JP2013165642A - リニアモータ、リニアモータの制御方法及びステージ装置並びに露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】円滑な励磁切替が可能なリニアモータを提供する。
【解決手段】所定方向に配列された複数のコイル体６３を有するコイルユニット６２と発磁ユニットとを有し、駆動時には複数のコイル体に多相の電流が所定周期で順次供給されることで所定の力を発生させる。駆動時には、多相のうちの所定の同一の相の電流が供給される複数のコイル体への通電を独立して制御する制御装置ＣＯＮＴを有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、リニアモータ、リニアモータの制御方法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、液晶表示素子、その他のマイクロデバイスの製造工程の１つとして設けられる露光工程においては、露光装置を用いてフォトマスクやレチクル（以下、これらを総称する場合には、マスクという）に形成された微細なパターンをフォトレジスト等の感光剤が塗布された半導体ウェハやガラスプレート等（以下、これらを総称する場合には、感光基板という）に転写する工程が繰り返し行われる。

マスクのパターンを感光基板上に転写する場合には、既に感光基板上に形成されているパターンとこれから転写するパターンとを高い精度をもって重ね合わせる必要があるため、感光基板を保持した状態で移動する基板ステージは極めて精確な移動動作が要求される。このような極めて精確な動作が要求される基板ステージの駆動源（更にはマスクステージの駆動源）としてリニアモータ装置が設けられることが多い。リニアモータ装置は、直線方向の駆動力（推力）を発生するモータであり、構造が簡易で部品点数が少なく、また、駆動における摩擦抵抗が少ないために動作精度が高く、更に直接的に直線駆動するので移動動作を迅速に行うことができるという多くの利点を有する。

この種のリニアモータは、コイルを直線状に配列したコイル列と、コイルの配列方向（例えばＹ方向）と同方向に極性が交互に変化するように磁石を配列した磁石列とを含んで構成される。かかる構成のリニアモータ装置は、コイル列に正弦波状の三相交流を供給することでコイルの配列方向に推力が発生し、コイル列と磁石列との相対位置に応じて三相交流を印加するコイルを切り替えることにより、コイルの配列方向に沿ってコイル列と磁石列との相対位置を連続的に変化させることができる。

また、特許文献１には、上記コイルの配列方向と直交する方向（例えばＺ方向）にもコイルを配列し、当該直交する方向に配列されたコイルに対して異なる電流を供給することにより、この方向（Ｚ方向）にも推力を発生させる２軸制御（２ＤＯＦ）の技術が開示されている。

米国特許出願公開第２００６／００４９６９７号明細書

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。
例えば２ＤＯＦモータにおいて可動子の移動に伴って相毎に励磁切替を行う場合、励磁切替時の電流値をゼロにすることができないため、円滑な制御が困難である。また、補正を伴って励磁切替を行う場合には、誤差が生じて高精度の推力発生に支障を来す虞もある。

本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、円滑な励磁切替が可能なリニアモータ、リニアモータの制御方法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。
本発明のリニアモータは、所定方向に配列された複数のコイル体（６３、７０、８０）を有するコイルユニット（６２）と発磁ユニット（６５）とを有し、駆動時には複数のコイル体に多相の電流が所定周期で順次供給されることで所定の力を発生させるリニアモータ（３０）であって、前記駆動時には、多相のうちの所定の同一の相の電流が供給される複数のコイル体への通電を独立して制御する制御装置（ＣＯＮＴ）を有するものである。
また、本発明のリニアモータの制御方法は、所定方向に配列された複数のコイル体を有するコイルユニットと発磁ユニットとを有し、駆動時には前記複数のコイル体に多相の電流が所定周期で順次供給されることで所定の力を発生させるリニアモータの制御方法であって、前記駆動時には、多相のうちの所定の同一の相の電流が供給される前記複数のコイル体への通電を独立して制御するものである。
従来では、多相のうち所定の同一相の電流が供給されるコイル体への通電が同一で制御されていたが、本発明では同一相の電流が供給されるコイル体が独立して制御されるため、励磁切替前の通電量に関連性を有することなく励磁切替後の通電量を設定することができる。そのため、本発明では、円滑な励磁切替を容易に実施することができ、高精度の推力発生を実現できる。

また、本発明のステージ装置は、先に記載のリニアモータ（３０）を備えるものである。
従って、本発明のステージ装置では、円滑な励磁切替により円滑な推力発生を実現して、所定の物体を高精度で移動させることが可能になる。
また、本発明の露光装置は、先に記載のステージ装置（２）を備えるものである。
従って、本発明の露光装置では、マスクやウエハ等を高精度に移動させることが可能になり、高精度の露光処理を実施することができる。

そして、本発明のデバイスの製造方法は、リソグラフィ工程を有するデバイスの製造法であって、前記リソグラフィ工程は先に記載の露光装置（ＥＸ）を用いるものである。
従って、本発明のデバイスの製造方法では、高精度にパターンが形成された高品質のデバイスを得ることができる。
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、円滑な励磁切替が可能になり、高精度の駆動制御を実現することができる。

露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。 ステージ装置１の概略斜視図である。 ステージ装置２の概略斜視図である。 Ｙリニアモータの部分断面図である。 Ｙリニアモータの制御ブロック図である。 本実施形態に係る励磁切替について説明するための図である。 別形態のＹリニアモータの部分断面図である。 別形態のＹリニアモータの部分断面図である。 本発明の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、本発明のリニアモータ、リニアモータの制御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１０を参照して説明する。
図１は本発明のリニアモータを駆動装置として備えた露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。ここで、本実施形態における露光装置ＥＸは、マスクＭと感光基板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である。以下の説明において、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと一致する方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に垂直な平面内における前記同期移動方向（走査方向）をＹ軸方向、Ｚ軸方向及びＹ軸方向と垂直な方向（非走査方向）をＸ軸方向とする。更に、Ｘ軸周り、Ｙ軸周り、及びＺ軸周りの回転方向をそれぞれθＸ方向、θＹ方向、及びθＺ方向とする。また、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１において、露光装置ＥＸは、マスク（レチクル）Ｍを保持して移動するマスクステージ（レチクルステージ）ＭＳＴ及びこのマスクステージＭＳＴを支持するマスク定盤３を有するステージ装置１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を露光光で照明する照明光学系ＩＬと、感光基板（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４を有するステージ装置２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１及び投影光学系ＰＬを支持するリアクションフレーム５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５は床面に水平に載置されたベースプレート６上に設置されており、このリアクションフレーム５の上部側及び下部側には内側に向けて突出する段部５ａ及び５ｂ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５の上面に固定された支持コラム７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Ｆ_２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１のうちマスク定盤３は各コーナーにおいてリアクションフレーム５の段部５ａに防振ユニット８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３ａを備えている。マスクステージＭＳＴはマスク定盤３上に設けられており、その中央部にマスク定盤３の開口３ａ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９が設けられており、マスクステージＭＳＴはエアベアリング９によりマスク定盤３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。

図２はマスクステージＭＳＴを有するステージ装置１の概略斜視図である。
図２に示すように、ステージ装置１（マスクステージＭＳＴ）は、マスク定盤３上に設けられたマスク粗動ステージ１６と、マスク粗動ステージ１６上に設けられたマスク微動ステージ１８と、マスク定盤３上において粗動ステージ１６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２０、２０と、マスク定盤３の中央部の上部突出部３ｂの上面に設けられ、Ｙ軸方向に移動する粗動ステージ１６を案内する一対のＹガイド部２４、２４と、粗動ステージ１６上において微動ステージ１８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１７Ｘ及び一対のＹボイスコイルモータ１７Ｙとを備えている。なお、図１では、粗動ステージ１６及び微動ステージ１８を簡略化して１つのステージとして図示している。

Ｙリニアモータ２０のそれぞれは、マスク定盤３上においてＹ軸方向に延びるように設けられたコイルユニット（電機子ユニット）からなる一対の固定子２１と、この固定子２１に対応して設けられ、連結部材２３を介して粗動ステージ１６に固定された磁石ユニットからなる可動子２２とを備えている。そして、これら固定子２１及び可動子２２によりムービングマグネット型のリニアモータ２０が構成されており、可動子２２が固定子２１との間の電磁気的相互作用により駆動することで粗動ステージ１６（マスクステージＭＳＴ）がＹ軸方向に移動する。固定子２１のそれぞれは非接触ベアリングである複数のエアベアリング１９によりマスク定盤３に対して浮上支持されている。このため、運動量保存の法則により粗動ステージ１６の＋Ｙ方向の移動に応じて固定子２１が−Ｙ方向に移動する。この固定子２１の移動により粗動ステージ１６の移動に伴う反力が相殺されるとともに重心位置の変化を防ぐことができる。なお、固定子２１は、マスク定盤３に変えてリアクションフレーム５に設けられてもよい。固定子２１をリアクションフレーム５に設ける場合にはエアベアリング１９を省略し、固定子２１をリアクションフレーム５に固定して粗動ステージ１６の移動により固定子２１に作用する反力をリアクションフレーム５を介して床に逃がしてもよい。

Ｙガイド部２４のそれぞれは、Ｙ軸方向に移動する粗動ステージ１６を案内するものであって、マスク定盤３の中央部に形成された上部突出部３ｂの上面においてＹ軸方向に延びるように固定されている。また、粗動ステージ１６とＹガイド部２４、２４との間には非接触ベアリングである不図示のエアベアリングが設けられており、粗動ステージ１６はＹガイド部２４に対して非接触で支持されている。

微動ステージ１８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１８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２５ａ、２５ｂが固定され、微動ステージ１８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２６が固定されている。そして、これら移動鏡２５ａ、２５ｂ、２６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２０、Ｘボイスコイルモータ１７Ｘ、及びＹボイスコイルモータ１７Ｙを含む各モータを駆動し、微動ステージ１８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１に戻って、開口Ｋ及び開口３ａ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１０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５の段部５ｂに防振ユニット１１を介してほぼ水平に支持された鏡筒定盤１２にフランジ部１０を係合している。

ステージ装置２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４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３５と、Ｘガイドステージ３５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）４０と、Ｘガイドステージ３５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）３０、３０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３７が設けられており、これらエアベアリング３７により基板ステージＰＳＴは基板定盤４に対して非接触で支持されている。基板定盤４はベースプレート６の上方に防振ユニット１３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３５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（不図示）はリアクションフレーム５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５を介してベースプレート６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５１が設けられ、Ｘ移動鏡５１に対向する位置にはレーザ干渉計５０が設けられている。レーザ干渉計５０はＸ移動鏡５１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５２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５１と参照鏡５２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（不図示）が設けられ、Ｙ移動鏡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３０、４０を介して基板ステージＰＳＴの位置制御を行う。

図３に示すように、Ｙリニアモータ３０のそれぞれは、Ｘガイドステージ３５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３２と、この可動子３２に対応して設けられコイルユニットからなる固定子３１とを備えた三相モータが用いられる。
ここで、固定子３１はベースプレート６に突設された支持部３６（図１参照）に設けられている。なお、図１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。

Ｙリニアモータ３０の可動子３２は、Ｘガイドステージ３５の両端に設けられた支持部材６０に、図４に示すように、固定子３１を挟んだ両側にヨーク６４及び永久磁石（発磁体）６５がそれぞれ固定子３１と隙間をあけて対向して設けられる構成となっている。磁石６５は、Ｘ方向に延在し、且つＹ方向に互いに間隔をあけて複数配列されている。なお、図４においては、固定子３１は、図示を簡略化してコイルユニットのみが表されている。

Ｙリニアモータ３０の固定子３１は、コイルジャケット６１（図３参照、図４では不図示）内にコイルユニット６２が設けられる構成となっている。コイルユニット６２は、Ｙ方向（第１の方向）に沿って配列された複数のコイル体６３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形成されている。合成樹脂としては、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。

各コイル体６３は、図４に示すように、Ｚ方向に積層状態で配置されたコイル体７０とコイル体（第２コイル体）８０とから構成される。各コイル体６３は、コイル体７０とコイル体８０とが対向した状態でＹ方向に複数配列されている。

また、各コイル体７０、８０には、駆動時に三相の電流を所定周期で順次供給される。各コイル体７０、８０への通電量及び通電の向きは、図５に示すように、制御装置ＣＯＮＴの制御下でアンプ９０により調整される。アンプ９０には、複数（ここでは２つ）の三相ドライバ９１、９２がそれぞれ独立して設けられている。Ｙ方向に沿って配列されたコイル体６３（７０、８０）に対しては、図５に示すように、隣り合うコイル体では互いに異なる３つの相（ｕ相、ｖ相、ｗ相）の電流が３つ毎に供給される（図５では、理解を容易にするために、供給される電流の相を用いた符合ｕ１、ｖ１、ｗ１、ｕ２、ｖ２、ｗ２、…を付している）。換言すると、同一の相が供給されるコイル体６３は、Ｙ方向において間に２個のコイル体を介して配置される。

三相ドライバ９１は、Ｙ方向に沿って配列されたコイル体６３（７０、８０）のうち、各相に関して奇数番目に位置するコイル体６３（７０、８０）への通電量及び通電の向きを調整する。一方、三相ドライバ９２は、コイル体６３（７０、８０）のうち、各相に関して偶数番目に位置するコイル体６３（７０、８０）への通電量及び通電の向きを、三相ドライバ９１とは独立して調整する。

そして、可動子３２が固定子３１に対して移動することによりＸガイドステージ３５がＹ軸方向に移動する。また、Ｙリニアモータ３０、３０のそれぞれの駆動を調整することでＸガイドステージ３５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３０、３０により基板ステージＰＳＴがＸガイドステージ３５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。

また、Ｘリニアモータ４０は、Ｘガイドステージ３５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４１と、この固定子４１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４２とを備えている。そして、可動子４２が固定子４１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。なお、固定子４１には、上述したコイル体６３と同様のコイル体が設けられており、Ｙリニアモータ３０と同様の作用・効果を奏するが、以下ではＹリニアモータ３０についてのみ言及する。

上記の構成のＹリニアモータ３０においては、固定子３１におけるコイル体７０に対する通電量及び通電の向きに応じた推力及び方向に可動子３２がＹ方向に移動する。
また、固定子３１におけるコイル体８０に対する通電量及び通電の向きに応じた推力及び方向に可動子３２がＺ方向に移動する。
なお、この構成については、米国特許公開２００６／００４９６９７号に詳述されている。

ここで、図６（ａ）〜（ｄ）を参照して、制御装置ＣＯＮＴ及び三相ドライバ９１、９２を用いたＺ方向の推力発生と励磁切替について説明する。
なお、図６においては、可動子３２（図６では不図示）を＋Ｙ側から−Ｙ側に向けて移動させるものとして説明する。また、コイル体６３（７０、８０）に対する通電制御は、全て制御装置ＣＯＮＴ及び三相ドライバ９１、９２によって行われるものとして、各励磁切替ではその説明を省略する。
また、以下の説明では、コイル体６３（７０、８０）に供給される電流の相に応じて、適宜コイル体ｕ１、ｖ１、ｗ１〜コイル体ｕ４、ｖ４、ｗ４と称する。

まず、図６（ａ）で示すように、可動子３２が＋Ｙ側の端部に位置している状態では、コイル体ｖ１、ｗ１、ｕ２については、Ｙ方向の推力（以下、単にＹ推力と称する）及びＺ方向の推力（以下、単にＺ推力と称する）の双方の推力を発生させる通電が行われる。また、コイル体ｕ１、ｖ２、ｗ２については、Ｙ推力のみを発生させる通電が行われる。

続いて、可動子３２の移動に伴い、三相ドライバ９１が図６（ｂ）に示すように、Ｙ推力のみを発生させる通電をコイル体ｕ１からコイル体ｕ３に切り替える。
これにより、コイル体ｖ１、ｗ１、ｕ２については、Ｙ推力及びＺ推力の双方の推力を発生させる通電が行われ、コイル体ｖ２、ｗ２、ｕ３については、Ｙ推力のみを発生させる通電が行われる。

次に、図６（ｃ）に示すように、三相ドライバ９１が、コイル体ｖ１に対してＺ推力を発生させる通電を停止するとともに、三相ドライバ９２が、コイル体ｖ２に対してＺ推力を発生させる通電を開始する。これにより、Ｚ推力を発生するための通電がコイル体ｖ１からコイル体ｖ２に切り替えられる。
このとき、コイル体ｖ２は、コイル体ｖ１の通電を調整する三相ドライバ９１とは独立して設けられた三相ドライバ９２に通電が調整されるため、コイル体ｖ１への通電に拘束されることなく、例えば電流値がゼロのタイミング等、最適なタイミングでの通電が可能である。

続いて、図６（ｂ）で示した場合と同様に、Ｙ推力のみを発生させる通電をコイル体ｖ１からコイル体ｖ３に切り替える。
これにより、図６（ｄ）に示すように、コイル体ｗ１、ｕ２、ｖ２については、Ｙ推力及びＺ推力の双方の推力を発生させる通電が行われ、コイル体ｗ２、ｕ３、ｖ３については、Ｙ推力のみを発生させる通電が行われる。

そして、上記の手順が繰り返して行われることにより、可動子３２は、Ｙ方向及びＺ方向の推力を制御された状態で移動することになる。
すなわち、可動子３２は、リニアモータ３０により、Ｙ方向及びＺ方向の２方向について移動可能となる。

以上説明したように、本実施形態では、可動子３２の駆動時に、三相のうちの同一の相の電流が供給されるコイル体６３への通電を三相ドライバ９１、９２により独立して制御しているため、最適なタイミングで円滑に励磁切替を実施することが可能になり、可動子３２（すわなち基板Ｐ）を高精度で移動させて、高精度の露光処理を実施することができる。
また、本実施形態では、各相の電流が供給されるコイル体６３に対して、三相ドライバ９１が奇数番目のコイル体の通電を調整し、三相ドライバ９２が偶数番目のコイル体の通電を調整しているため、コイル体への通電を独立して制御するための三相ドライバの数を最小限に抑えることができ、装置の小型化、低価格化に寄与できる。

そして、本実施形態では、コイル体７０とコイル体８０の通電制御が独立して行われ、またコイル体８０においても、三相ドライバ９１が奇数番目のコイル体８０の通電を調整し、三相ドライバ９２が偶数番目のコイル体８０の通電をそれぞれ独立して調整しているため、例えば、可動子３２をＹ方向及びＺ方向に駆動するだけではなく、Ｘ軸周り方向についても駆動することが可能である。具体的には、例えば、図６（ａ）に示した通電状態において、コイル体８０におけるコイル体ｖ１、ｗ１、ｕ２に対する通電により各コイル体の位置でＺ方向の同じ推力を出力する場合には可動子３２は単にＺ方向に移動するだけだが、各コイル体の位置でＺ方向の異なる推力を出力する場合には可動子３２は各コイル体との相対位置及びその位置における推力に応じた大きさ及び方向で、Ｘ軸周り（θＸ方向）のモーメントが加わる。そのため、コイル体７０、８０に対する通電を調整・制御することにより、可動子３２をＹ方向、Ｚ方向及びθＸ方向の３ＤＯＦで駆動することが可能になる。すなわち、本実施形態では、リニアモータ３０を３ＤＯＦの駆動装置として用いることができる。

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７０とコイル体８０とがＹ方向に関し配列の位相が同じで互いに対向して配置される構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば図７に示すように、コイル体７０とコイル体８０とがＹ方向に関し配列の位相がずれるように配置される構成としてもよい。
また、上記実施形態では、固定子３１を挟んだＺ方向の両側に可動子３２の永久磁石６５が設けられる構成としたが、これに限られるものではなく、例えば図８に示すように、固定子３１のＺ方向一方側にのみ可動子３２の永久磁石６５が設けられる構成であっても本発明を適用可能である。

また、上記実施形態では、リニアモータに三相の電流が供給される構成としたが
、これに限定されるものではなく、二相の電流が供給される構成や、四相以上の電流が供給される構成であっても本発明を適用可能である。
また、Ｚ方向に沿って配置されるコイル体の数についても、上記実施形態では１層及び２層について例示したが、３層以上に配設する構成であってもよい。
さらに、上記実施形態では、複数のコイル体に対して独立した２つのドライバにより通電を制御する構成としたが、独立した３つ以上のドライバを設けてコイル体の通電を制御する構成としてもよい。

また、上記実施形態では、固定子３１にコイルユニット６２を設け、可動子３２に永久磁石６５を設けた、いわゆる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、可動子３２にコイルユニット６２を設け、固定子３１に永久磁石６５を設けた、いわゆる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。

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と基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを一括露光し、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（ステッパ）にも適用することができる。また、本発明は基板Ｐ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写するステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。

また、例えば米国特許第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。

露光装置ＥＸの種類としては、基板Ｐ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。

また、本実施形態においては、露光光ＥＬがＥＵＶ光である場合を例にして説明したが、露光光ＥＬとして、例えば水銀ランプから射出される輝線（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）、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）等を用いることもできる。その場合、第１空間５は必ずしも真空状態に調整される必要はなく、例えば第１空間５を第１のガスで満たすことができる。第１空間５を第１のガスで満たす場合、第１のガスが満たされた第１空間５の環境を維持するために、本実施形態のガスシール機構１０を用いることができる。また、第２部材１６で形成される第２空間１５を第２のガスで満たすことができる。

また、本発明は、基板ステージ（ウエハステージ）が複数設けられる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）或いは米国特許６，２０８，４０７号に開示されている。更に、本発明を本願出願人が先に出願した特願２００４−１６８４８１号のウエハステージに適用してもよい。

また、本発明が適用される露光装置は、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。

ＣＯＮＴ…制御装置、 ＥＸ…露光装置、 ３０…Ｙリニアモータ（リニアモータ）、 ５２…ステージ装置、 ６２…コイルユニット、 ６３…コイル体、 ６５…永久磁石（発磁体）、 ７０…コイル体（第１コイル体）、 ８０…コイル体（第２コイル体）

Claims (12)

1. 所定方向に配列された複数のコイル体を有するコイルユニットと発磁ユニットとを有し、駆動時には前記複数のコイル体に多相の電流が所定周期で順次供給されることで所定の力を発生させるリニアモータであって、
   前記駆動時には、多相のうちの所定の同一の相の電流が供給される前記複数のコイル体への通電を独立して制御する制御装置を有するリニアモータ。
2. 前記リニアモータは、ｎ相の電流が供給され、
   前記所定の同一の相の電流が供給される複数のコイル体は、前記所定方向において間に（ｎ−１）個のコイル体を介して配列されている請求項１記載のリニアモータ。
3. 前記リニアモータは、前記所定方向と略直行する方向に、前記コイル体のそれぞれと対向するように配列された複数の第２コイル体を有し、
   前記制御装置は、前記コイル体への通電と前記第２コイル体への通電とを独立して制御する請求項１または２記載のリニアモータ。
4. 前記コイル体と前記第２コイル体とは、前記所定方向に関し前記配列の位相がずれるように配置されている請求項３記載のリニアモータ。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載のリニアモータを備えるステージ装置。
6. 前記コイルユニットと前記発磁ユニットとの一方を含む移動体を有し、
   前記制御装置は、前記移動体に対して前記所定方向と略直交する方向に作用する少なくとも２つの力が前記移動体に互いに異なる大きさで作用するように、前記コイル体および前記第２コイル体への通電を制御する請求項５記載のステージ装置。
7. 請求項５または請求項６記載のステージ装置を備える露光装置。
8. リソグラフィ工程を有するデバイスの製造法であって、前記リソグラフィ工程は請求項７記載の露光装置を用いるデバイスの製造方法。
9. 所定方向に配列された複数のコイル体を有するコイルユニットと発磁ユニットとを有し、駆動時には前記複数のコイル体に多相の電流が所定周期で順次供給されることで所定の力を発生させるリニアモータの制御方法であって、
   前記駆動時には、多相のうちの所定の同一の相の電流が供給される前記複数のコイル体への通電を独立して制御するリニアモータの制御方法。
10. 前記リニアモータは、ｎ相の電流が供給され、
    前記所定の同一の相の電流が供給される複数のコイル体は、前記所定方向において間に（ｎ−１）個のコイル体を介して配列されている請求項９記載のリニアモータの制御方法。
11. 前記リニアモータは、前記所定方向と略直行する方向に、前記コイル体のそれぞれと対向するように配列された複数の第２コイルを有し、
    前記コイル体への通電と前記第２コイル体への通電とを独立して制御する請求項９または１０記載のリニアモータの制御方法。
12. 前記コイル体と前記第２コイル体とを、前記所定方向に関し前記配列の位相をずらせて配置する請求項１１記載のリニアモータの制御方法。

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