(57)【要約】【課題】帯電防止膜が用いられる場合よりも帯電防止膜を塗布・剥離する時間およびコストを削減しつつ、マスク30のレジスト表面30aに照射される荷電粒子ビーム1b1'の描画位置精度を向上させる。【解決手段】大気圧領域13から真空領域11にマスク30を搬入し、描画室1aのステージ1a1上にマスク30を載置し、荷電粒子銃1b1からの荷電粒子ビーム1b1'によってマスク30のレジスト表面30aにパターンを描画する荷電粒子ビーム描画装置100において、マスク30が真空領域11から大気圧領域13に搬出される前に、マスク30のレジスト表面30aのうち、荷電粒子ビーム1b1'によってパターンが描画された描画済み部分の電荷分布を電荷分布測定手段3b2により測定し、その電荷分布に基づいて荷電粒子ビーム1b1'の描画位置補正量を算出する。【選択図】図１
2010153456.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空領域と大気圧領域とを具備し、
前記大気圧領域から前記真空領域に搬入されたマスクが載置されるステージを有する描画室と、前記描画室の前記ステージ上に載置された前記マスクのレジスト表面にパターンを描画するための荷電粒子ビームを照射する荷電粒子銃を有する光学鏡筒とを前記真空領域に配置した荷電粒子ビーム描画装置において、
前記マスクの前記レジスト表面の電荷分布を測定するために前記真空領域に配置された電荷分布測定手段と、
前記電荷分布に基づいて荷電粒子ビームの描画位置補正量を算出する描画位置補正量算出手段とを具備することを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項２】
アライメント部と電荷分布測定部とを有するアライメント室を前記真空領域に配置し、前記電荷分布測定手段を前記電荷分布測定部に配置したことを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項３】
前記電荷分布測定手段を前記描画室内に配置したことを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項４】
ステージを有する描画室と、荷電粒子銃を有する光学鏡筒と、マスクのレジスト表面の電荷分布を測定する電荷分布測定手段とを備えた真空領域と、
大気圧領域とを具備する荷電粒子ビーム描画装置による荷電粒子ビーム描画方法において、
前記大気圧領域から前記真空領域にマスクを搬入する工程と、
前記描画室の前記ステージ上に前記マスクを載置する工程と、
前記荷電粒子銃からの荷電粒子ビームによって前記マスクのレジスト表面にパターンを描画する工程と、
前記マスクが前記真空領域から前記大気圧領域に搬出される前に、前記マスクの前記レジスト表面のうち、荷電粒子ビームによってパターンが描画された描画済み部分の電荷分布を前記電荷分布測定手段により測定する工程と、
前記電荷分布に基づいて荷電粒子ビームの描画位置補正量を算出する工程とを含むことを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項５】
前記描画室内のうち、前記ステージの上方であって前記荷電粒子銃からの荷電粒子ビームに隣接する位置に前記電荷分布測定手段を配置し、
前記マスクに対する荷電粒子ビームの相対移動にほぼ追従するように、前記マスクに対して前記電荷分布測定手段を相対移動させることにより、
前記マスクの前記レジスト表面のうち、荷電粒子ビームによってパターンが描画された描画済み部分の電荷量を、前記電荷分布測定手段によって測定し続け、
前記マスクの前記レジスト表面のうち、荷電粒子ビームによってパターンが描画された描画済み部分の前記電荷分布を取得し、
前記電荷分布に基づいて、前記マスクの前記レジスト表面のうち、荷電粒子ビームによってパターンが描画される未描画部分についての荷電粒子ビームの描画位置補正量を算出し、
前記マスクの前記レジスト表面のうち、荷電粒子ビームによってパターンが描画される未描画部分に、前記描画位置補正量に基づいて描画位置が補正されたパターンを描画することを特徴とする請求項４に記載の荷電粒子ビーム描画方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は荷電粒子ビーム描画装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、真空領域と大気圧領域とを具備し、ステージを有する描画室と、荷電粒子銃を有する光学鏡筒とを真空領域に設け、大気圧領域から真空領域にマスクを搬入し、描画室のステージ上にマスクを載置し、荷電粒子銃からの荷電粒子ビームによってマスクにパターンを描画する荷電粒子ビーム描画装置が知られている。この種の荷電粒子ビーム描画装置の例としては、例えば特許文献１（特開２００７−２９４５６２号公報の図１および図２）に記載されたものがある。
【０００３】
特許文献１に記載された荷電粒子ビーム描画装置では、真空領域として、描画室（ライティングチャンバー）と、アライメント室と、ロボット室とが設けられ、大気圧領域として、カセットチャンバーが設けられている。また、特許文献１に記載された荷電粒子ビーム描画装置では、マスクに荷電粒子ビームを照射することによって、マスクに目的のパターンが描画される。
【０００４】
更に、特許文献１に記載された荷電粒子ビーム描画装置では、マスクを載置するためのステージが描画室に配置されている。また、ステージを例えばＸ方向に移動可能にガイドするための第１スライドレールが描画室に配置されている。更に、例えば、第１スライドレールをＹ方向に移動可能にガイドするための第２スライドレールが描画室に配置されている。つまり、特許文献１に記載された荷電粒子ビーム描画装置では、ステージが、第１スライドレールおよび第２スライドレールによってＸ方向およびＹ方向に移動可能に構成されている。
【０００５】
また、特許文献１に記載された荷電粒子ビーム描画装置では、荷電粒子銃と、照明レンズと、第１成形アパーチャと、投影レンズと、第１偏向器と、第２成形アパーチャと、対物レンズと、第２偏向器とが、光学鏡筒に配置されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２９４５６２号公報の図１および図２
【特許文献２】特開２００６−２２８７７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１には、荷電粒子銃からの荷電粒子ビームによってマスクが帯電してしまう点について記載されていない。荷電粒子銃からの荷電粒子ビームによってマスクが帯電してしまうと、荷電粒子銃からマスクに照射される荷電粒子ビームの描画位置に誤差が生じてしまう。
【０００８】
一方、特許文献２（特開２００６−２２８７７６号公報）には、荷電粒子ビームによってレジストが帯電してしまうのを防止するために、レジストに帯電防止膜が被着され、露光後に帯電防止膜が剥離せしめられる点が記載されている。
【０００９】
ところで、特許文献２に記載された荷電粒子ビーム描画装置のように、レジストに帯電防止膜が被着されると、レジストの帯電を抑制することにより、マスクに照射される荷電粒子ビームの描画位置の誤差を低減することができるものの、帯電防止膜を塗布・剥離する時間がかかってしまい、コストが嵩んでしまう。
【００１０】
前記問題点に鑑み、本発明は、帯電防止膜が用いられる場合よりも帯電防止膜を塗布・剥離する時間およびコストを削減しつつ、マスクのレジスト表面に照射される荷電粒子ビームの描画位置精度を向上させることができる荷電粒子ビーム描画装置および方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様によれば、真空領域と大気圧領域とを具備し、
前記大気圧領域から前記真空領域に搬入されたマスクが載置されるステージを有する描画室と、前記描画室の前記ステージ上に載置された前記マスクのレジスト表面にパターンを描画するための荷電粒子ビームを照射する荷電粒子銃を有する光学鏡筒とを前記真空領域に配置した荷電粒子ビーム描画装置において、
前記マスクの前記レジスト表面の電荷分布を測定するために前記真空領域に配置された電荷分布測定手段と、
前記電荷分布に基づいて荷電粒子ビームの描画位置補正量を算出する描画位置補正量算出手段とを具備することを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置が提供される。
【００１２】
本発明の別の一態様によれば、ステージを有する描画室と、荷電粒子銃を有する光学鏡筒と、マスクのレジスト表面の電荷分布を測定する電荷分布測定手段とを備えた真空領域と、
大気圧領域とを具備する荷電粒子ビーム描画装置による荷電粒子ビーム描画方法において、
前記大気圧領域から前記真空領域にマスクを搬入する工程と、
前記描画室の前記ステージ上に前記マスクを載置する工程と、
前記荷電粒子銃からの荷電粒子ビームによって前記マスクのレジスト表面にパターンを描画する工程と、
前記マスクが前記真空領域から前記大気圧領域に搬出される前に、前記マスクの前記レジスト表面のうち、荷電粒子ビームによってパターンが描画された描画済み部分の電荷分布を前記電荷分布測定手段により測定する工程と、
前記電荷分布に基づいて荷電粒子ビームの描画位置補正量を算出する工程とを含むことを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、帯電防止膜が用いられる場合よりも帯電防止膜を塗布・剥離する時間およびコストを削減しつつ、マスクのレジスト表面に照射される荷電粒子ビームの描画位置精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の荷電粒子ビーム描画装置の第１の実施形態について説明する。図１は第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００を上側から見た概略的な構成図、図２は第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００を図１の上側から見た概略的な断面図である。第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図１および図２に示すように、例えば真空領域１１と、大気圧領域１３と、それらの境界部分に位置する境界領域１２とが設けられている。
【００１５】
詳細には、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図２に示すように、マスク３０，３０’のレジスト表面３０ａ，３０ａ’に荷電粒子ビーム１ｂ１’を照射することによって、マスク３０，３０’のレジスト表面３０ａ，３０ａ’に目的のパターンを描画するための描画部１が、真空領域１１に設けられている。
【００１６】
第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、荷電粒子ビーム１ｂ１’として例えば電子ビームが用いられるが、第２の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、代わりに、荷電粒子ビーム１ｂ１’として例えばイオンビーム等を用いることも可能である。
【００１７】
更に、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図２に示すように、例えば、描画室１ａと光学鏡筒１ｂとが描画部１に設けられている。詳細には、図１および図２に示すように、例えば、マスク３０，３０’を載置するためのステージ１ａ１が描画室１ａに配置されている。また、例えば、ステージ１ａ１を図１および図２の左右方向に移動可能にガイドするためのスライドレール１ａ３ｂが描画室１ａに配置されている。更に、例えば、スライドレール１ａ３ｂを図１の上下方向に移動可能にガイドするためのスライドレール１ａ３ａが描画室１ａに配置されている。つまり、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、ステージ１ａ１が、スライドレール１ａ３ａ，１ａ３ｂによって図１および図２の左右方向および図１の上下方向に移動可能に構成されている。
【００１８】
また、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図２に示すように、例えば、荷電粒子銃１ｂ１と、照明レンズ１ｂ２と、第１成形アパーチャ１ｂ３と、投影レンズ１ｂ４と、偏向器１ｂ５と、第２成形アパーチャ１ｂ６と、対物レンズ１ｂ７と、偏向器１ｂ８とが、光学鏡筒１ｂに配置されている。
【００１９】
更に、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図１および図２に示すように、例えば、マスク３０，３０’を搬送するためのロボット２ａを有するロボット室２が、真空領域１１に設けられている。詳細には、図１に示すように、ロボットアーム２ａ１がロボット２ａに設けられている。
【００２０】
また、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図１および図２に示すように、例えば、マスク３０，３０’を位置合わせするためのアライメント室３が、真空領域１１に設けられている。詳細には、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図２に示すように、例えば、マスク３０，３０’を位置合わせするためのアライメント部３ａと、パターンが描画されたマスク３０のレジスト表面３０ａの電荷分布を測定するための電荷分布測定部３ｂとが、アライメント室３に設けられている。
【００２１】
更に、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図１および図２に示すように、例えば、マスク３０を載置するためのステージ３ｂ１が電荷分布測定部３ｂに設けられている。更に、例えば、パターンが描画されたマスク３０のレジスト表面３０ａの電荷分布を測定するための電荷分布測定装置３ｂ２として、例えば特許第４０２４４５１号公報に記載されているようなケルビンプローブが、電荷分布測定部３ｂに設けられている。
【００２２】
図３は第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００の電荷分布測定装置（ケルビンプローブ）３ｂ２などの概略的な構成図である。第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図３に示すように、例えば、パターンが描画されたマスク３０のレジスト表面３０ａの電荷量の測定時に、カンチレバー（探針）３ｂ２ａに対して交流電源３ｂ２ｇから交流電圧が印加されると共に、直流電源３ｂ２ｈから直流電圧が印加され、カンチレバー（探針）３ｂ２ａがマスク３０のレジスト表面３０ａに非接触で近づけられる。その結果、カンチレバー（探針）３ｂ２ａとマスク３０のレジスト表面３０ａの電荷との電位差によるクーロン力によって、図３中に破線で示すように、カンチレバー（探針）３ｂ２ａが力を受けて撓む。一方、カンチレバー（探針）３ｂ２ａには、レーザー光源３ｂ２ｂからレーザー光が照射され、カンチレバー（探針）３ｂ２ａからのレーザー反射光が受光部３ｂ２ｃによって受光されている。
【００２３】
つまり、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図３に示すように、パターンが描画されたマスク３０のレジスト表面３０ａの電荷量の測定時に、カンチレバー（探針）３ｂ２ａの撓みを受光部３ｂ２ｃによってレーザー測長することにより、交流電圧によるクーロン力の変調振幅が検出される。更に、振幅が最小になるように、カンチレバー（探針）３ｂ２ａに印加される直流電圧がフィードバック制御される。
【００２４】
すなわち、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図３に示すように、振幅が最小になるようにフィードバック制御された直流電圧の値により、カンチレバー（探針）３ｂ２ａの直下のマスク３０のレジスト表面３０ａの電荷量を取得することができる。
【００２５】
更に、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図２に示すように、例えば、スライドレール３ｂ２ｄが電荷分布測定部３ｂの天井に取り付けられている。また、例えば、スライドレール３ｂ２ｅが、スライドレール３ｂ２ｄに対して図１および図２の左右方向に移動可能に、スライドレール３ｂ２ｄに取り付けられている。更に、例えば、支柱３ｂ２ｆが、スライドレール３ｂ２ｅに対して図１の上下方向に移動可能に、スライドレール３ｂ２ｅに取り付けられている。その結果、支柱３ｂ２ｆは、スライドレール３ｂ２ｅによって図１の上下方向に移動することができると共に、スライドレール３ｂ２ｄによって図１および図２の左右方向に移動することができる。
【００２６】
また、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図２に示すように、例えば、電荷分布測定装置（ケルビンプローブ）３ｂ２が、支柱３ｂ２ｆに対して図２の上下方向に移動可能に、支柱３ｂ２ｆに取り付けられている。その結果、電荷分布測定装置（ケルビンプローブ）３ｂ２は、支柱３ｂ２ｆによって図２の上下方向に移動することができると共に、スライドレール３ｂ２ｅによって図１の上下方向に移動することができ、更に、スライドレール３ｂ２ｄによって図１および図２の左右方向に移動することができる。
【００２７】
すなわち、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図３に示すように、カンチレバー（探針）３ｂ２ａの直下のマスク３０のレジスト表面３０ａの電荷量を取得しながら、電荷分布測定装置（ケルビンプローブ）３ｂ２を図１および図２の左右方向および図１の上下方向に移動させることにより、マスク３０のレジスト表面３０ａ全体の電荷分布を取得することができる。
【００２８】
第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図１および図２に示すように、ステージ３ｂ１が図１および図２の左右方向および図１の上下方向に移動できないように構成され、電荷分布測定装置（ケルビンプローブ）３ｂ２が図１および図２の左右方向および図１の上下方向に移動可能に構成されているが、第３の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、代わりに、ステージ３ｂ１を図１および図２の左右方向および図１の上下方向に移動可能に構成し、電荷分布測定装置（ケルビンプローブ）３ｂ２を図１および図２の左右方向および図１の上下方向に移動できないように構成することも可能である。つまり、第３の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、アライメント室３の電荷分布測定部３ｂのステージ３ｂ１が、描画室１ａのステージ１ａ１とほぼ同様に構成されている。
【００２９】
また、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図２に示すように、アライメント部３ａと電荷分布測定部３ｂとが、上下方向に積層して配列されている。そのため、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００によれば、アライメント部３ａと電荷分布測定部３ｂとが水平方向に並べて配列されている場合よりも、アライメント室３の専有面積を小さくすることができ、それにより、荷電粒子ビーム描画装置１００全体を小型化することができる。
【００３０】
第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図１に示すように、アライメント部３ａが電荷分布測定部３ｂの下側に配置されているが、代わりに、第４の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、アライメント部３ａを電荷分布測定部３ｂの上側に配置することも可能である。
【００３１】
更に、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、例えば、真空ポンプ（図示せず）によって、真空領域１１が大気圧よりも低圧の真空雰囲気に制御されている。
【００３２】
また、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図１および図２に示すように、例えば、レジスト表面３０ａ，３０ａ’にパターンが描画される前のマスク３０，３０を荷電粒子ビーム描画装置１００に搬入したり、レジスト表面３０ａ，３０ａ’にパターンが描画された後のマスク３０，３０’を荷電粒子ビーム描画装置１００から搬出したりするためのカセットチャンバー（Ｒｅｔｉｃｌｅ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）５が、大気圧領域１３に設けられている。
【００３３】
詳細には、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図１に示すように、例えば、レジスト表面３０ａ，３０ａ’にパターンが描画される前のマスク３０，３０を荷電粒子ビーム描画装置１００に搬入したり、レジスト表面３０ａ，３０ａ’にパターンが描画された後のマスク３０，３０’を荷電粒子ビーム描画装置１００から搬出したりするためのカセット５ａ１，５ａ２，５ａ３がカセットチャンバー５に配置されている。
【００３４】
更に、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図１および図２に示すように、例えば、マスク３０，３０’を搬送するためのロボット５ｂがカセットチャンバー５に配置されている。詳細には、図１に示すように、例えば、ロボットアーム５ｂ１がロボット５ｂに設けられている。また、例えば、ロボット５ｂを図１の上下方向に移動可能にガイドするためのスライドレール５ｂ２が、カセットチャンバー５に配置されている。
【００３５】
また、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図１および図２に示すように、例えば、レジスト表面３０ａ，３０ａ’にパターンが描画される前のマスク３０，３０’がロボット５ｂからロボット２ａに受け渡されたり、レジスト表面３０ａ，３０ａ’にパターンが描画された後のマスク３０，３０’がロボット２ａからロボット５ｂに受け渡されたりする搬出入口（ロードロックチャンバー）４が、境界領域１２に設けられている。
【００３６】
更に、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図１および図２に示すように、例えば、ゲートバルブ４ａが搬出入口（ロードロックチャンバー）４とカセットチャンバー５との間に配置され、ゲートバルブ４ｂが搬出入口（ロードロックチャンバー）４とロボット室２との間に配置されている。また、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、例えば、ゲートバルブ４ａ，４ｂが閉鎖されている時に、真空ポンプ（図示せず）によって、境界領域１２が大気圧よりも低圧の真空雰囲気に制御可能に構成されている。
【００３７】
具体的には、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、例えば、マスク３０，３０’のレジスト表面３０ａ，３０ａ’にパターンが描画される場合、まず最初に、図１および図２に示すように、マスク３０，３０’がカセットチャンバー５の例えばカセット５ａ１に搬入される。次いで、マスク３０が、大気圧領域１３から真空領域１１に搬入される。詳細には、例えば、マスク３０が、ロボット５ｂのロボットアーム５ｂ１およびロボット２ａのロボットアーム２ａ１によって、搬出入口（ロードロックチャンバー）４およびロボット室２を介してアライメント室３のアライメント部３ａに搬入され、マスク３０の位置合わせが行われる。
【００３８】
第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、例えば、大気圧領域１３から真空領域１１に搬入されたマスク３０の温度が真空領域１１内の温度になじむまで、マスク３０がアライメント室３のアライメント部３ａで待機せしめられる。
【００３９】
次いで、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図１および図２に示すように、例えば、マスク３０が、ロボット２ａのロボットアーム２ａ１によって、アライメント室３のアライメント部３ａからロボット室２を介して描画室１ａに搬入され、描画室１ａのステージ１ａ１上に載置される。
【００４０】
次いで、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図２に示すように、例えば、光学鏡筒１ｂの偏向器１ｂ５，１ｂ８および描画室１ａのステージ１ａ１を制御することにより、光学鏡筒１ｂの荷電粒子銃１ｂ１からの荷電粒子ビーム１ｂ１’によってマスク３０のレジスト表面３０ａにパターンが描画される。
【００４１】
第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、例えば、マスク３０のレジスト表面３０ａにパターンが描画されている期間中に、マスク３０’が、大気圧領域１３から境界領域１２に搬入される。詳細には、例えば、マスク３０’が、ロボット５ｂのロボットアーム５ｂ１によって、搬出入口（ロードロックチャンバー）４に搬入され、更に、例えば、ゲートバルブ４ａ，４ｂが閉鎖され、真空ポンプ（図示せず）によって境界領域１２が大気圧よりも低圧の真空雰囲気に制御される。
【００４２】
第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、マスク３０のレジスト表面３０ａのパターンの描画が終了すると、図１および図２に示すように、例えば、マスク３０が、ロボット２ａのロボットアーム２ａ１によって、描画室１ａからロボット室２を介してアライメント室３の電荷分布測定部３ｂに搬入され、電荷分布測定部３ｂのステージ３ｂ１上に載置される。次いで、例えば、マスク３０’が、ロボット２ａのロボットアーム２ａ１によって、境界領域１２から真空領域１１に搬入される。詳細には、例えば、マスク３０’が、ロボット２ａのロボットアーム２ａ１によって、搬出入口（ロードロックチャンバー）４からロボット室２を介してアライメント室３のアライメント部３ａに搬入され、マスク３０’の位置合わせが行われる。
【００４３】
次いで、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図２および図３に示すように、例えば、マスク３０のレジスト表面３０ａのうち、荷電粒子ビーム１ｂ１’によってパターンが描画された描画済み部分の電荷分布が、電荷分布測定装置（ケルビンプローブ）３ｂ２によって測定される。詳細には、図３に示すように、カンチレバー（探針）３ｂ２ａの直下のマスク３０のレジスト表面３０ａの電荷量を取得しながら、電荷分布測定装置（ケルビンプローブ）３ｂ２を図１および図２の左右方向および図１の上下方向に移動させる（走査する）ことにより、マスク３０のレジスト表面３０ａの描画済み部分の電荷分布が取得される。
【００４４】
次いで、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、取得された電荷分布に基づいて荷電粒子ビーム１ｂ１’の描画位置補正量が算出される。
【００４５】
更に、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、境界領域１２から真空領域１１に搬入されたマスク３０’の温度が真空領域１１内の温度になじむまで、マスク３０’がアライメント室３のアライメント部３ａで待機せしめられた後、図１および図２に示すように、例えば、マスク３０’が、ロボット２ａのロボットアーム２ａ１によって、アライメント室３のアライメント部３ａからロボット室２を介して描画室１ａに搬入され、描画室１ａのステージ１ａ１上に載置される。
【００４６】
次いで、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図２に示すように、マスク３０’のレジスト表面３０ａ’に、描画位置補正量に基づいて描画位置が補正されたパターンが、光学鏡筒１ｂの荷電粒子銃１ｂ１からの荷電粒子ビーム１ｂ１’によって描画される。
【００４７】
詳細には、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、荷電粒子ビーム１ｂ１’の描画位置補正量が算出される場合に、例えば、電荷分布測定装置（ケルビンプローブ）３ｂ２によって電荷量が取得された位置、その位置における電荷量の大小、その位置に描画されたパターンの粗密などが考慮される。
【００４８】
具体的には、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、例えば、電荷分布測定装置（ケルビンプローブ）３ｂ２によって電荷量が取得された位置における電荷量が小さく、その位置に描画されたパターンが粗い場合には、その位置に荷電粒子銃１ｂ１から新たに照射される荷電粒子ビーム１ｂ１’が、その位置の電荷から弱い引力または斥力を受ける。この点を考慮し、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、例えば、マスク３０’のレジスト表面３０ａ’のうち、粗いパターンが描画される部分における荷電粒子ビーム１ｂ１’の描画位置補正量が、小さい値に設定される。
【００４９】
一方、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、例えば、電荷分布測定装置（ケルビンプローブ）３ｂ２によって電荷量が取得された位置における電荷量が大きく、その位置に描画されたパターンが密な場合には、その位置に荷電粒子銃１ｂ１から新たに照射される荷電粒子ビーム１ｂ１’が、その位置の電荷から強い引力または斥力を受ける。この点を考慮し、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、例えば、マスク３０’のレジスト表面３０ａ’のうち、密なパターンが描画される部分における荷電粒子ビーム１ｂ１’の描画位置補正量が、大きい値に設定される。
【００５０】
詳細には、マスク３０’のレジスト表面３０ａ’のうち、電荷が存在している位置に荷電粒子銃１ｂ１から新たに照射される荷電粒子ビーム１ｂ１’が、その位置の電荷から引力を受けるか、あるいは、その位置の電荷から斥力を受けるかは、その位置にどのようなパターンが描画されているかによって異なる。この点に鑑み、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、マスク３０のレジスト表面３０ａの描画済み部分の電荷分布を取得することにより、例えば、どのようなパターンが描画される場合に荷電粒子ビーム１ｂ１’が弱い引力を受け、どのようなパターンが描画される場合に荷電粒子ビーム１ｂ１’が強い引力を受け、どのようなパターンが描画される場合に荷電粒子ビーム１ｂ１’が弱い斥力を受け、どのようなパターンが描画される場合に荷電粒子ビーム１ｂ１’が強い斥力を受けるかが、情報化（パラメータ化）され、荷電粒子ビーム１ｂ１’の描画位置補正量が算出される。
【００５１】
換言すれば、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図１および図２に示すように、マスク３０’のレジスト表面３０ａ’に帯電防止膜が塗布されることなく、光学鏡筒１ｂの荷電粒子銃１ｂ１からの荷電粒子ビーム１ｂ１’によってマスク３０’のレジスト表面３０ａ’にパターンが描画される。更に、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、マスク３０のレジスト表面３０ａの描画済み部分の電荷分布から算出された描画位置補正量に基づいて描画位置が補正されたパターンが、荷電粒子ビーム１ｂ１’によってマスク３０’のレジスト表面３０ａ’に描画される。
【００５２】
そのため、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００によれば、帯電防止膜が用いられる場合よりも帯電防止膜を塗布・剥離する時間およびコストを削減しつつ、マスク３０’のレジスト表面３０ａ’に照射される荷電粒子ビーム１ｂ１’の描画位置精度を向上させることができる。
【００５３】
更に、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図１および図２に示すように、マスク３０が真空領域１１から大気圧領域１３に搬出される前に、アライメント室３の電荷分布測定部３ｂの電荷分布測定装置（ケルビンプローブ）３ｂ２によって、マスク３０のレジスト表面３０ａの描画済み部分の電荷分布が取得される。
【００５４】
そのため、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００によれば、マスク３０が真空領域１１から大気圧領域１３に搬出された後にマスク３０のレジスト表面３０ａの描画済み部分の電荷分布が取得される場合よりも、経時変化の少ない正確な電荷分布を取得することができ、それにより、正確な荷電粒子ビーム１ｂ１’の描画位置補正量を算出することができ、その結果、マスク３０’のレジスト表面３０ａ’に照射される荷電粒子ビーム１ｂ１’の描画位置精度を向上させることができる。
【００５５】
更に、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００によれば、マスク３０が真空領域１１から大気圧領域１３に搬出された後にマスク３０のレジスト表面３０ａの描画済み部分の電荷分布が取得される場合よりも、描画位置が正確に補正されたマスク３０’のレジスト表面３０ａ’に対するパターンの描画を早期に開始することができる。
【００５６】
また、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、マスク３０のレジストおよびマスク３０’のレジストとして、同一の種類のレジストが用いられる。そのため、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００によれば、マスク３０のレジスト表面３０ａの描画済み部分の電荷分布に基づいて、マスク３０’のレジスト表面３０ａ’に描画されるパターンの描画位置を正確に補正することができる。詳細には、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００によれば、マスク３０のレジストおよびマスク３０’のレジストとして、どのような種類のレジストが用いられる場合であっても、マスク３０のレジスト表面３０ａの描画済み部分の電荷分布に基づいて、マスク３０’のレジスト表面３０ａ’に描画されるパターンの描画位置を正確に補正することができる。
【００５７】
以下、本発明の荷電粒子ビーム描画装置の第５の実施形態について説明する。図４は第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００を上側から見た概略的な構成図、図５は第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００を図４の上側から見た概略的な断面図である。第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図４および図５に示すように、例えば真空領域１１と、大気圧領域１３と、それらの境界部分に位置する境界領域１２とが設けられている。
【００５８】
詳細には、第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図５に示すように、マスク３０のレジスト表面３０ａに荷電粒子ビーム１ｂ１’を照射することによって、マスク３０のレジスト表面３０ａに目的のパターンを描画するための描画部１が、真空領域１１に設けられている。
【００５９】
更に、第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図５に示すように、例えば、描画室１ａと光学鏡筒１ｂとが描画部１に設けられている。詳細には、図４および図５に示すように、例えば、マスク３０を載置するためのステージ１ａ１が描画室１ａに配置されている。また、例えば、ステージ１ａ１を図４および図５の左右方向に移動可能にガイドするためのスライドレール１ａ３ｂが描画室１ａに配置されている。更に、例えば、スライドレール１ａ３ｂを図４の上下方向に移動可能にガイドするためのスライドレール１ａ３ａが描画室１ａに配置されている。つまり、第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、ステージ１ａ１が、スライドレール１ａ３ａ，１ａ３ｂによって図４および図５の左右方向および図４の上下方向に移動可能に構成されている。
【００６０】
更に、第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図４および図５に示すように、例えば、パターンが描画されたマスク３０のレジスト表面３０ａの描画済み部分の電荷分布を測定するための電荷分布測定装置１ａ２として、例えば特許第４０２４４５１号公報に記載されているようなケルビンプローブが、描画室１ａに設けられている。
【００６１】
図６は第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００の電荷分布測定装置（ケルビンプローブ）１ａ２などの概略的な構成図である。第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図６に示すように、例えば、パターンが描画されたマスク３０のレジスト表面３０ａの描画済み部分３０ａ１の電荷量の測定時に、カンチレバー（探針）１ａ２ａに対して交流電源１ａ２ｇから交流電圧が印加されると共に、直流電源１ａ２ｈから直流電圧が印加され、カンチレバー（探針）１ａ２ａがマスク３０のレジスト表面３０ａの描画済み部分３０ａ１に非接触で近づけられる。その結果、カンチレバー（探針）１ａ２ａとマスク３０のレジスト表面３０ａの描画済み部分３０ａ１の電荷との電位差によるクーロン力によって、図６中に破線で示すように、カンチレバー（探針）１ａ２ａが力を受けて撓む。一方、カンチレバー（探針）１ａ２ａには、レーザー光源１ａ２ｂからレーザー光が照射され、カンチレバー（探針）１ａ２ａからのレーザー反射光が受光部１ａ２ｃによって受光されている。
【００６２】
つまり、第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図６に示すように、パターンが描画されたマスク３０のレジスト表面３０ａの描画済み部分３０ａ１の電荷量の測定時に、カンチレバー（探針）１ａ２ａの撓みを受光部１ａ２ｃによってレーザー測長することにより、交流電圧によるクーロン力の変調振幅が検出される。更に、振幅が最小になるように、カンチレバー（探針）１ａ２ａに印加される直流電圧がフィードバック制御される。
【００６３】
すなわち、第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図６に示すように、振幅が最小になるようにフィードバック制御された直流電圧の値により、カンチレバー（探針）１ａ２ａの直下のマスク３０のレジスト表面３０ａの描画済み部分３０ａ１の電荷量を取得することができる。
【００６４】
更に、第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図４および図５に示すように、例えば、支柱１ａ２ｆが設けられている。また、例えば、電荷分布測定装置（ケルビンプローブ）１ａ２が、支柱１ａ２ｆに対して図５の上下方向に移動可能に、支柱１ａ２ｆに取り付けられている。
【００６５】
すなわち、第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図６に示すように、カンチレバー（探針）１ａ２ａの直下のマスク３０のレジスト表面３０ａの描画済み部分３０ａ１の電荷量を取得しながら、電荷分布測定装置（ケルビンプローブ）１ａ２を図４および図５の左右方向あるいは図４の上下方向にマスク３０に対して相対移動させることにより、マスク３０のレジスト表面３０ａの描画済み部分３０ａ１全体の電荷分布を取得することができる。
【００６６】
つまり、第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図５および図６に示すように、電荷分布測定装置（ケルビンプローブ）１ａ２が、描画室１ａ内のうち、ステージ１ａ１の上方であって荷電粒子銃１ｂ１からの荷電粒子ビーム１ｂ１’に隣接する位置に配置されている。
【００６７】
また、第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図５に示すように、例えば、荷電粒子銃１ｂ１と、照明レンズ１ｂ２と、第１成形アパーチャ１ｂ３と、投影レンズ１ｂ４と、偏向器１ｂ５と、第２成形アパーチャ１ｂ６と、対物レンズ１ｂ７と、偏向器１ｂ８とが、光学鏡筒１ｂに配置されている。
【００６８】
更に、第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図４および図５に示すように、例えば、マスク３０を搬送するためのロボット２ａを有するロボット室２が、真空領域１１に設けられている。詳細には、図４に示すように、ロボットアーム２ａ１がロボット２ａに設けられている。
【００６９】
また、第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図４および図５に示すように、例えば、マスク３０を位置合わせするためのアライメント室３が、真空領域１１に設けられている。
【００７０】
更に、第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、例えば、真空ポンプ（図示せず）によって、真空領域１１が大気圧よりも低圧の真空雰囲気に制御されている。
【００７１】
また、第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図４および図５に示すように、例えば、レジスト表面３０ａにパターンが描画される前のマスク３０を荷電粒子ビーム描画装置１００に搬入したり、レジスト表面３０ａにパターンが描画された後のマスク３０を荷電粒子ビーム描画装置１００から搬出したりするためのカセットチャンバー（Ｒｅｔｉｃｌｅ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）５が、大気圧領域１３に設けられている。
【００７２】
詳細には、第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図４に示すように、例えば、レジスト表面３０ａにパターンが描画される前のマスク３０を荷電粒子ビーム描画装置１００に搬入したり、レジスト表面３０ａにパターンが描画された後のマスク３０を荷電粒子ビーム描画装置１００から搬出したりするためのカセット５ａ１，５ａ２，５ａ３がカセットチャンバー５に配置されている。
【００７３】
更に、第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図４および図５に示すように、例えば、マスク３０を搬送するためのロボット５ｂがカセットチャンバー５に配置されている。詳細には、図４に示すように、例えば、ロボットアーム５ｂ１がロボット５ｂに設けられている。また、例えば、ロボット５ｂを図４の上下方向に移動可能にガイドするためのスライドレール５ｂ２が、カセットチャンバー５に配置されている。
【００７４】
また、第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図４および図５に示すように、例えば、レジスト表面３０ａにパターンが描画される前のマスク３０がロボット５ｂからロボット２ａに受け渡されたり、レジスト表面３０ａにパターンが描画された後のマスク３０がロボット２ａからロボット５ｂに受け渡されたりする搬出入口（ロードロックチャンバー）４が、境界領域１２に設けられている。
【００７５】
更に、第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図４および図５に示すように、例えば、ゲートバルブ４ａが搬出入口（ロードロックチャンバー）４とカセットチャンバー５との間に配置され、ゲートバルブ４ｂが搬出入口（ロードロックチャンバー）４とロボット室２との間に配置されている。また、第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、例えば、ゲートバルブ４ａ，４ｂが閉鎖されている時に、真空ポンプ（図示せず）によって、境界領域１２が大気圧よりも低圧の真空雰囲気に制御可能に構成されている。
【００７６】
具体的には、第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、例えば、マスク３０のレジスト表面３０ａにパターンが描画される場合、まず最初に、図４および図５に示すように、マスク３０がカセットチャンバー５の例えばカセット５ａ１に搬入される。次いで、マスク３０が、大気圧領域１３から真空領域１１に搬入される。詳細には、例えば、マスク３０が、ロボット５ｂのロボットアーム５ｂ１およびロボット２ａのロボットアーム２ａ１によって、搬出入口（ロードロックチャンバー）４およびロボット室２を介してアライメント室３に搬入され、マスク３０の位置合わせが行われる。
【００７７】
第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、例えば、大気圧領域１３から真空領域１１に搬入されたマスク３０の温度が真空領域１１内の温度になじむまで、マスク３０がアライメント室３で待機せしめられる。
【００７８】
次いで、第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図４および図５に示すように、例えば、マスク３０が、ロボット２ａのロボットアーム２ａ１によって、アライメント室３からロボット室２を介して描画室１ａに搬入され、描画室１ａのステージ１ａ１上に載置される。
【００７９】
次いで、第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図５に示すように、例えば、光学鏡筒１ｂの偏向器１ｂ５，１ｂ８および描画室１ａのステージ１ａ１を制御することにより、光学鏡筒１ｂの荷電粒子銃１ｂ１からの荷電粒子ビーム１ｂ１’によってマスク３０のレジスト表面３０ａにパターンが描画される。
【００８０】
更に、第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図５および図６に示すように、光学鏡筒１ｂの荷電粒子銃１ｂ１からの荷電粒子ビーム１ｂ１’によってマスク３０のレジスト表面３０ａにパターンが描画されている間に、マスク３０のレジスト表面３０ａのうち、荷電粒子ビーム１ｂ１’によってパターンが描画された描画済み部分３０ａ１の電荷分布が、電荷分布測定装置（ケルビンプローブ）１ａ２によって測定される。
【００８１】
詳細には、第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図６に示すように、マスク３０に対する荷電粒子ビーム１ｂ１’の相対移動にほぼ追従するように、電荷分布測定装置（ケルビンプローブ）１ａ２をマスク３０に対して相対移動させることにより、マスク３０のレジスト表面３０ａのうち、荷電粒子ビーム１ｂ１’によってパターンが描画された描画済み部分３０ａ１の電荷量が、電荷分布測定装置（ケルビンプローブ）１ａ２によって測定し続けられる。それにより、マスク３０のレジスト表面３０ａのうち、荷電粒子ビーム１ｂ１’によってパターンが描画された描画済み部分３０ａ１の電荷分布が取得される。
【００８２】
次いで、第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図６に示すように、光学鏡筒１ｂの荷電粒子銃１ｂ１からの荷電粒子ビーム１ｂ１’によってマスク３０のレジスト表面３０ａにパターンが描画されている間に、取得されたマスク３０のレジスト表面３０ａの描画済み部分３０ａ１の電荷分布に基づいて、マスク３０のレジスト表面３０ａの未描画部分３０ａ２についての荷電粒子ビーム１ｂ１’の描画位置補正量が算出される。
【００８３】
次いで、第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図６に示すように、マスク３０のレジスト表面３０ａの未描画部分３０ａ２に、描画位置補正量に基づいて描画位置が補正されたパターンが、光学鏡筒１ｂの荷電粒子銃１ｂ１からの荷電粒子ビーム１ｂ１’によって描画される。
【００８４】
詳細には、第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、荷電粒子ビーム１ｂ１’の描画位置補正量が算出される場合に、例えば、電荷分布測定装置（ケルビンプローブ）１ａ２によって電荷量が取得された位置、その位置における電荷量の大小、その位置に描画されたパターンの粗密などが考慮される。
【００８５】
具体的には、第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、例えば、電荷分布測定装置（ケルビンプローブ）１ａ２によって電荷量が取得された位置における電荷量が小さく、その位置に描画されたパターンが粗い場合には、その位置に荷電粒子銃１ｂ１から新たに照射される荷電粒子ビーム１ｂ１’が、その位置の電荷から弱い引力または斥力を受ける。この点を考慮し、第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、例えば、マスク３０のレジスト表面３０ａの未描画部分３０ａ２のうち、粗いパターンが描画される部分における荷電粒子ビーム１ｂ１’の描画位置補正量が、小さい値に設定される。
【００８６】
一方、第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、例えば、電荷分布測定装置（ケルビンプローブ）１ａ２によって電荷量が取得された位置における電荷量が大きく、その位置に描画されたパターンが密な場合には、その位置に荷電粒子銃１ｂ１から新たに照射される荷電粒子ビーム１ｂ１’が、その位置の電荷から強い引力または斥力を受ける。この点を考慮し、第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、例えば、マスク３０のレジスト表面３０ａの未描画部分３０ａ２うち、密なパターンが描画される部分における荷電粒子ビーム１ｂ１’の描画位置補正量が、大きい値に設定される。
【００８７】
詳細には、マスク３０のレジスト表面３０ａのうち、電荷が存在している位置に荷電粒子銃１ｂ１から新たに照射される荷電粒子ビーム１ｂ１’が、その位置の電荷から引力を受けるか、あるいは、その位置の電荷から斥力を受けるかは、その位置にどのようなパターンが描画されているかによって異なる。この点に鑑み、第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、マスク３０のレジスト表面３０ａの描画済み部分３０ａ１の電荷分布を取得することにより、例えば、どのようなパターンが描画される場合に荷電粒子ビーム１ｂ１’が弱い引力を受け、どのようなパターンが描画される場合に荷電粒子ビーム１ｂ１’が強い引力を受け、どのようなパターンが描画される場合に荷電粒子ビーム１ｂ１’が弱い斥力を受け、どのようなパターンが描画される場合に荷電粒子ビーム１ｂ１’が強い斥力を受けるかが、情報化（パラメータ化）され、荷電粒子ビーム１ｂ１’の描画位置補正量が算出される。
【００８８】
換言すれば、第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図４および図５に示すように、マスク３０のレジスト表面３０ａに帯電防止膜が塗布されることなく、光学鏡筒１ｂの荷電粒子銃１ｂ１からの荷電粒子ビーム１ｂ１’によってマスク３０のレジスト表面３０ａにパターンが描画される。更に、第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、マスク３０のレジスト表面３０ａの描画済み部分３０ａ１の電荷分布から算出された描画位置補正量に基づいて描画位置が補正されたパターンが、荷電粒子ビーム１ｂ１’によってマスク３０のレジスト表面３０ａの未描画部分３０ａ２に描画される。
【００８９】
そのため、第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００によれば、帯電防止膜が用いられる場合よりも帯電防止膜を塗布・剥離する時間およびコストを削減しつつ、マスク３０のレジスト表面３０ａの未描画部分３０ａ２に照射される荷電粒子ビーム１ｂ１’の描画位置精度を向上させることができる。
【００９０】
更に、第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図４および図５に示すように、マスク３０が真空領域１１から大気圧領域１３に搬出される前に、描画室１ａの電荷分布測定装置（ケルビンプローブ）１ａ２によって、マスク３０のレジスト表面３０ａの描画済み部分３０ａ１の電荷分布が取得される。
【００９１】
そのため、第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００によれば、マスク３０が真空領域１１から大気圧領域１３に搬出された後にマスク３０のレジスト表面３０ａの描画済み部分３０ａ１の電荷分布が取得される場合よりも、経時変化の少ない正確な電荷分布を取得することができ、それにより、正確な荷電粒子ビーム１ｂ１’の描画位置補正量を算出することができ、その結果、マスク３０のレジスト表面３０ａの未描画部分３０ａ２に照射される荷電粒子ビーム１ｂ１’の描画位置精度を向上させることができる。
【００９２】
また、第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００によれば、マスク３０のレジストとして、どのような種類のレジストが用いられる場合であっても、マスク３０のレジスト表面３０ａの描画済み部分３０ａ１の電荷分布に基づいて、マスク３０のレジスト表面３０ａの未描画部分３０ａ２に描画されるパターンの描画位置を正確に補正することができる。
【００９３】
以下、本発明の荷電粒子ビーム描画装置の第６の実施形態について説明する。図７は第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００を上側から見た概略的な構成図、図８は第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００を図７の上側から見た概略的な断面図である。第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図７および図８に示すように、例えば真空領域１１と、大気圧領域１３と、それらの境界部分に位置する境界領域１２とが設けられている。
【００９４】
詳細には、第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図８に示すように、マスク３０のレジスト表面３０ａに荷電粒子ビーム１ｂ１’を照射することによって、マスク３０のレジスト表面３０ａに目的のパターンを描画するための描画部１が、真空領域１１に設けられている。
【００９５】
更に、第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図８に示すように、例えば、描画室１ａと光学鏡筒１ｂとが描画部１に設けられている。詳細には、図７および図８に示すように、例えば、マスク３０を載置するためのステージ１ａ１が描画室１ａに配置されている。また、例えば、ステージ１ａ１を図７および図８の左右方向に移動可能にガイドするためのスライドレール１ａ３ｂが描画室１ａに配置されている。更に、例えば、スライドレール１ａ３ｂを図７の上下方向に移動可能にガイドするためのスライドレール１ａ３ａが描画室１ａに配置されている。つまり、第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、ステージ１ａ１が、スライドレール１ａ３ａ，１ａ３ｂによって図７および図８の左右方向および図７の上下方向に移動可能に構成されている。
【００９６】
更に、第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図７および図８に示すように、例えば、パターンが描画されたマスク３０のレジスト表面３０ａの描画済みストライプの電荷分布を測定するための電荷分布測定装置１ａ２として、例えば特許第４０２４４５１号公報に記載されているようなケルビンプローブが、描画室１ａに設けられている。
【００９７】
図９は第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００のステージ１ａ１が描画時と電荷分布測定時とで移動せしめられる様子を説明するための図、図１０は第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００の電荷分布測定装置（ケルビンプローブ）１ａ２などの概略的な構成図である。
【００９８】
第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図９に示すように、パターンが描画されるマスク３０のレジスト表面３０ａの少なくとも一部が、ストライプＳ１，Ｓ２によって構成されている。詳細には、第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、まず最初に、図９（Ａ）中に矢印で示すように、荷電粒子銃１ｂ１からの荷電粒子ビーム１ｂ１’がストライプＳ１上を走査され、次いで、図９（Ｃ）中に矢印で示すように、荷電粒子銃１ｂ１からの荷電粒子ビーム１ｂ１’がストライプＳ２上を走査されるように、描画の順序が設定されている。
【００９９】
更に、第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、ストライプＳ１に対する荷電粒子ビーム１ｂ１’によるパターンの描画が終了した後、ストライプＳ２に対する荷電粒子ビーム１ｂ１’によるパターンの描画が開始されるまでの間、図９（Ｂ）および図１０（Ｂ）に示すように、ストライプＳ１と電荷分布測定装置（ケルビンプローブ）１ａ２とが対向する位置まで、マスク３０が搭載されたステージ１ａ１が移動せしめられ、電荷分布測定装置（ケルビンプローブ）１ａ２によってストライプＳ１の電荷分布が測定される。
【０１００】
詳細には、第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図１０（Ｂに示すように、例えば、パターンが描画されたマスク３０のレジスト表面３０ａのストライプＳ１の電荷量の測定時に、カンチレバー（探針）１ａ２ａに対して交流電源１ａ２ｇから交流電圧が印加されると共に、直流電源１ａ２ｈ（図１０（Ａ）参照）から直流電圧が印加され、カンチレバー（探針）１ａ２ａがマスク３０のレジスト表面３０ａのストライプＳ１に非接触で近づけられる。その結果、カンチレバー（探針）１ａ２ａとマスク３０のレジスト表面３０ａのストライプＳ１の電荷との電位差によるクーロン力によって、図１０（Ｂ）中に破線で示すように、カンチレバー（探針）１ａ２ａが力を受けて撓む。一方、カンチレバー（探針）１ａ２ａには、レーザー光源１ａ２ｂからレーザー光が照射され、カンチレバー（探針）１ａ２ａからのレーザー反射光が受光部１ａ２ｃによって受光されている。
【０１０１】
つまり、第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図１０（Ｂ）に示すように、パターンが描画されたマスク３０のレジスト表面３０ａのストライプＳ１の電荷量の測定時に、カンチレバー（探針）１ａ２ａの撓みを受光部１ａ２ｃによってレーザー測長することにより、交流電圧によるクーロン力の変調振幅が検出される。更に、振幅が最小になるように、カンチレバー（探針）１ａ２ａに印加される直流電圧がフィードバック制御される。
【０１０２】
すなわち、第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図１０（Ｂ）に示すように、振幅が最小になるようにフィードバック制御された直流電圧の値により、カンチレバー（探針）１ａ２ａの直下のマスク３０のレジスト表面３０ａのストライプＳ１の電荷量を取得することができる。
【０１０３】
更に、第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図７および図８に示すように、例えば、支柱１ａ２ｆが設けられている。また、例えば、電荷分布測定装置（ケルビンプローブ）１ａ２が、支柱１ａ２ｆに対して図８の上下方向に移動可能に、支柱１ａ２ｆに取り付けられている。
【０１０４】
すなわち、第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図９（Ｂ）および図１０（Ｂ）に示すように、カンチレバー（探針）１ａ２ａの直下のマスク３０のレジスト表面３０ａのストライプＳ１の電荷量を取得しながら、電荷分布測定装置（ケルビンプローブ）１ａ２に対してマスク３０を図９（Ｂ）の左向き、図１０（Ｂ）の右向きに移動させることにより、マスク３０のレジスト表面３０ａのストライプＳ１全体の電荷分布を取得することができる。
【０１０５】
つまり、第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図８および図１０に示すように、電荷分布測定装置（ケルビンプローブ）１ａ２が、描画室１ａ内のうち、ステージ１ａ１の上方であって荷電粒子銃１ｂ１からの荷電粒子ビーム１ｂ１’から離間する位置に配置されている。
【０１０６】
また、第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図８に示すように、例えば、荷電粒子銃１ｂ１と、照明レンズ１ｂ２と、第１成形アパーチャ１ｂ３と、投影レンズ１ｂ４と、偏向器１ｂ５と、第２成形アパーチャ１ｂ６と、対物レンズ１ｂ７と、偏向器１ｂ８とが、光学鏡筒１ｂに配置されている。
【０１０７】
更に、第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図７および図８に示すように、例えば、マスク３０を搬送するためのロボット２ａを有するロボット室２が、真空領域１１に設けられている。詳細には、図７に示すように、ロボットアーム２ａ１がロボット２ａに設けられている。
【０１０８】
また、第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図７および図８に示すように、例えば、マスク３０を位置合わせするためのアライメント室３が、真空領域１１に設けられている。
【０１０９】
更に、第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、例えば、真空ポンプ（図示せず）によって、真空領域１１が大気圧よりも低圧の真空雰囲気に制御されている。
【０１１０】
また、第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図７および図８に示すように、例えば、レジスト表面３０ａにパターンが描画される前のマスク３０を荷電粒子ビーム描画装置１００に搬入したり、レジスト表面３０ａにパターンが描画された後のマスク３０を荷電粒子ビーム描画装置１００から搬出したりするためのカセットチャンバー（Ｒｅｔｉｃｌｅ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）５が、大気圧領域１３に設けられている。
【０１１１】
詳細には、第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図７に示すように、例えば、レジスト表面３０ａにパターンが描画される前のマスク３０を荷電粒子ビーム描画装置１００に搬入したり、レジスト表面３０ａにパターンが描画された後のマスク３０を荷電粒子ビーム描画装置１００から搬出したりするためのカセット５ａ１，５ａ２，５ａ３がカセットチャンバー５に配置されている。
【０１１２】
更に、第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図７および図８に示すように、例えば、マスク３０を搬送するためのロボット５ｂがカセットチャンバー５に配置されている。詳細には、図７に示すように、例えば、ロボットアーム５ｂ１がロボット５ｂに設けられている。また、例えば、ロボット５ｂを図７の上下方向に移動可能にガイドするためのスライドレール５ｂ２が、カセットチャンバー５に配置されている。
【０１１３】
また、第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図７および図８に示すように、例えば、レジスト表面３０ａにパターンが描画される前のマスク３０がロボット５ｂからロボット２ａに受け渡されたり、レジスト表面３０ａにパターンが描画された後のマスク３０がロボット２ａからロボット５ｂに受け渡されたりする搬出入口（ロードロックチャンバー）４が、境界領域１２に設けられている。
【０１１４】
更に、第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図７および図８に示すように、例えば、ゲートバルブ４ａが搬出入口（ロードロックチャンバー）４とカセットチャンバー５との間に配置され、ゲートバルブ４ｂが搬出入口（ロードロックチャンバー）４とロボット室２との間に配置されている。また、第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、例えば、ゲートバルブ４ａ，４ｂが閉鎖されている時に、真空ポンプ（図示せず）によって、境界領域１２が大気圧よりも低圧の真空雰囲気に制御可能に構成されている。
【０１１５】
具体的には、第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、例えば、マスク３０のレジスト表面３０ａにパターンが描画される場合、まず最初に、図７および図８に示すように、マスク３０がカセットチャンバー５の例えばカセット５ａ１に搬入される。次いで、マスク３０が、大気圧領域１３から真空領域１１に搬入される。詳細には、例えば、マスク３０が、ロボット５ｂのロボットアーム５ｂ１およびロボット２ａのロボットアーム２ａ１によって、搬出入口（ロードロックチャンバー）４およびロボット室２を介してアライメント室３に搬入され、マスク３０の位置合わせが行われる。
【０１１６】
第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、例えば、大気圧領域１３から真空領域１１に搬入されたマスク３０の温度が真空領域１１内の温度になじむまで、マスク３０がアライメント室３で待機せしめられる。
【０１１７】
次いで、第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図７および図８に示すように、例えば、マスク３０が、ロボット２ａのロボットアーム２ａ１によって、アライメント室３からロボット室２を介して描画室１ａに搬入され、描画室１ａのステージ１ａ１上に載置される。
【０１１８】
次いで、第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図８、図９（Ａ）および図１０（Ａ）に示すように、例えば、光学鏡筒１ｂの偏向器１ｂ５，１ｂ８および描画室１ａのステージ１ａ１を制御することにより、光学鏡筒１ｂの荷電粒子銃１ｂ１からの荷電粒子ビーム１ｂ１’によってマスク３０のレジスト表面３０ａのストライプＳ１にパターンが描画される。
【０１１９】
次いで、第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図９（Ｂ）および図１０（Ｂ）に示すように、ステージ１ａ１が描画領域１ａ４から電荷分布測定領域１ａ５に移動せしめられ、マスク３０のレジスト表面３０ａのストライプＳ１の電荷分布が、電荷分布測定装置（ケルビンプローブ）１ａ２によって測定される。
【０１２０】
詳細には、第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図１０（Ｂ）中に矢印で示すように、電荷分布測定装置（ケルビンプローブ）１ａ２に対してマスク３０が搭載されたステージ１ａ１を図１０（Ｂ）の右向きに移動させることにより、マスク３０のレジスト表面３０ａのストライプＳ１の電荷量が、電荷分布測定装置（ケルビンプローブ）１ａ２によって測定し続けられる。それにより、マスク３０のレジスト表面３０ａのストライプＳ１の電荷分布が取得される。
【０１２１】
次いで、第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、取得されたマスク３０のレジスト表面３０ａのストライプＳ１の電荷分布に基づいて、マスク３０のレジスト表面３０ａのストライプＳ２についての荷電粒子ビーム１ｂ１’の描画位置補正量が算出される。
【０１２２】
次いで、第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図９（Ｃ）および図１０（Ｃ）に示すように、ステージ１ａ１が電荷分布測定領域１ａ５から描画領域１ａ４に移動せしめられ、マスク３０のレジスト表面３０ａのストライプＳ２に、描画位置補正量に基づいて描画位置が補正されたパターンが、光学鏡筒１ｂの荷電粒子銃１ｂ１からの荷電粒子ビーム１ｂ１’によって描画される。
【０１２３】
詳細には、第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、荷電粒子ビーム１ｂ１’の描画位置補正量が算出される場合に、例えば、電荷分布測定装置（ケルビンプローブ）１ａ２によって電荷量が取得された位置、その位置における電荷量の大小、その位置に描画されたパターンの粗密などが考慮される。
【０１２４】
具体的には、第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、例えば、電荷分布測定装置（ケルビンプローブ）１ａ２によって電荷量が取得された位置における電荷量が小さく、その位置に描画されたパターンが粗い場合には、その位置に荷電粒子銃１ｂ１から新たに照射される荷電粒子ビーム１ｂ１’が、その位置の電荷から弱い引力または斥力を受ける。この点を考慮し、第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、例えば、マスク３０のレジスト表面３０ａのストライプＳ２のうち、粗いパターンが描画される部分における荷電粒子ビーム１ｂ１’の描画位置補正量が、小さい値に設定される。
【０１２５】
一方、第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、例えば、電荷分布測定装置（ケルビンプローブ）１ａ２によって電荷量が取得された位置における電荷量が大きく、その位置に描画されたパターンが密な場合には、その位置に荷電粒子銃１ｂ１から新たに照射される荷電粒子ビーム１ｂ１’が、その位置の電荷から強い引力または斥力を受ける。この点を考慮し、第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、例えば、マスク３０のレジスト表面３０ａのストライプＳ２うち、密なパターンが描画される部分における荷電粒子ビーム１ｂ１’の描画位置補正量が、大きい値に設定される。
【０１２６】
詳細には、マスク３０のレジスト表面３０ａのうち、電荷が存在している位置に荷電粒子銃１ｂ１から新たに照射される荷電粒子ビーム１ｂ１’が、その位置の電荷から引力を受けるか、あるいは、その位置の電荷から斥力を受けるかは、その位置にどのようなパターンが描画されているかによって異なる。この点に鑑み、第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、マスク３０のレジスト表面３０ａのストライプＳ１の電荷分布を取得することにより、例えば、どのようなパターンが描画される場合に荷電粒子ビーム１ｂ１’が弱い引力を受け、どのようなパターンが描画される場合に荷電粒子ビーム１ｂ１’が強い引力を受け、どのようなパターンが描画される場合に荷電粒子ビーム１ｂ１’が弱い斥力を受け、どのようなパターンが描画される場合に荷電粒子ビーム１ｂ１’が強い斥力を受けるかが、情報化（パラメータ化）され、荷電粒子ビーム１ｂ１’の描画位置補正量が算出される。
【０１２７】
換言すれば、第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図７および図８に示すように、マスク３０のレジスト表面３０ａに帯電防止膜が塗布されることなく、光学鏡筒１ｂの荷電粒子銃１ｂ１からの荷電粒子ビーム１ｂ１’によってマスク３０のレジスト表面３０ａにパターンが描画される。更に、第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、マスク３０のレジスト表面３０ａのストライプＳ１の電荷分布から算出された描画位置補正量に基づいて描画位置が補正されたパターンが、荷電粒子ビーム１ｂ１’によってマスク３０のレジスト表面３０ａのストライプＳ２に描画される。
【０１２８】
そのため、第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００によれば、帯電防止膜が用いられる場合よりも帯電防止膜を塗布・剥離する時間およびコストを削減しつつ、マスク３０のレジスト表面３０ａのストライプＳ２に照射される荷電粒子ビーム１ｂ１’の描画位置精度を向上させることができる。
【０１２９】
更に、第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００では、図７および図８に示すように、マスク３０が真空領域１１から大気圧領域１３に搬出される前に、描画室１ａの電荷分布測定装置（ケルビンプローブ）１ａ２によって、マスク３０のレジスト表面３０ａのストライプＳ１の電荷分布が取得される。
【０１３０】
そのため、第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００によれば、マスク３０が真空領域１１から大気圧領域１３に搬出された後にマスク３０のレジスト表面３０ａのストライプＳ１の電荷分布が取得される場合よりも、経時変化の少ない正確な電荷分布を取得することができ、それにより、正確な荷電粒子ビーム１ｂ１’の描画位置補正量を算出することができ、その結果、マスク３０のレジスト表面３０ａのストライプＳ２に照射される荷電粒子ビーム１ｂ１’の描画位置精度を向上させることができる。
【０１３１】
また、第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００によれば、マスク３０のレジストとして、どのような種類のレジストが用いられる場合であっても、マスク３０のレジスト表面３０ａのストライプＳ１の電荷分布に基づいて、マスク３０のレジスト表面３０ａのストライプＳ２に描画されるパターンの描画位置を正確に補正することができる。
【０１３２】
第７の実施形態では、上述した第１から第６の実施形態を適宜組み合わせることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００を上側から見た概略的な構成図である。
【図２】第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００を図１の上側から見た概略的な断面図である。
【図３】第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００の電荷分布測定装置（ケルビンプローブ）３ｂ２などの概略的な構成図である。
【図４】第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００を上側から見た概略的な構成図である。
【図５】第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００を図４の上側から見た概略的な断面図である。
【図６】第５の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００の電荷分布測定装置（ケルビンプローブ）１ａ２などの概略的な構成図である。
【図７】第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００を上側から見た概略的な構成図である。
【図８】第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００を図７の上側から見た概略的な断面図である。
【図９】第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００のステージ１ａ１が描画時と電荷分布測定時とで移動せしめられる様子を説明するための図である。
【図１０】第６の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置１００の電荷分布測定装置（ケルビンプローブ）１ａ２などの概略的な構成図である。
【符号の説明】
【０１３４】
１ａ              描画室
１ａ１            ステージ
１ｂ              光学鏡筒
１ｂ１            荷電粒子銃
１ｂ１’          荷電粒子ビーム
３                アライメント室
３ａ              アライメント部
３ｂ              電荷分布測定部
３ｂ２            電荷分布測定装置
１１              真空領域
１３              大気圧領域
３０，３０’      マスク
３０ａ，３０ａ’  レジスト表面
１００            荷電粒子ビーム描画装置
【図１】
2010153456.tif 000003
【図２】
2010153456.tif 000004
【図３】
2010153456.tif 000005
【図４】
2010153456.tif 000006
【図５】
2010153456.tif 000007
【図６】
2010153456.tif 000008
【図７】
2010153456.tif 000009
【図８】
2010153456.tif 000010
【図９】
2010153456.tif 000011
【図１０】
2010153456.tif 000012