(57)【要約】【課題】試料室の内部空間と外部空間との圧力差に起因して生じうるステージ位置の計測誤差を低減し高精度な露光を可能にする。【解決手段】試料室３の内部空間において、カラム１と干渉計２１とを連結部材２により連結する。これにより、試料室３が真空負圧を受けて変形した場合においてもカラム１と干渉計２１との位置関係が維持され、ステージ位置の計測誤差を小さく抑えることができる。【選択図】図１
2004104021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光装置であって、
隔壁により外部空間から内部空間を仕切った試料室と、
前記内部空間に配置され、試料を移動させるステージと、
前記内部空間が前記外部空間よりも低い圧力にされた状態において、前記試料にパターンを描画又は転写するためのビームを前記試料に投射する投射系と、
前記内部空間に配置され、前記ステージの位置を計測する計測器と、
前記投射系と前記計測器とを連結する連結部材と、
を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記隔壁は、その変形が前記投射系と前記計測器との位置関係に対して実質的な影響を与えないように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記連結部材は、前記内部空間に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記計測器は干渉計を含み、
前記露光装置は、
前記外部空間に配置され、前記干渉計にレーザー光を提供する光学部品と、
前記隔壁に設けられた開口部を通して前記光学部品と前記連結部材とを連結する第２連結部材と、
前記内部空間の気密性を保持するために前記開口部に設けられたシール部材とを更に備えることを特徴とする請求項３に記載の露光装置。
【請求項５】
前記シール部材は、前記光学部品と前記隔壁とを低い剛性で連結しつつ前記内部空間の気密性を維持するように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の露光装置。
【請求項６】
前記連結部材は、
前記投射系を前記隔壁に連結する投射系連結部材と、
前記計測器を前記隔壁に連結する計測器連結部材と、
を含み、前記投射系連結部材が前記隔壁に連結される位置と前記計測器連結部材が前記隔壁に連結される位置とが略同一であることを特徴とする請求項１又は２に記載の露光装置。
【請求項７】
前記投射系連結部材は、前記隔壁の所定位置における一方の面に連結され、前記計測器連結部材は、前記所定位置又はその近傍における他方の面に連結されていることを特徴とする請求項６に記載の露光装置。
【請求項８】
前記計測器は干渉計を含み、
前記露光装置は、
前記外部空間に配置され、前記干渉計にレーザー光を提供する光学部品と、
前記隔壁の変形による歪みが前記光学部材に伝達されることを遮断する構造によって前記光学部品を前記隔壁上に支持する支持体と、
を更に備えることを特徴とする請求項１、２、３、６及び７のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項９】
前記連結部材を冷却する冷却系を更に備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１０】
前記連結部材の温度を実質的に一定に維持するための温度調節系を更に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１１】
前記連結部材を一部に含み、前記投射系と前記計測器とを連結する他、前記ステージを支持するように構成された構造体を更に備えることを特徴とする請求項１、２、９及び１０のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１２】
前記計測器は干渉計を含み、
前記露光装置は、
前記外部空間に配置され、前記干渉計にレーザー光を提供する光学部品と、
前記隔壁に設けられた開口部を通して前記光学部品と前記構造体とを連結する第２連結部材と、
前記内部空間の気密性を保持するために前記開口部に設けられたシール部材とを更に備えることを特徴とする請求項１１に記載の露光装置。
【請求項１３】
前記シール部材は、前記光学部品と前記隔壁とを低い剛性で連結しつつ前記内部空間の気密性を維持するように構成されていることを特徴とする請求項１２に記載の露光装置。
【請求項１４】
前記光学部品から出射されるレーザー光は、前記隔壁に設けられた第２開口部を通して前記内部空間に配置された前記干渉計に提供され、
前記露光装置は、
前記光学部品と一体化された窓部材と、
前記内部空間の気密性を保持するために前記第２開口部と前記窓部材との間をシールする第２シール部材とを更に備えることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の露光装置。
【請求項１５】
前記第２シール部材は、前記第２開口部と前記窓部材とを低い剛性で連結しつつ前記内部空間の気密性を維持するように構成されていることを特徴とする請求項１４に記載の露光装置。
【請求項１６】
前記投射系のうち前記外部空間に露出した部分と前記構造体とを前記隔壁に設けられた第３開口部を通して連結する第３連結部材と、
前記内部空間の気密性を保持するために前記第３開口部に設けられた第３シール部材とを更に備えることを特徴とする請求項１１乃至１５のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１７】
前記計測器は、参照鏡を有する干渉計であり、前記ステージに固定された移動鏡を利用して前記ステージの位置を計測することを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１８】
前記投射系は、前記試料にパターンを描画するための荷電粒子線を前記試料に投射するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１９】
前記投射系は、パターンが形成された原版によりパターン化された光を前記試料に投射するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１７のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項２０】
リソグラフィー工程を通してデバイスを製造するデバイス製造方法であって、
請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の露光装置を利用してデバイスにパターンを形成する工程を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、露光装置及びデバイス製造方法に係り、例えば、真空中又は減圧された雰囲気中で基板等の試料にパターンを描画又は転写する露光装置、及び、それを利用したデバイス製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ヘッドや半導体装置の回路パターン、半導体装置の回路パターンを形成するためのマスクやレチクルなどの回路パターンなど、微細なパターンを作製又は検査する装置において、これらの対象物（試料）に荷電粒子線又は縮小Ｘ線（ＥＵＶ）を照射して回路パターンを作製又は検査することが行われている。
【０００３】
荷電粒子線、特に電子線は、真空中で使用することが必須である。また、ステッパ及びスキャナと呼ばれる縮小投影露光装置の光源としては、回路パターンの微細化に伴ってエキシマレーザより波長の短いＸ線、縮小Ｘ線の使用が検討されており、この縮小Ｘ線も真空中或いは低真空度雰囲気中での使用が必須である。
【０００４】
以下、一例として、電子線を用いて試料に回路パターンを描画する電子線描画装置について説明する。電子線描画装置は、超高真空の環境において電子線を発生し、この電子線で半導体基板上を走査し、或いはステッパ等の露光装置に用いられるマスクやレチクルを作製するために、ガラス基板などの基板上にＬＳＩパターンを形成する装置である。
【０００５】
図４は、従来の電子線描画装置の構成を示す図である。図４において、カラム（投影系）１から出射される電子線は、試料室３内のステージ４上に載置された試料１０に照射される。試料１０の位置は、ステージ４に固定されたミラー２０の位置をレーザー光を使って測定することによって制御される。レーザー光は、大気中では、空気の揺らぎ及び気圧の変化に影響を受けやすい為、干渉計２１は、真空中に配置される。また、試料１０の位置はカラム１を基準として測定することが好ましい。そこで、干渉計２１は、カラム１に対する相対的な位置を調整し易い試料室３の上部隔壁３Ａの下面に取付けられている。
【０００６】
試料室３は、定盤８上に搭載され、定盤８は、振動絶縁の機能を有するマウント５により支持される。更に、マウント５を保持する本体架台７は、床９に設置されたベース６上に配置される。カラム１は、カラム用真空ポンプ５０により真空排気され、内部の雰囲気は、高真空（例えば１０−４Ｐａ以下）に保たれる。試料室３は、試料室用真空ポンプ４０により真空排気され、内部の雰囲気は、高真空（例えば１０−４Ｐａ台）に保たれる。
【０００７】
試料の搬送経路について説明する。試料１０は、試料室３と隣接する予備排気室３０内の搬送装置３１によって大気雰囲気である外部から予備排気室３０内に搬送される。その後、予備排気室３０内は、図示しない真空ポンプにより大気状態から真空状態へ予備排気される。予備排気室３０内が試料室３と同程度の真空度になった後にバルブ３２が開かれ、試料１０がステージ４上に搬送される。試料１０に回路パターンが描画或いは転写（露光）された後、試料１０は、試料室３から予備排気室３０に搬送され、予備排気室３０内が真空状態から大気雰囲気に戻された後に、外部へと搬送される。上記の一連の動作により、試料室３が真空状態のままで試料１０を搬送することが可能となり、スループットが向上されている。
【０００８】
カラム排気用真空ポンプ５０は、カラム排気用ベローズ５０Ａを介して、カラム１に接続されており、定盤８に支持された架台５１によって保持されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
電子線描画装置では、電子線のエネルギー損失を防ぐ為に、前述のように電子線の経路を高真空に保つ必要がある。しかしながら、従来の装置構成では、試料位置の測定誤差が大きいことが問題となりつつある。
【００１０】
近年の試料、特にウエハは、生産性を向上させる為に大口径化し、１枚当りのチップ取得数を増加させている。この為、試料を移動させるステージのストロークも大きくする必要があり、必然的に試料室も大型化する。これにより、真空負圧を受ける試料室３の面積が増加し、従来の装置構成では、以下のような誤差要因が増長される。
【００１１】
真空負圧により試料室３が変形し、それに伴い試料室３に取付けられている干渉計２１及び光学部品２３の位置が変化し、測長誤差を生じてしまう。図５は、試料室３の変形によるレーザー光学部品２３の変化を示しており、図６は、カラム１を真空排気したときの真空負圧による上部隔壁３Ａの変形及びカラム１の倒れの様子を示している。これらの変化、変形、倒れなどにより、以下のような誤差が生じる。また、一度真空環境になってからも大気圧の影響で試料室３にかかる真空負圧は常時変化するため、量的には少なくなるが同様の誤差が生じる。
【００１２】
（１）干渉計の変位ΔＸによる測長誤差
干渉計２１がΔＸだけ変位すると、カラム１を基準とする試料１０の位置情報にΔＸだけ誤差が加わる。
【００１３】
（２）カラムの変形ΔＹによる測長誤差
カラム１がΔＹだけ変位すると、カラム１を基準とする試料１０の位置情報にΔＹだけ誤差が加わる。
【００１４】
（３）干渉計の変位ΔＺによるアッベ誤差
干渉計２１がΔＺだけ変位した状態で、ステージ４のピッチングがθｐだけ生じた場合、以下のような測長誤差を生ずる。
【００１５】
ΔＺ・ｓｉｎθｐ
（４）干渉計の回転Δθによるコサインエラー
干渉計２１がΔθ回転すると、以下のような測長誤差を生ずる。
【００１６】
Ｌ（１−ｃｏｓΔθ）；　　　Ｌ：測定長さ
上記の各種の誤差を低減する方法として、試料室３を構成する隔壁の剛性を高くする方法が上げられるが、この場合、試料室３の質量増加に伴うマウントへの負荷増加は避けられない。一方、予め誤差を測定して、制御に補正値を与えるなどの校正方法が考えられるが、大気圧は時間と共に変化するので、一定の補正値では校正しきれず、リアルタイムの補正が必要となり、装置の制御システムが非常に複雑になる。
【００１７】
また、上記（１）及び（２）の誤差については、図７のように干渉計２１のリ参照光をカラム１に取付けられた参照鏡２５に照射する構造を採用することで低減することが可能である。しかしながら、この場合、光軸調整が煩雑になり、作業時間が増加する。
【００１８】
本発明は、上記の背景に鑑みてなされたものであり、例えば、試料室の内部空間と外部空間との圧力差に起因して生じうるステージ位置の計測誤差を低減すること、更には、それにより高精度な露光を可能にすることを目的とする。
【００１９】
本発明のより具体的な目的及び他の目的については、前述した種々の課題や発明の実施の形態中の記載から明らかであろう。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の側面は、露光装置に係り、隔壁により外部空間から内部空間を仕切った試料室と、前記内部空間に配置され試料を移動させるステージと、前記内部空間が前記外部空間よりも低い圧力にされた状態において前記試料にパターンを描画又は転写するためのビームを前記試料に投射する投射系と、前記内部空間に配置され、前記ステージの位置を計測する計測器と、前記投射系と前記計測器とを連結する連結部材とを備えることを特徴とする。本発明の露光装置は、例えば、電子線露光装置等の荷電粒子線露光装置、Ｘ線又は縮小Ｘ線露光装置等の光露光装置等に好適である。
【００２１】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記隔壁は、その変形が前記投射系と前記計測器との位置関係に対して実質的な影響を与えないように構成されることが好ましい。
【００２２】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記連結部材は、例えば前記内部空間に配置されることが好ましい。
【００２３】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記計測器は、例えば干渉計を含み、前記露光装置は、前記外部空間に配置され、前記干渉計にレーザー光を提供する光学部品と、前記隔壁に設けられた開口部を通して前記光学部品と前記連結部材とを連結する第２連結部材と、前記内部空間の気密性を保持するために前記開口部に設けられたシール部材とを更に備えることが好ましい。ここで、前記シール部材は、前記光学部品と前記隔壁とを低い剛性で連結しつつ前記内部空間の気密性を維持するように構成されていることが好ましい。
【００２４】
本発明の好適な実施の形態によれば、例えば、前記連結部材は、前記投射系を前記隔壁に連結する投射系連結部材と、前記計測器を前記隔壁に連結する計測器連結部材とを含んでもよく、この場合、前記投射系連結部材が前記隔壁に連結される位置と前記計測器連結部材が前記隔壁に連結される位置とが略同一であることが好ましい。例えば、前記投射系連結部材は、前記隔壁の所定位置における一方の面に連結され、前記計測器連結部材は、前記所定位置又はその近傍における他方の面に連結されることが好ましい。
【００２５】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記計測器は干渉計を含み、前記露光装置は、前記外部空間に配置され、前記干渉計にレーザー光を提供する光学部品と、前記隔壁の変形による歪みが前記光学部材に伝達されることを遮断する構造によって前記光学部品を前記隔壁上に支持する支持体とを更に備えることが好ましい。
【００２６】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記連結部材を冷却する冷却系又は前記連結部材の温度を実質的に一定に維持するための温度調節系を更に備えることが好ましい。
【００２７】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記連結部材を一部に含み、前記投射系と前記計測器とを連結する他、前記ステージを支持するように構成された構造体を更に備えることが好ましい。ここで、前記計測器は干渉計を含みうる。そして、前記露光装置は、前記外部空間に配置され、前記干渉計にレーザー光を提供する光学部品と、前記隔壁に設けられた開口部を通して前記光学部品と前記構造体とを連結する第２連結部材と、前記内部空間の気密性を保持するために前記開口部に設けられたシール部材とを更に備えることが好ましい。前記シール部材は、前記光学部品と前記隔壁とを低い剛性で連結しつつ前記内部空間の気密性を維持するように構成されていることが好ましい。
【００２８】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記光学部品から出射されるレーザー光は、前記隔壁に設けられた第２開口部を通して前記内部空間に配置された前記干渉計に提供され、前記露光装置は、前記光学部品と一体化された窓部材と、前記内部空間の気密性を保持するために前記第２開口部と前記窓部材との間をシールする第２シール部材とを更に備えることが好ましい。前記第２シール部材は、前記第２開口部と前記窓部材とを低い剛性で連結しつつ前記内部空間の気密性を維持するように構成されていることが好ましい。
【００２９】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記露光装置は、前記投射系のうち前記外部空間に露出した部分と前記構造体とを前記隔壁に設けられた第３開口部を通して連結する第３連結部材と、前記内部空間の気密性を保持するために前記第３開口部に設けられた第３シール部材とを更に備えることが好ましい。
【００３０】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記計測器は、参照鏡を有する干渉計であり、前記ステージに固定された移動鏡を利用して前記ステージの位置を計測することが好ましい。
【００３１】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記投射系は、前記試料にパターンを描画するための荷電粒子線を前記試料に投射するように構成されてもよいし、パターンが形成された原版によりパターン化された光を前記試料に投射するように構成されてもよい。
【００３２】
本発明の第２の側面は、リソグラフィー工程を通してデバイスを製造するデバイス製造方法に係り、上記の露光装置を利用してデバイスにパターンを形成する工程を含むことを特徴とする。
【００３３】
【発明の実施の形態】
本発明は、例えば、真空又は所定圧力雰囲気内で露光を行う露光装置、例えば、電子線、Ｘ線又は縮小Ｘ線（ＥＵＶ）等を用いる露光装置に適用可能である。本発明によれば、例えば、露光の対象物である試料が載置されるステージの位置変動を高精度に計測することができる。
【００３４】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態の露光装置（電子線描画装置）の概略構成を示す図である。図１において、ベース６上に真空容器である試料室３がマウント５により支持されている。試料室３は、例えば底部隔壁、側部隔壁及び上部隔壁を含む隔壁（囲い部材）により外部空間から試料を処理するための内部空間を仕切る。試料室３内には、試料１０が載置されるステージ４が搭載され、試料室３上方には試料室３の上部隔壁によってカラム１が支持されている。カラム１と試料室３の上部隔壁のカラム用開口部との間は、試料室３内の気密が保たれるようにＯリング等のシール材で封止されている。
【００３５】
干渉計２１とカラム１とは、試料室３内において、高い剛性を有する連結部材（測長ベース）２によって連結され一体化されている。このように、試料室３内において、干渉計２１とカラム１とを連結部材２により連結することにより、試料室３の外側と内側との差圧による干渉計２１とカラム１との位置関係の変化を防止することができる。
【００３６】
大気雰囲気に配置される、レーザーヘッドを含むレーザー光学部品２３は、連結部材２Ａにより連結部材（測長ベース）２に連結されるとともに、ベローズ１１を介して試料室３の上部隔壁に連結されている。連結部材２Ａには、干渉計２１とレーザー光学部品２３との位置関係が変化しないように高い剛性が与えられている。ベローズ１１は、試料室３の外側と内側との圧力差、すなわち真空負圧による試料室３の変形が連結部材（測長ベース）２に伝わらないように低い剛性でレーザー光学部品２３と連結部材２とを連結するとともに、試料室３の気密を保持している。
【００３７】
ステージ４上には、位置計測用の移動上２０が配設されており、この移動鏡２０には、レーザー光学部品２３から出射され干渉計２１を経由した測長用ビームが入射する。試料室３の上部隔壁には、レーザー光の導入用の開口部が設けられており、その開口部を塞ぐように透過ガラス（窓）２３が配置されている。レーザー光学部品２３から出射された測長用ビームは、透過ガラス２３を透過して試料室３内に導入される。透過ガラス２３と試料室３の上部隔壁との間には、Ｏリング等のシール材料が配置されており、これにより試料室２の気密が保持されている。
【００３８】
干渉計２１は、参照鏡を有し、ステージ４に固設された移動鏡２０該参照鏡に対してレーザー光を照射して、移動鏡２０及び該参照鏡から反射されるレーザ光を干渉させその干渉光を検出することで、移動鏡２０の位置（結果として、ステージ４或いは試料１０の位置）を計測することができる。
【００３９】
カラム１は、カラム用真空ポンプ５０により真空排気され、内部の雰囲気が高真空（例えば１０−４Ｐａ以下）に保たれる。また、試料室３は、試料室用真空ポンプ４０により真空排気され、内部の雰囲気が高真空（例えば１０−４Ｐａ台）に保たれる。
【００４０】
試料の搬送経路について説明する。試料１０は、試料室３と隣接する予備排気室３０内の搬送装置３１によって大気雰囲気である外部から予備排気室３０内に搬送される。その後、予備排気室３０内は、図示しない真空ポンプにより大気状態から真空状態へ予備排気される。予備排気室３０内が試料室３と同程度の真空度になった後にバルブ３２が開かれ、試料１０がステージ４上に搬送される。試料１０に回路パターンが描画或いは転写（露光）された後、試料１０は、試料室３から予備排気室３０に搬送され、予備排気室３０内が真空状態から大気雰囲気に戻された後に、外部へと搬送される。
【００４１】
この実施の形態の露光装置の構造の１つの特徴は、ステージ４の位置を計測するための干渉計２１とカラム１とを高い剛性で連結して一体化する連結部材（測長ベース）２が試料室３の内部空間つまり真空内に配設されていることである。これにより、従来の構成で問題となった真空負圧による測長誤差への影響を低減することができる。
【００４２】
つまり、試料室３の内部空間を大気状態から真空状態にする場合には、試料室３に１気圧の負圧がかかり、これによりカラム１が取り付けられた試料室３の上部隔壁が大きく変形しうる。カラム１は、試料室３の変形に応じて位置が移動するが、この実施の形態では、カラム１と連結部材（測長ベース）２とが真空内において高い剛性で連結されているので、カラム・干渉計間の距離は、真空負圧による試料室３の変形に殆ど依存しない。
【００４３】
したがって、連結部材（測長ベース）２上に固定されている干渉計２１と、カラム１との位置関係が実質的に一定に維持され、カラム１に対するステージ４の位置（更には試料１０の位置）を高精度に制御し、パターンを高精度に試料１０に描画或いは転写（露光）することができる。
【００４４】
更に、レーザー光学部品２３は、連結部材２Ａを介して高い剛性で連結部材（測長ベース）２に固定されているので、レーザー光学部品２３と連結部材２との位置関係も、真空負圧による試料室３の変形に依存しない。つまり光軸アライメント等の再調整の必要も無い。
【００４５】
連結部材（測長ベース）２は、高い剛性が得られる材料で構成されることが好ましい。また、熱膨張による計測誤差も無視できないため、連結部材２は、線膨張係数が小さい材料で構成されることが好ましく、例えば、９×１０−６／Ｋ以下の線膨張率を有する材料で構成されることが好ましい。
【００４６】
このような材料としては、例えば、セラミクス（例えばＳｉＣやＳｉＮ）、又は、セラミクスと金属との複合材料が好ましい。
【００４７】
この実施の形態では、電子線描画装置を一例として挙げているので、パターンを試料に投射する投射系（投影系）をカラムと表現しているが、例えばＸ線や縮小Ｘ線（ＥＵＶ）等を使用する装置においては、このような投射系は、一般的には投影光学系或いは反射光学系と言われる。これは、以下の第２、第３の実施の形態についても同様である。
【００４８】
図２は、本発明の第２の実施の形態の露光装置（電子線描画装置）の概略構成を示す図である。第１の実施の形態では、連結部材（測長ベース）２とカラム１とを直接連結しているが、第２の実施の形態では、組立性を向上させるために、連結部材（測長ベース）２とカラム１とを試料室３の上部隔壁を介して連結している。なお、第２の実施の形態として特に言及しない事項は、第１の実施の形態に従うものとする。
【００４９】
連結部材（測長ベース）２と試料室３の上部隔壁とは連結部材２Ｃによって連結され、カラム１は、試料室３の気密が保持される方法で試料室３の上壁隔壁に固定されている。ここで、カラム１を試料室３の上部隔壁に連結する第１位置と、連結部材２Ｃを試料室３の上壁に連結する第２位置とは、試料室３の上部隔壁の略同じ位置であることが好ましい。図２に示す例では、カラム１は試料室３の上部隔壁の第１位置における外側面に連結され、連結部材２Ｃは第１位置と概ね等しい第２位置における内側面に連結されている。すなわち、試料室３が変形した際の計測誤差は、第１位置と第２位置との距離に依存（ほぼ比例）するので、両位置を同一又は近くにすることにより計測誤差を低減することができる。
【００５０】
連結部材（測長ベース）２の内部には、冷却用流路（温調用流路）２Ｂを設けることが好ましい。例えば、不図示の温度センサで連結部材２又は冷媒（例えば、冷却水）の温度をモニタしながら、連結部材（測長ベース）２又は媒体を一定温度に制御することができる。このような冷媒用流路を含む温度制御系は、第１の実施の形態及び後述する第３の実施の形態にも設けることができる。
【００５１】
レーザー光学部品２３は、試料室３によって支持台２２を介して支持されている。支持台２２は、試料室３の真空負圧変化に伴う歪みの影響を低減（遮断）するために、試料室３によって、例えば３点で支持されている。
【００５２】
上記構成により、カラム１の取り外し及び取り付け作業は、試料室３からの取り外し及び試料室３への取り付け作業だけでよくなるので、例えば、組立やメンテナンスの容易性が向上する。また、レーザー光学部品２３を、試料室３の差圧変化に伴う歪みの影響を低減するために、試料室３によって、例えば３点で支持することにより、レーザー光学部品２３を連結部材（測長ベース）２に連結して支持する構成を採用しない場合においても、試料室３の歪みの影響を低減し、且つ組立及びメンテナンスの容易性が向上する。ただし、このようなレーザー光学部品２３の支持構造では、図５のΔＸおよびΔＺに関しては誤差を低減することが可能であるが、カラム１とレーザー光学部品２３の位置関係は変化する。
【００５３】
更に、連結部材（測長ベース）２の内部に冷媒用流路（温調用流路）２Ｂを構成したことで、カラム１と干渉計２１との間の距離が連結部材２の熱膨張・熱収縮によって変化することによる計測誤差を低減することができる。
【００５４】
なお、連結部材（測長ベース）２の温調を調整する媒体としては、例えば、水（冷却水）などの液体の他、気体（例えば、蒸気）を用いることができる。更に、温調媒体を使用する代わりに、ペルチェ素子のような温調用素子を使用することもできる。
【００５５】
図３は、本発明の第３の実施の形態の露光装置（電子線描画装置）の概略構成を示す図である。この実施の形態では、試料室３の内部空間においてカラム１と干渉計２１とを連結する連結部材として、ステージ４を支持する構造を兼用する構造体９０を設けている。
【００５６】
構造体９０とカラム１とを直接連結する他、構造体９０とカラム１との間に、連結を補強するための補強部材９１を設けることが好ましい。この場合において、補強部材９１と試料室３の上部隔壁とは、試料室３内の気密を保持するように配置されたベローズ９１Ａによって低剛性で連結される。
【００５７】
試料室３には、該処理室３内の気体を排気するための真空ポンプ４０と予備排気室３０とが接続されている。これらは、例えば床９によって支持される。カラム１と試料室３の上部隔壁とは、試料室３内の気密を保持するように配置されたベローズ１Ａによって低剛性で連結される。
【００５８】
マウント５は、定盤８を床９上に高い強度で支持する。定盤８は、試料室３内の気密を保持するように配置されたベローズ５Ａによって低い剛性でマウント５に連結されている。
【００５９】
大気雰囲気に配置されるレーザーヘッドを含むレーザー光学部品２３は、連結部材２Ａにより構造体９０に連結さるとともに、ベローズ１１を介して試料室３の上部隔壁に連結されている。連結部材２Ａは、干渉計２１とレーザー光学部品２３との位置関係が変化しないように高い剛性を有する。ベローズ１１は、試料室３の外側と内側との圧力差、すなわち真空負圧による試料室３の変形が連結部材（測長ベース）２に伝わらないように低い剛性でレーザー光学部品２３と構造体９０とを連結するとともに、試料室３の気密を保持している。
【００６０】
また、この実施の形態では、処理室３内に導入すべきビームを透過する透過ガラス２４がレーザー光学部品２３に固定され、レーザー光学部品２３は、処理室３内の気密を維持するためにビーム経路を取り囲むように配置されたベローズ２４Ａによって試料室３の上部隔壁に低い剛性で連結されている。
【００６１】
この実施の形態では、透過ガラス２４を試料室３から分離し、レーザー光学部品２３と機械的に一体となるよう配置している。これにより、構造体９０が試料室３に対して相対的に移動したときに、レーザー光が透過ガラス２４を通過する位置が変動することに起因して発生する計測エラーを低減することができる。すなわち、このような構造によれば、上記相対移動時においても、透過ガラス２４とそれを通るレーザー光の位置関係が一定に維持される。またこの実施形態は第３の実施の形態に採用しているが、第１の実施形態でも同様の効果が得られる。
【００６２】
この実施の形態によれば、ステージ４とカラム１との相対的な位置関係を真空負圧変動による試料室３の歪みに依存することなく、一定に維持することができる。また、補強部材９１を設けることにより、構造体９０とカラム１との間の剛性を更に高めることができる。更に、試料室３をカラム１やステージ４から構造的に分離することにより、ポンプ等から試料室３に伝わる振動がカラム１やステージ４に伝わる経路は、低い剛性のベローズのみとなる。したがって、カラム１やステージ４を試料室３の振動から絶縁することができる。
【００６３】
この実施の形態によれば、試料室３に要求される強度が小さくなる。すなわち、試料室３は所定の真空度を維持することができれば十分であり、例えば、カラム１と干渉計２１との相対的な位置関係を保証することを考慮する必要はない。
【００６４】
この実施の形態においても、構造体９０及び／又は補強部材９０の内部に温調用の流路を設けることにより、カラム１と干渉計２１との間の距離が、構造体９０及び／又は補強部材９０の熱膨張・熱収縮による計測誤差を低減することができる。
【００６５】
次に上記の露光装置を利用した半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図８は、半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。ステップ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行なう。ステップ２（露光制御データ生成／マスク作製）では設計した回路パターンに基づいて、荷電粒子線による描画を制御するための露光制御データの生成又はマスク（原版）の作製を行う。一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記の露光制御データ又はマスクを使ってウエハ上にリソグラフィー技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の組立て工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これを出荷（ステップ７）する。
【００６６】
図９は、上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す図である。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を成膜する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では上記の露光装置によって回路パターンをウエハに転写する。ステップ１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。
【００６７】
【発明の効果】
本発明によれば、例えば、試料室の内部空間と外部空間との圧力差に起因して生じうるステージ位置の計測誤差を低減することができる。そして、それにより、高精度な露光（例えば、パターンの重ね合わせ精度が高い露光）が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の露光装置（電子線描画装置）の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態の露光装置（電子線描画装置）の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態の露光装置（電子線描画装置）の概略構成を示す図である。
【図４】従来の電子線描画装置の構成を示す図である。
【図５】従来例の問題点を示す図である。
【図６】従来例の問題点を示す図である。
【図７】従来の電子線描画装置の構成を示す図である。
【図８】デバイスの製造方法を示す図である。
【図９】デバイスの製造方法を示す図である。
【符号の説明】
１・・・カラム、１Ａ・・・カラム排気用ベローズ、２・・・連結部材（測長ベース）、２Ａ・・・連結部材、２Ｂ・・・冷却用流路、２Ｃ・・・測長ベース連結部材、３・・・試料室、４・・・ステージ、５・・・マウント、５Ａ・・・マウント用ベローズ、６・・・ベース、７・・・本体架台、８・・・定盤、８Ａ・・・ステージ定盤、９・・・床、１０・・・試料、１１・・・ベローズ、１２・・・支持台、２０・・・移動鏡、２１・・・干渉計、２２・・・支持台、２３・・・レーザー光学部品、２４・・・透過ガラス、２４Ａ・・・透過ガラス用ベローズ、２５・・・参照鏡、３０・・・予備排気室、３０Ａ・・・予備排気室用ベローズ、３１・・・搬送装置、３２・・・バルブ、３３・・・大気バルブ、３４・・・予備排気室用架台、４０・・・試料室排気用真空ポンプ、５０・・・カラム排気用真空ポンプ、５０Ａ・・・カラム排気用ベローズ、５１・・・架台、７０・・・真空ポンプ用架台、９０・・・構造体、９１・・・補強部材、９１Ａ・・・補強部材排気用ベローズ
【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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