(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体箔をロール状に巻回してロールコイルを作成する工程と、該ロールコイルをワイヤカットで段差を形成するように段差付きコイルを切り出す工程とを有することを特徴とする段差付きコイル製造方法。
【請求項２】
前記段差付きコイルの直線部の厚さと段差を形成する屈曲部の厚さが同じになるように切り出すことを特徴とする請求項１記載の段差付きコイル製造方法。
【請求項３】
前記段差付きコイルの段差部の寸法がコイルの厚さよりも大きくなるように切り出されていることを特徴とする請求項１または２記載の段差付きコイル製造方法。
【請求項４】
切り出した段差付きコイルの切断面をエッチング処理することを特徴とする請求項１〜３いずれかに段差付きコイル製造方法。
【請求項５】
切り出した段差付きコイルの切断面に絶縁材を形成することを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の段差付きコイル製造方法。
【請求項６】
切り出した段差付きコイルのうち、他のコイルと対面する箇所に絶縁材を形成することを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の段差付きコイル製造方法。
【請求項７】
前記絶縁材の形成は、絶縁材の塗布、絶縁性のテープの貼付または絶縁板の挿入により行うことを特徴とする請求項５または６記載の段差付きコイル製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体露光装置等のＸＹステージあるいは高精度加工装置等の精密位置決めステージの駆動に利用されるリニアモータ等に用いられる段差付き偏平コイルおよび段差付き偏平コイルの製造方法、ならびに該製造方法により製造された段差付き偏平コイルを用いたリニアモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体露光装置等のＸＹステージあるいは高精度加工装置等の精密位置決めステージの駆動に利用されるリニアモータは、通常、図１８に図示するように構成されている。図１８において、工作物１１２等が搭載されるステージ１１０は、ベース（不図示）上に固定されたガイド１１１上に駆動方向に滑動自在に支持され、ステージ１１０の両側に設けられたリニアモータ１０１により駆動方向に駆動されるように構成されている。リニアモータ１０１の固定子１０２は、６個のコイル１０５を固定子枠１０４に固定して固定子ユニットを構成し、固定子枠１０４は、ガイド１１１に沿ってその両側に配設され、固定部材（不図示）によりベース（不図示）に固定されている。また、リニアモータ１０１の可動子１０３は、鉛直方向に着磁された４極の磁石１０６とヨーク１０８ａまたは１０８ｂを一体にして、固定子１０２のユニットの上下に配置され、固定子１０２と非接触の状態でステージ１１０の両側に固定されている。６個のコイル１０５は磁極ピッチの１．５倍のピッチでステージ１１０の駆動方向に配置されており、磁極ピッチは磁束密度の基本波の１／２周期に相当するので、６個のコイル１０５のピッチは磁束密度の基本波の０．７５周期に相当し、電気角では２７０度または−９０度である。
【０００３】
このような構成のリニアモータにおいて、図示しないセンサによりコイル１０５と磁石１０６の相対位置を検出しながら、２７０度または−９０度づつ離れた位置にあるコイル１０５を選択し、そのコイル１０５に順次適当な方向に電流を流して同一方向に駆動するように構成されている。電気角が直交するコイルを順次切り替えるという意味では２相モータである。
【０００４】
また、図１９に図示するような他のリニアモータも知られている。このリニアモータ２０１では、積層鋼板で構成された上下のヨーク２０４ａ、２０４ｂを固定子２０２側に配置し、磁石２０６のみを可動にしたものであり、可動部全体の軽量化を図っている。すなわち、４極の磁石２０６をガイド１１１に沿って滑動可能なステージ１１０の両側に支持部材２０７を介して固定して可動子２０３とし、そして、上下のヨーク２０４ａ、２０４ｂにそれぞれ複数の偏平コイル２０５を並設して固定子２０２を構成し、複数の偏平コイル２０５とヨーク２０４ａ、２０４ｂを可動子２０３を上下から挟むようにしてガイド１１の両側に沿って固定してある。このリニアモータの作用動作は図１８に図示するものと同じである。
【０００５】
前述した図１８および図１９に図示するリニアモータの場合、磁石面積の半分しかコイルに対面していないので、磁石面積当たりのアンペアターンを稼ぐことができない。このアンペアターンに関する対策として、図２０および図２２に図示するようにコイルの一部を重ねるように重複配置した構成が知られている。
【０００６】
図２０に図示するリニアモータに用いられるコイルは、図２１に拡大して図示するように、Ａ相コイル３０５ａとＢ相コイル３０５ｂが、磁極ピッチの２倍の長さを基準に互いに一部重なるように９０度ずれて配置されている。なお、Ａ相コイルとＢ相コイルを単純に重ねて配置したのでは、コイルの厚み分だけ磁石のエアギャップが増えるので、Ｂ相コイル３０５ｂの磁石と対面する直線部の磁石面ｍを凹ませてＡ相コイル３０５ａと面一になるようにしてある。
【０００７】
このＢ相コイル３０５ｂのような段差付きのコイルを作製するのは、先ず、図示しない芯に対して巻線ｃを所定数巻きまわして、Ａ相コイル３０５ａと同様の単純な偏平コイルを作る。この時、巻線ｃは固着せず全体の形が崩れない程度に仮固定しておく。次に、この偏平コイルを機械的に折り曲げて段差を形成し、そして、巻線ｃを固着して、段差付きコイルの完成となる。なお、これらのコイルは、図１８に図示するコイル（１０５）のような厚さを有するものにあっては、段差の付いたＢ相コイルを作ることができないので、図１８に図示するコイルの略半分の厚さのＡ相コイル３０５ａと段差付きＢ相コイル３０５ｂを作製し、図２１に図示するように９０度ずらして配置してユニットコイル３０５ｕとしてある。
【０００８】
図２０に図示するリニアモータ３０１は、磁石のみを可動子とするタイプであり、ユニットコイル３０５ｕを積層ヨーク３０４（３０４ａ、３０４ｂ）に対して隣接配置したものを固定子ユニット３０２とし、この固定子ユニット３０２を磁石３０６の上下から支持手段（不図示）により支持固定したものであり、固定子を上下２つに分けることによりコイルのトータル厚さを稼いでいる。
【０００９】
また、図２２に図示するリニアモータ４０１においては、上記のようなユニットコイル３０５ｕの面一の面同士を貼り合わせてダブルコイルユニット３０５ｗとし、このダブルコイルユニット３０５ｗを駆動方向に隣接配置し、これらを図１８の固定子枠に相当する不図示の固定手段で結合したものを固定子４０２としている。可動子４０３は、図１８に図示する構成とほぼ同じであるが、上下のヨーク４０８ａ、４０８ｂにそれぞれ４極の磁石４０６を貼り付けたものを互いに磁石が対面するように側板４０９ａ、４０９ｂで結合して箱状の可動子４０３としている。この場合においても一度に分厚い段差付きコイルを作ることができないので、厚さの薄いユニットコイル３０５ｕを貼り合わせてダブルコイルユニット３０５ｗとすることでコイルのトータル厚さを稼いでいる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
前述したようにリニアモータ等に用いられる段差付きコイルの製造に際して、コイル折り曲げ方式では、巻線を巻いてコイルを形成し、これを固着しない状態でコイルを曲げ加工し、その後に巻線を固着するという工程を要するため、コイルの製造工程が煩雑になるという欠点があった。
【００１１】
また、コイルの曲げ加工によって巻線にストレスがかかり絶縁の信頼性低下や断線が懸念されるという欠点がある。
【００１２】
さらに、分厚いコイルを曲げることは困難であるために、分厚いコイルが必要な場合には、薄いコイルを個別に曲げてから結合して結線する必要があり、コイルの個数が増えるとともに、組み立ての工数が増えるという欠点がある。
【００１３】
そこで、本発明は、前述した従来技術の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであって、段差付き偏平コイルの加工工数を低減し、そして、コイル単体の信頼性を向上させることができ、さらに分厚いコイルを作製可能にすることによる部品点数や組み立て工数の低減を図ることができるリニアモータ用の段差付き偏平コイルおよびその製造方法、ならびに該製造方法により製造された段差付き偏平コイルを用いたリニアモータを提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明の段差付きコイル製造方法は、導体箔をロール状に巻回してロールコイルを作成する工程と、該ロールコイルをワイヤカットで段差を形成するように段差付きコイルを切り出す工程とを有することを特徴とする  前記段差付きコイルの直線部の厚さと段差を形成する屈曲部の厚さが同じになるように切り出すことが望ましい。また、前記段差付きコイルの段差部の寸法がコイルの厚さよりも大きくなるように切り出されていることが望ましい。
【００１５】
切り出した段差付きコイルの切断面をエッチングすることが望ましい。
【００１６】
切り出した段差付きコイルの切断面に絶縁材を形成することが望ましい。また、切り出した段差付きコイルのうち、他のコイルと対面する箇所に絶縁材を形成することが望ましい。さらに、前記絶縁材の形成は、絶縁材の塗布、絶縁性のテープの貼付または絶縁板の挿入により行うことが好ましい。
【００３０】
（作用）
本発明によれば、段差付き偏平コイルと段差を有しない偏平コイルとを一部重複するように配してユニットコイルとし、該ユニットコイルを複数隣接配置してリニアモータ用固定子を構成する段差付き偏平コイルを、導体箔をロール状に巻回したロールコイルからワイヤカット等で段差を形成するように切り出して作製することにより、従来のようにコイルの曲げ加工によって作製しないので、偏平コイルの製造工程を簡単にすることができて加工工数を低減することができ、さらに、コイルのストレスをなくすことによる断線等のおそれがなくコイル単体の信頼性やリニアモータの信頼性を向上させることができる。
【００３１】
また、コイル厚さの厚い段差付き偏平コイルを製作することが可能となり、これにより部品点数や組み立て工数の低減を図ることができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
＜実施形態１＞
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３３】
図１は、本発明に基づく段差付き偏平コイルを組み込んだリニアモータの一例を図示する斜視図であり、図２ないし図４は段差付き偏平コイルおよび段差を有しない偏平コイルの製造方法を説明する説明図であって、図２は導体箔によりロールコイルを作製する状態を模式的に図示する斜視図であり、図３はロールコイルから段差付きＢ相偏平コイルを製造する工程を図示する工程図であり、図４は段差を有しないＡ相偏平コイルを製造する工程を図示する工程図であり、そして、図５は段差を有しないＡ相偏平コイルと段差付きＢ相偏平コイルにより構成するコイルユニットの斜視図である。
【００３４】
最初に、コイルの段差を有しないＡ相偏平コイルと段差付きＢ相偏平コイルの製造方法について、図２ないし図４を参照して説明する。
【００３５】
先ず、図２に図示するように、両面に絶縁処理および熱硬化性接着剤塗布処理を施したシート状の導体箔ｆを芯ｓのまわりに所定巻数巻きまわして、ロールコイルとし、そして、このロールコイルｒから芯ｓを抜いた後、熱を加えて熱硬化性接着剤により各層の導体箔ｆを接着させて一体的に固着する。
【００３６】
そして、段差を有するＢ相偏平コイルの製造に際しては、図３の（ａ）に図示するように、ワイヤカット加工機のワイヤｗがロールコイルｒの側辺に概ね平行となるように、ロールコイルｒをワイヤカット加工機（不図示）に装着し、図３の（ａ）に図示するように設定されている第１のワイヤ経路ｐ1 および第２のワイヤ経路ｐ2 に沿ってワイヤｗを順次移動させてロールコイルｒを切断する。なお、これらのワイヤ経路ｐ1 およびｐ2 は、ロールコイルｒの中央部分に窪んだ部分を有する経路であって、図３の（ｃ）に図示する形状のように偏平コイルの全ての部分の厚さを一定とする偏平コイルＣｂを得るに適した経路であり、これらの第１および第２のワイヤ経路ｐ1 、ｐ2 の間隔は偏平コイルの直線部の厚さｔ1 に対応する値に設定されている。その後、図３の（ｂ）に図示するように、第１のワイヤ経路ｐ1 および第２のワイヤ経路ｐ2 に沿ってロールコイルｒの切断を順次繰り返す。
【００３７】
このようなロールコイルｒの切断により、図３の（ｃ）に図示するように、コイル厚みが一定のＢ相偏平コイルＣｂと、斜線で示すコイル厚みの異なる不要部分としてのコイル部材Ｃｘとが交互に切り取られる。ここで、Ｂ相偏平コイルＣｂにおいて、窪んだ部分は磁石と対面する面であるので、以下、この面を磁石面ｍと称し、この磁石面と反対側の面をヨーク面ｙと称することにする。このように作製されたＢ相偏平コイルＣｂにおいて、コイルの全ての部分の厚さを一定、すなわち、図３の（ｃ）に示すように、直線部の厚さｔ1 と屈曲部厚さｔ2 を同一にすると、ヨーク面ｙの直線部の長さ（以下、単にヨーク面長さという。）ｌy は磁石面ｍの直線部の長さ（以下、単に磁石面長さという。）ｌm より大きくなる。したがって、このようなＢ相偏平コイルＣｂを切り出すためには前述したような２種類のワイヤの経路ｐ1 、ｐ2 が必要となる。この結果、斜線で示すコイル部材Ｃｘが不要部分として切り出され、このコイル部材Ｃｘは破棄することとなる。また、図３の（ｃ）に示すように、段差の寸法ｄは、直線部の厚さｔ1 以上としないと磁気回路のエアギャップが増えるので、段差寸法ｄは、段差寸法ｄ＝コイル直線部の厚さｔ1＋絶縁層の厚さ＋公差分となる程度に設計することが好ましい。
【００３８】
ワイヤカットによるロールコイルの切断後、コイルの切断面をエッチングすることによって、切断に伴う層間バリや切り子による層間の短絡を除去することができる。さらに、短絡が除去された切断面に対して絶縁性の樹脂を塗布する、または絶縁性テープを貼り付けるなどの絶縁処理を施す。そして、コイルの内周部に位置する導体箔の巻始め部と外周部に位置する導体箔の巻終り部にそれぞれ図示しないリード線をはんだ付け等で付けて、コイルの単体が完成する。
【００３９】
たとえば、Ｂ相扁平コイルＣｂにおいては、切断後にＢ相偏平コイルＣｂの切断面に絶縁処理を施し、Ｂ相偏平コイルＣｂの内周部に位置する導体箔ｆの巻始め部ｆs と外周部に位置する導体箔ｆの巻終り部ｆe にそれぞれ図示しないリード線をはんだ付け等で付けて、Ｂ相偏平コイルＣｂの単体が完成する。
【００４０】
ところで、本発明のような２相リニアモータでは、２相のコイル（Ａ相扁平コイルＣａ・Ｂ相扁平コイルＣｂ）の磁石面以外の部分が重なるように配置されるため、コイルの両端のＲ部分は２つのコイル同士が対面する。このため、Ａ相扁平コイルＣａとＢ相扁平コイルＣｂが対面する部分の絶縁処理は、ＡＢ相間の短絡を防ぐため、特に必要である。よって、コイルの切断面に前記絶縁樹脂塗布や絶縁テープ貼り付けを施した上で、さらに図６のように、0.2mm程度あるいはそれ以上の厚さの樹脂等の絶縁板１５をＡＢ相間に挿入して万全を期すことが望ましい。つまり、このＡＢ相間に挿入する樹脂などの絶縁板１５は、ＡＢ相間を電気的に絶縁するのに十分な厚さ・材料で構成すれば良い。また、コイルの直線部においても、図１のようにヨークと対面する場合は、同様に、絶縁塗装などに加えて絶縁板１６をヨークとコイルの間に設けることが望ましい。このように段差コイルの場合はコイルの直線部と端のＲ部とで段差があるので２種類の絶縁板１５、１６を分離して設ける構成となる。
【００４１】
また、Ａ相偏平コイルの製造においては、Ｂ相偏平コイルＣｂの製造時と同様に図２に図示するようにロールコイルｒを作製し、このロールコイルｒを図４の（ａ）に図示するようにワイヤカット加工機のワイヤｗがロールコイルｒの側辺に概ね平行となるように、ロールコイルｒをワイヤカット加工機（不図示）に装着し、図４の（ａ）に図示する直線状のワイヤ経路ｐ0 に沿ってワイヤｗを移動させてロールコイルｒを切断する。隣接するワイヤ経路ｐ0 の間隔はコイルの厚さｔ0 に対応する値に設定されている。そして、ワイヤｗのワイヤ経路ｐ0 に沿った切断を順次繰り返すことにより、図４の（ｂ）および（ｃ）に図示するように、厚さｔ0 の偏平なＡ相偏平コイルＣａが得られる。なお、Ａ相偏平コイルＣａの厚さｔ0 は、Ｂ相偏平コイルＣｂの直線部の厚さｔ1 に略等しいものとすることが好ましい。そして、Ｂ相偏平コイルＣｂと同様に、Ａ相偏平コイルＣａの切断面に絶縁処理を施し、Ａ相偏平コイルＣａの内周部に位置する導体箔ｆの巻始め部ｆs と外周部に位置する導体箔ｆの巻終り部ｆe にそれぞれ図示しないリード線をはんだ付け等で付けて、Ａ相偏平コイルＣａの単体が完成する。
【００４２】
本実施例において、ワイヤカットを用いた理由は、メタルソーのような平板状の刃物を用いてロールコイルをカットするのは、Ｂ相扁平コイルのように段差を有するコイルのカットが幾何学的に不可能だからである。また、Ａ相扁平コイルのように平らなコイルであれば、導体箔を切り出してコイル厚さに等しい幅ではくと同じ厚みをもつ扁平な線にしてから巻き回すこともできるが、Ｂ相コイルのように段差のある形状では、導体箔を切り出してから巻くという方法も困難であるからである。
【００４３】
以上のようにそれぞれ作製されたＡ相偏平コイルＣａとＢ相偏平コイルＣｂを、図５に図示するように、Ｂ相偏平コイルＣｂの窪んだ直線部の磁石面ｍがＡ相偏平コイルＣａの直線部の面と面一になるように、磁極ピッチの２倍の寸法基準で９０度ずらして配置し、これを１ユニットコイルＣｕとする。
【００４４】
このように作製された段差を有しないＡ相偏平コイルＣａと段差付きＢ相偏平コイルＣｂから構成されるユニットコイルＣｕを組み込んだリニアモータの一例を図１に図示する。本実施例のリニアモータ１は、従来技術として前述した図２０に図示するリニアモータ３０１におけるコイルの製造方法および素線断面形状が異なっているが、その他の構成、形状およびその作用動作において同じである。すなわち、図２０に図示するリニアモータ３０１におけるコイルの素線断面は円形であるけれども、図１に図示するリニアモータ１における偏平コイルＣａ、Ｃｂの素線断面形状は、アスペクト比が非常に高い長方形に形成されている。
【００４５】
図１において、工作物１２等が搭載されるステージ１０は、ベース（不図示）上に固定されたガイド１１上に駆動方向に滑動自在に支持され、ステージ１０の両側に設けられたリニアモータ１により駆動方向に駆動されるように構成されており、リニアモータ１の可動子３は、鉛直方向に着磁された４極の磁石６を支持部材７を介してステージ１０に固定され、また、リニアモータの固定子２は、Ａ相偏平コイルＣａと段差付きＢ相偏平コイルＣｂから構成されるユニットコイルＣｕを積層ヨーク４（４ａ、４ｂ）に対して隣接配置したものを固定子ユニットとし、この固定子ユニットを磁石６の上下から支持手段（不図示）によりベース（不図示）に固定したものである。
【００４６】
このように構成することにより、従来のようにコイル曲げ加工によって段差付きコイルを作製しないので、コイルの製造工程を簡単にすることができ、コイルにストレスをかけることがないために絶縁の信頼性低下や断線の心配がなく、コイル単体の信頼性を向上させることができ、コイル曲げ加工に伴なう問題点のうちコイル個数に起因するもの以外全てを克服することができる。
【００４７】
なお、本発明においては、Ａ相扁平コイルＣａと段差付きのＢ相扁平コイルＣｂとを組合せて用いているが、これに限るものではなく、両方とも段差付きコイルとしても良い。
【００４８】
＜実施形態２＞
次に、本発明の第２の実施例について図７を参照して説明する。
【００４９】
図７に図示するリニアモータ１Ａは、図２２に図示するリニアモータ４０１におけるダブルコイルユニット３０５ｗに代えて、図５に図示するユニットコイルＣｕで構成するダブルコイルユニットＣｗを用いたものであり、リニアモータとしての作用動作は同じである。
【００５０】
すなわち、本実施例では、図５に図示するユニットコイルＣｕの面一のヨーク面同士を貼り合わせてダブルコイルユニットＣｗとし、このダブルコイルユニットＣｗを駆動方向に隣接配置し、これらを不図示の固定子枠等の固定手段で結合したものを固定子２とし、可動子３は、図７の（ｂ）に図示するように、ヨーク上８ａおよびヨーク下８ｂにそれぞれ４極の磁石６を貼り付けたものを互いに磁石が対面するように側板９ａ、９ｂで結合して箱状の可動子とし、これをステージ１０の両側に固定している。
【００５１】
本実施例においても、コイル曲げ加工に伴なう問題点のうちコイル個数に起因するもの以外全てを克服することができる。
【００５２】
なお、本実施例においても、前述した実施形態と同様に、ワイヤカットによるロールコイルの切断後、コイルの切断面をエッチングすることによって、切断に伴う層間バリや切り子による層間の短絡を除去することができる。さらに、短絡が除去された切断面に対して絶縁性の樹脂を塗布する、または絶縁性テープを貼り付けるなどの絶縁処理を施す。そして、コイルの内周部に位置する導体箔の巻始め部と外周部に位置する導体箔の巻終り部にそれぞれ図示しないリード線をはんだ付け等で付けて、コイルの単体が完成する。
【００５３】
ところで、本発明のようなリニアモータでは、２相のコイル（Ａ相扁平コイルＣａ・Ｂ相扁平コイルＣｂ）は磁石面以外の部分が重なるように配置されるため、コイルの両端のＲ部分は２つのコイル同士が対面する。このため、Ａ相扁平コイルＣａとＢ相扁平コイルＣｂが対面する部分の絶縁処理は、ＡＢ相間の短絡を防ぐため、特に必要である。よって、コイルの切断面に前記絶縁樹脂塗布や絶縁テープ貼り付けを施した上で、さらに図８のように、0.2mm程度あるいはそれ以上の厚さの樹脂等の絶縁板１７をＡＢ相間に挿入して万全を期すことが望ましい。このＡＢ相間に挿入する樹脂などの絶縁板１７は、ＡＢ相間を電気的に絶縁するのに十分な厚さ・材料で構成する。また、コイルの直線部においても、図８のようにコイル同士が対面する場合は、同様に、絶縁塗装などに加えて絶縁板１８をコイルとコイルの間に設けることが望ましい。このように段差コイルの場合はコイルの直線部と端のＲ部とで段差があるので２種類の絶縁板１７、１８を分離して設ける構成となる。
【００５４】
＜実施形態３＞
次に、本発明の第３の実施例について図９および図１０を参照して説明する。
【００５５】
本実施例は、図１に図示する第１の実施例の変形例であり、第１の実施例では、厚さの薄いユニットコイルＣｕ（図５）を上下のヨーク４ａ、４ｂに対して隣接配置したものを固定子ユニットとして可動磁石６の上下から挟み込むように配置しているけれども、本実施例では、図１０に示すように、図５に図示する偏平コイルＣａ、Ｃｂの２倍の厚さでＡ相偏平コイルＣａ2 とＢ相偏平コイルＣｂ2 をロールコイルｒから切り出して、これらを、９０度ずらして配置して、ユニットコイルＣｕ2 として使用するものであり、そして、ヨーク下４ｂに対しては分厚いユニットコイルＣｕ2 を隣接配置してあるが、ヨーク上４ａにはコイルを配設しないものを用い、これらを可動磁石６を上下から挟むように固定してある。
【００５６】
Ａ相偏平コイルＣａ2 およびＢ相偏平コイルＣｂ2 は、図４および図３にそれぞれ図示するようなコイル切り出し方式において、隣接するワイヤ経路ｐ0 （図４）の間隔およびワイヤ経路ｐ1 とワイヤ経路ｐ2 （図３）の間隔を適宜設定することにより所望の厚さのコイルを作製することができるので、その厚さの制限がなく、図１０に図示するような分厚いＡ相偏平コイルＣａ2 および分厚い段差付きＢ相偏平コイルＣｂ2 を作製することが可能である。
【００５７】
なお、本実施例においても、前述した実施形態と同様に、ワイヤカットによるロールコイルの切断後、コイルの切断面をエッチングすることによって、切断に伴う層間バリや切り子による層間の短絡を除去することができる。さらに、短絡が除去された切断面に対して絶縁性の樹脂を塗布する、または絶縁性テープを貼り付けるなどの絶縁処理を施す。そして、コイルの内周部に位置する導体箔の巻始め部と外周部に位置する導体箔の巻終り部にそれぞれ図示しないリード線をはんだ付け等で付けて、コイルの単体が完成する。
【００５８】
ところで、本発明のようなリニアモータでも、２相のコイル（Ａ相扁平コイルＣａ・Ｂ相扁平コイルＣｂ）は磁石面以外の部分が重なるように配置されるため、コイルの両端のＲ部分は２つのコイル同士が対面する。このため、Ａ相扁平コイルＣａとＢ相扁平コイルＣｂが対面する部分の絶縁処理は、ＡＢ相間の短絡を防ぐため、特に必要である。よって、コイルの切断面に前記絶縁樹脂塗布や絶縁テープ貼り付けを施した上で、さらに図１１のように、0.2mm程度あるいはそれ以上の厚さの樹脂等の絶縁板１５をＡＢ相間に挿入して万全を期すことが望ましい。このＡＢ相間に挿入する樹脂などの絶縁板１５は、ＡＢ相間を電気的に絶縁するのに十分な厚さ・材料で構成する。また、コイルの直線部においても、図１１のようにコイル同士が対面する場合は、同様に、絶縁塗装などに加えて絶縁板１６をコイルとコイルの間に設けることが望ましい。このように段差コイルの場合はコイルの直線部と端のＲ部とで段差があるので２種類の絶縁板１５、１６を分離して設ける構成となる。
【００５９】
本実施例においては、図１に図示する第１の実施例の奏する効果に加えて、コイルの個数を減少させることができるため、コイル組み立て工数や接続の工数が低減できるという効果がある。
【００６０】
＜実施形態４＞
次に、本発明の第４の実施例について図１２を参照して説明する。
【００６１】
本実施例は、図７に図示する第２の実施例の変形例である。第２の実施例では、厚さの薄いユニットコイルＣｕを貼り合わせてダブルコイルユニットＣｗとし、このダブルコイルユニットＣｗを駆動方向に隣接配置し、これらを固定子枠等の固定手段（不図示）で結合したものを固定子２としているが、本実施例では、このダブルコイルユニットＣｗに代えて、図１０に図示する分厚いユニットコイルＣｕ2 を貼り合わせることなく単独で使用するものである。その他の構成については、図７に図示する第２の実施例と同じである。
【００６２】
本実施例においても、前述したように、Ａ相偏平コイルＣａ2 およびＢ相偏平コイルＣｂ2 は、図３および図４にそれぞれ図示するようなコイル切り出し方式において、隣接するワイヤ経路ｐ0 （図４）の間隔およびワイヤ経路ｐ1 とワイヤ経路ｐ2 （図３）の間隔を適宜設定することにより所望の厚さのコイルを作製することができるので、その厚さの制限がなく、図１０に図示するような分厚いＡ相偏平コイルＣａ2 および分厚い段差付きＢ相偏平コイルＣｂ2 を作製することが可能となる。
【００６３】
そして、本実施例では、図７に図示する第２の実施例の奏する効果に加えて、コイルの個数を減少させることができるため、コイル組み立て工数や接続の工数が低減できるという効果がある。
【００６４】
＜実施形態５＞
次に、本発明の第５の実施例につき説明するに、本実施例の特徴は、段差付きＢ相偏平コイルの製造方法にあり、以下、図１３を参照して説明する。
【００６５】
先ず、図２に関連して前述したように、両面に絶縁処理および熱硬化性接着剤塗布処理を施したシート状の導体箔ｆを図示しない芯のまわりに所定数巻き回して、ロールコイルｒとし、そして、このロールコイルｒから芯を抜いた後、熱を加えて熱硬化性接着剤により各層の箔を接着させて一体的に固着する。
【００６６】
そして、図１３の（ａ）に図示するように、ワイヤカット加工機のワイヤｗがロールコイルｒの側辺に概ね平行となるように、ロールコイルｒをワイヤカット加工機（不図示）に装着し、図１３の（ａ）に図示するように唯１種類のワイヤ経路ｐ5 に沿ってワイヤｗを移動させてロールコイルｒを切断し、その後、隣接するワイヤ経路ｐ5 の間隔をコイルの直線部の厚さｔ1 に対応する値に設定して同様に順次繰り返してロールコイルｒを切断する。これは、図１３の（ｃ）に示すように、ヨーク面ｙのヨーク面長さｌy と磁石面ｍの磁石面長さｌm を等しくするようにＢ相偏平コイルＣｂ3 を設計することにより可能となる。
【００６７】
これにより、図１３の（ｃ）のように、コイルの屈曲部の厚さｔ2 が直線部の厚さｔ1 よりやや薄いＢ相偏平コイルＣｂ3 のみが切り取られる。この副作用としては、屈曲部の厚さｔ2 が直線部の厚さｔ1 よりやや薄くなるので、その分抵抗が増え、発熱が増えることになる。その代わりに、図３に図示するような不要部分Ｃｘがでないので、材料がほとんど全てＢ相偏平コイルＣｂ3 として使用することができ、破棄すべき部分がほとんどなくなる。
【００６８】
そして、ワイヤカットによるロールコイルの切断後、コイルの切断面をエッチングすることによって、切断に伴う層間バリや切り子による層間の短絡を除去することができる。さらに、短絡が除去された切断面に対して絶縁性の樹脂を塗布する、または絶縁性テープを貼り付けるなどの絶縁処理を施す。そして、コイルの内周部に位置する導体箔の巻始め部と外周部に位置する導体箔の巻終り部にそれぞれ図示しないリード線をはんだ付け等で付けて、コイルの単体が完成する。
【００６９】
たとえば、Ｂ相扁平コイルＣｂにおいては、切断後にＢ相偏平コイルＣｂの切断面に絶縁処理を施し、Ｂ相偏平コイルＣｂの内周部に位置する導体箔ｆの巻始め部ｆs と外周部に位置する導体箔ｆの巻終り部ｆe にそれぞれ図示しないリード線をはんだ付け等で付けて、Ｂ相偏平コイルＣｂの単体が完成する。
【００７０】
ところで、本発明のような２相リニアモータでは、２相のコイル（Ａ相扁平コイルＣａ・Ｂ相扁平コイルＣｂ）の磁石面以外の部分が重なるように配置されるため、コイルの両端のＲ部分は２つのコイル同士が対面する。このため、Ａ相扁平コイルＣａとＢ相扁平コイルＣｂが対面する部分の絶縁処理は、ＡＢ相間の短絡を防ぐため、特に必要である。よって、コイルの切断面に前記絶縁樹脂塗布や絶縁テープ貼り付けを施した上で、さらに図６のように、0.2mm程度あるいはそれ以上の厚さの樹脂等の絶縁板をＡＢ相間に挿入して万全を期すことが望ましい。つまり、このＡＢ相間に挿入する樹脂などの絶縁板は、ＡＢ相間を電気的に絶縁するのに十分な厚さ・材料で構成すれば良い。また、コイルの直線部においても、図１のようにヨークと対面する場合は、同様に、絶縁塗装などに加えて絶縁板をヨークとコイルの間に設けることが望ましい。このように段差コイルの場合はコイルの直線部と端のＲ部とで段差があるので２種類の絶縁板を分離して設ける構成となる。
【００７１】
本実施例により製造されるＢ相偏平コイルＣｂ3 は、前述した実施例の全てのリニアモータに適用可能である。
【００７２】
そして、本実施例特有の効果としては、材料の有効利用ができ、材料コストが低減し、また、ワイヤカット加工機におけるワイヤ経路が１種類ですむので加工コストを低減することができる。また、本実施例により作製されるＢ相偏平コイルＣｂ3 は、隙間なく重ねることができるので、薄く切り出したＢ相偏平コイルＣｂ3 の磁石面ｍとヨーク面ｙを対面させて重ね、等価的に分厚いコイルとすることができる。図３に図示する方法で作製されたＢ相偏平コイルＣｂの形状では、図７に図示するようにヨーク面同士を対面させることしかできないので、せいぜい２つしか重ねられないが、本実施例におけるＢ相偏平コイルＣｂ3 の形状ではいくつでも重ねることが可能である。さらに、破棄すべき不要部分がでないので、破棄物が少なくなり環境に優しい製造方法である。
【００７３】
＜実施形態６＞
次に、本発明の第６の実施例につき説明する。本実施例の特徴は、段差付きＢ相偏平コイルの製造方法にあり、以下、図１４を参照して説明する。
【００７４】
先ず、図２に関連して前述したように、両面に絶縁処理および熱硬化性接着剤塗布処理を施したシート状の導体箔ｆを図示しない芯のまわりに所定数巻き回して、ロールコイルｒとし、そして、このロールコイルｒから芯を抜いた後、熱を加えて熱硬化性接着剤により各層の箔を接着させて一体的に固着する。
【００７５】
そして、図１４の（ａ）に図示するように、ワイヤカット加工機のワイヤｗがロールコイルｒの側辺に概ね平行となるように、ロールコイルｒをワイヤカット加工機（不図示）に装着し、図１４の（ａ）に図示する第１のワイヤ経路ｐ6 および第２のワイヤ経路ｐ7 に沿ってワイヤｗを移動させてロールコイルｒを切断し、その後、同様に順次繰り返してロールコイルｒを切断する。本実施例では、第１のワイヤ経路ｐ6 と第２のワイヤ経路ｐ7 は、その切断面がコイル中心軸ｏに対して垂直な面と平行な面だけで構成されるように設定されており、各ワイヤ経路の間隔は、コイルの厚さに対応する値である。
【００７６】
これにより、図１４の（ｃ）のように、切断面がコイル中心軸ｏに対して垂直な面と平行な面だけで構成されるＢ相偏平コイルＣｂ4 と、１個のＢ相偏平コイルＣｂ4 あたり４個の不要部分Ｃｙが切り取られる。これらの４個の不要部分Ｃｙは使用されずに破棄される。
【００７７】
そして、ワイヤカットによるロールコイルの切断後、コイルの切断面をエッチングすることによって、切断に伴う層間バリや切り子による層間の短絡を除去することができる。さらに、短絡が除去された切断面に対して絶縁性の樹脂を塗布する、または絶縁性テープを貼り付けるなどの絶縁処理を施す。そして、コイルの内周部に位置する導体箔の巻始め部と外周部に位置する導体箔の巻終り部にそれぞれ図示しないリード線をはんだ付け等で付けて、コイルの単体が完成する。
【００７８】
たとえば、Ｂ相扁平コイルＣｂ４においては、切断後にＢ相偏平コイルＣｂ４の切断面に絶縁処理を施し、Ｂ相偏平コイルＣｂ４の内周部に位置する導体箔ｆの巻始め部ｆs と外周部に位置する導体箔ｆの巻終り部ｆe にそれぞれ図示しないリード線をはんだ付け等で付けて、Ｂ相偏平コイルＣｂ４の単体が完成する。
【００７９】
ところで、本発明のような２相リニアモータでは、２相のコイル（Ａ相扁平コイルＣａ・Ｂ相扁平コイルＣｂ）の磁石面以外の部分が重なるように配置されるため、コイルの両端のＲ部分は２つのコイル同士が対面する。このため、Ａ相扁平コイルＣａとＢ相扁平コイルＣｂが対面する部分の絶縁処理は、ＡＢ相間の短絡を防ぐため、特に必要である。よって、コイルの切断面に前記絶縁樹脂塗布や絶縁テープ貼り付けを施した上で、さらに図６のように、0.2mm程度あるいはそれ以上の厚さの樹脂等の絶縁板をＡＢ相間に挿入して万全を期すことが望ましい。つまり、このＡＢ相間に挿入する樹脂などの絶縁板は、ＡＢ相間を電気的に絶縁するのに十分な厚さ・材料で構成すれば良い。また、コイルの直線部においても、図１、図９のようにヨークと対面する場合は、同様に、絶縁塗装などに加えて絶縁板をヨークとコイルの間に設けることが望ましい。
【００８０】
本実施例により製造されたＢ相偏平コイルＣｂ4 は、前述した第１ないし第４の実施例の全てのリニアモータに適用可能である。そして、本実施例により製造されたＢ相偏平コイルＣｂ4 は、図３や図１３に図示するＢ相偏平コイルＣｂ、Ｃｂ3 に比べて屈曲部の断面積が大きいので、全体の抵抗を低減することができ、発熱も低減できるという特有の効果がある。
【００８１】
＜露光装置の実施形態＞
次に前述した実施形態のリニアモータを利用したステージ装置を搭載した走査型露光装置の実施形態を、図１５を用いて説明する。
【００８２】
鏡筒定盤９６は床または基盤９１からダンパ９８を介して支持されている。また鏡筒定盤９６は、レチクル定盤９４を支持すると共に、レチクルステージ９５とウエハステージ９３の間に位置する投影光学系９７を支持している。
【００８３】
ウエハステージは、床または基盤から支持されたステージ定盤上に支持され、ウエハを載置して位置決めを行う。また、レチクルステージは、鏡筒定盤に支持されたレチクルステージ定盤上に支持され、回路パターンが形成されたレチクルを搭載して移動可能である。レチクルステージ９５上に搭載されたレチクルをウエハステージ９３上のウエハに露光する露光光は、照明光学系９９から発生される。
【００８４】
なお、ウエハステージ９３は、レチクルステージ９５と同期して走査される。レチクルステージ９５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によって継続的に検出され、レチクルステージ９５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。投影光学系に対して両者が走査している間に、ウエハ上にはレチクルパターンが露光され、回路パターンが転写される。
【００８５】
本実施形態では、前述の実施形態のリニアモータをレチクルステージとウエハステージの少なくとも一方に利用しているため、少ない発熱で、高速・高精度な露光が可能となる。
【００８６】
＜半導体デバイスの製造方法＞
次に上記説明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１６は半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、あるいは液晶パネルやＣＣＤ等）の製造フローを示す。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なう。ステップ２（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。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。ステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ１４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Ｓ７）される。
【００８７】
図１７は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（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１４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ１６（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１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ１８（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１９（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。本実施例の製造方法を用いれば、従来は製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを製造することができる。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、段差付き偏平コイルの加工工数を低減することができ、さらに、コイルのストレスをなくすことによる断線等のおそれがなくコイル単体の信頼性を向上させることができる。
【００８９】
また、コイル厚さの厚い段差付き偏平コイルを製作することが可能となり、これにより部品点数および組み立て工数の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明に基づく段差付き偏平コイルを組み込んだリニアモータの一例を図示する斜視図であり、（ｂ）は、リニアモータの一部を省略して示す斜視図である。
【図２】偏平コイルの製造方法を説明する説明図であって、導体箔によりロールコイルを作製する状態を模式的に図示する斜視図である。
【図３】段差付き偏平コイルの製造方法を説明する説明図であって、ロールコイルから段差付きＢ相偏平コイルを製造する工程を図示する工程図である。
【図４】段差を有しない偏平コイルの製造方法を説明する説明図であって、ロールコイルから段差を有しないＡ相偏平コイルを製造する工程を図示する工程図である。
【図５】本発明に基づいて作製したＡ相偏平コイルと段差付きＢ相偏平コイルにより構成するコイルユニットの斜視図である。
【図６】図１のリニアモータを移動方向から見た側面図である。
【図７】（ａ）は、本発明の第２の実施例に基づくリニアモータを図示する斜視図であり、（ｂ）は、リニアモータの可動子を分解して示す斜視図である。
【図８】図７のリニアモータを移動方向から見た側面図である。
【図９】（ａ）は、本発明の第３の実施例に基づくリニアモータを図示する斜視図であり、（ｂ）は、リニアモータの一部を省略して示す斜視図である。
【図１０】本発明の第３の実施例に基づくリニアモータに使用するユニットコイルの斜視図である。
【図１１】図１０のリニアモータを移動方向から見た側面図である。
【図１２】本発明の第４の実施例に基づくリニアモータを図示する斜視図である。
【図１３】本発明の第５の実施例に基づいて、ロールコイルから段差付きＢ相偏平コイルを製造する工程を図示する工程図である。
【図１４】本発明の第６の実施例に基づいて、ロールコイルから段差付きＢ相偏平コイルを製造する工程を図示する工程図である。
【図１５】本発明の露光装置の概略図である。
【図１６】本発明のデバイス製造方法のプロセス図である。
【図１７】本発明のデバイス製造方法の製造フロー図である。
【図１８】（ａ）は従来のリニアモータの斜視図であり、（ｂ）はそのリニアモータの固定子ユニットを分解して示す斜視図である。
【図１９】（ａ）は従来の他のリニアモータの斜視図であり、（ｂ）はそのリニアモータの一部を省略して示す斜視図である。
【図２０】（ａ）は従来の他のリニアモータの斜視図であり、（ｂ）はその一部を省略して示すリニアモータの斜視図である。
【図２１】図２０に図示する従来のリニアモータに使用される１ユニットコイルの斜視図である。
【図２２】（ａ）は従来の他のリニアモータの斜視図であり、（ｂ）はその固定子と可動子を概略的に示す斜視図である。
【符号の説明】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ  リニアモータ
２  固定子
３  可動子
４（４ａ、４ｂ）  ヨーク
６  磁石
７  支持部材
８（８ａ、８ｂ）  ヨーク
１０  ステージ
１１  ガイド
１２  工作物
１５〜１８  絶縁板
９１  床・基盤
９２  ステージ定盤
９３  ウエハステージ
９４  レチクル定盤
９５  レチクルステージ
９６  鏡筒定盤
９７  投影光学系
９８  ダンパ
９９  照明光学系
Ｃａ、Ｃａ２  （段差を有しない）Ａ相偏平コイル
Ｃｂ、Ｃｂ２、Ｃｂ３、Ｃｂ４  （段差付き）Ｂ相偏平コイル
Ｃｕ、Ｃｕ２  ユニットコイル
Ｃｗ  ダブルユニットコイル
Ｃｘ  不要コイル
Ｃｙ  不要部分
ｆ  導体箔
ｆｓ  巻始め部
ｆｅ  巻終り部
ｒ  ロールコイル
ｗ  （ワイヤカット加工機の）ワイヤ
ｍ  磁石面
ｙ  ヨーク面
ｌｍ  磁石面長さ
ｌｙ  ヨーク面長さ
ｔ１  コイル直線部厚さ
ｔ２  コイル屈曲部厚さ
ｄ  段差寸法
ｐ０、ｐ１、ｐ２  ワイヤ（切断）経路
【図１】
0003907357.tif 000002
【図２】
0003907357.tif 000003
【図３】
0003907357.tif 000004
【図４】
0003907357.tif 000005
【図５】
0003907357.tif 000006
【図６】
0003907357.tif 000007
【図７】
0003907357.tif 000008
【図８】
0003907357.tif 000009
【図９】
0003907357.tif 000010
【図１０】
0003907357.tif 000011
【図１１】
0003907357.tif 000012
【図１２】
0003907357.tif 000013
【図１３】
0003907357.tif 000014
【図１４】
0003907357.tif 000015
【図１５】
0003907357.tif 000016
【図１６】
0003907357.tif 000017
【図１７】
0003907357.tif 000018
【図１８】
0003907357.tif 000019
【図１９】
0003907357.tif 000020
【図２０】
0003907357.tif 000021
【図２１】
0003907357.tif 000022
【図２２】
0003907357.tif 000023