支持部� �33は図示せず)を介して水平に支持された鏡� �定盤31と、を含んでいる。基板ステージ架台 35の上面には、ステージベース12が設置され� �いる。

 レチクルステージRSTには、回路パターン� ��どがそのパターン面(図1における下面)に形� ��されたレチクルRが、例えば真空吸着により 固定されている。レチクルステージRSTは、鏡 筒定盤31の上面に一体的に設けられたY軸方向 を長手方向とする凸部31a,31b上で不図示のエ� �パッドを介して非接触状態で支持されてい� �。レチクルステージRSTは、凸部31a,31bの上面� ��基準として、例えばリニアモータ等を含む� ��チクルステージ駆動系(不図示)によって、� �定の走査方向(ここでは図1における紙面に直 交するY軸方向とする)に指定された走査速度� ��駆動可能であるとともに、XY平面内で微少� �動可能となっている。なお、鏡筒定盤31と凸 部31a,31bとを別部材で構成し、鏡筒定盤31と凸 部31a,31bとの間に防振機構37と同様の防振機構 をそれぞれ設けることとしても良い。

 レチクルステージRSTのXY平面内の位置(Z軸 回りの回転を含む)は、レチクルレーザ干渉� �(以下、「レチクル干渉計」という)41によっ� ��、レチクルステージ上に固定され(あるいは 形成された)不図示の反射面を介して、例え� �0.5~1nm程度の分解能で常時検出される。この� ��チクル干渉計41の計測値は、不図示の主制� �装置に送られ、主制御装置では、このレチ� �ル干渉計41の計測値に基づいてレチクルステ ージ駆動系を介してレチクルステージRSTのX� �方向、Y軸方向及びθz方向(Z軸回りの回転方� �)の位置(及び速度)を制御する。

 投影光学系PLは、複数の投影像を投影す� �複数の投影光学ユニットから構成され、レ� �クルステージRSTの下方で、鏡筒定盤31により 支持され、その光軸の方向がZ軸方向とされ� �いる。投影光学系PLとしては、例えば両側テ レセントリックで所定の投影倍率(例えば縮� �倍率(例えば1/5倍、1/4倍)、等倍、又は拡大倍 率)を有する屈折光学系が使用されている。� �のため、照明系IOPからの照明光ILによってレ チクルR上の照明領域が照明されると、投影� �学系PLの第1面(物体面)とパターン面がほぼ一 致して配置されるレチクルRを通過した照明� �ILにより、投影光学系PLを介してその照明領� ��内のレチクルRの回路パターンの投影像(部� �正立像又は部分倒立像)が、その第2面(像面)� ��に配置される、表面にレジスト(感光剤)が� �布された基板P上の前記照明領域に共役な照� ��光ILの照射領域(露光領域)に形成される。そ して、レチクルステージRSTと基板ステージPST との同期駆動によって、照明領域(照明光IL)� �対してレチクルRを走査方向(Y軸方向)に相対� ��動させるとともに、露光領域(照明光IL)に対 して基板Pを走査方向(Y軸方向)に相対移動さ� �ることで、基板P上の1つのショット領域(区� �領域)の走査露光が行われ、そのショット領� ��にレチクルRのパターンが転写される。すな わち、本実施形態では照明系IOP、レチクルR� �び投影光学系PLによって基板P上にパターン� �生成され、照明光ILによる基板上の感光層(� �ジスト層)の露光によって基板P上にそのパタ ーンが形成される。

 ステージ装置11は、基板ステージ架台35上 に配置され、基板Pを保持して、XY平面内を移 動する基板ステージPSTと、基板ステージPSTの 一部の自重を、基板ステージ架台35上に載置� ��れたステージベース12上方で非接触支持す� �自重キャンセル機構(「心柱」とも呼ばれる) 27と、を含んでいる。

 基板ステージPSTは、ステージベース12上� �に配置され、X軸に沿って駆動されるX粗動ス テージ23Xと、X粗動ステージ23X上に配置され� �X粗動ステージ23Xに対してY軸に沿って駆動さ れるY粗動ステージ23Yと、Y粗動ステージ23Yの+ Z側(上方)に配置され、基板Pを保持する基板� �ーブル22Aを一部に有する微動ステージ21と、 を含んでいる。

 以下、基板ステージPSTを構成する各部に� ��いて具体的に説明する。図2には、基板テー ブル22A及び自重キャンセル機構27を取り除き� ��かつ一部分解した状態の基板ステージPSTの� ��視図が示されている。

 X粗動ステージ23Xは、図2に示されるように� �平面視(Z軸方向から見て)矩形の板状部材か� �成り、その中央部には、平面視(Z軸方向から 見て)円形の貫通孔23Xaが形成されている。こ� ��X粗動ステージ23Xの下面の四隅部には、Xス� �イダ65がそれぞれ設けられている(ただし、� �面奥側の隅部に設けられたXスライダ65につ� �ては不図示)。このうち、-Y側の2つのXスライ ダ65は、X軸方向を長手方向とするXガイド61X ₁ に係合した状態となっており、+Y側の2つのX� �ライダ65は、Xガイド61X ₁ から+Y側に所定間隔をあけた位置に配置され� ��X軸方向を長手方向とするXガイド61X ₂ に係合した状態となっている。Xスライダ65は 、内部に複数のボールが転動して循環する転 がりガイドを含み、Xガイド61X ₁ (又は61X ₂ )の+Y側の面及び-Y側の面に転がりガイドが形� ��される。従って、X粗動ステージ23Xに対して 、ボールネジを含むX駆動機構97X(図1参照)に� �るX軸方向の駆動力が作用することにより、X 粗動ステージ23Xが、Xガイド61X ₁ ,61X ₂ に沿って(X軸方向に沿って)駆動される。なお 、各Xスライダ65は、Xガイド61X ₁ (又は61X ₂ )の+Y側の面及び-Y側の面に対して気体を噴出� ��るエアガイドであっても良い。この場合、� ��Xスライダ65と、Xガイド61X ₁ (又は61X ₂ )の+Y側の面及び-Y側の面との間に、所定のク� ��アランスが形成される。

 一方のXガイド61X ₁ は、X軸方向を長手方向とする板状部材69 ₁ によって下側から支持され、他方のXガイド61 X ₂ は、X軸方向を長手方向とする板状部材69 ₂ によって下側から支持されている。そして、 板状部材69 ₁ 、69 ₂ のそれぞれは、複数本の支持脚67によって、� ��面F上方で支持されている(図1参照)。

 X粗動ステージ23Xの上方に配置されたY粗動� �テージ23Yは、図2に示されるように、X粗動ス テージ23Xよりも面積の小さい平面視(Z軸方向� ��ら見て)矩形の板状部材から成り、その中央 部には、貫通孔23Yaが形成されている。このY� ��動ステージ23Yの下面の四隅部には、Yスライ ダ63がそれぞれ設けられている(ただし、紙面 奥側の隅部に設けられたYスライダ63について は不図示)。このうち、+X側の2つのYスライダ6 3は、X粗動ステージ23Xの上面の+X側の端部近� �に設けられたY軸方向を長手方向とするYガイ ド61Y ₁ に係合した状態となっており、また、-X側の2 つのYスライダ63は、X粗動ステージ23Xの上面� �-X側の端部近傍に設けられたY軸方向を長手� �向とするYガイド61Y ₂ に係合した状態となっている。Yスライダ63の 中は、複数のボールが転動して循環する転が りガイドを含み、Yガイド61Y ₁ (又は61Y ₂ )の+X側の面及び-X側の面に転がりガイドが形� ��される。従って、Y粗動ステージ23Yに対して 、ボールネジを含むY駆動機構97Y(図1参照)に� �るY軸方向の駆動力が作用することにより、Y 粗動ステージ23Yが、Yガイド61Y ₁ ,61Y ₂ に沿って(Y軸方向に沿って)駆動されるように なっている。なお、各Yスライダ63が、Yガイ� �61Y ₁ (又は61Y ₂ )の+X側の面及び-X側の面に対して気体を噴出� ��るエアガイドであっても良い。この場合、� ��Yスライダ63と、Yガイド61Y ₁ (又は61Y ₂ )の+X側の面及び-X側の面との間に、所定のク� ��アランスが形成される。

 Y粗動ステージ23Yの上面には、合計7つの固� �子(X固定子53X ₁ 、53X ₂ 、Y固定子53Y ₁ 、53Y ₂ 、Z固定子53Z ₁ ,53Z ₂ 、53Z ₃ )が設けられている。

 これらのうちのX固定子53X ₁ ,53X ₂ は、Y粗動ステージ23Yの上面の+X側端部近傍に おいて、支持部材57によりそれぞれ支持され� ��いる。X固定子53X ₁ ,53X ₂ の内部には、複数の電機子コイルを有する電 機子ユニットが設けられている。

 Y固定子53Y ₁ ,53Y ₂ は、Y粗動ステージ23Yの上面の-Y側端部近傍に おいて、支持部材57によりそれぞれ支持され� ��いる。Y固定子53Y ₁ ,53Y ₂ の内部には、上記X固定子53X ₁ 、53X ₂ と同様、複数の電機子コイルを有する電機子 ユニットが設けられている。

 Z固定子53Z ₁ ~53Z ₃ は、Y粗動ステージ23Yの上面の一直線上に無� �3点に配置されている。これらZ固定子53Y ₁ ~53Y ₃ の内部には電機子コイルが設けられている。

 図1に戻り、前記微動ステージ21は、基板� ��ーブル22Aと、該基板テーブル22Aを下側から� ��持するステージ本体部22Bとを含んでいる。

 基板テーブル22Aは、矩形板状の部材から� ��り、その上面には、不図示ではあるが、基� ��Pを吸着保持するための真空吸着機構(又は� �板ホルダ)が設けられている。

 ステージ本体部22Bは、図2に示されるよう に、矩形の板状部材から成り、その-X側の側� ��には、取付部材24Xを介して、移動鏡(バーミ ラー)17Xが設けられ、+Y側の側面には、取付部 材24Yを介して、移動鏡(バーミラー)17Yが設け� ��れている。移動鏡17Xの-X側の面と移動鏡17Y� �+Y側の面は、鏡面加工され反射面とされてい る。基板ステージ21のXY平面内の位置情報は� �移動鏡17X、17Yに測長ビームを照射する基板� �ーザ干渉計(以下、「基板干渉計」という)19( 図1参照)によって、例えば0.5~1nm程度の分解能 で常時検出されている。ここで、実際には、 X移動鏡17XとY移動鏡17Yのそれぞれに対応してX レーザ干渉計とYレーザ干渉計とが設けられ� �いるが、図1では、これらが代表的に基板干� ��計19として図示されている。

 ステージ本体部22Bの+X側の側面には、断面U� ��状のX可動子51X ₁ ,51X ₂ が固定されている。X可動子51X ₁ ,51X ₂ それぞれの、一対の対向面には、不図示では あるが、X軸方向に沿って配列された複数の� �久磁石(又は単一の永久磁石)を含む磁極ユニ ットがそれぞれ設けられている。X可動子51X ₁ ,51X ₂ は、ステージ本体部22BとY粗動ステージ23Yと� �組み合った状態(図1の状態)では、X固定子53X ₁ 、53X ₂ のそれぞれと係合する。このため、X固定子53 X ₁ 、53X ₂ の有する電機子ユニット(電機子コイル)に供� ��される電流と、X可動子51X ₁ ,51X ₂ の有する磁極ユニットの内部空間に形成され る磁界との間の電磁相互作用により、X可動� �51X ₁ ,51X ₂ にX軸方向の駆動力を作用させることが可能� �ある。すなわち、本実施形態では、X可動子5 1X ₁ とX固定子53X ₁ とにより、X軸リニアモータ55X ₁ が構成され、X可動子51X ₂ とX固定子53X ₂ とにより、X軸リニアモータ55X ₂ が構成されている。

 また、ステージ本体部22Bの-Y側の側面には� �Y可動子51Y ₁ ,51Y ₂ が固定されている。Y可動子51Y ₁ ,51Y ₂ それぞれの、一対の対向面には、Y軸方向に� �って配列された複数の永久磁石(又は単一の� ��久磁石)を含む磁極ユニットが設けられてい る。Y可動子51Y ₁ ,51Y ₂ は、ステージ本体部22BとY粗動ステージ23Yと� �組み合った状態(図1の状態)では、Y固定子53Y ₁ 、53Y ₂ のそれぞれと係合する。このため、Y固定子53 Y ₁ 、53Y ₂ の電機子ユニット(電機子コイル)に供給され� ��電流と、Y可動子51Y ₁ ,51Y ₂ の磁極ユニットの内部空間に形成される磁界 との間の電磁相互作用により、Y可動子51Y ₁ ,51Y ₂ のそれぞれにY軸方向の駆動力を作用させる� �とができる。すなわち、本実施形態では、Y� ��動子51Y ₁ とY固定子53Y ₁ とにより、Y軸リニアモータ55Y ₁ が構成され、Y可動子51Y ₂ とY固定子53Y ₂ とにより、Y軸リニアモータ55Y ₂ が構成されている。

 また、ステージ本体部22Bの下面(-Z側の面)に は、XZ断面が略逆U字状の形状を有するZ可動� �51Z ₁ ,51Z ₂ ,51Z ₃ が設けられている。Z可動子51Z ₁ ~51Z ₃ それぞれの、一対の対向面には、永久磁石が 設けられている。Z可動子51Z ₁ ~51Z ₃ は、微動ステージ21とY粗動ステージ23Yとが組 み合った状態(図1の状態)では、Z固定子53Z ₁ ~53Z ₃ のそれぞれと係合する。このため、Y固定子53 Z ₁ ~53Z ₃ の電機子コイルに供給される電流と、Z可動� �51Z ₁ ~51Y ₃ の内部空間に形成される磁界との間の電磁相 互作用により、Z可動子51Z ₁ ~51Z ₂ のそれぞれにZ軸方向の駆動力を作用させる� �とができる。すなわち、本実施形態では、Z� ��動子51Z ₁ とZ固定子53Z ₁ とにより、Z軸リニアモータ55Z ₁ が構成され、Z可動子51Z ₂ とZ固定子53Z ₂ とにより、Z軸リニアモータ55Z ₂ が構成され、更に、Z可動子51Z ₃ とZ固定子53Z ₃ とにより、Z軸リニアモータ55Z ₃ が構成されている。

 上記のように、微動ステージ21(ステージ本� ��部22B)とY粗動ステージ23Yとの間には、X軸リ� ��アモータ55X ₁ 、55X ₂ 、Y軸リニアモータ55Y ₁ 、55Y ₂ 、Z軸リニアモータ55Z ₁ ~55Z ₃ が設けられているので、微動ステージ21(ステ ージ本体部22B)をY粗動ステージ23Yに対して、X 軸、Y軸、Z軸方向に微小駆動することが可能� ��ある。また、X軸リニアモータ55X ₁ 、55X ₂ それぞれの駆動力(又はY軸リニアモータ55Y ₁ 、55Y ₂ それぞれの駆動力)を異ならせることにより� �微動ステージ21(ステージ本体部22B)をY粗動ス テージ23Yに対して、Z軸回りの回転方向(θz方� ��)に微小駆動することが可能であり、また、 Z軸リニアモータ55Z ₁ ~55Z ₃ それぞれの駆動力を異ならせることにより、 微動ステージ21(ステージ本体部22B)をY粗動ス� ��ージ23Yに対して、X軸回りの回転方向(θx方� �)、及びY軸回りの回転方向(θy方向)に微小駆� ��することが可能である。なお、図2では、微 動ステージ21の+X側、-Y側の側面にX軸、Y軸リ� ��アモータを設けるものを示したが、3辺又は 4辺にリニアモータを分散させて配置するよ� �にしても良い。また、磁極ユニットと電機� �ユニットとが、少なくとも一部上記と逆の� �置関係になっていても良い。

 次に、自重キャンセル機構27について、� �3~図5(B)に基づいて説明する。

 図3には、ステージ装置11から、上述したX 軸リニアモータ、Y軸リニアモータ、Z軸リニ� ��モータを取り去った状態が断面図にて示さ� ��ている。

 図3に示されるように、微動ステージ21は� ��基板テーブル22Aと、ステージ本体部22Bと、� ��テージ本体部22Bの下方に設けられた傾斜許� ��部76とを含んでいる。また、自重キャンセ� �機構27は、前述したX粗動ステージ23Xに形成� �れた貫通孔23Xaと、Y粗動ステージ23Yに形成さ れた貫通孔23Yaとを貫通した状態で配置され� �いる。自重キャンセル機構27は、筐体70、該� ��体70の内部に設けられた空気バネ71、及びZ� �方向に上下動可能なスライド部73を有する本 体部74と、本体部74の下端部に設けられた3つ� ��ベースパッド75と、を含んでいる。

 筐体70は、自重キャンセル機構27の一部を 破断して示す図4(A)、図4(B)から分かるように� ��その内部に空間77を有し、その空間77内には 、複数(図4(A),図4(B)では4つ)のエアパッド78が� ��置されている。

 また、筐体70の外周部には、所定間隔で� �4つのフレクシャ89それぞれの一端が固定さ� �ている。これらフレクシャ89の他端は、図3� �示されるように、Y粗動ステージ23Yの下面に� ��けられた4本の支持部材90それぞれに接続さ� ��ている。すなわち、筐体70は、フレクシャ89 を介してY粗動ステージ23Yに接続されている� �め、筐体70は、フレクシャ89の部材の剛性及� ��滑節の作用により、X、Y軸方向に関して、� �束された状態となっており、Z軸方向、θx、� �y、θz方向に関しては拘束されない状態にな� ��ている。フレクシャ89は、図3に示されるよ� ��に、自重キャンセル機構27の重心Gとほぼ同� ��の高さ位置(Z位置)において、筐体70に接続� �れている。

 空気バネ71は、筐体70の内部空間77内の最� ��部に設けられている。空気バネ71には、不� �示の気体供給装置から、気体が供給されて� �り、これにより、空気バネ71内部が、外部に 比べて気圧の高い陽圧空間に設定されている 。

 スライド部73は、図4(A)に示されるように� ��直方体状のスライド部本体79と、該スライ� �部本体79の上端部に、玉継手(ボールジョイ� �ト)80をそれぞれ介して固定された、平面視(+ Z方向から見て)略菱形(図4(B)参照)の板状部材� ��ら成る3つのパッド部材81と、を有している� ��各パッド部材81は、ボールジョイント80によ り、XY平面に対する傾斜方向の姿勢を変更す� ��ことが可能となっている。これらパッド部� ��81の上面(+Z側の面)からは、図3に示される傾 斜許容部76の下面に対して気体を噴出するこ� ��が可能であり、傾斜許容部76の下面と各パ� �ド部材81との間の前記気体の静圧により、パ ッド部材81の上面と傾斜許容部76の下面との� �に所定のクリアランスが形成されている。

 スライド部本体79の外周面は、前述した� �体70の内部に設けられた複数のエアパッド78� ��れぞれと対向している。このため、スライ� ��部本体79の外周面と、エアパッド78の軸受面 との間には、所定のクリアランスが形成され ている。従って、本実施形態では、空気バネ 71内の圧力に応じて、スライド部73をZ軸方向� ��スライド駆動することが可能である。

 各ベースパッド75は、図4(A),図4(B)に示さ� �るように、ベースパッド本体83と、該ベース パッド本体83を筐体70の下面に連結する玉継� �(ボールジョイント)82とを含んでいる。各ベ� ��スパッド本体83は、ステージベース12の上面 に対して気体を噴出することにより、ステー ジベース12の上面との間に所定のクリアラン� ��を形成することができる。すなわち、各ベ� ��スパッド本体83は、該ベースパッド本体83の 下面とステージベース12の上面との間に、気� ��の静圧により所定のクリアランスを形成す� ��、気体静圧軸受として機能する。また、各� ��ースパッド本体83は、ボールジョイント82に より、XY平面に対する傾斜方向の姿勢を変更� ��ることが可能となっている。

 図3に戻り、傾斜許容部76は、基板ステー� ��21のステージ本体部22Bの下面に設けられた� �角錐状部材88と、スライド部73(より詳しくは 、図4(A)に示される3つのパッド部材81)との間� ��設けられている。傾斜許容部76は、前述し� �3つのパッド部材81により非接触支持されて� �る。すなわち、複数の平面軸受によりステ� �ジ本体部22Bは支持されている。換言すれば� �傾斜許容部76の本体部74に対するXY平面内に� �ける位置が変更可能になっている。

 傾斜許容部76は、図5(A)に斜視図にて示さ� ��るように、土台部84と、該土台部84の上面に 設けられた3つの支持部85A~85Cと、各支持部85A~ 85Cに設けられたヒンジ(又はボールジョイン� �)86A~86Cと、ヒンジ(又はボールジョイント)86A~ 86Cそれぞれに固定されたパッド部87A~87Cとを� �んでいる。

 パッド部87A~87Cそれぞれは、図5(B)に示さ� �るように、三角錐状部材88の面88a~88cのそれ� �れと対向し、面88a~88cそれぞれに対して気体� ��噴出することが可能となっている。このた� ��、各パッド部87A~87Cから噴出される気体の静 圧により、各パッド部87A~87Cと各対向面との� �に所定のクリアランスが形成される。また� �パッド部87A~87Cは、支持部85A~85Cに対してヒン ジ(又はボールジョイント)86A~86Cを介して取り 付けられていることから、三角錐状部材88は� ��傾斜許容部76によって、θx、θy、θz方向の� �動が許容された状態で支持されている。

 上記のように構成される自重キャンセル� ��構27によると、基板ステージ21の自重が空気 バネ71内部の陽圧により支持されるとともに� ��3つのベースパッド75の作用により、自重キ� ��ンセル機構27とステージベース12との間には 常に所定のクリアランスが形成される。また 、基板ステージ21の下面に設けられた三角錐� ��部材88と自重キャンセル機構27との間には、 両者に対して非接触とされた傾斜許容部76が� ��在するため、基板ステージ21の傾斜方向及� �XY平面内の移動(微少量の移動)を許容した状� ��で、自重キャンセル機構27により、基板ス� �ージ21の自重を支持することが可能となって いる。

 また、自重キャンセル機構27は、基板ス� �ージ21に対しては非接触とされているため、 自重キャンセル機構27に伝達する振動のうち� ��X、Y、θz軸方向以外の振動が基板ステージ21 には伝わらない構成となっている。さらに、 前述したように、自重キャンセル機構27は、X 、Y軸方向以外の方向の拘束力がほぼ零のフ� �クシャ89を介してY粗動ステージ23Yと連結さ� �ているため(図3及び図4(A)参照)、Y粗動ステー ジ23Yからの振動の一部であるZ、θx、θy、θz� �方向の振動成分が自重キャンセル機構27に伝 わりにくくなっている。その結果、基板ステ ージ21にはステージベース12からの振動以外� �伝わりにくくなっている。

 図4(A)、図4(B)に戻り、筐体70には、断面略 L字状のアーム部91が3本固定されている(ただ� ��、紙面手前側に位置するアーム部について� ��不図示)。これらアーム部91それぞれの一端� ��には、プローブ部92が設けられている。こ� �らプローブ部92の上方には、図3に示される� �うに、ターゲット部93が設けられている。本 実施形態では、これらプローブ部92とターゲ� ��ト部93とを含んで、プローブ部92とターゲッ ト部93との間の距離を計測することが可能な� ��電容量センサ(Zセンサ)94が構成されている� �ここで、Zセンサ94を構成するプローブ部92は 、自重キャンセル機構27の一部に設けられて� ��り、自重キャンセル機構27は、ステージベ� �ス12の上面に対して常に一定の姿勢が維持さ れることから、Zセンサ94による計測結果を用 いることにより、ステージベース12上面を基� ��とした基板ステージ21のZ位置を算出する(換 算する)ことができる。また、Zセンサ94は、� �述のように3つ設けられているため、3つのZ� �ンサ94の計測結果を用いることで、ステージ ベース12の上面を基準としたXY平面に傾斜す� �方向に関する姿勢をも算出することが可能� �ある。なお、本実施形態では、筐体70には断 面略L字状のアーム部91が3本でなく、4本設け� ��れていても良い。また、プローブ部92とタ� �ゲット部93の位置関係が逆であっても良い。 また、Zセンサ94は、3つに限定されるもので� �なく4つでも良く、また計測方式が静電容量� ��ンサに限ることなく、CCD方式のレーザ変位� ��などであっても良い。なお、このZセンサ94� ��より自重キャンセル機構27と基板ステージ21 との相対的な位置関係を求めることができる 。

 図1に戻り、上述のようにして構成された 露光装置10では、不図示の主制御装置の管理� ��下、不図示のレチクルローダによって、レ� ��クルステージRST上へのレチクルR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21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。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 るのでその説明は省略するものとする。

 これらアライメント動作や、露光動作が行� ��れる間、不図示の主制御装置は、干渉計19� �計測値に基づいて、ボールネジを含むX駆動� ��構97X、Y駆動機構97Yを介して、X粗動ステー� �23X及びY粗動ステージ23Yを駆動制御するとと� ��に、干渉計19の計測値及び3つのZセンサ94の� ��測値に基づいて、X軸リニアモータ55X ₁ 、55X ₂ 、Y軸リニアモータ55Y ₁ 、55Y ₂ 、及びZ軸リニアモータ55Z ₁ ~55Z ₃ を介して、基板ステージ21(基板P)の位置制御� ��行う。すなわち、本実施形態では、X粗動ス テージ23X、Y粗動ステージ23Y、及び自重キャ� �セル機構27それぞれをXY平面内において長ス� ��ロークで移動するとともに、これらに対し� ��、基板ステージ21を相対的に微小移動する� �とにより、基板PをXY平面内で移動(及び位置� ��め)するようになっている。

 以上詳細に説明したように、本実施形態� ��よると、基板ステージ21の自重を支持する� �重キャンセル機構27が、基板ステージ21と別� ��で構成されているので、基板ステージ21と� �重キャンセル機構27とを一体的に構成する場 合と比べて基板ステージ21(基板ステージ21を� ��む構造体)を小型・軽量化することができる 。これにより、基板ステージ21の位置制御性( 位置決め精度を含む)が向上するので、露光� �置10の露光精度を向上させることが可能にな る。

 また、X駆動機構97X,Y駆動機構97YによるX粗 動ステージ23X、Y粗動ステージ23Yの移動によ� �、基板ステージ21がXY平面内で駆動されると� ��もに、基板ステージ21の自重を支持する自� �キャンセル機構27も駆動されることから、基 板ステージ21と自重キャンセル機構27とが別� �で構成されていても支障なく、基板ステー� �21を駆動することが可能である。

 また、本実施形態によると、基板ステージ2 1と自重キャンセル機構27とをX駆動機構97X,Y駆 動機構97Yを介してXY平面内で駆動するととも� ��、X軸リニアモータ55X ₁ 、55X ₂ 、Y軸リニアモータ55Y ₁ 、55Y ₂ 、及びZ軸リニアモータ55Z ₁ ~55Z ₃ を介して基板ステージ21と自重キャンセル機� ��27とを相対的に6自由度方向に微小駆動する� ��とにより、基板ステージ21の駆動制御を行� �。従って、基板ステージ21近傍に設けるべき 駆動機構(55X ₁ 、55X ₂ 、55Y ₁ 、55Y ₂ 、55Z ₁ ~55Z ₃ )を小型化することができるので、駆動機構� �発熱による基板Pへの影響(すなわち、露光精 度への影響)を低減することが可能である。� �た、高さ方向(Z軸方向)の重心位置とほぼ同� �高さに駆動機構を配置することができるの� �重心駆動が可能となり、安定した姿勢維持� �可能となる。

 また、本実施形態によると、基板ステー� ��21がステージベース12上を移動する際に、基 板ステージ21の自重が自重キャンセル機構27� �より常に支持されるようになっている。す� �わち、ステージベース12の+Z側の面と対向す� ��自重キャンセル機構27の-Z側の面(ベースパ� �ド本体83の-Z側の面)を小さく設定することで 、ステージベース12の+Z側の面の面積を小さ� �することが可能となり、結果的に、ステー� �装置11ひいては露光装置10全体の小型化を図� ��ことができる。

 例えば、図6(A)に簡略化して示されるよう に、基板テーブル22A(基板ステージ21)のXY平面 内における略中心を自重キャンセル機構27で� ��持し、基板テーブル22A(基板ステージ21)のXY� ��面内における重心位置を含むように構成さ� ��ている。このとき、自重キャンセル機構27� �-Z側の面(ベースパッド本体83の-Z側の面)がス テージベース12の上面(案内面)に投影される� �域の面積は、基板テーブル22A(基板ステージ2 1)がステージベース12の上面(案内面)に投影さ れる領域の面積よりも小さく、かつ自重キャ ンセル機構27が投影される領域は基板テーブ� ��22A(基板ステージ21)が投影される領域のほぼ 中心となる。

 従って、図6(B)に示されるように、自重キ ャンセル機構27がステージベース12の上面(案� ��面)の縁に位置したとしても、基板テーブル 22A(基板ステージ21)はXY平面においてステージ ベース12の上面(案内面)よりも張り出した(オ� ��バーハング)状態で位置することになる。す なわち、基板テーブル22A(基板ステージ21)は� �XY平面においてステージベース12の上面(案内 面)よりも大きな範囲を移動することが可能� �なるため、ステージ可動領域、すなわち基� �テーブル22A(基板ステージ21)の所定の移動領� ��SMA(図6(A)参照)を設定すると、ステージベー� ��12の上面(案内面)の面積をその移動領域SMAの 面積よりも小さくすることができる。

 また、本実施形態によると、自重キャン� ��ル機構27は、Y粗動ステージ23Yに対して、フ� ��クシャ89を介して接続されているので、自� �キャンセル機構27とY粗動ステージ23Yとは、Z� ��、θx、θy、θz方向に関して、振動が伝わり� ��くくなっている。従って、Y粗動ステージ23Y に伝達するZ軸、θx、θy、θz方向の揺れ(広い� ��味での振動)が、自重キャンセル機構27に伝� ��りにくくなっている。

 また、本実施形態によると、基板ステー� ��21は、基板ステージ21を6自由度方向に駆動� �るリニアモータ、及び自重キャンセル機構27 を2自由度方向に駆動するボールネジを含む� �動機構97X、97Yのそれぞれと非接触に接続さ� �て振動的に分離された状態となっているの� �、高精度な基板ステージ21の駆動(位置決め)� ��行うことが可能となる。

 また、本実施形態によると、ステージ装� ��11が、自重キャンセル機構27に設けられたプ ローブ部92と基板ステージ21に設けられたタ� �ゲット部93とを含み、プローブ部92とターゲ� ��ト部93との間の距離を計測することが可能� �静電容量センサ(Zセンサ)94を備えている。従 って、自重キャンセル機構27は、ステージベ� ��ス12の上面に対して常に一定の姿勢が維持� �れることから、Zセンサ94による計測結果を� �基板ステージ21のステージベース12上面を基� ��としたZ位置に換算することができる。これ により、ステージベース12の上面を基準とし� ��基板ステージ21(基板P)のXY平面に傾斜する方 向に関する姿勢を計測することが可能である 。

 なお、上記実施形態では、自重キャンセ� ��機構27として、空気バネ71を内部に含むもの を採用したが、これに限らず、例えば、図7(A )に示されるように、空気バネ71に代えて、コ イルスプリングなどの弾性部材71’を有する� ��重キャンセル機構27’を採用することとし� �も良い。

 また、空気バネや弾性部材に代えて、図7 (B)に示されるような、Z駆動機構101を有する� �重キャンセル機構27”を採用することとして も良い。このZ駆動機構101は、+Y側から見て直 角三角形状の形状を有するXスライダ102Xと、� ��Xスライダ102Xの+Z側に載置された+Y方向から� ��て台形状の形状を有するZスライダ102Zと、X� ��ライダ102Xに対してX軸方向の駆動力を付与� �るX駆動部103とを含んでいる。そして、Xスラ イダ102Xは、軸受104XによりX軸方向に摺動可能 となっており、Zスライダ102Zは、軸受104Zによ りZ軸方向に摺動可能となっている。

 このZ駆動機構101によると、Xスライダ102X� ��Zスライダ102Zとの間が楔状になっているた� �、図7(C)に示されるように、X駆動部103により Xスライダ102Xを+X方向に移動させることによ� �、Zスライダ102Zを+Z方向に移動させることが� ��能となっている。

 なお、上記実施形態では、Y粗動ステージ 23Yと自重キャンセル機構27との間を、図3に示 されるように、フレクシャ89により、連結す� ��場合について説明したが、これに限らず、� ��えば、板ばねにより、両者を連結すること� ��しても良いし、ワイヤーロープにより、両� ��を連結することとしても良い。また、自重� ��ャンセル機構27の拘束を、エアパッドの静� �や、リニアモータが発生する電磁気力、あ� �いは磁気力などを用いて行うこととしても� �い。なお、図7(A)~図7(C)では、ステージ本体� �22Bを傾斜可能に支持するものとして、球面� �受を示しているが、図3の傾斜許容部76に代� �て、この球面軸受を用いることとしても良� �。

 また、上記実施形態では、図2に示されるよ うな配置で、X軸リニアモータ55X ₁ 、55X ₂ 、Y軸リニアモータ55Y ₁ 、55Y ₂ 、Z軸リニアモータ55Z ₁ ~55Z ₃ を設けることとしたが、これに限らず、例え ば、図8に示されるような配置を採用するこ� �ができる。すなわち、図8に示されるように� ��X軸リニアモータ155X ₁ 、155X ₂ をステージ本体22Bの+Y側の側面及び-Y側の側� �に配置し、Y軸リニアモータ155Y ₁ 、155Y ₂ をステージ本体22Bの+X側の側面及び-X側の側� �に配置することとしても良い。このように� �ても、上記実施形態と同様にして、基板ス� �ージ21の駆動を行うことが可能である。

 なお、上記実施形態では、傾斜許容部76� �、図5(A),図5(B)に示されるように、ヒンジ(又� ��ボールジョイント)86A~86Cと、3つのパッド部8 7A~87Cとを有する構成を採用することとしたが 、これに限らず、例えば、土台部84と微動ス� ��ージ21(ステージ本体部22B)との間にヒンジ(� �はボールジョイント)が設けられる構成を採� ��することとしても良い。

 なお、ステージ装置11に、図9(A)、図9(B)に 示されるような、ステージ連結機構110X及び� �テージ連結機構110Yを各一対設けることとす� ��ことができる。

 このうちの、ステージ連結機構110Xは、図 9(A)に示されるように、微動ステージ21を構成 するステージ本体部22Bの下面に固定された第 1板状部材105と、Y粗動ステージ23Yの上面に固� ��された第2板状部材109と、第2板状部材109の-X 側の面に固定されたピストン機構107とを含む 構成を採用することができる。ピストン機構 107は、シリンダ107bと、該シリンダ107bの内周� ��に沿ってX軸方向にスライド移動可能な不図 示のピストンが一端に固定されたピストンロ ッド107aとを有している。また、ステージ連� �機構110Yについても、同様の構成を採用する� ��とができる。

 このステージ連結機構(例えばステージ連 結機構110X)によると、図10(A)に示されるよう� �、シリンダ107bの内部空間に気体を供給して� ��ピストンを介してピストンロッド107aを-X方� ��に移動させることにより、ピストンロッド1 07aの他端を第1板状部材105の+X側の面に接触さ せることができる。また、図10(B)に示される� ��うに、シリンダ107bの内部空間に存在する気 体を減少させて、ピストン107aを+X方向に移動 させることにより、ピストンロッド107aを第1� ��状部材105から離間させることができる。

 これにより、上記実施形態のように、ステ� ��プ・アンド・スキャン方式の露光を行う場� ��等において、基板P(微動ステージ21)を加速� �動させるときには、微動ステージ21とY粗動� �テージ23Yとの間を、図10(A)に示されるように 、ステージ連結機構110X,110Yにより連結した状 態で、その加速移動を行うこととする。そし て、加速終了後、等速移動に移行した際には 、図10(B)に示されるように、ステージ連結機� ��110X,110Yの連結を解除して、Y粗動ステージ23Y と微動ステージ21との間を切り離し、前述し� ��X軸リニアモータ55X ₁ 、55X ₂ 、Y軸リニアモータ55Y ₁ 、55Y ₂ 、及びZ軸リニアモータ55Z ₁ ~55Z ₃ により、微動ステージ21の位置制御を行うこ� ��とする。

 このようにすることで、加速時(非露光時)� �おいて、X、Y粗動ステージ23X,23Yに微動ステ� �ジ21を追従させるための駆動力を、微動ステ ージ21の位置制御を行う各モータ(55X ₁ 、55X ₂ 、55Y ₁ 、55Y ₂ )に発生させる必要がなくなる。このため、� �モータ(55X ₁ 、55X ₂ 、55Y ₁ 、55Y ₂ )に必要とされる最大発生推力を小さくする� �とができるので、モータの小型化を図るこ� �ができる。これにより、ステージ装置11全体 の軽量化を図ることができるとともに、モー タの発熱の露光精度への影響を低減すること ができる。また、モータの低コスト化を図る ことも可能である。

 なお、図9(A)、図9(B)においては、ステー� �連結機構110X,110Yの両方を設けることとした� �、これに限らず、いずれか一方のみ(例えば� ��テージ連結機構110Yのみ)を設けることとし� �も良い。

 また、ステージ連結機構110X,110Yとしては� ��上記の構成に限らず、例えば、永久磁石と� ��磁石との組み合わせにより、ステージ間を� ��結したり、連結を解除したりする構成を採� ��しても良いし、その他の構成を採用するこ� ��としても良い。

 なお、上記実施形態では、図3に示される ように自重キャンセル機構27が、Y粗動ステー ジ23Yと接続される場合について説明したが、 これに限らず、図11に示されるように、自重� ��ャンセル機構27が、基板ステージ21(より正� �には、ステージ本体部22B)の下側に設けられ� ��接続部材90’と接続されるような構成を採� �することとしても良い。この場合、自重キ� �ンセル機構27と接続部材90’との間は、上記� ��施形態と同様、フレクシャにより接続(XY平� ��内において拘束)されても良い。その他、板 ばねにより機械的に接続されても良いし、エ アパッドの静圧、リニアモータが発生する電 磁気力、あるいは磁気力などの力を発生する 手段により接続(XY平面内における拘束)され� �も良い。

 なお、上記実施形態では、照明光ILとし� �、例えばDFB半導体レーザ又はファイバーレ� �ザから発振される赤外域、又は可視域の単� �波長レーザ光を、例えばエルビウム(又はエ� ��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、上記実施形態では、照明光ILとして� �超高圧水銀ランプが発する紫外域の輝線(例� ��ばg線(波長436nm)、h線(波長405nm)又はi線(波長3 65nm)など)を用いても良い。また、光源として は、ArFエキシマレーザ、超高圧水銀ランプに 限らず、波長248nmのKrFエキシマレーザ光、波� ��157nmのF ₂ レーザ光、波長146nmのKr ₂ エキシマレーザ光、波長126nmのAr ₂ エキシマレーザ光などの真空紫外光を発生す る光源を使用しても良い。また、固体レーザ (出力波長:355nm、260nm)などを使用しても良い� �

 また、上記実施形態では、本発明が走査� ��露光装置に適用された場合について説明し� ��が、これに限らず、本発明は、ステップ・� ��ンド・リピート方式の露光装置(いわゆるス テッパ)、あるいはステップ・アンド・ステ� �ッチ方式の露光装置、プロキシミティ方式� �露光装置、ミラープロジェクション・アラ� �ナーなどにも好適に適用することができる� �

 なお、上記実施形態においては、光透過� ��のマスク基板上に所定の遮光パターン(又は 位相パターン・減光パターン)を形成した光� �過型マスクを用いたが、このマスクに代え� �、例えば米国特許第6,778,257号明細書に開示� �れているように、露光すべきパターンの電� �データに基づいて、透過パターン又は反射� �ターン、あるいは発光パターンを形成する� �子マスク(可変成形マスク)を用いても良い。 例えば、非発光型画像表示素子(空間光変調� �とも呼ばれる)の一種であるDMD(Digital Micro-mir ror Device)を用いる可変成形マスクを用いるこ とができる。

 この他、例えば国際公開第2004/053955号パ� �フレット(対応する米国特許出願公開第2005/02 59234号明細書)などに開示される、投影光学系 と基板との間に液体が満たされる液浸型露光 装置などに本発明を適用しても良い。

 また、露光装置の用途としては角型のガ� ��スプレートに液晶表示素子パターンを転写� ��る液晶用の露光装置に限定されることなく� ��例えば半導体製造用の露光装置、薄膜磁気� ��ッド、マイクロマシン及びDNAチップなどを� ��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� ��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 るレチクル又はマスクを製造するために、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本発明を適用で きる。なお、露光対象となる基板はガラスプ レートに限られるものでなく、例えばウエハ などでも良い。

 なお、これまでは、基板上にパターンを� ��成する露光装置について説明したが、スキ� ��ン動作により、基板上にパターンを形成す� ��方法は、露光装置に限らず、例えば、特開2 004-130312号公報などに開示される,インクジェ� ��トヘッド群と同様のインクジェット式の機� ��性液体付与装置を備えた素子製造装置を用� ��ても実現可能である。

 上記公開公報に開示されるインクジェッ� ��ヘッド群は、所定の機能性液体(金属含有液 体、感光材料など)をノズル(吐出口)から吐出 して基板(例えばPET、ガラス、シリコン、紙� �ど)に付与するインクジェットヘッドを複数� ��している。このインクジェットヘッド群の� ��うな機能性液体付与装置を用意して、パタ� ��ンの生成に用いることとすれば良い。この� ��能性液体付与装置を備えた素子製造装置で� ��、基板を固定して、機能性液体付与装置を� ��査方向にスキャンしても良いし、基板と機� ��性液体付与装置とを相互に逆向きに走査し� ��も良い。

 例えば、液晶表示素子を製造する場合、� ��述した各種露光装置を用いてパターンを感� ��性基板(レジストが塗布されたガラス基板等 )に形成する、いわゆる光リソグラフィ工程(� ��光性基板上には多数の電極等を含む所定パ� ��ーンが形成する工程)、露光された基板の現 像工程、エッチング工程、及びレジスト剥離 工程等の各処理工程を含むパターン形成ステ ップ、R(Red)、G(Green)、B(Blue)に対応した3つの� �ットの組がマトリックス状に多数配列した� �又はR、G、Bの3本のストライプのフィルタの� ��を複数水平走査線方向に配列したカラーフ� ��ルタを形成するカラーフィルタ形成ステッ� ��、パターン形成ステップにて得られた所定� ��ターンを有する基板、及びカラーフィルタ� ��成ステップにて得られたカラーフィルタ等� ��用いて液晶パネル(液晶セル)を組み立てる� �ル組み立てステップ、組み立てられた液晶� �ネル(液晶セル)の表示動作を行わせる電気回 路、及びバックライト等の各部品を取り付け て液晶表示素子として完成させるモジュール 組立ステップを経る。この場合、パターン形 成ステップにおいて、上述した各種露光装置 (上記実施形態の露光装置10を含む)を用いて� �スループットでプレートの露光が行われる� �で、結果的に、液晶表示素子の生産性を向� �させることができる。