WO2019064519A1 - 電子ビーム装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

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WO2019064519A1
WO2019064519A1 PCT/JP2017/035576 JP2017035576W WO2019064519A1 WO 2019064519 A1 WO2019064519 A1 WO 2019064519A1 JP 2017035576 W JP2017035576 W JP 2017035576W WO 2019064519 A1 WO2019064519 A1 WO 2019064519A1
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electron beam
optical
optical system
light
electron
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PCT/JP2017/035576
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English (en)
French (fr)
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真路 佐藤
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株式会社ニコン
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34

Definitions

  • the present invention relates to an electron beam apparatus and a device manufacturing method, and in particular, uses an electron beam apparatus and an electron beam apparatus which irradiate light to a photoelectric element and irradiate an electron generated from the photoelectric element as an electron beam to a target. It relates to a device manufacturing method.
  • complementary lithography has been proposed in which an immersion exposure technique using an ArF light source and a charged particle beam exposure technique (for example, an electron beam exposure technique) are used complementarily.
  • a simple line and space pattern (hereinafter, appropriately abbreviated as an L / S pattern) is formed by utilizing double patterning or the like in immersion exposure using an ArF light source.
  • line patterns are cut or vias are formed through exposure using an electron beam.
  • an electron beam exposure apparatus provided with a multi-beam optical system that turns on and off a beam using a plurality of blanking apertures can be used (see, for example, Patent Document 1).
  • an apparatus using an electron beam has some points to be improved in terms of accuracy and the like.
  • an electron beam apparatus using a photoelectric element which generates electrons by irradiation of light which comprises: an optical optical system; and an irradiation of at least one light beam from the optical optical system.
  • An electron optical system which irradiates a target with electrons generated from a photoelectric element as an electron beam, a first frame in which a vacuum space in which an electron emission surface of the photoelectric element is disposed is formed, and at least one of the optical optical system
  • An electron beam apparatus is provided, comprising: a first support member supporting a portion; and a second frame supporting the first support member.
  • an electron beam apparatus using a photoelectric element generating electrons by light irradiation which is an optical device capable of providing a plurality of light beams, the optical device and the photoelectric element.
  • An optical optical system having a projection system positioned between the arrangement position, and electron optics for irradiating an electron generated from the photoelectric element by the irradiation of at least one light beam from the optical optical system as an electron beam to a target System, a first frame in which a vacuum space in which an electron emission surface of the photoelectric element is disposed is formed, a first support member for supporting the projection system, and a second support member for supporting the optical device
  • An electron beam apparatus is provided, comprising: a second frame supporting the second support member.
  • an electron beam apparatus using a photoelectric element that generates electrons by light irradiation, and an optical device capable of providing a plurality of light beams, and irradiating the optical device with illumination light.
  • Light optical system having an illumination system, a projection system positioned between the optical device and the arrangement position of the photoelectric element, and irradiation of at least one light beam from the An electron optical system for irradiating a target with generated electrons as an electron beam, a first frame in which a vacuum space in which an electron emission surface of the photoelectric element is disposed is formed, and a first support member for supporting the projection system
  • An electron beam apparatus comprising: a second support member supporting the illumination system; and a second frame supporting the second support member.
  • a device manufacturing method including a lithography step, wherein the lithography step includes forming a line and space pattern on a target, and the first to third aspects.
  • a device manufacturing method including: cutting a line pattern constituting the line and space pattern using an electron beam apparatus according to any of the above.
  • FIG. 1 schematically shows a configuration of an exposure apparatus according to a first embodiment. It is a figure which partially omits and shows a structure of the exposure apparatus of FIG. 1 which removed the body frame. It is a figure which shows the structure of the electron beam optical system seen from + X direction. It is a figure which expands and shows the photoelectric device shown by FIG.
  • FIG. 5A is a partially omitted longitudinal sectional view showing the photoelectric device
  • FIG. 5B is a plan view partially showing the photoelectric device.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the correction of the reduction ratio in the X-axis direction and the Y-axis direction by the first electrostatic lens.
  • FIG. 8A is a perspective view showing a light diffraction type light valve
  • FIG. 8B is a side view showing the light diffraction type light valve.
  • It is a top view which shows a pattern generator.
  • It is a figure for demonstrating the support structure of the light irradiation apparatus with which the exposure apparatus of FIG. 1 is equipped, and its structure each part.
  • FIG. 16 is a second diagram illustrating beam-aperture alignment
  • FIG. 17 is a diagram (part 3) for describing alignment between beam and aperture
  • FIG. 16 is a diagram (No. 4) for describing alignment between beam and aperture.
  • FIG. 21 is a diagram (No. 5) for describing alignment between beam and aperture;
  • FIG. 16 is a diagram (part 6) for describing alignment between beam and aperture;
  • a movable optical member including a pattern generator which constitutes a part of a light irradiation device, which is used to scan an aperture of a photoelectric element with a corresponding light beam, and an adjusting device which adjusts the position of the optical member FIG.
  • FIGS. 29A to 29C show a procedure for forming a cut pattern for cutting line patterns having different pitches by using the aperture integrated photoelectric device of FIG.
  • FIG. 30A is a view for explaining an example of the configuration of the separate aperture type photoelectric device
  • FIGS. 30B to 30E are views showing various configuration examples of the aperture plate.
  • 31 (A) and 31 (B) are diagrams for explaining the correction of the shape change (rounding of four corners) of the cut pattern caused by the blur caused by the optical system and the resist blur. It is a figure for describing one embodiment of a device manufacturing method.
  • FIG. 1 schematically shows the structure of an exposure apparatus 100 according to the first embodiment. Since the exposure apparatus 100 includes a plurality of electron beam optical systems (electron optical systems) as described later, hereinafter, the Z axis is parallel to the optical axis of the electron beam optical system and in a plane perpendicular to the Z axis
  • the scanning direction in which the wafer W is moved during exposure to be described later is taken as the Y-axis direction, the direction orthogonal to the Z-axis and Y-axis as the X-axis direction, and the rotation (tilting) direction about the X-axis, Y-axis and Z-axis
  • the description will be made as the ⁇ x, ⁇ y and ⁇ z directions, respectively.
  • the exposure apparatus 100 is disposed in a body frame 101 installed on a floor F of a clean room, a stage chamber 10 installed on a pedestal 101 a of the body frame 101, and an exposure chamber 12 inside the stage chamber 10.
  • a stage system 14 and an optical system 18 disposed above the stage system 14 are provided.
  • the optical system 18 comprises an electron beam optical unit 18A and an optical unit 18B disposed thereon.
  • the stage chamber 10 may be installed on the floor surface F.
  • the electron beam optical unit 18A includes a housing 19 as a main frame in which a first vacuum chamber 34 is formed.
  • a housing 19 as a main frame in which a first vacuum chamber 34 is formed. The specific configuration and the like of the optical system 18 will be described in detail later.
  • the body frame 101 is disposed on the upper surface of the pedestal 101a mounted on the floor surface F parallel to the XY plane, the upper frame 101b disposed a predetermined distance above the pedestal 101a, and the upper frame 101b. And a plurality of pillars 101c for connecting the pedestal 101a and the upper frame 101b while supporting the lower frame from the lower side. Although two pillars 101c are shown in FIG. 1, the body frame 101 is equipped with three or four pillars 101c.
  • FIG. 2 the configuration of the exposure apparatus 100 from which the body frame 101 is removed is partially omitted.
  • a vacuum pump (not shown) is shown as indicated by the white arrow in FIG. It is a vacuum chamber which can evacuate the inside by.
  • a vacuum pump a pump for vacuum supply may be used as a factory power.
  • the stage chamber 10 has a bottom wall 10a parallel to the XY plane disposed on the pedestal 101a of the body frame 101, a top wall (ceiling wall) 10b disposed a predetermined distance above the bottom wall 10a, and a bottom wall
  • the upper wall 10b is supported from below on 10a, and a peripheral wall 10c that defines the exposure chamber 12 together with the bottom wall 10a and the upper wall 10b is provided.
  • An opening 10d is formed in the upper wall 10b.
  • the lower end portion of the housing 19 of the electron beam optical unit 18A in which the plurality of electron beam optical systems 70 are accommodated is disposed.
  • the exposure apparatus 100 includes 45 electron beam optical systems 70 as an example.
  • the electron beam optical unit 18A has the above-described housing 19 internally including three spaces (referred to as a first space, a second space, and a third space in order from the top) arranged vertically. Is equipped.
  • the first space becomes the aforementioned first vacuum chamber 34 when vacuumed.
  • a frame member 192 having a protrusion projecting outward from the other portion is disposed between the second space and the third space.
  • the lower surface of the peripheral portion (protrusion) of the frame member 192 faces the upper surface of the upper wall 10a of the stage chamber 10, and the space between the lower surface of the frame member 192 and the upper surface of the upper wall 10b of the stage chamber 10 is shown in FIG. As shown in FIG.
  • the frame member 192 may not have a protrusion.
  • Other members constituting the housing 19 may have a lower surface facing the upper wall 10a.
  • the housing 19 is suspended and supported at three points from the upper frame 101b of the body frame 101 via a plurality of, for example, three suspension support mechanisms 600 provided with anti-vibration members (see FIG. 1).
  • the vibrations such as floor vibrations transmitted from the outside to the body frame 101
  • the natural frequency of the suspension support mechanism 600 is lower in the direction perpendicular to the optical axis than in the direction parallel to the optical axis of the electron beam optical system.
  • the three suspension support mechanisms 600 may vibrate like a pendulum in the direction perpendicular to the optical axis, vibration isolation performance in the direction perpendicular to the optical axis (floor vibration transmitted from the outside to the body frame 101)
  • the lengths of the three suspension support mechanisms 600 are set sufficiently long so that the ability to prevent the transmission of vibrations such as the above to the housing 19 (electron beam optical unit 18A) is sufficiently high. With this structure, high vibration isolation performance can be obtained, and at the same time, significant weight reduction of the mechanism portion is possible.
  • the relative position between the housing 19 (electron beam optical unit 18A) and the body frame 101 may change at a relatively low frequency.
  • a non-contact type positioning device 23 (not shown in FIG. 1, see FIG. 12) is provided. It is done.
  • the positioning device 23 can be configured to include a six-axis acceleration sensor and a six-axis actuator, as disclosed in, for example, WO 2007/077920.
  • the positioning device 23 is controlled by the main controller 110 (see FIG. 12).
  • relative positions of the housing 19 (electron beam optical unit 18A) with respect to the body frame 101 in the X axis direction, Y axis direction, Z axis direction, and relative rotation angles around the X axis, Y axis, and Z axis are It is maintained in a fixed state (predetermined state).
  • the housing 19 will be described in more detail later.
  • the positioning device 23 may not be provided.
  • the stage system 14 is supported by a weight plate 22 supported on the bottom wall 10a via a plurality of vibration isolation members 20, and supported by a weight cancellation device 24 on the surface plate 22, as shown in FIG.
  • the wafer stage WST is movable in the direction and the Y-axis direction with a predetermined stroke, for example, 50 mm, and can be finely moved in the remaining four degrees of freedom (Z-axis, ⁇ x, ⁇ y and ⁇ z directions)
  • the stage drive system 26 (only a part of which is shown in FIG. 2, see FIG. 12) which moves, and the position measurement system 28 (not shown in FIG. 2, FIG. 12) which measures positional information in the direction of 6 degrees of freedom of the wafer stage WST. See) and.
  • Wafer stage WST adsorbs and holds wafer W via an electrostatic chuck (not shown) provided on the upper surface thereof.
  • Wafer stage WST has a frame-shaped member with an XZ cross section, in which mover 30a of motor 30 having a yoke and a magnet (all not shown) is integrally fixed.
  • a stator 30b of a motor 30 formed of a coil unit extending in the Y-axis direction is inserted into the inside (hollow part) of the mover 30a.
  • the stator 30 b is connected to the X-stage 31 moving in the X-axis direction on the surface plate 22 at both ends in the longitudinal direction (Y-axis direction). As shown in FIG.
  • the X stage 31 has a pair of support portions with the X axis direction as the longitudinal direction and a predetermined distance in the Y axis direction, and the upper surface of the pair of support portions Both ends of the direction are fixed.
  • X stage 31 is integrated with wafer stage WST by an X stage drive system 32 (not shown in FIG. 2, see FIG. 12) constituted by a single-axis drive mechanism without magnetic flux leakage, for example, a feed screw mechanism using a ball screw. Is moved with a predetermined stroke in the X-axis direction.
  • the X stage drive system 32 may be configured by a uniaxial drive mechanism provided with an ultrasonic motor as a drive source. In any case, the influence of the magnetic field fluctuation due to the magnetic flux leakage on the positioning of the electron beam is negligible.
  • the motor 30 can move the mover 30a relative to the stator 30b in the Y-axis direction by a predetermined stroke, for example, 50 mm, and can finely move the mover 30a in the X-axis direction, the Z-axis direction, the ⁇ x direction, the ⁇ y direction, and the ⁇ z direction Closed magnetic field type and moving magnet type motor.
  • a wafer stage drive system that moves wafer stage WST in the direction of six degrees of freedom by motor 30 is configured.
  • the wafer stage drive system will be referred to as wafer stage drive system 30 using the same reference numerals as motor 30.
  • the X stage drive system 32 and the wafer stage drive system 30 move the wafer stage WST in the X axis direction and the Y axis direction with a predetermined stroke, for example, 50 mm, and the remaining four degrees of freedom (Z axis, ⁇ x,
  • the above-mentioned stage drive system 26 is configured to move slightly in the ⁇ y and ⁇ z directions).
  • the X stage drive system 32 and the wafer stage drive system 30 are controlled by the main controller 110 (see FIG. 12).
  • the weight cancellation device 24 includes a metal bellows type air spring (hereinafter abbreviated as air spring) 24a whose upper end is connected to the lower surface of the wafer stage WST, and a base slider 24b connected to the lower end of the air spring 24a. have.
  • the base slider 24b is provided with a bearing (not shown) for spouting the air inside the air spring 24a to the upper surface of the platen 22, and the bearing surface of the pressurized air ejected from the bearing and the upper surface of the platen 22.
  • the weight cancellation device 24, the wafer stage WST (including the mover 30a), and the own weight of the wafer W are supported by the static pressure (pressure in the gap) between them.
  • compressed air is supplied to the air spring 24 a through a pipe (not shown) connected to the wafer stage WST.
  • the base slider 24b is supported in a non-contact manner on the surface plate 22 via a kind of differential pumping type of static air bearing, and the air ejected from the bearing portion toward the surface plate 22 is exposed to the surrounding (exposure chamber 12) are prevented from leaking out.
  • a pair of pillars are provided sandwiching air spring 24a in the Y-axis direction, and a plate spring provided at the lower end of the pillar is connected to air spring 24a.
  • the electron beam optical unit 18A includes the aforementioned housing 19 in which the first vacuum chamber 34 and the like are provided, and the housing 19 is suspended from the upper frame 101b of the body frame 101 by the three suspension support mechanisms 600. It is supported.
  • the first vacuum chamber 34 is, as shown in FIG. 2, a first plate 36 constituting an uppermost wall (ceiling wall) of the housing 19, and a second plate disposed between the first space and the second space.
  • a plate (hereinafter referred to as a base plate) 38 and a side wall 40 connecting the lower surface of the first plate 36 and the upper surface of the base plate 38 are defined.
  • the first vacuum chamber 34 is independent of the exposure chamber 12 inside the above-mentioned stage chamber 10 by the vacuum pump 46A connected via the through hole 40a of the side wall 40 until the inside is in a high vacuum state. It is possible to evacuate (see open arrow in FIG. 2).
  • the holding member 52 is disposed with almost no gap.
  • FIG. 3 shows the internal configuration of the housing 19 corresponding to one of 45 electron beam optical systems 70 i provided in the electron beam optical unit 18A.
  • the holding member 52 since the member provided corresponding individually to the electron beam optical system 70 i 45 there are a large number, in the following, individually corresponding to the electron beam optical system 70 i 45 Subscript subscripts i are added as appropriate to each component provided.
  • the holding member 52 referred to as holding member 52 i.
  • the subscript i is appropriately added and described.
  • Holding member 52 i holding the partition member 81 i made of a light transmissive member such as quartz glass that serves as a vacuum partition wall.
  • the partition member 81 i as appropriate, also referred to as a vacuum partition wall 81 i.
  • the first plate 36 may hold the partition member 81 i.
  • the material of the light transmitting member constituting the partition member 81 is not limited to quartz glass, and any material having transparency to the wavelength of light used in the optical unit 18B may be used. Holding Below the member 52 i, the opening (notch) 88a (see FIG. 3) the holder 88 i which is formed is disposed.
  • the holder 88 i is fixed to the inner wall surface of the through hole 36 a of the first plate 36.
  • the holder 88 i holds a photoelectric device 54 described later. In the following, is held by the holder 88 i, or the photoelectric element 54 held by the holder 88 i, optionally with referred to as photoelectric elements 54 i, for also its constituent parts, as appropriate, the subscript It is written with a subscript i.
  • the holder 88 i has been fixed to the inner wall surface of the through hole 36a, it may be a holder 88 i provided on the lower surface of the first plate 36. Further, the photoelectric element 54 may not be held in the through hole 36a, and may be held below the through hole 36a, for example.
  • FIG. 4 shows the photoelectric device 54 shown in FIG. 3 in an enlarged manner.
  • the photoelectric device 54 has a substrate (also called reticle blanks) 56.
  • FIG. 4 corresponds to a longitudinal cross-sectional view taken along the central position in the depth direction (X-axis direction) of the photoelectric element 54.
  • the light shielding film 58 and the alkaline photoelectric layer 60 are laminated (formed) on a part of the central portion of the lower surface of the base material 56.
  • the photoelectric device 54 has a base 56 made of a light transmitting member such as quartz glass and the lower surface of the base 56.
  • a light shielding film (aperture film) 58 made of vapor-deposited chromium or the like, and a layer (alkali photoelectric conversion) of an alkaline photoelectric film (photoelectric conversion film) deposited (e.g. vapor deposited) on the lower surface side of the substrate 56 and the light shielding film 58 Layer (alkaline photoelectric layer) 60.
  • a large number of apertures (openings) 58a are formed.
  • the number of apertures 58a may be the same as the number of multi beams described later, or may be larger than the number of multi beams.
  • the alkaline photoelectric layer 60 is also disposed inside the aperture 58a, and the base 56 and the alkaline photoelectric layer 60 are in contact at the aperture 58a.
  • the base 56, the light shielding film 58, and the alkaline photoelectric layer 60 are integrally formed, and at least a part of the photoelectric element 54 is formed.
  • the material of the base 56 is not limited to quartz glass, and may be, for example, a material having transparency to the wavelength of light used in the optical unit 18B, such as sapphire.
  • the alkali photoelectric layer 60 is a multi-alkali photocathode using two or more types of alkali metals.
  • the multialkali photocathode is a photocathode characterized by high durability, capable of generating electrons with green light having a wavelength of 500 nm band, and high quantum efficiency QE of the photoelectric effect of about 10%.
  • a material having a high conversion efficiency of 10 [mA / W] is used.
  • the electron emission surface of the alkaline photoelectric layer 60 is the lower surface in FIG. 5A, that is, the surface on the opposite side to the upper surface of the base material 56.
  • the base plate 38 has a plurality of (45 in this embodiment) centers substantially on the optical axis AXe i of the electron beam optical system 70 i .
  • An opening 38a is formed.
  • Figure 3 is an electron beam optical system 70 i and is a diagram showing the components of the housing 19 corresponding individually to the electronic beam optics 70 i. Opening 38a, as can be seen from FIGS. 2 and 3, is opened and closed by a valve 39 i.
  • the 45 openings 38a (valves 39 i ) can be simultaneously opened and closed by the operation member 41 capable of reciprocating in the Y-axis direction shown in FIGS. 1 and 2.
  • the movement of the operation member 41 is performed by, for example, a pneumatic (or electromagnetic) first drive unit 46 under the main control device 110 (see FIG. 12).
  • the vacuum degree of the exposure chamber 12 inside the stage chamber 10 is measured by a vacuum gauge (pressure gauge for measuring a vacuum) 37, and the measurement value of the vacuum gauge 37 is supplied to the main controller 110 (see FIG. 12). .
  • the valve 39 i for opening and closing the opening 38a of 45 has been opened, on the basis of the measured values from the vacuum gauge 37, the degree of vacuum exposure chamber 12 is abnormal, or when it is detected
  • the main control device 110 controls the first drive unit 46 to move the operation member 41 in the -Y direction. By doing this, the 45 valves 39 i can be closed simultaneously.
  • each electron beam optical system 70 i of 45 on the optical axis ax i is the arrangement region of the plurality of apertures 58a formed in the light shielding film 58 of the photoelectric device 54 i which is held by the holder 88 i
  • the centers are almost identical.
  • the second space 47 of the housing 19 is, for example, a square frame connecting the base plate 38 constituting the upper wall, the frame member 192 constituting the bottom wall, and the base plate 38 and the frame member 192. It is partitioned by the side (or annular) side wall member 194. The second space 47 may not be divided by the side wall member 194. The side wall member 194 may not be provided to surround the second space 47.
  • the frame member 192 may be supported by the base plate 38 via the side wall member 194.
  • the first partial lens barrel 104a i and the electromagnetic lens 70a are supported in a suspended state on the lower surface of the base plate 38, but a spacer member is interposed between the frame member 192 and the first partial lens barrel 104a i It may be interposed and supported from below by the frame member 192.
  • the lens barrel 104 ai may be referred to as a housing 104 ai .
  • Tube 196 i Underside from reaching the upper surface of the frame member 192, for example, stainless steel base plate 38 is disposed.
  • Tube 196 i has its upper side and lower O-ring disposed respectively on the side 199a, via 199b, and is sandwiched between the base plate 38 and the frame member 192.
  • O-ring 199a if secured tightness in the tube 196 i using, for example, 199b, the tube 196 i can may be supported on the base plate 38, it may be supported on the frame member 192.
  • the tube 196 i may be referred to as a pipe 196 i.
  • the third space 48 of the housing 19 suspends the cooling plate 74 with respect to the frame member 192 that constitutes the upper wall, the cooling plate 74 that constitutes the bottom wall, and the frame member 192. It is divided by a cylindrical (for example, annular) peripheral wall member 198 fixed in a supported state.
  • a cylindrical (for example, annular) peripheral wall member 198 fixed in a supported state.
  • the second partial barrel 104b i holds an electromagnetic lens 70b (objective lens) therein.
  • the lens barrel 104b i may be called a housing 104 b i .
  • the second space 47 and the exposure chamber 12 are separated by the cooling plate 74, and the vacuum environment of the exposure chamber 12 can be maintained.
  • the cooling plate 74 has a function of cooling (or suppressing a temperature change) of an object disposed in the vicinity, but may not have the cooling function.
  • Pipe 202 i is a larger diameter than a part portion of the lower upper end, a lower end of the upper and the small diameter portion of the large diameter portion is open.
  • the pipe 202 i is held between the frame member 192 and the cool ring plate 74 via O-rings 199 c and 199 d respectively disposed on the upper end side and the lower end side.
  • the pipe 202 i may be supported by the frame member 192 or may be supported by the cooling plate 74 as long as the O-rings 199 c and 199 d can be used to ensure hermeticity in the pipe 202 i .
  • the pipe 202 i may be a member that does not have a small diameter portion and a large diameter portion, like the tube 196 i .
  • the pipe 202 i may be called a tube 202 i .
  • the electrostatic multipole 70 c is disposed inside the recess 193.
  • the electrostatic multipole 70 c is supported by the frame member 192.
  • a recess may be provided on the upper surface of the frame member 192 to arrange the electrostatic multipole 70c.
  • Frame member 192, air passage 197 to each other communicating through holes 192a i 45 is formed (see FIG. 2).
  • the air passage 197 interconnects the 45 recesses 193 and extends from the inside of the frame member 192 to the inside of the side wall member 194 and is connected to the vacuum pump 46B.
  • the air passage 197 may not be one.
  • a ventilation passage communicating the part mutually of the example 45 through holes 192a i in, provided with air passage for communicating the remainder with each other, may be respectively connected to a vacuum pump to separate.
  • the passage space e.g., the internal space of the tube 196 i interior space of the pipe 202 i
  • the passage space of the electron beam EB may be evacuated.
  • the air passage 197 may not be one.
  • a ventilation passage communicating the part mutually of the example 45 through holes 192a i in, provided with air passage for communicating the remainder with each other, may be respectively connected to a vacuum pump to separate.
  • a member in which a plurality of openings are formed is used as each of the first partial barrel 104a i and the second partial barrel 104b i .
  • a plurality of openings for passing the wiring 204 are formed in the side wall member 194 and the frame member 192 respectively, and the second space 47 and the third space 48 are formed through these openings. Is open to the surrounding space (atmospheric pressure space or a space slightly positive pressure than atmospheric pressure). Therefore, the electromagnetic lenses 70a and 70b and the wiring 204 are disposed in the atmospheric pressure space or in a space slightly positive pressure than the atmospheric pressure.
  • the second space 47 and the third space 48 may be vacuum spaces.
  • the electrostatic multipole 70c is by the photoelectric conversion by the photoelectric layer 60 by irradiating a plurality of beams LB on the photoelectric element 54 i ( It is arranged on the beam path of the electron beam EB).
  • the electrostatic multipole 70c is disposed between the pair of electromagnetic lenses 70a and 70b.
  • the electrostatic multipole 70c is disposed at the beam waist on the beam path of the electron beam EB which is narrowed by the electromagnetic lenses 70a and 70b. For this reason, the plurality of beams EB passing through the electrostatic multipole 70c may repel each other by the coulomb force acting between them, and the magnification may change.
  • An electrostatic multipole 70 c having a second electrostatic lens 70 c 2 is provided inside the electron beam optical system 70.
  • each of the first electrostatic lens 70c 1 and the second electrostatic lens 70c 2 is, irradiation position control of the XY magnification correction and the electron beam (and the irradiation position shift correction) may be performed.
  • the electrostatic lens 70c 1 may be allowed to adjust the magnification of different axial and X-axis direction and the Y-axis direction.
  • an electrostatic multipole 70c may also have additional electrostatic lenses.
  • the second electrostatic lens 70c 2 corrects the irradiation position displacement of the beam due to various vibrations and the like (the projection position shift of the cut pattern to be described later) at once.
  • the second electrostatic lens 70c 2 is deflection control of the electron beam for performing the following control for the wafer W of the electron beam during exposure, i.e., it is also used for the irradiation position control of the electron beam.
  • the electrostatic multipole 70c is replaced with a static light capable of controlling the electron beam deflection.
  • An electrostatic deflection lens consisting of an electrostatic lens may be used.
  • Reduction magnification of the electron beam optical system 70 i in a state of not performing magnification correction a design example 1/50.
  • Other scaling factors such as 1/30 and 1/20 may be used.
  • the cooling plate 74 in an arrangement corresponding to the opening end of each of the lower ends of the plurality of pipes 202 i, the cooling plate 74, the recess 74a of a predetermined depth in the lower end surface is formed, within the recess 74a circular hole 74b which communicates with the open end of the pipe 202 i to the bottom surface is formed.
  • the open end of the pipe 202 i may be referred to as an electron beam exit of the electron beam optical system 70 i.
  • the hole 74 b may be called the exit of the electron beam EB.
  • the backscattered electron detection device 106 is disposed inside the recess 74 a.
  • Backscattered electron detector 106 on both sides of the Y-axis direction with respect to the optical axis AXe the electron beam optical system 70 i (coincident with the optical axis AXp of the projection system to be described later (see FIG. 7)), a pair of backscattered electron detector 106 y 1 , 106y 2 are provided. Although not shown in FIG. 3, a pair of backscattered electron detection devices 106 x 1 and 106 x 2 (see FIG. 12) are provided on both sides in the X axis direction with respect to the optical axis AXe.
  • the backscattered electron detectors 106 x 1 , 106 x 2 , 106 y 1 , 106 y 2 are here attached to the cooling plate 74.
  • the backscattered electron detectors 106 x 1 , 106 x 2 , 106 y 1 , 106 y 2 may be provided on the lower surface of the cooling plate 74 without providing the recess in the cooling plate 74.
  • Each of the two pairs of backscattered electron detection devices 106 is formed of, for example, a semiconductor detector, and detects and detects a reflected component generated from a detection target mark such as an alignment mark or a reference mark on a wafer.
  • a detection signal corresponding to the reflected electrons is sent to the signal processing unit 108 (see FIG. 12).
  • the signal processing unit 108 amplifies the detection signals of the plurality of backscattered electron detection units 106 by an amplifier (not shown) and then performs signal processing, and sends the processing result to the main control unit 110 (see FIG. 12).
  • the backscattered electron detection device 106 may or may not be provided only on a part (at least one) of the 45 electron beam optical systems 70 i .
  • the optical axis AXe of the electron beam optical system 70 i is should be drawn between the photoelectric element 54 i and the wafer W, in FIG. 3, extend from the convenience of illustration to above the vacuum bulkhead 81 i It is illustrated.
  • a passage inside the first vacuum chamber 34 inside the above-mentioned electron beam leading to the exposure chamber 12 from the first vacuum chamber 34 is fluidly It is separated or separated so that no flow of gas occurs between the first vacuum chamber 34 and the electron beam passage.
  • the degree of vacuum inside the first vacuum chamber 34 may be different from the degree of vacuum inside the passage of the electron beam reaching the exposure chamber 12 from the first vacuum chamber 34.
  • the first vacuum chamber 34 and the above-mentioned electron beam passage may be substantially one vacuum chamber without providing a valve or the like.
  • the electrons emitted from the photoelectric element 54 i which is held by the holder 88 i, extraction electrode 112 i for the provided acceleration are located at a predetermined distance in the Z axis direction, for example (in this embodiment three) ring-shaped with two or more of the electrode plate.
  • the extraction electrode 112 i is provided 45 individually corresponding to the electron beam optical system 70 of the 45 (see FIG. 2).
  • the extraction electrode 112 i is disposed below the holding position of the photoelectric element 54. As shown in FIG. 3 and the like, extraction electrode 112 i is located between the electron beam optical system 70 i and the photoelectric element 54 i.
  • the extraction electrode 112 may be supported by the first plate 36.
  • the optical unit 18B can also be called 45 light irradiation devices (light optical systems) provided corresponding to the 45 electron beam optical systems 70 i (photoelectric elements 54 i ), respectively.
  • the number of light irradiation devices 80 and the number of photoelectric elements 54 may not be equal. Therefore, the light irradiation device 80 may not necessarily correspond to the electron beam optical system 70 individually. For example, the number of light irradiation devices 80 may be larger than the number of photoelectric elements 54.
  • Light irradiation apparatus 80 i includes an illumination system 82 i, an optical device for generating a plurality of light beams with light from the illumination system 82 i (patterned light) (hereinafter, referred to as pattern generator) and 84 i, pattern generator a plurality of light beams from the 84 i, a projection system for irradiating the photoelectric element 54 i via the vacuum bulkhead 81 i (also referred to as the projection optical system) having 86 and i, the.
  • pattern generator patterned light
  • pattern generator a projection system for irradiating the photoelectric element 54 i via the vacuum bulkhead 81 i (also referred to as the projection optical system) having 86 and i, the.
  • Pattern generator 84 i the amplitude of the light traveling in a predetermined direction, at least one state of the phase and polarization may be referred to as a spatial light modulator for emitting spatially modulated.
  • Pattern generator 84 i can be said to be able to generate an optical pattern made of, for example, light and dark patterns.
  • the illumination system 82 i includes a light source 82a for generating illumination light (laser light) LB, the illumination light LB, a long rectangular cross section of the beam to one or more X-axis direction It has a shaping optical system 82b for forming a reflective optical element 98 such as a prism or mirror having a reflecting surface 98a to deflect light toward the pattern generator 84 i from shaping optical system 82b, a.
  • Light source 82a, shaping optical system 82b and a reflecting optical element 98 is held by a lens barrel 83 i via a support member, respectively.
  • the lens barrel 83 i may be referred to as a housing 83 i.
  • a laser diode which continuously oscillates a visible light or a wavelength near the visible light, for example, a laser beam (laser beam) having a wavelength of 405 nm is used.
  • a laser diode that intermittently emits (oscillates) laser light may be used as the light source 82a.
  • a combination of a laser diode and a switching element such as an AO deflector or an AOM (acousto-optic modulator) may be used in place of the light source 82a to intermittently emit laser light.
  • the illumination system 82 may not be provided with the light source 82a, and the light source may be provided outside the apparatus. In this case, illumination light from a light source outside the apparatus may be guided to the illumination system 82 using a light transmission member such as an optical fiber.
  • the shaping optical system 82b includes a plurality of optical elements (optical members) sequentially disposed on the light path of the laser beam (hereinafter, appropriately abbreviated as a beam) LB from the light source 82a.
  • the plurality of optical members can include, for example, a diffractive optical element (also referred to as DOE), a lens (for example, a focusing lens), a mirror, and the like.
  • the shaping optical system 82b includes, for example, a diffractive optical element located at the incident end
  • the beam LB is on the emission surface side of the diffractive optical element
  • In-plane intensity of the laser beam LB so as to have a large light intensity distribution in a plurality of rectangular regions (in the present embodiment, elongated slits) long in the X-axis direction aligned at predetermined intervals in the Y-axis direction on a predetermined surface. Transform the distribution.
  • the diffractive optical element generates a plurality of rectangular beams (slit-like beams) LB having a plurality of rectangular cross sections elongated in the X-axis direction aligned at predetermined intervals in the Y-axis direction by incidence of the beam LB from the light source 82a. . In the present embodiment, it generates a number of slit-shaped beam LB according to the configuration of the pattern generator 84 i.
  • the element for converting the in-plane intensity distribution of the laser beam LB is not limited to the diffractive optical element, and may be a refractive optical element or a reflective optical element, or may be a spatial light modulator.
  • the light beam incident on the reflective optical element 98 may not be a beam having a rectangular cross section (slit shape).
  • a reflective optical element 98 for bending the optical path is disposed.
  • the final lens 96 condenses a plurality of cross-sectional rectangular (slit-like) beams LB generated by the diffractive optical element in the Y-axis direction, and irradiates the reflective surface 98 a of the reflective optical element 98.
  • a condensing lens such as a cylindrical lens long in the X-axis direction can be used.
  • a reflective optical member such as a focusing mirror or a diffractive optical element may be used.
  • the reflecting surface 98a is not limited to a flat surface, and may have a shape having a curvature. When the reflective surface 98a has a curvature (having a finite focal length), the reflective surface 98a can also have the function of a condenser lens.
  • the reflective optical element 98, movable with respect to the optical axis AXi of the illumination system 82 i may be.
  • the reflecting surface 98a is disposed at a predetermined angle ⁇ ( ⁇ is, for example, +10 degrees) inclined with respect to the XY plane, and the plurality of irradiated slit-like beams are directed toward the pattern generator 84 in the upper left direction in FIG. reflect.
  • the shaping optical system 82 b and the reflective optical element 98 constitute an illumination optical system.
  • the reflective optical element 98 as shown in FIG. 7, is disposed inside the lens barrel 83 i described above is supported via the supporting member to the lower end of the lens barrel 83 i (holding).
  • Pattern generator 84 i is disposed on the optical path of the plurality of slit-shaped beam reflected by the reflecting surface 98a. Pattern generator 84 i is positioned a predetermined angle ⁇ inclined to the XY plane, the circuit both ends in the longitudinal direction through the barrel 83 i opening (not shown) is exposed to the outside of the lens barrel 83 i board It is attached to the surface on the -Z side of 102.
  • the circuit board 102 is formed with an opening which is a passage of the beam LB irradiated from the shaping optical system 82b to the reflection surface 98a.
  • a heat sink (not shown) for heat dissipation may be disposed opposite to the + Z side of the circuit board 102.
  • the heat sink is connected to the circuit board 102 via a plurality of connection members (not shown).
  • the heat sink may be fixed in contact with the surface opposite surface (the surface on the + Z side) to the barrel 83 i to the surface facing the circuit board 102.
  • a Peltier element may be used as the connection member. It is possible to cool the pattern generator 84 i and the circuit board 102 by heat radiation through the heat sink in any event.
  • symbol 103 shows wiring.
  • the pattern generator 84 i to position the reflective optical element 98 is disposed is arranged, may be disposed a reflecting optical element 98 in a position pattern generator 84 i is located.
  • the substrate 102 it may be directed to the projection system 86 i via 102 opening.
  • the pattern generator 84 i is constituted by a programmable spatial light modulator which is one type optical diffraction type light valve (GLV (registered trademark)).
  • the light diffraction type light valve is a minute structure of silicon nitride film called “ribbon” on a silicon substrate (chip) 84 a (hereinafter referred to as “ribbon”
  • ribbon It is a spatial light modulator in which a scale of several thousand is used to form a reference 84b.
  • the driving principle of GLV is as follows.
  • the GLV By electrically controlling the deflection of the ribbon 84b, the GLV functions as a programmable diffraction grating, and has high resolution, high speed (responsiveness 250 kHz to 1 MHz), high accuracy, dimming, modulation, and laser light Enable switching. GLVs are classified as micro-electro-mechanical systems (MEMS).
  • the ribbon 84 b is made of an amorphous silicon nitride film (Si 3 N 4 ) which is a kind of high temperature ceramic having strong characteristics in hardness, durability, and chemical stability. Each ribbon has a width of 2 to 4 ⁇ m and a length of 100 to 300 ⁇ m.
  • the ribbon 84b is covered with an aluminum thin film, and has the function of both a reflector and an electrode.
  • the ribbon 84b is stretched across the common electrode 84c, and when a control voltage is supplied to the ribbon 84b from a driver (not shown in FIGS. 8A and 8B), the substrate 84a is electrostatically directed. Flex When the control voltage is lost, the ribbon 84b returns to its original state due to the high tension inherent to the silicon nitride film. That is, the ribbon 84b is a kind of movable reflective element.
  • GLV GLV
  • an active ribbon whose position changes due to the application of voltage
  • a type where a bias ribbon falling to the ground and whose position is invariable alternates and a type in which all are active ribbons.
  • the latter type is used in the form.
  • the ribbon 84b is positioned on the -Z side, in a state where the silicon substrate 84a is positioned on the + Z side, the pattern generator 84 i consisting of GLV on the -Z side surface of the circuit board 102 is mounted.
  • the circuit board 102 is provided with a CMOS driver (not shown) for supplying a control voltage to the ribbon 84 b.
  • a CMOS driver is included and referred to as a pattern generator.
  • Pattern generator 84 i used in the present embodiment as shown in FIG. 9, for example a ribbon 84b of width 2 [mu] m, for example, a ribbon rows 85 having 6000 is a (direction of arrangement of the ribbon 84b) the longitudinal direction X As the axial direction, for example, 12 rows at predetermined intervals in a direction forming a predetermined angle ⁇ with respect to the XY plane (hereinafter referred to as an ⁇ -axis direction for convenience) are formed on the silicon substrate.
  • the ribbons 84b of each ribbon row 85 are stretched on the common electrode.
  • each ribbon 84 b is driven for switching (on / off) of the laser light by application and cancellation of application of a constant level voltage.
  • the GLV can adjust the diffracted light intensity according to the applied voltage
  • the applied voltage is finely adjusted when the intensity of at least a part of the plurality of beams from the pattern generator 84 i needs to be adjusted. Ru. For example, when the light of the same intensity in each ribbon is incident, it is possible to generate a plurality of light beams having different intensities from the pattern generator 84 i.
  • the beam of the 12 is a plurality of optical members constituting the shaping optical system 82b
  • the light is irradiated to the center of each ribbon row 85 as a slit-like beam LB long in the X-axis direction via the reflection surface 98 a of the reflection optical element 98.
  • the irradiation area of the beam LB to each ribbon 84b is a square area. The irradiation area of the beam LB to each ribbon 84b may not be a square area.
  • the 72000 beams generated by the pattern generator 84 i so as to allow irradiation individually, the light-shielding film 58 of the photoelectric device 54, 72000 pieces of apertures 58a are formed.
  • the number of apertures 58a may be the same as the number of pattern generators 84 i is capable of emitting beams (multi-beams), photoelectric comprising an aperture 58a corresponding respective 72000 beams (laser beams) A region on the element 54 (light shielding film 58) may be irradiated.
  • the number of movable reflective elements (ribbons 84b) included in the pattern generator 84 may be different from the number of apertures 58a.
  • the size of each of the plurality of apertures 58a on the photoelectric element 54 may be smaller than the size of the cross section of the corresponding beam.
  • the number of movable reflective elements (ribbons 84b) having a pattern generator 84 i may differ from the number of beams generated by the pattern generator 84 i.
  • a plurality of (two) movable reflective elements (ribbons) 1 The switching of a book beam may be performed. Further, it may be unequal to the number of the number of photoelectric elements 54 of the pattern generator 84 i.
  • Projection system 86 having a plurality of lenses which are sequentially arranged in the light beam of the light path from the pattern generator 84 i.
  • a plurality of lenses of the projection system 86 i is held in the lens barrel 87 i.
  • Projection magnification of the projection system 86 i is, for example, about 1/4.
  • the projection system is not limited to the refractive optical system, and may be a reflective optical system or a catadioptric optical system.
  • the projection magnification of the projection system 86 i is not limited to the reduction ratio of 1/4, for example, the reduction magnification of 1/5 or 1/10, or may be a magnification or enlargement magnification.
  • the axis of the optical axis AXi shaped optical system 82b that illumination system 82 i has the optical axis AXp of the projection system 86 i is parallel to the vertical directions (Z axis direction) However, they are slightly offset with respect to the Y-axis direction.
  • the projection system 86 i is, the light from the pattern generator 84 i, by projecting the photoelectric element 54 i via the vacuum bulkhead 81 i (or irradiation), a plurality, for example 72000 or apertures 58a
  • the photoelectric layer 60 is not irradiated with the light beam.
  • the aperture 58a is assumed to be a rectangle long in the X-axis direction unless otherwise specified. However, the aperture 58a may be a rectangle or square long in the Y-axis direction, or other polygons, ellipses, etc. It may be a shape.
  • the projection system 86 i, the optical characteristics of the projection system 86 i may be provided adjustable optical characteristic adjustment device 86Ad.
  • Optical characteristic adjustment device a part of the optical member in the present embodiment in the projection system 86 i, for example, a lens located on the incident end vicinity, by moving for example along the optical axis AXp, at least X-axis direction of the projection
  • the magnification can be changed.
  • the optical characteristic adjustment device for example, it may be used a device for changing the pressure of the airtight space formed between a plurality of lenses constituting the projection system 86 i.
  • the optical characteristic adjustment device may use apparatus providing heat distribution optical members constituting device, or a projection system 86 i deforming the optical members constituting the projection system 86 i.
  • the optical property adjusting device is provided for all of the light irradiation apparatus 80 i 45.
  • the optical property adjustment device 45 is controlled by the control unit 11 (see FIG. 12) based on an instruction of the main control device 110.
  • the optical characteristic adjustment device may be provided to only a part (one or two or more) of the plurality of light irradiation devices 80.
  • the internally generated in the pattern generator 84 i of the projection system 86 i may be a plurality of at least one intensity capable of changing the intensity modulation elements of the beam to be irradiated to the photoelectric layer 60 provided.
  • the changing of the intensities of the plurality of beams applied to the photoelectric layer 60 includes nulling the intensity of some of the plurality of beams.
  • provided with a plurality of beams of at least one may be a have a changeable phase modulating element a phase, capable of changing the polarization state the polarization modulation element projection system 86 i is irradiated to the photoelectric layer 60 Also good.
  • the optical axis of the shaping optical system 82b that illumination system 82 i has (coincident with the optical axis of the final lens 96 is the last optical element) AXi the projection system 86 i of the optical axis
  • AXp is parallel to the Z axis in all cases, the optical axis AXi and the optical axis AXp may be nonparallel. In other words, the optical axis AXi and the optical axis AXp may intersect at a predetermined angle. As is apparent from FIG.
  • optical axes of AXi and the projection system 86 i of the optical system illumination system 82 i has All AXp's are parallel to the Z-axis, but are offset (offset) by a predetermined distance in the Y-axis direction.
  • the illumination system 82 irradiates the pattern generator with light (beam) having a rectangular cross section long in the X-axis direction, so the offset amount in the Y-axis direction can be reduced.
  • the efficient light beam from the projection system 86 i incident side pattern generator without increasing the numerical aperture of the projection optical system 86 It can be incident on i . Therefore, even when using a plurality of electron beam optical systems, the illumination system and the projection system can be arranged efficiently.
  • the supporting member 17 is provided with hemispherical convex portions 21a at three places (only two of them are shown in FIG.
  • a triangular pyramid groove member 21b is provided which has a triangular pyramidal concave portion (groove portion) with which the three convex portions 21a respectively engage. And three protrusions 21a, by the three triangular pyramid groove member 21b of the three protrusions 21a are engaged, the projection system 86 i of the support members 17 and 45, always fixed alignment with the housing 19
  • the kinematic coupling is configured to allow mounting on the
  • casing 19 is not restricted to the above-mentioned kinematic coupling.
  • the lens barrel 83 i of the illumination system 82 i of the light irradiation device 80 i 45 comprises respectively, as shown in FIG. 10, the fine drive mechanism 13 i (see FIG. 7 which is provided at its lower end, simply drive through the well may) called mechanism, are held in a positional relationship corresponding to the lens barrel 87 i 45 in the support member 15. More specifically, in the supporting member 15, 45 through holes 15a are formed in a positional relationship corresponding to 45 through holes 17a, and a minute drive provided at the lower end of the lens barrel 83 inside each through hole 15a. The mechanism 13 i is inserted and fixed to the support member 15. Although each of the 45 micro drive mechanisms 13 i is shown in a simplified manner in FIG.
  • fine drive mechanism 13 i with respect to the support member 15, the corresponding barrel 83 i, X-axis, is movable in directions of three degrees of freedom of the Y-axis and [theta] z.
  • fine driving mechanism 13 i is a barrel 83 i, 2 degrees of freedom (X-axis direction, and the Y-axis direction) may be movable in, 5 degrees of freedom, or in directions of six degrees of freedom It may be movable.
  • the arrangement of the fine driving mechanism 13 i is not limited to the lower end of the lens barrel 83 i.
  • the support member 15 is supported by the support member 17 and the housing 19 so as not to be heavy.
  • the support member 15 is provided with a plurality of, for example, three suspension support mechanisms 602 having anti-vibration functions from the upper frame 101 b of the body frame 101 independently of the housing 19 in which the support member 17 is placed. It is suspended and supported at three points via (see Figure 1).
  • the space 45 of the light irradiation device 80 i of the optical unit 18B is disposed, atmospheric space or a slightly space positive pressure than the atmospheric pressure.
  • a support member 17 45 projection systems 86 i (lens barrels 87 i )) and a support member 15 (illumination systems 82 i and pattern generators 84 i (lens barrels 83 i ) of 45).
  • a relative position measurement system 29 capable of measuring relative position information in the XY plane (see FIG. 12).
  • the relative position measurement system 29 is configured by a pair of two-dimensional encoder systems 29a and 29b shown in FIGS.
  • a pair of scale members 33a and 33b are fixed in the vicinity of both ends in the Y-axis direction, and each of the scale members 33a and 33b is Heads 35 a and 35 b are fixed to the lower surface of the support member 15 so as to face each other.
  • reflection type two-dimensional diffraction gratings having a pitch of, for example, 1 ⁇ m are formed, each having a periodic direction in two directions intersecting in the XY plane, for example, an X-axis direction and a Y-axis direction.
  • the head 35a forms a two-dimensional encoder 29a that measures positional information of the support member 17 and the electron beam optical unit 18A in the X-axis direction and the Y-axis direction based on the detection center of the head 35a using the scale 33a.
  • the head 35b is a two-dimensional encoder that measures positional information of the support member 17 and the electron beam optical unit 18A in the X-axis direction and the Y-axis direction based on the detection center of the head 35b using the scale member 33b. Configure 29b.
  • the position information measured by the pair of two-dimensional encoders 29a and 29b is supplied to the main controller 110, and the main controller 110 supports the support member based on the position information measured by the pair of two-dimensional encoders 29a and 29b. 15, relative positions of the support member 17 and the electron beam optical unit 18A in the X axis direction, Y axis direction and ⁇ z direction, that is, the illumination system portion of the optical unit 18B, the projection system portion of the optical unit 18B and the electron beam optical unit
  • the relative position in the direction of 3 degrees of freedom (X, Y, ⁇ z) with 18A is determined.
  • relative position measurement capable of measuring relative position information in the XY plane of the illumination system portion of the optical unit 18B, the projection system portion of the optical unit 18B, and the electron beam optical unit 18A by the pair of two-dimensional encoders 29a and 29b.
  • a system 29 (see FIG. 12) is configured.
  • the encoder system of the relative position measurement system 29 may not be a two-dimensional encoder system.
  • the scale member of the encoder system may be disposed on the support member 15 and the head may be disposed on the support member 17.
  • the relative position measurement system 29 is not limited to the encoder system, and another measurement system such as an interferometer system may be used.
  • the position of the illumination system portion of the optical unit 18B in the XY plane with respect to the projection system portion of the optical unit 18B (and the electron beam optical unit 18A) is maintained at a predetermined position or set to a desired position,
  • a drive system 25 (not shown in FIGS. 2 and 10, see FIG. 12) provided with a three-axis actuator is provided.
  • Main controller 110 controls drive system 25 based on relative position information acquired by relative position measurement system 29.
  • the X-axis direction and Y-axis position of the illumination system portion of the optical unit 18B with respect to the projection system portion (and the electron beam optical unit 18A) of the optical unit 18B and the rotation angle around the Z axis are constant. It is maintained at (predetermined state) or adjusted to a desired state.
  • the X-axis direction on the light receiving surface of the pattern generator 84 i length Smm, alpha direction inside the beam of the rectangular region of length Tmm is irradiation, irradiated to the photoelectric element 54 i by the projection system 86 i which light from the pattern generator 84 i having a reduction ratio 1/4 by the irradiation, further the irradiation
  • the electron beam generated by the laser beam is irradiated to a rectangular area (exposure field) on the image plane (the wafer surface aligned with the image plane) through the electron beam optical system 70 i having a reduction ratio of 1/50. .
  • one electron beam exposure area optical system 70 i is responsible, since the rectangular region of maximum 43 mm ⁇ 43 mm, the movement stroke in the X-axis direction and the Y-axis direction of wafer stage WST as described above Is enough if it is 50 mm.
  • the number of electron-optical system 70 i is not limited to 45, the wafer diameter, the stroke of the wafer stage WST, can be determined based on such.
  • FIG. 12 is a block diagram showing the input / output relationship of the main controller 110 that mainly constitutes the control system of the exposure apparatus 100.
  • Main controller 110 includes a microcomputer and the like, and centrally controls the components of exposure apparatus 100 including the components shown in FIG. 12, the multi-beam optical system 200 the light irradiation device 80 1 which is connected to the control unit 11 of 1, based on instructions from main controller 110, a light source (laser diode) 82a that is controlled by the control unit 11, It includes a diffractive optical element, an optical characteristic adjustment device, and the like.
  • main control device 110 can generate halftones using the pattern generator 84 itself. Therefore, main controller 110 corresponds to the in-plane illuminance distribution on the electron emission surface of photoelectric layer 60 by adjusting the intensity of each light beam irradiated to photoelectric layer 60 at the time of exposure described later. It is possible to adjust the illuminance distribution in the exposure field on the wafer surface, that is, to control the dose.
  • the intensities of the plurality of electron beams generated from the electron emission surface of the photoelectric layer 60 by photoelectric conversion is substantially the same, adjustment of the intensity of the light beams irradiated to the photoelectric layer 60 are generated by the pattern generator 84 i is carried out. Adjustment of the intensity of the light beam may be performed by the illumination system 82 i, may be performed by pattern generator 84 i, may be performed in the projection system 86 i.
  • the beam intensity (the illuminance of the electron beam, the beam current amount) of at least a part of the plurality of electron beams generated from the electron emission surface of the photoelectric layer 60 by photoelectric conversion may be different from the other electron beam intensities.
  • the intensity of a plurality of light beams irradiated to the photoelectric layer 60 may be adjusted.
  • the exposure apparatus 100 is used, for example, in complementary lithography.
  • a wafer on which a line and space pattern (L / S pattern) is formed is subjected to exposure by using double patterning or the like in immersion exposure using an ArF light source, and the line pattern is cut. It is used to form a cut pattern.
  • the exposure apparatus 100 it is possible to form a cut pattern corresponding to each of 72000 apertures 58a formed in the light shielding film 58 of the photoelectric element 54.
  • the alignment of the aperture 58a corresponding to each of the plurality of light beams (multi-beams) LB generated by the pattern generator 84 i (Referred to as beam-aperture alignment) is important.
  • the plurality of light beams from the pattern generator 84 i is susceptible irradiated to the photoelectric element 54 i via the projection system 86 i, shown in Figure 13, the beam This is because the arrangement of the LBs and the arrangement of the apertures 58a may be largely deviated.
  • a Faraday cup table 149 electron beam optical system 70 i of the Faraday cup 143 in 45 in a positional relationship corresponding to the arrangement of the optical axis AXe 45 are arranged are mounted on wafer stage WST.
  • the Faraday cup has a collection electrode made of cup-shaped metal on which electrons (electron beams) are incident, and an ammeter connected to the collection electrode is designed to generate a current flowing from the collection electrode. It is a measuring instrument for measuring the number of electrons per unit time (corresponding to the beam current of the electron beam) incident on the collection electrode.
  • main controller stage drive system 26 by 110 is controlled, the Faraday cup 143 of the electron beam 45 to the exit end of the optical system 70 i of 45 at a position facing each wafer stage WST is positioned.
  • alignment between the plurality of (multiple) light beams LB and the corresponding apertures 58a is performed as follows.
  • the main controller 110 among the plurality of apertures 58a, in the arrangement area (X-axis direction of a large number of apertures 58a formed in the light shielding film 58 of the photoelectric element 54 i
  • a predetermined number for example, four apertures 58a 1 , 58a 2 , 58a 3 , 58a 4 located at one corner of the long rectangular arrangement area) are scanned with corresponding light beams LB 1 , LB 2 , LB 3 , LB 4 Do.
  • the illumination system 82 i and the pattern generator 84 i (only the light beams LB 1 , LB 2 , LB 3 and LB 4 are irradiated to the photoelectric element 54 i using the minute drive mechanism 13 i This is done by moving the lens barrel 83 i ) with respect to the support member 15 in the XY plane. For example to move the lens barrel 83 i in a zigzag shape as shown in FIG. 15.
  • the main controller 110 sums the currents from all of the Faraday cups 143 on the Faraday cup table 149 (from the Faraday cup table 149 Monitor the total current of the Then, main controller 110 causes the current value obtained by scanning of light beams LB 1 , LB 2 , LB 3 and LB 4 to be substantially maximum, within the XY plane of lens barrel 83 i by minute drive mechanism 13 i .
  • the first drive range (X min 1 ⁇ X ⁇ X max 1, Y min 1 ⁇ Y ⁇ Y max 1, ⁇ z min 1 ⁇ ⁇ z ⁇ ⁇ z max 1) is at any position within that range. , 3 degrees of freedom (X-axis direction, Y axis direction and the ⁇ z direction) of the illumination system 82 i, and a pattern generator 84 i using a micro-driving mechanism 13 i when setting the position of, as shown in FIG.
  • the main controller 110 among the plurality of apertures 58a, positioned on another corner portion of the rectangular arrangement region of a large number of apertures on the photoelectric element 54 i given
  • a number for example four apertures 58a 5 , 58a 6 , 58a 7 , 58a 8 are scanned with corresponding light beams LB 5 , LB 6 , LB 7 , LB 8 .
  • This scanning in a state in which only the light beam LB 5, LB 6, LB 7 , LB 8 is irradiated on the photoelectric element 54 i, using the micro-driving mechanism 13 i, to the support member 15 the barrel 83 i It is done by moving in the XY plane.
  • the main controller 110 monitors the total current from the Faraday cup table 149.
  • the main control unit 110 the light beam LB 5, current value obtained by the scanning of LB 6, LB 7, LB 8 becomes almost maximum, 3 degrees of freedom (X-axis in the XY plane of the lens barrel 83 i
  • the second drive range (X min 2 ⁇ X ⁇ X max 2, Y min 2 ⁇ Y ⁇ Y max 2, ⁇ z min 2 ⁇ ⁇ z ⁇ ⁇ z max 2) in the direction, Y axis direction and ⁇ z direction is detected ( Ask).
  • the second drive range (X min 2 ⁇ X ⁇ X max 2, Y min 2 ⁇ Y ⁇ Y max 2, ⁇ z min 2 ⁇ ⁇ z ⁇ ⁇ z max 2) is at any position within that range. , 3 degrees of freedom (X-axis direction, Y axis direction and the ⁇ z direction) of the illumination system 82 i, and a pattern generator 84 i using a micro-driving mechanism 13 i when setting the position of, as shown in FIG.
  • corresponding four light beams may be used to scan the corresponding apertures in the same manner as described above.
  • a different method is adopted.
  • main controller 110 calculates the common range of the detected first drive range and second drive range, and uses micro drive mechanism 13 i at any position within the calculated common range.
  • 3 degrees of freedom of the illumination system 82 i, and a pattern generator 84 i Te sets the position of, (72000 pieces of apertures 58a in this embodiment) every number of apertures 58a Are simultaneously irradiated with the corresponding light beam LB.
  • the corresponding light beam LB is irradiated to each of the multiple apertures 58a.
  • the main controller 110 is a Faraday cup in a state where the light beams LB corresponding to all the multiple apertures 58a are simultaneously irradiated. while monitoring the total current from the table 149, in Figure 19, as indicated by the three directions of the arrow, the lens barrel 83 i finely drives with small drive mechanism 13, is obtained during the minute-drive The final drive position of the micro drive mechanism 13 at which the current value is truly maximum is searched. As a result, as shown in FIG. 20, the arrangement of the apertures 58a exactly matches the arrangement of the beams LB, and the beam-aperture alignment is completed.
  • the final check of the intensity of the beam may be performed by the main controller 110 for each predetermined area.
  • the intensity of the electron beam may be checked for each aperture 58a.
  • the beam used Faraday cup table - processing of the aperture between the alignment may be performed sequentially in a multi-beam optical system 200 i of 45, may be performed simultaneously several, or on all of the multi-beam optical system 200 i .
  • the flow of processing on a wafer in the present embodiment is as follows.
  • the wafer W before exposure to which the electron beam resist has been applied is placed on the wafer stage WST in the stage chamber 10 and is attracted by the electrostatic chuck.
  • each electron beam optical system 70 i For at least one alignment mark formed on a scribe line (street line) corresponding to each of, for example, 45 shot areas formed on wafer W on wafer stage WST, each electron beam optical system 70 i The electron beam is irradiated, and the backscattered electrons from at least one alignment mark are detected by at least one of backscattered electron detectors 106 x 1 , 106 x 2 , 106 y 1 , 106 y 2 , and all points alignment measurement of wafer W 1 is performed. Based on the result of the all-point alignment measurement, exposure using the 45 exposure units 500 i (multi-beam optical system 200 i ) is started on a plurality of shot areas on the wafer W 1 .
  • each multi-beam optical system 200 uses a plurality of beams (electron beams) emitted from each multi-beam optical system 200, cut patterns for L / S patterns formed on the wafer W and having the X-axis direction as the periodic direction.
  • the irradiation timing (on / off) of each beam is controlled while scanning the wafer W (wafer stage WST) in the Y-axis direction.
  • alignment marks formed corresponding to a part of the shot areas of the wafer W may be detected without performing the all-point alignment measurement, and 45 shot areas may be exposed based on the detection result. .
  • the number of exposure units 500i and the number of shot areas are the same, but may be different.
  • the number of exposure units 500 i may be less than the number of shot areas.
  • the alignment mark may be detected outside the stage chamber 10. In this case, it is not necessary to detect the alignment mark in the stage chamber 10.
  • the exposure sequence using the pattern generator 84 i be described.
  • the pixel areas of a large number of 10 nm square here, it is assumed to coincide with the irradiation area of the beam through the aperture 58a
  • the pixel areas of a large number of 10 nm square here, it is assumed to coincide with the irradiation area of the beam through the aperture 58a
  • the pixel areas of a large number of 10 nm square here, it is assumed to coincide with the irradiation area of the beam through the aperture 58a
  • XY two-dimensional manner adjacent to each other in an area on the wafer The case of setting and exposing all the pixels will be described.
  • the exposure using the ribbon row A is started on a continuous 6000-pixel region of a certain row (referred to as a K-th row) aligned in the X-axis direction on the wafer.
  • a K-th row a continuous 6000-pixel region of a certain row aligned in the X-axis direction on the wafer.
  • the beam reflected by the ribbon row A is at the home position.
  • the exposure to the same 6000 pixel region is continued while deflecting the beam in the + Y direction (or -Y direction) by making the scan of the wafer W in the + Y direction (or -Y direction) from the start of exposure follow.
  • wafer stage WST advances at a velocity V [nm / s], for example Ta x V [nm].
  • V [nm / s] for example Ta x V [nm].
  • Ta ⁇ V 96 [nm].
  • the beam is returned to the home position while the wafer stage WST scans at 24 nm in the + Y direction at a velocity V. At this time, the beam is turned off so that the resist on the wafer is not actually exposed.
  • the continuous 6000 pixel area on the (K + 12) th row has the same position as the 6000 pixel area on the Kth row at the start of exposure. It is in.
  • the continuous (6000 K) pixel region on the (K + 12) th row is exposed while deflecting the beam to the wafer stage WST.
  • the exposure apparatus 100 is used for complementary lithography, the formed e.g. X-axis direction on the wafer W so used to form the cutting pattern for the L / S pattern of periodic direction, a pattern generator 84 i 72000 Of the ribbons 84b, the beam reflected by any ribbon 84b can be turned on to form a cut pattern. In this case, 72000 beams may or may not be simultaneously turned on.
  • the shape that is, the shape of the irradiation region of the electron beam on the wafer is The shape is set to a long shape in the X-axis direction, for example, a rectangular shape long in the X-axis direction, like the aperture 85a.
  • the beam-aperture alignment described above is performed prior to the start of exposure, and main scanning device 110 measures the position during scanning exposure on wafer W based on the exposure sequence described above based on the measurement values of the system 28, together with the stage drive system 26 is controlled, the exposure unit 500 i light irradiation device 80 i and the electron beam optical system 70 i via the control unit 11 of is controlled. At this time, based on an instruction from the main control device 110, the control unit 11 performs the above-described dose control and the like as necessary.
  • the exposure apparatus 100 includes the illumination system 82 i (including the light source 82 a, the shaping optical system 82 b, and the reflective optical element 98) and the illumination light (laser beam) from the illumination system 82 i.
  • the plurality of light irradiators 80 i each having a pattern generator 84 i generating a plurality of light beams by LB, and a projection system 86 i irradiating a plurality of light beams from the pattern generator 84 i to the photoelectric element 54 i , first with a plurality of the illumination system 82 i, and a pattern generator 84 i, and a support member 15 for supporting the lens barrel 83 i to hold the illumination system 82 i, and a pattern generator 84 i of the plurality in a predetermined positional relationship a partial optical system, a plurality of the plurality of projection system 86 i of the light irradiation apparatus 80 i, the corresponding positions a plurality of projection system 86 i and a plurality of the illumination system 82 i
  • a support member 17 for supporting in engagement is equipped with a support member 17, the first vacuum quality 34 in which a plurality of photoelectric elements 54 i arranged in a positional relationship
  • the adjusting device by adjusting the position of the first partial optical system relative to the second partial optical system, the positional relationship between the illumination system 82 i and the projection system 86 i in each of the plurality of light irradiating devices 80 i Can be maintained at a constant state or can be set to a desired state.
  • the electron beam optical system 70 i of the exposure apparatus 100 inside a magnetic lens 70a, partial tube 104a i for holding 70b, respectively, to 104b i, electromagnetic lenses 70a, 70b are arranged
  • the space to be stored is open to the outside of the housing 19.
  • partial tube 104a i, in the center of 104b i, electromagnetic lenses 70a, 70b are isolated from the space to be arranged, in the open state of the valve 39 i, electron beam EB from the first vacuum chamber 34
  • a passage is formed to pass through.
  • the electron beam passage includes a tube 196 i whose one end (upper end) is connected to the base plate 38 which defines the first vacuum chamber (the first space of the housing 19) and the third space 48 of the housing 19.
  • the space in which the electromagnetic lenses 70a and 70b are disposed is not limited to the atmospheric pressure space, and may be a space having a vacuum degree lower than that of the electron beam passage.
  • the stage chamber 10 may be opened instead of opening the space where the electromagnetic lenses 70a and 70b are disposed. It may be in communication with the inside of the
  • the frame member 192 connects the electron beam optical system 70 i stepped through holes 192a i of 45 points defining the path of each electron beam 45 mutually
  • An air passage 197 connected to the vacuum pump 46 B is formed through the internal space of the side wall member 194 that divides the second space 47 of the housing 19. Therefore, in exposure apparatus 100, in the closed state of the valve 39 i, by driving the vacuum pump 46B, the passage of the electron beam EB, be evacuated independently of the first vacuum chamber 34 Can. For example, by driving the vacuum pump 46A and the vacuum pump 46B in parallel, the internal space of the first vacuum chamber 34 and the internal space of the electron beam passage can be made shorter by one pump. It is possible to evacuate both spaces in time.
  • At least a part of the electron beam optical system 70 i is supported by the member having the air passage 197, so a plurality of (45 in the present embodiment) electron beam optical systems 70 i Can be juxtaposed in a relatively small space.
  • the illumination system 82 i and the pattern generator 84 i can be driven by the drive mechanism 13 i in the directions of three degrees of freedom (X-axis, Y-axis and ⁇ z directions) with respect to the projection system 86 i in the XY plane.
  • the fine driving mechanism 13 i generated by a plurality of apertures 58a of the photoelectric elements 54 i and the pattern generator 84 i, it is possible to adjust the relative positions of the plurality of light beams irradiated to the photoelectric element 54 i. That is, contain fine driving mechanism 13 i, the relative positions of the plurality of apertures 58a and a plurality of light beams of the photoelectric device 54 i is adjustable adjustment device is constituted.
  • the main control unit 110 For adjusting the relative positions of the plurality of apertures and a plurality of light beams, the main control unit 110 is measured by the Faraday cup 143 to monitor the electron beam EB emitted from the electron beam optical system 70 i (beam monitor) The minute drive mechanism 13i is controlled based on the measurement result of the current value. Accordingly, the main controller 110, and one or more adjusted light irradiation apparatus 80 i, for a corresponding electron beam optics 70 i, to monitor the electron beam of the beam current from the electron beam optical system 70 i based on the total current value measured by the corresponding Faraday cup 143, such as by controlling the fine driving mechanism 13 i, it is possible to adjust the relative positions of the plurality of apertures and a plurality of light beams.
  • the main controller 110 while monitoring the total current from the Faraday cup table 149, and controls the fine driving mechanism 13 i, among a plurality of apertures 58a, photoelectric the plurality of apertures 58a are arranged multiple located in one corner of the rectangular area on the element 54 i, to scan for instance the four apertures 58a in the corresponding light beam, a current value obtained by the scanning of the light beam is substantially maximum (approximately up become) state is maintained, and detects the first driving range of the fine driving mechanism 13 i, further while monitoring the total current from the Faraday cup table 149, and controls the fine driving mechanism 13 i, a plurality of Among the apertures, a plurality of, for example, four apertures located at other corner portions of the rectangular area are scanned by the corresponding light beam, and Current value obtained by ⁇ is maintained a state in which a substantially maximum, detecting a second driving range of fine driving mechanism 13 i, common range between the first drive range and the second driving range
  • the electron beam optical system 70 i of the exposure apparatus 100 irradiates the wafer W electrons emitted from the photoelectric element 54 i as a plurality of electron beams by irradiating a plurality of light beams in the photoelectric element 54 i. Therefore, according to the exposure apparatus 100, since there is no blanking aperture, the source of generation of complex distortion due to charge-up and magnetization is fundamentally eliminated, and generation of waste electrons (reflected electrons) not contributing to exposure of the target is suppressed It is possible to eliminate long-term instability factors.
  • main controller 110 performs scanning (movement) of wafer stage WST holding wafer W in the Y-axis direction via stage drive system 26. Control.
  • the main controller 110 passes n (for example, 72000) apertures 58 a of the photoelectric element 54 i for each of the multi-beam optical system 200 i of the m (for example, 45) exposure units 500.
  • n irradiation state of the beam with changing each for each aperture 58a that, it is possible to perform the intensity adjustment of the light beam for each beam using a pattern generator 84 i.
  • the first electrostatic lens 70c 1 of the electrostatic multipole 70c caused by changes in the total current amount, reduction in the X-axis direction and the Y-axis direction due to the Coulomb effect magnification (changes in) Correct, fast, and individually.
  • the second electrostatic lens 70c 2 correction (light pixels of the optical pattern, i.e. the projection position deviation of the cut pattern to be described later) irradiation position shift of the beam caused by various vibrations or the like in a batch Do.
  • a desired line of a fine line-and-space pattern in which the X-axis direction formed in advance in each of, for example, 45 shot areas on the wafer by double patterning using an ArF immersion exposure apparatus, for example. It becomes possible to form a cut pattern at a desired position on the top, and high precision and high throughput exposure is possible.
  • the exposure apparatus 100 performs complementary lithography as described above, when performing cutting of the L / S pattern, with each multi-beam optical system 200 i, among a plurality of apertures 58a, either Even if the beam passing through the aperture 58a is turned on, in other words, regardless of the combination of the beams turned on, it is formed in advance on each of, for example, 45 shot areas on the wafer. It becomes possible to form a cut pattern at a desired X position on a desired line of a fine line and space pattern in which the X axis direction is a periodic direction.
  • each of the illumination system 82 i, and a pattern generator 84 i is held by a lens barrel 83 i
  • lens barrel 83 i is supported (held) by the supporting member 15
  • the pattern generator 84 i for at least one light irradiation device 80 i of the light irradiation apparatus 80 i 45, for example, the pattern generator 84 i, and supported by the support member 15, supporting the illumination system 82 i It may be supported by one or more other support members different from the member 15.
  • At least a portion of the weight of the remainder of the illumination system 82 i may be adopted a structure which is supported by the frame member 15.
  • the relative position information between the support member 15 and the support member 17 is directly measured (acquired) by the relative position measurement system 29 described above, but instead of the relative position measurement system 29, , One or more measurements to measure the position (relative position) of the support member 15 and the support member 17 with respect to the direction of three or six degrees of freedom with respect to a member serving as a reference, for example, the body frame 101 the device is provided, the main controller 110 from the measurement information of the measurement apparatus, the support member 15 (portion including the illumination system 82 i, and a pattern generator 84 i 45 of the light irradiation device 80 i of the optical unit 18B), the support member 17 (45 light portion including a projection system 86 i of the irradiation apparatus 80 i) and the support member 17 is mounted on the housing 19 (the electron beam optical unit 1 May be obtained relative position information between A).
  • One or two or more measuring devices may be provided, and the main control device 110 may obtain relative position information between the support member 15 and the support member 17 (and the housing 19) from the measurement information of this measurement device.
  • the exposure apparatus 100 includes a relative position measurement system 29 capable of measuring relative position information of the support member 15, the support member 17, and the housing 19 in the XY plane, the support member 17, and the housing 19. And the drive system 25 capable of adjusting the position of the support member 15 in the XY plane.
  • the exposure apparatus may include only one of the relative position measurement system 29 and the drive system 25 or may not have both.
  • the light irradiation device 80 i is provided with an illumination system 82 i having an illumination optical system including a shaping optical system 82b and the reflective optical element 98, illumination light pattern generator 84 i from the illumination system 82 i It illustrated about the case where it is irradiated to.
  • the light irradiation device may not have the illumination optical system and the pattern generator separately from the light source. That is, the light irradiation apparatus, for example, a plurality of light beams provided by self-luminous contrast device array having a plurality of light emitting portions via the projection system 86 i, or light irradiation type that irradiates the photoelectric element not through An apparatus may be used.
  • the self-luminous contrast device array doubles as a light source and a pattern generator. Therefore, the light irradiation device should at least have a pattern generator.
  • a self-emission contrast device array a light emitting unit that emits light in a direction perpendicular to the semiconductor substrate, for example, a radiation emitting diode such as a micro LED, a self-emission contrast device array including a plurality of VCSELs or VECSELs, or a semiconductor substrate It is possible to use a self-luminous contrast device array having a plurality of light emitting units emitting light in parallel with each other, for example, a photonic crystal laser or the like.
  • a self-luminous contrast device array When using a self-luminous contrast device array, it is not necessary to provide illumination optics. Even in the case of using a self-luminous contrast device array, light beams from two or more light emitting portions are collected by a micro lens using a light collecting member such as a micro lens array, and then made incident on a projection system One light beam can be generated which is directed to the photoelectric element. The light beams from the plurality of light emitters of the self light emitting contrast device array can be individually turned on and off. Of course, in the case of using a self-luminous contrast device array, using a light collecting member such as a microlens array, light beams from two or more light emitting portions can be microlenses without passing through a projection system. It is also possible to collect light on the light incident surface of or the surface near it.
  • the beam - when the aperture between the alignment the search for four light beams corresponding to each of the four apertures 58a located respectively in the upper left corner and upper right corner of the aperture arrangement region of the photoelectric element 54 i
  • the present invention is not limited thereto. By performing a search for at least one light beam corresponding to at least one aperture 58a located at each corner, the same alignment between beam apertures is possible. Become.
  • the beam - when the aperture between the alignment by driving the illumination system 82 i, and a pattern generator 84 i in directions of three degrees of freedom in the XY plane using the fine driving mechanism 13 i, a light beam has been described for the case of scanning with respect to the corresponding aperture, not limited to this, for example, at least one movable optical member located between the position of the pattern generator 84 i and the photoelectric elements 54 i of the light irradiation apparatus 80 i
  • the movable optical member may be used to scan the light beam with respect to the corresponding aperture. For example, as shown in FIG.
  • the optical element of the projection system 86 i for example, by the first lens 94 reciprocally movable in the XY plane, the light receiving surface of the photoelectric device 54 i
  • the irradiation positions of the plurality of light beams LB may be changed in the XY plane.
  • the pattern generator 84 i can be reciprocated in parallel to the XY plane (or the surface of the circuit board 102) to allow the light receiving surface of the photoelectric element 54 i to be reciprocated.
  • the irradiation positions of the plurality of light beams LB in the above may be changed in the XY plane.
  • an optical member movable to change the irradiation position of the plurality of light beams LB on the light receiving surface of the photoelectric device 54 i in the XY plane scanning a light beam to a corresponding aperture Can.
  • the movable optical member removably on the optical path of the light beam extending from the pattern generator 84 i to the photoelectric element 54 i may be (out possible) optical element.
  • arrows a, b, c, etc. also indicate the corresponding adjusting devices.
  • adjusting device corresponding to the arrow c is the adjustment device for adjusting the position of the pattern generator 84 i
  • the adjustment device c is in the XY plane of the pattern generator 84 i (or, Not only the position in the plane parallel to the plane of the circuit board 102, but also the inclination with respect to the XY plane may be adjustable. Adjustment of the position includes maintenance.
  • the adjusting device c may move the pattern generator 84 i while maintaining, for example, the positional relationship with the photoelectric element 54 i .
  • the point is that the projection system 86 i , the photoelectric element 54 i , and the electron beam optical system It is only necessary to adjust the relative position of the pattern generator 84 i to at least one of 70 i .
  • the relative position in this case includes the direction perpendicular to the optical axis AXe the electron beam optical system 70 i (e.g., X, Y, [theta] z direction) the relative position of the.
  • the position of the pattern generator 84 i by adjusting device c to the position of at least one light beam emitted from the light irradiation device 80 i may be adjustable, the light with respect to the photoelectric element 54 i position of incidence of the at least one light beam from the irradiation device 80 i may be adjustable.
  • the position of the pattern generator 84 i by adjusting device c is adjustable position of incidence of the at least one light beam from the light irradiation device 80 i for a plurality of apertures 58a .
  • the position of the at least one light beam may be adjustable that, the incident position of the at least one light beam from the light irradiation device 80 i may be adjustable with respect to the photoelectric element 54 i.
  • a parallel plate 91 adjusting device a, the b, by adjusting the position of the first lens 94, the incident of the at least one light beam from the light irradiation device 80 i for a plurality of apertures 58a The position is adjustable.
  • the main controller 110 while monitoring the total current from the Faraday cup table 149 described above, at least one aperture 58a of the photoelectric element 54 i using the adjustment device c, and scanned in the corresponding at least one light beam LB , by controlling the adjustment device c on the basis of the current value obtained by the scanning of the light beam, it is possible to adjust the position of the pattern generator 84 i.
  • main controller 110 while monitoring the total current from the Faraday cup table 149, the adjusting device a, at least one aperture 58a of the photoelectric element 54 i using the respective adjustment device b, corresponding light beam
  • the position adjustment of each of the parallel flat plate 91 and the first lens 94 can be performed by controlling the adjusting device a and the adjusting device b based on the current value obtained by scanning with the light beam and scanning with LB.
  • At least one optical element in the illumination system 82 i for example, a lens, such as a diffraction optical element may be movable.
  • a photoelectric element on 54 i i.e., adjusting the incident position of the at least one light beam from the light irradiation device 80 i for a plurality of apertures 58a if the can to
  • an adjusting device referred to as adjusting device e
  • adjusting device e for adjusting the position of the one optical member is indicated by a double arrow e.
  • the adjusting device e may move one of the optical members while maintaining the positional relationship with, for example, the photoelectric element 54 i , or, together with the pattern generator 84 i , at least one of the optical elements in the illumination system 82 i .
  • the member may be moved.
  • the adjusting device e, the holding member for holding and its one optical member and the pattern generator 84 i, for example, to the lens barrel 83 i may have a driving device for moving, the pattern generator 84 i and moving the drive apparatus, which and a driving device for moving at least one optical member independently in the illumination system 82 i may have.
  • the adjustment device e is, holding members for holding at least one optical element in the illumination system 82 i, for example by moving the lens barrel, a position of the at least one optical element, regardless of the pattern generator 84 i , May be adjusted.
  • the adjusting device e can adjust the relative position of at least one optical member in the illumination system 82 i with respect to at least one of the projection system 86 i , the photoelectric element 54 i , and the electron beam optical system 70 i. good.
  • the relative position in this case includes the direction perpendicular to the optical axis AXe the electron beam optical system 70 i (e.g., X, Y, [theta] z direction) the relative position of the.
  • the position of at least one optical element in the illumination system 82 i by adjusting device e to a position of at least one light beam emitted from the light irradiation device 80 i may be adjustable
  • the incident position of the at least one light beam from the light irradiation device 80 i may be adjustable with respect to the photoelectric element 54 i.
  • the position of the pattern generator 84 i by adjusting device e is adjustable position of incidence of the at least one light beam from the light irradiation device 80 i for a plurality of apertures 58a . Adjustment of the position includes maintenance.
  • the projection system 86 i, the photoelectric element 54 i, and at least one adjustable adjusting device e the relative position of the optical member of the illumination system in 82 i for at least one electron beam optical system 70 i is 45 the light may be provided separately to the irradiation apparatus 80 i, some of the plurality, for example, may be one provided for two light irradiation apparatus 80 i.
  • the adjustment device, and an adjustable second driving device the position of the optical member position the first drive unit and the other illumination system in 82 i with an adjustable optical element of one of the illumination system in 82 i May be In this case, the adjustment amount, the adjustment direction, and the like may be the same or different between the first drive device and the second drive device.
  • FIG. 21 shows a plurality of adjusting devices, at least one may not be provided, or all may not be provided.
  • the resulting main controller 110 while monitoring the total current from the Faraday cup table 149, at least one aperture 58a of the photoelectric element 54 i, and scanned in the corresponding at least one light beam LB, a scanning of the light beam based on the current value is, by controlling the adjustment device e, it is possible to adjust the position of at least one optical element in the illumination system 82 i.
  • Explanation has longitudinal adjustment device for adjusting the position of the movable optical member located between the position of the pattern generator 84 i and the photoelectric elements 54 i described above, well as adjusting device for adjusting the position of the pattern generator, adjusted as with device e, it may be provided separately in the light irradiation apparatus 80 i of 45, but some of the plurality, for example, may be one provided for two light irradiation apparatus 80 i.
  • the adjustment device for adjusting the position of the movable optical member located between the position of the pattern generator 84 i and the photoelectric elements 54 i described above is one provided for two light irradiation apparatus 80 i
  • the adjusting device is configured to adjust the position of the movable optical member in one of the light irradiating devices (also referred to as a first driving device) and the position of the movable optical member in the other light irradiating device. May be adjustable (also referred to as a first drive).
  • the first and second actuators drive elements such as piezo elements and electrostrictive elements, ultrasonic motors, voice coil motors and the like can be used according to the required drive stroke. In this case, the adjustment amount and the adjustment direction may be the same or different for the first actuator and the second actuator.
  • the beam-aperture alignment may be performed in combination with the driving of.
  • the main controller 110 in the above embodiment the same procedure, locate the final drive position of the micro-driving mechanism 13 i, while setting the fine driving mechanism 13 i into its final drive position, the Faraday cup table 149 total current while monitoring the, by driving at least one of the above movable optical member and the optical member in the illumination system 82 i, at least one of a number of apertures 58a, scanned with corresponding light beam LB
  • the adjustment position of the optical member to be driven at which the current value obtained by the scanning of the light beam becomes maximum can be searched. This enables beam-aperture alignment with better accuracy than the above embodiment.
  • the irradiation positions of the plurality of light beams are adjusted in the optical axis AXp direction.
  • a pair of wedge members 92a and 92b relatively movable in a predetermined uniaxial direction in the XY plane shown in a circle e in FIG.
  • the exposure apparatus does not have to include both the micro drive mechanism 13i and the movable optical member, and may not have one or both.
  • the Faraday cup table 149 may be carried into the stage chamber 10 from the outside as needed. Alternatively, the Faraday cup table 149 may be permanently installed in the stage chamber 10.
  • a detector capable of detecting the beam current of the electron beam is not limited to the Faraday cup. It may be any detectable beam current on path of the electron beam, not only on the exit side of the electron beam optical system 70 i, between the photoelectric element 54 i and the electron beam optical system 70 i, can detect beam current Detector (beam monitor) may be incorporated. The same applies to the second and third embodiments described later in this regard.
  • the pattern generator comprising a self-luminous contrast device array and the projection system 86 i light irradiation apparatus having a (hereinafter, for convenience, referred to as the projection system with the light emitting device unit) when is used, the projection system 86 i, the photoelectric element 54 i, and electron beam patterns to at least one of the optical systems 70 i Zhen regulator 84
  • An adjustment device (corresponding to the adjustment device c described above) capable of adjusting the relative position of i may be separately provided to two or more projection system-attached light emitting device apparatuses, but a plurality of, for example, two projection system attached light emitting device apparatuses
  • One adjustment device may be provided for The adjusting device may have a first driving device capable of adjusting the position of one pattern generator and a second driving device capable of adjusting the position of the other pattern generator. In this case, the adjustment
  • a pattern generator self-luminous contrast device array supported by the support member 15 about at least a portion of the light irradiation device may support the projection system 86 i in the support member 17.
  • the support member 15 may support the illumination optical system.
  • the support member 15 may be supported by the support member 17.
  • the supporting member 15, the adjusting device c, the e, of at least one optical element of the pattern generator 84 i, or the pattern generator 84 i and the illumination system in 82 i of at least one of The position can be made adjustable.
  • at least one of the adjustment devices c and e may be controlled based on the measurement result of the relative position measurement system 29 that acquires information on the relative position of the support member 17 and the support member 15.
  • the relative position (positional relationship) between the support member 17 and the support member 15 is based on the design value as a result of assembling work of each part of the apparatus at the time of start-up and maintenance of the exposure apparatus 100.
  • the relative position measurement system 29 is provided in consideration of the fact that the relative position (positional relationship) between the support member 17 and the support member 15 may gradually change over time, or the relative position measurement system is provided.
  • a drive system 25 is provided which adjusts the relative position between the support member 17 and the support member 15 based on the measurement result of 29.
  • the adjustment of the relative position in this case includes at least one of changing and adjusting the relative position.
  • the drive system 25 may be used in combination with the adjusting device c and the adjusting device e, or at least one of the adjusting device c and the adjusting device e may be omitted.
  • the support member 15 may be supported by, for example, the pillar 101 c of the body frame 101 via the support portion or the drive portion.
  • the support member 17 and the support member 15 may be supported by a frame different from the body frame 101 on which the housing 19 is supported.
  • the housing 19 may be supported by a frame different from the body frame 101.
  • a part of the support member 17 may be supported by one or more other support frames different from the housing 19. That is, a configuration may be employed in which a part of the weight of the support member 17 is supported by a support frame other than the housing 19 and the weight of at least a part of the remaining part of the support member 17 is supported by the housing 19.
  • FIG. 22 is a view showing the configuration of the exposure apparatus 1000 from which the body frame 101 has been removed, with a part omitted.
  • An exposure apparatus 1000 according to the second embodiment is different from the exposure apparatus 100 according to the first embodiment in that an optical system 118 is provided instead of the optical system 18. The differences will be described below.
  • the optical system 118 is provided with an optical unit 117 instead of the optical unit 18B in the optical system 18 described above.
  • an optical unit 117 included in the exposure apparatus 1000 is shown together with the first vacuum chamber 34 of the housing 19 and the like.
  • 45 light irradiation devices 180 i 1 to 45) are provided instead of the 45 light irradiation devices 80 i .
  • barrel 83 i is mounted through the micro-driving mechanism 13 i to the top of the barrel 87 i. That is, the light irradiation device 180 i includes a barrel 83 i and the fine drive mechanism 13 i, and the lens barrel 87 i not physically separated.
  • the light irradiation device 180 i 45 is held by the support member 17, the support member 17 more, is supported suspended from the upper frame 101b of the body frame 101 via, for example, the three suspension support mechanisms 602.
  • the optical unit 117 is supported at three points in a suspended state from the upper frame 101 b of the body frame 101.
  • the lens barrel 83 i is moved if with respect to the barrel 87 i, fine driving mechanism 13 i may not be arranged between the lens barrel 83 i and the lens barrel 87 i.
  • the electron beam optical unit 18A (housing 19) is supported at three points in a suspended state from the upper frame 101b of the body frame 101 by three suspension support mechanisms 600 independently of the optical unit 117.
  • the support member 17 is supported by the body frame 101 so that the weight of the support member 17 and the 45 light irradiators 180 i held by the support member 17 does not cover the housing 19.
  • transmission of the vibration to the other is suppressed. .
  • the electron beam optical unit 18A (housing 19) is supported by being suspended from the upper frame 101b of the body frame 101 independently of the optical unit 117, the two-dimensional encoders 29a, 29b are supported by the support member 17 and It is provided between the housing 19 and the housing 19. More specifically, a pair of scale members 33a and 33b are fixed in the vicinity of both ends in the Y-axis direction on the upper surface of the housing 19, and are opposed to the scale members 33a and 33b, respectively. The heads 35a and 35b are fixed to the head.
  • the head 35a forms a two-dimensional encoder 29a that measures positional information of the electron beam optical unit 18A in the X-axis direction and the Y-axis direction with respect to the detection center of the head 35a using the scale 33a.
  • the head 35b configures a two-dimensional encoder 29b that measures positional information in the X-axis direction and the Y-axis direction of the electron beam optical unit 18A based on the detection center of the head 35b using the scale member 33b.
  • the position information measured by the pair of two-dimensional encoders 29a and 29b is supplied to the main controller 110 (see FIG. 24), and the main controller 110 uses the position information measured by the pair of two-dimensional encoders 29a and 29b.
  • a relative position measurement system 29 (see FIG. 24) capable of measuring relative position information of the optical unit 117 and the electron beam optical unit 18A in the XY plane is configured by the pair of two-dimensional encoders 29a and 29b.
  • the encoder system may not be a two-dimensional encoder system.
  • the scale member of the encoder system may be disposed on the support member 17 and the head may be disposed on the housing 19.
  • the relative position measurement system 29 is not limited to the encoder system, and another measurement system such as an interferometer system may be used.
  • the relative position (positional relationship) between the support member 17 and the housing 19 deviates from the design value as a result of assembling work of each part of the apparatus at the time of start-up of the exposure apparatus 1000, maintenance time, etc.
  • the relative position (positional relationship) between the support member 17 and the housing 19 may gradually change over time.
  • the exposure apparatus 1000 is provided with the above-mentioned positioning device 23 (see FIG. 24), and the main controller 110 controls the positioning device 23, whereby the casing 19 (electron beam optical unit 18A) for the body frame 101 is provided.
  • the relative positions of the X axis direction, the Y axis direction, and the Z axis direction, and the relative rotation angles around the X axis, the Y axis, and the Z axis are maintained in a fixed state (predetermined state).
  • a drive system 25A similar to the above-described drive system 25 capable of adjusting the position in the XY plane of the support member 17 (optical unit 117) with respect to the housing 19 (electron beam optical unit 18A) (FIG. Reference) is provided.
  • this drive system 25A the position of the optical unit 117 relative to the electron beam optical unit 18A in the XY plane can be maintained in a predetermined state or set in a desired state.
  • Main controller 110 determines drive system 25A based on the relative position (for example, the output of relative position measurement system 29) of optical unit 117 and electron beam optical unit 18A in the three degrees of freedom direction (X, Y, ⁇ z). By controlling, for example, the support member 17 is driven.
  • the rotation angles around the X axis direction, Y axis direction, and Z axis with respect to the electron beam optical unit 18A of the optical unit 117 are maintained in a fixed state (predetermined state) or adjusted to a desired state Be done.
  • the drive system 25A relates to at least one of the housing 19 (electron beam optical unit 18A) and the support member 17 (optical unit 117) in the Z-axis direction parallel to the optical axis AXe, the ⁇ x direction, and the ⁇ y direction.
  • the positional relationship may be further adjustable.
  • the exposure apparatus 1000 includes the constituent parts (illumination system 82 i , pattern generator 84 i , projection system 86 i etc.) of the light irradiator 180 i. It is similar.
  • the configuration of the parts other than the optical system 118 is the same as that of the exposure apparatus 100 described above.
  • FIG. 24 is a block diagram showing the input / output relationship of the main control unit 110 that mainly constitutes the control system of the exposure apparatus 1000.
  • Main controller 110 includes a microcomputer and the like, and centrally controls the components of exposure apparatus 1000 including the components shown in FIG.
  • multi-beam optical system 200 the light irradiation apparatus 180 1 is connected to the control unit 11 of 1, based on instructions from main controller 110, a light source (a laser diode) that is controlled by a control unit 11 82a, a diffractive optical element (and an optical characteristic adjustment device), and the like.
  • the electron beam optical system 70 1 is connected to the control unit 11 based on an instruction from the main controller 110, a pair of electromagnetic lenses 70a which is controlled by the control unit 11, 70b and electrostatic multipole 70c (second 1 electrostatic lens 70c 1 and second electrostatic lens 70c 2 ).
  • a signal processing device 108 In the exposure apparatus 1000, 45 exposure units 500i are provided.
  • the same effects as those of the exposure apparatus 100 of the first embodiment can be obtained.
  • a plurality of light beams generated by the pattern generator by fine driving mechanism 13 i since it scans for the corresponding photoelectric element 54 i
  • alignment between beams and apertures is possible, thereby performing alignment of each of all the apertures 58a with the corresponding light beam in a simple and short time. Is possible.
  • the entire light irradiation device 180 i 45 is supported (held) by the supporting member 17 is not limited to this, the light irradiation device 180 i 45 at least 1 for one of the light irradiation device 180 i, a portion of the light irradiation device 180 i, for example, one or both of illumination system 82 i, and a pattern generator 84 i, supported by different one or more of the support members and the support member 17 It is also good to do.
  • the light irradiation apparatus 180 i 45 a portion of the weight of the at least one light irradiation device 180 i is supported by a support member other than the supporting member 17, the remainder of the at least one light irradiation device 180 i A configuration in which at least a part of the weight is supported by the frame member 17 may be adopted.
  • relative position information between the support member 17 (optical unit 117) and the housing 19 (electron beam optical unit 18A) is directly measured (acquired) by the relative position measurement system 29 described above.
  • the relative position measurement system 29 instead of the relative position measurement system 29, the position of the support member 17 and the housing 19 with respect to the direction of three or six degrees of freedom with respect to the reference member, for example, the body frame 101.
  • Two measuring devices for measuring (relative position) are provided, and from the measurement information of the two measuring devices, the main control device 110 comprises the support member 17 (optical unit 117) and the housing 19 (electron beam optical unit 18A). It is good also as asking for relative position information.
  • the main control device 110 obtains relative position information between the support member 17 (optical unit 117) and the housing 19 (electron beam optical unit 18A) from the measurement information of the two measuring devices. good.
  • the exposure apparatus 1000 measures relative position information capable of measuring relative position information in the XY plane between the support member 17 (optical unit 117) and the housing 19 (electron beam optical unit 18A).
  • the system 29 and the drive system 25A capable of adjusting the position in the XY plane with respect to the housing 19 (electron beam optical unit 18A) of the support member 17 (optical unit 117) are provided.
  • the exposure apparatus may include only one of the relative position measurement system 29 and the drive system 25A, or may not have both. However, in this case, it is desirable that the position in the XY plane of the support member 17 (optical unit 117) relative to the housing 19 (electron beam optical unit 18A) be adjustable.
  • the interior of the light irradiation device 180 i such as at least one movable optical member located between the position of the pattern generator 84 i and the photoelectric element 54 i May be provided.
  • the movable optical member may be used to scan the light beam with respect to the corresponding aperture.
  • a predetermined position on the optical path of the beam generated by the pattern generator 84 i is located just before example of the first lens 94
  • the parallel plate 91 can be tilted with respect to the XY plane by the adjusting device a, or an optical member of the projection system 86 i such as the first lens 94 configured to be reciprocally movable in the XY plane by the adjusting device b. be able to.
  • Parallel plate 91 by any of the positional adjustment of the first lens 94, it is possible to change the irradiation position of the plurality of light beams LB on the light receiving surface of the photoelectric device 54 i in the XY plane.
  • Parallel plate 91 by the respective adjusting devices a and adjusting device b, by adjusting the position of the first lens 94 may be adjustable to position the at least one light beam emitted from the light irradiation device 180 i and the incident position of the at least one light beam from the light irradiation device 180 i may be adjustable with respect to the photoelectric element 54 i.
  • the position is adjustable.
  • the movable optical member, removably on the optical path of the light beam extending from the pattern generator 84 i to the photoelectric element 54 i may be (out possible) optical element.
  • the pattern generator 84 i parallel to reciprocally move in the XY plane (or the plane of the circuit board 102) by adjusting device c in that configuration, it is also possible to change the irradiation position of the plurality of light beams LB on the light receiving surface of the photoelectric device 54 i in the XY plane.
  • the adjustment device c is in the XY plane of the pattern generator 84 i (or, in a plane parallel to a plane of the circuit board 102) not only the position of may be adjustable inclination with respect to the XY plane. Adjustment of the position includes maintenance.
  • the adjusting device c may move the pattern generator 84 i while maintaining, for example, the positional relationship with the photoelectric element 54 i .
  • the point is that the projection system 86 i , the photoelectric element 54 i , and the electron beam optical system It is only necessary to adjust the relative position of the pattern generator 84 i to at least one of 70 i .
  • the relative position in this case includes the direction perpendicular to the optical axis AXe the electron beam optical system 70 i (e.g., X, Y, [theta] z direction) the relative position of the.
  • the exposure apparatus 1000 by adjusting the position of the pattern generator 84 i by adjusting device c, is adjustable position of incidence of the at least one light beam from the light irradiation device 180 i for a plurality of apertures 58a .
  • the even exposure apparatus 1000 it is also possible to adjust the position of at least one optical element in the illumination system 82 i by adjusting device e.
  • the adjusting device e may move one of the optical members while maintaining the positional relationship with, for example, the photoelectric element 54 i , or, together with the pattern generator 84 i , at least one of the optical elements in the illumination system 82 i .
  • the member may be moved.
  • the adjusting device e, the holding member for holding and its one optical member and the pattern generator 84 i, for example, to the lens barrel 83 i may have a driving device for moving, the pattern generator 84 i and moving the drive apparatus, which and a driving device for moving at least one optical member independently in the illumination system 82 i may have.
  • the adjustment device e is, holding members for holding at least one optical element in the illumination system 82 i, for example by moving the lens barrel, a position of the at least one optical element, regardless of the pattern generator 84 i , May be adjusted.
  • the adjusting device e can adjust the relative position of at least one optical member in the illumination system 82 i with respect to at least one of the projection system 86 i , the photoelectric element 54 i , and the electron beam optical system 70 i. good.
  • the relative position in this case includes the direction perpendicular to the optical axis AXe the electron beam optical system 70 i (e.g., X, Y, [theta] z direction) the relative position of the.
  • the position of at least one optical element in the illumination system 82 i by adjusting device e to a position of at least one light beam emitted from the light irradiation device 180 i may be adjustable
  • the incident position of the at least one light beam from the light irradiation device 180 i may be adjustable with respect to the photoelectric element 54 i.
  • the exposure apparatus 1000 by adjusting the position of the pattern generator 84 i by adjusting device e, is adjustable position of incidence of the at least one light beam from the light irradiation device 180 i for a plurality of apertures 58a . Adjustment of the position includes maintenance.
  • the projection system 86 i, the photoelectric element 54 i, and at least one adjustable adjusting device e the relative position of the optical member of the illumination system in 82 i for at least one electron beam optical system 70 i is 45 the light may be provided separately to the irradiation device 180 i, some of the plurality, for example, may be one provided for two light irradiation device 180 i.
  • the adjustment device, and an adjustable second driving device the position of the optical member position the first drive unit and the other illumination system in 82 i with an adjustable optical element of one of the illumination system in 82 i May be In this case, the adjustment amount, the adjustment direction, and the like may be the same or different between the first drive device and the second drive device.
  • the adjustment device for adjusting the position of the movable optical member located between the position of the pattern generator 84 i and the photoelectric elements 54 i described above is one provided for two light irradiation device 180 i
  • the adjusting device is configured to adjust the position of the movable optical member in one of the light irradiating devices (also referred to as a first driving device) and the position of the movable optical member in the other light irradiating device. May be adjustable (also referred to as a first drive).
  • the first and second actuators drive elements such as piezo elements and electrostrictive elements, ultrasonic motors, voice coil motors and the like can be used according to the required drive stroke. In this case, the adjustment amount and the adjustment direction may be the same or different for the first actuator and the second actuator.
  • the main controller 110 monitors at least one of the adjustment devices a, b, c and e while monitoring the total current from the Faraday cup table 149.
  • the exposure apparatus 1000 instead of or in addition to the adjustment of the irradiation positions of the plurality of light beams on the light receiving surface of the photoelectric element 54 in the XY plane, for example, they are The irradiation positions of the plurality of light beams in the direction of the optical axis AXp may be adjusted using a pair of wedge members 92a and 92b relatively movable in a predetermined uniaxial direction in the XY plane.
  • the exposure apparatus 1000 does not have to include both the micro drive mechanism 13 i and the movable optical member, and may not have one or both.
  • the light irradiation device 180 i 45 instead of at least a portion of the two or more light irradiation device 180 i, as the projection system with a light emitting device apparatus described above light irradiation device
  • an adjustment device (corresponding to the adjustment device c described above) capable of adjusting the relative position of the pattern generator 84 i to at least one of the projection system 86 i , the photoelectric element 54 i , and the electron beam optical system 70 i
  • the light emitting device with two or more projection systems may be individually provided, but one adjustment device may be provided for a plurality of, for example, two light emitting device with projection systems.
  • the adjusting device may have a first driving device capable of adjusting the position of one pattern generator and a second driving device capable of adjusting the position of the other pattern generator.
  • the adjustment amount, the adjustment direction, and the like may be the same or different between the first drive device and the second drive device.
  • the exposure apparatus may include a support member other than the support member 17 that supports the pattern generator of at least a part of the projection system-included light emitting device (light irradiation apparatus).
  • the other support member may support the illumination optical system.
  • the illumination system 82 i for some of the light irradiation device 180 i of the light irradiation device 180 i 45, the illumination system 82 i, and a pattern generator 84 i, another support the support member 17 for supporting respectively through the lens barrel 83 i
  • the member may be provided in the exposure device.
  • the other support member may be supported by the support member 17.
  • the exposure apparatus including the support member 17 and the other support member described above may further include a measurement device for acquiring information on the relative position between the support member 17 and the other support member.
  • an exposure apparatus provided with another support member with light irradiation device 180 i is adjusting device c as described above, further comprise an e, for the different support members, the adjusting device c, the e,
  • the position of at least one of the pattern generator 84 i or the pattern generator 84 i and at least one optical member in the illumination system 82 i can be made adjustable.
  • at least one of the adjustment devices c and e may be controlled based on the measurement result of the measurement device for acquiring information on the relative position between the support member 17 and another support member.
  • the measuring device for acquiring information on the relative position between the supporting member 17 and another supporting member is different from the supporting member 17 as a result of the assembly work of each part of the apparatus at the time of start-up of the exposure apparatus 1000, maintenance time, Considering that the relative position (positional relationship) with the support member may deviate from the design value, or the relative position (positional relationship) between the support member 17 and another support member may gradually change over time.
  • an adjustment device e.g., a drive device for moving another support member relative to the body frame
  • Adjustment of the relative position includes at least one of changing and adjusting the relative position.
  • the adjustment device for adjusting the relative position between the support member 17 and another support member may be used in combination with the adjustment device c and the adjustment device e, or at least one of the adjustment device c and the adjustment device e. You may omit The relative positions of the support member 17 and another support member to be measured and adjusted, including the direction of the relative position orthogonal to the optical axis AXe the electron beam optical system 70 i.
  • the additional support member may be supported by the body frame 101, for example.
  • the other support member may be supported by the pillar 101c of the body frame 101 via the support portion or the drive portion, or may be suspended from the upper frame 101b via the suspension support mechanism. Also good.
  • at least one of the support member 17 and the other support member may be supported by a frame different from the body frame 101 on which the housing 19 is supported.
  • the housing 19 may be supported by a frame different from the body frame 101.
  • the support member 17 is suspended and supported from the upper frame 101b of the body frame 101 via the suspension support mechanism 602.
  • the support member 17 may be supported by the pillars 101 c of the body frame 101 via a plurality of drive mechanisms 604. Also in this case, since the support member 17 and the housing 19 are separated and supported, even if vibration occurs in one of the support member 17 and the housing 19, transmission of the vibration to the other is suppressed. Ru.
  • the plurality of drive mechanisms 604 are provided instead of the drive system 25A.
  • the main controller 110 servo-controls the plurality of drive mechanisms 604 based on the measurement information of the relative position measurement system 29 described above, for example, the support member 17 (optical unit 117) and the housing 19 (electron beam optical unit)
  • the positional relationship with 18A) may be maintained in a predetermined state.
  • the support member 17 may be supported by the housing 19.
  • the support member 17 may be placed on the housing 19.
  • a part of the support member 17 may be supported by one or more other support frames different from the housing 19. That is, a configuration may be employed in which a part of the weight of the support member 17 is supported by a support frame other than the housing 19 and the weight of at least a part of the remaining part of the support member 17 is supported by the housing 19.
  • FIG. 26 is a diagram showing the configuration of the exposure apparatus 2000 from which the body frame 101 has been removed, with a part omitted.
  • the exposure apparatus 2000 according to the third embodiment is the same as the exposure apparatus 1000 according to the second embodiment described above in that an optical system 118 is provided instead of the optical system 18 as described above. It is different from 100. Further, the exposure apparatus 2000 is different from the exposure apparatus 1000 in that the optical unit 117 constituting the optical system 118 is mounted on the housing 19 of the electron beam optical unit 18A through the plurality of support mechanisms 220. . The differences will be described below.
  • the support member 17 supporting the plurality of, for example, 45 light irradiation devices 180 of the optical unit 117 is a case of the electron beam optical unit 18A through the plurality of support mechanisms 220. It is mounted on the 19th. Therefore, in the exposure apparatus 2000, unlike the exposure apparatus 1000 according to the second embodiment, the relative position measurement system 29 and the position of the support member 17 such as the drive system 25A described above in the XY plane are adjusted. There is no possible drive system.
  • the configuration of the other parts is the same as that of the exposure apparatus 1000 and the exposure apparatus 100 described above.
  • the exposure apparatus 2000 of the third embodiment the same effect as that of the exposure apparatus 1000 of the second embodiment can be obtained. Further, the exposure apparatus 2000 is different from the exposure apparatus 1000 only in that the support member 17 constituting a part of the optical unit 117 is not supported by being suspended from the body frame 101 and is mounted on the housing 19. It is.
  • detailed explanation is omitted, but basically, it is possible to apply the numerous structural additions and modifications described for the exposure apparatus 1000 as it is unless there is any contradiction. is there.
  • each of the plurality of support mechanisms 220 is constituted by a drive mechanism having an actuator such as an ultrasonic motor or a voice coil motor, for example, and the plurality of support mechanisms 220 form a frame.
  • 70 optical unit 117
  • the housing 19 electron beam optical unit 18A
  • the relative position measurement system 29 described above may be provided.
  • the electron from the first vacuum chamber 34 is formed by the tube 196 i , the pipe 202 i and the through hole 192 a i connecting the two.
  • a passage through which the beam EB passes is formed, a single piping member, for example, a stainless steel tube may define a passage through which the electron beam EB from the first vacuum chamber 34 passes. Also in this case, the passage through which the electron beam passes can be isolated from the space where the electromagnetic lenses 70a and 70b are disposed.
  • the electron beam from the first vacuum chamber 34 has the same configuration as that of the above embodiment.
  • a passage through which the EB passes may be formed, and in another at least one electron beam optical system, a single piping member may form a passage through which the electron beam EB from the first vacuum chamber 34 passes.
  • the inside of the first vacuum chamber 34 is evacuated by the vacuum pump 46A independently of the exposure chamber 12, and the passage through which the electron beam EB from the first vacuum chamber 34 passes is ventilated.
  • the vacuum pump 46A independently of the exposure chamber 12, and the passage through which the electron beam EB from the first vacuum chamber 34 passes is ventilated.
  • the invention is not limited thereto, and a pump for vacuum supply as a factory power is used instead of at least one of the vacuum pump 46A and the vacuum pump 46B. It is good.
  • each of the plurality of electron beam optical systems 70 i 1 to 45 is provided with the electromagnetic lenses 70 a and 70 b individually held by the partial lens barrels 104 a i and 104 b i .
  • the present invention is not limited thereto, and only one electromagnetic lens held by a single lens barrel may be provided.
  • the electron beam from the photoelectric element 54 i each photoelectric layer corresponding to the plurality of electron beam optical system 70 i are arranged space (such as the first vacuum chamber 34 described above) to pass through
  • a passage member such as a stainless steel tube, may be disposed at the center of the electromagnetic lens so that the passage through which the electron beam passes can be isolated from the space in which the electromagnetic lens is disposed. It is not always necessary to arrange a stainless steel tube or the like. That is, the path through which the electron beam passes may not necessarily be separated from the space in which the electromagnetic lens is disposed.
  • a passage through which the electron beam passes is formed in the center (central portion) of the lens barrel holding the electromagnetic lens, so that a passage in which the electron beam passes is formed in the lens barrel, that is, the inside
  • the member has a highly airtight structure capable of maintaining the internal vacuum.
  • a plurality of electromagnetic lenses may be held up and down inside a single lens barrel.
  • Such structure that holds one or more electromagnetic lenses with a single barrel, a plurality can be employed in part or all of the electron beam optical system 70 i, for example 45.
  • the structure that holds the barrel of a plurality of electron beam optical system 70 i by forming the same exhaust passage and air passage 197 described above for connecting the internal space of the plurality of barrel mutually , the plurality of electron beams photoelectric element 54 i each photoelectric layer corresponding to the optical system 70 i space (electron emitting surface) is placed (hereinafter, for convenience, referred to as a photoelectric layer arrangement space) without passing through the exhaust passage It is possible to evacuate the electron beam passage inside each of the plurality of lens barrels. In this case, the electron beam passage inside each of the plurality of lens barrels can be evacuated via the exhaust passage independently of the photoelectric layer arrangement space.
  • the photoelectric layer arrangement space is evacuated by a first vacuum pump (first vacuum system), and the electron beam passage inside each of the plurality of lens barrels is different from the first vacuum pump via an exhaust passage.
  • the vacuum can be drawn by a vacuum pump (second vacuum system).
  • a third vacuum pump (third vacuum system) for evacuating the inside of a space (the above-described exposure chamber 12 corresponds to this) separately from the first vacuum pump and the second vacuum pump. ) May be provided.
  • a pump for vacuum supply may be used as a factory power.
  • a structure having an exhaust path similar to the aforementioned air passage 197 connecting the inner spaces of the barrels of the two or more electron beam optical systems 70 i described above has two or more electron beam optical systems 70. At least a portion of each of i may be supported, or at least a portion of each of two or more electron beam optical systems 70 i may not be supported.
  • the structure in which the exhaust path is formed supports at least a part of each of the two or more electron beam optical systems 70 i even when the path through which the electron beam passes is isolated from the space where the electromagnetic lens is disposed However, at least a part of each of the two or more electron beam optical systems 70 i may not be supported.
  • the electromagnetic lenses 70a and 70b are individually disposed inside the partial lens barrels 104a i and 104b i , the above-described tubes for dividing the electron beam passage are provided. It is not necessary to arrange 196 i etc. in the central part of the electromagnetic lenses 70a and 70b. That is, the path through which the electron beam passes may not necessarily be isolated from the space in which the electromagnetic lenses 70a and 70b are disposed.
  • a path through which the electron beam passes is formed inside (central portion) of the partial lens barrels 104a i and 104b i holding the electromagnetic lenses 70a and 70b, so the partial lens barrels 104a i and 104b i That is, it is desirable that the passage member in which the passage through which the electron beam passes be formed has a highly airtight structure capable of maintaining the internal vacuum.
  • a plurality can be employed in part or all of the electron beam optical system 70 i, for example 45.
  • a structure in which an exhaust path similar to the vent path 197 described above is formed between the partial barrel 104a i and the partial barrel 104b i (in the above embodiment, the frame member 192 corresponds to this), and a part of each of the plurality of electron beam optical systems 70 i may be supported by the structure.
  • an electromagnetic lens 70b held by the plurality of electron beam optical system 70 i each partial tube 104b i in the structure may be for example suspended support.
  • the respective partial lens barrels 104b i may also be suspended and supported by the structure.
  • a plurality of electron beam optical system 70 i each partial tube electromagnetic lens 70a held by 104a i also the structure, for example, may be supported from below via the spacer member.
  • the respective partial lens barrels 104a i may be similarly supported by the structure.
  • all of the 45 electron beam optical systems 70 i have been described on the premise that they include the electron beam paths and have the same configuration. However, in some electron beam optical systems , May be different from the other configuration.
  • the passage of the electron beam in all the 45 electron beam optical system 70 i of a part of the passage of the electron beam is provided in the frame member 192, in the part of the electron beam optics, the passage of the electron beam May be formed inside the passage member physically separated from the frame member 192.
  • the present invention is not limited to this, and the electron beam optical unit 18A is provided separately from the structure in which the exhaust path is formed, and includes a frame (which may be called a housing) in which the photoelectric layer arrangement space is formed inside. May be When the structure in which the exhaust passage is formed and the frame in which the photoelectric layer arrangement space is formed are separate members, the structure may be supported by the frame, for example, in a suspended state.
  • a frame in which the photoelectric layer arrangement space is formed inside supports, for example, a part of each of a plurality of, for example, 45 electron beam optical systems 70 i , for example, an electromagnetic lens 70 a held by a partial lens barrel 104 a i As well.
  • route of the electron beam from the 1st vacuum chamber 34 demonstrated by the said embodiment from the space where electromagnetic lens 70a, 70b is arrange
  • the contents described in the structure and the above “Modified example of the support structure of each part of the electron beam optical system, the configuration of the path of the electron beam, etc.” have a plurality of electron beam optical systems of the type not using photoelectric elements.
  • the present invention can also be suitably applied to an electron beam apparatus provided with multi-column electron beam optics.
  • the photoelectric element in the case of using a so-called aperture-integrated photoelectric element in which an aperture such as the photoelectric element 54 is integrally provided with the photoelectric layer, the photoelectric element is integrated with the holder 88 in the XY plane.
  • a movable actuator may be provided.
  • an actuator for moving the photoelectric element 54 may be used as a beam-aperture alignment adjustment device, in place of or in addition to the other adjustment devices described above.
  • the aperture integrated photoelectric element (54) is not limited to the type shown in FIG. 27A, and for example, as shown in FIG. 27B, the aperture in the photoelectric element 54 of FIG. It is also possible to use a photoelectric device 54 a of a type in which the space in 58 a is filled with the light transmission film 144. In the photoelectric element 54a, instead of the light transmitting film 144, a part of the base 56 may be filled in the space in the aperture 58a.
  • a light shielding film 58 having an aperture 58a is formed on the upper surface (light incident surface) of the substrate 56 by vapor deposition of chromium, and the lower surface (light emission surface) of the substrate 56 27C, the space in the aperture 58a is filled with the light transmission film 144 in the photoelectric device 54b of FIG. 27C. It is also possible to use a type of photoelectric device 54c.
  • the base 56 is not only a light transmitting member such as quartz glass but also a light transmitting member and a light transmitting film (single layer or multilayer ) May be configured.
  • the aperture integrated photoelectric element when the aperture integrated photoelectric element such as the photoelectric element 54 is used, the aperture integrated photoelectric element may be provided with an actuator capable of moving in the XY plane.
  • an aperture integrated photoelectric element as shown in FIG. 28, a multi-pitch type in which a row of apertures 58a of pitch a and a row of apertures 58b of pitch b are formed every other row.
  • the aperture integrated photoelectric device 54d may be used.
  • a zoom function of changing the projection magnification (magnification) in the X-axis direction may be used in combination with the above-described optical characteristic adjustment device. In such a case, as shown in FIG.
  • each of the plurality of beams may be irradiated onto the area on the photoelectric element 54a including the corresponding apertures 58a or 58b. That is, the size of each of the plurality of apertures 58a or 58b on the photoelectric element 54d may be smaller than the size of the cross section of the corresponding beam.
  • a row of three or more types of apertures having different pitches is formed on the light shielding film 58 of the photoelectric conversion element in the photoelectric element 54d, and exposure is performed in the same procedure as described above, thereby cutting patterns of three or more pitches. It may be possible to cope with the formation of
  • the aperture and the photoelectric layer are integrally formed in the aperture integrated photoelectric device used in each of the above embodiments, the present invention is not limited to this.
  • the aperture and the photoelectric layer have a predetermined clearance (gap, They may be disposed opposite to each other via a gap).
  • an aperture member having a light shielding film in which a large number of apertures are formed, and a photoelectric element (may be referred to as a separate aperture type photoelectric element) in which a photoelectric layer is vapor-deposited on the light emission surface of the substrate are used.
  • FIG. 30A shows an example of the separate aperture type photoelectric device.
  • a separate aperture type photoelectric device 138 shown in FIG. 30A includes a photoelectric device 140 having a photoelectric layer 60 formed on the lower surface (light emitting surface) of a substrate 134 as a light transmitting member, and a substrate of the photoelectric device 140.
  • An aperture plate also referred to as an aperture member
  • a predetermined clearance gap or gap
  • the sectional shape of the beam irradiated to the photoelectric layer 60 is substantially the same as the shape of the aperture 58a, for example, a rectangular shape elongated in the X-axis direction.
  • the shape of the beam irradiated to the photoelectric layer 60 is somewhat deteriorated (lacks in sharpness) as compared with the aperture integrated type photoelectric elements. It can be moved relative to the element. Therefore, when using a separate aperture type photoelectric device, a drive mechanism capable of moving the aperture plate 142 in the XY plane may be provided.
  • a drive mechanism capable of moving the photoelectric element 140 in the XY plane may be provided. In this case. Instead of moving the aperture plate 142, the photoelectric device 140 and the aperture plate 142 may be moved in a state in which the positional relationship between the two is maintained.
  • the relative position between the aperture plate 142 and the photoelectric element 140 in the XY plane can be shifted. Life can be improved.
  • the aperture plate 142 and the like may be configured to be freely movable in the XY plane. It may also be movable in the projection system 86 i in the XY plane relative to the aperture plate 142.
  • the aperture plate 142 is movable not only in the XY plane but also in the Z-axis direction parallel to the optical axis AXe, tiltable with respect to the XY plane, and rotatable about the Z axis parallel to the optical axis AXe
  • the gap between the photoelectric device 140 and the aperture plate 142 may be adjustable.
  • the drive mechanism for moving the aperture plate 142 may be used as a beam-aperture alignment adjustment device, instead of or in conjunction with the other adjustment devices described above.
  • only a drive mechanism for moving the photoelectric device 140 may be provided. Also in this case, the lifetime of the photoelectric layer 60 can be increased by moving the photoelectric element 140 in the XY plane.
  • the drive mechanism moves only the aperture member in the XY plane, the drive mechanism moves only the photoelectric element in the XY plane, the aperture member and the photoelectric element are integrated and the XY plane You may provide either of the drive mechanisms which move inside. In the case of the former two, the lifetime of the photoelectric layer 60 can be extended.
  • the aperture plate When forming a cut pattern for cutting line patterns having different pitches, the aperture plate may be replaced when the above-described separate aperture type photoelectric device is used.
  • a plurality of apertures may be formed using a spatial light modulator such as a transmissive liquid crystal element instead of the aperture plate.
  • an aperture plate which can be used together with the photoelectric device 140 for forming the separate aperture type photoelectric device with, for example, the photoelectric device 140 shown in FIG. It is also possible to use an aperture plate in which the base material and the light shielding film are integrated, not limited to the type consisting only of the light shielding member having the above.
  • an aperture plate of this type for example, as shown in FIG. 30B, a light shielding film 58 having an aperture 58a by vapor deposition of chromium is formed on the lower surface (light emitting surface) of a base 145 which is a light transmitting member. As shown in FIG.
  • the aperture plate 142a has a base 150 composed of the light transmitting member 146 and the light transmitting film 148, and chromium is deposited on the lower surface (light emitting surface) of the base 150.
  • the aperture plate 142b is provided with the light shielding film 58 having the apertures 58a.
  • the aperture plate 142c is filled with the light transmitting film 148 and the space in the aperture 58a is illustrated.
  • the space in the aperture 58a is one of the substrates 145 which are light transmitting members.
  • Aperture plate 142d which are filled with can be used.
  • the aperture plates 142, 142a, 142b, 142c, 142d can be used upside down.
  • the base materials 134, 145, 146 can also be formed with materials, such as quartz glass which has permeability with respect to the wavelength of the light used by the scientific unit (18 B etc.).
  • the photoelectric elements 54, 54a to 54d and the plurality of apertures 58a of the aperture plates 142, 142a to 142d may all be the same size or the same shape, all sizes of the plurality of apertures 58a May not be the same, and the shape may not be the same for all the apertures 58a.
  • the aperture 58a may be smaller than the size of the corresponding beam so that the corresponding beam is irradiated on the entire area.
  • the separate-aperture type photoelectric element 138 when used, for example, a tensile force in a predetermined direction in the XY plane is applied to the aperture plate 142 to stretch the aperture plate 142 in the XY plane.
  • a tensile force in a predetermined direction in the XY plane is applied to the aperture plate 142 to stretch the aperture plate 142 in the XY plane.
  • a cut pattern that should originally be a rectangle (or a square) long in the X-axis direction, as shown in FIG.
  • CP is rounded like a cut pattern CP ′ at four corners.
  • the light beam is photoelectrically transferred through a non-rectangular aperture 58a 'in which auxiliary patterns 58c are provided at four corners of the aperture 58a formed in the light shielding film 58.
  • the electron beam generated by photoelectric conversion is irradiated onto the wafer through the electron beam optical system 70, so that the irradiation area of the rectangular electron beam different in shape from the non-rectangular aperture 58a 'is placed on the wafer.
  • the shape of the irradiation area of the electron beam and the shape of the cut pattern CP to be formed on the wafer may be the same or different.
  • the aperture of the electron beam irradiation area is made to be approximately the same as the desired shape of the cut pattern CP (for example, a rectangle or square long in the X-axis direction). It is sufficient to decide the shape of 58a '. Use of the aperture 58a 'in this case may not be considered as dose control.
  • the auxiliary pattern 58c need not be provided at all four corners of the rectangular aperture 58a, and the auxiliary pattern 58c may be provided at at least a part of the four corners of the aperture 58a. Further, the auxiliary pattern 58c may be provided at all four corners of the rectangular aperture 58a only in a part of the plurality of apertures 58a 'formed in the light shielding film 58. Further, some of the plurality of apertures formed in the light shielding film 58 may be the apertures 58a ', and the remaining may be the apertures 58a. That is, it is not necessary to make all the shapes of the plurality of apertures 58a 'formed in the light shielding film 58 the same.
  • the shape, size, etc. of the aperture is optimized based on, for example, the characteristics of the electron beam optical system 70 based on the actual exposure result. Is desirable.
  • the shape of each aperture is determined so as to suppress rounding of the corner of the irradiation area on the wafer (target). The influence of the forward scattering component can also be reduced by the aperture shape.
  • the shape of the aperture 58a ' may be the same as the shape of the irradiation region of the electron beam.
  • a light beam having a desired cross-sectional shape is made to enter the photoelectric layer without being affected by the aberration of the projection system between the pattern generator and the photoelectric element.
  • the light is irradiated to the photoelectric layer through a plurality of apertures for reasons such as being able to.
  • a plurality of light beams generated by the pattern generator are irradiated (projected) onto a photoelectric element formed by forming a photoelectric layer on a light emission surface of a base without passing through an aperture by a projection system, for example.
  • the wafer surface may be irradiated with an electron beam optical system.
  • the cut pattern is used to cut the line pattern of the L / S pattern in which the X-axis direction is the periodic direction, so the shape of the irradiation region of the electron beam on the wafer is X
  • the cross-sectional shape of each of a plurality of light beams to be irradiated (projected) on the photoelectric element is set to a rectangular shape long in the X-axis direction so as to be a long shape in the axial direction, for example, a rectangular shape long in the X-axis direction As well.
  • the 45 electron beam optical systems 70 i are configured similarly to each other and function similarly.
  • the present invention is not limited to this, and at least one electron beam optical system includes the remaining The other) at least one electron beam optical system may have a different configuration or function. For example, even if the directions of the optical axes of one electron beam optical system and at least one other electron beam optical system are not the same (parallel to each other), but substantially parallel, for example, at a small angle of 5 degrees or less good.
  • the electron beam optical system 70 i other components which are provided individually corresponding to the 45, for example, the light irradiation device (80 i or 180 i) is also constructed similarly to one another, and shall function similarly However, at least one light irradiator may have a different configuration or function than the remaining at least one light irradiator.
  • the micro drive mechanism 13 i can be controlled based on the current value obtained by detecting the beam current of the electron beam by the beam monitor.
  • position measurement system 28 the relative position measuring system 29, at least part of the measurement information of various measurement systems, such as backscattered electron detector 106, the fine drive mechanism 13 i, the drive system 25, 25A, drive mechanism 604, of course It may be used to control the adjustment devices a, b, c, d, e, etc. described above.
  • the electron beam optical unit 18A is suspended and supported by the suspending and supporting mechanism 600 from the upper frame 101b of the body frame 101 in the above embodiments, but the invention is not limited thereto.
  • the electron beam optical unit 18A may be supported above the floor F via a support frame (not shown).
  • the pattern generator 84 i has been illustrated for the case of construction with GLV, not limited thereto, the pattern generator 84 i, the reflection type liquid crystal display device or a digital micromirror device (DMD A reflective spatial light modulator having a plurality of movable reflective elements such as Digital Micromirror Device) and PLV (Planer Light Valve) may be used.
  • DMD digital micromirror device
  • PLV Planer Light Valve
  • the optical system included in the exposure apparatus 100, 1000, and 2000 has been described as being a multi-column type including a plurality of multi-beam optical systems.
  • the present invention is not limited thereto. It may be a column type multi-beam optical system.
  • the wafer W alone is transported onto the wafer stage WST, and the electron beam is transmitted from the electron beam optical system 70 of the multibeam optical system to the wafer W while moving the wafer stage WST in the scanning direction.
  • the exposure apparatus that performs exposure by performing irradiation has been described, the present invention is not limited to this, and a type of exposure apparatus in which the wafer W is integrated with a table (holder) that can be transported integrally with the wafer called shuttle is also replaced on the stage.
  • the above embodiments (except for the wafer stage WST) can be applied.
  • it is applicable to the apparatus of the single column type which irradiates a single beam to a target.
  • the aperture 58a may not be used if it is possible to irradiate the photoelectric element with a light beam having a desired cross-sectional shape and cross-sectional area. Also in this case, the projection system 86 may not be used.
  • the above-described adjusting device can be used to irradiate the electron beam to a desired position of the target (such as the wafer W). Further, in each of the embodiments described above, a reference mark may be used to confirm whether the electron beam emitted from the electron beam optical system 70 is irradiated at a desired position.
  • the electron beam is irradiated such that the reference mark is irradiated, and the reflected electron is detected by the irradiation to detect the positional relationship between the reference mark and the irradiation position of the electron beam, whereby the desired position of the electron beam is obtained. It can be confirmed.
  • the reference mark may be provided on the reference wafer held by wafer stage WST, or may be provided on wafer stage WST. The wafer may be exposed to confirm whether the electron beam emitted from the electron beam optical system 70 is irradiated at a desired position.
  • position measurement system 28 for measuring the position information of wafer stage WST may also be capable of measuring the position information in the direction of three degrees of freedom in the XY plane.
  • the exposure technology constituting the complementary lithography is not limited to the combination of the liquid immersion exposure technology using an ArF light source and the charged particle beam exposure technology, and, for example, the line and space pattern can be other ArF light source, KrF, etc. It may be formed by a dry exposure technique using a light source.
  • the exposure apparatus 100 forms a fine pattern on a glass substrate to manufacture a mask. It can apply suitably also in the case.
  • an electronic device such as a semiconductor element or the like performs a function / performance design of the device, a step of fabricating a wafer from silicon material, an actual circuit or the like on the wafer by lithography technology or the like.
  • a wafer processing step of forming a semiconductor device a device assembly step (including a dicing step, a bonding step, and a package step), an inspection step, and the like.
  • the wafer processing step is a lithography step (a step of applying a resist (sensitive material) on the wafer, an electron beam exposure apparatus according to the embodiment described above, and exposure of the wafer by the exposure method thereof (a pattern according to designed pattern data)
  • a step of drawing), a step of developing the exposed wafer), an etching step of etching away the exposed member of the portion other than the portion where the resist remains, a resist for removing the unnecessary resist after the etching is completed Include removal steps and the like.
  • the wafer processing step may further include pre-process processing (oxidation step, CVD step, electrode formation step, ion implantation step, etc.) prior to the lithography step, in which case the lithography step corresponds to that of each of the above embodiments.
  • a device pattern is formed on the wafer, so that a highly integrated micro device can be manufactured with high productivity (high yield).
  • the above-described complementary lithography is performed, and at that time, the above-described exposure method is performed using the electron beam exposure apparatus 100, 1000, 2000 of the above embodiments. To produce highly integrated micro devices. It becomes possible.
  • an exposure apparatus using an electron beam has been described.
  • the present invention is not limited to the exposure apparatus, but an apparatus that performs at least one of predetermined processing and predetermined processing on a target using an electron beam such as welding
  • the electron beam apparatus of the above embodiment can be applied to an inspection apparatus using an electron beam.
  • the photoelectric layer 60 is formed of the alkaline photoelectric conversion film
  • the photoelectric layer is not limited to the alkaline photoelectric conversion film.
  • the photoelectric conversion film may be used to form a photoelectric device.
  • shapes such as a member, an opening, and a hole, may be demonstrated using circular, a rectangle, etc., it is needless to say that it is not restricted to these shapes.
  • Reference Signs List 15 support member 17 support member 19 housing (main frame) 29 relative position measurement system 34 first vacuum chamber 39 i valve 46A vacuum pump 46B vacuum pump 54 i ... photoelectric element, 56 ... substrate, 58 ... light shielding film, 58a ... aperture, 70 i ... electron beam optical system, 80 i ... light irradiation device, 82 i ... illumination system, 84 i ... pattern generator, 86 i ... projection System 100 100 Exposure apparatus 101 Body frame 104a i First partial lens barrel 104b i Second partial lens barrel 107a Electromagnetic lens 107b Electromagnetic lens 192 Frame member 192a i Stepped Through hole, 196 i ... tube, 197 ... air passage, 202 i ... piping, EB ... electron beam, LB ... laser beam, W ... wafer.

Abstract

露光装置(100)は、光光学系(80i)と、光光学系からの少なくとも1つの光ビームの照射により光電素子(54i)から発生する電子を電子ビームとしてターゲット(W)に照射する電子ビーム光学系(70i)と、光電素子(54i)の電子放出面が配置される真空空間(34)が内部に形成される筐体(19)と、光光学系の少なくとも一部を支持するフレーム(17)と、フレーム(17)を支持するボディフレーム(101)と、を備える。

Description

電子ビーム装置及びデバイス製造方法
 本発明は、電子ビーム装置及びデバイス製造方法に係り、特に、光電素子に光を照射するとともに、前記光電素子から発生する電子を電子ビームとしてターゲットに照射する電子ビーム装置、及び電子ビーム装置を用いるデバイス製造方法に関する。
 近年、例えばArF光源を用いた液浸露光技術と、荷電粒子ビーム露光技術(例えば電子ビーム露光技術)とを相補的に利用するコンプリメンタリ・リソグラフィが、提案されている。コンプリメンタリ・リソグラフィでは、例えばArF光源を用いた液浸露光においてダブルパターニングなどを利用することで、単純なラインアンドスペースパターン(以下、適宜、L/Sパターンと略記する)を形成する。次いで、電子ビームを用いた露光を通じて、ラインパターンの切断、あるいはビアの形成を行う。
 コンプリメンタリ・リソグラフィでは、例えば複数のブランキング・アパーチャを用いてビームのオン・オフを行うマルチビーム光学系を備えた電子ビーム露光装置を用いることができる(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、露光装置に限らず、電子ビームを用いる装置では、精度面等で改善すべき点が存在する。
米国特許出願公開第2015/0200074号明細書
 本発明の第1の態様によれば、光の照射により電子を発生する光電素子を用いる電子ビーム装置であって、光光学系と、前記光光学系からの少なくとも1つの光ビームの照射により前記光電素子から発生する電子を電子ビームとしてターゲットに照射する電子光学系と、前記光電素子の電子放出面が配置される真空空間が内部に形成される第1フレームと、前記光光学系の少なくとも一部を支持する第1支持部材と、前記第1支持部材を支持する第2フレームと、を備える電子ビーム装置が、提供される。
 本発明の第2の態様によれば、光の照射により電子を発生する光電素子を用いる電子ビーム装置であって、複数の光ビームを提供可能な光学デバイスと、前記光学デバイスと前記光電素子の配置位置との間に位置する投影系と、を有する光光学系と、前記光光学系からの少なくとも1つの光ビームの照射により前記光電素子から発生する電子を電子ビームとしてターゲットに照射する電子光学系と、前記光電素子の電子放出面が配置される真空空間が内部に形成される第1フレームと、前記投影系を支持する第1支持部材と、前記光学デバイスを支持する第2支持部材と、前記第2支持部材を支持する第2フレームと、を備える電子ビーム装置が、提供される。
 本発明の第3の態様によれば、光の照射により電子を発生する光電素子を用いる電子ビーム装置であって、複数の光ビームを提供可能な光学デバイスと、前記光学デバイスに照明光を照射する照明系と、前記光学デバイスと前記光電素子の配置位置との間に位置する投影系と、を有する光光学系と、前記光光学系からの少なくとも1つの光ビームの照射により前記光電素子から発生する電子を電子ビームとしてターゲットに照射する電子光学系と、前記光電素子の電子放出面が配置される真空空間が内部に形成される第1フレームと、前記投影系を支持する第1支持部材と、前記照明系を支持する第2支持部材と、前記第2支持部材を支持する第2フレームと、を備える電子ビーム装置が、提供される。
 本発明の第4の態様によれば、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は、ターゲット上にラインアンドスペースパターンを形成することと、第1の態様から第3の態様のいずれかに係る電子ビーム装置を用いて、前記ラインアンドスペースパターンを構成するラインパターンの切断を行うことと、を含むデバイス製造方法が、提供される。
第1の実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。 ボディフレームを取り除いた図1の露光装置の構成を、一部省略して示す図である。 +X方向から見た電子ビーム光学系の構成を示す図である。 図3に示される光電素子を拡大して示す図である。 図5(A)は光電素子を示す一部省略した縦断面図、図5(B)は光電素子を示す一部省略した平面図である。 図6は、第1静電レンズによるX軸方向及びY軸方向に関する縮小倍率の補正について説明するための図である。 図1の露光装置が備える光照射装置の構成の一例を示す図である。 図8(A)は、光回折型ライトバルブを示す斜視図、図8(B)は、光回折型ライトバルブを示す側面図である。 パターンジェネレータを示す平面図である。 図1の露光装置が備える光照射装置及びその構成各部の支持構造について説明するための図である。 パターンジェネレータの受光面上でのレーザビームの照射領域と、光電素子の面上でのレーザビームの照射領域と、像面(ウエハ面)上での電子ビームの照射領域(露光領域)との対応関係を示す図である。 第1の実施形態に係る露光装置の制御系を主として構成する主制御装置の入出力関係を示すブロック図である。 ビーム-アパーチャ間位置合わせが行われる前のビーム配列とアパーチャ配列とがずれている場合の一例を示す図である。 ファラデーカップテーブルがウエハステージに搭載された状態を示す図である。 ビーム-アパーチャ間位置合わせについて説明するための図(その1)である。 ビーム-アパーチャ間位置合わせについて説明するための図(その2)である。 ビーム-アパーチャ間位置合わせについて説明するための図(その3)である。 ビーム-アパーチャ間位置合わせについて説明するための図(その4)である。 ビーム-アパーチャ間位置合わせについて説明するための図(その5)である。 ビーム-アパーチャ間位置合わせについて説明するための図(その6)である。 光電素子のアパーチャを対応する光ビームで走査するために用いられる、光照射装置の一部を構成する可動の光学部材(パターンジェネレータを含む)、及びその光学部材の位置を調整する調整装置について説明するための図である。 第2の実施形態に係る露光装置の構成を、一部省略して示す図である。 図22の露光装置が備える光学ユニットを、電子ビーム光学ユニットの筐体の一部とともに示す図である。 第2の実施形態に係る露光装置の制御系を主として構成する主制御装置の入出力関係を示すブロック図である。 図22の露光装置が備える支持部材17の他の支持構造について説明するための図である。 第3の実施形態に係る露光装置の構成を、一部省略して示す図である。 図27(A)~図27(D)は、アパーチャ一体型光電素子の種々の構成例を示す図である。 1列置きにピッチが異なるアパーチャ列が形成されたマルチピッチ型のアパーチャ一体型光電素子の一例を示す図である。 図29(A)~図29(C)は、図28のアパーチャ一体型光電素子を用いてピッチが異なるラインパターンの切断用のカットパターンを形成する手順を示す図である。 図30(A)は、アパーチャ別体型光電素子の構成の一例について説明するための図、図30(B)~図30(E)は、アパーチャ板の種々の構成例を示す図である。 図31(A)及び図31(B)は、光学系起因のブラー及びレジストブラーによって生じるカットパターンの形状変化(4隅の丸まり)の補正について説明するための図である。 デバイス製造方法の一実施形態を説明するための図である。
《第1の実施形態》
 以下、第1の実施形態について、図1~図21に基づいて説明する。図1には、第1の実施形態に係る露光装置100の構成が概略的に示されている。露光装置100は、後述するように複数の電子ビーム光学系(電子光学系)を備えているので、以下、電子ビーム光学系の光軸に平行にZ軸を取り、Z軸に垂直な平面内で後述する露光時にウエハWが移動される走査方向をY軸方向とし、Z軸及びY軸に直交する方向をX軸方向とし、X軸、Y軸及びZ軸回りの回転(傾斜)方向を、それぞれθx、θy及びθz方向として、説明を行う。
 露光装置100は、クリーンルームの床面F上に設置されたボディフレーム101と、ボディフレーム101の台座101aの上に設置されたステージチャンバ10、ステージチャンバ10の内部の露光室12内に配置されたステージシステム14と、ステージシステム14の上方に配置された光学システム18と、を備えている。光学システム18は、電子ビーム光学ユニット18Aと、その上に配置された光学ユニット18Bとを備えている。なお、ステージチャンバ10が床面F上に設置されてもよい。
 電子ビーム光学ユニット18Aは、内部に第1の真空室34が形成されたメインフレームとしての筐体19を備えている。なお、光学システム18の具体的構成等については、後に詳述する。
 ボディフレーム101は、XY平面に平行な床面F上に載置された台座101aと、台座101aの上方に所定距離隔てて配置された上部フレーム101bと、台座101a上面に配置され、上部フレーム101bを、下方から支持するとともに、台座101aと上部フレーム101bとを接続する複数の柱101cとを備えている。図1においては、2つの柱101cが示されているが、ボディフレーム101は、3つ、または4つの柱101cを備えている。
 図2には、ボディフレーム101を取り除いた露光装置100の構成が一部省略して示されている。ステージチャンバ10は、図2では、Y軸方向の一側(-Y側)の端部の図示が省略されているが、図1中に白抜き矢印で示されるように、不図示の真空ポンプによってその内部を真空引き可能な真空チャンバである。この場合、真空ポンプとして、工場の用力としての真空供給用のポンプを用いても良い。ステージチャンバ10は、ボディフレーム101の台座101a上に配置されたXY平面に平行な底壁10aと、底壁10aの上方に所定距離隔てて配置された上壁(天井壁)10bと、底壁10a上で上壁10bを下方から支持するとともに、底壁10a及び上壁10bとともに露光室12を区画する周壁10cとを備えている。
 上壁10bには開口10dが形成されている。開口10d内には、複数の電子ビーム光学系70が内部に収納された電子ビーム光学ユニット18Aの筐体19の下端部が、配置されている。本実施形態では、露光装置100は、一例として45の電子ビーム光学系70を備えている。以下では、必要に応じ、45の電子ビーム光学系のそれぞれを、電子ビーム光学系70(i=1~45)、又は単に電子ビーム光学系70と表記する。
 電子ビーム光学ユニット18Aは、図1に示されるように、上下に並んだ3つの空間(上から順に第1空間、第2空間、及び第3空間と称する)を内部に有する前述の筐体19を備えている。第1空間は、真空引きされると前述の第1の真空室34となる。第2空間と第3空間との間には他の部分より外側に突出した突出部を有するフレーム部材192が配置されている。フレーム部材192の周縁部(突出部)の下面は、ステージチャンバ10の上壁10aの上面と対向しており、フレーム部材192の下面とステージチャンバ10の上壁10bの上面との間は、図2に示されるように、開口10dの周囲を取り囲む金属製のベローズ16によって接続され(シールされ)ている。なお、フレーム部材192が突出部を有していなくてもよい。筐体19を構成する他の部材が、上壁10aと対向する下面を有していてもよい。筐体19は、ボディフレーム101の上部フレーム101bから防振部材を備えた複数、例えば3つの吊り下げ支持機構600を介して3点で吊り下げ支持されている(図1参照)。外部からボディフレーム101に伝達された床振動などの振動のうちで、電子ビーム光学系70(i=1~45)の光軸に平行なZ軸方向の振動成分の大部分は吊り下げ支持機構600の防振部材によって吸収されるため、電子ビーム光学系70の光軸に平行な方向において高い除振性能が得られる。また、吊り下げ支持機構600の固有振動数は、電子ビーム光学系の光軸に平行な方向よりも光軸に垂直な方向で低くなっている。3つの吊り下げ支持機構600は光軸に垂直な方向には振り子のように振動する可能性があるため、光軸に垂直な方向の除振性能(ボディフレーム101に外部から伝達された床振動などの振動が筐体19(電子ビーム光学ユニット18A)に伝わるのを防止する能力)が十分に高くなるように3つの吊り下げ支持機構600の長さを十分に長く設定している。この構造では高い除振性能が得られるとともに機構部の大幅な軽量化が可能である。しかしながら、筐体19(電子ビーム光学ユニット18A)とボディフレーム101との相対位置が比較的低い周波数で変化する可能性がある。そこで、筐体19(電子ビーム光学ユニット18A)とボディフレーム101との相対位置を所定の状態に維持するために、非接触方式の位置決め装置23(図1では不図示、図12参照)が設けられている。この位置決め装置23は、例えば国際公開第2007/077920号などに開示されるように、6軸の加速度センサと、6軸のアクチュエータとを含んで構成することができる。位置決め装置23は、主制御装置110によって制御される(図12参照)。これにより、ボディフレーム101に対する筐体19(電子ビーム光学ユニット18A)のX軸方向、Y軸方向、Z軸方向の相対位置、及びX軸、Y軸、Z軸の回りの相対回転角は、一定の状態(所定の状態)に維持される。なお、筐体19については、後にさらに詳述する。なお、位置決め装置23を設けなくてもよい。
 ステージシステム14は、図2に示されるように、底壁10a上に複数の防振部材20を介して支持された定盤22と、定盤22上で重量キャンセル装置24に支持され、X軸方向及びY軸方向にそれぞれ所定のストローク、例えば50mmで移動可能であるとともに、残りの4自由度方向(Z軸、θx、θy及びθz方向)に微動可能なウエハステージWSTと、ウエハステージWSTを移動するステージ駆動系26(図2ではそのうちの一部のみ図示、図12参照)と、ウエハステージWSTの6自由度方向の位置情報を計測する位置計測系28(図2では不図示、図12参照)と、を備えている。ウエハステージWSTは、その上面に設けられた不図示の静電チャックを介してウエハWを吸着し、保持している。
 ウエハステージWSTは、XZ断面枠状の部材を有し、その内部にヨークと磁石(いずれも不図示)とを有するモータ30の可動子30aが一体的に固定されている。可動子30aの内部(中空部)にY軸方向に延びるコイルユニットから成るモータ30の固定子30bが挿入されている。固定子30bは、その長手方向(Y軸方向)の両端が、定盤22上でX軸方向に移動するXステージ31に接続されている。Xステージ31は、図2に示されるように、X軸方向を長手方向とし、Y軸方向に所定距離離れた一対の支持部を有し、この一対の支持部の上面に固定子30bの長手方向の両端部が固定されている。Xステージ31は、磁束漏れが生じない一軸駆動機構、例えばボールねじを用いた送りねじ機構によって構成されるXステージ駆動系32(図2では不図示、図12参照)によって、ウエハステージWSTと一体でX軸方向に所定ストロークで移動される。なお、Xステージ駆動系32を、駆動源として超音波モータを備えた一軸駆動機構によって構成しても良い。いずれにしても、磁束漏れに起因する磁場変動が電子ビームの位置決めに与える影響は無視できるレベルである。
 モータ30は、可動子30aを固定子30bに対して、Y軸方向に所定ストローク、例えば50mmで移動可能で、かつX軸方向、Z軸方向、θx方向、θy方向及びθz方向に微小移動可能な閉磁界型かつムービングマグネット型のモータである。本実施形態では、モータ30によってウエハステージWSTを6自由度方向に移動するウエハステージ駆動系が構成されている。以下、ウエハステージ駆動系をモータ30と同一の符号を用いて、ウエハステージ駆動系30と表記する。
 Xステージ駆動系32とウエハステージ駆動系30とによって、ウエハステージWSTをX軸方向及びY軸方向にそれぞれ所定のストローク、例えば50mmで移動するとともに、残りの4自由度方向(Z軸、θx、θy及びθz方向)に微小移動する前述のステージ駆動系26が構成されている。Xステージ駆動系32及びウエハステージ駆動系30は、主制御装置110によって制御される(図12参照)。
 重量キャンセル装置24は、ウエハステージWSTの下面に上端が接続された金属製のベローズ型空気ばね(以下、空気ばねと略記する)24aと、空気ばね24aの下端に接続されたベーススライダ24bと、を有している。ベーススライダ24bには、空気ばね24a内部の空気を、定盤22の上面に噴き出す軸受部(不図示)が設けられ、軸受部から噴出される加圧空気の軸受面と定盤22上面との間の静圧(隙間内圧力)により、重量キャンセル装置24、ウエハステージWST(可動子30aを含む)及びウエハWの自重が支持されている。なお、空気ばね24aには、ウエハステージWSTに接続された不図示の配管を介して圧縮空気が供給されている。ベーススライダ24bは、一種の差動排気型の空気静圧軸受を介して定盤22上に非接触で支持され、軸受部から定盤22に向かって噴出された空気が、周囲に(露光室12内に)漏れ出すことが防止されている。なお、実際には、ウエハステージWSTの底面には、空気ばね24aをY軸方向に挟んで一対のピラーが設けられ、ピラーの下端に設けられた板ばねが空気ばね24aに接続されている。
 電子ビーム光学ユニット18Aは、第1の真空室34等が内部に設けられた前述の筐体19を備え、筐体19が3つの吊り下げ支持機構600によりボディフレーム101の上部フレーム101bから吊り下げ支持されている。第1の真空室34は、図2に示されるように、筐体19の最上壁(天井壁)を構成する第1プレート36、第1空間と第2空間との間に配置された第2プレート(以下、ベースプレートと呼ぶ)38、及び第1プレート36の下面とベースプレート38上面とを接続する側壁40等によって区画されている。第1の真空室34は、内部を高度な真空状態となるまで、側壁40の貫通孔40aを介して接続された真空ポンプ46Aによって前述のステージチャンバ10の内部の露光室12とは独立して真空引きすることが可能である(図2の白抜き矢印参照)。
 第1プレート36には、Z軸方向に延びる貫通孔36aがXY2次元方向に所定間隔で複数、ここでは前述の45の電子ビーム光学系70(i=1~45)の配置に対応する配置で、45個形成されている。これら45個の貫通孔36aのそれぞれには、図3に示されるように、保持部材52がほぼ隙間がない状態で配置されている。図3には、電子ビーム光学ユニット18Aが備える45の電子ビーム光学系70のうちの1つに対応する筐体19の内部構成が示されている。本実施形態では、保持部材52のように、45の電子ビーム光学系70に個別に対応して設けられる部材が多数存在するので、以下では、45の電子ビーム光学系70に個別に対応して設けられた構成各部について、適宜、下付きの添字iを付して表記するものとする。例えば、保持部材52を、保持部材52と表記する。また、電子ビーム光学系70等の光軸などについても、適宜、下付きの添字iを付して表記する。
 保持部材52は、図3に示されるように、真空隔壁として機能する石英ガラスなどの光透過部材から成る隔壁部材81を保持している。以下では、隔壁部材81を、適宜、真空隔壁81とも表記する。なお、保持部材52を使わずに、第1プレート36で隔壁部材81を保持してもよい。また、隔壁部材81を構成する光透過部材の材料は石英ガラスには限定されず、光学ユニット18Bで用いられる光の波長に対して透過性を持つ材料であればよい。保持部材52の下方には、開口(切り欠き)88a(図3参照)が形成されたホルダ88が、配置されている。ホルダ88は、第1プレート36の貫通孔36aの内壁面に固定されている。ホルダ88は、後述する光電素子54を保持する。なお、以下では、ホルダ88に保持される、あるいはホルダ88に保持された光電素子54を、必要に応じ、光電素子54と表記するとともに、その構成部分についても、適宜、下付きの添字iを付して表記する。本実施形態では、ホルダ88は、貫通孔36aの内壁面に固定されているが、第1プレート36の下面にホルダ88を設けてもよい。また、光電素子54は、貫通孔36a内に保持されていなくてもよく、例えば貫通孔36aの下方に保持してもよい。
 図4には、図3に示される光電素子54が、拡大して示されている。光電素子54は、基材(レチクルブランクスとも呼ばれる)56を有する。図4は、光電素子54の奥行方向(X軸方向)の中央の位置で断面した縦断面図に相当する。図4からわかるように、基材56の下面の中央部の一部に遮光膜58及びアルカリ光電層60が積層(形成)されている。
 光電素子54は、光電素子54の一部を示す、図5(A)の縦断面図に示されるように、石英ガラスなどの光透過部材から成る基材56と、その基材56の下面に例えば蒸着されたクロムなどから成る遮光膜(アパーチャ膜)58と、基材56及び遮光膜58の下面側に成膜(例えば蒸着)されたアルカリ光電膜(光電変換膜)の層(アルカリ光電変換層(アルカリ光電層))60と、を含む。遮光膜58には、多数のアパーチャ(開口)58aが形成されている。図5(A)には、光電素子54の一部のみが示されているが、実際には、遮光膜58には、所定の位置関係で多数のアパーチャ58aが形成されている(図5(B)参照)。アパーチャ58aの数は、後述するマルチビームの数と同一であっても良いし、マルチビームの数より多くても良い。アルカリ光電層60は、アパーチャ58aの内部にも配置され、アパーチャ58aにおいて基材56とアルカリ光電層60が接触している。本実施形態では、基材56、遮光膜58及びアルカリ光電層60が一体的に形成され、光電素子54の少なくとも一部を形成している。なお、基材56の材料は、石英ガラスには限定されず、例えば、サファイア等の光学ユニット18Bで用いられる光の波長に対して透過性を持つ材料であればよい。
 アルカリ光電層60は、2種類以上のアルカリ金属を用いたマルチアルカリフォトカソードである。マルチアルカリフォトカソードは、耐久性が高く、波長が500nm帯の緑色光で電子発生が可能で、光電効果の量子効率QEが10%程度と高いとされるのが特長のフォトカソードである。本実施形態では、アルカリ光電層60は、レーザ光による光電効果によって電子ビームを生成する一種の電子銃として用いられるので、変換効率が10[mA/W]の高効率のものが用いられている。なお、光電素子54では、アルカリ光電層60の電子放出面は、図5(A)における下面、すなわち基材56の上面とは反対側の面である。
 電子ビーム光学ユニット18Aの説明に戻る。ベースプレート38には、例えば図3にそのうちの1つが代表的に示されるように、電子ビーム光学系70の光軸AXe上にその中心がほぼ位置する複数の(本実施形態では45)の開口38aが形成されている。図3は、電子ビーム光学系70及び、該電子ビーム光学系70に個別に対応する筐体19内部の構成部分を示す図である。開口38aは、図2及び図3からわかるように、バルブ39によって開閉されるようになっている。本実施形態では、45の開口38a(バルブ39)は、図1及び図2に示されるY軸方向に往復移動が可能な操作部材41によって、同時に開閉可能である。操作部材41の移動は、主制御装置110の配下にある例えば空圧式(あるいは電磁式)の第1の駆動部46によって行われる(図12参照)。ステージチャンバ10内部の露光室12の真空度は、真空計(真空を計測する圧力計)37によって計測され、真空計37の計測値は、主制御装置110に供給されている(図12参照)。
 なお、通常、45の開口38aを開閉するバルブ39は、開放されているが、真空計37からの計測値に基づき、露光室12内の真空度が異常であることを、検知したときなどに、第1の真空室34の内部に存在する光電素子54の光電層60を保護するため、主制御装置110は、第1の駆動部46を制御し、操作部材41を-Y方向に移動することで45のバルブ39を同時に閉じることができる。
 本実施形態では、45の電子ビーム光学系70それぞれの光軸AXe上には、ホルダ88に保持された光電素子54の遮光膜58に形成された多数のアパーチャ58aの配置領域の中心がほぼ一致している。
 筐体19の第2空間47は、図2に示されるように、上壁を構成するベースプレート38と、底壁を構成するフレーム部材192と、ベースプレート38とフレーム部材192とを接続する例えば正方形枠状(又は円環状)の側壁部材194とによって区画されている。なお、第2空間47は、側壁部材194で区画されていなくてもよい。側壁部材194は、第2空間47を囲むように設けなくてもよい。側壁部材194を介してフレーム部材192がベースプレート38に支持されていればよい。第2空間47の内部には、保持部材52(光電素子54)に対応する位置関係で、ベースプレート38の下面とフレーム部材192の上面との間に、電子ビーム光学系70の第1部分鏡筒104a(i=1~45)が配置されている(図3参照)。第1部分鏡筒104aの内部には、電子ビーム光学系70の電磁レンズ70aが配置されている。電磁レンズ70aは、第1部分鏡筒104aによって保持されている。第1部分鏡筒104a及び電磁レンズ70aは、本実施形態では、ベースプレート38の下面に吊り下げ状態で支持されているが、フレーム部材192と第1部分鏡筒104aの間にスペーサ部材を介在させて、フレーム部材192によって下方から支持しても良い。なお、鏡筒104aをハウジング104aと呼んでもよい。
 電磁レンズ70aの中心部には、ベースプレート38の下面からフレーム部材192の上面に到る例えばステンレス製のチューブ196が、配置されている。チューブ196は、その上端側及び下端側にそれぞれ配置されたOリング199a、199bを介して、ベースプレート38とフレーム部材192とによって挟持されている。なお、Oリング199a、199bなどを使ってチューブ196内の密閉性が確保できれば、チューブ196はベースプレート38に支持されていてもよいし、フレーム部材192に支持されていてもよい。また、チューブ196を配管196と呼んでもよい。
 筐体19の第3空間48は、図2に示されるように、上壁を構成するフレーム部材192と、底壁を構成するクーリングプレート74と、フレーム部材192に対してクーリングプレート74を吊り下げ支持状態で固定する筒状(例えば円環状)の周壁部材198とによって区画されている。第3空間48の内部には、電子ビーム光学系70の第1部分鏡筒104aに対応する位置関係で、フレーム部材192の下面に吊り下げ支持された電子ビーム光学系70の第2部分鏡筒104b(i=1~45)が配置されている(図3参照)。第2部分鏡筒104bは、電磁レンズ70b(対物レンズ)をその内部に保持している。なお、鏡筒104bをハウジング104bと呼んでもよい。また、クーリングプレート74によって第2空間47と露光室12が仕切られており、露光室12の真空環境を維持することができる。また、クーリングプレート74は、近傍に配置される物体の冷却(あるいは温度変化を抑制)する機能を有しているが、冷却機能を有していなくてもよい。
 電磁レンズ70bの中心部には、図3に示されるように、段付き円筒状の部材から成る例えばステンレス製の配管202の小径部が配置されている。配管202は、上端部の一部がその下方の部分より大径で、その大径部の上端及び小径部の下端が開口している。配管202は、その上端側及び下端側にそれぞれ配置されたOリング199c、199dを介して、フレーム部材192とクールリングプレート74とによって挟持されている。なお、Oリング199c、199dなどを使って配管202内の密閉性が確保できれば、配管202はフレーム部材192に支持されていてもよいし、クーリングプレート74に支持されていてもよい。また、配管202は、チューブ196と同様に小径部と大径部とを有しない部材であってもよい。なお、配管202をチューブ202と呼んでもよい。
 フレーム部材192には、対応するチューブ196と配管202とを連通する45の段付きの貫通孔192a(i=1~45)が形成されている。すなわち、本実施形態では、チューブ196の内部空間と、貫通孔192aと、配管202の内部空間とによって、バルブ39が開放されている状態で、光電素子54がその内部に配置された第1の真空室34からの電子ビームEBが通過する通路が形成されている。貫通孔192aは、図3に示されるように、配管202の大径部の内径とほぼ同じ直径を有し、フレーム部材192の下端面から所定深さで形成された凹部(大径の孔部)193と、その凹部193に連通する上方の小径の孔部195との2つの部分を有する。凹部193の内部に静電マルチポール70cが配置されている。本実施形態では、静電マルチポール70cは、フレーム部材192で支持されている。なお、フレーム部材192の上面に凹部を設けて、静電マルチポール70cを配置してもよい。なお、静電マルチポール70cの大きさに依存するが、凹部193と孔部195の径がほぼ同じであってもよい。
 フレーム部材192には、45の貫通孔192aを相互に連通させる通気路197が形成されている(図2参照)。通気路197は、45の凹部193を相互に接続し、フレーム部材192の内部から側壁部材194の内部に至り、真空ポンプ46Bに接続されている。なお、通気路197は、一つでなくてもよい。例えば45の貫通孔192aのうちの一部を相互に連通させる通気路と、残りを互いに連通させる通気路とを設け、それぞれが独立に真空ポンプに接続されてもよい。
 すなわち、45のバルブ39を閉じた状態で、真空ポンプ46Bによって、前述の露光室12及び真空室34とは独立して、45の電子ビーム光学系70の光軸AXeを含む電子ビームEBの通路空間(例えば、チューブ196の内部空間と配管202の内部空間)の真空引きが可能となっている(図2中の白抜き矢印参照)。また、バルブ39を閉じた状態で、真空ポンプ46Bによって、電子ビームEBの通路空間を真空引きしてもよい。なお、通気路197は、一つでなくてもよい。例えば45の貫通孔192aのうちの一部を相互に連通させる通気路と、残りを互いに連通させる通気路とを設け、それぞれが独立に真空ポンプに接続されてもよい。
 第1部分鏡筒104a及び第2部分鏡筒104bのそれぞれとして、複数の開口が形成された部材が用いられている。また、側壁部材194及びフレーム部材192には、図2に示されるように、配線204を通すための開口がそれぞれ複数形成されており、これらの開口を介して第2空間47及び第3空間48は、周囲空間(大気圧空間、あるいは大気圧よりも僅かに陽圧の空間)に開放されている。したがって、電磁レンズ70a、70b及び配線204は、大気圧空間、あるいは大気圧よりも僅かに陽圧の空間に配置されている。なお、第2空間47及び第3空間48を真空空間にしてもよい。
 図3に示されるように、一対の電磁レンズ70a、70bと、静電マルチポール70cは、複数のビームLBを光電素子54に照射することによって光電層60による光電変換によって放出される電子(電子ビームEB)のビーム路上に配置されている。静電マルチポール70cは、一対の電磁レンズ70a、70b相互間に配置されている。静電マルチポール70cは、電磁レンズ70a、70bによって絞られる電子ビームEBのビーム路上のビームウェスト部分に配置されている。このため、静電マルチポール70cを通過する複数のビームEBは、相互間に働くクーロン力によって互いに反発し、倍率が変化することがある。
 そこで、本実施形態では、XY倍率補正用の第1静電レンズ70cと、ビームの照射位置制御(及び照射位置ずれ補正)、すなわち光学パターンの投影位置調整(及び投影位置ずれ補正)用の第2静電レンズ70cとを有する静電マルチポール70cが電子ビーム光学系70の内部に設けられている。第1静電レンズ70cは、例えば図6に模式的に示されるように、X軸方向及びY軸方向に関する縮小倍率を、高速で、かつ個別に補正する。なお、第1静電レンズ70cと第2静電レンズ70cのそれぞれが、XY倍率補正と電子ビームの照射位置制御(及び照射位置ずれ補正)を行ってもよい。また、静電レンズ70cがX軸方向とY軸方向と異なる軸方向の倍率調整をできるようにしてもよい。また、第1静電レンズ70cと第2静電レンズ70cのいずれか一方を設けなくてもよいし、静電マルチポール70cが、追加の静電レンズを有していてもよい。
 また、第2静電レンズ70cは、各種振動等に起因するビームの照射位置ずれ(後述するカットパターンの投影位置ずれ)を一括で補正する。第2静電レンズ70cは、露光の際に電子ビームのウエハWに対する追従制御を行う際の電子ビームの偏向制御、すなわち電子ビームの照射位置制御にも用いられる。なお、縮小倍率の補正を、電子ビーム光学系70以外の部分、例えば後述する投影系などを用いて行う場合などには、静電マルチポール70cに代えて、電子ビームの偏向制御が可能な静電レンズから成る静電偏向レンズを用いても良い。
 電子ビーム光学系70の縮小倍率は、倍率補正を行わない状態で、設計上例えば1/50である。1/30、1/20など、その他の倍率でも良い。
 図3に示されるように、複数の配管202のそれぞれの下端の開口端に対応する配置で、クーリングプレート74には、その下端面に所定深さの凹部74aが形成され、凹部74aの内部底面に配管202の開口端に連通する円形の孔74bが形成されている。なお、配管202の開口端を、電子ビーム光学系70の電子ビームの出口と呼んでもよい。なお、孔74bを電子ビームEBの出口と呼んでもよい。凹部74aの内部には、反射電子検出装置106が配置されている。反射電子検出装置106は、電子ビーム光学系70の光軸AXe(後述する投影系の光軸AXp(図7参照)に一致)に関してY軸方向の両側に、一対の反射電子検出装置106y、106yが設けられている。また、図3では不図示であるが、光軸AXeに関してX軸方向の両側に、一対の反射電子検出装置106x、106x(図12参照)が設けられている。反射電子検出装置106x1、106x2、106y1、106y2は、ここでは、クーリングプレート74に取付けられている。なお、クーリングプレート74に凹部を設けずに、クーリングプレート74の下面に反射電子検出装置106x1、106x2、106y1、106y2を設けてもよい。
 上記2対の反射電子検出装置106のそれぞれは、例えば半導体検出器によって構成され、ウエハ上のアライメントマーク、あるいは基準マーク等の検出対象マークから発生する反射成分、ここでは反射電子を検出し、検出した反射電子に対応する検出信号を信号処理装置108に送る(図12参照)。信号処理装置108は、複数の反射電子検出装置106の検出信号を不図示のアンプにより増幅した後に信号処理を行い、その処理結果を主制御装置110に送る(図12参照)。なお、反射電子検出装置106は、45個の電子ビーム光学系70の一部(少なくとも1つ)に設けるだけでも良いし、設けなくても良い。なお、電子ビーム光学系70の光軸AXeは、光電素子54とウエハWとの間に描画すべきであるが、図3では、図示の便宜上から真空隔壁81の上方まで延長して図示されている。
 本実施形態においては、45のバルブ39を閉じることで、第1の真空室34内部と第1の真空室34から露光室12に到る前述の電子ビームの通路内部とが、流体的に分離され、あるいは第1の真空室34と電子ビームの通路との間で気体の流れが生じないように分離される。なお、第1の真空室34内部の真空度と第1の真空室34から露光室12に到る電子ビームの通路内部の真空度とを異ならせもよい。また、バルブなどを設けずに、第1の真空室34と上記の電子ビームの通路とが実質的に1つの真空室となるようにしても良い。
 また、図3に示されるように、ベースプレート38の上面には、ホルダ88に保持された光電素子54から放出された電子を、加速するための引き出し電極112が設けられている。引き出し電極112は、Z軸方向に所定間隔で配置された、例えばリング状の複数(本実施形態では3枚)の電極板を有する。引き出し電極112は、45の電子ビーム光学系70に個別に対応して45設けられている(図2参照)。引き出し電極112は、光電素子54の保持位置の下方に配置されている。図3などに示すように、引き出し電極112は、電子ビーム光学系70と光電素子54との間に位置している。なお、引き出し電極112は、第1プレート36で支持してもよい。
 光学ユニット18Bは、図2に示されるように、45の電子ビーム光学系70(光電素子54)のそれぞれに対応して設けられた45の光照射装置(光光学系と呼ぶこともできる)80(i=1~45)を備えている。光照射装置80からの少なくとも1つの光ビームが対応する光電素子54のアパーチャ58aを介して光電層60に照射される。なお、光照射装置80の数と光電素子54の数とは等しくなくても良い。したがって、光照射装置80は、電子ビーム光学系70に必ずしも個別に対応していなくても良い。例えば光照射装置80の数が光電素子54の数よりも多くてもよい。
 図7には、図2の1つの光照射装置80が、対応するホルダ88に保持された光電素子54とともに示されている。光照射装置80は、照明系82と、照明系82からの光で複数の光ビーム(パターニングされた光)を発生させる光学デバイス(以下、パターンジェネレータと呼ぶ)84と、パターンジェネレータ84からの複数の光ビームを、真空隔壁81を介して光電素子54に照射する投影系(投影光学系とも呼ばれる)86と、を有する。
 パターンジェネレータ84は、所定方向へ進行する光の振幅、位相及び偏光の少なくとも一つの状態を空間的に変調して射出する空間光変調器と称しても良い。パターンジェネレータ84は、例えば明暗パターンからなる光学パターンを発生することができるとも言える。
 図7に示されるように、照明系82は、照明光(レーザ光)LBを発生する光源82aと、その照明光LBを、1又は2以上のX軸方向に長い断面矩形状のビームに成形する成形光学系82bと、成形光学系82bからの光をパターンジェネレータ84に向けて偏向する反射面98aを有するプリズム又はミラー等の反射光学素子98と、を有する。光源82a、成形光学系82b及び反射光学素子98は、支持部材をそれぞれ介して鏡筒83に保持されている。なお、鏡筒83をハウジング83と呼んでもよい。
 光源82aとしては、可視光又は可視光近傍の波長、例えば波長405nmのレーザ光(レーザビーム)を連続発振するレーザダイオードが用いられている。光源82aとして、レーザ光を間欠的に発光(発振)するレーザダイオードを用いても良い。あるいは、レーザダイオードと、AO偏向器又はAOM(音響光学変調素子)などのスイッチング素子との組合せを、光源82aに代えて用い、レーザ光を間欠的に発光させることとしても良い。なお、照明系82は、光源82aを備えてなくてもよく、装置の外部に光源を設けてもよい。この場合、装置外部の光源からの照明光を光ファイバ等の光伝送部材を用いて照明系82に導けばよい。
 成形光学系82bは、光源82aからのレーザビーム(以下、適宜、ビームと略記する)LBの光路上に順次配置された複数の光学素子(光学部材)を含む。複数の光学部材としては、例えば回折光学素子(DOEとも呼ばれる)、レンズ(例えば集光レンズ)、ミラー等を含むことができる。
 成形光学系82bが、例えば入射端部に位置する回折光学素子を含む場合、その回折光学素子は、光源82aからのレーザビームLBが入射すると、そのビームLBが、回折光学素子の射出面側の所定面において、Y軸方向に所定間隔で並ぶX軸方向に長い複数の矩形状(本実施形態では細長いスリット状)の領域で光強度が大きい分布を持つように、レーザビームLBの面内強度分布を変換する。本実施形態では、回折光学素子は、光源82aからのビームLBの入射により、Y軸方向に所定間隔で並ぶX軸方向に長い複数の断面矩形状のビーム(スリット状のビーム)LBを生成する。本実施形態では、パターンジェネレータ84の構成に合わせた数のスリット状のビームLBを生成する。なお、レーザビームLBの面内強度分布を変換する素子としては、回折光学素子には限定されず、屈折光学素子や反射光学素子であっても良く、空間光変調器であっても良い。なお、反射光学素子98に入射する光ビームは、断面矩形状(スリット状)のビームでなくてよい。
 本実施形態では、後述するように、パターンジェネレータ84として、反射型の空間光変調器が用いられているため、成形光学系82bの終端部に位置する最終レンズ96の下方(光射出側)には、光路折り曲げ用の反射光学素子98が配置されている。最終レンズ96は、回折光学素子で生成された複数の断面矩形状(スリット状)のビームLBをY軸方向に関して集光し、反射光学素子98の反射面98aに照射する。最終レンズ96としては、例えばX軸方向に長いシリンドリカルレンズなどの集光レンズを用いることができる。集光レンズの代わりに、集光ミラー等の反射光学部材や回折光学素子を用いても良い。また、反射面98aは、平面に限定されず、曲率を持った形状であっても良い。反射面98aが曲率を有する(有限の焦点距離を有する)場合、その反射面98aに集光レンズの機能も持たせることができる。また、反射光学素子98は、照明系82の光軸AXiに対して可動(位置、傾き、姿勢などが変更可能)であっても良い。
 反射面98aは、XY平面に対して所定角度α(αは例えば+10度)傾斜して配置され、照射された複数のスリット状のビームをパターンジェネレータ84に向けて図7における左斜め上方向に反射する。本実施形態では、成形光学系82bと反射光学素子98とによって照明光学系が構成されている。反射光学素子98は、図7に示されるように、前述の鏡筒83の内部に配置され、鏡筒83の下端部に支持部材を介して支持(保持)されている。
 パターンジェネレータ84は、反射面98aによって反射された複数のスリット状のビームの光路上に配置されている。パターンジェネレータ84は、XY平面に対して所定角度α傾斜して配置され、鏡筒83の開口(図示省略)を介して長手方向の両端部が鏡筒83の外部に露出した回路基板102の-Z側の面に取付けられている。回路基板102には、成形光学系82bから反射面98aに照射されるビームLBの通路となる開口が形成されている。なお、回路基板102の+Z側に、放熱用のヒートシンク(不図示)を対向して配置してもよい。ヒートシンクは複数の接続部材(不図示)を介して回路基板102に接続されている。ヒートシンクは、回路基板102に対向する面とは反対側の面(+Z側の面)が鏡筒83に接触状態で固定してもよい。ここで、接続部材として、ペルチェ素子を用いても良い。いずれにしてもヒートシンクを介した放熱によりパターンジェネレータ84及び回路基板102を冷却することができる。なお、符号103は、配線を示す。
 なお、反射光学素子98が配置されている位置にパターンジェネレータ84を配置し、パターンジェネレータ84が配置されている位置に反射光学素子98を配置してもよい。あるいは、基板102の上面にパターンジェネレータ84を配置し、照明光の照射によりパターンジェネレータから発生した複数の光ビームを、基板102の+Z側に配置された反射光学素子98で反射して、基板102の開口を介して投影系86に導いてもよい。
 本実施形態では、パターンジェネレータ84は、プログラマブルな空間光変調器の一種である光回折型ライトバルブ(GLV(登録商標))によって構成されている。光回折型ライトバルブは、図8(A)及び図8(B)に示されるように、シリコン基板(チップ)84a上に「リボン」と呼ばれるシリコン窒化膜の微細な構造体(以下、リボンと称する)84bを数千個の規模で形成した空間光変調器である。
 GLVの駆動原理は、次のとおりである。
 リボン84bのたわみを電気的に制御することにより、GLVはプログラム可能な回折格子として機能し、高解像度、ハイスピード(応答性250kHz~1MHz)、高い正確さで、調光、変調、レーザ光のスイッチングを可能にする。GLVは微小電気機械システム(MEMS)に分類される。リボン84bは、硬度、耐久性、化学安定性において強固な特性を持つ高温セラミックの一種である、非晶質シリコン窒化膜(Si)から作られている。各リボンの幅は2~4μmで、長さは100~300μmである。リボン84bはアルミ薄膜で覆われており、反射板と電極の両方の機能を合わせ持つ。リボン84bは、共通電極84cを跨いで張られており、ドライバ(図8(A)及び図8(B)では不図示)から制御電圧がリボン84bに供給されると、静電気により基板84a方向にたわむ。制御電圧が無くなると、リボン84bは、シリコン窒化膜固有の高い張力により元の状態に戻る。すなわち、リボン84bは、可動反射素子の一種である。
 GLVには、電圧の印加により位置が変化するアクティブリボンと、グランドに落ちていて位置が不変のバイアスリボンとが交互に並んだタイプと、全てがアクティブリボンであるタイプとがあるが、本実施形態では後者のタイプが用いられている。
 本実施形態では、リボン84bが-Z側に位置し、シリコン基板84aが+Z側に位置する状態で、回路基板102の-Z側の面にGLVから成るパターンジェネレータ84が取付けられている。回路基板102には、リボン84bに制御電圧を供給するためのCMOSドライバ(不図示)が設けられている。以下の説明では、便宜上、CMOSドライバを含んでパターンジェネレータと呼ぶ。
 本実施形態で用いられるパターンジェネレータ84は、図9に示されるように、たとえば幅は2μmのリボン84bを、例えば6000個有するリボン列85が、その長手方向(リボン84bの並ぶ方向)をX軸方向として、XY平面に対して所定角度αを成す方向(以下、便宜上α軸方向と称する)に所定の間隔で例えば12列、シリコン基板上に形成されている。各リボン列85のリボン84bは、共通電極の上に張られている。本実施形態では、一定レベルの電圧の印加と印加の解除とにより、レーザ光のスイッチング(オン・オフ)のために、各リボン84bは、駆動される。ただし、GLVは、印加電圧に応じて回折光強度の調節が可能なので、パターンジェネレータ84からの複数のビームの少なくとも一部の強度の調整が必要な場合などには、印加電圧が微調整される。例えば、各リボンに同じ強度の光が入射した場合に、異なる強度を持つ複数の光ビームをパターンジェネレータ84から発生することができる。
 本実施形態では、照明系82内の回折光学素子でスリット状のビームが12本生成され、この12本のビームが、成形光学系82bを構成する複数の光学部材(最終レンズ96を含む)、及び反射光学素子98の反射面98aを介して、X軸方向に長いスリット状のビームLBとして各リボン列85の中央に照射される。本実施形態においては、各リボン84bに対するビームLBの照射領域は、正方形領域となる。なお、各リボン84bに対するビームLBの照射領域は、正方形領域でなくても良い。X軸方向に長い、あるいはα軸方向に長い矩形領域であっても良い。本実施形態においては、12本のビームのパターンジェネレータ84の受光面上での照射領域(照明系82の照射領域)は、X軸方向の長さがSmm、α軸方向の長さがTmmの矩形の領域とも言える。
 各リボン84bは独立制御可能となっているので、パターンジェネレータ84で発生されるビームの本数は、6000×12=72000本であり、72000本のビームのスイッチング(オン・オフ)が可能である。本実施形態では、パターンジェネレータ84で発生される72000本のビームを、個別に照射可能となるように、光電素子54の遮光膜58には、72000個のアパーチャ58aが形成されている。なお、アパーチャ58aの数は、例えばパターンジェネレータ84が照射可能なビーム(マルチビーム)の数と同じでなくても良く、72000本のビーム(レーザビーム)のそれぞれが対応するアパーチャ58aを含む光電素子54(遮光膜58)上の領域に照射されれば良い。パターンジェネレータ84が有する可動反射素子(リボン84b)の数と、アパーチャ58aの数とは異なっていても良い。光電素子54上の複数のアパーチャ58aそれぞれのサイズが、対応するビームの断面のサイズより小さければ良い。なお、パターンジェネレータ84が有する可動反射素子(リボン84b)の数と、パターンジェネレータ84で発生するビームの本数とは異なっていても良い。例えば、電圧の印加により位置が変化するアクティブリボンと、グランドに落ちていて位置が不変のバイアスリボンとが交互に並んだタイプを用いて、複数(2つ)の可動反射素子(リボン)によって1本のビームのスイッチングを行っても良い。また、パターンジェネレータ84の数と光電素子54の数とは等しくなくても良い。
 パターンジェネレータ84で発生される複数のビームは、図7に示されるように、下方に位置する投影系86、すなわち投影系86の入射端に位置する第1レンズ94に入射する。
 投影系86は、図7に示されるように、パターンジェネレータ84からの光ビームの光路上に順次配置された複数のレンズを有する。投影系86の複数のレンズは、鏡筒87に保持されている。投影系86の投影倍率は、例えば約1/4である。また、投影系は、屈折型光学系には限定されず、反射型光学系や反射屈折型光学系であっても良い。また、投影系86の投影倍率は1/4の縮小倍率には限定されず、例えば1/5や1/10の縮小倍率、また等倍や拡大倍率であってもよい。
 本実施形態では、図7からわかるように、照明系82が有する成形光学系82bの光軸AXiと投影系86の光軸AXpとは、互いに平行な鉛直方向(Z軸方向)の軸であるが、Y軸方向に関して僅かにオフセットしている。
 本実施形態においては、投影系86が、パターンジェネレータ84からの光を、真空隔壁81を介して光電素子54に投射(又は照射)することで、複数、例えば72000個のアパーチャ58aの少なくとも1つを通過した光ビームが光電層60に照射される。すなわち、パターンジェネレータ84からのオンとされた可動反射素子からの光ビームは、対応するアパーチャ58aを介して光電層60に照射され、オフとされた可動反射素子からは、対応するアパーチャ58a及び光電層60へ光ビームが照射されない。なお、以下では、特に断らない限り、アパーチャ58aは、X軸方向に長い矩形であるものとするが、Y軸方向に長い矩形あるいは正方形であっても良いし、多角形、楕円など、他の形状であっても良い。
 投影系86に、投影系86の光学特性を調整可能な光学特性調整装置86adを設けても良い。光学特性調整装置は、本実施形態では投影系86を構成する一部の光学部材、例えば入射端近傍に位置するレンズを、例えば光軸AXpに沿って動かすことで、少なくともX軸方向の投影倍率(倍率)の変更が可能である。光学特性調整装置として、例えば投影系86を構成する複数のレンズ間に形成される気密空間の気圧を変更する装置を使っても良い。また、光学特性調整装置として、投影系86を構成する光学部材を変形させる装置、あるいは投影系86を構成する光学部材に熱分布を与える装置を使っても良い。本実施形態では、45の光照射装置80の全てに光学特性調整装置が設けられる。45の光学特性調整装置は、主制御装置110の指示に基づき、制御部11(図12参照)によって制御される。なお、複数の光照射装置80のうちの一部(1つ、又は2以上)にのみ光学特性調整装置を設けても良い。
 なお、投影系86の内部にパターンジェネレータ84で発生され、光電層60に照射される複数のビームの少なくとも1つの強度を変更可能な強度変調素子を設けても良い。光電層60に照射される複数のビームの強度の変更は、複数のビームのうちの一部のビームの強度を零にすることを含む。また、投影系86が光電層60に照射される複数のビームの少なくとも1つの位相を変更可能な位相変調素子を備えていてもよいし、偏光状態を変更可能な偏光変調素子を備えていても良い。
 図7から明らかなように、本実施形態では、照明系82が有する成形光学系82bの光軸(最終光学素子である最終レンズ96の光軸と一致)AXiと投影系86の光軸AXpとは、いずれもZ軸に平行であるが、光軸AXiと光軸AXpとが非平行であっても良い。言い換えると、光軸AXiと光軸AXpとが所定の角度をなして交差してもよい。 なお、図7などから明らかなように、本実施形態では、照明系82が有する光学系の光軸AXiと投影系86の光軸(最終光学素子であるレンズ86bの光軸と一致)AXpとは、いずれもZ軸に平行であるが、Y軸方向に所定距離ずれている(オフセットしている)。本実施形態において照明系82は、X軸方向に長い断面矩形状の光(ビーム)をパターンジェネレータに照射するようにしているので、Y軸方向のオフセット量を小さくできる。これによりパターンジェネレータに入射する光の入射角を垂直に近づけることが可能となり、投影系86の入射側の開口数を大きくしなくてもパターンジェネレータからの光ビームを効率良く、投影光学系86に入射させることができる。しがたって、複数の電子ビーム光学系を用いる場合にも、照明系及び投影系を効率よく配置することができる。
 説明が前後したが、ここで、光照射装置80及びその構成各部の支持構造について、説明する。
 45の光照射装置80(i=1~45)がそれぞれ備える投影系86の鏡筒87は、図10に示されるように、支持部材17に45の電子ビーム光学系70に対応する位置関係で保持されている。詳述すると、支持部材17には、第1プレート36の45の開口36aと対応する配置で45のZ軸方向に延びる貫通孔17aが形成されている。45の貫通孔17aそれぞれの内部には、投影系86の鏡筒87が配置されている。支持部材17には、その下端面の外周部の3箇所(図10はではそのうちの2箇所のみ図示)に半球状の凸部21aが設けられ、筐体19(第1プレート36)の上面には、3つの凸部21aがそれぞれ係合する三角錐状の凹部(溝部)を有する三角錐溝部材21bが設けられている。3つの凸部21aと、これら3つの凸部21aが係合する3つの三角錐溝部材21bとによって、支持部材17及び45の投影系86を、筐体19に対して常に一定の位置関係で載置することを可能とする、キネマティックカップリングが構成されている。なお、筐体19上に支持部材17を載置する構成は、上述のキネマティックカップリングに限られない。
 一方、45の光照射装置80がそれぞれ備える照明系82の鏡筒83は、図10に示されるように、その下端部に設けられた微小駆動機構13(図7参照、単に駆動機構と呼んでもよい)を介して、支持部材15に45の鏡筒87に対応する位置関係で保持されている。詳述すると、支持部材15には、45の貫通孔17aに対応する位置関係で、45の貫通孔15aが形成され、各貫通孔15aの内部に鏡筒83の下端部に設けられた微小駆動機構13が挿入され、支持部材15に固定されている。45の微小駆動機構13のそれぞれは、図10等では簡略化して示されているが、1例として、駆動方向がXY平面内において互いに60度で交差する3つの1軸駆動アクチュエータ、例えばPZT駆動方式の1軸アクチュエータ(変位センサ内蔵)を含んで構成される。微小駆動機構13によると、支持部材15に対して、対応する鏡筒83を、X軸、Y軸及びθzの3自由度方向に移動可能である。なお、微小駆動機構13は、鏡筒83を、2自由度方向(X軸方向、及びY軸方向)に移動可能であってもよいし、5自由度方向、あるいは6自由度方向に移動可能であってもよい。また微小駆動機構13の配置も鏡筒83の下端部に限られない。支持部材15は、支持部材17及び筐体19に重量がかからないように支持されている。具体的には、支持部材15は、支持部材17が載置された筐体19とは独立に、ボディフレーム101の上部フレーム101bから防振機能を備えた複数、例えば3つの吊り下げ支持機構602を介して3点で吊り下げ支持されている(図1参照)。このように、支持部材15と筐体19とを分離して支持することにより、支持部材15と筐体19の一方で振動が発生したとしても、その振動が他方へ伝達することが抑制される。なお、光学ユニット18Bの45の光照射装置80が配置される空間は、大気圧空間もしくは、大気圧よりも僅かに陽圧の空間である。
 本実施形態に係る露光装置100では、支持部材17(45個の投影系86(鏡筒87))と支持部材15(45の照明系82及びパターンジェネレータ84(鏡筒83))とのXY平面内の相対位置情報を計測可能な相対位置計測システム29が設けられている(図12参照)。相対位置計測システム29は、図2及び図10に示される一対の2次元エンコーダシステム29a、29bによって構成されている。
 これをさらに詳述すると、図10に示されるように、支持部材17の上面には、一対のスケール部材33a、33bがY軸方向の両端部近傍に固定され、スケール部材33a、33bのそれぞれに対向して支持部材15の下面には、ヘッド35a、35bが固定されている。スケール部材33a、33bには、XY平面内で互いに交差する2方向、例えばX軸方向及びY軸方向を周期方向とする例えばピッチが1μmの反射型の2次元回折格子がそれぞれ形成されている。ヘッド35aは、スケール33aを用いて、ヘッド35aの検出中心を基準とする、支持部材17及び電子ビーム光学ユニット18AのX軸方向及びY軸方向の位置情報を計測する2次元エンコーダ29aを構成する。同様に、ヘッド35bは、スケール部材33bを用いて、ヘッド35bの検出中心を基準とする、支持部材17及び電子ビーム光学ユニット18AのX軸方向及びY軸方向の位置情報を計測する2次元エンコーダ29bを構成する。一対の2次元エンコーダ29a、29bにより計測される位置情報は、主制御装置110に供給され、主制御装置110は、一対の2次元エンコーダ29a、29bにより計測される位置情報に基づいて、支持部材15と、支持部材17及び電子ビーム光学ユニット18AとのX軸方向、Y軸方向及びθz方向の相対位置、すなわち光学ユニット18Bの照明系部分と、光学ユニット18Bの投影系部分及び電子ビーム光学ユニット18Aとの3自由度方向(X、Y、θz)の相対位置を求める。すなわち、一対の2次元エンコーダ29a、29bによって、光学ユニット18Bの照明系部分と、光学ユニット18Bの投影系部分及び電子ビーム光学ユニット18AとのXY平面内の相対位置情報を計測可能な相対位置計測システム29(図12参照)が構成されている。なお、相対位置計測システム29のエンコーダシステムは、2次元エンコーダシステムでなくてもよい。また、支持部材15にエンコーダシステムのスケール部材を配置、支持部材17にヘッドを配置してもよい。相対位置計測システム29は、エンコーダシステムに限られず、干渉計システムなど他の計測システムを用いてもよい。
 光学ユニット18Bの照明系部分の、光学ユニット18Bの投影系部分(及び電子ビーム光学ユニット18A)に対するXY平面内の位置を、所定の位置に維持する、あるいは所望の位置に設定するため、すなわち位置調整を行うために、3軸のアクチュエータを備えた駆動システム25(図2及び図10等では不図示、図12参照)が設けられている。主制御装置110は、相対位置計測システム29により取得された相対位置情報に基づいて、駆動システム25を制御する。これにより、光学ユニット18Bの投影系部分(及び電子ビーム光学ユニット18A)に対する光学ユニット18Bの照明系部分のX軸方向及びY軸方向の位置、並びにZ軸の回りの回転角は、一定の状態(所定の状態)に維持される、あるいは、所望の状態に調整される。
 これまでの説明から明らかなように、本実施形態に係る露光装置100では、図11に示されるように、露光時に、パターンジェネレータ84の受光面上でX軸方向の長さSmm、α方向の長さTmmの矩形の領域の内部にビームが照射され、この照射によりパターンジェネレータ84からの光が縮小倍率1/4を有する投影系86によって光電素子54に照射され、さらにこの照射によって生成される電子ビームが縮小倍率1/50を有する電子ビーム光学系70を介して、像面(像面に位置合わせされるウエハ面)上の矩形の領域(露光フィールド)に照射される。すなわち、本実施形態の露光装置100では、光照射装置80(投影系86)と、これに対応する光電素子54と、これらに対応する電子ビーム光学系70と、を含んで構成された、縮小倍率1/200の直筒型のマルチビーム光学システム200(図12の符号200参照)が構成され、このマルチビーム光学システム200を、XY平面内で前述した2次元配置で45有している。したがって、本実施形態の露光装置100の光学系は、縮小倍率1/200の縮小光学系を45有するマルチカラム電子ビーム光学系である。なお、図12には、45のマルチビーム光学システム200(i=1~45)のうち、マルチビーム光学システム200のみが、代表的に図示されている。
 また、露光装置100では、直径300ミリのウエハを露光対象とし、ウエハに対向して45の電子ビーム光学系70を配置するため、電子ビーム光学系70の光軸AXeの配置間隔を一例として43mmとしている。このようにすれば、1つの電子ビーム光学系70が受け持つ露光エリアは、最大で43mm×43mmの矩形領域となるため、前述したようにウエハステージWSTのX軸方向及びY軸方向の移動ストロークが50mmもあれば十分である。なお、電子光学系70の数は、45に限られず、ウエハの直径、ウエハステージWSTのストローク、などに基づいて決めることができる。
 図12には、露光装置100の制御系を主として構成する主制御装置110の入出力関係がブロック図にて示されている。主制御装置110は、マイクロコンピュータ等を含み、図12に示される各部を含む露光装置100の構成各部を統括的に制御する。図12において、マルチビーム光学システム200の制御部11に接続されている光照射装置80は、主制御装置110からの指示に基づき、制御部11によって制御される光源(レーザダイオード)82a、回折光学素子、及び光学特性調整装置などを含む。また、制御部11に接続されている電子ビーム光学系70は、主制御装置110からの指示に基づき、制御部11によって制御される一対の電磁レンズ70a、70b及び静電マルチポール70c(第1静電レンズ70c及び第2静電レンズ70c)を含む。また、図12において、符号500、500、……50045、すなわち符号500(i=1、2、……45)は、前述したマルチビーム光学システム200と、制御部11と、信号処理装置108と、を含んで構成される露光ユニットを示す。露光装置100では、露光ユニット500が45設けられている。
 本実施形態に係る露光装置100では、パターンジェネレータ84がGLVによって構成されているので、主制御装置110は、パターンジェネレータ84自体を用いて中間調を発生することができる。したがって、主制御装置110は、後述する露光時に、光電層60に照射されるそれぞれの光ビームの強度調整により、光電層60の電子放出面上での面内の照度分布、及びこれに対応するウエハ面上での露光フィールド内の照度分布の調整、すなわちドーズ制御を行うことが可能である。
 なお、光電層60の電子放出面上での面内の照度分布の調整の前提として、光電変換によって光電層60の電子放出面から生成される複数の電子ビームの強度(電子ビームの照度、ビーム電流量)がほぼ同一となるように、パターンジェネレータ84で発生され光電層60に照射される複数の光ビームの強度の調整が行われる。この光ビームの強度の調整は、照明系82内で行なっても良いし、パターンジェネレータ84で行なっても良いし、投影系86内で行なっても良い。ただし、光電変換によって光電層60の電子放出面から生成される複数の電子ビームのうちの少なくとも一部のビーム強度(電子ビームの照度、ビーム電流量)を他の電子ビーム強度と異ならせるように、光電層60に照射される複数の光ビームの強度の調整を行なっても良い。
 ところで、本実施形態に係る露光装置100は、例えばコンプリメンタリ・リソグラフィに用いられる。この場合、例えばArF光源を用いた液浸露光においてダブルパターニングなどを利用することでラインアンドスペースパターン(L/Sパターン)が形成されたウエハを露光対象とし、そのラインパターンの切断を行うためのカットパターンの形成に用いられる。露光装置100では、光電素子54の遮光膜58に形成された72000個のアパーチャ58aのそれぞれに対応するカットパターンを形成することが可能である。
 ところで、露光装置100では、所望のラインパターンを所望の位置で切断するためには、パターンジェネレータ84で生成される複数の光ビーム(マルチビーム)LBのそれぞれと対応するアパーチャ58aとの位置合わせ(ビーム-アパーチャ間位置合わせと称する)が重要である。
 パターンジェネレータ84からの複数の光ビームは、複数のアパーチャ58aに対応する位置関係で、投影系86を介して光電素子54に照射可能であるが、図13に示されるように、ビームLBの配列と、アパーチャ58aの配列とは、大きくずれていることがあるからである。
 ここで、本実施形態に係る露光装置100で行われる、複数の光ビームLBと対応するアパーチャ58aとの位置合わせ、すなわちビーム-アパーチャ間位置合わせについて、図15から図19に基づいて説明する。ビーム-アパーチャ間位置合わせに際しては、図14に示されるように、45の電子ビーム光学系70の光軸AXeの配置に対応する位置関係で45のファラデーカップ143が配置されたファラデーカップテーブル149が、ウエハステージWST上に搭載される。ここで、ファラデーカップとは、電子(電子ビーム)が入射するカップ状の金属から成る捕集電極を有し、捕集電極に接続された電流計で捕集電極から流れ込む電流を図ることで、捕集電極に入射した電子の単位時間あたりの数(電子ビームのビーム電流に対応)を計測するための計測器である。
 そして、主制御装置110によってステージ駆動系26が制御され、45の電子ビーム光学系70の射出端に45のファラデーカップ143がそれぞれ対向する位置に、ウエハステージWSTが位置決めされる。この状態で、以下のようにして複数(多数)の光ビームLBと対応するアパーチャ58aとの位置合わせが行われる。
 まず、主制御装置110は、図15に模式的に示されるように、複数のアパーチャ58aのうち、光電素子54の遮光膜58に形成された多数のアパーチャ58aの配置領域(X軸方向に長い矩形の配置領域)の1つのコーナー部分に位置する所定数、例えば4つのアパーチャ58a、58a、58a、58aを対応する光ビームLB、LB、LB、LBで走査する。この走査は、光ビームLB、LB、LB、LBのみが光電素子54に照射されている状態で、微小駆動機構13を使って、照明系82及びパターンジェネレータ84(鏡筒83)を支持部材15に対してXY平面内で移動することで行われる。例えば図15に示されるようにジグザグ状に鏡筒83を移動する。そして、この光ビームLB、LB、LB、LBの走査中、主制御装置110は、例えばファラデーカップテーブル149上の全てのファラデーカップ143それぞれからの電流の合計(ファラデーカップテーブル149からの総電流と称する)をモニタする。そして、主制御装置110は、光ビームLB、LB、LB、LBの走査で得られる電流値がほぼ最大となる、微小駆動機構13による、鏡筒83のXY平面内の3自由度方向(X軸方向、Y軸方向及びθz方向)の第1の駆動範囲(Xmin1≦X≦Xmax1、Ymin1≦Y≦Ymax1、θzmin1≦θz≦θzmax1)を検出する(求める)。
 ここで、第1の駆動範囲(Xmin1≦X≦Xmax1、Ymin1≦Y≦Ymax1、θzmin1≦θz≦θzmax1)とは、その範囲内の任意の位置に、微小駆動機構13を用いて照明系82及びパターンジェネレータ84の3自由度方向(X軸方向、Y軸方向及びθz方向)の位置を設定すると、図16に示されるように、4つの光ビームLB、LB、LB、LBを、対応する4つのアパーチャ58a、58a、58a、58aに同時に照射できる範囲を意味する。したがって、第1の駆動範囲の検出により、4つの光ビームLB、LB、LB、LBに対するサーチが完了する。
 次に、主制御装置110は、図17に模式的に示されるように、複数のアパーチャ58aのうち、光電素子54上の多数のアパーチャの矩形の配置領域の別のコーナー部分に位置する所定数、例えば4つのアパーチャ58a、58a、58a、58aを対応する光ビームLB、LB、LB、LBで走査する。この走査は、光ビームLB、LB、LB、LBのみが光電素子54に照射されている状態で、微小駆動機構13を使って、鏡筒83を支持部材15に対してXY平面内で移動することで行われる。例えば図17中に示されるようにジグザグ状に鏡筒83を移動する。そして、この光ビームLB、LB、LB、LBの走査中、主制御装置110は、ファラデーカップテーブル149からの総電流をモニタする。そして、主制御装置110は、光ビームLB、LB、LB、LBの走査で得られる電流値がほぼ最大となる、鏡筒83のXY平面内の3自由度方向(X軸方向、Y軸方向及びθz方向)の第2の駆動範囲(Xmin2≦X≦Xmax2、Ymin2≦Y≦Ymax2、θzmin2≦θz≦θzmax2)を検出する(求める)。
 ここで、第2の駆動範囲(Xmin2≦X≦Xmax2、Ymin2≦Y≦Ymax2、θzmin2≦θz≦θzmax2)とは、その範囲内の任意の位置に、微小駆動機構13を用いて照明系82及びパターンジェネレータ84の3自由度方向(X軸方向、Y軸方向及びθz方向)の位置を設定すると、図18に示されるように、4つの光ビームLB、LB、LB、LBを、対応する4つのアパーチャ58a、58a、58a、58aに同時に照射できる範囲を意味する。したがって、第2の駆動範囲の検出により、4つの光ビームLB、LB、LB、LBに対するサーチが完了する。
 矩形の配置領域の残りの2つのコーナーのうちの1つ、または2つに位置するアパーチャについても、上記と同様の手順で、各4つの光ビームを用いて対応するアパーチャを走査しても良いが、本実施形態では、異なる手法を採用している。
 すなわち、主制御装置110は、検出した第1の駆動範囲と第2の駆動範囲との共通する範囲を算出し、その算出した共通の範囲内の任意の位置に、微小駆動機構13を用いて照明系82及びパターンジェネレータ84の3自由度方向(X軸方向、Y軸方向及びθz方向)の位置を設定し、多数のアパーチャ58aの全て(本実施形態では72000個のアパーチャ58a)に対して対応する光ビームLBを同時に照射する。これにより、例えば図19に示されるように、多数のアパーチャ58aのそれぞれに対して対応する光ビームLBが照射されることとなる。
 この時点で、ビーム-アパーチャ間位置合わせを終了しても良いが、本実施形態では、主制御装置110は、多数のアパーチャ58aの全てに対応する光ビームLBを同時に照射した状態で、ファラデーカップテーブル149からの総電流をモニタしつつ、図19中に、3方向の矢印で示されるように、微小駆動機構13を用いて鏡筒83を微小駆動して、その微小駆動中に得られる電流値が真に最大となる微小駆動機構13の最終駆動位置を探す。これにより、図20に示されるように、アパーチャ58aの配列と、ビームLBの配列とが正確に一致し、ビーム-アパーチャ間位置合わせが完了する。
 なお、さらに、主制御装置110によって、予め定められた領域毎にビーム(電子ビーム)の強度の最終チェックが行ってもよい。勿論、状況によっては、アパーチャ58a毎に電子ビームの強度のチェックを行うこととしても良い。また、ファラデーカップテーブルを用いるビーム-アパーチャ間位置合わせの処理は、45のマルチビーム光学システム200で順次行っても良いし、複数、あるいはすべてのマルチビーム光学システム200で同時に行ってもよい。
 本実施形態における、ウエハに対する処理の流れは、次の通りである。
 まず、電子線レジストが塗布された露光前のウエハWが、ステージチャンバ10内で、ウエハステージWST上に載置され、静電チャックによって吸着される。
 ウエハステージWST上のウエハWに形成された例えば45のショット領域のそれぞれに対応してスクライブライン(ストリートライン)に形成された少なくとも各1つのアライメントマークに対して、各電子ビーム光学系70から電子ビームを照射し、少なくとも各1つのアライメントマークからの反射電子が反射電子検出装置106x1、106x2、106y1、106y2の少なくとも1つで検出され、ウエハWの全点アライメント計測が行われ、この全点アライメント計測の結果に基づいて、ウエハW上の複数のショット領域に対し、45の露光ユニット500(マルチビーム光学システム200)を用いた露光が開始される。例えばコンプリメンタリ・リソグラフィの場合、ウエハW上に形成されたX軸方向を周期方向とするL/Sパターンに対するカットパターンを各マルチビーム光学システム200から射出される多数のビーム(電子ビーム)を用いて形成する際に、ウエハW(ウエハステージWST)をY軸方向に走査しつつ、各ビームの照射タイミング(オン・オフ)を制御する。なお、全点アライメント計測を行わずに、ウエハWの一部のショット領域に対応して形成されたアライメントマークの検出を行い、その結果に基づいて45のショット領域の露光を実行しても良い。また、本実施形態においては、露光ユニット500の数とショット領域の数が同じであるが、異なっていても良い。例えば、露光ユニット500の数が、ショット領域の数よりも少なくても良い。なお、ステージチャンバ10の外でアライメントマークの検出を行ってもよい。この場合、ステージチャンバ10内でのアライメントマークの検出をしなくてもよい。
 ここで、パターンジェネレータ84を用いた露光シーケンスについて、説明を行う。ここでは、ウエハ上のある領域内に互いに隣接してXY2次元配置された多数の10nm角(ここでは、アパーチャ58aを介したビームの照射領域と一致するものとする)の画素領域を仮想的に設定し、その全ての画素を露光する場合について説明する。また、ここでは、リボン列として、A、B、C、……、K、Lの12のリボン列があるものとする。
 リボン列Aに着目して説明すると、ウエハ上にX軸方向に並ぶある行(第K行とする)の連続した6000画素領域に対してリボン列Aを用いた露光が開始される。この露光開始の時点では、リボン列Aで反射されるビームは、ホームポジションにあるものとする。そして、露光開始からウエハWの+Y方向(又は-Y方向)のスキャンに追従させてビームを+Y方向(又は-Y方向)に偏向しながら同一の6000画素領域に対する露光を続行する。そして、例えば時間Ta[s]でその6000画素領域の露光が完了したとすると、その間にウエハステージWSTは、速度V[nm/s]で、例えばTa×V[nm]進む。ここで、便宜上、Ta×V=96[nm]とする。
 続いて、ウエハステージWSTが速度Vで+Y方向に24nmスキャンしている間に、ビームをホームポジションに戻す。このとき、実際にウエハ上のレジストが感光されないようにビームをオフにする。
 このとき、上記の露光開始時点からウエハステージWSTは+Y方向に120nm進んでいるので、第(K+12)行目の連続した6000画素領域が、露光開始時点における第K行の6000画素領域と同じ位置にある。
 そこで、同様にして、第(K+12)行目の連続した6000画素領域を、ウエハステージWSTにビームを偏向追従させながら露光する。
 実際には、第K行の6000画素領域の露光と並行して、第(K+1)行~第(K+11)行それぞれの6000画素は、リボン列B、C、……、K、Lによって露光される。
 このようにして、ウエハ上のX軸方向の長さ60μmの幅の領域については、ウエハステージWSTをY軸方向にスキャンさせながらの露光(スキャン露光)が可能であり、ウエハステージWSTを60μmX軸方向にステッピングして同様のスキャン露光を行えば、そのX軸方向に隣接する長さ60μmの幅の領域の露光が可能である。したがって、上記のスキャン露光とウエハステージのX軸方向のステッピングとを交互に繰り返すことで、ウエハ上の1つのショット領域の露光を、1つの露光ユニット500により行うことができる。また、実際には、45の露光ユニット500を用いて並行してウエハ上の互いに異なるショット領域を露光することができるので、ウエハ全面の露光が可能である。
 なお、露光装置100は、コンプリメンタリ・リソグラフィに用いられ、ウエハW上に形成された例えばX軸方向を周期方向とするL/Sパターンに対するカットパターンの形成に用いられるので、パターンジェネレータ84で72000のリボン84bのうち、任意のリボン84bで反射するビームをオンにしてカットパターンを形成することができる。この場合に、72000本のビームが同時にオン状態とされても良いし、されなくても良い。なお、本実施形態では、カットパターンは、X軸方向を周期方向とするL/Sパターンのラインパターンの切断に用いられるので、その形状、すなわちウエハ上での電子ビームの照射領域の形状は、X軸方向に長い形状、例えばアパーチャ85aと同様、X軸方向に長い矩形状に設定される。
 本実施形態に係る露光装置100では、露光開始に先立って、前述したビーム-アパーチャ間位置合わせが行われ、上述した露光シーケンスに基づく、ウエハWに対する走査露光中に、主制御装置110によって位置計測系28の計測値に基づいて、ステージ駆動系26が制御されるとともに、各露光ユニット500の制御部11を介して光照射装置80及び電子ビーム光学系70が制御される。この際、主制御装置110の指示に基づき、制御部11によって、前述したドーズ制御等が必要に応じて行われる。
 以上説明したように、本実施形態に係る露光装置100は、照明系82(光源82a、成形光学系82b及び反射光学素子98を含む)と、照明系82からの照明光(レーザビーム)LBで複数の光ビームを発生させるパターンジェネレータ84と、パターンジェネレータ84からの複数の光ビームを光電素子54に照射する投影系86と、をそれぞれ有する複数の光照射装置80の、複数の照明系82及びパターンジェネレータ84と、該複数の照明系82及びパターンジェネレータ84を保持する鏡筒83を所定の位置関係で支持する支持部材15とを有する第1の部分光学システムと、複数の光照射装置80の複数の投影系86と、複数の投影系86を複数の照明系82と対応する位置関係で支持する支持部材17と、支持部材17が搭載され、複数の投影系86に対応する位置関係で配置された複数の光電素子54が内部に配置される第1の真空質34を有する筐体19と、筐体19に複数の光電素子54に対応する位置関係で設けられ、光の照射によって複数の光電素子54から発生する電子ビームEBをターゲットであるウエハWにそれぞれ照射する複数の電子ビーム光学系70と、を有する第2の部分光学システムと、第2の部分光学システムに対する第1部分光学システムの位置を調整する駆動システム25(調整装置)と、を備えている。このため、調整装置により、第2の部分光学システムに対する第1部分光学システムの位置を調整することで、複数の光照射装置80のそれぞれで照明系82と投影系86との位置関係を一定の状態に維持する、あるいは所望の状態に設定することが可能になる。
 また、本実施形態に係る露光装置100が備える電子ビーム光学系70は、内部に電磁レンズ70a、70bをそれぞれ保持する部分鏡筒104a、104bを有し、電磁レンズ70a、70bが配置される空間は、筐体19の外部に開放されている。さらに、部分鏡筒104a、104bの中心部には、電磁レンズ70a、70bが配置される空間と隔離され、バルブ39の開状態で、第1の真空室34からの電子ビームEBが通過する通路が形成されている。この電子ビームの通路は、第1の真空室(筐体19の第1空間)34を区画するベースプレート38に一端(上端)が接続されたチューブ196と、筐体19の第3空間48を区画するクーリングプレート74に一端(下端)が接続された配管202と、チューブ196の他端(下端)が接続されるとともに配管202の他端(上端)が接続されたフレーム部材192に形成された段付き貫通孔192aと、によって区画されている。このため、電子ビームの通路内の真空度に影響を与えることなく、電磁レンズ70a、70bが配置される空間を、例えば大気に開放された空間とすることができ、電磁レンズ70a、70bの放熱を十分に行うことが可能になる。なお、電磁レンズ70a、70bが配置される空間は、大気圧空間に限らず、電子ビームの通路より真空度が低い空間であっても良い。例えば、ステージチャンバ10内部の空間は、電子ビームの通路よりも真空度が低い真空空間であっても良いので、電磁レンズ70a、70bが配置される空間を大気に開放する代わりに、ステージチャンバ10の内部と連通させても良い。
 また、本実施形態に係る露光装置100では、フレーム部材192には、45の電子ビーム光学系70それぞれの電子ビームの通路を区画する45箇所の段付き貫通孔192aを相互に接続するとともに、筐体19の第2空間47を区画する側壁部材194の内部空間を介して真空ポンプ46Bに接続される通気路197が形成されている。このため、露光装置100では、バルブ39を閉じた状態で、真空ポンプ46Bを駆動することで、その電子ビームEBの通路内を、第1の真空室34とは独立して真空引きすることができる。例えば、真空ポンプ46Aと真空ポンプ46Bとを並行して駆動することで、1つのポンプで第1の真空室34の内部空間と電子ビームの通路の内部空間とを真空引きする場合に比べて短時間で両空間の真空引きを行うことが可能になる。また、本実実施形態では、通気路197を有する部材で、電子ビーム光学系70の少なくとも一部を支持するようにしているので、複数の(本実施形態では45)電子ビーム光学系70を比較的小さなスペース内で並置することができる。
 また、本実施形態に係る露光装置100では、45の光照射装置80のそれぞれは、支持部材15に固定された鏡筒83に保持された第1部分、すなわち照明系82(光源82a、成形光学系82b及び反射光学素子98を含む)及びパターンジェネレータ84と、支持部材17に固定された鏡筒87に保持された第2部分、すなわち投影系86とに分離され、微小駆動機構13によって、照明系82及びパターンジェネレータ84を、投影系86に対してXY平面内の3自由度方向(X軸、Y軸及びθzの各方向)に駆動可能に構成されている。このため、微小駆動機構13によって、光電素子54の複数のアパーチャ58aとパターンジェネレータ84で発生し、光電素子54に照射される複数の光ビームとの相対位置を調整可能である。すなわち、微小駆動機構13を含んで、光電素子54の複数のアパーチャ58aと複数の光ビームとの相対位置を調整可能な調整装置が構成されている。
 複数のアパーチャと複数の光ビームとの相対位置を調整するため、主制御装置110は、電子ビーム光学系70から射出される電子ビームEBをモニタするファラデーカップ143(ビームモニタ)によって計測される電流値の計測結果に基づいて、微小駆動機構13を制御する。したがって、主制御装置110は、1又は2以上の調整対象の光照射装置80と、対応する電子ビーム光学系70とについて、電子ビーム光学系70からの電子ビームのビーム電流をモニタする対応するファラデーカップ143で計測される総電流値に基づいて、微小駆動機構13を制御する等により、複数のアパーチャと複数の光ビームとの相対位置を調整することが可能になる。
 本実施形態では、主制御装置110は、ファラデーカップテーブル149からの総電流をモニタしつつ、微小駆動機構13を制御して、複数のアパーチャ58aのうち、複数のアパーチャ58aが配置される光電素子54上の矩形領域の1つのコーナー部分に位置する複数、例えば4つのアパーチャ58aを対応する光ビームで走査し、光ビームの走査によって得られる電流値が実質的に最大となる(ほぼ最大となる)状態が維持される、微小駆動機構13の第1の駆動範囲を検出し、さらにファラデーカップテーブル149からの総電流をモニタしつつ、微小駆動機構13を制御して、複数のアパーチャのうち、矩形領域の別のコーナー部分に位置する複数、例えば4つのアパーチャを対応する光ビームで走査し、光ビームの走査によって得られる電流値が実質的に最大となる状態が維持される、微小駆動機構13の第2の駆動範囲を検出し、第1の駆動範囲と第2の駆動範囲との共通する範囲に微小駆動機構13を設定する。これにより、簡単かつ短時間で、全てのアパーチャ58aのそれぞれと対応する光ビームとの位置合わせを行うことが可能になる。
 また、露光装置100の電子ビーム光学系70は、複数の光ビームを光電素子54に照射することによって光電素子54から放出される電子を複数の電子ビームとしてウエハWに照射する。したがって、露光装置100によると、ブランキング・アパーチャが無いため、チャージアップや磁化による複雑なディストーションの発生源が根本的になくなるとともに、ターゲットの露光に寄与しない無駄電子(反射電子)の発生を抑えることでき、長期的な不安定要素を排除することが可能になる。
 また、本実施形態に係る露光装置100によると、実際のウエハの露光時には、主制御装置110は、ウエハWを保持するウエハステージWSTのY軸方向の走査(移動)をステージ駆動系26を介して制御する。これと並行して、主制御装置110は、m(例えば45)の露光ユニット500のマルチビーム光学システム200のそれぞれについて、光電素子54のn個(例えば72000個)のアパーチャ58aをそれぞれ通過したn本のビームの照射状態(オン状態とオフ状態)をアパーチャ58a毎にそれぞれ変化させるとともに、パターンジェネレータ84を用いてビーム毎に光ビームの強度調整を行うことが可能である。
 また、露光装置100では、静電マルチポール70cの第1静電レンズ70cにより、総電流量の変化によって生じる、クーロン効果に起因するX軸方向及びY軸方向に関する縮小倍率(の変化)を、高速で、かつ個別に補正する。また、露光装置100では、第2静電レンズ70cにより、各種振動等に起因するビームの照射位置ずれ(光学パターンのうちの明画素、すなわち後述するカットパターンの投影位置ずれ)を一括で補正する。
 これにより、例えばArF液浸露光装置を用いたダブルパターニングなどによりウエハ上の例えば45個のショット領域のそれぞれに予め形成されたX軸方向を周期方向とする微細なラインアンドスペースパターンの所望のライン上の所望の位置にカットパターンを形成することが可能になり、高精度かつ高スループットな露光が可能になる。
 したがって、本実施形態に係る露光装置100を用いて、前述したコンプリメンタリ・リソグラフィを行い、L/Sパターンの切断を行う場合に、各マルチビーム光学システム200で、複数のアパーチャ58aのうち、いずれのアパーチャ58aを通過するビームがオン状態となる場合であっても、換言すればオン状態となるビームの組み合わせの如何を問わず、ウエハ上の例えば45個のショット領域のそれぞれに予め形成されたX軸方向を周期方向とする微細なラインアンドスペースパターンのうちの所望のライン上の所望のX位置にカットパターンを形成することが可能になる。
 なお、上記実施形態では、45の光照射装置80それぞれの照明系82及びパターンジェネレータ84が、鏡筒83で保持され、該鏡筒83が支持部材15で支持(保持)されるものとしたが、これに限らず、45の光照射装置80の少なくとも1つの光照射装置80については、例えばパターンジェネレータ84を、支持部材15で支持し、照明系82を支持部材15とは異なる1又は2以上の別の支持部材で支持することとしても良い。すなわち、45の光照射装置80のうち、少なくとも1つの光照射装置の照明系82の少なくとも一部の重量が、支持部材15以外の支持部材によって支持され、その少なくとも1つの光照射装置の照明系82の残部の少なくとも一部の重量がフレーム部材15によって支持される構成を採用しても良い。
 また、上記実施形態では、前述した相対位置計測システム29により、支持部材15と、支持部材17との相対位置情報を直接計測する(取得する)ものとしたが、相対位置計測システム29に代えて、基準となる部材、例えばボディフレーム101に対する、支持部材15、支持部材17それぞれのXY平面内の3自由度方向又は6自由度方向に関する位置(相対位置)を計測する1つ又は2以上の計測装置を設け、この計測装置の計測情報から主制御装置110が、支持部材15(光学ユニット18Bの45の光照射装置80の照明系82及びパターンジェネレータ84を含む部分)と、支持部材17(45の光照射装置80の投影系86を含む部分)及び支持部材17が搭載された筐体19(電子ビーム光学ユニット18A)との相対位置情報を求めることとしても良い。あるいは、相対位置計測システム29に代えて、支持部材15、支持部材17それぞれの基準となる状態(初期状態)からのXY平面内の3自由度方向又は6自由度方向に関する位置変化を計測する1つ又は2つ以上の計測装置を設け、この計測装置の計測情報から主制御装置110が、支持部材15と支持部材17(及び筐体19)との相対位置情報を求めることとしても良い。
 なお、上記実施形態に係る露光装置100は、支持部材15と支持部材17及び筐体19とのXY平面内の相対位置情報を計測可能な相対位置計測システム29と、支持部材17及び筐体19に対する支持部材15のXY平面内の位置を調整可能な駆動システム25との両者を備えていた。しかし、露光装置は、これら相対位置計測システム29及び駆動システム25の一方のみを、備えていても良いし、両方を備えていなくても良い。ただし、この場合、支持部材17及び筐体19に対する支持部材15のXY平面内の位置を、調整可能な構造になっていることが望ましい。
 なお、上記実施形態では、光照射装置80が、成形光学系82b及び反射光学素子98を含む照明光学系を有する照明系82を備え、照明系82からの照明光がパターンジェネレータ84に照射される場合について例示した。しかしながら、光照射装置は、照明光学系及びパターンジェネレータを、光源とは別に持っていなくても良い。すなわち、光照射装置は、例えば複数の発光部を有する自発光型コントラストデバイスアレイから提供される複数の光ビームを投影系86を介して、あるいは介さずに光電素子に照射するタイプの光照射装置を用いても良い。かかる光照射装置では、自発光型コントラストデバイスアレイが、光源及びパターンジェネレータの機能を兼ねる。したがって、光照射装置は最低限パターンジェネレータ備えていれば良い。例えば、自発光型コントラストデバイスアレイとして、半導体基板に垂直な方向に光を出射する発光部、例えばマイクロLEDなどの放射放出ダイオード、VCSELあるいはVECSELなどを複数有する自発光型コントラストデバイスアレイ、又は半導体基板に平行に光を出射する発光部、例えばフォトニック結晶レーザなどを複数有する自発光型コントラストデバイスアレイを用いることができる。自発光型コントラストデバイスアレイを用いる場合、照明光学系は設ける必要がない。自発光型コントラストデバイスアレイを用いる場合にも、マイクロレンズアレイなどの集光部材を用いて、2以上の発光部からの光ビームをマイクロレンズで集光した後、投影系に入射させることで、光電素子に照射される1つの光ビームを生成することができる。自発光型コントラストデバイスアレイの複数の発光部からの光ビームは、個別にオン・オフできる。勿論、自発光型コントラストデバイスアレイを用いる場合、マイクロレンズアレイなどの集光部材を用いて、2以上の発光部からの光ビームをマイクロレンズで、投影系を介することなく、光電素子の光電層の光入射面又はその近傍の面上に集光することも可能である。
 なお、上記実施形態では、ビーム-アパーチャ間位置合わせに際して、光電素子54のアパーチャ配置領域の左上のコーナー及び右上のコーナーにそれぞれ位置する各4つのアパーチャ58aに対応する4つの光ビームに対するサーチを行う場合について例示したが、これに限らず、各コーナーにそれぞれ位置する少なくとも1つのアパーチャ58aに対応する少なくとも1つの光ビームに対するサーチを行うことで、上記と同様のビームアパーチャ間位置合わせが可能となる。
 また、上記実施形態では、ビーム-アパーチャ間位置合わせに際して、微小駆動機構13を用いて照明系82及びパターンジェネレータ84をXY平面内の3自由度方向に駆動することで、光ビームを対応するアパーチャに対して走査する場合について説明したが、これに限らず、例えば光照射装置80のパターンジェネレータ84と光電素子54の配置位置との間に位置する少なくとも1つの可動光学部材を設け、ビーム-アパーチャ間位置合わせに際して、その可動光学部材を用いて、光ビームを対応するアパーチャに対して走査することとしても良い。例えば、図21に示されるように、パターンジェネレータ84で発生するビームの光路上の所定位置、例えば第1レンズ94の直前に、両矢印aで示されるようにXY平面に対して傾動可能な平行平板91を配置して、光電素子54の受光面における複数の光ビームLBの照射位置をXY平面内で変化させることとしても良い。あるいは、図21中の両矢印bで示されるように、投影系86の光学部材、例えば第1レンズ94をXY平面内で往復移動可能に構成することで、光電素子54の受光面における複数の光ビームLBの照射位置をXY平面内で変化させることとしても良い。あるいは、図21中の両矢印cで示されるように、パターンジェネレータ84を、XY平面(あるいは回路基板102の面)に平行に往復移動可能に構成することで、光電素子54の受光面における複数の光ビームLBの照射位置をXY平面内で変化させることとしても良い。いずれにしても、可動の光学部材を用いて光電素子54の受光面における複数の光ビームLBの照射位置をXY平面内で変化させることで、光ビームを対応するアパーチャに対して走査することができる。なお、可動光学部材は、パターンジェネレータ84から光電素子54に到る光ビームの光路上に挿脱可能(出し入れ可能)な光学部材であっても良い。
 図21において、矢印a、b、c等は、それぞれ対応する調整装置も示している。例えば、矢印cに対応する調整装置(調整装置cと称する)は、パターンジェネレータ84の位置を調整する調整装置であるが、この調整装置cは、パターンジェネレータ84のXY平面内(あるいは、回路基板102の面に平行な面内)の位置のみでなく、XY平面に対する傾斜を調整可能であっても良い。なお、位置の調整は、維持を含む。
 調整装置cは、例えば光電素子54との位置関係を維持したままパターンジェンレータ84を動かすものであっても良く、要は、投影系86、光電素子54、及び電子ビーム光学系70の少なくとも1つに対するパターンジェンレータ84の相対位置を調整可能であれば良い。この場合の相対位置は、電子ビーム光学系70の光軸AXeに直交する方向(例えば、X、Y、θz方向)の相対位置を含む。したがって、調整装置cによりパターンジェネレータ84の位置を調整することにより、光照射装置80から射出される少なくとも1つの光ビームの位置を調整可能であっても良いし、光電素子54に対する光照射装置80からの少なくとも1つの光ビームの入射位置が調整可能であっても良い。後者の場合、露光装置100では、調整装置cによりパターンジェネレータ84の位置を調整することにより、複数のアパーチャ58aに対する光照射装置80からの少なくとも1つの光ビームの入射位置が調整可能である。
 同様に、矢印a、bで示される調整装置(調整装置a、調整装置bと称する)のそれぞれにより平行平板91、第1レンズ94の位置を調整することにより、光照射装置80から射出される少なくとも1つの光ビームの位置を調整可能であっても良いし、光電素子54に対する光照射装置80からの少なくとも1つの光ビームの入射位置が調整可能であっても良い。後者の場合、露光装置100では、調整装置a、bにより平行平板91、第1レンズ94の位置を調整することにより、複数のアパーチャ58aに対する光照射装置80からの少なくとも1つの光ビームの入射位置が調整可能である。
 主制御装置110は、前述したファラデーカップテーブル149からの総電流をモニタしつつ、調整装置cを用いて光電素子54の少なくとも1つのアパーチャ58aを、対応する少なくとも1つの光ビームLBで走査し、その光ビームの走査で得られる電流値に基づいて調整装置cを制御することで、パターンジェネレータ84の位置調整を行うことが可能である。同様に、主制御装置110は、ファラデーカップテーブル149からの総電流をモニタしつつ、調整装置a、調整装置bのそれぞれを用いて光電素子54の少なくとも1つのアパーチャ58aを、対応する光ビームLBで走査し、その光ビームの走査で得られる電流値に基づいて調整装置a、調整装置bをそれぞれ制御することで、平行平板91、第1レンズ94それぞれの位置調整を行うことができる。
 なお、上記実施形態では、照明系82内の少なくとも1つの光学部材、例えばレンズ、回折光学素子などが可動であっても良い。例えば、光電素子54上でパターンジェネレータ84からの少なくとも1つの光ビームの照射位置を変化させる(すなわち、複数のアパーチャ58aに対する光照射装置80からの少なくとも1つの光ビームの入射位置を調整する)ことができるのであれば、照明系82内の1つの光学部材を動かすのみでも良い。図21には、その1つの光学部材の位置を調整する調整装置(調整装置eと称する)が両矢印eで示さている。調整装置eは、例えば光電素子54との位置関係を維持した状態でその1つの光学部材を動かすものであっても良いし、パターンジェネレータ84とともに、照明系82内の少なくとも1つの光学部材を動かすものであっても良い。後者の場合、調整装置eは、パターンジェネレータ84とその1つの光学部材とを保持する保持部材、例えば鏡筒83を移動する駆動装置を有していても良いし、パターンジェネレータ84を移動する駆動装置と、これとは独立して照明系82内の少なくとも1つの光学部材を移動する駆動装置と、を有していても良い。勿論、調整装置eが、照明系82内の少なくとも1つの光学部材を保持する保持部材、例えば鏡筒を動かすことで、その少なくとも1つの光学部材の位置を、パターンジェネレータ84とは無関係に、調整するものであっても良い。調整装置eは、要は、投影系86、光電素子54、及び電子ビーム光学系70の少なくとも1つに対する照明系82内の少なくとも1つの光学部材の相対位置を調整可能であれば良い。この場合の相対位置は、電子ビーム光学系70の光軸AXeに直交する方向(例えば、X、Y、θz方向)の相対位置を含む。したがって、調整装置eにより照明系82内の少なくとも1つの光学部材の位置を調整することにより、光照射装置80から射出される少なくとも1つの光ビームの位置を調整可能であっても良いし、光電素子54に対する光照射装置80からの少なくとも1つの光ビームの入射位置が調整可能であっても良い。後者の場合、露光装置100では、調整装置eによりパターンジェネレータ84の位置を調整することにより、複数のアパーチャ58aに対する光照射装置80からの少なくとも1つの光ビームの入射位置が調整可能である。なお、位置の調整は、維持を含む。
 なお、投影系86、光電素子54、及び電子ビーム光学系70の少なくとも1つに対する照明系82内の少なくとも1つの光学部材の相対位置を調整可能な調整装置eは、45の光照射装置80に個別に設けても良いが、一部の複数、例えば2つの光照射装置80に対して1つ設けても良い。この調整装置は、一方の照明系82内の光学部材の位置を調整可能な第1駆動装置と他方の照明系82内の光学部材の位置を調整可能な第2駆動装置とを有していても良い。この場合、第1駆動装置と第2駆動装置とで、調整量、調整方向などが同じであっても良いし、異なっていても良い。なお、図21には、複数の調整装置が示されているが、すくなくとも1つは設けなくてもよいし、すべてを設けなくてもよい。
 主制御装置110は、ファラデーカップテーブル149からの総電流をモニタしつつ、光電素子54の少なくとも1つのアパーチャ58aを、対応する少なくとも1つの光ビームLBで走査し、その光ビームの走査によって得られる電流値に基づいて、調整装置eを制御することにより、照明系82内の少なくとも1つの光学部材の位置調整を行うことが可能である。
 説明が前後したが、前述したパターンジェネレータ84と光電素子54の配置位置との間に位置する可動光学部材の位置を調整する調整装置、パターンジェネレータの位置を調整する調整装置なども、調整装置eと同様、45の光照射装置80に個別に設けても良いが、一部の複数、例えば2つの光照射装置80に対して1つ設けても良い。例えば、前述したパターンジェネレータ84と光電素子54の配置位置との間に位置する可動光学部材の位置を調整する調整装置が、2つの光照射装置80に対して1つ設けられる場合、この調整装置は、一方の光照射装置内の可動の光学部材の位置を調整可能な第1アクチュエータ(第1駆動装置と呼ぶこともできる)と他方の光照射装置内の可動の光学部材の位置を調整可能な第2アクチュエータ(第1駆動装置と呼ぶこともできる)とを有していても良い。第1、第2アクチュエータとしては、要求される駆動ストロークに応じて、ピエゾ素子、電歪素子などの駆動素子、あるいは超音波モータ、ボイスコイルモータなどを用いることができる。この場合、第1アクチュエータと第2アクチュエータとで、調整量、調整方向などが同じであっても良いし、異なっていても良い。
 なお、微小駆動機構13を用いる照明系82のXY平面内の駆動と、光照射装置80の一部を構成する上記の可動光学部材と照明系82内の光学部材との少なくとも一方の駆動と、を併用して、ビーム-アパーチャ間位置合わせを行なっても良い。例えば、主制御装置110は、上記実施形態と同様の手順で、微小駆動機構13の最終駆動位置を探し、その最終駆動位置に微小駆動機構13を設定した状態で、ファラデーカップテーブル149からの総電流をモニタしつつ、上記の可動光学部材と照明系82内の光学部材との少なくとも一方を駆動することで、多数のアパーチャ58aの少なくとも1つを、対応する光ビームLBで走査し、その光ビームの走査で得られる電流値が最大となる駆動対象の光学部材の調整位置を探すこととすることができる。これにより、上記実施形態に比べて同等以上の精度の良いビーム-アパーチャ間位置合わせが可能になる。
 また、光電素子54の受光面上での複数の光ビームのXY平面内での照射位置の調整に代えて、あるいは加えて、複数の光ビームの光軸AXp方向の照射位置の調整を行うようにしても良い。例えば、図21中の円e内に示される、XY平面内で所定の一軸方向に相対移動可能な一対の楔部材92a、92bを、例えば平行平板91に代えて、あるいは平行平板91の入射面の上方の位置に配置することで、複数の光ビームの光軸AXp方向の照射位置の調整が可能になる。
 なお、露光装置は、微小駆動機構13と可動光学部材との両者を必ずしも備える必要はなく、いずれか一方、又は両方を備えてなくても良い。
 なお、上記実施形態では、ファラデーカップテーブル149を、必要に応じて外部からステージチャンバ10の内部に搬入することとしても良いが、ステージチャンバ10の内部に常設しておいても良い。勿論、電子ビームのビーム電流を検出可能な検出器(ビームモニタ)は、ファラデーカップに限られない。電子ビームの通路上でビーム電流を検出可能であれば良く、電子ビーム光学系70の射出側に限らず、光電素子54と電子ビーム光学系70との間に、ビーム電流を検出可能な検出器(ビームモニタ)を組み込んでも良い。この点に関しては、後述する第2,第3の実施形態においても同様である。
 なお、前述した駆動システム25を、ファラデーカップテーブル149その他のビームモニタによってビーム電流を検出することで得られた電流値に基づいて、制御することも可能である。
 なお、上記実施形態において、45の光照射装置80のうちの、少なくとも一部の2以上の光照射装置80に代えて、自発光型コントラストデバイスアレイから成るパターンジェネレータと投影系86とを有する光照射装置(以下、便宜上、投影系付き発光デバイス装置と称する)が用いられる場合、投影系86、光電素子54、及び電子ビーム光学系70の少なくとも1つに対するパターンジェンレータ84の相対位置を調整可能な調整装置(前述の調整装置cに相当)は、2以上の投影系付き発光デバイス装置に個別に設けても良いが、複数、例えば2つの投影系付き発光デバイス装置に対して1つの調整装置を設けても良い。この調整装置は、一方のパターンジェネレータの位置を調整可能な第1駆動装置と他方のパターンジェネレータの位置を調整可能な第2駆動装置とを有していても良い。この場合、第1駆動装置と第2駆動装置とで、調整量、調整方向などが同じであっても良いし、異なっていても良い。
 なお、上記実施形態では、例えば45の光照射装置80のうちの、少なくとも一部の2以上の光照射装置80に代えて、投影系付き発光デバイス装置が光照射装置として用いられる場合、その少なくとも一部の光照射装置についてはパターンジェネレータ(自発光型コントラストデバイスアレイ)を支持部材15で支持し、投影系86を支持部材17で支持しても良い。また、その少なくとも一部の光照射装置がさらに照明光学系を有する場合、支持部材15で照明光学系を支持することとしても良い。
 なお、上記実施形態に係る露光装置100において、支持部材15を、支持部材17によって支持することとしても良い。
 上記実施形態に係る露光装置100では、支持部材15に対して、調整装置c、eによって、パターンジェネレータ84、又はパターンジェネレータ84及び照明系82内の少なくとも1つの光学部材の少なくとも一方の位置を調整可能にすることができる。露光装置100では、支持部材17と支持部材15との相対位置の情報を取得する相対位置計測システム29の計測結果に基づいて、調整装置c、eの少なくとも一方が制御されても良い。
 上記実施形態に係る露光装置100では、露光装置100の立ち上げ時、メンテナンス時等における装置各部の組付け作業の結果、支持部材17と支持部材15との相対位置(位置関係)が設計値からずれる、あるいは経時的に支持部材17と支持部材15との相対位置(位置関係)が徐々に変化することがあることなどを考慮して、相対位置計測システム29が設けられるとともに、相対位置計測システム29の計測結果に基づいて、支持部材17と支持部材15との相対位置を調整する駆動システム25が設けられている。この場合の相対位置の調整は、相対位置を変化させて調整すること及び維持することの少なくとも一方を含む。駆動システム25と、調整装置c、調整装置eとを併用できるようにしても良いし、調整装置c、調整装置eの少なくとも一方を省いても良い。なお、計測及び調整の対象となる支持部材17と支持部材15との相対位置は、電子ビーム光学系70の光軸AXeに直交する方向の相対位置を含む。
 なお、上記実施形態に係る露光装置100では、支持部材15が、例えばボディフレーム101の柱101cに支持部又は駆動部を介して支持されていても良い。なお、支持部材17及び支持部材15の少なくとも一方は、筐体19が支持されるボディフレーム101とは別のフレームで支持されていても良い。あるいは、支持部材17及び支持部材15が、ボディフレーム101で支持される場合、筐体19は、ボディフレーム101とは異なるフレームで支持されても良い。
 また、露光装置100では、支持部材17の一部を、筐体19とは異なる1又は2以上の別の支持フレームで支持することとしても良い。すなわち、支持部材17の一部の重量が、筐体19以外の支持フレームによって支持され、支持部材17の残部の少なくとも一部の重量が筐体19によって支持される構成を採用しても良い。
《第2の実施形態》
 次に、第2の実施形態について、図22~図24に基づいて説明する。図22には、本第2の実施形態に係る露光装置1000の構成が、一部省略して示されている。ここで、前述した第1の実施形態に係る露光装置100と同一の構成部分については同一の符号を用いるとともに、その説明を省略する。図22は、ボディフレーム101を取り除いた露光装置1000の構成を一部省略して示す図である。
 本第2の実施形態に係る露光装置1000は、光学システム18に代えて、光学システム118が設けられている点が、前述の第1の実施形態に係る露光装置100と相違する。以下、相違点について説明する。
 光学システム118は、前述した光学システム18において、光学ユニット18Bに代えて、光学ユニット117が設けられたものである。図23には、露光装置1000が備える光学ユニット117が、筐体19の第1の真空室34などとともに示されている。図23に示されるように、露光装置1000では、45の光照射装置80に代えて、45の光照射装置180(i=1~45)が設けられている。
 光照射装置180では、鏡筒87の上部に微小駆動機構13を介して鏡筒83が搭載されている。すなわち、光照射装置180は、鏡筒83及び微小駆動機構13と、鏡筒87とが物理的に分離していない。そして、45の光照射装置180が、支持部材17によって保持され、支持部材17が複数、例えば3つの吊り下げ支持機構602を介してボディフレーム101の上部フレーム101bから吊り下げ支持されている。これにより、光学ユニット117が、ボディフレーム101の上部フレーム101bから吊り下げ状態で3点支持されている。なお、鏡筒87に対して鏡筒83が移動可能であれば、微小駆動機構13が、鏡筒83と鏡筒87との間に配置されていなくてもよい。
 電子ビーム光学ユニット18A(筐体19)は、光学ユニット117とは独立して、3つの吊り下げ支持機構600によってボディフレーム101の上部フレーム101bから吊り下げ状態で3点支持されている。本実施形態では、支持部材17及び該支持部材17によって保持された45の光照射装置180の重量が、筐体19にかからないように、ボディフレーム101によって支持部材17が支持されている。このように、支持部材17と筐体19とを分離して支持することにより、支持部材17と筐体19の一方で振動が発生したとしても、その振動が他方へ伝達することが抑制される。
 電子ビーム光学ユニット18A(筐体19)が、光学ユニット117とは独立してボディフレーム101の上部フレーム101bから吊り下げ支持されていることに伴い、2次元エンコーダ29a、29bが、支持部材17と筐体19との間に設けられている。これをさらに詳述すると、筐体19の上面には、一対のスケール部材33a、33bがY軸方向の両端部近傍に固定され、スケール部材33a、33bのそれぞれに対向して支持部材17の下面には、ヘッド35a、35bが固定されている。ヘッド35aは、スケール33aを用いて、ヘッド35aの検出中心を基準とする、電子ビーム光学ユニット18AのX軸方向及びY軸方向の位置情報を計測する2次元エンコーダ29aを構成する。同様に、ヘッド35bは、スケール部材33bを用いて、ヘッド35bの検出中心を基準とする電子ビーム光学ユニット18AのX軸方向及びY軸方向の位置情報を計測する2次元エンコーダ29bを構成する。一対の2次元エンコーダ29a、29bにより計測される位置情報は、主制御装置110(図24参照)に供給され、主制御装置110は、一対の2次元エンコーダ29a、29bにより計測される位置情報に基づいて、支持部材17と筐体19とのX軸方向、Y軸方向及びθz方向の相対位置、すなわち光学ユニット117と電子ビーム光学ユニット18Aとの3自由度方向(X、Y、θz)の相対位置を求める。すなわち、一対の2次元エンコーダ29a、29bによって、光学ユニット117と電子ビーム光学ユニット18AとのXY平面内の相対位置情報を計測可能な相対位置計測システム29(図24参照)が構成されている。なお、第1実施形態と同様に、エンコーダシステムは、2次元エンコーダシステムでなくてもよい。また、支持部材17にエンコーダシステムのスケール部材を配置、筐体19にヘッドを配置してもよい。相対位置計測システム29は、エンコーダシステムに限られず、干渉計システムなど他の計測システムを用いてもよい。
 なお、相対位置計測システム29は、露光装置1000の立ち上げ時、メンテナンス時等における装置各部の組付け作業の結果、支持部材17と筐体19との相対位置(位置関係)が設計値からずれる、あるいは経時的に支持部材17と筐体19との相対位置(位置関係)が徐々に変化することがあることなどを、考慮して設けられている。
 露光装置1000では、前述した位置決め装置23(図24参照)が設けられており、主制御装置110が、位置決め装置23を制御することで、ボディフレーム101に対する筐体19(電子ビーム光学ユニット18A)のX軸方向、Y軸方向、Z軸方向の相対位置、及びX軸、Y軸、Z軸の回りの相対回転角は、一定の状態(所定の状態)に維持されている。
 また、露光装置1000では、支持部材17(光学ユニット117)の筐体19(電子ビーム光学ユニット18A)に対するXY平面内の位置を調整可能な前述の駆動システム25と同様の駆動システム25A(図24参照)が設けられている。この駆動システム25Aでは、光学ユニット117の電子ビーム光学ユニット18Aに対するXY平面内の位置を所定の状態に維持する、あるいは所望の状態に設定することが可能である。主制御装置110は、光学ユニット117と電子ビーム光学ユニット18Aとの3自由度方向(X、Y、θz)の相対位置(例えば、相対位置計測システム29の出力)に基づいて、駆動システム25Aを制御することで、例えば支持部材17を駆動する。これにより、光学ユニット117の電子ビーム光学ユニット18Aに対するX軸方向、Y軸方向、及びZ軸の回りの回転角は、一定の状態(所定の状態)に維持される、あるいは所望の状態に調整される。なお、駆動システム25Aを、筐体19(電子ビーム光学ユニット18A)と支持部材17(光学ユニット117)との、光軸AXeと平行なZ軸方向、θx方向、及びθy方向の少なくとも一方向に関する位置関係をさらに調整可能に構成しても良い。
 露光装置1000では、光照射装置180の構成各部(照明系82、パターンジェネレータ84、投影系86など)を含み、光学システム118のその他の部分の構成は、前述の光学システム18と同様になっている。また、光学システム118以外の部分の構成は、前述した露光装置100と同様になっている。
 図24には、露光装置1000の制御系を主として構成する主制御装置110の入出力関係がブロック図にて示されている。主制御装置110は、マイクロコンピュータ等を含み、図24に示される各部を含む露光装置1000の構成各部を統括的に制御する。図24において、符号200は、光照射装置180(投影系86)と、これに対応する光電素子54と、これらに対応する電子ビーム光学系70と、反射電子検出装置106と、を含んで構成される、縮小倍率1/200の直筒型のマルチビーム光学システムであり、本第2の実施形態に係る露光装置1000では、このマルチビーム光学システム200を、XY平面内で前述した2次元配置で45有している。なお、図24には、45のマルチビーム光学システム200(i=1~45)のうち、マルチビーム光学システム200のみが、代表的に図示されている。
 また、図24において、マルチビーム光学システム200の制御部11に接続されている光照射装置180は、主制御装置110からの指示に基づき、制御部11によって制御される光源(レーザダイオード)82a、回折光学素子(、及び光学特性調整装置)などを含む。また、制御部11に接続されている電子ビーム光学系70は、主制御装置110からの指示に基づき、制御部11によって制御される一対の電磁レンズ70a、70b及び静電マルチポール70c(第1静電レンズ70c及び第2静電レンズ70c)を含む。また、図24において、符号500、500、……50045、すなわち符号500(i=1、2、……45)は、前述したマルチビーム光学システム200と、制御部11と、信号処理装置108と、を含んで構成される露光ユニットを示す。露光装置1000では、露光ユニット500が45設けられている。
 本第2の実施形態に係る露光装置1000によると、前述した第1の実施形態に係る露光装置100と同等の効果を得ることができる。一例を挙げると、露光装置1000では、45の光照射装置180のそれぞれで、微小駆動機構13によってパターンジェネレータで発生した複数の光ビームを、対応する光電素子54に対して走査できるので、前述の露光装置100と同様の手順で、ビーム-アパーチャ間位置合わせが可能であり、これにより、簡単かつ短時間で、全てのアパーチャ58aのそれぞれと対応する光ビームとの位置合わせを行うことが可能である。
 なお、上記第2の実施形態では、45の光照射装置180の全体が支持部材17で支持(保持)されるものとしたが、これに限らず、45の光照射装置180の少なくとも1つの光照射装置180については、その光照射装置180の一部、例えば照明系82及びパターンジェネレータ84の一方又は両方を、支持部材17とは異なる1又は2以上の支持部材で支持することとしても良い。すなわち、45の光照射装置180のうち、少なくとも1つの光照射装置180の一部の重量が、支持部材17以外の支持部材によって支持され、その少なくとも1つの光照射装置180の残部の少なくとも一部の重量がフレーム部材17によって支持される構成を採用しても良い。
 また、上記第2の実施形態では、前述した相対位置計測システム29により、支持部材17(光学ユニット117)と筐体19(電子ビーム光学ユニット18A)との相対位置情報を直接計測する(取得する)ものとしたが、相対位置計測システム29に代えて、基準となる部材、例えばボディフレーム101に対する、支持部材17、筐体19それぞれのXY平面内の3自由度方向又は6自由度方向に関する位置(相対位置)を計測する2つの計測装置を設け、この2つの計測装置の計測情報から主制御装置110が、支持部材17(光学ユニット117)と筐体19(電子ビーム光学ユニット18A)との相対位置情報を求めることとしても良い。あるいは、相対位置計測システム29に代えて、支持部材17、筐体19それぞれの基準となる状態(初期状態)からのXY平面内の3自由度方向又は6自由度方向に関する位置変化を計測する2つの計測装置を設け、この2つの計測装置の計測情報から主制御装置110が、支持部材17(光学ユニット117)と筐体19(電子ビーム光学ユニット18A)との相対位置情報を求めることとしても良い。
 なお、上記第2の実施形態に係る露光装置1000は、支持部材17(光学ユニット117)と筐体19(電子ビーム光学ユニット18A)とのXY平面内の相対位置情報を計測可能な相対位置計測システム29と、支持部材17(光学ユニット117)の筐体19(電子ビーム光学ユニット18A)に対するXY平面内の位置を調整可能な駆動システム25Aとの両者を備えていた。しかし、露光装置は、これら相対位置計測システム29及び駆動システム25A一方のみを、備えていても良いし、両方を備えていなくても良い。ただし、この場合、支持部材17(光学ユニット117)の筐体19(電子ビーム光学ユニット18A)に対するXY平面内の位置を、調整可能な構造になっていることが望ましい。
 なお、上記第2の実施形態に係る露光装置1000においても、45の光照射装置180に代えて、先に説明した、複数の発光部を有する自発光型コントラストデバイスアレイから提供される複数の光ビームを投影系86を介して、あるいは介さずに光電素子に照射するタイプの光照射装置を用いて良い。
 なお、上記第2の実施形態に係る露光装置1000においても、光照射装置180の内部に、例えばパターンジェネレータ84と光電素子54の配置位置との間に位置する少なくとも1つの可動光学部材が設けられていても良い。この場合、例えばビーム-アパーチャ間位置合わせに際して、その可動光学部材を用いて、光ビームを対応するアパーチャに対して走査することとしても良い。可動光学部材としては、上記第1の実施形態と同様、例えば、図21に示されるように、パターンジェネレータ84で発生するビームの光路上の所定位置、例えば第1レンズ94の直前に配置され、調整装置aによってXY平面に対して傾動可能な平行平板91、あるいは調整装置bによってXY平面内で往復移動可能に構成された例えば第1レンズ94などの投影系86の光学部材などを用いることができる。平行平板91、第1レンズ94のいずれの位置調整によっても、光電素子54の受光面における複数の光ビームLBの照射位置をXY平面内で変化させることができる。調整装置a及び調整装置bのそれぞれにより平行平板91、第1レンズ94の位置を調整することにより、光照射装置180から射出される少なくとも1つの光ビームの位置を調整可能であっても良いし、光電素子54に対する光照射装置180からの少なくとも1つの光ビームの入射位置が調整可能であっても良い。後者の場合、露光装置1000では、調整装置a、bにより平行平板91、第1レンズ94の位置を調整することにより、複数のアパーチャ58aに対する光照射装置180からの少なくとも1つの光ビームの入射位置が調整可能である。なお、可動光学部材は、パターンジェネレータ84から光電素子54に到る光ビームの光路上に挿脱可能(出し入れ可能)な光学部材であっても良い。
 また、上記第2の実施形態に係る露光装置1000においても、図21に示されるように、パターンジェネレータ84を、調整装置cによってXY平面(あるいは回路基板102の面)に平行に往復移動可能に構成することで、光電素子54の受光面における複数の光ビームLBの照射位置をXY平面内で変化させることとしても良い。なお、調整装置cは、パターンジェネレータ84のXY平面内(あるいは、回路基板102の面に平行な面内)の位置のみでなく、XY平面に対する傾斜を調整可能であっても良い。なお、位置の調整は、維持を含む。調整装置cは、例えば光電素子54との位置関係を維持したままパターンジェンレータ84を動かすものであっても良く、要は、投影系86、光電素子54、及び電子ビーム光学系70の少なくとも1つに対するパターンジェンレータ84の相対位置を調整可能であれば良い。この場合の相対位置は、電子ビーム光学系70の光軸AXeに直交する方向(例えば、X、Y、θz方向)の相対位置を含む。したがって、調整装置cによりパターンジェネレータ84の位置を調整することにより、光照射装置180から射出される少なくとも1つの光ビームの位置を調整可能であっても良いし、光電素子54に対する光照射装置180からの少なくとも1つの光ビームの入射位置が調整可能であっても良い。後者の場合、露光装置1000では、調整装置cによりパターンジェネレータ84の位置を調整することにより、複数のアパーチャ58aに対する光照射装置180からの少なくとも1つの光ビームの入射位置が調整可能である。
 また、上記第2の実施形態に係る露光装置1000においても、図21に示されるように、調整装置eにより照明系82内の少なくとも1つの光学部材の位置を調整することとしても良い。調整装置eは、例えば光電素子54との位置関係を維持した状態でその1つの光学部材を動かすものであっても良いし、パターンジェネレータ84とともに、照明系82内の少なくとも1つの光学部材を動かすものであっても良い。後者の場合、調整装置eは、パターンジェネレータ84とその1つの光学部材とを保持する保持部材、例えば鏡筒83を移動する駆動装置を有していても良いし、パターンジェネレータ84を移動する駆動装置と、これとは独立して照明系82内の少なくとも1つの光学部材を移動する駆動装置と、を有していても良い。勿論、調整装置eが、照明系82内の少なくとも1つの光学部材を保持する保持部材、例えば鏡筒を動かすことで、その少なくとも1つの光学部材の位置を、パターンジェネレータ84とは無関係に、調整するものであっても良い。調整装置eは、要は、投影系86、光電素子54、及び電子ビーム光学系70の少なくとも1つに対する照明系82内の少なくとも1つの光学部材の相対位置を調整可能であれば良い。この場合の相対位置は、電子ビーム光学系70の光軸AXeに直交する方向(例えば、X、Y、θz方向)の相対位置を含む。したがって、調整装置eにより照明系82内の少なくとも1つの光学部材の位置を調整することにより、光照射装置180から射出される少なくとも1つの光ビームの位置を調整可能であっても良いし、光電素子54に対する光照射装置180からの少なくとも1つの光ビームの入射位置が調整可能であっても良い。後者の場合、露光装置1000では、調整装置eによりパターンジェネレータ84の位置を調整することにより、複数のアパーチャ58aに対する光照射装置180からの少なくとも1つの光ビームの入射位置が調整可能である。なお、位置の調整は、維持を含む。
 なお、投影系86、光電素子54、及び電子ビーム光学系70の少なくとも1つに対する照明系82内の少なくとも1つの光学部材の相対位置を調整可能な調整装置eは、45の光照射装置180に個別に設けても良いが、一部の複数、例えば2つの光照射装置180に対して1つ設けても良い。この調整装置は、一方の照明系82内の光学部材の位置を調整可能な第1駆動装置と他方の照明系82内の光学部材の位置を調整可能な第2駆動装置とを有していても良い。この場合、第1駆動装置と第2駆動装置とで、調整量、調整方向などが同じであっても良いし、異なっていても良い。
 同様に、前述したパターンジェネレータ84と光電素子54の配置位置との間に位置する可動光学部材の位置を調整する調整装置、パターンジェネレータの位置を調整する調整装置なども、調整装置eと同様、45の光照射装置180に個別に設けても良いが、一部の複数、例えば2つの光照射装置180に対して1つ設けても良い。例えば、前述したパターンジェネレータ84と光電素子54の配置位置との間に位置する可動光学部材の位置を調整する調整装置が、2つの光照射装置180に対して1つ設けられる場合、この調整装置は、一方の光照射装置内の可動の光学部材の位置を調整可能な第1アクチュエータ(第1駆動装置と呼ぶこともできる)と他方の光照射装置内の可動の光学部材の位置を調整可能な第2アクチュエータ(第1駆動装置と呼ぶこともできる)とを有していても良い。第1、第2アクチュエータとしては、要求される駆動ストロークに応じて、ピエゾ素子、電歪素子などの駆動素子、あるいは超音波モータ、ボイスコイルモータなどを用いることができる。この場合、第1アクチュエータと第2アクチュエータとで、調整量、調整方向などが同じであっても良いし、異なっていても良い。
 上記第2の実施形態においても、主制御装置110は、ファラデーカップテーブル149からの総電流をモニタしつつ、調整装置a、調整装置b、調整装置c及び調整装置eの少なくとも一つを用いて光電素子54の少なくとも1つのアパーチャ58aを、対応する少なくとも1つの光ビームLBで走査し、その光ビームの走査で得られる電流値に基づいて調整装置a、調整装置b、調整装置c及び調整装置eをそれぞれ制御することで、平行平板91、第1レンズ94、パターンジェネレータ84及び照明系82内の少なくとも1つの光学部材それぞれの位置調整を行うことが可能である。
 なお、上記第2の実施形態に係る露光装置1000においても、第1の実施形態に係る露光装置100と同様に、微小駆動機構13を用いる照明系82のXY平面内の駆動と、光照射装置180の一部を構成する上記の可動光学部材と照明系82内の光学部材との少なくとも一方の駆動と、を併用して、同様に手順でビーム-アパーチャ間位置合わせを行なっても良い。
 また、露光装置1000においても、光電素子54の受光面上での複数の光ビームのXY平面内での照射位置の調整に代えて、あるいは加えて、例えば、図21中の円e内に示される、XY平面内で所定の一軸方向に相対移動可能な一対の楔部材92a、92bを用いて、複数の光ビームの光軸AXp方向の照射位置の調整を行なっても良い。なお、露光装置1000は、微小駆動機構13と可動光学部材との両者を必ずしも備える必要はなく、いずれか一方、又は両方を備えてなくても良い。
 なお、前述した駆動システム25Aを、ファラデーカップテーブル149その他のビームモニタによって検出したビーム電流値に基づいて、制御することも可能である。
 なお、上記第2の実施形態において、45の光照射装置180のうちの、少なくとも一部の2以上の光照射装置180に代えて、前述した投影系付き発光デバイス装置が光照射装置として用いられる場合、投影系86、光電素子54、及び電子ビーム光学系70の少なくとも1つに対するパターンジェンレータ84の相対位置を調整可能な調整装置(前述の調整装置cに相当)は、2以上の投影系付き発光デバイス装置に個別に設けても良いが、複数、例えば2つの投影系付き発光デバイス装置に対して1つの調整装置を設けても良い。この調整装置は、一方のパターンジェネレータの位置を調整可能な第1駆動装置と他方のパターンジェネレータの位置を調整可能な第2駆動装置とを有していても良い。この場合、第1駆動装置と第2駆動装置とで、調整量、調整方向などが同じであっても良いし、異なっていても良い。
 なお、上記第2の実施形態では、45の光照射装置180の全体が支持部材17で支持される場合について説明したが、例えば光照射装置として投影系付き発光デバイス装置が用いられている場合、少なくとも一部の投影系付き発光デバイス装置(光照射装置)のパターンジェネレータを支持する、支持部材17とは別の支持部材を露光装置が備えていても良い。また、その少なくとも一部の光照射装置がさらに照明光学系を有する場合、その別の支持部材は、照明光学系を支持することとしても良い。あるいは、45の光照射装置180の一部の光照射装置180については、照明系82及びパターンジェネレータ84を、鏡筒83をそれぞれ介して支持する支持部材17とは別の支持部材を、露光装置が備えていても良い。なお、上述のような別の支持部材を露光装置が備えている場合には、その別の支持部材を、支持部材17によって支持することとしても良い。
 支持部材17と、上記の別の支持部材と、を備える露光装置は、支持部材17と別の支持部材との相対位置の情報を取得するための計測装置をさらに備えていても良い。
 また、光照射装置180とともに別の支持部材を備えている露光装置が、前述した調整装置c、eをさらに備えている場合、その別の支持部材に対して、調整装置c、eによって、パターンジェネレータ84、又はパターンジェネレータ84及び照明系82内の少なくとも1つの光学部材の少なくとも一方の位置を調整可能にすることができる。この露光装置では、支持部材17と別の支持部材との相対位置の情報を取得するための計測装置の計測結果に基づいて、調整装置c、eの少なくとも一方が制御されても良い。
 支持部材17と別の支持部材との相対位置の情報を取得するための計測装置は、露光装置1000の立ち上げ時、メンテナンス時等における装置各部の組付け作業の結果、支持部材17と別の支持部材との相対位置(位置関係)が設計値からずれる、あるいは経時的に支持部材17と別の支持部材との相対位置(位置関係)が徐々に変化することがあることなどを考慮して設けられる。したがって、支持部材17と別の支持部材との相対位置を調整する調整装置(例えば別の支持部材をボディフレームに対して動かす駆動装置)を設けても良い。相対位置の調整は、相対位置を変化させて調整すること及び維持することの少なくとも一方を含む。この場合、支持部材17と別の支持部材との相対位置を調整する調整装置と、調整装置c、調整装置eとを併用できるようにしても良いし、調整装置c、調整装置eの少なくとも一方を省いても良い。なお、計測及び調整の対象となる支持部材17と別の支持部材との相対位置は、電子ビーム光学系70の光軸AXeに直交する方向の相対位置を含む。
 露光装置が、上述した別の支持部材を備えている場合、その別の支持部材は、例えばボディフレーム101によって支持されていても良い。この場合、その別の支持部材は、ボディフレーム101の柱101cに支持部又は駆動部を介して支持されていても良いし、上部フレーム101bから吊り下げ支持機構を介して吊り下げ支持されていても良い。なお、支持部材17及び別の支持部材の少なくとも一方は、筐体19が支持されるボディフレーム101とは別のフレームで支持されていても良い。あるいは、支持部材17及び別の支持部材が、ボディフレーム101で支持される場合、筐体19は、ボディフレーム101とは異なるフレームで支持されても良い。
 なお、上記第2の実施形態では、支持部材17が、ボディフレーム101の上部フレーム101bから吊り下げ支持機構602を介して吊り下げ支持されるものとしたが、これに限らず、図25に示されるように、支持部材17は、ボディフレーム101の柱101cに複数の駆動機構604を介して支持されていても良い。この場合も、支持部材17と筐体19とが分離して支持されているので、支持部材17と筐体19の一方で振動が発生したとしても、その振動が他方へ伝達することが抑制される。この場合、複数の駆動機構604は、駆動システム25Aに代えて設けられる。主制御装置110では、前述の相対位置計測システム29の計測情報に基づいて、複数の駆動機構604をサーボ制御することで、例えば支持部材17(光学ユニット117)と筐体19(電子ビーム光学ユニット18A)との位置関係を所定状態に維持することとしても良い。
 この他、支持部材17は、筐体19に支持されていても良い。例えば、支持部材17は、筐体19上に載置されていても良い。
 なお、支持部材17の一部を、筐体19とは異なる1又は2以上の別の支持フレームで支持することとしても良い。すなわち、支持部材17の一部の重量が、筐体19以外の支持フレームによって支持され、支持部材17の残部の少なくとも一部の重量が筐体19によって支持される構成を採用しても良い。
《第3の実施形態》
 次に、第3の実施形態について説明する。図26には、本第3の実施形態に係る露光装置2000の構成が、一部省略して示されている。ここで、前述した第1及び第2の実施形態と同一の構成部分については同一の符号を用いるとともに、その説明を省略する。図26は、ボディフレーム101を取り除いた露光装置2000の構成を一部省略して示す図である。
 本第3の実施形態に係る露光装置2000は、前述の第2の実施形態に係る露光装置1000と同様、光学システム18に代えて、光学システム118が設けられている点が、前述の露光装置100と相違する。また、露光装置2000は、光学システム118を構成する光学ユニット117が、複数の支持機構220を介して電子ビーム光学ユニット18Aの筐体19上に搭載されている点が、露光装置1000と相違する。以下、相違点について説明する。
 本第3の実施形態に係る露光装置2000では、光学ユニット117の複数、例えば45の光照射装置180を支持する支持部材17が、複数の支持機構220を介して電子ビーム光学ユニット18Aの筐体19上に搭載されている。このため、露光装置2000では、第2の実施形態に係る露光装置1000と異なり、相対位置計測システム29及び前述した駆動システム25Aのような支持部材17の筐体19に対するXY平面内の位置を調整可能な駆動システムは設けられていない。
 露光装置2000では、その他の部分の構成は、前述した露光装置1000及び露光装置100と同様になっている。
 本第3の実施形態に係る露光装置2000によると、前述した第2実施形態に係る露光装置1000と同等の効果を得ることができる。また、露光装置2000は、光学ユニット117の一部を構成する支持部材17がボディフレーム101から吊り下げ支持されておらず、筐体19に搭載されている点が、露光装置1000と相違するのみである。ここでは、重複説明を避けるため、詳細説明は省略するが、基本的には、露光装置1000について説明した数々の構成上の付加、変更を、特に矛盾がない限り、そのまま適用することが可能である。
 なお、本第3の実施形態に係る露光装置2000では、複数の支持機構220のそれぞれを、例えば超音波モータ、ボイスコイルモータ等のアクチュエータを有する駆動機構によって構成し、複数の支持機構220によってフレーム70(光学ユニット117)を、筐体19(電子ビーム光学ユニット18A)に対して、例えばY軸方向、又はXY平面内の3自由度方向に駆動可能に構成しても良い。かかる場合には、前述した相対位置計測システム29を設けても良い。
《電子ビーム光学系の各部の支持構造、電子ビームの通路の構成等の変形例》
 なお、上記第1ないし第3の実施形態(以下、上記各実施形態と称する)では、チューブ196、配管202及び両者を接続する貫通孔192aによって、第1の真空室34からの電子ビームEBが通過する通路を形成したが、単一の配管部材、例えばステンレスチューブによって第1の真空室34からの電子ビームEBが通過する通路を区画するようにしても良い。かかる場合にも、電子ビームが通過する通路を、電磁レンズ70a、70bが配置される空間から隔離するようにすることができる。勿論、複数、例えば45の電子ビーム光学系70(i=1~45)のうちの少なくとも1つの電子ビーム光学系では、上記実施形態と同様の構成で第1の真空室34からの電子ビームEBが通過する通路を形成し、他の少なくとも1つの電子ビーム光学系では、単一の配管部材によって第1の真空室34からの電子ビームEBが通過する通路を形成しても良い。
 上記各実施形態では、露光室12とは独立して、第1の真空室34の内部を真空ポンプ46Aで真空引きし、第1の真空室34からの電子ビームEBが通過する通路を、通気路197を介して真空ポンプ46Bで真空引きする場合について、説明したが、これに限らず、真空ポンプ46A及び真空ポンプ46Bの少なくとも一方の代わりに、工場の用力としての真空供給用のポンプを用いても良い。
 なお、上記各実施形態では、複数の電子ビーム光学系70(i=1~45)のそれぞれが、部分鏡筒104a、104bで個別に保持される電磁レンズ70a、70bを備えている場合について説明したが、これに限らず、単一の鏡筒に保持される1つの電磁レンズのみを備えていても良い。この場合、複数の電子ビーム光学系70に対応する光電素子54それぞれの光電層(電子放出面)が配置された空間(前述の第1の真空室34など)からの電子ビームが通過する通路がその内部に形成された通路部材、例えばステンレスチューブを電磁レンズの中心部に配置し、電子ビームが通過する通路を、電磁レンズが配置される空間から隔離するようにすることもできるが、必ずしもステンレスチューブなどを配置しなくても良い。すなわち、電子ビームが通過する通路を、電磁レンズが配置される空間から必ずしも隔離しなくても良い。かかる場合には、その電磁レンズを保持する鏡筒の内部(中心部)に電子ビームが通過する通路が形成されるので、その鏡筒、すなわち内部に電子ビームが通過する通路が形成された通路部材は、内部の真空を維持できる気密性の高い構造であることが望ましい。勿論、単一の鏡筒の内部に上下に隔てて複数の電磁レンズを保持しても良い。このような1つ又は複数の電磁レンズを単一の鏡筒で保持する構成は、複数、例えば45の電子ビーム光学系70の一部又は全てで採用できる。この場合において、複数の電子ビーム光学系70の鏡筒を保持する構造体に、その複数の鏡筒の内部空間を相互に接続する前述の通気路197と同様の排気路を形成することで、その複数の電子ビーム光学系70に対応する光電素子54それぞれの光電層(電子放出面)が配置された空間(以下、便宜上、光電層配置空間と称する)を介さずに、排気路を介して、複数の鏡筒それぞれの内部の電子ビームの通路の真空引きが可能である。この場合、複数の鏡筒それぞれの内部の電子ビームの通路は、光電層配置空間とは独立に、排気路を介して真空引きが可能である。この場合、光電層配置空間を第1真空ポンプ(第1真空系)で真空引きし、複数の鏡筒それぞれの内部の電子ビームの通路を、排気路を介して第1真空ポンプとは異なる第2真空ポンプ(第2真空系)で真空引きすることとすることができる。第1真空ポンプ及び第2真空ポンプとは、別に、ターゲットであるウエハWが配置される空間(前述の露光室12がこれに相当)の内部を真空引きする第3真空ポンプ(第3真空系)を設けても良い。この場合において、第1から第3真空ポンプの少なくとも1つとして、工場の用力としての真空供給用のポンプを用いても良い。
 上述した2つ以上の電子ビーム光学系70の鏡筒の内部空間を相互に接続する前述の通気路197と同様の排気路が形成された構造体は、2つ以上の電子ビーム光学系70それぞれの少なくとも一部を支持することとしても良いし、2つ以上の電子ビーム光学系70それぞれの少なくとも一部を支持しなくて良い。電子ビームが通過する通路を、電磁レンズが配置される空間から隔離する場合についても、排気路が形成された構造体は、2つ以上の電子ビーム光学系70それぞれの少なくとも一部を支持することとしても良いし、2つ以上の電子ビーム光学系70それぞれの少なくとも一部を支持しなくて良い。
 なお、上記各実施形態と同様に、電磁レンズ70a、70bを、部分鏡筒104a、104bのそれぞれの内部に個別に配置する場合に、電子ビームの通路を区画するための、前述のチューブ196などを電磁レンズ70a、70bの中心部に配置しなくても良い。すなわち、電子ビームが通過する通路を、電磁レンズ70a、70bが配置される空間から必ずしも隔離しなくても良い。かかる場合には、その電磁レンズ70a、70bを保持する部分鏡筒104a、104bの内部(中心部)に電子ビームが通過する通路が形成されるので、その部分鏡筒104a、104b、すなわち内部に電子ビームが通過する通路が形成された通路部材は、内部の真空を維持できる気密性の高い構造であることが望ましい。このような構成は、複数、例えば45の電子ビーム光学系70の一部又は全てで採用できる。この場合において、上記実施形態と同様に、部分鏡筒104aと部分鏡筒104bとの間に、前述の通気路197と同様の排気路を形成された構造体(上記実施形態ではフレーム部材192がこれに相当)を配置し、該構造体で複数の電子ビーム光学系70それぞれの一部を支持することとしても良い。例えば、複数の電子ビーム光学系70それぞれの部分鏡筒104bに保持された電磁レンズ70bをその構造体で、例えば吊り下げ支持しても良い。この場合、そのそれぞれの部分鏡筒104bも構造体で、吊り下げ支持しても良い。複数の電子ビーム光学系70それぞれの部分鏡筒104aに保持された電磁レンズ70aもその構造体で、例えばスペーサ部材を介して下方から支持しても良い。この場合、そのそれぞれの部分鏡筒104aも構造体で同様に支持しても良い。
 なお、上記各実施形態では、45の電子ビーム光学系70の全てが、電子ビームの通路を含み、互いに同じ構成であることを前提として説明を行なったが、一部の電子ビーム光学系では、他と異なる構成を採用しても良い。上記実施形態では、45の電子ビーム光学系70の全てで、電子ビームの通路の一部が、フレーム部材192内に設けられているが、一部の電子ビーム光学系では、電子ビームの通路を、フレーム部材192とは物理的に分離された通路部材の内部に形成しても良い。
 また、上記各実施形態では、通気路197が形成されたフレーム部材192が、内部に第1の真空室34が形成された、電子ビーム光学ユニット18Aの筐体19の一部である場合について例示したが、これに限らず、電子ビーム光学ユニット18Aは、排気路が形成された構造体と別に設けられ、光電層配置空間が内部に形成されたフレーム(筐体と呼ぶこともできる)を備えていても良い。排気路が形成された構造体と光電層配置空間が内部に形成されたフレームとが別部材である場合、その構造体をフレームによって支持、例えば吊り下げ状態で支持することとしても良い。光電層配置空間が内部に形成されたフレームが、複数、例えば45の電子ビーム光学系70それぞれの一部、例えば部分鏡筒104aに保持された電磁レンズ70aを、例えば吊り下げ支持することとしても良い。
 なお、上記実施形態で説明した第1の真空室34からの電子ビームの通路を、電磁レンズ70a、70bが配置される空間から分離する構成、及びこれに伴う、第1の真空室34と、電子ビームの通路との独立した真空引きを実現するための構造、電磁レンズ70a、70b、分割鏡筒104a、部分鏡筒104b、及びチューブ196、配管202等に対するフレーム部材192を用いた支持構造、並びに上記の「電子ビーム光学系の各部の支持構造、電子ビームの通路の構成等の変形例」で説明した内容は、光電素子を用いないタイプの、複数の電子ビーム光学系を備えたマルチコラム電子ビーム光学系を備えた電子ビーム装置にも、好適に適用することが可能である。
 なお、上記各実施形態において、光電素子54のようなアパーチャが光電層と一体的に設けられたいわばアパーチャ一体型の光電素子を用いる場合、その光電素子を、ホルダ88と一体でXY平面内で移動可能なアクチュエータを設けることとしても良い。この場合、光電素子54を移動するアクチュエータを、ビーム-アパーチャ位置合わせの調整装置として、上述した他の調整装置に替えて、あるいは他の調整装置とともに使うようにしてもよい。
 なお、アパーチャ一体型光電素子(54)としては、図27(A)に示されるタイプに限らず、例えば図27(B)に示されるように、図27(A)の光電素子54において、アパーチャ58a内の空間が光透過膜144で埋められたタイプの光電素子54aを用いることもできる。光電素子54aにおいて、光透過膜144の代わりに、基材56の一部がアパーチャ58a内の空間を埋めるようにすることもできる。
 この他、図27(C)に示されるように、基材56の上面(光入射面)にクロムの蒸着によりアパーチャ58aを有する遮光膜58を形成し、基材56の下面(光射出面)に光電層60を形成したタイプの光電素子54b、あるいは図27(D)に示されるように、図27(C)の光電素子54bにおいて、アパーチャ58a内の空間が光透過膜144で埋められたタイプの光電素子54cを用いることもできる。
 これまでに説明したアパーチャ一体型光電素子54、54a、54b、54cのいずれにおいても、基材56を石英ガラスなどの光透過部材のみでなく、光透過部材と光透過膜(単層、又は多層)の積層体によって構成しても良い。
 また、上述したように、光電素子54のようなアパーチャ一体型光電素子を用いる場合、そのアパーチャ一体型光電素子を、XY平面内で移動可能なアクチュエータを設けることとしても良い。この場合には、例えば、アパーチャ一体型光電素子として、図28に示されるように、ピッチaのアパーチャ58aの列と、ピッチbのアパーチャ58bの列とが1列置きに形成されたマルチピッチ型のアパーチャ一体型光電素子54dを用いても良い。この場合には、前述した光学特性調整装置を用いて、X軸方向の投影倍率(倍率)を変更するズーム機能を併用してもよい。かかる場合には、図29(A)に示されるように、アパーチャ一体型光電素子54dのアパーチャ58aの列にビームを照射する状態から、光学特性調整装置を用いて、投影系86のX軸方向の倍率を拡大し、図29(B)中の両矢印で示されるように、複数のビームを全体的にX軸方向に拡大した後、図29(C)中の白抜き矢印で示されるように+Y方向に、アパーチャ一体型光電素子54dを駆動することで、ビームをアパーチャ58bの列に照射することが可能になる。これにより、ピッチが異なるラインパターンの切断用のカットパターン形成が可能になる。ただし、ビームのサイズ、形状によっては、必ずしも投影系86のズーム機能を用いなくても、アパーチャ一体型光電素子54dを駆動するのみでも、ビームをピッチがaのアパーチャ58aの列とピッチがbのアパーチャ58bの列とに切り換えて照射することが可能になる。要は、切り換えの前後のいずれの状態においても、複数のビーム(レーザビーム)のそれぞれが対応するアパーチャ58a又は58bを含む光電素子54a上の領域に照射されれば良い。すなわち、光電素子54d上の複数のアパーチャ58a又は58bそれぞれのサイズが、対応するビームの断面のサイズより小さければ良い。
 なお、光電素子54dにピッチが互いに異なる3種類以上のアパーチャの列を光電変換素子の遮光膜58上に形成し、上述と同様の手順で露光を行うことで、3つ以上のピッチのカットパターンの形成に対応可能にしても良い。
 なお、上記各実施形態で用いられるアパーチャ一体型の光電素子では、アパーチャと光電層とが一体的に形成されていたが、これに限らず、アパーチャと光電層とは、所定のクリアランス(隙間、ギャップ)を介して対向配置されていても良い。この場合、多数のアパーチャが形成された遮光膜を有するアパーチャ部材と、基材の光射出面に光電層が蒸着された光電素子(アパーチャ別体型光電素子と称することができる)とが用いられる。
 図30(A)には、アパーチャ別体型光電素子の一例が示されている。図30(A)に示されるアパーチャ別体型光電素子138は、光透過部材である基材134の下面(光射出面)に光電層60が形成されて成る光電素子140と、光電素子140の基材134の上方(光入射面側)に例えば1μ以下の所定のクリアランス(間隙、ギャップ)隔てて配置された多数のアパーチャ58aが形成された遮光部材から成るアパーチャ板(アパーチャ部材と呼ぶこともできる)142とを含む。
 アパーチャ別体型光電素子の場合、光電層60(光電素子140)に照射されるビームの断面形状は、アパーチャ58aの形状、例えばX軸方向に長い矩形状とほぼ同じ形状となる。また、アパーチャ別体型光電素子の場合、光電層60(光電素子140)に照射されるビームの形状は、アパーチャ一体型光電素子に比べると幾分劣化する(シャープさに欠ける)がアパーチャ板を光電素子に対して移動させることができる。したがって、アパーチャ別体型光電素子を用いる場合、アパーチャ板142をXY平面内で移動可能な駆動機構を設けてもよい。かかる場合には、前述したアパーチャ一体型光電素子54dと同様のマルチピッチ型のアパーチャを、アパーチャ板142に形成し、投影光学系86の倍率の拡大機能と、アパーチャ板142を駆動する機能とを用いることで、前述と同様の手順で、ピッチが異なるラインパターンの切断用のカットパターンの形成が可能になる。これに加えて、光電素子140をXY平面内で移動可能な駆動機構を設けても良い。この場合には。アパーチャ板142を移動する代わりに、光電素子140とアパーチャ板142とを、両者の位置関係を維持した状態で移動することとしても良い。また、この場合には、例えば、光電素子140及びアパーチャ板142の一方のみを移動することで、アパーチャ板142と光電素子140とのXY平面内の相対位置をずらすことで、光電層60の長寿命化を図ることができる。なお、アパーチャ板142等は、XY平面内で自在に移動可能に構成しても良い。また、アパーチャ板142に対して投影系86をXY平面内で移動可能に構成しても良い。また、アパーチャ板142は、XY平面内での移動のみでなく、光軸AXeに平行なZ軸方向に移動可能、XY平面に対して傾斜可能、光軸AXeに平行なZ軸回りに回転可能に構成しても良く、光電素子140とアパーチャ板142とのギャップを調整可能としても良い。アパーチャ板142を移動する駆動機構を、ビーム-アパーチャ位置合わせの調整装置として、上述した他の調整装置に替えて、あるいは他の調整装置とともに使うようにしてもよい。
 なお、アパーチャ別体型光電素子を用いる場合、光電素子140を移動する駆動機構だけを設けるようにしても良い。この場合も、光電素子140をXY平面内で移動することによって、光電層60の長寿命化を図ることができる。なお、前述したアパーチャ別体型の光電素子を用いる場合、アパーチャ部材のみをXY平面内で移動する駆動機構、光電素子のみをXY平面内で移動する駆動機構、アパーチャ部材及び光電素子を一体でXY平面内で移動する駆動機構のいずれかを設けても良い。前二者の場合、光電層60の長寿命化を図ることができる。
 なお、ピッチが異なるラインパターンの切断用のカットパターンの形成に際して、上述のアパーチャ別体型光電素子を用いる場合、アパーチャ板を交換しても良い。
 また、上述のアパーチャ別体型光電素子を用いる場合、アパーチャ板の代わりに、透過型液晶素子などの空間光変調器を使って複数のアパーチャを形成しても良い。
 なお、アパーチャ別体型光電素子を、例えば図30(A)に示される光電素子140とともに構成するために光電素子140とともに用いることができる、アパーチャ板(アパーチャ部材)は、アパーチャ板142のようにアパーチャを有する遮光部材のみから成るタイプに限らず、基材と遮光膜とが一体のアパーチャ板を用いることもできる。このタイプのアパーチャ板としては、例えば図30(B)に示されるように、例えば光透過部材である基材145の下面(光射出面)にクロムの蒸着によりアパーチャ58aを有する遮光膜58が形成されたアパーチャ板142a、図30(C)に示されるように、光透過部材146と光透過膜148とから成る基材150と、この基材150の下面(光射出面)にクロムの蒸着によりアパーチャ58aを有する遮光膜58が形成されたアパーチャ板142b、図30(D)に示されるように、アパーチャ板142aにおいて、アパーチャ58a内の空間が光透過膜148で埋められたアパーチャ板142c、図30(E)に示されるように、アパーチャ板142aにおいて、アパーチャ58a内の空間が、光透過部材である基材145の一部によって埋められているアパーチャ板142dを用いることができる。なお、アパーチャ板142、142a、142b、142c,142dは、いずれも上下反転して用いることもできる。なお、基材134,145,146も、学ユニット(18Bなど)で用いられる光の波長に対して透過性を有する石英ガラスなど材料で形成することができる。
 なお、上で説明したアパーチャ別体型光電素子を用いる場合にも、前述した調整装置a、b、c、e等による可動光学部材、パターンジェネレータ、照明系内の光学部材の位置の調整に伴い、アパーチャ板(アパーチャ部材)上のアパーチャに対する少なくとも1つの光ビームの入射位置が調整される。
 また、これまで説明した光電素子54、54a~54d及びアパーチャ板142、142a~142dの複数のアパーチャ58aは、全てが同一サイズ、同一形状であっても良いが、複数のアパーチャ58aの全てのサイズが同一でなくても良いし、形状も全てのアパーチャ58aで同一でなくても良い。要は、アパーチャ58aは、対応するビームがその全域に照射されるように、その対応するビームのサイズより小さければ良い。
 なお、上記各実施形態に係る露光装置では、アパーチャ別体型光電素子138を用いる場合、アパーチャ板142に例えばXY平面内の所定方向の引張力を加えて、アパーチャ板142をXY平面内で伸縮変形させることで、電子ビーム光学系70の倍率、及び低次のディストーションを動的に補正することとしても良い。
 なお、上記各実施形態の露光装置では、さらに以下のようなドーズ制御をも採用することができる。
 例えば光学系起因のブラー(ぼけ)及び/又はレジストブラーによって、図31(A)に示されるように、ウエハ上では本来X軸方向に長い矩形(又は正方形)であるべきカットパターン(レジストパターン)CPが、例えば4隅(コーナー)が丸まってカットパターンCP’のようになる場合がある。本実施形態では、図31(B)に示されるように、遮光膜58に形成されるアパーチャ58aの4隅に補助パターン58cを設けた非矩形のアパーチャ58a’を介して光ビームを光電層60に照射し、光電変換により発生した電子ビームを電子ビーム光学系70を介してウエハ上に照射することで、非矩形のアパーチャ58a’と形状の異なる矩形状の電子ビームの照射領域をウエハ上に形成しても良い。この場合、電子ビームの照射領域の形状と、ウエハに形成されるべきカットパターンCPの形状は、同じであっても良いし、異なっていても良い。例えば、レジストブラーの影響をほぼ無視できる場合には、電子ビームの照射領域の形状が、所望のカットパターンCPの形状(例えば、X軸方向に長い矩形あるいは正方形)とほぼ同じになるようにアパーチャ58a’の形状を決めれば良い。この場合のアパーチャ58a’の使用をドーズ制御と考えなくても良い。
 ここで、アパーチャ58a’では、矩形のアパーチャ58aの4隅の全てに補助パターン58cを設ける必要はなく、アパーチャ58aの4隅のうち、少なくとも一部にのみ補助パターン58cを設けても良い。また、遮光膜58に形成される複数のアパーチャ58a’の一部でのみ矩形のアパーチャ58aの4隅の全てに補助パターン58cを設けても良い。また、遮光膜58に形成される複数のアパーチャの一部をアパーチャ58a’とし、残りのをアパーチャ58aとしても良い。すなわち、遮光膜58に形成される複数のアパーチャ58a’の全ての形状を同一にする必要はない。なお、アパーチャの形状、大きさ等は、シミュレーション結果に基づいて設計することも可能であると思われるが、実際の露光結果に基づいて、例えば電子ビーム光学系70の特性に基づいて最適化することが望ましい。いずれにしても、ウエハ(ターゲット)上での照射領域の角部の丸まりを抑えるようにアパーチャそれぞれの形状が決定される。なお、前方散乱成分の影響もアパーチャ形状で軽減可能である。
 なお、例えば、光学系起因のブラーをほぼ無視できる場合には、アパーチャ58a’の形状と電子ビームの照射領域の形状が同じであっても良い。
 また、上記各実施形態では、アパーチャを用いることで、パターンジェネレータと光電素子との間の投影系の収差などの影響をうけずに、所望の断面形状を有する光ビームを光電層に入射させることできるなどの理由から、複数のアパーチャを介して光電層に光を照射している。しかしながら、パターンジェネレータで発生した複数の光ビームを、投影系によりアパーチャを介することなく、例えば基材の光射出面に光電層が形成されて成る光電素子上に照射(投射)し、その光電素子で電子ビームに変換した後、電子ビーム光学系によりウエハ面上に照射するようにしても良い。この場合において、上記各実施形態では、カットパターンは、X軸方向を周期方向とするL/Sパターンのラインパターンの切断に用いられるので、ウエハ上での電子ビームの照射領域の形状が、X軸方向に長い形状、例えばX軸方向に長い矩形状となるように、光電素子上に照射(投射)される複数の光ビームそれぞれの断面形状を、X軸方向に長い矩形状に設定することとしても良い。
 なお、上記各実施形態では、45の電子ビーム光学系70が互いに同様に構成され、同様に機能する場合について説明したが、これに限らず、少なくとも1つの電子ビーム光学系は、残りの(他の)少なくとも1つの電子ビーム光学系と異なる構成又は機能を有していても良い。例えば、1つの電子ビーム光学系と他の少なくとも1つの電子ビーム光学系とで光軸の向きが同じ(互いに平行)でなく、ほぼ平行、例えば互いに5度以下の微小角度を成していても良い。また、45の電子ビーム光学系70に個別に対応して設けられた他の構成部分、例えば光照射装置(80又は180)も、互いに同様に構成され、同様に機能するものとしたが、少なくとも1つの光照射装置は、残りの少なくとも1つの光照射装置と異なる構成又は機能を有していても良い。例えば、前述した調整装置a、b、c、d、eなどの構成、調整対象の光学部材(パターンジェネレータを含む)の調整量、調整方向などが少なくとも1つの光照射装置と、残りの少なくとも1つの光照射装置とで異なっていても良い。なお、前述した調整装置a、b、c、d、eなどは、ビームモニタで電子ビームのビーム電流を検出することで得られる電流値に基づいて、制御可能である。微小駆動機構13、駆動システム25、25A、駆動機構604等についても同様である。また、例えば位置計測系28、相対位置計測システム29、反射電子検出装置106などの各種計測系の計測情報の少なくとも一部を、微小駆動機構13、駆動システム25、25A、駆動機構604は勿論、前述した調整装置a、b、c、d、eなどの制御に用いることとしても良い。
 なお、上記各実施形態では、上記各実施形態では、電子ビーム光学ユニット18Aが、ボディフレーム101の上部フレーム101bから吊り下げ支持機構600によって吊り下げ支持される場合について説明したが、これに限らず、電子ビーム光学ユニット18Aは、不図示の支持フレームを介して床面Fの上方に支持されていても良い。
 なお、上記各実施形態では、パターンジェネレータ84を、GLVで構成する場合について例示したが、これに限らず、パターンジェネレータ84を、反射型の液晶表示素子あるいはデジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD:Digital Micromirror Device)、PLV(Planer Light Valve)などの複数の可動反射素子を有する反射型の空間光変調器を用いて構成しても良い。
 また、上記各実施形態では、露光装置100、1000、2000が備える光学系が、複数のマルチビーム光学システムを備えるマルチカラムタイプである場合について説明したが、これに限らず、光学系は、シングルカラムタイプのマルチビーム光学系であっても良い。
 また、上記実施形態等では、ウエハWが単独でウエハステージWST上に搬送され、そのウエハステージWSTを走査方向に移動しつつ、マルチビーム光学システムの電子ビーム光学系70からウエハWに電子ビームを照射して露光を行う露光装置について説明したが、これに限らず、ウエハWがシャトルと呼ばれるウエハと一体で搬送可能なテーブル(ホルダ)と一体でステージ上で交換されるタイプの露光装置にも、上記各実施形態(ウエハステージWSTを除く)は適用が可能である。なお、シングルビームをターゲットに照射するシングルカラムタイプの装置に適用可能である。
 また、所望の断面形状及び断面積を有する光ビームを光電素子に照射することができるならば、アパーチャ58aを使わなくてもよい。この場合も、投影系86を使わなくてもよい。また、アパーチャ58aを使わない場合にも、ターゲット(ウエハWなど)の所望の位置に電子ビームを照射するために、上述のような調整装置を用いることができる。
 また、上述の各実施形態において、電子ビーム光学系70から照射される電子ビームが所望の位置に照射されているかを確認するために、基準マークを使ってもよい。基準マークに照射されるように電子ビームを照射し、その照射によって反射電子を検出することによって、基準マークと電子ビームの照射位置との位置関係を検出することで、電子ビームが所望の位置を確認することできる。基準マークは、ウエハステージWSTに保持された基準ウエハに設けられていてもよいし、ウエハステージWSTが有していてもよい。なお、電子ビーム光学系70から照射される電子ビームが所望の位置に照射されているかを確認するために、ウエハを露光してもよい。
 また、上記各実施形態では、ウエハステージWSTが、Xステージに対して6自由度方向に移動可能な場合について説明したが、これに限らず、ウエハステージWSTはXY平面内でのみ移動可能であっても良い。この場合、ウエハステージWSTの位置情報を計測する位置計測系28も、XY平面内の3自由度方向に関する位置情報を計測可能であっても良い。
 また、コンプリメンタリ・リソグラフィを構成する露光技術は、ArF光源を用いた液浸露光技術と、荷電粒子ビーム露光技術との組み合わせに限られず、例えば、ラインアンドスペースパターンをArF光源やKrF等のその他の光源を用いたドライ露光技術で形成しても良い。
 なお、上記各実施形態では、ターゲットが半導体素子製造用のウエハである場合について説明したが、上記各実施形態に係る露光装置100は、ガラス基板上に微細なパターンを形成してマスクを製造する際にも好適に適用できる。
 半導体素子などの電子デバイス(マイクロデバイス)は、図32に示されるように、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、リソグラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成するウエハ処理ステップ、デバイス組み立てステップ(ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む)、検査ステップ等を経て製造される。ウエハ処理ステップは、リソグラフィステップ(ウエハ上にレジスト(感応材)を塗布する工程、前述した実施形態に係る電子ビーム露光装置及びその露光方法によりウエハに対する露光(設計されたパターンデータに従ったパターンの描画)を行う工程、露光されたウエハを現像する工程を含む)、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト除去ステップなどを含む。ウエハ処理ステップは、リソグラフィステップに先立って、前工程の処理(酸化ステップ、CVDステップ、電極形成ステップ、イオン打ち込みステップなどをさらに含んでいても良い。この場合、リソグラフィステップで、上記各実施形態の電子ビーム露光装置100、1000、2000を用いて前述の露光方法を実行することで、ウエハ上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のマイクロデバイスを生産性良く(歩留まり良く)製造することができる。特に、リソグラフィステップ(露光を行う工程)で、前述したコンプリメンタリ・リソグラフィを行い、その際に上記各実施形態の電子ビーム露光装置100、1000、2000を用いて前述の露光方法を実行することで、より高集積度の高いマイクロデバイスを製造することが可能になる。
 なお、上記各実施形態では、電子ビームを使用する露光装置について説明したが、露光装置に限らず、溶接など電子ビームを用いてターゲットに対する所定の加工及び所定の処理の少なくとも一方を行う装置、あるいは電子ビームを用いる検査装置などにも上記実施形態の電子ビーム装置は適用することができる。
 なお、上記実施形態では、光電層60がアルカリ光電変換膜によって形成される場合について説明したが、電子ビーム装置の種類、用途によっては、光電層として、アルカリ光電変換膜に限らず、その他の種類の光電変換膜を用いて光電素子を構成しても良い。
 また、上述の各実施形態では、部材、開口、孔などの形状を、円形、矩形などを用いて説明している場合があるが、これらの形状に限られないことは言うまでもない。
 なお、上記各実施形態の複数の構成要件は適宜組み合わせることができる。したがって、上述の複数の構成要件のうちの一部が用いられなくても良い。
 なお、上記実施形態で引用した露光装置などに関する全ての公報、国際公開、米国特許出願公開明細書及び米国特許明細書などの開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
 15…支持部材、17…支持部材、19…筐体(メインフレーム)、29…相対位置計測システム、34…第1の真空室、39…バルブ、46A…真空ポンプ、46B…真空ポンプ、54…光電素子、56…基材、58…遮光膜、58a…アパーチャ、70…電子ビーム光学系、80…光照射装置、82…照明系、84…パターンジェネレータ、86…投影系、100…露光装置、101…ボディフレーム、104a…第1部分鏡筒、104b…第2部分鏡筒、107a…電磁レンズ、107b…電磁レンズ、192…フレーム部材、192a…段付きの貫通孔、196…チューブ、197…通気路、202…配管、EB…電子ビーム、LB…レーザビーム、W…ウエハ。
 

Claims (75)

  1.  光の照射により電子を発生する光電素子を用いる電子ビーム装置であって、
     光光学系と、
     前記光光学系からの少なくとも1つの光ビームの照射により前記光電素子から発生する電子を電子ビームとしてターゲットに照射する電子光学系と、
     前記光電素子の電子放出面が配置される真空空間が内部に形成される第1フレームと、
     前記光光学系の少なくとも一部を支持する第1支持部材と、
     前記第1支持部材を支持する第2フレームと、
    を備える電子ビーム装置。
  2.  前記第2フレームは、前記第1支持部材の重量が前記第1フレームにかからないように前記第1支持部材を支持する請求項1に記載の電子ビーム装置。
  3.  前記第1支持部材の重量の少なくとも一部が、前記第2フレームで支持される請求項1又は2に記載の電子ビーム装置。
  4.  前記第1支持部材は、前記第2フレームからつり下がっている請求項1~3のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
  5.  前記第1支持部材は、前記第1フレームから分離されている請求項1又は2に記載の電子ビーム装置。
  6.  前記第1フレームと前記第1支持部材との相対位置の情報を取得するための計測装置を備える請求項1~5のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
  7.  前記第1フレームと前記第1支持部材との相対位置は、前記電子光学系の光軸に直交する方向の相対位置を含む請求項6に記載の電子ビーム装置。
  8.  前記第1フレームは、前記第2フレームで支持される請求項1~7のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
  9.  前記第1フレームは、前記第2フレームからつり下がっている請求項8に記載の電子ビーム装置。
  10.  前記光光学系は、複数の光ビームを提供可能な光学デバイスと、前記光学デバイスと前記光電素子の配置位置との間に位置する投影系と、を有する請求項1~9のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
  11.  前記第1支持部材は、前記投影系を支持する請求項10に記載の電子ビーム装置。
  12.  前記第1支持部材は、前記投影系とともに前記光学デバイスを支持する請求項11に記載の電子ビーム装置。
  13.  前記光学デバイスを支持する第2支持部材をさらに備え、
     前記第2支持部材は、前記第1支持部材に重量がかからないように支持されている請求項11に記載の電子ビーム装置。
  14.  前記第2支持部材は、前記第1支持部材から分離されている請求項13に記載の電子ビーム装置。
  15.  前記第2支持部材は前記第2フレームで支持されている請求項13又は14に記載の電子ビーム装置。
  16.  前記光光学系は、前記光学デバイスに照明光を照射する照明系を有し、
     前記第2支持部材は、前記照明系をも支持する請求項13~15のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
  17.  光の照射により電子を発生する光電素子を用いる電子ビーム装置であって、
     複数の光ビームを提供可能な光学デバイスと、前記光学デバイスと前記光電素子の配置位置との間に位置する投影系と、を有する光光学系と、
     前記光光学系からの少なくとも1つの光ビームの照射により前記光電素子から発生する電子を電子ビームとしてターゲットに照射する電子光学系と、
     前記光電素子の電子放出面が配置される真空空間が内部に形成される第1フレームと、
     前記投影系を支持する第1支持部材と、
     前記光学デバイスを支持する第2支持部材と、
     前記第2支持部材を支持する第2フレームと、
    を備える電子ビーム装置。
  18.  前記光光学系は、前記光学デバイスに照明光を照射する照明系を有し、
     前記第2支持部材は、前記照明系をも支持する請求項17に記載の電子ビーム装置。
  19.  光の照射により電子を発生する光電素子を用いる電子ビーム装置であって、
     複数の光ビームを提供可能な光学デバイスと、前記光学デバイスに照明光を照射する照明系と、前記光学デバイスと前記光電素子の配置位置との間に位置する投影系と、を有する光光学系と、
     前記光光学系からの少なくとも1つの光ビームの照射により前記光電素子から発生する電子を電子ビームとしてターゲットに照射する電子光学系と、
     前記光電素子の電子放出面が配置される真空空間が内部に形成される第1フレームと、
     前記投影系を支持する第1支持部材と、
     前記照明系を支持する第2支持部材と、
     前記第2支持部材を支持する第2フレームと、
    を備える電子ビーム装置。
  20.  前記第2支持部材の重量の少なくとも一部が、前記第2フレームで支持される請求項17~19のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
  21.  前記第2フレームは、前記第2支持部材の重量が前記第1支持部材にかからないように前記第2支持部材を支持する請求項17~20のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
  22.  前記第2支持部材は、前記第2フレームからつり下がっている請求項17~21のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
  23.  前記第2支持部材は、前記第1支持部材から分離されている請求項17~22のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
  24.  前記第1支持部材と前記第2支持部材との相対位置は可変である請求項17~23のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
  25.  前記第1支持部材と前記第2支持部材との相対位置の情報を取得するための計測装置を備える請求項17~24のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
  26.  前記第1支持部材と前記第2支持部材との相対位置は、前記電子光学系の光軸に直交する方向の相対位置を含む請求項24又は25に記載の電子ビーム装置。
  27.  前記第1支持部材は、前記第1フレームで支持される請求項17~26のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
  28.  前記第1支持部材は、前記第1フレーム上に載置される請求項26に記載の電子ビーム装置。
  29.  前記第1支持部材の重量の少なくとも一部は、前記第1フレームで支持される請求項27又は28に記載の電子ビーム装置。
  30.  前記第1フレームは、前記第2フレームで支持される請求項17~29のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
  31.  前記第1フレームは、前記第2フレームからつり下がっている請求項30に記載の電子ビーム装置。
  32.  前記光光学系は、前記光学デバイスと前記光電素子の配置位置との間に位置する少なくとも1つの可動光学部材を有する請求項10~31のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
  33.  前記可動光学部材は、前記投影系の少なくとも1つの光学部材を含む請求項32に記載の電子ビーム装置。
  34.  前記電子光学系からの少なくとも1つの電子ビームのビーム電流に基づいて、前記可動光学部材の動きが制御される請求項32又は33に記載の電子ビーム装置。
  35.  前記投影系、前記光電素子、及び前記電子光学系の少なくとも1つに対する前記光学デバイスの相対位置を調整可能な調整装置を備える請求項10~34のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
  36.  前記相対位置は、前記電子光学系の光軸に垂直な方向の相対位置を含む請求項35に記載の電子ビーム装置。
  37.  前記調整装置は、前記光学デバイスに照明光を照射する照明系の少なくとも1つの光学部材の位置を調整する請求項35又は36に記載の電子ビーム装置。
  38.  前記光学デバイスに照明光を照射する照明系の少なくとも1つの光学部材の位置を調整する調整装置をさらに備える請求項10~34のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
  39.  前記調整装置は、前記投影系、前記光電素子、及び前記電子光学系の少なくとも1つと前記照明系の少なくとも1つの光学部材との相対位置を調整する請求項38に記載の電子ビーム装置。
  40.  前記相対位置は、前記電子光学系の光軸に垂直な方向の相対位置を含む請求項39に記載の電子ビーム装置。
  41.  前記調整装置は、前記電子光学系からの少なくとも1つの電子ビームのビーム電流に基づいて制御される請求項35~40のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
  42.  前記電子光学系は、電磁レンズと、通路部材と、を有し、
     前記通路部材の内部には、前記第1フレーム内の前記真空空間からの電子ビームの通路が形成され、
     前記通路は、前記電磁レンズが配置される空間から隔離されている請求項1~41のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
  43.  前記真空空間と前記通路は、バルブによって分離可能である請求項42に記載の電子ビーム装置。
  44.  前記通路は、前記真空空間とは独立して真空引き可能である請求項42又は43に記載の電子ビーム装置。
  45.  前記真空空間を真空引きする第1真空系と、
     前記通路を真空引きする第2真空系と、を備える請求項42~44のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
  46.  前記電磁レンズが配置される空間は、前記通路よりも真空度が低い空間である請求項42~45のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
  47.  第1光電素子としての前記光電素子に少なくとも1つの光ビームを照射する第1光光学系としての前記光光学系と、
     前記第1光電素子から発生する電子を電子ビームとして前記ターゲットに照射する第1電子光学系として前記電子光学系と、
     第2光電素子に少なくとも1つの光ビームを照射する第2光光学系と、
     前記第2光電素子から発生する電子を電子ビームとして前記ターゲットに照射する第2電子光学系と、を備え、
     前記第1支持部材は、前記第1光光学系の少なくとも一部と前記第2光光学系の少なくとも一部とを支持する請求項1~16のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
  48.  第1光電素子としての前記光電素子に少なくとも1つの光ビームを照射する第1光光学系としての前記光光学系と、
     前記第1光電素子から発生する電子を電子ビームとして前記ターゲットに照射する第1電子光学系としての前記電子光学系と、
     第2光電素子に少なくとも1つの光ビームを照射する第2光光学系と、
     前記第2光電素子から発生する電子を電子ビームとして前記ターゲットに照射する第2電子光学系と、を備え、
     前記第1支持部材は、前記第1光光学系の少なくとも一部と前記第2光光学系の少なくとも一部とを支持し、
     前記第1光光学系は、第1光学デバイスとしての前記光学デバイスと、第1投影系としての前記投影系とを有し、
     前記第2光光学系は、複数の光ビームを提供可能な第2光学デバイスと、前記第2光学デバイスと前記第2光電素子の配置位置との間に配置された第2投影系と、を有し、
     前記第2支持部材は、前記第1光学デバイスと前記第2光学デバイスとを支持する請求項17~30のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
  49.  第1光電素子としての前記光電素子に少なくとも1つの光ビームを照射する第1光光学系としての前記光光学系と、
     前記第1光電素子から発生する電子を電子ビームとして前記ターゲットに照射する第1電子光学系としての前記電子光学系と、
     第2光電素子に少なくとも1つの光ビームを照射する第2光光学系と、
     前記第2光電素子から発生する電子を電子ビームとして前記ターゲットに照射する第2電子光学系と、を備え、
     前記第1支持部材は、前記第1光光学系の少なくとも一部と前記第2光光学系の少なくとも一部とを支持し、
     前記第1光光学系は、第1光学デバイスとしての前記光学デバイスと、第1照明系としての前記照明系と、第1投影系としての前記投影系と、を有し、
     前記第2光光学系は、複数の光ビームを提供可能な第2光学デバイスと、前記第2光学デバイスに照明光を照射する第2照明系と、前記第2光学デバイスと前記第2光電素子の配置位置との間に配置された第2投影系と、を有し、
     前記第2支持部材は、前記第1照明系と前記第2照明系とを支持する請求項18又は19に記載の電子ビーム装置。
  50.  第1光電素子としての前記光電素子に少なくとも1つの光ビームを照射する第1光光学系としての前記光光学系と、
     前記第1光電素子から発生する電子を電子ビームとして前記ターゲットに照射する第1電子光学系としての前記電子光学系と、
     第2光電素子に少なくとも1つの光ビームを照射する第2光光学系と、
     前記第2光電素子から発生する電子を電子ビームとして前記ターゲットに照射にする第2電子光学系と、を備え、
     前記第1支持部材は、前記第1光光学系の少なくとも一部と前記第2光光学系の少なくとも一部とを支持し、
     前記第1光光学系は、第1光学デバイスとしての前記光学デバイスと、第1投影系としての前記投影系と、を有し、
     前記第2光光学系は、複数の光ビームを提供可能な第2光学デバイスと、前記第2光学デバイスと前記第2光電素子の配置位置との間に位置する第2投影系と、を有し、
     前記調整装置は、前記第1光学デバイスの位置調整に用いられる第1駆動装置と、前記第2光学デバイスの位置調整に用いられる第2駆動装置と、を有する請求項35又は36に記載の電子ビーム装置。
  51.  第1光電素子としての前記光電素子に少なくとも1つの光ビームを照射する第1光光学系としての前記光光学系と、
     前記第1光電素子から発生する電子を電子ビームとして前記ターゲットに照射する第1電子光学系としての前記電子光学系と、
     第2光電素子に少なくとも1つの光ビームを照射する第2光光学系と、
     前記第2光電素子から発生する電子を電子ビームとして前記ターゲットに照射する第2電子光学系と、を備え、
     前記第1支持部材は、前記第1光光学系の少なくとも一部と前記第2光光学系の少なくとも一部とを支持し、
     前記第1光光学系は、第1光学デバイスとしての前記光学デバイスと、第1照明系としての前記照明系と、第1投影系としての前記投影系と、を有し、
     前記第2光光学系は、複数の光ビームを提供可能な第2光学デバイスと、前記第2光学デバイスに照明光を照射する第2照明系と、前記第2光学デバイスと前記第2光電素子の配置位置との間に位置する第2投影系と、を有し、
     前記調整装置は、前記第1照明系の少なくとも1つの光学部材を動かす第1駆動装置と、前記第2照明系の少なくとも1つの光学部材を動かす第2駆動装置と、を有する請求項37~41のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
  52.  前記第1電子光学系の第1光軸と前記第2電子光学系の第2光軸は、ほぼ平行で、
     前記第1光電素子と前記第2光電素子、及び前記第1電子光学系と前記第2電子光学系は、前記第1光軸と前記第2光軸とほぼ平行な方向において、ほぼ同じ位置に配置される請求項47~51のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
  53.  前記第1フレーム内の前記真空空間には、前記第1光電素子の電子放出面と前記第2光電素子の電子放出面とが配置される請求項47~52のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
  54.  前記第1電子光学系は、第1電磁レンズと、第1通路部材と、を有し、
    前記第1通路部材の内部には、前記真空空間からの電子ビームが通過する第1通路が形成され、
     前記第1通路は、前記第1電磁レンズが配置される空間から隔離され、
     前記第2電子光学系は、第2電磁レンズと、第2通路部材と、を有し、
     前記第2通路部材の内部には、前記真空空間からの電子ビームが通過する第2通路が形成され、
     前記第2通路は、前記第2電磁レンズが配置される空間から隔離されている請求項53に記載の電子ビーム装置。
  55.  前記第1通路、及び前記第2通路は、前記真空空間とは独立して真空引き可能である請求項54に記載の電子ビーム装置。
  56.  前記真空空間を真空引きする第1真空系と、
     前記第1通路、及び前記第2通路を真空引きする第2真空系と、を備える請求項54又は55に記載の電子ビーム装置。
  57.  前記第1通路及び前記第2通路に連通し、前記第1通路及び前記第2通路を真空引きするための排気路が内部に形成された構造体を更に備える請求項55~56のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
  58.  前記構造体は、前記第1電子光学系の少なくとも一部、及び前記第2電子光学系の少なくとも一部を支持する請求項57に記載の電子ビーム装置。
  59.  前記構造体は、前記第1フレームに支持されている請求項57又は58に記載の電子ビーム装置。
  60.  前記第1電子光学系の少なくとも一部と前記第2電子光学系の少なくとも一部は、前記第1フレームに支持される請求項47~59のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
  61.  前記電子ビームの入射により前記電子ビームのビーム電流を検出可能なビーム検出器を備える請求項1~60のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
  62.  前記光電素子は、前記第1フレーム内の前記真空空間の真空隔壁の一部を構成する請求項1~61のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
  63.  前記光電素子は、前記第1フレーム内の前記真空空間内に配置される請求項1~61のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
  64.  前記光電素子は、光電変換層を有する請求項1~63のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
  65.  前記光電素子は、前記光ビームを透過可能な光透過部材と、
     前記光透過部材の光射出面に配置された前記光電変換層と、
     前記光透過部材の一側に配置された遮光層と、を有し、
     複数のアパーチャとして、前記遮光層には複数の開口が形成され、
     前記複数の開口を通過した複数の光ビームが前記光電変換層に入射する請求項64に記載の電子ビーム装置。
  66.  前記遮光層は、前記光透過部材の光射出面側に配置され、
     前記遮光層に形成された複数の開口に光電変換層が配置されている請求項65に記載の電子ビーム装置。
  67.  前記光光学系と前記光電素子との間の光路上に配置されたアパーチャ部材の複数のアパーチャを通過した複数の光ビームが前記光電素子に照射される請求項64に記載の電子ビーム装置。
  68.  前記ターゲットは、前記電子光学系の光軸に直交する第1方向に移動しながら前記電子ビームが照射され、
     前記複数のアパーチャは、前記電子光学系の光軸に直交するとともに、前記第1方向に直交する第2方向に対応する方向に沿って配置された複数のアパーチャを含む請求項65~67のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
  69.  前記複数のアパーチャは、前記電子光学系の光軸に直交するとともに、前記第1方向に直交する第2方向に対応する方向に第1ピッチで配置された第1グループと、前記第2方向に対応する方向に第2ピッチで配置された複数のアパーチャを含む第2グループと、を含み、
     前記第1グループと前記第2グループは、前記第1方向に対応する方向に離れている請求項65~68のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
  70.  前記光光学系からの光ビームの光路上に、前記第1グループに含まれる前記複数のアパーチャが配置される第1状態と、前記複数の光ビームの光路上に、前記第2グループに含まれる前記複数のアパーチャが配置される第2状態との一方から他方へ切り換え可能である請求項69に記載の電子ビーム装置。
  71.  前記ターゲットは、前記第2光学系の光軸に直交する第1方向に移動しながら前記複数の電子ビームが照射され、
     前記複数の電子ビームのそれぞれの前記ターゲット上での照射領域が、前記第2光学系の光軸に直交するとともに前記第1方向に直交する第2方向に対応する方向に長い矩形となるように前記複数のアパーチャの形状が決定される請求項65~70のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
  72. 前記ターゲットは、前記第2光学系の光軸に直交する第1方向に移動しながら前記複数の電子ビームが照射され、
     前記複数のアパーチャのそれぞれの形状は、前記第2光学系の光軸に直交するとともに前記第1方向に直交する第2方向に対応する方向に長い矩形である請求項65~71に記載の電子ビーム装置。
  73.  前記ターゲットは、前記第2光学系の光軸に直交する第1方向に移動しながら前記複数の電子ビームが照射され、
     前記光電素子に照射される前記複数の光ビームは、前記第2光学系の光軸に直交するとともに前記第1方向に直交する第2方向に対応する方向に長い断面形状を有する1~72のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
  74.  前記ターゲットは、半導体ウエハを含む請求項1~73のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
  75.  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は、ターゲット上にラインアンドスペースパターンを形成することと、請求項1~74のいずれか一項に記載の電子ビーム装置を用いて、前記ラインアンドスペースパターンを構成するラインパターンの切断を行うことと、を含むデバイス製造方法。
     
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