JPH11122900A - 位置決めテーブル装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

位置決めテーブル装置およびデバイス製造方法

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JPH11122900A
JPH11122900A JP9299688A JP29968897A JPH11122900A JP H11122900 A JPH11122900 A JP H11122900A JP 9299688 A JP9299688 A JP 9299688A JP 29968897 A JP29968897 A JP 29968897A JP H11122900 A JPH11122900 A JP H11122900A
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JP
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jacket
coil
cooling
positioning table
positioning
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JP9299688A
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Shinji Oishi
伸司 大石
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  • Linear Motors (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Machine Tool Units (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 位置決めテーブルの構造部材の熱変形が少な
い高精度な位置決めテーブル装置および該装置を用いた
半導体デバイスの製造方法を提供する。 【解決手段】 固定部に対して相対移動する可動テーブ
ルと、磁気回路および該磁気回路に対して相対的に移動
するコイルを有し可動テーブルを駆動するためのリニア
モータと、コイルを冷却するための冷却装置とを備えた
位置決めテーブル装置において、コイルを覆い、その覆
われた内部空間に冷媒が流れるようにジャケットを設け
ると共に、ジャケット内に配置されたコイルのリード線
を、ジャケットに接続した冷却管を通してジャケットの
外部に引き出したことを特徴とする位置決めテーブル装
置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体露光装置、工
作機械等に使用する位置決めテーブル装置に関し、特
に、テーブルの位置を検出する位置検出器と、磁気回路
と、電流を流すことにより前記磁気回路に対して相対的
に移動するコイルと、コイルを冷却する冷却ユニットを
備えた位置決めテーブル装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図8は従来の位置決めテーブル装置の概
略構成図である。この図に示す位置決めテーブル装置
は、4相のコイルを一直線上に並べたリニアモータコイ
ル104を備えている。リニアモータコイル104はコ
イル支持部材103に支持されており、リニアモータコ
イル104を構成する各コイルの並ぶ方向と平行に、一
対のガイド102が設けられている。ガイド102に
は、テーブル天板101が軸受け106を介して取り付
けられており、テーブル天板101はガイド102によ
って前記コイルの並ぶ方向に自在に案内される。テーブ
ル天板101には可動磁石105が取り付けられ、可動
磁石105は前記コイルの並ぶ方向に永久磁石を極性を
交互にして4対並べて構成されている。
【0003】また、ガイド102の側方にはテーブル天
板101の位置を検出するリニアスケールなどの位置検
出器107が設けられている。特に、高精度な位置決め
精度が必要な半導体露光装置などでは、位置検出器10
7としてレーザ測長器が使用される。この位置検出器1
07からはテーブル101の移動方向に応じてアップ、
ダウン信号が出力され、この出力信号がカウンタユニッ
ト110に取り込まれてテーブル101の位置情報が得
られる。カウンタユニット110は、テーブル天板10
1に取り付けられた遮光板108が原点フォトスイッチ
109を通過した際に初期化される。また、カウンタユ
ニット110にはサーボコントローラ111および相切
り替えコントローラ112が接続されており、テーブル
101の目標位置とカウンタユニット110から得られ
る現在位置との差分を、例えばPID演算し制御出力と
してD/Aコンバータ113へ指令値として出力し位置
決め制御を行う。相切り替えコントローラ112は、相
切り替え位置データを記憶してあるテーブル116を参
照しながら、アンプ切り替え信号を出力し、スイッチ1
14が切り替え制御されて、各コイルへの通電が電流ア
ンプ115によって適切に行われる。そして、リニアモ
ータコイル104からのリード線119は、コネクタ1
20にまとめられ、ステージ近傍を引き回した後この電
流アンプ115に配線される。
【0004】ここで、多相型リニアモータを備えた位置
決めテーブル装置におけるリニアモータコイル104の
通電パターンを図5に示す。図中において記号Aおよび
Bはコイルに流れる電流の向きを示し、記号Bは図面正
面から見て手前向きの電流を示している。図5のケース
0〜9に示すように可動磁石105の位置によって通電
するコイル及びそのコイルに流れる電流の向きをあるピ
ッチ(この図では10mm毎)で切り替え、同一方向に
推力を発生させることで、可動磁石を所定の方向に移動
させるとともにテーブルを移動させている。
【0005】以上のようなテーブル移動時の通電によ
り、リニアモータコイル104には熱が発生する。コイ
ルの発熱を押さえるために、特開平1−194847等
では、コイル支持部材の内部に冷却管を貫通させ冷媒を
供給している。このような、従来のリニアモータの詳細
な構成を図6に、図6中A−B断面図を図7に示す。同
図に示すように、リニアモータコイル104を冷却する
ための冷却管118は、コイル支持部材103を貫通し
て設けられている。
【0006】
【発明が解決しようとしている課題】しかし、上述の従
来例では、コイルの一部しか冷却管と接していないた
め、コイルでの発熱を効率よく回収できない。近年、半
導体露光装置などでは高スループットを達成するために
大電流を流す傾向にあり、コイルから出てきたリード線
はステージ近傍を引き回した後電流アンプに配線される
が、サブミクロンの精度を要求される装置では、こうし
たリード線からの発熱も無視できない状況になってきて
いる。
【0007】半導体露光装置などでは、熱を回収できな
いと位置決めテーブルの構造部材の熱変形などを誘発
し、露光精度に悪影響を与えるなど問題となっている。
【0008】本発明の目的は上記の課題を解決し、位置
決めテーブルの構造部材の熱変形が少ない高精度な位置
決めテーブル装置および該装置を用いた半導体デバイス
の製造方法を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段及び作用】この目的を達成
するため本発明は、固定部に対して相対移動する可動テ
ーブルと、磁気回路および該磁気回路に対して相対的に
移動するコイルを有し可動テーブルを駆動するためのリ
ニアモータと、コイルを冷却するための冷却装置とを備
えた位置決めテーブル装置であって、通常、テーブルの
位置を検出するための位置検出器を有し、この位置検出
器により検出した位置情報に基いて可動テーブルを所定
の位置に駆動制御する位置決めテーブル装置において、
コイルを覆い、その覆われた内部空間に冷媒が流れるよ
うにジャケットを設けると共に、ジャケット内に配置さ
れたコイルのリード線を、ジャケットに接続した冷却管
を通してジャケットの外部に引き出したことを特徴とす
る。
【0010】このジャケットの外部に引き出したリード
線は、好ましくは、冷却管の中を通した状態で冷却装置
まで引き回し、この冷却装置を介してコイルに電流を通
じるための電流アンプに結線される。ここで、リード線
を冷却装置内から引き出す位置は、冷媒が冷却装置から
漏れないように冷媒の液面よりも上部に設けることが望
ましく、リード線を通す冷却管は、リード線が冷媒を送
り出すポンプ内を通らないように冷媒を回収する方の配
管であることが望ましい。
【0011】上記構成によれば、コイル及びリード線か
ら発生する熱を効率よく回収する事が可能となり、位置
決めテーブルの構造部材の熱変形などが少ない、高精度
な位置決めテーブル装置を提供できる。
【0012】また、本発明は、固定部に対して相対移動
する可動テーブルに基板を搭載し、磁気回路および該磁
気回路に対して相対的に移動するコイルを有するリニア
モータにより、可動テーブルを駆動して位置決めを行な
い、基板の所定の位置に原版のパターンを露光してデバ
イスを製造する方法において、コイルを覆い、その覆わ
れた内部空間に冷媒が流れるようにジャケットを形成し
て、そのジャケット内に配置されたコイルのリード線を
ジャケットに接続した冷却管を通してジャケットの外部
に引き出すことにより、リード線を含むコイル全体を冷
却しながら可動テーブルの駆動を行なうことを特徴とす
る。
【0013】
【実施例】図1は本発明の位置決めテーブル装置の実施
例の概略構成図である。この図に示すような本発明の位
置決めテーブル装置は、4相のコイルを一直線上に並べ
たリニアモータコイル4を備えている。リニアモータコ
イル4はコイル支持部材3に支持されており、リニアモ
ータコイル4を構成する各コイルの並ぶ方向と平行に、
一対のガイド2が設けられている。ガイド2には、テー
ブル天板1が軸受け6を介して取り付けられており、テ
ーブル天板1はガイド2によって前記コイルの並ぶ方向
に自在に案内される。テーブル天板1には可動磁石5が
取り付けられ、この可動磁石5は前記コイルの並ぶ方向
に永久磁石を極性を交互にして4対並べて構成されてい
る。
【0014】また、ガイド2の側方にはテーブル天板1
の位置を検出するリニアスケールなどの位置検出器7が
設けられている。特に、高精度な位置決め精度が必要な
半導体露光装置などでは、位置検出器7としてレーザ測
長器が使用される。位置検出器7からはテーブル1の移
動方向に応じてアップ、ダウン信号が出力され、この出
力信号がカウンタユニット10に取り込まれてテーブル
1の位置情報が得られる。カウンタユニット10は、テ
ーブル天板1に取り付けられた遮光板8が原点フォトス
イッチ9を通過した際に初期化される。カウンタユニッ
ト10にはサーボコントローラ11と相切り替えコント
ローラ12が接続されており、テーブルの目標位置とカ
ウンタユニットから得られる現在位置との差分を、例え
ばPID演算し制御出力としてD/Aコンバータ13へ
指令値として出力し位置決め制御を行う。各スイッチ1
4には、各コイルが電流アンプ15を介して接続されて
いる。相切り替えコントローラ12は、相切り替え位置
データを記憶してあるテーブル16を参照しながら、ア
ンプ切り替え信号を出力し、スイッチ14が切り替え制
御されて各コイルへの通電が適切に行われる。この各コ
イルへの通電については、上述の従来技術における通電
パターンと同様であり、図5に示される。
【0015】リニアモータの詳細な構成を図2に、図2
中A−B断面図を図3に示す。図3に示したように2枚
のコイル支持部材3を接着等により張り合わせコイルを
覆い、内部空間に冷媒が流れるジャケットを設け、ジャ
ケット内に配置したコイルのリード線19を、ジャケッ
卜に接続した冷却管を通してジャケットの外部に引き出
す構成とした。冷却ユニット17から冷却管18を介し
て冷媒を供給する。また冷却管18の中を通してジャケ
ットの外に引き出したコイルのリード線19を、冷媒を
供給する冷却ユニットまで引き回し、冷却ユニットを介
して電流アンプと結線させている。
【0016】図4に冷却ユニットの概略図を示す。同図
において、20は冷媒を送り出すポンプである。冷媒は
冷却ユニット内にて常に一定の温度に保たれる。冷媒が
液体である場合は、図4で示すように、冷却管18の内
部を通して引き出したリード線19を冷媒の液面より上
を通すように配線処理すれば冷媒の漏れを心配すること
なく、確実に電流アンプに結線できる。
【0017】次に、この位置決めテーブル装置を用いた
露光装置によるデバイスの製造例について説明する。図
9は微小デバイス(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)の製造のフローを示す。ステップ1(回路設計)で
は半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ2(マス
ク製作)では設計したパターンを形成したマスクを製作
する。一方、ステップ3(ウエハ製造)ではシリコンや
ガラス等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ4
(ウエハプロセス)は前工程と呼ばれ、上記用意したマ
スクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエ
ハ上に実際の回路を形成する。次のステップ5(組み立
て)は後工程と呼ばれ、ステップ4によって作製された
ウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセ
ンブリ工程(ダイシング、ボンディング)、パッケージ
ング工程(チップ封入)等の工程を含む。ステップ6
(検査)では、ステップ5で作製された半導体デバイス
の動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こう
した工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷
(ステップ7)される。
【0018】図10は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップ11(酸化)ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ12(CVD)ではウエハ表面に絶
縁膜を形成する。ステップ13(電極形成)ではウエハ
上に電極を蒸着によって形成する。ステップ14(イオ
ン打込み)ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ1
5(レジスト処理)ではウエハに感光剤を塗布する。ス
テップ16(露光)では上記説明した露光の適否を確認
する手段を有する露光装置によってマスクの回路パター
ンをウエハに焼付露光する。ステップ17(現像)では
露光したウエハを現像する。ステップ18(エッチン
グ)では現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ス
テップ19(レジスト剥離)ではエッチングが済んで不
要となったレジストを取り除く。これらのステップ11
〜19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。
【0019】本実施例ではこの繰り返しの各プロセスに
おいて、上記述べたように露光(ステップ16)のステ
ージ駆動において、発熱による影響の少ない位置決めス
テージ装置を用いることにより、従来は製造が難しかっ
た高集積度のデバイスを低コストで製造することができ
る。
【0020】
【発明の効果】上記構成によれば、コイル全面に冷媒が
作用するため効率よく冷却する事が可能である。また、
ジャケット内に配置したコイルのリード線を、ジャケッ
トに接続した冷却管を通してジャケットの外部に引き出
し、引き出したコイルのリード線を冷媒を供給する冷却
ユニットまで冷却管の中を通したまま引き回し、冷却ユ
ニットを介して電流アンプと結線させたことで、コイル
のリード線からの発熱も押さえることが可能となり、位
置決めテーブルの構造部材の熱変形が少ない高精度な位
置決めテーブル装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例の位置決めテーブル装置を
示す概略構成図である。
【図2】 図1の位置決めテーブル装置のリニアモータ
の構成図である。
【図3】 図1の位置決めテーブル装置のリニアモータ
の断面図である。
【図4】 図1の位置決めテーブル装置の冷却ポンプの
概略図である。
【図5】 多相型リニアモータの通電パターンを示した
図である。
【図6】 従来例の位置決めテーブル装置のリニアモー
タの構成図である。
【図7】 従来例の位置決めテーブル装置のリニアモー
タの断面図である。
【図8】 従来例の位置決めテーブル装置の実施例の概
略構成図である。
【図9】 微小デバイスの製造工程を示すフローチャー
トである。
【図10】 図9のウエハプロセスの詳細なフローチャ
ートである。
【符号の説明】
1,101:テーブル天板、2,102:ガイド、3,
103:コイル支持部材、4,104:リニアモータコ
イル、5,105:可動磁石、6,106:軸受け、
7,107:位置検出器(リニアスケール)、8,10
8:遮光板、9,109:原点フォトスイッチ、10,
110:カウンタユニット、11,111:サーボコン
トローラ、12,112:相切り替えコントローラ、1
3,113:D/Aコンバータ、14,114:スイッ
チ、15,115:電流アンプ、16,116:相切り
替え位置テーブル、17,117:冷却ユニット、1
8:冷却管、19,119:リード線、20:ポンプ、
120:コネクタ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/68 H02P 7/00 101T H02P 7/00 101 H01L 21/30 503B 515G B23Q 1/30

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固定部に対して相対移動する可動テーブ
    ルと、磁気回路および該磁気回路に対して相対的に移動
    するコイルを有し前記可動テーブルを駆動するためのリ
    ニアモータと、前記コイルを冷却するための冷却装置と
    を備えた位置決めテーブル装置において、 前記コイルを覆い、その覆われた内部空間に冷媒が流れ
    るようにジャケットを設けると共に、前記ジャケット内
    に配置されたコイルのリード線を、前記ジャケットに接
    続した冷却管を通して前記ジャケットの外部に引き出し
    たことを特徴とする位置決めテーブル装置。
  2. 【請求項2】 前記リード線は、前記冷却管の中を通し
    た状態で前記冷却装置まで引き回し、この冷却装置を介
    して前記コイルに電流を通じるための電流アンプに結線
    されることを特徴とする請求項1に記載の位置決めテー
    ブル装置。
  3. 【請求項3】 前記位置決めテーブル装置は、前記可動
    テーブルの位置を検出するための位置検出器を有し、こ
    の位置検出器により検出した位置情報に基いて前記可動
    テーブルを所定の位置に駆動制御するものであることを
    特徴とする請求項1または2に記載の位置決めテーブル
    装置。
  4. 【請求項4】 前記冷媒が前記冷却装置から漏れないよ
    うに、前記リード線を前記冷却装置内から引き出す位置
    が前記冷媒の液面よりも上部に設けることを特徴とする
    請求項1〜3のいずれかに記載の位置決めテーブル装
    置。
  5. 【請求項5】 前記冷却管が冷媒を回収する配管である
    ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の位置
    決めテーブル装置。
  6. 【請求項6】 固定部に対して相対移動する可動テーブ
    ルに基板を搭載し、磁気回路および該磁気回路に対して
    相対的に移動するコイルを有するリニアモータにより、
    前記可動テーブルを駆動して位置決めを行ない、前記基
    板の所定の位置に原版のパターンを露光してデバイスを
    製造する方法において、 前記コイルを覆い、その覆われた内部空間に冷媒が流れ
    るようにジャケットを形成して、そのジャケット内に配
    置されたコイルのリード線を前記ジャケットに接続した
    冷却管を通して前記ジャケットの外部に引き出すことに
    より、リード線を含むコイル全体を冷却しながら前記可
    動テーブルの駆動を行なうことを特徴とするデバイス製
    造方法。
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