(57)【要約】【課題】露光装置各部の振動によりパターン精度が悪化しないような対策を施した荷電粒子線露光装置を提供する。【解決手段】露光装置１００の各部にセンサ１１０ａ〜１１０ｋ、電磁アクチュエータ１１９ａ〜１１９ｄが設置されている。各センサ１１０ａ〜１１０ｋは、それぞれの設置箇所の振動を検出した後、その検出信号を、電磁アクチュエータ１１９ａ〜１１９ｄ、あるいは、直接的にビーム制御系、間接的にプレディクタへとフィードバック又はフィードフォワードする。振動発生源の動作を予め知った上で振動を予測し、ビーム位置をフィードフォワード制御するので、形成するパターンの精度を一層向上できる。【選択図】　　　図１
2004096008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感応基板上に荷電粒子線を選択的に照射してパターン形成する荷電粒子線露光装置であって、
前記荷電粒子線のビームを偏向・結像させる光学系の鏡筒及び／又はビーム位置制御部品（両者併せて鏡筒等という）に付設された振動センサと、
該振動センサの信号を受けて、前記鏡筒等の振動に起因する前記ビームの位置誤差を補正する補正信号を前記ビーム位置制御部品に送るビーム補正手段と、
を具備することを特徴とする荷電粒子線露光装置。
【請求項２】
感応基板上に荷電粒子線を選択的に照射してパターン形成する荷電粒子線露光装置であって、
前記荷電粒子線のビームを偏向・結像させる、該荷電粒子線のビーム位置制御部品を含む光学系と、
前記感応基板及び／又はパターン原版（マスク、レチクル）を載置して移動するステージと、
該ステージの位置を測定する干渉計と、
前記ステージ及び／又は前記干渉計（ステージ固定反射鏡を含む）に付設された振動センサと、
該振動センサから信号を受けて、前記ステージ等の振動に起因する前記ビームの位置誤差を補正する補正信号を前記ビーム位置制御部品に送るビーム補正手段と、
を具備することを特徴とする荷電粒子線露光装置。
【請求項３】
感応基板上に荷電粒子線を選択的に照射してパターン形成する荷電粒子線露光装置であって、
前記荷電粒子線のビームを偏向・結像させる、該荷電粒子線のビーム位置制御部品を含む光学系と、
前記感応基板及び／又はパターン原版（マスク、レチクル）を載置して移動するステージと、
該ステージの位置を測定する干渉計と、
前記ステージ及び／又は前記干渉計（ステージ固定反射鏡を含む）、並びに、前記光学系の鏡筒及び／又はビーム位置制御部品（両者併せて鏡筒等という）に付設された振動センサと、
該振動センサから信号を受けて、前記ステージ等及び鏡筒等の振動に起因する前記ビームの位置誤差を補正する補正信号を前記ビーム位置制御部品に送るビーム補正手段と、
を具備することを特徴とする荷電粒子線露光装置。
【請求項４】
前記ビーム補正手段が、前記露光装置各部の振動から前記ビームの位置誤差を予測するプレディクタを有し、該位置誤差をフィードフォワード制御により補正することを特徴とする請求項１、２又は３記載の荷電粒子線露光装置。
【請求項５】
感応基板上に荷電粒子線を選択的に照射してパターン形成する荷電粒子線露光装置であって、
前記荷電粒子線のビームを偏向・結像させる、該荷電粒子線のビーム位置制御部品を含む光学系と、
前記感応基板及び／又はパターン原版（マスク、レチクル）を載置して移動するステージと、
振動発生源となる露光装置各部（ステージ駆動機構、真空ポンプ、ゲートバルブ、マニュピレータ等）に付設された振動センサと、
該振動センサから信号を受けて、前記光学系の鏡筒及び／又はビーム位置制御部品（両者併せて鏡筒等という）、又は、前記感応基板及び／又はパターン原版（マスク、レチクル）を載置して移動するステージの振動を予測するプレディクタを有し、前記ビームの位置誤差をフィードフォワード制御により補正するビーム補正手段と、
を具備することを特徴とする荷電粒子線露光装置。
【請求項６】
感応基板上に荷電粒子線を選択的に照射してパターン形成する荷電粒子線露光装置であって、
前記荷電粒子線のビームを偏向・結像させる、該荷電粒子線のビーム位置制御部品を含む光学系と、
前記感応基板及び／又はパターン原版（マスク、レチクル）を載置して移動するステージと、
振動発生源となる露光装置各部（ステージ駆動機構、真空ポンプ、ゲートバルブ、マニュピレータ等）に与える駆動用信号を入力され、前記光学系鏡筒、前記ビーム位置制御部品、前記ステージ等の振動、並びに、前記ビーム位置誤差を予測するプレディクタを有し、該位置誤差をフィードフォワード制御により補正するビーム補正手段と、
を具備することを特徴とする荷電粒子線露光装置。
【請求項７】
感応基板上に荷電粒子線を選択的に照射してパターン形成する荷電粒子線露光装置であって、
前記荷電粒子線のビームを偏向・結像させる光学系の鏡筒及び／又はビーム位置制御部品（両者併せて鏡筒等という）に付設された振動センサと、
同じく前記鏡筒等に付設された、前記振動センサの信号を受けて前記鏡筒等の振動を抑制する制振アクチュエータと、
を具備し、
前記振動センサの出力に基づいて前記制振アクチュエータにより前記鏡筒等を制振することを特徴とする荷電粒子線露光装置。
【請求項８】
感応基板上に荷電粒子線を選択的に照射してパターン形成する荷電粒子線露光装置であって、
振動発生源となる露光装置各部（ステージ駆動機構、真空ポンプ、ゲートバルブ、マニュピレータ等）に付設された振動センサと、
前記荷電粒子線のビームを偏向・結像させる光学系の鏡筒及び／又はビーム位置制御部品（両者併せて鏡筒等という）、又は、前記感応基板及び／又はパターン原版（マスク、レチクル）を載置して移動するステージに付設された、前記振動センサの信号を受けて前記鏡筒等の振動を抑制する制振アクチュエータと、
を具備し、
前記振動センサの出力に基づいて前記制振アクチュエータにより前記鏡筒等又はステージ等をフィードフォワード制振することを特徴とする荷電粒子線露光装置。
【請求項９】
感応基板上に荷電粒子線を選択的に照射してパターン形成する荷電粒子線露光装置であって、
前記荷電粒子線のビームを偏向・結像させる、該荷電粒子線のビーム位置制御部品を含む光学系と、
前記感応基板及び／又はパターン原版（マスク、レチクル）を載置して移動するステージと、
振動発生源となる露光装置各部（ステージ駆動機構、真空ポンプ、ゲートバルブ、マニュピレータ等）に与える駆動用信号を入力され、前記光学系鏡筒、前記ビーム位置制御部品、前記ステージ等の振動を予測するプレディクタと、
前記光学系の鏡筒及び／又はビーム位置制御部品（両者併せて鏡筒等という）、又は、前記感応基板及び／又はパターン原版（マスク、レチクル）を載置して移動するステージに付設された、前記振動センサの信号を受けて前記鏡筒等又はステージ等の振動を抑制する制振アクチュエータと、
を具備することを特徴とする荷電粒子線露光装置。
【請求項１０】
感応基板上に荷電粒子線を選択的に照射してパターン形成する荷電粒子線露光装置であって、
前記荷電粒子線のビームを偏向・結像させる光学系の鏡筒及び／又はビーム位置制御部品（両者併せて鏡筒等という）に付設されたダンパを具備することを特徴とする荷電粒子線露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、感応基板（ウェハ等）上に荷電粒子線（電子線等）を選択的に照射してパターン形成する荷電粒子線露光装置に関する。特には、露光装置各部の振動によりパターン精度が悪化しないような対策を施した荷電粒子線露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
荷電粒子線露光装置の一種である電子線露光装置は、レジストの塗布されたウェハに電子ビームを選択的に照射して半導体デバイスパターンを形成する装置である。この電子線露光装置は、電子ビームを偏向・結像させる光学系の鏡筒や、排気管路を介して鏡筒に接続された真空ポンプ（ターボ分子ポンプ）やゲートバルブ、さらに、ウェハ等を高速で移動させて位置決めするステージ装置等を備えている。
【０００３】
このような電子線露光装置の各部（真空ポンプやゲートバルブ、ステージ装置等）は、駆動に伴って振動が発生する振動源である。このような部位の振動が鏡筒（特に投影光学系鏡筒）に伝わると、電子ビームを制御するパーツ（レンズ、偏向器等）も振動し、露光転写パターン精度の低下を引き起こすおそれがある。そのため、露光装置各部の振動を抑制する手段が必要とされている。
【０００４】
本発明は、前記の問題点に鑑みてなされたものであって、露光装置各部の振動によりパターン精度が悪化しないような対策を施した荷電粒子線露光装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の第１の荷電粒子線露光装置は、感応基板上に荷電粒子線を選択的に照射してパターン形成する荷電粒子線露光装置であって、　前記荷電粒子線のビームを偏向・結像させる光学系の鏡筒及び／又はビーム位置制御部品（両者併せて鏡筒等という）に付設された振動センサと、　該振動センサの信号を受けて、前記鏡筒等の振動に起因する前記ビームの位置誤差を補正する補正信号を前記ビーム位置制御部品に送るビーム補正手段と、を具備することを特徴とする。
この第１の荷電粒子線露光装置は、鏡筒等の振動に起因するビームの位置誤差を補正する機能を有するので、形成するパターンの精度を向上できる。あるいは、ステージやウェハ交換系等の機構が動いているときでも、継続的に露光を行なうことが可能なので、露光装置のスループットを確保できる。
【０００６】
本発明の第２の荷電粒子線露光装置は、感応基板上に荷電粒子線を選択的に照射してパターン形成する荷電粒子線露光装置であって、　前記荷電粒子線のビームを偏向・結像させる、該荷電粒子線のビーム位置制御部品を含む光学系と、　前記感応基板及び／又はパターン原版（マスク、レチクル）を載置して移動するステージと、　該ステージの位置を測定する干渉計と、　前記ステージ及び／又は前記干渉計（ステージ固定反射鏡を含む）に付設された振動センサと、　該振動センサから信号を受けて、前記ステージ等の振動に起因する前記ビームの位置誤差を補正する補正信号を前記ビーム位置制御部品に送るビーム補正手段と、　を具備することを特徴とする。
この第２の荷電粒子線露光装置は、ステージ等の振動に起因するビームの位置誤差も補正するので、パターン形成精度をさらに向上できる。
【０００７】
本発明の第３の荷電粒子線露光装置は、感応基板上に荷電粒子線を選択的に照射してパターン形成する荷電粒子線露光装置であって、　前記荷電粒子線のビームを偏向・結像させる、該荷電粒子線のビーム位置制御部品を含む光学系と、　前記感応基板及び／又はパターン原版（マスク、レチクル）を載置して移動するステージと、　該ステージの位置を測定する干渉計と、　前記ステージ及び／又は前記干渉計（ステージ固定反射鏡を含む）、並びに、前記光学系の鏡筒及び／又はビーム位置制御部品（両者併せて鏡筒等という）に付設された振動センサと、　該振動センサから信号を受けて、前記ステージ等及び鏡筒等の振動に起因する前記ビームの位置誤差を補正する補正信号を前記ビーム位置制御部品に送るビーム補正手段と、を具備することを特徴とする。
【０００８】
前記荷電粒子線露光装置においては、前記ビーム補正手段が、前記露光装置各部の振動から前記ビームの位置誤差を予測するプレディクタを有し、該位置誤差をフィードフォワード制御により補正することができる。
この場合、制御遅れがないので、ビーム位置精度が一層高い。
【０００９】
本発明の第４の荷電粒子線露光装置は、感応基板上に荷電粒子線を選択的に照射してパターン形成する荷電粒子線露光装置であって、　前記荷電粒子線のビームを偏向・結像させる、該荷電粒子線のビーム位置制御部品を含む光学系と、　前記感応基板及び／又はパターン原版（マスク、レチクル）を載置して移動するステージと、　振動発生源となる露光装置各部（ステージ駆動機構、真空ポンプ、ゲートバルブ、マニュピレータ等）に付設された振動センサと、　該振動センサから信号を受けて、前記光学系の鏡筒及び／又はビーム位置制御部品（両者併せて鏡筒等という）、又は、前記感応基板及び／又はパターン原版（マスク、レチクル）を載置して移動するステージの振動を予測するプレディクタを有し、前記ビームの位置誤差をフィードフォワード制御により補正するビーム補正手段と、を具備することを特徴とする。
この荷電粒子線露光装置は、振動発生源の動作を予め知った上で振動を予測し、ビーム位置をフィードフォワード制御するので、より一層補正精度が高い。
【００１０】
本発明の第５の荷電粒子線露光装置は、感応基板上に荷電粒子線を選択的に照射してパターン形成する荷電粒子線露光装置であって、　前記荷電粒子線のビームを偏向・結像させる、該荷電粒子線のビーム位置制御部品を含む光学系と、　前記感応基板及び／又はパターン原版（マスク、レチクル）を載置して移動するステージと、　振動発生源となる露光装置各部（ステージ駆動機構、真空ポンプ、ゲートバルブ、マニュピレータ等）に与える駆動用信号を入力され、前記光学系鏡筒、前記ビーム位置制御部品、前記ステージ等の振動、並びに、前記ビーム位置誤差を予測するプレディクタを有し、該位置誤差をフィードフォワード制御により補正するビーム補正手段と、を具備することを特徴とする。
【００１１】
本発明の第６の荷電粒子線露光装置は、感応基板上に荷電粒子線を選択的に照射してパターン形成する荷電粒子線露光装置であって、　前記荷電粒子線のビームを偏向・結像させる光学系の鏡筒及び／又はビーム位置制御部品（両者併せて鏡筒等という）に付設された振動センサと、　同じく前記鏡筒等に付設された、前記振動センサの信号を受けて前記鏡筒等の振動を抑制する制振アクチュエータと、を具備し、　前記振動センサの出力に基づいて前記制振アクチュエータにより前記鏡筒等を制振することを特徴とする。
この荷電粒子線露光装置では、鏡筒等の振動そのものを制振アクチュエータで取り除いて、露光精度の低下を防止する。
【００１２】
本発明の第７の荷電粒子線露光装置は、感応基板上に荷電粒子線を選択的に照射してパターン形成する荷電粒子線露光装置であって、　振動発生源となる露光装置各部（ステージ駆動機構、真空ポンプ、ゲートバルブ、マニュピレータ等）に付設された振動センサと、　前記荷電粒子線のビームを偏向・結像させる光学系の鏡筒及び／又はビーム位置制御部品（両者併せて鏡筒等という）、又は、前記感応基板及び／又はパターン原版（マスク、レチクル）を載置して移動するステージに付設された、前記振動センサの信号を受けて前記鏡筒等の振動を抑制する制振アクチュエータと、を具備し、　前記振動センサの出力に基づいて前記制振アクチュエータにより前記鏡筒等又はステージ等をフィードフォワード制振することを特徴とする。
【００１３】
本発明の第８の荷電粒子線露光装置は、感応基板上に荷電粒子線を選択的に照射してパターン形成する荷電粒子線露光装置であって、　前記荷電粒子線のビームを偏向・結像させる、該荷電粒子線のビーム位置制御部品を含む光学系と、　前記感応基板及び／又はパターン原版（マスク、レチクル）を載置して移動するステージと、　振動発生源となる露光装置各部（ステージ駆動機構、真空ポンプ、ゲートバルブ、マニュピレータ等）に与える駆動用信号を入力され、前記光学系鏡筒、前記ビーム位置制御部品、前記ステージ等の振動を予測するプレディクタと、　前記光学系の鏡筒及び／又はビーム位置制御部品（両者併せて鏡筒等という）、又は、前記感応基板及び／又はパターン原版（マスク、レチクル）を載置して移動するステージに付設された、前記振動センサの信号を受けて前記鏡筒等又はステージ等の振動を抑制する制振アクチュエータと、を具備することを特徴とする。
【００１４】
本発明の第９の荷電粒子線露光装置は、感応基板上に荷電粒子線を選択的に照射してパターン形成する荷電粒子線露光装置であって、　前記荷電粒子線のビームを偏向・結像させる光学系の鏡筒及び／又はビーム位置制御部品（両者併せて鏡筒等という）に付設されたダンパを具備することを特徴とする。
この荷電粒子線露光装置は、前記制振アクチュエータの替わりにダンパを用いるのである。
なお、ＡＦ系やＦＩＡ系の振動も問題となるため、これについても、前記と同様の測定／予測により、ビームの偏向制御／鏡筒・ステージの制振を行って制御することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ説明する。
まず、図６及び図７を参照して、電子線露光装置の概要を説明する。
図６は、分割転写方式の電子線投影露光装置の光学系全体における結像関係及び制御系の概要を示す図である。
光学系の最上流に配置されている電子銃１は、下方に向けて電子線を放射する。電子銃１の下方には２段のコンデンサレンズ２、３が備えられており、電子線は、これらのコンデンサレンズ２、３によって収束され、ブランキング開口７にクロスオーバーＣＯを結像する。
【００１６】
二段目のコンデンサレンズ３の下には、矩形開口４が備えられている。この矩形開口（照明ビーム成形開口）４は、レチクル１０の一つのサブフィールド（露光の１単位となるパターン小領域）を照明する照明ビームのみを通過させる。この開口４の像は、レンズ９によってレチクル１０に結像される。
【００１７】
ビーム成形開口４の下方には、ブランキング偏向器５が配置されている。同偏向器５は、必要時に照明ビームを偏向させてブランキング開口７の非開口部に当て、ビームがレチクル１０に当たらないようにする。ブランキング開口７の下には、照明ビーム偏向器（照明光学系の主偏向器）８が配置されている。この偏向器８は、主に照明ビームを図６の横方向（Ｘ方向）に順次走査して、照明光学系の視野内にあるレチクル１０の各サブフィールドの照明を行う。偏向器８の下方には、照明レンズ９が配置されている。照明レンズ９は、レチクル１０上にビーム成形開口４を結像させる。
【００１８】
レチクル１０は、実際には光軸垂直面内（Ｘ−Ｙ面）に広がっており、多数のサブフィールドに分割されている（図７参照）。レチクル１０上には、全体として一個の半導体デバイスチップをなすパターン（チップパターン）が形成されている。もちろん、複数のレチクルに１個の半導体デバイスチップをなすパターンを分割して配置しても良い。レチクル面上の一部には、位置検出用マーク（図示されず）が設けられている。
【００１９】
レチクル１０は、移動可能なレチクルステージ１１上に載置されており、レチクル１０を光軸垂直方向（ＸＹ方向）に動かすことにより、照明光学系の視野よりも広い範囲に広がって配置されているレチクル上の各サブフィールドを照明することができる。レチクルステージ１１には、レーザ干渉計を用いた位置検出器１２が付設されており、レチクルステージ１１の位置をリアルタイムで正確に把握することができる。
【００２０】
レチクル１０の下方には、投影レンズ１５、１９、並びに、投影光学系の主偏向器（像位置調整偏向器）１６、各種収差補正レンズ・偏向器（図示されず）等が設けられている。主偏向器１６としては、電磁偏向器等を用いることができ、電子線を比較的広い範囲に亘り偏向する。
【００２１】
レチクル１０の１つのサブフィールドを通過した電子線は、投影レンズ１５、１９、主偏向器１６によってウェハ２３上の所定の位置に結像される。投影レンズ１５、１９及び偏向器１６の詳しい作用については、図７を参照して後述する。
【００２２】
投影光学系中のレチクル１０とウェハ２３の間を縮小率比で内分する点にはクロスオーバーＣＯが形成され、同クロスオーバー位置にはコントラスト開口板１８が設けられている。同開口板１８は、レチクル１０の非パターン部で散乱された電子線がウェハ２３に到達しないよう遮断する。
【００２３】
ウェハ２３は、静電チャック（図示されず）を介して、ＸＹ方向に移動可能なウェハステージ２４上に載置されている。前述のレチクルステージ１１とウェハステージ２４とを、互いに逆の方向に同期走査することにより、投影光学系の視野を越えて広がるチップパターン内の各部を順次露光することができる。ウェハステージ２４上には、ウェハステージ２４上に到達する電子ビームの電流値を検出する検出センサ３２が設けられている。検出センサ３２としては、例えば、ファラディカップを用いることができる。なお、ウェハステージ２４にも、上述のレチクルステージ１１と同様の位置検出器２５が装備されている。
【００２４】
ウェハ２３上には、適当なレジストが塗布されており、レジストに電子線のドーズが与えられ、レチクル上のパターンが縮小されてウェハ２３上に転写される。ウェハ２３上には、ウェハ位置を検出するための複数の帯状のパターンの集合体であるアライメントマーク（図示されず）が設けられている。アライメントマークは、ウェハ２３表面等に溝を掘ったり、ウェハ上に電子の反射率の高い重金属（Ｔａ、Ｗ等）のパターン層を形成することにより作製する。
【００２５】
ウェハ２３の直上には、反射電子検出器２２が配置されている。この反射電子検出器２２は、ウェハ２３やステージ上のアライメントマークで反射される電子の量を検出する。
【００２６】
前述の各レンズ２、３、９、１５、１９及び各偏向器５、８、１６は、各々のコイル電源制御部２ａ、３ａ、９ａ、１５ａ、１９ａ及び５ａ、８ａ、１６ａを介してコントローラ３１によりコントロールされる。また、レチクルステージ１１及びウェハステージ２４も、ステージ制御部１１ａ、２４ａを介して、コントローラ３１により制御される。ステージ位置検出器１２、２５、反射電子検出器２２、検出センサ３２は、アンプやＡ／Ｄ変換器等を含むインターフェース１２ａ、２５ａ、２２ａ、３２ａを介してコントローラ３１に信号を送る。
【００２７】
コントローラ３１は、ステージ位置の制御誤差を把握し、その誤差を主偏向器１６で補正する。これにより、レチクル１０上のサブフィールドの縮小像がウェハ２３上の目標位置に正確に転写される。そして、ウェハ２３上で各サブフィールド像が繋ぎ合わされて、レチクル上のチップパターン全体がウェハ上に転写される。
【００２８】
次に、図７により露光装置の投影光学系の作用について説明する。
図７は、レチクルからウェハへのパターン転写の様子を模式的に示す斜視図である。
図７の上部にレチクル１０上の１つのストライプ４９が示されている。ストライプ４９には上述のように多数のサブフィールド４２が形成されている。図７の下部には、レチクル１０と対向するウェハ２３が示されている。
【００２９】
この図７では、レチクル上のストライプ４９の一番手前のエレクトリカルストライプ４４の左隅のサブフィールド４２−１が上方からの照明ビームＩＢにより照明されている。そして、サブフィールド４２−１を通過したパターンビームＰＢが、２段の投影レンズと主偏向器１６（図６参照）の作用によりウェハ２３上の所定の領域５２−１に縮小投影されている。パターンビームＰＢは、レチクル１０とウェハ２３の間で、２段の投影レンズの作用により、光軸と平行な方向から光軸と交差する方向へ、そしてその逆に計２回偏向される。ウェハ２３上におけるサブフィールド像の転写位置は、レチクル１０とウェハ２３との間の光路中に設けられた主偏向器１６により、各サブフィールド４２に対応する被転写小領域５２が互いに接するように調整される。
【００３０】
次に、図１〜図５を参照しつつ、本発明の一実施の形態に係る露光装置について説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る露光装置の構造を示す側面図である。
図１に示す露光装置１００の支持構造体１０９は、ベース１０５上に防振台１０７を介して設置される。防振台１０７は、防振機能を備えたダンパである。露光装置１００の支持構造体１０９上にはレチクルチャンバ１１１が固定されており、構造物１０９の下方にはウェハチャンバ１０３が支持されている。レチクルチャンバ１１１の内部には真空室１１１Ａが構成され、ウェハチャンバ１０３の内部には真空室１０３Ａが構成される。
【００３１】
レチクルチャンバ１１１内において、支持構造体１０９の上面にはレチクル定盤（ステージベース）１１５が搭載されている。このレチクル定盤１１５の上には、レチクルステージ１１（図６参照）が搭載されている。このレチクルステージ１１上にレチクル１０が載置される。一方、ウェハチャンバ１０３内部の底面上には、図示せぬウェハ定盤を介してウェハステージ装置２４（図６参照）が移動可能に搭載されている。このウェハステージ装置２４上にウェハ２３が載置される。
【００３２】
レチクルチャンバ１１１の上部には、照明光学系鏡筒（電子照明鏡筒）１１３が配置されている。この照明光学系鏡筒１１３は、レチクルチャンバ１１１上面を貫通するように配置されている。同鏡筒１１３内には、図６を用いて前述した電子銃１やコンデンサレンズ２、３、偏向器５、８等が配置されている。同鏡筒１１３は、中央にフランジ部１１３ａが設けられている。このフランジ部１２３ａとレチクルチャンバ１１１上面間には、シール１１２が介装されている。同鏡筒１１３上には、動吸振器等のダンパ１１８が設置されている。このダンパ１１８としては、例えばマスダンパー式のものを用いることができる。このダンパ１１８により、照明光学系鏡筒１１３の振動が抑制される。
【００３３】
レチクルチャンバ１１１の側部（図の左側）には、内部の真空室１１１Ａを真空に引くための真空系統１１４（ターボ分子ポンプＰを含む）が連結されている。さらに、レチクルチャンバ１１１の側部（図の右側）には、レチクル１０を真空室１１１Ａ内外に搬送するためのローダチャンバ１１６（ゲートバルブ、マニュピレータを含む）が連結されている。
【００３４】
レチクルチャンバ１１１内のレチクル定盤１１５とウェハチャンバ１０３間において、支持構造体１０９の中央には投影光学系鏡筒（電子投影鏡筒）１２３が設けられている。この投影光学系鏡筒１２３は、支持構造体１０９内を上下に貫通するように配置されている。同鏡筒１２３は、上下端部寄りにそれぞれ上フランジ部１２３ａ、下フランジ部１２３ｂが設けられている。上フランジ部１２３ａと支持構造体１０９上面間、及び、下フランジ部１２３ｂと支持構造体１０９下面間には、それぞれシール１２４ａ、１２４ｂが介装されている。同鏡筒１２３内には、図６を用いて前述した投影レンズ１５、１９や偏向器１６等が配置されている。
【００３５】
ウェハチャンバ１０３の底部（図の下側）には、内部の真空室１０３Ａを真空に引くための真空系統１０４（ターボ分子ポンプを含む）が連結されている。さらに、ウェハチャンバ１０３の側部（図の右側）には、ウェハ２３を真空室１０３Ａ内外に搬送するためのローダチャンバ１０６（ゲートバルブ、マニュピレータを含む）が連結されている。
【００３６】
このような露光装置１００には、以下に述べるセンサ１１０ａ〜１１０ｋが設置されている。各センサ１１０ａ〜１１０ｋとしては、例えば加速度センサ、力センサ、露光装置各部間の相対移動センサ等を用いることができる。
（１）センサ１１０ａ
このセンサ１１０ａは、ウェハチャンバ１０３内において投影光学系鏡筒１２３の下端に取り付けられており、同鏡筒１２３下端部の振動を検出する。
（２）センサ１１０ｂ
このセンサ１１０ｂは、ウェハチャンバ１０３下端の真空系統１０４に取り付けられており、同真空系統１０４のターボ分子ポンプの振動を検出する。
【００３７】
（３）センサ１１０ｃ
このセンサ１１０ｃは、ウェハチャンバ１０３内において投影光学系鏡筒１２３のフランジ部１２３ｂ下面に取り付けられており、フランジ部１２３ｂ（鏡筒１２３の支持構造体１０９への取り付け部）の振動を検出する。
（４）センサ１１０ｄ
このセンサ１１０ｄは、ウェハチャンバ１０３内の底面上のウェハ定盤（図示されず）近傍に取り付けられており、ウェハ定盤上のウェハステージ装置２４の振動を検出する。
（５）センサ１１０ｅ
このセンサ１１０ｅは、ウェハチャンバ１０３側部のローダチャンバ１０６に取り付けられており、ローダチャンバ１０６のゲートバルブやマニュピレータ等の振動を検出する。
【００３８】
（６）センサ１１０ｆ
このセンサ１１０ｆは、レチクルチャンバ１１１側部のローダチャンバ１１６に取り付けられており、ローダチャンバ１１６のゲートバルブやマニュピレータ等の振動を検出する。
（７）センサ１１０ｇ
このセンサ１１０ｇは、レチクルチャンバ１１１内のレチクル定盤１１５下において、投影光学系鏡筒１２３のフランジ部１２３ａ上面に取り付けられており、フランジ部１２３ａ（鏡筒１２３の支持構造体１０９への取り付け部）の振動を検出する。
（８）センサ１１０ｈ
このセンサ１１０ｈは、レチクルチャンバ１１１側部の真空系統１１４に取り付けられており、同真空系統１１４のターボ分子ポンプの振動を検出する。
【００３９】
（９）センサ１１０ｉ
このセンサ１１０ｉは、レチクルチャンバ１１１内のレチクル定盤１１５下において、投影光学系鏡筒１２３の上端に取り付けられており、同鏡筒１２３上端部の振動を検出する。
（１０）センサ１１０ｊ
このセンサ１１０ｊは、レチクルチャンバ１１１内のレチクル定盤１１５近傍に取り付けられており、レチクル定盤１１５上のレチクルステージ装置１１の振動を検出する。
（１１）センサ１１０ｋ
このセンサ１１０ｋは、レチクルチャンバ１１１上の照明光学系鏡筒１１３のフランジ部１１３ａ上面に取り付けられており、同鏡筒１１３の振動を検出する。
【００４０】
さらに、露光装置１００には、以下に述べる電磁アクチュエータ１１９ａ〜１１９ｄが設置されている。各電磁アクチュエータ１１９ａ〜１１９ｄとしては、例えば除振用ピエゾ素子等を用いることができる。
電磁アクチュエータ１１９ａは、投影光学系鏡筒１２３の下フランジ部１２３ｂに取り付けられている。電磁アクチュエータ１１９ｂ、１１９ｃは、投影光学系鏡筒１２３の上フランジ部１２３ａに取り付けられている。電磁アクチュエータ１１９ｄは、照明光学系鏡筒１１３のフランジ部１１３ａに取り付けられている。
【００４１】
前述の各センサ１１０ａ〜１１０ｋは、それぞれの設置箇所の振動を検出した後、その検出信号を、電磁アクチュエータ１１９ａ〜１１９ｄ、あるいは、直接的にビーム制御系（後述する図５の破線矢印）、間接的にプレディクタ（後述する図５の符号１５１）へとフィードバック又はフィードフォワードする。
【００４２】
なお、各センサ１１０ａ〜１１０ｋや電磁アクチュエータ１１９ａ〜１１９ｄの設置箇所や個数は、必要に応じて露光装置１００の各部に１個以上設置することもできる。以下、そのような他の設置例について述べる。
【００４３】
図２は、本発明の一実施の形態に係る露光装置の鏡筒（照明光学系鏡筒あるいは投影光学系鏡筒）を示す一部断面側面図である。
図２には、前述の投影光学系鏡筒１２３（あるいは照明光学系鏡筒１１３）が示されている。鏡筒１２３内には、ビーム位置制御部品１４０（前述の偏向器１６等）が配置されている。このビーム位置制御部品１４０は、鏡筒１２３内の支持部材１４１に支持されている。ビーム位置制御部品１４０上には、センサ１１０′が設置されている。このセンサ１１０′は、外力で生じた部品１４０の振動を検知する。さらに、支持部材１４１近傍には、除振用ピエゾ等の電磁アクチュエータ１１９′が設置されている。センサ１１０′で検知された振動信号は、電磁アクチュエータ１１９′にフィードバック又はフィードフォワードされ、この電磁アクチュエータ１１９′で部品１４０の除振が行なわれる。なお、図２の場合は、電磁アクチュエータ１１９′から生じる磁場を遮蔽し、電子ビームに悪影響が及ばないようにする。
【００４４】
図３は、本発明の一実施の形態に係る露光装置の照明光学系鏡筒近傍のアクチュエータ配置例を示す平面図である。
図３は、照明光学系鏡筒１１３のフランジ部１１３ａ近傍の電磁アクチュエータ１１９ｄの配置例を示す。この例では、正方形のフランジ部１１３ａの四隅に４つの電磁アクチュエータ１１９−１〜１１９−４が配置され、中央にセンサ１１０ｋが配置されている。センサ１１０ｋで検知された振動信号は、各電磁アクチュエータ１１９−１〜１１９−４にフィードバック又はフィードフォワードされ、照明光学系鏡筒１１３のフランジ部１１３ａの除振制御が行なわれる。
【００４５】
図４は、本発明の一実施の形態に係る露光装置の照明光学系鏡筒の取り付け構造例を示す側面図である。
図４は、照明光学系鏡筒１１３のレチクルチャンバ１１１への取り付け構造の変形例を示す。この例では、鏡筒１１３のフランジ部１１３ａの上にさらにフランジ部１１３ｂが設けられている。このフランジ１１３ｂ端とレチクルチャンバ１１１上面間には、中間フランジ１４５が架設されている。この場合は、フランジ１１３ｂと中間フランジ１４５間に、電磁アクチュエータ１１９ｆ−１、１１１９ｆ−２を配置する。
【００４６】
次に、図５を参照して、前記の露光装置１００の制御ブロックについて説明する。
図５は、本発明の一実施の形態に係る露光装置の制御ブロック図である。
図５に実線矢印で示すように、ステージは各時刻においてその位置管理がなされており、ある時刻におけるある位置情報に基づいて決定した目標指令が、目標指令ジェネレータ１５０からプレディクタ１５１に出力される。このプレディクタ１５１は、振動発生源となる露光装置１００各部（図１に示すステージ装置１１、２４の駆動機構や真空系統１１４、１０４のターボ分子ポンプＰ、ローダチャンバ１１６、１０６のゲートバルブ・マニュピレータ等）の駆動信号を受けて露光電子ビームの位置誤差を予測し、この位置誤差をフィードフォワード制御により補正する。
【００４７】
つまり、このプレディクタ１５１においては、ステージ位置計測系で測定した前時刻におけるステージ位置、速度、加速度等のステージ位置関連信号１５４、及び、各ビーム位置関連信号１５５から関連換算器１５６により換算された信号に基づき、位置誤差をフィードフォワード制御で補正する。プレディクタ１５１で補正された信号は、ビーム偏向コントローラ１５２（照明光学系鏡筒１１３あるいは投影光学系鏡筒１２３のビーム位置制御部）、及び、ビーム偏向電極系１５３に送られる。そして、これらコントローラ１５２及び電極系１５３により、電子ビーム位置がフィードフォワード制御される。
【００４８】
関連換算器１５６のブロック内に記されたＫａ、Ｋｖ、Ｋｐは、それぞれ各ビーム位置関連信号１５５中の加速度、速度、位置信号のビーム位置との関連関係を代表する値である。これらの値は、実験キャリブレーションや理論解析等により、センサ信号とレチクル又はウェハ上の露光電子ビームの位置変化や、鏡筒ビーム制御パーツ（偏向器等）の位置変動量等の、露光精度に影響する要素の相関関係をとった値である。
【００４９】
一方、図５に破線矢印で示すように、関連換算器１５６の代わりに、別の関連換算器１５７を用い、各ビーム位置関連信号１５５中の加速度、速度、位置信号の値Ｋａ′、Ｋｖ′、Ｋｐ′を直接的にビーム偏向コントローラ１５２に入力することもできる。この場合も、コントローラ１５２及び電極系１５３でフィードフォワード制御により露光電子ビーム位置を補正することができる。
【００５０】
なお、本発明は、露光装置全体の構造が図１とは異なる場合、例えば、両ローダチャンバが別置きになっている場合や、レチクルチャンバやウェハチャンバ、投影及び照明光学系鏡筒がそれぞれ別々に支持されている場合にも適用することができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、鏡筒等の振動に起因するビームの位置誤差を補正することができるので、形成するパターンの精度を向上できる。あるいは、ステージやウェハ交換系等の機構が動いているときでも、継続的に露光を行なうことが可能となるので、露光装置のスループットを確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る露光装置の構造を示す側面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る露光装置の鏡筒（照明光学系鏡筒あるいは投影光学系鏡筒）を示す一部断面側面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る露光装置の照明光学系鏡筒近傍のアクチュエータ配置例を示す平面図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る露光装置の照明光学系鏡筒の取り付け構造例を示す側面図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る露光装置の制御ブロック図である。
【図６】分割転写方式の電子線投影露光装置の光学系全体における結像関係及び制御系の概要を示す図である。
【図７】レチクルからウェハへのパターン転写の様子を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
１　電子銃　　　　　　　　　　　　　　　２、３　コンデンサレンズ
５、８、１６　偏向器　　　　　　　　　　１０　レチクル
１１　レチクルステージ　　　　　　　　　１５、１９　投影レンズ
２４　ウェハステージ装置　　　　　　　　２３　ウェハ
１００　露光装置　　　　　　　　　　　　１０３　ウェハチャンバ
１０３Ａ、１１１Ａ　真空室　　　　　　　１０４、１１４　真空系統
１０５　ベース　　　　　　　　　　　　　１０６、１１６　ローダチャンバ
１０７　防振台　　　　　　　　　　　　　１０９　支持構造体
１１０（１１０ａ〜１１０ｋ、１１０´）　センサ
１１１　レチクルチャンバ　　　　　　　　１１３　照明光学系鏡筒
１１３ａ　フランジ部　　　　　　　　　　１１５　レチクル定盤
１１８　ダンパ
１１９（１１９ａ〜１１９ｄ、１１９´）　電磁アクチュエータ
１２３　投影光学系鏡筒
１２３ａ　上フランジ部　　　　　　　　　１２３ｂ　下フランジ部
１５０　目標指令ジェネレータ　　　　　　１５１　プレディクタ
１５２　ビーム偏向コントローラ　　　　　１５３　ビーム偏向電極系
１５４　ステージ位置関連信号　　　　　　１５５　各ビーム位置関連信号
１５６、１５７　関連換算器
【図１】
2004096008.tif 000003
【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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