JP2005311259A - 駆動機構の劣化検出装置及び方法並びに露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 駆動機構の機械的な劣化状況を検出することで、露光装置の稼働率を低下させないタイミングで部品交換を行うことができ、スループットの低下を極力防止することができる駆動機構の劣化検出装置等を提供する。
【解決手段】 エンコーダ２２は可動子を駆動するモータ１５の回転量及び回転方向を検出し、電流検出器２３はモータ１５に流れる電流を検出する。判断部２５は、エンコーダ２２及び電流検出器２３の検出結果を用いて、可動子の目標位置に対する位置変化と、モータ１５に流れる電流との少なくとも一方に基づいて可動子及びモータ１５を含んで構成される駆動機構の機械的劣化を判断するとともに劣化部位を特定し、警告装置２６は判断部２５の判断結果に応じて警告を発する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、移動可能に構成された可動子と、当該可動子を駆動する駆動源とを備え、例えば物体を搬送する搬送装置等に設けられる駆動機構の機械的劣化を検出する劣化検出装置及び方法、並びに当該装置を備える露光装置に関する。

半導体素子、液晶表示素子、撮像装置（ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等）、薄膜磁気ヘッド等のデバイスは、マスク又はレチクル（以下、これらを総称する場合にはマスクという）に形成されたパターンをレジスト等の感光剤が塗布されたウェハ又はガラスプレート等（以下、これらを総称する場合には基板という）上に転写する、所謂フォトグラフィーの手法により製造される。このフォトリソグラフィ工程においては種々の露光装置が用いられているが、一般的には露光光（露光用照明光）でマスクを照明し、マスクに形成されたパターンの像を投影光学系を介して基板上に投影露光する露光装置が使用されている。

このような露光装置は、マスクのパターンを基板に転写する露光本体部、露光本体部に対してマスクをロード・アンロードするマスク搬送装置、露光本体部に対して基板をロード・アンロードする基板搬送装置、露光本体部及び搬送装置の動作を制御する制御装置等の複数の装置から構成されており、これらはチャンバ内に収容されている。尚、露光本体部は、上記の露光光を射出する照明光学系、マスク搬送装置によりロードされたマスクを保持するマスクステージ、上記の投影光学系、基板搬送装置によりロードされた基板を保持する基板ステージ等から構成されている。

また、露光装置には基板上にレジストを塗布するコータ（塗布装置）と露光処理が施された基板を現像するデベロッパ（現像装置）が付随して設けられている。コータによってレジストが塗布された基板は、搬送装置によってチャンバ内の露光本体部に搬送され、露光本体部で露光処理が施された基板は、搬送装置によってチャンバ内からデベロッパに搬送され、デベロッパにおいて現像処理される。このように、露光装置には、基板に対して所定の処理を行う周辺装置が設けられており、露光本体部と周辺装置との間で基板が搬送される構成となっている。

上記の基板搬送装置及び露光装置と周辺装置との間で基板を搬送する搬送装置は、基板を保持するアーム部とアーム部を駆動するモータとを含む駆動機構を備えている。モータの駆動によってアーム部はガイドに沿って直線運動し、又は回転運動する。かかる運動の組み合わせにより、搬送装置は基板を所定の位置に搬送する。上記のマスク搬送装置もほぼ同様の構成である。尚、従来のマスク搬送装置の詳細については例えば以下の特許文献１を、従来の基板搬送装置の詳細については例えば以下の特許文献２，３を参照されたい。
特開２００１−２４４３１３号公報 特開２００１−２３７１６７号公報 特開２００２−３６７８８８号公報

ところで、上述した各種の搬送装置の駆動機構の一部として設けられるモータは、ＤＣモータ、ＡＣモータ、リニアモータ等が使用されており、これらの寿命は一般的にはＤＣモータが最も短く、次いでＡＣモータが短く、リニアモータが最も長い。ＤＣモータの寿命は、モータに設けられたコイル（巻線）に流れる電流の方向を切り替えるためのブラシの機械的な寿命によってほぼ決定される。また、ＡＣモータの寿命は回転軸に設けられるエアベアリングの機械的な寿命によってほぼ決定される。リニアモータはモータ自身が半永久的ではあるが、リニアモータによって駆動される可動子（例えば、ガイドに沿って運動する上述のアーム部）には機械的な寿命がある。

上述したモータの寿命及び可動子の寿命は、一般的にモータ及び可動子の各々を一定の条件の下で動作させた場合に求められる。例えば、モータについては単位時間当たりの回転数を一定にして動作させたときに、そのモータの寿命は何時間という具合に求められる。モータ及び可動子が上述した搬送装置に組み込まれた状態では、モータについては頻繁に回転数を可変させる動作が行われ、可動子については加速及び減速が繰り返され、しかも同一部品であっても組み込まれる位置に応じて動作が異なるため、各部品毎の寿命を正確に求めることはできない。このため、従来はウェハ又は基板の搬送に要する時間の最大時間を設定し、搬送に要する時間が最大時間を超えたときにタイムアウト又は駆動エラー等の警告を発して、オペレータに搬送装置の駆動機構をなす部品の寿命を知らせていた。

しかしながら、上記の警告は、複数枚の基板からなるロットに対する一連の露光処理が終了した時点に限って発せられる訳ではなく、駆動機構の劣化が生じて搬送に要する最大時間が超えた時点で発せられる。このため、ロットに対する一連の露光処理の最中においても発せられる。基板搬送装置又はマスク搬送装置で上記の警告が発せられると露光処理が中断され、駆動機構をなす部品の交換がオペレータにより行われるが、交換部品が手元にない場合には、その部品を取り寄せるまでに露光処理を再開することができないという問題があった。

また、ロットに対する一連の露光処理の最中で露光処理が中断された場合には、中断前の露光処理により基板に形成されるデバイスと中断後の露光処理により基板に形成されるデバイスとの品質の差ををなくすために、そのロットに含まれる基板を剥離工程に回して基板に塗布されたレジストの剥離を行うこともある。このように、従来は基板搬送装置又はマスク搬送装置に設けられる駆動機構の機械的な劣化が生ずると露光装置の稼働率が低下し、その結果としてスループット（単位時間当たり処理することができる基板の枚数）が低下するという問題があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、駆動機構の機械的な劣化状況を検出することで、露光装置の稼働率を低下させないタイミングで部品交換を行うことができ、スループットの低下を極力防止することができる駆動機構の劣化検出装置及び方法、並びに当該装置を備える露光装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の駆動機構の劣化検出装置は、移動可能に構成された可動子と、当該可動子を駆動する駆動源（１５）とを備える駆動機構の機械的劣化を検出する劣化検出装置（１０）であって、前記可動子の位置及び前記駆動源に流れる電流の少なくとも一方を検出する検出部（２２、２３）と、前記検出部によって検出された前記可動子の位置の、前記可動子の目標位置に対する位置変化と、前記検出部によって検出される電流との少なくとも一方に基づいて前記駆動機構の劣化状況を判断し、劣化部位を特定する判断部（２５）と、前記判断部の判断結果に応じて警告を発する警告部（２６）とを備えることを特徴としている。
この発明によると、検出部により可動子の位置及び駆動源に流れる電流の少なくとも一方が検出され、目標位置に対する可動子の位置の位置変化と検出される電流との少なくとも一方に基づいて駆動機構の劣化状況が判断されて劣化部位が特定され、この結果に応じて警告が発せられる。
また、本発明の駆動機構の劣化検出方法は、駆動源（１５）により移動可能に構成された可動子を駆動する駆動機構の機械的劣化を検出する駆動機構の劣化検出方法であって、前記駆動源の駆動により前記可動子の移動を開始させる第１ステップと、前記可動子が所定の目標位置に達してからの前記目標位置に対する前記可動子の位置変化、及び前記駆動源に流れる電流の少なくとも一方を検出する第２ステップと、前記第２ステップの検出結果に応じて前記駆動機構の劣化を判断するとともに劣化部位を特定して、当該判断結果に応じて警告を発する第３ステップとを含むことを特徴としている。
この発明によると、駆動源の駆動により可動子が移動を開始した後、所定の目標位置に達してから目標位置に対する可動子の位置変化及び駆動源に流れる電流が検出されて劣化部位が特定され、この結果に応じて駆動機構の劣化が判断されて警告が発せられる。
また、本発明の露光装置は、マスクを保持するマスクステージ（３５）と、駆動機構を用いて前記マスクの搬送を行うマスク搬送装置（４２）と、基板（Ｗ）を保持する基板ステージ（３２）と、駆動機構を用いて前記基板の搬送を行う基板搬送装置（４１）とを備え、前記マスクステージ上に保持されたマスクのパターンを前記基板ステージ上に保持された基板上に転写する露光装置において、前記マスク搬送装置の駆動機構及び前記基板搬送装置の駆動機構の少なくとも一方の機械的劣化を検出する上記の劣化検出装置を備えることを特徴としている。

本発明によれば、駆動源によって駆動される可動子の目標位置に対する位置変化及び駆動源に流れる電流の検出結果に基づいて、駆動機構の機械的劣化の有無を判断して劣化部位を特定した上で警告を発しているため、駆動機構の機械的劣化状況を予め把握することができ、交換をすべき部品を予め取り寄せる等の事前準備を行うことができる。
また、本発明の劣化検出機構を露光装置に適用することにより、マスク搬送装置及び基板搬送装置を構成する部品に機械的劣化が生じても、露光装置の稼働率を低下させないタイミングで部品交換を行うことができ、スループットの低下を極力防止することができる。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態による駆動機構の劣化検出装置及び方法並びに露光装置について詳細に説明する。

〔駆動機構の劣化検出装置〕
図１は、本発明の一実施形態による駆動機構の劣化検出装置を備えるモータ制御装置の構成を示すブロック図である。図１に示すモータ制御装置は、本実施形態の劣化検出装置１０、駆動部１１、ディジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）コンバータ１２、サーボアンプ１３及びパワーアンプ１４を含んで構成され、モータ１５を制御する制御装置である。尚、本実施形態では、モータ１５としてＤＣモータ（コイルに流れる電流の方向を切り替えるためのブラシを備えるＤＣモータ）を備えており、モータ制御装置はこのＤＣモータの駆動に適した構成である場合について説明する。

図１に示すモータ制御装置に設けられる駆動部１１は、劣化検出装置１０の制御部２１から出力される制御信号に基づいてモータ１５を駆動するためのディジタル駆動信号を生成するものである。駆動部１１は、例えば制御部２１からの制御信号に応じて目標位置信号を生成する目標位置生成部、及び、目標位置生成部で生成された目標位置信号と劣化検出装置１０のエンコーダ２２から出力される検出信号との差である誤差信号に基づいて、Ｐ（比例）、Ｉ（積分）、Ｄ（微分）制御を行うためのディジタル駆動信号を生成するＰＩＤ制御部（何れも不図示）を備える。つまり、駆動部１１はフィードバック制御によりモータ１５を駆動する。

Ｄ／Ａコンバータ１２は、駆動部１１からのディジタル駆動信号に応じてアナログの駆動電圧を生成してを出力する。つまり、駆動部からのディジタル駆動信号の数値が小さな値である場合にはより低い電圧値を有する駆動電圧を出力し、数値が高い値である場合にはより高い電圧値を有する駆動電圧を出力する。このＤ／Ａコンバータ１２は、例えば１２ビットの分解能を有しており、−２０４７〜＋２０４８の範囲の数値で表されるディジタル駆動信号をアナログ信号に変換する。Ｄ／Ａコンバータ１２は、ディジタル駆動信号として値「−２０４７」が入力された場合に最低電圧（負の値）を出力し、値「＋２０４８」が入力された場合に最高電圧（正の値）を出力する。

Ｄ／Ａコンバータ１２から出力された駆動電圧は、サーボアンプ１３及びパワーアンプ１４を介して所定の電圧値に昇圧されてモータ１５に印加される。モータ１５は、印加される駆動電圧に応じた回転速度で回転し、不図示の被駆動物を駆動する。尚、ここではモータ１５によって駆動される被駆動物は、直線状のガイドに沿って直線運動可能に構成されたスライダ（可動部）である場合について説明する。つまり、駆動機構としてモータ１５及びスライダを備えており、モータ１５の回転運動をスライダの直線運動に変換する場合を例に挙げる。

図１に示す通り、本実施形態の劣化検出装置１０は、制御部２１、エンコーダ２２、電流検出器２３、アナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ２４、判断部２５、及び警告装置２６を含んで構成されている。制御部２１は駆動部１１に対してモータ１５の駆動を制御する制御信号を出力するとともに、判断部２５から出力される信号に応じて警告を発するか否かを制御する警告制御信号を警告装置２６に出力する。エンコーダ２２は、モータ１５の回転軸に取り付けられており、モータ１５の回転量及び回転方向を検出する。尚、モータ１５の回転量及び回転方向とスライダの移動量及び移動方向とは一対一に対応しているため、ここではエンコーダ２２がモータ１５の回転量及び回転方向を検出する構成としているが、スライダの移動量及び移動方向を直接検出する構成であっても良い。

電流検出器２３は、モータ１５に流れる電流を検出するものである。この電流検出器２３の具体的構成は、例えばパワーアンプ１４とモータ１５との間に直列接続された抵抗値が既知の抵抗と、この抵抗による電圧降下を測定する電圧計とから構成される。電流検出器２３に設けられる抵抗とモータ１５とが直列接続されるため、抵抗にはモータ１５に流れる電流と等しい電流が流れる。よって、この電流に応じた電圧降下を電圧計で検出すれば、抵抗の抵抗値が既知であるため、オームの法則によりモータ１５に流れる電流を測定することができる。尚、この抵抗の抵抗値は、モータ１５の制御に与える影響を最小限に抑えるため、できるだけ小さいことが望ましい。Ａ／Ｄ変換器２４は、電流検出器２３で検出された電流値をディジタル信号に変換するものであり、ディジタル化のサンプリング周期は、数ｍｓｅｃ〜数十ｍｓｅｃ程度のオーダである。

判断部２５は、エンコーダ２２の検出結果及び電流検出器２３の検出結果（Ａ／Ｄコンバータ２４の出力）の少なくとも一方を用いて、モータ１５又はスライダの機械的な劣化の有無を判断する。スライダを目標位置に移動させるまでには、図１に示すモータ制御装置によってスライダの加速開始、一定速度での移動、減速による停止、及び減速終了時に生ずる振動（ハンチング）の整定からなる一連の制御が行われる。モータ１５又はスライダの機械的な劣化が生ずると、整定時における位置誤差の振動の増大、整定期間の長時間化、モータ１５へ流れる電流の増大等の現象が現れる。判断部２５は、これらの現象の有無を判断することにより、モータ１５又はスライダの機械的劣化を判断するとともに劣化部位を特定する。また、判断部２５は、エンコーダ２２又は電流検出器２３の検出結果から機械的劣化の種類を判断する。尚、判断部２５で行われる判断処理の詳細については後述する。

警告装置２６は、制御部２１から出力される警告制御信号に基づいて警告を発するものであり、例えば警告灯、アラーム音、ディスプレイ等を含んで構成される。警告装置２６により警告が発せられると、例えばオペレータはモータ１５又はスライダが交換が必要になる程度に劣化したことを知ることができるため、機械的劣化が生じた部品の取り寄せ等の事前準備を行うことができる。尚、警告装置２６から発せられる警告は即時の部品交換の必要性をオペレータ等に通知するものではなく、部品交換を推奨する旨を通知するものである。従って、警告装置２６から警告が発せられたときに直ちにモータ１５又はスライダの交換を実行しなければならないものではない点に留意されたい。

次に、モータ１５及びスライダの機械的劣化を検出する原理について説明する。本実施形態ではエンコーダ２２の検出結果及びモータ１５に流れる電流の検出結果の少なくとも一方に基づいてモータ１５及びスライダの機械的劣化を判断している。以下、エンコーダ２２の検出結果に基づいたモータ１５及びスライダの機械的劣化の判断、並びに、電流検出器２３の検出結果に基づいたモータ１５及びスライダの機械的劣化の判断について順に説明する。

図２は、モータ１５に印加される駆動電圧及びエンコーダ２２の検出結果の一例を示す図である。図２（ａ）に示す通り、モータ１５に印加される駆動電圧ＤＳは台形形状の波形である。駆動電圧ＤＳの電圧値が徐々に高くなる期間Ｔ１はモータ１５の回転数が増大する期間であり、電圧値が一定である期間Ｔ２はモータ１５の回転数が一定の期間であり、電圧値が徐々に低くなる期間Ｔ３はモータの回転数が減少する期間である。つまり、モータ１５により駆動されるスライダは期間Ｔ１で加速され、期間Ｔ２で等速直線運動し、期間Ｔ３で減速して期間Ｔ３の終了時点において目標位置に停止する。

しかしながら、上述した通り、モータ制御装置はフィードバック制御によりモータ１５を制御しているため、期間Ｔ３の終了時点において駆動電圧ＤＳが直ちに「０」になる分けではなく、図２（ａ）中の時間位置ｔ１を拡大した図２（ｂ）に示す通り、期間Ｔ３経過後において駆動電圧ＤＳの電圧値は変動してしまう。このため、期間Ｔ３を経過してもモータ１５は駆動され、期間Ｔ３を経過した後でスライダは目標位置の近傍で振動する挙動を示す。

図２（ｃ）は、モータ１５及びスライダの機械的劣化が生じていない状態におけるエンコーダ２２の検出結果の一例を示す図である。スライダを減速して停止させる期間Ｔ３の終了時点において、理想的にはモータ１５は回転を停止してエンコーダ２２で検出される回転量は一定になる筈であるが、図２（ｃ）を参照すると、期間Ｔ３が経過してもモータ１５の回転量は直ちに一定とはならず整定期間Ｔｓの間は変動することが分かる。整定期間Ｔｓにおける回転量の変動の大きさΔＰ及び整定期間Ｔｓの長さは、スライダ及びガイド等からなる機械系の剛性及び駆動部１１〜パワーアンプ１４等からなるサーボ系の応答特性に依存する。

図２（ｄ）は、モータ１５及びスライダの機械的劣化が生じた状態におけるエンコーダ２２の検出結果の一例を示す図である。図２（ｄ）を参照すると、モータ１５及びスライダの機械的な劣化が生ずると、整定期間Ｔｓの長さが長くなるとともに、整定期間Ｔｓ中における回転量の変動の大きさΔＰも大きくなることが分かる。とりわけ、モータ１５の回転軸に設けられるベアリング（可動部）の劣化によるガタ又はスライダのガタが大きくなると整定期間Ｔｓの長さが長くなるとともに回転量の変動の大きさΔＰが大きくなる。

本実施形態では、以上の特性を利用してモータ１５及びスライダの機械的劣化の有無を判断している。つまり、整定期間Ｔｓの長さに対する閾値及び回転量の変動の大きさΔＰに対する閾値を図１中の判断部２５に予め設定しておき、エンコーダ２２で検出される整定期間Ｔｓの長さ及び整定期間Ｔｓ内における回転量の変動の大きさΔＰが閾値を超えて大きくなったときに判断部２５がモータ１５又はスライダに機械的劣化が生じたと判断して、その旨を示す信号を制御部２１に出力する。

図３は、モータ１５に流れる電流の電流検出器２３による検出結果の一例を示す図である。まず、図３（ａ）を参照してモータ１５に駆動電圧を印加してスライダの移動を開始してからスライダを所定位置に移動させるまでにモータ１５に流れる電流の検出結果について説明する。尚、図３（ａ）中の期間Ｔ１〜Ｔ３は、図２（ａ）に示した期間Ｔ１〜Ｔ３と同様の期間であって、期間Ｔ１はモータ１５の回転数を上昇させてスライダを加速する期間、期間Ｔ２はモータ１５を一定の回転数で回転させてスライダを等速直線運動させる期間、期間Ｔ３はモータ１５の回転数を下降させてスライダを減速する期間である。また、期間Ｔ３経過後の期間Ｔｓは整定期間である。

また、図３中の検出電流ＩＮはモータ１５及びスライダの機械的劣化が生じていない状態における電流検出器２３の検出結果の一例を示し、検出電流ＩＡはモータ１５及びスライダの機械的劣化が生じた状態における電流検出器２３の検出結果の一例を示している。検出電流ＩＮに着目すると、モータ１５に対する駆動電圧の印加が開始された時点（期間Ｔ１の開始時点）において電流値は急激に上昇するが、その後は期間Ｔ１が終了するまで一定の電流値となる。期間Ｔ２においては、期間全体に亘って期間Ｔ１の電流値よりも少ない一定電流値となる。期間Ｔ３では、電流値が徐々に減少して期間Ｔ３の終了時点においてほぼ「０」となる。期間Ｔ３の経過後における整定期間Ｔｓにおいては、サーボ反転するためモータ１５に流れる電流の方向が変わり電流値は一旦負の値になり、その後は正の値と負の値に変化しながら徐々に減少し、最終的な電流値は「０」になる。

次に、モータ１５及びスライダの機械的劣化が生じた状態における検出電流ＩＡに着目すると、検出電流ＩＡは検出電流ＩＮとほぼ同様の時間変化をするが、全体的な電流値が検出電流ＩＮよりも増大する。これは、モータ１５及びスライダ等の機械的劣化が生ずると、モータ１５に対する負荷が増大するためである。ここで、モータ１５及びスライダ等の機械的劣化とは、駆動力を伝達する回転軸の軸ずれや偏心、ベアリング摺動時の摩擦力の増加、グリスの劣化による摩擦力の増加等をいう。とりわけ、モータ１５の回転軸に取り付けられ、モータ１５の回転運動をスライダの直線運動に変換する変換機構の軸ずれ又は偏心が生ずると電流検出器１３で検出される全体的な電流値が増大する。

本実施形態では、以上の特性を利用してモータ１５及びスライダの機械的劣化の有無を判断している。つまり、電流検出器２３で検出される電流値と、モータ１５及びスライダを含む駆動機構の機械的劣化が無いときに電流検出器２３で検出される電流値とを比較し、その変化分が予め設定された閾値を超えて大きくなったときに、判断部２５がモータ１５又はスライダに機械的劣化が生じたと判断して、その旨を示す信号を制御部２１に出力する。尚、電流値の比較はモータ１５が一定の回転数で回転している期間Ｔ２での検出電流を用いて行うことが望ましく、整定期間Ｔｓ内における電流の変化分（振動の大きさ）を用いることもできる。

また、ブラシを備えるＤＣモータは、ブラシとコイルの両端に接続されたコミュテータとを接触させ、コイルの回転に伴うコミュテータの回転によりコイルに流れる電流の方向を切り替えているが、モータ１５の回転中にブラシがコミュテータから一瞬離れることがある。ブラシがコミュテータから一瞬離れると、モータ１５に流れる電流が瞬間的に停止し、図３（ｂ）に示す通り電流検出器２３で検出される検出電流にスパイクが発生する。この現象は、モータ１５の回転数を可変させる場合に限らず、一定の回転数で回転させる場合にも生ずる現象である。検出電流のスパイクは、ブラシの機械的劣化によって発生頻度が増大するため、スパイク発生頻度の変化に基づいてモータ１５の機械的劣化を検出することもできる。

また、モータ１５の回転中にブラシがコミュテータから一瞬離れた場合であっても、モータ１５に流れる電流が完全に「０」にならず、瞬間的に電流値が低くなるだけの場合がある。とりわけ、ブラシの劣化が生じていない場合には、スパイクは発生するものの電流値の落ち込み量はさほど大きくないことが多い。この電流の落ち込み量はブラシの劣化に伴って大きくなる傾向がある。このため、上記のスパイク発生頻度に基づいてモータ１５の機械的劣化を検出する場合には、モータ１５に対する電流に対する閾値（例えば、モータ１５の回転数が一定のときにモータ１５に流れる電流の６０％に設定）を設定し、この閾値を超えて電流値が小さくなるスパイクの発生数を計数することが望ましい。閾値を設定する関係上、スパイク発生頻度の変化に基づいたモータ１５の機械的劣化の検出は、モータ１５が一定の回転数で回転する期間（スライダが一定速度で移動する期間）Ｔ２で行うことが好ましい。

更に、モータ１５が新品であっても、ブラシとコミュテータとの位置関係によって上記の閾値を超えて電流値が小さくなるスパイクが発生することがある。このスパイクはモータ１５を使用するにつれてブラシが滑らかになるため発生頻度が減少する傾向がある。このため、モータ１５の交換を行ってから一定期間が経過するまではスパイクの発生頻度に基づいたモータ１５の機械的劣化の検出は行わない方が望ましい。

尚、本実施形態では、図２（ａ）に示す連続的な駆動電圧をモータ１５に印加する場合について説明しているが、ＰＷＭ（パルス幅変調：Pulse Width Modulation）された駆動電圧を印加してモータ１５を駆動する場合もある。ＰＷＭ駆動の場合にはデューティ比（１周期内においてパルスがある期間とパルスが無い期間との比）が１００％である場合には、一定の電圧値を有する駆動電圧がモータ１５に連続的に印加されてモータ１５に連続的に電流が流れる。このため、例えばスライダを一定速度で移動させる期間Ｔ２において駆動電圧のデューティ比が１００％になるよう設定すると、図３（ｂ）を用いて説明した方法と同様の方法によりスパイクの発生頻度に基づいたモータ１５の機械的劣化の検出を行うことができる。

しかしながら、デューティ比が１００％以外の場合には、一定の周期で電流が流れる期間Ｔａと電流が流れない期間Ｔｂとが交互に繰り返され、図３（ｃ）に示す通りスパイクは電流が流れる期間Ｔａにのみ現れることになる。スパイクの発生頻度に基づいたモータ１５の機械的劣化の検出を行うには、電流が流れる期間Ｔａのみを検出期間にする必要がある。このため、例えば、モータ１５に印加されるパルス幅変調された駆動電圧と電流検出器２３から出力される検出電流との論理和演算（例えば、排他的論理和演算）を行う演算部を設け、演算部の演算結果を用いてスパイクの発生数を計数することが望ましい。

上述した通り、モータ１５の回転軸に設けられるベアリングの劣化又はスライダのガタが大きくなると整定期間Ｔｓの長さが長くなるとともに回転量の変動の大きさΔＰが大きくなる。また、モータ１５の回転軸に取り付けられ、モータ１５の回転運動をスライダの直線運動に変換する変換機構の軸ずれ又は偏心が生ずると電流検出器１３で検出される全体的な電流値が増大する。このため、本実施形態の劣化検出装置１０は、整定期間Ｔｓ、整定期間Ｔｓ内における回転量の変動の大きさΔＰ、及びモータ１５に流れる電流値から機械的劣化の種類を検出することもできる。

また、エンコーダ２２及び電流検出器２３の検出結果が判断部２５に入力されているため、判断部２５は一定の間隔で検出結果を記憶し、数ヶ月〜数年単位の経時変化からモータ１５又はスライダ等の交換時期（メンテナンス必要時期）を判断することができる。この交換時期は、例えば判断部２５がエンコーダ２２の長期に亘る検出結果又は電流検出器２３の長期に亘る検出結果の各々を直線近似又は曲線近似し、各々の近似曲線が閾値を超える時期を求めることにより判断することができる。

また、本実施形態の劣化検出装置１０は、駆動機構の機械的劣化の種類を検出するとともに、その種類から機械的劣化が生じた部位を特定することもできる。具体的には、駆動機構が複数の可動部を有する場合、劣化検出装置１０が備える判断部２５は、駆動機構が有する可動部の種類に関する情報、配置に関する情報等を予め記憶しておき、検出部の検出結果と照らし合わせて劣化部位を特定する。ここで、可動部の種類とは、回転運動か直線運動かという運動の種類、或いはボールベアリングかエアベアリングかという方式の種類の何れも含む。

そして、判断部２５は次のようにして劣化部位の特定を行う。例えば、モータ１５の回転運動をボールベアリングで支持した送りねじにより直線運動に変換し、リニアガイドで案内するスライダを駆動する駆動機構において、整定時間Ｔｓが長くなった場合にはボールベアリングのガタが生じている可能性が高いので、該ボールベアリングを劣化部位として特定する。また、モータに供給される電流（検出電流）が増大した場合にはリニアガイドと送りねじとの平行度が悪化している虞が高いので、送りねじ及びリニアガイドを劣化部位として特定する。また、等速駆動時の電流値が周期的に変化する場合には回転軸の軸ずれ又は偏心が疑われるので、モータ及び送りねじを劣化部位として特定する。以上の通り、劣化検出装置１０は、可動部の種類に関する情報、配置に関する情報、及び検出部の検出結果を組み合わせて判断することにより劣化部位を特定することができる。尚、判断部２５は各可動部の寿命に関する情報も記憶しておき、可動部毎に上記と同様の方法により交換時期を判断することもできる。そして、判断部２５は可動部毎の交換時期に関する警告制御信号を出力し、警告装置２６を介して警告を与えても良い。

〔駆動機構の劣化検出方法〕
次に、上記構成におけるモータ制御装置を用いてモータ１５を駆動する際の動作について説明する。制御部２１から駆動部１１に制御信号が出力されると、駆動部１１は入力される制御信号に基づいてスライダの目標位置を示す目標位置信号を生成し、この目標位置信号とエンコーダ２２の検出結果との差を示す誤差信号からディジタル駆動信号を生成する。駆動部１１で生成されたディジタル駆動信号はＤ／Ａコンバータ１２に出力され、Ｄ／Ａコンバータ１２においてディジタル駆動信号に基づいた駆動電圧が生成される。この駆動電圧はサーバアンプ１３及びパワーアンプ１４を介して所定の電圧値に昇圧されてモータ１５に印加される。

駆動電圧が印加されるとモータ１５は回転を開始し、これに伴いスライダもガイドに沿った加速を開始する。制御部２１の制御によってモータ１５の回転数が一定になり、スライダが等速直線運動をする状態になると、判断部２５は電流検出器２３の検出結果を用いて、モータ１２に流れる電流が予め設定された閾値を超えて増大しているか否か、又はスパイクの発生頻度が予め設定された閾値を超えているか否かを判断し、その判断結果を制御部２１に出力する。

また、制御部２１の制御によってモータ１５の回転数が低下し、スライダが減速して目標位置に達すると、判断部２５はエンコーダ２２の検出結果を用いて、整定期間Ｔｓ中におけるモータ１５の回転量の変動の大きさ及び整定期間Ｔｓの長さが予め設定された閾値を超えているか否かを判断する。尚、この判断は回転量のみ又は整定期間のみについて行っても良い。また、判断部２５は電流検出器２３の検出結果を用いて、整定期間Ｔｓ内における電流の変化分（振動の大きさ）が予め設定された閾値を超えているか否かを判断し、その判断結果を制御部２１に出力する。また、判断部２５は一定の間隔で記憶した過去の電流検出器２３及びエンコーダ２２の検出結果に対して直線近似又は曲線近似を行って近似曲線を求め、この近似曲線が上記の各種閾値を超える時期を求めてメンテナンス時期を判断し、その判断結果を制御部２１に出力する。

制御部２１は、判断部２５から出力される判断結果に応じて警告装置２６に警告制御信号２６を出力し、警告装置２６は警告制御信号に応じた警告を発する。ここで、判断部２５から出力される判断結果は、一定回転数の回転時にモータ１２に流れる電流が閾値を超えて増大しているか否かの判断結果、スパイクの発生頻度が閾値を超えているか否かの判断結果、整定期間Ｔｓ中におけるモータ１５の回転量の変動の大きさが閾値を超えているか否かの判断結果、整定期間Ｔｓの長さが閾値を超えているか否かの判断結果、整定期間Ｔｓ内における電流の変化分（振動の大きさ）が閾値を超えているか否かの判断結果、及びメンテナンス時期の判断結果の計６種類の判断結果である。制御部２１はこれらの判断結果を総合的に勘案した警告制御信号を出力する。例えば、オペレータにモータ１５等の機械的劣化が生じた旨のみを知らせるための警告制御信号、機械的劣化の種類を知らせるための警告制御信号、又はメンテナンス必要時期を知らせるための警告制御信号を出力する。また、上述した判断結果と、予め記憶している駆動機構が有する可動部の種類に関する情報、配置に関する情報等とにより劣化部位を特定し、機械的劣化が生じている部位を知らせるための警告制御信号、又は劣化部位に対するメンテナンスを促す警告制御信号を出力する。

以上説明した通り、本実施形態では、エンコーダ２２の検出結果からモータ１５の回転量の変動（目標位置に対するスライダの位置変化）の大きさ及び整定期間の長さを求め、また電流検出器２３の検出結果からモータ１５に流れる電流の大きさ及び整定期間における電流の変化分を求め、算出した各値と予め設定された閾値とを比較して駆動機構の機械的劣化の有無を判断している。これにより、駆動機構の機械的劣化状況を予め把握することができ、交換をすべき部品を予め取り寄せる等の事前準備を行うことができる。

尚、以上説明した実施形態においては、モータ１５がＤＣモータである場合を例に挙げて説明したが、モータ１５としてＡＣサーボモータ又はリニアモータを用いることもできる。例えば、モータ１５としてＡＣサーボモータを用いる場合には、図１中の駆動部１１〜パワーアンプ１４の構成をＡＣサーボモータの駆動に適した構成とし、２相〜４相程度の正弦波状の多相交流電流を流してＡＣサーボモータを駆動する。ＡＣサーボモータの回転量及び回転方向は図１中のエンコーダ２２で検出することができるため、エンコーダ２２の検出結果を用いた駆動機構の機械的劣化の判断は上記実施形態と同様の方法を用いて行うことができる。

しかしながら、ＡＣサーボモータに流れる電流は多相交流であるため、上述した実施形態で説明した検出方法をそのまま用いることはできない。このため、例えば電流検出器２３とＡ／Ｄコンバータ２４との間に積分器を設け、電流検出器２３の検出結果を一定期間に亘って積分してＡＣサーボモータに流れる電流の実効値を求め、求めた実効値と予め設定した閾値との比較を行って駆動機構の機械的劣化検出を行えばよい。また、ＤＣモータを前述したＰＷＭ駆動により制御する場合には、電流検出器２３の検出結果を平均値を求め、求めた平均値と予め設定した閾値との比較を行って駆動機構の機械的劣化検出を行えばよい。

〔露光装置〕
次に、本発明の一実施形態による露光装置について説明する。図４は、本発明の一実施形態による露光装置の一例を示す平面図である。また、図５は、図４中のＡ−Ａ断面の矢視図である。尚、以下の説明においては、必要に応じて図中にＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。図４及び図５中に示したＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸が水平面に平行な面に含まれるよう設定されており、Ｚ軸が鉛直上方向に設定されている。

図４及び図５に示す通り、本実施形態の露光装置は、互いに独立した三つのチャンバからなっている。これら三つのチャンバは、露光装置本体３１を収めた主チャンバ３０、ウェハ（基板）Ｗ及び交換用のレチクルを主チャンバ３０に対して導入・回収するための各機器類（ローダ等）を収めたローダ用チャンバ４０、並びに主チャンバ３０及びローダ用チャンバ４０内の空調を行う装置を備えた空調装置用チャンバ６０である。尚、ローダ用チャンバ４０は、図５に示す通り、仕切り板４０ａにより上下に二分割されており、その下方にウェハローダ系４１、上方にレチクルローダ系４２が収められた構成となっている。

上記主チャンバ３０及びローダ用チャンバ４０のそれぞれの内部は、空調装置６１により適度な環境に保たれるようになっている。この空調装置６１は、主チャンバ３０及びローダ用チャンバ４０に関する個別的な空調制御を実施するために、それぞれに対応した空調ユニット（不図示）を備えたものとなっている。尚、ローダ用チャンバ４０においては、これがウェハローダ系４１、レチクルローダ系４２に分割されていることから、空調もこれら各系に対応した形態で行われる。即ち、空調装置６１には、空調ユニットが合計３台用意されている。そして、これら各空調ユニットからは、温度制御された気体（空気等）を各室（３０、４１、４２）に送出又は回収するための配管６２が備えられている。尚、空調ユニットを１台として各チャンバで共用してもよいし、更には各チャンバの吹出口の手前に温調ユニットをそれぞれ設けて、各チャンバに供給する気体の温度を独立に設定可能としてもよい。

主チャンバ３０には、その床面に防振パッド３０ａを介して設置された防振台３０ｂが備えられており、露光装置本体３１はその防振台３０ｂ上に設置されている。露光装置本体３１は、図５に示す通り、露光ステージ３２、コラム３３、コラム３３の中段程に固定される投影光学系３４、レチクルステージ（又はレチクルホルダ）３５が、順次積層されるような形態で概略構成されたものとなっている。レチクルステージ３５上方には、更に光源と光源から射出された露光用照明光をレチクルに導くための光学系（照明光学系等）が備えられている。尚、光源及び光学系は、図４及び図５では図示を省略している。

露光ステージ３２は、駆動源３６ａ，３６ｂの駆動によりＸＹ面内で移動可能に構成されており、この露光ステージ３２上にウェハＷが載置されている際には、ウェハＷ上に設定された複数のショット領域の内の任意のショット領域を投影光学系３４の下方に配置することができる。また、ウェハＷの表面を投影光学系３４の像面に合わせ込むために、露光ステージ３２は、Ｚ方向に移動可能に構成されるとともに、姿勢（Ｘ軸周りの回転及びＹ軸周りの回転）を調整可能に構成され、更にＺ軸周りの回転も調整可能に構成されている。

以上説明した露光ステージ３２は、不図示の露光ステージ制御装置によって制御される。そして、露光ステージ制御装置には、駆動源３６ａ，３６ｂ毎に前述した劣化検出装置１０（図１参照）が設けられており、各部に設けられたエンコーダ２２及び電流検出器２３の検出結果に基づき、前述した原理を用いて露光ステージ３２各部の機械的劣化の有無を判断する。そして、この判断結果に応じて、警告装置２６から警告を発する。

コラム３３は、レンズ等の複数の光学素子から構成された投影光学系３４を保持するための部材である。投影光学系３４は、レチクルに形成されたパターンの像を所定の投影倍率βでウェハＷ上に投影するものである。本実施形態において、投影光学系ＰＬは、投影倍率βが例えば１／４又は１／５の縮小系であるとするが、投影光学系ＰＬは等倍系及び拡大系の何れであってもよい。更に、レチクルステージ３５は、所望のパターンが形成されたレチクルを載置するためのステージである。レチクルは、これに露光用照明光を照射することで、照明光が通過する部分と遮断される部分を規定するものである。

レチクルに照射する露光用照明光としては、水銀ランプから発生する輝線（例えばｇ線、ｉ線）、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）、Ｆ_２レーザ（波長１５７ｎｍ）、ＹＡＧレーザ、金属蒸気レーザ、又は半導体レーザ等の高調波等が使用される。尚、本実施形態における露光装置は、上記各種光源のうちＡｒＦエキシマレーザを光源として備えるとする。

また、露光装置本体３１には、上記の構成の他、ウェハＷ上の各ショット領域に付随して形成されたアライメントマークの位置情報を計測し、ウェハＷ上の各ショット領域を投影光学系３４の露光領域（投影領域）に精密に位置合わせするためのアライメントセンサが備えられている。このアライメントセンサとしては、例えば投影光学系３４を介してウェハＷ上に形成されたアライメントマークを観察するＴＴＬ（スルー・ザ・レンズ）方式のアライメントセンサ、又は投影光学系３４の側方に設けられたオフ・アクシス型のアライメントセンサが挙げられる。これらのアライメントセンサによって計測された位置情報に基づいて駆動源３６ａ，３６ｂを駆動して露光ステージ３２をＸＹ平面内で移動させ、ウェハＷに設定された各ショット領域と投影光学系３４の露光領域との精確な位置合わせが露光前に実施されるようになっている。

前述した通り、ローダ用チャンバ４０は、仕切り板４０ａによって下方をウェハローダ系４１、上方をレチクルローダ系４２が占める室に分割されている。ウェハローダ系４１は、露光装置外部（例えばコータ／デベロッパ装置）からのウェハＷの搬入、同外部へのウェハＷの搬出、及び、主チャンバ３０における露光装置本体３１（露光ステージ３２）に対するウェハＷの供給・回収（ロード・アンロード）を目的として設けられているものである。このウェハローダ系４１は、図中Ｘ軸に沿った方向に配設されている横軸スライダ４２Ｘ、同様にＹ軸方向に沿った縦軸スライダ４２Ｙ、横軸スライダ４２Ｘに付設された搬送ロボット４３ａ、縦軸スライダ４２Ｙに付設された二つのウェハ供給回収アーム４３ｃ，４３ｄ、及びアライメントステージ（アライメントステーション）４４により概略構成されている。

上記搬送ロボット４３ａは、図４に示す通り、スカラー型のハンドリングロボットであり、横軸スライダ４２Ｘに沿って移動可能に設置されている。図４では、搬送ロボット４３ａが位置Ｐ１にある様子を示している。図６は、ウェハローダ系４１に設けられる搬送ロボットの拡大図である。図６に示す通り、搬送ロボット４３ａはＸ軸方向の並進移動部ＭＸ、Ｚ軸方向の並進移動部ＭＺ、θ軸周りの回転移動部Ｍθ、Ｒ軸周りの回転移動部ＭＲ、及びハンド部ＭＨとから構成されている。尚、Ｘ軸方向の並進移動とは横軸スライダ４２Ｘに沿った動作であり、Ｚ軸方向の並進移動とはＸ軸に対して垂直なＺ軸方向への動作を意味している。また、θ軸周りの回転とは、Ｚ軸を中心とした回転動作、Ｒ軸周りの回転とはθ軸周りの回転移動部Ｍθに対する回転動作のことを意味している（図３矢印Ｒ参照）。

これら横軸スライダ４２Ｘ及び搬送ロボット４３ａは、コータ／デベロッパ装置と露光装置との間におけるウェハＷの出し入れを行うために設けられる。ここで、コータ／デベロッパ装置とは、ウェハＷに対してレジストを塗布するコータ及び露光処理を終えたウェハＷの現像を行うデベロッパ等を含んで構成され、ローダ用チャンバ４０の側方に併設されている。即ち、コータにおけるレジスト塗布処理が終了したウェハＷは露光装置内に導入され、露光処理を終えたウェハＷはデベロッパに受け渡されるようになっている。尚、その導入、受け渡しの具体的な場所について、本発明は特に限定するものではないが、本実施形態においては、搬送ロボット４３ａが、図４に中の位置Ｐ１又は位置Ｐ２にあるときに行われるものとする。

上記ウェハ供給回収アーム４３ｃ，４３ｄは、一方がロードアーム、他方がアンロードアームとして用いられ、縦軸スライダ４２Ｙに沿って移動可能に設置されている。これらは、上述した搬送ロボット４３ａからウェハＷを受け取り、露光装置本体３１の露光ステージ３２に対するウェハＷの供給（ロード）及び回収（アンロード）を行う。従って、縦軸スライダ４２Ｙは、ローダ用チャンバ４０と主チャンバ３０とを貫通するように設けられている。但し、露光装置本体３１に対するウェハＷの供給時には、搬送ロボット４３ａからウェハ供給回収アーム４３ｃ，４３ｄの一方（ロードアーム）へと渡される際に、アライメントステージ４４を介するようになっている。

アライメントステージ４４は、ウェハＷの周縁の一部に形成されているオリエンテーションフラット部（又はノッチ部）を基準として、ウェハＷと露光ステージ３２とが所定の位置関係になるよう、ウェハＷの大まかな位置決めを行うためのステージである。このアライメントステージ４４は、図５に示す通り、調整台４５、ウェハＷを回転させるターンテーブル４６、ウェハＷのオリエンテーションフラットを検出するセンサ４７、及びウェハＷの中心出しを行うための中心出しセンサ４８（図４参照）等から構成される。

搬送ロボット４３ａから、アライメントステージ４４へとウェハＷが供給される際には、ウェハＷは中心出しセンサ４８を通過する。この中心出しセンサ４８は、投光部と受光部とから構成されており、ウェハＷはこの間を通過することになる。ウェハＷが投光部と受光部との間を通過する時には投光部から射出された光がウェハＷで遮光され、受光部で受光されなくなる。また、ウェハＷはほぼ円形であることから、ウェハＷが投光部と受光部との間を通過するときの光の遮光時間を計測することによって、ウェハＷの中心位置を計算により算出することが可能になる。そして、このウェハＷの中心位置が、アライメントステージ４４のターンテーブル４６における中心位置と合致するように、搬送ロボット４３ａの姿勢（位置）が調整されてターンテーブル４６上にウェハＷが供給される。

アライメントステージ４４においては、ターンテーブル４６がウェハＷを真空吸着した状態でＺ軸方向の軸を中心として回転する。アライメントステージ４４には、図５に示す通り、投光部４７ａと受光部４７ｂとからなるセンサ４７が備えられており、ウェハＷの周縁部がこれら投光部４７ａと受光部４７ｂとの間に位置するようになっている。従って、ウェハＷが回転したときには、そのオリエンテーションフラットの場所を認識することが可能となる。即ち、投光部４７ａからの光が通常の周縁部では遮光されるのに対し、オリエンテーションフラットが形成されている部位では遮光されなくなることになるからである。このようにして、ウェハＷと露光ステージ３２との相対的な位置関係が粗く位置合わせされることになる。

ウェハローダ系４１には、以上の構成以外に、保管棚４９ａ、仮置き棚４９ｂ等が設置されている。保管棚４９ａは、露光待機中のウェハ、或いは露光処理を終えたウェハを保管する棚である。この保管棚４９は、箱体内部に水平に張られた複数の載置台を備え、その前後方向は吹き抜けに構成されている。ウェハＷは保管棚４９の複数の載置台上に置かれることになるが、この操作は、箱体内に搬送ロボット４３ａのハンド部ＭＨ（図６参照）が挿入されることによって実現される。ハンド部ＭＨを用いて載置台上に置かれたウェハの取り出しも同様に行うことができる。

また、図４に示す通り、ローダ系チャンバ２の一内側面には保管棚４９ａの箱体の前後方向の吹き抜け部を通過するような光を発する投光部４９ｃが設けられており、他内側面には投光部４９ｃの各々と対応するように受光部４９ｄが設けられている。これら投光部４９ｃ及び受光部４９ｄは、保管棚４９の載置台上におけるウェハの有無を検出するために設けられる。即ち、光が遮られていればウェハＷは保管されており、遮られていない場合にはウェハが保管されていないと検出することができる。

尚、以上説明した搬送ロボット４３ａにおけるハンド部ＭＨ、ウェハ供給回収アーム４３ｃ，４３ｄ、ターンテーブル４６、保管棚４９ａに設けられる載置台等、ウェハＷと直接接触する部分は、表面構造の緻密な導電性セラミックス材によりコーティングするか、或いは、その全体を同材により形成しておくものとする。これは、ウェハに対する塵埃等の付着を防ぐための措置である。

以上説明したウェハローダ系４１に設けられる搬送ロボット４３ａの並進移動部ＭＸ、並進移動部ＭＺ、回転移動部Ｍθ、回転移動部ＭＲ、及びハンド部ＭＨの動作、並びに、ウェハ供給回収アーム４３ｃ，４３ｄの動作は不図示のウェハローダ駆動制御装置によって制御される。搬送ロボット４３ａの各部及びウェハ供給回収アーム４３ｃ，４３ｄには、駆動源としてＤＣモータ、ＡＣモータ、又はリニアモータが設けられており、ウェハローダ駆動制御装置がこれらのモータを駆動することにより搬送ロボット４３ａの各部及びウェハ供給回収アーム４３ｃ，４３ｄの動作が制御される。

ウェハローダ駆動制御装置には、搬送ロボット４３ａの各部及びウェハ供給回収アーム４３ｃ，４３ｄ、ターンテーブル４６毎に前述した劣化検出装置１０（図１参照）が設けられており、各部に設けられたエンコーダ２２及び電流検出器２３の検出結果に基づき、前述した原理を用いて各部の機械的劣化の有無を判断する。そして、この判断結果に応じて警告装置２６から警告を発する。

次に、レチクルローダ系４２に関する説明を行う。図５に示す通り、レチクルローダ系４２は、上述したウェハローダ系４１の上方に位置している。レチクルローダ系４２は、搬送スライダ５１Ｙ、及び搬送スライダ５１Ｙに沿って摺動自在な二つのレチクル供給回収アーム５２ａ，５２ｂを備えている。また、搬送スライダ５１Ｙの近傍には、ハンドリングロボット５３、レチクル保管棚５４が設けられている。

搬送スライダ５１Ｙ及びレチクル供給回収アーム５２ａ，５２ｂは、露光装置本体３１のレチクルステージ３５に対してレチクルの供給・回収を行う。従って、搬送スライダ５１Ｙは、上述したウェハローダ系４１における縦軸スライダ４２Ｙと同様に、ローダ用チャンバ４０と主チャンバ３０とを貫通するように設けられている。但し、貫通部位はウェハローダ系４１の縦軸スライダ４２Ｙが下方に位置しているのに対し、レチクルローダ系４２の搬送スライダ５１Ｙはその上方に位置することになる。

ハンドリングロボット５３は、レチクルをレチクル保管棚５４から取り出して、上記レチクル供給回収アーム５２ａ，５２ｂに受け渡し、又はレチクル供給回収アーム５２ａ，５２ｂから受け渡されたレチクルを保管棚５４に保管するものである。ハンドリングロボット５３は、スカラー型のものであり、その概要は、図６にて示したウェハローダ系４１の搬送ロボット４３ａとほぼ同様である。即ち、図６に示す並進移動部ＭＺ、回転移動部Ｍθ、回転移動部ＭＲ、及びハンド部ＭＨをそれぞれ備えている。但し、ハンドリングロボット５３には、Ｘ軸に関する並進移動部ＭＸは備えられていない。

また、レチクル保管棚５４は、交換用のレチクルを複数保管しておくための棚である。つまり、複数の焼き付けパターンを用意しておくことが可能であって、これは、ウェハ多重露光を実施する際に使用される。いま簡単にその様子を述べれば、多重露光時には、その露光回数ごとにレチクル保管棚５４から順次レチクルが取り出され、ハンドリングロボット５３、搬送系（５１Ｙ、５２ａ、５２ｂ）を介することで、レチクルステージ３５におけるレチクルの交換が行われることになる。

以上説明したレチクルローダ系４２に設けられるハンドリングロボット５３の並進移動部ＭＺ、回転移動部Ｍθ、回転移動部ＭＲ、及びハンド部ＭＨの動作、並びに、搬送スライダ及びレチクル供給回収アーム５２ａ，５２ｂの動作は不図示のレチクルローダ駆動制御装置によって制御される。ハンドリングロボット５３の各部並びに搬送スライダ及びレチクル供給回収アーム５２ａ，５２ｂには、駆動源としてＤＣモータ、ＡＣモータ、又はリニアモータが設けられており、レチクルローダ駆動制御装置がこれらのモータを駆動することによりハンドリングロボット５３の各部並びに搬送スライダ及びレチクル供給回収アーム５２ａ，５２ｂの動作が制御される。

レチクルローダ駆動制御装置には、ハンドリングロボット５３の各部並びに搬送スライダ及びレチクル供給回収アーム５２ａ，５２ｂ毎に前述した劣化検出装置１０（図１参照）が設けられており、各部に設けられたエンコーダ２２及び電流検出器２３の検出結果に基づき、前述した原理を用いて各部の機械的劣化の有無を判断する。そして、この判断結果に応じて警告装置２６から警告を発する。

以上説明した露光装置において、ウェハＷに対する露光作業を実施する際には、まず、ウェハローダ系４１の搬送ロボット４３ａがコータ／デベロッパ装置（コータ）からウェハＷを受け入れ、ウェハＷを持したまま搬送ロボット４３ａが横軸スライダ４２Ｘに沿って移動し、アライメントステージ４４にウェハＷを載置する。そして、アライメントステージ４４にて粗く位置決めされたウェハＷは、ウェハ供給回収アーム４３ｃ又は４３ｄによって、縦軸スライダ４２Ｙに沿って露光ステージ３２上に搬送されて保持される。尚、露光処理の効率を向上させるため、アライメントステージ４４からウェハＷが取り除かれると、搬送ロボット４３ａは次のウェハＷを搬送してアライメントステージ４４に載置する。

また、レチクルローダ４２のハンドリングロボット５３はレチクル保管棚５４から所定のレチクルを取り出す。取り出されたレチクルはハンドリングロボット５３からレチクル供給回収アーム５２ａ又は５２ｂに受け渡されて、レチクル供給回収アーム５２ａ又は５２ｂが搬送スライダ５１Ｙに沿って移動することにより主チャンバ３０内に搬送されてレチクルステージ３５上に保持される。

ウェハローダ系４１によるウェハＷの搬送及びレチクルローダ系４２によるレチクルの搬送が完了し、ウェハＷが露光ステージ３２上に、レチクルがレチクルステージ３５上にそれぞれ保持されると、不図示のレチクルとウェハＷとの相対的な位置合わせを行った後で、不図示の主制御装置が駆動源３６ａ，３６ｂを駆動して露光ステージ３２をＸＹ平面内で移動させ、ウェハＷ上に設定された複数のショット領域のうち、最初に露光すべきショット領域を露光領域に位置合わせする。

この位置合わせが完了すると、不図示の光源から射出され照明光学系を介した露光用照明光をレチクルに照射し、投影光学系３４を介してレチクルに形成されたパターンを、露光領域に位置合わせされたショット領域に転写する。１つのショット領域に対する露光処理を終えると、不図示の主制御装置が駆動源３６ａ，３６ｂを駆動して次に露光すべきショット領域を露光領域に位置合わせしてパターン転写を行う。以下同様に、露光ステージ３２をＸＹ面内でステッピング（歩進）させつつ、ウェハＷ上のショット領域を順次露光領域に位置合わせして各ショット領域にレチクルのパターンを順次転写する。

露光ステージ３２上に保持されたウェハＷ上に設定された全てのショット領域に対する露光処理が完了すると、ウェハ供給回収アーム４３ｄがこのウェハＷを回収してアライメントステージ４４へ搬送するとともに、ウェハ供給回収アーム４３ｃがアライメントステージ４４上のウェハＷを露光ステージ３２上に搬送する。ウェハ供給回収アーム４３ｄによりアライメントステージ４４上に搬送されたウェハＷは搬送ロボット４３ａに受け渡され、搬送ロボット４３ａが横軸スライダ４２Ｘに沿って移動した後でコータ／デベロッパ装置（デベロッパ）に受け渡される。他方、ウェハ供給回収アーム４３ｃによって露光ステージ３２上に搬送されたウェハＷは上述と同様の露光処理が行われる。かかる動作が繰り返され、例えば１ロット分のウェハＷに対する露光処理が行われる。

また、レチクルの交換を行う場合には、レチクルステージ３５上に保持されたレチクルがレチクル供給回収アーム５２ｂに受け渡されるとともに、レチクル保管棚５４から新たなレチクルがハンドリングロボット５３により取り出されてレチクル供給回収アーム５２ａに受け渡される。レチクル供給回収アーム５２ｂに受け渡されたレチクルは搬送スライダ５１Ｙに沿って搬送された後でハンドリングロボット５３に受け渡されてレチクル保管棚５４に保管される。他方、ハンドリングロボット５３からレチクル供給回収アーム５２ａに受け渡されたレチクルは搬送スライダ５１Ｙに沿って搬送された後でレチクルステージ３５上に保持される。かかる動作によりレチクルの交換が行われる。

以上説明した露光処理を行っている最中に前述した劣化検出装置１０によってウェハローダ系４１を構成する部品又はレチクルローダ系４２を構成する部品又は露光ステージ３２を構成する部品の劣化が検出されると、警告装置２６から警告が発せられる。本実施形態では警告が発せられた場合に、直ちに露光処理が中断される訳ではない。このため、例えばロットに対する一連の処理の最中に警告が発せられても、そのロットに対する露光処理を終えた後で露光装置の動作を中断させることができる。１つのロットに対する露光処理を終えてから次のロットに対する露光処理を開始する迄には、通常準備期間が設けられるため、この準備期間を利用して機械的劣化が生じた部品の交換を行えば露光装置の稼働率の低下を防止することができる。また、交換が必要な部品の取り寄せが完了するまで露光処理を行わせることもできる。更に、上記劣化検出装置１０によって判断されるメンテナンス時期に合わせて部品の取り寄せを行うこともできる。このため、露光装置の稼働率を低下させないタイミングで劣化した部品の交換を行うことができ、スループットの低下を極力抑えることができる。

次に、本発明の一実施形態による露光装置をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法の実施形態について説明する。図７は、マイクロデバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造工程の一例を示すフローチャートである。図７に示すように、まず、ステップＳ１０（設計ステップ）において、マイクロデバイスの機能・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Ｓ１１（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Ｓ１２（ウェハ製造ステップ）において、シリコン等の材料を用いてウェハを製造する。

次に、ステップＳ１３（ウェハ処理ステップ）において、ステップＳ１０〜ステップＳ１２で用意したマスクとウェハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウェハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップＳ１４（デバイス組立ステップ）において、ステップＳ１３で処理されたウェハを用いてデバイス組立を行う。このステップＳ１４には、ダイシング工程、ボンディング工程、及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。最後に、ステップＳ１５（検査ステップ）において、ステップＳ１４で作製されたマイクロデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にマイクロデバイスが完成し、これが出荷される。

図８は、半導体デバイスの場合における、図７のステップＳ１３の詳細なフローの一例を示す図である。図８において、ステップＳ２１（酸化ステップ）においてはウェハの表面を酸化させる。ステップＳ２２（ＣＶＤステップ）においてはウェハ表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ２３（電極形成ステップ）においてはウェハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ２４（イオン打込みステップ）においてはウェハにイオンを打ち込む。以上のステップＳ２１〜ステップＳ２４のそれぞれは、ウェ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。

ウェハプロセスの各段階において、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Ｓ２５（レジスト形成ステップ）において、ウェハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップＳ２６（露光ステップ）において、上で説明したリソグラフィシステム（露光装置）及び露光方法によってマスクの回路パターンをウェハに転写する。次に、ステップＳ２７（現像ステップ）においては露光されたウェハを現像し、ステップＳ２８（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部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップＳ２９（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。これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウェハ上に多重に回路パターンが形成される。

尚、以上の説明においては、本発明の劣化検出装置を露光装置のウェハローダ系４１、レチクルローダ系４２、及び露光ステージ３２に設けた場合を例に挙げて説明したが、劣化検出装置はこれらのうちの何れか１つ又は２つに設けても良い。また、露光装置が備えている上記以外の駆動機構に劣化検出装置を設けても良い。例えば、照明光学系内に配置されている光学絞り切り換え機構や、レチクルＲの照明領域を設定するレチクルブラインド、或いはレチクルＲやウェハＷの位置を検出するアライメント系内の駆動機構のそれぞれに本発明の劣化検出装置を設けることができる。また、本発明は、露光装置に限られず、移動可能に構成された可動子と、この可動子を駆動する駆動源とを備える駆動機構を有する装置一般について適用することができる。

本発明の一実施形態による駆動機構の劣化検出装置を備えるモータ制御装置の構成を示すブロック図である。 モータ１５に印加される駆動電圧及びエンコーダ２２の検出結果の一例を示す図である。 モータ１５に流れる電流の電流検出器２３による検出結果の一例を示す図である。 本発明の一実施形態による露光装置の一例を示す平面図である。 図４中のＡ−Ａ断面の矢視図である。 ウェハローダ系４１に設けられる搬送ロボットの拡大図である。 マイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。 半導体デバイスの場合における、図７のステップＳ１３の詳細なフローの一例を示す図である。

符号の説明

１０ 劣化検出装置
１５ モータ（駆動源）
２２ エンコーダ（検出部）
２３ 電流検出器（検出部）
２５ 判断部
２６ 警告装置（警告部）
３２ 露光ステージ（基板ステージ）
３５ レチクルステージ（マスクステージ）
４１ ウェハローダ系（基板搬送装置）
４２ レチクルローダ系（マスク搬送装置）
Ｗ ウェハ（基板）

Claims (9)

1. 移動可能に構成された可動子と、当該可動子を駆動する駆動源とを備える駆動機構の機械的劣化を検出する劣化検出装置であって、
   前記可動子の位置及び前記駆動源に流れる電流の少なくとも一方を検出する検出部と、
   前記検出部によって検出された前記可動子の位置の、前記可動子の目標位置に対する位置変化と、前記検出部によって検出される電流との少なくとも一方に基づいて前記駆動機構の劣化状況を判断し、劣化部位を特定する判断部と、
   前記判断部の判断結果に応じて警告を発する警告部と
   を備えることを特徴とする駆動機構の劣化検出装置。
2. 前記判断部は、前記可動子が前記目標位置に達してから、前記可動子の前記位置変化が所定値以下に収束するまでの整定時間に基づいて前記駆動機構の劣化状況を判断することを特徴とする請求項１記載の劣化検出装置。
3. 前記検出部は、前記電流値の瞬時的変化を検出し、
   前記判断部は、前記瞬時的変化の発生頻度に基づいて前記駆動機構の劣化状況を判断することを特徴とする請求項１記載の劣化検出装置。
4. 前記判断部は、前記可動子が前記目標位置に達する前に前記検出部によって検出される電流と、前記可動子が前記目標位置に達してから前記可動子の前記位置変化が所定値以下に収束するまでの整定時間内に前記検出部によって検出される前記電流及び前記位置変化の少なくとも一方とに基づいて、前記駆動機構の劣化の種別を判断することを特徴とする請求項１記載の劣化検出装置。
5. 前記判断部は、前記可動子が前記目標位置に達する前に前記検出部によって検出される電流の経時変化と、前記可動子が前記目標位置に達してから前記可動子の前記位置変化が所定値以下に収束するまでの整定時間内に前記検出部によって検出される前記電流の経時変化及び前記位置変化の経時変化の少なくとも一方とに基づいて、前記駆動機構のメンテナンス必要時期を判断することを特徴とする請求項１記載の劣化検出装置。
6. 前記駆動機構は複数の可動部を有し、
   前記判断部は、前記複数の可動部の種類に関する情報と、配置に関する情報との少なくとも一方を予め記憶し、前記検出部の検出結果と前記少なくとも一方の情報とに基づいて前記駆動機構の劣化部位を特定することを特徴とする請求項１から請求項６の何れか一項に記載の劣化検出装置。
7. 駆動源により移動可能に構成された可動子を駆動する駆動機構の機械的劣化を検出する駆動機構の劣化検出方法であって、
   前記駆動源の駆動により前記可動子の移動を開始させる第１ステップと、
   前記可動子が所定の目標位置に達してからの前記目標位置に対する前記可動子の位置変化、及び前記駆動源に流れる電流の少なくとも一方を検出する第２ステップと、
   前記第２ステップの検出結果に応じて前記駆動機構の劣化を判断するとともに劣化部位を特定して、当該判断結果に応じて警告を発する第３ステップと
   を含むことを特徴とする劣化検出方法。
8. 前記可動子が移動を開始してから前記目標位置に達するまでに前記駆動源に流れる電流を検出する第４ステップを含み、
   前記第３ステップは、前記第４ステップの検出結果を加味して前記駆動機構の劣化を判断することを特徴とする請求項７記載の劣化検出方法。
9. マスクを保持するマスクステージと、駆動機構を用いて前記マスクの搬送を行うマスク搬送装置と、基板を保持する基板ステージと、駆動機構を用いて前記基板の搬送を行う基板搬送装置とを備え、前記マスクステージ上に保持されたマスクのパターンを前記基板ステージ上に保持された基板上に転写する露光装置において、
   前記マスク搬送装置の駆動機構及び前記基板搬送装置の駆動機構の少なくとも一方の機械的劣化を検出する請求項１から請求項６の何れか一項に記載の劣化検出装置を備えることを特徴とする露光装置。
   

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