WO2018173829A1 - 露光装置、露光方法、及び、デバイス製造方法 - Google Patents
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- the present invention relates to a technical field of, for example, an exposure apparatus including a charged particle beam optical apparatus that irradiates an object with a charged particle beam, an exposure method using the exposure apparatus, and a device manufacturing method for manufacturing a device using the exposure method.
- an exposure apparatus using a charged particle beam for example, an electron beam
- a spot smaller than the resolution limit of an exposure apparatus that uses ultraviolet light as exposure light is formed with a charged particle beam, and the spot is moved relative to an object such as a substrate.
- An exposure apparatus for exposing a substrate is described.
- Such an exposure apparatus controls a charged particle beam using a magnetic field generator (for example, an electromagnetic lens) capable of generating a magnetic field.
- a magnetic field generator for example, an electromagnetic lens
- the charged particle beam may be affected by the remaining magnetic field.
- a first aspect of the present invention is an exposure apparatus that includes a beam optical system capable of irradiating an object with a charged particle beam, and a magnetic field generator that generates a magnetic field in a space between the beam optical system and the object. .
- a second aspect of the present invention is an exposure method for exposing the object using the exposure apparatus according to the first aspect of the present invention described above.
- a device manufacturing method including a lithography process, wherein in the lithography process, the object is exposed by the exposure method according to the second aspect of the present invention described above.
- FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of the exposure apparatus.
- FIG. 2 is a perspective view showing the external appearance of the electron beam irradiation apparatus and the stage apparatus provided in the exposure apparatus.
- FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cross section of the electron beam irradiation apparatus and the stage apparatus provided in the exposure apparatus.
- FIG. 4 is a cross-sectional view showing a cross section of the electron beam optical system (a cross section including the optical axis of the electron beam optical system).
- FIG. 5A is a cross-sectional view showing a cross section of the support member (a cross section including the optical axis of the electron beam optical system), and
- FIG. 5B is a plan view showing the top surface of the support member.
- FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a leakage magnetic field from the electron beam optical system.
- FIG. 7 is a cross-sectional view showing a propagation path of an electron beam affected by a leakage magnetic field.
- FIG. 8A is a cross-sectional view showing a cross section (a cross section including the optical axis of the electron beam optical system) of the support member provided in the exposure apparatus of the first modification, and
- FIG. 8B is a first modification. It is a top view which shows the upper surface of this support member.
- FIGS. 9A and 9B is a cross-sectional view showing a cross-section (a cross-section including the optical axis of the electron beam optical system) of the support member provided in the exposure apparatus of the second modified example.
- FIG. 10A is a cross-sectional view showing a cross section (a cross section including the optical axis of the electron beam optical system) of the support member provided in the exposure apparatus of the third modified example
- FIG. 10B is a third modified example. It is a top view which shows the upper surface of this support member.
- FIG. 11 is a cross-sectional view showing a section of a support member (a section including the optical axis of the electron beam optical system) included in the exposure apparatus of the fourth modification together with the stage.
- FIG. 10A is a cross-sectional view showing a cross section (a cross section including the optical axis of the electron beam optical system) of the support member provided in the exposure apparatus of the third modified example
- FIG. 10B is a third modified example. It is a top view which shows the upper surface of this support member.
- FIG. 11 is a cross-sectional view showing a section of a support member (a section including the optical axis of the electron beam optical system) included in the exposure apparatus of the fourth
- FIG. 12 is a sectional view showing a section of a support member (a section including the optical axis of the electron beam optical system) provided in the exposure apparatus of the fifth modification together with the stage.
- FIG. 13 is a cross-sectional view showing a cross section (a cross section including the optical axis of the electron beam optical system) of the support member provided in the exposure apparatus of the sixth modified example.
- FIG. 14 is a cross-sectional view showing a cross section (a cross section including the optical axis of the electron beam optical system) of the support member provided in the exposure apparatus of the seventh modified example.
- FIG. 15 is a cross-sectional view showing a cross section (a cross section including the optical axis of the electron beam optical system) of the support member provided in the exposure apparatus of the eighth modification.
- FIG. 13 is a cross-sectional view showing a cross section (a cross section including the optical axis of the electron beam optical system) of the support member provided in the exposure apparatus of the sixth modified example.
- FIG. 14 is
- FIG. 16 is a cross-sectional view showing a cross section of an electron beam irradiation apparatus and a stage apparatus included in the exposure apparatus of the ninth modification.
- FIG. 17 is a plan view showing irradiation positions (irradiation areas) of a plurality of electron beams on a wafer.
- FIG. 18A is a cross-sectional view showing a cross section (a cross section including the optical axis of the electron beam optical system) of the support member provided in the exposure apparatus of the ninth modification
- FIG. 18B is a ninth modification. It is a top view which shows the upper surface of this support member.
- FIG. 19A is a cross-sectional view showing a cross section (cross section including the optical axis of the electron beam optical system) of the support member provided in the exposure apparatus of the tenth modification
- FIG. 19B is the tenth modification. It is a top view which shows the upper surface of this support member.
- FIG. 20 is a flowchart showing the flow of the device manufacturing method.
- an exposure apparatus that is, an electron beam exposure apparatus
- EX that is, an electron beam exposure apparatus
- the exposure apparatus EX may expose the wafer W so as to draw a pattern on the wafer W with the electron beam EB, or expose the wafer W so as to transfer the pattern of the minute mask onto the wafer W with the electron beam EB. Also good.
- each of the X-axis direction and the Y-axis direction is a horizontal direction (that is, a predetermined direction in the horizontal plane), and the Z-axis direction is a vertical direction (that is, a direction orthogonal to the horizontal plane). Yes, in the vertical direction).
- the Z-axis direction is also a direction parallel to each optical axis AX of a plurality of later-described electron beam optical systems 12 provided in the exposure apparatus EX.
- the rotation directions around the X axis, the Y axis, and the Z axis are referred to as a ⁇ X direction, a ⁇ Y direction, and a ⁇ Z direction, respectively.
- FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of the exposure apparatus EX.
- FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of the electron beam irradiation apparatus 1 and the stage apparatus 2 provided in the exposure apparatus EX.
- FIG. 3 is a cross-sectional view showing cross sections of the electron beam irradiation apparatus 1 and the stage apparatus 2 provided in the exposure apparatus EX.
- the exposure apparatus EX includes an electron beam irradiation apparatus 1, a stage apparatus 2, and a control apparatus 3 (however, the control apparatus 3 is not shown in FIGS. 2 and 3). ing.
- the electron beam irradiation apparatus 1 can irradiate the wafer W held by the stage apparatus 2 with the electron beam EB.
- the stage device 2 is movable while holding the wafer W.
- the control device 3 controls the operation of the exposure apparatus EX.
- the wafer W is a semiconductor substrate coated with an electron beam resist (or any photosensitive agent or sensitive material).
- the wafer W is, for example, a disk-shaped substrate having a diameter of 300 mm and a thickness of 700 ⁇ m to 800 ⁇ m.
- the wafer W may be a substrate of an arbitrary shape having an arbitrary size.
- a plurality of rectangular shot areas S exposed by an electron beam EB irradiated by an electron beam optical system 12 (described later) provided in the exposure apparatus EX can be set. For example, when the size of one shot area S is 26 mm ⁇ 33 mm, about 100 shot areas S can be set on the wafer W.
- a shot area S that is partially missing may be set.
- a part of the electron beam irradiation apparatus 1 is disposed in the exposure chamber Ca.
- a lower end portion of a lens barrel 11 described later in the electron beam irradiation apparatus 1 (that is, a part of the electron beam irradiation apparatus 1 located on the stage device 2 side) is an exposure chamber.
- the entire stage apparatus 2 is disposed in the exposure chamber Ca.
- the entire electron beam irradiation apparatus 1 may be disposed in the exposure chamber Ca.
- the electron beam irradiation apparatus 1 includes a cylindrical lens barrel 11.
- the space inside the lens barrel 11 becomes a vacuum space during the period when the electron beam EB is irradiated.
- the space inside the lens barrel 11 is connected to the chamber space Caz in the exposure chamber Ca via the lower open end of the lens barrel 11 (that is, an opening through which the electron beam EB can pass). The For this reason, the space inside the lens barrel 11 becomes a vacuum space as the chamber space Caz is exhausted.
- the electron beam irradiation apparatus 1 includes a metrology frame 13 for supporting the lens barrel 11 from below.
- the metrology frame 13 includes an annular plate member in which three convex portions are formed on the outer peripheral portion at intervals of a central angle of 120 degrees.
- the lowermost end portion of the lens barrel 11 is a small diameter portion having a smaller diameter than the upper portion above the lowermost end portion of the lens barrel 11.
- a boundary portion between the lowermost end portion of the lens barrel 11 and the upper portion of the lens barrel 11 is a stepped portion. This lowermost end is inserted into the circular opening of the metrology frame 13. Further, the bottom surface of the step portion contacts the upper surface of the metrology frame 13. As a result, the lens barrel 11 is supported from below by the metrology frame 13.
- the electron beam irradiation apparatus 1 further includes three suspension support mechanisms 14 for supporting the metrology frame 13.
- the metrology frame 13 is suspended and supported from the outer frame frame F (see FIG. 3) via three suspension support mechanisms 14 each having a lower end connected to the three convex portions described above.
- Each suspension support mechanism 14 includes a wire 14 a having one end connected to the metrology frame 13 and a passive vibration-proof pad 14 b connecting the other end of the wire 14 a and the outer frame F.
- the anti-vibration pad 14b includes, for example, at least one of an air damper and a coil spring. For this reason, the vibration-proof pad 14b prevents the vibration of the outer frame F from being transmitted to the metrology frame 13 (and the lens barrel 11).
- a part of the electron beam irradiation apparatus 1 is disposed in the exposure chamber Ca.
- the metrology frame 13 corresponds to a part of the electron beam irradiation apparatus 1 arranged in the exposure chamber Ca.
- a part of the lens barrel 11 also corresponds to a part of the electron beam irradiation apparatus 1 disposed in the exposure chamber Ca.
- an opening Cao is formed on the upper surface of the exposure chamber Ca as shown in FIG. That is, the exposure chamber Ca includes an annular (or frame-like) flange portion Caf for defining the opening Cao as a part of the partition wall of the exposure chamber Ca.
- the connecting portion 4 is an annular (or frame-shaped) plate 41 disposed on the upper surface of the flange portion Caf, and an annular (or a frame) connecting the plate 41 and the metrology frame 13 so as to surround the lens barrel 11 (or A frame-like) bellows 42.
- the outer peripheral portion of the lower surface of the plate 41 is connected to the upper surface of the flange portion Caf over the entire periphery.
- the upper part of the bellows 42 is connected to the inner peripheral part of the lower surface of the plate 41 over the entire circumference.
- the lower part of the bellows 42 is connected to the upper surface of the metrology frame 13 over the entire circumference. For this reason, the airtightness of the space surrounded by the exposure chamber Ca, the plate 41, the bellows 42, the metrology frame 13 and the lens barrel 11 is ensured. That is, the exposure chamber Ca, the plate 41, the bellows 42, the metrology frame 13 and the lens barrel 11 form a vacuum space in which the stage device 2 (particularly, the wafer W held by the stage device 2) is accommodated. Further, the bellows 42 prevents the vibration of the exposure chamber Ca (in particular, the vibration in the Z-axis direction) from being transmitted to the metrology frame 13 (and the lens barrel 11).
- the electron beam irradiation apparatus 1 further includes an electron beam optical system (in other words, an optical system column) 12 in the lens barrel 11.
- the electron beam optical system 12 can irradiate the electron beam EB. Note that the specific structure of the electron beam optical system 12 will be described later in detail (see FIG. 4), and thus the description thereof is omitted here.
- the stage device 2 is disposed below the electron beam irradiation device 1 (that is, on the ⁇ Z side).
- the stage device 2 includes a surface plate 21 and a stage 22.
- the surface plate 21 is disposed on the bottom surface of the exposure chamber Ca.
- the stage 22 is disposed on the surface plate 21.
- an anti-vibration device (not shown) for preventing the vibration of the surface plate 21 from being transmitted to the stage 22 is installed.
- the stage 22 can hold the wafer W. Accordingly, the wafer W is exposed by the electron beam EB irradiated by the electron beam irradiation apparatus 1 while being held on the stage 22.
- the stage 22 can move along at least one of the X-axis direction, the Y-axis direction, the Z-axis direction, the ⁇ X direction, the ⁇ Y direction, and the ⁇ Z direction while holding the wafer W under the control of the control device 3. .
- the stage apparatus 2 includes a stage drive system 23 (see FIG. 3).
- the stage drive system 23 moves the stage 22 using, for example, an arbitrary motor (for example, a linear motor).
- the stage apparatus 2 includes a position measuring device 24 for measuring the position of the stage 22.
- the position measuring device 24 includes, for example, at least one of an encoder and a laser interferometer.
- the stage drive system 23 and the position measuring device 24 are not shown in FIGS. 1 and 2, but are shown only in FIG.
- FIG. 3 shows a cross section of the exposure apparatus EX, the cross section of the stage drive system 23 and the position measuring device 24 may not be shown.
- the exposure apparatus EX further includes a support member 5 in the space between the electron beam optical system 12 and the stage apparatus 2. At least a part of the support member 5 is disposed below the electron beam optical system 12 (that is, on the ⁇ Z side and on the emission side of the electron beam EB) and above the stage device 2 (that is, on the + Z side).
- the stage apparatus 2 holds the wafer W, at least a part of the support member 5 is disposed above the wafer W. That is, at least a part of the support member 5 is disposed in a space between the electron beam optical system 12 and the stage apparatus 2 (or the wafer W).
- the support member 5 is disposed below the lens barrel 11 (or below the electron beam irradiation apparatus 1). That is, at least a part of the support member 5 is disposed in a space between the lens barrel 11 and the stage apparatus 2 (or the wafer W).
- the support member 5 is supported in a state of being suspended from the metrology frame 13 via the attachment member 6.
- the support member 5 has a strength sufficient to maintain a predetermined flatness in a state where the support member 5 is suspended by the attachment member 6.
- the support member 5 is a member for supporting a magnetic field generator 54 described later. Note that the support member 5 and the magnetic field generator 54 will be described in detail later (see FIG. 5), and thus the description thereof is omitted here.
- FIG. 4 is a cross-sectional view showing a cross section of the electron beam optical system 12 (a cross section including the optical axis AX of the electron beam optical system 12).
- the electron beam optical system 12 includes a cylindrical casing (in other words, a column cell) 121 that is disposed in the lens barrel 11 and can shield an electromagnetic field.
- the electron beam optical system 12 further includes a beam optical device 122 in the housing 121.
- the beam optical device 122 may include, for example, an electron gun capable of emitting an electron beam EB.
- the beam optical device 122 may include, for example, a shaping device that can shape the electron beam EB (for example, a shaping diaphragm that is a plate in which an opening having an arbitrary shape is formed, an electromagnetic lens, or the like).
- the beam optical device 122 may include, for example, an objective lens (for example, an electromagnetic lens) that can image the electron beam EB on the surface of the wafer W at a predetermined reduction magnification.
- the beam optical device 122 is, for example, a deflector that can deflect the electron beam EB (for example, an electromagnetic deflector that can deflect the electron beam EB using a magnetic field, or a static that can deflect the electron beam EB using an electric field).
- An electric deflector may be included.
- the beam optical device 122 for example, rotates the amount of the image (that is, the position in the ⁇ Z direction) of the image formed on the predetermined optical surface (for example, the optical surface intersecting the optical path of the electron beam EB) by the electron beam EB.
- the beam optical device 122 is, for example, a detection device that can detect an alignment mark or the like formed on the wafer W in order to perform alignment of the wafer W (for example, semiconductor-type reflected electrons using a pn junction or pin junction semiconductor). Detection device).
- the electron beam optical system 12 may not include the housing 121.
- the lens barrel 11 may be used as the housing 121. That is, the lens barrel 11 may have the function of the housing 121.
- FIG. 5A is a cross-sectional view showing a cross section of the support member 5 supporting the magnetic field generator 54 (a cross section including the optical axis AX of the electron beam optical system 12), and FIG. It is a top view which shows the upper surface of the supporting member 5 which is supporting the generator 54.
- FIG. 5A is a cross-sectional view showing a cross section of the support member 5 supporting the magnetic field generator 54 (a cross section including the optical axis AX of the electron beam optical system 12), and FIG. It is a top view which shows the upper surface of the supporting member 5 which is supporting the generator 54.
- the support member 5 is a plate-like member.
- the support member 5 is a member whose shape on the XY plane is a rectangle (for example, a square).
- the support member 5 may be a member whose shape on the XY plane is an arbitrary shape (for example, a circle, an ellipse, a rectangle, or the like).
- At least a part of the support member 5 is made of a dielectric.
- the material of at least a part of the support member 5 (for example, an installation portion of a magnetic field generator 54 described later) is a material having a relatively low thermal expansion coefficient, and is, for example, zero expansion ceramics.
- the material of the support member 5 may be any material.
- the support member 5 is disposed at a position shifted from the optical axis AX toward the ⁇ Y axis.
- the support member 5 may be disposed at a position shifted in a desired direction with respect to the optical axis AX.
- the support member 5 is aligned with the electron beam optical system 12 so as to be disposed at a position different from the optical axis AX of the electron beam optical system 12 (in other words, a position different from the optical path of the electron beam EB). ing. Therefore, the electron beam EB can propagate from the electron beam optical system 12 to the wafer W without being shielded by the support member 5.
- a magnetic field generator 54 is disposed on the support member 5. As described above, since at least a part of the support member 5 is arranged in the space between the electron beam optical system 12 and the stage apparatus 2 (or the wafer W), at least a part of the magnetic field generator 54 is also used.
- the electron beam optical system 12 and the stage device 2 (or wafer W) are disposed in a space. Since the electron beam optical system 12 includes the casing 121, at least a part of the magnetic field generator 54 (and the support member 5 that supports the magnetic field generator 54) is included in the casing 121 and the stage apparatus 2 (or It can also be said that it is arranged in a space between the wafer W).
- the lower end 121a of the casing 121 is an open end for emitting the electron beam EB, at least one of the magnetic field generator 54 (and the support member 5 that supports the magnetic field generator 54). It can be said that the unit is disposed in a space between the lower end 121a (that is, the open end) of the housing 121 and the stage apparatus 2 (or the wafer W).
- the magnetic field generator 54 can generate a magnetic field in the space between the electron beam optical system 12 and the wafer W.
- the magnetic field generator 54 includes a coil 541.
- the coil 541 is disposed on the upper surface (that is, the + Z side surface) 511 of the support member 5.
- the coil 541 is a winding wound on an XY plane or an arbitrary plane (for example, a YZ plane) that intersects the XY plane.
- the coil 541 is supplied with a drive current that can be adjusted under the control of the control device 3.
- the magnetic field generator 54 including the coil 541 can generate a magnetic field according to the drive current.
- the magnetic field generated by the magnetic field generator 54 leaks out of the electron beam optical system 12 (particularly, the space between the electron beam optical system 12 and the wafer W) out of the magnetic field generated inside the electron beam optical system 12. Used to adjust the incoming magnetic field. Specifically, the magnetic field generated by the magnetic field generator 54 is used to adjust (or cancel) the magnetic field leaking out of the electron beam optical system 12. Accordingly, the magnetic field generator 54 generates a magnetic field capable of suppressing the magnetic field leaking outside the electron beam optical system 12.
- a magnetic field leaking out of the electron beam optical system 12 out of the magnetic field generated inside the electron beam optical system 12 is referred to as “leakage magnetic field”, and the magnetic field generated by the magnetic field generator 54 is referred to as “leakage magnetic field”. This is referred to as a “cancel magnetic field”.
- a specific example of the magnetic field adjustment operation for suppressing the leakage magnetic field using the cancel magnetic field will be further described.
- the electron beam optical system 12 includes a beam controller capable of generating a magnetic field for controlling the electron beam EB as at least a part of the beam optical device 122.
- the electron beam optical system 12 includes an electromagnetic lens, a deflector, and the like as a beam controller.
- the beam controller normally generates a magnetic field in the casing 121 to control the electron beam EB.
- the housing 121 is made of a material having a relatively high magnetic permeability. That is, the housing 121 shields the magnetic field (in other words, the lines of magnetic force) generated by the beam controller inside the housing 121.
- the lower end portion of the housing 121 is opened to irradiate the electron beam EB. Therefore, although the magnetic field generated by the beam controller inside the casing 121 is difficult to leak to the outside through the casing 121, it may leak to the outside through the open end of the lower end 121a of the casing 121. is there.
- the magnetic field generated by the beam controller inside the housing 121 passes through the open end of the lower end portion 121a of the housing 121.
- a movable object for example, a wafer W mounted on the stage 22
- a gap is secured between the lower end 121a of the housing 121 and the wafer W in order to realize smooth movement of the wafer W.
- the magnetic field generated by the beam controller inside the casing 121 leaks out of the casing 121 through this gap. As a result, as shown in FIG.
- the electron beam optical system is placed in a space below the electron beam optical system 12 (in this embodiment, the space between the electron beam optical system 12 and the wafer W).
- the leakage magnetic field leaking from 12 is generated.
- the leakage magnetic field shown in FIG. 6 represents the magnetic flux density of the leakage magnetic field (that is, the density of magnetic lines of force) for convenience.
- the electron beam EB propagating parallel to the optical axis AX is incident on the space on the wafer W where the leakage magnetic field remains, the electron beam EB is affected by the leakage magnetic field, and the electron beam optical system 12. May propagate so as to be inclined with respect to the optical axis AX (that is, the Z-axis direction). Furthermore, the amount of inclination of the electron beam EB relative to the optical axis AX (that is, the Z-axis direction) is proportional to the magnetic flux of the magnetic field in the space in which the electron beam EB propagates. Therefore, if the leakage magnetic field H remains in the space on the wafer W, the incident angle of the electron beam EB with respect to the surface of the wafer W is not zero as shown in FIG.
- the control device 3 of the present embodiment suppresses the influence of the leakage magnetic field by performing a magnetic field suppression operation for suppressing the leakage magnetic field using the cancellation magnetic field generated by the magnetic field generator 54. Specifically, the control device 3 performs the magnetic field suppressing operation, thereby suppressing the inclination of the electron beam EB (specifically, the inclination with respect to the optical axis AX) due to the influence of the leakage magnetic field, and the positional deviation of the irradiation area EA. Suppress.
- the details of the magnetic field suppression operation will be further described.
- the exposure apparatus EX employs an operation for reducing the magnetic flux of the leakage magnetic field as a first specific example of the operation for suppressing the leakage magnetic field. Also good.
- the control device 3 controls the magnetic field generator 54 so as to generate a cancel magnetic field that can make the magnetic flux of the leakage magnetic field zero. That is, the control device 3 supplies a desired drive current to the coil 541 so as to generate a cancel magnetic field that can make the magnetic flux of the leakage magnetic field zero.
- the cancel magnetic field is a magnetic field having characteristics different from the characteristics of the leakage magnetic field.
- the cancellation magnetic field has, for example, the same magnetic flux distribution as the leakage magnetic field and a polarity distribution opposite to that of the leakage magnetic field (that is, the direction of the magnetic force lines constituting the leakage magnetic field). Is a magnetic field composed of magnetic field lines in the opposite direction.
- the leakage magnetic field does not remain in the space below the electron beam optical system 12. Accordingly, since the electron beam EB is not inclined with respect to the optical axis AX due to the influence of the leakage magnetic field, the positional deviation of the irradiation area EA does not occur.
- the exposure apparatus EX may employ an operation for reducing the magnetic flux of the leakage magnetic field as a second specific example of the operation for suppressing the leakage magnetic field.
- an operation for reducing the magnetic flux of the leakage magnetic field an operation of reducing the magnetic flux of the leakage magnetic field as compared to before performing the magnetic field control operation and an operation of reducing the magnetic flux of the leakage magnetic field to a predetermined amount or less are exemplified.
- the control device 3 controls the magnetic field generator 54 so as to generate a cancel magnetic field that can reduce the magnetic flux of the leakage magnetic field. That is, the control device 3 supplies a desired drive current to the coil 541 so as to generate a cancel magnetic field that can reduce the magnetic field of the leakage magnetic field.
- the cancel magnetic field is a magnetic field having characteristics different from the characteristics of the leakage magnetic field.
- the cancel magnetic field is a magnetic field having a polarity distribution opposite to the polarity distribution of the leakage magnetic field, for example.
- the leakage magnetic field may remain in the space below the electron beam optical system 12.
- the direction of magnetic field lines constituting the leakage magnetic field that is, the direction of magnetic flux
- the electron beam EB may be inclined with respect to the optical axis AX due to the influence of the leakage magnetic field.
- the control device 3 when reducing the magnetic flux of the leakage magnetic field, the control device 3 generates a cancel magnetic field that can make the direction of the magnetic field lines constituting the leakage magnetic field (that is, the direction of the magnetic flux lines) parallel to the optical axis AX.
- the magnetic field generator 54 may be controlled.
- the exposure apparatus EX can irradiate the electron beam EB to a desired position on the wafer W without being affected by the leakage magnetic field or regardless of the influence of the leakage magnetic field. As a result, deterioration of exposure accuracy due to the electron beam EB is appropriately suppressed.
- the shape of the support member 5 described above is an example.
- the support member 5 has an arbitrary shape that can support the magnetic field generator 54 and does not shield the electron beam EB (in other words, not positioned on the optical path or the optical axis AX of the electron beam EB). May be.
- the coil 541 is disposed on the upper surface 511 of the support member 51.
- the coil 541 may be disposed on any surface of the support member 5.
- the coil 541 may be disposed inside the support member 5 (that is, may be embedded).
- the magnetic field generator 54 includes the coil 541.
- the magnetic field generator 54 may have any structure as long as it can generate a cancel magnetic field that can control the leakage magnetic field.
- the magnetic field generator 54 may include at least one arbitrary coil capable of generating a canceling magnetic field in addition to or instead of the coil 541.
- the magnetic field generator 54 may include any device capable of generating a canceling magnetic field in addition to or instead of the coil 541.
- the magnetic field generator 54 is disposed in the space between the electron beam optical system 12 and the stage device 2.
- the magnetic field generator 54 may be disposed in a space different from the space between the electron beam optical system 12 and the wafer W.
- the magnetic field generator 54 itself can be It may not be arranged in the space between the system 12 and the wafer W.
- the exposure apparatus EXa differs from the exposure apparatus EX described above in that it includes a support member 5a and a magnetic generator 54a instead of the support member 5 and the magnetic generator 54.
- the other components included in the exposure apparatus EXa of the first modification are the same as the other components included in the exposure apparatus EX described above. Therefore, hereinafter, the support member 5a and the magnetic generator 54a (particularly different from the support member 5 and the magnetic generator 54) will be described with reference to FIGS. 8 (a) to 8 (b).
- FIG. 8 (a) to 8 (b) FIG.
- FIG. 8A is a cross-sectional view showing a cross section (a cross section including the optical axis AX) of the support member 5a included in the exposure apparatus EXa of the first modification, and FIG. 8B shows the top surface of the support member 5a.
- the support member 5a and the magnetic generator 54a of the first modification may have the same configurations as the support member 5 and the magnetic generator 54 described above, respectively. The same applies to the following second to tenth modified examples.
- the support member 5a includes two (that is, a pair of) support members 51a and 52a that sandwich the optical axis AX.
- the support members 51a and 52a sandwich the optical axis AX along the Y-axis direction.
- the support members 51a and 52a may sandwich the optical axis AX along a desired direction (for example, the X-axis direction) different from the Y-axis direction.
- Each of the support members 51a and 52a is disposed at a position different from the optical path of the electron beam EB.
- the support member 51a and the support member 52a are sandwiched between the inner surface (that is, the surface on the optical axis AX side) 513a of the support member 51a and the inner surface (that is, the surface on the optical axis AX side) 523a of the support member 52a.
- a gap 53a is secured.
- the support members 51a and 52a are aligned with the electron beam optical system 12 so that the gap 53a is disposed on the optical axis AX of the electron beam optical system 12 (or the optical path of the electron beam EB).
- the air gap 53a is a space through which the electron beam EB can pass.
- the electron beam EB emitted from the electron beam optical system 12 is irradiated to the irradiation area EA on the wafer W after passing through the gap 53a. That is, the electron beam EB can be propagated from the electron beam optical system 12 to the wafer W through the gap 53a without being shielded by the support members 51a and 52a.
- a magnetic field generator 54a is disposed on the support member 5a.
- the magnetic field generator 54 a can generate a cancel magnetic field in the space between the electron beam optical system 12 and the wafer W.
- the magnetic field generator 54a includes a coil 541a, a coil 542a, a coil 543a, and a coil 544a.
- the coil 541a is disposed on the upper surface (that is, the + Z side surface) 511a of the support member 51a.
- the coil 542a is disposed on the upper surface (that is, the + Z side surface) 521a of the support member 52a.
- the coil 543a is disposed on the lower surface (that is, the ⁇ Z side surface) 512a of the support member 51a.
- the coil 544a is disposed on the lower surface (that is, the ⁇ Z side surface) 522a of the support member 52a.
- Each of the coils 541a to 544a is a winding wound on an XY plane or an arbitrary plane (for example, YZ plane) intersecting the XY plane.
- the coil 541a is separated from the coil 542a by a first predetermined distance along the Y-axis direction.
- the coils 541a and 542a are arranged so as to sandwich the optical axis AX along the Y-axis direction.
- the coil 543a is separated from the coil 544a by a second predetermined distance that is the same as or different from the first predetermined distance along the Y-axis direction.
- the coils 543a and 544a are arranged so as to sandwich the optical axis AX along the Y-axis direction.
- the coil 541a is separated from the coil 543a by a third predetermined distance along the Z-axis direction.
- the coil 542a is separated from the coil 544a by a fourth predetermined distance that is the same as or different from the third predetermined distance along the Z-axis direction.
- a driving current that can be adjusted under the control of the control device 3 is supplied to each of the coils 541a to 544a.
- the magnetic field generator 54a including each of the coils 541a to 544a can generate a cancel magnetic field according to the drive current.
- the exposure apparatus EXa of the first modified example also allows the electron beam EB to be moved to a desired position on the wafer W without being influenced by the leakage magnetic field or regardless of the influence of the leakage magnetic field, similarly to the exposure apparatus EX described above. Can be irradiated. As a result, deterioration of exposure accuracy due to the electron beam EB is appropriately suppressed.
- At least one of the coils 541a to 544a may be disposed on an arbitrary surface of the support member 5a.
- at least one of the coils 541a to 544a may be disposed inside the support member 5a (that is, may be embedded).
- the magnetic field generator 54a may have any structure as long as it can generate a cancel magnetic field that can control the leakage magnetic field.
- the magnetic field generator 54a may include any coil and / or any device capable of generating a canceling magnetic field in addition to or instead of at least one of the coils 541a to 544a.
- the exposure apparatus EXb differs from the exposure apparatus EXa of the first modification described above in that it includes a support member 5b and a magnetic generator 54b instead of the support member 5a and the magnetic generator 54a.
- the other constituent elements provided in the exposure apparatus EXb of the second modified example are the same as the other constituent elements provided in the exposure apparatus EX described above. Therefore, hereinafter, the support member 5b and the magnetic generator 54b (particularly different from the support member 5a and the magnetic generator 54a) will be described with reference to FIGS. 9A to 9C. Each of FIGS.
- FIG. 9A and 9B is a cross-sectional view showing a cross section (a cross section including the optical axis AX) of the support member 5b provided in the exposure apparatus EXb of the second modified example, and FIG. These are top views which show the upper surface of the supporting member 5b.
- the support member 5b and the magnetic generator 54b of a 2nd modification may have the same structure as the support member 5 and the magnetic generator 54 which were mentioned above, respectively.
- the support member 5b is disposed in the space between the electron beam optical system 12 and the wafer W, similarly to the support member 5a described above.
- the support member 5a includes the above-described support members 51a and 52a and two (that is, a pair) support members 51b and 52b that sandwich the optical axis AX.
- the support members 51b and 52b sandwich the optical axis AX along the X-axis direction.
- the support members 51b and 52b may sandwich the optical axis AX along a desired direction different from the X-axis direction.
- the support members 51b and 52b may sandwich the optical axis AX along the same direction as the support members 51a and 52a sandwich the optical axis AX (that is, the Y-axis direction). Each of the support members 51b and 52b is disposed at a position different from the optical path of the electron beam EB.
- the support member 51b and the support member 52b are sandwiched between the inner surface (that is, the surface on the optical axis AX side) 513b of the support member 51b and the inner surface (that is, the surface on the optical axis AX side) 523b of the support member 52b.
- a gap 53a is secured.
- the gap 53a is surrounded by the inner surfaces 513b and 523b in addition to the inner surfaces 513a and 523a.
- the support members 51b and 52b are aligned with the electron beam optical system 12 so that the gap 53a is disposed on the optical axis AX of the electron beam optical system 12. Therefore, the electron beam EB can be propagated from the electron beam optical system 12 to the wafer W through the gap 53a without being shielded by the support members 51b and 52b.
- a magnetic field generator 54b is disposed on the support member 5b.
- the magnetic field generator 54 b can generate a cancel magnetic field in the space between the electron beam optical system 12 and the wafer W.
- the magnetic field generator 54b includes a coil 541b, a coil 542b, a coil 543b, and a coil 544b in addition to the above-described coils 541a to 544a.
- the coil 541b is disposed on the upper surface (that is, the + Z side surface) 511b of the support member 51b.
- the coil 542b is disposed on the upper surface (that is, the + Z side surface) 521b of the support member 52b.
- the coil 543b is disposed on the lower surface (that is, the ⁇ Z side surface) 512b of the support member 51b.
- the coil 544b is disposed on the lower surface (that is, the ⁇ Z side surface) 522b of the support member 52b.
- Each of the coils 541b to 544b is a winding wound on an XY plane or an arbitrary plane (for example, YZ plane) intersecting the XY plane.
- the coil 541b is separated from the coil 542b by a fifth predetermined distance along the X-axis direction.
- the coils 541b and 542b are arranged so as to sandwich the optical axis AX along the X-axis direction.
- the coil 543b is separated from the coil 544b by a sixth predetermined distance that is the same as or different from the fifth predetermined distance along the X-axis direction.
- the coils 543b and 544b are arranged so as to sandwich the optical axis AX along the X-axis direction.
- the coil 541b is separated from the coil 543b by a seventh predetermined distance along the Z-axis direction.
- the coil 542b is separated from the coil 544b by an eighth predetermined distance that is the same as or different from the seventh predetermined distance along the Z-axis direction.
- a drive current that can be adjusted under the control of the control device 3 is supplied to each of the coils 541a to 544a and the coils 541b to 544b.
- the magnetic field generator 54b including the coils 541a to 544a and the coils 541b to 544b can generate a cancel magnetic field according to the drive current.
- the exposure apparatus EXb of the second modified example also provides the electron beam EB to the desired position on the wafer W without being affected by the leakage magnetic field or regardless of the influence of the leakage magnetic field, as with the exposure apparatus EX described above. Can be irradiated. As a result, deterioration of exposure accuracy due to the electron beam EB is appropriately suppressed.
- the coils 541b to 544b may be disposed on an arbitrary surface of the support member 5b. Alternatively, at least one of the coils 541b to 544b may be disposed inside the support member 5b (that is, may be embedded).
- the magnetic field generator 54b may have any structure as long as it can generate a cancel magnetic field that can control the leakage magnetic field.
- the magnetic field generator 54b may include any coil and / or any device capable of generating a canceling magnetic field in addition to or instead of at least one of the coils 541b to 544b.
- the exposure apparatus EXc differs from the exposure apparatus EX described above in that it includes a support member 5c and a magnetic generator 54c instead of the support member 5 and the magnetic generator 54.
- Other components included in the exposure apparatus EXc of the third modification are the same as other components included in the exposure apparatus EX described above. Therefore, hereinafter, the support member 5c and the magnetic generator 54c (particularly different from the support member 5 and the magnetic generator 54) will be described with reference to FIGS. 10 (a) to 10 (b).
- FIGS. 10 (a) to 10 (b) Each of FIG.
- FIG. 10A is a cross-sectional view showing a cross section (a cross section including the optical axis AX) of the support member 5c provided in the exposure apparatus EXc of the third modification
- FIG. 10B is a cross-sectional view of the support member 5c. It is a top view which shows an upper surface.
- the support member 5c and the magnetic generator 54c of a 3rd modification may have the same structure as the support member 5 and the magnetic generator 54 which were mentioned above, respectively.
- the support member 5c is disposed in the space between the electron beam optical system 12 and the wafer W, like the support member 5 described above.
- the support member 5c is a plate-like member disposed in parallel to a surface (for example, an XY plane) that intersects the optical axis AX of the electron beam optical system 12.
- a conical recess 52c is formed at the center of the support member 5c.
- the upper surface 521c of the support member 5c that defines the recess 52c is inclined with respect to the XY plane so that the diameter of the recess 52c decreases from the upper side to the lower side (that is, from the electron beam optical system 12 toward the wafer W).
- a cylindrical recess 53c is further formed at the center of the recess 52c.
- An inner surface 531c of the support member 5c that defines the recess 53c is parallel to the Z axis.
- the inner surface 531c extends downward from the inner end of the upper surface 521c.
- the upper surface 532c of the support member 5c that defines the recess 53c is parallel to the XY plane.
- the upper surface 532c extends from the lower end of the inner surface 531c toward the inside (that is, the optical axis AX side).
- An opening 51c that penetrates the support member 5c along the Z-axis direction is formed at the center of the recess 53c.
- An inner surface 511c of the support member 5c that defines the opening 51c is parallel to the Z axis.
- the inner surface 511c extends downward from the inner end of the upper surface 532c.
- the shape of the opening 51c on the XY plane is circular, but may be other shapes (for example, a rectangle or the like).
- the size of the opening 51c on the XY plane is larger than the size of the region on the wafer W irradiated with the electron beam EB (that is, the irradiation region EA).
- the support member 5 c is aligned with the electron beam optical system 12 so that the opening 51 c is disposed on the optical axis AX of the electron beam optical system 12. Therefore, the electron beam EB emitted from the electron beam optical system 12 is irradiated to the irradiation area EA on the wafer W after passing through the opening 51c.
- a magnetic field generator 54c is disposed on the support member 5c.
- the magnetic field generator 54 c can generate a cancel magnetic field in the space between the electron beam optical system 12 and the wafer W.
- the magnetic field generator 54c includes a coil 541c and a coil 542c. Coils 541c and 542c are arranged coaxially. Each of the coils 541c and 542c is a winding wound on the XY plane.
- the central axes of the coils 541c and 542c are parallel to the Z axis.
- the central axes of the coils 541c and 542c coincide with the optical axis AX.
- the coil 541c is separated from the coil 542c by a ninth predetermined distance along the Z-axis direction.
- the ninth predetermined distance is the size of the radius of each of the coils 541c and 542c. Therefore, the coils 541c and 542c constitute a Helmholtz coil. That is, the magnetic field generator 54c is a Helmholtz coil.
- the coils 541c and 542c are arranged around the opening 51c. Accordingly, each of the coils 541c and 542c corresponds to a winding wound on the XY plane with the opening 51c as the center. Further, in order to separate the coil 541c from the coil 542c by the ninth predetermined distance along the Z-axis direction, the coil 541c is disposed on the surface of the support member 5c on the electron beam optical system 12 side, while the coil 542c is supported. It arrange
- the coil 541c is disposed on the upper surface 532c of the support member 5c
- the coil 542c is disposed on the lower surface 551c of the support member 5c.
- the lower surface 551c is a surface that extends outward from the lower end of the inner surface 511c that defines the opening 51c (that is, in a direction away from the optical axis AX) and can face the wafer W.
- a drive current that can be adjusted under the control of the control device 3 is supplied to each of the coils 541c and 542c.
- the magnetic field generator 54c including the coils 541c and 542c can generate a cancel magnetic field according to the drive current.
- the exposure apparatus EXc of the third modification also has the electron beam EB on the desired position on the wafer W, regardless of the influence of the leakage magnetic field or regardless of the influence of the leakage magnetic field, similarly to the exposure apparatus EX described above. Can be irradiated. As a result, deterioration of exposure accuracy due to the electron beam EB is appropriately suppressed.
- the coils 541c and 542c may be disposed on an arbitrary surface of the support member 5c. Alternatively, at least one of the coils 541c and 542c may be disposed inside the support member 5c (that is, may be embedded).
- the magnetic field generator 54c may have any structure as long as it can generate a cancel magnetic field that can control the leakage magnetic field.
- the magnetic field generator 54c may include any coil and / or any device capable of generating a canceling magnetic field in addition to or instead of the Helmholtz coil.
- FIG. 11 is a sectional view showing a section (a section including the optical axis AX) of the support member 5 included in the exposure apparatus EXd of the fourth modification together with the stage 22.
- the coil 541 constituting the magnetic field generator 54 is arranged at a position different from the support member 5. Specifically, the coil 541 is disposed (that is, embedded) inside the stage 22. The coil 541 is disposed below the holding area 221 of the stage 22 where the wafer W can be held.
- the exposure apparatus EXd of the fourth modified example can enjoy the same effects as those that can be enjoyed by the exposure apparatus EX described above while ensuring the degree of freedom of the arrangement of the magnetic field generator 54.
- the coil 541 may be disposed on the stage 22 so that at least a part of the coil 541 is exposed to the outside of the stage 22 (for example, the upper surface of the stage 22 corresponding to the holding region 221).
- the coil 541 may be disposed on the surface plate 21 disposed below the stage 22.
- the coil 541 may be disposed on an arbitrary member located below the support member 5.
- the exposure apparatus EXd may not include the support member 5.
- FIG. 12 is a sectional view showing a section (a section including the optical axis AX) of the support member 5 included in the exposure apparatus EXe of the fifth modification together with the stage 22.
- the magnetic field generator 54e of the fifth modified example includes a coil 541e and a coil 542e in order to generate a canceling magnetic field.
- the coil 542e is disposed at a position different from the support member 5. Specifically, the coil 542e is disposed (that is, embedded) inside the stage 22. The coil 542e is disposed below the holding region 221 in the stage 22 where the wafer W can be held. On the other hand, the coil 541e is disposed on the support member 5 (the lower surface 512 in the example shown in FIG. 12).
- the exposure apparatus EXe of the fifth modified example can enjoy the same effects as those that can be enjoyed by the exposure apparatus EX described above while ensuring the degree of freedom of the arrangement of the magnetic field generator 54e.
- the coil 542e may be disposed on the stage 22 so that at least a part of the coil 542e is exposed to the outside of the stage 22 (for example, the upper surface of the stage 22 corresponding to the holding region 221).
- the coil 542 e may be disposed on the surface plate 21 disposed below the stage 22.
- the coil 542e may be disposed on an arbitrary member located below the support member 5.
- the coil 541 e may be disposed at any location other than the lower surface 512 of the support member 5.
- the coil 542e may be disposed on the support member 5 or an arbitrary member positioned below the support member 5, while the coil 541e may be disposed on any member positioned above the support member 5.
- FIG. 13 is a cross-sectional view showing a cross section (cross section including the optical axis AX) of the support member 5 provided in the exposure apparatus EXf of the sixth modified example.
- the exposure apparatus EXf of the sixth modification differs from the exposure apparatus EX described above in that it includes a magnetic field sensor 56f.
- the other components included in the exposure apparatus EXf of the sixth modification are the same as the other components included in the exposure apparatus EX described above.
- the magnetic field sensor 56f is disposed in a space between the electron beam optical system 12 and the wafer W. Specifically, the magnetic field sensor 56f is disposed on the support member 5 (particularly, the upper surface 511). The magnetic field sensor 56f can measure a leakage magnetic field in at least a part of the space between the electron beam optical system 12 and the wafer W. For example, the magnetic field sensor 56 f can measure the leakage magnetic field in the vicinity of the magnetic field sensor 56 f itself arranged in the space between the electron beam optical system 12 and the wafer W.
- the control device 3 Based on the measurement result of the magnetic field sensor 56f, the control device 3 detects the leakage magnetic field measured by the magnetic sensor 56f (or the space between the electron beam optical system 12 and the wafer W calculated from the measurement result of the magnetic field sensor 56f.
- the magnetic field generator 54 is controlled so as to generate a canceling magnetic field capable of suppressing a leakage magnetic field in the above. For this reason, the exposure apparatus EXf according to the sixth modification cancels the leakage magnetic field based on the actual measurement result of the leakage magnetic field while enjoying the same effect as the exposure apparatus EX can enjoy. Since the magnetic field can be generated, the leakage magnetic field can be suppressed more appropriately.
- the magnetic field sensor 56f may be disposed at any location (for example, any surface or inside) other than the upper surface 511 of the support member 5.
- the magnetic field sensor 56 f may be disposed on any member disposed in the space between the electron beam optical system 12 and the stage 22.
- the magnetic field sensor 56f may be disposed on an arbitrary member (for example, the stage 22) positioned below the electron beam optical system 12.
- the magnetic field sensor 56 f may be arranged at a position different from the space between the electron beam optical system 12 and the stage 22.
- the control device 3 generates a cancel magnetic field that can suppress the estimated leakage magnetic field based on the estimation result of the leakage magnetic field in addition to or instead of the measurement result of the magnetic field sensor 56f (that is, the actual measurement result of the leakage magnetic field).
- the magnetic field generator 54 may be controlled to do so.
- the control device 3 may estimate the leakage magnetic field.
- the control device 3 may estimate the leakage magnetic field based on the operation state of the beam controller (for example, the above-described electromagnetic lens or deflector) included in the electron beam optical system 12 that is a generation source of the leakage magnetic field. Good.
- the control device 3 generates a leakage magnetic field based on a drive current supplied to the beam controller for driving the beam controller included in the electron beam optical system 12 that is a generation source of the leakage magnetic field. It may be estimated.
- the control device 3 may estimate the leakage magnetic field by learning the state of the leakage magnetic field based on the measurement result of the past magnetic field sensor 56f.
- the control device 3 may accumulate the measurement results of the past magnetic field sensor 56f, and may estimate the leakage magnetic field by performing data mining or mathematical analysis prediction on the accumulated measurement results.
- FIG. 14 is a cross-sectional view showing a cross section (cross section including the optical axis AX) of the support member 5 provided in the exposure apparatus EXg of the seventh modified example.
- the exposure apparatus EXg of the seventh modified example is different from the above-described exposure apparatus EX in that it includes a temperature adjustment device 57g.
- the other components included in the exposure apparatus EXg of the seventh modification are the same as the other components included in the exposure apparatus EX described above.
- the temperature adjusting device 57g can adjust the temperature of the support member 5.
- the support member 5 is heated by irradiation heat of the electron beam EB (further, radiation heat from the wafer W heated by the irradiation heat). For this reason, the temperature adjusting device 57 b cools the support member 5 in order to adjust the temperature of the support member 5.
- the temperature adjusting device 57g is, for example, a cooling pipe formed inside the support member 5 and supplied with cooling water supplied from an external supply device and capable of returning the supplied cooling water to the external supply device. 571g may be provided.
- the temperature adjustment device 57g adjusts the temperature of the support member 5 so as to keep the temperature of the support member 5 constant.
- the temperature of the support member 5 is kept constant, thermal deformation of the support member 5 is suppressed.
- the thermal deformation of the support member 5 is suppressed, the displacement of the magnetic field generator 54 disposed on the support member 5 with respect to the optical axis AX is suppressed. For this reason, the occurrence of a situation in which the magnetic field generator 54 cannot generate a cancel magnetic field that can suppress the leakage magnetic field due to the positional deviation with respect to the optical axis AX is appropriately prevented. That is, the exposure apparatus EXg of the seventh modified example can more appropriately suppress the leakage magnetic field while enjoying the same effect as that which can be enjoyed by the exposure apparatus EX described above.
- the “state where the temperature of the support member 5 is constant” in the seventh modified example is not only literally the state where the temperature of the support member 5 does not fluctuate, but is almost all the suppression of the leakage magnetic field due to the positional deviation of the magnetic field generator 54. It includes a state in which the temperature of the support member 5 fluctuates to such an extent that only minute thermal deformation that does not affect the surface is generated.
- the temperature adjustment device 57g may have any structure as long as the support member 5 can be cooled. That is, the temperature adjustment device 57g may include an arbitrary device that can cool the support member 5 in addition to or instead of the cooling pipe 571g. Furthermore, the temperature adjusting device 57g may be capable of heating the support member 5 in addition to or instead of cooling the support member 5. In this case, the temperature adjustment device 57g may include an arbitrary device capable of heating the support member 5.
- At least a part of the temperature adjustment device 57g may be disposed on an arbitrary surface of the support member 5. At least a part of the temperature adjustment device 57g may be disposed on a member different from the support member 5.
- the exposure apparatus EXg may include a temperature sensor that can measure the temperature of at least a part of the support member 5.
- the control device 3 may adjust the temperature of the support member 5 based on the measurement result of the temperature sensor.
- the control device 3 may determine whether or not the temperature of the support member 5 is appropriately adjusted based on the measurement result of the temperature sensor.
- FIG. 15 is a sectional view showing an exposure apparatus EXh according to an eighth modification.
- the exposure apparatus EXh of the eighth modified example is different from the above-described exposure apparatus EX in that it includes a drive system 58h.
- Other components included in the exposure apparatus EXh of the eighth modification are the same as other components included in the exposure apparatus EX described above.
- the drive system 58h is capable of moving the support member 5 along each of the X-axis direction and the Y-axis direction under the control of the control device 3.
- the drive system 58h moves the support member 5 using, for example, an arbitrary motor (for example, a linear motor).
- the drive system 58h moves the support member 5 so that the positional relationship between the optical axis AX and the magnetic field generator 54 is maintained constant. That is, when the position shift of the magnetic field generator 54 with respect to the optical axis AX occurs, the drive system 58h cancels the position shift and the positional relationship between the optical axis AX and the magnetic field generator 54 is the original relationship ( That is, the support member 5 is moved so as to return to the relationship in the case of no positional deviation.
- the exposure apparatus EXh of the eighth modification can more appropriately suppress the leakage magnetic field while enjoying the same effect as that which can be enjoyed by the exposure apparatus EX described above.
- the drive system 58h can move the support member 5 along at least one of the Z-axis direction, the ⁇ X direction, the ⁇ Y direction, and the ⁇ Z direction in addition to or instead of at least one of the X-axis direction and the Y-axis direction. It may be.
- the exposure apparatus EXh may include a position measuring device (for example, at least one of an encoder and a laser interferometer) for measuring the position of the support member 5.
- FIG. 16 is a cross-sectional view showing cross sections of the electron beam irradiation apparatus 1i and the stage apparatus 2 included in the exposure apparatus EXi of the ninth modification.
- the electron beam irradiation apparatus 1 emits a single electron beam EB in that the electron beam irradiation apparatus 1i can irradiate a plurality of electron beams EB. This is different from the above-described exposure apparatus EX that can be irradiated.
- the exposure apparatus EXi of the ninth modified example is different from the above-described exposure apparatus EX in that a support member 5i is provided instead of the support member 5.
- Other components included in the exposure apparatus EXi of the ninth modification are the same as other components included in the exposure apparatus EX described above.
- the electron beam irradiation apparatus 1 i may include a plurality of electron beam optical systems 12.
- the plurality of electron beam optical systems 12 are installed so as to have a predetermined positional relationship in the XY plane.
- the plurality of electron beam optical systems 12 are arranged in a matrix in the XY plane.
- the plurality of electron beam optical systems 12 may be arranged in an array (that is, in a line) in the XY plane.
- the electron beam irradiation apparatus 1 i may include a surface emission type electron beam source having an electron emission unit that emits a plurality of electron beams EB as the beam optical device 122. Good.
- FIG. 17 is a plan view showing irradiation positions (that is, irradiation areas EA) of the plurality of electron beams EB on the wafer W.
- the electron beam irradiation apparatus 1i can simultaneously irradiate a plurality of electron beams EB to a plurality of irradiation areas EA respectively set on a plurality of shot areas S on the wafer W. is there.
- the electron beam irradiation apparatus 1i irradiates the electron beam EB while moving the wafer W relative to the irradiation area EA, a plurality of shot areas S on the wafer W are exposed in parallel. As a result, a pattern smaller than the resolution limit of the exposure apparatus of the comparative example that exposes the wafer with ultraviolet light is formed in each shot region S with a relatively high throughput.
- the support member 5i is different from the support member 5 in that it has a structure corresponding to a plurality of electron beams EB.
- FIG. 18A is a cross-sectional view showing a cross section of the support member 5i included in the exposure apparatus EXi of the ninth modification together with the optical paths of the plurality of electron beams EB
- FIG. 18B is a view of the ninth modification. It is a top view which shows the upper surface of the supporting member 5i.
- the support member 5i includes a plurality of support members 51i corresponding to the plurality of electron beams EB, respectively.
- the relationship between each electron beam EB and the support member 51i corresponding to each electron beam EB is the relationship between the electron beam EB and the support member 5 described with reference to FIGS. 5 (a) to 5 (b). (That is, the relationship between the electron beam optical system 12 and the support member 5).
- a plurality of magnetic field generators 54 (that is, coils 541) respectively corresponding to the plurality of electron beams EB are arranged on the plurality of support members 51i.
- Each coil 541 generates a leakage magnetic field (for example, a leakage magnetic field from a beam controller for controlling the electron beam EB corresponding to each coil 541) corresponding to the irradiation of the electron beam EB corresponding to each coil 541.
- a cancelable magnetic field can be generated.
- the electron beam irradiation apparatus 1 i includes a plurality of electron beam optical systems 12
- the coils 541 are arranged on the electron beam optical systems 12 corresponding to the coils 541 (that is, directly above the coils 541).
- each coil 541 may be capable of generating a cancel magnetic field that can suppress a leakage magnetic field that is generated accompanying irradiation of another electron beam EB different from the electron beam EB corresponding to each coil 541.
- each coil 541 has a second electron beam optical system 12 that is different from the first electron beam optical system 12 corresponding to each coil 541 (for example, a second electron adjacent to the first electron beam optical system 12). It may be possible to generate a cancellation magnetic field capable of suppressing the leakage magnetic field from the beam optical system 12).
- Each coil 541 is the same as the above-described coil 541 described with reference to FIGS. 5A to 5B.
- Such an exposure apparatus EXi of the ninth modified example does not receive the influence of the leakage magnetic field generated accompanying the irradiation of the plurality of electron beams EB or regardless of the influence of the leakage magnetic field, A desired position on the wafer W can be irradiated. As a result, deterioration of exposure accuracy due to the plurality of electron beams EB is appropriately suppressed.
- the support member 5i may have any structure as long as a plurality of magnetic field generators 54 (that is, coils 541) respectively corresponding to the plurality of electron beams EB can be arranged.
- a plurality of magnetic field generators 54 that is, coils 541 respectively corresponding to the plurality of electron beams EB can be arranged.
- two or more support members 51i each having two or more magnetic field generators 54 may be connected (in other words, may be integrated).
- FIG. 19A is a cross-sectional view showing a cross section (cross section including the optical axis AX) of the support member 5j provided in the exposure apparatus EXj of the tenth modification
- FIG. 19B is a support of the tenth modification. It is a top view which shows the upper surface of the member 5j.
- the exposure apparatus EXj of the tenth modification includes the support member 5j, and thus the ninth modification described above provided with the support member 5i. This is different from the exposure apparatus EXi.
- Other components included in the exposure apparatus EXj according to the tenth modification are the same as those included in the exposure apparatus EXi according to the ninth modification described above.
- the support member 5j is composed of a plurality of support members 51j.
- Each support member 51j corresponds to two electron beams EB irradiated to two irradiation areas EA adjacent in the X-axis direction among the plurality of electron beams EB.
- each support member 51j is disposed between the optical paths of two electron beams EB irradiated to two adjacent irradiation areas EA. Note that the relationship between the two electron beams EB irradiated to two adjacent irradiation areas EA and the support member 51j corresponding to the two electron beams EB is shown in FIG. ) To FIG. 5B, the relationship between the electron beam EB and the support member 5 (that is, the relationship between the electron beam optical system 12 and the support member 5) is the same.
- a plurality of magnetic field generators 54 (that is, coils 541) are arranged on each of the plurality of support members 51j.
- Each coil 541 corresponds to two electron beams EB irradiated to two irradiation areas EA adjacent along the X-axis direction among the plurality of electron beams EB.
- each coil 541 is disposed between the optical paths of two electron beams EB irradiated to two adjacent irradiation areas EA.
- Each coil 541 has a leakage magnetic field generated accompanying irradiation of two electron beams EB corresponding to each coil 541 (for example, from a beam controller for controlling two electron beams EB corresponding to each coil 541).
- each coil 541 has two electron beam optical systems 12 corresponding to the coils 541 (that is, an optical path sandwiching the coils 541). It is possible to generate a canceling magnetic field that can suppress the leakage magnetic field from the two electron beam optical systems 12) that irradiate the two electron beams EB propagating through the electron beam EB.
- each coil 541 may be capable of generating a cancel magnetic field that can suppress a leakage magnetic field that is generated in association with irradiation of another electron beam EB different from the two electron beams EB corresponding to each coil 541.
- each coil 541 is different from the two third electron beam optical systems 12 corresponding to each coil 541 in the fourth electron beam optical system 12 (for example, the fourth electron beam optical system 12 adjacent to the third electron beam optical system 12). It may be possible to generate a cancellation magnetic field capable of suppressing the leakage magnetic field from the electron beam optical system 12).
- each coil 541 is the same as the above-mentioned coil 541 demonstrated referring FIG. 5 (a) to FIG.5 (b).
- the exposure apparatus EXj according to the tenth modification is also not affected by the leakage magnetic field related to the plurality of electron beams EB or regardless of the influence of the leakage magnetic field, similarly to the exposure apparatus EXi according to the ninth modification.
- the desired position on the wafer W can be irradiated with the plurality of electron beams EB. As a result, deterioration of exposure accuracy due to the plurality of electron beams EB is appropriately suppressed.
- each support member 51j corresponds to three or more electron beams EB irradiated to three or more irradiation areas EA adjacent along the X-axis direction.
- a plurality of coils 541 may be arranged so that each coil 541 corresponds to three or more electron beams EB irradiated to three or more irradiation areas EA adjacent along the X-axis direction.
- a single support member 51j corresponding to all of the plurality of electron beams EB may be disposed.
- a single coil 541 corresponding to all of the plurality of electron beams EB may be disposed.
- the support member 5j may have any structure as long as the magnetic field generator 54 (that is, the coil 541) can be disposed.
- the magnetic field generator 54 that is, the coil 541
- two or more support members 51j each having two or more magnetic field generators 54 may be connected (in other words, may be integrated).
- the exposure apparatus EX is an exposure apparatus that exposes the wafer W by irradiating the wafer W with the electron beam EB.
- the exposure apparatus EX may be an exposure apparatus that exposes the wafer W by irradiating the wafer W with an arbitrary charged particle beam (for example, an ion beam) different from the electron beam EB.
- the exposure apparatus EX is a single beam type exposure apparatus in which each electron beam optical system 12 draws or transfers a pattern on the wafer W using a single electron beam EB.
- the exposure apparatus EX may be a variable shaping type exposure apparatus that shapes the cross section of the electron beam EB irradiated to the wafer W by each electron beam optical system 12 into a variable size rectangle.
- the exposure apparatus EX may be a point beam type exposure apparatus in which each electron beam optical system 12 irradiates the wafer W with a spot-shaped electron beam EB.
- the exposure apparatus EX may be a stencil mask type exposure apparatus in which each electron beam optical system 12 forms an electron beam EB into a desired shape using a stencil mask in which beam passage holes having a desired shape are formed.
- the exposure apparatus EX may be a multi-beam type exposure apparatus in which each electron beam optical system 12 draws or transfers a pattern on the wafer W using a plurality of electron beams.
- the exposure apparatus EX generates a plurality of electron beams via a blanking aperture array having a plurality of openings, and individually turns on / off the plurality of electron beams according to the drawing pattern, thereby drawing the pattern on the wafer W.
- An exposure apparatus may be used.
- the exposure apparatus EX may be an exposure apparatus that includes a surface emission type electron beam source having a plurality of electron emission portions from which each electron beam optical system 12 emits a plurality of electron beams.
- the exposure apparatus EX may be a batch transfer type exposure apparatus that collectively transfers a pattern of one semiconductor chip or a plurality of semiconductor chip patterns from a mask to the wafer W.
- the exposure apparatus EX may be a split transfer type exposure apparatus capable of performing exposure with higher throughput than the batch transfer type.
- the division transfer type exposure apparatus divides a pattern to be transferred onto the wafer W into a plurality of small areas smaller than the size corresponding to one shot area S on the mask, and the plurality of small area patterns are formed on the wafer W. Transcript.
- an electron beam EB is irradiated to a certain area of a mask having a pattern of one semiconductor chip, and an image of the pattern in the area irradiated with the electron beam EB is projected with a projection lens.
- a reduction transfer type exposure apparatus that performs reduction transfer.
- the exposure apparatus EX may be a scanning stepper.
- the exposure apparatus EX may be a stationary exposure apparatus such as a stepper.
- the exposure apparatus EX may be a step-and-stitch type reduction projection exposure apparatus that synthesizes at least a part of one shot area S and at least a part of another shot area S.
- the exposure target of the exposure apparatus EX is a semiconductor substrate (that is, the wafer W) for manufacturing a semiconductor device.
- the exposure target of the exposure apparatus EX may be an arbitrary substrate.
- the exposure apparatus EX may be an exposure apparatus for manufacturing an organic EL, a thin film magnetic head, an image sensor (CCD or the like), a micromachine, or a DNA chip.
- the exposure apparatus EX may be an exposure apparatus for drawing a mask pattern on a square glass plate or a silicon wafer.
- a device such as a semiconductor device may be manufactured through the steps shown in FIG.
- the steps for manufacturing the device are step S201 for designing the function and performance of the device, step S202 for generating an exposure pattern based on the function and performance design (that is, an exposure pattern by the electron beam EB), and a substrate of the device.
- Step S203 for manufacturing the wafer W Step S204 for exposing the wafer W using the electron beam EB corresponding to the generated exposure pattern and developing the exposed wafer W, device assembly processing (dicing processing, bonding processing, package processing)
- Step S205 including a processing process such as the above and step S206 for inspecting a device may be included.
- EX exposure apparatus wafer EB electron beam EA irradiation area S shot area 1 electron beam irradiation apparatus 11 lens barrel 12 electron beam optical system 13 metrology frame 2 stage apparatus 21 surface plate 22 stage 3 control apparatus 5, 51, 52 support member 54 Magnetic field generator 541, 542, 543, 544 Coil 56b Magnetic field sensor 57c Temperature adjusting device 58d Drive system
Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
露光装置EXは、荷電粒子ビーム(EB)を物体(W)に照射可能なビーム光学系(12)と、ビーム光学系(12)と物体(W)との間の空間に磁場を発生させる磁場発生装置(54(541))とを備える。
Description
本発明は、例えば、荷電粒子ビームを物体に照射する荷電粒子ビーム光学装置を備える露光装置、露光装置を用いる露光方法、及び、露光方法を用いてデバイスを製造するデバイス製造方法の技術分野に関する。
半導体素子等のデバイスを製造するためのリソグラフィ工程で使用される露光装置として、荷電粒子ビーム(例えば、電子ビーム)を露光ビームとして用いる露光装置が提案されている。例えば、特許文献1には、紫外光を露光光として用いる露光装置の解像限界よりも小さいスポットを荷電粒子ビームで形成し、当該スポットを基板等の物体に対して相対的に移動させることで基板を露光する露光装置が記載されている。
このような露光装置は、磁場を発生可能な磁場発生器(例えば、電磁レンズ)を用いて荷電粒子ビームを制御している。しかしながら、荷電粒子ビームを制御するための磁場が基板等の物体上の空間に残留してしまうと、荷電粒子ビームが、残留した磁場に影響を受ける可能性がある。
本発明の第1の態様は、荷電粒子ビームを物体に照射可能なビーム光学系と、前記ビーム光学系と前記物体との間の空間に磁場を発生させる磁場発生装置とを備える露光装置である。
本発明の第2の態様は、上述した本発明の第1の態様における露光装置を用いて前記物体を露光する露光方法である。
本発明の第3の態様は、リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、前記リソグラフィ工程では、上述した本発明の第2の態様における露光方法により前記物体に対する露光が行われるデバイス製造方法である。
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
以下、図面を参照しながら、露光装置、露光方法、及び、デバイス製造方法の実施形態について説明する。以下では、電子ビームEBをウェハWに照射して当該ウェハWを露光する露光装置(つまり、電子ビーム露光装置)EXを用いて、露光装置、露光方法、及び、デバイス製造方法の実施形態を説明する。露光装置EXは、電子ビームEBでウェハWにパターンを描画するようにウェハWを露光してもよいし、微小マスクのパターンを電子ビームEBでウェハWに転写するようにウェハWを露光してもよい。
また、以下の説明では、互いに直交するX軸、Y軸及びZ軸から定義されるXYZ直交座標系を用いて、露光装置EXを構成する各種構成要素の位置関係について説明する。尚、以下の説明では、説明の便宜上、X軸方向及びY軸方向のそれぞれが水平方向(つまり、水平面内の所定方向)であり、Z軸方向が鉛直方向(つまり、水平面に直交する方向であり、実質的には上下方向)であるものとする。尚、Z軸方向は、露光装置EXが備える後述の複数の電子ビーム光学系12の夫々の光軸AXに平行な方向でもある。また、X軸、Y軸及びZ軸周りの回転方向(言い換えれば、傾斜方向)を、それぞれ、θX方向、θY方向及びθZ方向と称する。
(1)露光装置EXの構造
はじめに、図1から図5を参照しながら、露光装置EXの構造について説明する。
はじめに、図1から図5を参照しながら、露光装置EXの構造について説明する。
(1-1)露光装置EXの全体構造
まず、図1から図3を参照しながら、露光装置EXの全体構造について説明する。図1は、露光装置EXの外観を示す斜視図である。図2は、露光装置EXが備える電子ビーム照射装置1及びステージ装置2の外観を示す斜視図である。図3は、露光装置EXが備える電子ビーム照射装置1及びステージ装置2の断面を示す断面図である。
まず、図1から図3を参照しながら、露光装置EXの全体構造について説明する。図1は、露光装置EXの外観を示す斜視図である。図2は、露光装置EXが備える電子ビーム照射装置1及びステージ装置2の外観を示す斜視図である。図3は、露光装置EXが備える電子ビーム照射装置1及びステージ装置2の断面を示す断面図である。
図1から図3に示すように、露光装置EXは、電子ビーム照射装置1と、ステージ装置2と、制御装置3(但し、図2及び図3では、制御装置3は不図示)とを備えている。電子ビーム照射装置1は、ステージ装置2が保持するウェハWに対して電子ビームEBを照射可能である。ステージ装置2は、ウェハWを保持しながら移動可能である。制御装置3は、露光装置EXの動作を制御する。
ウェハWは、電子線レジスト(或いは、任意の感光剤又は感応材)が塗布された半導体基板である。ウェハWは、例えば、直径が300mmであり、厚さが700μmから800μmとなる円板状の基板である。但し、ウェハWは、任意のサイズを有する任意の形状の基板であってもよい。ウェハW上には、露光装置EXが備える後述の電子ビーム光学系12が照射する電子ビームEBによって露光される複数の矩形状のショット領域Sが設定可能である。例えば、1つのショット領域Sのサイズが26mm×33mmである場合には、ウェハW上には、約100個のショット領域Sが設定可能である。尚、ウェハW上には、一部が欠けたショット領域Sが設定されていてもよい。
電子ビーム照射装置1の一部は、露光チャンバCa内に配置されている。図1及び図3に示す例では、電子ビーム照射装置1のうち後述する鏡筒11の下端部(つまり、電子ビーム照射装置1のうちのステージ装置2側に位置する一部)が、露光チャンバCa内に配置されている。更に、ステージ装置2の全体が、露光チャンバCa内に配置されている。但し、電子ビーム照射装置1の全体が露光チャンバCa内に配置されていてもよい。
電子ビーム照射装置1は、円筒状の鏡筒11を備える。鏡筒11の内部の空間は、電子ビームEBが照射される期間中は、真空空間となる。具体的には、鏡筒11の内部の空間は、鏡筒11の下側の開放端(つまり、電子ビームEBが通過可能な開口)を介して、露光チャンバCa内のチャンバ空間Cazと連結される。このため、鏡筒11の内部の空間は、チャンバ空間Cazの排気に伴って真空空間となる。
更に、電子ビーム照射装置1は、鏡筒11を下方から支持するためのメトロロジーフレーム13を備えている。メトロロジーフレーム13は、図2に示すように、外周部に中心角120度の間隔で3つの凸部が形成された円環状の板部材を含む。鏡筒11の最下端部は、鏡筒11の最下端部よりも上方にある上方部よりも直径が小さい小径部となっている。鏡筒11の最下端部と鏡筒11の上方部との間の境界部分は、段部となっている。この最下端部がメトロロジーフレーム13の円形の開口内に挿入される。更に、段部の底面がメトロロジーフレーム13の上面に接触する。その結果、鏡筒11がメトロロジーフレーム13によって下方から支持される。
電子ビーム照射装置1は、更に、メトロロジーフレーム13を支持するための3つの吊り下げ支持機構14を備えている。メトロロジーフレーム13は、上述した3つの凸部に下端が夫々接続された3つの吊り下げ支持機構14を介して、外枠フレームF(図3参照)から吊り下げ支持されている。各吊り下げ支持機構14は、一端がメトロロジーフレーム13に接続されるワイヤ14aと、ワイヤ14aの他端と外枠フレームFとを接続する受動型の防振パッド14bとを備える。防振パッド14bは、例えば、エアダンパ及びコイルばねの少なくとも一方を含む。このため、防振パッド14bによって、外枠フレームFの振動のメトロロジーフレーム13(更には、鏡筒11)への伝達が防止される。
上述したように、電子ビーム照射装置1の一部は、露光チャンバCa内に配置されている。メトロロジーフレーム13は、露光チャンバCa内に配置される電子ビーム照射装置1の一部に相当する。更に、鏡筒11の一部(具体的には、下端部)もまた、露光チャンバCa内に配置される電子ビーム照射装置1の一部に相当する。鏡筒11の一部及びメトロロジーフレーム13を露光チャンバCa内に配置するために、図3に示すように、露光チャンバCaの上面には、開口Caoが形成されている。つまり、露光チャンバCaは、開口Caoを規定するための環状の(或いは、枠状の)フランジ部Cafを、露光チャンバCaの隔壁の一部として備えている。鏡筒11の一部及びメトロロジーフレーム13は、開口Caoを介して、露光チャンバCaの内部に挿入される。更に、フランジ部Cafとメトロロジーフレーム13とは、環状の(或いは、枠状の)接続部4を介して接続(言い換えれば、連結)されている。接続部4は、フランジ部Cafの上面に配置された環状の(或いは、枠状の)プレート41と、鏡筒11を取り囲むようにプレート41とメトロロジーフレーム13とを連結する環状の(或いは、枠状の)ベローズ42とを備えている。プレート41の下面の外周部は、全周にわたってフランジ部Cafの上面に接続されている。ベローズ42の上部は、全周に亘ってプレート41の下面の内周部に接続されている。ベローズ42の下部は、全周に亘ってメトロロジーフレーム13の上面に接続されている。このため、露光チャンバCa、プレート41、ベローズ42、メトロロジーフレーム13及び鏡筒11によって囲まれた空間の気密性が確保される。つまり、露光チャンバCa、プレート41、ベローズ42、メトロロジーフレーム13及び鏡筒11によって、ステージ装置2(特に、ステージ装置2が保持するウェハW)が収容される真空空間が形成される。更に、ベローズ42によって、露光チャンバCaの振動(特に、Z軸方向の振動)のメトロロジーフレーム13(更には、鏡筒11)への伝達が防止される。
電子ビーム照射装置1は、更に、電子ビーム光学系(言い換えれば、光学系カラム)12を鏡筒11内に備える。電子ビーム光学系12は、電子ビームEBを照射可能である。尚、電子ビーム光学系12の具体的な構造については、後に詳述する(図4参照)ため、ここでの説明を省略する。
ステージ装置2は、電子ビーム照射装置1の下方(つまり、-Z側)に配置される。ステージ装置2は、定盤21と、ステージ22とを備える。定盤21は、露光チャンバCaの底面上に配置される。ステージ22は、定盤21上に配置される。ステージ22と定盤21との間には、定盤21の振動のステージ22への伝達を防止するための不図示の防振装置が設置されている。ステージ22は、ウェハWを保持可能である。従って、ウェハWは、ステージ22に保持された状態で、電子ビーム照射装置1が照射する電子ビームEBによって露光される。
ステージ22は、制御装置3の制御下で、ウェハWを保持したまま、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向、θX方向、θY方向及びθZ方向の少なくとも一つに沿って移動可能である。ステージ22を移動させるために、ステージ装置2は、ステージ駆動系23(図3参照)を備えている。ステージ駆動系23は、例えば、任意のモータ(例えば、リニアモータ等)を用いて、ステージ22を移動させる。更に、ステージ装置2は、ステージ22の位置を計測するため位置計測器24を備えている。位置計測器24は、例えば、エンコーダ及びレーザ干渉計のうちの少なくとも一方を含む。尚、図面の簡略化のために、ステージ駆動系23及び位置計測器24は、図1及び図2には記載することなく、図3のみに記載されている。図3は露光装置EXの断面を示しているが、ステージ駆動系23及び位置計測器24については断面を示していなくてもよい。
露光装置EXは、更に、電子ビーム光学系12とステージ装置2との間の空間に、支持部材5を備えている。支持部材5の少なくとも一部は、電子ビーム光学系12の下方(つまり、-Z側であり、電子ビームEBの射出側)で、且つ、ステージ装置2の上方(つまり、+Z側)に配置される。ステージ装置2がウェハWを保持している場合には、支持部材5の少なくとも一部は、ウェハWの上方に配置される。つまり、支持部材5の少なくとも一部は、電子ビーム光学系12とステージ装置2(或いは、ウェハW)との間の空間に配置される。上述したように電子ビーム光学系12が鏡筒11に収容されているため、支持部材5の少なくとも一部は、鏡筒11の下方(或いは、電子ビーム照射装置1の下方)に配置される。つまり、支持部材5の少なくとも一部は、鏡筒11とステージ装置2(或いは、ウェハW)との間の空間に配置される。支持部材5は、取付部材6を介して、メトロロジーフレーム13から吊り下げられた状態で支持されている。支持部材5は、取付部材6によって吊り下げられた状態で所定の平面度を維持できる程度の強度を有している。支持部材5は、後述する磁場発生器54を支持するための部材である。尚、支持部材5及び磁場発生器54については、後に詳述するため(図5参照)、ここでの説明を省略する。
(1-2)電子ビーム光学系12の構造
続いて、図4を参照しながら、電子ビーム光学系12の構造について更に詳細に説明する。図4は、電子ビーム光学系12の断面(電子ビーム光学系12の光軸AXを含む断面)を示す断面図である。
続いて、図4を参照しながら、電子ビーム光学系12の構造について更に詳細に説明する。図4は、電子ビーム光学系12の断面(電子ビーム光学系12の光軸AXを含む断面)を示す断面図である。
図4に示すように、電子ビーム光学系12は、鏡筒11内に配置され且つ電磁場を遮蔽可能な円筒状の筐体(言い換えれば、カラムセル)121を備えている。電子ビーム光学系12は、更に、筐体121内に、ビーム光学装置122を備えている。ビーム光学装置122は、例えば、電子ビームEBを放出可能な電子銃を含んでいてもよい。ビーム光学装置122は、例えば、電子ビームEBを成形可能な成形装置(例えば、任意の形状の開口が形成された板である成形絞りや、電磁レンズ等)を含んでいてもよい。ビーム光学装置122は、例えば、電子ビームEBを所定の縮小倍率でウェハWの表面に結像可能な対物レンズ(例えば、電磁レンズ等)を含んでいてもよい。ビーム光学装置122は、例えば、電子ビームEBを偏向可能な偏向器(例えば、磁場を利用して電子ビームEBを偏向可能な電磁偏向器や、電場を利用して電子ビームEBを偏向可能な静電偏向器)を含んでいてもよい。ビーム光学装置122は、例えば、電子ビームEBが所定の光学面(例えば、電子ビームEBの光路に交差する光学面)上に形成する像の回転量(つまり、θZ方向の位置)、当該像の倍率、及び、結像位置に対応する焦点位置のいずれか一つを調整可能な調整器(例えば、電磁レンズ等)を含んでいてもよい。ビーム光学装置122は、例えば、ウェハWのアライメントを行うために、ウェハW上に形成されたアライメントマーク等を検出可能な検出装置(例えば、pn接合やpin接合の半導体を使用した半導体形反射電子検出装置)を含んでいてもよい。
尚、電子ビーム光学系12は、筐体121を備えていなくてもよい。この場合、鏡筒11が筐体121として用いられてもよい。つまり、鏡筒11が、筐体121の機能を有していてもよい。
(1-3)支持部材5及び磁場発生器54の構造
続いて、図5(a)から図5(b)を参照しながら、支持部材5及び磁場発生器54の構造について更に詳細に説明する。図5(a)は、磁場発生器54を支持している支持部材5の断面(電子ビーム光学系12の光軸AXを含む断面)を示す断面図であり、図5(b)は、磁場発生器54を支持している支持部材5の上面を示す平面図である。
続いて、図5(a)から図5(b)を参照しながら、支持部材5及び磁場発生器54の構造について更に詳細に説明する。図5(a)は、磁場発生器54を支持している支持部材5の断面(電子ビーム光学系12の光軸AXを含む断面)を示す断面図であり、図5(b)は、磁場発生器54を支持している支持部材5の上面を示す平面図である。
図5(a)及び図5(b)に示すように、支持部材5は、板状の部材である。支持部材5は、XY平面上における形状が矩形(例えば、正方形)となる部材である。但し、支持部材5は、XY平面上における形状が任意の形状(例えば、円形や、楕円形や、長方形等)となる部材であってもよい。
支持部材5の少なくとも一部は、誘電体で構成されている。また、支持部材5の少なくとも一部(例えば、後述する磁場発生器54の設置部)の材料は、熱膨張率が相対的に低い材料であって、例えば、ゼロ膨張セラミックスである。但し、支持部材5の材料は、任意の材料であってもよい。
図5(a)及び図5(b)に示す例では、支持部材5は、光軸AXから-Y軸側に向かってシフトした位置に配置されている。しかしながら、支持部材5は、光軸AXに対して所望の方向にシフトした位置に配置されていてもよい。支持部材5は、電子ビーム光学系12の光軸AXとは異なる位置(言い換えれば、電子ビームEBの光路とは異なる位置)に配置されるように、電子ビーム光学系12に対して位置合わせされている。このため、電子ビームEBは、支持部材5によって遮蔽されることなく、電子ビーム光学系12からウェハWに伝搬可能である。
支持部材5には、磁場発生器54が配置されている。上述したように支持部材5の少なくとも一部が電子ビーム光学系12とステージ装置2(或いは、ウェハW)との間の空間に配置されているがゆえに、磁場発生器54の少なくとも一部もまた、電子ビーム光学系12とステージ装置2(或いは、ウェハW)との間の空間に配置されている。電子ビーム光学系12が筐体121を備えているがゆえに、磁場発生器54(更には、磁場発生器54を支持する支持部材5)の少なくとも一部は、筐体121とステージ装置2(或いは、ウェハW)との間の空間に配置されているとも言える。更に、筐体121の下端部121aは、電子ビームEBを射出するための開放端となっているがゆえに、磁場発生器54(更には、磁場発生器54を支持する支持部材5)の少なくとも一部は、筐体121の下端部121a(つまり、開放端)とステージ装置2(或いは、ウェハW)との間の空間に配置されているとも言える。
磁場発生器54は、電子ビーム光学系12とウェハWとの間の空間に、磁場を発生可能である。磁場を発生するために、磁場発生器54は、コイル541を含む。コイル541は、支持部材5の上面(つまり、+Z側の面)511上に配置される。コイル541は、XY平面上で又はXY平面に交差する任意の面(例えば、YZ平面)上で巻かれた巻き線である。
コイル541には、制御装置3の制御下で調整可能な駆動電流が供給される。その結果、コイル541を含む磁場発生器54は、駆動電流に応じた磁場を発生可能である。
磁場発生器54が発生した磁場は、電子ビーム光学系12の内部で発生した磁場のうち電子ビーム光学系12の外部(特に、電子ビーム光学系12とウェハWとの間の空間)に漏れ出てきた磁場を調整するために用いられる。具体的には、磁場発生器54が発生した磁場は、電子ビーム光学系12の外部に漏れ出てきた磁場を調整して当該磁場を抑制する(又は、相殺する)ために用いられる。従って、磁場発生器54は、電子ビーム光学系12の外部に漏れ出てきた磁場を抑制可能な磁場を発生する。以下、説明の便宜上、電子ビーム光学系12の内部で発生した磁場のうち電子ビーム光学系12の外部に漏れ出てきた磁場を、“漏れ磁場”と称し、磁場発生器54が発生した磁場を、“キャンセル磁場”と称する。以下、キャンセル磁場を用いて漏れ磁場を抑制するための磁場調整動作の具体例について更に説明を進める。
(2)磁場調整動作について
(2-1)電子ビーム光学系12からの漏れ磁場
まず、磁場制御動作の説明の前提として、図6から図7を参照しながら、電子ビーム光学系12からの漏れ磁場について説明する。上述したように、電子ビーム光学系12は、ビーム光学装置122の少なくとも一部として、電子ビームEBを制御するための磁場を発生可能なビーム制御器を備えている。例えば、電子ビーム光学系12は、ビーム制御器として、電磁レンズや偏向器等を備えている。
(2-1)電子ビーム光学系12からの漏れ磁場
まず、磁場制御動作の説明の前提として、図6から図7を参照しながら、電子ビーム光学系12からの漏れ磁場について説明する。上述したように、電子ビーム光学系12は、ビーム光学装置122の少なくとも一部として、電子ビームEBを制御するための磁場を発生可能なビーム制御器を備えている。例えば、電子ビーム光学系12は、ビーム制御器として、電磁レンズや偏向器等を備えている。
ビーム制御器は、通常は、筐体121内に磁場を発生して、電子ビームEBを制御する。通常、筐体121は、相対的に高い透磁率を有する材料から構成される。つまり、筐体121は、筐体121の内部でビーム制御器が発生した磁場(言い換えれば、磁力線)を遮蔽する。一方で、筐体121の下端部は、電子ビームEBを照射するために開放されている。従って、筐体121の内部でビーム制御器が発生した磁場は、筐体121を介して外部に漏れにくいものの、筐体121の下端部121aの開放端を介して外部に漏れていく可能性がある。ここで、仮に筐体121の下端部121aの開放端が物体によって遮蔽されれば、筐体121の内部でビーム制御器が発生した磁場は、筐体121の下端部121aの開放端を介して外部に漏れにくくなるはずである。しかしながら、筐体121の下方には、移動可能な物体(例えば、ステージ22に搭載されたウェハW)が配置されることがある。この場合には、筐体121の下端部121aとウェハWとの間には、ウェハWのスムーズな移動を実現するために隙間が確保される。このため、この隙間を介して、筐体121の内部でビーム制御器が発生した磁場が、筐体121の外部に漏れ出してしまう。その結果、図6に示すように、電子ビーム光学系12の下方の空間(本実施形態では、電子ビーム光学系12とウェハWとの間の空間であるものとする)に、電子ビーム光学系12から漏れた漏れ磁場が発生してしまう。尚、図6に示す漏れ磁場は、漏れ磁場の磁束密度(つまり、磁力線の密度)を便宜的に示している。
ここで、漏れ磁場が残留するウェハW上の空間に対して、光軸AXに平行に伝搬する電子ビームEBが入射すると、電子ビームEBは、漏れ磁場の影響を受けて、電子ビーム光学系12の光軸AX(つまり、Z軸方向)に対して傾くように伝搬する可能性がある。更に、光軸AX(つまり、Z軸方向)に対する電子ビームEBの傾き量は、電子ビームEBが伝搬する空間の磁場の磁束に比例する。従って、漏れ磁場HがウェハW上の空間に残留していると、図7に示すように、ウェハWの表面に対する電子ビームEBの入射角度がゼロでなくなってしまう(つまり、ウェハWの表面に対して電磁ビームEBが斜入射する)可能性がある。その結果、図7に示すように、ウェハW上での電子ビームEBの照射領域EAの位置ずれが生ずる。このため、電子ビームEBをウェハW上の所望位置に照射することができなくなってしまう可能性がある。その結果、電子ビームEBによる露光精度が悪化してしまう可能性がある。
本実施形態の制御装置3は、磁場発生器54が発生するキャンセル磁場を用いて漏れ磁場を抑制する磁場抑制動作を行うことで、漏れ磁場の影響を抑制する。具体的には、制御装置3は、磁場抑制動作を行うことで、漏れ磁場の影響による電子ビームEBの傾き(具体的には、光軸AXに対する傾き)を抑制して照射領域EAの位置ずれを抑制する。以下、磁場抑制動作の詳細について更に説明を進める。
(2-2)キャンセル磁場で漏れ磁場を抑制する磁場調整動作について
露光装置EXは、漏れ磁場を抑制するための動作の第1具体例として、漏れ磁場の磁束をゼロにする動作を採用してもよい。この場合、制御装置3は、漏れ磁場の磁束をゼロにすることが可能なキャンセル磁場を発生するように、磁場発生器54を制御する。つまり、制御装置3は、漏れ磁場の磁束をゼロにすることが可能なキャンセル磁場を発生するように、コイル541に所望の駆動電流を供給する。この場合、キャンセル磁場は、漏れ磁場の特性とは異なる特性を有する磁場である。具体的には、キャンセル磁場は、例えば、漏れ磁場の磁束分布と同じ磁束分布を有し、且つ、漏れ磁場の極性分布とは逆の極性分布を有する(つまり、漏れ磁場を構成する磁力線の方向とは逆向きの方向の磁力線から構成される)磁場である。その結果、電子ビーム光学系12の下方の空間に漏れ磁場が残留しなくなる。従って、漏れ磁場の影響によって電子ビームEBが光軸AXに対して傾かなくなるため、照射領域EAの位置ずれもまた発生しなくなる。
露光装置EXは、漏れ磁場を抑制するための動作の第1具体例として、漏れ磁場の磁束をゼロにする動作を採用してもよい。この場合、制御装置3は、漏れ磁場の磁束をゼロにすることが可能なキャンセル磁場を発生するように、磁場発生器54を制御する。つまり、制御装置3は、漏れ磁場の磁束をゼロにすることが可能なキャンセル磁場を発生するように、コイル541に所望の駆動電流を供給する。この場合、キャンセル磁場は、漏れ磁場の特性とは異なる特性を有する磁場である。具体的には、キャンセル磁場は、例えば、漏れ磁場の磁束分布と同じ磁束分布を有し、且つ、漏れ磁場の極性分布とは逆の極性分布を有する(つまり、漏れ磁場を構成する磁力線の方向とは逆向きの方向の磁力線から構成される)磁場である。その結果、電子ビーム光学系12の下方の空間に漏れ磁場が残留しなくなる。従って、漏れ磁場の影響によって電子ビームEBが光軸AXに対して傾かなくなるため、照射領域EAの位置ずれもまた発生しなくなる。
露光装置EXは、漏れ磁場を抑制するための動作の第2具体例として、漏れ磁場の磁束を小さくする動作を採用してもよい。尚、漏れ磁場の磁束を小さくするための動作として、磁場制御動作を行う前と比較して漏れ磁場の磁束を小さくする動作や、漏れ磁場の磁束を所定量以下にまで小さくする動作が例示される。この場合、制御装置3は、漏れ磁場の磁束を小さくすることが可能なキャンセル磁場を発生するように、磁場発生器54を制御する。つまり、制御装置3は、漏れ磁場の磁場を小さくすることが可能なキャンセル磁場を発生するように、コイル541に所望の駆動電流を供給する。この場合、キャンセル磁場は、漏れ磁場の特性とは異なる特性を有する磁場である。具体的には、キャンセル磁場は、例えば、漏れ磁場の極性分布とは逆の極性分布を有する磁場である。その結果、電子ビーム光学系12の下方の空間に、相対的に大きな磁束の漏れ磁場が残留しなくなる。従って、漏れ磁場の影響による電子ビームEBの光軸AXに対する傾き量が相対的に小さくなるため、照射領域EAの位置ずれ量もまた相対的に小さくなる。
但し、漏れ磁場の磁束を小さくする場合において、電子ビーム光学系12の下方の空間に漏れ磁場が残留する可能性がある。この場合、漏れ磁場を構成する磁力線の方向(つまり、磁束の方向)が光軸AXに対して傾斜していると、漏れ磁場の影響によって電子ビームEBが光軸AXに対して傾いてしまう可能性がある。そこで、制御装置3は、漏れ磁場の磁束を小さくする場合には、漏れ磁場を構成する磁力線の方向(つまり、磁束線の方向)を光軸AXに平行にすることが可能なキャンセル磁場を発生するように、磁場発生器54を制御してもよい。その結果、電子ビーム光学系12の下方の空間に漏れ磁場が残留していたとしても、漏れ磁場の影響によって電子ビームEBが光軸AXに対して傾かなくなるため、照射領域EAの位置ずれもまた発生しなくなる。
以上の磁場調整動作により、露光装置EXは、漏れ磁場の影響を受けることなく又は漏れ磁場の影響に関わらず、電子ビームEBをウェハW上の所望位置に照射することができる。その結果、電子ビームEBによる露光精度の悪化が適切に抑制される。
尚、上述した支持部材5の形状は一例である。このため、支持部材5は、磁場発生器54を支持可能であって且つ電子ビームEBを遮蔽しない(言い換えれば、電子ビームEBの光路又は光軸AX上に位置しない)任意の形状を有していてもよい。
上述した説明では、コイル541が支持部材51の上面511に配置されている。しかしながら、コイル541は、支持部材5の任意の面に配置されていてもよい。或いは、コイル541は、支持部材5の内部に配置されていてもよい(つまり、埋め込まれていてもよい)。
上述した説明では、磁場発生器54は、コイル541を含んでいる。しかしながら、磁場発生器54は、漏れ磁場を制御可能なキャンセル磁場を発生可能である限りは、どのような構造を有していてもよい。例えば、磁場発生器54は、コイル541に加えて又は代えて、キャンセル磁場を発生可能な任意のコイルを少なくとも一つ含んでいてもよい。例えば、磁場発生器54は、コイル541に加えて又は代えて、キャンセル磁場を発生可能な任意の装置を含んでいてもよい。
上述した説明では、磁場発生器54は、電子ビーム光学系12とステージ装置2との間の空間に配置されている。しかしながら、磁場発生器54は、電子ビーム光学系12とウェハWとの間の空間とは異なる空間に配置されていてもよい。つまり、磁場発生器54は、電子ビーム光学系12とウェハWとの間の空間に所定の磁場を形成して漏れ磁場が残留しないようにできるのであれば、磁場発生器54自身を電子ビーム光学系12とウェハWとの間の空間に配置しなくてもよい。
(3)変形例
続いて、露光装置EXの変形例について説明する。尚、上述した露光装置EXが備える構成要素と同一の構成要素については、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
続いて、露光装置EXの変形例について説明する。尚、上述した露光装置EXが備える構成要素と同一の構成要素については、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
(3-1)第1変形例
まず、第1変形例の露光装置EXaについて説明する。露光装置EXaは、上述した露光装置EXと比較して、支持部材5及び磁気発生器54に代えて、支持部材5a及び磁気発生器54aを備えているという点で異なっている。第1変形例の露光装置EXaが備えるその他の構成要素は、上述した露光装置EXが備えるその他の構成要素と同一である。従って、以下では、図8(a)から図8(b)を参照しながら、支持部材5a及び磁気発生器54a(特に、支持部材5及び磁気発生器54とは異なる点)について説明する。図8(a)は、第1変形例の露光装置EXaが備える支持部材5aの断面(光軸AXを含む断面)を示す断面図であり、図8(b)は、支持部材5aの上面を示す平面図である。尚、特段の説明がない場合には、第1変形例の支持部材5a及び磁気発生器54aは、夫々、上述した支持部材5及び磁気発生器54と同じ構成を有してもよい。以下の第2変形例から第10変形例においても同様である。
まず、第1変形例の露光装置EXaについて説明する。露光装置EXaは、上述した露光装置EXと比較して、支持部材5及び磁気発生器54に代えて、支持部材5a及び磁気発生器54aを備えているという点で異なっている。第1変形例の露光装置EXaが備えるその他の構成要素は、上述した露光装置EXが備えるその他の構成要素と同一である。従って、以下では、図8(a)から図8(b)を参照しながら、支持部材5a及び磁気発生器54a(特に、支持部材5及び磁気発生器54とは異なる点)について説明する。図8(a)は、第1変形例の露光装置EXaが備える支持部材5aの断面(光軸AXを含む断面)を示す断面図であり、図8(b)は、支持部材5aの上面を示す平面図である。尚、特段の説明がない場合には、第1変形例の支持部材5a及び磁気発生器54aは、夫々、上述した支持部材5及び磁気発生器54と同じ構成を有してもよい。以下の第2変形例から第10変形例においても同様である。
図8(a)及び図8(b)に示すように、支持部材5aの少なくとも一部は、上述した支持部材5と同様に、電子ビーム光学系12とウェハWとの間の空間に配置されている。第1変形例では特に、支持部材5aは、光軸AXを挟み込む2つの(つまり、一対の)支持部材51a及び52aから構成される。支持部材51a及び52aは、Y軸方向に沿って光軸AXを挟み込んでいる。但し、支持部材51a及び52aは、Y軸方向とは異なる所望の方向(例えば、X軸方向)に沿って光軸AXを挟み込んでいてもよい。支持部材51a及び52aの夫々は、電子ビームEBの光路とは異なる位置に配置される。支持部材51aと支持部材52aとの間には、支持部材51aの内面(つまり、光軸AX側の面)513aと支持部材52aの内面(つまり、光軸AX側の面)523aとによって挟まれる空隙53aが確保されている。支持部材51a及び52aは、空隙53aが電子ビーム光学系12の光軸AX(或いは、電子ビームEBの光路)上に配置されるように、電子ビーム光学系12に対して位置合わせされている。空隙53aは、電子ビームEBが通過可能な空間である。このため、電子ビーム光学系12から射出された電子ビームEBは、空隙53aを通過した後に、ウェハW上の照射領域EAに照射される。つまり、電子ビームEBは、支持部材51a及び52aによって遮蔽されることなく、空隙53aを介して、電子ビーム光学系12からウェハWに伝搬可能である。
支持部材5aには、磁場発生器54aが配置されている。磁場発生器54aは、電子ビーム光学系12とウェハWとの間の空間に、キャンセル磁場を発生可能である。キャンセル磁場を発生するために、磁場発生器54aは、コイル541aと、コイル542aと、コイル543aと、コイル544aとを含む。コイル541aは、支持部材51aの上面(つまり、+Z側の面)511a上に配置される。コイル542aは、支持部材52aの上面(つまり、+Z側の面)521a上に配置される。コイル543aは、支持部材51aの下面(つまり、-Z側の面)512a上に配置される。コイル544aは、支持部材52aの下面(つまり、-Z側の面)522a上に配置される。コイル541aから544aの夫々は、XY平面上で又はXY平面に交差する任意の面(例えば、YZ平面)上で巻かれた巻き線である。コイル541aは、Y軸方向に沿って、コイル542aから第1所定距離だけ離れている。コイル541a及び542aは、Y軸方向に沿って光軸AXを挟み込むように配置される。コイル543aは、Y軸方向に沿って、コイル544aから第1所定距離と同じ又は異なる第2所定距離だけ離れている。コイル543a及び544aは、Y軸方向に沿って光軸AXを挟み込むように配置される。コイル541aは、Z軸方向に沿って、コイル543aから第3所定距離だけ離れている。コイル542aは、Z軸方向に沿って、コイル544aから第3所定距離と同じ又は異なる第4所定距離だけ離れている。
コイル541aから544aの夫々には、制御装置3の制御下で調整可能な駆動電流が供給される。その結果、コイル541aから544aの夫々を含む磁場発生器54aは、駆動電流に応じたキャンセル磁場を発生可能である。このため、第1変形例の露光装置EXaもまた、上述した露光装置EXと同様に、漏れ磁場の影響を受けることなく又は漏れ磁場の影響に関わらず、電子ビームEBをウェハW上の所望位置に照射することができる。その結果、電子ビームEBによる露光精度の悪化が適切に抑制される。
尚、コイル541aから544aの少なくとも一つは、支持部材5aの任意の面に配置されていてもよい。或いは、コイル541aから544aの少なくとも一つは、支持部材5aの内部に配置されていてもよい(つまり、埋め込まれていてもよい)。磁場発生器54aは、漏れ磁場を制御可能なキャンセル磁場を発生可能である限りは、どのような構造を有していてもよい。例えば、磁場発生器54aは、コイル541aから544aの少なくとも一つに加えて又は代えて、キャンセル磁場を発生可能な任意のコイル及び/又は任意の装置を含んでいてもよい。
(3-2)第2変形例
続いて、第2変形例の露光装置EXbについて説明する。露光装置EXbは、上述した第1変形例の露光装置EXaと比較して、支持部材5a及び磁気発生器54aに代えて、支持部材5b及び磁気発生器54bを備えているという点で異なっている。第2変形例の露光装置EXbが備えるその他の構成要素は、上述した露光装置EXが備えるその他の構成要素と同一である。従って、以下では、図9(a)から図9(c)を参照しながら、支持部材5b及び磁気発生器54b(特に、支持部材5a及び磁気発生器54aとは異なる点)について説明する。図9(a)及び図9(b)の夫々は、第2変形例の露光装置EXbが備える支持部材5bの断面(光軸AXを含む断面)を示す断面図であり、図9(c)は、支持部材5bの上面を示す平面図である。尚、特段の説明がない場合には、第2変形例の支持部材5b及び磁気発生器54bは、夫々、上述した支持部材5及び磁気発生器54と同じ構成を有してもよい。
続いて、第2変形例の露光装置EXbについて説明する。露光装置EXbは、上述した第1変形例の露光装置EXaと比較して、支持部材5a及び磁気発生器54aに代えて、支持部材5b及び磁気発生器54bを備えているという点で異なっている。第2変形例の露光装置EXbが備えるその他の構成要素は、上述した露光装置EXが備えるその他の構成要素と同一である。従って、以下では、図9(a)から図9(c)を参照しながら、支持部材5b及び磁気発生器54b(特に、支持部材5a及び磁気発生器54aとは異なる点)について説明する。図9(a)及び図9(b)の夫々は、第2変形例の露光装置EXbが備える支持部材5bの断面(光軸AXを含む断面)を示す断面図であり、図9(c)は、支持部材5bの上面を示す平面図である。尚、特段の説明がない場合には、第2変形例の支持部材5b及び磁気発生器54bは、夫々、上述した支持部材5及び磁気発生器54と同じ構成を有してもよい。
図9(a)から図9(c)に示すように、支持部材5bは、上述した支持部材5aと同様に、電子ビーム光学系12とウェハWとの間の空間に配置されている。第2変形例では特に、支持部材5aは、上述した支持部材51a及び52aと、光軸AXを挟み込む2つの(つまり、一対の)支持部材51b及び52bとから構成される。支持部材51b及び52bは、X軸方向に沿って光軸AXを挟み込んでいる。但し、支持部材51b及び52bは、X軸方向とは異なる所望の方向に沿って光軸AXを挟み込んでいてもよい。支持部材51b及び52bは、支持部材51a及び52aが光軸AXを挟み込む方向と同じ方向(つまり、Y軸方向)に沿って光軸AXを挟み込んでいてもよい。支持部材51b及び52bの夫々は、電子ビームEBの光路とは異なる位置に配置される。支持部材51bと支持部材52bとの間には、支持部材51bの内面(つまり、光軸AX側の面)513bと支持部材52bの内面(つまり、光軸AX側の面)523bとによって挟まれる空隙53aが確保されている。つまり、第2変形例では、空隙53aは、内面513a及び523aに加えて、内面513b及び523bによっても囲まれている。支持部材51b及び52bは、空隙53aが電子ビーム光学系12の光軸AX上に配置されるように、電子ビーム光学系12に対して位置合わせされている。このため、電子ビームEBは、支持部材51b及び52bによって遮蔽されることなく、空隙53aを介して、電子ビーム光学系12からウェハWに伝搬可能である。
支持部材5bには、磁場発生器54bが配置されている。磁場発生器54bは、電子ビーム光学系12とウェハWとの間の空間に、キャンセル磁場を発生可能である。キャンセル磁場を発生するために、磁場発生器54bは、上述したコイル541aから544aに加えて、コイル541bと、コイル542bと、コイル543bと、コイル544bとを含む。コイル541bは、支持部材51bの上面(つまり、+Z側の面)511b上に配置される。コイル542bは、支持部材52bの上面(つまり、+Z側の面)521b上に配置される。コイル543bは、支持部材51bの下面(つまり、-Z側の面)512b上に配置される。コイル544bは、支持部材52bの下面(つまり、-Z側の面)522b上に配置される。コイル541bから544bの夫々は、XY平面上で又はXY平面に交差する任意の面(例えば、YZ平面)上で巻かれた巻き線である。コイル541bは、X軸方向に沿って、コイル542bから第5所定距離だけ離れている。コイル541b及び542bは、X軸方向に沿って光軸AXを挟み込むように配置される。コイル543bは、X軸方向に沿って、コイル544bから第5所定距離と同じ又は異なる第6所定距離だけ離れている。コイル543b及び544bは、X軸方向に沿って光軸AXを挟み込むように配置される。コイル541bは、Z軸方向に沿って、コイル543bから第7所定距離だけ離れている。コイル542bは、Z軸方向に沿って、コイル544bから第7所定距離と同じ又は異なる第8所定距離だけ離れている。
コイル541aから544a及びコイル541bから544bの夫々には、制御装置3の制御下で調整可能な駆動電流が供給される。その結果、コイル541aから544a及びコイル541bから544bの夫々を含む磁場発生器54bは、駆動電流に応じたキャンセル磁場を発生可能である。このため、第2変形例の露光装置EXbもまた、上述した露光装置EXと同様に、漏れ磁場の影響を受けることなく又は漏れ磁場の影響に関わらず、電子ビームEBをウェハW上の所望位置に照射することができる。その結果、電子ビームEBによる露光精度の悪化が適切に抑制される。
尚、コイル541bから544bの少なくとも一つは、支持部材5bの任意の面に配置されていてもよい。或いは、コイル541bから544bの少なくとも一つは、支持部材5bの内部に配置されていてもよい(つまり、埋め込まれていてもよい)。磁場発生器54bは、漏れ磁場を制御可能なキャンセル磁場を発生可能である限りは、どのような構造を有していてもよい。例えば、磁場発生器54bは、コイル541bから544bの少なくとも一つに加えて又は代えて、キャンセル磁場を発生可能な任意のコイル及び/又は任意の装置を含んでいてもよい。
(3-3)第3変形例
続いて、第3変形例の露光装置EXcについて説明する。露光装置EXcは、上述した露光装置EXと比較して、支持部材5及び磁気発生器54に代えて、支持部材5c及び磁気発生器54cを備えているという点で異なっている。第3変形例の露光装置EXcが備えるその他の構成要素は、上述した露光装置EXが備えるその他の構成要素と同一である。従って、以下では、図10(a)から図10(b)を参照しながら、支持部材5c及び磁気発生器54c(特に、支持部材5及び磁気発生器54とは異なる点)について説明する。図10(a)の夫々は、第3変形例の露光装置EXcが備える支持部材5cの断面(光軸AXを含む断面)を示す断面図であり、図10(b)は、支持部材5cの上面を示す平面図である。尚、特段の説明がない場合には、第3変形例の支持部材5c及び磁気発生器54cは、夫々、上述した支持部材5及び磁気発生器54と同じ構成を有してもよい。
続いて、第3変形例の露光装置EXcについて説明する。露光装置EXcは、上述した露光装置EXと比較して、支持部材5及び磁気発生器54に代えて、支持部材5c及び磁気発生器54cを備えているという点で異なっている。第3変形例の露光装置EXcが備えるその他の構成要素は、上述した露光装置EXが備えるその他の構成要素と同一である。従って、以下では、図10(a)から図10(b)を参照しながら、支持部材5c及び磁気発生器54c(特に、支持部材5及び磁気発生器54とは異なる点)について説明する。図10(a)の夫々は、第3変形例の露光装置EXcが備える支持部材5cの断面(光軸AXを含む断面)を示す断面図であり、図10(b)は、支持部材5cの上面を示す平面図である。尚、特段の説明がない場合には、第3変形例の支持部材5c及び磁気発生器54cは、夫々、上述した支持部材5及び磁気発生器54と同じ構成を有してもよい。
図10(a)から図10(b)に示すように、支持部材5cは、上述した支持部材5と同様に、電子ビーム光学系12とウェハWとの間の空間に配置されている。支持部材5cは、電子ビーム光学系12の光軸AXに交差する面(例えば、XY平面)に対して平行に配置された板状の部材である。
支持部材5cの中心部には、円錐状の凹部52cが形成されている。凹部52cを規定する支持部材5cの上面521cは、上方から下方に向かう(つまり、電子ビーム光学系12からウェハWに向かう)につれて凹部52cの径が小さくなるように、XY平面に対して傾斜している。凹部52cの中心部には、更に、円柱状の凹部53cが形成されている。凹部53cを規定する支持部材5cの内面531cは、Z軸に平行である。内面531cは、上面521cの内側端部から下方に向かって延びる。凹部53cを規定する支持部材5cの上面532cは、XY平面に平行である。上面532cは、内面531cの下側端部から内側(つまり、光軸AX側)に向かって延びる。
凹部53cの中心部には、支持部材5cをZ軸方向に沿って貫通する開口51cが形成されている。開口51cを規定する支持部材5cの内面511cは、Z軸に平行である。内面511cは、上面532cの内側端部から下方に向かって延びる。XY平面上における開口51cの形状は、円形であるが、その他の形状(例えば、矩形等)であってもよい。XY平面上における開口51cのサイズは、電子ビームEBが照射されるウェハW上の領域(つまり、照射領域EA)のサイズよりも大きい。
支持部材5cは、開口51cが電子ビーム光学系12の光軸AX上に配置されるように、電子ビーム光学系12に対して位置合わせされている。このため、電子ビーム光学系12から射出された電子ビームEBは、開口51cを通過した後に、ウェハW上の照射領域EAに照射される。
支持部材5cには、磁場発生器54cが配置されている。磁場発生器54cは、電子ビーム光学系12とウェハWとの間の空間に、キャンセル磁場を発生可能である。キャンセル磁場を発生するために、磁場発生器54cは、コイル541cと、コイル542cとを含む。コイル541c及び542cは、同軸で配置される。コイル541c及び542cの夫々は、XY平面上で巻かれた巻き線である。コイル541c及び542cの夫々の中心軸は、Z軸に平行である。コイル541c及び542cの夫々の中心軸は、光軸AXと一致する。コイル541cは、Z軸方向に沿って、コイル542cから第9所定距離だけ離れている。第9所定距離は、コイル541c及び542cの夫々の半径のサイズである。従って、コイル541c及び542cは、ヘルムホルツコイルを構成する。つまり、磁場発生器54cは、ヘルムホルツコイルである。
コイル541c及び542cの夫々の中心軸を光軸AXと一致させるために、コイル541c及び542cの夫々は、開口51cの周囲に配置される。従って、コイル541c及び542cの夫々は、開口51cを中心にしてXY平面上で巻かれた巻き線に相当する。更に、コイル541cをZ軸方向に沿ってコイル542cから第9所定距離だけ離すために、コイル541cが支持部材5cのうち電子ビーム光学系12側の面に配置される一方で、コイル542cが支持部材5cのうちウェハW側の面に配置される。つまり、コイル541cがコイル542cの上方に配置される。図10(a)に示す例では、コイル541cは、支持部材5cの上面532cに配置され、コイル542cは、支持部材5cの下面551cに配置されている。尚、下面551cは、開口51cを規定する内面511cの下側端部から外側に向かって(つまり、光軸AXから遠ざかる方向に向かって)延び且つウェハWに対向可能な面である。
コイル541c及び542cの夫々には、制御装置3の制御下で調整可能な駆動電流が供給される。その結果、コイル541c及び542cを含む磁場発生器54cは、駆動電流に応じたキャンセル磁場を発生可能である。このため、第3変形例の露光装置EXcもまた、上述した露光装置EXと同様に、漏れ磁場の影響を受けることなく又は漏れ磁場の影響に関わらず、電子ビームEBをウェハW上の所望位置に照射することができる。その結果、電子ビームEBによる露光精度の悪化が適切に抑制される。
尚、コイル541c及び542cの少なくとも一方は、支持部材5cの任意の面に配置されていてもよい。或いは、コイル541c及び542cの少なくとも一方は、支持部材5cの内部に配置されていてもよい(つまり、埋め込まれていてもよい)。磁場発生器54cは、漏れ磁場を制御可能なキャンセル磁場を発生可能である限りは、どのような構造を有していてもよい。例えば、磁場発生器54cは、ヘルムホルツコイルに加えて又は代えて、キャンセル磁場を発生可能な任意のコイル及び/又は任意の装置を含んでいてもよい。
(3-4)第4変形例
続いて、第4変形例の露光装置EXdについて説明する。第4変形例の露光装置EXdは、磁場発生器54が支持部材5とは異なる位置に配置されるという点において、上述した露光装置EXとは異なっている。第4変形例の露光装置EXdが備えるその他の構成要素は、上述した露光装置EXが備えるその他の構成要素と同一である。従って、以下では、図11を参照しながら、磁気発生器54の配置位置について説明する。図11は、第4変形例の露光装置EXdが備える支持部材5の断面(光軸AXを含む断面)を、ステージ22と共に示す断面図である。
続いて、第4変形例の露光装置EXdについて説明する。第4変形例の露光装置EXdは、磁場発生器54が支持部材5とは異なる位置に配置されるという点において、上述した露光装置EXとは異なっている。第4変形例の露光装置EXdが備えるその他の構成要素は、上述した露光装置EXが備えるその他の構成要素と同一である。従って、以下では、図11を参照しながら、磁気発生器54の配置位置について説明する。図11は、第4変形例の露光装置EXdが備える支持部材5の断面(光軸AXを含む断面)を、ステージ22と共に示す断面図である。
図11に示すように、磁場発生器54を構成するコイル541は、支持部材5とは異なる位置に配置される。具体的には、コイル541は、ステージ22の内部に配置される(つまり、埋め込まれる)。コイル541は、ステージ22のうちウェハWを保持可能な保持領域221の下方に配置される。このような第4変形例の露光装置EXdは、磁場発生器54の配置の自由度を確保しながら、上述した露光装置EXが享受可能な効果と同様の効果を享受することができる。
尚、コイル541は、コイル541の少なくとも一部がステージ22の外部(例えば、保持領域221に相当するステージ22の上面)に露出するように、ステージ22に配置されていてもよい。コイル541は、ステージ22の下方に配置されている定盤21に配置されていてもよい。コイル541は、支持部材5の下方に位置する任意の部材に配置されていてもよい。露光装置EXdは、支持部材5を備えていなくてもよい。
(3-5)第5変形例
続いて、第5変形例の露光装置EXeについて説明する。第5変形例の露光装置EXeは、磁場発生器54の一部が支持部材5に配置される一方で磁場発生器54の他の一部が支持部材5とは異なる位置に配置されるという点において、上述した露光装置EXとは異なっている。第5変形例の露光装置EXeが備えるその他の構成要素は、上述した露光装置EXが備えるその他の構成要素と同一である。従って、以下では、図12を参照しながら、磁気発生器54の配置位置について説明する。図12は、第5変形例の露光装置EXeが備える支持部材5の断面(光軸AXを含む断面)を、ステージ22と共に示す断面図である。
続いて、第5変形例の露光装置EXeについて説明する。第5変形例の露光装置EXeは、磁場発生器54の一部が支持部材5に配置される一方で磁場発生器54の他の一部が支持部材5とは異なる位置に配置されるという点において、上述した露光装置EXとは異なっている。第5変形例の露光装置EXeが備えるその他の構成要素は、上述した露光装置EXが備えるその他の構成要素と同一である。従って、以下では、図12を参照しながら、磁気発生器54の配置位置について説明する。図12は、第5変形例の露光装置EXeが備える支持部材5の断面(光軸AXを含む断面)を、ステージ22と共に示す断面図である。
図12に示すように、第5変形例の磁場発生器54eは、キャンセル磁場を発生するために、コイル541eと、コイル542eとを含む。コイル542eは、支持部材5とは異なる位置に配置される。具体的には、コイル542eは、ステージ22の内部に配置される(つまり、埋め込まれる)。コイル542eは、ステージ22のうちウェハWを保持可能な保持領域221の下方に配置される。一方で、コイル541eは、支持部材5(図12に示す例では、下面512)に配置される。このような第5変形例の露光装置EXeは、磁場発生器54eの配置の自由度を確保しながら、上述した露光装置EXが享受可能な効果と同様の効果を享受することができる。
尚、コイル542eは、コイル542eの少なくとも一部がステージ22の外部(例えば、保持領域221に相当するステージ22の上面)に露出するように、ステージ22に配置されていてもよい。コイル542eは、ステージ22の下方に配置されている定盤21に配置されていてもよい。コイル542eは、支持部材5の下方に位置する任意の部材に配置されていてもよい。また、コイル541eは、支持部材5の下面512以外の任意の箇所に配置されていてもよい。或いは、コイル542eが支持部材5若しくは支持部材5の下方に位置する任意の部材に配置される一方で、コイル541eが支持部材5の上方に位置する任意の部材に配置されていてもよい。
(3-6)第6変形例
続いて、図13を参照しながら、第6変形例の露光装置EXfについて説明する。図13は、第6変形例の露光装置EXfが備える支持部材5の断面(光軸AXを含む断面)を示す断面図である。図13に示すように、第6変形例の露光装置EXfは、磁場センサ56fを備えているという点において、上述した露光装置EXとは異なっている。第6変形例の露光装置EXfが備えるその他の構成要素は、上述した露光装置EXが備えるその他の構成要素と同一である。
続いて、図13を参照しながら、第6変形例の露光装置EXfについて説明する。図13は、第6変形例の露光装置EXfが備える支持部材5の断面(光軸AXを含む断面)を示す断面図である。図13に示すように、第6変形例の露光装置EXfは、磁場センサ56fを備えているという点において、上述した露光装置EXとは異なっている。第6変形例の露光装置EXfが備えるその他の構成要素は、上述した露光装置EXが備えるその他の構成要素と同一である。
磁場センサ56fは、電子ビーム光学系12とウェハWとの間の空間に配置される。具体的には、磁場センサ56fは、支持部材5(特に、上面511)に配置されている。磁場センサ56fは、電子ビーム光学系12とウェハWとの間の空間の少なくとも一部における漏れ磁場を計測可能である。例えば、磁場センサ56fは、電子ビーム光学系12とウェハWとの間の空間に配置されている磁場センサ56f自身の近傍における漏れ磁場を計測可能である。
制御装置3は、磁場センサ56fの計測結果に基づいて、磁気センサ56fが計測した漏れ磁場(或いは、磁場センサ56fの計測結果から算出される、電子ビーム光学系12とウェハWとの間の空間における漏れ磁場)を抑制可能なキャンセル磁場を発生するように、磁場発生器54を制御する。このため、第6変形例の露光装置EXfは、上述した露光装置EXが享受可能な効果と同様の効果を享受しつつも、漏れ磁場の実際の計測結果に基づいて漏れ磁場を抑制可能なキャンセル磁場を発生させることができるがゆえに、漏れ磁場をより適切に抑制することができる。
尚、磁場センサ56fは、支持部材5の上面511以外の任意の箇所(例えば、任意の面又は内部)に配置されていてもよい。磁場センサ56fは、電子ビーム光学系12とステージ22との間の空間に配置される任意の部材に配置されていてもよい。磁場センサ56fは、電子ビーム光学系12の下方に位置する任意の部材(例えば、ステージ22)に配置されていてもよい。磁場センサ56fは、電子ビーム光学系12とステージ22との間の空間とは異なる位置に配置されていてもよい。
制御装置3は、磁場センサ56fの計測結果(つまり、漏れ磁場の実際の計測結果)に加えて又は代えて、漏れ磁場の推定結果に基づいて、推定した漏れ磁場を抑制可能なキャンセル磁場を発生するように磁場発生器54を制御してもよい。この場合、制御装置3は、漏れ磁場を推定してもよい。例えば、制御装置3は、漏れ磁場の発生源となる電子ビーム光学系12が備えるビーム制御器(例えば、上述した電磁レンズや偏向器等)の動作状態に基づいて、漏れ磁場を推定してもよい。より具体的には、制御装置3は、漏れ磁場の発生源となる電子ビーム光学系12が備えるビーム制御器を駆動するために当該ビーム制御器に供給される駆動電流に基づいて、漏れ磁場を推定してもよい。制御装置3は、過去の磁場センサ56fの計測結果に基づいて漏れ磁場の状態を学習することで、漏れ磁場を推定してもよい。制御装置3は、過去の磁場センサ56fの計測結果を蓄積しておくと共に、当該蓄積した計測結果を対象にデータマイニングや数理的な分析予測を行うことで、漏れ磁場を推定してもよい。
(3-7)第7変形例
続いて、図14を参照しながら、第7変形例の露光装置EXgについて説明する。図14は、第7変形例の露光装置EXgが備える支持部材5の断面(光軸AXを含む断面)を示す断面図である。図14に示すように、第7変形例の露光装置EXgは、温度調整装置57gを備えているという点において、上述した露光装置EXとは異なっている。第7変形例の露光装置EXgが備えるその他の構成要素は、上述した露光装置EXが備えるその他の構成要素と同一である。
続いて、図14を参照しながら、第7変形例の露光装置EXgについて説明する。図14は、第7変形例の露光装置EXgが備える支持部材5の断面(光軸AXを含む断面)を示す断面図である。図14に示すように、第7変形例の露光装置EXgは、温度調整装置57gを備えているという点において、上述した露光装置EXとは異なっている。第7変形例の露光装置EXgが備えるその他の構成要素は、上述した露光装置EXが備えるその他の構成要素と同一である。
温度調整装置57gは、支持部材5の温度を調整可能である。支持部材5は、電子ビームEBの照射熱(更には、当該照射熱によって加熱されるウェハWからの輻射熱)によって加熱される。このため、温度調整装置57bは、支持部材5の温度を調整するために、支持部材5を冷却する。この場合、温度調整装置57gは、例えば、支持部材5の内部に形成され且つ外部の供給装置から供給される冷却水が流れ込むと共に、流れ込んだ冷却水を外部の供給装置へと還流可能な冷却管571gを備えていてもよい。
温度調整装置57gは、支持部材5の温度を一定に維持するように、支持部材5の温度を調整する。支持部材5の温度が一定に維持されると、支持部材5の熱変形が抑制される。支持部材5の熱変形が抑制されると、支持部材5に配置されている磁場発生器54の光軸AXに対する位置ずれが抑制される。このため、光軸AXに対する位置ずれに起因して磁場発生器54が漏れ磁場を抑制可能なキャンセル磁場を発生することができないという事態の発生が適切に防止される。つまり、第7変形例の露光装置EXgは、上述した露光装置EXが享受可能な効果と同様の効果を享受しつつも、漏れ磁場をより適切に抑制することができる。
尚、第7変形例での「支持部材5の温度が一定な状態」とは、文字通り支持部材5の温度が変動しない状態のみならず、磁場発生器54の位置ずれによって漏れ磁場の抑制に殆ど影響を与えることがない微小な熱変形しか生じない程度に支持部材5の温度が変動する状態をも含む。
温度調整装置57gは、支持部材5を冷却可能である限りは、どのような構造を有していてもよい。つまり、温度調整装置57gは、冷却管571gに加えて又は代えて、支持部材5を冷却可能な任意の装置を備えていてもよい。更には、温度調整装置57gは、支持部材5を冷却することに加えて又は代えて、支持部材5を加熱可能であってもよい。この場合、温度調整装置57gは、支持部材5を加熱可能な任意の装置を備えていてもよい。
温度調整装置57gの少なくとも一部は、支持部材5の任意の面に配置されていてもよい。温度調整装置57gの少なくとも一部は、支持部材5とは異なる部材に配置されていてもよい。
露光装置EXgは、支持部材5の少なくとも一部の温度を計測可能な温度センサを備えていてもよい。この場合、制御装置3は、温度センサの計測結果に基づいて、支持部材5の温度を調整してもよい。制御装置3は、温度センサの計測結果に基づいて、支持部材5の温度の調整が適切に行なわれているか否かを判定してもよい。
(3-8)第8変形例
続いて、図15を参照しながら、第8変形例の露光装置EXhについて説明する。図15は、第8変形例の露光装置EXhを示す断面図である。図15に示すように、第8変形例の露光装置EXhは、駆動系58hを備えているという点において、上述した露光装置EXとは異なっている。第8変形例の露光装置EXhが備えるその他の構成要素は、上述した露光装置EXが備えるその他の構成要素と同一である。
続いて、図15を参照しながら、第8変形例の露光装置EXhについて説明する。図15は、第8変形例の露光装置EXhを示す断面図である。図15に示すように、第8変形例の露光装置EXhは、駆動系58hを備えているという点において、上述した露光装置EXとは異なっている。第8変形例の露光装置EXhが備えるその他の構成要素は、上述した露光装置EXが備えるその他の構成要素と同一である。
駆動系58hは、制御装置3の制御下で、X軸方向及びY軸方向の夫々に沿って、支持部材5を移動可能である。駆動系58hは、例えば、任意のモータ(例えば、リニアモータ等)を用いて、支持部材5を移動させる。駆動系58hは、光軸AXと磁場発生器54との間の位置関係が一定に維持されるように、支持部材5を移動させる。つまり、駆動系58hは、光軸AXに対する磁場発生器54の位置ずれが発生した場合に、当該位置ずれを相殺して光軸AXと磁場発生器54との間の位置関係が元の関係(つまり、位置ずれが生じていない場合の関係)に戻るように、支持部材5を移動させる。このため、光軸AXに対する位置ずれに起因して磁場発生器54が漏れ磁場を抑制可能なキャンセル磁場を発生することができないという事態の発生が適切に防止される。つまり、第8変形例の露光装置EXhは、上述した露光装置EXが享受可能な効果と同様の効果を享受しつつも、漏れ磁場をより適切に抑制することができる。
尚、駆動系58hは、X軸方向及びY軸方向の少なくとも一方に加えて又は代えて、Z軸方向、θX方向、θY方向及びθZ方向の少なくとも一つに沿って、支持部材5を移動可能であってもよい。露光装置EXhは、支持部材5の位置を計測するため位置計測器(例えば、エンコーダ及びレーザ干渉計のうちの少なくとも一方)を備えていてもよい。
(3-9)第9変形例
続いて、図16を参照しながら、第9変形例の露光装置EXiについて説明する。図16は、第9変形例の露光装置EXiが備える電子ビーム照射装置1i及びステージ装置2の断面を示す断面図である。図16に示すように、第9変形例の露光装置EXiは、電子ビーム照射装置1iが複数の電子ビームEBを照射可能であるという点において、電子ビーム照射装置1が単一の電子ビームEBを照射可能である上述した露光装置EXとは異なっている。更に、第9変形例の露光装置EXiは、支持部材5に代えて支持部材5iを備えているという点において、上述した露光装置EXとは異なっている。第9変形例の露光装置EXiが備えるその他の構成要素は、上述した露光装置EXが備えるその他の構成要素と同一である。
続いて、図16を参照しながら、第9変形例の露光装置EXiについて説明する。図16は、第9変形例の露光装置EXiが備える電子ビーム照射装置1i及びステージ装置2の断面を示す断面図である。図16に示すように、第9変形例の露光装置EXiは、電子ビーム照射装置1iが複数の電子ビームEBを照射可能であるという点において、電子ビーム照射装置1が単一の電子ビームEBを照射可能である上述した露光装置EXとは異なっている。更に、第9変形例の露光装置EXiは、支持部材5に代えて支持部材5iを備えているという点において、上述した露光装置EXとは異なっている。第9変形例の露光装置EXiが備えるその他の構成要素は、上述した露光装置EXが備えるその他の構成要素と同一である。
複数の電子ビームEBを照射するために、電子ビーム照射装置1iは、複数の電子ビーム光学系12を備えていてもよい。この場合、複数の電子ビーム光学系12は、XY平面内において所定の位置関係を有するように設置される。例えば、複数の電子ビーム光学系12は、XY平面内においてマトリクス状に配置される。或いは、複数の電子ビーム光学系12は、XY平面内においてアレイ状に(つまり、一列に)配置されてもよい。或いは、複数の電子ビームEBを照射するために、電子ビーム照射装置1iは、ビーム光学装置122として、複数の電子ビームEBを射出する電子放出部を有する面放出型電子ビーム源を備えていてもよい。
第9変形例では、複数の電子ビームEBの照射が並列して行われる。ここで、複数の電子ビームEBは、ウェハW上の複数のショット領域Sに1対1で対応するように照射される。図17は、複数の電子ビームEBの照射位置(つまり、照射領域EA)をウェハW上で示す平面図である。この図17に示すように、電子ビーム照射装置1iは、ウェハW上の複数のショット領域S上に夫々設定される複数の照射領域EAに対して、複数の電子ビームEBを夫々同時に照射可能である。このような照射領域EAに対してウェハWを相対的に移動させながら、電子ビーム照射装置1iが電子ビームEBを照射すれば、ウェハW上の複数のショット領域Sが並列して露光される。その結果、各ショット領域Sに、紫外光でウェハを露光する比較例の露光装置の解像限界よりも小さいパターンが、相対的に高いスループットで形成される。
支持部材5iは、支持部材5と比較して、複数の電子ビームEBに対応する構造を有しているという点において異なっている。以下、図18(a)から図18(b)を参照しながら、支持部材5iの構造について更に詳細に説明する。図18(a)は、第9変形例の露光装置EXiが備える支持部材5iの断面を、複数の電子ビームEBの光路と共に示す断面図であり、図18(b)は、第9変形例の支持部材5iの上面を示す平面図である。
図18(a)及び図18(b)に示すように、支持部材5iは、複数の電子ビームEBに夫々対応する複数の支持部材51iから構成されている。尚、各電子ビームEBと、各電子ビームEBに対応する支持部材51iとの関係は、図5(a)から図5(b)を参照しながら説明した電子ビームEBと支持部材5との関係(つまり、電子ビーム光学系12と支持部材5との関係)と同一である。
複数の支持部材51iには、夫々、複数の電子ビームEBに夫々対応する複数の磁場発生器54(つまり、コイル541)が配置されている。各コイル541は、各コイル541に対応する電子ビームEBの照射に付随して発生する漏れ磁場(例えば、各コイル541に対応する電子ビームEBを制御するためのビーム制御器からの漏れ磁場)を抑制可能なキャンセル磁場を発生可能である。例えば、電子ビーム照射装置1iが複数の電子ビーム光学系12を備えている場合には、各コイル541は、各コイル541に対応する電子ビーム光学系12(つまり、各コイル541の直上に配置されている電子ビーム光学系12)からの漏れ磁場を抑制可能なキャンセル磁場を発生可能である。但し、各コイル541は、各コイル541に対応する電子ビームEBとは異なる他の電子ビームEBの照射に付随して発生する漏れ磁場を抑制可能なキャンセル磁場を発生可能であってもよい。例えば、各コイル541は、各コイル541に対応する第1の電子ビーム光学系12とは異なる第2の電子ビーム光学系12(例えば、第1の電子ビーム光学系12に隣接する第2の電子ビーム光学系12)からの漏れ磁場を抑制可能なキャンセル磁場を発生可能であってもよい。尚、各コイル541は、図5(a)から図5(b)を参照しながら説明した上述のコイル541と同一である。
このような第9変形例の露光装置EXiは、複数の電子ビームEBの照射に付随して発生する漏れ磁場の影響を受けることなく又は漏れ磁場の影響に関わらず、複数の電子ビームEBを、ウェハW上の所望位置に照射することができる。その結果、複数の電子ビームEBによる露光精度の悪化が適切に抑制される。
尚、支持部材5iは、複数の電子ビームEBに夫々対応する複数の磁場発生器54(つまり、コイル541)が配置可能である限りは、どのような構造を有していてもよい。例えば、2つ以上の磁場発生器54が夫々配置されている2つ以上の支持部材51iが連結されていてもよい(言い換えれば、一体化されていてもよい)。
(3-10)第10変形例
続いて、図19(a)から図19(b)を参照しながら、第10変形例の露光装置EXjについて説明する。図19(a)は、第10変形例の露光装置EXjが備える支持部材5jの断面(光軸AXを含む断面)を示す断面図であり、図19(b)は、第10変形例の支持部材5jの上面を示す平面図である。図19(a)及び図19(b)に示すように、第10変形例の露光装置EXjは、支持部材5jを備えているという点において、支持部材5iを備えている上述した第9変形例の露光装置EXiとは異なっている。第10変形例の露光装置EXjが備えるその他の構成要素は、上述した第9変形例の露光装置EXiが備えるその他の構成要素と同一である。
続いて、図19(a)から図19(b)を参照しながら、第10変形例の露光装置EXjについて説明する。図19(a)は、第10変形例の露光装置EXjが備える支持部材5jの断面(光軸AXを含む断面)を示す断面図であり、図19(b)は、第10変形例の支持部材5jの上面を示す平面図である。図19(a)及び図19(b)に示すように、第10変形例の露光装置EXjは、支持部材5jを備えているという点において、支持部材5iを備えている上述した第9変形例の露光装置EXiとは異なっている。第10変形例の露光装置EXjが備えるその他の構成要素は、上述した第9変形例の露光装置EXiが備えるその他の構成要素と同一である。
支持部材5jは、複数の支持部材51jから構成されている。各支持部材51jは、複数の電子ビームEBのうちX軸方向に沿って隣り合う2つの照射領域EAに照射される2つの電子ビームEBに対応する。具体的には、各支持部材51jは、隣り合う2つの照射領域EAに照射される2つの電子ビームEBの光路の間に配置される。尚、隣り合う2つの照射領域EAに照射される2つの電子ビームEBと、当該2つの電子ビームEBに対応する支持部材51jとの関係は、特段の説明がない場合には、図5(a)から図5(b)を参照しながら説明した電子ビームEBと支持部材5との関係(つまり、電子ビーム光学系12と支持部材5との関係)と同一である。
複数の支持部材51jには、夫々、複数の磁場発生器54(つまり、コイル541)が配置されている。各コイル541は、複数の電子ビームEBのうちX軸方向に沿って隣り合う2つの照射領域EAに照射される2つの電子ビームEBに対応する。具体的には、各コイル541は、隣り合う2つの照射領域EAに照射される2つの電子ビームEBの光路の間に配置される。各コイル541は、各コイル541に対応する2つの電子ビームEBの照射に付随して発生する漏れ磁場(例えば、各コイル541に対応する2つの電子ビームEBを制御するためのビーム制御器からの漏れ磁場)を抑制可能なキャンセル磁場を発生可能である。例えば、電子ビーム照射装置1iが複数の電子ビーム光学系12を備えている場合には、各コイル541は、各コイル541に対応する2つの電子ビーム光学系12(つまり、各コイル541を挟み込む光路を伝搬する2つの電子ビームEBを照射する2つの電子ビーム光学系12)からの漏れ磁場を抑制可能なキャンセル磁場を発生可能である。但し、各コイル541は、各コイル541に対応する2つの電子ビームEBとは異なる他の電子ビームEBの照射に付随して発生する漏れ磁場を抑制可能なキャンセル磁場を発生可能であってもよい。例えば、各コイル541は、各コイル541に対応する2つの第3の電子ビーム光学系12とは異なる第4の電子ビーム光学系12(例えば、第3の電子ビーム光学系12に隣接する第4の電子ビーム光学系12)からの漏れ磁場を抑制可能なキャンセル磁場を発生可能であってもよい。尚、特段の説明がない場合には、各コイル541は、図5(a)から図5(b)を参照しながら説明した上述のコイル541と同一である。
このような第10変形例の露光装置EXjもまた、第9変形例の露光装置EXiと同様に、複数の電子ビームEBに関連する漏れ磁場の影響を受けることなく又は漏れ磁場の影響に関わらず、複数の電子ビームEBを、ウェハW上の所望位置に照射することができる。その結果、複数の電子ビームEBによる露光精度の悪化が適切に抑制される。
尚、各支持部材51jがX軸方向に沿って隣り合う3つ以上の照射領域EAに照射される3つ以上の電子ビームEBに対応するように、複数の支持部材51jが配置されていてもよい。各コイル541がX軸方向に沿って隣り合う3つ以上の照射領域EAに照射される3つ以上の電子ビームEBに対応するように、複数のコイル541が配置されていてもよい。或いは、複数の電子ビームEBの全てに対応する単一の支持部材51jが配置されていてもよい。或いは、複数の電子ビームEBの全てに対応する単一のコイル541が配置されていてもよい。
支持部材5jは、磁場発生器54(つまり、コイル541)が配置可能である限りは、どのような構造を有していてもよい。例えば、2つ以上の磁場発生器54が夫々配置されている2つ以上の支持部材51jが連結されていてもよい(言い換えれば、一体化されていてもよい)。
(3-11)その他の変形例
上述した説明では、露光装置EXは、電子ビームEBをウェハWに照射して当該ウェハWを露光する露光装置である。しかしながら、露光装置EXは、電子ビームEBとは異なる任意の荷電粒子ビーム(例えば、イオンビーム)をウェハWに照射して当該ウェハWを露光する露光装置であってもよい。
上述した説明では、露光装置EXは、電子ビームEBをウェハWに照射して当該ウェハWを露光する露光装置である。しかしながら、露光装置EXは、電子ビームEBとは異なる任意の荷電粒子ビーム(例えば、イオンビーム)をウェハWに照射して当該ウェハWを露光する露光装置であってもよい。
上述した説明では、露光装置EXは、各電子ビーム光学系12が単一の電子ビームEBを用いてウェハWにパターンを描画又は転写するシングルビーム型の露光装置である。この場合、露光装置EXは、各電子ビーム光学系12がウェハWに照射する電子ビームEBの断面をサイズ可変の矩形に成形する可変成形型の露光装置であってもよい。露光装置EXは、各電子ビーム光学系12がスポット状の電子ビームEBをウェハWに照射するポイントビーム型の露光装置であってもよい。露光装置EXは、各電子ビーム光学系12が所望形状のビーム通過孔が形成されたステンシルマスクを用いて電子ビームEBを所望形状に成形するステンシルマスク型の露光装置であってもよい。
或いは、露光装置EXは、各電子ビーム光学系12が複数の電子ビームを用いてウェハWにパターンを描画又は転写するマルチビーム型の露光装置であってもよい。例えば、露光装置EXは、複数の開口を有するブランキングアパーチャアレイを介して複数の電子ビームを発生させ、描画パターンに応じて複数の電子ビームを個別にON/OFFしてパターンをウェハWに描画する露光装置であってもよい。例えば、露光装置EXは、各電子ビーム光学系12が複数の電子ビームを夫々射出する複数の電子放出部を有する面放出型電子ビーム源を備える露光装置であってもよい。
露光装置EXは、一つの半導体チップのパターン又は複数の半導体チップのパターンをマスクからウェハWへ一括して転写する一括転写方式の露光装置であってもよい。露光装置EXは、一括転写方式よりも高いスループットで露光が可能な分割転写方式の露光装置であってもよい。分割転写方式の露光装置は、ウェハWに転写すべきパターンをマスク上で1つのショット領域Sに相当する大きさよりも小さい複数の小領域に分割し、これら複数の少領域のパターンをウェハWに転写する。尚、分割転写方式の露光装置としては、一つの半導体チップのパターンを備えたマスクのある範囲に電子ビームEBを照射し、当該電子ビームのEBが照射された範囲のパターンの像を投影レンズで縮小転写する縮小転写型の露光装置もある。
露光装置EXは、スキャニング・ステッパであってもよい。露光装置EXは、ステッパなどの静止型露光装置であってもよい。露光装置EXは、一のショット領域Sの少なくとも一部と他のショット領域Sの少なくとも一部とを合成するステップ・アンド・スティッチ型の縮小投影露光装置であってもよい。
上述した説明では、露光装置EXの露光対象が、半導体デバイスを製造するための半導体基板(つまり、ウェハW)である。しかしながら、露光装置EXの露光対象は、任意の基板であってもよい。例えば、露光装置EXは、有機EL、薄膜磁気ヘッド、撮像素子(CCD等)、マイクロマシン又はDNAチップを製造するための露光装置であってもよい。例えば、露光装置EXは、角型のガラスプレートやシリコンウエハにマスクパターンを描画するための露光装置であってもよい。
半導体デバイス等のデバイスは、図20に示す各ステップを経て製造されてもよい。デバイスを製造するためのステップは、デバイスの機能及び性能設計を行うステップS201、機能及び性能設計に基づく露光パターン(つまり、電子ビームEBによる露光パターン)を生成するステップS202、デバイスの基材であるウェハWを製造するステップS203、生成した露光パターンに応じた電子ビームEBを用いてウェハWを露光し且つ露光されたウェハWを現像するステップS204、デバイス組み立て処理(ダイシング処理、ボンディング処理、パッケージ処理等の加工処理)を含むステップS205及びデバイスの検査を行うステップS206を含んでいてもよい。
上述の各実施形態(各変形例を含む、以下この段落において同じ)の構成要件の少なくとも一部は、上述の各実施形態の構成要件の少なくとも他の一部と適宜組み合わせることができる。上述の各実施形態の構成要件のうちの一部が用いられなくてもよい。また、法令で許容される限りにおいて、上述の各実施形態で引用した全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。
本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う露光装置、露光方法、及び、デバイス製造方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
EX 露光装置
W ウェハ
EB 電子ビーム
EA 照射領域
S ショット領域
1 電子ビーム照射装置
11 鏡筒
12 電子ビーム光学系
13 メトロロジーフレーム
2 ステージ装置
21 定盤
22 ステージ
3 制御装置
5、51、52 支持部材
54 磁場発生器
541、542、543、544 コイル
56b 磁場センサ
57c 温度調整装置
58d 駆動系
W ウェハ
EB 電子ビーム
EA 照射領域
S ショット領域
1 電子ビーム照射装置
11 鏡筒
12 電子ビーム光学系
13 メトロロジーフレーム
2 ステージ装置
21 定盤
22 ステージ
3 制御装置
5、51、52 支持部材
54 磁場発生器
541、542、543、544 コイル
56b 磁場センサ
57c 温度調整装置
58d 駆動系
Claims (30)
- 荷電粒子ビームを物体に照射可能なビーム光学系と、
前記ビーム光学系と前記物体との間の空間に磁場を発生させる磁場発生装置と、
を備える露光装置。 - 前記ビーム光学系は、前記荷電粒子ビームに磁場を供給して、前記荷電粒子ビームの光路を制御し、
前記磁場発生装置は、前記ビーム光学系から漏れ出た磁場をキャンセルする方向に磁場を供給する
請求項1に記載の露光装置。 - 前記磁場発生装置は、少なくとも一部が前記ビーム光学系と前記物体との間の空間に配置される
請求項1又は2に記載の露光装置。 - 前記磁場発生装置は、少なくとも一部が、前記荷電粒子ビームが射出する前記ビーム光学系の射出口と前記物体との間の空間に配置される
請求項1から3のいずれか一項に記載の露光装置。 - 前記ビーム光学系は、前記荷電粒子ビームを生成して前記物体に照射するためのビーム光学装置と、当該ビーム光学装置を内部に収容する筐体を含み、
前記磁場発生装置は、少なくとも一部が前記筐体と前記物体との間の空間に配置される
請求項1から4のいずれか一項に記載の露光装置。 - 前記筐体は、前記ビーム光学装置が発生する磁場を遮蔽可能である
請求項5に記載の露光装置。 - 前記筐体は、前記荷電粒子ビームが通過する空間が内部に形成され且つ前記荷電粒子ビームが射出される開放端を備え、
前記磁場発生装置は、少なくとも一部が前記開放端と前記物体との間の空間に配置される
請求項5又は6に記載の露光装置。 - 前記磁場発生装置は、複数の磁場を発生させることが可能である
請求項1から7のいずれか一項に記載の露光装置。 - 前記磁場発生装置は、前記ビーム光学系と前記物体との間の空間に発生する磁場を制御可能である
請求項1から8のいずれか一項に記載の露光装置。 - 前記磁場発生装置から発生する磁場は、前記ビーム光学系から発生する磁場を抑制又は相殺可能である
請求項1から9のいずれか一項に記載の露光装置。 - 前記磁場発生装置は、前記ビーム光学系から発生する磁場と異なる特性の磁場を発生可能である
請求項1から10のいずれか一項に記載の露光装置。 - 前記ビーム光学系と前記物体との間の空間の磁場を計測可能な計測装置を含む
請求項1から11のいずれか一項に記載の露光装置。 - 前記計測装置は、前記ビーム光学系の前記荷電粒子ビームの射出側に配置される
請求項12に記載の露光装置。 - 前記計測装置は、少なくとも一部が、前記ビーム光学系と前記物体との間の空間に配置される
請求項12又は13に記載の露光装置。 - 前記ビーム光学系とは別に設けられて、前記磁場発生装置を支持する第1支持部材と、
前記ビーム光学系とは別に設けられて、前記計測装置を支持する第2支持部材と
を更に備える
請求項12から14のいずれか一項に記載の露光装置。 - 前記第1支持部材と前記第2支持部材とが一体化されている
請求項15に記載の露光装置。 - 前記ビーム光学系とは別に設けられて、前記磁場発生装置を支持する第1支持部材と
前記第1支持部材の温度を調整可能な温度調整装置を更に備える
請求項1から16のいずれか一項に記載の露光装置。 - 前記温度調整装置は、少なくとも一部が、前記ビーム光学系と前記物体との間の空間に配置される
請求項17に記載の露光装置。 - 前記温度調整装置は、前記第1支持部材の温度を所定の温度に制御可能である
請求項17又は18に記載の露光装置。 - 前記ビーム光学系とは別に設けられて、前記温度調整装置を支持する第3支持部材を更に備える
請求項17から19のいずれか一項に記載の露光装置。 - 前記第1支持部材と前記第3支持部材とが一体化されている
請求項20に記載の露光装置。 - 前記ビーム光学系に対して前記磁場発生装置を相対的に移動可能な移動装置を更に備える
請求項1から21のいずれか一項に記載の露光装置。 - 前記磁場発生装置は、第1磁場発生装置であって、
前記第1磁場発生装置とは異なる位置に配置される第2磁場発生装置を更に備える
請求項1から22のいずれか一項に記載の露光装置。 - 前記第2磁場発生装置は、前記物体を保持可能な保持部材に配置される
請求項23に記載の露光装置。 - 前記磁場発生装置は、前記物体を保持可能な保持部材に配置される
請求項1から24のいずれか一項に記載の露光装置。 - 前記ビーム光学系を複数備える
請求項1から25のいずれか一項に記載の露光装置。 - 前記磁場発生装置は、前記複数のビーム光学系に対してそれぞれ設けられている
請求項26に記載の露光装置。 - 前記磁場発生装置は、前記複数のビーム光学系のうちの第1ビーム光学系と前記物体との間の空間に前記磁場を発生させて、前記複数のビーム光学系のうち前記第1ビーム光学系とは異なる第2ビーム光学系によって発生する磁場を抑制又は相殺可能である
請求項26又は27に記載の露光装置。 - 請求項1から28のいずれか一項に記載の露光装置を用いて前記物体を露光する露光方法。
- リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、
前記リソグラフィ工程では、請求項29に記載の露光方法により前記物体に対する露光が行われるデバイス製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
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- 2018-03-12 WO PCT/JP2018/009484 patent/WO2018173829A1/ja active Application Filing
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