(57)【要約】【目的】ステージ上の基板位置を高精度かつ簡易に測定可能な荷電粒子ビーム描画装置の基板位置測定方法を提供する。【構成】基板をＸ方向およびＹ方向に移動自在なステージに載置するステップと、ステージをＸ方向に移動すると同時に、ステージのＸ方向の位置を測定し、かつ、基板の上面に対し斜めにレーザ光を照射し基板からの反射光を光位置センサで受光するステップと、ステージのＸ方向の移動時の反射光の重心位置を算出するステップと、ステージをＹ方向に移動すると同時に、ステージのＹ方向の位置を測定し、かつ、基板の上面に対し斜めにレーザ光を照射し基板からの反射光を光位置センサで受光するステップと、ステージのＹ方向の移動時の反射光の重心位置を算出するステップと、ステージの位置測定結果と、算出された重心位置から、基板の位置を算出するステップと、を備える荷電粒子ビーム描画装置の基板位置検出方法。【選択図】図１
2010267758.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を互いに直交する水平なＸ方向およびＹ方向に移動自在なステージに載置するステップと、
前記ステージをＸ方向に移動すると同時に、前記ステージのＸ方向の位置を測定し、かつ、前記基板の上面に対し斜めにレーザ光を照射し前記基板からの反射光を光位置センサ（ＰＳＤ）で受光するステップと、
前記ステージのＸ方向の移動時の前記反射光の重心位置を算出するステップと、
前記ステージをＹ方向に移動すると同時に、前記ステージのＹ方向の位置を測定し、かつ、前記基板の上面に対し斜めにレーザ光を照射し前記基板からの反射光を光位置センサ（ＰＳＤ）で受光するステップと、
前記ステージのＹ方向の移動時の前記反射光の重心位置を算出するステップと、
前記ステージのＸ方向およびＹ方向の位置測定結果と、算出された前記重心位置から、前記基板のＸ方向およびＹ方向の位置を算出するステップと、
を備えることを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置の基板位置検出方法。
【請求項２】
前記基板のＸ方向およびＹ方向の位置を算出するステップにおいて、前記反射光の重心位置と前記重心位置の平均値の差分の積分値とから前記基板のＸ方向およびＹ方向の位置を算出することを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム描画装置の基板位置検出方法。
【請求項３】
基板の表面に設けられた、レーザ光の反射率が他の部分と異なる、互いに直交する方向に伸びる２本のマーク部を用い、
前記ステージをＸ方向に移動する際に、前記マーク部の一方にレーザ光を照射し、
前記ステージをＹ方向に移動する際に、前記マーク部の他方にレーザ光を照射する、
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の荷電粒子ビーム描画装置の基板位置検出方法。
【請求項４】
基板を載置可能で、互いに直交する水平なＸ方向およびＹ方向に移動自在なステージと、
前記ステージのＸ方向およびＹ方向の位置を測定するステージ位置測定手段と、
前記ステージ上の基板に荷電粒子ビームを照射するビーム照射手段と、
基板の上面に対し斜めにレーザ光を照射する投光部と、基板からの反射光を受光する光位置センサ（ＰＳＤ）を受光素子とする受光部とを有する基板位置検出手段と、
前記基板位置検出手段による検出結果から基板の高さ位置を算出する高さ位置演算手段と、
前記ステージ位置測定手段による位置測定結果と、前記基板位置検出手段による検出結果から基板のＸ方向およびＹ方向の位置を算出するＸＹ位置演算手段と、
を備えることを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項５】
前記ＸＹ位置演算手段が、前記反射光の重心位置と前記重心位置の平均値の差分の積分値の演算機能を有することを特徴とする請求項４記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【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の基板位置測定方法および荷電粒子ビーム描画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
荷電粒子ビーム描画装置のステージに基板を載置する際、基板は搬送ロボットによって載置される。もっとも、基板のステージ上の載置位置がずれると、基板に描画されるパターンの位置ずれが生ずるという問題がある。
【０００３】
そこで、ステージに基準ブロックを設け、この基準ブロックを用いて基板のステージ上の位置決めをする方法がある。もっとも、この方法では基準ブロックと基板との接触によるパーティクルの発生が問題となる。
【０００４】
また、特許文献１には、基板の上面に対し、斜めにレーザ光を照射する投光部と、基板からの反射光を受光する受光部とを備え
基板の高さを算出する機構を有する荷電粒子ビーム描画装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１７７２５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的とするところは、ステージ上の基板位置を高精度かつ簡易に測定可能な荷電粒子ビーム描画装置の基板位置測定方法および荷電粒子ビーム描画装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置の基板位置測定方法は、基板を互いに直交する水平なＸ方向およびＹ方向に移動自在なステージに載置するステップと、前記ステージをＸ方向に移動すると同時に、前記ステージのＸ方向の位置を測定し、かつ、前記基板の上面に対し斜めにレーザ光を照射し前記基板からの反射光を光位置センサ（ＰＳＤ）で受光するステップと、前記ステージのＸ方向の移動時の前記反射光の重心位置を算出するステップと、前記ステージをＹ方向に移動すると同時に、前記ステージのＹ方向の位置を測定し、かつ、前記基板の上面に対し斜めにレーザ光を照射し基板からの反射光を光位置センサ（ＰＳＤ）で受光するステップと、前記ステージのＹ方向の移動時の前記反射光の重心位置を算出するステップと、前記ステージのＸ方向およびＹ方向の位置測定結果と、算出された前記重心位置から、前記基板のＸ方向およびＹ方向の位置を算出するステップと、を備えることを特徴とする。
【０００８】
上記態様の基板位置測定方法において、前記基板のＸ方向およびＹ方向の位置を算出するステップにおいて、前記反射光の重心位置と前記重心位置の平均値の差分の積分値とから前記基板のＸ方向およびＹ方向の位置を算出することが望ましい。
【０００９】
上記態様の基板位置測定方法において、基板の表面に設けられた、レーザ光の反射率が他の部分と異なる、互いに直交する方向に伸びる２本のマーク部を用い、前記ステージをＸ方向に移動する際に、前記マーク部の一方にレーザ光を照射し、前記ステージをＹ方向に移動する際に、前記マーク部の他方にレーザ光を照射することが望ましい。
【００１０】
本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置は、基板を載置可能で、互いに直交する水平なＸ方向およびＹ方向に移動自在なステージと、前記ステージのＸ方向およびＹ方向の位置を測定するステージ位置測定手段と、前記ステージ上の基板に荷電粒子ビームを照射するビーム照射手段と、基板の上面に対し斜めにレーザ光を照射する投光部と、基板からの反射光を受光する光位置センサ（ＰＳＤ）を受光素子とする受光部とを有する基板位置検出手段と、前記基板位置検出手段による検出結果から基板の高さ位置を算出する高さ位置演算手段と、前記ステージ位置測定手段による位置測定結果と、前記基板位置検出手段による検出結果から基板のＸ方向およびＹ方向の位置を算出するＸＹ位置演算手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
上記態様の荷電粒子ビーム描画装置において、前記ＸＹ位置演算手段が、前記反射光の重心位置と前記重心位置の平均値の差分の積分値の演算機能を有することが望ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ステージ上の基板位置を高精度かつ簡易に測定可能な荷電粒子ビーム描画装置の基板位置測定方法および荷電粒子ビーム描画装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施の形態の基板位置検出方法のフロー図である。
【図２】第１の実施の形態の荷電粒子ビーム描画装置の構成図である。
【図３】図１の荷電粒子ビーム描画装置の上面図である。
【図４】第１の実施の形態の専用基板の構造を示す図である。
【図５】第１の実施の形態のマーク部の検出原理の説明図である。
【図６】第１の実施の形態の基板位置検出方法による測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１５】
（第１の実施の形態）
第１の実施の形態の荷電粒子ビーム描画装置は、基板を載置可能で、互いに直交する水平なＸ方向およびＹ方向に移動自在なステージと、ステージのＸ方向およびＹ方向の位置を測定するステージ位置測定手段と、ステージ上の基板に荷電粒子ビームを照射するビーム照射手段と、基板の上面に対し斜めにレーザ光を照射する投光部と、基板からの反射光を受光する光位置センサ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｓｅｎｓｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅ、以下ＰＳＤとも称する）を受光素子とする受光部とを有する基板位置検出手段と、基板位置検出手段による検出結果から基板の高さ位置を算出する高さ位置演算手段と、ステージ位置測定手段による位置測定結果と、基板位置検出手段による検出結果から基板のＸ方向およびＹ方向の位置を算出するＸＹ位置演算手段と、を備える。
【００１６】
上記構成を備えることにより、本実施の形態の荷電粒子ビーム描画装置は、ステージ上の基板位置を高精度かつ簡易に測定することが可能となる。
【００１７】
図２は、本実施の形態の荷電粒子ビーム描画装置の構成図である。図３は、図１の荷電粒子ビーム描画装置の上面図である。ここでは、荷電粒子ビーム描画装置として電子ビーム描画装置を例に説明する。
【００１８】
電子ビーム描画装置１０は、描画室１２と、描画室１２に隣接する搬送室１４と、搬送室１４に隣接するアライメント室１６を備えている。描画室１２の天井部には、ステージ上の基板に電子ビームを照射するビーム照射手段として、電子鏡筒１８が備えられている。
【００１９】
描画室１２には、互いに直交する水平なＸ方向およびＹ方向に移動自在なステージ２０が設けられている。そして、アライメント室１６で定位置に位置決めされた基板Ｗを搬送室１４に配置した搬送ロボット２２に受け渡し、搬送ロボット２２により基板Ｗをステージ２０上に搬送するよう構成されている。基板Ｗは、例えば、ガラス基板上にクロム膜等の遮光膜とレジスト膜とが積層されたマスクである。
【００２０】
搬送ロボット２２は、Ｘ方向およびＹ方向に直交するＺ方向の軸線回りに回転自在な回転軸２２ａと、回転軸２２ａに固定された伸縮自在なロボットアーム２２ｂと、ロボットアーム２２ｂの先端に取り付けられた基板Ｗを保持するロボットハンド２２ｃとで構成されている。ロボットアーム２２ｂの伸縮方向は、ステージ２０上に基板Ｗを載置する際に、Ｙ方向と平行になる。また、ロボットハンド２２ｃは、ロボットアーム２２ｂの伸縮方向に一致する姿勢に常時維持される。なお、本実施の形態においては、ロボットアーム２２ｂを一対のアームの屈伸動作で伸縮するもので構成しているが、テレスコピック型のアームでロボットアーム２２ｂを構成しても構わない。
【００２１】
電子鏡筒１８は、内蔵する電子銃から発せられた電子ビームを所要の断面形状に成形した後偏向させて、基板Ｗに照射するよう構成されている。電子鏡筒１８は照射制御部２４により制御される。また、ステージ２０はステージ制御部２６により制御される。また、搬送ロボット２２はロボット制御部２８により制御される。そして、これら照射制御部２４、ステージ制御部２６、およびロボット制御部２８は全体制御部３０で統括制御されるよう構成されている。
【００２２】
全体制御部３０には、第１メモリ３２と第２メモリ３４が接続されている。第１メモリ３２にはパターンデータが記憶されている。全体制御部３０は、パターンデータに基づいて描画すべき図形の形状、位置を規定する描画データを作成、これを第２メモリ３４に記憶させる。
【００２３】
また、電子ビーム描画装置１０は、ステージ２０のＸ方向およびＹ方向の位置を測定するステージ位置測定手段としてステージ位置測定器３６を備えている。また、ステージ２０に載置された基板の上面に対し斜めにレーザ光を照射する投光部３８ａと、基板Ｗからの反射光を受光するＰＳＤを受光素子とする受光部３８ｂとを有する基板位置検出手段として基板位置検出器３８を備えている。
【００２４】
ステージ位置測定器３６は、図３に示すように、ステージ２０に固定したＸ方向の法線を持つステージミラー２０ａへのレーザ光の入反射でステージ２０のＸ方向位置を測定するレーザ測長計３６ａと、ステージ２０に固定したＹ方向の法線を持つステージミラー２０ｂへのレーザ光の入反射でステージ２０のＹ方向位置を測定するレーザ測長計３６ｂとで構成されている。
【００２５】
基板位置検出器３８は、受光部３８ｂであるＰＳＤで、基板上面にレーザ光が照射されて生ずる照射スポットＳＰの反射光を受光し電気信号に変換する。そして、電子ビーム描画装置１０は、基板位置検出器３８で得られた電気信号を演算処理する高さ位置演算部４０とＸＹ位置演算部４２を備えている。高さ位置演算部４０やＸＹ位置演算部４２は、ソフトウェアによって構成されるものであっても、ハードウェアによって構成されるものであっても、またその双方の組み合わせによって構成されるものであっても構わない。
【００２６】
高さ位置演算部４０は、基板位置検出器３８で得られた電気信号を処理し、基板Ｗの高さ位置、すなわちＺ方向（Ｘ方向とＹ方向に垂直な方向）の位置を算出するよう構成されている。高さ位置演算部４０で算出された基板Ｗの高さ位置のデータは、全体制御部３０から高さ位置データ読み出し指令を受信した際に、全体制御部３０へ応答データとして入力される。そして、全体制御部３０は、基板Ｗの高さの正規高さからのずれ量に応じて、描画精度を維持するのに必要な電子ビームの偏向角や焦点範囲を算出し、描画データを補正する。
【００２７】
また、ＸＹ位置演算部４２は、ステージ位置測定器３６による位置測定結果と、基板位置検出器３８による検出結果から基板ＷのＸ方向およびＹ方向の位置、すなわち、基板Ｗとステージ２０の相対位置、を算出するよう構成されている。
【００２８】
このように、本実施の形態の電子ビーム描画装置１０では、基板の高さ位置の測定と、基板のＸＹ位置測定とに、共通の基板位置検出器３８を用いるよう構成されているため、基板のＸＹ位置測定のために新たに検出器を設ける必要がないという利点がある。
【００２９】
基板Ｗのパターンへの描画に際しては、全体制御部３０からステージ制御部２６に動作指令が出され、ステージ２０が移動する。また、照射制御部２４では、全体制御部３０から入力される描画データに基づき、ステージ位置測定器３６で測定したステージ２０の位置を確認しつつ、電子鏡筒１８内の電子ビームの成形制御、偏向制御を行って、基板Ｗの所要の位置に電子ビームを照射する。
【００３０】
ここで、搬送ロボット２２で基板Ｗをステージ２０に載置する際に、基板Ｗがステージ２０の正規位置に載置されない場合がありうる。ステージ２０上の正規位置に基板Ｗが載置されていないと、基板Ｗの外形に対して描画されるパターン全体の位置がずれるという問題が生ずる。
【００３１】
ステージ位置測定器３６では、ステージ２０のＸ方向およびＹ方向の位置は測定可能であるが、ステージ２０に載置される基板ＷのＸ方向およびＹ方向の位置、すなわち、基板Ｗとステージ２０の相対位置を測定することはできない。本実施の形態の電子ビーム描画装置１０によれば、ＸＹ位置演算部４２を設けることにより、ステージ２０に載置される基板ＷのＸ方向およびＹ方向の位置を測定が可能となる。したがって、基板Ｗに描画されるパターンの位置ずれを防止することが出来る。
【００３２】
なお、基板ＷのＸ方向およびＹ方向の位置測定の精度を上げるため、ＸＹ位置演算手段であるＸＹ位置演算部４２が、基板Ｗ上面からの反射光の各重心位置と、それらの重心位置の平均値の差分の積分値の演算機能を有することが望ましい。
【００３３】
次に、本実施の形態の荷電粒子ビーム描画装置の基板位置検出方法について説明する。本実施の形態の荷電粒子ビーム描画装置の基板位置検出方法は、基板を互いに直交する水平なＸ方向およびＹ方向に移動自在なステージに載置するステップと、ステージをＸ方向に移動すると同時に、ステージのＸ方向の位置を測定し、かつ、基板の上面に対し斜めにレーザ光を照射し基板からの反射光を光位置センサ（ＰＳＤ）で受光するステップと、ステージのＸ方向の移動時の反射光の重心位置を算出するステップと、ステージをＹ方向に移動すると同時に、ステージのＹ方向の位置を測定し、かつ、基板の上面に対し斜めにレーザ光を照射し基板からの反射光を光位置センサで受光するステップと、ステージのＹ方向の移動時の反射光の重心位置を算出するステップと、ステージのＸ方向およびＹ方向の位置測定結果と、算出された重心位置から、基板のＸ方向およびＹ方向の位置を算出するステップと、を備える。
【００３４】
ここでは、特に、図２、図３の電子ビーム描画装置１０を用いる方法について説明する。また、基板Ｗとして専用基板を用いて、電子ビーム描画装置の組み立て時や調整時に基板の搬送および載置精度を確認する場合を例に説明する。この専用基板は、基板の表面に設けられた、レーザ光の反射率が他の部分と異なる、互いに直交する方向に伸びる２本のマーク部を有するものである。
【００３５】
図４は、専用基板の構造を示す図である。図４（ａ）が上面図、図４（ｂ）が断面図である。専用基板１００は、表面に、光の反射率が他の部分とは異なる、互いに直交する方向にのびる線上の２本のマーク部１０１、１０２を形成したものである。ここで、専用基板１００がステージ２０の正規位置に載置されたとき、第１のマーク部１０１はＹ方向に平行になり、第２のマーク部１０２はＸ方向に平行になる。なお、本実施の形態では、専用基板１００として、図４（ｂ）に示すように、ガラス基板１０３の表面にクロム膜等の遮光膜１０４を積層して成るものを用い、遮光膜１０４の除去部分でマーク部１０１、１０２を構成している。そのため、マーク部１０１、１０２での光の反射率が他の部分より低くなる。
【００３６】
図１は、本実施の形態の基板位置検出方法のフロー図である。最初に、専用基板１００の搬送とステージ２０への載置を行う。まず、アライメント室１６で専用基板１００の位置決めを行い、搬送ロボット２２により専用基板１００をアライメント室１６からステージ２０上に搬送し載置する。（ステップＳ１０）
【００３７】
次に、ステージ２０をＸ方向に移動させる。この時、ステージ位置測定器３６によりステージ２０のＸ方向位置を測定する。また、同時に基板位置検出器３８の投光部３８ａから専用基板１００の上面に対し斜めにレーザ光を照射し、基板からの反射光を受光部３８ｂの光位置センサ（ＰＳＤ）で受光する。この時、図４に示すように投光部３８ａから照射されるレーザ光の専用基板１００表面での照射スポットＳＰの走査軌跡が第１マーク部１０１に交差する。（ステップＳ１１）
【００３８】
次に、ステップＳ１１のステージ２０のＸ方向の移動時の反射光のＰＳＤの受光面における重心位置を、基板位置検出器３８で得られた電気信号からＸＹ位置演算部４２で算出する。この受光面における重心位置の算出は、ＰＳＤの２つの出力端子から得られる電圧をそれぞれＶ１、Ｖ２とすると、（Ｖ１−Ｖ２）／（Ｖ１＋Ｖ２）であらわされる。ちなみに、基板Ｗの高さ位置を測定する場合には、高さ位置演算部４０で同様の算出式に基づき演算が行われる。（ステップＳ１２）
【００３９】
なお、ステップ１１とステップ１２は同時進行、すなわち基板の各点でＰＳＤで得られる出力電流または出力電圧から即時に各点の重心位置の算出を実行するものであってもかまわない。あるいは、ステップ１１ではＰＳＤの出力電流または出力電圧だけモニタして記憶し、別途ステップ１２を実行するものであってもかまわない。また、ここではＸＹ位置演算部４２で重心位置を算出するものとしたが、高さ位置演算部４０で演算される重心位置を利用する方法でもかまわない。
【００４０】
次に、ステージ２０をＹ方向に移動させる。この時、ステージ位置測定器３６によりステージ２０のＹ方向位置を測定する。また、同時に基板位置検出器３８の投光部３８ａから専用基板１００の上面に対し斜めにレーザ光を照射し、基板からの反射光を受光部３８ｂの光位置センサ（ＰＳＤ）で受光する。この時、図４に示すように投光部３８ａから照射されるレーザ光の専用基板１００表面での照射スポットＳＰの走査軌跡が第２マーク部１０２に交差する。（ステップＳ１３）
【００４１】
そして、ステップＳ１２と同様に、ステージ２０のＹ方向の移動時の反射光のＰＳＤの受光面における重心位置を、ＸＹ位置演算部４２で算出する。（ステップＳ１４）
【００４２】
ステップ１３とステップ１４との関係については、上述のステップ１１とステップ１２との関係と同様である。また、高さ位置演算部４０で演算される重心位置を利用する方法でもかまわない点についてもステップ１１とステップ１２と同様である。
【００４３】
さらに、ＸＹ位置演算部４２は、ステージ位置測定器３６によるステージ２０のＸ方向およびＹ方向の位置測定結果と、ＸＹ位置演算部４２で算出された反射光の受光面における重心位置を対照させることで、専用基板１００のＸ方向およびＹ方向の位置（Ｘ座標およびＹ座標）を算出する。（ステップＳ１５）
【００４４】
最後に、搬送ロボット２２により専用基板１００を搬送し、電子ビーム描画装置１０外へ搬出する。（ステップＳ１６）
【００４５】
ここで、反射光のＰＳＤの受光面の重心位置の変化をモニタすることによって、専用基板１００の第１マーク部１０１や第２マーク部１０２が検出可能となる原理について簡単に説明する。図５は、マーク部の検出原理の説明図である。上の図がマーク部の拡大上面図、下の図が、反射光のＰＳＤの受光面での重心位置の変化を、座標位置に対して示した図である。
【００４６】
上図に示すように、レーザ光の専用基板１００表面での照射スポットＳＰの全域がクロム面１０４、あるいはマーク部１０１、１０２のガラス面１０３にある場合には、照射スポットＳＰの照度の重心位置は照射スポットＳＰの外形の重心位置と一致する。これに対し、照射スポットＳＰが反射率の異なるクロム面１０４とガラス面１０３の両方にまたがる場合、その照射スポットＳＰの照度の重心位置は照射スポットＳＰの外形の重心位置からずれることになる。この基板表面での照度の重心位置の変化が、反射光を検出するＰＳＤの受光面における重心位置の変化にも下図に示すように現れる。
【００４７】
このように、ＰＳＤの受光面における重心位置の変化をモニタしてマーク部の座標位置を検出することが可能になる。一方、ＰＳＤの受光面における反射光の受光量の変化をモニタすることによって、マーク部の座標位置を検出することも可能である。すなわち、マーク部のガラス面１０３は反射率が低いため、この領域を照射スポットＳＰが通過する際の受光面における受光量が、クロム面１０４のそれに比べて低下するからである。受光量あるいは受光量の総量は、ＰＳＤの２つの出力端子から得られる電圧をそれぞれＶ１、Ｖ２とすると、（Ｖ１＋Ｖ２）であらわされる。
【００４８】
しかしながら、受光量をモニタする場合、レーザ光源の出力が変動した場合に測定精度が低下したり、測定エラーが生じたりする恐れがある。これに対し、重心位置はレーザ光源の出力の変動による影響を受けない。したがって、安定して高精度な基板のＸＹ方向の位置測定が可能となる。
【００４９】
また、電子ビーム描画装置１０のＸＹ位置演算手段であるＸＹ位置演算部４２が、反射光の重心位置と重心位置の平均値の差分の積分値の演算機能を有することが望ましい。また、上記基板位置検出方法において、基板のＸ方向およびＹ方向の位置を算出するステップにおいて、反射光の重心位置と重心位置の平均値の差分の積分値とから基板のＸ方向およびＹ方向の位置を算出することが望ましい。
【００５０】
このように、各測定点における重心位置の生データではなく、各重心位置と、それらの重心位置の平均値の差分の積分値を用いることで、マーク部の中心をピークとし、かつ、ノイズの平滑化された変化曲線を得ることが可能となる。したがって、ガウス曲線とのフィッティングも容易になり、フィッティングしたガウス曲線のピークをマーク部の中央と判定することができる。よって、基板の位置検出を容易かつ高精度に行うことが可能となる。
【００５１】
そして、高精度に検出された基板の位置を、実際の基板（マスク）の描画の際にフィードバックすることで、基板に描画されるパターンの位置ずれを防止することが可能となる。
【００５２】
また、本実施の形態の基板位置検出方法は、基板の高さ位置測定に用いる基板位置検出器３８を検出器として用いる。このため、あらたな検出器を基板のＸＹ位置測定のために必要としないという利点がある。
【００５３】
図６は、本実施の形態の基板位置検出方法による測定結果を示す図である。測定における専用基板１００は、ガラス基板にクロム膜を約７０ｎｍメッキにより形成し、マーク部はクロム膜を幅約８０μｍで剥離した構造である。そして、測定の際には、ステージ上の専用基板１００を５μｍ刻みで移動させながら反射光を測定している。
【００５４】
図６には、受光量のデータ（実線、右縦軸参照）、受光面での重心位置変化（点線、左縦軸参照）および各重心位置と重心位置の平均値の差分の積分値（実線、以下単に重心位置の積分値と称する）をプロットしている。なお、重心位置の積分値の変化曲線は、受光量の変化曲線とピーク高さが同程度になるようグラフ目盛りを更正している。
【００５５】
図から明らかなように、受光量の変化曲線ではレーザ光源の出力変動に起因するノイズが顕著であるのに対し、重心位置および重心位置の積分値の変化曲線はノイズがほとんど見られない。
【００５６】
なお、基板位置検出方法について、図２に示すＸＹ位置演算部４２を電子ビーム描画装置１０の構成要素とする装置を用いて実行する場合を例にして説明した。しかしながら、基板のＸＹ位置の演算を、電子ビーム描画装置と独立したコンピュータ等で演算する方法を採用してもかまわない。
【００５７】
また、本実施の形態の基板位置検出方法においては、専用基板のマーク部のＸ方向、Ｙ方向それそれぞれ１箇所ずつを測定する場合を例に説明したが、複数箇所を測定して位置を検出する方法であってもかまわない。また、複数箇所を測定して、基板の正規位置からの平行ずれ量だけでなく、回転ずれ量を含めて算出する方法であってもかまわない。
【００５８】
（第２の実施の形態）
本実施の形態の荷電粒子ビーム描画装置の基板位置検出方法は、専用基板を用いるのではなく、一度描画した基板（マスク）に、再度、描画する場合の基板位置検出方法である点で、第１の実施の形態と異なっている。第１の実施の形態と重複する内容については、記載を省略する。
【００５９】
本実施の形態においては、一度、基板に描画する所望のパターンのうちの一部を基板上に描画した後、一旦、電子ビーム描画装置外に基板を搬出する。そして、その後、再度、電子ビーム描画装置内に同一の基板を搬入しステージ上に載置し、描画する。このような再描画は、例えば、マスクのＣｒ層と位相シフター層という異なる層を別のパターンでパターニングすることを要請されるレベンソン型位相シフトマスクを製造する場合に適用することが考えられる。
【００６０】
同一の基板を再度ステージ上に載置する場合に、図１に示す第１の実施の形態と同様の基板位置検出方法を適用し、得られた基板位置情報に基づき、２度目の描画を行うことで、最初に描画したパターンとの描画時の合わせずれを抑制することが可能となる。
【００６１】
以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。
【００６２】
たとえば、荷電粒子ビーム描画装置ついて電子ビーム描画装置を例に説明したが、例えば、プロトンなどのイオンビーム描画装置についても、本発明は適用可能である。また、ここでは基板として、マスクを例に説明したが、例えば、ウェハに電子ビームでパターンを直接描画する電子ビーム描画装置にも、本発明は適用可能である。
【００６３】
また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての荷電粒子ビーム描画装置の基板位置測定方法、荷電粒子ビーム描画装置は、本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００６４】
１０        電子ビーム描画装置
１８        電子鏡筒
２０        ステージ
３６        ステージ位置測定器
３８        基板位置検出器
３８ａ      投光部
３８ｂ      受光部
４０        高さ位置演算部
４２        ＸＹ位置演算部
１００      専用基板
１０１      第１マーク部
１０２      第２マーク部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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