(57)【要約】【課題】パーティクルの飛散を低減するために有利なステージ装置を提供する。【解決手段】ステージ装置は、磁性体を含む石材が露出した上面を有する定盤と、  前記定盤の上面に沿って移動可能なステージと、前記ステージに設けられ、前記定盤の上面に向けて気体を噴出する噴出口を有する静圧軸受と、前記定盤の上面に対向するように前記ステージに設けられ、前記定盤から発生したパーティクルを吸着する磁石とを含む。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体を含む石材が露出した上面を有する定盤と、
前記定盤の上面に沿って移動可能なステージと、
前記ステージに設けられ、前記定盤の上面に向けて気体を噴出する噴出口を有する静圧軸受と、
前記定盤の上面に対向するように前記ステージに設けられ、前記定盤から発生したパーティクルを吸着する磁石と、
を含むことを特徴とするステージ装置。
【請求項２】
前記静圧軸受は、前記定盤と前記ステージとの間に予圧を与えるように、前記定盤と前記ステージとの間の気体を吸引する吸引口を含む、ことを特徴とする請求項１に記載のステージ装置。
【請求項３】
前記磁石と前記定盤の上面との間の距離は、前記静圧軸受と前記定盤の上面との間の距離より大きい、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。
【請求項４】
前記静圧軸受は、前記ステージの下面に設けられ、
前記磁石は、前記静圧軸受を取り囲むように前記ステージの下面に設けられている、ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載のステージ装置。
【請求項５】
複数の前記静圧軸受は、前記ステージの下面に互いに離隔して設けられ、
前記磁石は、複数の前記静圧軸受の各々を個別に取り囲むように前記ステージの下面に設けられている、ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載のステージ装置。
【請求項６】
前記ステージの側面に設けられた第２磁石を更に含む、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。
【請求項７】
前記定盤を構成する石材は、０ＳＩより大きく１００ＳＩ以下の帯磁率を有する、ことを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載のステージ装置。
【請求項８】
前記定盤を構成する石材は、斑レイ岩または花崗岩を含む、ことを特徴とする請求項７に記載のステージ装置。
【請求項９】
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、
請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載のステージ装置を含む、ことを特徴とするリソグラフィ装置。
【請求項１０】
請求項９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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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には、基板を保持して定盤上を移動可能なステージを有するステージ装置が設けられる。ステージ装置では、定盤に向けて気体を吹き付ける静圧軸受がステージに設けられ、静圧軸受によってステージを定盤から浮き上がらせた状態でステージを移動させる（特許文献１および２参照）。特許文献１には、御影石等の石材（鉱物）によって定盤を構成したステージ装置が開示されている。また、特許文献２には、金属材料によって定盤を構成したステージ装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１１０８６０号公報
【特許文献２】特開２０１０−２７８０４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ステージ装置に用いられる定盤を構成可能な石材は、一般に、大型のものでも比較的容易かつ安価に入手することができ、所望の平面度に加工することも容易である。そのため、特許文献１に記載されたように石材によって定盤を構成する場合では、特許文献２に記載されたように金属材料によって定盤を構成する場合に比べて装置コストの点で有利になりうる。しかしながら、石材によって定盤を構成した場合、定盤の一部が削れてパーティクルが発生することがあり、このようなパーティクルがリソグラフィ装置内で飛散してしまうと、基板やマスク（モールド）などが汚染されうる。
【０００５】
そこで、本発明は、パーティクルの飛散を低減す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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、磁性体を含む石材が露出した上面を有する定盤と、前記定盤の上面に沿って移動可能なステージと、前記ステージに設けられ、前記定盤の上面に向けて気体を噴出する噴出口を有する静圧軸受と、前記定盤の上面に対向するように前記ステージに設けられ、前記定盤から発生したパーティクルを吸着する磁石と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
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。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、例えば、パーティクルの飛散を低減するために有利なステージ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態のステージ装置の斜視図である。
【図２】第１実施形態のステージ装置の断面図である。
【図３】第１実施形態のステージ装置の断面図である。
【図４】定盤、ステージおよび静圧軸受を簡略化して示した図である。
【図５】ステージを下から見た図である。
【図６】ステージを下から見た図である。
【図７】噴出口および吸引口を設けた静圧軸受を示す図である。
【図８】定盤と磁石との間に磁性体のパーティクルを配置した例を示す図である。
【図９】第２実施形態のステージ装置を示す図である。
【図１０】リソグラフィ装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
＜第１実施形態＞
本発明に係る第１実施形態のステージ装置１０について、図１〜図３を参照しながら説明する。図１は、ステージ装置１０の斜視図であり、図２は、図１に示すステージ装置１０のＡ−Ａ’断面図であり、図３は、図１に示すステージ装置１０のＢ−Ｂ’断面図である。本実施形態のステージ装置１０は、例えば、定盤１と、基板２を保持して定盤上を移動可能なステージ３と、ステージ３をＸ方向に駆動する第１駆動部４と、ステージ３を第１駆動部４とともにＹ方向に駆動する第２駆動部５と、制御部７とを含みうる。制御部７は、例えばＣＰＵやメモリなどを有し、ステージ装置１０の各部を制御する（ステージ３の駆動を制御する）。
【００１２】
定盤１は、例えば斑レイ岩（黒御影、ガブロとも呼ばれる）や、花崗岩（御影石、グラナイトとも呼ばれる）などの石材（鉱物）によって構成される。このような石材には、磁鉄鉱などの磁性体（酸化磁性体）を含むものがあり、本実施形態では、このように磁性体を含む石材によって構成された定盤１が用いられる。また、定盤１の上面は、当該定盤１を構成する石材が露出しており、平面加工が施されている。
【００１３】
ステージ３は、基板２を保持するとともに、第１駆動部４および第２駆動部５により、定盤１の上面に沿ってＸＹ方向に移動可能に構成されている。第１駆動部４は、例えば、Ｘ方向に延伸し且つステージ３を貫通する案内部材４ａに設けられた固定子４ｂ（コイル）と、ステージ３に設けられた可動子４ｃ（磁石）とを有するリニアモータによって構成されうる。また、第２駆動部５は、例えば、Ｙ方向に延伸する案内部材５ａに設けられた固定子５ｂ（コイル）と、案内部材４ａの端部に設けられた可動子５ｃ（磁石）とを有するリニアモータによって構成されうる。このように第１駆動部４および第２駆動部５を構成することにより、定盤１の上面に沿ってステージ３を移動させることができる。
【００１４】
また、ステージ３には、セラミック等により構成された静圧軸受６が設けられており、定盤１の上面に沿って移動する際には、静圧軸受６によって定盤１からステージ３を浮上させた状態にする。静圧軸受６は、例えば、定盤１の上面に対向するようにステージ３（例えばステージ３の下面）に設けられ、定盤１の上面に向けて気体を噴出する噴出口６ａ（噴出部）を含みうる。そして、静圧軸受は、気体供給路６ｂを介して気体が噴出口６ａに供給されることにより、噴出口６ａから気体を噴出し、定盤１からステージ３を浮上させた状態にすることができる。気体供給路６ｂには、噴出口６ａへの気体の供給を遮断する遮断バルブ６ｃと、噴出口６ａに供給される気体の圧力を調整する圧力調整部６ｄとが設けられ、それらは制御部７によって制御される。定盤１からステージを浮上させるための指令（信号）が制御部７から発せられると、遮断バルブ６ｃが開くとともに、圧力調整部６ｄにより圧力が調整された気体が気体供給路６ｂを介して噴出口６ａに供給され、定盤１からステージ３を浮上させることができる。ここで、図２以外の図面では、噴出口６ａ、気体供給路６ｂ、遮断バルブ６ｃおよび圧力調整部６ｄの図示が省略されていることがあるが、図２と同様に構成されているものとする。
【００１５】
前述したように、本実施形態のステージ装置１０では、定盤１が石材によって構成される。定盤を構成可能な石材は、一般に、大型のものでも比較的容易かつ安価に入手することができ、所望の平面度に加工することも容易である。そのため、石材によって定盤を構成する場合では、金属材料によって定盤を構成する場合に比べて装置コストの点で有利になりうる。しかしながら、石材によって定盤を構成した場合、定盤の一部が削れてパーティクルが発生することがあり、このようなパーティクルが、ステージ装置を有するリソグラフィ装置内で飛散してしまうと、基板やマスク（モールド）などが汚染されうる。
【００１６】
ここで、定盤１からパーティクルが発生する一例について、図４を参照しながら説明する。図４は、定盤１、ステージ３および静圧軸受６を簡略化して示した図である。例えば、ステージ３を移動させる際には、静圧軸受６（噴出口６ａ）から気体を噴出させることによってステージ３を定盤１から浮上させた状態にする。一方、装置メンテナンスなどの際には、ステージ３が移動することを防ぐため、図４（ａ）に示すように、静圧軸受６による気体の噴出を停止させて静圧軸受６（ステージ３）を定盤１に接触させることにより、定盤１に対するステージ３の位置を固定する。このとき、静圧軸受６と定盤１（石材）とが擦れるため、定盤１からパーティクル１ａが発生しうる。この場合において、図４（ｂ）に示すように、静圧軸受６に気体を噴出させてステージ３を再浮上させると、当該パーティクル１ａが飛散しうる。
【００１７】
そこで、本実施形態のステージ装置１００では、パーティクル１ａの飛散を抑制（低減）するため、定盤１を構成する石材として磁鉄鉱などの磁性体（酸化磁性体）を含む石材を使用し、且つ磁石８ａをステージに配置している。当該石材の帯磁率χは、金属材料より低く、例えば０ＳＩより大きく１００ＳＩ以下の範囲内（０ＳＩ＜χ≦１００ＳＩ）であるとよい。そして、本実施形態のステージ装置１０は、図１〜図４に示すように、定盤１の上面に対向するようにステージ３に設けられた磁石８ａを含む。磁石８ａは、ステージ３の下面に設けられてもよいし、ステージ３の側面に設けられてもよい。これにより、定盤１から発生したパーティクル１ａを、図４（ｂ）の破線矢印９で示すように磁石８ａに吸着（捕獲、付着）させることができ、静圧軸受６から噴射された気体による当該パーティクル１ａの飛散を低減することができる。
【００１８】
磁石８ａは、定盤１と静圧軸受６との接触によって定盤１から発生したパーティクル１ａを吸着することができるように、例えば図５に示すように、静圧軸受６の周辺に設けられるとよい。具体的には、磁石８ａは、ＸＹ方向において静圧軸受６を取り囲むようにステージ３の下面に設けられるとよい。複数の静圧軸受６が互いに離隔してステージ３の下面に設けられている場合には、複数の静圧軸受６の各々を個別に取り囲むように磁石８ａが設けられてもよいし（図６（ａ））、複数の静圧軸受６の全体を取り囲むように設けられてもよい（図６（ｂ））。
【００１９】
また、磁石８ａは、例えば図４（ｂ）に示すように、磁石８ａと定盤１の上面との間の距離Ａが、静圧軸受６と定盤１の上面との間の距離Ｂより大きくなるように設けられているとよい。例えば、静圧軸受６（噴出口６ａ）から気体を噴出させてステージ３を定盤から浮上させた状態でステージ３を移動させる際には、移動方向（例えばＹ方向）に直交する軸（例えばＸ軸）に対するモーメントがステージ３に生じうる。つまり、ステージ３を移動させる際、移動方向に直交する軸周りにステージ３が傾くことがある。そのため、距離Ａが距離Ｂより大きくなるように磁石８ａを設けると、ステージ３が傾くことによって磁石８ａが定盤１に接触することを低減することができる。ステージ３の移動中に生じうるステージ３の最大傾きにおいて磁石８ａと定盤１とが接触しないように、当該磁石８ａをステージ３の下面に配置することがより好ましい。
【００２０】
ここで、定盤１からステージ３を浮上させる際に定盤１とステージ３との間に与える予圧について説明する。金属材料によって定盤を構成した場合であれば磁石を予圧機構として用いることができるが、本実施形態のように石材によって定盤を構成した場合には、磁石を予圧機構として用いるには不十分である。つまり、石材によって定盤を構成する場合には、磁石は一般に予圧機構として使用しないため、定盤の上面に対向するように磁石をステージの下面に設けることはしない。本実施形態のステージ装置１０では、図７に示すように、ステージ３と定盤１との間に予圧を与える予圧機構として、ステージ３と定盤１との間の気体を吸引する吸引口６ｅ（吸引部）が静圧軸受６に設けられうる。図７は、噴出口６ａおよび吸引口６ｅを設けた静圧軸受６を示す図である。吸引口６ｅは、図５にも図示されている。
【００２１】
また、金属材料によって定盤を構成し、磁石を予圧機構として用いた場合、当該磁石は、磁性体のパーティクルを引き寄せる機能を失うことが一般的に知られている。このことについて図８を参照しながら説明する。図８は、定盤１１と磁石１２との間に磁性体のパーティクル１３を配置した例を示す図である。図８（ａ）は、金属材料によって構成された定盤１１ａを用いた例を示し、図８（ｂ）は、金属材料に比べて帯磁率が小さい石材によって構成された定盤１１ｂを用いた例を示している。定盤１１ａを構成する金属材料としては、例えば帯磁率が５０００ＳＩ程度の鉄が用いられ、定盤１１ｂを構成する石材としては、例えば帯磁率が０．０３ＳＩ程度の斑レイ岩が用いられうる。
【００２２】
金属材料によって構成された定盤１１ａは、磁石１２によって磁化されやすい（大きく磁化される）。そのため、金属材料によって構成された定盤１１ａを用いた場合（図８（ａ））、磁性体のパーティクル１３が磁石１２から受ける力ｆ１と、当該パーティクル１３が定盤１１ａから受ける力ｆ２とは、磁石１２と定盤１１ａとの中間位置において同程度になる。つまり、当該パーティクル１３が定盤１１ａ側にある場合には、当該パーティクル１３が定盤１１ａに引き寄せられてしまい、当該パーティクル１３を磁石１２に吸着させることができない。一方、石材によって構成された定盤１１ｂは、磁石によって磁化されにくい。そのため、石材によって構成された定盤１１ｂを用いた場合では（図８（ｂ））、磁性体のパーティクル１３が磁石１２に引き付けられる力ｆ３の方が、当該パーティクル１３が定盤１１ｂに引き付けられる力ｆ４より大きくなる。このように力ｆ３の方が力ｆ４より大きくなる現象は、磁石１２と定盤１１ｂとの間のどの位置においても起こりうる。したがって、定盤１１ｂから発生したパーティクル１３は、定盤１１ｂ側にあっても、磁石１２に引き寄せられて当該磁石に吸着される。定盤１１ｂから発生したパーティクル１３が磁石に吸着される現象は、１００ＳＩ以下の帯磁率を有する石材によって定盤１１ｂを構成した場合に起こりうる。
【００２３】
上述したように、本実施形態のステージ装置１０では、磁性体を含む石材によって定盤１が構成されるとともに、定盤１の上面に対向するようにステージ３の下面に磁石８ａが設けられる。これにより、定盤１から発生したパーティクル１ａを当該磁石８ａに吸着させることができ、静圧軸受６から噴射された気体による当該パーティクル１ａの飛散を低減することができる。
【００２４】
＜第２実施形態＞
本発明に係る第２実施形態のステージ装置１０’について説明する。第２実施形態のステージ装置１０’は、第１実施形態のステージ装置１０の構成を引き継ぐものであり、ステージ３の側面に第２磁石８ｂが更に設けられる。図９は、第２実施形態のステージ装置１０’を示す図である。図９（ａ）は、ステージ３を横から見た図であり、図９（ｂ）は、ステージ３を下から見た図である。
【００２５】
図９（ａ）の矢印１５に示すようにステージを移動すると、その際に生じる気流１６により、定盤１から発生したパーティクル１ａが飛散しうる。本実施形態のステージ装置１０’では、ステージ３の側面に第２磁石８ｂを設けることにより、当該気流１６によって飛散したパーティクル１ａを当該第２磁石８ｂに吸着させることができる。つまり、定盤１から発生したパーティクル１ａを、磁石８ａおよび第２磁石８ｂにより更に効率よく捕獲することができる。第２磁石８ｂは、図９（ｂ）に示すように、ステージ３の４つの側面のそれぞれに設けられうる。
【００２６】
＜リソグラフィ装置の実施形態＞
基板にパターンを形成するリソグラフィ装置において、上述のステージ装置を適用する例について説明する。リソグラフィ装置は、例えば、原版（モールド）を用いて基板上のインプリント材にパターンを形成するインプリント装置や、原版（マスク）のパターンを基板に転写する露光装置、荷電粒子線を用いて基板にパターンを形成する描画装置を含みうる。以下では、インプリント装置について説明する。
【００２７】
インプリント装置とは、基板上に供給されたインプリント材をモールド（原版）と接触させ、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、モールド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。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。
【００２８】
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、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。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。
【００２９】
図１０は、インプリント装置２０を示す概略図である。インプリント装置２０は、インプリントヘッド２１と、ステージ装置２２と、硬化部２３と、供給部２４と、制御部２５とを含みうる。また、制御部２５は、例えばＣＰＵやメモリなどを有するコンピュータによって構成され、インプリント装置２０の各部を制御する。当該制御部２５は、ステージ装置１０（１０’）を制御する制御部７と一体に構成されてもよい。
【００３０】
インプリント装置２０に用いられるモールド２６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（メサ部）には、基板上のインプリント材を成形するための凹凸パターンが形成されている。また、基板２７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２７とは別の材料から成る部材が形成されていてもよい。基板２７としては、具体的にシリコンウェーハ、化合物半導体ウェーハ、石英ガラスである。
【００３１】
インプリントヘッド２１は、モールド２６を保持し、モールド２６と基板２７との間隔を変更するようにモールド２１をＺ方向に駆動する。ステージ装置２２は、上述した第１実施形態または第２実施形態のステージ装置１０（１０’）が用いられ、定盤１とステージ３とを含みうる。ステージ３は、基板２７を保持するとともに、静圧軸受６によって定盤１から浮上した状態で定盤１の上面に沿って移動することができる。ステージ３の位置は、例えばレーザ干渉計を含む計測部２８によって計測されうる。また、ステージ３の下面には、定盤１から発生したパーティクル１ａを吸着するための磁石８が設けられる。硬化部２３は、基板上のインプリント材とインプリントヘッド２１より保持されたモールド２６とが接触している状態において、光（紫外線）をモールド２６を介して基板上のインプリント材に照射し、当該インプリント材を硬化させる。供給部２４は、基板上にインプリント材を供給する。
【００３２】
このように第１実施形態または第２実施形態のステージ装置１０（１０’）をリソグラフィ装置（インプリント装置）に適用することにより、定盤１から発生したパーティクル１ａがリソグラフィ装置内を飛散することを低減することができる。
【００３３】
＜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。リソグラフィ装置としての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。
【００３４】
本実施形態の物品の製造方法は、基板上に上記のリソグラフィ装置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。
【００３５】
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。
【符号の説明】
【００３６】
１：定盤、２：基板、３：ステージ、４：第１駆動部、５：第２駆動部、６：静圧軸受、７：制御部、８：磁石、１０：ステージ装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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