JP2013012718A - 近接露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リニアモータの温度を管理して、基板の膨張、収縮に起因する露光精度への影響を抑制することができる近接露光装置を提供する。
【解決手段】基板Ｗを保持するワークステージ２をステップ駆動するワーク駆動部は、第１固定子、及び第１固定子に対向配置された第１可動子を備える第１リニアモータ３０と、第２固定子、及び第２固定子に対向配置された第２可動子を備える第２リニアモータ４０とで構成される。第１及び第２可動子に沿って配設された冷媒循環路と、冷媒を循環供給する第１及び第２可動子側冷媒供給装置と、冷媒循環路の入口付近及び出口付近に配設されて、冷媒の温度を検出する温度センサとを備え、温度センサによって検出された冷媒の温度に基づいて、リニアモータ３０、４０から基板Ｗに伝達される熱量が一定となるように温度管理される。
【選択図】図１

Description

本発明は、近接露光装置に関し、より詳細には、例えば液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等の大型のフラットパネルディスプレイ等の基板上にマスクのパターンを露光転写するのに好適な近接露光装置に関する。

近接露光は、表面に感光剤を塗布した透光性の基板（被露光材）を露光装置のワークステージ上に保持すると共に、該基板をマスクステージのマスク保持枠に保持されたマスクに接近させて両者のギャップを、例えば数１０μｍ〜数１００μｍにし、マスクの基板と反対側から照射装置によって露光用の光をマスクに向けて照射することによりマスクに描かれたパターンを基板上に露光転写するようにしたものである。

ところで、近接露光には、マスクを基板と同じ大きさにして一括で露光する方式があるが、このような方式では、大型基板上にマスクのパターンを露光転写する場合にマスクが大型化し、マスクの撓みによるパターン精度への影響やコスト面等で問題が生じる。このような事情から、従来においては、大型基板上にマスクのパターンを露光転写する場合には、基板より小さいマスクを用い、ワークステージをマスクに対してステップ移動させてステップ毎にマスクを基板に近接配置した状態でパターン露光光を照射し、これにより、マスクに描かれた複数のパターンを基板上に露光転写する、所謂ステップ式の近接露光方式が用いられる場合がある。基板を保持するワークステージは、モータによって駆動されてマスクに対して相対的にステップ移動する。

基板の露光精度は、ワークステージの移動精度と共に、基板の温度に大きく影響される。ワークステージを移動させるワーク駆動部としては、従来、ＤＣサーボモータなどの回転運動を送りねじ機構で直線運動に変換するものがあったが、送りねじの摩耗や送りむらなどにより十分な位置精度が達成されない場合があり、近年の更なる高精度化に対応するため、リニアモータが採用される場合がある。しかしながら、リニアモータを採用すると、リニアモータからの発熱によってワークステージの温度が上昇し、ワークステージで保持される基板も温度上昇する。リニアモータは、運転中と停止中の温度差が大きく、ワークステージから伝達される熱によって基板が膨張、収縮し、あるいは、局部的な温度むらが生じて、露光精度に大きな影響を及ぼす問題があった。

このような熱問題に対処するため、リニアモータの固定子を冷却するための冷却手段を設けるとともに、リニアモータの可動子とベースにそれぞれ温度センサを設け、ベースとリニアモータとの温度差がゼロになるように制御することにより、リニアモータの発熱によってベースに生じる温度分布の安定化を図った精密移動テーブルが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。また、レーザ干渉計の反射鏡及びその支持部に通気孔を設け、通気手段によって通気孔に空気を流すことにより、ステージの温度上昇に伴うレーザ干渉計の位置計測誤差、並びにステージの移動に伴う空気のゆらぎに起因する位置計測誤差を低減するようにした露光装置が知られている（例えば、特許文献２参照。）。

特開平１−１９５３８９号公報 特開平５−６８５０号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている精密移動テーブルは、ベースとリニアモータとの温度差をなくすことはできるが、冷媒の温度が高すぎたり、或いは低すぎると、この熱により基板が膨張、収縮して、基板の露光精度に影響を及ぼす可能性があった。また、特許文献２の露光装置は、空気を通気孔に流すことによりレーザ干渉計の反射鏡の温度上昇を抑制し、位置計測誤差の低減を図ったものであり、ワークテーブルの温度を管理していないので、基板の膨張、収縮に起因する露光むらが生じる虞があった。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、リニアモータから基板に伝達される熱量が一定となるように冷媒の温度を管理し、基板の膨張、収縮に起因する露光精度への影響を抑制することができる近接露光装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 露光すべきパターンを有するマスクを保持するマスク保持部と、
被露光材としてのワークを保持するワーク保持部と、
前記ワーク保持部を駆動するワーク駆動部と、
前記ワークに対してパターン露光用の光を前記マスクを介して照射する照射手段と、
を備え、前記マスクと前記ワークとを近接して所定の露光ギャップで対向配置した状態で、前記ワーク上に前記マスクのパターンを露光転写する近接露光装置であって、
前記ワーク駆動部は、固定子と、前記固定子に対向配置された可動子と、を備えるリニアモータであり、
前記可動子に沿って配設された可動子側冷媒循環路と、
前記可動子側冷媒循環路に冷媒を循環供給する可動子側冷媒供給装置と、
前記可動子側冷媒循環路の入口及び出口に配設されて、前記可動子側冷媒循環路の入口付近及び出口付近での前記冷媒の温度を検出する温度センサと、
をさらに備え、
前記リニアモータの温度管理は、前記リニアモータから前記ワークに伝達される熱量が一定となるように、前記可動子側冷媒循環路への入口付近及び出口付近での前記冷媒の温度に基づいて行われることを特徴とする近接露光装置。
（２） 前記リニアモータは、
基台に固定されたベースに配設された第１固定子、及び前記ベースに対して水平面内の所定の方向に移動可能な第１ステージに配設され、前記第１固定子に対向配置された第１可動子、を有する第１リニアモータと、
前記第１ステージに配設された第２固定子、及び前記第１ステージに対して前記所定の方向と直交する直交方向に移動可能な第２ステージに配設され、前記第２固定子に対向配置された第２可動子、を有する第２リニアモータと、
から構成され、
前記可動子側冷媒循環路は、
前記第１可動子に沿って前記第１ステージに配設された第１可動子側冷媒循環路と、
前記第２可動子に沿って前記第２ステージに配設された第２可動子側冷媒循環路と、
を備えることを特徴とする（１）に記載の近接露光装置。
（３） 前記可動子側冷媒循環路は、
前記第１可動子に沿って前記第１ステージに配設された第３可動子側冷媒循環路と、
前記第２可動子に沿って前記第２ステージに配設された第４可動子側冷媒循環路と、
をさらに備えることを特徴とする（２）に記載の近接露光装置。
（４） 前記可動子側冷媒供給装置は、
前記第１可動子側冷媒循環路に前記冷媒を循環供給する第１可動子側冷媒供給装置と、
前記第１可動子側冷媒供給装置から独立して配置され、前記第２可動子側冷媒循環路に前記冷媒を循環供給する第２可動子側冷媒供給装置と、
を備えることを特徴とする（２）に記載の近接露光装置。
（５） 前記可動子側冷媒循環路は、
前記第１可動子に沿って前記第１ステージに配設された第３可動子側冷媒循環路と、
前記第２可動子に沿って前記第２ステージに配設された第４可動子側冷媒循環路と、
をさらに備え、
前記可動子側冷媒供給装置は、
前記第３可動子側冷媒循環路に前記冷媒を循環供給する第３可動子側冷媒供給装置と、
前記第３可動子側冷媒供給装置から独立して配置され、前記第４可動子側冷媒循環路に前記冷媒を循環供給する第４可動子側冷媒供給装置と、
をさらに備えることを特徴とする（４）に記載の近接露光装置。
（６） 前記可動子側冷媒供給装置は、前記近接露光装置から隔離して配置されることを特徴とする（１）に記載の近接露光装置。
（７） 前記固定子に沿って配設された固定子側冷媒循環路と、
前記固定子側冷媒循環路に冷媒を循環供給する固定子側冷媒供給装置と、
前記固定子側冷媒循環路の入口及び出口に配設されて、前記固定子側冷媒循環路の入口付近及び出口付近での前記冷媒の温度を検出する温度センサと、
をさらに備え、
前記リニアモータの温度管理は、前記リニアモータから前記ワークに伝達される熱量が一定となるように、前記固定子側冷媒循環路への入口付近及び出口付近での前記冷媒の温度に基づいて行われることを特徴とする（１）に記載の近接露光装置。
（８） 前記リニアモータは、
基台に固定されたベースに配設された第１固定子、及び前記ベースに対して水平面内の所定の方向に移動可能な第１ステージに配設され、前記第１固定子に対向配置された第１可動子、を有する第１リニアモータと、
前記第１ステージに配設された第２固定子、及び前記第１ステージに対して前記所定の方向と直交する直交方向に移動可能な第２ステージに配設され、前記第２固定子に対向配置された第２可動子、を有する第２リニアモータと、
から構成され、
前記固定子側冷媒循環路は、
前記第１固定子に沿って前記ベースに配設された第１固定子側冷媒循環路と、
前記第２固定子に沿って前記第１ステージに配設された第２固定子側冷媒循環路と、
を備えることを特徴とする（７）に記載の近接露光装置。
（９） 前記固定子側冷媒循環路は、
前記第１固定子に沿って前記ベースに配設された第３固定子側冷媒循環路と、
前記第２固定子に沿って前記第１ステージに配設された第４固定子側冷媒循環路と、
をさらに備えることを特徴とする（８）に記載の近接露光装置。
（１０） 前記固定子側冷媒供給装置は、
前記第１固定子側冷媒循環路に前記冷媒を循環供給する第１固定子側冷媒供給装置と、
前記第１固定子側冷媒供給装置から独立して配置され、前記第２固定子側冷媒循環路に前記冷媒を循環供給する第２固定子側冷媒供給装置と、
を備えることを特徴とする（８）に記載の近接露光装置。
（１１） 前記固定子側冷媒循環路は、
前記第１固定子に沿って前記ベースに配設された第３固定子側冷媒循環路と、
前記第２固定子に沿って前記第１ステージに配設された第４固定子側冷媒循環路と、
をさらに備え、
前記固定子側冷媒供給装置は、
前記第３固定子側冷媒循環路に前記冷媒を循環供給する第３固定子側冷媒供給装置と、
前記第３固定子側冷媒供給装置から独立して配置され、前記第４固定子側冷媒循環路に前記冷媒を循環供給する第４固定子側冷媒供給装置と、
をさらに備えることを特徴とする（１０）に記載の近接露光装置。
（１２） 前記固定子側冷媒供給装置は、前記近接露光装置から隔離して配置されることを特徴とする（７）に記載の近接露光装置。

本発明の近接露光装置によれば、ワーク駆動部は、固定子及び可動子を備えるリニアモータで構成されており、可動子に沿って配設された可動子側冷媒循環路と、可動子側冷媒循環路に冷媒を循環供給する可動子側冷媒供給装置と、可動子側冷媒循環路への冷媒の流入時及び流出時の温度を検出する温度センサと、を備え、可動子側冷媒循環路への入口付近及び出口付近での冷媒の温度に基づいて、リニアモータからワークに伝達される熱量が一定となるようにリニアモータの温度が管理されるので、リニアモータの温度を一定温度に維持することができる。これにより、ワークステージ、ひいては基板の温度を一定温度に維持して、基板の温度変化に起因する露光精度への影響を抑制して高精度での露光を行うことができる。

本発明の第１実施形態に係るステップ式近接露光装置を説明するための部分破断正面図である。 リニアモータ及びその近傍の断面図である。 図２に示すリニアモータの可動子、可動子側冷媒循環路、及び温度センサを示す斜視図である。 本発明の第１実施形態の変形例に係る近接露光装置のリニアモータ及びその近傍の断面図である。 本発明の第１実施形態の変形例に係る近接露光装置のリニアモータの可動子、可動子側冷媒循環路、及び温度センサを示す斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る近接露光装置のリニアモータ及びその近傍の断面図である。 本発明の第２実施形態に係る近接露光装置のリニアモータの可動子、冷媒循環路、及び温度センサを示す斜視図である。 本発明の第２実施形態の変形例に係る近接露光装置のリニアモータ及びその近傍の断面図である。

（第１実施形態）
以下、本発明に係る近接露光装置の第１実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施形態に係るステップ式近接露光装置の部分破断正面図であり、ステップ式近接露光装置ＰＥは、図１に示すように、被露光材としての基板Ｗより小さいマスクＭを用い、マスクＭをマスクステージ１で保持すると共に、基板Ｗをワークステージ２で保持し、マスクＭと基板Ｗとを近接させて所定の露光ギャップで対向配置した状態で、照射手段３からパターン露光用の光をマスクＭに向けて照射することにより、マスクＭのパターンを基板Ｗ上に露光転写する。また、ワークステージ２をマスクＭに対してＸ軸方向とＹ軸方向の二軸方向にステップ移動させて、ステップ毎に露光転写が行われる。

ワークステージ２をＸ軸方向にステップ移動させるため、ベース４上には、第１ステージであるＸ軸送り台５ａをＸ軸方向にステップ移動させるＸ軸ステージ送り機構５が設置されている。Ｘ軸ステージ送り機構５のＸ軸送り台５ａ上には、ワークステージ２をＹ軸方向にステップ移動させるため、第２ステージであるＹ軸送り台６ａをＹ軸方向にステップ移動させるＹ軸ステージ送り機構６が設置されている。Ｙ軸ステージ送り機構６のＹ軸送り台６ａ上には、ワークステージ２が設置されている。ワークステージ２の上面には、基板Ｗがワークチャック等で真空吸引された状態で保持される。また、ワークステージ２の側部には、マスクＭの下面高さを測定するための基板側変位センサ１５が配設されている。従って、基板側変位センサ１５は、ワークステージ２と共にＸ、Ｙ軸方向に移動可能である。

ベース４上には、複数（図に示す実施形態では４本）のＸ軸リニアガイドのガイドレール５１がＸ軸方向に配置され、それぞれのガイドレール５１には、Ｘ軸送り台５ａの下面に固定されたスライダ５２が跨架されている。これにより、Ｘ軸送り台５ａは、後述する第１リニアモータ３０で駆動され、ガイドレール５１に沿ってＸ軸方向に往復移動可能である。また、Ｘ軸送り台５ａ上には、複数のＹ軸リニアガイドのガイドレール５３がＹ軸方向に配置され、それぞれのガイドレール５３には、Ｙ軸送り台６ａの下面に固定されたスライダ５４が跨架されている。これにより、Ｙ軸送り台６ａは、後述する第２リニアモータ４０で駆動され、ガイドレール５３に沿ってＹ軸方向に往復移動可能である。

Ｘ軸ステージ送り機構５は、図２及び図３も参照して、ベース４の上面にＸ軸方向に延びて穿設されたＸ軸溝３３と、第１ステージであるＸ軸送り台５ａの下面から突出してＸ軸方向に延び、Ｘ軸溝３３に挿入されて僅かな隙間を介して対向配置されるＸ軸突条３４と、Ｘ軸溝３３及びＸ軸突条３４間に配置された第１リニアモータ３０と、を備える。

第１リニアモータ３０は、Ｘ軸溝３３の両側面に固定されてＸ軸方向に延びる一対の第１固定子３１、３１と、一対の第１固定子３１、３１に対向し、Ｘ軸突条３４の両側面に沿って配置された一対の第１可動子３２、３２と、を備え、第１固定子３１、３１の磁界により第１可動子３２、３２がＸ軸方向に駆動される。

Ｘ軸突条３４には、一対の第１可動子３２、３２に沿って配設された略Ｕ字型の第１可動子側冷媒循環路３５と、第１可動子側冷媒循環路３５の入口３５ａ及び出口３５ｂに近接配置されて、第１可動子側冷媒循環路３５に流入、及び流出する冷媒の温度を検出可能な一対の温度センサ３６ａ、３６ｂと、が設けられている。第１可動子側冷媒循環路３５の入口３５ａ及び出口３５ｂは、配管３８を介して第１可動子側冷媒循環路３５に冷媒を循環供給する第１可動子側冷媒供給装置３７に接続されている。

Ｙ軸ステージ送り機構６は、配置方向がＸ軸ステージ送り機構５と直交する方向（Ｙ軸方向）に配置されるが、図２及び図３で参照されるように、Ｘ軸ステージ送り機構５と実質的に同一構造を有する。即ち、Ｙ軸ステージ送り機構６は、第１ステージであるＸ軸送り台５ａの上面にＹ軸方向に延びて穿設されたＹ軸溝４３と、第２ステージであるＹ軸送り台６ａの下面から突出してＹ軸方向に延び、Ｙ軸溝４３に挿入されて僅かな隙間を介して対向配置されるＹ軸突条４４と、Ｙ軸溝４３及びＹ軸突条４４間に配置された第２リニアモータ４０と、を備える。

第２リニアモータ４０は、Ｙ軸溝４３の両側面に固定されてＹ軸方向に延びる一対の第２固定子４１、４１と、一対の第２固定子４１、４１に対向し、Ｙ軸突条４４の両側面に沿って配置された一対の第２可動子４２、４２と、を備え、第２固定子４１、４１の磁界により第２可動子４２、４２がＹ軸方向に駆動される。

Ｙ軸突条４４には、一対の第２可動子４２、４２に沿って配設された略Ｕ字型の第２可動子側冷媒循環路４５と、第２可動子側冷媒循環路４５の入口４５ａ及び出口４５ｂに近接配置されて、第２可動子側冷媒循環路４５に流入、及び流出する冷媒の温度を検出可能な一対の温度センサ４６ａ、４６ｂと、を備える。第２可動子側冷媒循環路４５の入口４５ａ及び出口４５ｂは、配管４８を介して第２可動子側冷媒循環路４５に冷媒を循環供給する第２可動子側冷媒供給装置４７に接続されている。

第１可動子側冷媒供給装置３７及び第２可動子側冷媒供給装置４７は、互いに独立して制御される２台の冷媒供給装置であり、ステップ式近接露光装置ＰＥから離間して配置されている。第１可動子側冷媒供給装置３７及び第２可動子側冷媒供給装置４７は、ステップ式近接露光装置ＰＥが設置された露光室から壁などで分離された別室に配置されることが好ましい。この場合、第１及び第２可動子側冷媒供給装置３７、４７と第１及び第２可動子側冷媒循環路３５、４５とを接続する配管３８、４８が長くなるので、配管３８、４８を断熱材で覆い、冷媒の温度が外部環境温度により影響されないようにすることが望ましい。

適用可能な冷媒としては、ブタン、水素、ヘリウム、アンモニア、水、二酸化炭素などが挙げられる。蒸発圧力があまり低くなく、且つ、凝縮圧力があまり高くない物質が適している。また、蒸発潜熱が大きくて伝熱性能がよく、圧縮仕事が小さいこと、安定で毒性のないことが望まれるため、水が好ましい。

また、断熱材は、繊維系断熱材として、グラスウール、ロックウール、羊毛断熱材、セルロースファイバー、炭化コルクなどがある。また、発泡系断熱材として、ウレタンフォーム、フェノールフォーム、ポリスチレンフォーム、難燃性ＥＰＳ（ビーズ法ポリスチレン）、発泡ゴム（ＦＥＦ）などが使用可能である。

図１に戻り、Ｙ軸ステージ送り機構６とワークステージ２の間には、ワークステージ２を上下方向に移動させるため、比較的位置決め分解能は粗いが移動ストローク及び移動速度が大きな上下粗動装置７と、上下粗動装置７と比べて高分解能での位置決めが可能でワークステージ２を上下に微動させてマスクＭと基板Ｗとの対向面間のギャップを所定量に微調整する上下微動装置８が設置されている。

上下粗動装置７は後述の微動ステージ６ｂに設けられた適宜の駆動機構によりワークステージ２を微動ステージ６ｂに対して上下動させる。ワークステージ２の底面の４箇所に固定されたステージ粗動軸１４は、微動ステージ６ｂに固定された直動ベアリング１４ａに係合し、微動ステージ６ｂに対し上下方向に案内される。なお、上下粗動装置７は、分解能が低くても、繰り返し位置決め精度が高いことが望ましい。

上下微動装置８は、Ｙ軸送り台６ａに固定された固定台９と、固定台９にその内端側を斜め下方に傾斜させた状態で取り付けられたリニアガイドの案内レール１０とを備えており、該案内レール１０に跨架されたスライダ１１を介して案内レール１０に沿って往復移動するスライド体１２にボールねじのナット（図示せず）が連結されると共に、スライド体１２の上端面は微動ステージ６ｂに固定されたフランジ１２ａに対して水平方向に摺動自在に接している。

そして、固定台９に取り付けられたモータ１７によってボールねじのねじ軸を回転駆動させると、ナット、スライダ１１及びスライド体１２が一体となって案内レール１０に沿って斜め方向に移動し、これにより、フランジ１２ａが上下微動する。
なお、上下微動装置８は、モータ１７とボールねじによってスライド体１２を駆動する代わりに、リニアモータによってスライド体１２を駆動するようにしてもよい。

この上下微動装置８は、Ｚ軸送り台６ａのＹ軸方向の一端側（図１の左端側）に１台、他端側に２台、合計３台設置されてそれぞれが独立に駆動制御されるようになっている。これにより、上下微動装置８は、後述するマスク側変位センサ２７を構成するギャップセンサによる複数箇所でのマスクＭと基板Ｗとのギャップ量の計測結果に基づき、３箇所のフランジ１２ａの高さを独立に微調整してワークステージ２の高さ及び傾きを微調整する。
なお、上下微動装置８によってワークステージ２の高さを十分に調整できる場合には、上下粗動装置７を省略してもよい。

また、Ｙ軸送り台６ａ上には、ワークステージ２のＹ方向の位置を検出するＹ軸レーザ干渉計１８に対向するバーミラー１９と、ワークステージ２のＸ軸方向の位置を検出するＸ軸レーザ干渉計に対向するバーミラー（共に図示せず）とが設置されている。Ｙ軸レーザ干渉計１８に対向するバーミラー１９は、Ｙ軸送り台６ａの一側でＸ軸方向に沿って配置されており、Ｘ軸レーザ干渉計に対向するバーミラーは、Ｙ軸送り台６ａの一端側でＹ軸方向に沿って配置されている。なお、図１中、Ｖはレーザーを表している。

Ｙ軸レーザ干渉計１８及びＸ軸レーザ干渉計は、それぞれ常に対応するバーミラーに対向するように配置されて装置ベース４に支持されている。なお、Ｙ軸レーザ干渉計１８は、Ｘ軸方向に離間して２台設置されている。２台のＹ軸レーザ干渉計１８により、バーミラー１９を介してＹ軸送り台６ａ、ひいてはワークステージ２のＹ軸方向の位置及びヨーイング誤差を検出する。また、Ｘ軸レーザ干渉計により、対向するバーミラーを介してＸ軸送り台５ａ、ひいてはワークステージ２のＸ軸方向の位置を検出する。

マスクステージ１は、略長方形状の枠体からなるマスクフレーム２４と、該マスクフレーム２４の中央部開口にギャップを介して挿入されてＸ，Ｙ，θ方向（Ｘ，Ｙ平面内）に移動可能に支持されたマスク保持枠２５とを備えており、マスクフレーム２４は装置ベース４から突設された支柱４ａによってワークステージ２の上方の定位置に保持されている。

マスク保持枠２５の中央部開口の下面には、内方に張り出すマスク保持部であるフランジ２６が、間座２１を介して開口の全周に沿って設けられている。フランジ２６には、マスクＭのマスクパターンが描かれていない周縁部を吸着するための複数の吸着溝（図示せず）が開設されており、マスクＭは、吸着溝を介して図示しない真空式吸着装置によりフランジ２６に着脱自在に保持される。

また、フランジ２６の上方には、基板Ｗの上面の高さを測定すると共に、マスクＭと基板Ｗとの対向面間のギャップを測定するギャップセンサを構成するマスク側変位センサ２７、及びマスクＭのアライメントマーク（図示せず）と、基板Ｗ側に設けられたアライメントマーク（図示せず）、又はワークステージ２、若しくはマスクフレーム２４に設けられた基準アライメントマーク（図示せず）とを撮像する手段としてのアライメントカメラ２８がそれぞれ移動可能に配置されている。また、マスキングアパチャー機構２９は、マスク保持枠２５に保持されたマスクＭ上の任意の範囲の露光光を必要に応じて遮光することで、露光範囲を制限する遮光ブレード（図示せず）を有する。

このように構成された近接露光装置ＰＥでは、Ｘ軸ステージ送り機構５及びＹ軸ステージ送り機構６を作動させて、基板Ｗを保持するワークステージ２を、マスクＭの下方の露光位置に移動させる。そして、上下粗動装置７又は上下微動装置８によりワークステージ２を上昇させた後、ギャップセンサ（マスク側変位センサ）２７を用いて、マスクＭと基板Ｗとのギャップｇを測定して上下微動装置８でマスクＭと基板Ｗとを所定の露光ギャップに調整して対向配置する。そして、照射手段３からパターン露光用の光を照射して、マスクのパターンを基板Ｗに露光転写する。

その後、マスクＭと基板Ｗとのギャップｇを広げるようにワークステージ２を下降させ、Ｘ軸ステージ送り機構５及びＹ軸ステージ送り機構６を次の露光位置にステップ移動させ、一枚の基板Ｗに全てのショットが行われるまで上記動作を繰り返す。

ここで、Ｘ軸ステージ送り機構５は、第１リニアモータ３０の第１固定子３１、３１に通電することで、Ｘ軸送り台５ａをＸ軸方向に駆動し、Ｙ軸ステージ送り機構６は、第２リニアモータ４０の第２固定子４１、４１に通電することで、Ｙ軸送り台６ａをＹ軸方向に駆動する。これらが駆動する際、第１リニアモータ３０及び第２リニアモータ４０では、熱が発生する。

一方、第１リニアモータ３０及び第２リニアモータ４０は、第１及び第２可動子３２、４２に沿って配設された略Ｕ字型の第１及び第２可動子側冷媒循環路３５、４５を備え、それぞれ第１及び第２可動子側冷媒供給装置３７、４７から供給される冷媒が循環することで、第１リニアモータ３０及び第２リニアモータ４０が冷却される。具体的には、第１及び第２可動子側冷媒循環路３５、４５の入口３５ａ、４５ａ及び出口３５ｂ、４５ｂに近接して配置された温度センサ３６ａ、３６ｂ、４６ａ、４６ｂによって検出される冷媒の温度に基づいて、リニアモータ３０、４０から基板Ｗに伝達される熱量がほぼ一定となるように、リニアモータ３０，４０の温度が管理される。これにより、ワークステージ２の温度、更には基板Ｗの温度が極力一定に維持されて、基板Ｗの膨張、収縮に起因する露光精度の低下が防止される。

このため、リニアモータ３０，４０の温度が一定に管理されるように、モータの負荷に応じて、冷媒の温度をコントロールするようにするのが好ましい。

また、冷媒の流量は、冷媒循環路３５，４５に弁を設け、弁によって調整することができ、これにより、冷媒の温度を管理することも可能である。

また、温度センサ３６ａ、３６ｂ、４６ａ、４６ｂは、水温だけでなく、リニアモータ３０、４０周辺の温度も管理してもよい。

第１及び第２可動子側冷媒供給装置３７、４７は、近接露光装置ＰＥが設置される露光室から離間した別室に配設され、且つ互いに独立して冷媒の温度が制御されるので、外部環境温度や、第１及び第２リニアモータ３０、４０の稼働率、換言すれば、第１及び第２リニアモータ３０、４０の発熱量などに影響されず、第１リニアモータ３０及び第２リニアモータ４０の温度を、個別に精度よく制御して一定温度に維持することができる。第１及び第２リニアモータ３０、４０の温度が一定に維持されることで、基板Ｗの温度が一定となり、基板Ｗの膨張、収縮に起因する露光精度の低下が防止される。

なお、ワークステージ２に保持されている基板Ｗのアライメント動作を容易にするため、第１及び第２可動子３２、４２は、それぞれ露光装置ＰＥの上側に配置される可動側部材、即ち、Ｘ軸送り台５ａ、Ｙ軸送り台６ａに配置することが望ましい。更に、第１及び第２可動子側冷媒循環路３５、４５は、上側に配置される第１及び第２可動子３２、４２に近接配置するのがよい。即ち、冷却循環路３５，４５の本数が制約されている場合、冷却循環路３５，４５は可動子側に配置することが好ましい。これは、冷媒循環路３５、４５を下側、即ち、固定子側に配置すると、下側のテーブル重量、即ち、Ｘステージ送り機構５の重量が重くなり、リニアモータの電気容量が増大して発熱量が多くなることによる。

以上説明したように、本実施形態の近接露光装置ＰＥによれば、ワーク駆動部は、固定子３１、４１及び可動子３２、４２を備えるリニアモータ３０、４０であり、可動子３２、４２に沿って配設された冷媒循環路３５、４５と、冷媒循環路３５、４５に冷媒を循環供給する冷媒供給装置３７、４７と、冷媒の冷媒循環路３５、４５への流入時及び流出時の温度を検出する温度センサ３６ａ、３６ｂ、４６ａ、４６ｂと、を備え、冷媒循環路３５、４５への入口３５ａ、４５ａ付近及び出口３５ｂ、４５ｂ付近での冷媒の温度に基づいて、リニアモータ３０、４０から基板Ｗに伝達される熱量が一定となるように温度管理される。これにより、ワークステージ２、ひいては基板Ｗの温度を一定温度に維持して、基板Ｗの温度変化に起因する露光精度への影響を抑制して高精度での露光を行うことができる。

また、リニアモータは、ベース４に配設された第１固定子３１、及びＸ軸送り台（第１ステージ）５ａに配設された第１可動子３２を有する第１リニアモータ３０と、Ｘ軸送り台５ａに配設された第２固定子４１、及びＹ軸送り台（第２ステージ）６ａに配設された第２可動子４２を有する第２リニアモータ４０と、の2つのリニアモータを有し、第１可動子側冷媒循環路３５が第１可動子３２に沿って配設されると共に、第２可動子側冷媒循環路４５が第２可動子４２に沿って配設されているので、第１及び第２リニアモータ３０、４０（Ｘ軸送り台５ａ及びＹ軸送り台６ａ）の温度を独立して個別に制御することができる。これにより、第１及び第２リニアモータ３０、４０の稼働率などの稼働状況が異なっても、第１及び第２リニアモータ３０、４０の温度を個別に制御して基板Ｗの温度を一定温度に管理して精度よく露光することができる。

更に、冷媒供給装置３７、４７は、近接露光装置ＰＥから隔離して配置されるので、冷媒供給装置３７、４７から供給する冷媒の温度が、近接露光装置ＰＥやその周辺機器の熱によって影響されることがなく、冷媒の温度管理が容易となる。

また、冷媒供給装置は、第１可動子側冷媒循環路３５に冷媒を循環供給する第１可動子側冷媒供給装置３７と、第２可動子側冷媒循環路４５に冷媒を循環供給する第２可動子側冷媒供給装置４７と、が独立して配置されているので、第１リニアモータ３０と第２リニアモータ４０の温度を、独立して個別に温度制御することができる。

図４及び図５に示すように、本発明の第１実施形態の変形例に係る近接露光装置では、Ｘ軸送り台５ａ及びＹ軸送り台６ａは、上記実施形態の第１及び第２可動子側冷媒循環路３５、４５に加え、第１可動子３２及び第２可動子４２に沿ってそれぞれ配設された略Ｕ字型の第３及び第４可動子側冷媒循環路５０、６０を備える。そして、第３及び第４可動子側冷媒循環路５０、６０は、それぞれ第１及び第２可動子側冷媒供給装置３７、４７から供給される冷媒が循環することで、Ｘ軸送り台５ａ及びＹ軸送り台６ａが冷却される。具体的には、第３及び第４可動子側冷媒循環路５０、６０の入口５０ａ、６０ａ及び出口５０ｂ、６０ｂに近接して配置された温度センサ５１ａ、５１ｂ、６１ａ、６１ｂによって検出される冷媒の温度に基づいて、リニアモータ３０、４０から基板Ｗに伝達される熱量がほぼ一定となるように、リニアモータ３０、４０の温度が管理される。これにより、ワークステージ２の温度、更には基板Ｗの温度が極力一定に維持されて、基板Ｗの膨張、収縮に起因する露光精度の低下が防止される。

なお、第３可動子側冷媒循環路５０は、第１可動子側冷媒循環路３５に冷媒を循環供給する第１可動子側冷媒供給装置３７によって冷媒を循環供給されてもよいが、第１可動子側冷媒供給装置３７と別個独立に設けられた第３可動子側冷媒供給装置（図示せず）によって冷媒を循環供給されてもよい。

また、第４可動子側冷媒循環路６０は、第２可動子側冷媒循環路４５に冷媒を循環供給する第２可動子側冷媒供給装置４７によって冷媒を循環供給されてもよいが、第２可動子側冷媒供給装置４７と別個独立に設けられた第４可動子側冷媒供給装置（図示せず）によって冷媒を循環供給されてもよい。

また、例えば、下側に配置されるＸステージ送り機構５は、上側に配置されるＹステージ送り機構６に比べてステージ重量が大きくなる。このため、ステージを駆動するための負荷はＸステージ送り機構５の方が大きく、第１リニアモータ３０の電気容量が増大し、Ｘステージからの発熱量は多くなる。このため、Ｘステージ送り機構５のＸ軸送り台５ａに設けられる可動子側冷媒循環路及び温度センサを、Ｙステージ送り機構６のＹ軸送り台６ａに設けられる可動子側冷媒循環路及び温度センサよりも多くすることが好ましい。即ち、Ｘステージ送り機構５のＸ軸送り台５ａに、図４及び図５に示す変形例のように、第１及び第３可動子側冷媒循環路３７、５０、温度センサ３５ａ，３５ｂ，５１ａ，５１ｂを設け、Ｙステージ送り機構６のＹ軸送り台６ａに、図２に示すような、第２可動子側冷媒循環路４５及び温度センサ４６ａ，４６ｂを設けるような構成としてもよい。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態の近接露光装置について、図６及び図７を参照して説明する。第１実施形態では、可動子に沿って冷媒循環路が配設される構成について説明したが、本実施形態では、固定子に沿って冷媒循環路が配設される構成を含む。

即ち、図６及び図７に示すように、本発明の第２実施形態に係る近接露光装置は、上記実施形態のＸ軸送り台５ａ及びＹ軸送り台６ａに設けられた第１及び第２可動子側冷媒循環路３５、４５に加え、ベース４とＸ軸ステージ送り機構５に、第１及び第２固定子３１、４１に沿ってそれぞれ配置された略Ｕ字型の第１及び第２固定子側冷媒循環路７０、８０を備える。具体的に、第１及び第２固定子側冷媒循環路７０、８０は、第１及び第２固定子３１、４１の近傍に、Ｘ軸溝３３及びＹ軸溝４３を迂回するようにして配置される。そして、第１及び第２固定子側冷媒循環路７０、８０は、配管７２、８２を介して接続された第１及び第２固定子側冷媒供給装置７３、８３から供給される冷媒が循環することで、ベース４及びＸ軸ステージ送り機構５が冷却される。

具体的には、第１及び第２固定子側冷媒循環路７０、８０の入口７０ａ、８０ａ及び出口７０ｂ、８０ｂに近接して配置された温度センサ７１ａ、７１ｂ、８１ａ、８１ｂによって検出される冷媒の温度に基づいて、リニアモータ３０、４０から基板Ｗに伝達される熱量がほぼ一定となるように、リニアモータ３０、４０の温度が管理される。これにより、ワークステージ２の温度、更には基板Ｗの温度が極力一定に維持されて、基板Ｗの膨張、収縮に起因する露光精度の低下がさらに防止される。

また、この場合にも、第１及び第２固定子側冷媒供給装置７３、８３が近接露光装置ＰＥから隔離して配置されるので、第１及び第２固定子側冷媒供給装置７３、８３から供給する冷媒の温度が、近接露光装置ＰＥやその周辺機器の熱によって影響さえることがなく、冷媒の温度管理が容易となる。
その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。

なお、本実施形態のように、第１可動子側冷媒循環路３５と第１固定子側冷媒循環路７０、又は、第２可動子側冷媒循環路４５と第２固定子側冷媒循環路８０が設けられている場合には、各循環路は、高温側と冷温側の循環路の温度が平均となるような位置に形成されることが好ましい。これにより、第１又は第２リニアモータ３０，４０の固定子３１，４１と可動子３２，４２の温度を一定にすることができる。

また、図８に示す第２実施形態の変形例の近接露光装置では、第１及び第２固定子側冷媒循環路７０、８０に加え、第１及び第２固定子３１、４１に沿ってそれぞれ配置された第３及び第４固定子側冷媒循環路７４、８４が設けられている。そして、第３及び第４固定子側冷媒循環路７４、８４の入口７４ａ、８４ａ及び出口７４ｂ、８４ｂに近接して配置された温度センサ７５ａ、７５ｂ、８５ａ、８５ｂによって検出される冷媒の温度に基づいて、リニアモータ３０、４０から基板Ｗに伝達される熱量がほぼ一定となるように、リニアモータ３０、４０の温度が管理される。

この場合にも、第３固定子側冷媒循環路７４は、第１固定子側冷媒循環路７０に冷媒を循環供給する第１固定子側冷媒供給装置７３によって冷媒を循環供給されてもよいが、第１固定子側冷媒供給装置７３と別個独立に設けられた第３固定子側冷媒供給装置（図示せず）によって冷媒を循環供給されてもよい。

この場合にも、第４固定子側冷媒循環路８４は、第２固定子側冷媒循環路８０に冷媒を循環供給する第２固定子側冷媒供給装置８３によって冷媒を循環供給されてもよいが、第２固定子側冷媒供給装置８３と別個独立に設けられた第４固定子側冷媒供給装置（図示せず）によって冷媒を循環供給されてもよい。

また、可動子側冷媒供給装置と固定子側冷媒供給装置とは、共用化することも可能である。

尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。

１ マスクステージ
２ ワークステージ（ワーク保持部）
３ 照射手段
４ ベース
５ａ Ｘ軸送り台（第１ステージ）
６ａ Ｙ軸送り台（第２ステージ）
２６ フランジ（マスク保持部）
３０ 第１リニアモータ（ワーク駆動部）
３１ 第１固定子
３２ 第１可動子
３５ 第１可動子側冷媒循環路（可動子側冷媒循環路）
３６ａ、３６ｂ、４６ａ、４６ｂ、５１ａ、５１ｂ、６１ａ、６１ｂ、７１ａ、７１ｂ、７５ａ、７５ｂ、８１ａ、８１ｂ、８５ａ、８５ｂ 温度センサ
３７ 第１可動子側冷媒供給装置（可動子側冷媒供給装置）
４０ 第２リニアモータ（ワーク駆動部）
４１ 第２固定子
４２ 第２可動子
４５ 第２可動子側冷媒循環路（可動子側冷媒循環路）
４７ 第２可動子側冷媒供給装置（可動子側冷媒供給装置）
５０ 第３可動子側冷媒循環路（可動子側冷媒循環路）
６０ 第４可動子側冷媒循環路（可動子側冷媒循環路）
７０ 第１固定子側冷媒循環路（固定子側冷媒循環路）
７３ 第１固定子側冷媒供給装置（固定子側冷媒供給装置）
７４ 第３固定子側冷媒循環路（固定子側冷媒循環路）
８０ 第２固定子側冷媒循環路（固定子側冷媒循環路）
８３ 第２固定子側冷媒供給装置（固定子側冷媒供給装置）
８４ 第４固定子側冷媒循環路（固定子側冷媒循環路）
Ｍ マスク
ＰＥ 近接露光装置
Ｗ 基板（ワーク、被露光材）

Claims (12)

1. 露光すべきパターンを有するマスクを保持するマスク保持部と、
   被露光材としてのワークを保持するワーク保持部と、
   前記ワーク保持部を駆動するワーク駆動部と、
   前記ワークに対してパターン露光用の光を前記マスクを介して照射する照射手段と、
   を備え、前記マスクと前記ワークとを近接して所定の露光ギャップで対向配置した状態で、前記ワーク上に前記マスクのパターンを露光転写する近接露光装置であって、
   前記ワーク駆動部は、固定子と、前記固定子に対向配置された可動子と、を備えるリニアモータであり、
   前記可動子に沿って配設された可動子側冷媒循環路と、
   前記可動子側冷媒循環路に冷媒を循環供給する可動子側冷媒供給装置と、
   前記可動子側冷媒循環路の入口及び出口に配設されて、前記可動子側冷媒循環路の入口付近及び出口付近での前記冷媒の温度を検出する温度センサと、
   をさらに備え、
   前記リニアモータの温度管理は、前記リニアモータから前記ワークに伝達される熱量が一定となるように、前記可動子側冷媒循環路への入口付近及び出口付近での前記冷媒の温度に基づいて行われることを特徴とする近接露光装置。
2. 前記リニアモータは、
   基台に固定されたベースに配設された第１固定子、及び前記ベースに対して水平面内の所定の方向に移動可能な第１ステージに配設され、前記第１固定子に対向配置された第１可動子、を有する第１リニアモータと、
   前記第１ステージに配設された第２固定子、及び前記第１ステージに対して前記所定の方向と直交する直交方向に移動可能な第２ステージに配設され、前記第２固定子に対向配置された第２可動子、を有する第２リニアモータと、
   から構成され、
   前記可動子側冷媒循環路は、
   前記第１可動子に沿って前記第１ステージに配設された第１可動子側冷媒循環路と、
   前記第２可動子に沿って前記第２ステージに配設された第２可動子側冷媒循環路と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の近接露光装置。
3. 前記可動子側冷媒循環路は、
   前記第１可動子に沿って前記第１ステージに配設された第３可動子側冷媒循環路と、
   前記第２可動子に沿って前記第２ステージに配設された第４可動子側冷媒循環路と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の近接露光装置。
4. 前記可動子側冷媒供給装置は、
   前記第１可動子側冷媒循環路に前記冷媒を循環供給する第１可動子側冷媒供給装置と、
   前記第１可動子側冷媒供給装置から独立して配置され、前記第２可動子側冷媒循環路に前記冷媒を循環供給する第２可動子側冷媒供給装置と、
   を備えることを特徴とする請求項２に記載の近接露光装置。
5. 前記可動子側冷媒循環路は、
   前記第１可動子に沿って前記第１ステージに配設された第３可動子側冷媒循環路と、
   前記第２可動子に沿って前記第２ステージに配設された第４可動子側冷媒循環路と、
   をさらに備え、
   前記可動子側冷媒供給装置は、
   前記第３可動子側冷媒循環路に前記冷媒を循環供給する第３可動子側冷媒供給装置と、
   前記第３可動子側冷媒供給装置から独立して配置され、前記第４可動子側冷媒循環路に前記冷媒を循環供給する第４可動子側冷媒供給装置と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の近接露光装置。
6. 前記可動子側冷媒供給装置は、前記近接露光装置から隔離して配置されることを特徴とする請求項１に記載の近接露光装置。
7. 前記固定子に沿って配設された固定子側冷媒循環路と、
   前記固定子側冷媒循環路に冷媒を循環供給する固定子側冷媒供給装置と、
   前記固定子側冷媒循環路の入口及び出口に配設されて、前記固定子側冷媒循環路の入口付近及び出口付近での前記冷媒の温度を検出する温度センサと、
   をさらに備え、
   前記リニアモータの温度管理は、前記リニアモータから前記ワークに伝達される熱量が一定となるように、前記固定子側冷媒循環路への入口付近及び出口付近での前記冷媒の温度に基づいて行われることを特徴とする請求項１に記載の近接露光装置。
8. 前記リニアモータは、
   基台に固定されたベースに配設された第１固定子、及び前記ベースに対して水平面内の所定の方向に移動可能な第１ステージに配設され、前記第１固定子に対向配置された第１可動子、を有する第１リニアモータと、
   前記第１ステージに配設された第２固定子、及び前記第１ステージに対して前記所定の方向と直交する直交方向に移動可能な第２ステージに配設され、前記第２固定子に対向配置された第２可動子、を有する第２リニアモータと、
   から構成され、
   前記固定子側冷媒循環路は、
   前記第１固定子に沿って前記ベースに配設された第１固定子側冷媒循環路と、
   前記第２固定子に沿って前記第１ステージに配設された第２固定子側冷媒循環路と、
   を備えることを特徴とする請求項７に記載の近接露光装置。
9. 前記固定子側冷媒循環路は、
   前記第１固定子に沿って前記ベースに配設された第３固定子側冷媒循環路と、
   前記第２固定子に沿って前記第１ステージに配設された第４固定子側冷媒循環路と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の近接露光装置。
10. 前記固定子側冷媒供給装置は、
    前記第１固定子側冷媒循環路に前記冷媒を循環供給する第１固定子側冷媒供給装置と、
    前記第１固定子側冷媒供給装置から独立して配置され、前記第２固定子側冷媒循環路に前記冷媒を循環供給する第２固定子側冷媒供給装置と、
    を備えることを特徴とする請求項８に記載の近接露光装置。
11. 前記固定子側冷媒循環路は、
    前記第１固定子に沿って前記ベースに配設された第３固定子側冷媒循環路と、
    前記第２固定子に沿って前記第１ステージに配設された第４固定子側冷媒循環路と、
    をさらに備え、
    前記固定子側冷媒供給装置は、
    前記第３固定子側冷媒循環路に前記冷媒を循環供給する第３固定子側冷媒供給装置と、
    前記第３固定子側冷媒供給装置から独立して配置され、前記第４固定子側冷媒循環路に前記冷媒を循環供給する第４固定子側冷媒供給装置と、
    をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の近接露光装置。
12. 前記固定子側冷媒供給装置は、前記近接露光装置から隔離して配置されることを特徴とする請求項７に記載の近接露光装置。

Images