JP2007318823A - Linear motor, stage apparatus, exposure apparatus, and process for fabricating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リニアモータ、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。 The present invention relates to a linear motor, a stage apparatus, an exposure apparatus, and a device manufacturing method.
半導体素子や液晶表示素子等の製造に使用される露光装置では、マスク(レチクル等)が載置されるレチクルステージや感光性の基板(ウエハ、ガラスプレート等)が載置されるウエハステージの駆動装置として、非接触で駆動できるリニアモータが多用されている。
この種のリニアモータでは、通電によってコイルが発熱し、発生した熱がステージ装置に伝わって熱変形を起こす可能性がある。また、周囲の空間に空気の揺らぎを発生させ、ステージ装置の位置計測に用いられる光波干渉計の計測精度を低下させる可能性もある。
In an exposure apparatus used for manufacturing a semiconductor element, a liquid crystal display element, etc., driving of a reticle stage on which a mask (reticle etc.) is placed and a wafer stage on which a photosensitive substrate (wafer, glass plate, etc.) is placed As a device, a linear motor that can be driven in a non-contact manner is often used.
In this type of linear motor, the coil generates heat when energized, and the generated heat may be transmitted to the stage device to cause thermal deformation. There is also a possibility that air fluctuation is generated in the surrounding space, and the measurement accuracy of the light wave interferometer used for position measurement of the stage apparatus is lowered.
このため、コイルを冷却ジャケット内に収容し、この冷却ジャケット内に温度調整用媒体(冷媒)を流通させることによりコイルから発生した熱を吸収する技術が知られている。特に、リニアモータの高出力化を図るために、冷媒として、熱容量が高く低コストの純水を用いる技術が開示されている(特許文献1等)。
冷媒として純水を用いる場合には、コイルを防水構造にして電気絶縁性を確保しなければならない。コイルを防水構造にする方法としては、コイルを真空注型法等を用いてエポキシ系樹脂等によりコーティングする技術が知られている。また、有機膜、無機膜、酸化膜等でコーティングする技術も知られている。
しかしながら、真空注型法の場合には、専用の型が必要となる。また、エポキシ系樹脂等のコーティングには、ポア(気孔)、クラック、ピンホール等の欠陥が発生するため、完全な防水性を期待することはできず、漏電発生の虞があるという問題がある。
更に、リニアモータを組み立てる際には、樹脂等でコーティングした複数のコイルを位置決め用治具等を用いて規則正しく整列させる必要がある。このため、組立工数及び製造コストが増大してしまう等の問題がある。
When pure water is used as the refrigerant, the coil must be waterproof to ensure electrical insulation. As a method of making the coil waterproof, a technique of coating the coil with an epoxy resin or the like using a vacuum casting method or the like is known. In addition, a technique of coating with an organic film, an inorganic film, an oxide film, or the like is also known.
However, in the case of the vacuum casting method, a dedicated mold is required. In addition, since coatings such as epoxy resins have defects such as pores (pores), cracks, pinholes, etc., there is a problem that complete waterproofness cannot be expected and there is a risk of leakage. .
Furthermore, when assembling a linear motor, it is necessary to regularly align a plurality of coils coated with resin or the like using a positioning jig or the like. For this reason, there are problems such as increased assembly man-hours and manufacturing costs.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、防液性に優れると共に組立が容易なリニアモータ、これを用いたステージ装置、露光装置等を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a linear motor that is excellent in liquid-proof properties and easy to assemble, a stage apparatus using the same, an exposure apparatus, and the like.
本発明に係るリニアモータ、ステージ装置、露光装置、及びデバイスの製造方法では、上記課題を解決するために、実施の形態に示す各図に対応付けした以下の手段を採用している。但し、各要素に付した括弧付き符号はその要素の例示に過ぎず、各要素を限定するものではない。 In order to solve the above-described problems, the linear motor, the stage apparatus, the exposure apparatus, and the device manufacturing method according to the present invention employ the following means corresponding to the drawings shown in the embodiments. However, the reference numerals with parentheses attached to each element are merely examples of the element and do not limit each element.
第一の発明は、キャン(12)内にコイル(13)と冷媒流路(S)とが配置されたコイルユニット(10)と、コイルユニットに対して相対移動可能な磁石ユニット(50)と、を備えるリニアモータ(1)において、コイルは、樹脂により形成された防液容器(20)内に収容されて、キャン内に配置されるようにした。
この発明によれば、コイルを防液容器内に収容するだけで防液性に優れ、また少ない工数でコイルユニットを組み立てることができる。
The first invention includes a coil unit (10) in which a coil (13) and a refrigerant flow path (S) are disposed in a can (12), and a magnet unit (50) movable relative to the coil unit. In the linear motor (1) including the coil, the coil is accommodated in the liquid-proof container (20) formed of resin and disposed in the can.
According to the present invention, the coil unit can be assembled with a small number of man-hours by being excellent in liquid-proof property only by housing the coil in the liquid-proof container.
第二の発明は、物体(W)を載置して移動可能なテーブル(110)と、テーブルを駆動するリニアモータ(122,123,132,133)とを有するステージ装置(100)において、リニアモータとして、第一の発明に係るリニアモータ(1)を用いるようにした。
この発明によれば、ステージ装置に熱的に悪影響を与えることなく、物体の高速かつ高精度な移動を実現することができる。
A second aspect of the invention relates to a stage apparatus (100) having a table (110) on which an object (W) can be moved and a linear motor (122, 123, 132, 133) for driving the table. The linear motor (1) according to the first invention is used as the motor.
According to the present invention, it is possible to realize a high-speed and high-precision movement of an object without adversely affecting the stage device thermally.
第三の発明は、マスク(R)を保持するマスクステージ(230)と、基板(W)を保持する基板ステージ(250)とを有し、マスクに形成されたパターンを基板に露光する露光装置(200)において、マスクステージと基板ステージの少なくとも一方に、第二の発明に係るステージ装置(100)を用いるようにした。
この発明によれば、マスクや基板を高速移動させることができるので、露光処理の高スループット化が図られる。
3rd invention has the mask stage (230) holding a mask (R), and the substrate stage (250) holding a board | substrate (W), The exposure apparatus which exposes the pattern formed in the mask to a board | substrate (200), the stage apparatus (100) according to the second invention is used for at least one of the mask stage and the substrate stage.
According to the present invention, the mask and the substrate can be moved at high speed, so that the throughput of the exposure process can be increased.
第四の発明は、リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、リソグラフィ工程において第三の発明に係る露光装置(200)を用いるようにした。
この発明によれば、露光処理の高スループット化により、高性能なデバイスを低コストに製造することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the device manufacturing method including the lithography step, the exposure apparatus (200) according to the third aspect is used in the lithography step.
According to the present invention, a high-performance device can be manufactured at a low cost by increasing the throughput of the exposure process.
本発明によれば以下の効果を得ることができる。
防液性に優れたコイルユニットが得られるので、冷却効率の高い純水を冷媒として用いることが可能となる。そして、冷却能力の向上により、リニアモータの高出力化を容易に実現することができる。
また、少ない工数でコイルユニットを組み立てることができる。また、保守時の分解・再組立も容易となる。したがって、低コストのリニアモータを得ることができる。
そして、このようなリニアモータをステージ装置、更には露光装置に用いることで、デバイス製造の高精度化、高スループット化を図ることができる。
According to the present invention, the following effects can be obtained.
Since a coil unit having excellent liquid-proof properties can be obtained, it is possible to use pure water with high cooling efficiency as a refrigerant. And by the improvement of cooling capacity, the high output of a linear motor can be implement | achieved easily.
In addition, the coil unit can be assembled with less man-hours. In addition, disassembly and reassembly during maintenance become easy. Therefore, a low-cost linear motor can be obtained.
By using such a linear motor in a stage apparatus and further in an exposure apparatus, it is possible to increase the accuracy of device manufacturing and increase the throughput.
以下、本発明に係るリニアモータ、ステージ装置、露光装置、及びデバイスの製造方法の実施形態について図を参照して説明する。
図1は、本発明の実施形態に係るリニアモータ1の断面図である。
リニアモータ1は、コイルユニット10と磁石ユニット50とから構成される。
コイルユニット10は、非磁性体の金属あるいは樹脂等からなるコイルベース11と、非磁性体からなり中空の直方体の一面を開口させた形状を有するキャン12とを備える。そして、キャン12の開口部をコイルベース11で塞ぐように固定される。
キャン12の内部には、板形の防水容器20がその下端(側面21b)をコイルベース11に固定された状態で配置される。防水容器20は、キャン12のY1方向の壁板12a,12b及びX1方向の壁板12c,12dから、それぞれ所定の間隔を空けて平行に配置されている。また、Z1方向の壁板12eからも所定の間隔を空けて配置されている。
そして、防水容器20内には、コイル13a〜13cのそれぞれが、その長手方向をZ1方向に向けたX1Y1平面に平行な姿勢で、かつX1方向に所定の間隔を空けて一列に並べられた状態で収容される。
Embodiments of a linear motor, a stage apparatus, an exposure apparatus, and a device manufacturing method according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a
The
The
Inside the
In the
コイルベース11には、キャン12の内部の空隙Sに純水Cを流入させるための冷媒入口15と、空隙Sから純水Cを流出させるための冷媒出口16が設けられる。冷媒入口15は壁板12c側に配置され、一方、冷媒出口16は壁板12d側に配置される。そして、冷媒入口15及び冷媒出口16には、それぞれ後述する冷却機構260と連結する配管(図示略)が接続される。
このような構成により、キャン12の内部には、純水Cが略U字形に流れる流路が形成される。すなわち、冷媒入口15から空隙Sに純水Cを流入させると、この純水Cは、+Z1方向に向かって流れ、次第に流れの方向を+X1方向に変えつつ、コイル13a〜13cを収容した防水容器20の表面に沿って流れる。更に、流れの方向を−Z1方向に変えて冷媒出口16から、キャン12の外部に流出するようになっている。
The
With such a configuration, a flow path in which pure water C flows in a substantially U shape is formed inside the
図2は、防水容器20の構成を示す斜視図である。
防水容器20は、例えば、PFA、PTFE、PPS、PEEK等の高い防水性を有する樹脂を用いて成型された容器であって、コイル13を収容する容器本体21と、容器本体21の開口面21aを閉塞する蓋28とから構成される。
図2に示すように、容器本体21の開口面21a側には、コイル13を収容する複数の楕円形の凹部22を有している。この凹部22は、コイル13の外縁形状と略同一の形状を有しており、またその深さはコイル13の厚みと略同一である。つまり、この凹部22にコイル13が隙間なく嵌合しつつ、収容されるようになっている。そして、凹部22は、X1方向に所定の間隔を空けて複数設けられる。これにより、複数のコイル13a〜13cがX1方向に配列されるようになっている。
凹部22の中央部には、コイル13の内縁形状と略同一形状の凸部23が設けられる。この凸部23は、凹部22にコイル13を収容した際に、コイル13の内縁と嵌合する。なお、コイル13は、コアレスコイルであってもよいし、中心部に凸部23に嵌合する開口を有するコア付きコイルであってもよい。
このような構成により、容器本体21内には、複数のコイル13a〜13cがガタ付くことなくX1方向に整列配置される。また、必要に応じ、コイル13と凹部22との嵌合部分を接着固定してもよい。
FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the
The
As shown in FIG. 2, the container
A
With such a configuration, the plurality of
そして、複数のコイル13a〜13cを収容した容器本体21の開口面21aに対して、平板形の蓋28を覆い被せ、蓋28の外周(四辺部)と容器本体21との接触部を隙間なく溶着することで、防水容器20が形成構成される。溶着の方法としては、超音波振動溶着法、レーザ溶着法、熱風溶着法等を用いることができる。
なお、容器本体21と蓋28とを溶着する場合に代えて、蓋28の外周と容器本体21との接触部にOリングを配置し、容器本体21と蓋28とをネジ止めすることで、高い防水性を確保するようにしてもよい。
And the
Instead of welding the container
防水容器20(容器本体21)内の凹部22の近傍には、開口面21aから一段下がった段部が形成され、中継端子24が設けられる。中継端子24は、コイル13の導線を半田付け等により電気的に接続するために設けられた端子である。なお、中継端子24は、防水容器20内に収容されるコイル13a〜13cに対応して設けられる。そして、中継端子24は、容器本体21の側面21bから外部に露出するように配置された外部接続用コネクタ25に電気的に接続されている。
このような構成により、防水性を維持しつつ、防水容器20内に収容したコイル13a〜13cに電力を供給することが可能となっている。なお、外部接続用コネクタ25が露出配置される容器本体21の側面21bは、コイルベース11に密着固定され(図1参照)、外部接続用コネクタ25の周辺から防水容器20内に純水Cが浸入しないように防水処理されている。
In the vicinity of the
With such a configuration, it is possible to supply power to the
防水容器20に、コイル13の導線を接続する中継端子24と、この中継端子24に接続する外部接続用コネクタ25を設けたのは、コイルユニット10(リニアモータ1)の組立工数を低減するためである。
従来のコイルユニットの組立方法では、樹脂コーティングされた複数のコイルを専用の治具を用いて整列配置させる。次に、各コイルの導線を電力ケーブルに半田付けにより接続する。そして、これら複数のコイルと半田付け部分を含む電力ケーブルとを更に樹脂コーティングする、という手順を経ていた。
これに対して、本実施形態に係る防水容器20では、複数のコイル13を整列配置させた状態で、コイル13の導線の半田付け作業を行う必要がない。中継端子24を用いているので、半田付けの作業性が高い。半田付け部分を防水処理のために樹脂コーティングする必要がない。また、外部接続用コネクタ25を用いているので、電力ケーブルの取り扱いが容易となる。したがって、コイルユニット10の組立工数が従来に比べて低減することができる。
更に、コイルユニット10の保守点検時には、コイル13が樹脂コーティングされていないので、容易に分解・再組立を行うことができる等の利点もある。
The reason why the
In the conventional method for assembling a coil unit, a plurality of resin-coated coils are aligned and arranged using a dedicated jig. Next, the conductive wire of each coil is connected to the power cable by soldering. And the procedure of carrying out resin coating of these several coils and the electric power cable containing a soldering part was passed.
On the other hand, in the
Furthermore, when the
図3は、磁石ユニット50の斜視図である。
磁石ユニット50は、端面の形状がU字型でX1方向に延在する磁極ベース51と、磁極ベース51の内壁の一方に埋め込まれた界磁磁石群52と、他方の内壁に埋め込まれた界磁磁石群53とから構成されている。
界磁磁石群52は、露出磁極面がN極の界磁磁石52Nと、露出磁極面がS極の界磁磁石52Sとがストローク(X1)方向に交互に配列されて構成されている。また、界磁磁石群53は、露出磁極面がS極の界磁磁石53Sと、露出磁極面がN極の界磁磁石53Nとがストローク方向に交互に配列されて構成されている。これにより、界磁磁石52Nと界磁磁石53Sとが、また、界磁磁石52Sと界磁磁石53Nとが、空隙を隔てて対向するように配置され、界磁磁石群52と界磁磁石群53により発生する磁界の方向が交互に並ぶようになる。
そして、コイルユニット10と磁石ユニット50とは、磁石ユニット50の空隙にコイルユニット10のキャン12を所定の間隔で離間させつつ、嵌め合うように配置され、コイルユニット10に通電することにより、推力が発生して、コイルユニット10と磁石ユニット50とがストローク(X1)方向に相対移動する。
FIG. 3 is a perspective view of the
The
The
The
以上説明した通り、コイル13は、防水容器20内に収容されているので、純水Cがコイル13に触れて漏電することがない。そのため、リニアモータ1は、熱容量の大きい純水Cを冷媒として用いることができるので、コイル13の発熱を効果的に抑えることができる。
したがって、キャン12の表面の温度を管理しやすく、外部への熱の影響を抑えることができる。また、発熱が抑えられるので、リニアモータ1に対する供給電力を増大することで、出力の向上を容易に図ることができる。
また、複数のコイル13を防水容器20内に収容するだけで、コイル13が整列配置されるので、特別な位置決め治具を用いることなく、コイルユニット10の組立を行うことができる。更に、防水容器20に、中継端子24及び外部接続用コネクタ25を設けたので、コイルユニット10に対する電力ケーブルの結線作業の効率化を図ることができる。
As described above, since the
Therefore, the temperature of the surface of the
Further, since the
更に、従来のようにコイルをエポキシ系樹脂等によりコーティングする場合には、樹脂の固化に相当の時間を要したが、リニアモータ1においては、このような時間がないので組立時間の大幅に短縮することができる。
また、樹脂をコーティングする場合に比べて、防水容器20を安定した品質で形成することができるので、欠陥の発生による純水Cの浸入の虞が殆どなくなる。
また、樹脂コーティングの場合に比べて、防水容器20の肉厚を薄くすることができるので、コイル13の熱が伝わりやすくなり、純水Cによる冷却効率が向上し、コイル13の焼損を防止することができる。また、磁石ユニット50を近接させることができるので、リニアモータ1の効率が向上する。更に、コイルユニット10、ひいてはリニアモータ1の小型化を図ることができる。
Furthermore, when the coil is coated with an epoxy resin or the like as in the prior art, it took a considerable time to solidify the resin. However, in the
Moreover, since the
Further, since the thickness of the
更に、真空注型法の場合には、モータ毎に型を用意する必要がであったが、リニアモータ1においては、一つの型を用意するだけで済むので、製造コストを低減することができる。
また、樹脂コーティングの場合には、樹脂が途切れる界面から浸水することが問題であったが、防水容器20を用いることで、このような問題がなくなる。
また、防水容器20の容器本体21と蓋28を溶着したり、Oリングを用いて固定したりすることで、純水C等の液体の他、気体の浸入も防止することができる。
Furthermore, in the case of the vacuum casting method, it is necessary to prepare a mold for each motor. However, in the
Further, in the case of resin coating, it has been a problem that water is immersed from the interface where the resin is interrupted, but such a problem is eliminated by using the
Further, by welding the container
次に、上述したリニアモータ1を用いたステージ装置100について、図4を用いて説明する。図4は、本発明の実施形態に係るステージ装置100の構成を示す斜視図である。
ステージ装置100は、ウエハWを戴置するXYテーブル110と、XYテーブル110をXY平面内で駆動するX方向駆動部120及びY方向駆動部130と、定盤101とから構成される。
Next, the
The
X方向駆動部120は、定盤101上にX方向に延設されたXガイド121と、定盤101上をXガイド121に沿って移動するX方向移動体124と、X方向移動体124をX方向に移動させる第一Xリニアモータ122、第二Xリニアモータ123から構成される。
Xガイド121は、定盤101のY方向端面の近傍にX方向に延設されてX方向の基準となる。X方向移動体124は、Xガイド121に近接して配置された第一Yガイド搬送体125と、この第一Yガイド搬送体125からY方向に間隔を開けて平行に配置された第二Yガイド搬送体126と、これら第一,第二Yガイド搬送体125,126を連結するとともにY方向に延設されてY方向の基準となるYガイド131とから構成され、Xガイド121に沿ってX方向に移動可能に支持される。なお、Yガイド131は、後述するY方向駆動部130の一部でもある。
The X
The
第一Xリニアモータ122は、第一X固定子122aと、この第一X固定子122aに沿って移動する第一X可動子122bから構成され、第一X固定子122aがXガイド121側方に平行に延設される。第二Xリニアモータ123は、第二X固定子123aと、この第二X固定子123aに沿って移動する第二X可動子123bとから構成され、第二X固定子123aが第二Yガイド搬送体126の側方に平行に延設される。そして、第一X可動子122bおよび第二X可動子123bが、それぞれ連結部材127,128を介してX方向移動体124に連結される。
このような構成により、第一,第二X可動子122b,123bを駆動することにより、X方向移動体124がXガイド131に沿ってX方向に移動する。
The first X
With such a configuration, the
Y方向駆動部130は、XYテーブル110をY方向に駆動する第一,第二Yリニアモータ132,133と、Yガイド131とから構成され、X方向移動体124上に設置される。
XYテーブル110は、Yガイド131を上下から挟むようにして定盤101の上面に配置された天板111および底板112と、これら天板111と底板112とをYガイド131の両側で連結する一対のY方向軸受体113,114とから構成され、Yガイド131に沿ってY方向に移動可能に支持される。
第一Yリニアモータ132は、第一Y固定子132aと、この第一Y固定子132aに沿って移動する第一Y可動子132bから構成され、第一Y固定子132aがYガイド131のX方向の+側に平行に延設される。同様に、第二Yリニアモータ133は、第二Y固定子133aと、この第二Y固定子133aに沿って移動する第二Y可動子133b(図示略)とから構成され、第二Y固定子133aがYガイド131のX方向の−側に平行に延設される。
そして、第一及び第二Y可動子132b,133bが、それぞれXYテーブル110に固定されるとともに、駆動されることによって、XYテーブル110がYガイド131に沿ってY方向に移動する。
なお、第一X,第二Xリニアモータ122,123、並びに第一Y,第二Yリニアモータ132,133は、いずれも上述したリニアモータ1と略同一の構成を備え、磁石ユニット50を可動子、コイルユニット10を固定子として用いられる。
The Y
The XY table 110 includes a
The first Y
The first and
The first X and second X
そして、XYテーブル110には、天板111をZ方向に移動させるとともに、X、Y、Z軸回りに回転駆動可能なZθ駆動部(図示略)が設けられ、更に天板111上には、ウエハWを真空吸着する保持機構(図示略)が載置される。
また、天板111のX方向端面の近傍にX座標移動鏡115が延設され、同様にY方向端面の近傍にY座標移動鏡116が延設される。そして、X座標計測用レーザ干渉計105及びY座標計測用レーザ干渉計106からX座標移動鏡115及びY座標移動鏡116に測長レーザが照射され、その反射光をX座標計測用レーザ干渉計105及びY座標計測用レーザ干渉計106が受光することにより、XYテーブル110のX方向、Y方向の位置が常時検出される。
The XY table 110 is provided with a Zθ drive unit (not shown) that can move the
Further, an X coordinate moving
次に、上述したステージ装置100を用いた露光装置200について、図5を用いて説明する。図5は、本発明の実施形態に係る露光装置200の概念図である。
露光装置200は、走査露光型の露光装置であって、レーザユニット210、レーザユニット210から射出されたレーザ光を回路パターンが形成されたレチクル(マスク)Rに向けて照射する照明光学系220、レチクルRを保持するとともに所定方向に走査するレチクルステージ(マスクステージ)230、照明光学系220により照明されたレチクルRのパターン像を感光性のウエハ(基板)Wに縮小投影する投影光学系240、ウエハWを保持するとともにXY平面内でX方向及びY方向の2方向に走査するウエハステージ(基板ステージ)250、各リニアモータを冷却する冷却機構260及びこれらを制御する主制御系270等から構成される。
Next, an
The
レーザユニット210は、露光用光源と複数の光学部材(いずれも図示略)から構成され、レーザ光を伝送する鏡筒(図示略)を通じて照明光学系220にレーザ光を照射する。露光光としては、例えば、KrFエキシマレーザ光、ArFエキシマレーザ光、F2エキシマレーザ光、金属蒸気レーザやYAGレーザの高調波、あるいは超高圧水銀ランプの紫外域の輝線(g線、i線等)等が用いられる。
The
照明光学系220は、ミラー221、フライアイレンズ、視野絞り(いずれも図示略)を含む複数の光学部材から構成される。レーザユニット210から照射されたレーザ光は、ミラー221で反射された後、レチクルステージ230上に保持されたレチクルR上の所定の照明領域内に均一な照度分布で照射される。
The illumination
レチクルステージ230は、載置されたレチクルRをX方向すなわち走査方向に駆動するリニアモータからなるレチクルステージ駆動機構(図示略)を備えており、このリニアモータには、上述したリニアモータ1が用いられる。また、レチクルステージ230には、位置検出装置であるレーザ干渉計231から照射されるレーザ光を反射する移動鏡232が固定されており、レチクルステージ230のステージ移動面内の位置が常時検出される。そして、レーザ干渉計231に検出されたレチクルステージ230の位置情報は、主制御系270に送られる。
The
投影光学系240は、複数の投影レンズ(図示略)から構成され、所定の投影倍率β(βは、例えば1/5)を有する。そして、照明光学系220によりレチクルRの照明領域が照明されると、投影光学系240を介してレチクルRのパターン像の縮小像がウエハW上の被露光領域に結像される。
The projection
ウエハステージ250は、XYテーブル251上に載置したウエハWをXY方向に移動させるものであって、上述したステージ装置100と略同一の構成を備える。
XYテーブル251に設けられた反射鏡252に対してレーザ干渉計253から測長レーザを照射して、XYテーブル251のX方向、Y方向の位置が常時検出される。そして、その情報は主制御系270に送られる。
The
The length measurement laser is irradiated from the
また、ウエハステージ250及びレチクルステージ230に用いられる各リニアモータを冷却する冷却機構260が設けられる。冷却機構260から各リニアモータに対して純水Cを供給、回収する配管が設置され、主制御系270からの指示に応じて、純水Cを各リニアモータに設けた流路に流し、発熱する部位と純水Cとの間で熱交換を行わせることによって各リニアモータで生じた熱を回収する。
In addition, a
主制御系270は、レーザ干渉計231,253等からの各種情報及び主制御系270に予め記憶されている各種パラメータに基づいて露光装置200を統括的に制御する。例えば、レチクルステージ230の位置情報に基づいてレチクルステージ駆動機構を駆動してレチクルステージ230を走査方向に移動させたり、ウエハステージ250の位置情報に基づき、ウエハステージ250をXY方向に移動させたりする。また、冷却機構260を制御して、各リニアモータに純水Cを供給及び回収して冷却させる。
The
以上のような構成により、ステージ装置100(ウエハステージ250)においては、第一X,第二Xリニアモータ122,123、並びに第一Y,第二Yリニアモータ132,133の駆動時における発熱を効果的に抑えることができる。すなわち、冷却機構260からリニアモータ122,123,132,133(リニアモータ1)に向けて熱容量の大きい純水Cを流すことで、リニアモータ122,123,132,133を効率的に冷却することができる。これにより、リニアモータ122,123,132,133の発熱が、ステージ装置100の熱変形を引き起こしたり、発熱による空気の揺らぎがコイルユニット10と磁石ユニット50の相対位置を検出するレーザ干渉計105,106,231,253の計測に悪影響を与えたりすることが防止される。
したがって、ステージ装置100(ウエハステージ250)の位置決めを高精度に行うことが可能となる。更に、コイル13に対する電力供給量を従来に比べて増大させたとしてもコイル13の発熱が抑えられるので、リニアモータ122,123,132,133の出力の向上が図られる。
そして、露光装置200においては、レチクルR及びウエハWの位置決めを高速且つ高精度に行うことができるので、高性能なデバイスを高スループットに製造することが可能となる。
With the configuration as described above, the stage apparatus 100 (wafer stage 250) generates heat when the first X and second X
Accordingly, the stage apparatus 100 (wafer stage 250) can be positioned with high accuracy. Furthermore, even if the amount of power supplied to the
In the
次に、防水容器の変形例について説明する。図6は、防水容器30の構成を示す斜視図である。
防水容器30は、防水容器20と同様に、コイル13を収容する容器本体31と、容器本体31の開口面31aを閉塞する蓋38とから構成される。また、防水容器20と同様に、容器本体31には、コイル13の外縁形状と略同一の形状を有する楕円形の凹部32及びコイル13の内縁形状と略同一形状の凸部33が複数形成されている。
防水容器30においては、凸部33上に複数の突起36が形成されている。この突起部36は、開口面31aよりも突出するように形成される。また、防水容器20の裏面(開口面31aの背面)にも、同様に複数の突起部37が形成される。
一方、蓋38には、複数の孔39が形成されている。この孔39は、容器本体31の開口面31aに設けられた突起部36に対応した位置に形成されている。すなわち、容器本体31と蓋38とを組み合わせると、容器本体31の突起36と蓋38の孔39とが嵌め合わさるようになっている。
そして、蓋38の外周と容器本体31との接触部及び突起36と孔39との接触部がそれぞれ溶着される。このように、防水容器30では、蓋38の外周と容器本体31との接触部以外の部分においても溶着処理がなされるので、蓋38と容器本体31とが強靭に固着される。
Next, a modified example of the waterproof container will be described. FIG. 6 is a perspective view showing a configuration of the
Similar to the
In the
On the other hand, a plurality of
And the contact part of the outer periphery of the lid | cover 38 and the container main body 31 and the contact part of the processus |
また、この防水容器30をキャン12内に収容すると、図6(b)に示すように、複数の突起部36,37がキャン12の壁板12a,12bに当接し、更に壁板12a,12bに溶着やOリングを併用したネジ締結等により固着される。つまり、防水容器30は、突起36,37を介してキャン12に支持されるようになっている。
リニアモータ1を駆動してX1方向の推力を発生させると、防水容器30にはX1方向の反力が加わる。また、コイルユニット10と磁石ユニット50との間でY1方向の吸引反発力が発生し、その力が防水容器30に加わる。このため、防水容器30をコイルベース11に強靭に固着する必要がある。
そこで、防水容器30では、防水容器30をコイルベース11に固着すると共に、突起36,37をキャン12の壁板12a,12bに固着することで、防水容器30に加わる力を分散支持するようにしている。
When the
When the
Therefore, in the
次に、防水容器の他の変形例について説明する。
図7は、防水容器40の構成を示す斜視図である。また、図8は、防水容器40を有するコイルユニットと組み合わせて用いられる磁石ユニット50bの構成を示す斜視図である。
防水容器40は、コイル13を収容する容器本体41と、容器本体41の開口面41aを閉塞する蓋48とから構成される。また、容器本体41には、X1方向に推力を発生する第一コイル13aの外縁形状と略同一の形状を有する長円形の第一凹部42a及び第一コイル13aの内縁形状と略同一形状の凸部43aとが複数形成されている。また、防水容器40には、X1方向に整列した5つの第一凹部42aに加え、第一コイル13aの+Z1方向側に配置されZ1方向に推力を発生する2つの第二コイル13bを収容する第二凹部42bが形成されている。
Next, another modified example of the waterproof container will be described.
FIG. 7 is a perspective view showing the configuration of the waterproof container 40. FIG. 8 is a perspective view showing a configuration of a
The waterproof container 40 includes a container
次に、図8に示す磁石ユニット50bについて説明する。なお、図3に示した磁石ユニット50との共通部分については、共通の符号を付し、説明を省略する。
磁石ユニット50bは、界磁磁石群52,53に加えて、界磁磁石群52,53の−Z方向に界磁磁石群54,55を更に備える。界磁磁石群54は、X1方向に延在し露出磁石面がN極の界磁磁石群54Nと、同じくX1方向に延在し界磁磁石群54Nと並べて配置された露出磁石面がS極の界磁磁石群54Sとから構成される。また、界磁磁石群55は、界磁磁石群54Nと対向するように配置された界磁磁石55Sと、界磁磁石群54Sと対向するように配置された界磁磁石群55Nとから構成される。
このようにして、磁石ユニット50bでは、界磁磁石群52と界磁磁石群53とにより、第一の磁界が、界磁磁石群54と界磁磁石群55とにより、第二の磁界が形成される。
Next, the
Thus, in the
以上説明した防水容器40を有するコイルユニットと磁石ユニット50bとから構成されたリニアモータは、X1方向に整列した5つの第一コイル13aを駆動することで、磁石ユニット50bの第一の磁界との作用によりX1方向の推力を発生することができる。また、Z1方向側に配置された2つの第二コイル13bを駆動することで、第2の磁界との作用によりZ1方向の推力を発生することができる。すなわち、防水容器40及び磁石ユニット50bを用いることにより、X1方向とZ1方向に推力を発生させる二軸リニアモータが構成される。
The linear motor composed of the coil unit having the waterproof container 40 and the
上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲においてプロセス条件や設計要求等に基づき種々変更可能である。
本発明は、例えば以下のような変更をも含むものとする。
The operation procedure shown in the above-described embodiment, or various shapes and combinations of the constituent members are examples, and various changes can be made based on process conditions, design requirements, and the like without departing from the gist of the present invention.
For example, the present invention includes the following modifications.
上述した実施形態においては、コイル13を冷却する冷媒として、純水Cを用いる場合について説明したが、それ以外であってもよい。例えば、フッ素系不活性液体、エチレングリコール等を主成分とする不凍液を用いてもよい。また、液体に限らず、ガス冷媒を用いてもよい。
In the above-described embodiment, the case where pure water C is used as the coolant for cooling the
防水容器内には、凹部と凸部の両方が形成される場合の他、凹部又は凸部のいずれか一方のみが形成される場合であってもよい。防水容器内の凹部及び凸部の数は、任意に設定可能である。また、例えば、防水容器内に10個のコイルが収容可能な場合に、8個のコイルしか収容しない場合であってもよい。 In addition to the case where both the concave portion and the convex portion are formed, only one of the concave portion or the convex portion may be formed in the waterproof container. The number of the concave portions and the convex portions in the waterproof container can be arbitrarily set. Further, for example, when 10 coils can be accommodated in the waterproof container, only 8 coils may be accommodated.
また、上述した実施形態においては、平板状のコイルベース11に防水容器を固定する構成としたが、これに限らない。例えば、コイルベースを枠状に形成し、その内部に防水容器を固定してもよい。枠状のコイルベースの両面を板状部材でそれぞれ塞ぐことにより、キャンが構成され、冷媒流路が確保される。
In the above-described embodiment, the waterproof container is fixed to the
上述したステージ装置100、露光装置200では、リニアモータ1のコイルユニット10を固定子とし、磁石ユニット50を可動子として用いたが、本発明はこれに限らず、コイルユニット10を可動子とし、磁石ユニット50を固定子として用いてもよい。
In the
また、リニアモータ1として、推力方向と垂直な面における磁石ユニットの断面がコの字状である、いわゆる片持ちタイプのリニアモータについて説明したが、本発明はこれに限らず、磁石ユニットの断面がロの字状である、いわゆる両持ちタイプのリニアモータにも適用可能である。また、シャフトタイプのリニアモータに適用することもできる。
Further, the
また、リニアモータ1としては、エアベアリングを用いたエア浮上型およびローレンツ力を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもいい。
また、テーブルは、ガイドに沿って移動するタイプでもいいし、ガイドを設けないガイドレスタイプでもよい。さらに、テーブルの駆動装置として平面モ−タを用いる場合、磁石ユニット(永久磁石)と電機子ユニットのいずれか一方をステージに接続し、磁石ユニットと電機子ユニットの他方をステージの移動面側(ベース)に設ければよい。
As the
Further, the table may be a type that moves along a guide, or may be a guideless type in which no guide is provided. Further, when a planar motor is used as the table driving device, either the magnet unit (permanent magnet) or the armature unit is connected to the stage, and the other of the magnet unit and the armature unit is connected to the moving surface side of the stage ( Base).
また、ウエハステージの移動により発生する反力は、特開平8−166475号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床(大地)に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた露光装置においても適用可能である。 Further, the reaction force generated by the movement of the wafer stage may be released mechanically to the floor (ground) using a frame member as described in JP-A-8-166475. The present invention can also be applied to an exposure apparatus having such a structure.
また、レチクルステージの移動により発生する反力は、特開平8−330224号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床(大地)に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた露光装置においても適用可能である。 The reaction force generated by the movement of the reticle stage may be mechanically released to the floor (ground) using a frame member as described in JP-A-8-330224. The present invention can also be applied to an exposure apparatus having such a structure.
上記実施形態の露光装置200としては、レチクルRとウエハWとを同期移動してレチクルRのパターンを露光する走査型の露光装置にも適用することができるし、レチクルRとウエハWとを静止した状態でレチクルRのパターンを露光し、ウエハW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にも適用することができる。
また、露光装置200としては、投影光学系240とウエハWとの間に液体を配置しつつ、この液体を解してウエハWの露光を行う液浸型露光装置であってもよい。
The
The
また、露光装置の用途としては半導体デバイス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広く適当できる。 Further, the use of the exposure apparatus is not limited to the exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device. For example, an exposure apparatus for liquid crystal that exposes a liquid crystal display element pattern on a square glass plate and a thin film magnetic head are manufactured. Therefore, it can be widely applied to an exposure apparatus.
本実施形態の露光装置200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、この組立の前後には、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立工程は、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立工程の前に、各サブシステム個々の組立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立工程が終了したら、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。
The
The assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus includes mechanical connection, electrical circuit wiring connection, pneumatic circuit piping connection, and the like between the various subsystems. Needless to say, there is an assembly process for each subsystem before the assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus. When the assembly process of the various subsystems to the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed to ensure various accuracies as the entire exposure apparatus.
The exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.
そして、半導体デバイスは、図9に示すように、デバイスの機能・性能設計を行うステップ301、この設計ステップに基づいたマスク(レチクル)を製作するステップ302、デバイスの基材である基板(ウエハ、ガラスプレート)を製造するステップ303、前述した実施形態の露光装置によりレチクルRのパターンをウエハWに露光する基板処理ステップ304、デバイス組立ステップ(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)305、検査ステップ306等を経て製造される。
Then, as shown in FIG. 9, the semiconductor device includes a
1…リニアモータ
10…コイルユニット
12…キャン
13…コイル
20,30,40…防水容器(防液容器)
21,31,41…容器本体
22,32,42…凹部
23,33,43…凸部
24…中継端子
25…外部接続用コネクタ
28,38,48…蓋
50,50b…磁石ユニット
100…ステージ装置
110…XYテーブル
122,123,132,133…リニアモータ
200…露光装置
230…レチクルステージ(マスクステージ)
250…ウエハステージ(基板ステージ)
S…空隙(冷媒流路)
C…純水(冷媒)
R…レチクル(マスク)
W…ウエハ(物体、基板)
DESCRIPTION OF
21, 31, 41 ... container
250 ... Wafer stage (substrate stage)
S: Air gap (refrigerant flow path)
C ... Pure water (refrigerant)
R ... reticle (mask)
W ... wafer (object, substrate)
Claims (9)
前記コイルは、樹脂により形成された防液容器内に収容されて、前記キャン内に配置されることを特徴とするリニアモータ。 In a linear motor comprising a coil unit in which a coil and a refrigerant flow path are arranged in a can, and a magnet unit movable relative to the coil unit,
The linear motor according to claim 1, wherein the coil is accommodated in a liquid-proof container made of resin and disposed in the can.
前記リニアモータとして、請求項1から請求項6のうちいずれか一項に記載のリニアモータが用いられることを特徴とするステージ装置。 In a stage apparatus having a table on which an object can be moved and a linear motor that drives the table,
A stage device using the linear motor according to claim 1 as the linear motor.
前記マスクステージと前記基板ステージの少なくとも一方に、請求項7に記載のステージ装置が用いられることを特徴とする露光装置。 In an exposure apparatus having a mask stage for holding a mask and a substrate stage for holding a substrate, and exposing the pattern formed on the mask to the substrate,
An exposure apparatus, wherein the stage apparatus according to claim 7 is used for at least one of the mask stage and the substrate stage.
A device manufacturing method including a lithography process, wherein the exposure apparatus according to claim 8 is used in the lithography process.
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