(57)【要約】【課題】基板に照射される電子線の照射位置を補正することにより、精度よく基板にパターンを描画する。【解決手段】位置コントローラ７４から出力される偏差情報から、まず回転テーブルユニット３０を構成する回転機構３２の駆動に起因する回転同期振動成分と、スライドユニット３３によって移動ステージが移動されることに起因する振動成分とを除去し、次に、偏差情報と、電子線の電流値（ｎＡ）に対する電子線の偏向感度（ｍＶ／ｎｍ）を示す特性曲線に基づいて走査電極１６に印加する電圧値を決定する。そして、決定された電圧値の電圧を走査電極１６に印加して、電子線の入射位置の補正を行う。これにより、電子線の照射位置の変動分が効率的に補正される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動ステージに回転可能に保持された試料に電子線を照射してパターンを描画する電子線描画装置であって、
前記移動ステージの現在位置と目標位置との偏差を含む偏差情報に基づいて前記移動ステージを駆動する駆動装置と；
印加される電圧に応じて前記ステージの移動方向へ前記電子線を偏向する偏向器と；
前記偏差情報から、前記移動ステージの駆動に起因する振動成分と、前記試料を回転させる回転機構の回転同期振動成分とを除去する処理装置と；
予め計測した電子線の電流値に対する偏向感度と、前記試料に入射する電子線の電流値とに基づいて偏向感度を決定し、該偏向感度と前記振動成分及び前記回転同期振動成分が除去された偏差情報に含まれる偏差とから、前記偏向器に印加する電圧値を演算する演算装置と；
前記演算装置の演算結果に基づいて、前記偏向器に電圧を印加する電圧印加装置と；を備える電子線描画装置。
【請求項２】
前記演算装置は、前記偏向感度に前記振動成分及び前記回転同期振動成分が除去された偏差情報に含まれる偏差を乗じることで、前記偏向器に印加する電圧値を演算する請求項１に記載の電子線描画装置。
【請求項３】
前記電子線の電流値に対する偏向感度は、試料を保持した前記移動ステージを一定量移動させるとともに、前記試料に入射する電子線を所定量偏向させることにより得られる前記試料の観察画像に基づいて設定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子線描画装置。
【請求項４】
前記電子線の電流値に対する偏向感度は、前記試料に対する描画ごとに設定され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電子線描画装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子線描画装置に係り、更に詳しくは、電子線を用いて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、０．０５μｍ以下の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、回転する基板に電子線を照射して基板の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、或いは、ＸＹステージによって水平面内を移動する基板に直線上の微細パターンを描画するものである。
【０００４】
そして、この種の電子線描画装置に関しては、基板などに対するパターンの描画精度を向上させる技術が種々提案されている（例えば、特許文献１乃至特許文献３参照）。
【０００５】
特許文献１に記載のマスタリング装置は、位置決め精度がミクロンオーダの直動ステージと、ディスク原盤の半径方向へ電子線を偏向する偏向手段とを備えている。そして、直動ステージを断続的に移動させながら回転ステージを軸ぶれが一定の値以下となる回転速度で回転させるとともに、電子線の照射位置を直動ステージの移動距離の範囲内で調整することで、ディスク原盤上に超高密度なピットを形成する。
【０００６】
特許文献２に記載の電子線描画装置は、床振動によるビーム位置変動を低減するために、床振動等の外部環境から電子線描画装置に伝達される振動を検出し、電子線の照射位置を偏向補正することによって高精度に描画を行う。
【０００７】
特許文献３に記載のマスタリング装置は、レーザ干渉計又はレーザホロスケールなどによって送りスライダーの微量な送りムラを検出し、この送りムラをレーザ光を偏向させることで光学的に補正するとともに、ピエゾアクチュエータの伸縮により、記録ヘッドを動作させることで送りスライダーの微量な送りムラを補正する。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１６３８４５号公報
【特許文献２】特開平１１−１６８１５号公報
【特許文献３】特開平１０−２６１２４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の装置は、直動ステージが停止している状態で電子線の偏向範囲内で露光を行い、露光が終了した時点で直動ステージを予め定められた所定距離ずつ断続的に移動させる。このため、直動ステージの位置決めに時間がかかり、描画時間が長くなるという不都合がある。
【００１０】
また、特許文献２に記載の装置は、床振動等の外部環境から電子線描画装置に伝達される振動に基づいて電子線の照射位置の補正を行う。しかしながら、この方法では、床等の振動量とステージの振動量とが異なる場合には、正確な補正を行うことができなくなる。
【００１１】
また、特許文献３に記載の装置では、検出した信号の信号処理が行われない。このため、振動成分や回転同期成分の影響で描画されたパターンのピッチが乱れてしまう可能性がある。
【００１２】
本発明は上述の事情の下になされたもので、その目的は、連続的に駆動される試料に対するパターンの描画中に、電子線の入射位置の補正を行うことにより、試料にパターンを精度よく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】
【００１３】
本発明は第１の観点からすると、移動ステージに回転可能に保持された試料に電子線を照射してパターンを描画する電子線描画装置であって、前記移動ステージの現在位置と目標位置との偏差を含む偏差情報に基づいて前記移動ステージを駆動する駆動装置と；印加される電圧に応じて前記ステージの移動方向へ前記電子線を偏向する偏向器と；前記偏差情報から、前記移動ステージの駆動に起因する振動成分と、前記試料を回転させる回転機構の回転同期振動成分とを除去する処理装置と；予め計測した電子線の電流値に対する偏向感度と、前記試料に入射する電子線の電流値とに基づいて偏向感度を決定し、該偏向感度と前記振動成分及び前記回転同期振動成分が除去された偏差情報に含まれる偏差とから、前記偏向器に印加する電圧値を演算する演算装置と；前記演算装置の演算結果に基づいて、前記偏向器に電圧を印加する電圧印加装置と；を備える電子線描画装置である。
【００１４】
これによれば、振動成分と回転振動成分とが除去された偏差情報に含まれる偏差に相当する量だけ電子線を偏向させる電圧の電圧値が演算され、この演算結果に基づいて電子線の入射位置が偏向補正される。したがって、連続的に駆動される試料に精度よくパターンを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】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図７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に電子線を照射して、基板Ｗの描画面に微細パターンを描画する電子線描画装置である。
【００１６】
図１に示されるように、この電子線描画装置１００は、電子線を基板に照射する照射装置１０、基板が載置される回転テーブル３１を備える回転テーブルユニット３０、回転テーブルユニット３０を収容する真空チャンバ４０、回転テーブルユニット３０の制御を行う位置コントローラ７４、照射装置１０に含まれる走査電極１６を制御する位置補正制御装置７２、及び上記各部を統括的に制御する制御装置７０などを備えている。
【００１７】
前記真空チャンバ４０は、直方体状の中空部材であり上面には円形の開口が形成されている。
【００１８】
前記回転テーブルユニット３０は、真空チャンバ４０内部の底壁面上に配置されている。この回転テーブルユニット３０は、基板Ｗが載置される回転テーブル３１、回転テーブル３１を鉛直軸回りに所定の回転数で回転する回転機構３２、回転機構３２を支持するとともにＸ軸方向に移動する移動ステージ３４、及び前記移動ステージ３４を所定のストロークでＸ軸方向に駆動するスライドユニット３３を備えている。
【００１９】
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１１と、該ケーシング１１の内部上方から下方に向かって順次配置された、電子銃１２、磁界レンズ１３、ブランキング電極１４、アパーチャ部材１５、走査電極１６、及び対物レンズ１７を備えている。
【００２０】
前記ケーシング１１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４０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。そして、真空チャンバ４０内部に位置する部分は、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。
【００２１】
前記電子銃１２は、前記ケーシング１１の内部上方に配置されている。この電子銃１２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程度の電子線を下方（−Ｚ方向）へ射出する。
【００２２】
前記磁界レンズ１３は、電子銃１２の下方に配置された環状のレンズであり、電子銃１２から下方に射出された電子線に対して集束する方向のパワーを作用させる。
【００２３】
前記ブランキング電極１４は、Ｘ軸方向に所定間隔隔てて相互に対向するように配置された１組の長方形板状の電極を有し、制御装置７０によって印加される電圧に応じて、磁界レンズ１３を通過した電子線を、図中の点線で示されるように＋Ｘ方向へ偏向する。
【００２４】
前記アパーチャ部材１５は、中央に電子線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１５は、ブランキング電極１４を通過した電子線が収束する点近傍に開口が位置するように配置されている。
【００２５】
前記走査電極１６は、アパーチャ部材１５の下方に配置されている。この走査電極１６は、Ｘ軸方向に相互に対向するように配置された１対の電極と、Ｙ軸方向に相互に対向するように配置された１対の電極とを有し、位置補正制御装置７２によって印加される電圧に応じて、アパーチャ部材１５を通過した電子線をＸ軸方向又Ｙ軸方向へ偏向する。
【００２６】
前記対物レンズ１７は、走査電極１６の下方に配置され、走査電極１６を通過した電子線を、回転テーブル３１に載置された基板の表面に収束させる。
【００２７】
上述のように構成された照射装置１０では、電子銃１２から射出された電子線は、磁界レンズ１３を通過することにより集束され、アパーチャ部材１５に設けられた開口近傍（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線は、発散しつつアパーチャ部材１５を通過することによりそのビーム径が整形される。そして、対物レンズ１７によって、回転テーブル３１に載置された基板Ｗの表面に収束される。
【００２８】
また、照射装置１０では、上記動作と並行してブランキング電極１４を制御して、電子線をＸ軸方向に偏向することで、アパーチャ部材１５で電子線を遮蔽し、基板Ｗに対する電子線のブランキングをすることができるようになっている。また、走査電極１６に印加する電圧を制御して、電子線をＸ軸方向又はＹ軸方向に偏向させることで、基板Ｗ上の電子線の照射位置の調整を行うことができるようになっている。
【００２９】
制御装置７０は、一例としてＣＰＵ、及び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７０は、例えばユーザからの指令に基づいて、照射装置１０の構成各部を制御して、予め設定された電流値の電子線を基板Ｗに照射するとともに、基板Ｗに照射される電子線の電流値を位置補正制御装置７２へ通知する。また、電子線の照射と同時に回転テーブルユニット３０などを統括的に制御する。
【００３０】
前記位置コントローラ７４は、制御装置７０からの指示により、干渉計３６を介して回転テーブル３１のＸ軸方向の位置を計測しつつ、制御装置７０からの位置指令情報に基づいて、スライドユニット３３を介して移動ステージ３４をＸ軸方向に移動させる。これにより、回転テーブル３１は、位置指令情報に含まれる回転テーブル３１の目標位置と、干渉計３６を介して計測した回転テーブル３１の実測位置との偏差が零となるようにＸ軸方向へ移動される。また、位置コントローラ７４は、回転テーブル３１の目標位置と実測位置との偏差を含む偏差情報を位置補正制御装置７２に出力する。
【００３１】
前記位置補正制御装置７２は、図２（Ａ）に示されるように、信号バッファ回路７２ａ、信号処理回路７２ｂ、ゲイン調整回路７２ｃ、及び駆動回路７２ｄを含んで構成されている。そして、上述のように位置コントローラ７４から送信された偏差情報は、一旦信号バッファ回路７２ａに保存され、適宜信号処理回路７２ｂへ供給される。
【００３２】
前記信号処理回路７２ｂは図２（Ｂ）に示されるように、例えば３つのノッチフィルタ７３ａ，７３ｂ，７３ｃと、分析回路７３ｄを含んで構成されている。信号バッファ回路７２ａから供給された偏差情報は、分析回路７３ｄで周波数分析が行われる。図３には、偏差情報を分析した結果得られたパワースペクトルが示されている。図３では一例として、周波数がａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ（Ｈｚ）近傍であるときにパワースペクトラムが大きくなっており、このうちの周波数ａ、ｄ、ｇ（Ｈｚ）におけるパワースペクトラムは、主として回転テーブルユニット３０を構成する回転機構３２、スライドユニット３３などの駆動機構による振動成分及び回転同期振動成分である。
【００３３】
信号処理回路７２ｂでは、図３に示される分析結果に基づいて、３つのノッチフィルタ７３ａ〜７３ｃのカットオフ周波数が、それぞれａ、ｄ、ｇとなるように決定される。これによって、３つのノッチフィルタ７３ａ〜７３ｃを含む系のゲイン特性は図３（Ｂ）に示されるようになり、信号処理回路７２ｂからはノッチフィルタ７３ａ〜７３ｃによって振動成分及び回転同期振動成分が除去された偏差情報がゲイン調整回路７２ｃへ出力される。
【００３４】
図４はゲイン調整回路７２ｃの動作を説明するための図である。図４に示されるように、ゲイン調整回路７２ｃは、ＣＰＵ７５ａ、入力部７５ｂ、Ｄ／Ａ変換器７５ｃ、ＲＯＭ７５ｄ、ＲＡＭ７５ｅ、ＡＧＣ（オートゲインコントローラ）７５ｆを含んで構成されている。
【００３５】
前記ＲＡＭ７５ｅには、例えば図５に示される電子線の電流値（ｎＡ）に対する電子線の偏向感度（ｍＶ／ｎｍ）を示す特性曲線に関する情報が格納されている。図６は、特性曲線の一部を拡大して示す図である。前記特性曲線は、例えば偏向感度をｙ、電子線の電流値をｘとすると、次式（１）で与えられる。
【００３６】
ｙ＝−０．００５２ｘ２＋０．１０９ｘ＋１．９０５９  …（１）
【００３７】
前記ＣＰＵ７５ａは、入力部７５ｂを介して、制御装置７０から現在の電子線の電流値（設定電流値）と、信号処理回路７２ｂからの偏差情報とが供給されると、前記ＲＯＭ７５ｄに格納されたプログラムを起動して、まず図５に示される特性曲線から、電子線の電流値に対応する偏向感度を決定し、この偏向感度に偏差情報に含まれる移動ステージ３４の目標値と現在位置との偏差量を乗ずることにより、走査電極１６に印加する電圧値（ｍＶ）を演算する。このＣＰＵ７５ａによる演算結果は、Ｄ／Ａ変換器７５ｃによりアナログデータに変換された後、ＡＧＣ７５ｆを介して駆動回路７２ｄに出力される。
【００３８】
駆動回路７２ｄは、ゲイン調整回路７２ｃからのアナログデータに含まれる電圧情報に基づく電圧を走査電極１６に印加する。これにより電子線は移動ステージ３４の偏差量に相当する量だけ偏向される。
【００３９】
上述した電子線描画装置１００では、例えばユーザや上位装置からの描画開始指令を、制御装置７０が受信すると、制御装置７０は、位置コントローラ７４を介して、まず回転テーブルユニット３０を駆動することにより、基板Ｗを＋Ｘ方向へ微小移動させながら所定の回転数で回転させる。次に、照射装置１０を駆動して、描画パターンに基づいたブランキングを行うことにより変調された電子線を基板Ｗの表面に照射して、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形成する。また、電子線の照射中は、位置補正制御装置７２による電子線の入射位置の補正が随時おこなわれる。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態にかかる電子線描画装置１００では、基板Ｗの表面にパターンが形成されている間に、位置コントローラ７４から偏差情報が位置補正制御装置７２へ出力される。次に、この偏差情報から、まず回転テーブルユニット３０を構成する回転機構３２の駆動に起因する回転同期振動成分と、スライドユニット３３によって移動ステージが移動されることに起因する振動成分とが除去される。次に、偏差情報と、電子線の電流値（ｎＡ）に対する電子線の偏向感度（ｍＶ／ｎｍ）を示す特性曲線から偏向感度が決定され、決定された偏向感度に偏差を乗じることで、査電極１６に印加される電圧値が決定される。そして、決定された電圧値の電圧が走査電極１６に印加されることで、電子線の入射位置の補正が行われる。これにより、電子線描画装置１００が載置された床面など、装置の外部から伝わる振動に基づく電子線の照射位置の変動分が効率的に補正される。
【００４１】
また、本実施形態では、図５に示される特性曲線に関する情報は、予めゲイン調整回路７２ｃのＲＡＭ７５ｅに格納されているが、これに限らず、基板Ｗに対する描画ごとに、特性曲線を算出し、ＲＡＭ７５ｅに格納しておくこととしてもよい。
【００４２】
図７は、特性曲線を算出するための方法を説明するための図である。以下、図７を参照しつつ特性曲線の算出手順について簡単に説明する。
【００４３】
特性曲線は、パターンを描画する基板Ｗに代えて、表面に直径が１００ｎｍ程度のラテックス球が散布された試料を回転テーブル３１上に載置する。次に、この状態から電子線を試料の所定位置Ａに入射させる。次に、試料を距離ΔＳ移動させるとともに、偏向器に電圧を印加することにより電子線を偏向させて、電子線を試料の所定位置Ａに入射させる。そして、上述の動作を電子線の電流値を変えながら複数回行うことにより得られる、電子線の電流値と電子線の感度との複数組の情報から近似式を算出し、この近似式を特性曲線とすることで得ることができる。また、電子線が所定位置Ａに入射しているか否かは、偏向前の電子線が入射する試料表面の画像と、偏向後の電子線が入射する試料表面の画像とを撮像し、双方の画像がほぼ一致しているか否かで判断することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
以上説明したように、本発明の電子線描画装置は、基板にパターンを描画するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一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】図２（Ａ）は位置補正制御装置のブロック図であり、図２（Ｂ）は信号処理回路のブロック図である。
【図３】図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、位置補正制御装置の動作を説明するための図（その１、その２）である。
【図４】ゲイン調整回路の動作を説明するための図である。
【図５】特性曲線を示す図（その１）である。
【図６】特性曲線を示す図（その２）である。
【図７】特性曲線の算出方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０…照射装置、１１…ケーシング、１２…電子銃、１３…磁界レンズ、１４…ブランキング電極、１５…アパーチャ部材、１６…走査電極、１７…対物レンズ、３０…回転テーブルユニット、３１…回転テーブル、３２…回転機構、３３…スライドユニット、３４…移動ステージ、３６…干渉計、４０…真空チャンバ、７０…制御装置、７２…位置補正制御装置、７２ａ…信号バッファ回路、７２ｂ…信号処理回路、７２ｃ…ゲイン調整回路、７２ｄ…駆動回路、７３ａ〜７３ｃ…ノッチフィルタ、７３ｄ…分析回路、７４…位置コントローラ、７５ａ…ＣＰＵ、７５ｂ…入力部、７５ｃ…Ｄ／Ａ変換器、７５ｄ…ＲＯＭ、７５ｅ…ＲＡＭ、７５ｆ…ＡＧＣ、１００…電子線描画装置、Ｗ…基板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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