JP2017510232A - コイルアセンブリ、電磁アクチュエータ、ステージ位置決め装置、リソグラフィ装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】改善された冷却配置を有する位置決めデバイスを提供する。【解決手段】電磁アクチュエータまたはモータのためのコイルアセンブリが記載される。コイルアセンブリは、少なくとも一つのスロットのペアを有する磁気ヨークと；少なくとも一つのスロットのペアの内側に少なくとも部分的に取り付けられるコイルと；コイルの表面に取り付けられる冷却部材と、を含む。コイルの表面は、少なくとも一つのスロットのペアの内側にあってもよい。冷却部材が取り付けられるコイルの表面は、少なくとも一つのスロットのペアと接触しない表面であってもよい。【選択図】図１

Description

［関連出願へのクロスリファレンス］
本出願は、２０１４年１月２２日に出願された米国仮出願第６１／９３０，３４３号の利益を主張し、その全体が参照により本書に援用される。

本発明は、電磁アクチュエータ用のコイルアセンブリ、電磁アクチュエータ、ステージ位置決め装置、リソグラフィ装置およびデバイスの製造方法に関する。

リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に、たいていは基板の目標部分に与える機械である。リソグラフィ装置は例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に用いられる。その場合、マスクまたはレチクルとも称されるパターニングデバイスがＩＣの個々の層に形成される回路パターンを生成するために使用されうる。このパターンは、基板（例えばシリコンウェーハ）上の（例えばダイの一部、一つのダイ、またはいくつかのダイを備える）目標部分に転写されることができる。パターンは典型的に基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層への結像により転写される。一般に、一枚の基板にはネットワーク状に隣接する目標部分が含まれ、これらは連続してパターン付与される。従来のリソグラフィ装置は、いわゆるステッパおよびスキャナを含む。ステッパでは、パターン全体を目標部分に一回で露光することで各目標部分が照射される。スキャナでは、放射ビームに対してパターンを所与の方向（「スキャン」方向）にスキャンするとともに、この方向に平行または反平行に基板を同期させてスキャンすることにより各目標部分が照射される。集積回路に対するこれまでの要求の増大を考慮したリソグラフィ装置の性能の向上に対する要求の増大が常に存在する。特に、このような装置のスループット向上に対する要求の増大が常にある。こうしたスループット向上は、例えば、単位時間あたりに処理される基板枚数の増大、または、基板サイズの増大、つまり、単位時間あたりにより多くのＩＣが製造されるよう、より大きい基板を処理することにより実現できる。

双方の選択肢は、スキャン露光プロセス中に用いられる位置決めデバイスに課される負担を増大させる。このようにして、リソグラフィ装置に用いられるような位置決めデバイスの性能の改善が望まれる。現状、このような位置決めデバイス（典型的には電磁アクチュエータまたはモータ）の性能は、これら装置の決して最適ではない冷却によって制限される。

改善された冷却配置を有する位置決めデバイスを提供することが望ましい。

本発明のある態様によれば、電磁アクチュエータまたはモータのためのコイルアセンブリが提供される。このコイルアセンブリは、少なくとも一つのスロットのペアを有する磁気コアと、少なくとも一つのスロットのペアの内側に少なくとも部分的に取り付けられるコイルと、コイルの表面に取り付けられる冷却部材と、を備える。

本発明の別の態様によれば、第１部材と第２部材を備える電磁アクチュエータが提供される。第１部材は、本発明に係るコイルアセンブリを備え、第２部材は、使用時に、一以上のコイルに電圧を加えることで、第１部材と協働して第１部材と第２部材の間に力を発生させるよう構成される。

本発明のさらに別の態様によれば、リソグラフィ装置が提供される。この装置は、放射ビームを調整するよう構成される照明システムと、放射ビームの断面にパターンを付与してパターン放射ビームを形成することが可能なパターニングデバイスを支持するよう構築されるサポートと、基板を保持するよう構築される基板テーブルと、パターン放射ビームを基板の目標部分に投影するよう構成される投影システムと、を備える。この装置は、さらに、サポートまたは基板テーブルのいずれかの位置決めのために、本発明に係る電磁アクチュエータまたは本発明に係る電磁モータを備える。

本発明のさらに別の態様によれば、パターニングデバイスからのパターンを基板に転写することを備えるデバイス製造方法が提供される。この方法は、本発明のある実施の形態に係る電磁アクチュエータまたは電磁モータを用いて、基板に対してパターニングデバイスを位置決めするステップを備える。

本発明の実施の形態は、例示のみを目的として、以下の模式的な添付図面を参照しながら説明される。図面において、同様の符号は、同様の部分を示す。

本発明のある実施の形態に係るリソグラフィ装置を示す図である。

従来技術の電磁アクチュエータのコイルアセンブリを示す図である。

本発明の第１の実施の形態に係るコイルアセンブリを示す図である。

本発明の第２の実施の形態に係るコイルアセンブリを示す図である。

本発明のある実施の形態に係るコイルアセンブリの部分を示す図である。

本発明の第３の実施の形態に係るコイルアセンブリを示す図である。

本発明のある実施の形態に係るアクチュエータを示す図である。

本発明のある実施の形態に係るリニアモータを示す図である。

図１は、本発明のある実施の形態に係るリソグラフィ装置を概略的に示す。この装置は、放射ビームＢ（例えばＵＶ放射または任意の他の適切な放射）を調整するよう構成される照明システム（イルミネータ）ＩＬと、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを支持するよう構築され、あるパラメータにしたがってパターニングデバイスを正確に位置決めするよう構成される第１位置決めデバイスＰＭに接続されるサポート構造またはパターニングデバイスサポート（例えばマスクテーブル）ＭＴとを備える。また、この装置は、基板（例えばレジストコートされたウェハ）Ｗを保持するよう構築され、あるパラメータにしたがって基板を正確に位置決めするよう構成される第２位置決めデバイスＰＷに接続される基板テーブル（例えばウェハテーブル）ＷＴまたは「基板サポート」を含む。この装置は、さらに、パターニングデバイスＭＡにより放射ビームＢに付与されるパターンを基板Ｗの（例えば一以上のダイを含む）目標部分Ｃに投影するよう構成される投影システム（例えば屈折型投影レンズシステム）ＰＳを含む。

照明システムは、放射を方向付け、成形し、または制御するための屈折型、反射型、磁気型、電磁気型、静電型あるいは他の種類の光学素子といった各種光学素子またはこれらの任意の組み合わせを含んでもよい。

サポート構造はパターニングデバイスを支持する。つまりその重さに耐える。サポート構造は、パターニングデバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、例えばパターニングデバイスが真空環境で保持されるか否かといった他の条件に応じた方法でパターニングデバイスを支持する。サポート構造は、パターニングデバイスの保持に機械式、真空式、静電式または他の固定技術を用いることができる。サポート構造は、フレームまたはテーブルであってよく、例えば必要に応じて固定式または可動式であってよい。サポート構造は、パターニングデバイスが例えば投影システムに対する所望位置にあることを確実にしてよい。本書での「レチクル」または「マスク」の用語のいかなる使用も、より一般的な用語である「パターニングデバイス」と同義であるとみなされてよい。

本書での「パターニングデバイス」の用語は、基板の目標部分にパターンが生成されるように放射ビームの断面にパターンを付与するために用いることのできる任意のデバイスを称するものとして広く解釈されるべきである。放射ビームに付与されるパターンは、例えばパターンが位相シフトフィーチャまたはいわゆるアシストフィーチャを含む場合、基板の目標部分における所望のパターンに厳密に一致しないかもしれないことに留意される。たいていの場合、放射ビームに付与されるパターンは、目標部分に生成される集積回路などのデバイスの特定の機能層に対応するであろう。

パターニングデバイスは透過型または反射型であってよい。パターニングデバイスの例は、マスク、プログラマブルミラーアレイおよびプログラマブルＬＣＤパネルを含む。マスクはリソグラフィにおいて周知であり、バイナリマスク、レベンソン型位相シフトマスク、減衰型位相シフトマスク、さらには様々なハイブリッド型のマスクタイプなどを含む。プログラマブルミラーアレイの例は、小型ミラーのマトリックス配列を利用する。小型ミラーのそれぞれは、入射する放射ビームを異なる方向に反射するよう個別に傾けられることができる。傾けられたミラーは、ミラーマトリックスにより反射される放射ビームにパターンを付与する。

本書で用いる「投影システム」の用語は、用いられる露光放射または液浸液の使用もしくは真空環境の使用といった他の要素に適合するように、屈折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁気型および静電型の光学システムを含む任意の種類の投影システムを含むものと広く解釈されるべきである。本書での「投影レンズ」の用語のいかなる使用は、より一般的な「投影システム」と同義であるとみなされてもよい。

図示されるように装置は透過型である（例えば、透過型マスクを用いる）。代替的に、装置が反射型であってもよい（例えば、上述したような種類のプログラマブルミラーアレイを用いてもよいし、反射型マスクを用いてもよい）。

リソグラフィ装置は、二つ（デュアルステージ）またはそれ以上の基板テーブルまたは「基板サポート」（および／または二以上のマスクテーブルまたは「マスクサポート」）を有する種類の装置であってもよい。このような「マルチステージ」の機械において、追加のテーブルまたはサポートが並行して使用されてもよいし、一以上のテーブルまたはサポートが露光のために使用されている間に、一以上の他のテーブルまたはサポートにおいて準備工程が実行されてもよい。

リソグラフィ装置は、基板の少なくとも一部が比較的高い屈折率を有する液体（例えば水）によりカバーされて投影システムと基板の間の隙間が満たされる種類の装置であってもよい。液浸液は、リソグラフィ装置の他の隙間、例えば、パターニングデバイス（例えばマスク）と投影システムの間に用いられてもよい。液浸技術は、投影システムの開口数を増大させるために用いることができる。本書で用いる「液浸」の用語は、基板などの構造が液体中に水没しなければならないことを意味するのではなく、むしろ露光中に投影システムと基板の間に液体が配置されることを意味するのみである。

図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源ＳＯからの放射ビームを受ける。ソースおよびリソグラフィ装置は、例えばソースがエキシマレーザである場合、別体であってよい。このような場合、ソースはリソグラフィ装置の部分を形成するものとみなされず、放射ビームは、ソースＳＯからイルミネータＩＬに向けて、例えば適切な方向付けミラーおよび／またはビームエキスパンダを含むビームデリバリシステムＢＤの助けを借りて通過する。別の場合、例えばソースが水銀ランプの場合、ソースはリソグラフィ装置の一体的な部分であってもよい。ソースＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤともに放射システムと称されてもよい。

イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調整するためのアジャスタＡＤを含んでよい。たいていの場合、イルミネータの瞳面における強度分布の外側半径範囲および／または内側半径範囲（一般にそれぞれσアウタおよびσインナと称される）を少なくとも調整できる。さらに、イルミネータは、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯなどの様々な他の要素を含んでよい。イルミネータは、その断面に所望の均一性および強度分布を有するように放射ビームを調整するために用いられてよい。

放射ビームＢは、サポート構造（例えばマスクテーブル）ＭＴに保持されるパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡに入射し、パターニングデバイスによりパターン化される。パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを通過すると、放射ビームＢは、基板Ｗの目標部分Ｃにビームを合焦させる投影システムＰＳを通過する。第２位置決め装置ＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば干渉計装置、リニアエンコーダまたは容量性センサ）の助けにより、例えば異なる目標部分Ｃが放射ビームＢの経路上に位置するように基板テーブルＷＴを正確に動かすことができる。同様に、第１位置決め装置ＰＭおよび別の位置センサ（これは図１に明示していない）は、例えばマスクライブラリからの機械検索後またはスキャン中に、放射ビームＢの経路に対するパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡの正確な位置決めのために用いることができる。一般に、マスクテーブルＭＴの動きは、第１位置決め装置ＰＭの部分を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）の助けにより実現されてもよい。同様に、基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」の動きは、第２位置決め装置ＰＷの部分を形成するロングストロークモジュールおよびショートストロークモジュールを用いて実現されてよい。本発明によれば、第１および／または第２位置決め装置は、それぞれ基板またはパターニングデバイスを変位させるために、本発明のある実施の形態に係る一以上のアクチュエータまたはモータを備えることができる。本発明に係るアクチュエータまたはモータを適用することにより、改善された性能の装置が得られる。具体的には、本発明に係るアクチュエータまたはモータは、基板テーブルＷＴおよびサポート構造（例えばマスクテーブル）ＭＴの改善された加速（および減速）を可能にし、したがって、より高いスループットのリソグラフィ装置を可能にする。本発明のある実施の形態に係るアクチュエータまたはモータがリソグラフィ装置内の他の部品または要素（例えば、光学素子、マスキングブレードなど）の位置決めに適用されてもよいことにさらに留意されよう。（スキャナと対照的に）ステッパの場合、サポート構造（例えばマスクテーブル）ＭＴがショートストロークアクチュエータのみに接続されてもよいし、もしくは固定されてもよい。パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡおよび基板Ｗは、パターニングデバイスアライメントマークＭ１，Ｍ２および基板アライメントマークＰ１，Ｐ２を用いて位置合わせされてもよい。基板アライメントマークは図示されるように専用の目標部分を占めているが、これらは目標部分の間のスペースに位置してもよい（これはスクライブラインアライメントマークとして知られる）。同様に、一以上のダイがパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡ上に設けられる場合、パターニングデバイスアライメントマークがダイの間に位置してもよい。

図示される装置は、以下のモードの少なくとも一つで使用されることができる。
１．ステップモードでは、放射ビームＢに付与されたパターン全体が１回の照射で一つの目標部分Ｃに投影される間、サポート構造（例えばマスクテーブル）ＭＴまたは「マスクサポート」および基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」は実質的に静止状態とされる（すなわち単一静的露光）。そして基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」はＸ方向および／またはＹ方向に移動され、その結果、異なる目標部分Ｃを露光できる。ステップモードにおいて、露光フィールドの最大サイズは、単一静的露光にて結像される目標部分Ｃのサイズを制限する。
２．スキャンモードでは、放射ビームに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影される間、サポート構造（例えばマスクテーブル）ＭＴまたは「マスクサポート」および基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」が同期してスキャンされる（すなわち単一動的露光）。サポート構造（例えばマスクテーブル）ＭＴまたは「マスクサポート」に対する基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」の速度および方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）率および像反転特性により定められてもよい。スキャンモードにおいて、スキャン動作の長さが目標部分の高さ（スキャン方向）を決定する一方で、露光フィールドの最大サイズは、単一動的露光における目標部分の幅（非スキャン方向）を制限する。
３．別のモードでは、放射ビームに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影される間、サポート構造（例えばマスクテーブル）ＭＴまたは「マスクサポート」がプログラマブルパターニングデバイスを保持して実質的に静止状態とされ、基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」が移動またはスキャンされる。このモードにおいて、一般的にパルス放射源が用いられ、プログラマブルパターニングデバイスは、基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」が移動するたびに、または、スキャン中の連続する放射パルス間に必要に応じて更新される。この動作モードは、上述したような種類のプログラマブルミラーアレイといったプログラマブルパターニングデバイスを使用するマスクレスリソグラフィに直ちに適用できる。

上述したモードの使用の組み合わせおよび／または変形例が用いられてもよいし、完全に異なるモードの使用が用いられてもよい。

図２は、従来技術の電磁アクチュエータのコイル配置を概略的に示す断面図である。コイル配置１００は、一以上のコイル１３０を受けるよう構成される多数のスロットが設けられた磁気ヨーク１１０を備える。図示される配置において、二つのコイル１３０が設けられ、（コイル辺１３０．１および１３０．２を有する）コイル１は、ティース１２０．１に巻き付けられ、（コイル辺１３０．３および１３０．４を有する）コイル２は、ティース１２０．２に巻き付けられる。典型的に、コイルは、複数巻の線状または帯状の導電体を備え、例えばＣｕまたはＡｌでできている。

本発明のある実施の形態によれば、「磁気ヨーク」の用語は、鉄、または、ＣｏＦｅやＳｉＦｅなどの希土類合金といった強磁性材料などの高比透磁率（例えば、＞１００）を有する材料でできた構造を意味する。典型的に、磁気ヨークは、いわゆる鉄心損失を低減するために複数の強磁性板を組み合わせてできた積層コアである。

図示されるコイル配置は、磁性ヨークの外表面に取り付けられ、例えば冷却流体が流れることのできる冷却路１５０が設けられた冷却部材１４０をさらに備える。

従来の配置において、コイル１３０の冷却が最適からほど遠いことが分かっており、モータの性能不足（コイルを流れる電流が比較的低く維持される場合）またはコイルの比較的高い動作温度のいずれかにつながり、その結果、コイルの絶縁が劣化するリスクが生じる。

本発明のある実施の形態によれば、電磁モータのコイルアセンブリを冷却する別の方法が提案される。図３は、本発明に係る第１の実施の形態のコイル配置を概略的に示す断面図である。図示されるコイル配置２００は、コイルを受けるための少なくとも一つのスロットのペアを有する磁気ヨーク２１０を備える。

図示される実施の形態において、磁気ヨーク２１０は、破線２２０で示される二つのスロットを有する。コイル２３０は、上述のスロット２２０のペアに取り付けられる。図２の配置を比較すると、コイル２３０はスロットの全体を占めておらず、冷却部材２４０を収容するためにスロットの断面より小さい断面のコイルが選択される。本発明のある実施の形態によれば、冷却部材２４０は上述のコイル２３０の表面に取り付けられる。図示される実施の形態において、冷却部材２４０は、スロット２２０に接触していない、または、スロット２２０の表面に対向していないコイル２３０の外表面に取り付けられる。ある実施の形態において、コイル２３０および冷却部材２４０の断面の大きさは、スロット２２０の断面の内側に双方がフィットできるように選択される。ある実施の形態において、冷却部材２４０は、スロット２２０に囲われるティース２５０の端面２５０．１と同一平面上または一直線上となる面２４０．１を有する。

図示される配置において、スロット２２０のペアに取り付けられるコイル辺の双方に冷却部材２４０が設けられる。

本発明の意味する範囲内において、コイル２３０の表面２６０、つまり、スロット２２０の側面と対向する表面は、コイルの側面と称され、スロットの底面と対向するコイルの表面２６２は、コイルの底面と称され、スロットの頂部近傍のコイルの表面２６４は、コイルの上面と称される。

本発明のある実施の形態に用いられる冷却部材、つまり、磁気ヨークに少なくとも部分的に取り付けられるコイルの表面に取り付けられる冷却部材は、より効果的かつ直接的なコイルの冷却を提供する。図２に示される従来の配置と比較すると、図３に示されるコイルアセンブリのコイルは、コイル２３０の表面に取り付けられる冷却部材２４０により直接的に冷却される。一方、図２の配置では、コイルで生じる熱は、磁気ヨーク１１０を介して冷却部材１４０に伝達される必要がある。その結果、増大された電流密度が加わる場合であっても、コイル２３０の温度をより低く保つことができる。この点において、コイルが磁気ヨークのスロットに埋め込まれる場合にコイルアセンブリのコイル表面に直接冷却部材２４０を適用することが直感に反すると考えることができる点に留意すべきである。一般に、トレードオフは、利用可能な断面をコイルの断面と磁気ヨークまたはコアの断面とに分割するためになされる。さらに、冷却部材が利用可能な断面に収容される必要がある場合、コイルに利用可能な断面の減少（所定の基準電流に対し、電流密度を増大させ、抵抗損失を増大させる）もしくは磁気ヨークに利用可能な断面の減少（飽和レベルを増大させ、同じ磁束密度および力を得るために増大された電流を必要とする）のいずれか、または、その双方が生じるであろう。しかしながら、驚くべきことに、これらの欠点は、冷却の有効性の向上により補償されるものより大きいことが分かっている。本発明のある実施の形態により得られる改善された冷却は、モータまたはアクチュエータの全体の体積を実質的に同じに保ちながら、より小さなコイル断面および／またはより大きなティース領域の選択を可能にする。したがって、より多くの磁束が同じモータ体積内で生成される結果、モータまたはアクチュエータの性能が改善されるかもしれない。代わりに、改善された冷却が利用可能であれば、より小さな体積で同じモータまたはアクチュエータの性能が実現できるであろう。本発明のある実施の形態により提案されるより直接的な冷却を用いることで、コイルアセンブリのコイルをより効果的に冷却することが可能となり、コイルアセンブリが用いられるアクチュエータまたはモータの性能を改善することができる。

本発明のある実施の形態によれば、図示される冷却部材２４０の適用について様々なオプションが存在する。

図３に示される実施の形態において、冷却部材２４０はティース２５０の頂部付近に取り付けられる。ある実施の形態において、コイルアセンブリ２００は、一以上の永久磁石を備える磁石アセンブリと組み合わせて用いられてもよい。このような構成において、磁石アセンブリ（図３に不図示）の永久磁石は、コイルアセンブリのコイル２３０と対向する。冷却部材２４０を図示される位置に配置することで、冷却部材２４０は、コイル２３０と永久磁石の間に配置される。このような構成において、冷却部材２４０は、比較的熱いコイル２３０から永久磁石を遮蔽する。そうすることで、コイル２３０から磁石アセンブリの永久磁石への熱伝達を回避または軽減できる。その結果、冷却部材２４０は、コイル２３０の効果的な冷却を提供するだけでなく、永久磁石をより低減された温度に維持することも可能にする。当業者に知られるように、永久磁石をより低減された温度に維持することで、高められた磁束を生じさせ、かつ、永久磁石の（永久的な）消磁を防ぎうる。しかしながら、冷却部材２４０が図示される位置に用いられる場合、つまり、冷却部材２４０が永久磁石に対向しうる場合、冷却部材２４０が過度な追加の減衰または大きすぎる追加の損失、特に冷却部材２４０内に誘起される渦電流損失を生じさせないよう配慮がなされるべきである。このような減衰または損失は、冷却部材の材料を適切に選択すること、例えば、低い電気伝導率を有する材料を選択すること、または、冷却部材２４０にスリットを導入することにより回避または軽減されてもよく、これにより生成される渦電流および渦電流損失が低減されてもよい。

図４は、本発明に係る第２の実施の形態のコイル配置を概略的に示す断面図である。図示されるコイル配置３００は、コイル３３０を受けるための少なくとも一つのスロット３２０のペアを有する磁気ヨーク３１０を備える。

図示される実施の形態において、磁気ヨーク３１０は、破線３２０で示される二つのスロットを有する。コイル３３０は、上述のスロット３２０のペアに取り付けられる。図２の配置と比較すると、コイル３３０はスロットの全体を占めておらず、冷却部材３４０を収容するためにスロットの断面より小さい断面のコイルが選択される。図示される実施の形態において、冷却部材３４０は、スロット３２０の底部に対向するコイル面３３０．１に取り付けられる。コイル３３０または磁気ヨーク３１０のいずれかに利用可能な断面の低減されたスペースに関して、図３との関係で議論したものと同様の考察が適用される。同様にして、図４に示される冷却部材３４０の配置は、スロット３２０に埋め込まれるコイル３３０のより効果的な冷却を可能にする。図３の実施の形態と比較すると、図４の配置は、磁気ヨーク３１０の効果的な冷却をも提供することに注目すべきである。このようにして、磁気ヨーク３１０の外表面３１０．１はより低い温度に保たれてもよく、コイルアセンブリ近傍の部品、例えば上述の基板テーブル、マスクテーブルまたはサポート構造の加熱を回避または軽減させてもよい。図３の実施の形態と比べると、図４の実施の形態では、増大される減衰または増大される（渦電流）損失が極めて小さいことに注目できる。

本発明のある実施の形態において、図３に示す冷却部材２４０と図４に示す冷却部材３４０の双方が設けられるコイルアセンブリが提供される。

図３および図４に示す冷却部材の位置は、いわゆるバンドコイルを用いる場合、つまり、コイルが電流を流すための帯形状の導電体を備える場合に特に好ましい。図５は、高さｈを有する帯形状の導電体の複数の巻線５１０からなるようなコイル５００の断面を概略的に示す。隣接する巻線または巻きの間には、電気絶縁体（不図示）が設けられる。その結果、このようなバンドコイルは、（ほとんどの場合に電気絶縁体が乏しい熱伝導率を有するために）相対的にＸ方向に低い熱伝導率を有し、Ｚ方向に高い熱伝導率を有する。このため、Ｚ方向に直交するコイル面に一以上の冷却部材５４０を取り付けることが好ましい。

ある実施の形態において、本発明に係るコイルアセンブリは、スロットごとに多数のコイル辺を備える。つまり、スロットが異なるコイルのコイル辺を収容する。図６は、このような構成を概略的に示す。図６は、本発明に係る第３の実施の形態のコイル配置の断面を概略的に示す。図示されるコイル配置６００は、破線６２０で示されるスロットのペアを有する磁気ヨーク６１０を備える。上述のスロット６２０のペアにおいて、コイル６３２および６３４が取り付けられ、左側のスロットをコイル６３２のコイル辺６３２．１およびコイル６３４のコイル辺６３４．１が占め、右側のスロットをコイル６３２のコイル辺６３２．２およびコイル６３４のコイル辺６３４．２が占める。コイル辺はスロットを完全に満たしておらず、むしろ、スロットのペアを占めるコイルを複数のコイルに細かく分割することにより、コイル６３２および６３４の間、具体的には、コイル辺６３２．１および６３４．１の間とコイル辺６３２．２および６３４．２の間に冷却部材６４０が取り付けられ、同様の改善された冷却効果を実現できる。

三以上のコイル辺が一つのスロットを占める場合に同じ原理を適用できることに留意されよう。このようにして、図６に示される冷却部材は、例えば、いわゆる多層巻線に適用されてもよく、例えば、多相誘導モータや多相永久磁石モータに適用されてもよい。

一般に、本発明に係るコイルアセンブリは、上述の位置決め装置ＰＭまたはＰＷのショートストロークモジュールに用いられるアクチュエータといった電磁アクチュエータ、および、位置決め装置ＰＭまたはＰＷのロングストロークモジュールに用いることのできるリニアモータまたは平面モータといった電磁モータに用いることができる。

一般に、電磁アクチュエータまたはモータは、第１部材としてのコイルアセンブリを備え、第２部材と協働することにより第１部材と第２部材の間に力を発生させる。

いわゆるリラクタンス型のモータまたはアクチュエータにおいて、第２部材は、例えば比透磁率μ_ｒ＞１００を有する強磁性材料からできた磁気ヨークなどの磁性部材を備える。このようなリラクタンス型のアクチュエータまたはモータにおいて、コイルアセンブリのコイルに電流が与えられるときに第１部材と第２部材の間に引力が生じる。

いわゆる永久磁石モータまたはアクチュエータにおいて、第２部材は、磁気ヨークなどの磁性材料に選択的に取り付けられてもよい一以上の永久磁石を備える。

以下の図７−８は、本発明に係るコイルアセンブリを備えることが有益でありうる電磁モータ／アクチュエータのいくつかの例を概略的に示す。

図７は、リラクタンス型の電磁アクチュエータ７００を概略的に示す断面図である。アクチュエータ７００は、コイル７３０および冷却部材７４０により満たされるスロットのペアを備える磁気ヨーク７１０を含む第１部材を備える。スロットは、ティース７５０により分かれている。アクチュエータ７００は、第２部材７６０をさらに備え、第２部材７６０は、強磁性ヨークといった磁気ヨークを備え、第１部材と協働するよう構成される。第１部材のコイルアセンブリのコイル７３０に電流が供給されると、第１部材と第２部材の間に引力が生じる。

このようなアクチュエータは、例えば、基板テーブルまたはパターニングデバイスサポートなどの対象物テーブルの正確なショートストロークの位置決めに適用されてもよい。このような配置において、多自由度、例えば６ＤＯＦ（degrees of freedom；自由度）で対象物テーブルを位置決めするために複数のこのようなアクチュエータが適用されてもよい。このような構成において、アクチュエータの第２部材（例えば図７の第２部材７６０）が位置決めされるべき対象物を支持するサポートに取り付けられてもよい。このような構成において、多数のアクチュエータを用いることにより、第２部材が二以上のアクチュエータに対して共通であってもよい。異なる言い方をすれば、多自由度で対象物を位置決めすることを目的として、本発明のある実施の形態に係る複数のコイルアセンブリにより磁気ヨークなどの第２部材が囲われてもよく、これにより、第２部材に異なる自由度の力が生じることを可能にしてもよい。

図８は、リニアモータとも称される電磁モータ８００を概略的に示す。このモータは、本発明に係るコイルアセンブリを備える第１部材８００．１と、磁気ヨーク８８５に取り付けられる極性が交互の永久磁石８８０のアレイを備える第２部材８００．２とを備える。図示される実施の形態において、コイルアセンブリは、三つのコイル８３０により占められる四つのスロット８２０が設けられる磁気ヨーク８１０を備える。外側スロットは、三つのコイルのうち外側のコイルのコイル辺により占められる一方、二つの最内側スロットは、二つのコイル辺が設けられることに留意される。本発明のある実施の形態によれば、コイルアセンブリは、コイルの表面に取り付けられる冷却部材８４０をさらに備える。図示される構成において、冷却部材８４０は、スロット８２０の底部に対向するコイルの表面に取り付けられる。スロットはさらにティース８５０により分かれている。コイル８３０の冷却をさらに改善させるため、追加の冷却部材（不図示）を永久磁石アレイ８８０に対向するコイル８９０の表面に適用することもできる。選択的に、コイルアセンブリの磁気ヨーク８１０は、冷却部材９００を備えてもよい。図示される実施の形態において、冷却部材９００は、冷却ガスなどの冷却流体または水などの冷却液を受けるよう構成されることができる複数の矩形状の冷却路を備える。図示される実施の形態において、熱絶縁層９１０がスロットの側面９２０に対向するコイルの表面上に設けられる。このような選択的な熱絶縁層は、コイルからティース８５０への熱の伝達を妨げて、その熱を強制的に冷却部材８４０に伝達させるのに有益であってもよい。そうすることにより、ティース８５０の過度な加熱を防ぐこと、または、軽減させることができる。

熱絶縁層９１０を用いる代わりに、冷却部材８４０と同様の冷却部材がスロットの側面９２０に対向するコイル面に用いられてもよい。

熱絶縁層９１０を用いること、磁気ヨーク８１０に追加の冷却部材９００を用いること、または、スロットの側面に対向するコイル面に冷却部材を用いることは、本発明に係る上述した全ての実施の形態のコイルアセンブリに適用されてもよい。

図８に概略的に示されるような電磁モータは、ロングストロークモジュールの一部としてリソグラフィ装置に適用され、相対的に長い距離（例えば＞５００ｍｍ）においてパターニングデバイスまたは基板などの対象物を位置決めおよび変位させてもよい。例えば三相交流電源を用いて、コイル８３０に適切に電圧を加えることにより、第２部材８００．２に対する第１部材８００．１のＸ方向の変位を実現できる。

本発明に係るコイルアセンブリに用いられる冷却部材、つまり、上述の冷却部材２４０，３４０，５４０，６４０，７４０または８４０は、様々な態様で実装されることができる。

ある例として、冷却部材は、ステンレスまたはセラミック筐体などの筐体内に設けられる一以上の冷却路を備えることができる。上述のように、冷却部材が永久磁石と対向し、永久磁石に対して変位するよう構成される場合、過度な減衰または損失を避けるよう配慮がなされるべきである。一以上の冷却路は、例えば、ガスまたは液体といった冷却流体を受けるよう構成されてもよい。

変形例として、冷却部材は、コイルで生成される熱を除去するためのヒートパイプなどもまた備えることができる。

本書ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用を例として説明しているが、本書に説明したリソグラフィ装置は他の用途にも適用することが可能であるものと理解されたい。他の用途としては、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用案内パターンおよび検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどがある。当業者であればこれらの他の適用に際して、本書における「ウェハ」あるいは「ダイ」という用語がそれぞれ「基板」あるいは「目標部分」という、より一般的な用語と同義であるとみなされると理解することができるであろう。本書に言及された基板は露光前または露光後において、例えばトラック（典型的にはレジスト層を基板に塗布し、露光後のレジストを現像する装置）、メトロロジツール、および／またはインスペクションツールにより処理されてもよい。適用可能であれば、本書の開示はこれらのまたは他の基板処理装置にも適用され得る。また、基板は例えば多層ＩＣを製造するために複数回処理されてもよく、その場合には本書における基板という用語は既に処理されている多数の処理層を含む基板をも意味しうる。

上記では、光学リソグラフィとの関連で本発明の実施の形態の使用に特に言及しているが、本発明は、インプリントリソグラフィなどの他の用途においても使用可能であり、文脈上許されれば、光学リソグラフィに限定されないことが理解されよう。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイスＭＡの微細構成によって、基板上に生成されるパターンが画定される。パターニングデバイスＭＡの微細構成を基板に設けられたレジストの層に押しつけ、その後、電磁放射、熱、圧力またはその組合せにより、レジストを硬化する。レジストを硬化した後、パターニングデバイスＭＡがレジストから除去され、パターンが残される。

本明細書で用いられる「放射」および「ビーム」の用語は、いかなる種類の電磁的な放射を包含し、紫外（ＵＶ）放射（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍもしくは１２６ｎｍ、または、その近傍の波長を有する）および極端紫外（ＥＵＶ）放射（例えば、５−２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含むとともに、イオンビームや電子ビームといった粒子ビームをも含む。

「レンズ」という用語は、文脈上許されれば、屈折性、反射性、磁気的、電磁気的および静電的な光学要素を含む、様々なタイプの光学要素のいずれか、またはその組合せを指してもよい。

上述の説明は例示であり、限定を意図しない。したがって、以下に述べる請求項の範囲から逸脱することなく既述の本発明に変更を加えることができるということは、当業者には明らかなことである。

Claims (16)

1. 電磁アクチュエータまたはモータのためのコイルアセンブリであって、
   少なくとも一つのスロットのペアを有する磁気コアと、
   前記少なくとも一つのスロットのペアの内側に少なくとも部分的に取り付けられるコイルと、
   前記コイルの表面に取り付けられる冷却部材と、を備えることを特徴とするコイルアセンブリ。
2. 前記コイルの表面は、前記少なくとも一つのスロットのペアの内側にあることを特徴とする請求項１に記載のコイルアセンブリ。
3. 前記冷却部材は、前記少なくとも一つのスロットのペアの側面に取り付けられることを特徴とする請求項１または２に記載のコイルアセンブリ。
4. 前記冷却部材は、前記少なくとも一つのスロットのペアの底面または上面に取り付けられることを特徴とする請求項１または２に記載のコイルアセンブリ。
5. 前記冷却部材が取り付けられる前記コイルの表面は、前記少なくとも一つのスロットのペアと接触しない表面であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のコイルアセンブリ。
6. 前記冷却部材の外表面は、前記少なくとも一つのスロットのペアにより囲われるティースの端面と同一平面上または一直線上となることを特徴とする請求項５に記載のコイルアセンブリ。
7. 前記冷却部材は、冷却流体を受けるよう構成される冷却路を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のコイルアセンブリ。
8. 前記少なくとも一つのスロットのペアの側面に取り付けられる熱絶縁層をさらに備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のコイルアセンブリ。
9. 別の冷却部材が磁気ヨークに設けられることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のコイルアセンブリ。
10. 第１部材と第２部材を備える電磁アクチュエータであって、
    前記第１部材は、請求項１から９のいずれか一項に記載のコイルアセンブリを備え、
    前記第２部材は、使用時に、一以上のコイルに電圧を加えることで、前記第１部材と協働して前記第１部材と前記第２部材の間に力を発生させるよう構成されることを特徴とする電磁アクチュエータ。
11. 前記第２部材は、磁気ヨークまたは永久磁石アセンブリを備えることを特徴とする請求項１０に記載の電磁アクチュエータ。
12. 請求項１から１０のいずれか一項に記載のコイルアセンブリと、
    磁気ヨークに取り付けられる極性が交互の永久磁石のアレイを有する永久磁石アセンブリと、を備え、
    前記コイルアセンブリの一以上のコイルは、多相巻線を有することを特徴とする電磁モータ。
13. パターニングデバイスまたは基板といった対象物の位置決めのためのステージ位置決め装置であって、
    前記対象物のショートストローク位置決めを与えるための請求項１０または１１に記載の一以上の電磁アクチュエータと、
    前記対象物のロングストローク位置決めを与えるための請求項１２に記載の一以上の電磁モータと、を備えることを特徴とするステージ位置決め装置。
14. 放射ビームを調整するよう構成される照明システムと、
    放射ビームの断面にパターンを付与してパターン放射ビームを形成することが可能なパターニングデバイスを支持するよう構築されるサポートと、
    基板を保持するよう構築される基板テーブルと、
    パターン放射ビームを基板の目標部分に投影するよう構成される投影システムと、を備え、
    請求項１３に記載のステージ位置決め装置をさらに備えることを特徴とするリソグラフィ装置。
15. 放射ビームを調整するよう構成される照明システムと、
    放射ビームの断面にパターンを付与してパターン放射ビームを形成することが可能なパターニングデバイスを支持するよう構築されるサポートと、
    基板を保持するよう構築される基板テーブルと、
    パターン放射ビームを基板の目標部分に投影するよう構成される投影システムと、を備え、
    前記サポートまたは前記基板テーブルの位置決めのために、請求項１０または１１に記載の電磁アクチュエータ、または、請求項１２に記載の電磁モータをさらに備えることを特徴とするリソグラフィ装置。
16. パターニングデバイスからのパターンを基板に転写することを備え、請求項１０または１１に記載の電磁アクチュエータ、または、請求項１２に記載の電磁モータを用いて、前記基板に対して前記パターニングデバイスを位置決めするステップを備えることを特徴とするデバイス製造方法。

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