JP7060995B2 - ステージ装置、リソグラフィ装置、および物品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ステージ装置、リソグラフィ装置、および物品の製造方法に関する。

半導体デバイスなどの製造に用いられるリソグラフィ装置では、基板や原版等を保持するステージの駆動機構として、例えば、複数のコイルが配列された固定子と、該ステージが設けられた可動子とを有するリニアモータが用いられうる。リニアモータは、一般に、固定子におけるコイルの配列方向に沿って可動子を駆動する機能を有するが、固定子に対して可動子を浮上させることができない。そのため、リニアモータを有するステージ装置では、静圧軸受など、ステージ（可動子）を浮上させるための機構が別途設けられうる。特許文献１には、定盤に向けて気体を噴出することによりステージを浮上させる空気軸受（エアベアリング）を設けたステージ装置が提案されている。

特開平１１－２３７５２号公報

特許文献１に記載されているように、空気軸受を有するステージ装置では、定盤への気体の噴出によって定盤上のパーティクル（異物）が飛散し、基板や原版などが汚染されることがある。

そこで、本発明は、単純な構成でステージを浮上させるために有利なステージ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一側面としてのステージ装置は、ステージを駆動するステージ装置であって、前記ステージの駆動方向に沿って複数のコイルが配列された固定子と、前記ステージが設けられた可動子とを有するリニアモータと、前記リニアモータを制御する制御部と、を含み、前記可動子は、前記複数のコイルの上方および下方のうち一方に設けられた永久磁石と、他方に設けられた電磁石とを有し、前記固定子は、前記複数のコイルにおける前記電磁石側を覆うように設けられたヨーク部材を有し、前記永久磁石は、前記ヨーク部材と前記永久磁石との間に引力が生じるように配置され、前記電磁石は、前記電磁石への通電によって前記ヨーク部材と前記電磁石との間に引力が生じるように配置され、前記制御部は、前記複数のコイルおよび前記電磁石への通電を制御することにより、前記固定子に対する前記可動子の浮上を制御するとともに、前記駆動方向への前記ステージの駆動を制御する、ことを特徴とする。

本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。

本発明によれば、例えば、単純な構成でステージを浮上させるために有利なステージ装置を提供することができる。

インプリント装置の構成を示す概略図である。 第１実施形態のステージ装置の構成例を示す図である。 第１実施形態のステージ装置の構成例を示す図である。 第１実施形態のステージ装置の構成例を示す図である。 第１リニアモータで発生する引力を説明するための図である。 可動子に浮上力を発生させる原理を説明するための図である。 第２実施形態のステージ装置の構成例を示す図である。 第３実施形態のステージ装置の構成例を示す図である。 第４実施形態のステージ装置の構成例を示す図である。 物品の製造方法を示す図。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材ないし要素については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

以下の実施形態では、モールド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に本発明のステージ装置を適用する例を説明するが、それに限られるものではない。例えば、マスクのパターンを基板上に転写する露光装置や、荷電粒子線を基板に照射して当該基板にパターンを形成する描画装置などの他のリソグラフィ装置においても、本発明のステージ装置を適用することができる。また、以下では、基板の面と平行な面内で互いに直交する方向をＸ方向、Ｙ方向とし、基板の面に垂直な方向をＺ方向とする。

＜第１実施形態＞
本発明に係る第１実施形態のインプリント装置１００について説明する。インプリント装置は、基板上に供給されたインプリント材と型とを接触させ、インプリント材に硬化用のエネルギーを与えることにより、型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装置である。例えば、本実施形態のインプリント装置１００は、基板上にインプリント材Ｒを供給し、凹凸のパターンが形成されたモールドＭ（型）を基板上のインプリント材Ｒに接触させた状態で当該インプリント材Ｒを硬化させる。そして、モールドＭと基板Ｗとの間隔を広げて、硬化させたインプリント材ＲからモールドＭを剥離（離型）することにより、インプリント材Ｒのパターンを基板上に形成する。以下では、このようにインプリント装置１００で行われる一連の処理を「インプリント処理」と呼ぶことがある。

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、紫外線などの光である。

硬化性組成物は、光の照射により、あるいは、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、重合成化合物と光重合開始材とを少なくとも含有し、必要に応じて非重合成化合物または溶剤を含有してもよい。非重合成化合物は、増感剤、水素供与体、内添型離型剤、界面活性剤、酸化防止剤、ポリマ成分など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、スピンコータやスリットコータにより基板上に膜状に付与される。あるいは、液体噴射ヘッドにより、液滴状、あるいは複数の液滴が繋がってできた島状または膜状となって基板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。

［インプリント装置の構成］
図１は、本実施形態のインプリント装置１００の構成を示す概略図である。インプリント装置１００は、モールド保持部１と、基板ステージ２と、駆動部３と、計測部４と、硬化部５と、吐出部６（供給部）と、搬送部７と、制御部８とを含みうる。制御部８は、例えばＣＰＵやメモリ（記憶部）などを有し、インプリント処理を制御する（インプリント装置１００の各部を制御する）。図１に示す例では、モールド保持部１、計測部４、硬化部５および吐出部６はそれぞれ構造体９によって支持されており、基板ステージ２は定盤１０の上方を移動可能に構成されている。また、本実施形態では、基板ステージ２を駆動するステージ装置が、駆動部３と制御部８とによって構成されうる。

モールドＭは、通常、石英など紫外線を透過させることが可能な材料で作製されており、基板側の面における一部の領域には、基板上のインプリント材Ｒに転写するための凹凸のパターンが形成されている。また、基板Ｗとしては、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Ｗとしては、具体的に、シリコンウェハ、化合物半導体ウェハ、石英ガラスなどである。また、インプリント材の付与前に、必要に応じて、インプリント材と基板との密着性を向上させるために密着層を設けてもよい。

モールド保持部１は、例えば真空吸着などによりモールドＭを保持するとともに、モールドＭと基板Ｗとの間隔を変更するようにモールドＭをＺ方向に駆動する。モールド保持部１は、Ｚ方向にモールドＭを駆動するだけではなく、例えばＸＹ方向やθ方向（Ｚ軸周りの回転方向）にモールドＭを駆動する機能などを有してもよい。また、基板ステージ２は、例えば真空吸着などにより基板Ｗを保持し、駆動部３によって例えばＸＹ方向に駆動される。駆動部３の具体的な構成については後述する。

計測部４は、例えば撮像素子を含むスコープを有し、モールドＭに設けられたマークと基板Ｗに設けられたマークとの位置関係を該スコープで検出することにより、モールドＭと基板Ｗとの相対位置を計測する。硬化部５は、モールドＭと基板上のインプリント材Ｒとが接触している状態で、インプリント材ＲにモールドＭを介して光（例えば紫外線）を照射し、インプリント材Ｒを硬化させる。吐出部６は、基板上にインプリント材Ｒ（未硬化樹脂）を吐出（供給）する。また、搬送部７は、例えばロボットハンド７ａを含み、該ロボットハンド７ａによって基板ステージ２上に基板Ｗを搬送したり、基板ステージ２上から基板Ｗを回収したりしうる。

［ステージ装置の構成］
次に、基板ステージ２を駆動するステージ装置の構成について、図２～図４を参照しながら説明する。図２～図４は、本実施形態のステージ装置の構成例を示す図である。図２は、ステージ装置を上方（＋Ｚ方向）から見た図を示し、図３は、図２のＡ－Ａ’断面を－Ｙ方向側から見た図を示し、図４は、図２のＢ－Ｂ’断面を＋Ｘ方向側から見た図を示している。図２～図４に示す例では、基板ステージ２および駆動部３が図示されており、駆動部３とともにステージ装置を構成する制御部８については図示を省略している。

基板ステージ２は、図３に示すように、例えば、真空吸着などにより基板を保持する基板チャック２１と、基板チャック２１を支持する支持板２２と、基板チャックに対して基板Ｗを昇降させる昇降機構２３とを含みうる。昇降機構２３は、例えば、ロボットハンド７ａによる基板の搬送・回収を行う際、基板チャック２１の保持面からリフトピン２３ａを突出させることにより、基板チャック２１と基板Ｗとを離間させることができる。

駆動部３は、基板ステージ２をＹ方向に駆動する第１リニアモータ３０（第１駆動部）と、基板ステージ２を第１リニアモータ３０とともにＸ方向に駆動する第２リニアモータ４０（第２駆動部）とを含みうる。

まず、第１リニアモータ３０の構成について説明する。第１リニアモータ３０は、基板ステージ２の駆動方向（Ｙ方向）に沿って複数のコイル３１が配列された固定子３０ａと、固定子３０ａに沿ってＹ方向に移動可能な可動子３０ｂとを含む。可動子３０ｂは、図３に示すように、固定子３０ａが貫通し且つ基板ステージ２（支持板２２）が取り付けられた筐体３２と、筐体３２内における固定子３０ａの下方に配置されたハルバッハ配列の永久磁石３３とを有する。そして、固定子３０ａの各コイル３１の通電が制御部８によって制御されることで、可動子３０ｂ（筐体３２）を固定子３０ａに沿って移動させ、基板ステージ２をＹ方向に駆動することができる。具体的には、固定子３０ａにおける複数のコイル３１において、通電するコイル３１を制御部８で切り換えることにより、可動子３０ｂにＹ方向の推力を発生させ、可動子３０ｂを固定子３０ａに沿って移動させることができる。

本実施形態の第１リニアモータ３０では、固定子３０ａは、ヨーク部材３４を更に有し、可動子３０ｂは、筐体３２内における固定子３０ａの上方に設けられた電磁石３５を更に有する。ヨーク部材３４は、例えば金属材料で構成され、複数のコイル３１の電磁石側を覆うように設けられうる。電磁石３５は、例えば通電コイル３６とサーチコイル３７とが取り付けられたＥ型の磁性体コアによって構成されうる。電磁石３５では、ヨーク部材３４と永久磁石３３との間に働く引力と、ヨーク部材３４と電磁石３５との間に働く引力とがつり合うように、サーチコイル３７で検知された鎖交磁束量に基づいて、通電コイル３６への通電が制御部８によって制御される。これにより、固定子３０ａに対して可動子３０ｂを浮上させることができる。また、電磁石３５は、図２に示すように、ＸＹ方向に離間して複数設けられうる（図中では４個の電磁石３５ａ～３５ｄ）。このように複数の電磁石３５を設けることにより、各電磁石３５とヨーク部材３４との間に働く引力を調整し、駆動方向に平行な軸周り（ωＹ方向）、および駆動方向に垂直な軸周り（ωＸ方向）における基板ステージ２の姿勢（傾き）を制御することができる。

例えば、図５に示すように、ヨーク部材３４と永久磁石３３との間に働く引力（Ｚ方向）をＦｚとし、ヨーク部材３４と各電磁石３５ａ～３５ｄとの間に働く引力（Ｚ方向）をそれぞれＦａ～Ｆｄとする。この場合、可動子３０ｂを固定子３０ａに対して浮上させるためには、以下の式（１）で表わされるように、引力Ｆｚと引力Ｆａ～Ｆｄとの合力が、可動子３０ｂの自重ｍ（基板ステージ２の自重を含む）によって生じる重力Ｆｍとつり合っている必要がある。そのため、制御部８は、サーチコイル３７での検知結果に基づいて、式（１）が満たされるように各電磁石３５ａ～３５ｄの通電コイル３６への通電を制御することで、可動子３０ｂを固定子３０ａに対して浮上させることができる。
Ｆｚ＋Ｆａ＋Ｆｂ＋Ｆｃ＋Ｆｄ＝Ｆｍ ・・・（１）

一方、駆動方向に平行な軸周り（ωＹ方向）のモーメントについては、固定子３０ａの重心と可動子３０ｂの重心とのＸ方向のずれ量をＬｘとし、固定子３０ａの重心からの各電磁石３５の距離をΔｘとすると、以下の式（２）を満たす必要がある。同様に、駆動方向に垂直な軸周り（ωＸ方向）のモーメントについては、固定子３０ａの重心と可動子３０ｂの重心とのＹ方向のずれ量をＬｙとし、固定子３０ａの重心からの各電磁石３５の距離をΔｙとすると、以下の式（３）を満たす必要がある。そのため、制御部８は、サーチコイル３７での検知結果に基づいて、式（２）および式（３）が満たされるように各電磁石３５の通電コイル３６への通電を制御することで、可動子３０ａ（即ち、基板ステージ２）の姿勢を制御することができる。
（－Ｆａ＋Ｆｂ＋Ｆｃ－Ｆｄ）・Δｘ＝Ｆｍ・Ｌｘ ・・・（２）
（Ｆａ＋Ｆｂ－Ｆｃ－Ｆｄ）・Δｙ＝Ｆｍ・Ｌｙ ・・・（３）

また、第１リニアモータ３０には、可動子３０ｂの位置を計測するためのエンコーダ３８と、駆動方向と垂直な横方向（Ｘ方向）における固定子３０ａと可動子３０ｂとの相対位置を調整する調整機構３９とが設けられうる。

エンコーダ３８は、固定子３０ａに取り付けられてＹ方向に延伸するスケール３８ａと、可動子３０ｂに取り付けられたヘッド３８ｂ（受光部）とを有し、Ｘ方向における複数の電磁石３５の間に配置されうる。本実施形態のエンコーダ３８は、図２に示すように、固定子３０ａに対する可動子３０ｂのＹ方向の位置を計測するための２つのヘッド３８ｂｙと、固定子３０ａに対する可動子３０ｂのＸ方向の位置を計測するためのヘッド３８ｂｘとを含みうる。Ｙ方向の位置を計測するためのヘッド３８ｂｙを２つ設けることにより、Ｚ軸周り（ωＺ方向）における基板ステージ２の姿勢（回転量）も計測することができる。

調整機構３９は、図２～図３に示すように、Ｘ方向における固定子３０ａ（複数のコイル３１）の側面に取り付けられた第２コイル３９ａと、第２コイル３９ａの一部を上下方向から挟み込むように可動子３０ｂに取り付けられた第２永久磁石３９ｂとを含む。第２コイル３９ａは、図２に示すように、Ｙ方向における長さが、固定子３０ａにおける複数のコイル３１の配置範囲（または、Ｙ方向への可動子の可動範囲）より長くなるように延設され、耐熱樹脂などを用いて固定子３０ａと一体として形成されうる。調整機構３９は、Ｘ方向における固定子３０ａの両側面にそれぞれ設けられるとよい。この場合、図２に示すように、両側面の調整機構３９において第２永久磁石３９ｂをＹ方向に互いにずらして配置すると、Ｘ方向の相対位置に加えて、Ｚ軸周り（ωＺ方向）における基板ステージ２の姿勢も調整することができる。そして、調整機構３９では、エンコーダ３８で計測された基板ステージ２の位置（Ｘ方向）および姿勢（ωＺ方向）に基づいて、制御部８により第２コイル３９ａの通電が制御される。これにより、固定子３０ａと可動子３０ｂとの間にＸ方向の推力を発生させ、固定子３０ａと可動子３０ｂとの相対位置（Ｘ方向）および相対姿勢（ωＺ方向）を調整することができる。

ここで、本実施形態の第１リニアモータ３０は、固定子３０ａの下方に永久磁石３３を配置し、固定子３０ａの上方に電磁石３５を配置した構成であるが、それに限られるものではない。固定子３０ａの上方および下方のうち一方に永久磁石３３を配置し、他方に電磁石３５を配置した構成であればよい。具体的には、固定子３０ａの下方に電磁石３５を配置し、固定子３０ａの上方に永久磁石３３を配置した構成であってもよい。この場合、ヨーク部材３４は、複数のコイル３１における電磁石側を覆うように、固定子３０ａの下側に取り付けられる。

次に、第２リニアモータ４０の構成について説明する。第２リニアモータ４０は、図４に示すように、基板ステージ２の駆動方向（Ｘ方向）に沿って複数のコイル４１が配列された固定子４０ａと、固定子４０ａに沿ってＸ方向に移動可能な可動子４０ｂとを含む。可動子４０ｂは、固定子４０ａが貫通し且つ第１リニアモータ３０の固定子３０ａが取り付けられた筐体４２と、Ｙ方向において固定子４０ａを挟み込むように筐体内に配置されたハルバッハ配列の永久磁石４３とを有する。そして、固定子４０ａの各コイル４１の通電が制御部８によって制御されることで、可動子４０ｂ（筐体４２）を固定子４０ａに沿って移動させ、基板ステージ２を第１リニアモータ３０とともにＸ方向に駆動することができる。具体的には、固定子４０ａにおける複数のコイル４１において、通電するコイル４１を制御部８で切り換えることにより、可動子４０ｂにＸ方向の推力を発生させ、可動子４０ｂを固定子４０ａに沿って移動させることができる。

また、第２リニアモータ４０には、Ｘ方向への可動子４０ｂの移動を案内するための案内機構４４と、可動子４０ｂのＸ方向の位置を計測するためのエンコーダ４５とが設けられる。案内機構４４は、定盤１０に取り付けられてＸ方向に延伸するレール４４ａと、可動子４０ｂに取り付けられてレール４４ａ上を移動可能なキャリア４４ｂとを含む。エンコーダ４５は、定盤１０に取り付けられてＸ方向に延伸するスケール４５ａと、可動子４０ｂに取り付けられたヘッド４５ｂ（受光部）とを有する。

ここで、本実施形態では、第２リニアモータ４０として、磁石を有する可動子をローレンツ力によって移動させる可動磁石型のリニアモータを用いたが、それに限られるものではない。例えば、コイルを有する可動子をローレンツ力によって移動させる可動コイル型のリニアモータを用いてもよい。また、本実施形態では、基板ステージ２を第１リニアモータ３０とともにＸ方向に駆動する第２駆動部として第２リニアモータ４０を用いたが、ステッピング式の磁気モータなど、リニアモータ以外の駆動機構を第２リニアモータ４０の代わりに用いてもよい。

［従来構成との比較］
次に、Ｙ方向の推力を可動子３０ｂに与えるための複数のコイル３１を利用してＺ方向の浮上力を可動子３０ｂに与える本実施形態の第１リニアモータ３０の原理について、従来のリニアモータ５０の構成と比較しながら説明する。図６は、本実施形態の第１リニアモータ３０において可動子３０ｂに浮上力を発生させる原理を説明するための図である。図６（ａ）は、従来のリニアモータ５０の構成を示す概略図であり、図６（ｂ）は、本実施形態の第１リニアモータ３０の構成を示す概略図である。なお、図６（ｂ）では、説明を分かりやすくするため、調整機構３９（第２コイル３９ａ、第２永久磁石３９ｂ）の図示を省略している。

従来のリニアモータ５０の可動子５０ｂには、図６（ａ）に示すように、ヨーク部材５４を介して筐体５２にそれぞれ取り付けられた一対の永久磁石５３ａ、５３ｂが、固定子５０ａにおける複数のコイル５１を上下方向から挟み込むように配置される。このように配置された永久磁石５３ａ、５３ｂの各々とコイル５１との間では、矢印で示すような引力が働くが、それらの引力は、可動子５０ｂ全体で見ると内力であり、互いに相殺し合う。つまり、従来のリニアモータ５０では、可動子５０ｂの自重を支えるだけの浮上力を発生させることができないため、静圧軸受（空気軸受、磁気軸受）などの自重補償機構５５を設ける必要があった。

それに対し、本実施形態の第１リニアモータ３０では、図６（ｂ）に示すように、可動子３０ｂにおける固定子３０ａの上方に電磁石３５が設けられ、固定子３０ａには、複数のコイル３１の電磁石側を覆うようにヨーク部材３４が設けられる。このように構成すると、固定子３０ａの下方に配置された可動子３０ｂの永久磁石３３と固定子３０ａのコイル３１との間に働く引力により、可動子３０ｂの自重を支えるだけの浮上力を発生させることができる。そして、電磁石３５とヨーク部材３４との間に働く引力を制御することにより、可動子３０ｂの浮上力と重力とのバランスを保つことができる。

上述したように、本実施形態のステージ装置では、第１リニアモータ３０において、可動子３０ｂが、固定子３０ａの下方に配置された永久磁石３３と、固定子３０ａの上方に配置された電磁石３５とを有する。そして、固定子３０ａが、複数のコイル３１における電磁石側を覆うように配置されたヨーク部材３４を有する。このような構成により、第１リニアモータ３０では、Ｙ方向の推力を可動子３０ｂに与えるための複数のコイル３１を利用して、固定子３０ａに対するＺ方向の浮上力を可動子３０ｂに与えることができる。つまり、第１リニアモータ３０では、可動子３０ｂを浮上させるために静圧軸受（空気軸受や磁気軸受など）を別途設ける従来の構成と比較して、単純な構成で可動子３０ｂを浮上させることができる。

ここで、本実施形態のステージ装置では、上記の第１リニアモータ３０を用いることにより、定盤１０の材料や加工精度（表面粗さ、平坦度など）の重要度が低くなる。そのため、本実施形態では、定盤１０の材料として、従来用いられてきた鉄材より密度の小さい材料を用いたり、溶接構造やリブ構造、中空構造などに定盤１０を構成したりすることができ、ステージ装置の全重量を大幅に減らすことができる。定盤１０の材料としては、アルミ合金、セラミックス、マグネシウム合金、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）などが用いられうる。

また、図４に示すように、基板上へのパターン形成におけるパーティクル（異物）の影響を低減するための低減機構１１を、第１リニアモータ３０の可動子３０ｂの下方（例えば、可動子３０ｂの移動領域の下方）設けることもできる。つまり、低減機構１１は、その上を第１リニアモータ３０の可動子３０ｂが通過することができるように、可動子３０ｂと定盤１０との間に設けられうる。低減機構１１としては、モールドＭの除電を行う除電機構や、装置内のパーティクルを収集（回収）する集塵機構、装置内の排気を行う排気機構、ＸＹ方向に沿った気流を生成する生成機構、装置内にクリーンエアを供給する供給機構などが挙げられうる。例えば、除電機構を低減機構１１として用いる場合、イオン化された気体や紫外線などをモールドＭの下方から当てることができるため、モールドＭの除電を効率よく行うことができる。

＜第２実施形態＞
本発明に係る第２実施形態のインプリント装置について説明する。第２実施インプリント装置は、第１実施形態のインプリント装置１００の構成を基本的に引き継ぐものであり、上述した第１リニアモータ３０を有するステージ装置を含みうる。

インプリント装置では、パーティクルに起因したパターン形成エラーが生じた場合、ステージ装置をインプリント装置から引き出して、クリーニングや部品交換といったメンテナンス作業を行うことがある。そこで、本実施形態のステージ装置では、基板ステージ２（第１リニアモータ３０）をインプリント装置の外に引き出すことができるように構成されている。

図７は、本実施形態のステージ装置を上方から見た図である。本実施形態のステージ装置では、図７に示すように、第２リニアモータ４０の可動子４０ｂ、および案内機構４４のレール４４ａが、インプリント装置（定盤１０）の外部に延長すること（引き出すこと）ができるように構成されうる。この場合において、エンコーダ４５のスケール４５ａも、インプリント装置の外に延長することができるように構成されてもよいし、エンコーダの代わりに、レーザ干渉計などの他の計測手段が用いられてもよい。本実施形態のステージ装置では、第１リニアモータ３０の可動子３０ｂが固定子３０ａに対して浮上している状態であるため、第１リニアモータ３０を定盤１０の外に移動させても、可動子３０ｂを浮上させた状態を維持させることができる。

＜第３実施形態＞
本発明に係る第３実施形態について説明する。図８は、本実施形態のステージ装置を上方から見た図である。本実施形態のステージ装置は、複数の基板ステージ２と、複数の基板ステージ２をそれぞれＹ方向に駆動する複数の第１リニアモータ３０とを含む。また、第２リニアモータ４０は、複数の基板ステージ２に対応するように設けられた複数の可動子４０ｂと、当該複数の可動子４０ｂに対して共通に設けられた固定子４０ａとを含みうる。このようなステージ装置では、第２リニアモータ４０の固定子４０ａにおいて、各可動子４０ｂの位置に応じてコイル４１への通電が切り換えられ、各基板ステージ２（各可動子４０ｂ）の駆動が個別に制御される。これにより、基板ステージを複数設けたクラスタ化を実現し、スループットを向上させることができる。

＜第４実施形態＞
本発明に係る第４実施形態について説明する。図９は、本実施形態のステージ装置を上方から見た図である。本実施形態のステージ装置は、複数の基板ステージ２と、複数の基板ステージ２の各々をＹ方向に駆動する第１リニアモータ３０とを含む。本実施形態の第１リニアモータ３０は、複数の基板ステージ２に対応するように設けられた複数の可動子３０ｂと、当該複数の可動子３０ｂに対して共通に設けられた固定子３０ａとを含みうる。このようなステージ装置では、第１リニアモータ３０の固定子３０ａにおいて、各可動子３０ｂの位置に応じてコイル３１への通電が切り換えられ、各基板ステージ２（各可動子３０ｂ）の駆動が個別に制御される。これにより、基板ステージ２を複数設けたクラスタ化を実現し、スループットを向上させることができる。

＜物品の製造方法の実施形態＞
本発明の実施形態にかかる物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品の製造方法は、基板に供給（塗布）されたインプリント材に上記のインプリント装置（インプリント方法）を用いてパターンを形成する工程と、かかる工程でパターンを形成された基板を加工する工程とを含む。更に、かかる製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、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）を含む。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。

インプリント装置を用いて成形した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説明する。図１０（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ェハ等の基板１ｚ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。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１０（ｂ）に示すように、インプリント用の型４ｚ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１０（ｃ）に示すように、インプリント材３ｚが付与された基板１ｚと型４ｚとを接触させ、圧力を加える。インプリント材３ｚは型４ｚ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型４ｚを通して照射すると、インプリント材３ｚは硬化する。

図１０（ｄ）に示すように、インプリント材３ｚを硬化させた後、型４ｚと基板１ｚを引き離すと、基板１ｚ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。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に型４ｚの凹凸パターンが転写されたことになる。

図１０（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１０（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。

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および変更が可能である。

２：基板ステージ、３：駆動部、３０：第１リニアモータ、３１：コイル、３２：筐体、３３：永久磁石、３４：ヨーク部材、３５：電磁石、３９：調整機構、４０：第２リニアモータ

Claims (19)

1. ステージを駆動するステージ装置であって、
   前記ステージの駆動方向に沿って複数のコイルが配列された固定子と、前記ステージが設けられた可動子とを有するリニアモータと、
   前記リニアモータを制御する制御部と、
   を含み、
   前記可動子は、前記複数のコイルの上方および下方のうち一方に設けられた永久磁石と、他方に設けられた電磁石とを有し、
   前記固定子は、前記複数のコイルにおける前記電磁石側を覆うように設けられたヨーク部材を有し、
   前記永久磁石は、前記ヨーク部材と前記永久磁石との間に引力が生じるように配置され、
   前記電磁石は、前記電磁石への通電によって前記ヨーク部材と前記電磁石との間に引力が生じるように配置され、
   前記制御部は、前記複数のコイルおよび前記電磁石への通電を制御することにより、前記固定子に対する前記可動子の浮上を制御するとともに、前記駆動方向への前記ステージの駆動を制御する、ことを特徴とするステージ装置。
2. 前記可動子は、複数の前記電磁石を有し、
   前記制御部は、複数の前記電磁石への通電を制御することで、前記ステージの姿勢を制御する、ことを特徴とする請求項１に記載のステージ装置。
3. 前記固定子に設けられたスケールと、前記可動子に設けられたヘッドとを有するエンコーダを更に含み、
   前記ヘッドは、複数の前記電磁石の間に設けられている、ことを特徴とする請求項２に記載のステージ装置。
4. 前記駆動方向と垂直な横方向における前記固定子と前記可動子との相対位置を調整する調整機構を更に含み、
   前記調整機構は、前記横方向における前記固定子の側面に設けられた第２コイルと、前記可動子に設けられた第２永久磁石とを有し、前記第２コイルへの通電を制御することにより前記相対位置を調整する、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. 前記調整機構は、前記横方向における前記固定子の両側面に対してそれぞれ設けられている、ことを特徴とする請求項４に記載のステージ装置。
6. 前記第２コイルは、前記駆動方向における長さが、前記固定子における前記複数のコイルの配置範囲より長くなるように構成されている、ことを特徴とする請求項４又は５に記載のステージ装置。
7. 前記ヨーク部材は、金属材料によって構成されている、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のステージ装置。
8. 前記電磁石は、磁束量を検知するためのサーチコイルを含み、
   前記制御部は、前記サーチコイルでの検知結果に基づいて、前記電磁石への通電を制御する、ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のステージ装置。
9. 前記永久磁石および前記電磁石は、上下方向において前記複数のコイルおよび前記ヨーク部材を挟み込むように配置されている、ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のステージ装置。
10. 前記制御部は、前記複数のコイルへの通電を制御することによって前記駆動方向へのステージの駆動を制御しながら、前記電磁石への通電を制御することによって前記固定子に対する前記可動子の浮上を制御する、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. 前記永久磁石は前記複数のコイルの下方に配置され、前記電磁石は前記ヨーク部材の上方に配置されている、ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のステージ装置。
12. ステージを駆動するステージ装置であって、
    前記ステージの駆動方向に沿って複数のコイルが配列された固定子と、前記ステージが設けられた可動子とを有するリニアモータと、
    前記固定子に設けられたスケールと、前記可動子に設けられたヘッドとを有するエンコーダと、
    前記リニアモータを制御する制御部と、
    を含み、
    前記可動子は、前記複数のコイルの上方および下方のうち一方に設けられた永久磁石と、他方に設けられた複数の電磁石とを有し、
    前記固定子は、前記複数のコイルにおける前記複数の電磁石側を覆うように設けられたヨーク部材を有し、
    前記制御部は、前記複数のコイルおよび前記複数の電磁石への通電を制御することにより、前記固定子に対して前記可動子を浮上させるとともに、前記駆動方向への前記ステージの駆動と前記ステージの姿勢とを制御し、
    前記ヘッドは、前記複数の電磁石の間に設けられている、
    ことを特徴とするステージ装置。
13. ステージを駆動するステージ装置であって、
    前記ステージの駆動方向に沿って複数のコイルが配列された固定子と、前記ステージが設けられた可動子とを有するリニアモータと、
    前記駆動方向と垂直な横方向における前記固定子と前記可動子との相対位置を調整する調整機構と、
    前記リニアモータを制御する制御部と、
    を含み、
    前記可動子は、前記複数のコイルの上方および下方のうち一方に設けられた永久磁石と、他方に設けられた電磁石とを有し、
    前記固定子は、前記複数のコイルにおける前記電磁石側を覆うように設けられたヨーク部材を有し、
    前記制御部は、前記複数のコイルおよび前記電磁石への通電を制御することにより、前記固定子に対して前記可動子を浮上させるとともに、前記駆動方向への前記ステージの駆動を制御し、
    前記調整機構は、前記横方向における前記固定子の側面に設けられた第２コイルと、前記可動子に設けられた第２永久磁石とを有し、前記第２コイルへの通電を制御することにより前記相対位置を調整し、
    前記第２コイルは、前記駆動方向における長さが、前記固定子における前記複数のコイルの配置範囲より長くなるように構成されている、
    ことを特徴とするステージ装置。
14. ステージを駆動するステージ装置であって、
    前記ステージの駆動方向に沿って複数のコイルが配列された固定子と、前記ステージが設けられた可動子とを有するリニアモータと、
    前記リニアモータを制御する制御部と、
    を含み、
    前記可動子は、前記複数のコイルの上方および下方のうち一方に設けられた永久磁石と、他方に設けられ、磁束量を検知するためのサーチコイルを含む電磁石とを有し、
    前記固定子は、前記複数のコイルにおける前記電磁石側を覆うように設けられたヨーク部材を有し、
    前記制御部は、前記サーチコイルでの検知結果に基づいて前記複数のコイルおよび前記電磁石への通電を制御することにより、前記固定子に対して前記可動子を浮上させるとともに、前記駆動方向への前記ステージの駆動を制御する、
    ことを特徴とするステージ装置。
15. 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、
    ステージの移動を制御する請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のステージ装置を含み、
    前記基板は、前記ステージによって保持されている、ことを特徴とするリソグラフィ装置。
16. 前記基板上へのパターン形成における異物の影響を低減する機構を更に含み、
    前記機構は、前記可動子の移動領域の下方に配置されている、ことを特徴とする請求項１５に記載のリソグラフィ装置。
17. 前記ステージ装置は、前記ステージを前記リソグラフィ装置の外部に引き出すことができるように構成されている、ことを特徴とする請求項１５又は１６に記載のリソグラフィ装置。
18. 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、
    ステージの駆動を制御するステージ装置と、
    前記基板上へのパターン形成における異物の影響を低減する機構と、
    を含み、
    前記基板は、前記ステージによって保持されており、
    前記ステージ装置は、
    前記ステージの駆動方向に沿って複数のコイルが配列された固定子と、前記ステージが設けられた可動子とを有するリニアモータと、
    前記リニアモータを制御する制御部と、
    を含み、
    前記可動子は、前記複数のコイルの上方および下方のうち一方に設けられた永久磁石と、他方に設けられた電磁石とを有し、
    前記固定子は、前記複数のコイルにおける前記電磁石側を覆うように設けられたヨーク部材を有し、
    前記制御部は、前記複数のコイルおよび前記電磁石への通電を制御することにより、前記固定子に対して前記可動子を浮上させるとともに、前記駆動方向への前記ステージの駆動を制御し、
    前記機構は、前記可動子の移動領域の下方に配置されている、
    ことを特徴とするリソグラフィ装置。
19. 請求項１５乃至１８のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置を用いて基板上にパターンを形成する形成工程と、
    前記形成工程でパターンを形成された前記基板を加工する加工工程と、を含み、
    前記加工工程で加工された前記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。

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