回転機構及び電子線描画装置
【課題】基板の中心を回転テーブルの回転中心に精度よく位置決めする。
【解決手段】基板トレイ４０に形成された円形開口４１ａ〜４１ｃに、回転テーブル３２に設けられた固定ロックピン５０Ａ,５０Ｃ、及び移動ロックピン５０Ｂが挿入した状態で、基板トレイ４０を回転テーブル３２に載置し、その後、回転テーブル３２の移動ロックピン５０Ｂを、半径方向に沿って、回転テーブル３２の中心から離れる方向へ移動することで、基板トレイ４０の円形開口４１ａ〜４１ｃが内接する円Ｃ１の中心を、回転テーブル３２の回転中心に位置決めする。これにより、基板Ｗの中心を、回転中心に精度よく位置決めすることが可能となる。
【解決手段】基板トレイ４０に形成された円形開口４１ａ〜４１ｃに、回転テーブル３２に設けられた固定ロックピン５０Ａ,５０Ｃ、及び移動ロックピン５０Ｂが挿入した状態で、基板トレイ４０を回転テーブル３２に載置し、その後、回転テーブル３２の移動ロックピン５０Ｂを、半径方向に沿って、回転テーブル３２の中心から離れる方向へ移動することで、基板トレイ４０の円形開口４１ａ〜４１ｃが内接する円Ｃ１の中心を、回転テーブル３２の回転中心に位置決めする。これにより、基板Ｗの中心を、回転中心に精度よく位置決めすることが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転機構及び電子線描画装置に係り、更に詳しくは、基板を回転する回転機構、及び基板にパターンを描画する電子線描画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報のデジタル化に伴い、光ディスクやハードディスクの大容量化に対する要求が高まっており、ＣＤ（Compact Disk）や、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）などの従来型光ディスクに代わり、例えば波長が４００ｎｍ程度の紫外光により情報の記録及び再生が行なわれる次世代型の光ディスクや、高密度記録が可能なパターンドメディアの研究開発が盛んに行なわれている。
【０００３】
次世代型光ディスクの原盤（スタンパ）やパターンドメディアの記録媒体等の製造工程では、記録層に形成されるパターンが従来型の光ディスクに比べて微細であることから、例えば、極細線描画が可能な電子線描画装置がよく用いられている。この電子線描画装置は、基板を回転させるとともに水平面内で移動可能に保持するステージ装置を備え、基板をステージ装置で駆動しながら電子線を照射することで、基板表面にスパイラル状又は同心円状の微細パターンを描画する装置である。
【０００４】
この種の電子線描画装置では、パターンを描画する際に、基板の中心を回転中心に精度よく位置決めした状態で、基板を回転させることが、製品の品質や歩留まりの向上に大きく寄与することから、最近では、基板の保持方法に関する技術が種々提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１３９９６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の方法は、基板の回転によって生じる遠心力を用いて、基板の中心と回転軸とを一致させる方法である。しかしながら、この方法は、基板に遠心力を作用させるために、基板をある程度以上の速度で回転させる必要がある。したがって、基板を低速で回転させてパターンを描画する際には、基板の位置決め精度が不安定になる場合がある。
【０００７】
また、近年では、記録媒体の小型化の要求に伴って、電子線描画装置で描画される基板の大きさも、例えば大きいものでは８インチ、小さいものでは２インチと多種多様となっている。基板は、小型化するほど回転時に作用する遠心力が小さくなるため、従来の方法で位置決めを行うためには、基板の大きさに応じて回転テーブルを交換するなどの作業が必要となる。
【０００８】
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、基板の中心を精度よく回転中心に位置決めした状態で、前記基板を回転することが可能な回転機構を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の第２の目的は、回転する基板に精度よくパターンを描画することが可能な電子線描画装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は第１の観点からすると、基板を回転軸回りに回転する回転機構であって、所定の円に内接、又は外接するように形成された少なくとも３つの円形開口を有し、前記基板の中心を、前記所定の円の中心へ一致させた状態で、前記基板を保持するトレイと；前記トレイを載置して前記回転軸回りに回転し、前記回転軸を中心とする円の円周に沿って、対応する前記複数の円形開口にそれぞれ内接可能に配置された複数の位置決め部材を有する回転テーブルと；前記複数の位置決め部材のうちの少なくとも１つの位置決め部材を、前記回転軸を中心とする円の半径方向へ移動する移動機構と；を備える回転機構である。
【００１１】
これによれば、トレイに形成された開口に、回転テーブルに設けられた位置決め部材が挿入した状態でトレイを回転テーブルに載置し、移動機構を介して回転テーブルの位置決め部材のいずれかを、半径方向に沿って移動することで、トレイの円形開口が内接又は外接する円の中心を、回転テーブルの回転中心に位置決めすることができる。これにより、中心が、トレイの円形開口が内接、又は外接する円の中心に一致した状態で保持される基板の中心は、回転テーブルの回転中心に位置決めされる。したがって、基板を、その中心を回転中心として回転させることが可能となる。
【００１２】
また、本発明は第２の観点からすると、基板にパターンを描画する電子線描画装置であって、本発明の回転機構と；前記回転機構によって回転される基板に電子線を照射する照射装置と；を備える電子線描画装置である。
【００１３】
これによれば、電子線描画装置は、本発明の回転機構を備えているため、基板を、基板の中心を回転中心として回転させることが可能となり、結果的に、基板にパターンを精度よく描画することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を図１〜図８（Ｂ）に基づいて説明する。図１には本実施形態に係る電子線描画装置１００の概略構成が示されている。この電子線描画装置１００は、例えば真空度が１０−４Ｐａ程度の環境下において、レジスト材がコーティングされた基板Ｗに電子ビームを照射して、基板Ｗの描画面に微細パターンを描画する描画装置である。
【００１５】
図１に示されるように、この電子線描画装置１００は、基板Ｗが保持される基板ステージ３０、電子ビームを基板Ｗに照射する照射装置１０、基板ステージ３０を収容する真空チャンバ２０、及びこれらを統括的に制御する制御装置（不図示）などを備えている。
【００１６】
前記真空チャンバ２０は、内部空間が所定の真空度に維持された直方体状の中空部材であり、上面に照射装置１０の下端部が挿入される開口が形成されている。
【００１７】
前記照射装置１０は、長手方向をＺ軸方向とするケーシング１０ａと、該ケーシング１０ａの内部上方から下方に向かって配置された、電子銃１１、電界レンズ１２、ブランキング電極１３、アパーチャ部材１４、走査電極１５、及び対物レンズ１６を備えている。
【００１８】
前記ケーシング１０ａは、下方が開放された円筒状のケーシングであり、真空チャンバ２０上面に形成された開口に、上方から隙間なく嵌合されている。また、真空チャンバ２０内部に収容された−Ｚ側端部は、その直径が−Ｚ方向に向かって小さくなるテーパー形状となっている。
【００１９】
前記電子銃１１は、前記ケーシング１０ａの内部上方に配置されている。この電子銃１１は、陰極から熱と電界により取り出した電子を射出する熱電界放射型の電子銃であり、例えば、直径２０〜５０ｎｍ程度の電子ビームを下方（−Ｚ方向）へ射出する。
【００２０】
前記電界レンズ１２は、電子銃１１の下方に配置され、電子銃１１から射出された電子ビームを、アパーチャ部材１４の上方で集束させる。
【００２１】
前記ブランキング電極１３は、電界レンズ１２の下方に配置されている。このブランキング電極１３は、電界レンズ１２の光軸の＋Ｘ側及び−Ｘ側に配置された相互に対向する１対の電極を有し、電極間に印加される電圧に応じて、電界レンズ１２を通過した電子ビームを＋Ｘ方向又は−Ｘ方向へ偏向する。
【００２２】
前記アパーチャ部材１４は、中央に電子ビームが通過する開口が設けられた板状の部材である。このアパーチャ部材１４は、ブランキング電極１３の下方に、中央の開口が電界レンズ１２の光軸上に位置するように配置されている。
【００２３】
前記走査電極１５は、アパーチャ部材１４の下方に配置されている。この走査電極１５は、電界レンズ１２の光軸の＋Ｘ側及び−Ｘ側に配置された相互に対向する１対の電極と、電界レンズ１２の光軸の＋Ｙ側及び−Ｙ側に配置された相互に対向する１対の電極とを有し、それぞれの電極間に印加される電圧に応じて、アパーチャ部材１４を通過した電子ビームをＸ軸方向又Ｙ軸方向へ偏向する。
【００２４】
前記対物レンズ１６は、走査電極１５の下方に配置され、走査電極１５を通過した電子ビームを、回転テーブル３２に載置された基板Ｗの表面に収束する。
【００２５】
上述した照射装置１０では、電子銃１１から射出された電子ビームは、電界レンズ１２を通過することにより集束され、アパーチャ部材１４に設けられた開口の近傍（以下、クロスオーバポイントという）で一旦交差される。次に、クロスオーバポイントを通過した電子ビームは、発散しつつアパーチャ部材１４の開口を通過することによりそのビーム径が整形され、対物レンズ１６によって、基板ステージ３０に保持される基板Ｗの表面に収束される。
【００２６】
また、この状態から走査電極１５に印加する電圧を制御して、電子ビームをＸ軸方向及びＹ軸方向へ偏向させることで、基板Ｗの表面上で電子線の収束位置を制御することができるようになっている。また、上記動作と並行して、ブランキング電極１３に印加する電圧を制御することで、一例として図１中に破線で示されるように電子ビームを−Ｘ方向に偏向させて、アパーチャ部材１４で電子ビームを遮蔽し、基板Ｗに対する電子ビームのブランキングを行うことができるようになっている。
【００２７】
前記基板ステージ３０は、基板Ｗを保持する基板トレイ４０、基板トレイ４０が載置される回転テーブル３２、回転テーブル３２を所定の線速度又は角速度で回転する回転装置３３、回転装置３３をＸ軸方向に駆動する移動装置３４、及び回転テーブル３２に設けられた移動ロックピン５０Ｂ（図１には不図示、図４参照）を動作させる解除機構３５などを含んで構成されている。
【００２８】
前記基板Ｗは、一例として、レジスト材がコーティングされたシリコンウエハである。この基板Ｗは、外径を基準として位置決めすることを想定したものであり、その真円度は極めて精密である。
【００２９】
図２は、前記基板トレイ４０の平面図である。図２に示されるように、基板トレイ４０は、回転テーブル３２に載置されるベース４０ａ、とベース４０ａに装着された３つの保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃを備えている。
【００３０】
前記ベース４０ａは、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）などの非磁性材料を素材とする円形板状の部材である。このベース４０ａは、その中心部に円形開口４３が形成されるとともに、ベース４０ａの外縁に沿って３つの円形開口４１ａ〜４１ｃと３つのガイド溝４２ａ〜４２ｃとが、交互かつ等間隔にそれぞれ形成されている。
【００３１】
前記円形開口４１ａ〜４１ｃそれぞれは、相互に同径の円形であり、ベース４０ａの中心を中心とする円Ｃ１に内接した状態で配置されている。
【００３２】
前記ガイド溝４２ａ〜４２ｃそれぞれは、ベース４０ａの外縁から中心部に向かって形成された長手方向を半径方向とする溝である。これらのガイド溝４２ａ〜４２ｃそれぞれは、一例としてＡＡ線に沿った断面図である図３に示されるガイド溝４２ｃのように、その断面形状が凸字（Ｔ字）状に形成されている。
【００３３】
前記保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃそれぞれは、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）などの非磁性材料を素材とし、図３に示されるように、断面形状が凸字（Ｔ字）状に形成されたブロックである。これらの保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃそれぞれは、ベース４０ａの外周面側からガイド溝４２ａ〜４２ｃに挿入されている。また、それぞれの保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃには、ベース４０ａの円周方向に隣接し、長手方向を半径方向とする１対の長孔が形成されており、それぞれの長孔には、下端部がベース４０ａに螺合したネジ４７が挿入された状態となっている。これにより、保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃそれぞれは、ネジ４７が長孔に沿って摺動する範囲内で、ガイド溝４２ａ〜４２ｃに沿って移動可能であり、ネジ４７が締め付けられることで、保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃそれぞれは、ガイド溝４２ａ〜４２ｃに沿った所望の位置で位置決めされるようになっている。
【００３４】
図４は、前記回転テーブル３２の平面図である。図４に示されるように、回転テーブル３２は、例えばＡ７０７５系の超々ジュラルミンなどの非磁性材料を素材とする円形板状の部材であり、上面には長手方向をＺ軸方向とする円筒状の固定ロックピン５０Ａ,５０Ｃと、半径方向へ移動可能な移動ロックピン５０Ｂとが設けられている。
【００３５】
また、図５（Ａ）に示されるように、回転テーブル３２には、長手方向をＸ軸方向（半径方向）とする段つきのシリンダ部３２ｂが形成されている。このシリンダ部３２ｂは、断面が円形で、回転テーブル３２の中心側の小径部と外周側の大径部の２部分からなり、大径部は回転テーブル３２の上面に形成された長手方向を半径方向（Ｘ軸方向）とする長孔部３２ａによって、回転テーブル３２の上面上の空間と連通されている。そして、シリンダ部３２ｂの小径部には、半径方向に弾性力を生じさせる押バネ５２が挿入され、大径部には、段つき円筒状の可動体５１が、押バネ５２に＋Ｘ方向（回転テーブル３２の外周へ向かう方向）へ付勢された状態で挿入されている。なお。本実施形態では、押バネ５２の素材として、例えばリン青銅が用いられ、可動体５１の素材として、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）などの非磁性材料が用いられている。
【００３６】
前記移動ロックピン５０Ｂは、図５（Ａ）に示されるように、上端部が、回転テーブル３２に設けられた長孔部３２ａを介して、回転テーブル３２の上面から突出した状態で、下端部が、可動体５１に固定又は螺合されている。これにより、移動ロックピン５０Ｂは、可動体５１の移動にともなって、長孔部３２ａに沿って移動するようになっている。なお、本実施形態では、図４、図５（Ａ）、及び図５（Ｂ）を参照するとわかるように、移動ロックピン５０Ｂの移動範囲を規定する長孔部３２ａの寸法は、基板トレイ４０が、その中心が回転テーブル３２の中心と一致した状態で、回転テーブル３２の上面に載置されたときに、基板トレイ４０の円形開口４１ｂに、移動ロックピン５０Ｂが干渉することなく挿入される位置（図５（Ｂ）に示される移動ロックピン５０Ｂの位置）と、移動ロックピン５０Ｂが円形開口４１ｂの＋Ｘ側の内壁面に当接する位置（図５（Ａ）に示される移動ロックピン５０Ｂの位置）を含むように設定されている。また、可動体５１は押バネ５２によって外周側に付勢されているため、回転テーブル３２に基板トレイ４０が載置されていないときには、移動ロックピン５０Ｂは、長孔部３２ａの＋Ｘ側の内壁面に接した状態となっている。
【００３７】
前記固定ロックピン５０Ａ,５０Ｃそれぞれは、回転テーブル３２の回転中心を中心とする円（不図示）の円周上に設けられている。また、固定ロックピン５０Ａ,５０Ｃそれぞれは、図４に示されるように、基板トレイ４０が回転テーブル３２の上面に、それぞれの中心が一致した状態で載置されたときに、基板トレイ４０の円形開口４１ａ〜４１ｃのいずれか２つ（ここでは円形開口４１ａ,４１ｃ）に挿入され、かつ基板トレイ４０上の円Ｃ１に内接する位置に配置されている。
【００３８】
図１に戻り、前記回転装置３３は、上端が回転テーブル３２下面の中心部に固定された鉛直軸を回転軸とするモータ等を含んで構成され、回転テーブル３２を、その中心を回転中心として、所定の線速度又は角速度で回転させる。また、前記移動装置３４は、前記回転装置３３をＸ軸方向に移動する。
【００３９】
前記解除機構３５は、一例として、回転装置３３上面の＋Ｘ側端部に設けられ、Ｘ軸方向に所定のストロークで移動する解除ロッド３５ａを備えている。この解除ロッド３５ａは、長手方向をＸ軸方向とする円筒状の部材であり、回転テーブル３２の中心を通りＸ軸に平行な直線上に配置されている。
【００４０】
解除機構３５は、例えば図４及び図５（Ｂ）に示されるように、移動ロックピン５０Ｂが回転テーブル３２の中心の＋Ｘ側に位置するときに、解除ロッド３５ａを、回転テーブル３２のシリンダ部３２ｂへ挿入して、可動体５１を−Ｘ方向へ移動することにより、移動ロックピン５０Ｂを−Ｘ方向へ移動する。
【００４１】
前記制御装置（不図示）は、一例としてＣＰＵや、上記各部を制御するプログラムやパラメータが格納されたメモリなどを含んで構成された制御用コンピュータである。この制御装置は、ユーザ又は上位装置から供給された指令に基づいて、照射装置１０及び基板ステージ３０を統括的に制御する。
【００４２】
次に、上述した基板Ｗが載置された基板トレイ４０を回転テーブル３２の上面に載置する手順について説明する。
【００４３】
本実施形態では、基板トレイ４０を回転テーブル３２に載置する前提として、基板Ｗの中心と基板トレイ４０の中心とを予め一致させておく必要がある。そこで、基板Ｗの中心と基板トレイ４０の中心を一致させるセンタリング装置２００と、このセンタリング装置２００を用いたセンタリング方法の一例について簡単に説明する。
【００４４】
図８（Ａ）は、基板トレイ４０に載置された基板Ｗの中心を、基板トレイ４０のベース４０ａの中心に一致させるセンタリング装置２００を示す図である。このセンタリング装置２００は、図８（Ａ）に示されるように、板状のベース板２０１と、このベース板２０１の上面に支持部材２０２によってそれぞれ支持された３つのマイクロメータ２０３を含んで構成されている。
【００４５】
前記ベース板２０１は、上面が平坦に整形されるとともに、中心部に上方に突出する中心ピン２０１ｂが配置され、中心ピン２０１ｂの＋Ｘ側に位置決めピン２０１ａが配置されている。図８（Ｂ）は、センタリング装置２００に基板トレイ４０がセットされた状態を示す図である。図８（Ｂ）に示されるように、基板トレイ４０は、そのベース４０ａに形成された円形開口４３、及び３つの円形開口４１ａ〜４１ｃのうちのいずれか（ここでは円形開口４１ｂ）に、センタリング装置２００に設けられた中心ピン２０１ｂ及び位置決めピン２０１ａがそれぞれ挿入されることで、ベース板２０１上面での位置が規定される。
【００４６】
前記マイクロメータ２０３は、中心ピン２０１ｂを中心とする円（不図示）の円周上にそれぞれ配置され、該円の半径方向に微小移動させることが可能な移動ヘッドを備えている。そして、上述のように基板トレイ４０がセンタリング装置２００にセットされたときに、基板トレイ４０の保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃに対して、それぞれのマイクロメータ２０３の移動ヘッドが正対するようになっている。
【００４７】
本実施形態では、図８（Ｂ）に示されるように、基板Ｗを保持した基板トレイ４０をセンタリング装置２００へセットし、各マイクロメータ２０３の移動ヘッドを微小移動させて、各保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃの位置を調整する。そして、各保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃをベース４０ａに固定することで、基板Ｗの中心をベース４０ａの中心へ位置決めする。上述のように基板Ｗの真円度は極めて精密であるため、センタリング装置２００では、各マイクロメータ２０３のメモリを一致させて、移動ヘッドの突出量を等しくすることで、基板Ｗの中心をベース４０ａの中心へ位置決めすることができる。
【００４８】
基板Ｗの位置決めが完了すると、制御装置は、不図示の搬送装置を介して基板トレイ４０を真空チャンバ２０の内部に搬入する。また、この搬入動作と並行して、解除機構３５の解除ロッド３５ａを回転テーブル３２のシリンダ部３２ｂへ挿入し、可動体５１を−Ｘ方向（回転テーブル３２の中心へ向かう方向）へ移動させる。これにより、移動ロックピン５０Ｂは、図５（Ｂ）に示されるように−Ｘ方向へ移動される。
【００４９】
次に、制御装置は、図６に示されるように、基板トレイ４０を、回転テーブル３２から−Ｘ方向へ距離Ｔだけオフセットさせた状態で回転テーブル３２の上面へ載置する。これにより、基板トレイ４０は、ベース４０ａに形成された円形開口４１ａ,４１ｃそれぞれに、回転テーブル３２に設けられた固定ロックピン５０Ａ,５０Ｃが干渉することなく挿入され、円形開口４１ｂに、移動ロックピン５０Ｂが干渉することなく挿入された状態で、回転テーブル３２の上面に載置される。
【００５０】
基板トレイ４０が回転テーブル３２の上面に載置されると、制御装置は、解除装置３５の解除ロッド３５ａを、回転テーブル３２のシリンダ部３２ｂから引き抜く。これにより、可動体５１とこれに固定された移動ロックピン５０Ｂは、押バネ５２の付勢力により＋Ｘ方向への移動を開始する。
【００５１】
移動を開始した後には、移動ロックピン５０Ｂは、まず基板トレイ４０に設けられた円形開口４１ｂの＋Ｘ側の内壁に当接し、当接後は、基板トレイ４０を伴ってさらに＋Ｘ方向へ移動する。そして、移動ロックピン５０Ｂは、図７に示されるように、基板トレイ４０に設けられた円形開口４１ａ,４１ｃの内壁面に、回転テーブル３２の固定ロックピン５０Ａ,５０Ｃが当接し基板トレイ４０の移動が規制されることで停止される。
【００５２】
この状態のときには、固定ロックピン５０Ａ,５０Ｃ、及び移動ロックピン５０Ｂは、基板トレイ４０に設けられた円形開口４１ａ〜４１ｃにそれぞれ内接するとともに、基板トレイ４０のベース４０ａにおける円Ｃ１に内接した状態となり、結果的に、回転テーブル３２の中心ｏに、基板トレイ４０に設けられたベース４０ａの中心ｏ’が位置決めされた状態となる。すなわち、基板Ｗの中心が、回転テーブル３２の中心に位置決めされた状態となる。
【００５３】
上述のように、回転テーブル３２に基板Ｗを保持した基板ステージが載置されると、制御装置は、基板ステージ３０を駆動して、所定の線速度又は角速度で回転する基板ＷをＸ軸方向へ送りつつ、照射装置１０を介して、基板Ｗに描画パターンに基づいて変調された電子線を照射することで、基板Ｗの表面に同心円状又はスパイラル状のパターンを描画する。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態では、基板Ｗの中心と回転テーブル３２の中心とが精度よく一致するため、基板Ｗを、その中心を回転中心として精度よく回転させることができ、結果的に回転する基板Ｗに精度よくパターンを描画することが可能となる。
【００５５】
また、本実施形態では、基板トレイ４０に対する基板Ｗのセンタリングを、センタリング装置２００を用いて、大気中で行うことができる。これにより、真空チャンバ２０の内部に配置された移動ステージ等に、センタリング用の余計なアクチュエータを備える必要がなく、従来の装置に比べて装置の簡素化及び低コスト化を図ることが可能となる。
【００５６】
また、本実施形態では、基板トレイ４０のセンタリングの際には、押バネ５２の弾性力によって付勢される移動ロックピン５０Ｂを、回転テーブル３２以外に設けられた解除機構３５によって操作するため、回転体としての回転テーブル３２に、例えば電源からのケーブルや、圧縮空気などを供給するための配管を設ける必要がない。
【００５７】
また、基板Ｗは、基板トレイ４０のベース４０ａ上で、ガイド溝４２ａ〜４２ｃに沿って移動する保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃに位置決めされた状態で保持される。したがって、基板トレイ４０には、保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃの可動する範囲で、異なる径の基板を保持することができる。また、ガイド溝４２ａ〜４２ｃの長手方向の寸法を大きくすることで、更に小径の基板の位置決め及び保持が可能となる。
【００５８】
また、本実施形態では、回転テーブル３２が回転しているときに、移動ロックピン５０Ｂに、押バネ５２の付勢力と、可動体５１及び移動ロックピン５０Ｂの質量に比例する遠心力が作用するため、回転テーブル３２が回転するパターンの描画時に、回転テーブル３２による基板トレイ４０の位置決め精度が悪化することはない。
【００５９】
また、本実施形態にかかる電子線描画装置１００では、基板トレイ４０の円形開口４１ａ〜４１ｃと、各円形開口４１ａ〜４１ｃに挿入される固定ロックピン５０Ａ,５０Ｃと移動ロックピン５０Ｂとの位置関係が上述の関係（それぞれが円Ｃ１に内接する関係）であれば、基板トレイ４０又は回転テーブル３２の外径は、特に限定されることはない。
【００６０】
なお、本実施形態では、基板トレイ４０に相互に同径の円形開口４１ａ〜４１ｃが形成されているが、これに限らず円形開口４１ａ〜４１ｃは、円Ｃ１に内接していれば、相互に同径でなくともよい。
【００６１】
また、本実施形態では、基板トレイ４０に３つの円形開口４１ａ〜４１ｃが形成されているが、これに限らず、基板トレイ４０には、円Ｃ１に内接する４つ以上の円形開口を設け、そのうちのいずれかに挿入されるロックピンを、上述の移動ロックピン５０Ｂと同様に駆動することとしてもよい。
【００６２】
また、本実施形態では、基板トレイ４０に円Ｃ１に内接する円形開口４１ａ〜４１ｃが形成されているが、これに限らず、例えば円Ｃ１の同心円に外接する円形開口を複数設けるとともに、回転テーブル３２には、それぞれの円形開口の中心側の内壁に当接可能なロックピンを設け、そのうちのいずれかのロックピンを、上述の移動ロックピン５０Ｂとは反対の方向、すなわち回転テーブル３２の中心に近づく方向に駆動することとしてもよい。
【００６３】
また、本実施形態では、基板トレイ４０に円形開口４１ａ〜４１ｃが直接形成されている場合について説明したが、これに限らず、例えば円形開口４１ａ〜４１ｃそれぞれに環状のブッシュ等を装着して、耐摩耗性を向上させることが可能である。
【００６４】
また、回転テーブル３２には、移動ロックピン５０Ｂを設けたために、シリンダ部３２ｂが形成され、また可動体５１等が備えられている。これによって、回転テーブル３２の回転バランスが悪化する場合には、例えば回転テーブル３２にバランスウエイトを設けて、回転テーブル３２のバランスを向上することができる。また、回転テーブル３２の固定ロックピン５０Ａ,５０Ｃの近傍にも移動ロックピン５０Ｂの近傍と同様に、シリンダ部３２ｂを形成し、バランスウエイトの代わりに可動体５１等を備えることで、回転テーブル３２の回転バランスを回転中心対称としてもよい。
【００６５】
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態を図９〜図１８（Ｂ）に基づいて説明する。ここで、前述した第１の実施形態と同一の構成部分については、同一の符号を用いるとともに、その説明を簡略し、または省略するものとする。
【００６６】
図９は、本実施形態にかかる基板トレイ４０を示す図である。本実施形態にかかる基板トレイ４０は、保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃを、ネジ等を用いることなく位置決めすることができる点で、第１の実施形態にかかる基板トレイと相違している。
【００６７】
保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃは相互に同等の構成であるため、以下、保持ブロック４５Ｃを代表的に取り上げて説明する。図１０は、保持ブロック４５Ｃの斜視図である。また、図１１は、保持ブロック４５Ｃの展開斜視図である。図１０及び図１１を総合して見るとわかるように、保持ブロック４５Ｃは、ガイドプレート６１、ロックプレート６２、２つのピエゾ素子６３Ａ，６３Ｂ、２本の電極６４などから構成されている。
【００６８】
前記ガイドプレート６１は、長手方向をＹ軸方向とする板状の部材である。このガイドプレート６１は、例えば、非磁性で高硬度の材料であるチタンなどを素材とし、上面（＋Ｚ側の面）には、−Ｘ側及び＋Ｘ側の外縁に沿って長手方向をＹ軸方向とするガイド部６１ａが形成され、中央部には四角柱状の突出部６１ｂが形成されている。そして、前記電極６４それぞれは、ガイドプレート６１に形成された突出部６１ｂの＋Ｙ側及び−Ｙ側にそれぞれ固定されている。
【００６９】
前記ロックプレート６２は、非磁性の材料であるＳＵＳ３１０Ｓ鋼を素材とし、２つの摺動部６２ａと、摺動部６２ａそれぞれを連結する２つの連結部６２ｂの４部分が一体的に成形された部材である。前記摺動部６２ａそれぞれは、中央に長手方向をＸ軸方向とする長方形の開口部６２ｃが形成され、摺動部６２ａそれぞれの相互に対向した部分は＋Ｘ方向に突出するように湾曲した連結部６２ｂ、及び−Ｘ方向に突出するように湾曲した連結部６２ｂによって連結されている。
【００７０】
ガイドプレート６１とロックプレート６２とは、ロックプレート６２に形成された２つの開口部６２ｃに電極６４がそれぞれ挿入され、２つの連結部６２ｂの間にガイドプレート６１に形成された突出部６１ｂが位置する状態で、ロックプレート６２がガイドプレート６１の上面に載置され、前記ピエゾ素子６３Ａ，６３Ｂそれぞれが、一端がガイドプレート６１に形成された突出部６１ｂに当接し、他端がロックプレート６２の連結部６２ｂに当接した状態で双方（６１、６２）に装着されることで、一体化されている。また、２本の電極６４それぞれは、例えばガイドプレート６１の上面又は内部の配線（不図示）を介して、ピエゾ素子６３Ａ，６３Ｂそれぞれに電気的に接続されている。
【００７１】
上述のように構成された保持ブロック４５Ｃでは、図１２（Ａ）に示されるように、２本の電極６４の間に電圧が印加されると、ピエゾ素子６３Ａ，６３ＢそれぞれがＸ軸方向に伸張し、２つの連結部６２ｂそれぞれには矢印ａで示される向きの力が作用する。そして、この力により、図１２（Ｂ）に示されるように、２つの連結部６２ｂがさらに湾曲され、２つの摺動部６２ａが相互に近接する方向へ微小距離ｄだけ移動される。また、電圧の印加が停止されると、ピエゾ素子６３Ａ，６３Ｂは収縮し、２つの摺動部６２ａは連結部６２ｂの復元力（弾性力）により電圧の印加時とは逆向きに微小距離ｄだけ移動し、電圧印加前の状態に戻る。
【００７２】
すなわち、本実施形態にかかる保持ブロック４５Ｃは、２本の電極６４の間に電圧が印加されると、ロックプレート６２がＹ軸方向に収縮し、電圧の印加が停止されると、ロックプレート６２がＹ軸方向に伸張するようになっている。以下説明の便宜上、ロックプレート６２がＹ軸方向に収縮している状態を単に収縮状態と、ロックプレート６２がＹ軸方向に伸張している状態を単に伸張状態というものとする。
【００７３】
図１３に示されるように、保持ブロック４５Ｃは、ベース４０ａの外周面側からガイド溝４２ｃに挿入されている。ガイド溝４２ｃは、下段部のＹ軸方向の寸法が、ガイドプレート６１のＹ軸方向の寸法と同等になるように整形され、上段部のＹ軸方向の寸法が、伸張状態にあるロックプレート６２のＹ軸方向の寸法よりもわずかに短くなるように整形されている。このため、ガイド溝４２ｃに挿入された保持ブロック４５Ｃは、ロックプレート６２が伸張状態にある場合には、摺動部６２ａそれぞれがガイド溝４２ｃの側壁に圧接されることにより生じる摩擦力により基板トレイ４０に対して固定される。そして、ロックプレート６２が収縮状態にある場合には、摺動部６２ａそれぞれがガイド溝４２ｃの側壁から離間し、基板トレイ４０に対して摺動自在となる。
【００７４】
同様に、他の保持ブロック４５Ａ，４５Ｂも、それぞれベース４０ａの外周面側からガイド溝４２ａ，４２ｂに挿入されることで、基板トレイ４０に取り付けられている。そして、基板トレイ４０に載置される基板Ｗの位置決めは、まず、保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃのロックプレート６２を収縮状態にして、それぞれの保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃの位置を、第１の実施形態で説明したように調整する。そして、保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃのロックプレート６２を伸張状態にして、基板トレイ４０に対して保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃを固定することにより行う。
【００７５】
次に、基板トレイ４０を介して回転テーブル３２に載置された基板Ｗの位置調整方法について説明する。
【００７６】
第２の実施形態にかかる電子線描画装置１００では、基板Ｗを回転テーブル３２に載置した後に、回転テーブル３２の回転中心と基板Ｗの中心との偏心量（位置ずれ）を測定し、この偏心量をキャンセルするように各保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃの位置の再調整を行う。
【００７７】
《偏心量測定》
回転テーブル３２の回転中心（図１５中のＸ軸とＹ軸の交点）と基板Ｗの中心との偏心量（以下、単に基板Ｗの偏心量という）の測定は、まず、移動装置３４を介して基板ＷをＸ軸方向へ移動させて、例えば図１４の概略図に示されるように、照射装置１０からの電子線が基板Ｗの外縁部に入射する位置へ基板Ｗを位置決めする。次に、図中の白抜き矢印に示されるように基板Ｗを回転させ、所定の角度毎に基板Ｗに入射した電子線の２次電子信号を不図示の検出器を介して取得する。本実施形態では、一例として図１５を参照するとわかるように、基板Ｗが３０度回転するごとに矩形状のフィールドＦ１〜Ｆ１２を電子線で走査し、この走査により得られる電子線の２次電子信号に基づいて１２枚の画像を形成する。
【００７８】
これらの画像は、回転テーブル３２の回転中心を中心とする所定の円周上に配置されるため、それぞれフィールドＦ１〜Ｆ１２に対応する画像の、回転中心側の外縁と基板Ｗの外縁とまでの距離Ｒｎ（ｎ＝１，２，…，１２）を計測することで、基板Ｗの偏心量を計測することができる。
【００７９】
例えば、図１５に示される例では、基板Ｗは、Ｘ軸及びＹ軸と４５度の角度をなす直線Ｌに沿って、＋Ｘ方向及び−Ｙ方向へずれた状態で載置されている。このため、フィールドＦ５での距離Ｒ５の値よりフィールドＦ１２での距離Ｒ１２の値の方が大きくなっている。そして、フィールドＦ１の中心がＸ軸上に位置するときの基板Ｗの回転角θを零とすると、回転角θに対応する距離Ｒｎを示す曲線は、一例として図１６に示されるようなサイン波となり、その振幅の大きさが偏心量εとなる。本実施形態では、各フィールドＦ１〜Ｆ１２に対応する回転角θと、距離Ｒｎとをそれぞれ求め、これらの情報から図１６に示される曲線を算出し、基板Ｗの偏心量εを算出する。
【００８０】
《基板の位置調整》
基板Ｗの偏心量εを算出したら、次に偏心量εに基づいて保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃを移動させて、基板Ｗの中心を回転テーブル３２の回転中心に位置決めする。保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃの移動は、保持ブロック４５Ｃを代表的に取り上げて示す図である図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）を参照するとわかるように、１組の接触電極７０ａ（ただし、紙面奥側の接触電極７０ａは不図示）と、Ｘ軸方向に微小移動するマイクロヘッド７０ｂとを備えた位置調整装置７０を用いて行う。
【００８１】
例えば図１８の模式図に示されるように、偏心量がδで偏心方向がＸ軸に対し角度θである場合には、図１７（Ａ）に示されるように、まず、位置調整装置７０の１組の接触電極７０ａを保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃそれぞれの２本の電極６４に接触させて電極６４間に電圧を印加し、保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃそれぞれのロックプレート６２を収縮状態とする。これにより、すべての保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃが移動可能となる。
【００８２】
次に、図１７（Ｂ）に示されるように、位置調整装置７０のマイクロヘッド７０ｂで保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃそれぞれを微小移動させることにより基板Ｗを移動させて、基板Ｗの中心を回転中心に位置決めする。図１８の模式図に示される場合では、まず、保持ブロック４５Ｂの移動を行った後に、保持ブロック４５Ａ，４５Ｃの移動を行う。
【００８３】
次に、保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃそれぞれの電極６４への電圧の印加を停止し、ロックプレート６２を伸張状態とする。これにより、すべての保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃは基板トレイ４０に対して固定され、基板Ｗは、その中心が回転テーブル３２の回転中心に一致した状態で基板トレイ４０に保持される。
【００８４】
以上説明したように、本実施形態では、電子線の２次電子信号から得られる画像から、基板Ｗの偏心量が直接算出され、この偏心量に基づいて基板Ｗの中心が回転中心へ位置決めされる。したがって、基板Ｗに精度よくパターンを描画することができる。
【００８５】
また、本実施形態では、保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃの基板Ｗに当接する部分が摩耗しても、基板Ｗの中心が回転中心へ精度よく位置決めされる。したがって、基板Ｗに精度よくパターンを描画することができる。
【００８６】
また、本実施形態では、保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃのピエゾ素子６３Ａ，６３Ｂに電圧を印加することで、各保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃは基板トレイ４０に対して移動可能となり、ピエゾ素子６３Ａ，６３Ｂへの電圧の印加を停止することで、各保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃは基板トレイ４０に対して固定される。このため、保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃに外部から大きな外力を作用させることが不要となる。したがって、保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃに大きな外力が作用することによる、基板Ｗの位置決め精度の悪化を回避することができる。特に真空チャンバ２０内で、基板Ｗの位置決めを行う場合には、真空チャンバ２０の内部に、保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃを動作させるための大きな外力を発生させる装置を配置する必要がなくなるので、装置構造の簡素化を図ることができ、また基板Ｗの位置決めの自動化の観点からも有利となる。
【００８７】
また、本実施形態では、保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃの電極６４に、保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃの移動方向と直交する方向へ接触電極７０ａが圧接される。これにより、保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃの位置決め精度の低下を回避することができる。
【００８８】
また、保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃでは、ロックプレート６２の連結部６２ｂを湾曲させることで、摺動部６２ａを微小移動させる。これにより、ピエゾ素子６３Ａ，６３Ｂの伸縮量（ストローク）よりも、３〜４倍程度大きなストロークで摺動部６２ａを移動させることができる。したがって、保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃの大型化を回避することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
以上説明したように、本発明の回転機構は、基板を回転するのに適している。また、本発明の電子線描画装置は、電子線を用いたパターンの描画に適している。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電子線描画装置１００の概略的な構成を示す図である。
【図２】基板トレイ４０の平面図である。
【図３】基板トレイ４０に設けられたガイド溝４２ｃ近傍の断面図である。
【図４】回転テーブル３２の平面図である。
【図５】図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、移動ロックピン５０Ｂの動作等を説明するための図である。
【図６】基板トレイ４０を回転テーブル３２に載置する手順を説明するための図（その１）である。
【図７】基板トレイ４０を回転テーブル３２に載置する手順を説明するための図（その２）である。
【図８】図８（Ａ）は、センタリング装置２００の概略構成を示す図であり、図８（Ｂ）は、センタリング装置２００によるセンタリング方法を説明するための図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る基板トレイ４０の平面図である。
【図１０】保持ブロック４５Ｃの斜視図である。
【図１１】保持ブロック４５Ｃの展開斜視図である。
【図１２】図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は、保持ブロック４５Ｃの動作を説明するための図である。
【図１３】基板トレイ４０に取り付けられた状態の保持ブロック４５Ｃを示す図である。
【図１４】基板Ｗの変位量を計測する手順を説明するための図（その１）である。
【図１５】基板Ｗの変位量を計測する手順を説明するための図（その２）である。
【図１６】基板Ｗの変位量を計測する手順を説明するための図（その３）である。
【図１７】図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）は、保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃの位置を調整するための手順を説明するための図（その１、その２）である。
【図１８】保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃの位置を調整するための手順を説明するための図（その３）である。
【符号の説明】
【００９１】
１０…照射装置、１０ａ…ケーシング、１１…電子銃、１２…電界レンズ、１３…ブランキング電極、１４…アパーチャ部材、１５…走査電極、１６…対物レンズ、２０…真空チャンバ、３０…基板ステージ、３２…回転テーブル、３２ａ…長孔部、３２ｂ…シリンダ部、３３…回転装置、３４…移動装置、３５…解除機構、３５ａ…解除ロッド、４０…基板トレイ、４０ａ…ベース、４１ａ〜４１ｃ…円形開口、４２ａ〜４２ｃ…ガイド溝、４３…円形開口、４５Ａ〜４５Ｃ…保持ブロック、５０Ａ,５０Ｃ…固定ロックピン、５０Ｂ…移動ロックピン、５１…可動体、５２…押バネ、６１…ガイドプレート、６１ａ…ガイド部、６１ｂ…突出部、６２…ロックプレート、６２ａ…摺動部、６２ｂ…連結部、６２ｃ…開口部、６３Ａ，６３Ｂ…ピエゾ素子、６４…電極、７０…位置調整装置、７０ａ…接触電極、７０ｂ…マイクロヘッド、１００…電子線描画装置、Ｗ…基板。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転機構及び電子線描画装置に係り、更に詳しくは、基板を回転する回転機構、及び基板にパターンを描画する電子線描画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報のデジタル化に伴い、光ディスクやハードディスクの大容量化に対する要求が高まっており、ＣＤ（Compact Disk）や、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）などの従来型光ディスクに代わり、例えば波長が４００ｎｍ程度の紫外光により情報の記録及び再生が行なわれる次世代型の光ディスクや、高密度記録が可能なパターンドメディアの研究開発が盛んに行なわれている。
【０００３】
次世代型光ディスクの原盤（スタンパ）やパターンドメディアの記録媒体等の製造工程では、記録層に形成されるパターンが従来型の光ディスクに比べて微細であることから、例えば、極細線描画が可能な電子線描画装置がよく用いられている。この電子線描画装置は、基板を回転させるとともに水平面内で移動可能に保持するステージ装置を備え、基板をステージ装置で駆動しながら電子線を照射することで、基板表面にスパイラル状又は同心円状の微細パターンを描画する装置である。
【０００４】
この種の電子線描画装置では、パターンを描画する際に、基板の中心を回転中心に精度よく位置決めした状態で、基板を回転させることが、製品の品質や歩留まりの向上に大きく寄与することから、最近では、基板の保持方法に関する技術が種々提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１３９９６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の方法は、基板の回転によって生じる遠心力を用いて、基板の中心と回転軸とを一致させる方法である。しかしながら、この方法は、基板に遠心力を作用させるために、基板をある程度以上の速度で回転させる必要がある。したがって、基板を低速で回転させてパターンを描画する際には、基板の位置決め精度が不安定になる場合がある。
【０００７】
また、近年では、記録媒体の小型化の要求に伴って、電子線描画装置で描画される基板の大きさも、例えば大きいものでは８インチ、小さいものでは２インチと多種多様となっている。基板は、小型化するほど回転時に作用する遠心力が小さくなるため、従来の方法で位置決めを行うためには、基板の大きさに応じて回転テーブルを交換するなどの作業が必要となる。
【０００８】
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、基板の中心を精度よく回転中心に位置決めした状態で、前記基板を回転することが可能な回転機構を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の第２の目的は、回転する基板に精度よくパターンを描画することが可能な電子線描画装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は第１の観点からすると、基板を回転軸回りに回転する回転機構であって、所定の円に内接、又は外接するように形成された少なくとも３つの円形開口を有し、前記基板の中心を、前記所定の円の中心へ一致させた状態で、前記基板を保持するトレイと；前記トレイを載置して前記回転軸回りに回転し、前記回転軸を中心とする円の円周に沿って、対応する前記複数の円形開口にそれぞれ内接可能に配置された複数の位置決め部材を有する回転テーブルと；前記複数の位置決め部材のうちの少なくとも１つの位置決め部材を、前記回転軸を中心とする円の半径方向へ移動する移動機構と；を備える回転機構である。
【００１１】
これによれば、トレイに形成された開口に、回転テーブルに設けられた位置決め部材が挿入した状態でトレイを回転テーブルに載置し、移動機構を介して回転テーブルの位置決め部材のいずれかを、半径方向に沿って移動することで、トレイの円形開口が内接又は外接する円の中心を、回転テーブルの回転中心に位置決めすることができる。これにより、中心が、トレイの円形開口が内接、又は外接する円の中心に一致した状態で保持される基板の中心は、回転テーブルの回転中心に位置決めされる。したがって、基板を、その中心を回転中心として回転させることが可能となる。
【００１２】
また、本発明は第２の観点からすると、基板にパターンを描画する電子線描画装置であって、本発明の回転機構と；前記回転機構によって回転される基板に電子線を照射する照射装置と；を備える電子線描画装置である。
【００１３】
これによれば、電子線描画装置は、本発明の回転機構を備えているため、基板を、基板の中心を回転中心として回転させることが可能となり、結果的に、基板にパターンを精度よく描画することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を図１〜図８（Ｂ）に基づいて説明する。図１には本実施形態に係る電子線描画装置１００の概略構成が示されている。この電子線描画装置１００は、例えば真空度が１０−４Ｐａ程度の環境下において、レジスト材がコーティングされた基板Ｗに電子ビームを照射して、基板Ｗの描画面に微細パターンを描画する描画装置である。
【００１５】
図１に示されるように、この電子線描画装置１００は、基板Ｗが保持される基板ステージ３０、電子ビームを基板Ｗに照射する照射装置１０、基板ステージ３０を収容する真空チャンバ２０、及びこれらを統括的に制御する制御装置（不図示）などを備えている。
【００１６】
前記真空チャンバ２０は、内部空間が所定の真空度に維持された直方体状の中空部材であり、上面に照射装置１０の下端部が挿入される開口が形成されている。
【００１７】
前記照射装置１０は、長手方向をＺ軸方向とするケーシング１０ａと、該ケーシング１０ａの内部上方から下方に向かって配置された、電子銃１１、電界レンズ１２、ブランキング電極１３、アパーチャ部材１４、走査電極１５、及び対物レンズ１６を備えている。
【００１８】
前記ケーシング１０ａは、下方が開放された円筒状のケーシングであり、真空チャンバ２０上面に形成された開口に、上方から隙間なく嵌合されている。また、真空チャンバ２０内部に収容された−Ｚ側端部は、その直径が−Ｚ方向に向かって小さくなるテーパー形状となっている。
【００１９】
前記電子銃１１は、前記ケーシング１０ａの内部上方に配置されている。この電子銃１１は、陰極から熱と電界により取り出した電子を射出する熱電界放射型の電子銃であり、例えば、直径２０〜５０ｎｍ程度の電子ビームを下方（−Ｚ方向）へ射出する。
【００２０】
前記電界レンズ１２は、電子銃１１の下方に配置され、電子銃１１から射出された電子ビームを、アパーチャ部材１４の上方で集束させる。
【００２１】
前記ブランキング電極１３は、電界レンズ１２の下方に配置されている。このブランキング電極１３は、電界レンズ１２の光軸の＋Ｘ側及び−Ｘ側に配置された相互に対向する１対の電極を有し、電極間に印加される電圧に応じて、電界レンズ１２を通過した電子ビームを＋Ｘ方向又は−Ｘ方向へ偏向する。
【００２２】
前記アパーチャ部材１４は、中央に電子ビームが通過する開口が設けられた板状の部材である。このアパーチャ部材１４は、ブランキング電極１３の下方に、中央の開口が電界レンズ１２の光軸上に位置するように配置されている。
【００２３】
前記走査電極１５は、アパーチャ部材１４の下方に配置されている。この走査電極１５は、電界レンズ１２の光軸の＋Ｘ側及び−Ｘ側に配置された相互に対向する１対の電極と、電界レンズ１２の光軸の＋Ｙ側及び−Ｙ側に配置された相互に対向する１対の電極とを有し、それぞれの電極間に印加される電圧に応じて、アパーチャ部材１４を通過した電子ビームをＸ軸方向又Ｙ軸方向へ偏向する。
【００２４】
前記対物レンズ１６は、走査電極１５の下方に配置され、走査電極１５を通過した電子ビームを、回転テーブル３２に載置された基板Ｗの表面に収束する。
【００２５】
上述した照射装置１０では、電子銃１１から射出された電子ビームは、電界レンズ１２を通過することにより集束され、アパーチャ部材１４に設けられた開口の近傍（以下、クロスオーバポイントという）で一旦交差される。次に、クロスオーバポイントを通過した電子ビームは、発散しつつアパーチャ部材１４の開口を通過することによりそのビーム径が整形され、対物レンズ１６によって、基板ステージ３０に保持される基板Ｗの表面に収束される。
【００２６】
また、この状態から走査電極１５に印加する電圧を制御して、電子ビームをＸ軸方向及びＹ軸方向へ偏向させることで、基板Ｗの表面上で電子線の収束位置を制御することができるようになっている。また、上記動作と並行して、ブランキング電極１３に印加する電圧を制御することで、一例として図１中に破線で示されるように電子ビームを−Ｘ方向に偏向させて、アパーチャ部材１４で電子ビームを遮蔽し、基板Ｗに対する電子ビームのブランキングを行うことができるようになっている。
【００２７】
前記基板ステージ３０は、基板Ｗを保持する基板トレイ４０、基板トレイ４０が載置される回転テーブル３２、回転テーブル３２を所定の線速度又は角速度で回転する回転装置３３、回転装置３３をＸ軸方向に駆動する移動装置３４、及び回転テーブル３２に設けられた移動ロックピン５０Ｂ（図１には不図示、図４参照）を動作させる解除機構３５などを含んで構成されている。
【００２８】
前記基板Ｗは、一例として、レジスト材がコーティングされたシリコンウエハである。この基板Ｗは、外径を基準として位置決めすることを想定したものであり、その真円度は極めて精密である。
【００２９】
図２は、前記基板トレイ４０の平面図である。図２に示されるように、基板トレイ４０は、回転テーブル３２に載置されるベース４０ａ、とベース４０ａに装着された３つの保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃを備えている。
【００３０】
前記ベース４０ａは、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）などの非磁性材料を素材とする円形板状の部材である。このベース４０ａは、その中心部に円形開口４３が形成されるとともに、ベース４０ａの外縁に沿って３つの円形開口４１ａ〜４１ｃと３つのガイド溝４２ａ〜４２ｃとが、交互かつ等間隔にそれぞれ形成されている。
【００３１】
前記円形開口４１ａ〜４１ｃそれぞれは、相互に同径の円形であり、ベース４０ａの中心を中心とする円Ｃ１に内接した状態で配置されている。
【００３２】
前記ガイド溝４２ａ〜４２ｃそれぞれは、ベース４０ａの外縁から中心部に向かって形成された長手方向を半径方向とする溝である。これらのガイド溝４２ａ〜４２ｃそれぞれは、一例としてＡＡ線に沿った断面図である図３に示されるガイド溝４２ｃのように、その断面形状が凸字（Ｔ字）状に形成されている。
【００３３】
前記保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃそれぞれは、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）などの非磁性材料を素材とし、図３に示されるように、断面形状が凸字（Ｔ字）状に形成されたブロックである。これらの保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃそれぞれは、ベース４０ａの外周面側からガイド溝４２ａ〜４２ｃに挿入されている。また、それぞれの保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃには、ベース４０ａの円周方向に隣接し、長手方向を半径方向とする１対の長孔が形成されており、それぞれの長孔には、下端部がベース４０ａに螺合したネジ４７が挿入された状態となっている。これにより、保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃそれぞれは、ネジ４７が長孔に沿って摺動する範囲内で、ガイド溝４２ａ〜４２ｃに沿って移動可能であり、ネジ４７が締め付けられることで、保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃそれぞれは、ガイド溝４２ａ〜４２ｃに沿った所望の位置で位置決めされるようになっている。
【００３４】
図４は、前記回転テーブル３２の平面図である。図４に示されるように、回転テーブル３２は、例えばＡ７０７５系の超々ジュラルミンなどの非磁性材料を素材とする円形板状の部材であり、上面には長手方向をＺ軸方向とする円筒状の固定ロックピン５０Ａ,５０Ｃと、半径方向へ移動可能な移動ロックピン５０Ｂとが設けられている。
【００３５】
また、図５（Ａ）に示されるように、回転テーブル３２には、長手方向をＸ軸方向（半径方向）とする段つきのシリンダ部３２ｂが形成されている。このシリンダ部３２ｂは、断面が円形で、回転テーブル３２の中心側の小径部と外周側の大径部の２部分からなり、大径部は回転テーブル３２の上面に形成された長手方向を半径方向（Ｘ軸方向）とする長孔部３２ａによって、回転テーブル３２の上面上の空間と連通されている。そして、シリンダ部３２ｂの小径部には、半径方向に弾性力を生じさせる押バネ５２が挿入され、大径部には、段つき円筒状の可動体５１が、押バネ５２に＋Ｘ方向（回転テーブル３２の外周へ向かう方向）へ付勢された状態で挿入されている。なお。本実施形態では、押バネ５２の素材として、例えばリン青銅が用いられ、可動体５１の素材として、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）などの非磁性材料が用いられている。
【００３６】
前記移動ロックピン５０Ｂは、図５（Ａ）に示されるように、上端部が、回転テーブル３２に設けられた長孔部３２ａを介して、回転テーブル３２の上面から突出した状態で、下端部が、可動体５１に固定又は螺合されている。これにより、移動ロックピン５０Ｂは、可動体５１の移動にともなって、長孔部３２ａに沿って移動するようになっている。なお、本実施形態では、図４、図５（Ａ）、及び図５（Ｂ）を参照するとわかるように、移動ロックピン５０Ｂの移動範囲を規定する長孔部３２ａの寸法は、基板トレイ４０が、その中心が回転テーブル３２の中心と一致した状態で、回転テーブル３２の上面に載置されたときに、基板トレイ４０の円形開口４１ｂに、移動ロックピン５０Ｂが干渉することなく挿入される位置（図５（Ｂ）に示される移動ロックピン５０Ｂの位置）と、移動ロックピン５０Ｂが円形開口４１ｂの＋Ｘ側の内壁面に当接する位置（図５（Ａ）に示される移動ロックピン５０Ｂの位置）を含むように設定されている。また、可動体５１は押バネ５２によって外周側に付勢されているため、回転テーブル３２に基板トレイ４０が載置されていないときには、移動ロックピン５０Ｂは、長孔部３２ａの＋Ｘ側の内壁面に接した状態となっている。
【００３７】
前記固定ロックピン５０Ａ,５０Ｃそれぞれは、回転テーブル３２の回転中心を中心とする円（不図示）の円周上に設けられている。また、固定ロックピン５０Ａ,５０Ｃそれぞれは、図４に示されるように、基板トレイ４０が回転テーブル３２の上面に、それぞれの中心が一致した状態で載置されたときに、基板トレイ４０の円形開口４１ａ〜４１ｃのいずれか２つ（ここでは円形開口４１ａ,４１ｃ）に挿入され、かつ基板トレイ４０上の円Ｃ１に内接する位置に配置されている。
【００３８】
図１に戻り、前記回転装置３３は、上端が回転テーブル３２下面の中心部に固定された鉛直軸を回転軸とするモータ等を含んで構成され、回転テーブル３２を、その中心を回転中心として、所定の線速度又は角速度で回転させる。また、前記移動装置３４は、前記回転装置３３をＸ軸方向に移動する。
【００３９】
前記解除機構３５は、一例として、回転装置３３上面の＋Ｘ側端部に設けられ、Ｘ軸方向に所定のストロークで移動する解除ロッド３５ａを備えている。この解除ロッド３５ａは、長手方向をＸ軸方向とする円筒状の部材であり、回転テーブル３２の中心を通りＸ軸に平行な直線上に配置されている。
【００４０】
解除機構３５は、例えば図４及び図５（Ｂ）に示されるように、移動ロックピン５０Ｂが回転テーブル３２の中心の＋Ｘ側に位置するときに、解除ロッド３５ａを、回転テーブル３２のシリンダ部３２ｂへ挿入して、可動体５１を−Ｘ方向へ移動することにより、移動ロックピン５０Ｂを−Ｘ方向へ移動する。
【００４１】
前記制御装置（不図示）は、一例としてＣＰＵや、上記各部を制御するプログラムやパラメータが格納されたメモリなどを含んで構成された制御用コンピュータである。この制御装置は、ユーザ又は上位装置から供給された指令に基づいて、照射装置１０及び基板ステージ３０を統括的に制御する。
【００４２】
次に、上述した基板Ｗが載置された基板トレイ４０を回転テーブル３２の上面に載置する手順について説明する。
【００４３】
本実施形態では、基板トレイ４０を回転テーブル３２に載置する前提として、基板Ｗの中心と基板トレイ４０の中心とを予め一致させておく必要がある。そこで、基板Ｗの中心と基板トレイ４０の中心を一致させるセンタリング装置２００と、このセンタリング装置２００を用いたセンタリング方法の一例について簡単に説明する。
【００４４】
図８（Ａ）は、基板トレイ４０に載置された基板Ｗの中心を、基板トレイ４０のベース４０ａの中心に一致させるセンタリング装置２００を示す図である。このセンタリング装置２００は、図８（Ａ）に示されるように、板状のベース板２０１と、このベース板２０１の上面に支持部材２０２によってそれぞれ支持された３つのマイクロメータ２０３を含んで構成されている。
【００４５】
前記ベース板２０１は、上面が平坦に整形されるとともに、中心部に上方に突出する中心ピン２０１ｂが配置され、中心ピン２０１ｂの＋Ｘ側に位置決めピン２０１ａが配置されている。図８（Ｂ）は、センタリング装置２００に基板トレイ４０がセットされた状態を示す図である。図８（Ｂ）に示されるように、基板トレイ４０は、そのベース４０ａに形成された円形開口４３、及び３つの円形開口４１ａ〜４１ｃのうちのいずれか（ここでは円形開口４１ｂ）に、センタリング装置２００に設けられた中心ピン２０１ｂ及び位置決めピン２０１ａがそれぞれ挿入されることで、ベース板２０１上面での位置が規定される。
【００４６】
前記マイクロメータ２０３は、中心ピン２０１ｂを中心とする円（不図示）の円周上にそれぞれ配置され、該円の半径方向に微小移動させることが可能な移動ヘッドを備えている。そして、上述のように基板トレイ４０がセンタリング装置２００にセットされたときに、基板トレイ４０の保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃに対して、それぞれのマイクロメータ２０３の移動ヘッドが正対するようになっている。
【００４７】
本実施形態では、図８（Ｂ）に示されるように、基板Ｗを保持した基板トレイ４０をセンタリング装置２００へセットし、各マイクロメータ２０３の移動ヘッドを微小移動させて、各保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃの位置を調整する。そして、各保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃをベース４０ａに固定することで、基板Ｗの中心をベース４０ａの中心へ位置決めする。上述のように基板Ｗの真円度は極めて精密であるため、センタリング装置２００では、各マイクロメータ２０３のメモリを一致させて、移動ヘッドの突出量を等しくすることで、基板Ｗの中心をベース４０ａの中心へ位置決めすることができる。
【００４８】
基板Ｗの位置決めが完了すると、制御装置は、不図示の搬送装置を介して基板トレイ４０を真空チャンバ２０の内部に搬入する。また、この搬入動作と並行して、解除機構３５の解除ロッド３５ａを回転テーブル３２のシリンダ部３２ｂへ挿入し、可動体５１を−Ｘ方向（回転テーブル３２の中心へ向かう方向）へ移動させる。これにより、移動ロックピン５０Ｂは、図５（Ｂ）に示されるように−Ｘ方向へ移動される。
【００４９】
次に、制御装置は、図６に示されるように、基板トレイ４０を、回転テーブル３２から−Ｘ方向へ距離Ｔだけオフセットさせた状態で回転テーブル３２の上面へ載置する。これにより、基板トレイ４０は、ベース４０ａに形成された円形開口４１ａ,４１ｃそれぞれに、回転テーブル３２に設けられた固定ロックピン５０Ａ,５０Ｃが干渉することなく挿入され、円形開口４１ｂに、移動ロックピン５０Ｂが干渉することなく挿入された状態で、回転テーブル３２の上面に載置される。
【００５０】
基板トレイ４０が回転テーブル３２の上面に載置されると、制御装置は、解除装置３５の解除ロッド３５ａを、回転テーブル３２のシリンダ部３２ｂから引き抜く。これにより、可動体５１とこれに固定された移動ロックピン５０Ｂは、押バネ５２の付勢力により＋Ｘ方向への移動を開始する。
【００５１】
移動を開始した後には、移動ロックピン５０Ｂは、まず基板トレイ４０に設けられた円形開口４１ｂの＋Ｘ側の内壁に当接し、当接後は、基板トレイ４０を伴ってさらに＋Ｘ方向へ移動する。そして、移動ロックピン５０Ｂは、図７に示されるように、基板トレイ４０に設けられた円形開口４１ａ,４１ｃの内壁面に、回転テーブル３２の固定ロックピン５０Ａ,５０Ｃが当接し基板トレイ４０の移動が規制されることで停止される。
【００５２】
この状態のときには、固定ロックピン５０Ａ,５０Ｃ、及び移動ロックピン５０Ｂは、基板トレイ４０に設けられた円形開口４１ａ〜４１ｃにそれぞれ内接するとともに、基板トレイ４０のベース４０ａにおける円Ｃ１に内接した状態となり、結果的に、回転テーブル３２の中心ｏに、基板トレイ４０に設けられたベース４０ａの中心ｏ’が位置決めされた状態となる。すなわち、基板Ｗの中心が、回転テーブル３２の中心に位置決めされた状態となる。
【００５３】
上述のように、回転テーブル３２に基板Ｗを保持した基板ステージが載置されると、制御装置は、基板ステージ３０を駆動して、所定の線速度又は角速度で回転する基板ＷをＸ軸方向へ送りつつ、照射装置１０を介して、基板Ｗに描画パターンに基づいて変調された電子線を照射することで、基板Ｗの表面に同心円状又はスパイラル状のパターンを描画する。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態では、基板Ｗの中心と回転テーブル３２の中心とが精度よく一致するため、基板Ｗを、その中心を回転中心として精度よく回転させることができ、結果的に回転する基板Ｗに精度よくパターンを描画することが可能となる。
【００５５】
また、本実施形態では、基板トレイ４０に対する基板Ｗのセンタリングを、センタリング装置２００を用いて、大気中で行うことができる。これにより、真空チャンバ２０の内部に配置された移動ステージ等に、センタリング用の余計なアクチュエータを備える必要がなく、従来の装置に比べて装置の簡素化及び低コスト化を図ることが可能となる。
【００５６】
また、本実施形態では、基板トレイ４０のセンタリングの際には、押バネ５２の弾性力によって付勢される移動ロックピン５０Ｂを、回転テーブル３２以外に設けられた解除機構３５によって操作するため、回転体としての回転テーブル３２に、例えば電源からのケーブルや、圧縮空気などを供給するための配管を設ける必要がない。
【００５７】
また、基板Ｗは、基板トレイ４０のベース４０ａ上で、ガイド溝４２ａ〜４２ｃに沿って移動する保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃに位置決めされた状態で保持される。したがって、基板トレイ４０には、保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃの可動する範囲で、異なる径の基板を保持することができる。また、ガイド溝４２ａ〜４２ｃの長手方向の寸法を大きくすることで、更に小径の基板の位置決め及び保持が可能となる。
【００５８】
また、本実施形態では、回転テーブル３２が回転しているときに、移動ロックピン５０Ｂに、押バネ５２の付勢力と、可動体５１及び移動ロックピン５０Ｂの質量に比例する遠心力が作用するため、回転テーブル３２が回転するパターンの描画時に、回転テーブル３２による基板トレイ４０の位置決め精度が悪化することはない。
【００５９】
また、本実施形態にかかる電子線描画装置１００では、基板トレイ４０の円形開口４１ａ〜４１ｃと、各円形開口４１ａ〜４１ｃに挿入される固定ロックピン５０Ａ,５０Ｃと移動ロックピン５０Ｂとの位置関係が上述の関係（それぞれが円Ｃ１に内接する関係）であれば、基板トレイ４０又は回転テーブル３２の外径は、特に限定されることはない。
【００６０】
なお、本実施形態では、基板トレイ４０に相互に同径の円形開口４１ａ〜４１ｃが形成されているが、これに限らず円形開口４１ａ〜４１ｃは、円Ｃ１に内接していれば、相互に同径でなくともよい。
【００６１】
また、本実施形態では、基板トレイ４０に３つの円形開口４１ａ〜４１ｃが形成されているが、これに限らず、基板トレイ４０には、円Ｃ１に内接する４つ以上の円形開口を設け、そのうちのいずれかに挿入されるロックピンを、上述の移動ロックピン５０Ｂと同様に駆動することとしてもよい。
【００６２】
また、本実施形態では、基板トレイ４０に円Ｃ１に内接する円形開口４１ａ〜４１ｃが形成されているが、これに限らず、例えば円Ｃ１の同心円に外接する円形開口を複数設けるとともに、回転テーブル３２には、それぞれの円形開口の中心側の内壁に当接可能なロックピンを設け、そのうちのいずれかのロックピンを、上述の移動ロックピン５０Ｂとは反対の方向、すなわち回転テーブル３２の中心に近づく方向に駆動することとしてもよい。
【００６３】
また、本実施形態では、基板トレイ４０に円形開口４１ａ〜４１ｃが直接形成されている場合について説明したが、これに限らず、例えば円形開口４１ａ〜４１ｃそれぞれに環状のブッシュ等を装着して、耐摩耗性を向上させることが可能である。
【００６４】
また、回転テーブル３２には、移動ロックピン５０Ｂを設けたために、シリンダ部３２ｂが形成され、また可動体５１等が備えられている。これによって、回転テーブル３２の回転バランスが悪化する場合には、例えば回転テーブル３２にバランスウエイトを設けて、回転テーブル３２のバランスを向上することができる。また、回転テーブル３２の固定ロックピン５０Ａ,５０Ｃの近傍にも移動ロックピン５０Ｂの近傍と同様に、シリンダ部３２ｂを形成し、バランスウエイトの代わりに可動体５１等を備えることで、回転テーブル３２の回転バランスを回転中心対称としてもよい。
【００６５】
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態を図９〜図１８（Ｂ）に基づいて説明する。ここで、前述した第１の実施形態と同一の構成部分については、同一の符号を用いるとともに、その説明を簡略し、または省略するものとする。
【００６６】
図９は、本実施形態にかかる基板トレイ４０を示す図である。本実施形態にかかる基板トレイ４０は、保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃを、ネジ等を用いることなく位置決めすることができる点で、第１の実施形態にかかる基板トレイと相違している。
【００６７】
保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃは相互に同等の構成であるため、以下、保持ブロック４５Ｃを代表的に取り上げて説明する。図１０は、保持ブロック４５Ｃの斜視図である。また、図１１は、保持ブロック４５Ｃの展開斜視図である。図１０及び図１１を総合して見るとわかるように、保持ブロック４５Ｃは、ガイドプレート６１、ロックプレート６２、２つのピエゾ素子６３Ａ，６３Ｂ、２本の電極６４などから構成されている。
【００６８】
前記ガイドプレート６１は、長手方向をＹ軸方向とする板状の部材である。このガイドプレート６１は、例えば、非磁性で高硬度の材料であるチタンなどを素材とし、上面（＋Ｚ側の面）には、−Ｘ側及び＋Ｘ側の外縁に沿って長手方向をＹ軸方向とするガイド部６１ａが形成され、中央部には四角柱状の突出部６１ｂが形成されている。そして、前記電極６４それぞれは、ガイドプレート６１に形成された突出部６１ｂの＋Ｙ側及び−Ｙ側にそれぞれ固定されている。
【００６９】
前記ロックプレート６２は、非磁性の材料であるＳＵＳ３１０Ｓ鋼を素材とし、２つの摺動部６２ａと、摺動部６２ａそれぞれを連結する２つの連結部６２ｂの４部分が一体的に成形された部材である。前記摺動部６２ａそれぞれは、中央に長手方向をＸ軸方向とする長方形の開口部６２ｃが形成され、摺動部６２ａそれぞれの相互に対向した部分は＋Ｘ方向に突出するように湾曲した連結部６２ｂ、及び−Ｘ方向に突出するように湾曲した連結部６２ｂによって連結されている。
【００７０】
ガイドプレート６１とロックプレート６２とは、ロックプレート６２に形成された２つの開口部６２ｃに電極６４がそれぞれ挿入され、２つの連結部６２ｂの間にガイドプレート６１に形成された突出部６１ｂが位置する状態で、ロックプレート６２がガイドプレート６１の上面に載置され、前記ピエゾ素子６３Ａ，６３Ｂそれぞれが、一端がガイドプレート６１に形成された突出部６１ｂに当接し、他端がロックプレート６２の連結部６２ｂに当接した状態で双方（６１、６２）に装着されることで、一体化されている。また、２本の電極６４それぞれは、例えばガイドプレート６１の上面又は内部の配線（不図示）を介して、ピエゾ素子６３Ａ，６３Ｂそれぞれに電気的に接続されている。
【００７１】
上述のように構成された保持ブロック４５Ｃでは、図１２（Ａ）に示されるように、２本の電極６４の間に電圧が印加されると、ピエゾ素子６３Ａ，６３ＢそれぞれがＸ軸方向に伸張し、２つの連結部６２ｂそれぞれには矢印ａで示される向きの力が作用する。そして、この力により、図１２（Ｂ）に示されるように、２つの連結部６２ｂがさらに湾曲され、２つの摺動部６２ａが相互に近接する方向へ微小距離ｄだけ移動される。また、電圧の印加が停止されると、ピエゾ素子６３Ａ，６３Ｂは収縮し、２つの摺動部６２ａは連結部６２ｂの復元力（弾性力）により電圧の印加時とは逆向きに微小距離ｄだけ移動し、電圧印加前の状態に戻る。
【００７２】
すなわち、本実施形態にかかる保持ブロック４５Ｃは、２本の電極６４の間に電圧が印加されると、ロックプレート６２がＹ軸方向に収縮し、電圧の印加が停止されると、ロックプレート６２がＹ軸方向に伸張するようになっている。以下説明の便宜上、ロックプレート６２がＹ軸方向に収縮している状態を単に収縮状態と、ロックプレート６２がＹ軸方向に伸張している状態を単に伸張状態というものとする。
【００７３】
図１３に示されるように、保持ブロック４５Ｃは、ベース４０ａの外周面側からガイド溝４２ｃに挿入されている。ガイド溝４２ｃは、下段部のＹ軸方向の寸法が、ガイドプレート６１のＹ軸方向の寸法と同等になるように整形され、上段部のＹ軸方向の寸法が、伸張状態にあるロックプレート６２のＹ軸方向の寸法よりもわずかに短くなるように整形されている。このため、ガイド溝４２ｃに挿入された保持ブロック４５Ｃは、ロックプレート６２が伸張状態にある場合には、摺動部６２ａそれぞれがガイド溝４２ｃの側壁に圧接されることにより生じる摩擦力により基板トレイ４０に対して固定される。そして、ロックプレート６２が収縮状態にある場合には、摺動部６２ａそれぞれがガイド溝４２ｃの側壁から離間し、基板トレイ４０に対して摺動自在となる。
【００７４】
同様に、他の保持ブロック４５Ａ，４５Ｂも、それぞれベース４０ａの外周面側からガイド溝４２ａ，４２ｂに挿入されることで、基板トレイ４０に取り付けられている。そして、基板トレイ４０に載置される基板Ｗの位置決めは、まず、保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃのロックプレート６２を収縮状態にして、それぞれの保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃの位置を、第１の実施形態で説明したように調整する。そして、保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃのロックプレート６２を伸張状態にして、基板トレイ４０に対して保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃを固定することにより行う。
【００７５】
次に、基板トレイ４０を介して回転テーブル３２に載置された基板Ｗの位置調整方法について説明する。
【００７６】
第２の実施形態にかかる電子線描画装置１００では、基板Ｗを回転テーブル３２に載置した後に、回転テーブル３２の回転中心と基板Ｗの中心との偏心量（位置ずれ）を測定し、この偏心量をキャンセルするように各保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃの位置の再調整を行う。
【００７７】
《偏心量測定》
回転テーブル３２の回転中心（図１５中のＸ軸とＹ軸の交点）と基板Ｗの中心との偏心量（以下、単に基板Ｗの偏心量という）の測定は、まず、移動装置３４を介して基板ＷをＸ軸方向へ移動させて、例えば図１４の概略図に示されるように、照射装置１０からの電子線が基板Ｗの外縁部に入射する位置へ基板Ｗを位置決めする。次に、図中の白抜き矢印に示されるように基板Ｗを回転させ、所定の角度毎に基板Ｗに入射した電子線の２次電子信号を不図示の検出器を介して取得する。本実施形態では、一例として図１５を参照するとわかるように、基板Ｗが３０度回転するごとに矩形状のフィールドＦ１〜Ｆ１２を電子線で走査し、この走査により得られる電子線の２次電子信号に基づいて１２枚の画像を形成する。
【００７８】
これらの画像は、回転テーブル３２の回転中心を中心とする所定の円周上に配置されるため、それぞれフィールドＦ１〜Ｆ１２に対応する画像の、回転中心側の外縁と基板Ｗの外縁とまでの距離Ｒｎ（ｎ＝１，２，…，１２）を計測することで、基板Ｗの偏心量を計測することができる。
【００７９】
例えば、図１５に示される例では、基板Ｗは、Ｘ軸及びＹ軸と４５度の角度をなす直線Ｌに沿って、＋Ｘ方向及び−Ｙ方向へずれた状態で載置されている。このため、フィールドＦ５での距離Ｒ５の値よりフィールドＦ１２での距離Ｒ１２の値の方が大きくなっている。そして、フィールドＦ１の中心がＸ軸上に位置するときの基板Ｗの回転角θを零とすると、回転角θに対応する距離Ｒｎを示す曲線は、一例として図１６に示されるようなサイン波となり、その振幅の大きさが偏心量εとなる。本実施形態では、各フィールドＦ１〜Ｆ１２に対応する回転角θと、距離Ｒｎとをそれぞれ求め、これらの情報から図１６に示される曲線を算出し、基板Ｗの偏心量εを算出する。
【００８０】
《基板の位置調整》
基板Ｗの偏心量εを算出したら、次に偏心量εに基づいて保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃを移動させて、基板Ｗの中心を回転テーブル３２の回転中心に位置決めする。保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃの移動は、保持ブロック４５Ｃを代表的に取り上げて示す図である図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）を参照するとわかるように、１組の接触電極７０ａ（ただし、紙面奥側の接触電極７０ａは不図示）と、Ｘ軸方向に微小移動するマイクロヘッド７０ｂとを備えた位置調整装置７０を用いて行う。
【００８１】
例えば図１８の模式図に示されるように、偏心量がδで偏心方向がＸ軸に対し角度θである場合には、図１７（Ａ）に示されるように、まず、位置調整装置７０の１組の接触電極７０ａを保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃそれぞれの２本の電極６４に接触させて電極６４間に電圧を印加し、保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃそれぞれのロックプレート６２を収縮状態とする。これにより、すべての保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃが移動可能となる。
【００８２】
次に、図１７（Ｂ）に示されるように、位置調整装置７０のマイクロヘッド７０ｂで保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃそれぞれを微小移動させることにより基板Ｗを移動させて、基板Ｗの中心を回転中心に位置決めする。図１８の模式図に示される場合では、まず、保持ブロック４５Ｂの移動を行った後に、保持ブロック４５Ａ，４５Ｃの移動を行う。
【００８３】
次に、保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃそれぞれの電極６４への電圧の印加を停止し、ロックプレート６２を伸張状態とする。これにより、すべての保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃは基板トレイ４０に対して固定され、基板Ｗは、その中心が回転テーブル３２の回転中心に一致した状態で基板トレイ４０に保持される。
【００８４】
以上説明したように、本実施形態では、電子線の２次電子信号から得られる画像から、基板Ｗの偏心量が直接算出され、この偏心量に基づいて基板Ｗの中心が回転中心へ位置決めされる。したがって、基板Ｗに精度よくパターンを描画することができる。
【００８５】
また、本実施形態では、保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃの基板Ｗに当接する部分が摩耗しても、基板Ｗの中心が回転中心へ精度よく位置決めされる。したがって、基板Ｗに精度よくパターンを描画することができる。
【００８６】
また、本実施形態では、保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃのピエゾ素子６３Ａ，６３Ｂに電圧を印加することで、各保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃは基板トレイ４０に対して移動可能となり、ピエゾ素子６３Ａ，６３Ｂへの電圧の印加を停止することで、各保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃは基板トレイ４０に対して固定される。このため、保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃに外部から大きな外力を作用させることが不要となる。したがって、保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃに大きな外力が作用することによる、基板Ｗの位置決め精度の悪化を回避することができる。特に真空チャンバ２０内で、基板Ｗの位置決めを行う場合には、真空チャンバ２０の内部に、保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃを動作させるための大きな外力を発生させる装置を配置する必要がなくなるので、装置構造の簡素化を図ることができ、また基板Ｗの位置決めの自動化の観点からも有利となる。
【００８７】
また、本実施形態では、保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃの電極６４に、保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃの移動方向と直交する方向へ接触電極７０ａが圧接される。これにより、保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃの位置決め精度の低下を回避することができる。
【００８８】
また、保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃでは、ロックプレート６２の連結部６２ｂを湾曲させることで、摺動部６２ａを微小移動させる。これにより、ピエゾ素子６３Ａ，６３Ｂの伸縮量（ストローク）よりも、３〜４倍程度大きなストロークで摺動部６２ａを移動させることができる。したがって、保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃの大型化を回避することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
以上説明したように、本発明の回転機構は、基板を回転するのに適している。また、本発明の電子線描画装置は、電子線を用いたパターンの描画に適している。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電子線描画装置１００の概略的な構成を示す図である。
【図２】基板トレイ４０の平面図である。
【図３】基板トレイ４０に設けられたガイド溝４２ｃ近傍の断面図である。
【図４】回転テーブル３２の平面図である。
【図５】図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、移動ロックピン５０Ｂの動作等を説明するための図である。
【図６】基板トレイ４０を回転テーブル３２に載置する手順を説明するための図（その１）である。
【図７】基板トレイ４０を回転テーブル３２に載置する手順を説明するための図（その２）である。
【図８】図８（Ａ）は、センタリング装置２００の概略構成を示す図であり、図８（Ｂ）は、センタリング装置２００によるセンタリング方法を説明するための図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る基板トレイ４０の平面図である。
【図１０】保持ブロック４５Ｃの斜視図である。
【図１１】保持ブロック４５Ｃの展開斜視図である。
【図１２】図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は、保持ブロック４５Ｃの動作を説明するための図である。
【図１３】基板トレイ４０に取り付けられた状態の保持ブロック４５Ｃを示す図である。
【図１４】基板Ｗの変位量を計測する手順を説明するための図（その１）である。
【図１５】基板Ｗの変位量を計測する手順を説明するための図（その２）である。
【図１６】基板Ｗの変位量を計測する手順を説明するための図（その３）である。
【図１７】図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）は、保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃの位置を調整するための手順を説明するための図（その１、その２）である。
【図１８】保持ブロック４５Ａ〜４５Ｃの位置を調整するための手順を説明するための図（その３）である。
【符号の説明】
【００９１】
１０…照射装置、１０ａ…ケーシング、１１…電子銃、１２…電界レンズ、１３…ブランキング電極、１４…アパーチャ部材、１５…走査電極、１６…対物レンズ、２０…真空チャンバ、３０…基板ステージ、３２…回転テーブル、３２ａ…長孔部、３２ｂ…シリンダ部、３３…回転装置、３４…移動装置、３５…解除機構、３５ａ…解除ロッド、４０…基板トレイ、４０ａ…ベース、４１ａ〜４１ｃ…円形開口、４２ａ〜４２ｃ…ガイド溝、４３…円形開口、４５Ａ〜４５Ｃ…保持ブロック、５０Ａ,５０Ｃ…固定ロックピン、５０Ｂ…移動ロックピン、５１…可動体、５２…押バネ、６１…ガイドプレート、６１ａ…ガイド部、６１ｂ…突出部、６２…ロックプレート、６２ａ…摺動部、６２ｂ…連結部、６２ｃ…開口部、６３Ａ，６３Ｂ…ピエゾ素子、６４…電極、７０…位置調整装置、７０ａ…接触電極、７０ｂ…マイクロヘッド、１００…電子線描画装置、Ｗ…基板。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を回転軸回りに回転する回転機構であって、
所定の円に内接、又は外接するように形成された少なくとも３つの円形開口を有し、前記基板の中心を、前記所定の円の中心へ一致させた状態で、前記基板を保持するトレイと；
前記トレイを載置して前記回転軸回りに回転し、前記回転軸を中心とする円の円周に沿って、対応する前記複数の円形開口にそれぞれ内接可能に配置された複数の位置決め部材を有する回転テーブルと；
前記複数の位置決め部材のうちの少なくとも１つの位置決め部材を、前記回転軸を中心とする円の半径方向へ移動する移動機構と；を備える回転機構。
【請求項２】
前記円形開口は相互に大きさが等しく、前記複数の位置決め部材それぞれは、前記円形開口がそれぞれ内接する前記所定の円に内接可能に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の回転機構。
【請求項３】
前記円形開口は相互に大きさが等しく、前記複数の位置決め部材それぞれは、前記円形開口がそれぞれ外接する前記所定の円に外接可能に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の回転機構。
【請求項４】
前記円形開口は前記所定の円の円周に沿って等間隔で配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転機構。
【請求項５】
前記トレイは、前記基板が載置される面の上面を、前記所定の円の半径方向へ移動する複数のブロックを更に備え、前記基板は、前記複数のブロックによって、前記基板の中心が前記所定の円の中心に位置決めされた状態で、前記トレイに保持されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の回転機構。
【請求項６】
前記ブロックは、前記トレイに前記所定の円の半径方向に形成された溝に沿って摺動することにより、前記トレイ上を移動することを特徴とする請求項５に記載の回転機構。
【請求項７】
前記ブロックを、任意の位置で固定するロック機構を更に備える請求項６に記載の回転機構。
【請求項８】
前記ロック機構は、前記溝内に位置する前記ブロックの少なくとも一部を、前記所定の円の半径方向に直交する方向に伸張させることにより得られる摩擦力によって、前記ブロックを固定することを特徴とする請求項７に記載の回転機構。
【請求項９】
前記ロック機構は、印加される電圧に応じて前記ブロックの少なくとも一部を伸縮させる圧電素子を備えていることを特徴とする請求項８に記載の回転機構。
【請求項１０】
前記圧電素子に所望の電圧を印加する電圧印加装置と；
前記保持ブロックを前記溝に沿って摺動させる移動機構とを；を更に備える請求項９に記載の回転機構。
【請求項１１】
基板にパターンを描画する電子線描画装置であって、
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の回転機構と；
前記回転機構によって回転される基板に電子線を照射する照射装置と；を備える電子線描画装置。
【請求項１】
基板を回転軸回りに回転する回転機構であって、
所定の円に内接、又は外接するように形成された少なくとも３つの円形開口を有し、前記基板の中心を、前記所定の円の中心へ一致させた状態で、前記基板を保持するトレイと；
前記トレイを載置して前記回転軸回りに回転し、前記回転軸を中心とする円の円周に沿って、対応する前記複数の円形開口にそれぞれ内接可能に配置された複数の位置決め部材を有する回転テーブルと；
前記複数の位置決め部材のうちの少なくとも１つの位置決め部材を、前記回転軸を中心とする円の半径方向へ移動する移動機構と；を備える回転機構。
【請求項２】
前記円形開口は相互に大きさが等しく、前記複数の位置決め部材それぞれは、前記円形開口がそれぞれ内接する前記所定の円に内接可能に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の回転機構。
【請求項３】
前記円形開口は相互に大きさが等しく、前記複数の位置決め部材それぞれは、前記円形開口がそれぞれ外接する前記所定の円に外接可能に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の回転機構。
【請求項４】
前記円形開口は前記所定の円の円周に沿って等間隔で配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転機構。
【請求項５】
前記トレイは、前記基板が載置される面の上面を、前記所定の円の半径方向へ移動する複数のブロックを更に備え、前記基板は、前記複数のブロックによって、前記基板の中心が前記所定の円の中心に位置決めされた状態で、前記トレイに保持されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の回転機構。
【請求項６】
前記ブロックは、前記トレイに前記所定の円の半径方向に形成された溝に沿って摺動することにより、前記トレイ上を移動することを特徴とする請求項５に記載の回転機構。
【請求項７】
前記ブロックを、任意の位置で固定するロック機構を更に備える請求項６に記載の回転機構。
【請求項８】
前記ロック機構は、前記溝内に位置する前記ブロックの少なくとも一部を、前記所定の円の半径方向に直交する方向に伸張させることにより得られる摩擦力によって、前記ブロックを固定することを特徴とする請求項７に記載の回転機構。
【請求項９】
前記ロック機構は、印加される電圧に応じて前記ブロックの少なくとも一部を伸縮させる圧電素子を備えていることを特徴とする請求項８に記載の回転機構。
【請求項１０】
前記圧電素子に所望の電圧を印加する電圧印加装置と；
前記保持ブロックを前記溝に沿って摺動させる移動機構とを；を更に備える請求項９に記載の回転機構。
【請求項１１】
基板にパターンを描画する電子線描画装置であって、
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の回転機構と；
前記回転機構によって回転される基板に電子線を照射する照射装置と；を備える電子線描画装置。
【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】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００９−５４２６９（Ｐ２００９−５４２６９Ａ）
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９９９１４（Ｐ２００８−９９９１４）
【出願日】平成２０年４月８日（２００８．４．８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月８日（２００８．４．８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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