(57)【要約】【課題】電磁アクチュエータからそれによって駆動される物体への熱伝達を抑える。【解決手段】可動子及び固定子を有する電磁アクチュエータと、電磁アクチュエータの発熱部（コイル８）を取り囲む固定子外箱１２と、可動子の移動に伴ってステージ２に駆動力を与える腕１０と、可動子と腕１０とを連結する連結部１４、１８とを備える。固定子外箱１２は、可動子の移動を可能にする開口部１３を有する。開口部１３は、ステージ２に対面しない位置に配置されている。【選択図】図１Ａ
2005260183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体を移動させる移動装置であって、
可動子及び固定子を有する電磁アクチュエータと、
前記電磁アクチュエータの発熱部を取り囲む囲包体と、
前記可動子の移動に伴って前記物体に駆動力を与える腕と、
前記可動子と前記腕とを連結する連結部と、
を備え、前記囲包体は、前記可動子の移動を可能にする開口部を有し、前記開口部は、前記物体に対面しない位置に配置されていることを特徴とする移動装置。
【請求項２】
前記開口部は、前記囲包体の前記物体の反対側の位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の移動装置。
【請求項３】
前記開口部は、前記囲包体の下部及び上部の少なくとも一方に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の移動装置。
【請求項４】
前記開口部に対面する位置に熱回収部を更に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の移動装置。
【請求項５】
前記可動子は、前記固定子を取り囲むように配置され、前記囲包体は、前記固定子を取り囲むように配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の移動装置。
【請求項６】
前記電磁アクチュエータが前記連結部に推力を与える位置と前記物体の重心位置とが略一致していることを特徴とする請求項１に記載の移動装置。
【請求項７】
前記物体は、ステージを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の移動装置。
【請求項８】
基板にパターンを転写又は描画する露光装置であって、
基板を移動させる装置として請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の移動装置を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項９】
基板に原版のパターンを転写する露光装置であって、
基板又は原版を移動させる装置として請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の移動装置を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項１０】
デバイス製造方法であって、
請求項８又は請求項９に記載の露光装置を用いて、感光剤が塗布された基板を露光する工程と、
該基板を現像する工程と、
を含む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、物体を移動させる移動装置及びそれが組み込まれた露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６、図７は、露光装置に組み込まれるステージ装置の概略構成を示す図である。図７は、図６のＡ−Ａ断面を示している。パターンが転写又は描画される基板１０１は、ステージ１０２に搭載された基板チャック（不図示）の上に保持される。ステージ１０２は、ステージガイド１０６を介してステージ走行定盤１０３上に配置されていてＹ方向に駆動される。ステージガイド１０６は、機械的なガイド機構又は静圧ガイドで構成されうる。ステージ走行定盤１０３は、ステージユニット定盤１０５の変形の影響がステージ走行定盤１０３に伝達されないように、３個以上の支持機構１０４によりステージユニット定盤１０５上に支持されている。
【０００３】
ステージ１０２を駆動する電磁アクチュエータには、磁界を発生するコイルの中心に鉄心を持つタイプ、空芯コイルによるローレンツリニアモータ等、様々なタイプがある。図６、図７に示す構成例では、ローレンツ型リニアモータの１つであるモータ効率の高い角型環状リニアモータが採用されている。
【０００４】
電磁アクチュエータは、固定子支持体１０７にコイル１０８が巻かれてなる固定子と、磁石１０９を含む可動子とで構成されている。固定子のコイル１０８に適切な位相で電流を流すことにより、磁石１０９にローレンツ力が作用して可動子に推力が生じる。可動子は、腕１１０によってステージ１０２に連結されており、ステージ１０２とともに移動する。固定子には、少なくとも１つの冷媒流路１１１が形成されており、コイル１０８が発生するジュール熱が冷媒流路１１１を流れる冷媒によって回収される。
【０００５】
固定子の外側には、固定子外箱１１２が配置されており、コイル１０８が発生した熱が周辺環境に悪影響を与えることが防止されている。固定子は、例えば、支持機構１１４によって両端が支持されうる。固定子をステージ駆動の際の反力を相殺しながら移動するパッシブカウンター質量体として用いる場合には、支持機構１１４は、ステージ１０２に移動にともなって固定子が反対方向に移動することができるように固定子を支持する。
【０００６】
図６、図７に示されているように、可動子がステージ１０２とともにＹ方向に移動することを可能にするために、固定子外箱１１２には、可動子とステージ１０２とを連結する腕１１０の通り道としてスリット（開口部）１１３が設けられている。スリット１１３は、ステージ１０２の駆動ストロークに応じた長さを有する。
【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】
固定子外箱１１２は、前述のように、コイル１０８が発生した熱が周辺環境に伝達されることを防止するために設けられている。しかしながら、固定子外箱１１２の構成部部のうちステージ１０２に対面する部分にスリット１１３が配置されていると、コイル１０８が発生する熱がスリット１０２を通して、ステージ１０２が配置された空間（ステージ空間）の温度分布に悪影響を与える。
【０００８】
ステージ空間には、通常は、ステージ１０２の位置を計測するためのレーザー干渉計の光路が配置されている。レーザー干渉計の光路における温度揺らぎは、ステージ１０２の位置計測精度を低下させてステージ１０２の位置決め精度を低下させる他、ステージ１０２の安定性を低下させる。また、レーザー干渉計の計測ターゲットであるステージ１０２上の構造体は、熱膨張係数は小さいものの、微小な温度変化に起因してナノメートルオーダで変形し得る。これもまたステージ１０２の位置決め精度を低下させ、基板１０１に形成されるパターンの位置再現性、重ね合わせ精度を低下させる原因になりうる。
【０００９】
ステージ空間への熱伝達を防止するために、リニアモータの発熱体であるコイル１０８の周辺の気体を強制排気することが考えられるが、可動子の移動によって排気の流れが乱されるために、コイル１０８が発生する熱がステージ空間に流れ込むことを完全に防ぐことはできない。また、このような構成では、排気のために必要となる流量が非常に大きく、露光装置の環境維持部に大きな負荷をかけるため、装置コストの上昇を招きうる。
【００１０】
また、ＥＵＶ（Extreme Ultra Violet）露光装置等のように真空或いは減圧環境下で露光を行う露光装置においては、熱流体の影響は無くても、固定子コイルからステージ空間への輻射熱伝達の影響が問題となる。
【００１１】
本発明は、上記の課題認識を基礎としてなされたものであり、例えば、電磁アクチュエータからそれによって駆動される物体への熱伝達を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の移動装置は、物体を移動させる移動装置として構成される。前記移動装置は、可動子及び固定子を有する電磁アクチュエータと、前記電磁アクチュエータの発熱部を取り囲む囲包体と、前記可動子の移動に伴って前記物体に駆動力を与える腕と、前記可動子と前記腕とを連結する連結部とを備える。前記囲包体は、前記可動子の移動を可能にする開口部を有し、前記開口部は、前記物体に対面しない位置に配置される。
【００１３】
本発明の好適な実施形態によれば、前記開口部は、例えば、前記囲包体の前記物体の反対側の位置に配置されうる。或いは、前記開口部は、前記囲包体の下部及び上部の少なくとも一方に配置されてもよい。
【００１４】
本発明の好適な実施形態によれば、前記移動装置は、前記開口部に対面する位置に熱回収部を更に備えることが好ましい。
【００１５】
本発明の好適な実施形態によれば、前記可動子は、前記固定子を取り囲むように配置され、前記囲包体は、前記固定子を取り囲むように配置されうる。
【００１６】
本発明の好適な実施形態によれば、前記電磁アクチュエータが前記連結部に推力を与える位置と前記物体の重心位置とが略一致する。
【００１７】
本発明の好適な実施形態によれば、前記物体は、ステージを含みうる。
【００１８】
本発明の露光装置は、基板にパターンを転写又は描画する露光装置として構成され、基板を移動させる装置として上記の移動装置を備える。
【００１９】
本発明の他の側面に係る露光装置は、基板に原版のパターンを転写する露光装置であって、基板又は原版を移動させる装置として上記の移動装置を備える。
【００２０】
本発明のデバイス製造方法は、上記の露光装置を用いて、感光剤が塗布された基板を露光する工程と、該基板を現像する工程とを含む。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、例えば、電磁アクチュエータからそれによって駆動される物体への熱伝達を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。
【００２３】
図１Ａ、図１Ｂは、露光装置に組み込まれうる本発明の第１実施形態のステージ装置（移動装置）の概略構成を示す図である。図１Ｂは、図１ＡのＡ−Ａ断面を示している。図１Ａ、図１Ｂに示す例では、ステージ装置は、基板を位置決めする基板ステージ装置として構成されている。しかしながら、ステージ２によって支持される原版（レチクル）に形成されたパターンがウエハ等の露光対象基板に投影されるようにステージ２及びそれを支持する構造体を構成することにより、ステージ装置を原版ステージ装置に適用することもできる。
【００２４】
パターンが転写又は描画される基板１は、ステージ（電磁アクチュエータによって駆動される物体の一例）２に搭載された基板チャック（不図示）の上に保持される。ステージ２は、ステージガイド６を介してステージ走行定盤３上に配置されていて所定方向（Ｙ方向）に駆動される。ステージガイド６は、機械的なガイド機構又は静圧ガイドで構成されうる。ステージ走行定盤３は、ステージユニット定盤５の変形の影響がステージ走行定盤３に伝達されないように、３個以上の支持機構４によりステージユニット定盤５上に支持されている。
【００２５】
ステージ２を駆動する電磁アクチュエータには、磁界を発生するコイルの中心に鉄心を持つタイプ、空芯コイルによるローレンツリニアモータ等、様々なタイプがある。図１に示す構成例は、ローレンツ型リニアモータの１つであるモータ効率の高い角型環状リニアモータが採用されている。
【００２６】
アクチュエータは、固定子支持体７にコイル８が巻かれてなる固定子と、磁石９を含む可動子とで構成されている。固定子のコイル８に適切な位相で電流を流すことにより、磁石１０９にローレンツ力が作用して可動子に推力が生じる。可動子は、腕１０によってステージ２に連結されており、ステージ２とともに移動する。或いは、ステージ２を腕１０の移動に伴ってＹ方向に移動するとともに腕１０に対してＸ方向にスライド自在に構成し、Ｘ方向の駆動用の電磁アクチュエータ（典型的にはリニアモータ）によってステージ２をＸ方向に駆動可能にしてもよい。この場合、ステージ２は、ＸＹ方向に駆動されるＸＹステージとして機能する。
【００２７】
固定子には、少なくとも１つの冷媒流路１１が形成されており、発熱体であるコイル８が発生するジュール熱が冷媒流路１１を流れる冷媒によって回収される。また、固定子の外側には、固定子を取り囲むように固定子外箱（囲包体）１２が配置されており、コイル８が発生した熱が周辺環境（ステージ空間を含む）に悪影響を与えることが防止されている。固定子外箱１２は、例えば、その表面、裏面又は内部に温調用流路を設けて冷媒を流すことにより温調されてもよい。また、固定子外箱１２の表面又は裏面に熱伝導率の低い材料をコーティングすることにより、コイル８から周辺環境（ステージ空間を含む）への熱伝達を抑制してもよい。固定子外箱１２は、例えば、支持機構１９によって両端が支持されうる。
【００２８】
可動子の磁石９を支持する支持体１７は、連結部１８及び１４によって腕１０に連結されていて、可動子は、腕１０を通してステージ２に対してＹ方向に駆動力を伝達する。連結部１８は、固定子外箱（囲包体）１２のスリット（開口部）１３を通して連結部１４に連結されていて、可動子の移動とともに移動可能になっている。固定子外箱１２のスリット１３は、ステージ空間（ステージ２が配置された空間）に対面しない位置、ここでは、ステージ空間の反対方向の位置に配置されている。これにより、コイル８が発生する熱がスリット１３を通してステージ空間に伝達されることが防止される。
【００２９】
また、このような構成によれば、電磁アクチュエータが連結部１８に推力を与える位置を容易にステージ２を含む可動体の重心位置と略一致させることができる。これにより、ステージ２の駆動時に回転方向成分が発生することが防止される。連結部１４は、例えば、固定子外箱１２を取り囲むように構成されうる。
【００３０】
固定子外箱１２のスリット１３に対面する位置には、熱回収部１５を設けることが好ましく、これにより、スリット１３を通してコイル８から放出される熱が周辺環境に伝達される影響を低減することができる。
【００３１】
このステージ装置が真空環境下で使用される場合には、電磁アクチュエータの発熱部がステージ空間に対して完全に隠れているため、直接輻射熱伝達の影響を完全に遮断することができる。
【００３２】
図２は、露光装置に組み込まれうる本発明の第２実施形態のステージ装置（移動装置）の概略構成を示す図である。なお、図１Ａ、図１Ｂと同様の構成要素には同一の符号が付されている。また、ここで、特に言及しない事項は、第１実施形態に従いうる。
【００３３】
図２に示す実施形態においては、スリット（開口部）１３が固定子外箱（囲包体）１２の下部に設けられ、磁石９を支持する支持体１７は、その下方に連結された連結部２０を介して腕１０に連結されている。これに代えて、スリット１３は、固定子箱１２の上部に設けられてもよい。第２実施形態においても、スリット１３は、固定子箱１２のステージ空間に対面しない部分に配置されている。スリット１３を固定子外箱１２の下部又は上部に設けた構成は、図１に示す構成に比べて、可動子の支持体１７と腕１０とを連結する連結部を小さくすることができるため、可動子、腕１０、ステージ２等を含む可動体全体の質量を小さくすることができる。
【００３４】
固定子外箱１２のスリット１３に対面する位置には、熱回収部１５を設けることが好ましく、これにより、スリット１３を通してコイル８から放出される熱が周辺環境に伝達される影響を低減することができる。
【００３５】
図３は、露光装置に組み込まれうる本発明の第３実施形態のステージ装置（移動装置）の概略構成を示す図である。なお、図１Ａ、図１Ｂ、図２と同様の構成要素には同一の符号が付されている。また、ここで、特に言及しない事項は、第１、第２実施形態に従いうる。
【００３６】
図３に示す実施形態においては、スリット（開口部）１３は固定子外箱（囲包体）１２の下部及び上部に設けられ、磁石９を支持する支持体１７は、その下方及び上部に連結された連結部２１を介して腕１０に連結されている。この構成例においても、スリット１３は、固定子箱１２のステージ空間に対面しない部分に配置されている。この実施形態によれば、第２実施形態に比べて、可動体の剛性、特に、支持体１７と腕１０とを連結する部分の剛性を高めることができる。なお、支持体１７と腕１０とは、３箇所以上の部分で連結されてもよい。
【００３７】
固定子外箱１２のスリット１３に対面する位置には、熱回収部１５を設けることが好ましく、これにより、スリット１３を通してコイル８から放出される熱が周辺環境に伝達される影響を低減することができる。
【００３８】
図４は、露光装置に組み込まれうる本発明の第４実施形態のステージ装置（移動装置）の概略構成を示す図である。なお、図１Ａ、図１Ｂ、図２、図３と同様の構成要素には同一の符号が付されている。また、ここで、特に言及しない事項は、第１、第２、第３実施形態に従いうる。
【００３９】
第４実施形態では、電磁アクチュエータとして、コイル９が平面的に配置されたローレンツバックヨーク型リニアモータが採用されている。この構成例では、発熱体であるコイル８を取り囲むように支持する固定子外箱（囲包体）１２にスリット（開口部）１３が設けられており、そのスリット１３は、ステージ空間に対面しない位置、ここでは、ステージ空間の反対方向に位置に配置されている。
【００４０】
固定子外箱１２のスリット１３に対面する位置には、熱回収部１５を設けることが好ましく、これにより、スリット１３を通してコイル８から放出される熱が周辺環境に伝達される影響を低減することができる。
【００４１】
第１〜第４実施形態では、固定子や固定子外箱の断面が略四角形状であるが、これらを他の多角形に変更することもできるし、円や楕円形状に変更することもできる。ただし、ステージ装置への実装において上最も面積効率がよい構成は四角形状である。
【００４２】
図５は、露光装置に組み込まれうる本発明の第５実施形態のステージ装置（移動装置）の概略構成を示す図である。なお、図１Ａ、図１Ｂ、図２、図３、図４と同様の構成要素には同一の符号が付されている。また、ここで、特に言及しない事項は、第１、第２、第３、第４実施形態に従いうる。
【００４３】
第５実施形態では、電磁アクチュエータとして、角筒型リニアモータと同等のモータ効率を持つ円筒型リニアモータが採用されている。この構成例においても、固定子外箱（囲包体）１２のスリット（開口部）１３がステージ空間に対面しない位置、ここでは、ステージ空間の反対方向に位置に配置されている。
【００４４】
固定子外箱１２のスリット１３に対面する位置には、熱回収部１５を設けることが好ましく、これにより、スリット１３を通してコイル８から放出される熱が周辺環境に伝達される影響を低減することができる。
【００４５】
図８は、図１Ａ、図１Ｂ、図２〜図５に示す実施形態として代表的に説明されたステージ装置（移動装置）を基板ステージ装置として組み込んだ露光装置の概略構成を示す図である。ここで、基板ステージ装置１００は、典型的には、上記のようなＹ方向にステージ２を駆動する電磁アクチュエータの他、Ｘ方向にステージ２を駆動する電磁アクチュエータを備える。また、典型的には、基板ステージ装置は、ステージ２を６軸制御が可能な微動ステージ装置で駆動し、その微動ステージ装置を上記のようなＸＹ方向の駆動用の電磁アクチュエータで駆動する。
【００４６】
原版ステージ装置１２０に保持された原版Ｒは、照明光学系１３０によって照明され、原版Ｒのパターンは、光学系１１０を通してステージ２上の基板１に投影され転写される。露光装置は、例えば、ステッパとして、又は、スキャナとして、又は、他の方式として構成されうる。また、露光装置は、電子線等の荷電粒子線によって基板１にパターンを描画するように構成されてもよい。
【００４７】
図１〜Ａ、図１Ｂ、図２〜図５に示す実施形態として代表的に説明されたステージ装置は、原版Ｒを移動させる原版ステージ装置１２０としても構成されうる。この場合、原版Ｒに形成されたパターンがウエハ基板に投影されるようにステージ２及びそれを支持する構造体が構成されうる。
【００４８】
次に、この露光装置を利用したデバイスの製造プロセスとして半導体デバイスの製造プロセスを例示的に説明する。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。
【００４９】
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。
【００５０】
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（図１０）。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】
【００５１】
【図１Ａ】露光装置に組み込まれうる本発明の第１実施形態のステージ装置の概略構成を示す図である。
【図１Ｂ】露光装置に組み込まれうる本発明の第１実施形態のステージ装置の概略構成を示す図である。
【図２】露光装置に組み込まれうる本発明の第２実施形態のステージ装置の概略構成を示す図である。
【図３】露光装置に組み込まれうる本発明の第３実施形態のステージ装置の概略構成を示す図である。
【図４】露光装置に組み込まれうる本発明の第４実施形態のステージ装置の概略構成を示す図である。
【図５】露光装置に組み込まれうる本発明の第５実施形態のステージ装置の概略構成を示す図である。
【図６】本発明の課題を例示的に説明するために露光装置に組み込まれるステージ装置の概略構成を示す図である。
【図７】本発明の課題を例示的に説明するために露光装置に組み込まれるステージ装置の概略構成を示す図である。
【図８】露光装置の概略構成を示す図である。
【図９】デバイス製造方法を示す図である。
【図１０】ウエハプロセスを示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  基板
２  ステージ
３  ステージ走行定盤
４  支持機構
５  ステージユニット定盤
６  ステージガイド
７  支持体
８  コイル
９  磁石
１０  腕
１１  冷媒流路
１２  固定子外箱
１３  スリット
１４  連結部
１５  熱回収部
１７  支持体
１８  連結部
１９  支持機構
１０１  基板
１０２  ステージ装置
１０３  ステージ走行定盤
１０４  支持機構
１０５  ステージユニット定盤
１０６  ステージガイド
１０７  固定子支持体
１０８  コイル
１０９  磁石
１１０  腕
１１１  冷媒流路
１１２  固定子外箱
１１３  スリット
１１４  支持機構
【図１Ａ】
2005260183.tif 000003
【図１Ｂ】
2005260183.tif 000004
【図２】
2005260183.tif 000005
【図３】
2005260183.tif 000006
【図４】
2005260183.tif 000007
【図５】
2005260183.tif 000008
【図６】
2005260183.tif 000009
【図７】
2005260183.tif 000010
【図８】
2005260183.tif 000011
【図９】
2005260183.tif 000012
【図１０】
2005260183.tif 000013