JP2002141012A - 電子線微細加工装置 - Google Patents
電子線微細加工装置Info
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- JP2002141012A JP2002141012A JP2000332664A JP2000332664A JP2002141012A JP 2002141012 A JP2002141012 A JP 2002141012A JP 2000332664 A JP2000332664 A JP 2000332664A JP 2000332664 A JP2000332664 A JP 2000332664A JP 2002141012 A JP2002141012 A JP 2002141012A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被加工物に照射される電子線の位置を補正す
ることにより、回転動ステージの回転毎に生ずる微小な
周期的偏心および非周期的偏心を迅速に補正することが
できる電子線微細加工装置を提供する。 【解決手段】 水平動ステージ８と回転動ステージ１０
を備え、回転動ステージ１０上の被加工物４０に円形パ
ターンを形成する電子線微細加工装置において、水平動
ステージ８の位置を測定する第１測定器２２，２３，２
４と、回転動ステージ１０における回転時の偏心量を測
定する第２測定器１１，１２，１３，１４，１５とを備
え、第１測定器２２，２３，２４および第２測定器１
１，１２，１３，１４，１５の測定値に基づいて電子線
偏向器７の電圧値を調整し、電子線の照射位置の補正制
御を行うようにした。
ることにより、回転動ステージの回転毎に生ずる微小な
周期的偏心および非周期的偏心を迅速に補正することが
できる電子線微細加工装置を提供する。 【解決手段】 水平動ステージ８と回転動ステージ１０
を備え、回転動ステージ１０上の被加工物４０に円形パ
ターンを形成する電子線微細加工装置において、水平動
ステージ８の位置を測定する第１測定器２２，２３，２
４と、回転動ステージ１０における回転時の偏心量を測
定する第２測定器１１，１２，１３，１４，１５とを備
え、第１測定器２２，２３，２４および第２測定器１
１，１２，１３，１４，１５の測定値に基づいて電子線
偏向器７の電圧値を調整し、電子線の照射位置の補正制
御を行うようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する分野】本発明は、電子線微細加工装置に
係り、特に水平動ステージと回転動ステージを備え、回
転動ステージ上に載置された被加工物に同心円配置パタ
ーンを作成することができる電子線微細加工装置に関す
るものである。
係り、特に水平動ステージと回転動ステージを備え、回
転動ステージ上に載置された被加工物に同心円配置パタ
ーンを作成することができる電子線微細加工装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】電子線描画装置に代表される電子線微細
加工装置においては、細く絞られた電子線を走査し、試
料基板上の目標位置に逐次照射しパターンを形成（加
工）することが行われている。従来の電子線微細加工装
置により、同心円が配置された同心円配置パターンを加
工する場合には、二軸水平動ステージを用い、いわゆる
ステップアンドリピート法により行っている。このステ
ップアンドリピート法は、加工すべきパターンを格子状
に分割して、円弧の一部づつを順次加工してつなぎ合わ
せる方法であり、膨大な加工時間が掛かり、かつ、つな
ぎ合わせの位置でつなぎ誤差が生ずるため、ナノメータ
領域の加工は不可能であった。
加工装置においては、細く絞られた電子線を走査し、試
料基板上の目標位置に逐次照射しパターンを形成（加
工）することが行われている。従来の電子線微細加工装
置により、同心円が配置された同心円配置パターンを加
工する場合には、二軸水平動ステージを用い、いわゆる
ステップアンドリピート法により行っている。このステ
ップアンドリピート法は、加工すべきパターンを格子状
に分割して、円弧の一部づつを順次加工してつなぎ合わ
せる方法であり、膨大な加工時間が掛かり、かつ、つな
ぎ合わせの位置でつなぎ誤差が生ずるため、ナノメータ
領域の加工は不可能であった。
【０００３】回転動ステージを利用して同心円配置パタ
ーンを加工する装置もあったが、回転動ステージの偏心
による位置の乱れを補正していない装置では、偏心量に
相当する加工位置の不確定さが存在した。この不確定さ
の量は、性能の良い回転動ステージでも３００ナノメー
トル（ｎｍ）の大きさである。また、回転動ステージの
中心位置を機械的に水平移動させて補正を行う方法で
は、補正の応答速度が遅く、電子線による高密度パター
ンの加工には対応できない。
ーンを加工する装置もあったが、回転動ステージの偏心
による位置の乱れを補正していない装置では、偏心量に
相当する加工位置の不確定さが存在した。この不確定さ
の量は、性能の良い回転動ステージでも３００ナノメー
トル（ｎｍ）の大きさである。また、回転動ステージの
中心位置を機械的に水平移動させて補正を行う方法で
は、補正の応答速度が遅く、電子線による高密度パター
ンの加工には対応できない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来技術の問題点に鑑み、被加工物に照射される電子線の
位置を補正することにより、回転動ステージの回転毎に
生ずる微小な周期的偏心および非周期的偏心を迅速に補
正することができる電子線微細加工装置を提供すること
を目的とするものである。
来技術の問題点に鑑み、被加工物に照射される電子線の
位置を補正することにより、回転動ステージの回転毎に
生ずる微小な周期的偏心および非周期的偏心を迅速に補
正することができる電子線微細加工装置を提供すること
を目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明は、水平動ステージと回転動ステージを備
え、回転動ステージ上の被加工物に円形パターンを形成
する電子線微細加工装置において、水平動ステージの位
置を測定する第１測定器と、回転動ステージにおける回
転時の偏心量を測定する第２測定器とを備え、第１測定
器および第２測定器の測定値に基づいて電子線偏向器の
電圧値を調整し、電子線の照射位置の補正制御を行うよ
うにしたことを特徴とするものである。
め、本発明は、水平動ステージと回転動ステージを備
え、回転動ステージ上の被加工物に円形パターンを形成
する電子線微細加工装置において、水平動ステージの位
置を測定する第１測定器と、回転動ステージにおける回
転時の偏心量を測定する第２測定器とを備え、第１測定
器および第２測定器の測定値に基づいて電子線偏向器の
電圧値を調整し、電子線の照射位置の補正制御を行うよ
うにしたことを特徴とするものである。
【０００６】本発明によれば、水平動ステージの位置は
第１測定器、例えば、非接触測長器で測定を行う。回転
動ステージの回転軸周辺に複数個の第２測定器、例え
ば、非接触変位計を設け、回転動ステージの偏心量を測
定する。回転動ステージの偏心運動は周期的偏心と非周
期的偏心があるが、周期的偏心は第２測定器を用いて事
前に測定しておく。ロータリーエンコーダの角度情報と
周期的偏心を対応させることで、周期的偏心を角度の関
数として記憶装置に格納する。
第１測定器、例えば、非接触測長器で測定を行う。回転
動ステージの回転軸周辺に複数個の第２測定器、例え
ば、非接触変位計を設け、回転動ステージの偏心量を測
定する。回転動ステージの偏心運動は周期的偏心と非周
期的偏心があるが、周期的偏心は第２測定器を用いて事
前に測定しておく。ロータリーエンコーダの角度情報と
周期的偏心を対応させることで、周期的偏心を角度の関
数として記憶装置に格納する。
【０００７】回転動ステージ上に載置された被加工物に
同心円配置パターンを電子線加工するときには、水平動
ステージの位置ズレ量、回転動ステージの周期的偏心の
偏心量に、周期的偏心と当該加工時の偏心量の差である
非周期的偏心を加えて補正量とし、電子線位置を補正す
るように電子線偏向器の動作量に帰還する。このよう
に、水平動ステージの位置情報と、回転動ステージの偏
心量を、電子線偏向器に帰還をかけて電子線位置の実時
間補正を行なうことにより、加工精度と加工速度を向上
させることができる。
同心円配置パターンを電子線加工するときには、水平動
ステージの位置ズレ量、回転動ステージの周期的偏心の
偏心量に、周期的偏心と当該加工時の偏心量の差である
非周期的偏心を加えて補正量とし、電子線位置を補正す
るように電子線偏向器の動作量に帰還する。このよう
に、水平動ステージの位置情報と、回転動ステージの偏
心量を、電子線偏向器に帰還をかけて電子線位置の実時
間補正を行なうことにより、加工精度と加工速度を向上
させることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を用
いて説明する。図１は本発明に係る電子線微細加工装置
の全体構成を示すブロック図である。図１に示すよう
に、電子線微細加工装置は、照射系１と、照射系１の下
方に配置された加工室２とを備えている。照射系１は、
鏡体３内に収容された電子銃４と第１電磁レンズ５と第
２電磁レンズ６と電子線偏向器７等から構成されてい
る。鏡体３および加工室２内は、加工室２の下方に配置
され真空ポンプを備えた真空排気系（図示せず）により
排気され、所定の真空度に保たれている。
いて説明する。図１は本発明に係る電子線微細加工装置
の全体構成を示すブロック図である。図１に示すよう
に、電子線微細加工装置は、照射系１と、照射系１の下
方に配置された加工室２とを備えている。照射系１は、
鏡体３内に収容された電子銃４と第１電磁レンズ５と第
２電磁レンズ６と電子線偏向器７等から構成されてい
る。鏡体３および加工室２内は、加工室２の下方に配置
され真空ポンプを備えた真空排気系（図示せず）により
排気され、所定の真空度に保たれている。
【０００９】加工室２内には水平動ステージ８が設置さ
れており、水平動ステージ８上にロータリエンコーダ９
が設置されている。水平動ステージ８は、ステージが直
交する二軸（Ｘ，Ｙ軸）の方向に移動可能でステージを
水平面上の所望の位置に位置決め可能な構造になってい
る。そして、ロータリエンコーダ９上に回転動ステージ
１０が配置されている。回転動ステージ１０は回転動ス
テージドライバ１７によって駆動される。回転動ステー
ジ１０は、ステージが自身の回転軸の回わりに所望の回
転速度で回転可能な構造になっている。回転動ステージ
１０の周囲には非接触変位計１１〜１５が所定円周上に
所定間隔をおいて配置されている。また水平動ステージ
８にはレーザーミラー２３が固定され、レーザーミラー
２３には加工室２の外側に配置されたレーザー発信器２
２よりレーザーが照射されるようになっている。なお、
加工室２の側壁には、レーザー光を透過させるためのガ
ラス窓２Ｗが設けられている。
れており、水平動ステージ８上にロータリエンコーダ９
が設置されている。水平動ステージ８は、ステージが直
交する二軸（Ｘ，Ｙ軸）の方向に移動可能でステージを
水平面上の所望の位置に位置決め可能な構造になってい
る。そして、ロータリエンコーダ９上に回転動ステージ
１０が配置されている。回転動ステージ１０は回転動ス
テージドライバ１７によって駆動される。回転動ステー
ジ１０は、ステージが自身の回転軸の回わりに所望の回
転速度で回転可能な構造になっている。回転動ステージ
１０の周囲には非接触変位計１１〜１５が所定円周上に
所定間隔をおいて配置されている。また水平動ステージ
８にはレーザーミラー２３が固定され、レーザーミラー
２３には加工室２の外側に配置されたレーザー発信器２
２よりレーザーが照射されるようになっている。なお、
加工室２の側壁には、レーザー光を透過させるためのガ
ラス窓２Ｗが設けられている。
【００１０】前記電子銃４は電子銃制御ユニット３３に
接続され、第１電磁レンズ５および第２電磁レンズ６等
は照射系制御ユニット３２に接続されている。また偏向
器７は演算増幅器２８に接続されており、演算増幅器２
８には図形情報メモリーユニット３０および図形情報処
理ユニット３１がシリーズに接続されている。
接続され、第１電磁レンズ５および第２電磁レンズ６等
は照射系制御ユニット３２に接続されている。また偏向
器７は演算増幅器２８に接続されており、演算増幅器２
８には図形情報メモリーユニット３０および図形情報処
理ユニット３１がシリーズに接続されている。
【００１１】非接触変位計１１〜１５は、それぞれ非接
触変位計制御部２０に接続され、非接触変位計制御部２
０は演算増幅器２１，２６，２７を介して前記演算増幅
器２８に接続されている。ロータリエンコーダ９はエン
コーダ読み取りユニット１８に接続され、エンコーダ読
み取りユニット１８は関数発生器２５に接続されてい
る。またエンコーダ読み取りユニット１８と回転動ステ
ージドライバ１７とは相互に接続されている。前記関数
発生器２５は演算増幅器２６および演算増幅器２７に接
続されている。一方、レーザー発信器２２はレーザー干
渉測長器２４に接続されており、レーザー干渉測長器２
４は演算増幅器２７に接続されている。
触変位計制御部２０に接続され、非接触変位計制御部２
０は演算増幅器２１，２６，２７を介して前記演算増幅
器２８に接続されている。ロータリエンコーダ９はエン
コーダ読み取りユニット１８に接続され、エンコーダ読
み取りユニット１８は関数発生器２５に接続されてい
る。またエンコーダ読み取りユニット１８と回転動ステ
ージドライバ１７とは相互に接続されている。前記関数
発生器２５は演算増幅器２６および演算増幅器２７に接
続されている。一方、レーザー発信器２２はレーザー干
渉測長器２４に接続されており、レーザー干渉測長器２
４は演算増幅器２７に接続されている。
【００１２】上述の構成において、電子銃４から出射さ
れた電子線は第１電磁レンズ５および第２電磁レンズ６
により集束された後に、偏向器７を通して回転動ステー
ジ１０上に載置された被加工物４０に照射され、被加工
物４０の加工が行われる。この場合、円形パターン又は
同心円配置パターンは、電子線を被加工物上の所定の位
置に照射しつつ、回転動ステージ１０を自身の回転軸の
回わりに回転させることにより形成（加工）される。レ
ーザー発信器２２，レーザーミラー２３，レーザー干渉
測長器２４は水平動ステージ８の位置を測定する第１測
定器を構成し、非接触変位計１１〜１５は回転動ステー
ジ１０における回転時の偏心量を測定する第２測定器を
構成している。
れた電子線は第１電磁レンズ５および第２電磁レンズ６
により集束された後に、偏向器７を通して回転動ステー
ジ１０上に載置された被加工物４０に照射され、被加工
物４０の加工が行われる。この場合、円形パターン又は
同心円配置パターンは、電子線を被加工物上の所定の位
置に照射しつつ、回転動ステージ１０を自身の回転軸の
回わりに回転させることにより形成（加工）される。レ
ーザー発信器２２，レーザーミラー２３，レーザー干渉
測長器２４は水平動ステージ８の位置を測定する第１測
定器を構成し、非接触変位計１１〜１５は回転動ステー
ジ１０における回転時の偏心量を測定する第２測定器を
構成している。
【００１３】回転動ステージ１０が回転している間、回
転動ステージ１０の周囲に配置された非接触変位計１１
〜１５は、回転動ステージ１０の基準面と非接触変位計
１１〜１５との間の相対的変位を測定しつづける。非接
触変位計１１〜１５により測定したデータは、非接触変
位計制御部２０で集められ、演算増幅器２１を通して演
算増幅器２６に伝送される。回転動ステージ１０のロー
タリーエンコーダ９の出力はエンコーダ読み取りユニッ
ト１８により読み取られ、角度に変換された後に関数発
生器２５に伝送される。回転動ステージ１０の周期的偏
心量は非接触変位計１１〜１５により求め、ロータリー
エンコーダ９の角度情報と周期的偏心量を対応させるこ
とで、周期的偏心を角度の関数として関数発生器２５に
予め格納しておく。関数発生器２５は格納された関数値
を元に、ロータリーエンコーダ９から送られてくる角度
情報に対応する周期的偏心量を演算増幅器２６及び演算
増幅器２７に出力する。演算増幅器２６は関数発生器２
５の信号と演算増幅器２１からの信号を比較演算し、差
分を非周期的偏心量として演算増幅器２７に出力する。
転動ステージ１０の周囲に配置された非接触変位計１１
〜１５は、回転動ステージ１０の基準面と非接触変位計
１１〜１５との間の相対的変位を測定しつづける。非接
触変位計１１〜１５により測定したデータは、非接触変
位計制御部２０で集められ、演算増幅器２１を通して演
算増幅器２６に伝送される。回転動ステージ１０のロー
タリーエンコーダ９の出力はエンコーダ読み取りユニッ
ト１８により読み取られ、角度に変換された後に関数発
生器２５に伝送される。回転動ステージ１０の周期的偏
心量は非接触変位計１１〜１５により求め、ロータリー
エンコーダ９の角度情報と周期的偏心量を対応させるこ
とで、周期的偏心を角度の関数として関数発生器２５に
予め格納しておく。関数発生器２５は格納された関数値
を元に、ロータリーエンコーダ９から送られてくる角度
情報に対応する周期的偏心量を演算増幅器２６及び演算
増幅器２７に出力する。演算増幅器２６は関数発生器２
５の信号と演算増幅器２１からの信号を比較演算し、差
分を非周期的偏心量として演算増幅器２７に出力する。
【００１４】一方、レーザー発信器２２から出たレーザ
ー光は水平動ステージ８上に固定されたレーザーミラー
２３より反射され、この反射光はレーザー干渉測長器２
４により受光される。これにより、水平動ステージ８の
位置が測定され、測定値は演算増幅器２７に伝送され
る。演算増幅器２７は、回転動ステージ１０の周期的偏
心量と非周期的偏心量、および水平動ステージ８の位置
情報から、所望位置とのズレ量を演算し、ズレ量を補正
するのに必要な電圧又は電流を出力する。
ー光は水平動ステージ８上に固定されたレーザーミラー
２３より反射され、この反射光はレーザー干渉測長器２
４により受光される。これにより、水平動ステージ８の
位置が測定され、測定値は演算増幅器２７に伝送され
る。演算増幅器２７は、回転動ステージ１０の周期的偏
心量と非周期的偏心量、および水平動ステージ８の位置
情報から、所望位置とのズレ量を演算し、ズレ量を補正
するのに必要な電圧又は電流を出力する。
【００１５】図形情報メモリーユニット３０からの情報
は、図形情報処理ユニット３１で電子線偏向量に対応す
る電気的信号に変換され、演算増幅器２８に伝送され
る。演算増幅器２７からの信号と、図形情報処理ユニッ
ト３１からの信号は、演算増幅器２８で最終的に演算処
理され、偏向器７に伝送される。この一連の処理によ
り、偏向器７には、水平動ステージ８の位置情報と、回
転動ステージ１０の偏心量が帰還され、電子線が回転動
ステージ１０に載置された被加工物上の所望位置に照射
するように、偏向器７の電圧値が調整され、この結果、
所望の図形情報に対応した電子線位置制御と、水平動ス
テージ８及び回転動ステージ１０の位置変動を打ち消す
電子線位置補正制御を同時に行うことが可能である。
は、図形情報処理ユニット３１で電子線偏向量に対応す
る電気的信号に変換され、演算増幅器２８に伝送され
る。演算増幅器２７からの信号と、図形情報処理ユニッ
ト３１からの信号は、演算増幅器２８で最終的に演算処
理され、偏向器７に伝送される。この一連の処理によ
り、偏向器７には、水平動ステージ８の位置情報と、回
転動ステージ１０の偏心量が帰還され、電子線が回転動
ステージ１０に載置された被加工物上の所望位置に照射
するように、偏向器７の電圧値が調整され、この結果、
所望の図形情報に対応した電子線位置制御と、水平動ス
テージ８及び回転動ステージ１０の位置変動を打ち消す
電子線位置補正制御を同時に行うことが可能である。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電子線微
細加工装置によれば、被加工物に照射される電子線の位
置を補正することができるため、回転動ステージの回転
毎に生ずる微小な周期的偏心および非周期的偏心を迅速
に補正できる。このため、被加工物に蛇行の無い滑らか
な円周状パターンが加工できる。
細加工装置によれば、被加工物に照射される電子線の位
置を補正することができるため、回転動ステージの回転
毎に生ずる微小な周期的偏心および非周期的偏心を迅速
に補正できる。このため、被加工物に蛇行の無い滑らか
な円周状パターンが加工できる。
【図１】本発明に係る電子線微細加工装置の一実施形態
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
１ 照射系 ２ 加工室 ２Ｗ ガラス窓 ３ 鏡体 ４ 電子銃 ５ 第１電磁レンズ ６ 第２電磁レンズ ７ 偏向器 ８ 水平動ステージ ９ ロータリエンコーダ １０ 回転動ステージ １１，１２，１３，１４，１５ 非接触変位計 １７ 回転動ステージドライバ １８ エンコーダ読み取りユニット ２０ 非接触変位計制御部 ２１，２６，２７，２８ 演算増幅器 ２２ レーザー発信器 ２３ レーザーミラー ２４ レーザー干渉測長器 ２５ 関数発生器 ３０ 図形メモリーユニット ３１ 図形情報処理ユニット ３２ 照射系制御ユニット ３３ 電子銃制御ユニット ４０ 被加工物
Claims (1)
- 【請求項１】 水平動ステージと回転動ステージを備
え、回転動ステージ上の被加工物に円形パターンを形成
する電子線微細加工装置において、水平動ステージの位
置を測定する第１測定器と、回転動ステージにおける回
転時の偏心量を測定する第２測定器とを備え、第１測定
器および第２測定器の測定値に基づいて電子線偏向器の
電圧値を調整し、電子線の照射位置の補正制御を行うよ
うにしたことを特徴とする電子線微細加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000332664A JP2002141012A (ja) | 2000-10-31 | 2000-10-31 | 電子線微細加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000332664A JP2002141012A (ja) | 2000-10-31 | 2000-10-31 | 電子線微細加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002141012A true JP2002141012A (ja) | 2002-05-17 |
Family
ID=18808840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000332664A Pending JP2002141012A (ja) | 2000-10-31 | 2000-10-31 | 電子線微細加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002141012A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005024807A1 (ja) | 2003-09-08 | 2005-03-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | ディスク原盤の製造方法、ディスク原盤の製造装置、ディスク原盤の移動距離差検出方法、およびディスク原盤の移動距離差検出装置 |
| US7359305B2 (en) | 2003-02-26 | 2008-04-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electron beam recorder and electron beam irradiation position detecting method |
| WO2008114422A1 (ja) * | 2007-03-20 | 2008-09-25 | Pioneer Corporation | ビーム描画装置 |
| US7474604B2 (en) | 2004-03-15 | 2009-01-06 | Panasonic Corporation | Electron beam recorder, electron beam irradiation position detecting method and electron beam irradiation position controlling method |
-
2000
- 2000-10-31 JP JP2000332664A patent/JP2002141012A/ja active Pending
Cited By (11)
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