(57)【要約】【課題】  振動外乱に起因して生じうるカラムの変位による電子ビームのシフトを防止すること、干渉計の変位によるステージ位置の計測誤差を低減すること、それにより高精度な露光を可能にすることである。【解決手段】  試料としてのウエハ１０に電子ビームを照射するカラム１と、真空排気部として真空ポンプ４０を有し、内部を真空雰囲気に制御する試料室３と、この試料室３内に配置され、ウエハ１０を保持して移動するステージ４Ａと、試料室３に対してカラム１を弾性支持する第１マウント５Ａとを備える。【選択図】      図１
2005268268.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料に電子ビームを照射するカラムと、
真空排気部を有し、内部を真空雰囲気に制御する試料室と、
前記試料室内に配置され、前記試料を保持して移動するステージと、
前記試料室に対して前記カラムを弾性支持する第１マウントと、を備えることを特徴とする電子ビーム露光装置。
【請求項２】
前記試料室内に配置され、前記ステージの位置を計測する干渉計と、
前記カラムに対して前記干渉計を固定する第１固定部材と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項３】
前記ステージは、前記干渉計の計測結果に基づいて位置決めを行なうことを特徴とする請求項２に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項４】
前記カラムは、前記干渉計の計測結果に基づいて電子ビームの軌道を補正する補正系を有することを特徴とする請求項２に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項５】
前記試料室外に配置され、前記干渉計に計測光を供給する光学系と、
前記カラムに対して前記光学系を固定する第２固定部材と、を備えることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１つに記載の電子ビーム露光装置。
【請求項６】
前記カラムと前記試料室の隙間をふさぐように、前記カラムと前記試料室に接続された第１ベローズ隔壁と、を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の電子ビーム露光装置。
【請求項７】
前記カラムと前記試料室の隙間を通過する磁気を減衰させる第１磁気シール部と、を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の電子ビーム露光装置。
【請求項８】
前記第１磁気シール部は、前記カラムの外壁部に設けられた磁気シールドと前記試料室の上壁部に設けられた磁気シールドが、互いに非接触で、かつ、互いに対向する面積が広くなるように構成されていることを特徴とする請求項７に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項９】
前記カラムと前記試料室の相対変位を計測する第１変位センサと、
前記カラムの加速度を計測する第１加速度計と、
前記第１変位センサの計測結果および前記第１加速度計の計測結果に基づいて、前記カラムと前記試料室の相対変位を変化させる第１アクチュエータと、を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の電子ビーム露光装置。
【請求項１０】
ステージ定盤と、
設置ベースに対して前記ステージ定盤を弾性支持する第２マウントと、を備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の電子ビーム露光装置。
【請求項１１】
前記試料室に設けられた前記第２マウント用の開口部をふさぐように、前記試料室と前記第２マウントに接続された第２ベローズ隔壁と、
前記試料室に設けられた前記第２マウント用の開口部を通過する磁気を減衰させる第２磁気シール部と、を備えることを特徴とする請求項１０に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項１２】
前記ステージ定盤と前記設置ベースの相対変位を計測する第２変位センサと、
前記ステージ定盤の加速度を計測する第２加速度計と、
前記第２変位センサの計測結果および前記第２加速度計の計測結果に基づいて、前記ステージ定盤と前記設置ベースの相対変位を変化させる第２アクチュエータと、を備えることを特徴とする請求項１０または１１に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項１３】
前記ステージが加減速移動する際に前記ステージ定盤が受ける反力を前記設置ベースへ逃がす反力受け機構と、を備えることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１つに記載の電子ビーム露光装置。
【請求項１４】
前記反力受け機構は、前記設置ベースに固定された支柱と、前記ステージ定盤に固定された反力伝達部材と、前記支柱と前記反力伝達部材の間に配置されたリニアモータと、を有しており、
前記試料室に設けられた前記反力伝達部材用の開口部をふさぐように、前記試料室と前記反力伝達部材に接続された第３ベローズ隔壁と、
前記試料室に設けられた前記反力伝達部材用の開口部を通過する磁気を減衰させる第３磁気シール部と、をさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項１５】
前記ステージが加減速移動する際に前記ステージ定盤が受ける反力を相殺するように、カウンタ部材を移動させるカウンタマス機構と、を備えることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１つに記載の電子ビーム露光装置。
【請求項１６】
前記ステージの移動および前記カウンタ部材の移動には電磁石がそれぞれ用いられており、磁束の向きは互いに逆方向であることを特徴とする請求項１５に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項１７】
設置ベースに対して前記試料室を弾性支持する第２マウントと、を備えることを特徴とする請求項１〜９にいずれか１つに記載の電子ビーム露光装置。
【請求項１８】
前記ステージが加減速移動する際に前記試料室が受ける反力を前記設置ベースへ逃がす反力受け機構と、を備えることを特徴とする請求項１７に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項１９】
試料に電子ビームを照射するカラムと、
真空排気部を有し、内部を真空雰囲気に制御する試料室と、
前記試料室内に配置され、前記試料を保持して移動するステージと、
設置ベースに対して前記カラムを弾性支持するマウントと、を備えることを特徴とする電子ビーム露光装置。
【請求項２０】
請求項１〜１９のいずれか１つに記載の電子ビーム露光装置を用いて前記試料を露光する工程と、
露光された前記試料を現像する工程と、を備えることを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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露光対象物にパターンを描画または転写する電子ビーム露光装置、及び、それを利用したデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、例えばマスクやレチクル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】
以下、一例として、電子線（電子ビーム）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させ、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。
【０００４】
図６は、従来の電子線描画装置の構成を示す図である。図６において、カラム1（投影系）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の位置をレーザ光を使って測定することによって制御される。レーザ光は、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。
【０００５】
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、試料室３の上部隔壁３Ａ上に高剛性で設置されており、カラム排気用真空ポンプ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。
【０００６】
試料１０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。
【０００７】
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。上記従来の技術において、マウントの配置方法については特開平05-074695号公報に、試料室とカラムの設置方法については特開平08-320570号公報に見ることができる。
【特許文献１】特開平05-074695号公報
【特許文献２】特開平08-320570号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
電子ビーム露光装置では、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。
【０００９】
近年の試料（露光の対象物）、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１０を移動させるステージ４のストロークも大きくする必要があり、必然的に試料室３も大型化する。これにより、床９や真空ポンプ４０からの振動外乱に対して試料室３の剛性が弱くなる。以上のことから、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。
【００１０】
床９や真空ポンプ４０の振動外乱により試料室３が弾性振動し、それに伴い試料室３に取付けられているカラム１の姿勢、さらには、干渉計２１及び光学部品２３の位置が変動し、誤差を生じてしまう。図７は、試料室３の弾性振動によるレーザ光学部品２３の位置の変動を示しており、図８は、試料室３の弾性振動による上部隔壁３Ａの弾性変形及びカラム1の倒れの様子を示している。これらの変動、変形、倒れなどにより、以下のような誤差が生じる。
【００１１】
（１）カラム1の変位ΔＹによる電子ビームのシフト
カラム1がΔＹだけ変位すると照射される電子ビームがシフトするので、カラム1を基準とする試料１０の位置情報にΔＹだけ電子ビームのシフト分を加味する必要がある。
【００１２】
（２）干渉計２１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】
（３）干渉計２１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。
ΔＺ・sinθp
【００１４】
（４）干渉計２１の回転Δθによるコサインエラー
干渉計２１がΔθだけ回転すると、以下のような測長誤差を生ずる。
Ｌ（１−cosΔθ）;      Ｌ：測定長さ
【００１５】
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５への負荷増加は避けられない。
【００１６】
また、上記（１）及び（２）の誤差については、図９のように干渉計の参照光をカラム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。
【００１７】
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、床９や真空ポンプ４０からの振動外乱に起因して生じうるカラムの変位による電子ビームのシフトを防止すること、さらには、干渉計の変位によるステージ位置の計測誤差を低減すること、そして、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。
【００１８】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するために、本発明の第１の局面は、電子ビーム露光装置であって、試料に電子ビームを照射するカラムと、真空排気部を有し、内部を真空雰囲気に制御する試料室と、前記試料室内に配置され、前記試料を保持して移動するステージと、前記試料室に対して前記カラムを弾性支持する第１マウントと、を備えることを特徴とする。
【００２０】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記試料室内に配置され、前記ステージの位置を計測する干渉計と、前記カラムに対して前記干渉計を固定する第１固定部材と、を備えることが好ましい。
【００２１】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記ステージは、前記干渉計の計測結果に基づいて位置決めを行なう。
【００２２】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記カラムは、前記干渉計の計測結果に基づいて電子ビームの軌道を補正する補正系を有する。
【００２３】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記試料室外に配置され、前記干渉計に計測光を供給する光学系と、前記カラムに対して前記光学系を固定する第２固定部材と、を備えることが好ましい。
【００２４】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記カラムと前記試料室の隙間をふさぐように、前記カラムと前記試料室に接続された第１ベローズ隔壁と、を備えることが好ましい。
【００２５】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記カラムと前記試料室の隙間を通過する磁気を減衰させる第１磁気シール部と、を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、前記第１磁気シール部は、前記カラムの外壁部に設けられた磁気シールドと前記試料室の上壁部に設けられた磁気シールドが、互いに非接触で、かつ、互いに対向する面積が広くなるように構成されている。
【００２７】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記カラムと前記試料室の相対変位を計測する第１変位センサと、前記カラムの加速度を計測する第１加速度計と、前記第１変位センサの計測結果および前記第１加速度計の計測結果に基づいて、前記カラムと前記試料室の相対変位を変化させる第１アクチュエータと、を備えることが好ましい。
【００２８】
本発明の好適な実施の形態によれば、ステージ定盤と、
設置ベースに対して前記ステージ定盤を弾性支持する第２マウントと、を備えることが好ましい。
【００２９】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記試料室に設けられた前記第２マウント用の開口部をふさぐように、前記試料室と前記第２マウントに接続された第２ベローズ隔壁と、前記試料室に設けられた前記第２マウント用の開口部を通過する磁気を減衰させる第２磁気シール部と、を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、前記ステージ定盤と前記設置ベースの相対変位を計測する第２変位センサと、前記ステージ定盤の加速度を計測する第２加速度計と、前記第２変位センサの計測結果および前記第２加速度計の計測結果に基づいて、前記ステージ定盤と前記設置ベースの相対変位を変化させる第２アクチュエータと、を備えることが好ましい。
【００３１】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記ステージが加減速移動する際に前記ステージ定盤が受ける反力を前記設置ベースへ逃がす反力受け機構と、を備えることが好ましい。
【００３２】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記反力受け機構は、前記設置ベースに固定された支柱と、前記ステージ定盤に固定された反力伝達部材と、前記支柱と前記反力伝達部材の間に配置されたリニアモータと、を有しており、前記試料室に設けられた前記反力伝達部材用の開口部をふさぐように、前記試料室と前記反力伝達部材に接続された第３ベローズ隔壁と、前記試料室に設けられた前記反力伝達部材用の開口部を通過する磁気を減衰させる第３磁気シール部と、をさらに備える。
【００３３】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記ステージが加減速移動する際に前記ステージ定盤が受ける反力を相殺するように、カウンタ部材を移動させるカウンタマス機構と、を備えることが好ましい。
【００３４】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記ステージの移動および前記カウンタ部材の移動には電磁石がそれぞれ用いられており、磁束の向きは互いに逆方向であることが好ましい。
【００３５】
本発明の好適な実施の形態によれば、設置ベースに対して前記試料室を弾性支持する第２マウントと、を備えることが好ましい。
【００３６】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記ステージが加減速移動する際に前記試料室が受ける反力を前記設置ベースへ逃がす反力受け機構と、を備えることが好ましい。
【００３７】
本発明の好適な実施の形態によれば、試料に電子ビームを照射するカラムと、
真空排気部を有し、内部を真空雰囲気に制御する試料室と、前記試料室内に配置され、前記試料を保持して移動するステージと、設置ベースに対して前記カラムを弾性支持するマウントと、を備えることを特徴とする。
【００３８】
本発明の第２の局面は、デバイス製造方法に係り、上記いずれかの電子ビーム露光装置を用いて前記試料を露光する工程と、露光された前記試料を現像する工程と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３９】
以上説明したように本発明は、真空又は所定圧力雰囲気内で電子線（ビーム）を用いて露光を行う露光装置において、床や真空ポンプからの振動外乱に起因して生じうるカラムの変位による電子ビームのシフトを防止すること、さらには、干渉計の変位によ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、高精度な露光を可能にする電子ビーム露光装置を提供できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明の好ましい実施の形態を実施例に基づき説明する。
【実施例１】
【００４１】
図１は、本発明の実施例１に係る電子ビーム露光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が設置されている。試料室３は、例えば底部隔壁、側部隔壁及び上部隔壁３Ａ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ってベース６上に設置され、露光の対象物の試料としてウエハ等を内部に受容可能である。また、隔壁には磁性材からなる磁気シールドが施されており地磁気が内部空間で減衰される。側部隔壁には真空ポンプ用開口部が設けられ、そこに試料室排気用の真空ポンプ４０が設置されている。真空ポンプ用開口部には、開口部から試料室３の内部に侵入する地磁気を減衰させるための開口部用磁気シールド４４が設置されている。これらの磁気シールドにより、試料室３内部は地磁気の影響を受けない状態に維持され、地磁気の影響による電子ビームのシフトを防止している。
【００４２】
試料室３内には、ベース６上から支持手段である第２マウント５Ｂを介して弾性的に支持されている定盤８が設置され、その上にステージ定盤８Ａを介して試料が載置され動体を構成する試料搭載ステージ４Ａと、試料搭載ステージ４Ａを水平方向に運搬する運搬ステージ４Ｂが搭載される。第２ベローズ３７は、床９からの振動外乱が試料室３の隔壁を介して定盤８に伝わらないように低い剛性で第２マウント５Ｂと試料室３を連結するとともに、試料室３の気密を保持している。第２磁気シール部４７は、床９からの振動外乱が試料室３の隔壁を介して定盤８に伝わらないように、底部隔壁の第２マウント用開口部に試料室３とは非接触で定盤８の下方に設置されているとともに、該開口部から試料室３の内部に侵入する地磁気を減衰させている。特に、この第２磁気シール部４７は、第２マウント５Ｂに磁力駆動型のものを用いた場合、第２マウント５Ｂから発生する磁気をも減衰させる。
【００４３】
試料室３上方には試料室３の上部隔壁３Ａから支持手段である第１マウント５Ａによってカラム１が弾性的に支持されている。電子光学系を構成するカラム１と試料室３の上部隔壁３Ａとの間は、試料室３内の気密が保たれるように第１ベローズ３６で封止されている。第１ベローズ３６は、真空ポンプ４０や、床９からの振動外乱が試料室３を介してカラム１に伝わらないように低い剛性でカラム１と試料室３とを連結している。第１磁気シール部４６は、真空ポンプ４０や、床９からの振動外乱が試料室３を介してカラム１に伝わらないように、上部隔壁３Ａのカラム１と試料室３との隙間に非接触で設置されているとともに、カラム１と試料室３の隙間から試料室３の内部に侵入する地磁気を減衰させている。第１磁気シール部４６は、カラム１側に設置された磁気シールドと上部隔壁３Ａ側に設置された磁気シールドを非接触で、かつ比較的広い面積で対面させることで非接触部分の磁気抵抗を小さくした構成になっており、物理的には非接触で磁気回路的には繋がっている状態を保持している。
【００４４】
第１磁気シール部４６の変形例を図１２に示す。図１２は第１磁気シール部４６を拡大した図である。図１２(a)では、試料室上部隔壁３Ａに設置された磁気シールド４６Ａがカラム１の磁気シールド１Ａに沿って上方に突き出しており、カラム１と非接触で鉛直方向に沿って広い面積で対面している。図１２(b)は図１２(a)の変形例で、試料室上部隔壁３Ａの磁気シールド４６が上方に突き出した部分と、カラム１から下方に突き出した磁気シールド１Ｂが、非接触で幾重にも対面している。図１２(c)では、カラム１から磁気シールド１Ｂが水平方向に突き出しており、試料室上部隔壁３Ａの磁気シールド４６と非接触で水平方向に沿って広い面積で対面している。図１２(d)は図１２(c)の変形例で、カラム１から水平方向に突き出した磁気シールド１Ｂと、試料室上部隔壁３Ａの磁気シールド４６から水平方向に突き出した磁気シールドが、非接触で幾重にも対面している。また、図１２(e)(f)に示すように、第１磁気シール部４６は低剛性で接触していても良い。図１２(e)は、試料室上部隔壁３Ａに設置された磁気シールド４６とカラム１の磁気シールド１Ａの対面部分に磁性流体４３を充填する構成である。このような構成によって対面部分の磁気抵抗を小さくし、物理的には低剛性で磁気回路的には繋がっている状態を保持している。同じように、図１２(f)は試料室上部隔壁３Ａに設置された磁気シールド４６とカラム１の磁気シールド１Ａの対面部分に磁性材からなる低剛性のベローズ４５を設置する構成である。
【００４５】
図１２では試料室隔壁に設置される磁気シールドが試料室外側に設置されてるが、実際は試料室内側に設置しても良い。また、外側と内側の両側に設置しても良い。また、試料室隔壁を磁性材で構成することで、磁気シールドとして用いても良い。
【００４６】
なお、第２磁気シール部４７の変形例として、上記のような第１磁気シール部４６の変形例を流用しても良い。
【００４７】
計測手段を構成する干渉計２１とカラム１とは、試料室３内において、高い剛性を有する第１固定部材としての第１基準構造体１１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とを第１基準構造体１１により連結することにより、真空ポンプ４０や、床９からの振動外乱から発生する試料室３の弾性振動による干渉計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。
【００４８】
脱ガス対策として大気雰囲気に配置される、レーザヘッドを含むレーザ光学部品２３は、第２固定部材としての第２基準構造体１２によってカラム１に連結されている。第２基準構造体１２には、レーザ光学部品２３とカラム１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。このように、干渉計２１に計測光を供給する光学系を構成するレーザ光学部品２３と、カラム１とを第２基準構造体１２により連結することにより、真空ポンプ４０や、床９からの振動外乱から発生する試料室３の弾性振動によるレーザ光学部品２３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。ひいてはレーザ光学部品２３と干渉計２１の位置関係の変化を防止することができる。
【００４９】
試料搭載ステージ４Ａ上には、位置計測用の移動鏡２０が配設されており、この移動鏡２０には、レーザ光学部品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３Ａには、レーザ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２８（窓）が配置されている。レーザ光学部品２３から出射された測長用ビームは、透過ガラス２８を透過して試料室３内に導入される。透過ガラス２８と試料室３の上部隔壁３Ａ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３の気密が保持されている。
【００５０】
干渉計２１は、参照鏡を有し、試料搭載ステージ４Ａに固設された移動鏡２０および該参照鏡に対してレーザ光を照射して、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、試料搭載ステージ４Ａ或いは試料としてのウエハ１０の位置）を計測することができる。
【００５１】
カラム１は、図示しないカラム排気用真空ポンプ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。図示しないカラム排気用ベローズは、カラム排気用真空ポンプからカラム１へ振動が伝わらないように低剛性でカラム１とカラム排気用真空ポンプを連結している。
【００５２】
試料の搬送経路について説明する。試料としてのウエハ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、試料がステージ４Ａ上に搬送される。試料に回路パターンが描画或いは転写された後、試料は、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。
【００５３】
この実施例に係る露光装置の構造の特徴は、試料搭載ステージ４Ａ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第１基準構造体１１が配設され、カラム１が第１のマウント５Ａによって支持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ポンプ４０や、床９から試料室３を介してカラム１へ伝わる振動外乱を低減することができる。
【００５４】
つまり、真空ポンプ４０を稼動したり、床９が振動する場合、試料室３に振動外乱が伝わり、試料室３が弾性振動をする。これによりカラム１が取付けられた試料室３の上部隔壁３Ａが弾性振動しうるが、カラム１は上部隔壁３Ａから第１のマウント５Ａによって支持されているので、上部隔壁３Ａからカラム１への振動外乱の伝達は低減される。またこの実施例では、カラム１と第１基準構造体１１とが高い剛性で連結されているので、カラム１と干渉計２１との間の距離は、真空ポンプ４０、床９、及び試料室３の振動外乱にほとんど依存しない。
【００５５】
したがって、第１基準構造体１１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に対する試料搭載ステージ４Ａの位置（更には試料の位置）を高精度に制御し、パターンを高精度に試料に描画或いは転写することができる。
【００５６】
更に、レーザ光学部品２３は、第２基準構造体１２を介して高い剛性でカラム１に固定されているので、レーザ光学部品２３と干渉計２１との位置関係も、試料室３の弾性振動に依存しない。つまり光軸アライメント等の再調整の必要も無い。
【００５７】
第１基準構造体１１及び第２基準構造体１２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、第１基準構造体１１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。
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。
【００５８】
さらに、この実施例に係る露光装置の構造としては、試料搭載ステージ４Ａは６軸制御精密位置決めステージであり、運搬ステージ４Ｂは水平方向に移動可能な長ストロークステージであり、試料搭載ステージ４Ａは運搬ステージ４Ｂに搭載されていることである。試料搭載ステージ４Ａと運搬ステージ４Ｂの組み合わせによって、試料の６自由度精密位置決めと水平方向の長ストロークにおよぶ位置決め及び搬送を両立させている。以下に詳細を説明する。
【００５９】
試料搭載ステージ４Ａと運搬ステージ４Ｂは、ベース６上から第２マウント５Ｂを介して支持されている定盤８上に設置されている。床９からの振動外乱は第２マウント５Ｂを介することによってステージへの伝達は低減されている。具体的には、第２マウント５Ｂの上部とベース６との相対変位を計測する変位センサと、第２マウント５Ｂの上部の加速度を計測する加速度計が設置されている。また、ベース６に対する第２マウント５Ｂの上部の相対変位を変化させる図示しないアクチュエータが第２マウント５Ｂの上部とベース６の間に設置されている。第２マウント５Ｂの上部とベース６の相対変位と第２マウント５Ｂの上部の加速度を計測し、その計測値から上記アクチュエータをフィードバック制御することで、床９からの振動外乱のうち高周波成分は第２マウント５Ｂの上部に伝わらないようにしている。少なくとも床９からの振動外乱のうち低周波成分はステージに伝わるが、ステージの固有振動数やステージ定盤８Ａの固有振動数は励振しない程度である。
【００６０】
上記アクチュエータは具体的には非接触式アクチュエータであるリニアモータや接触式で機械的に低剛性なアクチュエータである空気ばね等であり、床９やベース６の振動外乱のうち高周波成分は第２マウント５Ｂの上部へ伝達しない構成になっている。
【００６１】
一方、カラム１のほうは、第１マウント５Ａを介して試料室３の上部隔壁３Ａから支持されている。これによって真空ポンプ４０や床９からの振動外乱が試料室３を介して上部隔壁３Ａに伝わる場合、上部隔壁３Ａからカラム１への振動外乱の伝達は低減される構成になっている。具体的には、カラム１と上部隔壁３Ａとの相対変位を計測する第１変位センサ１６と、カラム１の加速度を計測する加速度計２９が設置されている。また、上部隔壁３Ａとカラム１の相対変位を変化させる図示しないアクチュエータがカラム１と上部隔壁３Ａの間に設置されている。カラム１と上部隔壁３Ａの相対変位とカラム１の加速度を計測し、その計測値から上記アクチュエータをフィードバック制御することで、上部隔壁３Ａからの振動外乱のうち高周波成分はカラム１に伝わらないようにしている。少なくとも上部隔壁３Ａの振動外乱のうち低周波成分はカラム１に伝わるが、カラム１の固有振動数や第１基準構造体１１、及び第２基準構造体１２の固有振動数は励振しない程度である。
【００６２】
上記アクチュエータは具体的には非接触式アクチュエータであるリニアモータや接触式で機械的に低剛性なアクチュエータである空気ばね等であり、上部隔壁３Ａの振動外乱のうち高周波成分はカラム１へ伝達しない構成になっている。
【００６３】
したがって、試料搭載ステージ４Ａと、一体に連結されるカラム１、第１基準構造体１１、及び第２基準構造体１２とは弾性変形モードで励振することなく、それぞれ剛体モードで床９に対して低周波域で揺れている状態を保持している。そこでカラム１と第１基準構造体１１によって一体に連結されている干渉計２１で、カラム１と移動鏡２０の相対位置（結果的には試料搭載ステージ４Ａひいては試料との相対位置）を計測し、６軸位置決め制御可能な試料搭載ステージ４Ａにフィードバックして試料搭載ステージ４Ａを位置決めすることで、カラム１と試料搭載ステージ４Ａひいては試料の相対位置を精密に位置決めしている。もしくは、カラム１と移動鏡２０の相対位置（結果的には試料搭載ステージ４Ａひいては試料との相対位置）を計測し、カラム１内の偏向補正系やフォーカス補正系にフィードバックして、電子線の軌道（描画位置やピント位置）を補正している。
【００６４】
この実施例の図１では、カラム１は試料室３の上部隔壁３Ａから第１マウント５Ａによって支持されているが、変形例を図１１に示す。カラム１は第１のマウント５Ａによってベース６上から支持されており、床９からカラム１への振動外乱の伝達は低減される構成になっている。このときは、カラム１と床９もしくはベース６との相対変位を計測する変位センサと、カラム１の加速度を計測する加速度計が設置されている。また、カラム１と床９もしくはベース６の相対変位を変化させる図示しないアクチュエータがカラム１と床９もしくはベース６の間に設置されている。その他の構成は図１と同様である。
ここでいう低周波とは１０Ｈｚ以下の振動のことであり、高周波とは１０Ｈｚ以上の振動のことである。
【実施例２】
【００６５】
図２は、本発明の実施例２に係る電子ビーム露光装置の概略構成を示す図である。図２において、ベース６上に真空容器である試料室３が設置されている。試料室３は、例えば底部隔壁、側部隔壁及び上部隔壁３Ａ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って、第２マウント５Ｂを介してベース６上に設置されている。また、隔壁には磁性材からなる磁気シールドが施されており地磁気が内部空間で減衰される。側部隔壁には真空ポンプ用開口部が設けられ、そこに試料室排気用の真空ポンプ４０が設置されている。真空ポンプ用開口部には、該開口部から試料室３の内部に侵入する地磁気を減衰させるための開口部用磁気シールド４４が設置されている。これらの磁気シールドにより、試料室３内部は地磁気の影響を受けない状態に維持され、地磁気の影響による電子ビームのシフトを防止している。
試料室３内には、定盤８が設置され、その上に試料が載置される試料搭載ステージ４Ａと、試料搭載ステージ４Ａを水平方向に運搬する運搬ステージ４Ｂが搭載される。
【００６６】
試料室３上方には試料室３の上部隔壁３Ａから第１マウント５Ａ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３Ａとの間は、試料室３内の気密が保たれるように第１ベローズ３６で封止されている。第１ベローズ３６は、真空ポンプ４０や、床９からの振動外乱が試料室３を介してカラム１に伝わらないように低い剛性でカラム１と試料室３とを連結している。第１磁気シール部４６は、真空ポンプ４０や、床９からの振動外乱が試料室３を介してカラム１に伝わらないように、上部隔壁３Ａのカラム１と試料室３との隙間に非接触で設置されているとともに、カラム１と試料室３の隙間から試料室３の内部に侵入する地磁気を減衰させている。第１磁気シール部４６は、カラム１側に設置された磁気シールドと上部隔壁３Ａ側に設置された磁気シールドを非接触で、かつ比較的広い面積で対面させることで非接触部分の磁気抵抗を小さくした構成になっており、物理的には非接触で磁気回路的には繋がっている状態を保持している。
【００６７】
干渉計２１とカラム１とは、試料室３内において、高い剛性を有する第１基準構造体１１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とを第１基準構造体１１により連結することにより、真空ポンプ４０や、床９からの振動外乱から発生する試料室３の弾性振動による干渉計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。
【００６８】
脱ガス対策として大気雰囲気に配置される、レーザヘッドを含むレーザ光学部品２３は、第２基準構造体１２によってカラム１に連結されている。第２基準構造体１２には、レーザ光学部品２３とカラム１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。このように、レーザ光学部品２３とカラム１とを第２基準構造体１２により連結することにより、真空ポンプ４０や、床９からの振動外乱から発生する試料室３の弾性振動によるレーザ光学部品２３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。ひいてはレーザ光学部品２３と干渉計２１の位置関係の変化を防止することができる。
【００６９】
試料搭載ステージ４Ａ上には、位置計測用の移動鏡２０が配設されており、この移動鏡２０には、レーザ光学部品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３Ａには、レーザ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２８（窓）が配置されている。レーザ光学部品２３から出射された測長用ビームは、透過ガラス２８を透過して試料室３内に導入される。透過ガラス２８と試料室３の上部隔壁３Ａ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３の気密が保持されている。
【００７０】
干渉計２１は、参照鏡を有し、試料搭載ステージ４Ａに固設された移動鏡２０および該参照鏡に対してレーザ光を照射して、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、試料搭載ステージ４Ａ或いは試料の位置）を計測することができる。
【００７１】
カラム１は、図示しないカラム排気用真空ポンプ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。図示しないカラム排気用ベローズは、カラム排気用真空ポンプからカラム１へ振動が伝わらないように低剛性でカラム１とカラム排気用真空ポンプを連結している。
【００７２】
試料の搬送経路について説明する。試料は、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、試料がステージ上に搬送される。試料に回路パターンが描画或いは転写された後、試料は、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。
【００７３】
この実施例に係る露光装置の構造の特徴は、試料搭載ステージ４Ａ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第１基準構造体１１が配設され、更にカラム１が第１のマウント５Ａによって支持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ポンプ４０や、床９から試料室３を介してカラム１へ伝わる振動外乱を低減することができる。
【００７４】
つまり、真空ポンプ４０を稼動したり、床９が振動する場合、試料室３に振動外乱が伝わり、試料室３が弾性振動をする。これによりカラム１が取付けられた試料室３の上部隔壁３Ａが弾性振動しうるが、カラム１は上部隔壁３Ａから第１のマウント５Ａによって支持されているので、上部隔壁３Ａからカラム１への振動外乱の伝達は低減される。またこの実施例では、カラム１と第１基準構造体１１とが高い剛性で連結されているので、カラム１と干渉計２１との間の距離は、真空ポンプ４０や、床９、試料室３の振動外乱にほとんど依存しない。
【００７５】
したがって、第１基準構造体１１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に対する試料搭載ステージ４Ａの位置（更には試料の位置）を高精度に制御し、パターンを高精度に試料に描画或いは転写することができる。
【００７６】
更に、レーザ光学部品２３は、第２基準構造体１２を介して高い剛性でカラム１に固定されているので、レーザ光学部品２３と干渉計２１との位置関係も、試料室３の弾性振動に依存しない。つまり光軸アライメント等の再調整の必要も無い。
【００７７】
第１基準構造体１１及び第２基準構造体１２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、第１基準構造体１１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。
【００７８】
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。
さらに、この実施例に係る露光装置の構造としては、試料搭載ステージ４Ａは６軸制御精密位置決めステージであり、運搬ステージ４Ｂは水平方向に移動可能な長ストロークステージであり、試料搭載ステージ４Ａは運搬ステージ４Ｂに搭載されていることである。試料搭載ステージ４Ａと運搬ステージ４Ｂの組み合わせによって、試料の６自由度精密位置決めと水平方向の長ストロークにおよぶ位置決め及び搬送を両立させている。以下に詳細を説明する。
【００７９】
試料搭載ステージ４Ａと運搬ステージ４Ｂは、ベース６上から第２マウント５Ｂを介して支持されている定盤８上に設置されている。床９からの振動外乱は第２マウント５Ｂを介することによってステージへの伝達は低減されている。具体的には、第２マウント５Ｂの上部とベース６との相対変位を計測する変位センサと、第２マウント５Ｂの上部の加速度を計測する加速度計が設置されている。また、ベース６に対する第２マウント５Ｂの上部の相対変位を変化させる図示しないアクチュエータが第２マウント５Ｂの上部とベース６の間に設置されている。第２マウント５Ｂの上部とベース６の相対変位と第２マウント５Ｂの上部の加速度を計測し、その計測値から上記アクチュエータをフィードバック制御することで、床９からの振動外乱のうち高周波成分は第２マウント５Ｂの上部に伝わらないようにしている。少なくとも床９からの振動外乱のうち低周波成分はステージに伝わるが、ステージの固有振動数やステージ定盤８Ａの固有振動数は励振しない程度である。
【００８０】
上記アクチュエータは具体的には非接触式アクチュエータであるリニアモータや接触式で機械的に低剛性なアクチュエータである空気ばね等であり、床９やベース６の振動外乱のうち高周波成分は第２マウント５Ｂの上部へ伝達しない構成になっている。試料室用真空ポンプ４０からの振動外乱については、試料室用真空ポンプ４０から試料室隔壁を伝わって定盤８→ステージ定盤８Ａ→運搬ステージ４Ｂ→試料搭載ステージ４Ａへと伝わる経路において、いずれかの場所に振動外乱低減機構が設けられており、高周波成分は少なくとも試料搭載ステージ４Ａには伝わらないようにしている。それによって、少なくとも試料搭載ステージ４Ａの固有振動数は励振しない構成になっている。
【００８１】
一方、カラム１のほうは、第１マウント５Ａを介して試料室３の上部隔壁３Ａから支持されている。これによって真空ポンプ４０や床９からの振動外乱が試料室３を介して上部隔壁３Ａに伝わる場合、上部隔壁３Ａからカラム１への振動外乱の伝達は低減される構成になっている。具体的には、カラム１と上部隔壁３Ａとの相対変位を計測する第１変位センサ１６と、カラム１の加速度を計測する加速度計２９が設置されている。また、上部隔壁３Ａとカラム１の相対変位を変化させる図示しないアクチュエータがカラム１と上部隔壁３Ａの間に設置されている。カラム１と上部隔壁３Ａの相対変位とカラム１の加速度を計測し、その計測値から上記アクチュエータをフィードバック制御することで、上部隔壁３Ａからの振動外乱のうち高周波成分はカラム１に伝わらないようにしている。少なくとも上部隔壁３Ａの振動外乱のうち低周波成分はカラム１に伝わるが、カラム１の固有振動数や第１基準構造体１１、及び第２基準構造体１２の固有振動数は励振しない程度である。
【００８２】
上記アクチュエータは具体的には非接触式アクチュエータであるリニアモータや接触式で機械的に低剛性なアクチュエータである空気ばね等であり、上部隔壁３Ａの振動外乱のうち高周波成分はカラム１へ伝達しない構成になっている。
【００８３】
したがって、試料搭載ステージ４Ａと、一体に連結されるカラム１、第１基準構造体１１、及び第２基準構造体１２とは弾性変形モードで励振することなく、それぞれ剛体モードで床９に対して低周波域で揺れている状態を保持している。そこでカラム１と第１基準構造体１１によって一体に連結されている干渉計２１で、カラム１と移動鏡２０の相対位置（結果的には試料搭載ステージ４Ａひいては試料との相対位置）を計測し、６軸位置決め制御可能な試料搭載ステージ４Ａにフィードバックして試料搭載ステージ４Ａを位置決めすることで、カラム１と試料搭載ステージ４Ａひいては試料の相対位置を精密に位置決めしている。もしくは、カラム１と移動鏡２０の相対位置（結果的には試料搭載ステージ４Ａひいては試料との相対位置）を計測し、カラム１内の偏向補正系やフォーカス補正系にフィードバックして、電子線の軌道（描画位置やピント位置）を補正している。
【００８４】
この実施例では、カラム１は試料室３の上部隔壁３Ａから第１マウント５Ａによって支持されているが、第１マウント５Ａによって床９もしくはベース６から支持されても良い。そのときは、カラム１と床９もしくはベース６との相対変位を計測する変位センサと、カラム１の加速度を計測する加速度計が設置されている。また、カラム１と床９もしくはベース６の相対変位を変化させる図示しないアクチュエータがカラム１と床９もしくはベース６の間に設置されている。
ここでいう低周波とは１０Ｈｚ以下の振動のことであり、高周波とは１０Ｈｚ以上の振動のことである。
【００８５】
本実施例は、上記で述べた第２マウント５Ｂは存在しなくても成立する。その場合、床９からの振動外乱については、床９からベース６、底部隔壁を伝わって定盤８→ステージ定盤８Ａ→運搬ステージ４Ｂ→試料搭載ステージ４Ａへと伝わる経路において、いずれかの場所に振動外乱低減機構が設けられており、高周波成分は少なくとも試料搭載ステージ４Ａには伝わらないようにしている。それによって、少なくとも試料搭載ステージ４Ａの固有振動数は励振しない構成になっている。
【実施例３】
【００８６】
図３は、本発明の実施例３に係る電子ビーム露光装置の概略構成を示す図である。図３において、試料室３の構成、カラム１の構成、ステージ２６，２７の構成は実施例１に準ずる構成になっている。実施例３の中で実施例１に付加される構成である反力受けについて説明する。この反力受けを設置することで、運搬ステージ２６が加減速する反作用で発生する反力のために生じる第２マウント５Ｂの上部全体の揺れ、振動を低減することができる。ひいては、カラム１と移動鏡２０の相対位置（結果的には試料搭載ステージ４Ａひいては試料との相対位置）を制御してサーボをかけているので、カラム１と第１基準構造体１１、及び第２基準構造体１２の振動を低減することができる。
【００８７】
反力伝達部材１５は、高い剛性を持ち、ステージ定盤８Ａと試料室３の外部のリニアモータＭとの間に設置されて、運搬ステージ４Ｂが加減速する際に運搬ステージ４Ｂの加減速力の反作用で発生する反力を、試料室３の内部から試料室開口を通して試料室３の外部へ伝達している。第３ベローズ３８は、床や真空ポンプ４０からの振動外乱が試料室３の隔壁を介して反力伝達部材１５に伝わらないように低い剛性で反力伝達部材１５と試料室３を連結するとともに、試料室３の気密を保持している。第３磁気シール部４８は、床や真空ポンプ４０からの振動外乱が試料室３の隔壁を介して反力伝達部材１５に伝わらないように、側部隔壁３Ｂの反力伝達部材用開口部に試料室３とは非接触で反力伝達部材１５に設置されているとともに、開口部から試料室３の内部に侵入する地磁気を減衰させている。特に、この第３磁気シール部４８は、リニアモータＭに磁力駆動型のものを用いた場合、リニアモータＭから発生する磁気をも減衰させる。また、この第３磁気シール部４８の構成として、図１２で示すような第１磁気シール部４６の変形例を流用しても良い。リニアモータＭは反力伝達部材１５と床から支持される支柱１４との間に設置され、反力伝達部材１５を介して伝達される反力に対して対抗する力を発生している。
【００８８】
図３において運搬ステージが左右に加速する場合、運搬ステージ可動側２６は運搬ステージに設置された図示しないアクチュエータを用いて運搬ステージ固定側２７との間に推力を発生させて加速力を得る。この加速力(推力)の反作用で運搬ステージ固定側２７は反力を得る。図３においては、ステージ定盤８Ａが上記運搬ステージ固定側２７にあたるが、ステージの構成によってステージ固定側はステージ定盤８Ａに限定されない。反力伝達部材１５は、ステージ定盤８ＡとリニアモータＭを試料室開口を通して接続し、ステージ定盤８Ａが得た反力を試料室３の外部に設けられたリニアモータＭに伝達している。リニアモータＭは反力伝達部材１５と床から支持される支柱１４との間に設置され、反力伝達部材１５を介して伝達される反力に対して対抗するような等しい量の力を発生させ、反力を相殺している。このとき、リニアモータＭの出力と反力で、図３において紙面垂直方向回り(ピッチング方向)の回転モーメントが発生しないように、リニアモータＭの高さ方向の位置は、運搬ステージ可動側２６の重心と概ね等しくなるように設定されている。また、反力受けは、鉛直方向回り(ローリング方向)の回転モーメントが発生しないように、図３において紙面垂直方向に２台設置されて、反力に対抗する力を２つの位置から発生させて、その合力は反力と大きさは等しく、方向は全く反対で、回転モーメントはゼロになるように出力している。運搬ステージの減速の場合も同様である。リニアモータＭは、反力に対抗する力を反力に対してリアルタイムで発生させることが有効で、運搬ステージの加減速に対してフィードバック制御やフィードフォワード制御している。
リニアモータＭは非接触アクチュエータであり、支柱１４を介して反力伝達部材１５へ伝達する床からの振動外乱を低減させている。
【００８９】
上記では運搬ステージが図３において左右方向に加減速することについて説明したが、運搬ステージが紙面垂直方向に加減速する場合も同様で、そのときの反力を相殺するための図示しない２台の反力受けが、試料室３の紙面垂直方向における隣に設置されている。この反力受けを設置することで、運搬ステージが加減速する反作用で発生する反力のために生じる第２マウント５Ｂの上部全体の揺れ、振動を低減することができる。ひいては、カラム１と移動鏡２０の相対位置（結果的には試料搭載ステージ４Ａひいては試料との相対位置）を制御してサーボをかけているので、カラム１と第１基準構造体１１、第２基準構造体１２の振動を低減することができる。
【実施例４】
【００９０】
図４は、本発明の実施例４に係る電子ビーム露光装置の概略構成を示す図である。図４において、試料室３の構成、カラム１の構成、ステージ２６，２７の構成は実施例２に準ずる構成になっており、第２マウント５Ｂは設置される構成である。実施例４の中で実施例２に付加される構成である反力受けについて説明する。この反力受けを設置することで、運搬ステージ２６が加減速する反作用で発生する反力のために生じる第２マウント５Ｂの上部全体の揺れ、振動を低減することができる。ひいては、カラム１と移動鏡２０の相対位置（結果的には試料搭載ステージ４Ａひいては試料との相対位置）を制御してサーボをかけているので、カラム１と第１基準構造体１１、及び第２基準構造体１２の振動を低減することができる。
【００９１】
反力伝達部材３５は高い剛性を持ち、試料室側部隔壁３Ｂと試料室３の外部のリニアモータＭとの間に設置されて、運搬ステージ２６が加減速する際に運搬ステージ２６の加減速力の反作用で発生する反力を、試料室側部隔壁３Ｂから試料室３の外部のリニアモータＭへ伝達している。リニアモータＭは反力伝達部材３５と床から支持される支柱１４との間に設置され、反力伝達部材３５を介して伝達される反力に対して対抗する力を発生している。
【００９２】
図４において運搬ステージ２６が左右に加速する場合、運搬ステージ可動側２６は運搬ステージに設置された図示しないアクチュエータを用いて運搬ステージ固定側２７との間に推力を発生させて加速力を得る。この加速力(推力)の反作用で運搬ステージ固定側２７は反力を得る。図４においては、ステージ定盤８Ａが上記運搬ステージ固定側２７にあたるが、ステージの構成によってステージ固定側はステージ定盤８Ａに限定されない。反力は、ステージ定盤８Ａから定盤８→試料室底部隔壁→試料室側部隔壁３Ｂ→反力伝達部材３５へと伝達する。反力伝達部材３５は、試料室側部隔壁３ＢとリニアモータＭを接続し、ステージ定盤８Ａが得た反力、結果的には第２マウント５Ｂの上部全体が得た反力を試料室側部隔壁３Ｂから試料室３の外部に設けられたリニアモータＭに伝達している。リニアモータＭは反力伝達部材３５と床から支持される支柱１４との間に設置され、反力伝達部材３５を介して伝達される反力に対して対抗するような等しい量の力を発生させ、反力を相殺している。このとき、リニアモータＭの出力と反力で、図４において紙面垂直方向回り(ピッチング方向)の回転モーメントが発生しないように、リニアモータＭの高さ方向の位置は、運搬ステージ可動側２６の重心と概ね等しくなるように設定されている。また、反力受けは、鉛直方向回り(ローリング方向)の回転モーメントが発生しないように、図４において紙面垂直方向に２台設置されて、反力に対抗する力を２つの位置から発生させて、その合力は反力と大きさは等しく、方向は全く反対で、回転モーメントはゼロになるように出力している。運搬ステージ２６の減速の場合も同様である。リニアモータＭは、反力に対抗する力を反力に対してリアルタイムで発生させることが有効で、運搬ステージ２６の加減速に対してフィードバック制御やフィードフォワード制御している。
リニアモータＭは非接触アクチュエータであり、支柱１４を介して反力伝達部材３５へ伝達する床からの振動外乱を低減させている。
【００９３】
上記では運搬ステージが図４において左右方向に加減速することについて説明したが、運搬ステージ２６が紙面垂直方向に加減速する場合も同様で、そのときの反力を相殺するための図示しない２台の反力受けが、試料室３の紙面垂直方向における隣に設置されている。
【００９４】
この反力受けを設置することで、運搬ステージ２６が加減速する反作用で発生する反力のために生じる第２マウント５Ｂの上部全体の揺れ、振動を低減することができる。ひいては、カラム１と移動鏡２０の相対位置（結果的には試料搭載ステージ４Ａひいては試料との相対位置）を制御してサーボをかけているので、カラム１と第１基準構造体１１、第２基準構造体１２の振動を低減することができる。
【実施例５】
【００９５】
図５は、本発明の実施例５に係る電子ビーム露光装置の概略構成を示す図である。図５において、試料室３の構成、カラム１の構成、ステージの構成は、実施例１や実施例２で第２マウント５Ｂを設置する形態に準ずる構成になっている。実施例５の中で実施例１や実施例２で第２マウント５Ｂを設置する形態に付加される構成であるカウンタマス構成について説明する。このカウンタマス構成を設置することで、運搬ステージ４Ｂの可動側が加減速する反作用で発生する反力のために生じる第２マウント５Ｂの上部全体の揺れ、振動を低減することができる。ひいては、カラム１と移動鏡２０の相対位置（結果的には試料搭載ステージ４Ａひいては試料との相対位置）を制御してサーボをかけているので、カラム１と第１基準構造体１１、及び第２基準構造体１２の振動を低減することができる。
【００９６】
カウンタ用移動体４Ｃは運搬ステージ４Ｂと同様にステージ定盤８Ａ上に設置され、図５においてステージ定盤８Ａ上を左右に可動なカウンタ用移動体４Ｃと紙面垂直方向に可動な図示しないカウンタ用移動体があり、各カウンタ用移動体は水平方向の1軸方向にのみ可動である。カウンタ用移動体と運搬ステージ４Ｂはステージ定盤８Ａ上で干渉することはない。
【００９７】
図５において運搬ステージ可動側が左右に加速する場合、運搬ステージ可動側は運搬ステージ４Ｂに設置された図示しないアクチュエータを用いて運搬ステージ固定側との間に推力を発生させて加速力を得る。この加速力(推力)の反作用で運搬ステージ固定側は反力を得る。図５においては、ステージ定盤８Ａが上記運搬ステージ固定側にあたる。運搬ステージ可動側が加速するのと同時に、カウンタ用移動体４Ｃのうち左右に可動なカウンタ用移動体４Ｃは、カウンタ用移動体４Ｃに設置された図示しないアクチュエータを用いてカウンタ用移動体固定側との間に推力を発生させて、加速力を得る。この加速力(推力)の反作用でカウンタ用移動体固定側は反力を得る。このときカウンタ用移動体４Ｃは、運搬ステージ可動側の加速方向と逆方向に加速する。図５においては、ステージ定盤８Ａが上記カウンタ用移動体固定側にあたる。
【００９８】
そして、運搬ステージ可動側がステージ定盤８Ａに与える反力とカウンタ用移動体４Ｃがステージ定盤８Ａに与える反力をお互い等しい量で方向が逆方向になるように発生させることで、二つの反力はステージ定盤８Ａ内で相殺する。このように運搬ステージ４Ｂが加速することで発生する反力が運搬ステージ固定側を通じて第２マウント５Ｂの上部全体に伝わり、第２マウント５Ｂの上部全体が揺れたり振動したりすることに対して、カウンタ用移動体の加速による反力を用いて二つの反力を相殺することで、第２マウント５Ｂの上部全体の揺れ、振動を低減することができる。
【００９９】
運搬ステージ可動側の加速による反力とカウンタ用移動体４Ｃの加速による反力で、図５において紙面垂直方向回り(ピッチング方向)の回転モーメントが発生しないように、カウンタ用移動体の重心高さは、運搬ステージ可動側の重心と概ね等しくなるように設定されている。また、鉛直方向回り(ローリング方向)の回転モーメントが発生しないように、図５においてカウンタ用移動体４Ｃは紙面垂直方向に運搬ステージ可動側を挟むように２台設置されており、運搬ステージ可動側の加速による反力と相殺しあう反力を２つの位置から発生させて、その合力は運搬ステージ可動側の加速による反力と大きさは等しく、方向は全く反対で、回転モーメントはゼロになるようにしている。運搬ステージ４Ｂの減速の場合も同様である。カウンタ用移動体４Ｃは、運搬ステージ可動側の加減速に対してリアルタイムで加減速することが有効で、運搬ステージ可動側の加減速に対してフィードバック制御やフィードフォワード制御している。
【０１００】
上記では運搬ステージ可動側が図５において左右方向に加減速することについて説明したが、運搬ステージ可動側が紙面垂直方向に加減速する場合も同様で、そのときの反力を相殺するための図示しない２台のカウンタ用移動体が、運搬ステージ４Ｂの左右に挟むように設置されている。
【０１０１】
図５においては、ステージ定盤８Ａが上記運搬ステージ固定側にあたるが、ステージの構成によって運搬ステージ固定側はステージ定盤８Ａに限定されない。また、ステージ定盤８Ａが上記カウンタ用移動体固定側にもあたるが、ステージの構成によってカウンタ用移動体固定側はステージ定盤８Ａに限定されない。
【０１０２】
このカウンタ用移動体４Ｃを設置することで、運搬ステージ４Ｂが加減速する反作用で発生する反力のために生じる第２マウント５Ｂの上部全体の揺れ、振動を低減することができる。ひいては、カラム１と移動鏡２０の相対位置（結果的には試料搭載ステージ４Ａひいては試料との相対位置）を制御してサーボをかけているので、カラム１と第１基準構造体１１、第２基準構造体１２の振動を低減することができる。
【０１０３】
以上説明した実施例では、同方向に推力を発生させる少なくとも２個の電磁石を設け、それぞれ並列に設置し、それぞれの電磁石の磁路に流れる磁束の向きは互いに逆方向であることを特徴とする電磁石型ステージによって、少なくとも基板近傍への漏れ磁場変動を低減できる電磁石型基板ステージを得ることができる。これによって磁気シールドの簡素化、軽量化が可能となり、高加減速、高速ステージを得ることができ、結果的に高速、高精度の電子ビーム露光装置を提供することができる。
【実施例６】
【０１０４】
次に、本発明の実施例６として、上記実施例１〜５のいずれかに係る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１０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う。ステップ２（マスク作製）では設計した回路パターンに基づいてマスクを作製する。
【０１０５】
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、上記のマスクとウエハを用いて、上記の露光装置によりリソグラフィ技術を利用し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５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）等の組み立て工程を含む。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う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、ステップ７でこれを出荷する。
【０１０６】
上記ステップ４のウエハプロセスは以下のステップを有する。ウエハの表面を酸化させる酸化ステップ、ウエハ表面に絶縁膜を成膜するＣＶＤステップ、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する電極形成ステップ、ウエハにイオンを打ち込むイオン打ち込みステップ、ウエハに感光剤を塗布するレジスト処理ステップ、上記の露光装置によって回路パターンをレジスト処理ステップ後のウエハに転写する露光ステップ、露光ステップで露光したウエハを現像する現像ステップ、現像ステップで現像したレジスト像以外の部分を削り取るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト剥離ステップ。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。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の実施例１に係る電子ビーム露光装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例２に係る電子ビーム露光装置の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の実施例３に係る電子ビーム露光装置の概略構成を示す図である。
【図４】本発明の実施例４に係る電子ビーム露光装置の概略構成を示す図である。
【図５】本発明の実施例５に係る電子ビーム露光装置の概略構成を示す図である。
【図６】従来の電子線描画装置の構成を示す図である。
【図７】従来例の問題点を示す図である。
【図８】従来例の問題点を示す図である。
【図９】従来の電子線描画装置の構成を示す図である。
【図１０】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。
【図１１】本発明の実施例１の変形例に係る電子ビーム露光装置の概略構成図である。
【図１２】磁気シール部の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１：カラム、１Ａ，１Ｂ：磁気シールド、３：試料室、３Ａ：上部隔壁、３Ｂ：側部隔壁、４：ステージ、４Ａ：試料搭載ステージ、４Ｂ：運搬ステージ、５：マウント、５Ａ：第１マウント、５Ｂ：第２マウント、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：第１基準構造体、１２：第２基準構造体、１４：支柱、１５：反力伝達部材、１６：第１変位センサ、１７：第２変位センサ、２０：移動鏡、２１：干渉計、２３：光学部品、２５：参照鏡、２６：運搬ステージ可動側、２７：運搬ステージ固定側、２８：透過ガラス、２９：加速度計、３０：予備排気室、３１：搬送装置、３２：バルブ、３３：大気バルブ、３５：反力伝達部材、３６：第１ベローズ、３７：第２ベローズ、３８：第３ベローズ、４０：真空ポンプ、４３：磁性流体、４４：磁気シールド、４５：ベローズ、４６：第１磁気シール部、４６Ａ：磁気シールド、４７：第２磁気シール部、４８：第３磁気シール部、５０：真空ポンプ、５１：架台。
【図１】
2005268268.tif 000003
【図２】
2005268268.tif 000004
【図３】
2005268268.tif 000005
【図４】
2005268268.tif 000006
【図５】
2005268268.tif 000007
【図６】
2005268268.tif 000008
【図７】
2005268268.tif 000009
【図８】
2005268268.tif 000010
【図９】
2005268268.tif 000011
【図１０】
2005268268.tif 000012
【図１１】
2005268268.tif 000013
【図１２】
2005268268.tif 000014