JPWO2010013331A1 - 電子ビーム装置 - Google Patents

Abstract

描画データの描画実行時において、基板への非照射時における電子ビームの照射位置の変動を検出するビーム電流検出器と、当該照射位置の変動に基づいて電子ビームのビーム位置誤差を検出するビーム位置誤差検出器と、描画データの描画実行時におけるステージの回転及び並進駆動による駆動位置誤差を検出する駆動位置誤差検出器と、当該ビーム位置誤差及び当該駆動位置誤差に基づいて描画時の当該電子ビームの照射位置を補正する補正器と、を有する。

Description

本発明は、電子ビーム装置、特に、電子ビーム露光により記録媒体の原盤等を製造するための電子ビーム描画装置に関する。

電子ビームを露光ビームとして用いてリソグラフィを行う電子ビーム描画装置は、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ：Digital Versatile Disc）、Blu-rayディスク等の光ディスク、磁気記録用のハードディスクなどの大容量ディスクの原盤製造装置に広く適用されている。さらに、ディスクリートトラックメディアやパターンドメディアと称される記録媒体の製造にも用いられる。

電子ビーム描画装置において、例えば、上記したディスク等の原盤を製造する際には、原盤となる基板の記録面にレジスト層を形成し、基板を回転させるとともに、並進移動させて基板描画面に対してビームスポットを相対的に半径方向及び接線方向に適宜送ることにより、螺旋状又は同心円状のトラック軌跡を基板描画面上に描いてレジストに潜像を形成するように制御する。

このような電子ビーム描画装置では、基板の並進移動のためのステージや回転駆動系の振動、あるいは他の外乱等による振動によって、電子ビームの電子光学系や当該電子光学系を収容している電子カラムが振動する。そして、かかる振動により、基板描画面上における電子ビームの照射位置も変動するため、かかる電子ビーム照射系に起因する照射位置変動の補正が必要になる。さらに、ステージの駆動機構系、すなわち基板を載置したステージの回転駆動及び並進駆動（送り駆動）系に起因して照射位置誤差が生じるため、当該機構系位置誤差の補正を行う必要がある。

かかる補正のためのビーム位置変動測定法として、例えば、特許文献１に記載の技術がある。当該特許文献においては、測定時においてイオンビーム光学系の光軸上のアパーチャ直下に移動させたビーム電流検出器（ファラディカップ）を用いて、その電流量の変化からビーム位置変動を測定している（固定法）。しかしながら、記録データの描画前にビーム位置変動データを収集するため、実際に描画している状態におけるビーム位置変動が当該測定時のビーム位置変動とは異なる場合がある。また、メモリに補正信号を記憶するために、特定の周波数成分に補正信号が限定される。

さらに、基板（原盤）の描画（記録）時には、メモリに記憶された波形を当該特定の周波数に同期させながら出力してビームを変動とは逆方向に偏向させて補正を行う。従って、補正がフィードフォワード制御によるものであるため、補正効果が小さいという問題がある。

また、機構系起因の位置誤差については、描画と同時に機構系による位置誤差を測定し、当該機構系位置誤差に基づいて電子ビームを偏向することで補正を行っていた。このような機構系の位置誤差の測定及びビーム照射位置補正としては、例えば、特許文献２，３に記載されているものがある。

上記したように、電子ビーム照射位置は、電子ビーム照射系及び機構系に起因して変動するが、従来、かかる複合的な照射位置誤差を十分に精度良く補正することは困難であった。特に、上記したように、ビームスポットが極めて小さい電子ビームによる一層の高密度描画が望まれているハードディスクなどの大容量ディスク用途においては、電子ビーム照射位置の高精度制御が決定的に重要である。
特開平０８−２１２９５０号公報（第３頁，図２） 特開平１０−１８００７３号公報 特開１９９７−１９０６５１号公報

本発明は上記した点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、ビーム変動補正を高精度に行いつつ描画を行うことが可能なビーム描画装置を提供することが一例として挙げられる。

本発明による描画装置は、回転及び並進駆動されるステージ上に基板が載置され、描画データに応じた電子ビームの偏向によって当該基板への電子ビームの照射及び非照射を切り替えて描画を行う電子ビーム描画装置であって、
当該描画データの描画実行時において、当該基板への非照射時における当該電子ビームの照射位置の変動を検出するビーム電流検出器と、
当該照射位置の変動に基づいて当該電子ビームのビーム位置誤差を検出するビーム位置誤差検出器と、
当該描画データの描画実行時における当該ステージの回転及び並進駆動による駆動位置誤差を検出する駆動位置誤差検出器と、
当該ビーム位置誤差及び当該駆動位置誤差に基づいて当該描画時の当該電子ビームの照射位置を補正する補正器と、を有することを特徴としている。

本発明の実施例１である電子ビーム描画装置１０の構成の一例を模式的に示すブロック図である。 電子ビームの偏向補正に係る構成を模式的に示すブロック図である。 図３は、ビーム誤差信号生成器がサンプル・ホールド回路及び誤差信号生成回路からなる場合を模式的に示すブロック図である。 図４は、バイナリデータＲＤ、電子ビームの照射・非照射、及びビーム電流検出タイミングの関係を模式的に示す図である。 図５は、ビームオン期間内にビーム変調信号にビーム変動測定用パルス（ＭＰ）を重畳し、ビーム電流検出をなす動作を模式的に示す図である。 図６は、駆動系誤差信号生成器の構成の一例を示すブロック図である。

符号の説明

１０ 電子ビーム描画装置
１５ 基板
１６ ターンテーブル
１７ スピンドルモータ
１８ 並進ステージ
２３ ビーム偏向電極
２４ ビーム変調電極
２６ アパーチャ
２７ ビーム電流検出器
３０ コントローラ
３１ ビーム偏向回路
３２ ビーム変調回路
３３ ビーム変動測定回路
３５ レーザ干渉計
３７ ステージ駆動部
３８ 回転駆動部
３９ 並進駆動部
４１ ビーム誤差信号生成器
４５ 駆動系誤差信号生成器
４６ ビーム補正回路

以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下に示す実施例において、等価な構成要素には同一の参照符を付している。

図１は、本発明の実施例１である電子ビーム描画装置１０の構成の一例を模式的に示すブロック図である。当該電子ビーム描画装置１０は、電子ビームを用い、光ディスクやハードディスク製造用の原盤を作成するディスクマスタリング装置である。
［電子ビーム描画装置の構成及び動作］
電子ビーム描画装置１０は、真空チャンバ１１、及び真空チャンバ１１内に配された基板１５を載置及び回転、並進駆動する駆動装置、及び真空チャンバ１１に取り付けられた電子ビームカラム２０、及び基板の駆動制御及び電子ビーム制御等をなす種々の回路、制御系が設けられている。

より詳細には、ディスク原盤用の基板１５は、その表面にレジストが塗布され、ターンテーブル（回転ステージ）１６上に載置されている。回転ステージであるターンテーブル１６は、基板１５を回転駆動する回転駆動装置であるスピンドルモータ１７によってディスク基板主面の垂直軸に関して回転駆動される。また、スピンドルモータ１７は並進ステージ（以下、Ｘステージともいう。）１８上に設けられている。Ｘステージ１８は、並進駆動装置である並進モータ１９に結合され、スピンドルモータ１７及びターンテーブル１６を基板１５の主面と平行な面内の所定方向（ｘ方向とする）に移動することができるようになっている。従って、Ｘステージ１８、スピンドルモータ１７及びターンテーブル（回転ステージ）１６によってＸθステージが構成されている。なお、Ｘステージ１８は、基板１５の主面と平行な面内であって、ｘ方向と垂直な方向（ｙ方向）にも移動することができるようになっていてもよい。

スピンドルモータ１７及びＸステージ１８は、ステージ駆動部３７によって駆動される。より詳細には、ステージ駆動部３７には、スピンドルモータ１７及びＸステージ１８をそれぞれ駆動し、その駆動量であるターンテーブル１６の回転角（すなわち、基板１５の回転角）や回転速度などの回転量、及びＸステージ１８の並進量などのステージ駆動量を制御する制御部である回転駆動部３８及び並進駆動部（送り駆動部）３９が設けられている。回転駆動部３８及び並進駆動部３９は、コントローラ３０の制御の下で動作する。なお、詳細については後述する。

ターンテーブル１６は誘電体、例えば、セラミックからなり、基板１５を保持する静電チャッキング機構（図示しない）などのチャッキング機構を有している。かかるチャッキング機構によって、ターンテーブル１６上に載置された基板１５はターンテーブル１６に確実に固定される。

Ｘステージ１８上には、レーザ干渉計３５の一部である反射鏡３５Ａが配されている。レーザ干渉計３５は、反射鏡３５Ａからの反射レーザ光に基づいてＸステージ１８との間の距離を測定し、並進駆動部３９に供給する。

真空チャンバ１１は、エアーダンパなどの防振台（図示しない）を介して設置され、外部からの振動の伝達が抑制されている。また、真空チャンバ１１は、真空ポンプ（図示しない）が接続されており、これによってチャンバ内を排気することによって真空チャンバ１１の内部が所定圧力の真空雰囲気となるように設定されている。

電子ビームカラム２０内には、電子ビームを射出する電子銃（エミッタ）２１、収束レンズ２２、ビーム偏向電極２３、ビーム変調電極２４、アパーチャ２６、フォーカスレンズ２８がこの順で配置されている。

電子銃２１は、加速高圧電源（図示しない）から供給される高電圧が印加される陰極（図示しない）により、例えば、数１０ＫｅＶに加速された電子ビーム（ＥＢ）を射出する。収束レンズ２２は、射出された電子ビームを収束する。

ビーム偏向電極２３は、ビーム偏向回路３１からの偏向調整信号に基づいて電子ビームを高速で偏向制御することができる。後述するように、かかる制御により、基板１５に対する電子ビームの照射位置調整が行われる。

ビーム変調電極２４及びアパーチャ２６から電子ビーム変調器が構成されている。つまり、ビーム変調電極２４は、ビーム変調回路３２からの変調信号に基づいて、電子ビームのブランキング制御によって、基板１５に対する電子ビーム照射のオン／オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）変調を行う。

すなわち、ビーム変調電極２４に電圧を印加して通過する電子ビームを、例えば静電偏向によって大きく偏向させることにより、電子ビームがアパーチャ２６を通過するのを阻止する。つまり、アパーチャ２６は、電子ビームが基板１５に照射されるのを防ぐ（ビームオフ時）。また、ビーム変調電極２４に電圧を印加しないときには基板１５に電子ビームが照射される（ビームオン時）。

アパーチャ２６上には、ビーム変動を検出するためのビーム電流検出器２７が設けられている。より具体的には、ビームオフ時に電子ビームが照射される位置にビーム電流検出器２７が設けられている。ビーム電流検出器２７によって検出された電子ビーム電流は、ビーム変動測定回路３３に供給される。ビーム変動測定回路３３は、当該検出電流値に基づいて電子ビームの位置変動値を算出する。

フォーカスレンズ２８は、フォーカス制御回路３４からの駆動信号に基づいて駆動され、電子ビームのフォーカス制御が行われる。

レーザ干渉計３５は、レーザ干渉計３５内の光源から照射されるレーザ光を用いてＸステージ１８の変位を測長する。すなわち、Ｘステージ１８上に設けられた反射鏡３５Ａから反射されたレーザ光に基づいてＸステージ１８の変位を測定し、その測定データ、すなわちＸステージ１８の並進方向（Ｘ方向）の位置データをステージ駆動部３７の並進駆動部３９に送る。

さらに、スピンドルモータ１７の回転信号も、ステージ駆動部３７の回転駆動部３８に供給される。より詳細には、当該回転信号は、基板１５の基準回転位置を表す原点信号、及び基準回転位置からの所定回転角ごとのパルス信号（ロータリエンコーダ信号）を含んでいる。回転駆動部３８は、当該回転信号によりターンテーブル１６（すなわち、基板１５）の回転角、回転速度等を得る。

ステージ駆動部３７は、Ｘステージ１８からの並進位置データ及びスピンドルモータ１７からの回転信号に基づいて、電子ビームスポットの基板上の位置を表す位置データを生成し、コントローラ３０に供給する。また、ステージ駆動部３７は、コントローラ３０からの制御信号に基づいて、スピンドルモータ１７及び並進モータ１９を駆動し、回転及び並進駆動がなされる。

コントローラ３０には、光ディスク、磁気ディスク、あるいはディスクリートトラックメディアやパターンドメディア等に用いられるトラックパターン・データや描画（露光）すべきデータ（描画データ）ＲＤが供給される。

そして、上記したように、ビーム変調回路３２は当該描画データＲＤに基づいてビーム変調電極２４を制御し、描画データＲＤに応じて電子ビームのオン／オフ変調（基板１５への照射／非照射の切り替え）を行う。

コントローラ３０は、ビーム偏向回路３１、ビーム変調回路３２、及びフォーカス制御回路３４にそれぞれビーム調整信号ＣＡ、ビーム変調信号ＣＭ及びフォーカス制御信号ＣＦを送出し、当該記録データＲＤに基づいてデータ描画（露光又は記録）制御を行う。すなわち、記録データＲＤに基づいて基板１５上のレジストに電子ビーム（ＥＢ）が照射され、電子ビームの照射によって露光された箇所にのみ潜像が形成されて描画がなされる。
［ビーム位置変動補正に係る構成及び動作］
図２は、電子ビームの偏向補正に係る構成を模式的に示すブロック図である。電子ビーム描画を行う際の電子ビームの位置誤差が検出されるとともに、ステージ駆動機構によるビーム位置誤差が検出され、これらの検出誤差に基づいてビーム位置補正がなされる。

電子銃２１から射出された電子ビーム（ＥＢ）は、ビーム変調回路３２によって描画データＲＤ（すなわち、ビーム変調信号ＣＭ）に基づいて変調される。ビーム変調信号ＣＭにより電子ビームＥＢがブランキングされて基板１５に照射されないとき（ビームオフ）の電子ビームがビーム電流検出器２７によって検出され、ビーム電流検出器２７におけるビーム位置変動値を含む電子ビーム変動値がビーム変動測定回路３３によって測定される。そして、ビーム誤差信号生成器４１は当該ビーム位置変動値に基づいてビーム位置の誤差信号ＢＥを生成し、ビーム補正回路４６に供給する。

一方、回転駆動部３８及び並進駆動部３９からは回転量及び並進量に関する信号（ステージ駆動信号）が駆動機構系誤差信号生成器（以下、単に駆動系誤差信号生成器という。）４５に供給される。駆動系誤差信号生成器４５は、当該駆動信号に基づいて回転駆動及び並進駆動における位置誤差信号ＳＥを生成し、ビーム補正回路４６に供給する。

ビーム補正回路４６は、ビーム位置誤差信号ＢＥ及びステージ位置誤差信号ＳＥに基づいて、電子ビームの基板１５への照射位置を補正するための制御信号（補正信号）を生成する。ビーム偏向回路３１は、電子ビームＥＢの偏向制御によってビーム位置調整を行う。これにより、電子ビームの基板１５への照射位置の補正がなされる。
［電子ビームの照射位置誤差の検出］
次に、電子ビーム描画を行う際の電子ビームの照射位置誤差の検出について、以下に詳細に説明する。

より具体的には、描画データＲＤに基づいて電子ビーム描画を行う際、つまり電子ビームの変調時において、基板１５への非照射時の電子ビーム（ＥＢ）が検出される。例えば、描画バイナリデータＲＤのバイナリ値“１”に対応して基板１５に電子ビームＥＢが照射され（ビームオン）、バイナリ値“０”に対応して電子ビームＥＢが偏向（ブランキング）され非照射となる（ビームオフ）とすると、ビームオフ（非照射）時の電子ビームＥＢがアパーチャ２６上に設けられたビーム電流検出器２７に入射される。なお、描画データＲＤの“０”に対応して基板１５に電子ビームＥＢが照射され（ビームオン）、“１”に対応して電子ビームＥＢのブランキングにより非照射とされ（ビームオフ）、ビームオフ（非照射）時の電子ビームＥＢがアパーチャ２６上に設けられたビーム電流検出器２７に入射されるようにしてもよい。

換言すれば、電子ビーム描画の実行の際に、ビーム変調によってビームオフしたときの電子ビームＥＢをサンプリングし、ビーム電流を検出している。従って、描画データＲＤの描画（露光又は記録）中における実時間（リアルタイム）でのビーム変動を検出し、測定することが可能である。

ビーム電流検出器２７は、例えばファラディカップ（ＦＣ）を有しており、ファラディカップＦＣによってビーム電流の変化量が検出される。これにより、ビーム照射位置等のビーム変動を検出することができる。例えば、ビームオフ（非照射）時の電子ビームＥＢの一部（例えば、５０％）が入射される位置にファラディカップＦＣが配されている。又は、ビームオフ（非照射）時の電子ビームＥＢの一部が遮蔽されてファラディカップＦＣに入射され、検出されるようにファラディカップＦＣが構成されている。

電子ビームＥＢのビーム出射方向の変動等によってビームオン時のビーム照射位置（つまり、基板１５への照射位置）等のビーム変動が生じるような場合には、ビームオフ（非照射）時のビーム電流も変化する。従って、当該ビーム電流の変化量はビーム電流検出器２７（ファラディカップＦＣ）によって検出されることになる。

なお、ビーム電流検出器２７は、ビームオフ（非照射）時の電子ビームＥＢを受ける複数の分割検出部を有する分割電流検出器として構成されていてもよい。例えば、ビーム電流検出器２７は４つの分割電流検出部を有する４分割電流検出器として構成され、当該４つの分割電流検出部の各々の検出電流値の変化に基づいて、電子ビームＥＢの変動、すなわち、ビーム位置、ビーム径（長径、短径）などのビーム形状、ビーム量等の変動を検出することができる。

ビーム電流検出器２７によって検出されたビーム電流は、ビーム変動測定回路３３に供給される。ビーム変動測定回路３３は、当該検出電流値に基づいて電子ビームの照射位置の変動値を算出する。

ビーム変動測定回路３３により算出されたビーム位置変動値は、ビーム誤差信号生成器４１に供給される。ビーム誤差信号生成器４１は、ビーム変動測定回路３３からのビーム位置変動値に基づいて電子ビームＥＢの基板へのビーム位置の誤差信号ＢＥを生成する。

以下に、ビーム誤差信号生成器４１が、例えば、サンプル・ホールド回路４２及び誤差信号生成回路４３からなる場合について図３を参照しつつ説明する。ビーム変動測定回路３３からのビーム位置変動値はサンプル・ホールド回路４２に供給され、当該サンプリング位置変動値がホールドされる。より具体的には、図４に示すように、描画バイナリデータＲＤ（図４の(i)）の“０”に対応してピット（潜像）を描画し（図４の(ii)）、“１”のときにピットを描画しない場合について説明する。この場合、描画データＲＤの“０”に対応して基板１５に電子ビームＥＢが照射（ビームオン）され、“１”に対応して電子ビームＥＢのブランキングにより非照射（ビームオフ）とされるようにコントローラ３０によってビーム変調信号ＣＭ（図４の(iii)）が生成される。そして、ビームオフ（非照射）時の電子ビームＥＢがアパーチャ２６上に設けられたビーム電流検出器２７に入射される。

なお、これとは逆に、描画データＲＤの“１”に対応して基板１５に電子ビームＥＢが照射（ビームオン）され、“０”に対応して非照射（ビームオフ）とされ、ビームオフ（非照射）時の電子ビームＥＢがアパーチャ２６上に設けられたビーム電流検出器２７に入射されるように構成してもよい。

そして、サンプル・ホールド回路４２は、ピット描画を行わないビームオフ（非照射）の期間内にサンプリング信号（サンプリングパルス：ＳＰ、（図４の(iv)））に応じてビーム変動測定回路３３からのビーム位置変動値のサンプリングが実行され、当該ビーム位置変動値はホールドされる。

そして、当該位置変動値（ホールド値）は誤差信号生成回路４３に供給され、当該ホールド値に基づいて、照射ビーム位置のビーム基準位置からの誤差を表すビーム位置誤差信号ＢＥを生成する。そして、ビーム位置誤差信号ＢＥは、ビーム補正回路４６に供給される。なお、ビーム基準位置とはビーム位置変動がない状態でのビーム電流検出器２７における照射位置を指す。

なお、サンプル・ホールド回路４２及び誤差信号生成回路４３は、例えばコントローラ３０内に設けられ、コントローラ３０によってその動作の制御がなされている。

また、上記においては、ピットを形成しない期間であるビームオフ（非照射）時にサンプリングを実行する場合について示したが、実効的にビームオン期間内にサンプリングを実行するようにできる。すなわち、ビーム変調信号にビーム変動測定用信号（パルス）を重畳して、ビームオン（照射）の期間内にサンプリングを実行するように構成することができる。すなわち、後述するように、ビームオン期間内に短時間だけビームオフに切り替えるサンプリングによって、レジストが実効的に連続的に露光（描画）されるようにできるからである。

より具体的には、図５に示すようにピット長が長い場合（図５の(ii)）、あるいはビームオフ（非照射）期間が無い場合（例えば、グルーブを形成する場合）などにおいて、ビームを基板に照射すべき期間であるビームオンの期間内にビーム変調信号にビーム変動測定用パルス（ＭＰ）を重畳（又は印加）する（図５の(iv)）。当該ビーム変動測定用パルス（ＭＰ）が重畳されている期間は、ビームはオフ（非照射）となり、当該測定用パルス（ＭＰ）の重畳期間においてサンプリングを実行するように構成することができる。

例えば、コントローラ３０が描画データＲＤに対応するビーム変調信号（図５の(iii)）に当該ビーム変動測定用信号ＭＰを重畳してビーム変調信号ＣＭを生成するように構成されている。この場合、コントローラ３０はビーム変調回路３２を制御してビームを非照射に切り替える変動測定用ビーム切替部として機能する。また、ビーム電流検出器２７は当該切替期間（測定用パルス重畳期間）においてビーム電流を検出する。そして、当該検出電流値に基づいてビームの変動値が算出される。

なお、当該測定用パルス重畳期間は、レジストの連続的な露光（描画）に影響の無い短期間とすることができる。すなわち、ピット又はグルーブを形成する場合において、基板１５上の描画ビームの移動速度（線速度）やレジスト特性（感度）等に応じて、当該ピットやグルーブに不連続が生じないような測定用パルス重畳期間を選択することが可能である。

かかる構成によって、ピット長が長いためにビームオフ（非照射）期間が長い場合であっても、短いサンプリング間隔でビーム変動測定を行うことができるため、ビーム変動の補正を高い頻度で行うことができる。また、グルーブを形成する場合などのビームオフ（非照射）期間が無い場合であっても、ビーム変動測定を行うことができ、ビーム変動の補正を高い頻度で行うことができる。

上記したように、描画バイナリデータＲＤに基づく変調信号で電子ビームをオン・オフ変調（照射・非照射）しつつ、当該電子ビーム変調信号に応じた電子ビームの基板１５への非照射時にビーム位置誤差を検出している。そして、検出された位置誤差に基づいて電子ビームの補正を行っている。従って、データ描画中におけるビーム変動が実時間（リアルタイム）で検出されてビーム補正がなされるのであり、フィードバック制御による補正が実現される。
［ステージ駆動機構の位置誤差の検出］
次に、ステージ駆動機構に起因するビーム位置誤差の検出について、以下に詳細に説明する。

より具体的には、回転駆動部３８及び並進駆動部３９からは回転駆動及び並進駆動に関するステージ駆動信号が駆動系誤差信号生成器４５に供給され、駆動系誤差信号生成器４５は、当該駆動信号に基づいて回転駆動及び並進駆動における位置誤差信号ＳＥを生成する。

図６は、駆動系誤差信号生成器４５の構成の一例を示すブロック図である。回転駆動部３８からの回転速度、回転角等を表す回転信号は回転振れ検出器５１及び回転むら検出器５３に供給される。回転振れ検出器５１は、偏心などによって生じるターンテーブル１６の回転変位を検出し、回転振れ誤差信号生成器５２に供給する。回転振れ誤差信号生成器５２は、当該回転振れを表す回転変位から回転ラジアル方向の位置誤差信号ＲＥ１及びタンジェンシャル方向（トラック方向）の位置誤差信号ＴＥ１を生成する。

回転むら検出器５３は、ターンテーブル１６の回転速度の不均一による回転変動を検出し、回転むら誤差信号生成器５４に供給する。回転むら誤差信号生成器５４は、当該回転変動からタンジェンシャル方向（トラック方向）の位置誤差信号ＴＥ２を生成する。

並進駆動部３９からの並進方向の変位信号は並進位置検出器５５に供給され、並進位置が検出される。当該並進位置を表す並進位置信号は並進位置誤差信号生成器５６に供給され、並進位置誤差信号ＲＥ２が生成される。

当該タンジェンシャル位置誤差信号ＴＥ１及びタンジェンシャル位置誤差信号ＴＥ２は加算器５７により加算され、タンジェンシャル方向の（合成）位置誤差信号ＴＥとして補正信号生成器４６に供給される。同様に、ラジアル位置誤差信号ＲＥ１及びラジアル位置誤差信号ＲＥ２は加算器５８により加算され、ラジアル方向の（合成）位置誤差信号ＲＥとしてビーム補正回路４６に供給される。すなわち、上記したステージ位置誤差信号ＳＥは、タンジェンシャル位置誤差信号ＴＥ及びラジアル位置誤差信号ＲＥからなる。

ビーム補正回路４６は、ビーム誤差信号生成器４１からのビーム位置誤差信号ＢＥ及び駆動系誤差信号生成器４５からのステージ位置誤差信号ＳＥ（タンジェンシャル及びラジアル位置誤差信号ＴＥ，ＲＥ）に基づいて、電子ビームの基板１５への照射位置を補正する補正信号を生成する。そして、当該補正信号に基づいてビーム偏向回路３１を制御する。かかるビーム補正によって電子ビームＥＢの基板１５への照射時におけるビーム位置変動が補正される。

上記したステージ位置誤差（回転及び並進位置誤差）は、ビーム位置誤差の検出に同期して検出され、ステージ位置誤差信号ＳＥ及びビーム位置誤差信号ＢＥが生成される。かかるステージ位置誤差信号ＳＥ及びビーム位置誤差信号ＢＥに基づいて基板１５上のビーム照射位置の補正がなされる。すなわち、機構系位置誤差及びビーム位置誤差によるクローズドサーボ・ループが構成され、フィードバック制御が実現されている。

以上説明したように、描画バイナリデータＲＤに基づく変調信号で電子ビームをオン・オフ変調（照射・非照射）しつつ、当該電子ビーム変調信号に応じた電子ビームの基板１５への非照射時にビーム位置誤差を検出している。そして、検出された位置誤差に基づいて電子ビームの補正を行っている。従って、データ描画中におけるビーム変動が実時間（リアルタイム）で検出されてビーム補正がなされるのであり、フィードバック制御による補正が実現されている。

また、本実施例によれば、電子ビーム照射系による位置誤差及びステージ駆動機構系による位置誤差が検出され、基板１５上のビーム照射位置の補正がなされ、当該補正結果がフィードバックされるフィードバック制御が実現されている。すなわち、機構系位置誤差を、ビーム位置誤差補正のクローズドサーボのループ内に置くことで、機構系位置誤差補正とビーム位置誤差補正の制御が並立して行うことができる。また、従来のフィードフォワード制御に比べ格段に補正の効果が向上されている。

Claims (5)

1. 回転及び並進駆動されるステージ上に基板が載置され、描画データに応じた電子ビームの偏向によって前記基板への電子ビームの照射及び非照射を切り替えて描画を行う電子ビーム描画装置であって、
   前記描画データの描画実行時において、前記基板への非照射時における前記電子ビームの照射位置の変動を検出するビーム電流検出器と、
   前記照射位置の変動に基づいて前記電子ビームのビーム位置誤差を検出するビーム位置誤差検出器と、
   前記描画データの描画実行時における前記ステージの回転及び並進駆動による駆動位置誤差を検出する駆動位置誤差検出器と、
   前記ビーム位置誤差及び前記駆動位置誤差に基づいて前記描画時の前記電子ビームの照射位置を補正する補正器と、を有することを特徴とする描画装置。
2. 前記ビーム位置誤差は、前記ビーム電流検出器により検出される前期照射位置とビーム基準位置との差異に基づいて算出されることを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
3. 前記電子ビームの非照射時には、前記ビーム電流検出器に前記電子ビームを入射させることを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
4. 前記補正器は、前記ビーム位置誤差及び前記駆動位置誤差に基づくフィードバック制御をなすことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１に記載の描画装置。
5. 前記電子ビームを前記基板に照射すべき期間内に前記電子ビームを非照射に切り替える変動測定用ビーム切替部を有し、前記ビーム電流検出器は前記電子ビームの当該切替期間において前記電子ビームのビーム電流を検出することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１に記載の描画装置。

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