JP2001112234A - モータ装置、ステージ装置、及び露光装置、並びにモータ装置の駆動制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で、駆動対象物を２次元方向に駆
動することができるモータ装置を提供する。 【解決手段】 電機子ユニット４５に含まれる電機子コ
イル４６に供給された電流と第１磁極ユニット６３の発
生する磁界との間の電磁気的相互作用により、電機子ユ
ニット４５と第１磁極ユニット６３とを第１方向（Ｘ軸
方向）に相対駆動する駆動力が発生するとともに、前記
電機子コイル４６に供給された電流と第２磁極ユニット
８３の発生する磁界との間の電磁気的相互作用により、
電機子ユニット４５と第２磁極ユニット８３とを第２方
向（Ｙ軸方向）に相対駆動する駆動力が発生する駆動力
が発生する。このため、２段構成という複雑な構造では
なく、１段構成という簡易な構造によって、２次元駆動
が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータ装置、ステ
ージ装置、及び露光装置、並びにモータ装置の駆動制御
方法に係り、更に詳しくは、２次元駆動が可能なモータ
装置及びその駆動方法、前記モータ装置をステージの駆
動源とするステージ装置、並びに該ステージ装置を使用
する露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体素子、液晶表示素子等
を製造するためのリソグラフィ工程では、マスク又はレ
チクル（以下、「レチクル」と総称する）に形成された
パターンを投影光学系を介してレジスト等が塗布された
ウエハ又はガラスプレート等の基板（以下、適宜「基
板」又は「ウエハ」という）上に転写する露光装置が用
いられている。こうした露光装置としては、いわゆるス
テッパ等の静止露光型の投影露光装置や、いわゆるスキ
ャニング・ステッパ等の走査露光型の投影露光装置が主
として用いられている。

【０００３】この種の露光装置では、パターンが形成さ
れたレチクルのパターンを投影光学系を介してレジスト
が塗布され、２次元的な広がりを有するウエハ上面の複
数のショット領域に順次転写する必要から、ウエハを保
持して移動面に沿って２次元移動する基板ステージを含
む基板ステージ装置が設けられている。かかる基板ステ
ージ装置における駆動装置として、近年では、１軸リニ
アモータを２次元配置したもの、あるいは直接的に基板
ステージを２次元駆動する磁気浮上型あるいは空気浮上
型の２次元リニアアクチュエータ（平面モータ）が用い
られている。

【０００４】一方、レチクルを保持するレチクルステー
ジも走査型の露光装置の場合には移動可能であることが
必須であるが、かかる場合におけるレチクルステージの
移動は、主に走査方向に沿った１次元移動が行われる。
このため、レチクルステージは、走査方向について長ス
トローク駆動され、走査方向に直交する方向（非走査方
向）には位置微調整のための短ストローク駆動が可能で
あればよい。こうしたレチクルステージの駆動におい
て、近年では、長ストローク駆動用には多相リニアモー
タが、短ストローク駆動用には１相のＶＣＭ（ボイスコ
イルモータ）が用いられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなレチクル
ステージの駆動を行うため、例えばレチクルステージを
走査方向に所定ストロークで駆動する走査方向駆動装置
と、レチクルステージを２次元平面内で任意の２次元方
向に微小駆動する微小駆動駆動装置とを含む、いわゆる
粗微動構造がレチクルステージ装置における駆動装置の
構造として広く採用されてきた。このため、レチクルス
テージ装置の構造が複雑なものとなるとともに、駆動装
置のために大きな空間を確保することが必要となり、装
置設計の自由度が制限されていた。

【０００６】本発明は、かかる事情の下になされたもの
で、その第１の目的は、簡単な構造で２次元駆動するこ
とができるモータ装置及びモータ装置の駆動制御方法を
提供することにある。

【０００７】また、本発明の第２の目的は、粗微動構造
を採用することなく、ステージを位置制御性良く高速移
動させることができるステージ装置を提供することにあ
る。

【０００８】また、本発明の第３の目的は、スループッ
トの向上を図ることができる露光装置を提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明にかかるモータ装
置は、第１方向（Ｘ方向）と、該第１方向とほぼ直交す
る第２方向（Ｙ方向）とに沿った駆動力を発生するモー
タ装置であって、前記第１方向に沿って配設され、電機
子コイル（４６）を含む電機子ユニット（４５）と；前
記第１方向に沿って配設され、前記電機子コイルを流れ
る電流との相互作用により前記第１方向に沿った駆動力
を発生させる磁束密度を発生する第１磁極ユニット（６
３）と；前記第１方向に沿って配設され、前記電機子コ
イルを流れる電流との相互作用により前記第２方向に沿
った駆動力を発生させる磁束密度を発生する第２磁極ユ
ニットと（８３）；前記電機子コイルを流れる電流を制
御して、前記第１方向と前記第２方向とに沿った駆動力
を制御する制御装置（１９，２０）とを備えることを特
徴とする。

【００１０】これによれば，電機子ユニットに含まれる
電機子コイルに供給された電流と第１磁極ユニットの発
生する磁界との間の電磁気的相互作用により、電機子ユ
ニットと第１磁極ユニットとを第１方向に相対駆動する
駆動力が発生するとともに、前記電機子コイルに供給さ
れた電流と第２磁極ユニットの発生する磁界との間の電
磁気的相互作用により、電機子ユニットと第２磁極ユニ
ットとを第２方向に相対駆動する駆動力が発生する。す
なわち、１種類の電機子コイルに電流が供給されること
により、第１方向と第２方向とに沿った駆動力を発生さ
せて２次元駆動することができるので、極めて簡単な構
成で２次元駆動が可能となる。さらに、駆動力は、電機
子コイルに供給される電流によって変化するが、制御装
置が電機子コイルを流れる電流を制御することにより、
第１方向と第２方向とに沿った駆動力を制御するので、
所望の方向に所望の大きさの駆動力を発生することがで
きる。

【００１１】本発明のモータ装置では、前記電機子コイ
ルは、電流経路が前記第２方向に平行な第１部分と、電
流経路が該第１部分から前記第２方向と交差する方向に
延びる第２部分とを有する構成とすることができる。か
かる場合には，第１磁極ユニットが電流経路の第１部分
の一部が置かれる位置に第１方向及び第２方向の直交方
向の磁束密度を発生することにより、その位置の電流経
路に第１方向に沿ったローレンツ力、ひいては第１方向
に沿った駆動力を発生させることができる。また、第２
磁極ユニットが電流経路の第２部分の一部が置かれる位
置に第１方向及び第２方向の直交方向の磁束密度を発生
することにより、その位置の電流経路に第２方向成分を
有するローレンツ力を発生させることができる。すなわ
ち、第１磁極ユニットの発生する磁束密度と第２磁極ユ
ニットの発生する磁束密度とを平行にしつつ、２次元駆
動が可能となる。

【００１２】本発明のステージ装置は、ステージ（ＲＳ
Ｔ）を所定の移動面に沿って駆動する駆動装置を具備す
るステージ装置において、前記駆動装置が、本発明のモ
ータ装置（４０Ａ，４０Ｂ）を備えることを特徴とす
る。これによれば、本発明のモータ装置によりステージ
を２次元駆動するので、ステージ装置の構成を簡単なも
のとでき、ステージの高速移動が可能となるとともに、
ステージの位置制御性の向上が可能となる。

【００１３】本発明に係る露光装置は、ステージ装置の
ステージ（ＲＳＴ）が移動している間に所定のパターン
を基板（Ｗ）に転写する露光装置において、前記ステー
ジ装置として、本発明のステージ装置（２２）を具備す
ることを特徴とする。これによれば、ステージの簡略化
及び小型・軽量化が可能な本発明のステージ装置によ
り、例えば基板や所定のパターンが形成されたマスクを
２次元移動さることにより、移動対象となる基板やマス
クの移動のより高速化、高加速度化が可能となるととも
に、位置制御性の向上に伴う位置決め整定時間等の短縮
が可能となるので、スループットの向上を図ることが可
能になる。

【００１４】

【発明の実施の形態】《第１の実施形態》以下、本発明
の第１の実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。

【００１５】図１には、第１の実施形態に係る露光装置
１０の概略構成が示されている。この露光装置１０は、
ステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置、す
なわち、いわゆるスキャニング・ステッパである。後述
するように本実施形態では、投影光学系ＰＬが設けられ
ており、以下においては、この投影光学系ＰＬの光軸Ａ
Ｘ方向をＺ軸方向、これに直交する面内でマスクとして
のレチクルＲと基板としてのウエハＷとが相対走査され
る方向をＸ軸方向、これらＺ軸及びＸ軸に直交する方向
をＹ軸方向として説明を行なう。

【００１６】この露光装置１０は、照明系ＩＯＰ、レチ
クルＲを保持するステージとしてのレチクルステージＲ
ＳＴを有するステージ装置としてのレチクルステージ装
置２２、投影光学系ＰＬ、ウエハＷをＸＹ平面内でＸＹ
２次元方向に駆動するウエハステージＷＳＴ、及びこれ
らの制御系等を備えている。

【００１７】前記照明系ＩＯＰは、例えば、特開平９−
３２０９５６号公報に開示されているように、光源ユニ
ット、シャッタ、２次光源形成光学系、ビームスプリッ
タ、集光レンズ系、レチクルブラインド、及び結像レン
ズ系等（いずれも不図示）から構成され、照度分布のほ
ぼ均一な露光用照明光を射出する。そして、この照明光
がレチクルＲ上の矩形（あるいは円弧状）の照明領域Ｉ
ＡＲを均一な照度で照明する。

【００１８】前記レチクルステージＲＳＴは、レチクル
ステージベース５２上に非接触で配置されている。この
レチクルステージＲＳＴの上面には、レチクルＲが例え
ば真空吸着により固定されている。

【００１９】このレチクルステージＲＳＴ上にはレチク
ルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）２
８からのレーザビームを反射する移動鏡２４及び一対の
コーナーキューブ２６Ａ，２６Ｂ（図２参照）が固定さ
れており、レチクルステージＲＳＴのステージ移動面内
の位置はレチクル干渉計２８によって、例えば０．５〜
１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。レチクル干
渉計２８からのレチクルステージＲＳＴの位置情報はス
テージ制御系１９及びこれを介して主制御装置２０に送
られ、ステージ制御系１９では主制御装置２０からの指
示に応じ、レチクルステージＲＳＴの位置情報（又は速
度情報）に基づいてレチクルステージＲＳＴの駆動を制
御する。

【００２０】なお、図２に示されるように、Ｘ位置計測
用にレチクルステージＲＳＴ上面の−Ｘ側の端部に、一
対のコーナーキューブ２６Ａ、２６Ｂが固定されてお
り、これらのコーナーキューブ２６Ａ、２６Ｂに対向し
てレチクルステージベース５２の上面の−Ｘ方向端部に
はＸ位置計測用のレチクル干渉計２８Ｘが固定されてい
る。このレチクル干渉計２８Ｘは、実際にはコーナーキ
ューブ２６Ａ、２６Ｂに対して干渉計ビームを投射し、
それぞれの反射光を受光してコーナーキューブ２６Ａ、
２６ＢのＸ軸方向の位置を検出する一対のダブルパス干
渉計を含んで構成されている。また、レチクルステージ
ＲＳＴ上面の＋Ｙ側の端部には、Ｘ軸方向に延びる平面
ミラー２４が固定されており、この平面ミラー２４に対
向してレチクルベース５２の上面のＹ方向の端部にレチ
クル干渉計２８Ｙが配置されている。なお、図１では、
移動鏡２４及びコーナキューブ２６Ａ、２６Ｂが代表的
に移動鏡２４として示されており、また、レチクル干渉
計２８Ｘ、２８Ｙが代表的にレチクル干渉計２８として
示されている。

【００２１】さらに、それぞれのレチクル干渉計に対応
した固定鏡が投影光学系ＰＬの鏡筒の側面に設けられて
おり、図１ではこれらが代表的に固定鏡Ｍｒとして示さ
れている。

【００２２】図１に戻り、前記投影光学系ＰＬは、レチ
クルステージＲＳＴの下方に配置され、ここでは両側テ
レセントリックな縮小系であり、光軸ＡＸ方向（Ｚ軸方
向）に沿って所定間隔で配置された複数枚のレンズエレ
メントから成る屈折光学系が使用されている。この投影
光学系ＰＬの投影倍率は、例えば１／４、１／５あるい
は１／６である。このため、照明系ＩＯＰからの照明光
によってレチクルＲの照明領域ＩＡＲが照明されると、
このレチクルＲを通過した照明光により、投影光学系Ｐ
Ｌを介してレチクルＲの照明領域ＩＡＲ内の回路パター
ンの縮小像（部分倒立像）が表面にフォトレジストが塗
布されたウエハＷ上の照明領域ＩＡＲに共役な露光領域
ＩＡに形成される。

【００２３】前記ウエハステージＷＳＴ上には、基板ホ
ルダとしてのウエハホルダ６８が真空吸着によって固定
されており、このウエハホルダ６８上に不図示のバキュ
ームチャック、静電チャック等を介してウエハＷが吸着
固定されている。このウエハステージＷＳＴは、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
る不図示のウエハステージ駆動部により、Ｘ軸及びＹ軸
の２次元方向に駆動される。すなわち、ウエハステージ
ＷＳＴは走査方向（Ｘ軸方向）の移動のみならずウエハ
Ｗ上の複数のショット領域を前記レチクル上の照明領域
ＩＡＲと共役な露光領域ＩＡに位置させることができる
ように、走査方向に垂直な非走査方向（Ｙ軸方向）にも
移動可能に構成されており、ウエハＷ上の各ショット領
域を走査（スキャン）露光する動作と、次のショットの
露光のための走査開始位置まで移動するステッピング動
作とを繰り返すステップ・アンド・スキャン動作を行な
う。

【００２４】ウエハステージＷＳＴ上面のＸ方向の一側
の端部には、Ｘ位置計測用の移動鏡がＹ方向に延設さ
れ、Ｙ方向の一側の端部には、Ｙ位置計測用の移動鏡が
Ｘ方向に延設されている。なお、図１では、これらの移
動鏡が代表的に移動鏡５６として示されている。また、
Ｘ位置計測用の移動鏡に対向してＸ位置計測用のウエハ
レーザ干渉計（以下、「ウエハ干渉計」という）が設け
られ、また、Ｙ位置計測用の移動鏡に対向してＹ位置計
測用のウエハ干渉計が設けられており、ウエハ干渉計そ
れぞれからの測長ビームが対向する移動鏡に向かって照
射されている。なお、図１では、これらのウエハ干渉計
が代表的にウエハ干渉計５８として示されている。

【００２５】また、ウエハステージＷＳＴ位置計測用の
固定鏡が、投影光学系ＰＬの鏡筒の下端部近傍に固定さ
れている。前述の如くＸ位置計測用及びＹ位置計測用の
ウエハ干渉計及び移動鏡がそれぞれ設けられているのに
対応して、ウエハステージＷＳＴ位置計測用の固定鏡に
ついてもＸ位置計測用の固定鏡と、Ｙ位置計測用の固定
鏡が設けられている。なお、図１では、これらの固定鏡
が代表的に固定鏡Ｍｗとして示されている。

【００２６】上述したウエハ干渉計５８によって、ウエ
ハステージＷＳＴのＸ、Ｙ、θｚ方向の位置が投影光学
系ＰＬを基準として例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能
で常時計測される。そして、ウエハ干渉計５８からのウ
エハステージＷＳＴの位置情報はステージ制御系１９お
よびこれを介して主制御装置２０に送られ，ステージ制
御系１９では主制御装置２０からの支持に応じてウエハ
ステージＷＳＴの位置情報に基づいてウエハ駆動部（図
示省略）を介してウエハステージＷＳＴを駆動する。

【００２７】次に、本実施形態の特徴点である前記レチ
クルステージ装置２２について、図２〜図５に基づいて
詳細に説明する。

【００２８】図２に示されているように、レチクルステ
ージ装置２２は、レチクルステージＲＳＴと、該レチク
ルステージＲＳＴに対するＹ軸方向の両側に配置された
Ｘ軸方向を長ストローク方向とするモータ装置４０Ａ、
４０Ｂとを備えている。そして、モータ装置４０Ａの可
動子３４Ａに固定された保持部材３５Ａ及びモータ装置
４０Ｂの可動子３４Ｂに固定された保持部材３５Ｂによ
り、レチクルステージＲＳＴが保持されている。なお、
可動子３４Ａ及び保持部材３５Ａから可動部３２Ａが構
成され、可動子３４Ｂ及び保持部材３５Ｂから可動部３
２Ｂが構成されている。また、レチクルステージＲＳＴ
の下面には不図示のエアーパッドが複数配置されてお
り、これらのエアーパッドからレチクルステージベース
５２上に噴き出される加圧空気の静圧によりレチクルス
テージＲＳＴ及び可動部３２Ａ，３２Ｂが、レチクルス
テージベース５２に対して所定のクリアランスを介して
浮上支持されるようになっている。

【００２９】一方、モータ装置４０Ａの固定子４２Ａ
は、レチクルステージベース５２に対して非接触な状態
で支持部材５４Ａによって支持され、また、モータ装置
４０Ｂの固定子４２Ｂは、レチクルステージベース５２
に対して非接触な状態で支持部材５４Ｂによって支持さ
れている。かかる支持部材５４Ａ、５４Ｂは、ベースプ
レートＢＰ（図１参照）を介さずに床面に直接植設され
ている。

【００３０】また、レチクルステージＲＳＴの駆動によ
って生じる振動が床面を経由して間接的に伝達すること
を防ぐために、支持部材５４Ａ、５４Ｂには不図示の防
振部材が設けられている。

【００３１】次に、レチクルステージＲＳＴを駆動する
モータ装置４０Ａ、４０Ｂについて説明する。

【００３２】モータ装置４０Ａは、上述のように、可動
子３４Ａ及び保持部材３５Ａから成る可動部３２Ａと、
固定子４２Ａとを備えている。

【００３３】前記可動子３４Ａは、図３（Ａ）に示され
るように、磁性体部材から成る磁気ベース６４Ａの一対
の対向面のそれぞれにおいて、Ｘ軸方向（第１方向）に
沿って隣り合う磁石とＺ軸方向で対向する磁石の極性が
それぞれ異なるように、ピッチＰｔで配列されている複
数組のＸ軸駆動用の永久磁石３６Ｎ，３６Ｓから成る第
１磁極ユニットとしての第１の界磁磁石（界磁石）６３
と、前記一対の対向面の各々に前記第１の界磁磁石（界
磁石）６３からＹ軸方向（第２方向）に所定間隔を隔て
て配置され、Ｙ軸方向に隣り合うＸ軸駆動用の永久磁石
３６Ｎ，３６Ｓと同極性になるように一定の間隔で並べ
られた複数組のＹ軸駆動用の永久磁石３８Ｎ，３８Ｓか
ら成る第２磁極ユニットとしての第２の界磁磁石（界磁
石）８３とを有している。なお、永久磁石３６Ｎと永久
磁石３６Ｓとは同一形状かつ同一磁気力の磁石であり、
磁気ベース６４Ａへの取り付け面と反対側の磁極面の極
性Ｘ（Ｎ又はＳ）に応じて、永久磁石３６Ｘと表してい
る。また、永久磁石３８Ｎと永久磁石３８Ｓとは同一形
状かつ同一磁気力の磁石であり、永久磁石３６Ｎ，３６
Ｓの場合と同様に、磁気ベース６４Ａへの取り付け面と
反対側の磁極面の極性Ｘ（Ｎ又はＳ）に応じて、永久磁
石３８Ｘと表している。

【００３４】この可動子３４Ａにおける永久磁石３６
Ｎ，３６Ｓ，３８Ｎ，３８Ｓの発生する磁束密度につい
て、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）に基づいて説明する。可動
子３４ＡのＹＺ断面図である図４（Ａ）及びＹ方向視図
である図４（Ｂ）に総合的に示されるように、永久磁石
３６Ｎ，３８ＮのＮ極面から放出された磁束は、各永久
磁石に挟まれた空間を永久磁石３６Ｓ，３８ＳのＳ極面
に向かって進行し、対向する永久磁石３６Ｓ，３８Ｓの
Ｓ極面に到達する。その後、磁束は、永久磁石３６Ｓ，
３８Ｓを介して、永久磁石３６Ｓ，３８ＳのＮ極面から
磁気ベース６４Ａ中へ進行する。そして、磁束は、磁気
ベース６４Ａ中を進行して永久磁石３６Ｎ，３８ＮのＳ
極面に到達した後、永久磁石３６Ｎ，３８Ｎを介して永
久磁石３６Ｎ及び３８ＮのＮ極面に至る。こうして、永
久磁石３６Ｎ，３８Ｎ、永久磁石３６Ｓ，３８Ｓ、及び
磁気ベース６４Ａを順次巡る磁気回路が形成される。そ
して、この磁気回路を巡る磁束によって、互いに対向す
る永久磁石３６Ｎ，３８Ｎと永久磁石３６Ｓ，３８Ｓと
の間の空間（以下、単に「空隙」という）にＺ軸方向の
磁束密度が発生する。なお、磁気ベース６４Ａが磁性体
部材から成ることから、磁気シールド材としての機能も
果たしており、永久磁石が発生する磁束の外部へ放出さ
れる量を低減させている。

【００３５】また、磁性体部材の材料として、高電気抵
抗、高飽和磁束密度、低磁気ヒステリシス、低保持力の
ステンレス等を採用した場合，渦電流の発生やヒステリ
シスの損失を小さく抑えることから、渦電流による磁束
密度への影響やヒステリシス損等が低減され，安定した
磁束を継続的に発生することができる。

【００３６】ここで、図４（Ｂ）に示されているように
磁気ベース６４Ａには、Ｘ方向に沿って極性の異なる磁
石が交互に配列されているので、空隙におけるＺ軸方向
の磁束密度成分は、永久磁石の中心ほどその絶対値が大
きくなり永久磁石の中心から離れるほど磁束密度の絶対
値は小さくなる。そして、空隙におけるＺ軸方向の磁束
密度成分のＸ方向分布は、図４（Ｃ）のグラフのように
正弦（あるいは余弦）関数状に良い近似が行なわれる形
状となる。

【００３７】このため、空隙のＸ軸方向位置Ｘにおける
界磁磁石６３による磁束密度のＺ軸方向成分Ｂ₁は、 Ｂ₁（Ｘ）＝Ｂ_P0・ｃｏｓ（π・Ｘ／Ｐｔ） …（１） と表すことができる。ここで、Ｂ_P0は、第１の界磁磁石
６３による空隙磁束密度のピーク値である。

【００３８】また、空隙のＸ軸方向位置Ｘにおける界磁
磁石８３による磁束密度のＺ軸方向成分Ｂ₂は、 Ｂ₂（Ｘ）＝Ｂ_Q0・ｃｏｓ（π・Ｘ／Ｐｔ） …（２） となる。ここで、Ｂ_Q0は、第２の界磁磁石８３による空
隙磁束密度のピーク値である。

【００３９】図３に戻り、リニアモータ４０Ａの固定子
４２Ａは、図３（Ｂ）に示されるように、非磁性体材料
から成りＸ軸方向に長手方向を有し、ＹＺ断面がＬ字状
の電機子ベース４４と、電機子ベース４４の内部に設け
られた３ｎ個（ｎは自然数）の電機子コイル４６を含む
電機子ユニット４５とを備えている。電機子ベース４４
内部に設けられた電機子コイル４６は、前記第１の界磁
磁石６３に対応する位置においてＹ軸方向へ延びる直線
状の２つの電流経路（以下、総称して「第１の電流経
路」という）と、前記第２の界磁磁石８３に対応する位
置においてＸＹ平面上でＹ軸と所定の角度で交差する方
向（斜め方向）の２つの電流経路（以下、総称して「第
２の電流経路」という）とを有するホームベース型をし
ている。また、電機子コイル４６は電流経路の幅が（Ｐ
ｔ／３）であり、また、第１の電流経路を構成する２つ
の電流経路間の中空部のＸ軸方向幅が（２・Ｐｔ／３）
であり、こうした３ｎ個の電機子コイル４６がＸ軸方向
に隙間無く配列されている。

【００４０】また、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示され
るように、第１の電流経路のＹ方向長さがＬ_S、第２の
電流経路のＹ方向長さがＬ_Aとなっている。また、第１
の界磁磁石３６Ｎ、３６ＳのＹ方向に延びる辺の長さを
Ｌ₁、第２の界磁磁石３８Ｎ、３８ＳのＹ方向に延びる
辺の長さがＬ₂、第１の界磁磁石と第２の界磁磁石との
間の距離がＬ_Gとなっている。ここで、 Ｌ_S＞Ｌ_G＋Ｌ₁ …（３） Ｌ_A＞Ｌ_G＋Ｌ₂ …（４） という関係を満たしている。

【００４１】次に、以上のような永久磁石を含む可動子
３４Ａを有する可動部３２Ａと、電機子コイル４６を含
む固定子４２を含むリニアモータ４０Ａの駆動及び制御
方法について、図５（Ａ）〜（Ｄ）に基づいて詳細に説
明する。ここで、各電機子コイル４６は複数層に巻回さ
れ、各層に同じ電流ｉ_iが供給されるので、実際には電
機子コイル全体としては、１巻きの電機子コイルに電流
Ｉ_i（＝ｉ_i・Ｎ：Ｎは電機子コイルの巻数）を供給する
ことと電気的には等価である。そこで、以下の説明にあ
たっては、電機子コイル４６をこれと等価な１巻きの電
機子コイルとして考えることにする。なお、以下の説明
において、電機子コイル４６のＸ位置を表す場合には、
図５（Ａ）に示されるように、特定の永久磁石３６Ｎの
Ｘ軸方向に関する中心位置を原点として、電機子コイル
４６における−Ｘ方向側の第１の電流経路のＸ軸方向に
関する中心位置を表した位置Ｘを使用することにする。

【００４２】本実施形態では、各電機子コイル４６に電
流Ｉが供給される。この電流Ｉには、図５（Ｃ）に示さ
れるように各電機子コイル４６のＸ位置に応じて変化す
る、第１の電流経路におけるローレンツ力発生用の電流
Ｉ₁（Ｘ）の成分と、及び第２の電流経路におけるロー
レンツ力発生用の電流Ｉ₂（Ｘ）の成分とが含まれてい
る。ここで、電流Ｉ₁（Ｘ）は、 Ｉ₁（Ｘ）＝Ｉ₁₀・ｃｏｓ（π・Ｘ／Ｐｔ） …（５） と表され、Ｘ位置の変化に応じて、磁束密度分布Ｂ
₁（Ｘ）と同一周期（２Ｐｔ）及び同一位相で変化する
ものとなっている。ここで、Ｉ₁₀は定数であり、図５
（Ａ）において紙面右回りの電流の場合に正となり、ま
た、紙面左回りの場合に負となるように定義されてい
る。また、電流Ｉ₂（Ｘ）は、 Ｉ₂（Ｘ）＝Ｉ₂₀・ｓｉｎ（π・Ｘ／Ｐｔ） …（６） と表され、Ｘ位置の変化に応じて、上述の磁束密度分布
Ｂ₂（Ｘ）と同一周期（２Ｐｔ）及び位相差（π／２）
で変化するものとなっている。ここで、Ｉ₂₀は定数であ
り、図５（Ａ）において紙面右回りの電流の場合に負と
なり、また、紙面左回りの場合に正となるように定義さ
れている。

【００４３】まず、電流Ｉ₁（Ｘ）の供給によって、各
電機子コイル４６の第１の界磁磁石６３に対応する位置
にある第１の電流経路に発生するローレンツ力ついて考
える。

【００４４】第１の電流経路には、前述の如くＺ軸方向
分布が（１）式で表される磁束密度Ｂ₁（Ｘ）が発生し
ている。この結果、各電機子コイル４６の第１の電流経
路に発生するローレンツ力ｆ₁（Ｘ）は、Ｘ方向の力で
あり、その大きさｆ_1X（Ｘ）は、 ｆ_1X（Ｘ）＝２・Ｃ_P・Ｂ₁（Ｘ）・Ｉ₁（Ｘ）・Ｌ₁ ＝２・Ｃ_P・Ｂ_P0・Ｉ₁₀・ｃｏｓ²（π・Ｘ／Ｐｔ）・Ｌ₁ …（７） となる。ここで、Ｃ_Pは、定数である。以下、ローレン
ツ力ｆ₁（Ｘ）をローレンツ力ｆ_1X（Ｘ）と表すことに
する。このローレンツ力ｆ_1X（Ｘ）の電機子コイル４６
のＸ位置による変化が図５（Ｄ）に示されている。

【００４５】ところで、本実施形態では、上述のよう
に、第１の電流経路を構成する各電流経路のＸ軸方向幅
は、磁束密度分布Ｂ₁（Ｘ）の変化周期の１／６とされ
ており、いわゆる３相モータ構造となっている。この結
果、電機子コイル４６の配列上で連続して配置された３
つの電機子コイル４６の第１の電流経路に発生するロー
レンツ力の合力Ｆ_1X（Ｘ）は、最も−Ｘ方向側の電機子
コイル４６のＸ位置をＸとして、 Ｆ_1X（Ｘ）＝２・Ｃ_P・Ｂ_P0・Ｉ₁₀・ｃｏｓ²（π・Ｘ／Ｐｔ）・Ｌ₁ ＋２・Ｃ_P・Ｂ_P0・Ｉ₁₀・ｃｏｓ²（π・Ｘ／Ｐｔ＋π／３）・Ｌ₁ ＋２・Ｃ_P・Ｂ_P0・Ｉ₁₀・ｃｏｓ²（π・Ｘ／Ｐｔ＋２π／３）・Ｌ₁ …（８） となる。ところで、 ｃｏｓ²φ＋ｃｏｓ²（φ＋π／３）+ｃｏｓ²（φ＋２π／３）＝３／２ …（９） なので、 Ｆ_1X（Ｘ）＝３・Ｃ_P・Ｂ_P0・Ｉ₁₀・Ｌ₁ …（１０） となる。すなわち、電流Ｉ₁の供給によって、電機子ユ
ニット４５における電機子コイル４６の第１の電流経路
に発生するローレンツ力の合力は、電機子ユニット４５
のＸ位置に依存しないものとなる。

【００４６】次に、電流Ｉ₁の供給によって、各電機子
コイル４６の第２の界磁磁石８３に対応する位置にある
第２の電流経路に発生するローレンツ力ついて考える。

【００４７】各電機子コイル４６の第２の電流経路は、
極性の異なる複数の永久磁石から成る第２の界磁磁石８
３によって作られる正弦波（又は余弦波）状の磁束密度
の中を斜めに横切るように配置されており、電機子コイ
ル４６の各部分にそれぞれ異なる磁束密度が発生するこ
とになる。しかし、第２の電流経路中の磁束が作用して
いる部分の重心、すなわち図５（Ａ）のＱ点に代表的な
磁束密度が発生していると考えることができる。かかる
Ｑ点は、上述の各電機子コイル４６のＸ位置からＰｔ／
２だけ＋Ｘ方向にあるので、Ｑ点における磁束密度Ｂ_Q
（Ｘ）は、 Ｂ_Q（Ｘ）＝Ｂ_Q0・ｓｉｎ（π・Ｘ／Ｐt） …（１１） と表わされる。

【００４８】この結果、各電機子コイル４６の第２の電
流経路に発生するローレンツ力ｇ₁のＸ成分ｇ_1X（Ｘ）
及びＹ成分ｇ_1Y（Ｘ）は、 ｇ_1X（Ｘ）＝２・Ｃ_Q・Ｂ₁（Ｘ）・Ｉ₁（Ｘ）・Ｌ₂ ＝２・Ｃ_Q・Ｂ_P0・Ｉ₁₀・ｓｉｎ（π・Ｘ／Ｐｔ） ・ｃｏｓ（π・Ｘ／Ｐｔ）・Ｌ₂ …（１２） ｇ_1Y（Ｘ）＝２・Ｃ_Q・Ｂ₁（Ｘ）・Ｉ₁（Ｘ）・Ｌ₂・ｔａｎθ ＝２・Ｃ_Q・Ｂ_P0・Ｉ₁₀・ｓｉｎ（π・Ｘ／Ｐｔ） ・ｃｏｓ（π・Ｘ／Ｐｔ）・Ｌ₂・ｔａｎθ …（１３） となる。ここで、Ｃ_Qは定数である。また、上述の第１
の電流経路の場合と同様に、電機子コイル４６の配列上
で連続して配置された３つの電機子コイル４６の第２の
電流経路に発生するローレンツ力の合力Ｇ₁（Ｘ）のＸ
成分Ｇ_1X（Ｘ）及びＹ成分Ｇ_1Y（Ｘ）を求めると、 ｓｉｎφ・ｃｏｓφ+ｓｉｎ（φ＋π／３）・ｃｏｓ（φ＋π／３） ＋ｓｉｎ（φ＋２π／３）・ｃｏｓ（φ＋２π／３）＝０ …（１４） より、Ｇ_1X（Ｘ）＝０となり、また、Ｇ_1Y（Ｘ）＝０と
なる。すなわち、電流Ｉ ₁の供給によって、電機子ユニ
ット４５における電機子コイル４６の第２の電流経路に
作用するローレンツ力の合力は、電機子ユニット４５の
Ｘ位置に依存せず、常に０となる。

【００４９】以上より、電流Ｉ₁の供給によって、電機
子ユニット４５のＸ位置によらない大きさで、方向がＸ
軸方向の推力が発生する。なお、電流振幅Ｉ₁₀を調整す
ることにより、所望の大きさのローレンツ力、すなわち
所望の大きさの推力を発生することができる。上記の方
向と逆の方向に推力を発生させる場合には、前述の電流
Ｉ₁の位相をπだけずらした電流、すなわち逆回りの電
流を供給すれば良い。

【００５０】次に、電流Ｉ₂（Ｘ）の供給によって、各
電機子コイル４６の第１の電流経路に発生するローレン
ツ力について考える。

【００５１】上記の電流Ｉ₁（Ｘ）の場合と同様にし
て、電流Ｉ₂（Ｘ）の供給によって、各電機子コイル４
６の第１の電流経路に発生するローレンツ力ｇ₂（Ｘ）
は、Ｘ方向の力であり、その大きさｇ_2X（Ｘ）は、 ｇ_2X（Ｘ）＝２・Ｃ_P・Ｂ₁（Ｘ）・Ｉ₂（Ｘ）・Ｌ₁ ＝２・Ｃ_P・Ｂ_P0・Ｉ₂₀・ｃｏｓ（π・Ｘ／Ｐｔ） ・ｓｉｎ（π・Ｘ／Ｐｔ）・Ｌ₁ …（１５） となる。そして、上記の電流Ｉ₁（Ｘ）の場合と同様
に、電機子コイル４６の配列上で連続して配置された３
つの電機子コイル４６の第１の電流経路に発生するロー
レンツ力の合力Ｇ_2X（Ｘ）を求めると、（１４）式よ
り、Ｇ_2X（Ｘ）＝０となる。すなわち、電流Ｉ₂の供給
によって、電機子ユニット４５における電機子コイル４
６の第１の電流経路に作用するローレンツ力の合力は、
電機子ユニット４５のＸ位置に依存せず、常に０とな
る。

【００５２】次に、電流Ｉ₂（Ｘ）の供給によって、各
電機子コイル４６の第２の電流経路に発生するローレン
ツ力ついて考える。

【００５３】上記の電流Ｉ₁（Ｘ）の場合と同様にし
て、電流Ｉ₂（Ｘ）の供給によって、各電機子コイル４
６の第２の電流経路に発生するローレンツ力ｆ₂（Ｘ）
のＸ成分ｆ_2X（Ｘ）及びＹ成分ｆ_2Y（Ｘ）は、 ｆ_2X（Ｘ）＝２・Ｃ_Q・Ｂ_Q（Ｘ）・Ｉ₂（Ｘ）・Ｌ₂ ＝２・Ｃ_Q・Ｂ_Q0・Ｉ₂₀・ｓｉｎ²（π・Ｘ／Ｐｔ）・Ｌ₂ …（１６） ｆ_2Y（Ｘ）＝２・Ｃ_Q・Ｂ_Q（Ｘ）・Ｉ₂（Ｘ）・Ｌ₂・ｔａｎθ ＝２・Ｃ_Q・Ｂ_Q0・Ｉ₂₀・ｓｉｎ²（π・Ｘ／Ｐｔ） ・Ｌ₂・ｔａｎθ …（１７） となる。このローレンツ力ｆ₂（Ｘ）のＸ成分ｆ
_2X（Ｘ）及びＹ成分ｆ_2Y（Ｘ）の電機子コイル４６のＸ
位置による変化が図５（Ｄ）に示されている。

【００５４】そして、上述の第１の電流経路の場合と同
様に、電機子コイル４６の配列上で連続して配置された
３つの電機子コイル４６の第２の電流経路に発生するロ
ーレンツ力の合力Ｆ₂（Ｘ）のＸ成分Ｆ_2X（Ｘ）及びＹ
成分Ｆ_2Y（Ｘ）を求めると、 ｓｉｎ²φ＋ｓｉｎ²（φ＋π／３）+ｓｉｎ²（φ＋２π／３）＝３／２ …（１８） より、 Ｆ_2X（Ｘ）＝３・Ｃ_Q・Ｂ_P0・Ｉ₂₀・Ｌ₂ …（１９） Ｆ_2Y（Ｘ）＝３・Ｃ_Q・Ｂ_P0・Ｉ₂₀・Ｌ₂・ｔａｎθ …（２０） となる。すなわち、電流Ｉ₂の供給によって、電機子ユ
ニット４５における電機子コイル４６の第２の電流経路
に発生するローレンツ力の合力は、電機子ユニット４５
のＸ位置に依存しないものとなる。

【００５５】以上より、各電機子コイル４６に電流Ｉ₁
及び電流Ｉ₂を供給することにより、電機子ユニット４
５には、Ｘ成分Ｆ_X及びＹ成分Ｆ_Yが、 Ｆ_X＝Ｆ_1X・ｎ＋Ｆ_2X・ｎ ＝３・ｎ・（Ｃ_P・Ｂ_P0・Ｉ₁₀・Ｌ₂＋Ｃ_Q・Ｂ_Q0・Ｉ₂₀・Ｌ₂）…（２１） Ｆ_Y＝Ｆ_2Y・ｎ ＝３・ｎ・Ｃ_Q・Ｂ_Q0・Ｉ₂₀・Ｌ₂・ｔａｎθ …（２２） である力Ｆが発生する。そして、この力Ｆがモータ装置
４０Ａの推力となる。

【００５６】したがって、モータ装置４０Ａでは、電流
Ｉ₁の振幅Ｉ₁₀及び電流Ｉ₂の振幅Ｉ ₂₀を制御することに
より、Ｘ軸方向及びＹ軸方向についてそれぞれ所望の推
力で、可動部３２Ａを駆動することができる。すなわ
ち、モータ装置４０Ａでは、電流Ｉ₁及び電流Ｉ₂を制御
することにより、ＸＹ平面内における任意の２次元方向
に所望の推力を発生することができる。

【００５７】モータ装置４０Ｂもモータ装置４０Ａと同
様に構成されており、モータ装置４０Ａと同様に供給す
る電流を制御することにより、ＸＹ平面内における任意
の２次元方向に所望の推力を発生することができる。

【００５８】したがって、モータ装置４０Ａ及びモータ
装置４０Ｂそれぞれに供給される電流を制御することに
より、レチクルステージＲＳＴをＸＹ平面内における任
意の２次元方向に所望の推力を発生することができる。

【００５９】ところで、実際のレチクルステージＲＳＴ
の駆動中には、必要な推力を得るためにどのような電流
を供給すれば良いかを導き出すことが必要となる。この
ため、本実施形態では、前述したレチクル干渉計２８
Ｘ，２８Ｙによって計測されたレチクルステージＲＳＴ
の位置情報（又は速度情報）に応じて得られる目標位置
又は目標速度に対して必要な推力（要求推力）Ｆx_req，
Ｆy_reqを算出し、この要求推力から上述の供給電流
Ｉ₁，Ｉ₂を導き出している。

【００６０】ここで、求めるべき供給電流Ｉ₁，Ｉ₂は、
第１の電流経路の推力定数をＫfx₁、第２の電流経路の
Ｘ駆動推力定数をＫfx₂、Ｙ駆動推力定数をＫfyとし
て、 Ｉ₂＝Ｆy_req／Ｋfy …（２３） Ｉ₁＝（Ｆx_req−Ｆ_2X・ｎ）／Ｋfx₁、 ＝Ｆx_req／Ｋfx₁−Ｆy_req・Ｋfx₂／（Ｋfx₁・Ｋfy） …（２４） と表される。そして、電機子コイル４６に供給される電流Ｉ（＝Ｉ₁＋Ｉ₂）は、 Ｉ＝Ｆx_req／Ｋfx₁-Ｆy_req・Ｋfx₂／（Ｋfx₁・Ｋfy）+Ｆy_req／Ｋfy …（２５） と表される。

【００６１】したがって、モータ装置４０Ａ，４０Ｂそ
れぞれに関する推力定数Ｋfx₁，Ｋfx₂，Ｋfyを予め求め
ておき、レチクルステージＲＳＴの位置情報（又は速度
情報）に応じた要求推力Ｆx_req，Ｆy_reqから、（２５）
式によって、各電機子コイル４６に供給すべき電流Ｉを
求めることができる。こうして求められた電流Ｉを各電
機子コイルに供給することにより、レチクルステージＲ
ＳＴを各時点における要求推力Ｆx_req，Ｆy_reqで２次元
駆動することができる。

【００６２】なお、前記電機子コイル４６を備える電機
子ベース４４Ａにおいては、冷媒供給機から冷媒注入用
ジョイント（いずれも不図示）を介して電機子ベース４
４Ａ内に供給された冷媒が電機子ベース４４Ａの内部を
冷却した後、冷媒排出用ジョイントを介して冷却装置に
戻され、そこで冷却されて再び電機子ベース４４Ａ内に
供給されるという冷媒の循環使用がなされており、電機
子コイル４６の全面より放出される熱を効率的に除熱す
ることが可能となっている。かかる除熱の仕組みは、モ
ータ装置４０Ｂにも同様に採用されている。

【００６３】次に、上述のような露光装置１０による露
光動作の流れについて簡単に説明する。

【００６４】まず、主制御装置２０の管理の下、不図示
のレチクルローダ、ウエハローダによって、レチクルロ
ード、ウエハロードが行なわれ、また、レチクル顕微
鏡、ウエハステージＷＳＴ上の基準マーク板、オフアク
シス・アライメント検出系（いずれも図示省略）等を用
いて、レチクルアライメント、ベースライン計測（アラ
イメント検出系の検出中心から投影光学系ＰＬの光軸距
離の計測）等の準備作業が所定の手順で行なわれる。

【００６５】その後、主制御装置２０により、不図示の
アライメント検出系を用いてＥＧＡ（エンハンスト・グ
ローバル・アライメント）等のアライメント計測が実行
される。このような動作においてウエハＷの移動が必要
な場合には、主制御装置２０がステージ制御系１９を介
して、ウエハＷを保持するウエハステージＷＳＴを所定
の方向に移動させる。このようなアライメント計測の終
了後、以下のようにしてステップ・アンド・スキャン方
式の露光動作が行なわれる。

【００６６】この露光動作にあたって、まず、ウエハＷ
のＸＹ位置が、ウエハＷ上の最初のショット領域（ファ
ースト・ショット）の露光のための走査開始位置となる
ように、ウエハステージＷＳＴが移動される。同時に、
レチクルＲのＸＹ位置が、走査開始位置となるように、
レチクルステージＲＳＴが移動される。そして、主制御
装置２０からの指示により、ステージ制御系１９がレチ
クル干渉計２８によって計測されたレチクルＲの位置情
報のに基づき、レチクルＲ（レチクルステージＲＳＴ）
とウエハＷ（ウエハステージＷＳＴ）とを同期移動させ
ることにより、走査露光が行なわれる。

【００６７】このようにして、１つのショット領域に対
するレチクルパターンの転写が終了すると、ウエハステ
ージＷＳＴが１ショット領域分だけステッピングされ
て、ショット領域に対する走査露光が行なわれる。この
ようにして、ステッピングと走査露光とが順次繰り返さ
れ、ウエハＷ上に必要なショット数のパターンが転写さ
れる。

【００６８】本実施形態では、レチクルステージＲＳＴ
を駆動する駆動装置として、上述のモータ装置４０Ａ，
４０Ｂを採用し、レチクルステージＲＳＴの非走査方向
（Ｙ軸方向）及び回転方向（θｚ）の位置を微調整しな
がら、走査方向（Ｘ軸方向）に駆動するしている。した
がって、従来の粗微動構造のレチクルステージのよう
に、複雑な構造を採用することなく、レチクルステージ
ＲＳＴの小型軽量化及び制御性の向上を図ることができ
る。このため、本実施形態の露光装置１０では、レチク
ルＲを高速かつ位置精度良く移動させることができるの
で、スループットを向上しつつ、レチクルＲに形成され
たパターンをウエハＷに精度良く転写するころができ
る。

【００６９】また、レチクルステージを駆動する各リニ
アモータ４０Ａ，４０Ｂの固定子４２Ａ，４２Ｂを本体
を支持する本体コラムとは別の独立な支持部材５４Ａ，
５４Ｂで保持しているので、レチクルステージＲＳＴの
駆動時の反力が、各リニアモータの固定子としての固定
子４２Ａ，４２Ｂを介してレチクルステージベース５
２、ひいては本体コラムに伝わることがないので、レチ
クルステージ駆動に起因する露光装置本体の振動を効果
的に抑制することができる。

【００７０】本実施形態の露光装置１０は、複数のレン
ズから構成される照明光学系、投影光学系を露光装置本
体に組み込み光学調整するとともに、多数の機械部品か
らなるレチクルステージやウエハステージを露光装置本
体に取り付けて配線や配管を接続し，更に総合調整（電
気調整、動作確認等）をすることにより上記各実施形態
の露光装置を製造することができる。ここで、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
ルームで行なうことが望ましい。

【００７１】なお、本実施形態では、ホームベース型の
五角形をした電機子コイルを用いたが、本発明がこれに
限定されるものではない。すなわち、Ｘ軸方向に向かう
第１の電流経路と、ＸＹ平面内の斜め方向に向かう第２
の電流経路とを備えていれば良く、それ以外のところの
形状は限定されない。例えば平面視六角形状の電機子コ
イルを用いることも可能である。

【００７２】《第２の実施形態》次に、本発明の第２の
実施形態を説明する。ここで、本実施形態の説明におい
て、上記の第１の実施形態と同一若しくは同等の構成部
分については、同一の符号を用いることとし、その説明
を簡略化し若しくは省略するものとする。なお、本実施
形態では、上記の第１の実施形態と比べて、レチクルス
テージ装置における駆動装置であるモータ装置の構成の
みが異なる。そこで、かかる相違点を中心として、以下
説明する。

【００７３】図６には、第１の実施形態における一対の
モータ装置４０Ａ，４０Ｂに対応する本実施形態におけ
る一対のモータ装置の一方のモータ装置１４０Ａの構成
が示されている。図６（Ａ）に示されるように、本実施
形態のモータ装置１４０Ａでは、第１の実施形態のモー
タ装置と比べて、電機子コイルの形状および永久磁石の
配列におおきな相違がある。なお、本実施形態において
は、第１の実施形態と同様に、モータ装置の電機子ユニ
ット側を固定子とするムービングマグネット型のモータ
装置として構成されている。

【００７４】前記モータ装置１４０Ａは、可動子１３４
Ａと固定子１４２Ａとを備えている。

【００７５】前記可動子１３４Ａは、平面視矩形で隣り
合う磁石と接する面同士が同極性の磁極面になおように
配列された永久磁石１３６Ｌ，１３６Ｒを有する第１磁
極ユニットとしての第１の永久磁石群１６３と、該第１
の永久磁石群１６３と同じ磁極配列であり、Ｘ軸方向に
延びる辺の長さが第１の永久磁石群に含まれる永久磁石
１３６Ｌ，１３６Ｒと同長であって、第１の永久磁石群
１６３からＹ軸方向に所定の間隔をあけて配列されてい
る永久磁石１３８Ｌ，１３８Ｒを有する第２磁極ユニッ
トとしての第２の磁石群１８３と、第１の永久磁石群１
６３及び第２の磁石群１８３を保持する保持部材１６４
Ａとを備えている。

【００７６】前記固定子１４２Ａは、非磁性体部材から
成る断面コ字状の電機子ベース１４４Ａと、該電機子ベ
ース１４４Ａ内に設けられた３ｎ個（ｎは自然数）の電
機子コイル１４６を含む電機子ユニット１４５とを備え
ている。この電機子コイル１４６は、固定子ヨーク１４
４Ａの断面コ字状の内部空間に収納するため、図６
（Ｂ）に示されているように一対の向かい合う２辺が他
の辺よりも長く、他の４辺の長さが等しい六角形状に巻
回された電機子コイル１４６’をコ字状に折り曲げる工
程を経て作られており、永久磁石群１６３，１８３と対
向する部分の形状が、前述の第１の実施形態における電
機子コイル４６の外形と同様となるように構成されてい
る。

【００７７】こうして構成されたモータ装置１４０Ａで
は、永久磁石群１６３，１８３が、電機子ユニット１４
５の対向部分の位置に前述の第１の実施形態と同様の磁
束密度を発生させる。このため、電機子コイル１４６に
供給する電流制御を第１の実施形態と同様に行なうこと
で可動子１３４Ａを、ＸＹ平面内において任意の２次元
方向へ所望の推力で駆動することができる。なお、本実
施形態では、電機子ユニット１４５に発生するローレン
ツ力の合力の反力が推力となる。

【００７８】本実施形態では、レチクルステージＲＳＴ
を介してリニアモータ１４０Ａと対向している不図示の
リニアモータ１４０Ｂもリニアモータ１４０Ａと同様に
構成されており、供給する電流を制御することにより、
ＸＹ平面内において任意の２次元方向へ所望の推力で可
動子を駆動することができる。

【００７９】本実施形態では、レチクルステージＲＳＴ
を駆動する駆動装置として、上述のモータ装置１４０
Ａ，１４０Ｂを採用し、レチクルステージＲＳＴの非走
査方向（Ｙ軸方向）及び回転方向（θｚ）の位置を微調
整しながら、走査方向（Ｘ軸方向）に駆動するので、第
１の実施形態と同様に、スループットを向上しつつ、レ
チクルＲに形成されたパターンをウエハＷに精度良く転
写することができる。

【００８０】なお、本実施形態では、各永久磁石のＸ軸
方向への配列において、隣接する永久磁石同士を密着さ
せているが、隣り合う磁石間の間隙を設けてよい。ま
た、永久磁石１３８Ｌ，１３８Ｒ間又は永久磁石１３６
Ｌ，１３８Ｒ間にＺ軸方向に磁化された補間磁石を配置
することも可能である。

【００８１】なお、上記各実施形態では、レチクルステ
ージＲＳＴの駆動装置として本発明に係るモータ装置を
採用したが、ウエハステージＷＳＴの駆動装置としても
本発明に係るモータ装置を採用することができる。

【００８２】また、上記各実施形態では、モータ装置を
ムービングマグネット型として構成したが、ムービング
コイル型として構成することも可能である。

【００８３】また、上記各実施形態においては、いわゆ
る３相モータとしてモータ装置を構成したが、２相以上
であれば任意の相数のモータ装置として構成することも
可能である。

【００８４】なお、上記各実施形態では、投影光学系Ｐ
Ｌとして縮小系を用いていたが、これに限らず，等倍系
および拡大系のいずれでも良い。

【００８５】なお、上記各実施形態では，本発明に係る
ステージ装置が走査型のＤＵＶ露光装置のレチクルステ
ージ又はウエハステージの駆動装置に適用された場合に
ついて説明したが、これに限らず、本発明に係るステー
ジ装置は，マスクと基板とを静止した状態でマスクのパ
ターンを基板に転写するとともに，基板を順次ステップ
移動させるステップ・アンド・リピート型の露光装置の
基板ステージにも適用することができる。また、本発明
は，投影光学系を用いることなくマスクと基板とを密着
させてマスクパターンを基板に転写するプロキシミティ
露光装置，電子線露光装置等の荷電粒子線露光装置、波
長５〜１５ｎｍ程度の軟Ｘ線領域の光を露光光として用
いるいわゆるＥＵＶＬ等の露光装置、露光装置以外の装
置，例えば検査装置や基板搬送装置等にも好適に適用で
きるものである。

【００８６】なお、本発明は、半導体製造用の露光装置
に限らず、液晶表示素子などを含むディスプレイの製造
に用いられる、デバイスパターンをガラスプレート上に
転写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられる
デバイスパターンをセラミックウエハ上に転写する露光
装置、及び撮像素子（ＣＣＤなど）の製造に用いられる
露光装置などにも適用することができる。また、半導体
素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、
ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置な
どで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、
ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転
写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、ＤＵ
Ｖ（遠紫外）光やＶＵＶ（真空紫外）光などを用いる露
光装置では一般的に透過型レチクルが用いられ、レチク
ル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英
ガラス、螢石、フッ化マグネシウム、又は水晶などが用
いられる。また、プロキシミティ方式のＸ線露光装置、
又は電子線露光装置などでは透過型マスク（ステンシル
マスク、メンブレンマスク）が用いられ、マスク基板と
してはシリコンウエハなどが用いられる。

【００８７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のモータ装
置によれば、簡単な構成で２次元駆動が可能なモータ装
置及びその駆動方法を提供することができる。

【００８８】また、本発明のステージ装置によれば、本
発明のモータ装置を駆動装置として備えるので、可動部
の軽量化を図ることができ、ステージを高速かつ精度良
く移動させることができるステージ装置を提供すること
ができる。

【００８９】また、本発明の露光装置によれば、ステー
ジの小型化、及び軽量化により基板やレチクルを高精
度、高速度、高加速度で駆動することができるので、ス
ループットの向上を図りつつ、高精度露光を行うことが
できる露光装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態の露光装置の概略構成を示す図
である。

【図２】図１のレチクルステージとその近傍を示す斜視
図である。

【図３】図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、図２のモータ装
置の構成を示す図である。

【図４】図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、図３のモータ装置
における磁束密度を説明するための図である。

【図５】図５（Ａ）〜図５（Ｄ）は、図３のリニアモー
タの駆動原理を説明するための図である。

【図６】図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、第２の実施形態
のモータ装置の構成を示す図である。

【符号の説明】

１０…露光装置、２２…レチクルステージ装置（ステー
ジ装置）、４０Ａ，４０Ｂ，１４０Ａ，１４０Ｂ…モー
タ装置、４５，１４５…電機子ユニット、４６，１４６
…電機子コイル、６３…第１の界磁磁石（第１磁極ユニ
ット）、８３…第２の界磁磁石（第２磁極ユニット）、
１６３…第１の永久磁石群（第１磁極ユニット）、１８
３…第２の永久磁石群（第２磁極ユニット）、ＲＳＴ…
レチクルステージ（ステージ）、Ｗ…ウエハ（基板）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F078 CA02 CA08 CB05 CB13 CC11 5F031 CA02 CA05 CA07 KA06 LA04 LA08 MA27 5F046 BA05 CC01 CC02 CC09 CC10 CC16 CC17 DA06 DA07 DA08 5H641 BB06 BB15 BB18 BB19 GG02 GG03 GG05 GG07 GG12 GG26 GG29 HH02 HH03 HH05 HH06 JA06 JB05

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１方向と、該第１方向とほぼ直交する
   第２方向とに沿った駆動力を発生するモータ装置であっ
   て、 前記第１方向に沿って配設され、電機子コイルを含む電
   機子ユニットと；前記第１方向に沿って配設され、前記
   電機子コイルを流れる電流との相互作用により前記第１
   方向に沿った駆動力を発生させる磁束密度を発生する第
   １磁極ユニットと；前記第１方向に沿って配設され、前
   記電機子コイルを流れる電流との相互作用により前記第
   ２方向に沿った駆動力を発生させる磁束密度を発生する
   第２磁極ユニットと；前記電機子コイルを流れる電流を
   制御して、前記第１方向と前記第２方向とに沿った駆動
   力を制御する制御装置とを備えることを特徴とするモー
   タ装置。
2. 【請求項２】 前記電機子コイルは、電流経路が前記第
   ２方向に平行な第１部分と、電流経路が該第１部分から
   前記第２方向と交差する方向に延びる第２部分とを有す
   ることを特徴とする請求項１に記載のモータ装置。
3. 【請求項３】 ステージを所定の移動面に沿って駆動す
   る駆動装置を具備するステージ装置において、 前記駆動装置は、請求項１又は２に記載のモータ装置を
   備えることを特徴とするステージ装置。
4. 【請求項４】 ステージ装置のステージが移動している
   間に所定のパターンを基板に転写する露光装置におい
   て、 前記ステージ装置として、請求項３に記載のステージ装
   置を具備することを特徴とする露光装置。
5. 【請求項５】 第１方向と、該第１方向とほぼ直交する
   第２方向とに沿った駆動力を発生するモータ装置の駆動
   制御方法であって、 前記第１方向に沿って配設され、電機子コイルを含む電
   機子ユニットを提供する第１ステップと；前記第１方向
   に沿って配設され、前記電機子コイルを流れる電流との
   相互作用により前記第１方向に沿った駆動力を発生させ
   る磁束密度を発生する第１磁極ユニットを提供する第２
   ステップと；前記第１方向に沿って配設され、前記電機
   子コイルを流れる電流との相互作用により前記第２方向
   に沿った駆動力を発生させる磁束密度を発生する第２磁
   極ユニットを提供する第３ステップと；前記電機子コイ
   ルを流れる電流を制御して、前記第１方向と前記第２方
   向とに沿った駆動力を制御する第４ステップとを含むこ
   とを特徴とするモータ装置の駆動制御方法。