JP2010004684A - モータ装置、製造方法、露光装置及びデバイスの製造方法 - Google Patents

モータ装置、製造方法、露光装置及びデバイスの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】推力の低下や変動を抑えると共に、製造工程の簡易化及び製造コストの低減を実現することができるモータ装置を提供する。
【解決手段】移動磁界を発生する歯状突極を有する可動部と、前記可動部に対向して配置されるプラテンとを備えるモータ装置であって、前記プラテンは、凸部及び第１の凹部が周期的に配列された表面を有する基材と、前記第１の凹部の内側に第２の凹部が形成されるように前記基材の前記表面の上に溶射によって形成された第１の溶射層と、前記第２の凹部を充填する樹脂と、を含むことを特徴とするモータ装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータ装置、製造方法、露光装置及びデバイスの製造方法に関する。
フォトリソグラフィー（焼き付け）技術を用いて半導体メモリや論理回路などの微細な半導体デバイスを製造する際に、投影露光装置が従来から使用されている。投影露光装置は、レチクル（マスク）に形成されたパターン（回路パターン）を投影光学系によってウエハ等の基板に投影して回路パターンを転写する。なお、投影露光装置は、レチクルのパターンをウエハに投影する際に、投影光学系に対して、リニアパルスモータや平面パルスモータを利用してレチクル及びウエハを順次移動させるレチクルステージ及びウエハステージを備えている。
図１３及び図１４を参照して、従来のリニアパルスモータの概要（構成及び動作原理）について説明する。
図１３において、１０１０は、従来のリニアパルスモータの固定部であって、周期的な凸部（プラテン側凸部）１０１２及び凹部（プラテン側凹部）１０１４を表面に有するプラテンである。なお、プラテン１０１０において、プラテン側凸部１０１２は、一定間隔τで配置されている。１０２０は、可動側歯先（凸部）１０２２を表面に有する可動部である。１０３０は、可動側歯先１０２２を電流で磁化するためのコイルである。１０４０は、プラテン１０１０と可動側歯先１０２２との間に吸着力を発生させる永久磁石である。１０５１、１０５２、１０５３及び１０５４のそれぞれは、コイル１０３０によって、磁気的な吸着力を発生する第１の突極、第２の突極、第３の突極及び第４の突極である。また、ＭＦは、コイル１０３０に流れる電流及び永久磁石１０４０による磁束である。
図１３（ａ）は、可動部１０２０が原点位置に位置する状態、図１３（ｂ）は、可動部１０２０がτ／４位置に位置する状態を示している。また、図１３（ｃ）は、可動部１０２０が２τ／４位置に位置する状態、図１３（ｄ）は、可動部１０２０が３τ／４位置に位置する状態を示している。可動部１０２０における第１の突極１０５１乃至第４の突極１０５４は、空間的にτ／４だけずれて配置されている。
まず、原点位置（図１３（ａ））において、第１の突極１０５１に対応するコイル１０３０に対して、図１３（ａ）に示す方向に電流を流すと、第１の突極１０５１を通過する磁束が永久磁石１０４０の磁束と合わさって最大となる。その結果、第１の突極１０５１は、その直下のプラテン側凸部１０１２と引き合う。また、第２の突極１０５２に対応するコイル１０３０に対して、図１３（ａ）に示す方向に電流を流すと、第２の突極１０５２を通過する磁束が永久磁石１０４０の磁束を打ち消す。その結果、第２の突極１０５２は、プラテン側凹部１０１４の上に位置する。また、第３の突極１０５３及び第４の突極１０５４のそれぞれは、斜め方向にプラテン側凸部１０１２と引き合う。
次に、第１の突極１０５１及び第２の突極１０５２のそれぞれに対応するコイル１０３０に流している電流を止める。そして、第３の突極１０５３及び第４の突極１０５４のそれぞれに対応するコイル１０３０に対して、図１３（ｂ）に示す方向に電流を流すと、第４の突極１０５４を通過する磁束が永久磁石１０４０の磁束と合わさって最大となる。その結果、第４の突極１０５４は、その直下のプラテン側凸部１０１２と引き合う。また、第３の突極を通過する磁束は永久磁石１０４０の磁束で打ち消され、第３の突極１０５３はプラテン側凸部１０１２と引き合わなくなる。また、第１の突極１０５１及び第２の突極１０５２のそれぞれは、斜め方向にプラテン側凸部１０１２と引き合う。
これにより、可動部１０２０は、第４の突極１０５４がプラテン側凸部１０１２と対向するように、図１３（ｂ）に示すτ／２位置まで移動する。同様に、コイル１０３０に流す電流の方向を図１３（ａ）乃至（ｄ）に示すように切り替えることで、可動部１０２０を右方向に順次移動させることが可能となる。
リニアパルスモータにおいて、プラテン１０１０と可動部１０２０との間は、一般的に、ＬＭガイド又は可動部１０２０に構成されるエアベアリングによって、一定のクリアランスに維持されている。従って、図１４に示すように、プラテン側凹部１０１４や可動側歯先１０２２の間には非磁性のエポキシ樹脂ＥＲが充填され、エアベアリング走行面が形成されている。エアベアリング走行面には高い面精度が要求されるため、プラテン１０１０の製造工程では、プラテン側凹部１０１４にエポキシ樹脂ＥＲを充填して硬化させた後に、プラテン１０１０の表面（可動部側の面）を平面研削して一定の面精度を確保している。なお、平面研削の際の砥石とプラテン１０１０の表面との摩擦で生じる研削熱に起因してエポキシ樹脂ＥＲが膨張して面精度が悪化することを防止するために、平面研削は湿式で行われる。また、プラテン１０１０の表面を平面研削した後、プラテン側凸部１０１２には、防錆処理として、通常、メッキやコーティングが施される。
次に、図１５乃至図１７を参照して、従来の平面パルスモータの概要について説明する。
図１５は、従来の平面パルスモータの全体を示す図である。可動部２０２０は、プラテン側凸部２０１２を有するプラテン２０１０の上において、約２０ミクロン浮上しており、Ｘ方向及びＹ方向に移動することができる。具体的には、可動部２０２０は、図１６に示すように、プラテン２０１０に対してエアを噴出して浮上するためのエア噴出口２０６０を有し、図１３に示す１軸方向の可動部１０２０をＸ方向及びＹ方向のそれぞれに２つ配置して構成される。また、プラテン２０１０は、図１７に示すように、周期的な（碁盤目状に）プラテン側凸部２０１２及びプラテン側凹部２０１４を表面に有する。なお、プラテン側凹部２０１４には、非磁性のエポキシ樹脂ＥＲが充填されている。
プラテン２０１０の表面（可動部側の面）は可動部２０２０のエアベアリング走行面となるため、高い面精度が要求される。従って、プラテン２０１０の製造工程では、プラテン１０１０と同様に、プラテン側凹部２０１４にエポキシ樹脂ＥＲを充填して硬化させた後に、プラテン２０１０の表面を湿式で平面研削して、防錆処理（メッキやコーティング）を施す。
このようなリニアパルスモータ及び平面パルスモータなどのモータ装置の推力は、一般的に、可動部とプラテン（固定部）との間のギャップ（磁気ギャップ）における磁束密度の２乗に比例する。なお、磁気ギャップとは、詳細には、プラテン側凸部から可動側歯先までのギャップである。
磁気ギャップは、プラテンに防錆処理を施さない場合には、エアベアリングの浮上量と等しくなるが、プラテンに防錆処理を施した場合には、メッキ層やコーティング層の厚さとエアベアリングの浮上量とをあわせたものになる。磁気ギャップが小さいほど磁束密度は増加するため、モータ装置の推力は大きくなる。
磁気ギャップに対するモータ装置の推力の敏感度は、磁気回路構成に依存するが、一般的に、約０．５乃至２％／μｍである。エアベアリングの浮上量は５乃至１０μｍ程度であり、メッキ層の厚さの限界値は５０μｍ程度である。エアベアリングの浮上量が５μｍ以下になると、可動部の変形などにより、可動部とプラテン（固定部）とが接触してしまう。また、メッキ層の厚さが５０μｍ以下になると、メッキ層の密着力が不足して剥離してしまう。従って、防錆処理を施す場合には、磁気ギャップは、最小でも５５乃至６０μｍ必要となる。
このような技術に関しては、従来から幾つか提案されている（特許文献１参照）。
特開２００６−１４１０８０号公報
しかしながら、従来のモータ装置では、以下のような４つの問題点を生じてしまう。
第１の問題点は、防錆処理によるモータ装置の推力の低下である。防錆処理としてプラテン側凸部にメッキ層を形成すると、上述したように、メッキ層の厚さに比例してモータ装置の推力が低下してしまう。メッキ層の厚さを極力薄くすることでモータ装置の推力の低下を抑えることは可能であるが、メッキ層の厚さを５０μｍより薄くすると密着力が不足して剥離してしまうため、磁気ギャップを５５μｍ以下にすることは非常に困難である。
第２の問題点は、プラテン側凸部とプラテン側凹部に充填されたエポキシ樹脂の表面との段差によるモータ装置の推力の変動である。従来のモータ装置においては、上述したように、プラテン側凹部にエポキシ樹脂を充填してエアベアリング走行面を形成し、かかるエアベアリング走行面を湿式で平面研削しているため、研削液によってエポキシ樹脂が膨潤してしまう。従って、プラテン側凸部とエポキシ樹脂の表面との間に５乃至１０μｍの段差が生じ、エアベアリングの浮上量が可動側歯先の１ピッチ内で変化する。その結果、可動部とプラテン（固定部）との間の磁気ギャップが変化し、モータ装置の推力が変動してしまう。
第３の問題点は、エアベアリング走行面の面精度の悪化によるモータ装置の推力の低下である。上述したように、プラテン側凹部にはエポキシ樹脂が充填されるが、かかるエポキシ樹脂が硬化する際の体積収縮によってプラテン全体が変形し、エアベアリング走行面の面精度が悪化する。特に、プラテンの周辺部は変形しやすく（反りやすく）、可動部がプラテンの周辺部にいくほど磁気ギャップが広がるため、モータ装置の推力が低下してしまう。
第４の問題点は、防錆処理による製造工程の複雑化である。プラテンの表面にメッキ層を形成する際、プラテン側凹部に充填されたエポキシ樹脂（表面）にはメッキ層がつかないため、プラテン側凸部とエポキシ樹脂の表面との間にメッキ層の厚さ分の段差が生じる。従って、かかる段差を埋めるために、プラテンの表面にエポキシ樹脂を再度コーティングして、仕上げ平面研削を行う必要がある。このように、防錆処理（メッキ層の形成）工程、エポキシ樹脂充填工程、平面研削工程を数回繰り返してプラテンを製造しなければならず、製造工程が複雑化すると共に、製造コストが増加してしまう。
そこで、本発明は、このような従来技術の課題に鑑みて、推力の低下や変動を抑えると共に、製造工程の簡易化及び製造コストの低減を実現することができるモータ装置を提供することを例示的目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の第１の側面としてのモータ装置は、コイルと歯状突極とを有する可動部と、前記可動部に対向して配置されるプラテンとを備え、前記コイルに電流を流すことによって発生する磁界を用いて前記可動部と前記プラテンとを相対的に移動させるモータ装置であって、前記プラテンは、凸部及び第１の凹部が周期的に配列された表面を有する基材と、前記第１の凹部の内側に第２の凹部が形成されるように前記基材の前記表面の上に溶射によって形成された第１の溶射層と、前記第２の凹部を充填する樹脂と、を含むことを特徴とする。
本発明の第２の側面としてのモータ装置は、コイルと歯状突極とを有する可動部と、前記可動部に対向して配置されるプラテンとを備え、前記コイルに電流を流すことによって発生する磁界を用いて前記可動部と前記プラテンとを相対的に移動させるモータ装置であって、前記プラテンは、凸部及び凹部が周期的に配列された表面を有する基材と、前記凹部を充填する樹脂と、前記凹部に充填された前記樹脂及び前記凹部の間に露出している前記凸部を覆うように溶射によって形成された平坦な表面を有する溶射層と、を含むことを特徴とする。
本発明の第３の側面としての製造方法は、コイルと歯状突極とを有する可動部と、前記可動部に対向して配置されるプラテンとを備え、前記コイルに電流を流すことによって発生する磁界を用いて前記可動部と前記プラテンとを相対的に移動させるモータ装置を製造する製造方法であって、前記プラテンの基材の表面に、凸部及び第１の凹部を周期的に形成するステップと、前記第１の凹部の内側に第２の凹部が形成されるように前記基材の前記表面の上に溶射によって溶射層を形成するステップと、前記第２の凹部を樹脂で充填するステップと、を含むことを特徴とする。
本発明の第４の側面としての露光装置は、レチクルのパターンを基板に投影する投影光学系と、前記基板を位置決めするステージと、を有し、前記ステージは、上述のモータ装置を駆動部として含むことを特徴とする。
本発明の第５の側面としてのデバイスの製造方法は、上述の露光装置を用いて基板を露光するステップと、露光された前記基板を現像するステップと、を有することを特徴とする。
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。
本発明によれば、例えば、推力の低下や変動を抑えると共に、製造工程の簡易化及び製造コストの低減を実現するモータ装置を提供することができる。
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
図１は、本発明の一側面としてのモータ装置１の構成を示す概略断面図である。モータ装置１は、本実施形態では、図１に示すように、リニアパルスモータとして具現化される。但し、モータ装置１は、リニアパルスモータに限定されず、例えば、平面パルスモータなどにも適用することができる。
図１において、１１０は、リニアパルスモータのプラテン（固定部）である。プラテン１１０は、主に、凸部（プラテン側凸部）１１２及び凹部（プラテン側凹部）１１４が周期的に配列された（即ち、一定間隔で形成された）表面ＰＳを有する基材で構成されている。１２０は、移動磁界を発生する歯状突極１２４を有する可動部である。歯状突極１２４は、主に、歯先（可動側歯先）１２２が周期的に配置された（即ち、一定間隔で形成された）表面ＦＳを有する基材で構成されている。なお、プラテン１１０は、可動部１２０に対向して配置される。１３０は、可動側歯先１２２を電流で磁化するためのコイルである。１４０は、プラテン１１０と可動側歯先１２２との間に吸着力を発生させる永久磁石である。
図１３を参照して説明したように、コイル１３０に流す電流の方向を切り替えることで、可動部１２０は、リニアパルスモータの動作原理に従って、プラテン１１０の上を一定のクリアランスを保った状態で移動することができる。クリアランスは、可動部１２０に設けられたエアベアリング（不図示）からガスを噴出して可動部１２０をプラテン１１０から浮上させることで保つことが可能である。このように、モータ装置１は、コイル１３０に電流を流すことによって発生する磁界を用いて可動部１２０とプラテン１１０とを相対的に移動させる。
図２は、プラテン１１０と可動部１２０との間、詳細には、プラテン側凸部１１２から可動側歯先１２２までのギャップ（磁気ギャップ）の周辺（図１に点線で囲まれた領域）を示す拡大断面図である。
図２を参照するに、プラテン１１０の表面ＰＳには、防錆処理として、第１の凹部としてのプラテン側凹部１１４の内側に第２の凹部が形成されるように溶射によって溶射層（第１の溶射層）１５０Ａが形成されている。同様に、可動部１２０の表面ＦＳには、防錆処理として、可動側歯先１２２の間の内側に第３の凹部が形成されるように溶射によって溶射層（第３の溶射層）１５０Ｂが形成されている。但し、溶射層１５０は、少なくともプラテン１１０の表面ＰＳに形成されていればよく、可動部１２０の表面ＦＳに形成されていなくてもよい。プラテン１１０の表面ＰＳ及び可動部１２０の表面ＦＳは、リニアパルスモータの磁路となるため、移動磁界による渦電流損が発生する。従って、溶射層１５０の材料としては、非磁性、電気絶縁性、溶射後の切削性及び密着性に優れたセラミックスであることが好ましい。また、溶射層１５０が形成されたプラテン１１０の表面ＰＳのプラテン側凹部１１４（第２の凹部）及び可動部１２０の表面ＦＳの可動側歯先１２２の間（第３の凹部）には、エポキシ樹脂などの樹脂１６０が充填されている。
ここで、溶射とは、一般的に、セラミックス、金属、サーメットなどのコーティングの材料を加熱し、溶融又は半溶融の微粒子の状態で、基材（表面）に高速度で衝突させることで溶射層（被膜）を形成する技術である。溶射においては、基材と溶射層との間の接合が物理的接合であるため、溶融又は軟化する材料であれば、溶射層を形成することができる。換言すれば、あらゆる材料を用いて溶射を行うことができる。同様に、基材の寸法や形状についても制限はなく、あらゆる基材に溶射層を形成することができる。従って、溶射層の材料を用途に応じて選択することによって、基材（表面）の耐摩耗性、耐腐食性、電気絶縁性、潤滑性、摩擦性などを向上させることができる。
なお、溶射を行う前には、基材をサンドブラストして表面を荒らす必要がある。具体的には、溶融又は半溶融の微粒子（溶射層）を基材に密着させるためには、基材の表面粗さを５μｍ以上にする必要がある。溶融又は半溶融の微粒子は、適度な表面粗さを有する基材に衝突し、急冷されることで表面に物理的に接合して積層されていくが、その際、積層された粒子間には空孔又は空隙チャネルが形成される。空孔や空隙チャネルは、溶射層の表面から基材の表面まで達するため、耐摩耗性、耐腐食性、電気絶縁性、潤滑性、摩擦性などを低減させる原因となる。そこで、溶射層を形成した後には、空孔や空隙チャネルを封止する封孔処理が施される。
本実施形態では、プラテン１１０の表面ＰＳ及び可動部１２０の表面ＦＳの表面粗さを最大で５μｍとし、溶射によって、アルミナセラミックスを材料とする厚さ１５μｍの溶射層１５０を形成した。
このように、防錆処理としての溶射層１５０の厚さを１５μｍまで薄くしても、プラテン１１０の表面ＰＳ又は可動部１２０の表面ＦＳと溶射層１５０との密着性及び防錆性を確保することができる。従って、プラテン１１０と可動部１２０との間（プラテン側凸部１１２から可動側歯先１２２まで）の磁気ギャップを２０μｍまで小さくすることが可能となり、モータ装置１の推力の低下を抑えることができる。なお、溶射層１５０の厚さをあまりに薄くすると、プラテン１１０の表面ＰＳ及び可動部１２０の表面ＦＳが露出して防錆性を確保することができなくなる可能性がある。防錆性を確保するためには１５μｍよりも厚くすることが好ましい。
また、溶射層１５０を形成することによって、プラテン１１０の表面ＰＳ（即ち、溶射層１５０が形成されたプラテン側凸部１１２と樹脂１６０が充填されたプラテン側凹部１１４）を、研削液を使わずに乾式で平面研削することが可能となる。従って、プラテン側凹部１１４に充填された樹脂１６０の膨潤を防止することができ、プラテン側凸部１１２とプラテン側凹部１１４に充填された樹脂１６０の表面との段差を小さくすることができる。具体的には、プラテン側凸部１１２とプラテン側凹部１１４に充填された樹脂１６０の表面との段差を１μｍ以下にすることができ、可動側歯先１２２の１ピッチ内におけるモータ装置１の推力の変動を低減させることができる。
更には、プラテン側凹部１１４に樹脂１６０を充填する樹脂充填工程と、平面研削工程とを繰り返す必要がないため、モータ装置１の製造工程が簡易化され、製造コストの低減を実現することができる。
なお、図３乃至図６に示すように、溶射層１５０が形成されたプラテン１１０の表面ＰＳのプラテン側凹部１１４及び可動部１２０の表面ＦＳの可動側歯先１２２の間に充填された樹脂１６０には、非磁性の固体物が装填されていることが好ましい。
具体的には、図３を参照するに、プラテン側凹部１１４及び可動側歯先１２２の間に充填された樹脂１６０には、例えば、ガラスボール、セラミックスボール、樹脂ボールなどの非磁性ボール１７１が装填されている。また、図４を参照するに、プラテン側凹部１１４及び可動側歯先１２２の間に充填された樹脂１６０には、非磁性の直方体形状、角型バー形状又は円筒バー形状を有する樹脂１７２が装填されている。また、図５を参照するに、プラテン側凹部１１４及び可動側歯先１２２の間に充填された樹脂１６０には、セラミックシート又は繊維などの非磁性板１７３が装填されている。また、図６を参照するに、プラテン側凹部１１４及び可動側歯先１２２の間に充填された樹脂１６０には、カーボンブラック又は炭酸カルシウムなどの非磁性粉末１７４が装填されている。
このように、非磁性の固体物を樹脂１６０に装填することで、プラテン１１０の表面ＰＳのプラテン側凹部１１４及び可動部１２０の表面ＦＳの可動側歯先１２２の間に充填される樹脂１６０の容積を低減させることができる。従って、樹脂１６０が硬化する際の体積収縮が緩和されるため、プラテン１１０及び可動部１２０の変形が低減し、モータ装置１の推力の低下を抑えることができる。
また、図７に示すように、プラテン側凸部１１２の上に形成された溶射層１５０Ａとプラテン側凹部１１４に充填された樹脂１６０を覆うように溶射によって形成された平坦な平面を有する溶射層（第２の溶射層）１５５Ａを更に形成してもよい。同様に、可動側歯先１２２の上に形成された溶射層１５０Ｂと可動側歯先１２２の間に充填された樹脂１６０を覆うように溶射によって形成された平坦な平面を有する溶射層１５５Ｂを更に形成してもよい。これにより、プラテン１１０及び可動部１２０の面精度を高い精度で維持することができ、モータ装置１の推力の低下を抑えることができる。
また、プラテン１１０は、図８に示すように、複数の部分プラテン１１０ａ乃至１１０ｃで構成されていてもよい。この場合、部分プラテン１１０ａと部分プラテン１１０ｂとの間や部分プラテン１１０ｂと部分プラテン１１０ｃとの間にも溶射によって溶射層１５０Ａを形成することで、複数の部分プラテン１１０ａ乃至１１０ｃを連結させることができる。従って、複数の部分プラテン１１０ａ乃至１１０ｃを同時に平面研削して同面にすることができ、プラテン１１０の大面積化を実現することができる。なお、複数の部分プラテン１１０ａ乃至１１０ｃを溶射層１５０によって連結させるためには、複数の部分プラテン１１０ａ乃至１１０ｃの間を１０μｍ以下にする必要がある。
また、図９に示すように、プラテン側凹部１１４に樹脂１６０を充填してからプラテン１１０の表面ＰＳ（即ち、プラテン側凸部１１２と樹脂１６０が充填されたプラテン側凹部１１４）に、溶射によって、溶射層１５７を形成してもよい。溶射層１５７は、プラテン側凹部１１４に充填された樹脂１６０及びプラテン側凹部１１４の間に露出しているプラテン側凸部１１２を覆うように溶射によって形成された平坦な平面を有する。この場合、プラテン側凹部１１４では樹脂１６０の上に溶射層１５７が形成され、プラテン１１０の表面ＰＳの全面に溶射層１５７が形成されることになる。溶射層は、一般的に、樹脂に密着しにくいが、例えば、フィラーを５０％以上充填した樹脂に対して低温で溶射を行うことで、溶融又は半溶融の微粒子が樹脂の表面に密着し、溶射層を形成することが可能となる。
また、図１０に示すように、プラテン側凹部１１４に樹脂１６０を充填し、樹脂１６０の上に溶射用のプライマー層１８０を積層させてから、溶射によって、溶射層１５７を形成してもよい。この場合、プラテン側凹部１１４には、樹脂１６０の上にプライマー層１８０が形成され、プラテン１１０の表面ＰＳの全面に溶射層１５７が形成されることになる。上述したように、溶射層は、樹脂に密着しにくいが、樹脂１６０の上にプライマー層１８０を形成することで、溶射層１５７を容易に形成することが可能となる。
次に、図１１を参照して、モータ装置１を製造する製造方法について説明する。なお、モータ装置１においては、プラテン１１０の製造を特徴としており、可動部１２０の製造や各部の組み立てなどは従来と同様であるため、本実施形態では、主に、プラテン１１０の製造について説明する。
まず、ステップＳ１１０２では、プラテン１１０の基材に対して、一定の間隔で櫛歯加工を行う。これにより、プラテン１１０の基材にプラテン側凸部１１２及びプラテン側凹部１１４が周期的に形成される。なお、プラテン１１０の基材には、モータ鉄損を低減するために、積層鋼板を用いることが好ましい。
次に、ステップＳ１１０４では、プラテン側凸部１１２及びプラテン側凹部１１４が形成された基材に対して、湿式で平面研削を行う。具体的には、プラテン側凸部１１２の面精度が５μｍ以下になるように、平面研削を行う。
次に、ステップＳ１１０６では、プラテン側凸部１１２及びプラテン側凹部１１４が形成された基材に対して、ブラスト処理を行う。具体的には、プラテン側凸部１１２及びプラテン側凹部１１４が形成された基材の表面粗さが最大で５μｍになるように、ブラスト処理を行う。
次に、ステップＳ１１０８では、プラテン側凸部１１２及びプラテン側凹部１１４が形成された基材の表面に、溶射によって、溶射層１５０Ａを形成する。例えば、アルミナセラミックスを材料とし、厚さ５０μｍの溶射層１５０Ａを形成する。
次に、ステップＳ１１１０では、封孔処理を行う。封孔処理剤には、例えば、常温硬化性エポキシ樹脂を使用する。なお、封孔処理剤には、熱硬化性樹脂を使用してもよいが、プラテン１１０の基材が反らないように、プラテン１１０の基材を保持した状態で封孔処理を行う必要がある。
次に、ステップＳ１１１２では、溶射層１５０Ａが形成されたプラテン側凹部１１４に樹脂１６０を充填する。樹脂１６０を充填する際には、気泡の混入を防止するために、プラテン１１０の基材の全面に樹脂を真空含浸させることが好ましい。また、非磁性の固体物を装填する場合には、樹脂１６０を充填する前に、溶射層１５０Ａが形成されたプラテン側凹部１１４に非磁性の固体物を装填すればよい。
次に、ステップＳ１１１４では、プラテン１１０の基材（即ち、溶射層１５０Ａが形成されたプラテン側凸部１１２と樹脂１６０が充填されたプラテン側凹部１１４）に対して、乾式で平面研削を行う。ステップＳ１１１４では、溶射層１５０Ａ及び樹脂１６０を同時に研削するが、溶射層１５０Ａと樹脂１６０とではヤング率が異なるため、樹脂１６０は溶射層１５０Ａよりも研削しやすい。従って、切り込み量や研削速度を適時調整すると共に、砥石の選択や膜厚を管理しながら平面研削することが好ましい。
このように、本実施形態の製造方法によれば、製造工程が簡易化され、製造コストを低減させながらも、推力の低下や変動を抑えることが可能なモータ装置１を製造することができる。
以下、図１２を参照して、上述したモータ装置１を適用した露光装置２００について説明する。図１２は、本発明の一側面としての露光装置２００の構成を示す概略図である。
露光装置２００は、本実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式でレチクルのパターンをウエハに露光する投影露光装置である。但し、露光装置２００は、ステップ・アンド・リピート方式やその他の露光方式も適用することができる。
露光装置２００は、図１２に示すように、照明装置２１０と、レチクル２２０を支持するレチクルステージ２２５と、投影光学系２３０と、ウエハ２４０を支持するウエハステージ２４５とを備える。
照明装置２１０は、転写用の回路パターンが形成されたレチクル２２０を照明し、光源と、照明光学系とを有する。光源は、例えば、波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーなどのエキシマレーザーを使用する。但し、光源は、エキシマレーザーに限定されず、波長約１５７ｎｍのＦ２レーザーや狭帯域化した水銀ランプなどを使用してもよい。照明光学系は、光源からの光を用いてレチクル２２０を照明する光学系である。照明光学系は、例えば、レンズ、ミラー、オプティカルインテグレーター、絞り等を含む。
レチクル２２０は、回路パターンを有し、レチクルステージ２２５に支持及び駆動される。レチクル２２０から発せされた回折光は、投影光学系２３０を介して、ウエハ２４０に投影される。露光装置２００は、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置であるため、レチクル２２０とウエハ２４０とを走査することによって、レチクル２２０のパターンをウエハ２４０に転写する。
レチクルステージ２２５は、レチクル２２０を支持し、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向及びその軸周りにレチクル２２０を移動させて、レチクル２２０を位置決めする。
投影光学系２３０は、レチクル２２０のパターンをウエハ２４０に投影する光学系である。投影光学系２３０は、屈折系、反射屈折系、或いは、反射系を使用することができる。
ウエハ２４０は、レチクル２２０のパターンが投影（転写）される基板である。但し、ウエハ２４０の代わりにガラスプレートやその他の基板を用いることもできる。ウエハ２４０には、レジストが塗布されている。
ウエハステージ２４５は、ウエハ２４０を支持し、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向及びその軸周りにウエハ２４０を移動させて、ウエハ２４０を位置決めする。具体的には、ウエハステージ２４５は、ウエハ２４０を位置決めする微動ステージ機構と、かかる微動ステージを位置決めする粗動ステージ機構とで構成される。粗動ステージ機構は、駆動部として上述したモータ装置１を含む。詳細には、粗動ステージ機構の可動部は、上述したモータ装置１の可動部１２０を含んで構成され、粗動ステージ機構の固定部は、上述したモータ装置１のプラテン１１０を含んで構成される。なお、本実施形態では、ウエハステージ２４５の駆動部のみにモータ装置１を適用しているが、レチクルステージ２２５の駆動部にモータ装置１を適用することも可能である。
露光において、照明装置２１０の光源から発せられた光は、照明光学系によってレチクル２２０を照明する。レチクル２２０のパターンを反映する光は、投影光学系２３０によってウエハ２４０上に結像する。露光装置２００は、従来よりも高いスループットで経済性よく高品位なデバイス（半導体素子、ＬＣＤ素子、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッドなど）を提供することができる。かかるデバイスは、露光装置２００を用いてフォトレジスト（感光剤）が塗布された基板（ウエハ、ガラスプレート等）を露光する工程と、露光された基板を現像する工程と、その他の周知の工程と、を経ることによって製造される。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
例えば、本実施形態では、コイルと歯状突極とを有する部材側を可動部とし、プラテン側を固定部としているが、コイルと歯状突極とを有する部材側を固定部とし、プラテン側を可動部としてもよい。この場合、平面度の観点から、エアベアリングを固定部側に設けることが好ましい。
また、エアベアリングを可動部側（プラテン側）に設ける場合は、コイルと歯状突極とを有する部材の歯状突極と歯状突極及び歯先と歯先との間の空間に溶射を施して樹脂を充填する必要がある。かかる構成によれば、固定部側は溶射と樹脂の充填によって面精度の高いエアベアリング面を構成することができ、可動部側は給電用の配線を持たないため、外乱の影響を低減することができる。
本発明の一側面としてのモータ装置の構成を示す概略断面図である。 図１に示すモータ装置において、プラテンと可動部との間、詳細には、プラテン側凸部から可動側歯先までのギャップの周辺を示す拡大断面図である。 図１に示すモータ装置において、プラテンと可動部との間、詳細には、プラテン側凸部から可動側歯先までのギャップの周辺を示す拡大断面図である。 図１に示すモータ装置において、プラテンと可動部との間、詳細には、プラテン側凸部から可動側歯先までのギャップの周辺を示す拡大断面図である。 図１に示すモータ装置において、プラテンと可動部との間、詳細には、プラテン側凸部から可動側歯先までのギャップの周辺を示す拡大断面図である。 図１に示すモータ装置において、プラテンと可動部との間、詳細には、プラテン側凸部から可動側歯先までのギャップの周辺を示す拡大断面図である。 図１に示すモータ装置において、プラテンと可動部との間、詳細には、プラテン側凸部から可動側歯先までのギャップの周辺を示す拡大断面図である。 図１に示すモータ装置において、プラテンと可動部との間、詳細には、プラテン側凸部から可動側歯先までのギャップの周辺を示す拡大断面図である。 図１に示すモータ装置において、プラテンと可動部との間、詳細には、プラテン側凸部から可動側歯先までのギャップの周辺を示す拡大断面図である。 図１に示すモータ装置において、プラテンと可動部との間、詳細には、プラテン側凸部から可動側歯先までのギャップの周辺を示す拡大断面図である。 本発明の一側面としてのモータ装置の製造方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の一側面としての露光装置の構成を示す概略図である。 従来のリニアパルスモータの概要を説明するための図である。 従来のリニアパルスモータの概要を説明するための図である。 従来の平面パルスモータの概要を説明するための図である。 従来の平面パルスモータの概要を説明するための図である。 従来の平面パルスモータの概要を説明するための図である。
符号の説明
１ モータ装置
１１０ プラテン
１１２ 凸部（プラテン側凸部）
１１４ 凹部（プラテン側凹部）
１２０ 可動部
１２２ 可動側歯先
１３０ コイル
１４０ 永久磁石
１５０、１５０Ａ、１５０Ｂ 溶射層
１５５Ａ、１５５Ｂ 溶射層
１５７ 溶射層
１６０ 樹脂
１７１ 非磁性ボール
１７２ 樹脂
１７３ 非磁性板
１７４ 非磁性粉末
１８０ プライマー層

Claims (11)

  1. コイルと歯状突極とを有する可動部と、前記可動部に対向して配置されるプラテンとを備え、前記コイルに電流を流すことによって発生する磁界を用いて前記可動部と前記プラテンとを相対的に移動させるモータ装置であって、
    前記プラテンは、
    凸部及び第１の凹部が周期的に配列された表面を有する基材と、
    前記第１の凹部の内側に第２の凹部が形成されるように前記基材の前記表面の上に溶射によって形成された第１の溶射層と、
    前記第２の凹部を充填する樹脂と、
    を含むことを特徴とするモータ装置。
  2. 前記プラテンは、前記第２の凹部に充填された前記樹脂と前記凸部の上に形成されている前記第１の溶射層を覆うように溶射によって形成された平坦な平面を有する第２の溶射層を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のモータ装置。
  3. 前記第２の凹部に充填された樹脂には、非磁性の固体物が装填されていることを特徴とする請求項１に記載のモータ装置。
  4. 前記第１の溶射層及び第２の溶射層は、セラミックスを材料とすることを特徴とする請求項２に記載のモータ装置。
  5. 前記可動部は、
    歯先が周期的に配列された表面を有する基材と、
    前記歯先の間の内側に第３の凹部が形成されるように前記基材の表面の上に溶射によって形成された第３の溶射層と、
    前記第３の凹部を充填する樹脂と、
    を含むことを特徴とする請求項１に記載のモータ装置。
  6. 前記プラテンは、複数の部分プラテンで構成され、
    前記第１の溶射層は、前記複数の部分プラテンを連結することを特徴とする請求項１に記載のモータ装置。
  7. コイルと歯状突極とを有する可動部と、前記可動部に対向して配置されるプラテンとを備え、前記コイルに電流を流すことによって発生する磁界を用いて前記可動部と前記プラテンとを相対的に移動させるモータ装置であって、
    前記プラテンは、
    凸部及び凹部が周期的に配列された表面を有する基材と、
    前記凹部を充填する樹脂と、
    前記凹部に充填された前記樹脂及び前記凹部の間に露出している前記凸部を覆うように溶射によって形成された平坦な表面を有する溶射層と、
    を含むことを特徴とするモータ装置。
  8. 前記可動部はエアベアリングを備え、
    前記エアベアリングからガスを噴出することによって、前記可動部を前記プラテンから浮上させることを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載のモータ装置。
  9. コイルと歯状突極とを有する可動部と、前記可動部に対向して配置されるプラテンとを備え、前記コイルに電流を流すことによって発生する磁界を用いて前記可動部と前記プラテンとを相対的に移動させるモータ装置を製造する製造方法であって、
    前記プラテンの基材の表面に、凸部及び第１の凹部を周期的に形成するステップと、
    前記第１の凹部の内側に第２の凹部が形成されるように前記基材の前記表面の上に溶射によって溶射層を形成するステップと、
    前記第２の凹部を樹脂で充填するステップと、
    を含むことを特徴とする製造方法。
  10. レチクルのパターンを基板に投影する投影光学系と、
    前記基板を位置決めするステージと、
    を有し、
    前記ステージは、請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載のモータ装置を駆動部として含むことを特徴とする露光装置。
  11. 請求項１０に記載の露光装置を用いて基板を露光するステップと、
    露光された前記基板を現像するステップと、
    を有することを特徴とするデバイスの製造方法。
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