JP2016166924A - ステージ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ステージの傾きによる製造精度の低下を抑えることができるステージ装置を提供する。【解決手段】ステージ装置は、ステージ１１と、そのステージ１１の傾きを変えることが可能であり、ステージ１１を移動させるステージ移動機構１２と、そのステージ移動機構１２により移動するステージ１１の位置、ステージ１１の傾き方向および傾き量を検出する検出部１３と、検出部１３により検出されたステージ１１の位置ごとにステージ１１の傾き方向および傾き量を示す傾き情報を記憶するメモリ３１と、そのメモリ３１により記憶された傾き情報を用いてステージ１１の傾きを抑えるようにステージ移動機構１２を制御する制御部３とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ステージ装置に関する。

近年の大規模集積回路（ＬＳＩ）の高集積化および大容量化に伴って、半導体デバイスに要求される回路線幅は益々微小になってきている。半導体デバイスに所望の回路パターンを形成するためには、リソグラフィ技術が用いられており、このリソグラフィ技術では、マスク（レチクル）と称される原画パターンを用いたパターン転写が行われている。このパターン転写に用いる高精度なマスクを製造するためには、優れた解像度を有する荷電粒子ビーム描画装置が用いられている。

荷電粒子ビーム描画装置は、真空容器内においてマスクやブランクなどの試料が置かれるステージを移動させつつ、ステージ上の試料の所定位置に荷電粒子ビームを偏向して照射し、ステージ上の試料にパターンを描画するものである。この荷電粒子ビーム描画装置は、ステージ装置としてステージやステージ移動機構などを備えており、試料が置かれたステージをステージ移動機構により移動させる。なお、荷電粒子ビーム描画装置は様々な製造装置の一例であるが、製造装置としては各種の工作機械が存在しており、この工作機械もステージ装置を備えている。

特開２０１３−０４９０９９号公報

しかしながら、前述のようにステージ装置を備える製造装置の製造精度（例えば描画精度や工作精度など）はステージの傾きの影響を受けることになる。例えば、製造装置にエアベアリングステージを搭載した場合の製造精度は、移動機構の組立精度や軸の加工精度などに起因したステージの傾きの影響を大きく受ける。このため、ステージの傾きを抑制し、製造精度の低下を抑えることが求められている。

本発明が解決しようとする課題は、ステージの傾きによる製造精度の低下を抑えることができるステージ装置を提供することである。

本発明の実施形態に係るステージ装置は、ステージと、ステージの傾きを変えることが可能であり、ステージを移動させるステージ移動機構と、ステージ移動機構により移動するステージの位置を検出する位置検出部と、位置検出部により検出されたステージの位置ごとにステージの傾き方向および傾き量を検出する傾き検出部と、位置検出部により検出されたステージの位置ごとに、傾き検出部により検出されたステージの傾き方向および傾き量を示す傾き情報を記憶する記憶部と、記憶部により記憶された傾き情報を用いてステージの傾きを抑えるようにステージ移動機構を制御する制御部とを備える。

また、上記実施形態に係るステージ装置において、傾き検出部は、ステージの傾き方向および傾き量として、ステージのヨウ、ロールおよびピッチのうち少なくともいずれかの回転方向および回転量を検出することが望ましい。

また、上記実施形態に係るステージ装置において、傾き検出部は、ステージを挟むように設けられ、ステージ移動機構によりステージと共に移動する二本のリニアスケールと、ステージに設けられ、二本のリニアスケールから個別にステージの位置を検出する二つのエンコーダヘッドとを具備することが望ましい。

また、上記実施形態に係るステージ装置において、傾き検出部は、ステージの表面に対向して並列するように設けられ、ステージ移動機構によりステージと共に移動する二本のリニアスケールと、ステージに設けられ、二本のリニアスケールから個別にステージの位置を検出する二つのエンコーダヘッドとを具備することが望ましい。

また、上記実施形態に係るステージ装置において、傾き検出部は加速度センサであることが望ましい。

本発明の一態様によれば、ステージの傾きによる製造精度の低下を抑えることができる。

第１の実施形態に係る荷電粒子ビーム描画装置（製造装置の一例）の概略構成を示す図である。 第１の実施形態に係るステージおよびステージ移動機構の概略構成を示す横断面図（図１のＡ１−Ａ１線の断面図）である。 第１の実施形態に係るステージおよびステージ移動機構の概略構成を示す縦断面図（図２のＡ２−Ａ２線の断面図）である。 第１の実施形態に係るステージの傾きを説明するための第１の説明図である。 第１の実施形態に係るステージの傾きを説明するための第２の説明図である。 第１の実施形態に係る初期データ取得処理の流れを示すフローチャートである。 第１の実施形態に係るステージの傾き補正を説明するための説明図である。 第２の実施形態に係る傾き検出部の概略構成を示す斜視図である。

（第１の実施形態）
第１の実施形態について図１ないし図７を参照して説明する。なお、第１の実施形態では、本発明に係るステージ装置を適用した製造装置の一例として、荷電粒子ビーム描画装置について説明する。

図１に示すように、第１の実施形態に係る荷電粒子ビーム描画装置１は、荷電粒子ビームによる描画を行う描画部２と、その描画部２を制御する制御部３とを備えている。この荷電粒子ビーム描画装置１は、荷電粒子ビームとして例えば電子ビームＢを用いた可変成形型の描画装置の一例である。なお、荷電粒子ビームは電子ビームに限られるものではなく、イオンビームなどの他の荷電粒子ビームであっても良い。

描画部２は、マスクやブランクなど描画対象となる試料Ｗを収容する描画チャンバ（描画室）２ａと、その描画チャンバ２ａにつながる光学鏡筒２ｂとを有している。描画チャンバ２ａは、気密性を有する真空チャンバ（真空容器）として機能する。また、光学鏡筒２ｂは、描画チャンバ２ａの上面に設けられており、光学系により電子ビームを成形および偏向し、描画チャンバ２ａ内の試料Ｗに対して照射する。このとき、描画チャンバ２ａおよび光学鏡筒２ｂの内部は減圧されて真空状態になっている。

描画チャンバ２ａ内には、試料Ｗを支持するステージ１１と、そのステージ１１を移動させるステージ移動機構１２と、ステージ１１の位置情報（例えばＸＹ座標の位置情報）および傾き情報（例えば傾き方向や傾き量）を検出する検出部１３とを備えている。この検出部１３は制御部３の描画制御部３ｃに電気的に接続されており、ステージ１１の位置情報および傾き情報を描画制御部３ｃに送信する。なお、ステージ移動機構１２の一例としては、エアベアリングステージを用いることができる。このため、図１においては、ステージ移動機構１２には、浮上用の浮上エア流路（第１のエア流路）１４や移動用の移動エア流路（第２のエア流路）１５などが複数本接続されている。また、エア流量（エア圧）を調整することが可能な第１のエアバルブ１６および第２のエアバルブ１７が二本の浮上エア流路１４に個別に設けられている。なお、エア流路やエアバルブの数は特に限定されるものではなく、必要に応じてエア流路やエアバルブの数を増減させることが可能である。

光学鏡筒２ｂ内には、電子ビームＢを出射する電子銃などの出射部２１と、電子ビームＢを集光する照明レンズ２２と、ビーム成形用の第１の成形アパーチャ２３と、投影用の投影レンズ２４と、ビーム成形用の成形偏向器２５と、ビーム成形用の第２の成形アパーチャ２６と、試料Ｗ上にビーム焦点を結ぶ対物レンズ２７と、試料Ｗに対するビームショット位置を制御するための副偏向器２８および主偏向器２９とが配置されている。これらの各部２１〜２９が光学系として機能する。

この描画部２では、電子ビームＢが出射部２１から出射され、照明レンズ２２により第１の成形アパーチャ２３に照射される。この第１の成形アパーチャ２３は例えば矩形状の開口を有している。これにより、電子ビームＢが第１の成形アパーチャ２３を通過すると、その電子ビームの断面形状は矩形状に成形され、投影レンズ２４により第２の成形アパーチャ２６に投影される。なお、この投影位置は成形偏向器２５により偏向可能であり、投影位置の変更により電子ビームＢの形状と寸法を制御することができる。その後、第２の成形アパーチャ２６を通過した電子ビームＢは、その焦点が対物レンズ２７によりステージ１１上の試料Ｗに合わされて照射される。このとき、ステージ１１上の試料Ｗに対する電子ビームＢのショット位置は副偏向器２８および主偏向器２９により変更可能である。

制御部３は、描画データを記憶する描画データ記憶部３ａと、その描画データを処理してショットデータを生成するショットデータ生成部３ｂと、描画部２を制御する描画制御部３ｃと、ステージ１１の傾きを補正する補正部３ｄとを備えている。なお、制御部３は、電気回路などのハードウエアにより構成されても良く、また、各機能を実行するプログラムなどのソフトウエアにより構成されても良く、あるいは、それらの両方の組合せにより構成されても良い。

描画データ記憶部３ａは、試料Ｗにパターンを描画するための描画データを記憶する記憶部である。この描画データは、設計データ（レイアウトデータ）が荷電粒子ビーム描画装置１用のフォーマットに変換されたデータであり、外部装置から描画データ記憶部３ａに入力されて保存されている。描画データ記憶部３ａとしては、例えば、磁気ディスク装置や半導体メモリ装置（フラッシュメモリ）などを用いることが可能である。なお、描画データのデータは、データの階層化やパターンのアレイ表示などの方法によって圧縮されている。

ショットデータ生成部３ｂは、描画データにより規定される描画パターンをストライプ状（短冊状）の複数のストライプ領域（長手方向がＸ方向であり、短手方向がＹ方向である）に分割し、さらに、各ストライプ領域を行列状の多数のサブ領域に分割する。加えて、ショットデータ生成部３ｂは、各サブ領域内の図形の形状や大きさ、位置などを決定し、ショットデータを生成する。

描画制御部３ｃは、前述の描画パターンを描画する際、ステージ移動機構１２によりステージ１１をストライプ領域の長手方向（Ｘ方向）に移動させつつ、電子ビームＢを主偏向器２９や副偏向器２８により所定位置に所定の図形を描画する。その後、一つのストライプ領域の描画が完了すると、ステージ１１をＹ方向にステップ移動させてから次のストライプ領域の描画を行い、これを繰り返して試料Ｗの描画領域の全体に電子ビームＢによる描画を行う（描画動作の一例）。

補正部３ｄは、初期のステージ１１の傾きに関する初期データ（デフォルトデータ）を記憶する第１のメモリ（第１の記憶部）３１と、描画中のステージ１１の傾きに関する描画中データを記憶する第２のメモリ（第２の記憶部）３２と、第１のエアバルブ１６および第２のエアバルブ１７を制御するバルブ制御部３３とを備えている。第１のエアバルブ１６および第２のエアバルブ１７はバルブ制御部３３に電気的に接続されており、その駆動がバルブ制御部３３により制御される。

第１のメモリ３１は、初期のステージ１１の傾き情報（例えば傾き方向や傾き量）をステージ１１の位置ごとに示す初期データ（事前取得データ）を記憶する。この初期データは、装置設置直後や定期的など描画の事前に取得され、描画時にステージ１１の傾きを補正するために用いられる。初期データの取得時、ステージ１１は描画制御部３ｃにより制御され、全可動範囲移動するため、ステージ１１の全可動範囲に対応する初期データが取得される。なお、ステージ１１の位置情報および傾き情報は検出部１３から描画制御部３ｃを介して得られる。

第２のメモリ３２は、描画中のステージ１１の傾き情報（例えば傾き方向や傾き量）をステージ１１の位置ごとに示す描画中データを記憶する。この描画中データは、描画後の検査時など、例えば、ステージ１１がどのステージ位置でどの程度傾いていたかなどを把握し、ステージ１１の傾きに起因した描画欠陥（ステージ傾き由来の描画欠陥）を確認するために用いられる。なお、ステージ１１の位置情報および傾き情報は、前述と同様、検出部１３から描画制御部３ｃを介して得られる。

バルブ制御部３３は、第１のエアバルブ１６および第２のエアバルブ１７の個々のエア流量（エア圧）を制御し、ステージ移動機構１２に与える浮上力を調整する。さらに、バルブ制御部３３は、描画中、第１のメモリ３１に記憶された初期データに基づき、第１のエアバルブ１６および第２のエアバルブ１７の個々のエア流量を制御し、所望の浮上力を維持しつつ、ステージ１１の浮上バランスを変えてステージ１１の傾きを抑える（詳しくは後述する）。

次に、ステージ移動機構１２および検出部１３について詳しく説明する。

図２および図３に示すように、ステージ移動機構１２は、水平面内で互いに直交するＸ軸方向とＹ軸方向（以下、単にＸ方向およびＹ方向という）にステージ１１を移動させるエアベアリングステージである。このステージ移動機構１２は、試料Ｗが載置されるステージ１１をＸ方向に移動させるＸ方向移動機構１２ａと、そのＸ方向移動機構１２ａをステージ１１と共にＹ方向に移動させる一対のＹ方向移動機構１２ｂおよび１２ｃとを備えている。

Ｘ方向移動機構１２ａは、Ｘスライダとしてのステージ１１を浮上用エアにより浮かせ、その浮上状態で移動用エアによりＸ方向に移動させる機構である。また、一対のＹ方向移動機構１２ｂおよび１２ｃは、Ｘ方向移動機構１２ａの両端部を保持する一対のＹスライダ１１ａおよび１１ｂを有しており、その一対のＹスライダ１１ａおよび１１ｂを浮上用エアにより浮かせ、その浮上状態で移動用エアによりＸ方向移動機構１２ａと共にＹ方向に移動させる機構である。浮上用のエアは浮上エア流路１４から供給され、移動用のエアは移動エア流路１５から供給される。なお、これらの移動機構１２ａ〜１２ｃとしては、エアベアリングステージ式の移動機構以外にも、例えば、リニアモータ式の移動機構や送りねじ式の移動機構など各種移動機構を用いることが可能である。

一対のＹスライダ１１ａおよび１１ｂには、エアを吹き出す複数の吹出口Ｈ（図３参照）が内周壁に形成されており、例えばＸＹＺの各軸方向に並んでいる。これらの吹出口Ｈは、Ｙスライダ１１ａまたは１１ｂを浮上させるとともに、それぞれ吹き出す吹出量を変えることでＹスライダ１１ａまたは１１ｂを傾けることが可能になるように配置されている。一対のＹスライダ１１ａおよび１１ｂにおいては、各吹出口Ｈに供給するエア流量（エア圧）を調整し、一対のＹスライダ１１ａおよび１１ｂの浮上バランスを変えて一対のＹスライダ１１ａおよび１１ｂの傾き、すなわちＸ方向移動機構１２ａ上のステージ１１の傾きを制御することができる。したがって、ステージ１１を様々な方向に傾けることが可能であり、例えば、図２中のＹａｗ（ヨウ）方向の±方向に所望の傾き量傾けることができる。なお、吹出口Ｈは浮上エア流路１４に接続されているが、これに限るものではなく、浮上用の吹出口と傾き調整用の吹出口をわけ、浮上エア流路１４と別に傾き調整エア流路を設けることも可能であり、必要に応じてエア流路やエアバルブの数を増やすことができる。

検出部１３は、ステージ１１の位置情報（例えばＸＹ座標の座標位置）を検出する位置検出部１３ａと、ステージ１１の傾き情報（例えば傾き方向や傾き量）を検出する傾き検出部１３ｂとを具備している。なお、位置検出部１３ａは検出したステージ１１の位置情報を描画制御部３ｃに送信し、同様に、傾き検出部１３ｂも検出したステージ１１の傾き情報を描画制御部３ｃに送信する。

位置検出部１３ａは、描画制御部３ｃによる制御に応じて移動するステージ１１の移動量を取得し、その移動量に基づいてステージ１１のＸ方向およびＹ方向の位置を検出する。この位置検出部１３ａは、ステージ１１のＸ方向やＹ方向の移動量を検出する複数のリニアエンコーダ（不図示）から移動量を取得する。なお、位置検出部１３ａとしては、例えば、二次元タイプのエンコーダを用いることも可能である。この場合には、描画チャンバ２ａの底面にエンコーダヘッドを設け、ステージ１１の下面に二次元スケールを設けることで、二次元タイプのエンコーダを構成することが望ましい。

傾き検出部１３ｂは、第１のリニアスケール４１および第２のリニアスケール４２と、第１のリニアスケール４１から位置情報を検出する第１のエンコーダヘッド（第１の検出ヘッド）４３と、第２のリニアスケール４２から位置情報を検出する第２のエンコーダヘッド（第２の検出ヘッド）４４とを備えている。なお、傾き検出部１３ｂとしては、各リニアスケール４１および４２や各エンコーダヘッド４３および４４以外にも、例えば、三軸の加速度センサなど各種の加速度センサをステージ１１に取り付けて用いることが可能である。

第１のリニアスケール４１および第２のリニアスケール４２は、それぞれ一方向に目盛り（例えば０．００５μｍ間隔の目盛り）を有するスケールであり、ステージ１１を挟んで対向するように位置付けられ、板状の第１の支持体４５および第２の支持体４６により支持されている。第１の支持体４５および第２の支持体４６はステージ１１を間にして位置付けられ、それぞれの両端部は一対のＹスライダ１１ａおよび１１ｂに固定されている。第１のリニアスケール４１はＸ方向に平行にされ第１の支持体４５に取り付けられている。また、第２のリニアスケール４２もＸ方向に平行にされ第２の支持体４６に取り付けられている。第１のリニアスケール４１および第２のリニアスケール４２としては、各種のリニアスケールを用いることが可能である。

第１のエンコーダヘッド４３および第２のエンコーダヘッド４４は、ステージ１１のＹ方向の両側面（両端面）に個別に設けられている。第１のエンコーダヘッド４３は、第１のリニアスケール４１に対するレーザ光の投受光により、第１のリニアスケール４１の目盛りをカウントすることによってステージ１１の位置を読み取る。同様に、第２のエンコーダヘッド４４も、第２のリニアスケール４２に対するレーザ光の投受光により、第２のリニアスケール４２の目盛りをカウントすることによってステージ１１の位置を読み取る。なお、第１のエンコーダヘッド４３および第２のエンコーダヘッド４４としては、反射型のレーザセンサ以外にも、第１のリニアスケール４１や第２のリニアスケール４２に対応させて、その目盛りを検出可能な各種のエンコーダヘッドを用いることが可能である。

ここで、図２に示すように、ステージ１１の傾きがない場合には、第１のエンコーダヘッド４３の読取値と第２のエンコーダヘッド４４の読取値は同じになる（各リニアスケール４１および４２の右端を０とする）。ところが、図４に示すように、ステージ１１がＹａｗ方向の−方向に傾いている場合には、第１のエンコーダヘッド４３の読取値は第２のエンコーダヘッド４４の読取値より小さくなる。また、図５に示すように、ステージ１１がＹａｗ方向の＋方向に傾いている場合には、第１のエンコーダヘッド４３の読取値が第２のエンコーダヘッド４４の読取値より大きくなる。

したがって、第１のエンコーダヘッド４３の読取値と第２のエンコーダヘッド４４の読取値との比較からステージ１１の傾きの有無を把握することができ、さらに、それらの読取値の差Ｌ１又はＬ２から傾き方向および傾き量を把握することが可能である。例えば、図４の場合には、第１のエンコーダヘッド４３の読取値から第２のエンコーダヘッド４４の読取値が減算され、その差Ｌ１の符号はマイナスとなるため、傾き方向はＹａｗ方向の−方向となり、また、差Ｌ１から傾き量（回転量）が算出される。図５の場合には、差Ｌ２の符号はプラスとなるため、傾き方向はＹａｗ方向の＋方向となり、また、差Ｌ２から傾き量（回転量）が算出される。このようにして、ステージ１１の傾き方向および傾き量が傾き情報として取得されることになる。なお、図４および図５では、説明のため、差Ｌ１およびＬ２を大きく示しているが、実際の差Ｌ１およびＬ２の数値は例えば数ｕｍ〜数十μｍ程度である。

次に、初期データの取得処理について図６を参照して説明する。

図６に示すように、ステージ（Ｘスライダ）１１が固定され（ステップＳ１）、一対のＹスライダ１１ａおよび１１ｂが全可動範囲（フルストローク）移動し（ステップＳ２）、各エンコーダヘッド４３および４４の個々の読取値がステージ１１の位置に関連付けられて順次記録される（ステップＳ３）。これにより、任意のＸ座標に固定されたステージ１１がＹ方向に全可動範囲移動し、各エンコーダヘッド４３および４４の個々の読取値がステージ１１の位置ごとに第１のメモリ３１に順次記録されていく。なお、このフルストローク動作では、往路および復路のどちらか一方または両方で読取値を順次記録することが可能であるが、往復路で読取値を順次記録する場合には往路および復路ごとに読取値を順次記録することが望ましい。ただし、往路と復路で同じステージ１１の位置の読取値を平均することも可能である。

次いで、ステージ（Ｘスライダ）１１の全可動範囲における全記録が完了したか否かが判断され（ステップＳ４）、全記録が完了していないと判断された場合には（ステップＳ４のＮＯ）、ステージ（Ｘスライダ）１１がＸ方向に所定距離（例えば０．００５μｍ）だけ移動し（ステップＳ５）、処理がステップＳ１に戻される。その所定距離だけ移動したステージ１１は再び固定され、前述の処理が繰り返され、最終的にステージ１１の全可動範囲（Ｘ方向およびＹ方向の全可動範囲）における全記録が完了する。

その後、全記録が完了したと判断された場合には（ステップＳ４のＹＥＳ）、ステージ１１の傾き（傾き方向および傾き量）の取得および記録が行われる（ステップＳ６）。このとき、第１のメモリ３１に記憶された各エンコーダヘッド４３および４４の個々の読取値からステージ１１の位置ごとにステージ１１の傾き方向および傾き量が求められ、それらの傾き方向および傾き量はステージ１１の位置に関連付けられて第１のメモリ３１に記憶される。

このようにして初期データが取得されて第１のメモリ３１に記憶されているため、例えば、図４に示すように、ステージ１１がＹａｗ方向の−方向に傾く場合、その傾き位置に対応する傾き方向および傾き量を初期データから取得することが可能である。このため、描画中、ステージ１１が前述の傾きが発生する位置まで移動すると、そのステージ１１の位置での傾き方向および傾き量が第１のメモリ３１から読み込まれ、図７に示すように、ステージ１１の傾きを無くすよう、すなわちその傾き方向（Ｙａｗ方向の−方向）と逆方向（＋方向）に所定の傾き量（回転量）だけステージ１１を回転させるように、一対のＹスライダ１１ａおよび１１ｂの個々の制御量（各吹出口Ｈからのエア圧）が調整される。これにより、ステージ１１はＸ方向移動機構１２ａごとＹａｗ方向の＋方向に所定の傾き量だけ回転するため、ステージ１１のＹａｗ方向の傾きは無くなる（図７参照）。なお、制御量（エア圧）と回転量との関係データはあらかじめ求められ、第１のメモリ３１などに記憶されている。このため、バルブ制御部３３は関係データに基づく制御量によって必要な回転量だけ一対のＹスライダ１１ａおよび１１ｂ、すなわちステージ１１を回転させることが可能である。

このような傾き補正によれば、再現性があるステージ１１の傾きに対してハードウエアにより補正を行うことができる。また、ステージ１１やステージ移動機構１２の固有の補正値を取得することが可能であり、ステージ１１やステージ移動機構１２の組立精度や加工精度によらず描画精度を向上させることができる。さらに、描画中のステージ１１の傾き情報を記録するログ取得機能を用いることによって、ステージ１１の傾きに起因した描画欠陥を短時間で見つけることができる。加えて、補正情報となる傾き情報が予め取得されるため、描画中の制御部３の負担（例えば計算機の負担）を軽減することができる。また、ステージ移動機構１２としてエアベアリングステージを用いることによって、ステージ１１の傾きを補正する場合には一対のＹスライダ１１ａおよび１１ｂの個々の制御量を変えれば良いため、機械要素の摩擦接触によってパーティクルが発生することはなくなる。これにより、パーティクルがステージ移動機構１２や描画チャンバ２ａ内などを汚染することを抑えることができる。

以上説明したように、第１の実施形態によれば、第１のメモリ３１に傾き情報を初期データとして記憶させておき、その記憶させた初期データを用いてステージ１１の傾きを抑えるようにステージ移動機構１２を制御することによって、再現性のあるステージ１１の傾き、例えばステージ１１の移動に係る機構の組立精度や加工精度に起因してステージ１１が傾くことを抑制することが可能となるので、ステージ１１の傾きによる描画精度の低下を抑えることができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態について図８を参照して説明する。なお、第２の実施形態では、第１の実施形態との相違点、すなわちＹａｗ方向に加え、Ｒｏｌｌ（ロール）方向およびＰｉｔｃｈ（ピッチ）方向の傾き補正を行う点について説明し、その他の説明は省略する。

ここで、第１の実施形態に係る初期データ取得時、ステージ１１は任意のＸ方向の位置で固定されてＹ方向に移動するため、図８において、ステージ１１の移動方向はＹ方向となる。したがって、移動方向の軸（Ｙ軸）を中心とする回転がＲｏｌｌとなり、その回転方向がＲｏｌｌ方向となる。また、移動方向に対して水平面内で垂直に交わる軸（Ｘ軸）を中心とする回転がＰｉｔｃｈとなり、その回転方向がＰｉｔｃｈ方向となる。そして、移動方向に対して鉛直に交わる軸（Ｚ軸）を中心とする回転がＹａｗとなり、その回転方向がＹａｗ方向となる。

図８に示すように、第２の実施形態では、ステージ１１のＲｏｌｌ方向のステージ１１の傾きを検出するため、第３のリニアスケール４１ａが第１のリニアスケール４１の上方に平行に位置付けられ、第１の支持体４５（図２参照）に設けられている。さらに、その第３のリニアスケール４１から位置情報を検出する第３のエンコーダヘッド（第３の検出ヘッド）４３ａが第１のエンコーダヘッド４３の上方に位置付けられ、ステージ１１の側面（第１のエンコーダヘッド４３が設けられている側面）に設けられている。これにより、第１のエンコーダヘッド４３の読取値と第３のエンコーダヘッド４３ａの読取値との差からＲｏｌｌ方向のステージ１１の傾きを検出することが可能となる。

なお、ステージ１１のＲｏｌｌ方向の傾き量は、各エンコーダヘッド４３および４３ａのレーザ光が各リニアスケール４１および４１ａから外れることがない程度の量である。ただし、その傾きが大きい場合には、各エンコーダヘッド４３および４３ａのレーザ光が各リニアスケール４１および４１ａから外れないように、各リニアスケール４１および４１ａのＺ方向の幅を広くすることも可能である。

また、ステージ１１のＰｉｔｃｈ方向のステージ１１の傾きを検出するため、第４のリニアスケール４２ａおよび第５のリニアスケール４２ｂがＹ方向に平行に並列してＹスライダ１１ａ（図２参照）の内側面に設けられている。さらに、第４のリニアスケール４２ａおよび第５のリニアスケール４２ｂからそれぞれ位置情報を検出する第４のエンコーダヘッド（第４の検出ヘッド）４４ａおよび第５のエンコーダヘッド（第５の検出ヘッド）４４ｂが上下に位置付けられ、ステージ１１の側面（ステージ１１のＸ方向の一端面）に設けられている。これにより、第４のリニアスケール４２ａの読取値と第５のリニアスケール４２ｂの読取値との差からＰｉｔｃｈ方向のステージ１１の傾きを検出することが可能となる。

なお、ステージ１１のＰｉｔｃｈ方向の傾き量は、各エンコーダヘッド４４ａおよび４４ｂのレーザ光が各リニアスケール４２ａおよび４２ｂから外れることがない程度の量である。ただし、その傾きが大きい場合には、各エンコーダヘッド４４ａおよび４４ｂのレーザ光が各リニアスケール４２ａおよび４２ｂから外れないように、各リニアスケール４１および４１ａのＺ方向の幅を広くすることも可能である。また、各エンコーダヘッド４４ａおよび４４ｂはステージ１１のＸ方向の全可動範囲においてレーザ光の投受光が可能な性能を有している。

このように、第１のリニアスケール４１、第３のリニアスケール４１ａ、第１のエンコーダヘッド４３および第３のエンコーダヘッド４３ａは、ステージ１１のＲｏｌｌ方向の傾きを検出するように配置されている。また、第４のリニアスケール４２ａ、第５のリニアスケール４２ｂ、第４のエンコーダヘッド４４ａおよび第５のエンコーダヘッド４４ｂは、ステージ１１のＰｉｔｃｈ方向の傾きを検出するように配置されている。なお、第１のリニアスケール４１、第２のリニアスケール４２、第１のエンコーダヘッド４３および第２のエンコーダヘッド４４は、ステージ１１のＹａｗ方向の傾きを検出するように配置されている。このため、Ｙａｗに加え、Ｒｏｌｌ及びＰｉｔｃｈの各傾き方向及び傾き量がステージ１１の位置ごとに初期データとして記憶され、その初期データが描画中に補正データとして用いられる。これにより、Ｙａｗ方向に加え、Ｒｏｌｌ方向およびＰｉｔｃｈ方向にステージ１１が傾くことを抑制することが可能になるので、より描画精度の低下を抑えることができる。

なお、各リニアスケール４１、４１ａ、４２、４２ａおよび４２ｂや各エンコーダヘッド４３、４３ａ、４４、４４ａ、４４ｂの設置位置としては、前述の配置位置に限るものではなく、Ｙａｗ方向、Ｒｏｌｌ方向およびＰｉｔｃｈ方向の傾き情報を得ることが可能であれば、適宜設置位置を変更することも可能である。例えば、Ｒｏｌｌ方向およびＰｉｔｃｈ方向の傾き情報を得る場合には、Ｙａｗ方向の傾き情報を得る場合と同じように、ステージ１１を挟むようにステージ１１の上下に二本のリニアスケールをＸ方向に平行に配置してＲｏｌｌ方向の傾き情報を、また、Ｙ方向に平行に配置してＰｉｔｃｈ方向の傾き情報を得ることも可能である。逆に、Ｙａｗ方向の傾き情報を得る場合には、前述のＲｏｌｌ方向およびＰｉｔｃｈ方向の傾き情報を得る場合と同じように、二本のリニアスケールをステージ１１の上下のどちらか一方にＸ方向に並列に配置して、Ｙａｗ方向の傾き情報を得ることも可能である。

以上説明したように、第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、Ｙａｗ方向に加え、Ｐｉｔｃｈ方向およびＲｏｌｌ方向にステージ１１が傾くことを抑制することが可能になるので、より描画精度の低下を抑えることができる。なお、ステージ１１が傾く方向は製造装置の種類や機構などによって様々である。このため、製造装置の種類や機構などに合わせて、Ｙａｗ方向、Ｐｉｔｃｈ方向およびＲｏｌｌ方向のいずれか一つまたは二つあるいは三つというように、検出すべき傾き方向を決めることが望ましい。

（他の実施形態）
第１または第２の実施形態においては、製造装置の一例として荷電粒子ビーム描画装置１について説明しているが、これに限るものではなく、各種の製造装置に本発明に係るステージ装置を適用することが可能であり、例えば、真空下以外で工作を行う工作機械などの製造装置にも適用することができる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 荷電粒子ビーム描画装置
２ 描画部
２ａ 描画チャンバ
３ 制御部
３ａ 描画データ記憶部
３ｂ ショットデータ生成部
３ｃ 描画制御部
３ｄ 補正部
１１ ステージ（Ｘスライダ）
１１ａ Ｙスライダ
１１ｂ Ｙスライダ
１２ ステージ移動機構
１２ａ Ｘ方向移動機構
１２ｂ Ｙ方向移動機構
１２ｃ Ｙ方向移動機構
１３ 検出部
１３ａ 位置検出部
１３ｂ 傾き検出部
１４ 浮上エア流路
１５ 移動エア流路
１６ 第１のエアバルブ
１７ 第２のエアバルブ
２１ 出射部
２２ 照明レンズ
２３ 第１の成形アパーチャ
２４ 投影レンズ
２５ 成形偏向器
２６ 第２の成形アパーチャ
２７ 対物レンズ
２８ 副偏向器
２９ 主偏向器
３１ 第１のメモリ
３２ 第２のメモリ
３３ バルブ制御部
４１ 第１のリニアスケール
４２ 第２のリニアスケール
４１ａ 第３のリニアスケール
４２ａ 第４のリニアスケール
４２ｂ 第５のリニアスケール
４３ 第１のエンコーダヘッド
４４ 第２のエンコーダヘッド
４３ａ 第３のエンコーダヘッド
４４ａ 第４のエンコーダヘッド
４４ｂ 第５のエンコーダヘッド
４５ 第１の支持体
４６ 第２の支持体
Ｂ 電子ビーム
Ｈ 吹出口
Ｗ 試料

Claims (5)

1. ステージと、
   前記ステージの傾きを変えることが可能であり、前記ステージを移動させるステージ移動機構と、
   前記ステージ移動機構により移動する前記ステージの位置を検出する位置検出部と、
   前記位置検出部により検出された前記ステージの位置ごとに前記ステージの傾き方向および傾き量を検出する傾き検出部と、
   前記位置検出部により検出された前記ステージの位置ごとに、前記傾き検出部により検出された前記ステージの傾き方向および傾き量を示す傾き情報を記憶する記憶部と、
   前記記憶部により記憶された前記傾き情報を用いて前記ステージの傾きを抑えるように前記ステージ移動機構を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とするステージ装置。
2. 前記傾き検出部は、前記ステージの傾き方向および傾き量として、前記ステージのヨウ、ロールおよびピッチのうち少なくともいずれかの回転方向および回転量を検出することを特徴とする請求項１に記載のステージ装置。
3. 前記傾き検出部は、
   前記ステージを挟むように設けられ、前記ステージ移動機構により前記ステージと共に移動する二本のリニアスケールと、
   前記ステージに設けられ、前記二本のリニアスケールから個別に前記ステージの位置を検出する二つのエンコーダヘッドと、
   を具備することを特徴とする請求項１に記載のステージ装置。
4. 前記傾き検出部は、
   前記ステージの表面に対向して並列するように設けられ、前記ステージ移動機構により前記ステージと共に移動する二本のリニアスケールと、
   前記ステージに設けられ、前記二本のリニアスケールから個別に前記ステージの位置を検出する二つのエンコーダヘッドと、
   を具備することを特徴とする請求項１に記載のステージ装置。
5. 前記傾き検出部は加速度センサであることを特徴とする請求項１に記載のステージ装置。

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