(57)【要約】【課題】  回転モータが発生する磁場の影響の低減に有利な描画装置を提供する。【解決手段】  荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置は、回転モータを含むユニットと、磁場キャンセラと、前記回転モータが発生する磁場が前記荷電粒子線に与える影響を低減する磁場を発生するように、前記回転モータの回転角に基づいて、前記磁場キャンセラを制御する制御部と、を備える。【選択図】  図１
2013171953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置であって、
回転モータを含むユニットと、
磁場キャンセラと、
前記回転モータが発生する磁場が前記荷電粒子線に与える影響を低減する磁場を発生するように、前記回転モータの回転角に基づいて、前記磁場キャンセラを制御する制御部と、
を備えることを特徴とする描画装置。
【請求項２】
前記回転角を検出する検出器を備え、
前記制御部は、前記検出器により検出された回転角に基づいて前記磁場キャンセラを制御する、ことを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記回転モータに対する指令値に対応した回転角に基づいて前記磁場キャンセラを制御する、ことを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
【請求項４】
前記ユニットは、前記基板を保持するステージを移動させる駆動部を含む、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の描画装置。
【請求項５】
前記ユニットは、前記荷電粒子線が進行するチャンバの内部を減圧するポンプを含む、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の描画装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の描画装置を用いて基板に描画を行う工程と、
前記工程で前記描画を行われた基板を現像する工程と、
を含むことを特徴とする物品製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子線を用いて基板に描画を行う描画装置及び該描画装置を用いる物品製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体の製造においてマスクを用いることなしにウエハ上にパターンを直接描画する場合に電子線描画装置等の荷電粒子線描画装置が使用されている。電子線描画装置では磁場の変動を抑制するために、ステージは、概ね非磁性材料からなる機構要素で構成され、例えば非磁性の転がりガイドやボールネジなどを搭載している。ボールネジを回転させてステージを駆動する回転モータについては、回転モータを磁気シールドで覆って回転モータが発生する磁場の変動を少なくしている。
【０００３】
特許文献１は、磁場の変動を低減するための磁場キャンセラ技術を提案している。図４に特許文献１に記載の磁場キャンセラの構成を示す。その磁場キャンセラでは、磁場の周期的な変動を発生するアクチュエータを搭載したポンプ４５の周辺には副アクティブ磁場キャンセラ７０が配置されている。電子光学系を含む鏡筒５０の周囲には、ウェハローダー等、磁場の不定期な変動を発生するアクチュエータ、主アクティブ磁場キャンセラ６０が配置され、鏡筒５０の近傍に磁気センサ４０が配置されている。
【０００４】
制御部３０は、主アクティブ磁場キャンセラ６０を動作させずに、磁気センサ４０により検出される磁場が最小となるように副アクティブ磁場キャンセラ７０の出力を調整する。その後、制御部３０は、主アクティブ磁場キャンセラ６０の動作を開始させ磁気センサ４０が検出する磁場の変動を打ち消す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１７３９５２公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、磁場の周期的な変動を発生するアクチュエータによる磁場の変動を事前に計測して副アクティブ磁場キャンセラ７０によりフィードフォワード的にキャンセルしている。そのうえで磁気センサ４０の検知する不定期な磁場の変動は、主アクティブ磁気キャンセラ３１により打ち消している。ここで、例えば、ウエハステージを駆動する回転モータにより発生する定期的または周期的な磁場の変動を副アクティブ磁場キャンセラ７０によりキャンセルしようとするとする。その場合、描画装置のレシピによってウエハステージの駆動シーケンスが変化すると、磁場の変動の計測をやり直す必要がある。また、駆動シーケンスが変化しないとしても、１枚の基板を描画する間における時刻と磁場の変動との関係をデータ化する必要があり、副アクティブ磁場キャンセラ６０を制御するためのデータ量が多くなるという課題がある。
【０００７】
本発明は、例えば、回転モータが発生する磁場の影響の低減に有利な描画装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置であって、回転モータを含むユニットと、磁場キャンセラと、前記回転モータが発生する磁場が前記荷電粒子線に与える影響を低減する磁場を発生するように、前記回転モータの回転角に基づいて、前記磁場キャンセラを制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、例えば、回転モータが発生する磁場の影響の低減に有利な描画装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る電子線描画装置の概略構成を示す図である。
【図２】回転モータの一例を示す図である。
【図３】磁場キャンセルのブロック図を示す図である。
【図４】従来技術における磁場キャンセラを例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明の描画装置の概略構成を示す図である。描画装置は、減圧されたチャンバの内部で進行する電子線を用いて基板３に描画を行うための複数のユニットを備える。複数のユニットは、電子線を発生する電子線源、電子線を基板３へ導く電子光学系２、基板３を保持して移動可能なステージ１、チャンバ内を減圧する不図示のポンプを含む。
【００１２】
ステージ１は、電子線の光路 (Ｚ軸)と直交するＸＹ方向に移動可能なＸＹステージで、ステージ構造体１１とベース４の間には不図示の軸受が配置され、ベース４の上面に沿って滑らかにＸＹ方向へ動くことができる。ステージ構造体１１の上面に、例えば不図示の、基板３を保持する基板ホルダ、位置計測するためのＸ反射ミラー及びＹ反射ミラーを搭載している。ステージ１のＸＹ位置は、例えば、不図示のチャンバ内に設置されたレーザ干渉計により計測される。
【００１３】
ステージ１には、回転モータ１５（例えば、ステッピングモータや同期モータ）が備えられ、通電することで電磁力を発生させ、Ｘ軸周りの回転力を発生させる。回転モータ１５の出力軸にはボールねじ１３が接続されており、軸受１２によってＸ軸周りに回転可能に支持されている。ボールねじ１３は、この回転力をスライダ１４へ伝える。このとき、回転力はＸ方向の推力へ変換される。スライダ１４は、ステージ構造体１１と連結されており、Ｘ方向の推力をステージ構造体１１へ伝える。このようにして、ステージ１は、回転モータ１５を回転させることで、Ｘ方向の推力を得て、加減速移動することができる。回転モータ１５、ボールねじ１３、軸受１２、スライダ１４は、ステージ１を駆動する駆動部を構成している。
【００１４】
以上の説明では、ステージ１のＸ方向の駆動方法に関して、回転モータ１５、ボールねじ１３、軸受１２、スライダ１４を用いて説明した。Ｙ方向も同じように、不図示の回転モータ、ボールねじ、軸受、スライダが備えられており、ステージ１はＸＹ方向へ加減速移動できる。
【００１５】
回転モータ１５の周辺には、回転モータ１５を取り囲むように磁場キャンセラ５が配置される。磁場キャンセラ５は、キャンセルコイル５１、電源５２を備えている。磁場キャンセラ５を制御する制御部６は、回転モータ１５が発生する外乱磁場が電子線に与える影響を低減するように、外乱磁場と逆の極性のキャンセル磁場を磁場キャンセラ５から発生させる。結果として、外乱磁場とキャンセル磁場が相殺し、描画に使用する電子線へ及ぶ磁場の変動が低減される。
【００１６】
キャンセルコイル５１は、回転モータ１５を取り囲むように配置される。複数のコイルをそれぞれＸＹＺの３方向へ向けて配置すると、キャンセル磁場をＸＹＺの３方向へ出力でき、磁場の変動に対してより相殺効果を得ることができる。回転モータ１５は、ロータの回転角を測定する検出器、例えばロータリーエンコーダ５４を備えている。
【００１７】
次に、ロータリーエンコーダ５４の信号をもとにキャンセルコイル５１の電流を決定する手順について説明する。図２は外側に駆動コイル３２、内側に２極の回転磁石３１を有する回転モータ１５の一例で、駆動コイル３２には、Ｕ相コイル３２１、Ｖ相コイル３２３、Ｗ相コイル３２２が１２０°間隔で配置される。
【００１８】
回転磁石３１の回転角に応じて回転磁石３１が発生する磁界の方向が変わるが、周期は１回転である。また駆動コイル３２は、磁石の磁界と直交する方向の磁界を発生するが、周期は同じく１回転である。磁石が多極になると回転モータ１５が発生する磁界の周期は短くなり、たとえば磁石が６極になると周期は１／３回転である。
【００１９】
まず回転モータ１５を回転させながら磁場センサで回転モータ１５の外部の磁束密度を測定する。磁場センサの位置は回転モータ１５の近くに設けると測定感度が高くなるので望ましい。このときにロータリーエンコーダ５４で計測される回転角と磁場センサ信号の関係を記録する。このとき回転モータ１５の出力軸を回転させる量は１回転あれば十分である。磁場センサ信号の周期が概ね1回転だからである。多極モータの場合は極数に応じて減らすことができる。次にこの外部磁場を回転角に応じてキャンセルするようにキャンセルコイル５１に電流を流す。この電流は上記磁場センサの測定値に基づき計算で求められるが、最終的には実際にその電流を回転量に応じて流したときの磁場センサの値が零になるように調整し、回転量とキャンセルコイル電流との関係からなるデータテーブルを作成する。上述のように周期は概ね回転モータ１５の１回転なのでデータテーブルの量はそれだけでよいため従来方法に比べてデータ量を減らすことができる。このテーブルの作成は事前に行っておけばよい。
【００２０】
図３に示すように、制御部６は、ロータリーエンコーダ５４からの出力を受け取り、上記データテーブルを基にキャンセルコイル５１へ通電する電流量を決定し、電源５２へ電流指令を出す。電源５２は、電流指令に基づいてキャンセルコイル５１へ通電する。最後に、キャンセルコイル５１がキャンセル磁場を出力する。
【００２１】
なお、以上の説明では、回転角の検出器の例としてロータリーエンコーダ５４を挙げたが、これに限らず、ホール素子やレゾルバを用いたものでも良い。また、回転角を測定することが困難な場合は、回転角の測定値に替えて、回転モータ１５への指令値から予測される回転角を用いることもできる。この場合、制御部６のデータテーブルは回転モータ１５への指令値とキャンセルコイル電流との関係になるが、その他はロータリーエンコーダ５４を用いた場合と同様である。また、回転モータ１５の例として３相同期モータを挙げたが、これに限らず、ステッピングモータでも良い。本実施形態では、ステージ１を駆動する回転モータ１５について説明したが、チャンバ内を減圧するポンプに使用される回転モータに対しても適用可能である。
【００２２】
以上のように本発明では回転モータ１５が発生する外乱磁場を回転モータ１５の回転角に応じて相殺するようにしたので従来例に比べてデータ量を少なくすることができる。また、もとのＣＡＤデータに応じて基板上にパターンを描画する領域や順番を変える場合でも新たにデータを取り直すことなくそのまま対応できる。
【００２３】
これまで説明した描画装置は、電子線を用いて基板上にパターンを描画する。しかし、イオンビーム等、電子線以外の荷電粒子線を用いてもよい。
【００２４】
［物品製造方法］
本発明の実施形態に係る物品製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。該製造方法は、感光剤が塗布された基板の該感光剤に上記の描画装置を用いて潜像パターンを形成する工程（基板に描画を行う工程）と、当該工程で潜像パターンが形成された基板を現像する工程とを含みうる。さらに、該製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含みうる。本実施形態の物品製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能、品質、生産性、生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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