(57)【要約】【課題】角筒環状コイルを持つリニアモータにおいて、主駆動軸以外の方向への駆動制御を可能にし、リニアモータの主駆動軸方向以外の他成分の位置制御を可能とし、より高精度の位置決めを可能にする。【解決手段】主駆動軸まわりに角筒環状に固定子ヨーク５に巻線されたＹ環状コイル３と、Ｙ環状コイル３に所定間隙を持って平面的に対向配置されるＹ可動子マグネット６と、Ｙ環状コイル３に絶縁部材２を介して固定されたＸ環状コイル１１と、Ｘ環状コイル１１に所定間隙を持って平面的に対向配置されるＸ可動子マグネット１２とを有し、Ｙ環状コイル３を励磁することによりＹ可動子マグネット６を主駆動軸方向に駆動可能とすると共に、Ｘ環状コイル１１を励磁することによりＸ可動子マグネット１２を主駆動軸に対して直交する方向に駆動可能とした。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の駆動軸まわりに環状に形成された第１の固定子と、当該第１の固定子に所定間隙を持って平面的に対向配置される第１の可動子とを有し、当該第１の固定子と第１の可動子のいずれかを励磁することにより前記第１の可動子を前記主駆動軸方向に駆動する第１の駆動手段と、
前記第１の固定子に固定された第２の固定子と、当該第２の固定子に所定間隔を持って平面的に対向配置される第２の可動子とを有し、当該第２の固定子と第２の可動子のいずれかを励磁することにより前記第２の可動子を前記主駆動軸に対して略直交する第２の方向に駆動する第２の駆動手段とを具備することを特徴とするリニアモータ。
【請求項２】
前記第１の固定子に固定された第３の固定子と、当該第３の固定子に所定間隔を持って平面的に対向配置される第３の可動子とを有し、当該第３の固定子と第３の可動子のいずれかを励磁することにより前記第３の可動子を前記主駆動軸及び第２の方向に対して略直交する第３の方向に駆動する第３の駆動手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ。
【請求項３】
前記第１の固定子は、前記第１の駆動軸まわりに環状に巻線された第１のコイルと、当該第１のコイルに通電する第１の通電手段とを有し、前記第１の可動子は、前記第１のコイルに所定間隙を持って対向配置される複数の第１の永久磁石と、当該第１の永久磁石を保持する固定部とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載のリニアモータ。
【請求項４】
前記第２の固定子は、前記第１のコイルに略一体的に固定された第２のコイルと、当該第２のコイルに通電する第２の通電手段とを有し、
前記第２の可動子は、前記第２のコイルに所定間隙を持って対向配置される複数の第２の永久磁石と、当該第２の永久磁石を保持する固定部とを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のリニアモータ。
【請求項５】
前記第３の固定子は、前記第１の固定子に略一体的に固定された第３のコイルと、当該第３のコイルに通電する第３の通電手段とを有し、
前記第３の可動子は、前記第３のコイルに所定間隙を持って対向配置される複数の第３の永久磁石と、当該第３の永久磁石を保持する固定部とを有することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載のリニアモータ。
【請求項６】
前記第２及び第３のコイルは環状コイルであり、前記第２のコイルは前記主駆動軸に対して略平行な直線部を持ち、第２の方向に沿って互いに略平行に対向するように配置され、
前記第３のコイルは前記主駆動軸に対して略平行な直線部を持つように配置されていることを特徴とする請求項４又は５に記載のリニアモータ。
【請求項７】
前記固定部は、前記第１乃至第３の永久磁石を共通に支持することを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載のリニアモータ。
【請求項８】
前記第１の可動子は、前記第１の駆動軸まわりに環状に巻線された第１のコイルと、当該第１のコイルに通電する第１の通電手段とを有し、前記第１の固定子は、前記第１のコイルに所定間隙を持って対向配置される複数の第１の永久磁石と、当該第１の永久磁石を保持する固定部とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載のリニアモータ。
【請求項９】
前記第２の可動子は、前記第１のコイルに略一体的に固定された第２のコイルと、当該第２のコイルに通電する第２の通電手段とを有し、
前記第２の固定子は、前記第２のコイルに所定間隙を持って対向配置される複数の第２の永久磁石と、当該第２の永久磁石を保持する固定部とを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のリニアモータ。
【請求項１０】
前記第３の可動子は、前記第１のコイルに略一体的に固定された第３のコイルと、当該第３のコイルに通電する第３の通電手段とを有し、前記第３の固定子は、前記第３のコイルに所定間隙を持って対向配置される複数の第３の永久磁石と、当該第３の永久磁石を保持する固定部とを有することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載のリニアモータ。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のリニアモータと、前記リニアモータにより駆動されるステージとを備えることを特徴とするステージ装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載のステージ装置によって基板または原版あるいはその双方を位置決めすることを特徴とする露光装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の露光装置によってデバイスを製造する工程を有するデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、３次元方向（ＸＹＺ軸方向）の少なくとも１軸方向に物体を駆動するためのアクチュエータとして用いられるリニアモータ、及びこれを備えるステージ装置、露光装置並びにデバイス製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０（ａ）は従来の環状リニアモータの内部構成を示すＸＺ平面から見た図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の環状リニアモータの内部構成をＹＺ平面から見た図である。図１１は図１０（ｂ）に対応した図であり、特にＹ環状コイル３とＸ環状コイル１１に通電するための制御回路を示す図である。
【０００３】
図１０及び図１１において、１０１は支持部材で、固定子全体を支持する構造体である。１０２は絶縁部材で、Ｙ環状コイル１０３と固定子ヨーク１０５とが電気的にショートすることを防ぐと共に、Ｙ環状コイルを位置決めする役割を果たしている。Ｙ環状コイル１０３は略四辺形の外形になるようにマグネットワイヤーを巻線した角筒環状のコイルである。
【０００４】
１０４はコイル冷却用の冷却媒体流路で、支持部材１０１の略中心をくり貫いて形成され、Ｙ環状コイル１０３の励磁時に発生する熱を冷却する。冷却媒体流路１０４は、図示のように支持部材１０１の略中央に一本設けた構造であっても良いし、複数本形成した構造の場合もある。１０５は可動子の一部であるマグネット固定板１０７に固定されたＹ可動子マグネット１０６に対向配置された固定子ヨークであり、磁気ヒステリシス及び渦電流の発生によって可動子の動きを妨げたり、渦電流損失の発生を防止するために、積層された保磁力の低い軟鉄系部材、例えばパーマロイ鋼板やケイ素鋼板、微粒子ケイ素鋼板等で構成されている。
【０００５】
Ｙ環状コイル１０３は、上記支持部材１０１に接合された固定子ヨーク１０５に更に接合された絶縁部材１０２に接合されている。
【０００６】
リニアモータ可動子を構成するＹ可動子マグネット１０６は、複数の永久磁石を紙面と垂直方向に、所謂ハルバッハ配列で、略角筒状に連結されたマグネット固定板１０７内部に２周期の略サイン波磁界を発生させるように取り付けられている。４個のＹ可動子マグネット１０６は、４面よりなるマグネット固定板１０７の各々の内面に固定され、マグネット固定板１０７の１つの外面に接続された可動子腕１０８が半導体製造装置に搭載されるウエハステージ等に連結されてローレンツ力によるアクチュエータの駆動力が取り出される。
【０００７】
上記従来構造では、可動子側に永久磁石を設けた、所謂ムービングマグネットタイプのリニアモータを示したが、可動子側にコイルを設けたムービングコイルタイプのリニアモータとして構成される場合もある。
【０００８】
１０９はＹ可動子マグネット１０６の可動位置に応じて、励磁すべきＹ環状コイル１０３を選定する機能を持つコイルスイッチング回路で、コイルを励磁する駆動電流はモータドライバ１１０から供給される。
【０００９】
なお、特許文献１には、同一平面内で直交するコイルと、コイルに対応してマトリックス状に配交した可動マグネット及びヨークとを持つ構成が開示されている。また、特許文献２及び３には、円筒リニアモータと、そのコイルの冷却に関に関する記載がある。
【００１０】
【特許文献１】
特開平７−１３１９６６号公報
【特許文献２】
特開２００１−０８６７２５号公報
【特許文献３】
特開２００１−０６１２６９号公報。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の円筒或いは角筒環状コイルを持つリニアモータでは、主駆動軸であるＹ軸方向の駆動のみ可能であって、主駆動軸以外の方向の駆動はできない構造であるため、駆動方向の自由度が極めて限定的であるという不都合がある。
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、角筒環状コイルを持つリニアモータにおいて、主駆動軸以外の方向への駆動制御を可能にし、リニアモータの主駆動軸方向以外の他成分の位置制御が可能になり、より高精度の位置決めを可能にすることである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決し、目的を達成するために、本発明の態様１に係るリニアモータは、第１の駆動軸まわりに環状に形成された第１の固定子と、当該第１の固定子に所定間隙を持って平面的に対向配置される第１の可動子とを有し、当該第１の固定子と第１の可動子のいずれかを励磁することにより前記第１の可動子を前記主駆動軸方向に駆動する第１の駆動手段と、前記第１の固定子に固定された第２の固定子と、当該第２の固定子に所定間隔を持って平面的に対向配置される第２の可動子とを有し、当該第２の固定子と第２の可動子のいずれかを励磁することにより前記第２の可動子を前記主駆動軸に対して略直交する第２の方向に駆動する第２の駆動手段とを具備する。
【００１４】
また、本発明の態様２に係るリニアモータは、上記態様１において、前記第１の固定子に固定された第３の固定子と、当該第３の固定子に所定間隔を持って平面的に対向配置される第３の可動子とを有し、当該第３の固定子と第３の可動子のいずれかを励磁することにより前記第３の可動子を前記主駆動軸及び第２の方向に対して略直交する第３の方向に駆動する第３の駆動手段を更に備える。
【００１５】
また、本発明の態様３に係るリニアモータは、上記態様１又は２において、前記第１の固定子は、前記第１の駆動軸まわりに環状に巻線された第１のコイルと、当該第１のコイルに通電する第１の通電手段とを有し、前記第１の可動子は、前記第１のコイルに所定間隙を持って対向配置される複数の第１の永久磁石と、当該第１の永久磁石を保持する固定部とを有する。
【００１６】
また、本発明の態様４に係るリニアモータは、上記態様１から３のいずれかにおいて、前記第２の固定子は、前記第１のコイルに略一体的に固定された第２のコイルと、当該第２のコイルに通電する第２の通電手段とを有し、前記第２の可動子は、前記第２のコイルに所定間隙を持って対向配置される複数の第２の永久磁石と、当該第２の永久磁石を保持する固定部とを有する。
【００１７】
また、本発明の態様５に係るリニアモータは、上記態様２から４のいずれかにおいて、前記第３の固定子は、前記第１の固定子に略一体的に固定された第３のコイルと、当該第３のコイルに通電する第３の通電手段とを有し、前記第３の可動子は、前記第３のコイルに所定間隙を持って対向配置される複数の第３の永久磁石と、当該第３の永久磁石を保持する固定部とを有する。
【００１８】
また、本発明の態様６に係るリニアモータは、上記態様４又は５において、前記第２及び第３のコイルは環状コイルであり、前記第２のコイルは前記主駆動軸に対して略平行な直線部を持ち、第２の方向に沿って互いに略平行に対向するように配置され、前記第３のコイルは前記主駆動軸に対して略平行な直線部を持つように配置されている。
【００１９】
また、本発明の態様７に係るリニアモータは、上記態様４又は５において、前記固定部は、前記第１乃至第３の永久磁石を共通に支持する。
【００２０】
また、本発明の態様８に係るリニアモータは、上記態様１又は２において、前記第１の可動子は、前記第１の駆動軸まわりに環状に巻線された第１のコイルと、当該第１のコイルに通電する第１の通電手段とを有し、前記第１の固定子は、前記第１のコイルに所定間隙を持って対向配置される複数の第１の永久磁石と、当該第１の永久磁石を保持する固定部とを有する。
【００２１】
また、本発明の態様９に係るリニアモータは、上記態様１から３のいずれかにおいて、好ましくは、前記第２の可動子は、前記第１のコイルに略一体的に固定された第２のコイルと、当該第２のコイルに通電する第２の通電手段とを有し、前記第２の固定子は、前記第２のコイルに所定間隙を持って対向配置される複数の第２の永久磁石と、当該第２の永久磁石を保持する固定部とを有する。
【００２２】
また、本発明の態様１０に係るリニアモータは、上記態様２から４のいずれかにおいて、前記第３の可動子は、前記第１のコイルに略一体的に固定された第３のコイルと、当該第３のコイルに通電する第３の通電手段とを有し、前記第３の固定子は、前記第３のコイルに所定間隙を持って対向配置される複数の第３の永久磁石と、当該第３の永久磁石を保持する固定部とを有する。
【００２３】
また、本発明に係るステージ装置は、上記態様１から１０のいずれかのリニアモータと、前記リニアモータにより駆動されるステージとを備える。
【００２４】
また、本発明に係る露光装置は、上記態様１１のステージ装置によって基板または原版あるいはその双方を位置決めすることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明に係るデバイス製造方法は、上記態様１２の露光装置によってデバイスを製造する工程を有するデバイス製造方法。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２７】
［第１の実施形態］
図１は本発明に係る第１の実施形態の環状リニアモータの内部構成を示すＸＺ平面から見た図である。図２は図１の環状リニアモータの内部構成をＹＺ平面から見た図であり、特にＹ環状コイル３とＹ可動子マグネット６の位置関係を示す図である。また、図３（ａ）は図１に対応した図であり、特にＸ環状コイル１１とＸ可動子マグネット１２の位置関係を部分的に示す図であり、図３（ｂ）は図２に対応した図であり、特にＸ環状コイル１１とＸ可動子マグネット１２の位置関係を示す図である。更に、図４（ａ）は図３（ａ）に対応した図であり、図４（ｂ）は図２に対応した図であり、特にＹ環状コイル３とＸ環状コイル１１に通電するための制御回路を示す図である。
【００２８】
尚、以下の説明により明らかになるが、符号”Ｘ”が付された要素はＸ方向への可動に関与する要素を意味し、同様に、符号”Ｙ”が付された要素はＹ方向への可動に関与する要素を意味している。
【００２９】
図１において、１は支持部材で、固定子全体を支持する構造体である。１０２は絶縁部材で、隣接するコイル間（隣接するＹ環状コイル３間やＹ環状コイル３とＸ環状コイル１１間）とこれらコイルと固定子ヨーク５とが電気的にショートすることを防ぐと共に、各々のコイルを位置決めする役割を果たしている。なお、通常のマグネットコイルはその外周面に絶縁皮膜を持つので、特に絶縁部材を設ける必要がない場合もある。Ｙ環状コイル３は略四辺形の外形になるようにマグネットワイヤーを巻線した環状のコイルである。
【００３０】
４はコイル冷却用の冷却媒体流路で、支持部材１の略中心をくり貫いて形成され、Ｙ環状コイル３やＸ環状コイル１１の励磁時に発生する熱を冷却する。冷却媒体流路４は、図示のように支持部材１の略中央に一本設けた構造であっても良いし、複数本形成した構造であっても良い（図６参照）。５は可動子の一部であるマグネット固定板７に固定されたＹ可動子マグネット６及びＸ可動子マグネット１２に所定間隙（Ｘ方向及びＹ方向に略一定の間隙、並びにＹ方向及びＺ方向に略一定の間隙）を持って平面的に対向配置されて磁場を発生する磁性を有する固定子ヨークであり、磁気ヒステリシス及びうず電流の発生によって可動子の動きを妨げたり、渦電流損失の発生を防止するために、積層された保磁力の低い軟鉄系部材、例えばパーマロイ鋼板やケイ素鋼板等で構成されている。固定子ヨークは可動子マグネットと磁気回路を構成し、可動子マグネットに対して磁気回路を閉じさせる目的で可動子マグネットが移動してヨークに対向したときに磁性を持つ。
【００３１】
Ｙ環状コイル３は、上記支持部材１に接合された固定子ヨーク５に更に接合された絶縁部材２に接合されている。
【００３２】
リニアモータ可動子を構成するＹ可動子マグネット６は、複数の永久磁石を紙面と垂直方向に、所謂ハルバッハ配列で、略角筒状に連結されたマグネット固定板７内部に２周期の略サイン波磁界を発生させるように取り付けられている。４個のＹ可動子マグネット６は、４面よりなるマグネット固定板７の各々の内面に固定され、マグネット固定板７の１つの外面に接続された可動子腕８が半導体製造装置に搭載されるウエハステージ等に連結されてローレンツ力によるアクチュエータの主駆動軸方向（Ｙ方向）の駆動力が取り出される。
【００３３】
９はＹ可動子マグネット６の可動位置に応じて、励磁すべきＹ環状コイル３を選定する機能を持つコイルスイッチング回路で、コイルを励磁する駆動電流はモータドライバ１０から供給される。
【００３４】
Ｘ環状コイル１１は、Ｙ環状コイル３の外面の角隅部に絶縁部材２を介して接合された空芯コイルであり、図３に示すように、主駆動軸に平行な直線部１１ａを設けた形状を有する。
【００３５】
１２はＸ可動子マグネットで、上記Ｘ環状コイル１１に所定間隙（Ｘ方向及びＹ方向に略一定の間隙）を持って平面的に対向配置され、Ｙ可動子マグネット６に隣接する両側部においてＸＹ平面に平行なマグネット固定板７の２面に固定されている。
【００３６】
図４に示すように、１３はＸ環状コイル１１を励磁する駆動電流を供給するＸモータドライバ１３で、Ｘ環状コイル１１に駆動電流を供給することにより、主駆動軸方向に対して略直交する±Ｘ方向にマグネット固定板７、つまり可動子腕８が駆動される。
【００３７】
上記構造では、可動子側に永久磁石を設けた、所謂ムービングマグネットタイプのリニアモータを示したが、可動子側にコイルを設けたムービングコイルタイプのリニアモータとしても構成可能である。
【００３８】
なお、ムービングコイルタイプとして構成する場合（後述する第２及び第３の実施形態でも同様に適用できる）には、マグネット固定板７及びそれに支持された部材を固定子とし、固定子ヨーク５及びそれに支持された部材を可動子とする方法のほか、Ｙ環状コイル３、冷却媒体流路４、固定子ヨーク５、Ｘ環状コイル１１をマグネット固定板７側に設けて可動子とし、Ｙ可動子マグネット６及びＸ可動子マグネット１２を上記各要素の位置関係を保持したまま固定された支持体に固定して固定子として構成すれば良い。
【００３９】
［第２の実施形態］
図５は本発明に係る第２の実施形態の環状リニアモータの内部構成を示すＸＺ平面から見た図である。
【００４０】
上記第１の実施形態では、主駆動軸に対して略直交する±Ｘ方向に可動子を駆動する駆動手段としてＸ環状コイル１１及びＸ可動子マグネット１２を設けたが、第２の実施形態は、更に主駆動軸及びＸ方向に対して略直交する±Ｚ方向にも駆動手段を設け、主駆動軸に対して互いに直交する２方向（Ｘ方向及びＺ方向）への駆動を可能にして３軸方向に駆動可能とした構成である。
【００４１】
詳細には、図５に示すように、空芯コイルであるＺ環状コイル１４をＹ環状コイル３の外面の角隅部に絶縁部材２を介して接合し、Ｚ可動子マグネット１５を上記Ｚ環状コイル１１に所定間隙（Ｙ方向及びＺ方向に略一定の間隙）を持って平面的に対向配置させてＹ可動子マグネット６に隣接する両側部においてＹＺ平面に平行なマグネット固定板７の２面に固定して構成される。
【００４２】
上記構成において、Ｚ環状コイル１４とＺ可動子マグネット１５との相互作用によってローレンツ力による駆動力を発生し、±Ｚ方向に推力が発生する。つまり、Ｚ環状コイル１４を励磁する駆動電流を供給するＺモータドライバ（不図示）で、Ｚ環状コイル１４に駆動電流を供給することにより、主駆動軸及びＸ方向に対して略直交する±Ｚ方向にマグネット固定板７、つまり可動子腕８が駆動され、３軸方向への駆動が可能となる。
【００４３】
その他の構成については、図１乃至図４と同一又は同一の用途や機能を有する部材には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４４】
［第３の実施形態］
図６は本発明に係る第３の実施形態の環状リニアモータの内部構成を示すＸＺ平面から見た図である。
【００４５】
上記第１及び第２の実施形態では、主駆動軸のＹ可動子マグネット６を可動子としてのマグネット固定板７の４面の各々に設けたが、第３の実施形態では、図６に示すように、支持部材１６、Ｙ環状コイル１７、固定子ヨーク１９、Ｙ可動子マグネット２０、及びマグネット固定板２１における、ＸＹ平面に平行な長さをＹＺ平面に平行な長さより長い形状とし、Ｙ可動子マグネット２０をマグネット固定板２１における各長辺方向に長い形状とした。
【００４６】
そして、Ｙ可動子マグネット２０をマグネット固定板２１の長辺の２面に固定し、Ｘ環状コイル２２をＹ環状コイル１７の外面の角隅部に絶縁部材を介して接合し、Ｘ可動子マグネット２３を上記Ｘ環状コイル２２に所定間隙を持って平面的に対向配置させてＹ可動子マグネット２０に隣接する両側部に固定して構成される。
【００４７】
上記構成において、コイル１７，２２とマグネット２０，２３との相互作用によってローレンツ力による駆動力を発生し、±Ｘ，±Ｚ方向に推力が発生する。つまり、コイル１７、２２を励磁する駆動電流を供給する各モータドライバ（不図示）で、コイル１７，２２に駆動電流を供給することにより、主駆動軸及びＸ方向にマグネット固定板２１、つまり可動子腕８が駆動され、２軸方向への駆動が可能となる。
【００４８】
更に、上記構成において、図１乃至図４で説明したように±Ｙ方向に駆動する要素のみで構成しても良いし、図５で説明したように±Ｚ方向に駆動する構成を加えて主駆動軸に対して互いに直交する２方向（Ｘ方向及びＺ方向）への駆動を可能に構成することも可能である。
【００４９】
上記構成により、Ｙ可動子マグネット２０のＹ方向への有効長やＸ可動子マグネット２３のＸ方向への有効長を長くすることができるため、各方向への可動子の可動範囲を大きくすることができる。
【００５０】
更に、支持部材１６をＸ方向に長い長方形となるので、冷却媒体流路１８を複数（例えば、３本）設けることができ、コイルの冷却性を高めることができる。
【００５１】
その他の構成については、図１乃至図５と同一又は同一の用途や機能を有する部材には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５２】
［応用例］
上記実施形態のリニアモータは、例えば、半導体デバイス製造用の露光装置に搭載されるステージ装置の駆動手段として用いられる。ステージ装置は、上述したリニアモータの可動子腕８に接続されたステージを備え、ステージを基準面であるステージ定盤上において３次元方向（ＸＹＺ軸方向）の少なくとも１軸方向に駆動して、基板（ウエハ）又は原版（レチクルやマスク）、或いはその双方を相対的に位置決めする。
【００５３】
図７は本実施形態のリニアモータをステージ装置に搭載した構成例を示し、ステージ装置は、ステージ可動部であるスライダ３１を、クロスバー３２によりＸＹ平面内で移動させる。スライダ３１はウエハＷを保持し、クロスバー３２は４面に配置したリニアモータ３３により駆動される。例えば、主駆動軸（Ｙ）方向以外のＺ駆動手段を、スライダのＺ駆動等に用いる。Ｘ駆動に関しては、原版ステージの主駆動軸（Ｙ）と直交方向（Ｘ）の駆動補正を行う際に用いる。
また、露光装置は上記ステージ装置を備え、スライダのチャック上に基板（ウエハ）を保持し、原版（レチクルやマスク）に対して相対的に３次元方向（ＸＹＺ軸方向）の少なくとも１軸方向に駆動して位置決めし、露光光を照射して原版の回路パターンをウエハに転写する。
【００５４】
図８は、上記ステージ装置をウエハステージ４４とする半導体デバイス製造用の露光装置４０を示し、半導体集積回路等の半導体デバイスや、マイクロマシン、薄膜磁気ヘッド等の微細なパターンが形成されたデバイスの製造に利用され、原版であるレチクルを介して基板としての半導体ウエハ上に照明系ユニット４１からの露光エネルギーとしての露光光（この用語は、可視光、紫外光、ＥＵＶ光、Ｘ線、電子線、荷電粒子線等の総称である）を投影系としての縮小投影レンズ４３（この用語は、屈折レンズ、反射レンズ、反射屈折レンズシステム、荷電粒子レンズ等の総称である）を介して照射することによって、原版としてのレチクル上に形成されたパターンをウエハ上に投影露光する。レチクルステージ４２は、アライメントスコープ４６による計測結果に基づいて、レチクルをウエハに対して相対的に位置決めする。
【００５５】
露光装置４０は、露光装置本体４５内に設けられたステージ定盤４７上に可動ガイド４８と上述のリニアモータ４９が固設されている。リニアモータ４９は、をリニアモータ固定子とリニアモータ可動子とを備え、リニアモータ固定子は多相電磁コイルを、リニアモータ可動子は永久磁石群をそれぞれ有している。リニアモータ可動子を可動部として、移動ステージ５０を可動ガイド４８に接続し、リニアモータの駆動によって可動ガイド４８をＸＹ方向に移動させる。可動ガイド４８は、ステージ定盤４７の上面を基準面として静圧軸受で支持される。
【００５６】
移動ステージ５０は静圧軸受によって支持され、上記リニアモータ４９によって駆動され、可動ガイド４８を基準としてＸＹ方向に移動する。移動ステージ５０の動きは、ステージ５０に固設されたミラー及びレーザ干渉計を用いて計測する。
【００５７】
移動ステージ５０に搭載したチャック上に基板であるウエハを保持し、照明系ユニット４１及び縮小投影レンズ４３によって、原版であるレチクルのパターンをウエハ上の各領域にステップアンドリピートもしくはステップアンドスキャンで縮小転写する。
【００５８】
なお、本発明のリニアモータは、マスクを使用せずに半導体ウエハ上に回路パターンを直接描画してレジストを露光するタイプの露光装置にも、同様に適用できる。
【００５９】
［デバイス製造方法］
次に、この露光装置を利用した半導体デバイスの製造プロセスを説明する。
【００６０】
図９は半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。ステップＳ１（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Ｓ２（マスク作製）では設計した回路パターンに基づいてマスクを作製する。一方、ステップＳ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップＳ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記のマスクとウエハを用いて、上記の露光装置によりリソグラフィ技術を利用してウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップＳ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップＳ５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）等の組み立て工程を含む。ステップＳ６（検査）ではステップＳ５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、ステップＳ７でこれを出荷する。
【００６１】
上記ステップＳ４のウエハプロセスは以下のステップを有する。ウエハの表面を酸化させる酸化ステップ、ウエハ表面に絶縁膜を成膜するＣＶＤステップ、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する電極形成ステップ、ウエハにイオンを打ち込むイオン打ち込みステップ、ウエハに感光剤を塗布するレジスト処理ステップ、上記の露光装置によって回路パターンをレジスト処理ステップ後のウエハに転写する露光ステップ、露光ステップで露光したウエハを現像する現像ステップ、現像ステップで現像したレジスト像以外の部分を削り取るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト剥離ステップ。これらのステップ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を形成する。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、角筒環状コイルを持つリニアモータにおいて、主駆動軸以外の方向への駆動制御を可能にし、リニアモータの主駆動軸方向以外の他成分の位置制御が可能になり、より高精度の位置決めを可能にする効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施形態の環状リニアモータの内部構成を示すＸＺ平面から見た図である。
【図２】図１の環状リニアモータの内部構成をＹＺ平面から見た図であり、特にＹ環状コイル３とＹ可動子マグネット６の位置関係を示す図である。
【図３】（ａ）は図１に対応した図であり、特にＸ環状コイル１１とＸ可動子マグネット１２の位置関係を部分的に示す図であり、（ｂ）は図２に対応した図であり、特にＸ環状コイル１１とＸ可動子マグネット１２の位置関係を示す図である。
【図４】（ａ）は図３（ａ）に対応した図であり、（ｂ）は図２に対応した図であり、特にＹ環状コイル３とＸ環状コイル１１に通電するための制御回路を示す図である。
【図５】本発明に係る第２の実施形態の環状リニアモータの内部構成を示すＸＺ平面から見た図である。
【図６】本発明に係る第３の実施形態の環状リニアモータの内部構成を示すＸＺ平面から見た図である。
【図７】本実施形態のリニアモータをステージ装置に搭載した構成例を示す図である。
【図８】図７のステージ装置をウエハステージとする半導体デバイス製造用の露光装置を示す図である。
【図９】半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。
【図１０】（ａ）は従来の環状リニアモータの内部構成を示すＸＺ平面から見た図であり、（ｂ）は（ａ）の環状リニアモータの内部構成をＹＺ平面から見た図である。
【図１１】図１０（ｂ）に対応した図であり、特にＹ環状コイル１０３に通電するための制御回路を示す図である。
【符号の説明】
１  支持部材
２  絶縁部材
３  Ｙ環状コイル
４  冷却媒体流路
５  固定子ヨーク
６  Ｙ可動子マグネット
７  マグネット固定板
８  可動子腕
９  コイルスイッチング回路
１０  Ｙモータドライバ
１１  Ｘ環状コイル
１２  Ｘ可動子マグネット
１３  Ｘモータドライバ
１４  Ｚ環状コイル
１５  Ｚ可動子マグネット
１６  支持部材
１７  Ｙ環状コイル
１８  冷却媒体流路
１９  固定子ヨーク
２０  Ｙ可動子マグネット
２１  マグネット固定板
２２  Ｘ環状コイル
２３  Ｘ可動子マグネット
３１  スライダ
３２  クロスバー
３３  リニアモータ
４０  露光装置
４１  照明系ユニット
４２  レチクルステージ
４３  縮小投影レンズ
４５  露光装置本体
４６  アライメントスコープ
４７  ステージ定盤
４８  可動ガイド
４９  リニアモータ
５０  移動ステージ
Ｗ  ウエハ
【図１】
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【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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