JP4765937B2 - リニアモータ、ステージ装置、及び露光装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷媒コイルユニットを有するリニアモータ、及びこのリニアモータを駆動装置として備えるステージ装置、並びにリニアモータの駆動により移動するステージを用いてマスクのパターンを基板に露光する露光装置に関するものである。
本願は、２００４年１０月１日に出願された特願２００４−２８９９２４号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

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、非接触で駆動できるリニアモータが多く使用されている。この種のリニアモータでは通電によって発熱するコイル体を使用しているが、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。例えば、リニアモータからの発熱は、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虞がある。

そこで、コイル体を冷却ジャケット内に収容し、この冷却ジャケット内に温度調整用媒体（冷媒）を流通させることによりコイル体から発生した熱を吸収する技術が開示されている（例えば特許文献１参照）。また、この特許文献１には、冷媒として純水を用いる技術が開示されている。
特開２００３−８６４８６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。
ステージ駆動には高速、高加速が必要であるが、高加速度化がさらに進むと、冷却能力が追いつかなくなることが懸念される。そこで、高加速度化に対応すべく、吸熱特性の高い水等の活性冷媒を使うことが考えられるが、コイル体表面を保護するとともに作業性がよく安価な絶縁樹脂、例えばエポキシ樹脂によりモールドを施して構造形成を行った場合、エポキシ樹脂には耐水性がないため、電気絶縁性を確保できない虞がある。

そこで、加水分解しづらいポリウレタン等の熱硬化性樹脂によりコイル体を覆ってモールドすることも考えられるが、熱硬化性樹脂による成形温度がコイル体の形状を保持するための融着層の耐熱温度よりも高いため、融着層が破壊されるという問題が生じ、これらの理由から、従来では不活性冷媒を使用せざるを得ない状況であった。モータ駆動時の熱回収効率が十分でない場合には、表面温度が上昇して上述した測長計の計測誤差や周囲の部材・装置の熱変形を招く虞がある。

本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、熱回収効率が高く表面温度上昇の抑制が可能なリニアモータ及びこのリニアモータを備えた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１２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、包囲部材（１４２）内で温度調整用の液体の流路（１４２ａ）に臨んで配置され、少なくとも一部が前記液体と接するコイルユニット（１４１）を備えるリニアモータ（７９）であって、コイルユニット（１４１）は、コイル体（１４４）と、コイル体（１４４）を覆って所定形状に保持する成型層（１４３）と、前記液体に対する防液性を有し成型層（１４３）を覆う防液層（１５０）とを備えることを特徴とするものである。

従って、本発明のリニアモータでは、温度調整用の液体として熱容量の大きい液体、例えば水等の活性冷媒を使用した場合でも、防液層（１５０）によって防水されるので、コイル体（１４４）の絶縁性を確保することができる。また、コイル体（１４４）が成型層（１４３）によって覆われて所定形状に保持されるため、熱硬化性樹脂により防液層（１５０）を形成する場合でも、コイル体（１４４）の融着層を破壊することなく防液層（１５０）で覆うことが可能となる。そのため、コイルユニット（１４１）で生じた熱を熱容量の大きい液体で回収することで、表面温度上昇の抑制が可能になり、測長計の計測誤差や周囲の部材・装置の熱変形を防止することができる。

また、本発明のステージ装置は、上記のリニアモータ（７９）が駆動装置として用いられることを特徴とするものである。
従って、本発明のステージ装置では、リニアモータ（７９）によりステージ（ＲＳＴ）を駆動する場合でも、モータ駆動で生じた熱を効果的に吸熱することができ、周囲の部材・装置の熱変形や、周囲の空気温度の変化を抑制することが可能になる。

そして、本発明の露光装置は、マスクステージ（ＲＳＴ）に保持されたマスク（Ｒ）のパターンを基板ステージ（ＷＳＴ）に保持された基板（Ｗ）に露光する露光装置（１０）であって、上記のステージ装置（１２）がマスクステージ（ＲＳＴ）と基板ステージ（ＷＳＴ）との少なくともいずれか一方に用いられていることを特徴とするものである。

従って、本発明の露光装置では、マスクステージ（ＲＳＴ）、基板ステージ（ＷＳＴ）を介してマスク（Ｒ）、基板（Ｗ）を移動させる際にも、モータ駆動で生じた熱による周囲の部材・装置の熱変形や、周囲の空気温度の変化を抑制して、基板（Ｗ）へのパターン転写精度を向上させ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、電気絶縁性を維持しつつ、吸熱特性の高い活性冷媒を使うことが可能になり、高い推力でモータを駆動した際にもコイルユニットの表面温度の上昇を抑制することが可能になる。その結果、本発明では、計測装置の計測誤差や周囲の部材・装置の熱変形を防止することができる。

本発明に係る投影露光装置の概略構成を示す一部を切り欠いた図である。 図１の枠状部材及びレチクルステージの構成を示す斜視図である。 図１のレチクルステージ、枠状部材、及びレチクルベースの構成を示す分解斜視図である。 図１のレチクルステージを示す斜視図である。 レチクルステージをＹ方向に見た断面図である。 図１の照明系側プレート、レチクルステージ、及びレチクルベースをＹ方向に見た断面図である。 図１の照明系側プレート、レチクルステージ、及びレチクルベースの要部をＸ方向に見た断面図である。 コイルユニットの平面図である。 コイルユニットの正面断面図である。 第２実施形態に係るコイルユニットの平面図である。 第2実施形態に係るコイルユニットの正面断面図である。 第３実施形態に係るコイルユニットの断面図である。 第４実施形態に係るコイルユニットの断面図である。 図１０における導出部の要部拡大図である。 半導体デバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。

符号の説明

Ｒ…レチクル（マスク）、 ＲＳＴ…レチクルステージ（マスクステージ）、 Ｗ…ウエハ（基板）、 ＷＳＴ…ウエハステージ（基板ステージ）、 １０…投影露光装置（露光装置）、 １２…レチクルステージ装置（ステージ装置）、 ７９…Ｘ軸ボイスコイルモータ（リニアモータ）、 １４０Ａ、１４０Ｂ…コイルユニット、 １４１…コイル体、 １４２…フレーム（包囲部材）、 １４２ａ…内部空間（流路）、 １４３…モールド層（成型層）、 １５０…防水層（防液層）、 １５１…薄板体（成型層）、 １７０…導出部、 １７１…配線

以下、本発明のリニアモータとその製造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１２を参照して説明する。
本例は、ステップ・アンド・スキャン方式よりなる走査露光型の投影露光装置（スキャニング・ステッパ）に備えられたステージ装置に本発明を適用したものである。

（第１実施形態）
図１は、本例の投影露光装置（露光装置）１０の概略構成を示し、この図１において、投影露光装置１０に備えられている投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内で走査露光時のレチクル及びウエハ（詳細後述）の走査方向にＹ軸を取り、その走査方向に直交する非走査方向にＸ軸を取って説明を行う。
本例の投影露光装置１０は、照明光学系ユニットＩＯＰ、マスクとしての回路パターンが形成されたレチクルＲをＹ方向に所定のストロークで駆動するとともに、Ｘ方向、Ｙ方向及びθｚ方向（Ｚ軸の回りの回転方向）に微少駆動するステージ装置としてのレチクルステージ装置１２、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ウエハステージ（基板ステージ）ＷＳＴ、及びこれらの制御系等を備えている。

照明光学系ユニットＩＯＰは、露光光源及び照明光学系を含み、その内部に配置された視野絞り（レチクルブラインド）で規定されるレチクルＲのパターン面の矩形又は円弧状の照明領域ＩＡＲを露光ビームとしての露光光ＩＬで均一な照度分布で照明する。その照明光学系と同様の照明系は、例えば特開平６−３４９７０１号公報などに開示されている。本例の露光光ＩＬとしては、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）或いはＦ_２レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光が用いられる。なお、露光光ＩＬとして、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などの遠紫外光、超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線（ｇ線、ｉ線等）等を用いることも可能である。

次に、レチクルステージ装置１２は、照明光学系ユニットＩＯＰの下端部に連結された環状の取り付け部１０１を有するプレートとしての照明系側プレート（キャッププレート）１４の図１における下方に配置されている。照明系側プレート１４は、略水平に不図示の支持部材によって支持され、そのほぼ中央部には露光光ＩＬの光路（通路）となる矩形の開口１４ａが形成されている。

レチクルステージ装置１２は、図１及びレチクルステージ装置１２の斜視図である図２から分かるように、前記照明系側プレート１４の下方に所定間隔を隔ててほぼ平行に配置された定盤としてのレチクルベース１６、このレチクルベース１６と照明系側プレート１４との間に配置されたスライダとしてのレチクルステージＲＳＴ、及びこのレチクルステージＲＳＴを取り囲む状態でレチクルベース１６と照明系側プレート１４との間に配置された枠状部材１８、及びレチクルステージＲＳＴを駆動するレチクルステージ駆動系等を備えている。

レチクルベース１６は、不図示の支持部材によって略水平に支持されている。このレチクルベース１６は、図２の分解斜視図である図３に示すように、概略板状の部材から成り、そのほぼ中央には、凸のガイド部１６ａが形成されている。このガイド部１６ａの上面（ガイド面）は極めて高い平面度に仕上げられ、ガイド部１６ａのほぼ中央には、露光光ＩＬをＺ方向に通過させるためのＸ方向を長手方向とする矩形開口１６ｂが形成されている。レチクルベース１６の下面側には、図１に示すように、矩形開口１６ｂに対応して投影光学系ＰＬが配置されている。

レチクルステージＲＳＴは、図４Ａに示すような特殊な形状のレチクルステージ本体２２及びこのレチクルステージ本体２２に固定された各種磁石ユニット（詳細後述）等を備えている。レチクルステージ本体２２は、上方から見て概略矩形の板状部２４Ａと、この板状部２４Ａの−Ｘ方向の端部に設けられたミラー部２４Ｂと、板状部２４ＡのＹ方向の一側及び他側の端部からそれぞれＹ方向に突設された各一対の延設部２４Ｃ１，２４Ｃ２，２４Ｄ１，２４Ｄ２とを備えている。

前記板状部２４Ａのほぼ中央部には、露光光ＩＬを通過させるための開口がその中央に形成された段付き開口２２ａが形成され、この段付き開口２２ａの段部（１段掘り下げられた部分）には、レチクルＲを下側から複数点（例えば３点）で支持する複数（例えば３つ）のレチクル支持部材３４が設けられている。また、各レチクル支持部材３４にそれぞれ対応して、レチクルＲを挟んで固定するために、板状部２４Ａには複数（例えば３つ）のレチクル固定機構３４Ｐが設けられている。

そして、レチクルＲは、そのパターン面（下面）が、レチクルステージ本体２２（レチクルステージＲＳＴ）の中立面ＣＴ（曲げモーメントを受けた場合に伸縮しない面）に略一致する状態で、複数の支持部材３４によって支持されている（図４Ｂ参照）。なお、レチクル支持部材３４及びレチクル固定機構３４Ｐに代えて、或いはこれとともに、真空チャックや静電チャックなどの各種チャックを用いることは可能である。

また、前記ミラー部２４Ｂは、図４Ａ及び４Ｂから明らかなように、Ｙ方向を長手方向とする概略角柱状の形状を有し、その中心部分には軽量化を図るための断面円形の空洞部ＣＨが形成されている。ミラー部２４Ｂの−Ｘ方向の端面は鏡面加工が施された反射面１２４ｍ（図５参照）とされている。
板状部２４Ａ、ミラー部２４Ｂを含むレチクルステージ本体２２は、一体成形（例えば、一つの部材を削り出すことにより成形）されているが、本例では、説明を分かり易くするため、必要に応じて各部が別部材であるかのような表現をも用いている。勿論、上記各部の何れか１つを他と別部材で構成しても良いし、全てを別部材で構成しても良い。

また、図４Ａにおいて、レチクルステージ本体２２の板状部２４Ａの−Ｙ方向の端部には、２つの凹部２４ｇ１，２４ｇ２が形成され、この凹部２４ｇ１，２４ｇ２のそれぞれには、移動鏡としてのレトロリフレクタ３２Ａ，３２Ｂが設けられている。そして、前記４つの延設部２４Ｃ１，２４Ｃ２，２４Ｄ１，２４Ｄ２は、概略板状の形状を有し、各延設部には強度向上のための断面三角形状の補強部が設けられている。レチクルステージ本体２２の底面には、延設部２４Ｃ１から延設部２４Ｄ１に至るＹ方向の全域に亘る第１の差動排気型の気体静圧軸受けが形成され、延設部２４Ｃ２から延設部２４Ｄ２に至るＹ方向の全域に亘る第２の差動排気型の気体静圧軸受けが形成されている。

図１のレチクルステージ装置１２の一部の断面図である図６に示すように、レチクルステージ本体２２の底面の第１、第２の差動排気型の気体静圧軸受けからレチクルベース１６のガイド部１６ａの上面に噴き付けられる加圧気体の静圧と、レチクルステージＲＳＴ全体の自重とのバランスにより、ガイド部１６ａの上面上方に数μｍ程度のクリアランスを介して、レチクルステージＲＳＴが非接触で浮上支持されている。

図２に戻り、前記枠状部材１８の上面には、概略環状の凹溝８３，８５が二重に形成されている。このうちの内側の凹溝（以下、「給気溝」と呼ぶ）８３には、その内部に複数の給気口（不図示）が形成され、外側の凹溝（以下、「排気溝」と呼ぶ）８５には、複数の排気口（不図示）が形成されている。給気溝８３の内部に形成された給気口は、不図示の給気管路及び給気管を介して不図示のガス供給装置に接続されている。また、排気溝８５の内部に形成された排気口は、不図示の排気管路及び排気管を介して不図示の真空ポンプに接続されている。

また、枠状部材１８の底面にも、上面の給気溝８３及び排気溝８５に対応するように概略環状の凹溝からなる給気溝及び排気溝（不図示）が形成され、これらの給気溝及び排気溝もそれぞれ不図示のガス供給装置及び真空ポンプに接続されている。その給気溝及び排気溝を含んで、実質的に、レチクルベース１６の上面に枠状部材１８を浮上支持する差動排気型の気体静圧軸受けが構成されている。

即ち、ガス供給装置と真空ポンプとが作動状態にあるときは、枠状部材１８の底面の給気溝（不図示）からレチクルベース１６の上面に加圧気体が噴き付けられ、この噴き付けられた加圧気体の静圧により枠状部材１８の自重が支えられ、枠状部材１８がレチクルベース１６の上面に数μｍ程度のクリアランスを介して浮上支持される。

同様に、枠状部材１８の上面の給気溝８３及び排気溝８５を含んで、実質的に、枠状部材１８と照明系側プレート１４との間のクリアランスを維持する差動排気型の気体静圧軸受けが構成されている。
即ち、ガス供給装置と真空ポンプとが作動状態にあるときは、枠状部材１８の上面に形成された給気溝８３から照明系側プレート１４の下面に加圧気体が噴き付けられ、該噴き付けられた加圧気体の静圧と真空吸引力とのバランスによって、枠状部材１８と照明系側プレート１４との間に所定のクリアランスが維持される。

次に、図２に示すように、レチクルステージ駆動系は、レチクルステージＲＳＴをＹ方向に駆動するとともにθｚ方向（Ｚ軸の回りの回転方向）に微小駆動する第１駆動機構と、レチクルステージＲＳＴをＸ方向に微小駆動する第２駆動機構とを備えている。前者の第１駆動機構は、枠状部材１８の内部に、Ｙ方向にそれぞれ架設された一対のＹ軸駆動部３６、３８を含んで構成され、後者の第２駆動機構は、枠状部材１８の内部の＋Ｘ方向側のＹ軸駆動部３８の−Ｘ方向側にＹ方向に架設されたＸ駆動部４０を含んで構成されている。

前記一方のＹ軸駆動部３６は、図３の分解斜視図に示すように、Ｙ方向を長手方向とする一対のそれぞれコイルユニットが配置された固定子ユニット１３６Ａ，１３６Ｂと、これらの固定子ユニット１３６Ａ，１３６ＢをＹ方向（長手方向）の一端部と他端部とで保持する一対の固定部材１５２とを備えている。この場合、一対の固定部材１５２により、固定子ユニット１３６Ａ，１３６Ｂは、Ｚ方向（上下方向）に所定間隔をあけて相互に対向してかつＸＹ平面にそれぞれ平行に保持されている。一対の固定部材１５２のそれぞれは、前述の枠状部材１８の内壁面に固定されている。

前記固定子ユニット１３６Ａ，１３６Ｂは、図３及び図１のレチクルステージ本体２２付近の断面図である図５からも分かるように、断面矩形（長方形）の非磁性材料から成るフレームを有し、その内部には、Ｙ方向に所定間隔で複数のコイルが配設されている。そして、フレーム内にはコイルを冷却するための冷媒が流れている。冷媒についての詳細は後述する。
前記＋Ｘ方向側のＹ軸駆動部３８も上記一方のＹ軸駆動部３６と同様に構成されている。即ち、Ｙ軸駆動部３８は、Ｙ方向を長手方向とする上下一対のそれぞれコイルユニットが配置された固定子ユニット１３８Ａ，１３８Ｂと、これらの固定子ユニット１３８Ａ，１３８ＢをＺ方向に所定間隔を維持した状態で両端部にて固定する一対の固定部材１５４とを備えている。一対の固定部材１５４のそれぞれは、前述の枠状部材１８の内壁面に固定されている。固定子ユニット１３８Ａ，１３８Ｂは、前述の固定子ユニット１３６Ａ，１３６Ｂと同様に構成されている（図５参照）。

また、上側の固定子ユニット１３６Ａ，１３８Ａと、下側の固定子ユニット１３６Ｂ，１３８Ｂとの間には、図５に示すように、それぞれ所定のクリアランスを介して、レチクルステージＲＳＴが配設されている。この場合、固定子ユニット１３６Ａ，１３６Ｂにそれぞれ対向して、レチクルステージＲＳＴの上面、下面には、一対のそれぞれ磁石ユニット（磁極ユニット）が配置された可動子ユニット２６Ａ，２６Ｂが埋め込まれ、固定子ユニット１３８Ａ，１３８Ｂに対向して、レチクルステージＲＳＴの上面、下面には、一対のそれぞれ磁石ユニットが配置された可動子ユニット２８Ａ，２８Ｂが埋め込まれている。本例では、可動子ユニット２６Ａ，２６Ｂ及び２８Ａ，２８Ｂの磁石ユニットとして、それぞれＺ方向に磁界を発生する複数の永久磁石を所定ピッチで極性を反転しながらＹ方向に配置したユニットが使用されているが、その永久磁石の代わりに電磁石等も使用することができる。

可動子ユニット２６Ａ，２６Ｂのそれぞれは、図４Ｂに示すように、前述のレチクルステージ本体２２の板状部２４Ａの段付き開口２２ａの−Ｘ方向側に、レチクルステージ本体２２の中立面ＣＴに対して対称に上下面側にそれぞれ形成された凹部２４ｅ１，２４ｅ２内に配置されている。この場合、図５の固定子ユニット１３６Ａ，１３６Ｂは、上記中立面ＣＴを基準としてほぼ対称な位置に位置している。そして、一対の可動子ユニット２６Ａ，２６Ｂは、磁性体部材と、この磁性体部材の表面にＹ方向に沿って所定間隔で配置された複数の磁石とを、それぞれ備えている。複数の磁石は、隣り合う磁石同士で逆極性とされている。従って、可動子ユニット２６Ａの上方の空間及び可動子ユニット２６Ｂの下方の空間にはそれぞれＹ方向に沿って交番磁界が形成されている。

同様に、前記一対の可動子ユニット２８Ａ，２８Ｂのそれぞれは、図４Ｂに示すように、前述のレチクルステージ本体２２の板状部２４Ａの段付き開口２２ａの＋Ｘ方向側に、レチクルステージ本体２２の中立面ＣＴに関して対称に上下面側にそれぞれ形成された凹部２４ｆ１，２４ｆ２内に配置されている。また、一対の可動子ユニット２８Ａ，２８Ｂは、段付き開口２２ａのＸ方向の中心位置（レチクルステージＲＳＴの重心のＸ方向の位置とほぼ一致）を通るＺ軸に平行な直線に関して、可動子ユニット２６Ａ，２６Ｂとほぼ左右対称の配置となっている。また、図５の第１固定子ユニット１３８Ａ，１３８Ｂは、中立面ＣＴを基準としてほぼ対称な位置に位置している。

そして、一対の可動子ユニット２８Ａ，２８Ｂは、磁性体部材と、この磁性体部材の表面にＹ方向に沿って所定間隔で配置された複数の磁石とをそれぞれ備えている。複数の磁石は、隣り合う磁石同士で逆極性とされている。従って、可動子ユニット２８Ａの上方の空間及び可動子ユニット２８Ｂの下方の空間にもそれぞれＹ方向に沿って交番磁界が形成されている。

本例では、上述したＹ軸駆動部３６及び３８の上側の固定子ユニット１３６Ａ及び１３８Ａと、レチクルステージ本体２２側に対向して配置された可動子ユニット２６Ａ及び２８Ａとから、それぞれ図５に示すように第１のＹ軸リニアモータ７６Ａ及び第２のＹ軸リニアモータ７８Ａが構成されている。そして、Ｙ軸駆動部３６及び３８の下側の固定子ユニット１３６Ｂ及び１３８Ｂと、レチクルステージ本体２２側の対応する可動子ユニット２６Ｂ及び２８Ｂとから、それぞれ図５に示すように第３のＹ軸リニアモータ７６Ｂ及び第４のＹ軸リニアモータ７８Ｂが構成されている。また、それぞれ１軸の駆動装置としての第１、第２、第３、及び第４のＹ軸リニアモータ７６Ａ，７８Ａ，７６Ｂ，７８Ｂから上記の第１駆動機構が構成されている。本例の４軸のＹ軸リニアモータ７６Ａ，７８Ａ，７６Ｂ，７８Ｂはそれぞれムービングマグネット型であり、広いストロークで移動する部材側には配線を接続する必要がないため、移動速度を高めることができ好ましい。

例えば第１のＹ軸リニアモータ７６Ａでは、固定子としての固定子ユニット１３６Ａ内のコイルにＸ方向に電流が供給されることにより、そのコイルを流れる電流と可動子としての可動子ユニット２６Ａ内の磁石がＺ方向に発生する磁界との電磁相互作用によって、フレミングの左手の法則に従って、固定子ユニット１３６Ａ内のコイルにＹ方向への電磁力（ローレンツ力）が発生する。そして、この電磁力の反作用（反力）が固定子ユニット１３６Ａに対して相対的に可動子ユニット２６ＡをＹ方向に駆動する推力となる。同様に、図５の第２のＹ軸リニアモータ７８Ａは、固定子ユニット１３８Ａに対して相対的に可動子ユニット２８ＡをＹ方向に駆動する推力を発生する。また、第３及び第４のＹ軸リニアモータ７６Ｂ及び７８Ｂは、それぞれ固定子ユニット１３６Ｂ及び１３８Ｂに対して相対的に可動子ユニット２６Ｂ及び２８ＢをＹ方向に駆動する推力を発生する。

このように、固定子（固定子ユニット１３６Ａ，１３８Ａ，１３６Ｂ，１３８Ｂ）と可動子（可動子ユニット２６Ａ，２８Ａ，２６Ｂ，２８Ｂ）とが電磁相互作用のような物理的相互作用を行って駆動力を発生する際には、その固定子とその可動子とが「協働」して駆動力を発生するとも言うことができる。また、実際にはその電磁力（作用）によって固定子も可動子とは反対方向に僅かに移動する。そのため、本明細書では、相対的な移動量が多い方の部材を可動子又は可動子ユニットと呼び、相対的な移動量が少ない方の部材を固定子又は固定子ユニットと呼ぶものとする。

この場合、第１、第２、第３、及び第４のＹ軸リニアモータ７６Ａ，７８Ａ，７６Ｂ，７８Ｂの固定子ユニット１３６Ａ，１３８Ａ，１３６Ｂ，１３８Ｂはそれぞれ図２のＹ軸駆動部３６，３８を介して第１部材としての枠状部材１８に連結され、可動子ユニット２６Ａ，２８Ａ，２６Ｂ，２８Ｂはそれぞれ図２の第２部材としてのレチクルステージＲＳＴ（レチクルステージ本体２２）に固定されている。また、第１及び第２のＹ軸リニアモータ７６Ａ及び７８Ａは、レチクルＲを挟むようにほぼ対称にＸ方向に離れて配置されて、それぞれ枠状部材１８に対して相対的にレチクルステージＲＳＴをＹ方向に駆動する。
また、第３及び第４のＹ軸リニアモータ７６Ｂ及び７８Ｂは、第１及び第２のＹ軸リニアモータ７６Ａ及び７８Ａに対向するように配置されて、それぞれ枠状部材１８に対して相対的にレチクルステージＲＳＴをＹ方向に駆動する。

また、本実施形態では図２のＹ軸駆動部３６，３８が内側に固定された枠状部材１８は、底面側のレチクルベース１６及び上面側の照明系側プレート１４との間で気体軸受けを介して非接触に支持されている。そのため、Ｙ軸リニアモータ７６Ａ，７８Ａ，７６Ｂ，７８ＢによってレチクルステージＲＳＴをＹ方向に駆動する際に、反力を相殺するように枠状部材１８が逆方向に僅かに移動する。これによってレチクルステージＲＳＴを駆動する際の振動の発生が抑制される。但し、レチクルステージＲＳＴの質量に対して枠状部材１８の質量はかなり大きいため、枠状部材１８の移動量は僅かである。

本実施形態では、通常は、図５において、−Ｘ方向側の第１及び第３のＹ軸リニアモータ７６Ａ及び７６Ｂは、同期してＹ方向に同じ推力を発生するように駆動される。同様に、＋Ｘ方向側の第２及び第４のＹ軸リニアモータ７８Ａ及び７８Ｂも、同期してＹ方向に同じ推力を発生するように駆動される。そして、レチクルステージＲＳＴ（レチクルＲ）をＹ方向に等速駆動するような場合には、第１及び第３のＹ軸リニアモータ７６Ａ，７６Ｂと、第２及び第４のＹ軸リニアモータ７８Ａ，７８Ｂとが更に同期してほぼ等しい推力で枠状部材１８に対してレチクルステージＲＳＴをＹ方向に駆動する。また、レチクルステージＲＳＴの回転角θｚ（ヨーイング）を補正する必要のある場合には、第１及び第３のＹ軸リニアモータ７６Ａ，７６Ｂが発生する推力と、第２及び第４のＹ軸リニアモータ７８Ａ，７８Ｂが発生する推力との大きさの比が制御される。

本実施形態の場合、図４Ｂに示すように、レチクルステージＲＳＴの中立面ＣＴを基準として、可動子ユニット２６Ａ及び２６Ｂ、並びに可動子ユニット２８Ａ及び２８Ｂがそれぞれ対称に配置され、これらの可動子ユニットに対応する図５の固定子ユニット１３６Ａ及び１３６Ｂ、並びに固定子ユニット１３８Ａ及び１３８Ｂもそれぞれ中立面ＣＴを基準として上下対称に配置されている。このため、固定子ユニット１３６Ａ，１３６Ｂ，１３８Ａ，１３８Ｂのコイルにそれぞれ対応する電流を供給して、互いに同一の駆動力を可動子ユニット２６Ａ，２６Ｂ，２８Ａ，２８Ｂに与えることによって、レチクルステージＲＳＴの中立面ＣＴ（図４Ｂ参照）上の２箇所にＹ方向の駆動力（可動子ユニット２６Ａ，２６Ｂの駆動力の合力、及び可動子ユニット２８Ａ，２８Ｂの駆動力の合力）を作用させることができる。これにより、レチクルステージＲＳＴにはピッチングモーメントが極力作用しないようになっている。

更に、本実施形態では可動子ユニット２６Ａ，２６Ｂと、可動子ユニット２８Ａ，２８Ｂとは、Ｘ方向に関しても、レチクルステージＲＳＴの重心近傍位置に関してほぼ対称に配置されている。そのため、レチクルステージＲＳＴの重心からＸ方向に等距離の２箇所で上記のＹ方向の駆動力が作用するので、この２箇所に同一の力を発生させることでレチクルステージＲＳＴの重心位置近傍にＹ方向の駆動力の合力を作用させることが可能となっている。従って、例えばレチクルステージ本体２２をＹ方向に直線的に駆動するような場合に、レチクルステージＲＳＴにはヨーイングモーメントも極力作用しないようになっている。

次に、第２駆動機構側のＸ駆動部４０は、図３に示すように、Ｙ方向を長手方向とする一対の固定子としての固定子ユニット１４０Ａ，１４０Ｂと、これらの固定子ユニット１４０Ａ，１４０ＢをＹ方向（長手方向）の一端部と他端部とで保持する一対の固定部材１５６とを備えている。この場合、一対の固定部材１５６により、固定子ユニット１４０Ａ，１４０Ｂは、Ｚ方向（上下方向）に所定間隔をあけて相互に対向してかつＸＹ平面にそれぞれ平行に保持されている。一対の固定部材１５６のそれぞれは、前述の枠状部材１８の内壁面に固定されている。

固定子ユニット１４０Ａ，１４０Ｂは、図５からも明らかなように、断面矩形（長方形）の非磁性材料から成るフレームを有し、その内部には、コイルユニット１４１が配置されている。
図７Ａは固定子ユニット１４０Ａ、１４０Ｂの平面図であり、図７Ｂは正面断面図である。

コイルユニット１４１は、非磁性材料から成るフレーム１４２の内部空間１４２ａに収容されている。この内部空間１４２ａは温度調整用の冷媒（液体）の流路とされており、コイルユニット１４１は流路１４２ａに臨んで配置されることで、通電により生じた熱が冷媒により回収される構成となっている。なお、使用される冷媒としては、比熱が大きく冷却効率の高い水（特に純水）等を用いることができる。例えば不活性な液体としては、純水の他に、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、本実施の形態では純水を用いている。

コイルユニット１４１の両側縁には、フレーム１４２に接合するためのフランジ部１４３ａ、１４３ｂが延出して設けられている。コイルユニット１４１は、このフランジ部１４３ａ、１４３ｂにおいて取付ボルト等の締結手段１４８、１４９によりフレーム１４２に一体的に固定される。

コイルユニット１４１は、コイル体１４４と、コイル体１４４を覆って形状を保持するモールド層（成型層）１４３と、モールド層１４３を覆う防水層（防液層）１５０とを主体に構成されている。
コイル体１４４は、銅線等の線材を巻回することで、略０字状（長円形状）に形成されている。このコイル体１４４は、熱融着やアルコール融着等により形成された不図示の融着層により形状を保持され、またポリイミドやポリアミドイミド等の絶縁層（不図示）により周囲との電気絶縁性を保持している。
コイル体１４４の芯部にはコイル体１４４の形状を維持するため芯部材１４６が設けられている。本実施形態では芯部材１４６はＰＰＳ樹脂で形成されている。また、芯部材１４６はコイル体１４４形成時に線材を巻回する芯として用いても良いし、コイル体１４４形成後に嵌入してもよい。芯部材１４６は、コイル体１４４の形状維持のほかに、フレーム１４２に対するコイル体１４４の固定や冷媒流路１４２ａの確保のために用いることもできる。なお、本実施形態ではコイル体１４４が芯部材１４６を有する構成について説明しているが、コイル体１４４は芯部材１４６を有さない構成とすることも可能である。

モールド層１４３は、耐熱性が高く成型性に優れ、また防水層１５０との相性がよい合成樹脂である高耐熱エポキシ樹脂により形成されている。モールド層１４３は、リニアモータの発生する推力により変形するおそれがあるコイル体１４４の変形を抑えるという機能を有する必要があり、特に複数のコイル体１４４を配列して連結し、ひとつのコイルユニット１４１として成型する場合には、該推力に抗してそれぞれのコイル体１４４の位置関係を維持するという機能が必要である。更に、コイルユニット１４１が変形せず、形状がしっかりと維持されている方がコイルユニット１４１をフレーム１４２に組み付ける際にも都合がよい。そのため、モールド層１４３の材料として、硬化後にある程度の剛性を有する材料を用いる必要がある。高耐熱エポキシ樹脂はこの点でもモールド層として適当である。
防水層１５０は、冷媒である純水に対する防水性を有する材料で形成されており、ここではポリウレタン樹脂が用いられてモールド層１４３の表面をコーティング（被覆）している。このように、コイルユニット１４１を成型するモールド層１４３と防水を目的とする防水層１５０とをそれぞれの目的に適応した異なる材料で構成することにより、リニアモータの推力を受けるコイル体１４４、ひいてはコイルユニット１４１の形状変化を抑え、リニアモータの良好な駆動性能を維持することができると共に、リニアモータの冷媒としてより効率的に冷却を行うことができる純水を用いることができる。

図５に戻り、固定子ユニット１４０Ａ，１４０Ｂの間には、それぞれ所定のクリアランスを介して、レチクルステージＲＳＴの＋Ｘ方向の端部に固定された可動子としての断面矩形（長方形）の板状のＺ方向に磁界を発生する永久磁石３０が配置されている。永久磁石３０に代えて、磁性体部材とその上下面にそれぞれ固定された一対の平板状の永久磁石とから成る磁石ユニットを用いても良い。

この場合、永久磁石３０及び固定子ユニット１４０Ａ，１４０Ｂは、中立面ＣＴを基準としてほぼ対称な形状及び配置となっている（図４Ｂ及び図５参照）。従って、永久磁石３０によって形成されるＺ方向の磁界と固定子ユニット１４０Ａ，１４０Ｂをそれぞれ構成するコイルをＹ方向に流れる電流との間の電磁相互作用により、フレミングの左手の法則に従ってそのコイルにＸ方向の電磁力（ローレンツ力）が発生し、この電磁力の反力が永久磁石３０（レチクルステージＲＳＴ）をＸ方向に駆動する推力となる。また、この場合にも、レチクルステージＲＳＴをＸ方向に駆動する際の反力を相殺するように、逆方向に枠状部材１８が僅かに移動する。従って、レチクルステージＲＳＴをＸ方向に駆動する際の振動の発生も抑制されている。

この場合、固定子ユニット１４０Ａ，１４０Ｂをそれぞれ構成するコイル体１４４に同一の電流を供給することにより、レチクルステージＲＳＴの中立面ＣＴ（図４Ｂ参照）上の位置にＸ方向の駆動力を作用させることができ、これにより、レチクルステージＲＳＴにはローリングモーメントが極力作用しないようになっている。

上述のように、固定子ユニット１４０Ａ，１４０Ｂと永久磁石３０とにより、レチクルステージＲＳＴをＸ方向に微小駆動可能なムービングマグネット型のＸ軸ボイスコイルモータ（リニアモータ）７９が構成されている。
この結果、図２の本例のレチクルステージＲＳＴは、枠状部材１８に対してガイドレス方式でＸ方向、Ｙ方向、θｚ方向の３自由度で相対的に変位できるように支持されており、枠状部材１８に対してレチクルステージＲＳＴを相対的に駆動するために、Ｙ方向に推力を発生する４軸のＹ軸リニアモータ７６Ａ，７８Ａ，７６Ｂ，７８ＢとＸ方向に推力を発生する１軸のＸ軸ボイスコイルモータ７９とからなる５軸の駆動装置が設けられている。

本実施の形態では、更に、前述の枠状部材１８の＋Ｘ方向の側面及び＋Ｙ方向の側面には、図３に示すように、Ｚ方向の磁界を形成する磁石ユニットを含む可動子６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃが設けられている。これらの可動子６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃに対応してレチクルベース１６には、支持台６４Ａ，６４Ｂ，６４Ｃを介して、Ｙ方向に電流を流すコイルを含む固定子６２Ａ，６２Ｂ及びＸ方向に電流を流すコイルを含む固定子６２Ｃが設けられている。即ち、可動子６０Ａと固定子６２Ａとにより、及び可動子６０Ｂと固定子６２Ｂとにより、それぞれムービングマグネット型のボイスコイルモータから成るＸ方向駆動用のトリムモータが構成されている。また、可動子６０Ｃと固定子６２Ｃとによりムービングマグネット型のボイスコイルモータから成るＹ方向駆動用のトリムモータが構成されている。これら３つのトリムモータを用いることにより、レチクルベース１６に対して枠状部材１８をＸ方向、Ｙ方向、及びθｚ方向の３自由度方向に駆動することが可能である。

上述のようにレチクルステージＲＳＴをＸ方向、Ｙ方向、θｚ方向に駆動する際には、その作用を相殺するように枠状部材１８が僅かに移動するため、枠状部材１８のＸＹ平面内の位置が次第にずれる可能性がある。そこで、可動子６０Ａ〜６０Ｃ及び固定子６２Ａ〜６２Ｃよりなるトリムモータを用いて、例えば定期的に枠状部材１８の位置を中央に戻すことで、枠状部材１８の位置がレチクルベース１６から外れることが防止できる。

前記枠状部材１８の−Ｘ方向側の側壁のほぼ中央には、図３に示すように、凹状部１８ａが形成されている。この凹状部１８ａには枠状部材１８の内部と外部とを連通する矩形開口１８ｂが形成されている。また、枠状部材１８の−Ｙ側の側壁には、枠状部材１８の内部と外部とを連通する矩形開口１８ｃが形成されている。矩形開口１８ｂの外側には、図５に示されるように、レチクルステージＲＳＴのミラー部２４Ｂの反射面１２４ｍに対向してＸ軸レーザ干渉計６９Ｘが設けられている。このＸ軸レーザ干渉計６９Ｘからの測長ビームが矩形開口１８ｂを介してミラー部２４Ｂの反射面１２４ｍに対して投射され、その反射光が矩形開口１８ｂを介してＸ軸レーザ干渉計６９Ｘ内に戻る。この場合、測長ビームの光路のＺ方向の位置は、中立面ＣＴの位置に一致し、中立面ＣＴの位置はレチクルＲのパターン面（レチクル面）に一致している。

また、図５に示すように、投影光学系ＰＬの鏡筒の上端部近傍には、固定鏡Ｍｒｘが取付部材９２を介して設けられている。Ｘ軸レーザ干渉計６９Ｘからの参照ビームはレチクルベース１６に形成された貫通孔（光路）７１を介して、固定鏡Ｍｒｘに対して投射され、その反射光がＸ軸レーザ干渉計６９Ｘ内に戻る。Ｘ軸レーザ干渉計６９Ｘでは、測長ビームの反射光、参照ビームの反射光を内部の光学系により同軸にかつ同一の偏光方向の光に合成し、両反射光の干渉光を内部のディテクタによって受光する。そして、ディテクタの検出信号に基づいて、Ｘ軸レーザ干渉計６９Ｘは、レチクルステージ本体２２のＸ方向の位置を、固定鏡Ｍｒｘを基準として、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出する。また、Ｘ方向の位置の差分からレチクルステージ本体２２のＸ方向の速度（通常はほぼ０）も検出されている。

一方、矩形開口１８ｃの外側（−Ｙ方向側）には、図１のレチクルステージ装置１２近傍のＹＺ断面図である図６に示されるように、レチクルステージ本体２２に設けられた前述のレトロリフレクタ３２Ａ，３２Ｂの反射面に対向してＹ軸レーザ干渉計６９ＹＡ，６９ＹＢが設けられている。各Ｙ軸レーザ干渉計６９ＹＡ，６９ＹＢからの測長ビームは矩形開口１８ｃを介してレトロリフレクタ３２Ａ，３２Ｂの反射面に対してそれぞれ投射され、それぞれの反射光が窓ガラスｇ２を介して各Ｙ軸レーザ干渉計６９ＹＡ，６９ＹＢ内に戻る。この場合、測長ビームの照射点のＺ方向の位置は、中立面ＣＴの位置（レチクル面）にほぼ一致している。

また、図６に示すように、投影光学系ＰＬの鏡筒の上端部近傍には、固定鏡Ｍｒｙが取付部材９３を介して設けられている。各Ｙ軸レーザ干渉計６９ＹＡ，６９ＹＢからの参照ビームはレチクルベース１６に形成された貫通孔（光路）７２を介して、固定鏡Ｍｒｙに対してそれぞれ投射され、それぞれの反射光が各Ｙ軸レーザ干渉計６９ＹＡ，６９ＹＢ内に戻る。そして、各Ｙ軸レーザ干渉計６９ＹＡ，６９ＹＢは、前述のＸ軸レーザ干渉計６９Ｘと同様に、測長ビームの反射光と参照ビームの反射光との干渉光に基づいて、それぞれの測長ビームの投射位置（レトロリフレクタ３２Ａ，３２Ｂの反射面の位置）におけるレチクルステージ本体２２のＹ方向の位置を、固定鏡Ｍｒｙをそれぞれ基準として例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能でそれぞれ常時検出する。この場合、一対のＹ軸レーザ干渉計６９ＹＡ，６９ＹＢによって、レチクルステージＲＳＴのＺ軸回りの回転量も検出することが可能となっている。また、Ｙ方向の位置の差分からレチクルステージ本体２２のＹ方向の速度も検出されている。

本例では、前述の如く、Ｘ軸レーザ干渉計６９Ｘの測長ビームの光路のＺ方向の位置は、中立面ＣＴの位置（レチクル面）に一致しているので、いわゆるアッベ誤差がなく、レチクルステージＲＳＴ（レチクルＲ）のＸ方向の位置を精度良く計測することができる。一対のＹ軸レーザ干渉計６９ＹＡ，６９ＹＢにおいても、同様の理由により、いわゆるアッベ誤差がなく、高い計測精度が得られる。

なお、上記の移動鏡としての、ミラー部２４Ｂ、及びレトロリフレクタ３２Ａ，３２Ｂの３つが図１では移動鏡Ｍｍとして図示され、Ｘ軸レーザ干渉計６９Ｘと一対のＹ軸レーザ干渉計６９ＹＡ，６９ＹＢとが図１ではレチクル干渉計６９として図示されている。また、図１では、図５及び図６の固定鏡（固定鏡Ｍｒｘ，Ｍｒｙ）は図示が省略されている。

以下の説明においては、レチクル干渉計６９によってレチクルステージＲＳＴのＸＹ平面内の位置（θｚ回転を含む）が計測されているものとする。このレチクル干渉計６９からのレチクルステージＲＳＴの位置情報（又は速度情報でも良い）は図１のステージ制御系９０及びこれを介して主制御装置７０に送られ、ステージ制御系９０では主制御装置７０からの指示に応じ、レチクルステージＲＳＴの位置情報に基づいてレチクルステージＲＳＴの駆動を制御する。

図１に戻り、前記投影光学系ＰＬとしては、両側テレセントリックで屈折系又は反射屈折系よりなる投影倍率が１／４又は１／５等の縮小系が用いられている。走査露光中には、露光光ＩＬのもとで、レチクルＲの照明領域ＩＡＲ内のパターンの投影光学系ＰＬを介した縮小像は、投影光学系ＰＬの像面上に配置されたウエハＷ上の一つのショット領域のレジスト層上の細長い露光領域ＩＡ上に転写される。被露光基板としてのウエハＷは、半導体（シリコン等）又はＳＯＩ(silicon on insulator)等の直径が例えば１５０〜３００ｍｍの円板状の基板である。

投影光学系ＰＬは、鏡筒部に設けられたフランジ部ＦＬＧを介して、不図示の保持部材によって保持されている。
次に、ウエハステージＷＳＴは、ウエハ室８０内に配置されている。このウエハ室８０は、天井部の略中央部に投影光学系ＰＬの下端部を通すための円形開口７１ａが形成された隔壁７３で覆われている。この隔壁７３は、ステンレス（ＳＵＳ）等の脱ガスの少ない材料で形成されている。

ウエハ室８０内には、定盤よりなるウエハベースＢＳが、複数の防振ユニット８６を介してほぼ水平に支持されている。ウエハステージＷＳＴは、ウエハホルダ２５を介してウエハＷを真空吸着等により保持し、例えばリニアモータ等を含む不図示のウエハ駆動系によってウエハベースＢＳの上面に沿ってＸＹ２次元方向に駆動される。

ウエハ室８０の隔壁７３の−Ｙ方向側の側壁には光透過窓１８５が設けられている。これと同様に、図示は省略されているが、隔壁７３の＋Ｘ方向側の側壁にも光透過窓が設けられている。また、ウエハホルダ２５の−Ｙ方向側の端部には、平面鏡から成るＹ軸移動鏡５６ＹがＸ方向に延設されている。同様に、図示は省略されているが、ウエハホルダ２５の＋Ｘ方向側の端部には、平面鏡から成るＸ軸移動鏡がＹ方向に延設されている。
そして、ウエハ室８０の外部のＹ軸レーザ干渉計５７Ｙ及びＸ軸レーザ干渉計（不図示）からの測長ビームが、それぞれ光透過窓１８５及び不図示の透過窓を介してＹ軸移動鏡５６Ｙ及び不図示のＸ軸移動鏡に照射されている。Ｙ軸レーザ干渉計５７Ｙ及びＸ軸レーザ干渉計は、それぞれ例えば内部の参照鏡を基準として対応する移動鏡の位置及び回転角、即ちウエハＷのＸ方向、Ｙ方向の位置、及びＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の回りの回転角を計測する。Ｙ軸レーザ干渉計５７Ｙ及びＸ軸レーザ干渉計の計測値は、ステージ制御系９０及び主制御装置７０に供給され、ステージ制御系９０は、その計測値及び主制御装置７０からの制御情報に基づいて、不図示の駆動系を介してウエハステージＷＳＴの位置及び速度を制御する。

次に、上述のようにして構成された投影露光装置１０による基本的な露光動作の流れについて簡単に説明する。
先ず、主制御装置７０の管理の下、不図示のレチクルローダ、ウエハローダによって、レチクルロード、ウエハロードが行なわれる。その後、レチクルアライメント系、ウエハステージＷＳＴ上の基準マーク板、オフアクシス・アライメント検出系（いずれも図示省略）等を用いて、レチクルアライメント及びウエハアライメントが実行される。次に、先ず、ウエハＷの位置が、ウエハＷ上の最初のショット領域（ファースト・ショット）の露光のための走査開始位置となるように、ウエハステージＷＳＴが移動される。同時に、レチクルＲの位置が走査開始位置となるように、レチクルステージＲＳＴが移動される。そして、主制御装置７０からの指示により、ステージ制御系９０がレチクル干渉計６９によって計測されたレチクルＲの位置情報、及びウエハ側のＹ軸レーザ干渉計５７Ｙ及びＸ軸レーザ干渉計によって計測されたウエハＷの位置情報に基づき、レチクルＲ（レチクルステージＲＳＴ）とウエハＷ（ウエハステージＷＳＴ）とをＹ方向（走査方向）に同期移動させて、露光光ＩＬを照射することにより、ファースト・ショットへの走査露光が行なわれる。

続いて、ウエハステージＷＳＴが非走査方向（Ｘ方向）又はＹ方向に１ショット領域分だけステップ移動した後、次のショット領域に対する走査露光が行なわれる。このようにして、ショット間のステップ移動と走査露光とが順次繰り返されて、ウエハＷ上の各ショット領域にレチクルＲのパターンが転写される。
レチクルステージＲＳＴのＹ方向への移動時、レチクルステージＲＳＴのＸ方向への位置ずれはＸ軸レーザ干渉計６９Ｘによって計測されモニターされており、ステージ制御系９０はその位置ずれをキャンセルするようにＸ軸ボイスコイルモータ７９を駆動する。

ここで、Ｘ軸ボイスコイルモータ７９の駆動時には、固定子ユニット１４０Ａ、１４０Ｂのコイル体１４４に通電されることにより発熱するが、生じた熱はフレーム１４２内の流路１４２ａを流れる冷媒との熱交換により回収される。このとき、コイルユニット１４１は、防水層１５０に覆われているので、耐水性に劣るエポキシ樹脂で形成されたモールド層１４３に冷媒（純水）が到達することを防止できる。従って、冷媒がモールド層１４３からコイル体１４４に達して絶縁不良に陥ることが回避される。

また、防水層１５０を形成するポリウレタンの成型温度は約２００℃であるが、モールド層１４３を形成する高耐熱エポキシ樹脂の耐熱温度は３００℃以上であるので、防水層１５０を成型する際にもモールド層１４３に悪影響を及ぼすことがない。
さらに、コイル体１４４の融着層が防水層１５０の成型時に溶解してコイルへの接着効果が失われたとしても、コイル自体はモールド層１４３によって形状が保持されているため、通電時の推力定数に誤差が生じることが抑制される。
従って、本実施の形態では、電気絶縁性を維持しつつ、吸熱特性の高い活性冷媒を使うことが可能になり、高い推力でモータを駆動した際にも固定子ユニット１４０Ａ、１４０Ｂの表面温度の上昇を抑制することが可能になる。そのため、本実施形態では、レチクル干渉計（レーザ干渉計）６９の計測誤差や周囲の部材・装置の熱変形を防止することができる。

（第２実施形態）
続いて、本発明に係るリニアモータの第２実施形態について、図８Ａ及び８Ｂを参照して説明する。この図において、図７Ａ及び７Ｂ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。
なお、図８Ａ及び８Ｂにおいては、フレーム１４２の図示を省略してコイルユニット１４１のみを図示している。また、図８Ａ及び８Ｂに示すコイルユニット１４１においては、便宜上、フランジ部を省略した断面矩形の形状として図示している。

図８Ａは、コイルユニット１４１の平面図であり、図８Ｂは正面断面図である。
本実施の形態におけるコイルユニット１４１は、コイル体１４４が筒状の薄板体１５１で包まれている。この薄板体１５１は、ピンホールのない極薄（例えば厚さ０．１ｍｍ）のガラスエポキシ樹脂により両端が開口する断面矩形枠状に形成されたものであり、図８Ａに示すように、長さ方向でコイル体１４４よりも長く形成されている。コイル体１４４は、薄板体１５１の一端の開口部から挿入され嵌合状態で薄板体１５１に収容されている。

そして、本実施形態では、薄板体１５１を覆うようにモールド層１４３が成型されており、これら薄板体１５１及びモールド層１４３により本発明に係る成型層が構成される。この場合、モールド層１４３も薄板体１５１と同じ材質のガラスエポキシ樹脂で形成することが密着性を高めること等の理由から好ましい。このモールド層１４３は、ポリウレタン樹脂で形成された防水層１５０で覆われている。

本実施の形態では、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、成型時にモールド層１４３にピンホールが生じ、このピンホールを介して冷媒が浸入した場合でも、冷媒とコイル体１４４との接触を薄板体１５１によって阻止することが可能になり、コイル体１４４の電気絶縁性を確保することができる。そのため、本実施の形態では、モールド層１４３にピンホールが形成されることを許容できることになり、成型技術の精度を緩和でき成型作業が容易になるとともに、モールド層１４３の薄型化、ひいては固定子ユニット１４０Ａ、１４０Ｂ及びリニアモータ７９の薄型化を実現することができる。

（第３実施形態）
続いて、本発明に係るリニアモータの第３実施形態について、図９を参照して説明する。この図において、図７Ａ及び７Ｂに示す第１実施形態、および図８Ａ及び８Ｂに示す第２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。

本実施形態におけるコイルユニット１４１は、コイル体１４４の芯部材１４６を介してフレーム１４２に固定される。この場合、芯部材１４６も含めてコイル体１４４全体を筒状の薄板体１５１で覆うという第２実施形態の構成を採ることはできない。そのため、コイル体１４４のみを薄板体１５１で覆い、その上にモールド層１４３および防水層１５０を形成することになるが、この構成では芯部材１４６とモールド層１４３、および芯部材１４６と防水層１５０との密着性が良くなければ、芯部材とそれぞれの層との界面から冷媒が浸入してしまう。そこで、本実施形態においては芯部材１４６とモールド層１４３、防水層１５０との間に、少なくともいずれか一方と密着性の高い材質で構成された層１５２を介在させている。本実施形態においては、芯部材１４６の材料であるＰＰＳ樹脂とポリウレタン樹脂およびエポキシ樹脂の密着性がそれほど高くないため、コイル体１４４と接する芯部材１４６の側面部に、ガラスエポキシ樹脂の層１５２を設けている。そして、コイル体１４４はガラスエポキシ樹脂の薄板体１５１で覆われた上からエポキシ樹脂のモールド層１４３によりモールドされ、更にその上からポリウレタン樹脂で形成された防水層１５０によりコーティングされている。ガラスエポキシ樹脂で形成された層１５２はエポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂との密着性が高いため、芯部材１４６との界面から冷媒が浸入するのを防止することができる。また、防水層１５０とは別にモールド層１４３を設けたことによりコイルユニット１４１を高い剛性で形成することができ、リニアモータ駆動時に大きな推力がコイル体１４４に加わってもコイルユニットの形状を維持することができる。また、リニアモータ組み立て時においても、コイルユニット１４１の形状がしっかりしているのでコイルユニット１４１の取り扱いが容易になるとともに、コイルユニット１４１の変形による防水層１５０の割れやはく離などの不具合も発生しにくいので、リニアモータの信頼性も向上する。

なお、本第３実施形態においては、コイルユニット１４１の外表面から防水層１５０、モールド層１４３、薄板体１５１の順に形成したが、これに限られず、外表面から防水層１５０、薄板体１５１、モールド層１４３の順に形成してもよい。この場合においても防水層１５０および薄板体１５１によりコイル体１４４に冷媒が到達するのを防止できるとともに、モールド層１４３によってコイルユニット１４１の形状を高い剛性で維持することができる。これらの各層の形成順序は、コイル体１４４、薄板体１５１、モールド層１４３、防水層１５０のそれぞれに使用される材質の間の密着性によって決定すればよい。

また、ＰＰＳ樹脂製の芯部材１４６の表面を紫外線照射により改質し、ポリウレタン樹脂およびエポキシ樹脂との密着性を向上させてもよい。更に、芯部材１４６の材料として、比透磁率が小さく（好ましくは１〜１．０５）、比抵抗の大きな金属材料（たとえばチタン）を用いても良い。金属材料は面精度よく加工することが容易なので、防水層１５０、あるいはフレーム１４２との間のシール性を向上させることができる。

（第４実施形態）
続いて、本発明に係るリニアモータの第４実施形態について、図１０及び図１１を参照して説明する。
上記第１〜第３実施形態では、コイルユニット１４１が冷媒の流路１４２ａに臨んで配置されているため、コイル体１４４の配線をモールド層１４３及び防水層１５０を介して導出する必要がある。露光装置においては、部材からのアウトガスによって光学部材に曇りが生じる場合があるため、露光装置内で使用される材料はアウトガスの少ない、所謂ケミカルクリーン対応の材料（例えばフッ素系材料）を使用することが望ましい。そのため、コイル体１４４から外部へ導出される配線の被覆についてもフッ素系被覆配線が用いられる。しかしながら、フッ素系被覆はモールド材（例えばエポキシ樹脂）との密着性が低く、配線とモールド層との界面から浸水するおそれがある。そこで、本実施の形態では、配線を導出する導出部を冷媒の流路から隔離して設け、配線とモールド層との界面からの浸水を防止する構成としている。

図１０は、コイルユニット１４１の断面図である。
本実施の形態におけるコイルユニット１４１は、一隅部における導出部１７０からコイル体１４４の配線１７１が導出される。図１１は、導出部１７０の要部拡大図である。図１１に示すように、導出部１７０は、コイルユニット１４１の一隅部から突出して設けられており、モールド層１４３は導出部１７０において露出して設けられ、防水層１５０の端面とともにほぼ平坦な封止面１７３を形成する。

封止面１７３には、配線１７１が埋設状態に配される突部１７４が設けられるとともに、Ｏリング等の封止材１７５が配設される溝１７７が突部１７４の周囲を囲むように形成されている。
そして、フレーム１４２は封止面１７３においてコイルユニット１４１と接合し、コイルユニット１４１との間に流路１４２ａを形成する。なお、フレーム１４２には、突部１７４が嵌合する孔部１４２ｂが形成されている。また、突部１７４には配線の導出部を外部から保護するための防水カバー１７６が装着される。

上記の構成では、第１〜第３実施形態と同様の作用・効果が得られることに加えて、配線１７１の導出部１７０が冷媒流路１４２ａから隔離されているので、導出部１７０からの浸水を阻止することができる。特に、本実施の形態では、導出部１７０と流路１４２ａとの間において封止面１７３とフレーム１４２との間に封止材１７５が介装されているので、封止面１７３とフレーム１４２との間に流路１４２ａから冷媒が浸入した場合でも、冷媒が配線１７１へ達することを阻止でき、コイル体１４４に対する冷媒の電気絶縁性を確保することができる。また、本実施の形態では、配線出口部に防水カバー１７６を設けているので、外部から水等の液体が降りかかった場合でも、この液体が配線１７１を伝ってコイル体１４４に浸入することを防止できる。

なお、配線出口部における浸水対策としては、防水カバーの他に、フェルールタイプの防水用押さえ駒をインサートモールドする構成や、シーラント材をインサートモールドする構成としてもよい。また、配線出口部に防水型端子の一方をインサートモールドする構成とすることもできる。この場合、防水型端子の防水キャップをモールド材との密着性が高い材料とすれば、防水型端子とモールド材との界面からの浸水を防止することができるとともに、この防水型端子に接続する配線をケミカルクリーン対応の配線とすることができるので、光学部材へのアウトガスへの影響も軽減することができる。なお、防水型端子は、ＩＥＣ（International Electrotechnical Commission）規格６０５２９に規定されているＩＰ５７を満たすものであることが望ましい。

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、上記実施の形態においては、防水層１５０をポリウレタン樹脂で形成する構成としたが、これに限定されるものではなく、例えばフッ素樹脂やシリコーン樹脂で形成（コーティング）することも可能である。さらに、防水層としてはガラスコーティングやニッケルコーティング等の無機防水コーティング、あるいは酸化チタン（ＴｉＯ_２）や酸化シリコン（ＳｉＯ_２）などの無機酸化物コーティング（無機酸化物膜）を用いることも可能である。
また、冷媒となる液体が純水である例を用いて説明したが、これ以外にも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を用いることができる。この場合、これらの液体に対して防液性を有する材料の防液層で成型層を覆えばよい。

また、上記実施形態では、本発明のリニアモータをＸ駆動部４０の固定子ユニット１４０Ａ、１４０Ｂに適用する構成としたが、これに限定されるものではなく、Ｙ軸駆動部３６、３８の固定子ユニット１３６Ａ、１３６Ｂ、１３８Ａ、１３８Ｂにも適用可能である。さらに、本発明に係るリニアモータを有するステージ装置としてレチクルステージ装置１２に適用する構成としたが、ウエハステージＷＳＴにも適用可能である。

また、上記実施の形態では、可動子である１つの永久磁石３０を、固定子である２つの固定子ユニット１４０Ａ、１４０Ｂで挟んだ開磁路型のリニアモータについて説明したが、２つの永久磁石３０で、１つのコイルユニットを挟む閉磁路型のリニアモータに適用してもよい。閉磁路型を採用することにより、可動子の重量は増加するが、漏洩磁束を低減することができるという利点がある。
さらに、上記実施の形態では、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、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ことは言うまでもない。

また、上記実施形態の基板Ｗ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１０としては、レチクルＲと基板Ｗとを同期移動してレチクルＲ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の他に、レチクルＲと基板Ｗとを静止した状態でレチクルＲのパターンを露光し、基板Ｗ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にも適用することができる。また、所定の液体（例えば水）を介してレチクルＲのパターンを基板Ｗに露光する液浸型露光装置にも適用することができる。

また、本発明は、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）あるいは米国特許６，２０８，４０７号に開示されている。

露光装置１０の種類としては、ウエハに半導体デバイスパターンを露光する半導体デバイス製造用の露光装置に限られず、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを露光する液晶表示素子製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）あるい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。更に、レチクルＲを用いることなくスポット光を投影光学系ＰＬにより投影してウエハＷにパターンを露光する露光装置にも適用できる。

また、露光用照明光の光源として、超高圧水銀ランプから発生する輝線（ｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０４．７ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ））、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、Ｆ_２レーザ（１５７ｎｍ）のみならず、Ｘ線や電子線などの荷電粒子線を用いることができる。例えば、電子線を用いる場合には電子銃として、熱電子放射型のランタンヘキサボライト（ＬａＢ_６）、タンタル（Ｔａ）を用いることができる。さらに、電子線を用いる場合は、レチクルＲを用いる構成としてもよいし、レチクルＲを用いずに直接ウエハ上にパターンを形成する構成としてもよい。また、ＹＡＧレーザや半導体レーザ等の高周波などを用いてもよい。

投影光学系ＰＬとしては、エキシマレーザなどの遠紫外線を用いる場合は硝材として石英や蛍石などの遠紫外線を透過する材料を用い、Ｆ_２レーザやＸ線を用いる場合は反射屈折系または屈折系の光学系にし（レチクルＲも反射型タイプのものを用いる）、また電子線を用いる場合には光学系として電子レンズ及び偏向器からなる電子光学系を用いればよい。なお、電子線が通過する光路は、真空状態にすることはいうまでもない。また、投影光学系ＰＬを用いることなく、レチクルＲと基板Ｗとを密接させてレチクルＲのパターンを露光するプロキシミティ露光装置にも適用可能である。

上記実施形態のように基板ステージＷＳＴやレチクルステージ装置１２にリニアモータを用いる場合においてエアベアリングを用いたエア浮上型に限られず、ローレンツ力を用いた磁気浮上型を用いてもよい。また、各ステージＷＳＴ、１２は、ガイドに沿って移動するタイプでもよく、ガイドを設けないガイドレスタイプであってもよい。

基板ステージＷＳＴの移動により発生する反力は、特開平８−１６６４７５号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。また、レチクルステージ１２の移動により発生する反力は、特開平８−３３０２２４号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。

以上のように、本願実施形態の露光装置１０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及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。

半導体デバイスは、図１２に示すように、デバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２０２、デバイスの基材である基板（ウエハ）を製造するステップ２０３、前述した実施形態の露光装置１０によりマスクのパターンを基板（ウエハ）に露光するウエハ処理ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。

Claims (12)

1. 包囲部材内で温度調整用の液体の流路に臨んで配置され、少なくとも一部が前記液体と接するコイルユニットを備えるリニアモータであって、
   前記コイルユニットは、コイル体と、該コイル体を覆って所定形状に保持する成型層と、前記液体に対する防液性を有し前記成型層を覆う防液層とを備えることを特徴とするリニアモータ。
2. 請求項１記載のリニアモータにおいて、
   前記成型層は、前記コイル体を包む筒状の薄板体を有することを特徴とするリニアモータ。
3. 請求項２記載のリニアモータにおいて、
   前記薄板体は、前記コイル体と嵌合する筒状に構成されることを特徴とするリニアモータ。
4. 請求項２記載のリニアモータにおいて、
   前記成型層と前記薄板体とは同じ材質であることを特徴とするリニアモータ。
5. 請求項１記載のリニアモータにおいて、
   前記防液層と前記コイル体との間に前記成型層とは別に設けられた薄板体を有することを特徴とするリニアモータ。
6. 請求項１記載のリニアモータにおいて、
   前記コイル体の配線が前記コイルユニットから導出される導出部は、前記液体の流路から隔離して設けられていることを特徴とするリニアモータ。
7. 請求項１記載のリニアモータにおいて、
   前記液体が水であることを特徴とするリニアモータ。
8. 請求項１記載のリニアモータにおいて、
   前記成型層はエポキシ樹脂で形成されることを特徴とするリニアモータ。
9. 請求項１記載のリニアモータにおいて、
   前記防液層は、ポリウレタン樹脂とフッ素樹脂とシリコーン樹脂とのうちの少なくとも一つで形成されることを特徴とするリニアモータ。
10. 請求項１記載のリニアモータにおいて、
    前記防液層は、無機酸化物膜で形成されていることを特徴とするリニアモータ。
11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載のリニアモータが駆動装置として用いられることを特徴とするステージ装置。
12. マスクステージに保持されたマスクのパターンを基板ステージに保持された基板に露光する露光装置であって、
    請求項１１記載のステージ装置が前記マスクステージと前記基板ステージとの少なくともいずれか一方に用いられていることを特徴とする露光装置。

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