JP2007318903A - リニアモータ及びステージ装置並びに露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータ推力を低下させることなく小型軽量化を実現する。
【解決手段】可動子と固定子とのいずれか一方に複数のコイル体４を有するコイルユニット２が設けられる。コイル体４から引き出された導線４ａ、４ｂが接続される接続配線２４ｄを有するシート状基板２１、２２を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、リニアモータ及びステージ装置並びに露光装置に関するものである。

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。このコイル体から端子等の外部に引き出されるまでの導線は、例えば絶縁被覆付きの電線としてコイル体の外周部を引き回された後に、リニアモータ（この場合、固定子）の外部へ引き出される。
また、特許文献１には、コイル体近傍にコイル保持機を設け、コイル体から引き出した配線をコイル保持機に形成された配線パターンに接続する技術が開示されている。
特開２０００−３０８３２８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。
絶縁保護した電線を引き回す構成を採った場合、広い配線スペースが必要になってしまい、リニアモータが大型化してしまうという問題が生じる。また、コイル保持機を用いる構成を採った場合には、コイルの一部をコイル保持機に配置する必要があるため、その分モータ推力に寄与するコイルが減り、モータ効率が低下するという問題が生じる。

本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、モータ推力を低下させることなく小型軽量化を実現するリニアモータ及びステージ装置並びに露光装置を提供することを目的とする。

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８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は、可動子（３、７２、８２、９２）と固定子（２、７１、８１、９１）とのいずれか一方に複数のコイル体（４）を有するコイルユニット（２）が設けられたリニアモータであって、コイル体から引き出された導線（４ａ、４ｂ）が接続される接続配線（２４ａ、２４ｄ）を有するシート状基板（２０、２１、２２）を備えることを特徴とするものである。

従って、本発明のリニアモータでは、コイル体（４）から引き出した導線（４ａ、４ｂ）がシート状基板（２０、２１、２２）の接続配線（２４ａ、２４ｄ）に接続されるため、絶縁被覆した電線を引き回す場合のように広い配線スペースが不要になり大型化を防止できる。また、本発明では、導線が引き回される長さは、シート状基板の接続配線までで損失長さが短くすむため、モータ効率の低下を抑制することが可能になる。

また、本発明のステージ装置は、先に記載のリニアモータ（１）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、小型軽量化及びモータ効率に優れたリニアモータを備えることから、小型軽量化が実現でき、また効率的にステージを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（ＭＳＴ）に保持されたマスク（Ｍ）のパターンを基板ステージ（ＰＳＴ）に保持された基板（Ｐ）に露光する露光装置（ＥＸ）であって、先に記載のステージ装置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、小型軽量化が実現でき、また効率的にマスク（Ｍ）と基板（Ｐ）との少なくとも一方を駆動することが可能になる。

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、モータ推力を低下させることなく小型軽量化を実現できるとともに、高効率化及び配線作業の簡便化を実現できる。

以下、本発明のリニアモータ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９を参照して説明する。
図１は本発明のリニアモータ装置の第１実施形態を示す概略外観斜視図である。
図１において、リニアモータ装置（リニアモータ）１は、コイルユニット２と、このコイルユニット２に対応して設けられた磁石ユニット３とを備えている。本実施形態において、コイルユニット２はリニアモータ装置１の固定子であり磁石ユニット３は可動子であって、これらコイルユニット（固定子）２及び磁石ユニット（可動子）３によりムービングマグネット型のリニアモータ装置１が構成されている。

コイルユニット２は所定方向に複数並んで設けられたコイル体４を合成樹脂等の所定の材料で固着することにより結合して一体化（一体成型）したコイルアセンブリ５と、コイルアセンブリ５を囲むハウジング部６とを備えている。
これらコイルアセンブリ５とハウジング部６との間にコイルアセンブリ５が発する熱を吸収するための冷媒流路が形成され、温度調整された冷媒が循環することにより、コイルアセンブリ５、ひいてはコイルユニット２の温度が一定に維持される。ここで、使用される冷媒としては液体又は気体であって特に不活性なものが好ましく、ハイドロフルオロエーテル（例えば「ノベックＨＦＥ」：住友スリーエム株式会社製）や、フッ素系不活性液体（例えば「フロリナート」：住友スリーエム株式会社製）などが挙げられる。また、冷媒としては、純水を用いる構成としてもよい。

ハウジング部６の形成材料としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ガラス繊維充填エポキシ樹脂、ガラス繊維強化熱硬化性プラスチック（ＧＦＲＰ）、炭素繊維強化熱硬化性プラスチック（ＣＦＲＰ）等の合成樹脂、またはセラミックス材料等の非導電性且つ非磁性材料が挙げられる。なお、ハウジング部６の形成材料としてはステンレス鋼やアルミニウム等の金属であってもよい。この場合、ハウジング部６のうち少なくとも磁石ユニット３の磁石７と対向する部分は合成樹脂あるいはセラミックス材料などの非導電性且つ非磁性材料によって構成することが好ましい。こうすることにより、コイルユニット２が磁束中を移動しても渦電流の発生を抑制することができ、リニアモータ駆動時の粘性抵抗を抑える等、リニアモータの動作に与える影響を抑えることができる。

一方、磁石ユニット３はコイルユニット２を挟んで設けられた複数の磁石７を支持するヨーク部８を備えている。磁石７のそれぞれは永久磁石であって前記所定方向に複数並んでヨーク部８に取り付けられており、異なる磁極の磁石が交互に並んで配置されている。更に、磁石７はコイルユニット２を挟んで異なる磁極どうしが互いに対向して配置されている。

そして、コイルユニット２と磁石ユニット３との間の電磁気的相互作用により、磁石ユニット３がコイルユニット２に対して前記所定方向（Ｘ軸方向）に移動する。ここで、以下の説明において、コイル体４の並び方向であってコイルユニット２の長手方向（磁石ユニット３の移動方向）をＸ軸方向、コイルユニット２の短手方向であってＸ軸と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸及びＹ軸に直交する方向をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわり方向をそれぞれθＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。

図２（ａ）は、コイルアセンブリ５の外観斜視図である。
図２（ａ）において、コイルアセンブリ５は、複数のコイル体４を合成樹脂等の所定の材料で固着して一体成型したモールド体であって、Ｘ軸方向に複数並んだコイル体４と、このコイル体４のＺ方向の両側部にそれぞれＸ軸方向に延在して設けられた積層基板（シート状基板）２０と、これらコイル体４及び積層基板２０の周囲に配置された前記合成樹脂からなる樹脂部（成型層）９とを有している。樹脂部９はコイル体４及び積層基板２０を被覆するように設けられており、コイル体４の周囲のうち中央の空芯部にも配置されている。コイルアセンブリ５を構成する樹脂部９の形成材料としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ガラス繊維充填エポキシ樹脂、ガラス繊維強化熱硬化性プラスチック（ＧＦＲＰ）、炭素繊維強化熱硬化性プラスチック（ＣＦＲＰ）等の合成樹脂が挙げられる。これらは非導電性且つ非磁性材料である。

積層基板２０は、図２（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向に配列されたコイル体４の一方側（＋Ｚ側）に配置されたアクティブ側積層基板（シート状基板）２１と、コイル体４の他方側（−Ｚ側）に配置されたグラウンド側積層基板（シート状基板）２２とから構成されている。各積層基板２１、２２は、コイル体４に近い側から樹脂フィルム２３及びプリント配線板２４が交互に積層された構成を有している。プリント配線板２４としては、例えばガラス布エポキシ樹脂基板に銀や銅にて配線が形成されたものが用いられる。また、樹脂フィルム２３としては、電源線に対して絶縁性及び耐熱性を有する、例えばポリカルボジイミド樹脂（ＰＣＤ）が用いられる。そして、これら樹脂フィルム２３及びプリント配線板２４は、交互に重ねられた後に、加熱加圧して接着硬化されることにより、積層基板２１、２２として形成される。

アクティブ側積層基板２１のプリント配線板２４は、本実施形態では各コイル体４毎に複数設けられており、各コイル体４から引き出された導線（第１導線）４ａが−Ｘ側の一端側で接続される接続配線２４ａ（図３（ｂ）参照）を有している（なお、図１及び図２においては、理解を容易にするために、プリント配線板２４を単層で図示している）。アクティブ側積層基板２１のプリント配線板２４及び樹脂フィルム２３は、図３（ａ）に示すように、コイル体４の位置（コイル体４から引き出される導線４ａの位置）に応じて、一端側の長さが順次短く形成され、不要なプリント配線板２４及び樹脂フィルム２３の箇所が減ることで軽量化されている。また、コイル体４から引き出された導線４ａは、図３（ｂ）に示すように、中途に配された樹脂フィルム２３に形成された貫通孔２３ａ、及びプリント配線板２４に形成された貫通孔２４ｂを挿通して所定のプリント配線板２４の接続配線２４ａに接続される。この接続形態としては、接続すべきプリント配線板２４に形成されたスルーホールメッキ２４ｃを採用できる。また、プリント配線板２４に接続される各導線４ａは、互いに干渉しないように、図３（ｃ）に示すように、Ｙ軸方向に間隔をあけて配置される。

接続配線２４ａの＋Ｘ側の他端側は、図１に示すハウジング部６に設けられた外部接続用コネクタＣ１に接続され、このコネクタＣ１を介して各コイル体４に対して個別に電力（用力）が供給される。

一方、グラウンド側積層基板２２のプリント配線板２４は、本実施形態では全てのコイル体４に対して共用されるように一つのみ設けられており、コイル体４から引き出された導線（第２導線）４ｂは、図２（ｂ）に示すように、樹脂フィルム２３を貫通して、プリント配線板２４の接続配線（コモン線）２４ｄに接続される。接続配線２４ｄの＋Ｘ側の他端側は、図１に示すハウジング部６に設けられた外部接続用コネクタＣ２に接続され、このコネクタＣ２を介して各コイル体４は一括的に接地される。

上記の構成のリニアモータ装置１では、例えば樹脂フィルム２３が厚さ３０μｍであり、またプリント配線板２４の厚さが７０μｍであるため、１０個のコイル体４（樹脂フィルム２３及びプリント配線板２４）を用いる場合、従来のように絶縁保護した電線を引き回すと３〜４ｍｍ程度の厚さであった配線群の厚さに対して、アクティブ側積層基板２１の厚さを１ｍｍ程度の薄さに抑えることができ、コイルアセンブリ５（コイルユニット２）の小型軽量化に寄与できる。
そのため、本実施形態では、コイルアセンブリ５の大きさを維持した場合には、コイル体４を大きく（コイル巻数を多く）することが可能になり、高効率のリニアモータ装置１を実現することができる。また、コイルアセンブリ５の大きさを維持した場合には、構造部材の強度を上げられるので、剛性を高めることも可能になる。

また、本実施形態では、コイル体４から引き出した導線４ａ、４ｂを、コイル体４を挟んだ両側に配置された積層基板２１、２２の接続配線２４ａ、２４ｄに接続するので、モータ推力に寄与するコイルの減量分を抑制することが可能になり、モータ効率の低下を防止することができる。さらに、本実施形態では、グラウンド側積層基板２２については、導線４ｂが一括して接続配線２４ｄに接続されているので、導線４ｂが複数のコイル体４からそれぞれ引き出されて設けられる場合でも、グラウンド側積層基板２２が厚くなることを抑制することが可能となり、コイルアセンブリ５（コイルユニット２）の小型軽量化に一層寄与できる。

また、本実施形態では、導線４ａ、４ｂを引き回す必要がなくなるため、配線作業の簡便化も実現できる。さらに、本実施形態では、これらコイル体４及び積層基板２０が樹脂部９にて覆われて一体化されているため、コイルアセンブリ５が冷媒中に配置される場合でも、浸液による漏電等を防止することが可能である。

図４は、コイルアセンブリ５の第２実施形態を示す図である。ここで、以下の説明において、上述した第１実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略もしくは省略する。
上記実施形態では、コイル体４の＋Ｚ側にアクティブ側積層基板２１が配置され、−Ｚ側にグラウンド側積層基板２２が配置される構成としたが、本実施形態では、積層基板２１，２２をコイル体４の両側で均等に配置する。

図４に示すように、上記グラウンド側積層基板２２は、コイル体４の−Ｚ側に配置される一方で、アクティブ側積層基板２１はコイル体４を挟むＺ方向両側に配置されている。より詳細には、アクティブ側積層基板２１はコイル体４を挟むＺ方向両側に、各側で樹脂フィルム２３及びプリント配線板２４が略同数になるように配置されている。さらに、アクティブ側積層基板２１は、コイル体４の両側で重さが略同一となるように、コイル体４の導線４ａをコイル体４の配列順序に従って、＋Ｚ側と−Ｚ側とに交互に逆方向に引き出すことにより、樹脂フィルム２３及びプリント配線板２４の長さを交互に短くして、コイル体４の両側で重さのバランスを保つことができる。
また、本実施形態では、コイル体４の両側で積層基板２０の配置スペースも均等化されるため、アクティブ側積層基板２１を一方側に集めた場合と比較して省スペース化を実現することができる。

図５は、コイルアセンブリ５の第３実施形態を示す図である。ここで、以下の説明において、上述した第１実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略もしくは省略する。
上記実施形態では、樹脂部９によってコイル体４及び積層基板２０を一体的に保持する構成としたが、本実施形態では、絶縁性のシート材にて一体的に封止する構成とする。
すなわち、図５に示すように、コイル体４及び積層基板２０は、絶縁性及び可撓性を有するシート材２６により覆われており、シート材２６の端部が接合されることにより封止される。このシート材２６の形成材料としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ガラス繊維充填エポキシ樹脂、ガラス繊維強化熱硬化性プラスチック（ＧＦＲＰ）、炭素繊維強化熱硬化性プラスチック（ＣＦＲＰ）等の合成樹脂、またはセラミックス材料等の非導電性且つ非磁性材料が挙げられる。
本実施形態では、大きさの制限等により、モールドによる一体化が困難な場合でも、容易、且つコンパクトにコイル体４及び積層基板２０を一体的に保持することが可能になる。

図６は、本発明のリニアモータ装置を駆動装置として有するステージ装置を備えた露光装置の一例を示す図である。図６に示す露光装置ＥＸは、マスクＭと感光基板（基板）Ｐとを同期移動しつつマスクＭに設けられているパターンを投影光学系ＰＬを介して感光基板Ｐ上に転写する所謂スキャニングステッパ（走査型露光装置）である。なお、ここでいう「感光基板」は半導体ウエハ上にレジストが塗布されたものを含み、「マスク」は感光基板上に縮小投影されるデバイスパターンが形成されたレチクルを含む。

図６において、露光装置ＥＸは、マスクＭを保持して移動するマスクステージＭＳＴ及びこのマスクステージＭＳＴを支持するマスク定盤５３を有するステージ装置５１と、光源を有し、マスクステージＭＳＴに支持されているマスクＭを露光光ＥＬで照明する照明光学系ＩＬと、感光基板Ｐを保持して移動する基板ステージＰＳＴ及びこの基板ステージＰＳＴを支持する基板定盤５４を有するステージ装置５２と、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターン像を基板ステージＰＳＴに支持されている感光基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬと、ステージ装置５１及び投影光学系ＰＬを支持するリアクションフレーム５５と、露光装置ＥＸの動作を統括制御する制御装置ＣＯＮＴとを備えている。リアクションフレーム５５は床面に水平に載置されたベースプレート５６上に設置されており、このリアクションフレーム５５の上部側及び下部側には内側に向けて突出する段部５５ａ及び５５ｂがそれぞれ形成されている。

照明光学系ＩＬはリアクションフレーム５５の上面に固定された支持コラム５７により支持される。照明光学系ＩＬより射出される露光光ＥＬとしては、例えば水銀ランプから射出される紫外域の輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）や、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）及びＦ２ レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）などが用いられる。

ステージ装置５１のうちマスク定盤５３は各コーナーにおいてリアクションフレーム５５の段部５５ａに防振ユニット５８を介してほぼ水平に支持されており、その中央部にマスクＭのパターン像が通過する開口５３ａを備えている。マスクステージＭＳＴはマスク定盤５３上に設けられており、その中央部にマスク定盤５３の開口５３ａと連通しマスクＭのパターン像が通過する開口Ｋを備えている。マスクステージＭＳＴの底面には非接触ベアリングである複数のエアベアリング５９が設けられており、マスクステージＭＳＴはエアベアリング５９によりマスク定盤５３に対して所定のクリアランスを介して浮上支持されている。

開口Ｋ及び開口５３ａを通過したマスクＭのパターン像は投影光学系ＰＬに入射する。投影光学系ＰＬは複数の光学素子により構成され、これら光学素子は鏡筒で支持されている。投影光学系ＰＬは、例えば１／４又は１／５の投影倍率を有する縮小系である。なお、投影光学系ＰＬとしては等倍系あるいは拡大系のいずれでもよい。投影光学系ＰＬの鏡筒の外周にはこの鏡筒に一体化されたフランジ部６０が設けられている。そして、投影光学系ＰＬはリアクションフレーム５５の段部５５ｂに防振ユニット６１を介してほぼ水平に支持された鏡筒定盤６２にフランジ部６０を係合している。

ステージ装置５２は、基板ステージＰＳＴと、基板ステージＰＳＴをＸＹ平面に沿った２次元方向に移動可能に支持する基板定盤５４と、基板ステージＰＳＴをＸ軸方向に案内しつつ移動自在に支持するＸガイドステージ８５と、Ｘガイドステージ８５に設けられ、基板ステージＰＳＴをＸ軸方向に移動可能なＸリニアモータ（リニアモータ装置）９０と、Ｘガイドステージ８５をＹ軸方向に移動可能な一対のＹリニアモータ（リニアモータ装置）８０、８０とを有している。基板ステージＰＳＴは感光基板Ｐを真空吸着保持する基板ホルダＰＨを有しており、感光基板Ｐは基板ホルダＰＨを介して基板ステージＰＳＴに支持される。また、基板ステージＰＳＴの底面には非接触ベアリングである複数のエアベアリング８７が設けられており、これらエアベアリング８７により基板ステージＰＳＴは基板定盤５４に対して非接触で支持されている。基板定盤５４はベースプレート５６の上方に防振ユニット６３を介してほぼ水平に支持されている。

また、Ｘガイドステージ８５の＋Ｘ側には、Ｘトリムモータ８４の可動子８４ａが取り付けられている。また、Ｘトリムモータ８４の固定子８４ｂはリアクションフレーム５５に設けられている。このため、基板ステージＰＳＴをＸ軸方向に駆動する際の反力は、Ｘトリムモータ８４及びリアクションフレーム５５を介してベースプレート５６に伝達される。

基板ステージＰＳＴの−Ｘ側の側縁にはＹ軸方向に沿って延設されたＸ移動鏡１０１が設けられ、Ｘ移動鏡１０１に対向する位置にはレーザ干渉計１００が設けられている。レーザ干渉計１００はＸ移動鏡１０１の反射面と投影光学系ＰＬの鏡筒下端に設けられた参照鏡１０２とのそれぞれに向けてレーザ光（検出光）を照射するとともに、その反射光と入射光との干渉に基づいてＸ移動鏡１０１と参照鏡１０２との相対変位を計測することにより、基板ステージＰＳＴ、ひいては感光基板ＰのＸ軸方向における位置を所定の分解能でリアルタイムに検出する。同様に、基板ステージＰＳＴ上の＋Ｙ側の側縁にはＸ軸方向に沿って延設されたＹ移動鏡１０３（図６では不図示、図８参照）が設けられ、Ｙ移動鏡１０３に対向する位置にはＹレーザ干渉計（不図示）が設けられており、Ｙレーザ干渉計はＹ移動鏡１０３の反射面と投影光学系ＰＬの鏡筒下端に設けられた参照鏡（不図示）とのそれぞれに向けてレーザ光を照射するとともに、その反射光と入射光との干渉に基づいてＹ移動鏡と参照鏡との相対変位を計測することにより、基板ステージＰＳＴ、ひいては感光基板ＰのＹ軸方向における位置を所定の分解能でリアルタイムに検出する。レーザ干渉計の検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴはレーザ干渉計の検出結果に基づいてリニアモータ８０、９０を介して基板ステージＰＳＴの位置制御を行う。

図７は、マスクステージＭＳＴを有するステージ装置５１の概略斜視図である。図７に示すように、ステージ装置５１（マスクステージＭＳＴ）は、マスク定盤５３上に設けられたマスク粗動ステージ６６と、マスク粗動ステージ６６上に設けられたマスク微動ステージ６８と、マスク定盤５３上において粗動ステージ６６をＹ軸方向に所定ストロークで移動可能な一対のＹリニアモータ（リニアモータ装置）７０、７０と、マスク定盤５３の中央部の上部突出部５３ｂの上面に設けられ、Ｙ軸方向に移動する粗動ステージ６６を案内する一対のＹガイド部７４、７４と、粗動ステージ６６上において微動ステージ６８をＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に微小移動可能な一対のＸボイスコイルモータ６７Ｘ及び一対のＹボイスコイルモータ６７Ｙとを備えている。なお、図６では、粗動ステージ６６及び微動ステージ６８を簡略化して１つのステージとして図示している。

そして、Ｙリニアモータ７０に、本発明のリニアモータ装置が適用されている。Ｙリニアモータ７０のうち、コイルユニットからなる一対の固定子７１がマスク定盤５３上においてＹ軸方向に延びるように設けられており、磁石ユニットからなる可動子７２は、固定子７１に対応して設けられ、連結部材７３を介して粗動ステージ６６に固定されている。そして、固定子７１に対して可動子７２が移動することにより、粗動ステージ６６（マスクステージＭＳＴ）がＹ軸方向に移動する。

微動ステージ６８は不図示のバキュームチャックを介してマスクＭを吸着保持する。微動ステージ６８の＋Ｙ方向の端部にはコーナーキューブからなる一対のＹ移動鏡７５ａ、７５ｂが固定され、微動ステージ６８の−Ｘ方向の端部にはＹ軸方向に延びる平面ミラーからなるＸ移動鏡７６が固定されている。そして、これら移動鏡７５ａ、７５ｂ、７６に対して測長ビームを照射する３つのレーザ干渉計（いずれも不図示）が各移動鏡との距離を計測することにより、マスクステージＭＳＴのＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向の位置が高精度で検出される。制御装置ＣＯＮＴはこれらレーザ干渉計の検出結果に基づいて、Ｙリニアモータ７０、Ｘボイスコイルモータ６７Ｘ、及びＹボイスコイルモータ６７Ｙを含む各モータを駆動し、微動ステージ６８に支持されているマスクＭ（マスクステージＭＳＴ）の位置制御を行う。

図８は、基板ステージＰＳＴを有するステージ装置５２の概略斜視図である。図８に示すように、ステージ装置５２は、Ｘ軸方向に沿った長尺形状を有するＸガイドステージ８５と、Ｘガイドステージ８５で案内しつつ基板ステージＰＳＴをＸ軸方向に所定ストロークで移動可能なＸリニアモータ９０と、Ｘガイドステージ８５の長手方向両端に設けられ、このＸガイドステージ８５を基板ステージＰＳＴとともにＹ軸方向に移動可能な一対のＹリニアモータ８０、８０とを備えている。そして、Ｘリニアモータ９０及びＹリニアモータ８０の少なくとも一方に本発明のリニアモータ装置が適用されている。

Ｘリニアモータ９０は、Ｘガイドステージ８５にＸ軸方向に延びるように設けられたコイルユニットからなる固定子９１と、この固定子９１に対応して設けられ、基板ステージＰＳＴに固定された磁石ユニットからなる可動子９２とを備えている。そして、可動子９２が固定子９１に対して移動することで基板ステージＰＳＴがＸ軸方向に移動する。

Ｙリニアモータ８０のそれぞれは、Ｘガイドステージ８５の長手方向両端に設けられた磁石ユニットからなる可動子８２と、この可動子８２に対応して設けられコイルユニットからなる固定子８１とを備えている。ここで、固定子８１はベースプレート５６に突設された支持部８６（図６参照）に設けられている。なお、図６では固定子８１及び可動子８２は簡略化して図示されている。可動子８２が固定子８１に対して移動することによりＸガイドステージ８５がＹ軸方向に移動する。また、Ｙリニアモータ８０、８０のそれぞれの駆動を調整することでＸガイドステージ８５はθＺ方向にも回転移動可能となっている。したがって、このＹリニアモータ８０、８０により基板ステージＰＳＴがＸガイドステージ８５とほぼ一体的にＹ軸方向及びθＺ方向に移動可能となっている。

上記の構成のステージ装置５１、５２及び露光装置ＥＸでは、リニアモータ７０、８０、９０について、上述したリニアモータ装置が適用されているため、高効率でのステージ駆動及び小型軽量化を実現することができる。

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、上記実施形態では、コイル体４毎にプリント配線板２４を設ける構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば１つのプリント配線板２４に複数のコイル体４に対応した接続配線を形成することにより、プリント配線板２４及び樹脂フィルム２３の数を減らすことが可能になり、より小型軽量化に寄与することができる。
また、上記実施形態では、樹脂部９により全てのコイル体４を一括して保持する構成としたが、これに限られず、例えばコイル体４毎に絶縁性の合成樹脂でモールドした後に、複数個配列して導線を積層基板に接続する構成や、１個以上のコイル体４と積層基板とを接続した後に、これらを絶縁性の合成樹脂で一括的にモールドして保持する構成としてもよい。さらに、複数個のコイル体４を配列し、絶縁性の合成樹脂で一括的にモールドした後に導線を積層基板に接続する構成としてもよい。

また、上記実施形態では、プリント配線板２４の端部に外部接続用コネクタＣ１、Ｃ２を設ける構成としたが、これに限定されず、例えばハーメチックシールや絶縁被覆を施した電線として外部へ引き出す構成としてもよい。
また、プリント配線板２４としては、例えばポリイミド等の可撓性を有する材料で形成することも可能である。この場合、コイル体４から導線４ａ、４ｂを引き出す位置によっては、上記実施形態のように、同一方向にプリント配線板２４を延在させるのではなく、例えば外部接続用コネクタをハウジング部６の長さ方向両側に設け、プリント配線板２４を撓ませて、より近い側のコネクタに接続する構成としてもよい。この場合、接続配線を短くすることができ、電力損失を低減することが可能になる。

なお、上記各実施形態におけるリニアモータ装置は、コイルユニットを固定子とし、磁石ユニットを可動子とした所謂ムービングマグネット型のリニアモータとして説明したが、コイルユニットを可動子とし、磁石ユニットを固定子とした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。この場合、可動子であるコイルユニットがステージＰＳＴ、ＭＳＴに接続し、固定子である磁石ユニットがステージＰＳＴ、ＭＳＴの移動面側（ベース）に設けられる。

なお、上記実施形態の感光基板Ｐ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ＥＸとしては、マスクＭと感光基板Ｐとを同期移動してマスクＭ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（スキャニングステッパ）の他に、マスクＭと感光基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを露光し、感光基板Ｐ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。

露光装置ＥＸ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（マスクＭ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、マスクＭと基板Ｐとを密接させてマスクＭ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ＰＳＴやマスクステージＭＳＴ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ＰＳＴ、ＭＳＴ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ＰＳＴ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、マスクステージＭＳＴ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ＥＸ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９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ＥＸ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。

リニアモータ装置の第１実施形態を示す概略外観斜視図である。 （ａ）は、コイルアセンブリの外観斜視図であり、（ｂ）は内部詳細図である。 （ａ）はコイル体及び積層基板の概略構成図、（ｂ）及び（ｃ）は部分詳細図である。 コイルアセンブリの第２実施形態を示す図である。 コイルアセンブリの第３実施形態を示す図である。 本発明の露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。 本発明のステージ装置の一実施形態を示す概略外観斜視図である。 本発明のステージ装置の一実施形態を示す概略外観斜視図である。 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

ＥＸ…露光装置、 Ｍ…マスク（レチクル）、 ＭＳＴ…マスクステージ、 Ｐ…感光基板（基板）、 ＰＳＴ…基板ステージ、 １…リニアモータ装置（リニアモータ）、 ２…コイルユニット（固定子）、 ３…磁石ユニット（可動子）、 ４…コイル体、 ４ａ…導線（第１導線）、 ４ｂ…導線（第２導線）、 ９…樹脂部（成型層）、 ２０…積層基板（シート状基板）、 ２１…アクティブ側積層基板（シート状基板）、 ２２…グラウンド側積層基板（シート状基板）、 ２４ａ、２４ｄ…接続配線、 ５１、５２…ステージ装置、 ７０、８０…Ｙリニアモータ（リニアモータ装置）、 ７１、８１、９１…固定子、 ７２、８２、９２…可動子、 ９０…Ｘリニアモータ（リニアモータ装置）

Claims (13)

1. 可動子と固定子とのいずれか一方に複数のコイル体を有するコイルユニットが設けられたリニアモータであって、
   前記コイル体から引き出された導線が接続される接続配線を有するシート状基板を備えることを特徴とするリニアモータ。
2. 請求項１記載のリニアモータにおいて、
   前記コイル体と前記シート状基板とを一体的に保持する成型層を有することを特徴とするリニアモータ。
3. 請求項２記載のリニアモータにおいて、
   前記成型層は、前記コイル体と前記シート状基板とを一体的にモールドする樹脂材であることを特徴とするリニアモータ。
4. 請求項２記載のリニアモータにおいて、
   前記成型層は、前記コイル体と前記シート状基板とを一体的に封止する絶縁性のシート材であることを特徴とするリニアモータ。
5. 請求項２から４のいずれかに記載のリニアモータにおいて、
   前記複数のコイル体は、それぞれ個別に前記成型層を有することを特徴とするリニアモータ。
6. 請求項２から４のいずれかに記載のリニアモータにおいて、
   コイル体は、複数個毎にそれぞれ前記成型層を有することを特徴とするリニアモータ。
7. 請求項１から６のいずれかに記載のリニアモータにおいて、
   前記シート状基板の前記接続配線には、複数の前記コイル体から引き出された複数の前記導線が一括して接続されることを特徴とするリニアモータ。
8. 請求項１から７のいずれかに記載のリニアモータにおいて、
   前記複数のコイル体は、第１方向に沿って配列され、
   前記シート状基板は、前記コイル体の列の側方に積層して前記第１方向に沿って配置されることを特徴とするリニアモータ。
9. 請求項８のいずれかに記載のリニアモータにおいて、
   前記シート状基板は、前記コイル体の列を挟んだ両側に配置されることを特徴とするリニアモータ。
10. 請求項１から９のいずれかに記載のリニアモータにおいて、
    前記導線は、各コイル体に個別に用力がそれぞれ供給される第１導線と、各コイル体から接地部に接続される第２導線とを有し、
    前記第２導線は、共通の前記シート状基板に接続されることを特徴とするリニアモータ。
11. 請求項１から１０のいずれかに記載のリニアモータにおいて、
    前記シート状基板は、可撓性を有することを特徴とするリニアモータ。
12. 請求項１から１１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。
13. 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１２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。
    

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