TW201643561A - 曝光系統 - Google Patents

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TW201643561A TW105111979A TW105111979A TW201643561A TW 201643561 A TW201643561 A TW 201643561A TW 105111979 A TW105111979 A TW 105111979A TW 105111979 A TW105111979 A TW 105111979A TW 201643561 A TW201643561 A TW 201643561A
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wafer
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柴崎祐一
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尼康股份有限公司
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Abstract

本發明之曝光系統(1000)具備：第1行腔室(3001~3003)，其等係於+X側與設置於地面F上之C/D(9000)相鄰而配置；第2行腔室，其等與第1行腔室對向而配置於-Y側；及第1控制架(200)，其於-X側與第2行腔室相鄰，且與C/D(9000)對向而配置於-Y側。於至少一部分之多個腔室之內部，分別形成有進行曝光之曝光室，第1控制架(200)將自地面(F)之下方供應來之公用能源分配至第1行及第2行腔室之各個。

Description

曝光系統
本發明係關於一種曝光系統，尤其係關於一種一部分連接於向目標物塗佈感應劑之基板處理裝置且藉由帶電粒子束對塗佈有感應劑之目標物進行曝光之曝光系統。
於用以製造半導體元件等電子元件(微型元件)之微影步驟中所使用且使用遠紫外域至真空紫外域之紫外光作為曝光射束之曝光裝置(以下，稱為紫外光曝光裝置)中，為提高解析度，進行了曝光波長之短波長化、照明條件之最佳化、及用以進而增大投影光學系統之數值孔徑之液浸法之應用等。
近年來，為形成較紫外光曝光裝置之解析極限微細之間距之電路圖案，提出有一種電子束曝光裝置，其係藉由電子束形成較紫外光曝光裝置之解析極限小之多個圓形點，並相對性地掃描該電子束之圓形點及晶圓(例如，參照專利文獻1)。
電子束曝光裝置具備用以使腔室之內部為真空之各種控制單元，因此佔據面積比紫外光曝光裝置大。又，於將電子束曝光裝置設罩 於半導體工廠之無塵室內之情形時，該電子束曝光裝置係與紫外光曝光裝置同樣地，與塗佈/顯影機並排配置，因此需要考慮無塵室內之空間之利用效率。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]美國專利第7,173,263號說明書
根據本發明之第1態樣，提供第1曝光系統，其係藉由帶電粒子束而將目標物曝光之曝光系統，且具備：第1腔室，其係與向目標物塗佈感應材料之基板處理裝置相鄰而配置；第2腔室，其係相對於上述第1腔室，於與該第1腔室和上述基板處理裝置相鄰之第1方向交叉之第2方向上隔開而配置；及第1控制架，其係與上述第2腔室及上述基板處理裝置之各個相鄰或近接而配置，且連接於外部之公用能源供應源；上述第1控制架將自上述公用能源供應源供應之上述公用能源分配至上述第1腔室及上述第2腔室之各個。
根據本發明之第2態樣，提供第2曝光系統，其係藉由帶電粒子束對塗佈有感應劑之目標物進行曝光之曝光系統，且具備：曝光單元，其具有包含可保持並移動上述目標物之平台之平台裝置、及對上述目標物照射帶電粒子束而進行曝光之帶電粒子束照射裝置；真空腔室，其收容上述曝光單元之至少一部分；及安裝構件，其設置於上述真空腔室之側壁及 頂壁之至少一者，且安裝有用以對上述帶電粒子束照射裝置供應自外部之公用能源供應源供應之公用能源之供應構件。
60‧‧‧量測室
200‧‧‧第1控制架
3001、3002、3003‧‧‧腔室
3004、3005、3006‧‧‧腔室
301i‧‧‧曝光室
302‧‧‧加載互鎖真空室
310‧‧‧曝光單元
322‧‧‧粗微動台
330‧‧‧電子束照射裝置
350a、350b、350c‧‧‧垂吊支持機構
351‧‧‧抗振墊
352‧‧‧金屬線
353‧‧‧定位裝置
400‧‧‧框架
500‧‧‧第2控制架
1000‧‧‧曝光系統
9000‧‧‧C/D
F‧‧‧地面
SP‧‧‧空間
W、W0、W1‧‧‧晶圓
圖1係將一實施形態之曝光系統與光阻劑塗佈/顯影裝置一併表示之立體圖。
圖2(A)係自與圖1不同之角度觀察，而將一實施形態之曝光系統與光阻劑塗佈/顯影裝置一併表示之立體圖，圖2(B)係自與圖1及圖2(A)不同之角度觀察，而將一實施形態之曝光系統與光阻劑塗佈/顯影裝置一併表示之立體圖。
圖3係將一實施形態之曝光系統與光阻劑塗佈/顯影裝置一併表示之俯視圖。
圖4係表示曝光系統中之將第1控制架、框架及第2控制架去除後之部分的立體圖。
圖5係將真空腔室所具備之加載互鎖真空室與收容於真空腔室內部之曝光室內部之曝光單元一併概略性地表示的圖。
圖6係表示曝光單元之立體圖。
圖7係表示於載置於定盤上之粗微動台安裝有晶圓梭之狀態之立體圖。
圖8係表示自微動台卸除晶圓梭後之圖7之粗微動台之立體圖。
圖9係將載置於定盤上之粗微動台放大而表示之圖。
圖10係表示自圖8所示之粗微動台將微動台及磁屏構件去掉後之狀態之圖。
圖11係用以說明自重抵消裝置之構成之圖。
圖12(A)及圖12(B)係用以說明第1量測系統之構成之圖(其1及其2)。
圖13(A)係用以說明量測室內之各部之構成之圖，圖13(B)係用以說明圖13(A)之量測台之上下方向之可動範圍之圖。
圖14係表示曝光系統之控制系統之構成之方塊圖。
圖15係表示構成圖14之控制系統之量測控制裝置之輸入輸出關係之方塊圖。
圖16係表示構成圖14之控制系統之曝光控制裝置之輸入輸出關係之方塊圖。
圖17(A)係用以說明於量測室60內進行之預先準備作業之一例之流程圖，圖17(B)係用以說明量測室60內之曝光後之晶圓之卸載作業之流程圖。
圖18係用以說明與晶圓梭成為一體之晶圓之交換動作之圖(其1)。
圖19係用以說明與晶圓梭成為一體之晶圓之交換動作之圖(其2)。
圖20係用以說明與晶圓梭成為一體之晶圓之交換動作之圖(其3)。
圖21係用以說明與晶圓梭成為一體之晶圓之交換動作之圖(其4)。
圖22係用以說明與晶圓梭成為一體之晶圓之交換動作之圖(其5)。
圖23係用以說明與晶圓梭成為一體之晶圓之交換動作之圖(其6)。
圖24係用以說明與晶圓梭成為一體之晶圓之交換動作之圖(其7)。
圖25係用以說明與晶圓梭成為一體之晶圓之交換動作之圖(其8)。
圖26係用以說明與晶圓梭成為一體之晶圓之交換動作之圖(其9)。
圖27係用以說明與晶圓梭成為一體之晶圓之交換動作之圖(其10)。
圖28係用以說明第1變形例之曝光系統之圖。
圖29係用以說明第2變形例之曝光系統之圖。
圖30係表示使曝光單元中之除電子束照射裝置之鏡筒之下端部(射出端部)以外之部分露出於真空腔室之外部之變形例之圖。
以下，基於圖1~圖27，針對一實施形態進行說明。於圖1~圖2(B)中，自不同方向觀察而以立體圖分別表示一實施形態之曝光系統1000、及光阻劑塗佈/顯影裝置(coater/developer(以下，簡記為C/D))9000。又，於圖3中，將曝光系統1000與C/D9000一併以俯視圖表示。
於本實施形態中，作為帶電粒子束之一例，針對使用電子束之構成進行說明。但帶電粒子束並不限於電子束，亦可為離子束等使用帶電粒子之射束。
於本實施形態中，如下所述設置有多個電子束光學系統，因此，以下，採用與各電子束光學系統之光軸平行之Z軸，並採用於與Z軸垂直之平面(於本實施形態中為與地面F平行之面)內彼此正交之Y軸及X軸而進行說明。
如圖1~圖3所示，曝光系統1000具備：長方體狀之第1控制架200，其與設置於地面F上之長方體狀之C/D9000對向地隔開既定間隔而配置於-Y側；多個腔室(例如6個腔室3001~3006)，其等配置於C/D9000及第1控制架200之+X側；框架400，其具有位於配置6個腔室3001~3006 之空間之4個角隅的4根腳部；及第2控制架500，其配置於框架400上。
6個腔室3001~3006分成由3個腔室3001~3003、及3個腔室3004~3006所構成之2行。
3個腔室3001~3003係彼此於X軸方向(下述腔室3001與C/D9000相鄰之方向)隔開既定間隔而配置，又，圖2(A)所示之3個腔室3004~3006係彼此於X軸方向(下述腔室3004與第1控制架200相鄰之方向)隔開既定間隔而配置。
圖1所示之腔室3001~3003包含於一行，圖2(A)所示之腔室3004~3006包含於另一行。如圖3之俯視圖所示，一行腔室3001~3003係相鄰於C/D9000之+X側沿X軸方向排列而配置。另一行腔室3004~3006係相鄰於第1控制架200之+X側沿X軸方向排列而配置。於本實施形態中，如自表示將第1控制架200、框架400及第2控制架500去除後之部分的圖4及圖3得知，曝光系統1000中之腔室3001與3004對向，腔室3002與3005對向，腔室3003與腔室3006對向。
換言之，6個腔室3001~3006之中，腔室3001係於C/D9000延伸之方向上與C/D9000相鄰而配置。
又，6個腔室3001~3006之中，腔室3004係於與腔室3001和C/D9000相鄰之方向交叉之方向上，且相對於腔室3001隔開既定間隔而配置。即，腔室3004與腔室3001對向而配置。
而且，第1控制架200係與腔室3004及C/D9000分別隔開既定間隔而配置。即，腔室3004係於第1控制架200延伸之方向上，與第1控制架200相鄰而配置，C/D9000係與第1控制架200對向而配置。
作為第1控制架200，使用具有與C/D9000相同之長度及相同之高度之長方體狀者。又，構成為6個腔室3001~3006之高度低於第1控制架200及C/D9000之高度，因此於6個腔室3001~3006之上方，存在空閒空間。因此，於本實施形態中，為有效利用該空閒空間，第2控制架500係經由框架400而配置。即，框架400具有矩形之頂板部、及以其4個角隅部分支持該頂板部之4根相同長度之腳部，而自下方支持第2控制架500。第2控制架500之上表面與第1控制架200及C/D9000之上表面成為大致同一面。
藉由此種佈局，於本實施形態中，可於無塵室內創造出長方體狀之空間，而可避免於無塵室內產生不便利用之空間，從而實現空間之利用效率之提高。
於第1控制架200，經由地面F而自下側連接有配線及配管，該配線及配管位於地面F之下，且來自收容有生產支援機器及公用設備之無塵室輔助間之公用能源供應源(參照圖2(A)中之向上之3個黑色箭頭)。又，第1控制架200經由配線及配管而連接於第2控制架500。配線及配管係供應電力等公用能源(公共服務、動力)者，公用能源除電力以外，亦包括空氣、冷卻水、真空排氣等。
於第1控制架200之內部，收納有例如高電壓電源及放大器等與電子束曝光裝置直接相關之控制系統單元、下述平台之控制系統、以及下述量測系統之控制基板等各種單元。第1控制架200將配線及配管暫時中繼，為了將自無塵室輔助間之公用能源供應源經由配線及配管(供應構件)而供應來之公用能源分配至6個腔室3001~3006(參照圖2(A)中之 中空箭頭)，而將其向第2控制架500供應。再者，視需要，亦可於第1控制架200之內部，配置冷卻水之調溫機。
於第2控制架500之內部，與第1控制架同樣地，亦收容有各種單元，該等單元經由配線及配管而連接於6個腔室3001~3006之各個。第2控制架500自上方對6個腔室3001~3006之各個供應自第1控制架200供應來之公用能源(參照圖2(A)中之向下之3個黑色箭頭)。即，第2控制架500作為第1控制架200與6個腔室3001~3006之介面而發揮功能。再者，關於自上方對6個腔室3001~3006之各個供應公用能源之優點，將於下文敍述。
6個腔室3001~3006之中，相鄰於C/D9000而配置之腔室3001具有長方體形狀(參照圖4)。腔室3001以聯機(inline)方式連接於C/D9000。腔室3001之內部空間成為進行針對作為目標物之晶圓(藉由C/D9000而塗佈有電子束光阻劑之晶圓)之既定之量測、及針對下述晶圓梭的曝光前之晶圓之裝載及曝光後之晶圓之卸載的量測室(量測單元)60(於圖1~圖2(B)等中未圖示，參照圖13(A))。
剩餘5個腔室3002~3006之中，腔室3004~3006自+X側觀察具有L字形狀，腔室3002、3003具有與該等左右對稱之形狀。5個腔室3002~3006各自之內部空間成為藉由電子束而對晶圓進行曝光之曝光室(曝光單元)301i(i=2~6)(於圖1~圖3等中未圖示，參照圖5)。曝光室301i內維持為高度真空狀態。即，作為內部形成有曝光室301i之5個腔室300i，使用具備不會被大氣壓之作用壓扁或變形之充分之耐性之構造的真空腔室。以下，將腔室3002~3006亦記為真空腔室3002~3006。
再者，因腔室3001之內部空間成為上述量測室，故其無需如腔室3002~3006之內部空間般形成為真空環境。因此，作為腔室3001，可使用強度較真空腔室弱之腔室。又，藉由以使腔室3001之內部空間及C/D9000之內部空間之壓力高於無塵室之氣壓之方式進行控制，可抑制無塵室內之氣體(空氣)侵入至腔室3001及C/D9000內。再者，第1控制架200之內部空間及第2控制架500之內部空間之各個亦可設定為與無塵室相同之壓力(大氣壓空間)、或高於無塵室之氣壓之壓力。
如圖5所示，於真空腔室300i之前表面，安裝有一對加載互鎖真空室302。再者，圖5表示與真空腔室3003、3002之朝向相同之真空腔室，但真空腔室3006、3005、3004與圖5所示者左右對稱，具有相同構成。
各加載互鎖真空室302包含於其內部形成有加載互鎖室304(例如參照圖19)之本體部302a、及固定於本體部302a之前表面側(大氣側)及背面側(真空側)之一對閘部302b、302c。於一對閘部302b、302c設置有閘閥，該閘閥由開啟及關閉形成於本體部302a之前表面側及背面側之開口之擋板、以及於上下方向上滑動驅動該擋板之驅動機構所構成。以下，使用與閘部相同之符號，記為閘閥302b、302c。閘閥302b、302c之開啟及關閉(即利用驅動機構進行之擋板之開啟及關閉)由曝光控制裝置380i(參照圖14、圖16)控制。
於加載互鎖真空室302，連接有經由開關閥305(參照圖16)而連接於真空泵等真空源之真空配管，藉由將開關閥305打開，而視需要對加載互鎖室304之內部進行抽真空。開關閥305之開啟及關閉亦由曝光控制裝置380i控制。再者，亦可於各加載互鎖真空室302，個別地設置真空泵。
於真空腔室300i內部之曝光室301i內，收容有圖5所示之一對曝光單元310、及由例如水平多關節機器人所構成之曝光室內搬送系統312(於圖5中未圖示，參照圖16)。又，於圖5中雖未圖示，但如圖18等所示，於曝光室301i內，設置有梭載體306，該梭載體306具有例如相距第1距離之上下2層之收納架，且可上下移動。梭載體306之上下移動由曝光控制裝置380i控制(參照圖16)。
如圖5中簡化所示，曝光單元310包含平台裝置320、及電子束照射裝置330。電子束照射裝置330包含圖6所示之圓筒狀之鏡筒331、及鏡筒331之內部之電子束光學系統。
平台裝置320為包含供可保持並移動晶圓之晶圓梭裝卸自由地安裝之粗微動台之構成，電子束照射裝置330為對保持於被安裝在粗微動台之晶圓梭之晶圓照射電子束而將其曝光之構成。
此處，晶圓梭為靜電吸附並保持晶圓之保持構件(或載物台)，於該保持構件保持有晶圓之狀態下，保持構件被搬送，且該保持構件以量測室60為起點，而於與各曝光室3012~3016各個之間如區間車(或太空梭)般反覆往返，因此被稱為晶圓梭，其詳細說明將於下文敍述。
如圖6所示，平台裝置320具備定盤321、於定盤321上移動之粗微動台322、驅動粗微動台322之驅動系統、及對粗微動台之位置資訊進行量測之位置量測系統。平台裝置320之構成等之詳細內容將於下文敍述。
如圖6所示，電子束照射裝置330之鏡筒331係由測量框架(Metrology frame)340自下方支持，該測量框架340由在外周部以中心角 120度之間隔形成有3個凸部之圓環狀之板構件所構成。更具體而言，鏡筒331之最下端部成為直徑比其上之部分小之小徑部，該小徑部與其上之部分之邊界部分成為階部。而且，於該小徑部插入至測量框架340之圓形之開口內，且階部之底面抵接於測量框架340之上表面之狀態下，鏡筒331由測量框架340自下方支持。如圖6所示，測量框架340經由下端連接於上述3個凸部之各個之3個垂吊支持機構350a、350b、350c(柔性構造之連接構件)，自劃分曝光室301i之真空腔室300i之頂板(頂壁)以垂吊狀態受到支持。即，以此方式，電子束照射裝置330相對於真空腔室300i以3點垂吊支持。
如圖6中以垂吊支持機構350a為代表所表示般，3個垂吊支持機構350a、350b、350c具有：被動型抗振墊351，其設置於各垂吊支持機構之上端；及金屬線352，其由鋼材所製成，且各自之一端連接於抗振墊(抗振部)351之下端，另一端連接於測量框架340。抗振墊351固定於真空腔室300i之頂板，分別包含空氣阻尼器或螺旋彈簧。
於本實施形態中，自外部傳遞至真空腔室300i之地板振動等振動之中，與電子束光學系統之光軸平行之Z軸方向之振動成分之大部分被抗振墊351吸收，因此於與電子束光學系統之光軸平行之方向上可獲得較高之隔振性能。又，就垂吊支持機構之固有頻率而言，相較於與電子束光學系統之光軸平行之方向，於與光軸垂直之方向上低。3個垂吊支持機構350a、350b、350c於與光軸垂直之方向上如擺錘般振動，因此以與光軸垂直之方向之隔振性能(防止自外部傳遞至真空腔室300i之地板振動等振動傳導至電子束照射裝置330之能力)充分提高之方式將3個垂吊支持機構350a、350b、350c之長度(金屬線352之長度)設定得充分長。於該構造中， 雖可獲得較高之隔振性能並且可使機構部大幅輕量化，但有電子束照射裝置330與真空腔室300i之相對位置以相對較低之頻率變化之虞。因此，為將電子束照射裝置330與真空腔室300i之相對位置維持為既定之狀態，而設置有非接觸方式之定位裝置353(於圖5中未圖示，參照圖16)。該定位裝置353如例如國際公開2007/077920等中所揭示，可包含六軸之加速度感測器、及六軸之致動器而構成。定位裝置353由曝光控制裝置380i控制(參照圖16)。藉此，電子束照射裝置330相對於真空腔室300i之X軸方向、Y軸方向、Z軸方向之相對位置、及環繞X軸、Y軸、Z軸之相對旋轉角維持為固定之狀態(既定之狀態)。
於本實施形態中，電子束照射裝置330具備由在鏡筒331內以既定之位置關係配置之m個(m例如為100)光學系統柱所構成之電子束光學系統。各光學系統柱由能個別地開關且可照射能偏向之n根(n例如為4000)射束之多射束光學系統所構成。作為多射束光學系統，可使用例如與日本專利特開2011-258842號公報、國際公開第2007/017255號等中所揭示之光學系統相同之構成者。於使4000根多射束全部為打開狀態(電子束照射至晶圓之狀態)時，於例如在100μm×20nm之矩形區域(曝光區域)內以相等間隔設定之4000點同時形成較紫外光曝光裝置之解析極限小(例如直徑20nm)之電子束之圓形點。
100個光學系統柱與形成於例如300mm晶圓上之(或按照曝光圖之後所形成之)例如100個照射區域大致1：1對應。於本實施形態中，100個光學系統柱之各個將可分別開/關且可偏向之多個(n=4000)直徑20nm之電子束之圓形點配置於矩形(例如100μm×20nm)之曝光區域 內，並一面對該曝光區域掃描晶圓，一面使該多個電子束之圓形點偏向並開/關，藉此，將晶圓上之100個照射區域曝光，形成圖案。因此，於300mm晶圓之情形時，曝光時之晶圓之移動行程即便略微留有裕度，亦只要數十毫米、例如50mm便足夠。各光學系統柱與普通電子束光學系統同樣地，具備檢測反射電子之反射電子檢測系統(未圖示)。電子束照射裝置330由曝光控制裝置380i控制(參照圖16)。
其次，針對平台裝置320之構成等進行說明。於圖7中，表示於平台裝置320之粗微動台322安裝有晶圓梭(以下，簡記為梭)10之狀態之立體圖。於圖8中，表示梭10脫離(卸除)之狀態之圖7所示之粗微動台322的立體圖。
平台裝置320所具備之定盤321實際上設置於劃分曝光室301i之真空腔室300i之底壁上。如圖7及圖8所示，粗微動台322具備：粗動台322a，其包含於Y軸方向上隔開既定間隔而配置並沿X軸方向分別延伸之一對四角柱狀之部分，且可於定盤321上沿X軸方向以既定行程例如50mm而移動；及微動台322b，其可相對於粗動台322a沿Y軸方向以既定行程例如50mm而移動，且可沿剩餘5個自由度方向即X軸方向、Z軸方向、環繞X軸之旋轉方向(θx方向)、環繞Y軸之旋轉方向(θy方向)及環繞Z軸之旋轉方向(θz方向)以比Y軸方向短之行程移動。再者，雖省略了圖示，但粗動台322a之一對四角柱狀之部分實際上係以不妨礙微動台322b之Y軸方向之移動之狀態藉由未圖示之連接構件而連接，從而一體化。
粗動台322a係藉由粗動台驅動系統323(參照圖16)，沿X 軸方向以既定行程(例如50mm)而驅動(參照圖10之X軸方向之長箭頭)。於本實施形態中，粗動台驅動系統323由不會發生磁通洩漏之單軸驅動機構、例如使用滾珠螺桿之進給螺桿機構所構成。該粗動台驅動系統323配置於粗動台之一對四角柱狀之部分中之一四角柱狀之部分與定盤321之間。例如為於定盤321安裝有螺桿且於一四角柱狀之部分安裝有滾珠(螺帽)之構成。再者，亦可為將滾珠安裝於定盤321且將螺桿安裝於一四角柱狀之部分之構成。
又，為粗動台之一對四角柱狀之部分中之另一四角柱狀之部分沿設置於定盤321之未圖示之導引面而移動之構成。
滾珠螺桿之螺桿係藉由步進馬達而旋轉驅動。或者，亦可藉由具備超音波馬達作為驅動源之單軸驅動機構而構成粗動台驅動系統323。無論如何，均不會發生因磁通洩漏而導致之磁場變動對電子束之定位造成影響之情況。粗動台驅動系統323由曝光控制裝置380i控制(參照圖16)。
如於圖9之立體圖中放大而表示般，微動台322b由在Y軸方向上貫通之XZ剖面矩形框狀之構件所構成，藉由重量抵消裝置324，於定盤321上可於XY平面內移動地受到支持。於微動台322b之側壁之外表面，設置有多個加強用肋。再者，關於重量抵消裝置324之構成，將於下文敍述。
於微動台322b之中空部之內部，設置有XZ剖面為矩形框狀並沿Y軸方向延伸之磁軛325a、及固定於磁軛325a之上下之對向面之一對磁鐵單元325b，藉由該等磁軛325a與一對磁鐵單元325b，而構成驅動微 動台322b之馬達之轉子325。
如表示從圖8將微動台322b及符號328所示之下述磁屏構件去掉後之狀態之圖10所示，對應於該轉子325，於粗動台322a之一對四角柱部分之彼此間，架設有由線圈單元所構成之定子326。藉由定子326與上述轉子325，而構成閉磁場型且動磁型之馬達327，該馬達327可使轉子325相對於定子326，如圖10中各方向之箭頭所示，沿Y軸方向以既定行程例如50mm而移動，且可沿X軸方向、Z軸方向、θx方向、θy方向及θz方向微小驅動。於本實施形態中，藉由馬達327而構成沿6個自由度方向驅動微動台之微動台驅動系統。以下，使用與馬達相同之符號，將微動台驅動系統記為微動台驅動系統327。微動台驅動系統327由曝光控制裝置380i控制(參照圖16)。
例如，如圖7及圖8等所示，於粗動台322a之一對四角柱部分之彼此間，進而以覆蓋馬達327之上表面及X軸方向之兩側面之狀態架設有XZ剖面倒U字狀之磁屏構件328。即，磁屏構件328係沿與四角柱部分延伸之方向交叉之方向(Y軸方向)延伸而形成，且具備與馬達327之上表面非接觸而對向之上表面部、及與馬達327之側面非接觸而對向之側面部。該磁屏構件328於插入至微動台322b之中空部內之狀態下，側面部中之長度方向(Y軸方向)之兩端部之下表面固定於粗動台322a之一對四角柱部分之上表面。又，磁屏構件328之側面部中之除上述兩端部之下表面以外均與微動台322b之內壁面中之底壁面(下表面)非接觸而對向。即，磁屏構件328以不妨礙轉子325相對於定子326之移動之狀態，插入至微動台322b之中空部內。
作為磁屏構件328，使用了由隔開既定之空隙(空間)而積層之多層磁性材料之膜所構成之層壓磁屏構件。此外，亦可使用磁導率不同之兩種材料之膜交替積層之構成之磁屏構件。磁屏構件328涵蓋轉子325之移動行程之全長而覆蓋馬達327之上表面及側面，且固定於粗動台322a，因此可於微動台322b及粗動台322a之移動範圍之全域，大致確實地防止磁通向上方(電子束光學系統側)洩漏。
如圖11所示，重量抵消裝置324具有：金屬製之蛇腹型空氣彈簧(以下，簡記為空氣彈簧)382，其上端連接於微動台322b之下表面；及基底滑件386，其由連接於空氣彈簧382之下端之平板狀之板構件所構成。空氣彈簧382與基底滑件386經由中央形成有開口之板狀之連接構件384而彼此連接。
於基底滑件386，將空氣彈簧382內部之空氣向定盤321之上表面噴出之軸承部386a設置於空氣彈簧382之下方，藉由自軸承部386a噴出之加壓空氣之軸承面與定盤321上表面之間之靜壓(間隙內壓力)，而支持基底滑件386、重量抵消裝置324、微動台322b及轉子325(如下所述，於梭安裝於粗微動台322之情形時，亦包括該梭10等)之自重。再者，對於空氣彈簧382，經由連接於微動台322b之未圖示之配管而供應有壓縮空氣。
於基底滑件386之與定盤321對向之面(下表面)，於軸承部386a之周圍形成有環狀之凹部386b，與此對應地，於定盤321，形成有用以將自軸承部386a噴出至由凹部386b及定盤321之上表面劃分出之空間內之空氣向外部真空排出之排氣路徑321a。基底滑件386之凹部386b具有 如無論微動台322b於定盤321上移動至XY平面內之可移動範圍之何處均維持排氣路徑321a之排氣口與凹部386b對向之狀態之尺寸。即，於基底滑件386之下方構成有一種差動排氣型空氣靜壓軸承，防止自軸承部386a朝定盤321噴出之空氣向周圍(向曝光室內)漏出。
於微動台322b之下表面，隔著空氣彈簧382而固定有一對支柱(pillar)388。一對支柱388係於空氣彈簧382之X軸方向之兩側且以空氣彈簧382為中心而左右對稱之配置，Z軸方向之長度較空氣彈簧382略長。於一對支柱388各自之下端，分別連接有一端分別連接於空氣彈簧382之下端面且俯視時呈U字狀之一對板彈簧390之另一端。於該情形時，一對板彈簧390係U字之前端部(分成二股之部分)連接於空氣彈簧382，相反側之端部連接於一對支柱388之各個。一對板彈簧390與基底滑件386大致平行，且於兩者之間形成有既定之間隙。
一對板彈簧390可承受於微動台322b之XY平面內之移動時作用於基底滑件386之水平方向之力，故而可大致確實地防止於微動台322b之XY平面內之移動時不需要之力作用於空氣彈簧382。又，一對板彈簧390於微動台322b被傾斜驅動時，以允許該傾斜之方式發生變形。
此處，針對用以將梭10自由裝卸地安裝於粗微動台322、更準確而言微動台322b之構造進行說明。
如圖8所示，於微動台322b之上表面，設置有3個三角錐槽構件12。該三角錐槽構件12例如設置於俯視時呈大致正三角形之3個頂點之位置。對於該三角錐槽構件12，設置於下述梭10之球體或半球體可與之卡合，而與該球體或半球體一併構成運動耦接件。再者，於圖8中，表 示如由3個板構件所構成之花瓣般之三角錐槽構件12，該三角錐槽構件12具有與分別點接觸於球體或半球體之三角錐槽相同之作用，因此稱為三角錐槽構件。因此，亦可使用形成有三角錐槽之單一之構件來代替三角錐槽構件12。
於本實施形態中，如圖7所示，對應於3個三角錐槽構件12，於梭10設置有3個球體或半球體(於本實施形態中為滾珠)14。梭10形成為如將俯視時呈正三角形之各頂點切掉般之六角形狀。若進而對此進行詳細敍述，則於梭10，俯視時於3條斜邊各自之中央部形成有切口部10a、10b、10c，且以分別自外側覆蓋切口部10a、10b、10c之狀態，分別安裝有板彈簧16。於各板彈簧16之長度方向之中央部分別固定有滾珠14。於卡合於三角錐槽構件12之前之狀態下，各滾珠14於受到外力之情形時，僅向以梭10之中心(與圖7所示之晶圓W之中心大致一致)為中心之半徑方向微小移動。
於使梭10移動至微動台322b之上方且3個滾珠14分別與3個三角錐槽構件12大致對向之位置之後，使梭10下降，藉此，3個滾珠14之各個個別地卡合於3個三角錐槽構件12，梭10安裝於微動台322b。於該安裝時，即便梭10相對於微動台322b之位置偏離所期望之位置，亦會於滾珠14卡合於三角錐槽構件12時自該三角錐槽構件12受到外力而如上所述向半徑方向移動，結果3個滾珠14始終以相同狀態卡合於對應之三角錐槽構件12。另一方面，只要使梭10往上方移動，而將滾珠14與三角錐槽構件12之卡合解除，便可簡單地將梭10自微動台322b卸除(使之脫離)。即，於本實施形態中，藉由3組滾珠14與三角錐槽構件12之組，而構成運動耦 接件，藉由該運動耦接件，可將梭10相對於微動台322b之安裝狀態始終設定為大致相同狀態。因此，無論卸除多少次，只要再次將梭10經由運動耦接件(3組滾珠14與三角錐槽構件12之組)安裝於微動台322b，便可再現梭10與微動台322b之固定之位置關係。
於梭10之上表面，例如圖7所示，於中央形成有直徑較晶圓W略大之圓形之凹部，於該凹部內設置有未圖示之靜電吸盤，藉由該靜電吸盤而靜電吸附並保持晶圓W。於該晶圓W之保持狀態下，晶圓W之表面與梭10之上表面成為大致同一面。於梭10，以既定之位置關係形成有多個上下貫通於晶圓W之載置面(吸附面)之圓形開口(未圖示)。
其次，針對量測粗微動台322之位置資訊之位置量測系統進行說明。該位置量測系統係於梭10經由上述運動耦接件而安裝於微動台322b之狀態下，量測梭10之位置資訊。該位置量測系統包含對安裝有梭10之微動台322b之位置資訊進行量測之第1量測系統20、及直接量測微動台322b之位置資訊之第2量測系統25(參照圖16)。
首先，針對第1量測系統20進行說明。如圖7所示，於梭10之除上述3條斜邊以外之3條邊各自之附近，分別設置有光柵板22a、22b、22c。於光柵板22a、22b、22c之各個，分別形成有將以梭10之中心(於本實施形態中與圓形之凹部之中心一致)為中心之半徑方向及與該半徑方向正交之方向之各個作為週期方向之二維光柵。例如，於光柵板22a，形成有以Y軸方向及X軸方向為週期方向之二維光柵。又，於光柵板22b，形成有將以梭10之中心為中心相對於Y軸形成-120度之方向(以下，稱為α方向)及與該α方向正交之方向作為週期方向之二維光柵，於光柵板22c， 形成有將以梭10之中心為中心相對於Y軸形成+120度之方向(以下，稱為β方向)及與該β方向正交之方向作為週期方向之二維光柵。作為二維光柵，針對各週期方向，使用間距例如為1μm之反射型繞射光柵。
如圖12(A)所示，對應於3個光柵板22a、22b、22c，於測量框架340之下表面(-Z側之面)，於可與3個光柵板22a、22b、22c之各個個別地對向之位置，固定有3個頭部24a、24b、24c。於3個頭部24a、24b、24c之各個，設置有具有圖12(B)中各4根箭頭所示之量測軸之四軸編碼器頭。
若進而針對此進行詳細敍述，則頭部24a包含以X軸方向及Z軸方向為量測方向之第1頭、及以Y軸方向及Z軸方向為量測方向之第2頭，兩個頭收容於同一殼體之內部。第1頭(更準確而言，第1頭發出之量測射束之光柵板22a上之照射點)與第2頭(更準確而言，第2頭發出之量測射束之光柵板22a上之照射點)配置於同一條與X軸平行之直線上。頭部24a之第1頭及第2頭構成分別使用光柵板22a對梭10之X軸方向及Z軸方向之位置資訊進行量測之雙軸線性編碼器、以及對Y軸方向及Z軸方向之位置資訊進行量測之雙軸線性編碼器。
其餘之頭部24b、24c相對於各測量框架340之朝向不同(XY平面內之量測方向不同)，但係包含第1頭及第2頭而與頭部24a同樣地構成。頭部24b之第1頭及第2頭構成分別使用光柵板22b對與梭10之α方向於XY平面內正交之方向及Z軸方向之位置資訊進行量測之雙軸線性編碼器、以及對α方向及Z軸方向之位置資訊進行量測之雙軸線性編碼器。頭部24c之第1頭及第2頭構成分別使用光柵板22c對與梭10之β方向於 XY平面內正交之方向及Z軸方向之位置資訊進行量測之雙軸線性編碼器、以及對β方向及Z軸方向之位置資訊進行量測之雙軸線性編碼器。
作為頭部24a、24b、24c分別具有之第1頭及第2頭之各個，可使用與例如美國專利第7,561,280號說明書中所揭示之位移量測感測器頭相同之構成之編碼器頭。
藉由上述3組共計6個雙軸編碼器，即分別使用3個光柵板22a、22b、22c量測梭10之位置資訊之3個頭部24a、24b、24c，而構成編碼器系統，藉由該編碼器系統而構成第1量測系統20(參照圖16)。藉由第1量測系統20而量測之位置資訊被供應至曝光控制裝置380i。
第1量測系統20因3個頭部24a、24b、24c分別具有4個量測自由度(量測軸)，故可實施共計12個自由度之量測。即，於三維空間內，自由度最多為6個，因此，實際上係於6個自由度方向之各個，進行冗餘量測，而獲得各2個位置資訊。
因此，曝光控制裝置380i基於藉由第1量測系統20而量測出之位置資訊，針對各自由度將各2個位置資訊之平均值作為各方向之量測結果。藉此，可藉由平均化效應，針對6個自由度之所有方向，以高精度求出梭10及微動台322b之位置資訊。
其次，針對第2量測系統25進行說明。第2量測系統25無論梭10是否安裝於微動台332b，均可實施微動台332b之6個自由度方向之位置資訊之量測。第2量測系統25可由干涉計系統所構成，該干涉計系統對例如設置於微動台332b之側壁之外表面之反射面照射射束，並接收其反射光而對微動台332b之6個自由度方向之位置資訊進行量測。干涉計系 統之各干涉計既可經由未圖示之支持構件而垂吊支持於測量框架340，或亦可固定於定盤321。第2量測系統設置於曝光室301i內(真空空間內)，因此無因空氣波動而導致之量測精度之降低之虞。又，於本實施形態中，於梭10未安裝於微動台332b時，即未進行晶圓之曝光時，第2量測系統25主要用於將微動台332b之位置、姿勢維持為所期望之狀態，因此亦可為量測精度比第1量測系統20低。藉由第2量測系統25而量測之位置資訊被供應至曝光控制裝置380i(參照圖16)。再者，並不限於干涉計系統，亦可藉由編碼器系統，或藉由編碼器系統與干涉計系統之組合，而構成第2量測系統。於後者之情形時，亦可藉由編碼器系統對微動台322b之XY平面內之3個自由度方向之位置資訊進行量測，藉由干涉計系統對其餘3個自由度方向之位置資訊進行量測。
於本實施形態中，真空腔室3002~3006分別具備之加載互鎖真空室302亦與真空腔室3002~3006同樣地，沿X軸方向排列而配置，因此一行真空腔室3003、3002分別具備之加載互鎖真空室302及腔室3001與另一行真空腔室3006、3005、3004分別具備之加載互鎖真空室302隔開既定之間隔而對向。而且，如圖2(B)及圖4所示，於該對向之兩者間，設置有劃分沿X軸方向延伸之剖面呈矩形之搬送空間SP之搬送腔室311。於搬送空間SP內設置有下述梭搬送系統之移動路徑。再者，雖省略了圖示，但於搬送腔室311之兩側壁，於與閘部對向之位置，形成有成為梭10之通路之開口。再者，搬送空間SP可設定為真空度比真空腔室之內部低之低真空空間、例如大氣壓空間，因此未必需要使用搬送腔室311。
如圖2(B)及圖4所示，曝光控制裝置3802、3803、3804、 3805、3806分別收納於控制盒3812、3813、3814、3815、3816內，該等控制盒配置於各加載互鎖真空室302之上方且真空腔室3002、3003、3004、3005、3006之內側之空間。再者，如圖2(B)中以控制盒3813為代表而表示般，控制盒3812、3813、3814、3815、3816實際上載置於架設在真空腔室與搬送腔室311之間之支持框架313上。支持框架313實際上支持於地面F上。
其次，針對量測室60內部之構成簡單地進行說明。如圖13(A)所示，於量測室60內，收納有量測平台裝置30、量測系統40、以及搬送晶圓W及梭10之由例如多關節機器人所構成之量測室內搬送系統62(參照圖15)，上述量測平台裝置30具有於XY平面內二維移動之量測平台ST、及搭載於量測平台ST上之量測台TB。梭10經由與上述相同之運動耦接件而自由裝卸地安裝於量測平台裝置30之量測台TB。而且，量測系統40對保持於梭10之晶圓W進行既定之量測。
此外，於量測室60之內部，設置有具有可收納梭10之多層之架而可同時保管多個梭10之梭保管庫(未圖示)。於本實施形態中，梭保管庫亦具有所收納之梭10之調溫功能。並不限於此，亦可將梭之調溫裝置與梭保管庫分開設置。再者，搬送晶圓之搬送系統與搬送梭之搬送系統亦可分別設置，但於本實施形態中，為將說明簡化，而藉由同一搬送系統進行晶圓及梭之搬送。
於量測台TB，以與形成於梭10之上述多個圓形開口對應之配置形成有多個圓形開口。於量測平台ST，以與多個圓形開口對應之配置，凸設有多個銷32，於多個銷32個別地插入至量測台TB之多個圓形開口內之狀態下，量測台TB配置於量測平台ST上。量測台TB係由設置於量測 平台ST之驅動系統34驅動，能以既定行程而上下移動(沿Z軸方向移動)。於本實施形態中，量測台TB於經由運動耦接件而安裝有梭10之狀態下，可於梭10之上表面較多個銷32之上端面高既定距離之(多個銷之上端面不自梭10之上表面突出之)圖13(A)所示之第1位置、與梭10之晶圓載置面(靜電吸盤之上表面)較多個銷32之上端面低既定距離之(多個銷32之上端面自梭10之晶圓載置面突出之)圖13(B)所示之第2位置之間上下移動。
再者，亦可將量測台TB載置於量測平台ST上，使多個銷32相對於量測台TB上下移動。
量測平台ST係藉由例如由平面馬達所構成之量測平台驅動系統36(參照圖15)而於XY平面內被驅動(包含θz方向之旋轉)。量測平台ST之XY平面內之位置資訊由量測平台干涉計38(參照圖15)量測。又，量測台TB之上下方向之位置由驅動系統34所具有之編碼器量測。量測平台裝置30之各部之動作由量測控制裝置50控制(參照圖15)。
如圖13(A)所示，量測系統40包含對準檢測系統ALG、及具有照射系統42a與受光系統42b之面位置檢測裝置AF(參照圖15)。
於本實施形態中，與於保持於梭10上之晶圓上表面塗佈有感應劑(電子束用光阻劑)對應地，使用不會使電子束光阻劑感光之波長之檢測射束作為對準檢測系統ALG之檢測光。作為對準檢測系統ALG，可使用如下圖像處理方式之FIA(Field Image Alignment)系統：例如將不會使晶圓上所塗佈之光阻劑感光之寬頻檢測光束照射至對象標記，使用拍攝元件(CCD等)拍攝藉由來自該對象標記之反射光而於受光面成像之對象標 記之像及未圖示之指標(設置於內部之指標板上之指標圖案)之像，並輸出該等拍攝訊號。來自對準檢測系統ALG之拍攝訊號經由訊號處理裝置(未圖示)而供應至量測控制裝置50(參照圖15)。再者，作為對準檢測系統ALG，並不限於FIA系統，例如亦可使用繞射光干涉型對準檢測系統來代替FIA系統，上述繞射光干涉型對準檢測系統係將同調之檢測光照射至對象標記，使自該對象標記產生之2個繞射光(例如同次數之繞射光、或向相同方向繞射之繞射光)干涉而進行檢測。
面位置檢測裝置AF具有照射系統42a及受光系統42b，且係由例如與美國專利第5,448,332號說明書等中所揭示者相同之構成之斜入射方式之多點焦點位置檢測系統所構成。面位置檢測裝置AF之多個檢測點係於被檢面上沿X軸方向以既定間隔而配置。於本實施形態中，例如呈1列M行(M為檢測點之總數)或2列N行(N為檢測點之總數之1/2)之列矩陣狀而配置。雖於圖13(A)中省略了圖示，但多個檢測點大致均勻地設定於具有與晶圓W之直徑相同程度之X軸方向之長度的區域內，因此只要沿Y軸方向掃描1次晶圓W，便可於晶圓W之大致整面量測Z軸方向之位置資訊(面位置資訊)。於本實施形態中，藉由配置於上述量測室60內之各部，即量測平台裝置30、量測系統40、及量測室內搬送系統62等、以及量測控制裝置50，而構成對保持於梭10上之曝光前之晶圓進行預先量測之量測部65(參照圖15)。
此外，本實施形態之曝光系統1000進而具備於上述空間SP內移動而反覆進行梭之搬送動作之梭搬送系統70(參照圖14)，上述梭之搬送動作係將保持曝光前之晶圓之梭10自量測室60搬送至真空腔室300i分別 具備之加載互鎖真空室302，並將保持曝光後之晶圓之梭10自加載互鎖真空室302搬送至量測室60。梭搬送系統70例如由可於空間SP內移動之水平多關節機器人所構成。梭搬送系統70由包含微電腦等之搬送系統控制裝置72(參照圖14)控制。
於圖14中，以方塊圖表示曝光系統1000之控制系統之構成。曝光系統1000之控制系統具備由統括地控制曝光系統1000整體之工作站等所構成之主控制裝置100、以及處於主控制裝置100之管轄下之量測控制裝置50、5個曝光控制裝置3802~3806、及搬送系統控制裝置72。
於圖15中，以方塊圖表示構成圖14之控制系統之量測控制裝置50之輸入輸出關係。量測控制裝置50包含微電腦等，對設置於量測室60內之圖15所示之各部進行控制。
於圖16中，以方塊圖表示構成圖14之控制系統之5個曝光控制裝置380i(i=2~6)之輸入輸出關係。曝光控制裝置380i包含微電腦等，對設置於曝光室301i內之圖16所示之各部進行控制。
其次，基於圖17(A)之流程圖，針對在量測室60內進行之預先準備作業之一例進行說明。以下所說明之各步驟之處理係於量測控制裝置50之控制下進行，但以下，為使說明簡化，量測控制裝置50之相關說明除特別需要之情形以外均予以省略。
作為前提，於梭保管庫(未圖示)保管有多個梭10。又，曝光前之晶圓藉由以聯機方式連接於量測室60之C/D9000側之晶圓搬送系統而載置於基板交接部。
於步驟S102中，將保管於梭保管庫(未圖示)之梭10安裝 於量測台TB。具體而言，保管於梭保管庫(未圖示)之梭10藉由量測室內搬送系統62，自梭保管庫搬送至處於晶圓交換位置之量測平台ST上且位於上述第2位置之量測台TB之上方，然後被向下方驅動，經由運動耦接件而安裝於量測台TB。
於下個步驟S104中，藉由量測室內搬送系統62而位於基板交接部之曝光前之晶圓(方便起見，設為晶圓W1)被交付給量測平台ST之多個銷32。此時，量測台TB位於第2位置，於該狀態下，晶圓W1以旋轉位置偏移及中心位置偏移已經調整之狀態載置於多個銷32上。
於下個步驟S106中，使晶圓W1保持於梭10。具體而言，將量測台TB向上方驅動至第1位置，藉此將晶圓W1載置於梭10之靜電吸盤上，其後，開始靜電吸盤對晶圓之吸附。再者，於梭10，設置有連接於靜電吸盤之連接端子，又，於量測台TB，設置有連接於未圖示之電力供應源之台側端子，當梭10經由運動耦接件而安裝於量測台TB時，連接端子與台側端子連接，從而可自電力供應源向靜電吸盤供應電力。
於下個步驟S108中，進行晶圓W1相對於梭10之概略(粗略)位置量測。具體而言，首先，於進行晶圓W1之檢索對準之後，對設置於梭10之基準標記(未圖示)之位置資訊進行量測，求出晶圓W1相對於梭10(基準標記)之相對位置資訊。
於檢索對準時，例如，相對於晶圓W1之中心而大致對稱地位於周邊部之至少2個檢索對準標記(以下，稱為檢索標記)成為檢測對象。量測控制裝置50一面控制量測平台驅動系統36對量測平台ST之驅動，將各檢索標記定位於對準檢測系統ALG之檢測區域(檢測視野)內，一面 取得量測平台干涉計38之量測資訊，並基於使用對準檢測系統ALG檢測到形成於晶圓W1之檢索標記時之檢測訊號、及量測平台干涉計38之量測資訊，求出各檢索標記之位置資訊。
更具體而言，量測控制裝置50基於自訊號處理裝置(未圖示)輸出之對準檢測系統ALG之檢測結果(自檢測訊號求出之對準檢測系統ALG之檢測中心(指標中心)與各檢索標記之相對位置關係)、及檢測各檢索標記時之量測平台干涉計38之量測值，求出2個檢索標記之基準座標系統上之位置座標。此處，基準座標系統係由量測平台干涉計38之測長軸所界定之正交座標系統。
然後，量測控制裝置50以與檢索標記相同之順序，求出梭10上所設置之多個基準標記之基準座標系統上之位置座標。然後，基於2個檢索標記之位置座標及多個基準標記之位置座標，求出晶圓W1相對於梭10之相對位置。此處，稱為概略位置量測之原因在於，對準檢測系統ALG對標記之位置座標之檢測精度比於即將曝光之前所進行之、藉由反射電子之檢測而實現之對準標記之位置座標之檢測精度低。藉此，晶圓W1相對於梭10之概略位置量測結束。再者，晶圓W1實際上係以旋轉位置偏移及中心位置偏移已經調整之狀態裝載於梭10上，因此晶圓W1之中心位置偏移小至可忽視之程度，且殘餘旋轉誤差非常小。
步驟S108之晶圓W1相對於梭10之概略位置量測結束後，前進至步驟S110，進行晶圓W1之平坦度量測(表面之凹凸之量測)。該平坦度量測係藉由如下操作而進行：一面使量測平台ST沿Y軸方向移動，一面以既定之取樣間隔擷取面位置檢測裝置AF之量測資訊及量測平台干涉 計38之量測資訊。此處，進行晶圓之平坦度之量測之原因在於，於電子束曝光裝置中，會因晶圓表面之凹凸而發生晶圓之XY平面內之位置量測誤差(橫向偏移)，因此需要在曝光時修正該位置量測誤差。該位置量測誤差可基於晶圓之平坦度資訊(與晶圓座標系統上之XY座標位置(X，Y)對應之Z位置之資訊Z(X，Y))藉由運算而簡單求出。再者，晶圓之旋轉偏移之資訊藉由檢索對準而已知，因此可簡單求出晶圓座標系統與上述基準座標系統之關係。
步驟S110之平坦度量測結束後，於步驟S112中，保持有晶圓W1之梭10由量測室內搬送系統62向上方驅動，將運動耦接件解除而自量測台TB上卸除，然後載置於被設置在量測室60之與空間SP之邊界部之梭交接部之裝載側梭載置部。藉此，包含量測室60內之預先量測動作(S108、S110)之預先準備作業結束。再者，於將梭10自量測台TB卸除之後，梭10之靜電吸盤亦可藉由殘餘電荷而保持晶圓W1。又，亦可於梭10設置內部電源，而於將梭10自量測台TB卸除之後，自該內部電源向靜電吸盤供應電力。
其次，基於圖17(B)之流程圖，針對在量測室60內進行之曝光後之晶圓之卸載作業進行說明。以下所說明之各步驟之處理係於量測控制裝置50之控制下進行，但以下，為使說明簡化，量測控制裝置50之相關說明除特別需要之情形以外均予以省略。作為前提，保持曝光後之晶圓之梭載置於梭交接部之卸載側梭載置部。
於步驟S122中，保持曝光後之晶圓(方便起見，設為晶圓W0)之梭10安裝於量測台TB上。具體而言，保持晶圓W0之梭10藉由量 測室內搬送系統62，自梭交接部之卸載側梭載置部搬送至位於晶圓交換位置之量測平台ST上且位於上述第1位置之量測台TB之上方，然後向下方驅動，經由運動耦接件而安裝於量測台TB。
於下個步驟S124中，使晶圓W0自梭10脫離(卸除)。具體而言，將梭10之靜電吸盤對晶圓W0之吸附解除，並將量測台TB向下方驅動至第2位置。藉此，可藉由多個銷32自下方將晶圓W0整體往上推，從而使晶圓W0容易地自梭10脫離。再者，於晶圓W0因殘餘電荷而難以自梭10脫離之情形時，亦可一面對晶圓W0施加超音波、或實施各種去電對策，一面使晶圓脫離。
於下個步驟S126中，由多個銷32所支持之晶圓W0藉由量測室內搬送系統62自量測台TB上搬出並載置於上述基板交接部。
於下個步驟128中，梭10由量測室內搬送系統62向上方驅動，將運動耦接件解除而自量測台TB上卸除，然後收納於梭保管庫之空收納架。藉此，量測室60內之曝光後之晶圓之卸載作業結束。收納於梭保管庫內之梭10保管於梭保管庫內直至下次被取出為止，但於該保管中調整(冷卻)至既定之溫度。
其次，針對曝光系統1000對晶圓實施之處理之流程進行說明。以下所說明之處理係藉由量測控制裝置50及曝光控制裝置3802~3806、以及搬送系統控制裝置72於統括地管理該等控制裝置之主控制裝置100之管理之下進行，但以下，該等控制裝置之相關說明除特別需要之情形以外均予以省略。又，實際上，於各曝光室301i內各收容有2個曝光單元310，與此對應地亦設置有2個加載互鎖真空室302(加載互鎖室)，以下，為便 於說明，假設於各曝光室301i內收容有1個曝光單元310，且於真空腔室亦僅設置有1個加載互鎖真空室。即，真空腔室(曝光室)、曝光單元、及加載互鎖真空室(加載互鎖室)彼此1：1對應。
於開始曝光系統1000所實施之處理前，塗佈有電子束光阻劑之曝光前之晶圓藉由C/D9000內之搬送系統(例如多關節型機器人)而載置於被設置在量測室60與C/D9000之邊界部分之基板交接部上。於C/D9000內，依序反覆進行包含針對晶圓之電子束光阻劑塗佈處理之一系列處理，晶圓依序載置於基板交接部上。
首先，於量測室60內，進行上述步驟S102~步驟S112之處理。藉此，保持晶圓相對於梭之概略位置量測及平坦度量測已結束的曝光前之晶圓W1的梭10載置於梭交接部之裝載側梭載置部。
其次，保持曝光前之晶圓W1之梭10藉由梭搬送系統70，而自梭交接部之裝載側梭載置部搬送至與由主控制裝置100指定之曝光室301i對應之加載互鎖真空室302之前方，然後與保持該指定之曝光室301i內之曝光後之晶圓W之梭10交換。於該情形時，若於此時點存在針對晶圓之曝光處理已結束之曝光室301i，則主控制裝置100指定該曝光室301i，若無曝光處理已結束之曝光室，則主控制裝置100指定曝光處理於最早之時點結束之預定之曝光室301i。此處，作為一例，指定曝光處理於最早之時點結束之預定之曝光室301i。
以下，基於圖式針對梭交換動作即與梭成為一體之晶圓之交換動作具體地進行說明。首先，如圖18所示，自梭交接部之裝載側梭載置部搬出之保持晶圓W1之梭10藉由梭搬送系統70而搬送至內部形成有曝光 室301i之真空腔室300i之加載互鎖真空室302之前方(於該情形時，為-Y側)之位置。此時，於曝光室301i內，進行晶圓W0之曝光。再者，於以下之說明中，方便起見，將「保持晶圓W1之梭」記為「梭101」，將「保持晶圓W0之梭」記為「梭100」。又，結合此情況，於以下之說明中所使用之圖19~圖27中，省略晶圓之圖示。
晶圓W0之曝光結束後，如圖18中向下之中空箭頭所示，設置於真空腔室300i之加載互鎖真空室302之外側(大氣側)閘閥302b打開後，如圖19中黑色箭頭所示，梭101藉由梭搬送系統70而搬入至加載互鎖室304內。其次，如圖19中向上之中空箭頭所示，外側(大氣側)閘閥302b關閉之後，開始加載互鎖室304內之抽真空。
梭搬送系統70於將梭101搬入至加載互鎖室304內之後，實施將下個保持曝光前之晶圓之梭自梭交接部搬入至其他加載互鎖室內之動作、或將其他保持曝光後之晶圓之梭自其他加載互鎖室搬出並搬送至梭交接部之動作等(以下，稱為其他動作)。
然後，加載互鎖室304內達到與曝光室301i相同程度之高真空狀態後，如圖20中向下之中空箭頭所示，設置於加載互鎖真空室302之內側(真空側)閘閥302c打開之後，梭101藉由曝光室301i內部之曝光室內搬送系統312而收納於曝光室301i內之梭載體306之下層之收納架。此時，如圖20所示，梭載體306處於下層之收納架之高度與加載互鎖室304之開口一致之第1狀態(第1位置)。方便起見，將此時之梭101之位置稱為搬出搬入位置。此時，繼續進行對梭100上之晶圓W0之曝光。再者，於圖18~圖27中，為易於瞭解梭之位置，而以假想線(二點鏈線)簡化表示梭載 體306。
繼而，如圖21中之中空箭頭所示，梭載體306自第1位置下降至第1距離下方之第2位置。藉此，梭載體306成為上層之收納架之高度與加載互鎖室304之開口一致之第2狀態。此時，繼續進行對梭100上之晶圓W0之曝光，因此梭載體306維持第2狀態直至曝光結束為止。即，梭101於搬出搬入位置之下方之第1待機位置待機。
然後，若曝光結束，則梭100藉由曝光室內搬送系統312而自微動台322b卸除，並如圖21中黑色箭頭所示向加載互鎖真空室302側(-Y側)搬送，而收納於梭載體306之上層之收納架。藉此，如圖22所示，分別收納於梭載體306之上下之收納架之梭100與梭101成為上下重疊之狀態。再者，於梭100自微動台322b卸除之前，藉由曝光控制裝置380i開始基於第2量測系統25(參照圖16)之量測資訊的微動台322b之6個自由度方向之位置、姿勢之反饋控制，在接下來開始基於第1量測系統20(參照圖16)之量測資訊的與梭成為一體之微動台322b之位置控制之前的期間，微動台322b之6個自由度方向之位置、姿勢維持為既定之基準狀態。
繼而，如圖22中之中空箭頭所示，梭載體306向上方移動第1距離，而恢復為上述第1狀態(第1位置)。即，藉由該梭載體306之上升動作，使梭101及梭100向上方移動第1距離，從而使梭100位於搬出搬入位置之上方之第2待機位置，並且使梭101位於搬出搬入位置。
繼而，梭101藉由曝光室內搬送系統312而自梭載體306取出，並如圖23中黑色箭頭所示般向粗微動台322之上方搬送，而安裝於微動台322b(參照圖24)。此時，如上所述，微動台322b之6個自由度方向 之位置、姿勢維持為基準狀態，因此只要將梭101經由運動耦接件而安裝於微動台322b，電子束照射裝置330(電子束光學系統)與梭101之位置關係便成為所期望之位置關係。而且，藉由將上文所說明之概略位置量測之結果考慮在內，而微調微動台322b之位置，可自電子束光學系統對與安裝於微動台322b之梭101上之晶圓W1上所形成之多個(例如100個)照射區域之各個對應地形成於劃線(界線)上之至少各1個對準標記確實地照射電子束。因此，藉由反射電子檢測系統而檢測來自至少各1個對準標記之反射電子，進行晶圓W1之全點對準量測，並基於該全點對準量測之結果，對晶圓W1上之多個照射區域，開始使用電子束照射裝置330之曝光。
與上述全點對準量測及曝光並行地，按照以下順序進行梭100向上述梭交接部之卸載側梭載置部之搬送動作(梭之回收動作)。
即，首先，梭載體306如圖24中之中空箭頭所示，移動至第1距離下方，再次成為第2狀態。藉此，如圖25所示，收納有梭100之梭載體306之上層之收納架位於與加載互鎖室304之開口相同之高度。
繼而，梭100藉由曝光室內搬送系統312而自梭載體306取出，如圖25中黑色箭頭所示，向加載互鎖室304內搬送，於梭100搬入至加載互鎖室304內之時點，真空側之閘閥302c關閉(參照圖26中之中空箭頭)。
此時，梭搬送系統70暫時結束上述其他動作而移動至真空腔室300i所具備之加載互鎖真空室302前。再者，於梭搬送系統70正在繼續其他動作之情形時，例如於曝光室301i內之晶圓W0之曝光結束之時點，主控制裝置100亦可立即使該其他動作暫時中斷，而使梭搬送系統70移動 至真空腔室300i所具備之加載互鎖真空室302前。
繼而，於如圖27中向下之中空箭頭所示，大氣側之閘閥302b打開之後，梭100藉由梭搬送系統70而自加載互鎖室304被取出並回收。曝光控制裝置380i與將閘閥302b打開大致同時地，如圖27中向上之中空箭頭所示，將處於第2狀態之梭載體306向上第1距離地驅動而使之恢復為第1狀態。再者，於取出梭100之後，閘閥302b關閉。
繼而，所回收之梭100藉由梭搬送系統70，立即向梭交接部之卸載側梭載置部返回。該返回之梭100藉由量測室內搬送系統62而向量測台TB搬送，以交換晶圓。以後，於量測室60內反覆進行上述處理，每次藉由主控制裝置100進行曝光室之指定時，均反覆進行梭搬送系統70對梭之搬送、及於指定之曝光室301i之梭之交換及曝光處理動作。
再者，雖與用以將梭100自加載互鎖室304取出之閘閥302b之開放大致同時地，將梭載體306恢復為第1狀態(第1位置)，但並不限於此，亦可使處於第2狀態之梭載體306保持原樣。於該情形時，只要當於曝光室301i內交換梭時，一面使梭載體306之第1狀態與第2狀態之設定與上文之說明相反，一面按照與上述相同之順序進行梭交換即可。於該情形時，相對於保持曝光前之晶圓之梭之第1待機位置設定於搬出搬入位置之上方，相對於保持曝光後之晶圓之梭之第2待機位置設定於搬出搬入位置之下方。
再者，實際上，上述量測室60內之預先準備作業、及梭搬送系統70所實施之一系列動作(保持曝光前之晶圓之梭自梭交接部向加載互鎖室內之搬入、及保持曝光後之晶圓之梭自加載互鎖室之搬出及向梭交 接部之搬送等動作)需要之總計所需時間與藉由1個曝光單元310而進行之曝光動作(包括全點對準動作)之所需時間相比非常短，因此如本實施形態之曝光系統1000般，對10台曝光單元310僅設置量測室60及梭搬送系統70各一個便足夠。即，不會因量測室60內之一系列動作、及梭搬送系統70所實施之一系列動作，而發生曝光系統1000整體上之處理量之降低。相反地，藉由如本實施形態之曝光系統1000般對多台曝光單元僅設置量測室、梭搬送系統各一個，可彌補電子束曝光之本質性缺點即處理量明顯低之缺點，自實用上而言可確保充分之處理量。再者，容易相鄰於真空腔室3003、及真空腔室3006之至少一者而增設真空腔室(曝光室)，因此於在量測室60及梭搬送系統70存在空餘時間之情形時，藉由進而增加曝光室(及曝光單元)之數量，可期待進一步之處理量之提高。
如以上所說明般，根據本實施形態之曝光系統1000，將自地面F之下方經由配線及配管而供應來之公用能源分配至腔室3001~3006之各個之第1控制架200係於-X側與-Y側之行之腔室3004~3006相鄰，且與C/D9000對向而配置於-Y側。因此，可形成使2行腔室3001~3003及3004~3006側與C/D9000側之佔據面積(尤其寬度尺寸(Y軸方向之尺寸))一致之佈局，儘管將2行曝光室用之腔室配置於C/D9000之長度方向之一側，亦不會於與C/D9000之長度方向正交之方向之一側產生不便使用之空餘空間。
又，包含2行腔室、第1控制架200、及第2控制架500之曝光系統1000之構成部分與C/D9000一併整體上佔據長方體之空間。因此，於本實施形態中，可避免於無塵室內產生不便使用之空間，從而實現空間 之利用效率之提高。
又，藉由第2控制架500，自上方將公用能源供應至腔室3001~3006之各個，因此具有如下優點。即，例如需要將大量電線(配線)連接於電子束照射裝置330之鏡筒331，但若欲自例如下方進行該電線之連接，則包含粗微動台332等之平台裝置320存在而成為障礙，連接本身便有困難。與此相對地，於自上方對鏡筒331進行電線之連接之情形時，因無遮擋，故即便電線之根數較多亦可容易地連接。
又，於本實施形態之曝光系統1000中，具備於真空腔室3002~3006之內部各收容有2個之共計10個曝光單元310，各曝光單元310具備電子束照射裝置330，該電子束照射裝置330係由能將可分別開/關且可偏向之例如4000根直徑20nm之電子束之圓形點配置於矩形(例如100μm×20nm)之曝光區域內之多射束光學系統所構成之光學系統柱以與例如100個、例如300mm晶圓上之例如100個照射區域大致1：1對應之位置關係配置於鏡筒331內而形成。因此，藉由利用共計10個曝光單元310並行地進行各晶圓之曝光，與習知之電子束曝光裝置相比可大幅提高處理量。
又，於本實施形態之曝光系統1000中，只要於與曝光室301i分開之量測室60內，於曝光前，在以梭10保持晶圓之狀態下，進行晶圓相對於梭之位置關係之量測、及晶圓之平坦度量測等預先量測，其後將保持該預先量測已結束之晶圓之梭10搬入至各曝光室301i內，並經由運動耦接件而安裝於位於基準位置之微動台332b，便可立即開始對晶圓之對準量測及曝光。於該點上，與習知相比亦可提高處理量。
又，於曝光系統1000中，預先量測已結束之晶圓及曝光已 結束之晶圓與梭10一體地，藉由梭搬送系統70於量測室60與真空腔室3002~3006各自之加載互鎖真空室302之間搬送。因此，於曝光室內搬送系統312將搬入至真空腔室3002~3006各自之加載互鎖真空室302內的保持預先量測已結束之晶圓的梭10搬入至各曝光室301i內並安裝於微動台322b之後，可立即開始基於晶圓之精細對準及其結果的晶圓之曝光。
又，根據本實施形態，按照基於圖18至圖27所說明之順序，進行曝光室301i內之晶圓與梭一體之交換，特別地，採用如下順序：藉由將保持曝光前之晶圓W1之梭101及保持曝光後之晶圓W0之梭100分別收納於梭載體306之下層及上層之收納架，而使兩梭100、101上下排列，藉由使該梭載體306向上方(或下方)移動，而使兩梭100，101同時向上方移動(參照圖22、圖23)。因此，可高效率地利用曝光室301i之空間而進行晶圓與梭一體之交換，無需將曝光室301i之內部之容積(X軸方向及Y軸方向之尺寸)超出需要地擴大。於該點上，可縮小佔據面積。再者，於本實施形態中，為使兩梭100、101以上下排列之狀態同時向上方(或下方)移動，而使用梭載體306，但未必需要使用梭載體306，只要可達成相同效果，則為此所設之構成並無特別限定。例如亦可藉由機器人使兩梭100、101以上下排列之狀態同時向上方(或下方)移動。
又，根據本實施形態之曝光系統1000之多個曝光單元310分別具備之平台裝置320，沿X軸方向驅動粗動台332a之粗動台驅動系統323係藉由單軸驅動機構、作為一例即使用滾珠螺桿之進給螺桿機構而構成，因此無發生磁通自該進給螺桿機構洩漏之虞。又，作為沿6個自由度方向驅動安裝梭10之微動台332b之微動台驅動系統327，可使用上述閉磁 場型且動磁型之馬達327，且該馬達之上表面及兩側面由兩端固定於粗動台332a之磁屏構件328覆蓋，因此可於粗動台332a及微動台332b之整個移動範圍有效地抑制或防止磁通向上方之洩漏。因此，於本實施形態中，無發生如對自電子束照射裝置330之射束源射出之電子束之定位造成無法忽視之程度之不良影響的磁場變動之虞。再者，如上所述，本實施形態之平台裝置320可有效地抑制或防止磁通向上方之洩漏，因此適於作為電子束曝光裝置、其他帶電粒子束曝光裝置、或SEM等中所使用之平台裝置。
再者，於本實施形態中，作為粗動台驅動系統323，示出由使用滾珠螺桿之進給螺桿機構所構成之例，但並不限定於該構成。例如，亦可使用使粗動台驅動系統與微動台同樣地被施以磁通洩漏對策之粗動台驅動系統。
又，於本實施形態之平台裝置320中，設置有將微動台332b(及梭10)之自重支持於定盤321上之重量抵消裝置324，因此於不驅動微動台(及梭10)時無需藉由馬達327產生用以支持自重之恆定之力。藉此，可防止因發熱變大而導致之不良狀況，並且可進而抑制或防止磁力對電子束之定位造成不良影響。
又，於本實施形態之曝光單元310中，於梭10安裝於微動台322b之狀態下，微動台322b之6個自由度方向之位置資訊係利用由量測梭10之位置資訊之上述編碼器系統所構成之第1量測系統20而量測。編碼器系統之量測射束之光程長度與干涉計相比極短，因此所需空間較小，從而可使第1量測系統20小型化。又，如上所述，第1量測系統20可實施共計12個自由度之量測，且可相對於6個自由度方向之各個，進行冗餘量測， 而獲得各2個位置資訊。而且，曝光控制裝置380基於藉由第1量測系統20而量測出之位置資訊，針對各自由度將各2個位置資訊之平均值作為各方向之量測結果。藉此，可藉由平均化效應，針對6個自由度之所有方向，以高精度求出梭10及微動台322b之位置資訊。因此，可提高曝光時之晶圓之位置控制性，可實施高精度之曝光。
再者，於本實施形態之曝光單元310中，可提高曝光時之晶圓之位置控制性，因此，曝光單元310可較佳地用於將線圖案之一部分去除且包含較紫外光曝光裝置之解析極限微細之非週期性之部分之圖案之形成。此處，作為此種圖案形成方法，存在如下圖案之形成方法等，即，例如日本專利特開2011-258842號公報所揭示般，作為第1階段，藉由例如雙重圖案化法於晶圓上之各照射區域以線寬d(為較紫外光曝光裝置之解析極限微細之線寬)形成間距2d之線與間隙圖案。然後，作為第2階段，於該各照射區域，藉由電子束曝光裝置所實施之曝光及蝕刻而自線與間隙圖案局部地將線圖案去除。
於使用曝光系統1000進行上述圖案之形成之情形時，於第1階段藉由例如雙重圖案化法於晶圓上之各照射區域形成例如線寬10nm且間距20nm之線與間隙圖案，然後於第2階段將該晶圓作為目標物，使用曝光系統1000之各曝光單元310將非週期性之部分曝光，藉此可高效率地形成包含較紫外光曝光裝置之解析極限微細之非週期性之部分(隔開部)之電路圖案。
再者，第1階段中所使用之雙重圖案化法可為間距分割(Pitch Splitting)技術、及間隙間距倍增(Spacer Pitch Doubling、Spacer transfer或 Sidewall transfer)技術之任一者。又，第2階段中所使用之目標物亦可為如下晶圓，即，並不限於雙重圖案化法，而使用電子束曝光裝置、或EUV曝光裝置等，於各照射區域形成線寬d(為較紫外光曝光裝置之解析極限微細之線寬)且間距2d之線與間隙圖案。
又，於本實施形態之曝光單元310中，始終量測微動台322b之6個自由度方向之位置資訊的第2量測系統25係與第1量測系統20分開而設置。因此，即便於梭未安裝於微動台322b時，藉由曝光控制裝置380i(i=2~6)亦可控制微動台322b之6個自由度方向之位置、姿勢。
又，於本實施形態之曝光系統1000中，於真空腔室300i之內部，收容有一對曝光單元310。即，於真空腔室3002~3006各自之內部，不僅收容有包含供保持晶圓W之梭10安裝且可移動之微動台322b之平台裝置320，而且收容有電子束照射裝置330之整體，該電子束照射裝置330與平台裝置320一併構成曝光單元310，且具有對微動台322b上之梭10所保持之晶圓照射電子束而進行曝光之電子束光學系統。因此，即便大氣壓變動，整體收容於真空腔室300i之內部之鏡筒331亦不會發生變形，而無發生鏡筒331內之電子束光學系統受到不良影響等事態之虞。
再者，於上述實施形態中，針對平台裝置320作為用以抑制或防止磁場變動之構成而具備兩端固定於粗動台332a之磁屏構件328及重量抵消裝置324之兩者之情形進行了說明，但例如，亦可僅具備磁屏構件328。
再者，於上述實施形態中，針對在真空腔室300i之內部收容有一對曝光單元310之情形進行了例示，但並不限於此，亦可於1個真空腔 室之內部收容有1個、或3個以上曝光單元310。又，於上述實施形態中，針對曝光系統1000具備5個曝光室301i及1個量測室60之情形進行了說明，但曝光室之數量只要至少有1個便足夠。又，內部形成有量測室60之腔室3001為各由3個腔室所構成之2行腔室之一部分，但腔室3001亦可未必構成2行腔室之一部分，其設置場所不限。又，亦可無需設置2行腔室3001~3003及3004~3006之全部，而僅設置例如與C/D9000相鄰之腔室3001及與第1控制架200相鄰之腔室3004此2個。又，上述實施形態之配置於量測室60之內部之各部亦可並不設置於腔室3001之內部，關鍵在於，只要可執行晶圓相對於梭之概略位置量測及平坦度量測等預先量測之上述量測部65位於曝光系統之一部分即可。
又，上述實施形態中所說明之預先量測之內容僅為一例，亦可包含其他量測內容。又，於上述實施形態中，針對為進行預先量測而載置曝光前之晶圓之量測平台裝置30具有與量測室內搬送系統62(搬送構件)合作而進行晶圓相對於梭10之裝載及晶圓自梭10之卸載之裝載-卸載裝置(32、34、TB)之情形進行了說明，但並不限於此，亦可與用於預先量測之量測平台ST分開而設置與量測部之搬送構件合作而進行晶圓相對於梭10之裝載及晶圓自梭10之卸載之裝載-卸載裝置。又，亦可於量測部(上述實施形態中之量測室60)內，設置梭10之清掃裝置。
再者，於上述實施形態中，針對除第1控制架200以外亦設置有第2控制架500之情形進行了說明，但亦可不必設置第2控制架500。於未設置第2控制架500之情形時，較理想為藉由第1控制架200，自上方將自地面F之下方經由配線及配管而供應來之公用能源分配至腔室3001~ 3006之各個。
再者，腔室之數量亦可為腔室3001、3002此2個，於該情形時，第2控制架500亦可設置於腔室3001、3002之上方。
《第1變形例》
於上述實施形態中，如上所述，針對第2控制架500自上方對真空腔室300i供應公用能源之曝光系統進行了說明。其次，基於圖28針對該曝光系統之第1變形例進行說明。於圖28中，示出變形例之曝光系統所具備之真空腔室300a及收容於其內部之曝光單元310。真空腔室300a相當於上述真空腔室300i(i=2、3、4、5、6)。於圖28之變形例之曝光系統中，作為連接於第2控制架500之內部之公用能源供應用之供應構件之多條纜線315之一部分經由真空腔室300a之側壁而連接於電子束照射裝置330。
於圖28所示之真空腔室300a之側壁，設置有安裝配線及配管等供應構件之多個(於圖28中為4個)安裝構件316a，又，於真空腔室300a之頂壁，亦設置有至少一個安裝構件316b。
而且，於電子束照射裝置330之鏡筒331之外周部及上表面部，經由安裝構件316a或316b而分別連接有多條纜線315之一端部。多條纜線315之各個包含配線及配管之至少一者。多條纜線315各自之另一端部連接於上述第2控制架500。公用能源經由該等纜線315自位於真空腔室300之上方之第2控制架500供應至電子束照射裝置330。
再者，安裝構件316a、316b經由用以維持真空腔室300a內部之氣密性之密封構件，而支持多條纜線315各自之中間部或一端部。
安裝構件316a、316b既可由形成有供纜線315貫通之貫通 孔之一種密封構件所構成，亦可為一種真空用連接器，該真空用連接器具有配置於真空腔室300a之內表面側之第1構件、及配置於真空腔室300a之外表面側之第2構件，用以將各纜線315之腔室內部分(位於真空腔室300a之內部之部分)與腔室外部分(位於真空腔室300a之外部之部分)連接，並且維持真空腔室300a內部之氣密性。
《第2變形例》
其次，基於圖29針對第2變形例之曝光系統進行說明。於圖29中，示出第2變形例之曝光系統所具備之真空腔室300b及收容於其內部之曝光單元310。真空腔室300b相當於上述真空腔室300i(i=2、3、4、5、6)。真空腔室300b之內部空間被劃分為收容有平台裝置320及電子束照射裝置330之射出端部(下端部)之第1室301a、以及收容有除電子束照射裝置330之下端部以外之部分(上端部)之第2室301b。本變形例之曝光系統使用真空腔室300b來代替真空腔室300i，且為將真空腔室300b之內部空間劃分為第1室301a及第2室301b而採用如下所說明之構成，此點與上述實施形態不同。再者，於圖29中，省略梭載體及曝光室內搬送系統之圖示。
於真空腔室300b之第1室301a部分之側壁(側板)及頂壁(頂板)，經由安裝構件316a或316b而安裝有(固定有)作為上述公用能源供應用之供應構件之多條纜線315。
於本變形例中，於電子束照射裝置330之鏡筒331之外周部，於較上述測量框架340靠上方之位置設置有凸緣部FLG，經由該凸緣部FLG，電子束照射裝置330經由上述3個垂吊支持機構350a、350b、350c(柔性構造之連接構件)而自真空腔室300b之頂板(頂壁)以垂吊狀態受 到支持。凸緣部FLG以自鏡筒331之外周部突出之方式形成為環狀。又，為將電子束照射裝置330與真空腔室300b之相對位置維持為既定之狀態，而於凸緣部FLG，設置有與上述定位裝置353(參照圖16)相同之非接觸方式之定位裝置(未圖示)。
於真空腔室300b之第1室301a與第2室301b之邊界之部分之內壁面，設置有環狀之突出部317。而且，於凸緣部FLG與突出部317之間，設置有將兩者連接之環狀連接部319。
環狀連接部319包含配置於突出部317上之環狀板314、及包圍鏡筒331而配置於環狀板314與凸緣部FLG之間之環狀之金屬製之蛇腹管329。環狀板314係其下表面之外周側半部遍及全周而載置於突出部317之上表面。蛇腹管329係上端部連接於環狀板314之下表面，下端部連接於凸緣部FLG之上表面。因此，蛇腹管329成為於Z軸方向上自由伸縮之構造。
於本變形例中，藉由突出部317、凸緣部FLG、及環狀連接部319，氣密性良好地劃分有第1室301a及第2室301b。
再者，3個垂吊支持機構350a、350b、350c各自之下端經由環狀板314之中央部之開口而連接於凸緣FLG。
於本變形例中，與上述實施形態同樣地，於真空腔室300b之內部，收容有曝光單元310，因此即便大氣壓變動，整體收容於真空腔室300a之內部之鏡筒331亦不會發生變形，而無發生鏡筒331內之電子束光學系統受到不良影響等事態之虞。除此以外，於本變形例中，於第1室301a，未配置纜線，而氣密性良好地劃分有第1室301a及第2室301b，而且，於 環狀連接部319，使用幾乎無漏氣之金屬製之蛇腹管329，因此配置於第1室301a內之各部幾乎不會受到漏氣之影響。
又，電子束照射裝置330經由凸緣部FLG而由3個垂吊支持機構350a、350b、350c自真空腔室300b之頂板垂吊支持。又，凸緣部FLG經由自由伸縮之金屬製之蛇腹管329而連接於環狀板314。因此，藉由3個垂吊支持機構350a、350b、350c之功能，可獲得高隔振性能並且可使機構部大幅輕量化。又，藉由未圖示之定位裝置，電子束照射裝置330相對於真空腔室300a之X軸方向、Y軸方向、Z軸方向之相對位置、及環繞X軸、Y軸、Z軸之相對旋轉角維持為固定之狀態(既定之狀態)。又，環狀連接部319(蛇腹管329)允許凸緣部FLG(電子束照射裝置330及測量框架340)相對於真空腔室300b之相對位移，並且亦防止或有效地抑制振動自真空腔室300b向凸緣部FLG(電子束照射裝置330及測量框架340)傳遞。再者，於本變形例中，亦可不與凸緣部FLG分開設置有測量框架340，而使凸緣部FLG具有測量框架340之功能。
再者，於上述實施形態及變形例中，針對在真空腔室3002~3006、300a、300b各自之內部收容有曝光單元310之整體之情形進行了說明，但並不限於此，例如亦可如圖30所示，使曝光單元310中之除電子束照射裝置330之鏡筒331之下端部以外之部分、即鏡筒331之上端部露出於真空腔室300c之外部。圖30所示之真空腔室300c僅由與劃分上述第2變形例之真空腔室300b之第1室301a之部分相當之部分所構成。為確保該真空腔室300c之內部對於外部之氣密狀態，與上述變形例同樣地，藉由凸緣部FLG及連接於凸緣部FLG之環狀連接部319，劃分有真空腔室300c之內 部及外部。再者，於圖30之例中，電子束照射裝置330經由凸緣部FLG，藉由3個垂吊支持機構350a、350b、350c而自上述框架400垂吊支持。於該圖30之例中，可自電子束照射裝置330經由空氣而散熱。再者，於該圖30之變形例中，亦可不與凸緣部FLG分開設置有測量框架340，而使凸緣部FLG具有測量框架340之功能。
再者，於上述實施形態及各變形例中，電子束照射裝置330與測量框架340一體地，經由3個垂吊支持機構350a、350b、350c自真空腔室之頂板(頂壁)或框架400垂吊支持，但並不限於此，電子束照射裝置330亦可由落地式物體支持。
再者，於上述實施形態中，使曝光前之晶圓及曝光後之晶圓均與梭10一體地於所有真空腔室3002~3006與量測室60之間搬送，但並不限於此，亦可使曝光前之晶圓及曝光後之晶圓單獨地，利用由沿上述空間SP內之移動路徑移動之水平多關節機器人等所構成之晶圓搬送系統，於所有真空腔室3002~3006與量測室60之間搬送。於該情形時，為不僅可對晶圓進行第1層曝光，而且亦可進行第2層以後之曝光，需要於曝光室301i之內部配置用以對晶圓進行預先量測之裝置，該預先量測係用以可藉由電子束照射裝置330檢測對準標記。於與梭一體地搬送晶圓之情形、及單獨地搬送晶圓之情形之任一種情形時，供搬送晶圓之上述空間SP及連通於該空間SP之量測室60之一部分均可以設定為真空度比真空腔室之內部低之低真空狀態之方式構成。於將晶圓(及梭)自大氣中搬入至加載互鎖室內之情形時，需要於儘可能短之時間內進行抽真空直至使加載互鎖室內成為與真空腔室之內部相同程度之高真空狀態為止，於該情形時，晶圓(及梭) 所處之環境自大氣壓變化為高真空，晶圓會因溫度降低而收縮。另一方面，於將晶圓(及梭)自低真空空間搬入至加載互鎖室內之情形時，其溫度之降低比率變低，溫度降低所致之晶圓之收縮變小。
再者，於上述實施形態中，針對晶圓與梭10一體地於量測室60與各曝光室301i之間搬送之情形進行了說明，但並不限於此，亦可設定為：於將與梭10同樣具有靜電吸盤之保持構件機械固定於微動台332b上而單獨搬送晶圓之曝光裝置中，亦與上述實施形態同樣地藉由編碼器系統，對該保持構件之例如6個自由度方向之位置資訊進行量測。於該情形時，作為編碼器系統，亦可使用與上述實施形態之第1量測系統20相同之構成者。於該情形時，保持構件未被搬送，因此亦可於保持構件側設置頭部，並將光柵板以頭部可與之對向之方式設置於保持構件之外部。
再者，未必需要將保持曝光後之晶圓之梭返送至量測室60。例如，亦可與量測室60分開而設置晶圓搬出部，藉由該晶圓搬出部將晶圓自梭卸除。
又，於上述實施形態中，針對微動台332b可相對於粗動台332a沿6個自由度方向移動之情形進行了說明，但並不限於此，微動台亦可僅能於XY平面內移動。於該情形時，量測微動台之位置資訊之第1量測系統20及第2量測系統25亦可為能對關於XY平面內之3個自由度方向的位置資訊進行量測。
又，於上述實施形態中，藉由第1量測系統20而針對6個自由度方向之各方向進行冗餘量測，並基於在各方向上所獲得之2個位置資訊之平均，求出各方向之微動台之位置，但並不限於此，亦可相對於6 個自由度方向之各方向，進行進一步之冗餘量測，並基於3個以上之位置資訊之平均，求出各方向之微動台之位置。或者，亦可僅針對6個自由度方向之部分方向、例如XY平面內之3個自由度方向，進行冗餘量測，亦可針對任何方向均不進行冗餘量測。
再者，若就另一觀點而言，則藉由上述實施形態，提供一種曝光系統，其係藉由帶電粒子束對塗佈有感應劑之目標物進行曝光之曝光系統，且具備：第1腔室，其形成有對保持於第1保持構件之曝光前之上述目標物進行預先量測之量測室；第2腔室，其形成有藉由上述帶電粒子束對保持於與上述第1保持構件不同之第2保持構件之上述目標物進行曝光之曝光室；及搬送系統，其於將保持上述預先量測已結束之上述目標物之上述第1保持構件經由加載互鎖真空室而自上述第1腔室搬送至上述第2腔室內之後，自上述真空腔室經由上述加載互鎖真空室而搬送保持上述曝光已結束之上述目標物之上述第2保持構件。於該情形時，搬送系統包含配置於真空腔室及加載互鎖真空室之外部之搬送系統及配置於真空腔室內之搬送系統之兩者。
又，若就進而另一觀點而言，則藉由上述實施形態，提供一種交換方法，其係對搭載於並設有加載互鎖室之真空腔室內之載物台的目標物進行交換者，且包括如下步驟：將保持有曝光前之上述目標物之第1保持構件搬入至上述加載互鎖室內；將上述加載互鎖室之大氣側閘閥關閉，對上述加載互鎖室內進行抽真空；於上述加載互鎖室內成為既定之真空狀態之後，將上述加載互鎖室之真空側閘閥打開，將保持有上述目標物之上述第1保持構件搬入至上述真空腔室內之既定位置；於搬入至上述既 定位置之後，使保持有上述目標物之上述第1保持構件向下方或上方移動既定距離而於第1待機位置待機，並且將保持曝光後之目標物之第2保持構件自上述載物台搬送至上述既定位置；使上述第1保持構件及上述第2保持構件向上方或下方移動既定距離，使上述第2保持構件位於第2待機位置並且使上述第1保持構件位於上述既定位置；將位於上述既定位置之上述第1保持構件搬入至上述載物台上，開始對上述第1保持構件之目標物之曝光；與上述曝光開始大致同時地使於上述第2待機位置待機之上述第2保持構件位於上述既定位置；將位於上述既定位置之上述第2保持構件搬入至上述加載互鎖室內，將上述加載互鎖室之真空側之閘閥關閉；以及將上述加載互鎖室之大氣側之閘閥打開，將上述第2保持構件自上述加載互鎖室向外部搬出。
又，若就進而另一觀點而言，則藉由上述實施形態，提供第1平台裝置，其具備：基底構件；第1平台，其可相對於上述基底構件沿第1方向移動；第2平台，其可相對於上述第1平台沿與上述第1方向交叉之第2方向移動；驅動用馬達，其驅動上述第2平台；及磁屏構件，其設置於上述第1平台，且覆蓋上述馬達之至少上表面及側面。
又，若就進而另一觀點而言，則藉由上述實施形態，提供第2平台裝置，其具備：基底構件；第1平台，其可相對於上述基底構件沿第1方向移動；第2平台，其可相對於上述第1平台沿與上述第1方向交叉之第2方向移動；驅動用馬達，其驅動上述第2平台；磁屏構件，其覆蓋上述驅動用馬達之至少上表面及側面；及重量抵消裝置，其將上述第2平台之自重支持於上述基底構件上。
又，若就進而另一觀點而言，則藉由上述實施形態，提供第1曝光裝置，其具備於上述第2平台保持有目標物之上述第1及第2平台裝置之任一者、及具有帶電粒子束光學系統且對上述目標物照射帶電粒子束之帶電粒子束照射裝置。
又，若就進而另一觀點而言，則藉由上述實施形態，提供第2曝光裝置，其具備：帶電粒子束照射裝置，其具有帶電粒子束光學系統，將帶電粒子束照射至目標物；載物台，其保持上述目標物且至少可於與上述帶電粒子束光學系統之光軸正交之既定平面內移動；驅動系統，其驅動上述載物台；編碼器系統，其可量測上述載物台之位置資訊；及控制裝置，其基於藉由上述編碼器系統而量測出之上述位置資訊，控制上述驅動系統對上述載物台之驅動。
再者，於上述實施形態中，針對目標物為半導體元件製造用之晶圓之情形進行了說明，但本實施形態之曝光系統1000亦可較佳地應用於在玻璃基板上形成微細之圖案而製造遮罩時。又，於上述實施形態中，針對使用電子束作為帶電粒子束之電子束曝光系統1000進行了說明，但對於使用離子束等作為曝光用之帶電粒子束之曝光系統亦可應用上述實施形態。
[產業上之可利用性]
如以上所說明般，本發明之曝光系統適合用於製造半導體元件等電子元件時之微影步驟中。
200‧‧‧第1控制架
3001、3002、3003‧‧‧腔室
400‧‧‧框架
500‧‧‧第2控制架
1000‧‧‧曝光系統
9000‧‧‧C/D
F‧‧‧地面

Claims (31)

  1. 一種曝光系統，其藉由帶電粒子束將目標物曝光，具備：第1腔室，係與向目標物塗佈感應劑之基板處理裝置相鄰配置；第2腔室，係相對上述第1腔室，在與該第1腔室和上述基板處理裝置相鄰之第1方向交叉之第2方向隔開配置；及第1控制架，係與上述第2腔室及上述基板處理裝置之各個相鄰或近接配置，且連接於外部之公用能源供應源；上述第1控制架將自上述公用能源供應源供應之上述公用能源分配至上述第1腔室及上述第2腔室之各個。
  2. 如申請專利範圍第1項之曝光系統，其進而具備第2控制架，該第2控制架配置於上述第1及第2腔室之上方，將自上述第1控制架供應之上述公用能源供應至上述第1及第2腔室。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之曝光系統，其中上述第2腔室及上述第1控制架係於上述第1方向相鄰配置。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之曝光系統，其中上述基板處理裝置與上述第1腔室以聯機方式連接，且上述基板處理裝置內之空間、上述第1控制架之空間、上述第2腔室之空間彼此獨立。
  5. 如申請專利範圍第4項之曝光系統，其中上述基板處理裝置、上述第1控制架、上述第2腔室彼此隔開。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之曝光系統，其具備第3腔室，該第3腔室係於上述第1方向，在與上述基板處理裝置相鄰之上述第1 腔室之一側相反之另一側相鄰配置。
  7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之曝光系統，其具備第4腔室，該第4腔室係於上述第1方向，在與上述第1控制架相鄰之上述第2腔室之一側相反之另一側相鄰配置。
  8. 如申請專利範圍第7項之曝光系統，其具備搬送腔室，該搬送腔室配置於上述第1腔室與上述第2腔室之間、及上述第3腔室與上述第4腔室之間，且連接於上述第1、第2、第3及第4腔室之各個。
  9. 如申請專利範圍第8項之曝光系統，其中於上述搬送腔室內，形成有用以於上述第1腔室與上述第2、第3及第4腔室之間搬送上述目標物之搬送空間。
  10. 如申請專利範圍第9項之曝光系統，其中上述搬送空間及上述第1腔室內之空間與上述第2、第3及第4腔室內空間為互不相同之環境。
  11. 如申請專利範圍第10項之曝光系統，其中上述第2、第3及第4腔室內之空間為真空環境。
  12. 如申請專利範圍第11項之曝光系統，其中上述搬送腔室之內部及上述第1腔室之內部可設定為真空度比上述第2、第3及第4腔室之內部低之低真空狀態。
  13. 如申請專利範圍第9至12項中任一項之曝光系統，其具有設置於上述第1、第2、第3及第4腔室之各個與上述搬送腔室之間之加載互鎖室。
  14. 如申請專利範圍第13項之曝光系統，其中於上述第1腔室內，形成有對上述目標物進行量測之量測室，且於上述第2、第3及第4腔室內，形成有藉由帶電粒子束對塗佈有 上述感應劑之上述目標物進行曝光之曝光室。
  15. 如申請專利範圍第14項之曝光系統，其中於上述第2、第3及第4腔室之各個，各收容有至少1個藉由上述帶電粒子束對塗佈有上述感應劑之上述目標物進行曝光之曝光單元之至少一部分。
  16. 如申請專利範圍第15項之曝光系統，其中於上述第2、第3及第4腔室之各個，各收容有2個上述曝光單元之至少一部分。
  17. 如申請專利範圍第15或16項之曝光系統，其中上述曝光單元具有：平台裝置，其包含可保持並移動上述目標物之平台；及帶電粒子束照射裝置，其對上述目標物照射帶電粒子束以進行曝光；且於上述腔室之內部，收容有上述平台及上述帶電粒子束照射裝置之至少射出端部。
  18. 如申請專利範圍第17項之曝光系統，其中於上述腔室之內部，收容有上述曝光單元整體。
  19. 如申請專利範圍第17或18項之曝光系統，其中上述平台裝置包含對上述平台之位置資訊進行量測之編碼器系統，該編碼器系統具有：光柵部，其設置於上述平台及該平台之外部之一者，且形成有二維光柵；及頭部，其以可與上述光柵部對向之方式設置於上述平台及該平台之外部之另一者，對上述光柵部照射多個射束，並接收來自光柵部之回光。
  20. 如申請專利範圍第19項之曝光系統，其中上述曝光單元進而具有測量框架，該測量框架設置有上述光柵部與上述頭部中設置於上述平台之外部之上述編碼器系統之構成部分；且 上述測量框架與上述帶電粒子束照射裝置一體地，自上述腔室之頂部經由多個柔性構造之垂吊支持機構垂吊支持。
  21. 如申請專利範圍第20項之曝光系統，其中上述帶電粒子束照射裝置經由上述測量框架於上述腔室之頂部經由3個上述垂吊支持機構以3點垂吊支持。
  22. 如申請專利範圍第20或21項之曝光系統，其中上述垂吊支持機構包含：抗振墊，其固定於上述頂部；及金屬線，其一端連接於該抗振墊，另一端連接於上述帶電粒子束照射裝置之支持構件。
  23. 如申請專利範圍第22項之曝光系統，其進而具備用以將上述帶電粒子束照射裝置與上述腔室之相對位置維持為既定狀態之非接觸方式之定位裝置。
  24. 如申請專利範圍第1至23項中任一項之曝光系統，其中上述第1、第2腔室、上述第1控制架及上述第2控制架與上述基板處理裝置一併在整體上佔據長方體之空間。
  25. 如申請專利範圍第1至24項中任一項之曝光系統，其中上述公用能源供應源配置於配置上述基板處理裝置、上述第1腔室、上述第2腔室、及上述第1控制架之地面之下方，且於上述第1控制架，連接有經由上述地面與上述公用能源供應源連接之第1供應構件。
  26. 一種曝光系統，其藉由帶電粒子束對塗佈有感應劑之目標物進行曝光，且具備：曝光單元，其具有包含可保持並移動上述目標物之平台之平台裝 置、及對上述目標物照射帶電粒子束進行曝光之帶電粒子束照射裝置；真空腔室，其收容上述曝光單元之至少一部分；及安裝構件，其設置於上述真空腔室之側壁及頂壁之至少一者，且安裝有用以對上述帶電粒子束照射裝置供應自外部之公用能源供應源供應之公用能源之供應構件。
  27. 如申請專利範圍第26項之曝光系統，其中上述真空腔室具有：第1室，其收容有上述平台及上述帶電粒子束照射裝置之射出上述帶電粒子束之射出端部；及第2室，其收容有除上述射出端部以外之部分；且於上述第2室設置有上述安裝構件。
  28. 如申請專利範圍第27項之曝光系統，其中上述帶電粒子束照射裝置係經由設置於其外周部之凸緣部自上述真空腔室之頂部經由多個柔性構造之垂吊支持機構垂吊支持。
  29. 如申請專利範圍第28項之曝光系統，其中上述垂吊支持機構包含：抗振墊，其固定於上述頂部；及金屬線，其一端連接於該抗振墊，另一端連接於上述帶電粒子束照射裝置之支持構件。
  30. 如申請專利範圍第28或29項之曝光系統，其中於上述真空腔室之內周部，設置有環狀凸部，於上述凸緣部與上述環狀凸部之間，設置有將兩者連接之伸縮自如之環狀連接部，且藉由上述環狀凸部、上述凸緣部、及上述環狀連接部，劃分上述第1室、與第2室。
  31. 如申請專利範圍第30項之曝光系統，其中上述環狀連接部之至少一部 分係由金屬製之蛇腹管所構成。
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