KR20180121371A - 스테이지 장치, 리소그래피 장치, 임프린트 장치, 및 물품의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

스테이지 장치(200)는, 안내면(5a)을 따라 이동 가능한 가동체(4)와, 안내면(5a)과 대향하는 개구부로부터 안내면(5a)을 향하여 기체를 유출시킴으로써 가동체(4)를 안내면(5a)에 대하여 비접촉으로 지지하는 정압 베어링(24)과, 가동체(4)의 이동 상태에 따라 개구부의 개구 면적을 변화시키는 변경 수단(105, 402)을 갖는다.

Description

스테이지 장치, 리소그래피 장치, 임프린트 장치, 및 물품의 제조 방법{STAGE APPARATUS, LITHOGRAPHY APPARATUS, IMPRINT APPARATUS, AND METHOD OF MANUFACTURING ARTICLE}
본 발명은, 스테이지 장치, 리소그래피 장치, 임프린트 장치, 및 물품의 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스 등의 제조를 위하여 기판 상에 미세한 패턴을 형성하기 위한 리소그래피 장치로서, 기판을 노광하여 해당 기판에 레티클의 패턴을 전사하는 노광 장치나, 형을 사용하여 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 장치 등이 알려져 있다.
이들 리소그래피 장치에서는, 기판을 보유 지지하여 이동 가능한 기판 스테이지(가동체)를 정압 베어링에 의하여 안내 부재 상에 비접촉으로 지지하는 스테이지 장치를 사용한다. 이 스테이지 장치에는, 안내 부재와의 접촉을 회피하면서 기판 스테이지를 고속 이동시킬 수 있는 특성과, 기판 스테이지가 정지에 가까운 상태로 되면 기판 스테이지의 미진동을 저감시킬 수 있는 특성의 양쪽이 요구되고 있다.
특허문헌 1은, 노광 장치에 있어서의 스테이지 장치에 있어서, 기판 스테이지의 가속도에 따라 정압 베어링으로의 공급 압력을 변화시킴으로써, 기판 스테이지의 이동 시와 세팅 시 간에 강성을 변화시키는 것이 기재되어 있다.
일본 특허 공개 제2006-66589호 공보
그러나, 특허문헌 1과 같이, 정압 베어링에 대한 공급 압력을 변화시킴으로써 정압 베어링의 특성을 변화시키는 경우, 압력을 변경하고 나서, 변경 후의 압력에서 기판 스테이지가 안정되기까지 일정한 지연을 수반한다. 당해 응답 지연에 기인하여 기판 스테이지의 이동 상태의 변경에 비하여 공급 압력의 변경이 뒤처지는 경우가 발생할 수 있다.
그래서, 본 발명은, 기판 스테이지의 고속 이동 시의 기판 스테이지의 고강성 지지와 기판 스테이지의 미소 이동 시의 기판 스테이지의 미진동의 저감을 양립시킬 수 있는 스테이지 장치, 리소그래피 장치, 및 물품의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 스테이지 장치는, 안내면을 따라 이동 가능한 가동체와, 상기 안내면과 대향하는 개구부로부터 상기 안내면을 향하여 기체를 유출시킴으로써 상기 가동체를 상기 안내면에 대하여 비접촉으로 지지하는 정압 베어링과, 상기 가동체의 이동 상태에 따라 상기 개구부의 개구 면적을 변화시키는 변경 수단을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 기판 스테이지의 고속 이동 시의 기판 스테이지의 고강성 지지와 기판 스테이지의 미소 이동 시의 기판 스테이지의 미진동의 저감을 양립시킬 수 있다.
본 발명의 추가적인 특징은, (첨부 도면을 참조하여) 이하의 예시적인 실시 형태의 설명으로부터 밝혀질 것이다.
도 1은 제1 실시 형태에 따른 임프린트 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 제1 실시 형태에 따른 스테이지 장치의 하면도이다.
도 3은 제1 실시 형태에 따른 스테이지 장치의 Y 정압 베어링 주변의 확대도이다.
도 4는 제1 실시 형태에 따른 Y 정압 베어링의 구성을 도시하는 도면이다.
도 5는 임프린트 처리를 도시하는 흐름도이다.
도 6은 에어 공급 전환과 그 효과를 설명하는 도면이다.
도 7은 제1 실시 형태에 따른 실시예의 효과를 도시하는 도면이다.
도 8은 제1 실시 형태에 따른 정압 베어링의 변형예의 구성을 도시하는 도면이다.
도 9는 제2 실시 형태에 따른 정압 베어링의 구성을 도시하는 도면이다.
도 10은 제3 실시 형태에 따른 정압 베어링의 구성을 도시하는 제1 도이다.
도 11은 제3 실시 형태에 따른 정압 베어링의 구성을 도시하는 제2 도이다.
도 12는 물품의 제조 방법에 대하여 설명하는 도면이다.
[제1 실시 형태]
(임프린트 장치의 구성)
도 1은, 제1 실시 형태에 따른 임프린트 장치의 구성을 도시하는 도면이다. 연직 방향의 축을 Z축, 당해 Z축에 수직인 평면 내(수평면 내)에서 서로 직교하는 2축을 X축 및 Y축이라 하고 있다.
임프린트 장치(100)는 몰드(10)를 사용하여 기판(1) 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행한다. 임프린트 처리란, 기판(1) 상에 임프린트재를 공급하고, 임프린트재와 몰드(10)를 접촉시킨 상태에서 임프린트재를 경화시키고, 경화된 임프린트재로부터 몰드(10)를 떼어내는 처리를 포함한다. 임프린트 처리에 의하여, 몰드(10)에 형성된 3차원형의 패턴이 기판(1) 상에 전사된다.
도 2는 스테이지 장치(200)의 하면도(-Z 방향측에서 본 도면)이고, 도 3은 스테이지 장치(200)의 Y 정압 베어링(24) 주변의 확대도이다. 도 3은 도 2의 A-A 단면도를 포함한다. 도 1 내지 도 3을 이용하여 스테이지 장치(200)의 구성을 설명한다.
스테이지 장치(200)는, 척(2)을 통하여 기판(1)을 보유 지지하여 이동 가능한 기판 스테이지(가동체)(4)와, 기판 스테이지(4)의 X축 방향으로 이동을 안내하는 안내 부재(5)와, 안내 부재(5)에 연결되어 Y축 방향으로 이동하는 Y 이동부(3)와, 리니어 모터(41, 42)를 포함한다. 척(2)은, 진공 흡착력 또는 정전력 등을 이용하여 기판(1)을 보유 지지한다. 기판 스테이지(4)는 리니어 모터(41, 42)에 의하여 정반(6)을 따라 이동한다. 기판 스테이지(4)의 Y축 방향으로의 이동은 안내 부재(31)에 의하여 안내된다.
리니어 모터(41)의 구동에 의하여, 기판 스테이지(4)는, 기판 스테이지(4)를 관통하도록 배치된 안내 부재(5)를 따라 X축 방향으로 이동한다. 리니어 모터(41)는, 기판 스테이지(4)에 설치된 가동자(29)와, 가동자(29)와 대향하도록 안내 부재(5)에 설치된 고정자(28)를 포함한다. 리니어 모터(41)는, 예를 들어, 가동자(29)로서의 자석과, 고정자(28)로서의, X축 방향을 따라 설치된 복수의 코일을 포함한다.
기판 스테이지(4)에는, 안내 부재(5)의 양 측면에 Y 정압 베어링(24)이 각각 설치되어 있다. Y 정압 베어링(24)은, 기체 공급부(106)로부터 공급된 압축 기체를 개구부로부터 안내면(5a)을 향하여 유출시킴으로써, 기판 스테이지(4)를 Y축 방향으로 비접촉으로 지지한다(부상시킴). 이것에 의하여, Y 정압 베어링(24)은, 기판 스테이지(4)가 안내 부재(5)를 따라 이동할 때의 Y축 방향으로의 위치 어긋남을 규제한다. Y 정압 베어링(24)에는, 안내 부재(5)와의 사이에 흡인력을 작용시키는 자석(도시하지 않음)이 배치된다.
레귤레이터(106a)는, 기체 공급부(106)로부터 Y 정압 베어링(24)에 공급되는 기체의 압력을 소정 압력으로 조정한다. 또한, 기체 공급부(106)로부터 Y 정압 베어링(24)까지의 경로에 배치된 전환부(변경 수단)(105), 전환부(105)를 제어하는 제어부(19), 및 압축 기체를 유출시키는 개구부에 대해서는 후술한다.
리니어 모터(42)의 구동에 의하여, Y 이동부(3)는 안내 부재(31)를 따라 Y축 방향으로 이동한다. 리니어 모터(42)는 기판 스테이지(4)에서 보아 안내 부재(31)보다도 외측에 설치되며, Y 이동부(3)에 연결된 가동자(32)와, 가동자(32)의 양 측면을 물도록 정반(6)에 대하여 고정된 고정자(33)를 포함한다. 리니어 모터(42)는, 예를 들어, 가동자(32)로서의 자석과, 고정자(33)로서의, Y축 방향을 따라 설치된 복수의 코일을 포함한다.
안내 부재(31)는, Y 이동부(3)의 이동을 안내함으로써 간접적으로 기판 스테이지(4)의 Y축 방향으로의 이동을 안내한다. Y 이동부(3)의 안내 부재(31)에 대향하는 면에 X 정압 베어링(23)이 설치되어 있다. X 정압 베어링(23)은, 공급부(도시하지 않음)로부터 공급된 압축 기체를 개구부로부터 안내 부재(31)를 향하여 유출시킴으로써, Y 이동부(3)를 X축 방향으로 비접촉으로 지지한다(부상시킴). 이것에 의하여, X 정압 베어링(23)은, Y 이동부(3) 및 기판 스테이지(4)가 Y축 방향을 따라 이동할 때의 X축 방향으로의 위치 어긋남을 규제한다. X 정압 베어링(23)에는, 안내 부재(31)와의 사이에 흡인력을 작용시키는 자석(도시하지 않음)이 배치된다.
또한, 안내 부재(31), 리니어 모터(42), X 정압 베어링(23)은, 기판 스테이지(4)에 대하여 -X 방향측 및 +X 방향측에 각각 배치되어 있다.
정반(6)에 대한 Y 이동부(3)의 Y축 방향의 위치를 계측하기 위한 인코더(45)는, 안내 부재(31)의 상면에 배치된 인코더 스케일(도시하지 않음)에 조명된 광의 회절 광을 수광한다. 안내 부재(5)에 대한 기판 스테이지(4)의 위치를 계측하기 위한 인코더(46)는, 안내 부재(5)의 상면에 배치된 인코더 스케일(도시하지 않음)에 조명된 광의 회절 광을 수광한다.
기판 스테이지(4)의 정반(6)과 대향하는 측의 면에는 Z 정압 베어링(21)이 배치되고, Y 이동부(3)의 정반(6)과 대향하는 측의 면에는, Z 정압 베어링(22)이 배치되어 있다. Z 정압 베어링(21, 22)은, 정반(6)에 대하여 압축 기체를 분출하여 기판 스테이지(4)를 Z축 방향으로 부상시킨다. 기판 스테이지(4) 및 Y 이동부(3)의 정반(6)과 대향하는 측의 면에 배치되어, 정반(6)과의 사이에 흡인력을 작용시키는 자석(도시하지 않음)을 Z 정압 베어링(21, 22)과 함께, 사용함으로써, 기판 스테이지(4)의 Z축 방향의 부상을 규제한다.
다음으로, 임프린트 장치(100)의, 스테이지 장치(200) 이외의 구성에 대하여 설명한다. 몰드 척(11)은 몰드 스테이지(12)에 탑재되어, 몰드(10)를 보유 지지한다. 액추에이터(15)의 구동에 의하여, 몰드 스테이지(12)는 주로 Z축 방향으로 이동한다.
임프린트 장치(100)는, 몰드 스테이지(12)를 -Z 방향으로 이동시킴으로써 몰드(10)와 기판(1) 상의 임프린트재를 접촉시키는 압인 동작을 행한다. 임프린트 장치(100)는, 몰드 스테이지(12)를 +Z 방향으로 이동시킴으로써 몰드(10)와 경화시킨 임프린트재를 떼어내는 이형 동작을 행한다. 액추에이터(15)는 몰드 스테이지(12)를 이동시킬 때, 몰드(10)의 경사를 조정해도 된다. 기판 스테이지(4)만이, 또는 몰드 스테이지(12) 및 기판 스테이지가, Z축 방향으로 이동함으로써, 압인 동작 및 이형 동작을 행해도 된다.
조사부(13)는 임프린트재를 경화시키기 위한 자외광(14)을 사출하며, 자외광(14)은 몰드 척(11) 및 몰드 스테이지(12)의 중앙부에 있는 개구를 통과하고 몰드(10)를 투과하여 임프린트재에 조사된다.
공급부(17)는, 스테이지 장치(200)에 의하여 공급부(17)의 하방에서 주사 이동하고 있는 기판(1)에 대하여 임프린트재를 공급한다. 본 실시 형태에서는, 임프린트재로서 자외광(14)을 수광하여 경화되는 광경화성 조성물을 사용한다.
얼라인먼트 검출계(16)는 몰드 스테이지(12)에 설치되어 있다. 얼라인먼트 검출계(16)는, 몰드(10)에 형성된 마크(38)와, 기판 스테이지(4)에 형성된 기준 마크(40), 기판(1)에 형성된 마크(39)로부터의 광을 검출하기 위한 광학계 및 촬상계를 갖는다. 얼라인먼트 검출계(16)의 검출 결과에 기초하여, 후술하는 제어부(19)가 몰드(10)와 기판(1)의 X축 방향 및 Y축 방향의 위치 어긋남 정보를 구한다. 마크(38), 마크(39)는, 예를 들어, 크롬 등의 재료로 형성된 회절 격자, 또는 Box in Box형 등의 중첩 검사에 적합한 마크이다.
얼라인먼트 검출계(18)는, 정반(20)에 매달려서 지지되어 있다. 얼라인먼트 검출계(18)는, 기준 마크(40)로부터의 광 및 마크(39)로부터의 광을 몰드(10)를 통하지 않고 검출하기 위한 광학계 및 촬상계를 갖는다. 얼라인먼트 검출계(18)의 검출 결과에 기초하여, 후술하는 제어부(19)가 수평 방향인 XY 평면 내(기판의 면 내 방향)에 있어서의, 기준 마크(40)에 대한 마크(39)의 위치 정보를 구한다.
「마크(38)로부터의 광을 검출한다」「마크(39)로부터의 광을 검출한다」「기준 마크(40)로부터의 광을 검출한다」 등의 용어는, 검출 대상의 마크로부터의 광을 사용하여 광학계에 의하여 형성된 상을 촬상계로 촬상하는 것을 의미한다. 이는, 마크(38)로부터의 회절 광과 마크(39)로부터의 회절 광을 간섭시켜 형성되는 간섭 줄무늬(무아레 무늬)를 촬상하는 경우도 포함한다.
제어부(19)는 CPU나 메모리를 갖고, 임프린트 장치(100)의 각 구성 요소와 통신 회선으로 접속되어 있으며, 이들을 통괄적으로 제어한다. 제어부(19)의 메모리에는, 후술하는 도 5의 흐름도에 나타내는 프로그램이 기억되어 있으며, 제어부(19)의 CPU가 이를 판독함으로써 임프린트 처리를 실행한다.
제어부(19)는, 얼라인먼트 검출계(16)를 사용하여 몰드(10)와 기판(1)의 위치의 XY 평면 방향의 위치 관계를 구한다. 제어부(19)는, 얼라인먼트 검출계(18)의 검출 결과에 기초하여 기판 스테이지(4)와 마크(38)의 XY 평면 방향의 위치 관계를 구한다. 구한 이들 정보를 이용하여, 몰드(10)와 기판(1)의 위치 어긋남이 저감되도록 스테이지 장치(200)를 제어한다.
제어부(19)는, 인코더(45, 46)의 수광 결과에 기초하여, 기판 스테이지(4)의 위치를 구한다. 얻어진 기판 스테이지(4)의 위치에 기초하여, 스테이지 장치(200)를 제어한다. 또한, 인코더(45) 대신 간섭계(도시하지 않음)를 사용하여 기판 스테이지(4)의 위치를 계측해도 된다.
(정압 베어링의 구성)
다음으로, Y 정압 베어링(24)의 구성에 대하여 도 4를 이용하여 설명한다. 도 4의 (a)는, Y 정압 베어링(24)을 안내 부재(5)의 측면인 안내면(5a)(도 3에 도시)에서 본 도면이다. 도 4의 (b)는, 도 4의 (a)의 B-B 단면도 및 Y 정압 베어링(24)으로의 압축 기체를 공급하는 공급계(111)의 구성을 도시하는 도면이다.
Y 정압 베어링(24)은, 공급계(111)로부터 공급된 압축 기체를 안내면(5a)을 향하여 유출시키기 위한 개구부로서, 복수의 개구(개구)(101, 102)를 갖는다. 도 4의 (a)에 도시하는 개구(101, 102)는 배치의 일례이다. Y 정압 베어링(24)은, 안내 부재(5)와 대향하는 대향면의 중앙부에 개구(102)와, 개구(102)의 주위에 형성된 4개의 개구(101)를 갖는다.
또한, 개구(101, 102)를 연결하도록, 밭 전(田) 자형으로 홈(103)이 형성되어 있다. 홈(103)이 있음으로써, 개구(101, 102)로부터 분출된 압축 기체가 홈(103)을 따라 흐르기 쉬워져, 기판 스테이지(4)가 안내면(5a)에 대하여 균형 있게 부상한다.
공급계(111)는, 압축 기체를 공급하는 기체 공급부(106), 기체 공급부(106)에 접속된 배관(107), 대기 개방된 배관(108), 개구(102)에 접속된 배관(109), 개구(101)에 접속된 배관(110), 및 전환부(105)를 갖는다.
전환부(105)는, 배관(107, 108)의 접속처를 전환하는 것이며, 예를 들어 전자기 밸브로 구성된다. 전환부(105)가 배관(107)과 배관(109)을 접속하고, 또한 배관(108)과 배관(110)을 접속하면, 압축 기체는 개구(102)로부터만 유출된다. 전환부(105)가 배관(107)과 배관(110)을 접속하고, 또한 배관(108)과 배관(109)을 접속하면, 압축 기체는 개구(101)로부터만 유출된다. 하나의 개구(102)의 개구 면적 A1과 4개의 개구(101)의 면적을 합한 개구 면적 A2의 관계는, A1<A2로 되도록 구성되어 있다.
이와 같은 구성에 의하여, 배관(107, 108, 109, 110)의 접속을 변경하여 개구의 수를 변화시킴으로써, 전환부(105)는 Y 정압 베어링(24)으로부터 압축 기체를 유출시키기 위한 개구부의 개구 면적을 변경할 수 있다. 이때, 기체 공급부(106)로부터 Y 정압 베어링(24)에 공급되는 기체의 압력은 변화시키지 않는다.
이와 같은, 개구(101, 102)를 전환 가능한 구성은, X 정압 베어링(23)에도 적용되고, 또한 스테이지 장치(200)의 다른 정압 베어링(Z 정압 베어링(21, 22))에도 적용될 수 있다. 본 실시 형태에 따른 스테이지 장치(200)와 같이, 동일한 방향을 규제하는 정압 베어링이 복수 있는 경우에는, 동일한 방향을 규제하는 정압 베어링 모두에 적용되는 것이 바람직하다.
(개구 면적의 전환 타이밍)
다음으로, 전환부(105)에 의한 개구(101)와 개구(102)를 전환하여 개구부의 개구 면적을 변화시키는 타이밍에 대하여 설명한다. 도 5는 임프린트 처리를 도시하는 흐름도이다. 흐름도의 개시 시에 있어서, 몰드(10) 및 미처리된 기판(1)이 임프린트 장치(100) 내에 반입되어 있는 상태로 한다. 또한, Y 정압 베어링(24)은, 개구(102)로부터 압축 기체를 유출시키고 있는 상태이다.
S101에서는 공급부(17)의 하방에서 주사 이동하고 있는 기판(1)에 대하여 공급부(17)가 임프린트재를 공급한다. S102에서는, 리니어 모터(41)의 구동에 의하여, 기판 스테이지(4)가 X축 방향을 따라 이동한다. 이것에 의하여, 기판 스테이지(4)는, 기판(1)의 임프린트 처리 대상의 샷 영역의 위치를 검출하기 위한 마크(38)가, 얼라인먼트 검출계(16)의 검출 범위에 들어가는 위치에 위치 결정된다.
S103에서는, 액추에이터(15)가 몰드 스테이지(12)를 -Z 방향으로 이동시킴으로써, 압인 동작을 개시한다. 그와 동시에, 전환부(105)가, 압축 기체를 유출시키는 개구를 개구(102)로부터 개구(101)로 전환한다. 이하의 설명에 있어서, S103의 시각 t를 t1이라 한다.
S104에서는, S103에서 개시한 압인 동작이 진행되어, 몰드(10)와 임프린트재가 접촉하는 접액 상태로 된다. 이하의 설명에 있어서, S104의 시각 t를 t2라 한다.
S105에서는, 몰드(10)와 기판(1)의 위치 정렬(얼라인먼트)을 행한다. 즉, 얼라인먼트 검출계(16)가 마크(38) 및 마크(39)로부터의 광을 검출하고, 검출 결과에 기초하여 얻어진 몰드(10)와 기판(1)의 상대 위치 어긋남양을 산출한다. 산출 결과에 기초하여, 스테이지 장치(200)가 몰드(10)와 기판(1)의 상대 위치 어긋남이 저감되도록 기판 스테이지(4)를 위치 결정한다. S106에서는, 조사부(13)가 자외광(14)으로 임프린트재를 노광하여, 임프린트재를 경화시킨다.
S107에서는, 액추에이터(15)가 몰드 스테이지(12)를 +Z 방향으로 이동시킴으로써, 압인 동작을 개시한다. 그와 동시에, 전환부(105)가, 압축 기체를 유출시키는 개구를 개구(101)로부터 개구(102)로 전환한다. 이하의 설명에 있어서, S107의 시각 t를 t3이라 한다.
S108에서는, 이형 동작이 완료된 상태이며, S109에서는 제어부(19)가 다음에 임프린트 처리할 샷 영역이 있는지 여부를 판단한다. 이하의 설명에 있어서, S108의 시각 t를 t4라 한다.
S109에서 제어부(19)가 다음 샷 영역이 있다고 판단한 경우("예")에는 S110로 나아가, 스테이지 장치(200)가 기판 스테이지(4)를 공급부(17)의 하방 위치로 이동시킨다. 그 후, 임프린트재의 공급 위치로 S101 내지 S109의 흐름을 반복한다. 이하의 설명에 있어서, S110의 시각을 시각 t5라 한다. S109에서 제어부(19)가 다음 샷 영역이 없다고 판단한 경우("아니오")에는 임프린트 처리를 종료한다.
S105에서는, 기판 스테이지(4)는 세팅에 가까운 상태로 된다. 따라서, S105 시의 기판 스테이지(4)의 가속도, 속도는, S101, S102 및 S110 등에서 기판 스테이지(4)를 이동시킬 때의 가속도, 속도보다도 그 절댓값은 충분히 작다.
즉, 기판 스테이지(4)의 이동 상태에 따라, 전환부(105)는 Y 정압 베어링(24)의 개구의 수를 전환함으로써, 개구부의 개구 면적을 변화시킨다.
기판 스테이지(4)의 이동 상태가 기판 스테이지(4)의 속도인 경우, 전환부(105)에 대한 개구의 수의 전환 지시는, 계측 수단(도시하지 않음)에 의하여 계측된 기판 스테이지(4)의 가속도 및 속도 중 적어도 한쪽인 속도 정보에 기초하여 행해도 된다. 예를 들어, 기판 스테이지(4)의 속도가 제1 속도일 때는 개구(101)로부터 압축 기체를 유출시키고, 기판 스테이지(4)의 속도가 소정 역치보다도 작은 제2 속도일 때는 4개의 개구로부터 압축 기체를 유출시켜도 된다.
또는 제어부(19)는, 임프린트 처리의 소정의 동작(압인 동작, 또는 이형 동작)과 함께, 또는 당해 소정의 동작으로부터 소정 시간 경과 후에, 전환부(105)에 개구의 수의 전환을 지시해도 된다.
이 임프린트 처리의 시퀀스에 있어서의, 개구부의 개구 면적의 전환 효과에 대하여, 도 6을 이용하여 설명한다. 도 6의 (a)는 시각 t에 대한 개구의 전환을 나타내는 도면, 도 6의 (b)는 시각 t에 대한 기판 스테이지(4)의 Y축 방향의 진동을 나타내는 도면, 도 6의 (c)는 시각 t에 대한 기판 스테이지(4)의 강성을 나타내는 도면이다. 시각 t0은 시각 t1 이전의 임의의 타이밍이며, 각 시각 t1, t2, t3, t4, t5는 상술한 타이밍이다.
시각 t0 내지 t1 사이에는, 기판 스테이지(4)가 정반(6)을 따라 이동한다. Y 정압 베어링(24)의 부상량은, 예를 들어 수 ㎛ 내지 십 수 ㎛로 유지된다. 이때, 개구(102)로부터만 압축 기체를 유량 U1로 유출시켜 개구(102) 주변의 레이놀즈수를 높게 유지한다. 이것에 의하여, 기판 스테이지(4)의 강성을 KU로 유지하고, 기판 스테이지(4)를 고속으로 이동시킨 경우에도, 롤링이나 피칭, 요잉 등에 기인하여 Y 정압 베어링(24)의 부상량이 낮아져 기판 스테이지(4)와 안내면(5a)이 간섭하는 것을 방지할 수 있다. 이것에 의하여, 기판 스테이지(4) 등이 파손되거나 파티클이 발생하거나 하는 것을 억제하고 있다.
시각 t1에 전환부(105)가 기체 공급부(106)에 접속되는 개구를 하나의 개구(102)로부터 4개의 개구(101)로 전환하면, 압축 기체를 유출시키는 개구부의 개구 면적이 증대된다. 하나의 개구(101)로부터 유출되는 기체의 유량 U2가, 상술한 유량 U1보다도 작아진다. 하나의 개구로부터 유출되는 기체의 유량이 작아짐으로써, 개구(101) 주변의 레이놀즈수가 저하되어, 개구(101)로부터 유출된 기체는, 층류, 또는 층류에 가까운 상태로 되어 흐른다. 시각 t1에 전환하기 전에 비하여, 유출된 기체의 흐트러짐에 기인하는 기판 스테이지(4)의 진동이 저하된다. 이것에 의하여, 진동의 평균 진폭을 Aa로부터 Ab로 저하시킬 수 있다.
기판 스테이지(4)의 진동이 저감됨으로써, 기판 스테이지(4)의 위치 계측 결과의 오차를 저감시켜, 제어부(19)에 의하여 산출되는 몰드(10)와 기판(1)의 상대 위치 어긋남양의 산출 오차를 저감시킬 수 있다.
압축 기체의 압력에 따라 상이하기도 하지만, 통상, 개구(102)만을 사용했을 때의 Y 정압 베어링(24)에는 10 내지 수백 ㎐, 진폭이 수 ㎚ 내지 30㎚ 정도인 미진동이 발생한다. S105에 있어서 수 ㎚ 내지 십 수 ㎚의 몰드(10)와 기판(1)의 위치 정렬 정밀도가 달성 목표인 경우에, 개구 면적의 전환 없이는 Y 정압 베어링(24)의 미진동에 기인하여 달성할 수 없다.
한편, 본 실시 형태에서는, 하나의 개구(102)로부터 4개의 개구(101)로 개구의 수를 전환하여 하나의 개구(101) 근처로부터 유출되는 기체의 유량을 하나의 개구(102)로부터 유출되는 기체의 유량보다도 작게 한다. 이것에 의하여, Y 정압 베어링(24)을 통하여 기판 스테이지(4)의 미진동의 진폭을 저감시킬 수 있다.
기판 스테이지(4)에 전해지는 진동을 저감시켜 몰드(10)와 기판(1)의 상대 위치의 검출 정밀도를 높일 수 있다. 또한 그대로의 진동 상태에서 몰드(10)와 기판(1)의 위치 정렬 및 임프린트재의 경화를 할 수 있다. 따라서, 기판(1)에 이미 형성되어 있는 하지 패턴과, 새로이 기판(1) 상에 형성되는 경화된 임프린트재의 패턴을 고정밀도로 중첩시킬 수 있다.
스테이지 장치(200)를, 얼라인먼트나 임프린트재의 경화 시에 있어서 공급 압력을 저감시키는 경우에 비하여 재빨리 스테이지 장치(200)의 미진동을 저감시킬 수 있다.
또한, 시각 t1의 직후의 시각 t2는 몰드(10)가 기판(1) 상의 임프린트재에 접액하여 임프린트재의 점탄성력이 작용한다. 따라서, 몰드(10)가 임프린트재와 접액하지 않은 경우에 비하여 강성이 KL로 저하되는 것에 의한 안내면(5a)과의 간섭 위험성은 작아진다.
Y 정압 베어링(24)에 있어서 사용하는 개구의 수의 전환 동작은, 상술한 압인 동작 또는 이형 동작과 동시인 경우에 한정되지 않는다. 예를 들어, 기판 스테이지(4)가 얼라인먼트 검출계(16)의 검출 범위에 마크(38)가 들어가는 소정 위치로 이동한 후, 시각 t2에 있어서의 몰드(10)와 기판(1)의 위치 정렬 동작이 완료되기까지의 사이에 전환부(105)가 개구부의 개구 면적을 크게 하면 된다. 전환부(105)가 개구부의 개구 면적을 작게 하는 타이밍은, S106의 공정이 종료되고 나서 시각 t5 전까지이면 된다.
또한, 전환부(105)는, 개구(101)로부터만 압축 기체를 유출시키는 경우와 개구(102)로부터만 압축 기체를 유출시키는 경우를 전환하는 경우의 실시 형태를 설명했지만, 전환부(105)는 그 외의 형태로 개구 면적을 변경해도 된다. 예를 들어, 전환부(105)는, 개구(101)로부터만 압축 기체를 유출시키는 경우와, 개구(101) 및 개구(102)로부터 압축 기체를 유출시키는 경우를 전환하는 기구여도 된다. 개구(102)가 복수 있는 경우에도, 당해 복수의 개구(102)를 합한 개구 면적 A3과, 상술한 개구 면적 A2 사이에, A3<A2가 성립하는 것이면, 개구(102)는 복수 있어도 된다. 특히 2×A3<A2가 성립하는 것이 바람직하다.
(실시예)
제1 실시 형태의 실시예에 대하여, 도 7을 이용하여 설명한다. 단, 당해 실시예는, 중앙부에 개구(102)만이 형성된 정압 베어링으로부터 압축 기체를 유출시키는 경우와, 4개의 개구(101)가 형성된 정압 베어링으로부터 압축 기체를 유출시키는 경우를, 동일한 조건 하에서 개별적으로 실시했을 때의 실시예이다. 압축 기체의 공급 조건은, 개구(102)로부터만 기체를 유출시켰을 때의 안내면에 대한 부상량이 8㎛로 되는 조건으로 하였다.
도 7의 (a), 도 7의 (b)는, 모두, 횡축이 시간, 종축이 Y 정압 베어링(24)의 안내면(5a) 측의 위치를 나타내고 있다. 도 7의 (a)는, 중앙부에 개구(102)만이 형성된 정압 베어링으로부터 압축 기체를 유출시켰을 때의 진동 상태를 나타내고 있고, 도 7의 (b)는, 하나당 면적이 개구(102)와 동일한 개구(101)가 4개 형성된 정압 베어링으로부터 압축 기체를 유출시키는 경우를 나타내고 있다. 도 7의 (a)의 경우에는, 진폭이 11.1㎚, 도 7의 (b)의 경우에는 진폭이 1.6㎚로 되어, 정압 베어링에 전해지는 진동을 약 1/7로 저감시킬 수 있었다.
(제1 실시 형태의 변형예)
개구(101, 102) 및 홈(103)과 같이, 압축 기체를 유출시키는 개구나 유출시킨 기체를 정류하는 홈의 배치나 수는, 도 4에 도시하는 배치에 한정되지 않는다. Y 정압 베어링(24)의, 안내 부재(5)와 대향하는 면 내에서 대칭적으로 개구를 배치하는 것이 가능하면, 다른 배치여도 상관없다. 특히 기판 스테이지(4)를 안내면(5a)에 대하여 균형 있게 부상시키기 위해서도, 압축 기체를 유출시키는 개구는 Y 정압 베어링(24)의 이동 방향인 X축 방향에 관하여 선대칭으로 배치되어 있는 것이 바람직하다.
도 8의 (a), 도 8의 (b)는 Y 정압 베어링(24)의 변형예에 따른 정압 베어링을, 안내 부재(5)의 측에서 본 도면이다. 도 8의 (a)에 도시하는 정압 베어링은, 중앙부의 개구(202)와, 당해 개구(202)의 상하 좌우 및 경사 방향으로 떨어져 배치된 개구(201)를 포함한다. 홈(203)은, 개구(202) 및 개구(201)끼리를 연결하도록, X축 방향, Z축 방향으로 형성되어 있다. 예를 들어, 전환부(105)는, 시각 t1에 있어서 압축 기체를 유출시키는 개구를 개구(202)로부터 개구(201)로 변화시킴으로써 개구 면적을 변화시킨다.
도 8의 (b)에 도시하는 정압 베어링은 동심원형의 2개의 홈(303, 304) 및 내원의 홈(303)을 연결하는 2개의 직선형의 홈(305)을 포함하며, 홈(303)과 홈(305)의 교점에 개구(301), 홈(305)끼리의 교점에 개구(302)를 포함한다. 예를 들어, 전환부(105)는, 시각 t1에 있어서 압축 기체를 유출시키는 개구를 개구(302)로부터 개구(301)로 변화시킴으로써 개구 면적을 변화시킨다. 이것에 의하여, 상술한 것과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
또한, 개구(101, 102)의 형상은, 유출시키는 기체의 흐름을 흐트러뜨리지 않는 범위라면 원형 이외의 형상이어도 된다.
[제2 실시 형태]
개구(101, 102)의 배치나 홈(103)의 배치에 따라서는, 전환부(105)가 압축 기체를 유출시키는 개구의 수를 전환했을 때, 안내면(5a)에 대한 Y 정압 베어링(24)의 부상량이 서브마이크로미터 내지 1.2㎛ 정도 변화되는 경우가 있다. 그래서, 제2 실시 형태에 따른 Y 정압 베어링(24)은, 개구의 수의 전환에 수반하는 Y 정압 베어링(24)의 부상량의 변화를 저감시키기 위한 기구를 갖는다.
제2 실시 형태에 따른 Y 정압 베어링(24)의 구성에 대하여, 도 9를 이용하여 설명한다. 도 9의 (a)는 Y 정압 베어링(24)을 안내면(5a)에서 본 도면이다. 도 9의 (b)는 도 9의 (a)의 C-C 단면도이다. 기출 도면과 동일한 부재에는 동일한 번호를 붙여, 중복되는 상세한 설명은 생략한다.
Y 정압 베어링(24)에 형성된 흡인구(120)에 배관(121)을 통하여 접속된 배기부(123)를 갖는다. 배기부(123)는, 예를 들어 배기력을 변경 가능한 진공 펌프이며, 안내면(5a)과 Y 정압 베어링(24) 사이의 기체를 배관(121) 및 흡인구(120)를 통하여 흡인함으로써, 안내 부재(5)를 흡인하는 힘(흡인력)을 발생시키는 발생 수단으로서 기능한다.
따라서, 배기부(123)는, 제어부(19)의 지시를 받아 배기부(123)는 안내 부재(5)에 대한 흡인력을 변화시킴으로써 안내면(5a)과 Y 정압 베어링(24)의 거리를 미조정할 수 있다. 예를 들어, 전환부(105)에 의한 개구 수의 전환에 의하여, 안내면(5a)에 대한 Y 정압 베어링(24)의 부상량이 감소하는 것이면, 제어부(19)의 지시에 기초하여 당해 부상량의 감소가 저감되도록 흡인력을 작게 한다. 또한, 전환부(105)에 의한 개구 수의 전환에 의하여, 안내면(5a)에 대한 Y 정압 베어링(24)의 부상량이 증대되는 것이면, 제어부(19)의 지시에 기초하여 당해 부상량의 증가가 저감되도록 흡인력을 크게 한다.
본 실시 형태에서도 전환부(105)가, 기판 스테이지(4)의 이동에 따라 압축 기체를 유출시키는 개구부의 개구 면적을 변화시킨다. 따라서, 제1 실시 형태에 따른 스테이지 장치(200)와 마찬가지로, 기판 스테이지(4)의 고속 이동 시의 기판 스테이지(4)의 고강성 지지와 기판 스테이지(4)의 미소 이동 시의 기판 스테이지(4)의 미진동의 저감을 양립시킬 수 있다. 또한, 안내 부재(5)와 Y 정압 베어링(24) 중 한쪽이 다른 쪽을 흡인하는 힘을 변화시킴으로써, 개구 면적의 변경과 함께 발생하는 Y 정압 베어링(24)의 부상량의 변화를 저감시킬 수 있다.
또한, 배기부(123)를 탑재하고 있는 경우에는, 예압용 자석은 탑재되지 않아도 된다. 기판 스테이지(4)의 이동의 안내 기능에 영향이 적으면, 배기부(123)와 접속되는 개구가 Y 정압 베어링(24)의 측이 아니라, 안내 부재(5)의 측에 형성되어 있어도 된다. 또한, 배기부(123) 대신, 안내 부재(5)와 Y 정압 베어링(24) 중 한쪽에 설치된 전자석을, 자성 재료로 구성된 다른 쪽을 흡인하는 흡인력을 발생시키는 발생 수단으로서 사용해도 된다.
[제3 실시 형태]
Y 정압 베어링(24)에 형성된 하나 또는 복수의 개구 중, 하나당 개구의 면적을 변화시키는 것에 의해서도, 압축 기체를 유출시키는 개구부의 면적을 변화시킬 수 있다. 이것에 의하여 개구로부터 유출되는 압축 기체의 레이놀즈수는 저감된다. 그래서, 제3 실시 형태에 따른 Y 정압 베어링(24)은, 개구부의 면적을 변화시키는 변경 수단으로서, 하나의 개구의 개구 면적을 변경 가능한 기구를 갖는다.
제3 실시 형태에 따른 변경 수단의 일례를 도 10의 (a), 및 도 10의 (a)의 D-D 단면도인 도 10의 (b)에 도시한다. 스테이지 장치(200)는, 당해 변경 수단으로서, 기체 공급부(106)와 접속된 개구(401)의 중심 위치는 변화시키지 않고 그 반경을 변화시키기 위한 블레이드부(구동 기구)(403)와, 블레이드부(403)를 구동하는 구동부(404)를 갖는 조리개(402)를 갖는다. 제어부(19)로부터의 지시에 기초하여 조리개(402)는 블레이드부(403)를 구동하여, 기판 스테이지(4)의 이동 상태에 따라 개구(301)의 면적을 변화시킨다.
제3 실시 형태에 따른 변경 수단의 다른 예를 도 11의 (a), 및 도 11의 (a)의 E-E 단면도인 도 11의 (b)에 도시한다. 스테이지 장치(200)는, 당해 변경 수단으로서, Y 정압 베어링(24)에 형성된 개구(503)보다도 작은 개구 면적의 개구(501)를 구비하며, 개구(503)의 일부를 차폐하도록 슬라이드 가능한 슬라이드 부재(구동 기구)(502)를 갖는다.
제어부(19)의 지시에 기초하여 도시하지 않은 구동부는 슬라이드 부재(502)를 구동하여, 기판 스테이지(4)의 이동 상태에 따라 개구(503)의 면적을 변화시킨다. 예를 들어, 기판 스테이지(4)가, 상술한 임프린트 처리의 S103에서는, 슬라이드 부재(502)를 개구(503)의 일부를 차폐하도록 도 11의 (b)의 위치에 배치하여 개구부의 면적을 작게 한다. 임프린트 처리의 S107에서는, 파선으로 나타낸 위치에 슬라이드 부재(502)를 배치하여 개구부의 면적을 크게 한다.
이와 같이, 블레이드부(403)나 슬라이드 부재(502) 등의 구동 기구를 사용하여 동일한 개구의 개구 면적을 변화시키는 것에 의해서도, 레이놀즈수의 크기를 변화시킬 수 있다. 이와 같은 개구 면적의 변경을 기판 스테이지(4)의 이동 상태에 따라 행함으로써, 기판 스테이지(4)의 고속 이동 시의 기판 스테이지(4)의 고강성 지지와 기판 스테이지(4)의 미소 이동 시의 기판 스테이지(4)의 미진동의 저감을 양립시킬 수 있다.
제3 실시 형태에 따른 스테이지 장치(200)는, 제1 실시 형태 또는 제2 실시 형태와 조합하여 실시함으로써, 개구 면적의 변경 폭을 크게 해도 된다. 또한, 복수의 개구 중 적어도 하나의 개구 면적을 변화시킴으로써, 본 실시 형태를 포함하여, 각 실시 형태에 있어서, 정압 베어링에 공급되는 압력을 변화시키지 않은 채 당해 정압 베어링의 개구부의 개구 면적을 변화시키는 경우를 설명했지만, 개구 면적의 전환에 맞추어 압력을 변경해도 된다. 예를 들어, 제어부(19)의 지시에 기초하여 레귤레이터(압력 변경 수단)(106a)가, 기판 스테이지(4)의 이동 상태에 따라 기체 공급부(106)로부터 정압 베어링에 공급되는 기체의 압력을 변경해도 된다. 예를 들어, 상술한 임프린트 처리에 있어서의 S103으로 압력을 저감시키고, S107에서 저감시킨 압력을 원래대로 되돌려도 된다. 다소의 응답 지연은 발생하지만, 기판 스테이지(4)의 진동을 더욱 저감시킬 수 있다.
[그 외의 실시 형태]
본 발명의 그 외의 실시 형태에 대하여 설명한다.
Y 정압 베어링(24)의 개구 면적을 변화시키는 경우를 중심으로 설명했지만, 개구 면적의 변경 대상의 정압 베어링은 이에 한정되지 않는다. 각 실시 형태에 따른 발명은, Z 정압 베어링(21, 22), X 정압 베어링(23), 및 Y 정압 베어링(24) 및 중 적어도 하나에 적용 가능하다. 얼라인먼트 검출계(16)에 의한 마크 검출 시에는, 기판 스테이지(4)의 XY 방향의 미진동을 저감시키는 것이 중요해진다. 그 때문에, 특히, 기판(1)에 가장 가까운 Y 정압 베어링(24), X 정압 베어링(23)의 우선 순위로 적용되는 것이 바람직하다.
임프린트재에는, 경화용 에너지가 부여됨으로써 경화되는 경화성 조성물(미경화 상태의 수지라 칭하는 경우도 있음)이 사용된다. 경화용 에너지로서는, 전자파, 열 등이 이용된다. 전자파로서는, 예를 들어, 그 파장이 10㎚ 이상 1㎜ 이하의 범위로부터 선택되는, 적외선, 가시광선, 자외선 등의 광이다.
경화성 조성물은, 광의 조사에 의하여, 또는 가열에 의하여 경화되는 조성물이다. 이 중, 광에 의하여 경화되는 광경화성 조성물은, 중합성 화합물과 광중합 개시제를 적어도 함유하며, 필요에 따라 비중합성 화합물 또는 용제를 함유해도 된다. 비중합성 화합물은, 증감제, 수소 공여체, 계면 활성제, 산화 방지제, 중합체 성분 등의 군에서 선택되는 적어도 1종이다.
임프린트재는, 스핀 코터나 슬릿 코터에 의하여 기판(1) 상에 막형으로 부여된다. 또는 액체 분사 헤드에 의하여, 액적형, 또는 복수의 액적이 이어져서 생긴 섬형 또는 막형으로 되어 기판(1) 상에 부여되어도 된다. 임프린트재의 점도(25℃에서의 점도)는, 예를 들어 1m㎩·s 이상 100m㎩·s 이하이다.
기판(1)은, 유리, 세라믹스, 금속, 반도체, 수지 등이 사용되며, 필요에 따라, 그 표면에 기판과는 다른 재료를 포함하는 부재가 형성되어 있어도 된다. 기판(1)은, 구체적으로, 실리콘 웨이퍼, 화합물 반도체 웨이퍼, 석영 유리 등이다.
스테이지 장치(200)는, 임프린트 장치(100)에 한정되지 않으며, 안내면을 따라 가동되는 기판 스테이지에 적재된 기판 상에 원판을 사용하여 패턴을 형성하는 그 밖의 리소그래피 장치(패턴 형성 장치)에도 탑재될 수 있다.
리소그래피 장치는, 예를 들어, 원판(레티클)에 형성된 회로 패턴 등의 패턴을 기판(1)에 전사함으로써, 기판(1) 상에 레지스트의 잠상 패턴을 형성하는 노광 장치여도 된다. 노광 장치에 있어서 레지스트를 노광하기 위한 노광 광은, 예를 들어, g선(파장 436㎚), i선(파장 365㎚), ArF 레이저 광(파장 193㎚), EUV 광(파장 13㎚) 등의 각종 광선으로부터 선택 가능하다. 리소그래피 장치는, 하전 입자 선이나 레이저 빔을 조사함으로써 기판(1) 상에 잠상 패턴을 형성하는 묘화 장치 등이어도 된다.
어느 리소그래피 장치에 있어서도, 일반적으로, 원판이나 기판에 형성된 마크로부터의 광을 검출하는 얼라인먼트 검출계를 갖는다. 따라서 변경 수단은 얼라인먼트 검출계의 검출 범위에 기판에 형성된 마크가 들어가는 소정 위치로 기판 스테이지가 이동하고 나서, 당해 마크로부터의 광(마크의 상)의 검출이 완료되기까지의 사이에, 정압 베어링의 개구부의 개구 면적을 변경 전보다도 크게 한다. 또한, 변경 수단은, 제1 영역(제1 샷 영역)에 패턴을 형성한 후에 다음에 패턴이 형성되어야 하는 제2 영역(제2 샷 영역)으로의 패턴 형성을 위하여 기판 스테이지(4)를 스텝 이동시키는 동안에, 정압 베어링의 개구부의 개구 면적을 변경 전보다도 작게 한다. 이것에 의하여, 기판 스테이지가 큰 스트로크로 이동할 때는 강성을 높게 하고, 마크로부터의 광의 검출 등 세팅을 요할 때는 진동을 저감시킬 수 있다.
리소그래피 장치가, 기판 스테이지(4)를 세팅시킨 상태에서 기판을 노광하는 스텝 앤드 리피트 방식으로 노광하는 노광 장치(스테퍼)인 경우, 기판의 노광 타이밍에 맞추어 정압 베어링의 개구부의 개구 면적을 크게 해도 된다. 기판 스테이지가 큰 스트로크로 이동할 때는 강성을 높게 하고, 노광 시 등 세팅을 요할 때는 진동을 저감시킬 수 있다.
[물품의 제조 방법]
임프린트 장치를 사용하여 형성한 경화물의 패턴 또는 그 외의 리소그래피 장치를 사용하여 형성된 잠상 패턴을 현상한 후에 남는 경화물의 패턴은, 각종 물품의 적어도 일부에 항구적으로, 또는 각종 물품을 제조할 때 일시적으로 사용된다.
물품이란, 전기 회로 소자, 광학 소자, MEMS, 기록 소자, 센서, 또는 몰드(10) 등이다. 전기 회로 소자로서는, DRAM, SRAM, 플래시 메모리, MRAM과 같은, 휘발성 또는 불휘발성의 반도체 메모리나, LSI, CCD, 이미지 센서, FPGA와 같은 반도체 소자 등을 들 수 있다. 몰드(10)로서는, 임프린트용 몰드 등을 들 수 있다.
경화물의 패턴은, 상기 물품의 적어도 일부의 구성 부재로서, 그대로 사용되거나, 또는 레지스트 마스크로서 일시적으로 사용된다. 기판(1)의 가공 공정에 있어서 에칭 또는 이온 주입 등이 행해진 후, 레지스트 마스크는 제거된다.
다음으로, 물품의 구체적인 제조 방법에 대하여 도 12를 이용하여 설명한다. 도 12에 (a)에 도시한 바와 같이, 절연체 등의 피가공재(2z)가 표면에 형성된 실리콘 웨이퍼 등의 기판(1)을 준비하고, 계속해서, 잉크젯법 등에 의하여, 피가공재(2z)의 표면에 임프린트재(3z)를 부여한다(상술한 S101). 여기서는, 복수의 액적상으로 된 임프린트재(3z)가 기판 상에 부여된 모습을 도시하고 있다.
도 12에 (b)에 도시한 바와 같이, 임프린트용 몰드(10)를, 그 요철 패턴이 형성된 측을 기판 상의 임프린트재(3z)를 향하여, 대향시킨다. 도 12에 (c)에 도시한 바와 같이, 임프린트재(3z)가 부여된 기판(1)과 몰드(10)를 접촉시키고, 압력을 가한다(상술한 S104). 임프린트재(3z)는 몰드(10)와 피가공재(2z)의 간극에 충전된다. 이 상태에서 경화용 에너지로서 광을 몰드(10)를 투과시켜 조사하면, 임프린트재(3z)는 경화된다(상술한 S106).
도 12에 (d)에 도시한 바와 같이, 임프린트재(3z)를 경화시킨 후, 몰드(10)와 기판(1)을 분리하면, 기판(1) 상에 임프린트재(3z)의 경화물의 패턴이 형성된다(상술한 S108). 이 경화물의 패턴은, 형의 오목부가 경화물의 볼록부에, 형의 볼록부가 경화물의 오목부에 대응한 형상으로 되어 있으며, 즉, 임프린트재(3z)에 몰드(10)의 요철 패턴이 전사된 것으로 된다.
도 12에 (e)에 도시한 바와 같이, 경화물의 패턴을 내에칭 마스크로 하여 에칭을 행하면, 피가공재(2z)의 표면 중, 경화물이 없거나 또는 얇게 잔존한 부분이 제거되어, 홈(5z)으로 된다. 도 12에 (f)에 도시한 바와 같이, 경화물의 패턴을 제거하면, 피가공재(2z)의 표면에 홈(5z)이 형성된 물품을 얻을 수 있다. 여기서는 경화물의 패턴을 제거했지만, 가공 후에도 제거하지 않고, 예를 들어, 반도체 소자 등에 포함되는 층간 절연용 막, 즉, 물품의 구성 부재로서 이용해도 된다.
기판(1)의 가공 공정은, 다른 주지의 가공 공정(현상, 산화, 성막, 증착, 평탄화, 레지스트 박리, 다이싱, 본딩, 패키징 등)을 더 포함해도 된다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이들 실시 형태에 한정되지 않는 것은 물론이며, 그 요지의 범위 내에서 다양한 변형 및 변경이 가능하다.
본 발명을 예시적인 실시 형태를 참조하여 설명했지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시 형태에 한정되지 않는 것으로 이해되어야 한다. 이하의 특허 청구범위의 범주는, 그와 같은 모든 개변 및 동등한 구조 및 기능을 아우르도록 가장 넓은 해석에 따라야 한다.
1: 기판
4: 가동체
5a: 안내면
24: 정압 베어링
101, 102, 201, 202, 301, 302, 401, 501, 503: 개구(개구부)
106: 기체 공급부
105, 402: 전환부(변경 수단)
200: 스테이지 장치

Claims (15)

  1. 안내면을 따라 이동 가능한 가동체와,
    상기 안내면과 대향하는 개구부로부터 상기 안내면을 향하여 기체를 유출시킴으로써 상기 가동체를 상기 안내면에 대하여 비접촉으로 지지하는 정압 베어링과,
    상기 가동체의 속도를 포함하는 이동 상태에 따라 상기 개구부의 개구 면적을 변화시키는 변경 수단을 갖고,
    상기 변경 수단은, 상기 가동체의 속도가 제1 속도일 때에 있어서의 상기 개구 면적이 제1 면적으로 되고, 상기 가동체의 속도가 상기 제1 속도보다도 느린 제2 속도일 때에 있어서의 상기 개구 면적이 상기 제1 면적보다도 큰 제2 면적으로 되도록, 상기 개구 면적을 변화시키는 것을 특징으로 하는, 스테이지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 개구부는 복수의 개구를 갖고,
    상기 변경 수단은, 상기 기체의 유출에 사용하는 상기 개구의 수를 변화시킴으로써 상기 개구 면적을 변화시키는 것을 특징으로 하는, 스테이지 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 개구부는 하나 또는 복수의 개구를 갖고,
    상기 변경 수단은, 상기 하나의 개구의 개구 면적 또는 상기 복수의 개구 각각의 면적을 변화시키기 위한 구동 기구를 포함하고, 해당 구동 기구의 구동에 의하여 상기 개구 면적을 변화시키는 것을 특징으로 하는, 스테이지 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 안내면을 구비한 부재와 상기 정압 베어링 중, 한쪽이 다른 쪽을 흡인하는 흡인력을 발생시키는 발생 수단을 갖고,
    상기 발생 수단은, 상기 개구 면적의 변경과 함께 발생하는 상기 정압 베어링의 부상량의 변화를, 상기 흡인력을 변화시킴으로써 저감시키는 것을 특징으로 하는, 스테이지 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기체를 상기 정압 베어링에 공급하는 기체 공급부를 갖고,
    상기 가동체의 이동 상태에 따라 상기 기체 공급부로부터 상기 정압 베어링에 공급되는 기체의 압력을 변화시키는 압력 변경 수단을 갖는 것을 특징으로 하는, 스테이지 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 개구는, 상기 정압 베어링의 상기 안내면과의 대향면에 있어서, 상기 가동체의 이동 방향에 대하여 선대칭으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 스테이지 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 스테이지 장치와,
    상기 가동체에 적재된 기판 상에 원판을 사용하여 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는, 리소그래피 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기판에 형성된 마크로부터의 광을 검출하는 검출계를 갖고,
    상기 가동체가, 상기 검출계의 검출 범위에 상기 마크가 들어가는 소정 위치로 이동한 후, 상기 검출계에 의한 상기 마크로부터의 광의 검출이 완료되기까지의 사이에, 상기 변경 수단은 상기 개구 면적을 상기 제1 면적으로부터 상기 제2 면적으로 변화시키는 것을 특징으로 하는, 리소그래피 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 정압 베어링은 상기 가동체를 수평 방향으로 비접촉으로 지지하는 수단이고,
    상기 검출계의 검출 결과에 기초하여 상기 기판의 상기 수평 방향의 위치 정보를 구하는 것을 특징으로 하는, 리소그래피 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 리소그래피 장치는, 형을 사용하여 상기 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 장치이고,
    상기 소정 위치는, 상기 가동체가 상기 형과 대향하는 위치인 것을 특징으로 하는, 리소그래피 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 변경 수단은, 상기 기판 상의 제1 영역에 상기 임프린트재의 패턴을 형성한 후, 또한 상기 제1 영역과는 상이한 제2 영역으로의 임프린트 처리를 위하여 다시 상기 가동체가 이동하기 시작하기 전까지, 상기 개구 면적을 상기 제2 면적으로부터 상기 제2 면적보다도 작은 면적으로 변화시키는 것을 특징으로 하는, 리소그래피 장치.
  12. 원판을 사용하여 기판 상에 패턴을 형성하는 리소그래피 장치이며,
    상기 기판을 보유 지지하여, 안내면을 따라 이동 가능한 가동체와,
    상기 안내면과 대향하는 개구부로부터 상기 안내면을 향하여 기체를 유출시킴으로써 상기 가동체를 상기 안내면에 대하여 비접촉으로 지지하는 정압 베어링과,
    상기 가동체의 이동 상태에 따라 상기 개구부의 개구 면적을 변화시키는 변경 수단과,
    상기 기판에 형성된 마크로부터의 광을 검출하는 검출계를 갖고,
    상기 가동체가, 상기 검출계의 검출 범위에 상기 마크가 들어가는 소정 위치로 이동한 후, 상기 검출계에 의한 상기 마크로부터의 광의 검출이 완료되기까지의 사이에, 상기 변경 수단은 상기 개구 면적을 제1 면적으로부터 해당 제1 면적보다도 큰 제2 면적으로 변화시키고,
    상기 기판 상의 제1 영역에 상기 패턴을 형성한 후, 또한 상기 제1 영역과는 상이한 제2 영역으로의 패턴 형성을 위하여 상기 가동체가 다시 이동하기 시작하기 전까지, 상기 개구 면적을 상기 제2 면적으로부터 상기 제2 면적보다도 작은 면적으로 변화시키는 것을 특징으로 하는, 리소그래피 장치.
  13. 형을 사용하여 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 장치이며,
    상기 기판을 보유 지지하여, 안내면을 따라 이동 가능한 가동체와,
    상기 안내면과 대향하는 개구부로부터 상기 안내면을 향하여 기체를 유출시킴으로써 상기 가동체를 상기 안내면에 대하여 비접촉으로 지지하는 정압 베어링과,
    상기 가동체의 이동 상태에 따라 상기 개구부의 개구 면적을 변화시키는 변경 수단과,
    상기 기판에 형성된 마크로부터의 광을 검출하는 검출계를 갖고,
    상기 가동체가, 상기 검출계의 검출 범위에 상기 마크가 들어가는 소정 위치로 이동한 후, 상기 기판의 면 내 방향에 있어서의 상기 형과 상기 기판의 위치 정렬이 완료되기까지의 사이에, 상기 변경 수단은 상기 개구 면적을 제1 면적으로부터 해당 제1 면적보다도 큰 제2 면적으로 변화시키고,
    상기 기판 상의 제1 영역에 상기 패턴을 형성한 후, 또한 상기 제1 영역과는 상이한 제2 영역으로의 패턴 형성을 위하여 상기 가동체가 다시 이동하기 시작하기 전까지, 상기 개구 면적을 상기 제2 면적으로부터 상기 제2 면적보다도 작은 면적으로 변화시키는 것을 특징으로 하는, 임프린트 장치.
  14. 제8항에 기재된 리소그래피 장치를 사용하여 상기 기판 상에 패턴을 형성하는 공정과,
    상기 공정에서 패턴이 형성된 상기 기판을 처리하는 처리 공정을 갖고,
    처리한 상기 기판의 적어도 일부를 포함하는 물품을 제조하는 것을 특징으로 하는, 물품의 제조 방법.
  15. 제13항에 기재된 임프린트 장치를 사용하여 상기 기판 상에 패턴을 형성하는 공정과,
    상기 공정에서 패턴이 형성된 상기 기판을 처리하는 처리 공정을 갖고,
    처리한 상기 기판의 적어도 일부를 포함하는 물품을 제조하는 것을 특징으로 하는, 물품의 제조 방법.
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