JP2012027375A - 露光装置及び露光方法 - Google Patents

Abstract

【課題】回転ジッタの影響を受けず、隣接する直線幅が変動することなく高精度送りが実現できる光ディスク用の露光装置及び露光方法を提供する。
【解決手段】回転機構により回転するとともに、移動機構により回転機構の回転軸に直交する軸方向に移動するテーブル上に載置された基板に、照射手段から照射されるビームを偏向手段で偏向させて照射する露光装置であって、テーブルの移動を検出するスライド位置検出手段と検出した位置情報に基づいてゲイン調整する出力調整手段と、を有する振幅演算調整処理手段と、テーブルの回転角度を検出する回転角度検出手段と検出した現在角度に対応した三角波信号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の信号処理手段と２次関数波信号を出力調整手段により増幅して、テーブル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に重畳する第２の信号処理手段と、を有する多角形信号処理手段と、を備える。
【選択図】図１

Description

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し、特に回転駆動される試料に直線を露光する装置に関する。

近年、光ディスク、ハードディスク等では大容量化が進み、また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。

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。

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、例えば特許文献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。

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２方式があり、その一つは特許文献２に開示されるように、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ャン方式である。

また、他の一つは特許文献３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ィールドを複数のサブ・フィールドに分割し、光軸から個々のサブ・フィールド内の基準位置への主偏向と、個々のサブ・フィ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ャン方式である。

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−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、すなわちスループッ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、図形デー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タ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。

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ィ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ィ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。

特許文献１に記載されている方法では、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。

また、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に描画される直線の直線性が損なわれて露光、描画品質の低下を招くという問題があった。

また特許文献２〜４に記載されている方法では、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という問題があった。

また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という技術がある。

この場合、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。しかし実際には、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、また隣接する直線幅が変動するために露光品質上好ましくないという問題があった。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、回転ジッタの影響を受けず、隣接する直線幅が変動することなく高精度送りが実現できる光ディスク用の露光装置及び露光方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る露光装置は、回転機構により回転するとともに、移動機構により前記回転機構の回転軸に直交する軸方向に移動するテーブル上に載置された基板に、照射手段から照射されるビームを偏向手段で偏向させて照射する露光装置であって、前記テーブルの移動を検出するスライド位置検出手段と前記スライド位置検出手段により検出した位置情報に基づいてゲイン調整する出力調整手段と、を有する振幅演算調整処理手段と、前記テーブルの回転角度を検出する回転角度検出手段と前記回転角度検出手段により検出した現在角度に対応した三角波信号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の信号処理手段と前記２次関数波信号を前記出力調整手段により増幅して、前記テーブル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に重畳する第２の信号処理手段と、を有する多角形信号処理手段と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る露光装置の露光方法は、回転機構により回転するとともに、移動機構により前記回転機構の回転軸に直交する軸方向に移動するテーブル上に載置された基板に、照射手段から照射されるビームを偏向手段で偏向させて照射する露光装置の露光方法であって、前記テーブルの移動を検出するスライド位置検出工程と前記スライド位置検出工程により検出した位置情報に基づいてゲイン調整する出力調整工程と、を有する振幅演算調整処理工程と、前記テーブルの回転角度を検出する回転角度検出工程と前記回転角度検出工程により検出した現在角度に対応した三角波信号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の信号処理工程と前記２次関数波信号を前記出力調整工程により増幅して、前記テーブル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に重畳する第２の信号処理工程と、を有する多角形信号処理工程と、を有することを特徴とする。

本発明により、回転ジッタの影響を受けず、隣接する直線幅が変動することなく高精度送りが実現できる光ディスク用の露光装置及び露光方法を提供することが可能になる。

本発明の実施形態に係る電子線描画装置の断面構成と制御ブロック図である。 本発明の実施形態に係る偏向量算出を説明する図である。 本発明の実施形態に係る多角形信号処理手段の構成図である。 本発明の実施形態に係る同心円演算処理手段を説明する図である。 本発明の実施形態に係る電子線偏向量例と２次関数近似を説明する図である。 本発明の実施形態に係る第１の信号処理工程を説明する図である。 本発明の実施形態に係る積分器の構成と周波数特性を説明する図である。 本発明の実施形態に係る回転周波数と振幅調整電圧を説明する図である。 本発明の実施形態に係る第２の信号処理工程を説明する図である。 本発明の実施形態に係るクランプ手段と信号反転手段の構成図である。 本発明の実施形態に係る第３の振幅調整信号と可変調整器ゲインを説明する図である。 本発明の実施形態に係る多角形信号処理手段を説明する図である。 本発明の実施形態に係る描画形状図である。 従来技術による直線描画形状図である。

本発明の好適な実施の形態について以下に図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態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。

電子線描画装置の電子光学鏡筒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に照射される。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なっている。

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（Ａ ｏｒ Ｂ）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。

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Ｄｓ２７、回転角度情報２３、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。

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。
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
である。

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、上記の数式（１）を用いて逐次演算して偏向信号を生成する。

しかし本実施形態では、数式（２）に着目し、以下の数式（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、以下の数式（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、以下の数式（５）で示される。
ＱＳｍａｘ＝Ｒ×｛１−ｃｏｓ（α／２）｝ ・・・・・・・・・・・（５）
また、ＱＳｍａｘの偏向相当電圧をＶｕとすると
Ｖｕ＝ＱＳｍａｘ／Ｄｓ ・・・・・・・・・・・・（６）

次に本実施形態の多角形信号処理手段１５について図面を参照して詳細に説明する。

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、ＣＰＵ４０と、演算プログラムが格納されたＲＯＭ４１と、データを保存するＲＡＭ４２と、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と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。

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）と、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次関数波信号の正側部分をクランプする正側クランプ手段３３と２次関数波信号の負側部分をクランプする負側クランプ手段３４と負側クランプ手段３４の出力を信号反転する信号反転手段３５と、正側クランプ手段３３の出力信号と信号反転手段３５の出力信号を加算する加算器ａ３６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ｂ３８と偏向器５を駆動するための駆動増幅器３９と、からなる第２の信号処理工程４７から構成される。

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相信号の立ち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。

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。

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（ｆ）〜（Ｌ）各部の信号を示す。正側クランプ手段３３、負側クランプ手段３４は、図１０（ａ）、（ｂ）に示すようなオペアンプ（３３ａ、３４ａ）の反転回路の帰還部にダイオードＤ１、Ｄ２（３３ｄ、３３ｅ）を設けて出力をクランプする構成にしている。

第１の信号処理工程４６からの２次関数波信号を反転した信号において、図１０（ｄ）に示すように、正側クランプ手段３３では２次関数波信号の正側（＋）成分、言い換えれば、半径方向外向き偏向成分が除去されて２次関数波信号の負側成分、言い換えれば、半径方向内向き偏向成分だけが取り出され、又、図１０（ｅ）に示すように負側クランプ手段３４では２次関数波信号の負側（−）成分、言い換えれば、半径方向内向き偏向成分が除去されて２次関数波信号の正側成分、言い換えれば、半径方向外向き偏向成分だけが取り出され、例えば、図１０（ｃ）に示すオペアンプ３５ａ等を用いた信号反転手段３５にて２次関数波信号の正側成分が折り返され、正側クランプ手段３３の出力信号とが例えば、オペアンプの加算回路等の加算器ａ（３６）にて加算され、図９（ｉ）に示すような信号を得られる構成になっている。

さらに、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。

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）

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。

また、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。

なお、上述する実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。

上記の実施形態によれば、本発明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。

また上記の実施形態によれば、本発明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、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。

本発明に係る露光装置の前記第２の信号処理手段は、前記２次関数波信号の正側である半径方向外向き偏向成分と、負側である半径方向中心向き偏向成分と、を通過させて正側信号と、負側信号と、に分離する信号クリップ手段と、前記正側信号を反転して負側信号と加算する加算手段と、を有することを特徴とする。

また本発明に係る露光装置の露光方法の前記第２の信号処理工程は、前記２次関数波信号の正側である半径方向外向き偏向成分と、負側である半径方向中心向き偏向成分と、を通過させて正側信号と、負側信号と、に分離する信号クリップ工程と、前記正側信号を反転して負側信号と加算する加算工程と、を有することを特徴とする。

また本発明に係る露光装置は、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、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前記偏向手段に供給する同心円演算処理手段と、前記スライド移動手段によりスライド移動した前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前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と偏向感度情報と多角形の辺数情報ｎと、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とを演算し、前記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手段と、前記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と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して、偶数辺で減算して現在角度に応じた三角波を生成し、生成した前記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の信号処理手段と、前記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の信号処理手段工程とからなる多角形信号処理手段を設け、その出力信号を前記偏向手段に印加することを特徴とする。

また本発明に係る露光装置の前記第２の信号処理手段は、前記２次関数波信号の正側である半径方向外向き偏向成分と、負側である半径方向中心向き偏向成分のみを通過させる信号クリップ手段と、正側信号と負側信号と、に分離して、正側信号を反転して負側信号と加算する加算手段と、を有することを特徴とする。

また本発明に係る露光装置の露光方法は、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、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前記偏向手段に供給する同心円演算処理手段と、前記スライド移動手段によりスライド移動した前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前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と偏向感度情報と多角形の辺数情報ｎと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、前記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、前記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、前記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して、偶数辺で減算して現在角度に応じた三角波を生成し、生成した前記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、前記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、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。

本発明によれば、露光装置、ディスク原盤露光装置、電子ビーム描画装置などの用途に適用できる。

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
１５ 多角形演算処理手段
１６ エアスピンドル
１７ スライド位置検出手段
２０ 回転駆動モータ
２２ 回転コントローラ
２５ 同心円演算処理手段
２８ カウンタ
２９ 第１のＤ／Ａ変換器
３１ 積分器
３２ａ 第１の可変ゲイン調整器（可変ゲイン調整器ａ）
３２ｂ 第２の可変ゲイン調整器（可変ゲイン調整器ｂ）
３３ 正側クランプ手段
３３ａ オペアンプ
３３ｄ ダイオードＤ１
３３ｅ ダイオードＤ２
３４ 負側クランプ手段
３４ａ オペアンプ
３５ 信号反転手段
３５ａ オペアンプ
３６ 加算器ａ
３７ 可変ゲイン調整器
３８ 加算器ｂ
３９ 駆動増幅器
４０ ＣＰＵ
４１ ＲＯＭ
４２ ＲＡＭ
４３ Ｄ／Ａ変換器
４４ Ｉ／Ｏ手段
４５ 振幅演算調整処理工程
４６ 第１の信号処理工程
４７ 第２の信号処理工程
４８ 加算器

特開２００４−３６１８５５号公報 特開昭５５−３４４２４号公報 特開昭５４−９３３６４号公報 特開平２−２９１１０７号公報

Claims (4)

1. 回転機構により回転するとともに、移動機構により前記回転機構の回転軸に直交する軸方向に移動するテーブル上に載置された基板に、照射手段から照射されるビームを偏向手段で偏向させて照射する露光装置であって、
   前記テーブルの移動を検出するスライド位置検出手段と前記スライド位置検出手段により検出した位置情報に基づいてゲイン調整する出力調整手段と、を有する振幅演算調整処理手段と、
   前記テーブルの回転角度を検出する回転角度検出手段と前記回転角度検出手段により検出した現在角度に対応した三角波信号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の信号処理手段と前記２次関数波信号を前記出力調整手段により増幅して、前記テーブル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に重畳する第２の信号処理手段と、を有する多角形信号処理手段と、
   を備えることを特徴とする露光装置。
2. 前記第２の信号処理手段は、
   前記２次関数波信号の正側である半径方向外向き偏向成分と、負側である半径方向中心向き偏向成分と、を通過させて正側信号と、負側信号と、に分離する信号クリップ手段と、
   前記正側信号を反転して負側信号と加算する加算手段と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 回転機構により回転するとともに、移動機構により前記回転機構の回転軸に直交する軸方向に移動するテーブル上に載置された基板に、照射手段から照射されるビームを偏向手段で偏向させて照射する露光装置の露光方法であって、
   前記テーブルの移動を検出するスライド位置検出工程と前記スライド位置検出工程により検出した位置情報に基づいてゲイン調整する出力調整工程と、を有する振幅演算調整処理工程と、
   前記テーブルの回転角度を検出する回転角度検出工程と前記回転角度検出工程により検出した現在角度に対応した三角波信号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の信号処理工程と前記２次関数波信号を前記出力調整工程により増幅して、前記テーブル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に重畳する第２の信号処理工程と、を有する多角形信号処理工程と、
   を有することを特徴とする露光装置の露光方法。
4. 前記第２の信号処理工程は、
   前記２次関数波信号の正側である半径方向外向き偏向成分と、負側である半径方向中心向き偏向成分と、を通過させて正側信号と、負側信号と、に分離する信号クリップ工程と、
   前記正側信号を反転して負側信号と加算する加算工程と、
   を有することを特徴とする請求項３に記載の露光装置の露光方法。

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