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WO2024128069A1 - 物体保持装置、露光装置、物体移動方法、及び物体保持システム - Google Patents

物体保持装置、露光装置、物体移動方法、及び物体保持システム Download PDF

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Publication number
WO2024128069A1
WO2024128069A1 PCT/JP2023/043473 JP2023043473W WO2024128069A1 WO 2024128069 A1 WO2024128069 A1 WO 2024128069A1 JP 2023043473 W JP2023043473 W JP 2023043473W WO 2024128069 A1 WO2024128069 A1 WO 2024128069A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
unit
pair
thrust
linear motor
holding device
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/043473
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
坂田晃一
Original Assignee
株式会社ニコン
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社ニコン filed Critical 株式会社ニコン
Priority to CN202380084856.9A priority Critical patent/CN120345167A/zh
Publication of WO2024128069A1 publication Critical patent/WO2024128069A1/ja

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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • 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
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/03—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors

Definitions

  • an object holding device an exposure device, an object moving method, and an object holding system.
  • a step-and-scan exposure apparatus (a so-called scanning stepper (also called a scanner)) has been used, in which a mask or reticle (hereinafter collectively referred to as "mask”) and a glass substrate or wafer (hereinafter collectively referred to as "substrate”) are synchronously moved along a predetermined scanning direction (scanning direction) while a pattern formed on the mask is transferred onto the substrate using an energy beam.
  • the illuminance of the illumination system has improved dramatically due to the development of light sources such as UV-LEDs (Ultraviolet-Light Emitting Diodes), and since the amount of exposure can be ensured even when various stages, including the mask stage, are driven at high speeds, there is an increasing demand for faster drive speeds for various stages, including the mask stage. Increasing the drive speed of various stages improves throughput.
  • UV-LEDs Ultraviolet-Light Emitting Diodes
  • a linear motor is used as a drive device for driving the mask stage in the scanning direction (for example, Patent Document 1).
  • the object holding device includes a first unit having a plurality of armature modules each including a holding section that holds an object and is driven in a first direction, which is a scanning direction of the object, and a second direction in a horizontal plane perpendicular to the first direction, a magnetic core having two or more protrusions protruding in the second direction, and a coil wound around the magnetic core and through which a current of the same phase flows; and a second unit having a magnet module that includes a plurality of permanent magnets arranged with alternating poles in the first direction and arranged between two adjacent protrusions, and includes a pair of linear motors that apply a thrust in the first direction and a thrust in the second direction to the holding section, and at least a portion of each of the plurality of permanent magnets is contained within a space sandwiched between the two adjacent protrusions.
  • the exposure apparatus includes the object holding device and a pattern forming device that forms a pattern on the exposure object by performing an exposure operation in which the exposure object is exposed to an energy beam through the object held by the object holding device.
  • the method for moving an object includes arranging a pair of first units each having a plurality of armature modules each including a magnetic core having two or more protruding parts protruding in a first direction and a coil wound around the magnetic core and through which a current of the same phase flows, so that the first direction is perpendicular to a scanning direction of the object; arranging a pair of second units each having a magnet module including a plurality of permanent magnets arranged with alternating poles in a second direction and arranged between two adjacent protruding parts, so that the second direction is parallel to the scanning direction and at least a portion of each of the plurality of permanent magnets is contained within a space between the two adjacent protruding parts; and applying a thrust in the scanning direction and a thrust in a direction perpendicular to the scanning direction in a horizontal plane to a holder that holds the object by a pair of linear motors each formed by the first unit and the second unit, thereby moving the object in the scanning
  • the object holding system includes a first unit having a plurality of armature modules each including a holding section that holds an object and is driven in a first direction, which is a scanning direction of the object, and a second direction in a horizontal plane perpendicular to the first direction, a magnetic core having two or more protrusions protruding in the second direction, and a coil wound around the magnetic core and through which a current of the same phase flows, and a second unit having a magnet module that includes a plurality of permanent magnets arranged with alternating poles in the first direction and arranged between two adjacent protrusions, and includes an object holding device including a pair of linear motors that apply a thrust in the first direction and a thrust in the second direction to the holding section, and a control device that controls the pair of linear motors, and at least a portion of each of the plurality of permanent magnets is contained within a space sandwiched between the two adjacent protrusions.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an exposure apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 2(A) is a plan view of a mask stage apparatus according to one embodiment
  • FIG. 2(B) is a side view of the mask stage apparatus according to one embodiment.
  • FIG. 3A is a perspective view showing the configuration of a linear motor
  • FIG. 3B is a side view for explaining the arrangement of a first unit and a second unit in the embodiment.
  • Figures 4(A) and 4(B) are side views for explaining the force generated between the first unit and the second unit
  • Figure 4(C) is a side view for explaining the thrust in the Y-axis direction applied to the stage body.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an exposure apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 2(A) is a plan view of a mask stage apparatus according to one embodiment
  • FIG. 2(B) is a side view of the mask stage apparatus according to one embodiment.
  • FIG. 3A is a perspective view showing the
  • FIG. 5 is a block diagram showing an example of the configuration of a mask stage control device that controls the driving of the first linear motor and the second linear motor.
  • FIG. 6(A) is a plan view of a mask stage apparatus according to a modified example
  • FIG. 6(B) is a side view of the mask stage apparatus according to the modified example.
  • a linear motor for example, is used as a drive device for driving the mask stage in the scanning direction.
  • the mask stage is configured as a three-degree-of-freedom (DOF) planar stage with degrees of freedom on a plane: X-axis, Y-axis, ⁇ -axis, and z-axis, in order to synchronize with the substrate stage.
  • DOE three-degree-of-freedom
  • a cored linear motor which is a highly efficient linear motor with a high magnetic flux density
  • a typical cored linear motor on a 3DOF planar stage such as a mask stage because of the strong magnetic attraction force generated between the core and the permanent magnet part.
  • a highly efficient cored linear motor with a high magnetic flux density is mounted on the mask stage, realizing faster driving speed of the mask stage and position control of the mask stage in the X-axis direction, Y-axis direction, and ⁇ z direction.
  • the exposure device 10 according to one embodiment will be described with reference to Figures 1 to 5.
  • FIG. 1 is a diagram that shows roughly the configuration of an exposure apparatus 10 according to an embodiment.
  • the exposure apparatus 10 is a scanning stepper (scanner) that drives the mask MSK and glass substrate (hereafter referred to as "substrate") P in the same direction and at the same speed relative to the projection optical system PL, thereby transferring a pattern formed on the mask MSK onto the substrate P.
  • the substrate P is a rectangular glass substrate used, for example, in liquid crystal display devices (flat panel displays), with at least one side or diagonal length of 500 mm or more.
  • the direction in which the mask MSK and substrate P are driven during scanning exposure is referred to as the X-axis direction
  • the direction perpendicular to this in the horizontal plane is referred to as the Y-axis direction
  • the direction perpendicular to the X-axis and Y-axis as the Z-axis direction
  • the directions of rotation (tilt) around the X-axis, Y-axis, and Z-axis as the ⁇ x, ⁇ y, and ⁇ z directions, respectively.
  • the positions in the X-axis direction, Y-axis direction, and ⁇ z direction of the stage main body 60 provided in the mask stage device MST described later may be referred to as the X position, Y position, and ⁇ z position, respectively.
  • the exposure apparatus 10 includes an illumination system IOP, a mask stage device MST that holds a mask MSK, a projection optical system PL, a body 70 that supports these, a substrate stage PST that holds a substrate P, and a control device 600.
  • the control device 600 includes a mask stage control device 400 that controls the mask stage device MST, and a substrate stage control device 500 that controls the substrate stage PST.
  • the body 70 comprises a base (vibration isolation table) 71, columns 72A, 72B, and an optical surface plate 73.
  • the base (vibration isolation table) 71 is placed on floor F and supports columns 72A, 72B, etc. by isolating vibrations from floor F.
  • Each of columns 72A, 72B has a frame shape, with column 72A being placed inside column 72B.
  • the optical surface plate 73 has a flat plate shape and is fixed to the ceiling of column 72A.
  • the illumination system IOP is disposed above the body 70.
  • the illumination system IOP irradiates the illumination light IL onto the mask MSK.
  • the mask stage device MST includes a stage body 60, and a mask MSK having a pattern surface (the lower surface in FIG. 1) on which a circuit pattern is formed is fixed, for example, by vacuum adsorption (or electrostatic adsorption).
  • the mask stage device MST is driven by a pair of linear motors 100 (described later) at a predetermined stroke in the scanning direction (X-axis direction) and is also slightly driven in the non-scanning directions (Y-axis direction and ⁇ z direction).
  • the configuration of the mask stage device MST will be described in detail later.
  • the projection optical system PL is supported by an optical base 73 below (-Z side) the mask stage device MST.
  • the projection optical system PL forms an image field, for example, rectangular in shape, with the Y-axis direction as the longitudinal direction.
  • the projection area of the projection optical system PL is sometimes called the exposure area.
  • the illumination light IL that has passed through the mask MSK forms a projected image (partial upright image) of the circuit pattern of the mask MSK in the illumination area, via the projection optical system PL, in an irradiation area (exposure area (conjugate to the illumination area)) on the substrate P arranged on the image plane side of the projection optical system PL.
  • a resist sensitizer
  • the substrate stage device MST and the substrate stage PST By synchronously driving the mask stage device MST and the substrate stage PST, i.e., by driving the mask MSK in the scanning direction (X-axis direction) relative to the illumination area (illumination light IL) and driving the substrate P in the same scanning direction relative to the exposure area (illumination light IL), the substrate P is exposed and the pattern of the mask MSK is transferred onto the substrate P.
  • the substrate stage PST is placed on a base (vibration isolation table) 71 below (on the -Z side) the projection optical system PL.
  • the substrate P is held on the substrate stage PST via a substrate holder (not shown).
  • the position information of the substrate stage PST in the XY plane (including rotation information (yawing amount (amount of rotation in the ⁇ z direction ⁇ z), pitching amount (amount of rotation in the ⁇ x direction ⁇ x), and rolling amount (amount of rotation in the ⁇ y direction ⁇ y))) is measured by an interferometer system.
  • the interferometer system measures the position of the substrate stage PST by irradiating a measurement beam from the optical base 73 to a movable mirror (or a mirror-finished reflective surface (not shown)) provided at the end of the substrate stage PST and receiving the reflected light from the movable mirror.
  • the measurement result is supplied to the substrate stage control device 500, which drives the substrate stage PST in accordance with the measurement result of the interferometer system.
  • alignment measurement (e.g., EGA, etc.) is performed prior to exposure, and the results are used to expose the substrate P in the following procedure.
  • the mask stage device MST and the substrate stage PST are synchronously driven in the X-axis direction according to instructions from the mask stage control device 400 and the substrate stage control device 500. This performs scanning exposure on the first shot area on the substrate P.
  • the substrate stage control device 500 moves (steps) the substrate stage PST to a position corresponding to the second shot area. Then, scanning exposure is performed on the second shot area.
  • the substrate stage control device 500 similarly repeats stepping between the shot areas of the substrate P and scanning exposure on the shot areas. This causes the pattern of the mask MSK to be transferred to all shot areas on the substrate P.
  • FIG. 2(A) is a plan view of mask stage device MST
  • Fig. 2(B) is a side view of mask stage device MST.
  • Fig. 2(B) shows a cross section including a permanent magnet 301, which will be described later, for second unit 300, which will be described later. Also, some elements are omitted from Fig. 2(B).
  • the mask stage device MST includes a pair of X-beams 61, a stage body 60 that holds the mask MSK, and a pair of linear motors 100 that apply thrust to the stage body 60.
  • the pair of X beams 61 are fixed to, for example, column 72B.
  • the pair of X beams 61 are members extending in the X-axis direction and are arranged parallel to each other and spaced apart in the Y-axis direction.
  • the stage body 60 is made of a plate-like member that is rectangular in plan view, and a rectangular, long-hole-shaped opening 60a with its longitudinal direction in the X-axis direction is formed in the center.
  • the mask MSK is inserted into the opening 60a.
  • a number of holding members including suction pads for suction-holding the mask MSK from below are attached at regular intervals in the X-axis direction to the +Y and -Y side walls, respectively.
  • air bearings 62 a type of gas hydrostatic bearing, are attached to the underside of the stage body 60, for example, near each of the four corners (see FIG. 2B).
  • the stage body 60 is levitated in a non-contact manner with a small clearance above a base plate 65 supported by a column 72B, for example, by ejecting pressurized gas from the four air bearings 62.
  • a pair of X movable mirrors 63X having reflective surfaces perpendicular to the X axis are attached at a predetermined interval in the Y axis direction to the -X side of the stage body 60.
  • a Y movable mirror 63Y (bar mirror) having a reflective surface perpendicular to the Y axis is attached to the -Y side of the stage body 60.
  • the position information of the stage body 60 (i.e., the mask MSK) in the XY plane is constantly detected with a resolution of, for example, about 0.5 to 1 nm by a laser interferometer system (hereinafter referred to as the mask interferometer system) that includes a pair of X laser interferometers 64X corresponding to each of the pair of X moving mirrors 63X, and a Y laser interferometer 64Y corresponding to the Y moving mirror 63Y.
  • the position information of the stage body 60 in the ⁇ z direction is found based on the output of the pair of X laser interferometers 64X.
  • the stage body 60 is driven in the X-axis direction, Y-axis direction, and ⁇ z direction by a pair of linear motors 100.
  • the pair of linear motors 100 face each other in the Y-axis direction, sandwiching the stage body 60 therebetween.
  • the pair of linear motors 100 includes a first linear motor 100a arranged on the +Y side of the stage body 60, and a second linear motor 100b arranged on the -Y side of the stage body 60.
  • Fig. 3A is a perspective view showing the configuration of the linear motor 100.
  • the linear motor 100 includes a first unit 200 and a second unit 300.
  • the first unit 200 includes a plurality of armature module sets 211 arranged in the X-axis direction.
  • Each armature module set 211 includes armature modules 210U, 210V, and 210W.
  • the armature modules 210U, 210V, and 210W will be referred to as armature modules 210.
  • the armature modules 210U, 210V, and 210W are housed, for example, in a housing 250 with an E-shaped cross section (see FIG. 2A).
  • Each armature module 210 includes a magnetic core 201 having three protrusions 201a protruding in the Y-axis direction, and a coil 203 wound around the magnetic core 201.
  • a U-phase voltage is applied to the coil 203 of the armature module 210U
  • a V-phase voltage is applied to the coil 203 of the armature module 210V
  • a W-phase voltage is applied to the coil 203 of the armature module 210W. That is, a current of the same phase (U-phase) flows through the coil 203 of the armature module 210U.
  • a current of the same phase (V-phase) flows through the coil 203 of the armature module 210V.
  • a current of the same phase (W-phase) flows through the coil 203 of the armature module 210W.
  • each of the armature modules 210U, 210V, and 210W the winding direction of each coil 203 through which current of the same phase flows is adjusted so that magnetic flux closed loops are formed with the polarities of the electromagnets of each protrusion 201a being different from each other.
  • the winding direction of each coil 203 is adjusted so that the magnetic flux closed loops formed at a certain point in time are magnetic flux closed loops A1 and A2.
  • the second unit 300 includes a magnet module 310 including multiple permanent magnets 301.
  • the second unit 300 includes two magnet modules 310.
  • the multiple permanent magnets 301 are arranged with alternating poles in the X-axis direction.
  • FIG. 3(B) is a side view for explaining the arrangement of the first unit 200 and the second unit 300 in this embodiment.
  • a cross section including the permanent magnet 301 is shown for the second unit 300.
  • each magnet module 310 is arranged between two adjacent protrusions 201a of the magnetic core 201 of the armature module 210.
  • N" and S represent the north pole and south pole of the permanent magnet 301, respectively.
  • each armature module 210 a current having a phase different from that of the coils 203 of the other armature modules 210 is supplied to the coils 203 of at least one armature module 210 so that a forward thrust in the X-axis direction is generated by the attractive and repulsive forces between the poles of the electromagnets formed at the ends of the protrusions 201a and the corresponding permanent magnets 301.
  • the linear motor 100 having the above configuration for example, the linear motor disclosed in Patent No. 5,956,993 can be used.
  • the first unit 200 is fixed to the X-beam 61
  • the second unit 300 is fixed to the stage body 60.
  • the first unit 200 and the second unit 300 are arranged such that a part of each of the multiple permanent magnets 301 provided in the magnet module 310 is accommodated in the space SP1 sandwiched between two adjacent protrusions 201a of the magnetic core 201, and the other part of each of the multiple permanent magnets 301 is exposed from the space SP1.
  • a magnetic attraction force MAF is generated between the first unit 200 and the second unit 300 in the Y-axis direction. Note that it is sufficient that at least a part of each of the multiple permanent magnets 301 is accommodated in the space SP1 sandwiched between the two adjacent protrusions 201a of the magnetic core 201.
  • the magnitude of the magnetic attraction force MAF generated between the first unit 200 and the second unit 300 varies depending on the area of the portion of the permanent magnet 301 that is contained within the space SP1 between the two adjacent protrusions 201a of the magnetic core 201.
  • the magnetic attraction force MAF is at its smallest. If the magnetic attraction force MAF between the first unit 200 and the second unit 300 is large, it affects the driving of the linear motor 100. Therefore, when using the linear motor 100 according to this embodiment, the first unit 200 and the second unit 300 were conventionally arranged so that the entire permanent magnet 301 was contained within the space SP1.
  • the inventors discovered that by generating a magnetic attraction force MAF of an appropriate magnitude between the first unit 200 and the second unit 300, it is possible to change the thrust in the Y-axis direction applied to the stage body 60 by the first linear motor 100a and the thrust in the Y-axis direction applied to the stage body 60 by the second linear motor 100b using the d-axis current.
  • a magnetic attraction force MAF is intentionally generated between the first unit 200 and the second unit 300, and the d-axis current applied to the coil 203 is changed, and the force resulting from the increase or decrease in magnetic flux due to the d-axis current changes the thrust in the Y-axis direction applied to the stage body 60 in each of the first linear motor 100a and the second linear motor 100b.
  • This makes it possible to adjust the thrust in the Y-axis direction of the stage body 60, and thus to adjust the position of the stage body 60 in the Y-axis direction.
  • Figures 4(A) and 4(B) are side views for explaining the forces generated between the first unit 200 and the second unit 300
  • Figure 4(C) is a side view for explaining the thrust in the Y-axis direction applied to the stage body 60. Note that in Figures 4(A) to 4(C), a cross section including the permanent magnet 301 is shown for the second unit 300.
  • FIG. 4(A) The diagram on the left side of Figure 4(A) shows the state before d-axis current is supplied to coil 203.
  • the magnetic flux lines shown in Figure 4(A) are due to the q-axis current.
  • a magnetic attractive force MAF is also generated between the first unit 200 and the second unit 300, but since the magnetic attractive force MAF is weakened by the force GF1, the resultant force TF of the force GF1 and the magnetic attractive force MAF is smaller than the magnetic attractive force MAF.
  • the resultant force TF of the force GF1 and the magnetic attractive force MAF ( ⁇ magnetic attractive force MAF) is the force generated between the first unit 200 and the second unit 300.
  • FIG. 4(B) shows the state before a d-axis current is supplied to coil 203.
  • a force GF2 is generated between first unit 200 and second unit 300 due to an increase or decrease in magnetic flux, as shown in the diagram in the center of FIG. 4(B).
  • Force GF2 is a force in the same direction as magnetic attraction force MAF.
  • a magnetic attraction force MAF is also generated between the first unit 200 and the second unit 300, and since the magnetic attraction force MAF is strengthened by the force GF2, the resultant force TF of the force GF2 and the magnetic attraction force MAF is greater than the magnetic attraction force MAF.
  • the resultant force TF (>magnetic attraction force MAF) of the force GF2 and the magnetic attraction force MAF becomes the force generated between the first unit 200 and the second unit 300.
  • the first unit 200 and second unit 300 of the first linear motor 100a and the first unit 200 and second unit 300 of the second linear motor 100b may be arranged so that the magnetic attraction force MAF of each is an appropriate magnitude from the viewpoint of position control in the Y-axis direction of the stage body 60. Furthermore, the magnetic attraction force MAF generated between the first unit 200 and second unit 300 of the first linear motor 100a and the magnetic attraction force MAF generated between the first unit 200 and second unit 300 of the second linear motor 100b may be the same or different.
  • the first linear motor 100a is disposed on the +Y side of the stage body 60
  • the second linear motor 100b is disposed on the -Y side of the stage body 60.
  • the mask stage control device 400 supplies a positive d-axis current to the second linear motor 100b and a negative d-axis current to the first linear motor 100a.
  • a resultant force TF1 in the +Y direction is applied to the stage body 60 by the first linear motor 100a
  • a resultant force TF2 in the -Y direction is applied to the stage body 60 by the second linear motor 100b.
  • the direction of the thrust in the Y-axis direction applied to the stage body 60 by the first linear motor 100a is opposite to the direction of the thrust in the Y-axis direction applied to the stage body 60 by the second linear motor 100b.
  • the d-axis current supplied to the coil 203 of the first linear motor 100a and the d-axis current supplied to the coil 203 of the second linear motor 100b can be determined by calculating the thrust applied to the stage body 60 in the Y-axis direction and distributing the thrust to the first linear motor 100a and the second linear motor 100b.
  • the d-axis current supplied to the coil 203 of the first linear motor 100a and the d-axis current supplied to the coil 203 of the second linear motor 100b can be determined so that the resultant force of the linear motor 100 positioned in the direction in which the stage body 60 is desired to move (+Y direction or -Y direction) (the resultant force in the direction in which the stage body 60 is desired to move) is greater than the resultant force of the other linear motor 100 (the resultant force in the opposite direction to the direction in which the stage body 60 is desired to move).
  • FIG. 5 is a block diagram showing an example configuration of a mask stage control device 400 that controls the driving of the first linear motor 100a and the second linear motor 100b.
  • the mask stage control device 400 includes addition and subtraction circuits 401-403, an X-position control unit 411, a ⁇ z position control unit 412, a Y-position control unit 413, an X-axis thrust force calculation unit 460, a Y-axis thrust force calculation unit 470, a magnetic attraction force calculation unit 480, a q-axis current command value calculation unit 420, a d-axis current command value calculation unit 430, a first current vector control unit 440a, a second current vector control unit 440b, a first motor amplifier 450a, and a second motor amplifier 450b.
  • the addition/subtraction circuit 401 calculates the deviation (X position deviation) between the target value of the X position of the stage body 60 input from outside and the X position (actual X position) of the stage body 60 detected by the mask interferometer system.
  • the addition/subtraction circuit 402 calculates the deviation ( ⁇ z position deviation) between the target value of the ⁇ z position of the stage body 60 input from outside and the ⁇ z position ( ⁇ z actual position) of the stage body 60 detected by the mask interferometer system.
  • the addition/subtraction circuit 403 calculates the deviation (Y position deviation) between the target value of the Y position of the stage body 60 input from outside and the Y position (actual Y position) of the stage body 60 detected by the mask interferometer system.
  • the X-position control unit 411 calculates a command value for thrust in the X-axis direction (X-axis thrust) from the deviation of the X-position obtained by the addition/subtraction circuit 401.
  • the ⁇ z position control unit 412 calculates a command value for the thrust in the ⁇ z direction ( ⁇ z direction thrust) from the deviation of the ⁇ z position ( ⁇ z position deviation) obtained by the addition and subtraction circuit 402.
  • the X-axis thrust calculation unit 460 calculates the command value of the thrust in the X-axis direction of the first linear motor 100a (X-axis thrust command value) and the command value of the thrust in the X-axis direction of the second linear motor 100b (X-axis thrust command value) based on the command value of the thrust in the X-axis direction calculated by the X-position control unit 411 and the command value of the thrust in the ⁇ z direction calculated by the ⁇ z position control unit 412.
  • the q-axis current command value calculation unit 420 calculates the q-axis current command value of the first linear motor 100a and the q-axis current command value of the second linear motor 100b based on the X-axis thrust command value of the first linear motor 100a and the X-axis thrust command value of the second linear motor 100b calculated by the X-axis thrust force calculation unit 460.
  • the Y-position control unit 413 calculates a command value for thrust in the Y-axis direction (Y-axis thrust) from the Y-position deviation (Y-position deviation) calculated by the addition/subtraction circuit 403.
  • the Y-axis thrust calculation unit 470 calculates the command value of the thrust in the Y-axis direction of the first linear motor 100a (Y-axis thrust command value) and the command value of the thrust in the Y-axis direction of the second linear motor 100b (Y-axis thrust command value) based on the command value of the thrust in the Y-axis direction calculated by the Y position control unit 413.
  • the magnetic attraction force calculation unit 480 calculates the magnetic attraction force of the first linear motor 100a and the magnetic attraction force of the second linear motor 100b from the actual position of the stage body 60.
  • the magnetic attraction force MAF changes depending on the extent to which the permanent magnet 301 is accommodated in the space SP1 between the adjacent protrusions 201a of the magnetic core 201.
  • the magnetic attraction force MAF also changes due to slight fluctuations in the positional relationship between the first unit 200 and the second unit 300 caused by driving the stage body 60 in the X-axis direction.
  • the magnetic attraction force calculation unit 480 calculates the positional relationship between the magnetic core 201 and the permanent magnet 301 based on the actual X position, actual Y position, and actual ⁇ z position of the stage body 60, and calculates the magnetic attraction force of the first linear motor 100a and the magnetic attraction force of the second linear motor 100b from the calculated positional relationship.
  • the d-axis current command value calculation unit 430 calculates the d-axis current command value of the first linear motor 100a based on the Y-axis thrust command value of the first linear motor 100a calculated by the Y-axis thrust force calculation unit 470 and the magnetic attraction force of the first linear motor 100a calculated by the magnetic attraction force calculation unit 480.
  • the d-axis current command value calculation unit 430 also calculates the d-axis current command value of the second linear motor 100b based on the Y-axis thrust command value of the second linear motor 100b calculated by the Y-axis thrust force calculation unit 470 and the magnetic attraction force of the second linear motor 100b calculated by the magnetic attraction force calculation unit 480.
  • the first current vector control unit 440a calculates command values for the U-phase, V-phase, and W-phase voltages (first UVW-phase voltage command values) to be applied to the first linear motor 100a based on the q-axis current command value of the first linear motor 100a calculated by the q-axis current command value calculation unit 420, the d-axis current command value of the first linear motor 100a calculated by the d-axis current command value calculation unit 430, and the actual q-axis current and actual d-axis current of the first linear motor 100a detected by a detection unit (not shown), and outputs the command values to the first motor amplifier 450a.
  • the second current vector control unit 440b calculates command values for the U-phase, V-phase, and W-phase voltages (second UVW-phase voltage command values) to be applied to the second linear motor 100b based on the q-axis current command value of the second linear motor 100b calculated by the q-axis current command value calculation unit 420, the d-axis current command value of the second linear motor 100b calculated by the d-axis current command value calculation unit 430, and the actual q-axis current and actual d-axis current of the second linear motor 100b detected by a detection unit (not shown), and outputs the command values to the second motor amplifier 450b.
  • the first motor amplifier 450a applies U-phase, V-phase, and W-phase voltages (first UVW-phase voltages) to the armature modules 210U, 210V, and 210W of the first linear motor 100a, respectively, according to the U-phase, V-phase, and W-phase voltage command values input from the first current vector control unit 440a.
  • the second motor amplifier 450b also applies U-phase, V-phase, and W-phase voltages (second UVW-phase voltages) to the armature modules 210U, 210V, and 210W of the second linear motor 100b, respectively, according to the U-phase, V-phase, and W-phase voltage command values input from the second current vector control unit 440b.
  • U-phase, V-phase, and W-phase voltages second UVW-phase voltages
  • the X-position and ⁇ z-position of the stage body 60 can be adjusted by controlling the thrust in the X-axis direction of the first linear motor 100a and the thrust in the X-axis direction of the second linear motor 100b with the q-axis current
  • the Y-position of the stage body 60 can be adjusted by controlling the thrust in the Y-axis direction of the first linear motor 100a and the thrust in the Y-axis direction of the second linear motor 100b with the d-axis current.
  • the mask stage device MST includes a stage body 60 that holds the mask MSK and is driven in the X-axis direction, which is the scanning direction of the mask MSK, and in the Y-axis direction, which is perpendicular to the X-axis direction in a horizontal plane, and a pair of linear motors 100 that apply thrust in the X-axis direction and thrust in the Y-axis direction to the stage body 60.
  • Each of the pair of linear motors 100 includes a first unit having a plurality of armature modules 210U, 210V, and 210W, each of which includes a magnetic core 201 having three protrusions 201a and a coil 203 wound around the magnetic core 201 and through which a current of the same phase flows, and a second unit 300 having a magnet module 310 that includes a plurality of permanent magnets 301 arranged with poles changed in the X-axis direction and is accommodated between two adjacent protrusions 201a. At least a portion of each of the plurality of permanent magnets 301 is accommodated in the space SP1 sandwiched between the two adjacent protrusions 201a of the magnetic core 201.
  • a magnetic attraction force MAF is generated between the first unit 200 and the second unit 300, and by controlling the d-axis current supplied to each of the pair of linear motors 100, the force generated between the first unit 200 and the second unit 300 can be controlled.
  • the position of the stage body 60 in the Y-axis direction can be controlled by the pair of linear motors 100, and there is no need to provide, for example, a voice coil motor for position control of the stage body 60.
  • the position of the stage body 60 can be controlled not only in the X-axis direction and the ⁇ z direction but also in the Y-axis direction.
  • the linear motor 100 since the linear motor 100 according to this embodiment has a magnetic core 201, the magnetic flux density can be made higher than that of a coreless linear motor. As a result, the stage body 60 can be driven at a higher speed than that of a coreless linear motor. In this way, in the mask stage device MST of this embodiment, high-speed driving of the stage body 60 and position control of the stage body 60 in three directions (X-axis direction, Y-axis direction, and ⁇ z direction) can be realized by a pair of linear motors 100.
  • the stage body 60 can rotate around the Z-axis direction, which is perpendicular to the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the stage body 60 has three degrees of freedom. This allows the driving of the stage body 60 to be synchronized with the driving of the substrate stage.
  • the pair of linear motors 100 face each other in the Y-axis direction, sandwiching the stage body 60 therebetween. This allows the stage body 60 to move in both the +Y and -Y directions.
  • the direction of the thrust in the Y-axis direction that one of the pair of linear motors 100 applies to the stage body 60 is opposite to the direction of the thrust in the Y-axis direction that the other of the pair of linear motors 100 applies to the stage body 60.
  • the stage body 60 can be moved in either the +Y direction or the -Y direction.
  • the mask stage device MST is equipped with a mask stage control device 400 that generates and controls the d-axis current and q-axis current supplied to the coil 203, and the mask stage control device 400 changes the thrust in the Y-axis direction applied to the stage body 60 by changing the d-axis current. This makes it possible to change the position of the stage body 60 in the Y-axis direction.
  • the mask stage control device 400 adjusts the thrust in the Y-axis direction applied to the stage body 60 by making the d-axis current supplied to one of the pair of linear motors 100 different from the d-axis current supplied to the other of the pair of linear motors 100. This makes it possible to move the stage body 60 in both the +Y direction and the -Y direction.
  • the mask stage control device 400 determines the d-axis current to be supplied to each of the pair of linear motors 100 based on the difference between the target position of the stage body 60 in the Y-axis direction and the actual position of the stage body 60 in the Y-axis direction. This makes it possible to bring the position of the stage body 60 closer to the target position in the Y-axis direction.
  • FIG. 6(A) is a plan view of a mask stage device MST-1 according to a modified example
  • FIG. 6(B) is a side view of the mask stage device MST-1 according to a modified example.
  • a cross section including the permanent magnet 301 is shown for the second unit 300.
  • the first unit 200 may be fixed to the stage body 60, and the second unit 300 may be fixed to the X-beam 61.
  • the first unit 200 may have one or more armature module sets 211 including armature modules 210U, 210V, and 210W. The rest of the configuration is the same as in the embodiment, so detailed description will be omitted.
  • the magnetic core 201 of the armature module 210 of the first unit 200 has three protrusions 201a, and the second unit 300 has two magnet modules 310, but this is not limited to the above.
  • the magnetic core 201 of the armature module 210 of the first unit 200 may have two protrusions 201a, and the second unit 300 may have one magnet module 310.
  • one magnet module 310 may be disposed between the two protrusions 201a.
  • the magnetic core 201 of the armature module 210 of the first unit 200 may have N protrusions 201a (N is a natural number equal to or greater than 4), and the second unit 300 may have N-1 magnet modules 310.
  • the exposure apparatus 10 is described as an exposure apparatus that transfers the pattern of the mask MSK onto a glass substrate, but the exposure apparatus 10 may also be, for example, a semiconductor exposure apparatus that forms a pattern formed on a reticle onto a wafer.
  • the above embodiment may be applied to any device that holds an object and controls its position in two intersecting directions in a horizontal plane, not limited to the exposure device 10.
  • Exposure apparatus 60 Stage body 100 Linear motor 100a First linear motor 100b Second linear motor 200 First unit 201 Magnetic core 201a Protrusion 203 Coil 210, 210U, 210V, 210W Armature module 300 Second unit 301 Permanent magnet 310 Magnet module MSK Mask MST Mask stage device

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Abstract

物体保持装置は、物体を保持し、前記物体の走査方向である第１方向と、水平面内において前記第１方向に直交する第２方向とに駆動される保持部と、前記第２方向に突出する２つ以上の突出部を有する磁性体コアと、前記磁性体コアに巻かれ、同じ位相の電流が流れるコイルと、を各々含む複数の電機子モジュールを有する第１ユニットと、前記第１方向に極を変えながら配置される複数の永久磁石を含み、隣接する２つの前記突出部の間に配置される磁石モジュールを有する第２ユニットと、を各々含み、前記保持部に前記第１方向の推力及び前記第２方向の推力を付与する一対のリニアモータと、を備え、前記複数の永久磁石の各々の少なくとも一部は、前記隣接する２つの前記突出部に挟まれた空間内に収容される。

Description

物体保持装置、露光装置、物体移動方法、及び物体保持システム
　物体保持装置、露光装置、物体移動方法、及び物体保持システムに関する。
　従来、液晶表示素子、半導体素子（集積回路等）等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するリソグラフィ工程では、マスク又はレチクル（以下、「マスク」と総称する）と、ガラス基板又はウエハ（以下、「基板」と総称する）とを所定の走査方向（スキャン方向）に沿って同期移動させつつ、マスクに形成されたパターンをエネルギビームを用いて基板上に転写するステップ・アンド・スキャン方式の露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる））などが用いられている。
　露光装置において、UV-LED（Ultraviolet-Light Emitting Diode）などに代表される光源の発展によって照明系の照度が飛躍的に向上しており、マスクステージを含む各種ステージを高速に駆動させても露光量を確保できることから、マスクステージを含む各種ステージの駆動速度の高速化がより一層求められつつある。各種ステージの駆動速度の高速化により、スループットが向上する。
　マスクステージを走査方向に駆動するための駆動装置として、例えば、リニアモータが用いられている（例えば、特許文献１）。
特開２０１７－１５９９５号公報
　第１の開示の態様によれば、物体保持装置は、物体を保持し、前記物体の走査方向である第１方向と、水平面内において前記第１方向に直交する第２方向とに駆動される保持部と、前記第２方向に突出する２つ以上の突出部を有する磁性体コアと、前記磁性体コアに巻かれ、同じ位相の電流が流れるコイルと、を各々含む複数の電機子モジュールを有する第１ユニットと、前記第１方向に極を変えながら配置される複数の永久磁石を含み、隣接する２つの前記突出部の間に配置される磁石モジュールを有する第２ユニットと、を各々含み、前記保持部に前記第１方向の推力及び前記第２方向の推力を付与する一対のリニアモータと、を備え、前記複数の永久磁石の各々の少なくとも一部は、前記隣接する２つの前記突出部に挟まれた空間内に収容される。
　第２の開示の態様によれば、露光装置は、上記物体保持装置と、前記物体保持装置に保持された前記物体を介してエネルギビームで露光対象物を露光する露光動作によって、前記物体が有するパターンを前記露光対象物に形成するパターン形成装置と、を備える。
　第３の開示の態様によれば、物体移動方法は、第１方向に突出する２つ以上の突出部を有する磁性体コアと、前記磁性体コアに巻かれ、同じ位相の電流が流れるコイルと、を各々含む複数の電機子モジュールを各々有する一対の第１ユニットを、前記第１方向が物体の走査方向と直交するように配置することと、第２方向に極を変えながら配置される複数の永久磁石を含み、隣接する２つの前記突出部の間に配置される磁石モジュールを各々有する一対の第２ユニットを、前記第２方向が前記走査方向と平行となり、前記複数の永久磁石の各々の少なくとも一部が、前記隣接する２つの前記突出部に挟まれた空間内に収容されるようにそれぞれ配置することと、前記第１ユニットと前記第２ユニットにより各々構成される一対のリニアモータによって、前記物体を保持する保持部に前記走査方向の推力及び水平面内において前記走査方向と直交する方向の推力を付与し、前記物体を前記走査方向及び前記直交する方向に移動させることと、を含む。
　第４の開示の態様によれば、物体保持システムは、物体を保持し、前記物体の走査方向である第１方向と、水平面内において前記第１方向に直交する第２方向とに駆動される保持部と、前記第２方向に突出する２つ以上の突出部を有する磁性体コアと、前記磁性体コアに巻かれ、同じ位相の電流が流れるコイルと、を各々含む複数の電機子モジュールを有する第１ユニットと、前記第１方向に極を変えながら配置される複数の永久磁石を含み、隣接する２つの前記突出部の間に配置される磁石モジュールを有する第２ユニットと、を各々含み、前記保持部に前記第１方向の推力及び前記第２方向の推力を付与する一対のリニアモータと、を含む物体保持装置と、前記一対のリニアモータを制御する制御装置と、を備え、前記複数の永久磁石の各々の少なくとも一部は、前記隣接する２つの前記突出部に挟まれた空間内に収容される。
　なお、後述の実施形態の構成を適宜改良しても良く、また、少なくとも一部を他の構成物に代替させても良い。更に、その配置について特に限定のない構成要件は、実施形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。
図１は、一実施形態に係る露光装置の構成を示す概略図である。 図２（Ａ）は、一実施形態に係るマスクステージ装置の平面図であり、図２（Ｂ）は、一実施形態に係るマスクステージ装置の側面図である。 図３（Ａ）は、リニアモータの構成を示す斜視図であり、図３（Ｂ）は、実施形態における第１ユニットと第２ユニットとの配置について説明するための側面図である。 図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、第１ユニットと第２ユニットとの間に生じる力について説明するための側面図であり、図４（Ｃ）は、ステージ本体に付与されるＹ軸方向の推力について説明するための側面図である。 図５は、第１リニアモータ及び第２リニアモータの駆動を制御するマスクステージ制御装置の構成例を示すブロック図である。 図６（Ａ）は、変形例に係るマスクステージ装置の平面図であり、図６（Ｂ）は、変形例に係るマスクステージ装置の側面図である。
　上述したように、マスクステージを走査方向に駆動するための駆動装置として、例えば、リニアモータが用いられている。マスクステージは、基板ステージと同期するために、平面上に自由度を有するＸ軸Ｙ軸θｚ軸の３自由度（ＤＯＦ）平面ステージの構成となっている。
　ここで、マスクステージの駆動速度の高速化の要求に応えるために、磁束密度が大きく、高効率なリニアモータであるコア付きリニアモータを採用しようとした場合、一般的なコア付きリニアモータはコア部と永久磁石部との間で強力な磁気吸引力が発生するために、マスクステージのような３ＤＯＦ平面ステージへの搭載は困難であった。本実施形態は、磁束密度が大きく、高効率なコア付きリニアモータをマスクステージに搭載し、マスクステージの駆動速度の高速化と、マスクステージのＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθｚ方向における位置制御と、を実現する。
　一実施形態に係る露光装置１０について、図１～図５に基づいて説明する。
（露光装置の構成）
　図１は、一実施形態に係る露光装置１０の構成を概略的に示す図である。
　露光装置１０は、マスクＭＳＫとガラス基板（以下、「基板」と呼ぶ）Ｐとを投影光学系ＰＬに対して同一方向に同一速度で駆動することで、マスクＭＳＫに形成されたパターンを基板Ｐ上に転写するスキャニング・ステッパ（スキャナ）である。基板Ｐは、例えば液晶表示装置（フラットパネルディスプレイ）に用いられる矩形のガラス基板であり、少なくとも一辺の長さ又は対角長が５００ｍｍ以上である。
　以下においては、走査露光の際にマスクＭＳＫ及び基板Ｐが駆動される方向（走査方向）をＸ軸方向とし、これに直交する水平面内での方向をＹ軸方向、Ｘ軸及びＹ軸に直交する方向をＺ軸方向、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸回りの回転（傾斜）方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向とする。また、後述するマスクステージ装置ＭＳＴが備えるステージ本体６０のＸ軸方向の位置、Ｙ軸方向の位置、θｚ方向の位置をそれぞれＸ位置、Ｙ位置、及びθｚ位置と呼ぶ場合がある。
　露光装置１０は、照明系ＩＯＰ、マスクＭＳＫを保持するマスクステージ装置ＭＳＴ、投影光学系ＰＬ、これらを支持するボディ７０、基板Ｐを保持する基板ステージＰＳＴ、及び制御装置６００を備える。制御装置６００は、マスクステージ装置ＭＳＴを制御するマスクステージ制御装置４００と、基板ステージＰＳＴを制御する基板ステージ制御装置５００と、を含む。
　ボディ７０は、ベース（防振台）７１、コラム７２Ａ，７２Ｂ、及び光学定盤７３を備える。ベース（防振台）７１は、床Ｆ上に配置され、床Ｆからの振動を除振してコラム７２Ａ，７２Ｂ等を支持する。コラム７２Ａ，７２Ｂはそれぞれ枠体形状を有し、コラム７２Ｂの内側にコラム７２Ａが配置されている。光学定盤７３は、平板形状を有し、コラム７２Ａの天井部に固定されている。
　照明系ＩＯＰは、ボディ７０の上方に配置されている。照明系ＩＯＰは、照明光ＩＬをマスクＭＳＫに照射する。
　マスクステージ装置ＭＳＴは、ステージ本体６０を含み、回路パターンが形成されたパターン面（図１における下面）を有するマスクＭＳＫが、例えば真空吸着（あるいは静電吸着）により固定されている。マスクステージ装置ＭＳＴは、後述する一対のリニアモータ１００により走査方向（Ｘ軸方向）に所定のストロークで駆動されるとともに、非走査方向（Ｙ軸方向及びθｚ方向）に微少駆動される。マスクステージ装置ＭＳＴの構成については、後に詳しく説明する。
　投影光学系ＰＬは、マスクステージ装置ＭＳＴの下方（－Ｚ側）において、光学定盤７３に支持されている。投影光学系ＰＬは、例えば、Ｙ軸方向を長手方向とする、例えば矩形形状のイメージフィールドを形成する。なお、投影光学系ＰＬの投影領域を露光領域と呼ぶ場合がある。
　照明系ＩＯＰからの照明光ＩＬによってマスクＭＳＫ上の照明領域が照明されると、マスクＭＳＫを透過した照明光ＩＬにより、投影光学系ＰＬを介して、その照明領域内のマスクＭＳＫの回路パターンの投影像（部分正立像）が、投影光学系ＰＬの像面側に配置される基板Ｐ上の照射領域（露光領域（照明領域に共役））に形成される。ここで、基板Ｐの表面にはレジスト（感応剤）が塗布されている。マスクステージ装置ＭＳＴと基板ステージＰＳＴとを同期駆動する、すなわちマスクＭＳＫを照明領域（照明光ＩＬ）に対して走査方向（Ｘ軸方向）に駆動するとともに、基板Ｐを露光領域（照明光ＩＬ）に対して同じ走査方向に駆動することで、基板Ｐが露光されて基板Ｐ上にマスクＭＳＫのパターンが転写される。
　基板ステージＰＳＴは、投影光学系ＰＬの下方（－Ｚ側）のベース（防振台）７１上に配置されている。基板ステージＰＳＴ上に、基板Ｐが、基板ホルダ（不図示）を介して保持されている。
　基板ステージＰＳＴのＸＹ平面内の位置情報（回転情報（ヨーイング量（θｚ方向の回転量θｚ）、ピッチング量（θｘ方向の回転量θｘ）、ローリング量（θｙ方向の回転量θｙ））を含む）は、干渉計システムによって計測される。干渉計システムは、光学定盤７３から基板ステージＰＳＴの端部に設けられた移動鏡（又は鏡面加工された反射面（不図示））に測長ビームを照射し、移動鏡からの反射光を受光することにより、基板ステージＰＳＴの位置を計測する。その計測結果は基板ステージ制御装置５００に供給され、基板ステージ制御装置５００は、干渉計システムの計測結果に従って基板ステージＰＳＴを駆動する。
　露光装置１０では、露光に先立ってアライメント計測（例えば、ＥＧＡ等）を行い、その結果を用いて、以下の手順で、基板Ｐを露光する。まず、マスクステージ制御装置４００及び基板ステージ制御装置５００の指示に従い、マスクステージ装置ＭＳＴ及び基板ステージＰＳＴをＸ軸方向に同期駆動する。これにより、基板Ｐ上の１つめのショット領域への走査露光を行う。１つめのショット領域に対する走査露光が終了すると、基板ステージ制御装置５００は、基板ステージＰＳＴを２つめのショット領域に対応する位置へ移動（ステッピング）する。そして、２つめのショット領域に対する走査露光を行う。基板ステージ制御装置５００は、同様に、基板Ｐのショット領域間のステッピングとショット領域に対する走査露光とを繰り返す。これにより、基板Ｐ上の全てのショット領域にマスクＭＳＫのパターンが転写される。
（マスクステージ装置ＭＳＴの構成）
　次に、本実施形態におけるマスクステージ装置ＭＳＴの構成について説明する。図２（Ａ）は、マスクステージ装置ＭＳＴの平面図であり、図２（Ｂ）は、マスクステージ装置ＭＳＴの側面図である。なお、図２（Ｂ）において、後述する第２ユニット３００については、後述する永久磁石３０１を含む断面を示している。また、図２（Ｂ）において一部の要素の図示を省略している。
　図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、マスクステージ装置ＭＳＴは、一対のＸビーム６１、マスクＭＳＫを保持するステージ本体６０、及びステージ本体６０に推力を付与する一対のリニアモータ１００などを備える。
　一対のＸビーム６１は、例えば、コラム７２Ｂに固定されている。一対のＸビーム６１は、Ｘ軸方向に延びる部材であって、Ｙ軸方向に離間して互いに平行に配置されている。
　ステージ本体６０は、平面視で矩形の板状部材から成り、その中央部には、Ｘ軸方向を長手方向とする矩形の長穴状の開口部６０ａが形成されている。マスクＭＳＫは、開口部６０ａ内に挿入される。開口部６０ａを規定する壁面のうち、＋Ｙ側、及び－Ｙ側の壁面それぞれには、マスクＭＳＫを下方から吸着保持するための吸着パッドを含む保持部材（不図示）が、Ｘ軸方向に所定間隔で複数（例えば５つ）取り付けられている。
　また、ステージ本体６０の下面の例えば四隅近傍には、それぞれ気体静圧軸受の一種であるエアベアリング６２が取り付けられている（図２（Ｂ）参照）。ステージ本体６０は、例えば４つのエアベアリング６２から加圧気体を噴出することにより、コラム７２Ｂに支持された定盤６５上に微少なクリアランスを介して非接触浮上している。
　さらに、図２（Ａ）に示すように、ステージ本体６０の－Ｘ側の側面には、Ｘ軸に直交する反射面を有する一対のＸ移動鏡６３Ｘが、Ｙ軸方向に所定間隔で取り付けられている。また、ステージ本体６０の－Ｙ側の側面には、Ｙ軸に直交する反射面を有するＹ移動鏡６３Ｙ（バーミラー）が取り付けられている。
　ステージ本体６０（すなわちマスクＭＳＫ）のＸＹ平面内の位置情報は、一対のＸ移動鏡６３Ｘそれぞれに対応する一対のＸレーザ干渉計６４Ｘと、Ｙ移動鏡６３Ｙに対応するＹレーザ干渉計６４Ｙとを含むレーザ干渉計システム（以下、マスク干渉計システムと呼ぶ）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。ステージ本体６０のθｚ方向の位置情報は、一対のＸレーザ干渉計６４Ｘの出力に基づいて求められる。
　ステージ本体６０は、一対のリニアモータ１００によってＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθｚ方向に駆動される。一対のリニアモータ１００は、Ｙ軸方向においてステージ本体６０をはさんで対向する。具体的には、一対のリニアモータ１００は、ステージ本体６０の＋Ｙ側に配置される第１リニアモータ１００ａと、ステージ本体６０の－Ｙ側に配置される第２リニアモータ１００ｂと、を含む。
（リニアモータ１００の構成）
　次に、リニアモータ１００の構成について説明する。図３（Ａ）は、リニアモータ１００の構成を示す斜視図である。図３（Ａ）に示すように、リニアモータ１００は、第１ユニット２００と、第２ユニット３００と、を備える。
　第１ユニット２００は、Ｘ軸方向に並べられた複数の電機子モジュールセット２１１を含む。各電機子モジュールセット２１１は、電機子モジュール２１０Ｕ，２１０Ｖ，及び２１０Ｗを含む。以後の説明において特に区別する必要がない場合には、電機子モジュール２１０Ｕ，２１０Ｖ，及び２１０Ｗを電機子モジュール２１０と記載する。電機子モジュール２１０Ｕ，２１０Ｖ，及び２１０Ｗは、例えば、断面Ｅ字状の筐体２５０（図２（Ａ）参照）内に収容されている。
　各電機子モジュール２１０は、Ｙ軸方向に突出する３つの突出部２０１ａを有する磁性体コア２０１と、磁性体コア２０１に巻かれたコイル２０３と、を備える。電機子モジュール２１０Ｕのコイル２０３にはＵ相電圧が印加され、電機子モジュール２１０Ｖのコイル２０３にはＶ相電圧が印加され、電機子モジュール２１０Ｗのコイル２０３にはＷ相電圧が印加される。すなわち、電機子モジュール２１０Ｕのコイル２０３には、同位相（Ｕ相）の電流が流れる。また、電機子モジュール２１０Ｖのコイル２０３には、同位相（Ｖ相）の電流が流れる。また、電機子モジュール２１０Ｗのコイル２０３には、同位相（Ｗ相）の電流が流れる。
　電機子モジュール２１０Ｕ，２１０Ｖ，及び２１０Ｗの各々では、各突出部２０１ａの電磁石の極性が互いに異なるよう磁束閉ループが形成されるように、同じ位相の電流が流れる各コイル２０３の巻線方向を調整している。例えば、図３（Ａ）の電機子モジュール２１０Ｕに示すように、ある時点において形成される磁束閉ループが磁束閉ループＡ１及びＡ２となるように各コイル２０３の巻線方向が調整されている。
　第２ユニット３００は、複数の永久磁石３０１を含む磁石モジュール３１０を備える。本実施形態では、第２ユニット３００は、２つの磁石モジュール３１０を含む。各磁石モジュール３１０において、複数の永久磁石３０１は、Ｘ軸方向に極を変えながら配置されている。
　図３（Ｂ）は、本実施形態における第１ユニット２００と第２ユニット３００との配置について説明するための側面図である。図３（Ｂ）において、第２ユニット３００については、永久磁石３０１を含む断面を示している。図３（Ｂ）に示すように、各磁石モジュール３１０は、電機子モジュール２１０の磁性体コア２０１の隣接する２つの突出部２０１ａの間に配置される。なお、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）において、「Ｎ」及び「Ｓ」は、永久磁石３０１のＮ極及びＳ極をそれぞれ表す。
　各電機子モジュール２１０において突出部２０１ａの端に形成される電磁石の極及びこれに対応する永久磁石３０１との間の吸引力と反発力とによってＸ軸方向への進行推力が発生するように、少なくとも一つの電機子モジュール２１０のコイル２０３には、他の電機子モジュール２１０のコイル２０３とは位相が異なる電流が供給される。なお、上記構成を有するリニアモータ１００として、例えば、特許５９５６９９３に開示されているリニアモータを採用することができる。
　本実施形態では、図２（Ｂ）及び図３（Ｂ）に示すように、第１ユニット２００がＸビーム６１に固定され、第２ユニット３００がステージ本体６０に固定されている。本実施形態において、第１ユニット２００と第２ユニット３００とは、磁石モジュール３１０が備える複数の永久磁石３０１の各々の一部が、磁性体コア２０１の２つの隣接する突出部２０１ａに挟まれた空間ＳＰ１内に収容され、複数の永久磁石３０１の各々の他部が空間ＳＰ１から露出するように、配置されている。これにより、図３（Ｂ）に示すように、Ｙ軸方向において第１ユニット２００と第２ユニット３００との間に磁気吸引力ＭＡＦが生じる。なお、複数の永久磁石３０１の各々の少なくとも一部が磁性体コア２０１の２つの隣接する突出部２０１ａに挟まれた空間ＳＰ１内に収容されていればよい。
　第１ユニット２００と第２ユニット３００との間に生じる磁気吸引力ＭＡＦの大きさは、永久磁石３０１のうち、磁性体コア２０１の２つの隣接する突出部２０１ａに挟まれた空間ＳＰ１内に収容される部分の面積によって変化する。本実施形態に係るリニアモータ１００において、永久磁石３０１全体が空間ＳＰ１に収容されている場合には、磁気吸引力ＭＡＦが最も小さくなる。第１ユニット２００と第２ユニット３００との間の磁気吸引力ＭＡＦが大きいと、リニアモータ１００の駆動に影響を与えるため、本実施形態に係るリニアモータ１００を使用する場合、従来は、永久磁石３０１全体が空間ＳＰ１に収容されるよう第１ユニット２００と第２ユニット３００とを配置していた。
　本発明者は、第１ユニット２００と第２ユニット３００との間に適切な大きさの磁気吸引力ＭＡＦを生じさせることにより、ｄ軸電流によって、第１リニアモータ１００ａがステージ本体６０に付与するＹ軸方向の推力と、第２リニアモータ１００ｂがステージ本体６０に付与するＹ軸方向の推力と、を変化させることができることを見出した。
　そこで、本実施形態では、第１ユニット２００と第２ユニット３００との間にあえて磁気吸引力ＭＡＦを生じさせ、コイル２０３に印加するｄ軸電流を変化させることにより、ｄ軸電流による磁束の増減に起因する力によって、第１リニアモータ１００ａ及び第２リニアモータ１００ｂのそれぞれにおいて、ステージ本体６０に付与するＹ軸方向の推力を変化させている。これにより、ステージ本体６０のＹ軸方向の推力を調整することができ、ステージ本体６０のＹ軸方向の位置を調整することができる。
　このｄ軸電流の制御によるステージ本体６０のＹ軸方向の位置の制御について詳細に説明する。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、第１ユニット２００と第２ユニット３００との間に生じる力について説明するための側面図であり、図４（Ｃ）は、ステージ本体６０に付与されるＹ軸方向の推力について説明するための側面図である。なお、図４（Ａ）～図４（Ｃ）において、第２ユニット３００については、永久磁石３０１を含む断面を示している。
　図４（Ａ）の左側の図は、コイル２０３にｄ軸電流を供給する前の状態を示している。図４（Ａ）に示す磁束線は、ｑ軸電流によるものである。
　図４（Ａ）に示すように、コイル２０３にｄ軸電流を供給しない状態（ｄ軸電流＝０）では、第１ユニット２００と第２ユニット３００との間に磁気吸引力ＭＡＦが生じている。ここで、図４（Ａ）の状態において、正のｄ軸電流をコイル２０３に供給すると、図４（Ａ）の中央の図に示すように、第１ユニット２００と第２ユニット３００との間に磁束増減による力ＧＦ１が発生する。力ＧＦ１は、磁気吸引力ＭＡＦとは逆向きの力である。
　第１ユニット２００と第２ユニット３００との間には磁気吸引力ＭＡＦも発生しているが、磁気吸引力ＭＡＦは、力ＧＦ１により弱められるので、力ＧＦ１と磁気吸引力ＭＡＦとの合力ＴＦは磁気吸引力ＭＡＦよりも小さくなる。この結果、図４（Ａ）の右側の図に示すように、力ＧＦ１と磁気吸引力ＭＡＦとの合力ＴＦ（＜磁気吸引力ＭＡＦ）が、第１ユニット２００と第２ユニット３００との間に生じる力となる。
　また、図４（Ｂ）の左側の図は、図４（Ａ）と同様に、コイル２０３にｄ軸電流を供給する前の状態を示している。図４（Ｂ）の状態において、負のｄ軸電流をコイル２０３に供給すると、図４（Ｂ）の中央の図に示すように、第１ユニット２００と第２ユニット３００との間に磁束増減による力ＧＦ２が発生する。力ＧＦ２は、磁気吸引力ＭＡＦと同じ向きの力である。
　第１ユニット２００と第２ユニット３００との間には磁気吸引力ＭＡＦも発生しており、磁気吸引力ＭＡＦは、力ＧＦ２により強められるので、力ＧＦ２と磁気吸引力ＭＡＦとの合力ＴＦは磁気吸引力ＭＡＦよりも大きくなる。この結果、図４（Ｂ）の右側の図に示すように、力ＧＦ２と磁気吸引力ＭＡＦとの合力ＴＦ（＞磁気吸引力ＭＡＦ）が、第１ユニット２００と第２ユニット３００との間に生じる力となる。
　なお、第１リニアモータ１００ａの第１ユニット２００及び第２ユニット３００と、第２リニアモータ１００ｂの第１ユニット２００及び第２ユニット３００とは、それぞれの磁気吸引力ＭＡＦが、ステージ本体６０のＹ軸方向における位置制御の観点から適切な大きさの磁気吸引力となるように配置すればよい。また、第１リニアモータ１００ａの第１ユニット２００と第２ユニット３００との間に生じる磁気吸引力ＭＡＦと、第２リニアモータ１００ｂの第１ユニット２００と第２ユニット３００との間に生じる磁気吸引力ＭＡＦと、は、同一でもよいし、異なっていてもよい。
　本実施形態では、図４（Ｃ）に示すように、ステージ本体６０の＋Ｙ側に第１リニアモータ１００ａが配置され、ステージ本体６０の－Ｙ側に第２リニアモータ１００ｂが配置されている。ここで、例えば、マスクステージ制御装置４００が、第２リニアモータ１００ｂに正のｄ軸電流を供給し、第１リニアモータ１００ａに負のｄ軸電流を供給したとする。この場合、図４（Ｃ）に示すように、第１リニアモータ１００ａにより＋Ｙ方向の合力ＴＦ１がステージ本体６０に付与され、第２リニアモータ１００ｂにより－Ｙ方向の合力ＴＦ２がステージ本体６０に付与される。すなわち、第１リニアモータ１００ａによりステージ本体６０に付与されるＹ軸方向の推力の向きは、第２リニアモータ１００ｂによりステージ本体６０に付与されるＹ軸方向の推力の向きと反対である。
　図４（Ｃ）に示すように、＋Ｙ方向の合力ＴＦ１が－Ｙ方向の合力ＴＦ２よりも大きくなるため、ステージ本体６０には全体として＋Ｙ方向の推力ＴＨＦが付与され、ステージ本体６０は＋Ｙ方向に移動する。このように、第１リニアモータ１００ａのコイル２０３に供給するｄ軸電流と、第２リニアモータ１００ｂのコイル２０３に供給するｄ軸電流とを制御することによって、ステージ本体６０のＹ軸方向の位置を制御することができる。
　第１リニアモータ１００ａのコイル２０３に供給するｄ軸電流と、第２リニアモータ１００ｂのコイル２０３に供給するｄ軸電流とは、Ｙ軸方向においてステージ本体６０に付与する推力を計算し、当該推力を第１リニアモータ１００ａと第２リニアモータ１００ｂとに分配することで決定できる。
　具体的には、第１リニアモータ１００ａのコイル２０３に供給するｄ軸電流と、第２リニアモータ１００ｂのコイル２０３に供給するｄ軸電流とは、ステージ本体６０を移動させたい方向（＋Ｙ方向又は－Ｙ方向）に位置するリニアモータ１００における合力（ステージ本体６０を移動させたい方向の合力）が、もう一方のリニアモータ１００における合力（ステージ本体６０を移動させたい方向と反対向きの合力）よりも大きくなるように決定すればよい。
　ここで、第１リニアモータ１００ａのコイル２０３と第２リニアモータ１００ｂのコイル２０３とに、逆向きのｄ軸電流を印加すると、Ｙ軸方向に最も大きな推力を発生させることができる。
　なお、第１リニアモータ１００ａ及び第２リニアモータ１００ｂの両方のコイル２０３にｄ軸電流を印加する必要はなく、第１リニアモータ１００ａ及び第２リニアモータ１００ｂの少なくとも一方のコイル２０３にｄ軸電流を印加すればよい。すなわち、ステージ本体６０を移動させたい方向（＋Ｙ方向又は－Ｙ方向）に位置するリニアモータ１００における合力（ステージ本体６０を移動させたい方向の合力）が、もう一方のリニアモータ１００における合力（ステージ本体６０を移動させたい方向と反対向きの合力）よりも大きくなっていれば、ステージ本体６０を所望の方向に移動させることができる。
　図５は、第１リニアモータ１００ａ及び第２リニアモータ１００ｂの駆動を制御するマスクステージ制御装置４００の構成例を示すブロック図である。
　マスクステージ制御装置４００は、加減算回路４０１～４０３、Ｘ位置制御部４１１、θｚ位置制御部４１２、Ｙ位置制御部４１３、Ｘ軸推力算出部４６０、Ｙ軸推力算出部４７０、磁気吸引力算出部４８０、ｑ軸電流指令値算出部４２０、ｄ軸電流指令値算出部４３０、第１電流ベクトル制御部４４０ａ、第２電流ベクトル制御部４４０ｂ、第１モータアンプ４５０ａ、及び第２モータアンプ４５０ｂを備える。
　加減算回路４０１は、外部から入力されるステージ本体６０のＸ位置の目標値と、マスク干渉計システムが検出したステージ本体６０のＸ位置（Ｘ実位置）との偏差（Ｘ位置偏差）を求める。
　加減算回路４０２は、外部から入力されるステージ本体６０のθｚ位置の目標値と、マスク干渉計システムが検出したステージ本体６０のθｚ位置（θｚ実位置）との偏差（θｚ位置偏差）を求める。
　加減算回路４０３は、外部から入力されるステージ本体６０のＹ位置の目標値と、マスク干渉計システムが検出したステージ本体６０のＹ位置（Ｙ実位置）との偏差（Ｙ位置偏差）を求める。
　Ｘ位置制御部４１１は、加減算回路４０１が求めたＸ位置の偏差から、Ｘ軸方向の推力（Ｘ軸推力）の指令値を算出する。
　θｚ位置制御部４１２は、加減算回路４０２が求めたθｚ位置の偏差（θｚ位置偏差）から、θｚ方向の推力（θｚ方向推力）の指令値を算出する。
　Ｘ軸推力算出部４６０は、Ｘ位置制御部４１１が算出したＸ軸方向の推力の指令値と、θｚ位置制御部４１２が算出したθｚ方向の推力の指令値と、に基づいて、第１リニアモータ１００ａのＸ軸方向の推力の指令値（Ｘ軸推力指令値）と、第２リニアモータ１００ｂのＸ軸方向の推力の指令値（Ｘ軸推力指令値）と、を算出する。
　ｑ軸電流指令値算出部４２０は、Ｘ軸推力算出部４６０が算出した第１リニアモータ１００ａのＸ軸推力指令値と、第２リニアモータ１００ｂのＸ軸推力指令値と、に基づいて、第１リニアモータ１００ａのｑ軸電流指令値と、第２リニアモータ１００ｂのｑ軸電流指令値と、を算出する。
　一方、Ｙ位置制御部４１３は、加減算回路４０３が算出したＹ位置の偏差（Ｙ位置偏差）から、Ｙ軸方向の推力（Ｙ軸推力）の指令値を算出する。
　Ｙ軸推力算出部４７０は、Ｙ位置制御部４１３が算出したＹ軸方向の推力の指令値に基づいて、第１リニアモータ１００ａのＹ軸方向の推力の指令値（Ｙ軸推力指令値）と、第２リニアモータ１００ｂのＹ軸方向の推力の指令値（Ｙ軸推力指令値）と、を算出する。
　磁気吸引力算出部４８０は、ステージ本体６０の実位置から、第１リニアモータ１００ａの磁気吸引力と、第２リニアモータ１００ｂの磁気吸引力と、を算出する。磁気吸引力ＭＡＦは、永久磁石３０１が磁性体コア２０１の隣接する突出部２０１ａに挟まれた空間ＳＰ１にどの程度収容されているかに応じて変化する。また、磁気吸引力ＭＡＦは、ステージ本体６０のＸ軸方向の駆動により、第１ユニット２００と第２ユニット３００との位置関係が微少変動することによっても変化する。そこで、本実施形態では、磁気吸引力算出部４８０は、ステージ本体６０のＸ実位置、Ｙ実位置、及びθｚ実位置に基づいて磁性体コア２０１と永久磁石３０１との位置関係を算出し、算出された位置関係から、第１リニアモータ１００ａの磁気吸引力と、第２リニアモータ１００ｂの磁気吸引力と、を算出する。
　ｄ軸電流指令値算出部４３０は、Ｙ軸推力算出部４７０が算出した第１リニアモータ１００ａのＹ軸推力指令値と、磁気吸引力算出部４８０が算出した第１リニアモータ１００ａの磁気吸引力と、に基づいて、第１リニアモータ１００ａのｄ軸電流指令値を算出する。また、ｄ軸電流指令値算出部４３０は、Ｙ軸推力算出部４７０が算出した第２リニアモータ１００ｂのＹ軸推力指令値と、磁気吸引力算出部４８０が算出した第２リニアモータ１００ｂの磁気吸引力と、に基づいて、第２リニアモータ１００ｂのｄ軸電流指令値を算出する。
　第１電流ベクトル制御部４４０ａは、ｑ軸電流指令値算出部４２０が算出した第１リニアモータ１００ａのｑ軸電流指令値と、ｄ軸電流指令値算出部４３０が算出した第１リニアモータ１００ａのｄ軸電流指令値と、不図示の検出部により検出された第１リニアモータ１００ａの実ｑ軸電流及び実ｄ軸電流と、に基づいて、第１リニアモータ１００ａに印加するＵ相、Ｖ相、Ｗ相の電圧の指令値（第１ＵＶＷ相電圧指令値）を算出し、第１モータアンプ４５０ａに出力する。
　また、第２電流ベクトル制御部４４０ｂは、ｑ軸電流指令値算出部４２０が算出した第２リニアモータ１００ｂのｑ軸電流指令値と、ｄ軸電流指令値算出部４３０が算出した第２リニアモータ１００ｂのｄ軸電流指令値と、不図示の検出部により検出された第２リニアモータ１００ｂの実ｑ軸電流及び実ｄ軸電流と、に基づいて、第２リニアモータ１００ｂに印加するＵ相、Ｖ相、Ｗ相の電圧の指令値（第２ＵＶＷ相電圧指令値）を算出し、第２モータアンプ４５０ｂに出力する。
　第１モータアンプ４５０ａは、第１電流ベクトル制御部４４０ａから入力されたＵ相、Ｖ相、及びＷ相の電圧指令値に従って、第１リニアモータ１００ａの電機子モジュール２１０Ｕ、２１０Ｖ、２１０ＷにＵ相、Ｖ相、Ｗ相の電圧（第１ＵＶＷ相電圧）をそれぞれ印加する。
　また、第２モータアンプ４５０ｂは、第２電流ベクトル制御部４４０ｂから入力されたＵ相、Ｖ相、及びＷ相の電圧指令値に従って、第２リニアモータ１００ｂの電機子モジュール２１０Ｕ、２１０Ｖ、２１０ＷにＵ相、Ｖ相、Ｗ相の電圧（第２ＵＶＷ相電圧）をそれぞれ印加する。
　このように、ｑ軸電流によって第１リニアモータ１００ａのＸ軸方向の推力と第２リニアモータ１００ｂのＸ軸方向の推力とを制御することにより、ステージ本体６０のＸ位置及びθｚ位置を調整し、ｄ軸電流によって第１リニアモータ１００ａのＹ軸方向の推力と第２リニアモータ１００ｂのＹ軸方向の推力とを制御することにより、ステージ本体６０のＹ位置を調整することができる。
　以上、詳細に説明したように、本実施形態によれば、マスクステージ装置ＭＳＴは、マスクＭＳＫを保持し、マスクＭＳＫの走査方向であるＸ軸方向と、水平面内においてＸ軸方向に直交するＹ軸方向とに駆動されるステージ本体６０と、ステージ本体６０にＸ軸方向の推力及びＹ軸方向の推力を付与する一対のリニアモータ１００と、を備える。一対のリニアモータ１００は各々、３つの突出部２０１ａを有する磁性体コア２０１と、磁性体コア２０１に巻かれ、同じ位相の電流が流れるコイル２０３と、を各々含む複数の電機子モジュール２１０Ｕ，２１０Ｖ，２１０Ｗを有する第１ユニットと、Ｘ軸方向に極を変えながら配置される複数の永久磁石３０１を含み、隣接する２つの突出部２０１ａの間に収容される磁石モジュール３１０を有する第２ユニット３００と、を備える。そして、複数の永久磁石３０１の各々の少なくとも一部は、磁性体コア２０１の隣接する２つの突出部２０１ａに挟まれた空間ＳＰ１内に収容されている。これにより、第１ユニット２００と第２ユニット３００との間に磁気吸引力ＭＡＦが発生するため、一対のリニアモータ１００のそれぞれに供給するｄ軸電流を制御することで、第１ユニット２００と第２ユニット３００との間に生じる力を制御することができるようになる。その結果、ステージ本体６０のＹ軸方向の位置を一対のリニアモータ１００により制御でき、ステージ本体６０の位置制御のために、例えばボイスコイルモータなどを設ける必要がない。すなわち、一対のリニアモータ１００を使用する簡易な構成で、Ｘ軸方向及びθｚ方向だけでなくＹ軸方向のステージ本体６０の位置を制御できる。また、本実施形態に係るリニアモータ１００は、磁性体コア２０１を有するため、コアレスリニアモータに比べて磁束密度を高くすることができる。これにより、ステージ本体６０を、コアレスリニアモータに比べて高速に駆動することができる。このように、本実施形態のマスクステージ装置ＭＳＴでは、ステージ本体６０の高速駆動と、ステージ本体６０の３方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、θｚ方向）の位置制御を一対のリニアモータ１００で実現することができる。
　また、本実施形態によれば、ステージ本体６０は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と直交するＺ軸方向まわりに回転可能である。すなわち、ステージ本体６０は３自由度を有する。これにより、ステージ本体６０の駆動を、基板ステージの駆動と同期させることができる。
　また、本実施形態によれば、一対のリニアモータ１００は、Ｙ軸方向においてステージ本体６０をはさんで対向する。これにより、ステージ本体６０を＋Ｙ方向及び－Ｙ方向のいずれの方向にも移動させることができる。
　また、本実施形態によれば、一対のリニアモータ１００の一方がステージ本体６０に付与するＹ軸方向の推力の向きは、一対のリニアモータ１００の他方がステージ本体６０に付与するＹ軸方向の推力の向きと反対である。これにより、反対向きの２つの推力の大小関係を制御することにより、ステージ本体６０を＋Ｙ方向及び－Ｙ方向のいずれの方向にも移動させることができる。
　また、本実施形態によれば、マスクステージ装置ＭＳＴは、コイル２０３に供給するｄ軸電流およびｑ軸電流を生成制御するマスクステージ制御装置４００を備え、マスクステージ制御装置４００は、ｄ軸電流を変化させることにより、ステージ本体６０に付与するＹ軸方向の推力を変化させる。これにより、ステージ本体６０のＹ軸方向の位置を変化させることができる。
　また、本実施形態によれば、マスクステージ制御装置４００は、一対のリニアモータ１００の一方に供給するｄ軸電流を、一対のリニアモータ１００の他方に供給するｄ軸電流と異ならせることにより、ステージ本体６０に付与するＹ軸方向の推力を調整する。これにより、＋Ｙ方向及び－Ｙ方向のいずれにもステージ本体６０を移動させることができる。
　また、本実施形態によれば、マスクステージ制御装置４００は、ステージ本体６０のＹ軸方向における目標位置と、ステージ本体６０のＹ軸方向における実位置と、の差分に基づいて、一対のリニアモータ１００の各々に供給するｄ軸電流を決定する。これにより、ステージ本体６０の位置をＹ軸方向における目標位置に近づけることができる。
　なお、上記実施形態では、第１ユニット２００がＸビーム６１に固定され、第２ユニット３００がステージ本体６０に固定されていたが、これに限られるものではない。図６（Ａ）は、変形例に係るマスクステージ装置ＭＳＴ－１の平面図であり、図６（Ｂ）は、変形例に係るマスクステージ装置ＭＳＴ－１の側面図である。なお、図６（Ｂ）において、第２ユニット３００については、永久磁石３０１を含む断面を示している。
　図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、第１ユニット２００をステージ本体６０に固定し、第２ユニット３００をＸビーム６１に固定してもよい。この場合、第１ユニット２００は、電機子モジュール２１０Ｕ，２１０Ｖ、及び２１０Ｗを含む電機子モジュールセット２１１を１つ備えていてもよいし、複数備えていてもよい。その他の構成は、実施形態と同様であるため、詳細な説明を省略する。
　また、上記実施形態において、第１ユニット２００の電機子モジュール２１０の磁性体コア２０１が３つの突出部２０１ａを有し、第２ユニット３００が２つの磁石モジュール３１０を有する場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、第１ユニット２００の電機子モジュール２１０の磁性体コア２０１は２つの突出部２０１ａを有し、第２ユニット３００は１つの磁石モジュール３１０を有していてもよい。この場合、２つの突出部２０１ａの間に１つの磁石モジュール３１０を配置すればよい。また、第１ユニット２００の電機子モジュール２１０の磁性体コア２０１が、Ｎ個（Ｎは４以上の自然数）の突出部２０１ａを有し、第２ユニット３００が、Ｎ－１個の磁石モジュール３１０を有するようにしてもよい。
　また、上記実施形態では、露光装置１０が、ガラス基板にマスクＭＳＫのパターンを転写する露光装置である場合について説明したが、露光装置１０は、例えば、ウエハにレチクルに形成されたパターンを形成する半導体露光装置であってもよい。
　また、露光装置１０に限らず、物体を保持し、水平面内において交差する２方向における位置制御を行う装置について、上記実施形態を適用してもよい。
　上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
１０　露光装置
６０　ステージ本体
１００　リニアモータ
１００ａ　第１リニアモータ
１００ｂ　第２リニアモータ
２００　第１ユニット
２０１　磁性体コア
２０１ａ　突出部
２０３　コイル
２１０，２１０Ｕ，２１０Ｖ，２１０Ｗ　電機子モジュール
３００　第２ユニット
３０１　永久磁石
３１０　磁石モジュール
ＭＳＫ　マスク
ＭＳＴ　マスクステージ装置

Claims (13)

  1. 　物体を保持し、前記物体の走査方向である第１方向と、水平面内において前記第１方向に直交する第２方向とに駆動される保持部と、
    　　前記第２方向に突出する２つ以上の突出部を有する磁性体コアと、前記磁性体コアに巻かれ、同じ位相の電流が流れるコイルと、を各々含む複数の電機子モジュールを有する第１ユニットと、
    　　前記第１方向に極を変えながら配置される複数の永久磁石を含み、隣接する２つの前記突出部の間に配置される磁石モジュールを有する第２ユニットと、
    を各々含み、前記保持部に前記第１方向の推力及び前記第２方向の推力を付与する一対のリニアモータと、
    を備え、
    　前記複数の永久磁石の各々の少なくとも一部は、前記隣接する２つの前記突出部に挟まれた空間内に収容される、
    物体保持装置。
  2. 　前記複数の永久磁石の各々の前記突出部と反対側である他部は、前記空間から露出している、
    請求項１に記載の物体保持装置。
  3. 　前記保持部は、前記第１方向及び前記第２方向に直交する第３方向まわりに回転可能である、
    請求項１または請求項２に記載の物体保持装置。
  4. 　前記一対のリニアモータは、前記第２方向において前記保持部をはさんで対向する、
    請求項１から請求項３のいずれか一項記載の物体保持装置。
  5. 　前記一対のリニアモータの一方が前記保持部に付与する前記第２方向の第１推力の向きは、前記一対のリニアモータの他方が前記保持部に付与する前記第２方向の第２推力の向きと反対である、
    請求項４に記載の物体保持装置。
  6. 　前記コイルに供給するｄ軸電流およびｑ軸電流を生成制御する電流制御部を備え、
    　前記電流制御部は、前記ｄ軸電流を変化させることにより、前記保持部に付与する前記第２方向の推力を変化させる、
    請求項１から請求項５のいずれか一項記載の物体保持装置。
  7. 　前記電流制御部は、前記一対のリニアモータの一方に供給するｄ軸電流を、前記一対のリニアモータの他方に供給するｄ軸電流と異ならせることにより、前記保持部に付与する前記第２方向の推力を調整する、
    請求項６に記載の物体保持装置。
  8. 　前記電流制御部は、前記保持部の前記第２方向における目標位置と、前記保持部の前記第２方向における実位置と、の差分に基づいて、前記一対のリニアモータの各々に供給するｄ軸電流を決定する、
    請求項６または請求項７に記載の物体保持装置。
  9. 　前記第２ユニットは、前記保持部に固定されている、
    請求項１から請求項８のいずれか一項記載の物体保持装置。
  10. 　前記第１ユニットは、前記保持部に固定されている、
    請求項１から請求項８のいずれか一項記載の物体保持装置。
  11. 　請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の物体保持装置と、
    　前記物体保持装置に保持された前記物体を介してエネルギビームで露光対象物を露光する露光動作によって、前記物体が有するパターンを前記露光対象物に形成するパターン形成装置と、
    を備える露光装置。
  12. 　第１方向に突出する２つ以上の突出部を有する磁性体コアと、前記磁性体コアに巻かれ、同じ位相の電流が流れるコイルと、を各々含む複数の電機子モジュールを各々有する一対の第１ユニットを、前記第１方向が物体の走査方向と直交するように配置することと、
    　第２方向に極を変えながら配置される複数の永久磁石を含み、隣接する２つの前記突出部の間に配置される磁石モジュールを各々有する一対の第２ユニットを、前記第２方向が前記走査方向と平行となり、前記複数の永久磁石の各々の少なくとも一部が、前記隣接する２つの前記突出部に挟まれた空間内に収容されるようにそれぞれ配置することと、
    　前記第１ユニットと前記第２ユニットにより各々構成される一対のリニアモータによって、前記物体を保持する保持部に前記走査方向の推力及び水平面内において前記走査方向と直交する方向の推力を付与し、前記物体を前記走査方向及び前記直交する方向に移動させることと、
    を含む物体移動方法。
  13. 　　物体を保持し、前記物体の走査方向である第１方向と、水平面内において前記第１方向に直交する第２方向とに駆動される保持部と、
    　　前記第２方向に突出する２つ以上の突出部を有する磁性体コアと、前記磁性体コアに巻かれ、同じ位相の電流が流れるコイルと、を各々含む複数の電機子モジュールを有する第１ユニットと、前記第１方向に極を変えながら配置される複数の永久磁石を含み、隣接する２つの前記突出部の間に配置される磁石モジュールを有する第２ユニットと、を各々含み、前記保持部に前記第１方向の推力及び前記第２方向の推力を付与する一対のリニアモータと、
    を含む物体保持装置と、
    　前記一対のリニアモータを制御する制御装置と、
    を備え、
    　前記複数の永久磁石の各々の少なくとも一部は、前記隣接する２つの前記突出部に挟まれた空間内に収容される、
    物体保持システム。
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