(57)【要約】【課題】  駆動装置における駆動系の発熱を簡易な手段により抑制する。【解決手段】  モータと該モータの励磁巻線に励磁電流を供給する電流供給手段とを有する駆動機構を有する駆動装置において、前記モータの励磁電流または前記駆動機構への供給電流を検出する手段と、検出された電流が第１の所定値及び第１の所定値より大きな第２の所定値をそれぞれ超えたか否かを判定する手段とを設け、検出電流値に応じて励磁電流を制限し、または装置を停止する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと該モータの励磁巻線に励磁電流を供給する電流供給手段とを有する駆動機構と、
前記モータの励磁電流または前記駆動機構への供給電流を検出する手段と、
検出された電流が第１の所定値及び第１の所定値より大きな第２の所定値をそれぞれ超えたか否かを判定する手段と
を備えることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
モータと該モータの励磁巻線に励磁電流を通電する電流供給手段とを有する駆動機構と、
前記モータの励磁電流または前記駆動機構への供給電流を検出する手段と、
前記モータへ通電すべき励磁電流値または制限値を設定する手段と、
前記電流供給手段から前記モータへ通電される励磁電流を前記設定手段に設定された励磁電流通電値に一致させるべくまたは前記励磁電流制限値に制限すべく制御する手段と
を備えることを特徴とする駆動装置。
【請求項３】
前記制御手段による通電量制御を開放させるかまたは通常の通電量より十分に大きな通電値を前記設定された励磁電流通電値または制限値に代えて前記制御手段に与え、そのとき前記検出手段により検出された電流が第１の所定値及び第１の所定値より大きな第２の所定値をそれぞれ超えたか否かを判定する手段をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記モータの励磁電流または前記駆動機構への供給電流が前記第１の所定値を超えた場合は前記駆動機構のメンテナンス時期到来を警告する手段をさらに備えることを特徴とする請求項１または３に記載の駆動装置。
【請求項５】
前記モータの励磁電流または前記駆動機構への供給電流が前記第２の所定値を超えた場合は前記駆動機構の不具合を警告する手段をさらに備えることを特徴とする請求項１、３または４に記載の駆動装置。
【請求項６】
前記モータの励磁電流または前記駆動機構への供給電流が前記第２の所定値を超えた場合は前記駆動機構または該駆動機構を搭載した装置を停止させる手段をさらに備えることを特徴とする請求項１、３、４または５に記載の駆動装置。
【請求項７】
前記モータは１相当り複数の励磁巻線を有し、前記電流供給手段は各励磁巻線に独立に電流を供給する励磁巻線と同数の電流供給回路を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の駆動装置。
【請求項８】
前記駆動機構がパージ空間内に配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の駆動装置。
【請求項９】
モータと該モータの励磁巻線に励磁電流を供給する電流供給手段とを有する駆動機構の駆動方法であって、
予め前記モータの励磁電流または前記駆動機構への供給電流を検出する手段を配設しておく工程と、
前記検出手段を用いて前記モータの励磁電流または前記駆動機構への供給電流を計測する工程と、
計測された電流が第１の所定値を超えた場合は前記駆動機構のメンテナンス時期が到来したものと判定する工程と、
第１の所定値より大きな第２の所定値を超えた場合は前記駆動機構が不具合となったものと判定する工程と
を備えることを特徴とする駆動方法。
【請求項１０】
モータと該モータの励磁巻線に励磁電流を供給する電流供給手段とを有する駆動機構の駆動方法であって、
予め前記モータの励磁電流または前記駆動機構への供給電流を検出する手段を配設しておく工程と、
前記駆動機構の必要トルクを発生可能な前記励磁電流を計測するかまたは見積もり、その励磁電流に所定の安全率を考慮して前記電流供給手段から前記モータへ通電される励磁電流またはその制限値を決定する工程と、
前記検出手段を用いて前記モータの励磁電流または前記駆動機構への供給電流を計測する工程と、
前記電流供給手段から前記モータへ通電される励磁電流またはその制限値を前記決定工程で決定された励磁電流通電値に一致させるべくまたは前記励磁電流制限値に制限すべく制御する工程と
を備えることを特徴とする駆動方法。
【請求項１１】
前記電流供給手段から前記モータへ通電される励磁電流またはその制限値を通常動作時より十分大きな値に設定するか、または該通電量の制御を開放し、そのとき前記検出手段を用いて前記モータの励磁電流通電量または前記駆動機構への供給電流量を計測する工程と、
計測された電流が第１の所定値を超えた場合は前記駆動機構のメンテナンス時期が到来したものと判定する工程と、
第１の所定値より大きな第２の所定値を超えた場合は前記駆動機構が不具合となったものと判定する工程と
をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の駆動方法。
【請求項１２】
可動部を駆動するための駆動装置の少なくとも１つとして請求項１〜７のいずれか１つに記載の駆動装置を用いたことを特徴とする位置検出装置。
【請求項１３】
可動部を駆動するための駆動装置の少なくとも１つとして請求項１〜８のいずれか１つに記載の駆動装置を用いたことを特徴とする露光装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の露光装置を用いてウエハを露光する工程と、前記ウエハを現像する工程とを備え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、モータを有する駆動機構を駆動する装置及び方法、それを用いた位置検出装置及び露光装置並びにその露光装置を用いたデバイス製造方法にする。本発明は、特に露光装置等において熱的影響を受けやすい箇所や、駆動機構が目視できない箇所に配設されている場合に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
露光装置は、原版（レチクルまたはフォトマスク）のパターンを、投影光学系を介して基板（ウエハ）上に結像投影させるものである。
露光装置は、非常に高い位置検出精度が求められている。露光装置に配設される位置検出手段等において、光学部品等を高精度に駆動させるためにステッピングモータ駆動機構が配設または構成されている。このステッピングモータ駆動機構の熱影響により露光装置の熱変形あるいは空間に揺らぎを発生させ露光装置の位置検出精度に影響を与えている。ステッピングモータ駆動機構としては特許文献１等に記載されたものが知られている。
【０００３】
ステッピングモータ駆動機構の発熱を抑制する従来技術として、駆動機構に水等の液体を冷媒とする冷却機構を構成する方法がある。しかし、冷却機構を構成するには、冷却機構を構成するスペースと冷媒を供給する配管が必要なため、特許文献２及び３に記載されるような狭い空間に複数のモータ駆動機構が構成された位置検出手段には構成が困難であった。
【０００４】
他の従来技術としては、ステッピングモータ駆動機構の発熱を抑制するために駆動機構にヒートシンクやヒートパイプを設置する方法がある。しかしヒートシンクやヒートパイプを駆動機構に接触させる際に用いられる熱伝導シートは、特許文献４に記載されるような光学系に影響を与える材質が多く使われており光学系近傍に使用できない。前記の位置検出手段に適用する場合、ステッピングモータ駆動部はパージ空間内に構成されているため、外部に熱輸送する構成が必要であり構成が困難である。
【０００５】
ステッピングモータ駆動部に熱排気ダクトを構成する方法もある。しかし、前記の位置検出手段等に適用する場合、ステッピングモータ駆動部はパージ領域内に構成されているため、熱排気ダクトを構成することは困難である。
【０００６】
さらに前記の位置検出手段等において、ステッピングモータ駆動部はパージ領域内に構成されており、外部から駆動部の目視確認が出来ない。したがって検出エラー発生時に駆動部に不具合が発生しているか外部から判別できないため、パージを開放して目視しなければならない。しかし、駆動機構を確認すると、パージを１回開放してしまうため、再パージするのに時間を要してしまう問題があった。
【０００７】
また、パージ領域にないステッピングモータ駆動機構においても目視確認するためには、露光装置を囲んでいるチャンバーを開放する必要があった。そのため、１回チャンバーを開放するとチャンバー内雰囲気を安定させるのに時間を要してしまう問題があった。
外部から駆動部を目視できないことは、メンテナンス時期を決定する面からも問題があった。すなわち、ほとんど駆動機構を使用しない装置と駆動機構を頻繁に使用する装置の区別なく、一律に一定期間でメンテナンス時期を指定しなくてはならず、運用方法に問題があった。
【特許文献１】特開２００３−１１１３７７号公報
【特許文献２】特開２００４−１９３１６０号公報
【特許文献３】特開２００４−２７３８６１号公報
【特許文献４】特開２００３−２０３８４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述の従来例における問題点に鑑みてなされたものである。本発明は、駆動系の発熱を簡易な手段により抑制することができるようにすることを目的とする。また、パージを開放せずに、あるいはチャンバーを開放せずに外部から駆動系の不具合やメンテナンス時期を監視できるようにすることをさらなる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため本発明の駆動装置は、モータと該モータの励磁巻線に励磁電流を供給する電流供給手段とを有する駆動機構と、前記モータの励磁電流または前記駆動機構への供給電流を検出する手段とを備える。そして本発明に係る第１の駆動装置は、検出された電流が第１の所定値及び第１の所定値より大きな第２の所定値をそれぞれ超えたか否かを判定する手段をさらに備える。
【００１０】
また、本発明に係る第２の駆動装置は、本発明の駆動装置において、前記モータへ通電すべき励磁電流値または制限値を設定する手段を備える。また、前記電流供給手段から前記モータへ通電される励磁電流を前記設定手段の出力に基づいて制御する手段とを備える。制御手段は、前記電流供給手段から前記モータへ通電される励磁電流を前記設定手段に設定された励磁電流通電値に一致させるべくまたは前記励磁電流制限値に制限すべく制御する。
【００１１】
本発明の駆動方法は、モータと該モータの励磁巻線に励磁電流を供給する電流供給手段とを有する駆動機構の駆動方法であり、予め前記モータの励磁電流または前記駆動機構への供給電流の検出手段を配設しておく工程を備える。
本発明に係る第１の駆動方法では、前記検出手段を用いて前記モータの励磁電流または前記駆動機構への供給電流を計測する工程を備える。また、計測された電流が第１の所定値を超えた場合は前記駆動機構のメンテナンス時期が到来したものと判定する工程を備える。さらに、第１の所定値より大きな第２の所定値を超えた場合は前記駆動機構が不具合となったものと判定する工程を備える。
【００１２】
本発明に係る第２の駆動方法では、本発明の駆動方法において、前記駆動機構の必要トルクを発生可能な前記励磁電流を計測するかまたは見積もる工程を備える。次いで、その励磁電流に所定の安全率を考慮して前記電流供給手段から前記モータへ通電される励磁電流またはその制限値を決定する工程を備える。また、前記検出手段を用いて前記モータの励磁電流または前記駆動機構への供給電流を計測する工程を備える。さらに、前記電流供給手段から前記モータへ通電される励磁電流またはその制限値を前記決定工程で決定された励磁電流通電値に一致させるべくまたは前記励磁電流制限値に制限すべく制御する工程を備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、モータの励磁電流値を監視することで駆動機構の状態を監視することができる。したがって、駆動機構の状態に応じて緊急停止したり、ワーニングを発生させることができる。したがって、本発明を露光装置に適用した場合、ＩＣチップ等の製品の誤造を防止することができる。
本発明によれば、駆動機構の負荷に応じて自動的に励磁電流を制御し最小の励磁電流を通電する。そのため、従来の駆動機構で見込んでいたトルクマージンを考慮せずに低いトルクマージンで駆動機構を動作させることができる。本発明を露光装置に適用した場合、露光装置の熱変形を低減できるので、高精度な位置検出をすることができる。
【００１４】
本発明を適用した露光装置によれば、パージ雰囲気、チャンバー雰囲気を開放せずに外部から駆動機構の不具合や寿命を監視できるので、再パージ時間やパージ開放作業の低減が出来、装置運用上有益である。さらにパージ雰囲気を開放する機会が低減されるため、パージ雰囲気中にある光学系素子が大気に接触する機会が低減される。その結果、光学素子が大気の有害ガスに接触する機会が少なくなり光学素子の汚染を低減させることができる。
【００１５】
本発明を液浸露光装置に適用した場合、液浸領域に構成されたモータ駆動部あるいは液浸領域と接する筐体内分に構成されたモータ駆動部において、液体の廃却をせずにモータ駆動部の状態を把握することが可能である。本効果により液体の排出、挿入する回数が減りという装置運用上の利点がある。
本発明をＥＵＶ露光装置に構成した場合、真空領域に構成されたモータ駆動部あるいは真空領域接する筐体内に構成されたモータ駆動部において、真空領域を開放せずにモータ駆動部の状態を把握することが可能である。本効果により真空パージを行う回数が減るという装置運用上の利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施態様を列挙する。
本発明に係る第２の駆動装置において、前記制御手段による通電量制御を開放させるかまたは通常の通電量より十分に大きな通電値を前記設定された励磁電流通電値または制限値に代えて前記制御手段に与える。そして、そのとき前記検出手段により検出された電流が第１の所定値及び第１の所定値より大きな第２の所定値をそれぞれ超えたか否かを判定する。これにより、駆動機構のメンテナンス時期や駆動機構の不具合を知ることができる。
【００１７】
例えば、前記モータの励磁電流または前記駆動機構への供給電流が前記第１の所定値を超えた場合は前記駆動機構のメンテナンス時期到来を警告する。また、前記モータの励磁電流または前記駆動機構への供給電流が前記第２の所定値を超えた場合は前記駆動機構の不具合を警告する。警告は、表示装置への文字またはマークの表示、あるいは警告音や警告灯等により行う。
また、前記モータの励磁電流または前記駆動機構への供給電流が前記第２の所定値を超えた場合は前記駆動機構または該駆動機構を搭載した装置を停止させるようにしてもよい。
【００１８】
前記モータは１相当り複数の励磁巻線を有するものであり、前記電流供給手段は各励磁巻線に個々に電流を供給するものであることが好ましい。
本発明は、前記駆動機構がパージ空間内に配置されている場合、特に好適に適用される。パージ空間は、例えば、液浸露光装置における液浸領域、またはＥＵＶ露光装置の真空領域である。
【実施例】
【００１９】
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
［第１の実施例］
図１は、本発明の一実施例に係る露光装置の概略の構成を示す。露光装置は、原版（レチクル）１を保持する原版ステージ２と、基板（ウエハ）４を保持する基板ステージ６と、光源部１０と、照明光学系と、投影光学系７などを備える。光源部１０から照射される露光光は、照明光学系によって原版まで導光される。導光された露光光は原版を透過して、原版に形成されたパターンが投影光学系７を介してウエハに投影される。以下、各構成要素についてさらに説明する。
【００２０】
光源部１０は露光光を生成する。半導体デバイスの集積度及び微細度の向上に対応するため、露光光の短波長化が進展している。現在、露光光として紫外域のｉ線（波長３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）、Ｆ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）が実用化されている。さらに波長の短いＥＵＶ、軟Ｘ線などの使用が予定されている。またスループット向上に対応するため、同じ波長域においてもより高出力な露光光の採用が進められている。
【００２１】
特に露光光としてＫｒＦエキシマレーザ、ＡｒＦエキシマレーザ、Ｆ２レーザ等の短波長レーザを使用する露光装置では、露光光の減衰が大きいため、不活性ガスでほぼ密閉された空間内を導光している。
またｉ線を露光光とする露光装置においても、光学素子を光学素子汚染物質から隔離するためにほぼ密閉された空間を導光している。
【００２２】
光源部１０から発せられた光束は、主に光源部１０からコリメーターレンズ２５までの部材によって構成される照明光学系の筐体Ａに入射する。筐体Ａは、伝搬レンズ１１及び１２を有する。
伝搬レンズ１２を通過した光束は、筐体Ｂに入射する。筐体Ｂには、光源部１０からの平行光束を所望のビーム形状に整形し、かつ、インコヒーレント化するビーム整形光学系１３が配置されている。また、ＮＤフィルタに代表されるような光源の光を減衰させる複数の減光率を持った光学部材で構成された光量調整を行う光量調整系１４が配置されている。光量調整系１４はモータ駆動機構によって複数の光学部材の切換えを行い、自動的に最適な光量調整を行うことが可能である。
【００２３】
筐体Ｂには、さらに第１位置検出手段１５（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ）に光を導光するための切換ミラー１６及びレンズ１７が配置されている。第１位置検出手段１５の詳細な説明については後述する。露光工程の際、切換えミラー１６は光束が筐体Ｃに入射するように切り換わる。第１位置検出手段１５を使用する際、切換ミラー１６は、第１位置検出手段１５に光を導光するように切り換わる。切換えミラー１６の切換えはモータ駆動機構（不図示）によって行われる。
【００２４】
筐体Ｂを射出した光束は、筐体Ｃに入射する。筐体Ｃは、光を集光するコンデンサーレンズ１８と、ライトインテグレータ１９、ミラー２０、コンデンサーレンズ２１、照明方法切換手段２２を有する。照明方法切換手段２２は、モータ駆動機構を有しており、露光用照明光学系と投影光学系の開口数比σを変化させることが出来る。
【００２５】
筐体Ｃを射出した光束は、筐体Ｄに入射する。スリット開口面の近傍にはマスキングブレード２３が配置されている。マスキングブレード２３は、基板４上のショットごとに必要な領域だけを露光する開口絞りの働きをする。
筐体Ｄを射出した光束は、筐体Ｅに入射する。筐体Ｅは、マスキング結像系２４とコリメーターレンズ２５を有する。マスキング結像系２４は、マスキングブレード２３が形成した開口形状からの光束を結像してコリメーターレンズ２５に導光する。コリメーターレンズ２５は、スリットを出た光束を平行光束にし、原版１面上の領域を均一に照明する。      
【００２６】
原版１を透過した光束は、投影光学系７に入射する。投影光学系７には、任意のＮＡに光束を調節できるモータ駆動機構や収差を補正するモータ駆動機構（不図示）が構成されている。
投影光学系７によって、原版のパターンが基板ステージ６に保持された基板４上に結像露光される。
【００２７】
基板ステージ６は、駆動手段によって、投影光学系７の光軸方向（Ｚ方向）および光軸と直交するＸＹ方向、光軸回りの回転方向（θ方向）、Ｘ軸回りの回転方向、Ｙ軸回りの回転方向に移動することができる。駆動手段としてはリニアモータを用いているが、他の駆動手段を用いてもよい。基板ステージ６には、レーザ干渉計８からのビームを反射する移動鏡９が固定されている。レーザ干渉計８により、基板ステージ６の位置、移動量は逐次計測される。このような構成によって、基板４を投影光学系７の像面に合致させることができる。
【００２８】
パターンの焦点位置に基板を合わせるための機構について説明する。原版ステージにはマークが形成された基準板（基準部）３が固設される。基準板３の反射面は、原版１の反射面とほぼ高さが一致している。基板ステージ６にも同様にマークが形成された基準板（基準部）５が固設される。基準板５の反射面は、基板４の反射面とほぼ高さが一致している。
【００２９】
原版１の面位置を検出する手段として、フォーカス検出機構２６が設けられる。フォーカス検出機構２６は照射部と検出部を備える。照射部から原版１の表面（あるいは基準板３の表面）に対して斜め方向から非露光光を照射し、その反射光を検出部により検出する。検出部としてたとえば複数の受光素子が用いられる。ここで、各受光素子の受光面と原版１の各光束の反射点がほぼ共役になるように配置される。このような構成で、投影光学系７の光軸方向における原版１（あるいは基準板３）の位置ずれは、検出部内で位置ずれとして計測される。
【００３０】
基板４の面位置を検出する手段として、フォーカス検出系２７が設けられる。フォーカス検出系２７は照射部と検出部を備える。照射部から基板４の表面（あるいは基準板５の表面）に対して斜め方向から非露光光を照射し、その反射光を検出部により検出する。検出部としてたとえば複数の受光素子が用いられる。ここで、各受光素子の受光面と基板４の各光束の反射点がほぼ共役になるように配置される。このような構成で、投影光学系７の光軸方向における基板４（あるいは基準板５）の位置ずれは、検出部内で位置ずれとして計測される。
【００３１】
ここで、投影光学系７が露光熱を吸収したり、周囲の環境が変動したりすると、投影光学系７の焦点位置が変動してしまい、フォーカス検出機構の計測基準（原点）と焦点面の関係に誤差が生じる。そこで、このような誤差を補正するための前記の第１位置検出手段１５が設けられる。
【００３２】
位置検出手段１５は３つの位置検出系（１５ａ〜１５ｃ）を備える。各位置検出系１５ａ〜１５ｃは任意の検出範囲で検出するためのモータ駆動機構を備える。位置検出系１５ａおよび１５ｂは、モータ駆動機構によって、原版ステージ２の走査方向と略直交する方向（図中Ｘ方向）に検出範囲を移動させることができる。位置検出系１５ｃは、原版ステージ２の走査方向と略平行な方向（図中Ｙ方向）に検出範囲を移動させることができる。また、各検出機構は検出範囲を移動させるためのモータ駆動機構とは別に、焦点位置を計測するためのモータ駆動機構も備える。
【００３３】
切替ミラー１６によって第１位置検出手段１５に導光された露光光は、各検出機構１５ａ〜１５ｃに導光される。ここで露光光としてＫｒＦエキシマレーザ、ＡｒＦエキシマレーザ、Ｆ２レーザ等の短波長の光を使用する場合には、露光光の減衰を抑えるために、第１位置検出手段１５は不活性ガスで密閉された空間に配置されることが好ましい。
【００３４】
位置検出手段１５は、導光された光を用いて基準板３上のマークの近傍を照明する。使用する検出系は検出系１５ａ〜１５ｃから任意に選択することが可能である。位置検出手段１５内部にある少なくとも１つ以上の光学系を検出光軸方向に駆動させ、位置検出手段１５の検出焦点面を基準板３のマークに合わせる。次にフォーカス検出系２７で予め設定された零近傍で基板ステージを光軸方向（Ｚ方向）に上下駆動する。
【００３５】
なお、上記駆動の際、基準板５は投影光学系７の略真下に位置している。基準板３のマークを透過した光は投影光学系７を透過して基準板５を照射する。基準板５で反射した光は再度投影光学系７を透過し基準板３を介して位置検出手段１５の受光部に入射する。受光部に入射する光量を計測することにより基準板３に対し基準板５を合焦することができる。
【００３６】
位置検出手段１５は、上述の合焦機能だけでなく、基準板３と基準板５のＸＹ方向における位置を検出する機能も兼ねている。検出結果は、オフアクシス顕微鏡２８のベースラインを算出する要素となっている。ベースラインとは基板を位置合わせするときのショット中心と露光するときのショット中心（投影光学系の光軸）間の距離のことである。
【００３７】
オフアクシス顕微鏡２８は非露光光を使用した非ＴＴＬ（Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｔｈｅ  Ｌｅｎｓ）顕微鏡であり、基板４上のアライメントマークの位置を検出する顕微鏡である。オフアクシス顕微鏡２８は、複数の開口絞りを選択できるモータ駆動機構を構成しており、任意の照明モードが選択できる。
【００３８】
オフアクシス顕微鏡２８のベースライン計測の実施例を示す。
本計測を行うに際し、第１位置検出手段１５の各検出系１５ａ，１５ｂ，１５ｃの少なくとも１つの検出系を露光工程時の待機位置から各検出系の検出範囲に駆動する。基準板３に形成されている原版基準マークを原版ステージ２の駆動により検出範囲内に移動する。基準板５に形成されている基板基準マークを基板ステージ６の駆動により検出範囲内に移動する。
【００３９】
原版基準マークと基板基準マークの相対ずれ量を位置検出手段１５の少なくとも１つの検出系によって検出する（第１工程）。第１工程完了後、基準基板マークをオフアクシス顕微鏡２８の検出範囲に移動する。基準基板マークとオフアクシス顕微鏡２８に固設されている顕微鏡基準マークの相対ずれ量を検出する（第２工程）。第１工程と第２工程の検出結果によりオフアクシス顕微鏡２８のベースラインを算出し、オフアクシス顕微鏡２８のベースライン補正を行う。ベースライン補正後、位置検出手段１５の検出系は、露光工程時の待機位置に退避する。
【００４０】
本発明では、上述のモータ駆動機構の少なくとも１つにステッピングモータを用いている。特に、位置検出手段１５で用いられるモータ駆動機構は、高精度な送り位置精度が必要であるため、ステッピングモータを用いることが好ましい。ステッピングモータを用いないモータ駆動機構については、ＤＣブラシレスモータ駆動機構、超音波モータ駆動機構等、様々な構成をとることが可能である。
【００４１】
本実施例におけるモータ駆動機構はさらに制御器５０を備え、制御器５０は負荷に応じてステッピングモータのコイル励磁電流を制御する。つまり、負荷が大きくなると自動的に励磁電流を大きくし、トルクの変動をなくすようにする。このようなモータ駆動機構として、たとえば山洋電気（株）の「ＰＢサーボシステム」などが挙げられる。
【００４２】
モータ駆動機構として、特許文献（特開２００３−１１１３７７号公報）に記載されているモータ装置を用いてもよい。このモータ装置は、モータの１相以上の励磁巻線が、１つの磁極部に巻装されている巻線部を最小単位として１以上の巻線部から構成された２以上の分割励磁巻線によって構成される。また、励磁電流通電回路は、１相以上の励磁巻線を構成する２以上の分割励磁巻線に対してそれぞれ専用に設けられて対応する分割励磁巻線に個別に励磁電流を通電する２以上の個別励磁電流通電回路を備えている。このような構成で高速の動作領域においてもトルクの低下を抑えることができる。
【００４３】
さらに制御器５０は、ステッピングモータのコイル励磁電流を監視する機能を備える。これについて図２を用いて説明する。図２について、縦軸はモータの励磁電流値、横軸は使用時間を示す。モータ駆動機構が正常に駆動していれば駆動負荷は略一定であるため、略一定な励磁電流で駆動される。しかし駆動軸にゴミが付着したり、何らかの不具合が発生してモータが脱調するような負荷が発生すると、急激に駆動負荷が増加して、駆動負荷の増大に伴い励磁電流も増加する（駆動曲線ａ）。
【００４４】
制御器５０には警告用電流値と緊急停止用電流値が設定されている。励磁電流値が増加して警告用電流値を越えると、露光装置のコンソールを介して警告を行う。また励磁電流が緊急停止用電流値を越えると、自動的に駆動機構を停止させる。ここで警告用電流値を設定せずに緊急停止用電流値のみを設定するようにしてもよい。
【００４５】
また上述のような突発的な不具合に限らず、駆動機構の経時劣化による励磁電流の増加にも対応することができる。一般に、駆動機構の経時劣化によって励磁電流は緩やかに増加する。そこで、励磁電流値が警告用電流値を越えたときにメンテナンス時期であることを露光装置のコンソールを介して装置オペレータに通知する。装置オペレータがメンテナンスを怠った場合には、励磁電流値が緊急停止電流値を越えると、自動的に駆動機構を停止させる。
【００４６】
このように本実施例におけるモータ駆動機構は、負荷に応じて自動的にステッピングモータの電流を制御し、その電流を監視することを特徴としている。また、ステッピングモータは１相以上の励磁巻線を有し、負荷に応じて個々に可変通電できる。これは露光装置のように構成部材がチャンバ内に配置されており外部から目視できず、チャンバを開放することが稼働率に影響を与えるような装置において、駆動機構の状態を確認するために有効である。
【００４７】
また上述のモータ駆動機構を用いると、従来に比べて低いトルクマージンで動作させることができる。このことについて以下で説明する。
従来、モータ駆動機構は、様々な誤差を見込んだ励磁電流値を回路基板上の固定抵抗で設定していた。誤差要因として、製造工場内とデバイスメーカー等の工場での仕様差、駆動機構の調整時と露光装置に搭載した後の電流値等の誤差、市場での駆動基板交換時の抵抗値の誤差などがある。
【００４８】
本実施例の駆動機構は、駆動機構の負荷に応じて自動的に励磁電流を制御し最小の励磁電流を通電する。そのため、従来の駆動機構で見込んでいたトルクマージンを考慮せずに低いトルクマージンで駆動機構を動作させることが出来る。励磁電流は例えば露光装置の製造時、工場出荷時、メンテナンス時等に算出しまたは必要トルクから見積もって設定する。励磁電流は、例えば、モータへの印加電圧または励磁電流の制限値を減少させたとき駆動機構が停止する直前の励磁電流を励磁電流検出手段により観察し、その停止直前の励磁電流に所定の安全率を乗じて算出する。
【００４９】
図３は、本実施例の概要を説明するための図である。図３は、本実施例と従来の構成における比較を示している。
従来の装置では機差を考慮し、マージンを見込んだ励磁電流ａ近傍になるように駆動制御基板の固定抵抗値を設定していた。従来の装置では、励磁電流は固定抵抗値で設定されていたために、例えば供給電圧が高い場合では、不必要な励磁電流Δｃがモータに通電され、モータ駆動機構に余分な発熱を生じさせていた。その結果、ベースライン計測等において物体の熱変形を生じさせ、計測値の誤差を発生させていた。第２位置検出手段、第３位置検出手段においては、駆動時の発熱により、検出光路に揺らぎを生じさせ計測誤差を生じさせていた。
【００５０】
本実施例においては、必要トルクに応じた最小励磁電流ｂ近傍に励磁電流を設定できるために、従来装置よりもΔｃの励磁電流値を低減でき、上記のような発熱による誤差を低減することができる。
【００５１】
上述の実施例に係る駆動機構は、モータの励磁電流値を監視することで駆動手段の状態を監視できる。また、駆動機構の状態に応じて緊急停止やワーニングを発生させることができる。したがって、この駆動手段を露光装置に適用した場合、ＩＣチップ等の製品の誤造を防止することができる。
また、駆動機構の負荷に応じて自動的に励磁電流を制御し最小の励磁電流を通電することができる。そのため、従来の駆動機構で見込んでいたトルクマージンを考慮せずに低いトルクマージンで駆動機構を動作させることができる。この駆動手段を露光装置に適用した場合、露光装置の熱変形を低減できるので、高精度な位置検出をすることができる。        
【００５２】
上述の実施例に係る露光装置によれば、パージ雰囲気、チャンバー雰囲気を開放せずに外部から駆動機構の不具合や寿命を監視できるので、再パージ時間やパージ開放作業の低減が出来、装置運用上有益である。さらにパージ雰囲気を開放することが低減されるため、パージ雰囲気中にある光学系素子が大気に接触する機会が低減される。その結果、光学素子が大気の有害ガスに接触することが少なくなり光学素子の汚染を低減させることができる。
【００５３】
上述の実施例に係る駆動装置を液浸露光装置に適用した場合、液浸領域に構成されたモータ駆動部あるいは液浸領域と接する筐体内分に構成されたモータ駆動部において、液体の廃却をせずにモータ駆動部の状態を把握することが可能である。本効果により液体の排出、挿入することが減り装置運用上利点がある。
上述の実施例に係る駆動装置をＥＵＶ露光装置に適用した場合、真空領域に構成されたモータ駆動部あるいは真空領域接する筐体内に構成されたモータ駆動部において、真空領域を開放せずにモータ駆動部の状態を把握することが可能である。本効果により真空パージを行う回数が減るため装置運用上の利点がある。
【００５４】
上述の実施例に係る駆動装置は、駆動機構の負荷に応じて、励磁電流値が可変できるので、従来装置のように製造過程において設置、調整時等の供給電流値の差を見込んだトルクマージンを必要としない。したがって、従来の装置よりも低い励磁電流で駆動機構を動作させることが可能である。よって、上述の実施例に係る駆動機構を位置検出手段に適用した場合、駆動機構の励磁電流を駆動機構の必要トルク近傍で設定することで、駆動機構の発熱量を低減し、位置検出手段の熱的影響を低減することができる。
【００５５】
上述の実施例に係る駆動装置またはこれを用いた位置検出手段は露光装置等のパージ空間内に配置した場合に好適なものである。例えば、上述の実施例に係る駆動装置を適用した露光装置によれば、装置の熱的変動要因を低減できる駆動装置を構成しているため、高精度な位置検出ができる。また励磁電流を監視することで、パージ空間を開放せずに駆動機構のメンテナンス時期や、不具合を判別することができる。
【００５６】
［デバイス製造方法の実施例］
次に、図４及び図５を参照して、上述の露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図４は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造方法を例に説明する。
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。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、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。ステップＳ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップＳ４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る。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、それが出荷（ステップＳ７）される。
【００５７】
図５は、ステップ４のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップＳ１１（酸化）では、ウエハの表面を酸化させる。ステップＳ１２（ＣＶＤ）では、ウエハの表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ１４（イオン打ち込み）では、ウエハにイオンを打ち込む。ステップＳ１５（レジスト処理）では、ウエハに感光剤を塗布する。ステップＳ１６（露光）では、露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに露光する。ステップＳ１７（現像）では、露光したウエハを現像する。ステップＳ１８（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Ｓ１９（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。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施例に係る露光装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例１の作用及び効果を説明するための説明図である。
【図３】本発明の実施例２の作用及び効果を説明するための説明図である。
【図４】本発明に係る露光装置を使用したデバイスの製造を説明するためのをフローチャートである。
【図５】図４に示すフローチャートのステップ４のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。
【符号の説明】
【００５９】
１：原版
２：原版ステージ
３：基準原版
４：基板（ウエハ）
５：基準基板
６：基板ステージ
７：投影光学系
８：レーザ干渉計
９：移動鏡
１０：光源部
１１：伝播レンズ
１２：伝播レンズ
１３：ビーム整形光学系
１４：光量調整系
１５：第１位置検出手段
１５ａ：第１検出系
１５ｂ：第２検出系
１５ｃ：第３検出系
１６：切換ミラー
１７：第１位置検出手段伝播レンズ
１８：コンデンサーレンズ
１９：ライトインテグレーター
２０：ミラー
２１：コンデンサーレンズ
２２：照明方法切換手段
２３：マスキングブレード
２４：マスキング結像系
２５：コリメーターレンズ
２６：第２位置検出手段
２７：第３位置検出手段
２８：オフアクシス顕微鏡
【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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