WO2010013331A1 - 電子ビーム装置 - Google Patents

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WO2010013331A1
WO2010013331A1 PCT/JP2008/063690 JP2008063690W WO2010013331A1 WO 2010013331 A1 WO2010013331 A1 WO 2010013331A1 JP 2008063690 W JP2008063690 W JP 2008063690W WO 2010013331 A1 WO2010013331 A1 WO 2010013331A1
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position error
irradiation
substrate
electron
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正規 小林
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パイオニア株式会社
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    • G—PHYSICS
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    • H01J2237/30—Electron or ion beam tubes for processing objects
    • H01J2237/304—Controlling tubes
    • H01J2237/30455—Correction during exposure

Definitions

  • the present invention relates to an electron beam apparatus, and more particularly to an electron beam drawing apparatus for producing a recording medium master or the like by electron beam exposure.
  • An electron beam lithography system that performs lithography using an electron beam as an exposure beam is used to manufacture master discs for digital versatile discs (DVD: Digital Versatile Disc), optical discs such as Blu-ray discs, and hard disks for magnetic recording. Widely applied to equipment. Furthermore, it is also used for manufacturing recording media called discrete track media and patterned media.
  • DVD Digital Versatile Disc
  • optical discs such as Blu-ray discs
  • hard disks for magnetic recording. Widely applied to equipment.
  • recording media called discrete track media and patterned media.
  • a resist layer is formed on the recording surface of the substrate serving as the master, and the substrate is rotated and translated to move relative to the substrate drawing surface. Then, by appropriately sending the beam spot relatively in the radial direction and tangential direction, control is performed so that a spiral or concentric track locus is drawn on the substrate drawing surface to form a latent image on the resist.
  • the electron optical system of the electron beam and the electrons accommodated in the electron optical system are vibrated by vibrations of the stage for translational movement of the substrate and the rotational drive system, or vibrations caused by other disturbances.
  • the column vibrates.
  • the irradiation position of the electron beam on the substrate drawing surface also fluctuates due to the vibration, it is necessary to correct the irradiation position fluctuation caused by the electron beam irradiation system.
  • an irradiation position error occurs due to the stage drive mechanism system, that is, the rotational drive and translation drive (feed drive) system of the stage on which the substrate is placed, it is necessary to correct the mechanism system position error.
  • Patent Document 1 there is a technique described in Patent Document 1 as a beam position variation measurement method for such correction.
  • the beam position fluctuation is measured from the change in the current amount by using a beam current detector (Faraday cup) moved immediately below the aperture on the optical axis of the ion beam optical system at the time of measurement. (Fixed method).
  • the beam position fluctuation data is collected before the recording data is drawn, the beam position fluctuation in the actual drawing state may be different from the beam position fluctuation at the time of the measurement.
  • the correction signal is stored in the memory, the correction signal is limited to a specific frequency component.
  • the waveform stored in the memory is output while being synchronized with the specific frequency, and the beam is deflected in the direction opposite to the fluctuation for correction. Therefore, since the correction is based on feedforward control, there is a problem that the correction effect is small.
  • the position error due to the mechanical system was corrected by measuring the positional error due to the mechanical system simultaneously with drawing and deflecting the electron beam based on the mechanical system position error. Examples of such a position error measurement and beam irradiation position correction of the mechanism system are described in Patent Documents 2 and 3, for example.
  • the electron beam irradiation position varies due to the electron beam irradiation system and the mechanism system, but conventionally it has been difficult to correct such a complex irradiation position error with sufficient accuracy.
  • high-accuracy control of the electron beam irradiation position is critical in high-capacity disk applications such as hard disks where higher density drawing with an electron beam having an extremely small beam spot is desired.
  • the present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a beam drawing apparatus capable of performing drawing while performing beam fluctuation correction with high accuracy. It is done.
  • a substrate is placed on a stage that is driven to rotate and translate, and an electron that performs drawing by switching between irradiation and non-irradiation of the electron beam to the substrate by deflection of the electron beam according to drawing data.
  • a beam drawing device A beam current detector that detects a change in the irradiation position of the electron beam when the substrate is not irradiated when drawing the drawing data; A beam position error detector for detecting a beam position error of the electron beam based on a change in the irradiation position; A drive position error detector for detecting a drive position error due to rotation and translational drive of the stage at the time of drawing the drawing data; And a corrector that corrects the irradiation position of the electron beam at the time of writing based on the beam position error and the drive position error.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically showing an example of the configuration of an electron beam lithography apparatus 10 that is Embodiment 1 of the present invention. It is a block diagram which shows typically the structure which concerns on the deflection correction of an electron beam.
  • FIG. 3 is a block diagram schematically showing a case where the beam error signal generator includes a sample and hold circuit and an error signal generation circuit.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing the relationship between the binary data RD, electron beam irradiation / non-irradiation, and beam current detection timing.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing an operation of performing beam current detection by superimposing a beam fluctuation measurement pulse (MP) on a beam modulation signal within a beam-on period.
  • FIG. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of the drive system error signal generator.
  • MP beam fluctuation measurement pulse
  • Electron beam drawing apparatus 15 Substrate 16 Turntable 17 Spindle motor 18 Translation stage 23 Beam deflection electrode 24 Beam modulation electrode 26 Aperture 27 Beam current detector 30 Controller 31 Beam deflection circuit 32 Beam modulation circuit 33 Beam fluctuation measurement circuit 35 Laser interferometer 37 Stage Drive Unit 38 Rotation Drive Unit 39 Translation Drive Unit 41 Beam Error Signal Generator 45 Drive System Error Signal Generator 46 Beam Correction Circuit
  • FIG. 1 is a block diagram schematically showing an example of the configuration of an electron beam lithography apparatus 10 that is Embodiment 1 of the present invention.
  • the electron beam drawing apparatus 10 is a disk mastering apparatus that uses an electron beam to create a master disk for manufacturing optical disks and hard disks.
  • the electron beam drawing apparatus 10 includes a vacuum chamber 11, a driving device that places, rotates, and translates a substrate 15 disposed in the vacuum chamber 11, an electron beam column 20 attached to the vacuum chamber 11, and the substrate Various circuits and control systems for driving control and electron beam control are provided.
  • the substrate 15 for the disk master is coated with a resist and placed on a turntable (rotary stage) 16.
  • the turntable 16 that is a rotary stage is rotationally driven with respect to the vertical axis of the main surface of the disk substrate by a spindle motor 17 that is a rotational drive device that rotationally drives the substrate 15.
  • the spindle motor 17 is provided on a translation stage (hereinafter also referred to as X stage) 18.
  • the X stage 18 is coupled to a translation motor 19 which is a translation drive device, and can move the spindle motor 17 and the turntable 16 in a predetermined direction (referred to as x direction) in a plane parallel to the main surface of the substrate 15. It is like that.
  • the X ⁇ stage is constituted by the X stage 18, the spindle motor 17 and the turntable (rotary stage) 16.
  • the X stage 18 may be movable in a direction (y direction) that is in a plane parallel to the main surface of the substrate 15 and perpendicular to the x direction.
  • the spindle motor 17 and the X stage 18 are driven by a stage drive unit 37. More specifically, the spindle motor 17 and the X stage 18 are respectively driven by the stage drive unit 37, and the rotation amount of the turntable 16 (that is, the rotation angle of the substrate 15) and the rotation speed, which are the driving amounts thereof, are rotated.
  • a rotation drive unit 38 and a translation drive unit (feed drive unit) 39 which are control units for controlling the amount and stage drive amount such as the translation amount of the X stage 18 are provided.
  • the rotation drive unit 38 and the translation drive unit 39 operate under the control of the controller 30. Details will be described later.
  • the turntable 16 is made of a dielectric material, for example, ceramic, and has a chucking mechanism such as an electrostatic chucking mechanism (not shown) for holding the substrate 15. By such a chucking mechanism, the substrate 15 placed on the turntable 16 is securely fixed to the turntable 16.
  • a chucking mechanism such as an electrostatic chucking mechanism (not shown) for holding the substrate 15.
  • a reflecting mirror 35A that is a part of the laser interferometer 35 is disposed on the X stage 18.
  • the laser interferometer 35 measures the distance to the X stage 18 based on the reflected laser light from the reflecting mirror 35 ⁇ / b> A and supplies the measured distance to the translation drive unit 39.
  • the vacuum chamber 11 is installed via an anti-vibration table (not shown) such as an air damper, and vibration transmission from the outside is suppressed.
  • the vacuum chamber 11 is connected to a vacuum pump (not shown), and the interior of the vacuum chamber 11 is set to a vacuum atmosphere at a predetermined pressure by evacuating the chamber.
  • an electron gun (emitter) 21 for emitting an electron beam a converging lens 22, a beam deflection electrode 23, a beam modulation electrode 24, an aperture 26, and a focus lens 28 are arranged in this order.
  • the electron gun 21 emits, for example, an electron beam (EB) accelerated to several tens of KeV by a cathode (not shown) to which a high voltage supplied from an acceleration high-voltage power source (not shown) is applied.
  • the converging lens 22 converges the emitted electron beam.
  • the beam deflection electrode 23 can control the deflection of the electron beam at high speed based on the deflection adjustment signal from the beam deflection circuit 31. As will be described later, the irradiation position adjustment of the electron beam to the substrate 15 is performed by such control.
  • the electron beam modulator is composed of the beam modulation electrode 24 and the aperture 26. That is, the beam modulation electrode 24 performs on / off (ON / OFF) modulation of electron beam irradiation on the substrate 15 by blanking control of the electron beam based on the modulation signal from the beam modulation circuit 32.
  • the electron beam that passes by applying a voltage to the beam modulation electrode 24 is largely deflected by, for example, electrostatic deflection, thereby preventing the electron beam from passing through the aperture 26.
  • the aperture 26 prevents the substrate 15 from being irradiated with the electron beam (when the beam is off).
  • the substrate 15 is irradiated with an electron beam (when the beam is on).
  • a beam current detector 27 for detecting beam fluctuation is provided on the aperture 26. More specifically, the beam current detector 27 is provided at a position where the electron beam is irradiated when the beam is off. The electron beam current detected by the beam current detector 27 is supplied to the beam fluctuation measuring circuit 33. The beam fluctuation measurement circuit 33 calculates the position fluctuation value of the electron beam based on the detected current value.
  • the focus lens 28 is driven based on a drive signal from the focus control circuit 34, and focus control of the electron beam is performed.
  • the laser interferometer 35 measures the displacement of the X stage 18 using laser light emitted from the light source in the laser interferometer 35. That is, the displacement of the X stage 18 is measured based on the laser beam reflected from the reflecting mirror 35A provided on the X stage 18, and the measurement data, that is, the position data in the translation direction (X direction) of the X stage 18 is obtained. It is sent to the translation drive unit 39 of the stage drive unit 37.
  • the rotation signal of the spindle motor 17 is also supplied to the rotation drive unit 38 of the stage drive unit 37. More specifically, the rotation signal includes an origin signal indicating the reference rotation position of the substrate 15 and a pulse signal (rotary encoder signal) for each predetermined rotation angle from the reference rotation position.
  • the rotation drive unit 38 obtains the rotation angle, rotation speed, and the like of the turntable 16 (that is, the substrate 15) based on the rotation signal.
  • the stage drive unit 37 generates position data representing the position of the electron beam spot on the substrate based on the translation position data from the X stage 18 and the rotation signal from the spindle motor 17, and supplies the position data to the controller 30. Further, the stage drive unit 37 drives the spindle motor 17 and the translation motor 19 based on a control signal from the controller 30 to be rotated and translated.
  • the controller 30 is supplied with track pattern data used for optical discs, magnetic discs, discrete track media, patterned media, etc., and data (drawing data) RD to be drawn (exposed).
  • the beam modulation circuit 32 controls the beam modulation electrode 24 based on the drawing data RD, and on / off modulation of the electron beam (irradiation / non-irradiation to the substrate 15) according to the drawing data RD. Switch).
  • the controller 30 sends a beam adjustment signal CA, a beam modulation signal CM, and a focus control signal CF to the beam deflection circuit 31, the beam modulation circuit 32, and the focus control circuit 34, respectively, and draws data (exposure) based on the recording data RD. (Or recording) control. That is, the resist on the substrate 15 is irradiated with an electron beam (EB) based on the recording data RD, and a latent image is formed only at a portion exposed by the irradiation of the electron beam to be drawn.
  • FIG. 2 is a block diagram schematically showing a configuration related to electron beam deflection correction. The position error of the electron beam at the time of performing the electron beam drawing is detected, the beam position error by the stage driving mechanism is detected, and the beam position is corrected based on these detection errors.
  • the electron beam (EB) emitted from the electron gun 21 is modulated by the beam modulation circuit 32 based on the drawing data RD (that is, the beam modulation signal CM).
  • the electron beam is detected by the beam current detector 27, and the electron beam fluctuation including the beam position fluctuation value in the beam current detector 27 is detected.
  • the value is measured by the beam fluctuation measuring circuit 33.
  • the beam error signal generator 41 generates a beam position error signal BE based on the beam position fluctuation value and supplies the beam position error signal BE to the beam correction circuit 46.
  • the rotation drive unit 38 and the translation drive unit 39 supply a signal related to the rotation amount and the translation amount (stage drive signal) to a drive mechanism system error signal generator (hereinafter simply referred to as a drive system error signal generator) 45.
  • the drive system error signal generator 45 generates a position error signal SE in rotation drive and translation drive based on the drive signal and supplies the position error signal SE to the beam correction circuit 46.
  • the beam correction circuit 46 generates a control signal (correction signal) for correcting the irradiation position of the electron beam on the substrate 15 based on the beam position error signal BE and the stage position error signal SE.
  • the beam deflection circuit 31 adjusts the beam position by deflection control of the electron beam EB. Thereby, the irradiation position of the electron beam onto the substrate 15 is corrected. [Detection of electron beam irradiation position error] Next, detection of an irradiation position error of an electron beam when performing electron beam drawing will be described in detail below.
  • an electron beam (EB) when the substrate 15 is not irradiated is detected.
  • the electron beam EB is irradiated to the substrate 15 corresponding to the binary value “1” of the drawing binary data RD (beam on), and the electron beam EB is deflected (blanking) corresponding to the binary value “0” and not irradiated.
  • Beam off the electron beam EB at the time of beam off (non-irradiation) is incident on a beam current detector 27 provided on the aperture 26.
  • the electron beam EB is irradiated to the substrate 15 corresponding to “0” of the drawing data RD (beam on), non-irradiated by the blanking of the electron beam EB corresponding to “1” (beam off), and beam off (
  • the non-irradiated electron beam EB may be incident on a beam current detector 27 provided on the aperture 26.
  • the electron beam EB when the beam is turned off by beam modulation is sampled, and the beam current is detected. Accordingly, it is possible to detect and measure beam fluctuations in real time (real time) during drawing (exposure or recording) of the drawing data RD.
  • the beam current detector 27 has, for example, a Faraday cup (FC), and a change amount of the beam current is detected by the Faraday cup FC.
  • a change amount of the beam current is detected by the Faraday cup FC.
  • beam fluctuations such as a beam irradiation position
  • the Faraday cup FC is arranged at a position where a part (for example, 50%) of the electron beam EB at the time of beam off (non-irradiation) is incident.
  • the Faraday cup FC is configured so that a part of the electron beam EB at the time of beam off (non-irradiation) is shielded and incident on the Faraday cup FC and detected.
  • the beam current detector 27 may be configured as a divided current detector having a plurality of divided detection units that receive the electron beam EB when the beam is off (non-irradiation).
  • the beam current detector 27 is configured as a four-divided current detector having four divided current detectors, and the fluctuation of the electron beam EB based on the change in the detected current value of each of the four divided current detectors, That is, it is possible to detect fluctuations in the beam shape, such as the beam position and beam diameter (major axis, minor axis), and the beam amount.
  • the beam current detected by the beam current detector 27 is supplied to the beam fluctuation measuring circuit 33.
  • the beam fluctuation measurement circuit 33 calculates a fluctuation value of the irradiation position of the electron beam based on the detected current value.
  • the beam position fluctuation value calculated by the beam fluctuation measuring circuit 33 is supplied to the beam error signal generator 41.
  • the beam error signal generator 41 generates a beam position error signal BE to the substrate of the electron beam EB based on the beam position fluctuation value from the beam fluctuation measurement circuit 33.
  • the beam error signal generator 41 includes, for example, a sample and hold circuit 42 and an error signal generation circuit 43 will be described with reference to FIG.
  • the beam position fluctuation value from the beam fluctuation measuring circuit 33 is supplied to the sample and hold circuit 42, and the sampling position fluctuation value is held. More specifically, as shown in FIG. 4, a pit (latent image) is drawn corresponding to “0” of the drawing binary data RD ((i) of FIG. 4) ((ii) of FIG. 4), A case where no pit is drawn when “1” will be described.
  • the substrate 15 is irradiated with the electron beam EB (beam-on) corresponding to “0” of the drawing data RD, and is not irradiated (beam-off) due to blanking of the electron beam EB corresponding to “1”.
  • the controller 30 generates a beam modulation signal CM ((iii) in FIG. 4). Then, an electron beam EB at the time of beam off (non-irradiation) is incident on a beam current detector 27 provided on the aperture 26.
  • the substrate 15 is irradiated with the electron beam EB (beam-on) corresponding to “1” of the drawing data RD, non-irradiated (beam-off) corresponding to “0”, and beam-off (non-beamed).
  • the electron beam EB at the time of irradiation) may be incident on a beam current detector 27 provided on the aperture 26.
  • the sample and hold circuit 42 receives the signal from the beam fluctuation measuring circuit 33 in response to a sampling signal (sampling pulse: SP, ((iv) in FIG. 4)) within a beam-off (non-irradiation) period in which pit drawing is not performed. Sampling of the beam position fluctuation value is executed, and the beam position fluctuation value is held.
  • SP sampling pulse
  • the position variation value (hold value) is supplied to the error signal generation circuit 43, and a beam position error signal BE representing an error from the beam reference position of the irradiation beam position is generated based on the hold value.
  • the beam position error signal BE is supplied to the beam correction circuit 46.
  • the beam reference position refers to an irradiation position in the beam current detector 27 in a state where there is no beam position fluctuation.
  • the sample and hold circuit 42 and the error signal generation circuit 43 are provided in the controller 30, for example, and the operation is controlled by the controller 30.
  • sampling is executed at the time of beam off (non-irradiation), which is a period during which pits are not formed, has been shown, but sampling can be effectively executed within the beam on period. That is, it is possible to superimpose a beam fluctuation measurement signal (pulse) on the beam modulation signal and perform sampling within the beam-on (irradiation) period. That is, as will be described later, the resist can be effectively and continuously exposed (written) by sampling for switching the beam off for a short time within the beam on period.
  • pulse beam fluctuation measurement signal
  • a beam fluctuation measurement pulse (MP) is superimposed (or applied) on the beam modulation signal within the beam-on period, which is the period during which the substrate is to be irradiated ((iv) in FIG. 5).
  • the beam is turned off (non-irradiation), and sampling can be performed during the measurement pulse (MP) overlap period.
  • the controller 30 is configured to generate the beam modulation signal CM by superimposing the beam fluctuation measurement signal MP on the beam modulation signal ((iii) in FIG. 5) corresponding to the drawing data RD.
  • the controller 30 functions as a fluctuation measurement beam switching unit that controls the beam modulation circuit 32 to switch the beam to non-irradiation.
  • the beam current detector 27 detects the beam current in the switching period (measurement pulse superimposition period). Then, the fluctuation value of the beam is calculated based on the detected current value.
  • the measurement pulse superimposition period can be a short period that does not affect the continuous exposure (drawing) of the resist. That is, when forming a pit or groove, a measurement pulse that does not cause discontinuity in the pit or groove depending on the moving speed (linear velocity) of the drawing beam on the substrate 15 or resist characteristics (sensitivity), etc. It is possible to select a superposition period.
  • the beam fluctuation can be measured at a short sampling interval, so that the beam fluctuation can be corrected with high frequency.
  • beam fluctuation measurement can be performed, and beam fluctuation correction can be performed with high frequency.
  • the electron beam is on / off modulated (irradiated / non-irradiated) with the modulation signal based on the drawing binary data RD, and the beam position is not irradiated onto the substrate 15 according to the electron beam modulated signal.
  • An error is detected.
  • the electron beam is corrected based on the detected position error. Therefore, beam fluctuations during data drawing are detected in real time (real time) and beam correction is performed, and correction by feedback control is realized.
  • a stage drive signal related to rotation drive and translation drive is supplied from the rotation drive unit 38 and the translation drive unit 39 to the drive system error signal generator 45, and the drive system error signal generator 45 receives the drive signal.
  • the position error signal SE in the rotational drive and the translation drive is generated based on the above.
  • FIG. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of the drive system error signal generator 45.
  • a rotation signal representing the rotation speed, rotation angle, and the like from the rotation drive unit 38 is supplied to the rotation shake detector 51 and the rotation unevenness detector 53.
  • the rotational shake detector 51 detects the rotational displacement of the turntable 16 caused by eccentricity and supplies it to the rotational shake error signal generator 52.
  • the rotational shake error signal generator 52 generates a position error signal RE1 in the rotational radial direction and a position error signal TE1 in the tangential direction (track direction) from the rotational displacement representing the rotational shake.
  • the rotation unevenness detector 53 detects a rotation fluctuation due to non-uniform rotation speed of the turntable 16 and supplies it to the rotation unevenness error signal generator 54.
  • the rotation unevenness error signal generator 54 generates a position error signal TE2 in the tangential direction (track direction) from the rotation fluctuation.
  • the displacement signal in the translation direction from the translation drive unit 39 is supplied to the translation position detector 55, and the translation position is detected.
  • the translation position signal representing the translation position is supplied to the translation position error signal generator 56, and a translation position error signal RE2 is generated.
  • the tangential position error signal TE1 and the tangential position error signal TE2 are added by the adder 57 and supplied to the correction signal generator 46 as a (composite) position error signal TE in the tangential direction.
  • the radial position error signal RE1 and the radial position error signal RE2 are added by an adder 58 and supplied to the beam correction circuit 46 as a (composite) position error signal RE in the radial direction. That is, the stage position error signal SE described above includes a tangential position error signal TE and a radial position error signal RE.
  • the beam correction circuit 46 is based on the beam position error signal BE from the beam error signal generator 41 and the stage position error signal SE (tangential and radial position error signals TE and RE) from the drive system error signal generator 45. A correction signal for correcting the irradiation position of the electron beam on the substrate 15 is generated. Then, the beam deflection circuit 31 is controlled based on the correction signal. Such beam correction corrects beam position fluctuations when the electron beam EB is irradiated onto the substrate 15.
  • stage position error rotation and translational position error
  • a stage position error signal SE and a beam position error signal BE are generated.
  • the beam irradiation position on the substrate 15 is corrected based on the stage position error signal SE and the beam position error signal BE. That is, a closed servo loop based on a mechanical system position error and a beam position error is configured, and feedback control is realized.
  • the electron beam is on / off-modulated (irradiated / non-irradiated) with the modulation signal based on the drawing binary data RD, and the electron beam corresponding to the electron beam modulated signal is not irradiated onto the substrate 15.
  • a position error is detected.
  • the electron beam is corrected based on the detected position error. Therefore, beam fluctuation during data drawing is detected in real time (real time) and beam correction is performed, and correction by feedback control is realized.
  • the position error due to the electron beam irradiation system and the position error due to the stage drive mechanism system are detected, the beam irradiation position on the substrate 15 is corrected, and the feedback control in which the correction result is fed back is performed. It has been realized. That is, by placing the mechanical system position error in a closed servo loop for beam position error correction, the control of the mechanical system position error correction and the beam position error correction can be performed in parallel. Further, the effect of correction is significantly improved as compared with the conventional feedforward control.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacturing Optical Record Carriers (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

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

電子ビーム装置
　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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