JP2003047284A

JP2003047284A - スイッチング素子異常検出装置、ｐｗｍ増幅器、モータ駆動装置、ステージ装置、露光装置、この露光装置により製造したデバイスおよびデバイスの製造方法

Info

Publication number: JP2003047284A
Application number: JP2001229830A
Authority: JP
Inventors: Ryuzo Mototsugu; 龍造本告
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2001-07-30
Filing date: 2001-07-30
Publication date: 2003-02-14

Abstract

(57)【要約】【課題】スイッチング素子の異常を、簡易な方法で迅
速かつ正確に検出することが可能なスイッチング素子異
常検出装置を提供すること。また、この異常検出装置を
使用したＰＷＭ増幅器、モータ駆動装置、このモータ駆
動装置を使用したステージ装置、このステージ装置を使
用した露光装置、この露光装置により製造したデバイス
およびデバイスの製造方法を提供すること。【解決手段】スイッチング用ＦＥＴＱ２のオン時にドレ
インソース間に流れる電流ＳＩとドレインソース間の飽
和電圧ＳＶを検出する。次に、飽和電圧ＳＶ÷電流ＳＩ
を実行してスイッチング用ＦＥＴのドレインソース間の
オン抵抗を求める。このオン抵抗値が所定の値以上であ
ると、ＦＥＴに温度異常が発生していると判断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチング素子
異常検出装置、ＰＷＭ増幅器、モータ駆動装置、ステー
ジ装置、露光装置、この露光装置により製造したデバイ
スおよびデバイスの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体露光装置は、レチクル（あるいは
マスク）を搭載するレチクルステージ、ウェハを搭載す
るウェハステージ、レチクルに形成されたパターンをウ
ェハに投影露光する投影光学系などから構成される。各
ステージはモータおよびモータを駆動するモータ駆動装
置により適宜駆動され、レチクルに形成されたパターン
がウェハの所定の位置に正確に投影露光される。各ステ
ージを駆動するモータにはリニアモータが使用され、そ
のリニアモータを駆動する回路には高効率なＰＷＭ（パ
ルス幅変調）増幅器が使用される。

【０００３】ＰＷＭ増幅器では、出力段にスイッチング
素子としてスイッチング用ＦＥＴが使用される。スイッ
チング用ＦＥＴは、通常の電流、環境温度を超える場合
に、熱暴走を起こし破壊に至ることがある。従来のＰＷ
Ｍ増幅器では、最大電流を越えるような異常動作は、過
電流検出回路により検出することができた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、最大電流以下
でＦＥＴに異常が発生している場合には、その異常を検
出することが困難であった。例えば、ＦＥＴの放熱器へ
の取り付け不良や環境温度の異常の場合である。このよ
うな場合、ＦＥＴの駆動電流は最大電流以下であるが、
ＦＥＴ自体に温度異常が発生している。このようなＦＥ
Ｔ自体の温度異常の場合、装置内やＦＥＴ近辺に温度セ
ンサを設け、異常温度を検出することも可能である。し
かし、ＦＥＴ自体の異常の検出としては必ずしも正確で
なく、また、レスポンスが遅いという問題も発生してい
た。

【０００５】本発明の目的は、スイッチング素子の異常
を、簡易な方法で迅速かつ正確に検出することが可能な
スイッチング素子異常検出装置を提供することにある。
また、この異常検出装置を使用したＰＷＭ増幅器、モー
タ駆動装置、このモータ駆動装置を使用したステージ装
置、このステージ装置を使用した露光装置、この露光装
置により製造したデバイスおよびデバイスの製造方法を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以下、実施の形態を示す
図３を参照して、括弧内にその対応する要素の符号をつ
けて本発明を説明する。上記目的を達成するために、請
求項１のスイッチング素子異常検出装置は、スイッチン
グ素子（Ｑ２）のスイッチング時に流れる電流を検出す
る電流検出手段（Ｒ３、２０２、Ｑ４、Ｃ３）と、スイ
ッチング素子（Ｑ２）の電流による電圧降下に対応する
電圧を検出する電圧検出手段（Ｑ３、Ｃ２）と、検出し
た電流と電圧とに基づき、スイッチング素子（Ｑ２）の
オン抵抗を検出する抵抗検出手段（２０４）と、抵抗検
出手段（２０４）により検出されたオン抵抗に基づき、
スイッチング素子（Ｑ２）が異常か否かを判断する異常
判断手段（２０５）とを備えるものである。請求項２の
スイッチング素子異常検出装置は、スイッチング用ＦＥ
Ｔ（Ｑ２）のオン時にドレインソース間に流れる電流を
検出する電流検出手段（Ｒ３、２０２、Ｑ４、Ｃ３）
と、スイッチング用ＦＥＴ（Ｑ２）のオン時のドレイン
ソース間に対応する電圧を検出する電圧検出手段（Ｑ
３、Ｃ２）と、検出した電流と電圧とに基づき、スイッ
チング用ＦＥＴ（Ｑ２）のオン時のドレインソース間に
対応するオン抵抗を検出する抵抗検出手段（２０４）
と、抵抗検出手段（２０４）により検出されたオン抵抗
に基づき、該スイッチング用ＦＥＴ（Ｑ２）が異常か否
かを判断する異常判断手段（２０５）とを備えるもので
ある。請求項３の発明は、請求項１または２記載のスイ
ッチング素子異常検出装置において、異常判断手段（２
０５）は、検出されたオン抵抗の値が所定の値より大き
いとき異常であると判断するようにしたものである。請
求項４の発明は、入力信号をパルス幅変調制御により増
幅して出力するＰＷＭ増幅器に適用され、出力段のスイ
ッチング素子（Ｑ２）の異常を検出する請求項１から３
のいずれか１項記載のスイッチング素子異常検出装置を
備えるものである。請求項５のモータ駆動装置は、請求
項４記載のＰＷＭ増幅器を備えるものである。請求項６
のステージ装置は、移動対象物を搭載するステージと、
移動対象物を移動させるためにステージを駆動するモー
タと、モータを駆動する請求項５記載のモータ駆動装置
とを備えるものである。請求項７の発明は、露光により
基板上に所定のパターンを形成する露光装置に適用さ
れ、マスクおよび基板のいずれか一方を搭載して移動さ
せる請求項６に記載のステージ装置を少なくとも備える
ものである。請求項８のデバイスは、請求項７記載の露
光装置によって製造されたものである。請求項９のデバ
イス製造方法は、請求項７記載の露光装置によって露光
を行う工程を有するものである。

【０００７】なお、上記課題を解決するための手段の項
では、分かりやすく説明するため実施の形態の図と対応
づけたが、これにより本発明が実施の形態に限定される
ものではない。

【０００８】

【発明の実施の形態】まず、本発明のスイッチング素子
異常検出装置を使用したモータ駆動装置によりステージ
が駆動される投影露光装置について説明をする。

【０００９】図１は投影露光装置の概略構成を示す図で
ある。投影露光装置は、レチクルのパターンの縮小像を
ウエハの各ショット領域に露光するステッパー型（ステ
ップアンドリピート型）の投影露光装置である。なお、
本実施の形態ではレチクルという用語を使用するが、本
明細書では、レチクルもマスクもウェハ上に投影すべき
パターンが形成されたものとして同義のものとして扱
う。図１において、照明光学系１からの露光光ＩＬが、
ダイクロイックミラー２により反射されてレチクルＲの
パターン領域を照明する。ダイクロイックミラー２によ
り反射された後の露光光ＩＬの光軸に平行にＺ軸を取
り、Ｚ軸に垂直な２次元平面内で図１の紙面に平行な方
向にＸ軸を、図１の紙面に垂直な方向にＹ軸を取る。

【００１０】レチクルＲは、レチクル側Ｙステージ３
Ｙ、およびレチクル側Ｘステージ３Ｘを介してレチクル
ベース４上に搭載される。レチクル側Ｘステージ３Ｘは
レチクルベース４に対して固定子５Ａ、および可動子５
Ｂよりなるリニアモータ（以下、「リニアモータ５」と
呼ぶ）を介してＸ方向に駆動され、レチクル側Ｙステー
ジ３Ｙはレチクル側Ｘステージ３Ｘに対して不図示のリ
ニアモータによりＹ方向に駆動される。

【００１１】また、レチクル側Ｙステージ３Ｙ上にＸ軸
用の移動鏡６Ｘ、および不図示のＹ軸用の移動鏡が固定
され、移動鏡６Ｘ、および外部に設置されたＸ軸用のレ
チクル側のレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」と
いう）７Ｘによりレチクル側Ｘステージ３ＸのＸ座標Ｘ
Ｒが計測される。不図示のＹ軸用の移動鏡、およびＹ軸
用のレチクル干渉計７Ｙによりレチクル側Ｙステージ３
ＹのＹ座標ＹＲが計測される。計測されたＸ座標ＸＲお
よびＹ座標ＹＲは、装置全体の動作を統括制御する中央
制御系８にコネクタ１７、１８を介して供給される。レ
チクル側Ｙステージ３Ｙ、レチクル側Ｘステージ３Ｘ、
レチクルベース４、Ｘ軸のリニアモータ５、およびＹ軸
のリニアモータよりなるステージ系をレチクルステージ
装置３と呼ぶ。

【００１２】露光光ＩＬのもとで、レチクルＲのパター
ンの像は、投影倍率β（βは例えば１／５）の投影光学
系ＰＬを介して縮小されてウエハＷ上の各ショット領域
に投影露光される。ウエハＷは、ウエハ側Ｙステージ１
０Ｙ、およびウエハ側Ｘステージ１０Ｘを介してウエハ
ベース１１上に搭載され、ウエハ側Ｘステージ１０Ｘは
ウエハベース１１に対して固定子１２Ａ、および可動子
１２Ｂよりなるリニアモータ（以下、「リニアモータ１
２」と呼ぶ）を介してＸ方向に駆動され、ウエハ側Ｙス
テージ１０Ｙはウエハ側Ｘステージ１０Ｘに対して不図
示のリニアモータによりＹ方向に駆動される。

【００１３】また、ウエハ側Ｙステージ１０Ｙ上にＸ軸
用の移動鏡１３Ｘ、および不図示のＹ軸用の移動鏡が固
定され、移動鏡１３Ｘ、および外部に設置されたＸ軸用
のウエハ側のレーザ干渉計（以下、「ウエハ干渉計」と
いう）１４Ｘによりウエハ側Ｘステージ１０ＸのＸ座標
ＸＷが計測され、不図示のＹ軸用の移動鏡、およびＹ軸
用のウエハ干渉計１４Ｙによりウエハ側Ｙステージ１０
ＹのＹ座標ＹＷが計測され、計測されたＸ座標ＸＷおよ
びＹ座標ＹＷは、中央制御系８にコネクタ１９、２０を
介して供給される。ウエハ側Ｙステージ１０Ｙ、ウエハ
側Ｘステージ１０Ｘ、ウエハベース１１、Ｘ軸用のリニ
アモータ１２、Ｙ軸用のリニアモータ、並びにウエハＷ
のＺ方向への位置および傾斜角を制御するＺレベリング
ステージ（不図示）よりなるステージ系をウエハステー
ジ装置１０と呼ぶ。

【００１４】本実施の形態では、リニアモータとして３
相リニアモータを使用する。例えばリニアモータ１２を
例に説明する。リニアモータ１２は固定子１２Ａと可動
子１２Ｂとで構成され、固定子１２Ａは３相の電機子コ
イル（不図示）からなり、可動子１２Ｂはウエハ側Ｘス
テージ１０Ｘの側面に極性が順次反転してＸ方向に並べ
て固定された４個の永久磁石（不図示）からなる。すな
わち、リニアモータ１２はムービング・マグネット型の
リニア同期モータである。なお、可動子側に電機子コイ
ルを収納したムービング・コイル型のリニアモータを使
用してもよい。

【００１５】中央制御系８は、レチクルステージ駆動系
１５を介してレチクル側のＸ軸用のリニアモータ５およ
びＹ軸用のリニアモータの動作を制御してレチクルＲの
位置決めを行うと共に、ウエハステージ駆動系１６を介
してウエハ側のＸ軸用のリニアモータ１２およびＹ軸用
のリニアモータの動作を制御してウエハＷの位置決めを
行う。このような制御により、レチクルＲのパターン
は、ウエハＷの各ショット領域に縮小されて露光され
る。

【００１６】レチクルステージ駆動系１５およびウエハ
ステージ駆動系１６は、各リニアモータ５、１２をそれ
ぞれ駆動するモータ駆動装置を搭載する。以下、このモ
ータ駆動装置について詳細に説明する。

【００１７】図２は、本実施の形態のモータ駆動装置の
構成を示す図である。本実施の形態のリニアモータは３
相リニアモータであるため、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３つの
コイルを有しているが、図２は、そのうちの一つの相の
コイルを駆動するモータ駆動装置である。他の相も同様
の回路で駆動装置を構成する。

【００１８】図２のモータ駆動装置は、パルス幅変調方
式によるＰＷＭ増幅器で構成される。指令電圧Ｉは、各
相コイルに指令電圧に応じた電流を流すための信号であ
る。指令電圧Ｉは、誤差増幅器１０１により検出器１０
６の出力と比較され、誤差分が増幅されて比較器１０３
に入力される。比較器１０３では、誤差増幅器１０１か
ら入力された信号と三角波生成回路１０２で生成された
三角波信号Ｔとが比較され、誤差電圧レベルに応じてパ
ルス幅変調された信号が出力される。

【００１９】比較器１０３から出力された信号は、レベ
ルシフト回路１０４に入力され、スイッチング部１０５
内部のスイッチング用ＦＥＴ（後述）の駆動に適した電
圧に変換される。スイッチング部１０５の内部には、フ
ルブリッジの４個のスイッチング用ＦＥＴ（後述）が設
けられている。レベルシフト回路１０４は、フルブリッ
ジの４個のスイッチング用ＦＥＴを適宜たすきがけでオ
ンする信号を出力し、リニアモータの一つの相のコイル
１０７が駆動される。検出器１０６は、スイッチング部
１０５内部で検出されたコイル１０７の駆動電流レベル
を適当な電圧レベルに変換して誤差増幅器１０１にフィ
ードバックする回路である。

【００２０】図３は、図２の破線部を詳細に示す図であ
る。ＦＥＴＱ１、Ｑ２、Ｑ５、Ｑ６は、フルブリッジ
（Ｈブリッジ）を構成するスイッチング用ＭＯＳ型ＦＥ
Ｔ（スイッチング素子）であり、ＰＷＭ増幅器の出力段
を構成する。ＦＥＴＱ１、Ｑ６の組とＦＥＴＱ５、Ｑ２
の組が、レベルシフト回路１０４からの信号により交互
にオン駆動され、リニアモータのコイル１０７を駆動す
る。コイルＬ１とコンデンサＣ１およびコイルＬ２とコ
ンデンサＣ４はローパスフィルタを構成し、ＦＥＴＱ
１、Ｑ２、Ｑ５、Ｑ６の出力信号からスイッチング成分
を低減させる働きをする。

【００２１】これらにより、ＦＥＴＱ１、Ｑ６の組とＦ
ＥＴＱ５、Ｑ２の組の交互のオン駆動のデューティ比が
５０％の場合は、バランスが取られてコイル１０７には
電流がほとんど流れない。デューティ比が５０％より大
きくなる場合、その程度に応じてコイル１０７のいずれ
かの方向に電流が流れる。デューティ比が５０％より小
さくなる場合、その程度に応じて上記とは逆の方向に電
流が流れる。

【００２２】抵抗Ｒ１、Ｒ２は、ＦＥＴＱ１、Ｑ２を急
激にオンさせないための保護用抵抗である。図３では、
ＦＥＴＱ５、Ｑ６とレベルシフト回路１０４との接続は
図示されていないが、ＦＥＴＱ１、Ｑ２と同様に抵抗
（不図示）を介して接続されている。ダイオードＤ１〜
Ｄ４はＦＥＴＱ１、Ｑ２、Ｑ５、Ｑ６においてサージ電
流を吸収する等の働きをする。

【００２３】次に、ＦＥＴＱ２がオンされたときのＦＥ
ＴＱ２のドレインソース間のオン抵抗を検出する回路に
ついて説明する。コイル１０７は、上記に説明したとお
り、デューティ比５０％でオンオフされているときは、
電流がほとんど流れない。しかし、そのバランスがくず
れたときに電流が流れる。

【００２４】ＦＥＴＱ２のオンの比率が大きいとき、す
なわちＦＥＴＱ２、Ｑ５のオンの比率が大きくＦＥＴＱ
１、Ｑ６のオンの比率が小さいときは、コイル１０７に
おいて矢印２０１の方向に電流が流れる。このとき、Ｆ
ＥＴＱ２のオン時にはドレインからソース方向に電流が
流れる。ＦＥＴＱ２のオンの比率が小さいとき、すなわ
ちＦＥＴＱ２、Ｑ５のオンの比率が小さくＦＥＴＱ１、
Ｑ６のオンの比率が大きいときは、コイル１０７におい
て矢印２０１とは逆方向に電流が流れる。このとき、Ｆ
ＥＴＱ２のオン時にはソースからドレイン方向に電流が
流れる。

【００２５】抵抗Ｒ３は、負荷電流検出用抵抗であり、
その両端は、抵抗Ｒ４〜Ｒ６、オペアンプ２０３で構成
される差動増幅器２０２に接続されている。この差動増
幅器２０２により、コイル１０７に流れる電流は、グラ
ンド基準の電圧信号に変換される。

【００２６】ＦＥＴＱ２のオン信号は、ＦＥＴＱ３、Ｆ
ＥＴＱ４のゲートにも接続され、ＦＥＴＱ２のオンと同
時にＭＯＳ型ＦＥＴＱ３、Ｑ４もオンする。ＦＥＴＱ３
とコンデンサＣ２はサンプルホールド回路を構成し、Ｆ
ＥＴＱ３のオン時にＦＥＴＱ２のドレイン電圧をサンプ
リングし、信号ＳＶを出力する。ＦＥＴＱ４とコンデン
サＣ３も同様にサンプルホールド回路を構成し、ＦＥＴ
Ｑ４のオン時に差動増幅器２０２の出力レベルをサンプ
リングし、信号ＳＩを出力する。コンデンサＣ２、Ｃ３
は、約１０００ｐＦのものを使用する。信号ＳＶはＦＥ
ＴＱ２のオン時のドレインソース間の電圧値（飽和電圧
値）に相当し、信号ＳＩはＦＥＴＱ２のオン時に流れる
電流値に相当する。信号ＳＶと信号ＳＩは、流れる電流
の向きに応じて同一符号になるように設定されている。

【００２７】信号ＳＶと信号ＳＩは、割り算器２０４に
入力され、信号ＳＶ÷信号ＳＩが実行されて信号ＳＲが
出力される。割り算器２０４は割り算回路が組み込まれ
たＩＣである。信号ＳＲはＦＥＴＱ２のオン時の抵抗値
に相当する信号であり、抵抗値に比例した電圧信号とし
て出力される。信号ＳＲは、コンパレータ２０５に入力
され、所定の信号レベルＶｒｅｆと比較され、信号Ｖｒ
ｅｆより大きければ信号ＳＡをハイレベルとして出力す
る。

【００２８】ＦＥＴのオン時の抵抗特性は、一般に正の
温度係数を持っており、さらにリニアな特性を持ってい
る。従って、ＦＥＴの温度が上昇すると、上昇した温度
に比例して抵抗値も上昇する。これにより、信号ＳＲが
所定の値より大きい場合は、ＦＥＴＱ２が所定の温度以
上になっていることを検出することができる。この所定
の値をＦＥＴＱ２の許容最大温度に対応する値とする
と、信号ＳＡがハイレベルのときは、ＦＥＴＱ２が許容
最大温度を超え、異常温度になっていることを検出する
ことができる。

【００２９】信号ＳＡは前述した中央制御系８に入力さ
れる。中央制御系８は、信号ＳＡがハイレベルになる
と、所定のＦＥＴが異常温度になったと判断し、リニア
モータの駆動を停止する。具体的には、指令電圧Ｉの信
号を停止する。さらに、必要に応じて電源Ｖｃｃを落と
したり、モータ駆動装置への電源の供給を停止するよう
にしてもよい。また、モニター（不図示）に「ＦＥＴ異
常」のような表示をし、アラーム（不図示）を発するよ
うにしてもよい。

【００３０】上記では、ＦＥＴＱ２の異常検出について
説明したが、ＦＥＴＱ６についても同様の回路を設ける
ことにより異常を検出することができる。さらに、ＦＥ
ＴＱ１、Ｑ５については、ＦＥＴのオン時のドレインソ
ース間の電圧値（飽和電圧値）を差動増幅器や絶縁アン
プ等を使用して検出すればよい。これにより、ＦＥＴＱ
１、Ｑ５の異常も同様に検出することができる。

【００３１】差動増幅器２０２の出力信号ＳＯは、電流
検出信号として検出器１０６に入力され、所定のレベル
に増幅されて誤差増幅器１０１にフィードバックされ
る。また、信号ＳＯは過電流検出回路（不図示）にも入
力され、同時に過電流による異常も監視される。すなわ
ち、信号ＳＯが所定のレベル以上であればＦＥＴに過電
流が流れているということを検出することができる。

【００３２】以上のようにして、ＦＥＴＱ１、Ｑ２、Ｑ
５、Ｑ６自体が異常な温度（高温）になったとき、その
異常を即座に検出することができる。これは、ＦＥＴに
過電流が流れていない状態で異常温度になっても、その
異常を検出することができる、例えば、ＦＥＴの動作電
流は定常電流であるが、ＦＥＴの放熱器（ヒートシン
ク）への取り付け不良により異常（高温）となっている
場合、また、環境温度が異常となってその影響で異常
（高温）となっている場合などである。また、ＦＥＴ自
体の抵抗を測定しているので、ＦＥＴ近辺に温度センサ
を設ける場合に比べて、温度検出の応答（レスポンス）
が非常に高速である。

【００３３】リニアモータのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相の
モータ駆動装置に、上記のＦＥＴ異常検出回路（装置）
を設けることにより、ＦＥＴの異常を、簡易な方法で迅
速かつ正確に検出しながら。リニアモータの駆動を実現
することができる。

【００３４】上記の実施の形態では、フルブリッジのＦ
ＥＴを使用する例を示したが、この内容に限定する必要
はない。ハーフブリッジのＦＥＴにも本発明は適用でき
る。

【００３５】上記の実施の形態では、出力段にＦＥＴを
使用したＰＷＭ増幅器の例を示したが、この内容に限定
する必要はない。ＰＷＭ増幅器に限らず、スイッチング
用ＦＥＴを使用する全ての応用に本発明は適用できる。

【００３６】上記の実施の形態では、モータ駆動装置の
応用として、投影露光装置におけるステージの駆動の例
を示したが、この内容に限定する必要はない。例えば、
投影露光装置の除振装置として使用するボイスコイル等
のリニアモータの駆動にも使用できる。

【００３７】上記の実施の形態では、割り算器２０４は
割り算回路が組み込まれたＩＣである例を説明したが、
この内容に限定する必要はない。例えば、オペアンプや
抵抗素子などのディスクリート部品で構成するようにし
てもよい。また、信号ＳＶと信号ＳＩを、Ａ／Ｄ変換し
てソフトウェアで割り算および基準値Ｖｒｅｆとの比較
処理を行うようにしてもよい。

【００３８】上記の実施の形態では、ＦＥＴの例を説明
したが、この内容に限定する必要はない。スイッチング
時のオン抵抗の温度特性が略リニアな特性を持つスイッ
チング素子であれば、本発明を適用することができる。
また、リニアな特性を持たなくても、スイッチング時の
オン抵抗の温度特性が把握できるスイッチング素子であ
れば、本発明を適用することができる。

【００３９】本実施形態の露光装置として、マスクと基
板とを同期移動してマスクのパターンを露光する走査型
の露光装置にも適用することができる。走査型の露光装
置は、例えば、米国特許第５，４７３，４１０号に開示
されており、本発明はこのような露光装置にも適用可能
である。

【００４０】本実施形態の露光装置として、投影光学系
を用いることなくマスクと基板とを密接させてマスクの
パターンを露光するプロキシミティ露光装置にも適用す
ることができる。

【００４１】露光装置の用途としては半導体製造用の露
光装置に限らない。例えば、角型のガラスプレートに液
晶表示素子パターンを露光する液晶用の露光装置や、薄
膜磁気ヘッドを製造するための露光装置にも広く適当で
きる。

【００４２】本実施形態の露光装置の光源としては、ｇ
線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシ
マレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９
３ｎｍ）、Ｆ_２レーザ（１５７ｎｍ）のみならず、Ｘ線
や電子線などの荷電粒子線を用いることができる。例え
ば、電子線を用いる場合には電子銃として、熱電子放射
型のランタンヘキサボライト（LaB6）、タンタル（Ta）
を用いることができる。さらに、電子線を用いる場合
は、マスクを用いる構成としてもよいし、マスクを用い
ずに電子線による直接描画によって基板上にパターンを
形成する構成としてもよい。

【００４３】投影光学系の倍率は縮小系のみならず等倍
および拡大系のいずれでもよい。

【００４４】投影光学系としては、エキシマレーザなど
の遠紫外線を用いる場合は硝材として石英や蛍石などの
遠紫外線を透過する材料を用いればよい。また、Ｆ_２レ
ーザやＸ線を用いる場合は反射屈折系または屈折系の光
学系にし（レチクルも反射型タイプのものを用いる）、
また、電子線を用いる場合には光学系として電子レンズ
および偏向器からなる電子光学系を用いればよい。な
お、電子線が通過する光路は真空状態にすることはいう
までもない。

【００４５】波長２００ｎｍ程度以下の真空紫外光（Ｖ
ＵＶ光）を用いる露光装置では、投影光学系として反射
屈折型の光学系を用いることも考えられる。反射屈折型
の光学系としては、例えば、特開平８−１７１０５４号
公報およびこれに対応する米国特許第５，６６８，６７
２号、並びに特開平１０−２０１９５号公報およびこれ
に対応する米国特許第５，８３５，２７５号等に開示さ
れている、反射光学素子としてビームスプリッタと凹面
鏡とを有する反射屈折型の光学系を用いることができ
る。また、特開平８−３３４６９５号公報およびこれに
対応する米国特許第５，６８９，３７７号、並びに特開
平１０-３０３９号公報およびこれに対応する米国特許
出願第８７３，６０５号（出願日：１９９７年６月１２
日）等に開示された、反射光学素子としてビームスプリ
ッタを用いず凹面鏡等を有する反射屈折型の光学系を用
いることができる。本発明はこのような投影光学系を備
えた露光装置にも適用可能である。

【００４６】この他、米国特許第５，０３１，９７６
号、５，４８８，２２９号、および５，７１７，５１８
号に開示された、複数の屈折光学素子と２枚のミラー
（凹面鏡である主鏡と、反射素子または平行平面板の入
射面と反対側に反射面が形成される裏面鏡である副鏡）
とを同一軸上に配置し、その複数の屈折光学素子によっ
て形成されるレチクルパターンの中間像を、主鏡と副鏡
とによってウエハ上に再結像させる反射屈折型の光学系
を用いてもよい。この反射屈折型の光学系では、複数の
屈折光学素子に続けて主鏡と副鏡とが配置され、照明光
が主鏡の一部を通ってウエハ上に達することになる。

【００４７】さらに、反射屈折型の投影光学系として
は、例えば、円形のイメージフィールドを有し、かつ物
体面側および像面側が共にテレセントリックであるとと
もに、その投影倍率が１／４倍または１／５倍となる縮
小系を用いてもよい。この反射屈折型の投影光学系を備
えた走査型露光装置の場合、照明光の照射領域が、投影
光学系の視野内でその光軸を略中心とし、かつレチクル
またはウエハの走査方向と略直交する方向に沿って延び
る矩形スリット状に規定されるタイプであってもよい。
このような走査型露光装置によれば、例えば、波長１５
７ｎｍのＦ_２レーザ光を露光用照明光として用いても１
００ｎｍＬ／Ｓパターン程度の微細パターンをウエハ上
に高精度に転写することが可能である。本発明はこのよ
うな投影光学系を備えた露光装置にも適用可能である。

【００４８】ウエハステージやレチクルステージのリニ
アモータは、エアベアリングを用いたエア浮上型や、ロ
ーレンツ力またはリアクタンス力を用いた磁気浮上型の
どちらを用いてもよい。また、ステージは、ガイドに沿
って移動するタイプでもよいし、ガイドを設けないガイ
ドレスタイプでもよい。

【００４９】ステージの駆動装置として平面モ−タを用
いる場合、磁石ユニットと電機子ユニットのいずれか一
方をステージに接続し、磁石ユニットと電機子ユニット
の他方をステージの移動面側に設ければよい。なお、平
面モータとしては、例えば、特開平１１−２７９２５号
に開示されている構成を用いることができる。

【００５０】ウエハステージの移動により発生する反力
は、例えば、特開平８−１６６４７５号公報に記載され
ているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大
地）に逃がしてもよい。本発明はこのような反力処理機
構を備えたウエハステージにも適用可能である。

【００５１】レチクルステージの移動により発生する反
力は、例えば、特開平８−３３０２２４号公報に記載さ
れているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大
地）に逃がしてもよい。本発明はこのような反力処理機
構を備えたレチクルステージにも適用可能である。

【００５２】本願発明における実施の形態の露光装置
は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素(eleme
nts)を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電
気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで
製造される。これら各種精度を確保するために、この組
み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を
達成するための調整、各種機械系については機械的精度
を達成するための調整、各種電気系については電気的精
度を達成するための調整が行われる。各種サブシステム
から露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相
互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配
管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装
置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み
立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステ
ムの露光装置への組み立て工程が終了した後、電気調
整、動作確認等を含む総合調整が行われ、露光装置全体
としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造
は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルーム
で行うことが望ましい。

【００５３】以下、デバイスの製造方法についてさらに
詳細に説明する。図４には、デバイス（ＩＣやＬＳＩの
半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、
マイクロマシン等）の製造例の一例を示すフローチャー
トが示されている。図４に示すように、まず、ステップ
Ｓ３０１（設計ステップ）において、デバイスの機能・
性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行
い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引
き続き、ステップＳ３０２（マスク製作ステップ）にお
いて、設計した回路パターンを形成したマスク（レチク
ル）を製作する。一方、ステップＳ３０３（ウエハ製造
ステップ）において、シリコン等の材料を用いてウエハ
を製造する。

【００５４】次に、ステップＳ３０４（ウエハ処理ステ
ップ）において、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０３
で用意したマスク（レチクル）とウエハを用いて、後述
するように、リソグラフィ技術等によってウエハ上に実
際の回路等を形成する。次いで、ステップＳ３０５（デ
バイス組立てステップ）において、ステップＳ３０４で
処理されたウエハを用いてデバイス組立てを行う。この
ステップＳ３０５には、ダイシング工程、ボンディング
工程、およびパッケージング工程（チップ封入）等の工
程が必要に応じて含まれる。

【００５５】最後に、ステップＳ３０６（検査ステッ
プ）において、ステップＳ３０５で作製されたデバイス
の動作確認デスト、耐久性テスト等の検査を行う。こう
した工程を経た後にデバイスが完成し、このデバイスが
出荷される。

【００５６】図５には、半導体デバイスの場合におけ
る、前記ステップＳ３０４の詳細なフロー例が示されて
いる。図５において、ステップＳ３１１（酸化ステッ
プ）においては、ウエハの表面を酸化させる。ステップ
Ｓ３１２（ＣＶＤステップ）においては、ウエハ表面に
絶縁膜を形成する。ステップＳ３１３（電極形成ステッ
プ）においては、蒸着によってウエハ上に電極を形成す
る。ステップＳ３１４（イオン打込みステップ）におい
ては、ウエハにイオンを打ち込む。以上のステップＳ３
１１〜ステップＳ３１４のそれぞれは、ウエハ処理の各
段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要
な処理に応じて選択されて実行される。

【００５７】ウエハ処理の各段階において、上述の前処
理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実
行される。この後処理工程では、まず、ステップＳ３１
５（レジスト形成ステップ）において、ウエハに感光剤
を塗布する。引き続き、ステップＳ３１６（露光ステッ
プ）において、本実施の形態の露光装置を用いてマスク
（レチクル）の回路パターンをウエハに転写する。次
に、ステップＳ３１７（現像ステップ）において露光さ
れたウエハを現像し、ステップＳ３１８（エッチングス
テップ）においてレジストが残存している部分以外の露
出部材表面をエッチングにより取り去る。そして、ステ
ップＳ３１９（レジスト除去ステップ）において、エッ
チングが済んで不要となったレジストを取り除く。

【００５８】これらの前処理と後処理とを繰り返し行う
ことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成さ
れる。

【００５９】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように、スイッ
チング素子のオン抵抗を検出してスイッチング素子の異
常を判断しているので、スイッチング素子の異常を簡易
な方法で迅速かつ正確に検出することができる。例え
ば、ＦＥＴに過電流でない状態で温度異常が生じても、
簡易かつ迅速かつ正確にその異常を検出することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】投影露光装置の概略構成を示す図である。

【図２】モータ駆動装置の構成を示す図である。

【図３】図２の破線部を詳細に示す図である。

【図４】半導体製造工程を説明するフローチャートを示
す図。

【図５】図４のステップＳ３０４の詳細なフローチャー
トを示す図。

【符号の説明】

ＲレチクルＷウエハＩＬ露光光ＰＬ投影光学系１照明光学系２ダイクロイックミラー３Ｘレチクル側Ｘステージ３Ｙレチクル側Ｙステージ４レチクルベース５Ａ，１２Ａリニアモータの固定子５Ｂ，１２Ｂリニアモータの可動子６Ｘ移動鏡７Ｘ、７Ｙレチクル干渉計８中央制御系１０Ｘウエハ側Ｘステージ１０Ｙウエハ側Ｙステージ１１ウエハベース１３Ｘ移動鏡１４Ｘ、１４Ｙウエハ干渉計１５レチクルステージ駆動系１６ウエハステージ駆動系１０１誤差増幅器１０２三角波生成回路１０３比較器１０４レベルシフト回路１０５スイッチング部１０６検出器１０７コイル２０１矢印２０２差動増幅器２０３オペアンプ２０４割り算器２０５コンパレータＱ１〜Ｑ６ＦＥＴＲ１〜Ｒ８抵抗Ｃ１〜Ｃ４コンデンサＬ１、Ｌ２コイルＤ１〜Ｄ４ダイオード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０２Ｐ 5/00 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５０３ＢＦターム(参考） 2F078 CA02 CA08 CB02 CB05 CB09 CB12 5F046 BA04 CC01 CC02 CC17 5H007 AA17 BB06 CA02 CB02 CB05 CC07 DA05 DB02 DC02 DC05 EA03 EA15 FA00 FA03 FA13 FA19 5H540 AA01 AA06 BB07 FC02 FC03 GG07 5H550 AA18 BB08 LL22 LL23 LL52 LL53 MM09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スイッチング素子のスイッチング時に流れ
る電流を検出する電流検出手段と、前記スイッチング素子の前記電流による電圧降下に対応
する電圧を検出する電圧検出手段と、前記検出した電流と電圧とに基づき、前記スイッチング
素子のオン抵抗を検出する抵抗検出手段と、前記抵抗検出手段により検出されたオン抵抗に基づき、
前記スイッチング素子が異常か否かを判断する異常判断
手段とを備えたことを特徴とするスイッチング素子異常
検出装置。
【請求項２】スイッチング用ＦＥＴのオン時にドレイン
ソース間に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記スイッチング用ＦＥＴのオン時のドレインソース間
に対応する電圧を検出する電圧検出手段と、前記検出した電流と電圧とに基づき、前記スイッチング
用ＦＥＴのオン時のドレインソース間に対応するオン抵
抗を検出する抵抗検出手段と、前記抵抗検出手段により検出されたオン抵抗に基づき、
該スイッチング用ＦＥＴが異常か否かを判断する異常判
断手段とを備えたことを特徴とするスイッチング素子異
常検出装置。
【請求項３】請求項１または２記載のスイッチング素子
異常検出装置において、前記異常判断手段は、前記検出されたオン抵抗の値が所
定の値より大きいとき異常であると判断することを特徴
とするスイッチング素子異常検出装置。
【請求項４】入力信号をパルス幅変調制御により増幅し
て出力するＰＷＭ増幅器において、出力段のスイッチング素子の異常を検出する請求項１か
ら３のいずれか１項記載のスイッチング素子異常検出装
置を備えたことを特徴とするＰＷＭ増幅器。
【請求項５】請求項４記載のＰＷＭ増幅器を備えること
を特徴とするモータ駆動装置。
【請求項６】移動対象物を搭載するステージと、前記移動対象物を移動させるために前記ステージを駆動
するモータと、前記モータを駆動する請求項５記載のモータ駆動装置と
を備えることを特徴とするステージ装置。
【請求項７】露光により基板上に所定のパターンを形成
する露光装置であって、マスクおよび基板のいずれか一方を搭載して移動させる
請求項６に記載のステージ装置を少なくとも備えること
を特徴とする露光装置。
【請求項８】請求項６記載の露光装置によって製造され
たことを特徴とするデバイス。
【請求項９】請求項６記載の露光装置によって露光を行
う工程を有することを特徴とするデバイスの製造方法。