(57)【要約】【課題】高精度送りを実現できる光ディスク原盤露光装置等を提供すること。【解決手段】露光装置は、第１の信号処理工程による２次関数波信号とゼロ電位との交点を検出するゼロクロス検出手段の選択パルス出力信号に基づいて、２次関数波信号とその反転信号から半径方向外向き偏向成分を折り返した信号と、半径方向内向き偏向成分信号とを連接した２次関数波信号を出力調整手段により増幅して同心円偏向信号に重畳する第２の信号処理工程とからなる多角形信号処理手段の出力信号を偏向手段に印加する。【選択図】図１
2012088611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビーム照射手段から照射されるビームを光学系を介して収束して、回転角度検出手段が設けられた回転手段により回転自在であり、スライド位置検出手段が設けられたスライド移動手段により任意位置に移動自在な原盤に対してビームを照射し、同心円または螺旋(スパイラル)を露光する露光装置であって、
半径方向にビーム偏向可能な偏向手段が設けられ、前記回転手段の回転に応じて露光させるための同心円偏向信号を生成して上記偏向手段に供給する同心円演算処理手段と、スライド移動手段によりスライド移動した上記同心円あるいは螺旋(スパイラル)の半径と、生成される多角形の中心からの長さの差分に相当する差分信号を上記偏向手段に印加して多角形を露光する多角形演算処理手段とを備えた露光装置において、
回転指令情報と露光開始位置情報、偏向感度情報と多角形の辺数情報ｎから多角形生成に必要な偏向周波数ｆと露光開始位置に必要な最大偏向振幅を演算し、スライド位置検出手段の位置情報に基づいてゲイン調整する出力調整手段を設けた振幅演算調整処理工程と、回転角度検出手段の１回転に１回発生する原点信号にてカウンタクリアされ、１回転当たりのパルス数Ｎと多角形の辺数情報ｎから多角形の一辺を形成する中心角度に相当する角度パルス数Ｎ／ｎを算出してカウンタ値として設定し、多角形の奇数辺で加算、偶数辺で減算指令して現在角度に応じた三角波を生成し、その三角波を積分処理することにより２次関数波信号を生成する第１の信号処理工程と、２次関数波信号とゼロ電位との交点を検出するゼロクロス検出手段を設け、ゼロクロス検出手段の選択パルス出力信号に基づいて、２次関数波信号とその反転信号から半径方向外向き偏向成分を折り返した信号と、半径方向内向き偏向成分信号とを連接した２次関数波信号を前記出力調整手段により増幅して前記同心円偏向信号に重畳する第２の信号処理工程とからなる多角形信号処理手段を設け、その出力信号を偏向手段に印加することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記第２の信号処理工程は、２次関数波信号と、その２次関数波信号を位相反転した信号を入力として、２次関数波信号の正側と負側でパルスを生成するパルス生成手段とそのパルス信号に基づいて上記２入力を選択するアナログスイッチから構成されることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
ビーム照射手段から照射されるビームを光学系を介して収束して、回転角度検出手段が設けられた回転手段により回転自在であり、スライド位置検出手段が設けられたスライド移動手段により任意位置に移動自在な原盤に対してビームを照射し、同心円または螺旋(スパイラル)を露光する露光装置であって、
半径方向にビーム偏向可能な偏向手段が設けられ、前記回転手段の回転に応じて露光させるための同心円偏向信号を生成して上記偏向手段に供給する同心円演算処理手段と、スライド移動手段によりスライド移動した上記同心円あるいは螺旋(スパイラル)の半径と、生成される多角形の中心からの長さの差分に相当する差分信号を上記偏向手段に印加して多角形を露光する多角形演算処理手段とを備えた露光装置において、
回転指令情報と露光開始位置情報，偏向感度情報と多角形の辺数情報ｎから多角形生成に必要な偏向周波数ｆと露光開始位置に必要な最大偏向振幅を演算し，スライド位置検出手段の位置情報に基づいてゲイン調整する出力調整手段を設けた振幅演算調整処理工程と、回転角度検出手段の１回転に１回発生する原点信号にてカウンタクリアされ、回転角度検出手段の１回転当たりのパルス数Ｎと多角形の辺数情報ｎから多角形の一辺を形成する中心角度に相当する角度パルス数Ｎ／ｎを算出してカウンタ値として設定し、多角形の奇数辺で加算、偶数辺で減算指令して現在角度に応じた三角波を生成し、その三角波を積分処理することにより２次関数波信号を生成する第１の信号処理工程と、２次関数波信号とゼロ電位との交点を検出するゼロクロス検出手段を設け、ゼロクロス検出手段の選択パルス出力信号に基づいて、ゼロクロス検出手段の選択パルス出力信号に基づいて、２次関数波信号とその反転信号から２次関数波信号の半径方向外向き偏向成分を折り返した信号と、半径方向内向き偏向成分信号とを連接した２次関数波信号を前記出力調整手段により増幅して前記同心円偏向信号に重畳する第２の信号処理工程とからなる多角形信号処理手段を設け、その出力信号を偏向手段に印加して多角形露光することを特徴とする露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ディスク用原盤露光装置を用いて、ガラス原盤またはウエハー等へ情報を記録するための露光装置および露光方法に関するものであり、特に回転駆動される試料に直線を露光するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ディスク、ハードディスク等では大容量化が進み、又半導体素子の集積度が向上したことに伴って、数十ｎｍオーダーの微細な加工寸法が要求されるようになり、電子線描画装置による描画精度もさらに高精度のものが要求されている。定盤上に設定された試料室と電子鏡筒からなる電子ビーム描画装置は、試料を載置して平面内に移動自在なステージ上の試料に対して、電子銃から放射された電子ビームを電子レンズで収束し偏向器で偏向させて照射し、所望のパターンを描画する。
【０００３】
一般的に、電子ビーム描画装置は、光ディスク、ハードディスク等の同心円状あるいはスパイラル(螺旋)パターンを露光するスタンパ(金型)製造用途には試料室内部に設けられるステージとして１軸直動ステージと回転ステージの組み合わせ、Ｘ−θステージが用いられ、又、半導体分野のリソグラフィでは、試料室内部に設けられるステージとして直交２軸直動ステージ、Ｘ−Ｙステージが用いられる。
【０００４】
試料室内部にＸ−θステージを搭載した電子ビーム描画装置で直線を露光する従来技術としては、特許文献１で提示されている。
【０００５】
特許文献１では、回転移動手段の回転に応じて同心円を露光させるための同心円偏向信号を生成して偏向手段に供給する同心円演算処理手段と、スライド移動手段によりスライド移動した同心円の半径と、生成される多角形の中心からの長さの差分に相当する信号を同心円偏向信号に重畳させて多角形を露光させるための多角形露光信号として偏向手段に供給する多角形演算処理手段とを備えたものである。 これにより、レーザ光を用いたディスク原盤露光装置だけでなく、電子ビームを用いた原盤露光装置も対象とし、ディスク用原盤露光装置を用いて、回転機構が高速回転し、停止することなく直線を露光することにより、多角形を露光することができる。
【０００６】
試料室内部にＸ−Ｙステージを搭載した電子ビーム描画装置で直線を露光する従来技術としては、特許文献２、特許文献３で提示されているように２方式がある。
その一つは、特許文献２などに示されるように、半導体ウエハを載置した試料台を所定の一方向に連続的に移動させながら、これに交差する方向に一定の幅で電子線を走査しつつ、電子線の照射および照射停止を制御することで所望の図形を描画するラスタスキヤン方式である。
【０００７】
また、他の一つは、特許文献３などに開示されるように、試料台を間歇的に移動させることによって、電子光学系の光軸に半導体ウエハの所望の部位を位置決めするとともに、電子光学系の光軸の回りの所定の偏向範囲内すなわちフイールドを複数のサブ・フイールドに分割し、光軸から個々のサブ・フイールド内の基準位置への主偏向と、個々のサブ・フイールド内における前記基準位置を中心とする副偏向とを重畳させることによる電子線の到達位置の制御と、その時の光電子面形状の制御とを適宜組み合わせて目的のパタ−ンを塗り潰すように描画するベクタスキヤン方式である。
【０００８】
電子線露光方式では、元の図形デ−タから大量の制御情報を生成して電子光学系に迅速に与える必要があり、大量の図形データの処理時間の長短が、単位時間当たりに処理される半導体ウエハの枚数すなわちスル−プソトに大きく影響する。このため後者の特許文献３の技術では、図形デ−タ中に反復して出現する同一のパターンデータおよび当該パターンデークの描画位置に関する情報を専用のメモリに格納し、必要に応じて読み出すことにより、処理すべき図形デ−タ量を削減して、描画作業の所要時間を短縮しようとしている。
【０００９】
さらに、特許文献４では、被描画物を区画して構成される複数の単位領域の各々を、電子光学系の光軸の回りの最大偏向可能領域を２以上に分割した大きさに含まれる複数のフイールドに区分するとともに、単位領域の境界とは無関係に任意の隣接する複数のフイールドが最大偏向可能領域に含まれるように電子光学系の光軸の被描画物に対する間歇的な位置決め動作を行うようにしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
問題点１
例えば、回転指令情報と露光開始位置情報，偏向感度情報と多角形の辺数情報ｎから多角  形生成に必要な偏向周波数ｆと露光開始位置に必要な最大偏向振幅を演算し，スライド位置検出手段の位置情報に基づいてゲイン調整する振幅演算調整処理工程と、偏向周波数ｆの方形波信号から２次関数波信号を生成する第１の信号処理工程と、２次関数波信号の半径方向外向き偏向成分を折り返し、半径方向内向き偏向成分と加算した２次関数波信号を出力調整手段により増幅して同心円偏向信号に重畳する第２の信号処理工程とからなる多角形信号処理手段を設け、その出力信号を偏向手段に印加する構成として、偏向信号を２次関数近似して多角形を露光形成する場合、生成される偏向信号周波数ｆは実際の回転状況によらず現在スライド位置に必要な計算パルス信号周波数にもとづく２次関数近似信号として電子線の偏向器に加えられる。実際には、回転ジッタの影響を受けるため図１４に示すように多角形の頂点部が半径方向に整列せず、又隣接する直線幅が変動するため露光品質上好ましくない。
【００１１】
問題点２
特許文献１では、回転移動手段の回転に応じて同心円を露光させるための同心円偏向信号を生成して偏向手段に供給する同心円演算処理手段と、 スライド移動手段によりスライド移動した同心円の半径と、生成される多角形の中心からの長さの差分に相当する信号を同心円偏向信号に重畳させて多角形を露光させるための多角形露光信号として偏向手段に供給する多角形演算処理を備え、差分に相当する信号を直線補間して偏向手段に印加する構成としている。又、多角形演算処理手段は、同心円の半径と回転移動手段の回転検出信号の分解能に基づいて多角形の頂点位置から回転検出信号の最小分解能に応じた位置の差分を求め、差分に相当する信号を同心円偏向信号に重畳させて多角形を露光させる。差分に相当する信号を直線補間して多角形露光信号とすると、直線長が微小、言い換えれば多角形の辺数が多ければ問題ないが、直線長が長くなると、言い換えると多角形の辺数が小さくなると補間精度が劣化するため描画される直線の直線性が損なわれるため露光、描画品質の低下を招く。
【００１２】
問題点３
特許文献２、特許文献３、特許文献４では、直線露光は互いに直角となる２つの送り機構を移動して露光するため、ディスク用露光装置の回転機構の相対線速度に比べてかなり遅くスループットが低い。
【００１３】
本発明の目的は、上記問題点を生じることなく高精度送りを実現できる光ディスク原盤露光装置等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１に記載の発明は、ビーム照射手段から照射されるビームを光学系を介して収束して、回転角度検出手段が設けられた回転手段により回転自在であり、スライド位置検出手段が設けられたスライド移動手段により任意位置に移動自在な原盤に対してビームを照射し、同心円または螺旋(スパイラル)を露光する露光装置であって、半径方向にビーム偏向可能な偏向手段が設けられ、回転手段の回転に応じて露光させるための同心円偏向信号を生成して上記偏向手段に供給する同心円演算処理手段と、スライド移動手段によりスライド移動した上記同心円あるいは螺旋(スパイラル)の半径と、生成される多角形の中心からの長さの差分に相当する差分信号を上記偏向手段に印加して多角形を露光する多角形演算処理手段とを備えた露光装置において、回転指令情報と露光開始位置情報、偏向感度情報と多角形の辺数情報ｎから多角形生成に必要な偏向周波数ｆと露光開始位置に必要な最大偏向振幅を演算し、スライド位置検出手段の位置情報に基づいてゲイン調整する出力調整手段を設けた振幅演算調整処理工程と、回転角度検出手段の１回転に１回発生する原点信号にてカウンタクリアされ、１回転当たりのパルス数Ｎと多角形の辺数情報ｎから多角形の一辺を形成する中心角度に相当する角度パルス数Ｎ／ｎを算出してカウンタ値として設定し、多角形の奇数辺で加算、偶数辺で減算指令して現在角度に応じた三角波を生成し、その三角波を積分処理することにより２次関数波信号を生成する第１の信号処理工程と、２次関数波信号とゼロ電位との交点を検出するゼロクロス検出手段を設け、ゼロクロス検出手段の選択パルス出力信号に基づいて、２次関数波信号とその反転信号から半径方向外向き偏向成分を折り返した信号と、半径方向内向き偏向成分信号とを連接した２次関数波信号を出力調整手段により増幅して同心円偏向信号に重畳する第２の信号処理工程とからなる多角形信号処理手段を設け、その出力信号を偏向手段に印加することを特徴とする露光装置である。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の露光装置において、第２の信号処理工程は、２次関数波信号と、その２次関数波信号を位相反転した信号を入力として、２次関数波信号の正側と負側でパルスを生成するパルス生成手段とそのパルス信号に基づいて上記２入力を選択するアナログスイッチから構成されることを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、ビーム照射手段から照射されるビームを光学系を介して収束して、回転角度検出手段が設けられた回転手段により回転自在であり、スライド位置検出手段が設けられたスライド移動手段により任意位置に移動自在な原盤に対してビームを照射し、同心円または螺旋(スパイラル)を露光する露光装置であって、半径方向にビーム偏向可能な偏向手段が設けられ、回転手段の回転に応じて露光させるための同心円偏向信号を生成して上記偏向手段に供給する同心円演算処理手段と、スライド移動手段によりスライド移動した上記同心円あるいは螺旋(スパイラル)の半径と、生成される多角形の中心からの長さの差分に相当する差分信号を上記偏向手段に印加して多角形を露光する多角形演算処理手段とを備えた露光装置において、回転指令情報と露光開始位置情報，偏向感度情報と多角形の辺数情報ｎから多角形生成に必要な偏向周波数ｆと露光開始位置に必要な最大偏向振幅を演算し、スライド位置検出手段の位置情報に基づいてゲイン調整する出力調整手段を設けた振幅演算調整処理工程と、回転角度検出手段の１回転に１回発生する原点信号にてカウンタクリアされ、回転角度検出手段の１回転当たりのパルス数Ｎと多角形の辺数情報ｎから多角形の一辺を形成する中心角度に相当する角度パルス数Ｎ／ｎを算出してカウンタ値として設定し、多角形の奇数辺で加算、偶数辺で減算指令して現在角度に応じた三角波を生成し、その三角波を積分処理することにより２次関数波信号を生成する第１の信号処理工程と、２次関数波信号とゼロ電位との交点を検出するゼロクロス検出手段を設け、ゼロクロス検出手段の選択パルス出力信号に基づいて、ゼロクロス検出手段の選択パルス出力信号に基づいて、２次関数波信号とその反転信号から２次関数波信号の半径方向外向き偏向成分を折り返した信号と、半径方向内向き偏向成分信号とを連接した２次関数波信号を出力調整手段により増幅して同心円偏向信号に重畳する第２の信号処理工程とからなる多角形信号処理手段を設け、その出力信号を偏向手段に印加して多角形露光することを特徴とする露光方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、上記問題点を生じることなく高精度送りを実現できる光ディスク原盤露光装置等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の構成説明図である。
【図２】偏向量算出式導出説明図である。
【図３】多角形信号処理手段の構成図である。
【図４】同心円演算処理手段説明図である。
【図５】電子線偏向量例と２次関数近似説明図である。
【図６】第１の信号処理工程の信号説明図である。
【図７】積分器の構成と周波数特性を表した図である。
【図８】駆動波形の一例を示す図である。
【図９】第２の信号処理工程の信号説明図である。
【図１０】ゼロクロス検出手段と信号反転手段の構成例を示す図である。
【図１１】第３の振幅調整信号と可変調整器ゲイン図である。
【図１２】多角形信号処理手段（三角波信号発振器）図である。
【図１３】描画形状図である。
【図１４】従来技術による直線描画品図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図を用いて詳細に説明する。
図１は、第１の実施例における電子線描画装置の断面構成と制御ブロック図である。
電子光学鏡筒(１)内の電子銃(２)から放出された電子ビーム(３)は、電子レンズ(４)で収束し、偏向器(５)で偏向されることにより試料(６)に照射する。
ここで、電子ビーム(３)は、偏向器(５)に正(+)電圧が印加されると試料(６)の外周方向に偏向される構成になっている。
試料室(７)の内部には、例えば、シリコンウエハ上面に感光材料(フォトレジスト)が塗布された試料(６)が搭載されているステージ(８)が収納されており、ステージ(８)は位置コントローラ(１３)により駆動モータ(９)を回転駆動して駆動される。
電子光学鏡筒(１)は、試料室(７)の上面に据えられている。さらに、電子光学鏡筒(１)と試料室(７)とからなる本体部は、除振台(１０)の上に設置されている。
また、電子光学鏡筒(１)と試料室(７)の内部は、バルブ(１１)を通してポンプ(１２)により排気され、１０-5Ｐａオーダーの真空度に保持されている。
ステージ(８)には、例えば、１パルス当たり１nm以下の分解能を有するレーザーホロスケール等のスライド位置検出手段(１７)が設けられており、位置コントローラ(１３)は、図示しないホストコンピュータから例えばパルス列等の位置指令情報(１８)が入力され、スライド位置検出手段(１７)の現在位置情報(１９)と逐次比較して位置サーボ制御が行われる。
さらに、ステージ(８)上面には、例えばラジアル及びスラスト方向に静圧軸受を形成したエアスピンドル(１６)が固定されており、エアスピンドル(１６)には回転駆動モータ(２０)を介して、例えば一周を数千〜数十万等分したパルス信号と一周に一回の原点パルス信号を送出するロータリーエンコーダ等の回転角度検出手段(１４)が同軸状に設けられている。
回転駆動モータ(２０)への出力情報及び回転角度検出手段(１４)からの回転角度情報(２３)は回転コントローラ(２２)へ接続されており、全体で回転手段を構成し、図示しないホストコンピュータから例えばパルス列等の回転指令情報(２１)が入力され、回転角度検出手段(１４)のパルス列等の回転角度情報(２３)との逐次比較でＰＬＬ制御を行うことにより任意回転可能な構成としている。
【００２０】
さらに、回転角度検出手段(１４)の回転角度情報(２３)は、同心円演算処理手段(２５)に接続されており、同心円演算処理手段(２５)は、図示しないホストコンピュータからの露光するトラックピッチ情報Tpと電子ビーム(３)の偏向感度情報にもとづいて、例えば図４に示すように、一周を数千〜数十万等分(Ｎパルス/周)したパルス信号を送出する回転角度検出手段(１４)の各相(AorB)パルス信号と原点パルス信号を用いて、原点信号のパルス立ち上がりを起点として各相信号をカウントし、Ｎパルス目のカウント値でトラックピッチTpに相当する偏向電圧Ｖtpを回転毎に発生する同心円生成信号を演算出力する。ここで、スパイラルを露光する時は、同心円演算処理手段(２５)からの出力は出さない(ゼロ)構成になっている。
【００２１】
さらに、同心円演算処理手段(２５)からの同心円生成信号(２６)、位置コントローラ(１３)からの現在位置情報(１９)及び図示しないホストコンピュータからの回転指令情報、多角形条件(辺数)と偏向感度情報Dｓ(２７)、 回転角度情報(２３)は多角形演算処理手段(１５)に接続されており、多角形演算処理手段(１５)は、直線を形成するに必要な偏向量に相当する偏向電圧を生成し、同心円生成信号(２６)と加算して偏向器(５)へ印加する構成になっている。
【００２２】
図２に示すように、直線を形成するための電子ビーム(３)の幾何学的偏向量(図２ＱＳ)は、以下で示される。
【００２３】
ＱＳ＝Ｒ・｛１−cos(α/２)／cos(α/２−θ)｝――――――――――――  （１）
＝Ｒ・｛１−cos(α/２)／cos(α/２−π・ｎ・Ｅ・t／６０)｝――――  （２）
ここで、
ＱＳ：直線を形成するための偏向量  Ｒ：半径位置  ｎ：正多角形の辺数
α：１本の直線を形成するための中心角度（α＝２π/ｎ (rad)  ）
θ：現在回転角度  Ｅ：回転数  t：時間
例えば、半径位置Ｒ＝１０ｍｍ、正３０,６０,９０角形、回転周波数１Hz(６０ｒｐｍ)条件において、多角形の１辺、直線１本を形成する電子線偏向量に関して、横軸回転角度及び時間としたグラフを図５(a) 、(ｂ)に示す。露光する多角形の辺数が多くなると、言い換えると露光する直線の本数が多くなると直線１本を形成する回転角度、所要時間、偏向量とも小さくなる。従来技術では、同心状あるいはスパイラルの多角形を形成する偏向信号を生成するのに、現在角度情報(２３)及び現在位置情報(１９)にもとづき数式（１）を用いて逐次演算して偏向信号を生成する。
【００２４】
本発明では、数式（２）に着目し、数式（３）に示す関数部分Ｆ(ｔ)をアナログ信号として２次関数で近似する構成とし、数式（４）に示す現在位置情報(１９)にもとづいて信号ゲインを線形増加させることで偏向信号を生成する。
Ｆ(ｔ)＝１−cos(α/２)／cos(α/２−π・ｎ・Ｎ・t／６０)   ――――  （３）
ＱＳ＝Ｒ・Ｆ(ｔ) ――――――――――――  （４）
関数部分Ｆ(ｔ)を２次関数で近似した時の関数誤差Ｒ2値を図５(ｃ)に示す。
図５(ｃ)は、半径位置Ｒ＝１０ｍｍ、正３０角形、回転周波数１Hz(６０ｒｐｍ)条件において、正３０角形の１辺、直線１本を形成する電子線偏向量の関数Ｆ(ｔ)部分の計算値(離散値)と２次関数近似曲線を示している。なお近似曲線は２次の多項式近似で最小二乗近似法を用いている。誤差Ｒ2値はほぼ１であり２次関数近似がＦ(ｔ)の近似として利用できることがわかる。２次関数の振幅となる最大偏向量ＱＳmaxは数式（１）においてθ＝α/２として数式（５）で示される。
ＱＳmax＝Ｒ・｛１−cos(α/２)｝ ――――――――――――――  （５）
又、ＱＳmaxの偏向相当電圧をＶuとすると
Ｖu＝ＱＳmax／Dｓ――――――――――――――  （６）
【００２５】
以下本発明の多角形信号処理手段(１５)について詳細に説明する。
図３に示すように、多角形信号処理手段(１５)は、例えば通信手段等の、図示しないホストコンピュータからの回転指令情報(２１)、露光開始位置情報、偏向感度情報と多角形の辺数ｎ情報(２７)及び位置コントローラからの現在位置情報(１９)を入力情報として受け取る I/O手段(４４)とＣＰＵ(４０)、演算プログラムが格納されたＲＯＭ(４１)、データを保存するＲＡＭ(４２)、デジタルデータを変換して任意のアナログ信号を生成するD/A変換器(４３)から構成される振幅演算調整処理工程(４５)と、振幅演算調整処理工程(４５)の演算処理結果から得られた多角形の一辺を形成する中心角度に相当する回転角度検出手段(１４)のＡ相パルス数Ｎ/ｎをカウント設定値として受け取るカウンタ(２８)とその現在カウント値となるデジタル出力信号を受取り、図１２に示すように、例えば、カウンタ設定値(Ｎ/ｎ)に対してカウンタ(２８)の現在カウント値に比例するアナログ信号を出力する例えばユニポーラ（正極性出力）タイプの第１のD/A変換器(２９)が設けられており、カウンタ(２８)が(Ｎ/ｎ)カウントのときに、第１のD/A変換器(２９)出力がＶとなるものとして、出力信号は振幅Ｖの三角波信号を出力する構成となっている。
【００２６】
図６に示すようにD/A変換器(２９)の三角波信号（図６中の(ｄ)）は、振幅演算調整処理工程(４５)で演算された振幅Ｖの半値（Ｖ／２）に相当する直流電圧−Ｖ／２（図６中の(ｄ')）なる出力信号を送出するD/A変換器(４３)の第４の出力信号と加算器(４８)にて加算され、−Ｖ／２〜Ｖ／２（振幅Ｖ）なる三角波信号となり、D/A変換器(４３)の第１の振幅調整信号(４３ａ)(以降Ｖaと記す)にて任意増幅可能な第１の可変ゲイン調整器a(３２ａ)と振幅調整されたその三角波信号を積分して２次関数波を生成する積分器(３１)とD/A変換器(４３) の第２の振幅調整信号(４３ｂ) (以降Ｖbと記す)にて任意増幅可能な第２の可変ゲイン調整器ｂ(３２ｂ)からなる第１の信号処理工程(４６)と、第１の信号処理工程(４６)で得られた２次関数波信号のゼロ点を検出して、２次関数波信号の正側でローレベル、負側でハイレベルとなる選択パルス信号を生成するゼロクロス検出手段(３３)と、２次関数波信号を信号反転する信号反転手段(３４)と、２次関数波信号とその反転信号が接続され、ゼロクロス検出手段(３３)で生成される選択パルス信号を操作信号として、現在信号として２次関数波信号(Ｓ１)とその反転信号(Ｓ２)を選択するアナログスイッチ(３６)と、現在位置情報(１９)にもとづいてD/A変換器(４３)の第３の振幅調整信号(４３ｃ) (以降Ｖcと記す)により倍率決定する可変ゲイン調整器(３７)とその出力信号と同心円生成信号(２６)とを加算する加算器ｂ(３８)と偏向器(５)を駆動するための駆動増幅器(３９)からなる第２の信号処理工程(４７)から構成される。
【００２７】
ここで、三角波生成について図１２、１３を用いて詳細に説明する。図１３は、多角形の形成図を示すが、図中のＺは、この回転角度位置で回転角度検出手段(１４)のＺ相信号が発生する。Ｚ相信号の立上り位置を基準に最初の一辺から順次１、２、３・・・ｎなる辺数番号とする。図１３では六角形を示している。一辺に相当する中心角度αは、α＝３６０/ｎ（度）であり、回転角度検出手段(１４)のA,B相の１回転当たりのパルス数をＮとするとα＝Ｎ/ｎ（パルス）となる。従って、奇数辺はＮ/ｎの奇数倍であり、偶数辺は、Ｎ/ｎの偶数倍となる。図１２は、カウンタ(２８)の回転角度検出手段のＡ相信号カウントに対する三角波信号出力を示しており、カウンタ(２８)は、奇数辺では加算し、偶数辺では減算する構成としている。
【００２８】
図６には、第１の信号処理工程(４６)における(ａ)〜(e)各部の信号を示す。積分器(３１)としては、例えば図７(ａ)に示すようなオペアンプの帰還抵抗に並列にコンデンサを設けた回路構成とし、周波数特性は図７(ｂ)に示すものとなる。折れ点周波数fc=１/(R２*C)以降は傾き-２０ｄＢ/decで減衰する特性になる。直線（多角形の一辺）を描画形成するために必要な振幅をＶｐとした時に、２次関数波の振幅を振幅Vpに回復させるため、可変ゲイン調整器a(３２a)、可変ゲイン調整器ｂ(３２b)に対して振幅演算調整処理工程(４５)の演算処理結果から得られた偏向周波数ｆにおける可変ゲイン調整器a(３２a)、可変ゲイン調整器ｂ(３２b)出力信号の振幅がVpとなるようにD/A変換器(４３)の第１の振幅調整信号(４３ａ)Ｖa、第２の振幅調整信号(４３ｂ)Ｖbが作用して振幅復元される構成である。
ここで、振幅復元演算には、積分器(３１)の理論的な周波数特性式を利用することもできるが、例えば、図８(ａ)、(ｂ)に示すような積分後の信号振幅復元に必要な回転周波数に対する可変ゲイン調整器a(３２a)、可変ゲイン調整器ｂ(３２b)の第１の振幅調整信号(４３ａ)Ｖa、第２の振幅調整信号(４３ｂ)Ｖb値を予め採取し、近似式を算出して利用するほうが好ましい。
【００２９】
さらに図９には、第１の信号処理工程(４６)と同様の振幅Ｖpとして第２の信号処理工程(４７)における(e)〜(L)各部の信号を示す。又、ゼロクロス検出手段(３３)と信号反転手段(３４)の構成例を、図１０(b)、(c)に示す。ゼロクロス検出手段(３３)は、オペアンプ(３３a)の反転回路の帰還部に、例えばシリコンダイオード等のダイオードD１(３３d)及び、例えばツェナダイオード等の定電圧ダイオードＤｚ(３３e)とダイオードＤ２(３３ｇ)を設けて、図１０(a)に示すような２次関数波信号の各ゼロ点で選択パルスを生成する構成としている。
入力端子Ｖinに正の入力電圧が加わった場合、反転入力端子は、非反転入力端子が接地されているため接地レベルになる。回路が反転増幅回路のため反転入力端子がゼロになるような出力電圧が出力端子に現れ、ダイオードＤ１を通して反転入力端子に加わる。ダイオードＤ１には例えばシリコンダイオードが用いてあり、シリコンダイオードの順電圧Ｖｆは０.６〜０.８Ｖ程度である。このため出力端子はダイオードの順電圧だけ小さくなり、正入力の場合は出力電圧が-０.６Ｖ程度となる。又負の入力電圧が入力端子Ｖinに加わると、定電圧ダイオードＤｚ(３３e)及びダイオードＤ２(３３ｇ)を通してリミッタ回路として働く。出力電圧は定電圧ダイオードＤｚのツェナー電圧とダイオードの順電圧との和となり、用いる定電圧ダイオードにより出力電圧Ｖoの値は異なり本発明では、Ｖoをアナログスイッチの操作信号に適したものとしている。又、信号反転手段(３５)は、オペアンプ(３５a)の反転回路の帰還部に、例えば金属皮膜抵抗Ｒ２等の固定抵抗を設けた一般的な反転回路の構成としている。
【００３０】
図９の信号処理は以下のようになる。
２次関数波信号とその反転信号はアナログスイッチ(３６)に接続され、ゼロクロス検出手段(３３)の選択パルス信号がアナログスイッチ(３６)の操作信号に接続した構成としているので、図中(ｆ)に示す選択パルス信号がローレベル区間は、反転信号(ｈ)の負側部分が選択され、ハイレベル区間は、２次関数波信号(ｇ)の負側が選択されて連結され図中(ｉ)に示す波形となる。(半径方向内向き偏向成分の列となる)
【００３１】
さらに、半径方向内向き偏向成分の列をなす信号(ｉ)は、D/A変換器(４３)の第３の振幅調整信号(４３ｃ)Ｖcに対する出力ゲインが図１１に示すような特性を持つ可変ゲイン調整器(３７)に入力され、第３の振幅調整信号(４３ｃ)Ｖcにより露光する多角形に必要な偏向量相当電圧Ｖuとなり、加算器b(３８)にて図９(ｋ)に示す同心円生成信号(２６)と加算され、図９(Ｌ)に示す偏向信号となり、駆動増幅器(３９)を介して偏向器(５)に接続される。
【００３２】
数式（３）、（４）に示したように、回転数一定(Ｎ＝一定)の露光(ＣＡＶ露光)の場合、偏向周波数は一定で数式（３）のＦ(t)は現在位置情報によらず一定であり、露光開始位置条件にて計算されたＦ(t)値を一回のみ計算し、偏向量は、現在位置情報にもとづいて数式（４）を用いて第３の振幅調整信号(４３ｃ)Ｖcにより線形増加させるだけである。又、線速度υ一定の露光(ＣＬＶ露光)の場合、回転数Ｎは現在位置情報によって数式（７）に示すように回転駆動される。線速度υ一定の露光では、回転数の変遷に従い数式（８）に示す偏向周波数を計算して２次関数波の周波数を逐次変える必要がある。
Ｎ＝６０・υ／(２・π・Ｒ) ――――――――――――――  （７）
ｆ＝ｎ・Ｎ／(２・６０) ――――――――――――――  （８）
【００３３】
以上の構成にて図示しないホストコンピュータからの回転指令情報と露光開始位置情報，偏向感度情報と多角形の辺数情報ｎを入力することにより、任意の同心状多角形、スパイラル多角形を露光することができる。本発明では、多角形の直線形成に必要な偏向信号として２次関数近似した偏向信号を生成して同心円生成信号に重畳しているので直線長が長くても、言い換えると多角形の辺数が小さくても信号近似精度が劣化しないので直線性が損なわれることがない。
又、偏向信号は、回転指令情報と露光開始位置情報，偏向感度情報と多角形の辺数情報ｎから多角形生成に必要な偏向周波数ｆと露光開始位置に必要な最大偏向振幅を演算し、スライド位置検出手段の位置情報に基づいてゲイン調整する出力調整手段を設けた振幅演算調整処理工程と、回転角度検出手段の１回転に１回発生する原点信号にてカウンタクリアされ、１回転当たりのパルス数Ｎと多角形の辺数情報ｎから多角形の一辺を形成する中心角度に相当する角度パルス数Ｎ／ｎを算出してカウンタ値として設定し、多角形の奇数辺で加算、偶数辺で減算指令して現在角度に応じた三角波を生成し、その三角波を積分処理することにより２次関数波信号を生成する。従って、回転ジッタがあっても、多角形の頂点部が半径方向に整列する。
【００３４】
請求項１、２記載の露光装置においては，回転指令情報と露光開始位置情報，偏向感度情報と多角形の辺数情報ｎから多角形生成に必要な偏向周波数ｆと露光開始位置に必要な最大偏向振幅を演算し，スライド位置検出手段の位置情報に基づいてゲイン調整する出力調整手段を設けた振幅演算調整処理工程と、回転角度検出手段の１回転に１回発生する原点信号にてカウンタクリアされ、１回転当たりのパルス数Ｎと多角形の辺数情報ｎから多角形の一辺を形成する中心角度に相当する角度パルス数Ｎ／ｎを算出してカウンタ値として設定し、多角形の奇数辺で加算、偶数辺で減算指令して現在角度に応じた三角波を生成し、その三角波を積分処理することにより２次関数波信号を生成する第１の信号処理工程と、２次関数波信号の半径方向外向き偏向成分を折り返し、半径方向内向き偏向成分と加算した２次関数波信号を前記出力調整手段により増幅して前記同心円偏向信号に重畳する第２の信号処理工程とからなる多角形信号処理手段を設けて、その出力信号を偏向手段に印加する構成として、直線を形成するための偏向信号を回転角度検出手段の現在角度情報から生成した三角波を積分した２次関数波近似にて生成し、２次関数波信号とゼロ電位との交点を検出するゼロクロス検出手段を設け、ゼロクロス検出手段の選択パルス出力信号に基づいて、２次関数波信号とその反転信号から半径方向外向き偏向成分を折り返した信号と、半径方向内向き偏向成分信号とを連接した偏向信号を生成して偏向手段を駆動するので、回転ジッタ等があってもジッタ成分が三角波に反映され、多角形の頂点部近傍が半径方向に整列性が向上し、又、直線長が長くても、言い換えると多角形の辺数が小さくても偏向信号波形の近似精度が向上する。
【００３５】
請求項３記載の露光方法においては、回転指令情報と露光開始位置情報，偏向感度情報と多角形の辺数情報ｎから多角形生成に必要な偏向周波数ｆと露光開始位置に必要な最大偏向振幅を演算し，スライド位置検出手段の位置情報に基づいてゲイン調整する出力調整手段を設けた振幅演算調整処理工程と、回転角度検出手段の１回転に１回発生する原点信号にてカウンタクリアされ、回転角度検出手段の１回転当たりのパルス数Ｎと多角形の辺数情報ｎから多角形の一辺を形成する中心角度に相当する角度パルス数Ｎ／ｎを算出してカウンタ値として設定し、多角形の奇数辺で加算、偶数辺で減算指令して現在角度に応じた三角波を生成し、その三角波を積分処理することにより２次関数波信号を生成する第１の信号処理工程と、２次関数波信号とゼロ電位との交点を検出するゼロクロス検出手段を設け、ゼロクロス検出手段の選択パルス出力信号に基づいて、２次関数波信号とその反転信号から２次関数波信号の半径方向外向き偏向成分を折り返し、半径方向内向き偏向成分と連接した２次関数波信号を前記出力調整手段により増幅して前記同心円偏向信号に重畳する第２の信号処理工程とからなる多角形信号処理手段を設け、その出力信号を偏向手段に印加して多角形露光するので、偏向信号波形の近似精度が劣化せず、多角形の頂点近傍の半径方向整列性が高く、直線性を損なわない露光、描画が実現でき描画品質の向上がはかれる。
【００３６】
なお、上述する各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更実施が可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１    電子光学鏡筒
２    電子銃
３    電子ビーム
４    電子レンズ
５    偏向器
６    試料
７    試料室
８    ステージ
９    駆動モータ
１０    除振台
１１    バルブ
１２    ポンプ
１３    位置コントローラ
１４    回転角度検出手段
１６    エアスピンドル
１７    スライド位置検出手段
１８    位置指令情報
１９    カ現在位置情報
２０    回転駆動モータ
２１    回転指令情報
２２    回転コントローラ
２３    回転角度情報
２５    同心円演算処理手段
２６    同心円生成信号
２７    偏向感度情報Dｓ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３８】
【特許文献１】特開２００４−３６１８５５号公報
【特許文献２】特開昭５５−３４４２４号公報
【特許文献３】特開昭５４−９３３６４号公報
【特許文献４】特開平２−２９１１０７号公報
【図１】
2012088611.tif 000003
【図２】
2012088611.tif 000004
【図３】
2012088611.tif 000005
【図４】
2012088611.tif 000006
【図５】
2012088611.tif 000007
【図６】
2012088611.tif 000008
【図７】
2012088611.tif 000009
【図８】
2012088611.tif 000010
【図９】
2012088611.tif 000011
【図１０】
2012088611.tif 000012
【図１１】
2012088611.tif 000013
【図１２】
2012088611.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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