JPH1169764A

JPH1169764A - 位置決め装置及び該装置を備えた露光装置

Info

Publication number: JPH1169764A
Application number: JP9224704A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Ono; 一也小野
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1997-08-21
Filing date: 1997-08-21
Publication date: 1999-03-09

Abstract

(57)【要約】【課題】ウエハのような位置決め対象物が載置された
テーブルを非接触で安定に支持できると共に、そのテー
ブルを非接触で容易に位置決めできる位置決め装置を提
供する。【解決手段】磁石板を含むウエハテーブル５上にウエ
ハＷを保持し、ウエハテーブル５をコア板１０、トップ
ヨーク１６、及び支柱１５Ａ等からなる磁気回路内に収
納する。ウエハテーブル５の底面側に、それぞれコア１
０ａに対してＸコイル１２Ａ，１２Ｂ、Ｙコイル１３
Ａ，１３Ｂ、及びＺコイル１４を装着してなる駆動ユニ
ット１１を２次元的に多数配列し、Ｚコイル１４でウエ
ハテーブル５に対する浮上力を制御し、Ｘコイル１２
Ａ，１２Ｂ、及びＹコイル１３Ａ，１３Ｂによってウエ
ハテーブル５に対してＸ方向、Ｙ方向への推力を付与す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体ウエ
ハ等の位置決め対象物が載置された平板状可動体を非接
触で位置決めする位置決め装置、及びこの位置決め装置
を備えた露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体素子、撮像素子（ＣＣ
Ｄ等）、液晶表示素子、又は薄膜磁気ヘッド等を製造す
るためのフォトリソグラフィ工程で、マスクとしてのレ
チクルのパターンを投影光学系を介して基板としてのウ
エハ（又はガラスプレート等）の各ショット領域に転写
するステッパー等の投影露光装置が使用されている。こ
のような投影露光装置では、ウエハを高精度に露光位置
に位置決めする必要があるため、ウエハはウエハホルダ
上に真空吸着等によって保持され、従来はこのウエハホ
ルダが高精度に位置決め可能なウエハステージ上に固定
されていた。

【０００３】これに対して最近、ウエハをより高速に、
且つ機械的な案内面の精度等に影響されずに高精度に位
置決めするために、ウエハが載置された平板状のテーブ
ルを非接触で浮上させて位置決めする位置決め装置の開
発が進められている。そして、例えば米国特許（ＵＳ
Ｐ）第５１９６７４５号明細書には、ウエハが載置され
たテーブルの上下面に外側がＮ極及びＳ極となっている
永久磁石を交互に２次元的に配置し、そのテーブルが収
納される固定体側にそれらの永久磁石に対応した多相コ
イル列を配置した位置決め装置が提案されている。この
位置決め装置では、それらの永久磁石の磁束がテーブル
に対して垂直になっている場所の多相コイルでは水平方
向の推力が発生し、その磁束が水平になっている場所の
コイルでは鉛直方向の推力が発生することを利用して、
そのテーブルを６自由度の方向に非接触で位置決めして
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の如く従来の非接
触方式の位置決め装置では、可動体としてのテーブルの
上下面に極性が交互に反転する複数の永久磁石が取り付
けられていた。そのため、そのテーブルが大型化し、且
つ重量も重くなっていた。また、多相コイルによる鉛直
方向の推力は非常に小さく、その鉛直方向の推力のみで
その大きな重量のテーブルを浮上させるのは実質的に困
難であった。

【０００５】また、その位置決め装置は、多相コイルを
用いているため、位置決めのための制御が複雑であると
いう不都合があった。本発明は斯かる点に鑑み、ウエハ
のような位置決め対象物が載置されたテーブルを非接触
で安定に支持できると共に、そのテーブルを非接触で容
易に位置決めできる位置決め装置を提供することを目的
とする。

【０００６】更に本発明は、そのような位置決め装置を
備え、高いスループットで高精度に半導体素子等を製造
できる露光装置を提供することをも目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による位置決め装
置は、位置決め対象物（Ｗ）が載置される平板状可動体
（６）を位置決めするための位置決め装置であって、平
板状可動体（６）に一体的に組み込まれ平板状可動体
（６）が移動する面に垂直な一方向に磁束を発生する平
板状発磁体（８）と、平板状可動体（６）及び平板状発
磁体（８）を上下に挟むように配置され平板状発磁体
（８）と磁気回路を形成する磁気部材（１６，１０，１
５Ａ，１５Ｂ）と、平板状可動体（６）の底面側に配置
されその磁気部材及び平板状発磁体（８）よりなる磁気
回路内で、平板状発磁体（８）に対して平板状可動体
（６）の移動する面に垂直な方向に可変の推力を発生す
る複数の浮上用コイル（１４）と、平板状可動体（６）
の底面側に配置され平板状可動体（６）が移動する面内
の第１の方向にローレンツ力よりなる推力を発生させる
複数の第１の推力発生用コイル（１２Ａ）と、平板状可
動体（６）の底面側に配置され平板状可動体（６）が移
動する面内のその第１の方向に交差する第２の方向にロ
ーレンツ力よりなる推力を発生させる複数の第２の推力
発生用コイル（１３Ａ）と、を有し、その磁気部材、及
びその浮上用コイルによってその平板状可動体を非接触
状態で支持した状態で、それら第１及び第２の推力発生
用コイルに発生する推力の反力によってその平板状可動
体を位置決めするものである。

【０００８】斯かる本発明によれば、平板状可動体
（６）及び平板状発磁体（８）よりなる可動体（テーブ
ル）は、薄く軽量化できる。このとき、平板状発磁体
（８）が平板状可動体（６）を兼用してもよい。また、
平板状発磁体（８）から一方向に発生する磁束は、その
磁気部材の対向する面の間を含む磁気回路を貫通するた
め、例えばその可動体（６，８）の自重の大部分はその
磁気回路によって浮上するように支持される。この状態
で、浮上用コイル（１４）に流れる電流を制御すること
で、平板状発磁体（８）に対して反発力、又は吸引力の
何れでも発生できる。従って、例えば３個以上の浮上用
コイル（１４）での反発力、又は吸引力を制御すること
で、平板状発磁体（８）及び平板状可動体（６）からな
る可動体を非接触状態で浮上させて安定に支持できると
共に、その可動体の高さ、及び２軸の周りの傾斜角が制
御できる。

【０００９】即ち、その可動体（６，８）と底面側との
間のみ、又はその可動体（６，８）と上面側との間のみ
に磁気回路を設けている訳ではないため、その可動体
（６，８）に磁気的吸引力のみが発生することはなく、
その可動体（６，８）にはその磁気部材（磁気回路）に
よって定常的な浮上力が与えられる。従って、浮上用コ
イル（１４）の発熱量は極めて微少量となる。

【００１０】また、その可動体（６，８）の底面の推力
発生用コイル（１２Ａ，１３Ａ）に流れる電流と、平板
状発磁体（８）の磁束とによって発生するローレンツ力
の反力によって、その可動体（６，８）に対して２次元
的な推力が発生する。従って、特に多相コイルを使用す
る必要はない。その推力発生用コイルを例えば３個設け
ることで、その可動体（６，８）に対して２次元の推
力、及び回転力を付与できるため、結果としてその可動
体（６，８）を非接触で高速に６自由度で位置決めでき
る。

【００１１】この場合、その磁気部材は、平板状可動体
（６）の上面側で、平板状可動体（６）の移動範囲を覆
うように配置された第１の磁気部材（１６）と、平板状
可動体（６）の底面側で平板状可動体（６）の移動範囲
を覆うように配置された第２の磁気部材（１０）と、平
板状可動体（６）の周囲で第１の磁気部材（１６）と第
２の磁気部材（１０）とを連結する第３の磁気部材（１
５Ａ，１５Ｂ）と、を有することが望ましい。また、こ
れらの磁気部材は高透磁率材料からなることが望まし
い。更に、平板状発磁体（８）の上面及び底面の少なく
とも一方に高透磁率材料からなる補助磁気部材（７，
９）を配置してもよい。この補助磁気部材によってその
磁気回路によるその可動体（６，８）に対する浮上力が
大きくなると共に、各コイルによる推力も大きくなる。

【００１２】更に、それら複数の浮上用コイルは、それ
ぞれ高透磁率材料からなる磁心（１０ａ）に対して平板
状可動体（６）が移動する面に垂直な方向に巻回された
コイル（１４）よりなり、それら複数の第１の推力発生
用コイルは、それぞれ磁心（１０ａ）に対してその第１
の方向に巻回されたコイル（１２Ａ）よりなり、それら
複数の第２の推力発生用コイルは、それぞれ磁心（１０
ａ）に対してその第２の方向に巻回されたコイル（１３
Ａ）よりなり、複数の磁心（１０ａ）がその磁気部材の
一部を構成することが望ましい。これによって、平板状
発磁体（８）に対して浮上力、及び推力を発生する部材
を互いに同一構成の複数のユニット（１１）にまとめる
ことができ、制御が容易になり、構成が簡素化される。

【００１３】また、それら浮上用コイル、並びにそれら
第１及び第２の推力発生用コイルの近傍にこれらのコイ
ルを冷却するための冷却装置（２１）を配置することが
望ましい。次に、本発明の露光装置は、上記の本発明の
位置決め装置を備え、この位置決め装置で位置決めされ
る基板（Ｗ）上にマスクパターン像を露光するものであ
る。この場合、位置決め対象物としての基板（Ｗ）は本
発明の位置決め装置で非接触に高速に位置決めできる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
につき図面を参照して説明する。本例は投影露光装置に
おける半導体ウエハの位置決め部に本発明を適用したも
のである。図１は、本例の投影露光装置を示す概略構成
図であり、この図１において、照明光学系１からの露光
光（水銀ランプのｉ線等の輝線、又はエキシマレーザ光
等）ＩＬにより、レチクルＲの下面に形成されたパター
ンが均一な照度分布で照明され、露光光ＩＬのもとでレ
チクルＲのパターンが投影光学系３を介して所定の投影
倍率β（βは例えば１／４，１／５等）で、半導体ウエ
ハ（以下、単に「ウエハ」という）Ｗ上の所定のショッ
ト領域に投影される。ウエハＷの表面にはフォトレジス
トが塗布されている。以下、投影光学系３の光軸ＡＸと
平行にＺ軸を取り、光軸ＡＸと垂直な平面内で図１の紙
面と平行にＸ軸を、図１の紙面と垂直にＹ軸を取って説
明する。

【００１５】レチクルＲは、Ｘ方向、Ｙ方向、及び回転
方向に微動可能なレチクルステージ２上に保持され、レ
チクルステージ２の位置は不図示のレーザ干渉計の計測
値に基づいて制御されている。一方、本例の薄い円板状
のウエハＷは、薄い円板状のウエハホルダ４（図４参
照）上に例えば静電吸着で保持され、ウエハホルダ４は
全体として矩形の平板状のウエハテーブル５上に固定さ
れている。本例のウエハテーブル５は、ウエハホルダ４
側から順に、セラミックス製のプレート６、高透磁率材
料としての強磁性体よりなる薄板７、Ｚ方向に一様に磁
束を発生している１枚の磁石板８、及び強磁性体よりな
る薄板９を貼り合わせたものであり、磁石板８は、例え
ば底面側がＮ極で上面側がＳ極（逆でも可）の１枚の永
久磁石である。また、磁石板８の上面の薄板７の方が底
面の薄板９よりも厚くなっている。これは、後述のよう
にウエハテーブル５に対して＋Ｚ方向にその自重と釣り
合う定常的な磁気の浮上力を発生させるためである。ま
た、薄板７，９は、ウエハテーブル５（磁石板８）に対
する推力を強める役割も果たしている。

【００１６】即ち、ウエハテーブル５の底面側には多数
の磁心としてのコア（鉄心）よりなるコア板１０が配置
され、コア板１０に多数の駆動ユニット１１が取り付け
られている。各駆動ユニット１１は、それぞれコアと、
磁石板８（ウエハテーブル５）に対してＸ方向の推力を
付与するためのＸコイル１２Ａ，１２Ｂと、磁石板８
（ウエハテーブル５）に対してＹ方向の推力を付与する
ためのＹコイル１３Ａ，１３Ｂと、Ｚ方向へ磁束を発生
するＺコイル１４とから構成されており、各駆動ユニッ
ト１１の駆動回路がウエハテーブル駆動系２３内に組み
込まれている。また、ウエハテーブル５の上面側には、
強磁性体からなる平板状のトップヨーク１６が配置さ
れ、トップヨーク１６の中央部の開口１６ａに投影光学
系３の先端部が差し込まれている。

【００１７】そして、コア板１０とトップヨーク１６と
は４隅で強磁性体よりなる支柱１５Ａ〜１５Ｄ（図１で
は１５Ａ，１５Ｂのみが現れている）によって連結さ
れ、コア板１０、磁石板８、トップヨーク１６、及び支
柱１５Ａ，１５Ｂ等が閉じた磁気回路を形成している。
また、磁石板８の上面の強磁性の薄板７の方が底面の強
磁性の薄板９よりも厚いため、駆動ユニット１１が動作
しない状態では、磁石板８（ウエハテーブル５）にはコ
ア板１０とトップヨーク１６との間で、トップヨーク１
６側に吸着される方向の浮上力が作用している。実際に
は駆動ユニット１１によって磁石板８をコア板１０側に
吸引する推力を発生することによって、磁石板８（ウエ
ハテーブル５）はＺ方向の所望の位置で浮上した状態で
安定に支持される。

【００１８】また、コア板１０の底面側に支柱１９Ａ，
１９Ｂを介して非磁性体よりなるベースプレート２０が
設置され、ベースプレート２０上で多数の駆動ユニット
１１の底面側に冷却装置としての蛇行する冷却管２１が
配置されている。冷却管２１の入り口２１ａには、不図
示の冷媒供給装置から温度の低い液体よりなる冷媒が供
給され、冷却管２１内を流れて多数の駆動ユニット１１
から発生する熱を吸収した冷媒は、出口２１ｂからその
冷媒供給装置に戻されている。本例の各駆動ユニット１
１で発生する熱量は少ないが、僅かに発生する熱量も冷
却管２１によって外部に運ばれるため、ウエハテーブル
５の温度上昇が少なく、高精度に位置決めが行われる。

【００１９】また、ウエハテーブル５のプレート６の上
面の−Ｘ方向の端部にＸ軸の移動鏡１７Ｘが固定され、
＋Ｙ方向の端部にＹ軸の移動鏡１７Ｙ（図２参照）が固
定され、移動鏡１７Ｘにレーザ干渉計１８Ｘからのレー
ザビームがＸ軸に平行に照射され、移動鏡１７Ｙに２個
の並列に配置されたレーザ干渉計１８Ｙ１，１８Ｙ２
（図２参照）からのレーザビームがＹ軸に平行に照射さ
れている。レーザ干渉計１８Ｘ，１８Ｙ１，１８Ｙ２は
それぞれ対応する移動鏡１８Ｘ，１８Ｙの変位を例えば
０．００１μｍ〜０．０１μｍ程度の分解能で計測し、
計測結果を図１の装置全体の動作を統轄制御する主制御
系２２に出力する。この場合、例えばレーザ干渉計１８
Ｘの計測値、及びレーザ干渉計１８Ｙ１，１８Ｙ２の計
測値の平均値よりそれぞれウエハテーブル５（ウエハ
Ｗ）のＸ座標、及びＹ座標が求められ、Ｙ軸の２つのレ
ーザ干渉計１８Ｙ１，１８Ｙ２の計測値の差分よりウエ
ハテーブル５の回転角が求められる。主制御系２２は、
その計測値に基づいてウエハテーブル駆動系２３を介し
て、ウエハテーブル５の底面側に配置された多数の駆動
ユニット１１による推力を制御することによって、ウエ
ハテーブル５（ウエハＷ）の位置決めを行う。

【００２０】また、不図示であるが、投影光学系３の側
面（トップヨーク１６の一部）にはウエハＷの表面にス
リット像等を投影して、そのウエハＷからの反射光によ
って再結像されるスリット像の横ずれ量からウエハＷの
デフォーカス量を検出する斜入射方式の焦点位置検出系
も配置され、この焦点位置検出系の出力等に基づいて主
制御系２２は、オートフォーカス方式でウエハＷのＺ方
向の位置及び傾斜角の制御を行ってウエハＷの表面を投
影光学系３の像面に合わせ込む。そして、露光時には、
ウエハＷ上の或るショット領域への露光が終了すると、
駆動ユニット１１を介してウエハＷを非接触で高速にス
テッピングして次のショット領域を投影光学系３の露光
フィールドに移動して、レチクルＲのパターン像をその
ショット領域へ投影露光するという動作がステップ・ア
ンド・リピート方式で繰り返されて、ウエハＷの各ショ
ット領域への露光が行われる。

【００２１】さて、上述のように本例のウエハテーブル
５の磁石板８には、その底面の多数の駆動ユニット１１
によってＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向への推力が付与されて
いる。以下では、駆動ユニット１１の構成、及び動作に
つき詳細に説明する。図２は、図１のトップヨーク１６
の一部を切り欠いた斜視図であり、この図２に示すよう
に、コア板１０内でウエハテーブル５（ウエハＷ）が移
動する全部の領域を覆うように、Ｘ方向及びＹ方向に所
定ピッチで多数の（本例では５行×５列で）同一構成の
駆動ユニット１１が組み込まれている。この場合、ウエ
ハテーブル５の底面には駆動ユニット１１が常時、合わ
せて３行×３列程度以上配置されるように駆動ユニット
１１の配列ピッチが設定されている。

【００２２】図３は、図２のコア板１０から１つの駆動
ユニット１１以外の駆動ユニットを取り外した状態のコ
ア板１０を示し、この図３において、コア板１０は強磁
性体の平板にＸ方向、Ｙ方向に所定ピッチで正方形の貫
通孔１０ｂを形成したものであり、４個の貫通孔１０ｂ
に囲まれた部分がそれぞれ十字型のコア１０ａを形成し
ている。そして、１つの十字型のコア１０ａにおいて、
このＸ軸に平行な軸の周りに、コア１０ａの交差部を挟
むように１対のＸコイル１２Ａ，１２Ｂを巻回し、コア
１０ａのＹ軸に平行な軸の周りにその交差部を挟むよう
に１対のＹコイル１３Ａ，１３Ｂを巻回し、コア１０ａ
の交差部の上面にＺ軸に平行な軸の周りに巻回されたＺ
コイル１４を被着することによって、１つの駆動ユニッ
ト１１が形成されている。

【００２３】図２に戻り、他の駆動ユニット１１も、図
３の駆動ユニット１１と同じく、それぞれ十字型のコア
１０ａにＸコイル１２Ａ，１２Ｂ、Ｙコイル１３Ａ，１
３Ｂ、及びＺコイル１４を装着して構成されている。次
に、駆動ユニット１１、及びこの駆動回路の構成、及び
駆動ユニット１１の動作につき図４を参照して説明す
る。

【００２４】図４は図２の一部の拡大図であり、この図
４において、ウエハテーブル５の底面に位置している一
つの駆動ユニット１１に着目する。この場合、ウエハテ
ーブル５内の磁石板８と、図２のコア板１０及びトップ
ヨーク１６等とによって、磁石板８から駆動ユニット１
１に対して例えば−Ｚ方向に向かう磁束ＢＡが発生して
いる。

【００２５】また、その駆動ユニット１１に対して駆動
回路３１が接続され、駆動回路３１内の制御部３５が、
主制御系２２からの指令のもとで各回路の動作を統轄制
御する。そして、駆動回路３１内には、Ｘ軸駆動回路３
２、Ｙ軸駆動回路３３、及びＺ軸駆動回路３４が設けら
れ、Ｘ軸駆動回路３２は、対応する駆動ユニット１１の
Ｘコイル１２Ａ，１２Ｂに上面側でＹ方向に流れる電流
ＩＸを供給し、Ｙ軸駆動回路３３は、Ｙコイル１３Ａ，
１３Ｂに上面側でＸ方向に流れる電流ＩＹを供給し、Ｚ
駆動回路３４は、Ｚコイル１４に対して電流を供給して
いる。この結果、Ｘコイル１２Ａ，１２Ｂに流れる電流
ＩＸとＺ方向の磁束ＢＡとによって、Ｘコイル１２Ａ，
１２ＢにはＸ方向にローレンツ力ＦＸＡ，ＦＸＢが発生
し、磁石板８（ウエハテーブル５）にはローレンツ力Ｆ
ＸＡ，ＦＸＢの反力としてのＸ方向への推力ＦＸが発生
する。

【００２６】同様に、Ｙコイル１３Ａ，１３Ｂに流れる
電流ＩＹとＺ方向の磁束ＢＡとによって、Ｙコイル１３
Ａ，１３ＢにはＹ方向にローレンツ力ＦＹＡ，ＦＹＢが
発生し、磁石板８（ウエハテーブル５）にはローレンツ
力ＦＹＡ，ＦＹＢの反力としてのＹ方向への推力ＦＹが
発生する。この場合、推力ＦＸ，ＦＹはそれぞれ電流Ｉ
Ｘ，ＩＹに比例するため、Ｘ軸駆動回路３２及びＹ軸駆
動回路３３ではそれぞれ制御部３５から指示される推力
に応じて電流ＩＸ及びＩＹを制御する。それらの推力Ｆ
Ｘ，ＦＹの方向（±Ｘ方向、±Ｙ方向）は、それぞれ対
応する電流ＩＸ，ＩＹの方向（符号）によって何れにも
任意に設定できる。

【００２７】また、Ｚ軸駆動回路３４からＺコイル１４
に供給する電流値を制御することによって、Ｚコイル１
４を貫通する新たな可変の磁束が発生し、この可変の磁
束によって磁石板８には、リラクタンス力よりなるＺ方
向への推力ＦＺが作用する。この推力ＦＺも、Ｚコイル
に供給する電流の方向（符号）によって＋Ｚ方向（反発
力）、又は−Ｚ方向（吸引力）の何れにも設定できる。
本例では、磁束ＢＡによって磁石板８（ウエハテーブル
５）に浮上力が付与されているため、そのＺ方向への推
力ＦＺは、通常は磁石板８をコア板１０側に吸引するた
めの−Ｚ方向への推力となる。Ｚ軸駆動回路３４では、
制御部３５から指示される推力ＦＺに応じて、Ｚコイル
１４に供給する電流を制御する。

【００２８】図４の駆動回路３１と同一の駆動回路は、
それぞれ図２の各駆動ユニット１１に接続されており、
このような多数の駆動回路３１より図１のウエハテーブ
ル駆動系２３が構成されている。この際のウエハテーブ
ル５（ウエハＷ）のＸ方向、Ｙ方向の座標、及び回転角
はレーザ干渉計１８Ｘ，１８Ｙ１，１８Ｙ２の計測値よ
り求められ、この結果に基づいて主制御系２２は各駆動
ユニット１１の駆動回路３１内の制御部３５に対して、
各部分でどの程度ウエハテーブル５を変位させるかの指
令を与え、この指令に応じて制御部３５は対応するコイ
ルによって所定の推力を発生させる。そして、多数の駆
動ユニット１１から磁石板８（ウエハテーブル５）に対
して発生するＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向への推力ＦＸ，Ｆ
Ｙ，ＦＺを組み合わせることによって、ウエハテーブル
５が６自由度（Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向への変位、及び
Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の周りの回転）で位置決めできる。

【００２９】具体的に、ウエハテーブル５（ウエハＷ）
をＹ方向へ変位させる場合には、図５（ａ）に示すよう
に、主制御系２２はウエハテーブル５の底部の複数の駆
動ユニット１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの制御部に対して、
Ｙ方向への推力ＦＹ１を発生させるように指令を発す
る。これに応じて駆動ユニット１１Ａ〜１１Ｃからウエ
ハテーブル５に対してそれぞれＹ方向への推力ＦＹ１が
作用して、ウエハテーブル５がＹ方向に変位する。同様
に、ウエハテーブル５をＸ方向へ変位させる場合には、
ウエハテーブル５の底部の複数の駆動ユニット１１Ｄ，
１１Ｂ，１１Ｅからウエハテーブル５に対してそれぞれ
Ｘ方向への推力ＦＸ１を作用させればよい。

【００３０】また、図５（ｂ）に示すように、ウエハテ
ーブル５（ウエハＷ）に回転誤差θが発生している場合
には、ウエハテーブル５の底部のＸ方向に離れた１対の
駆動ユニット１１Ａ，１１Ｃからそれぞれ−Ｙ方向への
推力ＦＹ２及び＋Ｙ方向への推力−ＦＹ２を発生させ、
Ｙ方向に離れた１対の駆動ユニット１１Ｄ，１１Ｅから
それぞれ−Ｘ方向への推力ＦＸ２及び＋Ｘ方向への推力
−ＦＸ２を発生させて、ウエハテーブル５を回転誤差θ
を相殺するように回転すればよい。この際に、ウエハテ
ーブル５の回転角は図２のレーザ干渉計１８Ｙ１，１８
Ｙ２の計測値よりモニタされているため、これに基づい
て閉ループでウエハテーブル５の回転角が正確に補正さ
れる。

【００３１】このように本例では、ウエハＷが載置され
るウエハテーブル５が非接触で駆動されるため、ウエハ
Ｗを高速に位置決めすることができる。従って、露光工
程のスループット（生産性）が高まる。なお、例えば図
１において、ウエハＷの交換は、トップヨーク１６の端
部に設けた切り欠き部（不図示）を通して行うことがで
きる。

【００３２】なお、上記実施の形態では、ウエハＷの表
面のＺ方向の位置を計測するための斜入射方式の焦点位
置検出系（不図示）を設けているが、その他にコア板１
０側にウエハテーブル５との間隔を計測するための複数
のギャップセンサを設けてもよい。また、上述の実施の
形態は、本発明を一括露光型の投影露光装置に適用した
ものであるが、本発明はレチクル及びウエハを投影光学
系に対して同期して走査して転写を行うステップ・アン
ド・スキャン方式のような走査露光型の投影露光装置に
適用してもよい。

【００３３】このように本発明は上述の実施の形態に限
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。

【００３４】

【発明の効果】本発明の位置決め装置によれば、平板状
可動体及び平板状発磁体よりなる可動体（テーブル）
は、薄く軽量化できる。また、例えばその可動体の自重
の殆どを磁気部材及び平板状発磁体よりなる磁気回路で
支持し、複数の浮上用コイルでその可動体の浮上力を制
御し、複数の推力発生用コイルでその可動体にその可動
体の移動面内で２次元的な推力を発生しているため、ウ
エハのような位置決め対象物が載置された平板状の可動
体を非接触で安定に支持できると共に、その可動体を非
接触で容易に位置決めできる利点がある。

【００３５】また、その浮上用コイルでの発熱量は少な
いため、位置決め精度が向上する。また、その磁気部材
は、第１の磁気部材〜第３の磁気部材を有しているとき
には、その磁気部材の組立調整が容易である。更に、平
板状発磁体の上面及び底面の少なくとも一方に高透磁率
材料からなる補助磁気部材が配置された場合には、その
磁気回路による浮上力が増大するため、その浮上用コイ
ルの発熱量を更に低減できる。

【００３６】また、複数の浮上用コイルは、それぞれ高
透磁率材料からなる磁心に対して平板状可動体が移動す
る面に垂直な方向に巻回されたコイルよりなり、複数の
第１の推力発生用コイルは、それぞれその磁心に対して
第１の方向に巻回されたコイルよりなり、複数の第２の
推力発生用コイルは、それぞれその磁心に対してその第
２の方向に巻回されたコイルよりなり、複数のその磁心
がその磁気部材の一部を構成する場合には、浮上用コイ
ルや推力発生用コイルをユニット化できると共に、構成
が簡素化される。

【００３７】また、浮上用コイル、並びに第１及び第２
の推力発生用コイルの近傍に該コイルを冷却するための
冷却装置を配置した場合には、コイルの発熱の影響が更
に低減される。また、本発明の露光装置によれば、本発
明の位置決め装置によって基板が高速に位置決めされる
ため、高いスループットで高精度に半導体素子等を製造
できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例の投影露光装置を示
す概略構成図である。

【図２】図１のトップヨーク１６からコア板１０までの
構成を示す一部を切り欠いた斜視図である。

【図３】図２のコア板１０から１つの駆動ユニット１１
以外の駆動ユニットを取り除いた状態を示す斜視図であ
る。

【図４】図２の駆動ユニット１１の駆動回路、及び駆動
ユニット１１の動作の説明に供する図である。

【図５】図２の複数の駆動ユニット１１を用いてウエハ
テーブル５のＸ方向、Ｙ方向への駆動、及び回転を行う
場合の平面図である。

【符号の説明】

Ｒレチクル３投影光学系Ｗウエハ５ウエハテーブル６プレート７，９強磁性体の薄板８磁石板１０コア板１０ａコア１１駆動ユニット１２Ａ，１２ＢＸコイル１３Ａ，１３ＢＹコイル１４Ｚコイル１５Ａ，１５Ｂ支柱１６トップヨーク１７Ｘ，１７Ｙ移動鏡１８Ｘ，１８Ｙ１，１８Ｙ２レーザ干渉計２１冷却管２２主制御系２３ウエハテーブル駆動系３１駆動回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】位置決め対象物が載置される平板状可動
体を位置決めするための位置決め装置であって、前記平板状可動体に一体的に組み込まれ前記平板状可動
体が移動する面に垂直な一方向に磁束を発生する平板状
発磁体と、前記平板状可動体及び前記平板状発磁体を上下に挟むよ
うに配置され前記平板状発磁体と磁気回路を形成する磁
気部材と、前記平板状可動体の底面側に配置され前記磁気部材及び
前記平板状発磁体よりなる磁気回路内で、前記平板状発
磁体に対して前記平板状可動体が移動する面に垂直な方
向に可変の推力を発生する複数の浮上用コイルと、前記平板状可動体の底面側に配置され前記平板状可動体
が移動する面内の第１の方向にローレンツ力よりなる推
力を発生させる複数の第１の推力発生用コイルと、前記平板状可動体の底面側に配置され前記平板状可動体
が移動する面内の前記第１の方向に交差する第２の方向
にローレンツ力よりなる推力を発生させる複数の第２の
推力発生用コイルと、を有し、前記磁気部材、及び前記浮上用コイルによって前記平板
状可動体を非接触状態で支持した状態で、前記第１及び
第２の推力発生用コイルに発生する推力の反力によって
前記平板状可動体を位置決めすることを特徴とする位置
決め装置。
【請求項２】請求項１記載の位置決め装置であって、前記磁気部材は、前記平板状可動体の上面側で、前記平
板状可動体の移動範囲を覆うように配置された第１の磁
気部材と、前記平板状可動体の底面側で前記平板状可動体の移動範
囲を覆うように配置された第２の磁気部材と、前記平板状可動体の周囲で前記第１の磁気部材と前記第
２の磁気部材とを連結する第３の磁気部材と、を有する
ことを特徴とする位置決め装置。
【請求項３】請求項１又は２記載の位置決め装置であ
って、前記平板状発磁体の上面及び底面の少なくとも一方に高
透磁率材料からなる補助磁気部材が配置されたことを特
徴とする位置決め装置。
【請求項４】請求項１、２又は３記載の位置決め装置
であって、前記複数の浮上用コイルは、それぞれ高透磁率材料から
なる磁心に対して前記平板状可動体が移動する面に垂直
な方向に巻回されたコイルよりなり、前記複数の第１の推力発生用コイルは、それぞれ前記磁
心に対して前記第１の方向に巻回されたコイルよりな
り、前記複数の第２の推力発生用コイルは、それぞれ前記磁
心に対して前記第２の方向に巻回されたコイルよりな
り、複数の前記磁心が前記磁気部材の一部を構成することを
特徴とする位置決め装置。
【請求項５】請求項１〜４の何れか一項記載の位置決
め装置であって、前記浮上用コイル、並びに前記第１及び第２の推力発生
用コイルの近傍に該コイルを冷却するための冷却装置を
配置したことを特徴とする位置決め装置。
【請求項６】請求項１〜５の何れか一項記載の位置決
め装置を備え、該位置決め装置で位置決めされる基板上
にマスクパターン像を露光することを特徴とする露光装
置。