JP2018092994A - ステージ装置、検知方法、及び物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 移動体と案内面との間のパーティクルを検知すること。【解決手段】 本発明にかかるステージ装置１００は、案内面１０９に沿って移動可能な移動体１０４と、移動体１０４を案内面１０９に対して非接触に支持可能な支持手段４と、移動体１０４と案内面１０９との間隔に関する情報を計測する計測手段５を有する。さらに、当該ステージ装置１００は、計測手段５の計測結果に基づいて、移動体１０４と案内面１０９との間のパーティクル６を検知する検知手段１０を有する。【選択図】 図３

Description

本発明は、ステージ装置、検知方法、及び物品の製造方法に関する。

案内面を有する定盤に対して非接触で移動体を支持しながら当該移動体を移動させるステージ装置が知られている。このようなステージ装置において、移動体と定盤との間隔は２０μｍ以下となることもあり、支持力の制御誤差などによって定盤と移動体とが接触して移動体と定盤との少なくとも一方が傷つくおそれがある。

特許文献１に記載には、案内面を有するレールに対して静圧軸受で非接触に支持しながらレールに沿って移動体を移動させるステージ装置が記載されている。当該ステージ装置は、移動体が移動している間におい変位センサを用いて移動体とレールとの間隔を計測し、計測値が閾値を下回った場合に移動体を緊急停止させる。

特開２０１０−３９３６２号公報

しかし、特許文献１においては、移動体の案内面側、特に移動体の底面や案内面上にパーティクルが付着したとしても、変位センサの計測結果は前述の閾値を下回らない。そのため、移動体と案内面との間のパーティクルを検知できない。当該パーティクルを移動体が案内面上で引きずることにより案内面を有する物体と移動体の少なくとも一方が傷つき、それによって、ステージ装置が搭載された空間内に傷ついた物体が削れて発生したパーティクルが飛散するおそれがある。

そこで、本発明は上記課題に鑑み、移動体と案内面との間のパーティクルを検知できるステージ装置を提供することを目的とする。

本発明に係るステージ装置は、案内面に沿って移動可能な移動体と、前記移動体を前記案内面に対して非接触に支持可能な支持手段と、前記移動体と前記案内面との間隔に関する情報を計測する計測手段と、前記計測手段の計測結果に基づいて、前記移動体と前記案内面との間のパーティクルを検知する検知手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、移動体と案内面との間のパーティクルを検知できる。

第１実施形態にかかるステージ装置の構成を示す図である。 第１実施形態にかかる静圧軸受の制御について説明する図である。 パーティクルの検知方法を示すフローチャートである。 パーティクルの検知方法を説明する図である。 第２実施形態にかかる露光装置の構成を示す図である。 物品の製造方法について説明する図である。

［第１実施形態］
（ステージ装置の構成）
第１実施形態にかかるステージ装置の構成について説明する。なお、以下に説明する図においては、鉛直方向の軸をＺ軸、当該Ｚ軸に垂直な平面内で互いに直交する２軸をＸ軸及びＹ軸としている。

図１は、ステージ装置１００の構成を示す図である。図１（ａ）はステージ装置１００を＋Ｚ方向から見た図、図１（ｂ）はステージ装置１００のＡ−Ａ’断面を示す図、図１（ｃ）はＹステージ１０４の底面（案内面との対向面）の構成を示す図である。

ステージ装置１００は、チャック１０１を介して真空吸着力によって基板１を保持する。ステージ装置１００は、チャック１０１を支持して定盤１０９の上を移動可能に構成された可動部１０２を含む。可動部１０２は、Ｘステージ１０３及びＹステージ（移動体）１０４を含む。

Ｘステージ１０３及びＹステージ１０４はそれぞれ定盤１０９の案内面１０９ａに沿って移動可能である。なお、定盤１０９の案内面１０９ａとは、定盤１０９の可動部１０２と対向する側の面（＋Ｚ側の面）である。Ｘステージ１０３はＸ軸方向に、Ｙステージ１０４は、チャック１０１を保持ながらＹ軸方向に移動可能である。このように構成された可動部１０２は、Ｘステージ１０３をＸ軸方向に沿って移動させることによって、Ｙステージ１０４及びチャック１０１をＸ軸方向に移動させる。可動部１０２は、Ｙステージ１０４をＹ軸方向に沿って移動させることによって、チャック１０１をＹ軸方向に移動させる。

Ｘステージ１０３及びＹステージ１０４の位置決めによって、ステージ装置１００は基板１をＸ軸方向及びＹ軸方向に位置決めする。また、ステージ装置１００は、基板１のＺ軸方向や回転方向（θｘ、θｙ、θｚ）方向における位置を調整する機能や基板１の傾きを補正する機能を有していてもよい。

Ｘステージ１０３は、Ｘ駆動部によって定盤１０９上をＸ軸方向に沿って駆動される。Ｘ駆動部は、例えば、複数のコイルを含みＸステージ１０３に設けられた可動子１０３ｃと、Ｘ軸方向に沿って配列された複数の永久磁石を含む固定子１０５とを有するリニアモータである。Ｘステージ１０３のＸ軸方向の位置を計測する計測部として、Ｘスケール１０６及びＸヘッド１０３ｄを含むエンコーダが設けられている。なお、エンコーダの代わりに干渉計を用いてＸステージ１０３のＸ軸方向の位置を計測してもよい。

Ｙステージ１０４は、Ｙ駆動部によって定盤１０９上をＹ軸方向に沿って駆動される。Ｙ駆動部は、例えば、Ｙステージ１０４に設けられたコイルを含む可動子１０４ａと、Ｘバー１０３ａの上面に固定されてＹ軸方向に沿って配列された複数の永久磁石を含む固定子とを有するリニアモータである。Ｙステージ１０４のＹ軸方向の位置を計測する計測部として、Ｙスケール１０４ｂ及びＹヘッド１０４ｄを含むエンコーダが設けられている。なお、エンコーダの代わりに干渉計を用いてＹステージ１０４のＹ軸方向の位置を計測してもよい。

Ｙステージ１０４は、主に、２つの構造体、具体的には、後述の静圧軸受が底面に配置されたＹスライダー１０４ｄと、Ｙスライダー１０４ｄの上に固定されるステージ天板３０４ｃとで構成されている。

設備１１０を介して、ステージ装置１００に対する電力・用力・制御信号等が供給される。設備１１０は、Ｘ軸方向に可動するＸ可動実装１０７に接続され、Ｘステージ１０３に対して電力供給・用力供給・制御信号の伝達を行う。また、設備１１０は、Ｘ可動実装１０７を介して、Ｙ軸方向に可動するＹ可動実装１０８に接続され、Ｙステージ１０４に対して電力供給・用力供給・制御信号の伝達を行う。

Ｘステージ１０３及びＹステージ１０４に配置された計測部、例えば、Ｘヘッド１０３ｄ及びＹヘッド１０４ｂと制御部１０との間の通信（例えば、検出信号や制御信号の送受信）は、電力供給・用力供給と同じ経路を経て行われる。

制御部１０は、不図示の、ＣＰＵやメモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ）等を含む。当該メモリには例えば、後述の図３のフローチャートに示すパーティクルの検知方法に関するプログラムや、パーティクルの検知に用いる基準情報が記憶されている。制御部１０は当該メモリ記憶されているプログラムに従って、制御部１０にＸ可動実装１０７やＹ可動実装１０８を介して接続されている各構成部材を統括的に制御する。なお、制御部１０は、制御部１０が実行すべき機能を備えていれば、別個の制御基板の集合体であってもよいし、１つの制御基板であってもよい。

Ｙステージ１０４の移動中は、底面（定盤１０９と対向する面）に設けられた静圧軸受４によって定盤１０９に対して非接触に支持される。なお、図示は省略するが、Ｘステージ１０３も底面に設けられた静圧軸受によって定盤１０９に対して非接触に支持される。

Ｙステージ１０４の底面には、図１（ｃ）に示すように４つの静圧軸受４と、１つの静圧軸受４あたり２つずつ磁石８が設けられている。与圧用の磁石８と定盤１０９との間にはたらく吸引力と、Ｙステージ１０４の自重による力が鉛直下向き（−Ｚ方向）にはたらく。一方、静圧軸受４は供給された気体を開口４ａから案内面１０９ａに向けて噴出することによって、Ｙステージ１０４を定盤１０９に対してＹステージ１０４を鉛直上向き（＋Ｚ方向）に支持する力を作用させる。磁石８によって、浮上中のＹステージ１０４のＸ軸方向及びＹ軸方向への位置ずれを規制している。

Ｙステージ１０４が定盤１０９に沿ってＸ軸方向及びＹ軸方向に移動している間の定盤１０９Ｙステージ１０４との間隔は例えば２０μｍ以下である。静圧軸受４に供給する気体の圧力を大気圧に対して陽圧にすることでＹステージ１０４を浮上させようとする力が働く。静圧軸受４に供給する気体の圧力を、Ｙステージ１０４の自重および磁石８による力とつりあう圧力以下の圧力とすることによりＹステージ１０４は定盤１０９に着座する。Ｙステージ１０４を定盤１０９に着座させるタイミングは、メンテナンス時、ステージ装置１００の搭載された装置を停止している時、緊急停止時、等である。

Ｙステージ１０４の底面に設けられたギャップセンサ５（計測手段）は、計測対象物までの距離が計測可能な計測手段である。計測結果は、Ｙステージ１０４と定盤１０９の間隔に関する情報として制御部１０に送信される。ギャップセンサ５として、例えば、渦電流式変位センサ、静電容量センサ、光学式センサ、超音波センサなどの計測手段を用いうる。光学式センサは、定盤１０９に照射した光の反射光を受光することによって定盤１０９までの距離を計測する。超音波センサは、定盤１０９に当てた超音波の反射波を受けることによって定盤１０９までの距離を計測する。ギャップセンサ５に要求される分解能は、検知したいパーティクルのサイズにもよる。例えば数〜十数μｍ程度のパーティクルの検知を目的とする場合は、ギャップセンサ５の分解能が数十ｎｍ程度あればよい。

図２は、静圧軸受４の制御について説明する図である。図２はＹステージ１０４が浮上している様子を示している。静圧軸受４の下面と定盤１０９の上面との間隔はＨである。コンプレッサ１１は、所定の圧力に加圧された気体を発生し、調整部１２に気体を供給する。調整部１２はコンプレッサ１１に供給された気体の圧力を、制御部１０から指定された圧力に調整する。調整部１２によって圧力調整のされた気体は配管１３を介して静圧軸受４に供給される。

調整部１２は、配管１３の経路上に設けられた圧力センサ（不図示）からの出力値に基づいて、フィードバック制御を行いながら配管１３内の圧力を調整する。調整部１２は、例えば、電動比例レギュレータである。配管１３に供給される気体の圧力と静圧軸受４がＹステージ１０４を支持する支持力は略比例関係にあり、調整部１２によって静圧軸受４に供給する気体の圧力を調整することによってＹステージ１０４と定盤１０９との間隔を任意に制御する。

ギャップセンサ５は制御部１０に接続されている。制御部１０は、ギャップセンサ５の計測結果に基づいて、制御部１０はＹステージ１０４と定盤１０９との間におけるパーティクルを検知する検知手段としての機能を有する。また、パーティクルを検知した場合に、ユーザにエラーを通知する通知手段としての機能を有する。さらに、Ｙステージ１０４が定盤１０９に沿って移動中に定盤１０９と接触しそうな状態かどうかを判断する機能を有していてもよい。

（パーティクルの検知方法）
Ｙステージ１０４がＹ軸方向に沿って移動している間に、Ｙステージ１０４と定盤１０９との間、特に静圧軸受４にパーティクルが付着した場合、当該パーティクルと定盤１０９との接触により定盤１０９が傷つくおそれがある。定盤１０９が削れることで、ステージ装置１００が搭載された空間内のパーティクルがさらに増加してしまい、基板１への処理に影響を及ぼしうる。

このようなパーティクルの飛散を抑制すべく、ステージ装置１００は制御部１０とギャップセンサ５と静圧軸受４と調整部１２を用いて当該パーティクルを検知する機能を有する。本実施形態にかかるパーティクルの検知方法は、Ｙ軸方向にＹステージ１０４を移動させている間の静圧軸受４と定盤１０９との間隔以下のサイズのパーティクルを主な検知対象のパーティクルとしている。

図３は、Ｙステージ１０４と定盤１０９との間にあるパーティクルの検知方法を示すフローチャートである。制御部１０が、図３のフローチャートに示すプログラムを制御部１０のメモリから読み出し、制御部１０のＣＰＵが制御部１０に接続された各構成要素を用いて実行する。

フローチャートの開始時では、Ｙステージ１０４を定盤１０９に沿って移動させるときと同じ支持力で支持しているとする。当該支持力に対応する静圧軸受４に供給される気体の圧力を圧力Ｐとする。

制御部１０のメモリには、Ｙステージ１０４と定盤１０９との間隔に関する情報の基準となる基準情報が記憶されている。当該基準情報は、静圧軸受４が圧力Ｐに対応する支持力（第３支持力）から、当該支持力よりも小さい、圧力Ｐ’に対応する支持力（第４支持力）でＹステージ１０４を支持する前後でギャップセンサ５により計測された計測結果の差Ｌである。差Ｌは、計測誤差を考慮すべく、静圧軸受４に供給される気体の圧力を圧力Ｐと圧力Ｐ’とに交互に調整することを複数回繰り返して得られた複数の差Ｌの平均値または複数の差Ｌの中央値でもよい。

ここで、差Ｌは、Ｙステージ１０４と案内面１０９ａとの間のパーティクルの有無の判定時よりも前の所定のタイミングで取得される。当該所定のタイミングは、例えば、Ｙステージ１０４及び定盤１０９の少なくとも一方をクリーニングした後かつＹステージ１０４を定盤１０９に沿って移動させる前である。所定のタイミングは、Ｙステージ１０４と定盤１０９との間にパーティクルが無い状態のとき又は無視できる程度の大きさ及び量のパーティクルがある状態のときでもよい。基準情報としての差Ｌは、複数のギャップセンサ５のそれぞれに関して記憶されている。

Ｓ１０１では、制御部１０が可動子１０４ａ、１０３ｃ、固定子１０３ａ、１０５を制御してＹステージ１０４を停止させる。

Ｓ１０２では、ギャップセンサ５が、Ｙステージ１０４と定盤１０９との間隔に関する情報として、定盤１０９までの距離を計測する。計測結果は制御部１０に送信され、制御部１０のメモリに記憶される。

Ｓ１０３では、制御部１０が調整部１２を制御して静圧軸受４に供給する気体の圧力を圧力Ｐから圧力Ｐより小さな圧力Ｐ’に低下させる。Ｓ１０３で圧力を調整すると、Ｙステージ１０４は下降する。Ｓ１０４では、ギャップセンサ５から定盤１０９までの距離を計測する。Ｓ１０２の第１の計測工程とＳ１０４の第２の計測工程とは、Ｙステージ１０４の支持力に関して前述の所定のタイミングでギャップセンサ５が計測したときの条件下（つまり、圧力Ｐと圧力Ｐ’）で実行される。ここで、Ｓ１０３による圧力調整をした時のＹステージ１０４の様子を図４に示す。図４（ａ）に示すように静圧軸受４にパーティクル６が付着している場合、図４（ｂ）に示す状態に移行したときにパーティクル６の高さの分だけパーティクル６が付着している静圧軸受４が他の静圧軸受４よりも高くなる。この状態で計測されたそれぞれのギャップセンサ５の計測結果は制御部１０に送信される。

Ｓ１０５では、制御部１０は、Ｓ１０２及びＳ１０４で計測されたギャップセンサ５の計測結果の差Ｌを、ギャップセンサ５のそれぞれについて算出する。

Ｓ１０６では、制御部１０はＹステージ１０４と定盤１０９との間にパーティクルが有るかどうかを判定する。本フローチャートの開始前に記憶されたＹステージ１０４の浮上時と着座時の差Ｌと、Ｓ１０４で算出された浮上時（圧力Ｐ）と着座時（圧力Ｐ’）の差Ｌ’とを用いて、ギャップ差Ｌ’−Ｌを算出する。算出結果が許容値以上の場合にパーティクル有りとして判定する。４つのギャップセンサ５のそれぞれに対応する４つのギャップ差Ｌ’−Ｌのうち、１つでも許容値を超えた場合はパーティクル有りと判定する。

Ｓ１０７では、制御部１０はＳ１０６の判定によりＹステージ１０４と定盤１０９との間にパーティクルがあると判定した場合は、Ｓ１０８に進みユーザに対してエラーを通知する。エラーの通知は、パーティクルがある旨のユーザインターフェイスへの表示、所定のランプの点灯、所定のエラー音の発音等でなされる。エラー通知とともに、ユーザに対してクリーニングを促す旨を表示してもよい。

制御部１０はＳ１０５の判定によりＹステージ１０４と定盤１０９との間にパーティクルが無いと判定した場合、又は、Ｓ１０８でエラーを通知し終えた後は図３のフローチャートに示すプログラムを終了する。

このようにして、ギャップセンサ５を用いてＹステージ１０４と定盤１０９との間隔に関する情報としてギャップセンサ５から定盤１０９までの距離を計測し、計測結果と基準情報とに基づいてＹステージ１０４と定盤１０９との間のパーティクルを検知できる。これにより、パーティクルに気づかずに長時間Ｙステージ１０４を移動させてしまうことにより生じる定盤１０９の傷つきを低減できる。よって、ステージ装置１００の周囲へのパーティクルの飛散を抑制することができる。

基準情報としての差Ｌを複数回計測したときの偏差ｌをＳ１０５における判定の許容値に設定してもよい。ギャップセンサ５による計測誤差により、Ｙステージ１０４と定盤１０９との間にパーティクル６が有ると誤判定してしまうことを防ぐことができる。また、Ｓ１０４の工程のあと、静圧軸受４に供給する気体の圧力を再び圧力Ｐに設定してＳ１０２〜Ｓ１０４を複数回行ってもよい。

なお、Ｓ１０２の計測時に静圧軸受４に供給される気体の圧力は圧力Ｐよりも低い圧力でもよい。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態にかかるステージ装置１００について説明する。制御部１０のメモリに記憶されているパーティクルの検知方法に関するプログラムの内容が第１実施形態とは異なる。図３に示すフローチャートとは異なる工程を中心に説明する。

さらに、制御部１０のメモリには、基準情報として、差Ｌではなく、前述の所定のタイミングで取得された、静圧軸受４に供給される気体の圧力が圧力Ｐ’のときにギャップセンサ５が計測した計測値Ｄが記憶されている。その他のステージ装置１００の構成は第１実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。

図３に示すフローチャートと異なる工程はＳ１０２、Ｓ１０５、Ｓ１０６である。制御部１０は、Ｓ１０２およびＳ１０５の工程は行わない。そしてＳ１０６では、制御部１０は、基準情報である計測値ＤとＳ１０４でギャップセンサ５が計測した時の計測値とに基づいてＹステージ１０４と定盤１０９との間のパーティクルの有無を判定する。すなわち、制御部１０は、基準情報である計測値ＤとＳ１０４でギャップセンサ５が計測した時の計測値との差が許容値よりも大きかった場合に、Ｙステージ１０４と定盤１０９との間のパーティクルが有ると判定する。

パーティクルを検知した場合は、制御部１０は前述のＳ１０８と同様にユーザに対してエラーを通知し、本実施形態にかかる検知方法のプログラムを終了する。

以上の説明のとおり、Ｙステージ１０４と定盤１０９との間隔に関する情報としてギャップセンサ５から定盤１０９までの距離を計測する。ギャップセンサ５の測結果に基づいてＹステージ１０４と定盤１０９との間のパーティクルを検知できる。パーティクルの検知に用いる計測結果は、静圧軸受４が、Ｙステージ１０４が定盤１０９に沿って移動する間にＹステージ１０４を支持するときの支持力（第１支持力）よりも小さな支持力（第２支持力）でＹステージ１０４を支持しているときのものである。

パーティクルに気づかずに長時間Ｙステージ１０４を移動させてしまうことにより生じる定盤１０９の傷つきを低減できる。よって、ステージ装置１００の周囲へのパーティクルの飛散を抑制することができる。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態にかかるステージ装置１００について説明する。制御部１０のメモリに記憶されているパーティクルの検知方法に関するプログラムの内容が第１実施形態とは異なる。図３に示すフローチャートとは異なる工程（Ｓ１０５及びＳ１０６）を中心に説明する。なお、本実施形態では基準情報が制御部１０のメモリに記憶されていない。その他のステージ装置１００の構成は第１実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。

第３実施形態では、少なくとも３つのギャップセンサ５を用いる。ギャップセンサ５は、Ｙステージ１０４の第１位置、第２位置、および第３位置に１つずつ設けられている。例えば、第１位置、第２位置、および第３位置は、図１（ｃ）で示す４つのギャップセンサ５の配置位置のうちの３つである。

静圧軸受４に供給する気体の圧力を、Ｙステージ１０４を定盤１０９に沿って移動させる時の圧力Ｐよりも小さな圧力Ｐ’とした状態において、制御部１０は、少なくとも３つのギャップセンサ５の計測結果からＹステージ１０４の姿勢を求める。Ｙステージ１０４の姿勢は、すなわち定盤１０９に対するＹステージ１０４の傾きである。制御部１０は、求めたＹステージ１０４の姿勢が、許容範囲よりも傾いている場合に、Ｙステージ１０４と定盤１０９との間にパーティクルが有ると判定する。

このようにして、ギャップセンサ５を用いてＹステージ１０４と定盤１０９との間隔に関する情報としてギャップセンサ５から定盤１０９までの距離を計測し、計測結果と基準情報とに基づいてＹステージ１０４と定盤１０９との間のパーティクルを検知できる。これにより、パーティクルに気づかずに長時間Ｙステージ１０４を移動させてしまうことにより生じる定盤１０９の傷つきを低減できる。よって、ステージ装置１００の周囲へのパーティクルの飛散を抑制することができる。

［第４実施形態］
第４実施形態は、Ｙステージ１０４の底面のうち静圧軸受４が配置されている部分以外の場所にパーティクルが付着する場合に関する実施形態である。静圧軸受４がＹステージ１０４に埋め込まれるように配置されている場合や、パーティクルのサイズが大きい場合は静圧軸受４以外の場所に距離Ｌ相当の大きさのパーティクルが付着し、定盤１０９の傷つくことはあり得る。

本実施形態にかかるパーティクルの検知方法は、Ｙステージ１０４を移動させている間のＹステージ１０４の静圧軸受４以外の部分と定盤１０９との間隔と同程度、又は、当該間隔以上のサイズのパーティクルが主な検知対象のパーティクルである。

ギャップセンサ５はＹステージ１０４が定盤１０９に沿って移動している間に定盤１０９までの距離を計測する。制御部１０は、ギャップセンサ５の計測値が、平常時の計測値よりも大きくなった場合に、制御部１０はＹステージ１０４と定盤１０９との間にパーティクルがあると判定する。本実施形態においても、ギャップセンサ５の計測結果に基づいて、Ｙステージ１０４と定盤１０９との間のパーティクルを検知することができる。

なお、ギャップセンサ５の計測値の増加がパーティクルによるかどうかを確認するために、前述の第１〜第３実施形態で説明したパーティクルの検知方法のいずれかをさらに行ってもよい。

［第５実施形態］
（インプリント装置）
図５は、インプリント装置２００の構成を示す図である。前述と同一の部材には同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。

インプリント装置２００は、半導体デバイスなどの製造に使用され、基板にパターンを形成するリソグラフィ装置（パターニング装置）の一種である。インプリント装置２００は、モールド（型）２０４を用いて基板１上のインプリント材のパターンを形成するインプリント処理を行う。インプリント装置２００は、インプリント処理として、基板１上に供給されたインプリント材とモールド２０４とを接触させ、インプリント材２に硬化用のエネルギーを与えることにより、モールド２０４の凹凸パターンが転写された硬化物のパターンを形成する。

本実施形態において、インプリの材２の硬化用のエネルギーは光であり、照射部２０１はインプリント材２を硬化させる光（例えば紫外光）をモールド２０４を介して基板１上のインプリント材２に照射してインプリント材２を硬化させる。

モールドヘッド２０３は、中央に開口を備えた構造体２０２によって支持されている。モールドヘッド２０３は、例えば、真空吸着力や静電力などによってモールド２０４を保持するチャック（不図示）と該チャックごとモールド２０４とをＺ軸方向に移動させる駆動部（不図示）とを含む。当該駆動部は、リニアモータ、ボイスコイルモータ、ピエゾモータ、等のアクチュエータである。

モールド２０４は、インプリント材２を硬化させる光（例えば、紫外光など）を透過させることが可能な材料、例えば、石英などで構成されている。モールド２０４の基板１と対向する面の一部分２０４ａには、基板１上のインプリント材２を成形するための凹凸のパターンが形成されている。

ステージ装置１００として、第１〜第３実施形態で説明したステージ装置１００のいずれかが採用されており、定盤１０９に沿って移動する。干渉計２０５はステージ装置１００の側面に設けられたミラー（不図示）にレーザ光を照射し、当該ミラーで反射された光を検出することによりＹステージ１０４（図５では図示を省略）の位置を計測する。

供給部２０７は基板１に対してインプリント材２を供給する。供給部２０７はインクジェット式にインプリント材２を吐出し、一部分２０４ａに形成されている凹凸のパターンに応じてインプリント材２を基板１上に配置しても良い。

制御部２１０は、ステージ装置１００、照射部２０１、モールドヘッド２０３、供給部２０７、干渉計２０５と有線又は無線で通信可能に接続されている。

制御部２１０は、不図示のＣＰＵやメモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ）等を含む。当該メモリには例えば、インプリント処理に関するプログラムやインプリント処理の実行に必要な計測値などが記憶されている。制御部２１０は、当該メモリ記憶されているプログラムに従って、制御部２１０に接続されている各構成部材を統括的に制御する。なお、制御部２１０は、制御部２１０が実行すべき機能を備えていれば別個の制御基板の集合体であってもよいし１つの制御基板で構成されていてもよい。

ステージ装置１００を用いて、インプリント装置２００はＹステージ１０４と定盤１０９との間のパーティクルの有無を確認する。インプリント装置２００は、基板１に対してインプリント処理を終える毎、所定ロット数の基板１に対してインプリント処理を終えるごと、所定時間ごと、インプリント装置２００のメンテナンス時などに前述の各実施形態のいずれかにかかる検知方法を実施する。

Ｙステージ１０４と定盤１０９との間のパーティクルの有無を定期的に確認することによって、ステージ装置１００からの周囲へのパーティクルの飛散を低減できる。

インプリント装置のように、チャンバ内のパーティクル規制が厳しい装置においては、当該わずかな傷つきがさらなるパーティクルやパターニング欠陥発生要因ともなるため、パーティクルを検知できる。検知結果にもとづいてパーティクルの除去動作をおこなうことにより、定盤１０９の削れによって生じるステージ装置１００の周囲へのパーティクルの飛散を低減できる。これにより、モールド２０４や硬化前のインプリント材２にパーティクルが付着することにより生じる、押印時におけるモールド２０４とインプリント材２との間へのパーティクルの挟み込みを低減できる。これにより、モールド２０４のパターン部の破損や、パターン欠陥の発生を低減することができる。

［その他の実施形態］
前述の各実施形態に共通して適用可能な、ステージ装置１００のその他の構成又は機能について説明する。

ステージ装置１００がパーティクルを除去するためのクリーニング手段を有する場合は、Ｓ１０６でパーティクルが有ると判定した場合にエラー通知の有無に関わらず当該クリーニング手段によるクリーニングを行っても良い。

クリーニング手段は、例えば定盤１０９上の一部に配置された粘着剤の塗布された領域であって、制御部１０によりＹステージ１０４と当該粘着剤との接触及び引き離しを行わせてもよい。これによりＹステージ１０４に付着したパーティクルをＹステージ１０４の底面から除去しても良い。定盤１０９に付着している場合のために、Ｙステージ１０４を移動させてから真空ポンプ（不図示）に接続された管を当該パーティクルが検出された付近に近づけてパーティクルを気体とともに回収してもよい。

制御部１０は、パーティクルがＹステージ１０４と定盤１０９との間にある旨のエラーの通知と共に、パーティクルが付着していると想定される位置を特定し、ユーザに通知してもよい。

Ｙステージ１０４と定盤１０９との間隔に関する情報を計測する計測手段は、Ｙステージ１０４の案内面１０９ａ側、特にＹステージ１０４の底面、以外の場所に設けられていてもよい。

例えば、Ｙステージ１０４が側面に延伸している部分を有し、当該延伸している部分の定盤１０９側に、定盤１０９までの距離を計測する計測手段が設けられていてもよい。又は、計測手段は、Ｙステージ１０４の上面側、すなわち定盤１０９側とは反対側にＹステージ１０４から離れて設けられていてもよい。この場合、ギャップセンサ５は、Ｙステージ１０４と定盤１０９との間隔に関する情報としてＹステージ１０４の上面までの距離を計測することにより、間接的にＹステージ１０４の底面と定盤１０９との間隔を計測することができる。

ステージ装置１００がインプリント装置２００等のリソグラフィ装置に搭載された場合は、基板１のＺ軸方向の位置を計測する計測手段が配置されていることも多いため、当該基板１の位置計測用の計測手段と兼用されてもよい。

Ｙステージ１０４を定盤１０９に対して非接触に支持可能な支持手段は、磁気力を用いてＹステージ１０４を支持する手段であってもよい。例えば支持手段は磁石とコイルであって、当該コイルに流す電流の大小を調整することによりＹステージ１０４の支持力を調整してもよい。

Ｙステージ１０４の浮上量にもよるが、例えば、数μｍ〜１００μｍ程度の大きさのパーティクルが前述の各実施形態で説明したステージ装置１００において検知可能である。

インプリント装置２００にかかる実施形態では、「パーティクル」とは、パターン形成に関与することを目的としていない物質である。例えば、供給部２０７により吐出されたインプリント材２が漂い乾燥した固形物、インプリント装置２００を構成する部材から生じる微粒子、外部から進入してインプリント装置２００内に存在する塵などである。

インプリント材２には、硬化用のエネルギーが与えられることによって硬化する硬化性組成物（未硬化状態の樹脂と呼ぶこともある）が用いられる。硬化用のエネルギーとしては、電磁波、熱などが用いられる。電磁波としては、例えば、その波長が１０ｎｍ以上１ｍｍ以下の範囲から選択される、赤外線、可視光線、紫外線などの光を用いる。

基板１は、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂等が用いられ、必要に応じて、その表面に基板１とは別の材料からなる部材が形成されていてもよい。基板１は、具体的には、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラス等である。

インプリント材２は、スピンコーターやスリットコーターによって基板１上に膜状に付与されてもよい。また、インプリント材２は、液体噴射ヘッドによって、液滴状、或いは、複数の液滴が繋がって形成された島状又は膜状で基板１上に付与されてもよい。インプリント材２の粘度（２５℃における粘度）は、例えば、１ｍＰａ・ｓ以上１００ｍＰａ・ｓ以下である。

硬化性組成物は、光の照射によって、或いは、加熱によって硬化する組成物である。光の照射によって硬化する光硬化性組成物は、重合性化合物と光重合開始剤とを少なくとも含有し、必要に応じて、非重合性化合物又は溶剤を含有してもよい。非重合性化合物は、増感剤、水素供与体、内添型離型剤、界面活性剤、酸化防止剤、ポリマー成分などの群から選択される少なくとも一種である。

実施形態にかかるパターニング装置は、インプリント装置２００に限られない。ｉ線（波長３６５ｎｍ）、ＫｒＦレーザ光（２４８ｎｍ）、ＡｒＦレーザ光（波長１９３ｎｍ）、ＥＵＶ光（波長１３ｎｍ）等の光線を基板に照射することにより当該基板上にレジストの潜像パターンを形成する装置も含む。荷電粒子線を基板を照射することにより当該基板上に潜像パターンを形成する装置も含む。

［物品の製造方法］
インプリント装置を用いて形成した硬化物のパターン又はその他のリソグラフィ装置を用いて潜像パターンの形成された基板を現像した後に残る硬化物のパターンは、各種物品の少なくとも一部に恒久的に、或いは各種物品を製造する際に一時的に、用いられる。物品とは、電気回路素子、光学素子、ＭＥＭＳ、記録素子、センサ、或いは、型等である。

電気回路素子としては、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＭＲＡＭのような、揮発性或いは不揮発性の半導体メモリや、ＬＳＩ、ＣＣＤ、イメージセンサ、ＦＰＧＡのような半導体素子等が挙げられる。型としては、インプリント用のモールド等が挙げられる。

硬化物のパターンは、上記物品の少なくとも一部の構成部材として、そのまま用いられるか、或いは、レジストマスクとして一時的に用いられる。基板の処理工程においてエッチング又はイオン注入等が行われた後、レジストマスクは除去される。処理工程はさらに、他の周知の処理工程（現像、酸化、成膜、蒸着、平坦化、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含んでもよい。

図６は、物品の製造方法をインプリント装置を用いた場合を例に説明する図である。図６では、１回の押印動作でパターンの形成される領域のみを図示し、基板１のその他の部分は省略している。図６（ａ）〜（ｄ）が、前述のインプリント処理（インプリント方法）の内容を示している。

図６（ａ）は、供給部２０７が、基材２ａ上に絶縁体等の被加工材２ｚが表面に形成された、基板１の表面にインプリント材２を供給する。ここでは、複数の液滴状のインプリント材２が基板１上に供給された様子を示している。

図６（ｂ）に示すように、モールド２０４の凹凸パターンが形成された側の面と基板１の上のインプリント材２とを対向させる。

図６（ｃ）に示すように、モールド２０４を下降させ、モールド２０４とインプリント材２とを接触させる。モールド２０４に対して所定の圧力を加えてもよい。インプリント材２はモールド２０４と被加工材２ｚとの隙間に充填される。この状態で照射部３が光４をモールド２０４を透過させて照射すると、インプリント材２は硬化する。

インプリント材２を硬化させた後、モールド２０４と基板１とを引き離すと、図６（ｄ）に示すように基板１上にインプリント材２の硬化物のパターンが形成される。当該硬化物のパターンは、型の凹部が硬化物の凸部に、型の凹部が硬化物の凸部に対応した形状になる。即ち、インプリント材２にモールド２０４の凹凸パターンの反転パターンが形成されたことになる。図６（ａ）〜（ｄ）の工程を、基板１上の全てのパターン形成対象の領域に対して硬化物のパターンを形成するまで繰り返す。１回の押印動作で基板１の上の全ての領域に硬化物のパターンを形成してもよい。

次に硬化したパターンを用いて基板１を加工する方法を説明する。図６（ｅ）に示すように、形成された硬化物のパターンを耐エッチングマスクとしてエッチングを行うと、被加工材２ｚの表面のうち、硬化物が無い又は薄く堆積されていた部分が除去され、溝２ｄが形成される。

図６（ｆ）に示すように、硬化したインプリント材２ｄのパターンを除去すると、被加工材２ｚの表面に溝２ｄが形成された物品を得ることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

４ 静圧軸受（支持手段）
５ ギャップセンサ（計測手段）
６ パーティクル
１０４ Ｙステージ（移動体）
１０９ａ 案内面

Claims (17)

1. 案内面に沿って移動可能な移動体と、
   前記移動体を前記案内面に対して非接触に支持可能な支持手段と、
   前記移動体と前記案内面との間隔に関する情報を計測する計測手段と、
   前記計測手段の計測結果に基づいて、前記移動体と前記案内面との間のパーティクルを検知する検知手段と、を有することを特徴とするステージ装置。
2. 前記検知手段は、前記計測結果と、前記情報の基準となる基準情報とに基づいて前記パーティクルを検知することを特徴とする請求項１に記載のステージ装置。
3. 前記支持手段は前記移動体が前記案内面に沿って移動する間に前記移動体を第１支持力で支持し、
   前記検知手段が前記パーティクルの検知に用いる前記計測結果は、前記支持手段が前記第１支持力よりも小さい第２支持力で前記移動体を支持しているときの前記計測手段の計測結果であることを特徴とする請求項２に記載のステージ装置。
4. 前記基準情報は、前記計測結果の取得時よりも前のタイミングで取得された、前記支持手段が前記第１支持力で前記移動体を支持しているときに計測された前記計測手段の計測結果であることを特徴とする請求項３に記載のステージ装置。
5. 前記支持手段は前記移動体が前記案内面に沿って移動する間に前記移動体を第３支持力で支持し、
   前記検知手段が前記パーティクルの検知に用いる前記計測結果は、前記支持手段が前記第３支持力から前記第３支持力よりも小さい第４支持力で前記移動体を支持する前後で前記計測手段により計測された計測結果との差であることを特徴とする請求項２に記載のステージ装置。
6. 前記基準情報は、前記計測結果の取得時よりも前のタイミングで取得された、前記支持手段が前記第３支持力から前記第３支持力よりも小さい第４支持力で前記移動体を支持する前後で前記計測手段により計測された計測結果との差であることを特徴とする請求項５に記載のステージ装置。
7. 前記計測手段は前記情報を前記移動体の第１位置、第２位置、及び第３位置で計測し、
   前記検知手段は前記第１位置、前記第２位置、及び第３位置で計測された計測結果をから得られる前記移動体の姿勢に基づいてパーティクルを検知することを特徴とする請求項１に記載のステージ装置。
8. 前記第２支持力は、前記移動体と前記案内面との間に前記パーティクルが無い場合に前記移動体と前記案内面とが接触する支持力であることを特徴とする請求項３に記載のステージ装置。
9. 前記第４支持力は、前記移動体と前記案内面との間に前記パーティクルが無い場合に前記移動体と前記案内面とが接触する支持力であることを特徴とする請求項５に記載のステージ装置。
10. 前記検知手段が前記移動体と前記案内面との間の前記パーティクルを検知した場合に、
    ユーザに対してエラーを通知する通知手段を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のステージ装置。
11. 前記タイミングは、前記移動体及び前記案内面に対するクリーニングが行われた後かつ前記移動体を前記案内面に沿って移動させる前であることを特徴とする請求項４又は６に記載のステージ装置。
12. 前記計測手段は対象物までの距離を計測し、
    前記計測手段が前記移動体の前記案内面側に設けられている場合は前記情報は前記計測手段から前記案内面までの距離であり、前記計測手段が前記案内面側とは反対側に前記移動体から離れて設けられている場合は前記計測手段から前記移動体の前記案内面側とは反対側の面までの距離であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のステージ装置。
13. 前記支持手段は、前記移動体の前記案内面との対向面に設けられ且つ前記案内面に向けて気体を噴出することにより前記移動体を支持する静圧軸受であって、前記静圧軸受に供給する気体の圧力を調整することで前記移動体を支持する支持力を調整することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のステージ装置。
14. 案内面に対して非接触に支持されて前記案内面に沿って移動可能な移動体と、前記案内面と、の間隔に関する情報を計測する工程を有し、
    前記工程で得られた計測結果に基づいて、前記移動体と前記案内面との間のパーティクルを検知する工程と、を有することを特徴とする検知方法。
15. 互いに対向して設けられた、移動体と案内面との間隔に関する情報を計測する第１の計測工程と、
    前記第１の計測工程のあとで前記案内面に沿って非接触に支持された前記移動体を前記案内面に沿って移動させる工程と、
    前記工程のあとで前記移動体と記案内面との間隔に関する情報を計測する第２の計測工程を有し、
    前記第１の計測工程と前記第２の計測工程とで得られた計測結果を比較して前記移動体と前記案内面との間のパーティクルを検知する工程と、を有することを特徴とする検知方法。
16. 請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のステージ装置を有し、
    前記移動体が保持する基板上にパターンを形成することを特徴とするパターニング装置。
17. 請求項１６に記載のパターニング装置を用いて前記基板上にパターンを形成する工程と、
    前記工程でパターンの形成された基板を加工する工程とを有し、前記加工した基板から物品を製造することを特徴とする物品の製造方法。

Images