(57)【要約】【課題】周囲への熱的影響が少ないリニアモータ装置を提供する。【解決手段】リニアモータ装置３０は、冷媒が供給される内部空間を有するハウジング部７１と、内部空間に配置されるコイル１１１、１１２と、コイル１１１、１１２に電流を供給する電流供給装置と、電流供給装置とコイル１１１、１１２との間に設けられ、コイル１１１、１１２に供給する電流を制御するスイッチ部Ｓとを備えており、スイッチ部Ｓはハウジング部７１の内部空間に設けられている。【選択図】　　　　図４
2004023960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が供給される内部空間を有するハウジング部と、前記内部空間に配置されるコイルとを有するリニアモータ装置において、
前記コイルに電流を供給する電流供給装置と、
前記電流供給装置と前記コイルとの間に設けられ、前記コイルに供給する電流を制御する電流制御部とを備え、
前記電流制御部を前記内部空間に設けたことを特徴とするリニアモータ装置。
【請求項２】
前記電流制御部は、前記コイルに電流を供給するかどうかを制御するスイッチ部を含むことを特徴とする請求項１記載のリニアモータ装置。
【請求項３】
前記電流制御部は、前記コイルに供給する電流を増幅するアンプ部を含むことを特徴とする請求項１又は２記載のリニアモータ装置。
【請求項４】
前記電流制御部は、支持部を介して前記コイルに支持されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載のリニアモータ装置。
【請求項５】
前記電流制御部を密閉する密閉部材を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載のリニアモータ装置。
【請求項６】
前記ハウジング部を挟んで対向配置された磁石を有する磁石ユニットを備え、
前記電流制御部は、対向する前記磁石の間以外の部分に配置されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載のリニアモータ装置。
【請求項７】
前記コイルを複数有するコイルユニットが設けられた固定子と、複数の磁石を有する磁石ユニットが配置された可動子とを備え、
前記スイッチ部は複数設けられており、
前記可動子の位置に応じて前記複数のスイッチ部を制御するスイッチ制御部を有することを特徴とする請求項２記載のリニアモータ装置。
【請求項８】
駆動装置を備えたステージ装置において、
前記駆動装置に、請求項１〜請求項７のいずれか一項記載のリニアモータ装置が用いられていることを特徴とするステージ装置。
【請求項９】
マスクを支持するマスクステージと、基板を支持する基板ステージとを備えた露光装置において、
前記マスクステージ及び前記基板ステージのうち少なくともいずれか一方に、請求項８記載のステージ装置が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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はリニアモータ装置、ステージ装置及び露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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基板（感光基板）上に転写するいわゆる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いう）の駆動源としてリニアモータが用いられているが、リニアモータからの発熱はステージ位置決め精度に影響を及ぼす。例えば、リニアモータからの発熱が周囲の部材を熱変形させたり、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。したがって、リニアモータからの発熱が周囲に伝わるのを防ぐために、リニアモータのコイルをハウジング（ジャケット）に収容し、このハウジング内部に冷媒を供給する従来技術がある。このうち、特開２００１−１１９９１６号公報には、ハウジング内部に冷媒を供給することに加えて、複数のコイルによる発熱を少なくするために可動子の移動に寄与するコイルを選択して通電するリニアモータ装置に関する技術が開示されている。このリニアモータ装置は、複数のコイルに所望の電流を供給する制御部と各コイルとのそれぞれの間に複数のスイッチを設け、可動子の位置に応じて前記複数のスイッチを制御する構成である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術には以下に述べる問題が生じるようになった。
上記リニアモータ装置において、スイッチはリニアモータの外部に設置される構成であるが、応答性を考えるとスイッチとリニアモータとを近接して設置することが好ましい。この場合、スイッチをステージ装置の一部に所定の支持部を介して取り付けるか、スイッチボックス内部に配置してリニアモータ近傍に設置することが考えられる。しかしながら、このような構成では、リニアモータ外部における配線が多くなり、リニアモータの周辺に配線スペースを確保しなければならず、省スペース化できないという問題点があった。
【０００５】
また、スイッチにはＭＯＳ−ＦＥＴ等の半導体スイッチング素子が用いられるが、スイッチング素子自体も発熱する。しかしながら、従来においてスイッチからの発熱の周囲への影響は考慮されておらず、スイッチからの発熱により周囲の部材が熱変形したり、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が変化して測定誤差が生じるといった不都合が生じるおそれがある。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、周囲への熱的影響が少ないリニアモータ装置を提供することを目的とする。また、このリニアモータ装置を備えることにより高い位置決め精度を有し、省スペース化できるステージ装置及び露光装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため本発明は、実施の形態に示す図１〜図１６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装置（２０、３０、４０、ＬＭ）は、冷媒が供給される内部空間を有するハウジング部（７１）と、内部空間に配置されるコイル（１１１、１１２）とを有するリニアモータ装置において、コイル（１１１、１１２）に電流を供給する電流供給装置（ＶＳ）と、電流供給装置（ＶＳ）とコイル（１１１、１１２）との間に設けられ、コイル（１１１、１１２）に供給する電流を制御する電流制御部（Ｓ、２２１、２２２、２２３）とを備え、電流制御部（Ｓ、２２１、２２２、２２３）を内部空間に設けたことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、熱源である電流制御部を冷媒が供給されるハウジング部の内部空間に設けたことにより、この電流制御部からの発熱の周囲への影響を抑えることができる。また、電流制御部をハウジング部の内部空間に設けることにより、電流制御部とコイルとは近接して設置されることになり、リニアモータ装置外部において引き回される配線を少なくすることができる。したがって、省スペース化が実現される。
ここで、電流制御部は、コイルに電流を供給するかどうかを制御するスイッチ部（Ｓ）あるいはコイルに供給する電流を増幅するアンプ部（２２１）を含む。
【０００９】
また、電流制御部（Ｓ、２２１、２２２、２２３）は支持部（９２）を介してコイル（１１１、１１２）に支持されている。これによれば電流制御部をコイルと一体化できるので、電流制御部をコイルに近接して配置することができると共にリニアモータ装置の製造も容易に行うことができる。
【００１０】
また、本発明のリニアモータ装置は、電流制御部（Ｓ、２２１、２２２、２２３）を密閉する密閉部材（９１）を有するものとすることができる。これによれば、電流制御部が冷媒に直接晒されることがなくなる。
【００１１】
また、本発明のリニアモータ装置は、ハウジング部（７１）を挟んで対向配置された磁石（６３、６４）を有する磁石ユニット（ＭＵ）を備え、電流制御部（Ｓ、２２１、２２２、２２３）は対向する磁石の間以外の部分に配置されている。これによれば、金属部材を含む電流制御部が磁石の発生する磁束中を移動することがないため、渦電流による粘性力の発生等、リニアモータの駆動に影響を及ぼす力の発生を抑えることができる。
【００１２】
また、本発明のリニアモータ装置は、コイル（１１１、１１２）を複数有するコイルユニット（ＣＵ）が設けられた固定子（３１）と、複数の磁石（６３、６４）を有する磁石ユニット（ＭＵ）が配置された可動子（３２）とを備え、スイッチ部（Ｓ）は複数設けられており、可動子の位置に応じて前記複数のスイッチ部を制御するスイッチ制御部（２３０）を有する。これによれば、推進力Ｆの発生に寄与するコイルにのみ選択的に電流を供給することができ、消費電力を抑えて不要な熱が生じないようにすることができる。
【００１３】
本発明のステージ装置（１、２、ＭＳＴ、ＰＳＴ）は、駆動装置を備えたステージ装置において、駆動装置に、上記記載のリニアモータ装置（２０、３０、４０、ＬＭ）が用いられていることを特徴とする。
また、本発明の露光装置（ＥＸ）は、マスク（Ｍ）を支持するマスクステージ（１、ＭＳＴ）と、基板（Ｐ）を支持する基板ステージ（２、ＰＳＴ）とを備えた露光装置において、マスクステージ（１、ＭＳＴ）及び基板ステージ（２、ＰＳＴ）のうち少なくともいずれか一方に、上記記載のステージ装置が用いられていることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、リニアモータ装置からの発熱による周囲への影響を抑えることができるので、周囲の各部材・装置の熱変形や光干渉式測長計の測定誤差の発生が抑えられ、高い位置決め精度を有するステージ装置、及び高い露光精度を有する露光装置が提供される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のリニアモータ装置、ステージ装置及び露光装置について図面を参照しながら説明する。図１は本発明のステージ装置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。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軸まわり、Ｙ軸まわり、及びＺ軸まわ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。
【００１６】
図１において、露光装置ＥＸは、マスクＭを保持して移動するマスクステージ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。
【００１７】
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。
【００１８】
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Ｋ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。
【００１９】
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に示すように、ステージ装置１（マスクステージＭＳＴ）は、マスク定盤３上に設けられたマスク粗動ステージ１６と、マスク粗動ステージ１６上に設けられたマスク微動ステージ１８と、マスク定盤３上において粗動ステージ１６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（リニアモータ装置、駆動装置）２０、２０と、マスク定盤３の中央部の上部突出部３ｂの上面に設けられ、Ｙ軸方向に移動する粗動ステージ１６を案内する一対のＹガイド部２４、２４と、粗動ステージ１６上において微動ステージ１８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１７Ｘ及び一対のＹボイスコイルモータ１７Ｙとを備えている。なお、図１では、粗動ステージ１６及び微動ステージ１８を簡略化して１つのステージとして図示している。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
図１に戻って、開口Ｋ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。
【００２４】
ステージ装置２は、基板ステージ（可動部）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（リニアモータ装置、駆動装置）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（リニアモータ装置、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。
【００２５】
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。また、Ｘトリムモータ３４の固定子３４ｂ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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
次に、図４及び図５を参照しながら本発明のリニアモータ３０（２０、４０）の第１実施形態について説明する。以下の説明では基板ステージＰＳＴに設けられたＹリニアモータ３０について説明するが、Ｘリニアモータ４０及びマスクステージＭＳＴに設けられたリニアモータ２０もほぼ同等の構成を有する。なお、構成上、固定子３１と可動子３２とからなる部分をリニアモータ３０と称し、リニアモータ３０の外部にあるリニアモータ制御部ＲＣ（図５参照）をも含めた場合をリニアモータ装置ＬＭと称する。
【００３１】
図４はリニアモータ３０の断面図であり、図５はリニアモータ３０及びこのリニアモータ３０の動作を制御するリニアモータ制御部ＲＣを示す回路図である。図４及び図５に示すように、リニアモータ３０は、複数のコイル１１１、１１２を有するコイルユニットからなる固定子３１と、複数の磁石６３、６４を有する磁石ユニットからなる可動子３２とを備えている。
【００３２】
可動子３２は、基体部６１ａ、６１ｂと、基体部６１ａ、６１ｂに対してビス６４により固定された一対のヨーク部６２と、ヨーク部６２のそれぞれの内面に設けられた磁束発生手段としての永久磁石からなる磁石６３、６４とを備えている。磁石６３は可動子３２の移動方向に沿って複数配置されて第１列の磁石６３、６３…を構成し、磁石６４も可動子３２の移動方向に沿って複数配置されて第２列の磁石６４、６４…を構成している。なお、ここでは磁石ユニットにおける磁束発生手段として永久磁石６３、６４を用いているが、電磁石等他の構成を用いても良い。
【００３３】
固定子３１は、冷媒が供給される内部空間を有するハウジング部７１と、ハウジング部７１の内部空間に配置された複数のコイル１１１、１１２とを備えている。コイル１１１は可動子３２の移動方向に沿って複数配置されて第１列のコイル１１１、１１１…を構成し、コイル１１２も可動子３２の移動方向に沿って複数配置されて第２列のコイル１１２、１１２…を構成している。そして、可動子３２の中空部分に固定子３１が挿入されている。ここで、第１列の磁石６３（磁石ユニット）と、第２列の磁石６４（磁石ユニット）とはハウジング部７１を挟んで対向配置されている。リニアモータ３０のコイル１１１、１１２には、リニアモータ制御部ＲＣの電流供給装置ＶＳ（図５参照）よりアンプ部２２１、２２２、２２３を介して所定の電流値を有する電流が供給される。
【００３４】
ハウジング部７１には、内部空間に冷媒を入れるための入口部８１（図４では不図示、図３参照）と、内部空間の冷媒を外部に出すための出口部８２とが設けられている。なお、使用される冷媒としては液体又は気体あって特に不活性なものが好ましく、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。一方、コイル１１１、１１２の導線自体が冷媒に直接触れないようにコイル表面には表面処理が施されている。
【００３５】
図４に示すように、ハウジング部７１の内部空間においてコイル１１１、１１２の上部には電流供給装置ＶＳからの電流をこれらコイルに供給するかどうかを制御する複数のスイッチ部（電流制御部）Ｓ（Ｓ１〜Ｓ１０）が設けられている。スイッチ部Ｓとコイル１１１、１１２との間には回路基板（支持部）９２が設けられており、スイッチ部Ｓは回路基板９２を介してコイル１１１、１１２に支持されている。すなわち、回路基板９２がスイッチ部Ｓを支持する支持部となっている。スイッチ部Ｓ１〜Ｓ１０のそれぞれは無接点リレーやトライアック、あるいはＭＯＳ−ＦＥＴ等の半導体スイッチング素子により構成されており、図５に示すように、複数のコイル１１１、１１２のそれぞれに対して１つずつ設けられている。ここで、スイッチ部Ｓは回路基板９２を介してコイル１１１、１１２の上部に設けられていることにより、対向する磁石６３、６４の間以外の部分に配置された構成となっている。
【００３６】
スイッチ部Ｓ１〜Ｓ１０のそれぞれは回路基板９２の所定位置において結線され、接着剤などにより固定されている。また、回路基板９２とコイル１１１、１１２とも結線され、接着剤９３により固定されている。回路基板９２はガラス繊維入りエポキシ樹脂やセラミックにより構成され、表面には回路パターンが形成され、結線用のランドを除いて絶縁膜で覆われている。結線用のランドも結線後にエポキシ樹脂等の合成樹脂により被覆され保護される。スイッチ部Ｓ１〜Ｓ１０は合成樹脂やセラミックなどからなる密閉部材９１により密閉されており、ハウジング部７１の内部空間に供給される冷媒に晒されないようになっている。このため、冷媒として冷却効率の高い水を用いることもできる。更に、スイッチ部Ｓ１〜Ｓ１０と回路基板９２との結線部、及び回路基板９２とコイル１１１、１１２との結線部にも合成樹脂が塗布、固着されており、この合成樹脂によって結線部が保護されている。また、スイッチ部Ｓとコイル１１１、１１２とは合成樹脂により一体モールド化されている。以下、このモールド体を適宜「コイルユニットＣＵ」と称する。コイルユニットＣＵ（スイッチ部Ｓ及びコイル１１１、１１２）は固定部材７３を介してハウジング部７１に固定されている。
【００３７】
ハウジング部７１の形成材料としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ガラス繊維充填エポキシ樹脂、ガラス繊維強化熱硬化性プラスチック（ＧＦＲＰ）、炭素繊維強化熱硬化性プラスチック（ＣＦＲＰ）等の合成樹脂、またはセラミックス材料等の非導電性且つ非磁性材料、あるいはステンレス鋼やアルミニウム等の金属が挙げられる。また、これらの材料からなるシート状部材を形成し、このシート状部材を複数積層した積層体によりハウジング部７１を形成するようにしてもよい。合成樹脂により積層体を形成する場合には、例えば共押出加工法を用いることができる。ここで、ハウジング部７１のうち、少なくとも可動子３２の磁石６３、６４と対向する部分は合成樹脂あるいはセラミックス材料などの非導電性且つ非磁性材料によって構成することが好ましい。こうすることにより、ハウジング部７１が磁石６３、６４の磁束中を移動しても渦電流の発生を抑えることができ、リニアモータ駆動時の粘性抵抗を低く抑えることができる。
【００３８】
前記入口部８１や出口部８２にはシール部材（不図示）が設けられており、ハウジング部７１の内部空間を流れる冷媒が外部に漏出するのを防いでいる。そして、ハウジング部７１とコイルユニットＣＵとの間には冷媒を通すための隙間が確保されており、リニアモータ３０の外部に設置された冷媒供給装置（不図示）によって入口部８１より供給された冷媒は前記隙間を通って出口部８２より出て行く際に、コイル１１１、１１２やスイッチ部Ｓの熱を回収していく。
【００３９】
図５に示すように、リニアモータ３０の固定子３１に設けられる第１列のコイル１１１、１１１…、第２列のコイル１１２、１１２…は、これに流れる電流の波形（Ｖ相、Ｕ相、Ｗ相）に応じてそれぞれ、Ｖ相のコイル群１１１（Ｖ）…、１１２（Ｖ）…、Ｕ相のコイル群１１１（Ｕ）…、１１２（Ｕ）…、Ｗ相のコイル群１１１（Ｗ）…、１１２（Ｗ）…に分けられる。そして、各コイル群毎に、所定の位相差の電流Ｉｖ、Ｉｕ、Ｉｗがリニアモータ制御部ＲＣ（電流供給装置ＶＳ）より供給され、前記可動子３２が固定子３１に対して移動する。このとき、スイッチ部Ｓ１〜Ｓ１０が各コイル１１１、１１２毎に電流を供給するかどうかのオン（通電）／オフ（遮断）を行う。
【００４０】
図５に示すように、リニアモータ制御部ＲＣは、電流Ｉｖ、Ｉｕ、Ｉｗを生成する電流供給装置ＶＳと、電流供給装置ＶＳの３つの端子に現れた電圧値に応じてこれを増幅し、所望の電流Ｉｖ、Ｉｕ、Ｉｗを発生させる３つのアンプ部２２１，２２２，２２３と、Ｖ相、Ｕ相、Ｗ相の各スイッチ部Ｓ１〜Ｓ１０のオン／オフ（切換）を行うスイッチ切換制御部（スイッチ制御部）２３０とを備えている。そして、スイッチ切換制御部２３０には、リニアモータ３０の可動子３１の目標位置を入力するための入力部２４０と、可動子３１の現在位置を検出する位置センサ（干渉計による位置検出手段）２４１が接続されている。また、リニアモータ制御部ＲＣのアンプ部（Ｖ相）２２１、アンプ部（Ｕ相）２２２、アンプ部（Ｗ相）２２３と、Ｖ相のコイル群１１１（Ｖ）…、１１２（Ｖ）…、Ｕ相のコイル群１１１（Ｕ）…、１１２（Ｕ）…、Ｗ相のコイル群１１１（Ｗ）…、１１２（Ｗ）…との間には、Ｖ相のスイッチ部Ｓ１〜Ｓ１０、Ｕ相のスイッチ部Ｓ１〜Ｓ１０、Ｗ相のスイッチ部Ｓ１〜Ｓ１０がそれぞれ配置されている。本実施形態では、リニアモータ３０のスイッチ部Ｓ１〜Ｓ１０のオン／オフ制御は各スイッチ部Ｓ１〜Ｓ１０毎に個別に行われる。そして、リニアモータ制御部ＲＣは電流供給装置ＶＳから供給する電流Ｉｖ、Ｉｕ、Ｉｗを、Ｖ相のスイッチ部Ｓ１〜Ｓ１０、Ｕ相のスイッチ部Ｓ１〜Ｓ１０、Ｗ相のスイッチ部Ｓ１〜Ｓ１０のそれぞれでスイッチ切換制御部（スイッチ制御部）２３０によりオン／オフ制御し、実際に推進力Ｆを発生するコイルのみを通電することで消費電力を抑え余分な発熱が生じないようにしている。
【００４１】
なお、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイル群で通電されるコイルの数は同じ数となっている。これはＵ相、Ｖ相、Ｗ相で、通電されるコイルの総ての抵抗値を各相で一致させるためである。この通電すべきコイルは、後述する第１の方法、第２の方法の何れかで決定される。また、図５に示すダミー抵抗（Ｄｕｍｍｙ）は、ハウジング部７１内に、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のコイルの数を同数にするだけのスペースがない場合に備えたものである。これにより、全スイッチ部をオンしたときであっても、各相の抵抗値を合わせることができる。
【００４２】
次に、図６〜図８を参照しながら、固定子３１のハウジング部７１内部に配置された第１列のコイル１１１…、第２列のコイル１１２…の形状、及び配列について説明する。
本実施形態に係る固定子３１は、所謂「ドッグボーン型」固定子であり、この固定子３１を構成する第１列のコイル１１１及び第２列のコイル１１２は、図６に示すように、角形に巻かれたロ字型のコイルである。固定子３１での、実際のＶ相のコイル群１１１（Ｖ）、１１２（Ｖ）、Ｕ相のコイル群１１１（Ｕ）、１１２（Ｕ）、Ｗ相のコイル群１１１（Ｗ）、１１２（Ｗ）の配置は図中、左からＷ相、Ｖ相、Ｕ相となっている。固定子３１の、図６中、手前側に配置される第１列のコイル１１１において、その縦方向に延びる部分（以下「極部分」という。）１１１ｉ，１１１ｊが奥側に折り曲げられている。この極部分１１１ｉ，１１１ｊが磁石ユニットＭＵの磁極と作用しあって推進力Ｆを発生する。一方、図６中、奥側に配置される第２列のコイル１１２において、極部分１１２ｉ，１１２ｊが手前側に折り曲げられている。そして、図６の矢印で示すように、第１列のコイル１１１、及び第２列のコイル１１２のそれぞれの中空部分に、対向する第２列のコイル１１２の極部分１１２ｉ，１１２ｊ、及び第１列のコイル１１１の極部分１１１ｉ，１１１ｊが嵌め合わされる。このため、図７に示すように、第１列のコイル１１１、及び第２列のコイル１１２において、その極部分１１１ｉ、１１１ｊ、及び１１２ｉ、１１２ｊが固定子３１の中央部分で一直線上に整列される。そして、直線状に並んだコイル１１１、１１２の上部に回路基板（支持部）９２を介して複数のスイッチ部Ｓ（Ｓ１〜Ｓ１０）が設けられる。このとき、スイッチ部Ｓと回路基板９２との結線、及び回路基板９２とコイル１１１、１１２との結線が行われる。そして、図８に示すように、極部分１１１ｉ、１１１ｊ、及び１１２ｉ、１１２ｊを一直線上に配置した第１列のコイル１１１、及び第２列のコイル１１２の両側より、可動子３２の磁石ユニットＭＵ（磁石６３、６４）がこれらコイル１１１、１１２を挟むように配置される。
【００４３】
なお、図７に示す状態のコイルユニットＣＵは、通電による検査工程を経てハウジング部７１内部に収容され、固定部材７３により固定される。この際、スイッチ部Ｓと、リニアモータ制御部ＲＣ（電流供給装置ＶＳ）に接続するためのハウジング部７１に設けられたコネクタ部（不図示）とが結線される。
【００４４】
次に、図９〜図１１を参照しながら本実施形態に係るリニアモータ３０の動作について説明する。
図９では、説明を簡単にするために合計８つの磁石６３、６４により磁石ユニットＭＵが構成されている。この磁石ユニットＭＵでは、磁石６３、６４により４つの磁極が形成されている。磁石ユニットＭＵによる図９中の波線部における磁束密度の分布が図９中に示されており、そのピーク数が磁極の数である。また、図９の第１列のコイル１１１、及び第２列のコイル１１２において、電流Ｉｕが流れるコイルに符号“Ｕ”が、電流Ｉｖが流れるコイルに符号“Ｖ”が、電流Ｉｗが流れるコイルに符号“Ｗ”が付されている。また、図９には電流Ｉｕの流れる方向の一例が示されている。以下、推進力の発生方向について説明する際は、図９の方向に電流が流れることを前提に行うものとする。
【００４５】
ここで、リニアモータ３０の可動子３２のコイル１１１、１１２に流れる「Ｕ相」の電流Ｉｕ、「Ｖ相」の電流Ｉｖ、「Ｗ相」の電流Ｉｗについて説明する。可動子３２が図９に示す位置にあるときには、図中、符号を付した極部分１１１ｉ，１１１ｊ、１１２ｉ，１１２ｊに、図１０のｔ０時点に示すＩｍａｘの電流が流れる。このとき、図９の右方向への推進力Ｆが得られる。Ｕ相のコイル群１１１（Ｕ）、１１２（Ｕ）、Ｖ相のコイル群１１１（Ｖ）、１１２（Ｖ）、Ｗ相のコイル群１１１（Ｗ）、１１２（Ｗ）に流れる電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗが図１０に示すように変化することで、可動子３２が固定子３１に対して、図９中、右方向に移動する。なお、電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗは、その波形が互いに２π／３の位相差となっている。そして、コイル１１１、１１２への電流の流れを遮断すれば可動子３２は停止する。また、コイル１１１、１１２に流す電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗの位相を図１０に示す波形に対して１８０度ずらせば可動子３２は左方向に移動する。本実施形態のリニアモータ３０では、固定子３１側のコイル１１１、１１２の全てを通電するのではなく、磁石ユニットＭＵの磁極の数に応じた数のコイル１１１、１１２のみを通電することで消費電力を抑えそのモータ定数を高めている。磁石ユニットＭＵと対向しているコイル１１１、１１２の少なくとも１つに通電を行うことでその可動子３２を駆動させるための推力を得ることができる。本実施形態では、十分な推力を得るために磁石ユニットＭＵと対向するコイル１１１、１１２の数に応じた数のコイルを通電している。
【００４６】
ところで、磁石ユニットＭＵと対向するコイル１１１、１１２の数は可動子１２０の位置に応じて変化する。図１１（ａ）〜（ｆ）は、磁石ユニットＭＵの位置に応じてこれに対向するコイル１１１、１１２の数が変化する様子を示す図である。図１１中、実線で示すコイル１１１、１１２が磁石ユニットＭＵと対向するコイルである。図１１に示すように、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイルのうち、磁石ユニットＭＵ（磁極の数が４）と対向するＵ相のコイル１１１（Ｕ）、１１２（Ｕ）の数は、図中斜線で示すように、「３」→「３」→「２」→「２」→「２」→「３」…と変化する。すなわち、磁極の数が「４」の磁石ユニットＭＵに関しては、これと対向するＵ相のコイル１１１（Ｕ）、１１２（Ｕ）の数は２個と３個との間で変化する。これは、Ｖ相、Ｗ相のコイルについても同じである。図１２（ａ）には、Ｕ相の２個のコイル、Ｖ相の３個のコイル、Ｗ相の３個のコイル（一点鎖線で囲う計８個）と磁石ユニットＭＵとが対向している状態が示されている。
【００４７】
リニアモータ３０のモータ定数の最適値を考えるならば、磁石ユニットＭＵに対向するこれら８個のコイル１１１、１１２のみを励磁すればよい。ここで、リニアモータ３０では、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイル群での抵抗の合計が同じ値にならなければならない。しかしながら、上記のように通電するコイルをＵ相では２個、Ｖ相では３個、Ｗ相では３個とすると不釣り合いになり制御上問題となる。したがって、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３つの相のコイル群で通電される個数をそろえる必要がある。そこで、本実施形態では以下に示す２つの方法でＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイル群における通電対象のコイル１１１、１１２の個数、及び実際に通電するコイルを決定する。
【００４８】
（１）第１の方法
第１の方法は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイル群において、磁石ユニットＭＵ（磁極の数が４）と対向するコイル１１１、１１２の数が変化したときその最小の値が「２」であり、また、磁石ユニットＭＵが左右に移動することに基づき、対向する２個のコイルとこのコイルの左右１個のコイル（対向していない２個のコイル）とを通電する。この場合、通電するコイルの数はＵ相、Ｖ相、Ｗ相のいずれでも各コイル群当たり合計「４個」となる。
【００４９】
図１２（ｂ）〜（ｄ）は、上記した磁石ユニットＭＵが２個のＵ相のコイル、３個のＶ相のコイル、３個のＷ相のコイルと対向している状態で通電されるコイル１１１、１１２をＵ相、Ｖ相、Ｗ相毎にそれぞれ示したものである。この例では、磁石ユニットＭＵと対向するＵ相のコイルは２個である（一点鎖線で囲む８個のうち斜線で示す２個）。したがって、通電すべき残りの２個については、図１２（ｂ）に示すように、隣接する両側の２つのコイルである（破線で示すコイルのうち斜線を引いたコイル）。このとき、磁石ユニットＭＵと対向するＶ相、Ｗ相のコイルは、図１２（ｃ）、（ｄ）にそれぞれ示すように、共に３個である（一点鎖線で囲む８個のうち斜線で示す３個）。通電すべき残りの１個については磁石ユニットＭＵの側端からより近い方のコイルである（破線で示すコイルのうち斜線を引いたコイル）。なお、磁石ユニットＭＵが固定子３１の端部Ｘ０に寄っているときには、通電すべき残りのコイルは端部Ｘ０とは逆側の隣接するコイルである。磁石ユニットＭＵと対向するコイルが２個のコイル群（図１２（ｅ）のＵ相）については、通電される残りの２個のコイルは共に端部Ｘ０の逆側となる。
【００５０】
（２）第２の方法
第２の方法は、磁石ユニットＭＵ（磁極の数が４）の移動に伴って、これと対向するコイル１１１、１１２の数が変化したとき、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれでその最小の値が「２」であるため、可動子３２の駆動に必要最小限の電流を流すように、この２個のコイルの左右のいずれかで隣接する１個のコイルのみを通電する。この場合には、通電するコイルの数は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の何れでも各コイル群当たり「３個」となる。図１３（ａ）は、図１２（ａ）同様、磁石ユニットＭＵが２個のＵ相のコイル、３個のＶ相のコイル、３個のＷ相のコイル（一点鎖線で囲う計８個）と対向しているときに通電されるコイル１１１、１１２をＵ相、Ｖ相、Ｗ相毎にそれぞれ示したものである。この例では、磁石ユニットＭＵと対向するＵ相のコイルは２個である。したがって、通電すべき残りの１個については、図１３（ａ）で示すように、隣接する両側の２つのコイルのうち当該磁石ユニットＭＵにより近い方を選択する（破線で示すコイルのうち斜線を引いたコイル）。このとき、磁石ユニットＭＵと対向するＶ相、Ｗ相のコイルは、図１３（ｂ）、（ｃ）にそれぞれ示すように、共に３個である（一点鎖線で囲む８個のうち斜線で示す３個）。したがって、Ｖ相、Ｗ相に関しては、これらのコイルのみに通電すればよい。
【００５１】
以上説明したように、熱源であるスイッチ部Ｓを、冷媒が供給されるハウジング部７１の内部空間に設けたことにより、このスイッチ部Ｓからの発熱の周囲への影響を抑えることができる。また、スイッチ部Ｓをハウジング部７１の内部空間に設けたことにより、スイッチ部Ｓとコイル１１１、１１２とは近接して配置可能となるので、リニアモータ外部で引き回される配線を少なくすることができ、省スペース化を実現できる。
【００５２】
更に、可動子３２の位置に応じてスイッチ切替制御部２３０により複数のコイルのうち通電するコイルを決定するようにしたので、可動子３２の移動に寄与するコイルのみに通電することによりコイルからの発熱を最小限に抑えることができる。
【００５３】
また、スイッチ部Ｓを、可動子３１の対向する磁石６３、６４の間以外の部分に設けたので、磁束によるスイッチ部Ｓに対する影響を回避でき、スイッチ部Ｓのスイッチング動作を安定化できる。
【００５４】
図１４及び図１５は、本発明のリニアモータ装置の第２実施形態を示す図である。これらの図に示すように、コイル１１１、１１２の上部には回路基板９２を介してスイッチ部Ｓが取り付けられ、コイル１１１、１１２の下部には回路基板９２を介してアンプ部２２１（２２２、２２３）が取り付けられている。すなわち、本実施形態は、熱源であるアンプ部２２１も、冷媒が供給されるハウジング部７１の内部空間に配置された構成である。この場合、アンプ部２２１も合成樹脂やセラミックなどからなる密閉部材９１により密閉されている。あるいは、アンプ部２２１を合成樹脂やセラミックにより被覆して保護するようにしてもよい。熱源であるスイッチ部Ｓに加えてアンプ部２２１もハウジング部７１の内部空間に設けたことにより、リニアモータ周囲への放熱を抑えることができる。
【００５５】
なお、上記実施形態において、複数のスイッチ部Ｓはコイル１１１、１１２の上部に設けられているように説明したが、複数のスイッチ部Ｓのうち一部のスイッチ部をコイル上部に設け、残りのスイッチ部をコイル下部に設けるなど、分割して配置するようにしてもよい。同様に、アンプ部２２１（２２２、２２３）も分割して配置してよい。そして、スイッチ部やアンプ部は互いに対向する磁石６３、６４の間以外の部分に設けられていることが好ましい。
【００５６】
上記実施形態において、スイッチ部Ｓやアンプ部２２１（２２２、２２３）は、コイルに接続した回路基板９２に設置されるように説明したが、ハウジング部７１の内部空間に設置されればよく、例えばハウジング部７１の内壁に設置することもできる。
【００５７】
上記回路基板９２やハウジング部７１の内部空間の所定位置に冷媒の温度を検出可能な温度検出装置を設けることができる。あるいは、内部空間の冷媒の圧力を検出可能な圧力検出装置を設けることができる。こうすることにより、これら検出装置の検出結果に基づいて内部空間に供給する冷媒の温度や単位時間当たりの供給量を最適に制御することができる。
【００５８】
なお、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、ＭＳＴに接続し、固定子である磁石ユニットがステージＰＳＴ、ＭＳＴの移動面側（ベース）に設けられる。
【００５９】
なお、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。
【００６０】
露光装置ＥＸとしては、マスクＭと感光基板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のパターンを露光し、感光基板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にも適用することができる。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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、ローレンツ力又はリアクタンス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。
【００６５】
基板ステージＰＳＴ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、マスクステージＭＳＴ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。
【００６６】
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。
【００６７】
半導体デバイスは、図１６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。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、熱源である電流制御部を冷媒が供給されるハウジング部の内部空間に設けたので、リニアモータ装置からの発熱による周囲への影響を抑えることができ、周囲の各装置・部材の熱変形や光干渉式測長計の測定誤差の発生を抑えることができる、高い位置決め精度を有するステージ装置、及び高い露光精度を有する露光装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のステージ装置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】マスクステージを示す概略斜視図である。
【図３】基板ステージを示す概略構成図である。
【図４】本発明のリニアモータの第１実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明のリニアモータの第１実施形態を示す回路図である。
【図６】コイルの形状を説明するための概略斜視図である。
【図７】コイルユニットを示す概略斜視図である。
【図８】コイルユニットと磁石ユニットとの配置関係を示す図である。
【図９】リニアモータの動作原理を説明するための図である。
【図１０】コイルに供給される電流波形を示す図である。
【図１１】磁石ユニットの移動により磁石ユニットと対向するコイルが変化する様子を説明するための図である。
【図１２】リニアモータの動作の第１の方法を説明するための図である。
【図１３】リニアモータの動作の第２の方法を説明するための図である。
【図１４】本発明のリニアモータの第２実施形態を示す断面図である。
【図１５】本発明のリニアモータの第２実施形態を示す回路図である。
【図１６】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】
２０、３０、４０　　リニアモータ（リニアモータ装置）
３１　　固定子
３２　　可動子
６３、６４　　磁石
７１　　ハウジング部
７３　　固定部材（支持部）
Ｓ（Ｓ１〜Ｓ１０）　　スイッチ部（電流制御部）
９１　　密閉部材
９２　　回路基板（支持部）
１１１、１１２　　コイル
ＭＵ　　磁石ユニット
２２１、２２２、２２３　　アンプ部（電流制御部）
２３０　　スイッチ切替制御部（スイッチ制御部）
ＥＸ　　露光装置
ＬＭ　　　リニアモータ装置
Ｍ　　マスク
ＭＳＴ　　マスクステージ（ステージ装置）
Ｐ　　感光基板（基板）
ＰＳＴ　　基板ステージ（ステージ装置）
ＲＣ　　リニアモータ制御部
ＶＳ　　電流供給装置
【図１】
2004023960.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】
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【図８】
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【図９】
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【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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【図１６】
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