(57)【要約】【課題】  コイルを有するリニアモータにおいて、モータ駆動時に発生するコイルの発熱によって、コイル角隅部等の空隙に熱だまりが発生する問題が存在していた。【解決手段】  リニアモータ、特には環状角型リニアモータのコイルの角隅部に高熱伝導材の粉体を混入した接着剤を充填し、またリニアモータの部材間の接着に高熱伝導材の粉体を混入した接着剤を用いる。【選択図】  図１
2005110466.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁石とコイルの間に生じる力によって前記磁石と前記コイルを相対的に移動するリニアモータにおいて、前記コイルが角隅部を有し、該角隅部に高熱伝導材の粉体を混入した接着剤を充填することを特徴とするリニアモータ。
【請求項２】
磁石とコイルの間に生じる力によって前記磁石と前記コイルを相対的に移動するリニアモータにおいて、
前記リニアモータを構成する部材間の接着に高熱伝導材の粉体を混入した接着剤を用いることを特徴とするリニアモータ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のリニアモータにおいて、前記リニアモータが環状角型リニアモータであることを特徴とするリニアモータ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のリニアモータにおいて、前記高熱伝導材の粉体が窒化アルミの粉体であることを特徴とするリニアモータ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のリニアモータによって、ステージを移動させることを特徴とするステージ装置。
【請求項６】
請求項５に記載のステージ装置によって、基板を位置決めすることを特徴とする露光装置。
【請求項７】
請求項６に記載の露光装置によって、デバイスを製造することを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイス等を製造するための露光装置等に搭載されるステージ装置の駆動源として好適なリニアモータ、特にはこれを用いたステージ装置、露光装置ならびにデバイス製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、環状角型リニアモータとして、たとえば特許文献１により知られている。図４（ａ）は従来の環状角型リニアモータの固定子の内部構成をＸＺ平面を見た図であり、図４（ｂ）は図４の環状角型リニアモータ固定子の斜視図である。
【０００３】
図４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、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、環状コイルを位置決めする役割を果たしている。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環状角型（角筒型）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、環状コイル１０３の励磁時に発生する熱を冷却する。１０５は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、パーマロイ鋼板等で構成されている。
【０００５】
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】
このようなリニアモータ固定子と、磁石を有する不図示のリニアモータ可動子とによってローレンツ力が発生し、アクチュエータの駆動力が取り出される。
【特許文献１】特開２００３−１１６２６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のようなリニアモータにおいて、たとえばモータ駆動時に発生するコイルの発熱によって、コイル角隅部等に熱だまりが発生する問題が存在していた。このような熱だまりは、特許文献１に記載されているような、支持部材中心部の冷却媒体流路では効果的に取り除くことができず、局所的な熱ストレスを発生させてしまい、破損等のおそれがあった。
【０００８】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので、その目的はコイルを有するリニアモータにおいて、熱だまりを低減し、冷却効率を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達成するために本発明の第１の側面では、磁石とコイルの間に生じる力によって前記磁石と前記コイルを相対的に移動するリニアモータにおいて、前記コイルが角隅部を有し、該角隅部に高熱伝導材の粉体を混入した接着剤を充填することを特徴としている。
【００１０】
また、本発明の第２の側面では、磁石とコイルの間に生じる力によって前記磁石と前記コイルを相対的に移動するリニアモータにおいて、前記リニアモータを構成する部材間の接着に高熱伝導材の粉体を混入した接着剤を用いることを特徴としている。
【００１１】
より好ましくは、環状角型リニアモータにおいて、リニアモータを構成する部材間の接着および／または環状角型リニアモータのコイル角隅部に高熱伝導材の粉体を混入した接着剤を充填することが望ましい。
【００１２】
また、前記高熱伝導材の粉体は窒化アルミの粉体であることが望ましい。
【００１３】
また、構成する部材間の接着および／またはコイルの角隅部に高熱伝導材の粉体を混入した接着剤を充填したリニアモータをステージ装置の駆動に用いることが望ましい。ここで、ステージ装置とは、たとえばＯＡ機器や工作機器、半導体製造装置等で利用されるステージ装置をいう。
【００１４】
また、露光装置が、前記ステージ装置によって基板を位置決めするものであることが望ましい。ここで、露光装置とは、たとえば半導体装置や液晶表示用装置等のデバイスを製造する工程で利用される露光装置のことをいい、基板とは、たとえばマスクやレチクル等の原版や半導体ウエハやガラス基板等の被露光基板を総称する。
【００１５】
（作用）
本発明によれば、コイルを有するリニアモータにおいて、熱だまりを低減し、冷却効率を向上させることである。
【００１６】
さらに、本発明は環状角型リニアモータに適用されることで、効果的に冷却をすることができる。
【００１７】
さらに、構成する部材間の接着および／またはコイルの角隅部に高熱伝導材の粉体を混入した接着剤を充填したリニアモータをステージ装置の駆動に用いることで、発熱の影響が少ない、高精度なステージ装置を提供することができる。
【００１８】
さらに、露光装置が、前記ステージ装置によって基板を位置決めするものであることで、高集積度のデバイス装置を製造することが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によればコイルを有するリニアモータにおいて、熱だまりを低減し、冷却効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（実施例１）
図３は実施例１および実施例２に係る環状角型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１（ａ）は実施例１に係る環状角型リニアモータ固定子の内部構成を示すＸＺ平面から見た図である。図１（ｂ）は図１の環状角型リニアモータ固定子の斜視図である。
【００２１】
以下、図１と図３を参照しつつ本発明の環状角型リニアモータを説明する。図３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。２は絶縁部材で、隣接するコイル間（隣接する環状コイル３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。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。
【００２２】
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、環状コイル３や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。５は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。
【００２３】
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。
【００２４】
リニアモータ可動子を構成する可動子マグネット８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９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個の可動子マグネット８は、４面よりなるマグネット固定板９の各々の内面に固定され、マグネット固定板９の１つの外面に接続された可動子腕１０がたとえばステージ装置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軸方向の駆動力が取り出される。
【００２５】
本実施例の特徴を図１を参照しつつ説明する。図１において、６は窒化アルミ粉体を充填した接着剤であり、環状コイルの角隅部に接着している。このような構成で固定子全体の冷却効率が向上するとともに、コイル角隅部の熱だまりの発生を防ぐ。また、コイル発熱温度分布が均等になり、コイルの局所的な熱ストレスによる破損を防ぐことができる。接着剤には、窒化アルミ粉体に限らず、高熱伝導材の粉体であれば他の物質を混入させてもよい。
【００２６】
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。
【００２７】
なお、ムービングコイルタイプとして構成する場合には、マグネット固定板９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、環状コイル３、冷却媒体流路４、固定子ヨーク５をマグネット固定板９側に設けて可動子とし、可動子マグネット８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。
【００２８】
（実施例２）
図２に実施例２を示す図である。図２において図１と同一の構成要素は同一の符号を付して詳細な説明を省略する。実施例２では、リニアモータ固定子を構成するそれぞれの部材間、及び部材表面部に窒化アルミを混入した接着材を充填し、接着している。図２においてはたとえば、支持部材１と固定子ヨーク５との間、複数の環状コイル間、固定子ヨーク５と絶縁部材２の間を窒化アルミを混入した接着材７で接着しているが、この限りではなく、他の部材間での接着に用いてもよい。このような構成により、存在する隙間を冷却に利用することができ、固定子全体の冷却効率が向上する。
【００２９】
なお、実施例１と実施例２をともにリニアモータに適用することで、より冷却効率は向上する。
【００３０】
（実施例３）
図４は、本発明の実施例３であるステージ装置を示す図である。このステージ装置では、ステージは駆動手段として実施例１および／または実施例２のリニアモータを有する。
【００３１】
定盤３０３上にいわゆるＴ型のエアスライド３０２が固定されており、Ｔ型エアスライド３０２に沿って1軸方向に滑動可能にステージ３０１が支持されている。ステージ３０１の両側には、実施例１の略四角形形状の環状コイル３を有するリニアモータ３００が配置されている。リニアモータ３００の可動子はステージ３０１に結合され、固定子は支持部材１の前後端に設けた支柱３０４を介して定盤３０３に固定されている。
【００３２】
なお、実施例３では１軸のステージ装置としているが、２軸のステージ装置にも適用が可能であることはいうまでもなく、従来のリニアモータを用いたステージ装置で用いることができる。
【００３３】
（実施例４）
次に前述した実施例１および／または実施例２のリニアモータを用いたステージをレチクルステージまたはウエハステージとして搭載した走査型露光装置の実施形態を、図５を用いて説明する。
【００３４】
レチクルステージ７３を支持するレチクルステージベース７１ａは、露光装置のウエハステージ９３を支持する台盤９２に立設されたフレーム９４と一体であり、他方リニアモータベース７１ｂは台盤９２と別に床面Ｆに直接固定された支持枠９０に支持される。また、レチクルステージ７３上のレチクルを経てウエハステージ９３上のウエハＷを露光する露光光は、破線で示す光源装置９５から発生される。
【００３５】
フレーム９４は、レチクルステージベース７１ａを支持するとともにレチクルステージ７３とウエハステージ９３の間に投影光学系９６を支持する。レチクルステージ７３を加速および減速するリニアモータの固定子７５がフレーム９４と別体である支持枠９０によって支持されているため、レチクルステージ７３のリニアモータの駆動力の反力がウエハステージ９３に伝わってその駆動部の外乱となったり、あるいは投影光学系９６を振動させたりするおそれはない。
【００３６】
なお、ウエハステージ９３は、駆動部によってレチクルステージ７３と同期して走査される。レチクルステージ７３とウエハステージ９３の走査中、両者の位置はそれぞれ干渉計９７，９８によって継続的に検出され、レチクルステージ７３とウエハステージ９３の駆動部にそれぞれフィードバックされる。これによって両者の走査開始位置を正確に同期させるとともに、定速走査領域の走査速度を高精度で制御することができる。
【００３７】
（実施例５）
次に上述した露光装置を利用した半導体デバイスの製造方法の実施例を説明する。図６は半導体デバイス（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）の製造のフローを示す。ステップＳ１１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行なう。ステップＳ１２（マスク製作）では設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップＳ１３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いて基板であるウエハを製造する。ステップＳ１４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップＳ１５（組立）は後工程と呼ばれ、ステップＳ１４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）等の工程を含む。ステップＳ１６（検査）ではステップＳ１５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なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップＳ１７）される。
【００３８】
図７は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。ステップＳ２１（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップＳ２２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ２３（電極形成）で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）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップＳ２５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップＳ２６（露光）では上記説明した露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップＳ２７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップＳ２８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップＳ２９（レジスト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。本実施形態の製造方法を用いれば、高集積度の半導体デバイスを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施例１における環状角型リニアモータ固定子を示す図
【図２】実施例２における環状角型リニアモータ固定子を示す図
【図３】環状角型リニアモータの全体図を示す図
【図４】実施例３におけるステージ装置を示す図
【図５】実施例４における露光装置を示す図
【図６】実施例５におけるデバイス製造方法のフローを示す図
【図７】実施例５におけるウエハプロセスのフローを示す図
【図８】従来例の環状角型リニアモータ固定子の全体図
【符号の説明】
【００４０】
１  支持部材
２  絶縁部材
３  環状コイル
４  冷却媒体流路
５  固定子ヨーク
６  窒化アルミを充填した接着剤
７  窒化アルミを充填した接着剤
８  可動子マグネット
９  マグネット固定板
１０  可動子腕
７１ａ  レチクルステージベース
７１ｂ  リニアモータベース
７３  レチクルステージ
７５  リニアモータ固定子
９０  支柱枠
９２  台盤
９３  ウエハステージ
９４  フレーム
９５  光源装置
９６  投影光学系
９７  干渉計
９８  干渉計
３００  リニアモータ
３０１  ステージ
３０２  エアスライド
３０３  定盤
３０４  支柱
Ｗ  ウエハ
Ｆ  床面
【図１】
2005110466.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005110466.tif 000007
【図６】
2005110466.tif 000008
【図７】
2005110466.tif 000009
【図８】
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