JP2010200452A - モータ装置及びステージ装置並びに露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】環境温度に悪影響を及ぼすことなく所定の駆動特性が得られるモータ装置を提供する。
【解決手段】固定子６０と移動子とのいずれか一方にコイル体６３が設けられる。コイル体の第１領域を相変化冷却する第１冷却系ＣＬ１と、第１冷却系よりも高い冷却能力を有し、コイル体の第２領域をコイル体の温度分布に基づいて冷却する第２冷却系ＣＬ２と、を備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、モータ装置及びステージ装置並びに露光装置に関するものである。

半導体素子や液晶表示素子等のマイクロデバイスは、マスク上に形成されたパターンを感光性の基板上に転写する、所謂フォトリソグラフィの手法により製造される。このフォトリソグラフィ工程で使用される露光装置は、マスクを支持して２次元移動するマスクステージと基板を支持して２次元移動する基板ステージとを有し、マスク上に形成されたパターンをマスクステージ及び基板ステージを逐次移動しながら投影光学系を介して基板に転写するものである。露光装置としては、基板上にマスクのパターン全体を同時に転写する一括型露光装置と、マスクステージと基板ステージとを同期走査しつつマスクのパターンを連続的に基板上に転写する走査型露光装置との２種類が主に知られている。いずれの露光装置においてもマスクと基板との相対位置を高精度に一致させてマスクパターンの転写を行うことが要求されるため、マスクステージ及び基板ステージの位置決め精度は露光装置の最も重要な性能の一つである。

従来より、上記基板ステージ及びマスクステージ（以下、両者を総称して「ステージ」と称する）の駆動源として、モータ装置であるリニアモータが用いられているが、リニアモータからの発熱は、ステージ位置決め精度の低下などステージ位置決め精度に影響を及ぼす。例えば、リニアモータからの発熱が周囲の部材・装置を熱変形させたり、ステージの位置検出に用いられる光干渉式測長計の光路上における空気温度を変化させて測定値に誤差を生じさせる。

したがって、リニアモータからの発熱が周囲部分に伝達されることを防ぐために、従来より、リニアモータのコイルはハウジング（ジャケット）に収容され、そのハウジング内部に冷媒が供給される（特許文献１参照）。このようなリニアモータは、ハウジング内部に対して冷媒を入れる入口と、ハウジング内部の冷媒を出す出口とを有している。入口から供給されハウジング内部を流れる冷媒は、コイルからの発熱を回収し、出口からハウジング外部に出る。
また、特許文献２には、冷媒が相変化する際の潜熱により効果的にコイル体を冷却する技術が開示されている。

特開２００１−２５２２７号公報 特開２００５−９４９９３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。
近年、スループットを向上させるために、ステージの速度（すなわち加速度）が大きくなっており、それに伴ってリニアモータからの発熱も大きくなる傾向にある。発熱が大きくなった場合には、コイル体の耐熱温度（例えば、コイルを被覆している樹脂材の耐熱温度）を超えた温度になり、所定の駆動特性が得られなくなる虞がある。
そこで、例えば上記の相変化冷却の能力を上げてコイル体を冷却することが考えられるが、コイル体を所定温度に制御しても、冷却能力が上がったことにより、冷媒が接するコイル体以外の部位については所定温度よりも低下する可能性がある。特に、コイル体は固定子、または可動子のいずれに設けられる場合であっても、モータ装置としての駆動効率を考慮して、発磁体との距離を小さくする設計がなされることから、ハウジングの外側に近い位置、すなわち装置内の空間に近い位置に配置されるため、環境温度に悪影響を及ぼす可能性がある。

本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、環境温度に悪影響を及ぼすことなく所定の駆動特性が得られるモータ装置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１０に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明のモータ装置は、固定子（６０）と移動子（５１）とのいずれか一方にコイル体（６３）が設けられたモータ装置（５０）であって、コイル体の第１領域を相変化冷却する第１冷却系（ＣＬ１）と、前記第１冷却系よりも高い冷却能力を有し、前記コイル体の第２領域を該コイル体の温度分布に基づいて冷却する第２冷却系（ＣＬ２）と、を備えるものである。
従って、本発明のモータ装置では、コイル体の発磁体側の第１領域を第１冷却系により環境温度に悪影響を及ぼさない範囲で相変化冷却しつつ、発磁体と逆側の第２領域をコイル体の温度分布に応じて、第１冷却系よりも高い冷却能力をもって耐熱温度以下の温度に冷却することができる。

また、本発明のステージ装置は、先に記載のモータ装置を備えるものである。
従って、本発明のステージ装置では、コイル体及び環境温度に悪影響を及ぼすことなく、所定の駆動特性で移動子の移動速度を大きくしてスループットを向上させることが可能になる。

そして、本発明の露光装置は、先に記載のステージ装置を備えるものである。
従って、本発明の露光装置では、コイル体及び環境温度に悪影響を及ぼすことなく、高いスループットで露光処理を実施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、環境温度に悪影響を及ぼすことなく所定の駆動特性を得ることができる。

一実施形態の露光装置の概要構成を示す図である。 基板ステージ装置を示す平面図である。 磁極ユニットの構成を説明するための図である。 固定子周辺の構成を示す断面図である。 第１実施形態に係る第１、第２冷却系の概略構成を示す部分断面図である。 コイル体における位置と温度との関係を示す図である。 第２実施形態に係る第１、第２冷却系の概略構成を示す部分断面図である。 第３実施形態に係る第１、第２冷却系の概略構成を示す部分断面図である。 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。 図９におけるステップＳ１３の詳細工程の一例を示す図である。

以下、本発明のモータ装置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１０を参照して説明する。
図１には、一実施形態に係る露光装置１００の全体的な構成が概略的に示されている。この露光装置１００は、いわゆるステップ・アンド・スキャン露光方式の走査型露光装置である。

（第１実施形態）
この露光装置１００は、照明系１０、レチクル（マスク）Ｒを保持するレチクルステージＲＳＴ、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基板ステージ装置３０、及びこれらの制御系等を備えている。

前記照明系１０は、例えば特開平９−３２０９５６号公報に開示されように、光源ユニット、シャッタ、２次光源形成光学系、ビームスプリッタ、集光レンズ系、レチクルブラインド、及び結像レンズ系等（いずれも不図示）から構成され、図１のミラーＭへ向けて照度分布のほぼ均一な露光用照明光を射出する。そして、この照明光がミラーＭによってその光路が鉛直下方に折り曲げられ、レチクルＲ上の矩形（あるいは円弧状）の照明領域ＩＡＲを均一な照度で照明する。。

前記レチクルステージＲＳＴ上にはレチクルＲが、例えば真空吸着により固定されている。また、このレチクルステージＲＳＴは、不図示のレチクルベース上をリニアモータ等で構成されたレチクル駆動部（図示省略）により、所定の走査方向（ここではＹ軸方向とする）に指定された走査速度で駆動可能となっている。

レチクルステージＲＳＴ上にはレチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１６からのレーザビームを反射する移動鏡１５が固定されており、レチクルステージＲＳＴのステージ移動面内の位置はレチクル干渉計１６によって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出される。

レチクル干渉計１６からのレチクルステージＲＳＴの位置情報はステージ制御系１９及びこれを介して主制御装置２０に送られ、ステージ制御系１９では主制御装置２０からの指示に応じてレチクルステージＲＳＴの位置情報に基づいてレチクル駆動部（図示省略）を介してレチクルステージＲＳＴを駆動する。

前記投影光学系ＰＬは、レチクルステージＲＳＴの図１における下方に配置され、その光軸ＡＸ（照明光学系の光軸ＩＸに一致）の方向がＺ軸方向とされ、ここでは両側テレセントリックな光学配置となるように光軸ＡＸ方向に沿って所定間隔で配置された複数枚のレンズエレメントから成る屈折光学系が使用されている。この投影光学系ＰＬは所定の投影倍率、例えば１／５（あるいは１／４）を有する縮小光学系である。このため、照明系１０からの照明光によってレチクルＲの照明領域ＩＡＲが照明されると、このレチクルＲを通過した照明光により、投影光学系ＰＬを介してレチクルＲの照明領域ＩＡＲ内の回路パターンの縮小像（部分倒立像）が表面にフォトレジストが塗布されたウエハＷ上の照明領域ＩＡＲに共役な露光領域ＩＡに形成される。

前記基板ステージ装置３０は、ベース２１と、このベース２１の上面の上方に数μｍ程度のクリアランスを介して後述するエアスライダによって浮上支持された基板テーブル１８と、この基板テーブル１８をＸＹ面内で２次元方向に駆動する駆動装置５０とを備えている。駆動装置５０としては、ここでは、ベース２１の上部に設けられた（埋め込まれた）固定子６０と、基板テーブル１８の底部（ベース対向面側）に固定された可動子（移動子）５１とから成る平面モータが使用されている。また、可動子５１とベース２１と駆動装置５０とによって平面モータ装置が構成されている。以下の説明においては、上記の駆動装置５０を、便宜上、平面モータ５０と呼ぶものとする。

前記基板テーブル１８上に、ウエハＷが例えば真空吸着によって固定されている。また、この基板テーブル１８上にはウエハレーザ干渉計（以下、「ウエハ干渉計」という）３１からのレーザビームを反射する移動鏡２７が固定され、外部に配置された前記ウエハ干渉計３１により、基板テーブル１８のＸＹ面内での位置が例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。ここで、実際には、図２に示されるように、基板テーブル１８上には走査方向であるＹ軸方向に直交する反射面を有する移動鏡２７Ｙと非走査方向であるＸ軸方向に直交する反射面を有する移動鏡２７Ｘとが設けられ、ウエハ干渉計３１は走査方向に１軸、非走査方向には２軸設けられているが、図１ではこれらが代表的に移動鏡２７、ウエハ干渉計３１として示されている。基板テーブル１８の位置情報（又は速度情報）はステージ制御系１９及びこれを介して主制御装置２０に送られ、ステージ制御系１９では主制御装置２０からの指示に応じて前記位置情報（又は速度情報）に基づいて平面モータ５０を介して基板テーブル１８のＸＹ面内の移動を制御する。

ここで、前記平面モータ５０及びその近傍の構成部分を中心として、基板ステージ装置３０の構成各部について、図２〜図４に基づいて更に詳述する。図２には、この基板ステージ装置３０の平面図が示されている。

図２に示されるように、基板テーブル１８は、前記平面モータ５０を構成する可動子５１の上面（ベース２１対向面と反対側の面）にボイスコイルモータ等を含む支持機構３２ａ、３２ｂ、３２ｃによって異なる３点で支持されており、ＸＹ面に対して傾斜及びＺ軸方向の駆動が可能になっている。支持機構３２ａ〜３２ｃは、図１では図示が省略されているが、実際には不図示の駆動機構を介して図１のステージ制御系１９によって独立に駆動制御される。

図３（ａ）には可動子５１の底面図（−Ｚ方向からの平面図）が、図３（ｂ）には可動子５１の＋Ｙ方向からの側面図が示されている。これらの図に示される可動子５１は、磁界を発生する永久磁石（発磁体）５２Ｎ、５２Ｓ、５３Ｎ、５４Ｎ、及び５４Ｓが平面視でマトリクス状となるように、磁石保持部材としての平板状の磁性体部材５９の固定子６０との対向面（可動子５１の底面）上に配列されており、可動子５１によって発磁体としての磁極ユニットが構成されている。以下の説明においては、この可動子５１を、便宜上、磁極ユニット５１とも呼ぶものとする。ここで、永久磁石５２Ｎ、５３Ｎ、５４Ｎは、固定子６０との対向面がＮ極面となる磁石であり、また、永久磁石５２Ｓ、５４Ｓは、固定子６０との対向面がＳ極面となる磁石である。

永久磁石５２Ｎ、５２Ｓ、５３Ｎ、５４Ｎ、及び５４Ｓの配列にあたっては、Ｘ方向又はＹ方向で隣り合う永久磁石の固定子６０に対向する磁極面は互いに逆の極性とされている。
なお、永久磁石５２Ｎ、５２Ｓ、５３Ｎ、５４Ｎ、５４Ｓ及び後述するコイル体６３の大きさ、配置（配列ピッチ）と、基板テーブル１８の駆動特性については国際公開第００／４６９１１号等に詳述されているため、ここではその説明を省略する。

前記固定子６０を含む前記ベース２１は、その概略縦断面図である図４に示されるように、上面が開口した２段の段付凹部が形成された平面視で矩形状の容器６９と、この容器６９の下方の段部に上方から結合し、高さ方向の中央部に架設された磁性体材料から成るコイル支持部材としての平板状の磁性体部材６２と、上部開口を閉塞する状態で一体的に取り付けられたセラミック等の非磁性非電導体材料からなる平板状部材６８とを備えている。

前記磁性体部材６２の上面には、図４に示されるように、複数のコイル体６３が配置されている。これらの複数のコイル体６３によって電機子ユニットとしての平板状コイル群６１が構成され、この平板状コイル群６１と前記磁性体部材６２とによって、前述した平面モータ５０の固定子６０が構成されている。

コイル体６３への電流供給によるコイル体６３の発熱に伴うコイル体６３、その周辺部材の温度上昇や、コイル体６３の周辺雰囲気の揺らぎを防止するため、本実施形態ではコイル体６３の冷却を行っている。より詳細には、本実施形態の平面モータ５０には、図４及び図５に示すように、コイル体６３の第１領域として側面及び上面（平板状部材６８と対向する面）を相変化冷却する第１冷却系ＣＬ１と、第１冷却系ＣＬ１よりも高い冷却能力を有し、コイル体６３の第２領域として下面（平板状部材６８と逆側で磁性体部材６２に支持されている面）を冷却する第２冷却系ＣＬ２とが設けられている。

第１冷却系ＣＬ１は、容器６９内で磁性体部材６２と平板状部材６８との間に形成された冷却空間ＣＡ１に対して、相変化させる冷媒を供給する供給装置７０を備えている。相変化冷却に用いる冷媒としては、不活性なものが好ましく、例えば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。

第２冷却系ＣＬ２は、コイル体６３の下面に当接する当接部材であるペルチェ素子７２と、ペルチェ素子７２を介した熱交換によりコイル体６３の下面を冷却する熱交換装置７３とを備えている。ペルチェ素子７２は、磁性体部材に埋設されており、給電装置７１の給電により、コイル体６３の下面を支持する一方の面から吸熱し他方の面に排熱する。

熱交換装置７３は、容器６９にペルチェ素子７２の他方の面（下面）に臨んで設けられた冷却空間ＣＡ２に対して冷媒を供給する供給装置７５を備えている。熱交換装置７３における冷媒としては特に制限はなく、上述したハイドロフルオロエーテルやフッ素系不活性液体の他に水等、熱交換効率の高い材料が用いられる。

続いて、上記構成の平面モータ５０において、コイル体６３を冷却する動作について説明する。
まず、第１冷却系ＣＬ１においては、供給装置７０から相変化冷却用の冷媒が所定圧力で冷却空間ＣＡ１に供給される。冷媒の圧力としては、平板状部材６８の外側の環境空間温度に応じて設定され、例えば環境空間温度２２℃において、冷媒が液相から気相に変化（蒸発）する圧力で供給される。

これにより、平面モータ５０の駆動時にコイル体６３への通電で生じた熱は、側面及び上面において相変化冷却用冷媒に吸収され、冷媒の相変化（液体→気体）に伴う潜熱により冷却されて所定温度（例えば２２℃）が維持される。

一方、第２冷却系ＣＬ２においては、供給装置７５から冷媒がコイル体６３の温度分布に基づく温度で冷却空間ＣＡ２に供給される。より詳細には、通電により発熱するコイル体６３は、第１、第２冷却系ＣＬ１、ＣＬ２により表面から冷却されるため、内部温度は表面温度よりも高くなる。コイル体６３の内部温度と表面温度とは事前に相寒関係が既知であるため、表面温度を所定温度よりも低く維持することにより、内部温度も所定温度よりも低くすることができる。コイル体６３は、巻回されたコイル線が樹脂材で被覆されたものであるため、耐熱温度が低い樹脂材をコイル体６３の耐熱温度として、内部温度が耐熱温度であるときのコイル体６３の下面の温度を閾値として設定し、この閾値を超えないように、第２冷却系ＣＬ２において冷却空間ＣＡ２に供給する冷媒温度を調節する。

これにより、平面モータ５０の駆動時にコイル体６３への通電で生じた熱は、下面においてペルチェ素子７２の一方の面で吸熱されて他方の面に排熱され、さらに冷却空間ＣＡ２に供給された冷媒に吸熱されることにより、コイル体６３は樹脂材の耐熱温度以下（例えば、内部温度で５０℃以下、下面の表面温度で５℃以下）に維持される。

図６は、ある駆動特性で基板テーブル１８を駆動した際の、コイル体６３の厚さ方向における位置と温度との関係を示す図である。
図中、位置Ｔ１はコイル体６３の下面（ペルチェ素子７２に当接している位置）であり、位置Ｔ３は、コイル体６３の上面（平板状部材６８に最も近い位置）であり、図６で破線は第２冷却系ＣＬ２を用いずに第１冷却系ＣＬ１のみでコイル体６３を冷却したときの関係を示し、実線は第１、第２冷却系ＣＬ１、ＣＬ２の双方を用いて冷却したときの関係である。

この図に示されるように、第１冷却系ＣＬ１のみでコイル体６３を冷却した場合には、平板状部材６８の外側の環境空間温度を所定温度に維持する冷却を行ったために、内部温度が上記耐熱温度Ｈを超えていたが、第１、第２冷却系ＣＬ１、ＣＬ２の双方を用いて冷却することにより、内部温度でも耐熱温度Ｈを超えることが回避された。

以上説明したように、本実施形態では、コイル体６３の第１領域（側面及び上面）を第１冷却系ＣＬ１で相変化冷却することにより、環境空間温度を所定温度に維持しつつ、コイル体６３の第２領域（下面）を第２冷却系ＣＬ２でコイル体６３の耐熱温度を超えないように冷却して平面モータ５０の駆動特性を維持することが可能になる。

また、本実施形態では、コイル体６３に当接して吸熱する当接部材としてペルチェ素子７２を配設しているため、コイル体６３の熱を積極的に排熱することができ、迅速、且つ効果的な冷却を実現することができる。

（第２実施形態）
続いて、平面モータ５０の第２実施形態について、図７を参照して説明する。
この図において、図１乃至図６に示す第１実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。

図７に示すように、本実施形態では、コイル体６３の下面に当接する当接部材として、一方の面がコイル体６３に当接し、他方の面が冷却空間ＣＡ２に臨むヒートパイプ７２Ａが設けられている。
他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

本実施形態では、ヒートパイプ７２Ａがコイル体６３の下面から吸熱して、冷却空間ＣＡ２に供給された冷媒に排熱することにより、上記第１実施形態と同様の作用・効果が得られることに加えて、ヒートパイプ７２Ａには通電の必要がないことから、通電時に生じる熱の悪影響を回避できるとともに、磁界に悪影響を及ぼすことも防止可能になる。

（第３実施形態）
続いて、平面モータ５０の第３実施形態について、図８を参照して説明する。
この図において、図１乃至図６に示す第１実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。

図８に示すように、本実施形態の第２冷却系ＣＬでは、第１冷却系ＣＬ１と同様に、相変化冷却によりコイル体６３の下面を冷却する構成としている。
すなわち、本実施形態では、供給装置７５から冷却空間ＣＡ２に対して、第１冷却系ＣＬ１で森用いられる冷媒と同一種類の相変化冷却用冷媒が供給される。
冷却空間ＣＡ２に対して供給される冷媒は、コイル体６３の内部温度が耐熱温度以下となるときの下面の表面温度で液相から気相に変化（蒸発）する圧力（第１冷却系ＣＬ１により冷却空間ＣＡ１に供給される冷媒よりも低い圧力）で供給される。

これにより、平面モータ５０の駆動時にコイル体６３への通電で生じた熱は、下面において磁性体部材６２を介した熱交換により、冷媒の相変化（液体→気体）に伴う潜熱により吸熱・冷却され、コイル体６３は、上述した樹脂材の耐熱温度以下に維持される。
このように、本実施形態では、上記第１実施形態と同様の作用・効果が得られることに加えて、第１冷却系ＣＬ１、第２冷却系ＣＬ２で用いる冷媒を同一種とすることができ、冷媒供給系及び回収系の少なくとも一部を共用することが可能になり、材料コスト及び設備コストの低減を実現できる。

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、ペルチェ素子７２等を用いて能動的にコイル体６３の熱を吸熱する構成としたが、これに限定されるものではなく、例えばアルミニウム等の熱伝達（熱伝導）に優れた板材を当接部材として設置し、この当接部材の熱伝導と熱交換装置７３のみでコイル体６３を冷却する構成としてもよい。
また、上記実施形態では、当接部材としてペルチェ素子７２とヒートパイプ７２Ａをそれぞれ個別に設置する構成を例示したが、これに限定されるものではなく、ペルチェ素子７２及びヒートパイプ７２Ａを双方積層したり、並列して用いる構成としてもよい。

また、上記実施形態では、相変化冷却として冷媒を液相から気相に相変化させて冷却する構成としたが、これに限られず、例えば特開２００５−９４９９３に開示されているように、固相及び液相での相変化により冷却する構成であってもよい。
また、上記実施形態では、固定子６０にコイル体６３が設けられ、移動子である基板テーブル１８に永久磁石５２、５４が設けられる、所謂ムービングマグネット型（ＭＭ型）の平面モータ５０を例示したが、これとは逆に、固定子６０に永久磁石５２、５４が設けられ、移動子である基板テーブル１８にコイル体６３が設けられる、所謂ムービングコイル型（ＭＣ型）の平面モータ５０にも本発明を適用できることは言うまでもない。

さらに、上記実施形態では、移動子がＸＹ平面に沿って２次元的に移動可能な平面モータ５０を例示して本発明を説明したが、これに限定されるものではなく、移動子が固定子に対して１次元的（直線的）に移動するリニアモータにも本発明を適用可能である。

なお、また、上記実施形態の基板としては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、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。

また、本発明が適用される露光装置の光源には、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、Ｆ_２レーザ（１５７ｎｍ）等のみならず、ｇ線（４３６ｎｍ）及びｉ線（３６５ｎｍ）を用いることができる。さらに、投影光学系の倍率は縮小系のみならず等倍および拡大系のいずれでもよい。また、上記実施形態では、屈折型の投影光学系を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、反射屈折型や屈折型の光学系でもよい。

また、本発明は、投影光学系と基板との間に局所的に液体を満たし、該液体を介して基板を露光する、所謂液浸露光装置にも適用可能である。液浸露光装置については、国際公開第９９／４９５０４号パンフレットに開示されている。さらに、本発明は、特開平６−１２４８７３号公報、特開平１０−３０３１１４号公報、米国特許第５，８２５，０４３号などに開示されているような露光対象の基板の表面全体が液体中に浸かっている状態で露光を行う液浸露光装置にも適用可能である。

また、本発明は、ステージユニットが複数（２基）設けられる構成にも適用可能である。また、ステージユニットが複数設けられるのではなく、特開平１１−１３５４００号公報や特開２０００−１６４５０４号公報に開示されているように、基板を保持する基板ステージと基準マークが形成された基準部材や各種の光電センサを搭載して、露光に関する情報を計測する計測ステージとをそれぞれ備えた露光装置にも本発明を適用することができる。

露光装置１０としては、マスクとしてのレチクルＲと、基板としてのウエハＷとを同期移動してマスク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、マスクと基板とを静止した状態でマスクのパターンを一括露光し、基板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（ステッパ）にも適用することができる。
さらに、ステップ・アンド・リピート方式の露光において、第１パターンと基板とをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第１パターンの縮小像を基板上に転写した後、第２パターンと基板とをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第２パターンの縮小像を第１パターンと部分的に重ねて基板上に一括露光してもよい（スティッチ方式の一括露光装置）。また、スティッチ方式の露光装置としては、基板上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写し、基板Ｐを順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。

上述の各実施形態においては、投影光学系ＰＬを備えた露光装置を例に挙げて説明してきたが、投影光学系ＰＬを用いない露光装置及び露光方法に本発明を適用することができる。このように投影光学系ＰＬを用いない場合であっても、露光光はレンズ等の光学部材を介して基板に照射され、そのような光学部材と基板との間の所定空間に液浸空間が形成される。

露光装置１０の種類としては、基板に半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）、マイクロマシン、ＭＥＭＳ、ＤＮＡチップ、あるいはレチクル又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。
なお、上述の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスクを用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号公報に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク（可変成形マスクとも呼ばれ、例えば非発光型画像表示素子（空間光変調器）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）などを含む）を用いてもよい。
また、例えば国際公開第２００１／０３５１６８号パンフレットに開示されているように、干渉縞を基板上に形成することによって、基板上にライン・アンド・スペースパターンを露光する露光装置（リソグラフィシステム）にも本発明を適用することができる。
また、例えば特表２００４−５１９８５０号公報（対応米国特許第６，６１１，３１６号）に開示されているように、２つのマスクのパターンを、投影光学系を介して基板上で合成し、１回の走査露光によって基板上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置などにも本発明を適用することができる。また、プロキシミティ方式の露光装置、ミラープロジェクション・アライナーなどにも本発明を適用することができる。

以上のように、本願実施形態の露光装置１０は、本願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およ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。

次に、本発明の実施形態による露光装置及び露光方法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９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）の製造例のフローチャートを示す図である。

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（ウエハ製造ステップ）において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。

次に、ステップＳ１３（ウエハ処理ステップ）において、ステップＳ１０〜ステップＳ１２で用意したマスクとウエハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウエ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で処理されたウエ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、ボンティング工程、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１０は、半導体デバイスの場合におけるステップＳ１３の詳細工程の一例を示す図である。
ステップＳ２１（酸化ステップ）おいては、ウエ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、ウエ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、ウエ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、ウエ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、ウエ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。

ウエ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、ウエ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エハに転写する。次に、ステップＳ２７（現像ステップ）においては露光されたウエハを現像し、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、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。

また、半導体素子等のマイクロデバイスだけではなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置等で使用されるレチクル又はマスクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板やシリコンウエハ等ヘ回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、ＤＵＶ（深紫外）やＶＵＶ（真空紫外）光等を用いる露光装置では、一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フッ化マグネシウム、又は水晶等が用いられる。また、プロキシミティ方式のＸ線露光装置や電子線露光装置等では、透過型マスク（ステンシルマスク、メンブレンマスク）が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハ等が用いられる。なお、このような露光装置は、ＷＯ９９／３４２５５号、ＷＯ９９／５０７１２号、ＷＯ９９／６６３７０号、特開平１１−１９４４７９号、特開２０００−１２４５３号、特開２０００−２９２０２号等に開示されている。

５０…平面モータ（モータ装置）、 ５１…可動子（移動子）、 ６０…固定子、 ６３…コイル体、 ７２…ペルチェ素子（当接部材）、 ７３…熱交換装置、 １００…露光装置、 ＣＬ１…第１冷却系、 ＣＬ２…第２冷却系

Claims (9)

1. 固定子と移動子とのいずれか一方にコイル体が設けられたモータ装置であって、
   前記コイル体の第１領域を相変化冷却する第１冷却系と、
   前記第１冷却系よりも高い冷却能力を有し、前記コイル体の第２領域を該コイル体の温度分布に基づいて冷却する第２冷却系と、
   を備えるモータ装置。
2. 前記第２領域の表面温度と、前記コイル体の内部温度との相関関係に基づいて前記第２領域を冷却する請求項１記載のモータ装置。
3. 前記第２冷却系は、前記コイル体の第２領域に当接する当接部材と、該当接部材を介した熱交換により前記コイル体の第２領域を冷却する熱交換装置とを有する請求項１または２記載のモータ装置。
4. 前記当接部材がペルチェ素子を有する請求項３記載のモータ装置。
5. 前記当接部材がヒートパイプを有する請求項３または４記載のモータ装置。
6. 前記熱交換装置は、第２の相変化冷却により前記当接部材を介して前記コイル体の第２領域を冷却する請求項３から５のいずれか一項に記載のモータ装置。
7. 前記第１冷却系における相変化冷却と、前記第２の相変化冷却とは、同一種類の冷媒を用いる請求項６記載のモータ装置。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載のモータ装置を備えるステージ装置。
9. 請求項８記載のステージ装置を備える露光装置。

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