(57)【要約】      （修正有）【課題】基板ズレの解析を容易にする荷電粒子ビーム描画装置の基板ズレ評価方法を提供する。【解決手段】実施の形態の荷電粒子ビーム描画装置の基板ズレ評価方法は、３軸加速度計を備える評価用基板を準備し、評価用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し、ステージを移動させる。そして、評価用基板に印加される加速度を３軸加速度計を用いて測定し、ステージのＸ方向の位置およびＹ方向の位置をレーザ干渉計を用いて測定し、位置の測定結果からステージに印加される加速度を算出する。さらに、評価用基板に印加される加速度とステージに印加される加速度を解析して、ステージと基板との相対位置のズレである基板ズレを評価する。【選択図】図１
2012212774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３軸加速度センサを備える評価用基板を準備し、
前記評価用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し、
前記ステージを移動させ、
前記評価用基板に印加される加速度を前記３軸加速度センサを用いて測定し、
前記ステージのＸ方向の位置およびＹ方向の位置をレーザ干渉計を用いて測定し、
前記位置の測定結果から前記ステージに印加される加速度を算出し、
前記評価用基板に印加される加速度と前記ステージに印加される加速度を解析して、前記ステージと基板との相対位置のズレである基板ズレを評価することを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置の基板ズレ評価方法。
【請求項２】
前記評価用基板が、前記３軸加速度センサで測定される加速度のデータを記憶する記憶部、前記３軸加速度センサおよび前記記憶部を制御するための制御部、前記３軸加速度センサ、前記記憶部および前記制御部の電源となる電池を備え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ズレ評価方法。
【請求項３】
前記ステージが収容されるチャンバを真空状態にして、前記３軸加速度センサを用いた測定、および、前記レーザ干渉計を用いた測定を行う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ズレ評価方法。
【請求項４】
前記ステージの傾斜を前記レーザ干渉計を用いて測定し、前記傾斜の測定結果から前記ステージのヨーイング、ローリング、ピッチングを算出し、前記評価用基板に印加される加速度と前記ステージに印加される加速度に加えて、前記ステージのヨーイング、ローリング、ピッチングも解析して、基板ズレを評価することを特徴とする請求項１ないし請求項３いずれか一項記載の荷電粒子ビーム描画装置の基板ズレ評価方法。
【請求項５】
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、前記ステージのＸ方向およびＹ方向の位置を測定するレーザ干渉計、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を備える荷電粒子ビーム描画装置と、
前記ステージに載置可能で、３軸加速度センサを備え、前記ステージと前記基板との相対位置のズレである基板ズレを評価する評価用基板と、
を有することを特徴とする荷電粒子ビーム描画システム。
【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ズレ評価方法および荷電粒子ビーム描画システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製品の回路パターン形成には、フォトマスクのパターンをウェハ上に転写する、いわゆるリソグラフィー技術が用いられる。フォトマスクの製造には、電子ビーム描画装置を用いてマスク基板に電子線を照射することでパターンを形成する。フォトマスクのパターンには、高い位置精度が要求される。しかし、描画の際に、描画されるパターンが所定の位置と異なる位置に描画されるパターンズレが問題となってきた。
【０００３】
パターンズレの要因としては、電子線のドリフト、マスク基板の熱膨張など、様々な要因が考えられる。特許文献１には、描画中に位置ズレ検出手段によりマスク基板の位置ズレを検出し、この検出された位置ズレ量に応じて描画位置を補正しながら描画する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２５２１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
パターンズレが生ずる要因の一つとして、ステージ上に載置されるマスク基板とステージが、描画中に相対的にずれる、いわゆる基板ズレが考えられる。そして、描画時にパターンズレが生じた場合の原因究明、または、パターンズレを生じさせないための装置メンテナンスのために、この基板ズレの評価手法が重要になる。
【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、基板ズレの解析を容易にする荷電粒子ビーム描画装置の基板ズレ評価方法および荷電粒子ビーム描画システム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ズレ評価方法は、３軸加速度センサを備える評価用基板を準備し、評価用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し、ステージを移動させ、評価用基板に印加される加速度を３軸加速度センサを用いて測定し、ステージのＸ方向の位置およびＹ方向の位置をレーザ干渉計を用いて測定し、位置の測定結果からステージに印加される加速度を算出し、評価用基板に印加される加速度とステージに印加される加速度を解析して、基板ズレを評価することを特徴とする。
【０００８】
上記態様の基板ズレ評価方法において、評価用基板が、３軸加速度センサで測定される加速度のデータを記憶する記憶部、３軸加速度センサおよび記憶部を制御するための制御部、３軸加速度センサ、記憶部および制御部の電源となる電池を備えることが望ましい。
【０００９】
上記態様の基板ズレ評価方法において、ステージが収容されるチャンバを真空状態にして、３軸加速度センサを用いた測定、および、レーザ干渉計を用いた測定を行うことが望ましい。
【００１０】
上記態様の基板ズレ評価方法において、ステージの傾斜をレーザ干渉計を用いて測定し、傾斜の測定結果からステージのヨーイング、ローリング、ピッチングを算出し、評価用基板に印加される加速度とステージに印加される加速度に加えて、ステージのヨーイング、ローリング、ピッチングも解析して、ステージと基板との相対位置のズレである基板ズレを評価することが望ましい。
【００１１】
本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画システムは、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、ステージのＸ方向およびＹ方向の位置を測定するレーザ干渉計、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を備える荷電粒子ビーム描画装置と、ステージに載置可能で、３軸加速度センサを備え、ステージと基板との相対位置のズレである基板ズレを評価する評価用基板と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、基板ズレの解析を容易にする荷電粒子ビーム描画装置の基板ズレ評価方法および荷電粒子ビーム描画システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態の荷電粒子ビーム描画装置の基板ズレ評価方法のフロー図である。
【図２】実施の形態の荷電粒子ビーム描画装置システムの構成図である。
【図３】実施の形態の評価用基板の模式図である。
【図４】実施の形態の評価用基板をステージに載置した状態の模式図である。
【図５】実施の形態の基板ズレ評価方法の説明図である。
【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】
なお、本明細書中、「基板ズレ」とは、ステージと、ステージに載置されるマスク基板等の基板との相対位置がずれる現象を意味する。いったん相対位置がずれた後、元の位置に復元する振動現象も「基板ズレ」に含まれるものとする。
【００１６】
実施の形態の荷電粒子ビーム描画装置の基板ズレ評価方法は、３軸加速度計を備える評価用基板を準備し、評価用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し、ステージを移動させる。そして、評価用基板に印加される加速度を３軸加速度計を用いて測定し、ステージのＸ方向の位置およびＹ方向の位置をレーザ干渉計を用いて測定し、位置の測定結果からステージに印加される加速度を算出する。さらに、評価用基板に印加される加速度とステージに印加される加速度を解析して、ステージと基板との相対位置のズレである基板ズレを評価する。
【００１７】
上記構成を備えることにより、実施の形態の荷電粒子ビーム描画装置の基板ズレ評価方法によれば、容易に基板ズレの解析ができる。
【００１８】
図２は、実施の形態の荷電粒子ビーム描画装置システムの構成図である。
【００１９】
実施の形態の荷電粒子ビーム描画システムは、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、ステージのＸ方向およびＹ方向の位置を測定するレーザ干渉計、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を備える荷電粒子ビーム描画装置を備える。加えて、ステージに載置可能で、３軸加速度計を備え、ステージと前記基板との相対位置のズレである基板ズレを評価する評価用基板と、を有する。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。
【００２０】
なお、荷電粒子ビーム描画システムは、レーザ干渉計の位置の測定結果からステージに印加される加速度を算出するステージ加速度演算部と、評価用基板の加速度測定結果を演算処理する評価用基板加速度演算部とを、さらに備えることが望ましい。
【００２１】
荷電粒子ビーム描画装置システムは、電子ビーム描画装置１００と評価用基板２００とで構成される。電子ビーム描画装置１００は、描画部１０２と、この描画部１０２の描画動作を制御する制御部１０４から構成されている。電子ビーム描画装置１００は、試料１１０に所定のパターンを描画する。
【００２２】
描画部１０２の試料室（チャンバ）１０８内に試料１１０を載置するステージ１１２が収容されている。ステージ１１２は、制御部１０４によって、互いに直交する水平なＸ方向（紙面左右方向）、およびＹ方向（紙面表裏方向）に移動可能である。またＺ方向（紙面上下方向）にも駆動される。試料（基板）１１０として、例えば、半導体装置が形成されるウェハにパターンを転写するためのマスク基板がある。また、このマスク基板には、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も含まれる。
【００２３】
マスクブランクスは、例えば石英ガラス上に遮光膜となるクロムが塗布されている。電子ビーム描画装置のステージ１１２上に載置される際に、例えばレジストが塗布される。
【００２４】
なお、電子ビーム描画装置１００は、ステージ１１２のＸ方向の位置を測定するためのＸ位置測定用レーザ干渉計（図示せず）と、Ｙ方向の位置を測定するためのＹ位置測定用レーザ干渉計（図示せず）を備えている。
【００２５】
試料室１０８の上方には、ビーム照射手段として電子ビーム光学系１１４が設置されている。電子ビーム光学系１１４は、電子銃１１６、各種レンズ１１８、１２０、１２２、１２４、１２６、ブランキング用偏向器１２８、ビーム寸法可変用偏向器１３０、ビーム走査用の副偏向器１３２、ビーム走査用の主偏向器１３４、及び可変成形ビームで描画するための、ビーム成形用の第１のアパーチャ１３６、第２のアパーチャ１３８などから構成されている。
【００２６】
制御部１０４は、レイアウトデータ記憶部１０６、データ処理部１４０、制御回路１５０を備える。
【００２７】
レイアウトデータ記憶部１０６は、描画するパターンの基データであるレイアウトデータが入力され、このレイアウトデータが記憶する機能を備える。レイアウトデータは描画領域内に複数の図形が定義される。レイアウトデータは例えば半導体集積回路の回路パターンである。レイアウトデータ記憶部１０６は、記憶媒体であれば良く、例えば、磁気ディスク等を用いることができる。
【００２８】
データ処理部１４０は、レイアウトデータを電子ビーム描画装置１００に固有の内部制御フォーマットデータであるショットデータへと変換する機能を有する。
【００２９】
制御回路１５０は、データ処理部１４０で生成されたショットデータに基づき描画部１０２を制御する機能を備える。
【００３０】
描画部１０２は、ショットデータを用いて試料１１０上に順次電子ビームを照射することで描画を行う機能を備える。
【００３１】
データ処理部１４０、制御回路１５０の各機能の処理は、例えば、ＣＰＵ等の演算処理デバイスや電気回路等のハードウェアを用いて実施される。或いは、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせを用いて実施させても構わない。
【００３２】
図２では、実施の形態を説明する上で、必要な構成部分以外については記載を省略している。電子ビーム描画装置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。
【００３３】
図３は、実施の形態の評価用基板の模式図である。図３（ａ）が上面図、図３（ｂ）が図３（ａ）のＡＡ断面図である。
【００３４】
評価用基板２００は、電子ビーム描画装置１００のステージ１１２上に載置可能となるよう設計されている。いいかえれば、電子ビーム描画装置１００に適用される試料１１０と同一の外形寸法を備えている。例えば、電子ビーム描画装置１００が、６０２５マスクの描画用に設計されている場合、評価用基板２００は６０２５マスクと同一の外形寸法を備える。なお、６０２５マスクとは外形寸法が６インチ（一辺）×６インチ（一辺）×０．２５インチ（厚さ）の規格のマスクである。
【００３５】
さらに、評価用基板２００は、電子ビーム描画装置１００に適用される試料１１０と同一の重量であることが望ましい。基板ズレを評価する際に、より現実の描画時に近い状態で評価できるからである。同様の観点から、評価用基板２００がステージ１１２に載置される試料の支持部と接触する部位は、試料１００が支持部と接触する部位と同一の材料で形成されることが望ましい。
【００３６】
評価用基板２００は、石英ガラスの外枠２０２と、外枠２０２内に納められる回路部２０４で構成される。試料がマスク基板の場合、ステージ１１２の支持部と接触する部位は石英ガラスとなるため、評価用基板２００においても、ステージ１１２の支持部と接触する外枠２０２は石英ガラスで形成することが望ましい。
【００３７】
回路部２０４には、回路基板２０６上に３軸加速度センサ２０８、記憶部２１０、制御部２１２、が実装される。また、評価用基板２００には３軸加速度センサ２０８、記憶部２１０、制御部２１２の電源となる電池２１４ａ、２１４ｂが内蔵されている。
【００３８】
３軸加速度センサ２０８は、評価用基板２００に印加される加速度を測定する。３軸加速度センサ２０８には、例えば、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）の静電容量型の加速度センサ、または、セラミックの圧電素子型の加速度センサなどが用いられる。３軸加速度センサ２０８を、評価用基板２００に内蔵される電池２１４ａ、２１４ｂで駆動する観点から、消費電力の少ないＭＥＭＳの静電容量型の加速度センサを用いることが望ましい。
【００３９】
３軸加速度センサ２０８は、評価用基板２００がステージ１１２上に載置された際に、ステージ移動のＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向それぞれの加速度をモニタできるよう回路基板２０６上に実装される。
【００４０】
記憶部２１０は、３軸加速度センサ２０８で測定される評価用基板２００の加速度のデータ等を記憶する。記憶部２１０は、例えば、ＳＲＡＭやフラッシュメモリ等の半導体メモリである。
【００４１】
制御部２１２は、３軸加速度センサ２０８および記憶部２１０等を制御する。制御部２１２は、例えば、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）である。
【００４２】
回路基板２０６の上部には、回路基板２０６と、回路基板２０６に実装される素子を保護する回路基板カバー２１６が設けられる。
【００４３】
なお、真空状態での評価でも液漏れが生じないように、電池２１４ａ、２１４ｂは大気圧に保てるようＯリング等でシールされたケースに別途収納することが望ましい。
【００４４】
実施の形態では、評価用基板２００は、電子ビーム描画装置１００に適用される試料１１０と同一の外形寸法、重量を備える。また、記憶部２１０や電源用の電池２１４ａ、２１４ｂを内蔵する。さらに、ステージ１１２の支持部と接触する部位も実際の描画用のマスク基板と同一の材料で形成される。したがって、実際の描画時と同一の環境で基板ズレを評価することが可能となり、評価が容易になるとともに評価および解析の精度が向上する。
【００４５】
図１は、実施の形態の荷電粒子ビーム描画装置の基板ズレ評価方法のフロー図である。図４は、評価用基板をステージに載置した状態の模式図である。図４（ａ）は上面図、図４（ｂ）は図４（ａ）の白矢印Ａ方向の側面図、図４（ｃ）は図４（ａ）の白矢印Ｂ方向の側面図である。以下、実施の形態の基板ズレ評価方法について、図１〜図４を参照しつつ説明する。
【００４６】
まず、３軸加速度センサ２０８を備える評価用基板２００を準備する（Ｓ１０）。
【００４７】
次に、評価用基板２００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１１２に載置する（Ｓ１１）。図４に示すように、評価用基板２００は、ステージ１１２上に設けられる３本の支持ピン３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ上に載せられる。この時、３本の支持ピン３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃは、評価用基板２００の石英ガラスの外枠２０２に接触する。
【００４８】
本実施の形態の電子ビーム描画装置１００では、基板の支持部が点支持となっていることにより、支持部から基板にかかる応力が最小化され、基板の歪を効果的に抑制できる。
【００４９】
本実施の形態の電子ビーム描画装置１００の場合、基板ズレは、例えば、支持ピン３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃと基板とが、支持ピン３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃと基板との接触部分でズレることにより生ずる。
【００５０】
次に、ステージ１１２の移動を開始する（Ｓ１２）。ステージ１１２の移動は、実際のマスク基板に描画すると同様の動作で行う。この際、実際のマスク描画時と同様、ステージ１１２が収容される試料室（チャンバ）１０８を真空状態にしておくことが望ましい。真空と大気圧とでは、例えば、雰囲気中の水分量等が異なる可能性がある。このため、真空状態にしておくことにより、支持ピン３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃと評価用基板２００との間の摩擦係数等を、実際の描画時と同様にすることができ、より精度の高い基板ズレ評価が可能となるからである。
【００５１】
そして、ステージ１１２を移動させている状態で、評価用基板２００に印加されるＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向それぞれの加速度を時間毎に、３軸加速度センサ２０８を用いて測定する（Ｓ１３）。測定結果は、例えば、Ａ／Ｄ変換されて、記憶部２１０に記憶される。
【００５２】
ここで、Ａ／Ｄ変換された測定結果を、制御部２１２の演算機能により一定の時間分平均化する処理をした後、記憶部２１０に記憶してもかまわない。平均化することによりデータ量が減り、使用するメモリ容量を減らすことが可能となる。
【００５３】
また、Ａ／Ｄ変換された測定結果を、制御部２１２の演算機能によりＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理して記憶部２１０に記憶してもかまわない。なお、測定結果に対するＦＦＴ処理等のデータ処理は、評価用基板２００内で実行しても、測定終了後、別途、電子ビーム描画装置１００の制御部１０４や装置外部のコンピュータ等で実行しても構わない。すなわち、評価用基板２００の加速度測定結果を演算処理する評価用基板加速度演算部は、評価用基板２００内に設けられても、別途、電子ビーム描画装置１００の制御部１０４や装置外部のコンピュータ等であっても構わない。
【００５４】
そして、３軸加速度センサ２０８を用いた測定と同時に、ステージ１１２のＸ方向の位置およびＹ方向の位置を時間毎に、レーザ干渉計を用いて測定する（Ｓ１４）。図４に示すように、電子ビーム描画装置１００には、ステージ１１２のＸ方向の位置およびＹ方向の位置を測定する手段として、Ｘ位置測定用レーザ干渉計３０４、Ｙ位置測定用レーザ干渉計３０６、Ｘ位置測定用ミラー３０８、Ｙ位置測定用ミラー３１０を備えている。
【００５５】
ステージ１１２のＸ方向の位置は、Ｘ位置測定用レーザ干渉計３０４とＸ位置測定用ミラー３０８を用いて測定する。ステージ１１２のＹ方向の位置は、Ｙ位置測定用レーザ干渉計３０６とＹ位置測定用ミラー３１０を用いて測定する。
【００５６】
この際、図４（ｂ）、図４（ｃ）に示すように、Ｘ位置測定用レーザ干渉計３０４について、上部に１個、下部に２個、計３個のＸ位置測定用レーザ干渉計３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃを使用（Ｙ位置測定用レーザ干渉計３０６についても同様に、Ｙ位置測定用レーザ干渉計３０６ａ、３０６ｂ、３０６ｃ（図示せず）を使用）することで、ステージ１１２の傾斜を時間毎に、測定することが望ましい。この測定結果から、ステージ１１２のヨーイング、ローリング、ピッチングを算出することが可能となる。この結果も考慮して、後のステップで基板ズレを評価することでより精度の高い評価および解析が可能となる。
【００５７】
なお、ヨーイングとはステージ１１２がＸＹ平面内で回転する動き、すなわち、進行方向に対してステージ１１２がＸＹ平面内で傾斜する動きである。また、ローリングとはステージ１１２がステージ１１２の進行方向を軸として回転する動き、すなわち、進行方向に垂直な方向に対してステージ１１２がＸＹ平面に対して傾斜する動きである。また、ピッチングとはステージ１１２がステージ１１２の進行方向に垂直な方向を軸として回転する動き、すなわち、進行方向に対してステージ１１２がＸＹ平面に対して傾斜する動きである。
【００５８】
例えば、ステージ１１２がＹ方向に移動している場合、ステージ１１２のヨーイングは、下部のＸ位置測定用レーザ干渉計３０４ｂ、３０４ｃの測定結果を用いて算出することが可能である。また、例えば、ステージ１１２がＹ方向に移動している場合、ステージ１１２のローリングは、上部のＹ位置測定用レーザ干渉計３０６ａと、下部のＹ位置測定用レーザ干渉計３０６ｂ、３０６ｃの測定結果を用いて算出することが可能である。また、例えば、ステージ１１２がＹ方向に移動している場合、ステージ１１２のピッチングは、上部のＸ位置測定用レーザ干渉計３０４ａと、下部のＸ位置測定用レーザ干渉計３０４ｂ、３０４ｃの測定結果を用いて算出することが可能である。
【００５９】
そして、ステージ１１２の移動を終了する（Ｓ１５）。
【００６０】
そして、Ｓ１４のステージ１１２の位置の測定結果からステージ１１２に印加される加速度を算出する（Ｓ１６）。ステージ１１２に印加される加速度の算出は、例えば、測定されたステージ１１２の位置データを２階微分することで行われる。なお、この加速度の算出は、電子ビーム描画装置１００の制御部１０４や装置外部のコンピュータ等で実行される。また、電子ビーム描画装置１００の制御部１０４を用いて、ステージ移動と同時進行で行われてもかまわない。すなわち、レーザ干渉計３０４、３０６の位置の測定結果からステージ１１２に印加される加速度を算出するステージ加速度演算部は、評価用基板２００内に設けられても、別途、電子ビーム描画装置１００の制御部１０４や装置外部のコンピュータ等であっても構わない。
【００６１】
次に、評価用基板２００に印加される加速度とステージ１１２に印加される加速度を解析して、基板ズレを評価する（Ｓ１７）。この際、上述のように、ステージ１１２の傾斜の測定結果からステージ１１２のヨーイング、ローリング、ピッチングを算出し、評価用基板２００に印加される加速度とステージ１１２に印加される加速度に加えて、ステージ１１２のヨーイング、ローリング、ピッチングも解析して、基板ズレを評価することが望ましい。ステージ１１２のヨーイング、ローリング、ピッチングを加味することで、基板ズレの要因分析がより詳細に実行でき、評価および解析の精度が向上するからである。
【００６２】
図５は、実施の形態の基板ズレ評価方法の説明図である。横軸は時間、縦軸は評価用基板のＸ方向（Ｘｍａｓｋ）、Ｙ方向（Ｙｍａｓｋ）、Ｚ方向（Ｚｍａｓｋ）それぞれの方向の加速度、および、ステージのＸ方向（Ｘｓｔａｇｅ）、Ｙ方向（Ｙｓｔａｇｅ）それぞれの加速度である。
【００６３】
なお、図５は、ステージを等速運動で制御している場合の測定結果を示す図である。例えば、マスク基板に描画した際に、パターンズレが発生したものとする。そして、パターンズレの要因として、基板ズレが考えられることを想定する。
【００６４】
そのような場合、図５のような測定結果が得られるとする。時間ＴａではＸｍａｓｋ、Ｘｓｔａｇｅに加速度の印加が認められる。このような場合、Ｘｍａｓｋ、Ｘｓｔａｇｅに印加される加速度が、通常のステージ移動において、想定される加速度の範囲内であるかがまず確認される。想定される加速度の範囲外である場合には、時間Ｔａで基板ズレが生じている恐れがある。
【００６５】
仮に、Ｘｍａｓｋ、Ｘｓｔａｇｅに印加される加速度が、通常のステージ移動において、想定される加速度の範囲内である場合、Ｚｍａｓｋ、すわなち、評価用基板２００のＺ方向に印加される加速度に注目する。時間Ｔａでは、Ｚｍａｓｋには加速度が印加されていない。このような場合、評価用基板２００が支持ピン３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃから浮き上がる方向の力が生じていないため、基板ズレが生ずる蓋然性が低いと推察される。
【００６６】
また、時間ＴｃではＹｍａｓｋ、Ｙｓｔａｇｅに加速度の印加が認められる。そして、Ｚｍａｓｋ、すわなち、評価用基板のＺ方向には加速度が印加されていない。したがって、この場合も、Ｙｍａｓｋ、Ｙｓｔａｇｅに印加される加速度が、通常のステージ移動において、想定される加速度の範囲内である場合には、基板ズレが生ずる蓋然性が低いと推察される。
【００６７】
これに対し、時間Ｔｂでは、Ｙｍａｓｋ、Ｙｓｔａｇｅに加速度の印加が認められる。同時に、Ｚｍａｓｋ、すわなち、評価用基板のＺ方向にも加速度が印加されている。したがって、評価用基板２００が支持ピン３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃに対し浮き上がる方向の力が働いたことになる。このような場合、Ｙｍａｓｋ、Ｙｓｔａｇｅに印加される加速度が、通常のステージ移動において、想定される加速度の範囲内であったとしても、
評価用基板２００と支持ピン３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃの間の摩擦力が減じ、基板ズレが生じる可能性が高い。そして、生ずる基板ズレがステージのＹ方向（Ｙｓｔａｇｅ）の動きと関連することが推察される。
【００６８】
時間Ｔａ、時間Ｔｂ、時間Ｔｃのようなステージへの加速度の印加は、例えば、ステージのレール部の油溜まりによるステージ移動の不連続性により生ずることが一因として考えられる。
【００６９】
時間Ｔｄでは、Ｘｍａｓｋ、Ｙｍａｓｋ、Ｘｓｔａｇｅ、Ｙｓｔａｇｅに加速度の印加が認められない。しかし、Ｚｍａｓｋ、すわなち、評価用基板のＺ方向にも加速度が印加されている。よって、基板ズレが生じる可能性が高いが、ここで生ずる基板ズレとステージ移動との関係が不明である。
【００７０】
この場合、例えば、上述したステージ１１２のヨーイング、ローリング、ピッチングも解析して、基板ズレを評価することで、基板ズレの要因に対する評価をさらに進めることが可能である。すなわち、時間Ｔｄでのヨーイング、ローリング、ピッチングに異常がないか確認することで、生ずる基板ズレの要因に対する評価および解析をさらに進めることができる。
【００７１】
以上のように、実施の形態によれば、Ｚ方向を含めた評価用基板の加速度とステージの加速度とを測定して比較することにより、基板ズレの解析を容易にする荷電粒子ビーム描画装置の基板ズレ評価方法および荷電粒子ビーム描画システムが提供される。実施の形態の基板ズレ評価方法およびシステムを用いることで、描画時にパターンズレが生じた場合、基板ズレとの因果関係の解明が容易になる。また、基板ズレの要因の解析が容易になる。
【００７２】
また、実施の形態の基板ズレ評価方法およびシステムを用いることで、例えば、荷電粒子ビーム描画装置の出荷検査の際に、基板ズレに対する仕様を満足しているかの確認を容易かつ精度よく実施することが可能となる。あるいは、荷電粒子ビーム描画装置の定期点検時に基板ズレに関する異常がないかを、容易かつ精度よく確認することが可能となる。
【００７３】
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。
【００７４】
例えば、荷電粒子ビーム描画装置に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、マスク基板を例に説明したが、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。
【００７５】
また、評価用基板２００として、記憶部、制御部、電池等を内蔵する評価用基板２００を例に説明した。描画時と同一の環境で評価する観点からはこのような評価用基板２００を用いることが望ましい。しかし、例えば、３軸加速度センサからチャンバ外部にケーブルを引き出し、データ転送、電源供給を行うことで評価することも可能である。
【００７６】
また、チャンバを真空状態にして評価する場合を例に説明した。描画時と同一の環境で評価する観点からは、この形態が望ましい。しかし、例えば、チャンバを大気圧に開放した状態で評価することも可能である。
【００７７】
そして、実施の形態では、３本の支持ピンによる点支持で基板をステージ上に載置する場合を例に説明した。このように点支持の形態では、特に、マスクのＺ方向の移動の自由度が大きいため、本発明の評価方法およびシステムが有用である。しかし、基板の支持方法はこの形態に限られず、例えば、クランプを使用した支持方法であってもかまわない。
【００７８】
以上、装置構成や評価手法等、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評価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ズレ評価方法および荷電粒子ビーム描画システムは、本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００７９】
１００        電子ビーム描画装置
１１２        ステージ  
２００        評価用基板
２０８        ３軸加速度センサ
２１０        記憶部
２１２        制御部
３０４        Ｘ位置測定用レーザ干渉計
３０６        Ｙ位置測定用レーザ干渉計
【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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