真空機器の製造装置及び製造方法、真空機器、荷電粒子線露光装置、デバイス製造方法
【課題】 真空シールしながら複数の真空部材を高い位置精度で配置する真空機器組立装置を提供する。
【解決手段】 第１部材としてのデバイス１０１と第２部材としてのベース１０２との間に真空シール材１０３を挟み真空シールするとともに、デバイス１０１とベース１０２の相対位置を所望の位置に固定する真空機器組立装置であって、真空シールするために真空シール材１０３を変形させる第１の方向であるＺ方向と直交するＸＹ平面内で、デバイス１０１を固定したまま、Ｚ方向に該デバイス１０１を移動させる機構を有する。
【解決手段】 第１部材としてのデバイス１０１と第２部材としてのベース１０２との間に真空シール材１０３を挟み真空シールするとともに、デバイス１０１とベース１０２の相対位置を所望の位置に固定する真空機器組立装置であって、真空シールするために真空シール材１０３を変形させる第１の方向であるＺ方向と直交するＸＹ平面内で、デバイス１０１を固定したまま、Ｚ方向に該デバイス１０１を移動させる機構を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空を用いた評価装置、蒸着装置、露光装置、または製造装置等に適用可能な、真空機器の組立装置及びその組立方法に関するものである。特に、本発明は、真空シールしながら複数のデバイスを高い位置決め精度で多段配置する真空機器組立装置及びその組立方法に適している。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のレンズもしくは鏡筒を持つ荷電粒子線露光装置において、多段に配置されたレンズ間の位置決めを行う構造として米国特許６，２８１，５０８ Ｂ１（特許文献１）に提案されている構造がある。この構造は、複数のレンズに位置決め用の開口を設けて、それら開口に位置決め用の棒を通すことでレンズ間の位置調整を行う構造である。位置決め用の開口径と位置決め用の棒の直径は、ほぼ同一となるように調整されている。そのため、多段に配置されたレンズ間の位置を高い位置精度で調整できる。
【特許文献１】米国特許６，２８１，５０８ Ｂ１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来例に係る特許文献１は、真空内もしくは真空外での位置調整について開示しているが、真空シール材が接する部材の位置調整については言及していない。真空シールしながら荷電粒子線源、静電レンズ、静電レンズを形成する電極、磁場レンズ、磁場レンズを形成する磁極、偏向器、電子検出器、鏡筒、もしくは他の真空部材等を高い位置精度で調整することは、真空シール材が変形を伴いながら真空シールするので、非常に困難である。
【０００４】
本発明の目的は、真空シールしながら荷電粒子線源、静電レンズ、静電レンズを形成する電極、磁場レンズ、磁場レンズを形成する磁極、偏向器、電子検出器、鏡筒、もしくは他の真空部材等を高い位置精度で調整することができる真空機器組立装置及び組立方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は前記従来例の問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のある形態は、シール部材を間に挟んで第１基板と第２基板を結合させて、真空用の空間を形成する真空機器の製造装置であって前記第２基板の表面と略垂直な方向で、前記第２基板側に載置された前記シール部材に対する前記第１基板の位置を調整する位置調整手段と、前記第２基板側に設けられ、前記第２基板の表面と略垂直な基準面を有する基準手段と、前記第２基板の表面と略平行な方向で、前記基準手段の基準面に対して前記第１基板を押圧する押圧手段と、を備え、前記第１基板は、前記位置調整手段により前記シール部材に対して離間した状態で前記基準手段および前記押圧手段により前記第２基板の表面と略平行な方向で位置決めされた後、前記位置調整手段により前記シール部材を変形させるように前記第２基板の表面と略垂直な方向に移動することを特徴とする。
【０００６】
また、本発明では、前記第１基板側に設けられ、前記基準手段の基準面に接触する位置決め部材をさらに備え、前記位置決め部材は、前記基準手段の基準面に対する前記第１基板の位置を調整可能であることを特徴としてもよい。
【０００７】
また、本発明では、前記位置決め部材と前記基準手段の基準面との接触を検知する検知手段をさらに備えることを特徴としてもよい。
【０００８】
また、前記基準手段は、前記第１基板を、前記基準面に対して固定した状態で、前記第２基板の表面と略垂直な方向にスライドさせることが可能なガイド部を有することを特徴としてもよい。
【０００９】
前記位置調整手段は、前記第１基板と前記第２基板の間に設けられた弾性部材により前記シール部材に対して前記第１基板を離間させ、前記第１基板上に重りを載せることで前記シール部材に前記第１基板を接触させることを特徴としてもよい。
【００１０】
前記位置調整手段は、前記第１基板側に設けられた気体流出部から前記第２基板に対して気体を流出することで前記シール部材に対して前記第１基板を離間させ、前記気体流出部からの気体流出を止めることで前記シール部材に前記第１基板を接触させることを特徴としてもよい。
【００１１】
また、本発明は、前記第１基板に設けられた第１マーク及び前記第２基板に設けられた第２マークの相対位置を検出する位置検出手段をさらに備えることを特徴としてもよい。
【００１２】
また、本発明は、締結部材を用いて前記第１基板と前記第２基板を結合する締結手段をさらに備え、前記締結部材は、摩擦係数が０．０４以下のネジ、または、前記第１基板に対して締付トルクを与えないような２段ネジであることを特徴とすることもできる。
【００１３】
また、本発明は、シール部材を間に挟んで第１基板と第２基板を結合させて、真空用の空間を形成する真空機器の製造方法であって、前記第２基板側に載置された前記シール部材に対して前記第１基板を離間させる第１ステップと、前記第１ステップの状態で、前記第２基板の表面と略平行な方向で前記第２基板に対して前記第１基板を位置決めするために、前記第２基板側に設けられた基準手段の基準面に対して前記第１基板を押圧する第２ステップと、前記第２ステップの後に、前記シール部材を変形させるように、前記第２基板の表面と略垂直な方向で前記第１基板を移動させる第３ステップと、を備えることを特徴としてもよい。
【００１４】
また、本発明は、シール部材を間に挟んで第１基板と第２基板を結合させて、真空用の空間を形成した真空機器であって、前記第１基板は前記第２基板に対して位置決めされており、前記シール部材は前記第２基板の表面と略垂直な方向に変形していることを特徴としてもよく、この真空機器は、前記第２基板側に載置された前記シール部材に対して前記第１基板を離間させた状態で、前記第２基板の表面と略平行な方向で前記第２基板に対して前記第１基板を位置決めするために、前記第２基板側に設けられた基準手段の基準面に対して前記第１基板を押圧した後、前記シール部材を変形させるように、前記第２基板の表面と略垂直な方向で前記第１基板を移動させることで、製造されることを特徴とするのが好ましい。
【００１５】
前記第２基板は、前記シール部材を載置するための溝部を有することを特徴としてもよく、前記シール部材の断面積は、前記溝部の断面積の８０％以上１００％未満であることを特徴としてもよく、前記溝部は、前記第２基板の表面と略垂直な方向に対して０度より大きく２０度以下の角度をなす側壁を有することを特徴とするのが好ましい。
【００１６】
前記シール部材には、弾性材料または塑性材料を用いることを特徴とすることができ、前記シール部材には、摩擦係数がフッ素ゴム（例えばバイトン）の摩擦係数１．７以下の材料を用いることを特徴としてもよく、ショア硬さがフッ素ゴム（例えばバイトン）のショア硬さＨＳ４０以上ＨＳ１００以下の弾性材料を用いることを特徴としてもよく、ショア硬さが銅のショア硬さ以上の塑性材料を用いることを特徴としてもよい。
【００１７】
本発明は、荷電粒子線を用いて露光対象にパターンを露光する荷電粒子線露光装置であっ
て、荷電粒子線源と、上記いずれかの特徴を有する真空機器であって、前記荷電粒子線を通過させる開口を有し、前記荷電粒子線を偏向する偏向器と、を備える荷電粒子線露光装置にも適用できる。
【００１８】
本発明に係るデバイス製造方法は、上記荷電粒子線露光装置を利用して露光対象に露光を行う工程と、露光された前記露光対象を現像する工程と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように本発明によれば、真空シールしながら高い位置精度で複数の真空部材を配置できる真空機器組立装置及び組立方法を提供できる。また、この装置または方法を用いて部材を配置することで、従来以上に高精度に部材の位置調整をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
＜真空機器の組立装置（製造装置）の説明＞
真空機器組立装置に係る本発明の実施形態では、実施例１として２つの部材による真空機器組立装置、実施例２として複数の部材を多段並べる電子ビーム露光装置、実施例３として複数の部材を同一平面内に並べる電子ビーム露光装置の例を示す。
以下の実施例で用いる基板は、荷電粒子線源、静電レンズ、静電レンズを形成する電極、磁場レンズ、磁場レンズを形成する磁極、偏向器、電子検出器などである。
それぞれの相対的な位置調整を以下の実施例を用いて行う。
【実施例１】
【００２１】
（２つの部材による真空機器組立装置の説明）
図１から図６を用いて、本発明の実施例１に係る２つの部材による真空機器組立装置について説明する。
図１と図２は、２つの部材による真空機器組立装置を横と上から見た要部概略図である。
図１に示すように、第１基板としてのデバイス１０１は第２基板としてのベース１０２の上側にあり、真空シール材（シール部材）１０３を用いて真空シールする構造となっている。真空ポンプは、ベース１０２の下側にあるが、図示していない。真空シール材１０３の材料は、具体的には弾性材料（バイトンやシリコーン）や塑性材料（メタルガスケット）などである。真空シール材１０３としてシリコーンを用いた場合、真空シール材の摩擦係数が低い程、真空シール材と第１基板が接触した際に、真空シール材が第１基板の表面と平行な方向に対して第１基板に与える力が少なくなり、位置ずれが起こりにくい。また、真空シール材１０３としてメタルガスケットを用いた場合、メタルガスケットは塑性材料であるため、真空シール材と第１基板が接触した際に真空シール材が第１基板の表面と平行な方向に対して第１基板に与える力はほぼゼロとなり、位置ずれが起こりにくい。
【００２２】
図１に示すように、デバイス１０１は、位置検出用マーク１０４と少なくとも１個以上の位置決め用部品（位置決め部材）１０５とを具備している。位置検出用マーク１０４に対する位置決め用部品１０５の位置は、位置決め用部品１０５をＸＹ平面内で各々移動することで調整できる。位置決め用部品１０５の先端は、球状もしくは平面となっている。図２に示すように、位置決め用部品１０５は、Ｘ方向には１個Ｙ方向には２個具備されている。
【００２３】
図１に示すように、デバイス１０１は、デバイス１０１と真空シール材１０３とを接触させずにＸＹ平面内を移動することができる少なくとも１個以上の浮上機構（位置調整手段）１０６を具備している。図２に示すように、浮上機構１０６はＸＹ平面内に３個具備されている。浮上機構１０６の具体的な構造は、図３（Ａ）に示すように、筒３０１とバ
ネ３０２と球３０３からなる構造や、図３（Ｂ）に示すように、筒３０１内にエアー３０４を流す構造である。エアー３０４を作り出す装置は図示していない。バネ３０２やエアー３０４の力によってデバイス１０１を浮上させる。また、浮上機構１０６のデバイス１０１に対するＺ方向の位置を調整することで、デバイス１０１のベース１０２に対するＺ方向の位置を調整することができる。浮上機構１０６としてバネ３０２を用いる場合、デバイス１０１に重りを載せることで、バネ３０２を縮めてデバイス１０１と真空シール材１０３を接触させることができる。一方、浮上機構１０６としてエアー３０４を用いる場合、エアー３０４を止めることで、デバイス１０１と真空シール材１０３を接触させることができる。
【００２４】
図１に示すように、ベース１０２は真空シール材１０３の位置と動きと変形量を規定する溝１０７を具備している。溝１０７はＸＹ平面において円形もしくは多角形である。図４に示すように、溝１０７の断面積に対する真空シール材の断面積の割合は、８０％以上１００％未満、または特に９５％以上１００％未満であり、さらに溝１０７の側面は、０度より大きく２０度以下の角度を持つことによって、真空シール材１０３の位置と動きと変形量を規定する。
【００２５】
図１に示すように、ベース１０２はＸＹ平面と垂直な基準面を持つ少なくとも１個以上の基準板（基準手段）１０８を具備している。位置検出用マーク１１１に対する基準板１０８の位置は、基準板１０８をＸＹ平面内で各々移動することで調整できる。基準板１０８は、図５に示すようにＺ方向にスライドするガイド５０１を有しているか、もしくは滑らかな平面となっている。図２では、基準板１０８は、Ｘ方向Ｙ方向それぞれに１個ずつあり、位置決め部品１０５とＸ方向で１ヶ所Ｙ方向で２ヶ所接触させることにより、ベース１０２に対するデバイス１０１の位置と回転を規定できるようになっている。
【００２６】
図１に示すように、ベース１０２はＸＹ平面と平行な方向に圧力をかけられ、かける圧力を調整できる少なくとも１個以上の与圧機構（押圧手段）１０９を具備している。図２に示すように、与圧機構１０９の力の作用点と位置決め用部品１０５の力の作用点とは、デバイス１０１の中心に対して対称な位置関係である。また、図２に示すように、与圧機構１０９の間隔は、対応する位置決め部品１０５の間隔以上となっている。与圧機構１０９の先端は、球状もしくは平面となっており、与圧機構１０９の圧力は、位置決め用部品１０５と基準板１０８を不可逆的に変形させる圧力未満、デバイス１０１の位置を固定できる以上の圧力の範囲で調整する。
【００２７】
図１に示すように、締結部品１１０は少なくとも１個以上用いられることでデバイス１０１とベース１０２とを固定することができる。図２では、締結部品１１０は、Ｘ方向の２ヶ所と、Ｙ方向の２ヶ所の計４ヶ所でデバイス１０１とベース１０２とを固定できるようになっている。締結部品１１０は、具体的には摩擦係数０．０４以下のネジや締結部品１１０自身が回転しない２段ネジなどである。図６に示す２段ネジは、締結部品１１０を固定するための板６０１と締結力を生み出すネジ６０２とから成り、締結部品１１０に回転トルクを生み出すことなくデバイス１０１とベース１０２を締結できる。
【００２８】
図１に示す位置検出用マーク１０４と位置検出用マーク１１１は、図示しない位置測定機（位置検出手段）を用いることで、デバイス１０１とベース１０２の相対位置計測に使用される。
【００２９】
以上のような構造の真空機器組立装置において、最初、浮上機構１０６を用いてベース１０２に対してデバイス１０１を浮上させ、デバイス１０１を移動させて位置決め用部品１０５と基準板１０８とを接触させ、与圧機構１０９を用いてベース１０２に対するデバイス１０１の位置を固定する。そうすることによって、デバイス１０１とベース１０２を真空シールするために真空シール材１０３を変形させるＺ方向と直交するＸＹ平面内で、
デバイス１０１を固定したままＺ方向にデバイス１０１を移動させることができる。その時、位置決め用部品１０５と基準板１０８との接触は、それらの内部に接触を検知するスイッチ（検知手段）を組み込むことで、もしくはそれらを電気的に絶縁しておいてそれらの間の電気抵抗を測ることで、判断される。
【００３０】
その後、デバイス１０１の上に重りを載せて浮上機構１０６のバネを縮めるか、浮上機構１０６のエアー供給を止めることで、Ｚ方向にデバイス１０１を移動させて真空シール材１０３と接触させる。それから、デバイス１０１、ベース１０２、及び真空シール材１０３で囲まれる空間を真空に引くことで、真空シール材１０３のＸＹ方向の変形を伴わずに、真空シールしながらベース１０２に対するデバイス１０１の位置を高い精度で決定することができる。
【実施例２】
【００３１】
（複数の部材を多段並べる電子ビーム露光装置の説明）
図７から図９を用いて、本発明の実施例２に係る複数の部材を多段並べる電子ビーム露光装置について説明する。
図７は、マルチビーム方式の電子ビーム露光装置の要部概略図である。
電子源７０１からマルチ偏向器アレイ７０７までの要素は、複数の電子源像を形成し、その電子源像から電子ビームを放射するマルチソースモジュールであり、図７の場合、このマルチソースモジュールは５×５に２次元配列されている。７０１は、電子銃が形成する電子源（クロスオーバ像）である。この電子源７０１から放射される電子ビームは、コンデンサーレンズ７０２によって略平行な電子ビームとなる。７０３は、開孔が２次元配列して形成されたアパーチャアレイであり、７０４は、同一の光学パワーを有する静電レンズが２次元配列して形成されたレンズアレイである。７０５，７０６，７０７，７０８は、個別に駆動可能な静電の８極偏向器が２次元配列して形成されたマルチ偏向器アレイであり、７０９は、個別に駆動可能な静電のブランカーが２次元配列して形成されたブランカーアレイである。
【００３２】
図８を用いて各要素の機能を説明する。コンデンサーレンズ７０２（図７）からの略平行な電子ビームは、アパーチャアレイ７０３によって複数の電子ビームに分割される。分割された電子ビームは、対応するレンズアレイ７０４の静電レンズを介して、ブランカーアレイ７０９の対応するブランカー上に、電子源の中間像８０１を形成する。この時、マルチ偏向器アレイ７０５，７０６，７０７，７０８は、ブランカーアレイ７０９上に形成される電子源の中間像の位置（光軸と直交する面内の位置）を個別に調整する。また、ブランカーアレイ７０９で偏向された電子ビームは、図７のブランキングアパーチャ７１０によって遮断されるため、ウエハ７２０には照射されない。一方、ブランカーアレイ７０９で偏向されない電子ビームは、図７のブランキングアパーチャ７１０によって遮断されないため、ウエハ７２０には照射される。
【００３３】
図７に戻り、マルチソースモジュールで形成された電子源の複数の中間像は、磁界レンズ７１５，７１６，７１７，７１８の縮小投影系を介して、ウエハ７２０に投影される。この時、複数の中間像がウエハ７２０に投影される際、焦点位置は、ダイナミックフォーカスレンズ（静電若しくは磁界レンズ）７１１，７１２で調整できる。７１３，７１４は各電子ビームを露光すべき個所へ偏向させる主偏向器と副偏向器である。７１９はウエハ７２０上に形成された電子源の各中間像の位置を計測するための反射電子検出器である。７２１はウエハを移動させるためのステージである。７２２は電子ビームの位置を検出するためのマークである。
【００３４】
以上のようなマルチビーム方式の電子ビーム露光装置において、図７のマルチ偏向器アレイ７０５から７０８までとブランカーアレイ７０９は、それぞれのデバイス間に電子ビ
ームの位置を調整できるアライナーを配置するスペースがないため、高精度で多段配置する必要がある。
【００３５】
図９は、図７のマルチ偏向器アレイ７０５から７０８までとブランカーアレイ７０９を高精度で多段配置する真空機器組立装置を横から見た要部概略図である。複数の部材を多段並べるには、図１に示すデバイス１０１の上段に真空シール材用の溝を追加すればよい。図９に示す９０１，９０２，９０３，９０４，９０５は、マルチ偏向器アレイ７０５から７０８までとブランカーアレイ７０９を搭載するベース部材である。さらに、マルチ偏向器アレイ７０５から７０８までとブランカーアレイ７０９には、それぞれ位置検出用マーク９０６から９１０が具備されている。また、図１０に示すように、浮上機構１０６と締結部品１１０は、位置の位相をずらされており、お互い干渉し合わないようになっている。
【００３６】
２段の場合と同様に、ベース部材９０１に対するベース部材９０２から９０５までの位置を、基準板１０８に位置決め用部品１０５を接触させて一段一段決定し、一段一段締結部材１１０を用いて締結していくことで、ブランカーアレイ７０９に対するマルチ偏向器アレイ７０５から７０８までの位置を高精度で決定することができる。また、アパーチャアレイ７０３、レンズアレイ７０４、ブランカーアレイ７０９においても同様に、相対位置を高精度で決定することが出来る。
【実施例３】
【００３７】
（複数の部材を同一平面内に並べる電子ビーム露光装置）
図１１を用いて、本発明の実施例３に係る複数の部材を同一平面内に並べる電子ビーム露光装置について説明する。
図１１は、マルチビーム方式の電子ビーム露光装置を２×２で配置したマルチカラム方式において、４つの部材を同一平面内に並べたときに、上から見た要部概略図である。複数の部材を同一平面内に複数個並べるには、図１に示すのと同様の基準板１０８を複数部材に対応する数だけベース１０２に対して並べればよい。この場合も２段の場合と同様に、各部材の位置を順次決定し締結していくことで、高精度に部材の位置を決定することができる。
【実施例４】
【００３８】
＜真空機器組立方法の説明＞
図１２を用いて本発明の実施例４に係る２つの部材による真空機器組立方法について説明する。デバイス１０１を、真空シール材１０３を用いながらベース１０２に対して所望の位置に固定するために、次のステップを実行する。
【００３９】
（ステップ１）では、デバイス１０１に付随する位置検出用マーク１０４とデバイス１０１に付随する位置決め用部品１０５とのＸＹ平面内での相対位置を計測し、位置決め用部品１０５をＸＹ平面内で移動させて、デバイス１０１に対する位置決め用部品１０５の相対位置をあらかじめ決められた所望の値に調整する。
【００４０】
（ステップ２）では、ベース１０２の溝１０７に真空シール材１０３を取り付ける。
【００４１】
（ステップ３）では、ベース１０２に付随する位置検出用マーク１１１とベース１０２に付随する基準板１０８とのＸＹ平面内での相対位置を計測し、基準板１０８をＸＹ平面内で移動させて、ベース１０２に対する基準板１０８の相対位置をあらかじめ決められた所望の値に調整する。
【００４２】
（ステップ４）では、デバイス１０１と真空シール材１０３を、浮上機構１０６を用い
浮上させることにより、互いに接触させないようにする。
【００４３】
その状態でデバイス１０１をＸＹ平面内で移動させ、デバイス１０１もしくはデバイス１０１に付随する位置決め用部品１０５と、ベース１０２もしくはベース１０２に付随する基準板１０８とを、あらかじめ決められた箇所で接触させて、ベース１０２に対するデバイス１０１のＸＹ平面内での相対位置を決定する。
【００４４】
その後、与圧機構１０９によって圧力をＸＹ平面内でかけてベース１０２に対してデバイス１０１を固定する。
【００４５】
（ステップ５）では、デバイス１０１もしくはデバイス１０１に付随する位置決め用部品１０５と、ベース１０２もしくはベース１０２に付随する基準板１０８とが、あらかじめ決められた箇所で接触している場合は、ステップ６に進む。そうでない場合はステップ４に戻る。
【００４６】
（ステップ６）では、デバイス１０１に重りを載せるかもしくは浮上機構１０６を解除して、デバイス１０１とベース１０２のＸＹ平面内での相対位置を保ったままデバイス１０１をＺ方向に移動させ、デバイス１０１と真空シール材１０３を接触させる。
【００４７】
デバイス１０１とベース１０２のＸＹ平面内での相対位置を保ったままデバイス１０１をＺ方向に移動させる方法は、位置決め用部品１０５と滑らかな平面を持つ基準板１０８とを滑らせてもよいし、デバイス１０１を固定した状態でスライダーやリニアガイドを用いてもよい。
【００４８】
その後、真空ポンプを用いてデバイス１０１に大気による圧力をかけて、やはりデバイス１０１とベース１０２のＸＹ平面内での相対位置を保ったままデバイス１０１をＺ方向に移動させ、真空シール材１０３を変形させて、真空シールを行う。真空シール材１０３を変形させるには、重りをデバイス１０１にのせてもよい。
【００４９】
（ステップ７）では、デバイス１０１もしくはデバイス１０１に付随する位置決め用部品１０５と、ベース１０２もしくはベース１０２に付随する基準板１０８とが、あらかじめ決められた箇所で接触している場合は、ステップ８に進む。そうでない場合はステップ９に進む。
【００５０】
（ステップ８）では、デバイス１０１とベース１０２の相対移動量を位置検出用マーク１０４と位置検出用マーク１１１を用いて計測し、デバイス１０１とベース１０２の相対移動量が所望の値となっている場合は、ステップ１０に進む。そうでない場合はステップ９に進む。
【００５１】
（ステップ９）では、デバイス１０１に対して与圧機構１０９により掛っているＸＹ平面内の圧力とＺ方向の圧力を解除する。もしくは浮上機構１０６を作動させる。
【００５２】
（ステップ１０）では、締結部品１１０を用いて、デバイス１０１とベース１０２とを固定する。
【００５３】
その後、デバイス１０１に対して与圧機構１０９によって掛っているＸＹ平面内の圧力とＺ方向の圧力を解除する。
【００５４】
以下、ステップ１からステップ１０を繰り返すことで、複数の部材を多段並べることが可能である。また、複数の部材を同一平面内に複数個並べることも可能である。
【実施例５】
【００５５】
次に、上記実施例に係る露光装置を利用した半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図１３は半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。ステップ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ２（ＥＢデータ変換）では設計した回路パターンに基づいて露光装置の露光制御データを作成する。
【００５６】
一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記露光制御データが入力された露光装置とウエハを用い、リソグラフィ技術を利用してウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の組み立て工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、ステップ７でこれを出荷する。
【００５７】
上記ステップ４のウエハプロセスは以下のステップを有する。ウエハの表面を酸化させる酸化ステップ、ウエハ表面に絶縁膜を成膜するＣＶＤステップ、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する電極形成ステップ、ウエハにイオンを打ち込むイオン打ち込みステップ、ウエハに感光剤を塗布するレジスト処理ステップ、上記の露光装置によって回路パターンをレジスト処理ステップ後のウエハに焼付け露光する露光ステップ、露光ステップで露光したウエハを現像する現像ステップ、現像ステップで現像したレジスト像以外の部分を削り取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剥離ステップ。これらのステップを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施例１に係る２つの部材による真空機器組立装置（製造装置）を横から見た要部概略の説明用断面図である。
【図２】本発明の実施例１に係る２つの部材による真空機器組立装置を上から見た要部概略の説明用平面図である。
【図３】本発明の実施例１に係る浮上機構の説明用図である。
【図４】本発明の実施例１に係る真空シール材用の溝を説明するための図である。
【図５】本発明の実施例１に係るスライドすることができるガイドの説明用図である。
【図６】本発明の実施例１に係る２段ネジの説明用図である。
【図７】本発明の実施例２に係るマルチビーム方式の電子ビーム露光装置の要部概略を説明するための構成図である。
【図８】本発明の実施例２に係るマルチソースモジュールを説明するための図である。
【図９】本発明の実施例２に係る５つの部材による真空機器組立装置を横から見た要部概略を説明するための図である。
【図１０】本発明の実施例２に係る５つの部材による真空機器組立装置のうち２つの部材を上から見た要部概略を説明するための平面図である。
【図１１】本発明の実施例３に係る４つの部材を同一平面内に２×２で並べたときの真空機器組立装置を上から見た要部概略を説明するための平面図である。
【図１２】本発明の実施例４に係る２つの部材による真空機器の組立方法について説明するためのフロー図である。
【図１３】半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０１：デバイス（第1基板）、１０２：ベース（第２基板）、１０３：真空シール材（シール部材）、１０４：デバイスの位置検出用マーク、１０５：位置決め用部品（位置決め部材）、１０６：浮上機構（位置調整手段）、１０７：真空シール材用の溝、１０８：基準板（基準手段）、１０９：与圧機構（押圧手段）、１１０：締結部品、１１１：ベースの位置検出用マーク、３０１：筒、３０２：バネ、３０３：球、３０４：エアー、５０１：ガイド、６０１：締結部材を固定するための板、６０２：締結力を生み出すネジ、７０１：電子源、７０２：コンデンサーレンズ、７０３：アパーチャアレイ、７０４：レンズアレイ、７０５：マルチ偏向器アレイ、７０６：マルチ偏向器アレイ、７０７：マルチ偏向器アレイ、７０８：マルチ偏向器アレイ、７０９：ブランカーアレイ、７１０：アパーチャ、７１１：ダイナミックフォーカスレンズ、７１２：ダイナミックフォーカスレンズ、７１３：主偏向器、７１４：副偏向器、７１５：縮小電子光学系レンズ、７１６：縮小電子光学系レンズ、７１７：縮小電子光学系レンズ、７１８：縮小電子光学系レンズ、７１９：反射電子検出器、７２０：ウエハ、７２１：ステージ、７２２：位置検出用マーク、８０１：電子の中間像、９０１：マルチ偏向器アレイ用ベース部材、９０２：マルチ偏向器アレイ用ベース部材、９０３：マルチ偏向器アレイ用ベース部材、９０４：マルチ偏向器アレイ用ベース部材、９０５：ブランカーアレイ用ベース部材、９０６：マルチ偏向器アレイ用ベース部材に取り付けられた位置検出用マーク、９０７：マルチ偏向器アレイ用ベース部材に取り付けられた位置検出用マーク、９０８：マルチ偏向器アレイ用ベース部材に取り付けられた位置検出用マーク、９０９：マルチ偏向器アレイ用ベース部材に取り付けられた位置検出用マーク、９１０：ブランカーアレイ用ベース部材に取り付けられた位置検出用マーク。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空を用いた評価装置、蒸着装置、露光装置、または製造装置等に適用可能な、真空機器の組立装置及びその組立方法に関するものである。特に、本発明は、真空シールしながら複数のデバイスを高い位置決め精度で多段配置する真空機器組立装置及びその組立方法に適している。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のレンズもしくは鏡筒を持つ荷電粒子線露光装置において、多段に配置されたレンズ間の位置決めを行う構造として米国特許６，２８１，５０８ Ｂ１（特許文献１）に提案されている構造がある。この構造は、複数のレンズに位置決め用の開口を設けて、それら開口に位置決め用の棒を通すことでレンズ間の位置調整を行う構造である。位置決め用の開口径と位置決め用の棒の直径は、ほぼ同一となるように調整されている。そのため、多段に配置されたレンズ間の位置を高い位置精度で調整できる。
【特許文献１】米国特許６，２８１，５０８ Ｂ１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来例に係る特許文献１は、真空内もしくは真空外での位置調整について開示しているが、真空シール材が接する部材の位置調整については言及していない。真空シールしながら荷電粒子線源、静電レンズ、静電レンズを形成する電極、磁場レンズ、磁場レンズを形成する磁極、偏向器、電子検出器、鏡筒、もしくは他の真空部材等を高い位置精度で調整することは、真空シール材が変形を伴いながら真空シールするので、非常に困難である。
【０００４】
本発明の目的は、真空シールしながら荷電粒子線源、静電レンズ、静電レンズを形成する電極、磁場レンズ、磁場レンズを形成する磁極、偏向器、電子検出器、鏡筒、もしくは他の真空部材等を高い位置精度で調整することができる真空機器組立装置及び組立方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は前記従来例の問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のある形態は、シール部材を間に挟んで第１基板と第２基板を結合させて、真空用の空間を形成する真空機器の製造装置であって前記第２基板の表面と略垂直な方向で、前記第２基板側に載置された前記シール部材に対する前記第１基板の位置を調整する位置調整手段と、前記第２基板側に設けられ、前記第２基板の表面と略垂直な基準面を有する基準手段と、前記第２基板の表面と略平行な方向で、前記基準手段の基準面に対して前記第１基板を押圧する押圧手段と、を備え、前記第１基板は、前記位置調整手段により前記シール部材に対して離間した状態で前記基準手段および前記押圧手段により前記第２基板の表面と略平行な方向で位置決めされた後、前記位置調整手段により前記シール部材を変形させるように前記第２基板の表面と略垂直な方向に移動することを特徴とする。
【０００６】
また、本発明では、前記第１基板側に設けられ、前記基準手段の基準面に接触する位置決め部材をさらに備え、前記位置決め部材は、前記基準手段の基準面に対する前記第１基板の位置を調整可能であることを特徴としてもよい。
【０００７】
また、本発明では、前記位置決め部材と前記基準手段の基準面との接触を検知する検知手段をさらに備えることを特徴としてもよい。
【０００８】
また、前記基準手段は、前記第１基板を、前記基準面に対して固定した状態で、前記第２基板の表面と略垂直な方向にスライドさせることが可能なガイド部を有することを特徴としてもよい。
【０００９】
前記位置調整手段は、前記第１基板と前記第２基板の間に設けられた弾性部材により前記シール部材に対して前記第１基板を離間させ、前記第１基板上に重りを載せることで前記シール部材に前記第１基板を接触させることを特徴としてもよい。
【００１０】
前記位置調整手段は、前記第１基板側に設けられた気体流出部から前記第２基板に対して気体を流出することで前記シール部材に対して前記第１基板を離間させ、前記気体流出部からの気体流出を止めることで前記シール部材に前記第１基板を接触させることを特徴としてもよい。
【００１１】
また、本発明は、前記第１基板に設けられた第１マーク及び前記第２基板に設けられた第２マークの相対位置を検出する位置検出手段をさらに備えることを特徴としてもよい。
【００１２】
また、本発明は、締結部材を用いて前記第１基板と前記第２基板を結合する締結手段をさらに備え、前記締結部材は、摩擦係数が０．０４以下のネジ、または、前記第１基板に対して締付トルクを与えないような２段ネジであることを特徴とすることもできる。
【００１３】
また、本発明は、シール部材を間に挟んで第１基板と第２基板を結合させて、真空用の空間を形成する真空機器の製造方法であって、前記第２基板側に載置された前記シール部材に対して前記第１基板を離間させる第１ステップと、前記第１ステップの状態で、前記第２基板の表面と略平行な方向で前記第２基板に対して前記第１基板を位置決めするために、前記第２基板側に設けられた基準手段の基準面に対して前記第１基板を押圧する第２ステップと、前記第２ステップの後に、前記シール部材を変形させるように、前記第２基板の表面と略垂直な方向で前記第１基板を移動させる第３ステップと、を備えることを特徴としてもよい。
【００１４】
また、本発明は、シール部材を間に挟んで第１基板と第２基板を結合させて、真空用の空間を形成した真空機器であって、前記第１基板は前記第２基板に対して位置決めされており、前記シール部材は前記第２基板の表面と略垂直な方向に変形していることを特徴としてもよく、この真空機器は、前記第２基板側に載置された前記シール部材に対して前記第１基板を離間させた状態で、前記第２基板の表面と略平行な方向で前記第２基板に対して前記第１基板を位置決めするために、前記第２基板側に設けられた基準手段の基準面に対して前記第１基板を押圧した後、前記シール部材を変形させるように、前記第２基板の表面と略垂直な方向で前記第１基板を移動させることで、製造されることを特徴とするのが好ましい。
【００１５】
前記第２基板は、前記シール部材を載置するための溝部を有することを特徴としてもよく、前記シール部材の断面積は、前記溝部の断面積の８０％以上１００％未満であることを特徴としてもよく、前記溝部は、前記第２基板の表面と略垂直な方向に対して０度より大きく２０度以下の角度をなす側壁を有することを特徴とするのが好ましい。
【００１６】
前記シール部材には、弾性材料または塑性材料を用いることを特徴とすることができ、前記シール部材には、摩擦係数がフッ素ゴム（例えばバイトン）の摩擦係数１．７以下の材料を用いることを特徴としてもよく、ショア硬さがフッ素ゴム（例えばバイトン）のショア硬さＨＳ４０以上ＨＳ１００以下の弾性材料を用いることを特徴としてもよく、ショア硬さが銅のショア硬さ以上の塑性材料を用いることを特徴としてもよい。
【００１７】
本発明は、荷電粒子線を用いて露光対象にパターンを露光する荷電粒子線露光装置であっ
て、荷電粒子線源と、上記いずれかの特徴を有する真空機器であって、前記荷電粒子線を通過させる開口を有し、前記荷電粒子線を偏向する偏向器と、を備える荷電粒子線露光装置にも適用できる。
【００１８】
本発明に係るデバイス製造方法は、上記荷電粒子線露光装置を利用して露光対象に露光を行う工程と、露光された前記露光対象を現像する工程と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように本発明によれば、真空シールしながら高い位置精度で複数の真空部材を配置できる真空機器組立装置及び組立方法を提供できる。また、この装置または方法を用いて部材を配置することで、従来以上に高精度に部材の位置調整をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
＜真空機器の組立装置（製造装置）の説明＞
真空機器組立装置に係る本発明の実施形態では、実施例１として２つの部材による真空機器組立装置、実施例２として複数の部材を多段並べる電子ビーム露光装置、実施例３として複数の部材を同一平面内に並べる電子ビーム露光装置の例を示す。
以下の実施例で用いる基板は、荷電粒子線源、静電レンズ、静電レンズを形成する電極、磁場レンズ、磁場レンズを形成する磁極、偏向器、電子検出器などである。
それぞれの相対的な位置調整を以下の実施例を用いて行う。
【実施例１】
【００２１】
（２つの部材による真空機器組立装置の説明）
図１から図６を用いて、本発明の実施例１に係る２つの部材による真空機器組立装置について説明する。
図１と図２は、２つの部材による真空機器組立装置を横と上から見た要部概略図である。
図１に示すように、第１基板としてのデバイス１０１は第２基板としてのベース１０２の上側にあり、真空シール材（シール部材）１０３を用いて真空シールする構造となっている。真空ポンプは、ベース１０２の下側にあるが、図示していない。真空シール材１０３の材料は、具体的には弾性材料（バイトンやシリコーン）や塑性材料（メタルガスケット）などである。真空シール材１０３としてシリコーンを用いた場合、真空シール材の摩擦係数が低い程、真空シール材と第１基板が接触した際に、真空シール材が第１基板の表面と平行な方向に対して第１基板に与える力が少なくなり、位置ずれが起こりにくい。また、真空シール材１０３としてメタルガスケットを用いた場合、メタルガスケットは塑性材料であるため、真空シール材と第１基板が接触した際に真空シール材が第１基板の表面と平行な方向に対して第１基板に与える力はほぼゼロとなり、位置ずれが起こりにくい。
【００２２】
図１に示すように、デバイス１０１は、位置検出用マーク１０４と少なくとも１個以上の位置決め用部品（位置決め部材）１０５とを具備している。位置検出用マーク１０４に対する位置決め用部品１０５の位置は、位置決め用部品１０５をＸＹ平面内で各々移動することで調整できる。位置決め用部品１０５の先端は、球状もしくは平面となっている。図２に示すように、位置決め用部品１０５は、Ｘ方向には１個Ｙ方向には２個具備されている。
【００２３】
図１に示すように、デバイス１０１は、デバイス１０１と真空シール材１０３とを接触させずにＸＹ平面内を移動することができる少なくとも１個以上の浮上機構（位置調整手段）１０６を具備している。図２に示すように、浮上機構１０６はＸＹ平面内に３個具備されている。浮上機構１０６の具体的な構造は、図３（Ａ）に示すように、筒３０１とバ
ネ３０２と球３０３からなる構造や、図３（Ｂ）に示すように、筒３０１内にエアー３０４を流す構造である。エアー３０４を作り出す装置は図示していない。バネ３０２やエアー３０４の力によってデバイス１０１を浮上させる。また、浮上機構１０６のデバイス１０１に対するＺ方向の位置を調整することで、デバイス１０１のベース１０２に対するＺ方向の位置を調整することができる。浮上機構１０６としてバネ３０２を用いる場合、デバイス１０１に重りを載せることで、バネ３０２を縮めてデバイス１０１と真空シール材１０３を接触させることができる。一方、浮上機構１０６としてエアー３０４を用いる場合、エアー３０４を止めることで、デバイス１０１と真空シール材１０３を接触させることができる。
【００２４】
図１に示すように、ベース１０２は真空シール材１０３の位置と動きと変形量を規定する溝１０７を具備している。溝１０７はＸＹ平面において円形もしくは多角形である。図４に示すように、溝１０７の断面積に対する真空シール材の断面積の割合は、８０％以上１００％未満、または特に９５％以上１００％未満であり、さらに溝１０７の側面は、０度より大きく２０度以下の角度を持つことによって、真空シール材１０３の位置と動きと変形量を規定する。
【００２５】
図１に示すように、ベース１０２はＸＹ平面と垂直な基準面を持つ少なくとも１個以上の基準板（基準手段）１０８を具備している。位置検出用マーク１１１に対する基準板１０８の位置は、基準板１０８をＸＹ平面内で各々移動することで調整できる。基準板１０８は、図５に示すようにＺ方向にスライドするガイド５０１を有しているか、もしくは滑らかな平面となっている。図２では、基準板１０８は、Ｘ方向Ｙ方向それぞれに１個ずつあり、位置決め部品１０５とＸ方向で１ヶ所Ｙ方向で２ヶ所接触させることにより、ベース１０２に対するデバイス１０１の位置と回転を規定できるようになっている。
【００２６】
図１に示すように、ベース１０２はＸＹ平面と平行な方向に圧力をかけられ、かける圧力を調整できる少なくとも１個以上の与圧機構（押圧手段）１０９を具備している。図２に示すように、与圧機構１０９の力の作用点と位置決め用部品１０５の力の作用点とは、デバイス１０１の中心に対して対称な位置関係である。また、図２に示すように、与圧機構１０９の間隔は、対応する位置決め部品１０５の間隔以上となっている。与圧機構１０９の先端は、球状もしくは平面となっており、与圧機構１０９の圧力は、位置決め用部品１０５と基準板１０８を不可逆的に変形させる圧力未満、デバイス１０１の位置を固定できる以上の圧力の範囲で調整する。
【００２７】
図１に示すように、締結部品１１０は少なくとも１個以上用いられることでデバイス１０１とベース１０２とを固定することができる。図２では、締結部品１１０は、Ｘ方向の２ヶ所と、Ｙ方向の２ヶ所の計４ヶ所でデバイス１０１とベース１０２とを固定できるようになっている。締結部品１１０は、具体的には摩擦係数０．０４以下のネジや締結部品１１０自身が回転しない２段ネジなどである。図６に示す２段ネジは、締結部品１１０を固定するための板６０１と締結力を生み出すネジ６０２とから成り、締結部品１１０に回転トルクを生み出すことなくデバイス１０１とベース１０２を締結できる。
【００２８】
図１に示す位置検出用マーク１０４と位置検出用マーク１１１は、図示しない位置測定機（位置検出手段）を用いることで、デバイス１０１とベース１０２の相対位置計測に使用される。
【００２９】
以上のような構造の真空機器組立装置において、最初、浮上機構１０６を用いてベース１０２に対してデバイス１０１を浮上させ、デバイス１０１を移動させて位置決め用部品１０５と基準板１０８とを接触させ、与圧機構１０９を用いてベース１０２に対するデバイス１０１の位置を固定する。そうすることによって、デバイス１０１とベース１０２を真空シールするために真空シール材１０３を変形させるＺ方向と直交するＸＹ平面内で、
デバイス１０１を固定したままＺ方向にデバイス１０１を移動させることができる。その時、位置決め用部品１０５と基準板１０８との接触は、それらの内部に接触を検知するスイッチ（検知手段）を組み込むことで、もしくはそれらを電気的に絶縁しておいてそれらの間の電気抵抗を測ることで、判断される。
【００３０】
その後、デバイス１０１の上に重りを載せて浮上機構１０６のバネを縮めるか、浮上機構１０６のエアー供給を止めることで、Ｚ方向にデバイス１０１を移動させて真空シール材１０３と接触させる。それから、デバイス１０１、ベース１０２、及び真空シール材１０３で囲まれる空間を真空に引くことで、真空シール材１０３のＸＹ方向の変形を伴わずに、真空シールしながらベース１０２に対するデバイス１０１の位置を高い精度で決定することができる。
【実施例２】
【００３１】
（複数の部材を多段並べる電子ビーム露光装置の説明）
図７から図９を用いて、本発明の実施例２に係る複数の部材を多段並べる電子ビーム露光装置について説明する。
図７は、マルチビーム方式の電子ビーム露光装置の要部概略図である。
電子源７０１からマルチ偏向器アレイ７０７までの要素は、複数の電子源像を形成し、その電子源像から電子ビームを放射するマルチソースモジュールであり、図７の場合、このマルチソースモジュールは５×５に２次元配列されている。７０１は、電子銃が形成する電子源（クロスオーバ像）である。この電子源７０１から放射される電子ビームは、コンデンサーレンズ７０２によって略平行な電子ビームとなる。７０３は、開孔が２次元配列して形成されたアパーチャアレイであり、７０４は、同一の光学パワーを有する静電レンズが２次元配列して形成されたレンズアレイである。７０５，７０６，７０７，７０８は、個別に駆動可能な静電の８極偏向器が２次元配列して形成されたマルチ偏向器アレイであり、７０９は、個別に駆動可能な静電のブランカーが２次元配列して形成されたブランカーアレイである。
【００３２】
図８を用いて各要素の機能を説明する。コンデンサーレンズ７０２（図７）からの略平行な電子ビームは、アパーチャアレイ７０３によって複数の電子ビームに分割される。分割された電子ビームは、対応するレンズアレイ７０４の静電レンズを介して、ブランカーアレイ７０９の対応するブランカー上に、電子源の中間像８０１を形成する。この時、マルチ偏向器アレイ７０５，７０６，７０７，７０８は、ブランカーアレイ７０９上に形成される電子源の中間像の位置（光軸と直交する面内の位置）を個別に調整する。また、ブランカーアレイ７０９で偏向された電子ビームは、図７のブランキングアパーチャ７１０によって遮断されるため、ウエハ７２０には照射されない。一方、ブランカーアレイ７０９で偏向されない電子ビームは、図７のブランキングアパーチャ７１０によって遮断されないため、ウエハ７２０には照射される。
【００３３】
図７に戻り、マルチソースモジュールで形成された電子源の複数の中間像は、磁界レンズ７１５，７１６，７１７，７１８の縮小投影系を介して、ウエハ７２０に投影される。この時、複数の中間像がウエハ７２０に投影される際、焦点位置は、ダイナミックフォーカスレンズ（静電若しくは磁界レンズ）７１１，７１２で調整できる。７１３，７１４は各電子ビームを露光すべき個所へ偏向させる主偏向器と副偏向器である。７１９はウエハ７２０上に形成された電子源の各中間像の位置を計測するための反射電子検出器である。７２１はウエハを移動させるためのステージである。７２２は電子ビームの位置を検出するためのマークである。
【００３４】
以上のようなマルチビーム方式の電子ビーム露光装置において、図７のマルチ偏向器アレイ７０５から７０８までとブランカーアレイ７０９は、それぞれのデバイス間に電子ビ
ームの位置を調整できるアライナーを配置するスペースがないため、高精度で多段配置する必要がある。
【００３５】
図９は、図７のマルチ偏向器アレイ７０５から７０８までとブランカーアレイ７０９を高精度で多段配置する真空機器組立装置を横から見た要部概略図である。複数の部材を多段並べるには、図１に示すデバイス１０１の上段に真空シール材用の溝を追加すればよい。図９に示す９０１，９０２，９０３，９０４，９０５は、マルチ偏向器アレイ７０５から７０８までとブランカーアレイ７０９を搭載するベース部材である。さらに、マルチ偏向器アレイ７０５から７０８までとブランカーアレイ７０９には、それぞれ位置検出用マーク９０６から９１０が具備されている。また、図１０に示すように、浮上機構１０６と締結部品１１０は、位置の位相をずらされており、お互い干渉し合わないようになっている。
【００３６】
２段の場合と同様に、ベース部材９０１に対するベース部材９０２から９０５までの位置を、基準板１０８に位置決め用部品１０５を接触させて一段一段決定し、一段一段締結部材１１０を用いて締結していくことで、ブランカーアレイ７０９に対するマルチ偏向器アレイ７０５から７０８までの位置を高精度で決定することができる。また、アパーチャアレイ７０３、レンズアレイ７０４、ブランカーアレイ７０９においても同様に、相対位置を高精度で決定することが出来る。
【実施例３】
【００３７】
（複数の部材を同一平面内に並べる電子ビーム露光装置）
図１１を用いて、本発明の実施例３に係る複数の部材を同一平面内に並べる電子ビーム露光装置について説明する。
図１１は、マルチビーム方式の電子ビーム露光装置を２×２で配置したマルチカラム方式において、４つの部材を同一平面内に並べたときに、上から見た要部概略図である。複数の部材を同一平面内に複数個並べるには、図１に示すのと同様の基準板１０８を複数部材に対応する数だけベース１０２に対して並べればよい。この場合も２段の場合と同様に、各部材の位置を順次決定し締結していくことで、高精度に部材の位置を決定することができる。
【実施例４】
【００３８】
＜真空機器組立方法の説明＞
図１２を用いて本発明の実施例４に係る２つの部材による真空機器組立方法について説明する。デバイス１０１を、真空シール材１０３を用いながらベース１０２に対して所望の位置に固定するために、次のステップを実行する。
【００３９】
（ステップ１）では、デバイス１０１に付随する位置検出用マーク１０４とデバイス１０１に付随する位置決め用部品１０５とのＸＹ平面内での相対位置を計測し、位置決め用部品１０５をＸＹ平面内で移動させて、デバイス１０１に対する位置決め用部品１０５の相対位置をあらかじめ決められた所望の値に調整する。
【００４０】
（ステップ２）では、ベース１０２の溝１０７に真空シール材１０３を取り付ける。
【００４１】
（ステップ３）では、ベース１０２に付随する位置検出用マーク１１１とベース１０２に付随する基準板１０８とのＸＹ平面内での相対位置を計測し、基準板１０８をＸＹ平面内で移動させて、ベース１０２に対する基準板１０８の相対位置をあらかじめ決められた所望の値に調整する。
【００４２】
（ステップ４）では、デバイス１０１と真空シール材１０３を、浮上機構１０６を用い
浮上させることにより、互いに接触させないようにする。
【００４３】
その状態でデバイス１０１をＸＹ平面内で移動させ、デバイス１０１もしくはデバイス１０１に付随する位置決め用部品１０５と、ベース１０２もしくはベース１０２に付随する基準板１０８とを、あらかじめ決められた箇所で接触させて、ベース１０２に対するデバイス１０１のＸＹ平面内での相対位置を決定する。
【００４４】
その後、与圧機構１０９によって圧力をＸＹ平面内でかけてベース１０２に対してデバイス１０１を固定する。
【００４５】
（ステップ５）では、デバイス１０１もしくはデバイス１０１に付随する位置決め用部品１０５と、ベース１０２もしくはベース１０２に付随する基準板１０８とが、あらかじめ決められた箇所で接触している場合は、ステップ６に進む。そうでない場合はステップ４に戻る。
【００４６】
（ステップ６）では、デバイス１０１に重りを載せるかもしくは浮上機構１０６を解除して、デバイス１０１とベース１０２のＸＹ平面内での相対位置を保ったままデバイス１０１をＺ方向に移動させ、デバイス１０１と真空シール材１０３を接触させる。
【００４７】
デバイス１０１とベース１０２のＸＹ平面内での相対位置を保ったままデバイス１０１をＺ方向に移動させる方法は、位置決め用部品１０５と滑らかな平面を持つ基準板１０８とを滑らせてもよいし、デバイス１０１を固定した状態でスライダーやリニアガイドを用いてもよい。
【００４８】
その後、真空ポンプを用いてデバイス１０１に大気による圧力をかけて、やはりデバイス１０１とベース１０２のＸＹ平面内での相対位置を保ったままデバイス１０１をＺ方向に移動させ、真空シール材１０３を変形させて、真空シールを行う。真空シール材１０３を変形させるには、重りをデバイス１０１にのせてもよい。
【００４９】
（ステップ７）では、デバイス１０１もしくはデバイス１０１に付随する位置決め用部品１０５と、ベース１０２もしくはベース１０２に付随する基準板１０８とが、あらかじめ決められた箇所で接触している場合は、ステップ８に進む。そうでない場合はステップ９に進む。
【００５０】
（ステップ８）では、デバイス１０１とベース１０２の相対移動量を位置検出用マーク１０４と位置検出用マーク１１１を用いて計測し、デバイス１０１とベース１０２の相対移動量が所望の値となっている場合は、ステップ１０に進む。そうでない場合はステップ９に進む。
【００５１】
（ステップ９）では、デバイス１０１に対して与圧機構１０９により掛っているＸＹ平面内の圧力とＺ方向の圧力を解除する。もしくは浮上機構１０６を作動させる。
【００５２】
（ステップ１０）では、締結部品１１０を用いて、デバイス１０１とベース１０２とを固定する。
【００５３】
その後、デバイス１０１に対して与圧機構１０９によって掛っているＸＹ平面内の圧力とＺ方向の圧力を解除する。
【００５４】
以下、ステップ１からステップ１０を繰り返すことで、複数の部材を多段並べることが可能である。また、複数の部材を同一平面内に複数個並べることも可能である。
【実施例５】
【００５５】
次に、上記実施例に係る露光装置を利用した半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図１３は半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。ステップ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ２（ＥＢデータ変換）では設計した回路パターンに基づいて露光装置の露光制御データを作成する。
【００５６】
一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記露光制御データが入力された露光装置とウエハを用い、リソグラフィ技術を利用してウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の組み立て工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、ステップ７でこれを出荷する。
【００５７】
上記ステップ４のウエハプロセスは以下のステップを有する。ウエハの表面を酸化させる酸化ステップ、ウエハ表面に絶縁膜を成膜するＣＶＤステップ、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する電極形成ステップ、ウエハにイオンを打ち込むイオン打ち込みステップ、ウエハに感光剤を塗布するレジスト処理ステップ、上記の露光装置によって回路パターンをレジスト処理ステップ後のウエハに焼付け露光する露光ステップ、露光ステップで露光したウエハを現像する現像ステップ、現像ステップで現像したレジスト像以外の部分を削り取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剥離ステップ。これらのステップを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施例１に係る２つの部材による真空機器組立装置（製造装置）を横から見た要部概略の説明用断面図である。
【図２】本発明の実施例１に係る２つの部材による真空機器組立装置を上から見た要部概略の説明用平面図である。
【図３】本発明の実施例１に係る浮上機構の説明用図である。
【図４】本発明の実施例１に係る真空シール材用の溝を説明するための図である。
【図５】本発明の実施例１に係るスライドすることができるガイドの説明用図である。
【図６】本発明の実施例１に係る２段ネジの説明用図である。
【図７】本発明の実施例２に係るマルチビーム方式の電子ビーム露光装置の要部概略を説明するための構成図である。
【図８】本発明の実施例２に係るマルチソースモジュールを説明するための図である。
【図９】本発明の実施例２に係る５つの部材による真空機器組立装置を横から見た要部概略を説明するための図である。
【図１０】本発明の実施例２に係る５つの部材による真空機器組立装置のうち２つの部材を上から見た要部概略を説明するための平面図である。
【図１１】本発明の実施例３に係る４つの部材を同一平面内に２×２で並べたときの真空機器組立装置を上から見た要部概略を説明するための平面図である。
【図１２】本発明の実施例４に係る２つの部材による真空機器の組立方法について説明するためのフロー図である。
【図１３】半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０１：デバイス（第1基板）、１０２：ベース（第２基板）、１０３：真空シール材（シール部材）、１０４：デバイスの位置検出用マーク、１０５：位置決め用部品（位置決め部材）、１０６：浮上機構（位置調整手段）、１０７：真空シール材用の溝、１０８：基準板（基準手段）、１０９：与圧機構（押圧手段）、１１０：締結部品、１１１：ベースの位置検出用マーク、３０１：筒、３０２：バネ、３０３：球、３０４：エアー、５０１：ガイド、６０１：締結部材を固定するための板、６０２：締結力を生み出すネジ、７０１：電子源、７０２：コンデンサーレンズ、７０３：アパーチャアレイ、７０４：レンズアレイ、７０５：マルチ偏向器アレイ、７０６：マルチ偏向器アレイ、７０７：マルチ偏向器アレイ、７０８：マルチ偏向器アレイ、７０９：ブランカーアレイ、７１０：アパーチャ、７１１：ダイナミックフォーカスレンズ、７１２：ダイナミックフォーカスレンズ、７１３：主偏向器、７１４：副偏向器、７１５：縮小電子光学系レンズ、７１６：縮小電子光学系レンズ、７１７：縮小電子光学系レンズ、７１８：縮小電子光学系レンズ、７１９：反射電子検出器、７２０：ウエハ、７２１：ステージ、７２２：位置検出用マーク、８０１：電子の中間像、９０１：マルチ偏向器アレイ用ベース部材、９０２：マルチ偏向器アレイ用ベース部材、９０３：マルチ偏向器アレイ用ベース部材、９０４：マルチ偏向器アレイ用ベース部材、９０５：ブランカーアレイ用ベース部材、９０６：マルチ偏向器アレイ用ベース部材に取り付けられた位置検出用マーク、９０７：マルチ偏向器アレイ用ベース部材に取り付けられた位置検出用マーク、９０８：マルチ偏向器アレイ用ベース部材に取り付けられた位置検出用マーク、９０９：マルチ偏向器アレイ用ベース部材に取り付けられた位置検出用マーク、９１０：ブランカーアレイ用ベース部材に取り付けられた位置検出用マーク。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シール部材を間に挟んで第１基板と第２基板を結合させて、真空用の空間を形成する真空機器の製造装置であって
前記第２基板の表面と略垂直な方向で、前記第２基板側に載置された前記シール部材に対する前記第１基板の位置を調整する位置調整手段と、
前記第２基板側に設けられ、前記第２基板の表面と略垂直な基準面を有する基準手段と、前記第２基板の表面と略平行な方向で、前記基準手段の基準面に対して前記第１基板を押圧する押圧手段と、を備え、
前記第１基板は、前記位置調整手段により前記シール部材に対して離間した状態で前記基準手段および前記押圧手段により前記第２基板の表面と略平行な方向で位置決めされた後、前記位置調整手段により前記シール部材を変形させるように前記第２基板の表面と略垂直な方向に移動することを特徴とする真空機器の製造装置。
【請求項２】
前記第１基板側に設けられ、前記基準手段の基準面に接触する位置決め部材をさらに備え、前記位置決め部材は、前記基準手段の基準面に対する前記第１基板の位置を調整可能であることを特徴とする請求項１に記載の真空機器の製造装置。
【請求項３】
前記位置決め部材と前記基準手段の基準面との接触を検知する検知手段をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の真空機器の製造装置。
【請求項４】
前記基準手段は、前記第１基板を、前記基準面に対して固定した状態で、前記第２基板の表面と略垂直な方向にスライドさせることが可能なガイド部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の真空機器の製造装置。
【請求項５】
前記位置調整手段は、前記第１基板と前記第２基板の間に設けられた弾性部材により前記シール部材に対して前記第１基板を離間させ、前記第１基板上に重りを載せることで前記シール部材に前記第１基板を接触させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の真空機器の製造装置。
【請求項６】
前記位置調整手段は、前記第１基板側に設けられた気体流出部から前記第２基板に対して気体を流出することで前記シール部材に対して前記第１基板を離間させ、前記気体流出部からの気体流出を止めることで前記シール部材に前記第１基板を接触させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の真空機器の製造装置。
【請求項７】
前記第１基板に設けられた第１マーク及び前記第２基板に設けられた第２マークの相対位置を検出する位置検出手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに１つに記載の真空機器の製造装置。
【請求項８】
締結部材を用いて前記第１基板と前記第２基板を結合する締結手段をさらに備え、前記締結部材は、摩擦係数が０．０４以下のネジ、または、前記第１基板に対して締付トルクを与えないような２段ネジであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の真空機器の製造装置。
【請求項９】
シール部材を間に挟んで第１基板と第２基板を結合させて、真空用の空間を形成する真空機器の製造方法であって、
前記第２基板側に載置された前記シール部材に対して前記第１基板を離間させる第１ステップと、
前記第１ステップの状態で、前記第２基板の表面と略平行な方向で前記第２基板に対して前記第１基板を位置決めするために、前記第２基板側に設けられた基準手段の基準面に対して前記第１基板を押圧する第２ステップと、
前記第２ステップの後に、前記シール部材を変形させるように、前記第２基板の表面と略垂直な方向で前記第１基板を移動させる第３ステップと、を備えることを特徴とする真空機器の製造方法。
【請求項１０】
シール部材を間に挟んで第１基板と第２基板を結合させて、真空用の空間を形成した真空機器であって、
前記第１基板は前記第２基板に対して位置決めされており、前記シール部材は前記第２基板の表面と略垂直な方向に変形していることを特徴とする真空機器。
【請求項１１】
前記第２基板側に載置された前記シール部材に対して前記第１基板を離間させた状態で、前記第２基板の表面と略平行な方向で前記第２基板に対して前記第１基板を位置決めするために、前記第２基板側に設けられた基準手段の基準面に対して前記第１基板を押圧した後、前記シール部材を変形させるように、前記第２基板の表面と略垂直な方向で前記第１基板を移動させることで、製造されること特徴とする請求項１０に記載の真空機器。
【請求項１２】
前記第２基板は、前記シール部材を載置するための溝部を有することを特徴とする請求項１０または１１に記載の真空機器。
【請求項１３】
前記シール部材の断面積は、前記溝部の断面積の８０％以上１００％未満であることを特徴とする請求項１２に記載の真空機器。
【請求項１４】
前記溝部は、前記第２基板の表面と略垂直な方向に対して０度より大きく２０度以下の角度をなす側壁を有することを特徴とする請求項１２または１３に記載の真空機器。
【請求項１５】
前記シール部材には、弾性材料または塑性材料を用いることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか１つに記載の真空機器。
【請求項１６】
前記シール部材の摩擦係数は、１．７以下であることを特徴とする請求項１０〜１５のいずれか１つに記載の真空機器。
【請求項１７】
前記弾性材料のショア硬さは、ＨＳ４０以上ＨＳ１００以下であることを特徴とする請求項１５に記載の真空機器。
【請求項１８】
前記塑性材料のショア硬さは、銅のショア硬さ以上であることを特徴とする請求項１５に記載の真空機器。
【請求項１９】
荷電粒子線を用いて露光対象にパターンを露光する荷電粒子線露光装置であって、
荷電粒子線源と、
請求項１０〜１８のいずれか１つに記載の真空機器であって、前記荷電粒子線を通過させる開口を有し、前記荷電粒子線を偏向する偏向器と、を備える荷電粒子線露光装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の荷電粒子線露光装置を利用して露光対象に露光を行う工程と、露光された前記露光対象を現像する工程と、を具備することを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項１】
シール部材を間に挟んで第１基板と第２基板を結合させて、真空用の空間を形成する真空機器の製造装置であって
前記第２基板の表面と略垂直な方向で、前記第２基板側に載置された前記シール部材に対する前記第１基板の位置を調整する位置調整手段と、
前記第２基板側に設けられ、前記第２基板の表面と略垂直な基準面を有する基準手段と、前記第２基板の表面と略平行な方向で、前記基準手段の基準面に対して前記第１基板を押圧する押圧手段と、を備え、
前記第１基板は、前記位置調整手段により前記シール部材に対して離間した状態で前記基準手段および前記押圧手段により前記第２基板の表面と略平行な方向で位置決めされた後、前記位置調整手段により前記シール部材を変形させるように前記第２基板の表面と略垂直な方向に移動することを特徴とする真空機器の製造装置。
【請求項２】
前記第１基板側に設けられ、前記基準手段の基準面に接触する位置決め部材をさらに備え、前記位置決め部材は、前記基準手段の基準面に対する前記第１基板の位置を調整可能であることを特徴とする請求項１に記載の真空機器の製造装置。
【請求項３】
前記位置決め部材と前記基準手段の基準面との接触を検知する検知手段をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の真空機器の製造装置。
【請求項４】
前記基準手段は、前記第１基板を、前記基準面に対して固定した状態で、前記第２基板の表面と略垂直な方向にスライドさせることが可能なガイド部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の真空機器の製造装置。
【請求項５】
前記位置調整手段は、前記第１基板と前記第２基板の間に設けられた弾性部材により前記シール部材に対して前記第１基板を離間させ、前記第１基板上に重りを載せることで前記シール部材に前記第１基板を接触させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の真空機器の製造装置。
【請求項６】
前記位置調整手段は、前記第１基板側に設けられた気体流出部から前記第２基板に対して気体を流出することで前記シール部材に対して前記第１基板を離間させ、前記気体流出部からの気体流出を止めることで前記シール部材に前記第１基板を接触させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の真空機器の製造装置。
【請求項７】
前記第１基板に設けられた第１マーク及び前記第２基板に設けられた第２マークの相対位置を検出する位置検出手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに１つに記載の真空機器の製造装置。
【請求項８】
締結部材を用いて前記第１基板と前記第２基板を結合する締結手段をさらに備え、前記締結部材は、摩擦係数が０．０４以下のネジ、または、前記第１基板に対して締付トルクを与えないような２段ネジであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の真空機器の製造装置。
【請求項９】
シール部材を間に挟んで第１基板と第２基板を結合させて、真空用の空間を形成する真空機器の製造方法であって、
前記第２基板側に載置された前記シール部材に対して前記第１基板を離間させる第１ステップと、
前記第１ステップの状態で、前記第２基板の表面と略平行な方向で前記第２基板に対して前記第１基板を位置決めするために、前記第２基板側に設けられた基準手段の基準面に対して前記第１基板を押圧する第２ステップと、
前記第２ステップの後に、前記シール部材を変形させるように、前記第２基板の表面と略垂直な方向で前記第１基板を移動させる第３ステップと、を備えることを特徴とする真空機器の製造方法。
【請求項１０】
シール部材を間に挟んで第１基板と第２基板を結合させて、真空用の空間を形成した真空機器であって、
前記第１基板は前記第２基板に対して位置決めされており、前記シール部材は前記第２基板の表面と略垂直な方向に変形していることを特徴とする真空機器。
【請求項１１】
前記第２基板側に載置された前記シール部材に対して前記第１基板を離間させた状態で、前記第２基板の表面と略平行な方向で前記第２基板に対して前記第１基板を位置決めするために、前記第２基板側に設けられた基準手段の基準面に対して前記第１基板を押圧した後、前記シール部材を変形させるように、前記第２基板の表面と略垂直な方向で前記第１基板を移動させることで、製造されること特徴とする請求項１０に記載の真空機器。
【請求項１２】
前記第２基板は、前記シール部材を載置するための溝部を有することを特徴とする請求項１０または１１に記載の真空機器。
【請求項１３】
前記シール部材の断面積は、前記溝部の断面積の８０％以上１００％未満であることを特徴とする請求項１２に記載の真空機器。
【請求項１４】
前記溝部は、前記第２基板の表面と略垂直な方向に対して０度より大きく２０度以下の角度をなす側壁を有することを特徴とする請求項１２または１３に記載の真空機器。
【請求項１５】
前記シール部材には、弾性材料または塑性材料を用いることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか１つに記載の真空機器。
【請求項１６】
前記シール部材の摩擦係数は、１．７以下であることを特徴とする請求項１０〜１５のいずれか１つに記載の真空機器。
【請求項１７】
前記弾性材料のショア硬さは、ＨＳ４０以上ＨＳ１００以下であることを特徴とする請求項１５に記載の真空機器。
【請求項１８】
前記塑性材料のショア硬さは、銅のショア硬さ以上であることを特徴とする請求項１５に記載の真空機器。
【請求項１９】
荷電粒子線を用いて露光対象にパターンを露光する荷電粒子線露光装置であって、
荷電粒子線源と、
請求項１０〜１８のいずれか１つに記載の真空機器であって、前記荷電粒子線を通過させる開口を有し、前記荷電粒子線を偏向する偏向器と、を備える荷電粒子線露光装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の荷電粒子線露光装置を利用して露光対象に露光を行う工程と、露光された前記露光対象を現像する工程と、を具備することを特徴とするデバイス製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００６−１９１０１（Ｐ２００６−１９１０１Ａ）
【公開日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１９４７７２（Ｐ２００４−１９４７７２）
【出願日】平成１６年６月３０日（２００４．６．３０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月３０日（２００４．６．３０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
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