JP2014209521A - ステージ装置、描画装置および物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 磁気の漏洩を低減したステージ装置を提供する。【解決手段】 ステージ装置は、ステージと、前記ステージを駆動するリニアモータと、前記リニアモータの磁石によって発生する磁場を遮蔽するように前記リニアモータを取り囲む磁気シールドユニットと、前記磁気シールドユニットによって取り囲まれる空間に配置されて前記磁気シールドユニットを消磁する消磁コイルと、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ステージ装置、描画装置および物品の製造方法に関する。

電子線描画装置は、電子銃部と、電子光学部と、偏向器、ステージ、磁場シールドから構成される。電子銃部は、電子線を発生させる。電子光学部は、電子銃部で発生された電子線を基板上に集光させる。偏向器は、電子線を基板上に高精度に位置決めする。ステージは、電子線に対して基板を移動する。周辺機器は、例えば電子線を制御するための、基板が入った電装ラックなどを指す。磁場シールドは、周辺機器から発生する磁場変動を遮蔽する。電子線描画装置は、偏向器により位置決めした電子線とステージの動きを同期させることにより目標のパターンを基板上に描画する。

基板を移動するステージは、基板の表面全体に電子線を照射するために長いストロークを有する粗動ステージと、基板を精密に位置決めするために短いストロークを有する微動ステージとから構成される。微動ステージの位置決めには可動子（磁石）と固定子（コイル）とから成るリニアモータが用いられる。特許文献１には、リニアモータの磁石が磁場の変動要因となることを防止するために、リニアモータにパーマロイ等で多重の電磁シールドを施すことが記載されている。

また、特許文献２には、粗動ステージを駆動するためのリニアモータが記載されている。特許文献２のリニアモータは、磁石からの磁場を遮蔽するための磁気シールドと、磁気シールドの外側で磁気シールドの開口の近傍に開口から漏洩する磁場を相殺するための電磁コイルとを設けている。

特開２００４−５５７６７号公報 特開２００３−３７０４７号公報

非常停止などで微動ステージに衝撃がかかると微動ステージを位置決めするリニアモータのシールドユニットにも局部的に応力がかかりシールドユニットが着磁することがある。シールドユニットが着磁すると電子線の描画精度が劣化する。また、この着磁を除去するためにシールドユニットの外部に電磁コイルを設けると、この電磁コイルにより例えば電子光学系の鏡筒内の磁性体などの電子線を取り巻く周囲の磁性体が磁化して電子線の描画精度が低下するという問題が発生する。

本発明は、磁気の漏洩を低減したステージ装置を提供することを目的とする。

本発明は、ステージ装置であって、ステージと、前記ステージを駆動するリニアモータと、前記リニアモータの磁石によって発生する磁場を遮蔽するように前記リニアモータを取り囲む磁気シールドユニットと、前記磁気シールドユニットによって取り囲まれる空間に配置されて前記磁気シールドユニットを消磁する消磁コイルと、を備える、ことを特徴とする。

本発明によれば、磁気の漏洩を低減したステージ装置を提供することができる。

本発明に係る描画装置の概略構成を示す図である。

図１は、荷電粒子線として電子線を用いて基板に描画を行う描画装置の概略構成を示す図である。なお、本実施形態では、荷電粒子線として電子線を使用するが、イオン線等電子線以外の荷電粒子線を使用することができる。描画装置は、基板２に照射する電子線を生成する電子光学系（荷電粒子光学系）１と、微動ステージ３と、粗動ステージ１１と、微動ステージ３を駆動するリニアモータ４と、それらを格納する真空チャンバ１２とを備えている。

リニアモータ４は、可動子（磁石）４ａと固定子（コイル）４ｂとを含む。可動子４ａは、微動ステージ３のリニアモータ４側の面（下面）に保持されている。固定子４ｂは、粗動ステージ１１のリニアモータ４側の面（上面）に支持されている。本実施形態では微動ステージ３が基板２を保持するステージを構成し、粗動ステージ１１がリニアモータ４の固定子４ｂを支持する支持部材を構成している。本実施形態では、ステージ装置を微動ステージ３と粗動ステージ１１との粗微構成とした。しかし、本発明に係るステージ装置は、粗微構成でなくてもよい。その場合、可動子４ａはステージ３に保持され、固定子４ｂは定盤のような支持部材によって支持される。

電子光学系１は、電子線を射出する電子銃、電子線を複数のビームに分割するアパーチャ、電子線をブランキングするブランキング偏向器（ブランカ）、ブランカを通過した電子線を偏向して走査する走査偏向器等を含む。微動ステージ３は、基板の移動ストロークが短く、基板２を支持して基板を精密に位置決めされる。粗動ステージ１１は、基板２の移動ストロークが微動ステージ３に比して長い。真空チャンバ１２は、チャンバ内の磁気のチャンバ外への漏洩、また、チャンバ外の磁気のチャンバ内への侵入を防止する磁場シールドルームとして構成されている。

基板２を支持する微動ステージ３は、その上面に例えば基板２を保持する不図示の基板ホルダや、微動ステージ３の左右方向及び紙面に垂直な方向における位置を計測するためのミラーを搭載している。微動ステージ３の左右方向における位置は、例えば真空チャンバ１２内に設置された不図示のレーザ干渉計により計測されており、紙面に垂直な方向における位置についても同様に計測される。描画装置は真空中で動作するので装置は真空に保たれている。微動ステージ３は、基板２を全面にわたって移動させる長いストロークを有する粗動ステージ１１の上に載置されている。微動ステージ３は、リニアモータ４により６軸の自由度で移動可能に構成されている。

リニアモータ４から発生する漏れ磁場を遮蔽するために、リニアモータ４は、板状の第１磁気シールド５、板状の第２磁気シールド６、筒状の第３磁気シールド７、筒状の第４磁気シールド８で覆われている。第１磁気シールド５は、微動ステージ３の下面に取り付けられ、リニアモータ４の可動子（磁石）４ａが生成した磁場のリニアモータ４の上方への影響を遮蔽する。第２磁気シールド６は、粗動ステージ１１の上面に取り付けられ、リニアモータ４の磁石からの磁場のリニアモータ４の下方への影響を遮蔽する。第３磁気シールド７、第４磁気シールド８は、リニアモータ４を取り囲むように配置され、リニアモータ４の磁石からの磁場のリニアモータ４の側方への影響を遮蔽する。

第１〜第４磁気シールド５〜８は、衝突等により微動ステージ３が衝撃を受けたときに、機械的ひずみが発生して着磁することがある。この着磁された第１〜第４磁気シールド５〜８を消磁するために、消磁コイル９が、第３磁気シールド７と第４磁気シールドとによって取り囲まれる空間に設けられている。消磁コイル９は、リニアモータ４を取り囲むように配置された環状のコイルで、その磁気ベクトルは鉛直方向（電子線の照射方向）を向いている。

本実施形態の磁気シールドユニットでは、第４磁気シールド８の外側に消磁コイル９を取り囲むように第３磁気シールド７が配置されている。本実施形態では、第３磁気シールド７と第４磁気シールド８とは、鉛直方向の消磁コイル９の磁気ベクトルを囲む円筒形状をしている。第３磁気シールド５は、消磁コイル９の外側を取り囲み、第４磁気シールド８は、消磁コイル９の内側に配置される。第１磁気シールド５、第２磁気シールド６は、微動ステージ３の移動ストロークの範囲で磁気の漏洩を防止するために、第３磁気シールド７の外周が形成する円より大きい面積を有する円板形状をしている。

着磁した第１〜第４磁気シールド５〜８を消磁するには、消磁コイル９にＡＣ減衰波形の電流を流す。消磁コイル９が、第１〜第４磁気シールド５〜８によって取り囲まれているので消磁電流を流したときその磁界が第１磁気シールド５、第２磁気シールド６、第３磁気シールド７、第４磁気シールド８を循環し、磁気シールドユニットの外部にはほとんど漏れない。この結果、消磁コイル９の電流により電子光学系１に含まれる磁性体が磁化して電子線の照射経路に影響を及ぼすことを防止することができる。

以上の説明では消磁コイル９が円環状で第３および第４磁気シールド７，８が円筒形状であった。しかし、この形状は任意であり、消磁コイル９が多角形でもよいし第３、第４磁気シールド７，８が多角形断面を有する角筒形状等の、外周が任意の閉曲線となる筒形状でよい。第１、第２磁気シールド５，６は、第３磁気シールド７の外周がつくる閉曲線の面積と同じまたはそれよりも大きな面積を有する平板にすればよい。

本実施形態では、第１および第３磁気シールド５，７を微動ステージ３に配置し、第２および第４磁気シールド６，８を粗動ステージ１１に設けた。しかしこの配置にも自由度があり第３、第４磁気シールド７，８は、微動ステージ３、粗動ステージの１１のどちらに設けてもよい。すなわち、微動ステージ３および粗動ステージ１１の一方に第３磁気シールド７を、他方に第４磁気シールド８を取り付ければよい。

本実施形態では、消磁コイル９とリニアモータ４との間に第４磁気シールド８を配置した。しかし、消磁コイル９およびリニアモータ４は、それらの上下方向を取り囲む第１、第２磁気シールド５，６で挟まれる空間の側面を第３磁気シールド７で取り囲んでいるので、第４磁気シールド８はなくてもよい。

［物品の製造方法］
本発明の好適な実施形態の物品の製造方法は、例えば、半導体デバイスや原版（例えば、レチクルまたはマスクとも呼ばれうる）などの物品の製造に好適である。該製造方法は、感光剤が塗布された基板に上記の荷電粒子線描画装置を用いてパターンを描画する工程と、前記パターンが描画された基板を現像する工程とを含みうる。さらに、デバイスを製造する場合において、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。

Claims (8)

1. ステージ装置であって、
   ステージと、
   前記ステージを駆動するリニアモータと、
   前記リニアモータの磁石によって発生する磁場を遮蔽するように前記リニアモータを取り囲む磁気シールドユニットと、
   前記磁気シールドユニットによって取り囲まれる空間に配置されて前記磁気シールドユニットを消磁する消磁コイルと、
   を備える、ことを特徴とするステージ装置。
2. 前記消磁コイルは、前記リニアモータを取り囲むように配置された環状のコイルである、ことを特徴とする請求項１に記載のステージ装置。
3. 前記リニアモータの固定子を支持する支持部材をさらに備え、
   前記ステージは、前記リニアモータの側の面に前記リニアモータの可動子を保持し、
   前記磁気シールドユニットは、
   前記ステージの前記リニアモータの側の面に取り付けられた板状の第１磁気シールドと、
   前記支持部材の前記リニアモータの側の面に取り付けられた板状の第２磁気シールドと、
   前記リニアモータおよび前記消磁コイルを取り囲むように前記ステージまたは前記部材に取り付けられた筒状の第３磁気シールドと、
   を含む、ことを特徴とする請求項１または２に記載のステージ装置。
4. 前記磁気シールドユニットは、
   前記消磁コイルと前記リニアモータとの間で前記リニアモータを取り囲むように配置された筒状の第４磁気シールドをさらに含む、ことを特徴とする請求項３に記載のステージ装置。
5. 前記第３磁気シールドは前記ステージおよび前記支持部材の一方に取り付けられ、前記第４磁気シールドは前記ステージおよび前記支持部材の他方に取り付けられている、ことを特徴とする請求項４に記載のステージ装置。
6. 前記ステージは、微動ステージであり、
   前記支持部材は、粗動ステージである、ことを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１項に記載の描画装置。
7. 荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置であって、
   前記基板を支持する請求項１ないし６のいずれか１項に記載のステージ装置を含む、ことを特徴とする描画装置。
8. 請求項７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の製造方法。

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