(57)【要約】  【課題】  リニアモータ等のアクチュエータとそのアクチュエータ固有の特性データとを確実に対応付けるとともに、特性データをチューニング等に即座に使用することができるアクチュエータ、ステージ装置、露光装置及びデバイスの製造方法を提供する。  【解決手段】  磁石ユニット３０と電機子ユニット２０とを有するアクチュエータ１０において、アクチュエータ１０に係る固有の特性データを格納したデータ保持部４０を磁石ユニット３０と電機子ユニット２０の少なくとも一方に設置する。  【選択図】  図１
2006173500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁石ユニットと電機子ユニットとを有するアクチュエータにおいて、
前記アクチュエータに係る固有の特性データを格納したデータ保持部を前記磁石ユニットと前記電機子ユニットとの少なくとも一方に設置したことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記データ保持部は、前記アクチュエータにおける磁界から離隔した領域に設置されることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記データ保持部は、磁気遮断手段、防塵手段及び防滴手段のうちの少なくとも一つを有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記データ保持部は、格納している前記特性データを更新可能なデバイスであることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記データ保持部は、フラッシュメモリであることを特徴と請求項４に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
前記特性データは、前記磁石ユニットと前記電機子ユニットとの相対位置関係に対応したデータであることを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載のアクチュエータ。
【請求項７】
前記特性データは、前記磁石ユニットと前記電機子ユニットとの間に発生する推力に関するデータであることを特徴する請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載のアクチュエータ。
【請求項８】
移動可能なステージと、前記ステージを駆動するリニアモータとを有す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から請求項７のうちいずれか一項に記載のアクチュエータが用いられることを特徴とするステージ装置。
【請求項９】
前記ステージを制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記特性データに基づいて前記ステージを制御することを特徴とする請求項８に記載のステージ装置。
【請求項１０】
マスクを保持するマスクステージと、基板を保持する基板ステージとを有し、前記マスクに形成されたパターンを前記基板に露光する露光装置において、
前記マスクステージと前記基板ステージの少なくとも一方に、請求項８又は請求項９に記載のステージ装置が用いられることを特徴とする露光装置。
【請求項１１】
リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、前記リソグラフィ工程において請求項１０に記載の露光装置が用いられることを特徴とするデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータ、ステージ装置、露光装置及びデバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子や液晶表示素子等のマイクロデバイスは、マスク上に形成されたパターンを感光性の基板上に転写する、所謂フォトリソグラフィの手法により製造される。このフォトリソグラフィ工程で使用される露光装置は、マスクを支持して２次元移動するマスクステージと基板を支持して２次元移動する基板ステージとを有し、マスク上に形成されたパターンをマスクステージ及び基板ステージを逐次移動しながら投影光学系を介して基板に転写するものである。露光装置としては、基板上にマスクのパターン全体を同時に転写する一括型露光装置と、マスクステージと基板ステージとを同期走査しつつマスクのパターンを連続的に基板上に転写する走査型露光装置との２種類が主に知られている。いずれの露光装置においてもマスクと基板との相対位置を高精度に一致させてマスクパターンの転写を行うことが要求されるため、マスクステージ及び基板ステージの位置決め精度は露光装置の最も重要な性能の一つである。
【０００３】
従来より、上記基板ステージ及びマスクステージ（以下、両者を総称して「ステージ」と称する）の駆動源としてリニアモータやボイスコイルモータ等が用いられている。
リニアモータ等の駆動源は、複数台生産されるので、部品の加工、組立条件の微妙な差異（例えば、部品の加工精度や組付けトルクのばらつきなど）により、機差が生じる。このような機差は、ステージが所望の位置決め精度を達成するために好ましくないため、機差を最小限に抑えるべく、リニアモータ等には厳しい仕様が要求される。しかしながら、部品精度のばらつきや組立精度のばらつきを完全に無くすことはできず、また、あまりに仕様を厳しくすると、製品コストの上昇を招いてしまう。そこで、ある程度の誤差は許容して、製品コストの上昇を抑えつつ、所望の仕様を達成するために、リニアモータ等を制御する制御パラメータをチューニングして、事後的に機差の影響を排除するという方法が採られている。機差の一つである推力リップルを考慮してステージの制御を行う従来技術として、下記特許文献１を参照されたい。このようなチューニングは、リニアモータ等が有する固有の特性データを基に行われるが、リニアモータ及びステージを高精度に制御するためには、多種多様かつ大量の特性データが必要である。
【特許文献１】特開２００１−１７５３３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、採取された多種多様かつ大量の特性データは、紙に印刷されたり、電子データとしてコンピュータに記憶されたりして保存されている。このため、チューニングの際に、紙に印刷された特性データをステージの制御装置に入力したり、特性データが記憶されたコンピュータからステージの制御装置に特性データをダウンロードしたりする作業が必要となり、煩雑で作業性が悪いという問題がある。例えば、ステージの保守作業においてリニアモータを交換する際には、新しいリニアモータの装置とその装置固有の特性データを用意する必要があるが、装置と特性データとが別々の場所に保管されているので、両者を同時に用意できない場合が少なくなく、保守作業の長時間化を招いてしまう。
更に、複数のリニアモータを交換する際には、装置と特性データとの対応付けに時間を要してしまう等の問題がある。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、リニアモータ等のアクチュエータとそのアクチュエータ固有の特性データとを確実に対応付けるとともに、特性データをチューニング等に即座に使用することができるアクチュエータ、ステージ装置、露光装置及びデバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るアクチュエータ、ステージ装置、露光装置及びデバイスの製造方法では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
第１の発明は、磁石ユニット（３０）と電機子ユニット（２０）とを有するアクチュエータ（１０）において、アクチュエータに係る固有の特性データを格納したデータ保持部（４０）を磁石ユニットと電機子ユニットとの少なくとも一方に設置するようにした。
この発明によれば、アクチュエータのチューニング等を行う際に、アクチュエータに係る固有の特性データを即時に使用することができるとともに、その装置に使用されているアクチュエータと特性データとの対応付けを行う必要がないので、アクチュエータと特性データとの不一致による不具合の発生を防止することができる。
【０００７】
また、データ保持部（４０）が、アクチュエータ（１０）における磁界から離隔した領域に設置されるものでは、アクチュエータに係る固有の特性データを磁気ディスク等の電子媒体に電子データとして記憶させておくことが可能となる。
また、データ保持部（１０）が、磁気遮断手段、防塵手段及び防滴手段のうちの少なくとも一つを有するものでは、アクチュエータに係る固有の特性データを粉塵などから保護することができるので、長期保存が可能となる。
また、データ保持部（１０）が格納している特性データを更新可能なデバイス（４５）であるものでは、例えば、稼働状況や保守履歴の情報等を記憶させることにより、次回の保守作業等に役立てることが可能となる。
また、データ保持部（１０）が、フラッシュメモリ（４５）であるものでは、何度でも電気的に記憶の消去・書き込みができると共に記憶の維持に外部電力を必要としないので、僅かなコストで実現可能となる。
特性データとしては、例えば、磁石ユニット（３０）と電機子ユニット（２０）との相対位置関係に対応したデータや、磁石ユニット（３０）と電機子ユニット（２０）との間に発生する推力に関するデータ等が挙げられる。
【０００８】
第２の発明は、移動可能なステージ（５２，７２，７３）と、ステージを駆動するリニアモータ（６０，８０，８５）とを有するステージ装置（５０，７０）において、リニアモータとして第１の発明のアクチュエータ（１０）を用いるようにした。
この発明によれば、例えば、ステージ装置の複数のリニアモータの交換や修理を行う際に、各リニアモータについて固有データの対応の一致を容易に確認することができるので、作用時間を短縮することができる。更に、リニアモータの装置と特性データとの対応付けの不一致による不具合の発生を防止することができる。
また、ステージ（５２，７２，７３）を制御する制御装置（ＣＯＮＴ）を備え、制御装置が特性データに基づいてステージを制御するものでは、ステージを高精度に制御することが可能となる。
【０００９】
第３の発明は、マスク（Ｒ）を保持するマスクステージ（１３０）と、基板（Ｗ）を保持する基板ステージ（１５０）とを有し、マスクに形成されたパターンを基板に露光する露光装置（ＥＸ）において、マスクステージと基板ステージの少なくとも一方に第２の発明のステージ装置（５０，７０）を用いるようにした。
この発明によれば、ステージの保守時間が短縮されるので、露光装置のダウンタイムが短縮され、露光装置の稼働率を向上させることができる。
【００１０】
第４の発明は、リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、リソグラフィ工程において第３の発明の露光装置（ＥＸ）を用いるようにした。
この発明によれば、デバイスを高効率に製造することができるので、高性能なデバイスの低安価化を実現することが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば以下の効果を得ることができる。
リニアモータ等のアクチュエータのチューニングを行う際に、紙に印刷された特性データを制御装置に入力したり、特性データが記憶されたコンピュータから制御装置にダウンロードする特性データを探し出したりする作業が不要となり、作業時間を短縮することができる。
また、複数のリニアモータを交換する際には、その装置に使用されているアクチュエータと特性データとの対応付けを容易に行うことができるので、交換されたアクチュエータと特性データとの対応付けの不一致による不具合の発生を防止することができる。
特に、複数のリニアモータを備えるステージでは、複数のリニアモータを交換或いは修理する際に、各リニアモータについて固有データの対応の一致を容易に確認することができるので、大幅に作用時間を短縮することができると共に、リニアモータの装置と特性データとの対応付けの不一致による不具合の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明のアクチュエータ、ステージ装置、露光装置及びデバイスの製造方法の実施形態について図を参照して説明する。
図１は、リニアモータ１０の概略構成を示す斜視図である。
リニアモータ（アクチュエータ）１０は、Ｘ０方向を長手方向とする固定子としてのコイルユニット２０と、可動子としての磁石ユニット３０とを備える。
コイルユニット（電機子ユニット）２０は、内部空間２２を有するハウジング部２１と、内部空間２２に配置されたコイル２５とを有している。コイル２５は空芯部２６を有しており、空芯部２６にはこのコイル２５を支持する支持部２７が配置されている。そして、コイル２５を支持した支持部２７は、ハウジング部２１に対して固定される。また、コイル２５はＸ０方向に複数並んで配置されており、各コイル２５には後述する制御装置ＣＯＮＴにより電流量を制御された駆動用電流が流される。
一方、磁石ユニット３０は、複数の磁石３１と、コイルユニット２０のハウジング部２１を挟んで設けられたヨーク部３２を備える。磁石３１のそれぞれは永久磁石であってヨーク部３２にＸ０方向に複数並んで取り付けられており、異なる磁極の磁石が交互に並んで配置されている。更に、磁石３１は、ハウジング部２１を挟んで異なる磁極どうしが互いに対向して配置される。
【００１３】
そして、ハウジング部２１の−Ｘ０方向の端面には、フラッシュメモリ４５を収容した固有データ保持部４０が固定される。固有データ保持部４０は、例えばパーマロイ（鉄ニッケル合金）からなるボックスであって、コイル２５や磁石３１からの磁気からフラッシュメモリ４５に記憶された特性データを保護することが可能である。パーマロイは、強磁性材であって、磁気を通しやすい。このため、パーマロイで囲まれた空間にフラッシュメモリ４５を収容すると、外部からの磁気はパーマロイに吸収されるので、内部のフラッシュメモリ４５が磁気から遮断される。また、固有データ保持部４０は、防塵、防水構造となっており、塵等の侵入による固有データの損失、破壊を防止可能となっている。
フラッシュメモリ（デバイス）４５には、リニアモータ１０固有の特性データが記憶される。特性データとしては、例えば、推力定数、リップル、コギング、サイドフォース、温度特性、抵抗値、インダクタンス値、誘起電圧定数、冷却管の圧力損失等のモータ特性値、また、モータ型式、製造番号、製造履歴等の製造データ等が挙げられる。
【００１４】
ここで、上述した各特性データについて説明する。
まず、推力定数とは、そのリニアモータが単位電流当たりに発生することができる推力であり、「推力（Ｎ）／推力のための電流（Ａ）」と表され、各リニアモータに固有の値である。
次に、推力リップルとは、固定子に対する可動子の位置に依存した推力の周期的な変動（ばらつき）をいう。推力リップルは、コイル形状のばらつき、コイルの配列誤差、磁石が発生する磁束密度のばらつき、磁石の配列誤差等の原因で発生し、各リニアモータで固有のものである。推力リップルのデータは、可動子の位置に依らず一定の推力を発生するようにチューニングを行うために用いられる。
コギングとは、磁石ユニットの磁石と磁性体との間の磁石吸引力の変動をいう。リニアモータ或いはその周辺に用いられている磁性体部材と磁石ユニットとの間で発生し、その吸引力は磁石ユニットの位置によって変動するため、そのリニアモータ、或いはリニアモータが組み付けられたステージに固有の特性データとなる。コギングのデータは、可動子の位置に依らず一定の推力を発生するようにチューニングを行うために用いられる。
サイドフォースとは、所望の推力方向とは異なる方向に発生する、不必要な推力をいう。サイドフォースは、コイルに対する磁束の方向のずれやコイル形状のばらつき等が原因で発生するものであり、各々のリニアモータで固有の特性データである。サイドフォースのデータは、サイドフォースを補償する推力の制御に用いられる。
【００１５】
温度特性とは、リニアモータ駆動時におけるリニアモータの上昇温度および温度分布をいい、リニアモータの温度制御に用いられる。
抵抗値及びインダクタンス値とは、リニアモータのコイルユニットが有する抵抗値及びインダクタンス値である、リニアモータの発熱量及び応答性を示す特性値として用いられる。
誘起電圧定数とは、固定子と可動子との相対移動によって発生する誘起電圧の、相対移動速度に対する比をいい、各々のリニアモータで固有の特性データである。
冷却管の圧力損失とは、コイル２５を冷却するためにハウジング部２１の内部空間２２に冷媒を流す場合の圧力損失をいう。圧力損失が大きいと冷媒が流れにくくなるため、所定の流量を確保するために圧力損失に応じた冷媒供給圧力で冷媒を供給する必要がある。
また、モータ形式、製造番号、製造履歴等は、そのリニアモータを識別し、履歴を調べるために用いられる。
【００１６】
以上、説明したそれぞれの特性データの全部又はその一部が、当該リニアモータの特性データとして、固有データ保持部４０のフラッシュメモリ４５に記憶されている。特に、推力リップル、コギング、サイドフォースは、コイルユニット２０と磁石ユニット３０との相対位置関係に対応したデータであるため、多量データとなる。
このように、リニアモータ１０固有の特性データがフラッシュメモリ４５に記憶され、更にフラッシュメモリ４５を収容した固有データ保持部４０がリニアモータ１０の一部に固定されることにより、保守時等において、固有データを他の場所から探し出す作業が不要となる。
すなわち、リニアモータのチューニングの際には、リニアモータ１０固有の多種多様かつ大量の特性データが必要となる。従来は、採取された多種多様かつ大量の特性データは、紙に印刷されたり、電子データとしてコンピュータに記憶されたりして保存されている。このため、チューニングの際に、紙に印刷された特性データをステージの制御装置に入力したり、特性データが記憶されたコンピュータからリニアモータ１０に対応する特性データを探し出し、ステージの制御装置にダウンロードしたりする作業が必要であった。
ところが、リニアモータ１０固有の特性データをフラッシュメモリ４５に記憶し、固有データ保持部４０に収容してリニアモータ１０の一部に固定することにより、上述した作業が不要となり、作業時間を短縮することが可能となる。
【００１７】
また、フラッシュメモリ４５を磁気シールド、防塵、防水構造の固有データ保持部４０に収容するので、固有データの長期安定保存が可能である。なお、固有データ保持部４０に収容されるフラッシュメモリ４５は、固有データ保持部４０から取り出して、不図示の制御装置ＣＯＮＴの入出力装置に接続してもよいし、所定のケーブルによりフラッシュメモリ４５と制御装置ＣＯＮＴとを接続するようにしてもよい。
また、固有データ保持部４０は、リニアモータ１０の固定子側に固定することが好ましい。リニアモータ１０の駆動に伴う振動からフラッシュメモリ４５を保護することができるからである。更に、固有データ保持部４０は、リニアモータ１０における磁界から離隔した領域に固定することが望ましい。フラッシュメモリ４５に記憶された固有データがリニアモータ１０からの磁気により破壊されてしまうことを確実に防止できるからである。
【００１８】
次に、上述したリニアモータ１０を用いたレチクルステージ５０について、図２を用いて説明する。
図２は、レチクルステージ５０の概略構成を示す斜視図である。
レチクルステージ（ステージ装置）５０は、レチクル定盤５１上に設けられた粗動ステージ（ステージ）５２と、粗動ステージ５２上に設けられた微動ステージ５５を備える。更に、レチクル定盤５１上において粗動ステージ５２をＹ軸方向に所定ストロークで移動可能な一対のＹリニアモータ６０と、レチクル定盤５１の中央部の上部突出部５１ｂの上面に設けられてＹ軸方向に移動する粗動ステージ５２を案内する一対のＹガイド部５４と、粗動ステージ５２上において微動ステージ５５をＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に微小移動可能な一対のＸボイスコイルモータ６５Ｘ及び一対のＹボイスコイルモータ６５Ｙとを備える。
【００１９】
一対のＹリニアモータ６０には、上述したリニアモータ１０と略同一構造のリニアモータが用いられる。具体的には、Ｙリニアモータ６０のそれぞれは、レチクル定盤５１上においてＹ軸方向に延びるように設けられたコイルユニット（電機子ユニット）からなる一対の固定子６１と、この固定子６１に対応して設けられ、連結部材６３を介して粗動ステージ５２に固定された磁石ユニットからなる可動子６２とを備える。そして、これら固定子６１及び可動子６２によりムービングマグネット型のＹリニアモータ６０が構成されている。これにより、可動子６２が固定子６１との間の電磁気的相互作用により駆動することで、粗動ステージ５２がＹ軸方向に移動可能となっている。
そして、Ｙリニアモータ６０の固定子６１の＋Ｙ方向の端部には、Ｙリニアモータ６０固有の特性データを格納した固有データ保持部６８が設けられる。
また、固定子６１のそれぞれは非接触ベアリングである複数のエアベアリング６４によりレチクル定盤５１に対して浮上支持されている。このため、運動量保存の法則により粗動ステージ５２の＋Ｙ方向の移動に応じて固定子６１が−Ｙ方向に移動する。この固定子６１の移動により粗動ステージ５２の移動に伴う反力が相殺されるとともに重心位置の変化を防ぐことができる。
【００２０】
一対のＹガイド部５４は、Ｙ軸方向に移動する粗動ステージ５２を案内するものであって、レチクル定盤５１の中央部に形成された上部突出部５１ｂの上面においてＹ軸方向に延びるように固定されている。また、粗動ステージ５２とＹガイド部５４との間には非接触ベアリングである不図示のエアベアリングが設けられており、粗動ステージ５２はＹガイド部５４に対して非接触で支持されている。
【００２１】
微動ステージ５５は、バキュームチャックを介して不図示のレチクルＲを吸着保持する。微動ステージ５５の＋Ｙ方向の端部には、コーナーキューブからなる一対のＹ移動鏡５６ａ、５６ｂが固定され、また微動ステージ５５の−Ｘ方向の端部にはＹ軸方向に延びる平面ミラーからなるＸ移動鏡５７が固定されている。そして、これら移動鏡５６ａ、５６ｂ、５７に対して測長ビームを照射する３つのレーザ干渉計（いずれも不図示）が各移動鏡との距離を計測することにより、微動ステージ５５、ひいてはレチクルＲのＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向の位置が高精度で検出される。
これらレーザ干渉計の検出結果は、後述する制御装置ＣＯＮＴに送られる。そして、制御装置ＣＯＮＴは、レーザ干渉計の検出結果に基づいて、Ｙリニアモータ６０、Ｘボイスコイルモータ６５Ｘ、及びＹボイスコイルモータ６５Ｙを含む各モータを駆動し、微動ステージ５５に支持されているレチクルＲの位置制御を行う。
【００２２】
次に、上述したリニアモータ１０を用いたウエハステージ７０について、図３を用いて説明する。
図３は、ウエハステージ７０の概略構成を示す斜視図である。
ウエハステージ（ステージ装置）７０は、ウエハ定盤７１と、ウエハ定盤７１上に設けられたウエハテーブル（ステージ）７２と、ウエハテーブル７２をＸ軸方向に沿って案内する長尺形状を有するＸガイドステージ（ステージ）７３と、ウエハテーブル７２をＸ軸方向に所定ストロークで移動可能なＸリニアモータ８０と、Ｘガイドステージ７３の長手方向両端に設けられ、このＸガイドステージ７３をウエハテーブル７２とともにＹ軸方向に移動可能な一対のＹリニアモータ８５とを備える。
【００２３】
ウエハ定盤７１は、例えば不図示のベースプレートの上方に、不図示の防振ユニットを介してほぼ水平に支持されている。ここで、防振ユニットは、例えばウエハ定盤７１の各コーナーに配置され、内圧が調整可能なエアマウントとボイスコイルモータとがベースプレート上に並列に配置された構成になっている。これらの防振ユニットによって、ベースプレートを介してウエハ定盤７１に伝わる微振動がマイクロＧレベルで絶縁されるようになっている。
【００２４】
Ｘリニアモータ８０には、上述したリニアモータ１０と略同一構造のリニアモータが用いられる。具体的には、Ｘリニアモータ８０は、Ｘガイドステージ７３にＸ軸方向に延設されたコイルユニットからなる固定子８１と、この固定子８１に対応してウエハテーブル７２に固定された磁石ユニットからなる可動子８２とを備える。そして、これら固定子８１及び可動子８２によりムービングマグネット型のＸリニアモータ８０が構成される。これにより、可動子８２が固定子８１との間の電磁気的相互作用により駆動することでウエハテーブル７２がＸ軸方向に移動する。
そして、Ｘリニアモータ８０の固定子８１のＸ方向の端部には、Ｘリニアモータ８０固有の特性データを格納したデータ保持部（不図示）が設けられる。
また、ウエハテーブル７２は、Ｘガイドステージ７３に対してＺ軸方向に所定量のギャップを維持する磁石及びアクチュエータからなる磁気ガイドにより非接触で支持されている。したがって、ウエハテーブル７２は、Ｘガイドステージ７３に非接触支持された状態でＸリニアモータ８０によりＸ軸方向に移動する。
【００２５】
一対のＹリニアモータ８５には、上述したリニアモータ１０と略同一構造のリニアモータが用いられる。具体的には、Ｙリニアモータ８５は、Ｘガイドステージ７３の長手方向両端に設けられた磁石ユニットからなる可動子８７と、この可動子８７に対応して設けられコイルユニットからなる固定子８６とを備える。なお、固定子８６は、不図示のベースプレートに固定されている。そして、これら固定子８６及び可動子８７によりムービングマグネット型のＹリニアモータ８５が構成されている。これにより、可動子８７が固定子８６との間の電磁気的相互作用により駆動することでＸガイドステージ７３がＹ軸方向に移動する。また、Ｙリニアモータ８５のそれぞれの駆動を調整することでＸガイドステージ７３は、θＺ方向にも回転移動可能となっている。
したがって、このＹリニアモータ８５によりウエハテーブル７２がＸガイドステージ７３とほぼ一体的にＹ軸方向及びθＺ方向に移動可能となっている。
そして、Ｙリニアモータ８５の固定子８６の＋Ｙ方向の端部には、Ｙリニアモータ８５固有の特性データを格納した固有データ保持部８８が設けられる。
【００２６】
ウエハテーブル７２の−Ｘ側の側縁には、Ｙ軸方向に沿って延設されたＸ移動鏡７４が固定されている。また、ウエハテーブル７２上の＋Ｙ側の側縁にはＸ軸方向に沿って延設されたＹ移動鏡７５が固定されている。そして、これら移動鏡７４，７５に対して測長ビームを照射する２つのレーザ干渉計（いずれも不図示）が各移動鏡との距離を計測することにより、ウエハテーブル７２、ひいてはウエハテーブル７２上に載置されるウエハＷのＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向の位置が高精度で検出される。
これらレーザ干渉計の検出結果は、後述する制御装置ＣＯＮＴに送られる。そして、制御装置ＣＯＮＴは、レーザ干渉計の検出結果に基づいて、Ｘリニアモータ８０、Ｙリニアモータ８５を駆動し、ウエハテーブル７２に支持されているウエハＷの位置制御を行う。
【００２７】
次に、上述したレチクルステージ５０及びウエハステージ７０を用いた露光装置ＥＸ、図４を用いて説明する。
図４は、露光装置ＥＸの概略構成を示す模式図である。
露光装置ＥＸは、レーザユニット１１０、レーザユニット１１０から射出されたレーザ光を回路パターンが形成されたレチクル（マスク）Ｒに向けて照射する照明光学系１２０、レチクルＲを保持するとともに所定方向に走査するレチクルステージ１３０、照明光学系１２０により照明されたレチクルＲのパターン像を感光性のウエハ（基板）Ｗに縮小投影する投影光学系１４０、ウエハＷを保持するとともにＸＹ平面内でＸ方向及びＹ方向の２方向に走査するウエハステージ１５０及びこれら各機器を制御する制御装置ＣＯＮＴ等から構成される。
【００２８】
レーザユニット１１０は、露光用光源と複数の光学部材（いずれも図示略）から構成され、レーザ光を伝送する鏡筒（図示略）を通じて照明光学系１２０にレーザ光を照射する。露光光としては、例えば、ＫｒＦエキシマレーザ光、ＡｒＦエキシマレーザ光、Ｆ２エキシマレーザ光、金属蒸気レーザやＹＡＧレーザの高調波、あるいは超高圧水銀ランプの紫外域の輝線（ｇ線、ｉ線等）等が用いられる。
【００２９】
照明光学系１２０は、ミラー１２１、フライアイレンズ、視野絞り（いずれも図示略）を含む複数の光学部材から構成される。レーザユニット１１０から照射されたレーザ光は、ミラー１２１で反射された後、レチクルステージ１３０上に保持されたレチクルＲ上の所定の照明領域内に均一な照度分布で照射される。
【００３０】
レチクルステージ（マスクステージ）１３０には、上述したレチクルステージ５０と略同一構造のステージが用いられる。具体的には、レチクルステージ１３０は、レチクルＲを載置する微動ステージ及び粗動ステージ、粗動ステージをＹ軸方向に移動可能なＹリニアモータ、微動ステージをＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に微小移動可能なボイスコイルモータとを備える（いずれも不図示）。
そして、レチクルステージ１３０には、位置検出装置であるレーザ干渉計１３１から照射されるレーザ光を反射する移動鏡１３２が固定されており、レチクルステージ１３０のステージ移動面内の位置が常時検出される。そして、レーザ干渉計１３１に検出されたレチクルステージ１３０の位置情報は、制御装置ＣＯＮＴに送られる。
【００３１】
投影光学系１４０は、複数の投影レンズ（図示略）から構成され、所定の投影倍率β（βは、例えば１／５）を有する。そして、照明光学系１２０によりレチクルＲの照明領域が照明されると、投影光学系１４０を介してレチクルＲのパターン像の縮小像がウエハＷ上の被露光領域に結像される。
【００３２】
ウエハステージ（基板ステージ）１５０には、上述したウエハステージ７０と略同一構造のステージが用いられる。具体的には、ウエハステージ１５０は、ウエハＷを載置するウエハテーブル、ウエハテーブルをＸ軸方向に沿って案内するＸガイドステージ、ウエハテーブルをＸ軸方向に移動可能なＸリニアモータ、Ｘガイドステージ及びウエハテーブルをＹ軸方向に移動可能なＹリニアモータとを備える（いずれも不図示）。
そして、ウエハステージ１５０には、位置検出装置であるレーザ干渉計１５３から照射されるレーザ光を反射する移動鏡１５２が固定されており、ウエハステージ１５０のステージ移動面内の位置が常時検出される。そして、レーザ干渉計１５３に検出されたウエハステージ１５０の位置情報は、制御装置ＣＯＮＴに送られる。
【００３３】
制御装置ＣＯＮＴは、レーザ干渉計１３１，１５３等からの各種情報及び制御装置ＣＯＮＴに予め記憶されている各種パラメータに基づいて露光装置ＥＸを統括的に制御する。
例えば、レチクルステージ１３０の位置情報に基づいてＹリニアモータやボイスコイルモータを駆動してレチクルステージ１３０を走査方向に移動させたり、ウエハステージ１５０の位置情報に基づいてＸリニアモータ及びＹリニアモータを駆動してウエハステージ１５０をＸＹ方向に移動させたりする。
【００３４】
また、制御装置ＣＯＮＴは、レチクルステージ１３０及びウエハステージ１５０に組み込まれているリニアモータ６０，８０，８５から特性データを読み出すデータ通信部１６０を備えている。データ通信部１６０は、ケーブルとコネクタ（いずれも不図示）を有し、リニアモータを駆動する制御パラメータのチューニングに先立て、リニアモータ６０，８０，８５の固有データ保持部６８，８８とコネクタで接続されて、特性データを読み出す。また、データ通信部１６０は、リニアモータ６０，８０，８５の稼働時間やチューニング実施日等の稼働履歴や保守履歴、或いは計測しなおした特性データ等を固有データ保持部６８，８８に書き込んで記憶させることもできる。なお、データ通信部１６０のコネクタは、必ずしも常時リニアモータ６０，８０，８５と接続している必要はなく、必要時に接続するようにしても構わない。また、光や電磁波等を用いて非接触でデータを転送する形式のものでも構わない。
【００３５】
続いて、上述した露光装置ＥＸを用いてレチクルＲのパターンの像をウエハＷに露光する方法について説明する。
まず、レチクルＲがレチクルステージ１３０にロードされるとともに、ウエハＷがウエハステージ１５０にロードされる。
続いて、各種の露光条件が設定された後に、制御装置ＣＯＮＴの管理の下で、アライメント等の準備作業が行われる。
次いで、制御装置ＣＯＮＴは、アライメント結果に基づいてウエハＷ側のレーザ干渉計１５３の計測値をモニタしつつ、ウエハＷのファーストショット（第１番目のショット領域）の露光のための加速開始位置（走査開始位置）にウエハステージ１５０を移動させる。そして、レチクルステージ１３０及びウエハステージ１５０とのＹ方向の走査中に、露光光ＥＬを照射することにより、レチクルＲのパターンがウエハＷ上のファーストショット領域のレジスト層に縮小転写される。
そして、繰り返し、他のショット領域に対して上述したような走査露光が行われて、ウエハＷ上の全ての露光対象ショット領域にレチクルＲのパターンが順次転写される。また、このような処理を繰り返し行うことにより、複数のウエハＷの露光が行われる。
【００３６】
上述した露光装置ＥＸでは、レチクルステージ１３０及びウエハステージ１５０が所望の位置決め精度を達成するため、レチクルステージ１３０及びウエハステージ１５０に組み込まれている各リニアモータ６０，８０，８５の制御パラメータがそれぞれのリニアモータ固有の特性データに基づいてチューニングされている。例えば、各リニアモータの発生推力を一定にするため、制御装置ＣＯＮＴは、推力リップルのデータに基づいて可動子の位置に応じた駆動電流の制御を行って、発生推力を一定にする。このように、各リニアモータを制御するパラメータは、そのリニアモータ固有の特性データに基づいてチューニングされている。
したがって、これらのリニアモータを修理した場合或いは新しいリニアモータに交換した場合には、改めて制御パラメータのチューニングを行い、制御装置ＣＯＮＴにより適切に制御できるのようにする必要がある。
そのため、露光装置ＥＸでは、修理又は交換されたリニアモータ６０，８０，８５の固有データ保持部６８，８８に記載されている特性データをデータ通信部１６０によって収集し、収集した特性データに基づいてリニアモータ６０，８０，８５の制御パラメータのチューニングを再度行う。ここで、チューニングに使用する特性データは、個々のリニアモータに直に設けられた固有データ保持部６８，８８に記憶されているので、修理又は交換したリニアモータに対応する特性データをデータサーバー等のリニアモータとは分離した記憶装置や紙ファイル等から探し出す必要がなく、また複数のリニアモータについて特性データを収集する場合であっても、個々のリニアモータと特性データとの対応付けを確認する必要もない。したがって、作業時間を短縮することができ、作業ミスを防止することができる。また、制御装置ＣＯＮＴは、データ通信部１６０によって容易に特性データを収集することができるので、必要な特性データだけを選択的に収集することもできる。
【００３７】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは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プロセス条件や設計要求等に基づき種々変更可能である。本発明は、例えば以下のような変更をも含むものとする。
【００３８】
例えば、レチクルステージ５０及びウエハステージ７０では、リニアモータ１０をムービングマグネット型リニアモータとして適用したが、ムービングコイル型リニアモータとして適用してもよい。
【００３９】
本実施形態では、レチクルステージ５０，１３０及びウエハステージ７０，１５０におけるリニアモータ６０，８０，８５に本発明を適用した場合について説明したが、これに限らない。例えば、レチクルステージ５０における一対のボイスコイルモータ６５、ウエハステージ７０におけるウエハテーブル７２のアクチュータや防振ユニットのボイスコイルモータのように、磁石ユニットと電機子ユニットとを有するアクチュエータには本発明を適用することができる。
【００４０】
また、前述した実施形態ではステップ・アンド・リピート方式の露光装置を例に挙げて説明したが、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置にも本発明を適用することができる。更に、本発明は半導体素子の製造に用いられる露光装置だけではなく、液晶表示素子（ＬＣＤ）等を含むディスプレイの製造に用いられてデバイスパターンをガラスプレート上へ転写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられてデバイスパターンをセラミックウエハ上へ転写する露光装置、及びＣＣＤ等の撮像素子の製造に用いられる露光装置等にも適用することができる。更には、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、ＤＵＶ（遠紫外）光やＶＵＶ（真空紫外）光などを用いる露光装置では一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フッ化マグネシウム、又は水晶などが用いられる。また、プロキシミティ方式のＸ線露光装置、又は電子線露光装置などでは透過型マスク（ステンシルマスク、メンブレンマスク）が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハなどが用いられる。
【００４１】
レチクルステージの移動により発生する反力は、投影光学系に伝わらないように、特開平８−３３０２２４号公報（対応ＵＳＰ５，８７４，８２０）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、ウエハステージの移動により発生する反力は、投影光学系に伝わらないように、特開平８−１６６４７５号公報（対応ＵＳＰ５，５２８，１１８）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。
【００４２】
次に、本発明の実施形態による露光装置及び露光方法をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法の実施形態について説明する。図５は、マイクロデバイス（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）の製造例のフローチャートを示す図である。
まず、ステップＳ１０（設計ステップ）において、マイクロデバイスの機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップＳ１１（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスク（レチクル）を製作する。一方、ステップＳ１２（ウエハ製造ステップ）において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。
【００４３】
次に、ステップＳ１３（ウエハ処理ステップ）において、ステップＳ１０〜ステップＳ１２で用意したマスクとウエハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップＳ１４（デバイス組立ステップ）において、ステップＳ１３で処理されたウエハを用いてデバイス組立を行う。このステップＳ１４には、ダイシング工程、ボンティング工程、及びパッケージング工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。最後に、ステップＳ１５（検査ステップ）において、ステップＳ１４で作製されたマイクロ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。こうした工程を経た後にマイクロデバイスが完成し、これが出荷される。
【００４４】
図６は、半導体デバイスの場合におけるステップＳ１３の詳細工程の一例を示す図である。
ステップＳ２１（酸化ステップ）おいては、ウエハの表面を酸化させる。ステップＳ２２（ＣＶＤステップ）においては、ウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ２３（電極形成ステップ）においては、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ２４（イオン打込みステップ）においては、ウエハにイオンを打ち込む。以上のステップＳ２１〜ステップＳ２４のそれぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
【００４５】
ウエハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップＳ２５（レジスト形成ステップ）において、ウエハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップＳ２６（露光ステップ）において、上で説明したリソグラフィシステム（露光装置）及び露光方法によってマスクの回路パターンをウエハに転写する。次に、ステップＳ２７（現像ステップ）においては露光されたウエハを現像し、ステップＳ２８（エッチングステップ）において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップＳ２９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらの前処理工程と後処理工程と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。
【００４６】
また、半導体素子等のマイクロデバイスだけではなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置等で使用されるレチクル又はマスクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板やシリコンウエハ等ヘ回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、ＤＵＶ（深紫外）やＶＵＶ（真空紫外）光等を用いる露光装置では、一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フッ化マグネシウム、又は水晶等が用いられる。また、プロキシミティ方式のＸ線露光装置や電子線露光装置等では、透過型マスク（ステンシルマスク、メンブレンマスク）が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハ等が用いられる。なお、このような露光装置は、ＷＯ９９／３４２５５号、ＷＯ９９／５０７１２号、ＷＯ９９／６６３７０号、特開平１１−１９４４７９号、特開２０００−１２４５３号、特開２０００−２９２０２号等に開示されている。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】リニアモータ１０の概略構成を示す斜視図である。
【図２】レチクルステージ５０の概略構成を示す斜視図である。
【図３】ウエハステージ７０の概略構成を示す斜視図である。
【図４】露光装置ＥＸの概略構成を示す模式図である。
【図５】マイクロ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。
【図６】図５におけるステップＳ１３の詳細工程の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０…リニアモータ（アクチュエータ）
２０…コイルユニット（電機子ユニット）
３０…磁石ユニット
４０…固有データ保持部
４５…フラッシュメモリ（デバイス）
５０…レチクルステージ（ステージ装置）
５２…粗動ステージ（ステージ）
６０…リニアモータ
７０…ウエハステージ（ステージ装置）
７２…ウエハテーブル（ステージ）
７３…ガイドステージ（ステージ）
８０，８５…リニアモータ
１３０…レチクルステージ（マスクステージ）
１５０…ウエハステージ（基板ステージ）
１６０…データ通信部
Ｒ…レチクル（マスク）
Ｗ…ウエハ（基板）
ＣＯＮＴ…制御装置
ＥＸ…露光装置
【図１】
2006173500.tif 000003
【図２】
2006173500.tif 000004
【図３】
2006173500.tif 000005
【図４】
2006173500.tif 000006
【図５】
2006173500.tif 000007
【図６】
2006173500.tif 000008