JP6431290B2 - リソグラフィ装置及び物品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、リソグラフィ装置及び物品の製造方法に関する。

デバイスの製造に用いられる露光装置などのリソグラフィ装置では、位置決めテーブルを駆動するリニアモータや電気基板などの発熱源を有するため、かかる発熱源による周囲の温度上昇を抑制し、リソグラフィ装置内の温度を精密に維持することが重要である。リソグラフィ装置内の温度が上昇（変動）すると、露光光の光路中の気体の温度揺らぎによる露光むら、干渉計の光路中の気体の温度揺らぎによる位置決め精度の低下、レチクルやウエハなどの基板の熱変形などによって、高精度な露光を行うことが困難になる。従って、リソグラフィ装置は、チャンバ内の温度の変動を抑制し、チャンバ内の温度を所定の温度に維持するための温調装置を備えている。

このように、リソグラフィ装置においては、高い分解能でチャンバ内の温度を調整し、露光むらを抑えながら精密な位置決めを実現することが必要となる。また、リソグラフィ装置には、更なるスループット（単位時間当たりに処理すべき基板の数（生産枚数））の向上が要求されているため、位置決めテーブルを高加速度で駆動することが求められている。但し、位置決めテーブルの加速度を大きくするとリニアモータの発熱量も大きくなるため、リニアモータを冷却する高い冷却能力も必要となる。このように、近年のリソグラフィ装置においては、結果的に、大電力を消費する傾向にある。

リニアモータを温調（冷却）する温調装置は、一般的に、冷却器と、加熱器（ヒータ）とを含む。これは、冷却器の制御の応答性が悪いため、リニアモータを精密に温調するためには、リニアモータを冷却するための媒体（液体や気体）を冷却器で冷却した後、加熱器で所定の温度まで加熱する（即ち、加熱器側で温調を行う）必要があるからである。一般に、冷却器の冷却能力は、リソグラフィ装置が稼働している状態でのリニアモータの発熱量を基準に決定され、かかる冷却器の冷却能力に応じて媒体の温度を上昇させるために必要な加熱能力を有する加熱器が必要となる。

かかる温調装置においては、冷却器の冷却能力を一定とし、リニアモータの発熱量と加熱器による加熱量との総和が一定となるようにしている。従って、高スループット時には、リニアモータの発熱量が最大となるため、加熱器による加熱量を小さくし、低スループット時には、リニアモータの発熱量が高スループット時よりも小さくなるため、加熱器による加熱量を大きくしている。また、待機時には、リニアモータの発熱量が最小となるため、加熱器による加熱量を最大にしている。このように、従来技術では、スループットや待機時にかかわらず、冷却器の冷却能力を一定に制御しているため、低スループット時や待機時（非稼働時）に無駄な電力を消費していることになる。

そこで、非稼働時の消費電力を低減する技術として、加熱器による加熱量が最小となるように、インバータによって冷却器の冷却能力（冷却器による冷却量）を可変制御する技術が提案されている（特許文献１参照）。かかる技術では、待機時には、リニアモータの発熱量が小さいため、冷却器による冷却量を低く抑えているが、稼働時には、リニアモータの発熱量が大きくなるため、冷却器による冷却量を大きくしている。

特開２００３−３０２０８８号公報

リソグラフィ装置においては、位置決めテーブルを駆動するリニアモータを温調する温調装置に関しては、消費電力を低減する技術が提案されている。しかしながら、位置決めテーブルを駆動するためのリニアモータそのものの消費電力を低減する技術に関しては、これまで提案されていない。

これは、リソグラフィ装置における位置決めテーブルの駆動には、生産能力を最大に発揮することのみが考慮されていたからである。従って、位置決めテーブルは、リニアモータで駆動可能な（即ち、モータドライバからリニアモータに出力可能な最大電流に対応する）最大加速度でのみ駆動され、リニアモータで消費される電力が考慮されることはなかった。但し、近年では、リソグラフィ装置には、スループットだけではなく、稼働時における消費電力、特に、リニアモータそのものの消費電力を低減することが要求されてきている。

本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、基板を保持するテーブルを駆動するモータの消費電力を低減するのに有利な技術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、本発明の一側面としてのリソグラフィ装置は、テーブルに保持された基板にパターンを形成するリソグラフィ装置であって、前記テーブルを駆動するモータと、前記基板にパターンを形成するときの前記モータの動作モードとして通常モード又は前記モータの消費電力を前記通常モードよりも小さくするための省電力モードを設定する設定部と、前記省電力モードが設定された場合、前記テーブルの駆動による前記モータの発熱量が最小となるように、且つ、前記リソグラフィ装置が単位時間当たりに処理する基板の数が予め定められた範囲に収まるように前記モータを駆動させるための駆動プロファイルに従って前記モータを制御する制御部と、を有し、前記省電力モードが設定された場合の前記リソグラフィ装置が単位時間当たりに処理する基板の数は、前記通常モードが設定された場合の前記リソグラフィ装置が単位時間当たりに処理する基板の数より小さいことを特徴とする。

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、基板を保持するテーブルを駆動するモータの消費電力を低減するのに有利な技術を提供することができる。

本発明の一側面としての露光装置の構成を示す概略図である。 比較例における基板テーブルの動作を説明するための図である。 省電力モードにおける温調部の冷却器及び加熱器の制御を説明するための図である。 第１の実施形態における基板テーブルの動作を説明するための図である。 省電力モードにおける基板テーブルの加速度、スループット、リニアモータのピーク電力及び発熱量の低減率を示す図である。 省電力モードにおける基板テーブルの加速度、スループット、リニアモータのピーク電力の低減率を示す図である。 省電力モードにおける基板テーブルの加速度、スループット、リニアモータの発熱量の低減率を示す図である。 第２の実施形態における基板テーブルの動作を説明するための図である。 省電力モードにおける基板テーブルの最高速度、加速時間、スループット、リニアモータのピーク電力及び発熱量の低減率を示す図である。 省電力モードにおける基板テーブルの加速時間（最高速度）、スループット、リニアモータの発熱量の低減率を示す図である。

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露光装置１００の構成を示す概略図である。露光装置１００は、パターンを基板に形成するリソグラフィ装置であって、本実施形態では、レチクル（マスク）のパターンを投影光学系によって基板に投影することで、パターンを基板に形成する。また、露光装置１００は、本実施形態では、ステップ・アンド・リピート方式を採用するステッパーとして説明するが、ステップ・アンド・スキャン方式を採用するスキャナーであってもよい。

露光装置１００は、露光本体部１０１と、温調部１０２と、制御部１５０とを有する。露光本体部１０１は、レチクル１１０を保持するレチクルテーブル１１１と、基板１１３を保持する基板テーブル１１４と、基板１１３にレチクル１１０のパターンを転写する投影光学系１１２と、基板テーブル１１４を駆動するリニアモータ１１５とを有する。制御部１５０は、ＣＰＵやメモリなどを含み、露光装置１００の全体（各部）を制御する。

温調部１０２は、エア系温調部と、液系温調部とを有する。まず、エア系温調部について説明する。チャンバ１１６の空気流出口１１７から排気される空気、及び、外気取込口１２０から取り込まれる空気は、ベース加熱器１３０で加熱され、冷却器１１８によって冷却された冷媒ガスと熱交換器１３１で熱交換を行い（冷却され）、ファン１３２に吸い込まれる。ファン１３２に吸い込まれた空気は、精密な温調を行う高感度加熱器１３７に送られ、高感度加熱器１３７によって最終目的温度に調整された後、フィルタ１３８を介して、チャンバ１１６に供給される。また、チャンバ１１６に供給される空気は、ベース加熱器１３０及び高感度加熱器１３７のそれぞれの流出側に配置された温度センサ１３４及び１３６の測定結果に基づいて、温度調整器１３３及び１３５のそれぞれによって、所定の温度に制御される。最終目的温度に調整された空気は、フィルタ１３８からチャンバ１１６に供給され（流入し）、実線の矢印で示すように、露光本体部１０１に沿って下方に流れ、空気流出口１１７から排出される。これにより、露光本体部１０１の発熱源の熱が除去される。

次いで、液系温調部について説明する。液系温調部は、基板テーブル１１４を高加速度で駆動する際に高温になるリニアモータ１１５の熱を除去する（即ち、リニアモータ１１５を温調する）。循環ポンプ１４０は、電気絶縁性が高い冷却液を、破線の矢印で示す方向に循環させて、リニアモータ１１５（のコイル）を冷却する。かかる冷却液は、循環ポンプ１４０から熱交換器１４２に送られ、冷却器１１８によって冷却された冷媒ガスと熱交換を行う（冷却される）。更に、冷却液は、加熱器１４１によって所定の温度に加熱されて、リニアモータ１１５に送り込まれ、基板テーブル１１４を駆動することでリニアモータ１１５に生じる熱を除去する。また、加熱器１４１は、温度センサ１４３の測定結果に基づいて、温度調整器１４４によって、所定の温度に制御される。

＜比較例＞
このような温調部１０２において、背景技術で説明したように、冷却器１１８の冷却能力、即ち、冷却器１１８による冷媒ガスの冷却量を一定とする場合を比較例として説明する。エア系温調部では、露光本体部１０１の発熱量の変化に基づいてベース加熱器１３０の加熱量を変化させて高感度加熱器１３７に流入する空気の温度を一定に維持することで精密な温調を可能にしている。液系温調部では、リニアモータ１１５の発熱量の変化に基づいて加熱器１４１の加熱量を調整することで、リニアモータ１１５の急激な発熱の除去と、リニアモータ１１５の精密温調（温度を一定に維持すること）とを可能にしている。

以下、基板テーブル１１４の制御系の構成及び動作について説明する。基板テーブル１１４の移動テーブル側にはリニアモータ１１５の可動子であるマグネットが配置され、基板テーブル１１４のテーブル定盤側にはリニアモータ１１５の固定子であるコイルが配置されている。リニアモータ１１５のコイルに所定の電流を流すことによって、基板テーブル１１４が駆動される（移動する）。リニアモータ１１５のコイルには、制御部１５０からの指令に応じた駆動電流を供給するモータドライバ（不図示）が接続されている。

制御部１５０には、基板テーブル１１４の位置を検出する位置センサが接続され、位置センサからの現在の基板テーブル１１４の位置情報がフィードバック信号として入力される。かかる位置センサには、レーザー干渉計やリニアエンコーダなどが用いられる。

制御部１５０は、位置センサから入力された現在の基板テーブル１１４の位置と基板テーブル１１４の目標位置との偏差に基づいて、基板テーブル１１４を目標位置に駆動するための電流指令値をモータドライバに出力する。モータドライバは、制御部１５０からの電流指令値に応じた電流をリニアモータ１１５に供給して、基板テーブル１１４を駆動する。

基板テーブル１１４の加速度α［ｍ/ｓ］とリニアモータ１１５の電流Ｉ［Ａ］との関係式は、以下の式（１）及び（２）で表され、加速度αは、電流Ｉに比例している。

Ｆ＝ｍ・α＝Ｎ・Ｉ ・・・（１）
α＝Ｆ／ｍ＝Ｎ／ｍ・Ｉ ・・・（２）
式（１）及び（２）において、Ｆは、リニアモータ１１５の推力［Ｎ］であり、ｍは、基板テーブル１１４の移動質量［ｋｇ］であり、Ｎは、リニアモータ１１５の推力定数［Ｎ／Ａ］である。

図２（ａ）及び図２（ｂ）を参照して、基板テーブル１１４の動作を説明する。図２（ａ）では、横軸に時間［ｓ］を採用し、縦軸に基板テーブル１１４の速度［ｍｍ／ｓ］を採用している。図２（ｂ）では、横軸に時間［ｓ］を採用し、縦軸にリニアモータ１１５に流れる電流［Ａ］を採用している。

図２（ａ）に示すように、リニアモータ１１５は、台形駆動と呼ばれる駆動プロファイルに従って基板テーブル１１４を駆動する。かかる駆動プロファイルは、以下に説明するように、第１区間、第２区間、第３区間及び第４区間で構成される。第１区間は、基板テーブル１１４を所定の加速度α１［ｍ／ｓ^２］で加速する加速区間である。第２区間は、基板テーブル１１４を最高速度Ｖ_ｍａｘ［ｍ／ｓ］の一定速度で駆動する定速区間である。第３区間は、基板テーブル１１４を所定の加速度α３［ｍ／ｓ^２］で減速する減速区間である。第４区間は、基板テーブル１１４が目標位置に停止している区間であって、ｉ線水銀ランプのシャッターを開いて、レチクル１１０のパターンを基板１１３に投影する（焼き付ける）露光区間である。

以下、第１区間、第２区間及び第３区間の各区間の駆動時間をｔ１、ｔ２及びｔ３［ｓ］とすると、基板テーブル１１４の移動距離Ｌ［ｍ］は、以下の式（３）で表される。

Ｌ＝１／２・α１・ｔ１^２＋α１・ｔ１・ｔ２＋１／２・α３・ｔ３^２ ・・・（３）
ここで、α１＝α３＝α、ｔ１＝ｔ２＝ｔ３＝ｔとすると、式（３）は、以下の式（４）で表される。

Ｌ＝２・α・ｔ^２ ・・・（４）
加速度α＝１．３［Ｇ］＝１２．７４［ｍ／ｓ］、ｔ＝３０［ｍｓ］とすると、式（４）から、基板テーブル１１４の移動距離Ｌ＝２２．９３２［ｍｍ］となる。

リニアモータ１１５には、第１区間及び第３区間のそれぞれにおいて、最大の電流Ｉ_ｍａｘ［Ａ］及び−Ｉ_ｍａｘ［Ａ］が供給されている。第１区間及び第３区間のそれぞれにおけるリニアモータ１１５の消費電力Ｐ［Ｗ］は、以下の式（５）で表され、リニアモータ１１５の発熱量Ｊ［Ｗ・ｓ］は、以下の式（６）で表される。なお、式（５）及び（６）において、Ｒは、リニアモータ１１５のコイル両端の抵抗値［Ω］である。なお、発熱量の単位［Ｗ・ｓ］は、［Ｊ（ジュール）］と等価である。

Ｐ＝Ｒ・Ｉ_ｍａｘ ^２ ・・・（５）
Ｊ＝Ｒ・Ｉ_ｍａｘ ^２・（ｔ１＋ｔ３） ・・・（６）
また、リニアモータ１１５の全処理時間の平均の発熱量ａｖｅＪは、第１区間、第２区間、第３区間及び第４区間の各区間の駆動時間をｔ１、ｔ２、ｔ３及びｔ４として、以下の式（７）で表される。

ａｖｅＪ＝Ｒ・Ｉ_ｍａｘ ^２・（ｔ１＋ｔ３）／（ｔ１＋ｔ２＋ｔ３＋ｔ４） ・・・（７）
ここで、Ｒ＝２０［Ω］、Ｉ_ｍａｘ＝１０［Ａ］、ｔ１＝ｔ２＝ｔ３＝ｔ＝３０［ｍｓ］とすると、Ｐ＝２０００［Ｗ］、Ｊ＝１２０［Ｗ・ｓ］となる。従って、基板テーブル１１４の停止時間（第４区間）、即ち、ｔ４＝８０［ｍｓ］とすると、ａｖｅＪ＝７０６［Ｗ］となる。

上述したように、温調部１０２の液系温調部は、冷却液を循環させてリニアモータ１１５の熱（発熱量）を除去し、リニアモータ１１５の温度を一定に維持することになる。

なお、特許文献１には、露光装置１００の待機時には、リニアモータ１１５の発熱量が小さいため、インバータ１１９によって冷却器１１８の冷却能力（冷却量）を低く抑える技術が提案されている。但し、かかる技術では、冷却器１１８の冷却能力を急峻に変化させる（高める）場合（具体的には、露光装置１００を待機状態から稼働状態にする場合）に、温度安定時間が必要となる。このような温度安定時間は、生産に寄与することができないため、無駄な時間となるだけでなく、生産に寄与しない電力を消費してしまうことになる。

そこで、以下に説明するように、露光装置１００の生産計画に基づいてリニアモータ１１５の発熱量を制御するとともに、リニアモータ１１５の発熱量と加熱器１４１の加熱量との総和が冷却器１１８の冷却量に常に一致するように制御する。露光装置１００の生産計画に基づいてリニアモータ１１５の発熱量を制御することは、単位時間当たりに処理すべき基板の数（生産枚数）、即ち、スループットを可変とすることで可能である。これにより、生産の合間に生じる待機時間を最小にすることが可能となり、リニアモータ１１５の発熱量と加熱器１４１の加熱量との総和と冷却器１１８の冷却量とを等しくすることによる無駄な電力の消費（エネルギーロス）を最小にすることができる。また、露光装置１００の生産計画に応じて冷却器１１８の冷却量を制御することで、温度安定時間を設けることなく生産を行うことを可能とする。また、後述するように、リニアモータ１１５のピーク電力は、基板テーブル１１４の速度には比例せずに、基板テーブル１１４の加速度の２乗に比例する。従って、露光装置１００の生産計画に応じて基板テーブル１１４の加速度を低くすることは、生産時間が長くなったとしても、トータルの消費電力の低減に寄与する。

＜第１の実施形態＞
本実施形態において、制御部１５０は、基板テーブル１１４に加えて、冷却器１１８、詳細には、冷却器１１８の冷却量を可変とするインバータ１１９も制御する。本実施形態では、露光装置１００の生産計画に応じて基板テーブル１１４の加速度を制御し、基板テーブル１１４の加速度に応じて冷却器１１８の冷却量を制御することで、露光装置１００で消費される電力（消費電力）を低減することが可能となる。具体的には、露光装置１００の生産計画に応じて、基板テーブル１１４の加速度を計画的に小さくし、リニアモータ１１５の発熱量を小さくすることで、冷却器１１８の冷却量を小さくすることができるため、消費電力を低減することができる。

このように、露光装置１００は、消費電力を大幅に低減する機能を有する。これにより、露光装置１００は、単位時間当たりに処理すべき基板の数（スループット）を満たす範囲において、その処理時間が長くなることを若干に抑えながら、消費電力を大幅に削減することができる。

露光装置１００では、設定部３００において、リニアモータ１１５の動作モードとして通常モード又は省電力モードが設定される。設定部３００は、ユーザによる通常モード又は省電力モードの指定を受け付ける入力部３０２を含む。設定部３００によって省電力モードが設定されると、制御部１５０は、リニアモータ１１５及び温調部１０２を省電力モードで制御する。

図３を参照して、省電力モードにおける温調部１０２の冷却器１１８及び加熱器１４１の制御について説明する。背景技術で説明したように、リニアモータ１１５の発熱量と加熱器１４１による加熱量との総和が冷却器１１８の冷却量と等しくなるように加熱器１４１の制御を行っている。図３には、比較例における冷却器１１８の冷却量、加熱器１４１の加熱量及びリニアモータ１１５の発熱量の関係（高スループット時）も破線で示している。

図３を参照するに、本実施形態では、制御部１５０は、低スループット時には、そのスループットに応じた基板テーブル１１４の加速度を求める。そして、制御部１５０は、その加速度に応じた加熱器１４１の加熱量が最小となるように、インバータ１１９の運転周波数を低下させ、冷却器１１８の冷却力を適正に制御することで、無駄な電力の消費を抑えることが可能となる。冷却器１１８の冷却力は、スループットに応じた発熱量を予め求めたテーブルなどを用いて、制御部１５０にて簡易的に決定される。

図３に示すように、リニアモータ１１５の動作期間は、基板テーブル１１４を駆動させている稼働期間と、基板テーブル１１４の駆動を停止させている待機期間とを含む。また、待機期間は、基板テーブル１１４の駆動を停止させている期間が所定時間以下である第１待機期間と、基板テーブル１１４の駆動を停止させている期間が所定時間よりも長い第２待機期間とを含む。第１待機期間では、次の生産までの時間が比較的短く、装置内環境の安定に時間（温度安定時間）を要するため、冷却器１１８の冷却量を低スループット時よりも小さくすることができない。従って、第１待機期間では、冷却器１１８の冷却量及び加熱器１４１の加熱量を稼働期間と同一にしている。一方、第２待機期間では、次の生産までの時間が比較的長いため、冷却器１１８の冷却量を低スループット時よりも更に小さくすることができる。従って、第１待機期間では、冷却器１１８の冷却量及び加熱器１４１の加熱量を稼働期間よりも小さくしている。そして、次の生産が近づいてきたら、第２待機期間を第１待機期間に移行する（即ち、低スループットでの稼働が可能なスタンバイ状態にする）ことで、温度安定時間を設けることなく、次の生産が可能となる。

図４（ａ）及び図４（ｂ）を参照して、基板テーブル１１４の動作を説明する。図４（ａ）及び図４（ｂ）には、比較例における基板テーブル１１４の動作も破線で示している。図４（ａ）では、横軸に時間［ｓ］を採用し、縦軸に基板テーブル１１４の速度［ｍｍ／ｓ］を採用している。図４（ｂ）では、横軸に時間［ｓ］を採用し、縦軸にリニアモータ１１５に流れる電流［Ａ］を採用している。

省電力モードが設定された場合、制御部１５０は、基板テーブル１１４の加速度が通常モードよりも小さくなるように駆動プロファイルを変更する。この際、制御部１５０は、単位時間当たりに処理すべき基板の数を満たす範囲において、基板テーブル１１４の駆動によるリニアモータ１１５の発熱量が最小となるように駆動プロファイルを変更するとよい。これにより、基板テーブル１１４の駆動時間は若干長くなるが、以下に説明するように、リニアモータ１１５の消費電力Ｐを低減することができる。

図４（ａ）に示すように、リニアモータ１１５は、台形駆動と呼ばれる駆動プロファイルに従って基板テーブル１１４を駆動する。かかる駆動プロファイルは、以下に説明するように、第１区間、第２区間、第３区間及び第４区間で構成される。第１区間は、基板テーブル１１４を所定の加速度α１’［ｍ／ｓ^２］で加速する加速区間である。第２区間は、基板テーブル１１４を最高速度Ｖ’［ｍ／ｓ］の一定速度で駆動する定速区間である。第３区間は、基板テーブル１１４を所定の加速度α３’［ｍ／ｓ^２］で減速する減速区間である。第４区間は、基板テーブル１１４が目標位置に停止している区間であって、ｉ線水銀ランプのシャッターを開いて、レチクル１１０のパターンを基板１１３に投影する（焼き付ける）露光区間である。

以下、第１区間、第２区間及び第３区間の各区間の駆動時間をｔ１’、ｔ２’及びｔ３’［ｓ］とすると、基板テーブル１１４の移動距離Ｌ［ｍ］は、以下の式（８）で表される。

Ｌ＝１／２・α１’・ｔ１’^２＋α１’・ｔ１’・ｔ２’＋１／２・α３’・ｔ３’^２ ・・・（８）
ここで、α１’＝α３’＝α’、ｔ１’＝ｔ２’＝ｔ３’＝ｔ’とすると、式（８）は、以下の式（９）で表される。

Ｌ＝２・α’・ｔ’^２ ・・・（９）
式（９）で表される基板テーブル１１４の移動距離Ｌは、比較例と同様に、Ｌ＝２２．９３２［ｍｍ］である。例えば、加速度α’を比較例における加速度αの半分、即ち、α’＝０．６５［Ｇ］＝６．３７［ｍ／ｓ］として、以下に示すように、式（９）に相当する式（９’）を式（１０）に変形して計算する。この場合、ｔ’は比較例におけるｔ＝３０［ｍｓ］の√２（１．４１４倍）、即ち、ｔ’＝４２．４３［ｍｓ］となる。

Ｌ＝２・α・ｔ^２＝２・α’・ｔ’^２ ・・・（９’）
ｔ’＝√（Ｌ／２α’）＝√（α／α’）・ｔ ・・・（１０）
基板テーブル１１４の加速度は、リニアモータ１１５のコイルに供給される電流に比例し、リニアモータ１１５の消費電力は、リニアモータ１１５に供給される電流の２乗に比例する。従って、リニアモータ１１５の消費電力は、基板テーブル１１４の加速度の２乗に比例することになる。

リニアモータ１１５の消費電力Ｐ’［Ｗ］は、以下の式（１１）で表され、リニアモータ１１５の発熱量Ｊ’［Ｗ・ｓ］は、以下の式（１２）で表される。なお、式（１１）及び（１２）において、Ｒは、リニアモータ１１５のコイル両端の抵抗値［Ω］である。

Ｐ’＝Ｒ・Ｉ’^２ ・・・（１１）
Ｊ’＝Ｒ・Ｉ’^２・ｔ１’＋Ｒ・Ｉ’^２・ｔ３’ ・・・（１２）
また、リニアモータ１１５の全処理時間の平均の発熱量ａｖｅＪ’は、第１区間、第２区間、第３区間及び第４区間の各区間の駆動時間をｔ１’、ｔ２’、ｔ３’及びｔ４として、以下の式（１３）で表される。

ａｖｅＪ’＝Ｒ・Ｉ’^２・（ｔ１’＋ｔ３’）／（ｔ１’＋ｔ２’＋ｔ３’＋ｔ４） ・・・（１３）
ここで、Ｒ＝２０［Ω］、Ｉ’＝５［Ａ］、ｔ１’＝ｔ２’＝ｔ３’＝ｔ’＝４２．４３［ｍｓ］とすると、Ｐ’＝５００［Ｗ］、Ｊ’＝４２．４３［Ｗ・ｓ］となる。基板テーブル１１４の停止時間（第４区間）は比較例と同じｔ４＝８０［ｍｓ］であるため、ａｖｅＪ’＝２０５［Ｗ］となる。従って、リニアモータ１１５の全処理時間の平均の発熱量ａｖｅＪ’は、比較例におけるリニアモータ１１５の全処理時間の平均の発熱量ａｖｅＪ＝７０６［Ｗ］の０．２９倍となる。

省電力モードにおける基板テーブル１１４の加速度、スループット、リニアモータ１１５の消費電力の最大値（ピーク電力）及びリニアモータ１１５の発熱量の比較例に対する低減率を以下の図５、図６（ａ）乃至図６（ｃ）、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示す。ここでは、比較例における基板テーブル１１４の加速度、スループット、リニアモータ１１５の消費電力の最大値（ピーク電力）、リニアモータ１１５の発熱量を１００％としている。省電力モードにおける基板テーブル１１４の加速度を比較例における基板テーブル１１４の加速度の５０％に抑えた場合、スループットは８２％に低下するが、リニアモータ１１５のピーク電力及び発熱量のそれぞれは、２５％及び２９％に低減される。なお、図６（ａ）では、横軸に基板テーブル１１４の加速度を採用し、縦軸にスループットを採用している。図６（ｂ）では、横軸に基板テーブル１１４の加速度を採用し、縦軸にリニアモータ１１５のピーク電力を採用している。図６（ｃ）では、横軸にスループットを採用し、縦軸にリニアモータ１１５のピーク電力を採用している。図７（ａ）では、横軸に基板テーブル１１４の加速度を採用し、縦軸にリニアモータ１１５の発熱量を採用している。図７（ｂ）では、横軸にスループットを採用し、縦軸にリニアモータ１１５の発熱量を採用している。

また、温調部１０２の液系温調部は、冷却液を循環させてリニアモータ１１５の熱（発熱量）を除去するが、リニアモータ１１５の温度を変化させないようにする。具体的には、基板テーブル１１４が図４に示す駆動プロファイルに従って駆動されている場合、即ち、リニアモータ１１５の平均の発熱量が２０５［Ｗ］である場合には、温調部１０２の加熱器１４１の平均の加熱量を２０［Ｗ］とする。また、基板テーブル１１４が停止している期間では、加熱器１４１の平均の加熱量を、リニアモータ１１５の平均の発熱量２０５［Ｗ］を加算して２２５［Ｗ］とする。その際、冷却器１１８の平均の冷却量は、リニアモータ１１５の平均の発熱量と加熱器１４１の平均の加熱量との総和である２２５［Ｗ］とする。これにより、リニアモータ１１５の温度を一定に維持することができる。

比較例では、基板テーブル１１４が停止している期間は、加熱器１４１が冷却液をリニアモータ１１５のピーク電力に相当する加熱量で加熱することによって、リニアモータ１１５を温調している。従って、露光装置１００の非稼働時であっても、稼働時と同じ消費電力が必要となる。

一方、本実施形態では、省電力モードが設定された場合、基板テーブル１１４の駆動によるリニアモータ１１５の発熱量が通常モードよりも小さくなり、且つ、単位時間当たりに処理すべき基板の数を満たすように基板テーブル１１４の駆動プロファイルを変更する。また、基板テーブル１１４の駆動プロファイルの変更によるリニアモータ１１５の発熱量の変化に基づいて温調部１０２によるリニアモータ１１５の温調量を変更する。換言すれば、リニアモータ１１５の発熱量が低減されることに応じて、冷却器１１８の冷却量及び加熱器１４１の加熱量を低減することが可能である。従って、本実施形態では、露光装置１００の生産計画に応じて基板テーブル１１４の加速度を低くすることで、それ自体の効果としてスループットの低下度合いに比較して基板１枚当たりの処理に要する消費電力を大幅に低減する効果を有する。更に、装置の待機時間を短縮することによる非稼働時の消費電力を低減する効果も有し、トータルの消費電力を低減することができる。

＜第２の実施形態＞
本実施形態では、省電力モードが設定された場合に、基板テーブル１１４の加速度を変更するのではなく、基板テーブル１１４の加速時間を変更することで、トータルの消費電力を低減する。

図８（ａ）及び図８（ｂ）を参照して、基板テーブル１１４の動作を説明する。図８（ａ）及び図８（ｂ）には、比較例における基板テーブル１１４の動作も破線で示している。図８（ａ）では、横軸に時間［ｓ］を採用し、縦軸に基板テーブル１１４の速度［ｍｍ／ｓ］を採用している。図８（ｂ）では、横軸に時間［ｓ］を採用し、縦軸にリニアモータ１１５に流れる電流［Ａ］を採用している。

省電力モードが設定された場合、制御部１５０は、基板テーブル１１４の加速時間が通常モードよりも短くなるように駆動プロファイルを変更する。従って、基板テーブル１１４の駆動時間は若干長くなるが、以下に説明するように、リニアモータ１１５の平均の消費電力に相当する平均の発熱量ａｖｅＪ”を低減することができる。また、基板テーブル１１４の加速度が一定であれば、基板テーブル１１４の加速時間と基板テーブル１１４の最高速度とは比例するため、基板テーブル１１４の加速時間を短くすることは、基板テーブル１１４の最高速度を遅くすることと等価である。

図８（ａ）に示すように、リニアモータ１１５は、台形駆動と呼ばれる駆動プロファイルに従って基板テーブル１１４を駆動する。かかる駆動プロファイルは、以下に説明するように、第１区間、第２区間、第３区間及び第４区間で構成される。第１区間は、基板テーブル１１４を所定の加速度α１［ｍ／ｓ^２］で加速する加速区間である。第２区間は、基板テーブル１１４を最高速度Ｖ”［ｍ／ｓ］の一定速度で駆動する定速区間である。第３区間は、基板テーブル１１４を所定の加速度α３［ｍ／ｓ^２］で減速する減速区間である。第４区間は、基板テーブル１１４が目標位置に停止している区間であって、ｉ線水銀ランプのシャッターを開いて、レチクル１１０のパターンを基板１１３に投影する（焼き付ける）露光区間である。

以下、第１区間、第２区間及び第３区間の各区間の駆動時間をｔ１”、ｔ２”及びｔ３”［ｓ］とすると、基板テーブル１１４の移動距離Ｌ［ｍ］は、以下の式（１４）で表される。

Ｌ＝１／２・α１・ｔ１”^２＋α１・ｔ１”・ｔ２”＋１／２・α３・ｔ３”^２ ・・・（１４）
ここで、α１＝α３＝α、ｔ１”＝ｔ３”とすると、式（１４）は、以下の式（１５）で表される。

Ｌ＝α・（ｔ１”^２＋ｔ１”・ｔ２”） ・・・（１５）
式（１５）で表される基板テーブル１１４の移動距離Ｌは、比較例と同様に、Ｌ＝２２．９３２［ｍｍ］である。例えば、加速時間ｔ１”を比較例における加速時間ｔ１の半分、即ち、ｔ１”＝１５［ｍｓ］として、以下に示すように、式（１５）に相当する式（１５’）を式（１６）に変形して計算する。この場合、ｔ２”は比較例におけるｔ＝３０［ｍｓ］の３．５倍、即ち、ｔ２”＝１０５［ｍｓ］となる。

Ｌ＝２・α・ｔ^２＝α・（ｔ１”^２＋ｔ１”・ｔ２”） ・・・（１５’）
ｔ２”＝（２・ｔ^２−ｔ１”^２）／ｔ１” ・・・（１６）
リニアモータ１１５の消費電力Ｐ”［Ｗ］は、以下の式（１７）で表され、リニアモータ１１５の発熱量Ｊ”［Ｗ・ｓ］は、以下の式（１８）で表される。なお、式（１７）及び（１８）において、Ｒは、リニアモータ１１５のコイル両端の抵抗値［Ω］である。

Ｐ”＝Ｒ・Ｉ^２ ・・・（１７）
Ｊ”＝Ｒ・Ｉ^２・ｔ１”＋Ｒ・Ｉ^２・ｔ３” ・・・（１８）
また、リニアモータ１１５の全処理時間の平均の発熱量ａｖｅＪ”は、第１区間、第２区間、第３区間及び第４区間の各区間の駆動時間をｔ１”、ｔ２”、ｔ３”及びｔ４として、以下の式（１９）で表される。

ａｖｅＪ”＝Ｒ・Ｉ^２・（ｔ１”＋ｔ３”）／（ｔ１”＋ｔ２”＋ｔ３”＋ｔ４） ・・・（１９）
ここで、Ｒ＝２０［Ω］、Ｉ＝１０［Ａ］、ｔ１”＝ｔ３”＝１５［ｍｓ］とすると、ｔ２”＝１０５［ｍｓ］、Ｐ”＝２０００［Ｗ］、Ｊ”＝６０［Ｗ・ｓ］となる。基板テーブル１１４の停止時間（第４区間）は比較例と同じｔ４＝８０［ｍｓ］であるため、ａｖｅＪ”＝２７９［Ｗ］となる。従って、リニアモータ１１５の全処理時間の平均の発熱量ａｖｅＪ”は、比較例におけるリニアモータ１１５の全処理時間の平均の発熱量ａｖｅＪ＝７０６［Ｗ］の０．４０倍となる。

省電力モードにおける基板テーブル１１４の加速時間（最高速度）、スループット、リニアモータ１１５の消費電力の最大値（ピーク電力）及びリニアモータ１１５の発熱量の比較例に対する低減率を以下の図９、図１０（ａ）乃至図１０（ｃ）に示す。ここでは、比較例における基板テーブル１１４の加速時間、スループット、リニアモータ１１５の消費電力の最大値（ピーク電力）、リニアモータ１１５の発熱量を１００％としている。省電力モードにおける基板テーブル１１４の加速時間を比較例における基板テーブル１１４の加速時間の５０％に抑えた場合、スループットは７９％に低下するが、リニアモータ１１５の平均の発熱量は、４０％に低減される。但し、基板テーブル１１４の加速度は変更していないため、リニアモータ１１５のピーク電力は、比較例と同じ１００％で変わらない。なお、図１０（ａ）では、横軸に基板テーブル１１４の加速時間を採用し、縦軸にスループットを採用している。図１０（ｂ）では、横軸に基板テーブル１１４の加速時間を採用し、縦軸にリニアモータ１１５の平均の発熱量を採用している。図１０（ｃ）では、横軸にスループットを採用し、縦軸にリニアモータ１１５の平均の発熱量を採用している。

また、温調部１０２の液系温調部は、冷却液を循環させてリニアモータ１１５の熱（発熱量）を除去するが、リニアモータ１１５の温度を変化させないようにする。具体的には、基板テーブル１１４が図８に示す駆動プロファイルに従って駆動されている場合、即ち、リニアモータ１１５の発熱量が２７９［Ｗ］である場合には、温調部１０２の加熱器１４１の加熱量を２０［Ｗ］とする。また、基板テーブル１１４が停止している期間では、加熱器１４１の加熱量を、リニアモータ１１５の平均の発熱量２７９［Ｗ］を加算して２９９［Ｗ］とする。その際、冷却器１１８の冷却量は、リニアモータ１１５の発熱量と加熱器１４１の加熱量との総和である２９９［Ｗ］とする。これにより、リニアモータ１１５の温度を一定に維持することができる。

本実施形態では、リニアモータ１１５の発熱量が低減されることに応じて、冷却器１１８の冷却量及び加熱器１４１の加熱量を低減することが可能である。従って、本実施形態では、露光装置１００の生産計画に応じて基板テーブル１１４の加速時間を短く（最高速度を遅く）することで、それ自体の効果としてスループットの低下度合いに比較して基板１枚当たりの処理に要する消費電力を大幅に低減する効果を有する。更に、装置の待機時間を短縮することによる非稼働時の消費電力を低減する効果も有し、トータルの消費電力を低減することができる。

＜第３の実施形態＞
省電力モードが設定された場合には、温調部１０２における冷却器１１８の冷却量や加熱器１４１の加熱量だけでなく、ファン１３２や循環ポンプ１４０の流量を小さくしてもよい。これにより、露光装置１００におけるトータルの消費電力を更に低減することができる。

また、第１の実施形態及び第２の実施形態では、省電力モードが設定された場合に、基板テーブル１１４の加速度を小さくすることや基板テーブル１１４の加速時間を短くする（最高速度を遅くする）ことについて説明した。この場合、基板搬送ロボットによる基板１１３の搬送加速度を小さくすることや基板搬送ロボットによる基板１１３の搬送加速時間（搬送最高速度）を遅くすることが可能となる。また、水銀ランプのシャッターの開閉なども遅くすることが可能となる。従って、省電力モードが設定された場合に、基板テーブル１１４の加速度や加速時間に応じて、これらも制御することで、露光装置１００におけるトータルの消費電力を更に低減することができる。

＜第４の実施形態＞
本発明の実施形態における物品の製造方法は、例えば、デバイス（半導体デバイス、磁気記憶媒体、液晶表示素子など）などの物品を製造するのに好適である。かかる製造方法は、露光装置１００を用いて、基板にパターンを形成する（即ち、基板を露光する）工程と、パターンを形成された基板を処理する（例えば、基板を現像する）工程を含む。また、かかる製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージングなど）を含みうる。本実施形態における物品の製造方法は、従来に比べて、物品の性能、品質、生産性及び生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。

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、リソグラフィ装置として露光装置を例に説明したが、これに限定されるものではなく、描画装置やインプリント装置であってもよい。描画装置とは、荷電粒子線（電子線）を用いて基板にパターンを描画するリソグラフィ装置である。インプリント装置とは、基板の上の樹脂とモールド（型）とを接触させた状態で樹脂を硬化させ、硬化した樹脂からモールドを剥離することで基板にパターンを形成するリソグラフィ装置である。

１００：露光装置 １０２：温調部 １１５：リニアモータ １５０：制御部 ３００：設定部

Claims (18)

1. テーブルに保持された基板にパターンを形成するリソグラフィ装置であって、
   前記テーブルを駆動するモータと、
   前記基板にパターンを形成するときの前記モータの動作モードとして通常モード又は前記モータの消費電力を前記通常モードよりも小さくするための省電力モードを設定する設定部と、
   前記省電力モードが設定された場合、前記テーブルの駆動による前記モータの発熱量が最小となるように、且つ、前記リソグラフィ装置が単位時間当たりに処理する基板の数が予め定められた範囲に収まるように前記モータを駆動させるための駆動プロファイルに従って前記モータを制御する制御部と、
   を有し、
   前記省電力モードが設定された場合の前記リソグラフィ装置が単位時間当たりに処理する基板の数は、前記通常モードが設定された場合の前記リソグラフィ装置が単位時間当たりに処理する基板の数より小さいことを特徴とするリソグラフィ装置。
2. 前記モータを温調する温調部を更に有し、
   前記制御部は、前記省電力モードが設定された場合、前記駆動プロファイルに従って制御する前記モータの発熱量の変化に基づいて前記温調部による前記モータの温調量を変更することを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ装置。
3. 前記設定部は、
   ユーザによる前記通常モード又は前記省電力モードの指定を受け付ける入力部を含み、
   前記ユーザの指定に応じて前記通常モード又は前記省電力モードを設定することを特徴とする請求項１又は２に記載のリソグラフィ装置。
4. 前記制御部は、前記省電力モードが設定された場合、前記テーブルの加速度が前記通常モードよりも小さくなるように前記モータを駆動させるための前記駆動プロファイルに従って前記モータを制御することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
5. 前記制御部は、前記省電力モードが設定された場合、前記テーブルの最高速度が前記通常モードよりも遅くなるように前記モータを駆動させるための前記駆動プロファイルに従って前記モータを制御することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
6. 前記制御部は、前記省電力モードが設定された場合、前記テーブルの加速時間が前記通常モードよりも短くなるように前記モータを駆動させるための前記駆動プロファイルに従って前記モータを制御することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
7. 前記省電力モードにおける前記テーブルの駆動による前記モータの発熱量は、前記通常モードにおける前記テーブルの駆動による前記モータの発熱量よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
8. 前記温調部は、
   媒体を冷却する冷却器と、
   前記冷却器によって冷却された前記媒体を加熱する加熱器と、を含み、
   前記加熱器で加熱された前記媒体によって前記モータを温調することを特徴とする請求項２に記載のリソグラフィ装置。
9. 前記制御部は、前記省電力モードが設定された場合、前記冷却器による前記媒体の冷却量及び前記加熱器による前記媒体の加熱量を前記通常モードよりも小さくすることを特徴とする請求項８に記載のリソグラフィ装置。
10. 前記制御部は、前記テーブルの駆動による前記モータの発熱量と前記加熱器による前記媒体の加熱量との総和が前記冷却器による前記媒体の冷却量と等しくなるように、前記冷却器による前記媒体の冷却量及び前記加熱器による前記媒体の加熱量を前記通常モードよりも小さくすることを特徴とする請求項９に記載のリソグラフィ装置。
11. 前記モータの動作期間は、前記テーブルを駆動させている稼働期間と、前記テーブルの駆動を停止させている待機期間が所定時間以下である第１待機期間と、前記待機期間が前記所定時間よりも長い第２待機期間とを含み、
    前記制御部は、前記省電力モードが設定された場合、前記第１待機期間では前記冷却器による前記媒体の冷却量及び前記加熱器による前記媒体の加熱量を前記稼働期間と同一とし、前記第２待機期間では前記冷却器による前記媒体の冷却量及び前記加熱器による前記媒体の加熱量を前記稼働期間よりも小さくすることを特徴とする請求項８乃至１０のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
12. 前記駆動プロファイルは、前記テーブルが前記パターンを形成する時に停止する目標位置へ前記テーブルを駆動する時の駆動プロファイルであることを特徴とする請求項１乃至１１のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
13. 前記予め定められた範囲は、前記リソグラフィ装置が単位時間当たりに処理すべき基板の数に基づいて定められた範囲であることを特徴とする請求項１乃至１２のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
14. テーブルに保持された基板にパターンを形成するリソグラフィ装置であって、
    前記テーブルを駆動するモータと、
    前記モータの動作モードとして通常モード又は前記モータの消費電力を前記通常モードよりも小さくするための省電力モードを設定する設定部と、
    前記省電力モードが設定された場合、前記テーブルの駆動による前記モータの発熱量が前記通常モードよりも小さくなり、且つ、前記リソグラフィ装置が単位時間当たりに処理する基板の数が予め定められた範囲に収まるように前記モータを駆動させるための駆動プロファイルに従って前記モータを制御する制御部と、
    を有し、
    前記設定部は、ユーザによる前記通常モード又は前記省電力モードの指定を受け付ける入力部を含み、前記ユーザの指定に応じて前記通常モード又は前記省電力モードを設定することを特徴とするリソグラフィ装置。
15. テーブルに保持された基板にパターンを形成するリソグラフィ装置であって、
    前記テーブルを駆動するモータと、
    前記モータの動作モードとして通常モード又は前記モータの消費電力を前記通常モードよりも小さくするための省電力モードを設定する設定部と、
    前記省電力モードが設定された場合、前記テーブルの駆動による前記モータの発熱量が前記通常モードよりも小さくなり、且つ、前記リソグラフィ装置が単位時間当たりに処理する基板の数が予め定められた範囲に収まるように前記モータを駆動させるための駆動プロファイルに従って前記モータを制御する制御部と、
    を有し、
    前記制御部は、前記省電力モードが設定された場合、前記テーブルの加速度が前記通常モードよりも小さくなるように前記モータを駆動させるための前記駆動プロファイルに従って前記モータを制御することを特徴とするリソグラフィ装置。
16. テーブルに保持された基板にパターンを形成するリソグラフィ装置であって、
    前記テーブルを駆動するモータと、
    前記モータの動作モードとして通常モード又は前記モータの消費電力を前記通常モードよりも小さくするための省電力モードを設定する設定部と、
    前記省電力モードが設定された場合、前記テーブルの駆動による前記モータの発熱量が前記通常モードよりも小さくなり、且つ、前記リソグラフィ装置が単位時間当たりに処理する基板の数が予め定められた範囲に収まるように前記モータを駆動させるための駆動プロファイルに従って前記モータを制御する制御部と、
    を有し、
    前記制御部は、前記省電力モードが設定された場合、前記テーブルの最高速度が前記通常モードよりも遅くなるように前記モータを駆動させるための前記駆動プロファイルに従って前記モータを制御することを特徴とするリソグラフィ装置。
17. テーブルに保持された基板にパターンを形成するリソグラフィ装置であって、
    前記テーブルを駆動するモータと、
    前記モータの動作モードとして通常モード又は前記モータの消費電力を前記通常モードよりも小さくするための省電力モードを設定する設定部と、
    前記省電力モードが設定された場合、前記テーブルの駆動による前記モータの発熱量が前記通常モードよりも小さくなり、且つ、前記リソグラフィ装置が単位時間当たりに処理する基板の数が予め定められた範囲に収まるように前記モータを駆動させるための駆動プロファイルに従って前記モータを制御する制御部と、
    を有し、
    前記制御部は、前記省電力モードが設定された場合、前記テーブルの加速時間が前記通常モードよりも短くなるように前記モータを駆動させるための前記駆動プロファイルに従って前記モータを制御することを特徴とするリソグラフィ装置。
18. 請求項１乃至１７のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置を用いてパターンを基板に形成する工程と、
    前記工程で前記パターンを形成された前記基板を処理する工程と、
    を含み、処理された前記基板から物品を製造することを特徴とする物品の製造方法。

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