TW201921405A - 電子束裝置及元件製造方法 - Google Patents

電子束裝置及元件製造方法

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TW201921405A
TW201921405A TW107134442A TW107134442A TW201921405A TW 201921405 A TW201921405 A TW 201921405A TW 107134442 A TW107134442 A TW 107134442A TW 107134442 A TW107134442 A TW 107134442A TW 201921405 A TW201921405 A TW 201921405A
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佐藤真路
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日商尼康股份有限公司
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Abstract

電子束裝置具備：光照射裝置(80)，其對光電元件(54)照射光；以及電子束光學系(70)，其將藉由光照射裝置(80)之光照射而由光電元件產生之電子束照射至晶圓W；並且光照射裝置(80)具有：照明系；光學元件，其利用來自照明系之光而產生複數個光束；第1偏向部，其將來自照明系之光偏向；第2偏向部，其將來自圖案發生器之複數個光束偏向；以及投影系，其將來自第2偏向部之至少1個光束照射至光電元件。

Description

電子束裝置及元件製造方法
本發明係關於一種電子束裝置及元件製造方法，尤其關於對光電元件照射光且將由上述光電元件產生之電子作為電子束而照射至靶之電子束裝置、以及使用電子束裝置之元件製造方法。
近年來，提出有將例如使用ArF光源之液浸曝光技術、與荷電粒子束曝光技術(例如電子束曝光技術)互補地利用之互補式微影術。互補式微影術中，藉由於例如使用ArF光源之液浸曝光中利用雙重圖案化等，形成單純之線與空間圖案(以下，適當簡稱為L/S圖案)。其次，通過使用電子束之曝光，而進行線圖案之切斷、或者通道之形成。
互補式微影術中，可使用電子束曝光裝置，其具備例如使用複數個遮沒光孔來進行射束之開‧關的多射束光學系(例如參照專利文獻1)。然而，並不限定於遮沒光孔方式，於電子束曝光裝置之情形時，存在應改善之方面。又，並不限定於曝光裝置，使用電子束而對靶進行之加工或處理、或者進行加工及處理之裝置、或者檢查裝置等中亦存在應改善之方面。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]美國專利申請公開第2015/0200074號說明書
依據本發明之第1形態，提供一種電子束裝置，其係具備將由光電元件產生之電子作為電子束而照射至靶之電子光學系者，其具備：照明系；第1偏向部，其將來自上述照明系之照明光偏向；光學元件，其藉由來自上述第1偏向部之上述照明光之照射而產生複數個光束；以及第2偏向部，其將來自上述光學元件之複數個光束偏向；並且將由經上述第2偏向部偏向之複數個光束而生成之至少1個光束照射至上述光電元件。
依據本發明之第2形態，提供一種電子束裝置，其係具備將由光電元件產生之電子作為電子束而照射至靶之電子光學系者，其具備：照明系；光學元件，其藉由來自上述照明系之照明光之照射而產生複數個光束；以及第1光學系，其位於上述光學元件與上述光電元件之間；並且上述照明系與上述第1光學系之光軸配置於大致同軸上，由上述光電元件產生之電子束係藉由作為第2光學系之上述電子光學系而照射至上述靶。
依據本發明之第3形態，提供一種電子束裝置，其係具備將由光電元件產生之電子作為電子束而照射至靶之電子光學系者，其具備：照明系；光學元件，其藉由來自上述照明系之照明光之照射而產生複數個光束；以及第1光學系，其位於上述光學元件與上述光電元件之間；並且上述光學元件具有可各別控制之複數個可動反射元件，藉由使用上述複數個可動反射元件，將上述照明光反射而產生上述複數個光束；上述複數個可動反射元件之配置面相對於上述第1光學系之光軸而形成小於45度之角度；由上述光電元件產生之電子束藉由作為第2光學系之上述電子光學系而照射至上述靶。
依據本發明之第4形態，提供一種電子束裝置，其係具備將由光電元件產生之電子作為電子束而照射至靶之電子光學系者，其具備：照明系； 以及光學元件，其藉由來自上述照明系之照明光之照射而產生複數個光束；並且上述光學元件具有可各別控制之複數個可動反射元件，藉由使用上述複數個可動反射元件，將上述照明光反射而產生上述複數個光束；並且上述複數個可動反射元件之配置面相對於上述照明系及鉛直軸之至少一者而形成小於45度之角度。
依據本發明之第5形態，提供一種電子束裝置，其係具備將由光電元件產生之電子作為電子束而照射至靶之電子光學系者，其具備：照明系；以及光學元件，其藉由來自上述照明系之照明光之照射而產生複數個光束；並且上述光學元件具有可各別控制之複數個可動反射元件，藉由使用上述複數個可動反射元件，將上述照明光反射而產生上述複數個光束；上述光學元件係以包含上述複數個可動反射元件之配置面的面不與上述照明光之光程交叉之方式來配置。
依據本發明之第6形態，提供一種電子束裝置，其係具備將由光電元件產生之電子作為電子束而照射至靶之電子光學系者，其具備：照明系；以及光學元件，其藉由來自上述照明系之照明光之照射而產生複數個光束；並且上述光學元件具有可各別控制之複數個可動反射元件，藉由使用上述複數個可動反射元件，將上述照明光反射而產生上述複數個光束；上述光學元件係以包含上述複數個可動反射元件之配置面的面不與由上述光學元件產生且照射至上述光電元件之上述複數個光束之光路交叉之方式來配置。
依據本發明之第7形態，提供一種元件製造方法，其包含微影步驟，上述微影步驟包含：於靶上形成線與空間圖案之動作；以及使用第1至第6形態中之任一電子束裝置，進行構成上述線與空間圖案之線圖案之切斷之動作。
10‧‧‧載台腔室
10a‧‧‧底壁
10b‧‧‧上壁
10c‧‧‧周壁
10d‧‧‧開口
12‧‧‧曝光室
14‧‧‧載台系統
16‧‧‧伸縮管
17‧‧‧框架
17a‧‧‧貫通孔
18‧‧‧光學系統
18A‧‧‧電子束光學單元
18B‧‧‧光學單元
19‧‧‧殼體
20‧‧‧防振構件
22‧‧‧平板
24‧‧‧重量抵消裝置
24a‧‧‧伸縮管型空氣彈簧(空氣彈簧)
24b‧‧‧基礎滑件
29‧‧‧相對位置測量系統
30‧‧‧馬達
30a‧‧‧可動子
30b‧‧‧固定子
31‧‧‧載台
34‧‧‧真空室
36‧‧‧第1板
36a‧‧‧貫通孔
38‧‧‧第2板(底板)
40‧‧‧側壁部
54‧‧‧光電元件
56‧‧‧光透射構件(基材)
58‧‧‧遮光膜
58a‧‧‧光孔
60‧‧‧光電層
70‧‧‧電子束光學系
80‧‧‧光照射裝置
82‧‧‧照明系
82a‧‧‧雷射二極體
82b‧‧‧成形光學系
84‧‧‧圖案發生器
84b‧‧‧條帶
86‧‧‧投影系
86a‧‧‧鏡筒(殼體)
98‧‧‧反射光學元件
98a‧‧‧第1反射面
98b‧‧‧第2反射面
100‧‧‧曝光裝置
190‧‧‧偏光分光器
190a‧‧‧分光面
191‧‧‧λ/4板
192‧‧‧λ/4板
194‧‧‧反射鏡
AXe‧‧‧電子束光學系之光軸
AXi‧‧‧照明系之光軸
AXp‧‧‧投影系之光軸
EB‧‧‧電子束
F‧‧‧底面
LB‧‧‧光束
W‧‧‧晶圓
WST‧‧‧晶圓載台
圖1係概略性表示一實施形態之曝光裝置之構成的圖。
圖2係表示電子束光學單元之縱剖面。
圖3(A)係將表示光電元件之一部分省略之縱剖面圖，圖3(B)係將表示光電元件之一部分省略之俯視圖。
圖4(A)係表示從+X方向看之電子束光學系之構成的圖，圖4(B)係表示從-Y方向看之電子束光學系之構成的圖。
圖5係用以對藉由第1靜電透鏡之在X軸方向及Y軸方向上之縮小倍率之修正進行說明之圖。
圖6係表示以懸掛於底板上之狀態來支持之45個電子束光學系之外觀的立體圖。
圖7係表示圖1之曝光裝置所具備之光照射裝置之構成之一例的圖。
圖8係將圖7之光照射裝置所具備之反射光學元件與最終透鏡、第1透鏡、以及圖案發生器一併示出之圖。
圖9(A)係表示光繞射型光閥之立體圖，圖9(B)係表示光繞射型光閥之側面圖。
圖10係表示圖案發生器之俯視圖。
圖11係表示圖案發生器之受光面上之雷射束之照射區域、光電元件之面上之雷射束之照射區域、及像面(晶圓面)上之電子束之照射區域(曝光區域)之對應關係的圖。
圖12係表示主要構成曝光裝置之控制系的主控制裝置之輸入輸出關係之方塊圖。
圖13係用以對與正方形場相比而言之矩形場之優點進行說明之圖。
圖14(A)及圖14(B)係用以對因由光學系所引起之模糊及抗蝕劑模糊而產生之切割圖案之形狀變化(4角之捲曲)之修正進行說明的圖。
圖15(A)及圖15(B)係用以對複數個電子束光學系中共通之畸變之修正進行說明之圖。
圖16係表示具有後備用條帶行之圖案發生器之一例的俯視圖。
圖17(A)及圖17(B)係用以對修正用之條帶行進行說明之圖。
圖18(A)係表示不使用光孔之方式之說明圖，圖18(B)係表示使用光孔之方式之說明圖。
圖19係將第1變形例之光照射裝置之偏向部與最終透鏡、第1透鏡及圖案發生器一併示出之圖。
圖20係將第2變形例之光照射裝置之偏向部與最終透鏡、第1透鏡及圖案發生器一併示出之圖。
圖21係將第3變形例之光照射裝置之偏向部與最終透鏡、第1透鏡及圖案發生器一併示出之圖。
圖22係用以對將電子束光學系作為像差而具有之像面彎曲進行補償之方法進行說明之圖。
圖23係表示每隔1行形成有間距不同之光孔行之多間距型之光孔一體型光電元件之一例的圖。
圖24(A)~圖24(C)係表示使用圖23之光孔一體型光電元件而形成間距不同之線圖案之切斷用切割圖案之順序的圖。
圖25(A)係用以對光孔不同體型光電元件之構成之一例進行說明之圖，圖25(B)~圖25(E)係表示光孔板之各種構成例之圖。
圖26(A)~圖26(E)係表示光孔一體型光電元件之各種構成例之圖。
圖27係表示不使用保持真空隔離壁之固持器之構成的說明圖。
圖28係用以對元件製造方法之一實施形態進行說明之圖。
以下，基於圖1~圖18，對一實施形態進行說明。圖1中概略性地示出一實施形態之曝光裝置100之構成。曝光裝置100由於如後所述具備複數個電子束光學系，以下，與電子束光學系之光軸平行的方向取為Z軸，在與Z軸垂直之平面內，將於後述之曝光時晶圓W移動之掃描方向設為Y軸方向，將與Z軸及Y軸正交之方向設為X軸方向，且將圍繞X軸、Y軸及Z軸之旋轉(傾斜)方向分別設為θx、θy及θz方向，來進行說明。
曝光裝置100具備：載台腔室10，其設置於無塵室之底面F上；載台系統14，其配置於載台腔室10之內部之曝光室12內；以及光學系統18，其配置於載台系統14之上方。光學系統18具備分別利用未圖示之懸掛支承機構而從無塵室之頂棚上懸掛支承之電子束光學單元18A及光學單元18B。
載台腔室10雖於圖1中省略Y軸方向之兩端部之圖示，但係可將其內部抽成真空之真空腔室。載台腔室10具備：底壁10a，其配置於底面F上且與XY平面平行；上壁(頂棚壁)10b；以及周壁10c(圖1中僅圖示出其中之-X側部分之一部分)，其包圍底壁10a之周圍，且將上壁10b從下方水平地支承。於上壁10b上形成有開口10d。於開口10d內配置有電子束光學單元18A所具備之複數個電子束光學系70。電子束光學系70係於本實施形態中，作為一例，以7列7行之矩陣之除4角以外之配置而設置有45(=7×7-4)個。45個電子束光學系70分別固定於殼體19之下表面(-Z側之面)。殼體19之下表面與載台腔室10之上壁10b之間係由包圍開口10d之周圍的金屬製伸縮管16所密封。殼體19係以上表面及下表面與XY平面實質上平行之狀態，從未圖示之框架上例如懸掛支承。此外，電子束光學單元18A之支承方法並不限定於該方法。
載台系統14具備：平板22，其經由複數個防振構件20而支承於底壁10a上；晶圓載台WST，其於平板22上支承於重量抵消裝置24上，可於X軸方向及Y軸方向上分別以既定之衝程例如50mm而移動，並且可於其餘之4自由度方向(Z軸、θx、θy及θz方向)上微動；載台驅動系26(圖1中僅圖示出其中之一部分，參照圖12)，其將晶圓載台WST移動；以及位置測量系28(圖1中未圖示，參照圖12)，其測量晶圓載台WST之6自由度方向之位置資訊。晶圓載台WST係經由設置於其上表面之未圖示之靜電吸盤而吸附、保持晶圓W。
晶圓載台WST具有XZ剖面框狀之構件，於其內部(中空部)一體地固定有具有磁軌及磁石(均未圖示)之馬達30之可動子30a。於可動子30a之內部(中空部)插入有於Y軸方向上延伸之具備線圈單元之馬達30之固定子30b。固定子30b之長邊方向(Y軸方向)之兩端係與在平板22上於X軸方向移動之X載台31連接。X載台31係如圖1所示，將X軸方向作為長邊方向，於Y軸方向上具有相隔既定距離之一對支承部，且於該一對支承部上固定有固定子30b之長邊方向之兩端部。X載台31係利用由不產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之X載台驅動系32(圖1中未圖示，參照圖12)，與晶圓載台WST一體地於X軸方向上以既定衝程來移動。此外，亦可藉由具備超音波馬達作為驅動源之單軸驅動機構來構成X載台驅動系32。無論如何，由磁通洩漏引起之磁場變動對電子束之定位帶來之影響係可忽略之程度。
馬達30係閉合磁場型且動磁型之馬達，其可將可動子30a相對於固定子30b，而於Y軸方向上以既定衝程、例如50mm來移動，且可於X軸方向、Z軸方向、θx方向、θy方向及θz方向上微小移動。本實施形態中，由馬達30來構成將晶圓載台WST於6自由度方向上移動之晶圓載台驅動系。以下，使用與馬達30相同之符號，將晶圓載台驅動系記作晶圓載台驅動系30。
藉由X載台驅動系32及晶圓載台驅動系30而構成上述載台驅動系26，其將晶圓載台WST於X軸方向及Y軸方向上分別以既定之衝程、例如50mm來移動，並且於其餘之4自由度方向(Z軸、θx、θy及θz方向)上微小移動。X載台驅動系32及晶圓載台驅動系30係由主控制裝置110所控制(參照圖12)。
重量抵消裝置24具備：上端與晶圓載台WST之下表面連接之金屬製之伸縮管型空氣彈簧(以下簡稱為空氣彈簧)24a、以及與空氣彈簧24a之下端連接之基礎滑件24b。於基礎滑件24b上設置有將空氣彈簧24a內部之空氣噴出至平板22之上表面的軸承部(未圖示)，藉由從軸承部中噴出之加壓空氣之於軸承面與平板22上表面之間之靜壓(間隙內壓力)，來支承重量抵消裝置24、晶圓載台WST(包含可動子30a)以及晶圓W之自重。此外，於空氣彈簧24a中，經由與晶圓載台WST連接之未圖示之配管而供給壓縮空氣。基礎滑件24b係經由一種差動排氣型之空氣靜壓軸承，以不接觸之方式支承於平板22上，防止從軸承部向平板22噴出之空氣漏出至周圍(曝光室12內)。此外，實際上，於晶圓載台WST之底面上設置有於Y軸方向上夾持空氣彈簧24a之一對支柱，且設置於支柱之下端的板彈簧係與空氣彈簧24a連接。
圖2中示出電子束光學單元18A之縱剖面圖。如圖2所示，電子束光學單元18A具備內部形成真空室34之殼體19。真空室34係由以下來劃分：構成上壁(頂棚壁)之第1板36、構成底壁之第2板(以下，亦稱為底板)38、以及包圍第1板36及底板38之周圍的筒狀之側壁部40等。真空室34可將內部抽成真空，直至成為高度之真空狀態。
於第1板36上，如圖2等所示，於Z軸方向上延伸之貫通孔36a係於XY二維方向上以既定間隔形成有複數個，此處係以與上述45個電子束光學系70之配置對應之配置而形成有45個。於該等45個貫通孔36a之各自中，如圖2 所示，以大致無間隙之狀態配置有上端具有凸緣部52a之例如筒狀之固持器52。各固持器52於其上端保持有隔離壁構件81，其作為真空隔離壁而發揮功能且包含石英玻璃等光透射構件。以下，將隔離壁構件81亦適當記作真空隔離壁81。於各固持器52之內部，於隔離壁構件81之下方隔著既定之空隙(間隙、縫隙)而配置有光電元件54。此外，構成隔離壁構件81之光透射構件之材料並不限定於石英玻璃，只要為對光學單元18B所使用之光之波長具有透射性之材料即可。
光電元件54係如表示光電元件54之一部分的圖3(A)之縱剖面圖所示，包含：由石英玻璃等光透射構件構成之基材56、例如蒸鍍於該基材56之下表面之包含鉻等之遮光膜(光孔膜)58、以及成膜(例如蒸鍍)於基材56及遮光膜58之下表面側之鹼光電膜(光電轉換膜)之層(鹼光電轉換層(鹼光電層))60。於遮光膜58上形成有多數個光孔58a。圖3(A)中僅示出光電元件54之一部分，但實際上於遮光膜58上，以既定之位置關係形成有多數個光孔58a(參照圖3(B))。光孔58a之數量可與後述多射束之數量相同，亦可多於多射束之數量。鹼光電層60亦配置於光孔58a之內部，於光孔58a中，基材56與鹼光電層60接觸。本實施形態中，基材56、遮光膜58及鹼光電層60一體地形成，形成光電元件54之至少一部分。此外，基材56之材料並不限定於石英玻璃，例如，若為藍寶石等對光學單元18B所使用之光之波長具有透射性之材料即可。
鹼光電層60係使用2種以上之鹼金屬之多鹼光陰極。多鹼光陰極為具有如下優點之光陰極：耐久性高，可由波長為500nm帶之綠色光而產生電子，且光電效應之量子效率QE高至10%左右。本實施形態中，鹼光電層60係作為藉由雷射光之光電效應而生成電子束之一種電子槍來使用，因此使用轉換效率為10[mA/W]之高效率者。此外，光電元件54中，鹼光電層60之電子發射面為 圖3(A)中之下表面，即，與基材56之上表面相反側之面。
返回至電子束光學單元18A之說明。於底板38上，如圖2等所示，形成有其中心大致位於複數個(本實施形態中為45個)電子束光學系70之光軸AXe上的複數個(本實施形態中為45個)凹部38a。各凹部38a從底板38之上表面具有既定深度，於其內部底面形成有作為收縮部而發揮功能之貫通孔38b。以下，將貫通孔38b亦稱為收縮部38b。關於收縮部38b，下文進一步進行說明。
於底板38之下表面，以懸掛狀態固定有45個電子束光學系70。此外，電子束光學系70之支承並不限定於此，例如亦可將45個電子束光學系70以與底板38不同之支承構件來支承，且將該支承構件以殼體19來支承。
圖4(A)及圖4(B)中，電子束光學系70之概略構成之一例係與所對應之光電元件54等一併示出。其中，圖4(A)表示從+X方向看之電子束光學系70之概略構成，圖4(B)表示從-Y方向看之電子束光學系70之概略構成。如圖4(A)及圖4(B)所示，電子束光學系70具有：鏡筒104(亦可稱為殼體104)；以及保持於鏡筒104中之由一對電磁透鏡70a、70b構成之物鏡、及靜電多極70c。電子束光學系70之物鏡、與靜電多極70c係藉由將複數個雷射束(以下，亦適當稱為射束或光束)LB照射至光電元件54，而配置於鹼光電層(以下，簡稱為光電層)60中之藉由光電轉換而發射之電子(電子束EB)之射束路徑(亦可稱為通路)上。一對電磁透鏡70a、70b分別配置於鏡筒104內之上端部近旁及下端部近旁，兩者於上下方向分離。於鏡筒104內之電磁透鏡70a、70b相互間配置有靜電多極70c。此外，亦可將電磁透鏡70a、70b配置於鏡筒104之外。靜電多極70c配置於藉由物鏡而收縮之電子束(以下，亦適當稱為射束)EB之射束路徑上之束腰部分。因此，通過靜電多極70c之複數個電子束EB係藉由相互間作用之庫倫力而彼此排斥，倍率變化。
因此，本實施形態中，具有XY倍率修正用之第1靜電透鏡70c1，以及射束EB之照射位置控制(及照射位置偏移修正)，即光學圖案之投影位置調整(及投影位置偏移修正)用之第2靜電透鏡70c2的靜電多極70c設置於電子束光學系70之內部。第1靜電透鏡70c1係例如圖5中示意性所示，高速且各別地修正於X軸方向及Y軸方向上之縮小倍率。此外，第1靜電透鏡70c1與第2靜電透鏡70c2亦可分別進行XY倍率修正及電子束之照射位置控制(及照射位置偏移修正)。又，第1靜電透鏡70c1亦可進行與X軸方向及Y軸方向不同之軸方向之倍率調整。又，亦可不設置第1靜電透鏡70c1及第2靜電透鏡70c2中之任一者，靜電多極70c亦可具有追加之靜電透鏡。
又，第2靜電透鏡70c2總括地修正由各種振動等所引起之射束EB之照射位置偏移(後述切割圖案之投影位置偏移)。第2靜電透鏡70c2亦用於曝光時進行射束EB對晶圓W之追隨控制時的射束EB之偏向控制、即射束EB之照射位置控制。此外，於使用電子束光學系70以外之部分、例如後述投影系等來進行縮小倍率之修正之情形等時，亦可代替靜電多極70c，而使用由可進行電子束之偏向控制之靜電透鏡構成的靜電偏向透鏡。
電子束光學系70之縮小倍率於不進行倍率修正之狀態下，於設計上為例如1/50。亦可為1/30、1/20等其他倍率。
圖6係以立體圖來表示以懸掛狀態支承於底板38上之45個電子束光學系70之外觀。如圖6所明示，鏡筒104各自具有開口部(電子束之出口)，鏡筒104之內部係與載台腔室10之內部之曝光室12連通。曝光室12成為與真空室34相比，真空度低(壓力高)之真空室。此外，曝光室12之真空度可與真空室34之真空度大致相同，亦可高於真空室34之真空度。
於鏡筒104之射出端，如圖4(A)及圖4(B)所示般形成有電子束之出口104a，於該出口104a部分之下方配置有2對反射電子檢測裝置106。 具體而言，關於電子束光學系70之光軸AXe(與後述投影系之光軸AXp(參照圖7及圖8)一致)而於X軸方向之兩側設置有一對反射電子檢測裝置106x1、106x2。又，相對於光軸AXe，於Y軸方向之兩側設置有一對反射電子檢測裝置106y1、106y2。上述2對反射電子檢測裝置106分別由例如半導體檢測器所構成，檢測從晶圓上之對準標記、或者基準標記等檢測對象標記上產生之反射成分，此處檢測反射電子，將與檢測出之反射電子對應之檢測訊號輸送至訊號處理裝置108(參照圖12)。訊號處理裝置108利用未圖示之放大器，將複數個反射電子檢測裝置106之檢測訊號增幅後進行訊號處理，將其處理結果輸送至主控制裝置110(參照圖12)。此外，反射電子檢測裝置106可僅設置於45個電子束光學系70之一部分(至少1個)上，亦可不設置。此外，電子束光學系70之光軸Axe雖係如圖2所示，應描畫於光電元件54與晶圓W之間，但於圖4(A)及圖4(B)中，為圖示之方便起見，而延長至真空隔離壁81之上方來圖示。此外，曝光裝置100亦可不具備反射電子檢測裝置106。
反射電子檢測裝置106x1、106x2、106y1、106y2例如安裝於鏡筒104上。此外，亦可於複數個鏡筒104之出口104a部分各別地設置對向而形成有開口之冷卻板，且於該冷卻板之開口內配置反射電子檢測裝置106x1、106x2、106y1、106y2。於該情形時，亦可將反射電子檢測裝置安裝於冷卻板上。此外，曝光裝置100亦可不具有冷卻板。
如圖4(A)及圖4(B)所示，於底板38上，於光軸AXe上形成有上述收縮部38b。又，於光軸AXe上，設置於光電層60之上側的多數個光孔58a之配置區域之中心(此處，與固持器52之中心軸一致)基本上一致。
本實施形態中，可設置收縮部38b而使真空室34之真空度與曝光室12之真空度不同，但亦可不設置收縮部38b等。又，亦可將鏡筒104之內部分離為：收納靜電多極70c且電子束經由真空室34而通過之中心部之第1空間；以 及包圍第1空間之周圍且於內部收納電磁透鏡70a、70b之第2空間，且將第2空間向載台腔室10外部之空間開放。第1空間亦可由貫通電磁透鏡70a、70b之中心部的例如不鏽鋼製之管來劃分。
於光電元件54之保持位置之下方，配置有用以將從光電層60中射出之電子加速之引出電極112。如圖4等所示，引出電極112位於電子束光學系70與光電元件54之間。本實施形態中，引出電極112位於底板38與光電元件54之間。此外，引出電極112可由底板38所支承，亦可由第1板36所支承。
光學單元18B係如圖1所示，具備：配置於電子束光學單元18A之上方的框架(亦稱為鏡筒平板)17、以及支承於框架17上之複數個(本實施形態中為45個)光照射裝置(亦可稱為光光學系)80。框架17係與殼體19分開而獨立地經由未圖示之具備防振功能之支承機構所支承。於框架17上，以與第1板36之45個開口36a對應之配置，形成有於Z軸方向上延伸之複數個(本實施形態中為45個)貫通孔17a。於45個貫通孔17a各自之內部，插入、固定有構成光照射裝置80之一部分的後述投影系之鏡筒86a(亦可稱為殼體86a)。45個光照射裝置80係以與45個光電元件54(固持器52)分別對應之配置(因此，與電子束光學系70對應之配置)，配置於XY平面內。配置光學單元18B之空間為大氣壓空間、或者較大氣壓稍微增壓之空間。
從45個光照射裝置80之各自中，至少1個光束經由光電元件54之光孔58a而照射至光電層60。此外，光照射裝置80之數量與光電元件54之數量亦可不相等。例如光照射裝置80之數量亦可多於光電元件54之數量。
圖7中，圖1之光照射裝置80亦可與對應之光電元件54等一併示出。光照射裝置80具備：照明系82；圖案發生器84，經由第1反射面98a而射入來自照明系82之光(照明光)，由所射入之照明光來產生複數個光束(經圖案化之光)；以及投影系(亦稱為投影光學系)86，來自圖案發生器84之複數個 光束經由第2反射面98b而射入，將該複數個光束經由真空隔離壁81而照射至光電元件54。第1反射面98a與第2反射面98b係形成(設置)於稜鏡等同一反射光學元件98上之不同反射面。
此處，圖案發生器84亦可稱為空間光調變器，其將向既定方向行進之光之振幅、相位以及偏光之至少1個之狀態於空間上進行調變而射出。又，亦可將圖案發生器84稱為光學元件。此外，圖案發生器84亦可稱為可產生包含例如明暗圖案之光學圖案。
如圖7所示，照明系82具有：光源82a，其產生雷射束LB(照明光)；以及成形光學系82b，其將該雷射束LB成形為1個或2個以上之於X軸方向上較長之剖面矩形狀之射束。光源82a及成形光學系82b保持於鏡筒83(亦可稱為殼體83)上。即，照明系82配置於鏡筒83之內部。
作為光源82a，使用將可見光或可見光近旁之波長、例如波長405nm之雷射光連續振盪之雷射二極體。作為光源82a，亦可使用使雷射光間歇地發光(振盪)之雷射二極體。或者，亦可使用雷射二極體與AO(acoustooptic，聲光)偏向器或者AOM(acoustooptic modulator，聲光調變元件)等切換元件之組合來代替光源82a，亦可使雷射光間歇地發光。此外，照明系82亦可不具備光源82a，亦可於裝置之外部設置光源。於該情形時，只要使用光纖等光傳輸構件，將來自裝置外部之光源之照明光引導至照明系82即可。
成形光學系82b包含依序配置於來自光源82a之雷射束LB之光路上的複數個光學元件。複數個光學元件包含例如繞射光學元件(Diffractive Optical Element，亦稱為DOE)、透鏡(例如聚光透鏡)、鏡等。
於成形光學系82b包含例如位於入射端部之繞射光學元件之情形時，該繞射光學元件若射入來自光源82a之雷射束LB，則以該射束LB於繞射光 學元件之射出面側之既定面上具有如下分佈，即，於在Y軸方向上以既定間隔排列之於X軸方向上較長之複數個矩形狀(本實施形態中為細長之狹縫狀)之區域中光強度大之分佈的方式，來轉換雷射束LB之面內強度分佈。本實施形態中，繞射光學元件藉由來自光源82a之射束LB之射入，而生成於Y軸方向上以既定間隔排列之於X軸方向上較長之複數個剖面矩形狀之射束(狹縫狀射束)LB。本實施形態中，生成與圖案發生器84之構成相符之數量之狹縫狀射束LB。此外，將雷射束LB之面內強度分佈加以轉換之元件並不限定於繞射光學元件，可為折射光學元件或反射光學元件，亦可為空間光調變器。
本實施形態中，如後所述，使用反射型之空間光調變器作為圖案發生器84，因此如圖7及圖8所示，於位於成形光學系82b之終端部的最終透鏡96之下方(光射出側)，配置有上述反射光學元件98作為光路彎折用光學元件。反射光學元件98如圖7所示，配置於照明系82之鏡筒83與投影系86之鏡筒86a之間的鏡筒99(亦可稱為殼體99)之內部。反射光學元件98經由支承構件而保持於鏡筒99上。鏡筒99配置於保持於框架17上之鏡筒86a之上。鏡筒99亦可載置於鏡筒86a之上，亦可以可使用致動器等變更鏡筒99及鏡筒83相對於鏡筒86a(投影系86)之位置之方式來配置。此外，反射光學元件98亦可相對於鏡筒99而移動(位置、傾斜度、姿勢等可變更)。
照明系82之最終透鏡96係將由繞射光學元件生成之複數個剖面矩形狀(狹縫狀)之射束LB於Y軸方向上聚光，照射至反射光學元件98之第1反射面98a。最終透鏡96可使用例如於X軸方向上較長之柱面透鏡等聚光透鏡。亦可代替聚光透鏡而使用聚光鏡等反射光學構件、或者繞射光學元件。本實施形態中，第1反射面98a及第2反射面98b均為平面。但，第1反射面98a並不限定於平面，亦可為具有曲率之形狀。於第1反面98a具有曲率(具有有限之焦點距離)之情形時，亦可兼用聚光透鏡之功能。此外，射入至反射光學元件98之光 束宜不為剖面矩形狀(狹縫狀)之射束。
反射光學元件98係具有第1反射面98a及第2反射面98b之側視五角形狀，且於X軸方向上具有既定長度之構件。第1反射面98a與第2反射面98b相互交叉，其交線成為與X軸平行之線。本實施形態中，如圖8所示，第1反射面98a相對於XZ平面而形成角度(+φ1)，第2反射面98b相對於XZ平面而形成角度(-φ2)。此處，φ1<45度、且φ2<45度。即，第1反射面98a與第2反射面98b形成鈍角。藉此，可將從相對於反射光學元件98而位於光軸方向之一側的照明系82而來之光，經由圖案發生器84，引導至相對於反射光學元件98而位於沿著光軸方向之另一側的投影系86。
本實施形態中，從照明系82(最終透鏡96)，例如沿著光軸AXi而射入至反射光學元件98之照明光(為方便起見，稱為第1射束)由第1反射面98a所反射，向圖案發生器84偏向既定角度2φ1(參照圖8)。又，其他之複數個照明光(光束)亦藉由第1反射面98a而向圖案發生器84偏向。即，本實施形態中，第1反射面98a構成將來自照明系82(最終透鏡96)之複數個光束向圖案發生器84偏向之第1偏向部之至少一部分。藉此，包含從第1反射面98a朝向圖案發生器84之第1射束的複數個光束係從第1反射面98a向斜下方(將光軸AXi橫切之方向且與投影系86接近之方向)行進。
又，本實施形態中，圖案發生器84中產生之上述第1射束之正反射光係由第2反射面98b所反射，向投影系86偏向既定角度2φ2(參照圖8)。又，圖案發生器84中產生之其他之複數個光束(繞射光)亦藉由第2反射面98b而向投影系86偏向。即，本實施形態中，第2反射面98b構成將來自圖案發生器84之複數個光束向投影系86偏向之第2偏向部之至少一部分，具有第1反射面98a及第2反射面98b之反射光學元件98構成偏向部之至少一部分。於第1反射面98a與第2反射面98b以XY平面而對稱之情形時，成為φ1=φ2，從照明系82沿著 與Z軸平行之光軸AXi而射入之光束係於第1反射面98a上向圖案發生器84偏向(反射)，該光束之來自圖案發生器84之正反射光係於第2反射面98b上反射(偏向)，沿著與Z軸平行之光軸AXo而射入至投影系86。由於從第1反射面98a朝向圖案發生器84之第1射束向斜下方行進，因此來自圖案發生器84之正反射光從圖案發生器84向斜下方(將光軸AXi橫切之方向且與投影系86接近之方向)行進，到達位於第1反射面98a之下方之第2反射面98b。
本實施形態中，雖設為於同一反射光學元件之不同面上形成第1反射面及第2反射面者，但亦可將第1反射面及第2反射面由分別不同之鏡等反射光學元件所構成。於該情形時，亦可使第1反射面與第2反射面分別移動。
圖案發生器84係如圖7所示，配置於由第1反射面98a所反射(偏向)之複數個狹縫狀射束之光路上。本實施形態中，圖案發生器84係與XZ平面平行地配置。本實施形態中，圖案發生器84配置於一部分露出至鏡筒99之外部的電路基板102之-Y側之面上。圖案發生器84配置於鏡筒99之內部。於電路基板102之+Y側，如圖8所示，散熱用之散熱器103對向而配置，散熱器103係經由複數個連接構件105而與電路基板102連接。散熱器103以接觸狀態固定於鏡筒99上。此處，亦可使用帕耳帖元件作為連接構件105。無論如何，均可藉由經由散熱器103之散熱而將圖案發生器84及電路基板102之至少一者冷卻。此外，圖7中，散熱器103等之圖示省略。又，圖案發生器84並不限定於與XZ平面平行地配置之情形，亦可與和XZ平面交叉之面平行地配置。又，圖案發生器84之設置面亦可不為電路基板102。又，將圖案發生器84及電路基板102之至少一者冷卻之機構亦可不為散熱器。
本實施形態中，圖案發生器84係由作為可程式化之空間光調變器之一種的光繞射型光閥(GLV(註冊商標))而構成。光繞射型光閥GLV係如圖9(A)及圖9(B)所示，於矽基板(晶片)84a上，以數千個之規模形成 有稱為「條帶」之氮化矽膜之微細構造體(以下，稱為條帶)84b的空間光調變器。
GLV之驅動原理如下所述。
藉由電性控制條帶84b之撓曲，GLV作為可程式化之繞射光柵而發揮功能，可以高解析度、高速度(響應性250kHz~1MHz)、高正確度，來進行調光、調變、雷射光之切換。GLV被分類為微機電系統(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)。條帶84b係由在硬度、耐久性、化學穩定性方面具有牢固特性之高溫陶瓷之一種，即非晶氮化矽膜(Si3N4)來製作。各條帶之寬度為2~4μm，長度為100~300μm。條帶84b係由鋁薄膜所覆蓋，兼具反射板與電極之兩者之功能。條帶係跨越共通電極84c而張設，若由驅動器(圖9(A)及圖9(B)中未圖示)對條帶84b供給控制電壓，則藉由靜電而向基板84a方向撓曲。若控制電壓消失，則條帶84b藉由氮化矽膜固有之高張力而恢復為原本狀態。即，條帶84b為可動反射元件之一種。
GLV中雖有：隨著電壓之施加而位置變化之主動條帶、與落至底部而位置不變之偏壓條帶交替排列之類型；以及全部為主動條帶之類型；但本實施形態中使用後者之類型。
本實施形態中，以條帶84b位於-Y側，且矽基板84a位於+Y側之狀態，於圖8等所示之電路基板102之-Y側之面上安裝有由GLV構成之圖案發生器84。於電路基板102上，設置有用以對條帶84b供給控制電壓之CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補金屬氧化物半導體)驅動器(未圖示)。以下之說明中，為方便起見，具備CMOS驅動器在內而稱為圖案發生器84。
本實施形態中使用之圖案發生器84係如圖10所示，具有例如6000個條帶84b之條帶行85將其長邊方向(條帶84b之排列方向)設為X軸方 向，於Z軸方向上以既定之間隔，於矽基板上形成例如12行。各條帶行85之條帶84b係於共通電極之上伸展。本實施形態中，藉由一定程度之電壓之施加與施加之解除，主要為了雷射光之切換(開‧關)，而驅動各條帶84b。但，GLV可對應施加電壓而進行繞射光強度之調節，因此於必須將來自圖案發生器84之複數個射束之至少一部分之強度進行調整之情形等時，對施加電壓進行微調整。例如，於對各條帶射入相同強度之光之情形時，可由圖案發生器84來產生具有不同強度之複數個光束。
本實施形態中，於照明系82內之繞射光學元件中生成12根狹縫狀射束，該12根射束係經由構成成形光學系82b之複數個光學元件(包含最終透鏡96)、以及反射光學元件98之第1反射面98a，對各條帶行85之中央照射於X軸方向上較長之狹縫狀射束LB。本實施形態中，射束LB對於各條帶84b之照射區域成為正方形區域。此外，射束LB對於各條帶84b之照射區域亦可不為正方形區域。亦可為於X軸方向上較長、或者於Z軸方向上較長之矩形區域。本實施形態中，12根射束於圖案發生器84之受光面上之照射區域(照明系82之照射區域)亦可稱為X軸方向之長度為S mm、Z軸方向之長度為T mm之矩形之區域。
各條帶84b由於可各別控制，因此於圖案發生器84中產生之剖面正方形之射束之根數為6000×12=72000根，可進行72000根射束之切換(開‧關)。本實施形態中，為可將圖案發生器84中產生之72000根射束各別地照射，而於光電元件54之遮光膜58上形成有72000個光孔58a。此外，光孔58a之數量亦可與例如圖案發生器84可照射之射束(多射束)之數量不相同，只要對包含72000根射束(雷射束)各自所對應之光孔58a之光電元件54(遮光膜58)上之區域照射即可。圖案發生器84所具有之可動反射元件(條帶84b)之數量、與光孔58a之數量亦可不同。光電元件54上之複數個光孔58a各自之尺寸只要小 於所對應之射束之剖面之尺寸即可。此外，圖案發生器84所具有之可動反射元件(條帶84b)之數量、與圖案發生器84中產生之射束之根數亦可不同。來自複數個(例如數個)可動元件(條帶84b)之光亦可照射至1個光孔58a。例如，亦可使用隨著電壓之施加而位置變化之主動條帶、與落至底部而位置不變之偏壓條帶交替排列之類型，藉由複數個(2個)可動反射元件(條帶)而進行1根射束之切換。又，圖案發生器84之數量與光電元件54之數量亦可不相等。
圖案發生器84中產生之複數個射束係如圖7所示，於光路彎折用之反射光學元件98之第2反射面98b上反射，射入至位於下方之投影系86、即位於投影系86之入射端之第1透鏡94(參照圖8)。
投影系86係如圖7所示，具備複數個透鏡，該等透鏡依序配置於經由第2反射面98b之來自圖案發生器84之光束之光路上，且具有Z軸方向之共通之光軸AXp。該等複數個透鏡保持於鏡筒86a上。投影系86為縮小光學系，其投影倍率例如約為1/4。此外，投影系並不限定於折射型光學系，亦可為反射型光學系或反射折射型光學系。又，投影系86之投影倍率並不限定於1/4之縮小倍率，例如可為1/5或1/10之縮小倍率，又亦可為相等倍率或放大倍率。
根據上述說明可知，本實施形態中，具有第1反射面98a及第2反射面98b之反射光學元件98配置於照明系82之-Z側，投影系86配置於第2反射面98b之-Z側。又，照明系82配置於鏡筒83內部之空間(第1空間)中，投影系86配置於鏡筒86a內部之空間(第2空間)中，具有第1反射面89a及第2反射面89b之反射光學元件89以及圖案發生器84配置於第1空間與第2空間之間的鏡筒99內部之空間(第3空間)中。又，本實施形態中，圖案發生器84係以包含複數個條帶84b(可動反射元件)之配置面的面不與從照明系82至第1反射面98a為止之照明光之光路交叉之方式來配置。此處，所謂複數個條帶84b(可動反射元 件)之配置面意指包含初始狀態下之複數個條帶84b之反射面的面。該配置面亦可為於初始狀態下，複數個條帶84b之反射面應坐落之虛擬面、以及配置有複數個條帶84b之反射面的面中之任一者。又，對於驅動條帶84b之CMOS驅動器不進行通電之狀態、即不施加電壓之狀態符合初始狀態。藉此，可達成光學單元18B之小型化。尤其可減小光學單元18B之與Z軸正交之剖面之尺寸。因此，可以節省空間之方式配置複數個光照射裝置80，可不受光學單元18B之大小(配置)所影響，而將複數個電子束光學系70以所期望之狀態並置於XY方向上。
又，圖案發生器84係以如下方式配置：包含複數個條帶84b(可動反射元件)之配置面的面不與圖案發生器84中產生且朝向光電元件54之複數個光束之光路，即，第2反射面89b與光電元件54之間之複數個光束之光路交叉。即，圖案發生器84配置為：包含複數個條帶84b(可動反射元件)之配置面的面不與第2反射面89b與投影系86之間之光路交叉，不與投影系86與光電元件54之間之光路交叉，不與由第2反射面89b所偏向之來自圖案發生器84之複數個光束之光路交叉，或者不與照射至光電元件54之光束之光路交叉。藉此，可達成光學單元18B之小型化。尤其可減小光學單元18B之與Z軸正交之剖面之尺寸，因此可以節省空間之方式配置複數個光照射裝置80。因此，可不受光學單元18B之大小(配置)所影響，而將複數個電子束光學系70以所期望之狀態並置於XY方向上。
本實施形態中，根據圖8可知，成形光學系82b之光軸AXi與投影系86之光軸AXp為鉛直方向(Z軸方向)之大致同軸，圖案發生器84之複數個可動反射元件(條帶84b)之反射面於開‧關中之任一狀態下，均與光軸AXi、光軸AXp及鉛直軸之全部大致平行。
本實施形態中，投影系86藉由將經由第2反射面98b之來自圖案 發生器84之光，經由真空隔離壁81而投射至光電元件54，從複數個、例如72000個光孔58a中之至少1個中通過之光束照射至光電層60。即，從圖案發生器84之設為開啟之可動反射元件中而來之射束經由對應之光孔58a而照射至光電層60，從設為關閉之可動反射元件中，未向對應之光孔58a及光電層60照射光束。此外，以下，若無特別說明，則光孔58a設為於X軸方向上較長之矩形者，但亦可為於Z軸方向上較長之矩形或者正方形，亦可為多角形、橢圓等其他形狀。
亦可於投影系86上設置可調整投影系86之光學特性的光學特性調整裝置87(參照圖12)。作為光學特性調整裝置，可使用：可藉由將構成投影系86之一部分光學元件、例如透鏡移動而至少變更X軸方向之投影倍率(倍率)的裝置；或者將形成於例如構成投影系86之複數個透鏡間之氣密空間之氣壓加以變更之裝置。除此以外，作為光學特性調整裝置，亦可使用使構成投影系86之光學構件變形之裝置、或者對構成投影系86之光學構件賦予熱分佈之裝置。本實施形態中，對45個光照射裝置80之全部並設光學特性調整裝置。45個光學特性調整裝置87係基於主控制裝置110之指示，由控制部11所控制(參照圖12)。此外，亦可僅於複數個光照射裝置80中之一部分(1個、或2個以上)中設置光學特性調整裝置。
此外，亦可於投影系86之內部設置強度調變元件，其可將由圖案發生器84產生且照射至光電層60之複數個射束之至少1個之強度加以變更。照射至光電層60之複數個射束之強度之變更包含使複數個射束中之一部分光束之強度為零。又，投影系86亦可設置將照射至光電層60之複數個射束中之至少1個之相位加以變更之相位調變元件，亦可具備可變更偏光狀態之偏光調變元件。
根據圖8而明確，本實施形態中，雖照明系82所具有之成形光學 系82b之光軸(與最終透鏡96之光軸一致)AXi及投影系86之光軸AXp均與Z軸平行，但光軸AXi與光軸AXp亦可不平行。換言之，光軸AXi與光軸AXp亦可形成既定之角度而交叉。
本實施形態之曝光裝置100中，設置有相對位置測量系統29，其可測量電子束光學單元18A與光學單元18B之XY平面內之相對位置資訊(參照圖1及圖12)。相對位置測量系統29係由圖2所示之一對二維編碼器系統29a、29b所構成。
若對其進一步進行詳細說明，則如圖2所示，於殼體19(第1板36)之上表面，一對標尺構件33a、33b固定於Y軸方向之兩端部近旁，且與標尺構件33a、33b分別對向而於框架17之下表面固定有頭35a、35b。於標尺構件33a、33b上，分別形成有以X軸方向及Y軸方向作為週期方向之例如1μm間距之二維繞射光柵。頭35a構成使用標尺33a來測量殼體19之X軸方向及Y軸方向之位置資訊的二維編碼器29a。同樣地，頭35b構成使用標尺構件33b測量殼體19之X軸方向及Y軸方向之位置資訊的二維編碼器29b。由一對二維編碼器29a、29b來測量之位置資訊供給至主控制裝置110，主控制裝置110基於由一對二維編碼器29a、29b所測量之位置資訊，來求出框架17與殼體19之X軸方向、Y軸方向及θz方向之相對位置，即電子束光學單元18A與光學單元18B之3自由度方向(X、Y、θz)之相對位置。即，藉由一對二維編碼器29a、29b，來構成可測量電子束光學單元18A與光學單元18B之XY平面內之相對位置資訊的相對位置測量系統29。此外，編碼器系統亦可不為二維編碼器系統。又，亦可於框架17中配置編碼器系統之標尺構件，且於殼體19中配置頭。相對位置測量系統29並不限定於編碼器系統，亦可使用干涉儀系統等其他測量系統。此外，作為相對位置測量系統29，亦可測量框架17與殼體19中之任一者之位置。又，亦可不設置相對位置測量系統29。
為將電子束光學單元18A與光學單元18B之XY平面內之相對位置維持為既定狀態，而設置有定位裝置21(圖1及圖2中未圖示，參照圖12)。主控制裝置110係基於電子束光學單元18A與光學單元18B之3自由度方向(X、Y、θz)之相對位置之資訊(例如相對位置測量系統29之輸出)，來控制定位裝置21。藉此，電子束光學單元18A與光學單元18B之X軸方向及Y軸方向之相對位置、以及圍繞Z軸之相對旋轉角維持為一定之狀態(既定之狀態)。此外，亦可代替定位裝置21，或者除定位裝置21之外，設置使框架17及殼體19中之至少一者移動之至少1個驅動裝置(致動器等)。
此外，光學單元18B之支承方法並不限定於上述方法。例如，光學單元18B亦可載置於殼體19上。
如上述說明所明示，本實施形態之曝光裝置100中，如圖11中示意性所示，曝光時，於圖案發生器84之受光面上，對X軸方向之長度為S mm、Z軸方向之長度為T mm之矩形之區域之內部照射射束，藉由該照射，來自圖案發生器84之光藉由具有縮小倍率1/4之投影系86而照射至光電元件54，進而，藉由該照射而生成之電子束經由具有縮小倍率1/50之電子束光學系70，而照射至像面(與像面對準之晶圓面)上之矩形之區域(曝光場)。即，本實施形態之曝光裝置100中，構成縮小倍率1/200之直筒型之多射束光學系統200(參照圖12)，其係包含光照射裝置80(投影系86)、與其對應之光電元件54、以及與該等對應之電子束光學系70而構成，於XY平面內以上述矩陣狀之配置具有45個該多射束光學系統200。因此，本實施形態之曝光裝置100之光學系係具有45個縮小倍率1/200之縮小光學系之多柱(multi-column)電子束光學系。
又，曝光裝置100中，將直徑為300毫米之晶圓作為曝光對象，與晶圓對向而配置有45個電子束光學系70，因此作為一例，將電子束光學系70之光軸AXe之配置間隔設為43mm。如此一來，則1個電子束光學系70所承擔之 曝光區域成為最大為43mm×43mm之矩形區域，因此如上所述，只要晶圓載台WST之X軸方向及Y軸方向之移動衝程有50mm，則為充分。此外，電子束光學系70之數量並不限定於45個，可基於晶圓之直徑、晶圓載台WST之衝程等來決定。
圖12中，主要構成曝光裝置100之控制系的主控制裝置110之輸入輸出關係係如方塊圖所示。主控制裝置110包含微電腦等，將包含圖12所示之各部的曝光裝置100之構成各部總括地控制。圖12中，與控制部11連接之光照射裝置80包含：基於來自主控制裝置110之指示而由控制部11所控制之光源(雷射二極體)82a、繞射光學元件、以及光學特性調整裝置87等。又，與控制部11連接之電子束光學系70包含：基於來自主控制裝置110之指示而由控制部11所控制之一對電磁透鏡70a、70b以及靜電多極70c(第1靜電透鏡70c1及第2靜電透鏡70c2)。又，圖12中，符號500表示包含上述多射束光學系統200、控制部11、及訊號處理裝置108而構成之曝光單元。曝光裝置100中，設置有45個曝光單元500。
但，曝光裝置100中，由於如下所述之原因，不為正方形，而採用矩形(長方形)之曝光場。
圖13中，於表示電子束光學系之直徑D之有效區域(像差有效區域)之圓內，圖示有正方形之曝光場(以下，亦適當稱為正方形場)SF及矩形之曝光場(以下，亦適當稱為矩形場)RF。如該圖13所明示，若欲最大限度地使用電子束光學系之有效區域，則較佳為正方形場SF。但，於正方形場SF之情形時，如圖13所示，場幅損失30%(1/)左右。例如，若為具有60：11之縱橫比之矩形場RF，則有效區域大致成為場幅。此於多柱中成為大優點。除此以外，亦具有檢測對準標記時之標記檢測感度提高之優點。不論場之形狀如何，照射至場內之電子之總量相同，因此與正方形場相比，矩形場之電流密度 大，因此，即便對晶圓上之更小面積配置標記，亦可以充分之檢測感度來檢測。又，與正方形場相比，矩形場之像差管理較容易。
圖13中，正方形場SF及矩形場RF中之任一曝光場均設定為包含電子束光學系之光軸AXe。但是，並不限定於此，亦可以不包含光軸AXe之方式，將曝光場設定於像差有效區域內。又，亦可將曝光場設定為矩形(包含正方形)以外之形狀，例如圓弧狀。
其次，以本實施形態之曝光裝置100，對晶圓W之曝光中進行之配量控制進行說明。
曝光場內之照度不均係藉由主控制裝置110於後述曝光時，將對於圖案發生器84之CMOS驅動器之施加電壓進行控制，而對每個條帶，或者經分組為複數個群組之各群組中所屬之每個條帶，調整複數個條帶84b中產生之繞射光之強度，藉此，結果對光電層60之電子發射面上之面內之照度分佈、以及與其對應之晶圓面上之曝光場RF內之照度分佈進行調整。即，對照射至曝光場RF之複數個電子束各自之強度進行適當調整。本實施形態之曝光裝置100中，由於圖案發生器84係由GLV所構成，因此主控制裝置110可使用圖案發生器84自身來產生半色調。因此，主控制裝置110可於後述之曝光時，藉由照射至光電層60之各個光束之強度調整，而對光電層60之電子發射面上之面內之照度分佈、以及與其對應之晶圓面上之曝光場內之照度分佈進行調整，即，進行配量控制。除此以外，亦可於成形光學系82b內設置如下之照度分佈調整元件，其係將具有折射率隨著施加電壓而變化之非線形光學效應的結晶，例如鋰鉭酸鹽(鉭酸鋰(略稱：LT)單晶)、鋰鈮酸鹽(鈮酸鋰(略稱：LN)單晶)等光強度調變結晶(光電元件)，在與XY平面平行之面內排列複數個，於其射入側及射出側配置偏光器而構成。於該情形時，主控制裝置110亦可使用照度分佈調整元件及圖案發生器84中之一者，或者併用兩者調整光電層60之 電子發射面上之面內之照度分佈。
此外，作為光電層60之電子發射面上的面內之照度分佈之調整的前提，以藉由光電轉換而從光電層60之電子發射面上生成之複數個電子束之強度(電子束之照度、射束電流量)成為大致相同之方式，對圖案發生器84中產生且照射至光電層60之複數個光束之強度進行調整。該射束之強度之調整可於照明系82內進行，亦可於圖案發生器84中進行，亦可於投影系86內進行。但，亦可以使藉由光電轉換而從光電層60之電子發射面上生成之複數個電子束中之至少一部分之射束強度(電子束之照度、射束電流量)與其他電子束強度不同之方式，對照射至光電層60之複數個光束之強度進行調整。
此外，形成於晶圓上之抗蝕劑層並非僅受到光電層60之電子發射面上之面內之照度分佈之影響，還受到其他要因，例如電子之前向散射、後向散射、或者成霧等之影響。
此處，所謂前向散射，意指射入至晶圓表面之抗蝕劑層內之電子於到達晶圓表面之前，於抗蝕劑層內散射之現象；所謂後向散射，意指經由抗蝕劑層而到達晶圓表面之電子於晶圓表面或者其內部散射而再次射入至抗蝕劑層內，向周圍散射之現象。又，所謂成霧，係指來自抗蝕劑層之表面之反射電子於設置於複數個電子束光學系之電子束之出口之近旁的構件，例如冷卻板之底面上再反射，而於周圍增加配量之現象。
如上述說明所明示，受到前向散射之影響的範圍比後向散射及成霧狹窄，因此於曝光裝置100中，於前向散射、與後向散射及成霧中，採用不同之修正方法。
用以減輕前向散射成分之影響的PEC(Proximity Effect Correction，鄰近效應修正)中，主控制裝置110估算前向散射成分之影響，經由控制部11來進行使用圖案發生器84(及/或照度分佈調整元件)之面內之照度 分佈之調整。
另一方面，用以減輕後向散射成分之影響之PEC、以及用以減輕成霧之影響之FEC(Fogging Effect Correction，成霧效應修正)中，主控制裝置110係經由控制部11，使用圖案發生器84(及/或照度分佈調整元件)，以某種程度之空間頻率來進行面內之照度分佈之調整。
但，本實施形態之曝光裝置100例如用於互補式微影術。於該情形時，將於例如使用ArF光源之液浸曝光中，藉由利用雙重圖案化等而形成有線與空間圖案(L/S圖案)之晶圓作為曝光對象，用於形成用以將該線圖案切斷之切割圖案。曝光裝置100中，可形成與形成於光電元件54之遮光膜58上之72000個光孔58a分別對應之切割圖案。
本實施形態中之對晶圓之處理之流程如下。
首先，塗佈有電子束抗蝕劑之曝光前之晶圓W係於載台腔室10內，載置於晶圓載台WST上，由靜電吸盤所吸附。
對與形成於晶圓載台WST上之晶圓W上的例如45個投射區域分別對應而形成為刻劃線(街道線)之至少各1個對準標記，從45個電子束光學系70中分別照射電子束，來自至少各1個對準標記之反射電子係由反射電子檢測裝置106x1、106x2、106y1、106y2中之至少1個來檢測，進行晶圓W1之全點對準測量，基於該全點對準測量之結果，對於晶圓W1上之複數個投射區域，開始進行使用45個曝光單元500(多射束光學系統200)之曝光。例如於互補式微影術之情形時，當使用從各多射束光學系統200中射出之多數個射束(電子束)，來形成與形成於晶圓W上之以X軸方向為週期方向之L/S圖案相對之切割圖案時，一面於Y軸方向上掃描晶圓W(晶圓載台WST)，一面控制各射束之照射時機(開‧關)。此外，亦可不進行全點對準測量，而進行與晶圓W之一部分投射區域對應而形成之對準標記之檢測，基於其結果來實行45個投射區域之曝 光。又，本實施形態中，雖曝光單元500之數量與投射區域之數量相同，但亦可不同。例如，曝光單元500之數量亦可少於投射區域之數量。此外，亦可於載台腔室10之外進行對準標記之檢測。於該情形時，亦可不進行載台腔室10內之對準標記之檢測。
此處，對使用圖案發生器84之曝光順序進行說明。此處，虛擬地設定於晶圓上之某區域內相互鄰接而XY二維配置之多數個10nm見方(與經由光孔58a之射束之照射區域一致)之像素區域，對將該所有像素進行曝光之情形加以說明。又，此處，作為條帶行，設為具有A、B、C、......、K、L之12個條帶行者。
若著眼於條帶行A進行說明，則對於在晶圓上排列於X軸方向上之某列(設為第K列)之連續之6000像素區域，開始進行使用條帶行A之曝光。於該曝光開始之時刻，由條帶行A所反射之射束設為位於原位者。而且，從曝光開始起追隨晶圓W之+Y方向(或-Y方向)之掃描而將射束向+Y方向(或-Y方向)偏向，同時對同一6000像素區域繼續進行曝光。而且，若例如以時間Ta[s]來結束該6000像素區域之曝光，且於其間，晶圓載台WST以速度V[nm/s]，行進例如Ta×V[nm]。此處，為方便起見，設為Ta×V=96[nm]。
繼而，於晶圓載台WST以速度V於+Y方向上掃描24nm之期間，使射束恢復為原位。此時，以實際上晶圓上之抗蝕劑未感光之方式將射束設為關閉。
此時，由於從上述之曝光開始時刻起，晶圓載台WST向+Y方向行進120nm，因此第(K+12)列之連續之6000像素區域位於與曝光開始時刻之第K列之6000像素區域相同之位置。
因此，同樣地，一面使射束偏向追隨晶圓載台WST，一面將第(K+12)列之連續之6000像素區域進行曝光。
實際上，與第K列之6000像素區域之曝光並行，第(K+1)列~第(K+11)列各自之6000像素係由條帶行B、C、......、K、L所曝光。
如此一來，對於晶圓上之X軸方向之長度為60μm之範圍之區域，可一面使晶圓載台WST於Y軸方向上掃描一面曝光(掃描曝光)，只要使晶圓載台WST於X軸方向(+X方向或-X方向)上步進60μm來進行同樣之掃描曝光，則可將於該X軸方向上鄰接之長度60μm之範圍之區域進行曝光。因此，藉由將上述之掃描曝光與晶圓載台之X軸方向之步進交替地反覆進行，可利用1個曝光單元500來進行晶圓上之1個投射區域之曝光。又，實際上，由於可使用45個曝光單元500而並行地將晶圓上之彼此不同之投射區域進行曝光，因此可進行晶圓全面之曝光。
此外，曝光裝置100用於互補式微影術，用於形成與形成於晶圓W上之例如以X軸方向作為週期方向之L/S圖案相對之切割圖案，因此於圖案發生器84中，可將由72000個條帶84b中之任意之條帶84b所反射之射束設為開啟而形成切割圖案。於該情形時，72000根射束可同時設為開啟狀態，亦可不同時。
本實施形態之曝光裝置100中，基於上述曝光順序，於針對晶圓W之掃描曝光中，藉由主控制裝置110，基於位置測量系28之測量值來控制載台驅動系26，並且經由各曝光單元500之控制部11來控制光照射裝置80及電子束光學系70。此時，基於主控制裝置110之指示，藉由控制部11來視需要進行上述配量控制。
但，以上所說明之配量控制係藉由控制圖案發生器84或照度分佈調整元件(未圖示)、或者圖案發生器84及照度分佈調整元件而進行之配量控制，因此可稱為動態配量控制。
然而，曝光裝置100中，並不限定於此，亦可採用如以下所述之 配量控制。
藉由例如由光學系引起之模糊(斑點)及/或抗蝕劑模糊，如圖14(A)所示，於晶圓上本來應為正方形(或矩形)之切割圖案(抗蝕劑圖案)CP存在例如4角(角落)捲曲而成為切割圖案CP'之情形。本實施形態中，如圖14(B)所示，亦可經由於形成於遮光膜58上之光孔58a之4角設置有輔助圖案58c之非矩形之光孔58a'，將光束照射至光電層60，將藉由光電轉換而產生之電子束經由電子束光學系70而照射至晶圓上，藉此，將與非矩形之光孔58a'之形狀不同之電子束之照射區域形成於晶圓上。於該情形時，電子束之照射區域之形狀、與應形成於晶圓上之切割圖案CP之形狀可相同，亦可不同。例如於基本上可忽略抗蝕劑模糊之影響之情形時，若以電子束之照射區域之形狀成為與所期望之切割圖案CP之形狀(例如矩形或正方形)大致相同之方式來決定光孔58a'之形狀即可。亦可不將此情形時之光孔58a'之使用視為配量控制。
此處，光孔58a'中，無需於矩形之光孔58a之4角全部設置輔助圖案58c，亦可僅於光孔58a之4角中的至少一部分上設置輔助圖案58c。又，亦可僅於形成於遮光膜58上之複數個光孔58a'之一部分中，於矩形之光孔58a之4角全部設置輔助圖案58c。又，亦可將形成於遮光膜58上之複數個光孔之一部分設為光孔58a'，且將其餘設為光孔58a。即，形成於遮光膜58上之複數個光孔58a'之全部之形狀無需設為相同。此外，雖認為光孔之形狀、大小等亦可基於模擬結果來設計，但理想為基於實際之曝光結果，例如基於電子束光學系70之特性而最佳化。無論如何，以抑制晶圓(靶)上之照射區域之角部之捲曲方式來決定光孔各自之形狀。此外，前向散射成分之影響亦可藉由光孔形狀來減輕。
此外，例如，於可基本上忽略由光學系引起之模糊之情形時，光孔58a'之形狀與電子束之照射區域之形狀亦可相同。
曝光裝置100中，具有複數個電子束光學系70，其中一例為具有45個，該45個電子束光學系70係以滿足同樣規格之方式，經過同樣之製造步驟來製造，因此如例如圖15(A)中示意性所示，曝光場變形之固有之畸變(歪曲像差)於45個電子束光學系70中共通產生。該複數個電子束光學系70中共通之畸變係如圖15(B)中示意性所示，亦可將位於光電層60上之遮光膜58上之光孔58a之配置設為消除或減少上述畸變之配置來修正。此外，圖15(A)之圓表示電子束光學系70之像差有效區域。
圖15(B)中，雖為便於理解，各光孔58a不為矩形，而表示為平行四邊形等，但實際上，遮光膜58上之光孔58a係以矩形或正方形所形成。此例表示如下情形：藉由沿著繞線型畸變形狀，將複數個光孔58a配置於光電層60上，而抵消或減少電子束光學系70所固有之桶型畸變。此外，電子束光學系70之畸變並不限定於桶型畸變，例如於電子束光學系70之畸變為繞線型畸變之情形時，為消除或者減少其影響，亦可將複數個光孔58a配置為桶型畸變形狀。又，亦可根據各光孔58a之配置而調整來自投影光學系86之複數個光束之位置，亦可不調整。
如以上所說明，本實施形態之曝光裝置100具備45個曝光單元500，其係包含多射束光學系統200、控制部11、及訊號處理裝置108而構成(參照圖12)。多射束光學系統200包含光照射裝置80、及電子束光學系70。光照射裝置80具備照明系82、反射光學元件98、圖案發生器84、及投影系86。光照射裝置80中，將來自照明系82之照明光於反射光學元件98之第1反射面98a上偏向，藉由該經偏向之照明光之照射，圖案發生器84產生複數個光束，將來自圖案發生器84之複數個光束於反射光學元件98之第2反射面98b上偏向，該經偏向之複數個光束利用投影系86，經由真空隔離壁81而照射至光電元件54。因此，光照射裝置80中，可使照明系82所具有之成形光學系82b之光軸AXi與投影 系86之光軸AXp相互平行地接近。尤其於本實施形態中，可將光軸AXi與光軸AXp配置於鉛直方向之大致同軸上。進而，即便將照明系82及投影系86配置於大致一直線上，且使用具有多數個反射型之可動反射元件之GLV來作為圖案發生器84，亦可將圖案發生器84之前後之光路分離，即，可將來自圖案發生器之光引導至投影系86。
又，由於可將光軸AXi與光軸AXp配置於鉛直方向之大致同軸上，因此由GLV構成之圖案發生器84之複數個可動反射元件(條帶84b)之反射面於開‧關中之任一狀態下，均與光軸AXi、光軸AXp及鉛直軸全部大致平行。因此，與光軸AXi及光軸AXp不為同軸之情形、相互不平行之情形時等，光軸AXi及光軸AXp之任一者與可動反射元件(條帶84b)之反射面不平行之情形不同，可將來自照明系82之照明光於第1反射面98a上偏向而照射至圖案發生器84，且藉由該照射，將圖案發生器中產生之光束確實地引導至投影系86。
又，本實施形態中，可使成形光學系82b之光軸AXi與投影系86之光軸AXp相互平行地接近，而且可將光軸AXi與光軸AXp配置於鉛直方向之大致同軸上的結果為，可將照明系82、圖案發生器84、投影系86、光電元件54及電子束光學系70排列複數個，於1片晶圓上照射來自各電子束光學系70之電子束。
又，曝光裝置100之45個電子束光學系70分別藉由將複數個光束照射至光電元件54，而將由光電元件54發射之電子作為複數個電子束而照射至晶圓W。因此，藉由曝光裝置100，由於不存在遮沒光孔，因此由充電或磁化所引起之複雜之畸變之發生源根本性地消失，並且對靶之曝光無幫助之無用電子(反射電子)減少，因此可排除長期之不穩定要素。
又，藉由本實施形態之曝光裝置100，於實際之晶圓之曝光時，主控制裝置110經由載台驅動系26來控制將晶圓W加以保持之晶圓載台WST之Y 軸方向之掃描(移動)。與此並行，主控制裝置110對於曝光單元500之m個(例如45個)多射束光學系統200之每一個，使從光電元件54之n個(例如72000個)光孔58a中分別通過之n根射束之照射狀態(開啟狀態及關閉狀態)於每個光孔58a中分別變化，並且使用圖案發生器84，對每個射束進行光束之強度調整。
又，曝光裝置100中，藉由靜電多極70c之第1靜電透鏡70c1，來高速、且各別地修正隨著總電流量之變化而產生的由庫倫效應引起之關於X軸方向及Y軸方向之縮小倍率(之變化)。又，曝光裝置100中，藉由第2靜電透鏡70c2，總括地修正由各種振動等引起之射束之照射位置偏移(光學圖案中之明像素，即，後述切割圖案之投影位置偏移)。
藉此，可於微細之線與空間圖案之所期望之線上之所期望之位置上形成切割圖案，可進行高精度且高處理量之曝光，上述線與空間圖案係藉由例如使用ArF液浸曝光裝置之雙重圖案化等，而預先形成於晶圓上之例如45個投射區域之各個上，且以X軸方向為週期方向。
因此，於使用本實施形態之曝光裝置100，進行上述之互補式微影術，來進行L/S圖案之切斷之情形時，各多射束光學系統200中，即便是從複數個光孔58a中之任一光孔58a中通過之射束成為開啟狀態之情形，換言之，不論成為開啟狀態之射束之組合如何，均可於微細之線與空間圖案中之所期望之線上之所期望之X位置上形成切割圖案，上述線與空間圖案係預先形成於晶圓上之例如45個投射區域之各個上，且以X軸方向為週期方向。
此外，上述實施形態之曝光裝置100中，亦可代替圖10所示之具有12行之條帶行85之圖案發生器84，而使用圖16所示之具有13行之條帶行85之圖案發生器184。圖案發生器184中，位於圖16中之最上部之條帶行(圖16中，為辨別而記作85a)係於通常使用之12行之條帶行(主要之條帶行)85之任一 者產生不良時，代替該產生不良之條帶行85而使用之後備用之條帶行。亦可設置複數個後備用之條帶行85a。
此外，至此之說明中，設為圖案發生器84之各條帶84b、與光電元件54之光孔58a以1：1對應者，即，各條帶84b與照射至晶圓上之電子束以1：1對應。但是，並不限定於此，亦可構成為：可將如下電子束照射至作為靶之晶圓上之某一靶區域(稱為第1靶區域)，上述電子束係藉由將由主要之條帶行85中之1個條帶行，例如與後備用之條帶行85a鄰接之條帶行中所含之1個條帶84b而來之光束，照射至光電元件54而生成；且可將如下電子束照射至晶圓上之第1靶區域，上述電子束係藉由將由例如條帶行85a中所含之1個條帶84b、或者主要之條帶行85中之其他條帶行中所含之1個條帶84b而來之光束，照射至光電元件54而生成。即，亦可將藉由從不同條帶行中分別包含之2個條帶84b而來之光束之照射而於光電元件54中生成之電子束，重疊照射至晶圓上之同一靶區域。藉此，亦可使例如該靶區域之配量成為所期望狀態。
除此以外，亦可代替圖10所示之圖案發生器84，而使用如圖17(A)所示，對於主要之條帶行85追加有修正用之條帶行85b的圖案發生器，該修正用之條帶行85b係僅偏移小於條帶84b之寬度(條帶84b之排列間距)之1倍的距離而配置。圖17(A)所示之修正用之條帶行85b係如將圖17(A)之圓B內之近旁放大而示出之圖17(B)所示，僅偏移條帶84b之寬度之一半(條帶84b之排列間距之一半(1μm))而配置。亦可使用該修正用之條帶行85b，來實施PEC(Proximity Effect Correction，鄰近效應修正)等微妙之配量調整。亦可利用GLV自身來製作半色調，於欲進而以像素錯位來修正之情形時有效。圖案發生器除了具有主要之條帶行85以外，亦可具有後備用之條帶行85a及修正用之條帶行85b。
此外，上述實施形態中，雖已對由GLV來構成圖案發生器84之 情形進行例示，但並不限定於此，亦可使用具有反射型之液晶顯示元件或者數位微鏡元件(Digital Micromirror Device)、PLV(Planer Light Valve，平板光閥)等複數個可動反射元件的反射型之空間光調變器來構成圖案發生器84。或者，根據光照射裝置80內部之光學系之構成，亦可由各種透射型之空間光調變器來構成圖案發生器。圖案發生器84只要為能夠提供可各別控制之複數個光束之圖案發生器，則並不限定於空間光調變器，能夠使用射束之開‧關自不待言，還可調整強度、變更尺寸之圖案發生器。又，圖案發生器84無需可對每個光束進行射束之控制(開‧關、強度之調整、尺寸之變更等)，亦可為僅可對一部分射束進行，或者可對複數個射束之每一個進行。
又，上述實施形態中，雖經由光孔58a而對光電層60照射光，但亦可不使用光孔。例如圖18(A)所示，即便無光孔，只要可將所期望之剖面形狀(包含大小)之光束照射至光電元件54，則亦可不配置光孔。
上述實施形態中，如圖18(B)所示，經由複數個光孔而對光電元件(光電層)照射光。藉由如上所述使用光孔，可不受圖案發生器與光電元件之間的投影光學系之像差等之影響，而使具有所期望之剖面形狀之光束射入至光電層。此外，光孔與光電層可如上述實施形態般一體地形成，亦可隔開既定之空隙(間隙、縫隙)而對向配置。
此外，包含第1偏向部及第2偏向部之偏向部之構成並不限定於上述實施形態。例如，亦可如以下所說明之第1至第3變形例之光照射裝置般，採用多種偏向部之構成。
此外，上述實施形態中，雖照明系82、投影系86、光電元件54及電子束光學系70均配置為矩陣狀，但照明系82、投影系86、光電元件54及電子束光學系70之配置並不限定於此。例如，照明系82、投影系86、光電元件54及電子束光學系70等亦可沿著於XY平面內與例如曝光時晶圓所移動之Y軸方向 交叉之方向，例如X軸方向而配置。
《第1變形例》
圖19中，第1變形例之光照射裝置180之偏向部198係與照明系82之最終透鏡96、投影系86之第1透鏡94以及圖案發生器84一併示出。本變形例之光照射裝置180與上述光照射裝置80之不同之處在於：代替上述反射光學元件98而具有偏向部198。本變形例之光照射裝置180之偏向部198包含稜鏡等反射光學元件，其具有：第1反射面198a，其使來自最終透鏡96(照明系82)之光束向圖案發生器84偏向；以及第2反射面198b，其使來自圖案發生器84之複數個光束向第1透鏡94(投影系86)偏向。偏向部198係於側視五角形狀且於X軸方向上具有既定長度之上述實施形態之反射光學元件98中，具有由第1反射面及第2反射面所構成之頂部與XZ平面平行地切落之形狀(側視六角形狀)。偏向部198中，雖第1反射面198a與第2反射面198b並不相互交叉，但第1反射面198a之延長面198a'與第2反射面198b之延長面198b'相互交叉，其交線成為與X軸平行之線。偏向部198亦為：第1反射面198a相對於XZ平面而形成角度(+φ1)，第2反射面198b相對於XZ平面而形成角度(-φ2)。第1反射面198a構成將來自照明系82之光向圖案發生器84偏向既定角度2φ1之第1偏向部之至少一部分，第2反射面198b構成將來自圖案發生器84之光向投影系86偏向既定角度2φ2偏向之第2偏向部之至少一部分。於第1反射面198a與第2反射面198b以XY平面而對稱之情形時，成為φ1=φ2，從照明系82沿著與Z軸平行之光軸AXi而射入之光束於第1反射面198a上向圖案發生器84偏向(反射)，該光束之來自圖案發生器84之正反射光於第2反射面198b上反射(偏向)，沿著與Z軸平行之光軸AXp而射入至投影系86。
此外，亦可將偏光部198設為可動。又，亦可將第1反射面198a與第2反射面198b由各自不同之鏡等反射光學元件所構成。於該情形時，亦可使第1反射 面198a與第2反射面198b分別移動。
《第2變形例》
圖20中，構成第2變形例之光照射裝置280的偏向部298係與最終透鏡96、第1透鏡94及圖案發生器84一併示出。本第2變形例之光照射裝置280與上述實施形態之光照射裝置80之不同之處在於：代替上述反射光學元件98而設置有偏向部298。
偏向部298包含：立方體類型之偏光分光器190，其配置於最終透鏡96之下方(光射出側)；1/4波長板(λ/4板)191、192，其分別固定於偏光分光器190之+Y側、-Y側之面上；以及反射鏡194，其平面狀之反射面係與λ/4板192對向而配置。偏光分光器190係以將2個直角稜鏡貼合之類型，對其中一個稜鏡實施介電體多層膜塗佈，形成分光面(偏光分離面)190a。本變形例之光照射裝置280中，偏光分光器190係以分光面190a相對於XY平面及XZ平面而分別形成45度、-45度之狀態，於圖案發生器84之-Y側隔開既定之間隔而對向配置。本變形例之光照射裝置280之其他部分之構成係與上述光照射裝置80相同。此外，反射鏡194之反射面並不限定於平面狀，亦可為曲面。
藉由本變形例之光照射裝置280，來自照明系82(最終透鏡96)之1個或2個以上的相對於分光面190a而s偏向之光束射入至偏光分光器190。該光束於分光面190a上反射，經由λ/4板192而照射至反射鏡194。經反射鏡194之反射面所反射之光束再次通過λ/4板192，成為偏光方向與入射時相差90度之直線偏光(相對於分光面190a而p偏光)而透射分光面190a、λ/4板191後，照射至圖案發生器84。此處，結果為，射入至分光面190a之複數個光束向圖案發生器84偏向後，射入至圖案發生器84。
若對圖案發生器84照射光束，則由圖案發生器84之至少一部分之條帶84b來反射光束，由圖案發生器84產生1根或複數根剖面矩形(或者正方 形)之射束。然後，該圖案發生器84中產生之射束再次透射λ/4板191，相對於分光面190a而成為s偏光，於偏光分光器190之分光面190a上反射，其行進方向偏向，射入至投影系86(第1透鏡94)。
本第2變形例之光照射裝置280中，來自照明系82之光所射入之偏光分光器190之分光面190a、以及配置於由該分光面190a所反射之光之光路上的λ/4板192及反射鏡194，構成使來自照明系82之光向圖案發生器84偏向之第1偏向部之至少一部分；配置於來自圖案發生器84之複數個光束之光路上的λ/4板191、以及將經由該λ/4板191之複數個光束反射之偏光分光器190之分光面190a，構成將來自圖案發生器84之複數個光束向投影系86偏向之第2偏向部之至少一部分。
本變形例之光照射裝置280中，照明系82所具有之成形光學系82b之光軸AXi與投影系之光軸AXp係實質上與鉛直方向平行且為大致同軸，圖案發生器84之複數個可動反射元件(條帶84b)之反射面於開‧關中之任一狀態下，均與光軸AXi、光軸AXp及鉛直軸全部大致平行。因此，光照射裝置280中，即便將照明系82與投影系86配置於大致一直線上，且使用具有多數個反射型可動反射元件之GLV來作為圖案發生器84，亦可將圖案發生器84之前後之光路分離，即，可將來自圖案發生器之光引導至投影系86，而且與光軸AXi及光軸AXp不為同軸之情形、相互不平行之情形等，光軸AXi及光軸AXp之任一者與可動反射元件(條帶84b)之反射面不平行之情形不同，可將來自照明系82之照明光於第1偏向部上偏向而照射至圖案發生器84，將藉由該照射而於圖案發生器中產生之光束於第2偏向部上偏向而確實地引導至投影系86。又，本變形例中，可相對於圖案發生器84而使光束垂直射入。
《第3變形例》
圖21中，構成第3變形例之光照射裝置380的偏向部398係與最終透鏡96、 第1透鏡94及圖案發生器84一併示出。本第3變形例之光照射裝置380與上述光照射裝置80之不同之處在於：代替上述反射光學元件98而設置有偏向部398。
若將圖20與圖21加以比較，則明確不同之處在於：偏向部398之包含偏光分光器190、λ/4板191及λ/4板192之光學區塊係與上述偏向部298左右反轉；但包含該光學區塊及反射鏡194而同樣地構成。本第3變形例中，與第2變形例相比，分光面190a之朝向為左右反轉。
偏向部398中，若來自照明系82(最終透鏡96)之1個或2個以上的相對於分光面190a而s偏光之光束射入至偏光分光器190，則該光束於分光面190a上反射，透射λ/4板192後，照射至圖案發生器84。於該情形時，來自照明系82之光束於分光面190a上偏向而照射至圖案發生器84。
若光束照射至圖案發生器84，則由圖案發生器84之至少一部分之條帶84b來反射光束，藉由圖案發生器84而產生1根或複數根之剖面矩形(或者正方形)之射束。然後，該圖案發生器84中產生之射束係藉由再次透射λ/4板192，而相對於分光面190a來成為p偏光，透射偏光分光器190之分光面190a，且透射λ/4板191後，由反射鏡194所反射，再次透射λ/4板191而成為s偏光之光束，照射至偏光分光器190之分光面190a。然後，照射至分光面190a之光束係由分光面190a反射，其行進方向偏向而射入至投影系86(第1透鏡94)。
偏向部398中，來自照明系82之光束所射入之偏光分光器190之分光面190a、以及配置於由該分光面190a所反射之光之光路上的λ/4板192，構成將來自照明系82之光束向圖案發生器84偏向之第1偏向部之至少一部分；配置於來自圖案發生器84之複數個光束之光路上的λ/4板191、將經由λ/4板191之複數個光束反射之反射鏡194、以及將由反射鏡194所反射之複數個光束進行反射之偏光分光器190之分光面190a，構成將來自圖案發生器84之複數個光束向投影系86分別偏向之第2偏向部之至少一部分。
本變形例中，可相對於圖案發生器84而使光束垂直射入。
上述實施形態及第1至第3變形例(以下，統稱為上述實施形態等)中，由於與真空隔離壁81分開而另外設置有光電元件54，因此亦可具有如下所述之追加功能。
若為增加電子束光學系之數量而減小鏡筒之直徑，則電子束光學系之像面彎曲成分變得顯著。例如於電子束光學系具有如圖22中示意性示出之像面彎曲來作為其像差之情形時，如圖22中示意性所示，使光電層60(準確而言為光電元件54之整體)，以於光電層60上產生與像面之彎曲成分相反之相位之彎曲的方式撓曲，即，使光電層60之電子發射面彎曲(成為非平面)。藉此，對電子束光學系70之像面彎曲之至少一部分加以補償，抑制由像面彎曲所引起之電子束像之位置偏移、斑點(散焦)等。此外，亦可將光電層60之電子發射面之彎曲量設為可變。例如，亦可隨著電子束光學系70之光學特性(像差，例如像面彎曲)之變化，來改變電子發射面之彎曲量。因此，亦可分別視所對應之電子束光學系之光學特性，而於複數個光電元件54相互間使電子發射面之彎曲量不同。又，圖22中，示出於光電層60上產生向+Z方向(朝向投影光學系)凸起之彎曲的情形之例，其原因在於：由於假定電子束光學系具有向-Z方向凸起之像面彎曲來作為其像差之情形，因此對光電層60賦予將該像面彎曲之影響抵消、或減少的彎曲。因此，於電子束光學系具有向+Z方向凸起之像面彎曲來作為其像差之情形時，必須使光電層60上產生向-Z方向凸起之彎曲。
此外，曝光裝置100中，由於採用於X軸方向上長之矩形之曝光場RF，因此如圖22中短的雙向箭頭所表示，即便為1方向之彎曲(圍繞單軸之彎曲，即，在X軸方向上彎曲之XZ面內之彎曲)，效果亦高。此外，並不將光電元件54(光電層60)限定為1方向之彎曲，當然亦可使4角向下方撓曲等，使其三維地變形。藉由改變使光電元件54變形之方式，可有效地抑制由球面像差 引起之光學圖案像之位置偏移、變形等。若使光電層60之電子發射面彎曲，則於該電子發射面之一部分(例如中央部)、以及其他部分(例如周邊部)，在電子束光學系70之光軸AXe之方向上位置彼此不同。
此外，亦可使光電層60之厚度具有分佈，從而使電子發射面之一部分(例如中央部)、與其他部分(例如周邊部)之光軸AXe之方向之位置不同。亦可使形成光電層60之面(例如圖3之基材56之下表面)彎曲，或於該面(例如圖3之基材56之下表面)上設置階差。又，如後所述，於光電元件兼為真空隔離壁之情形時，亦可使光電層60之電子發射面彎曲(亦可設為非平面)。
又，於使用如光電元件54般的光孔與光電層一體地設置之所謂光孔一體型之光電元件之情形時，亦可對該光孔一體型光電元件設置可於XY平面內移動之致動器。於該情形時，例如作為光孔一體型光電元件，亦可使用如圖23所示，間距a之光孔58a之行、與間距b之光孔58b之行係每隔1行而形成之多間距型之光孔一體型光電元件54a。但於該情形時，使用上述光學特性調整裝置，併用將X軸方向之投影倍率(倍率)加以變更之變焦功能。於該情形時，可如圖24(A)所示，從對光孔一體型光電元件54a之光孔58a之行照射光束之狀態，使用光學特性調整裝置，擴大投影光學系86之X軸方向之倍率，如圖24(B)中之雙向箭頭所示，將複數個光束整體地於X軸方向上擴大，並且如圖24(C)中之中空箭頭所示，於+Y方向上，藉由驅動光孔一體型光電元件54a，而將光束照射至光孔58b之行。藉此，可形成間距不同之線圖案之切斷用之切割圖案。但，根據射束之尺寸、形狀，即便未必使用投影光學系86之變焦功能，僅驅動光孔一體型光電元件54a，亦可將射束切換為間距為a之光孔58a之行與間距為b之光孔58b之行來照射。總之，於切換前後之任一種狀態下，均只要對包含複數個光束(雷射束)各自所對應之光孔58a或58b的光電元件54a上之 區域照射即可。即，光電元件54a上之複數個光孔58a或58b各自之尺寸若設為小於所對應之射束之光剖面之尺寸即可。
此外，藉由將光電元件54a上間距彼此不同之3種以上之光孔之行形成於光電轉換元件之遮光膜58上，以與上述相同之順序進行曝光，亦可對應3個以上之間距之切割圖案之形成。
如上所述，若變更投影光學系86之倍率，則射束(雷射束)之被照射面內之每單位面積之射束之強度改變，因此，亦可預先藉由模擬等來求出倍率之變化與射束之強度變化之關係，基於該關係來變更(調整)射束之強度。或者，亦可利用感測器來檢測將倍率變更時之一部分射束之強度，基於該檢測出之強度之資訊來變更(調整)射束之強度。於後者之情形時，例如圖8所示，亦可構成為：於光電元件54之基材之上表面之一端部設置感測器135，利用上述致動器來移動光電元件54，藉此使感測器135向XY平面內之所期望之位置移動。此外，光電元件54不僅於XY平面內移動，亦可構成為：可向與光軸AXe平行之Z軸方向移動、可相對於XY平面而傾斜、可圍繞與光軸AXe平行之Z軸而旋轉。
又，上述實施形態等之曝光裝置中，亦可於圖案發生器84與光電元件54之間，例如從第2偏向部至真空隔離壁81的於圖案發生器84中產生之複數個光束之光路上，配置聚光構件、例如微透鏡陣列等，利用該聚光構件將圖案發生器84中產生之複數個光束之一部分複數個光束聚光，將該聚光之光束照射至光電元件54之一部分區域、例如1個光孔58a。即，來自第2反射面98b(第2偏向部)之射束之數量、與照射至光電元件之射束之數量亦可不同。
但，至此雖未特別說明，但光電層60由於具有某程度之面積，因此並不保證其面內之光電轉換效率均勻，實際上認為光電層60具有光電轉換效率之面內分佈。因此，亦可視光電層60之光電轉換效率之面內分佈，來調整 照射至光電元件之光束之強度。即，若光電層60具有第1光電轉換效率之第1部分及第2光電轉換效率之第2部分，則亦可分別基於第1光電轉換效率及第2光電轉換效率，來調整照射至第1部分之射束之強度以及照射至第2部分之射束之強度。或者，亦可以對第1光電轉換效率與第2光電轉換效率之差異加以補償之方式，來調整照射至第1部分之光束之強度及照射至第2部分之光束之強度。又，亦存在複數個光電元件54分別具有不同之光電轉換效率之情形。於該情形時，可調整照射至各光電元件之至少1個光束之強度，將由各個光電元件所生成之電子束之強度設定為所期望之狀態。
此外，上述實施形態等中，雖配置於第1板36之貫通孔36a中之固持器52保持真空隔離壁81，且於其內部配置有光電元件54，但亦可如圖27所示，不使用固持器52。圖27之變形例中，真空隔離壁181配置於第1板36之貫通孔36a中，且於其下方配置有光電元件54及引出電極112。如此一來，真空隔離壁與光電元件可進行多種構成及配置。
又，上述實施形態等中，已對在真空隔離壁81之下方設置有光電元件54，且光電元件54具有基材56、形成有光孔58a之遮光膜58以及光電層60之情形進行說明，但作為光電元件之基材的光透射構件亦可兼為真空隔離壁。真空隔離壁、遮光膜(光孔膜)、及光電層可進行多種配置。
又，上述實施形態之曝光裝置100中，亦可代替光孔一體型光電元件54，而使用光孔板(光孔構件)與光電元件為不同體之所謂光孔不同體型光電元件。圖25(A)所示之光孔不同體型光電元件138包含：光電元件140，其係於基材134之下表面(光射出面)上形成光電層60而成；以及光孔板(亦可稱為光孔構件)142，其由形成有多數個光孔58a之遮光構件構成，該光孔58a係於光電元件140之基材134之上方(光入射面側)，隔開例如1μm以下之既定空隙(間隙、縫隙)而配置。
於光孔不同體型光電元件之情形時，照射至光電層60之射束之形狀雖與光孔一體型光電元件相比，稍微劣化(缺乏銳度)，但可使光孔板相對於光電元件而移動。因此，於使用光孔不同體型光電元件之情形時，亦可設置可使光孔板142於XY平面內移動之驅動機構。於該情形時，將與上述光孔一體型光電元件54a同樣之多間距型之光孔形成於光孔板142上，藉由使用投影光學系86之倍率之擴大功能、以及將光電元件140及光孔板142於維持兩者之位置關係之狀態下進行驅動之功能，可以與上述同樣之順序，形成間距不同之線圖案之切斷用之切割圖案。除此以外，亦可設置可使光電元件140於XY平面內移動之驅動機構。於該情形時，亦可代替使光孔板142移動，而使光電元件140及光孔板142於維持兩者之位置關係之狀態下移動。又，於該情形時，例如，藉由僅使光電元件140及光孔板142中之一者移動，而使光孔板142與光電元件140之XY平面內之相對位置錯開，藉此可實現光電層60之長壽命化。此外，光孔板142等亦可構成為可於XY平面內自由移動。又，亦可構成為可相對於光孔板142而使投影系86於XY平面內移動。又，光孔板142不僅於XY平面內移動，亦可構成為：可向與光軸AXe平行之Z軸方向移動、可相對於XY平面而傾斜、可圍繞與光軸AXe平行之Z軸而旋轉，亦可調整光電元件140與光孔板142之縫隙。
此外，於使用光孔不同體型光電元件之情形時，亦可僅設置使光電元件140移動之驅動機構。於該情形時，亦可藉由使光電元件140於XY平面內移動，而實現光電層60之長壽命化。
此外，亦可將上述光孔板之光孔、與光電元件之光孔併用。即，亦可於上述光孔一體型光電元件之光束之入射側配置光孔板，將經由光孔板之光孔的射束經由光孔一體型光電元件之光孔而射入至光電層。
此外，形成間距不同之線圖案之切斷用之切割圖案時，於使用 上述光孔不同體型光電元件之情形時，亦可交換光孔板。
又，於使用上述光孔不同體型光電元件之情形時，亦可代替光孔板，而使用透射型液晶元件等空間光調變器來形成複數個光孔。
此外，光孔一體型光電元件並不限定於圖26(A)所示之類型，亦可使用例如圖26(B)所示，於圖26(A)之光電元件54中，光孔58a內之空間由光透射膜144所填埋之類型之光電元件54b。光電元件54b中，亦可代替光透射膜144，而使基材56之一部分填埋光孔58a內之空間。
除此以外，亦可使用：光電元件54c，其係如圖26(C)所示，於基材56之上表面(光入射面)，藉由鉻之蒸鍍而形成具有光孔58a之遮光膜58，且於基材56之下表面(光射出面)形成有光電層60之類型；或者光電元件54d，其係如圖26(D)所示，於圖26(C)之光電元件54c中，光孔58a內之空間由光透射膜144所填埋之類型。
除此以外，存在光電元件54e，其係如圖26(E)所示，於基材56之下表面形成光電層60，且於光電層60之下表面形成有具有光孔58a之鉻膜58之類型。此外，圖26(E)之鉻膜58具有遮蔽電子之作用，並非遮蔽光。
至此所說明之光孔一體型光電元件54、54a、54b、54c、54d、54e之任一者中，均並非僅由光透射構件(石英玻璃等)，亦可由光透射構件與光透射膜(單層、或多層)之積層體來構成基材56。
此外，為了將光孔不同體型光電元件與例如圖25(A)所示之光電元件140一併構成，而可與光電元件140一併使用之光孔板(光孔構件)，並不限定於如光孔板142般僅由具有光孔之遮光構件構成之類型，亦可使用基材與遮光膜為一體之光孔板。作為該類型之光孔板，例如可使用；光孔板142a，其係如圖25(B)所示，於例如作為光透射構件之基材145之下表面(光射出面)，藉由鉻之蒸鍍而形成有具有光孔58a之遮光膜58；光孔板142b，其 係如圖25(C)所示，形成有由光透射構件146及光透射膜148構成之基材150，且於該基材150之下表面(光射出面)，藉由鉻之蒸鍍而形成有具有光孔58a之遮光膜58；光孔板142c，其係如圖25(D)所示，於光孔板142a中，光孔58a內之空間由光透射膜148所填埋；以及光孔板142d，其係如圖25(E)所示，於光孔板142a中，光孔58a內之空間由基材145之一部分所填埋。此外，光孔板142、142a、142b、142c、142d均亦可上下反轉而使用。
此外，基材134、145、146亦可利用石英玻璃等對光學單元18B中使用之光之波長具有透射性之材料來形成。
又，雖至此所說明之光電元件54、54a~54e及光孔板142、142a~142d之複數個光孔58a可全部為同一尺寸、同一形狀，但複數個光孔58a之尺寸亦可並非全部相同，形狀亦可並非於全部之光孔58a中相同。總之，光孔58a為了使所對應之射束照射至其全部區域，只要小於其所對應之射束之尺寸即可。
此外，上述實施形態之曝光裝置中，於使用光孔不同體型之光電元件138之情形時，亦可藉由對光孔板142施加例如XY平面內之既定方向之拉伸力，使光孔板142於XY平面內伸縮變形，從而動態地修正電子束光學系70之倍率、以及程度低之畸變。
此外，上述實施形態中，作為圖案發生器，可代替GLV，而使用數位微鏡元件(DMD(商品名))等具有複數個鏡元件(可動反射元件)之鏡陣列元件。於該情形時，雖未必可使該鏡元件之反射面與光軸AXi、光軸AXp及鉛直軸之全部大致平行，但於該情形時，較佳為使鏡元件之配置面相對於光軸AXi及鉛直軸而形成銳角，尤其是小於45度之角度(包含大致0度)。此處，所謂鏡元件(可動反射元件)之配置面，意指包含初始狀態下之複數個鏡元件之反射面的面。該配置面可為以下面中之任一者：複數個可動反射元件之 反射面應坐落之虛擬面、複數個可動反射元件之反射面所配置之面、以及由複數個可動反射元件之反射面所構成之面(反射面)。又，所謂初始狀態，亦可為對於驅動鏡元件之驅動部不通電之狀態，例如於驅動部由壓電元件等致動器所構成之情形時，不對該致動器施加電壓之狀態。
如上所述，若設定鏡元件之配置面，則使從照明系82中射出且沿著光軸AXi或鉛直軸而行進之照明光，於上述反射光學元件98之第1反射面98a上向圖案發生器偏向，從而可將藉由該照明光之照射而於圖案發生器中產生之光束大致確實地照射至第2反射面98b。又，較佳為使鏡元件之配置面相對於光軸AXp而形成銳角，尤其是小於45度之角度(包含大致0度)。如此一來，可將圖案發生器中產生之複數個射束，於相對於第1反射面98a而形成鈍角之第2反射面98b上，向與光軸AXp或者鉛直軸平行之方向偏向，而確實地引導至投影系86。
又，上述實施形態中，雖已對曝光裝置100所具備之光學系為具備複數個多射束光學系統200之多柱類型之情形進行說明，但並不限定於此，光學系亦可為單柱類型之多射束光學系。即便為該單柱類型之多射束光學系，亦可應用以上所說明之配量控制、倍率控制、圖案之成像位置偏移之修正、畸變等各種之像差之修正、使用光電元件或光孔板之各種要素之修正、光電層之長壽命化等。可應用於將單射束照射至靶之單柱類型之裝置。
又，只要可將具有所期望之剖面形狀(包含大小)之光束照射至光電元件，則亦可不使用投影系86。於該情形時，可使用光孔，亦可不使用。
又，上述實施形態中，雖已對晶圓W單獨於晶圓載台WST上搬送，且一面使該晶圓載台WST於掃描方向上移動，一面從多射束光學系統200對晶圓W照射射束而進行曝光之曝光裝置100進行說明，但並不限定於此，於晶圓W與稱為搬運梭之可與晶圓一體搬送之台(固持器)，一體地於載台上交 換之類型之曝光裝置中，亦可應用上述實施形態(晶圓載台WST除外)。
又，上述實施形態中，雖已對晶圓載台WST可相對於X載台而向6自由度方向移動之情形進行說明，但並不限定於此，晶圓載台WST亦可僅於XY平面內移動。於該情形時，測量晶圓載台WST之位置資訊之位置測量系28亦可測量XY平面內之在3自由度方向上之位置資訊。
上述實施形態中，雖已對光學系統18藉由懸掛支承機構而從無塵室之頂棚面上懸掛支承之情形進行說明，但並不限定於此，亦可經由設置(載置)於底面F上之載台腔室10之上壁10b或者未圖示之支承構件而支承於底面F之上方。
又，構成互補式微影術之曝光技術並不限定於使用ArF光源之液浸曝光技術、與荷電粒子束曝光技術之組合，例如亦可利用使用ArF光源或KrF等其他光源之乾式曝光技術來形成線與空間圖案。
此外，上述各實施形態中，雖已對靶為半導體元件製造用之晶圓之情形進行說明，但上述各實施形態之曝光裝置100亦可適當應用於在玻璃基板上形成微細之圖案而製造光罩之時。
半導體元件等電子元件(微元件)係如圖28所示，經過以下步驟來製造：進行元件之功能‧性能設計之步驟、由矽材料來製作晶圓之步驟、藉由微影技術等而於晶圓上形成實際電路等之晶圓處理步驟、元件組裝步驟(包含切割步驟、接合步驟、封裝步驟)、檢査步驟等。晶圓處理步驟包含：微影術步驟(包含：於晶圓上塗佈抗蝕劑(感應材)之步驟、利用上述實施形態之電子束曝光裝置及其曝光方法來進行對晶圓之曝光(依據所設計之圖案資料的圖案之描畫)之步驟、以及將經曝光之晶圓進行顯影之步驟)、將殘存有抗蝕劑之部分以外之部分之露出構件藉由蝕刻而去除之蝕刻步驟、以及將蝕刻完畢而不再需要之抗蝕劑去除之抗蝕劑去除步驟等。晶圓處理步驟係亦可於微 影術步驟之前，更具備前步驟之處理(氧化步驟、CVD(Chemical Vapor Deposition，化學氣相沉積)步驟、電極形成步驟、離子佈植步驟等)。於該情形時，藉由於微影術步驟中，使用上述實施形態等之電子束曝光裝置100來實行上述曝光方法，而於晶圓上形成元件圖案，因此可生產性良好地(良率良好地)製造高集成度之微元件。尤其於微影術步驟(進行曝光之步驟)中，進行上述互補式微影術，此時使用上述實施形態等之電子束曝光裝置100來實行上述曝光方法，藉此可製造高集成度更高之微元件。
此外，上述實施形態等中，雖已對使用電子束之曝光裝置進行說明，但並不限定於曝光裝置，於熔接等使用電子束來進行對靶之既定加工及既定處理中之至少一者之裝置、或者使用電子束之檢査裝置等中亦可應用上述實施形態之電子束裝置。
此外，上述實施形態中，雖已對光電層60由鹼光電轉換膜形成之情形進行說明，但根據電子束裝置之種類、用途，作為光電層，並不限定於鹼光電轉換膜，亦可使用其他種類之光電轉換膜而構成光電元件。
又，上述各實施形態中，雖存在使用圓形、矩形等來對構件、開口、孔等之形狀進行說明之情形，但當然並不限定於該等形狀。
此外，上述實施形態等之複數個構成要件可適當組合。因此，上述複數個構成要件中之一部分亦可不使用。
此外，援引與上述實施形態中引用之曝光裝置等相關之全部公報、國際公開、美國專利申請公開說明書及美國專利說明書等之開示，作為本說明書之記載之一部分。

Claims (64)

  1. 一種電子束裝置，其係具備將由光電元件產生之電子作為電子束而照射至靶之電子光學系者，其具備：照明系；第1偏向部，其將來自上述照明系之照明光偏向；光學元件，其藉由來自上述第1偏向部之上述照明光之照射而產生複數個光束；以及第2偏向部，其將來自上述光學元件之複數個光束偏向；並且將由經上述第2偏向部所偏向之複數個光束而生成之至少1個光束照射至上述光電元件。
  2. 如請求項1所述之電子束裝置，其中上述第1偏向部包含第1反射面，上述第2偏向部包含第2反射面。
  3. 如請求項2所述之電子束裝置，其中上述第1反射面及上述第2反射面設置於同一光學元件上。
  4. 如請求項2或3所述之電子束裝置，其中上述第1反射面與上述第2反射面係以相互形成鈍角之方式來配置。
  5. 如請求項2至4中任一項所述之電子束裝置，其中上述第1反射面及上述第2反射面係相對於上述光學元件而凸狀地配置。
  6. 如請求項2至5中任一項所述之電子束裝置，其中包含上述第1反射面之面、與包含上述第2反射面之面之交線係與第1軸平行。
  7. 如請求項6所述之電子束裝置，其中照射至上述光電元件之上述複數個光束各自之與上述電子光學系之光軸正 交之剖面形狀具有長邊方向，並且上述第1軸與上述長邊方向平行。
  8. 如請求項6所述之電子束裝置，其中上述靶係一面在與上述電子光學系之光軸正交之第1方向上移動一面照射上述電子束，並且上述第1軸係與上述電子光學系之光軸、以及與上述第1方向正交之第2方向平行。
  9. 如請求項6所述之電子束裝置，其中照射至上述光電元件之上述複數個光束之光路係在與上述第2光學系之光軸正交之面內，沿著與上述第1軸平行之方向而配置。
  10. 如請求項1所述之電子束裝置，其中上述第1偏向部包含：來自上述照明系之光所射入之偏光分離元件之偏光分離面、配置於由該偏光分離面所反射之光之光路上的第一1/4波長板及反射面；並且上述第2偏向部包含：配置於來自上述光學元件之複數個光束之光路上的第二1/4波長板、以及將經由該第二1/4波長板之上述複數個光束反射之上述偏光分離面。
  11. 如請求項1所述之電子束裝置，其中上述第1偏向部包含：來自上述照明系之照明光所射入之偏光分離元件之偏光分離面、以及配置於由該偏光分離面所反射之光之光路上的第一1/4波長板；並且上述第2偏向部包含：配置於來自上述光學元件之複數個光束之光路上的第二1/4波長板、將經由該第二1/4波長板之上述複數個光束反射之反射面、以及將由該反射面所反射之上述複數個光束向上述光電元件反射之上述偏光分離 面。
  12. 如請求項1至11中任一項所述之電子束裝置，其中更具備位於上述第2偏向部與上述光電元件之間之第1光學系；並且由上述光電元件產生之電子束係藉由作為第2光學系之上述電子光學系而照射至上述靶。
  13. 如請求項12所述之電子束裝置，其中上述電子束從上述第2光學系向射出方向射出，上述第1偏向部及上述第2偏向部配置於上述照明系之上述射出方向側，並且上述第1光學系配置於上述第2偏向部之上述射出方向側。
  14. 如請求項12或13所述之電子束裝置，其中上述照明系配置於第1空間中，上述第1光學系配置於第2空間中，上述第1偏光部、上述第2偏光部、以及上述光學元件配置於上述第1空間與上述第2空間之間之第3空間中。
  15. 如請求項12至14中任一項所述之電子束裝置，其中上述照明系之光軸與上述第1光學系之光軸配置於大致同軸。
  16. 一種電子束裝置，其係具備將由光電元件產生之電子作為電子束而照射至靶之電子光學系者，其具備：照明系；光學元件，其藉由來自上述照明系之照明光之照射而產生複數個光束；以及第1光學系，其位於上述光學元件與上述光電元件之間；並且上述照明系與上述第1光學系之光軸配置於大致同軸， 由上述光電元件產生之電子束藉由作為第2光學系之上述電子光學系而照射至上述靶。
  17. 如請求項15或16所述之電子束裝置，其中上述第1光學系之光軸與上述第2光學系之光軸配置於大致同軸。
  18. 如請求項12至17中任一項所述之電子束裝置，其中上述第1光學系為縮小投影光學系。
  19. 如請求項12至18中任一項所述之電子束裝置，其中上述光學元件具有可各別控制之複數個可動反射元件，藉由使用上述複數個可動反射元件，將上述照明光反射而產生上述複數個光束，並且上述複數個可動反射元件之配置面相對於上述第1光學系之光軸而形成小於45度之角度。
  20. 一種電子束裝置，其係具備將由光電元件產生之電子作為電子束而照射至靶之電子光學系者，其具備：照明系；光學元件，其藉由來自上述照明系之照明光之照射而產生複數個光束；以及第1光學系，其位於上述光學元件與上述光電元件之間；上述光學元件具有可各別控制之複數個可動反射元件，藉由使用上述複數個可動反射元件，將上述照明光反射而產生上述複數個光束，上述複數個可動反射元件之配置面相對於上述第1光學系之光軸而形成小於45度之角度，並且由上述光電元件產生之電子束藉由作為第2光學系之上述電子光學系而照射至上述靶。
  21. 如請求項20所述之電子束裝置，其中 上述第1光學系為縮小投影光學系。
  22. 如請求項19至21中任一項所述之電子束裝置，其中上述複數個可動反射元件之配置面係與上述第1光學系之光軸大致平行。
  23. 如請求項19至21中任一項所述之電子束裝置，其中上述配置面相對於上述照明系之光軸及鉛直軸之至少一者而形成小於45度之角度。
  24. 如請求項1至11中任一項所述之電子束裝置，其中上述光學元件具有可各別控制之複數個可動反射元件，藉由使用上述複數個可動反射元件，將上述照明光反射而產生上述複數個光束，並且上述複數個可動反射元件之配置面相對於上述照明系之光軸及鉛直軸之至少一者而形成小於45度之角度。
  25. 一種電子束裝置，其係具備將由光電元件產生之電子作為電子束而照射至靶之電子光學系者，其具備：照明系；以及光學元件，其藉由來自上述照明系之照明光之照射而產生複數個光束；上述光學元件具有可各別控制之複數個可動反射元件，藉由使用上述複數個可動反射元件，將上述照明光反射而產生上述複數個光束；並且上述複數個可動反射元件之配置面相對於上述照明系及鉛直軸之至少一者而形成小於45度之角度。
  26. 如請求項24或25所述之電子束裝置，其中上述複數個可動反射元件之配置面係與上述照明系及鉛直軸之至少一者大致平行。
  27. 如請求項19至26中任一項所述之電子束裝置，其中上述光學元件係以包含上述複數個可動反射元件之配置面的面不與上述照 明光之光路交叉之方式來配置。
  28. 一種電子束裝置，其係具備將由光電元件產生之電子作為電子束而照射至靶之電子光學系者，其具備：照明系；以及光學元件，其藉由來自上述照明系之照明光之照射而產生複數個光束；上述光學元件具有可各別控制之複數個可動反射元件，藉由使用上述複數個可動反射元件，將上述照明光反射而產生上述複數個光束，並且上述光學元件係以包含上述複數個可動反射元件之配置面的面不與上述照明光之光路交叉之方式來配置。
  29. 如請求項27或28所述之電子束裝置，其中上述光學元件係以包含上述複數個可動反射元件之配置面的面不與由上述光學元件產生且照射至上述光電元件之上述複數個光束之光路交叉之方式來配置。
  30. 一種電子束裝置，其係具備將由光電元件產生之電子作為電子束而照射至靶之電子光學系者，其具備：照明系；以及光學元件，其藉由來自上述照明系之照明光之照射而產生複數個光束；上述光學元件具有可各別控制之複數個可動反射元件，藉由使用上述複數個可動反射元件，將上述照明光反射而產生上述複數個光束，並且上述光學元件係以包含上述複數個可動反射元件之配置面的面不與由上述光學元件產生且照射至上述光電元件之上述複數個光束之光路交叉之方式來配置。
  31. 如請求項1至23中任一項所述之電子束裝置，其中上述光學元件具有可各別控制之複數個可動反射元件，並且 藉由使用上述複數個可動反射元件，將上述照明光反射而產生上述複數個光束。
  32. 如請求項1至31中任一項所述之電子束裝置，其中上述光電元件可在與上述電子光學系之光軸正交之方向上移動。
  33. 如請求項1至32中任一項所述之電子束裝置，其中上述光電元件具有光電轉換層。
  34. 如請求項33所述之電子束裝置，其中上述光電元件具備：光透射構件，其可透射上述光束；上述光電轉換層，其配置於上述光透射構件之光射出面上；以及遮光層，其配置於上述光透射構件之一側；並且於上述遮光層上形成複數個開口來作為複數個光孔，通過上述複數個開口之複數個光束射入至上述光電轉換層。
  35. 如請求項34所述之電子束裝置，其中上述遮光層配置於上述光透射構件之光射出面側。
  36. 如請求項35所述之電子束裝置，其中於形成於上述遮光層之複數個開口中配置有光電轉換層。
  37. 如請求項34至36中任一項所述之電子束裝置，其中上述遮光層配置於上述光透射構件之光入射面側。
  38. 如請求項33所述之電子束裝置，其中從位於上述第1光學系與上述光電元件之間的光孔構件之複數個光孔中通過之複數個光束照射至上述光電元件。
  39. 如請求項38所述之電子束裝置，其中具備上述光孔構件。
  40. 如請求項38或39所述之電子束裝置，其中 上述光孔構件可在與上述電子光學系之光軸正交之方向上移動。
  41. 如請求項38至40中任一項所述之電子束裝置，其中上述光電元件具有可透射上述光束之光透射構件，上述光電轉換層配置於上述光透射構件之光射出面側，並且上述光孔構件配置於上述光透射構件之光入射面側。
  42. 如請求項34至41中任一項所述之電子束裝置，其中上述複數個光孔之各自之尺寸小於所對應之光束之剖面之尺寸。
  43. 如請求項34至42中任一項所述之電子束裝置，其中上述複數個光孔分別限制所對應之光束，並且分別通過上述複數個光孔之複數個光束射入至上述光電轉換層。
  44. 如請求項34至43中任一項所述之電子束裝置，其中上述複數個光孔之至少1個之形狀係與藉由分別通過上述複數個光孔之複數個光束射入至上述光電轉換層中而生成之上述複數個電子束之於上述靶上之照射區域之形狀不同。
  45. 如請求項44所述之電子束裝置，其中以上述複數個電子束之各自之於上述靶上之照射區域成為矩形之方式來決定上述至少1個光孔之形狀。
  46. 如請求項34至45中任一項所述之電子束裝置，其中上述複數個光孔之配置係基於上述電子光學系之光學特性來決定。
  47. 如請求項34至46中任一項所述之電子束裝置，其中上述靶一面在與上述電子光學系之光軸正交之第1方向上移動一面照射上述電子束，並且上述複數個光孔包含與上述電子光學系之光軸正交且沿著和與上述第1方向正交之第2方向對應之方向而配置之複數個光孔。
  48. 如請求項34至47中任一項所述之電子束裝置，其中上述複數個光孔具備：第1群組，其於與上述電子光學系之光軸正交且和與上述第1方向正交之第2方向對應之方向上，以第1間距配置；以及第2群組，其包含於和上述第2方向對應之方向上以第2間距配置之複數個光孔；並且上述第1群組與上述第2群組係於和上述第1方向對應之方向上分離。
  49. 如請求項48所述之電子束裝置，其中可從以下狀態中之其中一者切換為另一者：第1狀態，其於上述複數個光束之光路上配置上述第1群組中所含之上述複數個光孔；以及第2狀態，其於上述複數個光束之光路上配置上述第2群組中所含之上述複數個光孔。
  50. 如請求項33至49中任一項所述之電子束裝置，其中上述光電轉換層之電子發射面具有第1部分及第2部分，並且於上述電子光學系之光軸方向上，上述第1部分之位置與上述第2部分之位置不同。
  51. 如請求項1至50中任一項所述之電子束裝置，其中上述照明系具有成形光學系，其由來自光源之光而生成具有既定之剖面形狀之上述照明光。
  52. 如請求項1至51中任一項所述之電子束裝置，其中上述靶一面在與上述第2光學系之光軸正交之第1方向上移動一面照射上述複數個電子束，並且照射至上述光電元件之上述複數個光束具有於與上述第2光學系之光軸正交且和與上述第1方向正交之第2方向對應之方向上較長之剖面形狀。
  53. 如請求項1至52中任一項所述之電子束裝置，其中可將照射至上述光電元件之上述複數個光束中之至少1個之強度加以變更。
  54. 如請求項53所述之電子束裝置，其中可使用上述光學元件來變更上述強度。
  55. 如請求項53或54所述之電子束裝置，其中上述強度之變更包含照射至上述光學元件之上述照明光之強度及強度分佈之至少一者之變更。
  56. 如請求項53至55中任一項所述之電子束裝置，其中以藉由將上述複數個光束照射至上述光電元件而生成之複數個電子束之強度設為大致相同之方式，對照射至上述光電元件之上述複數個光束中之至少1個進行強度調整。
  57. 如請求項1至56中任一項所述之電子束裝置，其中上述靶係一面在與上述電子光學系之光軸正交之第1方向上移動一面由上述電子束照射；上述電子光學系具有上述第1方向之長度為a、與上述電子光學系之光軸大致正交且與上述第1方向正交之第2方向之長度為b的矩形之曝光場；並且來自上述電子光學系之複數個電子束照射至上述曝光場內。
  58. 如請求項57所述之電子束裝置，其中上述曝光場係以包含上述電子光學系之光軸之方式來設定。
  59. 如請求項57或58所述之電子束裝置，其中上述曝光場係設定於上述電子光學系之像差有效區域內。
  60. 如請求項1至59中任一項所述之電子束裝置，其中具備上述光學元件及上述電子光學系各複數個，並且來自上述複數個電子光學系之電子束照射至上述靶。
  61. 如請求項60所述之電子束裝置，其中上述靶一面在與上述電子光學系之光軸正交之第1方向上移動一面由上述 電子束照射；並且上述複數個電子光學系係沿著與上述電子光學系之光軸及上述第1方向正交之第2方向而配置。
  62. 如請求項61所述之電子束裝置，其中上述複數個光電元件係沿著上述第2方向而配置。
  63. 如請求項61或62所述之電子束裝置，其中具備複數個上述照明系，並且上述複數個照明系係沿著上述第2方向而配置。
  64. 一種元件製造方法，其係包含微影步驟者，上述微影術步驟包含：於靶上形成線與空間圖案之動作；以及使用如請求項1至63中任一項所述之電子束裝置，進行構成上述線與空間圖案之線圖案之切斷之動作。
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