JP6884633B2 - ステージ装置、リソグラフィ装置、インプリント装置、及び物品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ステージ装置、リソグラフィ装置、インプリント装置、及び物品の製造方法に関する。

半導体デバイス等の製造のために基板上に微細なパターンを形成するためのリソグラフィ装置として、基板を露光して該基板にレチクルのパターンを転写する露光装置や型を用いてインプリント材のパターンを形成するインプリント装置等が知られている。

これらのリソグラフィ装置では、基板を保持して移動可能な基板ステージ（可動体）を静圧軸受により案内部材上に非接触に支持するステージ装置を使用する。このステージ装置には、案内部材との接触を避けながら基板ステージを高速移動できる特性と、基板ステージが停止に近い状態になったら基板ステージの微振動を低減できる特性との両方が要求されている。

特許文献１は、露光装置におけるステージ装置において、基板ステージの加速度に応じて静圧軸受への供給圧力を変えることにより、基板ステージの移動時と整定時とで剛性を変えることが記載されている。

特開２００６−６６５８９号公報

しかしながら、特許文献１のように、静圧軸受に対する供給圧力を変えることによって静圧軸受の特性を変える場合、圧力を変更してから、変更後の圧力で基板ステージが安定するまでに一定の遅れを伴う。当該応答遅れに起因して、基板ステージの移動状態の変更に対して供給圧力の変更が間に合わない場合が生じうる。

そこで、本発明は、基板ステージの高速移動時の基板ステージの高剛性支持と基板ステージの微小移動時の基板ステージの微振動の低減とを両立できるステージ装置、リソグラフィ装置、及び物品の製造方法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可動体と、前記案内面と対向する開口部から前記案内面に向けて気体を流出させることにより前記可動体を前記案内面に対して非接触で支持する静圧軸受と、前記可動体の速度を含む移動状態に応じて前記開口部の開口面積を変える変更手段と、を有し、前記変更手段は、前記可動体の速度が第１速度のときにおける前記開口面積が第１面積となり、前記可動体の速度が前記第１速度よりも遅い第２速度のときにおける前記開口面積が前記第１面積よりも大きな第２面積となるように、前記開口面積を変えることを特徴とする。

本発明によれば、基板ステージの高速移動時の基板ステージの高剛性支持と基板ステージの微小移動時の基板ステージの微振動の低減とを両立できる。

第１実施形態に係るインプリント装置の構成を示す図である。 第１実施形態に係るステージ装置の下面図である。 第１実施形態に係るステージ装置のＹ静圧軸受まわりの拡大図である。 第１実施形態に係るＹ静圧軸受の構成を示す図である。 インプリント処理を示すフローチャートである。 エア供給切り替えとその効果を説明する図である。 第１実施形態に係る実施例の効果を示す図である。 第１実施形態に係る静圧軸受の変形例の構成を示す図である。 第２実施形態に係る静圧軸受の構成を示す図である。 第３実施形態に係る静圧軸受の構成を示す第１図である。 第３実施形態に係る静圧軸受の構成を示す第２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］
（インプリント装置の構成）
図１は、第１実施形態に係るインプリント装置の構成を示す図である。鉛直方向の軸をＺ軸、当該Ｚ軸に垂直な平面内（水平面内）で互いに直交する２軸をＸ軸及びＹ軸としている。

インプリント装置１００はモールド１０を用いて基板１の上に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。インプリント処理とは、基板１の上にインプリント材を供給し、インプリント材とモールド１０とを接触させた状態でインプリント材を硬化させ、硬化したインプリント材からモールド１０を引き離す処理を含む。インプリント処理によって、モールド１０に形成された３次元状のパターンが基板１の上に転写される。

図２はステージ装置２００の下面図（−Ｚ方向側から見た図）であり、図３はステージ装置２００のＹ静圧軸受２４まわりの拡大図である。図３は図２のＡ−Ａ断面図を含む。図１〜図３を用いてステージ装置２００の構成を説明する。

ステージ装置２００は、チャック２を介して基板１を保持して移動可能な基板ステージ（可動体）４と、基板ステージ４のＸ軸方向へ移動の案内する案内部材５と、案内部材５に連結されＹ軸方向に移動するＹ移動部３と、リニアモータ４１、４２を含む。チャック２は、真空吸着力又は静電力等を用いて基板１を保持する。基板ステージ４はリニアモータ４１、４２により定盤６に沿って移動する。基板ステージ４のＹ軸方向へ移動は案内部材３１により案内される。

リニアモータ４１の駆動により、基板ステージ４は、基板ステージ４を貫通するように配置された案内部材５に沿ってＸ軸方向に移動する。リニアモータ４１は、基板ステージ４に設けられた可動子２９と、可動子２９と対向するように案内部材５に設けられた固定子２８とを含む。リニアモータ４１は、例えば、可動子２９としての磁石と、固定子２８としての、Ｘ軸方向に沿って設けられた複数のコイルと、を含む。

基板ステージ４には、案内部材５の両側面にＹ静圧軸受２４がそれぞれ設けられている。Ｙ静圧軸受２４は、気体供給部１０６から供給された圧縮気体を開口部から案内面５ａに向けて流出させることにより、基板ステージ４をＹ軸方向に非接触で支持する（浮上させる）。これにより、Ｙ静圧軸受２４は、基板ステージ４が案内部材５に沿って移動する際のＹ軸方向への位置ずれを規制する。Ｙ静圧軸受２４には、案内部材５との間に吸引力を働かせる磁石（不図示）が配置される。

レギュレータ１０６ａは、気体供給部１０６からＹ静圧軸受２４に供給される気体の圧力を所定圧力に調整する。なお、気体供給部１０６からＹ静圧軸受２４までの経路に配置された切り替え部（変更手段）１０５、切り替え部１０５を制御する制御部１９、及び圧縮気体を流出させる開口部については後述する。

リニアモータ４２の駆動により、Ｙ移動部３は案内部材３１に沿ってＹ軸方向に移動する。リニアモータ４２は基板ステージ４から見て案内部材３１よりも外側に設けられ、Ｙ移動部３に連結された可動子３２と、可動子３３の両側面を挟むように定盤６に対して固定された固定子３３とを含む。リニアモータ４２は、例えば、可動子３２としての磁石と、固定子３３としての、Ｙ軸方向に沿って設けられた複数のコイルがと、を含む。

案内部材３１は、Ｙ移動部３の移動を案内することで間接的に基板ステージ４のＹ軸方向への移動を案内する。Ｙ移動部３の案内部材３１に対向する面にＸ静圧軸受２３が設けられている。Ｘ静圧軸受２３は、供給部（不図示）から供給された圧縮気体を開口部から案内部材３１に向けて流出させることにより、Ｙ移動部３をＸ軸方向に非接触で支持する（浮上させる）。これにより、Ｘ静圧軸受２３は、Ｙ移動部３及び基板ステージ４がＹ軸方向に沿って移動する際のＸ軸方向への位置ずれを規制する。Ｘ静圧軸受２３には、案内部材３１との間に吸引力を働かせる磁石（不図示）が配置される。

なお、案内部材３１、リニアモータ４２、Ｘ静圧軸受２３は、基板ステージ４に対して−Ｘ方向側及び＋Ｘ方向側にそれぞれ配置されている。

定盤６に対するＹ移動部３のＹ軸方向の位置を計測するためのエンコーダ４５は、案内部材３１の上面に配置されたエンコーダスケール（不図示）に照明された光の回折光を受光する。案内部材５に対する基板ステージ４の位置を計測するためのエンコーダ４６は、案内部材５の上面に配置されたエンコーダスケール（不図示）に照明された光の回折光を受光する。

基板ステージ４の定盤６と対向する側の面にはＺ静圧軸受２１が配置され、Ｙ移動部３の定盤６と対向する側の面には、Ｚ静圧軸受２２が配置されている。Ｚ静圧軸受２１、２２は、定盤６に対して圧縮気体を噴出して基板ステージ４をＺ軸方向に浮上させる。基板ステージ４およびＹ移動部３の定盤６と対向する側の面に配置され、定盤６との間に吸引力を働かせる磁石（不図示）をＺ静圧軸受２１、２２と共に、用いることにより、基板ステージ４のＺ軸方向の浮上を規制する。

次に、インプリント装置１００の、ステージ装置２００以外の構成について説明する。モールドチャック１１はモールドステージ１２に搭載され、モールド１０を保持する。アクチュエータ１５の駆動により、モールドステージ１２は主にＺ軸方向に移動する。

インプリント装置１００は、モールドステージ１２を−Ｚ方向に移動することでモールド１０と基板１の上のインプリント材とを接触させる押印動作を行う。インプリント装置１００は、モールドステージ１２を＋Ｚ方向に移動することでモールド１０と硬化させたインプリント材とを引き離す離型動作を行う。アクチュエータ１５はモールドステージ１２を移動する際に、モールド１０の傾きを調整してもよい。基板ステージ４のみが、又はモールドステージ１２及び基板ステージが、Ｚ軸方向に移動することで、押印動作及び離型動作を行ってもよい。

照射部１３はインプリント材を硬化させるための紫外光１４を射出し、紫外光１４はモールドチャック１１及びモールドステージ１２の中央部にある開口を通過しモールド１０を透過してインプリント材に照射される。

供給部１７は、ステージ装置２００により供給部１７の下方で走査移動している基板１に対してインプリント材を供給する。本実施形態では、インプリント材として紫外光１４を受光して硬化する光硬化性組成物を用いる。

アライメント検出系１６はモールドステージ１２に設けられている。アライメント検出系１６は、モールド１０に形成されたマーク３８と、基板ステージ４に設けられた基準マーク４０、基板１に形成されたマーク３９からの光を検出するための光学系及び撮像系を有する。アライメント検出系１６の検出結果に基づいて、後述の制御部１９がモールド１０との基板１とのＸ軸方向及びＹ軸方向の位置ずれ情報を求める。マーク３８、マーク３９は、例えば、クロム等の材料で形成された回折格子、又は、Ｂｏｘ ｉｎ Ｂｏｘ状等の重ね合わせ検査に適したマークである。

アライメント検出系１８は、定盤２０に吊り下げ支持されている。アライメント検出系１８は、基準マーク４０からの光及びマーク３９からの光をモールド１０を介さずに検出するための光学系及び撮像系を有する。アライメント検出系１８の検出結果に基づいて、後述の制御部１９が水平方向であるＸＹ平面内（基板の面内方向）における、基準マーク４０に対するマーク３９の位置情報を求める。

「マーク３８からの光を検出する」「マーク３９からの光を検出する」「基準マーク４０からの光を検出する」などの用語は、検出対象のマークからの光を用いて光学系により形成された像を撮像系で撮像することを意味する。これは、マーク３８からの回折光とマーク３９からの回折光とを干渉させて形成される干渉縞（モアレ縞）を撮像する場合も含む。

制御部１９はＣＰＵやメモリを有し、インプリント装置１００の各構成要素と通信回線で接続されており、これらを統括的に制御する。制御部１９のメモリには、後述の図５のフローチャートに示すプログラムが記憶されており、制御部１９のＣＰＵがこれを読み出すことでインプリント処理を実行する。

制御部１９は、アライメント検出系１６を用いてモールド１０と基板１の位置とのＸＹ平面方向の位置関係を求める。制御部１９は、アライメント検出系１８の検出結果に基づいて基板ステージ４とマーク３８のＸＹ平面方向の位置関係を求める。求めたこれらの情報を用いて、モールド１０と基板１の位置のずれが低減されるようにステージ装置２００を制御する。

制御部１９は、エンコーダ４５、４６の受光結果に基づいて、基板ステージ４の位置を求める。得られた基板ステージ４の位置に基づいて、ステージ装置２００を制御する。なお、エンコーダ４５の代わりに干渉計（不図示）を用いて基板ステージ４の位置を計測してもよい。

（静圧軸受の構成）
次に、Ｙ静圧軸受２４の構成について図４を用いて説明する。図４（ａ）はＹ静圧軸受２４を案内部材５の側面である案内面５ａ（図３に図示）から見た図である。図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ断面図及びＹ静圧軸受２４への圧縮気体を供給する供給系１１１の構成を示す図である。

Ｙ静圧軸受２４は供給系１１１から供給された圧縮気体を案内面５ａに向けて流出させるための開口部として、複数の開口（開口）１０１、１０２を有する。図４（ａ）に示す開口１０１、１０２は配置の一例である。Ｙ静圧軸受２４は、案内部材５と対向する対向面の中央部に開口１０２と、開口１０２の周囲に設けられた４つの開口１０１とを有する。

さらに、開口１０１、１０２を連結するように、田の字状に溝１０３が形成されている。溝１０３があることで、開口１０１、１０２から噴出された圧縮気体が溝１０３に沿って流れやすくなり、基板ステージ４が案内面５ａに対してバランス良く浮上する。

供給系１１１は、圧縮気体を供給する気体供給部１０６、気体供給部１０６に接続された配管１０７、大気開放された配管１０８、開口１０２に接続された配管１０９、開口１０１に接続された配管１１０、及び切り替え部１０５を有する。

切り替え部１０５は、配管１０７、１０８の接続先を切り替えるものであり、例えば電磁弁で構成される。切り替え部１０５が配管１０７と配管１０９とを接続し、かつ配管１０８と配管１１０とを接続すると、圧縮気体は開口１０２のみから流出する。切り替え部１０５が配管１０７と配管１１０とを接続し、かつ配管１０８と配管１０９とを接続すると、圧縮気体は開口１０１のみから流出する。１つの開口１０２の開口面積Ａ１と４つの開口１０１の面積を合わせた開口面積Ａ２との関係は、Ａ１＜Ａ２となるように構成されている。

このような構成により、配管１０７、１０８、１０９、１１０の接続を変更して開口の数を変えることによって、切り替え部１０５はＹ静圧軸受２４から圧縮気体を流出させるための開口部の開口面積を変更できる。このとき、気体供給部１０６からＹ静圧軸受２４に供給される気体の圧力は変化させない。

このような、開口１０１、１０２の切り替え可能な構成は、Ｘ静圧軸受２３にも適用され、かつステージ装置２００の他の静圧軸受（Ｚ静圧軸受２１、２２）にも適用されうる。本実施形態に係るステージ装置２００のように、同じ方向を規制する静圧軸受が複数ある場合には、同一方向を規制する静圧軸受の全てに適用されることが好ましい。

（開口面積の切り替えタイミング）
次に、切り替え部１０５による開口１０１と開口１０２とを切り替えて開口部の開口面積を変えるタイミングについて説明する。図５はインプリント処理を示すフローチャートである。フローチャートの開始時において、モールド１０及び未処理の基板１がインプリント装置１００内に搬入されている状態とする。また、Ｙ静圧軸受２４は、開口１０２から圧縮気体を流出させている状態である。

Ｓ１０１では供給部１７の下方で走査移動している基板１に対して供給部１７がインプリント材を供給する。Ｓ１０２では、リニアモータ４１の駆動によって、基板ステージ４がＸ軸方向に沿って移動する。これにより、基板ステージ４は、基板１のインプリント処理対象のショット領域の位置を検出するためのマーク３８が、アライメント検出系１６の検出範囲に入る位置に位置決めされる。

Ｓ１０３では、アクチュエータ１５がモールドステージ１２を−Ｚ方向に移動させることで、押印動作を開始する。それと同時に、切り替え部１０５が、圧縮気体を流出させる開口を開口１０２から開口１０１に切り替える。以下の説明において、Ｓ１０３の時刻ｔをｔ１とする。

Ｓ１０４では、Ｓ１０３で開始した押印動作が進み、モールド１０とインプリント材とが接触する接液状態となる。以下の説明において、Ｓ１０４の時刻ｔをｔ２とする。

Ｓ１０５では、モールド１０と基板１との位置合わせ（アライメント）を行う。すなわち、アライメント検出系１６がマーク３８およびマーク３９からの光を検出し、検出結果に基づいて得られたモールド１０と基板１との相対位置ずれ量を算出する。算出結果に基づいて、ステージ装置２００がモールド１０と基板１との相対位置ずれが低減するように基板ステージ４を位置決めする。Ｓ１０６では、照射部１３が紫外光１４でインプリント材を露光して、インプリント材を硬化させる。

Ｓ１０７では、アクチュエータ１５がモールドステージ１２を＋Ｚ方向に移動させることで、押印動作を開始する。それと同時に、切り替え部１０５が、圧縮気体を流出させる開口を開口１０１から開口１０２に切り替える。以下の説明において、Ｓ１０７の時刻ｔをｔ３とする。

Ｓ１０８では、離型動作が完了した状態であり、Ｓ１０９では制御部１９が次にインプリント処理すべきショット領域があるかどうかを判断する。以下の説明において、Ｓ１０８の時刻ｔをｔ４とする。

Ｓ１０９で制御部１９が次のショット領域が有ると判断した場合（Ｙｅｓ）は、Ｓ１１０に進み、ステージ装置２００が基板ステージ４を供給部１７の下方位置へ移動させる。その後、インプリント材の供給位置へＳ１０１〜Ｓ１０９のフローを繰り返す。以下の説明において、Ｓ１１０の時刻を時刻ｔ５とする。Ｓ１０９で制御部１９が次のショット領域が無いと判断した場合（Ｎｏ）は、インプリント処理を終了する。

Ｓ１０５では基板ステージ４は整定に近い状態となる。したがって、Ｓ１０５のときの基板ステージ４の加速度、速度は、Ｓ１０１、Ｓ１０２、及びＳ１１０等で基板ステージ４を移動させる時の加速度、速度よりもその絶対値は十分に小さい。

つまり、基板ステージ４の移動状態に応じて、切り替え部１０５はＹ静圧軸受２４の開口の数を切り替えることで、開口部の開口面積を変える。

基板ステージ４の移動状態が基板ステージ４の速度である場合、切り替え部１０５に対する開口の数の切り替え指示は、計測手段（不図示）により計測された基板ステージ４の加速度及び速度の少なくとも一方である速度情報に基づいて行ってもよい。例えば、基板ステージ４の速度が第１速度の時は開口１０１から圧縮気体を流出させ、基板ステージ４の速度が所定閾値よりも小さな第２速度の時は４つの開口から圧縮気体を流出させてもよい。

又は、制御部１９は、インプリント処理の所定の動作（押印動作、又は離型動作）と共に、又は、当該所定の動作から所定時間経過後に、切り替え部１０５に開口の数の切り替えを指示してもよい。

このインプリント処理のシーケンスにおける、開口部の開口面積の切り替え効果について、図６を用いて説明する。図６（ａ）は時刻ｔに対する開口の切り替えを示す図、図６（ｂ）は時刻ｔに対する基板ステージ４のＹ軸方向の振動を示す図、図６（ｃ）は時刻ｔに対する基板ステージ４の剛性を示す図、である。時刻ｔ０は時刻ｔ１以前の任意のタイミングであり、各時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５は前述のタイミングである。

時刻ｔ０〜ｔ１の間は、基板ステージ４が定盤６に沿って移動する。Ｙ静圧軸受２４の浮上量は、例えば、数μｍ〜１０数μｍに保たれる。このとき、開口１０２のみから圧縮気体を流量Ｕ１で流出させて開口１０２まわりのレイノルズ数を高く保つ。これにより、基板ステージ４の剛性をＫ_Ｕに保ち、基板ステージ４を高速で移動させた場合であっても、ローリングやピッチング、ヨーイング等に起因してＹ静圧軸受２４の浮上量が下がり基板ステージ４と案内面５ａとが干渉することを防ぐことができる。これにより、基板ステージ４等が破損したりパーティクルが発生したりすることを抑制している。

時刻ｔ１で切り替え部１０５が気体供給部１０６に接続される開口を１つの開口１０２から４つの開口１０１に切り替えると、圧縮気体を流出させる開口部の開口面積が増大する。１つの開口１０１から流出する気体の流量Ｕ２が、前述の流量Ｕ１よりも小さくなる。１つの開口から流出する気体の流量が小さくなることにより、開口１０１まわりのレイノルズ数が低下し、開口１０１から流出した気体は、層流、又は層流に近い状態となって流れる。時刻ｔ１で切り替える前に比べ、流出した気体の乱れに起因する基板ステージ４の振動が低下する。これにより、振動の平均振幅をＡ_ａからＡ_ｂに低下することができる。

基板ステージ４の振動が低減されることにより、基板ステージ４の位置計測結果の誤差を低減し、制御部１９により算出されるモールド１０と基板１との相対位置ずれ量の算出誤差を低減させることができる。

圧縮気体の圧力にもよるが、通常、開口１０２のみを用いたときのＹ静圧軸受２４には１０〜数１００Ｈｚ、振幅が数ｎｍ〜３０ｎｍ程度の微振動が生じる。Ｓ１０５において数ｎｍ〜１０数ｎｍのモールド１０と基板１との位置合わせ精度が達成目標の場合に、開口面積の切り替え無しにはＹ静圧軸受２４の微振動に起因して達成することができない。

一方、本実施形態では、１つの開口１０２から４つの開口１０１に開口の数を切り替えて１つの開口１０１あたりから流出する気体の流量を１つの開口１０２から流出する気体の流量よりも小さくする。これにより、Ｙ静圧軸受２４を介して基板ステージ４の微振動の振幅を低減することができる。

基板ステージ４に伝わる振動を低減してモールド１０と基板１との相対位置の検出精度を高めることができる。さらにそのままの振動状態でモールド１０と基板１との位置合わせ及びインプリント材の硬化をすることができる。よって、基板１に既に形成されている下地パターンと、新たに基板１の上に形成される硬化したインプリント材のパターンとを高精度に重ね合わせることができる。

ステージ装置２００を、アライメントやインプリント材の硬化時において供給圧力を低減する場合に比べて素早くステージ装置２００の微振動を低減することができる。

なお、時刻ｔ１の直後の時刻ｔ２はモールド１０が基板１上のインプリント材に接液してインプリント材の粘弾性力がはたらく。よって、モールド１０がインプリント材と接液していない場合に比べて剛性がＫ_Ｌに低下することよる案内面５ａとの干渉リスクは小さくなる。

Ｙ静圧軸受２４において使用する開口の数の切り替え動作は、前述の押印動作又は離型動作と同時の場合に限られない。例えば、基板ステージ４がアライメント検出系１６の検出範囲にマーク３８が入る所定位置に移動した後、時刻ｔ２におけるモールド１０と基板１との位置合わせ動作が完了するまでの間で切り替え部１０５が開口部の開口面積を大きくすればよい。切り替え部１０５が開口部の開口面積を小さくするタイミングは、Ｓ１０６の工程が終了してから時刻ｔ５の前までであればよい。

なお、切り替え部１０５は、開口１０１のみから圧縮気体を流出させる場合と開口１０２のみから圧縮気体を流出させる場合と、を切り替える場合の実施形態を説明したが、切り替え部１０５はその他の態様で開口面積を変更してもよい。例えば、切り替え部１０５は、開口１０１のみから圧縮気体を流出させる場合と、開口１０１及び開口１０２から圧縮気体を流出させる場合とを切り替える機構であってもよい。開口１０２が複数ある場合であっても、当該複数の開口１０２を合わせた開口面積Ａ３と、前述の開口面積Ａ２との間に、Ａ３＜Ａ２が成り立つのであれば、開口１０２は複数あってもよい。特に２×Ａ３＜Ａ２が成り立つことが好ましい。

（実施例）
第１実施形態の実施例について、図７を用いて説明する。ただし、当該実施例は、中央部に開口１０２のみが形成された静圧軸受から圧縮気体を流出させる場合と、４つの開口１０１が形成された静圧軸受から圧縮気体を流出させる場合とを、同一条件の条件下で個別に実施したときの実施例である。圧縮気体の供給条件は、開口１０２のみから気体を流出させたときの案内面に対する浮上量が８μｍとなる条件とした。

図７（ａ）、図７（ｂ）は、いずれも、横軸が時間、縦軸がＹ静圧軸受２４の案内面５ａ側の位置を示している。図７（ａ）は中央部に開口１０２のみが形成された静圧軸受から圧縮気体を流出させたときの振動状態を示しており、図７（ｂ）は、１つあたりの面積が開口１０２と同一の開口１０１が４つ形成された静圧軸受から圧縮気体を流出させる場合とを示している。図７（ａ）の場合は、振幅が１１．１ｎｍ、図７（ｂ）の場合は振幅が１．６となり、静圧軸受けに伝わる振動を約１／５に低減できた。

（第１実施形態の変形例）
開口１０１、１０２及び溝１０３のように、圧縮気体を流出させる開口や流出させた気体を整流する溝の配置や数は、図４に示す配置に限られない。Ｙ静圧軸受２４の、案内部材５と対向する面内で対称的に開口を配置することが可能であれば、別の配置でも構わない。特に、基板ステージ４を案内面５ａに対してバランス良く浮上させるためにも、圧縮気体を流出させる開口はＹ静圧軸受２４の移動方向であるＸ軸方向に関し線対称に配置されていることが好ましい。

図８（ａ）、図８（ｂ）は、Ｙ静圧軸受２４の変形例に係る静圧軸受を、案内部材５の側から見た図である。図８（ａ）に示す静圧軸受は、中央部の開口２０２と、当該開口２０２の上下左右及び斜め方向に離れて配置された開口２０１とを含む。溝２０３は、開口２０２及び開口２０１同士を結ぶように、Ｘ軸方向、Ｚ軸方向に形成されている。例えば、切り替え部１０５は、時刻ｔ１において圧縮気体を流出させる開口を開口２０２から開口２０１に変えることで開口面積を変える。

図８（ｂ）に示す静圧軸受は同心円状の２つの溝３０３、３０４及び内円の溝３０３を結ぶ２つの直線状の溝３０５を含み、溝３０３と溝３０５との交点に開口３０１、溝３０５同士の交点に開口３０２を含む。例えば、切り替え部１０５は、時刻ｔ１において圧縮気体を流出させる開口を開口３０２から開口３０１に変えることで開口面積を変える。これにより、前述と同様の効果を得ることができる。

また、開口１０１、１０２の形状は、流出させる気体の流れを乱さない範囲であれば円形以外の形状であってもよい。

［第２実施形態］
開口１０１、１０２の配置や溝１０３の配置次第では、切り替え部１０５が圧縮気体を流出させる開口の数を切り替えたときに、案内面５ａに対するＹ静圧軸受２４の浮上量がサブミクロン〜１．２μｍ程度変化する場合がある。そこで、第２実施形態に係るＹ静圧軸受２４は、開口の数の切り替えに伴うＹ静圧軸受２４の浮上量の変化を低減するための機構を有する。

第２実施形態に係るＹ静圧軸受２４の構成について、図１０を用いて説明する。図１０（ａ）はＹ静圧軸受２４を案内面５ａから見た図である。図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。既出の図面と同一の部材には同一の番号を付し、重複する詳細な説明は省略する。

Ｙ静圧軸受２４に設けられた吸引口１２０に配管１２１を介して接続された排気部１２３を有する。排気部１２３は例えば排気力が変更可能な真空ポンプであって、案内面５ａとＹ静圧軸受２４との間の気体を配管１２１及び吸引口１２０を介して吸引することにより、案内部材５を吸引する力（吸引力）を発生させる発生手段として機能する。

したがって、排気部１２３は、制御部１９の指示を受けて排気部１２３は案内部材５に対する吸引力を変えることによって案内面５ａとＹ静圧軸受２４との距離を微調整できる。例えば、切り替え部１０５による開口数の切り替えによって、案内面５ａに対するＹ静圧軸受２４の浮上量が減少するのであれば、制御部１９の指示に基づいて当該浮上量の減少が低減するように吸引力を小さくする。また、切り替え部１０５による開口数の切り替えによって、案内面５ａに対するＹ静圧軸受２４の浮上量が増大するのであれば制御部１９の指示に基づいて当該浮上量の増加が低減するように吸引力を大きくする。

本実施形態でも切り替え部１０５が基板ステージ４の移動に応じて圧縮気体を流出させる開口部の開口面積を変える。よって、第１実施形態に係るステージ装置２００と同様、基板ステージ４の高速移動時の基板ステージ４の高剛性支持と基板ステージ４の微小移動時の基板ステージ４の微振動の低減とを両立できる。さらに、案内部材５とＹ静圧軸受２４との一方が他方を吸引する力を変えることで開口面積の変更とともに生じるＹ静圧軸受２４の浮上量の変化を低減させることができる。

なお、排気部１２３を搭載している場合は、予圧用の磁石は搭載されていなくてもよい。基板ステージ４の移動の案内機能に影響が少なければ、排気部１２３と接続される開口がＹ静圧軸受２４の側ではなく、案内部材５の側に設けられていてもよい。また、排気部１２３の代わりに、案内部材５とＹ静圧軸受２４との一方に設けられた電磁石を、磁性材料で構成された他方を吸引する吸引力を生じさせる発生手段として用いてもよい。

［第３実施形態］
Ｙ静圧軸受２４に設けられた１つ又は複数の開口のうち、１つあたりの開口の面積を変えることによっても、圧縮気体を流出させる開口部の面積を変えることができる。これにより開口から流出する圧縮気体のレイノルズ数は低減する。そこで、第３実施形態に係るＹ静圧軸受２４は、開口部の面積を変える変更手段として、１つの開口の開口面積を変更可能な機構を有する。

第３実施形態に係る変更手段の一例を図１０（ａ）及び図１０（ａ）のＤ−Ｄ断面図である図１０（ｂ）に示す。ステージ装置２００は、当該変更手段として、気体供給部１０６と接続された開口４０１の中心位置は変えずにその半径を変えるための羽部（駆動機構）４０３と、羽部４０３を駆動する駆動部４０４と、を有する絞り４０２を有する。制御部１９からの指示に基づいて絞り４０２は羽部４０３を駆動し、基板ステージ４の移動状態に応じて開口３０１の面積を変える。

第３実施形態に係る変更手段の別の例を図１１（ａ）及び図１１（ａ）のＥ−Ｅ断面図である図１１（ｂ）に示す。ステージ装置２００は、当該変更手段として、Ｙ静圧軸受２４に設けられた開口５０３よりも小さな開口面積の開口５０１を備え、開口５０３の一部を遮蔽するようにスライド可能なスライド部材（駆動機構）５０２を有する。

制御部１９の指示に基づいて不図示の駆動部はスライド部材５０２を駆動し、基板ステージ４の移動状態に応じて開口５０３の面積を変える。例えば、基板ステージ４が前述のインプリント処理のＳ１０３では、スライド部材５０２を開口５０３の一部を遮蔽するように図１１（ｂ）の位置に配置して開口部の面積を小さくする。インプリント処理のＳ１０７では、破線で示した位置にスライド部材５０２を配置して開口部の面積を大きくする。

このように、羽部４０３やスライド部材５０２等の駆動機構を用いて同一の開口の開口面積を変えることによっても、レイノルズ数の大きさを変えることができる。このような開口面積の変更を基板ステージ４の移動状態に応じて行うことで、基板ステージ４の高速移動時の基板ステージ４の高剛性支持と基板ステージ４の微小移動時の基板ステージ４の微振動の低減とを両立できる。

第３実施形態に係るステージ装置２００は、第１実施形態又は第２実施形態と組み合わせて実施することで、開口面積の変更幅を大きくしてもよい。また、複数の開口のうち少なくとも１つの開口の面積を変えることによって
本実施形態を含め、各実施形態において、静圧軸受に供給される圧力を変えないまま当該静圧軸受けの開口部の開口面積を変える場合を説明したが、開口面積の切り替えと併せて圧力を変更してもよい。例えば、制御部１９の指示に基づいてレギュレータ（圧力変更手段）１０６ａが、基板ステージ４の移動状態に応じて気体供給部１０６から静圧軸受けに供給される気体の圧力を変更してもよい。例えば、前述のインプリント処理におけるＳ１０３で圧力を低減させ、Ｓ１０７で低減させた圧力を元に戻してもよい。多少の応答遅れは生じるが、基板ステージ４の振動をさらに低減させることができる。

［その他の実施形態］
本発明のその他の実施形態について説明する。

Ｙ静圧軸受２４の開口面積を変える場合を中心に説明したが、開口面積の変更対象の静圧軸受はこれに限られない。各実施形態に係る発明は、Ｚ静圧軸受２１、２２、Ｘ静圧軸受２３、及びＹ静圧軸受２４及びの少なくとも一つに適用可能である。アライメント検出系１６によるマーク検出の際には、基板ステージ４のＸＹ方向の微振動を低減させることが重要となる。そのため、特に。基板１に一番近いＹ静圧軸受２４、Ｘ静圧軸受２３の優先順位で適用されることが好ましい。

インプリント材には、硬化用のエネルギーが与えられることにより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、熱等が用いられる。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、紫外線等の光である。

硬化性組成物は、光の照射により、又は、加熱により硬化する組成物である。このうち、光により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また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、界面活性剤、酸化防止剤、ポリマー成分等の群から選択される少なくとも一種である。

インプリント材は、スピンコーターやスリットコーターにより基板１の上に膜状に付与される。或いは液体噴射ヘッドにより、液滴状、或いは複数の液滴が繋がってできた島状又は膜状となって基板１の上に付与されてもよい。インプリント材の粘度（２５℃における粘度）は、例えば、１ｍＰａ・ｓ以上１００ｍＰａ・ｓ以下である。

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、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。

ステージ装置２００は、インプリント装置１００に限られず、案内面に沿って可動な基板ステージに載置された基板の上に原版を用いてパターンを形成するその他のリソグラフィ装置（パターン形成装置）にも搭載されうる。

リソグラフィ装置は、例えば、原版（レチクル）に形成された回路パターン等のパターンを基板１に転写することにより、基板１の上にレジストの潜像パターンを形成する露光装置でもよい。露光装置においてレジストを露光するための露光光は、例えば、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）、ＡｒＦレーザ光（波長１９３ｎｍ）、ＥＵＶ光（波長１３ｎｍ）等の各種光線から選択可能である。リソグラフィ装置は、荷電粒子線やレーザビームを照射することによって基板１の上に潜像パターンを形成する描画装置等でもよい。

いずれのリソグラフィ装置においても、一般的に、原版や基板に設けられたマークからの光を検出するアライメント検出系を有する。よって変更手段はアライメント検出系の検出範囲に基板に設けられたマークが入る所定位置に基板ステージが移動してから、当該マークからの光（マークの像）の検出が完了するまでの間に、静圧軸受の開口部の開口面積を変更前よりも大きくする。また、変更手段は、第１領域（第１ショット領域）にパターンを形成した後に次にパターンが形成すべき第２領域（第２ショット領域）へのパターン形成のために基板ステージ４をステップ移動させる間に、静圧軸受の開口部の開口面積を変更前よりも小さくする。これにより、基板ステージが大ストロークで移動するときには剛性を高くし、マークからの光の検出など整定を要する時は振動を低減することができる。

リソグラフィ装置が基板ステージ４を整定させた状態で基板を露光するステップアンドリピート方式で露光する露光装置（ステッパ）の場合、基板の露光タイミングに合わせて静圧軸受の開口部の開口面積が大きくしてもよい。基板ステージが大ストロークで移動するときには剛性を高くし、露光時など整定を要する時は振動を低減することができる。

［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形成された潜像パターン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、又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、モールド１０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。モールド１０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１の加工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。

次に、物品の具体的な製造方法について図１２を用いて説明する。図１２（ａ）に示すように、絶縁体等の被加工材２ｚが表面に形成されたシリコンウエハ等の基板１を用意し、続いて、インクジェット法等により、被加工材２ｚの表面にインプリント材３ｚを付与する（前述のＳ１０１）。ここでは、複数の液滴状になったインプリント材３ｚが基板上に付与された様子を示している。

図１２（ｂ）に示すように、インプリント用のモールド１０を、その凹凸パターンが形成された側を基板上のインプリント材３ｚに向け、対向させる。図１２（ｃ）に示すように、インプリント材３ｚが付与された基板１とモールド１０とを接触させ、圧力を加える（前述のＳ１０４）。インプリント材３ｚはモールド１０と被加工材２ｚとの隙間に充填される。この状態で硬化用のエネルギーとして光をモールド１０を透して照射すると、インプリント材３ｚは硬化する（前述のＳ１０６）。

図１２（ｄ）に示すように、インプリント材３ｚを硬化させた後、モールド１０と基板１を引き離すと、基板１上にインプリント材３ｚの硬化物のパターンが形成される（前述のＳ１０８）。この硬化物のパターンは、型の凹部が硬化物の凸部に、型の凸部が硬化物の凹部に対応した形状になっており、即ち、インプリント材３ｚにモールド１０の凹凸パターンが転写されたことになる。

図１２（ｅ）に示すように、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、硬化物が無いか或いは薄く残存した部分が除去され、溝５ｚとなる。図１２（ｆ）に示すように、硬化物のパターンを除去すると、被加工材２ｚの表面に溝５ｚが形成された物品を得ることができる。ここでは硬化物のパターンを除去したが、加工後も除去せずに、例えば、半導体素子等に含まれる層間絶縁用の膜、つまり、物品の構成部材として利用してもよい。

基板１の加工工程はさらに、他の周知の加工工程（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。

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。

１ 基板
４ 可動体
５ａ 案内面
２４ 静圧軸受
１０１、１０２、２０１、２０２、３０１、３０２、４０１、５０１、５０３ 開口（開口部）
１０６ 気体供給部
１０５、４０２ 切り替え部（変更手段）
２００ ステージ装置

Claims (15)

1. 案内面に沿って移動可能な可動体と、
   前記案内面と対向する開口部から前記案内面に向けて気体を流出させることにより前記可動体を前記案内面に対して非接触で支持する静圧軸受と、
   前記可動体の速度を含む移動状態に応じて前記開口部の開口面積を変える変更手段と、を有し、
   前記変更手段は、前記可動体の速度が第１速度のときにおける前記開口面積が第１面積となり、前記可動体の速度が前記第１速度よりも遅い第２速度のときにおける前記開口面積が前記第１面積よりも大きな第２面積となるように、前記開口面積を変えることを特徴とするステージ装置。
2. 前記開口部は複数の開口を有し、
   前記変更手段は、前記気体の流出に用いる前記開口の数を変えることで前記開口面積を変えることを特徴とする請求項１に記載のステージ装置。
3. 前記開口部は１又は複数の開口を有し、
   前記変更手段は、前記１つの開口の開口面積または前記複数の開口それぞれの面積を変えるための駆動機構を含み、当該駆動機構の駆動により前記開口面積を変えることを特徴とする請求項１又は２に記載のステージ装置。
4. 前記案内面を備えた部材と前記静圧軸受とのうち、一方が他方を吸引する吸引力を生じさせる発生手段を有し、
   前記発生手段は、前記開口面積の変更とともに生じる前記静圧軸受の浮上量の変化を、前記吸引力を変えることで低減させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のステージ装置。
5. 前記気体を前記静圧軸受に供給する気体供給部を有し、
   前記可動体の移動状態に応じて前記気体供給部から前記静圧軸受に供給される気体の圧力を変える圧力変更手段を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のステージ装置。
6. 前記複数の開口は、前記静圧軸受の前記案内面との対向面において、前記可動体の移動方向に関して線対称で配置されていることを特徴とする請求項２に記載のステージ装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載のステージ装置を有し、
   前記可動体に載置された基板上に原版を用いてパターンを形成することを特徴とするリソグラフィ装置。
8. 前記基板に設けられたマークからの光を検出する検出系を有し、
   前記可動体が前記検出系の検出範囲に前記マークが入る所定位置に移動したあと、前記検出系による前記マークからの光の検出が完了するまでの間に、前記変更手段は前記開口面積を前記第１面積から前記第２面積に変えることを特徴とする請求項７に記載のリソグラフィ装置。
9. 前記静圧軸受は前記可動体を水平方向に非接触で支持する手段であり、
   前記検出系の検出結果に基づいて前記基板の前記水平方向の位置情報を求めることを特徴とする請求項８に記載のリソグラフィ装置。
10. 前記リソグラフィ装置は、型を用いて前記基板上にインプリント材のパターンを形成するインプリント装置であって、
    前記所定位置は前記可動体が前記型と対向する位置であることを特徴とする請求項８に記載のリソグラフィ装置。
11. 前記変更手段は、前記基板上の第１領域に前記インプリント材のパターンを形成した後、かつ前記第１領域とは異なる第２領域へのインプリント処理のために再び前記可動体が移動し始める前までに、前記開口面積を前記第２面積から前記第２面積よりも小さな面積に変えることを特徴とする請求項１０に記載のリソグラフィ装置。
12. 原版を用いて基板上にパターンを形成するリソグラフィ装置であって、
    前記基板を保持して、案内面に沿って移動可能な可動体と、
    前記案内面と対向する開口部から前記案内面に向けて気体を流出させることにより前記可動体を前記案内面に対して非接触で支持する静圧軸受と、
    前記可動体の移動状態に応じて前記開口部の開口面積を変える変更手段と、
    前記基板に設けられたマークからの光を検出する検出系と、を有し、
    前記可動体が前記検出系の検出範囲に前記マークが入る所定位置に移動したあと、前記検出系による前記マークからの光の検出が完了するまでの間に、前記変更手段は前記開口面積を第１面積から該第１面積よりも大きな第２面積に変え、
    前記基板上の第１領域に前記パターンを形成した後、かつ前記第１領域とは異なる第２領域へのパターン形成のために前記可動体が再び移動し始める前までに、前記開口面積を前記第２面積から前記第２面積よりも小さな面積に変えることを特徴とするリソグラフィ装置。
13. 型を用いて基板上にインプリント材のパターンを形成するインプリント装置であって、
    前記基板を保持して、案内面に沿って移動可能な可動体と、
    前記案内面と対向する開口部から前記案内面に向けて気体を流出させることにより前記可動体を前記案内面に対して非接触で支持する静圧軸受と、
    前記可動体の移動状態に応じて前記開口部の開口面積を変える変更手段と、
    前記基板に設けられたマークからの光を検出する検出系と、を有し、
    前記可動体が前記検出系の検出範囲に前記マークが入る所定位置に移動したあと、前記基板の面内方向における前記型と前記基板との位置合わせが完了するまでの間に、前記変更手段は前記開口面積を第１面積から該第１面積よりも大きな第２面積に変え、
    前記基板上の第１領域に前記パターンを形成した後、かつ前記第１領域とは異なる第２領域へのパターン形成のために前記可動体が再び移動し始める前までに、前記開口面積を前記第２面積から前記第２面積よりも小さな面積に変えることを特徴とするインプリント装置。
14. 請求項７乃至１２のいずれか１項に記載のリソグラフィ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前記基板を処理する処理工程と、を有し、
    前記処理した基板の少なくとも一部を含む物品を製造することを特徴とする物品の製造方法。
15. 請求項１３に記載のインプリント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前記基板を処理する処理工程と、を有し、
    前記処理した基板の少なくとも一部を含む物品を製造することを特徴とする物品の製造方法。

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