JP3475973B2 - リニアモータ、ステージ装置、及び露光装置 - Google Patents
リニアモータ、ステージ装置、及び露光装置Info
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- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
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- H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
- H02K9/197—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil in which the rotor or stator space is fluid-tight, e.g. to provide for different cooling media for rotor and stator
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、２つの部材を相対的に
移動させるためのリニアモータに関し、特に半導体露光
装置等のように温度管理の厳しい装置に使用されるリニ
アモータに適用して好適なものである。
移動させるためのリニアモータに関し、特に半導体露光
装置等のように温度管理の厳しい装置に使用されるリニ
アモータに適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば半導体素子や液晶表示素子
等の製造に使用される露光装置では、マスク（レチクル
等）が載置されるレチクルステージや感光性の基板（ウ
エハ、ガラスプレート等）が載置されるウエハステージ
の駆動装置としてリニアモータが使用されることがあ
る。一般に露光装置は温度が一定に制御された環境下で
使用されるため、リニアモータでも発熱量を抑制するこ
とが望まれている。リニアモータは、所定の部材に固定
された固定子とその所定の部材に対して移動する部材上
に固定された可動子とからなり、固定子がコイルを含む
ときは、可動子は磁石等の発磁体を含み、固定子が発磁
体を含むとき、可動子はコイルを含む。そして、発磁体
が可動子に含まれ、コイルが固定子側に含まれているも
のを、ムービングマグネット型のリニアモータといい、
コイルが可動子に含まれ、発磁体が固定子側に含まれる
ものをムービングコイル型のリニアモータという。
等の製造に使用される露光装置では、マスク（レチクル
等）が載置されるレチクルステージや感光性の基板（ウ
エハ、ガラスプレート等）が載置されるウエハステージ
の駆動装置としてリニアモータが使用されることがあ
る。一般に露光装置は温度が一定に制御された環境下で
使用されるため、リニアモータでも発熱量を抑制するこ
とが望まれている。リニアモータは、所定の部材に固定
された固定子とその所定の部材に対して移動する部材上
に固定された可動子とからなり、固定子がコイルを含む
ときは、可動子は磁石等の発磁体を含み、固定子が発磁
体を含むとき、可動子はコイルを含む。そして、発磁体
が可動子に含まれ、コイルが固定子側に含まれているも
のを、ムービングマグネット型のリニアモータといい、
コイルが可動子に含まれ、発磁体が固定子側に含まれる
ものをムービングコイル型のリニアモータという。
【０００３】これらのリニアモータは、ムービングマグ
ネット型、ムービングコイル型共に通常の回転型のモー
タ（ロータリモータ）と比較して構造的にコイルと発磁
体とのギャップを広くとる必要があるため、回転型のモ
ータと比較して効率が悪く、発熱量が多いという傾向が
ある。このリニアモータの発熱による温度上昇を防ぐた
めに、発熱量の多いコイルの周囲を筒状の容器で覆い、
筒状の容器中に温度調節機（以下「温調機」という」に
より温度制御された媒体を流してコイルの発熱による温
度の上昇を防ぐ方法が知られている。
ネット型、ムービングコイル型共に通常の回転型のモー
タ（ロータリモータ）と比較して構造的にコイルと発磁
体とのギャップを広くとる必要があるため、回転型のモ
ータと比較して効率が悪く、発熱量が多いという傾向が
ある。このリニアモータの発熱による温度上昇を防ぐた
めに、発熱量の多いコイルの周囲を筒状の容器で覆い、
筒状の容器中に温度調節機（以下「温調機」という」に
より温度制御された媒体を流してコイルの発熱による温
度の上昇を防ぐ方法が知られている。
【０００４】図３は、そのムービングマグネット型のリ
ニアモータの断面図を示し、この図３において、リニア
モータ２８は、固定子２７と可動子２６とより構成され
ている。そして、固定子２７側にはコイル支持板３７に
支持されたコイル３２を覆う形で筒状の断面形状の外形
が矩形の容器３１が設けられ、コイル支持板３７及び筒
状の容器３１は、固定子支持体３６に固定されている。
以上の構成をもつ固定子２７の筒状の容器３１の外側に
は、磁石支持部３３の内側に一対の磁石３４を固定した
可動子２６が配されている。また、冷却機構用の筒状の
容器３１内の流体の流路３５を温調用の流体が流れ、コ
イル３２からの発熱を流体が吸収する構成となってい
る。
ニアモータの断面図を示し、この図３において、リニア
モータ２８は、固定子２７と可動子２６とより構成され
ている。そして、固定子２７側にはコイル支持板３７に
支持されたコイル３２を覆う形で筒状の断面形状の外形
が矩形の容器３１が設けられ、コイル支持板３７及び筒
状の容器３１は、固定子支持体３６に固定されている。
以上の構成をもつ固定子２７の筒状の容器３１の外側に
は、磁石支持部３３の内側に一対の磁石３４を固定した
可動子２６が配されている。また、冷却機構用の筒状の
容器３１内の流体の流路３５を温調用の流体が流れ、コ
イル３２からの発熱を流体が吸収する構成となってい
る。
【０００５】以上のように構成されたリニアモータで
は、コイル３２から発生する熱が筒状の容器３１内の流
路３５を流れる温調用流体により除去されるので、リニ
アモータの周囲の空気の温度の上昇による弊害の発生が
抑えられる。
は、コイル３２から発生する熱が筒状の容器３１内の流
路３５を流れる温調用流体により除去されるので、リニ
アモータの周囲の空気の温度の上昇による弊害の発生が
抑えられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術において、
リニアモータの電力使用効率を更に良くするためには、
コイルと発磁体との隙間（ギャップ）を小さくする必要
がある。しかしながら、上述した図３のようなリニアモ
ータにおいて、その隙間を更に小さくするには冷却機構
に用いる筒状の容器３１としてはできるだけ薄い板を使
用する必要がある。この場合、例えばリニアモータから
温調機に戻る配管が折れたり、誤操作によりバルブが閉
じられた場合、筒状の容器内の圧力が上昇し、筒状の容
器が膨らんで筒状の容器と磁石とが接触し、リニアモー
タに損傷や変形を与える恐れがある。
リニアモータの電力使用効率を更に良くするためには、
コイルと発磁体との隙間（ギャップ）を小さくする必要
がある。しかしながら、上述した図３のようなリニアモ
ータにおいて、その隙間を更に小さくするには冷却機構
に用いる筒状の容器３１としてはできるだけ薄い板を使
用する必要がある。この場合、例えばリニアモータから
温調機に戻る配管が折れたり、誤操作によりバルブが閉
じられた場合、筒状の容器内の圧力が上昇し、筒状の容
器が膨らんで筒状の容器と磁石とが接触し、リニアモー
タに損傷や変形を与える恐れがある。
【０００７】図４は、図３のリニアモータの筒状の容器
の板厚を薄くした状態を示し、破線で示される図３の筒
状の容器３１に比較し、容器３８の板厚は極めて薄く成
形されている。この図４は、冷却機構用の筒状の容器３
８中を流れる流体の圧力が上昇して、筒状の容器３８が
外側に変形している状況を示す。正常な状態では磁石３
４と筒状の容器３８との間には所定の隙間を持たせ、多
少の揺れ等では直接接触しないように設計されている
が、図４に示されるように、筒状の容器３８の板厚が薄
いために、筒状の容器内を流れる流体の圧力が増大する
と、筒状の容器３８の左右の側面部が外側に膨らみ、磁
石３４の表面の一部と直接接触し、リニアモータの故障
の原因となる。
の板厚を薄くした状態を示し、破線で示される図３の筒
状の容器３１に比較し、容器３８の板厚は極めて薄く成
形されている。この図４は、冷却機構用の筒状の容器３
８中を流れる流体の圧力が上昇して、筒状の容器３８が
外側に変形している状況を示す。正常な状態では磁石３
４と筒状の容器３８との間には所定の隙間を持たせ、多
少の揺れ等では直接接触しないように設計されている
が、図４に示されるように、筒状の容器３８の板厚が薄
いために、筒状の容器内を流れる流体の圧力が増大する
と、筒状の容器３８の左右の側面部が外側に膨らみ、磁
石３４の表面の一部と直接接触し、リニアモータの故障
の原因となる。
【０００８】本発明は斯かる点に鑑み、コイルの発熱に
よる温度上昇を抑制できると共に、相対移動する２つの
部材間の接触が確実に防止できるリニアモータを提供す
ることを目的とする。
よる温度上昇を抑制できると共に、相対移動する２つの
部材間の接触が確実に防止できるリニアモータを提供す
ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によるリニアモー
タは、相対移動する２つの部材（２１，２２）の一方に
取り付けられたコイル（２）と、他方の部材に取り付け
られた発磁体（４）とを有するリニアモータにおいて、
そのコイル（２）を囲む外筒（１）中に循環配管（５，
６，１９）を介して冷却媒体（１７）を循環させる循環
ポンプ（７）と、その冷却媒体（１７）の圧力を検出す
る圧力検出手段（１１）と、この圧力検出手段からの検
出圧力値に基づいて、その循環ポンプ（７）の動作を制
御する制御手段（９）と、を有するものである。
タは、相対移動する２つの部材（２１，２２）の一方に
取り付けられたコイル（２）と、他方の部材に取り付け
られた発磁体（４）とを有するリニアモータにおいて、
そのコイル（２）を囲む外筒（１）中に循環配管（５，
６，１９）を介して冷却媒体（１７）を循環させる循環
ポンプ（７）と、その冷却媒体（１７）の圧力を検出す
る圧力検出手段（１１）と、この圧力検出手段からの検
出圧力値に基づいて、その循環ポンプ（７）の動作を制
御する制御手段（９）と、を有するものである。
【００１０】この場合、そのコイル（２）が固定側の部
材（２２）に固定されて、ムービングマグネット型とな
っていることが好ましい。また、圧力検出手段（１１）
は冷却媒体（１７）が外筒（１）に流入する流入側に設
けられていることが好ましく、この外筒（１）は非磁性
体より形成されていることが好ましい。 また、冷却媒体
（１７）の温度を検出する温度センサ（１２，２０）を
有することが好ましい。 上述のリニアモータはステージ
装置に適用することができると共に、このステージ装置
は露光装置に適用することができる。
材（２２）に固定されて、ムービングマグネット型とな
っていることが好ましい。また、圧力検出手段（１１）
は冷却媒体（１７）が外筒（１）に流入する流入側に設
けられていることが好ましく、この外筒（１）は非磁性
体より形成されていることが好ましい。 また、冷却媒体
（１７）の温度を検出する温度センサ（１２，２０）を
有することが好ましい。 上述のリニアモータはステージ
装置に適用することができると共に、このステージ装置
は露光装置に適用することができる。
【００１１】
【作用】斯かる本発明のリニアモータによれば、圧力検
出手段（１１）により、常時リニアモータの外筒（１）
内を流れる冷却媒体（１７）の圧力をモニタし、制御手
段（９）により循環ポンプ（７）の動作を制御するの
で、例えば制御手段（９）により、冷却媒体（１７）の
圧力が外筒（１）の変形限界より決められた設定圧力以
下になるよう循環ポンプ（７）の動作を制御すれば、従
来のようにリニアモータの２つの部材（２１，２２）同
士が接触して故障することはない。
出手段（１１）により、常時リニアモータの外筒（１）
内を流れる冷却媒体（１７）の圧力をモニタし、制御手
段（９）により循環ポンプ（７）の動作を制御するの
で、例えば制御手段（９）により、冷却媒体（１７）の
圧力が外筒（１）の変形限界より決められた設定圧力以
下になるよう循環ポンプ（７）の動作を制御すれば、従
来のようにリニアモータの２つの部材（２１，２２）同
士が接触して故障することはない。
【００１２】また、コイル（２）が固定側の部材（２
２）に固定されて、ムービングマグネット型となってい
る場合には、発磁体であるコイル（２）が、固定されて
いるため、冷却機構が簡単である。また、圧力検出手段
（１１）を外筒（１）の流入側に設けた場合、圧力検出
手段（１１）は、外筒（１）に流入する冷却媒体（１
７）の圧力を検出する。この外筒（１）の材料として非
磁性体材料を用いることができる。 また、温度センサ
（１２，２０）を有する場合には、その検出結果に基づ
いて冷却媒体（１７）の温度を制御できる。 そして、ス
テージ装置に上述のリニアモータを適用し、露光装置に
このステージ装置を適用すれば、それぞれの装置におい
てリニアモータの２つの部材（２１，２２）同士の接触
による故障を起こすことがない。
２）に固定されて、ムービングマグネット型となってい
る場合には、発磁体であるコイル（２）が、固定されて
いるため、冷却機構が簡単である。また、圧力検出手段
（１１）を外筒（１）の流入側に設けた場合、圧力検出
手段（１１）は、外筒（１）に流入する冷却媒体（１
７）の圧力を検出する。この外筒（１）の材料として非
磁性体材料を用いることができる。 また、温度センサ
（１２，２０）を有する場合には、その検出結果に基づ
いて冷却媒体（１７）の温度を制御できる。 そして、ス
テージ装置に上述のリニアモータを適用し、露光装置に
このステージ装置を適用すれば、それぞれの装置におい
てリニアモータの２つの部材（２１，２２）同士の接触
による故障を起こすことがない。
【００１３】
【実施例】以下、本発明によるリニアモータの一実施例
につき図１及び図２を参照して説明する。本実施例は、
本発明をムービングマグネット型のリニアモータに適用
したものである。図１は、本例のリニアモータの構成を
示し、この図１において、リザーバタンク１０には冷却
用の流体１７が充填されている。流体１７の上面は解放
されて１気圧となっている。冷却用の流体１７は、リザ
ーバタンク１０の底部と連通する配管１９を経て循環用
のポンプ７により１気圧から昇圧され、温調機８に送ら
れる。温調機８で所定の温度にコントロールされた流体
１７は配管６を経由してリニアモータ本体１８の固定子
２２に入る。
につき図１及び図２を参照して説明する。本実施例は、
本発明をムービングマグネット型のリニアモータに適用
したものである。図１は、本例のリニアモータの構成を
示し、この図１において、リザーバタンク１０には冷却
用の流体１７が充填されている。流体１７の上面は解放
されて１気圧となっている。冷却用の流体１７は、リザ
ーバタンク１０の底部と連通する配管１９を経て循環用
のポンプ７により１気圧から昇圧され、温調機８に送ら
れる。温調機８で所定の温度にコントロールされた流体
１７は配管６を経由してリニアモータ本体１８の固定子
２２に入る。
【００１４】図２は、図１のリニアモータ本体１８のＡ
Ａ線に沿う断面図を示し、この図において、リニアモー
タ本体１８は固定子２２、及び可動子２１より構成さ
れ、固定子２２は、例えば半導体素子等の製造に使用さ
れる露光装置のウエハステージのベース（不図示）側に
固定され、可動子２１はそのベースに対して移動するＸ
又はＹステージ側に固定される。その露光装置として
は、一例として投影光学系に対してレチクルとウエハと
を相対的に走査するステップ・アンド・スキャン方式の
投影露光装置が使用され、そのリニアモータ本体１８は
例えば走査方向への駆動用に使用される。そして、その
走査方向への移動量はレーザ干渉計により高精度に計測
されている。
Ａ線に沿う断面図を示し、この図において、リニアモー
タ本体１８は固定子２２、及び可動子２１より構成さ
れ、固定子２２は、例えば半導体素子等の製造に使用さ
れる露光装置のウエハステージのベース（不図示）側に
固定され、可動子２１はそのベースに対して移動するＸ
又はＹステージ側に固定される。その露光装置として
は、一例として投影光学系に対してレチクルとウエハと
を相対的に走査するステップ・アンド・スキャン方式の
投影露光装置が使用され、そのリニアモータ本体１８は
例えば走査方向への駆動用に使用される。そして、その
走査方向への移動量はレーザ干渉計により高精度に計測
されている。
【００１５】また、可動子２１は、断面形状がコの字型
の磁石支持部３の内側に一対の磁石４を固定して構成さ
れている。そして、固定子２２は、固定子支持体１３上
に断面形状の外形が矩形の筒状の容器１を固定し、この
容器１内にコイル２が装着されたコイル支持板１４を固
定して構成されている。そして、筒状の容器１内でコイ
ル支持板１４を囲む流路１５を冷却用の流体１７が流れ
ている。
の磁石支持部３の内側に一対の磁石４を固定して構成さ
れている。そして、固定子２２は、固定子支持体１３上
に断面形状の外形が矩形の筒状の容器１を固定し、この
容器１内にコイル２が装着されたコイル支持板１４を固
定して構成されている。そして、筒状の容器１内でコイ
ル支持板１４を囲む流路１５を冷却用の流体１７が流れ
ている。
【００１６】図１において、配管６からリニアモータ本
体１８の筒状の容器１の注入口に流れ込んだ流体１７
は、コイル２の周囲を覆うようにして設けられた冷却機
構の筒状の容器１により形成される流路１５（図２参
照）中を流れ、コイル２から発生する熱を吸収し、昇温
されて、冷却機構の筒状の容器１の排出口と連通する図
１の配管５を経て、再びリザーバタンク１０に戻る構成
となっている。図１中の配管５，６，１９に沿う矢印は
流体１７の流れる方向を示す。なお、配管５，６，１９
中には不図示のストップバルブ及び制御バルブ等のバル
ブが設けられ、それらのバルブにより流体１７の流れが
制御されている。
体１８の筒状の容器１の注入口に流れ込んだ流体１７
は、コイル２の周囲を覆うようにして設けられた冷却機
構の筒状の容器１により形成される流路１５（図２参
照）中を流れ、コイル２から発生する熱を吸収し、昇温
されて、冷却機構の筒状の容器１の排出口と連通する図
１の配管５を経て、再びリザーバタンク１０に戻る構成
となっている。図１中の配管５，６，１９に沿う矢印は
流体１７の流れる方向を示す。なお、配管５，６，１９
中には不図示のストップバルブ及び制御バルブ等のバル
ブが設けられ、それらのバルブにより流体１７の流れが
制御されている。
【００１７】温調機８を出た流体１７の温度は、温調機
８の出口の配管６に設けられた温度センサ１２により測
定される。また、リニアモータ本体１８を出た流体１７
の出口温度も温度センサ２０により測定され、温度セン
サ１２，２０により測定された流体１７の測定温度は中
央制御系１６に供給される。温調機８は、温度センサ１
２のデータに基づいて中央制御系１６により制御され
る。一例として、温調機８は、容器１の注入口での流体
１７の温度を室温程度に設定する。
８の出口の配管６に設けられた温度センサ１２により測
定される。また、リニアモータ本体１８を出た流体１７
の出口温度も温度センサ２０により測定され、温度セン
サ１２，２０により測定された流体１７の測定温度は中
央制御系１６に供給される。温調機８は、温度センサ１
２のデータに基づいて中央制御系１６により制御され
る。一例として、温調機８は、容器１の注入口での流体
１７の温度を室温程度に設定する。
【００１８】また、流体１７のリニアモータ本体１８へ
の流入圧力が、配管６中に設けられた圧力センサ１１に
より測定され、圧力センサ１１により測定された流体１
７の測定圧力はポンプ制御系９に供給される。ポンプ７
は、圧力センサ１１のデータに基づいてポンプ制御系９
により制御される。ここで使用される圧力センサ１１と
しては、半導体式及びダイヤフラム式等の圧力センサが
使用できる。
の流入圧力が、配管６中に設けられた圧力センサ１１に
より測定され、圧力センサ１１により測定された流体１
７の測定圧力はポンプ制御系９に供給される。ポンプ７
は、圧力センサ１１のデータに基づいてポンプ制御系９
により制御される。ここで使用される圧力センサ１１と
しては、半導体式及びダイヤフラム式等の圧力センサが
使用できる。
【００１９】本例では、圧力センサ１１での限界圧力
（ゲージ圧）を０．５気圧に設定し、圧力センサ１１で
の測定圧力が０．５気圧を越えると、ポンプ制御系９に
よりポンプ７の出力が下げられるか、又は作動が停止す
る。但し、その限界圧力は大気圧からの差分であり、限
界圧力が０．５気圧のときの実際の流体１７の圧力は
１．５気圧である。また、この設定圧力値は、筒状の容
器１の内部を流れる流体の性質及び温度、筒状の容器１
の構成材料及び補強構造等の条件を勘案して決定される
ものである。
（ゲージ圧）を０．５気圧に設定し、圧力センサ１１で
の測定圧力が０．５気圧を越えると、ポンプ制御系９に
よりポンプ７の出力が下げられるか、又は作動が停止す
る。但し、その限界圧力は大気圧からの差分であり、限
界圧力が０．５気圧のときの実際の流体１７の圧力は
１．５気圧である。また、この設定圧力値は、筒状の容
器１の内部を流れる流体の性質及び温度、筒状の容器１
の構成材料及び補強構造等の条件を勘案して決定される
ものである。
【００２０】また、流体１７としてはコイル２の絶縁性
が良好な場合には例えば水が使用できる。但し、流体１
７としては、コイル２及び筒状の容器１等に対する腐食
性がなく、導電性がなく、且つ化学的に不活性な液体が
望ましい。そこで、本実施例では、流体１７として例え
ば商品名がフロリナート等のフッ素系不活性液体等を使
用する。
が良好な場合には例えば水が使用できる。但し、流体１
７としては、コイル２及び筒状の容器１等に対する腐食
性がなく、導電性がなく、且つ化学的に不活性な液体が
望ましい。そこで、本実施例では、流体１７として例え
ば商品名がフロリナート等のフッ素系不活性液体等を使
用する。
【００２１】更に、筒状の容器１の材料としては、強度
に優れた非磁性体の材料が選定される。具体的には、ス
テンレス、銅、アルミ、及び黄銅、リン青銅、キュプロ
ニッケル、クロム銅、アルミニウム黄銅等の銅合金、及
びマンガン、珪素、マグネシウム、亜鉛等とアルミニウ
ムとの合金等の内から適当な材料を選定する。次に、本
例のリニアモータの動作につき説明する。
に優れた非磁性体の材料が選定される。具体的には、ス
テンレス、銅、アルミ、及び黄銅、リン青銅、キュプロ
ニッケル、クロム銅、アルミニウム黄銅等の銅合金、及
びマンガン、珪素、マグネシウム、亜鉛等とアルミニウ
ムとの合金等の内から適当な材料を選定する。次に、本
例のリニアモータの動作につき説明する。
【００２２】前述のように、コイル２を冷却する流体１
７の流路１５を構成する筒状の容器１の板厚は、コイル
２の磁石４に対する励磁力が低下しないようにコイル２
と磁石４との隙間（ギャップ）を狭くするためには、出
来る限り薄く形成されることが好ましい。しかし、あま
り板厚が薄いと、筒状の容器１の内部を流れる流体１７
の圧力により容器１が変形してしまう。また、流路１５
を流れる流体の圧力を初めから低く抑えようとすれば流
体１７の流速が低下し、伝熱効率が悪くなる。
７の流路１５を構成する筒状の容器１の板厚は、コイル
２の磁石４に対する励磁力が低下しないようにコイル２
と磁石４との隙間（ギャップ）を狭くするためには、出
来る限り薄く形成されることが好ましい。しかし、あま
り板厚が薄いと、筒状の容器１の内部を流れる流体１７
の圧力により容器１が変形してしまう。また、流路１５
を流れる流体の圧力を初めから低く抑えようとすれば流
体１７の流速が低下し、伝熱効率が悪くなる。
【００２３】ところが、本例では圧力センサ１１が設け
られ、容器１内の流体１７の圧力がゲージ圧で０．５気
圧（絶対圧力で１．５気圧）を越えるとポンプ７の出力
が低下するようになっている。従って、容器１はゲージ
圧で例えば１．７気圧程度に耐えられればよいため、極
めて薄くできる。従って、本例ではコイル２と磁石４と
の隙間を小さくできる上に、仮に配管５が詰まったよう
な場合でも、容器１が膨張することがなく、固定子と可
動子との接触が防止される。
られ、容器１内の流体１７の圧力がゲージ圧で０．５気
圧（絶対圧力で１．５気圧）を越えるとポンプ７の出力
が低下するようになっている。従って、容器１はゲージ
圧で例えば１．７気圧程度に耐えられればよいため、極
めて薄くできる。従って、本例ではコイル２と磁石４と
の隙間を小さくできる上に、仮に配管５が詰まったよう
な場合でも、容器１が膨張することがなく、固定子と可
動子との接触が防止される。
【００２４】従来では、例えばリニアモータ本体１８か
ら温調機８に戻る配管５が折れたり、誤操作によりバル
ブが閉じられた場合、筒状の容器１内の圧力が上昇し、
筒状の容器１が膨らんで筒状の容器１と磁石４が接触
し、リニアモータ本体１８にダメージを与える不都合が
あった。しかしながら、本例によれば、流体１７の循環
経路内に異常が発生し、筒状の容器１内の流体１７の圧
力が急激に上昇する前にポンプ７の作動が停止するの
で、リニアモータ本体１８が損傷を受けることはない。
ら温調機８に戻る配管５が折れたり、誤操作によりバル
ブが閉じられた場合、筒状の容器１内の圧力が上昇し、
筒状の容器１が膨らんで筒状の容器１と磁石４が接触
し、リニアモータ本体１８にダメージを与える不都合が
あった。しかしながら、本例によれば、流体１７の循環
経路内に異常が発生し、筒状の容器１内の流体１７の圧
力が急激に上昇する前にポンプ７の作動が停止するの
で、リニアモータ本体１８が損傷を受けることはない。
【００２５】本例のリニアモータは、以上のようにコイ
ル部分からの発生熱を固定子２２内に設けた筒状の容器
１の中を冷却液である流体１７を流して除去するので、
リニアモータの周囲の空気の温度が、リニアモータから
の発生熱により上昇することがない。また、流体１７を
循環することによるリニアモータ本体１８の故障も未然
に防止することができるので、例えば半導体や液晶表示
素子の製造に使用される露光装置のレチクルステージや
ウエハステージの駆動用のリニアモータとして好適に使
用することができる。
ル部分からの発生熱を固定子２２内に設けた筒状の容器
１の中を冷却液である流体１７を流して除去するので、
リニアモータの周囲の空気の温度が、リニアモータから
の発生熱により上昇することがない。また、流体１７を
循環することによるリニアモータ本体１８の故障も未然
に防止することができるので、例えば半導体や液晶表示
素子の製造に使用される露光装置のレチクルステージや
ウエハステージの駆動用のリニアモータとして好適に使
用することができる。
【００２６】なお、本例ではリニアモータ本体１８の入
り口に設置した圧力センサ１１により、流体１７の圧力
を検出し、その検出値に基づいてポンプ７の動作を制御
したが、例えば配管５のリザーバタンク１０への出口又
は配管５，６中の適当な箇所に流体１７の流量を測定す
る流量センサを設け、その流量の測定値をポンプ制御系
９に供給し、ポンプ制御系９によりその流量センサでの
測定値が急激に変動した場合には、ポンプ７の出力を下
げるか、又はポンプ７の作動を停止するようにしてもよ
い。
り口に設置した圧力センサ１１により、流体１７の圧力
を検出し、その検出値に基づいてポンプ７の動作を制御
したが、例えば配管５のリザーバタンク１０への出口又
は配管５，６中の適当な箇所に流体１７の流量を測定す
る流量センサを設け、その流量の測定値をポンプ制御系
９に供給し、ポンプ制御系９によりその流量センサでの
測定値が急激に変動した場合には、ポンプ７の出力を下
げるか、又はポンプ７の作動を停止するようにしてもよ
い。
【００２７】また、本例では配管５のリザーバタンク１
０への吐出口は大気に解放されているが、リザーバタン
ク１０を密閉式にすることもできる。更に、リニアモー
タ本体１８の出口側に補助の循環ポンプを設けて筒状の
容器１中の流体１７を吸引するような構成にしてもよ
い。なお、本発明のリニアモータは、ムービングマグネ
ット型のリニアモータに限らず、ムービングコイル型の
リニアモータにも適用できる。
０への吐出口は大気に解放されているが、リザーバタン
ク１０を密閉式にすることもできる。更に、リニアモー
タ本体１８の出口側に補助の循環ポンプを設けて筒状の
容器１中の流体１７を吸引するような構成にしてもよ
い。なお、本発明のリニアモータは、ムービングマグネ
ット型のリニアモータに限らず、ムービングコイル型の
リニアモータにも適用できる。
【００２８】このように本発明は上述実施例に限定され
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り
得る。
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り
得る。
【００２９】
【発明の効果】本発明のリニアモータによれば、圧力検
出手段により冷却媒体の圧力をモニタして、例えばその
圧力の計測値が予め決められた設定値を超えた時に冷却
媒体を循環する循環ポンプの出力を下げるようにすれ
ば、冷却媒体がその中を流れる外筒の変形を防ぐことが
できる。従ってコイル及び発磁体をそれぞれ搭載する２
つの部材同士が接触してリニアモータが損傷する事故を
防止することができる。更に、冷却媒体の圧力が一定に
なるように循環ポンプの動作を制御することによって、
例えば冷却媒体の循環量を限度近くまで上げることがで
きる。従って、冷却媒体の伝熱効率（冷却効率）及び伝
熱量（冷却量）が上がり、例えばリニアモータの温調機
能を最大限に使用することができる。更に、本発明によ
りコイルと発磁体との隙間を小さくできるため、更に電
力使用効率が高まって発熱が少なくなる。
出手段により冷却媒体の圧力をモニタして、例えばその
圧力の計測値が予め決められた設定値を超えた時に冷却
媒体を循環する循環ポンプの出力を下げるようにすれ
ば、冷却媒体がその中を流れる外筒の変形を防ぐことが
できる。従ってコイル及び発磁体をそれぞれ搭載する２
つの部材同士が接触してリニアモータが損傷する事故を
防止することができる。更に、冷却媒体の圧力が一定に
なるように循環ポンプの動作を制御することによって、
例えば冷却媒体の循環量を限度近くまで上げることがで
きる。従って、冷却媒体の伝熱効率（冷却効率）及び伝
熱量（冷却量）が上がり、例えばリニアモータの温調機
能を最大限に使用することができる。更に、本発明によ
りコイルと発磁体との隙間を小さくできるため、更に電
力使用効率が高まって発熱が少なくなる。
【００３０】また、コイルが固定側の部材に固定され
て、ムービングマグネット型となっている場合には、発
熱体であるコイルが、固定されているため、冷却機構が
簡単である。また、例えば露光装置のステージの駆動用
として用いられた場合、コイルが可動側の部材に固定さ
れた、所謂ムービングコイル型のリニアモータと比べ
て、ステージの位置を計測するレーザ干渉計等の光路上
の空気の温度に対する影響を少なくすることができる。
て、ムービングマグネット型となっている場合には、発
熱体であるコイルが、固定されているため、冷却機構が
簡単である。また、例えば露光装置のステージの駆動用
として用いられた場合、コイルが可動側の部材に固定さ
れた、所謂ムービングコイル型のリニアモータと比べ
て、ステージの位置を計測するレーザ干渉計等の光路上
の空気の温度に対する影響を少なくすることができる。
【図１】本発明によるリニアモータの一実施例を示す構
成図である。
成図である。
【図２】図１のＡＡ線に沿う断面図である。
【図３】本出願人の先願に係わるリニアモータを示す断
面図である。
面図である。
【図４】図３のリニアモータで筒状の容器の板厚を薄く
した状態の要部を示す断面図である。
した状態の要部を示す断面図である。
１ 筒状の容器
２ コイル
４ 磁石
５，６，１９ 配管
７ 循環用のポンプ
８ 温調機
９ ポンプ制御系
１０ リザーバ・タンク
１１ 圧力センサ
１２，２０ 温度センサ
１５ 筒状の容器１内の流路
１６ 中央制御系
１７ 温調用の流体
１８ リニアモータ本体
２１ 可動子
２２ 固定子
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/027
H02K 41/02
H02K 9/00
Claims (7)
- 【請求項１】 相対移動する２つの部材の一方に取り付
けられたコイルと、他方の部材に取りつけられた発磁体
とを有するリニアモータにおいて、 前記コイルを囲む外筒中に循環配管を介して冷却媒体を
循環させる循環ポンプと、 前記冷却媒体の圧力を検出する圧力検出手段と、 該圧力検出手段からの検出圧力値に基づいて、前記循環
ポンプの動作を制御する制御手段と、を有することを特
徴とするリニアモータ。 - 【請求項２】 請求項１記載のリニアモータにおいて、 前記コイルが固定側の部材に固定されて、ムービングマ
グネット型となっていることを特徴とするリニアモー
タ。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載のリニアモータにお
いて、 前記圧力検出手段は、前記冷却媒体が前記外筒に流入す
る流入側に設けられていることを特徴とするリニアモー
タ。 - 【請求項４】 請求項１、２、又は３に記載のリニアモ
ータにおいて、 前記外筒は非磁性材料より形成されていることを特徴と
するリニアモータ。 - 【請求項５】 請求項１〜４の何れか一項に記載のリニ
アモータにおいて、 前記冷却媒体の温度を検出する温度センサを有すること
を特徴とするリニアモータ。 - 【請求項６】 リニアモータにより駆動されるステージ
装置において、 前記リニアモータとして請求項１〜５の何れか一項に記
載のリニアモータを用いることを特徴とするステージ装
置 - 【請求項７】 ステージ装置を駆動させてウエハにパタ
−ンを露光する露光装置において、 前記ステージ装置として請求項６に記載のステージ装置
を用いることを特徴とする露光装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31050194A JP3475973B2 (ja) | 1994-12-14 | 1994-12-14 | リニアモータ、ステージ装置、及び露光装置 |
| KR1019950045973A KR100375189B1 (ko) | 1994-12-14 | 1995-12-01 | 선형모터 |
| US08/934,815 US5770899A (en) | 1994-12-14 | 1997-09-22 | Linear motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31050194A JP3475973B2 (ja) | 1994-12-14 | 1994-12-14 | リニアモータ、ステージ装置、及び露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08167554A JPH08167554A (ja) | 1996-06-25 |
| JP3475973B2 true JP3475973B2 (ja) | 2003-12-10 |
Family
ID=18005990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31050194A Expired - Lifetime JP3475973B2 (ja) | 1994-12-14 | 1994-12-14 | リニアモータ、ステージ装置、及び露光装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5770899A (ja) |
| JP (1) | JP3475973B2 (ja) |
| KR (1) | KR100375189B1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JPH10127035A (ja) * | 1996-10-16 | 1998-05-15 | Canon Inc | リニアモータおよびこれを用いたステージ装置ならびに露光装置 |
| US6084319A (en) * | 1996-10-16 | 2000-07-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Linear motor, and stage device and exposure apparatus provided with the same |
| KR100223370B1 (ko) * | 1996-12-19 | 1999-10-15 | 윤종용 | 이동 통신시스템에서 채널 절환 방법 |
| JPH11307430A (ja) | 1998-04-23 | 1999-11-05 | Canon Inc | 露光装置およびデバイス製造方法ならびに駆動装置 |
| JP4088728B2 (ja) * | 1998-07-09 | 2008-05-21 | 株式会社ニコン | 平面モータ装置、駆動装置及び露光装置 |
| TW588222B (en) * | 2000-02-10 | 2004-05-21 | Asml Netherlands Bv | Cooling of voice coil motors in lithographic projection apparatus |
| JP3832556B2 (ja) * | 2000-02-25 | 2006-10-11 | 株式会社安川電機 | キャンド・リニアモータ |
| CN1327294A (zh) * | 2000-06-05 | 2001-12-19 | 杨泰和 | 具有封闭型冷却结构的回转电机 |
| JP2002064968A (ja) * | 2000-08-21 | 2002-02-28 | Nippon Thompson Co Ltd | 可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置 |
| US6515381B1 (en) | 2000-09-13 | 2003-02-04 | Nikon Corporation | Cantilever stage |
| JP2002186242A (ja) * | 2000-12-14 | 2002-06-28 | Nikon Corp | 電磁アクチュエータ装置、ステージ装置、露光装置及びデバイス |
| JP4689058B2 (ja) * | 2001-02-16 | 2011-05-25 | キヤノン株式会社 | リニアモータ、ステージ装置および露光装置ならびにデバイス製造方法 |
| US20050088634A1 (en) * | 2002-03-15 | 2005-04-28 | Nikon Corporation | Exposure system and device production process |
| CN1675814A (zh) * | 2002-08-21 | 2005-09-28 | 丰田自动车株式会社 | 车辆用电动机 |
| US20040100154A1 (en) * | 2002-11-26 | 2004-05-27 | Rahman Khwaja M. | Concentrated winding electric motor having optimized winding cooling and slot fill |
| US20040244963A1 (en) * | 2003-06-05 | 2004-12-09 | Nikon Corporation | Heat pipe with temperature control |
| US20050057102A1 (en) * | 2003-09-11 | 2005-03-17 | Nikon Corporation | Holding member, coolant, cooling method and cooling device, linear motor device, stage device, and exposure apparatus |
| BRPI0415985A (pt) * | 2003-10-28 | 2007-01-23 | Ibex Ind Ltd | ferramenta manual elétrica |
| US7288864B2 (en) * | 2004-03-31 | 2007-10-30 | Nikon Corporation | System and method for cooling motors of a lithographic tool |
| CN101032068B (zh) | 2004-10-01 | 2010-12-22 | 株式会社尼康 | 线性电机、载台装置和曝光装置 |
| JP2007123295A (ja) * | 2005-10-24 | 2007-05-17 | Canon Inc | 露光装置 |
| US20080073563A1 (en) * | 2006-07-01 | 2008-03-27 | Nikon Corporation | Exposure apparatus that includes a phase change circulation system for movers |
| US7916267B2 (en) * | 2006-08-29 | 2011-03-29 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus, and motor cooling device |
| US7576459B2 (en) * | 2006-09-25 | 2009-08-18 | Honeywell International Inc. | Electric machine with fluid supply control system |
| US8068208B2 (en) * | 2006-12-01 | 2011-11-29 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | System and method for improving immersion scanner overlay performance |
| DE102010004642B4 (de) * | 2010-01-13 | 2012-09-27 | Integrated Dynamics Engineering Gmbh | Magnetaktor sowie Verfahren zu dessen Montage |
| DE202012100266U1 (de) * | 2012-01-26 | 2012-02-23 | Elha-Maschinenbau Liemke Kg | Vertikal-Drehmaschine |
| US10931170B2 (en) * | 2017-05-10 | 2021-02-23 | Hamilton Sundstrand Corporation | Motor cooling utilizing cabin air |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3675056A (en) * | 1971-01-04 | 1972-07-04 | Gen Electric | Hermetically sealed dynamoelectric machine |
| JPH0641381A (ja) * | 1991-03-18 | 1994-02-15 | Kuraray Co Ltd | 樹脂組成物 |
-
1994
- 1994-12-14 JP JP31050194A patent/JP3475973B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-12-01 KR KR1019950045973A patent/KR100375189B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-09-22 US US08/934,815 patent/US5770899A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| US5770899A (en) | 1998-06-23 |
| JPH08167554A (ja) | 1996-06-25 |
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