JP2016219686A - 描画装置、および物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板に対する描画や位置検出を行うに際し、描画性能や検出性能の低下を抑えるのに有利な描画装置を提供する。【解決手段】この描画装置は、基板１に荷電粒子線を照射する複数の描画手段と、第１の保持部２ａと、第１の保持部２ａに対して変位可能な第２の保持部２ｂと、第２の保持部２ｂを駆動する駆動部６とを有し、基板１を保持する保持手段２と、駆動部６を制御する制御手段とを備える。制御手段は、第２の保持部２ｂが第１位置にある状態で複数の描画手段を用いて基板１に描画処理を行った後に、第２の保持部２ｂが第１位置とは異なる第２位置に位置する状態で複数の描画手段を用いて基板１に描画処理を行うように、駆動部６を制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、描画装置、および物品の製造方法に関する。

半導体デバイスの製造工程に含まれるリソグラフィ工程において、電子線などの荷電粒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（例えばウエハ）に微細なパターンを描画する描画装置が知られている。描画装置の一例として、複数の電子光学系（描画手段）を用いることで描画を行う電子線の数を増加させ、スループットを改善させるマルチ方式の描画装置がある。しかしながら、描画の際に基板に対する入熱量が大きいと、パターンを描画している間にも基板の熱歪みが進行するため、結果的に重ね合わせやつなぎ合わせの精度が低下しやすい。そこで、特許文献１は、描画中に、位置検出系（検出手段）が基板上に予め形成されている複数のマークの位置を検出し、検出結果に基づいてマーク間の距離を算出し、フィッティングにより基板の歪みを求める方法を開示している。

米国特許第７８９７９４２号

しかしながら、各電子光学系および各位置検出系のベストフォーカス面にはそれぞればらつきがあり、特に複数の電子光学系を用いて同時に１枚の基板に描画する場合には、デフォーカスに起因して描画性能や検出性能が低下する場合がある。例えば、描画装置が６個の電子光学系および１２個の位置検出系を有する場合、最小二乗近似でベストフォーカス面を決めたとしても、デフォーカス起因の誤差が生じる可能性がある。また、ウエハ等の基板は、半導体プロセスにおける熱に起因して平坦度（平面性）が低下するので、この平坦度によっても描画性能や検出性能が低下する場合がある。したがって、複数の電子光学系で基板上にパターンを描画し、同時に複数の位置検出系で基板の位置を検出するような場合には、可能な限り基板を平坦にして保持しておくことが望ましい。

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、基板に対する描画や位置検出を行うに際し、描画性能や検出性能の低下を抑えるのに有利な描画装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、基板にパターンを描画する描画装置であって、基板に荷電粒子線を照射する複数の描画手段と、第１の保持部と、第１の保持部に対して変位可能な第２の保持部と、第２の保持部を駆動する駆動部とを有し、基板を保持する保持手段と、駆動部を制御する制御手段と、を備え、制御手段は、第２の保持部が第１位置にある状態で複数の描画手段を用いて基板に描画処理を行った後に、第２の保持部が第１位置とは異なる第２位置に位置する状態で複数の描画手段を用いて基板に描画処理を行うように、駆動部を制御することを特徴とする。

本発明によれば、例えば、基板に対する描画や位置検出を行うに際し、描画性能や検出性能の低下を抑えるのに有利な描画装置を提供することができる。

第１実施形態に係る描画装置の構成を示す図である。 第１実施形態におけるチャックの構成を示す図である。 第１実施形態に係る描画装置の基本動作を説明する図である。 第１実施形態における位置補正工程の流れを示すフローチャートである。 第２実施形態におけるチャックの構成を示す図である。 第３実施形態におけるチャックの第１例の構成を示す図である。 第３実施形態におけるチャックの第２例の構成を示す図である。

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。

（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係る描画装置について説明する。本実施形態に係る描画装置は、複数の電子光学系を用いる、いわゆるマルチ方式を採用し、複数の電子線（荷電粒子線）を偏向させ、電子線の照射のＯＮ／ＯＦＦを個別に制御することで、所定の描画データを基板上の所定の位置に描画する。なお、荷電粒子線は、電子線に限定されず、イオン線などの他の荷電粒子線であってもよい。

図１は、本実施形態に係る描画装置２０の構成を示す概略断面図である。描画装置２０は、電子光学系２１と、ウエハステージ２６と、位置検出系（検出手段）２５と、電子光学鏡筒３０と、真空チャンバ２２と、搬送室２４と、搬送装置５と、制御部（制御手段）２７とを備える。なお、複数の電子光学系２１の各構成は、それぞれ同様であるので、ここでは一例として、１つの電子光学系２１のみを図示している。また、以下の各図では、ウエハ１に対する電子線の照射方向に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。また、被処理対象であるウエハ１は、例えば単結晶シリコンからなる基板であり、表面上には予め感光性のレジスト（感光剤）が塗布されている。まず、電子光学系（描画手段）２１は、熱や電界の印加により電子線を放出する電子銃３１と、電子線を収束させる電子レンズ系３２と、電子線を偏向させる偏向器３３とを含む。

ウエハステージ２６は、チャック（保持手段）２を介してウエハ１を保持し、例えばＸＹの２軸方向に移動可能である。ウエハステージ２６は、描画時には、不図示の干渉計やエンコーダなどの位置検出手段から得られた位置情報に基づいて、電子光学系２１から照射される電子線と同期移動する。

図２は、本実施形態におけるチャック２の構成を示す概略図である。このうち、図２（ａ）は、チャック２（およびウエハ１）を上面から見た平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）中のＡ−Ａ’断面図であり、特に、ウエハ１がチャック２に吸着保持されている状態を示す。チャック２は、静電吸着方式を採用し、設置位置となるチャックベース１５に固定されている固定吸着部２ａと、吸着面に垂直な方向（Ｚ軸方向）に移動可能な可動吸着部２ｂと、可動吸着部２ｂを駆動する駆動部６とを含む。以下、可動吸着部２ｂの移動方向等を示すに際し、Ｚ軸方向プラス側を「上」とし、Ｚ軸方向マイナス側を「下」とする。固定吸着部（第１の保持部）２ａは、図２（ａ）に示すように、チャック２の吸着面の全体のうち、面中心から略放射状に、平面形状が円である３箇所の開口部を有する。なお、開口部の設置数は、任意である。３つの可動吸着部（第２の保持部）２ｂは、それぞれ、固定吸着部２ａに形成されている開口部に非接触で設置される。また、固定吸着部２ａと可動吸着部２ｂとのそれぞれの吸着面には、ウエハ１と接触する複数のチャックピン（凸部）３が形成されている。

ここで、チャック２に保持されているウエハ１の平坦度に局所的に差が発生している場合を考える。この場合、電子光学系２１や位置検出系２５の光軸に傾きがあったりすると、傾き量と平坦度の誤差量との積で、デフォーカスにより解像度が悪化したり、描画位置に誤差が発生する可能性がある。そのため、ウエハ１の平坦度の誤差は、極力小さいことが求められる。そこで、チャックピン３は、接触するウエハ１の全面に対して、均一かつ平坦となるように、等間隔、同一形状、同一高さに配置されることが望ましい。ここで、「等間隔」、「同一形状」および「同一高さ」は、それぞれ、数値的に誤差または個体差がゼロという厳密な意味のみを示すものではない。すなわち、それらの用語は、ウエハ１を要求精度で処理（描画や位置検出）するために必要となるウエハ１の平坦度を、ウエハ１の処理中に維持することができる程度も含む。なお、図２に例示するチャックピン３の形状は、円筒形であるが、例えば、角柱形でも、段差を持つ形状や円錐台形等でもよい。また、図２に例示するチャックピン３のウエハ１と直接接触する接触面の形状は、円形であるが、例えば、楕円形、多角形または環状形等でもよい。

駆動部６は、チャックベース１５に設置され、３つの可動吸着部２ｂのそれぞれに個別に接続して個別に移動可能とする。なお、１つの駆動部６が３つの可動吸着部２ｂのそれぞれに一体として接続され、１つの動作で３つの可動吸着部２ｂの移動を同時に行う構成としてもよい。ここで、駆動部６は、Ｚ軸方向の駆動のみではなく、さらにＺ軸方向の駆動軸を基準として回転駆動するものであってもよい。すなわち、駆動部６としては、シリンダ式のアクチュエータや、ボイスコイルモータ、回転モータとリニアガイドとの組み合わせ、リニアモータ、ピエゾ式モータ、ギアとテコ機構との組み合わせなどが採用され得る。このように、駆動部６は、ウエハ１の位置を所望の位置に精度良く調整することができるものであれば、どのようなものでも構わない。ウエハ１の非搬送時、すなわち描画や位置検出などの処理時には、駆動部６は、固定吸着部２ａと可動吸着部２ｂとのチャックピン３の高さが同一となるように、可動吸着部２ｂを移動させる。また、不図示であるが、描画装置２０は、可動吸着部２ｂの高さを検出する高さ検出手段（センサ）を備え、この高さ検出手段からの検出結果を制御部２７がモニタリングする構成としてもよい。

図２（ｃ）は、図２（ａ）中のＡ−Ａ’断面図であり、特に、図２（ａ）に示す状態、すなわち、ウエハ１が搬送ハンド５ａに保持された状態でチャック２の上方に位置し、可動吸着部２ｂがウエハ１に非接触で上方に移動している状態を示す。このように、駆動部６は、ウエハ１をチャック２へ吸着保持させる、または、ウエハ１をチャック２から搬出するときには、可動吸着部２ｂを上方に移動させ、ウエハ１と固定吸着部２ａと間に搬送ハンド５ａを挿入可能な状態とする。

図２（ｄ）は、図２（ａ）中のＡ−Ａ’断面図であり、特に、チャック２が双極型静電チャックであるものとした場合の電極への電気的接続を示している。静電チャックは、一般的に単極型と双極型とに分類され、単極型は、被吸着物に別途グランドラインが必要となるが、双極型に換えて本発明に適用しても構わない。ここで、電圧印加部７に電圧を印加させ、チャック２内に複数配置されている電極部とウエハ１との間に電位差を持たせることで、吸着力が発生する。なお、電極部は、複数配置されている構成以外にも、単一の正極、負極に並列に接続されている構成としても、またはその他の構成としてもよい。また、固定吸着部２ａと可動吸着部２ｂとは、個別に吸着制御を行うために、電圧値がそれぞれ可変であることが望ましい。また、可動吸着部２ｂで必要となる吸着力は、ウエハ１が傾いている場合には傾き角度、ウエハ１の重量とチャック２との摩擦係数による摩擦保持力、または、搬送ハンド５ａやチャック２への振動加速度等を加味した値以上である。さらに、この必要吸着力には、描画装置２０の処理速度を早めるために、可動吸着部２ｂが動作中にウエハステージ２６の動作を開始する場合には、ウエハステージ２６の加速度によるウエハ１の慣性力も加味することが望ましい。

図１に戻り、位置検出系２５は、ウエハステージ２６上のチャック２に吸着保持されているウエハ１の位置を検出する。具体的には、例えば、位置検出系２５は、ウエハ１上に予め形成されている複数のアライメントマークを検出し、検出結果に基づいてウエハ１の位置を求めるアライメント検出系である。なお、位置検出系２５も、複数の電子光学系２１のそれぞれに対応して、描画装置２０内に複数ある。

また、大気環境下では電子線が吸収されて減衰するため、また高電圧による放電を抑止するため、電子線を用いたパターン描画においては、各構成要素は、真空環境下に置かれる。例えば、電子光学系２１は、高い真空度に保たれた電子光学鏡筒３０内に設置される。同様に、ウエハステージ２６や搬送装置５は、電子光学鏡筒３０内よりも比較的低い真空度に保たれた真空チャンバ２２内に設置される。

搬送室２４は、大気環境である外部と、真空環境である真空チャンバ２２内との間でウエハ１を搬入出するためのロードロック室である。上記の電子光学鏡筒３０内および真空チャンバ２２内に加え、搬送室２４内も、不図示の真空ポンプにより真空排気される。例えば、レジストが塗布されたウエハ１を搬送室２４からウエハステージ２６まで搬送するときには、まず、搬送室２４内と真空チャンバ２２内との圧力が同等となった時点でゲートバルブ２３が開く。そして、搬送装置５は、ウエハ１を搬送室２４から受け取り、ウエハステージ２６上のチャック２に載置する。一方、描画完了後は、搬送装置５は、チャック２から処理済みのウエハ１を受け取り、真空状態の搬送室２４に搬送し、搬送室２４が大気開放された上で、ウエハ１は、次工程となる不図示の現像装置等へ搬送される。

搬送装置（搬送手段）５は、ウエハ１を保持する搬送ハンド５ａを有し、搬送室２４とウエハステージ２６（チャック２）との間で、ウエハ１の搬送（受け渡し）を行う。搬送ハンド５ａは、不図示であるが静電吸着部を有し、搬送時にはウエハ１を吸着保持する。また、搬送ハンド５ａは、ウエハ１を保持する部分（ウエハ１と接触する部分）が、可動吸着部２ｂが上昇している状態のチャック２上に位置したときでも、可動吸着部２ｂに干渉しない形状を有する。具体的には、図２（ａ）および図２（ｃ）に示すように、搬送ハンド５ａは、ウエハ１の外周部を保持するような形状とすることが望ましい。

制御部２７は、例えばコンピュータなどで構成され、描画装置２０の各構成要素の動作等を制御する各制御回路に回線を介して接続され、プログラムなどに従って描画装置２０を統括的に制御する。特に、制御部２７は、通常の描画処理に加え、以下のような位置補正処理（位置補正工程）を実行し得る。

次に、描画装置２０の具体的な動作について説明する。描画装置２０は、搬送室２４を通じてレジストが塗布されたウエハ１を真空チャンバ２２内に搬送し、その後、ウエハステージ２６上のチャック２に吸着保持されたウエハ１に対して、電子光学系２１を用いて所望のパターンを描画する。ここで、描画装置２０は、上記のとおり、複数の電子光学系２１と複数の位置検出系２５とを有する。まずは、このようなマルチ方式の描画装置２０の基本動作について略説する。

図３は、描画装置２０の基本動作を説明するための概略平面図である。まず、ウエハ１上には、複数の描画領域１ａが配列されており、各描画領域１ａ間には、複数のアライメントマーク１ｂが形成されている。なお、図３に記載の描画領域１ａの設置位置（設置数）やアライメントマーク１ｂの設置位置（設置数）は、一例である。これに対して、描画装置２０は、一例として、２つの電子光学系２１ａ_１、２１ｂ_１と、ウエハ１の上の各アライメントマーク１ｂを検出する４つの位置検出系２５ａ_１、２５ｂ_１、２５ｃ_１、２５ｄ_１とを備える。なお、図３中、符号２１ａ_２、２１ｂ_２で示される領域は、各電子光学系２１ａ_１、２１ｂ_１により１度に描画し得る領域である。また、符号２５ａ_２、２５ｂ_２、２５ｃ_２、２５ｄ_２で示される領域は、各位置検出系２５ａ_１、２５ｂ_１、２５ｃ_１、２５ｄ_１により１度に検出し得る領域である。このような構成のもと、描画装置２０は、ウエハ１を走査させながら、同時に領域２１ａ_２、２１ｂ_２をそれぞれの描画領域１ａ上に描画する。このとき、ウエハ１のフォーカス方向（Ｚ軸方向）は、複数の電子光学系２１のベストピント面となるよう描画前に設定される。また、複数の位置検出系２５は、複数の電子光学系２１が描画中に、アライメントマーク１ｂを検出することができる。

上述のとおり、一般的に複数の電子光学系および位置検出系のベストフォーカス面にはそれぞればらつきがあり、なんら対策を取らずに同時に１枚のウエハ１に対して描画や位置検出を行うと、デフォーカスに起因して描画性能や検出性能が低下する場合がある。また、ウエハ１は、半導体プロセスにおける熱に起因して平坦度が低下するので、平坦度によっても描画性能や検出性能が低下する場合がある。そこで、描画装置２０は、チャック２に吸着保持されているウエハ１に対して描画（もしくは位置検出）前であるかまたは描画（もしくは位置検出）中であるかを問わず、ウエハ１の位置や平坦度を補正する。

図４は、ウエハ１をウエハステージ２６上のチャック２に吸着保持させ、必要に応じてウエハ１の位置や平坦度を補正する位置補正工程の流れを示すフローチャートである。まず、制御部２７は、位置補正工程を開始すると、ウエハステージ２６を、搬送ハンド５ａとのウエハ１の受け渡し位置へ移動させる（ステップＳ１０１）。

次に、制御部２７は、搬送装置５に対し、搬送ハンド５ａにより、搬送室２４から真空チャンバ２２内にウエハ１を搬入させ、受け渡し位置にあるウエハステージ２６の上方までウエハ１を搬送させる（ステップＳ１０２）。この搬送の間に、制御部２７は、不図示のプリアライメント手段に対し、ウエハ位置の粗い位置合わせであるプリアライメントを行わせる。ただし、プリアライメントは、ウエハ１をチャック２に吸着保持させる前だけでなく、チャック２に吸着保持させた後に行われてもよい。

次に、制御部２７は、駆動部６に対し、可動吸着部２ｂの吸着面が、搬送ハンド５ａに吸着保持されているウエハ１の裏面の高さとなるまで、すなわちウエハ１の裏面と接するまで、可動吸着部２ｂを上昇させる（ステップＳ１０３）。次に、制御部２７は、可動吸着部２ｂに対し、ウエハ１を吸着保持させる（ステップＳ１０４）。次に、制御部２７は、可動吸着部２ｂによるウエハ１の吸着完了を確認後、搬送装置５に対し、搬送ハンド５ａのウエハ１の吸着保持を解除させる（ステップＳ１０５）。ここで、吸着完了の確認には、リーク電流量や静電容量などの計測、ウエハ１とチャック２との隙間（距離）の計測、ウエハ１を機械的に押したときの挙動による判別、その他、温度や振動を利用するなどさまざまな方法を採用し得る。

次に、制御部２７は、搬送装置５に対し、ウエハ１と搬送ハンド５ａとが離れる高さ（搬送ハンド５ａのＺ軸方向の退避位置）まで搬送ハンド５ａを下降させる（ステップＳ１０６）。なお、制御部２７は、この動作に換えて、駆動部６に対し、ウエハ１と搬送ハンド５ａとが離れる高さまで可動吸着部２ｂを上昇させるものとしてもよい。次に、制御部２７は、搬送装置５に対し、搬送ハンド５ａを現在位置（図２（ａ）参照）からＸ軸（またはＹ軸）方向に退避させる（ステップＳ１０７）。次に、制御部２７は、駆動部６に対し、可動吸着部２ｂを固定吸着部２ａの高さ位置、すなわち描画時の高さ位置（Ｚ軸方向の第１位置）まで下降させる（ステップＳ１０８）。次に、制御部２７は、固定吸着部２ａに対し、ウエハ１を吸着保持させる（ステップＳ１０９）。この段階では、固定吸着部２ａと可動吸着部２ｂとの双方、すなわちチャック２全体がウエハ１を吸着保持している。

次に、制御部２７は、チャック２全体によるウエハ１の吸着完了を確認後、位置検出系２５に対し、ウエハ１の位置を検出させる（ウエハ位置計測：ステップＳ１１０）。次に、制御部２７は、ステップＳ１１０で得られたウエハ１の複数の位置における検出結果に基づいて、ウエハ１の平坦度を算出させる（ウエハ平坦度計測：ステップＳ１１１）。

次に、制御部２７は、ステップＳ１１０でのウエハ位置計測、および、ステップＳ１１１でのウエハ平坦度計測においてそれぞれ得られた値から、ウエハ位置誤差やウエハ平坦度誤差が所望量（許容値）を満たしているかどうかを判断する（ステップＳ１１２）。ここで、制御部２７は、各誤差が所望量を満たしていると判断した場合には（Ｙｅｓ）、位置補正工程を終了する。これに対して、制御部２７は、ウエハ位置誤差が所望量を満たしていないと判断した場合には（Ｎｏ）、所望量を満たすようにウエハ１の位置を補正する（ステップＳ１１３）。このとき、制御部２７は、例えば、検出されたウエハ１の位置に基づいて、チャック２にウエハ１を吸着保持させて、複数の可動吸着部２ｂのうちウエハ１の位置に最も近いものの駆動部６を制御して、ウエハ１の位置をＺ軸方向の第２位置に補正する。または、制御部２７は、固定吸着部２ａと可動吸着部２ｂとの吸着力を個別に制御することでも、ウエハ１の位置を第２位置に補正し得る。その他、制御部２７は、再度、ウエハ１を搬送ハンド５ａに保持させてプリアライメントなどを行わせてもよい。または、個々の駆動部６が可動吸着部２ｂを回転可能とするならば、制御部２７は、駆動部６に対し、可動吸着部２ｂが上昇した状態で回転補正を行わせてもよい。一方、制御部２７は、ウエハ平坦度誤差が所望量を満たしていないと判断した場合には（Ｎｏ）、チャック２の吸着保持を一旦解除した後、再度吸着保持させたりして、ウエハ１の平坦度を補正する（ステップＳ１１３）。ステップＳ１１３の後、制御部２７は、再度、ウエハ位置計測およびウエハ平坦度計測を行わせ、所望量を満たしていれば、位置補正工程を終了する。

なお、制御部２７は、ステップＳ１１３における補正によっても所望量を満たせないと判断した場合には、チャック２の吸着面や、その他各構成要素のメンテナンスを行わせる（例えば、メンテナンス作業を行うよう警告する）。ただし、一旦装置を停止してメンテナンス作業を行うと、稼動率が低下し、製品コストの増加を招く可能性がある。そこで、制御部２７が実行する処理に、非描画時等を利用した定期的なメンテナンスや自動メンテナンス機能等を付加して、可能な限り稼動率を維持させることが望ましい。さらに、ウエハ位置誤差またはウエハ平坦度誤差を低減するために、複数の可動吸着部２ｂによる吸着の際に１つずつ順に時間差を設けて吸着させたり、チャック２の電極を細かく配置して一方向から順に吸着させるなど吸着タイミング等を調整したりしてもよい。

さらに、制御部２７は、各種吸着状態を常にモニタリングし、吸着面への異物混入などなんらかの異常により吸着が完了しない場合には、各動作のやり直しや吸着状態の解除を行い、その後、再度吸着するなどの処理を行わせるものとしてもよい。そして、制御部２７は、吸着異常が解決されないと判断した場合には、チャック２のクリーニング等のメンテナンスを行わせるものとしてもよい。また、上記の位置補正工程は、描画前にウエハ１をチャック２に吸着保持させるまでの工程であるが、描画後にチャック２によるウエハ１の吸着保持を解除し、ウエハ１を搬送室２４等に搬出する工程は、各計測工程を除いた上で、逆の流れとなる。

ここまで説明した位置補正工程は、描画前に行われるものである。これに対して、本実施形態では、さらに、複数の電子光学系２１のうちの少なくとも１つによる描画や、複数の位置検出系２５のうちの少なくとも１つによる検出が行われている間にも、必要に応じてウエハ１の位置や平坦度を補正することができる。特に、一旦描画が開始され、その描画の際にウエハ１に対する入熱量が大きいと、ウエハ１に熱歪みが生じ、結果的に重ね合わせやつなぎ合わせの精度が低下する可能性がある。そこで、制御部２７は、ウエハ１を走査させながら、ある電子光学系（例えば、図３の符号２１ｂ_１）が描画している間に、各位置検出系（図３の符号２５ａ_１、２５ｂ_１、２５ｃ_１および２５ｄ_１）にウエハ１の位置を検出させる。ここで、例えば、各位置検出系２５ａ_１〜２５ｄ_１のいずれかが図３に示す各アライメントマーク１ｂのいずれかを検出できたときには、制御部２７は、その検出結果から、ウエハ１の熱歪みを算出する。そして、電子光学系２１ｂ_１が描画している間に、制御部２７は、熱歪みの補正を要するウエハ１の位置に最も近い可動吸着部２ｂの駆動部６に対し、可動吸着部２ｂをＺ軸方向に適宜移動させることで、熱歪みを補正する。

これにより、描画装置２０は、ウエハ１がチャック２に吸着保持された後、描画前または位置検出前のみならず、描画中または位置検出中でも、ウエハ１の位置または平坦度を補正する（平面性を向上させる）ことができる。特に、複数の電子光学系２１や位置検出系２５を用いて描画と位置検出とを同時に行い得る場合、例えば、一方の電子光学系２１による描画を行っている間に、後に他方の電子光学系２１による描画の対象となる描画領域の位置を補正しておくことが可能となる。したがって、描画装置２０は、簡易的に描画性能や検出性能の低下を抑えることができ、結果として、製品（例えば半導体）の歩留まり向上と稼動率の維持とを実現することが可能となる。

以上のように、本実施形態によれば、基板に対する描画や位置検出を行うに際し、描画性能や検出性能の低下を抑えるのに有利な描画装置を提供することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る描画装置について説明する。本実施形態に係る描画装置の特徴は、描画時の入熱量が大きい場合に、チャックの内部や凹部に冷媒を循環させることで、ウエハとチャックと間の熱伝導または熱伝達効率を向上させて、熱による各誤差を低減させる点にある。以下、この冷媒等を用いる場合の一例を示す。

図５は、本実施形態におけるチャック２の構成を示す概略図である。このうち、図５（ａ）は、チャック２（およびウエハ１）を上面から見た平面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）中のＡ−Ａ’断面図であり、特に、ウエハ１がチャック２に吸着保持されている状態を示す。図５（ｃ）は、図５（ａ）中のＡ−Ａ’断面図であり、特に、図５（ａ）に示す状態、すなわち、ウエハ１が搬送ハンド５ａに保持された状態でチャック２の上方に位置し、可動吸着部２ｂがウエハ１に非接触で上方に移動している状態を示す。なお、説明の簡単化のため、本実施形態におけるチャック２の各構成要素には、第１実施形態におけるチャック２の各構成要素に対応するものと同一の符号を付し、ここでは第１実施形態におけるチャック２と相違する点について詳説する。

本実施形態におけるチャック２は、固定吸着部２ａの吸着面に存在する凹部（ウエハ１と接触しない、チャックピン３以外の部分）に一方の開口が存在し、他方の開口がチャック２外部に連通する貫通孔を有する。この貫通孔は、配管９を介して冷媒の供給回収手段１６に接続されている。また、配管９には、バルブ１０が設置されている。供給回収手段１６は、ウエハ１がチャック２に吸着保持されている状態で、ウエハ１とチャック２との間に形成される隙間空間（凹部で形成される空間）に冷媒（気体）を供給可能、および、一旦供給した冷媒を回収可能する。バルブ１０は、配管９を流れる冷媒の流量を調整可能とする。供給回収手段１６およびバルブ１０の動作は、制御部２７が制御する。

制御部２７は、ウエハ１がチャック２に吸着保持された後、供給回収手段１６に対し、冷媒を供給させる。このとき、制御部２７は、所望量供給後にバルブ１０で冷媒を封止してもよいし（冷媒の充填）、不図示の圧力計または流量計を用いて所望の圧力を維持しながら流量を調整してもよい（冷媒の循環）。制御部２７は、その後、描画等の処理を行わせ、それらの処理が完了した後、供給回収手段１６に対し、冷媒を回収させる。

なお、配管９は、冷媒の供給用と回収用とでそれぞれ独立したものであってもよい。または、配管９は、ウエハ１全面に対して冷媒をより均一に供給、回収するために、複数あってもよい。この場合、図５での例示では固定吸着部２ａに形成されている貫通孔は１つであるが、貫通孔を複数とする。また、固定吸着部２ａの内部や固定吸着部２ａに接触する構成で、冷媒の循環流路を設けてもよい。さらに、上記のような貫通孔または循環流路は、固定吸着部２ａにのみ形成（設置）するものではなく、可動吸着部２ｂに形成（設置）するものとしてもよい。

また、固定吸着部２ａには、冷媒のチャック２外への漏れを抑えるために、ウエハ１の外周部全域と接触するシール部８が形成されている。ウエハ１の外周部に対向する固定吸着部２ａの表面には、チャックピン３が存在しないことから、局所的にウエハ平坦度が変化し、処理エラーを発生させる可能性がある。このように、ウエハ１の外周部全域をシールすることで、ウエハ平坦度の変化を抑えることができることから、結果的にウエハ１上の製品として使用できる領域をより広く確保することができる。シール部８は、静電吸着によりシールする構造を有するものであってもよい。または、シール部８は、冷媒の表面張力を利用したり、ウエハ１とチャック２との間の隙間を可能な限り微小とすることで、コンダクタンスを向上させて漏れ量を小さくしたりするものであってもよい。

さらに、上記の構成によれば、固定吸着部２ａと可動吸着部２ｂとの隙間に冷媒が入り込む。そこで、この隙間からチャック２外への冷媒の漏れを抑えるために、チャックベース１５と固定吸着部２ａとの隙間を封止するなどの処理を行っておくことが望ましい。または、固定吸着部２ａと可動吸着部２ｂとの隙間に冷媒が入らないように、固定吸着部２ａと可動吸着部２ｂとの隙間自体にシール部材を設けるものとしてもよい。

このように、本実施形態によれば、特に熱に起因する描画性能等への影響をより効率的に抑えることができるので、第１実施形態による効果をさらに有効なものとすることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る描画装置について説明する。本実施形態に係る描画装置の特徴は、チャックの可動吸着部が平面中心を軸として回転可能（回転方向に変位可能）である点にある。以下、本実施形態におけるチャックについて２つの構成例を示す。

図６は、本実施形態におけるチャック２の第１例の構成を示す概略図である。図７は、本実施形態におけるチャック２の第２例の構成を示す概略図である。図６および図７ともに、（ａ）は、チャック２（およびウエハ１）を上面から見た平面図である。（ｂ）は、（ａ）中のＡ−Ａ’断面図であり、特に、ウエハ１がチャック２に吸着保持されている状態を示す。（ｃ）は、（ａ）中のＡ−Ａ’断面図であり、特に、（ａ）に示す状態、すなわち、ウエハ１が搬送ハンド５ａに保持された状態でチャック２の上方に位置し、可動吸着部２ｂがウエハ１に非接触で上方に移動している状態を示す。なお、説明の簡単化のため、本実施形態におけるチャック２の第１例および第２例の各構成要素には、第１実施形態におけるチャック２の各構成要素に対応するものと同一の符号を付し、ここでは第１実施形態におけるチャック２と相違する点について詳説する。

まず、図６に示すように、本実施形態におけるチャック２の第１例は、上記各実施形態におけるチャック２と同様に、３つの可動吸着部２ｂと、各可動吸着部２ｂをＺ軸方向に移動させる３つの駆動部６とを有する。さらに、第１例のチャック２は、各可動吸着部２ｂを、チャック２の吸着面全体の中心を基準として回転可能（回転方向に変位可能）とする回転駆動部（回転駆動手段）１１を有する。この場合、３つの駆動部６は、それぞれ、例えばチャックベース１５に設置される回転駆動部１１に連設される。回転駆動部１１の動作は、制御部２７が制御する。また、固定吸着部２ａに形成され、可動吸着部２ｂが収容される３つの貫通孔の孔形状は、それぞれ、可動吸着部２ｂの回転変位に対応するために、長軸が回転方向に合う楕円である。

制御部２７は、ウエハ１をチャック２に吸着保持させる前に、例えば不図示の回転ずれ検出手段を用いてウエハ１の回転ずれ量を検出させる。この回転ずれは、ウエハ１がチャック２に吸着保持されたときのウエハステージ２６の走行軸とウエハ１の描画軸との回転誤差を生じさせる。そこで、制御部２７は、その後、検出された回転ずれ量に基づいて回転駆動部１１を動作させて、その回転ずれ量を補正することで、回転誤差量を低減することができる。

このように、本実施形態の第１例によれば、特にウエハ１の回転ずれに起因する描画精度等への影響を抑えることができるので、第１実施形態による効果をさらに有効なものとすることができる。また、チャック２が回転駆動部１１を有することで、ウエハ１の回転ずれを補正するためのウエハステージ２６側の駆動が減少するまたは不要となるため、ウエハステージ２６の制御性能を向上させる（簡略化させる）ことができる。さらに、描画時の補正駆動量もウエハステージ２６側の駆動により補正する場合に比べて減少して補正精度を向上させることができるので、描画性能に関して有利となり得る。

次に、図７に示すように、本実施形態におけるチャック２の第２例は、上記各実施形態におけるチャック２とは異なり、駆動軸を固定吸着部２ａの中心軸と同一とし、吸着面の直径が固定吸着部２ａよりも小さい１つの可動吸着部２ｂを有する。これに伴い、第２例のチャック２は、可動吸着部２ｂをＺ軸方向に移動させる１つの駆動部６と、可動吸着部２ｂを平面中心を軸として回転可能（回転方向に変位可能）とする回転駆動部（回転駆動手段）１１を有する。この場合、駆動部６と、例えばチャックベース１５に設置される回転駆動部１１と連設され、互いの駆動軸は、同一である。回転駆動部１１の動作は、制御部２７が制御する。また、固定吸着部２ａに形成され、可動吸着部２ｂが収容される１つの貫通孔の孔形状は、可動吸着部２ｂの形状に合わせて、自身の中心軸を中心とする円である。

制御部２７は、第１例の場合と同様に、ウエハ１の回転ずれ量を検出させ、検出された回転ずれ量に基づいて回転駆動部１１を動作させて、その回転ずれ量を補正することで、回転誤差量を低減することができる。特に、第１例の場合、可動吸着部２ｂが３つあるため、固定吸着部２ａに、チャックピン３の間隔を維持しつつ、好適に各可動吸着部２ｂの回転変位に対応できるだけの貫通孔を確保することができるかどうかを考慮する必要がある。これに対して、チャックピン３の形状や間隔との兼ね合いになるが、この第２例の構成によれば、回転駆動部１１の回転駆動量は、可動吸着部２ｂが３つある場合に比べて大きくすることができる可能性がある。

このように、本実施形態の第２例によれば、第１例と同様に、特にウエハ１の回転ずれに起因する描画精度等への影響を抑えることができるので、第１実施形態による効果をさらに有効なものとすることができる。また、第１例の場合に比べて回転駆動部１１の回転駆動量を大きくすることができる可能性がある。したがって、この場合には、ウエハ１の搬送時の回転誤差の許容値を大きくすることができ、結果として搬送装置５の装置コストを抑えることができる。

（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。

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。

２ チャック
２ａ 固定吸着部
２ｂ 可動吸着部
６ 駆動部
２０ 描画装置
２１ 電子光学系
２７ 制御部

Claims (11)

1. 基板にパターンを描画する描画装置であって、
   前記基板に荷電粒子線を照射する複数の描画手段と、
   第１の保持部と、前記第１の保持部に対して変位可能な第２の保持部と、前記第２の保持部を駆動する駆動部とを有し、前記基板を保持する保持手段と、
   前記駆動部を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記第２の保持部が第１位置にある状態で前記複数の描画手段を用いて前記基板に描画処理を行った後に、前記第２の保持部が前記第１位置とは異なる第２位置に位置する状態で前記複数の描画手段を用いて前記基板に描画処理を行うように、前記駆動部を制御することを特徴とする描画装置。
2. 前記駆動部は、前記第１位置と前記第２位置とを結ぶ軸を基準として前記第２の保持部を回転させることを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
3. 前記保持手段に保持されている前記基板の位置を検出する検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記検出手段が検出した前記基板の位置の値から、前記基板の位置に関する誤差が許容値を満たしているかどうかを判断し、満たしていないと判断した場合には、前記駆動部に前記第２の保持部を駆動させて、前記基板の位置を補正させることを特徴とする請求項１または２に記載の描画装置。
4. 前記基板が前記保持手段に保持される前に、前記基板の回転ずれを検出する回転ずれ検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記基板が前記保持手段に保持された後に、前記回転ずれ検出手段が検出した前記回転ずれの値に基づいて前記駆動部に前記第２の保持部を駆動させて、前記回転ずれを補正させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の描画装置。
5. 前記制御手段は、前記第１の保持部と前記第２の保持部とによる保持を個別に制御することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の描画装置。
6. 前記第１の保持部と前記第２の保持部とは、それぞれ吸着により前記基板を保持することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の描画装置。
7. 前記第１の保持部と前記第２の保持部とは、それぞれ静電吸着方式を採用し、前記基板が吸着される吸着面に、前記基板と接触する面を含む複数の凸部を有することを特徴とする請求項６に記載の描画装置。
8. 前記複数の凸部は、等間隔に配列されることを特徴とする請求項７に記載の描画装置。
9. 前記保持手段は、冷媒を供給および回収可能とする供給回収手段を有することを特徴とする請求項７または８に記載の描画装置。
10. 前記基板を保持し、前記保持手段との間で前記基板の受け渡しを行うハンドを含む搬送手段を有し、
    前記ハンドは、前記基板の受け渡しのときに前記第２の保持部に干渉せずに前記基板の外周部を保持する形状を有する、
    ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の描画装置。
11. 請求項１ないし１０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、
    前記工程で描画が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。

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