JP2004096008A - 荷電粒子線露光装置 - Google Patents

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Abstract

【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

Description

【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

Claims (10)

  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
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