JP2010093266A - モータ装置、ステージ装置、露光装置及びデバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】効率的に温度調整が可能なモータ装置、ステージ装置、露光装置及びデバイスの製造方法を提供する。
【解決手段】固定子７４Ａの冷却装置８２は、カバー部材８３と、第１材料層８４と、供給装置と、回収装置と、分離装置とを有している。冷却装置８２は、吸熱化学反応を起こす第１材料及び第２材料を用いてコイルジャケット８１を冷却するものである。具体的には、第１材料と第２材料とをコイルジャケット８１の周囲で反応させ、反応によって生じる吸熱作用によってコイルジャケット８１を冷却する。
【選択図】図４

Description

本発明は、モータ装置、ステージ装置、露光装置及びデバイスの製造方法に関する。

半導体素子や液晶表示素子等の電子デバイスをフォトリソグラフィ工程で製造する際に、パターンが形成されたマスクあるいはレチクル（以下、レチクルと称する）のパターン像を投影光学系を介して感光材（レジスト）が塗布された基板上の各投影（ショット）領域に投影する露光装置が使用されている。

フォトリソグラフィ工程で用いられる露光装置は、マスクを保持するステージ装置及び基板を保持するステージ装置を備えている。これらのステージ装置は、コイルなどを有するモータ装置の作動によって移動する。モータ装置の作動時にはコイルが発熱し、コイルの発熱により、モータ装置自身の性能が低下したり、モータ装置の周辺に影響（例えば、周辺の部材が熱変形する等）を与えたりする場合がある。そうなると、露光不良が発生し、不良デバイスの発生を引き起こす可能性がある。

これに対して、コイルの発熱を抑えるため、例えば冷却装置を搭載してコイルを冷却する構成が知られている。冷却装置として、例えば配管に液状の冷媒を流通させる構成が知られている。

米国特許出願公開第２００５／００５７１０２号明細書

このようなモータ装置においては、冷媒を流通させる冷却装置に限らず、効率的に温度調整を行うための構成が求められている。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、効率的に温度調整が可能なモータ装置、ステージ装置、露光装置及びデバイスの製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係るモータ装置（７３Ａ、７３Ｂ）は、モータ（８１）と、前記モータが発する熱量の少なくとも一部によって該モータの近傍で化学反応を起こし、該化学反応に伴う熱作用を利用して前記モータの温度を調整する温度調整装置（８２）と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、温度調整装置が、モータが発する熱量の少なくとも一部によって化学反応を起こし、該化学反応に伴う熱作用を利用してモータの温度を調整する構成になっているので、例えば冷媒を用いる場合における冷媒の温度調整などを行わずに済むこととなる。これにより、より効率的に温度調整を行うことが可能となる。

本発明に係るステージ装置（ＳＴ、１、２）は、上記のモータ装置を備えることを特徴とする。
本発明によれば、より効率的に温度調整を行うことが可能なモータ装置を備えているので、安定した移動を行うことが可能なステージ装置を得ることができる。

本発明に係る露光装置（ＥＸ）は、上記のステージ装置（ＳＴ、１、２）を備えることを特徴とする。
本発明によれば、安定した移動を行うことが可能なステージ装置を備えているので、露光不良や不良デバイスの発生を抑制することができる。

本発明に係るデバイスの製造方法は、リソグラフィ工程を有するデバイスの製造方法であって、前記リソグラフィ工程は上記の露光装置を用いることを特徴とする。
本発明によれば、露光不良の発生を抑制することができるため、高品質のデバイスを製造することができる。

本発明によれば、効率的に温度調整を行うことができる。

本発明の実施の形態に係る露光装置を示す概略構成図。 基板ステージの外観斜視図。 第２駆動系の外観図。 第２駆動系の断面図。 本発明のマイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャート。 図５におけるステップＳ１３の詳細工程の一例を示す図。 本発明に係る露光装置の第２駆動系についての他の構成を示す図。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。以下の各図においては、水平面内の所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれと直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向については、それぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。

図１は、露光装置ＥＸを示す概略構成図である。
本実施形態では、露光装置ＥＸとして、極端紫外（ＥＵＶ：Extreme Ultra-Violet）光で基板Ｐを露光するＥＵＶ露光装置である場合を例に挙げて説明する。極端紫外光は、例えば波長５〜５０ｎｍ程度の軟Ｘ線領域の電磁波である。以下の説明において、極端紫外光を適宜、ＥＵＶ光、と表記する。一例として、本実施形態では、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を露光光ＥＬとして用いる。

図１に示すように、露光装置ＥＸは、パターンが形成されたマスクＭを保持しながら移動可能なマスクステージ１と、基板Ｐを保持しながら移動可能な基板ステージ２を含むステージ装置ＳＴと、露光光ＥＬを発生する光源装置３と、光源装置３からの露光光ＥＬでマスクＭを照明する照明光学系ＩＬと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬと、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する制御装置４とを備えている。基板Ｐは、半導体ウエハ等の基材の表面に感光材（レジスト）等の膜が形成されたものを含む。マスクＭは、基板Ｐに投影されるデバイスパターンが形成されたレチクルを含む。

本実施形態において、マスクＭは、ＥＵＶ光を反射可能な多層膜を有する反射型マスクである。露光装置ＥＸは、多層膜でパターンが形成されたマスクＭの表面（反射面）を照明光ＥＬ（ＥＵＶ光）で照明し、そのマスクＭで反射した露光光ＥＬで感光性を有する基板Ｐを露光する。

本実施形態の露光装置ＥＸは、チャンバ装置６を有している。チャンバ装置６は、露光光ＥＬが進行する第１空間５を覆うと共に、第１空間５を所定状態の環境に設定可能になっている。チャンバ装置６は、第１空間５を形成する第１空間形成部材７と、第１空間５の環境を調整する第１調整装置８とを備える。

第１調整装置８は、真空システムを含み、第１空間５を真空状態に調整する。制御装置４は、第１調整装置８を用いて、露光光ＥＬが進行する第１空間５をほぼ真空状態に調整する。一例として、本実施形態においては、第１空間５の圧力は、１×１０^−７〔Ｐａ〕程度の減圧雰囲気に調整される。

光源装置３から射出された照明光は、第１空間５を進行する。第１空間５には、照明光学系ＩＬの少なくとも一部、及び投影光学系ＰＬが配置される。光源装置３から射出された照明光は、第１空間５に配置されている照明光学系ＩＬを通ってマスクＭを照明する。マスクＭに照明された照明光は、マスクＭのパターンの像の情報を含む露光光ＥＬとなって投影光学系ＰＬを通過する。本実施形態においては、第１空間５に基板ステージ２が配置される。

なお、本実施の形態での説明では、光源装置３からマスクＭを照明するまでのＥＵＶ光を照明光、マスクＭで反射して基板Ｐに投影されるまでのＥＵＶ光を露光光ＥＬとして説明するが、説明の都合上名称を使い分けたものであり、両者を露光光ＥＬとして扱ってもよい。

第１空間形成部材７は、第１開口９と、第１開口９の周囲に設けられた第１面１１とを有する。第１開口９は、第１空間５を進行した照明光が入射可能な位置に形成されている。また、本実施形態においては、第１開口９は、照明光学系ＩＬから射出された照明光が入射可能な位置に形成されている。

マスクステージ１は、マスクＭを保持しつつ、このマスク１を移動させるように構成されており、第１開口９を覆うように配置される。マスクステージ１は、第１空間形成部材７（ガイド部材１８）に設けられた第１面１１と対向する第２面１２を有し、この第２面１２は第１面１１にガイドされつつ第１開口９との間で相対運動が可能である。本実施形態において、第１空間形成部材７の第１面１１とマスクステージ１の第２面１２との間にガスシール機構１０が形成される。このとき、第１面１１と第２面１２との間に所定のギャップＧ１が形成される。ギャップＧ１は、所定量（例えば０．１〜１μｍ程度）に調整されており、ギャップＧ１を介して第１空間５の内側にガスが流入することが抑制されている。本実施形態においては、第１開口９がマスクステージ１によって覆われ、前述のように、第１面１１と第２面１２との間にガスシール機構１０が形成されることによって、第１空間５は、ほぼ密閉された状態となる。これにより、チャンバ装置６は、第１空間５を所定状態（真空状態）に制御することができる。

マスクステージ１は、第１開口９を介して、マスクＭが第１空間５に配置されるように、そのマスクＭを保持する。本実施形態においては、マスクステージ１は、第１空間５の＋Ｚ側に配置され、マスクＭの反射面が−Ｚ側（第１空間５側）を向くように、マスクＭを保持する。また、本実施形態においては、マスクステージ１は、マスクＭの反射面とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、マスクＭを保持する。照明光学系ＩＬから射出された照明光は、マスクステージ１に保持されているマスクＭの反射面に照射される。

マスクステージ１についてさらに詳述すると、マスクステージ１は、第１開口９より大きく、第２面１２が形成されて、第１面１１および第１開口に対して移動可能に構成された第１ステージ１３と、第１開口９より小さく、マスクＭを保持しながら第１ステージ１３に対して移動可能に構成された第２ステージ１４とを含む。第１ステージ１３は、第１開口９を覆うように配置され、その第１ステージ１３の第２面１２と第１空間形成部材７の第１面１１との間にガスシール機構１０が形成される。第１ステージ１３は、第１面１１にガイドされつつ、第１面１１および第１開口９に対して移動可能である。第２ステージ１４は、第１ステージ１３の−Ｚ側（第１空間５側）に配置されている。第２ステージ１４に保持されたマスクＭは、第１開口９を介して第１空間５に配置される。第２ステージ１４は、マスクＭを保持した状態で、第１ステージ１３に対して移動可能である。このような構成により、マスクＭを移動させるための粗動ステージとして第１ステージ１３を機能させ、マスクＭを移動させるための微動ステージとして第２ステージを機能させることができる。なお、第１ステージ１３、第２ステージ１４は、図示されていないが、各ステージをそれぞれ移動させる駆動装置を有している。

また、チャンバ装置６は、第１空間形成部材７の外面との間で、第２空間１５を形成する第２部材１６と、第２空間１５の環境を調整する第２調整装置１７とを備えている。第２空間１５は、マスクステージ１の少なくとも一部（例えば、第１ステージ１３等）を収容する。本実施形態において、第１空間５及び第２空間１５の外側は、大気空間であり、その圧力は、大気圧である。第２調整装置１７は、第２空間１５を、第１空間５の圧力よりも高く、大気圧よりも低い圧力に調整する。一例として、本実施形態においては、第２空間１５の圧力は、１×１０^−１〔Ｐａ〕程度の減圧雰囲気に調整される。

以上のような構成により、マスクステージ１の少なくとも一部は第２空間１５に配置され、マスクステージ１に保持されたマスクＭは、第１空間５に配置される。

露光装置ＥＸは、マスクＭと基板Ｐとを所定の走査方向に同期移動しつつ、マスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影する走査型露光装置（所謂スキャニングステッパ）である。
本実施形態においては、マスクＭの走査方向（同期移動方向）をＹ軸方向とし、基板Ｐの走査方向（同期移動方向）もＹ軸方向とする。露光装置ＥＸは、基板Ｐのショット領域を投影光学系ＰＬの投影領域に対してＹ軸方向に移動するとともに、その基板Ｐのショット領域のＹ軸方向への移動と同期して、照明光学系ＩＬの照明領域に対してマスクＭのパターン形成領域をＹ軸方向に移動しつつ、マスクＭを露光光ＥＬで照明し、そのマスクＭからの露光光ＥＬを基板Ｐに照射して、その基板Ｐを露光する。

マスクステージ１の第１ステージ１３は、基板Ｐ上の１つのショット領域の走査露光中に、マスクＭのパターン形成領域全体が照明光学系ＩＬの照明領域を通過するように、Ｙ軸方向（走査方向）に、比較的大きなストロークを有している。第１ステージ１３がＹ軸方向に移動することによって、第１ステージ１３に支持されている第２ステージ１４も、第１ステージ１３とともにＹ軸方向に移動する。したがって、第１ステージ１３がＹ軸方向に移動することによって、第２ステージ１４に保持されているマスクＭも、第１ステージ１３とともにＹ軸方向に移動する。第２ステージ１４は、第１ステージ１３に対して、微かに移動可能であり、第１ステージ１３のストロークよりも小さなストロークで移動するようになっている。また、第２ステージ１４が第１ステージ１３に対してＸ方向にも小さなストロークで移動できるようにしてもよい。

また、第１空間形成部材７の第１面１１と第１ステージ１３の第２面１２との間にガスシール機構１０が形成されており、第１空間形成部材７に対して第１ステージ１３を移動した場合においても、第１空間５の内側にガスが流入することが抑制される。また、本実施形態においては、第１面１１と第２面１２とのギャップＧ１を調整するギャップ調整機構が設けられており、第１空間形成部材７に対して第１ステージ１３を移動している状態においても、第１面１１と第２面１２とのギャップＧ１は所定量に維持される。これにより、第１空間形成部材７に対して第１ステージ１３を移動した場合においても、第１空間５の内側にガスが流入することが抑制される。

第１空間形成部材７は、第１面１１が形成されたガイド部材１８と、ガイド部材１８の少なくとも一部と対向するチャンバ部材１９とを含む。ガイド部材１８は、マスクステージ１の移動をガイドする。マスクステージ１（第１ステージ１３）は、前述のように、ガイド部材１８の第１面１１にガイドされつつ、第１開口９に対して移動する。

チャンバ装置６は、第１空間形成部材７と第１調整装置８の他に、ガイド部材１８とチャンバ部材１９とを接続するベローズ部材２０を有する。ベローズ部材２０は、可撓性を有し、弾性変形可能である。本実施形態において、ベローズ部材２０はステンレス製である。ステンレスは、脱ガス（アウトガス）が少ない。そのため、ベローズ部材２０が第１空間５に与える影響を抑制することができる。なお、ベローズ部材２０を用いたのは一例であり、脱ガス等の影響が少なければ、ステンレス以外の材料を用いることも可能である。

第１空間形成部材７は、第１の開口９、第１面１１を有する共に、ガイド部材１８、チャンバ部材１９を含むように構成される。そして、ガイド部材１８、チャンバ部材１９、ベローズ部材２０、マスクステージ１（主に第１ステージ１３）、及びステージ装置ＳＴに設けられたチャンバ部材ＳＣ（収容体の一部、詳細は後述）によって、ほぼ密閉された第１空間５が形成される。チャンバ部材１９は、ガイド部材１８の下面１８Ｂと対向する上面１９Ａを有し、ベローズ部材２０は、ガイド部材１８の下面１８Ｂとチャンバ部材１９の上面１９Ａとを接続するように配置されている。

本実施形態において、露光装置ＥＸは、ベース部材２１と、ベース部材２１上に第１防振システム２２を介して支持された第１支持部材２３とを備えている。チャンバ部材１９は、第１支持部材２３に支持されている。また、ベース部材２１上には、第１フレーム部材２４が配置されている。第１フレーム部材２４は、支柱部２５と、支柱部２５の上端に接続された支持部２６とを含む。支持部２６上には、ガイド部材１８の下面を支持する第２支持部材２７が接続されている。チャンバ部材１９と第２支持部材２７とは離れている。また、チャンバ部材１９と第１フレーム部材２４とは離れており、チャンバ部材１９と第１フレーム部材２４との間に、ベローズ部材等の可撓性（弾性）を有するシール機構が配置される。チャンバ部材１９は、第２支持部材２７に支持されたガイド部材１８の下面１８Ｂと対向する上面１９Ａを有する。ベローズ部材２０は、ガイド部材１８の下面１８Ｂとチャンバ部材１９の上面１９Ａとを接続するように配置されている。

光源装置３は、例えばキセノン（Ｘｅ）等のターゲット材料にレーザー光を照射して、そのターゲット材料をプラズマ化し、ＥＵＶ光を発生させるレーザ生成プラズマ光源装置、所謂ＬＰＰ（Laser Produced Plasma）方式の光源装置である。なお、光源装置３としては、所定ガス中で放電を発生させて、その所定ガスをプラズマ化し、ＥＵＶ光を発生させる放電生成プラズマ光源装置、所謂ＤＰＰ（Discharge Produced Plasma）方式の光源装置であってもよい。光源装置３で発生したＥＵＶ光（照明光）は、波長選択フィルタ（不図示）を介して、照明光学系ＩＬに入射する。ここで、波長選択フィルタは、光源装置３が供給する光から、所定波長（たとえば１３．４ｎｍ）のＥＵＶ光だけを選択的に透過させ、他の波長の光の透過を遮る特性を有する。波長選択フィルタを透過したＥＵＶ光は、照明光学系ＩＬを介して、転写すべきパターンが形成された反射型のマスク（レチクル）Ｍを照明する。

照明光学系ＩＬは、光源装置３からの露光光ＥＬでマスクＭを照明する。照明光学系ＩＬは、複数の光学素子を含み、マスクＭ上の所定の照明領域を均一な照度分布の露光光ＥＬで照明する。照明光学系ＩＬの光学素子は、ＥＵＶ光を反射可能な多層膜を備えた多層膜反射鏡を含む。光学素子の多層膜は、例えばＭｏ／Ｓｉ多層膜を含む。

マスクステージ１の第１ステージ１３は、マスクＭを保持した状態で、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向の３つの方向に移動可能である。マスクステージ１の第２ステージ１４は、マスクＭ保持した状態で、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６つの方向に移動可能である。本実施形態においては、マスクステージ１（マスクＭ）の位置情報を計測可能なレーザ干渉計（不図示）、及びマスクＭの反射面の面位置情報を検出可能なフォーカス・レベリング検出システム（不図示）が設けられており、制御装置４は、レーザ干渉計の計測結果及びフォーカス・レベリング検出システムの検出結果に基づいて、マスクステージ１に保持されているマスクＭの位置を制御する。

マスクステージ１の第１ステージ１３及び第２ステージ１４は、金属製である。一例として、本実施形態の第１ステージ１３及び第２ステージ１４は、脱ガス（アウトガス）が少ないステンレス製である。

図１に戻り、投影光学系ＰＬは、複数の光学素子を含み、マスクＭのパターンの像を所定の投影倍率で基板Ｐに投影する。投影光学系ＰＬの光学素子は、ＥＵＶ光を反射可能な多層膜を備えた多層膜反射鏡を含む。光学素子の多層膜は、例えばＭｏ／Ｓｉ多層膜を含む。

投影光学系ＰＬの複数の光学素子は、鏡筒２８に保持されている。鏡筒２８は、フランジ２９を有する。フランジ２９には、第２フレーム部材３０の下端が接続されている。第２フレーム部材３０の上端は、防振システム３１を介して、第１フレーム部材２４の支持部２６と接続されている。鏡筒２８(フランジ２９）は、第２フレーム部材３０に吊り下げられている。

図２は、ステージ装置ＳＴの外観斜視図である。図３は、第２駆動系７３Ａの構成を示す概略図である。図４は、図３におけるＡ−Ａ断面に沿った構成を示す図である。
図２に示すステージ装置ＳＴは、定盤ＪＢと、ウエハ等の基板を保持して６自由度方向に移動可能な基板ステージ（移動体）２とを主体に構成されている。具体的には、比較的大ストロークでＸ方向（第３方向とする）とＹ方向（第１方向とする）に移動可能で、比較的小ストロークでＺ方向θｘ方向、θｙ方向、θｚ方向に移動可能となっている。

基板ステージ２を駆動する駆動装置は、基板ステージ２をＸ方向にロングストロークで駆動するとともに、Ｙ方向、Ｚ方向、θｘ、θｙ、θｚに微小駆動する第１駆動系９０と、基板ステージ２及び第１駆動系９０をＹ方向にロングストロークで駆動する第２駆動系７３Ａ、７３Ｂとを備えている。これら第１駆動系９０、第２駆動系７３Ａ、７３Ｂの駆動は、制御装置４に制御される。

図２及び図３に示すように、第２駆動系７３Ａはリニアモータを有しており、このリニアモータはＹ方向に延びる固定子７４Ａと、当該固定子７４Ａに対して駆動される可動子７５Ａとから構成される。なお、可動子７５Ａは、本実施形態の構成においてはＹ粗動ステージということもできる。可動子７５Ａは、内部に磁石７８を有している。磁石７８は、Ｙ軸方向に複数並んで取り付けられており、異なる磁極の磁石が交互に並んで配置されている。

図３及び図４に示すように、固定子７４Ａは、コイルジャケット８１と、冷却装置８２とを有している。コイルジャケット８１は、固定子７４Ａと同一方向に延在されており、内部には複数のコイル装置８０がＹ軸方向に並ぶように配置されている。当該コイル装置８０への通電を制御することで、可動子７５ＡをＹ方向に駆動するようになっている。なお、Ｙ方向だけではなく、Ｘ方向へも駆動力が発生するようにしてもよい。

図４に示すように、固定子７４Ａの冷却装置８２は、カバー部材８３と、第１材料層８４と、供給装置８５と、回収装置８６と、分離装置８７とを有している。本実施形態における冷却装置８２は、吸熱化学反応を起こす第１材料及び第２材料を用いてコイルジャケット８１を冷却するものである。具体的には、第１材料と第２材料とをコイルジャケット８１の周囲で反応させ、反応によって生じる吸熱作用によってコイルジャケット８１を冷却するものである。

本実施形態では、第１材料として炭素を含んだ材料を用いることとし、第２材料として水蒸気を用いることとする。この場合、第１材料と第２材料との間で発生する吸熱化学反応は、［化１］の熱化学方程式によって示される。［化１］に示されるＱ１の値については、一般的には１３１（ｋＪ）程度であることが知られている。

カバー部材８３は、コイルジャケット８１の表面８１ａに沿った矩形環状の断面を有する筒状部材であり、コイルジャケット８１の表面８１ａとの間に隙間（空間Ｋ）を形成するように配置されている。この隙間は化学反応のための反応室として機能させることができる。カバー部材８３は、コイルジャケット８１の表面８１ａの全体を覆うように形成されており、当該カバー部材８３によってコイルジャケット８１が密閉された状態になっている。図３に示すように、カバー部材８３は、開口部８３ｂ及び開口部８３ｃを有している。開口部８３ｂ及び開口部８３ｃは、例えばコイルジャケット８１をＹ方向に挟む位置に設けられており、カバー部材８３の内外を連通するように形成されている。開口部８３ｂは、カバー部材８３のうちコイルジャケット８１の＋Ｙ側の端面に対向する面に形成されている。開口部８３ｃは、カバー部材８３のうちコイルジャケット８１の−Ｙ側の端面に対向する面に形成されている。開口部８３ｂ及び開口部８３ｃをカバー部材８３の他の位置に配置する構成であっても、勿論構わない。例えば、コイルジャケット８１をＺ方向に挟む位置に設けるようにしてもよい。また、開口部の大きさ（形状）も、内部のコイル装置８０の大きさに合わせてＹ方向あるいはＺ方向全域に渡るように溝状としてもよい。

第１材料層８４は、上記吸熱化学反応における第１材料（炭素）を含む層である。第１材料層８４としては、例えば黒鉛など炭素を含む層を用いることができる。第１材料層８４は、コイルジャケット８１の表面８１ａ上の全面に亘ってほぼ均一な層厚で形成されている。

供給装置８５は、上記吸熱化学反応における第２材料（水蒸気）をカバー部材８３内部に供給する装置である。なお、水蒸気の温度は１００度付近である必要はなく、水蒸気を含んでいれば特に限定されるものではない。例えば、第１空間５に対するカバー部材８３の表面が所定の温度となるように、第２材料の温度を設定してもよい。例えば、第１空間５を室温程度に維持する場合には、カバー部材８３の表面の温度も前記室温近傍に維持する必要がある。そのため、水蒸気の温度もカバー部材８３の表面温度が室温近傍に維持されるようにその温度が設定されることになる。供給装置８５は、不図示の配管部材などを介してカバー部材８３の開口部８３ｂに接続されており、当該開口部８３ｂを介して水蒸気をカバー部材８３の内部に供給可能になっている。コイルジャケット８１の表面８１ａとカバー部材８３との間に空間Ｋが形成されているため、カバー部材８３内に供給される水蒸気は、当該空間Ｋを介して第１材料層８４上の略全面に行き渡るようになっている。

回収装置８６は、カバー部材８３の内部における吸熱化学反応の結果として生じる反応生成物を回収する装置である。［化１］に示すように、本実施形態における生成物は、一酸化炭素（気体）と水素（気体）である。回収装置８６は、不図示の配管部材などを介してカバー部材８３の開口部８３ｃに接続されており、当該開口部８３ｃを介して反応生成物を回収可能になっている。

分離装置８７は、回収した反応生成物について、［化１］に示す熱化学方程式における逆反応を発生させることで、反応生成物を第１材料と第２材料とに分離する装置である。分離装置８７は、例えば管状部材などを介して回収装置８６に接続されており、回収装置８６によって回収された反応生成物が供給されるようになっている。回収装置８６と分離装置８７とは、一体的に形成される構成であっても構わない。分離装置８７は、例えば内部に不図示の冷却機構を有している。分離装置８７は、回収した反応生成物を当該冷却機構によって冷却することで、［化１］に示す反応の逆反応を発生させることができるようになっている。分離装置８７は、分離した第１材料（炭素）及び第２材料（水蒸気）のうち、例えば第１材料を備蓄しておく備蓄部を内部に有している。加えて、分離装置８７は、不図示の管状部材などを介して例えば供給装置８５に接続されており（図３の破線矢印）、分離した第２材料を供給装置８５に循環させることができるようになっている。

図２に戻って、第２駆動系７３Ｂは、Ｙ方向に延びる固定子７４Ｂと、当該固定子７４Ｂに対して駆動されるＹ粗動ステージである可動子７５Ｂとから構成される。固定子７４Ｂは、第１駆動系７３Ａと同様、内部に複数のコイル装置を有し、当該コイル装置への通電を制御することにより、可動子７５ＢをＹ方向に駆動可能である。なお、Ｙ方向だけではなく、Ｚ方向へも駆動力が発生するようにしてもよい。第２駆動系７３Ａと第２駆動系７３Ｂとは、基板ステージ２を挟んだＸ方向両側に設けられている。なお、可動子７５Ａ、７５ＢがＹ方向以外の駆動力も発生させるようにした場合は、Ｙ方向を大ストロークで駆動できるようにして、小ストロークで駆動する方向については第１駆動系７３ＡではＸ方向、第２駆動系７３ＢではＺ方向と、異なるように設定してある。図示を省略するが、第２駆動系７３Ｂは、第２駆動系７３Ａと同一構成の冷却装置８２を有している。

次に、上述の構成を有する露光装置ＥＸの動作の一例について説明する。
第１空間５は、第１調整装置８によって、真空状態（第１の圧力値）に調整される。
また、第２空間１５が、第２調整装置１７によって、第１空間５の圧力とほぼ同じか、または第１空間５の圧力より高く、かつ大気圧よりも低い圧力（第２の圧力値）に調整される。あるいは、第２空間１５が第１空間５よりも低い圧力に設定されるようにしてもよい。第１面１１と第２面１２とのギャップＧ１は、ギャップ調整機構３５によって所定量に調整されており、第１面１１と第２面１２との間に形成されたガスシール機構１０によって、第１空間５の内側にガスが流入することが抑制されている。これにより、第１空間５の真空状態、環境が維持される。

マスクＭがマスクステージ１に保持されるとともに、基板Ｐが基板ステージ２に保持された後、制御装置４は、基板Ｐの露光処理を開始する。マスクＭを照明光で照明するために、制御装置４は、光源装置３の発光動作を開始する。

光源装置３の発光動作により光源装置３から射出されたＥＵＶ光は、照明光学系ＩＬに入射する。照明光学系ＩＬに入射したＥＵＶ光は、その照明光学系ＩＬを進行した後、第１開口９に供給される。第１開口９に供給されたＥＵＶ光は、照明光として、第１開口９を介してマスクステージ１に保持されているマスクＭに入射する。つまり、マスクステージ１に保持されているマスクＭは、光源装置３より射出され、照明光学系ＩＬを介した照明光（ＥＵＶ光）で照明される。マスクＭの反射面に照射され、その反射面で反射した照明光は、マスクＭのパターンの像の情報を含む露光光ＥＬとして第１空間５に配置されている投影光学系ＰＬに入射する。投影光学系ＰＬに入射した露光光ＥＬは、その投影光学系ＰＬを進行した後、基板ステージ２に保持されている基板Ｐに照射される。

制御装置４は、マスクＭのＹ軸方向への移動と同期して、第２駆動系７３Ａ、７３Ｂの駆動により基板ＰをＹ軸方向に走査移動しつつ、マスクＭを露光光ＥＬで照明する。これにより、基板Ｐは露光光ＥＬで露光され、マスクＭのパターンの像が基板Ｐに投影される。そして、制御装置４は、第１駆動系９０の駆動による基板ＰのＸ軸方向へのステップ移動と、上記第２駆動系７３Ａ、７３Ｂの駆動による基板ＰのＹ軸方向への走査移動とを繰り返すことにより、基板ＰにマスクＭのパターンを露光する。

基板ステージ２を移動させる際、第２駆動系７３Ａ、７３Ｂのコイル装置８０の動作によって当該コイル装置８０が発熱する。この発熱により、例えば、第２駆動系７３Ａ、７３Ｂなどの駆動系の性能が低下したり、当該駆動系の周辺の部材が熱変形したり、基板ステージ２の移動が不安定になったりする場合がある。そうなると、露光不良が発生し、不良デバイスの発生を引き起こす可能性がある。

これに対して、本実施形態では、コイル装置８０が格納されたコイルジャケット８１を冷却装置８２によって冷却することにより、コイル装置８０の発熱が周囲に伝達されるのを防ぐようにしている。制御装置４の制御により、冷却装置８２は、供給装置８５から開口部８３ｂを介して空間Ｋ内に第２材料である水蒸気を供給する。空間Ｋ内に供給された水蒸気は、コイルジャケット８１の表面８１ａ上に形成された第１材料層８４のほぼ全面に行き渡ることとなる。

この水蒸気及び第１材料層８４に含まれる炭素は、コイル装置８０の発熱によって活性化され、上記［化１］の熱化学方程式で示される吸熱化学反応を起こす。当該吸熱化学反応により、第１材料層８４及びコイルジャケット８１を介してコイル装置８０が発生する熱量が奪われることになり、コイル装置８０（モータ）を所定の温度に設定することが可能となる。

［化１］に示されるように、吸熱化学反応によって発生する生成物は、一酸化炭素及び水素である。この生成物は、回収装置８６によって回収され、分離装置８７へと供給される。分離装置８７では、不図示の冷却機構によって当該生成物である一酸化炭素及び水素が冷却される。一酸化炭素及び水素が冷却されることにより、［化１］の反応の逆反応が発生する。当該逆反応により、一酸化炭素及び水素から第１材料である炭素（固体）及び第２材料である水蒸気が分離されることになる。

分離装置８７では、逆反応によって分離された炭素が不図示の備蓄部に備蓄される。水蒸気との反応によって第１材料層８４は次第に減少していくことになる。備蓄部に備蓄された炭素は、当該減少した第１材料層８４を補完するために再利用される。一方、逆反応によって分離された水蒸気は、不図示の管状部材を介して供給装置８５に循環される。この水蒸気は、供給装置８５から開口部８３ｂを介して再度空間Ｋ内に投入される。このように、分離された水蒸気についても再利用されることになる。

以上のように、本実施形態によれば、冷却装置８２が、熱量を活性化エネルギーとして吸熱化学反応を起こす第１材料及び第２材料を用いてコイル装置８０の周囲で当該吸熱化学反応を発生させ、これによってコイル装置８０を冷却する構成になっている。そのため、例えば冷媒を用いる場合における冷媒の温度調整を行わずに済むこととなる。これにより、より効率的に発熱を抑えることが可能となる。

本実施形態のように、露光装置ＥＸがＥＵＶ光を用いて基板Ｐを露光するＥＵＶ露光装置である場合、コイル装置８０の冷却に液体の冷媒を用いた際に、当該冷媒を構成する液体の分子が第１空間５内に漏れ出す可能性がある。これに対して、本実施形態では、第１材料として固体の炭素を用い、第２材料として気体の水蒸気を用いることにより、液体の冷媒を用いることなくコイル装置８０を冷却することができる。これにより、第１空間５内に第１材料及び第２材料の分子が漏れ出す可能性を低くすることができる。また、第１空間５内は、減圧雰囲気となっているため、液体が漏れ出した場合の影響が、常圧下よりも大きくなり易いと考えられる。そのため、第１空間５内の環境を保持しやすくすることができるという利点もある。

本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
例えば、上記実施形態では、第１材料層８４の付着させる位置をコイルジャケット８１の表面８１ａ上としたが、これに限られることは無く、他の位置に第１材料層８４を付着させておくようにしても構わない。また、第１材料を層状ではなく塊状に形成し、１箇所又は複数箇所に配置させる構成であっても構わない。

また、上記実施形態では、第１材料のみを予めコイルジャケット８１の表面８１ａ上に第１材料層８４として付着させておく構成を例に挙げて説明したが、これに限ることはない。例えば、予め第１材料及び第２材料の両方をコイルジャケット８１の表面８１ａに付着させておき、コイル装置８０の発熱によって活性化しやすくしておく構成であっても構わない。

あるいは、第１材料及び第２材料の両方を供給装置８５から供給する構成であっても構わない。例えば図７に示すように、カバー部材８３に開口部８３ｄ及び開口部８３ｅを形成しておき、供給装置８５を開口部８３ｄ及び８３ｅにそれぞれ接続する構成としておく。この場合、第１材料を開口部８３ｄから、第２材料を開口部８３ｅからそれぞれ供給することができる。供給用の開口部を上記実施形態のように１つだけ形成しておき、第１材料及び第２材料を１つの開口部から供給する構成であっても、勿論構わない。

また、上記実施形態においては、第１材料層８４に水蒸気を供給する際に、水蒸気のみを供給する場合を例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、例えば鉄粉などの磁性体を第３材料として水蒸気に混合させた状態で供給するようにしても構わない。このようにすることで、混合された鉄粉がコイル装置８０が発生する磁力によって第１材料層８４へと引き付けられるため、鉄粉と共に供給される水蒸気が第１材料層８４に付着するのを促進させることができる。第３材料を加える例については、第１材料及び第２材料の両方を供給装置８５から供給する場合にも有効である。

また、上記実施形態においては、第１材料として固体炭素、第２材料として水蒸気を用いて吸熱化学反応を発生させる例を挙げて説明したが、これに限られることは無く、他の吸熱化学反応を発生させる場合であっても構わない。例えば、図７に示す構成を用いて第１材料及び第２材料として共に気体を用いることも可能である。

また、例えば第１材料として硝酸アンモニウム、第２材料として水を用い、硝酸アンモニウムが水に溶解する際の吸熱化学反応を利用することもできる。この場合、第１材料と第２材料との間で発生する吸熱化学反応は、［化２］の熱化学方程式によって示される。［化２］に示されるＱ２の値については、一般的には２６（ｋＪ）程度であることが知られている。

また、上記実施形態では基板ステージ２の第２駆動系７３Ａ及び７３Ｂに本発明を適用した場合について説明したが、基板ステージ２の第１駆動系９０やマスクステージ１をはじめ、露光装置ＥＸの他の部位にも適用することができる。また、本発明は、露光装置以外でも本発明を使用することができる。例えば、真空環境下で用いられる各種計測機器や製造装置に対しても本発明は適用可能であるし、必ずしも真空環境下で用いられる場合に限るものでもない。また、本実施形態では熱作用として吸熱反応を伴う化学反応（吸熱化学反応）を利用してモータの温度を調整（主として冷却）するようにしたが、熱作用として発熱反応を伴う化学反応（発熱化学反応）を利用してモータの温度を調整（主として加熱）するようにしてもよい。本発明の技術思想及び技術的範囲から逸脱することなく、本発明に対して様々な変更を加えることができることは、当業者には明らかであろう。

なお、上記各実施形態の基板（物体）としては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板や、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）等が適用される。

露光装置ＥＸとしては、マスクＭと基板Ｐとを同期移動してマスクＭのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニングステッパ）の他に、マスクＭと基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを一括露光し、基板Ｐを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）にも適用することができる。また、本発明は基板Ｐ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写するステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。

また、例えば米国特許第６，６１１，３１６号に開示されているように、２つのマスクのパターンを、投影光学系を介して基板上で合成し、１回の走査露光によって基板上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置などにも本発明を適用することができる。

露光装置ＥＸの種類としては、基板Ｐに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）、マイクロマシン、ＭＥＭＳ、ＤＮＡチップ、あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。

また、本実施形態においては、露光光ＥＬがＥＵＶ光である場合を例にして説明したが、露光光ＥＬとして、例えば水銀ランプから射出される輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）及びＦ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）等を用いることもできる。その場合、第１空間５は必ずしも真空状態に調整される必要はなく、例えば第１空間５を第１のガスで満たすことができる。第１空間５を第１のガスで満たす場合、第１のガスが満たされた第１空間５の環境を維持するために、本実施形態のガスシール機構１０を用いることができる。また、第２部材１６で形成される第２空間１５を第２のガスで満たすことができる。

また、本発明は、基板ステージ（ウエハステージ）が複数設けられるツインステージ型の露光装置にも適用できる。ツインステージ型の露光装置の構造及び露光動作は、例えば特開平１０−１６３０９９号公報及び特開平１０−２１４７８３号公報（対応米国特許６，３４１，００７号、６，４００，４４１号、６，５４９，２６９号及び６，５９０，６３４号）、特表２０００−５０５９５８号（対応米国特許５，９６９，４４１号）或いは米国特許６，２０８，４０７号に開示されている。更に、本発明を本願出願人が先に出願した特願２００４−１６８４８１号のウエハステージに適用してもよい。

また、本発明が適用される露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。

次に、本発明の実施形態による露光装置及び露光方法をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法の実施形態について説明する。図５は、マイクロデバイス（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）の製造例のフローチャートを示す図である。

まず、ステップＳ１０（設計ステップ）において、マイクロデバイスの機能・性能設計（例えば、半導体デ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Ｓ１１（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Ｓ１２（ウエハ製造ステップ）において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。

次に、ステップＳ１３（ウエハ処理ステップ）において、ステップＳ１０〜ステップＳ１２で用意したマスクとウエハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップＳ１４（デバイス組立ステップ）において、ステップＳ１３で処理されたウエハを用いてデバイス組立を行う。このステップＳ１４には、ダイシング工程、ボンティング工程、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。最後に、ステップＳ１５（検査ステップ）において、ステップＳ１４で作製されたマイクロ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マイクロデバイスが完成し、これが出荷される。

図６は、半導体デバイスの場合におけるステップＳ１３の詳細工程の一例を示す図である。
ステップＳ２１（酸化ステップ）おいては、ウエハの表面を酸化させる。ステップＳ２２（ＣＶＤステップ）においては、ウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ２３（電極形成ステップ）においては、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ２４（イオン打込みステップ）においては、ウエハにイオンを打ち込む。以上のステップＳ２１〜ステップＳ２４のそれぞれは、ウエ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。

ウエ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Ｓ２５（レジスト形成ステップ）において、ウエハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップＳ２６（露光ステップ）において、上で説明したリソグラフィシステム（露光装置）及び露光方法によってマスクの回路パターンをウエハに転写する。次に、ステップＳ２７（現像ステップ）においては露光されたウエハを現像し、ステップＳ２８（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Ｓ２９（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、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。

また、半導体素子等のマイクロデバイスだけではなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置等で使用されるレチクル又はマスクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板やシリコンウエハ等ヘ回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、ＤＵＶ（深紫外）やＶＵＶ（真空紫外）光等を用いる露光装置では、一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フッ化マグネシウム、又は水晶等が用いられる。また、プロキシミティ方式のＸ線露光装置や電子線露光装置等では、透過型マスク（ステンシルマスク、メンブレンマスク）が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハ等が用いられる。なお、このような露光装置は、ＷＯ９９／３４２５５号、ＷＯ９９／５０７１２号、ＷＯ９９／６６３７０号、特開平１１−１９４４７９号、特開２０００−１２４５３号、特開２０００−２９２０２号等に開示されている。

ＥＸ…露光装置 ＳＴ…ステージ装置 １…マスクステージ ２…基板ステージ ７３Ａ、７３Ｂ…第２駆動系 ８０…コイル装置 ８２…冷却装置 ８４…第１材料層 ８５…供給装置 ８６…回収装置 ８７…分離装置

Claims (16)

1. モータと、
   前記モータが発する熱量の少なくとも一部によって該モータの近傍で化学反応を起こし、該化学反応に伴う熱作用を利用して前記モータの温度を調整する温度調整装置と、
   を備えるモータ装置。
2. 前記熱作用は、前記化学反応に伴う吸熱反応を含み、前記モータが発する熱量の少なくとも一部を前記吸熱反応で吸熱させることで前記モータを冷却する請求項１記載のモータ装置。
3. 前記熱量の少なくとも一部を前記化学反応の活性化エネルギーとする請求項１または請求項２記載のモータ装置。
4. 前記温度調整装置は、前記化学反応の生成物を回収する回収装置を有する請求項１又は請求項２に記載のモータ装置。
5. 前記温度調整装置は、前記モータの近傍に配置された前記化学反応のための反応室と、前記化学反応を起こす複数の物質のうちの少なくとも一つの物質を前記反応室に供給する供給装置と、を有する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のモータ装置。
6. 前記温度調整装置は、第１の物質と第２の物質とを反応させることで前記化学反応を起こし、該化学反応の生成物を前記第１物質と前記第２物質とに分離する分離装置を有する請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載のモータ装置。
7. 前記分離装置は、前記化学反応に伴う熱作用とは異なる熱作用を前記生成物に施す請求項６に記載のモータ装置。
8. 前記温度調整装置は、分離された前記第１物質及び前記第２物質の少なくとも一方を前記反応室に導く循環装置を有している請求項６から請求項７のうちのいずれか一項に記載のモータ装置。
9. 前記第１物質及び前記第２物質のうち少なくとも一方が前記モータに付着されている請求項６から請求項８のうちいずれか一項に記載のモータ装置。
10. 前記第１物質及び前記第２物質のうち少なくとも一方は、前記モータへの付着を促進させる第３物質を含む請求項６から請求項９のうちいずれか一項に記載のモータ装置。
11. 前記第３物質は磁性体である請求項１０に記載のモータ装置。
12. 前記第１物質は黒鉛であり、前記第２物質は水蒸気である請求項６から請求項１１のうちいずれか一項に記載のモータ装置。
13. 前記第１物質は硝酸アンモニウムであり、前記第２物質は水蒸気である請求項６から請求項１１のうちいずれか一項に記載のモータ装置。
14. 請求項１から請求項１３のうちいずれか一項に記載のモータ装置を備えるステージ装置。
15. 請求項１４に記載のステージ装置を備える露光装置。
16. リソグラフィ工程を有するデバイスの製造方法であって、前記リソグラフィ工程は請求項１５に記載の露光装置を用いるデバイスの製造方法。

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