(57)【要約】【課題】基板表面に精細なパターンを描画することを可能とする。【解決手段】スパイラルトラックＳＴｒに沿ってパターンを形成する場合に、基準位置からパターンの描画が開始される描画開始位置及び描画終了位置までの距離と、スパイラルトラックＳＴｒに沿って移動する電子線の照射位置（又は入射位置）の速度とに基づいて算出された時間に基づいて、電子線のブランキングのタイミングを決定する描画クロック信号Ｂｃｌｋを生成する。これにより、この描画クロック信号Ｂｃｌｋに基づいて、あるパターンの描画終了位置から次のパターンの描画開始位置までの間に電子線がブランキングされ、スパイラルトラックＳＴｒに沿って順次パターンが描画される。【選択図】図４
2009210666.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子線を用いて基板の表面を所定の基準位置を始点とする螺旋トラックに沿って露光することにより、前記螺旋トラックに沿って複数のパターンを形成する電子線描画装置であって、
前記基板の表面に規定された前記螺旋トラック上の照射位置に向けて前記電子線を照射する照射装置と；
前記照射装置と前記基板とを相対移動させて、前記照射位置を前記基準位置から前記螺旋トラックに沿って等速度で移動させる移動装置と；
前記照射位置が前記基準位置から前記螺旋トラックに沿って第１のパターンの露光終了位置に対応する前記螺旋トラック上の位置に到達するまでの予め算出された第１の時間が経過してから、前記照射位置が前記第１のパターンの次に形成される第２のパターンの露光開始位置に対応する前記螺旋トラック上の位置に到達するまでの予め算出された第２の時間が経過するまでの間に、前記電子線をブランキングさせるブランキング装置と；を備える電子線描画装置。
【請求項２】
前記第１の時間及び前記第２の時間は、前記基準位置から、前記螺旋トラック上の前記露光終了位置に対応する位置、及び、前記螺旋トラック上の前記露光開始位置に対応する位置までに前記照射位置が移動する距離と、前記照射位置が前記螺旋トラックに沿って移動する速度とに基づいて、算出されることを特徴とする請求項１に記載の電子線描画装置。
【請求項３】
前記ブランキング装置は、前記電子線をブランキングさせるブランキング電極を備え、
前記第１の時間が経過してから、前記第２の時間が経過するまでの間にハイレベルとなるパルス信号を生成し、該パルス信号に基づいて前記ブランキング電極に電位を与え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】
前記移動装置は、前記照射装置からの前記電子線の射出方向に平行な回転軸回りに前記基板を回転する回転機構と、前記回転機構を前記回転軸と直交する方向に移動する移動機構とを備える請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子線描画装置。
【請求項５】
前記パルス信号は、前記回転機構による前記基板の回転と、前記移動機構による前記回転機構の移動とを制御する基準クロックに基づいて生成されることを特徴とする請求項４に記載の電子線描画装置。
【請求項６】
前記電子線を前記ステージの移動方向に偏向することにより、前記基板上の前記電子線の入射位置を、前記基板の回転ごとに前記ステージの移動速度と等しい速度で移動させて、前記電子線の入射位置を前記基板上の所定の同心円トラックに沿って移動させる偏向装置を更に備える請求項４又は５に記載の電子線描画装置。
【請求項７】
前記第１の時間は、前記同心円トラック上の前記第１のパターンの露光終了位置に対応する前記螺旋トラック上の位置を、前記基板の回転中心と前記第１のパターンの前記露光終了位置とを通る直線と前記螺旋トラックとが交差する位置として、算出されることを特徴とする請求項６に記載の電子線描画装置。
【請求項８】
前記第２の時間は、前記同心円トラック上の前記第２のパターンの前記露光開始位置に対応する前記螺旋トラック上の位置を、前記基板の回転中心と前記第２のパターンの前記露光開始位置とを通る直線と前記螺旋トラックとが交差する位置として、算出されることを特徴とする請求項６又は７に記載の電子線描画装置。
【請求項９】
前記偏向装置は、前記同心円トラックのうちの第１のトラック上を前記入射位置が移動している間に、前記入射位置を前記第１のトラックと、前記同心円トラックのうちの前記第１のトラックに隣接する第２のトラックとの間に位置決めすることを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の電子線描画装置。
【請求項１０】
回転する基板を移動させながら、電子線を用いて基板の表面を所定の基準位置を始点とする螺旋トラックに沿って露光することにより、前記螺旋トラックに沿って複数のパターンを形成する電子線描画方法であって、
前記基板表面に規定された前記螺旋トラック上の照射位置に向けて前記電子線を照射する照射工程と；
前記照射装置と前記基板とを相対移動させて、前記照射位置を前記基準位置から前記螺旋トラックに沿って等速移動させる移動工程と；
前記照射位置が前記基準位置から前記螺旋トラックに沿って第１のパターンの露光終了位置に対応する前記螺旋トラック上の位置に到達する第１の時間と、前記照射位置が前記第１のパターンの次に形成される第２のパターンの露光開始位置に対応する前記螺旋トラック上の位置に到達する第２の時間とを算出する算出工程と；
前記第１の時間が経過してから前記第２の時間が経過するまでの間に、前記電子線をブランキングさせるブランキング工程と；を含む電子線描画方法。
【請求項１１】
前記算出工程では、前記基準位置から、前記螺旋トラック上の前記露光終了位置に対応する位置、及び、前記螺旋トラック上の前記露光開始位置に対応する位置までに前記照射位置が移動する距離と、前記照射位置が前記螺旋トラックに沿って移動する速度とに基づいて、前記第１の時間及び前記第２の時間が算出されることを特徴とする請求項１０に記載の電子線描画方法。
【請求項１２】
前記第１の時間が経過してから、前記第２の時間が経過するまでの間にハイレベルとなるパルス信号を生成する工程と；
前記パルス信号に基づいて前記電子線をブランキングする工程と；を更に含む請求項１０又は１１に記載の電子線描画方法。
【請求項１３】
前記電子線を前記ステージの移動方向に偏向することにより、前記基板上の前記電子線の入射位置を、前記基板の回転ごとに前記ステージの移動速度と等しい速度で移動させて、前記電子線の入射位置を前記基板上の所定の同心円トラックに沿って移動させる工程を更に含む請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の電子線描画方法。
【請求項１４】
前記算出工程では、前記同心円トラック上の前記第１のパターンの露光終了位置に対応する前記螺旋トラック上の位置を、前記基板の回転中心と前記第１のパターンの前記露光終了位置とを通る直線と前記螺旋トラックとが交差する位置として、前記第１の時間を算出することを特徴とする請求項１３に記載の電子線描画方法。
【請求項１５】
前記算出工程では、前記同心円トラック上の前記第２のパターンの前記露光開始位置に対応する前記螺旋トラック上の位置を、前記基板の回転中心と前記第２のパターンの前記露光開始位置とを通る直線と前記螺旋トラックとが交差する位置として、前記第２の時間を算出することを特徴とする請求項１３又は１４に記載の電子線描画方法。
【請求項１６】
前記同心円トラックのうちの第１のトラック上を前記入射位置が移動している間に、前記入射位置を前記第１のトラックと、前記同心円トラックのうちの前記第１のトラックに隣接する第２のトラックとの間に位置決めする工程を更に含む請求項１３〜１５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、電子線描画装置及び電子線描画方法に係り、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及び電子線描画方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、フォト二クス結晶、ＭＥＭＳ、マイクロリアクタ等の数十ｎｍから数μｍサイズの微小構造体からなるデバイスの開発が盛んである。現在これらのデバイスの製作には、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等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等に直線上の微細パターンを描画するものである。
【０００３】
上述のデバイスの原盤となる基板等へパターンを描画する方法の１つとして、例えば特許文献１に記載されたＸ−θステージを備えた電子線描画装置を用いる方法がある。この電子線描画装置では、基板上に螺旋状又は同心円状のトラックに沿って任意のパターンを描画形成することが可能である。
【０００４】
一般に、基板に描画されるドットパターンあるいはラインパターン等の形状は、電子線のドーズ量（Ｃ（クーロン）／ｃｍ）に依存する。このため、基板へのパターンの描画は、電子線の照射電流を一定にするとともに、基板表面上の電子線のスポットを所定のトラックに沿って等速で移動させながら行うことが最良であると考えられる。
【０００５】
そこで、一例として特許文献１に記載された電子線描画装置を用いて、基板表面にパターンを描画する方法では、基板表面の領域を基板の回転中心を中心とした複数の微小領域に区分し、この微小領域毎に電子線のスポットをトラックに沿って等速で移動させながら露光を行うことで、微小領域内のピット（微小パターン）を１つの単位としたパターンの描画を行っている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３１７３２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、基板表面を複数の微小領域に区分したとしても、微小領域の形状は回転中心から離れるにつれてトラック方向の大きさが大きくなる扇状となってしまう。このため、微小領域の位置により微小領域内に形成されるピット長が異なることとなり、複数のピットによって構成される基板表面のパターンは、回転中心からの距離の増加にしたがって粗くなってしまうという不都合が生じる。
【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、基板表面に精細な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。
【０００９】
また、本発明の第２の目的は、基板表面に精細なパターンを精度よく描画することが可能な電子線描画方法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、電子線を用いて基板の表面を所定の基準位置を始点とする螺旋トラックに沿って露光することにより、前記螺旋トラックに沿って複数のパターンを形成する電子線描画装置であって、前記基板の表面に規定された前記螺旋トラック上の照射位置に向けて前記電子線を照射する照射装置と；前記照射装置と前記基板とを相対移動させて、前記照射位置を前記基準位置から前記螺旋トラックに沿って等速度で移動させる移動装置と；前記照射位置が前記基準位置から前記螺旋トラックに沿って第１のパターンの露光終了位置に対応する前記螺旋トラック上の位置に到達するまでの予め算出された第１の時間が経過してから、前記照射位置が前記第１のパターンの次に形成される第２のパターンの露光開始位置に対応する前記螺旋トラック上の位置に到達するまでの予め算出された第２の時間が経過するまでの間に、前記電子線をブランキングさせるブランキング装置と；を備える電子線描画装置である。
【００１１】
これによれば、電子線をブランキングさせるタイミングを、予め算出された時間を基準として設定することができるので、パターンの描画開始位置及び描画終了位置を、基板上の回転中心からの位置、及びセクタの形状等にかかわらず任意に設定することがでるため、結果的に基板表面に精細なパターンを描画す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、回転する基板を移動させながら、電子線を用いて基板の表面を所定の基準位置を始点とする螺旋トラックに沿って露光することにより、前記螺旋トラックに沿って複数のパターンを形成する電子線描画方法であって、前記基板表面に規定された前記螺旋トラック上の照射位置に向けて前記電子線を照射する照射工程と；前記照射装置と前記基板とを相対移動させて、前記照射位置を前記基準位置から前記螺旋トラックに沿って等速移動させる移動工程と；前記照射位置が前記基準位置から前記螺旋トラックに沿って第１のパターンの露光終了位置に対応する前記螺旋トラック上の位置に到達する第１の時間と、前記照射位置が前記第１のパターンの次に形成される第２のパターンの露光開始位置に対応する前記螺旋トラック上の位置に到達する第２の時間とを算出する算出工程と；前記第１の時間が経過してから前記第２の時間が経過するまでの間に、前記電子線をブランキングさせるブランキング工程と；を含む電子線描画方法である。
【００１３】
これによれば、電子線をブランキングさせるタイミングを、予め算出される時間を基準として設定することができるので、パターンの描画開始位置及び描画終了位置を、基板上の回転中心からの位置、及びセクタの形状等にかかわらず任意に設定することがでるため、結果的に基板表面に精細な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】
【００１４】
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、表面に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の表面に微細パターンを描画する電子線描画装置である。本実施形態にかかる電子線描画装置１００は、一例として図２に示されるように、基板Ｗ表面上を、基準位置ＳＰから実線で示される等ピッチのスパイラルトラックＳＴｒに沿って電子線の照射位置（入射位置）を等速移動させることにより基板Ｗの表面を露光し、スパイラルトラックＳＴｒ上に所定の長さのパターン（ピット）を順次形成していく装置である。
【００１５】
図１に示されるように、この電子線描画装置１００は、電子線を基板Ｗに照射する照射ユニット１０、基板Ｗ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、及び回転テーブルユニット３０などが収容される直方体状の真空チャンバ４０と、パルス信号生成装置２１、ブランカ信号生成装置２２、偏向信号生成装置２３、回転駆動制御装置２５、及び送り駆動制御装置２６などを含んで構成される制御系と、上記各部を統括的に制御するコントローラ２０を有している。
【００１６】
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Ｘ軸方向に移動可能に支持する移動ステージ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。
【００１７】
前記回転テーブル３１は、円形板状の部材であり、回転機構３２によって鉛直軸回りに回転可能に保持されている。
【００１８】
前記回転機構３２は、回転駆動制御装置２５から供給される制御信号に基づいて、前記回転テーブル３１を所定の回転数で回転させる。
【００１９】
前記移動ステージ３４は、前記回転機構３２を支持するとともに、スライドユニット３３によってＸ軸方向に移動可能に保持されている。
【００２０】
前記スライドユニット３３は、送り駆動制御装置２６から供給される制御信号に基づいて、前記移動ステージ３４をＸ軸方向へ所定の速度で移動させる。
【００２１】
また、上述のように構成された回転テーブルユニット３０では、回転テーブル３１の回転角、及び移動ステージ３４の位置が、それぞれ回転角検出器３７及び位置検出器３８によって検出され、回転角検出器３７及び位置検出器３８からは、回転テーブルの回転角及び移動ステージ３４の位置に応じたパルス信号が出力されるようになっている。
【００２２】
前記照射ユニット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、偏向電極１６、及び対物レンズ１７を備えている。
【００２３】
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の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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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、ブランカ信号生成装置２２から供給されるブランカ制御信号Ｂｓｉｇ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。
【００２７】
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。
【００２８】
前記偏向電極１６は、アパーチャ部材１５の下方に配置されている。この偏向電極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、偏向信号生成装置２３から供給される偏向制御信号Ｄｓｉｇ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。
【００２９】
前記対物レンズ１７は、偏向電極１６の下方に配置され、偏向電極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Ｗの表面に収束する。
【００３０】
上述のように構成された照射ユニット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形状が整形される。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の表面上の所定の照射位置に収束される。
【００３１】
以下、説明の便宜上、前記照射位置とは、偏向電極１６によって偏向されない電子線が入射する基板Ｗ上の位置であり、対物レンズ１７をはじめとする照射ユニット１０の軸上の位置をいうものとする。そして、基板Ｗ上の電子線が実際に入射する位置は入射位置というものとする。本実施形態では、上述の照射位置は、基板Ｗの回転中心を通りＸ軸に平行な直線上に位置するように、照射ユニット１０と回転テーブル３１との相対位置が調整されている。
【００３２】
また、照射ユニット１０では、ブランカ制御信号Ｂｓｉｇに基づいてブランキング電極１４が制御され、電子線がＸ軸方向に偏向されることで、アパーチャ部材１５で電子線が遮蔽され、基板Ｗに対する電子線のブランキングが行われるようになっている。また、偏向制御信号Ｄｓｉｇに基づいて偏向電極１６が制御され、電子線がＸ軸方向又はＹ軸方向に偏向されることにより、基板Ｗ上の電子線の照射位置が調整されるようになっている。
【００３３】
図３は、前記パルス信号生成装置２１のブロック図である。図３に示されるように、パルス信号生成装置２１は、基本クロック生成装置２１ａ、描画クロック生成装置２１ｂ、偏向クロック生成装置２１ｃ、回転指令パルス生成装置２１ｄ、及び送り指令パルス生成装置２１ｅを有している。
【００３４】
前記基本クロック生成装置２１ａは、電子線描画装置１００を構成する各装置を制御する際の基準となる所定の周波数の基本クロック信号ＣＬＫを生成し出力する。本実施形態では、基本クロック信号ＣＬＫは、一例としてば図４に示されるように、その値が周期Ｔ毎にハイレベルとなる矩形波状の信号である。
【００３５】
前記偏向クロック生成装置２１ｃ、前記回転指令パルス生成装置２１ｄ、及び前記送り指令パルス生成装置２１ｅは、基本クロック生成装置２１ａによって生成された基本クロック信号ＣＬＫに基づいて、それぞれ偏向クロック信号Ｄｃｌｋ、回転指令パルス信号Ｔｃｌｋ、及び送りパルス信号Ｓｃｌｋをそれぞれ生成し出力する。
【００３６】
そして、本実施形態では、前記回転駆動制御装置２５が、パルス信号生成装置２１からの回転指令パルス信号Ｔｃｌｋと、回転角検出器３７からのパルス信号とを比較して、この比較結果に応じて回転機構３２を駆動することで、基板Ｗを所定の回転数で回転させる。また、前記送り駆動制御装置２６が、パルス信号生成装置２１からの送りパルス信号Ｓｃｌｋと、位置検出器３８からのパルス信号とを比較して、この比較結果に応じてスライドユニット３３を駆動することによって基板ＷをＸ軸方向へ所定の速度で移動させる。電子線描画装置１００では、このように、回転駆動制御装置２５と送り駆動制御装置２６とが協働することにより、照射ユニット１０の照射位置が、図２に示されるスパイラルトラックＳＴｒに沿って基板Ｗ上を等速移動するようになっている。
【００３７】
また、前記偏向信号生成装置２３は、パルス信号生成装置２１からの偏向クロック信号Ｄｃｌｋに同期して、偏向制御信号Ｄｓｉｇを生成し、偏向電極１６へ供給する。これにより、電子線が偏向電極１６によってＸ軸方向及びＹ軸方向へ偏向されるようになっている。
【００３８】
図５は、描画クロック生成装置２１ｂのブロック図である。図５に示されるように、前記描画クロック生成装置２１ｂは、経過時間計数回路５１、描画時間データ格納回路５２、描画クロック信号生成回路５３、及び描画時間データ読出制御回路５４を有している。
【００３９】
前記経過時間計数回路５１は、例えばコントローラ２０からの露光開始指令などをトリガとして基板Ｗに対する露光が開始されると、露光開始からの経過時間を計測し、経過時間に関する情報を含む計数信号ｔｄを描画クロック信号生成回路５３へ出力する。経過時間計数回路５１による経過時間の計測は、例えば、露光開始時刻から基本クロック信号ＣＬＫがハイレベルとなった回数を計数することによって行われ、計数信号ｔｄにはこの計数値が含まれている。
【００４０】
前記描画時間データ格納回路５２は、コントローラ２０から供給されたパターン描画時間データ列ｔｎＤａｔａを格納し、描画時間データ読出制御回路５４から格納データ読出データＮｔが出力されると、順次描画時間データｔｎを出力する。以下描画時間データｔｎの出力動作に関して具体的に説明する。
【００４１】
前記描画時間データ列ｔｎＤａｔａは、基板Ｗ上にスパイラルトラックＳＴｒに沿って配置されるパターンの位置情報などに基づいて、予めコントローラ２０又は上位装置などによって作成される複数の経過時間情報を含むデータ列である。そして、１つの経過時間情報は、基板Ｗ上の電子線の照射位置がスパイラルトラックに沿って移動する時間と、スパイラルトラック上に描画しようとするパターンの露光開始位置（描画開始位置）又は露光終了位置（描画終了位置）と基準位置ＳＰとの間のスパイラルトラックＳＴｒの長さに基づいて生成される情報である。まず、描画時間データ列ｔｎＤａｔａについて図６を参照しつつ説明する。
【００４２】
基板Ｗを回転するとともにＸ軸方向へ送りながら、基準位置ＳＰからスパイラルトラックに沿って電子線の入射位置を等速で移動させながら露光を行う場合（以下、ＣＬＶ方式の露光ともいう）には、基準位置ＳＰからスパイラルトラック上の位置ＰＳまでの間のスパイラルトラックＳＴｒの長さＬは、次式（１）で示される。ただし、Ｒ０は、基板Ｗの回転中心ｏから基準位置ＳＰまでの距離であり、θｔｏｔは、基準位置ＳＰから位置ＰＳまで入射位置が移動するまでの基板Ｗの全回転角度であり、Ｐは、スパイラルトラックのピッチである。また、式（１）の２項目の符号は、スパイラルトラックＳＴｒに沿って内側から外側へ照射位置を移動させる場合には＋となり、スパイラルトラックＳＴｒに沿って外側から内側へ照射位置を移動させる場合には−となる。
【００４３】
Ｌ＝Ｒ０・（θｔｏｔ）  ±  Ｐ・（θｔｏｔ）２／（４・π）  …（１）
【００４４】
そして、スパイラルトラック上を電子線の照射位置（入射位置）が移動する速度をＶとすると、電子線の入射位置が基準位置ＳＰから位置ＰＳまで移動する時間Ｔは次式（２）で示される。
【００４５】
Ｔ＝Ｌ／Ｖ
＝Ｒ０・（θｔｏｔ）／Ｖ  ±  Ｐ・（θｔｏｔ）２／（４・π・Ｖ）…（２）
【００４６】
したがって、一例として図６に示されるように、スパイラルトラックＳＴｒ上に、相互に隣接する微小パターンＰ１及び微小パターンＰ２を形成する場合には、基準位置ＳＰと微小パターンＰ１の描画開始位置ＰＳ１までのスパイラルトラックＳＴｒの長さＬ１、及び基準位置ＳＰと微小パターンＰ１の描画終了位置ＰＳ２までのスパイラルトラックＳＴｒの長さＬ２と、基準位置ＳＰと微小パターンＰ２の描画開始位置ＰＳ３までのスパイラルトラックＳＴｒの長さＬ３、及び基準位置ＳＰと微小パターンＰ２の描画終了位置ＰＳ４までのスパイラルトラックＳＴｒの長さＬ４とを、式（１）を用いて算出することができる。なお、θｔｏｔの値としては、図中の角度θ１〜θ４が用いられる。
【００４７】
そして、次式（２）を用いて、基準位置ＳＰから照射ユニット１０の照射位置がスパイラルトラックＳＴｒに沿って、各位置ＰＳ１〜ＰＳ４へ到達する時間ｔ１,ｔ２,ｔ３，ｔ４を算出することができる。本実形態では、例えばコントローラ２０や上位装置などで、予めスパイラルトラックＳＴｒに沿って形成されるパターンの位置情報に基づいて、パターンごとに上述した時間を算出し、これらの複数の算出結果ｔ１，ｔ２，…ｔｎ（ｎ＝１，２，…）を含む情報を、パターン描画時間データ列ｔｎＤａｔａとして、描画時間データ格納回路５２に格納しておく。
【００４８】
そして、描画時間データ格納回路５２は、描画時間データ読み出し制御回路５４からの格納データ読出データＮｔを受信するごとに、算出結果を含む描画時間データｔｎ（ｎ＝１，２，…）を順次出力する。例えば最初に格納データ読出データＮｔを受信したタイミングで、描画時間データｔ１を出力し、以降格納データ読出データＮｔを受信するごとに、順次ｔ２、ｔ３、…ｔｎと描画時間データｔｎを出力する。なお、描画時間データｔ１は露光開始からパターンＰ１の描画が開始されるまでの時間情報を含み、描画時間データｔ２は露光開始からパターンＰ１の描画が終了するまでの時間情報を含んでいる。同様に、描画時間データｔ３は露光開始からパターンＰ２の描画が開始されるまでの時間情報を含み、描画時間データｔ４は露光開始からパターンＰ２の描画が終了するまでの時間情報を含んでいる
【００４９】
前記描画クロック信号生成回路５３は、計数信号ｔｄに含まれる計数値と基本クロック信号ＣＬＫの周期Ｔとに基づいて露光開始からの経過時間ｔｓを算出し、この算出結果である経過時間ｔｓと描画時間データｔｎの値とを比較する。そして、初期値をローレベルとし、比較した結果が一致するタイミングでその値がハイレベルとなる描画クロック信号Ｂｃｌｋを出力する。
【００５０】
例えば図４に示されるパターンＰ１及びパターンＰ２を描画する場合には、描画クロック信号Ｂｃｌｋは、時間ｔ１〜ｔ４がそれぞれ経過するごとにハイレベルとなる。
【００５１】
前記描画時間データ読出制御回路５４は、描画クロック信号Ｂｃｌｋがハイレベルとなったときに、順次格納データ読出データＮｔを出力する。
【００５２】
上述のように生成された描画クロック信号Ｂｃｌｋは、前記ブランカ信号生成装置２２へ出力される。そして、ブランカ信号生成装置２２は、図４に示されるように、描画クロック信号Ｂｃｌｋに同期した矩形状の電圧信号であるブランカ制御信号Ｂｓｉｇを生成し、ブランキング電極１４へ供給する。これにより、電子線はブランカ制御信号Ｂｓｉｇがハイレベルのときにブランキングされることとなり、スパイラルトラックＳＴｒ上の例えばパターンＰ１,Ｐ２にそれぞれ対応する部分では電子線が基板Ｗに入射し、それ以外の部分ではブランキングされる。このようにして、電子線描画装置１００では、スパイラルトラックＳＴｒに沿って複数のパターンが順次形成されていく。
【００５３】
前記コントローラ２０は、一例としてＣＰＵ、照射ユニット１０及び回転テーブルユニット３０を制御するための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。このコントローラ２０は、例えばユーザからの指令に基づいて、上述したように、描画クロック生成装置２１ｂにパターン描画時間データ列ｔｎＤａｔａを供給するとともに、偏向クロック生成装置２１ｃ、回転指令パルス生成装置２１ｄ及び送り指令パルス生成装置２１ｅに対しては、基板Ｗに対するパターンの描画を行うため開始指令等を供給する。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態では、スパイラルトラックＳＴｒに沿ってパターンを形成する場合に、基準位置と、パターンの描画が開始される描画開始位置及び描画終了位置との間のスパイラルトラックＳＴｒの長さ、すなわち、基準位置から、パターンの描画が開始される描画開始位置及び描画終了位置までの間に照射位置が移動する距離と、スパイラルトラックＳＴｒに沿って移動する照射位置（又は入射位置）の速度とに基づいて算出された時間に基づいて、電子線のブランキングのタイミングを決定する描画クロック信号Ｂｃｌｋが形成される。そして、この描画クロック信号Ｂｃｌｋに基づいて、あるパターンの描画終了位置から次のパターンの描画開始位置までの間に電子線がブランキングされる。この結果スパイラルトラックＳＴｒに沿って複数のパターンが描画される。
【００５５】
すなわち、本実施形態では、電子線をブランキングさせるタイミングを、時間を基準として設定することができるので、パターンの描画開始位置及び描画終了位置を、基板上の回転中心からの位置、及びセクタの形状等にかかわらず任意に設定することが可能であり、結果的に基板表面に精細なパターンを描画することが可能となる。
【００５６】
具体的には、図７に示されるように、パターンの描画開始位置及び描画終了位置を、描画開始からの時間をパラメータとして決定することで、基板Ｗの回転中心を通る直線上以外に規定することができ、相互に隣接するトラック上に長さの等しいパターンを半径方向に容易に配列することが可能となる。
【００５７】
また、本実施形態では、電子線のブランキングを制御するための描画クロック信号Ｂｃｌｋと、基板Ｗの回転を制御するための回転指令パルス信号Ｔｃｌｋ、及び基板ＷのＸ軸方向の移動を制御する送りパルス信号Ｓｃｌｋとが、共通する基本クロック信号ＣＬＫに基づいて生成される。したがって、電子線のブランキングと、基板Ｗの駆動が正確に同期して行われる。
【００５８】
なお、本実施形態では、基板Ｗを＋Ｘ方向へ移動させて、電子線の照射位置をスパイラルトラックＳＴｒの内側から外側へ向かって移動させる場合について説明したが、これに限らず、例えば基板Ｗを−Ｘ方向へ移動させて、電子線の照射位置をスパイラルトラックＳＴｒの外側から内側へ向かって移動させることによって、パターンを形成してもよい。
【００５９】
また、本実施形態では、パターンを等ピッチのスパイラルトラックに上に形成する場合について説明したが、これに限らず、スパイラルトラックは等ピッチである必要はない。この場合には、スパイラルトラックを示す関数に基づいて、本実施形態と同様に露光開始位置（基準位置）からパターンの描画開始位置及び描画終了位置を算出すればよい。
【００６０】
また、例えば、基板Ｗの回転開始から、その大きさが基板Ｗの回転角に比例して増加し、基板Ｗが１回転したときに大きさがリセットされるようなノコギリ波を偏向電極１６に印加して、電子線をＸ軸方向に偏向させることで、同心円トラックに沿ってパターンを描画することとしてもよい。
【００６１】
一例として図８には、偏向信号生成装置２３によって生成される偏向制御信号Ｄｓｉｇが示されている。図８に示されるように、偏向制御信号Ｄｓｉｇは基板Ｗの全回転角θｔｏｔが２π増加するごとに、零となるノコギリ波状の信号である。この信号が偏向電極１６に供給されることで、電子線の入射位置は基板Ｗが１回転する間に、基板ＷとＸ軸方向の移動速度と等しい速度でＸ軸方向へ移動し、ブランキングされない電子線の入射位置は同心円トラックに沿って移動することとなる。
【００６２】
例えば図２中に点線で示されるように、最も内側のトラックの半径がＲ０で、ピッチ（隣接するトラック間の距離）がＰである同心円トラックに沿ってパターンを描画する際には、パターンの描画開始位置及び描画終了位置を上記実施形態と同様に、基準位置から同心円トラックに沿って描画を開始した時刻からの経過時間に基づいて規定する必要がある。
【００６３】
図９を参酌するとわかるように、図中に点線で示される同心円トラック上の位置Ｂｐ（ｒ、θ）は、図中に実線で示されるスパイラルトラックと、回転中心ｏと位置Ｂｐ（ｒ、θ）とを通る直線とが交差する位置Ｂｐ’（ｒ’、θ）に変換することができる。
【００６４】
したがって、同心円トラックに沿ってパターンを描画する際には、同心円トラック上のパターンの描画開始位置及び描画終了位置を、スパイラルトラック上の対応する描画開始位置及び描画終了位置に変換したデータを生成し、この変換したデータとスパイラルトラックＳＴｒ上を移動する照射位置の速度とに基づいて、上述の描画時間データ列ｔｎＤａｔａを算出することで、パターンを同心円トラックに沿って描画するための描画クロック信号Ｂｃｌｋを生成することができる。そして、描画クロック信号Ｂｃｌｋに基づいて電子線をブランキングさせながら、図８に示される偏向制御信号Ｄｓｉｇを偏向電極１６へ供給して電子線を基板Ｗの回転毎に偏向させることで、同心円トラックに沿ってパターンを描画することが可能となる。
【００６５】
また、偏向制御信号Ｄｓｉｇの値を、例えば図１０に示されるように、θｔｏｔがθ１０からθ１１の間だけ所定量小さくなるような偏向制御信号Ｄｓｉｇを偏向電極１６に供給することで、図１１に示されるように、一番目のトラック１と、このトラック１に隣接するトラック２との間のトラックに沿ってパターンを描画することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
以上説明したように、本発明の電子線描画装置及び電子線描画方法は、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】
【００６７】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子線描画装置の概略的な構成を示す図である。
【図２】基板Ｗ状のスパイラルトラック及び同心円トラックを示す図である。
【図３】パルス生成装置のブロック図である。
【図４】基本クロック信号、描画クロック信号、及びブランカ制御信号と、スパイラルトラックＳＴｒ上に形成されたパターンＰ１，Ｐ２を概念的に示す図である。
【図５】描画クロック生成装置のブロック図である。
【図６】基板上に形成されたパターンを示す図（その１）である。
【図７】基板上に形成されたパターンを示す図（その２）である。
【図８】偏向制御信号を示す図（その１）である。
【図９】同心円トラック上の位置をスパイラルトラック上の位置に変換する方法を説明するための図である。
【図１０】偏向制御信号を示す図（その２）である。
【図１１】基板上に形成されたパターンを示す図（その３）である。
【符号の説明】
【００６８】
１０…照射ユニット、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…偏向電極、１７…対物レンズ、２０…コントローラ、２１…パルス信号生成装置、２１ａ…基本クロック生成装置、２１ｂ…描画クロック生成装置、２１ｃ…偏向クロック生成装置、２１ｄ…回転指令パルス生成装置、２１ｅ…送り指令パルス生成装置、２２…ブランカ信号生成装置、２３…偏向信号生成装置、２５…回転駆動制御装置、２６…送り駆動制御装置、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、３７…回転角検出器、３８…位置検出器、４０…真空チャンバ、５１…経過時間計数回路、５２…描画時間データ格納回路、５３…描画クロック信号生成回路、５４…描画時間データ読出制御回路、１００…電子線描画装置、Ｗ…基板、ＣＬＫ…基本クロック信号、Ｂｃｌｋ…描画クロック信号、Ｂｓｉｇ…ブランカ制御信号、Ｄｃｌｋ…偏向クロック信号、Ｄｓｉｇ…偏向制御信号、Ｔｃｌｋ…回転指令パルス信号、Ｓｃｌｋ…送りパルス信号。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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