JP2006050684A

JP2006050684A - リニアモータとその製造方法及びステージ装置並びに露光装置

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Publication number: JP2006050684A
Application number: JP2004223984A
Authority: JP
Inventors: Shige Morimoto; 樹森本
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2004-07-30
Filing date: 2004-07-30
Publication date: 2006-02-16

Abstract

【課題】移動対象の部材を高精度に駆動する。
【解決手段】所定間隔で離間した互いに平行な２つの直線部１４４を有するコイル体１４１を、固定子と可動子とのいずれか一方に備える。所定間隔と同等以下の間隔の空隙Ｓを、コイル体１４１の２つの直線部１４４の間に形成する工程と、空隙Ｓに前記所定間隔と同じ幅を有する間隔調整部材１４６を嵌合させる工程とを有する。
【選択図】図７

Description

本発明は、リニアモータとその製造方法及びステージ装置並びに露光装置に関し、例えば半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、又は薄膜磁気ヘッド等のデバイスを製造するためのフォトリソグラフィ工程中で、マスクパターンを基板上に転写するために使用される露光装置のマスクステージや基板ステージに使用して好適なものである。

例えば半導体素子を製造する際に、マスクとしてのレチクルのパターンを基板としてのフォトレジストが塗布されたウエハ（又はガラスプレート等）の各ショット領域に転写するために、一括露光方式又は走査露光方式の露光装置が使用されている。前者の一括露光方式の露光装置は、主にウエハやレチクルを高精度に位置決めするために、また後者の走査露光方式の露光装置は、主に走査露光中のレチクル及びウエハの等速性を高精度に維持するために、それぞれレチクルステージ及びウエハステージを備えている。これらのステージの駆動用アクチュエータとして、かつては回転モータが用いられていたが、最近では、実質的に摩擦がなく、そのためステージに加わる外乱を低く、更には事実上なくすことができるリニアモータが用いられることが多い。

リニアモータは、基本的な構成として可動子と固定子とを有し、例えばムービングマグネット型のリニアモータでは、可動子に所定ピッチで磁石が配置され、固定子に磁石の配置に応じてコイル体が配置されている。通常、ストロークが長い場合、３相のリニアモータが用いられ、固定子（３相のコイル）に対する可動子（磁石）の位置（相対位置）により、各相のコイルの電流が設定される。

上記の露光装置においては、ステージの駆動用アクチュエータの他に、ステージ駆動時の駆動方向と略直交する方向の位置ずれを矯正（補正）する際や、ステージが非走査方向に移動する際の反力をキャンセルするためにもリニアモータが使用されている。例えば、特許文献１には、ステージを非走査方向に移動自在に支持するガイドバーの端部に設けられた可動子とステージの移動方向（走査方向）に沿って、且つ移動ストロークに応じた長さを有する固定子とを有するトリムモータ（リニアモータ）が開示されている。

ここで、リニアモータの発生する推力はフレミングの左手の法則に従い、その大きさは磁束密度に比例し、電流に比例する。また、コイル体によって発生する推力はコイル体の推力定数（単位電流当たりに発生する推力）に電流を乗ずることによって求めることができる。この推力定数は、固定子に対する可動子の位置における磁束密度の積分値に応じて変化するものである。
特開２００３−２９９３３９号公報

しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
通常コイル体は、導線を巻回することで、所定間隔で離間した互いに平行な２つの直線部と、これら直線部の端部同士を略円弧形状でつなぐ円弧部とからなる略０字状に形成されるが、コイル体がステージの移動ストロークに応じた大きな長さを有する場合、直線部における所定間隔を一定に維持した状態でコイル体を製造することは容易ではなく、巻き線のテンションの問題等により、直線部の直線性を確保するのは困難である。

この場合、コイル体の端部と中央部分とで磁石に対する直線部の位置が変化してしまうので、磁束密度の積分値が異なることになる。つまり、可動子の位置によって推力定数にバラツキ（誤差）が生じることになる。
このような推力定数の誤差は推力変動の要因となり、例えばステージの加減速時等に、可動子の位置によらずに一定の推力でその可動子を駆動したいときに、推力が変動することとなる。
半導体素子の一層の高集積化及びスループットの更なる向上の要求に応えるために、露光装置においてはステージの一層の高精度化及び高速化が求められている。そのため、上述のようなリニアモータの推力変動等の性能のばらつきはできるだけ小さくすることが望まれている。

本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、移動対象の部材を高精度に駆動できるリニアモータとその製造方法及びステージ装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、そのリニアモータを用いて、高精度にマスクパターンを基板上に転写できる露光装置を提供することをも目的とする。

上記の目的を達成するために本発明は、実施の形態を示す図１ないし図１１に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明のリニアモータの製造方法は、所定間隔で離間した互いに平行な２つの直線部（１４４）を有するコイル体（１４１）を、固定子（４０）と可動子（３０）とのいずれか一方（４０）に備えるリニアモータ（７９）の製造方法であって、前記所定間隔と同等以下の間隔の空隙（Ｓ）を、コイル体（１４１）の２つの直線部（１４４）の間に形成する工程と、空隙（Ｓ）に前記所定間隔と同じ幅を有する間隔調整部材（１４６）を嵌合させる工程とを有することを特徴とするものである。
また、本発明のリニアモータは、上記のリニアモータの製造方法により製造されたことを特徴としている。

従って、本発明のリニアモータの製造方法では、２つの直線部（１４４）の間の空隙（Ｓ）を一旦所定間隔と同等以下に形成するので、空隙（Ｓ）に前記所定間隔と同じ幅を有する間隔調整部材（１４６）を嵌合させたときに、コイル体（１４１）の弾性復元力によって直線部（１４４）が間隔調整部材（１４６）を挟持し、間隔が規定されることで直線部（１４４）の離間間隔を所定間隔に維持できる。そのため、可動子（３０）の位置に応じて推力定数にバラツキが生じることを抑制でき、移動対象の部材（Ｒ）を高精度に駆動することが可能になる。

また、本発明のステージ装置は、上記のリニアモータ（７９）が駆動装置として用いられることを特徴とするものである。
従って、本発明のステージ装置では、可動子（３０）の位置に応じて推力定数にバラツキが生じることを抑制でき、移動対象の部材（Ｒ）を高精度に駆動することが可能になる。

さらに、本発明のリニアモータは、所定間隔で離間した互いに平行な２つの直線部（１４４）を有するコイル体（１４１）と、２つの直線部（１４４）の間に配置され、２つの直線部（１４４）の間隔を所定間隔に調整する間隔調整部材（１４６）と、コイル体（１４１）と間隔調整部材（１４６）とを一体化して成型する成型材とを有することを特徴としている。
従って、本発明のリニアモータでは、２つの直線部（１４４）の間隔を間隔調整部材（１４６）により所定間隔に調整した状態でコイル体（１４１）を一体化するので、可動子（３０）の位置に応じて推力定数にバラツキが生じることを抑制でき、移動対象の部材（Ｒ）を高精度に駆動することが可能になる。

そして、本発明の露光装置は、マスクステージ（ＲＳＴ）に保持されたマスク（Ｒ）のパターンを基板ステージに保持された基板（Ｗ）に露光する露光装置（１０）であって、上記のステージ装置（１２）がマスクステージと基板ステージとの少なくともいずれか一方（ＲＳＴ）に用いられていることを特徴とするものである。

従って、本発明の露光装置では、マスク（Ｒ）や基板（Ｗ）を高精度に駆動することが可能になり、マスクパターンの基板（Ｗ）への転写精度を高めることができる。
なお、本発明をわかりやすく説明するために、一実施例を示す図面の符号に対応付けて説明したが、本発明が実施例に限定されるものではないことは言うまでもない。

本発明では、可動子の相対位置に関係なく所望の推力を発現することが可能になり、移動対象を高精度に駆動することができるとともに、一層の高精度化及び高速化にも対応することが可能になり生産性の向上にも寄与できる。

以下、本発明のリニアモータとその製造方法及びステージ装置並びに露光装置の実施の形態を、図１ないし図１２を参照して説明する。
本例は、ステップ・アンド・スキャン方式よりなる走査露光型の投影露光装置（スキャニング・ステッパ）に備えられたステージ装置に本発明を適用したものである。

図１は、本例の投影露光装置（露光装置）１０の概略構成を示し、この図１において、投影露光装置１０に備えられている投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内で走査露光時のレチクル及びウエハ（詳細後述）の走査方向にＹ軸を取り、その走査方向に直交する非走査方向にＸ軸を取って説明を行う。
本例の投影露光装置１０は、照明光学系ユニットＩＯＰ、マスクとしての回路パターンが形成されたレチクルＲをＹ方向に所定のストロークで駆動するとともに、Ｘ方向、Ｙ方向及びθｚ方向（Ｚ軸の回りの回転方向）に微少駆動するステージ装置としてのレチクルステージ装置１２、投影光学系ＰＬ、基板としてのウエハＷをＸＹ平面内でＸＹ２次元方向に駆動するウエハステージ（基板ステージ）ＷＳＴ、及びこれらの制御系等を備えている。

照明光学系ユニットＩＯＰは、露光光源及び照明光学系を含み、その内部に配置された視野絞り（レチクルブラインド）で規定されるレチクルＲのパターン面の矩形又は円弧状の照明領域ＩＡＲを露光ビームとしての露光光ＩＬで均一な照度分布で照明する。その照明光学系と同様の照明系は、例えば特開平６−３４９７０１号公報などに開示されている。本例の露光光ＩＬとしては、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）或いはＦ_２レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光が用いられる。なお、露光光ＩＬとして、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などの遠紫外光、超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線（ｇ線、ｉ線等）等を用いることも可能である。

次に、レチクルステージ装置１２は、照明光学系ＩＯＰの下端部に連結された環状の取り付け部１０１を有するプレートとしての照明系側プレート（キャッププレート）１４の図１における下方に配置されている。照明系側プレート１４は、略水平に不図示の支持部材によって支持され、そのほぼ中央部には露光光ＩＬの光路（通路）となる矩形の開口１４ａが形成されている。

レチクルステージ装置１２は、図１及びレチクルステージ装置１２の斜視図である図２から分かるように、前記照明系側プレート１４の下方に所定間隔を隔ててほぼ平行に配置された定盤としてのレチクルベース１６、このレチクルベース１６と照明系側プレート１４との間に配置されたスライダとしてのレチクルステージＲＳＴ、及びこのレチクルステージＲＳＴを取り囲む状態でレチクルベース１６と照明系側プレート１４との間に配置された枠状部材１８、及びレチクルステージＲＳＴを駆動するレチクルステージ駆動系等を備えている。

レチクルベース１６は、不図示の支持部材によって略水平に支持されている。このレチクルベース１６は、図２の分解斜視図である図３に示すように、概略板状の部材から成り、そのほぼ中央には、凸のガイド部１６ａが形成されている。このガイド部１６ａの上面（ガイド面）は極めて高い平面度に仕上げられ、ガイド部１６ａのほぼ中央には、露光光ＩＬをＺ方向に通過させるためのＸ方向を長手方向とする矩形開口１６ｂが形成されている。レチクルベース１６の下面側には、図１に示すように、矩形開口１６ｂに対応して投影光学系ＰＬが配置されている。

レチクルステージＲＳＴは、図４（Ａ）に示すような特殊な形状のレチクルステージ本体２２及びこのレチクルステージ本体２２に固定された各種磁石ユニット（詳細後述）等を備えている。レチクルステージ本体２２は、上方から見て概略矩形の板状部２４Ａと、この板状部２４Ａの−Ｘ方向の端部に設けられたミラー部２４Ｂと、板状部２４ＡのＹ方向の一側及び他側の端部からそれぞれＹ方向に突設された各一対の延設部２４Ｃ１，２４Ｃ２，２４Ｄ１，２４Ｄ２とを備えている。

前記板状部２４Ａのほぼ中央部には、露光光ＩＬを通過させるための開口がその中央に形成された段付き開口２２ａが形成され、この段付き開口２２ａの段部（１段掘り下げられた部分）には、レチクルＲを下側から複数点（例えば３点）で支持する複数（例えば３つ）のレチクル支持部材３４が設けられている。また、各レチクル支持部材３４にそれぞれ対応して、レチクルＲを挟んで固定するために、板状部２４Ａには複数（例えば３つ）のレチクル固定機構３４Ｐが設けられている。

そして、レチクルＲは、そのパターン面（下面）が、レチクルステージ本体２２（レチクルステージＲＳＴ）の中立面ＣＴ（曲げモーメントを受けた場合に伸縮しない面）に略一致する状態で、複数の支持部材３４によって支持されている（図４（Ｂ）参照）。なお、レチクル支持部材３４及びレチクル固定機構３４Ｐに代えて、或いはこれとともに、真空チャックや静電チャックなどの各種チャックを用いることは可能である。

また、前記ミラー部２４Ｂは、図４（Ａ），（Ｂ）から明らかなように、Ｙ方向を長手方向とする概略角柱状の形状を有し、その中心部分には軽量化を図るための断面円形の空洞部ＣＨが形成されている。ミラー部２４Ｂの−Ｘ方向の端面は鏡面加工が施された反射面１２４ｍ（図５参照）とされている。
板状部２４Ａ、ミラー部２４Ｂを含むレチクルステージ本体部２２は、一体成形（例えば、一つの部材を削り出すことにより成形）されているが、本例では、説明を分かり易くするため、必要に応じて各部が別部材であるかのような表現をも用いている。勿論、上記各部の何れか１つを他と別部材で構成しても良いし、全てを別部材で構成しても良い。

また、図４（Ａ）において、レチクルステージ本体２２の板状部２４Ａの−Ｙ方向の端部には、２つの凹部２４ｇ１，２４ｇ２が形成され、この凹部２４ｇ１，２４ｇ２のそれぞれには、移動鏡としてのレトロリフレクタ３２Ａ，３２Ｂが設けられている。そして、前記４つの延設部２４Ｃ１，２４Ｃ２，２４Ｄ１，２４Ｄ２は、概略板状の形状を有し、各延設部には強度向上のための断面三角形状の補強部が設けられている。レチクルステージ本体２２の底面には、延設部２４Ｃ１から延設部２４Ｄ１に至るＹ方向の全域に亘る第１の差動排気型の気体静圧軸受けが形成され、延設部２４Ｃ２から延設部２４Ｄ２に至るＹ方向の全域に亘る第２の差動排気型の気体静圧軸受けが形成されている。

図１のレチクルステージ装置１２の一部の断面図である図６に示すように、レチクルステージ本体２２の底面の第１、第２の差動排気型の気体静圧軸受けからレチクルベース１６のガイド部１６ａの上面に噴き付けられる加圧気体の静圧と、レチクルステージＲＳＴ全体の自重とのバランスにより、ガイド部１６ａの上面上方に数μｍ程度のクリアランスを介して、レチクルステージＲＳＴが非接触で浮上支持されている。

図２に戻り、前記枠状部材１８の上面には、概略環状の凹溝８３，８５が二重に形成されている。このうちの内側の凹溝（以下、「給気溝」と呼ぶ）８３には、その内部に複数の給気口（不図示）が形成され、外側の凹溝（以下、「排気溝」と呼ぶ）８５には、複数の排気口（不図示）が形成されている。給気溝８３の内部に形成された給気口は、不図示の給気管路及び給気管を介して不図示のガス供給装置に接続されている。また、排気溝８５の内部に形成された排気口は、不図示の排気管路及び排気管を介して不図示の真空ポンプに接続されている。

また、枠状部材１８の底面にも、上面の給気溝８３及び排気溝８５に対応するように概略環状の凹溝からなる給気溝及び排気溝（不図示）が形成され、これらの給気溝及び排気溝もそれぞれ不図示のガス供給装置及び真空ポンプに接続されている。その給気溝及び排気溝を含んで、実質的に、レチクルベース１６の上面に枠状部材１８を浮上支持する差動排気型の気体静圧軸受けが構成されている。

即ち、ガス供給装置と真空ポンプとが作動状態にあるときは、枠状部材１８の底面の給気溝（不図示）からレチクルベース１６の上面に加圧気体が噴き付けられ、この噴き付けられた加圧気体の静圧により枠状部材１８の自重が支えられ、枠状部材１８がレチクルベース１６の上面に数μｍ程度のクリアランスを介して浮上支持される。

同様に、枠状部材１８の上面の給気溝８３及び排気溝８５を含んで、実質的に、枠状部材１８と照明系側プレート１４との間のクリアランスを維持する差動排気型の気体静圧軸受けが構成されている。
即ち、ガス供給装置と真空ポンプとが作動状態にあるときは、枠状部材１８の上面に形成された給気溝８３から照明系側プレート１４の下面に加圧気体が噴き付けられ、該噴き付けられた加圧気体の静圧と真空吸引力とのバランスによって、枠状部材１８と照明系側プレート１４との間に所定のクリアランスが維持される。

次に、図２に示すように、レチクルステージ駆動系は、レチクルステージＲＳＴをＹ方向に駆動するとともにθｚ方向（Ｚ軸の回りの回転方向）に微小駆動する第１駆動機構と、レチクルステージＲＳＴをＸ方向に微小駆動する第２駆動機構とを備えている。前者の第１駆動機構は、枠状部材１８の内部に、Ｙ方向にそれぞれ架設された一対のＹ軸駆動部３６、３８を含んで構成され、後者の第２駆動機構は、枠状部材１８の内部の＋Ｘ方向側のＹ軸駆動部３８の−Ｘ方向側にＹ方向に架設された固定子ユニット４０を含んで構成されている。

前記一方のＹ軸駆動部３６は、図３の分解斜視図に示すように、Ｙ方向を長手方向とする一対のそれぞれコイルユニットが配置された固定子ユニット１３６Ａ，１３６Ｂと、これらの固定子ユニット１３６Ａ，１３６ＢをＹ方向（長手方向）の一端部と他端部とで保持する一対の固定部材１５２とを備えている。この場合、一対の固定部材１５２により、固定子ユニット１３６Ａ，１３６Ｂは、Ｚ方向（上下方向）に所定間隔をあけて相互に対向してかつＸＹ平面にそれぞれ平行に保持されている。一対の固定部材１５２のそれぞれは、前述の枠状部材１８の内壁面に固定されている。

前記固定子ユニット１３６Ａ，１３６Ｂは、図３及び図１のレチクルステージ本体２２付近の断面図である図５からも分かるように、断面矩形（長方形）の非磁性材料から成るフレームを有し、その内部には、Ｙ方向に所定間隔で複数のコイルが配設されている。
前記＋Ｘ方向側のＹ軸駆動部３８も上記一方のＹ軸駆動部３６と同様に構成されている。即ち、Ｙ軸駆動部３８は、Ｙ方向を長手方向とする上下一対のそれぞれコイルユニットが配置された固定子ユニット１３８Ａ，１３８Ｂと、これらの固定子ユニット１３８Ａ，１３８ＢをＺ方向に所定間隔を維持した状態で両端部にて固定する一対の固定部材１５４とを備えている。一対の固定部材１５４のそれぞれは、前述の枠状部材１８の内壁面に固定されている。固定子ユニット１３８Ａ，１３８Ｂは、前述の固定子ユニット１３６Ａ，１３６Ｂと同様に構成されている（図５参照）。

また、上側の固定子ユニット１３６Ａ，１３８Ａと、下側の固定子ユニット１３６Ｂ，１３８Ｂとの間には、図５に示すように、それぞれ所定のクリアランスを介して、レチクルステージＲＳＴが配設されている。この場合、固定子ユニット１３６Ａ，１３６Ｂにそれぞれ対向して、レチクルステージＲＳＴの上面、下面には、一対のそれぞれ磁石ユニット（磁極ユニット）が配置された可動子ユニット２６Ａ，２６Ｂが埋め込まれ、固定子ユニット１３８Ａ，１３８Ｂに対向して、レチクルステージＲＳＴの上面、下面には、一対のそれぞれ磁石ユニットが配置された可動子ユニット２８Ａ，２８Ｂが埋め込まれている。本例では、可動子ユニット２６Ａ，２６Ｂ及び２８Ａ，２８Ｂの磁石ユニットとして、それぞれＺ方向に磁界を発生する複数の永久磁石を所定ピッチで極性を反転しながらＹ方向に配置したユニットが使用されているが、その永久磁石の代わりに電磁石等も使用することができる。

可動子ユニット２６Ａ，２６Ｂのそれぞれは、図４（Ｂ）に示すように、前述のレチクルステージ本体２２の板状部２４Ａの段付き開口２２ａの−Ｘ方向側に、レチクルステージ本体２２の中立面ＣＴに対して対称に上下面側にそれぞれ形成された凹部２４ｅ１，２４ｅ２内に配置されている。この場合、図５の固定子ユニット１３６Ａ，１３６Ｂは、上記中立面ＣＴを基準としてほぼ対称な位置に位置している。そして、一対の可動子ユニット２６Ａ，２６Ｂは、磁性体部材と、この磁性体部材の表面にＹ方向に沿って所定間隔で配置された複数の磁石とを、それぞれ備えている。複数の磁石は、隣り合う磁石同士で逆極性とされている。従って、可動子ユニット２６Ａの上方の空間及び可動子ユニット２６Ｂの下方の空間にはそれぞれＹ方向に沿って交番磁界が形成されている。

同様に、前記一対の可動子ユニット２８Ａ，２８Ｂのそれぞれは、図４（Ｂ）に示すように、前述のレチクルステージ本体２２の板状部２４Ａの段付き開口２２ａの＋Ｘ方向側に、レチクルステージ本体２２の中立面ＣＴに関して対称に上下面側にそれぞれ形成された凹部２４ｆ１，２４ｆ２内に配置されている。また、一対の可動子ユニット２８Ａ，２８Ｂは、段付き開口２２ａのＸ方向の中心位置（レチクルステージＲＳＴの重心のＸ方向の位置とほぼ一致）を通るＺ軸に平行な直線に関して、可動子ユニット２６Ａ，２６Ｂとほぼ左右対称の配置となっている。また、図５の第１固定子ユニット１３８Ａ，１３８Ｂは、中立面ＣＴを基準としてほぼ対称な位置に位置している。

そして、一対の可動子ユニット２８Ａ，２８Ｂは、磁性体部材と、この磁性体部材の表面にＹ方向に沿って所定間隔で配置された複数の磁石とをそれぞれ備えている。複数の磁石は、隣り合う磁石同士で逆極性とされている。従って、可動子ユニット２８Ａの上方の空間及び可動子ユニット２８Ｂの下方の空間にもそれぞれＹ方向に沿って交番磁界が形成されている。

本例では、上述したＹ軸駆動部３６及び３８の上側の固定子ユニット１３６Ａ及び１３８Ａと、レチクルステージ本体２２側に対向して配置された可動子ユニット２６Ａ及び２８Ａとから、それぞれ図５に示すように第１のＹ軸リニアモータ７６Ａ及び第２のＹ軸リニアモータ７８Ａが構成されている。そして、Ｙ軸駆動部３６及び３８の下側の固定子ユニット１３６Ｂ及び１３８Ｂと、レチクルステージ本体２２側の対応する可動子ユニット２６Ｂ及び２８Ｂとから、それぞれ図５に示すように第３のＹ軸リニアモータ７６Ｂ及び第４のＹ軸リニアモータ７８Ｂが構成されている。また、それぞれ１軸の駆動装置としての第１、第２、第３、及び第４のＹ軸リニアモータ７６Ａ，７８Ａ，７６Ｂ，７８Ｂから上記の第１駆動機構が構成されている。本例の４軸のＹ軸リニアモータ７６Ａ，７８Ａ，７６Ｂ，７８Ｂはそれぞれムービングマグネット型であり、広いストロークで移動する部材側には配線を接続する必要がないため、移動速度を高めることができ好ましい。

例えば第１のＹ軸リニアモータ７６Ａでは、固定子としての固定子ユニット１３６Ａ内のコイルにＸ方向に電流が供給されることにより、そのコイルを流れる電流と可動子としての可動子ユニット２６Ａ内の磁石がＺ方向に発生する磁界との電磁相互作用によって、フレミングの左手の法則に従って、固定子ユニット１３６Ａ内のコイルにＹ方向への電磁力（ローレンツ力）が発生する。そして、この電磁力の反作用（反力）が固定子ユニット１３６Ａに対して相対的に可動子ユニット２６ＡをＹ方向に駆動する推力となる。同様に、図５の第２のＹ軸リニアモータ７８Ａは、固定子ユニット１３８Ａに対して相対的に可動子ユニット２８ＡをＹ方向に駆動する推力を発生する。また、第３及び第４のＹ軸リニアモータ７６Ｂ及び７８Ｂは、それぞれ固定子ユニット１３６Ｂ及び１３８Ｂに対して相対的に可動子ユニット２６Ｂ及び２８ＢをＹ方向に駆動する推力を発生する。

このように、固定子（固定子ユニット１３６Ａ，１３８Ａ，１３６Ｂ，１３８Ｂ）と可動子（可動子ユニット２６Ａ，２８Ａ，２６Ｂ，２８Ｂ）とが電磁相互作用のような物理的相互作用を行って駆動力を発生する際には、その固定子とその可動子とが「協働」して駆動力を発生するとも言うことができる。また、実際にはその電磁力（作用）によって固定子も可動子とは反対方向に僅かに移動する。そのため、本明細書では、相対的な移動量が多い方の部材を可動子又は可動子ユニットと呼び、相対的な移動量が少ない方の部材を固定子又は固定子ユニットと呼ぶものとする。

この場合、第１、第２、第３、及び第４のＹ軸リニアモータ７６Ａ，７８Ａ，７６Ｂ，７８Ｂの固定子ユニット１３６Ａ，１３８Ａ，１３６Ｂ，１３８Ｂはそれぞれ図２のＹ軸駆動部３６，３８を介して第１部材としての枠状部材１８に連結され、可動子ユニット２６Ａ，２８Ａ，２６Ｂ，２８Ｂはそれぞれ図２の第２部材としてのレチクルステージＲＳＴ（レチクルステージ本体２２）に固定されている。また、第１及び第２のＹ軸リニアモータ７６Ａ及び７８Ａは、レチクルＲを挟むようにほぼ対称にＸ方向に離れて配置されて、それぞれ枠状部材１８に対して相対的にレチクルステージＲＳＴをＹ方向に駆動する。また、第３及び第４のＹ軸リニアモータ７６Ｂ及び７８Ｂは、第１及び第２のＹ軸リニアモータ７６Ａ及び７８Ａに対向するように配置されて、それぞれ枠状部材１８に対して相対的にレチクルステージＲＳＴをＹ方向に駆動する。従って、第１及び第２のＹ軸リニアモータ７６Ａ及び７８Ａが第１の１対の駆動装置に対応し、第３及び第４のＹ軸リニアモータ７６Ｂ及び７８Ｂが第２の１対の駆動装置に対応している。

また、本実施形態では図２のＹ軸駆動部３６，３８が内側に固定された枠状部材１８は、底面側のレチクルベース１６及び上面側の照明系側プレート１４との間で気体軸受けを介して非接触に支持されている。そのため、Ｙ軸リニアモータ７６Ａ，７８Ａ，７６Ｂ，７８ＢによってレチクルステージＲＳＴをＹ方向に駆動する際に、反力を相殺するように枠状部材１８が逆方向に僅かに移動する。これによってレチクルステージＲＳＴを駆動する際の振動の発生が抑制される。但し、レチクルステージＲＳＴの質量に対して枠状部材１８の質量はかなり大きいため、枠状部材１８の移動量は僅かである。

本実施形態では、通常は、図５において、−Ｘ方向側の第１及び第３のＹ軸リニアモータ７６Ａ及び７６Ｂは、同期してＹ方向に同じ推力を発生するように駆動される。同様に、＋Ｘ方向側の第２及び第４のＹ軸リニアモータ７８Ａ及び７８Ｂも、同期してＹ方向に同じ推力を発生するように駆動される。そして、レチクルステージＲＳＴ（レチクルＲ）をＹ方向に等速駆動するような場合には、第１及び第３のＹ軸リニアモータ７６Ａ，７６Ｂと、第２及び第４のＹ軸リニアモータ７８Ａ，７８Ｂとが更に同期してほぼ等しい推力で枠状部材１８に対してレチクルステージＲＳＴをＹ方向に駆動する。また、レチクルステージＲＳＴの回転角θｚ（ヨーイング）を補正する必要のある場合には、第１及び第３のＹ軸リニアモータ７６Ａ，７６Ｂが発生する推力と、第２及び第４のＹ軸リニアモータ７８Ａ，７８Ｂが発生する推力との大きさの比が制御される。

本実施形態の場合、図４（Ｂ）に示すように、レチクルステージＲＳＴの中立面ＣＴを基準として、可動子ユニット２６Ａ及び２６Ｂ、並びに可動子ユニット２８Ａ及び２８Ｂがそれぞれ対称に配置され、これらの可動子ユニットに対応する図５の固定子ユニット１３６Ａ及び１３６Ｂ、並びに固定子ユニット１３８Ａ及び１３８Ｂもそれぞれ中立面ＣＴを基準として上下対称に配置されている。このため、固定子ユニット１３６Ａ，１３６Ｂ，１３８Ａ，１３８Ｂのコイルにそれぞれ対応する電流を供給して、互いに同一の駆動力を可動子ユニット２６Ａ，２６Ｂ，２８Ａ，２８Ｂに与えることによって、レチクルステージＲＳＴの中立面ＣＴ（図４（Ｂ）参照）上の２箇所にＹ方向の駆動力（可動子ユニット２６Ａ，２６Ｂの駆動力の合力、及び可動子ユニット２８Ａ，２８Ｂの駆動力の合力）を作用させることができる。これにより、レチクルステージＲＳＴにはピッチングモーメントが極力作用しないようになっている。

更に、本実施形態では可動子ユニット２６Ａ，２６Ｂと、可動子ユニット２８Ａ，２８Ｂとは、Ｘ方向に関しても、レチクルステージＲＳＴの重心近傍位置に関してほぼ対称に配置されている。そのため、レチクルステージＲＳＴの重心からＸ方向に等距離の２箇所で上記のＹ方向の駆動力が作用するので、この２箇所に同一の力を発生させることでレチクルステージＲＳＴの重心位置近傍にＹ方向の駆動力の合力を作用させることが可能となっている。従って、例えばレチクルステージ本体２２をＹ方向に直線的に駆動するような場合に、レチクルステージＲＳＴにはヨーイングモーメントも極力作用しないようになっている。

次に、第２駆動機構側の固定子ユニット４０は、図３に示すように、Ｙ方向を長手方向とする一対の固定子としてのコイルユニット１４０Ａ，１４０Ｂと、これらのコイルユニット１４０Ａ，１４０ＢをＹ方向（長手方向）の一端部と他端部とで保持する一対の固定部材１５６とを備えている。この場合、一対の固定部材１５６により、コイルユニット１４０Ａ，１４０Ｂは、Ｚ方向（上下方向）に所定間隔をあけて相互に対向してかつＸＹ平面にそれぞれ平行に保持されている。一対の固定部材１５６のそれぞれは、前述の枠状部材１８の内壁面に固定されている。

コイルユニット１４０Ａ，１４０Ｂは、図５からも明らかなように、断面矩形（長方形）の非磁性材料から成るフレームを有し、その内部には、コイル体が配置されている。
図７（Ａ）はコイルユニット１４０Ａ、１４０Ｂの平面図であり、図７（Ｂ）は正面断面図である。

各コイルユニット１４０Ａ、１４０Ｂは、コイル体１４１が非磁性材料から成るフレーム１４２内にエポキシ樹脂等によりモールド体１４３として成型された状態で収容されている。モールド体１４３の両側縁には、フレーム１４２に接合するためのフランジ部１４３ａ、１４３ｂが延出して設けられている。コイル体１４１を含むモールド体１４３は、このフランジ部１４３ａ、１４３ｂにおいて取付ボルト等の締結手段１４８、１４９によりフレーム１４２に一体的に固定される。

コイル体１４１は、銅線等の線材を巻回することで、所定間隔（例えば１０ｍｍ程度）の隙間Ｓを挟んで離間した互いに平行な２つの直線部１４４と、これら直線部１４４の端部同士を略円弧形状でつなぐ円弧部１４５とからなる略０字状に形成されている。直線部１４４間の隙間Ｓには、当該隙間Ｓの間隔を調整するためのコマ部材（間隔調整部材）１４６が図７（Ｂ）中、下方から嵌合して設けられており、コマ部材１４６にはコマ部材１４７が図７（Ｂ）中、上方から嵌合して設けられている。これらコマ部材１４６、１４７はコイル体１４１に対して対（組）で設けられる。

コマ部材１４６は、樹脂等の電気絶縁性材料で形成されており、直線部１４４間の隙間Ｓとして設定される所定間隔と同じ幅（直径）を有する断面円形の嵌合軸１４６ａと嵌合軸１４６ａの一端側に設けられ下面側からコイル体１４１に係合する円盤状のフランジ部１４６ｂとから構成されている。嵌合軸１４６ａの上面には孔部１４６ｃが形成されている。また、フランジ部１４６ｂの下面には孔部（凹部、位置決め部）１４６ｄが形成されている。フランジ部１４６ｂの厚さは、コイル体１４１の下面側を被覆するモールド体１４３の厚さに設定されている。

コマ部材１４７は、コマ部材１４６と同様に、樹脂等の電気絶縁性材料で形成されており、嵌合軸１４６ａの孔部１４６ｃと嵌合して位置決めされる軸部１４７ａと、軸部１４７ａの一端側に設けられ上面側からコイル体１４１に係合する円盤状のフランジ部１４７ｂとから構成されている。そして、フランジ部１４７ｂの上面には、孔部（凹部、位置決め部）１４７ｃが形成されている。フランジ部１４７ｂの厚さは、コイル体１４１の上面側を被覆するモールド体１４３の厚さに設定されている。
そして、これらコイル体１４１及びコマ部材１４６、１４７は、モールド体１４３として一体的に成型されている。

なお、図７においてはコマ部材１４６、１４７を一組しか図示していないが、実際にはコイル体１４１の長さに応じて、隙間Ｓの間隔が維持されるように一組以上配置される。例えばコイル体１４１の長さが８００ｍｍ程度、隙間Ｓの間隔が１０ｍｍ程度であれば、コマ部材１４６、１４７は互いに間隔をあけて５組程度が配置される。また、コマ部材１４６、１４７は、隙間Ｓの長手方向両端部に１つずつ配置されるのが望ましいので、５組のうちの２組は隙間Ｓの長手方向両端部に１つずつ配置される。

コイルユニット１４０Ａ，１４０Ｂの間には、図５に示すように、それぞれ所定のクリアランスを介して、レチクルステージＲＳＴの＋Ｘ方向の端部に固定された可動子としての断面矩形（長方形）の板状のＺ方向に磁界を発生する永久磁石３０が配置されている。永久磁石３０に代えて、磁性体部材とその上下面にそれぞれ固定された一対の平板状の永久磁石とから成る磁石ユニットを用いても良い。

この場合、永久磁石３０及びコイルユニット１４０Ａ，１４０Ｂは、中立面ＣＴを基準としてほぼ対称な形状及び配置となっている（図４（Ｂ）及び図５参照）。従って、永久磁石３０によって形成されるＺ方向の磁界とコイルユニット１４０Ａ，１４０Ｂをそれぞれ構成するコイルをＹ方向に流れる電流との間の電磁相互作用により、フレミングの左手の法則に従ってそのコイルにＸ方向の電磁力（ローレンツ力）が発生し、この電磁力の反力が永久磁石３０（レチクルステージＲＳＴ）をＸ方向に駆動する推力となる。また、この場合にも、レチクルステージＲＳＴをＸ方向に駆動する際の反力を相殺するように、逆方向に枠状部材１８が僅かに移動する。従って、レチクルステージＲＳＴをＸ方向に駆動する際の振動の発生も抑制されている。

この場合、コイルユニット１４０Ａ，１４０Ｂをそれぞれ構成するコイル体に同一の電流を供給することにより、レチクルステージＲＳＴの中立面ＣＴ（図４（Ｂ）参照）上の位置にＸ方向の駆動力を作用させることができ、これにより、レチクルステージＲＳＴにはローリングモーメントが極力作用しないようになっている。

上述のように、コイルユニット１４０Ａ，１４０Ｂと永久磁石３０とにより、レチクルステージＲＳＴをＸ方向に微小駆動可能なムービングマグネット型のＸ軸ボイスコイルモータ（リニアモータ）７９が構成されている。この駆動装置としてのＸ軸ボイスコイルモータ７９によって、第２駆動機構が構成されている。
この結果、図２の本例のレチクルステージＲＳＴは、枠状部材１８に対してガイドレス方式でＸ方向、Ｙ方向、θｚ方向の３自由度で相対的に変位できるように支持されており、枠状部材１８に対してレチクルステージＲＳＴを相対的に駆動するために、Ｙ方向に推力を発生する４軸のＹ軸リニアモータ７６Ａ，７８Ａ，７６Ｂ，７８ＢとＸ方向に推力を発生する１軸のＸ軸ボイスコイルモータ７９とからなる５軸の駆動装置が設けられている。

本実施の形態では、更に、前述の枠状部材１８の＋Ｘ方向の側面及び＋Ｙ方向の側面には、図３に示すように、Ｚ方向の磁界を形成する磁石ユニットを含む可動子６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃが設けられている。これらの可動子６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃに対応してレチクルベース１６には、支持台６４Ａ，６４Ｂ，６４Ｃを介して、Ｙ方向に電流を流すコイルを含む固定子６２Ａ，６２Ｂ及びＸ方向に電流を流すコイルを含む固定子６２Ｃが設けられている。即ち、可動子６０Ａと固定子６２Ａとにより、及び可動子６０Ｂと固定子６２Ｂとにより、それぞれムービングマグネット型のボイスコイルモータから成るＸ方向駆動用のトリムモータが構成されている。また、可動子６０Ｃと固定子６２Ｃとによりムービングマグネット型のボイスコイルモータから成るＹ方向駆動用のトリムモータが構成されている。これら３つのトリムモータを用いることにより、レチクルベース１６に対して枠状部材１８をＸ方向、Ｙ方向、及びθｚ方向の３自由度方向に駆動することが可能である。

上述のようにレチクルステージＲＳＴをＸ方向、Ｙ方向、θｚ方向に駆動する際には、その作用を相殺するように枠状部材１８が僅かに移動するため、枠状部材１８のＸＹ平面内の位置が次第にずれる可能性がある。そこで、可動子６０Ａ〜６０Ｃ及び固定子６２Ａ〜６２Ｃよりなるトリムモータを用いて、例えば定期的に枠状部材１８の位置を中央に戻すことで、枠状部材１８の位置がレチクルベース１６から外れることが防止できる。

前記枠状部材１８の−Ｘ方向側の側壁のほぼ中央には、図３に示すように、凹状部１８ａが形成されている。この凹状部１８ａには枠状部材１８の内部と外部とを連通する矩形開口１８ｂが形成されている。また、枠状部材１８の−Ｙ側の側壁には、枠状部材１８の内部と外部とを連通する矩形開口１８ｃが形成されている。矩形開口１８ｂの外側には、図５に示されるように、レチクルステージＲＳＴのミラー部２４Ｂの反射面１２４ｍに対向してＸ軸レーザ干渉計６９Ｘが設けられている。このＸ軸レーザ干渉計６９Ｘからの測長ビームが矩形開口１８ｂを介してミラー部２４Ｂの反射面１２４ｍに対して投射され、その反射光が矩形開口１８ｂを介してＸ軸レーザ干渉計６９Ｘ内に戻る。この場合、測長ビームの光路のＺ方向の位置は、中立面ＣＴの位置に一致し、中立面ＣＴの位置はレチクルＲのパターン面（レチクル面）に一致している。

また、図５に示すように、投影光学系ＰＬの鏡筒の上端部近傍には、固定鏡Ｍｒｘが取付部材９２を介して設けられている。Ｘ軸レーザ干渉計６９Ｘからの参照ビームはレチクルベース１６に形成された貫通孔（光路）７１を介して、固定鏡Ｍｒｘに対して投射され、その反射光がＸ軸レーザ干渉計６９Ｘ内に戻る。Ｘ軸レーザ干渉計６９Ｘでは、測長ビームの反射光、参照ビームの反射光を内部の光学系により同軸にかつ同一の偏光方向の光に合成し、両反射光の干渉光を内部のディテクタによって受光する。そして、ディテクタの検出信号に基づいて、Ｘ軸レーザ干渉計６９Ｘは、レチクルステージ本体２２のＸ方向の位置を、固定鏡Ｍｒｘを基準として、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出する。また、Ｘ方向の位置の差分からレチクルステージ本体２２のＸ方向の速度（通常はほぼ０）も検出されている。

一方、矩形開口１８ｃの外側（−Ｙ方向側）には、図１のレチクルステージ装置１２近傍のＹＺ断面図である図６に示されるように、レチクルステージ本体２２に設けられた前述のレトロリフレクタ３２Ａ，３２Ｂの反射面に対向してＹ軸レーザ干渉計６９ＹＡ，６９ＹＢが設けられている。各Ｙ軸レーザ干渉計６９ＹＡ，６９ＹＢからの測長ビームは矩形開口１８ｃを介してレトロリフレクタ３２Ａ，３２Ｂの反射面に対してそれぞれ投射され、それぞれの反射光が窓ガラスｇ２を介して各Ｙ軸レーザ干渉計６９ＹＡ，６９ＹＢ内に戻る。この場合、測長ビームの照射点のＺ方向の位置は、中立面ＣＴの位置（レチクル面）にほぼ一致している。

また、図６に示すように、投影光学系ＰＬの鏡筒の上端部近傍には、固定鏡Ｍｒｙが取付部材９３を介して設けられている。各Ｙ軸レーザ干渉計６９ＹＡ，６９ＹＢからの参照ビームはレチクルベース１６に形成された貫通孔（光路）７２を介して、固定鏡Ｍｒｙに対してそれぞれ投射され、それぞれの反射光が各Ｙ軸レーザ干渉計６９ＹＡ，６９ＹＢ内に戻る。そして、各Ｙ軸レーザ干渉計６９ＹＡ，６９ＹＢは、前述のＸ軸レーザ干渉計６９Ｘと同様に、測長ビームの反射光と参照ビームの反射光との干渉光に基づいて、それぞれの測長ビームの投射位置（レトロリフレクタ３２Ａ，３２Ｂの反射面の位置）におけるレチクルステージ本体２２のＹ方向の位置を、固定鏡Ｍｒｙをそれぞれ基準として例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能でそれぞれ常時検出する。この場合、一対のＹ軸レーザ干渉計６９ＹＡ，６９ＹＢによって、レチクルステージＲＳＴのＺ軸回りの回転量も検出することが可能となっている。また、Ｙ方向の位置の差分からレチクルステージ本体２２のＹ方向の速度も検出されている。

本例では、前述の如く、Ｘ軸レーザ干渉計６９Ｘの測長ビームの光路のＺ方向の位置は、中立面ＣＴの位置（レチクル面）に一致しているので、いわゆるアッベ誤差がなく、レチクルステージＲＳＴ（レチクルＲ）のＸ方向の位置を精度良く計測することができる。一対のＹ軸レーザ干渉計６９ＹＡ，６９ＹＢにおいても、同様の理由により、いわゆるアッベ誤差がなく、高い計測精度が得られる。

なお、上記の移動鏡としての、ミラー部２４Ｂ、及びレトロリフレクタ３２Ａ，３２Ｂの３つが図１では移動鏡Ｍｍとして図示され、Ｘ軸レーザ干渉計６９Ｘと一対のＹ軸レーザ干渉計６９ＹＡ，６９ＹＢとが図１ではレチクル干渉計６９として図示されている。また、図１では、図５及び図６の固定鏡（固定鏡Ｍｒｘ，Ｍｒｙ）は図示が省略されている。

以下の説明においては、レチクル干渉計６９によってレチクルステージＲＳＴのＸＹ平面内の位置（θｚ回転を含む）が計測されているものとする。このレチクル干渉計６９からのレチクルステージＲＳＴの位置情報（又は速度情報でも良い）は図１のステージ制御系９０及びこれを介して主制御装置７０に送られ、ステージ制御系９０では主制御装置７０からの指示に応じ、レチクルステージＲＳＴの位置情報に基づいてレチクルステージＲＳＴの駆動を制御する。

図１に戻り、前記投影光学系ＰＬとしては、両側テレセントリックで屈折系又は反射屈折系よりなる投影倍率が１／４又は１／５等の縮小系が用いられている。走査露光中には、露光光ＩＬのもとで、レチクルＲの照明領域ＩＡＲ内のパターンの投影光学系ＰＬを介した縮小像は、投影光学系ＰＬの像面上に配置されたウエハＷ上の一つのショット領域のレジスト層上の細長い露光領域ＩＡ上に転写される。被露光基板としてのウエハＷは、半導体（シリコン等）又はＳＯＩ(silicon on insulator)等の直径が例えば１５０〜３００ｍｍの円板状の基板である。

投影光学系ＰＬは、鏡筒部に設けられたフランジ部ＦＬＧを介して、不図示の保持部材によって保持されている。
次に、ウエハステージＷＳＴは、ウエハ室８０内に配置されている。このウエハ室８０は、天井部の略中央部に投影光学系ＰＬの下端部を通すための円形開口７１ａが形成された隔壁１７１で覆われている。この隔壁１７１は、ステンレス（ＳＵＳ）等の脱ガスの少ない材料で形成されている。

ウエハ室８０内には、定盤よりなるウエハベースＢＳが、複数の防振ユニット８６を介してほぼ水平に支持されている。ウエハステージＷＳＴは、ウエハホルダ２５を介してウエハＷを真空吸着等により保持し、例えばリニアモータ等を含む不図示のウエハ駆動系によってウエハベースＢＳの上面に沿ってＸＹ２次元方向に駆動される。

ウエハ室８０の隔壁１７１の−Ｙ方向側の側壁には光透過窓１８５が設けられている。これと同様に、図示は省略されているが、隔壁１７１の＋Ｘ方向側の側壁にも光透過窓が設けられている。また、ウエハホルダ２５の−Ｙ方向側の端部には、平面鏡から成るＹ軸移動鏡５６ＹがＸ方向に延設されている。同様に、図示は省略されているが、ウエハホルダ２５の＋Ｘ方向側の端部には、平面鏡から成るＸ軸移動鏡がＹ方向に延設されている。そして、ウエハ室８０の外部のＹ軸レーザ干渉計５７Ｙ及びＸ軸レーザ干渉計（不図示）からの測長ビームが、それぞれ光透過窓１８５及び不図示の透過窓を介してＹ軸移動鏡５６Ｙ及び不図示のＸ軸移動鏡に照射されている。Ｙ軸レーザ干渉計５７Ｙ及びＸ軸レーザ干渉計は、それぞれ例えば内部の参照鏡を基準として対応する移動鏡の位置及び回転角、即ちウエハＷのＸ方向、Ｙ方向の位置、及びＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の回りの回転角を計測する。Ｙ軸レーザ干渉計５７Ｙ及びＸ軸レーザ干渉計の計測値は、ステージ制御系９０及び主制御装置７０に供給され、ステージ制御系９０は、その計測値及び主制御装置７０からの制御情報に基づいて、不図示の駆動系を介してウエハステージＷＳＴの位置及び速度を制御する。

続いて、上述のようにして構成された投影露光装置１０の中、コイルユニット１４０Ａ、１４０Ｂを製造する手順を図８乃至図１０を参照して説明する。
この製造工程は、コイル体成型工程及びモールド工程に大別される。
まず、コイル体成型工程においては、図８に示すように、形成すべきコイル体１４１における隙間Ｓの幅（２つの直線部１４４間の間隔）を直径とする芯材１６０、１６０をコイル体１４１の長さに応じた間隔で離間して配置する。次に、これら芯材１６０、１６０の周りに導電線（銅線）を所定長さ巻回して、直線部１４４及び円弧部１４５からなるコイル体１４１の原型を形成する。

次に、図９に示すように、コイル体１４１の長さ方向中間部が当該コイル体１４１に向けて突出する押さえ治具１６１、１６１によりコイル体１４１の直線部１４４を挟むように両側から押さえる。この工程によって、コイル体１４１の２つの直線部１４４は互いに接近する方向に湾曲し、直線部１４４、１４４間には上記所定間隔よりも小さな空隙Ｓが形成される。この後、導電線に被覆された融着層の種類に応じた処理、例えば熱融着の場合はコイル体１４１に対して加熱処理を施し、アルコール融着の場合はコイル体１４１をアルコールに浸漬処理する。
これにより、融着層が融解・再固化することで導電線は固定されて、隙間Ｓを有するコイル体１４１として成型される。

続いて、モールド工程においては、コイル体１４１を真空注型により樹脂材と一体的に成型する。
まず、図１０（Ａ）に示すように型の一方（下型）１６２にコマ部材１４６をセットする。ここで、下型１６２には、コマ部材１４６の孔部１４６ｄに嵌合する凸部１６２ａが突設されており、孔部１４６ｄに凸部１６２ａを嵌合させることにより、コマ部材１４６は下型１６２に対して位置決めされる。
ここで、下型１６２の凸部１６２ａは、コイル体１４１へ嵌合させるコマ部材１４６、１４７の組の数だけ、正確に直線上に配置される。
なお、凸部１６２ａとしては、下型１６２から削り出す構成や、下型１６２に孔部を設け、この孔部に下型１６２から突出するピンを嵌合させる構成としてもよい。

次に、図１０（Ｂ）に示すように、下型１６２にセットされたコマ部材１４６の嵌合軸１４６ａをコイル体１４１の直線部１４４、１４４間の空隙（隙間）Ｓに嵌合させる。
このとき、空隙Ｓはコイル体成型工程において予め上述した所定間隔（すなわち嵌合軸１４６ａの直径）よりも小さく形成されているため、空隙Ｓを拡げた状態で挿入・嵌合させる。これにより、コイル体１４１の直線部１４４、１４４は、弾性復元力により嵌合軸１４６ａを両側から挟持する。換言すると、コイル体１４１の直線部１４４は、空隙Ｓの幅を所定間隔に維持した状態で、コマ部材１４６を介して下型１６２に位置決めされて保持される。また、上述の通り、下型１６２の凸部１６２ａは、正確に直線上に配置されているので、コイル体１４１の直線部１４４が湾曲している場合であっても、直線部１４４を直線状に矯正することができる。

続いて、図１０（Ｃ）に示すように、型の他方（上型）１６３にコマ部材１４７をセットする。ここで、上型１６３には、下型１６２の凸部１６２ａと対向する位置に、コマ部材１４７の孔部１４７ｃに嵌合する凸部１６３ａが突設されており、孔部１４７ｃに凸部１６３ａを嵌合させることにより、コマ部材１４７は下型１６３及びコマ部材１４６に対して位置決めされる。
なお、上型１６３には、締結手段１４８、１４９を貫通させるための貫通孔形成用の突部１６３ｂ、１６３ｃが突設されている。
これら下型１６２及び上型１６３により、コイル体１４１に対して一体化成型処理を施す処理装置が構成される。

この後、図１０（Ｄ）に示すように、下型１６２と上型１６３とを型締めする。
このとき、コマ部材１４６の孔部１４６ｃとコマ部材１４７の軸部１４７ａとが嵌合することで、コマ部材１４６、１４７が互いに位置決めされる。また、コイル体１４１は、コマ部材１４６、１４７によって上下両側から挟持・保持されることで、厚さ方向の反りも抑制することができる。

そして、下型１６２、上型１６３間に形成された空間（キャビティ）にエポキシ樹脂等のモールド材１４３ａを充填し固化させる一体化成型処理を施す。これにより、コイル体１４１及びコマ部材１４６、１４７がモールド材１４３ａによって一体的に成形されたモールド体１４３が得られる。図１０（Ｄ）に示すように、下型１６２とコイル体１４１との間隔、及び上型１６３とコイル体１４１との間隔は、コマ部材１４６、１４７のフランジ部１４６ｂ、１４７ｂによって規定される。従って、フランジ部１４６ｂ、１４７ｂの厚さを適宜設定することにより、所望のモールド厚さでコイル体１４１をモールドすることができる。
そして下型１６２、上型１６３を開いて、図７に示したように、得られたモールド体１４３を締結手段１４８によってフレーム１４２に取付・固定することでコイルユニット１４０Ａ、１４０Ｂが得られる。

次に、上述のようにして構成された投影露光装置１０による基本的な露光動作の流れについて簡単に説明する。
先ず、主制御装置７０の管理の下、不図示のレチクルローダ、ウエハローダによって、レチクルロード、ウエハロードが行なわれる。その後、レチクルアライメント系、ウエハステージＷＳＴ上の基準マーク板、オフアクシス・アライメント検出系（いずれも図示省略）等を用いて、レチクルアライメント及びウエハアライメントが実行される。次に、先ず、ウエハＷの位置が、ウエハＷ上の最初のショット領域（ファースト・ショット）の露光のための走査開始位置となるように、ウエハステージＷＳＴが移動される。同時に、レチクルＲの位置が走査開始位置となるように、レチクルステージＲＳＴが移動される。そして、主制御装置７０からの指示により、ステージ制御系９０がレチクル干渉計６９によって計測されたレチクルＲの位置情報、及びウエハ側のＹ軸レーザ干渉計５７Ｙ及びＸ軸レーザ干渉計によって計測されたウエハＷの位置情報に基づき、レチクルＲ（レチクルステージＲＳＴ）とウエハＷ（ウエハステージＷＳＴ）とをＹ方向（走査方向）に同期移動させて、露光光ＩＬを照射することにより、ファースト・ショットへの走査露光が行なわれる。続いて、ウエハステージＷＳＴが非走査方向（Ｘ方向）又はＹ方向に１ショット領域分だけステップ移動した後、次のショット領域に対する走査露光が行なわれる。このようにして、ショット間のステップ移動と走査露光とが順次繰り返されて、ウエハＷ上の各ショット領域にレチクルＲのパターンが転写される。

レチクルステージＲＳＴのＹ方向への移動時、レチクルステージＲＳＴのＸ方向への位置ずれはＸ軸レーザ干渉計６９Ｘによって計測されモニターされており、ステージ制御系７０はその位置ずれをキャンセルするようにＸ軸ボイスコイルモータ７９を駆動する。
図１１には、コイル体１４１の幅方向（Ｘ方向）の位置と磁束密度との関係が示されている。Ｘ軸ボイスコイルモータ７９の推力定数は、固定子に対する可動子の位置における磁束密度の積分値に対応し、ステージ制御系７０はレチクルステージＲＳＴに付与する推力及び推力定数に応じた電力（電流）をＸ軸ボイスコイルモータ７９のコイルユニット１４０Ａ、１４０Ｂに供給させる。

以上のように、本実施の形態ではコイル体１４１の直線部１４４がコマ部材１４６に規制されて一定間隔の隙間Ｓを隔てて形成されるので、可動子である永久磁石３０のＹ方向の位置に関係なく推力定数を一定にすることができる。従って、本発明では、可動子の位置に関係なく所望の推力を発現することが可能になり、移動対象であるレチクルステージＲＳＴ（すなわちレチクルＲ）を高精度に駆動することができる。
結果として、本実施形態ではステージの一層の高精度化及び高速化にも対応することが可能になり、生産性の向上にも寄与できる。

また、本実施の形態では、これらコイル体１４１及びコマ部材１４６、１４７を一体化成形しているので、一定間隔で形成された直線部１４４の形状を容易に維持することが可能であり、長期に亘って安定した推力付与を実現することができる。
さらに、本実施の形態では、真空注型を行う際に用いる下型１６２及び上型１６３に、コマ部材１４６の孔部１４６ｄ、コマ部材１４７の孔部１４７ｃに嵌合する凸部１６２ａ及び１６３ａを、コイル体１４１の長さに応じた数及び配置で直線上に配列し、コイル体１４１を位置決めしているので、反りや曲がり等が生じることなく容易に所望形状のコイル体１４１を得ることが可能となっている。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施の形態では、コマ部材１４６、１４７に凹部としての孔部を設け、下型１６２、上型１６３に凹部と嵌合する凸部を設ける構成としたが、凹部と凸部とが逆に設けられる構成であってもよい。
上記実施形態では、モールド体１４３に凹形状が形成されることになり、薄型化を実現できる。一方、凹部と凸部とが逆に設けられる構成ではモールド体１４３に突形状が形成されることになるが、モールド体１４３をジャケット内に収容し、このジャケットとモールド体との間に冷媒を流動させる構成を採る場合に、ジャケットとモールド体との間の冷媒流路確保のためのスペーサとして用いることができる。

また、上記実施形態では、本発明のリニアモータとその製造方法を固定子ユニット４０のコイルユニット１４０Ａ、１４０Ｂに適用する構成としたが、これに限定されるものではなく、Ｙ軸駆動部３６、３８の固定子ユニット１３６Ａ、１３６Ｂ、１３８Ａ、１３８Ｂにも適用可能である。さらに、本発明に係るリニアモータを有するステージ装置としてレチクルステージ装置１２に適用する構成としたが、ウエハステージＷＳＴにも適用可能である。
また、上記実施の形態では、可動子である１つの永久磁石３０を、固定子である２つのコイルユニット１４０Ａ、１４０Ｂで挟んだ開磁路型のリニアモータについて説明したが、２つの永久磁石３０で、１つのコイルユニットを挟む閉磁路型のリニアモータに適用してもよい。閉磁路型を採用することにより、可動子の重量は増加するが、漏洩磁束を低減することができるという利点がある。
さらに、上記実施の形態では、ムービングマグネット型のリニアモータに本発明を適用するものとして説明したが、ムービングコイル型のリニアモータにも適用可能であることは言うまでもない。

また、上記実施形態の基板Ｗとしては、半導体デバイス用の半導体ウエハのみならず、液晶ディスプレイデバイス用のガラス基板や、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）等が適用される。

露光装置１０としては、レチクルＲと基板Ｗとを同期移動してレチクルＲのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置の他に、レチクルＲと基板Ｗとを静止した状態でレチクルＲのパターンを露光し、基板Ｗを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置にも適用することができる。

また、本発明は、ツインステージ型の露光装置にも適用できる。ツインステージ型の露光装置の構造及び露光動作は、例えば特開平１０−１６３０９９号公報及び特開平１０−２１４７８３号公報（対応米国特許６，３４１，００７号、６，４００，４４１号、６，５４９，２６９号及び６，５９０，６３４号）、特表２０００−５０５９５８号（対応米国特許５，９６９，４４１号）あるいは米国特許６，２０８，４０７号に開示されている。

露光装置１０の種類としては、ウエハに半導体デバイスパターンを露光する半導体デバイス製造用の露光装置に限られず、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表示素子製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）あるいはマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。

また、露光用照明光の光源として、超高圧水銀ランプから発生する輝線（ｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０４．７ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ））、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、Ｆ２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Ｍを用いる構成としてもよいし、マスクＭを用いずに直接ウエハ上にパターンを形成する構成としてもよい。また、ＹＡＧレーザや半導体レーザ等の高周波などを用いてもよい。

投影光学系ＰＬ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、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Ｒ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及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。また、投影光学系ＰＬを用いることなく、レチクルＲと基板Ｗとを密接させてレチクルＲ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可能である。

上記実施形態のように基板ステージＷＳＴやレチクルステージ装置１２にリニアモータを用いる場合においてエアベアリングを用いたエア浮上型に限られず、ローレンツ力を用いた磁気浮上型を用いてもよい。また、各ステージＷＳＴ、１２は、ガイドに沿って移動するタイプでもよく、ガイドを設けないガイドレスタイプであってもよい。

基板ステージＷＳＴの移動により発生する反力は、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。また、レチクルステージ１２の移動により発生する反力は、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。

以上のように、本願実施形態の露光装置１０は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素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ら、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。

半導体デバイスは、図１２に示すように、デバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２０２、デバイスの基材である基板を製造するステップ２０３、前述した実施形態の露光装置１０によりマスクのパターンを基板に露光する基板処理ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。

本発明に係る投影露光装置の概略構成を示す一部を切り欠いた図である。図１の枠状部材及びレチクルステージの構成を示す斜視図である。図１のレチクルステージ、枠状部材、及びレチクルベースの構成を示す分解斜視図である。（Ａ）は図１のレチクルステージを示す斜視図、（Ｂ）はレチクルステージをＹ方向に見た断面図である。図１の照明系側プレート、レチクルステージ、及びレチクルベースをＹ方向に見た断面図である。図１の照明系側プレート、レチクルステージ、及びレチクルベースの要部をＸ方向に見た断面図である。（Ａ）はコイルユニットの平面図であり、（Ｂ）は正面断面図である。コイルユニットを製造する手順を示す図である。コイルユニットを製造する手順を示す図である。コイルユニットを製造する手順を示す図である。コイル体の幅方向の位置と磁束密度との関係を示す図である。半導体デバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。

符号の説明

Ｒ…レチクル（マスク）、ＲＳＴ…レチクルステージ（マスクステージ）、Ｓ…空隙（隙間）、Ｗ…ウエハ（基板）、ＷＳＴ…ウエハステージ（基板ステージ）、１０…投影露光装置（露光装置）、１２…レチクルステージ装置（ステージ装置）、３０…永久磁石（可動子）、４０…固定子ユニット（固定子）、７９…Ｘ軸ボイスコイルモータ（リニアモータ）、１４１…コイル体、１４４…直線部、１４６…コマ部材（間隔調整部材）、１４６ｄ、１４７ｃ…孔部（凹部、位置決め部）、１６２ａ…凸部

Claims

所定間隔で離間した互いに平行な２つの直線部を有するコイル体を、固定子と可動子とのいずれか一方に備えるリニアモータの製造方法であって、
前記所定間隔と同等以下の間隔の空隙を、前記コイル体の前記２つの直線部の間に形成する工程と、
前記空隙に前記所定間隔と同じ幅を有する間隔調整部材を嵌合させる工程とを有することを特徴とするリニアモータの製造方法。
請求項１記載のリニアモータの製造方法において、
前記間隔調整部材を嵌合させる工程の後に、前記コイル体と前記間隔調整部材とを一体化成型する工程を有することを特徴とするリニアモータの製造方法。
請求項２記載のリニアモータの製造方法において、
前記間隔調整部材に凹部と凸部との一方を設け、
前記コイル体に前記一体化成型処理を施す処理装置に、前記凹部と前記凸部との他方を設け、
前記凹部と前記凸部とを用いて前記コイル体を前記処理装置に位置決めする工程を有することを特徴とするリニアモータの製造方法。
請求項１から３のいずれかに記載のリニアモータの製造方法において、
前記リニアモータは、前記所定間隔で離間した方向に推力を生じることを特徴とするリニアモータの製造方法。
請求項１から４のいずれか一項に記載のリニアモータの製造方法により製造されたことを特徴とするリニアモータ。
所定間隔で離間した互いに平行な２つの直線部を有するコイル体と、
前記２つの直線部の間に配置され、該２つの直線部の間隔を前記所定間隔に調整する間隔調整部材と、
前記コイル体と前記間隔調整部材とを一体化して成型する成型材とを有することを特徴とするリニアモータ。
請求項６記載のリニアモータにおいて、
前記間隔調整部材は、前記２つの直線部に沿って一直線上に複数配列されていることを特徴とするリニアモータ。
請求項６または７記載のリニアモータにおいて、
前記間隔調整部材は、前記コイル体と前記間隔調整部材とを成型材で一体化する際に、前記コイル体を型の内部で位置決めするための位置決め部を備えることを特徴とするリニアモータ。
請求項８記載のリニアモータにおいて、
前記位置決め部は、前記間隔調整部材に設けられた凹部であることを特徴とするリニアモータ。
請求項５から９のいずれか一項に記載のリニアモータが駆動装置として用いられることを特徴とするステージ装置。
マスクステージに保持されたマスクのパターンを基板ステージに保持された基板に露光する露光装置であって、
請求項１０記載のステージ装置が前記マスクステージと前記基板ステージとの少なくともいずれか一方に用いられていることを特徴とする露光装置。