(57)【要約】【課題】多相信号電力の伝送を行うモータ装置及び、そのモータ装置を備えた露光装置を提供する。【解決手段】第１相と、第１相とは位相が異なる第２相の交流信号とを重畳して重畳信号を生成する重畳装置と、重畳信号を非接触で伝送する伝送装置１２、１６と、伝送装置により伝送された重畳信号に基づいて駆動される駆動部４０とを備える。【選択図】図１
2007123325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１相と、該第１相とは位相が異なる第２相の交流信号とを重畳して重畳信号を生成する重畳装置と、
前記重畳信号を非接触で伝送する伝送装置と、
前記伝送装置により伝送された前記重畳信号に基づいて駆動される駆動部とを備えることを特徴とするモータ装置。
【請求項２】
前記駆動部は、前記重畳信号が各相に応じて分離されて復調された交流信号が入力して駆動される請求項１に記載のモータ装置。
【請求項３】
前記駆動部は、入力した前記重畳信号から各相に応じて選択して復調された交流信号に基づいて駆動される請求項１に記載のモータ装置。
【請求項４】
前記伝送装置は、磁性部材に巻回された１次側コイルと２次側コイルとを含む請求項１から請求項３のいずれかに記載のモータ装置。
【請求項５】
前記重畳装置は、ＡＭ変調により前記第１相と前記第２相の交流信号を重畳させる請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のモータ装置。
【請求項６】
移動部材を用いてパターンを露光する露光装置であって、
前記移動部材を移動させる装置として、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のモータ装置が用いられることを特徴とする露光装置。
【請求項７】
請求項６に記載の露光装置を用い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、多相信号電力の伝送を行うモータ装置及び、そのモータ装置を備えた露光装置、並びにこの露光装置を用いるデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータ装置などに電力を供給するときには、通常、電源ケーブルなどを使ってモータ装置に電力を供給する。このモータ装置に電源ケーブルなどを接続できない又は接続を好まない場合にはバッテリーなどをモータ装置に接続している。モータ装置のように、物理的に分離したいものでなくても、ロボットの関節アクチュエータの駆動の様に１回転内の回転部への電力や信号伝送においても、配線数の増大はケーブル信頼性上大きなネックとなっていた。
【０００３】
このため、分離独立したモータ装置などに、Ｅ型コアなどを使い電磁誘導で電力を供給するものも提案されている。特許文献１は、その一例で、鉄などで構成されたＥ型コアにコイルを巻いたものを一対用意し、互いにエアギャップ（空隙）を設けて、分離独立した電動機に、非接触状態にもかかわらず電力を供給している。
【特許文献１】特開平０６−００６９９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術は、高周波を整流した直流電圧で駆動するモータ装置を対象としており、交流電圧で駆動するモータ装置を対象としていない。一方で交流電圧を伝送するための三相トランスなどが販売されているが、三相トランスは、１次側コイル、２次側コイル及び磁性体としてのリングコアを１セットとするものが、３セット用意して構成されている。
【０００５】
すなわち、Ｕ相用に１セット、Ｖ相用に１セット、Ｗ相用に１セット用意されているため、３倍の重量及び容積が必要となる。特に、交流モータ又はリニアモータなどは２相以上の交流電圧で駆動されるものが多い。使用状況によって、特に小型軽量が要求される場面では、これらのモータ装置の小型軽量の要求と共に、できるだけ小型軽量の多相トランスを開発することも要求されている。高精度で高速でステージを動かす要求が強い露光装置においては、小型軽量の多相トランスを使ったモータ装置が要望されている。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、できるだけ小型軽量の多相交流を伝達するモータ装置及び露光装置、並びにこの露光装置を用いるデバイス製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、実施の形態に示す各図に対応付けした以下の構成を採用している。但し、各要素に付した括弧付き符号はその要素の例示に過ぎず、各要素を限定するものではない。
本発明の第一の観点によるモータ装置は、第１相（Ｕ）と該第１相とは位相が異なる第２相（Ｖ）の交流信号とを重畳し、重畳信号を生成する重畳装置（２１）と、重畳信号を非接触で伝送する伝送装置（１６）と、伝送装置により伝送された重畳信号に基づいて駆動される駆動部（４０）を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、多相信号を１つの信号にして電力供給を行い、これをまた分離して多相信号にしている。そしてその多相信号を駆動部（４０）に送っている。このため、いままで各相毎に電力供給装置が必要だったものが１つの電力供給装置ですむことになり、小型軽量化が図られるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態によるモータ装置及び露光装置について詳細に説明する。
図１は、本発明の実施例を示した図であり、磁性体としてラウンドネスカットコアを用いたモータ装置を開示している。本発明のモータ装置は、三相交流電源から出力される三相信号を重畳する重畳装置２１、１つの１次側コイル１２、１つのラウンドネスコア２０、１つの２次側コイル１６、重畳された信号を復調する復調装置２２、及び１つの多相モータ（駆動部）４０から構成される。図１のラウンドネスカットコア２０は、磁束漏れが少ない材料が使われる。例えば、鉄、コバルト、ニッケル、ケイ素鋼又はアモルファス合金が使用される。図１中において、固定側である第１部材１には、１次側コイル１２がラウンドネスカットコア２０にしっかり巻きつけられて、第１部材１に重畳装置２１、１次側コイル１２及びラウンドネスカットコア２０が固定されている。銅でできたコイル１２には交流が所定電圧で印加される。移動側である第２部材２には、２次側コイル１６がラウンドネスカットコア２０に巻きつけられ、第２部材２に復調装置２２及び２次側コイル１６が固定されている。２次側コイル１６には、回路を有した多相モータ４０が接続されている。１次側コイル１２の巻き数、２次側コイルの巻き数は、多相モータ４０の要求電圧によって決められる。例えば１次側コイル１２の巻き数が２次側コイル１６の巻き数の２倍であり、１次側コイル１２に三相２００Ｖが印加されたならば、２次側コイル１６に三相１００Ｖが出力される。
【００１０】
ラウンドネスカットコア２０は、第１部材１と第２部材２との間にエアギャップが設けられて、第１部材１と第２部材２とが互いに微少量（例えば図１中、矢印方向）相対移動可能になっている。
【００１１】
なお、図１で示したモータ装置は、１つの１次側コイル１２、１つのラウンドネスカットコア２０、１つの２次側コイル１６、及び１つの多相モータ４０から構成されるが、変形例として次のような構成が考えられる。第１に、１つの１次側コイル１２、１つのラウンドネスコア２０、３つの２次側コイル１６、及び１つの多相モータ４０からなるモータ装置である。この変形例は図３でも説明する。第２に、１つの１次側コイル１２、３つのラウンドネスコア２０、３つの２次側コイル１６、及び１つの多相モータ４０からなるモータ装置である。これらいずれも、図１の構成より、２次側コイル１６が増えたり、ラウンドネスコア２０及び２次側コイル１６が増えたりしているが、従来のものより小型軽量化が図られる。
【００１２】
図２は、商用電源が印加されてから、多相モータ４０が駆動されるまでのフローチャートである。
ステップ３２で、例えば２００Ｖの５０Ｈｚの三相信号Ｕ、Ｖ、Ｗが印加される。ステップ３３で、多相モータ４０の要求される速度に応じて、５０Ｈｚの三相信号Ｕ、Ｖ、Ｗを所定の周波数の三相信号に変える。本実施例では、例えば５０Ｈｚの三相信号Ｕ、Ｖ、Ｗを２５Ｈｚの三相信号Ｕ、Ｖ、Ｗに変える。
【００１３】
ステップ３４では、三相信号Ｕ、Ｖ、Ｗを重畳するための前処理として、三相信号Ｕ、Ｖ、Ｗに互いに異なるキャリア波でＡＭ変調する。例えば２００Ｖの２０Ｈｚの三相信号Ｕ、Ｖ、Ｗに、周波数１５０、３００、４５０Ｈｚのキャリア波でＡＭ変調する。次にステップ３５で、重畳装置２１がキャリア波でＡＭ変調された三相信号Ｕ、Ｖ、Ｗを一つの信号となるように重畳する。これにより１つの１次側コイル１２で、三相信号を送ることができる。そしてステップ３６において、重畳された信号が、巻き数Ｎの１次側コイル１２に供給される。重畳された信号に応じて、磁性体であるラウンドネスコア２０に磁束が励磁される。１次側コイル１２の巻き数Ｎ１と２次側コイル１６の巻き数Ｎ２とは、入力される商用電圧と多相モータ４０の要求する電圧とによって適宜決められる。
【００１４】
ステップ３７では、磁性体であるラウンドネスコア２０に流れる磁束から、電磁誘導により２次側コイル１６が重畳された信号を受ける。次にステップ３８で、重畳された信号が復調装置２２によりＡＭ直線復調される。復調されることで三相信号Ｕ、Ｖ、Ｗに分離される。分離された三相信号Ｕ、Ｖ、Ｗは、１次側コイル１２と２次側コイル１６の巻き数比が、２対１であれば、１００Ｖの２５Ｈｚの信号となる。そして、分離された三相信号Ｕ、Ｖ、Ｗがモータ４０の駆動回路に入力される。基本的に、変調前の三相の周波数と復調後の三相の周波数とは等しい。
【００１５】
図３は、１つの１次側コイル１２、１つのラウンドネスコア２０、３つの２次側コイル１６、及び１つの多相モータ４０からなるモータ装置における、三相信号のブロック図である。
【００１６】
三相信号Ｕ、Ｖ、Ｗは、各々互いに異なるキャリア波、例えば、それぞれ１５０、３００、４５０Ｈｚのキャリア波で変調される。そして、キャリア波でＡＭ変調された三相信号Ｕ、Ｖ、Ｗを一つの信号となるように重畳する。重畳された信号が、１つの１次側コイル１２に供給される。重畳された信号に応じて、磁性体であるラウンドネスカットコア２０に磁束が励磁される。図３では、３つの２次側コイル１６が配置されている。磁性体であるラウンドネスカットコア２０に流れる磁束から、電磁誘導により３つの２次側コイル１６が重畳された信号を受ける。入力した重畳信号は、各々ＡＭ直線復調される。各相毎に設けられた２次側コイル１６では、それぞれの位相に合った信号のみを選択して復調する。これにより三相信号Ｕ、Ｖ、Ｗを得る。
【００１７】
ＡＭ直線復調には、ステップアップ・ダイオード復調、負帰還ダイオード復調、プロダクト復調、又はスイッチング復調（同期復調）方式などがある。本発明では、どの復調方式を用いても良い。例えば、ステップアップ・ダイオード復調方式で、三相信号Ｕ、Ｖ、Ｗを復調する際には、不図示のコンデンサーの容量を調整することで、回路の共振周波数を変えることができる。例えば、各回路を周波数１５０、３００、４５０Ｈｚで共振するようにしておけば、三相信号Ｕ、Ｖ、Ｗの信号を取り出すことができる。
【００１８】
図４ないし図７は、周波数１５０、３００、４５０Ｈｚのキャリア波でＡＭ変調した重畳する際の信号を示す。図４ないし図７の一番下のグラフは、１５０、３００、４５０Ｈｚキャリア周波数を示したグラフである。各グラフとも、縦軸が振幅、横軸が周波数を示している。また、図４ないし図７の一番上のグラフは、３相信号を示し、各グラフとも、縦軸が無変調電圧、横軸が時間を示している。ここで、図４は５０Ｈｚの３相信号を、図５は２５Ｈｚの３相信号を、図６は１０Ｈｚの３相信号を、図７は５Ｈｚの３相信号を示している。先に説明したように、多相モータ４０が要求する速度に応じて、１次側コイル１２に入力される３相信号の周波数が決定される。図４ないし図７の真ん中のグラフは、各周波数の３相信号を周波数１５０、３００、４５０Ｈｚのキャリア波でＡＭ変調し重畳された信号を示すグラフである。
【００１９】
重畳された信号が１次側コイル１２に入力されるのであるから、できるだけ急な変化が生じる信号を生成する方が、磁性体２０に磁束が発生しやすい。したがって、図４ないし図７の一番上のグラフは、３相信号が５０Ｈｚないし５Ｈｚの正弦波であるが、矩形波又は三角波にしてから変調して、急な変化が生じる信号にしてもよい。一方、キャリア波周波数をもっと高い高周波で変調させてもよい。
【００２０】
図８は、モータ装置を、半導体基板又は液晶基板などを製造する一括露光方式又はステップ・アンド・スキャン方式の露光装置８０に適用したものである。  
図８に示す通り、本実施形態の露光装置８０は、照明光学系８３、マスクとしてのレチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、投影ユニットＰＬ、及び基板としてのウエハを保持するウエハステージＷＳＴが、防振台８２に載ったフレーム８１で支えられている。
【００２１】
露光装置８０は、ウエハ等の基板をウエハステージＷＳＴで移動させなければならない。また、パターンを重ね合わせるためレチクルステージＲＳＴを移動させる必要がある。さらに、投影ユニットＰＬは、鏡筒内に所定の位置関係で保持された複数の光学素子（反射鏡又は凸レンズ）８４を含んでいるが、例えば焦点位置の調整、空間像又は波面収差の調整のため、複数の光学素子を移動させる必要がある。これかの箇所には多相交流モータで動かさなければならない。図８に示す矢印部分は、多相モータで移動させる必要がある箇所である。特に、ウエハステージＷＳＴは、大きな距離を移動する粗動ステージテーブルＲＴと微動ステージＦＴとから構成され、微動ステージＦＴは、磁力又はエアベアリングなどで完全に他の部材と非接触で駆動されている。従って、非接触で多相交流を供受給できる本発明のモータ装置に適用することは好ましい。また、露光装置以外でも本発明を使用することができる。例えば、工作機械のモータ装置などにも本発明は有効である。
【００２２】
以上、詳細な説明をしてきたが、本発明の技術思想及び技術的範囲から逸脱することなく、本発明に対して様々な変更を加えることができることは、当業者には明らかであろう。例えば、三相信号をＡＭ変調したが、ＦＭ変調でも適用することが可能である。
【００２３】
また、上記各実施形態の基板としては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、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。
【００２４】
露光装置８０としては、レチクル（マスク）とウエハとを静止した状態でレチクルのパターンを一括露光し、ウエハ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（ステッパ）の他に、レチクルとウエハとを同期移動してレチクル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（スキャニングステッパ）にも適用することができる。さらに、露光装置８０としては、ウエハ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写し、ウエハを順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。
【００２５】
また、本発明は、ウエハステージが複数設けられるツインステージ型の露光装置にも適用できる。ツインステージ型の露光装置の構造及び露光動作は、例えば特開平１０−１６３０９９号公報及び特開平１０−２１４７８３号公報（対応米国特許６，３４１，００７号、６，４００，４４１号、６，５４９，２６９号及び６，５９０，６３４号）、特表２０００−５０５９５８号（対応米国特許５，９６９，４４１号）或いは米国特許６，２０８，４０７号に開示されている。更に、本発明を本願出願人が先に出願した特願２００４−１６８４８１号のウエハステージに適用してもよい。
【００２６】
更に、特開平１１−１３５４００号公報や特開２０００−１６４５０４号公報に開示されているように、基板を保持する基板ステージと基準マークが形成された基準部材や各種の光電センサを搭載した計測ステージとを備えた露光装置にも本発明を適用することができる。
【００２７】
また、本発明は、投影光学系と基板との間に局所的に液体を満たし、該液体を介して基板を露光する、所謂液浸露光装置にも適用することができる。液浸露光装置については、国際公開第９９／４９５０４号パンフレットに開示されている。さらに、本発明は、特開平６−１２４８７３号公報、特開平１０−３０３１１４号公報、米国特許第５，８２５，０４３号などに開示されているような露光対象の基板の表面全体が液体中に浸かっている状態で露光を行う液浸露光装置にも適用可能である。
【００２８】
露光装置８０の種類としては、基板に半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）あるいはレチクル又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。
【００２９】
なお、上述の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスクを用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号公報に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスクを用いてもよい。
【００３０】
本実施形態の露光装置は、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およ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。
【００３１】
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図９に示すように、マイクロデバイスの機能・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８０によりマスクのパターンを基板に露光する露光処理ステップ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。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第一実施形態で、磁性体としてラウンドネスコアを用いたモータ装置を示す図である。
【図２】商用電源が印加されてから、多相モータ４０が駆動されるまでのフローチャートである。
【図３】１次側コイル１２、ラウンドネスコア２０、及び多相モータ４０がそれぞれ１つで、２次側コイル１６が３つあるモータ装置のブロック図である。
【図４】入力される５０Ｈｚの３相信号を、周波数１５０、３００、４５０Ｈｚのキャリア波でＡＭ変調した重畳信号を示す図である。
【図５】入力される２５Ｈｚの３相信号を、周波数１５０、３００、４５０Ｈｚのキャリア波でＡＭ変調した重畳信号を示す図である。
【図６】入力される１０Ｈｚの３相信号を、周波数１５０、３００、４５０Ｈｚのキャリア波でＡＭ変調した重畳信号を示す図である。
【図７】入力される５Ｈｚの３相信号を、周波数１５０、３００、４５０Ｈｚのキャリア波でＡＭ変調した重畳信号を示す図である。
【図８】本実施形態のモータ装置を露光装置に適用した図である。
【図９】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】
【００３３】
１…第１部材、  ２…第２部材、  １２…１次側コイル（伝送装置）、  １６…２次側コイル（伝送装置）、  ２０…磁性体（ラウンドネスカットコア）、  ２１…重畳装置、  ２２…復調装置、  ４０…多相モータ（駆動部）、  ８０…露光装置、  ８１…フレーム、  ８２…防振台、  ８３…照明光学系
【図１】
2007123325.tif 000003
【図２】
2007123325.tif 000004
【図３】
2007123325.tif 000005
【図４】
2007123325.tif 000006
【図５】
2007123325.tif 000007
【図６】
2007123325.tif 000008
【図７】
2007123325.tif 000009
【図８】
2007123325.tif 000010
【図９】
2007123325.tif 000011