(57)【要約】【課題】  モータ効率を低下させることなく高い冷却能力を有するリニアモータを提供する。【解決手段】  第１方向に沿って形成された２つの直線部Ｌを有するコイル体Ｃが固定子３１と可動子との一方に設けられる。コイル体Ｃの２つの直線部Ｌの間に形成された空芯部Ｋに、温度調整用媒体が流れる管体ＣＰの少なくとも一部を第１方向に沿って配設する。【選択図】      図６
2006081244.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向に沿って形成された２つの直線部を有するコイル体が固定子と可動子との一方に設けられるリニアモータであって、
前記コイル体の前記２つの直線部の間に形成された空芯部には、温度調整用媒体が流れる管体の少なくとも一部が前記第１方向に沿って配設されてい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、
前記コイル体は第１方向と交差し前記２つの直線部を含む平面と平行な第２方向に沿って複数配列され、
それぞれの前記コイル体の空芯部に配設される前記管体は、互いに連結され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または２記載のリニアモータにおいて、
前記管体は、前記空芯部に前記第１方向に沿って配置された第１管部と、前記第１管部の端部に接続され前記第２方向に沿って配置される第２管部とを有することを特徴とするリニアモータ。
【請求項４】
請求項３記載のリニアモータにおいて、
前記管体は、前記第１管部の両端に前記第２管部がそれぞれ接続された梯子状に形成され、
前記第２管部の一方に前記温度調整用媒体の導入部が設けられ、前記第２管部の他方に前記温度調整用媒体の排出部が設けられることを特徴とするリニアモータ。
【請求項５】
請求項３記載のリニアモータにおいて、
前記管体は、前記第１管部と前記第２管部とが交互に連結されて連続した一本の管であることを特徴とするリニアモータ。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載のリニアモータにおいて、
前記管体は、第１管体と第２管体とを有し、
前記第１管体と前記第２管体とは、前記温度調整用媒体が逆方向に流れることを特徴とするリニアモータ。
【請求項７】
請求項６記載のリニアモータにおいて、
前記第１管体と前記第２管体とは、前記第１方向と前記第２方向とに直交する第３方向に隣り合うことを特徴とするリニアモータ。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載のリニアモータにおいて、
成型材を介して一体的に成型された前記管体及び前記コイル体を収容する外殻部材を有することを特徴とするリニアモータ。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載のリニアモータにおいて、
前記管体の前記空芯部に配設された部分は、前記第１方向と前記第２方向とに直交する第３方向における前記直線部と同等以下の厚さであることを特徴とするリニアモータ。
【請求項１０】
請求項１から９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。
【請求項１１】
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１０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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイル体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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【特許文献１】特開２００３−８６４８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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、吸熱特性の高い水を使うことが考えられるが、コイル体を直接冷却する場合には、電気絶縁を保てない可能性が高くなるため、絶縁対策を講じる必要がある。絶縁対策としては、コイル体を耐水性及び絶縁性の高い材料で覆う方法が採られるが、その分のスペースが必要になるため、結果として、コイル体と発磁体との距離が大きくなり、モータ効率が低下してしまう。そこで、モータ効率の低下を補償すべく推力を増した場合には、発熱量が増大し、水を使う優位性が相殺されてしまう。
【０００５】
また、コイル体を冷媒で直接冷却するのではなく、冷媒が流れる管体（パイプ）を用いてコイル体を冷却すれば、耐水性を考慮する必要がなくなるが、コイル体における推力発生部である２つの直線部に管体を配置すると、発磁体との距離が大きくなるため、やはりモータ効率が低下してしまう。また、直線部の外側の非推力発生部に管体を配置した場合には、推力発生部で生じる熱を効果的に排熱することが困難である。そこで、推力発生部に熱伝導性の高い材質のシート材を配し、熱を外側の非推力発生部に伝達させる例もあるが、モータ効率を落とさないためにはシート材の厚さは１〜２ｍｍ程度になってしまい、この程度の厚さで十分な熱伝導を実現できる材料は現状では見当たらない。
【０００６】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、モータ効率を低下させることなく高い冷却能力を有するリニアモータ、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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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１４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、第１方向（Ｘ方向）に沿って形成された２つの直線部（Ｌ）を有するコイル体（Ｃ）が固定子（３１）と可動子（３２）との一方に設けられるリニアモータ（３０）であって、コイル体（Ｃ）の２つの直線部（Ｌ）の間に形成された空芯部（Ｋ）には、温度調整用媒体が流れる管体（ＣＰ）の少なくとも一部が前記第１方向に沿って配設されていることを特徴とするものである。
【０００８】
従って、本発明のリニアモータでは、推力発生部、すなわち熱発生部である直線部（Ｌ）の間の空芯部（Ｋ）に配設された管体（ＣＰ）を介して温度調整用媒体が吸熱するので、効果的に冷却することが可能になるとともに、管体（ＣＰ）が空芯部（Ｋ）に配設されることから発磁体（７６）との間の距離を大きくする必要がなく、モータ効率の低下も防止することが可能になる。
【０００９】
また、本発明のステージ装置は、上記のリニアモータ（３０）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（３０）によりステージ（ＰＳＴ）を駆動する場合でも、高いモータ効率を実現できるとともに、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。
【００１０】
そして、本発明の露光装置は、マスクステージ（ＭＳＴ）に保持されたマスク（Ｍ）のパターンを基板ステージ（ＰＳＴ）に保持された基板（Ｐ）に露光する露光装置（ＥＸ）であって、上記のステージ装置（２）がマスクステージ（ＭＳＴ）と基板ステージ（ＰＳＴ）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。
【００１１】
従って、本発明の露光装置では、マスクステージ（ＭＳＴ）、基板ステージ（ＰＳＴ）を介してマスク（Ｍ）、基板（Ｐ）を移動させる際にも高いモータ効率でリニアモータを駆動できるとともに、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（Ｐ）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。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、モータ効率の低下を招くことなく高い冷却能力を発現することが可能になる。結果として、本発明では、周囲の部材の熱変形や、空気温度の変化による測長計の測定誤差等が生じること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】
【００１３】
以下、本発明のリニアモータ及びステージ装置並びに露光装置について図面を参照しながら説明する。
（第１実施形態）
図１は本発明のリニアモータを駆動装置として備えた露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。ここで、本実施形態における露光装置ＥＸは、マスクＭと感光基板Ｐとを同期移動しつつマスクＭに設けられているパターンを投影光学系ＰＬを介して感光基板Ｐ上に転写する所謂スキャニングステッパである。以下の説明において、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと一致する方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に垂直な平面内における前記同期移動方向（走査方向）をＹ軸方向、Ｚ軸方向及びＹ軸方向と垂直な方向（非走査方向）をＸ軸方向とする。更に、Ｘ軸周り、Ｙ軸周り、及びＺ軸周りの回転方向をそれぞれθＸ方向、θＹ方向、及びθＺ方向とする。また、ここでいう「感光基板」は半導体ウエハ上にレジストが塗布されたものを含み、「マスク」は感光基板上に縮小投影されるデバイスパターンが形成されたレチクルを含む。
【００１４】
図１において、露光装置ＥＸは、マスク（レチクル）Ｍを保持して移動するマスクステージ（レチクルステージ）ＭＳＴ及びこのマスクステージＭＳＴを支持するマスク定盤３を有するステージ装置１と、光源を有し、マスクステージＭＳＴに支持されているマスクＭを露光光で照明する照明光学系ＩＬと、感光基板Ｐを保持して移動する基板ステージＰＳＴ及びこの基板ステージＰＳＴを支持する基板定盤４を有するステージ装置２と、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターン像を基板ステージＰＳＴに支持されている感光基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬと、ステージ装置１及び投影光学系ＰＬを支持するリアクションフレーム５と、露光装置ＥＸの動作を統括制御する制御装置ＣＯＮＴとを備えている。リアクションフレーム５は床面に水平に載置されたベースプレート６上に設置されており、このリアクションフレーム５の上部側及び下部側には内側に向けて突出する段部５ａ及び５ｂがそれぞれ形成されている。
【００１５】
照明光学系ＩＬはリアクションフレーム５の上面に固定された支持コラム７により支持される。照明光学系ＩＬより射出される露光光ＥＬとしては、例えば水銀ランプから射出される紫外域の輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）や、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）及びＦ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）などが用いられる。
【００１６】
ステージ装置１のうちマスク定盤３は各コーナーにおいてリアクションフレーム５の段部５ａに防振ユニット８を介してほぼ水平に支持されており、その中央部にマスクＭのパターン像が通過する開口３ａを備えている。マスクステージＭＳＴはマスク定盤３上に設けられており、その中央部にマスク定盤３の開口３ａと連通しマスクＭのパターン像が通過する開口ＯＰを備えている。マスクステージＭＳＴの底面には非接触ベアリングである複数のエアベアリング９が設けられており、マスクステージＭＳＴはエアベアリング９によりマスク定盤３に対して所定のクリアランスを介して浮上支持されている。
【００１７】
図２は、マスクステージＭＳＴを有するステージ装置１の概略斜視図である。図２を参照しながらステージ装置１の各部について説明する。
Ｙリニアモータ２０のそれぞれは、マスク定盤３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２１と、この固定子２１に対応して設けられ、連結部材２３を介して粗動ステージ１６に固定された磁石ユニットからなる可動子２２とを備えている。そして、これら固定子２１及び可動子２２によりムービングマグネット型のリニアモータ２０が構成されており、可動子２２が固定子２１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１６（マスクステージＭＳＴ）がＹ軸方向に移動する。固定子２１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１９によりマスク定盤３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１６の＋Ｙ方向の移動に応じて固定子２１が−Ｙ方向に移動する。この固定子２１の移動により粗動ステージ１６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。なお、固定子２１は、マスク定盤３に変えてリアクションフレーム５に設けられてもよい。固定子２１をリアクションフレーム５に設ける場合にはエアベアリング１９を省略し、固定子２１をリアクションフレーム５に固定して粗動ステージ１６の移動により固定子２１に作用する反力をリアクションフレーム５を介して床に逃がしてもよい。
【００１８】
Ｙガイド部２４のそれぞれは、Ｙ軸方向に移動する粗動ステージ１６を案内するものであって、マスク定盤３の中央部に形成された上部突出部３ｂ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１６とＹガイド部２４、２４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１６はＹガイド部２４に対して非接触で支持されている。
【００１９】
微動ステージ１８は不図示のバキュームチャックを介してマスクＭを吸着保持する。微動ステージ１８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２５ａ、２５ｂが固定され、微動ステージ１８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２６が固定されている。そして、これら移動鏡２５ａ、２５ｂ、２６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、マスクステージＭＳＴのＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向の位置が高精度で検出される。制御装置ＣＯＮＴはこれらレーザ干渉計の検出結果に基づいて、Ｙリニアモータ２０、Ｘボイスコイルモータ１７Ｘ、及びＹボイスコイルモータ１７Ｙを含む各モータを駆動し、微動ステージ１８に支持されているマスクＭ（マスクステージＭＳＴ）の位置制御を行う。
【００２０】
図１に戻って、開口ＯＰ及び開口３ａを通過したマスクＭのパターン像は投影光学系ＰＬに入射する。投影光学系ＰＬは複数の光学素子により構成され、これら光学素子は鏡筒で支持されている。投影光学系ＰＬは、例えば１／４又は１／５の投影倍率を有する縮小系である。なお、投影光学系ＰＬとしては等倍系あるいは拡大系のいずれでもよい。投影光学系ＰＬの鏡筒の外周にはこの鏡筒に一体化されたフランジ部１０が設けられている。そして、投影光学系ＰＬはリアクションフレーム５の段部５ｂに防振ユニット１１を介してほぼ水平に支持された鏡筒定盤１２にフランジ部１０を係合している。
【００２１】
ステージ装置２は、基板ステージＰＳＴと、基板ステージＰＳＴをＸＹ平面に沿った２次元方向に移動可能に支持する基板定盤４と、基板ステージＰＳＴをＸ軸方向に案内しつつ移動自在に支持するＸガイドステージ３５と、Ｘガイドステージ３５に設けられ、基板ステージＰＳＴをＸ軸方向に移動可能なＸリニアモータ４０と、Ｘガイドステージ３５をＹ軸方向に移動可能な一対のＹリニアモータ（リニアモータ、駆動装置）３０、３０とを有している。基板ステージＰＳＴは感光基板Ｐを真空吸着保持する基板ホルダＰＨを有しており、感光基板Ｐは基板ホルダＰＨを介して基板ステージＰＳＴに支持される。また、基板ステージＰＳＴの底面には非接触ベアリングである複数のエアベアリング３７が設けられており、これらエアベアリング３７により基板ステージＰＳＴは基板定盤４に対して非接触で支持されている。また、基板定盤４はベースプレート６の上方に防振ユニット１３を介してほぼ水平に支持されている。
【００２２】
Ｘガイドステージ３５の＋Ｘ側には、Ｘトリムモータ３４の可動子３４ａが取り付けられている（図３参照）。また、Ｘトリムモータ３４の固定子（不図示）はリアクションフレーム５に設けられている。このため、基板ステージＰＳＴをＸ軸方向に駆動する際の反力は、Ｘトリムモータ３４及びリアクションフレーム５を介してベースプレート６に伝達される。
【００２３】
図３は基板ステージＰＳＴを有するステージ装置２の概略斜視図である。
図３に示すように、ステージ装置２は、Ｘ軸方向に沿った長尺形状を有するＸガイドステージ３５と、Ｘガイドステージ３５で案内しつつ基板ステージＰＳＴ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４０と、Ｘガイドステージ３５の長手方向両端に設けられ、このＸガイドステージ３５を基板ステージＰＳＴとともにＹ軸方向に移動可能な一対のＹリニアモータ３０、３０とを備えている。
【００２４】
Ｘリニアモータ４０は、Ｘガイドステージ３５にＸ軸方向に延びるように設けられたコイルユニットからなる固定子４１と、この固定子４１に対応して設けられ、基板ステージＰＳＴに固定された磁石ユニットからなる可動子４２とを備えている。これら固定子４１及び可動子４２によりムービングマグネット型のリニアモータ４０が構成されており、可動子４２が固定子４１との間の電磁気的相互作用により駆動することで基板ステージＰＳＴがＸ軸方向に移動する。ここで、基板ステージＰＳＴはＸガイドステージ３５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。基板ステージＰＳＴはＸガイドステージ３５に非接触支持された状態でＸリニアモータ４０によりＸ軸方向に移動する。
【００２５】
Ｙリニアモータ３０のそれぞれは、Ｘガイドステージ３５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３２と、この可動子３２に対応して設けられコイルユニットからなる固定子３１とを備えている。ここで、固定子３１、３１はベースプレート６に突設された支持部３６、３６（図１参照）に設けられている。なお、図１では固定子３１及び可動子３２は簡略化して図示されている。これら固定子３１及び可動子３２によりムービングマグネット型のリニアモータ３０が構成されており、可動子３２が固定子３１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３５がＹ軸方向に移動する。また、Ｙリニアモータ３０、３０のそれぞれの駆動を調整することでＸガイドステージ３５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３０、３０により基板ステージＰＳＴがＸガイドステージ３５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。
【００２６】
図１に戻って、基板ステージＰＳＴ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５１が設けられ、Ｘ移動鏡５１に対向する位置にはレーザ干渉計５０が設けられている。レーザ干渉計５０はＸ移動鏡５１の反射面と投影光学系ＰＬの鏡筒下端に設けられた参照鏡５２とのそれぞれに向けてレーザ光（検出光）を照射するとともに、その反射光と入射光との干渉に基づいてＸ移動鏡５１と参照鏡５２との相対変位を計測することにより、基板ステージＰＳＴ、ひいては感光基板ＰのＸ軸方向における位置を所定の分解能でリアルタイムに検出する。同様に、基板ステージＰＳＴ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５３（図１には不図示、図３参照）が設けられ、Ｙ移動鏡５３に対向する位置にはＹレーザ干渉計（不図示）が設けられており、Ｙレーザ干渉計はＹ移動鏡５３の反射面と投影光学系ＰＬの鏡筒下端に設けられた参照鏡（不図示）とのそれぞれに向けてレーザ光を照射するとともに、その反射光と入射光との干渉に基づいてＹ移動鏡と参照鏡との相対変位を計測することにより、基板ステージＰＳＴ、ひいては感光基板ＰのＹ軸方向における位置を所定の分解能でリアルタイムに検出する。レーザ干渉計の検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴはレーザ干渉計の検出結果に基づいてリニアモータ３０、４０を介して基板ステージＰＳＴの位置制御を行う。
【００２７】
次に、図３乃至図７を参照しながら本発明のリニアモータ３０について説明する。
リニアモータ３０は、Ｙ軸方向を長手方向とするコイルユニット（コイル体）からなる固定子３１と、磁石ユニットからなる可動子３２とを備えている。図４は、Ｙリニアモータ３０の断面図である。可動子３２は複数の磁石（発磁体）７６を有し、固定子３１を挟んで設けられたヨーク部７８を備えている。磁石７６のそれぞれは永久磁石であってヨーク部７８にＹ軸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７６は固定子３１を挟んで異なる磁極どうしが互いに対向して配置されている。
【００２８】
一方、図４及び図５に示すように、固定子３１は、Ｚ方向（第３方向）に接合状態で対向配置されたコイルアセンブリＣ１、Ｃ２と、コイルアセンブリＣ１、Ｃ２を冷却するための冷媒（温度調整用媒体）が内部に流れる冷却パイプ（管体）ＣＰとを有している。
なお、使用される冷媒としては液体又は気体を用いることができる。例えば、不活性液体としては、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）などが挙げられる。また、比熱が大きく、冷却効率の高い水（特に純水）を冷媒として用いることもできる。
【００２９】
各コイルアセンブリＣ１、Ｃ２は、Ｙ軸方向（第２方向）に沿って配列された複数のコイル体Ｃがエポキシ樹脂等の合成樹脂によりそれぞれ一体的にモールド（成形）された構成となっている。
【００３０】
図６は、コイルアセンブリＣ２及び冷却パイプＣＰに対してコイルアセンブリＣ１が分解された状態を示す分解斜視図である。
この図に示すように、各コイル体Ｃは、Ｘ軸方向（第１方向）に沿って形成され推力発生部となる二つの直線部Ｌ、Ｌと、これら直線部Ｌ、Ｌの端部間を結ぶ略円弧状の短辺部Ｔ、Ｔとからなる略０字状に形成されており、直線部Ｌ、Ｌの間には、Ｘ軸方向に沿って空芯部Ｋが形成されている。空芯部Ｋの幅は、冷却パイプＣＰの幅よりも僅かに幅広に形成されている。また、図４に示すように、直線部Ｌは、短辺部Ｔにおいて冷却パイプＣＰが配置される隙間を形成するように、対向するコイル体Ｃにおいて互いに離間する方向に折り曲げられている。また、各コイル体Ｃには、制御装置ＣＯＮＴにより電流量を制御された駆動電流が流れる構成となっているが、コイル体Ｃから引き出される配線は図示を省略している。
【００３１】
冷却パイプＣＰは、銅材やステンレス材等の金属で形成され、その表面はコイル体Ｃとの絶縁性を確保するために、例えばフッ素樹脂等の塗装やメッキの表面処理が施されている。なお、冷却パイプＣＰは、金属以外にもモータの粘性抵抗を下げるために樹脂注型で形成してもよい。
【００３２】
この冷却パイプＣＰは、断面矩形のパイプが屈曲した形状を有しており、Ｘ軸方向に沿って空芯部Ｋに配置された第１管部ＣＰ１と、上記短辺部Ｔの間の隙間にＹ軸方向に沿って配置され第１管部ＣＰ１の端部に接続された第２管部ＣＰ２とが交互に九十九折り状に連結されて、ＸＹ平面と平行な面内で連続した一本の管となっている。コイル体Ｃの空芯部Ｋに配設された第１管部ＣＰ１の厚さは、コイル体Ｃの直線部Ｌの厚さ（コイルアセンブリＣ１、Ｃ２で対向する２枚のコイル体Ｃを合わせた厚さ）と同等以下の厚さに形成されている。
これらコイルアセンブリＣ１、Ｃ２と冷却パイプＣＰとは、接着、あるいは別途固定部材により一体的に組み立ててもよいし、全体をモールドして一体的な構成としてもよい。
【００３３】
次に、上述したリニアモータ３０の作用について説明する。
Ｙリニアモータ３０の駆動により、基板ステージＰＳＴがＹ軸方向に移動する際に、  制御装置ＣＯＮＴの制御のもとで、Ｙリニアモータ３０（固定子３１）のコイル体Ｃに対して駆動電流が供給されると、コイルアセンブリＣ１、Ｃ２におけるコイル体Ｃが発熱する。
【００３４】
図７は、図５におけるＡ−Ａ線視断面図である。
冷却パイプＣＰ内には所定温度（例えば２３℃）に温度調整された冷媒が流通しているため、各コイルアセンブリＣ１、Ｃ２におけるコイル体Ｃで生じた熱は、熱交換により冷却パイプＣＰを介して冷媒に吸熱される。
このとき、冷却パイプＣＰの第１管部ＣＰ１は、推力発生部であるコイル体Ｃの直線部Ｌに近接する空芯部Ｋに、直線部Ｌに沿って配置されているため、図７に示すように、コイル体Ｃ（の直線部Ｌ）で生じた熱が放熱される前に迅速に吸熱することが可能である。
【００３５】
このように、本実施形態のＹリニアモータ３０では、冷媒が流れる冷却パイプＣＰの第１管部ＣＰ１がコイル体Ｃの空芯部Ｋに配設されているので、コイルユニットの薄型化を実現できるとともに、冷却パイプＣＰの厚さ分、可動子３２の磁石７６とコイル体Ｃとの距離が大きくなることがなく、モータ効率が低下してしまうことを回避できる。従って、本実施形態では、コイル体Ｃからの発熱自体を抑えることができる。
なお、冷却パイプＣＰを配置するのに際し、第２管部ＣＰ２との干渉を避けるために、コイル体Ｃの短辺部Ｔを折り曲げているが、短辺部Ｔは元来、無効コイル部であり、磁石７６が対向しない空間となっているので、短辺部Ｔの折り曲げによって、コイルユニットの厚さが一部厚くなったとしても、モータ効率が低下することはない。
【００３６】
また、本実施形態では、推力発生部である直線部Ｌの直近で吸熱することが可能であるため、高い冷却能力を発現することが可能になり、モータの周囲への放熱を大幅に抑制することができる。特に、本実施形態では、直線部Ｌ及び空芯部Ｋの延在方向に沿って冷却パイプＣＰの第１管部ＣＰ１が配置されているので、推力発生部のいかなる場所で生じた熱も迅速、且つ効率的に吸熱することが可能である。
【００３７】
（第２実施形態）
以下、本発明のリニアモータの第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述した第１実施形態を同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略化もしくは省略する。
図８は、本発明に係るリニアモータの第２実施形態を示す断面図である。
この図に示すＹリニアモータ３０の固定子３１は、上記のコイルアセンブリＣ１、Ｃ２及び冷却管ＣＰがエポキシ樹脂等の成型材７７で一体的にモールド（成型）されて筒状の外殻部材８０の内部に収容された構成となっている。
外殻部材８０の材質としては、アルミニウムやＣＦＲＰ（炭素繊維強化熱硬化性プラスチック）等の高熱伝導率のものを用いることが好ましい。
他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００３８】
本実施形態では、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、コイルアセンブリＣ１、Ｃ２で生じた熱が成型材７７から外殻部材８０に伝わった場合でも、図９に示すように、熱が外殻部材８０の表面で分散するため、固定子３１としての外表面の温度をより均一にすることができ、温度勾配が生じた際に懸念される、周囲の部材の熱変形や、空気温度の変化による測長計の測定誤差等が生じることを防止することができる。
【００３９】
また、従来では、外殻部材とコイルアセンブリとの間に冷媒を流す場合には、冷媒による内圧に抗するために、所定の強度、すなわち所定の厚さが必要であったが、本実施の形態では冷媒による圧力が外殻部材８０に作用しないため薄くすることができ、固定子３１の薄型化が可能になる。
【００４０】
（第３実施形態）
続いて、本発明のリニアモータの第３実施形態について図１０を参照して説明する。
第３実施形態では、上記の第１実施形態に対して、冷却パイプＣＰがＺ軸方向に隣り合う冷却パイプ（第１管体）ＣＰＡ及び冷却パイプ（第２管体）ＣＰＢから構成される。各冷却パイプＣＰＡ、ＣＰＢの厚さは、コイル体Ｃの直線部Ｌの厚さと同等以下の厚さに形成され、これにより冷却パイプＣＰＡ、ＣＰＢの合計の厚さがコイルアセンブリＣ１、Ｃ２で対向する２枚のコイル体Ｃを合わせた厚さと同等以下の厚さとなっている。
【００４１】
冷却パイプＣＰＡは、Ｘ軸方向に沿ってコイルアセンブリＣ１におけるコイル体Ｃの空芯部Ｋに配置される第１管部ＣＰＡ１と、コイル体Ｃの短辺部Ｔの間の隙間にＹ軸方向に沿って配置され第１管部ＣＰＡ１の端部に接続された第２管部ＣＰＡ２とが交互に九十九折り状に連結されて、ＸＹ平面と平行な面内で連続した一本の管となっている。同様に、冷却パイプＣＰＢは、Ｘ軸方向に沿ってコイルアセンブリＣ２におけるコイル体Ｃの空芯部Ｋに配置される第１管部ＣＰＢ１と、コイル体Ｃの短辺部Ｔの間の隙間にＹ軸方向に沿って配置され第１管部ＣＰＢ１の端部に接続された第２管部ＣＰＢ２とが交互に九十九折り状に連結されて、ＸＹ平面と平行な面内で連続した一本の管となっている。そして、冷却パイプＣＰＡとＣＰＢにおいては、第２管部ＣＰＡ２と第２管部ＣＰＢ２とが互いに対向状態で重ならないようにＹ軸方向にずれた状態で配置される。
【００４２】
また、本実施形態では、冷却パイプＣＰＡ、ＣＰＢの内部を流れる冷媒は互いに逆方向に流れる構成となっている（図１０中、矢印参照）。
他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００４３】
本実施形態では、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、冷却パイプＣＰＡ、ＣＰＢにおいて冷媒が逆方向に流れることから、各冷却パイプＣＰＡ、ＣＰＢで生じた温度勾配が相殺されるため、冷媒を同一方向に流した場合のように、吸熱が進に従って冷媒の温度が上昇し、冷媒入口と冷媒出口とで温度勾配が生じて周囲の部材の熱変形や、空気温度の変化による測長計の測定誤差等が生じることを防止することができる。さらに、本実施の形態では、冷却パイプＣＰＡ、ＣＰＢにおいて第２管部ＣＰＡ２と第２管部ＣＰＢ２とが互いに対向状態で重ならないので、全てのコイル体Ｃにおいて両側の短辺部Ｔを均等に冷却することが可能になり、固定子３１に温度分布が生じることを防止できる。
【００４４】
（第４実施形態）
次に、本発明のリニアモータの第４実施形態について図１１を参照して説明する。
図１１には、第４実施形態の冷却パイプのみが図示されており、コイル体や可動子等は図示が省略されている。
図１１に示す冷却パイプＣＰは、Ｘ軸方向に沿って空芯部Ｋに配置される第１管部ＣＰ１と、Ｙ軸方向に沿って配置される一対の第２管部ＣＰ２とを有し、各第１管部ＣＰ１の両端に第２管部ＣＰ２がそれぞれ溶接等により接続された梯子状に形成されている。
そして、本実施の形態では、一対の第２管部ＣＰ２の一方（図１１では、＋Ｘ側の第２管部ＣＰ２）の−Ｙ側に冷媒入口（冷媒導入部）が設けられ、一対の第２管部ＣＰ２の他方（図１１では、−Ｘ側の第２管部ＣＰ２）の−Ｙ側に冷媒出口（冷媒排出部）が設けられている。
他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００４５】
本実施形態では、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、一対の第２管部ＣＰ２の一方と他方とで、冷媒の流れる方向が逆方向となり、また、第２管部ＣＰ２の一方の経路途中から複数の第１管部ＣＰ１を介して冷媒が第２管部ＣＰ２の他方へと流れるので、第１実施形態で示した連続した一本の管の場合と比較して冷却パイプＣＰとしての長手方向の温度勾配を小さくすることができる。そのため、本実施形態では、温度勾配が生じた際に懸念される、周囲の部材の熱変形や、空気温度の変化による測長計の測定誤差等が生じることを防止することが可能になる。
【００４６】
なお、梯子状の冷却パイプＣＰとしては、図１１に示した構成の他に、図１２に示すように、一対の第２管部ＣＰ２の一方の＋Ｙ側に冷媒入口（冷媒導入部）が設けられ、一対の第２管部ＣＰ２の他方の−Ｙ側に冷媒出口（冷媒排出部）が設けられる構成であってもよい。
この構成においても、第２管部ＣＰ２の一方の経路途中から複数の第１管部ＣＰ１を介して冷媒が第２管部ＣＰ２の他方へと流れるので、第１実施形態で示した連続した一本の管の場合と比較して冷却パイプＣＰとしての長手方向の温度勾配を緩和することができる。
【００４７】
（第５実施形態）
続いて、本発明のリニアモータの第５実施形態について図１３を参照して説明する。
上記実施形態における磁石７６は、コイル体Ｃの折り曲げ部より内側の直線部Ｌと対向する長さに形成されていたが、本実施形態では、図１３に示すように、折り曲げられたコイル体Ｃの斜面と一定間隔を保持する斜辺部８１をもって磁石７６の長さが大きく設定されている。
この構成のリニアモータでは、モータを大型化させることなく推力発生部、すなわち推力を大きくすることが可能になる。
【００４８】
（第６実施形態）
続いて、本発明のリニアモータの第６実施形態について図１４を参照して説明する。
上記実施形態では、冷却パイプＣＰをＸＹ平面と平行な面内で形成し、冷却パイプＣＰと干渉しないようにコイル体Ｃを折り曲げる構成としたが、本実施形態ではコイル体Ｃを平板状に形成し、このコイル体Ｃと干渉しないように冷却パイプＣＰを折り曲げる構成とする。
【００４９】
すなわち、図１４に示すように、本実施形態の冷却パイプＣＰは、第１管部ＣＰ１はコイル体Ｃの空芯部Ｋに配され、第２管部ＣＰ２がコイル体Ｃの短辺部Ｔの上方に配されるため、第１管部ＣＰ１の両端側が短辺部Ｔと干渉せずに第２管部ＣＰ１と同じ平面内に位置するように、第１管部ＣＰ１が折り曲げられている。
このように構成することにより、本実施形態では、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、コイル体Ｃが厚くて折り曲げることが困難な場合でも容易に対応することが可能になる。
【００５０】
なお、上記第１〜第５実施形態では、２つのコイルアセンブリＣ１、Ｃ２を有する構成としたが、推力が小さい場合や、コイル体Ｃの折り曲げが困難ではない場合には、一つのコイルアセンブリで固定子を構成してもよい。
また、上記各実施形態におけるリニアモータは、コイルユニットを固定子とし、磁石ユニットを可動子とした所謂ムービングマグネット型のリニアモータとして説明したが、コイルユニットを可動子とし、磁石ユニットを固定子とした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。この場合、可動子であるコイルユニットがステージＰＳＴに接続し、固定子である磁石ユニット（発磁体）がステージＰＳＴの移動面側（ベース）に設けられる。
【００５１】
さらに、上記実施形態では、ステージ装置２の基板ステージＰＳＴをＹ軸方向に駆動するＹリニアモータ３０に本発明を適用する構成としたが、この構成以外にも、本発明をＸリニアモータ４０に適用する構成や、ステージ装置１のＹリニアモータ２０に適用する構成としてもよい。
【００５２】
また、上記実施形態の感光基板Ｐ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。
【００５３】
露光装置ＥＸとしては、マスクＭと基板Ｐとを同期移動してマスクＭ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（スキャニングステッパ）の他に、マスクＭと基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを一括露光し、基板Ｐ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（ステッパ）にも適用することができる。また、本発明は基板Ｐ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写するステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。
【００５４】
また、本発明は、特開平１０−１６３０９９号公報、特開平１０−２１４７８３号公報、特表２０００−５０５９５８号公報などに開示されているツインステージ型の露光装置にも適用できる。
【００５５】
露光装置ＥＸ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。
【００５６】
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）、Ｆ２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（ＬａＢ６）、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、マスクＭを用いる構成としてもよいし、マスクＭ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。
【００５７】
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、Ｆ２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（マスクＭ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、マスクＭと基板Ｐとを密接させてマスクＭ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。
【００５８】
上記実施形態のように基板ステージＰＳＴやマスクステージＭＳＴ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ＰＳＴ、ＭＳＴ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。
【００５９】
基板ステージＰＳＴの移動により発生する反力は、投影光学系ＰＬに伝わらないように、特開平８−１６６４７５号公報（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。
マスクステージＭＳＴの移動により発生する反力は、投影光学系ＰＬに伝わらないように、特開平８−３３０２２４号公報（USP 5,874,820）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、特開平８−６３２３１号公報（USP 6,255,796）に記載されているように運動量保存則を用いて反力を処理してもよい。
【００６０】
以上のように、本願実施形態の露光装置ＥＸ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。
【００６１】
半導体デバイスは、図１５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を製造するステップ２０３、前述した実施形態の露光装置ＥＸによりマスクのパターンを基板に露光する基板処理ステップ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。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明のリニアモータを備えた露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】ステージ装置の一実施形態を示す概略斜視図である。
【図３】本発明のリニアモータを備えたステージ装置の一実施形態を示す概略斜視図である。
【図４】Ｙリニアモータの断面図である。
【図５】コイルアセンブリを有する固定子の外観斜視図である。
【図６】コイルアセンブリ及び冷却パイプに対してコイルアセンブリが分解された状態を示す分解斜視図である。
【図７】図５におけるＡ−Ａ線視断面図である。
【図８】本発明に係るリニアモータの第２実施形態を示す断面図である。
【図９】固定子における熱の分散状態を示す断面図である。
【図１０】本発明に係るリニアモータの第３実施形態を示す分解斜視図である。
【図１１】本発明に係るリニアモータの第４実施形態を示す平面図である。
【図１２】梯子状の冷却パイプの他の実施形態を示す平面図である。
【図１３】本発明に係るリニアモータの第５実施形態を示す断面図である。
【図１４】本発明に係るリニアモータの第６実施形態を示す斜視図である。
【図１５】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】
【００６３】
Ｃ…コイル体、  ＣＰ…冷却パイプ（管体）、  ＣＰＡ…冷却パイプ（第１管体）、  ＣＰＢ…冷却パイプ（第２管体）、  ＣＰ１、ＣＰＡ１…第１管部、  ＣＰ２、ＣＰＢ２…第２管部、  ＥＸ…露光装置、  Ｋ…空芯部、  Ｌ…直線部、  Ｍ…マスク（レチクル）、  ＭＳＴ…マスクステージ（レチクルステージ）、  Ｐ…感光基板（基板）、  ＰＳＴ…基板ステージ、  ２…ステージ装置、  ３０…Ｙリニアモータ（リニアモータ、駆動装置）、  ３１…固定子、  ３２…可動子、  ７７…成型材、  ８０…外殻部材
【図１】
2006081244.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006081244.tif 000009
【図８】
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【図９】
2006081244.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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