保持装置、組立てシステム、スパッタリング装置、並びに加工方法及び加工装置
【課題】微細な物体を位置決めして保持する。
【解決手段】電磁チャックが、複数のマイクロコイルＭＣのうちの特定のマイクロコイルに電流を供給し、物体Ｍの磁石と協働して物体Ｍに電磁力を作用させるので、物体Ｍをベース面上の所望の位置（電流を供給したマイクロコイルに対応する位置）に位置決めした状態で保持することができる。また、気体供給路４２から噴出される気体により、物体Ｍに対して浮上力が与えられるので、物体Ｍを位置決めする際に物体Ｍと電磁チャック上面との間に作用する摩擦力の影響を低減することができる。
【解決手段】電磁チャックが、複数のマイクロコイルＭＣのうちの特定のマイクロコイルに電流を供給し、物体Ｍの磁石と協働して物体Ｍに電磁力を作用させるので、物体Ｍをベース面上の所望の位置（電流を供給したマイクロコイルに対応する位置）に位置決めした状態で保持することができる。また、気体供給路４２から噴出される気体により、物体Ｍに対して浮上力が与えられるので、物体Ｍを位置決めする際に物体Ｍと電磁チャック上面との間に作用する摩擦力の影響を低減することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は保持装置、組立てシステム、スパッタリング装置、並びに加工方法及び加工装置に係り、更に詳しくは、磁性体を少なくとも一部に含む物体を保持する保持装置、該保持装置を用いた組立てシステム、真空内でターゲット材料にイオンを衝突させて、基材に薄膜を形成するスパッタリング装置、磁性体を少なくとも一部に含む物体を加工する加工方法及び加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、微細装置の集積化のためにマイクロマシニング技術を用いた半導体加工技術が用いられており、その代表的な例として、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System（又はＭＳＴ（Microsystem Technology）））が挙げられる。ＭＥＭＳは、半導体工程、特に集積回路技術を応用したマイクロマシニング技術を用いて製造されるナノメートル単位の超小型センサやアクチュエータ及び電気機械的構造物であり、電気系と機械系の部品や機構を極限まで微細化して統合したものを指す。ここでの極限とは、例えば、露出した凹凸などの形状の最短幅が１００μｍ以下、少なくとも１０００μｍ以下である。
【０００３】
ＭＥＭＳで使われるマイクロマシニング技術は２つに分類でき、その１つは、シリコンバルクエッチング（bulk etching）によるバルクマイクロマシニングであり、もう１つは、シリコン上に多結晶シリコン、シリコン窒化膜及び酸化膜などを蒸着し、設計された形状に従ってエッチングして構造物を制作する表面マイクロマシニングである。
【０００４】
このようなＭＥＭＳは勿論、ＬＳＩなどの微細装置も、１枚のシリコンウエハ上に半導体製造技術を用いて多数製造されることから、製造工程の最終段階において、シリコンウエハをダイシングし、各微細装置を切り離す必要がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
上記のように複数の素子を１枚のウエハ上に一括して製造するという製造方法を採用することにより、ウエハ上の一部に形成されたアライメントマークを、各レイヤに施すリソグラフィ転写などの加工の精度を高めるための位置決めに用いることが可能であったり、現像やエッチング等の工程において、１枚のウエハという大きなまとまりで取り扱うことができ、取り扱いが非常に容易という利点がある。このような利点が存在することが、今日までの半導体製造技術の飛躍的発展に至った理由の一つであると言っても過言ではない。
【０００６】
しかしながら、その一方で、シリコンウエハに対する加工方法が、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、ドーピング…を順次行う方法に限定されていること、及び平面上に構造物を積層していくといった構成上の制約があること等により、積層構造でない立体的な微細構造物を生成することが比較的困難であり、製造可能な装置（部品）が限られている。
【０００７】
最近では、作業者がマニピュレータを用いて微細な部品同士を組み立てて、一つのマイクロマシンを作り上げるという事例が研究レベルでは存在しているが、これを量産する技術は存在していない。たとえ、マイクロモータやマイクロ内燃機関といった要素の研究事例が発表されても、それらを組み合わせるための量産技術はもちろん、研究事例も乏しいのが現状である。このように、マイクロモータなどの新しい要素を組み合わせて一つのマイクロマシンを作り上げることができないため、現在のＭＥＭＳモジュールなどは全て一社による一貫した製造を行わざるを得ないというのが現状である。
【０００８】
逆に言えば、複数のマイクロモータなどの新しい要素を組み上げて最終モジュールを製造することが可能となるのであれば、産業の裾野は大きく拡大し、産業がますます発展することが予想される。
【０００９】
すなわち、例えば、現存する機械をそのままスケールダウンすることにより、様々な分野に応用することもできるようになると考えられる。具体的には、現存する原子力エンジンの全ての部品をスケールダウンすることにより装置全体をスケールダウンすることができれば、原子力エンジンを家庭用の発電機として用いることができる可能性もあるし、現存するアクチュエータをスケールダウンすることにより微細アクチュエータを製造できれば、該微細アクチュエータを数珠繋ぎにすることにより、例えば人工筋肉などを製造することができる可能性もある。
【００１０】
しかしながら、現実には、このようなアプローチは一向に進む兆しが見えていない。この原因は、部品をスケールダウンする困難性よりも、スケールダウンされた部品を扱う（組み立てる、２次加工する）ことの困難性が大きいためと考えられる。このような観点から、微細な部品を自在に扱うための技術が必要であると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−４０５２０号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上述した事情の下になされたものであり、第１の観点からすると、磁性体を少なくとも一部に含む物体を保持する保持装置であって、前記物体が配置されるベースと、該ベースに設けられ、前記磁性体と協働して前記物体に電磁力を作用させる複数の導電体と、前記物体に対して浮上力を与える浮上力機構と、を備える第１の保持装置である。
【００１３】
これによれば、電流を供給する導電体の位置に応じた所望の位置に物体を位置決めすることができ、かつその状態で物体を保持することができる。また、物体を位置決めする際に物体とベースとの間に生じる摩擦力等の引力を低減することが可能となる。
【００１４】
本発明は、第２の観点からすると、磁性体を少なくとも一部に含む物体を保持する保持装置であって、前記物体が配置されるベースと、該ベースに設けられ、前記磁性体と協働して前記物体に電磁力を作用させる複数の導電体と、前記物体に前記電磁力を作用させるに先立って、前記物体を前記ベースに対して位置決めするアライメント装置と、を備える第２の保持装置である。
【００１５】
これによれば、アライメント装置を用いて、物体をベースに対して位置決めした後、物体に電磁力を作用させるので、電流を供給する導電体の位置に応じた所望の位置に物体を正確に位置決めすることができ、かつその状態で物体を保持することができる。
【００１６】
本発明は、第３の観点からすると、磁性体を少なくとも一部に含む物体を保持する保持装置であって、前記物体が配置されるベースと、該ベースに設けられ、前記磁性体と協働して前記物体に電磁力を作用させる複数のマイクロコイルと、前記複数のマイクロコイルと接続され、前記複数のマイクロコイルに対する電流供給と電流供給停止とをスイッチングする制御装置と、を備える第３の保持装置である。
【００１７】
これによれば、物体がベースに設けられた複数のマイクロコイルのそれぞれに対する電流供給・停止を制御装置によって行うことにより、物体をベースの所望の位置（電流を供給したマイクロコイルに対応する位置）に適切なタイミングで位置決めし、その状態で保持することができる。
【００１８】
本発明は、第４の観点からすると、磁性体を少なくとも一部に含む物体を保持する本発明の第１〜第３の保持装置と、前記保持装置に保持された物体に対して加工を施す加工物と、を備え、前記保持装置と前記加工物とはその相対位置関係が可変である加工装置である。
【００１９】
これによれば、本発明の第１〜第３の保持装置により保持された物体に対して、加工物により加工を施すことから、位置決めされた物体に対する加工を行うことで、高精度な加工を実現することができる。
【００２０】
本発明は、第５の観点からすると、磁性体を少なくとも一部に含む第１の物体を保持する本発明の第１〜第３の保持装置からなる第１保持装置と、前記第１保持装置に保持された第１の物体と対向して配置される第２の物体を保持する第２保持装置と、を備える組み立てシステムである。
【００２１】
これによれば、第１保持装置と第２保持装置とを対向して配置することにより第１の物体と第２の物体とを所定の位置関係にすることが可能であり、これにより、第１の物体及び第２の物体を用いた組立てを精度良く行うことが可能となる。
【００２２】
本発明は、第６の観点からすると、ターゲット材料にイオンを衝突させて、基材に薄膜を形成するスパッタリング装置であって、複数のマイクロコイルを有し、前記基材を保持するベースと、前記複数のマイクロコイルと接続され、前記複数のマイクロコイルに対する電流供給と電流供給停止とをスイッチングする制御装置と、を備えるスパッタリング装置である。
【００２３】
これによれば、複数のマイクロコイルに接続された制御装置が、複数のマイクロコイルに対する電流供給と電流供給停止とをスイッチングすることから、基材の保持されている側の面に磁界が形成されるので、形成された磁界に応じた薄膜を形成することが可能となる。したがって、制御装置の電流供給と電流供給停止のスイッチングにより、磁界をコントロールすることで、所望のパターンを有する薄膜を形成することが可能となる。
【００２４】
本発明は、第７の観点からすると、磁性体を少なくとも一部に含む第１の物体を、第２の物体を用いて加工する加工方法であって、ベースに配置される前記第１の物体に対して浮上力を与え、前記ベースに設けられる複数の導電体と、前記磁性体とを協働して前記第１の物体に電磁力を作用させ、前記第１の物体に対して前記第２の物体を接近もしくは接触させる第１の加工方法である。
【００２５】
これによれば、第１の物体に対して第２の物体を高精度に接近もしくは接触させることができるので、第２の物体により第１の物体を高精度に加工することが可能となる。
【００２６】
本発明は、第８の観点からすると、磁性体を少なくとも一部に含む第１の物体を、第２の物体を用いて加工する加工方法であって、ベースに対して前記第１の物体をアライメントし、前記ベースに設けられる複数の導電体と、前記磁性体とを協働して前記第１の物体に電磁力を作用させ、前記第１の物体に対して前記第２の物体を接近もしくは接触させる第２の加工方法である。
【００２７】
これによれば、高精度な位置決めがされた第１の物体に、精度良く第２の物体を接近もしくは接触させることができるので、第２の物体により第１の物体を高精度に加工することが可能となる。
【００２８】
本発明は、第９の観点からすると、磁性体を少なくとも一部に含む第１の物体を、第２の物体を用いて加工する加工方法であって、前記第１の物体が配置されるベースの複数のマイクロコイルに対する電流供給と電流供給停止とをスイッチングし、前記マイクロコイルと前記磁性体との間の電磁力を前記第１の物体に作用させ、前記第１の物体に対して前記第２の物体を接近もしくは接触させる第３の加工方法である。
【００２９】
これによれば、複数のマイクロコイルに対する電流供給と電流供給停止とを個別にスイッチングすることにより、第１の物体を特定のマイクロコイルに対応する位置に高精度に位置決めすることができる。これにより、第２の物体を精度良く第１の物体に接近もしくは接触させることが可能となるので、第２の物体により第１の物体を高精度に加工することが可能となる。
【００３０】
本発明は、第１０の観点からすると、磁性体を一部に含む磁性体部と、該磁性体部をほぼ取り囲んだ状態で形成された空所部とを有する物体を加工する加工装置であって、前記物体を保持可能な保持面を有したベースと、該ベースに設けられ、前記磁性体と協働して前記磁性体部を磁気吸着可能な磁気吸着装置と、該磁気吸着装置により前記磁性体部が磁気吸着され、かつ前記空所部が磁気吸着されない状態で、前記ベースを前記保持面と交差する方向に移動させる移動装置と、を備える第１の加工装置である。
【００３１】
これによれば、磁気吸着装置によって磁性体部が磁気吸着され、かつ空所部が磁気吸着されていない状態で、移動装置が、ベースを前記保持面と交差する方向に移動させることにより、磁気吸着装置により磁気吸着された磁性体部のみがベースとともに移動するので、磁性体部及びこれに連結された部分をベースの移動方向に応じて変形させることが可能となる。
【００３２】
本発明は、第１１の観点からすると、磁性体を一部に含む磁性体部と、該磁性体部をほぼ取り囲んだ状態で形成された空所部とを有する物体を加工する加工装置であって、前記物体を保持可能な保持面を有した第１ベースと、該第１ベースに設けられ、前記磁性体と協働して前記磁性体部を磁気吸着する磁気吸着機構と、前記物体を挟むように前記第１ベースと対向して配置された第２ベースと、前記第２ベースに設けられ、前記物体のうち前記磁気吸着機構に磁気吸着されていない部分を吸着する吸着装置と、を備える第２の加工装置である。
【００３３】
これによれば、第１ベースに磁性体を磁気吸着する磁気吸着機構が設けられ、第２ベースに磁気吸着されていない部分を真空吸着する吸着装置が設けられていることから、物体を第１ベース及び第２ベースの間で保持した状態で第１ベースと第２ベースの少なくとも一方を移動させることにより、物体に対して該移動方向に応じた加工を施すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１の実施形態に係る組立てシステムを示す概略図である。
【図２】図１の電磁チャック及びステージを示す斜視図である。
【図３】電磁チャックの縦断面図である。
【図４】図４（Ａ），図４（Ｂ）は、物体Ｍの構成及び位置決めの方法を説明するための図（その１）である。
【図５】図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は、物体Ｍの構成及び位置決めの方法を説明するための図（その２）である。
【図６】図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、プリアライメント装置の構成及びプリアライメントの方法を説明するための図（その１）である。
【図７】図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は、プリアライメント装置の構成及びプリアライメントの方法を説明するための図（その２）である。
【図８】図８（Ａ）は、物体Ｍと加工工具Ｎとを対向させた状態を示す図であり、図８（Ｂ）は、物体Ｍを加工工具Ｎにより加工している状態を示す図である。
【図９】第１の実施形態に係る制御系のブロック図である。
【図１０】第１の実施形態の変形例を示す図である。
【図１１】図１１（Ａ）〜図１１（Ｄ）は、第２の実施形態を説明するための図である。
【図１２】第２の実施形態に係る制御系を示すブロック図である。
【図１３】図１３（Ａ）は、第３の実施形態の加工装置の構成を示す図であり、図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）の加工装置により加工される対象となる物体の構成を説明するための斜視図である。
【図１４】図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）は、図１３（Ａ）の加工装置による加工方法を説明するための図である。
【図１５】第４の実施形態のスパッタリング装置の構成を示す図である。
【図１６】変形例に係る平面モータ装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態について、図１〜図９に基づいて説明する。図１には、第１の実施形態に係る組立てシステム１００が示されている。この組立てシステム１００は、ＭＥＭＳ素子やＬＳＩなどの微細構造物に加工を施すためのシステムである。
【００３６】
この組立てシステム１００は、その全体が例えば床面Ｆ及び天井面ＣＥを有する筐体内に設けられており、該筐体の床面Ｆ上に設けられた第１の保持装置５０と、第１の保持装置５０に上下対向する状態で、筐体の天井面ＣＥから吊り下げ支持された第２の保持装置１５０と、第１の保持装置５０及び第２の保持装置１５０それぞれに対応して設けられたプリアライメント装置ＰＡ１，ＰＡ２と、を備えている。
【００３７】
前記第１の保持装置５０は、ステージ（可動体、又はテーブル）ＳＴ１と、該ステージＳＴ１の上面で保持された電磁チャック２０と、ステージＳＴ１を少なくともＹ軸方向（図１における紙面内左右方向）に移動させる移動装置３０とを含む。
【００３８】
前記移動装置３０は、例えば磁極ユニットから成る移動子ユニット３２と、床面Ｆ上方に支持部材３８Ａ，３８Ｂを介して支持された電機子ユニットから成る固定子ユニット３４とを有するＹ軸リニアモータ３６を含む。
【００３９】
図２には、ステージＳＴ１及び電磁チャック２０の斜視図が示されている。この図２から分かるように、ステージＳＴ１は概略板状の形状を有しており、このステージＳＴ１の上面（＋Ｚ側の面）上には、電磁チャック２０が真空吸着機構９１（図２では不図示、図９参照）を介して吸着保持されている。
【００４０】
ここで、前記電磁チャック２０の具体的な構成について、図２及び電磁チャック２０の縦断面図である図３に基づいて説明する。
【００４１】
図２に示されるように、電磁チャック２０は、平面視略正方形状の枠状部材２２と、該枠状部材２２の内部空間に設けられた本体部２４と、枠状部材２２の＋Ｙ側端部に設けられ、配線や配管等を本体部２４と接続するためのコネクタ２６と、を備えている。
【００４２】
前記本体部２４は、図３の断面図に示されるように、層状の構造を有しており、平板状のシリコン基板２８Ａ及び該シリコン基板２８Ａ上面に形成された配線層２８Ｂを含む配線基板２８と、該配線基板２８上にマトリクス状に配設された複数のマイクロコイルＭＣと、該マイクロコイルＭＣの隙間を埋めるように設けられた絶縁層４０と、を有している。ここで、本実施形態では配線基板２８と絶縁層４０とを含んでコイル保持盤２９が構成され、該コイル保持盤２９の上面がベース面（保持面）２９ａとされている。なお、複数のマイクロコイルＭＣは、一例として１ｍｍピッチで配列されている。
【００４３】
前記配線層２８Ｂは、シリコン基板２８Ａ上に、例えば半導体露光装置などを用いたリソグラフィ技術などによって形成されている。この配線層２８Ｂには、コネクタ２６を介して配線４３の一端が接続されている。配線４３の他端側には電源９２（図３では不図示、図９参照）が接続され、図９の制御装置９０の指示の下、電源９２から、配線４３及びコネクタ２６を介した電流の供給が行われる。
【００４４】
前記複数のマイクロコイルＭＣは、平面マイクロコイルから成り、例えば、次のような工程を経て製造される。
【００４５】
（１）まず、シリコン基板を用意し、このシリコン基板の上面全面に例えば感光性ポリイミド前駆体をスピンコート法などを用いて塗布するとともに、感光性ポリイミド前駆体を露光装置等を用いてパターニングし、例えば矩形の下地層を形成する。
【００４６】
（２）次いで、下地層及びその周囲にフォトレジストをスピンコート法などで塗布した後、半導体露光装置等を用いて露光を行うとともに現像を行って、マイクロコイルを形成する範囲（形成範囲）に存在するフォトレジストのみを取り除く。なお、半導体露光装置として例えば、国際公開第２００４／０７３０５３号（対応米国特許出願公開第２００５／２４８７４４号明細書）に開示されている半導体露光装置を用いることができる。
【００４７】
（３）次いで、スパッタ蒸着法により白金（Ｐｔ）をシリコン基板の上面全面に蒸着して触媒金属層を形成し、フォトレジストを除去すると、前述した形成範囲にのみ触媒金属層が残存するようになる。
【００４８】
（４）次に、上面全面に例えば、光反応性硬化剤を含有するエポキシ樹脂をスピンコート法等により厚く塗布してエポキシ樹脂層を形成する。その後、エポキシ樹脂層をパターニングしてマイクロコイルの型枠を形成する。このパターニングにより、マイクロコイルの配線が形成される予定の部分に存在していたエポキシ樹脂が全て除去される（渦巻状の溝が形成される）。
【００４９】
（５）そして、型枠の底部に存在する触媒金属層の一部の上に無電解めっきにより銅を析出させることにより、電解めっき用電極を形成し、かつ該電解めっき用電極を用いて電解メッキを施して、型枠の渦巻状の溝の相対向する壁面間に銅により配線を形成する。このようにしてマイクロコイルを製造することができる。
【００５０】
このような、半導体露光装置によるパターン形成を利用してマイクロコイルを製造することで、多数の微細なマイクロコイルを一度に製造することができる。
【００５１】
複数のマイクロコイルＭＣは、コイル保持盤２９内（配線基板２８上）にマトリクス状（ＸＹ２次元方向）に配列されている。これらマイクロコイルＭＣは、配線基板２８に電気的に接続されるとともに、隣接するマイクロコイルＭＣ間での絶縁のため、マイクロコイル同士が接触することなく、絶縁層４０内に埋め込まれた状態となっている。制御装置９０は、マイクロコイルＭＣそれぞれに対する電流の供給、及び電流の供給停止をスイッチングすることができる。
【００５２】
また、図３に示されるように、複数のマイクロコイルＭＣのそれぞれの中央中空部分には、鉄心３１が設けられており、この鉄心３１によりマイクロコイルＭＣの磁界を強めることが可能である。
【００５３】
上記のように構成される本体部２４には、更に、図３に示されるように、その内部に気体供給路４２が形成されている。
【００５４】
これについて更に詳述すると、気体供給路４２は、配線基板２８内に水平方向に沿って形成された幹路４２ａと、配線基板２８内に幹路４２ａから垂直方向に向かって形成された第１枝路４２ｂと、第１枝路４２ｂに連通する状態で絶縁層４０内に形成された第２枝路４２ｃとを有している。第１枝路４２ｂと第２枝路４２ｃは、配線層２８Ｂの配線の位置や、マイクロコイルＭＣ及び鉄心３１の位置に干渉しないように形成されている。
【００５５】
この気体供給路４２の端部には、コネクタ２６を介して気体供給管４４（図２参照）の一端部が接続され、該気体供給管４４の他端部には、気体供給装置９３（図２では不図示、図９参照）が接続されている。制御装置９０（図９参照）は、気体供給装置９３の気体の供給を制御することにより、幹路４２ａ、第１枝路４２ｂ及び第２枝路４２ｃを介して、電磁チャック２０の上面に気体を噴出させる。この気体の噴出量は、制御装置９０によって管理される。なお、気体供給路４２の一部に電磁弁等を設け、電磁チャック２０上面の一部からのみ気体が噴出すような構成を採用しても良い。
【００５６】
以上のような電磁チャック２０では、磁性体を一部に含む物体であれば、電磁チャック２０上の所望の位置近傍に位置決めすることができるが、本実施形態では、より正確な位置決め及び姿勢制御を行うために、図４（Ａ）に示されるように、位置決め対象の物体Ｍの下面側に磁石４８Ａ，４８Ｂを設けることとしている。
【００５７】
この場合、磁石４８Ａと磁石４８Ｂとは例えば逆極性に設定されている。したがって、例えば、図４（Ａ）に模式的に示される２４個のマイクロコイルＭＣ１〜ＭＣ２４がある場合に、マイクロコイルＭＣ１１とマイクロコイルＭＣ２４とに逆向きの電流を供給することにより、位置決め対象の物体Ｍを磁気吸着して図４（Ｂ）に示される位置に位置決めすることができる。また、磁石４８Ａ、４８Ｂが逆極性であるため、マイクロコイルＭＣ１１と磁石４８Ｂとが協働し、マイクロコイルＭＣ２４と磁石４８Ａとが協働することにより、物体Ｍが水平面内の回転方向にずれた状態で位置決めされることなく、物体Ｍの正確な位置決めを行うことが可能である。
【００５８】
一方、物体Ｍとして円柱状の物体を採用する場合、図５（Ａ）に示されるように、その長手方向両端部に磁石４８Ａ，４８Ｂを設けておく。これにより、１つのコイル（ここでは、マイクロコイルＭＣ２０）に電流を供給することで、図５（Ａ）に示されるように物体ＭをマイクロコイルＭＣ２０上方で垂直に立てた状態で位置決めすることが可能である。また、図５（Ｂ）に示されるように、例えばマイクロコイルＭＣ２０、ＭＣ１５に逆向きの電流を供給することにより、物体Ｍを水平にした状態で位置決めすることが可能である。更に、図５（Ｃ）に示されるように、例えばマイクロコイルＭＣ２０に電流（大きさａ）を供給するとともに、マイクロコイルＭＣ１５に逆向きの電流（大きさａ’（ａ’＜ａ））を供給することにより、物体Ｍを垂直な状態からやや傾いた状態で位置決めすることが可能である。
【００５９】
ここで、位置決め対象となる物体Ｍについて、更に具体的に説明する。
【００６０】
位置決め対象となる物体としては、たとえば、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）素子などが挙げられる。ＭＥＭＳ素子は、最近では、加速度センサ、ジャイロセンサ、ＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）、インクジェットプリンタのプリンタヘッドなどに用いられ、リソグラフィ技術等を用いたエネルギビーム加工技術、組立てなどの機械加工技術を用いて製造される。この製造にあたっては、ウエハ上に一層ごとに半導体露光装置でパターンを形成し、そして現像、エッチング処理を行って、パーツの型を作る。通常のＬＳＩでは露光後レジストは取り除かれるが、ＭＥＭＳ素子製造においては犠牲層としての役割を果たすレジストに関しては最後まで残すようにし、立体構造を製作していく過程において隙間を犠牲層によって埋めるようにする。そして、最後にすべての犠牲層（レジスト）を酸素プラズマ処理によって一気に除去することにより立体構造を完成させる。
【００６１】
なお、ＭＥＭＳ素子は、上記のように１枚のシリコンウエハ上に半導体製造技術（リソグラフィ技術）を用いて多数製造されることから、製造工程の最終段階において、シリコンウエハをダイシングし、各素子を切り離す必要がある。
【００６２】
ここで、切り離された後のＭＥＭＳ素子は、実際には数μｍ程度の大きさを有している。このような微細な物体が、電磁チャック２０の上面に接触した状態で載置されると、摩擦力や、静電気力、ファンデルワールス力などの作用が強まることが知られている。これらの力は、物体の寸法がミリメートルよりも大きいときはほとんど無視することができるが、ＭＥＭＳ素子のような微細な物体では、慣性力等の体積力に比べ大きくなる。したがって、本実施形態においては、物体Ｍと電磁チャック２０との間の摩擦力などの力を解消するために、前述した気体供給装置９３から気体供給路４２を介して気体を電磁チャック２０のベース面２９ａ上に噴出させ、物体に浮上力を与えることとしている。
【００６３】
図１に戻り、前記第２の保持装置１５０は、上下反転しているが、基本的には前述した第１の保持装置５０と同様の構成となっている。これを更に詳述すると、第２の保持装置１５０は、ステージ（可動体、又はテーブル）ＳＴ２と、該ステージＳＴ２の下面で保持された電磁チャック１２０と、ステージＳＴ２を少なくともＹ軸方向に移動させる移動装置１３０とを含む。
【００６４】
前記ステージＳＴ２は、ステージＳＴ１と同様の構成となっており、電磁チャック１２０は、電磁チャック２０と同様の構成であり、ステージＳＴ２の下面側で真空吸着機構９４（図２では不図示、図９参照）を介して保持されている。また、移動装置１３０も移動装置３０と同様の構成であり、移動子ユニット１３２と、天井面ＣＥ下方に支持部材１３８Ａ，１３８Ｂを介して支持された固定子ユニット１３４とを有するＹ軸リニアモータ１３６を含んでいる。なお、ステージＳＴ２には、電磁チャック１２０を上下方向（Ｚ軸方向）に駆動することが可能な上下動機構９５（図２では不図示、図９参照）が設けられている点がステージＳＴ１とは異なっている（図１参照）。
【００６５】
次に、プリアライメント装置ＰＡ１について図６（Ａ）〜図７（Ｃ）に基づいて説明する。なお、プリアライメント装置ＰＡ１の各動作は、実際には、図９の制御装置９０の指示の下行われるが、ここでは、説明の煩雑化を避けるため、その記載を省略するものとする。
【００６６】
プリアライメント装置ＰＡ１は、内部に液体Ｌｑを有する攪拌漕５２（図６（Ｂ）参照）と、該攪拌漕５２内部に設けられ、その一部に取手５４ａが取り付けられたメッシュ５４（図６（Ｂ）参照）と、ラフ位置決め機構５５（図７（Ｂ）参照）とを含む。メッシュ５４の網目の格子間隔は、物体Ｍが通り抜けることができない程度の大きさに設定されている。
【００６７】
このプリアライメント装置ＰＡ１（図１参照）では、まず、図６（Ａ）に示されるような所定数の物体Ｍが内部に保管されているカセット５６を攪拌漕５２近傍に搬送し、カセット５６内部の物体Ｍを図６（Ｂ）に示される攪拌漕５２内の液体Ｌｑ中に投入する。この段階では、物体Ｍの磁石同士が吸着しあい、物体Ｍ同士が連結されている場合もある。
【００６８】
次いで、図６（Ｃ）に示されるように攪拌漕５２内の液体Ｌｑを攪拌し、物体Ｍ相互間の連結を解除する。そして、物体Ｍ相互間の連結が解除された状態のまま、メッシュ５４を引き上げることにより、メッシュ５４の網目上に物体Ｍを散在させることができる（図７（Ａ）参照）。
【００６９】
次いで、散在した物体Ｍの位置を、例えば画像処理等の手法を用いる観察装置９９Ａ（図９参照）を介して認識しつつ、ピックアップ機構９６（図９参照）を用いて、物体Ｍを一つ一つ拾い上げ、図７（Ｂ）に示されるラフ位置決め機構５５上にラフに物体Ｍを順次位置決めする。このラフ位置決め機構５５は、基本的には電磁チャック２０と同様の構成となっているが、コイルの配置間隔などが電磁チャック２０よりも大きく設定されている。したがって、本実施形態では、ピックアップ機構９６を用いて、ラフ位置決め機構５５の所望の位置近傍に物体Ｍの一つを位置決めし、所望の位置近傍のコイルに電流が供給されることにより、物体がラフに位置決めされることになる。ただし、物体の姿勢に関しては所望の姿勢とはなっていない。このような作業が終了すると、例えば図７（Ｂ）に示されるようにラフ位置決め機構５５上に物体が整列されることになる。なお、前述したラフ位置決め機構５５としては、単に表面にバキューム用の開口がマトリクス状に複数形成された板状部材であっても良い。
【００７０】
次いで、図７（Ｃ）に示されるように、ラフ位置決め機構５５を、物体Ｍを保持する面を下側に向けた状態で電磁チャック２０と対向するように配置し、ラフ位置決め機構５５のコイルに対する電流供給を停止することにより、電磁チャック２０上に物体を供給する（受け渡す）。そして、電磁チャック２０では、所望のマイクロコイルＭＣに電流を供給し、プリアライメントされた物体をより正確に位置決めする。この場合、プリアライメント装置ＰＡ１により物体がラフに位置決めされているので、プリアライメントをしない場合と比べて、各物体の電磁チャック２０上での移動距離を短くすることができ、高精度な位置決めをすることが可能となる。
【００７１】
他方のプリアライメント装置ＰＡ２（図１参照）も同様の構成となっている。すなわち、プリアライメント装置ＰＡ２は、図９に示されるように、ラフ位置決め機構５５やピックアップ機構９６、及び観察装置９９Ｂなどを備えている。なお、本実施形態では、プリアライメント装置ＰＡ２でプリアライメントされ、電磁チャック１２０に保持される物体として、ＭＥＭＳ素子などに穴を開ける又は削るなどの加工を施す加工工具Ｎ（図８（Ａ）参照）を採用することとする。この加工工具Ｎの一端には、磁石が埋め込まれている。また、電磁チャック１２０には、位置決めされた加工工具Ｎのそれぞれに電流を供給することができるように配線が内設されている。したがって、全ての加工工具Ｎに対して電流を同時に供給することが可能となっており、全ての加工工具Ｎを同時に使用することが可能となっている。なお、加工工具Ｎへの電流の供給は必須ではなく、加工工具Ｎが電流を必要としない工具の場合には、電流供給用の配線を設けなくても良い。
【００７２】
図１には、下方の電磁チャック２０にＭＥＭＳ素子などから成る物体Ｍが位置決めされ、上方の電磁チャック１２０に加工工具Ｎが位置決めされた状態が示されている。その後、物体Ｍと加工工具Ｎとは、図８（Ａ）に示されるように、上下対応する位置関係で位置決めされる。
【００７３】
そして、組立てシステム１００では、電磁チャック２０と電磁チャック１２０とを上下対向する位置に位置決めし、例えば、電磁チャック１２０側を上下動機構９５を介して下方に移動することにより、図８（Ｂ）に示されるように、各物体Ｍと対応する加工工具Ｎとを接触させ、電磁チャック１２０に保持された全ての加工工具Ｎに電流を供給することにより、電磁チャック２０に保持された全ての物体Ｍに穴を開けるなどの加工を施すことができる。
【００７４】
ここで、電磁チャック２０の位置は、干渉計９７（図９参照）を介して計測され、制御装置９０は、該計測結果に基づいてステージＳＴ１を移動装置３０を介して移動する。また、電磁チャック１２０の位置も、干渉計９８（図９参照）を介して計測され、制御装置９０は、該計測結果に基づいてステージＳＴ２を移動装置１３０を介して移動する。
【００７５】
なお、本実施形態では、上側の電磁チャック（１２０）を１つのみ設けることとしたが、例えば物体Ｍに対して連続して異なる加工を施す場合には、別の種類の加工工具を保持した電磁チャック（第３の保持装置）を電磁チャック１２０の近傍に設けることとしても良く、その数や種類、及び配置については特に限定されるものではない。
【００７６】
以上詳細に説明したように、本第１の実施形態によると、電磁チャック２０において、複数のマイクロコイルＭＣのうちの特定のマイクロコイルに電流を供給し、物体Ｍの磁石と協働して物体Ｍに電磁力を作用させるので、物体Ｍをベース面上の所望の位置に位置決めした状態で保持することができる。また、気体供給路４２から噴出される気体により、物体Ｍに対して浮上力が与えられるので、物体Ｍを位置決めする際に物体Ｍと電磁チャック上面との間に作用する力の影響を低減することが可能である。
【００７７】
また、プリアライメント装置ＰＡ１（又はＰＡ２）を用いて、物体Ｍ（又は工具Ｎ）を電磁チャック２０（又は１２０）のベース面に対して位置決めした後、複数のマイクロコイルＭＣにより、物体Ｍ（又は工具Ｎ）の磁石と協働して物体Ｍ（又は工具Ｎ）に電磁力を作用させるので、物体Ｍ（又は工具Ｎ）を電磁チャック２０（又は１２０）の所望の位置に正確に位置決めした状態で保持することが可能である。
【００７８】
また、複数のマイクロコイルＭＣのそれぞれに対する電流供給・停止を制御装置９０によって行うことにより、物体Ｍ（又はＮ）の磁石と協働して物体に電磁力を作用させたりさせなかったりすることができるので、物体を適切なタイミングで、適切な位置に位置決めした状態で保持することができる。
【００７９】
また、本実施形態では、第１の保持装置５０により物体Ｍを精度良く位置決めし、第２の保持装置１５０により物体（加工工具Ｎ）を保持するので、第１の保持装置５０と第２の保持装置１５０とを対向して配置することで、物体Ｍと物体Ｎとを所定の位置関係にすることが可能であり、これにより、物体Ｍ及び物体Ｎを用いた組立てを精度良く行うことが可能である。
【００８０】
なお、上記実施形態では、第１の保持装置５０と第２の保持装置１５０とが、Ｙ軸方向に移動可能なステージＳＴ１、ＳＴ２をそれぞれ有する場合について説明したが、これに限らず、ステージは、第１、第２の保持装置の少なくとも一方に設けられていれば良い。また、上記実施形態ではステージＳＴ１、ＳＴ２がＹ軸リニアモータにより、Ｙ軸方向にのみ移動可能な場合について説明したが、更にＸ軸リニアモータを設けることにより、Ｘ軸方向にも移動可能とすることとしても良い。また、電磁チャック２０及び１２０の両者ともに、Ｚ軸方向に移動可能としても良いし、各軸に関して傾斜（回転）する方向に移動可能とすることとしても良い。
【００８１】
なお、上記実施形態では、ステージＳＴ１を移動する移動装置としてリニアモータを採用した場合について説明したが、これに限らず、その他の駆動機構、例えばボイスコイルモータや平面モータ、ボールネジ方式のモータなど種々の駆動機構を採用することができ、また、これらの駆動機構を適宜組み合わせることも可能である。
【００８２】
なお、上記実施形態では、電磁チャック２０の位置を、干渉計９７（図９参照）を介して計測することとし、また、電磁チャック１２０の位置も、干渉計９８（図９参照）を介して計測することとしたが、これに限らず、位置計測にエンコーダなどの計測装置や、その他種々の計測装置を用いることとすることができる。
【００８３】
なお、上記実施形態では、加工工具Ｎを上側の電磁チャック１２０に複数保持させて、下側の電磁チャック２０に保持された複数の物体を同時に加工する場合について説明したが、本発明がこれに限られるものではなく、例えば、加工工具は１つのみ用意することとしても良い。すなわち、図１０に示されるように、図１の第２の保持装置１５０を設けずに、電磁チャック２０の上方に加工工具１７０を設け、ステージＳＴ１を２次元面内及び鉛直方向に移動しつつ、電磁チャック２０上で保持されている物体の全てに順次加工を施すこととしても良い。この場合、電磁チャック２０上で保持された物体Ｍの位置を画像処理方法等により計測しつつ、ステージＳＴ１を随時移動することとしても良いし、予め物体が位置決めされている位置がわかっていれば、物体と加工工具１７０とが一致するようにステージＳＴ１を移動することができる。なお、これに限らず、電磁チャック２０の位置を固定し、加工工具１７０側を水平面内及び垂直方向に移動できるように構成し、加工工具１７０を移動しつつ各物体に加工を施すこととしても良い。なお、加工工具１７０は、図１０に示されるように１つのみ設ける場合に限らず、２つ以上設けることとしても良い。
【００８４】
なお、上記実施形態では、物体Ｍに浮上力を作用させるために、電磁チャック２０のベース面２９ａ上方に気体を噴出することとしたが、本発明がこれに限られるものではなく、例えば、磁気力を用いて物体Ｍに浮上力を作用させるようにしても良い。
【００８５】
なお、上記実施形態では、コイル保持盤２９として絶縁層４０を設ける場合について説明したが、これに限らず、絶縁層４０を設けなくても良く、この場合、コイル保持盤２９が配線基板２８のみで構成されることとなる。
【００８６】
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態について図１１（Ａ）〜図１２に基づいて説明する。
【００８７】
図１１（Ａ）には、本第２の実施形態の概略構成が示されている。この図１１（Ａ）からわかるように、電磁チャック２０及び電磁チャック１２０が設けられている点は前述した第１の実施形態と共通するが、電磁チャック１２０にアーク溶接用の電源７０が接続されている点が第１の実施形態とは異なっている。電磁チャック１２０は、第１の実施形態と同様上下動機構９５（図１２参照）により上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能とされている。
【００８８】
本実施形態では、例えば、図１１（Ａ）に示されるように、電磁チャック２０を用いて、略立方体状の形状を有する物体Ｍ（第１の実施形態と同様に一部に磁石が設けられている）を等間隔に位置決めした状態で保持するとともに、電磁チャック１２０を用いて、物体Ｍを等間隔に位置決めした状態で保持する。この場合、隣接する物体Ｍ同士の間隔は、物体Ｍの幅よりも小さく設定されている。なお、図１１（Ａ）では、図示の便宜上、物体Ｍが一軸方向にのみ沿って配列されているように見えるが、実際には、２次元方向に等間隔で配列されている。また、この物体Ｍの位置決めに際しても、前述した第１の実施形態におけるプリアライメント装置ＰＡ１，ＰＡ２と同様のプリアライメント装置を用いて、予め大まかに位置決めすることができる。
【００８９】
このように両電磁チャック２０，１２０に物体Ｍを保持させるとともに、両電磁チャックが対向した状態で上下動機構９５（図１２参照）を介して電磁チャック１２０を下降駆動し、両電磁チャックを接近させる。そして、上側の物体Ｍと下側の物体Ｍが接触した状態で、電源７０から電圧を供給する。これにより、図１１（Ｂ）に示されるように、上側の物体と下側の物体が接触している部分がアーク溶接され、接触している物体同士が固定されるようになっている。この場合、上側の物体が通常のアーク溶接における溶接棒としての役割を果たし、下側の物体が母材としての役割を果たしているともいえる。
【００９０】
このようにして、アーク溶接が完了すると、上側の電磁チャック１２０の物体Ｍに対する保持力を解除するとともに、上下動機構９５（図１２参照）を介して電磁チャック１２０を上方に移動することにより、上側の電磁チャック１２０を下側の電磁チャック２０から遠ざける（図１１（Ｃ）参照）。
【００９１】
その後も、同様にして、物体Ｍを上側の電磁チャック１２０に保持させるとともに、両電磁チャックを接近させアーク溶接をすることにより、物体Ｍを３次元的に組み立てる（組み上げる）ことが可能となっている（図１１（Ｄ）参照）。
【００９２】
このようにして組み上げられた構造体は、その表面積が大きいことに着目して、例えば、ヒートシンクやヒータ、フィルタなどに用いることも可能であるし、また、物体間に隙間が多く形成されていることに着目して、軽量かつ高剛性な金属素材として様々な使用方法が期待できる。
【００９３】
以上説明したように、本第２の実施形態によると、微細な物体であっても、本発明の電磁チャックを用いて正確に配列させることが可能であるとともに、アーク溶接用の電源７０から電圧が印加されることにより、物体間を接着することができるので、様々な三次元構造物を組み立てる（製造する）ことが可能である。
【００９４】
なお、上記第２の実施形態では、物体として略立方体状の物体Ｍを採用した場合について説明したが、本発明がこれに限られるものではなく、規格化された構造を有する様々な形状の物体を用いることが可能である。例えば、球状の物体や円柱状の物体、あるいは三角錐状の物体等により、種々の三次元構造を組み立てる（製造する）ことが可能である。この場合、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に示されるように、物体の姿勢を変更しつつ、組み立てることも可能である。
【００９５】
なお、上記第２の実施形態では、アーク溶接を用いる場合について説明したが、本発明がこれに限られるものではなく、例えば、接着剤を用いて物体間を接続することとしても良いし、水素結合などにより物体間を接続するようにしても良い。
【００９６】
《第３の実施形態》
次に、本発明の第３の実施形態に係る加工装置８０について図１３（Ａ）〜図１４（Ｃ）に基づいて説明する。本第３の実施形態では、第１、第２の実施形態で用いていた電磁チャック２０を加工装置８０の構成要素として用いている。
【００９７】
本第３の実施形態の加工装置８０は、図１３（Ａ）に示されるように、電磁チャック２０と、該電磁チャック２０に対向して設けられた真空チャック２２０とを備えている。
【００９８】
前記電磁チャック２０は、上下逆ではあるが、第１の実施形態と同様の構成とされ、コイル保持盤２９と該コイル保持盤２９に設けられた複数のマイクロコイルＭＣとを備えている。この電磁チャック２０は、第１、第２実施形態で電磁チャック１２０側に設けられていた上下動機構と同様の上下動機構により上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能とされている。
【００９９】
前記真空チャック２２０は、ベース２２２を備え、該ベース２２２の内部には、バキューム用の管路２４２が形成されており、該管路を介した真空吸引力により、真空チャック２２０上面に載置される物体Ｍを吸着保持する。バキューム用の管路２４２には、弁が設けられており、該弁の開閉を制御装置が制御することにより、物体Ｍを真空吸引する位置を変更することが可能である。
【０１００】
図１３（Ａ）に示されるように、真空チャック２２０上では、薄板状の物体Ｍが真空吸着されている。この物体ＭはＭＥＭＳミラーであり、空所８７によって区画された複数の領域が形成され、該各領域内に、図１３（Ｂ）に示されるようにミラー部分８２が形成されている。ミラー部分８２近傍の２箇所には磁石８４ａ，８４ｂが設けられている。なお、磁石８４ａ，８４ｂは互いに逆極性であっても同一極性であっても良い。また、真空チャック２２０では、空所８７によって区画された領域以外の部分を真空吸着することとしている。
【０１０１】
本実施形態においては、上記のようにして構成される加工装置８０を用いて、ミラー部分８２を含む部分をヒンジ８６の位置から立ち上げた状態に加工する（折り曲げる）こととしている。
【０１０２】
具体的には、物体Ｍを図１４（Ａ）に示されるように真空チャック２２０上に載置し、真空吸着保持した状態で、電磁チャック２０を物体Ｍに上方から接触又は接近させる（図１４（Ｂ）参照）。そして、この状態から、物体Ｍの磁石８４ａ，８４ｂに対応する部分に位置する電磁チャック２０のマイクロコイル（図１４（Ｂ）に黒塗り状態で示されるマイクロコイル）に電流を供給し、物体Ｍの磁石８４ａ，８４ｂを吸着する。
【０１０３】
次いで、磁石８４ａ，８４ｂの吸着を維持した状態で、電磁チャック２０を水平面と交差する方向（ここでは、＋Ｚ方向）に上下動機構を介して移動することにより、図１４（Ｃ）に示されるように、ミラー部分８２をヒンジ８６部分近傍から立ち上げた状態にすることが可能である。
【０１０４】
以上説明したように、本第３の実施形態の加工装置８０を用いることにより、ＭＥＭＳミラーのミラー部分などの微細な部位についても、容易に立ち上げ状態に加工する（折り曲げる）ことができるとともに、全てのミラー部分８２の加工（折り曲げ）を一括して行うことが可能である。
【０１０５】
なお、上記第３の実施形態では、電磁チャック２０を上下動機構を介して上方に移動することにより、ＭＥＭＳミラーを立ち上げ状態に加工する場合について説明したが、本発明がこれに限られるものではなく、真空チャック２２０を、上下動機構によって上下方向に移動できるようにし、該上下動機構を介して真空チャック２２０を電磁チャック２０に対して下方に移動することにより、ミラー部分８２を立ち上げ状態に加工する（折り曲げる）こととしても良い。また、真空チャック２２０と電磁チャック２０の両方に上下動機構を設け、それら上下動機構を介して真空チャック２２０と電磁チャック２０とが遠ざかる方向に移動することでミラー部分８２を立ち上げ状態に加工することとしても良い。なお、上下動機構としては、リニアモータのほか種々の駆動機構を採用することができる。
【０１０６】
なお、上記第３の実施形態では、電磁チャック２０と真空チャック２２０とを相対的にＺ軸方向に移動する場合について説明したが、本発明がこれに限られるものではなく、ＸＹ面に交差する方向であり、かつ物体を加工するのに適した方向であれば、様々な方向に両チャックを相対移動することができる。
【０１０７】
なお、上記第３の実施形態では、物体（ＭＥＭＳミラー）を保持するために、真空チャック２２０を用いることとしたが、本発明がこれに限られるものではなく、例えば、ＭＥＭＳミラーの外周部近傍を機械的に保持するチャック機構を用いることとしても良い。
【０１０８】
なお、上記実施形態では、加工装置８０を用いてＭＥＭＳミラーを加工する場合について説明したが、これに限らず、微細加工された種々の物体（磁性体部と空所部とを有する物体）の加工に好適に適用することができる。
【０１０９】
《第４の実施形態》
次に、本発明の第４の実施形態について図１５に基づいて説明する。
【０１１０】
本第４の実施形態のスパッタリング装置６０は、図１５に示されるように、真空チャンバ６５と、該真空チャンバ６５内に設けられた基材Ｗを保持する電磁チャック２０’と、電磁チャック２０’近傍に設けられたターゲットＴｇを含むカソード６８と、真空チャンバ６５の外部でカソード６８の裏面側に設けられた磁極６２とを備えている。
【０１１１】
前記真空チャンバ６５は、スパッタ用のアルゴンガスを導入するための導入管６３及びその一部にポンプが接続されている排気管６４を有しており、その内部は排気管６４を介して排気された後、導入管６３を介して例えばアルゴンガスが所定量導入されている。
【０１１２】
前記電磁チャック２０’は、前述した第１の実施形態の電磁チャック２０と同様の構成となっているが、気体供給路は設けられていない。なお、気体供給路に代えて、基材Ｗを保持するためのバキュームチャック機構を設けることとしても良い。
【０１１３】
前記カソード６８は、ターゲットＴｇと、該ターゲットＴｇの裏面側に設けられたバッキングプレート６８ａとを備えている。このバッキングプレートの内部に形成された液体流路には冷却水が供給されており、該冷却水によって、ターゲットＴｇが冷却されるようになっている。このカソード６８には不図示の電源が接続されており、スパッタ電力が供給されるようになっている。
【０１１４】
前記磁極６２は、Ｓ極及びＮ極を有しており、磁力が生じている。
【０１１５】
このように構成されるスパッタリング装置６０では、不図示の電源からカソード６８に負の直流電圧が与えられると、カソード６８にはスパッタ電力（例えば、２００ワット）が供給される。これによってカソード６８から電磁チャックに向かって高電界が形成され、これとともに磁極６２のＮ極とＳ極との間に磁力が生じることで、スパッタ磁界が形成される。
【０１１６】
アルゴン原子は、ターゲットＴｇ付近で電界にさらされることにより電離し、磁界をトラップするので電離は更に促進される。その上、電離により発生した電子は、アルゴン原子に衝突し、更に電離が促進される。
【０１１７】
このようにして、アルゴンイオンがターゲットＴｇ付近に発生し、ターゲットＴｇ近傍の電界で加速され、勢い良くターゲットＴｇに衝突する。この衝突によって、ターゲットＴｇの一部が微粒子（クラッタ）となってスパッタ（反跳）され、スパッタされたターゲット微粒子のうち、基材Ｗの方向に向かったものが基材Ｗに衝突しそこに付着する。このようなターゲット微粒子の付着が繰り返されることにより、基材Ｗ表面に薄膜が形成されるようになっている。
【０１１８】
ここで、ターゲット微粒子は、磁界が発生しているところに引き寄せられる性質を有しているので、電磁チャック２０’を構成する複数のマイクロコイルに選択的に電流を供給することにより、基材Ｗ表面のうち電流が供給されたマイクロコイルに対応する部分にのみターゲット微粒子が堆積させることができ、これにより、基材Ｗ表面にパターニングされた状態で薄膜を形成することが可能となっている。
【０１１９】
なお、本第４の実施形態では、真空チャンバ６５内にアルゴンガスが充填される場合について説明したが、これに限らず、例えば窒素ガス、あるいはネオンガスを充填することとしても良い。
【０１２０】
以上説明したように、本第４の実施形態のスパッタリング装置では、マイクロコイルに対する電流の供給を制御することにより、基材Ｗ上に電流を供給するマイクロコイルの分布に応じたパターンを形成することが可能となっている。
【０１２１】
なお、上記各実施形態では、制御装置が、各コイルに対する電流供給及び電流供給停止のスイッチングを行なう場合について説明したが、これに限らず、例えばコイルへの電流供給及び供給停止する機能を配線基板に設けられたＩＣなどにもたせ、これを介して電流の制御を行うこととしても良い。
【０１２２】
なお、上記各実施形態では、電磁チャックによりなんらかの物体を保持させる場合について説明したが、本発明がこれに限られるものではなく、例えば、図１６に示されるような平面モータ装置の固定子として採用することとしても良い。
【０１２３】
すなわち、固定子３２０側は、上記第１の実施形態の電磁チャック２０と同様の構成であり、可動子３３０側も第１の実施形態の物体Ｍと同様に磁石１４８ａ，１４８ｂが設けられているが、マイクロコイルに電流を供給し又は電流供給を停止するスイッチングの制御方法が異なっている。具体的には、可動子３３０を移動する速度（要求速度）に応じて、電流を供給するマイクロコイルを変更するようにスイッチング制御することにより、所望の方向に可動子を移動させるようにする。
【０１２４】
この場合、気体供給路４２から可動子の下面とベース面２９ａとの間に供給される気体により、可動子３３０の下面とベース面２９ａとの間には、数μｍのクリアランスが形成されている。なお、気体供給路４２とともに、またはこれに代えて、可動子３３０の移動により生じる動圧を軸受として用いることも可能である。例えば、可動子３３０の少なくとも進行方向の下面部分をくさび状に形成し、パソコン等に用いられるハードディスクのヘッドが浮上するのと同様の原理により、可動子３３０の移動速度に応じて浮上力を発生させて、可動子３３０の下面とベース面２９ａとの間に数μｍのクリアランスを形成することとしても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１２５】
以上説明したように、本発明の保持装置は、磁性体を少なくとも一部に含む物体を保持するのに適している。また、本発明の組立てシステムは、磁性体を少なくとも一部に含む物体を用いた組立てに適している。また、本発明のスパッタリング装置は、真空内でターゲット材料にイオンを衝突させて、基材に薄膜を形成するのに適している。更に、本発明の加工方法及び加工装置は、磁性体を少なくとも一部に含む物体を加工するのに適している。
【符号の説明】
【０１２６】
２０…電磁チャック、２０’…電磁チャック、２４…本体部、２８Ａ…シリコン基板、３０…移動装置、４２…気体供給路、５０…保持装置、５２…攪拌漕、６０…スパッタリング装置、８０…加工装置、８２…ミラー部分、４８Ａ…磁石、４８Ｂ…磁石、８４ａ、８４ｂ…磁石（磁性体）、８７…空所、Ｍ…物体、Ｎ…加工工具、ＭＣ…マイクロコイル、Ｗ…基材、ＰＡ１…プリアライメント装置、９０…制御装置、９３…気体供給装置、９５…上下動機構、１２０…電磁チャック、１５０…保持装置、２２０…真空チャック、２２２…ベース、２４２…バキューム用の管路。
【技術分野】
【０００１】
本発明は保持装置、組立てシステム、スパッタリング装置、並びに加工方法及び加工装置に係り、更に詳しくは、磁性体を少なくとも一部に含む物体を保持する保持装置、該保持装置を用いた組立てシステム、真空内でターゲット材料にイオンを衝突させて、基材に薄膜を形成するスパッタリング装置、磁性体を少なくとも一部に含む物体を加工する加工方法及び加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、微細装置の集積化のためにマイクロマシニング技術を用いた半導体加工技術が用いられており、その代表的な例として、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System（又はＭＳＴ（Microsystem Technology）））が挙げられる。ＭＥＭＳは、半導体工程、特に集積回路技術を応用したマイクロマシニング技術を用いて製造されるナノメートル単位の超小型センサやアクチュエータ及び電気機械的構造物であり、電気系と機械系の部品や機構を極限まで微細化して統合したものを指す。ここでの極限とは、例えば、露出した凹凸などの形状の最短幅が１００μｍ以下、少なくとも１０００μｍ以下である。
【０００３】
ＭＥＭＳで使われるマイクロマシニング技術は２つに分類でき、その１つは、シリコンバルクエッチング（bulk etching）によるバルクマイクロマシニングであり、もう１つは、シリコン上に多結晶シリコン、シリコン窒化膜及び酸化膜などを蒸着し、設計された形状に従ってエッチングして構造物を制作する表面マイクロマシニングである。
【０００４】
このようなＭＥＭＳは勿論、ＬＳＩなどの微細装置も、１枚のシリコンウエハ上に半導体製造技術を用いて多数製造されることから、製造工程の最終段階において、シリコンウエハをダイシングし、各微細装置を切り離す必要がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
上記のように複数の素子を１枚のウエハ上に一括して製造するという製造方法を採用することにより、ウエハ上の一部に形成されたアライメントマークを、各レイヤに施すリソグラフィ転写などの加工の精度を高めるための位置決めに用いることが可能であったり、現像やエッチング等の工程において、１枚のウエハという大きなまとまりで取り扱うことができ、取り扱いが非常に容易という利点がある。このような利点が存在することが、今日までの半導体製造技術の飛躍的発展に至った理由の一つであると言っても過言ではない。
【０００６】
しかしながら、その一方で、シリコンウエハに対する加工方法が、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、ドーピング…を順次行う方法に限定されていること、及び平面上に構造物を積層していくといった構成上の制約があること等により、積層構造でない立体的な微細構造物を生成することが比較的困難であり、製造可能な装置（部品）が限られている。
【０００７】
最近では、作業者がマニピュレータを用いて微細な部品同士を組み立てて、一つのマイクロマシンを作り上げるという事例が研究レベルでは存在しているが、これを量産する技術は存在していない。たとえ、マイクロモータやマイクロ内燃機関といった要素の研究事例が発表されても、それらを組み合わせるための量産技術はもちろん、研究事例も乏しいのが現状である。このように、マイクロモータなどの新しい要素を組み合わせて一つのマイクロマシンを作り上げることができないため、現在のＭＥＭＳモジュールなどは全て一社による一貫した製造を行わざるを得ないというのが現状である。
【０００８】
逆に言えば、複数のマイクロモータなどの新しい要素を組み上げて最終モジュールを製造することが可能となるのであれば、産業の裾野は大きく拡大し、産業がますます発展することが予想される。
【０００９】
すなわち、例えば、現存する機械をそのままスケールダウンすることにより、様々な分野に応用することもできるようになると考えられる。具体的には、現存する原子力エンジンの全ての部品をスケールダウンすることにより装置全体をスケールダウンすることができれば、原子力エンジンを家庭用の発電機として用いることができる可能性もあるし、現存するアクチュエータをスケールダウンすることにより微細アクチュエータを製造できれば、該微細アクチュエータを数珠繋ぎにすることにより、例えば人工筋肉などを製造することができる可能性もある。
【００１０】
しかしながら、現実には、このようなアプローチは一向に進む兆しが見えていない。この原因は、部品をスケールダウンする困難性よりも、スケールダウンされた部品を扱う（組み立てる、２次加工する）ことの困難性が大きいためと考えられる。このような観点から、微細な部品を自在に扱うための技術が必要であると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−４０５２０号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上述した事情の下になされたものであり、第１の観点からすると、磁性体を少なくとも一部に含む物体を保持する保持装置であって、前記物体が配置されるベースと、該ベースに設けられ、前記磁性体と協働して前記物体に電磁力を作用させる複数の導電体と、前記物体に対して浮上力を与える浮上力機構と、を備える第１の保持装置である。
【００１３】
これによれば、電流を供給する導電体の位置に応じた所望の位置に物体を位置決めすることができ、かつその状態で物体を保持することができる。また、物体を位置決めする際に物体とベースとの間に生じる摩擦力等の引力を低減することが可能となる。
【００１４】
本発明は、第２の観点からすると、磁性体を少なくとも一部に含む物体を保持する保持装置であって、前記物体が配置されるベースと、該ベースに設けられ、前記磁性体と協働して前記物体に電磁力を作用させる複数の導電体と、前記物体に前記電磁力を作用させるに先立って、前記物体を前記ベースに対して位置決めするアライメント装置と、を備える第２の保持装置である。
【００１５】
これによれば、アライメント装置を用いて、物体をベースに対して位置決めした後、物体に電磁力を作用させるので、電流を供給する導電体の位置に応じた所望の位置に物体を正確に位置決めすることができ、かつその状態で物体を保持することができる。
【００１６】
本発明は、第３の観点からすると、磁性体を少なくとも一部に含む物体を保持する保持装置であって、前記物体が配置されるベースと、該ベースに設けられ、前記磁性体と協働して前記物体に電磁力を作用させる複数のマイクロコイルと、前記複数のマイクロコイルと接続され、前記複数のマイクロコイルに対する電流供給と電流供給停止とをスイッチングする制御装置と、を備える第３の保持装置である。
【００１７】
これによれば、物体がベースに設けられた複数のマイクロコイルのそれぞれに対する電流供給・停止を制御装置によって行うことにより、物体をベースの所望の位置（電流を供給したマイクロコイルに対応する位置）に適切なタイミングで位置決めし、その状態で保持することができる。
【００１８】
本発明は、第４の観点からすると、磁性体を少なくとも一部に含む物体を保持する本発明の第１〜第３の保持装置と、前記保持装置に保持された物体に対して加工を施す加工物と、を備え、前記保持装置と前記加工物とはその相対位置関係が可変である加工装置である。
【００１９】
これによれば、本発明の第１〜第３の保持装置により保持された物体に対して、加工物により加工を施すことから、位置決めされた物体に対する加工を行うことで、高精度な加工を実現することができる。
【００２０】
本発明は、第５の観点からすると、磁性体を少なくとも一部に含む第１の物体を保持する本発明の第１〜第３の保持装置からなる第１保持装置と、前記第１保持装置に保持された第１の物体と対向して配置される第２の物体を保持する第２保持装置と、を備える組み立てシステムである。
【００２１】
これによれば、第１保持装置と第２保持装置とを対向して配置することにより第１の物体と第２の物体とを所定の位置関係にすることが可能であり、これにより、第１の物体及び第２の物体を用いた組立てを精度良く行うことが可能となる。
【００２２】
本発明は、第６の観点からすると、ターゲット材料にイオンを衝突させて、基材に薄膜を形成するスパッタリング装置であって、複数のマイクロコイルを有し、前記基材を保持するベースと、前記複数のマイクロコイルと接続され、前記複数のマイクロコイルに対する電流供給と電流供給停止とをスイッチングする制御装置と、を備えるスパッタリング装置である。
【００２３】
これによれば、複数のマイクロコイルに接続された制御装置が、複数のマイクロコイルに対する電流供給と電流供給停止とをスイッチングすることから、基材の保持されている側の面に磁界が形成されるので、形成された磁界に応じた薄膜を形成することが可能となる。したがって、制御装置の電流供給と電流供給停止のスイッチングにより、磁界をコントロールすることで、所望のパターンを有する薄膜を形成することが可能となる。
【００２４】
本発明は、第７の観点からすると、磁性体を少なくとも一部に含む第１の物体を、第２の物体を用いて加工する加工方法であって、ベースに配置される前記第１の物体に対して浮上力を与え、前記ベースに設けられる複数の導電体と、前記磁性体とを協働して前記第１の物体に電磁力を作用させ、前記第１の物体に対して前記第２の物体を接近もしくは接触させる第１の加工方法である。
【００２５】
これによれば、第１の物体に対して第２の物体を高精度に接近もしくは接触させることができるので、第２の物体により第１の物体を高精度に加工することが可能となる。
【００２６】
本発明は、第８の観点からすると、磁性体を少なくとも一部に含む第１の物体を、第２の物体を用いて加工する加工方法であって、ベースに対して前記第１の物体をアライメントし、前記ベースに設けられる複数の導電体と、前記磁性体とを協働して前記第１の物体に電磁力を作用させ、前記第１の物体に対して前記第２の物体を接近もしくは接触させる第２の加工方法である。
【００２７】
これによれば、高精度な位置決めがされた第１の物体に、精度良く第２の物体を接近もしくは接触させることができるので、第２の物体により第１の物体を高精度に加工することが可能となる。
【００２８】
本発明は、第９の観点からすると、磁性体を少なくとも一部に含む第１の物体を、第２の物体を用いて加工する加工方法であって、前記第１の物体が配置されるベースの複数のマイクロコイルに対する電流供給と電流供給停止とをスイッチングし、前記マイクロコイルと前記磁性体との間の電磁力を前記第１の物体に作用させ、前記第１の物体に対して前記第２の物体を接近もしくは接触させる第３の加工方法である。
【００２９】
これによれば、複数のマイクロコイルに対する電流供給と電流供給停止とを個別にスイッチングすることにより、第１の物体を特定のマイクロコイルに対応する位置に高精度に位置決めすることができる。これにより、第２の物体を精度良く第１の物体に接近もしくは接触させることが可能となるので、第２の物体により第１の物体を高精度に加工することが可能となる。
【００３０】
本発明は、第１０の観点からすると、磁性体を一部に含む磁性体部と、該磁性体部をほぼ取り囲んだ状態で形成された空所部とを有する物体を加工する加工装置であって、前記物体を保持可能な保持面を有したベースと、該ベースに設けられ、前記磁性体と協働して前記磁性体部を磁気吸着可能な磁気吸着装置と、該磁気吸着装置により前記磁性体部が磁気吸着され、かつ前記空所部が磁気吸着されない状態で、前記ベースを前記保持面と交差する方向に移動させる移動装置と、を備える第１の加工装置である。
【００３１】
これによれば、磁気吸着装置によって磁性体部が磁気吸着され、かつ空所部が磁気吸着されていない状態で、移動装置が、ベースを前記保持面と交差する方向に移動させることにより、磁気吸着装置により磁気吸着された磁性体部のみがベースとともに移動するので、磁性体部及びこれに連結された部分をベースの移動方向に応じて変形させることが可能となる。
【００３２】
本発明は、第１１の観点からすると、磁性体を一部に含む磁性体部と、該磁性体部をほぼ取り囲んだ状態で形成された空所部とを有する物体を加工する加工装置であって、前記物体を保持可能な保持面を有した第１ベースと、該第１ベースに設けられ、前記磁性体と協働して前記磁性体部を磁気吸着する磁気吸着機構と、前記物体を挟むように前記第１ベースと対向して配置された第２ベースと、前記第２ベースに設けられ、前記物体のうち前記磁気吸着機構に磁気吸着されていない部分を吸着する吸着装置と、を備える第２の加工装置である。
【００３３】
これによれば、第１ベースに磁性体を磁気吸着する磁気吸着機構が設けられ、第２ベースに磁気吸着されていない部分を真空吸着する吸着装置が設けられていることから、物体を第１ベース及び第２ベースの間で保持した状態で第１ベースと第２ベースの少なくとも一方を移動させることにより、物体に対して該移動方向に応じた加工を施すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１の実施形態に係る組立てシステムを示す概略図である。
【図２】図１の電磁チャック及びステージを示す斜視図である。
【図３】電磁チャックの縦断面図である。
【図４】図４（Ａ），図４（Ｂ）は、物体Ｍの構成及び位置決めの方法を説明するための図（その１）である。
【図５】図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は、物体Ｍの構成及び位置決めの方法を説明するための図（その２）である。
【図６】図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、プリアライメント装置の構成及びプリアライメントの方法を説明するための図（その１）である。
【図７】図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は、プリアライメント装置の構成及びプリアライメントの方法を説明するための図（その２）である。
【図８】図８（Ａ）は、物体Ｍと加工工具Ｎとを対向させた状態を示す図であり、図８（Ｂ）は、物体Ｍを加工工具Ｎにより加工している状態を示す図である。
【図９】第１の実施形態に係る制御系のブロック図である。
【図１０】第１の実施形態の変形例を示す図である。
【図１１】図１１（Ａ）〜図１１（Ｄ）は、第２の実施形態を説明するための図である。
【図１２】第２の実施形態に係る制御系を示すブロック図である。
【図１３】図１３（Ａ）は、第３の実施形態の加工装置の構成を示す図であり、図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）の加工装置により加工される対象となる物体の構成を説明するための斜視図である。
【図１４】図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）は、図１３（Ａ）の加工装置による加工方法を説明するための図である。
【図１５】第４の実施形態のスパッタリング装置の構成を示す図である。
【図１６】変形例に係る平面モータ装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態について、図１〜図９に基づいて説明する。図１には、第１の実施形態に係る組立てシステム１００が示されている。この組立てシステム１００は、ＭＥＭＳ素子やＬＳＩなどの微細構造物に加工を施すためのシステムである。
【００３６】
この組立てシステム１００は、その全体が例えば床面Ｆ及び天井面ＣＥを有する筐体内に設けられており、該筐体の床面Ｆ上に設けられた第１の保持装置５０と、第１の保持装置５０に上下対向する状態で、筐体の天井面ＣＥから吊り下げ支持された第２の保持装置１５０と、第１の保持装置５０及び第２の保持装置１５０それぞれに対応して設けられたプリアライメント装置ＰＡ１，ＰＡ２と、を備えている。
【００３７】
前記第１の保持装置５０は、ステージ（可動体、又はテーブル）ＳＴ１と、該ステージＳＴ１の上面で保持された電磁チャック２０と、ステージＳＴ１を少なくともＹ軸方向（図１における紙面内左右方向）に移動させる移動装置３０とを含む。
【００３８】
前記移動装置３０は、例えば磁極ユニットから成る移動子ユニット３２と、床面Ｆ上方に支持部材３８Ａ，３８Ｂを介して支持された電機子ユニットから成る固定子ユニット３４とを有するＹ軸リニアモータ３６を含む。
【００３９】
図２には、ステージＳＴ１及び電磁チャック２０の斜視図が示されている。この図２から分かるように、ステージＳＴ１は概略板状の形状を有しており、このステージＳＴ１の上面（＋Ｚ側の面）上には、電磁チャック２０が真空吸着機構９１（図２では不図示、図９参照）を介して吸着保持されている。
【００４０】
ここで、前記電磁チャック２０の具体的な構成について、図２及び電磁チャック２０の縦断面図である図３に基づいて説明する。
【００４１】
図２に示されるように、電磁チャック２０は、平面視略正方形状の枠状部材２２と、該枠状部材２２の内部空間に設けられた本体部２４と、枠状部材２２の＋Ｙ側端部に設けられ、配線や配管等を本体部２４と接続するためのコネクタ２６と、を備えている。
【００４２】
前記本体部２４は、図３の断面図に示されるように、層状の構造を有しており、平板状のシリコン基板２８Ａ及び該シリコン基板２８Ａ上面に形成された配線層２８Ｂを含む配線基板２８と、該配線基板２８上にマトリクス状に配設された複数のマイクロコイルＭＣと、該マイクロコイルＭＣの隙間を埋めるように設けられた絶縁層４０と、を有している。ここで、本実施形態では配線基板２８と絶縁層４０とを含んでコイル保持盤２９が構成され、該コイル保持盤２９の上面がベース面（保持面）２９ａとされている。なお、複数のマイクロコイルＭＣは、一例として１ｍｍピッチで配列されている。
【００４３】
前記配線層２８Ｂは、シリコン基板２８Ａ上に、例えば半導体露光装置などを用いたリソグラフィ技術などによって形成されている。この配線層２８Ｂには、コネクタ２６を介して配線４３の一端が接続されている。配線４３の他端側には電源９２（図３では不図示、図９参照）が接続され、図９の制御装置９０の指示の下、電源９２から、配線４３及びコネクタ２６を介した電流の供給が行われる。
【００４４】
前記複数のマイクロコイルＭＣは、平面マイクロコイルから成り、例えば、次のような工程を経て製造される。
【００４５】
（１）まず、シリコン基板を用意し、このシリコン基板の上面全面に例えば感光性ポリイミド前駆体をスピンコート法などを用いて塗布するとともに、感光性ポリイミド前駆体を露光装置等を用いてパターニングし、例えば矩形の下地層を形成する。
【００４６】
（２）次いで、下地層及びその周囲にフォトレジストをスピンコート法などで塗布した後、半導体露光装置等を用いて露光を行うとともに現像を行って、マイクロコイルを形成する範囲（形成範囲）に存在するフォトレジストのみを取り除く。なお、半導体露光装置として例えば、国際公開第２００４／０７３０５３号（対応米国特許出願公開第２００５／２４８７４４号明細書）に開示されている半導体露光装置を用いることができる。
【００４７】
（３）次いで、スパッタ蒸着法により白金（Ｐｔ）をシリコン基板の上面全面に蒸着して触媒金属層を形成し、フォトレジストを除去すると、前述した形成範囲にのみ触媒金属層が残存するようになる。
【００４８】
（４）次に、上面全面に例えば、光反応性硬化剤を含有するエポキシ樹脂をスピンコート法等により厚く塗布してエポキシ樹脂層を形成する。その後、エポキシ樹脂層をパターニングしてマイクロコイルの型枠を形成する。このパターニングにより、マイクロコイルの配線が形成される予定の部分に存在していたエポキシ樹脂が全て除去される（渦巻状の溝が形成される）。
【００４９】
（５）そして、型枠の底部に存在する触媒金属層の一部の上に無電解めっきにより銅を析出させることにより、電解めっき用電極を形成し、かつ該電解めっき用電極を用いて電解メッキを施して、型枠の渦巻状の溝の相対向する壁面間に銅により配線を形成する。このようにしてマイクロコイルを製造することができる。
【００５０】
このような、半導体露光装置によるパターン形成を利用してマイクロコイルを製造することで、多数の微細なマイクロコイルを一度に製造することができる。
【００５１】
複数のマイクロコイルＭＣは、コイル保持盤２９内（配線基板２８上）にマトリクス状（ＸＹ２次元方向）に配列されている。これらマイクロコイルＭＣは、配線基板２８に電気的に接続されるとともに、隣接するマイクロコイルＭＣ間での絶縁のため、マイクロコイル同士が接触することなく、絶縁層４０内に埋め込まれた状態となっている。制御装置９０は、マイクロコイルＭＣそれぞれに対する電流の供給、及び電流の供給停止をスイッチングすることができる。
【００５２】
また、図３に示されるように、複数のマイクロコイルＭＣのそれぞれの中央中空部分には、鉄心３１が設けられており、この鉄心３１によりマイクロコイルＭＣの磁界を強めることが可能である。
【００５３】
上記のように構成される本体部２４には、更に、図３に示されるように、その内部に気体供給路４２が形成されている。
【００５４】
これについて更に詳述すると、気体供給路４２は、配線基板２８内に水平方向に沿って形成された幹路４２ａと、配線基板２８内に幹路４２ａから垂直方向に向かって形成された第１枝路４２ｂと、第１枝路４２ｂに連通する状態で絶縁層４０内に形成された第２枝路４２ｃとを有している。第１枝路４２ｂと第２枝路４２ｃは、配線層２８Ｂの配線の位置や、マイクロコイルＭＣ及び鉄心３１の位置に干渉しないように形成されている。
【００５５】
この気体供給路４２の端部には、コネクタ２６を介して気体供給管４４（図２参照）の一端部が接続され、該気体供給管４４の他端部には、気体供給装置９３（図２では不図示、図９参照）が接続されている。制御装置９０（図９参照）は、気体供給装置９３の気体の供給を制御することにより、幹路４２ａ、第１枝路４２ｂ及び第２枝路４２ｃを介して、電磁チャック２０の上面に気体を噴出させる。この気体の噴出量は、制御装置９０によって管理される。なお、気体供給路４２の一部に電磁弁等を設け、電磁チャック２０上面の一部からのみ気体が噴出すような構成を採用しても良い。
【００５６】
以上のような電磁チャック２０では、磁性体を一部に含む物体であれば、電磁チャック２０上の所望の位置近傍に位置決めすることができるが、本実施形態では、より正確な位置決め及び姿勢制御を行うために、図４（Ａ）に示されるように、位置決め対象の物体Ｍの下面側に磁石４８Ａ，４８Ｂを設けることとしている。
【００５７】
この場合、磁石４８Ａと磁石４８Ｂとは例えば逆極性に設定されている。したがって、例えば、図４（Ａ）に模式的に示される２４個のマイクロコイルＭＣ１〜ＭＣ２４がある場合に、マイクロコイルＭＣ１１とマイクロコイルＭＣ２４とに逆向きの電流を供給することにより、位置決め対象の物体Ｍを磁気吸着して図４（Ｂ）に示される位置に位置決めすることができる。また、磁石４８Ａ、４８Ｂが逆極性であるため、マイクロコイルＭＣ１１と磁石４８Ｂとが協働し、マイクロコイルＭＣ２４と磁石４８Ａとが協働することにより、物体Ｍが水平面内の回転方向にずれた状態で位置決めされることなく、物体Ｍの正確な位置決めを行うことが可能である。
【００５８】
一方、物体Ｍとして円柱状の物体を採用する場合、図５（Ａ）に示されるように、その長手方向両端部に磁石４８Ａ，４８Ｂを設けておく。これにより、１つのコイル（ここでは、マイクロコイルＭＣ２０）に電流を供給することで、図５（Ａ）に示されるように物体ＭをマイクロコイルＭＣ２０上方で垂直に立てた状態で位置決めすることが可能である。また、図５（Ｂ）に示されるように、例えばマイクロコイルＭＣ２０、ＭＣ１５に逆向きの電流を供給することにより、物体Ｍを水平にした状態で位置決めすることが可能である。更に、図５（Ｃ）に示されるように、例えばマイクロコイルＭＣ２０に電流（大きさａ）を供給するとともに、マイクロコイルＭＣ１５に逆向きの電流（大きさａ’（ａ’＜ａ））を供給することにより、物体Ｍを垂直な状態からやや傾いた状態で位置決めすることが可能である。
【００５９】
ここで、位置決め対象となる物体Ｍについて、更に具体的に説明する。
【００６０】
位置決め対象となる物体としては、たとえば、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）素子などが挙げられる。ＭＥＭＳ素子は、最近では、加速度センサ、ジャイロセンサ、ＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）、インクジェットプリンタのプリンタヘッドなどに用いられ、リソグラフィ技術等を用いたエネルギビーム加工技術、組立てなどの機械加工技術を用いて製造される。この製造にあたっては、ウエハ上に一層ごとに半導体露光装置でパターンを形成し、そして現像、エッチング処理を行って、パーツの型を作る。通常のＬＳＩでは露光後レジストは取り除かれるが、ＭＥＭＳ素子製造においては犠牲層としての役割を果たすレジストに関しては最後まで残すようにし、立体構造を製作していく過程において隙間を犠牲層によって埋めるようにする。そして、最後にすべての犠牲層（レジスト）を酸素プラズマ処理によって一気に除去することにより立体構造を完成させる。
【００６１】
なお、ＭＥＭＳ素子は、上記のように１枚のシリコンウエハ上に半導体製造技術（リソグラフィ技術）を用いて多数製造されることから、製造工程の最終段階において、シリコンウエハをダイシングし、各素子を切り離す必要がある。
【００６２】
ここで、切り離された後のＭＥＭＳ素子は、実際には数μｍ程度の大きさを有している。このような微細な物体が、電磁チャック２０の上面に接触した状態で載置されると、摩擦力や、静電気力、ファンデルワールス力などの作用が強まることが知られている。これらの力は、物体の寸法がミリメートルよりも大きいときはほとんど無視することができるが、ＭＥＭＳ素子のような微細な物体では、慣性力等の体積力に比べ大きくなる。したがって、本実施形態においては、物体Ｍと電磁チャック２０との間の摩擦力などの力を解消するために、前述した気体供給装置９３から気体供給路４２を介して気体を電磁チャック２０のベース面２９ａ上に噴出させ、物体に浮上力を与えることとしている。
【００６３】
図１に戻り、前記第２の保持装置１５０は、上下反転しているが、基本的には前述した第１の保持装置５０と同様の構成となっている。これを更に詳述すると、第２の保持装置１５０は、ステージ（可動体、又はテーブル）ＳＴ２と、該ステージＳＴ２の下面で保持された電磁チャック１２０と、ステージＳＴ２を少なくともＹ軸方向に移動させる移動装置１３０とを含む。
【００６４】
前記ステージＳＴ２は、ステージＳＴ１と同様の構成となっており、電磁チャック１２０は、電磁チャック２０と同様の構成であり、ステージＳＴ２の下面側で真空吸着機構９４（図２では不図示、図９参照）を介して保持されている。また、移動装置１３０も移動装置３０と同様の構成であり、移動子ユニット１３２と、天井面ＣＥ下方に支持部材１３８Ａ，１３８Ｂを介して支持された固定子ユニット１３４とを有するＹ軸リニアモータ１３６を含んでいる。なお、ステージＳＴ２には、電磁チャック１２０を上下方向（Ｚ軸方向）に駆動することが可能な上下動機構９５（図２では不図示、図９参照）が設けられている点がステージＳＴ１とは異なっている（図１参照）。
【００６５】
次に、プリアライメント装置ＰＡ１について図６（Ａ）〜図７（Ｃ）に基づいて説明する。なお、プリアライメント装置ＰＡ１の各動作は、実際には、図９の制御装置９０の指示の下行われるが、ここでは、説明の煩雑化を避けるため、その記載を省略するものとする。
【００６６】
プリアライメント装置ＰＡ１は、内部に液体Ｌｑを有する攪拌漕５２（図６（Ｂ）参照）と、該攪拌漕５２内部に設けられ、その一部に取手５４ａが取り付けられたメッシュ５４（図６（Ｂ）参照）と、ラフ位置決め機構５５（図７（Ｂ）参照）とを含む。メッシュ５４の網目の格子間隔は、物体Ｍが通り抜けることができない程度の大きさに設定されている。
【００６７】
このプリアライメント装置ＰＡ１（図１参照）では、まず、図６（Ａ）に示されるような所定数の物体Ｍが内部に保管されているカセット５６を攪拌漕５２近傍に搬送し、カセット５６内部の物体Ｍを図６（Ｂ）に示される攪拌漕５２内の液体Ｌｑ中に投入する。この段階では、物体Ｍの磁石同士が吸着しあい、物体Ｍ同士が連結されている場合もある。
【００６８】
次いで、図６（Ｃ）に示されるように攪拌漕５２内の液体Ｌｑを攪拌し、物体Ｍ相互間の連結を解除する。そして、物体Ｍ相互間の連結が解除された状態のまま、メッシュ５４を引き上げることにより、メッシュ５４の網目上に物体Ｍを散在させることができる（図７（Ａ）参照）。
【００６９】
次いで、散在した物体Ｍの位置を、例えば画像処理等の手法を用いる観察装置９９Ａ（図９参照）を介して認識しつつ、ピックアップ機構９６（図９参照）を用いて、物体Ｍを一つ一つ拾い上げ、図７（Ｂ）に示されるラフ位置決め機構５５上にラフに物体Ｍを順次位置決めする。このラフ位置決め機構５５は、基本的には電磁チャック２０と同様の構成となっているが、コイルの配置間隔などが電磁チャック２０よりも大きく設定されている。したがって、本実施形態では、ピックアップ機構９６を用いて、ラフ位置決め機構５５の所望の位置近傍に物体Ｍの一つを位置決めし、所望の位置近傍のコイルに電流が供給されることにより、物体がラフに位置決めされることになる。ただし、物体の姿勢に関しては所望の姿勢とはなっていない。このような作業が終了すると、例えば図７（Ｂ）に示されるようにラフ位置決め機構５５上に物体が整列されることになる。なお、前述したラフ位置決め機構５５としては、単に表面にバキューム用の開口がマトリクス状に複数形成された板状部材であっても良い。
【００７０】
次いで、図７（Ｃ）に示されるように、ラフ位置決め機構５５を、物体Ｍを保持する面を下側に向けた状態で電磁チャック２０と対向するように配置し、ラフ位置決め機構５５のコイルに対する電流供給を停止することにより、電磁チャック２０上に物体を供給する（受け渡す）。そして、電磁チャック２０では、所望のマイクロコイルＭＣに電流を供給し、プリアライメントされた物体をより正確に位置決めする。この場合、プリアライメント装置ＰＡ１により物体がラフに位置決めされているので、プリアライメントをしない場合と比べて、各物体の電磁チャック２０上での移動距離を短くすることができ、高精度な位置決めをすることが可能となる。
【００７１】
他方のプリアライメント装置ＰＡ２（図１参照）も同様の構成となっている。すなわち、プリアライメント装置ＰＡ２は、図９に示されるように、ラフ位置決め機構５５やピックアップ機構９６、及び観察装置９９Ｂなどを備えている。なお、本実施形態では、プリアライメント装置ＰＡ２でプリアライメントされ、電磁チャック１２０に保持される物体として、ＭＥＭＳ素子などに穴を開ける又は削るなどの加工を施す加工工具Ｎ（図８（Ａ）参照）を採用することとする。この加工工具Ｎの一端には、磁石が埋め込まれている。また、電磁チャック１２０には、位置決めされた加工工具Ｎのそれぞれに電流を供給することができるように配線が内設されている。したがって、全ての加工工具Ｎに対して電流を同時に供給することが可能となっており、全ての加工工具Ｎを同時に使用することが可能となっている。なお、加工工具Ｎへの電流の供給は必須ではなく、加工工具Ｎが電流を必要としない工具の場合には、電流供給用の配線を設けなくても良い。
【００７２】
図１には、下方の電磁チャック２０にＭＥＭＳ素子などから成る物体Ｍが位置決めされ、上方の電磁チャック１２０に加工工具Ｎが位置決めされた状態が示されている。その後、物体Ｍと加工工具Ｎとは、図８（Ａ）に示されるように、上下対応する位置関係で位置決めされる。
【００７３】
そして、組立てシステム１００では、電磁チャック２０と電磁チャック１２０とを上下対向する位置に位置決めし、例えば、電磁チャック１２０側を上下動機構９５を介して下方に移動することにより、図８（Ｂ）に示されるように、各物体Ｍと対応する加工工具Ｎとを接触させ、電磁チャック１２０に保持された全ての加工工具Ｎに電流を供給することにより、電磁チャック２０に保持された全ての物体Ｍに穴を開けるなどの加工を施すことができる。
【００７４】
ここで、電磁チャック２０の位置は、干渉計９７（図９参照）を介して計測され、制御装置９０は、該計測結果に基づいてステージＳＴ１を移動装置３０を介して移動する。また、電磁チャック１２０の位置も、干渉計９８（図９参照）を介して計測され、制御装置９０は、該計測結果に基づいてステージＳＴ２を移動装置１３０を介して移動する。
【００７５】
なお、本実施形態では、上側の電磁チャック（１２０）を１つのみ設けることとしたが、例えば物体Ｍに対して連続して異なる加工を施す場合には、別の種類の加工工具を保持した電磁チャック（第３の保持装置）を電磁チャック１２０の近傍に設けることとしても良く、その数や種類、及び配置については特に限定されるものではない。
【００７６】
以上詳細に説明したように、本第１の実施形態によると、電磁チャック２０において、複数のマイクロコイルＭＣのうちの特定のマイクロコイルに電流を供給し、物体Ｍの磁石と協働して物体Ｍに電磁力を作用させるので、物体Ｍをベース面上の所望の位置に位置決めした状態で保持することができる。また、気体供給路４２から噴出される気体により、物体Ｍに対して浮上力が与えられるので、物体Ｍを位置決めする際に物体Ｍと電磁チャック上面との間に作用する力の影響を低減することが可能である。
【００７７】
また、プリアライメント装置ＰＡ１（又はＰＡ２）を用いて、物体Ｍ（又は工具Ｎ）を電磁チャック２０（又は１２０）のベース面に対して位置決めした後、複数のマイクロコイルＭＣにより、物体Ｍ（又は工具Ｎ）の磁石と協働して物体Ｍ（又は工具Ｎ）に電磁力を作用させるので、物体Ｍ（又は工具Ｎ）を電磁チャック２０（又は１２０）の所望の位置に正確に位置決めした状態で保持することが可能である。
【００７８】
また、複数のマイクロコイルＭＣのそれぞれに対する電流供給・停止を制御装置９０によって行うことにより、物体Ｍ（又はＮ）の磁石と協働して物体に電磁力を作用させたりさせなかったりすることができるので、物体を適切なタイミングで、適切な位置に位置決めした状態で保持することができる。
【００７９】
また、本実施形態では、第１の保持装置５０により物体Ｍを精度良く位置決めし、第２の保持装置１５０により物体（加工工具Ｎ）を保持するので、第１の保持装置５０と第２の保持装置１５０とを対向して配置することで、物体Ｍと物体Ｎとを所定の位置関係にすることが可能であり、これにより、物体Ｍ及び物体Ｎを用いた組立てを精度良く行うことが可能である。
【００８０】
なお、上記実施形態では、第１の保持装置５０と第２の保持装置１５０とが、Ｙ軸方向に移動可能なステージＳＴ１、ＳＴ２をそれぞれ有する場合について説明したが、これに限らず、ステージは、第１、第２の保持装置の少なくとも一方に設けられていれば良い。また、上記実施形態ではステージＳＴ１、ＳＴ２がＹ軸リニアモータにより、Ｙ軸方向にのみ移動可能な場合について説明したが、更にＸ軸リニアモータを設けることにより、Ｘ軸方向にも移動可能とすることとしても良い。また、電磁チャック２０及び１２０の両者ともに、Ｚ軸方向に移動可能としても良いし、各軸に関して傾斜（回転）する方向に移動可能とすることとしても良い。
【００８１】
なお、上記実施形態では、ステージＳＴ１を移動する移動装置としてリニアモータを採用した場合について説明したが、これに限らず、その他の駆動機構、例えばボイスコイルモータや平面モータ、ボールネジ方式のモータなど種々の駆動機構を採用することができ、また、これらの駆動機構を適宜組み合わせることも可能である。
【００８２】
なお、上記実施形態では、電磁チャック２０の位置を、干渉計９７（図９参照）を介して計測することとし、また、電磁チャック１２０の位置も、干渉計９８（図９参照）を介して計測することとしたが、これに限らず、位置計測にエンコーダなどの計測装置や、その他種々の計測装置を用いることとすることができる。
【００８３】
なお、上記実施形態では、加工工具Ｎを上側の電磁チャック１２０に複数保持させて、下側の電磁チャック２０に保持された複数の物体を同時に加工する場合について説明したが、本発明がこれに限られるものではなく、例えば、加工工具は１つのみ用意することとしても良い。すなわち、図１０に示されるように、図１の第２の保持装置１５０を設けずに、電磁チャック２０の上方に加工工具１７０を設け、ステージＳＴ１を２次元面内及び鉛直方向に移動しつつ、電磁チャック２０上で保持されている物体の全てに順次加工を施すこととしても良い。この場合、電磁チャック２０上で保持された物体Ｍの位置を画像処理方法等により計測しつつ、ステージＳＴ１を随時移動することとしても良いし、予め物体が位置決めされている位置がわかっていれば、物体と加工工具１７０とが一致するようにステージＳＴ１を移動することができる。なお、これに限らず、電磁チャック２０の位置を固定し、加工工具１７０側を水平面内及び垂直方向に移動できるように構成し、加工工具１７０を移動しつつ各物体に加工を施すこととしても良い。なお、加工工具１７０は、図１０に示されるように１つのみ設ける場合に限らず、２つ以上設けることとしても良い。
【００８４】
なお、上記実施形態では、物体Ｍに浮上力を作用させるために、電磁チャック２０のベース面２９ａ上方に気体を噴出することとしたが、本発明がこれに限られるものではなく、例えば、磁気力を用いて物体Ｍに浮上力を作用させるようにしても良い。
【００８５】
なお、上記実施形態では、コイル保持盤２９として絶縁層４０を設ける場合について説明したが、これに限らず、絶縁層４０を設けなくても良く、この場合、コイル保持盤２９が配線基板２８のみで構成されることとなる。
【００８６】
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態について図１１（Ａ）〜図１２に基づいて説明する。
【００８７】
図１１（Ａ）には、本第２の実施形態の概略構成が示されている。この図１１（Ａ）からわかるように、電磁チャック２０及び電磁チャック１２０が設けられている点は前述した第１の実施形態と共通するが、電磁チャック１２０にアーク溶接用の電源７０が接続されている点が第１の実施形態とは異なっている。電磁チャック１２０は、第１の実施形態と同様上下動機構９５（図１２参照）により上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能とされている。
【００８８】
本実施形態では、例えば、図１１（Ａ）に示されるように、電磁チャック２０を用いて、略立方体状の形状を有する物体Ｍ（第１の実施形態と同様に一部に磁石が設けられている）を等間隔に位置決めした状態で保持するとともに、電磁チャック１２０を用いて、物体Ｍを等間隔に位置決めした状態で保持する。この場合、隣接する物体Ｍ同士の間隔は、物体Ｍの幅よりも小さく設定されている。なお、図１１（Ａ）では、図示の便宜上、物体Ｍが一軸方向にのみ沿って配列されているように見えるが、実際には、２次元方向に等間隔で配列されている。また、この物体Ｍの位置決めに際しても、前述した第１の実施形態におけるプリアライメント装置ＰＡ１，ＰＡ２と同様のプリアライメント装置を用いて、予め大まかに位置決めすることができる。
【００８９】
このように両電磁チャック２０，１２０に物体Ｍを保持させるとともに、両電磁チャックが対向した状態で上下動機構９５（図１２参照）を介して電磁チャック１２０を下降駆動し、両電磁チャックを接近させる。そして、上側の物体Ｍと下側の物体Ｍが接触した状態で、電源７０から電圧を供給する。これにより、図１１（Ｂ）に示されるように、上側の物体と下側の物体が接触している部分がアーク溶接され、接触している物体同士が固定されるようになっている。この場合、上側の物体が通常のアーク溶接における溶接棒としての役割を果たし、下側の物体が母材としての役割を果たしているともいえる。
【００９０】
このようにして、アーク溶接が完了すると、上側の電磁チャック１２０の物体Ｍに対する保持力を解除するとともに、上下動機構９５（図１２参照）を介して電磁チャック１２０を上方に移動することにより、上側の電磁チャック１２０を下側の電磁チャック２０から遠ざける（図１１（Ｃ）参照）。
【００９１】
その後も、同様にして、物体Ｍを上側の電磁チャック１２０に保持させるとともに、両電磁チャックを接近させアーク溶接をすることにより、物体Ｍを３次元的に組み立てる（組み上げる）ことが可能となっている（図１１（Ｄ）参照）。
【００９２】
このようにして組み上げられた構造体は、その表面積が大きいことに着目して、例えば、ヒートシンクやヒータ、フィルタなどに用いることも可能であるし、また、物体間に隙間が多く形成されていることに着目して、軽量かつ高剛性な金属素材として様々な使用方法が期待できる。
【００９３】
以上説明したように、本第２の実施形態によると、微細な物体であっても、本発明の電磁チャックを用いて正確に配列させることが可能であるとともに、アーク溶接用の電源７０から電圧が印加されることにより、物体間を接着することができるので、様々な三次元構造物を組み立てる（製造する）ことが可能である。
【００９４】
なお、上記第２の実施形態では、物体として略立方体状の物体Ｍを採用した場合について説明したが、本発明がこれに限られるものではなく、規格化された構造を有する様々な形状の物体を用いることが可能である。例えば、球状の物体や円柱状の物体、あるいは三角錐状の物体等により、種々の三次元構造を組み立てる（製造する）ことが可能である。この場合、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に示されるように、物体の姿勢を変更しつつ、組み立てることも可能である。
【００９５】
なお、上記第２の実施形態では、アーク溶接を用いる場合について説明したが、本発明がこれに限られるものではなく、例えば、接着剤を用いて物体間を接続することとしても良いし、水素結合などにより物体間を接続するようにしても良い。
【００９６】
《第３の実施形態》
次に、本発明の第３の実施形態に係る加工装置８０について図１３（Ａ）〜図１４（Ｃ）に基づいて説明する。本第３の実施形態では、第１、第２の実施形態で用いていた電磁チャック２０を加工装置８０の構成要素として用いている。
【００９７】
本第３の実施形態の加工装置８０は、図１３（Ａ）に示されるように、電磁チャック２０と、該電磁チャック２０に対向して設けられた真空チャック２２０とを備えている。
【００９８】
前記電磁チャック２０は、上下逆ではあるが、第１の実施形態と同様の構成とされ、コイル保持盤２９と該コイル保持盤２９に設けられた複数のマイクロコイルＭＣとを備えている。この電磁チャック２０は、第１、第２実施形態で電磁チャック１２０側に設けられていた上下動機構と同様の上下動機構により上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能とされている。
【００９９】
前記真空チャック２２０は、ベース２２２を備え、該ベース２２２の内部には、バキューム用の管路２４２が形成されており、該管路を介した真空吸引力により、真空チャック２２０上面に載置される物体Ｍを吸着保持する。バキューム用の管路２４２には、弁が設けられており、該弁の開閉を制御装置が制御することにより、物体Ｍを真空吸引する位置を変更することが可能である。
【０１００】
図１３（Ａ）に示されるように、真空チャック２２０上では、薄板状の物体Ｍが真空吸着されている。この物体ＭはＭＥＭＳミラーであり、空所８７によって区画された複数の領域が形成され、該各領域内に、図１３（Ｂ）に示されるようにミラー部分８２が形成されている。ミラー部分８２近傍の２箇所には磁石８４ａ，８４ｂが設けられている。なお、磁石８４ａ，８４ｂは互いに逆極性であっても同一極性であっても良い。また、真空チャック２２０では、空所８７によって区画された領域以外の部分を真空吸着することとしている。
【０１０１】
本実施形態においては、上記のようにして構成される加工装置８０を用いて、ミラー部分８２を含む部分をヒンジ８６の位置から立ち上げた状態に加工する（折り曲げる）こととしている。
【０１０２】
具体的には、物体Ｍを図１４（Ａ）に示されるように真空チャック２２０上に載置し、真空吸着保持した状態で、電磁チャック２０を物体Ｍに上方から接触又は接近させる（図１４（Ｂ）参照）。そして、この状態から、物体Ｍの磁石８４ａ，８４ｂに対応する部分に位置する電磁チャック２０のマイクロコイル（図１４（Ｂ）に黒塗り状態で示されるマイクロコイル）に電流を供給し、物体Ｍの磁石８４ａ，８４ｂを吸着する。
【０１０３】
次いで、磁石８４ａ，８４ｂの吸着を維持した状態で、電磁チャック２０を水平面と交差する方向（ここでは、＋Ｚ方向）に上下動機構を介して移動することにより、図１４（Ｃ）に示されるように、ミラー部分８２をヒンジ８６部分近傍から立ち上げた状態にすることが可能である。
【０１０４】
以上説明したように、本第３の実施形態の加工装置８０を用いることにより、ＭＥＭＳミラーのミラー部分などの微細な部位についても、容易に立ち上げ状態に加工する（折り曲げる）ことができるとともに、全てのミラー部分８２の加工（折り曲げ）を一括して行うことが可能である。
【０１０５】
なお、上記第３の実施形態では、電磁チャック２０を上下動機構を介して上方に移動することにより、ＭＥＭＳミラーを立ち上げ状態に加工する場合について説明したが、本発明がこれに限られるものではなく、真空チャック２２０を、上下動機構によって上下方向に移動できるようにし、該上下動機構を介して真空チャック２２０を電磁チャック２０に対して下方に移動することにより、ミラー部分８２を立ち上げ状態に加工する（折り曲げる）こととしても良い。また、真空チャック２２０と電磁チャック２０の両方に上下動機構を設け、それら上下動機構を介して真空チャック２２０と電磁チャック２０とが遠ざかる方向に移動することでミラー部分８２を立ち上げ状態に加工することとしても良い。なお、上下動機構としては、リニアモータのほか種々の駆動機構を採用することができる。
【０１０６】
なお、上記第３の実施形態では、電磁チャック２０と真空チャック２２０とを相対的にＺ軸方向に移動する場合について説明したが、本発明がこれに限られるものではなく、ＸＹ面に交差する方向であり、かつ物体を加工するのに適した方向であれば、様々な方向に両チャックを相対移動することができる。
【０１０７】
なお、上記第３の実施形態では、物体（ＭＥＭＳミラー）を保持するために、真空チャック２２０を用いることとしたが、本発明がこれに限られるものではなく、例えば、ＭＥＭＳミラーの外周部近傍を機械的に保持するチャック機構を用いることとしても良い。
【０１０８】
なお、上記実施形態では、加工装置８０を用いてＭＥＭＳミラーを加工する場合について説明したが、これに限らず、微細加工された種々の物体（磁性体部と空所部とを有する物体）の加工に好適に適用することができる。
【０１０９】
《第４の実施形態》
次に、本発明の第４の実施形態について図１５に基づいて説明する。
【０１１０】
本第４の実施形態のスパッタリング装置６０は、図１５に示されるように、真空チャンバ６５と、該真空チャンバ６５内に設けられた基材Ｗを保持する電磁チャック２０’と、電磁チャック２０’近傍に設けられたターゲットＴｇを含むカソード６８と、真空チャンバ６５の外部でカソード６８の裏面側に設けられた磁極６２とを備えている。
【０１１１】
前記真空チャンバ６５は、スパッタ用のアルゴンガスを導入するための導入管６３及びその一部にポンプが接続されている排気管６４を有しており、その内部は排気管６４を介して排気された後、導入管６３を介して例えばアルゴンガスが所定量導入されている。
【０１１２】
前記電磁チャック２０’は、前述した第１の実施形態の電磁チャック２０と同様の構成となっているが、気体供給路は設けられていない。なお、気体供給路に代えて、基材Ｗを保持するためのバキュームチャック機構を設けることとしても良い。
【０１１３】
前記カソード６８は、ターゲットＴｇと、該ターゲットＴｇの裏面側に設けられたバッキングプレート６８ａとを備えている。このバッキングプレートの内部に形成された液体流路には冷却水が供給されており、該冷却水によって、ターゲットＴｇが冷却されるようになっている。このカソード６８には不図示の電源が接続されており、スパッタ電力が供給されるようになっている。
【０１１４】
前記磁極６２は、Ｓ極及びＮ極を有しており、磁力が生じている。
【０１１５】
このように構成されるスパッタリング装置６０では、不図示の電源からカソード６８に負の直流電圧が与えられると、カソード６８にはスパッタ電力（例えば、２００ワット）が供給される。これによってカソード６８から電磁チャックに向かって高電界が形成され、これとともに磁極６２のＮ極とＳ極との間に磁力が生じることで、スパッタ磁界が形成される。
【０１１６】
アルゴン原子は、ターゲットＴｇ付近で電界にさらされることにより電離し、磁界をトラップするので電離は更に促進される。その上、電離により発生した電子は、アルゴン原子に衝突し、更に電離が促進される。
【０１１７】
このようにして、アルゴンイオンがターゲットＴｇ付近に発生し、ターゲットＴｇ近傍の電界で加速され、勢い良くターゲットＴｇに衝突する。この衝突によって、ターゲットＴｇの一部が微粒子（クラッタ）となってスパッタ（反跳）され、スパッタされたターゲット微粒子のうち、基材Ｗの方向に向かったものが基材Ｗに衝突しそこに付着する。このようなターゲット微粒子の付着が繰り返されることにより、基材Ｗ表面に薄膜が形成されるようになっている。
【０１１８】
ここで、ターゲット微粒子は、磁界が発生しているところに引き寄せられる性質を有しているので、電磁チャック２０’を構成する複数のマイクロコイルに選択的に電流を供給することにより、基材Ｗ表面のうち電流が供給されたマイクロコイルに対応する部分にのみターゲット微粒子が堆積させることができ、これにより、基材Ｗ表面にパターニングされた状態で薄膜を形成することが可能となっている。
【０１１９】
なお、本第４の実施形態では、真空チャンバ６５内にアルゴンガスが充填される場合について説明したが、これに限らず、例えば窒素ガス、あるいはネオンガスを充填することとしても良い。
【０１２０】
以上説明したように、本第４の実施形態のスパッタリング装置では、マイクロコイルに対する電流の供給を制御することにより、基材Ｗ上に電流を供給するマイクロコイルの分布に応じたパターンを形成することが可能となっている。
【０１２１】
なお、上記各実施形態では、制御装置が、各コイルに対する電流供給及び電流供給停止のスイッチングを行なう場合について説明したが、これに限らず、例えばコイルへの電流供給及び供給停止する機能を配線基板に設けられたＩＣなどにもたせ、これを介して電流の制御を行うこととしても良い。
【０１２２】
なお、上記各実施形態では、電磁チャックによりなんらかの物体を保持させる場合について説明したが、本発明がこれに限られるものではなく、例えば、図１６に示されるような平面モータ装置の固定子として採用することとしても良い。
【０１２３】
すなわち、固定子３２０側は、上記第１の実施形態の電磁チャック２０と同様の構成であり、可動子３３０側も第１の実施形態の物体Ｍと同様に磁石１４８ａ，１４８ｂが設けられているが、マイクロコイルに電流を供給し又は電流供給を停止するスイッチングの制御方法が異なっている。具体的には、可動子３３０を移動する速度（要求速度）に応じて、電流を供給するマイクロコイルを変更するようにスイッチング制御することにより、所望の方向に可動子を移動させるようにする。
【０１２４】
この場合、気体供給路４２から可動子の下面とベース面２９ａとの間に供給される気体により、可動子３３０の下面とベース面２９ａとの間には、数μｍのクリアランスが形成されている。なお、気体供給路４２とともに、またはこれに代えて、可動子３３０の移動により生じる動圧を軸受として用いることも可能である。例えば、可動子３３０の少なくとも進行方向の下面部分をくさび状に形成し、パソコン等に用いられるハードディスクのヘッドが浮上するのと同様の原理により、可動子３３０の移動速度に応じて浮上力を発生させて、可動子３３０の下面とベース面２９ａとの間に数μｍのクリアランスを形成することとしても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１２５】
以上説明したように、本発明の保持装置は、磁性体を少なくとも一部に含む物体を保持するのに適している。また、本発明の組立てシステムは、磁性体を少なくとも一部に含む物体を用いた組立てに適している。また、本発明のスパッタリング装置は、真空内でターゲット材料にイオンを衝突させて、基材に薄膜を形成するのに適している。更に、本発明の加工方法及び加工装置は、磁性体を少なくとも一部に含む物体を加工するのに適している。
【符号の説明】
【０１２６】
２０…電磁チャック、２０’…電磁チャック、２４…本体部、２８Ａ…シリコン基板、３０…移動装置、４２…気体供給路、５０…保持装置、５２…攪拌漕、６０…スパッタリング装置、８０…加工装置、８２…ミラー部分、４８Ａ…磁石、４８Ｂ…磁石、８４ａ、８４ｂ…磁石（磁性体）、８７…空所、Ｍ…物体、Ｎ…加工工具、ＭＣ…マイクロコイル、Ｗ…基材、ＰＡ１…プリアライメント装置、９０…制御装置、９３…気体供給装置、９５…上下動機構、１２０…電磁チャック、１５０…保持装置、２２０…真空チャック、２２２…ベース、２４２…バキューム用の管路。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体を少なくとも一部に含む物体を保持する保持装置であって、
前記物体が配置されるベースと、
該ベースに設けられ、前記磁性体と協働して前記物体に電磁力を作用させる複数の導電体と、
前記物体に対して浮上力を与える浮上力機構と、を備える保持装置。
【請求項２】
磁性体を少なくとも一部に含む物体を保持する保持装置であって、
前記物体が配置されるベースと、
該ベースに設けられ、前記磁性体と協働して前記物体に電磁力を作用させる複数の導電体と、
前記物体に前記電磁力を作用させるに先立って、前記物体を前記ベースに対して位置決めするアライメント装置と、を備える保持装置。
【請求項３】
磁性体を少なくとも一部に含む物体を保持する保持装置であって、
前記物体が配置されるベースと、
該ベースに設けられ、前記磁性体と協働して前記物体に電磁力を作用させる複数のマイクロコイルと、
前記複数のマイクロコイルと接続され、前記複数のマイクロコイルに対する電流供給と電流供給停止とをスイッチングする制御装置と、を備える保持装置。
【請求項４】
磁性体を少なくとも一部に含む物体を保持する請求項１〜３のいずれか一項に記載の保持装置と、
前記保持装置に保持された物体に対して加工を施す加工物と、を備え、
前記保持装置と前記加工物とはその相対位置関係が可変である加工装置。
【請求項５】
磁性体を少なくとも一部に含む第１の物体を保持する請求項１〜３のいずれか一項に記載の保持装置からなる第１保持装置と、
前記第１保持装置に保持された第１の物体と対向して配置される第２の物体を保持する第２保持装置と、を備える組立てシステム。
【請求項６】
ターゲット材料にイオンを衝突させて、基材に薄膜を形成するスパッタリング装置であって、
複数のマイクロコイルを有し、前記基材を保持するベースと、
前記複数のマイクロコイルと接続され、前記複数のマイクロコイルに対する電流供給と電流供給停止とをスイッチングする制御装置と、を備えるスパッタリング装置。
【請求項７】
磁性体を少なくとも一部に含む第１の物体を、第２の物体を用いて加工する加工方法であって、
ベースに配置される前記第１の物体に対して浮上力を与え、
前記ベースに設けられる複数の導電体と、前記磁性体とを協働して前記第１の物体に電磁力を作用させ、
前記第１の物体に対して前記第２の物体を接近もしくは接触させる加工方法。
【請求項８】
磁性体を少なくとも一部に含む第１の物体を、第２の物体を用いて加工する加工方法であって、
ベースに対して前記第１の物体をアライメントし、
前記ベースに設けられる複数の導電体と、前記磁性体とを協働して前記第１の物体に電磁力を作用させ、
前記第１の物体に対して前記第２の物体を接近もしくは接触させる加工方法。
【請求項９】
磁性体を少なくとも一部に含む第１の物体を、第２の物体を用いて加工する加工方法であって、
前記第１の物体が配置されるベースの複数のマイクロコイルに対する電流供給と電流供給停止とをスイッチングし、
前記マイクロコイルと前記磁性体との間の電磁力を前記第１の物体に作用させ、
前記第１の物体に対して前記第２の物体を接近もしくは接触させる加工方法。
【請求項１０】
磁性体を一部に含む磁性体部と、該磁性体部をほぼ取り囲んだ状態で形成された空所部とを有する物体を加工する加工装置であって、
前記物体を保持可能な保持面を有したベースと、
該ベースに設けられ、前記磁性体と協働して前記磁性体部を磁気吸着可能な磁気吸着装置と、
該磁気吸着装置により前記磁性体部が磁気吸着され、かつ前記空所部が磁気吸着されない状態で、前記ベースを前記保持面と交差する方向に移動させる移動装置と、を備える加工装置。
【請求項１１】
磁性体を一部に含む磁性体部と、該磁性体部をほぼ取り囲んだ状態で形成された空所部とを有する物体を加工する加工装置であって、
前記物体を保持可能な保持面を有した第１ベースと、
該第１ベースに設けられ、前記磁性体と協働して前記磁性体部を磁気吸着する磁気吸着機構と、
前記物体を挟むように前記第１ベースと対向して配置された第２ベースと、
前記第２ベースに設けられ、前記物体のうち前記磁気吸着機構に磁気吸着されていない部分を吸着する吸着装置と、を備える加工装置。
【請求項１】
磁性体を少なくとも一部に含む物体を保持する保持装置であって、
前記物体が配置されるベースと、
該ベースに設けられ、前記磁性体と協働して前記物体に電磁力を作用させる複数の導電体と、
前記物体に対して浮上力を与える浮上力機構と、を備える保持装置。
【請求項２】
磁性体を少なくとも一部に含む物体を保持する保持装置であって、
前記物体が配置されるベースと、
該ベースに設けられ、前記磁性体と協働して前記物体に電磁力を作用させる複数の導電体と、
前記物体に前記電磁力を作用させるに先立って、前記物体を前記ベースに対して位置決めするアライメント装置と、を備える保持装置。
【請求項３】
磁性体を少なくとも一部に含む物体を保持する保持装置であって、
前記物体が配置されるベースと、
該ベースに設けられ、前記磁性体と協働して前記物体に電磁力を作用させる複数のマイクロコイルと、
前記複数のマイクロコイルと接続され、前記複数のマイクロコイルに対する電流供給と電流供給停止とをスイッチングする制御装置と、を備える保持装置。
【請求項４】
磁性体を少なくとも一部に含む物体を保持する請求項１〜３のいずれか一項に記載の保持装置と、
前記保持装置に保持された物体に対して加工を施す加工物と、を備え、
前記保持装置と前記加工物とはその相対位置関係が可変である加工装置。
【請求項５】
磁性体を少なくとも一部に含む第１の物体を保持する請求項１〜３のいずれか一項に記載の保持装置からなる第１保持装置と、
前記第１保持装置に保持された第１の物体と対向して配置される第２の物体を保持する第２保持装置と、を備える組立てシステム。
【請求項６】
ターゲット材料にイオンを衝突させて、基材に薄膜を形成するスパッタリング装置であって、
複数のマイクロコイルを有し、前記基材を保持するベースと、
前記複数のマイクロコイルと接続され、前記複数のマイクロコイルに対する電流供給と電流供給停止とをスイッチングする制御装置と、を備えるスパッタリング装置。
【請求項７】
磁性体を少なくとも一部に含む第１の物体を、第２の物体を用いて加工する加工方法であって、
ベースに配置される前記第１の物体に対して浮上力を与え、
前記ベースに設けられる複数の導電体と、前記磁性体とを協働して前記第１の物体に電磁力を作用させ、
前記第１の物体に対して前記第２の物体を接近もしくは接触させる加工方法。
【請求項８】
磁性体を少なくとも一部に含む第１の物体を、第２の物体を用いて加工する加工方法であって、
ベースに対して前記第１の物体をアライメントし、
前記ベースに設けられる複数の導電体と、前記磁性体とを協働して前記第１の物体に電磁力を作用させ、
前記第１の物体に対して前記第２の物体を接近もしくは接触させる加工方法。
【請求項９】
磁性体を少なくとも一部に含む第１の物体を、第２の物体を用いて加工する加工方法であって、
前記第１の物体が配置されるベースの複数のマイクロコイルに対する電流供給と電流供給停止とをスイッチングし、
前記マイクロコイルと前記磁性体との間の電磁力を前記第１の物体に作用させ、
前記第１の物体に対して前記第２の物体を接近もしくは接触させる加工方法。
【請求項１０】
磁性体を一部に含む磁性体部と、該磁性体部をほぼ取り囲んだ状態で形成された空所部とを有する物体を加工する加工装置であって、
前記物体を保持可能な保持面を有したベースと、
該ベースに設けられ、前記磁性体と協働して前記磁性体部を磁気吸着可能な磁気吸着装置と、
該磁気吸着装置により前記磁性体部が磁気吸着され、かつ前記空所部が磁気吸着されない状態で、前記ベースを前記保持面と交差する方向に移動させる移動装置と、を備える加工装置。
【請求項１１】
磁性体を一部に含む磁性体部と、該磁性体部をほぼ取り囲んだ状態で形成された空所部とを有する物体を加工する加工装置であって、
前記物体を保持可能な保持面を有した第１ベースと、
該第１ベースに設けられ、前記磁性体と協働して前記磁性体部を磁気吸着する磁気吸着機構と、
前記物体を挟むように前記第１ベースと対向して配置された第２ベースと、
前記第２ベースに設けられ、前記物体のうち前記磁気吸着機構に磁気吸着されていない部分を吸着する吸着装置と、を備える加工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−１４３８６７（Ｐ２０１２−１４３８６７Ａ）
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−７９１９９（Ｐ２０１２−７９１９９）
【出願日】平成２４年３月３０日（２０１２．３．３０）
【分割の表示】特願２００７−５３２１９７（Ｐ２００７−５３２１９７）の分割
【原出願日】平成１８年８月２５日（２００６．８．２５）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月３０日（２０１２．３．３０）
【分割の表示】特願２００７−５３２１９７（Ｐ２００７−５３２１９７）の分割
【原出願日】平成１８年８月２５日（２００６．８．２５）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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