(57)【要約】【課題】荷電粒子線露光装置の電子光学系の制御系の負荷を軽減する。【解決手段】電子ビームでウエハＷにパターンを露光する露光装置１０であって、ウエハＷを保持し、ウエハＷを移動させる可動ステージ３７と、可動ステージ３７の目標位置ＴＤを逐次更新することによって、可動ステージ３７が予め定められている目標軌道ＴＳＴに沿って移動するように可動ステージ３７を制御するとともに、目標位置ＴＤに基づいて、電子ビームＥＢ４のウエハＷへの照射状態を制御する主制御部５２と、を備える。【選択図】図１
2017162858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子ビームで基板にパターンを露光する荷電粒子線露光装置であって、
前記基板を保持し、前記基板を移動させるステージと、
前記ステージの目標位置を逐次更新することによって、前記ステージが予め定められている目標軌道に沿って移動するように前記ステージを制御するとともに、前記ステージの前記目標位置に基づいて、前記荷電粒子ビームの前記基板への照射状態を制御する制御装置と、
を備える荷電粒子線露光装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記基板に形成すべき所定のパターンに応じて定められている照射領域と前記目標位置とに基づいて、前記荷電粒子ビームの前記基板への照射タイミングを制御する請求項１に記載の荷電粒子線露光装置。
【請求項３】
前記ステージの位置を計測する計測装置と、
前記ステージの前記目標軌道と前記ステージの前記計測装置で計測される位置の軌道との偏差を記憶する記憶装置と、を備え、
前記制御装置は、前記ステージの前記目標位置に前記記憶装置に記憶されている前記偏差を加算して得られる位置を用いて前記ステージを制御する請求項１又は２に記載の荷電粒子線露光装置。
【請求項４】
前記荷電粒子ビームが前記基板を照射する位置を制御する偏向系を備え、
前記制御装置は、前記ステージの前記目標位置と前記ステージの前記計測装置によって計測される位置との誤差に応じて、前記偏向系を駆動して前記荷電粒子ビームが前記基板を照射する位置を補正する請求項３に記載の荷電粒子線露光装置。
【請求項５】
第１荷電粒子ビームを放出する荷電粒子源と、
前記第１荷電粒子ビームを第２荷電粒子ビームに成形するための第１開口を有するビーム成形用の第１アパーチャプレートと、
前記第１開口に対応する部分に設けられた第２開口及びブランキング電極を有し、前記第２荷電粒子ビームを偏向可能なブランカープレートと、
前記ブランカープレートにより偏向された前記第２荷電粒子ビームを阻止し、前記ブランカープレートにより偏向されない前記第２荷電粒子ビームを通過させる第３開口を有する第２アパーチャプレートと、
前記第２荷電粒子ビームを基板に結像させる荷電粒子光学系と、
を備える請求項１から４のいずれか一項に記載の荷電粒子線露光装置。
【請求項６】
前記偏向系の応答速度は、前記ブランキング電極の応答速度よりも速い請求項５に記載の荷電粒子線露光装置。
【請求項７】
前記第１アパーチャプレートは、前記第１開口を複数個有し、
前記ブランカープレートは、複数の前記第１開口に対応する部分に設けられた複数の第２開口及びブランキング電極を有し、複数の前記第１開口を通過する複数の前記第２荷電粒子ビームを個別に偏向させる請求項５または６に記載の荷電粒子線露光装置。
【請求項８】
前記第１アパーチャプレートの複数の前記第１開口は列状に配置され、
前記ステージによる前記基板の移動方向は、複数の前記第１開口の列と直交する方向である請求項７に記載の荷電粒子線露光装置。
【請求項９】
前記基板の表面に一定のピッチで複数本のラインパターンが形成され、
前記第１アパーチャプレートの複数の前記第１開口は、前記基板上の前記ラインパターンのピッチと前記荷電粒子光学系の倍率の逆数との積に等しいピッチで配列される請求項８に記載の荷電粒子線露光装置。
【請求項１０】
前記第１アパーチャプレートの複数の前記第１開口は、それぞれ複数の開口を有する複数の列に配置され、前記複数の列毎の開口は、互いに同一形状で、かつ同一ピッチで配置されている請求項７から９のいずれか一項に記載の荷電粒子線露光装置。
【請求項１１】
前記第１アパーチャプレートの複数の前記第１開口は、それぞれ複数の開口を有する複数の列に配置され、前記複数の列毎の開口は、互いに異なる形状で配置されている請求項７又は８に記載の荷電粒子線露光装置。
【請求項１２】
前記荷電粒子源と、前記第１アパーチャプレートと、前記ブランカープレートと、前記第２アパーチャプレートと、前記荷電粒子光学系と、を有する部分露光部を複数個備える請求項５から１１のいずれか一項に記載の荷電粒子線露光装置。
【請求項１３】
複数の前記部分露光部は、それぞれ前記第２アパーチャプレートを通過する前記第２荷電粒子ビームが前記基板を照射する位置を制御する偏向系を有する請求項１２に記載の荷電粒子線露光装置。
【請求項１４】
荷電粒子ビームで基板にパターンを露光する露光方法であって、
前記基板をステージに保持させることと、
前記ステージの目標位置を逐次更新することによって、前記ステージが予め定められている目標軌道に沿って移動するように前記ステージを制御することと、
前記ステージの前記目標位置に基づいて、前記荷電粒子ビームの前記基板への照射状態を制御することと、
を含む露光方法。
【請求項１５】
前記荷電粒子ビームの前記基板への照射状態を制御することは、前記基板に形成すべき所定のパターンに応じて定められている照射領域と前記目標位置とに基づいて、前記荷電粒子ビームの前記基板への照射タイミングを制御することを含む請求項１４に記載の露光方法。
【請求項１６】
前記ステージの位置を計測することと、
前記ステージの前記目標軌道と前記ステージの前記計測される位置の軌道との偏差を記憶することと、を含み、
前記ステージを制御することは、前記ステージの前記目標位置に前記記憶された前記偏差を加算して得られる位置を用いて前記ステージを制御することを含む請求項１４又は１５に記載の露光方法。
【請求項１７】
前記ステージの前記目標位置と前記ステージの前記計測される位置との誤差に応じて、偏向系を駆動して前記荷電粒子ビームが前記基板を照射する位置を補正することを含む請求項１６に記載の露光方法。
【請求項１８】
前記荷電粒子ビームの前記基板への照射状態を制御することは、
前記荷電粒子ビームを縮小して結像させることと、
前記ステージの前記目標位置が、前記目標軌道上で、前記基板に形成するパターンに応じて定められている発光領域にあるときに、ブランキング電極を用いて、荷電粒子ビームをオンにして、前記基板を露光し、前記目標位置が前記発光領域にないときに、前記ブランキング電極により前記荷電粒子ビームを偏向してオフにして、前記基板を露光しないことと、を含む請求項１４から１７のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項１９】
偏向系を駆動して前記荷電粒子ビームが前記基板を照射する位置を補正することを含み、
前記偏向系の応答速度は、前記ブランキング電極の応答速度よりも速い請求項１８に記載の露光方法。
【請求項２０】
前記基板上で一列に配列される複数の前記荷電粒子ビームを生成することを含み、
前記ブランキング電極を用いる前記荷電粒子ビームのオン又はオフの制御は、複数の前記ブランキング電極を用いて複数の前記荷電粒子ビームに対して個別に行われ、
前記ステージを制御することは、複数の前記荷電粒子ビームの列と直交する方向に対する前記ステージの移動を含む請求項１８又は１９に記載の露光方法。
【請求項２１】
複数の前記荷電粒子ビームを生成することと、
複数の前記ブランキング電極を用いて複数の前記荷電粒子ビームのオン又はオフの制御を行うことと、を前記基板の複数の領域で並行に実行する請求項２０に記載の露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子ビームを用いて物体を露光する荷電粒子線露光装置及び露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子（電子デバイス）の高集積化の進展に伴い、最近では、線幅が２０ｎｍ程度以下の微細なパターンをリソグラフィ技術を用いて形成することが求められている。これに関して、微細なパターンであっても、周期的なパターンであれば、露光光（露光ビーム）として遠紫外域から真空紫外域にかけての紫外光を用いる露光装置（以下、紫外光露光装置という）で例えば液浸法による露光を複数回行うダブルパターニング法等を用いて形成することができる。
【０００３】
ところが、微細なパターンが、その周期的なパターンの一部を切断するためのパターンのような非周期的なパターンであるときには、紫外光露光装置では、露光が困難である場合もある。このような場合、相補的に、紫外光露光装置の解像限界よりも小さい例えば複数のスポットを電子ビームで形成し、この電子ビームのスポットと露光対象物（半導体ウエハ等）とを相対的に走査する電子ビーム露光装置を使用することも提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２５８８４２号公報
【発明の概要】
【０００５】
第１の態様によれば、荷電粒子ビームで基板にパターンを露光する荷電粒子線露光装置であって、その基板を保持し、その基板を移動させるステージと、そのステージの目標位置を逐次更新することによって、そのステージが予め定められている目標軌道に沿って移動するようにそのステージを制御するとともに、そのステージのその目標位置に基づいて、その荷電粒子ビームのその基板への照射状態を制御する制御装置と、を備える荷電粒子線露光装置が提供される。
【０００６】
第２の態様によれば、荷電粒子ビームで基板にパターンを露光する露光方法であって、その基板をステージに保持させることと、そのステージの目標位置を逐次更新することによって、そのステージが予め定められている目標軌道に沿って移動するようにそのステージを制御することと、そのステージのその目標位置に基づいて、その荷電粒子ビームのその基板への照射状態を制御することと、を含む露光方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一実施形態に係る露光装置を示す図である。
【図２】（Ａ）は露光対象のパターンの一部を示す拡大図、（Ｂ）は露光対象のパターン及びその上のレイヤのパターンの一部を示す拡大図である。
【図３】（Ａ）は１次ビーム成形板を示す拡大図、（Ｂ）はビーム成形アパーチャ板を簡略化して示す拡大図、（Ｃ）は最終アパーチャ板を示す拡大図である。
【図４】（Ａ）はブランカー板を簡略化して示す拡大図、（Ｂ）は図４（Ａ）の一部の拡大断面図である。
【図５】（Ａ）は複数のコラムセルの配置の一例を示す平面図、（Ｂ）はステージの目標軌道の一例を示す図、（Ｃ）は図５（Ａ）のウエハの一部の領域を示す拡大図である。
【図６】（Ａ）は、ステージが目標経路からずれて移動する場合に、ウエハに露光されるパターンの一例を示す図、（Ｂ）は、ステージが目標経路に沿って移動する場合に、ウエハに露光されるパターンの一例を示す図である。
【図７】（Ａ）は露光の準備工程の一例を示すフローチャート、（Ｂ）は露光方法の一例を示すフローチャートである。
【図８】（Ａ）は変形例のビーム成形アパーチャ板を簡略化して示す拡大図、（Ｂ）は変形例のブランカー板を簡略化して示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
一実施形態について、図１〜図７（Ｂ）を参照して説明する。まず、本実施形態で露光対象とするパターンの一例につき説明する。
図２（Ａ）は、露光対象の基板である半導体ウエハ（以下、単にウエハと称する）Ｗのｎ番目のレイヤＬｎ（ｎは１以上の整数）に形成されるパターンの一例を示し、図２（Ｂ）は、そのウエハＷの（ｎ＋１）番目のレイヤＬ（ｎ＋１）に形成されるパターンの一例を示す。レイヤＬｎ及びＬ（ｎ＋１）はそれぞれ配線層である。本実施形態では、レイヤＬｎのパターンを形成するために、一例として、露光ビーム（露光光）として例えばＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）を用いて露光を行う紫外光露光装置による露光工程と、露光ビームとして電子ビームを用いる電子ビーム露光装置による露光工程とを組み合わせるいわゆるコンプリメンタリ・リソグラフィを使用する。なお、電子ビームの代わりにイオンビーム等の荷電粒子線（ビーム）を使用してもよい。
【０００９】
まず、図２（Ａ）に示すように、レイヤＬｎにおいて、液浸法を用いる紫外光露光装置で複数回の露光を行うダブルパターニング法等の狭ピッチ化手法によって、線幅Ｐ１ａのラインパターン６ａ及びスペース部６ｂが交互にピッチ（周期）Ｐ１で配列されるライン・アンド・スペースパターン（以下、Ｌ＆Ｓパターンと称する）６が形成される。なお、以下では、ラインパターン６ａの長手方向に沿ってＸ軸を取り、Ｌ＆Ｓパターン６の周期方向に沿ってＹ軸を取って説明する。一例として、線幅Ｐ１ａはピッチＰ１の１／２であり、ピッチＰ１は紫外光露光装置の解像限界よりも小さい値、例えば４０ｎｍ程度よりも小さい値である。
【００１０】
次に、レイヤＬｎにおいて、例えばポジ型の電子線レジストを塗布した後、電子ビーム露光装置を用いて、多数のラインパターン６ａを部分的に切断するための複数の矩形のカットパターン７を露光する。全部のＬ＆Ｓパターン６に対する全部のカットパターン７の面積の割合はかなり小さいため、電子ビーム露光装置であっても必要なスループットを得ることができる。そして、そのレジストを現像してエッチング等を行うことで、カットパターン７の部分のラインパターン６ａがそれぞれ切断される。カットパターン７の設計上のＹ方向の中心は、ラインパターン６ａのＹ方向の中心と一致し、カットパターン７の設計上のＹ方向の長さＬＹは、ラインパターン６ａの線幅Ｐ１ａよりも長い値、例えば線幅Ｐ１ａの１．５倍から２倍程度である。
【００１１】
そして、カットパターン７の部分でラインパターン６ａを切断した後、図２（Ｂ）に示すように、レイヤＬ（ｎ＋１）において、液浸法で露光を行う紫外光露光装置を用いる狭ピッチ化法によって、ラインパターン８ａ及び幅Ｐ２ｂのスペース部８ｂが交互にＹ方向（Ｙ軸に沿った方向）にピッチＰ２で配列されるＬ＆Ｓパターン（ライン・アンド・スペースパターン）８が形成される。一例として、幅Ｐ２ｂはピッチＰ２の１／２であり、ピッチＰ２は紫外光露光装置の解像限界よりも小さい値、例えばピッチＰ１と同じ程度である。カットパターン７のＸ方向の幅ＬＸは、スペース部８ｂの幅Ｐ２ｂよりもわずかに小さく設定されている。この場合、レイヤＬｎのラインパターン６ａとレイヤＬ（ｎ＋１）のラインパターン８ａとが交差する部分のいくつかに、電子ビーム露光装置を用いて、ラインパターン６ａ，８ａを接続するためのビアパターン９が露光され、ビアパターン９の部分にビア（接続部）が形成される。
【００１２】
この際に、カットパターン７（ラインパターン６ａの切断部）がビアパターン９（ビア）と重ならないように、複数のカットパターン７は、予めレイヤＬｎのアライメントマーク（不図示）を基準として、レイヤＬ（ｎ＋１）のＬ＆Ｓパターン８に隣接する２つのラインパターン８ａ間の領域、すなわちスペース部８ｂ内に正確に収まるように、Ｘ方向の位置決めを行っておく必要がある。このように、カットパターン７は、Ｘ方向にかなり高い位置決め精度で露光を行う必要がある。これに対して、カットパターン７のＹ方向の長さＬＹは、ラインパターン６ａの線幅Ｐ１ａよりも長いため、カットパターン７のＹ方向の位置決め精度はＸ方向に比べて低くともよい。このようなカットパターン７の特性を利用して、以下で説明する電子ビーム露光装置では、効率的に、かつＸ方向及びＹ方向にそれぞれ必要な精度でカットパターン７を露光する。また、この電子ビーム露光装置は、レイヤＬ（ｎ＋１）でビアパターン９を露光する際にも使用できる。
【００１３】
次に、図１は本実施形態に係る露光装置１０を示す。露光装置１０は、露光光（露光ビーム）として電子ビームを用いる電子ビーム露光装置である。
図１において、露光装置１０は、電子ビームを発生する電子銃１４を含む電子光学系１１Ａと、電子光学系１１Ａを収容する円筒状の筐体１１Ｂとからなる露光ユニット（以下、コラムセルと称する）１２と、コラムセル１２の下方に配置されて露光対象のウエハＷを保持して移動するステージ装置ＷＳＴと、電子光学系１１Ａ及びステージ装置ＷＳＴの動作を制御する制御系５０とを備えている。電子光学系１１Ａからは、ウエハＷの表面（露光面）で一列に配列された複数の微小なスポット（照射領域）３２に電子ビームが照射可能である（図５（Ｃ）参照）。このようにコラムセル１２はマルチビーム型である。また、コラムセル１２の筐体１１Ｂの内部は真空であり、ステージ装置ＷＳＴは真空チャンバ内に設置されている。以下では、電子光学系１１Ａの光軸ＡＸに沿ってＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内で、複数のスポット３２の配列方向に沿ってＸ軸を取り、Ｘ軸に直交する方向に沿ってＹ軸を取って説明する。露光面は、Ｘ軸及びＹ軸を含む平面に平行な面（ＸＹ平面）とみなすことができる。
【００１４】
ウエハＷの露光対象のレイヤＬｎには、図２（Ａ）に示すＹ方向にピッチＰ１のＬ＆Ｓパターン６が形成されており、露光装置１０は、Ｌ＆Ｓパターン６の複数のラインパターン６ａに部分的にカットパターン７を露光するために使用される。ウエハＷの次のレイヤＬ（ｎ＋１）には、図２（Ｂ）に示すように、Ｘ方向にピッチＰ２のＬ＆Ｓパターン８が形成される。
【００１５】
電子光学系１１Ａにおいて、電子銃１４の下方（−Ｚ方向）に、光軸ＡＸを中心とする円形の開口１６ａを有する第１アパーチャ板１６、非対称照明光学系１８、及び光軸ＡＸを中心とするＸ方向に細長い長方形のスリット状の開口２４ａ（図３（Ａ）参照）が形成された１次ビーム成形板２４が順次配置されている。電子銃１４から所定の加速電圧（例えば５０ｋｅＶ）で放出された電子ビームＥＢ１は、第１アパーチャ板１６の開口１６ａを含む領域に入射し、開口１６ａを通過した電子ビームＥＢ２は、光軸ＡＸの回りに対称な円形の断面に成形されて、非対称照明光学系１８内の空間に入射する。
【００１６】
非対称照明光学系１８は、一例として光軸ＡＸの回りに配置された静電四重極の電極をＺ方向に４段重ねて構成された静電四重極レンズ群である。非対称照明光学系１８によって光軸ＡＸの近傍に発生する静電四重極場を調整することで、入射する電子ビームの断面形状をＸ方向に細長い形状にできる。電子ビームＥＢ２は、非対称照明光学系１８によって、断面形状が一方向（ここではＸ方向）に長く、他の方向（ここではＹ方向）に短いほぼ長方形状に成形されて、１次ビーム成形板２４の開口２４ａを含むＸ方向に細長い照射領域２３Ａ（図３（Ａ）参照）に入射する。
【００１７】
１次ビーム成形板２４の下方に、電磁レンズ１９Ａ，１９Ｂよりなる等倍の投影系１９、複数の開口２６ａがＸ方向に一列に形成されたビーム成形アパーチャ板２６、開口２６ａよりもわずかに大きい開口２８ａがそれぞれ開口２６ａに対向するようにＸ方向に一列に形成されたブランカー板２８、及び光軸ＡＸを中心とする円形の開口３０ａ（図３（Ｃ）参照）が形成された最終アパーチャ板３０が順次配置されている。また、ブランカー板２８と、ウエハＷとの間に、複数の電磁レンズ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄよりなり、ビーム成形アパーチャ板２６の複数の開口２６ａの縮小像をウエハＷの表面に投影する縮小投影系２０が配置されている。ブランカー板２８は、ビーム成形アパーチャ板２６に近接して配置されている。
【００１８】
１次ビーム成形板２４のスリット状の開口２４ａを通過した電子ビームＥＢ３は、投影系１９によって、ビーム成形アパーチャ板２６の一列の開口２６ａを含むＸ方向に細長い照射領域２３Ｂ（開口２４ａの像）に照射される。
本実施形態では、非対称照明光学系１８及び１次ビーム成形板２４を設け、ビーム成形アパーチャ板２６の細長い照射領域２３Ｂに電子ビームＥＢ３を入射させているため、電子ビームの電流密度を高めることができ、露光工程のスループットを向上できる。さらに、ビーム成形アパーチャ板２６に照射される電子ビームの量を減らすことができ、ビーム成形アパーチャ板２６の発熱による劣化や損傷を防止できる。また、結像系１９によって、１次ビーム成形板２４の開口２４ａの鮮明な像（照射領域２３Ｂ）をビーム成形アパーチャ板２６上に形成しているため、電子ビームの収差が低減され、ウエハＷに高精度にパターンを露光できる。
【００１９】
図３（Ｂ）は、ビーム成形アパーチャ板２６の一列の開口２６ａを拡大して示す。図３（Ｂ）では、５個の開口２６ａが示されているが、実際には、開口２６ａの数は数１０００個（例えば２０００個又は４０００個程度等）である。ビーム成形アパーチャ板２６の複数の開口２６ａが配列された方向（Ｘ方向）に直交する方向（Ｙ方向）に、ステージ装置ＷＳＴによってウエハＷを走査することによって、複数の電子ビームを用いた露光を並列に行うことができる。このため、開口２６ａ（スポット３２）の数を増加させるほど、露光工程のスループットを向上できる。ビーム成形アパーチャ板２６の複数の開口２６ａを通過した、開口２６ａと同じ数の電子ビームＥＢ４は、それぞれブランカー板２８の対向する位置にある開口２８ａに入射する。
【００２０】
図４（Ａ）はブランカー板２８を簡略化して示す拡大図、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の一つの開口２８ａを示すＹ方向に沿った断面図である。図４（Ａ）では開口２８ａの数は５個であるが、実際には、開口２８ａの数は開口２６ａの数と同じである。図４（Ａ）において、ブランカー板２８の複数の開口２８ａをそれぞれＹ方向に挟むように、ブランカー板２８の裏面（−Ｚ方向の面）に１対のブランキング電極２８ｂ，２８ｃが設けられ、ブランキング電極２８ｂ，２８ｃは、それぞれ配線２８ｄ，２８ｅ及び不図示の端子を介して制御系５０内の駆動回路に接続されている。ブランキング電極２８ｂ，２８ｃは、開口２８ａを通過する電子ビームＥＢ４を偏向させるために使用される。
【００２１】
図４（Ｂ）に示すように、ビーム成形アパーチャ板２６に近接してブランカー板２８が配置され、ビーム成形アパーチャ板２６の開口２６ａよりもブランカー板２８の開口２８ａの方が大きいため、開口２６ａを通過した電子ビームＥＢ４は開口２８ａを通過できる。また、ブランキング電極２８ｂ，２８ｃ及び配線２８ｄ，２８ｅは、厚さ数μｍ〜数十μｍ程度の導体膜を、ブランカー板２８の裏面にパターニングすることで、ブランカー板２８と一体的に形成される。ブランキング電極２８ｂ，２８ｃは、電子ビームの照射による損傷を防ぐために、電子ビームＥＢ４の下流側の面に形成することが好ましい。
【００２２】
ブランカー板２８のブランキング電極２８ｂ，２８ｃに電圧を印加しない状態では、開口２８ａを通過した電子ビームＥＢ４は、図１に示すように、最終アパーチャ板３０の開口３０ａを通過し、縮小投影系２０によって縮小されて、ウエハＷの表面（露光面）に照射される。露光面には電子ビームＥＢ４によってビーム成形アパーチャ板２６の開口２６ａの縮小像が形成される。開口２６ａの縮小像（電子ビームの露光面での照射領域）が電子ビームＥＢ４のスポット３２である（図５（Ｃ）参照）。全部のスポット３２を囲むＸ方向に細長い領域をコラムセル１２による電子ビームの照射領域２３Ｃと称する。また、スポット３２に電子ビームＥＢ４が照射されているとき、対応する開口２６ａを通過する電子ビームＥＢ４、又は当該スポット３２がオン（on）にされているともいう。全部の電子ビームＥＢ４がオンにされている状態で、露光面でＸ方向に配列された複数のスポット３２にそれぞれ電子ビームＥＢ４が照射される。
【００２３】
一方、図４（Ｂ）に示すように、ブランキング電極２８ｂ，２８ｃに所定の電圧を印加すると、開口２８ａを通過した電子ビームＥＢ４がＹ方向に大きく曲げられてオフ状態の電子ビームＥＢＦとなる。電子ビームＥＢＦは、図１に点線で示すように、最終アパーチャ板３０の開口３０ａの外側に導かれて、最終アパーチャ板３０によって阻止される。この場合には、対応する開口２６ａの像（スポット３２）には電子ビームＥＢ４が照射されないため、対応する開口２６ａを通過する電子ビームＥＢ４、又は当該スポット３２がオフ（off）にされているともいう。このように各開口２６ａ及び２８ａに対応して設けられているブランキング電極２８ｂ，２８ｃに対する電圧の印加の制御によって、各開口２６ａを通過する電子ビームＥＢ４（又は対応するスポット３２）のオン又はオフを制御することができる。
【００２４】
図３（Ｂ）において、ビーム成形アパーチャ板２６のＸ方向の幅Ｐ３ａでＹ方向の長さＬＹ１の複数の開口２６ａは、Ｘ方向にピッチＰ３で配列されている。縮小投影系２０の縮小倍率をβとすると、開口２６ａのウエハＷの表面（露光面）での像（スポット３２）のＸ方向のピッチＰ４（＝Ｐ３・β）は、図２（Ｂ）のレイヤＬ（ｎ＋１）のＬ＆Ｓパターン８のピッチＰ２と等しい。さらに、開口２６ａの像（スポット３２）のＸ方向の幅Ｐ４ａ（＝Ｐ３ａ・β）は、図２（Ｂ）のＬ＆Ｓパターン８のスペース部８ｂの幅Ｐ２ｂよりもわずかに狭く、そのスポット３２のＹ方向の長さＬＹ２（＝ＬＹ１・β）は、図２（Ａ）のＬ＆Ｓパターン６のラインパターン６ａの幅Ｐ１ａの１〜１．５倍程度である。
【００２５】
縮小投影系２０の縮小倍率βは例えば１／５０〜１／５００程度である。一例として、縮小倍率βを１／２００、Ｌ＆Ｓパターン８のピッチＰ２を４０ｎｍ（幅Ｐ２ｂを２０ｎｍ）、開口２６ａの数を２０００とすると、開口２６ａのピッチＰ３（＝Ｐ２／β）は８μｍ、一列の開口２６ａのＸ方向の幅はほぼ１６ｍｍとなる。
また、最終アパーチャ板３０とウエハＷとの間に、ウエハＷを駆動するステージの位置をフィードバックして、電子ビームＥＢ４の照射位置（スポット３２の位置）を調整するための偏向器（ステージフィードバック偏向器）２２が設けられている。この偏向器２２は、複数の開口２６ａの配列方向と同じ方向（Ｘ方向）に沿って光軸ＡＸを挟むように配置された一対の電極板を有する。制御系５０によって偏向器２２を制御することで、電子ビームＥＢ４の照射位置をＸ方向に微調整できる。本実施形態では、露光するパターン（カットパターン７）のＸ方向の位置決め精度がＹ方向の位置決め精度よりも高いが、偏向器２２によってＸ方向の位置決め精度を向上できる。なお、偏向器２２と同様の偏向器を光軸ＡＸをＹ方向に沿って挟むように設け、電子ビームＥＢ４の照射位置をＹ方向にも微調整できるようにしてもよい。
【００２６】
図５（Ａ）に示すように、本実施形態の露光装置１０は、上述のコラムセル１２と同じ構成の複数のマルチビーム型のコラムセル１２を備えている。コラムセル１２の円形の外形（筐体１１Ｂの外形）の直径は、一例として数１０ｍｍ、例えば３０〜５０ｍｍである。また、複数のコラムセル１２は、Ｘ方向、Ｙ方向に互いに接触するように、かつウエハＷの露光面の全面を覆うように配置される。図５（Ａ）の例では、ウエハＷの大きさを直径３００ｍｍとしている。この場合、ウエハＷの露光面には、例えばＸ方向の幅２６ｍｍでＹ方向の長さ３３ｍｍのショット（ショット領域）ＳＡが１００個程度形成可能である。各ショットＳＡにはそれぞれアライメントマーク（不図示）が形成されるとともに、すでに図２（Ａ）のＬ＆Ｓパターン６が形成され、その上に感光剤又は感応剤（電子線レジスト）が塗布されている。なお、ショットＳＡの大きさは任意であるとともに、ウエハＷの露光面をショットＳＡに区分することなく、露光面の全面にＬ＆Ｓパターン６を形成しておき、部分的にアライメントマークを形成しておいてもよい。
【００２７】
以下の説明では、コラムセル１２の直径を一例として４０ｍｍとする。この場合、ウエハＷの全面を覆うために、６０個程度のコラムセル１２が配置される。なお、ウエハＷの大きさは任意であり、ウエハＷは例えば直径２００ｍｍ又は４５０ｍｍ等でもよい。ウエハＷの大きさに応じてコラムセル１２の数を増減してもよい。なお、図５（Ａ）の例では、コラムセル１２をより多く配置している。各コラムセル１２は、互いに個別に照射領域２３Ｃ内のＸ方向に一列に配列された複数のスポット３２（図５（Ｃ）参照）に照射される電子ビームのオン又はオフを切り換えることができる。また、各コラムセル１２は、各々に設けられた偏向器２２により、各々が照射する電子ビームの照射位置を調整することができる。
【００２８】
また、ウエハＷを移動するためのステージ（後述の可動ステージ３７）は、図５（Ｂ）の目標軌道ＴＳＴに沿って、Ｙ方向への移動ストロークＳＹでの走査と、Ｘ方向への幅ＴＸのステップ移動とを繰り返すように駆動される。ストロークＳＹは、コラムセル１２の直径よりもわずかに長い距離、例えば４５ｍｍ程度、ステップ移動の幅ＴＸは照射領域２３ＣのＸ方向の幅（スポット３２のピッチＰ４の整数倍）と同じであり、Ｘ方向の移動ストロークはＳＹとほぼ同じである。このとき、複数のコラムセル１２の照射領域２３Ｃは、それぞれウエハＷの露光面に対して軌道Ｔ１のように相対的に移動して、露光面の全面を露光できる。そのステージの目標軌道ＴＳＴは、図５（Ｃ）に示すように、不図示のアライメントマークを基準として、照射領域２３Ｃ内の各スポット３２のＸ方向の位置が、レイヤＬ（ｎ＋１）で形成される点線で示すＬ＆Ｓパターン８のスペース部８ｂ内に収まるように設定されている。
【００２９】
図１において、コラムセル１２の下方のステージ装置ＷＳＴは、ベース部材４４のＸＹ平面に平行な表面に、磁気軸受け等の支持部４２を介してＸ方向、Ｙ方向に移動可能に載置された可動ステージ３７と、可動ステージ３７をＸ方向に貫通する中空部（不図示）に挿通されたガイド部３８と、ガイド部３８のＸ方向の両端部の底面に連結されてＹ方向に延びる可動部４０Ａ，４０Ｂと、を有する。可動ステージ３７は、Ｚ軸に平行な軸の回り（θｚ方向）にも所定範囲で回転可能である。ガイド部３８内の固定子と、可動ステージ３７内の可動子とから、ガイド部３８に対して可動ステージ３７を、Ｘ方向に所定ストローク（例えば５０ｍｍ程度）で駆動可能で、かつＸ方向、Ｙ方向、及びθｚ方向に所定範囲内で微小駆動可能な、閉磁界型でかつムービングマグネット型の駆動モータ３９が構成されている。また、可動部４０Ａ，４０Ｂには、ベース部材４４に対して可動部４０Ａ，４０Ｂ（及び可動ステージ３７）をＹ方向に所定ストローク（例えば５０ｍｍ程度）で駆動可能な例えばリニアモータ等の駆動モータ４１が設けられている。本実施形態では、複数のコラムセル１２を介して並行に露光を行うため、可動ステージ３７のＸ方向、Ｙ方向の移動ストロークは、上述のコラムセル１２の直径よりもわずかに大きい程度であればよい。このため、ステージ装置ＷＳＴを小型化できる。
【００３０】
また、ウエハＷは、平板状の保持部材である外形が六角形状又は円形状等のシャトル３４の上面の凹部内に載置され、シャトル３４の外周部の３箇所に、それぞれ板ばねを介して半径方向に移動可能にボール（球体）３５が固定されている。３箇所のボール３５は、平面視でほぼ正三角形の３つの頂点の位置に設けられている。そして、シャトル３４の３箇所のボール３５は、それぞれ可動ステージ３７の上面に固定された三角錐状溝部材３６に係合している。なお、図１では、２箇所のボール３５及び三角錐状溝部材３６のみを図示している。３箇所の三角錐状溝部材３６及びボール３５を介して、シャトル３４は可動ステージ３７にキネマティックカップリング方式で載置されている。
【００３１】
なお、図１では、三角錐状溝部材３６として、３つの小さい直方体状の部材を放射状に、かつ上部で開くような状態で配置して固定した例が示されている。その三角錐状溝部材３６は、ボール３５にそれぞれ３点で点接触する三角錐状の溝と同じ役割を有するため、三角錐状溝部材と称している。したがって、三角錐状の溝が形成された単一の部材を、三角錐状溝部材３６の代わりに用いても良い。一例として、ウエハＷは、シャトル３４に保持された状態で可動ステージ３７に対するローディング及びアンローディングが行われる。また、ウエハＷは、シャトル３４に対して静電チャック方式で吸着され、可動ステージ３７の上面のＺ方向に可動の端子部（不図示）からシャトル３４の底面の端子部（不図示）に静電吸着用の電力（電圧）が供給されている。
【００３２】
なお、可動ステージ３７の上面にウエハＷが載置される領域（例えば凹部）を設け、その領域の底部に静電吸着部を設けておき、その領域にウエハＷを載置してもよい。この場合にはシャトル３４を使用することなく、可動ステージ３７にウエハＷが直接載置されて、静電吸着される。
また、ステージ装置ＷＳＴは、レーザビームＬＢＸ等を可動ステージ３７に照射して、可動ステージ３７のＸ方向、Ｙ方向の位置をそれぞれ０．５ｎｍ程度の精度で複数箇所を計測する複数軸のレーザ干渉計４５を有する。レーザ干渉計４５の計測値を処理することで、可動ステージ３７のθｚ方向の角度も計測できる。制御系５０は、レーザ干渉計４５の計測値を所定のサンプリングレートで継続して取り込み、その計測値に基づいて駆動モータ３９，４１を駆動する。
【００３３】
なお、可動ステージ３７の上面、又はシャトル３４の上面に、２次元の回折格子（不図示）を配置しておき、コラムセル１２の近傍の複数の検出ヘッド４６（図１では一つの検出ヘッド４６のみを図示）からその回折格子に位置検出用のレーザビームを照射し、その回折格子から発生する複数の回折光を検出し、この検出結果を処理してその回折格子（可動ステージ３７）の位置を計測するエンコーダ型の計測装置を、レーザ干渉計４５の代わりに使用してもよい。また、露光中には、エンコーダ型の計測装置を使用し、ウエハＷ（シャトル３６）の交換中にはレーザ干渉計４５を使用してもよい。
【００３４】
なお、ステージ装置ＷＳＴをＺ軸に平行な軸の回りに９０°回転して、可動ステージ３７をガイド部３８に沿ってＹ方向（走査方向）に駆動し、可動部４０Ａ，４０ＢをＸ方向に駆動するようにしてもよい。
次に、制御系５０は、装置全体の動作を制御するコンピュータよりなる主制御部５２と、オペレータとのインターフェース部（不図示）と、目標軌道出力部５６と、コラムセル１２の電子光学系１１Ａの動作を制御する第１制御部５４Ａと、ステージ装置ＷＳＴの動作を制御する第２制御部５４Ｂとを有する。目標軌道出力部５６は、半導体メモリ等の記憶装置よりなり、図５（Ｂ）に示す目標軌道ＴＳＴに対応する可動ステージ３７の一連の位置（Ｘ方向、Ｙ方向の座標値）ＴＤを記憶し、所定の駆動用クロックパルス（不図示）に同期してその一連の位置（目標位置）ＴＤを出力する。
【００３５】
第１制御部５４Ａは、目標軌道出力部５６から供給される一連の位置ＴＤに応じて、ビーム成形アパーチャ板２６の各開口２６ａを通過する電子ビームＥＢ４をオン又はオフにする切り換え信号ＣＳを出力する切り換え信号出力部７２と、その出力に応じて対応するブランカー板２８のブランキング電極２８ｂ，２８ｃに対する電圧の印加の有無を制御する駆動部７４とを有する。切り換え信号出力部７２は、その駆動用クロックパルスに同期して切り換え信号ＣＳを出力する。以下では、電子ビームＥＢ４をオン（ウエハＷに照射される状態）にするための切り換え信号ＣＳをオンの状態とみなし、電子ビームＥＢ４をオフ（ウエハＷに照射されない状態）にするための切り換え信号ＣＳをオフの状態とみなすこととする。
【００３６】
一連の位置ＴＤと切り換え信号ＣＳとの関係は、ウエハＷに露光するパターン（カットパターン７）に応じて一つのコラムセル１２内のビーム成形アパーチャ板２６の複数の開口２６ａ（ブランカー板２８の各対のブランキング電極２８ｂ，２８ｃ）のそれぞれに応じて定められる。また、位置ＴＤと切り換え信号ＣＳとの関係は、複数のコラムセル１２に応じてもそれぞれ定められる。主制御部５２が、予め一連の位置ＴＤに対する各対のブランキング電極２８ｂ，２８ｃの一連の切り換え信号ＣＳを求めておき、その切り換え信号ＣＳを切り換え信号出力部７２に記憶させておく。切り換え信号出力部７２及び駆動部５４Ａは、各コラムセル１２に関して、ビーム成形アパーチャ板２６の複数の開口２６ａ（スポット３２）の個数分だけ備える必要がある。
【００３７】
一つのコラムセル１２に関して、例えば開口２６ａが２０００個ある場合には、切り換え信号出力部７２及び駆動部５４Ａはそれぞれ２０００個必要になる。さらに、コラムセル１２が例えば６０個ある場合には、切り換え信号出力部７２及び駆動部５４Ａはそれぞれ２０００個の６０倍必要になる。なお、切り換え信号出力部７２に関しては、複数個の切り換え信号出力部７２を共通のメモリで構成することも可能である。本実施形態では、ブランキング電極２８ｂ，２８ｃは、位置ＴＤに応じて実質的にオープンループで制御されるため、開口２６ａの数が多く、コラムセル１２の数が多くとも、第１制御部５４Ａの回路の大型化が抑制されるとともに、ブランキング電極２８ｂ，２８ｃの制御が容易であり、第１制御部５４Ａの負荷が軽減される。
【００３８】
また、第１制御部５４Ａは、レーザ干渉計４５（又は検出ヘッド４６）による可動ステージ３７の位置の計測値を高速にサンプリングするサンプリング部６４と、サンプリング部６４から出力される計測値ＭＤ１と、目標軌道出力部５６から出力される位置ＴＤとの差（誤差）δ１を求める減算部６５と、減算部６５から出力される差δ１に、第１補正値記憶部６７から出力される補正値δａを加算して出力する加算部６６と、加算部６６の出力に応じて偏向器２２を駆動して電子ビームＥＢ４のＸ方向の位置を補正する駆動部６８とを有する。電子ビームＥＢ４の露光面でのＹ方向の位置決め精度はブランキング電極２８ｂ，２８ｃの駆動のタイミングに依存し、電子ビームＥＢ４のＸ方向の位置決め精度は、最終的に偏向器２２の偏向量に依存するとともに、電子ビームＥＢ４のＸ方向の位置決め精度は、Ｙ方向の位置決め精度よりも高くする必要がある。このため、偏向器２２の応答速度は、ブランキング電極２８ｂ，２８ｃの応答速度よりも高く設定されている。
【００３９】
このため、偏向器２２を駆動するための減算部６５、加算部６６、及び駆動部６８の駆動速度（駆動周波数）は、ブランキング電極２８ｂ，２８ｃを駆動するための切り換え信号出力部７２及び駆動部７４の駆動速度よりも速く設定されている。これに関して、偏向器２２は、各コラムセル１２に一つであり、第１補正値記憶部６７、減算部６５、加算部６６、及び駆動部６８は、複数のコラムセル１２の数と同じ数だけあればよい。このため、偏向器２２の応答速度を速くしても、第１制御部５４Ａの負荷は実質的に増加しない。
【００４０】
補正値δａが０の場合、電子ビームＥＢ４の露光面での照射位置は、偏向器２２のフィードバック制御によって、目標とする位置ＴＤと計測値ＭＤ１との差δ１の値だけＸ方向に補正される。これによって、可動ステージ３７の一連の位置が目標軌道ＴＳＴからわずかにずれていても、電子ビームＥＢ４は、ウエハＷの露光面で目標とする位置に照射される。さらに、例えばテスト露光等によって、ウエハＷに露光されるパターンの目標位置からのＸ方向の位置ずれ量（例えば重ね合わせ誤差）が計測してある場合には、主制御部５２が、予めその位置ずれ量を相殺するための電子ビームＥＢ４の偏向量を補正値δａとして第１補正値記憶部６７に記憶させておく。その補正値δａは、位置ＴＤに応じて異なる値でもよい。このように補正値δａを加算した値に基づいて偏向器２２を駆動することによって、電子ビームＥＢ４の照射位置をさらに目標位置に近づけることができる。
【００４１】
また、第２制御部５４Ｂは、レーザ干渉計４５（又は検出ヘッド４６）による可動ステージ３７の位置の計測値をサンプリング部６４よりも低い速度でサンプリングするサンプリング部５７と、サンプリング部５７から出力される計測値ＭＤ２と、目標軌道出力部５６から出力される位置ＴＤとの差（誤差）δ２を求める減算部５８（フィードバック用の減算部）と、減算部５８から出力される差δ２に、第２補正値記憶部６０から出力される補正値δｂを加算して出力する加算部５９（フィードフォワード用の加算部）と、加算部５９の出力に応じて駆動モータ３９，４１を駆動する駆動部６１とを有する。サンプリング部５７、減算部５８、第２補正値記憶部６０、加算部５９、及び駆動部６１は、可動ステージ３７の駆動の自由度の数だけ設けられている。
【００４２】
第２制御部５４Ｂは、可動ステージ３７が図５（Ｂ）の目標軌道ＴＳＴに沿って移動するように、レーザ干渉計４５の計測値をフィードバックしながら駆動モータ３９，４１を駆動する。しかしながら、駆動モータ３９，４１の応答速度は偏向器２２の応答速度よりも低いため、サンプリング部５７のサンプリング周波数は、サンプリング部６４のサンプリング周波数よりも低く設定されている。このため、単にフィードバック制御を行うのみでは、可動ステージ３７の位置と目標位置との間に偏差が残存する恐れがある。
【００４３】
そこで、例えば予め可動ステージ３７の一連の目標位置ＴＤとレーザ干渉計４５で計測される位置との偏差を各位置ＴＤに関して計測しておき、主制御部５２がその偏差を補正値δｂとして第２補正値記憶部６０に記憶させておく。そして、一連の位置ＴＤに関して、それぞれ補正値δｂをフィードフォワード制御によって加算した値に基づいて駆動モータ３９，４１を駆動することによって、可動ステージ３７の一連の位置を目標軌道ＴＳＴにさらに近づけることができる。これによって、電子ビームＥＢ４の照射位置、ひいては露光対象のパターンの露光位置をさらに目標位置に近づけることができる。
【００４４】
次に、本実施形態の露光装置１０を用いる露光方法の一例につき、図７（Ａ）、（Ｂ）のフローチャートを参照して説明する。この露光方法は主に主制御部５２によって制御される。まず、図７（Ａ）に示す準備動作として、ステップ１０２において、電子光学系１１Ａから電子ビームＥＢ４を照射しない状態で、ステージ装置ＷＳＴの可動ステージ３７を図５（Ｂ）の目標軌道ＴＳＴに沿って駆動する。この際に、高速のサンプリング部６４でサンプリングされるレーザ干渉計４５の計測値ＭＤ１と（ステップ１０４）、目標軌道出力部５６から出力される位置ＴＤとの差δ１を算出する（ステップ１０６）。このためには、減算部６５から出力される差δ１を位置ＴＤに対応させて、不図示の信号ラインを介して主制御部５２内の記憶部に取り込んでもよい。その位置ＴＤに対応する一連の差δ１は、目標軌道ＴＳＴに対する可動ステージ３７の計測された位置の軌道の偏差とみなすことができる。その偏差（差δ１）は補正値δｂとして第２補正値記憶部６０に記憶される。
【００４５】
そして、図７（Ｂ）に示す露光工程においては、ステップ１１２において、露光対象のウエハＷを保持したシャトル３４を可動ステージ３７に載置した後、可動ステージ３７を目標軌道ＴＳＴに沿って駆動するための一連の目標位置（移動位置）ＴＤの出力を目標軌道出力部５６に開始させる。そして、ステップ１１４において、第２制御部５４Ｂのサンプリング部５７でレーザ干渉計４５の計測値ＭＤ２（可動ステージ３７の位置）の低速サンプリングを行い、ステップ１１６において、減算部５８で、位置ＴＤから計測値ＭＤ２を減算して計測値のフィードバックを行う。さらに、加算部５９において、減算部５８から出力される差δ２に、目標位置ＴＤに応じて第２補正値記憶部６０から出力される補正値δｂを加算して補正値のフィードフォワードを行い（ステップ１１８）、加算部５９の出力を用いて駆動部６１が駆動モータ３９，４１を介して可動ステージ３７を駆動する（ステップ１２０）。ステップ１１４〜１２０の動作は、所定のクロックパルスに同期して、露光が終了するまで繰り返して実行される。
【００４６】
また、ステップ１１４〜１２０の動作と並行して、ステップ１２２〜１２６で偏向器２２の制御が行われる。すなわち、ステップ１２２において、第１制御部５４Ａのサンプリング部６４でレーザ干渉計４５の計測値ＭＤ１（可動ステージ３７の位置）の高速サンプリングを行い、減算部６５で、計測値ＭＤ１から位置ＴＤを減算して、位置ＴＤ（移動位置）に対する計測値ＭＤ１の差δ１（誤差）を求める（ステップ１２４）。さらに、加算部６６において、減算部６５から出力される差δ１に、目標位置ＴＤに応じて第１補正値記憶部６７から出力される補正値δａを加算する。そして、加算部６６の出力を用いて駆動部６８で、差δ１を相殺して補正値δａ分を加えるように、偏向器２２を介して電子ビームＥＢ４を偏向して、電子ビームＥＢ４の照射位置を補正する（ステップ１２６）。ステップ１２２〜１２６の動作は、所定のクロックパルスに同期して、露光が終了するまで繰り返して実行される。
【００４７】
また、ステップ１１４〜１２０の動作と並行して、ステップ１３２以降の動作が実行される。すなわち、ステップ１３２において、電子銃１４から電子ビームＥＢ１の射出が開始され、１次ビーム成形板２４の開口２４ａを通過した電子ビームＥＢ３でビーム成形アパーチャ板２６の複数の開口２６ａが照明される。そして、ステップ１３４において、位置ＴＤ（移動位置）が電子ビームの照射領域内である場合には、ステップ１３６において、切り換え信号出力部７２から出力される切り換え信号ＣＳがオンになり、駆動部７４によって対応するブランキング電極２８ｂ，２８ｃを駆動することで、対応する開口２６ａを通過する電子ビームＥＢ４がオンとなり、対応するスポット３２に電子ビームＥＢ４が照射される（図５（Ｂ）参照）。この後、露光工程が終了かどうかが判定され（ステップ１４０）、露光工程が継続される場合には動作はステップ１３４に戻る。
【００４８】
一方、ステップ１３４において、位置ＴＤが電子ビームの照射領域内でない場合には、ステップ１３８において、切り換え信号ＣＳがオフになり、駆動部７４によって対応するブランキング電極２８ｂ，２８ｃに印加する電圧を０にすることで、対応する開口２６ａを通過する電子ビームＥＢ４がオフとなる。この後、動作はステップ１４０を経てステップ１３４に戻る。ステップ１３４〜１４０の動作も所定のクロックパルスに同期して繰り返して実行される。
【００４９】
具体的に、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のあるコラムセル１２の照射領域２３ＣとウエハＷの露光面との関係を示す。図５（Ｃ）の位置７Ａは、露光すべきパターン（図２（Ａ）のカットパターン７）の設計上の位置（目標位置）を示す。可動ステージ３７が図５（Ｂ）の目標軌道ＴＳＴに沿って正確に移動する場合には、照射領域２３Ｃ内の位置Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５のスポット３２（開口２６ａの縮小像）は、露光面のＬ＆Ｓパターン６に対して相対的に軌道Ｔ１ａに沿って移動する。以下では、電子ビームＥＢ４がオンになったスポット３２をスポット３２Ａで表している。そして、位置Ｑ２，Ｑ４のスポット３２に関しては、Ｙ方向の位置ｙ１（時点ｔ１）で切り換え信号ＣＳがオンになり、電子ビームＥＢ４がオンになり（スポット３２Ａとなり）、スポット３２Ａによる露光が開始される。この露光は、位置ｙ２（時点ｔ２）で切り換え信号ＣＳがオフになるまで継続される。なお、この露光期間は、所定のクロックパルスの１パルス分としておいてもよい。
【００５０】
同様に、位置Ｑ１のスポット３２に関して、Ｙ方向の位置ｙ３，ｙ４の間で切り換え信号ＣＳがオンになり、電子ビームＥＢ４がオンになってスポット３２Ａによる露光が行われる。また、位置Ｑ２のスポット３２に関して、Ｙ方向の位置ｙ５，ｙ６の間で切り換え信号ＣＳがオンになり、電子ビームＥＢ４がオンになってスポット３２Ａによる露光が行われる。
【００５１】
この際に、ステップ１１８の可動ステージ３７の駆動のための偏差のフィードフォワード、及びステップ１２２〜１２０の偏向器２２による電子ビームＥＢ４の補正がないものとすると、可動ステージ３７の計測される軌道（実際の軌道）が目標軌道ＴＳＴからＸ方向、Ｙ方向にずれることになる。このとき、図６（Ａ）に示すように、一例として、位置Ｑ１〜Ｑ５のスポット３２のウエハＷに対する相対的な軌道Ｔ１ｂは目標とする軌道Ｔ１ａからＸ方向に間隔ｄｘだけずれるとともに、軌道Ｔ１ｂのＹ方向の位置も軌道Ｔ１ａから間隔ｄｙだけずれている。なお、可動ステージ３７のＸ方向の位置はほぼ一定であるため、Ｘ方向の位置のずれ（間隔ｄｘ）はかなり小さい値になる。
【００５２】
このままの状態で露光を行うと、例えば位置Ｑ１，Ｑ４のスポット３２に関して、Ｙ方向の位置が目標とする位置ｙ１，ｙ２からｄｙだけずれた位置ｙ１ａ，ｙ２ａの間で切り換え信号ＣＳがオンになり、電子ビームＥＢ４がオンになって露光が行われる。このため、露光されるカットパターン７Ｅの位置は目標の位置７ＡからＸ方向、Ｙ方向にずれることになる。同様に、目標とする位置からずれた位置ｙ３ａ，ｙ４ａの間、及び位置ｙ５ａ，ｙ６ａの間で切り換え信号ＣＳがオンになり、電子ビームＥＢ４がオンになって露光が行われるため、この際に露光されるカットパターン７Ｅの位置も目標位置７Ａからずれることになる。他の位置で露光されるカットパターン７Ｅの位置も同様にずれることになる。
【００５３】
これに対して、ステップ１２２〜１２６の動作を実行すると、偏向器２２によって電子ビームＥＢ４のＸ方向の照射位置がｄｘだけ補正されるため（図６（Ｂ）参照）、カットパターン７ＥのＸ方向の位置は目標位置７のＸ方向の位置となる。さらに、ステップ１１８のフィードフォワード制御を実行すると、図６（Ｂ）に示すように、位置Ｑ１〜Ｑ５のスポット３２のウエハＷに対する相対的な軌道Ｔ１ａは目標とする軌道となり、軌道Ｔ１ａのＹ方向の位置も目標とする位置にある。このため、例えば位置ｙ１，ｙ２の間、位置ｙ３，ｙ４の間で位置Ｑ１のスポット３２に対する電子ビームＥＢ４をオンにすることで、露光されるカットパターン７Ｅの位置は目標とする位置７Ａとなる。同様に、他の位置Ｑ２〜Ｑ５のスポット３２を用いても目標とする位置７Ａに正確にカットパターン７Ｅを露光できる。
【００５４】
その後、可動ステージ３７をＸ方向にステップ移動して走査方向を逆方向にすると、位置Ｑ１，Ｑ２等のスポット３２はウエハＷに対して軌道Ｔ１ｂに沿って相対的に移動する。そして、切り換え信号ＣＳがオンの期間でスポット３２に照射される電子ビームＥＢ４をオンにすることで、例えば位置Ｑ１１，Ｑ１２の目標とする位置７Ａに正確にカットパターン７Ｅを露光できる。この露光工程の終了後に、ウエハＷの電子線レジストを現像し、例えばエッチング工程を経ることで、カットパターン７Ｅの位置でラインパターン６ａが部分的に正確に切断される。
【００５５】
上述のように、本実施形態の露光装置１０によれば、可動ステージ３７をレーザ干渉計４５の計測値、及び予め計測された目標軌道ＴＳＴに対する偏差を用いて駆動することによって、カットパターン７Ｅを目標とする位置７Ａに正確に露光できる。
上述のように、本実施形態の露光装置１０は、電子ビーム（荷電粒子ビーム）でウエハＷ（基板）にパターンを露光する露光装置である。そして、露光装置１０は、ウエハＷを保持し、ウエハＷを移動させる可動ステージ３７（ステージ）と、可動ステージ３７の目標位置ＴＤを逐次更新することによって、可動ステージ３７が予め定められている目標軌道ＴＳＴに沿って移動するように可動ステージ３７を制御するとともに、目標位置ＴＤに基づいて、電子ビームＥＢ４のウエハＷへの照射状態（例えば電子ビームＥＢ４のオン／オフの切り換え）を制御する主制御部５２（制御装置）と、を備えている。
【００５６】
また、露光装置１０を用いる露光方法は、ウエハＷを可動ステージ３７に保持させるステップ（ステップ１１２の一部）と、可動ステージ３７の目標位置を逐次更新することによって、可動ステージ３７が予め定められている目標軌道ＴＳＴに沿って移動するように可動ステージ３７を制御するステップ１１４〜１２０と、目標位置ＴＳＴに基づいて、電子ビームＥＢ４のウエハＷへの照射状態を制御するステップ１３４〜１３８とを有する。
【００５７】
本実施形態によれば、電子ビームＥＢ４のウエハＷへの照射状態として、例えば電子ビームＥＢ４のオン／オフの切り換えを可動ステージ３７の目標位置に応じて実質的にオープンループ制御で行うことができる。このため、電子ビームＥＢ４の制御系５０の制御が簡単であり、計算量も少ないため、制御系５０の負荷が軽減される。このため、ウエハＷに照射される電子ビームＥＢ４を多くのビームを含むマルチビームとした場合にも、制御系５０の負荷が軽減される。
【００５８】
また、本実施形態においては、可動ステージ３７の位置を計測するレーザ干渉計４５（計測装置）と、可動ステージ３７の目標軌道ＴＳＴと可動ステージ３７のレーザ干渉計４５で計測される位置の軌道との偏差を記憶する第２補正値記憶部６０と、を備え、主制御部５２は、可動ステージ３７の目標位置ＴＤに第２補正値記憶部６０に記憶されている偏差（補正値δｂ）を加算して得られる位置を用いて可動ステージ３７を制御している。このため、可動ステージ３７の応答速度が低い場合でも、可動ステージ３７を目標軌道ＴＳＴに沿って正確に駆動でき、パターンを正確に目標とする位置に露光できる。
【００５９】
また、本実施形態では、電子ビームＥＢ４がウエハＷを照射する位置を制御する偏向系２２を備え、主制御部５２は、可動ステージ３７の目標位置ＴＤと可動ステージ３７のレーザ干渉計４５によって計測される位置との誤差（差δ１）に応じて、偏向系２２を駆動して電子ビームＥＢ４のＸ方向の照射位置を補正している。このため、露光するパターンのＸ方向の位置決め精度がＹ方向の位置決め精度より高い場合でも、そのパターンのＸ方向の露光位置を正確に制御できる。
【００６０】
また、偏向系２２による電子ビームＥＢ４の位置の補正は、可動ステージ３７の高速にサンプリングされた位置に応じて行い、電子ビームＥＢ４のオン／オフの切り換えは、偏向系２２よりも低い周波数で行うため、電子ビームＥＢ４のオン／オフの切り換えに伴うノイズを低減でき、より高精度に露光を行うことができる。
なお、本実施形態では、以下のような変形が可能である。
【００６１】
上述の実施形態では、ビーム成形アパーチャ板２６には一列に開口２６ａが形成されているが、同一形状で同一ピッチの開口２６ａを二列以上形成してもよい。この場合、ある列のある開口２６ａやその開口２６ａに対応したブランキング電極２８ｂ、２８ｃに劣化や損傷が起きても、他の列の開口を代わりに用いることができる。また、図８（Ａ）の変形例のビーム成形アパーチャ板２６Ａで示すように、Ｘ方向に配列された一列の複数の矩形の開口２６Ａａとともに、Ｘ方向に配列された一列のビアパターン形成用の複数の円形の開口２６Ａｂを形成しておいてもよい。なお、開口２６Ａａ及び２６Ａｂの数は例えば数１０００でもよい。この場合には、図８（Ｂ）に示すように、対応するブランカー板２８Ａにおいても、開口２６Ａａに対応してＸ方向に配列された一列の複数の矩形の開口２８Ａａ、開口２６Ａｂに対応してＸ方向に配列された一列の複数の矩形の開口２８Ａｂ、開口２８ＡａをＹ方向に挟むように配置されたブランキング電極２８Ａｂ，２８ｃ、及び開口２８ＡｂをＹ方向に挟むように配置されたブランキング電極２８Ａｅ，２８ｆが形成される。
【００６２】
この例では、図１の１次ビーム成形板２４とビーム成形アパーチャ板２６（ここにビーム成形アパーチャ板２６Ａが配置される）との間に、電子ビームＥＢ３をＹ方向に偏向する偏向器（不図示）を設ける。そして、カットパターンの露光時には、図８（Ａ）の開口２６Ａａの列の上の照射領域２３Ｂに電子ビームを照射し、ビアパターンの露光時には開口２６Ａｂの上に照射領域２３Ｂを移動することで、カットパターンの露光と、ビアパターンの露光とを使い分けることができる。
【００６３】
また、可動ステージ３７の目標位置ＴＤを出力する代わりに、目標位置ＴＤに応じた時間を示すタイミング信号を出力してもよい。
また、上述の実施形態では、コラムセル１２は複数設けられているが、露光対象のウエハＷが小さい場合には、一つのコラムセル１２を設けるだけでもよい。
また、コラムセル１２はシングルビームでもよい。
【００６４】
また、本実施形態の露光方法を用いるデバイス製造方法によれば、露光工程でスループットを高めることができ、露光精度を高めることができるため、電子デバイスを安価に高精度に製造できる。
なお、上記実施形態では、ターゲットが半導体素子製造用のウエハである場合について説明したが、上述の実施形態は、ガラス基板上に微細なパターンを形成して各種デバイスを製造する際にも好適に適用できる。
【符号の説明】
【００６５】
Ｗ…ウエハ、ＷＳＴ…ステージ装置、ＥＢ１，ＥＢ２，ＥＢ３，ＥＢ４…電子ビーム、１０…露光装置、１２…コラムセル、２０…縮小投影系、２２…偏向器、２６…ビーム成形アパーチャ板、２８…ブランカー板、２８ｂ，２８ｃ…ブランキング電極、３７…可動ステージ、４５…レーザ干渉計、５０…制御系、５４Ａ…第１制御部、５４Ｂ…第２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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