JP2010004684A - モータ装置、製造方法、露光装置及びデバイスの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】推力の低下や変動を抑えると共に、製造工程の簡易化及び製造コストの低減を実現することができるモータ装置を提供する。
【解決手段】移動磁界を発生する歯状突極を有する可動部と、前記可動部に対向して配置されるプラテンとを備えるモータ装置であって、前記プラテンは、凸部及び第1の凹部が周期的に配列された表面を有する基材と、前記第1の凹部の内側に第2の凹部が形成されるように前記基材の前記表面の上に溶射によって形成された第1の溶射層と、前記第2の凹部を充填する樹脂と、を含むことを特徴とするモータ装置を提供する。
【選択図】図1
【解決手段】移動磁界を発生する歯状突極を有する可動部と、前記可動部に対向して配置されるプラテンとを備えるモータ装置であって、前記プラテンは、凸部及び第1の凹部が周期的に配列された表面を有する基材と、前記第1の凹部の内側に第2の凹部が形成されるように前記基材の前記表面の上に溶射によって形成された第1の溶射層と、前記第2の凹部を充填する樹脂と、を含むことを特徴とするモータ装置を提供する。
【選択図】図1
Description
本発明は、モータ装置、製造方法、露光装置及びデバイスの製造方法に関する。
フォトリソグラフィー(焼き付け)技術を用いて半導体メモリや論理回路などの微細な半導体デバイスを製造する際に、投影露光装置が従来から使用されている。投影露光装置は、レチクル(マスク)に形成されたパターン(回路パターン)を投影光学系によってウエハ等の基板に投影して回路パターンを転写する。なお、投影露光装置は、レチクルのパターンをウエハに投影する際に、投影光学系に対して、リニアパルスモータや平面パルスモータを利用してレチクル及びウエハを順次移動させるレチクルステージ及びウエハステージを備えている。
図13及び図14を参照して、従来のリニアパルスモータの概要(構成及び動作原理)について説明する。
図13において、1010は、従来のリニアパルスモータの固定部であって、周期的な凸部(プラテン側凸部)1012及び凹部(プラテン側凹部)1014を表面に有するプラテンである。なお、プラテン1010において、プラテン側凸部1012は、一定間隔τで配置されている。1020は、可動側歯先(凸部)1022を表面に有する可動部である。1030は、可動側歯先1022を電流で磁化するためのコイルである。1040は、プラテン1010と可動側歯先1022との間に吸着力を発生させる永久磁石である。1051、1052、1053及び1054のそれぞれは、コイル1030によって、磁気的な吸着力を発生する第1の突極、第2の突極、第3の突極及び第4の突極である。また、MFは、コイル1030に流れる電流及び永久磁石1040による磁束である。
図13(a)は、可動部1020が原点位置に位置する状態、図13(b)は、可動部1020がτ/4位置に位置する状態を示している。また、図13(c)は、可動部1020が2τ/4位置に位置する状態、図13(d)は、可動部1020が3τ/4位置に位置する状態を示している。可動部1020における第1の突極1051乃至第4の突極1054は、空間的にτ/4だけずれて配置されている。
まず、原点位置(図13(a))において、第1の突極1051に対応するコイル1030に対して、図13(a)に示す方向に電流を流すと、第1の突極1051を通過する磁束が永久磁石1040の磁束と合わさって最大となる。その結果、第1の突極1051は、その直下のプラテン側凸部1012と引き合う。また、第2の突極1052に対応するコイル1030に対して、図13(a)に示す方向に電流を流すと、第2の突極1052を通過する磁束が永久磁石1040の磁束を打ち消す。その結果、第2の突極1052は、プラテン側凹部1014の上に位置する。また、第3の突極1053及び第4の突極1054のそれぞれは、斜め方向にプラテン側凸部1012と引き合う。
次に、第1の突極1051及び第2の突極1052のそれぞれに対応するコイル1030に流している電流を止める。そして、第3の突極1053及び第4の突極1054のそれぞれに対応するコイル1030に対して、図13(b)に示す方向に電流を流すと、第4の突極1054を通過する磁束が永久磁石1040の磁束と合わさって最大となる。その結果、第4の突極1054は、その直下のプラテン側凸部1012と引き合う。また、第3の突極を通過する磁束は永久磁石1040の磁束で打ち消され、第3の突極1053はプラテン側凸部1012と引き合わなくなる。また、第1の突極1051及び第2の突極1052のそれぞれは、斜め方向にプラテン側凸部1012と引き合う。
これにより、可動部1020は、第4の突極1054がプラテン側凸部1012と対向するように、図13(b)に示すτ/2位置まで移動する。同様に、コイル1030に流す電流の方向を図13(a)乃至(d)に示すように切り替えることで、可動部1020を右方向に順次移動させることが可能となる。
リニアパルスモータにおいて、プラテン1010と可動部1020との間は、一般的に、LMガイド又は可動部1020に構成されるエアベアリングによって、一定のクリアランスに維持されている。従って、図14に示すように、プラテン側凹部1014や可動側歯先1022の間には非磁性のエポキシ樹脂ERが充填され、エアベアリング走行面が形成されている。エアベアリング走行面には高い面精度が要求されるため、プラテン1010の製造工程では、プラテン側凹部1014にエポキシ樹脂ERを充填して硬化させた後に、プラテン1010の表面(可動部側の面)を平面研削して一定の面精度を確保している。なお、平面研削の際の砥石とプラテン1010の表面との摩擦で生じる研削熱に起因してエポキシ樹脂ERが膨張して面精度が悪化することを防止するために、平面研削は湿式で行われる。また、プラテン1010の表面を平面研削した後、プラテン側凸部1012には、防錆処理として、通常、メッキやコーティングが施される。
次に、図15乃至図17を参照して、従来の平面パルスモータの概要について説明する。
図15は、従来の平面パルスモータの全体を示す図である。可動部2020は、プラテン側凸部2012を有するプラテン2010の上において、約20ミクロン浮上しており、X方向及びY方向に移動することができる。具体的には、可動部2020は、図16に示すように、プラテン2010に対してエアを噴出して浮上するためのエア噴出口2060を有し、図13に示す1軸方向の可動部1020をX方向及びY方向のそれぞれに2つ配置して構成される。また、プラテン2010は、図17に示すように、周期的な(碁盤目状に)プラテン側凸部2012及びプラテン側凹部2014を表面に有する。なお、プラテン側凹部2014には、非磁性のエポキシ樹脂ERが充填されている。
プラテン2010の表面(可動部側の面)は可動部2020のエアベアリング走行面となるため、高い面精度が要求される。従って、プラテン2010の製造工程では、プラテン1010と同様に、プラテン側凹部2014にエポキシ樹脂ERを充填して硬化させた後に、プラテン2010の表面を湿式で平面研削して、防錆処理(メッキやコーティング)を施す。
このようなリニアパルスモータ及び平面パルスモータなどのモータ装置の推力は、一般的に、可動部とプラテン(固定部)との間のギャップ(磁気ギャップ)における磁束密度の2乗に比例する。なお、磁気ギャップとは、詳細には、プラテン側凸部から可動側歯先までのギャップである。
磁気ギャップは、プラテンに防錆処理を施さない場合には、エアベアリングの浮上量と等しくなるが、プラテンに防錆処理を施した場合には、メッキ層やコーティング層の厚さとエアベアリングの浮上量とをあわせたものになる。磁気ギャップが小さいほど磁束密度は増加するため、モータ装置の推力は大きくなる。
磁気ギャップに対するモータ装置の推力の敏感度は、磁気回路構成に依存するが、一般的に、約0.5乃至2%/μmである。エアベアリングの浮上量は5乃至10μm程度であり、メッキ層の厚さの限界値は50μm程度である。エアベアリングの浮上量が5μm以下になると、可動部の変形などにより、可動部とプラテン(固定部)とが接触してしまう。また、メッキ層の厚さが50μm以下になると、メッキ層の密着力が不足して剥離してしまう。従って、防錆処理を施す場合には、磁気ギャップは、最小でも55乃至60μm必要となる。
このような技術に関しては、従来から幾つか提案されている(特許文献1参照)。
特開2006−141080号公報
しかしながら、従来のモータ装置では、以下のような4つの問題点を生じてしまう。
第1の問題点は、防錆処理によるモータ装置の推力の低下である。防錆処理としてプラテン側凸部にメッキ層を形成すると、上述したように、メッキ層の厚さに比例してモータ装置の推力が低下してしまう。メッキ層の厚さを極力薄くすることでモータ装置の推力の低下を抑えることは可能であるが、メッキ層の厚さを50μmより薄くすると密着力が不足して剥離してしまうため、磁気ギャップを55μm以下にすることは非常に困難である。
第2の問題点は、プラテン側凸部とプラテン側凹部に充填されたエポキシ樹脂の表面との段差によるモータ装置の推力の変動である。従来のモータ装置においては、上述したように、プラテン側凹部にエポキシ樹脂を充填してエアベアリング走行面を形成し、かかるエアベアリング走行面を湿式で平面研削しているため、研削液によってエポキシ樹脂が膨潤してしまう。従って、プラテン側凸部とエポキシ樹脂の表面との間に5乃至10μmの段差が生じ、エアベアリングの浮上量が可動側歯先の1ピッチ内で変化する。その結果、可動部とプラテン(固定部)との間の磁気ギャップが変化し、モータ装置の推力が変動してしまう。
第3の問題点は、エアベアリング走行面の面精度の悪化によるモータ装置の推力の低下である。上述したように、プラテン側凹部にはエポキシ樹脂が充填されるが、かかるエポキシ樹脂が硬化する際の体積収縮によってプラテン全体が変形し、エアベアリング走行面の面精度が悪化する。特に、プラテンの周辺部は変形しやすく(反りやすく)、可動部がプラテンの周辺部にいくほど磁気ギャップが広がるため、モータ装置の推力が低下してしまう。
第4の問題点は、防錆処理による製造工程の複雑化である。プラテンの表面にメッキ層を形成する際、プラテン側凹部に充填されたエポキシ樹脂(表面)にはメッキ層がつかないため、プラテン側凸部とエポキシ樹脂の表面との間にメッキ層の厚さ分の段差が生じる。従って、かかる段差を埋めるために、プラテンの表面にエポキシ樹脂を再度コーティングして、仕上げ平面研削を行う必要がある。このように、防錆処理(メッキ層の形成)工程、エポキシ樹脂充填工程、平面研削工程を数回繰り返してプラテンを製造しなければならず、製造工程が複雑化すると共に、製造コストが増加してしまう。
そこで、本発明は、このような従来技術の課題に鑑みて、推力の低下や変動を抑えると共に、製造工程の簡易化及び製造コストの低減を実現することができるモータ装置を提供することを例示的目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の第1の側面としてのモータ装置は、コイルと歯状突極とを有する可動部と、前記可動部に対向して配置されるプラテンとを備え、前記コイルに電流を流すことによって発生する磁界を用いて前記可動部と前記プラテンとを相対的に移動させるモータ装置であって、前記プラテンは、凸部及び第1の凹部が周期的に配列された表面を有する基材と、前記第1の凹部の内側に第2の凹部が形成されるように前記基材の前記表面の上に溶射によって形成された第1の溶射層と、前記第2の凹部を充填する樹脂と、を含むことを特徴とする。
本発明の第2の側面としてのモータ装置は、コイルと歯状突極とを有する可動部と、前記可動部に対向して配置されるプラテンとを備え、前記コイルに電流を流すことによって発生する磁界を用いて前記可動部と前記プラテンとを相対的に移動させるモータ装置であって、前記プラテンは、凸部及び凹部が周期的に配列された表面を有する基材と、前記凹部を充填する樹脂と、前記凹部に充填された前記樹脂及び前記凹部の間に露出している前記凸部を覆うように溶射によって形成された平坦な表面を有する溶射層と、を含むことを特徴とする。
本発明の第3の側面としての製造方法は、コイルと歯状突極とを有する可動部と、前記可動部に対向して配置されるプラテンとを備え、前記コイルに電流を流すことによって発生する磁界を用いて前記可動部と前記プラテンとを相対的に移動させるモータ装置を製造する製造方法であって、前記プラテンの基材の表面に、凸部及び第1の凹部を周期的に形成するステップと、前記第1の凹部の内側に第2の凹部が形成されるように前記基材の前記表面の上に溶射によって溶射層を形成するステップと、前記第2の凹部を樹脂で充填するステップと、を含むことを特徴とする。
本発明の第4の側面としての露光装置は、レチクルのパターンを基板に投影する投影光学系と、前記基板を位置決めするステージと、を有し、前記ステージは、上述のモータ装置を駆動部として含むことを特徴とする。
本発明の第5の側面としてのデバイスの製造方法は、上述の露光装置を用いて基板を露光するステップと、露光された前記基板を現像するステップと、を有することを特徴とする。
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。
本発明によれば、例えば、推力の低下や変動を抑えると共に、製造工程の簡易化及び製造コストの低減を実現するモータ装置を提供することができる。
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
図1は、本発明の一側面としてのモータ装置1の構成を示す概略断面図である。モータ装置1は、本実施形態では、図1に示すように、リニアパルスモータとして具現化される。但し、モータ装置1は、リニアパルスモータに限定されず、例えば、平面パルスモータなどにも適用することができる。
図1において、110は、リニアパルスモータのプラテン(固定部)である。プラテン110は、主に、凸部(プラテン側凸部)112及び凹部(プラテン側凹部)114が周期的に配列された(即ち、一定間隔で形成された)表面PSを有する基材で構成されている。120は、移動磁界を発生する歯状突極124を有する可動部である。歯状突極124は、主に、歯先(可動側歯先)122が周期的に配置された(即ち、一定間隔で形成された)表面FSを有する基材で構成されている。なお、プラテン110は、可動部120に対向して配置される。130は、可動側歯先122を電流で磁化するためのコイルである。140は、プラテン110と可動側歯先122との間に吸着力を発生させる永久磁石である。
図13を参照して説明したように、コイル130に流す電流の方向を切り替えることで、可動部120は、リニアパルスモータの動作原理に従って、プラテン110の上を一定のクリアランスを保った状態で移動することができる。クリアランスは、可動部120に設けられたエアベアリング(不図示)からガスを噴出して可動部120をプラテン110から浮上させることで保つことが可能である。このように、モータ装置1は、コイル130に電流を流すことによって発生する磁界を用いて可動部120とプラテン110とを相対的に移動させる。
図2は、プラテン110と可動部120との間、詳細には、プラテン側凸部112から可動側歯先122までのギャップ(磁気ギャップ)の周辺(図1に点線で囲まれた領域)を示す拡大断面図である。
図2を参照するに、プラテン110の表面PSには、防錆処理として、第1の凹部としてのプラテン側凹部114の内側に第2の凹部が形成されるように溶射によって溶射層(第1の溶射層)150Aが形成されている。同様に、可動部120の表面FSには、防錆処理として、可動側歯先122の間の内側に第3の凹部が形成されるように溶射によって溶射層(第3の溶射層)150Bが形成されている。但し、溶射層150は、少なくともプラテン110の表面PSに形成されていればよく、可動部120の表面FSに形成されていなくてもよい。プラテン110の表面PS及び可動部120の表面FSは、リニアパルスモータの磁路となるため、移動磁界による渦電流損が発生する。従って、溶射層150の材料としては、非磁性、電気絶縁性、溶射後の切削性及び密着性に優れたセラミックスであることが好ましい。また、溶射層150が形成されたプラテン110の表面PSのプラテン側凹部114(第2の凹部)及び可動部120の表面FSの可動側歯先122の間(第3の凹部)には、エポキシ樹脂などの樹脂160が充填されている。
ここで、溶射とは、一般的に、セラミックス、金属、サーメットなどのコーティングの材料を加熱し、溶融又は半溶融の微粒子の状態で、基材(表面)に高速度で衝突させることで溶射層(被膜)を形成する技術である。溶射においては、基材と溶射層との間の接合が物理的接合であるため、溶融又は軟化する材料であれば、溶射層を形成することができる。換言すれば、あらゆる材料を用いて溶射を行うことができる。同様に、基材の寸法や形状についても制限はなく、あらゆる基材に溶射層を形成することができる。従って、溶射層の材料を用途に応じて選択することによって、基材(表面)の耐摩耗性、耐腐食性、電気絶縁性、潤滑性、摩擦性などを向上させることができる。
なお、溶射を行う前には、基材をサンドブラストして表面を荒らす必要がある。具体的には、溶融又は半溶融の微粒子(溶射層)を基材に密着させるためには、基材の表面粗さを5μm以上にする必要がある。溶融又は半溶融の微粒子は、適度な表面粗さを有する基材に衝突し、急冷されることで表面に物理的に接合して積層されていくが、その際、積層された粒子間には空孔又は空隙チャネルが形成される。空孔や空隙チャネルは、溶射層の表面から基材の表面まで達するため、耐摩耗性、耐腐食性、電気絶縁性、潤滑性、摩擦性などを低減させる原因となる。そこで、溶射層を形成した後には、空孔や空隙チャネルを封止する封孔処理が施される。
本実施形態では、プラテン110の表面PS及び可動部120の表面FSの表面粗さを最大で5μmとし、溶射によって、アルミナセラミックスを材料とする厚さ15μmの溶射層150を形成した。
このように、防錆処理としての溶射層150の厚さを15μmまで薄くしても、プラテン110の表面PS又は可動部120の表面FSと溶射層150との密着性及び防錆性を確保することができる。従って、プラテン110と可動部120との間(プラテン側凸部112から可動側歯先122まで)の磁気ギャップを20μmまで小さくすることが可能となり、モータ装置1の推力の低下を抑えることができる。なお、溶射層150の厚さをあまりに薄くすると、プラテン110の表面PS及び可動部120の表面FSが露出して防錆性を確保することができなくなる可能性がある。防錆性を確保するためには15μmよりも厚くすることが好ましい。
また、溶射層150を形成することによって、プラテン110の表面PS(即ち、溶射層150が形成されたプラテン側凸部112と樹脂160が充填されたプラテン側凹部114)を、研削液を使わずに乾式で平面研削することが可能となる。従って、プラテン側凹部114に充填された樹脂160の膨潤を防止することができ、プラテン側凸部112とプラテン側凹部114に充填された樹脂160の表面との段差を小さくすることができる。具体的には、プラテン側凸部112とプラテン側凹部114に充填された樹脂160の表面との段差を1μm以下にすることができ、可動側歯先122の1ピッチ内におけるモータ装置1の推力の変動を低減させることができる。
更には、プラテン側凹部114に樹脂160を充填する樹脂充填工程と、平面研削工程とを繰り返す必要がないため、モータ装置1の製造工程が簡易化され、製造コストの低減を実現することができる。
なお、図3乃至図6に示すように、溶射層150が形成されたプラテン110の表面PSのプラテン側凹部114及び可動部120の表面FSの可動側歯先122の間に充填された樹脂160には、非磁性の固体物が装填されていることが好ましい。
具体的には、図3を参照するに、プラテン側凹部114及び可動側歯先122の間に充填された樹脂160には、例えば、ガラスボール、セラミックスボール、樹脂ボールなどの非磁性ボール171が装填されている。また、図4を参照するに、プラテン側凹部114及び可動側歯先122の間に充填された樹脂160には、非磁性の直方体形状、角型バー形状又は円筒バー形状を有する樹脂172が装填されている。また、図5を参照するに、プラテン側凹部114及び可動側歯先122の間に充填された樹脂160には、セラミックシート又は繊維などの非磁性板173が装填されている。また、図6を参照するに、プラテン側凹部114及び可動側歯先122の間に充填された樹脂160には、カーボンブラック又は炭酸カルシウムなどの非磁性粉末174が装填されている。
このように、非磁性の固体物を樹脂160に装填することで、プラテン110の表面PSのプラテン側凹部114及び可動部120の表面FSの可動側歯先122の間に充填される樹脂160の容積を低減させることができる。従って、樹脂160が硬化する際の体積収縮が緩和されるため、プラテン110及び可動部120の変形が低減し、モータ装置1の推力の低下を抑えることができる。
また、図7に示すように、プラテン側凸部112の上に形成された溶射層150Aとプラテン側凹部114に充填された樹脂160を覆うように溶射によって形成された平坦な平面を有する溶射層(第2の溶射層)155Aを更に形成してもよい。同様に、可動側歯先122の上に形成された溶射層150Bと可動側歯先122の間に充填された樹脂160を覆うように溶射によって形成された平坦な平面を有する溶射層155Bを更に形成してもよい。これにより、プラテン110及び可動部120の面精度を高い精度で維持することができ、モータ装置1の推力の低下を抑えることができる。
また、プラテン110は、図8に示すように、複数の部分プラテン110a乃至110cで構成されていてもよい。この場合、部分プラテン110aと部分プラテン110bとの間や部分プラテン110bと部分プラテン110cとの間にも溶射によって溶射層150Aを形成することで、複数の部分プラテン110a乃至110cを連結させることができる。従って、複数の部分プラテン110a乃至110cを同時に平面研削して同面にすることができ、プラテン110の大面積化を実現することができる。なお、複数の部分プラテン110a乃至110cを溶射層150によって連結させるためには、複数の部分プラテン110a乃至110cの間を10μm以下にする必要がある。
また、図9に示すように、プラテン側凹部114に樹脂160を充填してからプラテン110の表面PS(即ち、プラテン側凸部112と樹脂160が充填されたプラテン側凹部114)に、溶射によって、溶射層157を形成してもよい。溶射層157は、プラテン側凹部114に充填された樹脂160及びプラテン側凹部114の間に露出しているプラテン側凸部112を覆うように溶射によって形成された平坦な平面を有する。この場合、プラテン側凹部114では樹脂160の上に溶射層157が形成され、プラテン110の表面PSの全面に溶射層157が形成されることになる。溶射層は、一般的に、樹脂に密着しにくいが、例えば、フィラーを50%以上充填した樹脂に対して低温で溶射を行うことで、溶融又は半溶融の微粒子が樹脂の表面に密着し、溶射層を形成することが可能となる。
また、図10に示すように、プラテン側凹部114に樹脂160を充填し、樹脂160の上に溶射用のプライマー層180を積層させてから、溶射によって、溶射層157を形成してもよい。この場合、プラテン側凹部114には、樹脂160の上にプライマー層180が形成され、プラテン110の表面PSの全面に溶射層157が形成されることになる。上述したように、溶射層は、樹脂に密着しにくいが、樹脂160の上にプライマー層180を形成することで、溶射層157を容易に形成することが可能となる。
次に、図11を参照して、モータ装置1を製造する製造方法について説明する。なお、モータ装置1においては、プラテン110の製造を特徴としており、可動部120の製造や各部の組み立てなどは従来と同様であるため、本実施形態では、主に、プラテン110の製造について説明する。
まず、ステップS1102では、プラテン110の基材に対して、一定の間隔で櫛歯加工を行う。これにより、プラテン110の基材にプラテン側凸部112及びプラテン側凹部114が周期的に形成される。なお、プラテン110の基材には、モータ鉄損を低減するために、積層鋼板を用いることが好ましい。
次に、ステップS1104では、プラテン側凸部112及びプラテン側凹部114が形成された基材に対して、湿式で平面研削を行う。具体的には、プラテン側凸部112の面精度が5μm以下になるように、平面研削を行う。
次に、ステップS1106では、プラテン側凸部112及びプラテン側凹部114が形成された基材に対して、ブラスト処理を行う。具体的には、プラテン側凸部112及びプラテン側凹部114が形成された基材の表面粗さが最大で5μmになるように、ブラスト処理を行う。
次に、ステップS1108では、プラテン側凸部112及びプラテン側凹部114が形成された基材の表面に、溶射によって、溶射層150Aを形成する。例えば、アルミナセラミックスを材料とし、厚さ50μmの溶射層150Aを形成する。
次に、ステップS1110では、封孔処理を行う。封孔処理剤には、例えば、常温硬化性エポキシ樹脂を使用する。なお、封孔処理剤には、熱硬化性樹脂を使用してもよいが、プラテン110の基材が反らないように、プラテン110の基材を保持した状態で封孔処理を行う必要がある。
次に、ステップS1112では、溶射層150Aが形成されたプラテン側凹部114に樹脂160を充填する。樹脂160を充填する際には、気泡の混入を防止するために、プラテン110の基材の全面に樹脂を真空含浸させることが好ましい。また、非磁性の固体物を装填する場合には、樹脂160を充填する前に、溶射層150Aが形成されたプラテン側凹部114に非磁性の固体物を装填すればよい。
次に、ステップS1114では、プラテン110の基材(即ち、溶射層150Aが形成されたプラテン側凸部112と樹脂160が充填されたプラテン側凹部114)に対して、乾式で平面研削を行う。ステップS1114では、溶射層150A及び樹脂160を同時に研削するが、溶射層150Aと樹脂160とではヤング率が異なるため、樹脂160は溶射層150Aよりも研削しやすい。従って、切り込み量や研削速度を適時調整すると共に、砥石の選択や膜厚を管理しながら平面研削することが好ましい。
このように、本実施形態の製造方法によれば、製造工程が簡易化され、製造コストを低減させながらも、推力の低下や変動を抑えることが可能なモータ装置1を製造することができる。
以下、図12を参照して、上述したモータ装置1を適用した露光装置200について説明する。図12は、本発明の一側面としての露光装置200の構成を示す概略図である。
露光装置200は、本実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式でレチクルのパターンをウエハに露光する投影露光装置である。但し、露光装置200は、ステップ・アンド・リピート方式やその他の露光方式も適用することができる。
露光装置200は、図12に示すように、照明装置210と、レチクル220を支持するレチクルステージ225と、投影光学系230と、ウエハ240を支持するウエハステージ245とを備える。
照明装置210は、転写用の回路パターンが形成されたレチクル220を照明し、光源と、照明光学系とを有する。光源は、例えば、波長約193nmのArFエキシマレーザー、波長約248nmのKrFエキシマレーザーなどのエキシマレーザーを使用する。但し、光源は、エキシマレーザーに限定されず、波長約157nmのF2レーザーや狭帯域化した水銀ランプなどを使用してもよい。照明光学系は、光源からの光を用いてレチクル220を照明する光学系である。照明光学系は、例えば、レンズ、ミラー、オプティカルインテグレーター、絞り等を含む。
レチクル220は、回路パターンを有し、レチクルステージ225に支持及び駆動される。レチクル220から発せされた回折光は、投影光学系230を介して、ウエハ240に投影される。露光装置200は、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置であるため、レチクル220とウエハ240とを走査することによって、レチクル220のパターンをウエハ240に転写する。
レチクルステージ225は、レチクル220を支持し、X方向、Y方向、Z方向及びその軸周りにレチクル220を移動させて、レチクル220を位置決めする。
投影光学系230は、レチクル220のパターンをウエハ240に投影する光学系である。投影光学系230は、屈折系、反射屈折系、或いは、反射系を使用することができる。
ウエハ240は、レチクル220のパターンが投影(転写)される基板である。但し、ウエハ240の代わりにガラスプレートやその他の基板を用いることもできる。ウエハ240には、レジストが塗布されている。
ウエハステージ245は、ウエハ240を支持し、X方向、Y方向、Z方向及びその軸周りにウエハ240を移動させて、ウエハ240を位置決めする。具体的には、ウエハステージ245は、ウエハ240を位置決めする微動ステージ機構と、かかる微動ステージを位置決めする粗動ステージ機構とで構成される。粗動ステージ機構は、駆動部として上述したモータ装置1を含む。詳細には、粗動ステージ機構の可動部は、上述したモータ装置1の可動部120を含んで構成され、粗動ステージ機構の固定部は、上述したモータ装置1のプラテン110を含んで構成される。なお、本実施形態では、ウエハステージ245の駆動部のみにモータ装置1を適用しているが、レチクルステージ225の駆動部にモータ装置1を適用することも可能である。
露光において、照明装置210の光源から発せられた光は、照明光学系によってレチクル220を照明する。レチクル220のパターンを反映する光は、投影光学系230によってウエハ240上に結像する。露光装置200は、従来よりも高いスループットで経済性よく高品位なデバイス(半導体素子、LCD素子、撮像素子(CCDなど)、薄膜磁気ヘッドなど)を提供することができる。かかるデバイスは、露光装置200を用いてフォトレジスト(感光剤)が塗布された基板(ウエハ、ガラスプレート等)を露光する工程と、露光された基板を現像する工程と、その他の周知の工程と、を経ることによって製造される。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
例えば、本実施形態では、コイルと歯状突極とを有する部材側を可動部とし、プラテン側を固定部としているが、コイルと歯状突極とを有する部材側を固定部とし、プラテン側を可動部としてもよい。この場合、平面度の観点から、エアベアリングを固定部側に設けることが好ましい。
また、エアベアリングを可動部側(プラテン側)に設ける場合は、コイルと歯状突極とを有する部材の歯状突極と歯状突極及び歯先と歯先との間の空間に溶射を施して樹脂を充填する必要がある。かかる構成によれば、固定部側は溶射と樹脂の充填によって面精度の高いエアベアリング面を構成することができ、可動部側は給電用の配線を持たないため、外乱の影響を低減することができる。
1 モータ装置
110 プラテン
112 凸部(プラテン側凸部)
114 凹部(プラテン側凹部)
120 可動部
122 可動側歯先
130 コイル
140 永久磁石
150、150A、150B 溶射層
155A、155B 溶射層
157 溶射層
160 樹脂
171 非磁性ボール
172 樹脂
173 非磁性板
174 非磁性粉末
180 プライマー層
110 プラテン
112 凸部(プラテン側凸部)
114 凹部(プラテン側凹部)
120 可動部
122 可動側歯先
130 コイル
140 永久磁石
150、150A、150B 溶射層
155A、155B 溶射層
157 溶射層
160 樹脂
171 非磁性ボール
172 樹脂
173 非磁性板
174 非磁性粉末
180 プライマー層
Claims (11)
- コイルと歯状突極とを有する可動部と、前記可動部に対向して配置されるプラテンとを備え、前記コイルに電流を流すことによって発生する磁界を用いて前記可動部と前記プラテンとを相対的に移動させるモータ装置であって、
前記プラテンは、
凸部及び第1の凹部が周期的に配列された表面を有する基材と、
前記第1の凹部の内側に第2の凹部が形成されるように前記基材の前記表面の上に溶射によって形成された第1の溶射層と、
前記第2の凹部を充填する樹脂と、
を含むことを特徴とするモータ装置。 - 前記プラテンは、前記第2の凹部に充填された前記樹脂と前記凸部の上に形成されている前記第1の溶射層を覆うように溶射によって形成された平坦な平面を有する第2の溶射層を更に含むことを特徴とする請求項1に記載のモータ装置。
- 前記第2の凹部に充填された樹脂には、非磁性の固体物が装填されていることを特徴とする請求項1に記載のモータ装置。
- 前記第1の溶射層及び第2の溶射層は、セラミックスを材料とすることを特徴とする請求項2に記載のモータ装置。
- 前記可動部は、
歯先が周期的に配列された表面を有する基材と、
前記歯先の間の内側に第3の凹部が形成されるように前記基材の表面の上に溶射によって形成された第3の溶射層と、
前記第3の凹部を充填する樹脂と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載のモータ装置。 - 前記プラテンは、複数の部分プラテンで構成され、
前記第1の溶射層は、前記複数の部分プラテンを連結することを特徴とする請求項1に記載のモータ装置。 - コイルと歯状突極とを有する可動部と、前記可動部に対向して配置されるプラテンとを備え、前記コイルに電流を流すことによって発生する磁界を用いて前記可動部と前記プラテンとを相対的に移動させるモータ装置であって、
前記プラテンは、
凸部及び凹部が周期的に配列された表面を有する基材と、
前記凹部を充填する樹脂と、
前記凹部に充填された前記樹脂及び前記凹部の間に露出している前記凸部を覆うように溶射によって形成された平坦な表面を有する溶射層と、
を含むことを特徴とするモータ装置。 - 前記可動部はエアベアリングを備え、
前記エアベアリングからガスを噴出することによって、前記可動部を前記プラテンから浮上させることを特徴とする請求項1乃至7のうちいずれか1項に記載のモータ装置。 - コイルと歯状突極とを有する可動部と、前記可動部に対向して配置されるプラテンとを備え、前記コイルに電流を流すことによって発生する磁界を用いて前記可動部と前記プラテンとを相対的に移動させるモータ装置を製造する製造方法であって、
前記プラテンの基材の表面に、凸部及び第1の凹部を周期的に形成するステップと、
前記第1の凹部の内側に第2の凹部が形成されるように前記基材の前記表面の上に溶射によって溶射層を形成するステップと、
前記第2の凹部を樹脂で充填するステップと、
を含むことを特徴とする製造方法。 - レチクルのパターンを基板に投影する投影光学系と、
前記基板を位置決めするステージと、
を有し、
前記ステージは、請求項1乃至8のうちいずれか1項に記載のモータ装置を駆動部として含むことを特徴とする露光装置。 - 請求項10に記載の露光装置を用いて基板を露光するステップと、
露光された前記基板を現像するステップと、
を有することを特徴とするデバイスの製造方法。
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Date | Code | Title | Description |
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