曝光系统的制作方法

文档序号:13351265阅读:190来源:国知局
曝光系统的制作方法

本发明设涉及一种曝光系统,尤其涉及一种一部分连接于向目标物涂敷感应剂的基板处理装置且利用带电粒子束对涂敷有感应剂的目标物进行曝光的曝光系统。



背景技术:

在用以制造半导体组件等电子组件(微型组件)的光刻步骤中所使用且使用远紫外域至真空紫外域的紫外光作为曝光射束的曝光装置(以下,称为紫外光曝光装置)中,为提高分辨率,进行了曝光波长的短波长化、照明条件的优化、及用以进而增大投影光学系统的数值孔径的液浸法的应用等。

近年来,为形成较紫外光曝光装置的解析极限微细的间距的电路图案,提出有一种电子束曝光装置,其利用电子束形成较紫外光曝光装置的解析极限小的多个圆形点,并相对性地扫描该电子束的圆形点及晶圆(例如,参照专利文献1)。

电子束曝光装置具备用以使腔室的内部为真空的各种控制单元,因此占据面积比紫外光曝光装置大。又,在将电子束曝光装置设置于半导体工厂的无尘室内的情形时,该电子束曝光装置与紫外光曝光装置同样地,与涂敷/显影机并排配置,因此需要考虑无尘室内的空间的利用效率。

[先前技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]美国专利第7,173,263号说明书



技术实现要素:

[解决课题的技术手段]

根据本发明的第1方式,提供第1曝光系统,利用带电粒子束而将目标物曝光的曝光系统,且具备:第1腔室,与向目标物涂敷感应材料的基板处理装置相邻而配置;第2腔室,相对于上述第1腔室,在与该第1腔室和上述基板处理装置相邻的第1方向交叉的第2方向上隔开而配置;及第1控制架,与上述第2腔室及上述基板处理装置的各个相邻或靠近而配置,且连接于外部的公用能源供应源;上述第1控制架将自上述公用能源供应源供应的上述公用能源分配至上述第1腔室及上述第2腔室的各个。

根据本发明的第2方式,提供第2曝光系统,利用带电粒子束对涂敷有感应剂的目标物进行曝光的曝光系统,且具备:曝光单元,具有包含可保持并移动上述目标物的平台的平台装置、及对上述目标物照射带电粒子束而进行曝光的带电粒子束照射装置;真空腔室,容纳上述曝光单元的至少一部分;及安装构件,设置于上述真空腔室的侧壁及顶壁中的至少一方,且安装有用以对上述带电粒子束照射装置供应自外部的公用能源供应源供应的公用能源的供应构件。

附图说明

图1是将一实施方式的曝光系统与光阻剂涂敷/显影装置一并表示的立体图。

图2(a)是自与图1不同的角度观察,而将一实施方式的曝光系统与光阻剂涂敷/显影装置一并表示的立体图,图2(b)是自与图1及图2(a)不同的角度观察,而将一实施方式的曝光系统与光阻剂涂敷/显影装置一并表示的立体图。

图3是将一实施方式的曝光系统与光阻剂涂敷/显影装置一并表示的俯视图。

图4是表示曝光系统中的将第1控制架、框架及第2控制架去除后的部分的立体图。

图5是将真空腔室所具备的加载互锁真空室与容纳于真空腔室内部的曝光室内部的曝光单元一并概略性地表示的图。

图6是表示曝光单元的立体图。

图7是表示在载置于定盘上的粗微动台安装有晶圆梭的状态的立体图。

图8是表示自微动台卸除晶圆梭后的图7的粗微动台的立体图。

图9是将载置于定盘上的粗微动台放大而表示的图。

图10是表示自图8所示的粗微动台将微动台及磁屏构件去掉后的状态的图。

图11是用以说明自重抵消装置的构成的图。

图12(a)及图12(b)是用以说明第1测量系统的构成的图(其1及其2)。

图13(a)是用以说明测量室内的各部的构成的图,图13(b)是用以说明图13(a)的测量台的上下方向的可动范围的图。

图14是表示曝光系统的控制系统的构成的方块图。

图15是表示构成图14的控制系统的测量控制装置的输入输出关系的方块图。

图16是表示构成图14的控制系统的曝光控制装置的输入输出关系的方块图。

图17(a)是用以说明在测量室60内进行的预先准备作业的一例的流程图,图17(b)是用以说明测量室60内的曝光后的晶圆的卸除作业的流程图。

图18是用以说明与晶圆梭成为一体的晶圆的交换动作的图(其1)。

图19是用以说明与晶圆梭成为一体的晶圆的交换动作的图(其2)。

图20是用以说明与晶圆梭成为一体的晶圆的交换动作的图(其3)。

图21是用以说明与晶圆梭成为一体的晶圆的交换动作的图(其4)。

图22是用以说明与晶圆梭成为一体的晶圆的交换动作的图(其5)。

图23是用以说明与晶圆梭成为一体的晶圆的交换动作的图(其6)。

图24是用以说明与晶圆梭成为一体的晶圆的交换动作的图(其7)。

图25是用以说明与晶圆梭成为一体的晶圆的交换动作的图(其8)。

图26是用以说明与晶圆梭成为一体的晶圆的交换动作的图(其9)。

图27是用以说明与晶圆梭成为一体的晶圆的交换动作的图(其10)。

图28是用以说明第1变形例的曝光系统的图。

图29是用以说明第2变形例的曝光系统的图。

图30是表示使曝光单元中的除电子束照射装置的镜筒的下端部(射出端部)以外的部分露出于真空腔室的外部的变形例的图。

具体实施方式

以下,基于图1~图27,针对一实施方式进行说明。在图1~图2(b)中,自不同方向观察而以立体图分别表示一实施方式的曝光系统1000、及光阻剂涂敷/显影装置(coater/developer(以下,简记为c/d))9000。又,在图3中,将曝光系统1000与c/d9000一并以俯视图表示。

在本实施方式中,作为带电粒子束的一例,针对使用电子束的构成进行说明。但带电粒子束并不限于电子束,亦可为离子束等使用带电粒子的射束。

在本实施方式中,如下所述设置有多个电子束光学系统,因此,以下,采用与各电子束光学系统的光轴平行的z轴,并采用在与z轴垂直的平面(在本实施方式中为与地面f平行的面)内彼此正交的y轴及x轴而进行说明。

如图1~图3所示,曝光系统1000具备:长方体状的第1控制架200,其与设置于地面f上的长方体状的c/d9000对向地隔开既定间隔而配置于-y侧;多个腔室(例如6个腔室3001~3006),其等配置于c/d9000及第1控制架200的+x侧;框架400,其具有位于配置6个腔室3001~3006的空间的4个角隅的4根脚部;及第2控制架500,其配置于框架400上。

6个腔室3001~3006分成由3个腔室3001~3003、及3个腔室3004~3006所构成的2行。

3个腔室3001~3003彼此在x轴方向(下述腔室3001与c/d9000相邻的方向)隔开既定间隔而配置,又,图2(a)所示的3个腔室3004~3006彼此在x轴方向(下述腔室3004与第1控制架200相邻的方向)隔开既定间隔而配置。

图1所示的腔室3001~3003包含于一行,图2(a)所示的腔室3004~3006包含于另一行。如图3的俯视图所示,一行腔室3001~3003相邻于c/d9000的+x侧沿x轴方向排列而配置。另一行腔室3004~3006相邻于第1控制架200的+x侧沿x轴方向排列而配置。在本实施方式中,如自表示将第1控制架200、框架400及第2控制架500去除后的部分的图4及图3得知,曝光系统1000中的腔室3001与3004对向,腔室3002与3005对向,腔室3003与腔室3006对向。

换言之,6个腔室3001~3006之中,腔室3001在c/d9000延伸的方向上与c/d9000相邻而配置。

又,6个腔室3001~3006之中,腔室3004在与腔室3001和c/d9000相邻的方向交叉的方向上,且相对于腔室3001隔开既定间隔而配置。即,腔室3004与腔室3001对向而配置。

而且,第1控制架200与腔室3004及c/d9000分别隔开既定间隔而配置。即,腔室3004在第1控制架200延伸的方向上,与第1控制架200相邻而配置,c/d9000与第1控制架200对向而配置。

作为第1控制架200,使用具有与c/d9000相同的长度及相同的高度的长方体状者。又,构成为6个腔室3001~3006的高度低于第1控制架200及c/d9000的高度,因此在6个腔室3001~3006的上方,存在空闲空间。因此,在本实施方式中,为有效利用该空闲空间,第2控制架500经由框架400而配置。即,框架400具有矩形的顶板部、及以其4个角隅部分支承该顶板部的4根相同长度的脚部,而自下方支承第2控制架500。第2控制架500的上表面与第1控制架200及c/d9000的上表面成为大致同一面。

利用此种布局,在本实施方式中,可在无尘室内创造出长方体状的空间,而可避免在无尘室内产生不便利用的空间,从而实现空间的利用效率的提高。

在第1控制架200,经由地面f而自下侧连接有配线及配管,该配线及配管位于地面f之下,且来自容纳有生产支援机器及公用设备的无尘室辅助间的公用能源供应源(参照图2(a)中的向上的3个黑色箭头)。又,第1控制架200经由配线及配管而连接于第2控制架500。配线及配管是供应电力等公用能源(公共服务、动力)的部件,公用能源除电力以外,亦包括空气、冷却水、真空排气等。

在第1控制架200的内部,收纳有例如高电压电源及放大器等与电子束曝光装置直接相关的控制系统单元、下述平台的控制系统、以及下述测量系统的控制基板等各种单元。第1控制架200将配线及配管暂时中继,为了将自无尘室辅助间的公用能源供应源经由配线及配管(供应构件)而供应来的公用能源分配至6个腔室3001~3006(参照图2(a)中的中空箭头),而将其向第2控制架500供应。再者,视需要,亦可在第1控制架200的内部,配置冷却水的调温机。

在第2控制架500的内部,与第1控制架同样地,亦容纳有各种单元,这些单元经由配线及配管而连接于6个腔室3001~3006的各个。第2控制架500自上方对6个腔室3001~3006的各个供应自第1控制架200供应来的公用能源(参照图2(a)中的向下的3个黑色箭头)。即,第2控制架500作为第1控制架200与6个腔室3001~3006的接口而发挥功能。再者,关于自上方对6个腔室3001~3006的各个供应公用能源的优点,将在下文叙述。

6个腔室3001~3006之中,相邻于c/d9000而配置的腔室3001具有长方体形状(参照图4)。腔室3001以联机(inline)方式连接于c/d9000。腔室3001的内部空间成为进行针对作为目标物的晶圆(利用c/d9000而涂敷有电子束光阻剂的晶圆)的既定的测量、及针对下述晶圆梭的曝光前的晶圆的装载及曝光后的晶圆的卸除的测量室(测量单元)60(在图1~图2(b)等中未图示,参照图13(a))。

剩余5个腔室3002~3006之中,腔室3004~3006自+x侧观察具有l字形状,腔室3002、3003具有与该等左右对称的形状。5个腔室3002~3006各自的内部空间成为利用电子束而对晶圆进行曝光的曝光室(曝光单元)301i(i=2~6)(在图1~图3等中未图示,参照图5)。曝光室301i内维持为高度真空状态。即,作为内部形成有曝光室301i的5个腔室300i,使用具备不会被大气压的作用压扁或变形的充分的耐性的构造的真空腔室。以下,将腔室3002~3006亦记为真空腔室3002~3006。

再者,因腔室3001的内部空间成为上述测量室,故其无需如腔室3002~3006的内部空间般形成为真空环境。因此,作为腔室3001,可使用强度较真空腔室弱的腔室。又,利用以使腔室3001的内部空间及c/d9000的内部空间的压力高于无尘室的气压的方式进行控制,可抑制无尘室内的气体(空气)侵入至腔室3001及c/d9000内。再者,第1控制架200的内部空间及第2控制架500的内部空间的各个亦可设定为与无尘室相同的压力(大气压空间)、或高于无尘室的气压的压力。

如图5所示,在真空腔室300i的前表面,安装有一对加载互锁真空室302。再者,图5表示与真空腔室3003、3002的朝向相同的真空腔室,但真空腔室3006、3005、3004与图5所示者左右对称,具有相同构成。

各加载互锁真空室302包含于其内部形成有加载互锁室304(例如参照图19)的本体部302a、及固定于本体部302a的前表面侧(大气侧)及背面侧(真空侧)的一对闸部302b、302c。在一对闸部302b、302c设置有闸阀,该闸阀由开启及关闭形成于本体部302a的前表面侧及背面侧的开口的挡板、以及在上下方向上滑动驱动该挡板的驱动机构所构成。以下,使用与闸部相同的符号,记为闸阀302b、302c。闸阀302b、302c的开启及关闭(即利用驱动机构进行的挡板的开启及关闭)由曝光控制装置380i(参照图14、图16)控制。

在加载互锁真空室302,连接有经由开关阀305(参照图16)而连接于真空泵等真空源的真空配管,通过将开关阀305打开,而视需要对加载互锁室304的内部进行抽真空。开关阀305的开启及关闭亦由曝光控制装置380i控制。再者,亦可在各加载互锁真空室302,个别地设置真空泵。

在真空腔室300i内部的曝光室301i内,容纳有图5所示的一对曝光单元310、及由例如水平多关节机器人所构成的曝光室内搬送系统312(在图5中未图示,参照图16)。又,在图5中虽未图示,但如图18等所示,在曝光室301i内,设置有梭载体306,该梭载体306具有例如相距第1距离的上下2层的收纳架,且可上下移动。梭载体306的上下移动由曝光控制装置380i控制(参照图16)。

如图5中简化所示,曝光单元310包含平台装置320、及电子束照射装置330。电子束照射装置330包含图6所示的圆筒状的镜筒331、及镜筒331的内部的电子束光学系统。

平台装置320为包含供可保持并移动晶圆的晶圆梭装卸自由地安装的粗微动台的构成,电子束照射装置330为对保持于被安装在粗微动台的晶圆梭的晶圆照射电子束而将其曝光的构成。

此处,晶圆梭为静电吸附并保持晶圆的保持构件(或载物台),在该保持构件保持有晶圆的状态下,保持构件被搬送,且该保持构件以测量室60为起点,而在与各曝光室3012~3016各个之间如区间车(或航天飞机)般反复往返,因此被称为晶圆梭,其详细说明将在下文叙述。

如图6所示,平台装置320具备定盘321、在定盘321上移动的粗微动台322、驱动粗微动台322的驱动系统、及对粗微动台的位置信息进行测量的位置测量系统。平台装置320的构成等的详细内容将在下文叙述。

如图6所示,电子束照射装置330的镜筒331由计量框架(metrologyframe)340自下方支承,该计量框架340由在外周部以中心角120度的间隔形成有3个凸部的圆环状的板构件所构成。更具体而言,镜筒331的最下端部成为直径比其上的部分小的小径部,该小径部与其上的部分的边界部分成为阶部。而且,在该小径部插入至计量框架340的圆形的开口内,且阶部的底面抵接于计量框架340的上表面的状态下,镜筒331由计量框架340自下方支承。如图6所示,计量框架340经由下端连接于上述3个凸部的各个的3个垂吊支承机构350a、350b、350c(柔性构造的连接构件),自划分曝光室301i的真空腔室300i的顶板(顶壁)以垂吊状态受到支承。即,以此方式,电子束照射装置330相对于真空腔室300i以3点垂吊支承。

如图6中以垂吊支承机构350a为代表所表示般,3个垂吊支承机构350a、350b、350c具有:被动型抗振垫351,其设置于各垂吊支承机构的上端;及金属线352,其由钢材所制成,且各自的一端连接于抗振垫(抗振部)351的下端,另一端连接于计量框架340。抗振垫351固定于真空腔室300i的顶板,分别包含空气阻尼器或螺旋弹簧。

在本实施方式中,自外部传递至真空腔室300i的地板振动等振动之中,与电子束光学系统的光轴平行的z轴方向的振动成分的大部分被抗振垫351吸收,因此在与电子束光学系统的光轴平行的方向上可获得较高的隔振性能。又,就垂吊支承机构的固有频率而言,相较于与电子束光学系统的光轴平行的方向,在与光轴垂直的方向上低。3个垂吊支承机构350a、350b、350c在与光轴垂直的方向上如摆锤般振动,因此以与光轴垂直的方向的隔振性能(防止自外部传递至真空腔室300i的地板振动等振动传导至电子束照射装置330的能力)充分提高的方式将3个垂吊支承机构350a、350b、350c的长度(金属线352的长度)设定得充分长。在该构造中,虽可获得较高的隔振性能并且可使机构部大幅轻量化,但有电子束照射装置330与真空腔室300i的相对位置以相对较低的频率变化的担心。因此,为将电子束照射装置330与真空腔室300i的相对位置维持为既定的状态,而设置有非接触方式的定位装置353(在图5中未图示,参照图16)。该定位装置353如例如国际公开2007/077920等中所揭示,可包含六轴的加速度传感器、及六轴的致动器而构成。定位装置353由曝光控制装置380i控制(参照图16)。藉此,电子束照射装置330相对于真空腔室300i的x轴方向、y轴方向、z轴方向的相对位置、及环绕x轴、y轴、z轴的相对旋转角维持为固定的状态(既定的状态)。

在本实施方式中,电子束照射装置330具备由在镜筒331内以既定的位置关系配置的m个(m例如为100)光学系统柱所构成的电子束光学系统。各光学系统柱由能个别地开关且可照射能偏向的n根(n例如为4000)射束的多射束光学系统所构成。作为多射束光学系统,可使用例如与日本专利特开2011-258842号公报、国际公开第2007/017255号等中所揭示的光学系统相同的构成者。在使4000根多射束全部为打开状态(电子束照射至晶圆的状态)时,在例如在100μm×20nm的矩形区域(曝光区域)内以相等间隔设定的4000点同时形成较紫外光曝光装置的解析极限小(例如直径20nm)的电子束的圆形点。

100个光学系统柱与形成于例如300mm晶圆上的(或按照曝光图之后所形成的)例如100个照射区域大致1:1对应。在本实施方式中,100个光学系统柱的各个将可分别开/关且可偏向的多个(n=4000)直径20nm的电子束的圆形点配置于矩形(例如100μm×20nm)的曝光区域内,并一面对该曝光区域扫描晶圆,一面使该多个电子束的圆形点偏向并开/关,藉此,将晶圆上的100个照射区域曝光,形成图案。因此,在300mm晶圆的情形时,曝光时的晶圆的移动行程即便略微留有裕度,亦只要数十毫米、例如50mm便足够。各光学系统柱与普通电子束光学系统同样地,具备检测反射电子的反射电子检测系统(未图标)。电子束照射装置330由曝光控制装置380i控制(参照图16)。

其次,针对平台装置320的构成等进行说明。在图7中,表示在平台装置320的粗微动台322安装有晶圆梭(以下,简记为梭)10的状态的立体图。在图8中,表示梭10脱离(卸除)的状态的图7所示的粗微动台322的立体图。

平台装置320所具备的定盘321实际上设置于划分曝光室301i的真空腔室300i的底壁上。如图7及图8所示,粗微动台322具备:粗动台322a,其包含于y轴方向上隔开既定间隔而配置并沿x轴方向分别延伸的一对四角柱状的部分,且可在定盘321上沿x轴方向以既定行程例如50mm而移动;及微动台322b,其可相对于粗动台322a沿y轴方向以既定行程例如50mm而移动,且可沿剩余5个自由度方向即x轴方向、z轴方向、环绕x轴的旋转方向(θx方向)、环绕y轴的旋转方向(θy方向)及环绕z轴的旋转方向(θz方向)以比y轴方向短的行程移动。再者,虽省略了图示,但粗动台322a的一对四角柱状的部分实际上以不妨碍微动台322b的y轴方向的移动的状态利用未图示的连接构件而连接,从而一体化。

粗动台322a利用粗动台驱动系统323(参照图16),沿x轴方向以既定行程(例如50mm)而驱动(参照图10的x轴方向的长箭头)。在本实施方式中,粗动台驱动系统323由不会发生磁通泄漏的单轴驱动机构、例如使用滚珠螺杆的进给螺杆机构所构成。该粗动台驱动系统323配置于粗动台的一对四角柱状的部分中的一四角柱状的部分与定盘321之间。例如为于定盘321安装有螺杆且于一四角柱状的部分安装有滚珠(螺帽)的构成。再者,亦可为将滚珠安装于定盘321且将螺杆安装于一四角柱状的部分的构成。

又,为粗动台的一对四角柱状的部分中的另一四角柱状的部分沿设置于定盘321的未图示的导引面而移动的构成。

滚珠螺杆的螺杆利用步进马达而旋转驱动。或者,亦可利用具备超音波马达作为驱动源的单轴驱动机构而构成粗动台驱动系统323。无论如何,均不会发生因磁通泄漏而导致的磁场变动对电子束的定位造成影响的情况。粗动台驱动系统323由曝光控制装置380i控制(参照图16)。

如在图9的立体图中放大而表示般,微动台322b由在y轴方向上贯通的xz剖面矩形框状的构件所构成,利用重量抵消装置324,在定盘321上可在xy平面内移动地受到支承。在微动台322b的侧壁的外表面,设置有多个加强用肋。再者,关于重量抵消装置324的构成,将在下文叙述。

在微动台322b的中空部的内部,设置有xz剖面为矩形框状并沿y轴方向延伸的磁轭325a、及固定于磁轭325a的上下的对向面的一对磁铁单元325b,利用该等磁轭325a与一对磁铁单元325b,而构成驱动微动台322b的马达的转子325。

如表示从图8将微动台322b及符号328所示的下述磁屏构件去掉后的状态的图10所示,对应于该转子325,在粗动台322a的一对四角柱部分的彼此间,架设有由线圈单元所构成的定子326。利用定子326与上述转子325,而构成闭磁场型且动磁型的马达327,该马达327可使转子325相对于定子326,如图10中各方向的箭头所示,沿y轴方向以既定行程例如50mm而移动,且可沿x轴方向、z轴方向、θx方向、θy方向及θz方向微小驱动。在本实施方式中,利用马达327而构成沿6个自由度方向驱动微动台的微动台驱动系统。以下,使用与马达相同的符号,将微动台驱动系统记为微动台驱动系统327。微动台驱动系统327由曝光控制装置380i控制(参照图16)。

例如,如图7及图8等所示,在粗动台322a的一对四角柱部分的彼此间,进而以覆盖马达327的上表面及x轴方向的两侧面的状态架设有xz剖面倒u字状的磁屏构件328。即,磁屏构件328沿与四角柱部分延伸的方向交叉的方向(y轴方向)延伸而形成,且具备与马达327的上表面非接触而对向的上表面部、及与马达327的侧面非接触而对向的侧面部。该磁屏构件328在插入至微动台322b的中空部内的状态下,侧面部中的长度方向(y轴方向)的两端部的下表面固定于粗动台322a的一对四角柱部分的上表面。又,磁屏构件328的侧面部中的除上述两端部的下表面以外均与微动台322b的内壁面中的底壁面(下表面)非接触而对向。即,磁屏构件328以不妨碍转子325相对于定子326的移动的状态,插入至微动台322b的中空部内。

作为磁屏构件328,使用了由隔开既定的空隙(空间)而积层的多层磁性材料的膜所构成的层压磁屏构件。此外,亦可使用磁导率不同的两种材料的膜交替积层的构成的磁屏构件。磁屏构件328涵盖转子325的移动行程的全长而覆盖马达327的上表面及侧面,且固定于粗动台322a,因此可在微动台322b及粗动台322a的移动范围的全局,大致确实地防止磁通向上方(电子束光学系统侧)泄漏。

如图11所示,重量抵消装置324具有:金属制的蛇腹型空气弹簧(以下,简记为空气弹簧)382,其上端连接于微动台322b的下表面;及基底滑件386,其由连接于空气弹簧382的下端的平板状的板构件所构成。空气弹簧382与基底滑件386经由中央形成有开口的板状的连接构件384而彼此连接。

在基底滑件386,将空气弹簧382内部的空气向定盘321的上表面喷出的轴承部386a设置于空气弹簧382的下方,利用自轴承部386a喷出的加压空气的轴承面与定盘321上表面之间的静压(间隙内压力),而支承基底滑件386、重量抵消装置324、微动台322b及转子325(如下所述,在梭安装于粗微动台322的情形时,亦包括该梭10等)的自重。再者,对于空气弹簧382,经由连接于微动台322b的未图示的配管而供应有压缩空气。

在基底滑件386的与定盘321对向的面(下表面),在轴承部386a的周围形成有环状的凹部386b,与此对应地,在定盘321,形成有用以将自轴承部386a喷出至由凹部386b及定盘321的上表面划分出的空间内的空气向外部真空排出的排气路径321a。基底滑件386的凹部386b具有如无论微动台322b在定盘321上移动至xy平面内的可移动范围的何处均维持排气路径321a的排气口与凹部386b对向的状态的尺寸。即,在基底滑件386的下方构成有一种差动排气型空气静压轴承,防止自轴承部386a朝定盘321喷出的空气向周围(向曝光室内)漏出。

在微动台322b的下表面,隔着空气弹簧382而固定有一对支柱(pillar)388。一对支柱388在空气弹簧382的x轴方向的两侧且以空气弹簧382为中心而左右对称的配置,z轴方向的长度较空气弹簧382略长。在一对支柱388各自的下端,分别连接有一端分别连接于空气弹簧382的下端面且俯视时呈u字状的一对板弹簧390的另一端。在该情形时,一对板弹簧390的u字的前端部(分成二股的部分)连接于空气弹簧382,相反侧的端部连接于一对支柱388的各个。一对板弹簧390与基底滑件386大致平行,且在两者之间形成有既定的间隙。

一对板弹簧390可承受在微动台322b的xy平面内的移动时作用于基底滑件386的水平方向的力,故而可大致确实地防止在微动台322b的xy平面内的移动时不需要的力作用于空气弹簧382。又,一对板弹簧390在微动台322b被倾斜驱动时,以允许该倾斜的方式发生变形。

此处,针对用以将梭10自由装卸地安装于粗微动台322、更准确而言微动台322b的构造进行说明。

如图8所示,在微动台322b的上表面,设置有3个三角锥槽构件12。该三角锥槽构件12例如设置于俯视时呈大致正三角形的3个顶点的位置。对于该三角锥槽构件12,设置于下述梭10的球体或半球体可与的卡合,而与该球体或半球体一并构成运动耦接件。再者,在图8中,表示如由3个板构件所构成的花瓣般的三角锥槽构件12,该三角锥槽构件12具有与分别点接触于球体或半球体的三角锥槽相同的作用,因此称为三角锥槽构件。因此,亦可使用形成有三角锥槽的单一的构件来代替三角锥槽构件12。

在本实施方式中,如图7所示,对应于3个三角锥槽构件12,在梭10设置有3个球体或半球体(在本实施方式中为滚珠)14。梭10形成为如将俯视时呈正三角形的各顶点切掉般的六角形状。若进而对此进行详细叙述,则在梭10,俯视时在3条斜边各自的中央部形成有切口部10a、10b、10c,且以分别自外侧覆盖切口部10a、10b、10c的状态,分别安装有板弹簧16。在各板弹簧16的长度方向的中央部分别固定有滚珠14。在卡合于三角锥槽构件12之前的状态下,各滚珠14在受到外力的情形时,仅向以梭10的中心(与图7所示的晶圆w的中心大致一致)为中心的半径方向微小移动。

在使梭10移动至微动台322b的上方且3个滚珠14分别与3个三角锥槽构件12大致对向的位置之后,使梭10下降,藉此,3个滚珠14的各个个别地卡合于3个三角锥槽构件12,梭10安装于微动台322b。在该安装时,即便梭10相对于微动台322b的位置偏离所期望的位置,亦会在滚珠14卡合于三角锥槽构件12时自该三角锥槽构件12受到外力而如上所述向半径方向移动,结果3个滚珠14始终以相同状态卡合于对应的三角锥槽构件12。另一方面,只要使梭10往上方移动,而将滚珠14与三角锥槽构件12的卡合解除,便可简单地将梭10自微动台322b卸除(使之脱离)。即,在本实施方式中,利用3组滚珠14与三角锥槽构件12的组,而构成运动耦接件,利用该运动耦接件,可将梭10相对于微动台322b的安装状态始终设定为大致相同状态。因此,无论卸除多少次,只要再次将梭10经由运动耦接件(3组滚珠14与三角锥槽构件12的组)安装于微动台322b,便可再现梭10与微动台322b的固定的位置关系。

在梭10的上表面,例如图7所示,在中央形成有直径较晶圆w略大的圆形的凹部,在该凹部内设置有未图示的静电吸盘,利用该静电吸盘而静电吸附并保持晶圆w。在该晶圆w的保持状态下,晶圆w的表面与梭10的上表面成为大致同一面。在梭10,以既定的位置关系形成有多个上下贯通于晶圆w的载置面(吸附面)的圆形开口(未图示)。

其次,针对测量粗微动台322的位置信息的位置测量系统进行说明。该位置测量系统在梭10经由上述运动耦接件而安装于微动台322b的状态下,测量梭10的位置信息。该位置测量系统包含对安装有梭10的微动台322b的位置信息进行测量的第1测量系统20、及直接测量微动台322b的位置信息的第2测量系统25(参照图16)。

首先,针对第1测量系统20进行说明。如图7所示,在梭10的除上述3条斜边以外的3条边各自的附近,分别设置有光栅板22a、22b、22c。在光栅板22a、22b、22c的各个,分别形成有将以梭10的中心(在本实施方式中与圆形的凹部的中心一致)为中心的半径方向及与该半径方向正交的方向的各个作为周期方向的二维光栅。例如,在光栅板22a,形成有以y轴方向及x轴方向为周期方向的二维光栅。又,在光栅板22b,形成有将以梭10的中心为中心相对于y轴形成-120度的方向(以下,称为α方向)及与该α方向正交的方向作为周期方向的二维光栅,在光栅板22c,形成有将以梭10的中心为中心相对于y轴形成+120度的方向(以下,称为β方向)及与该β方向正交的方向作为周期方向的二维光栅。作为二维光栅,针对各周期方向,使用间距例如为1μm的反射型绕射光栅。

如图12(a)所示,对应于3个光栅板22a、22b、22c,在计量框架340的下表面(-z侧的面),在可与3个光栅板22a、22b、22c的各个个别地对向的位置,固定有3个头部24a、24b、24c。在3个头部24a、24b、24c的各个,设置有具有图12(b)中各4根箭头所示的测量轴的四轴编码器头。

若进而针对此进行详细叙述,则头部24a包含以x轴方向及z轴方向为测量方向的第1头、及以y轴方向及z轴方向为测量方向的第2头,两个头容纳于同一壳体的内部。第1头(更准确而言,第1头发出的测量射束的光栅板22a上的照射点)与第2头(更准确而言,第2头发出的测量射束的光栅板22a上的照射点)配置于同一条与x轴平行的直线上。头部24a的第1头及第2头构成分别使用光栅板22a对梭10的x轴方向及z轴方向的位置信息进行测量的双轴线性编码器、以及对y轴方向及z轴方向的位置信息进行测量的双轴线性编码器。

其余的头部24b、24c相对于各计量框架340的朝向不同(xy平面内的测量方向不同),但包含第1头及第2头而与头部24a同样地构成。头部24b的第1头及第2头构成分别使用光栅板22b对与梭10的α方向在xy平面内正交的方向及z轴方向的位置信息进行测量的双轴线性编码器、以及对α方向及z轴方向的位置信息进行测量的双轴线性编码器。头部24c的第1头及第2头构成分别使用光栅板22c对与梭10的β方向于xy平面内正交的方向及z轴方向的位置信息进行测量的双轴线性编码器、以及对β方向及z轴方向的位置信息进行测量的双轴线性编码器。

作为头部24a、24b、24c分别具有的第1头及第2头的各个,可使用与例如美国专利第7,561,280号说明书中所揭示的位移测量传感器头相同的构成的编码器头。

利用上述3组共计6个双轴编码器,即分别使用3个光栅板22a、22b、22c测量梭10的位置信息的3个头部24a、24b、24c,而构成编码器系统,利用该编码器系统而构成第1测量系统20(参照图16)。利用第1测量系统20而测量的位置信息被供应至曝光控制装置380i。

第1测量系统20因3个头部24a、24b、24c分别具有4个测量自由度(测量轴),故可实施共计12个自由度的测量。即,在三维空间内,自由度最多为6个,因此,实际上在6个自由度方向的各个,进行冗余测量,而获得各2个位置信息。

因此,曝光控制装置380i基于利用第1测量系统20而测量出的位置信息,针对各自由度将各2个位置信息的平均值作为各方向的测量结果。藉此,可利用平均化效应,针对6个自由度的所有方向,以高精度求出梭10及微动台322b的位置信息。

其次,针对第2测量系统25进行说明。第2测量系统25无论梭10是否安装于微动台332b,均可实施微动台332b的6个自由度方向的位置信息的测量。第2测量系统25可由干涉计系统所构成,该干涉计系统对例如设置于微动台332b的侧壁的外表面的反射面照射射束,并接收其反射光而对微动台332b的6个自由度方向的位置信息进行测量。干涉计系统的各干涉计既可经由未图示的支承构件而垂吊支承于计量框架340,或亦可固定于定盘321。第2测量系统设置于曝光室301i内(真空空间内),因此无因空气波动而导致的测量精度的降低的担心。又,在本实施方式中,在梭10未安装于微动台332b时,即未进行晶圆的曝光时,第2测量系统25主要用于将微动台332b的位置、姿势维持为所期望的状态,因此亦可为测量精度比第1测量系统20低。利用第2测量系统25而测量的位置信息被供应至曝光控制装置380i(参照图16)。再者,并不限于干涉计系统,亦可利用编码器系统,或利用编码器系统与干涉计系统的组合,而构成第2测量系统。在后者的情形时,亦可利用编码器系统对微动台322b的xy平面内的3个自由度方向的位置信息进行测量,利用干涉计系统对其余3个自由度方向的位置信息进行测量。

在本实施方式中,真空腔室3002~3006分别具备的加载互锁真空室302亦与真空腔室3002~3006同样地,沿x轴方向排列而配置,因此一行真空腔室3003、3002分别具备的加载互锁真空室302及腔室3001与另一行真空腔室3006、3005、3004分别具备的加载互锁真空室302隔开既定的间隔而对向。而且,如图2(b)及图4所示,在该对向的两者间,设置有划分沿x轴方向延伸的剖面呈矩形的搬送空间sp的搬送腔室311。在搬送空间sp内设置有下述梭搬送系统的动作路径。再者,虽省略了图示,但在搬送腔室311的两侧壁,在与闸部对向的位置,形成有成为梭10的通路的开口。再者,搬送空间sp可设定为真空度比真空腔室的内部低的低真空空间、例如大气压空间,因此未必需要使用搬送腔室311。

如图2(b)及图4所示,曝光控制装置3802、3803、3804、3805、3806分别收纳于控制盒3812、3813、3814、3815、3816内,该等控制盒配置于各加载互锁真空室302的上方且真空腔室3002、3003、3004、3005、3006的内侧的空间。再者,如图2(b)中以控制盒3813为代表而表示般,控制盒3812、3813、3814、3815、3816实际上载置于架设在真空腔室与搬送腔室311之间的支承框架313上。支承框架313实际上支承于地面f上。

其次,针对测量室60内部的构成简单地进行说明。如图13(a)所示,在测量室60内,收纳有测量平台装置30、测量系统40、以及搬送晶圆w及梭10的由例如多关节机器人所构成的测量室内搬送系统62(参照图15),上述测量平台装置30具有在xy平面内二维移动的测量平台st、及搭载于测量平台st上的测量台tb。梭10经由与上述相同的运动耦接件而自由装卸地安装于测量平台装置30的测量台tb。而且,测量系统40对保持于梭10的晶圆w进行既定的测量。

此外,在测量室60的内部,设置有具有可收纳梭10的多层的架而可同时保管多个梭10的梭保管库(未图示)。在本实施方式中,梭保管库亦具有所收纳的梭10的调温功能。并不限于此,亦可将梭的调温装置与梭保管库分开设置。再者,搬送晶圆的搬送系统与搬送梭的搬送系统亦可分别设置,但在本实施方式中,为将说明简化,而利用同一搬送系统进行晶圆及梭的搬送。

在测量台tb,以与形成于梭10的上述多个圆形开口对应的配置形成有多个圆形开口。在测量平台st,以与多个圆形开口对应的配置,凸设有多个销32,在多个销32个别地插入至测量台tb的多个圆形开口内的状态下,测量台tb配置于测量平台st上。测量台tb由设置于测量平台st的驱动系统34驱动,能以既定行程而上下移动(沿z轴方向移动)。在本实施方式中,测量台tb在经由运动耦接件而安装有梭10的状态下,可在梭10的上表面较多个销32的上端面高既定距离的(多个销的上端面不自梭10的上表面突出的)图13(a)所示的第1位置、与梭10的晶圆载置面(静电吸盘的上表面)较多个销32的上端面低既定距离的(多个销32的上端面自梭10的晶圆载置面突出的)图13(b)所示的第2位置之间上下移动。

再者,亦可将测量台tb载置于测量平台st上,使多个销32相对于测量台tb上下移动。

测量平台st利用例如由平面马达所构成的测量平台驱动系统36(参照图15)而在xy平面内被驱动(包含θz方向的旋转)。测量平台st的xy平面内的位置信息由测量平台干涉计38(参照图15)测量。又,测量台tb的上下方向的位置由驱动系统34所具有的编码器测量。测量平台装置30的各部的动作由测量控制装置50控制(参照图15)。

如图13(a)所示,测量系统40包含对准检测系统alg、及具有照射系统42a与受光系统42b的面位置检测装置af(参照图15)。

在本实施方式中,与在保持于梭10上的晶圆上表面涂敷有感应剂(电子束用光阻剂)对应地,使用不会使电子束光阻剂感光的波长的检测射束作为对准检测系统alg的检测光。作为对准检测系统alg,可使用如下图像处理方式的fia(fieldimagealignment)系统:例如将不会使晶圆上所涂敷的光阻剂感光的宽带检测光束照射至对象标记,使用拍摄组件(ccd等)拍摄利用来自该对象标记的反射光而在受光面成像的对象标记的像及未图标的指针(设置于内部的指针板上的指针图案)的像,并输出该等拍摄讯号。来自对准检测系统alg的拍摄讯号经由讯号处理装置(未图标)而供应至测量控制装置50(参照图15)。再者,作为对准检测系统alg,并不限于fia系统,例如亦可使用绕射光干涉型对准检测系统来代替fia系统,上述绕射光干涉型对准检测系统将同调的检测光照射至对象标记,使自该对象标记产生的2个绕射光(例如同次数的绕射光、或向相同方向绕射的绕射光)干涉而进行检测。

面位置检测装置af具有照射系统42a及受光系统42b,且由例如与美国专利第5,448,332号说明书等中所揭示者相同的构成的斜入射方式的多点焦点位置检测系统所构成。面位置检测装置af的多个检测点在被检面上沿x轴方向以既定间隔而配置。在本实施方式中,例如呈1列m行(m为检测点的总数)或2列n行(n为检测点的总数的1/2)的列矩阵状而配置。虽在图13(a)中省略了图示,但多个检测点大致均匀地设定于具有与晶圆w的直径相同程度的x轴方向的长度的区域内,因此只要沿y轴方向扫描1次晶圆w,便可在晶圆w的大致整面测量z轴方向的位置信息(面位置信息)。在本实施方式中,利用配置于上述测量室60内的各部,即测量平台装置30、测量系统40、及测量室内搬送系统62等、以及测量控制装置50,而构成对保持在梭10上的曝光前的晶圆进行预先测量的测量部65(参照图15)。

此外,本实施方式的曝光系统1000进而具备在上述空间sp内移动而反复进行梭的搬送动作的梭搬送系统70(参照图14),上述梭的搬送动作将保持曝光前的晶圆的梭10自测量室60搬送至真空腔室300i分别具备的加载互锁真空室302,并将保持曝光后的晶圆的梭10自加载互锁真空室302搬送至测量室60。梭搬送系统70例如由可在空间sp内移动的水平多关节机器人所构成。梭搬送系统70由包含微电脑等的搬送系统控制装置72(参照图14)控制。

在图14中,以方块图表示曝光系统1000的控制系统的构成。曝光系统1000的控制系统具备由统括地控制曝光系统1000整体的工作站等所构成的主控制装置100、以及处于主控制装置100的管辖下的测量控制装置50、5个曝光控制装置3802~3806、及搬送系统控制装置72。

在图15中,以方块图表示构成图14的控制系统的测量控制装置50的输入输出关系。测量控制装置50包含微电脑等,对设置于测量室60内的图15所示的各部进行控制。

在图16中,以方块图表示构成图14的控制系统的5个曝光控制装置380i(i=2~6)的输入输出关系。曝光控制装置380i包含微电脑等,对设置于曝光室301i内的图16所示的各部进行控制。

其次,基于图17(a)的流程图,针对在测量室60内进行的预先准备作业的一例进行说明。以下所说明的各步骤的处理系于测量控制装置50的控制下进行,但以下,为使说明简化,测量控制装置50的相关说明除特别需要的情形以外均予以省略。

作为前提,在梭保管库(未图示)保管有多个梭10。又,曝光前的晶圆利用以联机方式连接于测量室60的c/d9000侧的晶圆搬送系统而载置于基板交接部。

在步骤s102中,将保管于梭保管库(未图示)的梭10安装于测量台tb。具体而言,保管于梭保管库(未图示)的梭10利用测量室内搬送系统62,自梭保管库搬送至处于晶圆交换位置的测量平台st上且位于上述第2位置的测量台tb的上方,然后被向下方驱动,经由运动耦接件而安装于测量台tb。

在下个步骤s104中,利用测量室内搬送系统62而位于基板交接部的曝光前的晶圆(方便起见,设为晶圆w1)被交付给测量平台st的多个销32。此时,测量台tb位于第2位置,在该状态下,晶圆w1以旋转位置偏移及中心位置偏移已经调整的状态载置在多个销32上。

在下个步骤s106中,使晶圆w1保持于梭10。具体而言,将测量台tb向上方驱动至第1位置,藉此将晶圆w1载置于梭10的静电吸盘上,其后,开始静电吸盘对晶圆的吸附。再者,在梭10,设置有连接于静电吸盘的连接端子,又,在测量台tb,设置有连接于未图示的电力供应源的台侧端子,当梭10经由运动耦接件而安装于测量台tb时,连接端子与台侧端子连接,从而可自电力供应源向静电吸盘供应电力。

在下个步骤s108中,进行晶圆w1相对于梭10的概略(粗略)位置测量。具体而言,首先,在进行晶圆w1的检索对准之后,对设置于梭10的基准标记(未图标)的位置信息进行测量,求出晶圆w1相对于梭10(基准标记)的相对位置信息。

在检索对准时,例如,相对于晶圆w1的中心而大致对称地位于周边部的至少2个检索对准标记(以下,称为检索标记)成为检测对象。测量控制装置50一面控制测量平台驱动系统36对测量平台st的驱动,将各检索标记定位于对准检测系统alg的检测区域(检测视野)内,一面取得测量平台干涉计38的测量信息,并基于使用对准检测系统alg检测到形成于晶圆w1的检索标记时的检测讯号、及测量平台干涉计38的测量信息,求出各检索标记的位置信息。

更具体而言,测量控制装置50基于自讯号处理装置(未图标)输出的对准检测系统alg的检测结果(自检测讯号求出的对准检测系统alg的检测中心(指标中心)与各检索标记的相对位置关系)、及检测各检索标记时的测量平台干涉计38的测量值,求出2个检索标记的基准坐标系统上的位置坐标。此处,基准坐标系统是由测量平台干涉计38的测长轴所界定的正交坐标系统。

然后,测量控制装置50以与检索标记相同的顺序,求出梭10上所设置的多个基准标记的基准坐标系统上的位置坐标。然后,基于2个检索标记的位置坐标及多个基准标记的位置坐标,求出晶圆w1相对于梭10的相对位置。此处,称为概略位置测量的原因在于,对准检测系统alg对标记的位置坐标的检测精度比在即将曝光之前所进行的、利用反射电子的检测而实现的对准标记的位置坐标的检测精度低。藉此,晶圆w1相对于梭10的概略位置测量结束。再者,晶圆w1实际上以旋转位置偏移及中心位置偏移已经调整的状态装载于梭10上,因此晶圆w1的中心位置偏移小至可忽视的程度,且残余旋转误差非常小。

步骤s108的晶圆w1相对于梭10的概略位置测量结束后,前进至步骤s110,进行晶圆w1的平坦度测量(表面的凹凸的测量)。该平坦度测量利用如下操作而进行:一面使测量平台st沿y轴方向移动,一面以既定的取样间隔撷取面位置检测装置af的测量信息及测量平台干涉计38的测量信息。此处,进行晶圆的平坦度的测量的原因在于,在电子束曝光装置中,会因晶圆表面的凹凸而发生晶圆的xy平面内的位置测量误差(横向偏移),因此需要在曝光时修正该位置测量误差。该位置测量误差可基于晶圆的平坦度信息(与晶圆坐标系统上的xy坐标位置(x,y)对应的z位置的信息z(x,y))利用运算而简单求出。再者,晶圆的旋转偏移的信息利用检索对准而已知,因此可简单求出晶圆坐标系统与上述基准坐标系统的关系。

步骤s110的平坦度测量结束后,在步骤s112中,保持有晶圆w1的梭10由测量室内搬送系统62向上方驱动,将运动耦接件解除而自测量台tb上卸除,然后载置于被设置在测量室60的与空间sp的边界部的梭交接部的装载侧梭载置部。藉此,包含测量室60内的预先测量动作(s108、s110)的预先准备作业结束。再者,在将梭10自测量台tb卸除之后,梭10的静电吸盘亦可利用残余电荷而保持晶圆w1。又,亦可在梭10设置内部电源,而在将梭10自测量台tb卸除之后,自该内部电源向静电吸盘供应电力。

其次,基于图17(b)的流程图,针对在测量室60内进行的曝光后的晶圆的卸除作业进行说明。以下所说明的各步骤的处理在测量控制装置50的控制下进行,但以下,为使说明简化,测量控制装置50的相关说明除特别需要的情形以外均予以省略。作为前提,保持曝光后的晶圆的梭载置于梭交接部的卸除侧梭载置部。

在步骤s122中,保持曝光后的晶圆(方便起见,设为晶圆w0)的梭10安装于测量台tb上。具体而言,保持晶圆w0的梭10利用测量室内搬送系统62,自梭交接部的卸除侧梭载置部搬送至位于晶圆交换位置的测量平台st上且位于上述第1位置的测量台tb的上方,然后向下方驱动,经由运动耦接件而安装于测量台tb。

在下个步骤s124中,使晶圆w0自梭10脱离(卸除)。具体而言,将梭10的静电吸盘对晶圆w0的吸附解除,并将测量台tb向下方驱动至第2位置。藉此,可利用多个销32自下方将晶圆w0整体往上推,从而使晶圆w0容易地自梭10脱离。再者,在晶圆w0因残余电荷而难以自梭10脱离的情形时,亦可一面对晶圆w0施加超音波、或实施各种去电对策,一面使晶圆脱离。

在下个步骤s126中,由多个销32所支承的晶圆w0利用测量室内搬送系统62自测量台tb上搬出并载置于上述基板交接部。

在下个步骤128中,梭10由测量室内搬送系统62向上方驱动,将运动耦接件解除而自测量台tb上卸除,然后收纳于梭保管库的空收纳架。藉此,测量室60内的曝光后的晶圆的卸除作业结束。收纳于梭保管库内的梭10保管于梭保管库内直至下次被取出为止,但于该保管中调整(冷却)至既定的温度。

其次,针对曝光系统1000对晶圆实施的处理的流程进行说明。以下所说明的处理是利用测量控制装置50及曝光控制装置3802~3806、以及搬送系统控制装置72在统括地管理该等控制装置的主控制装置100的管理的下进行的,但以下,该等控制装置的相关说明除特别需要的情形以外均予以省略。又,实际上,在各曝光室301i内各容纳有2个曝光单元310,与此对应地亦设置有2个加载互锁真空室302(加载互锁室),以下,为便于说明,假设在各曝光室301i内容纳有1个曝光单元310,且在真空腔室亦仅设置有1个加载互锁真空室。即,真空腔室(曝光室)、曝光单元、及加载互锁真空室(加载互锁室)彼此1:1对应。

在开始曝光系统1000所实施的处理前,涂敷有电子束光阻剂的曝光前的晶圆利用c/d9000内的搬送系统(例如多关节型机器人)而载置于被设置在测量室60与c/d9000的边界部分的基板交接部上。在c/d9000内,依序反复进行包含针对晶圆的电子束光阻剂涂敷处理的一系列处理,晶圆依序载置于基板交接部上。

首先,在测量室60内,进行上述步骤s102~步骤s112的处理。由此,保持晶圆相对于梭的概略位置测量及平坦度测量已结束的曝光前的晶圆w1的梭10载置于梭交接部的装载侧梭载置部。

其次,保持曝光前的晶圆w1的梭10利用梭搬送系统70,而自梭交接部的装载侧梭载置部搬送至与由主控制装置100指定的曝光室301i对应的加载互锁真空室302的前方,然后与保持该指定的曝光室301i内的曝光后的晶圆w的梭10交换。在该情形时,若于此时点存在针对晶圆的曝光处理已结束的曝光室301i,则主控制装置100指定该曝光室301i,若无曝光处理已结束的曝光室,则主控制装置100指定曝光处理在最早的时点结束的预定的曝光室301i。此处,作为一例,指定曝光处理在最早的时点结束的预定的曝光室301i。

以下,基于图式针对梭交换动作即与梭成为一体的晶圆的交换动作具体地进行说明。首先,如图18所示,自梭交接部的装载侧梭载置部搬出的保持晶圆w1的梭10利用梭搬送系统70而搬送至内部形成有曝光室301i的真空腔室300i的加载互锁真空室302的前方(在该情形时,为-y侧)的位置。此时,在曝光室301i内,进行晶圆w0的曝光。再者,在以下的说明中,方便起见,将“保持晶圆w1的梭”记为“梭101”,将“保持晶圆w0的梭”记为“梭100”。又,结合此情况,在以下的说明中所使用的图19~图27中,省略晶圆的图示。

晶圆w0的曝光结束后,如图18中向下的中空箭头所示,设置于真空腔室300i的加载互锁真空室302的外侧(大气侧)闸阀302b打开后,如图19中黑色箭头所示,梭101利用梭搬送系统70而搬入至加载互锁室304内。其次,如图19中向上的中空箭头所示,外侧(大气侧)闸阀302b关闭之后,开始加载互锁室304内的抽真空。

梭搬送系统70在将梭101搬入至加载互锁室304内之后,实施将下个保持曝光前的晶圆的梭自梭交接部搬入至其他加载互锁室内的动作、或将其他保持曝光后的晶圆的梭自其他加载互锁室搬出并搬送至梭交接部的动作等(以下,称为其他动作)。

然后,加载互锁室304内达到与曝光室301i相同程度的高真空状态后,如图20中向下的中空箭头所示,设置于加载互锁真空室302的内侧(真空侧)闸阀302c打开之后,梭101利用曝光室301i内部的曝光室内搬送系统312而收纳于曝光室301i内的梭载体306的下层的收纳架。此时,如图20所示,梭载体306处于下层的收纳架的高度与加载互锁室304的开口一致的第1状态(第1位置)。方便起见,将此时的梭101的位置称为搬出搬入位置。此时,继续进行对梭100上的晶圆w0的曝光。再者,在图18~图27中,为易于了解梭的位置,而以假想线(二点链线)简化表示梭载体306。

继而,如图21中的中空箭头所示,梭载体306自第1位置下降至第1距离下方的第2位置。藉此,梭载体306成为上层的收纳架的高度与加载互锁室304的开口一致的第2状态。此时,继续进行对梭100上的晶圆w0的曝光,因此梭载体306维持第2状态直至曝光结束为止。即,梭101在搬出搬入位置的下方的第1待机位置待机。

然后,若曝光结束,则梭100利用曝光室内搬送系统312而自微动台322b卸除,并如图21中黑色箭头所示向加载互锁真空室302侧(-y侧)搬送,而收纳于梭载体306的上层的收纳架。藉此,如图22所示,分别收纳于梭载体306的上下的收纳架的梭100与梭101成为上下重迭的状态。再者,在梭100自微动台322b卸除之前,利用曝光控制装置380i开始基于第2测量系统25(参照图16)的测量信息的微动台322b的6个自由度方向的位置、姿势的反馈控制,在接下来开始基于第1测量系统20(参照图16)的测量信息的与梭成为一体的微动台322b的位置控制之前的期间,微动台322b的6个自由度方向的位置、姿势维持为既定的基准状态。

继而,如图22中的中空箭头所示,梭载体306向上方移动第1距离,而恢复为上述第1状态(第1位置)。即,利用该梭载体306的上升动作,使梭101及梭100向上方移动第1距离,从而使梭100位于搬出搬入位置的上方的第2待机位置,并且使梭101位于搬出搬入位置。

继而,梭101利用曝光室内搬送系统312而自梭载体306取出,并如图23中黑色箭头所示般向粗微动台322的上方搬送,而安装于微动台322b(参照图24)。此时,如上所述,微动台322b的6个自由度方向的位置、姿势维持为基准状态,因此只要将梭101经由运动耦接件而安装于微动台322b,电子束照射装置330(电子束光学系统)与梭101的位置关系便成为所期望的位置关系。而且,利用将上文所说明的概略位置测量的结果考虑在内,而微调微动台322b的位置,可自电子束光学系统对与安装于微动台322b的梭101上的晶圆w1上所形成的多个(例如100个)照射区域的各个对应地形成于划线(界线)上的至少各1个对准标记确实地照射电子束。因此,利用反射电子检测系统而检测来自至少各1个对准标记的反射电子,进行晶圆w1的全点对准测量,并基于该全点对准测量的结果,对晶圆w1上的多个照射区域,开始使用电子束照射装置330的曝光。

与上述全点对准测量及曝光并行地,按照以下顺序进行梭100向上述梭交接部的卸除侧梭载置部的搬送动作(梭的回收动作)。

即,首先,梭载体306如图24中的中空箭头所示,移动至第1距离下方,再次成为第2状态。藉此,如图25所示,收纳有梭100的梭载体306的上层的收纳架位于与加载互锁室304的开口相同的高度。

继而,梭100利用曝光室内搬送系统312而自梭载体306取出,如图25中黑色箭头所示,向加载互锁室304内搬送,在梭100搬入至加载互锁室304内的时点,真空侧的闸阀302c关闭(参照图26中的中空箭头)。

此时,梭搬送系统70暂时结束上述其他动作而移动至真空腔室300i所具备的加载互锁真空室302前。再者,在梭搬送系统70正在继续其他动作的情形时,例如在曝光室301i内的晶圆w0的曝光结束的时点,主控制装置100亦可立即使该其他动作暂时中断,而使梭搬送系统70移动至真空腔室300i所具备的加载互锁真空室302前。

继而,在如图27中向下的中空箭头所示,大气侧的闸阀302b打开之后,梭100利用梭搬送系统70而自加载互锁室304被取出并回收。曝光控制装置380i与将闸阀302b打开大致同时地,如图27中向上的中空箭头所示,将处于第2状态的梭载体306向上第1距离地驱动而使之恢复为第1状态。再者,在取出梭100之后,闸阀302b关闭。

继而,所回收的梭100利用梭搬送系统70,立即向梭交接部的卸除侧梭载置部返回。该返回的梭100利用测量室内搬送系统62而向测量台tb搬送,以交换晶圆。以后,在测量室60内反复进行上述处理,每次利用主控制装置100进行曝光室的指定时,均反复进行梭搬送系统70对梭的搬送及在指定的曝光室301i的梭的交换及曝光处理动作。

再者,虽与用以将梭100自加载互锁室304取出的闸阀302b的开放大致同时地,将梭载体306恢复为第1状态(第1位置),但并不限于此,亦可使处于第2状态的梭载体306保持原样。在该情形时,只要当在曝光室301i内交换梭时,一面使梭载体306的第1状态与第2状态的设定与上文的说明相反,一面按照与上述相同的顺序进行梭交换即可。在该情形时,相对于保持曝光前的晶圆的梭的第1待机位置设定于搬出搬入位置的上方,相对于保持曝光后的晶圆的梭的第2待机位置设定于搬出搬入位置的下方。

再者,实际上,上述测量室60内的预先准备作业、及梭搬送系统70所实施的一系列动作(保持曝光前的晶圆的梭自梭交接部向加载互锁室内的搬入、及保持曝光后的晶圆的梭自加载互锁室的搬出及向梭交接部的搬送等动作)需要的总计所需时间与利用1个曝光单元310而进行的曝光动作(包括全点对准动作)的所需时间相比非常短,因此如本实施方式的曝光系统1000般,对10台曝光单元310仅设置测量室60及梭搬送系统70各一个便足够。即,不会因测量室60内的一系列动作、及梭搬送系统70所实施的一系列动作,而发生曝光系统1000整体上的处理量的降低。相反地,利用如本实施方式的曝光系统1000般对多台曝光单元仅设置测量室、梭搬送系统各一个,可弥补电子束曝光的本质性缺点即处理量明显低的缺点,自实用上而言可确保充分的处理量。再者,容易相邻于真空腔室3003、及真空腔室3006的至少一者而增设真空腔室(曝光室),因此于在测量室60及梭搬送系统70存在空余时间的情形时,利用进而增加曝光室(及曝光单元)的数量,可期待进一步的处理量的提高。

如以上所说明般,根据本实施方式的曝光系统1000,将自地面f的下方经由配线及配管而供应来的公用能源分配至腔室3001~3006的各个的第1控制架200在-x侧与-y侧的行的腔室3004~3006相邻,且与c/d9000对向而配置在-y侧。因此,可形成使2行腔室3001~3003及3004~3006侧与c/d9000侧的占据面积(尤其宽度尺寸(y轴方向的尺寸))一致的布局,尽管将2行曝光室用的腔室配置于c/d9000的长度方向的一侧,亦不会在与c/d9000的长度方向正交的方向的一侧产生不便使用的空余空间。

又,包含2行腔室、第1控制架200、及第2控制架500的曝光系统1000的构成部分与c/d9000一并整体上占据长方体的空间。因此,在本实施方式中,可避免在无尘室内产生不便使用的空间,从而实现空间的利用效率的提高。

又,利用第2控制架500,自上方将公用能源供应至腔室3001~3006的各个,因此具有如下优点。即,例如需要将大量电线(配线)连接于电子束照射装置330的镜筒331,但若欲自例如下方进行该电线的连接,则包含粗微动台332等的平台装置320存在而成为障碍,连接本身便有困难。与此相对地,在自上方对镜筒331进行电线的连接的情形时,因无遮挡,故即便电线的根数较多亦可容易地连接。

又,在本实施方式的曝光系统1000中,具备在真空腔室3002~3006的内部各容纳有2个的共计10个曝光单元310,各曝光单元310具备电子束照射装置330,该电子束照射装置330由能将可分别开/关且可偏向的例如4000根直径20nm的电子束的圆形点配置于矩形(例如100μm×20nm)的曝光区域内的多射束光学系统所构成的光学系统柱以与例如100个、例如300mm晶圆上的例如100个照射区域大致1:1对应的位置关系配置于镜筒331内而形成。因此,利用利用共计10个曝光单元310并行地进行各晶圆的曝光,与以往的电子束曝光装置相比可大幅提高处理量。

又,在本实施方式的曝光系统1000中,只要在与曝光室301i分开的测量室60内,在曝光前,在以梭10保持晶圆的状态下,进行晶圆相对于梭的位置关系的测量、及晶圆的平坦度测量等预先测量,其后将保持该预先测量已结束的晶圆的梭10搬入至各曝光室301i内,并经由运动耦接件而安装于位于基准位置的微动台332b,便可立即开始对晶圆的对准测量及曝光。在该点上,与以往相比亦可提高处理量。

又,在曝光系统1000中,预先测量已结束的晶圆及曝光已结束的晶圆与梭10一体地,利用梭搬送系统70在测量室60与真空腔室3002~3006各自的加载互锁真空室302之间搬送。因此,在曝光室内搬送系统312将搬入至真空腔室3002~3006各自的加载互锁真空室302内的保持预先测量已结束的晶圆的梭10搬入至各曝光室301i内并安装于微动台322b之后,可立即开始基于晶圆的精细对准及其结果的晶圆的曝光。

又,根据本实施方式,按照基于图18至图27所说明的顺序,进行曝光室301i内的晶圆与梭一体的交换,特别地,采用如下顺序:利用将保持曝光前的晶圆w1的梭101及保持曝光后的晶圆w0的梭100分别收纳于梭载体306的下层及上层的收纳架,而使两梭100、101上下排列,利用使该梭载体306向上方(或下方)移动,而使两梭100,101同时向上方移动(参照图22、图23)。因此,可高效率地利用曝光室301i的空间而进行晶圆与梭一体的交换,无需将曝光室301i的内部的容积(x轴方向及y轴方向的尺寸)超出需要地扩大。在该点上,可缩小占据面积。再者,在本实施方式中,为使两梭100、101以上下排列的状态同时向上方(或下方)移动,而使用梭载体306,但未必需要使用梭载体306,只要可达成相同效果,则为此所设的构成并无特别限定。例如亦可利用机器人使两梭100、101以上下排列的状态同时向上方(或下方)移动。

又,根据本实施方式的曝光系统1000的多个曝光单元310分别具备的平台装置320,沿x轴方向驱动粗动台332a的粗动台驱动系统323利用单轴驱动机构、作为一例即使用滚珠螺杆的进给螺杆机构而构成,因此无发生磁通自该进给螺杆机构泄漏的担心。又,作为沿6个自由度方向驱动安装梭10的微动台332b的微动台驱动系统327,可使用上述闭磁场型且动磁型的马达327,且该马达的上表面及两侧面由两端固定于粗动台332a的磁屏构件328覆盖,因此可在粗动台332a及微动台332b的整个移动范围有效地抑制或防止磁通向上方的泄漏。因此,在本实施方式中,无发生如对自电子束照射装置330的射束源射出的电子束的定位造成无法忽视的程度的不良影响的磁场变动的担心。再者,如上所述,本实施方式的平台装置320可有效地抑制或防止磁通向上方的泄漏,因此适于作为电子束曝光装置、其他带电粒子束曝光装置、或sem等中所使用的平台装置。

再者,在本实施方式中,作为粗动台驱动系统323,示出由使用滚珠螺杆的进给螺杆机构所构成的例,但并不限定于该构成。例如,亦可使用使粗动台驱动系统与微动台同样地被施以磁通泄漏对策的粗动台驱动系统。

又,在本实施方式的平台装置320中,设置有将微动台332b(及梭10)的自重支承于定盘321上的重量抵消装置324,因此在不驱动微动台(及梭10)时无需利用马达327产生用以支承自重的恒定的力。藉此,可防止因发热变大而导致的不良状况,并且可进而抑制或防止磁力对电子束的定位造成不良影响。

又,在本实施方式的曝光单元310中,在梭10安装于微动台322b的状态下,微动台322b的6个自由度方向的位置信息系利用由测量梭10的位置信息的上述编码器系统所构成的第1测量系统20而测量。编码器系统的测量射束的光程长度与干涉计相比极短,因此所需空间较小,从而可使第1测量系统20小型化。又,如上所述,第1测量系统20可实施共计12个自由度的测量,且可相对于6个自由度方向的各个,进行冗余测量,而获得各2个位置信息。而且,曝光控制装置380基于利用第1测量系统20而测量出的位置信息,针对各自由度将各2个位置信息的平均值作为各方向的测量结果。藉此,可利用平均化效应,针对6个自由度的所有方向,以高精度求出梭10及微动台322b的位置信息。因此,可提高曝光时的晶圆的位置控制性,可实施高精度的曝光。

再者,在本实施方式的曝光单元310中,可提高曝光时的晶圆的位置控制性,因此,曝光单元310可较佳地用于将线图案的一部分去除且包含较紫外光曝光装置的解析极限微细的非周期性的部分的图案的形成。此处,作为此种图案形成方法,存在如下图案的形成方法等,即,例如日本专利特开2011-258842号公报所揭示般,作为第1阶段,利用例如双重图案化法在晶圆上的各照射区域以线宽d(为较紫外光曝光装置的解析极限微细的线宽)形成间距2d的线与间隙图案。然后,作为第2阶段,在该各照射区域,利用电子束曝光装置所实施的曝光及蚀刻而自线与间隙图案局部地将线图案去除。

在使用曝光系统1000进行上述图案的形成的情形时,在第1阶段利用例如双重图案化法在晶圆上的各照射区域形成例如线宽10nm且间距20nm的线与间隙图案,然后在第2阶段将该晶圆作为目标物,使用曝光系统1000的各曝光单元310将非周期性的部分曝光,藉此可高效率地形成包含较紫外光曝光装置的解析极限微细的非周期性的部分(隔开部)的电路图案。

再者,第1阶段中所使用的双重图案化法可为间距分割(pitchsplitting)技术、及间隙间距倍增(spacerpitchdoubling、spacertransfer或sidewalltransfer)技术的任一者。又,第2阶段中所使用的目标物亦可为如下晶圆,即,并不限于双重图案化法,而使用电子束曝光装置、或euv曝光装置等,在各照射区域形成线宽d(为较紫外光曝光装置的解析极限微细的线宽)且间距2d的线与间隙图案。

又,在本实施方式的曝光单元310中,始终测量微动台322b的6个自由度方向的位置信息的第2测量系统25系与第1测量系统20分开而设置。因此,即便在梭未安装于微动台322b时,利用曝光控制装置380i(i=2~6)亦可控制微动台322b的6个自由度方向的位置、姿势。

又,在本实施方式的曝光系统1000中,在真空腔室300i的内部,容纳有一对曝光单元310。即,在真空腔室3002~3006各自的内部,不仅容纳有包含供保持晶圆w的梭10安装且可移动的微动台322b的平台装置320,而且容纳有电子束照射装置330的整体,该电子束照射装置330与平台装置320一并构成曝光单元310,且具有对微动台322b上的梭10所保持的晶圆照射电子束而进行曝光的电子束光学系统。因此,即便大气压变动,整体容纳于真空腔室300i的内部的镜筒331亦不会发生变形,而无发生镜筒331内的电子束光学系统受到不良影响等事态的担心。

再者,在上述实施方式中,针对平台装置320作为用以抑制或防止磁场变动的构成而具备两端固定于粗动台332a的磁屏构件328及重量抵消装置324的两者的情形进行了说明,但例如,亦可仅具备磁屏构件328。

再者,在上述实施方式中,针对在真空腔室300i的内部容纳有一对曝光单元310的情形进行了例示,但并不限于此,亦可在1个真空腔室的内部容纳有1个、或3个以上曝光单元310。又,在上述实施方式中,针对曝光系统1000具备5个曝光室301i及1个测量室60的情形进行了说明,但曝光室的数量只要至少有1个便足够。又,内部形成有测量室60的腔室3001为各由3个腔室所构成的2行腔室的一部分,但腔室3001亦可未必构成2行腔室的一部分,其设置场所不限。又,亦可无需设置2行腔室3001~3003及3004~3006的全部,而仅设置例如与c/d9000相邻的腔室3001及与第1控制架200相邻的腔室3004此2个。又,上述实施方式的配置于测量室60的内部的各部亦可并不设置于腔室3001的内部,关键在于,只要可执行晶圆相对于梭的概略位置测量及平坦度测量等预先测量的上述测量部65位于曝光系统的一部分即可。

又,上述实施方式中所说明的预先测量的内容仅为一例,亦可包含其他测量内容。又,在上述实施方式中,针对为进行预先测量而载置曝光前的晶圆的测量平台装置30具有与测量室内搬送系统62(搬送构件)合作而进行晶圆相对于梭10的装载及晶圆自梭10的卸除的装载-卸除装置(32、34、tb)的情形进行了说明,但并不限于此,亦可与用于预先测量的测量平台st分开而设置与测量部的搬送构件合作而进行晶圆相对于梭10的装载及晶圆自梭10的卸除的装载-卸除装置。又,亦可在测量部(上述实施方式中的测量室60)内,设置梭10的清扫装置。

再者,在上述实施方式中,针对除第1控制架200以外亦设置有第2控制架500的情形进行了说明,但亦可不必设置第2控制架500。在未设置第2控制架500的情形时,较理想为利用第1控制架200,自上方将自地面f的下方经由配线及配管而供应来的公用能源分配至腔室3001~3006的各个。

再者,腔室的数量亦可为腔室3001、3002此2个,在该情形时,第2控制架500亦可设置在腔室3001、3002的上方。

《第1变形例》

在上述实施方式中,如上所述,针对第2控制架500自上方对真空腔室300i供应公用能源的曝光系统进行了说明。其次,基于图28针对该曝光系统的第1变形例进行说明。在图28中,示出变形例的曝光系统所具备的真空腔室300a及容纳于其内部的曝光单元310。真空腔室300a相当于上述真空腔室300i(i=2、3、4、5、6)。在图28的变形例的曝光系统中,作为连接于第2控制架500的内部的公用能源供应用的供应构件的多条缆线315的一部分经由真空腔室300a的侧壁而连接于电子束照射装置330。

在图28所示的真空腔室300a的侧壁,设置有安装配线及配管等供应构件的多个(在图28中为4个)安装构件316a,又,在真空腔室300a的顶壁,亦设置有至少一个安装构件316b。

而且,在电子束照射装置330的镜筒331的外周部及上表面部,经由安装构件316a或316b而分别连接有多条缆线315的一端部。多条缆线315的各个包含配线及配管的至少一者。多条缆线315各自的另一端部连接于上述第2控制架500。公用能源经由该等缆线315自位于真空腔室300的上方的第2控制架500供应至电子束照射装置330。

再者,安装构件316a、316b经由用以维持真空腔室300a内部的气密性的密封构件,而支承多条缆线315各自的中间部或一端部。

安装构件316a、316b既可由形成有供缆线315贯通的贯通孔的一种密封构件所构成,亦可为一种真空用连接器,该真空用连接器具有配置于真空腔室300a的内表面侧的第1构件、及配置于真空腔室300a的外表面侧的第2构件,用以将各缆线315的腔室内部分(位于真空腔室300a的内部的部分)与腔室外部分(位于真空腔室300a的外部的部分)连接,并且维持真空腔室300a内部的气密性。

《第2变形例》

其次,基于图29针对第2变形例的曝光系统进行说明。在图29中,示出第2变形例的曝光系统所具备的真空腔室300b及容纳于其内部的曝光单元310。真空腔室300b相当于上述真空腔室300i(i=2、3、4、5、6)。真空腔室300b的内部空间被划分为容纳有平台装置320及电子束照射装置330的射出端部(下端部)的第1室301a、以及容纳有除电子束照射装置330的下端部以外的部分(上端部)的第2室301b。本变形例的曝光系统使用真空腔室300b来代替真空腔室300i,且为将真空腔室300b的内部空间划分为第1室301a及第2室301b而采用如下所说明的构成,此点与上述实施方式不同。再者,在图29中,省略梭载体及曝光室内搬送系统的图标。

在真空腔室300b的第1室301a部分的侧壁(侧板)及顶壁(顶板),经由安装构件316a或316b而安装有(固定有)作为上述公用能源供应用的供应构件的多条缆线315。

在本变形例中,在电子束照射装置330的镜筒331的外周部,在较上述计量框架340靠上方的位置设置有凸缘部flg,经由该凸缘部flg,电子束照射装置330经由上述3个垂吊支承机构350a、350b、350c(柔性构造的连接构件)而自真空腔室300b的顶板(顶壁)以垂吊状态受到支承。凸缘部flg以自镜筒331的外周部突出的方式形成为环状。又,为将电子束照射装置330与真空腔室300b的相对位置维持为既定的状态,而在凸缘部flg,设置有与上述定位装置353(参照图16)相同的非接触方式的定位装置(未图标)。

在真空腔室300b的第1室301a与第2室301b的边界的部分的内壁面,设置有环状的突出部317。而且,在凸缘部flg与突出部317之间,设置有将两者连接的环状连接部319。

环状连接部319包含配置在突出部317上的环状板314以及包围镜筒331而配置于环状板314与凸缘部flg之间的环状的金属制的波纹管329。环状板314的下表面的外周侧半部遍及全周而载置于突出部317的上表面。波纹管329的上端部连接于环状板314的下表面,下端部连接于凸缘部flg的上表面。因此,波纹管329成为在z轴方向上自由伸缩的构造。

在本变形例中,利用突出部317、凸缘部flg、及环状连接部319,气密性良好地划分有第1室301a及第2室301b。

再者,3个垂吊支承机构350a、350b、350c各自的下端经由环状板314的中央部的开口而连接于凸缘flg。

在本变形例中,与上述实施方式同样地,在真空腔室300b的内部,容纳有曝光单元310,因此即便大气压变动,整体容纳于真空腔室300a的内部的镜筒331亦不会发生变形,而无发生镜筒331内的电子束光学系统受到不良影响等事态的担心。除此以外,在本变形例中,在第1室301a,未配置缆线,而气密性良好地划分有第1室301a及第2室301b,而且,在环状连接部319,使用几乎无漏气的金属制的波纹管329,因此配置于第1室301a内的各部几乎不会受到漏气的影响。

又,电子束照射装置330经由凸缘部flg而由3个垂吊支承机构350a、350b、350c自真空腔室300b的顶板垂吊支承。又,凸缘部flg经由自由伸缩的金属制的波纹管329而连接于环状板314。因此,利用3个垂吊支承机构350a、350b、350c的功能,可获得高隔振性能并且可使机构部大幅轻量化。又,利用未图标的定位装置,电子束照射装置330相对于真空腔室300a的x轴方向、y轴方向、z轴方向的相对位置、及环绕x轴、y轴、z轴的相对旋转角维持为固定的状态(既定的状态)。又,环状连接部319(波纹管329)允许凸缘部flg(电子束照射装置330及计量框架340)相对于真空腔室300b的相对位移,并且亦防止或有效地抑制振动自真空腔室300b向凸缘部flg(电子束照射装置330及计量框架340)传递。再者,在本变形例中,亦可不与凸缘部flg分开设置有计量框架340,而使凸缘部flg具有计量框架340的功能。

再者,在上述实施方式及变形例中,针对在真空腔室3002~3006、300a、300b各自的内部容纳有曝光单元310的整体的情形进行了说明,但并不限于此,例如亦可如图30所示,使曝光单元310中的除电子束照射装置330的镜筒331的下端部以外的部分、即镜筒331的上端部露出在真空腔室300c的外部。图30所示的真空腔室300c仅由与划分上述第2变形例的真空腔室300b的第1室301a的部分相当的部分所构成。为确保该真空腔室300c的内部对于外部的气密状态,与上述变形例同样地,利用凸缘部flg及连接于凸缘部flg的环状连接部319,划分有真空腔室300c的内部及外部。再者,在图30的例中,电子束照射装置330经由凸缘部flg,利用3个垂吊支承机构350a、350b、350c而自上述框架400垂吊支承。在该图30的例中,可自电子束照射装置330经由空气而散热。再者,在该图30的变形例中,亦可不与凸缘部flg分开设置有计量框架340,而使凸缘部flg具有计量框架340的功能。

再者,在上述实施方式及各变形例中,电子束照射装置330与计量框架340一体地,经由3个垂吊支承机构350a、350b、350c自真空腔室的顶板(顶壁)或框架400垂吊支承,但并不限于此,电子束照射装置330亦可由落地式物体支承。

再者,在上述实施方式中,使曝光前的晶圆及曝光后的晶圆均与梭10一体地在所有真空腔室3002~3006与测量室60之间搬送,但并不限于此,亦可使曝光前的晶圆及曝光后的晶圆单独地,利用由沿上述空间sp内的动作路径移动的水平多关节机器人等所构成的晶圆搬送系统,在所有真空腔室3002~3006与测量室60之间搬送。在该情形时,为不仅可对晶圆进行第1层曝光,而且亦可进行第2层以后的曝光,需要在曝光室301i的内部配置用以对晶圆进行预先测量的装置,该预先测量用以可利用电子束照射装置330检测对准标记。在与梭一体地搬送晶圆的情形、及单独地搬送晶圆的情形的任一种情形时,供搬送晶圆的上述空间sp及连通于该空间sp的测量室60的一部分均可以设定为真空度比真空腔室的内部低的低真空状态的方式构成。在将晶圆(及梭)自大气中搬入至加载互锁室内的情形时,需要在尽可能短的时间内进行抽真空直至使加载互锁室内成为与真空腔室的内部相同程度的高真空状态为止,在该情形时,晶圆(及梭)所处的环境自大气压变化为高真空,晶圆会因温度降低而收缩。另一方面,在将晶圆(及梭)自低真空空间搬入至加载互锁室内的情形时,其温度的降低比率变低,温度降低所致的晶圆的收缩变小。

再者,在上述实施方式中,针对晶圆与梭10一体地在测量室60与各曝光室301i之间搬送的情形进行了说明,但并不限于此,亦可设定为:在将与梭10同样具有静电吸盘的保持构件机械固定于微动台332b上而单独搬送晶圆的曝光装置中,亦与上述实施方式同样地利用编码器系统,对该保持构件的例如6个自由度方向的位置信息进行测量。在该情形时,作为编码器系统,亦可使用与上述实施方式的第1测量系统20相同的构成者。在该情形时,保持构件未被搬送,因此亦可在保持构件侧设置头部,并将光栅板以头部可与的对向的方式设置于保持构件的外部。

再者,未必需要将保持曝光后的晶圆的梭返送至测量室60。例如,亦可与测量室60分开而设置晶圆搬出部,利用该晶圆搬出部将晶圆自梭卸除。

又,在上述实施方式中,针对微动台332b可相对于粗动台332a沿6个自由度方向移动的情形进行了说明,但并不限于此,微动台亦可仅能在xy平面内移动。在该情形时,测量微动台的位置信息的第1测量系统20及第2测量系统25亦可为能对关于xy平面内的3个自由度方向的位置信息进行测量。

又,在上述实施方式中,利用第1测量系统20而针对6个自由度方向的各方向进行冗余测量,并基于在各方向上所获得的2个位置信息的平均,求出各方向的微动台的位置,但并不限于此,亦可相对于6个自由度方向的各方向,进行进一步的冗余测量,并基于3个以上的位置信息的平均,求出各方向的微动台的位置。或者,亦可仅针对6个自由度方向的部分方向、例如xy平面内的3个自由度方向,进行冗余测量,亦可针对任何方向均不进行冗余测量。

再者,若就另一观点而言,则利用上述实施方式,提供一种曝光系统,其利用带电粒子束对涂敷有感应剂的目标物进行曝光的曝光系统,且具备:第1腔室,其形成有对保持于第1保持构件的曝光前的上述目标物进行预先测量的测量室;第2腔室,其形成有利用上述带电粒子束对保持于与上述第1保持构件不同的第2保持构件的上述目标物进行曝光的曝光室;及搬送系统,其在将保持上述预先测量已结束的上述目标物的上述第1保持构件经由加载互锁真空室而自上述第1腔室搬送至上述第2腔室内之后,自上述真空腔室经由上述加载互锁真空室而搬送保持上述曝光已结束的上述目标物的上述第2保持构件。在该情形时,搬送系统包含配置于真空腔室及加载互锁真空室的外部的搬送系统及配置于真空腔室内的搬送系统的两者。

又,若就进而另一观点而言,则利用上述实施方式,提供一种交换方法,其对搭载于并设有加载互锁室的真空腔室内的载物台的目标物进行交换者,且包括如下步骤:将保持有曝光前的上述目标物的第1保持构件搬入至上述加载互锁室内;将上述加载互锁室的大气侧闸阀关闭,对上述加载互锁室内进行抽真空;在上述加载互锁室内成为既定的真空状态之后,将上述加载互锁室的真空侧闸阀打开,将保持有上述目标物的上述第1保持构件搬入至上述真空腔室内的既定位置;在搬入至上述既定位置之后,使保持有上述目标物的上述第1保持构件向下方或上方移动既定距离而在第1待机位置待机,并且将保持曝光后的目标物的第2保持构件自上述载物台搬送至上述既定位置;使上述第1保持构件及上述第2保持构件向上方或下方移动既定距离,使上述第2保持构件位于第2待机位置并且使上述第1保持构件位于上述既定位置;将位于上述既定位置的上述第1保持构件搬入至上述载物台上,开始对上述第1保持构件的目标物的曝光;与上述曝光开始大致同时地使在上述第2待机位置待机的上述第2保持构件位于上述既定位置;将位于上述既定位置的上述第2保持构件搬入至上述加载互锁室内,将上述加载互锁室的真空侧的闸阀关闭;以及将上述加载互锁室的大气侧的闸阀打开,将上述第2保持构件自上述加载互锁室向外部搬出。

又,若就进而另一观点而言,则利用上述实施方式,提供第1平台装置,其具备:基底构件;第1平台,其可相对于上述基底构件沿第1方向移动;第2平台,其可相对于上述第1平台沿与上述第1方向交叉的第2方向移动;驱动用马达,其驱动上述第2平台;及磁屏构件,其设置于上述第1平台,且覆盖上述马达的至少上表面及侧面。

又,若就进而另一观点而言,则利用上述实施方式,提供第2平台装置,其具备:基底构件;第1平台,其可相对于上述基底构件沿第1方向移动;第2平台,其可相对于上述第1平台沿与上述第1方向交叉的第2方向移动;驱动用马达,其驱动上述第2平台;磁屏构件,其覆盖上述驱动用马达的至少上表面及侧面;及重量抵消装置,其将上述第2平台的自重支承于上述基底构件上。

又,若就进而另一观点而言,则利用上述实施方式,提供第1曝光装置,其具备在上述第2平台保持有目标物的上述第1及第2平台装置的任一者、及具有带电粒子束光学系统且对上述目标物照射带电粒子束的带电粒子束照射装置。

又,若就进而另一观点而言,则利用上述实施方式,提供第2曝光装置,其具备:带电粒子束照射装置,其具有带电粒子束光学系统,将带电粒子束照射至目标物;载物台,其保持上述目标物且至少可在与上述带电粒子束光学系统的光轴正交的既定平面内移动;驱动系统,其驱动上述载物台;编码器系统,其可测量上述载物台的位置信息;及控制装置,其基于利用上述编码器系统而测量出的上述位置信息,控制上述驱动系统对上述载物台的驱动。

再者,在上述实施方式中,针对目标物为半导体组件制造用的晶圆的情形进行了说明,但本实施方式的曝光系统1000亦可较佳地应用于在玻璃基板上形成微细的图案而制造屏蔽时。又,在上述实施方式中,针对使用电子束作为带电粒子束的电子束曝光系统1000进行了说明,但对于使用离子束等作为曝光用的带电粒子束的曝光系统亦可应用上述实施方式。

[产业上的可利用性]

如以上所说明般,本发明的曝光系统适合用于制造半导体组件等电子组件时的光刻步骤中。

(符号说明)

60:测量室;200:第1控制架;3001、3002、3003:腔室;3004、3005、3006:腔室;301i:曝光室;302:加载互锁真空室;310:曝光单元;322:粗微动台;330:电子束照射装置;350a、350b、350c:垂吊支承机构;351:抗振垫;352:金属线;353:定位装置;400:框架;500:第2控制架;1000:曝光系统;9000:c/d;f:地面;sp:空间;w、w0、w1:晶圆。

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