(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
描画対象基板の外周部全体を上方からカバーする基板カバーが前記基板に装着されていない状態で、レーザ光を照射して前記基板カバーの端面で反射した反射光を受光することによって、前記基板カバーの位置を計測するレーザ変位計と、
前記基板カバーが前記基板に装着された状態で、荷電粒子ビームを用いて前記基板上へパターンを描画する描画部と、
前記基板カバーが前記基板に装着されていない状態で、前記基板の基準位置に対する前記基板カバーの相対基準位置と、前記レーザ変位計によって計測された前記基板カバーの位置との間での前記基板カバーの位置ずれ量分、前記基板の位置をずらすことで前記基板と前記基板カバーの相対位置を補正する補正部と、
前記基板の位置をずらすことによって前記基板と前記基板カバーの相対位置が補正された前記基板に前記基板カバーを装着すると共に、前記基板から前記基板カバーを取り外す基板カバー着脱機構部と、
を備え、
前記レーザ変位計は、前記描画部によって描画される前に、前記基板カバーが前記基板に装着された状態で前記基板の位置を計測し、
前記補正部は、前記基板カバーが前記基板に装着された状態で、前記レーザ変位計によって計測された前記基板の位置について、前記基板の基準位置からの位置ずれ量を補正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】
描画対象基板の外周部全体を上方からカバーする基板カバーが前記基板に装着されていない状態で、レーザ変位計を用いてレーザ光を照射して前記基板カバーの端面で反射した反射光を受光することによって、前記基板カバーの位置を計測する工程と、
前記基板カバーが前記基板に装着されていない状態で、前記基板の基準位置に対する前記基板カバーの相対基準位置と、計測された前記基板カバーの位置との間での前記基板カバーの位置ずれ量分、前記基板の位置をずらすことで前記基板と前記基板カバーの相対位置を補正する工程と、
前記基板の位置をずらすことによって前記基板と前記基板カバーの相対位置が補正された前記基板に前記基板カバーを装着する工程と、
前記基板カバーが前記基板に装着された状態で、荷電粒子ビームを用いて前記基板上へパターンを描画する工程と、
を備え、
前記レーザ変位計は、描画される前に、前記基板カバーが前記基板に装着された状態で前記基板の位置を計測し、
前記基板カバーが前記基板に装着された状態で、前記レーザ変位計によって計測された前記基板の位置について、前記基板の基準位置からの位置ずれ量を補正することを特徴とする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荷電粒子ビーム描画方法に係り、例えば、基板カバーが装着された基板に電子ビームを用いてパターンを描画する描画装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの微細化の進展を担うリソグラフィ技術は半導体製造プロセスのなかでも唯一パターンを生成する極めて重要なプロセスである。近年、ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体デバイスに要求される回路線幅は年々微細化されてきている。これらの半導体デバイスへ所望の回路パターンを形成するためには、高精度の原画パターン（レチクル或いはマスクともいう。）が必要となる。ここで、電子線（電子ビーム）描画技術は本質的に優れた解像性を有しており、高精度の原画パターンの生産に用いられる。
【０００３】
図１６は、可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。可変成形型電子線（ＥＢ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｂｅａｍ）描画装置は、以下のように動作する。第１のアパーチャ４１０には、電子線３３０を成形するための矩形例えば長方形の開口４１１が形成されている。また、第２のアパーチャ４２０には、第１のアパーチャ４１０の開口４１１を通過した電子線３３０を所望の矩形形状に成形するための可変成形開口４２１が形成されている。荷電粒子ソース４３０から照射され、第１のアパーチャ４１０の開口４１１を通過した電子線３３０は、偏向器により偏向され、第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１の一部を通過して、所定の一方向（例えば、Ｘ方向とする）に連続的に移動するステージ上に搭載された試料３４０に照射される。すなわち、第１のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１との両方を通過できる矩形形状が、Ｘ方向に連続的に移動するステージ上に搭載された試料３４０の描画領域に描画される。第１のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１との両方を通過させ、任意形状を作成する方式を可変成形方式という。
【０００４】
描画装置において描画を行なう際には、照射される電子ビームの反射電子により試料となるマスク（基板）の端面の絶縁部が帯電しないように外周部を枠状のマスクカバーでカバーして描画を行なう場合がある。かかる場合、マスクカバーを描画装置内における真空内の搬送経路に保管して、描画の際にマスクに載置する。マスクとマスクカバー間の位置ずれ（誤差）が生じる場合がある。アライメントを行なわないで複数回描画に使用した場合、誤差が累積されて許容できない位置ずれが生じてしまう場合があり得る。よって、かかる誤差を累積させないためには、マスクに載置する前に毎回アライメントを行なってマスクに対して高精度な位置にカバーを載置することが望ましい。そのため、マスクカバーを支持する支持台とマスクカバーのアライメント用の支持台とを別に設けて、マスクからマスクカバーを取り外した後にマスクカバーのアライメントを行うことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、マスクとマスクカバー間の位置ずれの他に、搬送途中において、マスク自体の理想位置からの位置ずれも想定される。かかる問題に対して、従来、搬送経路上でマスク自体のアライメントを行っていた。その際、マスクの位置を把握するためにＣＣＤカメラ等でマスクの角部を含む領域を上方或いは下方側から撮像した画像を用いていた。しかしながら、かかるカメラでの撮像では、マスクを挟んでカメラに向かっての照明が必要となり、マスク基板の端面形状、マスクの角部のＣ面形状、及び透過率のばらつき等により、計測されるマスク毎に照明の回折具合が変化してしまう。そのため、計測結果にばらつきが生じてしまう。さらに、照明機構の点灯、消灯動作によって、計測時間も長くかかっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１４６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、マスク基板とマスク基板カバー間の位置ずれを抑制することが望まれている。また、位置ずれ量を把握するために高精度に位置を計測する必要性も生じている。しかしながら、従来、これらの問題を十分に解決する手法が確立されていなかった。
【０００８】
そこで、本発明は、かかる問題を克服し、位置ずれを解消するために高精度に位置を計測することが可能な描画装置および方法を提供することを目的の１つとする。また、基板と基板カバー間の位置ずれを高精度に抑制することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
描画対象基板の位置を計測するレーザ変位計と、
レーザ変位計によって計測された基板の位置について、基板の基準位置からの位置ずれ量を補正する補正部と、
荷電粒子ビームを用いて、位置ずれ量が補正された基板上へパターンを描画する描画部と、
を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の他の態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
描画対象基板の外周部全体を上方からカバーする基板カバーが基板に装着されていない状態で、レーザ光を照射して前記基板カバーの端面で反射した反射光を受光することによって、基板カバーの位置を計測するレーザ変位計と、
基板カバーが基板に装着された状態で、荷電粒子ビームを用いて基板上へパターンを描画する描画部と、
基板カバーが基板に装着されていない状態で、基板の基準位置に対する基板カバーの相対基準位置と、レーザ変位計によって計測された基板カバーの位置との間での基板カバーの位置ずれ量分、基板の位置をずらすことで基板と基板カバーの相対位置を補正する補正部と、
基板の位置をずらすことによって基板と基板カバーの相対位置が補正された基板に基板カバーを装着すると共に、基板から基板カバーを取り外す基板カバー着脱機構部と、
を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、レーザ変位計は、描画部によって描画される前に、基板カバーが基板に装着された状態で基板の位置を計測し、
補正部は、基板カバーが基板に装着された状態で、レーザ変位計によって計測された基板の位置について、基板の基準位置からの位置ずれ量を補正すると好適である。
【００１２】
本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
描画対象基板の外周部全体を上方からカバーする基板カバーが基板に装着されていない状態で、レーザ変位計を用いてレーザ光を照射して前記基板カバーの端面で反射した反射光を受光することによって、基板カバーの位置を計測する工程と、
基板カバーが基板に装着されていない状態で、基板の基準位置に対する基板カバーの相対基準位置と、計測された基板カバーの位置との間での基板カバーの位置ずれ量分、基板の位置をずらすことで基板と基板カバーの相対位置を補正する工程と、
基板の位置をずらすことによって基板と基板カバーの相対位置が補正された基板に基板カバーを装着する工程と、
基板カバーが基板に装着された状態で、荷電粒子ビームを用いて基板上へパターンを描画する工程と、
を備え、
前記レーザ変位計は、描画される前に、前記基板カバーが前記基板に装着された状態で前記基板の位置を計測し、
前記基板カバーが前記基板に装着された状態で、前記レーザ変位計によって計測された前記基板の位置について、前記基板の基準位置からの位置ずれ量を補正することを特徴とする。
【００１３】
また、基板カバーの位置は、レーザ変位計を用いて計測されると好適である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一態様によれば、位置ずれを解消するために高精度に位置を計測することができる。また、本発明の他の一態様によれば、基板と基板カバー間の位置ずれを高精度に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。
【図２】実施の形態１における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。
【図３】実施の形態１における基板カバーを示す上面図である。
【図４】図３の基板カバーが基板に装着された状態を示す上面図である。
【図５】図３の基板カバーの断面図である。
【図６】実施の形態１における基板カバー着脱機構の構成および動作を示す概念図である。
【図７】実施の形態１における基板カバーの位置計測の仕方の一例を説明するための概念図である。
【図８】実施の形態１における計測機構の一例を示す概念図である。
【図９】実施の形態１における基板カバー着脱機構の構成および動作を示す概念図である。
【図１０】実施の形態１における描画装置内の搬送経路を示す上面概念図である。
【図１１】実施の形態１における搬送ロボットによる搬送の様子を説明するための概念図である。
【図１２】実施の形態１における基板カバー着脱機構の構成および動作を示す概念図である。
【図１３】実施の形態１における基板カバー着脱機構の構成および動作を示す概念図である。
【図１４】実施の形態１における基板カバー着脱機構の構成および動作を示す概念図である。
【図１５】実施の形態１における３つのアライメント支持部材の上面の形状を示す概念図である。
【図１６】可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、実施の形態では、荷電粒子ビームの一例として、電子ビームを用いた構成について説明する。但し、荷電粒子ビームは、電子ビームに限るものではなく、イオンビーム等の荷電粒子を用いたビームでも構わない。
【００１７】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。図１において、描画装置１００は、描画部１５０、制御部１６０、搬出入口（Ｉ／Ｆ）１２０、ロードロック（Ｌ／Ｌ）チャンバ１３０、ロボットチャンバ１４０、基板カバー着脱チャンバ１４８及び真空ポンプ１７０を備えている。描画装置１００は、荷電粒子ビーム描画装置の一例となる。そして、描画装置１００は、基板１０１に所望するパターンを描画する。
【００１８】
描画部１５０は、電子鏡筒１０２、及び描画室１０３を有している。電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、第１のアパーチャ２０３、投影レンズ２０４、偏向器２０５、第２のアパーチャ２０６、対物レンズ２０７、及び偏向器２０８が配置されている。また、描画室１０３内には、移動可能に配置されたＸＹステージ１０５が配置されている。ＸＹステージ１０５上には、基板カバー１０が装着された基板１０１が配置されている。図示していないが、基板カバー１０を介して基板１０１は描画装置１００にアース接続（地絡）されている。また、搬出入口１２０内には、基板１０１を搬送する搬送ロボット１２２が配置されている。ロボットチャンバ１４０内には、基板１０１を搬送する搬送ロボット１４２が配置されている。
【００１９】
真空ポンプ１７０は、バルブ１７２を介してロボットチャンバ１４０、アライメントチャンバ１４６、及び基板カバー着脱チャンバ１４８内の気体を排気する。これにより、ロボットチャンバ１４０、及び基板カバー着脱チャンバ１４８内は真空雰囲気に維持される。また、真空ポンプ１７０は、バルブ１７４を介して電子鏡筒１０２内及び描画室１０３内の気体を排気する。これにより、電子鏡筒１０２内及び描画室１０３内は真空雰囲気に維持される。また、真空ポンプ１７０は、バルブ１７６を介してロードロックチャンバ１３０内の気体を排気する。これにより、ロードロックチャンバ１３０内は必要に応じて真空雰囲気に制御される。また、搬出入口１２０とロードロックチャンバ１３０とロボットチャンバ１４０と描画室１０３とのそれぞれの境界には、ゲートバルブ１３２，１３４，１３６が配置される。基板１０１として、例えば、ウェハにパターンを転写する露光用のマスク基板が含まれる。また、このマスク基板は、例えば、まだ何もパターンが形成されていないマスクブランクスが含まれる。
【００２０】
制御部１６０は、制御計算機１１０、制御回路１１２、メモリ６１、及び磁気ディスク装置等の記憶装置１１４，１１６を有している。制御計算機１１０、制御回路１１２、メモリ６１、及び磁気ディスク装置等の記憶装置１１４，１１６は、図示しないバスを介して互いに接続されている。また、描画装置１００は、制御計算機１１０からの信号によって制御された制御回路１１２によって制御され、その制御内容に従って、描画部１５０、搬出入口１２０、ロードロックチャンバ１３０、及び基板カバー着脱チャンバ１４８内の各機器を駆動させる。
【００２１】
制御計算機１１０内には、描画データ処理部６０、搬送処理部６２、計測処理部６４、位置ずれ演算部６６、補正処理部６８、カバー着脱処理部７０及び描画制御部７２が配置される。描画データ処理部６０、搬送処理部６２、計測処理部６４、位置ずれ演算部６６、補正処理部６８、カバー着脱処理部７０及び描画制御部７２といった各機能は、電気回路等のハードウェアで構成されてもよいし、これらの機能を実行するプログラム等のソフトウェアで構成されてもよい。或いは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせにより構成されてもよい。描画データ処理部６０、搬送処理部６２、計測処理部６４、位置ずれ演算部６６、補正処理部６８、カバー着脱処理部７０及び描画制御部７２に入出力される情報および演算中の情報はメモリ６１にその都度格納される。
【００２２】
ここで、図１では、実施の形態１を説明する上で必要な構成部分について記載している。描画装置１００にとって、通常、必要なその他の構成が含まれても構わないことは言うまでもない。
【００２３】
図２は、実施の形態１における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。図２において、実施の形態１における描画方法は、基板カバー計測位置移動工程（Ｓ１０２）と、基板カバー位置計測工程（Ｓ１０４）と、基板カバー位置ずれ演算工程（Ｓ１０６）と、基板カバー移動工程（Ｓ１０８）と、基板搬送工程（Ｓ１１０）と、基板位置計測工程（Ｓ１１２）と、基板位置補正工程（Ｓ１１４）と、カバー取り付け工程（Ｓ１１６）と、カバー搭載基板計測位置移動工程（Ｓ１１８）と、基板位置計測工程（Ｓ１２０）と、基板位置ずれ演算工程（Ｓ１２２）と、カバー搭載基板位置補正工程（Ｓ１２４）と、描画工程（Ｓ１２６）と、カバー取り外し工程（Ｓ１２８）と、搬出工程（Ｓ１３０）と、いった一連の工程を実施する。
【００２４】
図３は、実施の形態１における基板カバーを示す上面図である。
図４は、図３の基板カバーが基板に装着された状態を示す上面図である。
図５は、図３の基板カバーの断面図である。
基板カバー１０は、３つの接点サポート部材１２及びフレーム１６（枠状部材の一例）を備えている。接点サポート部材１２は、３点指示で基板カバー１０を支持する位置にフレーム１６の上面側から取り付けされている。そして、接点サポート部材１２は、フレーム１６の内周端よりも内側と外周端よりも外側に張り出すように取り付けられている。接点サポート部材１２は、フレーム１６に、例えば、ねじ止め或いは溶接等で固定されている。各接点サポート部材１２の裏面側には、フレーム１６の内周端よりも内側の位置に接点部となるピン１８が先端を裏面側に向けて配置される。また、各接点サポート部材１２の裏面側には、フレーム１６の外周端よりも外側の位置に半球状の凸部１４が配置され、凸部１４の球面が外部側に向くように配置される。
【００２５】
フレーム１６は、板材により構成され、外周寸法が基板１０１の外周端よりも大きく、内側の中央部に形成された開口部の寸法が基板１０１の外周端よりも小さく形成されている。すなわち、図４に示すように基板１０１の上部に基板カバー１０を上方から重ねた場合に、点線で示す基板１０１の外周部の全周がフレーム１６に重なるように形成されている。このように、基板カバー１０は、基板１０１の外周部全体を上方からカバーする。そして、基板カバー１０を基板１０１に取り付けた際に、３つのピン１８が基板１０１上に形成されている膜内に食い込み、同じく基板１０１上に形成されている導電膜と導通する。
【００２６】
基板カバー１０は、全体が導電性材料で形成されているもの、或いは全体が絶縁材料で形成され、その表面に導電性材料がコーティングされているもの等が好適である。導電性材料としては、金属材料、例えば銅（Ｃｕ）やチタン（Ｔｉ）およびその合金等が好適であり、絶縁材料としては、例えばアルミナ等のセラミックス材料等が好適である。
【００２７】
図６は、実施の形態１における基板カバー着脱機構の構成および動作を示す概念図である。図６では、基板カバー計測位置移動工程（Ｓ１０２）から基板カバー位置計測工程（Ｓ１０４）までの動作を示している。
【００２８】
図６（ａ）において、基板カバー着脱チャンバ１４８内には、基板カバー着脱機構３０（基板カバー着脱部）が配置される。基板カバー１０は、基板１０１への装着前の段階では、基板カバー着脱機構３０上に配置されている。基板カバー着脱機構３０は、棒状の３つのアライメント支持部材２０，２２，２４、昇降台２６、昇降軸２８、回転軸２３、回転基台２１及び棒状の３つの基板支持ピン４０を備えている。基板カバー着脱機構３０は、描画対象基板の外周部全体を上方からカバーする基板カバー１０を基板１０１に着脱する。３つのアライメント支持部材２０，２２，２４は、昇降台２６上に固定されている。昇降台２６は、昇降軸２８によって裏面が支持される。昇降軸２８は上下に移動可能に配置され、昇降軸２８の移動に伴って、アライメント支持部材２０，２２，２４が上下に移動する。また、３つの基板支持ピン４０は、回転基台２１上に固定される。回転基台２１は、回転軸２３上に配置され、基板カバー着脱チャンバ１４８外に配置された図示しない回転機構により所定の回転角度範囲内で回転する。なお、昇降台２６には、回転基台２１が所定の回転角度範囲内で回転した場合でも３つの基板支持ピン４０と接触しないように開口部が形成されている。３つのアライメント支持部材２０，２２，２４は、基板カバー１０の３つの凸部１４がそれぞれ載置可能な位置に配置される。３つの基板支持ピン４０は、基板１０１の裏面を３点支持する位置に配置される。回転軸２３は、基板１０１面の中心を軸に回転する。よって、回転基台２１およびその上に配置された３つの基板支持ピン４０は、基板１０１面の中心を軸に回転することになる。
【００２９】
また、基板カバー着脱チャンバ１４８の壁面には、所定の高さ位置にガラス窓４９が配置され、ガラス窓４９の外側には、レーザ変位計５３が配置される。このようにレーザ変位計５３は、基板カバー着脱チャンバ１４８の外側に配置される。これによりレーザ変位計５３からの発熱が基板カバー着脱チャンバ１４８内に伝達させることを抑制できる。レーザ変位計５３は、ガラス窓４９を通してレーザ光１１を基板カバー着脱チャンバ１４８内の計測対象物に照射し、ガラス窓４９を通してその反射光を受光する。レーザ変位計５３の設定高さ位置は、基板カバー１０が昇降した場合に移動可能高さ位置であって、３つの基板支持ピン４０と干渉しない高さ位置に配置されればよい。
【００３０】
基板カバー計測位置移動工程（Ｓ１０２）として、カバー着脱処理部７０は、基板カバー１０を計測位置に移動する。図６（ａ）に示す位置から、昇降軸２８を例えば下降させることで、図６（ｂ）に示すように、基板カバー１０の側面がレーザ変位計５３からのレーザ光が当たる高さ位置まで基板カバー１０を移動させる。
【００３１】
図６（ｂ）において、基板カバー位置計測工程（Ｓ１０４）として、計測処理部６４は、レーザ変位計５３を制御して、レーザ変位計５３は、描画対象基板の外周部全体を上方からカバーする基板カバー１０が基板１０１に装着されていない状態で、レーザ光１１を基板カバー１０の側面に照射して、基板カバー１０の位置を計測する。
【００３２】
図７は、実施の形態１における基板カバーの位置計測の仕方の一例を説明するための概念図である。図７において、基板カバー１０の位置は、例えば、基準位置（Ｘ０，Ｙ０）からＸ’，Ｘ”の各位置における基板カバー１０の端面までのｙ方向の距離ΔＹ’、ΔＹ”と、基準位置（Ｘ０，Ｙ０）からＹ’の位置における基板カバー１０の端面までのｘ方向の距離ΔＸ’を計測する。かかる３点の位置情報により、計測座標系における基板カバー１０のｘ位置（ｘ１）とｙ位置（ｙ１）と回転位置（θ１）とを計測できる。図７の例では、Ｘ’，Ｘ”の位置が搬送ロボット１４２のロボットハンド１４１で支持される両側の位置になっているがこれに限るものではない。Ｘ’，Ｘ”の位置が共に搬送ロボット１４２のロボットハンド１４１よりも基準位置側にあってもよい。或いはその逆側であってもよい。ここでは、基板カバー１０の位置として、（ｘ１，ｙ１，θ１）を求めているが、これに限るものではなく、実施の形態１では、少なくともｘ，ｙ位置（ｘ１，ｙ１）が求められればよい。そして、かかる基板１０１装着前に計測された基板カバー１０の位置情報は、記憶装置１１６に格納（記憶）される。
【００３３】
図８は、実施の形態１における計測機構の一例を示す概念図である。図８において、計測機構５０は、複数のレーザ変位計５３を有している。ここでは、３つのレーザ変位計５３ａ，ｂ，ｃが配置される。具体的には、画像データにおける基準位置（Ｘ０，Ｙ０）からＸ’，Ｘ”の各位置と基準位置（Ｘ０，Ｙ０）からＹ’の位置にそれぞれ配置される。各レーザ変位計５３は、基板カバー着脱チャンバ１４８の外側に配置される。そしてかかる３か所の各位置から基板カバー１０の端面までの距離を計測する。３つのレーザ変位計５３ａ，ｂ，ｃでは、それぞれ、レーザ発光器５４から発生したレーザ光がガラス窓４９を介して基板カバー１０の端面で反射して、受光器５５で反射光を受光することで、その位置を計測すればよい。そして、得られた位置データは、計測処理部６４に出力される。レーザ変位計５３で位置を計測することで、基板の端面形状、マスクの角部のＣ面形状、及び透過率のばらつき等、基板１０１の形状に依存した計測のばらつきを抑制できる。また、従来のＣＣＤカメラ等による撮像とは異なり、照明を不要にできる。よって、計測時間も短縮できる。例えば、ＣＣＤカメラを用いた場合の基板１０１の形状依存による誤差が７２μｍであったのに対して、レーザ変位計５３を用いた場合の形状依存による誤差は８．３μｍに低減できる。また、計測時間については、例えば、ＣＣＤカメラを用いた場合に５．３９秒かかっていたのに対して、レーザ変位計５３を用いた場合に０．９３秒に短縮できる。なお、受光器５５にはＮＤフィルタを設置すると好適である。これにより、光沢の強い鏡面を測定する際に、最適なレーザ光量に減衰させることができ、より高精度な測定を可能にすることができる。例えば、クロム（Ｃｒ）膜が基板１０１の側面に付着するなどして基板１０１の側面が鏡面になる場合がある。レーザ発光器５４から発生したレーザ光をそのまま鏡面に照射して、その反射光をそのまま受光すると光量が大きすぎてしまう場合があり、ＣＣＤカメラ等の誤差よりは小さいながらも測定結果に誤差を生じ得る。ＮＤフィルタを設置することで、かかる場合の光量を減衰できるので、予め設定していた光量で位置計測ができる。
【００３４】
基板カバー位置ずれ演算工程（Ｓ１０６）として、計測処理部６４は、レーザ変位計５３から出力された位置データを用いて、基板カバー１０の位置を演算する。そして、位置ずれ演算部６６は、基板カバー１０が基板１０１に装着されていない状態で、基板１０１の基準位置に対する基板カバー１０の相対基準位置と、レーザ変位計５３によって計測された基板カバー１０の位置との間での基板カバー１０の位置ずれ量（Δｘ１，Δｙ１，Δθ１）を演算する。かかる基板１０１装着前に計測された基板カバー１０の位置ずれ量（Δｘ１，Δｙ１，Δθ１）の情報は、記憶装置１１６に格納（記憶）される。
【００３５】
図９は、実施の形態１における基板カバー着脱機構の構成および動作を示す概念図である。図９では、基板カバー移動工程（Ｓ１０８）から基板位置計測工程（Ｓ１１２）までの動作を示している。
【００３６】
図９（ａ）において、基板カバー移動工程（Ｓ１０８）として、カバー着脱処理部７０は、基板カバー１０を計測位置から上方に移動する。昇降軸２８を例えば上昇させることで、図９（ａ）に示すように、基板１０１が搬入された場合でも基板カバー１０と干渉しない高さ位置まで基板カバー１０を移動させる。
【００３７】
図９（ｂ）において、基板搬送工程（Ｓ１１０）として、搬送処理部６２は、基板１０１を基板カバー着脱チャンバ１４８内に搬送する。そのために、まずは、以下の搬送動作を行う。まず、搬送処理部６２は、搬出入口１２０に配置された基板１０１の搬送処理を行う。
【００３８】
図１０は、実施の形態１における描画装置内の搬送経路を示す上面概念図である。
図１１は、実施の形態１における搬送ロボットによる搬送の様子を説明するための概念図である。
搬出入口１２０に配置された基板１０１は、ゲートバルブ１３２を開けた後、搬送ロボット１２２によりＬ／Ｌチャンバ１３０内の支持部材上に搬送される。そして、ゲートバルブ１３２を閉めた後、ゲートバルブ１３４を開けて、搬送ロボット１４２によりロボットチャンバ１４０を介して基板カバー着脱チャンバ１４８内の基板カバー着脱機構３０上に搬送される。但し、ここでは、基板１０１は、搬送ロボット１４２によって基板カバー着脱機構３０の３つの基板支持ピン４０上にそのまま降ろせばよい位置に搬入された後に、図９（ｂ）に示すように、搬送ロボット１４２のロボットハンド１４１に載せたままの状態で、レーザ変位計５３で計測可能な計測位置の高さに調整される。
【００３９】
基板位置計測工程（Ｓ１１２）として、計測処理部６４は、レーザ変位計５３を制御して、レーザ変位計５３は、基板カバー１０が基板１０１に装着されていない状態で、レーザ光１１を基板１０１の側面に照射して、基板１０１の位置を計測する。基板１０１の位置は、基板カバー１０の位置を計測した場合と同様の手法で計測すればよい。図７で説明したように、例えば、基準位置（Ｘ０，Ｙ０）からＸ’，Ｘ”の各位置における基板１０１の端面（側面）までのｙ方向の距離ΔＹ’、ΔＹ”と、基準位置（Ｘ０，Ｙ０）からＹ’の位置における基板１０１の端面（側面）までのｘ方向の距離ΔＸ’を計測する。かかる３点の位置情報により、計測座標系における基板１０１のｘ位置（ｘ２）とｙ位置（ｙ２）と回転位置（θ２）とを計測できる。ここでは、基板１０１の位置として、（ｘ２，ｙ２，θ２）を求めているが、これに限るものではなく、実施の形態１では、少なくともｘ，ｙ位置（ｘ２，ｙ２）が求められればよい。そして、基板カバー１０装着前に計測された基板１０１の位置情報は、記憶装置１１６に格納（記憶）される。
【００４０】
そして、計測処理部６４は、レーザ変位計５３から出力された位置データを用いて、基板１０１の位置を演算する。そして、位置ずれ演算部６６は、基板カバー１０が基板１０１に装着されていない状態で、基板１０１の基準位置に対する位置ずれ量（Δｘ２，Δｙ２，Δθ２）を演算する。かかる基板カバー１０装着前に計測された基板１０１の位置ずれ量（Δｘ２，Δｙ２，Δθ２）の情報は、記憶装置１１６に格納（記憶）される。
【００４１】
基板位置補正工程（Ｓ１１４）として、補正処理部６８は、上述した基板カバー１０の相対基準位置と、レーザ変位計５３によって計測された基板カバー１０の位置との間での基板カバー１０の位置ずれ量（Δｘ１，Δｙ１，Δθ１）分、基板１０１の位置をずらすことで基板１０１と基板カバー１０の相対位置を補正するように制御する。ここでは、まず、基板１０１自体の位置ずれ量（Δｘ２，Δｙ２，Δθ２）を基板１０１の基準位置に補正した上で、基板カバー１０の位置ずれ量（Δｘ１，Δｙ１，Δθ１）分基板１０１の位置をずらすように移動させると好適である。具体的に、ずらし量は、基板カバー１０の位置ずれ量（Δｘ１，Δｙ１，Δθ１）と基板１０１自体の位置ずれ量（Δｘ２，Δｙ２，Δθ２）との差分にすればよく、かかるずらし量だけ基板１０１の位置をずらすように移動させるとよい。これにより、基板１０１と基板カバー１０の相対位置を理想位置関係にできる。
【００４２】
実際の位置補正は、ｘ，ｙ方向のずらし量については、補正処理部６８の制御の下、搬送ロボット１４２によって補正する。ｘ，ｙ方向の位置ずれ量の補正は、搬送ロボット１４２のアームの位置を制御することで行う。具体的には、以下のように制御する。例えば、図９（ｂ）に示すように、搬送ロボット１４２のアーム（ロボットハンド）によって基板１０１を支持した状態から、補正処理部６８は、搬送ロボット１４２を制御して、基板カバー着脱機構３０に載置する基板１０１の位置をｘ，ｙ方向のずらし量だけ基板１０１の位置をずらすように制御する。搬送ロボット１４２は、補正部の一例である。次に、回転方向の位置ずれ量分だけ基板１０１の位置をずらす。
【００４３】
図１２は、実施の形態１における基板カバー着脱機構の構成および動作を示す概念図である。図１２では、基板位置補正工程（Ｓ１１４）からカバー取り付け工程（Ｓ１１６）までの動作を示している。
【００４４】
図１２（ａ）において、ｘ，ｙ方向のずらし量だけ基板１０１の位置をずらした後、搬送処理部６２は、かかるずれた状態の基板１０１を基板カバー着脱機構３０の３つの基板支持ピン４０上に載置する。そして、補正処理部６８の制御の下、３つの基板支持ピン４０と回転基台２１とによって構成される回転ステージによって、回転方向のずらし量だけ回転させることで、基板１０１の位置をずらす。このように回転方向の位置ずれ量（ずらし量）については、回転ステージを回転させることで補正する。回転ステージは、補正部の一例である。
【００４５】
図１２（ｂ）において、カバー取り付け工程（Ｓ１１６）として、カバー着脱処理部７０は、基板１０１の位置をずらすことによって基板１０１と基板カバー１０の相対位置が補正された基板１０１に基板カバー１０を装着する。具体的には、図１２（ａ）に示した状態から、図１２（ｂ）に示すように、昇降軸２８を下降させることで、基板カバー１０が基板１０１上に載置される。ここでは、基板カバー１０が取り付けられた基板１０１を搬出できるように、３つのアライメント支持部材２０，２２，２４が凸部１４よりも下方に位置するまで下降させる。
【００４６】
図１３は、実施の形態１における基板カバー着脱機構の構成および動作を示す概念図である。図１３では、カバー搭載基板計測位置移動工程（Ｓ１１８）からカバー搭載基板位置補正工程（Ｓ１２４）までの動作を示している。
【００４７】
図１３（ａ）において、カバー搭載基板計測位置移動工程（Ｓ１１８）として、搬送処理部６２の制御の下、搬送ロボット１４２は、自身のロボットハンド１４１を基板１０１の裏面下方に差し入れ、基板カバー１０が取り付けられた基板１０１を持ち上げる。そして、搬送ロボット１４２のロボットハンド１４１に載せたままの状態で、基板１０１をレーザ変位計５３で計測可能な計測位置の高さに調整する。
【００４８】
そして、基板位置計測工程（Ｓ１２０）として、計測処理部６４の制御の下、レーザ変位計５３によって、描画部１５０によって描画される前に、基板カバー１０が基板１０１に装着された状態で基板１０１の位置を計測する。計測方法は上述した内容と同様である。
【００４９】
そして、基板位置ずれ演算工程（Ｓ１２２）として、計測処理部６４は、レーザ変位計５３から出力された位置データを用いて、基板１０１の位置を演算する。そして、位置ずれ演算部６６は、基板カバー１０が基板１０１に装着された状態で、基板１０１の基準位置に対する位置ずれ量（Δｘ３，Δｙ３，Δθ３）を演算する。かかる基板カバー１０装着後に計測された基板１０１の位置ずれ量（Δｘ３，Δｙ３，Δθ３）の情報は、記憶装置１１６に格納（記憶）される。
【００５０】
カバー搭載基板位置補正工程（Ｓ１２４）として、レーザ変位計５３によって計測された基板１０１の位置について、基板１０１の基準位置からの位置ずれ量を補正する。具体的には、ｘ，ｙ方向の位置ずれ量（Δｘ３，Δｙ３）については、補正処理部６８の制御の下、搬送ロボット１４２によって補正する。補正手法は上述した内容と同様である。そして、補正後は、基板１０１を基板カバー着脱機構３０の３つの基板支持ピン４０上に載置する。また、回転方向の位置ずれ量（Δθ３）については、図１３（ｂ）に示すように、補正処理部６８の制御の下、回転ステージを回転させることによって補正される。
【００５１】
以上のように基板カバー１０と基板１０１の相対位置関係を補正後、基板カバー１０搭載基板１０１の位置ずれを補正する。これにより、基板カバー１０と基板１０１の相対位置関係も高精度にアライメントできると共に、基板１０１の位置も高精度にアライメントできる。そして、これらの位置ずれ量が補正された、基板カバー１０が装着された基板１０１は、搬送ロボット１４２によって、その後、ゲートバルブ１３６を開けて、描画室１０３のＸＹステージ１０５上に搬送される。そして、ゲートバルブ１３６を閉めた後、ＸＹステージ１０５上の基板１０１には所定のパターンが描画される。
【００５２】
描画工程（Ｓ１２６）として、描画部１５０は、基板カバー１０が基板１０１に装着された状態で、電子ビーム２００を用いて、位置ずれ量が補正された基板１０１上へパターンを描画する。具体的には、まず、描画データ処理部６０が、記憶装置１１４から描画データを読み出し、複数段のデータ変換処理を行って装置固有のショットデータを生成する。ショットデータは記憶装置１４４に一時的に格納される。そして、描画制御部７２は、かかるショットデータに沿って、制御回路１１２を制御し、描画部１５０を駆動する。そして、描画部１５０内では、以下のように動作する。
【００５３】
照射部の一例となる電子銃２０１から放出された電子ビーム２００は、照明レンズ２０２により矩形例えば長方形の穴を持つ第１のアパーチャ２０３全体を照明する。ここで、電子ビーム２００をまず矩形例えば長方形に成形する。そして、第１のアパーチャ２０３を通過した第１のアパーチャ像の電子ビーム２００は、投影レンズ２０４により第２のアパーチャ２０６上に投影される。かかる第２のアパーチャ２０６上での第１のアパーチャ像の位置は、偏向器２０５によって偏向制御され、ビーム形状と寸法を変化させる（可変成形させる）ことができる。その結果、電子ビーム２００はショット毎にその都度、可変成形される。そして、第２のアパーチャ２０６を通過した第２のアパーチャ像の電子ビーム２００は、対物レンズ２０７により焦点を合わせ、偏向器２０８により偏向される。その結果、連続移動するＸＹステージ１０５上の基板１０１の所望する位置に照射される。以上の動作で、複数のショットの電子ビーム２００を照射し、各ショットにより形成されたショット図形を繋ぎ合わせることで所望のパターンが描画される。
【００５４】
描画が終了すると、ゲートバルブ１３６を開けて、描画室１０３のＸＹステージ１０５から搬送ロボット１４２により基板カバー１０が装着された基板１０１をロボットチャンバ１４０内に移動する。そして、ゲートバルブ１３６を閉めた後、基板カバー着脱チャンバ１４８内に搬入される。
【００５５】
図１４は、実施の形態１における基板カバー着脱機構の構成および動作を示す概念図である。図１４では、カバー取り外し工程（Ｓ１２８）の動作を示している。
【００５６】
図１４において、カバー取り外し工程（Ｓ１２８）として、カバー着脱処理部７０は、描画終了後、基板カバー１０が装着された基板１０１から基板カバー１０を取り外す。具体的には以下のように動作する。搬送ロボット１４２は、まず、昇降軸２８が下降した状態のまま基板カバー１０が装着された基板１０１を３つの基板支持ピン４０上に載置する。かかる状態で、昇降軸２８を上昇させることで、図１４に示すように、基板１０１から基板カバー１０が取り外される。基板カバー１０が取り外されると以下のようにアライメントがなされると好適である。
【００５７】
図１５は、実施の形態１における３つのアライメント支持部材の上面の形状を示す概念図である。図１５（ａ）では、アライメント支持部材２０の上面図が、図１５（ｂ）では、アライメント支持部材２０の正面断面図が示されている。アライメント支持部材２０の上面には、円錐形の溝に形成された円錐溝部が形成されている。図１５（ｃ）では、アライメント支持部材２２の上面図が、図１５（ｄ）では、アライメント支持部材２２の正面断面図が示されている。アライメント支持部材２２の上面には、Ｖ字型の溝に形成されたＶ溝部が形成されている。そして、図１５（ｅ）では、アライメント支持部材２４の上面図が、図１５（ｆ）では、アライメント支持部材２４の正面断面図が示されている。アライメント支持部材２４の上面は、平面に形成された平面部が形成されている。そして、各アライメント支持部材２０，２２，２４は、基板カバー１０の半球状の凸部１４を載置する。アライメント支持部材２０，２２，２４は、着地した基板カバー１０の自重により基板カバー１０のアライメントを行なう。すなわち、１つの凸部１４が円錐溝部の傾斜に沿って移動することによってある１点に位置決めされる。また、別の１つの凸部１４がＶ溝部の傾斜によって平面方向のうちのある一方向に移動することによって位置決めされる。そして、残りの１つの凸部１４が平面部上で平面方向に対してフリーとなる。よって、円錐溝部によって位置決めされた点を規準に位置を確定することができる。また、図１５に示すように、アライメント支持部材２４の上面高さは、他の２つのアライメント支持部材２０，２２に凸部１４が載置された際の高さに一致するように形成される。ここで、アライメント支持部材２０，２２，２４と凸部１４との最大静止摩擦係数μを用いて、円錐溝部とＶ溝部のｚ軸に対する傾斜角θは、ｓｉｎθ×ｃｏｓθ＞２μを満たすように設定されると好適である。
【００５８】
以上のように構成するにことで、昇降軸２８を上昇させて基板カバー１０がアライメント支持部材２０，２２，２４と接触を開始しても、基板カバー１０の平面方向の移動（横すべり）は起こらない。或いは起こっても少量である。よって、基板カバー１０と基板１０１との摺動を抑制或いはさらに低減できる。その結果、基板１０１に摺動による引っかき傷をつけてしまうことを抑制或いはさらに低減できる。
【００５９】
搬出工程（Ｓ１３０）として、搬送処理部６２は、基板カバー１０が取り外された基板１０１を搬出する。具体的には、まず、搬送ロボット１４２のロボットハンド１４１を基板カバー１０が取り外された基板１０１の裏面側に差し込み、持ち上げる。そして、基板１０１が支持されたロボットハンド１４１を引き戻すことで、基板１０１は、ロボットチャンバ１４０に搬送される。そして、ゲートバルブ１３４を開けて、搬送ロボット１４２により基板１０１はロードロックチャンバ１３０内のステージに搬送される。そして、ゲートバルブ１３４を閉めた後、ゲートバルブ１３２を開けて、搬送ロボット１２２により基板１０１は搬出入口１２０に搬出される。
【００６０】
以上説明した搬送動作の際、各チャンバ内の真空度が下がった場合にはその都度真空ポンプ１７０が作動し、真空度を維持する。或いは、バルブ１７２又はバルブ１７４が開閉し、作動中の真空ポンプ１７０によって真空引きされ、所望する真空度を維持すればよい。
【００６１】
以上のように、実施の形態１によれば、位置ずれを解消するために高精度に位置を計測することができる。また、基板１０１と基板カバー１０間の位置ずれを高精度に抑制することができる。さらに、基板カバー１０を搭載した基板１０１の位置ずれについても高精度に補正できる。
【００６２】
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。上述した例では、回転ステージ機構が、回転方向の位置ずれ量（Δθ）を補正すると共に回転方向のずらし量だけ基板１０１をずらしているが、これに限るものではない。搬送ロボット１４２がｘ，ｙ方向位置の他に、さらに、回転方向位置の位置ずれ量（Δθ）を補正するすると共に回転方向のずらし量だけ基板１０１をずらすように構成してもよい。
【００６３】
また、上述した例では、基板カバー着脱機構３０に基板カバー１０のアライメント機能を付加しているが、これに限るものではない。上述した例では、基板カバー着脱機構３０上の基板カバー１０に位置ずれが生じていた場合でも、レーザ変位計５３で位置を計測して、基板１０１との相対位置関係を補正しているので、基板カバー着脱機構３０によってアライメントしなくても構わない。
【００６４】
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。例えば、描画装置１００を制御する制御部構成については、記載を省略したが、必要とされる制御部構成を適宜選択して用いることは言うまでもない。
【００６５】
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基板へのカバー着脱機構、基板へのカバー着脱方法、描画装置、及び描画方法は、本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００６６】
１０  基板カバー
１２  接点サポート部材
１４  凸部
１６  フレーム
１８  ピン
２０，２２，２４  アライメント支持部材
２１  回転基台
２３  回転軸
２６  昇降台
２８  昇降軸
３０  基板カバー着脱機構
４０  基板支持ピン
４９  ガラス窓
５３  変位センサ
５４  レーザ発光器
５５  受光器
６０  描画データ処理部
６１  メモリ
６２  搬送処理部
６４  計測部
６６  位置ずれ演算部
６８  補正処理部
７０  カバー着脱処理部
７２  描画制御部
１００  描画装置
１０１  基板
１０２  電子鏡筒
１０３  描画室
１０５  ＸＹステージ
１１０  制御計算機
１１２  制御回路
１１４，１１６  記憶装置
１２０  搬出入口
１２２，１４２  搬送ロボット
１３０  ロードロックチャンバ
１３２，１３４，１３６  ゲートバルブ
１４０  ロボットチャンバ
１４８  基板カバー着脱チャンバ
１５０  描画部
１６０  制御部
１７０  真空ポンプ
１７２，１７４，１７６  バルブ
２００  電子ビーム
２０１  電子銃
２０２  照明レンズ
２０３，４１０  第１のアパーチャ
２０４  投影レンズ
２０５，２０８  偏向器
２０６，４２０  第２のアパーチャ
２０７  対物レンズ
３３０  電子線
３４０  試料
４１１  開口
４２１  可変成形開口
４３０  荷電粒子ソース
【図１】
0005575169.tif 000002
【図２】
0005575169.tif 000003
【図３】
0005575169.tif 000004
【図４】
0005575169.tif 000005
【図５】
0005575169.tif 000006
【図６】
0005575169.tif 000007
【図７】
0005575169.tif 000008
【図８】
0005575169.tif 000009
【図９】
0005575169.tif 000010
【図１０】
0005575169.tif 000011
【図１１】
0005575169.tif 000012
【図１２】
0005575169.tif 000013
【図１３】
0005575169.tif 000014
【図１４】
0005575169.tif 000015
【図１５】
0005575169.tif 000016
【図１６】
0005575169.tif 000017