JP2015146341A - リソグラフィ装置、及び物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板上でのビームの位置決め精度の点で有利なリソグラフィ装置を提供する。
【解決手段】パターンを基板３に形成するリソグラフィ装置であって、前記パターンを形成するためのビームを前記基板３に照射する光学系を収容する鏡筒部１０と、前記鏡筒部１０に設けられ、前記光学系の光軸に平行な反射面を含む反射部材６と、前記反射面上において一直線上にない少なくとも３つの入射箇所のそれぞれに計測光を入射させて前記鏡筒部の回転角を計測する計測部と、を有し、前記反射部材６は、前記光軸に平行な方向において前記少なくとも３つの入射箇所の間の領域内に貫通孔が形成され、該貫通孔内の固定部材を介して前記鏡筒部１０に固定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、リソグラフィ装置、及び物品の製造方法に関する。

リソグラフィ装置の１つとして、荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置がある。描画装置は、荷電粒子光学系から射出された荷電粒子線を基板に照射し、かかる荷電粒子線を制御（偏向）することで基板上（のレジスト）に任意のパターンを描画（形成）する。荷電粒子光学系は、鏡筒に収容され、真空チャンバに支持されている。

描画装置によって基板に描画されるパターンには、高い描画位置精度が要求されるが、例えば、荷電粒子光学系の鏡筒の振動などによる位置変動が発生すると、パターンの描画位置精度が低下してしまう。従来の露光装置では、投影光学系を収容する鏡筒の位置を計測する計測系を有し、かかる計測系の計測結果に基づいてリアルタイムに露光位置（パターンの形成位置）を補正する、所謂、鏡筒参照計測が行われている（特許文献１参照）。このような鏡筒参照計測では、複数の干渉計を用いて、鏡筒の並進方向の位置変動の計測だけではなく、鏡筒の各並進方向まわりの姿勢変動の計測も行われている。

特開２００４−１５３０９２号公報

しかしながら、荷電粒子光学系を収容する鏡筒が真空チャンバで支持される描画装置では、鏡筒の一部分しか真空チャンバの内部に配置することができないため、鏡筒参照計測の反射部材（ターゲット）を固定するための鉛直方向のスペースが十分に取れない。換言すれば、真空チャンバの内部に配置された鏡筒の一部分（鉛直方向の小さなスペース）に反射部材を固定することが困難である。あるいは、反射部材が小さくなって一対の干渉計の計測軸の間の距離が短くなると、計測精度が低下し、描画位置精度（基板上でのビームの位置決め精度）が低下することになる。

本発明は、基板上でのビームの位置決め精度の点で有利なリソグラフィ装置を提供することを例示的目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一側面としてのリソグラフィ装置は、パターンを基板に形成するリソグラフィ装置であって、前記パターンを形成するためのビームを前記基板に照射する光学系を収容する鏡筒部と、前記鏡筒部に設けられ、前記光学系の光軸に平行な反射面を含む反射部材と、前記反射面上において一直線上にない少なくとも３つの入射箇所のそれぞれに計測光を入射させて前記鏡筒部の回転角を計測する計測部と、を有し、前記反射部材は、前記光軸に平行な方向において前記少なくとも３つの入射箇所の間の領域内に貫通孔が形成され、該貫通孔内の固定部材を介して前記鏡筒部に固定されていることを特徴とする。

本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。

本発明によれば、例えば、基板上でのビームの位置決め精度の点で有利なリソグラフィ装置を提供することができる。

本発明の一側面としての描画装置の構成を示す概略図である。 鏡筒部と、干渉計と、反射部材との配置関係の一例を示す図である。 鏡筒部に設けられる反射部材の構成の一例を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の一側面としての描画装置１００の構成を示す概略図である。描画装置１００は、パターンを基板に形成するリソグラフィ装置であって、荷電粒子線で基板に描画を行う。描画装置１００は、真空チャンバ２と、基板ステージ４と、干渉計５と、反射部材６と、鏡筒部１０とを有する。

鏡筒部１０は、パターンを形成するためのエネルギー線を基板３に照射する光学系を収容する。鏡筒部１０は、本実施形態では、光軸に平行な方向（Ｚ軸方向）に直交する第１方向（Ｘ軸方向）及び第２方向（Ｙ軸方向）に配列された複数の荷電粒子光学系１を収容する（即ち、荷電粒子光学系１を複数収容する）。

真空チャンバ２は、鏡筒部１０の一部１０ａを収容するとともに鏡筒部１０を支持する。鏡筒部１０、詳細には、真空チャンバ２に収容された鏡筒部１０の一部１０ａには、荷電粒子光学系１の光軸に平行な反射面を含む反射部材６が設けられており、干渉計５によって鏡筒部１０の位置及び回転が計測できるようになっている。

基板ステージ４は、鏡筒部１０の下に配置され、基板３を保持してＸ軸方向及びＹ軸方向に移動する可動のステージである。また、基板ステージ４の位置は、干渉計などの計測部（不図示）によって計測できるようになっている。

描画装置１００は、ＣＰＵやメモリなどを含む制御部（不図示）も有する。かかる制御部において、鏡筒部１０（荷電粒子光学系１）からの荷電粒子線を制御（荷電粒子線の照射及び非照射の選択、荷電粒子線の偏向など）しながら基板ステージ４をＸＹ平面内で移動させることで、基板３に任意のパターンを描画することができる。

描画装置１００において、鏡筒部１０の大気側の周辺、即ち、真空チャンバ２に収容されていない鏡筒部１０の残りの部分（他の部分）１０ｂの周辺には、高圧電源や制御部などを配置する制約がある。従って、真空チャンバ２の内部に突き出る（真空チャンバ２に収容される部分）は、その先端の一部１０ａに限られる。換言すれば、真空チャンバ２に収容された鏡筒部１０の一部１０ａは、真空チャンバ２に収容されていない鏡筒部１０の残りの部分１０ｂより小さくなる。このような限られたスペース、即ち、真空チャンバ２に収容された鏡筒部１０の一部１０ａで鏡筒部１０ａの位置及び回転を干渉計５によって計測することが必要となる。

図２は、鏡筒部１０（荷電粒子光学系１）と、干渉計５と、反射部材６との配置関係の一例を示す図である。図２において、鏡筒部１０は、６つの荷電粒子光学系１を収容している。６つの荷電粒子光学系１は、例えば、Ｙ軸方向に１００ｍｍのピッチで、Ｘ軸方向に５０ｍｍのピッチで互いに離間して配置されている。

基板３の全面を描画（露光）するために必要となる基板ステージ４の移動ストローク量は、鏡筒部１０に収容される荷電粒子光学系１の配置によって決定される。本実施形態では、例えば、直径３００ｍｍの基板３の全面を描画するために、Ｘ軸方向に少なくとも５０ｍｍ、Ｙ軸方向に少なくとも４００ｍｍの移動ストロークを基板ステージ４が有することが必要となる。換言すれば、基板３をＸ軸方向に５０ｍｍごとに短冊状に分割した領域を、それぞれの荷電粒子光学系１（からの荷電粒子線）で描画することで基板３の全面を描画することができる。

上述したように、荷電粒子光学系１の全体、即ち、荷電粒子光学系１を収容する鏡筒部１０の位置及び回転を計測するために、干渉計５からの計測光を反射する反射部材６が鏡筒部１０に設けられている。反射部材６は、本実施形態では、Ｘ軸方向に沿った反射面６ａと、Ｙ軸方向に沿った反射面６ｂとを含み、ＸＹ平面おいてＬ字形状を有する。また、干渉計５は、本実施形態では、第１干渉計５ａ、第２干渉計５ｂ、第３干渉計５ｃ、第４干渉計５ｄ及び第５干渉計５ｅの５つの干渉計を含む。従って、反射部材６に対して、第１干渉計５ａの計測軸１５、第２干渉計５ｂの計測軸１４、第３干渉計５ｃの計測軸１３、第４干渉計５ｄの計測軸１２及び第５干渉計５ｅの計測軸１１の５軸が構成されている。計測軸１５と計測軸１３とは、Ｚ軸方向の位置座標が同一で、Ｘ軸方向の位置座標が異なっている。計測軸１４と計測軸１３とは、Ｘ軸方向の位置座標が同一で、Ｚ軸方向の位置座標が異なっている。計測軸１２と計測軸１１とは、Ｙ軸方向の位置座標が同一で、Ｚ軸方向の位置座標が異なっている。これにより、干渉計５、即ち、第１干渉計５ａ乃至第５干渉計５ｅは、鏡筒部１０のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置、Ｘ軸まわりの回転、Ｙ軸まわりの回転及びＺ軸まわりの回転の５軸の位置姿勢（５自由度の運動状態）を計測することができる。

鏡筒部１０のＺ軸まわりの回転は、第１干渉計５ａ及び第３干渉計５ｃ（計測軸１５及び１３）によって計測される。第１干渉計５ａと第３干渉計５ｃとの離間方向は、全ての荷電粒子光学系１の位置座票が異なるＸ軸方向とするとよい。換言すれば、第１干渉計５ａと第３干渉計５ｃとの離間方向は、基板ステージ４の移動ストローク（可動量）の短手方向（Ｘ軸方向）であり、基板ステージ４の移動ストロークの長手方向（Ｙ軸方向）とは直交する方向とするのがよい。これにより、鏡筒部１０に設けられる反射部材６の大型化を低減（防止）することができる。なお、第１干渉計５ａ及び第３干渉計５ｃそれぞれに対応する反射部材６の反射面６ａの長さは、少なくとも基板ステージ４のＸ軸方向のストロークがあればよく、本実施形態では、それぞれ５０ｍｍ以上であればよい。

第１干渉計５ａ乃至第５干渉計５ｅによって計測された鏡筒部１０の位置及び回転（干渉計５の計測結果）を、例えば、荷電粒子線の制御や基板ステージ４の位置制御にフィードバックすることで、荷電粒子線による描画位置精度を向上させることができる。

ここで、鏡筒部１０に設けられる反射部材６について詳細に説明する。反射部材６の反射面６ａには、図３（ａ）に示すように、第１干渉計５ａ乃至第３干渉計５ｃのそれぞれからの計測光によって入射点１１３、１１４及び１１５が形成される。換言すれば、干渉計５は、反射部材６の反射面６ａ（反射面上）において一直線上にない少なくとも３つの入射箇所のそれぞれに計測光を入射させて鏡筒部１０の回転角を計測する。そこで、本実施形態では、反射面６ａに形成される全ての入射点を含む多角形で規定される領域（光軸に平行な方向において少なくとも３つの入射箇所（１１３乃至１１５）の間の領域内）に、反射部材６を鏡筒部１０に対して固定するための固定部７を設ける。具体的には、反射面６ａに形成される少なくとも３つの入射点のうち、Ｘ軸方向に沿った最大の間隔を有する２つの入射点１１３及び１１５の間及びＺ軸方向に沿った最大の間隔を有する２つの入射点１１３及び１１４との間の領域に固定部７を設ける。固定部７には、例えば、反射部材６を貫通する貫通孔が形成され、かかる貫通孔内の固定部材、例えば、ボルト及びリベットなどの締結部材によって、反射部材６が鏡筒部１０に固定（締結）される。なお、反射面６ａの変形を抑制するためにボルトと反射部材６との間に板ばねなどを介して締結してもよい。この場合でも板ばね及びボルトは前記多角形で規定される領域（領域内）に配置する。

このように反射部材６の反射面６ａに固定部７を設けることによって、鏡筒部１０に固定するために反射部材６をＺ軸方向（光軸方向）に拡大する必要がなくなる。従って、真空チャンバ２に収容される鏡筒部１０の一部分１０ｂのＺ軸方向のスペース（即ち、鏡筒参照計測に必要な部分）を最小限に抑えることができる。換言すれば、真空チャンバ２に収容される鏡筒部１０の一部分１０ｂに反射部材６を設ける（固定する）ことができる。

また、本実施形態では、真空チャンバ２の上側のスペースをより多く確保することができる。従って、上述したような高圧電源や制御部などの配置の自由度が高まり、鏡筒部１０の設計自由度が向上する効果もある。

また、図３（ｂ）に示すように、反射部材６は、各干渉計に対応した反射面、例えば、第２干渉計５ｂ及び第３干渉計５ｃに対応する反射面６ｅと、第１干渉計５ａに対応する反射面６ｆをフレーム８に支持させて構成してもよい。このような場合にも、入射点１１３と入射点１１５との間及び入射点１１３と入射点１１４との間の領域に、固定部７ａ及び７ｂを設けることで、反射部材６をＺ軸方向（光軸方向）に拡大することなく鏡筒部１０に固定することが可能となる。

このように、描画装置１００は、鏡筒部１０の回転を計測するための反射部材６を固定するのに有利であり、真空チャンバ２に収容される鏡筒部１０の一部分１０ｂのＺ軸方向のスペースが小さくても反射部材６を固定することができる。これにより、描画装置１００では、鏡筒参照計測を行うことが可能となり、荷電粒子線による描画位置精度を向上させることができる。従って、描画装置１００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。物品の製造方法は、基板に塗布された感光剤に描画装置１００を用いて潜像パターンを形成する工程と、かかる工程で潜像パターンを形成された基板を処理（例えば、現像）する工程（描画を行われた基板を現像する工程）とを含む。更に、かかる製造方法は、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。本実施形態の物品の製造方法は、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。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、本発明は、リソグラフィ装置を描画装置に限定するものではなく、露光装置やインプリント装置などのリソグラフィ装置にも適用することができる。ここで、露光装置は、光や荷電粒子等のビームを用い、レチクル又はマスク及び投影光学系を介して基板を露光するリソグラフィ装置である。また、インプリント装置は、基板上のインプリント材（樹脂など）をモールド（型）により成形してパターンを基板に形成するリソグラフィ装置である。

Claims (9)

1. パターンを基板に形成するリソグラフィ装置であって、
   前記パターンを形成するためのビームを前記基板に照射する光学系を収容する鏡筒部と、
   前記鏡筒部に設けられ、前記光学系の光軸に平行な反射面を含む反射部材と、
   前記反射面上において一直線上にない少なくとも３つの入射箇所のそれぞれに計測光を入射させて前記鏡筒部の回転角を計測する計測部と、を有し、
   前記反射部材は、前記光軸に平行な方向において前記少なくとも３つの入射箇所の間の領域内に貫通孔が形成され、該貫通孔内の固定部材を介して前記鏡筒部に固定されていることを特徴とするリソグラフィ装置。
2. 前記鏡筒部の一部を収容して前記鏡筒部を支持するチャンバを有し、
   前記反射部材は、前記一部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ装置。
3. 前記一部は、前記チャンバに収容されていない前記鏡筒部の他の部分より小さいことを特徴とする請求項２に記載のリソグラフィ装置。
4. 前記反射部材は、前記少なくとも３つの入射箇所のうち前記光軸に平行な方向に沿った最大の間隔を有する２つの入射箇所の間で、かつ前記光軸に直交する方向に沿った最大の間隔を有する２つの入射箇所の間の領域に前記貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
5. 前記固定部材は、締結部材を含むことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
6. 前記基板を保持して可動のステージを有し、
   前記ステージは、前記反射面に直交する方向における可動量より前記光軸に平行な方向における可動量が小さいことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
7. 前記ビームは、荷電粒子線であることを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
8. 前記鏡筒部は、前記光学系を複数収容することを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
9. 請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置を用いてパターンを基板に形成する工程と、
   前記工程で前記パターンを形成された前記基板を処理する工程と、
   を含むことを特徴とする物品の製造方法。

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