JP2002238235A

JP2002238235A - アクチュエータ、ギャップ測定装置、非接触倣い装置、６自由度テーブル駆動装置、露光装置、及びデバイスの製造方法

Info

Publication number: JP2002238235A
Application number: JP2001029952A
Authority: JP
Inventors: Toshihide Kikuchi; 俊秀菊地
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2001-02-06
Filing date: 2001-02-06
Publication date: 2002-08-23

Abstract

(57)【要約】【課題】小型で特性変化の無いアクチュエータを提供
する。【解決手段】非磁性体からなる板状体１の両側には磁
性体からなる板状体２ａ、２ｂが非磁性体のボルト３に
より取り付けられている。そして、各板状体２ａ、２ｂ
に対面するように、Ｅ型電磁石４ａ、４ｂがそれぞれ設
けられている。Ｅ型電磁石４ａ、４ｂが共通のベースに
取り付けられているとき、これらのコイルに流す電流を
調節することにより、Ｅ型電磁石４ａ、４ｂと非磁性体
からなる板状体１との相対位置関係を変えることができ
る。よって、１次元アクチュエータとして使用すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動体を固定体に
対して微少移動させたり、移動体と固定体の相対位置関
係を一定に保ったりするのに用いられるアクチュエー
タ、これらのアクチュエータにおいて、移動体と固定体
のギャップを測定するのに使用されるギャップ測定装
置、これらのアクチュエータを使用した非接触倣い装置
と６自由度テーブル駆動装置、さらにはこれらを利用し
た露光装置、この露光装置を使用したデバイスの製造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】移動体を固定体に対して微少移動させる
アクチュエータは、ステージの位置決め等に広く利用さ
れている。また、移動体を固定体に対して非接触とし、
所定のギャップを保って固定体に沿って移動させる場合
にも、このようなアクチュエータが使用されている。

【０００３】このようなアクチュエータとしては、従
来、ボイスコイルモータを駆動源として使用したものが
用いられてきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ボイス
コイルモータは永久磁石を使用しているので、その構造
が大きくなるという問題点がある。また、永久磁石の経
時変化により、その特性が変化するという問題点があ
る。

【０００５】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、小型で特性変化の無いアクチュエータ、及びこ
れらのアクチュエータにおいて、移動体と固定体のギャ
ップを測定するのに使用されるギャップ測定装置、これ
らのアクチュエータを使用した非接触倣い装置と６自由
度テーブル駆動装置を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第１の手段は、非磁性体からなる板状体の両側に磁性
体からなる板状体を取り付けた部材と、共通のベースに
取り付けられた１対のＥ型電磁石とを有してなり、当該
Ｅ型電磁石は、それぞれ前記磁性体からなる板状体に対
面するように設けられていることを特徴とする１次元ア
クチュエータ（請求項１）である。

【０００７】本手段においては、２つのＥ型電磁石に流
す電流を調整することにより、それらに挟まれた、非磁
性体からなる板状体の両側に磁性体からなる板状体を取
り付けた部材と、Ｅ型電磁石との相対位置関係を変化さ
せることができる。本手段においては、ボイスコイルモ
ータのように永久磁石を使用していないので、装置を小
型できると共に、磁性特性の経時変化の無いものとする
ことができる。

【０００８】前記課題を解決するための第２の手段は、
断面がＩ型をした非磁性体からなる板状体の、ウェブ部
の両サイド、及び両フランジ部に、それぞれ磁性体から
なる板状体を取り付けた部材と、共通のベースに取り付
けられた２対のＥ型電磁石とを有してなり、当該Ｅ型電
磁石は、それぞれ前記磁性体からなる板状体に対面する
ように設けられていることを特徴とする２次元アクチュ
エータ（請求項２）である。

【０００９】フランジ部とは、Ｉ型の上下の水平部に相
当する部分であり、ウェブ部とは、両フランジ部に挟ま
れた垂直部に相当する部分である。今、Ｉ型の水平方向
をｘ軸方向、垂直方向をｙ軸方向とすると、ウェブ部の
両サイドに取り付けられた磁性体からなる板状体とそれ
に対面するＥ型電磁石により、前記Ｉ型をした非磁性体
からなる板状体と対応するＥ型電磁石とのｘ軸方向の相
対位置が、当該電磁石に流す電流を調整することにより
決定される。また、両フランジ部に取り付けられた磁性
体からなる板状体とそれに対面するＥ型電磁石により、
前記Ｉ型をした非磁性体からなる板状体と対応するＥ型
電磁石とのｙ軸方向の相対位置が、当該電磁石に流す電
流を調整することにより決定される。よって、本手段に
おいては、２次元方向の位置の微調整を行うことができ
る。

【００１０】前記課題を解決するための第３の手段は、
前記第１の手段又は第２の手段であって、前記Ｅ型電磁
石に流す電流の方向が、可変とされていることを特徴と
するもの（請求項３）である。

【００１１】Ｅ型電磁石を直流励磁する場合、電流を流
す方向を一定にすると、残留磁束の影響でコイルが着磁
され、特性の変化をきたすことがある。本手段において
は、電流を流す方向が可変とされているので、残留磁束
を小さくすることができる。

【００１２】前記課題を解決するための第４の手段は、
前記第１の手段から第３の手段において、前記磁性体か
らなる板状体と前記Ｅ型電磁石とのギャップを検出する
ギャップ測定装置であって、当該Ｅ型電磁石の発生する
磁束密度を計測することにより、ギャップを算出するこ
とを特徴とするギャップ測定装置（請求項４）である。

【００１３】前記第１の手段から第３の手段であるアク
チュエータにおいては、Ｅ型電磁石と磁性体からなる板
状体とのギャップを測定し、このギャップを所定値とし
なければならないことが多い。本手段においては、この
ギャップを直接測定せず、当該Ｅ型電磁石の発生する磁
束密度を計測することにより行っているので、特別なギ
ャップセンサを必要としない。磁束密度を測定するセン
サは、ホール素子等の磁気センサをＥ型コイルに埋め込
んでもよいし、コイルの端面に取り付けてもよい。

【００１４】前記課題を解決するための第５の手段は、
前記第１の手段から第３の手段であるアクチュエータを
使用した倣い装置であって、前記非磁性体からなる板状
体とそれに取り付けられた磁性体からなる板状体が長尺
のものであり、前記Ｅ型電磁石が、当該Ｅ型電磁石の励
磁電流を調整することにより、前記磁性体からなる板状
体に接触しないような状態に保たれ、他の駆動手段によ
り、前記磁性体からなる板状体に倣って駆動されるよう
にされていることを特徴とする非接触倣い装置（請求項
５）である。

【００１５】本手段においては、Ｅ型電磁石の励磁電流
を調整することにより、Ｅ型電磁石を、磁性体からなる
板状体に倣って非接触で駆動することができる。よっ
て、Ｅ型電磁石を取り付けたベースを、磁性体からなる
板状体に倣って、摩擦抵抗がない状態で駆動することが
でき、かつ、潤滑油等を使用しないので、クリーンルー
ム中でも使用することができる。

【００１６】前記課題を解決するための第６の手段は、
前記第２の手段又は第３の手段である２次元アクチュエ
ータを、駆動方向が水平方向となるように１個、又は駆
動方向が水平方向で互いに同じ方向となるように２個以
上設けると共に、請求項１又は請求項３に記載の１次元
アクチュエータを駆動方向が鉛直方向となるように３個
設け、これらのアクチュエータによりテーブルの駆動を
可能にしたことを特徴とする６自由度テーブル駆動装
置。（請求項６）である。

【００１７】本手段においては、１例として、全ての２
次元アクチュエータのＥ型電磁石をベースに固定し、そ
の非磁性体からなる板状体をテーブルに固定する。そし
て、全ての１次元アクチュエータをベースに固定し、そ
の非磁性体からなる板状体により、テーブルをスライド
可能に支える。もちろん、全てのＥ型電磁石をテーブル
に固定し、２次元アクチュエータの非磁性体からなる板
状体をベースに固定すると共に、１次元アクチュエータ
の非磁性体からなる板状体が、ベースにスライド可能に
支持されるようにしてもよい。

【００１８】このように、本手段においては、２次元ア
クチュエータにより、テーブルの水平方向の位置を決定
することができ、３個の１次元アクチュエータにより、
テーブルの鉛直方向の位置及び傾きを調整することがで
きる。よって、摩擦の小さい６自由度テーブル駆動装置
とすることができる。

【００１９】前記課題を解決するための第７の手段は、
基板上に所定のパターンを形成する露光装置であって、
基板を搭載するステージ、又はこれに加えて基板に形成
されるパターンの元となるパターンを有するマスク又は
レチクルを搭載するステージを有するものにおいて、こ
れらのステージのうち少なくとも一つに、前記第１の手
段から第３の手段であるアクチュエータ、第５の手段で
ある非接触倣い装置、第６の手段である６自由度テーブ
ル駆動装置のうち少なくとも一つを有してなることを特
徴とするもの（請求項７）である。

【００２０】本手段においては、ステージに、前記第１
の手段から第３の手段であるアクチュエータ、第５の手
段である非接触倣い装置、第６の手段である６自由度テ
ーブル駆動装置のうち少なくとも一つを有してなるの
で、それぞれの手段の欄で説明した作用効果を奏するス
テージとすることができ、正確な露光が可能となる。

【００２１】前記課題を解決するための第８の手段は、
所定のパターンが形成されたデバイスを製造するに当た
り、前記第７の手段である露光装置を用いて、マスク又
はレチクルのパターンを基板に転写する工程を有するこ
とを特徴とするデバイスの製造方法（請求項８）であ
る。

【００２２】本手段においては、前記第７の手段である
露光装置を用いて基板の露光を行っているので、微細な
パターンを有するデバイスを歩留良く製造することがで
きる。なお、本明細書においてデバイスとは、ＩＣやＬ
ＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気
ヘッド、マイクロマシン等、リソグラフィ技術を使用し
て製造されるものをいう。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例
を、図を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施
の形態である１次元アクチュエータを示す概要図であ
る。非磁性体からなる板状体１の両側には磁性体からな
る板状体２ａ、２ｂが非磁性体のボルト３により取り付
けられている。そして、各板状体２ａ、２ｂに対面する
ように、Ｅ型電磁石４ａ、４ｂがそれぞれ設けられてい
る。なお、板状体１、Ｅ型電磁石４ａ、４ｂに設けられ
ている穴は、それぞれこれらを他の物体に取り付けるた
めの取り付け穴である。

【００２４】図２は、Ｅ型電磁石の斜視図である。Ｅ型
電磁石４の、Ｅ型のヨーク５の中心の突起部にコイル６
が巻回されている。ヨーク５は、多数の薄板が積層さ
れ、絶縁物である接着剤により接着されて構成されてお
り、これにより渦電流を小さくしている。

【００２５】図３は、Ｅ型電磁石４と磁性体からなる板
状体２の関係を示す図である。板状体２も多数の薄板が
積層され、絶縁物である接着剤により接着されて構成さ
れており、これにより渦電流を小さくしている。そし
て、板状体２の表面は曲面とされ、これにより、Ｅ型電
磁石４と磁性体からなる板状体２との間に相対的な傾き
が生じた場合にも、両者の距離が変化しないようにされ
ている。

【００２６】図１において、Ｅ型電磁石４ａ、４ｂが共
通のベースに取り付けられているとき、これらのコイル
に流す電流を調節することにより、Ｅ型電磁石４ａ、４
ｂと非磁性体からなる板状体１との相対位置関係を変え
ることができる。よって、図１に示すものは、１次元ア
クチュエータとして使用することができる。

【００２７】ただし、このアクチュエータにおいては、
一方のＥ型電磁石に流す電流を大きくすると、磁性体か
らなる板状体がそちらの電磁石に近づき、それにより益
々吸引力が強まって、結局そちらの電磁石に吸い寄せら
れてしまうという不安定な性質を有する。よって、アク
チュエータとして安定に作動させるためには、Ｅ型電磁
石と磁性体からなる板状体のギャップを検出して、フィ
ードバック制御により、ギャップを所定の値に保つよう
にしてやる必要がある。

【００２８】このためには、非磁性体からなる板状体１
の位置を検出したり、実際のＥ型電磁石と磁性体からな
る板状体のギャップをギャップセンサにより検出したり
してもよいが、Ｅ型電磁石が発生する磁束を磁気センサ
で検出し、それからギャップを算出するようにしてもよ
い。すなわち、Ｅ型電磁石が発生する磁束は、コイルに
流す電流とギャップの関数となるので、コイルに流す電
流とＥ型電磁石が発生する磁束が分かれば、逆にギャッ
プを計算することができる。磁束の測定には、磁気セン
サをＥ型コイルに埋め込んだり、Ｅ型コイルの先端部に
埋め込んだりするような測定方法が考えられる。

【００２９】図４は、本発明の第２の実施の形態である
２次元アクチュエータを示す概要図である。断面がＩ型
である非磁性体からなる板状体１のウェブ部の両側に
は、磁性体からなる板状体２ａ、２ｂが図１に示した方
法と同様の方法で非磁性体のボルトにより取り付けられ
ている。また、上下の各フランジ部には、磁性体からな
る板状体２ｃ、２ｄが同様に非磁性体のボルトにより取
り付けられている。

【００３０】各Ｅ型電磁石４ａ〜４ｄが共通のベースに
取り付けられているとすると、図１の説明で行ったと同
じ方法により、Ｅ型電磁石４ａ、４ｂに流す電流を調整
することにより、非磁性体からなる板状体１のｘ軸方向
（図４の横方向）の位置制御を、Ｅ型電磁石４ｃ、４ｄ
に流す電流を調整することにより、非磁性体からなる板
状体１のｙ軸方向（図４の縦方向）の位置制御を行うこ
とができる。よって、図４に示したものは、２次元アク
チュエータとして作用する。

【００３１】図５は、本発明の実施の形態の第３の実施
の形態である非接触倣い装置の概要を示す図である。図
５においては、非磁性体からなる板状体１、磁性体から
なる板状体２ａ、２ｂが複数連結されて長尺体となって
いる。この例は、図１に示したようなアクチュエータ
を、非磁性体からなる板状体１に取り付けられた物体
と、Ｅ型電磁石４ａ、４ｂが取り付けられている物体の
との非接触軸受として使用している例である。

【００３２】図示しない物体から与えられる外力によ
り、非磁性体からなる板状体１と、Ｅ型電磁石４ａ、４
ｂが、図の縦方向に相対移動する。そのとき、Ｅ型電磁
石４ａ、４ｂのコイルに流す電流を調整することによ
り、板状体１に取り付けられている磁性体からなる板状
体２ａ、２ｂとＥ型電磁石４ａ、４ｂとの距離をそれぞ
れ一定の値に保つ。これにより、非磁性体からなる板状
体１と、Ｅ型電磁石４ａ、４ｂは、摩擦力の影響を受け
ずに相対移動する。

【００３３】図６、図７は、本発明の第４の実施の形態
である鉛直方向１次元アクチュエータを示す概要図であ
り、図６は側面図、図７は平面図である。非磁性体から
なる板状体１の両面（上下面）には、磁性体からなる板
状体が設けられているが、図示されていない。この磁性
体からなる板状体に対面して、Ｅ型電磁石４ｅ、４ｆが
それぞれ設けられている。Ｅ型電磁石４ｅ、４ｆのコイ
ルに流す電流を調整することにより、板状体１の鉛直方
向位置を変化させることができる。なお、図７におい
て、５ｅはＥ型電磁石４ｅのヨーク部、６ｅはＥ型電磁
石４ｅのコイル、各部品における穴や切り欠き部は、こ
れらに取り付けられる他の部品を取り付けるためのもの
である。

【００３４】図８は、本発明の第５の実施の形態である
６自由度テーブル駆動装置を示す概要図である。１１は
ベースであり、この上に全てのアクチュエータと位置セ
ンサが取り付けられている。１２はテーブルであり、水
平方向２次元アクチュエータ１３の非磁性体からなる板
状体１３ａと、水平方向２次元アクチュエータ１４の非
磁性体からなる板状体１４ａとに固定されている。水平
方向２次元アクチュエータ１３、１４は、図４に示した
ような構造のアクチュエータである。

【００３５】また、テーブル１２は、鉛直方向１次元ア
クチュエータ１５の非磁性体からなる板状体に取り付け
られた、先端に回転体を有する突起１５ａ、鉛直方向１
次元アクチュエータ１６の非磁性体からなる板状体に取
り付けられた、先端に回転体を有する突起１６ａ、鉛直
方向１次元アクチュエータ１７の非磁性体からなる板状
体に取り付けられた、先端に回転体を有する突起１７ａ
により支えられている。これらの突起は、それぞれ２個
設けられており、このうちの２個、又は１個がテーブル
に接触している。すなわち、テーブル２は、鉛直方向に
は固定されておらず、各突起により支えられる構造をし
ている。鉛直方向１次元アクチュエータ１５、１６、１
７は、図６、図７に示されたものと同じ構造をしてい
る。

【００３６】この６自由度テーブル駆動装置において
は、水平方向２次元アクチュエータ１３、１４により、
テーブル１２が水平２次元方向に駆動される。なお、こ
の実施の形態においては、水平方向２次元アクチュエー
タを２個用いているが、１個でもかまわず、駆動方向が
同じである限り、３個以上設けてもかまわない。そし
て、３個の鉛直方向１次元アクチュエータ１５、１６、
１７により、テーブル２の鉛直方向の高さと、傾きを決
定することができる。

【００３７】テーブル１２のｘ軸方向の動きはｘ軸方向
位置センサ１８、ｙ軸方向の動きはｙ軸方向位置センサ
１９、２３、鉛直方向の動きは、ｚ軸方向位置センサ２
０、２１、２２により検出されてフィードバックされ
る。

【００３８】次に、本発明に係るアクチュエータを用い
た、半導体の製造に用いられるステージ装置の例を説明
する。図９は、本発明の実施の形態の１例である半導体
露光装置において、ウェハを搭載してその位置を移動さ
せるステージを示す概略構成図である。このステージに
おいては、半導体の製造に用いられるステージ装置６０
０のＹステージ６００Ｙと、ウェハテーブル６０４との
間に、本発明に係る電磁アクチュエータが配置されてい
る。

【００３９】本発明に係るアクチュエータが、Ｙステー
ジ６００Ｙとウェハテーブル６０４との位置調整（シフ
ト量の調整）に用いられるステージ装置６００は、その
用途は限定されないが、この実施の形態では、ウェハ
（基板）Ｗ上にマスク（図示省略）に形成されたパター
ンを転写する露光装置における、ウェハＷの移動手段と
して用いられる。

【００４０】すなわち、ステージ装置６００は、Ｘ軸及
びＹ軸の２軸のＸ−Ｙステージ装置であり、ベース部６
０２上をＸ方向（図中矢印Ｘで示す方向）に駆動される
Ｘステージ６００Ｘ、Ｙ方向（矢印Ｙで示す方向）に駆
動されるＹステージ６００Ｙ、及びウェハテーブル（試
料台）６０４、Ｙステージ６００Ｙとウェハテーブル６
０４との間でシフト量を調整するための電磁アクチュエ
ータ（図９には表れていない）を主たる構成要素として
いる。

【００４１】ここでウェハテーブル６０４は、前記Ｙス
テージ６００Ｙ上に配置され、このウェハテーブル６０
４にウェハホルダ（図示省略）を介してウェハ（基板）
Ｗが搭載される。

【００４２】このウェハＷの上方には、図示省略の照射
部が配置されており、照射部からマスク（共に図示省
略）を介して照射された露光光によって、前記ウェハＷ
上に予め塗布されたレジスト（図示省略）に、マスク上
の回路パターンが転写されるようになっている。

【００４３】ステージ装置６００におけるＸステージ６
００Ｘ及びＹステージ６００Ｙの移動量は、各々、ウェ
ハテーブル６０４のＸ方向の端部、Ｙ方向の端部に固定
された移動鏡６０５Ｘ、６０５Ｙと、これに対向するよ
うに、ベース部６０２に各々固定されたレーザ干渉計６
０６Ｘ、６０６Ｙとによって計測される。そして、主制
御装置（図示省略）が、この計測結果を基に、ウェハテ
ーブル６０４をベース部６０２上の所望の位置に移動制
御するようになっている。

【００４４】このステージ装置６００のＸステージ６０
０Ｘ、Ｙステージ６００Ｙは、固定子６１１を用いたリ
ニアモータ６１０、６２０によって、各々、ベース部６
０２上をＸ方向、Ｙ方向に駆動される。

【００４５】ここで、２つのリニアモータ６１０の固定
子６１１は、共にベース６０２上に取付部６１６にて固
定され、可動子６１２は、各々、固定板６０７を介して
Ｘステージ６００Ｘに固定されている。

【００４６】又、リニアモータ６２０の、各々の固定子
６２１は共にＸステージ６００Ｘに固定され、可動子６
２２（一方のみ図示）はＹステージ６００Ｙに固定され
ている。

【００４７】各固定子６１１、６２１は、その内部の流
路に流される温度調整用の冷却媒体によって冷却される
が、この冷却媒体は、温度調節機６３１にて温度調節さ
れる。なお、固定子６１１、６２１と温度調節機６３１
とは、吐出配管６３２、配管６３３等によって接続され
ている。

【００４８】又、ステージ装置６００には、エアガイド
６４０と静圧気体軸受（図示省略）とが設けられて、エ
ア吹き出し口６４１、エア吸引口６４２によって静圧空
気軸受式のステージが構成されている。

【００４９】このステージ装置においては、本発明に係
るアクチュエータを用いているので、装置を小型化でき
ると共に、特性に経時変化のないものとすることができ
る。また、図８に示すような６自由度テーブル駆動装置
をＹステージ６００Ｙとウェハテーブル６０４との間に
設けることにより、６自由度の微調整を行うことができ
る。

【００５０】次に、本発明の実施の形態の１例である露
光装置について説明する。図１０は、本発明の実施の形
態の１例である露光装置を示す概要図である。この実施
の形態においては、図９に示したようなステージを、露
光装置７００のレチクル（マスク）ステージ７５０の駆
動手段として用いている。すなわち、この実施の形態に
おいては、本発明に係るアクチュエータがレチクルステ
ージ７５０に組み込まれて（図１０にはアクチュエータ
は表れていない）、例えば、レチクルステージ７５０の
チルト方向の駆動等を行うようになっている。ここで露
光装置７００は、いわゆるステップ・アンド・スキャン
露光方式の走査型露光装置である。

【００５１】この露光装置７００は、図１０に示すよう
に、照明系７１０と、レチクル（フォトマスク）Ｒを保
持するステージ可動部７５１と、投影光学系ＰＬと、ウ
ェハ（基板）ＷをＸ−Ｙ平面内でＸ方向−Ｙ方向の２次
元方向に駆動するステージ装置８００と、これらを制御
する主制御装置７２０等を備えている。

【００５２】前記照明系７１０は、光源ユニットから照
射された露光光を、レチクルＲ上の矩形（あるいは円弧
状）の照明領域ＩＡＲに均一な照度で照射するものであ
る。

【００５３】又、レチクルステージ７５０では、ステー
ジ可動部７５１がレチクルベース（図示省略）上を所定
の走査速度でガイドレール（図示省略）に沿って移動さ
れる。又、ステージ可動部７５１の上面にはレチクルＲ
が、例えば真空吸着により固定される。又、ステージ可
動部７５１のレチクルＲの下方には、露光光通過穴（図
示省略）が形成されている。

【００５４】このステージ可動部７５１の移動位置は、
反射鏡７１５、レチクルレーザ干渉計７１６によって検
出され、ステージ制御系７１９は、この検出されたステ
ージ可動部７５１の移動位置に基づく主制御装置７２０
からの指示に応じて、ステージ可動部７５１を駆動す
る。

【００５５】又、投影光学系ＰＬは縮小光学系であり、
レチクルステージ７５０の下方に配置され、その光軸Ａ
Ｘ（照明光学系の光軸ＩＸに一致）の方向がＺ軸方向と
される。ここではテレセントリックな光学配置となるよ
うに光軸ＡＸ方向に沿って所定間隔で配置された複数枚
のレンズエレメントから成る屈折光学系が使用されてい
る。従って、上記照明系７１０によりレチクルＲの照明
領域ＩＡＲが照明されると、レチクルＲの照明領域ＩＡ
Ｒ内の回路パターンの縮小像（部分倒立像）が、ウェハ
Ｗ上の照明領域ＩＡＲに共役な露光領域ＩＡに形成され
る。なお、ステージ装置８００は、平面モータ８７０を
駆動手段として、テーブル８１８をＸ−Ｙ面内で２次元
方向に駆動するものである。

【００５６】すなわち、ステージ装置８００は、ベース
部８２１と、このベース部８２１の上面の上方に数μｍ
程度のクリアランスを介して浮上されるテーブル８１８
と、このテーブル８１８を移動させる平面モータ８７０
とを具えている。ここでテーブル８１８には、露光処理
時、その上面にウェハ（基板）Ｗが、例えば真空吸着に
よって固定される。

【００５７】又、テーブル８１８には移動鏡８２７が固
定され、ウェハ干渉計８３１からレーザビームが照射さ
れて、当該テーブル８１８のＸ−Ｙ面内での移動位置が
検出されるようになっている。

【００５８】このとき得られた移動位置の情報は、ステ
ージ制御系７１９を介して主制御装置７２０に送られ
る。そして、ステージ制御系７１９は、この情報に基づ
く主制御装置７２０からの指示に従って、平面モータ８
７０を作動させ、テーブル８１８をＸ−Ｙ面内の所望の
位置に移動させる。

【００５９】テーブル８１８は、平面モータ８７０を構
成する可動子（図示省略）の上面に、支持機構（図示省
略）によって異なる３点で支持されており、平面モータ
８７０によって、Ｘ方向、Ｙ方向に駆動するのみならず
Ｘ−Ｙ面に対して傾斜させたり、Ｚ軸方向（上方）に駆
動させることができるようになっている。なお、平面モ
ータ８７０は、公知の構成であり、平面モータ８７０の
その他の説明は省略する。

【００６０】なお、図中、符号８２１はベース部であ
り、その内部から生じる熱による温度上昇を防ぐための
冷却媒体が、供給管７９２、排出管７９３、温度調節装
置７７９の作用によって、循環されるようになってい
る。

【００６１】斯かる構成のレチクルステージ７５０を含
む露光装置７００においては、概ね、以下の手順で露光
処理が行われる。 (1)先ず、レチクルＲ、ウェハＷがロードされ、次い
で、レチクルアラインメント、ベースライン計測、アラ
インメント計測等が実行される。 (2)アライメント計測の終了後には、ステップ・アンド
・スキャン方式の露光動作が行われる。 (3)露光動作にあたっては、レチクル干渉計７１６によ
るレチクルＲの位置情報、ウェハ干渉計８３１によるウ
ェハＷの位置情報に基づき、主制御装置７２０がステー
ジ制御系７１９に指令を出し、レチクルステージ７５０
の電磁アクチュエータ１００、リニアモータ（図示省
略）及び平面モータ８７０によって、レチクルＲとウェ
ハＷとが同期して移動し、もって、所望の走査露光が行
われる。 (4)このようにして、１つのショット領域に対するレチ
クルパターンの転写が終了すると、テーブル８１８が１
ショット領域分だけステッピングされて、次のショット
領域に対する走査露光が行われる。このステッピングと
走査露光とが順次繰り返され、ウェハＷ上に必要なショ
ット数のパターンが転写される。

【００６２】なお、露光装置７００を用いた半導体デバ
イスの製造は、概ね、図１１、図１２に示す手順で行わ
れる。すなわち、半導体デバイスは、デバイスの機能・
性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいた
レチクルを製作するステップ、シリコン材料からウェハ
を製作するステップ、前述した実施の形態の露光装置に
よりレチクルのパターンをウェハに転写するステップ、
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）、検査ステップ等を
経て製造される。

【００６３】以下、本発明の実施の形態の１例であるデ
バイスの製造方法について、更に詳細に説明する。図１
１は、デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶
パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）
の製造工程の例を示すフローチャートである。この図に
示されるように、まず、ステップ１００１（設計ステッ
プ）において、デバイスの機能・性能設計（例えば、半
導体テバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現す
るためのパターン設計を行う。引き続き、ステップ１０
０２（マスク製作ステップ）において、設計した回路パ
ターンを形成したマスク（レチクル）を製作する。一
方、ステップ１００３（ウェハ製造ステップ）におい
て、シリコン等の材料を用いてウェハを製造する。

【００６４】次に、ステップ１００４（ウェハ処理ステ
ップ）において、ステップ１００１〜ステップ１００３
で用意したマスク（レチクル）とウェハを使用して、後
述するように、リソグラフィ技術等によってウェハ上に
実際の回路等を形成する。次いで、ステップ１００５
（デバイス組立ステップ）において、ステップ１００４
で処理されたウェハを用いてデバイス組立を行う。この
ステップ１００５には、ダイシング工程、ボンディング
工程、及びパッケージング工程（チップ封入）等の工程
が必要に応じて含まれる。

【００６５】最後に、ステップ１００６（検査ステッ
プ）において、ステップ１００５で作製されたデバイス
の動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こう
した工程を経た後にデバイスが完成し、これが出荷され
る。

【００６６】図１２は、半導体デバイスの場合におけ
る、上記ステップ１００４の詳細な工程の例を示すフロ
ーチャートである。図１２のステップ１０１１（酸化ス
テップ）においてはウェハの表面を酸化させる。ステッ
プ１０１２（ＣＶＤステップ）においてはウェハ表面に
酸化絶縁膜を形成する。ステップ１０１３（電極形成ス
テップ）においてはウェハ上に電極を蒸着によって形成
する。ステップ１０１４（イオン打込みステップ）にお
いてはウェハにイオンを打ち込む。

【００６７】以上のステップ１０１１〜ステップ１０１
４それぞれは、ウェハ処理の各段階の前処理工程を構成
しており、各段階において必要な処理に応じて選択され
て実行される。

【００６８】ウェハプロセスの各段階において、上述の
前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程
が実行される。この後処理工程では、まず、ステップ１
０１５（レジスト形成ステップ）において、ウェハに感
光剤を塗布する。引き続き、ステップ１０１６（露光ス
テップ）において、上で説明した露光装置を用いてマス
クの回路パターンをウェハに転写する。次に、ステップ
１０１７（現像ステップ）においては露光されたウェハ
を現像し、ステップ１０１８（エッチングステップ）に
おいて、レジストが残存している部分以外の部分の露出
部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップ１
０１９（レジスト除去ステップ）においてエッチングが
済んで不要となったレジストを取り除く。これらの前処
理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウ
ェハ上に多重に回路パターンが形成される。

【００６９】本実施の形態においては、本発明に係る露
光装置をステップ１０１６の露光ステップに用いている
ので、微細なパターンを有する半導体デバイスを、歩留
良く製造することができる。

【００７０】又、ステージ装置６００は、マスクと基板
とを静止した状態でマスクのパターンを露光し、基板を
順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート型
の露光装置のステージ装置としても適用することができ
る。

【００７１】又、本発明は、投影光学系を用いることな
くマスクと基板とを密接させてマスクのパターンを露光
するプロキシミティ露光装置の駆動装置としても適用す
ることができる。さらに、電子線を使用した電子線露光
装置の駆動装置としても適用することができる。

【００７２】又、本発明に係る露光装置７００は、半導
体製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角
型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを露光する
液晶用の露光装置や、薄膜磁気ヘッドを製造するための
露光装置にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態である１次元アクチ
ュエータを示す概要図である。

【図２】Ｅ型電磁石の斜視図である。

【図３】Ｅ型電磁石と磁性体からなる板状体の関係を示
す図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態である２次元アクチ
ュエータを示す概要図である。

【図５】本発明の実施の形態の第３の実施の形態である
非接触倣い装置の概要を示す図である。

【図６】本発明の第４の実施の形態である鉛直方向１次
元アクチュエータを示す概要図（側面図）である。

【図７】本発明の第４の実施の形態である鉛直方向１次
元アクチュエータを示す概要図（平面図）である。

【図８】本発明の第５の実施の形態である６自由度テー
ブル駆動装置を示す概要図である。

【図９】本発明の実施の形態の１例である半導体露光装
置において、ウェハを搭載してその位置を移動させるス
テージを示す概略構成図である。

【図１０】本発明の実施の形態の１例である露光装置を
示す概要図である。

【図１１】デバイスの製造工程の例を示すフローチャー
トである。

【図１２】ウェハ処理ステップの詳細な工程の例を示す
フローチャートである。

【符号の説明】

１…非磁性体からなる板状体、２、２ａ、２ｂ、２ｃ、
２ｄ…磁性体からなる板状体、３…ボルト、４、４ａ、
４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ…Ｅ型電磁石、５、５ｅ
…ヨーク、６、６ｅ…コイル、１１…ベース、１２…テ
ーブル、１３…２次元アクチュエータ、１３ａ…非磁性
体からなる板状体、１４…２次元アクチュエータ、１４
ａ…非磁性体からなる板状体、１５…１次元アクチュエ
ータ、１５ａ…突起、１６…１次元アクチュエータ、１
６ａ…突起、１７…１次元アクチュエータ、１７ａ…突
起、１８…ｘ軸方向位置センサ、１９…ｙ軸方向位置セ
ンサ、２０、２１、２２…ｚ軸方向位置センサ、２３…
ｙ軸方向位置センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０２Ｋ 33/12 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５０３ＡＦターム(参考） 2F063 AA23 BB03 BC05 CA21 DA01 DA05 DC08 GA52 KA05 NA06 5F031 CA02 HA53 KA06 LA04 MA27 5F046 CC01 CC02 CC03 CC18 5H633 BB08 BB20 GG03 GG04 GG05 GG09 GG13 GG17 GG23 GG24 HH16 HH18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性体からなる板状体の両側に磁性体
からなる板状体を取り付けた部材と、共通のベースに取
り付けられた１対のＥ型電磁石とを有してなり、当該Ｅ
型電磁石は、それぞれ前記磁性体からなる板状体に対面
するように設けられていることを特徴とする１次元アク
チュエータ。
【請求項２】断面がＩ型をした非磁性体からなる板状
体の、ウェブ部の両サイド、及び両フランジ部に、それ
ぞれ磁性体からなる板状体を取り付けた部材と、共通の
ベースに取り付けられた２対のＥ型電磁石とを有してな
り、当該Ｅ型電磁石は、それぞれ前記磁性体からなる板
状体に対面するように設けられていることを特徴とする
２次元アクチュエータ。
【請求項３】請求項１又は請求項２に記載のアクチュ
エータであって、前記Ｅ型電磁石に流す電流の方向が、
可変とされていることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項４】請求項１から請求項３のうちいずれか１
項に記載のアクチュエータにおいて、前記磁性体からな
る板状体と前記Ｅ型電磁石とのギャップを検出するギャ
ップ測定装置であって、当該Ｅ型電磁石の発生する磁束
密度を計測することにより、ギャップを算出することを
特徴とするギャップ測定装置。
【請求項５】請求項１から請求項３のうちいずれか１
項に記載のアクチュエータを使用した倣い装置であっ
て、前記非磁性体からなる板状体とそれに取り付けられ
た磁性体からなる板状体が長尺のものであり、前記Ｅ型
電磁石が、当該Ｅ型電磁石の励磁電流を調整することに
より、前記磁性体からなる板状体に接触しないような状
態に保たれ、他の駆動手段により、前記磁性体からなる
板状体に倣って駆動されるようにされていることを特徴
とする非接触倣い装置。
【請求項６】請求項２又は請求項３に記載の２次元ア
クチュエータを、駆動方向が水平方向となるように１
個、又は駆動方向が水平方向で互いに同じ方向となるよ
うに２個以上設けると共に、請求項１又は請求項３に記
載の１次元アクチュエータを駆動方向が鉛直方向となる
ように３個設け、これらのアクチュエータによりテーブ
ルの駆動を可能にしたことを特徴とする６自由度テーブ
ル駆動装置。
【請求項７】基板上に所定のパターンを形成する露光
装置であって、基板を搭載するステージ、又はこれに加
えて基板に形成されるパターンの元となるパターンを有
するマスク又はレチクルを搭載するステージを有するも
のにおいて、これらのステージのうち少なくとも一つ
に、請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の
アクチュエータ、請求項５に記載の非接触倣い装置、請
求項６に記載の６自由度テーブル駆動装置のうち少なく
とも一つを有してなることを特徴とする露光装置。
【請求項８】所定のパターンが形成されたデバイスを
製造するに当たり、請求項７に記載の露光装置を用い
て、マスク又はレチクルのパターンを基板に転写する工
程を有することを特徴とするデバイスの製造方法。