JP2004040874A

JP2004040874A - Linear motor, stage arrangement, and aligner

Info

Publication number: JP2004040874A
Application number: JP2002192276A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kato; 加藤　浩; Tomoki Miyagawa; 宮川　智樹
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2002-07-01
Filing date: 2002-07-01
Publication date: 2004-02-05

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To evenly cool a coil body by suppressing tube deformation even if the length of a movable member is long. <P>SOLUTION: Inside a tube body 18a, a coil body 19 is internally mounted and a flow path 13 of a temperature adjusting medium is formed. A constraint member 18e is engaged with the outer periphery of the tube body 18a to constrain the deformation of the tube body. The constraint member 18e is disposed at a position different from both ends of the axis. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筒体の内部にコイル体が内装されるとともに、温度調整用媒体の流路が形成されるリニアモータ、及びこのリニアモータ駆動により可動ステージが移動するステージ装置、並びにこのステージ装置を用いてマスクのパターンを基板に露光する露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体デバイスの製造工程の１つであるリソグラフィ工程においては、マスク又はレチクル（以下、レチクルと称する）に形成された回路パターンをレジスト（感光剤）が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の基板上に転写する種々の露光装置が用いられている。例えば、半導体デバイス用の露光装置としては、近年における集積回路の高集積化に伴うパターンの最小線幅（デバイスルール）の微細化に応じて、レチクルのパターンを投影光学系を用いてウエハ上に縮小転写する縮小投影露光装置が主として用いられている。
【０００３】
この縮小投影露光装置としては、レチクルのパターンをウエハ上の複数のショット領域（露光領域）に順次転写するステップ・アンド・リピート方式の静止露光型の縮小投影露光装置（いわゆるステッパ）や、このステッパを改良したもので、特開平８−１６６０４３号公報等に開示されるようなレチクルとウエハとを一次元方向に同期移動してレチクルパターンをウエハ上の各ショット領域に転写するステップ・アンド・スキャン方式の走査露光型の露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ）が知られている。
【０００４】
上記のレチクルやウエハは、レチクルステージやウエハステージ等のステージに保持されて所定方向に駆動されるが、これらステージに対する駆動用アクチュエータとしては、非接触で駆動されるため、摩擦が生じず、位置制御性に優れている等の利点からリニアモータが多く用いられている。ステージ装置に用いられるリニアモータは、可動子及び固定子から構成されており、可動ステージに可動子が取り付けられ、ベース（定盤）に固定子が取り付けられる。
【０００５】
図９は、リニアモータを用いたステージ装置の一例を示す外観斜視図であり、図１０は、リニアモータの外観斜視図である。なお、このリニアモータの構成の詳細は、特許公開公報２００１−２１８４４３に開示されている。
【０００６】
この図に示すステージ装置は、ガイド１に沿ってベース２上を移動するテーブル（可動ステージ）３と、テーブル３を駆動するリニアモータ４とを有している。リニアモータ４は、テーブル３の両側に対で設けられており、テーブル３の移動方向に沿って架設された固定子５と、テーブル３に取り付けられ固定子５との間の電磁気的相互作用で移動する可動子６とを主体として構成されている。固定子５は、円柱形の永久磁石を円筒状の丸管内部に複数配置して両端をブロックで封止した構成になっている。そして、可動子６は、ハウジングを構成する内管と外管との間にコイル体を封止し、内管の内部に固定子５を挿通させた構成になっている。
【０００７】
上記のリニアモータ４のように、可動子６をコイル体で構成し、固定子５を永久磁石で構成したものをムービングコイル型のリニアモータと称している。ムービングコイル型リニアモータは、可動子を磁石で構成し固定子をコイル体で構成したムービングマグネット型リニアモータに比べて、コイル体への駆動電流の供給時間が長くなるために発熱が大きくなり、冷媒によるコイル体の冷却が不可欠である。そのため、図１０に示すリニアモータにおいても、コイルアセンブリとコイルハウジングとの間には冷媒用の流路が設けられており、丸管の両端を封止するマウント部材７には冷媒の導入口と放出口とが設けられている。また、マウント部材７には、テーブル３の取付面８が形成されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来のリニアモータ及びステージ装置並びに露光装置には、以下のような問題が存在する。
近年、半導体の製造装置や検査装置においては更なる高精度化、高効率化が要求されており、これに伴って、上記露光装置に搭載されるステージ装置には高制御性、高精度、高加速度、高速度、長ストローク等が求められてきた。従って、このようなステージ装置の駆動に用いられるリニアモータにおいても同様の性能が必要とされる。特に、高加速度を必要とする場合には、可動部の質量を小さくするとともに、リニアモータの推力を大きくすることが重要となる。
【０００９】
リニアモータの推力を大きくする方法としては、磁束密度の高い永久磁石を用いる、コイルの巻数を多くする、コイル体への供給電流を大きくする等がある。ところが、永久磁石においては、コスト、減磁等の観点から選択可能な磁石が限定され、またコイル体への供給電流の電流値もアンプ等の制御装置から限定される。従って、一般的には、コイル体の巻数を増やすことでリニアモータの推力を大きくすることが多い。
【００１０】
コイルの巻数を増やす場合、コイルの周方向に巻数を増やすと、磁石との距離が大きくなり推力が低下するため得策ではなく、多くの場合は磁石の配列方向に増やすことになる。このことは、可動子の全長が大きくなることを意味しており、図１０で示したリニアモータ４の構造では、マウント部材７における取付面８を加工する際の面加工が困難になり、精度の確保ができないという問題が生じてしまう。
【００１１】
また、コイルの巻数が増えることで通電時の発熱量が多くなるため、冷媒の流量も増す必要がある。そのため、コイルハウジング内の内圧が高くなることに起因して丸管の変形が大きくなり、冷媒の流路が不均一になってしまう。その結果、コイルを均一に冷却できなくなり、可動子の管表面で温度分布が生じるという問題が生じる。管に温度分布が生じた場合、空気ゆらぎの原因となり、レーザ干渉計等を用いてテーブルの位置を計測する際の精度が低下するという問題も生じることになる。
【００１２】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、可動子の長さが大きくなった場合でも、管変形を抑えてコイル体を均一に冷却できるリニアモータ、及びこのリニアモータ駆動により可動ステージが移動するステージ装置、並びにこのステージ装置を用いてマスクのパターンを基板に露光する露光装置を提供することを目的とする。
【００１３】
また、本発明の更なる目的は、可動子の長さが大きくなった場合でも、テーブルの取付面精度を確保できるリニアモータ、及びこのリニアモータ駆動により可動ステージが移動するステージ装置、並びにこのステージ装置を用いてマスクのパターンを基板に露光する露光装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は、実施の形態を示す図１ないし図７に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明のリニアモータは、筒体（１８ａ）の内部にコイル体（１９）が内装されるとともに、温度調整用媒体の流路（１３）が形成されるリニアモータ（１５）であって、筒体（１８ａ）の外周に嵌合して筒体（１８ａ）の変形を拘束する拘束部材（１８ｅ）を有し、拘束部材（１８ｅ）は、軸の両端と異なる位置に配置されることを特徴とするものである。
【００１５】
従って、本発明のリニアモータでは、コイル体（１９）及び筒体（１８ａ）を冷却するために温度調整用媒体の流量を増すことで筒体（１８ａ）の内圧が高くなった場合でも、拘束部材（１８ｅ）が筒体（１８ａ）の外周に嵌合しているので、内圧による筒体（１８ａ）の外周面の膨らみを抑えることができる。これにより、本発明では温度調整用媒体の流路（１３）が均一に保たれるため、筒体の表面での温度分布を抑制して、空気ゆらぎを防止することができる。また、本発明のリニアモータは、筒体（１８ａ）の軸方向端部にその筒体（１８ａ）の開口を閉塞する閉塞部材（１８ｃ、１８ｄ）が配設され、その閉塞部材（１８ｃ、１８ｄ）は軸方向と直交する方向の断面輪郭がその筒体（１８ａ）の断面輪郭に収まるように構成されている。これによれば、筒体（１８ａ）内部にコイル体（１）を内装し、閉塞部材（１８ｃ、１８ｄ）を筒体（１８ａ）に接合した後であっても、拘束部材（１８ｅ）を所望の位置に固定することができる。また、その筒体（１８ａ）の内部には、その筒体（１８ａ）との間に流路（１３）を形成する内筒（１８ｂ）を設けることができる。これによれば、コイル体（１９）の外周側に加えて内周側にも流路（１３）を形成することができ、コイル体（１９）をより効率的に冷却することができる。また、拘束部材（１８ｅ）は締結手段（７５）により筒体に嵌合固定するものとすることができる。これによれば、リニアモータ組立後においても筒体（１８ａ）の変形、あるいは温度分布に応じて拘束部材（１８ｅ）の位置を容易に変更することができる。
【００１６】
また、本発明のステージ装置は、基板（Ｒ）を保持して移動する可動ステージ（ＲＳＴ）と、可動ステージ（ＲＳＴ）を駆動する駆動装置（１５）とを有するステージ装置であって、駆動装置（１５）として、請求項１から４の何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ものである。この場合において、拘束部材（１８ｅ）が可動ステージ（ＲＳＴ）を支持するものとすることができる。
【００１７】
従って、本発明のステージ装置では、駆動装置（１５）の推力を大きくする場合でも駆動装置（１５）における温度分布を抑制して空気ゆらぎを防止することができる。そのため、駆動装置（１５）の発熱に起因して可動ステージ（ＲＳＴ）及び基板（Ｒ）の位置決め精度が低下することを防止することが可能になる。また、拘束部材（１８ｅ）によって可動ステージ（ＲＳＴ）を支持しているので、リニアモータの推力増加に伴い筒体（１８ａ）が長くなっても可動ステージ（ＲＳＴ）を取り付ける取り付け面（１８ｋ）を容易に加工することができ、取り付け面（１８ｋ）の面精度を容易に確保することができる。
【００１８】
そして、本発明の露光装置は、マスクステージ（ＲＳＴ）に保持されたマスク（Ｒ）のパターンを基板ステージ（ＷＳＴ）に保持された感光基板（Ｗ）に露光する露光装置（１０）において、マスクステージ（ＲＳＴ）と基板ステージ（ＷＳＴ）との少なくとも一方のステージ（ＲＳＴ）として、請求項５または６に記載されたステージ装置が用いられることを特徴とするものである。
【００１９】
従って、本発明の露光装置では、マスクステージ（ＲＳＴ）や基板ステージ（ＷＳＴ）を駆動する際の推力を大きくした場合でも、駆動装置（１５）の発熱に起因してマスク（Ｒ）や感光基板（Ｗ）の位置決め精度が低下することを防止でき、マスク（Ｒ）のパターンを高精度に感光基板（Ｗ）に露光することが可能になる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のリニアモータ及びステージ装置並びに露光装置の第１の実施形態を、図１ないし図４を参照して説明する。ここでは、露光装置として、レチクルとウエハとを一次元方向（ここではＹ軸方向とする）に同期移動しつつ、レチクルに形成された半導体デバイスの回路パターンをウエハ上に転写する、ステップ・アンド・スキャン方式、またはステップ・アンド・スティッチ方式からなる走査露光方式の露光装置を使用する場合の例を用いて説明する。また、この露光装置においては、本発明のステージ装置をレチクルステージに適用するものとする。なお、これらの図において、従来例として示した図９及び図１０と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００２１】
図１には、本発明に係る走査型露光装置（露光装置）１０の全体構成が概略的に示されている。この露光装置１０は、マスクとしてのレチクル（基板）Ｒと、感光基板としてのウエハＷとを一次元方向（ここでは、図１における紙面内左右方向であるＹ軸方向とする）に同期移動しつつ、レチクルＲに形成された回路パターンを投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上の各ショット領域に転写する、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置、いわゆるスキャニング・ステッパである。
【００２２】
図１に示す露光装置１０は、光源１２からの露光用照明光（パルス紫外光）によりレチクル（マスク）Ｒ上の矩形状（あるいは円弧状）の照明領域を均一な照度で照明する照明光学系ＩＯＰ、レチクルＲを保持して移動するレチクルステージ（マスクステージ）ＲＳＴ、レチクルＲを透過する照明光をウエハ（基板）Ｗ上に投影する投影光学系ＰＬ、ウエハＷを保持して移動するウエハステージ（基板ステージ）ＷＳＴを備えている。なお、レチクルステージＲＳＴは、本発明のステージ装置９における可動ステージを構成している。
【００２３】
さらに、露光装置１０は、前記照明光学系ＩＯＰの一部，レチクルステージＲＳＴ，投影光学系ＰＬ，及びウエハステージＷＳＴ等を保持する本体コラム１４、本体コラム１４の振動を抑制あるいは除去する防振ユニット、及びこれらの制御系等を備えている。なお、ここで投影光学系ＰＬの光軸方向をＺ方向とし、このＺ方向と直交する方向でレチクルＲとウエハＷの同期移動方向をＹ方向とし、非同期移動方向をＸ方向とする。また、それぞれの軸周りの回転方向をθＺ、θＹ、θＸとする。
【００２４】
光源１２としては、ここでは波長１９２〜１９４ｎｍの間で酸素の吸収帯を避けるように狭帯化されたパルス紫外光を出力するＡｒＦエキシマレーザ光源が用いられており、この光源１２の本体は、半導体製造工場のクリーンルーム内の床面ＦＤ上に設置されている。光源１２には、不図示の光源制御装置が併設されており、この光源制御装置では、射出されるパルス紫外光の発振中心波長及びスペクトル半値幅の制御、パルス発振のトリガ制御、レーザチャンバ内のガスの制御等を行うようになっている。
【００２５】
なお、光源１２として、波長２４８ｎｍのパルス紫外光を出力するＫｒＦエキシマレーザ光源あるいは波長１５７ｎｍのパルス紫外光を出力するＦ_２レーザ光源等用いても良い。また、光源１２をクリーンルームよりクリーン度が低い別の部屋（サービスルーム）、あるいはクリーンルームの床下に設けられるユーティリティスペースに設置しても構わない。
【００２６】
光源１２は、図１では作図の都合上その図示が省略されているが、実際には遮光性のベローズ及びパイプを介してビームマッチングユニットＢＭＵの一端（入射端）に接続されており、このビームマッチングユニットＢＭＵの他端（出射端）は、内部にリレー光学系を内蔵したパイプ１６を介して照明光学系ＩＯＰの第１照明光学系ＩＯＰ１に接続されている。ビームマッチングユニットＢＭＵ内には、リレー光学系や複数の可動反射鏡等（いずれも不図示）が設けられており、これらの可動反射鏡等を用いて光源１２から入射する狭帯化されたパルス紫外光（ＡｒＦエキシマレーザ光）の光路を第１照明光学系ＩＯＰ１との間で位置的にマッチングさせている。
【００２７】
照明光学系ＩＯＰは、第１照明光学系ＩＯＰ１と第２照明光学系ＩＯＰ２との２部分から構成されている。第１照明光学系ＩＯＰ１は、床面ＦＤに水平に載置された装置の基準となるフレームキャスタと呼ばれるベースプレートＢＰ上に設置されている。また、第２照明光学系ＩＯＰ２は、本体コラム１４を構成する後述する第２の支持コラム５２によって下方から支持されている。
【００２８】
第１照明光学系ＩＯＰ１は、所定の位置関係で配置されたミラー、可変減光器、ビーム成形光学系、オプティカルインテグレータ、集光光学系、振動ミラー、照明系開口絞り板、ビームスプリッタ、リレーレンズ系、及びレチクルブラインド機構を構成する可動視野絞りとしての可動レチクルブラインド（照明領域設定装置）２８等を備えている。光源１２からのパルス紫外光がビームマッチングユニットＢＭＵ及びリレー光学系を介して第１照明光学系ＩＯＰ１内に水平に入射すると、このパルス紫外光は、可変減光器のＮＤフィルタにより所定のピーク強度に調整された後、ビーム整形光学系により、オプティカルインテグレータに効率よく入射するようにその断面形状が整形される。
【００２９】
可動レチクルブラインド２８は、例えば２枚のＬ字型の可動ブレードと、この可動ブレードを駆動するアクチュエータとを有する。２枚の可動ブレードは、レチクルＲの走査方向に対応する方向及び走査方向に直交する非走査方向に対応する方向の位置が可変となっている。この可動レチクルブラインド２８は、不要な部分の露光を防止するため、走査露光の開始時及び終了時に可動ブレードにより後述する固定レチクルブラインドによって規定されるレチクルＲ上の照明領域を更に制限するために用いられる。
【００３０】
第２照明光学系ＩＯＰ２は、照明系ハウジング１７内に所定の位置関係で収納された固定レチクルブラインド、レンズ、ミラー、リレーレンズ系、メインコンデンサレンズ等（いずれも不図示）を備えている。固定レチクルブラインドは、照明系ハウジング１７の入射端近傍のレチクルＲのパターン面に対する共役面から僅かにデフォーカスした面に配置され、レチクルＲ上の照明領域を規定する所定形状の開口部が形成されている。この固定レチクルブラインドの開口部は、投影光学系ＰＬの円形視野内の中央で走査露光時のレチクルＲの移動方向（Ｙ軸方向）と直交したＸ軸方向に直線的に伸びたスリット状又は矩形状に形成されているものとする。
【００３１】
可動レチクルブラインド２８のブレードの開口部を通過したパルス紫外光は、固定レチクルブラインドの開口部を一様な強度分布で照明する。固定レチクルブラインドの開口部を通ったパルス紫外光は、レンズ、ミラー、リレーレンズ系、主コンデンサレンズ系を経て、レチクルステージＲＳＴ上に保持されたレチクルＲ上の所定の照明領域（Ｘ軸方向に直線的に伸びたスリット状又は矩形状の照明領域）を均一な照度分布で照明する。
【００３２】
なお、第１照明光学系ＩＯＰ１と第２照明光学系ＩＯＰ２とを強固に接合すると、可動レチクルブラインド２８の駆動に起因して露光動作中に第１照明光学系ＩＯＰ１に生じる振動が第２のコラム５２に支持された第２照明光学系ＩＯＰ２にそのまま伝達されることとなって、好ましくない。このため、本実施形態では、第１照明光学系ＩＯＰ１と第２照明光学系ＩＯＰ２との間は、両者の相対変位を可能にし、かつその内部を外気に対して気密状態にすることが可能な接続部材としての伸縮自在の蛇腹状部材９４を介して接合されている。
【００３３】
図１に戻り、本体コラム１４は、ベースプレートＢＰ上に設けられた複数本（ここでは４本）の支持部材４０Ａ〜４０Ｄ（但し、紙面奥側の支柱４０Ｃ、４０Ｄは図示省略）及びこれらの支持部材４０Ａ〜４０Ｄの上部にそれぞれ固定された防振ユニット４２Ａ〜４２Ｄ（但し、図１においては紙面奥側の防振ユニット４２Ｃ、４２Ｄは図示せず、図４参照）を介してほぼ水平に支持された鏡筒定盤４４と、この鏡筒定盤４４の下面から下方に吊り下げられた吊り下げコラム４６と、鏡筒定盤４４上に設けられた第１、第２の支持コラム４８、５２とを備えている。
【００３４】
前記防振ユニット４２Ａ〜４２Ｄは、支持部材４０Ａ〜４０Ｄそれぞれの上部に直列（又は並列）に配置された内圧が調整可能なエアマウントとボイスコイルモータ（不図示）とを含んで構成されている。これらの防振ユニット４２Ａ〜４２Ｄによって、ベースプレートＢＰ及び支持部材４０Ａ〜４０Ｄを介して鏡筒定盤４４に伝わる床面ＦＤからの微振動がマイクロＧ（Ｇは重力加速度）レベルで絶縁される構成になっている。
【００３５】
前記鏡筒定盤４４は鋳物等で構成されており、その中央部に平面視円形の開口が形成され、その内部に投影光学系ＰＬがその光軸方向をＺ軸方向として上方から挿入されている。投影光学系ＰＬの鏡筒部の外周部には、該鏡筒部に一体化されたフランジＦＬＧが設けられている。このフランジＦＬＧの素材としては、低熱膨張の材質、例えばインバー（Ｉｎｖｅｒ；ニッケル３６％、マンガン０．２５％、及び微量の炭素と他の元素を含む鉄からなる低膨張の合金）が用いられており、このフランジＦＬＧは、投影光学系ＰＬを鏡筒定盤４４に対して点と面とＶ溝とを介して３点で支持するいわゆるキネマティック支持マウントを構成している。このようなキネマティック支持構造を採用すると、投影光学系ＰＬの鏡筒定盤４４に対する組み付けが容易で、しかも組み付け後の鏡筒定盤４４及び投影光学系ＰＬの振動、温度変化、姿勢変化等に起因する応力を最も効果的に軽減できるという利点がある。
【００３６】
前記吊り下げコラム４６は、ウエハベース定盤５４と、該ウエハベース定盤５４をほぼ水平に吊り下げ支持する４本の吊り下げ部材５６とを備えている。また、第１の支持コラム４８は、鏡筒定盤４４の上面に投影光学系ＰＬを取り囲んで植設された４本の脚５８（紙面奥側の脚は図示省略）と、これら４本の脚５８によってほぼ水平に支持されたレチクルベース定盤６０とを備えている。同様に、第２の支持コラム５２は、鏡筒定盤４４の上面に、第１の支持コラム４８を取り囲む状態で植設された４本の支柱６２（紙面奥側の支柱は図示省略）と、これら４本の支柱６２によってほぼ水平に支持された天板６４とによって構成されている。この第２の支持コラム５２の天板６４によって、前述した第２部分光学系ＩＯＰ２が支持されている。
【００３７】
また、本体コラム１４を構成する鏡筒定盤４４には、図１では図示が省略されているが、実際には、本体コラム１４のＺ方向の振動を計測する３つの振動センサ（例えば加速度計）とＸＹ面内方向の振動を計測する加速度計などの３つの振動センサ（例えば、この内の２つの振動センサは、本体コラム１４のＹ方向の振動を計測し、残りの振動センサは、本体コラム１４のＸ方向の振動を計測する）とが取り付けられている。以下においては、便宜上、これら６つの振動センサを総称して振動センサ群６６と称する。
【００３８】
この振動センサ群６６の計測値は、主制御装置（不図示）に供給されるようになっている。従って、主制御装置では、振動センサ群６６の計測値に基づいて本体コラム１４の６自由度方向の振動を求めることができる。そして、主制御装置では、例えばレチクルステージＲＳＴ、ウエハステージＷＳＴの移動時等には、振動センサ群６６の計測値に基づいて求めた本体コラム１４の６自由度方向の振動を除去すべく、防振ユニット４２Ａ〜４２Ｄの速度制御を例えばフィードバック制御あるいはフィードバック制御及びフィードフォワード制御によって行い、本体コラム１４の振動を効果的に抑制することが可能である。
【００３９】
レチクルステージＲＳＴについて詳述すると、図２に示すように、レチクルステージＲＳＴは、レチクルベース定盤６０上を一対のＹリニアモータ（リニアモータ）１５、１５によってＹ軸方向に所定ストロークで駆動されるレチクル粗動ステージ３６と、このレチクル粗動ステージ３６上を一対のＸボイスコイルモータ３７Ｘと一対のＹボイスコイルモータ３７ＹとによってＸ、Ｙ、θＺ方向に微小駆動されるレチクル微動ステージ３８とを備えた構成になっている（なお、図１では、これらを１つのステージとして図示している）。
【００４０】
レチクル微動ステージ３８には、不図示のバキュームチャックを介してレチクルＲが吸着保持されるようになっている。レチクル微動ステージ３８の−Ｙ方向の端部には、コーナキューブからなる一対のＹ移動鏡７２ａ、７２ｂ（図１では符号７２で図示）が固定され、また、レチクル微動ステージ３８の＋Ｘ方向の端部には、Ｙ軸方向に延びる平面ミラーからなるＸ移動鏡５３が固定されている。そして、これら移動鏡７２ａ、７２ｂ、５３に対して測長ビームを照射する３つのレーザ干渉計（図１に、レーザ干渉計７０のみ図示）が各移動鏡の反射面と投影光学系ＰＬの鏡筒上端に固定された参照鏡Ｍｒ（図１参照）とに向けてそれぞれレーザ光を照射するとともに、その反射光と入射光との干渉に基づいて、移動鏡と参照鏡との相対変位を計測することにより、レチクルステージＲＳＴ（ひいてはレチクルＲ）のＸ、Ｙ、θＺ（Ｚ軸回りの回転）方向の位置が所定の分解能、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能でリアルタイムに計測される。なお、レチクル微動ステージ３８の材質としては、高剛性、且つ低熱膨張率の材料が好ましく、金属やコージェライトまたはＳｉＣからなるセラミックスを用いることができる。
【００４１】
レチクル粗動ステージ３６は、レチクルベース定盤６０の中央部に形成された上部突出部６０ａの上面に固定されＹ軸方向に延びる一対のＹガイド５１、５１によってＹ軸方向に案内されるようになっている。また、レチクル粗動ステージ３６は、これらＹガイド５１、５１に対して不図示のエアベアリングによって非接触で移動自在に支持されている。
【００４２】
Ｙリニアモータ１５は、レチクル粗動ステージ３６のＸ方向両側に設けられており、レチクル定盤６０上に立設された支持台５０、５０間にＹ方向に沿って設けられた長尺の固定子５と、レチクル粗動ステージ３６に取り付けられるとともに、固定子５が挿通し、固定子５との間の電磁気的相互作用で移動する可動子６とを主体として構成されている。
【００４３】
図３は、固定子５及び可動子６の部分断面図であり、図４は可動子６の外観斜視図である。
図３に示すように、固定子５は複数の円筒形磁石５ａを非磁性ステンレス管５ｂに封止した構成となっている。可動子６は、ハウジングとしての冷却管１８とコイル組立体（コイル体）１９とコイル支持体２０とから構成されている。冷却管１８は、非磁性ステンレスで同心異径に形成された外管（筒体）１８ａ及び内管（内筒）１８ｂ、当該冷却管１８の両端開口を閉塞する非磁性ステンレスブロックで形成された右蓋１８ｃ及び図４に示す左蓋１８ｄ、補強部材（拘束部材）１８ｅとから構成されており、これら外管１８ａ及び内管１８ｂ、右蓋１８ｃ及び左蓋１８ｄ、補強部材１８ｅは、溶接部１８ｆにて一体化して固定されている。特に外管１８ａと右蓋１８ｃ、左蓋１８ｄとの間、及び内管１８ｂと右蓋１８ｃ、左蓋１８ｄとの間の接合部は、冷媒が漏れないように全周に亘って強固に溶接されている。なお、金属部材同士の結合には、強度、密閉性の観点から溶接が望ましいが、接着やカシメ、ネジによる締結であっても構わない。金属以外の部材同士の結合には接着やネジによる締結が用いられる。
【００４４】
コイル組立体１９は、冷却管１８内に封入されており、複数の円筒コイル１９ａと、これら円筒コイル１９ａを一体的に取り囲む外皮１９ｂとから構成される。円筒コイル１９ａは、絶縁被膜電線（エナメル線）によって構成され、円周方向及び長さ方向に多段多列に巻回された円筒形状を有している。なお、電線としては、丸線であっても角線であってもよく、また必ずしも一本の電線で多段多列に形成する必要はなく、複数の電線で構成して結線し、多段多列に形成してもよい。コイル単体の長さは、固定子５において複数の永久磁石５ａによって形成される磁極ピッチで決定される。コイル単体の長さが決まっている場合、モータの推力を大きくするために巻数を多くすれば電線の線径を小さくすることになるが、この場合抵抗値が大きくなるため好ましくない。線径と巻数とは、磁気設計と電気設計との最適値によって決定される。また、コイル数は必要とされるリニアモータの推力により決定される。従って、大きな推力を必要とする場合には、多くのコイルを必要とする。ここでは、このリニアモータ１５が三相モータであるので、そのコイル長は磁極ピッチの１／３に設定され、それぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相を構成する。
【００４５】
また、外皮１９ｂは、非磁性且つ非導電体性のエポキシ樹脂で形成されており、金型を用いた注型成形により形成される。外皮１９ｂの材質としては、エポキシ樹脂以外にもセラミックを用いてもよい。また、製造方法としては、成形用金型を用いてコイル集合体の周囲に直接外皮を形成する方法や、あるいは、予め用意しておいた外皮にコイル集合体を接着剤によって固定する方法等を選択できる。
【００４６】
また、コイル組立体１９は、ガラス繊維入りポリカーボネイト樹脂で形成されたコイル支持体２０によって冷却管１８内に位置決めされている。この位置決めにより、コイル組立体１９と外管１８ａとの間、及びコイル組立体１９と内管１８ｂとの間に、温度調整用媒体である冷媒の流路１３が形成される。コイル支持体２０は、コイル組立体１９の端面及び端面近傍の内周面（または外周面）に対して一部のみ当接した状態で接着固定される。当接箇所を一部とすることで、冷媒の流路１３を多く確保することが可能である。
【００４７】
また、コイル支持体２０は、コイル体１９の内周面と冷却管１８の内管１８ｂとに当接することで、コイル組立体１９のラジアル方向の位置決めとなっている。さらに、コイル支持体２０は、コイル組立体１９の長さ方向の端面と右蓋１８ｃ、左蓋１８ｄとにそれぞれ当接することで、コイル組立体１９のスラスト方向の位置決めとなっている。なお、コイル支持体２０の材質としては、非磁性且つ非導電性の合成樹脂やセラミックスが望ましいが、低導電性且つ非磁性の金属材であってもよい。
【００４８】
図４に示すように、左蓋１８ｄには冷媒の導入口１８ｇが、右蓋１８ｃには冷媒の排出口１８ｈがそれぞれ流路１３に連通して設けられており、冷却器１１を有する冷却システムにより導入口１８ｇ、流路１３、排出口１８ｈに冷媒を循環させることで、冷却管１８（可動子６）を冷却する。なお、右蓋１８ｃには電気接続用のコネクタ１８ｊが配設されており、コイル組立体１９の導線が冷却管１８の内部で結線されている。
【００４９】
従って、可動子６を組み立てる際には、一方の蓋１８ｃまたは１８ｄが既に取り付けられた外管１８ａ及び内管１８ｂからなるドーナツ状の筒に、コイル支持体２０が固定されたコイル組立体１９を挿入し、コネクタ１８ｊへの配線を行った後に、他方の蓋１８ｄまたは１８ｃをコイル支持体１９に当接させて溶接あるいは接着固定することで冷却管１８を完成させることができる。
【００５０】
補強部材１８ｅは、冷却管１８（外管１８ａ）の軸の両端と異なる位置に、より詳細には冷却管１８の中央部近傍に、外管１８ａの外周に嵌合して溶接固定されている。なお、補強部材１８ｅと外管１８ａとの溶接固定に関しては冷媒の漏れを考慮しなくてもよいため、全周に亘って溶接する必要はないが、レチクルステージＲＳＴを駆動する際の推力（慣性力）に対する強度確保及び外管１８ａの膨らみ抑制を考慮すると均等間隔で複数箇所溶接固定することが望ましい。補強部材１８ｅには、レチクル粗動ステージ３６が載置・固定される取付面１８ｋ、１８ｋが互いに間隔をあけて、且つ略面一に形成されており、各取付面１８ｋにはステージ３６を取り付ける際に用いられるネジ穴１８ｍがそれぞれ形成されている。すなわち、本実施の形態では、補強部材１８ｅがレチクル粗動ステージ３６を支持する構成になっている。なお、補強部材１８ｅには肉抜き部１８ｎが設けられ、軽量化が図られている。
【００５１】
図１に戻り、投影光学系ＰＬとしては、ここでは、物体面（レチクルＲ）側と像面（ウエハＷ）側の両方がテレセントリックで円形の投影視野を有し、石英や螢石を光学硝材とした屈折光学素子（レンズ素子）のみから成る１／４、１／５、又は１／６縮小倍率の屈折光学系が使用されている。このため、レチクルＲにパルス紫外光が照射されると、レチクルＲ上の回路パターン領域のうちのパルス紫外光によって照明された部分からの結像光束が投影光学系ＰＬに入射し、その回路パターンの部分倒立像がパルス紫外光の各パルス照射の度に投影光学系ＰＬの像面側の円形視野の中央にスリット状または矩形状（多角形）に制限されて結像される。これにより、投影された回路パターンの部分倒立像は、投影光学系ＰＬの結像面に配置されたウエハＷ上の複数のショット領域のうちの１つのショット領域表面のレジスト層に縮小転写される。
【００５２】
前記ウエハステージＷＳＴは、前述した吊り下げコラム４６を構成するウエハベース定盤５４上に配置され、例えば磁気浮上型の２次元リニアアクチュエータ等から成るウエハステージ駆動系（不図示）によってＸＹ面内で自在に駆動されるようになっている。
【００５３】
ウエハステージＷＳＴの上面には、ウエハホルダ７６を介してウエハＷが真空吸着等によって固定されている。ウエハステージＷＳＴのＸＹ位置及び回転量（ヨーイング量、ローリング量、ピッチング量）は、投影光学系ＰＬの鏡筒下端に固定された参照鏡Ｍｗを基準としてウエハステージＷＳＴの一部に固定された移動鏡７８の位置変化を計測するウエハレーザ干渉計８０によって所定の分解能、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能でリアルタイムに計測される。
【００５４】
続いて、上記構成の露光装置の中、まずＹリニアモータ１５の作用について説明する。
レチクル粗動ステージ３６を駆動する際には、可動子６のコイル組立体１９に通電する。この通電によりコイル組立体１９は発熱するが、冷却システムにより流路１３に冷媒を流動・循環させることにより、コイル組立体１９で生じた熱を奪って冷却管１８の温度を一定に維持することができる。なお、冷媒としては、ＨＦＥ（ハイドロ・フルオロ・エーテル）やフロリナートを用いることが可能だが、本実施の形態では地球温暖化係数が低く、オゾン破壊係数がゼロであるため、地球環境保護の観点からＨＦＥを用いている。
【００５５】
ここで、冷媒が流路１３を流動することで冷却管１８の内圧が高まり、外管１８ａには外周側へ力が加わり、内管１８ｂには内周側へ力が加わる。外管１８ａに加わる力は、外管１８ａの外周面の膨らみ（変形）を生じさせるが、外管１８ａの外周に嵌合している補強部材１８ｅがこの変形を拘束・抑制することになる。特に、外管１８ａの軸方向中央部における変形が最も大きくなるが、補強部材１８ｅがこの中央部近傍に配置されているため、より効果的に変形を抑制することが可能である。これにより流路１３が軸方向に沿って均一に保たれるため、冷却管１８の場所によらず均一に冷却することができ、温度分布が発生することを抑えることができる。なお、内管１８ｂにも外管１８ａと同様の力が加わるが、内管１８ｂの直径は外管１８ａよりも小さいため変形量も小さくなる。また、内管１８ｂの変形により内管１８ｂの内周面に温度分布が生じても、レーザ干渉計７０の検知光の光路との距離が外管１８ａに比べて大きいため、位置計測に与える影響は比較的小さいものである。
【００５６】
続いて、上述のようにして構成された露光装置１０における露光動作について説明する。
ウエハステージＷＳＴ上にウエハＷが搬送され、フォーカス調整が終了すると、不図示のアライメント系を用いてレチクルＲとウエハＷとを位置決め（アライメント）する。このようにして、ウエハＷの露光のための準備動作が終了すると、主制御装置では、アライメント結果に基づいてウエハレーザ干渉計８０の計測値をモニタしつつウエハＷの第１ショットの露光のための走査開始位置にウエハステージＷＳＴを移動する。
【００５７】
そして、Ｙリニアモータ１５及びウエハステージ駆動系の駆動により、レチクルステージＲＳＴ（レチクル粗動ステージ３６）とウエハステージＷＳＴとのＹ方向の走査を開始し、両ステージＲＳＴ、ＷＳＴがそれぞれの目標走査速度に達すると、パルス紫外光によってレチクルＲのパターン領域が照明され始め、走査露光が開始される。なお、この走査露光の開始に先立って、光源１２の発光は開始されているが、レチクルブラインド装置を構成する可動ブラインド２８の各可動ブレードの移動がレチクルステージＲＳＴの移動と同期制御されているため、レチクルＲ上のパターン領域外へのパルス紫外光の照射が遮光されることは、通常のスキャニング・ステッパと同様である。
【００５８】
主制御装置では、特に上記の走査露光時にレチクルステージＲＳＴのＹ軸方向の移動速度ＶｒとウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の移動速度Ｖｗとが投影光学系ＰＬの投影倍率（１／４倍、１／５倍あるいは１／６倍）に応じた速度比に維持されるようにＹリニアモータ１５及びウエハステージ駆動系を介してレチクルステージＲＳＴ及びウエハステージＷＳＴを同期制御する。
【００５９】
なお、Ｙリニアモータ１５の固定子５をレチクルベース定盤６０に固定する構成としたが、例えばエアベアリング等を用いて固定子５をレチクルベース定盤６０に対してＹ方向に移動自在に非接触で浮上支持させる構成としてもよい。この場合、運動量保存の法則により、レチクル粗動ステージ３６のＹ方向の移動に応じて、固定子５は逆方向に移動する。この固定子５の移動によりレチクル粗動ステージ３６の移動に伴う反力を相殺するとともに、重心位置の変化を防ぐことが可能になる。
【００６０】
そして、レチクルＲのパターン領域がパルス紫外光で逐次照明され、パターン領域全面に対する照明が完了することにより、ウエハＷ上の第１ショットの走査露光が終了する。これにより、レチクルＲのパターンが投影光学系ＰＬを介して第１ショットに縮小転写される。このようにして、第１ショットの走査露光が終了すると、ウエハステージ駆動系を介してウエハステージＷＳＴがＸ軸方向にステップ移動され、第２ショットへの露光のため走査開始位置に移動される。このステッピングの際に、ウエハステージＷＳＴの位置（ウエハＷの位置）を検出するウエハレーザ干渉計８０の計測値に基づいてウエハステージＷＳＴのＸ、Ｙ、θｚ方向の位置変位をリアルタイムに計測する。この計測結果に基づき、ウエハステージ駆動系を制御してウエハステージＷＳＴのＸＹ位置変位が所定の状態になるようにウエハステージＷＳＴの位置を制御する。
【００６１】
また、主制御装置ではウエハステージＷＳＴのθｚ方向の変位の情報に基づいてＹリニアモータ１５及びボイスコイルモータ３７Ｘ、３７Ｙを制御し、そのウエハＷ側の回転変位の誤差を補償するようにレチクルステージＲＳＴ（レチクル微動ステージ３８）を回転制御する。そして、第２ショット領域に対して上記と同様の走査露光を行う。このようにして、ウエハＷ上のショットの走査露光（走査ステップ）と次ショット露光のためのステッピング動作（移動ステップ）とが繰り返し行われ、ウエハＷ上の露光対象ショット領域の全てにレチクルＲのパターンが順次転写される。
【００６２】
このように、本実施の形態では、補強部材１８ｅが外管１８ａの変形を拘束するので、推力を大きくするためにコイル組立体１９及び冷却管１８が長くなった場合でも、外管１８ａの表面に温度分布が生じることを抑制することができる。そのため、外管１８ａの温度分布に起因する空気ゆらぎの発生を防止して、レーザ干渉計を用いたレチクルステージＲＳＴの位置計測精度の低下を抑えることが可能になる。従って、本実施の形態では、レチクルＲのパターンをウエハＷ上に高精度に露光形成することができる。
【００６３】
また、本実施の形態では、補強部材１８ｅによりレチクル粗動ステージ３６を支持しているので、図９に示したリニアモータのように可動子６の両外側で支持した場合と比較して、レチクル粗動ステージ３６の取付面１８ｋ、１８ｋ間の距離を短くすることができ、面精度の確保が容易になる。特に、本実施の形態では、単体の補強部材１８ｅに対して取付面１８ｋ、１８ｋを加工できるので、面精度の確保が一層容易である。さらに、可動子６の長さを長くする場合であっても、それに対応してレチクル粗動ステージ３６を大型化する必要はなく、レチクル粗動ステージ３６の小型・軽量化にも支障がない。
【００６４】
図５は、本発明のリニアモータの第２の実施形態を示す図である。
この図において、図１乃至図４に示す第１の実施の形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。第２の実施形態と上記の第１の実施形態とが異なる点は、補強部材１８ｅの構成である。
【００６５】
すなわち、本実施の形態では図５に示すように外管１８ａの外周には、軸方向中央部近傍に、互いに間隔をあけて配置された２つの補強部材１８ｅ、１８ｅが嵌合する構成となっている。各補強部材１８ｅにはレチクル粗動ステージ３６が載置・固定される取付面１８ｋ、１８ｋが略面一に形成されており、各取付面１８ｋにはステージ３６を取り付ける際に用いられるネジ穴１８ｍがそれぞれ形成されている。なお、この取付面１８ｋ及びネジ穴１８ｍの加工は、補強部材１８ｅをそれぞれ外管１８ａに溶接・固定した後に行われることで、溶接加工時に補強部材１８ｅ、１８ｅの相対位置関係が変動した場合でも、特に２つの取付面１８ｋ、１８ｋの平面度を、より高精度に維持できる。他の構成は、上記第１の実施形態と同様である。
【００６６】
本実施の形態では、上記第１の実施形態と同様の作用・効果が得られることに加えて、補強部材１８ｅ、１８ｅを複数に分割して配置することで、各補強部材１８ｅを薄くすることができる。そのため、補強部材としての総重量を低減させることができ、可動子６の軽量化という観点では第１の実施形態よりも有利である。
【００６７】
図６及び図７は、本発明のリニアモータの第３の実施形態を示す図である。
これらの図において、図１乃至図４に示す第１の実施の形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
【００６８】
図６に示すように、本実施の形態では、ステンレス製の補強部材１８ｅには、冷却管１８の外管１８ａが挿通する挿通孔７３が形成されるとともに、挿通孔７３に連通するすり割り７４が冷却管１８の軸方向に形成されている。そして、外管１８ａが挿通した補強部材１８ｅは、すり割り７４の位置に軸方向に沿って複数配置されたボルト（締結手段）７５を締結することにより、外管１８ａを挟み込んで外周に嵌合固定される。なお、補強部材１８ｅは金属である必要はなく、軽量化の観点からはセラミックスや合成樹脂であってもよい。
【００６９】
また、本実施形態における冷却管１８は、外管１８ａ及び内管１８ｂが合成樹脂で形成され、外管１８ａの開口を閉塞する閉塞部材としての右蓋１８ｃ及び左蓋１８ｄがセラミックスで形成されている。蓋１８ｃ、１８ｄは、冷却管１８の軸方向と直交する方向の断面輪郭が外管１８ａの断面輪郭内に収まる大きさに形成されており、この構成により右蓋１８ｃ及び左蓋１８ｄが固定された状態の冷却管１８（外管１８ａ）を補強部材１８ｅの挿通孔７３に挿通することが可能になる。
【００７０】
右蓋１８ｃ及び左蓋１８ｄの固定方法としては、図７に示すように（ただし図７では右蓋１８ｃのみ図示）、接着剤１８ｐにより外管１８ａ及び内管１８ｂに固定されている。なお、接着剤１８ｐのみで冷媒の漏れを防ぐことは困難であるため、Ｏリング１８ｑ、１８ｒが装着されている。また、合成樹脂製の外管１８ａ、内管１８ｂは、強度を考慮してガラス繊維や炭素繊維等の強化繊維入りの合成樹脂で形成されている。
【００７１】
本実施の形態では、ボルト７５により補強部材１８ｅを外管１８ａに締結固定することで、上記第１の実施形態と同様の作用・効果が得られることに加えて、ボルト７５の締結、締結解除により補強部材１８ｅを外管１８ａに対して容易に脱着できるので、レチクルステージＲＳＴの大きさが変更されたり、外管１８ａに対する補強部材１８ｅの相対位置を変更する場合も、交換・位置調整等を容易に対応できる。
【００７２】
なお、上記実施の形態では、冷却管１８に嵌合する補強部材１８ｅがレチクル粗動ステージ３６を支持する構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば図１０中、二点鎖線で示すように、レチクル粗動ステージ３６を支持する部材とは別個にリング状の補強部材１８ｅを外管１８ａの軸方向中央部近傍に嵌合させる構成としてもよい。
【００７３】
また、上記実施形態では、ムービングコイル型のリニアモータに本発明を適用する構成としたが、ムービングマグネット型のリニアモータにも適用可能である。そして、上記実施形態では、本発明のステージ装置を露光装置１０におけるレチクルステージに適用するものとして説明したが、ウエハステージＷＳＴに対しても適用可能である。さらに、上記実施の形態では、本発明のステージ装置を露光装置１０に適用する構成としたが、これに限定されるものではなく、露光装置１０以外にも転写マスクの描画装置、マスクパターンの位置座標測定装置等の精密測定機器にも適用可能である。
【００７４】
なお、本実施の形態の基板としては、半導体デバイス用の半導体ウエハＷのみならず、液晶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。
【００７５】
露光装置１０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・ステッパー；ＵＳＰ５，４７３，４１０）の他に、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・リピート方式の投影露光装置（ステッパー）にも適用することができる。また、本発明はウエハＷ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。
【００７６】
露光装置１０の種類としては、ウエハＷ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や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）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。
【００７７】
また、露光用光源１２としては、超高圧水銀ランプから発生する輝線（ｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０４．ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ））、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、Ｆ_２レーザ（１５７ｎｍ）、Ａｒ_２レーザ（１２６ｎｍ）のみならず、電子線やイオンビームなどの荷電粒子線を用いることができる。例えば、電子線を用いる場合には電子銃として、熱電子放射型のランタンヘキサボライト（ＬａＢ_６）、タンタル（Ｔａ）を用いることができる。また、ＹＡＧレーザや半導体レーザ等の高調波などを用いてもよい。
【００７８】
例えば、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域又は可視域の単一波長レーザを、例えばエルビウム（又はエルビウムとイットリビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、かつ非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を露光光として用いてもよい。なお、単一波長レーザの発振波長を１．５４４〜１．５５３μｍの範囲内とすると、１９３〜１９４ｎｍの範囲内の８倍高調波、即ちＡｒＦエキシマレーザとほぼ同一波長となる紫外光が得られ、発振波長を１．５７〜１．５８μｍの範囲内とすると、１５７〜１５８ｎｍの範囲内の１０倍高調波、即ちＦ２レーザとほぼ同一波長となる紫外光が得られる。
【００７９】
また、レーザプラズマ光源、又はＳＯＲから発生する波長５〜５０ｎｍ程度の軟Ｘ線領域、例えば波長１３．４ｎｍ、又は１１．５ｎｍのＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ　Ｕｌｔｒａ　Ｖｉｏｌｅｔ）光を露光光として用いてもよく、ＥＵＶ露光装置では反射型レチクルが用いられ、かつ投影光学系が複数枚（例えば３〜６枚程度）の反射光学素子（ミラー）のみからなる縮小系となっている。
【００８０】
投影光学系ＰＬの倍率は、縮小系のみならず等倍系および拡大系のいずれでもよい。また、投影光学系ＰＬとしては、エキシマレーザなどの遠紫外線を用いる場合は硝材として石英や蛍石などの遠紫外線を透過する材料を用い、Ｆ_２レーザやＸ線を用いる場合は反射屈折系または屈折系の光学系にし（レチクルＲも反射型タイプのものを用いる）、また電子線を用いる場合には光学系として電子レンズおよび偏向器からなる電子光学系を用いればよい。なお、電子線が通過する光路は、真空状態にすることはいうまでもない。
【００８１】
ウエハステージＷＳＴやレチクルステージＲＳＴにリニアモータ（ＵＳＰ５，６２３，８５３またはＵＳＰ５，５２８，１１８参照）を用いる場合は、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よい。また、各ステージＷＳＴ、ＲＳＴは、ガイドに沿って移動するタイプでもよく、ガイドを設けないガイドレスタイプであってもよい。
【００８２】
以上のように、本願実施形態の露光装置１０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。
【００８３】
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図８に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、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２０２、シリコン材料からウエハを製造するステップ２０３、前述した実施形態の露光装置によりレチクルのパターンをウエハに露光する露光処理ステップ２０４、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）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、筒体が長くなった場合でも変形を拘束して表面に温度分布が生じることを抑制することができ、空気ゆらぎの発生を防止して可動ステージの位置決め精度の低下を抑えることが可能になるとともに露光精度を向上させることが可能になる。また、本発明では、可動ステージの取付面精度の確保も容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る走査型露光装置の全体構成を概略的に示す図である。
【図２】同露光装置を構成するレチクルステージの外観斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態を示す図であって、固定子及び可動子の拡大詳細図である。
【図４】本発明の第１の実施形態を示す図であって、Ｙリニアモータの外観斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施形態を示す図であって、Ｙリニアモータの外観斜視図である。
【図６】本発明の第３の実施形態を示す図であって、Ｙリニアモータの外観斜視図である。
【図７】第３の実施形態における固定子及び可動子の拡大詳細図である。
【図８】半導体デバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。
【図９】従来のステージ装置の一例を示す外観斜視図である。
【図１０】従来のリニアモータの一例を示す外観斜視図である。
【符号の説明】
Ｒ　レチクル（マスク、基板）
ＲＳＴ　レチクルステージ（マスクステージ、可動ステージ）
Ｗ　ウエハ（感光基板）
ＷＳＴ　ウエハステージ（基板ステージ）
９　ステージ装置
１０　走査型露光装置（露光装置）
１３　流路
１５　Ｙリニアモータ（リニアモータ、駆動装置）
１８ａ　冷却管（筒体）
１８ｂ　内管（内筒）
１８ｃ　右蓋（閉塞部材）
１８ｄ　左蓋（閉塞部材）
１８ｅ　補強部材（拘束部材）
１９　コイル組立体（コイル体）
７５　ボルト（締結手段）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides a linear motor in which a coil body is provided inside a cylindrical body and a flow path of a temperature adjusting medium is formed, a stage device in which a movable stage is moved by driving the linear motor, and this stage device. The present invention relates to an exposure apparatus that exposes a pattern of a mask onto a substrate using the same.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in a lithography process, which is one of the manufacturing processes of a semiconductor device, a circuit pattern formed on a mask or a reticle (hereinafter, referred to as a reticle) is formed on a wafer or a glass plate, etc. Various exposure apparatuses for transferring the image onto a substrate have been used. For example, as an exposure apparatus for a semiconductor device, a reticle pattern is projected onto a wafer by using a projection optical system in accordance with the miniaturization of the minimum line width (device rule) of a pattern accompanying the high integration of an integrated circuit in recent years. A reduction projection exposure apparatus that performs reduction transfer is mainly used.
[0003]
As this reduction projection exposure apparatus, a step-and-repeat type static exposure reduction projection exposure apparatus (so-called stepper) for sequentially transferring a reticle pattern to a plurality of shot areas (exposure areas) on a wafer, and this stepper And a step-and-scan in which a reticle and a wafer are synchronously moved in a one-dimensional direction and a reticle pattern is transferred to each shot area on the wafer, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H8-166043. 2. Description of the Related Art A scanning exposure type exposure apparatus (a so-called scanning stepper) is known.
[0004]
The above reticle or wafer is held in a stage such as a reticle stage or wafer stage and driven in a predetermined direction. However, since a driving actuator for these stages is driven in a non-contact manner, friction is not generated, and Linear motors are often used because of their advantages such as excellent controllability. The linear motor used in the stage device is composed of a mover and a stator, and the mover is attached to the movable stage, and the stator is attached to the base (surface plate).
[0005]
FIG. 9 is an external perspective view showing an example of a stage device using a linear motor, and FIG. 10 is an external perspective view of a linear motor. The details of the configuration of this linear motor are disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2001-218443.
[0006]
The stage device shown in FIG. 1 includes a table (movable stage) 3 that moves on a base 2 along a guide 1 and a linear motor 4 that drives the table 3. The linear motors 4 are provided as a pair on both sides of the table 3. The linear motors 4 are provided by electromagnetic interaction between a stator 5 installed along the moving direction of the table 3 and the stator 5 attached to the table 3. The moving element 6 and the moving element 6 are mainly constituted. The stator 5 has a configuration in which a plurality of columnar permanent magnets are arranged inside a cylindrical round tube and both ends are sealed with blocks. The mover 6 has a configuration in which a coil body is sealed between an inner tube and an outer tube constituting a housing, and the stator 5 is inserted into the inner tube.
[0007]
Like the linear motor 4 described above, a movable coil 6 composed of a coil body and a stator 5 composed of a permanent magnet is called a moving coil type linear motor. The moving coil type linear motor generates more heat because the driving current supply time to the coil body is longer than that of the moving magnet type linear motor in which the mover is formed of a magnet and the stator is formed of a coil. Cooling of the coil body by a refrigerant is indispensable. Therefore, also in the linear motor shown in FIG. 10, a flow path for the refrigerant is provided between the coil assembly and the coil housing, and the mount member 7 for sealing both ends of the round pipe is provided with a refrigerant introduction port. An outlet is provided. In addition, the mounting surface 8 of the table 3 is formed on the mount member 7.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described conventional linear motor, stage device, and exposure apparatus have the following problems.
In recent years, higher precision and higher efficiency have been demanded in semiconductor manufacturing and inspection equipment, and accordingly, a stage device mounted on the above-mentioned exposure apparatus has high controllability, high accuracy, and high efficiency. Acceleration, high speed, long stroke, etc. have been required. Therefore, similar performance is required for a linear motor used for driving such a stage device. In particular, when high acceleration is required, it is important to reduce the mass of the movable part and increase the thrust of the linear motor.
[0009]
Methods of increasing the thrust of the linear motor include using a permanent magnet having a high magnetic flux density, increasing the number of turns of the coil, and increasing the current supplied to the coil body. However, permanent magnets are limited in magnets that can be selected from the viewpoint of cost, demagnetization, and the like, and the current value of the current supplied to the coil body is also limited by a control device such as an amplifier. Therefore, in general, the thrust of the linear motor is often increased by increasing the number of turns of the coil body.
[0010]
When increasing the number of turns of the coil, increasing the number of turns in the circumferential direction of the coil increases the distance from the magnet and decreases the thrust, which is not a good idea. In many cases, the number of turns is increased in the magnet arrangement direction. This means that the entire length of the mover is increased, and in the structure of the linear motor 4 shown in FIG. The problem that it cannot be secured arises.
[0011]
In addition, an increase in the number of turns of the coil increases the amount of heat generated during energization, so that the flow rate of the refrigerant also needs to increase. For this reason, the deformation of the round tube is increased due to the increase of the internal pressure in the coil housing, and the flow path of the refrigerant becomes uneven. As a result, the coil cannot be cooled uniformly, and there is a problem that a temperature distribution occurs on the tube surface of the mover. If a temperature distribution occurs in the tube, it causes air fluctuations, and also causes a problem that accuracy in measuring the position of the table using a laser interferometer or the like is reduced.
[0012]
The present invention has been made in consideration of the above points, and even when the length of the mover is large, a linear motor that can suppress the tube deformation and uniformly cool the coil body, and the linear motor drive It is an object of the present invention to provide a stage device in which a movable stage moves, and an exposure device that exposes a pattern of a mask onto a substrate using the stage device.
[0013]
Further, a further object of the present invention is to provide a linear motor capable of securing the mounting surface accuracy of the table even when the length of the mover is increased, a stage device in which the movable stage is moved by driving the linear motor, and this stage It is an object of the present invention to provide an exposure apparatus for exposing a pattern of a mask onto a substrate using the apparatus.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention employs the following configuration corresponding to FIGS. 1 to 7 showing the embodiment.
The linear motor according to the present invention is a linear motor (15) in which a coil body (19) is provided inside a cylindrical body (18a) and a flow path (13) of a temperature adjusting medium is formed. A restricting member (18e) fitted to the outer periphery of the body (18a) to restrict deformation of the cylindrical body (18a), wherein the restricting members (18e) are arranged at positions different from both ends of the shaft. It is assumed that.
[0015]
Therefore, in the linear motor of the present invention, even if the internal pressure of the cylinder (18a) increases by increasing the flow rate of the temperature adjusting medium to cool the coil (19) and the cylinder (18a), Since the member (18e) is fitted on the outer periphery of the cylindrical body (18a), it is possible to suppress the bulging of the outer peripheral surface of the cylindrical body (18a) due to the internal pressure. Thereby, in the present invention, the flow path (13) of the temperature adjusting medium is kept uniform, so that the temperature distribution on the surface of the cylindrical body can be suppressed and the air fluctuation can be prevented. Further, in the linear motor of the present invention, closing members (18c, 18d) for closing the opening of the cylindrical body (18a) are disposed at axial ends of the cylindrical body (18a), and the closing members (18c, 18d) are provided. ) Is configured such that the cross-sectional profile in a direction orthogonal to the axial direction fits into the cross-sectional profile of the cylindrical body (18a). According to this, even after the coil body (1) is provided inside the tubular body (18a) and the closing members (18c, 18d) are joined to the tubular body (18a), the restraining member (18e) is desired. Position. In addition, an inner cylinder (18b) that forms a flow path (13) between itself and the cylinder (18a) can be provided inside the cylinder (18a). According to this, the flow path (13) can be formed not only on the outer peripheral side but also on the inner peripheral side of the coil body (19), and the coil body (19) can be cooled more efficiently. Further, the restricting member (18e) can be fitted and fixed to the cylindrical body by the fastening means (75). According to this, even after the linear motor is assembled, the position of the restricting member (18e) can be easily changed according to the deformation of the cylindrical body (18a) or the temperature distribution.
[0016]
The stage device of the present invention is a stage device having a movable stage (RST) that holds and moves a substrate (R) and a drive device (15) that drives the movable stage (RST). As (15), the linear motor according to any one of claims 1 to 4 is used. In this case, the restraining member (18e) can support the movable stage (RST).
[0017]
Therefore, in the stage device of the present invention, even when the thrust of the driving device (15) is increased, the temperature distribution in the driving device (15) can be suppressed to prevent the air fluctuation. Therefore, it is possible to prevent the positioning accuracy of the movable stage (RST) and the substrate (R) from being reduced due to the heat generated by the driving device (15). Further, since the movable stage (RST) is supported by the restraining member (18e), the mounting surface (18k) on which the movable stage (RST) is mounted can be mounted even if the cylindrical body (18a) becomes longer due to an increase in the thrust of the linear motor. It can be easily processed, and the surface accuracy of the mounting surface (18k) can be easily secured.
[0018]
An exposure apparatus according to the present invention includes an exposure apparatus (10) for exposing a pattern of a mask (R) held on a mask stage (RST) to a photosensitive substrate (W) held on a substrate stage (WST). The stage device according to claim 5 or 6 is used as at least one stage (RST) of the stage (RST) and the substrate stage (WST).
[0019]
Therefore, in the exposure apparatus of the present invention, even when the thrust for driving the mask stage (RST) and the substrate stage (WST) is increased, the mask (R) and the photosensitive substrate are caused by the heat generated by the driving device (15). The positioning accuracy of (W) can be prevented from lowering, and the pattern of the mask (R) can be exposed on the photosensitive substrate (W) with high accuracy.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of a linear motor, a stage apparatus, and an exposure apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. Here, as an exposure apparatus, a circuit pattern of a semiconductor device formed on a reticle is transferred onto a wafer while synchronously moving a reticle and a wafer in a one-dimensional direction (here, the Y-axis direction). The description will be made using an example in which an exposure apparatus of a scanning exposure system including a scanning system or a step-and-stitch system is used. In this exposure apparatus, the stage device of the present invention is applied to a reticle stage. In these figures, the same components as those in FIGS. 9 and 10 shown as conventional examples are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0021]
FIG. 1 schematically shows the entire configuration of a scanning exposure apparatus (exposure apparatus) 10 according to the present invention. The exposure apparatus 10 synchronously moves a reticle (substrate) R as a mask and a wafer W as a photosensitive substrate in a one-dimensional direction (here, the Y-axis direction, which is the horizontal direction in FIG. 1). A step-and-scan type scanning exposure apparatus that transfers a circuit pattern formed on the reticle R to each shot area on the wafer W via the projection optical system PL, a so-called scanning stepper.
[0022]
The exposure apparatus 10 shown in FIG. 1 is an illumination optical system that illuminates a rectangular (or arc) illumination area on a reticle (mask) R with uniform illumination by exposure illumination light (pulse ultraviolet light) from a light source 12. IOP, reticle stage (mask stage) RST for holding and moving reticle R, projection optical system PL for projecting illumination light transmitted through reticle R onto wafer (substrate) W, wafer stage for holding and moving wafer W (Substrate stage) WST is provided. Note that reticle stage RST forms a movable stage in stage device 9 of the present invention.
[0023]
Further, the exposure apparatus 10 includes a main body column 14 that holds a part of the illumination optical system IOP, the reticle stage RST, the projection optical system PL, and the wafer stage WST, and a vibration isolation unit that suppresses or eliminates vibration of the main body column 14. , And these control systems. Here, the optical axis direction of the projection optical system PL is defined as the Z direction, the direction of the synchronous movement of the reticle R and the wafer W is defined as the Y direction, and the direction of the asynchronous movement is defined as the X direction. The rotation directions around the respective axes are denoted by θZ, θY, and θX.
[0024]
As the light source 12, an ArF excimer laser light source that outputs pulsed ultraviolet light narrowed so as to avoid an oxygen absorption band between wavelengths 192 to 194 nm is used. It is installed on a floor FD in a clean room of a semiconductor manufacturing factory. The light source 12 is provided with a light source control device (not shown). The light source control device controls the oscillation center wavelength and the half width of the spectrum of the emitted pulse ultraviolet light, triggers the pulse oscillation, and controls the inside of the laser chamber. Gas control and the like are performed.
[0025]
As the light source 12, a KrF excimer laser light source that outputs pulsed ultraviolet light having a wavelength of 248 nm or an F light that outputs pulsed ultraviolet light having a wavelength of 157 nm is used. ₂ A laser light source or the like may be used. Further, the light source 12 may be installed in another room (service room) having a lower degree of cleanliness than the clean room, or in a utility space provided under the floor of the clean room.
[0026]
The light source 12 is not shown in FIG. 1 for convenience of drawing, but is actually connected to one end (incident end) of a beam matching unit BMU via a light-blocking bellows and a pipe. The other end (exit end) of the matching unit BMU is connected to a first illumination optical system IOP1 of the illumination optical system IOP via a pipe 16 having a relay optical system built therein. In the beam matching unit BMU, a relay optical system, a plurality of movable reflecting mirrors and the like (all not shown) are provided, and narrowed pulses incident from the light source 12 using these movable reflecting mirrors and the like. The optical path of the ultraviolet light (ArF excimer laser light) is positionally matched with the first illumination optical system IOP1.
[0027]
The illumination optical system IOP is composed of two parts, a first illumination optical system IOP1 and a second illumination optical system IOP2. The first illumination optical system IOP1 is installed on a base plate BP called a frame caster, which is a reference of an apparatus mounted horizontally on the floor FD. Further, the second illumination optical system IOP2 is supported from below by a second support column 52, which will be described later, which forms the main body column 14.
[0028]
The first illumination optical system IOP1 includes a mirror, a variable dimmer, a beam shaping optical system, an optical integrator, a condensing optical system, a vibration mirror, an illumination system aperture stop plate, a beam splitter, and a relay lens arranged in a predetermined positional relationship. And a movable reticle blind (illumination area setting device) 28 as a movable field stop constituting a reticle blind mechanism. When pulsed ultraviolet light from the light source 12 is horizontally incident on the first illumination optical system IOP1 via the beam matching unit BMU and the relay optical system, the pulsed ultraviolet light is given a predetermined peak intensity by the ND filter of the variable dimmer. After that, the cross-sectional shape is shaped by the beam shaping optical system so as to efficiently enter the optical integrator.
[0029]
The movable reticle blind 28 has, for example, two L-shaped movable blades and an actuator for driving the movable blades. The positions of the two movable blades in the direction corresponding to the scanning direction of the reticle R and the direction corresponding to the non-scanning direction orthogonal to the scanning direction are variable. The movable reticle blind 28 is used at the start and end of scanning exposure to further limit the illumination area on the reticle R defined by a fixed reticle blind, which will be described later, at the start and end of scanning exposure. Can be
[0030]
The second illumination optical system IOP2 includes a fixed reticle blind, a lens, a mirror, a relay lens system, a main condenser lens, and the like (all not shown) housed in a predetermined positional relationship within the illumination system housing 17. The fixed reticle blind is disposed on a surface slightly defocused from a conjugate plane with respect to the pattern surface of the reticle R near the incident end of the illumination system housing 17 and has an opening having a predetermined shape that defines an illumination area on the reticle R. ing. The opening of the fixed reticle blind has a slit or rectangular shape linearly extending in the X-axis direction orthogonal to the moving direction (Y-axis direction) of the reticle R during scanning exposure at the center of the circular visual field of the projection optical system PL. It is assumed that it is formed in a shape.
[0031]
The pulsed ultraviolet light that has passed through the opening of the blade of the movable reticle blind 28 illuminates the opening of the fixed reticle blind with a uniform intensity distribution. The pulsed ultraviolet light passing through the opening of the fixed reticle blind passes through a lens, a mirror, a relay lens system, and a main condenser lens system, and passes through a predetermined illumination area (in the X-axis direction) on a reticle R held on a reticle stage RST. A linearly extending slit-shaped or rectangular illumination area) is illuminated with a uniform illuminance distribution.
[0032]
When the first illumination optical system IOP1 and the second illumination optical system IOP2 are firmly joined, the vibration generated in the first illumination optical system IOP1 during the exposure operation due to the driving of the movable reticle blind 28 causes the second column to move. This is undesirably transmitted to the second illumination optical system IOP2 supported by the light source 52 as it is. For this reason, in the present embodiment, between the first illumination optical system IOP1 and the second illumination optical system IOP2, both can be relatively displaced, and the inside thereof can be made airtight against outside air. They are joined via an elastic bellows-like member 94 as a connecting member.
[0033]
Returning to FIG. 1, the main body column 14 includes a plurality (four in this example) of support members 40A to 40D provided on the base plate BP (however, the supporting columns 40C and 40D on the back side of the drawing are not shown) and their support. Vibration isolating units 42A to 42D fixed to the upper parts of members 40A to 40D, respectively (however, vibration isolating units 42C and 42D on the back side of the paper surface are not shown in FIG. 1, but are substantially horizontally supported). A lens barrel base 44, a hanging column 46 hung downward from the lower surface of the lens barrel base 44, first and second support columns 48 provided on the lens barrel base 44, 52.
[0034]
The anti-vibration units 42A to 42D are configured to include an air mount and a voice coil motor (not shown) which are arranged in series (or in parallel) on the upper portions of the support members 40A to 40D and whose internal pressure is adjustable. . The vibration isolation units 42A to 42D insulate the micro vibrations transmitted from the floor FD to the lens barrel base 44 via the base plate BP and the supporting members 40A to 40D from the floor FD at a micro G (G is gravity acceleration) level. It has become.
[0035]
The lens barrel base 44 is made of a casting or the like, has a circular opening in a plan view at the center thereof, and the projection optical system PL is inserted therein from above with its optical axis direction being the Z axis direction. I have. A flange FLG integrated with the lens barrel is provided on the outer periphery of the lens barrel of the projection optical system PL. As a material of the flange FLG, a material having a low thermal expansion, for example, Invar (an alloy having a low expansion of 36% nickel, 0.25% manganese, and iron containing trace amounts of carbon and other elements) is used. The flange FLG constitutes a so-called kinematic support mount that supports the projection optical system PL at three points with respect to the lens barrel base 44 via points, surfaces, and V-grooves. When such a kinematic support structure is employed, the projection optical system PL can be easily assembled to the lens barrel base 44, and the assembled lens barrel base 44 and projection optical system PL can be easily vibrated, changed in temperature, changed in posture, and the like. There is an advantage that the stress caused by the above can be reduced most effectively.
[0036]
The hanging column 46 includes a wafer base surface plate 54 and four hanging members 56 for hanging the wafer base surface plate 54 substantially horizontally. The first support column 48 includes four legs 58 (the legs on the back side of the drawing are not shown) planted on the upper surface of the lens barrel base 44 so as to surround the projection optical system PL, and these four legs. A reticle base platen 60 supported substantially horizontally by the legs 58 is provided. Similarly, the second support column 52 includes four columns 62 (the columns on the back side of the drawing are not shown) planted on the upper surface of the lens barrel base 44 so as to surround the first column 48. , And a top plate 64 supported substantially horizontally by these four columns 62. The above-described second partial optical system IOP2 is supported by the top plate 64 of the second support column 52.
[0037]
Although not shown in FIG. 1, the lens barrel base 44 constituting the main body column 14 is actually provided with three vibration sensors (for example, an accelerometer) that measure the vibration of the main body column 14 in the Z direction. ) And three vibration sensors such as an accelerometer for measuring the vibration in the XY plane direction (for example, two of these vibration sensors measure the vibration of the main body column 14 in the Y direction, and the remaining vibration sensors are (Measures the vibration of the column 14 in the X direction). In the following, these six vibration sensors are collectively referred to as a vibration sensor group 66 for convenience.
[0038]
The measurement value of the vibration sensor group 66 is supplied to a main controller (not shown). Therefore, the main controller can obtain the vibration in the six degrees of freedom direction of the main body column 14 based on the measurement value of the vibration sensor group 66. In the main controller, for example, when the reticle stage RST and the wafer stage WST are moving, the main controller 14 is designed to prevent vibration in the six-degree-of-freedom direction of the main body column 14 obtained based on the measurement values of the vibration sensor group 66. The speed control of the vibration units 42A to 42D is performed by, for example, feedback control or feedback control and feedforward control, so that vibration of the main body column 14 can be effectively suppressed.
[0039]
The reticle stage RST will be described in detail. As shown in FIG. 2, the reticle stage RST is driven by a pair of Y linear motors (linear motors) 15 on the reticle base surface plate 60 at a predetermined stroke in the Y-axis direction. A reticle coarse movement stage 36, and a reticle fine movement stage 38 that is finely driven on the reticle coarse movement stage 36 in the X, Y, and θZ directions by a pair of X voice coil motors 37X and a pair of Y voice coil motors 37Y. (These are shown as one stage in FIG. 1).
[0040]
The reticle R is held by suction on the reticle fine movement stage 38 via a vacuum chuck (not shown). A pair of Y moving mirrors 72a and 72b (shown by reference numeral 72 in FIG. 1) each formed of a corner cube are fixed to an end of the reticle fine movement stage 38 in the -Y direction, and an end of the reticle fine movement stage 38 in the + X direction. An X movable mirror 53 composed of a plane mirror extending in the Y-axis direction is fixed to the portion. Then, three laser interferometers (only the laser interferometer 70 is shown in FIG. 1) for irradiating the movable mirrors 72a, 72b, and 53 with a measurement beam are provided on the reflecting surface of each movable mirror and the mirror of the projection optical system PL The laser beam is emitted toward the reference mirror Mr (see FIG. 1) fixed to the upper end of the cylinder, and the relative displacement between the movable mirror and the reference mirror is measured based on the interference between the reflected light and the incident light. By doing so, the position of the reticle stage RST (and by extension, the reticle R) in the X, Y, and θZ (rotation around the Z axis) direction is measured in real time with a predetermined resolution, for example, a resolution of about 0.5 to 1 nm. The reticle fine movement stage 38 is preferably made of a material having high rigidity and a low coefficient of thermal expansion, and a metal, cordierite, or ceramics made of SiC can be used.
[0041]
The reticle coarse movement stage 36 is fixed to the upper surface of an upper protruding portion 60a formed at the center of the reticle base surface plate 60 and guided in the Y-axis direction by a pair of Y guides 51, 51 extending in the Y-axis direction. Has become. The reticle coarse movement stage 36 is movably supported by the Y guides 51, 51 in a non-contact manner by an air bearing (not shown).
[0042]
The Y linear motor 15 is provided on both sides of the reticle coarse movement stage 36 in the X direction, and is a long fixed member provided along the Y direction between the support bases 50 erected on the reticle surface plate 60. The main body is composed of a stator 5 and a movable element 6 which is attached to the reticle coarse movement stage 36, is inserted through the stator 5, and moves by electromagnetic interaction with the stator 5.
[0043]
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the stator 5 and the mover 6, and FIG. 4 is an external perspective view of the mover 6.
As shown in FIG. 3, the stator 5 has a configuration in which a plurality of cylindrical magnets 5a are sealed in a non-magnetic stainless steel tube 5b. The mover 6 includes a cooling pipe 18 as a housing, a coil assembly (coil body) 19, and a coil support 20. The cooling pipe 18 is formed of an outer pipe (cylindrical body) 18 a and an inner pipe (inner cylinder) 18 b formed of non-magnetic stainless steel and concentrically different in diameter, and a non-magnetic stainless block closing both ends of the cooling pipe 18. 4 includes a right cover 18c, a left cover 18d shown in FIG. 4, and a reinforcing member (restraining member) 18e. The outer tube 18a and the inner tube 18b, the right cover 18c and the left cover 18d, and the reinforcing member 18e are welded to each other. It is integrally fixed at 18f. Particularly, the joints between the outer pipe 18a and the right lid 18c and the left lid 18d and between the inner pipe 18b and the right lid 18c and the left lid 18d are firmly welded over the entire circumference so that the refrigerant does not leak. Have been. In addition, welding is desirable from the viewpoint of strength and airtightness for joining the metal members, but it is also possible to use adhesion, caulking, or fastening with screws. Adhesion or fastening with screws is used for joining members other than metal.
[0044]
The coil assembly 19 is sealed in the cooling pipe 18 and includes a plurality of cylindrical coils 19a and an outer skin 19b integrally surrounding the cylindrical coils 19a. The cylindrical coil 19a is formed of an insulating-coated electric wire (enameled wire), and has a cylindrical shape wound in multiple stages and multiple rows in the circumferential direction and the length direction. In addition, the electric wire may be a round wire or a square wire, and it is not always necessary to form a single electric wire in multiple stages and multiple rows. May be formed. The length of the coil unit is determined by the magnetic pole pitch formed by the plurality of permanent magnets 5a in the stator 5. If the length of the coil itself is fixed, increasing the number of turns to increase the thrust of the motor will reduce the diameter of the electric wire, but this is not preferable because the resistance value increases. The wire diameter and the number of turns are determined by the optimum values of the magnetic design and the electric design. The number of coils is determined by the required thrust of the linear motor. Therefore, when a large thrust is required, many coils are required. Here, since the linear motor 15 is a three-phase motor, its coil length is set to 1/3 of the magnetic pole pitch, and constitutes a U-phase, a V-phase, and a W-phase, respectively.
[0045]
The outer cover 19b is formed of a nonmagnetic and nonconductive epoxy resin, and is formed by casting using a mold. As the material of the outer cover 19b, ceramic may be used in addition to the epoxy resin. In addition, as a manufacturing method, a method of directly forming an outer skin around the coil assembly using a molding die, or a method of fixing the coil assembly to an outer skin prepared in advance with an adhesive, etc. You can choose.
[0046]
Further, the coil assembly 19 is positioned in the cooling pipe 18 by a coil support 20 formed of polycarbonate resin containing glass fiber. By this positioning, the flow path 13 of the refrigerant as the temperature adjusting medium is formed between the coil assembly 19 and the outer tube 18a and between the coil assembly 19 and the inner tube 18b. The coil support 20 is adhered and fixed in a state in which only a part of the coil support 20 is in contact with an end surface of the coil assembly 19 and an inner peripheral surface (or an outer peripheral surface) near the end surface. By making the contact part a part, it is possible to secure a large number of refrigerant flow paths 13.
[0047]
The coil support 20 is positioned in the radial direction of the coil assembly 19 by abutting on the inner peripheral surface of the coil body 19 and the inner pipe 18b of the cooling pipe 18. Further, the coil support 20 is positioned in the thrust direction of the coil assembly 19 by abutting on the longitudinal end face of the coil assembly 19 and the right lid 18c and the left lid 18d. The material of the coil support 20 is preferably a non-magnetic and non-conductive synthetic resin or ceramics, but may be a low-conductive and non-magnetic metal material.
[0048]
As shown in FIG. 4, the left lid 18 d is provided with a refrigerant inlet 18 g, and the right lid 18 c is provided with a refrigerant outlet 18 h in communication with the flow path 13. The cooling pipe 18 (movable element 6) is cooled by circulating the refrigerant through the inlet 18g, the flow path 13, and the outlet 18h. A connector 18j for electrical connection is provided on the right cover 18c, and a conductor of the coil assembly 19 is connected inside the cooling pipe 18.
[0049]
Therefore, when assembling the mover 6, the coil assembly 19 to which the coil support 20 is fixed is attached to a donut-shaped cylinder including the outer tube 18a and the inner tube 18b to which one of the lids 18c or 18d is already attached. After insertion and wiring to the connector 18j, the other cover 18d or 18c is brought into contact with the coil support 19 and welded or bonded and fixed to complete the cooling pipe 18.
[0050]
The reinforcing member 18e is fitted to the outer periphery of the outer tube 18a by welding at a position different from both ends of the shaft of the cooling tube 18 (outer tube 18a), more specifically, near the center of the cooling tube 18. . It is not necessary to consider the leakage of the refrigerant for welding and fixing the reinforcing member 18e and the outer tube 18a, so that it is not necessary to perform welding over the entire circumference, but the thrust (inertia) when driving the reticle stage RST is used. Considering securing the strength against force) and suppressing the bulging of the outer tube 18a, it is desirable to weld and fix a plurality of locations at equal intervals. On the reinforcing member 18e, mounting surfaces 18k, 18k on which the reticle coarse movement stage 36 is mounted and fixed are formed at intervals and substantially flush with each other, and the stage 36 is mounted on each mounting surface 18k. A screw hole 18m used at this time is formed. That is, in the present embodiment, the reinforcing member 18e is configured to support the reticle coarse movement stage 36. The reinforcing member 18e is provided with a lightening portion 18n to reduce the weight.
[0051]
Returning to FIG. 1, as the projection optical system PL, here, both the object plane (reticle R) side and the image plane (wafer W) side are telecentric and have a circular projection field, and quartz or fluorite is made of an optical glass material. A 1/4, 1/5, or 1/6 reduction magnification refracting optical system including only the refractive optical element (lens element) described above is used. For this reason, when the reticle R is irradiated with pulsed ultraviolet light, an image forming light beam from a portion of the circuit pattern area on the reticle R illuminated by the pulsed ultraviolet light enters the projection optical system PL, and the circuit pattern Is formed in a slit-like or rectangular (polygonal) shape at the center of the circular visual field on the image plane side of the projection optical system PL at each pulse irradiation of the pulsed ultraviolet light. As a result, the projected partial inverted image of the circuit pattern is reduced and transferred to the resist layer on the surface of one of the plurality of shot areas on the wafer W arranged on the imaging plane of the projection optical system PL. .
[0052]
The wafer stage WST is arranged on a wafer base plate 54 constituting the above-described hanging column 46, and is moved in the XY plane by a wafer stage drive system (not shown) including, for example, a magnetic levitation type two-dimensional linear actuator. It is designed to be driven freely.
[0053]
Wafer W is fixed to the upper surface of wafer stage WST via a wafer holder 76 by vacuum suction or the like. The XY position and the amount of rotation (the amount of yawing, the amount of rolling, and the amount of pitching) of wafer stage WST are fixed to a part of wafer stage WST with reference to reference mirror Mw fixed to the lower end of the barrel of projection optical system PL. Measurement is performed in real time at a predetermined resolution, for example, a resolution of about 0.5 to 1 nm by a wafer laser interferometer 80 that measures a change in the position of the mirror 78.
[0054]
Next, the operation of the Y linear motor 15 in the exposure apparatus having the above configuration will be described.
When driving the reticle coarse movement stage 36, the coil assembly 19 of the mover 6 is energized. Although the coil assembly 19 generates heat by this energization, the cooling system allows the cooling medium to flow and circulate in the flow path 13 to remove the heat generated in the coil assembly 19 and maintain the temperature of the cooling pipe 18 constant. Can be. As the refrigerant, HFE (Hydro Fluoro Ether) or Fluorinert can be used. However, in this embodiment, since the global warming potential is low and the ozone depletion potential is zero, from the viewpoint of protecting the global environment, HFE is used.
[0055]
Here, when the refrigerant flows through the flow path 13, the internal pressure of the cooling pipe 18 increases, and a force is applied to the outer pipe 18 a toward the outer circumference and a force is applied to the inner pipe 18 b toward the inner circumference. The force applied to the outer tube 18a causes the outer peripheral surface of the outer tube 18a to bulge (deform), but the reinforcing member 18e fitted on the outer periphery of the outer tube 18a restrains and suppresses this deformation. In particular, the deformation at the axial center portion of the outer tube 18a is the largest, but the deformation can be suppressed more effectively because the reinforcing member 18e is arranged near this central portion. Thus, the flow path 13 is kept uniform in the axial direction, so that the cooling pipe 18 can be cooled uniformly regardless of the location of the cooling pipe 18 and the occurrence of a temperature distribution can be suppressed. The same force is applied to the inner tube 18b as to the outer tube 18a, but the diameter of the inner tube 18b is smaller than that of the outer tube 18a, so that the amount of deformation is smaller. Further, even if a temperature distribution occurs on the inner peripheral surface of the inner tube 18b due to the deformation of the inner tube 18b, the distance from the optical path of the detection light of the laser interferometer 70 to the optical path is larger than that of the outer tube 18a, so that the influence on the position measurement is exerted. Is relatively small.
[0056]
Next, an exposure operation in the exposure apparatus 10 configured as described above will be described.
When wafer W is transferred onto wafer stage WST and focus adjustment is completed, reticle R and wafer W are positioned (aligned) using an alignment system (not shown). In this way, when the preparatory operation for exposure of wafer W is completed, the main controller monitors the measurement value of wafer laser interferometer 80 based on the alignment result while exposing the first shot of wafer W for exposure. Move wafer stage WST to the scanning start position.
[0057]
Then, by driving the Y linear motor 15 and the wafer stage drive system, the reticle stage RST (reticle coarse movement stage 36) and the wafer stage WST start scanning in the Y direction, and the two stages RST and WST move to their respective target scanning speeds. , The pattern region of the reticle R starts to be illuminated by the pulsed ultraviolet light, and the scanning exposure is started. Prior to the start of the scanning exposure, light emission of the light source 12 is started, but the movement of each movable blade of the movable blind 28 constituting the reticle blind device is controlled in synchronization with the movement of the reticle stage RST. The irradiation of the pulse ultraviolet light to the outside of the pattern area on the reticle R is shielded in the same manner as in a normal scanning stepper.
[0058]
In the main controller, the moving speed Vr of the reticle stage RST in the Y-axis direction and the moving speed Vw of the wafer stage WST in the Y-axis direction during the above-described scanning exposure are particularly the projection magnifications of the projection optical system PL (（times, 1 The reticle stage RST and the wafer stage WST are synchronously controlled via the Y linear motor 15 and the wafer stage drive system so as to maintain the speed ratio according to (/ 5 times or 1/6 times).
[0059]
Although the stator 5 of the Y linear motor 15 is fixed to the reticle base 60, the stator 5 is non-movably movable in the Y direction with respect to the reticle base 60 using, for example, an air bearing. It is good also as a structure made to levitate and support by contact. In this case, the stator 5 moves in the opposite direction according to the movement of the reticle coarse movement stage 36 in the Y direction according to the law of conservation of momentum. The movement of the stator 5 cancels the reaction force caused by the movement of the reticle coarse movement stage 36, and also prevents the position of the center of gravity from changing.
[0060]
Then, the pattern area of the reticle R is sequentially illuminated with the pulsed ultraviolet light, and the illumination of the entire pattern area is completed, thereby completing the scanning exposure of the first shot on the wafer W. Thus, the pattern of the reticle R is reduced and transferred to the first shot via the projection optical system PL. When the scanning exposure of the first shot is completed in this way, wafer stage WST is step-moved in the X-axis direction via the wafer stage drive system, and is moved to a scanning start position for exposure to the second shot. At the time of this stepping, the displacement of the wafer stage WST in the X, Y, and θz directions is measured in real time based on the measurement value of the wafer laser interferometer 80 that detects the position of the wafer stage WST (the position of the wafer W). Based on the measurement result, the wafer stage drive system is controlled to control the position of wafer stage WST so that the XY position displacement of wafer stage WST is in a predetermined state.
[0061]
The main controller controls the Y linear motor 15 and the voice coil motors 37X and 37Y based on the displacement information of the wafer stage WST in the θz direction, and compensates for the rotational displacement error on the wafer W side. The rotation of the RST (reticle fine movement stage 38) is controlled. Then, the same scanning exposure as described above is performed on the second shot area. In this manner, the scanning exposure (scanning step) of the shot on the wafer W and the stepping operation (moving step) for the next shot exposure are repeatedly performed, and the reticle R is exposed to all the exposure target shot areas on the wafer W. The patterns are sequentially transferred.
[0062]
As described above, in the present embodiment, since the reinforcing member 18e restrains the deformation of the outer tube 18a, even if the coil assembly 19 and the cooling tube 18 become longer in order to increase the thrust, the surface of the outer tube 18a becomes longer. Temperature can be suppressed from occurring. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of air fluctuation due to the temperature distribution of the outer tube 18a, and to suppress a decrease in the position measurement accuracy of the reticle stage RST using the laser interferometer. Therefore, in the present embodiment, the pattern of the reticle R can be formed on the wafer W by exposure with high precision.
[0063]
Further, in the present embodiment, the reticle coarse movement stage 36 is supported by the reinforcing member 18e, so that the reticle coarse movement stage 36 is supported on both outer sides of the mover 6 as in the linear motor shown in FIG. The distance between the mounting surfaces 18k, 18k of the coarse movement stage 36 can be reduced, and surface accuracy can be easily ensured. In particular, in the present embodiment, since the mounting surfaces 18k, 18k can be machined with respect to the single reinforcing member 18e, it is easier to ensure surface accuracy. Further, even when the length of the mover 6 is increased, it is not necessary to correspondingly increase the size of the reticle coarse movement stage 36, and there is no problem in reducing the size and weight of the reticle coarse movement stage 36.
[0064]
FIG. 5 is a view showing a second embodiment of the linear motor of the present invention.
In this figure, the same components as those of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. The difference between the second embodiment and the first embodiment is the configuration of the reinforcing member 18e.
[0065]
That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, two reinforcing members 18e, 18e arranged at an interval from each other are fitted on the outer periphery of the outer tube 18a near the center in the axial direction. ing. Mounting surfaces 18k, 18k on which the reticle coarse movement stage 36 is mounted and fixed are formed substantially flush with each reinforcing member 18e, and screw holes 18m used when the stage 36 is mounted are formed in each mounting surface 18k. Are formed respectively. The processing of the mounting surface 18k and the screw hole 18m is performed after the reinforcing member 18e is welded and fixed to the outer tube 18a, respectively, so that even when the relative positional relationship between the reinforcing members 18e, 18e fluctuates during welding. In particular, the flatness of the two mounting surfaces 18k, 18k can be maintained with higher accuracy. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
[0066]
In the present embodiment, in addition to obtaining the same operation and effect as in the first embodiment, the reinforcing members 18e, 18e are divided into a plurality of parts so that each reinforcing member 18e is made thin. Can be. Therefore, the total weight of the reinforcing member can be reduced, and it is more advantageous than the first embodiment in terms of reducing the weight of the mover 6.
[0067]
6 and 7 are views showing a third embodiment of the linear motor according to the present invention.
In these drawings, the same components as those of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0068]
As shown in FIG. 6, in the present embodiment, the stainless steel reinforcing member 18e is formed with an insertion hole 73 through which the outer tube 18a of the cooling pipe 18 is inserted, and a slot 74 communicating with the insertion hole 73. Are formed in the axial direction of the cooling pipe 18. The reinforcing member 18e, into which the outer tube 18a has been inserted, is fitted to the outer periphery of the slit 74 by fastening a plurality of bolts (fastening means) 75 arranged in the axial direction along the axial direction, sandwiching the outer tube 18a. Fixed. The reinforcing member 18e does not need to be made of metal, and may be made of ceramics or synthetic resin from the viewpoint of weight reduction.
[0069]
In the cooling pipe 18 of the present embodiment, the outer pipe 18a and the inner pipe 18b are formed of a synthetic resin, and the right and left lids 18c and 18d as closing members for closing the opening of the outer pipe 18a are formed of ceramics. I have. The lids 18c and 18d are formed such that the cross-sectional profile in a direction perpendicular to the axial direction of the cooling pipe 18 is within the cross-sectional profile of the outer pipe 18a. With this configuration, the right lid 18c and the left lid 18d are fixed. The cooled cooling pipe 18 (outer pipe 18a) can be inserted into the insertion hole 73 of the reinforcing member 18e.
[0070]
As shown in FIG. 7 (however, only the right cover 18c is shown in FIG. 7), the right cover 18c and the left cover 18d are fixed to the outer tube 18a and the inner tube 18b with an adhesive 18p. Since it is difficult to prevent the refrigerant from leaking only with the adhesive 18p, the O-rings 18q and 18r are mounted. The outer tube 18a and the inner tube 18b made of synthetic resin are formed of synthetic resin containing reinforcing fibers such as glass fiber and carbon fiber in consideration of strength.
[0071]
In the present embodiment, by fastening and fixing the reinforcing member 18e to the outer tube 18a with the bolt 75, the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained. Since the reinforcing member 18e can be easily attached to and detached from the outer tube 18a, the exchange / position adjustment and the like can be performed even when the size of the reticle stage RST is changed or the relative position of the reinforcing member 18e to the outer tube 18a is changed. Can be easily handled.
[0072]
In the above embodiment, the reinforcing member 18e fitted to the cooling pipe 18 is configured to support the reticle coarse movement stage 36. However, the present invention is not limited to this. For example, in FIG. As shown in the drawing, a ring-shaped reinforcing member 18e may be fitted near the axial center of the outer tube 18a separately from the member supporting the reticle coarse movement stage 36.
[0073]
In the above embodiment, the present invention is applied to the moving coil type linear motor. However, the present invention can be applied to a moving magnet type linear motor. In the above embodiment, the stage apparatus of the present invention has been described as being applied to the reticle stage in exposure apparatus 10, but can be applied to wafer stage WST. Further, in the above-described embodiment, the stage apparatus of the present invention is applied to the exposure apparatus 10. However, the present invention is not limited to this. It is also applicable to precision measuring devices such as coordinate measuring devices.
[0074]
The substrate of the present embodiment is not limited to a semiconductor wafer W for a semiconductor device, but also a glass substrate for a liquid crystal display device, a ceramic wafer for a thin-film magnetic head, or an original mask or reticle used in an exposure apparatus. (Synthetic quartz, silicon wafer) and the like are applied.
[0075]
The exposure apparatus 10 is a step-and-scan type scanning exposure apparatus (scanning stepper; US Pat. No. 5,473,410) for scanning and exposing the pattern of the reticle R by synchronously moving the reticle R and the wafer W. The present invention can also be applied to a step-and-repeat type projection exposure apparatus (stepper) that exposes the pattern of the reticle R while the reticle R and the wafer W are stationary and sequentially moves the wafer W stepwise. The present invention is also applicable to a step-and-stitch type exposure apparatus that transfers at least two patterns on the wafer W while partially overlapping each other.
[0076]
The type of the exposure apparatus 10 is not limited to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element for exposing a semiconductor element pattern onto a wafer W, but may be an exposure apparatus for manufacturing a liquid crystal display element or a display, a thin film magnetic head, an imaging element (CCD). ) Or an exposure apparatus for manufacturing a reticle or a mask.
[0077]
The light source 12 for exposure is a bright line (g-line (436 nm), h-line (404.nm), i-line (365 nm)) generated from an ultra-high pressure mercury lamp, a KrF excimer laser (248 nm), an ArF excimer laser ( 193 nm), F ₂ Laser (157 nm), Ar ₂ Not only a laser (126 nm) but also a charged particle beam such as an electron beam or an ion beam can be used. For example, when an electron beam is used, a thermionic emission type lanthanum hexaborite (LaB) is used as an electron gun. ₆ ) And tantalum (Ta) can be used. Further, a higher harmonic such as a YAG laser or a semiconductor laser may be used.
[0078]
For example, a single wavelength laser in the infrared or visible region oscillated from a DFB semiconductor laser or a fiber laser is amplified by a fiber amplifier doped with, for example, erbium (or both erbium and ytterbium), and a nonlinear optical crystal is used. Alternatively, a harmonic converted to ultraviolet light may be used as exposure light. When the oscillation wavelength of the single-wavelength laser is in the range of 1.544 to 1.553 μm, an eighth harmonic within the range of 193 to 194 nm, that is, ultraviolet light having substantially the same wavelength as the ArF excimer laser can be obtained. If the oscillation wavelength is in the range of 1.57 to 1.58 μm, a 10th harmonic in the range of 157 to 158 nm, that is, ultraviolet light having substantially the same wavelength as the F2 laser can be obtained.
[0079]
In addition, a laser plasma light source or EUV (Extreme Ultra Violet) light having a wavelength of about 5 to 50 nm generated from the SOR and having a wavelength of about 5 to 50 nm, for example, 13.4 nm or 11.5 nm may be used as exposure light. In the exposure apparatus, a reflection type reticle is used, and the projection optical system is a reduction system including only a plurality (for example, about 3 to 6) of reflection optical elements (mirrors).
[0080]
The magnification of the projection optical system PL may be not only a reduction system but also an equal magnification system or an enlargement system. Further, when far ultraviolet rays such as an excimer laser are used as the projection optical system PL, a material that transmits the far ultraviolet rays such as quartz or fluorite is used as the glass material. ₂ When a laser or X-ray is used, a catadioptric or refractive optical system is used (the reticle R is also of a reflective type). When an electron beam is used, an electron system including an electron lens and a deflector is used as the optical system. An optical system may be used. It is needless to say that the optical path through which the electron beam passes is in a vacuum state.
[0081]
When a linear motor (see US Pat. No. 5,623,853 or US Pat. No. 5,528,118) is used for wafer stage WST and reticle stage RST, either an air levitation type using an air bearing or a magnetic levitation type using Lorentz force is used. You may. Further, each of stages WST and RST may be of a type that moves along a guide, or may be of a guideless type without a guide.
[0082]
As described above, the exposure apparatus 10 according to the embodiment of the present invention controls the various subsystems including the components described in the claims of the present application so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. Manufactured by assembling. Before and after this assembly, adjustments to achieve optical accuracy for various optical systems, adjustments to achieve mechanical accuracy for various mechanical systems, and various electric systems to ensure these various accuracy Are adjusted to achieve electrical accuracy. The process of assembling the exposure apparatus from the various subsystems includes mechanical connection, wiring connection of an electric circuit, and piping connection of a pneumatic circuit between the various subsystems. It goes without saying that there is an assembling process for each subsystem before the assembling process from the various subsystems to the exposure apparatus. When the process of assembling the various subsystems into the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed, and various precisions of the entire exposure apparatus are secured. It is desirable that the exposure apparatus be manufactured in a clean room in which the temperature, the degree of cleanliness, and the like are controlled.
[0083]
As shown in FIG. 8, for a micro device such as a semiconductor device, a step 201 for designing the function and performance of the micro device, a step 202 for manufacturing a mask (reticle) based on the design step, and a wafer from a silicon material are manufactured. Step 203, an exposure processing step 204 for exposing a reticle pattern to a wafer by the exposure apparatus of the above-described embodiment, a device assembling step (including a dicing step, a bonding step, and a package step) 205, an inspection step 206, and the like. .
[0084]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even when the cylindrical body is elongated, it is possible to restrain the deformation and suppress the occurrence of temperature distribution on the surface, prevent the occurrence of air fluctuation, and reduce the positioning accuracy of the movable stage. And the exposure accuracy can be improved. Further, in the present invention, it is easy to ensure the accuracy of the mounting surface of the movable stage.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing an overall configuration of a scanning exposure apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is an external perspective view of a reticle stage included in the exposure apparatus.
FIG. 3 is a view showing the first embodiment of the present invention, and is an enlarged detailed view of a stator and a mover.
FIG. 4 is a view showing the first embodiment of the present invention, and is an external perspective view of a Y linear motor.
FIG. 5 is a view showing a second embodiment of the present invention, and is an external perspective view of a Y linear motor.
FIG. 6 is a view showing a third embodiment of the present invention, and is an external perspective view of a Y linear motor.
FIG. 7 is an enlarged detailed view of a stator and a mover in a third embodiment.
FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of a manufacturing process of a semiconductor device.
FIG. 9 is an external perspective view showing an example of a conventional stage device.
FIG. 10 is an external perspective view showing an example of a conventional linear motor.
[Explanation of symbols]
R reticle (mask, substrate)
RST reticle stage (mask stage, movable stage)
W wafer (photosensitive substrate)
WST wafer stage (substrate stage)
9 Stage equipment
10. Scanning exposure equipment (exposure equipment)
13 Channel
15 Y linear motor (linear motor, drive device)
18a Cooling pipe (tubular body)
18b Inner tube (inner tube)
18c Right lid (blocking member)
18d Left lid (blocking member)
18e Reinforcement member (restraint member)
19 Coil assembly (coil body)
75 bolts (fastening means)

Claims

A linear motor in which a coil body is provided inside the cylindrical body and a flow path of a temperature adjusting medium is formed,
A restricting member that fits around the outer periphery of the cylindrical body and restricts deformation of the cylindrical body,
The linear motor according to claim 1, wherein the restraining member is disposed at a position different from both ends of the shaft.

The linear motor according to claim 1,
At the axial end of the cylindrical body, a closing member that closes the opening of the cylindrical body is provided, and the closing member has a cross-sectional profile in a direction orthogonal to the axial direction within the cross-sectional profile of the cylindrical body. A linear motor that fits.

The linear motor according to claim 1 or 2,
A linear motor, wherein an inner cylinder that forms the flow passage between itself and the cylinder is provided inside the cylinder.

4. The linear motor according to claim 1, wherein said restraining member is fitted and fixed to said cylindrical body by fastening means.

A movable stage that holds and moves a substrate, and a stage device that includes a driving device that drives the movable stage,
A stage device, wherein the linear motor according to any one of claims 1 to 4 is used as the driving device.

The stage device according to claim 5,
The stage device, wherein the restraining member supports the movable stage.

In an exposure apparatus that exposes a pattern on a mask held on a mask stage to a photosensitive substrate held on a substrate stage,
7. An exposure apparatus, wherein the stage device according to claim 5 is used as at least one of the mask stage and the substrate stage.