(57)【要約】【課題】  真空雰囲気内でケーブルの引き回しを行う場合、対流による放熱がないことから、ケーブルの耐熱温度を容易に越えてしまい、長時間にわたって安定した電力供給、信号の送受信をすることが困難となる。【解決手段】  真空雰囲気中で移動体を移動させるステージ装置において、ステージに電力供給および／または信号の送受信をするケーブルを、前記ステージを支持および／または包囲する構造体に線接触または面接触するように固定している。【選択図】  図１
2005123399.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空雰囲気中で移動体を移動させるステージ装置において、ステージに電力供給および／または信号の送受信をするケーブルを、前記ステージを支持および／または包囲する構造体に線接触または面接触するように固定することを特徴とするステージ装置。
【請求項２】
前記構造体を冷却する冷却手段を有することを特徴とする請求項１に記載のステージ装置。
【請求項３】
前記冷却手段が冷媒を流すことによって冷却を行う冷却手段であり、
前記ケーブル類が、前記冷媒の流路方向に沿って線接触または面接触することを特徴とする請求項２に記載のステージ装置。
【請求項４】
前記構造体内部に前記冷媒の流路を有することを特徴とする請求項３に記載のステージ装置。
【請求項５】
前記ケーブルと、該ケーブルが線接触または面接触する線または面との間に熱伝導シートを設けることを特徴とする請求項１〜４のいづれか１つに記載のステージ装置。
【請求項６】
前記ケーブルを固定する固定手段が高熱伝導率の部材を有することを特徴とする請求項１〜５のいづれか１つに記載のステージ装置。
【請求項７】
前記ケーブルの表面が、高伝熱率の物質でコーティングされていることを特徴とする請求項１〜６のいづれか１つに記載のステージ装置。
【請求項８】
前記ケーブルが複数のケーブルを有し、該複数のケーブルの各々が前記構造体に線接触または面接触するように並べて固定されることを特徴とする請求項１〜７のいづれか１つに記載のステージ装置。
【請求項９】
前記構造体が前記ステージを支持する定盤であることを特徴とする請求項１〜８のいづれか一つに記載のステージ装置。
【請求項１０】
前記ステージ装置が内部を真空雰囲気とした真空チャンバ内に配置され、前記構造体が前記真空チャンバであることを特徴とする請求項１〜９のいづれか１つに記載のステージ装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいづれか１つに記載のステージ装置により、基板の位置決めを行うことを特徴とする露光装置。
【請求項１２】
請求項１１に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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は露光装置および工作機械などに適用されるステージ装置で、特には真空雰囲気中で利用されるステージ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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は、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（以下、基板と総称する）を移動させるステージ装置を有する。
【０００３】
従来のステージ装置としては、例えば特許文献１により開示されているようなリニアモータを用いたものがある。特許文献１では、マグネットと相対移動可能なコイルを配設する中空ヨークの中空部にコイルのリード線を通して、中空ヨークの開口した端部から外部にリード線を取り出す機構が開示されている。
【０００４】
また、リニアモータから引き出されたリード線３０６は、空いたスペース、例えば空中に引き回してモータドライバへ接続される（図７参照）。
【特許文献１】特開平０６−１６５４７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
大気中でリード線等のケーブルに通電を施しても、対流により放熱されるため、ケーブルの耐熱温度をこえるまでケーブルの温度が上昇がすることは少ない。そのため、ケーブルの温度管理について特に注意を払う必要はなく、ケーブルの引回しは中空など空いたスペースに引回しさえすればよい。
【０００６】
しかしながら、真空雰囲気内でケーブルの引き回しを行う場合、対流による放熱がないことから、ケーブルの耐熱温度を容易に越えてしまい、長時間にわたって安定した電力供給、信号の送受信をすることが困難となる。このことは、真空雰囲気内で高精度なステージ装置を実現する上で問題となる。
【０００７】
本発明はこのような問題に鑑みなされたものであり、その目的は真空雰囲気内で、安定した電力供給および／または信号の送受信等を行うことにより、高精度なステージ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的のために本発明では、真空雰囲気中で移動体を移動させるステージ装置において、ステージに電力供給および／または信号の送受信をするケーブルを、前記ステージを支持および／または包囲する構造体に線接触または面接触するように固定することを特徴としている。
【０００９】
また、前記構造体を冷却する冷却手段を有することが望ましく、さらには前記冷却手段が冷媒を流すことによって冷却を行う冷却手段であり、前記ケーブル類が、前記冷媒の流路方向に沿って線接触または面接触することが望ましい。
【００１０】
また、前記ケーブルと、該ケーブルが線接触または面接触する線または面との間に熱伝導シートを設けることが望ましい。
【００１１】
また、前記ケーブルを固定する固定手段が高熱伝導率の部材を有することが望ましい。
【００１２】
また、前記ケーブルの表面が、高伝熱率の物質でコーティングされていることが望ましい。
【００１３】
また、前記ケーブルが複数のケーブルを有し、前記複数のケーブルの各々が前記構造体に線接触または面接触するように並べて固定されることが望ましい。
【００１４】
また、前記構造体は前記ステージを搭載する定盤でもよく、前記ステージ装置が内部を真空雰囲気とした真空チャンバ内に配置される場合には、前記構造体が前記真空チャンバであってもよく、その両方であってもよい。
【００１５】
また、露光装置において、上述のステージ装置により基板の位置決めを行うことが望ましい。
【００１６】
なお、ここでいう「ステージ」は移動体や該移動体を駆動させる駆動部などを含めたものであり、ステージ装置における電力供給や信号送受信を必要としケーブルを接続するものすべてを含むものとする。
【００１７】
なお、ここでいう「ケーブル」とは、信号や電力を送るための配線および電線を意味する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、真空雰囲気中で安定した電力供給および／または信号の送受信等を行うことができ、高精度な位置決めができる。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、ケーブルの冷却を効率的に行うことができる。さらには請求項３および／または請求項４に記載の発明により冷却効率をさらに向上できる。
【００２０】
請求項５に記載の発明によれば、ケーブルとケーブル固定面との密着性を良くし、効率的にケーブル類を冷却することができる。
【００２１】
請求項６および／または請求項７に記載の発明によれば、ケーブルの熱を逃しやすくし、効率的に冷却をすることができる。
【００２２】
請求項８に記載の発明によれば、複数のケーブルを有する場合であっても、安定した電力供給および／または信号の送受信等を行うことができる。
【００２３】
請求項９に記載の発明によれば、ケーブルを中空に引き回す長さが短くできるのでケーブル熱の蓄積が低減されるとともに、実装上もケーブルを支持部に固定することで中空スペースを有効に活用できるため有利である。
【００２４】
請求項１０に記載の発明によれば、中空スペースを有効に活用できる。また、冷却手段を真空チャンバ壁（構造体）内部に設けることで、冷媒を真空チャンバ外で引き回すことが可能となり、冷却手段からの脱ガスや透過ガスが真空雰囲気に影響を及ぼすことを低減することができる。ここで、「脱ガス」とは冷却冷媒を流すチューブ表面や配管表面の構成材料等が真空雰囲気内に放出されたものをいい、「透過ガス」とは、チューブもしくは配管内の流体が外部にしみ出たものをいうものをいうこととする。これらの脱ガス、透過ガスは真空雰囲気（真空度）を劣化（低下）させるといった影響を及ぼし、特に高真空雰囲気が必要とされる場合にはその対策を必要とするものである。
【００２５】
請求項１１に記載の発明によれば、上述のステージ装置により基板の位置決めを行うことにより、ステージ装置が安定するため、高精度な露光を行うことができる。
【００２６】
請求項１２に記載の発明によれば、上述の露光装置により高精度な露光を行うことにより、高集積のデバイスを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
（実施例１）
図１は本発明に係る実施例１のステージ装置をＺ方向から見た図である。ステージ装置において、ステージは内部を真空雰囲気とした真空チャンバ１８内に配置されており、真空チャンバ壁により包囲されている。
【００２８】
ステージは、たとえば４相のコイルを一直線上に並べたコイル４を備えており、コイル４はコイル支持部材３に固定支持されている。コイル４を構成する各コイルが並ぶ方向（以下、Ｘ方向という）と平行に、一対のガイド２がコイル支持部材３の両側に設けられている。ステージ天板１は軸受け６を介してガイド２の上面に移動可能に支持されており、ステージ天板１はガイド２の側面によってＸ方向に移動自在に案内される。ステージ天板１には磁石５が取り付けられ、磁石５はＸ方向に永久磁石を極性を交互にして４対並べて構成されている。
【００２９】
このようなコイル４と磁石５を並べた機構により、固定子としてのコイル４を構成する各コイルに流す電流を制御することで、可動子としての磁石５とステージ天板１を駆動させる。また、ステージ天板１の上面にはステージ天板１の位置を検出するレーザ干渉計用のミラー７が設けられており、不図示のレーザ干渉計によって、ステージ天板１の位置を計測する。
【００３０】
コイル４から引き出されたモータコイル線８は端子台９により動力線１０に接続され、動力線１０はコネクタ１３とフィードスルーコネクタ１７を介して真空チャンバ外部へと接続される。これによりステージ天板１を駆動する際には、真空チャンバ外部から電力を供給することができる。なお、ここでモータコイル線８は細く剥き出しのエナメル線であるため、強度と抵抗値の観点から太くて被服された動力線に接続されているのであって、モータコイル線および動力線１０はともに電力を供給するための電線である。接続に端子台９を用いているのは、半田だと真空雰囲気中の脱ガスの影響があるためである。
【００３１】
ここで、図示していないがコイル以外にも電力供給を必要とする部材についても同様に外部に接続されているものとする。
【００３２】
また、ステージ天板１上にはリミットセンサ及び変位センサなど各種センサ１１が搭載されている。センサ１１にはセンサケーブル１２が接続されており、センサーケーブル１２はコネクタ１３を介して信号線１４に接続される。信号線１４はハーメチックモジュール２１が実装されたプリント基板１５を中継し、コネクタ１３およびフィードスルーコネクタ１７を介して真空チャンバ外部の制御装置に接続される。ここで、ハーメチックモジュール２１は、信号増幅するためにオペアンプ等の増幅素子を内蔵したものである。ここで、ステージ天板１に搭載されていないセンサ１１も同様に外部へと接続される。
【００３３】
なお、ステージ装置の構成については周知であり、このような構成にかぎるものではない。以下、本実施例の特徴となる構成を説明する。
【００３４】
図２は、図１をＹ方向から見た簡略図である。真空チャンバ１８内にステージ（ステージ天板１，コイル支持部材３，コイル４を含む）が定盤２３に支持された状態で配置されている。ステージと接続される電線および信号線としてのケーブル１０は真空チャンバ外部へと引き回される途中で定盤２３と、真空チャンバ１８に這うように接触して固定されている。さらに、定盤２３と真空チャンバ１８は内部に冷却管２４を通してある。
【００３５】
図３は、本実施例を説明するために図１および図２を簡略化した斜視図である。図３のように構造体としての定盤２３内部に設けられた冷却管２４の近傍にできるだけ大きな面積が接触するように、冷却管２４の冷媒の流路方向に沿ってケーブル１０は定盤２３および真空チャンバ１８（図３では不図示）の内壁に固定手段２５によって固定される。このようにすることで、ケーブル１０を効率的に冷却／放熱（以下、冷却と総称する）できる。ここで、冷媒は気体（空冷）、流体（液冷）を含み、使用する冷媒は限定しない。真空チャンバ１８に固定される場合は、真空チャンバ内壁のうちで側壁、底板部、天板部でもよく、実装しやすい部分でよい。
【００３６】
図４は固定手段２５の詳細を表す図である。固定手段２５の押し付ける力と方法によって、ケーブルと固定（接触）面は点接触、線接触または面接触となりえ、これらの差異は厳密には困難であるが、接触面積を積極的に増やすという観点で「線接触または面接触」という表現を用いて、接触面積を積極的に増やしていない「点接触」との違いを明確とした。
【００３７】
また、熱を効率的に逃すことができるためには、固定手段２５は、熱伝導率の高い材料（たとえば、セラミック、アルミ等の周知である金属等）で構成されることが望ましい。固定手段は２つ以上あると、面に沿って固定しやすくなるが、１つであっても図４のようにケーブル１０をケーブル長さ方向に沿って覆うような形状にすることで、ケーブル１０の接触面積を大きくして熱を逃しやすくすることができる。
【００３８】
また、固定手段２５の押し付け力を強くすることで、固定手段２５がない部分に関しても密着しやすくなる効果がある。さらに、ケーブル１０の熱をより効率よく逃がすためケーブルと定盤２３および／または真空チャンバ１８の間に熱伝導率の高い熱伝導シート２８を敷く。これにより、密着性もよくなり冷却効果の向上も期待できる。また、ケーブルが複数本ある場合には、図４のようにケーブル１０を接触面に平行に並べて固定することで接触面積を大きくすることができ、複数本をまとめることでスペース効率もよくなる。さらに、ケーブル１０を熱伝導率の高い、例えばセラミック等によってコーティングすることで冷却の効率を上げることができる。
【００３９】
なお、定盤２３と真空チャンバ１８のどちらか一方にケーブル１０を固定して、ケーブル１０を冷却してもよく、その他の熱容量の大きい構造物、たとえば除振台やベース部材等に固定してもよい。真空雰囲気内に水分やガス等が漏れることを低減するために、冷却手段である水冷管はなるべく簡単な構造が望ましい。したがって、単純な配管を行え、かつ熱容量が大きい、定盤２３や真空チャンバ１８が好ましい。
【００４０】
定盤２３にケーブル１０を固定することで、中空を引き回すケーブルの長さを短くすることができるため、ケーブルの熱問題を低減でき、破損や不安定状態になることを効果的に防止できる。
【００４１】
また、真空チャンバ１８の内壁にケーブル１０を固定することで、真空チャンバ１８の内部（壁内）もしくは真空チャンバ１８の外部（壁外）に冷却手段を設けることができ、冷却手段である配管、チューブ等から真空雰囲気内に水分やガス等が漏れることを気にすることなく冷却することができる。
【００４２】
なお、本実施例ではリニアモータのコイルケーブルおよびセンサケーブルを対象としたが、それらに限るものではなく、発熱を起こすすべてのケーブル、配管、チューブ等のケーブル類で適用できる。
【００４３】
（実施例２）
図６は、上記と同様の位置決め装置を半導体デバイス製造装置（露光装置）に用いた例を示す。
【００４４】
この露光装置は、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Ｗ上に照明系ユニット１０１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）を投影系としての投影レンズ１０３（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、ウエハステージ１０４に搭載された基板上に所望のパターンを形成している。また、このような露光装置は、露光光が短波長光となるにしたがって、真空雰囲気での露光が必要となってきている。
【００４５】
ウエハステージ１０４に搭載したチャック上に基板であるウエハ（対象物）を保持し、照明系ユニット１０１によって、レチクルステージ１０２に搭載された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転写する。ここで実施形態１のステージ装置はこれらのウエハステージ１０４もしくはレチクルステージ１０２として用いられる。
【００４６】
なお、図６は露光装置の一例を示したものであり、この形状に限定されるものではない。たとえばＥＵＶ光、荷電粒子線を用いた露光装置など形状が多少異なる場合も本実施例に含まれるものとする。
【００４７】
（実施例３）
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。図６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１（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２（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。
【００４８】
一方、ステップ３（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４（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５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ５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６（検査）ではステップ５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７でこれを出荷する。
【００４９】
上記ステップ４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。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係る実施例１を表す図ある。
【図２】本発明の真空チャンバ内の電気ケーブル実装の模式図である。
【図３】本発明の移動装置周辺の電気ケーブル実装の模式図である。
【図４】本発明の電気ケーブルの束ね方の概略図である。
【図５】実施例２に係る露光装置を示す図である。
【図６】実施例３に係る半導体製造プロセスを示す図である。
【図７】従来のステージ装置を表す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  ステージ天板
２  ガイド
３  コイル支持部材
４  リニアモータコイル
５  可動磁石
６  静圧軸受け
７  測長用
８  モータコイル線
９  端子台
１０  動力ケーブル
１１  センサ
１２  センサケーブル
１３  コネクタ
１４  信号線
１５  プリント基板
１６  増幅素子
１７  フィードスルーコネクタ
１８  真空チャンバ
１９  コンタクト
２０  ハーメチックモジュール
２１  スルーホール
２２  固定リニアモータ
２３  定盤
２４  水冷管
２５  ケーブル固定手段
２８  熱伝導シート
１０１  照明系ユニット
１０２  レチクルステージ
１０３  投影レンズ
１０４  ウエハステージ
１０５  露光装置本体
【図１】
2005123399.tif 000003
【図２】
2005123399.tif 000004
【図３】
2005123399.tif 000005
【図４】
2005123399.tif 000006
【図５】
2005123399.tif 000007
【図６】
2005123399.tif 000008
【図７】
2005123399.tif 000009