JPH09161716A

JPH09161716A - 荷電粒子線装置

Info

Publication number: JPH09161716A
Application number: JP7339965A
Authority: JP
Inventors: Shinobu Tokushima; 忍徳島
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1995-12-04
Filing date: 1995-12-04
Publication date: 1997-06-20

Abstract

(57)【要約】【課題】真空室内の作業時間を短縮し、スループット
の向上を図る。【解決手段】大気中で基板１０が載置されたパレット
８が第１の所定位置に位置決めされた状態で保持台７上
で保持される。アライメント光学系１３ではパレット８
の基準マーク９を検出する。この検出後、パレット８が
大気中から真空室１内に搬送され、第１の所定位置に対
応する第２の所定位置に位置決めした状態でステージ４
に保持される。位置制御手段ではアライメント光学系１
３の検出結果に基づいてステージ４の位置を制御する。
これにより、位置制御手段では光学系１３で検出された
マーク９の位置情報に基づいて当該マーク９が真空室１
内で電子鏡筒３の中心軸上に正確に一致するようにステ
ージ４の位置を制御することが可能になり、真空室１内
での基板１０のラフ−アライメントが不要になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、荷電粒子線装置に
係り、更に詳しくは電子ビーム、Ｘ線等の荷電粒子線を
基板に照射し、パターンの描画、描画されたパターンの
観察、測長等の所定の処理を施す荷電粒子線装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図４には、荷電粒子線装置の一例とし
て、従来の電子ビーム装置の構成が示されている。この
図４に示される装置は、荷電粒子線光学系としての電子
鏡筒１０３を天板部に備えた主真空室１０１と、この主
真空室１０１に連設された副真空室１０２とを備えてい
る。主真空室１０１と副真空室１０２とを区画する隔壁
１０１ａには開口１０５ａが形成されており、この開口
１０５ａがゲートバルブ１０５によって開閉されるよう
になっている。主真空室１０１内には、基板１１０を保
持して２次元移動可能なＸＹステージ１０４が収納され
ている。

【０００３】副真空室１０２内には基板１１０を副真空
室１０２から主真空室１０１へ搬送する真空ローダ１１
１と、基板１１０を主真空室１０１から副真空室１０２
へ搬送する真空アンローダ１１１ａと、基板１１０の受
け渡しのための上下テーブル１１４とが設けられてい
る。また、副真空室１０２の隔壁１０１ａと反対側の壁
１０２ａには、開口１０６ａが形成されており、この開
口１０６ａがゲートバルブ１０６によって開閉されるよ
うになっている。

【０００４】大気中には、ゲートバルブ１０６が開かれ
ているときに、開口１０６ａを介して基板１１０を副真
空室１０２へと搬送する大気ローダ１１２と、基板１１
０を副真空室１０２から搬出する大気アンローダ１１２
ａとが設けられている。

【０００５】このような電子ビーム装置においては、基
板１１０にパターンを描画したり、描画されたパターン
を観察、測長したりする前準備として、基板１１０のア
ライメントが必要である。

【０００６】このため、図４に示されるように、主真空
室１０１上に電子鏡筒１０３と並べてアライメント光学
系１１３を設け、基板１１０のアライメントマークをこ
のアライメント光学系１３で検出し、この検出結果に基
づいてＸＹステージ１０４を位置制御して基板１１０の
ラフ−アライメントを実行し、更に電子鏡筒１０３によ
り電子ビームを基板１０上のアライメントマークに照射
し、基板１０から発生した二次電子をディテクタ（図示
省略）で検出して得られる２次電子像に基づいてＸＹス
テージ１０４を微小駆動して精密なアライメントを行っ
た後、描画又は観察、測長等を実行していた。すなわ
ち、従来の装置においては、電子ビームの視野は狭いの
で、予め主真空室１内で視野の広いアライメント光学系
１１３でラフ−アライメントを行っていた。また、この
ラフ−アライメントにおいて、基板１１０のアライメン
トマークを検出（検索）するにあたっては、試行錯誤を
繰り返して検索を実行していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来例にあっては、主真空室１０１の中でアライメン
ト光学系１１３によるラフ−アライメントが必要なた
め、主真空室１０１内で行われる作業が多く、また、こ
のラフ−アライメントにおいて、基板１１０のアライメ
ントマークを検索するにあたっては、試行錯誤を繰り返
して検索を実行していたことから、大変に時間が掛か
り、これが、装置の処理効率、すなわちスループットを
低下させる大きな原因となっていた。

【０００８】本発明は、かかる従来技術の有する不都合
に鑑みてなされたもので、その目的はスループットの向
上を図ることが可能な電子ビーム装置を提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、真空室内で、基板に荷電粒子線光学系により荷電粒
子線を照射して所定の処理を施す荷電粒子線装置であっ
て、前記基板が載置されるとともに基準マークが形成さ
れたパレットを、前記真空室と大気中との間で搬送する
搬送手段と；前記パレットを第１の所定位置に位置決め
した状態で大気中で保持する保持手段と；前記パレット
の前記基準マークを前記大気中で検出する検出手段と；
前記真空室内で、前記パレットを前記第１の所定位置に
対応する第２の所定位置に位置決めした状態で保持し、
２次元移動するステージと；前記検出手段の検出結果に
基づいて、前記ステージの位置を制御する位置制御手段
とを有する。

【００１０】これによれば、基板が載置されたパレット
が第１の所定位置に位置決めされた状態で保持手段によ
って大気中で保持されると、検出手段ではこのパレット
に形成された基準マークを大気中で検出する。この検出
後、搬送手段によりパレットが大気中から真空室内に搬
送され、この真空室内で、パレットは第１の所定位置に
対応する第２の所定位置に位置決めした状態でステージ
に保持される。すなわち、パレットは保持手段上で位置
決めされた位置と対応するステージ上の２次元座標位置
に再現性をもって位置決めされた状態で保持される。そ
して、位置制御手段では検出手段の検出結果に基づいて
ステージの位置を制御する。これにより、例えば、位置
検出手段では検出手段で検出されたパレット上の基準マ
ークの位置情報に基づいてパレットの基準マークが真空
室内で荷電粒子線光学系の中心軸上に正確に一致するよ
うにステージの位置を制御することが可能になる。

【００１１】従って、大気中で保持手段により位置決め
された状態で保持されたパレットの基準マークを検出し
ておくだけで、真空室内での基板のラフ−アライメント
が不要になる。

【００１２】この場合において、大気中でパレットの基
準マークとともに基板上のアライメントマークとを検出
しておけば、パレット上の任意の位置に基板が載置され
ている場合（パレット上の基板の載置位置に誤差がある
場合）であっても、基準マークとアライメントマークと
の位置関係に基づいて真空室内で荷電粒子線光学系の中
心軸上に基板のアライメントマークが正確に一致するよ
うにステージの位置制御を迅速に行なうことが可能にな
る。

【００１３】なお、真空室内のステージの位置制御は、
検出手段の検出結果に基づいていわゆるオープンループ
制御で行なうことも、フィードバック制御で行なうよう
にすることも可能であるが、精度の面から考えればフィ
ードバック制御による方が現実的である。

【００１４】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の荷電粒子線装置において、前記検出手段は、前記保持
手段上のパレット面に平行に相対移動可能で、光源から
のビームを前記パレット上に照射してその反射光に基づ
いて前記基準マークを検出する検出光学系と；前記検出
光学系又は前記保持手段の位置を計測する第１の位置計
測手段とを有することを特徴とする。

【００１５】これによれば、検出光学系が保持手段上の
パレット面に平行に相対移動しつつ、光源からのビーム
をパレット上に照射してその反射光に基づいて基準マー
クを検出すると、第１の位置計測手段ではそのときの検
出光学系又は保持手段の位置を計測する。これにより、
パレット上の基準マークの２次元座標位置が計測され
る。

【００１６】ここで、検出光学系と保持手段とは、いず
れが移動可能な構成であってもよく、要は検出光学系が
保持手段上のパレット面に平行に相対移動できるように
構成されていればよい。

【００１７】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の荷電粒子線装置において、前記位置制御手段は、前記
ステージの位置を計測する第２の位置計測手段と；前記
第１の位置計測手段と第２の位置計測手段との計測結果
に基づいて前記ステージを駆動制御する制御手段とを有
することを特徴とする。

【００１８】これによれば、制御手段では第１の位置計
測手段と第２の位置計測手段との計測結果、すなわち第
１の位置計測手段で計測されたパレット上の基準マーク
の２次元座標位置と第２の位置計測手段で計測されるス
テージの位置座標とに基づいてステージを駆動制御す
る。

【００１９】請求項４に記載の発明は、請求項１ないし
３のいずれか一項に記載の荷電粒子線装置において、前
記保持手段は、前記パレットを３点で支持することによ
り前記位置決めを行なうことを特徴とする。

【００２０】これによれば、保持手段によりパレットが
３点で支持され位置決めが行なわれるので、パレットは
定位置に確実な再現性をもって位置決めされる。３点支
持の具体的手段として、いわゆるブイ・ホール・プレー
ンの３点支持構造（キネマティック構造）を採用するこ
とができる。

【００２１】請求項５に記載の発明は、請求項１ないし
４のいずれか一項に記載の荷電粒子線装置において、前
記ステージは、前記パレットを３点で支持することによ
り前記位置決めを行なうことを特徴とする。

【００２２】これによれば、ステージによりパレットが
３点で支持され位置決めが行なわれるので、パレットは
定位置に確実な再現性をもって位置決めされる。この場
合も、３点支持の具体的手段として、いわゆるブイ・ホ
ール・プレーンの３点支持構造（キネマティック構造）
を採用することができ、ステージが上下方向、傾斜方向
のいずれの方向に動かされる場合であってもステージに
余分なストレスが掛からず理想的である。

【００２３】この場合において、保持手段とステージと
でパレットの同一の３点を支持するような構成にしても
よい。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図３に
基づいて説明する。

【００２５】図１には、本発明に係る荷電粒子線装置の
一実施例の電子ビーム装置５０の構成が概略的に示され
ている。

【００２６】この電子ビーム装置５０は、基板に対し電
子ビームの照射が行なわれる真空室としての主真空室１
と、この主真空室１に連設された副真空室２と、主真空
室１内で２次元移動するステージとしてのＸＹステージ
４と、大気中に配置された保持手段としての保持台７と
を備えている。

【００２７】主真空室１は、常時真空ポンプ２２（図１
では図示せず、図２参照）で真空状態に保たれており、
この主真空室１の天板には荷電粒子線光学系としての電
子鏡筒３が保持されている。この電子鏡筒により電子銃
３１（図１では図示せず、図２参照）からの電子ビーム
が基板１０に照射されて基板１０上へのパターンの描画
や、描画されたパターンの観察、測長等の所定の処理が
施されるようになっている。なお、パターンの描画は、
表面に感光材（レジスト）が予め塗布された基板１０に
対して行なわれる。

【００２８】また、この電子鏡筒３内には、基板１０又
は後述するパレット８上に照射された電子ビームの反射
により生じる２次電子を検出するディテクタ３０（図１
では図示せず、図２参照）が設けられている。

【００２９】主真空室１の一方の側壁１ａには開口５ａ
が形成され、この開口５ａがゲートバルブ５によって開
閉されるようになっている。このゲートバルブ５を開け
た状態で後述するように副真空室２側とパレット８の搬
送や返送が行われる。また、ゲートバルブ５を閉じた状
態では高真空状態が保たれる。ゲートバルブ５の開閉は
制御装置２０（図１では図示せず、図２参照）によって
制御されるようになっている。

【００３０】副真空室２は、ゲートバルブ５が設けられ
た側壁（隔壁）１ａを介して主真空室１に隣接されてお
り、この副真空室２は真空ポンプ２３（図１では図示せ
ず、図２参照）で真空状態（通常、副真空室２内は、主
真空室１内より低い真空状態とされる）にされたり、リ
ークバルブ２４（図１では図示せず、図２参照）により
大気状態（大気圧）にされたりする。また、副真空室２
には基板１０が載置されたパレット８を主真空室１へ搬
送する真空ローダ１１や、主真空室１にあるパレット８
を副真空室２へ返送する真空アンローダ１１ａが設置さ
れている。また、副真空室２の内部には、パレット８受
け渡し用の上下テーブル１４が設置されている。この上
下テーブル１４は、パレット８を受け渡すときに上下さ
せるためのものである（この上下動については後に詳述
する）。

【００３１】ここで、真空ローダ１１、真空アンローダ
１１ａ及び上下テーブル１４は、いずれもそれぞれの駆
動系（いずれも図示せず）を介して制御装置２０（図１
では図示せず、図２参照）によって駆動制御されるよう
になっている。

【００３２】副真空室２の、主真空室１と反対側の側壁
２ａには開口６ａが設けられ、この開口６ａがゲートバ
ルブ６によって開閉されるようになっている。このゲー
トバルブ６を開けた状態で、後述するように大気側とパ
レット８の搬送や返送が行われる。このゲートバルブ６
の開閉も制御装置２０（図１では図示せず、図２参照）
によって制御される。

【００３３】前記保持台７は、ゲートバルブ６が設けら
れた側壁２ａを介して副真空室２と反対側の大気中に配
置されており、この保持台７上にパレット８が第１の所
定位置に位置決めされた状態で保持されている。これを
更に詳述すると、保持台７には３つの球１５が三角形の
頂点の位置にそれぞれ固定され、基板１０が載置された
前記パレット８の下面にはＶ型溝、円すい型溝、平面
（以下、適宜「ブイ・ホール・プレーン」と呼ぶ）が加
工され、これらのＶ型溝、円すい型溝、平面が３つの球
１５のそれぞれに上方から係合することにより、パレッ
ト８が位置決めされた状態で水平に保持されるようにな
っている。すなわち、パレット８は保持台７上に３点支
持されることにより、確実な再現性をもって位置決めさ
れる。

【００３４】前記ＸＹステージ４は、主真空室１内に収
納され、ステージ駆動系２１（図１では図示せず、図２
参照）によって２次元方向（ＸＹ方向）に駆動されるよ
うになっている。このステージ駆動系２１は制御装置２
０（図１では図示せず、図２参照）によって制御され
る。このＸＹステージ４の位置は、第２の位置計測手段
を構成する第１のＸ軸レーザ干渉計１６Ｘ、第２のＹ軸
レーザ干渉計１６Ｙ（図１では図示せず、図２参照）に
よって計測されている。

【００３５】本実施例の装置では、前記ＸＹステージ４
上にも前記ブイ・ホール・プレーンに係合する３つの球
１５が設けられており、保持台７上と同様にしてパレッ
ト８が水平に３点支持され、これによりパレット８が前
記第１の所定位置に対応する第２の所定位置に位置決め
された状態でＸＹステージ４上に搭載（保持）されるよ
うになっている。従って、パレット８は、ＸＹステージ
４上では常に定位置に搭載され、非常に再現性のよい構
造となっている。このＸＹステージ４上には、パレット
８の受け渡し時に上下動させる第１の上下動機構１９ａ
（図１では図示せず、図２参照）が設けられている。同
様に、保持台７上にも、パレット８の受け渡しの際に上
下動する第２の上下動機構１９ｂ（図１では図示せず、
図２参照）が設けられている。

【００３６】また、本実施例では、保持台７は保持台駆
動系１８（図１では図示せず、図２参照）によって２次
元方向（ＸＹ方向）に駆動されるようになっている。こ
の保持台７の位置は、第１の計測手段を構成する第２の
Ｘ軸レーザ干渉計１７Ｘ、第２のＹ軸レーザ干渉計１７
Ｙ（図１では、干渉計１７Ｙについては図示せず、図２
参照）によって計測されるようになっている。

【００３７】保持台７の上方には、パレット８の面に対
して不図示の光源からの光ビームを照射してその反射光
に基づいてパレット８上の基準マーク９や基板１０のア
ライメントマーク１０ａ（図３参照）を検出する検出光
学系としてのアライメント光学系１３が設けられてい
る。例えば、パレット８が前記の如くして位置決めされ
た保持台が２次元方向に移動中にアライメント光学系１
３からパレット８に光ビームが照射されると、そのパレ
ット面のからの反射光が不図示の受光素子で受光され、
この光電変換信号（反射光強度信号）に基づいて基準マ
ーク（より正確には基準マークのエッジ）を検出するこ
とができる。勿論、ＣＣＤ等を用いて画像処理により基
準マーク９を検出してもよい。このアライメント光学系
１３では、同様に、基板１０のアライメントマーク１０
ａも検出する。

【００３８】アライメント光学系１３の検出信号も第２
のＸ軸レーザ干渉計１７Ｘ、第２のＹ軸レーザ干渉計１
７Ｙの出力とともに、制御装置２０に入力されるように
なっている。従って、制御装置２０では、アライメント
光学系１３の検出信号と第２のＸ軸レーザ干渉計１７
Ｘ、第２のＹ軸レーザ干渉計１７Ｙの出力とに基づいて
パレット８上の基準マーク９や基板１０のアライメント
マーク１０ａの位置（２次元座標位置）、及び両マーク
の位置関係を検出できるようになっている。

【００３９】さらに、保持台７から副真空室２内の上下
テーブル１４へパレット８を搬送する大気ローダ１２
と、上下テーブル１４から保持台７へパレット８を返送
する大気アンローダ１２ａとが設けられている。これら
の大気ローダ１２、大気アンローダ１２ａも制御装置２
０（図１では図示せず、図２参照）によって制御され
る。

【００４０】図２には、電子ビーム装置５０の制御系の
構成が概略的に示されている。この制御系は、複数のＣ
ＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等（いずれも図示省略）を含むマ
イクロコンピュータによって構成された制御装置２０を
中心として構成されている。ここで、複数のＣＰＵを有
する構成としたのは、本実施例の場合、後述するように
複数の部材を同時に制御する場合があるからである。勿
論、時分割による同時平行処理を行なう場合には、単一
のＣＰＵにより制御装置２０を構成することも可能であ
る。

【００４１】この制御装置２０の入力側には、４つのレ
ーザ干渉計１６Ｘ、１６Ｙ、１７Ｘ、１７Ｙ、アライメ
ント光学系１３及び電子鏡筒３内のディテクタ３０等が
接続されている。また、制御装置２０の出力側には、前
記２つのゲートバルブ５、６、前記４つのローダ１１、
１１ａ、１２、１２ａ、上下テーブル１４、２つの上下
動機構１９ａ、１９ｂ、駆動系１８、２１、真空ポンプ
２２、２３及びリークバルブ２４及び電子銃３１等が接
続されている。

【００４２】次に、上述のようにして構成された本実施
例の装置の動作を図１ないし図３を参照しつつ説明す
る。以下の説明では、図３に示されるように、基準マー
ク９の座標を（Ｘ１，Ｙ１）、基板１０上のアライメン
トマーク１０ａの座標を（Ｘ２，Ｙ２）とする。

【００４３】まず、最初に、制御装置２０内のＣＰ
Ｕ（以下、単に「制御装置２０」という）では、図３に
示されるように、基準マーク９がアライメント光学系１
３の真下付近に来るように保持台駆動系１８を介して保
持台７を移動させ、この付近で保持台７を２次元方向に
微小駆動すると、アライメント光学系１３により基準マ
ーク９が検出され、この検出信号が制御装置２０に入力
される。このとき、制御装置２０には干渉計１７Ｘ、１
７Ｙの計測値も入力されているので、制御装置２０では
アライメント光学系１３の出力と干渉計１７Ｘ、１７Ｙ
の計測値とに基づいて基準マーク９の正確な座標値（Ｘ
１，Ｙ１）を検出（測定）し、ＲＡＭ内に格納する。こ
の座標値（Ｘ１，Ｙ１）は、このパレット８に特有な固
定値となる。

【００４４】次に、基板１０のアライメントマーク
１０ａを探すために、制御装置２０では、アライメント
マーク１０ａがアライメント光学系１３の真下付近に来
るように保持台駆動系１８を介して保持台７を移動さ
せ、この付近で保持台７を２次元方向に微小駆動しつ
つ、上記と同様にしてアライメントマーク１０ａの正確
な座標値（Ｘ２，Ｙ２）を検出し、ＲＡＭ内に格納す
る。この時、基板１０がパレット８に固定保持された際
に生じる座標誤差が大きいことが考えられるので、実際
には、試行錯誤を繰り返して、アライメントマーク１０
ａをアライメント光学系１３の視野に入れる必要があ
る。このようにして測定した座標値（Ｘ１，Ｙ１），及
び（Ｘ２，Ｙ２）に基づいて基準マーク９からアライメ
ントマーク１０ａまでのＸＹ２次元方向の相対座標（Ｘ
ａ，Ｙａ）を演算し（図３参照）、ＲＡＭ内に格納す
る。

【００４５】さて、副真空室２内の上下テーブル１４に
は描画又は観察、測長等の所定の処理が終了した基板１
０を保持した別のパレット８が載せられている。

【００４６】制御装置２０ではリークバルブ２４を
用いて副真空室２を真空リークし、ゲートバルブ６を開
放する。その後、制御装置２０では大気アンローダ１２
ａを開口６ａを介して上下テーブル１４に保持されたパ
レット８の下方位置まで移動させ、上下テーブル１４を
下降駆動する。これにより、パレット８が大気アンロー
ダ１２ａに移載される。次に、制御装置２０では不図示
のアンロード装置にパレット８を渡すため、大気アンロ
ーダ１２ａを開口６ａを介して大気側へ移動させる。

【００４７】上記と同時に、制御装置２０では保
持台７上の第２の上下動機構１９ｂを上昇駆動すると共
にこの上下動機構１９ｂによって持ち上げられた前記相
対座標（Ｘａ，Ｙａ）が確定したパレット８の下方位置
まで大気ローダ１２を移動させ、次いで、制御装置２０
では上下動機構１９ｂを下降駆動する。これにより前記
相対座標（Ｘａ，Ｙａ）が確定したパレット８が大気ロ
ーダ１２に移載される。

【００４８】次に、制御装置２０ではパレット８を
保持した大気ローダ１２を開口６ａを介して副真空室２
内の上下テーブル１４の上方位置まで移動させ、上下テ
ーブル１４を上昇駆動する。これにより、パレット８
は、大気ローダ１２から上下テーブル１４へ移載され
る。その後、制御装置２０ではゲートバルブ６を閉じ、
真空ポンプ２３を駆動して副真空室２内を真空状態にす
る。

【００４９】さて、主真空室１内では、ＸＹステージ４
が所定のローディングポジションに待機しており、ＸＹ
ステージ４上には描画又は観察、測長等の所定の処理が
終了した基板１０を保持した別のパレット８が搭載され
ている。

【００５０】制御装置２０では、ＸＹステージ４上
の第１の上下動機構１９ａを上昇駆動してパレット８を
持ち上げさせ、搬出の準備を行う。次いで、制御装置２
０ではゲートバルブ５を開いた後、真空アンローダ１１
ａを開口５ａを介して上下動機構１９ａによって保持さ
れたパレット８の下方位置まで移動させ、上下動機構１
９ａを下降駆動する。これにより、パレット８が真空ア
ンローダ１１ａに移載される。次に、制御装置２０では
上下テーブル１４に処理済みの基板１０が搭載されたパ
レット８を返送するため、真空アンローダ１１ａを開口
５ａを介して副真空室２内へ移動させる。

【００５１】上記と同時に、制御装置２０では上
下テーブル１４によって保持されている前記相対座標
（Ｘａ，Ｙａ）が確定したパレット８の下方位置まで真
空ローダ１１を移動させ、次いで、上下テーブル１４を
下降駆動する。これにより前記相対座標（Ｘａ，Ｙａ）
が確定したパレット８が真空ローダ１１に移載される。

【００５２】次に、制御装置２０ではパレット８を
保持した真空ローダ１１を開口５ａを介して主真空室１
内のＸＹステージ４の上方位置まで移動させ、ＸＹステ
ージ４上の第１の上下動機構１９ａを上昇駆動する。こ
れにより、パレット８は、真空ローダ１１から上下動機
構１９ａへ移載される。次いで、制御装置２０により上
下動機構１９ａが下降駆動されると、ＸＹステージ４上
の３つの球１５のそれぞれにパレット８のブイ・ホール
・プレーンが上方から係合し、これによりパレット８が
ＸＹステージ４上の第２の所定位置（第１の所定位置に
対応して予め定められている）に位置決めされた状態で
保持される。その後、制御装置２０によってゲートバル
ブ５が閉じられる。

【００５３】一方、副真空室２内で、真空アンローダ１
１ａによって保持された処理済みの基板１０が保持され
たパレット８は、上下テーブル１４に受け渡される。

【００５４】次に制御装置２０では、電子鏡筒３の
真下位置近傍にパレット８上の基準マーク９が位置する
ように、干渉計１６Ｘ、１６Ｙの計測値をモニタしつ
つ、ステージ駆動系２１を介してＸＹステージ４を２次
元方向に駆動後、その位置の近傍でＸＹステージ４を２
次元方向に微小駆動しながら、電子鏡筒３により電子ビ
ームが基準マーク９に照射され、この照射により基準マ
ーク９から生じる二次電子像がディテクタ３０に検出さ
れることにより、基準マーク９のＸＹステージ座標系で
の座標位置を検出する（パレット８の基準マーク９の位
置はこれ以降固定値となる。）この場合において、パレ
ット８は３点で支持され所定位置に位置決めされた状態
で再現性良くＸＹステージ４に保持されるので、基準マ
ーク９は電子ビームにより簡単にその位置が捜し出され
る。

【００５５】また、前記の如く、基準マーク９とアライ
メントマーク１０ａの相対座標（Ｘａ，Ｙａ）は正確に
測定されているので、制御装置２０では、干渉計１６
Ｘ、１６Ｙの計測値をモニタしつつ、ステージ駆動系２
１を介してＸＹステージ４を基準マーク９の位置より
（Ｘａ，Ｙａ）だけ移動することにより、基板１０のア
ライメントマーク１０ａが容易に電子ビームの視野内に
入る。従って、制御装置２０では、上記と同様にして、
電子ビームを用いてアライメントマーク１０ａの正確な
位置計測を実行後、描画又は観察、測長等の所定の処理
を実行する。

【００５６】これまでの説明から明らかなように、本実
施例では真空ローダ１１、真空アンローダ１１ａ、大気
ローダ１２、大気アンローダ１２ａ、上下テーブル１
４、第１の上下動機構１９ａ、第２の上下動機構１９ｂ
及び制御装置２０の機能によって搬送手段が実現され、
アライメント光学系１３、第２のＸ軸レーザ干渉計１７
Ｘ、第２のＹ軸レーザ干渉計１７Ｙ及び制御装置２０の
機能によって検出手段が実現されている。また、第１の
Ｘ軸レーザ干渉計１６Ｘ、第１のＹ軸レーザ干渉計１６
Ｙ及び制御装置２０の機能によって位置制御手段が実現
され、制御装置２０によって制御手段が構成されてい
る。

【００５７】以上説明したように、本実施例では、図１
に示されるように、アライメント光学系１３が大気中に
設置され、基板１０が搭載されたパレット８に基準マー
ク９が形成されていることから、その基準マーク９を大
気中で測定することができる。また、パレット８は、主
真空室１内のＸＹステージ４上においても、大気中の保
持台７上においても、一定位置に再現性良く保持される
ように設定されているので、パレット８上の基準マーク
９のＸＹ座標はＸＹステージ４上に置いたときも、保持
台７上に置いたときも、それぞれ一定座標上に再現す
る。すなわち、ＸＹステージ４にパレット８を保持させ
て、基準マーク９の座標を指定してＸＹステージ４を移
動させると、再現性良く基準マーク９が電子鏡筒３から
の電子ビームの中心軸上に位置する。また、保持台７上
についても同じように再現性良く基準マーク９がアライ
メント光学系１３の中心軸上に位置する。

【００５８】従って、本実施例においては、大気中でラ
フ−アライメントを行なうことができるので、主真空室
１での作業時間を大幅に削減でき、これにより装置のス
ループット向上に大きく貢献することができる。また、
アライメント光学系１３を主真空室１に搭載しなくても
良いので、アライメント光学系１３を真空室に設置する
際の高価なシール部材等が不要になり、組み付け作業の
簡略化、コストの低減等をも図ることができるという副
次的な効果もある。

【００５９】なお、上記実施例においては、説明の簡略
化のためにアライメントマーク１０ａが基板１０に１つ
存在する場合について例示したが、実施に当たっては、
２つ以上のアライメントマークを設けて基板１０の
（Ｘ，Ｙ）の位置合せは勿論、回転方向の位置合わせも
行なうようにすることが望ましい。

【００６０】また、上記実施例では、副真空室２を１つ
だけ設けた場合について説明したが、本発明がこれに限
定されるものではなく、ロード専用の副真空室とアンロ
ード専用の副真空室を別々に設けてもよく、このように
する場合にはパレット８をより効率的に搬送することが
可能になる。あるいはまた、副真空室を設けることなく
電子鏡筒が設けられた真空室と大気中との間で基板を搬
送するような構成の電子ビーム装置にも本発明は適用可
能である。

【００６１】さらに、上記実施例では、荷電粒子線とし
て電子ビームを用いる電子ビーム装置に本発明が適用さ
れる場合を例示したが、本発明の適用範囲がこれに限定
されることはなく、Ｘ線その他の荷電粒子線を用いる荷
電粒子線装置にも本発明は同様に適用できる。

【００６２】なお、上記実施例では、保持台７が２次元
方向に移動可能で、この保持台７の位置がレーザ干渉計
１７Ｘ、１７Ｙで計測される場合について例示したが、
保持台７が固定で、アライメント光学系１３が２次元方
向に移動可能な構成であってもよく、要はアライメント
光学系１３が保持台７上のパレット８の面に平行に相対
移動できる構成であればよい。アライメント光学系１３
が２次元方向に移動可能な場合は、干渉計によりアライ
メント光学系１３の位置を計測するような構成にすれば
よい。

【００６３】また、上記実施例では保持台７、ＸＹステ
ージ４の位置をともにレーザ干渉計を用いて計測する場
合について例示したが、レーザ干渉計に代えてエンコー
ダ等の他の計測手段におり保持台７、ＸＹステージ４の
位置を計測することも可能である。

【００６４】さらに、上記実施例では、保持台７、ＸＹ
ステージ４上に、ブイ・ホール・プレーンによりパレッ
ト８を３点支持する場合について例示したが、本発明が
これに限定されるものではない。

【００６５】なお、実施例では記載しながったが、装置
の自動化のために保持台７上に保持されたパレット８上
へ、基板キャリアから基板１０を搬送するローダを設置
すると、より効率的な装置利用が可能となる。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
大気中で、位置決めされた状態で保持手段により保持さ
れたパレットの基準マークを検出しておくだけで、結果
的に真空室内での基板のラフ−アライメントが不要にな
り、真空室内での作業時間を短縮することができ、これ
により、スループットの向上を図ることができるという
従来にない優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例に係る電子ビーム装置の構成を一部破
断して示す斜視図である。

【図２】図１の装置の制御系の構成を示すブロック図で
ある。

【図３】図１の装置の動作説明のための図であって、パ
レットの基準マークの座標と、基板のアライメントマー
クの座標と、両者の位置関係を示す図である。

【図４】従来の電子ビーム装置の一例を一部破断して示
す斜視図である。

【符号の説明】

１主真空室（真空室）３電子鏡筒（荷電粒子線光学系）４ＸＹステージ（ステージ）７保持台（保持手段）８パレット９基準マーク１０基板１１真空ローダ（搬送手段の一部）１１ａ真空アンローダ（搬送手段の一部）１２大気ローダ（搬送手段の一部）１２ａ大気アンローダ（搬送手段の一部）１３アライメント光学系（検出光学系、検出手段の一
部）１４上下テーブル（搬送手段の一部）１６Ｘ第１のＸ軸レーザ干渉計（第２の位置計測手
段、位置制御手段の一部）１６Ｙ第１のＹ軸レーザ干渉計（第２の位置計測手
段、位置制御手段の一部）１７Ｘ第２のＸ軸レーザ干渉計（第１の位置計測手
段、検出手段の一部）１７Ｙ第２のＹ軸レーザ干渉計（第１の位置計測手
段、検出手段の一部）１９ａ第１の上下動機構（搬送手段の一部）１９ｂ第２の上下動機構（搬送手段の一部）２０制御装置（制御手段、搬送手段の一部、検出手段
の一部、位置制御手段の一部）５０電子ビーム装置（荷電粒子線装置）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｊ 37/317 Ｈ０１Ｊ 37/317 ＢＨ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５４１Ｋ５５１

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空室内で、基板に荷電粒子線光学系に
より荷電粒子線を照射して所定の処理を施す荷電粒子線
装置であって、前記基板が載置されるとともに基準マークが形成された
パレットを、前記真空室と大気中との間で搬送する搬送
手段と；前記パレットを第１の所定位置に位置決めした
状態で大気中で保持する保持手段と；前記パレットの前
記基準マークを前記大気中で検出する検出手段と；前記
真空室内で、前記パレットを前記第１の所定位置に対応
する第２の所定位置に位置決めした状態で保持し、２次
元移動するステージと；前記検出手段の検出結果に基づ
いて、前記ステージの位置を制御する位置制御手段とを
有する荷電粒子線装置。
【請求項２】前記検出手段は、前記保持手段上のパレット面に平行に相対移動可能で、
光源からのビームを前記パレット上に照射してその反射
光に基づいて前記基準マークを検出する検出光学系と；
前記検出光学系又は前記保持手段の位置を計測する第１
の位置計測手段とを有することを特徴とする請求項１に
記載の荷電粒子線装置。
【請求項３】前記位置制御手段は、前記ステージの位置を計測する第２の位置計測手段と；
前記第１の位置計測手段と第２の位置計測手段との計測
結果に基づいて前記ステージを駆動制御する制御手段と
を有することを特徴とする請求項２に記載の荷電粒子線
装置。
【請求項４】前記保持手段は、前記パレットを３点で
支持することにより前記位置決めを行なうことを特徴と
する請求項１ないし３のいずれか一項に記載の荷電粒子
線装置。
【請求項５】前記ステージは、前記パレットを３点で
支持することにより前記位置決めを行なうことを特徴と
する請求項１ないし４のいずれか一項に記載の荷電粒子
線装置。