(57)【要約】   ステージ４４を第１軸および第１軸に対して垂直な第２軸に沿って位置決めする平面モータ３２は導体アレイ５２と磁石アレイ３４とを含む。導体アレイ５２は、少なくとも１つの導体２５６を含む。磁石アレイ３４は導体アレイ５２の近くに位置し、第１軸および第２軸と垂直な第３軸に沿って導体アレイ５２から離間している。磁石アレイ３４は、第１軸、第２軸および第３軸に対し斜めを向く斜方磁化方向２６８をもつ第１斜方磁石Ｄ１を有する第１磁石ユニット２６４を含む。第１磁石ユニットは２６４、第１磁束方向における第３軸に概ね沿った第１結合磁束２７６をもたらすように協働する第２〜第４斜方磁石Ｄ２〜Ｄ４を含むことができる。各斜方磁石Ｄ１〜Ｄ４は第１軸、第２軸および第３軸に対し斜めを向く斜方磁化方向２６８を有する。各斜方磁石Ｄ１〜Ｄ４は概して三角形のくさび形にでき、斜方磁石Ｄ１〜Ｄ４は平行六面体状になるよう一緒に配置される。
2012505622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステージを第１軸、および前記第１軸に対して垂直な第２軸に沿って位置決めする平面モータであって、
少なくとも１つの導体を含む導体アレイと、
前記導体アレイの近くに位置し、前記第１軸および前記第２軸と垂直な第３軸に沿って前記導体アレイから離間する磁石アレイと、を備え、
前記磁石アレイは、前記第１軸、前記第２軸および前記第３軸に対し斜めを向く斜方磁化方向をもつ第１斜方磁石を有する第１磁石ユニットを備え、前記第１斜方磁石は概してくさび形である、平面モータ。
【請求項２】
前記アレイのいずれか一つは、前記ステージに固定され、前記導体アレイに向かう電流は、前記第１軸に沿っておよび前記第２軸に沿って制御力を発生する、請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記斜方磁化方向は、前記各軸に対して磁化角度が約４５度である、請求項１または２に記載のモータ。
【請求項４】
前記斜方磁化方向は、前記第１および前記第２軸に対して磁化角度が約４５度である、請求項１から３いずれか一項に記載のモータ。
【請求項５】
前記第１磁石ユニットは、前記第１磁束方向における前記第３軸に概ね沿った第１結合磁束をもたらすように協働する第２斜方磁石、第３斜方磁石および第４斜方磁石、をさらに備え、
各斜方磁石が、前記第１軸、前記第２軸および前記第３軸に対し斜めを向く磁化方向を有し、各斜方磁石が、概してくさび形である、請求項１から４いずれか一項に記載のモータ。
【請求項６】
前記斜方磁石が、矩形状に一緒に配置されている、請求項５に記載のモータ。
【請求項７】
前記第１磁石ユニットは、
（ｉ）前記第１斜方磁石に隣接して配置されている第１横磁石、
（ｉｉ）前記第２斜方磁石に隣接して配置されている第２横磁石、
（ｉｉｉ）前記第３斜方磁石に隣接して配置されている第３横磁石、および
（ｉｖ）前記第４斜方磁石に隣接して配置されている第４横磁石、をさらに備え、前記各横磁石が、前記第３軸に対し横方向の磁化方向を持つ、請求項６に記載のモータ。
【請求項８】
前記第１磁石ユニットは、
（ｉ）前記第１横磁石に隣接して配置されている第５斜方磁石、
（ｉｉ）前記第２横磁石に隣接して配置されている第６斜方磁石、
（ｉｉｉ）前記第３横磁石に隣接して配置されている第７斜方磁石、および
（ｉｖ）前記第４横磁石に隣接して配置されている第８斜方磁石、をさらに備える、請求項７に記載のモータ。
【請求項９】
第２磁石ユニット、第３磁石ユニット、第４磁石ユニット、をさらに備え、前記磁石ユニットは、前記第１軸および前記第２軸に沿った２次元配列において互いに隣接して構成され、前記第１磁石ユニットの前記第５斜方磁石は、前記第１磁束方向とは反対の第２磁束方向における前記第３軸に概ね沿った第２結合磁束をもたらすように、隣接する磁石ユニットと協働する、請求項８に記載のモータ。
【請求項１０】
前記第１磁石ユニットが、ピラミッド型磁石を含む、請求項５に記載のモータ。
【請求項１１】
前記斜方磁石が、前記ピラミッド型磁石と一緒に平行六面体状に配置されている、請求項１０に記載のモータ。
【請求項１２】
前記導体アレイが、複数の導体を含み、前記制御システムが単独で、複数の導体のそれぞれに、電流を導く、請求項１から１１いずれか一項に記載のモータ。
【請求項１３】
デバイスを移動させるステージ装置であって、
前記デバイスを保持するステージと、
前記ステージにつながる請求項１から１２いずれか一項に記載のモータと、
を含むステージ装置。
【請求項１４】
照明システムと、
前記デバイスを前記照明システムに対し移動させる請求項１３に記載のステージ装置と、
を含む露光装置。
【請求項１５】
基板を供給するステップと、
請求項１４に記載の露光装置によって前記基板に像を形成するステップと、
を含むデバイス製造プロセス。
【請求項１６】
ステージを第１軸および前記第１軸に対して垂直な第２軸に沿って位置決めする方法であって、
平面モータをステージに連結するステップであり、（ｉ）少なくとも１つの導体を含む導体アレイと、（ｉｉ）前記導体アレイの近くに位置し、前記第１軸および前記第２軸と垂直な第３軸に沿って前記導体アレイから離間する磁石アレイと、を含み、前記磁石アレイは、前記第１軸、前記第２軸および前記第３軸に対し斜めを向く斜方磁化方向をもつ第１斜方磁石を有する第１磁石ユニットを含み、前記第１斜方磁石は概してくさび形である、前記ステップと；
前記第１軸に沿っておよび前記第２軸に沿って制御力を発生させるために、電流を前記導体アレイに導くステップと、を含む方法。
【請求項１７】
前記連結ステップが、各軸に対して約４５度の磁化角度を有する斜方磁化方向を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記連結ステップが、第１および第２軸に対して約４５度の磁化角度を有する斜方磁化方向を含む、請求項１６または１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記連結ステップが、第１磁束方向における前記第３軸に概ね沿った第１結合磁束をもたらすように協働する第２斜方磁石、第３斜方磁石および第４斜方磁石、をさらに備える前記第１磁石ユニットを含み、各斜方磁石は、前記第１軸、前記第２軸および前記第３軸に対し斜めを向く斜方磁化方向を有し、各斜方磁石は、概してくさび形である、請求項１６から１８いずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記連結ステップが、平行六面体状に前記斜方磁石を配置することを含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記連結ステップが、前記第１斜方磁石に隣接して配置されている第１横磁石をさらに備える前記第１磁石ユニットを含み、前記各横磁石が、前記第３軸に対し横方向の磁化方向を持つ、請求項１９または２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記連結ステップは、第５斜方磁石をさらに備える第１磁石ユニットを含む、請求項１９から２１いずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記連結ステップは、追加の磁石ユニットを供給することと、前記磁石ユニットを前記第１軸と前記第２軸に沿った２次元配列において互いに隣接して構成することと、を含み、前記第１磁石ユニットの前記第５斜方磁石は、前記第１磁束方向とは反対の第２磁束方向における前記第３軸に概ね沿った第２結合磁束をもたらすように、隣接する磁石ユニットと協働する請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記第１磁石ユニットが、ピラミッド型磁石を含む、請求項１９から２３いずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記斜方磁石が、前記ピラミッド型磁石と一緒に平行六面体状に配置されている、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
基板を供給するステップと、
前記基板を前記ステージに連結することと、
請求項１６から２５いずれか一項に記載の方法で前記ステージを位置決めすることと、
前記基板に像を形成するステップと、を含むデバイス製造プロセス。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本願は、２００８年１０月９日に出願された米国仮出願第６１／１０４，１７７号および２００９年９月２２日に出願された米国出願第１２／５６４，５７８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【０００２】
半導体処理のための露光装置は、一般的に、半導体の処理中に、半導体ウエハ上にレチクルから像を転写するために使用される。典型的な露光装置は、照明光源、レチクルを位置決めするレチクルステージ装置、光学機器、半導体ウエハを位置決めするウエハステージ装置、測定システム、および制御システム、を含む。
【０００３】
ステージ装置の一つのタイプは、ステージベース、ウエハやレチクルを保持するステージ、ステージと、ウエハまたはレチクルと、を移動する１つ以上のムーバ、を含む。ムーバの一つのタイプは、２つの軸に沿って、および第３軸周りにステージを移動する平面モータである。一般的な平面モータは、２次元配列で並ぶ複数の磁石を有する磁石アレイ、２次元配列で並ぶ複数の導体を含む導体アレイ、を含む。これによれば、導体アレイに印加される電流が、一方のアレイが他方のアレイに対し移動するために使われる制御力を発生するように、磁石アレイの磁場と相互作用する、電磁界を発生する。
【０００４】
しかしながら、磁気アレイからの浮遊磁界は、露光装置のさまざまな構成部品の精度に悪影響を与えるため、ウエハに転写される像の品質を損なう。また、露光装置で利用されるムーバの効率を高めるために研究が続けられている。
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、ステージを第１軸、および前記第１軸に対して垂直な第２軸に沿って位置決めする平面モータ、を示す。前記平面モータは、導体アレイおよび磁石アレイを含む。前記導体アレイは、少なくとも１つの導体を含む。前記磁石アレイは、前記導体アレイの近くに位置し、前記第１軸および前記第２軸と垂直な第３軸に沿って前記導体アレイから離間する。一態様において、前記磁石アレイは、前記第１軸、前記第２軸および前記第３軸に対し斜めを向く斜方磁化方向をもつ第１斜方磁石を有する第１磁石ユニットを含む。これは、磁石アレイ上に強い磁場を導き、強い力を発生する能力となる。
【０００６】
その結果として、平面モータは、ステージや加工対象物を、改良効率にて移動できる。また、ここで提供される平面モータは、磁石アレイを超えて伸びる浮遊磁場が、従来と同程度の平面モータより少ない。その結果、この平面モータは、高品質のウエハを製造する露光装置で使用できる。
【０００７】
ここで、前記アレイのいずれか一つは、前記ステージに固定され、前記導体アレイに向かう電流は、前記第１軸に沿って、前記第２軸に沿っておよび前記第３軸周りに、制御力を発生する。
【０００８】
一態様において、前記斜方磁化方向は、各軸に対して磁化角度が約４５度である。また、前記第１磁石ユニットは、前記第１磁束方向における前記第３軸に概ね沿った第１結合磁束をもたらすように協働する第２斜方磁石、第３斜方磁石および第４斜方磁石、をさらに備える。この態様において、各斜方磁石が、前記第１軸、前記第２軸および前記第３軸に対し斜めを向く磁化方向を有する。また、各斜方磁石は、概して三角形のくさび形にでき、斜方磁石は、平行六面体状になるよう一緒に配置される。
【０００９】
一態様において、（ｉ）前記第１斜方磁石に隣接して配置されている第１横磁石、（ｉｉ）前記第２斜方磁石に隣接して配置されている第２横磁石、（ｉｉｉ）前記第３斜方磁石に隣接して配置されている第３横磁石、および（ｉｖ）前記第４斜方磁石に隣接して配置されている第４横磁石、をさらに備える。これらの態様において、前記各横磁石が、前記第３軸に対し横方向の磁化方向を持つ。
【００１０】
また、前記第１磁石ユニットが、（ｉ）前記第１横磁石に隣接して配置されている第５斜方磁石、（ｉｉ）前記第２横磁石に隣接して配置されている第６斜方磁石、（ｉｉｉ）前記第３横磁石に隣接して配置されている第７斜方磁石、および（ｉｖ）前記第４横磁石に隣接して配置されている第８斜方磁石、をさらに備える。
【００１１】
ここで、モータは追加的に、第２磁石ユニット、第３磁石ユニット、第４磁石ユニット、を含むことができ、各磁石ユニットは、同様の設計である。この態様において、前記磁石ユニットは、前記第１軸および前記第２軸に沿った２次元配列において互いに隣接して構成される。また、前記第１磁石ユニットの前記第５斜方磁石（第６、第７、第８斜方磁石も同様）は、前記第１磁束方向とは反対の第２磁束方向における前記第３軸に概ね沿った第２結合磁束をもたらすように、隣接する磁石ユニットと協働する。
【００１２】
代替的な態様において、前記第１磁石ユニットが、ピラミッド型磁石を含む。この態様において、前記斜方磁石が、前記ピラミッド型磁石と一緒に矩形状に配置されている。
【００１３】
さらに、本発明は、デバイスを移動するステージ装置を示す。この態様において、前記ステージ装置は、前記デバイスを保持するステージと、前記ステージの位置を移動し制御するような力を印加するここに開示されたモータ、を含む。
【００１４】
また、本発明は、照明システムと、前記デバイスを前記照明システムに対し移動させるステージ装置と、を含む露光装置を示す。また、本発明は、基板を供給するステップと、ここに開示された露光装置によって前記基板に像を形成するステップと、を含む、デバイス（例えば、ウエハまたは他のデバイス）を製造するためのプロセスを示す。
【００１５】
さらに別の態様において、本発明は、ステージを第１軸、および前記第１軸に対して垂直な第２軸に沿って位置決めする方法を示す。この態様において、前記方法は、（ｉ）上記特徴を有する平面モータをステージに連結することと、（ｉｉ）前記第１軸に沿っておよび前記第２軸に沿って制御力を発生させるために、電流を前記導体アレイに導くことと、を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
本発明の特徴は、発明内容はもちろん、その構造及び動作のいずれも、同種の特徴が同種の部分として言及された、添付の図面及び以下の説明から最良に理解される。
【図１】本発明の特徴を有する露光装置の概略図である。
【図２Ａ】本発明の特徴を有する平面モータの簡略上面図である。
【図２Ｂ】本発明の特徴を有する平面モータの簡略側面図である。
【図３Ａ】図２Ａの平面モータの磁石ユニットの斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ａの線３Ｂ−３Ｂにおける断面図である。
【図３Ｃ】図３Ａの線３Ｃ−３Ｃにおける断面図である。
【図４】本発明の特徴を有する磁石アレイの一部の斜視図である。
【図５】図３Ａの磁石ユニットの一部の分解斜視図である。
【図６Ａ】本発明の特徴を有する磁石ユニットの一部の他の実施形態の斜視図である。
【図６Ｂ】図６Ａの磁石ユニットの部分の斜視図である。
【図６Ｃ】図６Ａの線６Ｃ−６Ｃにおける断面図である。
【図６Ｄ】図６Ａの線６Ｄ−６Ｄにおける断面図である。
【図６Ｅ】磁石アレイの一部の断面図である。
【図７Ａ】本発明に係るデバイスを製造するためのプロセスの概要を説明するフローチャートである。
【図７Ｂ】より詳細にデバイス処理の概要を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、精密機器すなわち本発明の特徴を有する露光装置１０、の模式図である。露光装置１０は、装置フレーム１２、照明システム１４（照明装置）、光学機器１６、レチクルステージ装置１８、ウエハステージ装置２０、測定システム２２、および制御システム２４、を含む。露光装置１０の構成部品の設計は、露光装置１０の設計要件を満たすよう変更できる。露光装置１０は、ウエハ半導体２８上のレチクル２６からの集積回路のパターン（不図示）を転写するリソグラフィデバイスとして特に有用である。露光装置１０は、マウントベース３０、例えば、地面、基礎、または、床または何か他の支持構造物、に備え付けられる。
【００１８】
概要として、特定の実施形態において、ステージ装置１８，２０のうち１つまたは両方は、効率の改善および浮遊磁場の低減をしながら、加工対象物（例えば、ウエハ２８）を移動し位置決めするよう、一意的に設計される。具体的には、特定の実施形態において、ステージ装置１８，２０のうち１つまたは両方は、効率の改善および浮遊磁場の低減をしながら、加工対象物を移動し位置決めさせる改良磁石アレイ３４を有する平面モータ３２を含む。その結果、露光装置１０は、効率の改善をしながら、高品質のウエハ２８の製造に使用できる。
【００１９】
複数の図は、Ｘ軸、Ｘ軸に直交するＹ軸、およびＸ軸とＹ軸に直交するＺ軸を示す座標系を含む。これらの軸のいずれも、第１、第２および／または第３軸として参照されることに留意する必要がある。
【００２０】
リソグラフィデバイスには複数の種類がある。例えば、露光装置１０は、レチクル２６とウエハ２８とが同期して動き、ウエハ２８上のレチクル２６からパターンを露光する走査型フォトリソグラフィシステムとして使用される。また、露光装置１０は、レチクル２６とウエハ２８が静止している間、レチクル２６を露光するステップアンドリピート型フォトリソグラフィシステムになる。
【００２１】
しかし、ここで提供される露光装置１０の使用は、半導体製造用のフォトリソグラフィシステムに限定されない。露光装置１０は、例えば、液晶表示装置のパターンを矩形状のガラス板上に露光するＬＣＤフォトリソグラフィシステム、または、薄膜磁気ヘッドを製造するフォトリソグラフィシステム使用される。さらに、本発明はまた、レンズ機器を使用せずに、レチクルを基板の近くに位置させ、レチクルから基板へレチクルのパターンを露光するプロキシミティフォトリソグラフィシステムに適用できる。
【００２２】
装置フレーム１２は、剛体であり、露光装置１０の構成部品を支持する。図１に示す装置フレーム１２は、レチクルステージ装置１８、光学機器１６、照明システム１４、マウントベース３０上のウエハステージ装置２０と、を支持する。
【００２３】
照明システム１４は、照明光源３６と照明光学機器３８を含む。照明光源３６は、光エネルギービーム（照射）を放出する。照明光学機器３８は、照明光源３６から光学機器１６へと光エネルギービームを導く。ビームは、レチクル２６の異なる複数の部分を選択的に照らし、ウエハ２８を露光する。図１において、レチクル２６は、少なくとも部分的に透過性であり、照明システム１４からのビームは、レチクル２６の一部を通って送られる。また、レチクル２６は、反射性にでき、ビームをレチクル２６の下部で方向付けることができる。
【００２４】
非排他的な一例として、照明光源３６は、ｇ線光源（４３６ｎｍ）、ｉ線光源（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、Ｆ２レーザー（１５７ｎｍ）を、またはＥＵＶ光源（１３．５ｎｍ）にできる。代替的に、照明光源３６は、Ｘ線または光電子ビームなどの荷電粒子ビームを発生するようにできる。
【００２５】
光学機器１６は、レチクル２６を介した通過光をウエハ２８に対して投影するおよび／または合唱させる。露光装置１０の設計に応じて、光学機器１６は、レチクル２６上に照明された像を拡大または縮小できる。また、１倍率システムでもよい。
【００２６】
レチクルステージ装置１８は、光学機器１６とウエハ２８に対し、レチクル２６を保持し位置決めする。レチクルステージ装置１８は、（ｉ）レチクル２６を保持するチャックを含むレチクルステージ４０および（ｉｉ）レチクルステージ４０とレチクル２６を移動し位置決めをするレチクルステージ移動装置４２を含む。例えば、レチクルステージ移動装置４２は、ＸＹＺ軸に沿っておよびＸＹＺ軸周りに（６自由度）、レチクルステージ４０とレチクル２６を移動できる。これに代えて、例えば、レチクルステージ移動装置４２は、６自由度より少ない自由度でレチクル２６とレチクルステージ４０を移動するように設計できる。図１において、レチクルステージ移動装置４２は、箱のように描かれている。レチクルステージ移動装置４２は、本発明の特徴を有する１つ以上の平面モータを含むよう設計できる。
【００２７】
ウエハステージ装置２０は、光学機器１６とレチクル２６に対し、ウエハ２８を保持し位置決めする。ウエハステージ装置２０は、（ｉ）ウエハ２８を保持するチャックを含むウエハステージ４４と、（ｉｉ）ウエハステージ４４とウエハ２８を移動し位置決めをするウエハステージ移動装置４６と、（ｉｉｉ）装置フレーム１０にウエハステージ移動装置４６の一部を固定するウエハステージベース４７と、を含むことができる。例えば、ウエハステージ移動装置４６は、ＸＹＺ軸に沿っておよびＸＹＺ軸周りに、ウエハステージ４４とウエハ２８を移動できる。これに代えて、例えば、ウエハステージ移動装置４６は、６自由度より少ない自由度でウエハステージ４４とウエハ２８を移動するように設計できる。
【００２８】
一実施形態において、例えば、ウエハステージ装置２０は、（ｉ）６自由度で高精度でウエハ２８を位置決めする精密移動装置４８と、（ｉ）精密移動装置４８がその動作範囲内に維持されるように、３自由度で精密移動装置４８の一部を位置決めする粗動移動装置５０と、を含むことができる。ここで、移動装置４８，５０は、１つ以上のリニアモータ、ここに開示される平面モータ、ロータリモータ、ボイスコイルアクチュエータ、またはその他の種類のアクチュエータを含むことができる。図１において、粗動移動装置５０は、Ｙ軸に沿って、Ｘ軸に沿って、およびＺ軸を中止に移動する平面モータ３２を含む。
【００２９】
磁石アレイ３４に加えて、平面モータ３２は、導体アレイ５２を含む。図１において、精密移動装置４８の一部は、導体アレイ５０に固定され、導体アレイ５０とともに動く。この実施形態において、導体アレイ５０を移動する精密移動装置４８の一部を、ステージと呼ぶ。
【００３０】
測定システム２２は、光学機器１６またはその他参照先に対するレチクル２６およびウエハ２８の動きを監視する。この情報を使用して、制御システム２４は、レチクル２６を正確に位置決めするためにレチクルステージ装置１８を制御することができ、ウエハ２８を正確に位置決めするためにウエハステージ装置２０を制御することができる。例えば、測定システム２２は、複数のレーザ干渉計、エンコーダ、および／またはその他の測定デバイスを利用できる。
【００３１】
制御システム２４は、レチクルステージ装置１８、ウエハステージ装置２０、および測定システム２２に、電気的に接続されている。制御システム２４は、測定システム２２から情報を受信し、レチクル２６とウエハ２８を正確に位置決めするようステージ装置１８，２０を制御する。制御システム２４は、１つ以上のプロセッサや回路を含むことができる。
【００３２】
図２Ａは、ステージおよび／または加工対象物を位置決めするのに使用される平面モータ３２の、簡略上面図であり、図２Ｂは、簡略側面図である。制御システム２４も、図２Ａおよび図２Ｂにおいて概略的に示す。図１を参照して上記したように、平面モータ３２は、ウエハ２８およびウエハステージ４４を位置決めするよう、ウエハステージ装置２０において使用できる。また、平面モータ３２は、製造および／または検査中に他のタイプの加工対象物を移動する、電子顕微鏡（不図示）の下にあるデバイスを移動する、または高精度測定操作（不図示）を行う間にデバイスを移動する、ために使用できる。例えば、平面モータ３２は、図１に示すように、レチクルステージ装置１８において使用できる。
【００３３】
図２Ａおよび図２Ｂは、平面モータ３２の導体アレイ５２および磁石アレイ３４をより詳細に説明している。この実施形態において、制御システム２４から導体アレイ５２に方向付けられた電流は、１つのアレイを他のアレイに対し移動するために使用される、Ｘ軸に沿いＹ軸に沿いＺ軸周りに制御電磁力を発生する。図２Ａおよび図２Ｂにおいて、導体アレイ５２は、磁石アレイ３４に対し移動する。代替的に、モータ３２は、磁石アレイ３４が導体アレイ５２に対し移動するように設計できる。アレイ３４、５２のそれぞれおよび構成部品の、デザイン、サイズ、および形状は、平面モータ３２の動きの要件を達成するよう変更できる。
【００３４】
一実施形態において、導体アレイ５２は、導体ハウジング２５４および複数の導体２５６（図２Ｂでは不図示）を含む。導体ハウジング２５４は、剛体であり、導体２５６を保持する。図２Ａと２Ｂにおいて、導体ハウジング２５４は、概して矩形であり、導体アレイ５２は、１２のレーストラック型の導体２５６（楕円形のコイル）を含む。この実施形態において、導体２５６のそれぞれは、概して直線状の離間する一対のコイルレッグ２５６Ａ、共にコイルレッグ２５６Ａに接続した離間する一対の円弧状曲がり端部２５６Ｂ、を含む。また、導体２５６は、Ｘ軸に沿ってＹ軸に沿って２次元に配列される。代替的に、導体ハウジング２５４は、これら図に示す以外のさまざまな形をとることができ、導体アレイ５２は、１２以上または１２未満の導体２５６を含むことができ、及び／又は、導体２５６は、楕円形以外の形状にできる。
【００３５】
非排他的な一実施形態において、導体２５６は、複数のＸ導体群２５８Ａおよび複数のＹ導体群２５８Ｂで、構成される。この実施形態において、（ｉ）Ｘ導体群２５８Ａの導体２５６は、コイルレッグ２５６Ａが、Ｘ軸に沿って隣り合って、Ｙ軸に沿って並んで延在して、配置されている。（ｉｉ）Ｙ導体群２５８Ｂの導体２５６は、コイルレッグ２５６Ａが、Ｙ軸に沿って隣り合って、Ｘ軸に沿って並んで延在して、配置されている。この設計において、（ｉ）制御システム２４は、Ｘ軸に沿うＸ制御力２６０Ａを発生させるように、電流をＸ導体群２５８Ａの１つ以上の導体２５６へ方向付け、（ｉｉ）制御システム２４は、Ｙ軸に沿うＹ制御力２６０Ｂを発生させるように、電流をＹ導体群２５８Ｂの１つ以上の導体２５６へ方向付ける。また、制御システム２４は、Ｚ軸周りのθＺ制御力２６０Ｃを発生させるように、電流を導体群２５８Ａ、２５８Ｂのいずれかまたは両方の導体２５６へ方向付けできる。換言すると、導体２５６を介した電流は、アレイ３４、５２のうち一方がアレイ３４、５２のうち他方に対し、Ｘ軸およびＹ軸に沿いＺ軸を中心とした、制御、移動および位置決めをされるのに使用されるローレンツ力を発生するよう、導体２５６を磁石アレイ３４の磁界と相互作用させる。各導体２５６の電流レベルは、所望の力を得るように、制御システム２４によって独立に制御および調整される。
【００３６】
導体群２５８Ａ、２５８Ｂの数および各群の導体２５６の数は、モータ３２の動きの要件に合わせて変更できる。図２Ａにおいて、導体アレイ５２は、２つのＸ導体群２５８Ａおよび２つのＹ導体群２５８Ｂを含む。さらに、導体群２５８Ａ−２５８Ｄのそれぞれは、３つの導体２５６を含む。この設計において、平面モータ３２は、４つの独立した３相モータとして操作される。
【００３７】
磁石アレイ３４は、磁石ハウジング２６２および複数の同様の磁石ユニット２６４を含む。磁石ハウジング２６２は、剛体であり、磁石ユニット２６４を保持する。一実施形態において、磁石ハウジング２６２は、概して矩形であり、磁石アレイ３４は、６４つのやや矩形の磁石ユニット２６４を含む。図２Ａにおいて、参照のため、（ｉ）第１磁石ユニットに、符号ＭＵ１を付し、（ｉｉ）第２磁石ユニットに、符号ＭＵ２を付し、（ｉｉｉ）第３磁石ユニットに、符号ＭＵ３を付し、（ｉｖ）第４磁石ユニットに、符号ＭＵ４を付す。この実施形態において、磁石ユニット２６４は、Ｘ軸に沿いＹ軸に沿って、（チェッカー盤、格子縞、市松模様のように）２次元に配列される。また、磁石ハウジング２６２は、これら図に示す以外のさまざまな形をとることができ、磁石アレイ３４は、６４以上または６４未満の磁石ユニット２６４を含むことができ、そして／または、磁石ユニット２６４のそれぞれは、矩形以外の形状にできる。
【００３８】
磁石ハウジング２６２は、磁石ユニット２６４の磁界に関する低磁気抵抗の磁束の帰還路となり磁場をいくらか遮蔽する軟鉄のような高透磁性材料、からなることが随意にできる。
【００３９】
いくつかの実施形態において、以下に詳述するように、各磁石ユニット２６４は、複数の磁石２６６を含み、その磁石２６６のそれぞれは、独自の磁化方向を有する。具体的には、特定の実施形態において、各磁石ユニット２６４は、（ｉ）各横磁石２６６Ａが横磁化方向２６７を有する１つ以上の横磁石２６６Ａと、（ｉｉ）各斜方磁石２６６Ｂが斜方磁化方向２６８を有する１つ以上の斜方磁石２６６Ｂと、を含むことができる。図２Ａにおいて、磁石ユニット２６４は、各磁石２６６の磁化方向２６７、２６８が、導体２５６のコイルレッグ２５６Ａの長軸方向およびＸ、Ｙ、Ｚ軸に対し、角度が付くように、設計および位置決めされている。
【００４０】
非排他的な一実施形態において、例えば、各横磁化方向２６７は、導体２５６のコイルレッグ２５６Ａの長手方向およびＸ、Ｙ軸に対して、およそ４５度の横磁化角度２６９にできる。図２Ａにおいて、１つの横磁化方向２６７は、参照のため、１つの導体２５６の近くに図示される。また、横磁化方向２６７は、Ｚ軸に対して９０度の角度である。
【００４１】
また、非排他的な一実施形態において、各斜方磁化方向２６８は、Ｚ軸に対して、およそ４５度の斜方磁化角度２７０にできる。
【００４２】
また、平面モータ３２は、導体アレイ５２と磁石アレイ３４との間で流体式軸受（不図示）を付与する流体軸受装置（不図示）、を含むことができる。流体式軸受は、アレイ３４、５２が、互いに隣接するようにＺ軸に沿ってアレイ間隔２７２で離間するように、保持し、Ｘ軸に沿ってＹ軸に沿ってＺ軸周りにこれらの構成部品間で相対移動させる。流体式軸受は、真空プリロード型流体軸受にできる。代替的に、別のタイプの軸受を利用できる。例えば、電磁式軸受が利用でき、平面モータは、６自由度すべてを制御するための力とモーメントを供給できる。
【００４３】
図３Ａは、図２Ａの磁石ユニット２６４のうち１つの一実施形態の斜視図である。この実施形態において、磁石ユニット２６４は、磁石アレイ３４の単一ピッチを規定する（図２Ａに図示）。上述したように、一実施形態において、各磁石ユニット２６４は、複数の磁石２６６を含み、各磁石２６６は、矢印として示した独自の磁化方向（“磁気方位”）を有する。また、隣接する各磁石２６６の磁化方向は異なっている。
【００４４】
一実施形態において、各磁石ユニット２６４は、概して矩形であり、（ｉ）横方向（水平方向）であり、鉛直向きのＺ軸に対して実質的に垂直である横磁化方向２６９、を有する横磁石２６６Ａと、（ｉｉ）鉛直なＺ軸に対し角度が約４５度である斜方磁化方向２６８、を有する斜方磁石２６６Ｂと、の組み合わせから作られる。この設計において、図３Ａに示される磁石ユニット２６４の磁石２６６Ａ、２６６ＢのうちいずれもＺ軸に沿った向きとはならない。
【００４５】
一実施形態において、横磁石２６６Ａはそれぞれ、概して矩形のブロックの形をしており、斜方磁石２６６Ｂはそれぞれ、概して三角形のプリズム（くさび）の形をしている。また、ここでは、適宜、横磁石２６６Ａを矩形磁石と呼び、斜方磁石２６６Ｂを三角磁石と呼ぶ。磁石２６６Ａ，２６６Ｂはそれぞれ、高エネルギー製品、希土類、ネオジムなどの永久磁石材料、からなることができる。これに代えて、例えば、１つ以上の磁石２６６Ａ，２６６Ｂは、磁界に囲まれる、低エネルギー製品、セラミックまたはその他のタイプの材料、からなることができる。
【００４６】
各磁石ユニット２６４内の磁石２６６の数および配置は変更できる。一実施形態において、各磁石ユニット２６４は、８つの斜方磁石２６６Ｂと、４つの横磁石２６６Ａと、を含む。言い換えると、北東、南東、北西および南西の水平方向にそれぞれ磁化された４つの矩形のブロックの形の横磁石２６６Ａがあり、北東、南東、北西および南西から４５度傾いた方向にそれぞれ磁化された８つの三角形のプリズムの形の斜方磁石２６６Ｂがある。この実施形態において、（ｉ）符号Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４が付される４つの斜方磁石２６６Ｂは、磁石ユニット２６４の中央部に正方形を形成するように一緒に配置され；（ｉｉ）符号Ｔ１が付される横磁石２６６Ａは、斜方磁石Ｄ１に固定される位置にあり；（ｉｉｉ）符号Ｔ２が付される横磁石２６６Ａは、斜方磁石Ｄ２に固定される位置にあり；（ｉｖ）符号Ｔ３が付される横磁石２６６Ａは、斜方磁石Ｄ３に固定される位置にあり；（ｖ）符号Ｔ４が付される横磁石２６６Ａは、斜方磁石Ｄ４に固定される位置にあり；（ｖｉ）斜方磁石Ｄ５は、符号Ｔ１が付される横磁石２６６Ａに固定される位置にあり；（ｖｉｉ）斜方磁石Ｄ６は、符号Ｔ２が付される横磁石２６６Ａに固定される位置にあり；（ｖｉｉｉ）斜方磁石Ｄ７は、符号Ｔ３が付される横磁石２６６Ａに固定される位置にあり；（ｉｘ）斜方磁石Ｄ８は、符号Ｔ４が付される横磁石２６６Ａに固定される位置にある。
【００４７】
ここで、横磁石２６６Ａはいずれも、第１、第２、第３、または第４横磁石と呼ばれ、斜方磁石２６６Ｂはいずれも、第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７、または第８横磁石と呼ばれる。
【００４８】
この実施形態において、符号Ｄ１−Ｄ４が付される４つの斜方磁石２６６Ｂは、Ｚ軸に沿った第１磁束方向（例えば、図３Ｂにおいて概して下方）に方向付けされた第１結合磁場２７６（破線矢印で図示）を供給するよう協働する。また、磁石ユニット２６４が、（図２Ａに示されるように）磁石アレイ３４に組み立てられるとき、角部の符号Ｄ５−Ｄ８が付された４つの斜方磁石２６６Ｂは、磁石ユニット２６４に隣接する斜方磁石２６６Ｂと共に、Ｚ軸に沿った第２磁束方向（例えば、図３Ａにおいて概して上方）に方向付けされた第２結合磁場２７８（破線矢印で図示）を供給するよう協働することになる。この設計において、組み立てられた磁石アレイ３４は、Ｚ軸に沿う概して北、Ｚ軸を横断する方向、およびＺ軸に沿う概して南の間で交互に入れ替わる極を有している。これは、磁石アレイ３４上に強い磁場を導き、強い力を発生する能力となる。また、水平または垂直でない斜方磁化方向２６６Ｂを持つ斜方磁石２６６Ｂは、平面モータにおける実質的なパフォーマンスの改善を提供できる。具体的には、北方向または南方向のいずれかの磁束を押し出すように協働する４つの斜方磁石２６６Ｂがあるため、よりよいパフォーマンスが達成される。この設計により、従来技術と比較して同じボリューム（量、体積、容積）の磁石材料で、より強い一定の力が出る。
【００４９】
ここで、磁石ユニット２６４は、磁束線が図３Ａに図示するものと反対になるよう、設計できる。この例において、（ｉ）中央部の符号Ｄ１−Ｄ４が付される４つの斜方磁石２６６Ｂは、Ｚ軸に沿う概して上方の第１結合磁場を供給するよう協働し、（ｉｉ）角部の符号Ｄ５−Ｄ８が付される４つの斜方磁石２６６Ｂは、磁石ユニット２６４に隣接する斜方磁石２６６Ｂと共に、Ｚ軸に沿う概して下方の第２結合磁場を供給するよう協働することになる。
【００５０】
図３Ｂは、図３Ａの磁石ユニット２６４の図３Ａにおける線３Ｂ−３Ｂでの断面図である。この図は、磁石Ｄ７、Ｔ３、Ｄ３、Ｄ２、Ｔ２、Ｄ６の磁化方向をより詳細に示す。この実施形態において、（ｉ）斜方磁石２６６Ｂ  Ｄ７は、Ｚ軸から（図中時計回りに測って）３１５度の斜方磁気方位２７０を有する。（ｉｉ）横磁石２６６Ａ  Ｔ３は、Ｚ軸から２７０度の横磁化方向２６９を有する。（ｉｉｉ）斜方磁石２６６Ｂ  Ｄ３は、Ｚ軸から２２５度の斜方磁気方位２７０を有する。（ｉｖ）斜方磁石２６６Ｂ  Ｄ２は、Ｚ軸から１３５度の斜方磁気方位２７０を有する。（ｖ）横磁石２６６Ａ  Ｔ２は、Ｚ軸から９０度の横磁化方向２６９を有する。（ｖｉ）斜方磁石２６６Ｂ  Ｄ６は、Ｚ軸から４５度の斜方磁気方位２７０を有する。
【００５１】
図３Ｃは、図３Ａの磁石ユニット２６４の図３Ａにおける線３Ｃ−３Ｃでの断面図である。この図は、磁石Ｄ５、Ｔ１、Ｄ１、Ｄ４、Ｔ４、Ｄ８の磁化方向をより詳細に示す。この実施形態において、（ｉ）斜方磁石２６６Ｂ  Ｄ５は、Ｚ軸から（図中時計回りに測って）３１５度の斜方磁気方位２７０を有する。（ｉｉ）横磁石２６６Ａ  Ｔ１は、Ｚ軸から２７０度の横磁化方向２６９を有する。（ｉｉｉ）斜方磁石２６６Ｂ  Ｄ１は、Ｚ軸から２２５度の斜方磁気方位２７０を有する。（ｉｖ）斜方磁石２６６Ｂ  Ｄ４は、Ｚ軸から１３５度の斜方磁気方位２７０を有する。（ｖ）横磁石２６６Ａ  Ｔ４は、Ｚ軸から９０度の横磁化方向２６９を有する。（ｖｉ）斜方磁石２６６Ｂ  Ｄ８は、Ｚ軸から４５度の斜方磁気方位２７０を有する。
【００５２】
図４は、２次元配列で位置決めされる９つの磁石ユニット２６４を含む、磁石アレイ３４の一部の斜視図である。ここで、組み立てられた磁石アレイ３４は、Ｘ軸およびＹ軸から４５度を向くチェッカーボードのパターンで、Ｚ軸に沿う概して南およびＺ軸に沿う概して北の間で、交互に入れ替わる極を有する。図４は、符号Ｄ１−Ｄ４が付される４つの斜方磁石２６６Ｂは、Ｚ軸に沿った概して下方に方向付けされる第１結合磁場２７６を供給するよう協働する、ことを示している。また、磁石ユニット２６４が、磁石アレイ３４に組み立てられるとき、４つの磁石ユニット２６４に隣接する符号Ｄ５−Ｄ８が付された４つの斜方磁石２６６Ｂは、Ｚ軸に沿った概して上方に方向付けされる第２結合磁場２７８を供給するよう協働することになる。
【００５３】
ここで開示される磁石ユニット２６４の設計において、磁石アレイの各コーナーに１つの斜方磁石２６６Ｂがあり、磁石アレイのエッジに沿った各極位置に２つの斜方磁石２６６Ｂがある。この構成は、磁石アレイ３４を超えて伸びる浮遊磁界を低減する。
【００５４】
図５は、符号Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４が付される斜方磁石２６６Ｂの分解斜視図である。この図は、斜方磁石２６６Ｂは、概して三角状のプリズム（くさび）形である、ことを示している。矢印は、磁石のそれぞれの面上で見られる磁化方向を示している。
【００５５】
図６Ａは、磁石ユニット６６４の別の実施形態の一部の斜視図である。具体的には、図６Ａに示される部分は、図５における符号Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４が付される４つの斜方磁石２６６Ｂを置き換えることができる。この実施形態において、磁石ユニット６６４は、（ｉ）Ｚ軸、Ｘ軸、Ｙ軸に対し４５度の角度をなす斜方磁化方向６６８をそれぞれ有し、符号６Ｄ１、６Ｄ２、６Ｄ３、６Ｄ４が付される４つの斜方磁石６６６Ｂと、（ｉｉ）Ｚ軸に平行なピラミッド磁化方向６８２を有するピラミッド型磁石６８０（破線で図示）と、を含む。この実施形態において、４つの斜方磁石６６６Ｂとピラミッド磁石６８０は、正方形に組み立てられている。
【００５６】
図６Ｂは、ピラミッド磁石６８０の斜視図である。この実施形態において、その側部は三角形であり一点に集まっている。この実施形態において、ピラミッドの底部は正方形である。代替的に、その底部は別の構成を持つことができる。図６Ｂはまた、ピラミッド磁化方向６８２は、Ｚ軸に沿って下向きであることを示している。
【００５７】
図６Ｃは、図６Ａにおける線６Ｃ−６Ｃでの断面図である。この実施形態において、（ｉ）斜方磁石６６６Ｂ  ６Ｄ１は、Ｚ軸から（図中時計回りに測って）およそ１３５度の斜方磁気方位６７０を有する。（ｉｉ）ピラミッド磁石６８０は、Ｚ軸から１８０度のピラミッド磁気方位６８２を有する。（ｉｉｉ）斜方磁石６６６Ｂ  ６Ｄ４は、Ｚ軸からおよそ２２５度の斜方磁気方位６７０を有する。
【００５８】
図６Ｄは、図６Ａにおける線６Ｄ−６Ｄでの断面図である。この実施形態において、（ｉ）斜方磁石６６６Ｂ  ６Ｄ３は、Ｚ軸から（図中時計回りに測って）およそ１３５度の斜方磁気方位６７０を有する。（ｉｉ）ピラミッド磁石６８０は、Ｚ軸から１８０度のピラミッド磁気方位６８２を有する。（ｉｉｉ）斜方磁石６６６Ｂ  ６Ｄ２は、Ｚ軸からおよそ２２５度の斜方磁気方位６７０を有する。
【００５９】
図６Ｅは、ピラミッド磁石６８０と、斜方磁石６６６Ｂと、横磁石６６６Ａと、を含む磁石アレイ６３４の一部の断面図である。先に説明した実施形態と同様に、この設計によれば、組み立てられた磁石アレイ６３４は、Ｘ軸およびＹ軸から４５度を向くチェッカーボードのパターンのように、Ｚ軸に沿う概して南とＺ軸に沿う概して北との間で、交互に入れ替わる極を有する。
【００６０】
半導体デバイスは、図７に概して示されているプロセスによって、上記システムを使用して製造できる。ステップ７０１において、デバイスの機能や性能特性が設計される。次に、ステップ７０２では、パターンを有するレチクル（レチクル）が、前の設計ステップに従って設計され、並行するステップ７０３において、ウエハがシリコン材料から作られる。ステップ７０２にて設計されたレチクルパターンは、本発明に係る上記フォトリソグラフィシステムによって、ステップ７０４において、ステップ７０３からのウエハ上を露光する。ステップ７０５において、半導体デバイスが組み立てられ（ダイシングステップ、ボンディングステップ、およびパッケージングステップを含む）、最後にステップ７０６にてデバイスが検査される。
【００６１】
図７Ｂは、半導体デバイスを製造する場合における、上記ステップ７０４の例の詳細なフローチャートを示している。図７Ｂにおいて、ステップ７１１（酸化ステップ）では、ウエハ表面が酸化される。ステップ７１２（ＣＶＤステップ）では、絶縁膜がウエハ表面上に形成される。ステップ７１３（電極形成ステップ）では、電極が蒸着によってウエハ上に形成される。ステップ７１４（イオン注入ステップ）では、イオンがウエハに注入される。上記のステップ７１１−７１４は、ウエハ処理の間にウエハの前処理をするものであり、処理要件に従って各ステップが選択される。
【００６２】
ウエハ処理の各段階では、上記前処理ステップが完了すると、次の後処理ステップが実行される。後処理中は、まず、ステップ７１５（フォトレジスト形成ステップ）において、フォトレジストがウエハに塗布される。次に、ステップ７１６（露光ステップ）において、上記露光装置が、ウエハにレチクル（レチクル）回路パターンを転写するよう使用される。次に、ステップ７１７（現像ステップ）において、露光されたウエハが現像され、ステップ７１８（エッチングステップ）において、残留フォトレジスト（露光された材料表面）以外の部分がエッチングにより除去される。ステップ７１８（フォトレジスト除去ステップ）において、エッチング後に残った不要なフォトレジストが除去される。複数の回路パターンは、これらの前処理と後処理のステップの繰り返しによって形成される。
【００６３】
なお、上記のムーバは、単に現時点での好ましい本発明の実施形態の例であり、添付されたクレームに記載された以外に、構造や構成の詳細についてここで示したものに限定するものではない。
【図１】
2012505622.tif 000003
【図２Ａ】
2012505622.tif 000004
【図２Ｂ】
2012505622.tif 000005
【図３Ａ】
2012505622.tif 000006
【図３Ｂ】
2012505622.tif 000007
【図３Ｃ】
2012505622.tif 000008
【図４】
2012505622.tif 000009
【図５】
2012505622.tif 000010
【図６Ａ】
2012505622.tif 000011
【図６Ｂ】
2012505622.tif 000012
【図６Ｃ】
2012505622.tif 000013
【図６Ｄ】
2012505622.tif 000014
【図６Ｅ】
2012505622.tif 000015
【図７Ａ】
2012505622.tif 000016
【図７Ｂ】
2012505622.tif 000017
【国際調査報告】
2012505622.tif 000018
2012505622.tif 000019