(57)【要約】【課題】重ね合わせ精度およびスループットの点で有利な描画装置を提供する。【解決手段】描画装置２００は、複数の荷電粒子線で基板にパターンを描画する描画部２０６（２０６ａ〜２０６ｊ）を複数含み、複数の描画部２０６が並行して処理を行う。この描画装置２００は、基板の平坦度を計測する計測部２０５を有する。また、複数の描画部２０６のそれぞれは、複数の荷電粒子線を基板に対して射出する荷電粒子光学系と、荷電粒子光学系の軸に対する各荷電粒子線の傾斜のデータと、計測部が計測した平坦度のデータとにより決まるパターンの歪みを補償するように、荷電粒子光学系の動作を制御する制御部とを有する。【選択図】図１４
2014120746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の荷電粒子線で基板にパターンを描画する描画部を複数含み、該複数の描画部が並行して処理を行う描画装置であって、
前記基板の平坦度を計測する計測部を有し、
前記複数の描画部のそれぞれは、
前記複数の荷電粒子線を前記基板に対して射出する荷電粒子光学系と、
前記荷電粒子光学系の軸に対する各荷電粒子線の傾斜のデータと、前記計測部が計測した前記平坦度のデータとにより決まる前記パターンの歪みを補償するように、前記荷電粒子光学系の動作を制御する制御部と、を有する、
ことを特徴とする描画装置。
【請求項２】
前記計測部での処理時間は、前記複数の描画部が前記基板に対する処理を順次完了する時間間隔以下の時間である、ことを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
【請求項３】
前記時間間隔は、前記描画部での処理時間を前記描画部の総数で除して得られる時間である、ことを特徴とする請求項２に記載の描画装置。
【請求項４】
前記計測部を複数有する、ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の描画装置。
【請求項５】
前記複数の計測部が前記基板に対する処理を順次完了する時間間隔は、前記複数の描画部が前記基板に対する処理を順次完了する時間間隔以下である、ことを特徴とする請求項４に記載の描画装置。
【請求項６】
複数の荷電粒子線で基板にパターンを描画する描画部を複数含み、該複数の描画部が並行して処理を行う描画装置であって、
前記基板の平坦度を計測する計測部と、
前記計測部の制御を行う第１制御部と、を有し、
前記複数の描画部のそれぞれは、
前記複数の荷電粒子線を前記基板に対して射出する荷電粒子光学系と、
前記荷電粒子光学系の軸に対する各荷電粒子線の傾斜のデータと、前記計測部が計測した前記平坦度のデータとにより決まる前記パターンの歪みを補償するように、前記荷電粒子光学系の動作を制御する第２制御部と、
を有し、
前記第１制御部は、前記計測部での処理時間が、前記複数の描画部が前記基板に対する処理を順次完了する時間間隔以下の時間となるように、前記計測部の計測動作を制御する、
ことを特徴とする描画装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の描画装置を用いて基板に描画を行う工程と、
前記工程で描画を行われた前記基板を現像する工程と、
を含むことを特徴とする物品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の描画部を含む描画装置、およびそれを用いた物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の荷電粒子線（例えば電子線）の偏向走査およびブランキングを制御することで基板に描画を行う描画装置が知られている。例えば、半導体デバイスの製造に用いられる描画装置において、半導体プロセスのｎ番目のレイヤー（ｎレイヤー：以下、ｎは自然数）のデバイスパターンに対して、（ｎ＋１）番目のレイヤー（（ｎ＋１）レイヤー）のデバイスパターンを描画すると想定する。この場合、描画前には、基板に形成されているｎレイヤーのパターンに対して（ｎ＋１）レイヤーのパターンを重ね合わせて描画を行うためのアライメント計測が行われる。このアライメント計測では、ウエハ上に形成されている複数のアライメントマークの位置を、オフアクシスアライメントスコープ（ＯＡＳ）などを用いて計測し、その計測値に基づいてウエハ上に形成されている各ショットの位置を求める。描画装置は、このようにして求められた各ショットの位置にしたがって、基板を移動させて、各ショットのｎレイヤーのパターンに対して（ｎ＋１）レイヤーのパターンを重ね合わせて描画を行う。
【０００３】
ここで、ウエハ表面に対する荷電粒子線の入射方向の垂直方向（基板表面に対して垂直な方向）からのずれ量もしくはずれの程度をテレセントリシティ、またはその略語としてのテレセンという言葉を用いて「テレセン性」または「テレセン度」というものとする。特許文献１は、テレセン度が低いために描画されたパターンに歪みが発生する問題点を挙げ、その解決策として上記のずれ量を計測し、それを補正する描画システムを開示している。また、特許文献２は、ベースライン計測を高精度に行うために、テレセン性の良好な荷電粒子線を用いて、ウエハステージ上に形成された基準マークの位置を計測する描画装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１０９２３５号公報
【特許文献２】特開２０１２−４４６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、ウエハの平坦度（平面度）は、１μｍ程度である。そのようなウエハに描画を行うと、その程度のデフォーカス量（１μｍ）とテレセン度（例えば１ｍＲａｄ）との積としての１ｎｍ程度だけ、ウエハ上で荷電粒子線が横ずれすることになる。近年の半導体デバイスの微細化の要求を満足するためには、１ｎｍ程度の横ずれも、無視できるものとはいえない。しかしながら、特許文献１または２に示される描画装置では、テレセン性を考慮しているものの、ウエハの平坦度は考慮していない。さらに、描画装置において、単位時間におけるウエハ処理枚数（スループット）は重要な性能である。
【０００６】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、例えば、重ね合わせ精度およびスループットの点で有利な描画装置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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、複数の荷電粒子線で基板にパターンを描画する描画部を複数含み、複数の描画部が並行して処理を行う描画装置であって、基板の平坦度を計測する計測部を有し、複数の描画部のそれぞれは、複数の荷電粒子線を基板に対して射出する荷電粒子光学系と、荷電粒子光学系の軸に対する各荷電粒子線の傾斜のデータと、計測部が計測した平坦度のデータとにより決まるパターンの歪みを補償するように、荷電粒子光学系の動作を制御する制御部と、を有する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、例えば、重ね合わせ精度およびスループットの点で有利な描画装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る描画装置の構成を示す図である。
【図２】電子ビームの基準位置計測を説明する図である。
【図３】基本的な描画処理を説明するための描画レイアウトを示す図である。
【図４】基本的な描画処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】テレセンマップの一例を示す図である。
【図６】ウエハの平坦度を示す図である。
【図７】ウエハの表面上で発生する位置ずれ量を示す図である。
【図８】電子ビームのテレセン度とウエハ平坦度との一例を示す図である。
【図９】描画データの補正の流れを示すフローチャートである。
【図１０】１つの電子ビームにおけるブランカーデータを示す図である。
【図１１】ビームグリッド上のデータとデータグリッドとの関係を示す図である。
【図１２】ビームグリッドにおける描画データの補正結果の一例を示す図である。
【図１３】描画システムにおける１枚のウエハに対する処理の流れを示す図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係る描画システムの構成を示すブロック図である。
【図１５】描画システムにおけるタイムチャートである。
【図１６】ロードロック室の処理を明示した描画システムのタイムチャートである。
【図１７】定常状態が十分に長い場合の時間に対する生産量を示すグラフである。
【図１８】ユニットが多い場合の時間に対する生産量を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。
【００１１】
まず、本発明の第１実施形態に係る描画装置（描画システム）について説明する。本実施形態に係る描画装置は、複数の荷電粒子線を偏向させ、かつ、荷電粒子線のブランキング（照射のＯＦＦ）を個別に制御することで、所定のパターンを基板上の所定の位置に描画するマルチビーム方式の描画部を複数含むクラスタシステムである。ここで、荷電粒子線は、例えば、電子線（電子ビーム）やイオン線（イオンビーム）などをいうが、本実施形態では一例として電子ビームであるものとして説明する。また、被処理体としての基板は、例えば、単結晶シリコンからなるウエハであり、表面上には感光性のレジストが塗布されている。この描画装置の説明に先立ち、まず、本実施形態に係る描画装置に採用し得る描画部として、１つの描画部１００の構成について説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態に係る描画装置に採用し得る描画部１００の構成を示す概略図である。なお、図１では、ウエハ９に対する電子ビームのノミナルの照射方向にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内に互いに直交するＸ軸およびＹ軸を取っている。電子源１から放射される電子ビームは、ビームを整形する光学系２を介して、電子源１の像３を形成する。像３からの電子ビームは、コリメータレンズ４によって略平行の電子ビームとなる。略平行の電子ビームは、アパーチャアレイ５を通過する。アパーチャアレイ５は、複数の開口を有し、電子ビームを複数の電子ビームに分割する。アパーチャアレイ５で分割された複数の電子ビームは、静電レンズが複数形成された静電レンズアレイ６により、像３の中間像を形成する。中間像面には、静電型の偏向器であるブランカーが複数設置されたブランカーアレイ７が配置されている。中間像面の下流には、２段の対称磁気ダブレットレンズ８１、８２で構成された電子光学系（荷電粒子光学系）８が配置され、複数の中間像がウエハ９上に投影される。電子光学系８は、Ｚ方向の軸を有し、複数の電子ビームをウエハ９の表面に射出し結像させる電子光学系を構成している。ブランカーアレイ７で偏向された電子ビームは、ブランキングアパーチャ１６によって遮断されるため、ウエハ９には照射されない。一方、ブランカーアレイ７で偏向されない電子ビームは、ブランキングアパーチャ１６によって遮断されないため、ウエハ９に照射される。下段のダブレットレンズ８２内には、複数の電子ビームを同時にＸ、Ｙ方向の所望の位置に変位させる偏向器１０、および複数の電子ビームのフォーカスを同時に調整するフォーカスコイル１２が配置されている。ウエハステージ（ステージ）１３は、ウエハ９を保持し、Ｘ、Ｙ方向に移動可能である。ウエハステージ１３上には、ウエハ９を吸着するためのウエハチャック（静電チャック）１５が設置されている。電子ビームのウエハ９の照射面位置における形状の測定は、ナイフエッジを含む検出器１４により行われる。さらに、スティグメータ１１は、電子光学系８の非点収差を調整する。なお、描画部１００を構成する上記複数の要素の制御は、制御部（第２制御部）Ｃ（図２参照）が統括する。
【００１３】
描画部１００は、ウエハステージ１３をステップ・アンド・リピート動作またはスキャン動作により移動させながら、電子ビームを適宜偏向させることで、ウエハ９上の複数のショット（描画領域）にパターンを描画する。このパターンを描画するに際し、描画部１００は、ウエハステージ１３に対する電子ビームの基準位置を計測しておく必要がある。その基準位置の計測は、オフアクシスのアライメントスコープと電子ビームとを用いて、以下のように行われる。
【００１４】
図２は、電子ビームの基準位置計測を説明するための、図１に示す描画部１００のウエハ９周辺の拡大図である。まず、図２（ａ）において、ウエハステージ１３上には基準マーク台２０が設置されており、その基準マーク台２０には、基準マーク２１が形成されている。この基準マーク２１の画像をオフアクシスのアライメントスコープ２２にて検出して、アライメント光学系制御部Ｃ２にて画像信号の処理を行い、アライメントスコープ２２の光軸に対する基準マーク２１の位置を特定する。このとき、ウエハステージ位置検出部Ｃ４は、ウエハステージ１３上に設置されたミラー２３ａを含む測長用干渉計２３ｂを用いてウエハステージ１３の位置Ｐ１を計測し、この位置Ｐ１の情報を、主制御部Ｃ１を介してメモリＭに記憶する。アライメントスコープ２２は、基準マーク２１に光を照射し照射された光の反射光を検出して基準マーク２１の位置を計測する。測長用干渉計２３ｂは、ウエハステージ１３のＺ方向および電子光学系８の軸に直交するＸ、Ｙ方向におけるウエハステージ１３の位置を検出する検出器の１つである。次に、図２（ｂ）に示すように、ウエハステージ制御部Ｃ３は、基準マーク２１を電子ビームによる描画位置に移動させ、主制御部Ｃ１は、電子ビームによる基準マーク２１の位置Ｐ２を検出する。本実施形態では、ウエハステージ１３をスキャン駆動しながら、基準マーク２１から反射した２次電子を、電子光学系制御部Ｃ５が電子ビーム検出器２４に検出させることにより、位置Ｐ２を特定している。位置Ｐ１と位置Ｐ２とを検出した際の、それぞれのウエハステージ位置（座標位置）の差から、アライメント光学系のウエハ９上での計測位置と、電子ビームのウエハ９上での計測位置の差であるベースラインＢＬが計測される。
【００１５】
次に、描画部１００による基本的な描画処理について説明する。図３は、基本的な描画方法を説明するための描画レイアウトを示す概略図である。なお、図３に示す例では、Ｘ方向を主偏向とし、Ｙ方向を副偏向とする。また、電子ビームは、Ｘ方向にｍ本、Ｙ方向にｎ本配置されているものとする。まず、各電子ビームの描画エリア５００の左上の描画グリッド５０１に電子ビームが照射されるように、Ｘ、Ｙ方向の偏向器１０、ウエハステージ１３が制御される。ここで、ブランカーアレイ７が駆動され、描画データによって描画グリッド５０１ごとに定められた所定の時間だけ電子ビームが照射されて描画が行われる。電子ビームは、Ｘ方向の偏向器によって主偏向（Ｘ）右方向に順次移動していき、それに伴い、次々とグリッドの描画が行われる。１行分の描画が終了すると、Ｘ方向の偏向器は、左端に戻り、次の行の描画を開始する。このとき、ウエハステージ１３は、副偏向（Ｙ）上方向に等速で移動している。Ｙ方向の偏向器は、ウエハステージ１３の移動に追従して偏向量を調整し、１行分の描画が終了すると次の行の描画のため初期位置に戻る。したがって、Ｙ方向の偏向器は、１行分のグリッド幅の偏向ができるようになっている。これを繰り返すことで、各電子ビームの描画エリア５００の描画を行うことができる。
【００１６】
描画部１００では、描画のための電子ビームの減衰を避けるために、環境を真空にする必要がある。そのため、ウエハ平坦度を描画部１００内で行う場合には、計測も真空中で行う必要がある。この場合の平坦度を計測する方法は、光による三角測量（斜入射＋像ズレ方式）や静電容量センサーなどを使用する方法が考えられる。この計測方法を真空内で行うことができれば、どんな方法でも本発明では限定する必要はない。なお、再度後述するが、描画装置２００では、この平坦度計測は、この描画部１００に相当する描画ステーション２０６ではなく、独立したメトロロジーステーション２０５にて実施されるものとしている。
【００１７】
図４は、基本的な描画処理の流れを示すフローチャートである。まず、ウエハ９の搬入から搬出までの一連の描画処理に先立ち、主制御部Ｃ１は、事前に複数の電子ビームのテレセン度を計測させる（ステップＳ１００）。そして、主制御部Ｃ１は、ステップＳ１００にて計測されたテレセン度（垂直性からのずれ量：傾斜）をテレセンマップとしてデータベース化しておく（ステップＳ１０１）。図５は、一例として、ウエハ９上のあるショットＳ１における複数の電子ビームのテレセンマップを示す模式図である。図５では、Ｘ方向にｍ本、Ｙ方向にｎ本の電子ビームのテレセンマップを例示しており、例えば、電子ビームｅｉｊ（ｉ＝１〜ｎ、ｊ＝１〜ｍ、以下同様）のテレセン度は、（θｘ＿ｉｊ、θｙ＿ｉｊ）である。さらに、隣り合う電子ビームの間隔は、Ｘ方向では、図３に示す主偏向（Ｘ）方向の幅と同一でＬｘ、Ｙ方向では、副偏向（Ｙ）方向の幅と同一でＬｙである。
【００１８】
次に、一連の描画処理として、主制御部Ｃ１は、ウエハステージ１３（ウエハチャック１５）上にウエハ９を搬入させ、アライメント計測が実施できるようにするためのプリフォーカスを実施させる（ステップＳ１０２）。次に、主制御部Ｃ１は、アライメントスコープ２２により、ウエハ９に対するアライメント計測（例えばグローバルアライメント計測）を実施させる（ステップＳ１０３）。
【００１９】
次に、主制御部Ｃ１は、描画対象であるウエハ９の全面に対する平坦度の計測を実施させる（ステップＳ１０４）。この計測に用い得る計測装置または計測方法は、特に限定するものではなく、必要な計測精度が得られるものであればよい。図６は、ウエハ９の平坦度を示す模式図である。図６では、便宜的にベクトルの方向で平坦度の方向を示し、ベクトルの大きさで平坦度の大きさを示している。平坦度は、隣り合う電子ビームの間隔Ｌｘ、Ｌｙ（不図示）と同一ピッチに求められており、電子ビームｅｉｊに対応する平坦度は、ΔＺ＿ｉｊである。なお、平坦度の制御分解能は、電子ビームの間隔と同一であるが、必ずしも電子ビームの間隔と同じピッチで計測する必要はない。平坦度の計測は、これより粗いピッチで計測しておき、電子ビームの間隔で内挿したものを使用してもよい。
【００２０】
次に、主制御部Ｃ１は、ステップＳ１０１にて取得し保存しているテレセンマップと、ステップＳ１０４にて得られたウエハ９の平坦度の情報とに基づいて、ウエハ９の表面上における電子ビームの位置ずれ量を算出する（ステップＳ１０５）。図７は、各電子ビームのテレセン度と平坦度との積からウエハ９の表面上で発生する位置ずれ量を示す模式図である。例えば、電子ビームｅｉｊにおいては、位置ずれ量は、（ｄｘ＿ｉｊ、ｄｙ＿ｉｊ）で表される。以下、この位置ずれ量を具体的に求める方法について説明する。
【００２１】
図８は、電子ビーム（３本）のテレセン度と、ウエハ平坦度との一例を示す概略図である。ここでは、Ｘ方向の位置ずれについて説明するが、Ｙ方向の位置ずれについても同様である。また、電子ビームをｅｉとし、電子ビームの間隔をＬ（Ｌｘ）とし、テレセン度をθｉ（反時計まわりをプラス）とし、ウエハ平坦度（紙面下をプラス）をΔＺとし、位置ずれ量をｄｘｉとする。さらに、各電子ビームのベストフォーカス面での位置ずれは、補正済みであるとする。ベストフォーカス面の決定方法としては、ＲＭＳ最小という観点から、ウエハ面のデータに対して最小二乗近似をして求める方法や、極端にデフォーカスする箇所をなくすという観点から、ウエハ面の各データとの差分の最大値が最小となる面を決定する方法がある。このように、ベストフォーカス面の決定方法は、どのような方法を用いてもよく、特に限定するものではない。
【００２２】
例えば、電子ビームｅ１は、テレセン度が＋θ１であり、ウエハ９のベストフォーカス面から＋ΔＺの位置で描画されている。この場合、ウエハ９上での位置ずれ量ｄｘ１は、以下の式（１）で求められる。
【００２３】
【数１】
2014120746.tif 000003
【００２４】
同様に、電子ビームｅ３は、テレセン度が＋θ３であり、ウエハ９のベストフォーカス面から−ΔＺの位置で描画されている。この場合、ウエハ９上での位置ずれ量ｄｘ３は、以下の式（２）で求められる。
【００２５】
【数２】
2014120746.tif 000004
【００２６】
なお、電子ビームｅ２については、テレセン度θ２が小さく、ウエハ平坦度もベストフォーカス付近であるため、ウエハ９上での位置ずれ量ｄｘ２が小さい。
【００２７】
次に、主制御部Ｃ１は、ステップＳ１０５にて求められたウエハ９上での位置ずれ量を低減するように、予め生成されている描画データを補正（再生成）する（ステップＳ１０６）。図９は、このステップＳ１０６における描画データの補正の流れを示すフローチャートである。ここで、複数の電子ビーム（電子ビームｅ１１〜ｅｎｍ）を、１つの偏向器で一括して制御する場合、これら複数の電子ビームを個別に偏向制御することはできない。したがって、個別の電子ビームに関しては、描画データを補正することにより、描画誤差を低減させることが必要となる。そこで、まず、主制御部Ｃ１は、複数の電子ビームのうち、１つの電子ビームを選択する（ステップＳ２０１）。
【００２８】
次に、主制御部Ｃ１は、描画データの補正に必要な関係式を求める（ステップＳ２０２）。なお、本実施形態では、特に同一の電子ビームのＸ方向の偏向範囲Ｌｘ、およびＹ方向の偏向範囲Ｌｙ内においては、シフト量、偏向による回転誤差、および倍率誤差は、一意に決定すると仮定する。
【００２９】
図１０は、選択された１つの電子ビーム（例えば電子ビームｅ１１）におけるブランカーデータ、すなわち、データグリッド３００と、実際にウエハ９上に描画されたときのビームグリッド３０１とを示す概略図である。特に、図１０中の矢印は、電子ビームｅ１１を偏向させることにより、データグリッド３００上データがビームグリッド３０１上に描画される例を示している。電子ビームｅ１１の偏向していない場合の原点Ｏは、点Ｏ´に描画される。点Ｏ´のシフト量は、前述の電子ビームのテレセン度とウエハ平坦度との積から求められる位置ずれ量（ｄｘ＿１１，ｄｙ＿１１）に相当する。なお、原点Ｏは、偏向範囲Ｌｘ、Ｌｙにおいて左上に示しているが、偏向範囲Ｌｘの中心においてもよい。図１０に示すように、本実施形態を適用しない場合には、データグリッド３００上のあるデータＰがそのままデータＰ´に描画されるため、所望のパターン（この場合３×３のホールパターン）が描画されない。
【００３０】
ウエハ９上のビームグリッド３０１におけるデータＰ´の座標Ｐ´（ｘ´，ｙ´）は、以下の式（３）で表される。
【００３１】
【数３】
2014120746.tif 000005
【００３２】
ここで、ｄｘ、ｄｙは、電子ビームのシフト成分を示し、ｍｘ、ｍｙは、電子ビームの偏向に伴う倍率成分を示し、θｘ、θｙは、回転成分を示す。また、ｘ´、ｙ´は、一般に以下の式（４）のように、ｘ、ｙの一次式で表される。なお、ｘ´、ｙ´は、式（４）のような一次式に限らず、必要に応じてｘ、ｙの多項式で表わすこともできる。
【００３３】
【数４】
2014120746.tif 000006
【００３４】
また、シフト成分ｄｘ、ｄｙは、電子ビームｅｉｊとウエハ平坦度ΔＺとから求められる位置ずれ量であり、以下の式（５）で表される。
【００３５】
【数５】
2014120746.tif 000007
【００３６】
次に、主制御部Ｃ１は、ステップＳ２０２にて求めた関係式を用いて描画データを補正する（ステップＳ２０３）。図１１は、この描画データ補正時のビームグリッド３０１上のデータＰ´と元のデータグリッド３００との位置関係を示す概略図である。ビームグリッド３０１の３×３のデータは、簡単のために、すべてフルのビーム強度のデータとする。例えば、データグリッド３００上のデータＰ１は、ウエハ９上でのビームグリッド３０１のデータＰ１´に描画される。データＰ１´は、元のデータグリッド３００の描画領域に完全に入っているため、描画データをフルのビーム強度で描画する。一方、データグリッド３００上のデータＰ２は、ウエハ９上でのビームグリッド３０１のデータＰ２´に描画されるが、図１１に示すように、元の描画パターンの描画される領域と描画されない領域とをまたいでいる。この場合、主制御部Ｃ１は、描画データを、データＰ２´の領域内にある元のデータグリッド３００上の周辺データの面積の割合から計算して補正する。例えば、描画領域が６０％で、描画されない領域が４０％であれば、主制御部Ｃ１は、描画データをフルのビーム強度に対して６０％に補正する。描画データを周辺データから補間する方法としては、ビームグリッド３０１上のデータＰ´の任意の座標Ｐ´（ｘ´，ｙ´）に対して、データＰ´のまわりの元のデータグリッド３００における周辺４画素の線形補間を行ってもよい。また、周辺１６画素を用いて、バイキュービック補間を行うことで、描画データを補正してもよい。図１２は、ビームグリッド３０１における描画データを補正した結果の一例を示す概略図である。電子ビームｅ１１に対して、ビーム強度が補正されながら、データグリッド３００の描画データからビームグリッド３０１の描画データが補正されている。
【００３７】
そして、主制御部Ｃ１は、描画データの補正が、すべての電子ビーム（電子ビームｅ１１〜ｅｎｍ）に対してなされたかどうかを判断する（ステップＳ２０４）。ここで、主制御部Ｃ１は、すべての電子ビームに対して上記補正がなされていないと判定した場合には（ＮＯ）、ステップＳ２０１に戻り補正を繰り返す。例えば、これまでの例であげた電子ビームｅ１１とは別の電子ビームｅ１２に対しては、テレセン度とウエハ平坦度とから算出される位置ずれ量は、（ｄｘ＿１２，ｄｙ＿１２）となり、電子ビームｅ１１とは異なる。そこで、主制御部Ｃ１は、電子ビームｅ１２に対しても、同様にシフト成分ｄｘ＿１２、ｄｙ＿１２を用いて、ビームグリッド３０１の描画データを補正する。一方、主制御部Ｃ１は、ステップＳ２０４にてすべての電子ビームに対して上記補正がなされたと判定した場合には（ＹＥＳ）、描画データの補正処理を終了する。
【００３８】
図４に戻り、主制御部Ｃ１は、次に、補正された描画データに基づいて、パターンの描画を実施させる（ステップＳ１０７）。そして、主制御部Ｃ１は、ウエハ９上に所望のパターンを描画後、ウエハ９を描画部１００外へ搬出し（ステップＳ１０８）、すべての処理を終了する。
【００３９】
なお、ステップＳ１０４でのウエハ９の平坦度の計測は、ウエハ９の全面に対して一度に実施するものに限らず、あるショットに対して描画前にそのショット分を計測して、描画データを求め、描画を行うものとしてもよい。また、ステップＳ１０３でのアライメント計測についても、グローバルアライメントに限らず、例えば、各ショットに対する描画前にアライメントを行う、ダイバイダイアライメントにより実施するものとしてもよい。
【００４０】
このように、描画部１００によれば、電子ビームのテレセン度とウエハの平坦度とを考慮したシフト成分、および偏向による回転誤差や倍率誤差を補正する、言い換えれば、描画されるパターンの歪みを補償することができ、描画精度を向上させることができる。
【００４１】
ここまで、描画部１００単体について説明した。以下、この描画部１００を描画ステーションとして複数含む本実施形態に係る描画装置について説明する。描画部１００では、ウエハ９に描画する処理能力であるスループットは、例えば１台で１０枚／時（１時間あたりの処理枚数）である。そこで、描画装置として描画ステーションを複数台併せて使用するクラスタシステムを構築することで、スループットを向上させることができる。例えば、描画ステーションを１０台併せたクラスタシステムとすると、ユーザー側としては、描画装置全体として１００枚／時のスループットの装置と考えて使用することができる。これは、描画装置を、同程度のスループットである露光装置と併用することを容易とする点でも有利である。
【００４２】
まず、本実施形態に係るクラスタシステムにて実施される、ある１枚のウエハに対する処理工程について説明する。図１３は、いわゆるリソセルと呼ばれる、ウエハ９上にレジストを塗布かつ現像する装置（コーター・ディベロッパー）と描画部との１つの組での処理を表現したフローチャートおよびタイムチャートを示す図である。まず、図１３（ａ）に示すフローチャートを参照すると、この例では、ウエハ９に対する処理が開始されると（ＷｉＰ：Wafer in Process）、ステップＳ３０１〜Ｓ３０６の各処理が、それぞれのユニット（処理部）で順次実施される。各ステップに対応する処理は、それぞれ、レジスト塗布、ウエハ  クランプ、ロードロックｉｎ（大気圧から真空に）、ウエハ  メトロロジー（フォーカス、アライメント計測）、描画、ロードロックｏｕｔ（真空から大気圧に）、および現像である。一方、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）に関連して、各ユニットでの処理時間を、実際に経過する時間におおよそ対応するように示したタイムチャートである。上記各ユニットでの処理時間は、図１３（ｂ）に示すように、それぞれＴ１〜Ｔ７だけ順次要する。
【００４３】
次に、本実施形態に係る描画装置２００の構成とその処理動作について説明する。図１４は、描画ステーションを１０台使用すると想定した場合の描画装置２００の構成を示すブロック図である。コーター・ディベロッパー２０１は、描画装置２００に搬送された複数のウエハ９にレジストを塗布し、処理対象となるウエハ９をクランプステーション２０２に搬送する。クランプステーション２０２は、コーター・ディベロッパー２０１から受け取ったウエハ９を、チャックステーション２０３から供給されるウエハチャック１５に位置合わせした後に保持（クランプ）させる。ウエハ９に対して対流熱伝達がない真空環境下で描画すると、電子ビームの熱エネルギーがウエハ９に蓄熱する。そこで、クランプステーション２０２では、ウエハ９の伝熱経路を作り、ウエハ９とウエハチャック１５とを低熱抵抗で接続する。この低熱抵抗で接続する手段としては、例えば、ウエハ９とウエハチャック１５との間に低熱抵抗媒体としてのガスや液体を封入する機構が挙げられる。なお、このクランプ処理には、上記ガスや液体の供給回収機構が必要になるため、描画ステーション２０６にこのような機構を実装する構成とすると構造が複雑になる。そこで、描画ステーション２０６の構造の複雑化を避けるため、上記のように、その前段階のクランプステーション２０２にてクランプ処理を実施することが望ましい。ロードロック室２０４（２０４ａ〜２０４ｃ）は、ウエハ９を保持したウエハチャック１５を受け取り、その内部で真空排気を実施する。このとき、ロードロック室２０４は、その内部を、大気圧またはクランプステーション２０２での環境圧力から、高真空下のメトロロジーステーション２０５とのウエハ搬送が可能な圧力にまで減圧する。ウエハ搬送が可能な圧力としては、ロードロック室２０４とメトロロジーステーション２０５との間のゲートバルブ（不図示）が開いたときに、パーティクルの巻き上げや、ロードロック室環境の水分流入などが許容される両チャンバー間の差圧下限値が適用される。なお、図１４では、ロードロック室２０４の設置数を３つとしているが、この設置数の決定方法については後述する。メトロロジーステーション（計測部）２０５は、ロードロック室２０４からウエハ９を保持したウエハチャック１５を受け取り、ウエハ９とウエハチャック１５とのアライメント計測処理、および前述のウエハ平坦度などの形状計測処理を実施する。描画ステーション２０６（２０６ａ〜２０６ｊ）は、前述のとおり、それぞれ描画部１００に対応し、ウエハ９を保持したウエハチャック１５をウエハステージ１３に搭載した後、ウエハ９と電子ビームの基準位置とをアライメントした上で、描画を実施する。描画ステーション２０６のいずれかで描画処理を終えたウエハ９は、図中破線で示されるように、真空状態のロードロック室２０４のいずれかに戻る。このとき、ウエハ９が搬送されてきたロードロック室２０４は、大気圧またはアンクランプステーション２０７での環境圧力のウエハ搬送が可能な圧力まで高められる。ここでも、ウエハ搬送が可能な圧力とは、前出と同様の差圧条件を満たすことである。アンクランプステーション２０７は、搬送されてきたウエハ９とウエハチャック１５との保持状態を解除する。ここで、保持状態を解除するとは、この例では低熱抵抗媒体としてのガスや液体を除去することである。そして、処理済みのウエハ９は、コーター・ディベロッパー２０１に搬送されて現像され、一方、ウエハチャック１５は、チャックステーション２０３に搬送（収容）され、１枚のウエハ９に対する描画処理が終了する。なお、描画装置２００を構成する上記複数のユニット（要素）の制御は、システム制御部（第１制御部）２０８が統括する。
【００４４】
次に、描画装置２００におけるタイムチャートと、各描画ステーション２０６によりそれぞれウエハ１枚の処理が順次完了する時間間隔を意味するサイクルタイムＣＴについて説明する。図１５は、描画装置２００におけるタイムチャートである。図１５に示すように、描画装置２００では、ウエハ９が一定の時間間隔（サイクルタイムＣＴ）で並行して１枚ずつ処理される。なお、ウエハ９の処理を一定時間で行わないことも考えられるが、その場合、描画装置２００内での稼働が均一とならなくなり、これにより熱や振動の状態も一定とならなくなる。これは、装置性能を一定に維持することに対して誤差の発生要因となるため、描画装置２００としては、このようにサイクルタイムＣＴという一定の時間間隔で処理される系とする方がよい。前述のとおり、描画ステーション２０６が１台で１０枚／時のスループットとし、描画装置２００が全体で１００枚／時のスループットであると想定する。この場合、１つの描画ステーション２０６では、実際に処理時には様々な時間的要因があるものの、単純に等分すれば、１枚のウエハ９の処理に要する時間（処理時間Ｔ５）は、６分である。これに対して、描画装置２００全体では、１枚のウエハ９の処理に要する時間は、３６秒となり、これが図１５に示すサイクルタイムＣＴとなる。
【００４５】
描画装置２００において、一番処理時間のかかるユニットは、描画ステーション２０６であり、所望のスループットを達成するためには常時稼働させる必要がある。すなわち、１つの描画ステーション２０６は、処理時間Ｔ５で描画処理が終了したら、すぐに次のウエハ９を受け入れて描画処理を実施する必要がある。このことを示す例として、図１５では、最初に描画処理を開始する第１描画ステーション２０６ａで描画処理が終了した時点から、次回、第１描画ステーション２０６ａで描画処理を開始する時点まで矢印を引いている。描画装置２００は、この矢印間で時間の遅れが発生しないようなタイムチャートで稼働する必要がある。すなわち、描画装置２００全体のスループットは、描画ステーション２０６での処理時間Ｔ５と描画ステーション２０６の総数ｍで律速されるものであり、言い換えれば、クラスタ化の利点として、ウエハ搬送系の処理時間に律速されることがない。この例では、図１５を参照してもわかるとおり、具体的にサイクルタイムＣＴは、描画ステーション２０６での処理時間Ｔ５を描画ステーション２０６の総数ｍで割ったものとなる。したがって、描画装置２００では、クラスタ化の効果を最大限得るために、描画ステーション２０６以外のユニットでの処理時間が、このサイクルタイムＣＴよりも短くなるようにすればよい。
【００４６】
ここで、前述したウエハ９の平坦度計測について考えると、熱や振動の状態を一定とし装置性能を一定に維持する観点から、計測時間は、サイクルタイムＣＴよりも短く（一定の時間間隔以下で）、かつサイクルタイムＣＴに近い時間とすることが望ましい。これは、可能な範囲で長時間計測することにより、より細かいピッチで計測できること、また計測回数の増加による平均化効果が得られることで、計測精度を向上させることができるからである。このように、ウエハ９の搬入出時間やセット時間も含めて、サイクルタイムＣＴよりも短く、かつサイクルタイムＣＴに近い時間で各処理を実施することは、平坦度計測のみならず、他のユニットでも同様のことが言える。
【００４７】
しかしながら、描画装置２００全体としての性能を発揮するために、描画ステーション２０６以外のユニットにおける処理時間のなかには、サイクルタイムＣＴを超えるものもある。この超過する処理時間としては、例えば、「ロードロックｉｎ」または「ロードロックｏｕｔ」の各処理にかかる処理時間Ｔ３が考えられる。ロードロック室２０４でのウエハ搬入処理時間Ｔ３には、クランプステーション２０２からのウエハ搬入時間と、真空排気時間と、メトロロジーステーション２０５へのウエハ搬出時間とが含まれる。同様に、ロードロック室２０４のウエハ搬出処理時間Ｔ６には、描画ステーション２０６からのウエハ搬入時間と、大気開放時間と、アンクランプステーション２０７へのウエハ搬出時間とが含まれる。特に、描画ステーション２０６では高真空環境が要求されるため、真空排気時間が長くかかるので、ロードロック室２０４での標準的な処理時間（真空排気、大気開放、およびウエハ搬送を含む）Ｔ３は、１００秒程度を想定している。すなわち、処理時間Ｔ３は、サイクルタイムＣＴの３６秒よりも大きくなるので、これに対応するためには、描画装置２００は、上記の条件を満たすよう複数のロードロック室２０４が必要となる。
【００４８】
図１６は、複数のロードロック室２０４を備えるものとした場合の描画装置２００のタイムチャートを示す図である。図１６では、ロードロック室２０４が担当すべき処理を何台のロードロック室２０４で行えばウエハ搬送律速にならないかを説明している。まず、描画装置２００がウエハ９を連続処理している定常状態にあると想定する。このとき、例えば、第１ロードロック室２０４ａ（ＬＬ１）にて第１ウエハ（Ｗａｆｅｒ１）の搬出処理（処理時間Ｔ６）が終了したとする。その後、他の処理を待たせることなく、第１ロードロック室２０４ａにて次のウエハ搬入処理（第７ウエハ（Ｗａｆｅｒ７）の搬入処理（処理時間Ｔ３））に移行できれば、ロードロック室２０４での処理が描画装置２００のスループットに律速することはない。ここで、上記第１ウエハに対する搬出処理が終了した時を起点に、第１ロードロック室２０４ａでの第４ウエハ（Ｗａｆｅｒ４）の搬出処理が終了するまでの時間Ｔｎは、サイクルタイムＣＴとロードロック室２０４の総数ｎとの積（Ｔｎ＝ＣＴ×ｎ）で表わせる。また、第１ロードロック室２０４ａが第４ウエハの搬出処理を開始するには、内部が真空環境にある必要があり、第７ウエハの搬入処理で真空排気を実施できていれば、描画装置２００が定常状態にあると言える。したがって、ロードロック室２０４の処理時間ＴＬＬは、ウエハ搬入時の処理時間Ｔ３とウエハ搬出時の処理時間Ｔ６との和（ＴＬＬ＝Ｔ３＋Ｔ６）で表わせる。すわなち、定常状態において、ロードロック室２０４での処理時間が描画装置２００全体のスループットを律速させないためには、ＴＬＬ＜Ｔｎの関係を満たせばよい。結果的に、このスループットの観点での最適なロードロック室２０４の総数ｎは、ｎ＞（Ｔ３＋Ｔ６）／ＣＴの関係を満たす、切り上げた整数個以上と定義できる。本実施形態では、一例としてロードロック室２０４の総数を３つとしているが、この総数は、上記定義により適宜決定されることになる。
【００４９】
ここで、図１５を参照すると、第１ウエハの処理が終わるのは、最初の第１描画ステーション２０６ａで描画処理されたものの現像（処理時間Ｔ７）が終了した時点であり、それ以降は、サイクルタイムＣＴの間隔でウエハ９の処理が順次完了していく。言い換えれば、この第１ウエハに対する現像が終了するまでは、描画装置２００においてすべての処理が完了したウエハ９はない。図１７は、描画装置２００における時間に対する単位時間あたりの生産量を概念的に示すグラフである。生産量は、第１ウエハに対する最初の第１描画ステーション２０６ａで描画処理されたものの現像が終了した時点から徐々に上がっていく（立ち上げ状態ＵＣ）。次に、すべての描画ステーション２０６で処理が行われるようになると、生産量は、一定となる（定常状態ＳＣ）。最後に、処理されるべきウエハ９が残り少なくなると、生産量は、徐々に下がってきて（立ち下げ状態ＤＣ）、最終的に処理されるべきウエハ９がなくなった時点で処理が完了する。ここで、本実施形態に係る描画装置２００は、量産のためにクラスタシステムを採用しているので、定常状態ＳＣにある時間が長いと考えることができる。したがって、描画装置２００では、立ち上げ状態ＵＣと立ち下げ状態ＤＣとにおいて生産量が少ないことは無視でき、定常状態ＳＣにあるときにサイクルタイムＣＴの間隔でウエハ９に対する処理が進行すると考えることができる。
【００５０】
図１８は、参考として図１７に対応した、描画装置２００内のユニット設置数が多い場合の、時間に対する単位時間あたりの生産量を概念的に示すグラフである。このように、描画装置２００を様々なユニットで処理を行うシステムにしてしまうと、それに伴って立ち上げ状態ＵＣが長くなり、定常状態ＳＣに移行しずらくなる。そこで、描画装置２００を構築する際には、立ち上げ状態ＵＣと立ち下げ状態ＤＣとにおける生産量が少ないことが無視できる範囲でユニットを設定することが前提となる。
【００５１】
このように、描画装置２００では、一番処理時間のかかるユニットを複数構成し、そのユニットが常時稼働するようなタイムチャートとすれば、所望のサイクルタイムＣＴ（生産性やスループットも同じ意味）を実現できることになる。一方、一番処理時間のかかるユニット以外のユニットにおける処理時間（ここでの例では、各処理時間Ｔ１〜Ｔ４、Ｔ６、Ｔ７）は、サイクルタイムＣＴよりも長い時間にならないように予め設定する必要がある。特に本実施形態では、テレセン度とウエハ平坦度との積による電子ビームの描画位置ズレを軽減するために、ウエハ平坦度をできるだけ高精度に計測したい。そこで、この平坦度の計測動作についても、メトロロジーステーション２０５において、サイクルタイムＣＴよりも短く、かつサイクルタイムＣＴに近い時間で実施すればよい。そして、メトロロジーステーション２０５などについても、上記ロードロック室２０４の総数を決定する定義と同様に、その設置総数を決定し得る。ここで、メトロロジーステーション２０５におけるウエハ平坦度の計測精度を厳密に設定する（計測精度を優先する）と想定する。この場合、まず、計測精度を厳密に設定したとしても、このときの計測時間が１つのメトロロジーステーション２０５でサイクルタイムＣＴ以内となるのならば、描画装置２００にはメトロロジーステーション２０５を１つ設置すればよい。さらに、この場合には、メトロロジーステーション２０５を、上記の説明のように描画ステーション２０６から独立した構成とするのみならず、例えば、図１４中、一点鎖線の領域で示すように、ある描画ステーション２０６の一部とする構成もあり得る。一方、計測精度を厳密に設定したことで、このときの計測時間が１つのメトロロジーステーション２０５でサイクルタイムＣＴ以内とならないのならば、描画装置２００にメトロロジーステーション２０５を複数有するものとすればよい。これら計測精度を優先する場合に対して、描画装置２００全体のスループットを、所望のスループットとすることを厳密に守る、すなわちスループットを優先するとの想定も考えられる。例えば、ある計測精度による平坦度の計測にて、計測時間が１つのメトロロジーステーション２０５でサイクルタイムＣＴ以内とならない場合がある。これに対応するために、メトロロジーステーション２０５の設置総数を増やすのではなく、例えば、システム制御部２０８がその計測精度を許容範囲内に抑えることで、計測時間をサイクルタイムＣＴ以内としてもよい。これによれば、メトロロジーステーション２０５の設置総数を変更することなく、簡易的に所望のスループットを実現させることができる。したがって、描画装置２００は、例えば、高スループットが要求され、さらに、各電子ビームのテレセン性が緩い規格、またはウエハ９の平坦度の規格が緩い安価な製造プロセスで用いられたとしても、高精度な重ね合わせが可能となる。これは、描画装置２００が高ＣｏＯ（Cost of Ownership）な装置となる点でも、ユーザーにとって大きな利点となる。
【００５２】
以上のように、本実施形態によれば、重ね合わせ精度およびスループットの点で有利な描画装置を提供することができる。
【００５３】
（物品の製造方法）
本発明の実施形態に係る物品の製造方法は、例えば、半導体デバイスなどのマイクロデバイスや微細構造を有する素子などの物品を製造するのに好適である。該製造方法は、感光剤が塗布された基板の該感光剤に上記の描画装置を用いて潜像パターンを形成する工程（基板に描画を行う工程）と、該工程で潜像パターンが形成された基板を現像する工程とを含み得る。さらに、該製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージングなど）を含み得る。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。
【００５４】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
【符号の説明】
【００５５】
８      電子光学系
９      ウエハ
１００  描画部
２００  描画装置
２０５  メトロロジーステーション
２０６  描画ステーション
Ｃ      制御部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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