JP2002247891A

JP2002247891A - モータ装置、ステージ装置及び露光装置

Info

Publication number: JP2002247891A
Application number: JP2001041163A
Authority: JP
Inventors: Akira Takahashi; 顕高橋
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2001-02-19
Filing date: 2001-02-19
Publication date: 2002-08-30

Abstract

(57)【要約】【課題】モータ、及びモータにより駆動される物体、
又はその周辺への温度変動を低減する。【解決手段】モータ３８Ｙにより移動される物体
（Ｗ，１２，１８）を静止させる場合においても、制御
手段（２０、７０Ｙ）により、物体の移動を伴わないよ
うにモータの駆動が維持される。従って、物体を静止さ
せる際にも、モータに電流が供給されていることから、
モータの発熱が生じるようになっている。すなわち、物
体の移動時と静止時の温度変動を抑制することができる
ので、モータ、及びモータにより駆動される物体、又は
その周辺への温度変動を低減することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータ装置、ステ
ージ装置及び露光装置に係り、更に詳しくは、物体を移
動させることができるモータを備えたモータ装置、該モ
ータ装置を構成するモータの制御手段によってその移動
が制御されるステージを備えるステージ装置、及び前記
モータ装置を備えた露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体素子、液晶表示素子等
を製造するためのリソグラフィ工程では、マスク又はレ
チクル（以下、「レチクル」と総称する）に形成された
パターンを投影光学系を介してレジスト等が塗布された
ウエハ又はガラスプレート等の基板（以下、「ウエハ」
と総称する）上に転写する露光装置が用いられている。
こうした露光装置としては、いわゆるステッパ等の静止
露光型の投影露光装置や、いわゆるスキャニング・ステ
ッパ等の走査露光型の投影露光装置が主として用いられ
ている。これらの種類の投影露光装置では、レチクルに
形成されたパターンをウエハ上の複数のショット領域に
順次転写する必要から、ウエハを保持して２次元移動可
能なウエハステージが設けられている。また、走査露光
型の投影露光装置の場合には、レチクルを保持するレチ
クルステージも走査方向に移動可能となっている。

【０００３】上記のような投影露光装置においては、レ
チクルステージ、ウエハステージ等の駆動装置としてい
わゆる送りねじを回転するための回転モータやボイスコ
イルモータ等のＤＣモータが使用されている。これはＤ
Ｃモータが、(a)トルクが電流に比例し、始動トルクが
大きいこと、(b)制御のリニア性が良く、応答性も良い
こと、等の理由から、レチクルステージ、ウエハステー
ジ等に関するスループットや位置決め精度の向上の要請
に応えるのに適しているからである。

【０００４】このような、ＤＣモータの駆動方法として
は、通常、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）方式が採
用されている。このＰＷＭ方式とは、モータに印加する
電圧（電流）を０と＋Ｖ（又は−Ｖ）の矩形波状にし、
そのデューティ比を変えることによってモータのトルク
（駆動速度）を制御するものである。

【０００５】図６（Ａ）〜（Ｃ）には、ＰＷＭ方式によ
る従来のモータの制御方法が示されている。この従来の
ＰＷＭ方式によると、モータにより駆動される物体を所
定方向への駆動状態とする場合には、モータの電流駆動
回路にＰＷＭ制御回路から出力されるＰＷＭ信号、すな
わちパルス信号（制御信号）を供給し、電流駆動回路か
ら図６（Ａ）に示されるようなパルス状の電流信号（以
下、「パルス電流信号」と呼ぶ）ＩＳａをモータに供給
する。そして、モータの駆動速度を変更する場合には、
ＰＷＭ制御回路から出力されるパルス信号のデューティ
比を変えることにより、電流駆動回路からモータに供給
されるパルス電流信号のデューティ比を変更する。

【０００６】また、物体を前記所定方向とは反対方向へ
の駆動状態とする場合には、方向切換え信号を方向切換
え回路に供給し、ＰＷＭ制御回路から出力される、上記
のパルス信号（制御信号）を正負反転したＰＷＭ信号を
電流駆動回路に供給し、電流駆動回路から図６（Ｂ）に
示されるようなパルス電流信号ＩＳｂをモータに供給す
る。そして、モータの駆動速度を変更する場合には、上
記と同様にパルス電流信号のデューティ比を変更する。

【０００７】この一方、モータを静止状態とする場合に
は、例えば停止信号をＰＷＭ制御回路に供給し、ＰＷＭ
制御回路の出力をゼロとすることにより、図６（Ｃ）に
示されるように、電流駆動回路からモータに対して電流
が一切供給されないようにし、モータの発生するトルク
をゼロにする。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、モータで
は、電気エネルギを回転運動のエネルギに変換するとき
に発生する内部損失が熱エネルギに変化する。このた
め、上述した従来のモータの駆動方法を採用すると、物
体を静止させる際にはモータに電流を一切供給しないこ
とから、静止状態における発熱量（消費電力）はゼロと
なり、一方で物体を駆動する際には、その要求速度によ
ってモータに供給するパルス電流信号のデューティ比を
変更するため、モータに供給される電流値（パルス電流
信号の積分値の平均値）、すなわちモータの発熱量（消
費電力）が要求速度に応じて変動する。すなわち、上述
した従来のＰＷＭ制御によるモータ駆動方法では、要求
速度（０を含む）の変動とともに、発生する熱量が異な
るため、モータ及びその周辺の温度変動を引き起こすこ
とになる。

【０００９】例えば、精度が要求される半導体露光装置
などに搭載される可動部材を駆動するモータの駆動制御
を上述のようにして行うと、上記のモータの発熱による
周辺の温度変動が露光精度低下の要因となる。例えばレ
チクル又は基板が載置されるステージの場合、静止状態
と移動状態とを繰り返すため、ステージが移動状態にあ
る場合にはモータの発熱に起因してステージが膨張し、
静止状態にある場合にはモータの発熱が生じないため、
移動状態に比べてステージが収縮することになる。この
ため、ステージ周辺の温度変動は、例えばステージの位
置制御性の悪化、ひいてはレチクルと基板との位置合わ
せ（アライメント）精度の低下を招き、露光精度、特
に、レチクルパターンと基板との重ね合せ精度に影響を
与えることになる。

【００１０】本発明はかかる事情の下になされたもの
で、その第１の目的は、モータ及びその周囲への熱的な
影響を低減することができるモータ装置を提供すること
にある。

【００１１】本発明の第２の目的は、ステージ及びその
周辺への熱的な影響を低減することができるステージ装
置を提供することにある。

【００１２】本発明の第３の目的は、高精度な露光を実
現することが可能な露光装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
係るモータ装置は、物体（Ｗ，１２，１８）を移動させ
ることが可能なモータ（３８Ｘ，３８Ｙ）と；前記物体
の移動を伴わないように前記モータの駆動状態を維持す
る制御手段（２０，７０Ｘ，７０Ｙ）と；を備える。

【００１４】これによれば、物体を静止させる場合にお
いて、制御手段により、物体の移動を伴わないようにモ
ータの駆動が維持される。従って、物体を静止させる際
にも、モータに電流が供給されているので、モータの発
熱が生じるようになっている。すなわち、物体の移動時
と静止時の温度変動を抑制することができるので、モー
タ、及びモータにより駆動される物体、又はその周辺へ
の温度変動を低減することが可能となる。

【００１５】この場合において、請求項２に記載の発明
の如く、前記制御手段は、前記物体が移動状態にある第
１の状態では、前記モータへトルクを与えるように前記
モータに電圧を印加し、前記物体が静止状態にある第２
の状態では、前記モータへトルクを与えないように前記
モータに電圧を印加することとすることができる。

【００１６】請求項３に記載の発明に係るモータ装置
は、物体（Ｗ，１２，１８）を移動させることが可能な
モータ（３８Ｘ，３８Ｙ）と；前記モータの駆動を制御
する制御手段（２０，７０Ｘ，７０Ｙ）と；を備え、前
記制御手段は、前記物体が移動状態にある第１の状態の
ときの前記モータの発熱量と、前記物体が静止状態にあ
る第２の状態のときの前記モータの発熱量とがほぼ等し
くなるように、前記モータの駆動を制御することを特徴
とする。

【００１７】これによれば、制御手段により、物体が移
動状態にある第１の状態と、物体が静止状態にある第２
の状態とで、モータの発熱量がほぼ等しくなるように、
モータの駆動が制御される。このため、物体が静止状態
のときと物体が移動状態のときとで、モータ、及び該モ
ータによって移動させられる物体、あるいはそれらの周
辺部材の温度変動、ひいては雰囲気の温度変動を抑制す
ることが可能となる。

【００１８】上記請求項２又は３に記載の発明におい
て、請求項４に記載の発明の如く、前記制御手段は、前
記第２の状態のときには、同じ大きさの正電圧及び負電
圧を、デューティ比５０％のＰＷＭ信号に応じて、前記
モータに印加することとすることができる。

【００１９】この場合において、請求項５に記載の発明
の如く、前記ＰＷＭ信号は、前記モータ及び前記物体の
共振周波数に比べて十分に高い周波数を有することとす
ることができる。かかる場合には、モータのいわゆるハ
ンチングの発生を防止することが可能となる。

【００２０】請求項６に記載の発明に係るステージ装置
は、マスク（Ｒ）及び基板（Ｗ）のいずれかを保持する
ステージ（ＲＳＴ，１２，１８）と；前記ステージを含
む前記物体の移動及びその制御を行う請求項１〜５のい
ずれか一項に記載のモータ装置（３８Ｘ，３８Ｙ，２
０，７０Ｘ，７０Ｙ）と；を備える。

【００２１】これによれば、モータの周辺環境への熱的
な影響が低減されたモータ装置によりマスク及び基板の
いずれかを保持するステージを含む物体の移動が制御さ
れるので、ステージに対する熱的な影響が低減され、ス
テージの変形を抑制することができる。また、ステージ
により保持されるマスク又は基板の変形をも抑制するこ
とが可能となっている。

【００２２】請求項７に記載の発明は、マスク（Ｒ）に
形成されたパターンを基板（Ｗ）上に転写する露光装置
であって、前記マスクを保持するマスクステージ（ＲＳ
Ｔ）と；前記基板を保持する基板ステージ（１４）と；
前記マスクを照明する照明領域（ＩＡＲ）を任意の形状
に規定する可動ブラインド（４５Ａ，４５Ｂ）と；を備
え、前記マスクステージ、前記基板ステージ、及び前記
可動ブラインドのうちの少なくとも１つの移動及びその
制御を行う請求項１〜５のいずれか一項に記載のモータ
装置と；を備える。

【００２３】これによれば、モータの周辺環境への熱的
な影響が低減されたモータ装置により、マスクステー
ジ、基板ステージ及び可動ブラインドのうちの少なくと
も１つの移動及びその制御が行われるので、その移動制
御の対象物及びその周辺部材への熱的な影響を低減する
ことができる。従って、その対象物の位置制御性の向上
が可能となり、特にマスクステージ及び基板ステージの
いずれかをモータ装置によって移動及び移動制御する場
合には、マスクと基板との重ね合せ精度の向上が可能と
なる。また、例えば可動ブラインドをモータ装置によっ
て移動及び移動制御する場合には、露光の際のマスクを
照明する照明領域の設定を正確に行うことが可能とな
り、基板の不要な部分が露光されること等による露光不
良の発生を防止することが可能となる。従って、露光精
度の向上が可能となる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
〜図５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１０
０の概略的な構成が示されている。この露光装置１００
は、いわゆるステップ・アンド・スキャン方式の投影露
光装置である。

【００２６】この露光装置１００は、光源１及び照明光
学系（２、３、５〜７）を含む照明系、マスクとしての
レチクルＲを保持するマスクステージとしてのレチクル
ステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、基板としてのウエハ
Ｗを保持してＸＹ平面内をＸＹ２次元方向に移動するＸ
ステージ１８を備えたＸＹステージ装置１４、及びこれ
らの制御系等を備えている。

【００２７】前記照明系は、光源１、コリメータレン
ズ、フライアイレンズ等（いずれも図示せず）からなる
照度均一化光学系２、リレーレンズ３、レチクルブライ
ンド５、リレーレンズ６及び折り曲げミラー７（この
内、照度均一化光学系２、リレーレンズ３、６及び折り
曲げミラー７によって照明光学系が構成される）等を含
んで構成されている。

【００２８】ここで、この照明系の構成各部についてそ
の作用とともに説明する。光源１で発生した露光光とし
ての照明光ＩＬは不図示のシャッターを通過した後、照
度均一化光学系２により照度分布がほぼ均一な光束に変
換される。照明光ＩＬとしては、例えばＫｒＦエキシマ
レーザ光やＡｒＦエキシマレーザ光等のエキシマレーザ
光、銅蒸気レーザやＹＡＧレーザの高調波、あるいは超
高圧水銀ランプからの紫外域の輝線（ｇ線、ｉ線等）等
が用いられる。

【００２９】照度均一化光学系２から水平に射出された
光束は、リレーレンズ３を介して、レチクルブラインド
５に達する。このレチクルブラインド５は、２枚の可動
ブレード４５Ａ、４５Ｂを有する可動ブラインド（以
下、この可動ブラインドを適宜「可動ブラインド４５
Ａ、４５Ｂ」と呼ぶ）と、この可動ブラインド４５Ａ、
４５Ｂの近傍に配置された開口形状が固定された固定ブ
ラインド４６とから構成される。可動ブラインド４５
Ａ、４５Ｂの配置面はレチクルＲのパターン面と共役と
なっている。固定ブラインド４６は、例えば４個のナイ
フエッジにより矩形の開口を囲んだ視野絞りであり、レ
チクルＲを照明するスリット状の照明領域ＩＡＲを規定
する矩形開口が規定されるようになっている。また、後
述する走査露光の開始時及び終了時にこの固定ブライン
ド４６の上下方向（走査方向であるＹ軸方向に対応する
方向）の幅が可動ブラインド４５Ａ、４５Ｂによって制
限されるようになっており、これにより照明領域ＩＡを
任意形状に規定してウエハＷの不要な部分の露光が防止
されるようになっている。可動ブラインド４５Ａ、４５
Ｂは、可動ブラインド駆動機構４３Ａ、４３Ｂによって
開閉方向に駆動されるようになっており、この駆動機構
４３Ａ、４３Ｂの動作が主制御装置２０によって制御さ
れるようになっている。

【００３０】レチクルブラインド５を通過した光束は、
リレーレンズ６を通過して折り曲げミラー７に至り、こ
こで鉛直下方に折り曲げられて回路パターン等が描かれ
たレチクルＲの照明領域ＩＡＲ部分を照明する。

【００３１】前記レチクルステージＲＳＴ上にはレチク
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、レチクルＲの位置決めのため、照
明光学系の光軸ＩＸ（後述する投影光学系ＰＬの光軸Ａ
Ｘに一致）に垂直な平面内で２次元的に（Ｘ軸方向及び
これに直交するＹ軸方向及びＸＹ平面に直交するＺ軸回
りの回転方向（θｚ方向）に）微少駆動可能に構成され
ている。

【００３２】また、このレチクルステージＲＳＴは、不
図示のレチクルベース上をリニアモータ等で構成された
レチクル駆動部２３により、所定の走査方向（Ｙ軸方
向）に指定された走査速度で移動可能となっている。こ
のレチクルステージＲＳＴは、レチクルＲの全面が少な
くとも照明光学系の光軸ＩＸを横切ることができるだけ
の移動ストロークを有している。

【００３３】また、この走査中のレチクルステージＲＳ
Ｔの位置及び回転量は、レチクルステージＲＳＴ上に固
定された移動鏡１５を介して外部のレーザ干渉計２２に
よって所定の分解能、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解
能で計測され、このレーザ干渉計２２の計測値が主制御
装置２０に供給されるようになっている。

【００３４】前記投影光学系ＰＬは、レチクルステージ
ＲＳＴの図１における下方に配置され、その光軸ＡＸ
（照明光学系の光軸ＩＸに一致）の方向がＺ軸方向とさ
れ、ここでは両側テレセントリックな縮小光学系であ
り、光軸ＡＸ方向に沿って所定間隔で配置された複数枚
のレンズエレメントから成る屈折光学系が使用されてい
る。この投影光学系ＰＬの投影倍率は、例えば１／４、
１／５あるいは１／６である。このため、照明光学系か
らの照明光ＩＬによってレチクルＲの照明領域ＩＡＲ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を介してレチクルＲの照明領域Ｉ
ＡＲ部分の回路パターンの縮小像（部分倒立像）が表面
にフォトレジストが塗布されたウエハＷ上に形成され
る。

【００３５】ＸＹステージ装置１４は、ベース１６と、
このベース１６上に載置され、走査方向であるＹ軸方向
（図１における左右方向）に往復移動可能なＹステージ
１２と、このＹステージ１２上に配設されＹ軸方向と直
交するＸ軸方向（図１における紙面直交方向）に往復移
動可能なＸステージ１８とを有している。また、Ｘステ
ージ１８上に、ウエハホルダ２５が載置され、このウエ
ハホルダ２５によって基板としてのウエハＷが真空吸着
によって保持されている。

【００３６】ここで、ＸＹステージ装置１４について更
に詳述する。ベース１６上には、図２に示されるよう
に、Ｘ軸方向に所定間隔離れた位置にＹ軸方向に沿って
Ｙ軸ガイド２８Ａ，２８Ｂが延設されており、Ｙステー
ジ１２がこれらのＹ軸ガイド２８Ａ，２８Ｂ上に摺動可
能に配設されている。また、ベース１６上のＸ軸方向の
中央部には、Ｙステージ１２をＹ軸方向に駆動するため
の送りねじ３６ＹがＹ軸方向に沿って架設されており、
この送りねじ３６Ｙがベース１６に固定されたモータ３
８Ｙによって回転駆動されることにより、Ｙステージ１
２がＹ軸ガイド２８Ａ，２８Ｂ上を摺動するように構成
されている。

【００３７】同様に、Ｙステージ１２上には、Ｙ軸方向
に沿って所定間隔離れた位置にＸ軸方向に沿ってＸ軸ガ
イド３４Ａ，３４Ｂが延設されており、Ｘステージ１８
がこれらのＸ軸ガイド３４Ａ，３４Ｂ上に摺動可能に配
設されている。また、Ｙステージ１２上のＹ軸方向の中
央部には、Ｘステージ１８をＸ軸方向に駆動するための
送りねじ３６ＸがＸ軸方向に沿って架設されており、こ
の送りねじ３６ＸがＹステージ１２に固定されたモータ
３８Ｘによって回転駆動されることにより、Ｘステージ
１８がＸ軸ガイド３４Ａ，３４Ｂ上を摺動するように構
成されている。

【００３８】前記モータ３８Ｘ，３８Ｙは、図１に示さ
れるモータ駆動制御回路７０Ｘ，７０Ｙを介して主制御
装置２０によって制御される。

【００３９】Ｘステージ１８上の＋Ｙ側の端部には、走
査方向であるＹ軸方向に直交する反射面を有する移動鏡
２７ＹがＸ軸方向に延設され、また、Ｘステージ１８上
の＋Ｘ側の端部には、非走査方向であるＸ軸方向に直交
する反射面を有する移動鏡２７ＸがＹ軸方向に延設され
ている。そして、これらの移動鏡２７Ｙ，２７Ｘに対応
して、ベース１６外の所定の位置には、Ｙ軸用のウエハ
干渉計３１Ｙ、Ｘ軸用のウエハ干渉計３１Ｘがそれぞれ
配設されている。そして、これらのウエハ干渉計３１
Ｙ，３１Ｘによって、Ｘステージ１８のＸＹ面内の位置
が所定の分解能、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で
計測されている。これらのウエハ干渉計３１Ｙ，３１Ｘ
からのＸステージ１８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、前記位置
情報（又は速度情報）に基づいてモータ駆動制御回路７
０Ｘ，７０Ｙをそれぞれ介してモータ３８Ｙ，３８Ｘを
駆動制御することにより、Ｙステージ１２、Ｘステージ
１８を制御する。

【００４０】なお、前述の如く、移動鏡としては移動鏡
２７Ｘ，２７Ｙがそれぞれ設けられ、ウエハ干渉計もウ
エハ干渉計３１Ｘ，３１Ｙが設けられているが、図１で
は、これらが代表的に移動鏡２７、ウエハ干渉計３１と
して示されている。

【００４１】前記制御系は、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）等から成るいわゆるマイク
ロコンピュータ（又はワークステーション）を含んで構
成される主制御装置２０などを中心として構成されてい
る。

【００４２】次に、上記ＸＹステージ装置１４のＸステ
ージ１８，Ｙステージ１２を駆動するモータ３８Ｘ，３
８Ｙの制御について説明する。なお、本実施形態では、
Ｘ軸方向のモータ３８ＸとＹ軸方向のモータ３８Ｙ、及
びそれぞれの駆動制御回路７０Ｘ，７０Ｙは、ほぼ同一
の構成を有するので、以下においては、Ｘ軸方向のモー
タ３８Ｘの駆動制御回路７０Ｘを採り上げて、図３等に
基づいて説明する。

【００４３】図３に示されるように、モータ駆動制御回
路７０Ｘは、ＰＷＭ制御回路１９と、該ＰＷＭ制御回路
１９の出力段に抵抗５２を介して接続された電流駆動回
路３０とを含んで構成されている。

【００４４】前記ＰＷＭ制御回路１９は、非反転入力端
（プラス端）側に抵抗５１を介して主制御装置２０から
の制御信号が入力されるコンパレータ５７と、該コンパ
レータ５７の反転入力端（マイナス端）に接続され、の
こぎり波（三角波）信号を出力する基準信号発生回路５
６とを含んで構成されている。

【００４５】コンパレータ５７は、該コンパレータ５７
の非反転入力端に入力される制御信号（電圧信号）と、
基準信号発生回路５６から反転入力端に入力されるのこ
ぎり波信号とを比較し、制御信号がのこぎり波信号より
も大きい場合には、プラスの電圧信号（＋Ｖｃ）を出力
し、反対にのこぎり波信号が入力信号よりも大きい場合
には、マイナスの電圧信号（−Ｖｃ）を出力する。

【００４６】また、前記電流駆動回路３０は、抵抗５２
のコンパレータ５７と反対側に並列に接続されたＮＰＮ
形トランジスタ５８及びＰＮＰ形トランジスタ５９と、
トランジスタ５８のコレクタに抵抗５４を介して接続さ
れた＋電圧源（＋Ｖａ）と、トランジスタ５９のコレク
タに抵抗５５を介して接続された−電圧源（−Ｖｂ）と
を備えている。トランジスタ５８、５９のエミッタ相互
間の接続点は、モータ３８Ｘの一端に接続され、モータ
３８Ｘの他端は接地（アース）されている。

【００４７】ここで、上述のようにして構成されたモー
タ駆動制御回路７０Ｘの動作を上記構成各部の作用とと
もに説明する。

【００４８】前記基準信号発生回路５６から出力され、
コンパレータ５７の反転入力端に入力されるのこぎり波
は一定の周期及び振幅を有するもの（図４（Ａ），
（Ｃ），（Ｅ）参照）であるが、コンパレータ５７の非
反転入力端に入力される制御信号は主制御装置２０によ
ってそのレベルが制御される。従って、コンパレータ５
７からは、制御信号のレベルに応じてパルス幅が制御さ
れたＰＷＭ信号が出力される。

【００４９】ここで、コンパレータ５７の反転入力であ
るのこぎり波をＳＳ、非反転入力である制御信号をＶと
すると、コンパレータ５７は、制御信号Ｖがのこぎり波
ＳＳよりも大きい区間では、プラスの電圧（＋Ｖｃ）を
出力し、制御信号Ｖがのこぎり波ＳＳよりも小さい区間
では、マイナスの電圧（−Ｖｃ）を出力する。

【００５０】より具体的に説明すると、例えば図４
（Ａ）に示されるように、制御信号Ｖ＝Ｖ１が正（＋）
レベルである場合には、コンパレータ５７からは図４
（Ｂ）に示されるようなＰＷＭ信号ＰＳ１が出力され
る。このＰＷＭ信号ＰＳ１は、図４（Ｂ）から分かるよ
うに、１周期（１ピッチ）に占めるマイナス信号の区間
より、プラスの信号の区間の方が大きくなっている。

【００５１】一方、図４（Ｃ）に示されるように、制御
信号Ｖ＝Ｖ２が負（−）レベルである場合には、コンパ
レータ５７からは図４（Ｄ）に示されるようなＰＷＭ信
号ＰＳ２が出力される。このＰＷＭ信号ＰＳ２は、図４
（Ｄ）からわかるように、１周期（１ピッチ）に占める
プラス信号の区間より、マイナス信号の区間の方が大き
くなっている。

【００５２】この一方、図４（Ｅ）に示されるようにＶ
＝Ｖ３が０レベルである場合には、コンパレータ５７か
らは図４（Ｆ）に示されるようなＰＷＭ信号ＰＳ３が出
力される。このＰＷＭ信号ＰＳ３は、１周期（１ピッ
チ）に占めるプラス信号、マイナス信号の区間が同一
（１：１）となっている。

【００５３】次に、電流駆動回路３０の作用について説
明する。ここでは、図４（Ｂ）に示されるＰＷＭ信号Ｐ
Ｓ１が抵抗５２を介して電流駆動回路３０に入力された
場合について説明する。

【００５４】図４（Ｂ）のＰＷＭ信号ＰＳ１がプラスの
値を示している場合には、図３に示されるＮＰＮ形トラ
ンジスタ５８に対して、コンパレータ５７側からベース
電流が供給され、トランジスタ５８がオン（ＯＮ）とな
る。そして、これに伴って、ベース電流とトランジスタ
５８に固有の直流電流増幅率（ｈ１）との積で表される
コレクタ電流が抵抗５４側からトランジスタ５８に供給
される。そして、ベース電流とコレクタ電流との和であ
るエミッタ電流がトランジスタ５８から出力され、モー
タ３８Ｘに向けて矢印Ａ方向（以下、適宜「正転方向」
という）の電流が供給される。なお、このとき、トラン
ジスタ５９はオフ（ＯＦＦ）状態である。

【００５５】一方、図４（Ｂ）において、ＰＷＭ信号Ｐ
Ｓ１がマイナスの値を示している場合には、図３に示さ
れるＰＮＰ形トランジスタ５９から、コンパレータ５７
方向にベース電流が流れ、トランジスタ５９がオンにな
る。このため、ベース電流とトランジスタ５９に固有の
直流電流増幅率（ｈ２）の積で表されるコレクタ電流が
トランジスタ５９から抵抗５５に向けて流れる。そし
て、ベース電流とコレクタ電流の和であるエミッタ電流
が、矢印Ａ’で示される方向（以下、適宜「逆転方向」
という）、すなわちモータ３８Ｘ側からトランジスタ５
９に向けて流れるようになっている。

【００５６】すなわち、コンパレータ５７から出力され
たＰＷＭ信号ＰＳ１がプラスの値である場合にはモータ
３８Ｘに対して、矢印Ａの方向（正転方向）の電流が流
れ、ＰＷＭ信号ＰＳ１がマイナスの値である場合にはモ
ータ３８Ｘに対して矢印Ａ’の方向（逆転方向）の電流
が流れるようになっている。

【００５７】なお、本実施形態では、抵抗５４にかかる
電圧＋Ｖａと、抵抗５５にかかる電圧−Ｖｂとの間にＶ
ａ＝Ｖｂの関係が成り立っており、抵抗５４と抵抗５５
の抵抗値が同値となるように設定されている。更には、
前述のトランジスタ５８の直流電流増幅率ｈ１とトラン
ジスタ５９の直流電流増幅率ｈ２との間にもｈ１＝ｈ２
の関係が成り立っている。これにより、ＰＷＭ信号の絶
対値が一定に保たれていることから、正転方向への電流
の大きさと、逆転方向への電流の大きさを同値に設定す
ることが可能となっている。すなわち、図５（Ａ）に示
されるように、図４（Ｂ）のＰＷＭ信号ＰＳ１と同等な
波形の電流信号ＩＳ１がモータ３８Ｘに供給される。

【００５８】ここで、前述したようにＰＷＭ信号ＰＳ１
の周波数がモータ３８Ｘの共振周波数よりも十分に大き
く設定されていることから、図４（Ｂ）に実線で示され
るＰＷＭ信号ＰＳ１がコンパレータ５７から出力される
場合、図５（Ａ）に実線で示される、ＰＷＭ信号の平均
値の直流電流がモータ３８Ｘに対して供給されるのと実
質的に等価である。従って、モータ３８Ｘをハンチング
等を発生させることなしに正転方向に駆動することが可
能となっている。

【００５９】同様に、図４（Ｄ）に示されるＰＷＭ信号
ＰＳ２が図３に示されるコンパレータ５７から出力され
る場合には、モータ３８Ｘを流れる電流信号は図５
（Ｂ）に示されるような図４（Ｄ）のＰＷＭ信号の波形
と同等の波形の電流信号ＩＳ２であるので、上記と同様
に、モータ３８Ｘには、図５（Ｂ）において実線で示さ
れるＰＷＭ信号の平均値の直流電流が供給される。従っ
て、モータ３８Ｘを正転方向とは反対の逆転方向に駆動
することが可能となっている。この場合においても、モ
ータ３８Ｘにはハンチング等は一切起こらない。

【００６０】また、図４（Ｆ）に示されるＰＷＭ信号Ｐ
Ｓ３がコンパレータ５７から出力される場合には、モー
タ３８Ｘを流れる電流信号は図５（Ｃ）に示されるよう
に、図４（Ｆ）に示されるＰＷＭ信号ＰＳ３の波形と同
等の波形ＩＳ３を有することになる。ここで、この電流
信号のデューティ比は５０％であることから、その平均
値、すなわち０の直流電流がモータ３８Ｘに供給され
る。

【００６１】従って、モータ３８Ｘの電流駆動回路３０
に電圧を印加（モータ３８Ｘに電流を供給）しているに
もかかわらず、モータ３８Ｘを静止させることが可能と
なっている。なお、この場合にも前述と同様の理由によ
り、モータ３８Ｘにはハンチング等は一切起こらない。

【００６２】次に、露光装置１００により、ウエハＷ上
に既にパターンが形成された複数のショット領域に、レ
チクルＲ上の回路パターンを順次転写する露光処理シー
ケンスについて主制御装置２０の制御動作を中心として
説明する。

【００６３】まず、主制御装置２０では、レチクルレー
ザ干渉計システム２２の計測値をモニタしつつ、不図示
の一対のレチクルアライメント顕微鏡によってレチクル
Ｒに形成された一対のレチクルアライメントマークがそ
れぞれ検出可能となる位置に、レチクルステージ駆動部
２３を介してレチクルステージＲＳＴを移動する。これ
と前後して、主制御装置２０では、ウエハ干渉計３１の
計測値をモニタしつつ、前記レチクルアライメント顕微
鏡によってＸステージ１８上の不図示の基準マーク板上
の一対の基準マークが検出可能となる位置に、モータ３
８Ｘ，３８Ｙを介してＸステージ１８，Ｙステージ１２
を移動する。

【００６４】そして、主制御装置２０では、露光光ＩＬ
をアライメント光束とするレチクルアライメント顕微鏡
を用いて基準マーク板上の一対の基準マークとそれに対
応するレチクルアライメントマークのウエハ面上投影像
の相対位置検出、すなわちレチクルアライメントを行な
う。

【００６５】次に、主制御装置２０では、ウエハ干渉計
３１の計測値をモニタしつつ、投影光学系ＰＬの光軸
（照明領域ＩＡＲと共役な露光領域の中心）とウエハア
ライメント系ＡＬＧとの相対位置関係（設計値）に基づ
いて、基準マーク板上の基準マークがウエハアライメン
ト系ＡＬＧにより検出可能となる位置に、モータ３８
Ｘ，３８Ｙを介してＸステージ１８，Ｙステージ１２を
移動する。

【００６６】そして、主制御装置２０ではウエハアライ
メント系ＡＬＧを用いて基準マークのウエハアライメン
ト系ＡＬＧの指標中心に対する位置ずれ量を検出し、こ
の検出結果と上記レチクルアライメントの際の相対位置
の検出結果と上記の設計値とに基づいて、レチクルパタ
ーンの投影位置とウエハアライメント系ＡＬＧの検出中
心との位置関係であるベースライン量を算出する。すな
わち、このようにしてベースライン計測を行う。

【００６７】次に、主制御装置２０では、ウエハ干渉計
３１の計測値に基づいてＸステージ１８の位置を管理し
つつ、設計上のショット配列データ（ウエハマーク位置
データ）をもとに、Ｘステージ１８を順次移動させつ
つ、ウエハＷ上の複数のショット領域から選択される少
なくとも３つのショット領域をサンプルショットとして
そのウエハマーク位置をウエハアライメント系ＡＬＧを
用いて計測し、この計測結果とショット配列の設計座標
データに基づいて最小自乗法による統計演算により、全
てのショット配列データを演算するエンハンスト・グロ
ーバル・アライメント（ＥＧＡ）方式のファインアライ
メントを行う。

【００６８】次に、主制御装置２０では、上記のベース
ライン計測結果とファインアライメントの結果とに基づ
いて、Ｘステージ１８をウエハＷ上のファーストショッ
トの露光のための走査開始位置に移動させ、レチクルス
テージＲＳＴとＸステージ１８とを走査方向（Ｙ軸方
向）に同期移動することにより、走査露光（スキャン露
光）を行い、ウエハＷ上のファーストショットにレチク
ルＲのパターンを転写する。

【００６９】次に、主制御装置２０では、セカンドショ
ットの露光のため、ＸＹステージ装置１４を次ショット
の走査開始位置まで少なくともＸ方向に移動（ステッピ
ング）し、該セカンドショットに対して上記のスキャン
露光を行う。

【００７０】以後、主制御装置２０では上記のショット
間の移動動作（ステッピング動作）と、スキャン露光動
作とを順次繰り返して、ステップ・アンド・スキャン方
式により、レチクルＲに形成されたパターンをウエハＷ
上の各ショット領域に転写する。

【００７１】ところで、本実施形態では、上記走査露光
中やショット間ステッピング時は勿論、Ｘステージ１８
の静止中であっても、モータ３８Ｘ，３８Ｙには、電流
信号が常時供給されており、しかも発熱量は、電流値Ｉ
の二乗の時間積分に比例するため、いずれのときにおい
てもモータ３８Ｘ，３８Ｙの発熱量は一定となっている
（図５（Ａ）〜図５（Ｃ）参照）。

【００７２】このため、モータ周辺雰囲気の温度変動に
よる影響を低減することが可能であり、モータ３８Ｘ，
３８Ｙによって駆動されるＸステージ１８，Ｙステージ
１２の変形やＸステージ１８上に載置されるウエハの変
形をも抑制することが可能となっている。

【００７３】また、本実施形態では、主制御装置２０よ
りコンパレータ５７に入力される制御信号のレベルを調
整するという簡易な制御方法により、方向切換え信号等
を用いることなく、モータ３８の駆動速度（速度０も含
む）、及び駆動方向を決定することが可能である。

【００７４】以上詳細に説明したように、本実施形態に
よれば、Ｘステージが移動状態である場合、あるいは静
止状態である場合にかかわらず、すなわちＸステージ，
Ｙステージの駆動速度によらず、これらのステージの駆
動源であるモータ３８Ｘ，３８Ｙへの電流信号の供給が
維持されるとともに、この供給される電流信号は同一の
大きさの正負の値のパルス信号であるので、常にモータ
３８Ｘ，３８Ｙから発生する発熱量をほぼ一定とするこ
とができる。したがって、ステージの移動時と静止時の
温度変動を抑制することができるので、モータ、及びモ
ータにより駆動されるステージ、ウエハ、又はその周辺
への温度変動を低減することが可能となる。すなわち、
例えば、Ｘステージ１８のＸＹ方向位置の計測に用いら
れる移動鏡２７Ｘ，２７ＹとウエハＷとの間隔を常時一
定に保つことができるので、ウエハＷの位置を正確に計
測することが可能となっている。これにより、ＥＧＡ等
のウエハアライメントなどの諸計測を高精度に行うこと
ができる。

【００７５】従って、ウエハＷの位置制御性を向上する
ことが可能となるので、レチクルとウエハとの重ね合せ
精度の一層の向上が可能となる。

【００７６】また、モータの周辺雰囲気の温度変動も抑
制されていることから、ＸＹステージ装置の位置計測に
用いられるウエハ干渉計の測長ビームの揺らぎ等を抑制
することも可能であり、この点からもレチクルとウエハ
との重ね合わせ精度の向上を図ることが可能となってい
る。

【００７７】また、ＰＷＭ信号がモータ及びＸＹステー
ジ装置の共振周波数に比べて十分に高い周波数を有する
ことから、モータ及びステージにハンチング等が発生す
るのを抑制することができる。

【００７８】また、上記のようにＸＹステージ装置、及
びウエハの温度変化にともなう変形が抑制されているこ
とから、ウエハ上にレチクルのパターンを高精度に転写
形成することが可能である。

【００７９】なお、上記実施形態では、本発明のモータ
として、送りねじを回転駆動してＸＹステージ装置１４
を駆動するモータを採用するものとしたが、これに限ら
ず、例えばＸＹステージに更にＺチルト駆動ステージを
設けた場合におけるＺ軸方向への微動を行うためのボイ
スコイルモータとして本発明のモータ装置を採用するこ
ととしても良い。この場合、Ｚ軸方向位置を検出するた
めの焦点位置検出系を設けても、計測ビームの温度変動
による揺らぎが生じないことから、ウエハのＺ位置を高
精度に検出することが可能となる。

【００８０】また、レチクルステージをスキャン方向に
駆動するための送りねじ方式の駆動装置のモータに採用
したり、レチクルステージを粗微動構造とし、その微動
に用いられるボイスコイルモータに採用することとして
も良い。いずれの場合においても、モータの周辺環境に
おける温度変化を抑制することが可能である。

【００８１】また、ステージの駆動に限らず、照明光学
系を構成する可動ブラインド４５Ａ，４５Ｂを駆動する
ための駆動装置４３Ａ，４３Ｂにおいても、本発明のモ
ータ装置を好適に適用することが可能である。この場
合、露光の際のレチクルを照明する照明領域の設定を正
確に行うことが可能となり、ウエハの不要な部分が露光
されること等による露光不良の発生を防止することが可
能となる。

【００８２】また、露光装置に採用する場合に限らず、
モータ周辺の温度変動を抑制しなければならない場合に
は、本発明のモータ装置を好適に適用することが可能で
ある。

【００８３】なお、上記実施形態では、光源としてＫｒ
Ｆエキシマレーザ光源などの紫外光源、Ｆ₂レーザ、Ａ
ｒＦエキシマレーザ等の真空紫外域のパルスレーザ光源
を用いるものとしたが、これに限らずＡｒ₂レーザ光源
（出力波長１２６ｎｍ）などの他の真空紫外光源を用い
ても良い。また、例えば、真空紫外光として上記各光源
から出力されるレーザ光に限らず、ＤＦＢ半導体レーザ
又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視
域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（Ｅｒ）
（又はエルビウムとイッテルビウム（Ｙｂ）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。

【００８４】なお、上記実施形態では、ステップ・アン
ド・スキャン方式等の走査型露光装置に本発明が適用さ
れた場合について説明したが、本発明の適用範囲がこれ
に限定されないことは勿論である。すなわちステップ・
アンド・リピート方式の縮小投影露光装置にも本発明は
好適に適用できる。

【００８５】なお、複数のレンズから構成される照明
系、投影光学系を露光装置本体に組み込み、光学調整を
するとともに、多数の機械部品からなるレチクルステー
ジやウエハを露光装置本体に取り付けて配線や配管を接
続し、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を製造することがで
きる。なお、露光装置の製造は温度及びクリーン度等が
管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。

【００８６】なお、本発明は、半導体製造用の露光装置
に限らず、液晶表示素子などを含むディスプレイの製造
に用いられる、デバイスパターンをガラスプレート上に
転写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられる
デバイスパターンをセラミックウエハ上に転写する露光
装置、及び撮像素子（ＣＣＤなど）、マイクロマシン、
ＤＮＡチップなどの製造に用いられる露光装置などにも
適用することができる。また、半導体素子などのマイク
ロデバイスだけでなく、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。ここで、ＤＵＶ（遠紫外）光や
ＶＵＶ（真空紫外）光などを用いる露光装置では一般的
に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石
英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、螢石、フ
ッ化マグネシウム、又は水晶などが用いられる。また、
プロキシミティ方式のＸ線露光装置、又は電子線露光装
置などでは透過型マスク（ステンシルマスク、メンブレ
ンマスク）が用いられ、マスク基板としてはシリコンウ
エハなどが用いられる。

【００８７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のモ
ータ装置によれば、モータ及びその周囲への熱的な影響
を低減することができるという効果がある。

【００８８】また、本発明のステージ装置によれば、ス
テージ及びその周辺への熱的な影響を低減することがで
きるという効果がある。

【００８９】また、本発明の露光装置によれば、高精度
な露光を実現することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態に係る露光装置の概略構成を示す図
である。

【図２】ＸＹステージ装置を示す平面図である。

【図３】モータ制御回路の構成を示す図である。

【図４】図４（Ａ），（Ｃ），（Ｅ）は、図３のモータ
制御回路を構成するコンパレータに入力される信号を示
す線図であり、図４（Ｂ），（Ｄ），（Ｆ）は、コンパ
レータから出力されるＰＷＭ信号を表す図である。

【図５】図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は、モータの駆動状態
に応じてモータに供給される電流信号を示す線図であ
る。

【図６】図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、ＤＣモータの従来
の駆動制御方法を説明するための図である。

【符号の説明】

１２…Ｙステージ（ステージ，物体）、１８…Ｘステー
ジ（ステージ，物体）、２０…主制御装置（制御手段の
一部）、３８Ｘ，３８Ｙ…モータ、４５Ａ，４５Ｂ…可
動ブラインド（可動ブラインド）、７０Ｘ，７０Ｙ…モ
ータ駆動制御回路（制御手段の一部）ＩＡＲ…照明領
域、Ｒ…レチクル（マスク）、ＲＳＴ…レチクルステー
ジ（ステージ）、Ｗ…ウエハ（物体，基板）。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体を移動させることが可能なモータ
と；前記物体の移動を伴わないように前記モータの駆動
状態を維持する制御手段と；を備えるモータ装置。
【請求項２】前記制御手段は、前記物体が移動状態に
ある第１の状態では、前記モータへトルクを与えるよう
に前記モータに電圧を印加し、前記物体が静止状態にあ
る第２の状態では、前記モータへトルクを与えないよう
に前記モータに電圧を印加することを特徴とする請求項
１に記載のモータ装置。
【請求項３】物体を移動させることが可能なモータ
と；前記モータの駆動を制御する制御手段と；を備え、前記制御手段は、前記物体が移動状態にある第１の状態
のときの前記モータの発熱量と、前記物体が静止状態に
ある第２の状態のときの前記モータの発熱量とがほぼ等
しくなるように、前記モータの駆動を制御することを特
徴とするモータ装置。
【請求項４】前記制御手段は、前記第２の状態のとき
には、同じ大きさの正電圧及び負電圧を、デューティ比
５０％のＰＷＭ信号に応じて、前記モータに印加するこ
とを特徴とする請求項２又は３に記載のモータ装置。
【請求項５】前記ＰＷＭ信号は、前記モータ及び前記
物体の共振周波数に比べて十分に高い周波数を有するこ
とを特徴とする請求項４に記載のモータ装置。
【請求項６】マスク及び基板のいずれか一方を保持す
るステージと；前記ステージを含む前記物体の移動及び
その制御を行う請求項１〜５のいずれか一項に記載のモ
ータ装置と；を備えるステージ装置。
【請求項７】マスクに形成されたパターンを基板上に
転写する露光装置であって、前記マスクを保持するマスクステージと；前記基板を保
持する基板ステージと；前記マスクを照明する照明領域
を任意の形状に規定する可動ブラインドと；前記マスク
ステージ、前記基板ステージ、及び前記可動ブラインド
のうちの少なくとも１つの移動及びその制御を行う請求
項１〜５のいずれか一項に記載のモータ装置と；を備え
る露光装置。