特許 7604330 描画装置及び描画方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-13

(45)【発行日】2024-12-23

(54)【発明の名称】描画装置及び描画方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/027 20060101AFI20241216BHJP

   G03F 7/20 20060101ALI20241216BHJP

   H01J 37/20 20060101ALI20241216BHJP

【ＦＩ】

H01L21/30 541D

H01L21/30 541W

H01L21/30 541L

G03F7/20 504

H01J37/20 A

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021102369

(22)【出願日】2021-06-21

(65)【公開番号】P2023001564

(43)【公開日】2023-01-06

【審査請求日】2024-01-11

(73)【特許権者】

【識別番号】504162958

【氏名又は名称】株式会社ニューフレアテクノロジー

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100075672

【弁理士】

【氏名又は名称】峰 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100162570

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 早苗

(72)【発明者】

【氏名】中山 貴仁

(72)【発明者】

【氏名】飯塚 修

(72)【発明者】

【氏名】朝倉 裕登

【審査官】佐藤 海

(56)【参考文献】

【文献】特開平０９－２６０２４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２１３１１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１２７５６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１５７９５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２２７７６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０９５８６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００７／０１８１８２８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第０４４４２３６１（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

Ｇ０３Ｆ ７／２０

Ｈ０１Ｊ ３７／００－３７／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

荷電粒子ビームを放出する荷電粒子源と、
前記荷電粒子ビームを描画対象物に照射する描画部と、
前記描画対象物を保持するステージと、
前記ステージを、前記ステージの面内方向及び前記ステージの上面と垂直方向に移動させる駆動部であって、前記ステージを前記垂直方向に移動させるアクチュエータを備える駆動部と、
前記描画対象物の前記上面の高さ位置を測定する第１測定器と、
前記描画対象物の前記面内方向の位置を測定する第２測定器と
前記ステージを前記面内方向に移動させながら、前記荷電粒子ビームを照射させるとともに、前記描画対象物の前記荷電粒子ビームが照射される領域の前記高さ位置と前記アクチュエータの感度係数とに基づき、前記領域の高さが一定になるように、前記駆動部を制御して前記ステージを前記垂直方向に移動させ、前記ステージを前記垂直方向に移動させることにより、前記第２測定器の設置誤差に依存して前記面内方向に生じる位置ずれを補正する制御部と、
を備える描画装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記描画対象物に前記荷電粒子ビームを照射しながら、前記描画対象物の前記上面の前記高さ位置を測定する請求項１に記載の描画装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記アクチュエータの前記感度係数を求め、更新する、
請求項１または２に記載の描画装置。

【請求項4】

描画対象物を保持したステージを前記ステージの面内方向に移動させながら、前記描画対象物に荷電粒子ビームを照射させるとともに、前記描画対象物の前記荷電粒子ビームが照射される領域の高さ位置と、前記ステージを前記ステージの上面と垂直方向に移動させるアクチュエータの感度係数とに基づき、前記領域の高さが一定になるよう、駆動部を制御して前記ステージを前記垂直方向に移動させ、前記ステージを前記垂直方向に移動させることにより、前記描画対象物の前記面内方向の位置を測定する測定器の設置誤差に依存して前記面内方向に生じる位置ずれを補正する、描画方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

実施形態は、描画装置及び描画方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、ＬＳＩ（Large Scale Integrated Circuit）等の高集積化に伴い、半導体デバイスは年々微細化されている。半導体デバイスは、縮小投影型露光装置を用いて、石英上に形成された高精度の原画パターン（マスク、或いは特にステッパやスキャナで用いられるものはレチクルともいう。以下、総称してマスクと記載する）をウェーハ上に縮小転写することで形成される。マスクは、電子ビームなどを用いた荷電粒子ビーム描画装置（以下、電子ビームを用いた荷電粒子ビーム描画装置を「電子ビーム描画装置」と記載する）によって描画される。ここで、描画とは、電子ビーム等を対象物に照射することによって対象物（例えばマスク）に所望のパターンを形成することを意味する。

【0003】

電子ビーム描画装置として、例えば、一度に複数の電子ビームを照射するマルチビーム方式の電子ビーム描画装置（以下、マルチビーム描画装置と記載することがある）が知られている。このマルチビーム描画装置では、例えば、電子銃から放出された電子ビームが、複数の開口部（穴）を有するアパーチャ部材（成形アパーチャアレイ基板とも記載する）を通過することでマルチビームが形成される。そして、マルチビームを形成する各電子ビームは、ブランキングプレートにおいてブランキング制御される。ブランキングプレートを通過した電子ビームは、光学系で縮小され、描画対象のマスク上の所望の位置に照射される（例えば、特許文献１参照）。

【0004】

電子ビーム描画装置では、電子ビームの焦点は、対物レンズを用いて、マスクの表面に合わせられる。電子ビーム描画装置は、マスクの表面に凹凸が存在する場合、描画中にダイナミック（動的）に焦点補正（ダイナミックフォーカス）を行う必要がある。ダイナミックフォーカスを行うと、マスクの表面において電子ビームの像が所望の像から回転し、電子ビームの像の倍率が所望の倍率から変動するため、マスクに照射される電子ビームの位置精度が劣化してしまう。特に、マルチビーム描画装置では、シングルビーム描画装置と比較して１回の照射で同時に照射される電子ビームの本数が多い（例えば数十万本）。そのため、マルチビーム全体に対して電子ビームの像の回転と電子ビームの像の倍率変動とが生じると、許容できない位置誤差が生じ得る。そのため、マルチビーム描画装置では、マスクのビーム照射位置の高さに応じて電子ビームのダイナミックフォーカスと、回転、伸縮の調整を同時に行うことが求められる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００６－２６１３４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

そこで、実施形態は、マスク表面高さを一定に保ち、マスク面内の位置誤差の抑制が可能な荷電粒子ビーム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】

実施形態に係る描画装置は、荷電粒子ビームを放出する荷電粒子源と、荷電粒子ビームを描画対象物に照射する描画部と、描画対象物を保持するステージと、ステージを、ステージの面内方向及びステージの上面と垂直方向に移動させる駆動部であって、ステージを垂直方向に移動させるアクチュエータを備える駆動部と、描画対象物の上面の高さ位置を測定する第１測定器と、描画対象物の面内方向の位置を測定する第２測定器と、ステージを面内方向に移動させながら、荷電粒子ビームを照射させるとともに、描画対象物の荷電粒子ビームが照射される領域の高さ位置とアクチュエータの感度係数とに基づき、領域の高さが一定になるように、駆動部を制御してステージを垂直方向に移動させ、ステージを垂直方向に移動させることにより、第２測定器の設置誤差に依存して面内方向に生じる位置ずれを補正する制御部と、を含む。

【発明の効果】

【0008】

実施形態によれば、マスク表面高さを一定に保ち、マスク面内の位置誤差の抑制が可能な描画装置及び描画方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、第１実施形態に係るマルチビーム描画装置の概略図である。

【図2】図２は、ＸＹ平面におけるＺステージ、ミラー、保持部、及びＸＹ座標検出器の関係の一例を示した図である。

【図3】図３は、Ｚステージ、及びミラーの斜視図である。

【図4】図４は、ＹＺ平面におけるＺステージ、及びミラーの一例を示す断面図である。

【図5】図５は、ＹＺ平面におけるＺステージ、及びミラーの一例を示す断面図である。

【図6】図６は、ＹＺ平面におけるＺステージ、及びミラーの一例を示す断面図である。

【図7】図７は、ＹＺ平面におけるＺステージ、及びミラーの一例を示す断面図である。

【図8】図８は、ＹＺ平面におけるＺステージと、保持部と、マスクとの関係の一例を示した図である。

【図9】図９は、第１実施形態に係る描画方法の一例のフローチャートである。

【図10】図１０は、第１実施形態に係る描画方法の一例のフローチャートである。

【図11】図１１は、第１実施形態の変形例１に係るマルチビーム描画装置の部分概略図である。

【図12】図１２は、ＹＺ平面におけるＸステージと、第１Ｚ駆動部と、第２Ｚ駆動部と、Ｚステージと、保持部と、の関係の一例を示した図である。

【図13】図１３は、ＹＺ平面におけるＸステージと、第３Ｚ駆動部と、Ｚステージと、第４Ｚ駆動部と、保持部と、の関係の一例を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に、実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付す。また、以下に示す各実施形態は、この実施形態の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、実施形態の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。実施形態の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。

【0011】

＜１＞第１実施形態
図１は、第１実施形態に係る荷電粒子マルチビームを用いた描画装置の概略図である。本実施形態では、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、イオンビーム等の他の荷電粒子ビームでもよい。

【0012】

図１に示す描画装置１は、マスクやウェーハ等の対象物に電子ビームを照射して所望のパターンを描画する描画部２と、描画部２による描画動作を制御する制御部３とを備える。

【0013】

描画部２は、電子ビーム鏡筒（単に鏡筒と記載しても良い）１００及び描画室（チャンバーと記載しても良い）２００を有している。

【0014】

電子ビーム鏡筒１００及び描画室２００は、密封された内部空間を形成する。そして、空気中の気体分子と電子ビームとの干渉を避けるため、または電子ビーム鏡筒１００上部に設けられ、高熱になる電子銃を保護するため、描画装置１は、電子ビーム鏡筒１００及び描画室２００の中の気体を排気する排気機構（不図示）を備える。排気機構には、例えばターボ分子ポンプなどの真空ポンプが用いられる。

【0015】

電子ビーム鏡筒１００内には、電子銃１１０、照明レンズ１２０、成形アパーチャアレイ基板１３０、ブランキングプレート１４０、縮小レンズ１５０、制限アパーチャ部材１６０、対物レンズ１７０、及び偏向器１８０が配置されている。

【0016】

電子銃１１０（荷電粒子源）は、電子ビーム４００（荷電粒子ビーム）を放出する。

【0017】

照明レンズ１２０は、電子銃１１０から放出された電子ビーム４００を、成形アパーチャアレイ基板１３０全体に対してほぼ垂直に照明するように制御する。照明レンズ１２０は、例えば電磁レンズである。

【0018】

成形アパーチャアレイ基板１３０は、電子ビーム４００から所定の形状のマルチビーム５００を形成する。具体的には、成形アパーチャアレイ基板１３０には、開口部（穴）が所定の配列ピッチでマトリクス状に形成されている。各開口部は、共に同じ寸法形状の矩形又は円形で形成される。例えば、電子ビーム４００の一部がこれらの複数の開口部を通過することで、複数（例えば数十万本）の電子ビームからなるマルチビーム５００が形成される。

【0019】

ブランキングプレート１４０は、成形アパーチャアレイ基板１３０の複数の開口部を通過したマルチビーム５００のブランキング制御を行う。具体的には、ブランキングプレート１４０には、形成されたマルチビーム５００の各々に対応するように複数の開口部が形成されている。ブランキングプレート１４０の各開口部には、対となる２つの電極の組（ブランカ：ブランキング偏向器）が、それぞれ配置される。各電子ビーム用の２つの電極の一方には、電圧を印加するアンプ（不図示）が配置され、各電子ビーム用の２つの電極の他方は接地される。各開口部を通過する電子ビームは、それぞれ独立に、対となる２つの電極に印加される電圧によって偏向される。この電子ビームの偏向によって、ブランキング制御される。このように、複数のブランカが、成形アパーチャアレイ基板１３０の複数の開口部を通過したマルチビーム５００のうち、それぞれ対応する電子ビームのブランキング制御を行う。

【0020】

縮小レンズ１５０は、ブランキングプレート１４０で偏向されなかったマルチビーム５００を、制限アパーチャ部材１６０に形成された中心の開口部でクロスオーバーを形成するように偏向する。縮小レンズ１５０は、例えば電磁レンズである。

【0021】

制限アパーチャ部材１６０は、中心に開口部（穴）を備える。制限アパーチャ部材１６０は、ブランキングプレート１４０によって制限アパーチャ部材１６０を通過するようにブランキング制御された各電子ビームを、中心の開口部を通過させる。制限アパーチャ部材１６０は、ブランキングプレート１４０によって制限アパーチャ部材１６０を通過しないようにブランキング制御された各電子ビームを遮蔽する。このように制限アパーチャ部材１６０によって電子ビームを遮蔽することを「電子ビームをオフする」等と記載する。また、制限アパーチャ部材１６０によって電子ビームを通過させることを「電子ビームをオンする」等と記載する。このように、制限アパーチャ部材１６０は、ブランキングプレート１４０のブランカによってオフになるように偏向された各電子ビームを遮蔽する。そして、電子ビームがオンになってからオフになるまでに制限アパーチャ部材１６０を通過した電子ビームが、１回分のショットのビームとなる。以下、制限アパーチャ部材１６０を通過したマルチビームをマルチビーム６００と表記する。

【0022】

対物レンズ１７０は、制限アパーチャ部材１６０を通過したマルチビーム６００の焦点を調整し、所望の縮小率の像を形成する。対物レンズ１７０は、例えば電磁レンズである。

【0023】

偏向器１８０は、制限アパーチャ部材１６０を通過した各電子ビーム（マルチビーム６００全体）を同方向にまとめて偏向する。これにより、所望のマルチビーム６００が後述するマスク等の描画対象物３００上に照射される。偏向器１８０は、少なくとも４極の電極群により構成される。

【0024】

描画室２００内には、基台２１０と、それぞれ基台２１０上に支持されるＹ駆動部２２０、Ｘ駆動部２４０、Ｚ駆動部２６０、ステージ２７０、ミラー２７１、保持部２７２、ひさし２７３、及びアースピン２７４が、例えば順次配置される。また、描画室２００の側面には、ＸＹ座標検出器２８０、描画室の上面には、Ｚ座標検出器２９０が設けられる。これら座標検出器は、検出回路を有する。

【0025】

基台２１０上に設けられるＹ駆動部２２０は、ステージ２７０をステージ面内のＹ方向に沿って動かす駆動機構である。Ｙ駆動部２２０は、例えばモーターやエアベアリングなどを備える。

【0026】

Ｘ駆動部２４０は、ステージ２７０をステージ面内のＸ方向（Ｙ方向と直交する方向）に沿って動かす駆動機構である。Ｘ駆動部２４０は、例えばモーターやエアベアリングなどを備える。

【0027】

Ｚ駆動部２６０は、ステージ２７０をステージ面に垂直なＺ方向に沿って動かす。Ｚ駆動部２６０は、複数の圧電素子等応答性のよいアクチュエータで構成することができる。この場合、個々のアクチュエータを独立して制御することが可能である。つまり、個々のアクチュエータを独立して制御することで、ステージ２７０の傾きを制御し、バランス調整を行うことができる。また、Ｚ駆動部２６０としては、一つのアクチュエータであっても良い。なお、Ｚ駆動部２６０に用いられるアクチュエータとしては、横移動を昇降に変換するモーター等バックラッシがあるものは適当ではない。応答性がよく（例えば動作速度が数１０Ｈｚ以上）、十分なストローク（例えば数μｍ）が得られ、ダイレクトドライブできる構成であればよく、圧電アクチュエータに限定されるものではない。Ｚ駆動部２６０は、描画中に描画対象物３００の高さムラ等を補正する為に用いられる。従って、Ｙ駆動部２２０、Ｘ駆動部２４０、及びＺ駆動部２６０により、ステージ２７０を、ステージ２７０の面内方向及びステージ２７０の上面の垂直方向に移動させる駆動部が構成される。

【0028】

ミラー２７１は、ステージ２７０のＹ方向の座標（Ｙ座標）を測定するためのＹミラー２７１１、及びＸ方向の座標（Ｘ座標）を測定するためのＸミラー２７１２により構成される。

【0029】

ＸＹ座標検出器２８０は、ステージ２７０のＹ座標及びＸ座標を検出するためのレーザー測定機構である。図２に示すように、ＸＹ座標検出器２８０は、ステージ２７０のＹ座標を測定するためのＹ座標検出器２８１と、ステージ２７０のＸ座標を測定するためのＸ座標検出器２８２と、を備える。Ｙ座標検出器２８１及びＸ座標検出器２８２は、それぞれＹミラー２７１１及びＸミラー２７１２に向かってレーザー光を照射し、反射したレーザー光の位相に基づいて距離を測定する。ＸＹ座標検出器２８０とミラー２７１とを含む構成が、ステージ２７０（描画対象物３００）の面内方向の位置ずれを測定する１つの測定器として機能する。

【0030】

Ｚ座標検出器２９０は、マスク等の描画対象物３００のＺ座標（以下、「高さ位置」とも表記する）を検出するためのレーザー測定機構である。具体的にはＺ座標検出器２９０は、描画対象物３００に対して斜め方向にレーザー光２９３を照射し、描画対象物３００の表面（上面）によって反射されたレーザー光２９３を受光することで、描画対象物３００のＺ座標を測定する。

【0031】

保持部２７２は、ステージ２７０上に設けられ、マスク等の描画対象物３００が支持される。描画対象物３００として、例えば、ウェーハや、ウェーハにエキシマレーザーを光源としたステッパやスキャナ等の縮小投影型露光装置や極端紫外線露光装置を用いてパターンを転写するマスクブランク等の露光用のマスクが挙げられる。以下例示として、描画対象物としてマスクを用いて説明する。

【0032】

ひさし２７３は、ステージ２７０上に設けられ、アースピン２７４を備える。アースピン２７４はマスク３００に接触し、ひさし２７３を介して接地する。

【0033】

制御部３は、制御回路３１０と、偏向制御回路３２０と、ステージ位置検出回路３３０と、ステージ駆動制御回路３４０と、感度更新回路３５０と、角度判定回路３６０と、マップ生成回路３７０と、記憶部３８０と、を備える。

【0034】

制御回路３１０は、制御部３の全体を制御する。

【0035】

偏向制御回路３２０は、電子銃１１０、照明レンズ１２０、縮小レンズ１５０、対物レンズ１７０、及び偏向器１８０を制御する。

【0036】

ステージ位置検出回路３３０は、ＸＹ座標検出器２８０、及びＺ座標検出器２９０を制御する。

【0037】

ステージ駆動制御回路３４０は、Ｙ駆動部２２０、Ｘ駆動部２４０、及びＺ駆動部２６０を制御する。

【0038】

感度更新回路３５０は、記憶部３８０に記憶されたデータに基づいてＺ駆動部２６０におけるアクチュエータの感度係数を導出する。詳細については後述する。

【0039】

角度判定回路３６０は、ミラー２７１のミラー角度を算出する。詳細については後述する。

【0040】

マップ生成回路３７０は、マスク３００の表面におけるＺマップを生成する。詳細については後述する。

【0041】

記憶部３８０は、例えば不揮発性の記憶部であり、種々のデータを記憶する。

【0042】

なお、制御回路３１０と、偏向制御回路３２０と、ステージ位置検出回路３３０と、ステージ駆動制御回路３４０と、感度更新回路３５０と、角度判定回路３６０と、マップ生成回路３７０と、はコンピュータで実行されるソフトウェアであっても良い。

【0043】

図２は、ＸＹ平面におけるステージ２７０、ミラー２７１、保持部２７２、及びＹ座標検出器２８１、Ｘ座標検出器２８２の一例を示した配置図である。

【0044】

図２に示すように、ステージ２７０の上には、マスク３００を配置するためのマスク配置領域２７５が設けられる。そして、マスク配置領域２７５には、複数（図２では例えば３つ）の保持部２７２が設けられる。

【0045】

図３は、ステージ２７０、及びミラー２７１の斜視図である。図４～図７は、ＹＺ平面におけるステージ２７０、及びミラー２７１の一例を示す断面図である。

【0046】

図４に示すように、Ｙ座標検出器２８１に向けられたＹミラー２７１１のレーザー光反射面と、ステージ２７０上面との角度Θ（ミラー角度）が９０度であることが好ましい。

【0047】

図５に示すように、Ｙミラー２７１１のミラー角度Θが９０度より大きい場合、ステージ２７０がＺ方向に距離ｄｈ１だけ移動すると、図６に示すように、Ｙミラー２７１１がＹ座標検出用レーザー光を反射するＺ座標２７１１Ｂは、Ｚ座標２７１１Ａから距離ｄｈ１だけ変動する。このとき、Ｙ方向においても、距離ｄｗ１だけ変動してしまう。図７に示すように、Ｙミラー２７１１のミラー角度Θが９０度未満である場合も同様である。このように、Ｙミラー２７１１のミラー角度Θが９０度よりも大きいまたは小さい場合、ステージ２７０を、Ｚ方向のみ移動させたにも関わらず、Ｙ方向の座標が変動してしまう。

【0048】

なお、図４～図７では、Ｙミラー２７１１に焦点を当てて説明した。しかし、Ｘミラー２７１２に関しても同様である。従って、Ｙミラー２７１１またはＸミラー２７１２のミラー角度Θが９０度ではない場合、すなわちＹミラー２７１１及びＸミラー２７１２を含む測定器に設置誤差が生じた場合、ステージ２７０の高さ位置に基づいて、面内方向に位置ずれが生じる。

【0049】

次に、図８に、ＹＺ平面におけるステージ２７０と、保持部２７２と、マスク３００の一例を示す。

【0050】

図８に示すように、保持部２７２上に配置されるマスク３００は、中心が下方にたわみ、端部が上方にたわんでいる。このたわみは、例えば気圧変動により変動する。図８の場合、マスク３００の中心のＺ座標（３００Ａ）と、マスク３００の端部のＺ座標（３００Ｂ）との距離はｄｈ２となる。

【0051】

図８のように、マスク３００がたわんでいたり、凹凸がある場合、照射位置の高さに応じてマルチビーム６００の焦点を調整する必要がある。

【0052】

本実施形態に係る描画装置１では、描画位置の高さが一定になるようにステージ２７０の位置を制御する。

【0053】

以下に、本実施形態に係る描画装置１を用いた描画方法の一例について説明する。図９は、本実施形態に係る描画方法の一例のフローチャートである。

【0054】

［Ｓ１００１］
制御回路３１０は、マスク３００に描画を行う前に、Ｚ駆動部２６０を駆動するアクチュエータの感度を測定する。ここで、図１０を用いて、アクチュエータの感度の測定方法について説明する。

【0055】

［Ｓ２００１］
アクチュエータの感度を測定するに際し、保持部２７２上にマスクを配置しても良いし、保持部２７２上にマスク３００を配置しなくても良い。また、Ｚ駆動部２６０の感度を測定する為のマークをマスク３００に設けても良いし、ステージ２７０に直接設けても良い。

【0056】

ステージ駆動制御回路３４０は、アクチュエータ動作させ、ステージ２７０をＺ方向に駆動する。Ｚ座標の設定値ｓｖは、例えば記憶部３８０に記憶されている。

【0057】

［Ｓ２００２］
Ｚ座標検出器２９０は、マスク３００、またはステージ２７０に設けられたマークのＺ座標を測定する。そして、Ｚ座標検出器２９０は、測定したマークのＺ座標の測定値Ｚｍｅａｓを、記憶部３８０に記憶する。

【0058】

［Ｓ２００３］
制御回路３１０は、測定すべきマークのＺ座標を全て測定したか否かを判定する。制御回路３１０は、測定すべきマークのＺ座標を全て測定した場合、測定終了（Ｓ２００３、ＹＥＳ）とし、ステップＳ２００４に進む。全て測定していない場合、ステップＳ２００１に戻る。

【0059】

［Ｓ２００４］
感度更新回路３５０は、記憶部３８０に記憶されたＺ座標の設定値ｓｖと、測定値Ｚｍｅａｓと、を読み出して、アクチュエータの感度係数ｋを算出する。一例としては、Ｚ座標が設定値ｓｖのときのＺ高さをＺｍｅａｓ、Ｚ座標が設定値ｓｖ＋ΔｓｖのときのＺ高さをＺｍｅａｓ＋ΔＺｍｅａｓとすると、ΔＺｍｅａｓ＝ｋ＊Δｓｖを満たすようなｋを算出し、記憶部３８０に記憶する。なお、感度更新は、描画中に実行されてもよい。

【0060】

［Ｓ１００２］
制御回路３１０は、ミラー２７１のミラー角度を測定する。

【0061】

具体的には、ステージ駆動制御回路３４０は、Ｚ駆動部２６０によりステージ２７０を移動させながら、ステージ２７０上の基準マークを走査してマーク位置を検出することによりステージ位置を検出する。そして、ステージ位置検出回路３３０は、ＸＹ座標検出器２８０を介して、Ｙ座標、及びＸ座標の変動を検出する。ＸＹ座標検出器２８０は、例えばＹ座標、及びＸ座標の変動を記憶部３８０に記憶する。そして、角度判定回路３６０は、例えば記憶部３８０に記憶されたＹ座標、及びＸ座標を読み出し、Ｚ座標との関係に基づいて、Ｙミラー２７１１のミラー角度と、Ｘミラー２７１２のミラー角度と、を算出する。そして、角度判定回路３６０は、算出したＹミラー２７１１のミラー角度と、Ｘミラー２７１２のミラー角度と、に基づいて、Ｙミラー２７１１のミラー角度係数ｆと、Ｘミラー２７１２のミラー角度係数ｇと、を算出し、記憶部３８０に記憶する。

【0062】

［Ｓ１００３］
これらの事前測定を行った後、マスク３００に描画を開始する。

【0063】

［Ｓ１００４］
制御回路３１０は、記憶部３８０に記憶されているＺ駆動部２６０を構成するアクチュエータの感度係数ｋを読み出す。

【0064】

［Ｓ１００５］
制御回路３１０は、記憶部３８０に記憶されているＹミラー２７１１のミラー角度係数ｆと、Ｘミラー２７１２のミラー角度係数ｇと、を読み出す。

【0065】

［Ｓ１００６］
ステージ位置検出回路３３０は、マスク３００の表面の高さを取得する。具体的には、ステージ駆動制御回路３４０は、Ｙ駆動部２２０、及びＸ駆動部２４０を駆動させる。そして、ステージ位置検出回路３３０は、マスク３００の所定の領域のＸ座標及びＹ座標に対応するＺ座標を検出する。なお、マスク３００の表面の高さは、記憶部３８０に記憶されているＺマップ（Ｙ座標、Ｘ座標と、Ｚ座標との対応関係を示すマップ）を読み出すことにより、取得されてもよい。この場合、マップ生成回路３７０は、事前に検出されたデータを用いてマスク３００の表面のＺマップを生成し、記憶部３８０に記憶させる。なお、このとき、ひさし２７３が配置されているため、Ｚ座標検出器２９０ではマスク３００外周の高さ測定ができないが、図１１に示すように、Ｚ座標検出器２９０に代えてＸ（Ｙ）駆動部２４０上にＺ座標検出器２５１を設け、ステージ２７０との距離を測定してマスク３００の表面の高さを測定することにより、リアルタイムで高さ測定が可能である。

【0066】

［Ｓ１００７］
制御回路３１０は、マスク３００の描画中に、ステージ２７０の高さを補正する。具体的には、制御回路３１０は、予め求められた感度係数ｋ及びマスク表面のＺ座標に基づき、マスク３００のマルチビームが照射される領域のＺ座標が一定となるように、ダイナミックにステージ駆動制御回路３４０を制御する。このとき、ミラー角度係数ｆ、ミラー角度係数ｇに基づき、ＸＹ位置ずれを求め、ＸＹ位置ずれを吸収するように、Ｙ駆動部２２０、Ｘ駆動部２４０を駆動制御してステージトラッキングを行う。

【0067】

このようにして、上述した、ミラー２７１の反射面の傾きや、マスクのたわみ、凹凸を考慮してマスク３００のＺ座標の制御ができる。その結果、描画位置におけるマスク面の高さを一定に制御することができる。

【0068】

［Ｓ１００８］
制御回路３１０は、描画が終了したか否かを判断し、終了するまでステップＳ１００４～Ｓ１００８を繰り返す。

【0069】

上述した実施形態に係る描画装置１では、予め求められた感度係数ｋ及びマスク表面のＺ座標を用いて、ダイナミックにステージ２７０のＺ座標を変動させることにより、マスク３００のマルチビームが照射される領域のＺ座標を一定にすることができる。

【0070】

また、本実施形態に係る描画装置１は、マスク３００への描画前に、Ｙミラー２７１１のミラー角度係数ｆと、Ｘミラー２７１２のミラー角度係数ｇと、を算出し、Ｚ座標の変動に伴うＸＹ方向の位置ずれを求めて偏向器１８０により照射位置を制御する。これにより、Ｚ座標を変動しても、高い位置精度で描画することができる。

【0071】

＜２＞第２実施形態
次に、第２実施形態について説明する。第１実施形態では、Ｚ駆動部２６０を、マスク３００の描画中にダイナミックに駆動できる構成として説明した。しかし、第２実施形態では、マスク３００のＺ座標を制御する他の構成を説明する。なお、第１実施形態と同じ構成についての説明は省略する。

【0072】

図１２を用いてマスク３００のＺ座標を調整するための機構について説明する。

【0073】

図１２に示すように、ステージ２７０の下部には、Ｚ駆動部として、第１Ｚ駆動部２６１と、第２Ｚ駆動部２６２と、が設けられている。

【0074】

第１Ｚ駆動部２６１は、ステージ２７０をＺ方向に沿って動かす駆動機構である。第１Ｚ駆動部２６１としては、例えば超音波モーターを用いることができる。第１Ｚ駆動部２６１は、マスク３００の厚さの公差を例えば数百μｍの範囲で補正する為に用いられ、描画中は固定される。第１Ｚ駆動部２６１は、大きな公差を補正できる一方で応答性が悪くなるので、マスク３００への描画中にダイナミックに動作できない。そのため、第１Ｚ駆動部２６１は、スタティック（静的）な駆動部として用いられる。

【0075】

第２Ｚ駆動部２６２は、ステージ２７０をＺ方向に沿って動かす駆動機構である。第２Ｚ駆動部２６２としては、１つ、または複数のアクチュエータ（圧電素子）を用いることができる。第２Ｚ駆動部２６２は、実施形態１と同様に、描画中にマスク３００の高さを補正する為に用いられる。第２Ｚ駆動部２６２は、例えば数μｍ以上の範囲でＺ座標を補正できるものを用いることができる。第２Ｚ駆動部２６２は、第１Ｚ駆動部２６１より応答性が良いものを用いることにより、マスク３００への描画中にダイナミックに動作できる。そのため、第２Ｚ駆動部２６２は、ダイナミックな駆動部として用いられる。

【0076】

なお、第１Ｚ駆動部２６１と、第２Ｚ駆動部２６２と、の位置は入れ替わっても良い。第１Ｚ駆動部２６１、第２Ｚ駆動部２６２は、それぞれステージ駆動制御回路３４０によって制御される。

【0077】

図１３を用いてマスク３００のＺ座標を調整するための更に他の機構について説明する。

【0078】

図１３は、ＹＺ平面における第３Ｚ駆動部２６３と、ステージ２７０と、第４Ｚ駆動部２６４と、保持部２７２と、の一例を示した図である。

【0079】

図１３に示すように、ステージ２７０の下方には、第３Ｚ駆動部２６３が設けられている。また、ステージ２７０上には、保持部２７２との間に、第４Ｚ駆動部２６４が設けられている。第３Ｚ駆動部２６３は、上述した第１Ｚ駆動部２６１と同様にスタティックな駆動部として用いられる。また、第４Ｚ駆動部２６４は、上述した第２Ｚ駆動部２６２と同様にダイナミックな駆動部として用いられる。

【0080】

以上のように、本実施形態に係る描画装置１によれば、スタティックな駆動部と、ダイナミックな駆動部と、を組み合わせることで、第１実施形態と比較し、更に柔軟にマスク３００の表面のＺ座標の補正を行うことができる。

【0081】

また、上述した各実施形態において、Ｚ駆動部２６０を動作させるために必要な領域におけるＺ座標を取得し、Ｚ調整すればよい。例えばストライプ毎に調整してもよい。

【0082】

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施することが可能である。また、図面については、すべての構成を示すものではなく、一部不図示としている。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示された構成要件を適宜組み合わせることによって種々の発明が抽出される。例えば、開示された構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、所定の効果が得られるものであれば、発明として抽出され得る。

【符号の説明】

【0083】

１…描画装置 ２…描画部 ３…制御部 １００…電子ビーム鏡筒 １１０…電子銃 １２０…照明レンズ １３０…成形アパーチャアレイ基板 １４０…ブランキングプレート １５０…縮小レンズ １６０…制限アパーチャ部材 １７０…対物レンズ １８０…偏向器 ２００…描画室 ２１０…基台 ２２０…Ｙ駆動部 ２４０…Ｘ駆動部 ２５１…Ｚ座標検出器 ２６０、２６１、２６２、２６３、２６４…Ｚ駆動部 ２７０…ステージ ２７１…ミラー ２７２…保持部 ２７３…ひさし ２７４…アースピン ２７５…マスク配置領域 ２８０…ＸＹ座標検出器 ２８１…Ｙ座標検出器 ２８２…Ｘ座標検出器 ２９０…Ｚ座標検出器 ２９３…レーザー光 ３００…マスク ３１０…制御回路 ３２０…偏向制御回路 ３３０…ステージ位置検出回路 ３４０…ステージ駆動制御回路 ３５０…感度更新回路 ３６０…角度判定回路 ３７０…マップ生成回路 ３８０…記憶部 ４００…電子ビーム ５００…マルチビーム ６００…マルチビーム ２７１１…Ｙミラー ２７１２…Ｘミラー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】