JP2008193056A - ステージ装置、露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ステージの駆動時に生じる発熱を抑えること。
【解決手段】ステージ装置は、ステージ４と、ステージ４に設けられた第１磁石９と、ステージ４の移動ストロークの端部において第１磁石９と対向するように設けられた第２磁石１２a、１２ｂとを有する磁石反発力発生手段と、ステージ４の移動ストローク内でステージ４を駆動する駆動手段と、を有する。また、ステージ装置は、第１磁石と対向可能に配置され、ステージ４の移動に伴い渦電流を発生する渦電流発生部材１８a、１８ｂを含む渦電流ブレーキ手段を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、デバイスを製造するためのステージ装置、露光装置及びデバイス製造方法に関する。

露光装置において、基板（または原版）を高精度に位置決めするためにステージ装置が用いられている。このようなステージ装置において、ステージを移動するための加速力を得る目的で、永久磁石の反発力を利用することが特許文献１に開示されている。

図１２（ａ）、（ｂ）を用いて特許文献１におけるステージ装置について説明する。ステージ４には、位置決めすべき基板（または原版）２が搭載される。ステージ４は永久磁石とリニアモータ固定子６としてのコイルからなるリニアモータ７によってＹ方向に駆動される。ここで、ステージ４には、リニアモータ７とは別に永久磁石３３がＹ方向前後に取り付けられる。ステージベース１に取り付けられた永久磁石ユニット３５と、永久磁石３３との間で反発力を発生することで、ステージ４は大きな加速力を得ることができる。ステージ４の加速力が大きくなると、ステージ４を安全に停止するための減速手段が必要となる。

特許文献２は、渦電流を利用したステージ減速手段を開示している。具体的には、ステージに導体板を設けて、この導体板を挟み込むように１対の磁極をステージベースに設けている。導体板に発生した渦電流は導体板の運動に対して抵抗力を与えるため、この抵抗力を制振に利用している。
特開２００４−７９６３９号公報 特開昭６１−１３１８４１号公報

しかしながら、特許文献２のように、ステージの減速手段として、ステージベースに導体板を設けると、導体板が渦電流によって発熱してしまう。そのため、ステージの熱変形などを引き起こし、ステージの位置決め精度に悪影響を与えてしまう。また、特許文献２のようなステージに更に導体板を設ける構成は、ステージの精度を向上させるために簡略化・軽量化する技術の流れに対して相反することとなってしまう。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、ステージの駆動時に生じる発熱がステージに与える影響を抑えることを例示的な目的とする。

本発明の第１の側面は、ステージ装置に係り、ステージと、前記ステージに設けられた第１磁石と、前記ステージの移動ストロークの端部において前記第１磁石と対向するように設けられた第２磁石とを有する磁石反発力発生手段と、前記ステージの移動ストローク内で前記ステージを駆動する駆動手段と、を有するステージ装置であって、前記第１磁石と対向可能に配置され、前記ステージの移動に伴い渦電流を発生する渦電流発生部材を含む渦電流ブレーキ手段を備えることを特徴とする。

本発明の第２の側面は、ステージ装置に係り、ステージと、前記ステージの両側に配置され、設定された方向に前記ステージを駆動する駆動手段と、前記設定された方向に沿って異なる極を上下に対面させ間隔を空けて複数の磁石を組み込んだ組磁石と、前記組磁石に対し同じ極を対面させて前記間隔に挿入される挿入磁石と、を有する磁石反発力発生手段と、前記挿入磁石の移動が抑えられるように前記設定された方向に沿って上下に対面して間隔を空けて配置された複数の渦電流発生部材を含む渦電流ブレーキ手段と、を備えることを特徴とする。

本発明の第３の側面は、露光装置に係り、パターンを形成した原版に照射される露光光を基板に投影するための光学系と、前記基板または前記原版を保持し位置決めを行う上記のステージ装置と、を備えることを特徴とする。

本発明の第４の側面は、デバイス製造方法に係り、上記の露光装置を用いて潜像パターンが形成された基板を用意する工程と、前記潜像パターンを現像する工程と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、例えば、ステージの駆動時に生じる発熱を抑えることができる。

（第１の実施形態）
図１（ａ）は、本発明の好適な第１の実施形態に係るステージ装置の平面図であり、（ｂ）は反発磁石ユニットを示す斜視図である。

このステージ装置は、本体ベース１にベースガイド２が固定され、ベースガイド２に対して設定された一軸方向に移動可能なように、工作物３を搭載するステージ４が支持されている。ステージ４の姿勢は、ベースガイド２の上面とステージ４の下面との間に配置される軸受け１４で定められる。半導体露光装置では、高精度な位置決め精度が求められるため、軸受け１４として空気軸受けを用いることが好ましい。ステージ４の両側には、リニアモータ可動子５が固定される。リニアモータ可動子５は、リニアモータ固定子６と非接触で対面し、リニアモータ固定子６は、本体ベース１に両端の脚７を介して固定されている。このリニアモータ可動子５とリニアモータ固定子６からなるリニアモータ３３により前記ステージはY方向に駆動される。ステージ４の位置は、測長用のレーザ光を反射ミラー１６に照射して計測される。

このステージ装置は、図１（ｂ）に示す反発磁石ユニットを備えており、ステージ４の前後には、可動磁石ホルダ８と可動磁石９とで構成される磁石反発可動子１５が固定されている。可動磁石９は、鉛直方向に着磁された板状の単極永久磁石である。本実施形態では、上側がＮ極に着磁されている。磁石反発可動子１５は、挿入磁石として、ベースガイド２上に配置された磁石反発固定子１０と相互に作用して、ステージ４に反発力を与え、ステージ４を加減速させる。

反発磁石ユニットの上記の構成で特徴的なのは、反発力を発生する方向と永久磁石の着磁方向とが直交している点である。例えば、Ｙ方向に着磁された磁石の同じ極同士を対面させてもＹ方向の反発力を得ることはできるが、これでは反発力を発生できる距離が非常に短く、十分な速度に到達することが出来ない。

図１に示すように同極磁石を対面させて、対面方向と直角方向に発生する力を利用することで、対面させる同極磁石の寸法に応じた力発生ストロークを得ることが出来る。またこの反発磁石ユニットは、可動磁石９の各々の磁極面に対して両側から上下の磁石１２ａ、１２ｂで挟み込む構成にすることで、対面方向の反発力を相殺することが出来る。

磁石反発可動子１５に対応して、ステージ４に加減速力を与える磁石反発固定子１０がベースガイド２上に固定されている。磁石反発固定子１０はステージ４のストロークの両端に１ユニットずつ設けられる。

磁石反発固定子１０は、組磁石として、上ヨーク１１ａ、上磁石１２ａ、両側の横ヨーク１３ａ、１３ｂ、下磁石１２ｂ、及び下ヨーク１１ｂから構成される。上下磁石１２ａ、１２ｂは、磁石反発可動子１５と同様に鉛直方向に着磁された板状単極永久磁石である。上下磁石１２ａ、１２ｂの極は、磁石反発可動子１５と同じ極が対面するように配置される。すなわち、上磁石１２ａの下面はＮ極となり、下磁石１２ｂの上面はＳ極となるように配置される。上ヨーク１１ａ、横ヨーク１３ａ、１３ｂ及び下ヨーク１１ｂは、上下磁石１２ａ、１２ｂの磁束を側方経由で循環させるために設けられている。

また、上下磁石１２ａ、１２ｂの間隔は、可動磁石９の厚さより大きければよい。また、両横ヨーク１３ａ、１３ｂの内側の間隔は、可動磁石９の幅より広ければよい。このように、可動磁石９は、上下一対の磁石１２ａ、１２ｂの間及び両横ヨーク１３ａ、１３ｂの間に形成された開口に、非接触で挿入されるように構成されている。

図１（ｂ）は、反発系である反発磁石ユニットのみを抜き出して示した斜視図である。磁石反発可動子１５は、点線の位置にある場合には、矢印の方向の反発力を受ける。磁石反発可動子１５は、点線の位置から矢印の方向に反発力を受けて押し出されるにつれて、反発力が減少する。磁石反発可動子１５は、磁石反発固定子１０からある程度離れると、反発力はゼロになる。そのとき、ステージ４は、最大速度まで加速されており、軸受け１４によってガイドされているので、そのままの速度で反対側まで移動する。

リニアモータ３３はステージ４の移動ストローク内でステージ４を駆動可能に構成されており、空気抵抗や軸受けによる減速作用には、リニアモータ可動子５が力を発生することで速度を維持する。ステージ４の反対側に設けられた磁石反発可動子１５が、もう一端の磁石反発固定子１０と相互作用するまで、ステージ４の運動エネルギーは保存される。従って、ステージ４の反対側の磁石反発可動子１５も、図１（ｂ）の点線で示した位置における挿入量と同じ量だけ、もう一端の磁石反発固定子１０に挿入された状態で速度がゼロになる。

また、本実施形態に係るステージ装置には、可動磁石９と磁石反発固定子１０との間に渦電流ブレーキ手段として非磁性導電体駆動手段１７ａ、１７ｂが配置されている。図２は、磁石反発力で加速されたステージ４に、渦電流ブレーキ手段として非磁性導電体駆動手段１７ａ、１７ｂを動作させる様子を示す図である。渦電流発生部材である非磁性導電体１８ａ、１８ｂを可動磁石９に近づけ、対向させることで渦電流を発生させる渦電流調整手段として機能しうる。これによって、渦電流ブレーキ手段は、ブレーキのON/OFFが切替可能に構成されている。

図２（ａ）は、本発明の好適な実施形態に係る通常モード時の非磁性導電体駆動手段１７ａ、１７ｂを備えたステージ装置の側面図である。非磁性導電体１８ａ、１８ｂは、非磁性導電体駆動手段１７ａ、１７ｂにより可動磁石９から遠い位置に保持される（ブレーキ開（ＯＦＦ））。この状態では、可動磁石９が非磁性導電体１８ａ、１８ｂの間を通過しても、渦電流が発生しないため、ステージ４にはブレーキ力が作用せず、両端に設けた磁石反発ユニットにて加減速駆動が継続して行われる。

図２（ｂ）は、非常停止時などのブレーキモード時の非磁性導電体駆動手段１７ａ、１７ｂを備えたステージ装置の側面図である。ブレーキモード時には、非磁性導電体１８ａ、１８ｂは、非磁性導電体駆動手段１７ａ、１７ｂにより可動磁石９に近い位置に保持される（ブレーキ閉（ＯＮ））。この状態では、可動磁石９が非磁性導電体１８ａ、１８ｂの間を通過すると渦電流が発生するため、ステージ４にはブレーキ力が作用する。

非磁性導電体駆動手段１７ａ、１７ｂは、渦電流発生部材である非磁性導電体１８ａ、１８ｂが磁石反発可動子１５の上下から挟み込むように配置される。図２（ｃ）のように、非磁性導電体駆動手段１７（非磁性導電体１８）が上下の一方にのみ配置された場合、非磁性導電体駆動手段１７によるブレーキ力がステージ４の重心に作用しなくなる。そのため、ステージ４には矢印のような回転力が働き、軸受け１４に過負荷がかかる。最悪の場合にはベースガイド２と接触し破損に至ってしまう。図２（ｂ）のように、非磁性導電体１８ａ、１８ｂを可動磁石９の上下から挟み込むように配置することで、重心にブレーキ力が作用し軸受け１４の破損を防止して安全に停止させられる。

なお、本実施形態において、磁石反発力発生手段としての反発磁石ユニットは、一対の永久磁石１２ａ、１２ｂ間に永久磁石９を挿入する構成を一例として挙げたが、この構成にかぎるものではない。また、反発磁石ユニットはステージの両端に設けられることが好ましいが、ステージの一端のみに設ける構成であってもよい。すなわち、反発磁石ユニットは、ステージに設けられた第１磁石と、ステージの移動ストロークの端部に設けられ、この端部において第１磁石と対向可能に設けられた第２磁石とを有するものであればよい。これにより、第１磁石と第２磁石との間に働く反発力を利用して前記ステージに力を付与することが可能となる。

（第２の実施形態）
図３（ａ）は、本発明の好適な第２の実施形態に係る通常モード時の非磁性導電体駆動手段１７ａ、１７ｂを備えたステージ装置の側面図である。本発明の好適な第２の実施形態では、可動磁石９を磁石反発固定子１０の外側に配置した。渦電流発生部材である非磁性導電体１８ａ、１８ｂは、非磁性導電体駆動手段１７ａ、１７ｂにより可動磁石９から遠い位置に保持される（ブレーキ開（ＯＦＦ））。この状態では、可動磁石９が非磁性導電体１８ａ、１８ｂの間を通過しても、渦電流が発生しないため、ステージ４にはブレーキ力が作用せず、両端に設けた磁石反発ユニットにて加減速駆動が継続して行われる。このように、非磁性導電体駆動手段１７ａ、１７ｂは、挿入磁石としての可動磁石９と渦電流発生部材としての非磁性導電体１８ａ、１８ｂの各々との間隔を調整する間隔調整手段として機能しうる。

図３（ｂ）は、非常停止時などのブレーキモード時の非磁性導電体駆動手段１７ａ、１７ｂを備えたステージ装置の側面図である。ブレーキモード時には、非磁性導電体１８ａ、１８ｂは、非磁性導電体駆動手段１７ａ、１７ｂにより可動磁石９の近い位置に保持される（ブレーキ閉（ＯＮ））。この状態では、可動磁石９が非磁性導電体１８ａ、１８ｂの間を通過すると渦電流が発生するため、ステージ４にはブレーキ力が作用する。

磁石反発固定子１０の外側に磁石反発可動子１５を配置したことで、非磁性導電体駆動手段１７ａ、１７ｂも磁石反発固定子１０の外側に配置できる。第１の実施形態のように、非磁性導電体駆動手段１７ａ、１７ｂを、磁石反発固定子１０の内側に配置する場合に比べて、外側に配置した方が設置スペースが確保しやすく、またメンテナンスしやすいなどの効果がある。また、渦電流が非磁性導電体１８ａ、１８ｂを流れることで発生する熱源をステージ４から遠ざけることができ、ステージ４の熱変形を抑えることで停止精度の向上が図れる。

図４（ａ）は、本発明の好適な第１、第２の実施形態に係る通常モード時の非磁性導電体駆動手段１７ａ、１７ｂの詳細を示す図である。非磁性導電体１８ａ、１８ｂは、アクチュエータ２０ａ、２０ｂによって上下に駆動される。非磁性導電体１８ａ、１８ｂの上下の動きは非磁性非導電体のガイド部材１９ａ、１９ｂで案内される。アクチュエータ２０ａ、２０ｂとしては、ソレノイドやエアシリンダなどの直動機構が採用される。

通常モードでは、非磁性導電体駆動手段１７ａ、１７ｂにより非磁性導電体１８ａ、１８ｂが可動磁石９から遠い位置に保持される（ブレーキ開（ＯＦＦ））。この状態では、非磁性導電体１８ａ、１８ｂと可動磁石９との間隔（Ｇ）が広く、非磁性導電体１８ａ、１８ｂに渦電流が発生しないため、可動磁石９にはブレーキ力が作用しない。

図４（ｂ）は、非常停止時などのブレーキモード時の非磁性導電体駆動手段１７ａ、１７ｂを示す図である。ブレーキモード時には、非磁性導電体１８ａ、１８ｂは、非磁性導電体駆動手段１７ａ、１７ｂにより可動磁石９の近い位置に保持される（ブレーキ閉（ＯＮ））。この状態では、非磁性導電体１８ａ、１８ｂと可動磁石９との間隔（Ｇ）が狭く、非磁性導電体１８ａ、１８ｂに渦電流が発生し可動磁石９にブレーキ力が作用する。

（第３の実施形態）
図５（ａ）は、本発明の好適な第３の実施形態に係る通常モード時の非磁性導電体駆動手段１７ａ、１７ｂを示す図である。本発明の好適な第３の実施形態では、非磁性導電体１８ａ、１８ｂを回転自在に支持し、回転モータ２１ａ、２１ｂとベルト２２ａ、２２ｂなどにより回転駆動が行えるように構成する。非磁性導電体１８ａ、１８ｂは、通常モードでは、モータを回転させて垂直に立てられた状態にする（ブレーキ開（ＯＦＦ））。可動磁石９と対向する面の面積は、非磁性導電体１８ａ、１８ｂの厚み分となる。非磁性導電体１８ａ、１８ｂとして薄板を使用すると、対向する面の面積は極小となり、発生する渦電流も極小となり、ブレーキ力がほとんど作用しない。このように、非磁性導電体駆動手段１７ａ、１７ｂは、挿入磁石としての可動磁石９と対向する渦電流発生部材としての非磁性導電体１８ａ、１８ｂの各々の面の面積を調整する面積調整手段として機能しうる。

図５（ｂ）は、非常停止時などのブレーキモード時の非磁性導電体駆動手段１７ａ、１７ｂを示す図である。非磁性導電体１８ａ、１８ｂは、ブレーキモードではモータを回転させて水平に保たれた状態にする（ブレーキ閉（ＯＮ））。可動磁石９と対向する面の面積は、非磁性導電体１８ａ、１８ｂの面積となり大きくできる。従って、発生する渦電流も大きくなり可動磁石９に大きなブレーキ力が作用する。

可動磁石９と対向する非磁性導電体１８ａ、１８ｂの面の面積を可変にする構成としては、図５（ｃ）の平面図のように、横から非磁性導電体１８ａ、１８ｂをスライドさせる非磁性導電体駆動手段１７ａ、１７ｂが考えられる。非磁性導電体１８ａ、１８ｂはアクチュエータ２０ａ、２０ｂによって水平に駆動される。非磁性導電体１８ａ、１８ｂの水平の動きは非磁性非導電体のガイド部材１９ａ、１９ｂで案内される。アクチュエータ２０ａ、２０ｂとしては、ソレノイドやエアシリンダなどの直動機構が採用される。

通常モードでは、非磁性導電体駆動手段１７ａ、１７ｂにより非磁性導電体１８ａ、１８ｂが可動磁石９に重ならない位置に駆動される（ブレーキ開（ＯＦＦ））。この状態では、非磁性導電体１８ａ、１８ｂと可動磁石９とが重なる面積がない。そのため、非磁性導電体１８ａ、１８ｂに渦電流が発生せず、可動磁石９にはブレーキ力が作用しない図５（ｄ）は、非常停止時などのブレーキモード時の非磁性導電体駆動手段１７ａ、１７ｂを示す図である。ブレーキモード時には、非磁性導電体１８ａ、１８ｂは、非磁性導電体駆動手段１７ａ、１７ｂにより可動磁石９と重なる位置に駆動される（ブレーキ閉（ＯＮ））。この状態では、斜線で示した面積で非磁性導電体１８ａ、１８ｂと可動磁石９が重なる。そのため、非磁性導電体１８ａ、１８ｂに渦電流が発生し、可動磁石９にブレーキ力が作用する。

非磁性導電体駆動手段１７ａ、１７ｂは、第１の実施形態と同様に、非磁性導電体１８ａ、１８ｂを磁石反発可動子１５の上下から挟み込むように配置する。このように、非磁性導電体１８ａ、１８ｂを駆動させて、可動磁石９に対向する非磁性導電体１８ａ、１８ｂの面の面積を可変にすることで、渦電流を調整することが可能となる。

（第４の実施形態）
図６（ａ）は、本発明の好適な第４の実施形態に係る通常モード時の抵抗値可変手段２３ａ、２３ｂを備えたステージ装置の側面図である。本発明の好適な第４の実施形態では、非磁性導電体１８ａ、１８ｂは、可動磁石９と対向するように配置され、抵抗値可変手段２３ａ、２３ｂにより非磁性導電体１８ａ、１８ｂの抵抗値が調整できるように構成される。抵抗値可変手段２３ａ、２３ｂにより、反発磁石９と対面する非磁性導電体１８ａ、１８ｂの抵抗値を大きくすれば、渦電流が発生しない（ブレーキ開（ＯＦＦ））。この状態では、非磁性導電体１８ａ、１８ｂに渦電流が発生しないため、ステージ４にはブレーキ力が作用せず、両端に設けた磁石反発ユニットにて加減速駆動が継続して行われる。

図６（ｂ）は、非常停止時などのブレーキモード時の抵抗値可変手段２３ａ、２３ｂを備えたステージ装置の側面図である。ブレーキモード時には、抵抗値可変手段２３ａ、２３ｂにより、可動磁石９と対面する非磁性導電体１８ａ、１８ｂの抵抗値を小さくすれば、渦電流が発生する（ブレーキ閉（ＯＮ））。この状態では、非磁性導電体１８ａ、１８ｂに渦電流が発生するため、ステージ４にはブレーキ力が作用する。

抵抗値可変手段２３ａ、２３は、第１の実施形態と同様に、非磁性導電体１８ａ、１８ｂを磁石反発可動子１５の上下から挟み込むように配置される。このように、非磁性導電体１８ａ、１８ｂを駆動させて、可動磁石９に対向する非磁性導電体１８ａ、１８ｂの面の面積を可変にすることで、渦電流を調整することが可能となる。

（第５の実施形態）
図７（ａ）は、本発明の好適な第５の実施形態に係る抵抗値可変手段２３ａ、２３ｂの構成を示す図である。本発明の好適な第５の実施形態では、可動磁石９よりも十分小さい面積の非磁性導電基板２５ａ、２５ｂを格子状に複数配置する。それぞれの非磁性導電基板２５ａ、２５ｂは、隣同士とはそれぞれが導通しないように絶縁されている。非磁性導電基板２５ａ、２５ｂ間はスイッチング素子２６ａ、２６ｂによって格子状に連結される。スイッチング素子２６ａ、２６ｂは、非常停止時及びステージ４の速度を変更したい場合などに、コントローラ２４により信号を受けて制御される。

図７（ｂ）は、本発明の好適な第５の実施形態に係る通常モード時の抵抗値可変手段２３ａ、２３ｂの動作を示す図である。本発明の好適な第５の実施形態では、スイッチング素子２６ａ、２６ｂとして半導体スイッチング素子であるＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を設けた。ＦＥＴは、ゲートに電圧が加えられると、ｐ型半導体（図７では「ｐ」と表記）の中の正孔が下に押し出される。その結果、基板（ｐ）の表面に電子が集まった反転層ができ、ｎ型の不純物領域（図７では「ｎ」と表記）であるソースとドレイン間で電子が移動して電流が流れる。渦電流を双方向に流すためには、向きを変えたＦＥＴを２個並列に配置すればよい。また、半導体プロセスなどを用いれば、非磁性導電基板２５上にＦＥＴを微細に配置することが可能となる。

図７（ｂ）のように、通常モード時は、コントローラ２４からの電圧をＯＦＦにすると、ソースとドレイン間の抵抗値が大きくなり、可動磁石９が非磁性導電基板２５の間を通過しても渦電流が流れないため、可動磁石９にブレーキ力が作用しない。

図７（ｃ）のように、ブレーキモード時は、コントローラ２４からの電圧をＯＮにすると、ソースとドレイン間に電流が流れるため、可動磁石９が非磁性導電基板２５ａ、２５ｂの間を通過すると渦電流が流れて、可動磁石９にブレーキ力が作用する。

（第６の実施形態）
図８（ａ）は、本発明の好適な第６の実施形態に係る抵抗値可変手段２３ａ、２３ｂの構成を示す図である。本発明の好適な第６の実施形態では、可動磁石９と対向するように渦電流発生部材である複数個のコイル２８ａ、２８ｂと、コイルの両端をスイッチ２７ａ、２７ｂに接続する。スイッチ２７ａ、２７ｂは、非常停止時及びステージ４の速度を変更したい場合などにコントローラ２４により制御される。コイル２８ａ、２８ｂの個数が多いほどブレーキ力を高めることができる。また、コントローラ２４により短絡するコイル２８ａ、２８ｂを選択することでブレーキ力の調整が可能となる。

図８（ｂ）は、本発明の好適な第６の実施形態に係る通常モード時の抵抗値可変手段２３ａ、２３ｂの動作を示す図である。コントローラ２４からの信号によりスイッチ２７ａ、２７ｂをＯＦＦされると、コイル２８ａ、２８ｂの両端が開放される。その場合、可動磁石９がコイル２８ａ、２８ｂの間を通過しても渦電流が流れることはないため、ブレーキ力が作用しない。

図８（ｃ）は、本発明の好適な第６の実施形態に係るブレーキモード時の抵抗値可変手段２３ａ、２３ｂの動作を示す図である。コントローラ２４からの信号によりスイッチ２７ａ、２７ｂがＯＮされると、コイル２８ａ、２８ｂの両端が短絡される。その場合、可動磁石９がコイル２８ａ、２８ｂの間を通過すると渦電流が流れるため、ブレーキ力が作用する。

（第７の実施形態）
図９（ａ）は、本発明の好適な第７の実施形態に係る冷却手段２９ａ、２９ｂを備えた非磁性導電体駆動手段の構成を示す図である。非磁性導電体１８ａ、１８ｂの下を可動磁石９が通過すると、渦電流が発生し、ブレーキ作用が働く。渦電流は、導電体を流れる際にジュール熱を発生する。

そこで、非磁性導電体１８ａ、１８ｂの裏面に冷却部材３０ａ、３０ｂを密着するように配置し、冷却ユニット３２から冷却管３１ａ、３１ｂを通して冷媒を供給する。冷媒としては、冷却気体又は冷却液体が供給され、非磁性導電体１８ａ、１８ｂで発生したジュール熱を外部に排出する。また、図９（ｂ）に示すように、非磁性導電体１８ａ、１８ｂの内部に流路を設けて、冷却部材３０ａ、３０ｂを一体化して構成することも可能である。

図９（ｃ）は、同様に冷却手段２９ａ、２９ｂを備えた抵抗値可変手段の構成を示す図である。コイル２８ａ、２８ｂの間を可動磁石９が通過すると、渦電流が発生し、ブレーキ作用が働く。渦電流は、コイルを流れる際にジュール熱を発生する。

そこで、コイル２８ａ、２８ｂの裏面に冷却部材３０ａ、３０ｂを密着するように配置し、冷却ユニット３２から冷却管３１ａ、３１ｂを通して冷媒を供給する。冷媒としては、冷却気体又は冷却液体が供給され、コイル２８ａ、２８ｂで発生したジュール熱を外部に排出する。また、図９（ｄ）に示すように、コイル２８ａ、２８ｂ全体をセラミックなどの非磁性非導電体で覆い、ジャケット化して、冷却効率を高める構成も可能である。

このように、非磁性導電体駆動手段に冷却手段を設ければ、渦電流により発生したジュール熱をステージ外部へ排出することが可能となり、発熱の影響を受けない停止精度が高いステージ装置を提供できる。

（応用例）
図１０は、本発明のステージ装置１１０５を半導体デバイスの製造プロセスに用いられる露光装置に適用した場合における露光装置の構成を示す概略図である。図１０において、照明光学系１１０１から出た露光光は原版であるレチクル１１０２上に照射される。レチクル１１０２はレチクルステージ１１０３上に保持され、レチクル１１０２のパターンは、縮小投影レンズ１１０４の倍率で縮小投影されて、その像面にレチクルパターン像を形成する縮小投影レンズ１１０４の像面は、Ｚ方向と垂直な関係にある。露光対象の試料である工作物（基板）３表面には、レジストが塗布されており、露光工程で形成されたショットが配列されている。

次に、本発明の好適な実施の形態に係る露光装置を利用した半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図１１は半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。ステップＳ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップＳ２（マスク作製）では設計した回路パターンに基づいてマスク（原版又はレチクルともいう）を作製する。一方、ステップＳ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハ（基板ともいう）を製造する。ステップＳ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記のマスクとウエハを用いて、上述の露光装置によりリソグラフィー技術を利用してウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップＳ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップＳ４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の組み立て工程を含む。ステップＳ６（検査）ではステップＳ５で作製された半導体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。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、ステップＳ７でこれを出荷する。

上記ステップＳ４のウエハプロセスは以下のステップを有する。すなわち、ウエハの表面を酸化させる酸化ステップ、ウエハ表面に絶縁膜を成膜するＣＶＤステップ、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する電極形成ステップ、ウエハにイオンを打ち込むイオン打ち込みステップを有する。また、ウエハに感光剤を塗布するレジスト処理ステップ、上記の露光装置を用いてレジスト処理ステップ後のウエハをマスクのパターンを介して露光し、レジストに潜像パターンを形成する露光ステップを有する。このようにして、潜像パターンが形成された基板を用意し、更に、露光ステップで露光したウエハを現像する現像ステップを有する。更に、現像ステップで現像した潜像パターン以外の部分を削り取るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト剥離ステップを有する。これらのステップ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を形成する。

本発明の好適な第１の実施形態に係るステージ装置の平面図である。 本発明の好適な第１の実施形態に係るステージ装置の側面図である。 本発明の好適な第２の実施形態に係るステージ装置の側面図である。 本発明の好適な第１、第２の実施形態に係る非磁性導電体駆動手段の詳細図である。 本発明の好適な第３の実施形態に係る非磁性導電体駆動手段の詳細図である。 本発明の好適な第４の実施形態に係るステージ装置の側面図である。 本発明の好適な第４の実施形態に係る可変手段の詳細図である。 本発明の好適な第５の実施形態に係る抵抗値可変手段の詳細図である。 本発明の好適な第６の実施形態に係る冷却手段の詳細図である。 本発明の好適な実施の形態に係るステージ装置を適用した露光装置の概念図である。 半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。 従来の反発加速手段を備えたステージ装置の平面図である。

符号の説明

４ ステージ
９ 挿入磁石
１２ａ、１２ｂ 組磁石
１８ａ、１８ｂ 非磁性導電体

Claims (13)

1. ステージと、
   前記ステージに設けられた第１磁石と、前記ステージの移動ストロークの端部において前記第１磁石と対向するように設けられた第２磁石とを有する磁石反発力発生手段と、
   前記ステージの移動ストローク内で前記ステージを駆動する駆動手段と、
   を有するステージ装置であって、
   前記第１磁石と対向可能に配置され、前記ステージの移動に伴い渦電流を発生する渦電流発生部材を含む渦電流ブレーキ手段を備えることを特徴とするステージ装置。
2. 前記渦電流ブレーキ手段は、ブレーキのON/OFFが切替可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載のステージ装置。
3. 前記渦電流発生部材は、前記第１磁石を挟むように間隔を空けて配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のステージ装置。
4. 前記渦電流ブレーキ手段は、前記渦電流発生部材を冷却する冷却手段を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のステージ装置。
5. ステージと、
   前記ステージの両側に配置され、設定された方向に前記ステージを駆動する駆動手段と、
   前記設定された方向に沿って異なる極を上下に対面させ間隔を空けて複数の磁石を組み込んだ組磁石と、前記組磁石に対し同じ極を対面させて前記間隔に挿入される挿入磁石と、を有する磁石反発力発生手段と、
   前記挿入磁石の移動が抑えられるように前記設定された方向に沿って上下に対面して間隔を空けて配置された複数の渦電流発生部材を含む渦電流ブレーキ手段と、
   を備えることを特徴とするステージ装置。
6. 前記渦電流ブレーキ手段は、前記渦電流発生部材に発生する渦電流の大きさを調整する渦電流調整手段を有することを特徴とする請求項５に記載のステージ装置。
7. 前記渦電流調整手段は、前記挿入磁石と前記複数の渦電流発生部材の各々との間隔を調整する間隔調整手段を有することを特徴とする請求項６に記載のステージ装置。
8. 前記渦電流調整手段は、前記挿入磁石と対向する前記複数の渦電流発生部材の各々の面の面積を調整する面積調整手段を有することを特徴とする請求項６に記載のステージ装置。
9. 前記渦電流調整手段は、前記複数の渦電流発生部材の各々の抵抗値を変更する抵抗値可変手段を有することを特徴とする請求項６に記載のステージ装置。
10. 前記抵抗値可変手段は、
    格子状に配置された複数の非磁性導電体と、
    前記複数の非磁性導電体の各々に接続されたスイッチング素子と、
    を有することを特徴とする請求項９に記載のステージ装置。
11. 前記抵抗値可変手段は、
    複数のコイルと、
    前記複数のコイルの各々の両端に配置されたスイッチング素子と、
    を有することを特徴とする請求項９に記載のステージ装置。
12. パターンを形成した原版に照射される露光光を基板に投影するための光学系と、
    前記基板または前記原版を保持し位置決めを行う請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載のステージ装置と、
    を備えることを特徴とする露光装置。
13. デバイス製造方法であって、
    請求項１２に記載の露光装置を用いて潜像パターンが形成された基板を用意する工程と、
    前記潜像パターンを現像する工程と、
    を含むことを特徴とするデバイス製造方法。

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