JP2010072180A - Correction system and electron beam drawing apparatus - Google Patents
Correction system and electron beam drawing apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010072180A JP2010072180A JP2008237758A JP2008237758A JP2010072180A JP 2010072180 A JP2010072180 A JP 2010072180A JP 2008237758 A JP2008237758 A JP 2008237758A JP 2008237758 A JP2008237758 A JP 2008237758A JP 2010072180 A JP2010072180 A JP 2010072180A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotation
- electron beam
- rotary table
- error
- detector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
- Manufacturing Optical Record Carriers (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
Abstract
【課題】基板に照射される電子線の照射位置を補正することにより、精度よく基板にパターンを描画する。
【解決手段】回転テーブルの回転誤差を、第1の検出器からの検出信号と、第2の検出器からの検出信号とに基づいて測定する。そして、第1の検出器からの検出信号と、第2の検出器からの検出信号とを用いた演算を行うことで、電子線の入射位置誤差を算出し、この算出結果に基づいて電子線の入射位置の補正を行う。これにより、電子線を所望の位置に精度よく入射させることが可能となる。
【選択図】図1A pattern is accurately drawn on a substrate by correcting the irradiation position of the electron beam irradiated on the substrate.
A rotation error of a rotary table is measured based on a detection signal from a first detector and a detection signal from a second detector. Then, by calculating using the detection signal from the first detector and the detection signal from the second detector, the incident position error of the electron beam is calculated, and the electron beam is calculated based on the calculation result. The incident position is corrected. Thereby, it becomes possible to make an electron beam enter into a desired position accurately.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、補正システム及び電子線描画装置に係り、更に詳しくは、電子線の入射位置を補正する補正システム、及び試料にパターンを描画する電子線描画装置に関する。 The present invention relates to a correction system and an electron beam drawing apparatus, and more particularly to a correction system for correcting an incident position of an electron beam and an electron beam drawing apparatus for drawing a pattern on a sample.
近年、情報のデジタル化に伴い、光ディスクやハードディスクの大容量化に対する要求が高まっており、CD(Compact Disk)や、DVD(Digital Versatile Disk)などの従来型光ディスクに代わり、例えば波長が400nm程度の紫外光により情報の記録及び再生が行なわれる次世代型の光ディスクや、高密度記録が可能なパターンドメディアの研究開発が盛んに行なわれている。 In recent years, with the digitization of information, there has been an increasing demand for larger capacity of optical disks and hard disks. Instead of conventional optical disks such as CD (Compact Disk) and DVD (Digital Versatile Disk), for example, the wavelength is about 400 nm. Research and development of next-generation type optical discs that record and reproduce information by ultraviolet light and patterned media capable of high-density recording are actively conducted.
次世代型光ディスクの原盤(スタンパ)やパターンドメディアの記録媒体等の製造工程では、記録層に形成されるパターンが従来型の光ディスクに比べて微細であることから、回転する基板に電子線を照射して基板の表面に、例えば、0.05μm以下の極細線によるスパイラル状又は同心円状の微細パターンを描画することが可能な電子線描画装置が用いられる。 In the manufacturing process of next-generation optical disc masters (stampers) and patterned media recording media, the pattern formed on the recording layer is finer than that of conventional optical discs. For example, an electron beam drawing apparatus capable of drawing a spiral or concentric fine pattern with ultrafine wires of 0.05 μm or less on the surface of the substrate by irradiation is used.
この種の装置では、基板上の目的の位置に正確に電子線を入射させなければならい。しかしながら、電子線の入射位置は、基板が載置された回転テーブルの回転誤差や回転速度ムラ等によっては、目的の位置から外れてしまうことがある。そこで、基板上の目的の位置に正確に電子線を入射せる方法が種々提案されている。 In this type of apparatus, the electron beam must be accurately incident on a target position on the substrate. However, the incident position of the electron beam may deviate from the target position depending on the rotation error of the rotary table on which the substrate is placed, the rotational speed unevenness, or the like. Therefore, various methods for causing an electron beam to accurately enter a target position on a substrate have been proposed.
特許文献1に記載の装置では、ロータリエンコーダからの出力信号と、ライトクロックPLL回路におけるVCOからの出力信号を分周したものとを位相比較して、位相誤差を検出している。しかしながら、この装置では、位相計からの出力値は電圧値で出力されるが、出力電圧のフルスケールを位相差±2πの範囲に設定する必要があるため、位相検出感度をあげることが困難である。また16ビットのADコンバータを用いたのでは、分解能(1LSB)は、200μrad程度となり、記録面上に換算すると10μm弱相当になってしまう。さらに、位相換算ノイズも50μrad程度であり、nmオーダの回転むらの補正信号を生成することができない。 In the apparatus described in Patent Document 1, the phase error is detected by comparing the phase of the output signal from the rotary encoder and the output signal from the VCO in the write clock PLL circuit. However, with this device, the output value from the phase meter is output as a voltage value. However, since it is necessary to set the full scale of the output voltage within the range of the phase difference ± 2π, it is difficult to increase the phase detection sensitivity. is there. When a 16-bit AD converter is used, the resolution (1LSB) is about 200 μrad, which is equivalent to a little less than 10 μm when converted on the recording surface. Furthermore, the phase conversion noise is about 50 μrad, and it is not possible to generate a correction signal for rotation unevenness in the order of nm.
また、特許文献2に記載の装置では、試料を搭載するターンテーブルの側面を用いて、回転振れの測定を行っている。しかしながら、ターンテーブルの形状誤差値を予め正確に測定したとしても、ターンテーブルを実際にスピンドルへ取付けることにより、その形状誤差が変化してしまう。このため、ターンテーブルの形状誤差を加味して、ターンテーブルの回転振れをnmオーダで計測することは極めて困難である。また、回転振れは、ターンテーブルを回転させるスピンドルの精度も加味して計測しなければならず、従来の方法では、回転振れをnmオーダで正確に測定することは困難である。 Moreover, in the apparatus described in Patent Document 2, the rotational shake is measured using the side surface of the turntable on which the sample is mounted. However, even if the shape error value of the turntable is accurately measured in advance, the shape error changes when the turntable is actually attached to the spindle. For this reason, it is extremely difficult to measure the rotational shake of the turntable in the order of nm taking into account the shape error of the turntable. In addition, the rotational shake must be measured in consideration of the accuracy of the spindle that rotates the turntable, and it is difficult to accurately measure the rotational shake in the order of nm with the conventional method.
本発明は上述の事情の下になされたもので、その第1の目的は、試料に入射する電子線の入射位置を精度よく補正することが可能な補正システムを提供することにある。 The present invention has been made under the circumstances described above, and a first object thereof is to provide a correction system capable of accurately correcting the incident position of an electron beam incident on a sample.
また、本発明の第2の目的は、電子線の入射位置の補正を行うことにより、試料にパターンを精度よく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。 A second object of the present invention is to provide an electron beam drawing apparatus that can accurately draw a pattern on a sample by correcting the incident position of the electron beam.
本発明は第1の観点からすると、回転テーブルの回転誤差による電子線の入射位置の変動を補正する補正システムであって、前記回転テーブルに設けられた回転軸の異なる2カ所の回転角度を検出するための、第1の検出器、及び第2の検出器と、前記第1の検出器及び前記第2の検出器からの検出信号に基づいて、前記回転誤差を測定する測定装置と;前記測定装置の測定結果に基づいて前記電子線を偏向して、前記回転テーブルに載置された試料に対する前記電子線の入射位置を補正する偏向装置と;を備える補正システムである。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a correction system for correcting fluctuations in the incident position of an electron beam due to a rotation error of a rotary table, and detecting two rotation angles of different rotary axes provided on the rotary table. A first detector, a second detector, and a measuring device for measuring the rotation error based on detection signals from the first detector and the second detector; A deflecting device that deflects the electron beam based on a measurement result of the measuring device and corrects an incident position of the electron beam on a sample placed on the rotary table.
これによれば、回転テーブルの回転誤差が、第1の検出器からの検出信号と、第2の検出器からの検出信号とに基づいて測定される。そして、第1の検出器からの検出信号と、第2の検出器からの検出信号とを用いた演算が行われることで、第1の検出器及び第2の検出器の取り付け誤差の影響が排除された回転誤差が計測され、この計測誤差に基づいて電子線の入射位置の補正が行われる。したがって、電子線を所望の位置に精度よく入射させることが可能となる。 According to this, the rotation error of the rotary table is measured based on the detection signal from the first detector and the detection signal from the second detector. Then, the calculation using the detection signal from the first detector and the detection signal from the second detector is performed, so that the influence of the mounting error between the first detector and the second detector is affected. The excluded rotation error is measured, and the incident position of the electron beam is corrected based on the measurement error. Therefore, the electron beam can be incident on the desired position with high accuracy.
また、本発明は第2の観点からすると、回転する試料に電子線を照射して、前記試料にパターンを描画する電子線描画装置であって、前記試料を回転可能に保持する回転テーブルと;前記回転テーブルの回転軸を中心に、前記回転テーブルを回転させる回転機構と;本発明の補正システムと;を備える電子線描画装置である。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an electron beam drawing apparatus that draws a pattern on the sample by irradiating the rotating sample with an electron beam, the rotary table holding the sample rotatably; An electron beam drawing apparatus comprising: a rotation mechanism that rotates the rotation table around a rotation axis of the rotation table; and the correction system of the present invention.
これによれば、本発明の補正システムにより電子線の入射位置の補正が行われることで、試料上の所望の位置に電子線が入射されるので、結果的に試料に精度よくパターンを描画することが可能となる。 According to this, since the electron beam is incident on a desired position on the sample by correcting the incident position of the electron beam by the correction system of the present invention, a pattern is accurately drawn on the sample as a result. It becomes possible.
以下、本発明の一実施形態を図1〜図8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200の概略構成が示されている。この電子線描画装置200は、例えば真空度が10−4Pa程度の環境下において、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の描画面に微細パターンを描画する電子線描画装置である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a schematic configuration of an electron beam drawing apparatus 200 according to the present embodiment. The electron beam drawing apparatus 200 irradiates an electron beam to a substrate W coated with a resist material in an environment where the degree of vacuum is about 10 −4 Pa, for example, and draws a fine pattern on the drawing surface of the substrate W. A line drawing device.
図1に示されるように、この電子線描画装置200は、電子線を基板に照射する照射装置10、基板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、回転テーブルユニット30を収容する真空チャンバ40、及び上記各部を制御する制御系を備えている。 As shown in FIG. 1, the electron beam drawing apparatus 200 accommodates an irradiation apparatus 10 that irradiates a substrate with an electron beam, a rotary table unit 30 that includes a rotary table 31 on which the substrate is placed, and a rotary table unit 30. A vacuum chamber 40 and a control system for controlling each of the above parts are provided.
前記真空チャンバ40は、直方体状の中空部材であり上面には円形の開口が形成されている。 The vacuum chamber 40 is a rectangular parallelepiped hollow member, and a circular opening is formed on the upper surface.
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、鉛直軸にほぼ平行な回転軸31aを中心に所定の回転数で回転させるスピンドルモータ35、回転テーブル31をX軸方向に移動可能に保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、回転テーブル31に形成された回転軸31aの下端部と上端部の回転角度を、それぞれ計測する第1エンコーダ36A、第2エンコーダ36Bを備えている。 The rotary table unit 30 is disposed on the bottom wall surface inside the vacuum chamber 40. The rotary table unit 30 includes a rotary table 31 on which the substrate W is placed, a spindle motor 35 that rotates the rotary table 31 at a predetermined rotational speed around a rotary shaft 31a substantially parallel to the vertical axis, and a rotary table 31. A moving stage 34 that is movably held in the X-axis direction, a slide unit 33 that drives the moving stage 34 in the X-axis direction with a predetermined stroke, and a lower end portion and an upper end portion of a rotating shaft 31 a formed on the rotary table 31. A first encoder 36A and a second encoder 36B are provided for measuring the rotation angle, respectively.
前記照射装置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、走査電極16、及び対物レンズ17を備えている。 The irradiation device 10 includes a casing 11 whose longitudinal direction is the Z-axis direction, and an electron gun 12, a magnetic lens 13, a blanking electrode 14, and an aperture member 15, which are sequentially arranged from the inside to the bottom of the casing 11. , A scanning electrode 16 and an objective lens 17.
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。 The casing 11 is a cylindrical casing that is open at the bottom, and is fitted into an opening formed on the upper surface of the vacuum chamber 40 from above without any gap. And the part located in the inside of the vacuum chamber 40 is a taper shape in which the diameter becomes small toward -Z direction.
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。 The electron gun 12 is disposed inside the casing 11. The electron gun 12 is a thermal field emission type electron gun that emits electrons extracted from the cathode by heat and an electric field, and emits, for example, an electron beam having a diameter of about 20 to 50 nm downward (−Z direction).
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。 The magnetic field lens 13 is an annular lens disposed below the electron gun 12, and acts on the electron beam emitted downward from the electron gun 12 in a focusing direction.
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、制御装置70によって印加される電圧に応じて、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。 The blanking electrode 14 has a pair of rectangular plate-like electrodes arranged so as to face each other at a predetermined interval in the X-axis direction, and according to a voltage applied by the control device 70, a magnetic lens The electron beam that has passed through 13 is deflected in the + X direction as indicated by the dotted line in the figure.
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。 The aperture member 15 is a plate-like member provided with an opening through which an electron beam passes in the center. The aperture member 15 is arranged so that the opening is located near the point where the electron beam that has passed through the blanking electrode 14 converges.
前記走査電極16は、アパーチャ部材15の下方に配置されている。この走査電極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、印加される電圧に応じて、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。 The scanning electrode 16 is disposed below the aperture member 15. The scan electrode 16 has a pair of electrodes arranged so as to face each other in the X-axis direction and a pair of electrodes arranged so as to face each other in the Y-axis direction. Depending on the voltage, the electron beam that has passed through the aperture member 15 is deflected in the X-axis direction or the Y-axis direction.
前記対物レンズ17は、走査電極16の下方に配置され、走査電極16を通過した電子線を、回転テーブル31に載置された基板の表面に収束させる。 The objective lens 17 is disposed below the scanning electrode 16 and converges the electron beam that has passed through the scanning electrode 16 onto the surface of the substrate placed on the rotary table 31.
上述のように構成された照射装置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ビーム径が整形される。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の表面に収束される。 In the irradiation apparatus 10 configured as described above, the electron beam emitted from the electron gun 12 is focused by passing through the magnetic lens 13 and is near the opening (hereinafter referred to as a crossover point) provided in the aperture member 15. ) Is once crossed. Next, the beam diameter of the electron beam that has passed the crossover point is shaped by passing through the aperture member 15 while diverging. Then, the light is converged on the surface of the substrate W placed on the rotary table 31 by the objective lens 17.
また、照射装置10では、上記動作と並行してブランキング電極14を制御して、電子線をX軸方向に偏向することで、アパーチャ部材15で電子線を遮蔽し、基板Wに対する電子線のブランキングをすることができるようになっている。また、走査電極16に印加する電圧を制御して、電子線をX軸方向又はY軸方向に偏向させることで、基板W上の電子線の照射位置の調整を行うことができるようになっている。 In the irradiation apparatus 10, the blanking electrode 14 is controlled in parallel with the above operation to deflect the electron beam in the X-axis direction, thereby shielding the electron beam with the aperture member 15, and Blanking can be done. Further, the irradiation position of the electron beam on the substrate W can be adjusted by controlling the voltage applied to the scanning electrode 16 and deflecting the electron beam in the X-axis direction or the Y-axis direction. Yes.
前記制御系は、基本クロック生成回路100、フォーマッタ101、トラック方向ビーム照射位置補正回路102、送り方向ビーム照射位置補正回路103、パルスジェネレートシステム104、ブランカ制御回路105、トラック方向偏向制御回路106、送り方向偏向制御回路107、回転誤差測定回路108、回転駆動制御回路109、及び横送り駆動制御回路110等を含んで構成されている。 The control system includes a basic clock generation circuit 100, a formatter 101, a track direction beam irradiation position correction circuit 102, a feed direction beam irradiation position correction circuit 103, a pulse generation system 104, a blanker control circuit 105, a track direction deflection control circuit 106, The feed direction deflection control circuit 107, the rotation error measurement circuit 108, the rotation drive control circuit 109, the lateral feed drive control circuit 110, and the like are configured.
前記基本クロック生成回路100は、制御系を構成する各部の動作を規定する所定周波数の基本クロック信号CLKを生成する。 The basic clock generation circuit 100 generates a basic clock signal CLK having a predetermined frequency that defines the operation of each part constituting the control system.
前記ブランカ制御回路105は、フォーマッタ101から供給される信号に基づいて、電圧信号であるブランキング信号を生成し、ブランキング電極14に供給する。これにより、電子線は、基板Wに描画されるパターン情報に基づいて変調される。 The blanker control circuit 105 generates a blanking signal that is a voltage signal based on the signal supplied from the formatter 101 and supplies the blanking signal to the blanking electrode 14. Thereby, the electron beam is modulated based on the pattern information drawn on the substrate W.
パルスジェネレートシステム104は、CLV駆動状態で基板Wの表面にCAVフォーマットの情報トラックを形成するための、信号Fclk、及び該信号Fclkに対する誤差情報を含む信号dFclkと、信号Tclk、及び該信号Tclkに対する誤差情報を含む信号dTclkと、信号Sclk、及び該信号dSclkに対する誤差情報を含む信号dSclkとをそれぞれ生成し出力する。図2は、パルスジェネレートシステム104の一例を示すブロック図である。前記パルスジェネレートシステム104は、図2に示されるように、分周データラッチ回路120、分周回路121、遅延回路122、遅延パルス選択回路123、遅延パルス選択データラッチ回路124を有している。このように構成されたパルスジェネレートシステム104では、例えば、基本クロックCLKが分周回路121で分周され、その結果得られる分周パルスが遅延回路122へ入力される。そして、遅延回路122で、微小時間分解能を有する遅延パルス群が生成され、遅延パルス選択回路123へ供給される。遅延パルス選択回路123は、遅延パルス群の中から所望の発生時間にもっとも近いパルスを選んで出力パルスとし、信号Fclk、信号Tclk、信号Sclkとして出力する。また、分周データ及び遅延パルス選択データは、出力パルス毎に更新される。 The pulse generation system 104 generates a signal Fclk and a signal dFclk including error information with respect to the signal Fclk, a signal Tclk, and the signal Tclk for forming a CAV format information track on the surface of the substrate W in the CLV driving state. A signal dTclk including error information with respect to, a signal Sclk, and a signal dSclk including error information with respect to the signal dSclk are generated and output, respectively. FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of the pulse generation system 104. As shown in FIG. 2, the pulse generation system 104 includes a frequency division data latch circuit 120, a frequency division circuit 121, a delay circuit 122, a delay pulse selection circuit 123, and a delay pulse selection data latch circuit 124. . In the pulse generation system 104 configured as described above, for example, the basic clock CLK is frequency-divided by the frequency divider circuit 121, and the frequency-divided pulse obtained as a result is input to the delay circuit 122. Then, a delay pulse group having a minute time resolution is generated by the delay circuit 122 and supplied to the delay pulse selection circuit 123. The delay pulse selection circuit 123 selects a pulse closest to a desired generation time from the delay pulse group as an output pulse, and outputs it as a signal Fclk, a signal Tclk, and a signal Sclk. Further, the frequency division data and the delay pulse selection data are updated for each output pulse.
前記フォーマッタ101は、基本クロック信号CLKと、パルスジェネレートシステム104からの信号Fclkに基づいて、基板Wに描画されるパターン情報を含む信号を生成しブランカ制御回路105に出力する。 The formatter 101 generates a signal including pattern information drawn on the substrate W based on the basic clock signal CLK and the signal Fclk from the pulse generation system 104 and outputs the signal to the blanker control circuit 105.
前記回転駆動制御回路109は、第1エンコーダ36Aを介して回転テーブル31に形成された回転軸31aの下端部の回転数を計測しつつ、パルスジェネレートシステム104からの信号Tclkに基づいて、スピンドルモータ35を駆動する。これにより、基板Wは所望の回転数で回転される。 The rotational drive control circuit 109 measures the rotational speed of the lower end portion of the rotary shaft 31a formed on the rotary table 31 via the first encoder 36A, and determines the spindle based on the signal Tclk from the pulse generator system 104. The motor 35 is driven. Thereby, the substrate W is rotated at a desired number of rotations.
前記横送り駆動回路110は、干渉計37を介して回転テーブル31のX軸方向の位置を計測しつつ、パルスジェネレートシステム104からの信号Sclkに基づいて、スライドユニット33を介して移動ステージ34をX軸方向に移動させる。これにより、回転テーブル31は、位置指令情報に含まれる回転テーブル31の目標位置と、干渉計37を介して計測した回転テーブル31の実測位置との偏差が零となるようにX軸方向へ移動される。また、横送り駆動回路110は、回転テーブル31の目標位置と実測位置との偏差を含む偏差情報を送り方向ビーム照射位置補正回路103へ出力する。 The lateral feed drive circuit 110 measures the position of the rotary table 31 in the X-axis direction via the interferometer 37 and moves the moving stage 34 via the slide unit 33 based on the signal Sclk from the pulse generator system 104. Is moved in the X-axis direction. Thereby, the rotary table 31 moves in the X-axis direction so that the deviation between the target position of the rotary table 31 included in the position command information and the measured position of the rotary table 31 measured via the interferometer 37 becomes zero. Is done. Further, the lateral feed drive circuit 110 outputs deviation information including a deviation between the target position of the rotary table 31 and the actually measured position to the feed direction beam irradiation position correction circuit 103.
前記回転誤差測定回路108は、図3に示されるように、第1高速クロックカウンタ108a、第2高速クロックカウンタ108b、第1ラッチ回路108c、第2ラッチ回路108d、補正量演算回路108eを含んで構成されている。 As shown in FIG. 3, the rotation error measurement circuit 108 includes a first high-speed clock counter 108a, a second high-speed clock counter 108b, a first latch circuit 108c, a second latch circuit 108d, and a correction amount calculation circuit 108e. It is configured.
前記第1高速クロックカウンタ108aには、基本クロック生成回路100からの基本クロック信号CLKと、第1エンコーダ36Aからのパルス信号Tfbが入力される。図4には、基本クロック信号CLKとパルス信号Tfbとが示されている。第1高速クロックカウンタ108aは、第1エンコーダ36Aからの原点信号ORGに同期して、パルス信号Tfbの立ち上がりから次の立ち上がり、すなわちパルス信号Tfbの1周期を単位とするクロック信号CLKのパルス数をカウントし、このカウント数と基準カウント数の差分を含むデータΔT1(n)を第1ラッチ回路108cに供給する。なお、パルス信号の周期は、例えば回転軸31aの傾きや偏心度合いなどにより増減するため、例えば図5における周期Aを基準周期とすると、基準周期よりも周期の短い周期Bではカウント数が減少し、基準周期よりも周期の長い周期Cではカウント数が増加することとなる。 The first high-speed clock counter 108a receives the basic clock signal CLK from the basic clock generation circuit 100 and the pulse signal Tfb from the first encoder 36A. FIG. 4 shows the basic clock signal CLK and the pulse signal Tfb. The first high-speed clock counter 108a synchronizes with the origin signal ORG from the first encoder 36A, and calculates the number of pulses of the clock signal CLK in units of one cycle of the pulse signal Tfb from the rising of the pulse signal Tfb. Counting is performed, and data ΔT1 (n) including a difference between the count number and the reference count number is supplied to the first latch circuit 108c. Note that the period of the pulse signal increases and decreases depending on, for example, the inclination and the degree of eccentricity of the rotating shaft 31a. For example, when the period A in FIG. 5 is the reference period, the number of counts decreases in the period B that is shorter than the reference period. In the period C, which is longer than the reference period, the number of counts increases.
同様に、前記第2高速クロックカウンタ108bには、基本クロック生成回路100からの基本クロック信号CLKと、第2エンコーダ36Bからのパルス信号Mfbが入力される。そして、第2高速クロックカウンタ108bは、第1エンコーダ36Aからの原点信号ORGに同期して、パルス信号1周期を単位とするクロック信号CLKのパルス数をカウントし、このカウント数と基準カウント数との差分を含むデータΔT2(n)を第2ラッチ回路108dに供給する。 Similarly, the second high speed clock counter 108b receives the basic clock signal CLK from the basic clock generation circuit 100 and the pulse signal Mfb from the second encoder 36B. Then, the second high-speed clock counter 108b counts the number of pulses of the clock signal CLK in units of one cycle of the pulse signal in synchronization with the origin signal ORG from the first encoder 36A. The data ΔT2 (n) including the difference is supplied to the second latch circuit 108d.
前記第1ラッチ回路108c、及び前記第2ラッチ回路108dは、前記データΔT1(n)、ΔT2(n)をそれぞれ記憶し、順次補正量演算回路108eに供給する。 The first latch circuit 108c and the second latch circuit 108d store the data ΔT1 (n) and ΔT2 (n), respectively, and sequentially supply them to the correction amount calculation circuit 108e.
前記補正量演算回路108eは、前記データΔT1(n)、ΔT2(n)を用いた演算を行うことで、試料に入射する電子線のX軸方向(送り方向)の補正量r・Δθxと、Y軸方向の(トラック方向)の補正量r・Δθyを生成するための誤差データを算出する。 The correction amount calculation circuit 108e performs a calculation using the data ΔT1 (n) and ΔT2 (n), thereby correcting the correction amount r · Δθx in the X-axis direction (feed direction) of the electron beam incident on the sample, Error data for generating a correction amount r · Δθy in the Y-axis direction (track direction) is calculated.
第1エンコーダ36A、及び第2エンコーダ36Bからの出力に含まれるスピンドルモータに起因する回転誤差データは、回転軸振れ誤差と回転速度むら誤差が混ざったデータとなる。このうち、回転軸振れ誤差はトラック方向(Y軸方向)と送り方向(X軸方向)の入射位置ずれを生じさせ、回転速度むら誤差は、トラック方向の入射位置ずれを生じさせる。補正量演算回路108eは、回転軸振れ誤差すなわち、送り方向の補正量を算出するためのデータを生成するとともに、トラック方向の補正量を算出するためのデータを生成する。 The rotation error data caused by the spindle motor included in the outputs from the first encoder 36A and the second encoder 36B is data in which the rotation shaft shake error and the rotation speed unevenness error are mixed. Among these, the rotational axis shake error causes an incident position shift in the track direction (Y-axis direction) and the feed direction (X-axis direction), and the rotational speed unevenness error causes an incident position shift in the track direction. The correction amount calculation circuit 108e generates data for calculating a rotation axis shake error, that is, a correction amount in the feed direction, and data for calculating a correction amount in the track direction.
《回転誤差の測定》
まず、回転誤差を測定するにあたっては、基板Wに対する描画を開始する前に、第1エンコーダ36A及び第2エンコーダ36Bの取付偏芯による読取り誤差データを作成し、メモリへ保存しておく。また、予め回転テーブル31に形成された回転軸31aの回転軸ぶれ運動の回転中心Pの位置を測定しておく。図5は、回転軸31aの軸倒れの回転中心Pの求め方を説明するための図である。図5に示されるように、回転軸31aは、所定の軸倒れ角だけ倒れた状態で回転運動を続ける。
<Measurement of rotation error>
First, when measuring the rotation error, before starting drawing on the substrate W, read error data based on the eccentricity of the first encoder 36A and the second encoder 36B is created and stored in the memory. Further, the position of the rotational center P of the rotational axis shake motion of the rotational shaft 31 a formed in advance on the rotary table 31 is measured. FIG. 5 is a diagram for explaining how to obtain the rotation center P of the axis collapse of the rotation shaft 31a. As shown in FIG. 5, the rotating shaft 31a continues to rotate in a state where the rotating shaft 31a is tilted by a predetermined tilt angle.
第1エンコーダ36A、及び第2エンコーダ36Bそれぞれからのパルス信号の周期と、基準となる時間Tcbとの偏差ΔT1(n)、及び偏差ΔT2(n)それぞれを角度換算し、偏差ΔT1(n)と偏差ΔT2(n)の変化を示す曲線の振幅B、振幅Aから、回転中心Pを求めることがでる。例えば、2つのエンコーダと回転中心Pまでの距離をそれぞれS、Rとすると、測定用ロータリエンコーダの振幅B、Aとの関係は次式(1)で示される。 The deviation ΔT1 (n) and the deviation ΔT2 (n) between the period of the pulse signal from each of the first encoder 36A and the second encoder 36B and the reference time Tcb are converted into angles to obtain the deviation ΔT1 (n). The rotation center P can be obtained from the amplitude B and the amplitude A of the curve indicating the change of the deviation ΔT2 (n). For example, when the distances between the two encoders and the rotation center P are S and R, respectively, the relationship between the amplitudes B and A of the measurement rotary encoder is expressed by the following equation (1).
A:B=R:S…(1) A: B = R: S (1)
このように、予め回転中心Pを測定しておけば、2つのエンコーダ36A,36Bの振幅比を予め把握しておくことができる。また、2つのエンコーダ36A,36Bを回転中心に対して、対称に配置することで、2つのロータリエンコーダからの出力波形の位相差を180度とすることができる。 Thus, if the rotation center P is measured in advance, the amplitude ratio between the two encoders 36A and 36B can be grasped in advance. Further, by arranging the two encoders 36A and 36B symmetrically with respect to the rotation center, the phase difference between the output waveforms from the two rotary encoders can be set to 180 degrees.
次に、第1エンコーダ36Aと、第2エンコーダ36Bとの位置合わせを行う。この位置合わせは、回転軸31aの回転角度を、第1エンコーダ36Aと、第2エンコーダ36Bとで同時に検出できるように、各エンコーダ36A,36Bの検出ヘッドを微調整する。 Next, the first encoder 36A and the second encoder 36B are aligned. In this alignment, the detection heads of the encoders 36A and 36B are finely adjusted so that the rotation angle of the rotary shaft 31a can be detected simultaneously by the first encoder 36A and the second encoder 36B.
回転誤差の測定では、回転軸31aの回転角度ごとに、回転軸31aの向きと味噌すり運動の回転中心を検出する必要がある。回転軸振れの検出については、第1エンコーダ36Aと、第2エンコーダ36Bとからのパルス信号Tfb、及びパルス信号Mfbに基づいて算出したデータΔT1(n)(n=1〜N)と、ΔT2(n)(n=1〜N)を用いる。そして、同時刻に測定した回転速度むらの測定データは両方のエンコーダ36A,36Bで同じ値だけ検出されることに着目する。すなわち、両方の測定データの差分をとることで回転速度むら成分をキャンセルすることができる。予め、測定しておいた回転中心をもとに、回転軸振れの成分のみ分離抽出することができる。 In the measurement of the rotation error, it is necessary to detect the direction of the rotation shaft 31a and the rotation center of the taste mashing motion for each rotation angle of the rotation shaft 31a. Regarding the detection of the rotation shaft runout, data ΔT1 (n) (n = 1 to N) calculated based on the pulse signal Tfb and the pulse signal Mfb from the first encoder 36A and the second encoder 36B, and ΔT2 ( n) (n = 1 to N) is used. Note that the measurement data of the rotational speed unevenness measured at the same time is detected only by the same value by both encoders 36A and 36B. In other words, the rotational speed unevenness component can be canceled by taking the difference between the two measurement data. Based on the rotation center measured in advance, only the component of the rotational shaft runout can be separated and extracted.
次に、分離された回転軸振れ誤差と回転速度むら誤差から、トラック方向の位置誤差と送り方向位置誤差とを演算する。 Next, a position error in the track direction and a position error in the feed direction are calculated from the separated rotation shaft run-out error and rotation speed unevenness error.
図6(A)は、データΔT1(n)の変化を示す図であり、図6(B)は、データΔT2(n)の変化を示す図である。補正量演算回路108eは、データΔT1(n)及びデータΔT2(n)が供給されると、まずデータΔT2(n)からデータT1(n)を減じることにより、図7(A)に示されるデータΔT12(n)を算出する。 FIG. 6A is a diagram showing a change in data ΔT1 (n), and FIG. 6B is a diagram showing a change in data ΔT2 (n). When the data ΔT1 (n) and the data ΔT2 (n) are supplied, the correction amount calculation circuit 108e first subtracts the data T1 (n) from the data ΔT2 (n) to thereby obtain the data shown in FIG. ΔT12 (n) is calculated.
第1エンコーダ36A、及び第2エンコーダ36Bは、同時に回転軸31aの角度を測定しているので、測定値に入り込む回転速度むら成分は時間的に等しくなる。したがって、データΔT1(n)とデータΔT2(n)との差を取ることで、速度むらの影響を除去することができる。さらに、データΔT1(n)とデータΔT2(n)との位相差は180度となるので、データΔT2(n)の変化を示す曲線の振幅はA+Bで表される。 Since the first encoder 36A and the second encoder 36B simultaneously measure the angle of the rotating shaft 31a, the rotational speed unevenness components that enter the measurement value are temporally equal. Therefore, by taking the difference between the data ΔT1 (n) and the data ΔT2 (n), the influence of the speed unevenness can be eliminated. Furthermore, since the phase difference between the data ΔT1 (n) and the data ΔT2 (n) is 180 degrees, the amplitude of the curve indicating the change in the data ΔT2 (n) is represented by A + B.
次に、補正量演算回路108eは、データΔT2(n)の振幅Aの算出と、トラック方向の誤差データを生成する。第1エンコーダ36A及び第2エンコーダ36Bによる回転軸31aの計測位置から、回転軸31aの軸倒れ回転中心Pまでの距離R及び距離Sは既知である。データΔT1(n)の変化曲線の振幅とデータΔT2(n)の変化曲線の振幅との比がわかっているので、双方の変化曲線の振幅の和A+Bは、次式(2)で示される。つまり、図7(A)に示されるデータΔT12nを(1+S/R)で割ることで、トラック方向の回転軸振れ誤差データΔT21(n)を生成することができる。この誤差データΔT21(n)は、図7(B)の変化曲線に示されるようにその値が変化する。 Next, the correction amount calculation circuit 108e calculates the amplitude A of the data ΔT2 (n) and generates error data in the track direction. The distance R and the distance S from the measurement position of the rotary shaft 31a by the first encoder 36A and the second encoder 36B to the axis fall rotation center P of the rotary shaft 31a are known. Since the ratio between the amplitude of the change curve of data ΔT1 (n) and the amplitude of the change curve of data ΔT2 (n) is known, the sum A + B of the amplitudes of both change curves is expressed by the following equation (2). That is, by dividing the data ΔT12n shown in FIG. 7A by (1 + S / R), the rotational axis shake error data ΔT2 1 (n) in the track direction can be generated. The value of the error data ΔT2 1 (n) changes as shown by the change curve in FIG.
A+B=A+S×A/R=A(1+S/R) …(2) A + B = A + S × A / R = A (1 + S / R) (2)
次に、補正量演算回路108eは、送り方向の回転軸振れ誤差データΔT22(n)を生成する。送り方向の回転軸振れ誤差の大きさは、トラック方向の回転軸振れ誤差、すなわち誤差データΔT21(n)の変化曲線と同じ振幅となり、時間的に90度位相が遅れた波形となる。このため、誤差データΔT22(n)の変化曲線は、図7(C)に示されるようになる。 Next, the correction amount calculation circuit 108e generates rotation axis shake error data ΔT2 2 (n) in the feed direction. The magnitude of the rotation axis run-out error in the feed direction is the same amplitude as that of the rotation axis run-out error in the track direction, that is, the change curve of the error data ΔT2 1 (n), and the waveform is delayed by 90 degrees in time. Therefore, the change curve of the error data ΔT2 2 (n) is as shown in FIG.
なお、回転軸31aの回転速度むら(コギング)は、図8に示される曲線のように変化する。この曲線は、ΔT2(n)からΔT21(n)を減ずることで得られる。ただし、このデータは、実際には、補正信号の生成には利用しない。 In addition, the rotational speed unevenness (cogging) of the rotating shaft 31a changes as shown by a curve shown in FIG. This curve is obtained by subtracting ΔT2 1 (n) from ΔT2 (n). However, this data is not actually used for generating the correction signal.
上述のように算出された、誤差データΔT21(n)、誤差データΔT22(n)それぞれは、トラック方向ビーム照射位置補正回路102、送り方向ビーム照射位置補正回路103へ供給される。 The error data ΔT2 1 (n) and error data ΔT2 2 (n) calculated as described above are supplied to the track direction beam irradiation position correction circuit 102 and the feed direction beam irradiation position correction circuit 103, respectively.
前記トラック方向ビーム照射位置補正回路102は、回転誤差測定回路108から供給された誤差データΔT21(n)に基づいて、Y軸方向の(トラック方向)補正量r・Δθyを算出し、この算出結果を含む制御信号をトラック方向偏向制御回路106に出力する。Y軸方向の補正量r・Δθyは、上述のデータΔT21(n)に、回転軸31aの回転角速度と、回転テーブル31の回転中心から電子線の入射位置までの距離rとが乗じられることで算出される。なお、この補正量r・Δθyは、非同期誤差が考慮されていないが、非同期誤差を考慮する場合には、補正量r・ΔθyにY軸方向の非同期成分ΔYを加算して、これを補正量としてもよい。非同期誤差は、例えば特開2005−274550号公報に開示された方法で検出することができる。また、この補正量r・Δθyは、回転軸31aの回転角度ごとに算出される。 The track direction beam irradiation position correction circuit 102 calculates a correction amount r · Δθy in the Y-axis direction (track direction) based on the error data ΔT2 1 (n) supplied from the rotation error measurement circuit 108, and calculates this calculation. A control signal including the result is output to the track direction deflection control circuit 106. The correction amount r · Δθy in the Y-axis direction is obtained by multiplying the data ΔT2 1 (n) by the rotation angular velocity of the rotation shaft 31a and the distance r from the rotation center of the rotation table 31 to the incident position of the electron beam. Is calculated by The correction amount r · Δθy does not take into account the asynchronous error. However, when the asynchronous error is taken into consideration, the asynchronous amount ΔY in the Y-axis direction is added to the correction amount r · Δθy to obtain the correction amount. It is good. Asynchronous errors can be detected, for example, by the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-274550. The correction amount r · Δθy is calculated for each rotation angle of the rotation shaft 31a.
前記トラック方向偏向制御回路106は、トラック方向ビーム照射位置補正回路102から出力された制御信号に基づいて、電子線をトラック方向(Y軸補方向)に偏向させるための信号Btを生成し、走査電極16へ出力する。これにより、電子線は、Y軸方向に偏向され、基板Wに対する電子線の入射位置は、信号Btに応じた量だけY軸方向へ補正される。 The track direction deflection control circuit 106 generates and scans a signal Bt for deflecting the electron beam in the track direction (Y-axis complementary direction) based on the control signal output from the track direction beam irradiation position correction circuit 102. Output to the electrode 16. As a result, the electron beam is deflected in the Y-axis direction, and the incident position of the electron beam on the substrate W is corrected in the Y-axis direction by an amount corresponding to the signal Bt.
前記送り方向ビーム照射位置補正回路103は、回転誤差測定回路108から供給された誤差データΔT22(n)に基づいて、X軸方向の(送り方向)補正量r・Δθxを算出し、この算出結果を含む制御信号を送り方向偏向制御回路107に出力する。X軸方向の補正量r・Δθxは、上述のデータΔT22(n)に、回転軸31aの回転角速度と、回転テーブル31の回転中心から電子線の入射位置までの距離rとが乗じられることで算出される。なお、この補正量r・Δθxは、非同期誤差が考慮されていないが、非同期誤差を考慮する場合には、補正量r・ΔθyにX軸方向の非同期成分ΔXを加算して、これを補正量としてもよい。さらに、横送り駆動制御回路110からの送り誤差情報ΔSを補正量r・Δθxに加算してこれを補正量としてもよい。また、この補正量r・Δθyは、回転軸31aの回転角度ごとに算出される。 The feed direction beam irradiation position correction circuit 103 calculates the (feed direction) correction amount r · Δθx in the X-axis direction based on the error data ΔT2 2 (n) supplied from the rotation error measurement circuit 108, and calculates this calculation. A control signal including the result is output to the feed direction deflection control circuit 107. The correction amount r · Δθx in the X-axis direction is obtained by multiplying the data ΔT2 2 (n) by the rotation angular velocity of the rotation shaft 31a and the distance r from the rotation center of the rotation table 31 to the incident position of the electron beam. Is calculated by The correction amount r · Δθx does not take into account the asynchronous error. However, when the asynchronous error is taken into consideration, the asynchronous amount ΔX in the X-axis direction is added to the correction amount r · Δθy to obtain the correction amount. It is good. Furthermore, the feed error information ΔS from the lateral feed drive control circuit 110 may be added to the correction amount r · Δθx, and this may be used as the correction amount. The correction amount r · Δθy is calculated for each rotation angle of the rotation shaft 31a.
前記送り方向偏向制御回路107は、送り方向ビーム照射位置補正回路103から供給される制御信号に基づいて、電子線を送り方向(X軸補方向)に偏向させるための信号Bsを生成し、走査電極16へ出力する。これにより、電子線は、X軸方向に偏向され、基板Wに対する電子線の入射位置は、信号Bsに応じた量だけX軸方向へ補正される。 The feed direction deflection control circuit 107 generates a signal Bs for deflecting the electron beam in the feed direction (X-axis complementary direction) based on the control signal supplied from the feed direction beam irradiation position correction circuit 103, and performs scanning. Output to the electrode 16. As a result, the electron beam is deflected in the X-axis direction, and the incident position of the electron beam on the substrate W is corrected in the X-axis direction by an amount corresponding to the signal Bs.
上述した電子線描画装置200では、例えばユーザや上位装置からの描画開始指令を受けると、制御系の横送り駆動制御回路110により移動ステージ34が駆動されるとともに、回転駆動制御回路109により回転テーブル31が所定の回転数で回転される。そして、照射装置10から、描画パターンに基づいて変調された電子線が基板Wの表面に照射されることで、基板Wの表面に同心円状又はスパイラル状のパターンが形成される。 In the electron beam drawing apparatus 200 described above, for example, when a drawing start command is received from a user or a host device, the moving stage 34 is driven by the lateral feed drive control circuit 110 of the control system, and the rotation table is rotated by the rotation drive control circuit 109. 31 is rotated at a predetermined rotational speed. Then, a concentric or spiral pattern is formed on the surface of the substrate W by irradiating the surface of the substrate W with the electron beam modulated based on the drawing pattern from the irradiation device 10.
そして、基板Wに電子線が照射されている間は、回転誤差測定回路108、トラック方向ビーム照射位置補正回路102、送り方向ビーム照射位置補正回路103により、電子線のX軸方向及びおY軸方向の入射位置ずれが演算され、この演算結果に基づいて、電子線の入射位置が補正される。したがって、基板Wに対して精度よくパターンが描画される。 While the substrate W is being irradiated with the electron beam, the rotation error measurement circuit 108, the track direction beam irradiation position correction circuit 102, and the feed direction beam irradiation position correction circuit 103 allow the X-axis direction and the Y-axis of the electron beam. The incident position deviation in the direction is calculated, and the incident position of the electron beam is corrected based on the calculation result. Therefore, a pattern is drawn on the substrate W with high accuracy.
なお、一般に、回転軸31aの回転誤差に起因する誤差成分には、回転軸振れ誤差、回転速度むら(コギング)、非同期回転誤差が含まれる。 In general, the error component resulting from the rotation error of the rotation shaft 31a includes a rotation shaft run-out error, rotation speed unevenness (cogging), and asynchronous rotation error.
《回転軸振れ誤差》
スピンドルモータの軸受構成としては、高い回転精度が得られるので、静圧軸受が一般的に用いられる。しかし、回転精度は、軸受の加工精度に依存するところが大きく、回転軸振れ誤差が生じる。また、その大きさは、負荷慣性によって異なり、回転速度依存性もある。回転数が大きいほど回転軸の軸倒れが大きくなり、回転軸振れ誤差が大きくなる傾向がある。特に、回転体の慣性モーメントにアンバランスがあると、回転軸の傾きも大きくなる。この運動を味噌すり運動などと呼ぶこともある。この味噌すり運動は結果として、スピンドルの回転周期に同期して、試料面の傾きの方向が変わるため、電子線は試料上を蛇行するように描画されてしまう。
《Rotational shaft runout error》
As the spindle motor bearing structure, a hydrostatic bearing is generally used because high rotational accuracy can be obtained. However, the rotational accuracy largely depends on the processing accuracy of the bearing, and a rotational shaft runout error occurs. Moreover, the magnitude | size changes with load inertia and there exists rotational speed dependence. As the number of rotations increases, the rotation shaft tends to tilt more and the rotation shaft deflection error tends to increase. In particular, if there is an imbalance in the moment of inertia of the rotating body, the inclination of the rotating shaft also increases. This exercise is sometimes called miso soup exercise. As a result, the miso-scrubbing motion changes the direction of the tilt of the sample surface in synchronism with the rotation period of the spindle, so that the electron beam is drawn to meander on the sample.
図9(A)は、回転軸の軸倒れを示す図である。回転軸は、中心軸に対して、回転中心Pにて倒れ角αで傾いた状態で回転を続ける。図9(B)は、回転軸が1回転する間の回転テーブル面における軸心の軌跡を現している。軸心軌跡は直径約0.2μmの円形で、回転軸が1回転する間に回転軸心はこの軌跡上を1周する。図9(C)は、基板上に描画された電子線の軌跡である。 FIG. 9A is a diagram illustrating the axis collapse of the rotating shaft. The rotation axis continues to rotate with the tilt angle α tilted at the rotation center P with respect to the center axis. FIG. 9B shows the locus of the axis on the rotary table surface during one rotation of the rotary shaft. The axis locus is circular with a diameter of about 0.2 μm, and the rotation axis makes one round on this locus while the rotation axis makes one rotation. FIG. 9C shows the trajectory of the electron beam drawn on the substrate.
《回転速度むら(コギング)》
エアスピンドルを用いた場合、駆動モータとしてはACサーボモータが一般的に用いられる。ACサーボモータでは、モータ部の極数による影響のため、回転速度むらを完全にゼロにすることは難しい。図10は、コギングによって回転速度むらに及ぼす影響を説明するための図である。本実施形態の場合には、一回転に4山の周期で回転速度むらが生じている。回転速度むらが生じると、トラック方向の描画位置において、スピンドル1回転に4回の粗密となって、描画されてしまう。
《Uneven rotation speed (cogging)》
When an air spindle is used, an AC servo motor is generally used as a drive motor. In the AC servo motor, it is difficult to completely eliminate the rotational speed unevenness due to the influence of the number of poles of the motor unit. FIG. 10 is a diagram for explaining the influence of cogging on uneven rotation speed. In the case of the present embodiment, the rotational speed unevenness occurs at a cycle of 4 peaks per rotation. If the rotation speed is uneven, the drawing is performed four times in one rotation of the spindle at the drawing position in the track direction.
《非同期回転誤差》
静圧軸受隙間における気体の流れの非定常成分やモータからの振動や軸受の動的な角度剛性の不足などによって、非繰り返し成分の回転誤差が生じる。このように、非回転同期誤差が生じると、描画位置の非同期な描画位置ずれが、トラック方向と送り方向に生じてしまう。
《Asynchronous rotation error》
A non-repetitive component rotation error occurs due to an unsteady component of the gas flow in the hydrostatic bearing gap, vibration from the motor, lack of dynamic angular rigidity of the bearing, and the like. As described above, when a non-rotation synchronization error occurs, an asynchronous drawing position shift of the drawing position occurs in the track direction and the feed direction.
図11は、ロータリエンコーダの誤差データをフィードバック信号の補正を行えるように組み込んだ誤差補正制御系であり、参考文献3に開示されている。通常のPLL制御系に対して、誤差データを記録したメモリ、回転位置に応じた誤差データをメモリから取り出す読み取り回路、及び偏差検出回路の出力から誤差データを減じる減算器が付加された構成となっている。位相比較器は、基準パルスとロータリエンコーダの出力パルスの位相差に相当する幅のパルス列を出力する。このパルス出力は、偏差検出回路で位相差に比例する電圧に変換される。これにより、スピンドルの回転制御用のフィードバック信号として用いられる制御用ロータリエンコーダの測定値において、偏芯による誤差を除去した信号を得ることができるので、スピンドルの回転精度を向上させることができる。 FIG. 11 shows an error correction control system in which error data of the rotary encoder is incorporated so as to correct the feedback signal, and is disclosed in Reference 3. In addition to a normal PLL control system, a memory in which error data is recorded, a reading circuit that extracts error data corresponding to the rotational position, and a subtracter that subtracts the error data from the output of the deviation detection circuit are added. ing. The phase comparator outputs a pulse train having a width corresponding to the phase difference between the reference pulse and the output pulse of the rotary encoder. This pulse output is converted into a voltage proportional to the phase difference by the deviation detection circuit. As a result, it is possible to obtain a signal from which an error due to eccentricity is removed from the measured value of the control rotary encoder used as a feedback signal for controlling the rotation of the spindle, so that the rotation accuracy of the spindle can be improved.
また、ロータリエンコーダ取付け偏芯による測定誤差は、特許文献3に開示されている基準比較法,または時間法によって測定することができる。図12は,エンコーダの誤差測定法を示す図である。図のように、基準比較法とは、予め精度が保証されている高精度ロータリーエンコーダ(基準エンコーダ)をターンテーブル上面にカップリングを介して取付け、制御用エンコーダの読取り値と順次比較測定していく方法である。時間法は、オープンループでモータに一定電流を流し、回転が安定した状態でのエンコーダの出力パルスを測定する方法である。ターンテーブルの慣性モーメントにより、スピンドルモータは、オープンループ制御のもと等速回転しているとみなすことができることを利用している。本実施形態においては、第1エンコーダ36A,第2エンコーダ36Bの取付け偏芯に起因する測定誤差を、予め測定しておき、記憶手段に保存することとすることができる。 Further, the measurement error due to the eccentric eccentricity of the rotary encoder can be measured by the reference comparison method or the time method disclosed in Patent Document 3. FIG. 12 is a diagram showing an encoder error measurement method. As shown in the figure, the reference comparison method is a method in which a high-precision rotary encoder (reference encoder) whose accuracy is guaranteed in advance is attached to the top of the turntable via a coupling, and sequentially compared with the readings of the control encoder. It is a way to go. The time method is a method in which a constant current is supplied to the motor in an open loop and the output pulse of the encoder is measured in a state where the rotation is stable. The fact that the spindle motor can be regarded as rotating at a constant speed under open-loop control is utilized due to the moment of inertia of the turntable. In the present embodiment, the measurement error caused by the eccentricity of the first encoder 36A and the second encoder 36B can be measured in advance and stored in the storage means.
以上説明したように、本発明の補正システムは、電子線の入射位置を補正するのに適している。また、本発明の電子線描画装置は、基板にパターンを描画するのに適している。 As described above, the correction system of the present invention is suitable for correcting the incident position of the electron beam. The electron beam drawing apparatus of the present invention is suitable for drawing a pattern on a substrate.
10…照射装置、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…走査電極、17…対物レンズ、30…回転テーブルユニット、31…回転テーブル、31a…回転軸、33…スライドユニット、34…移動ステージ、35…スピンドルモータ、36A…第1エンコーダ、36B…第2エンコーダ、37…干渉計、40…真空チャンバ、100…基本クロック生成回路、101…フォーマッタ、102…トラック方向ビーム照射位置補正回路、103…送り方向ビーム照射位置補正回路、104…パルスジェネレートシステム、105…ブランカ制御回路、106…トラック方向偏向制御回路、107…送り方向偏向制御回路、108…回転誤差測定回路、108a…第1高速クロックカウンタ、108b…第2高速クロックカウンタ、108c…第1ラッチ回路、108d…第2ラッチ回路、108e…補正量演算回路、109…回転駆動制御回路、110…横送り駆動制御回路、120…分周データラッチ回路、121…分周回路、122…遅延回路、123…遅延パルス選択回路、124…遅延パルス選択データラッチ回路、200…電子線描画装置、W…基板。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Irradiation device, 11 ... Casing, 12 ... Electron gun, 13 ... Magnetic lens, 14 ... Blanking electrode, 15 ... Aperture member, 16 ... Scanning electrode, 17 ... Objective lens, 30 ... Rotary table unit, 31 ... Rotary table 31a ... rotating shaft, 33 ... slide unit, 34 ... moving stage, 35 ... spindle motor, 36A ... first encoder, 36B ... second encoder, 37 ... interferometer, 40 ... vacuum chamber, 100 ... basic clock generation circuit, DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Formatter, 102 ... Track direction beam irradiation position correction circuit, 103 ... Feed direction beam irradiation position correction circuit, 104 ... Pulse generation system, 105 ... Blanker control circuit, 106 ... Track direction deflection control circuit, 107 ... Feed direction deflection Control circuit 108 ... Rotation error measurement circuit 108a ... First high speed Lock counter, 108b ... second high-speed clock counter, 108c ... first latch circuit, 108d ... second latch circuit, 108e ... correction amount calculation circuit, 109 ... rotation drive control circuit, 110 ... cross feed drive control circuit, 120 ... minutes Peripheral data latch circuit 121... Frequency divider circuit 122... Delay circuit 123. Delay pulse selection circuit 124. Delay pulse selection data latch circuit 200.
Claims (6)
前記回転テーブルに設けられた回転軸の異なる2カ所の回転角度を検出するための、第1の検出器、及び第2の検出器と;
前記第1の検出器及び前記第2の検出器からの検出信号に基づいて、前記回転誤差を測定する測定装置と;
前記測定装置の測定結果に基づいて前記電子線を偏向して、前記回転テーブルに載置された試料に対する前記電子線の入射位置を補正する偏向装置と;を備える補正システム。 A correction system for correcting an incident position of an electron beam due to a rotation error of a rotary table,
A first detector and a second detector for detecting rotation angles at two different rotation axes provided on the rotary table;
A measuring device for measuring the rotation error based on detection signals from the first detector and the second detector;
A deflection system comprising: a deflection device that deflects the electron beam based on a measurement result of the measurement device to correct an incident position of the electron beam on a sample placed on the rotary table.
基本クロック信号を発生する基本クロック発生装置と;
前記第1の検出器からのパルス信号の1周期あたりの前記基本クロック信号のクロック数をカウントする第1カウンタ回路と;
前記第2の検出器からのパルス信号の1周期あたりの前記基本クロック信号のクロック数をカウントする第2カウンタ回路と;
前記第1カウンタ回路のカウント結果及び前記第2カウンタ回路のカウント結果と、基準値とを比較して得られたデータから、前記回転誤差を演算する演算回路と;を備えることを特徴とする請求項1に記載の補正システム。 The measuring device is
A basic clock generator for generating a basic clock signal;
A first counter circuit for counting the number of clocks of the basic clock signal per cycle of the pulse signal from the first detector;
A second counter circuit for counting the number of clocks of the basic clock signal per cycle of the pulse signal from the second detector;
And a calculation circuit for calculating the rotation error from data obtained by comparing a count result of the first counter circuit and a count result of the second counter circuit with a reference value. Item 2. The correction system according to Item 1.
前記試料を回転可能に保持する回転テーブルと;
前記回転テーブルの回転軸を中心に、前記回転テーブルを回転させる回転機構と;
請求項1〜4に記載の補正システムと;を備える電子線描画装置。 An electron beam drawing apparatus for irradiating a rotating sample with an electron beam and drawing a pattern on the sample,
A rotary table for rotatably holding the sample;
A rotation mechanism for rotating the rotary table about the rotation axis of the rotary table;
An electron beam drawing apparatus comprising: the correction system according to claim 1.
前記移動ステージを所定方向へ移動させる移動機構と;を更に含む請求項5に記載の電子線描画装置。 A moving stage for holding a sample rotated by the rotating mechanism;
The electron beam drawing apparatus according to claim 5, further comprising: a moving mechanism that moves the moving stage in a predetermined direction.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008237758A JP2010072180A (en) | 2008-09-17 | 2008-09-17 | Correction system and electron beam drawing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008237758A JP2010072180A (en) | 2008-09-17 | 2008-09-17 | Correction system and electron beam drawing apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010072180A true JP2010072180A (en) | 2010-04-02 |
Family
ID=42204042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008237758A Pending JP2010072180A (en) | 2008-09-17 | 2008-09-17 | Correction system and electron beam drawing apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2010072180A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5433011B2 (en) * | 2009-09-28 | 2014-03-05 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | Electron beam recorder |
| KR101477558B1 (en) * | 2012-08-30 | 2014-12-30 | 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지 | Charged particle beam writing method and charged particle beam writing apparatus |
| JP2017168206A (en) * | 2016-03-14 | 2017-09-21 | Necプラットフォームズ株式会社 | Electron beam processing device |
| CN112611393A (en) * | 2020-11-30 | 2021-04-06 | 武汉华之洋科技有限公司 | Fixed angle time measuring device for measuring speed precision of rotary table |
| CN116007664A (en) * | 2022-12-06 | 2023-04-25 | 中国船舶集团有限公司第七〇七研究所 | A photoelectric rotary encoder system and method for measuring its rotational speed |
-
2008
- 2008-09-17 JP JP2008237758A patent/JP2010072180A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5433011B2 (en) * | 2009-09-28 | 2014-03-05 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | Electron beam recorder |
| KR101477558B1 (en) * | 2012-08-30 | 2014-12-30 | 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지 | Charged particle beam writing method and charged particle beam writing apparatus |
| US9343266B2 (en) | 2012-08-30 | 2016-05-17 | Nuflare Technology, Inc. | Charged particle beam pattern writing method and charged particle beam writing apparatus that corrects beam rotation utilizing a correlation table |
| JP2017168206A (en) * | 2016-03-14 | 2017-09-21 | Necプラットフォームズ株式会社 | Electron beam processing device |
| CN112611393A (en) * | 2020-11-30 | 2021-04-06 | 武汉华之洋科技有限公司 | Fixed angle time measuring device for measuring speed precision of rotary table |
| CN116007664A (en) * | 2022-12-06 | 2023-04-25 | 中国船舶集团有限公司第七〇七研究所 | A photoelectric rotary encoder system and method for measuring its rotational speed |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2010072180A (en) | Correction system and electron beam drawing apparatus | |
| US8405923B2 (en) | Electron beam recording apparatus, controller for the same, and method for controlling same | |
| US20090059773A1 (en) | Electron beam recording apparatus | |
| CN101449328B (en) | Beam recording device, and beam adjusting method | |
| KR930009685B1 (en) | Track Access Control System of Disk Unit Using Eccentricity Correction | |
| JP4216313B2 (en) | Electron beam position variation measuring method, electron beam position variation measuring apparatus, electron beam recording apparatus | |
| US7298678B2 (en) | Rotating recorder with dual encoder arrangement having eccentricity compensation | |
| JP5087679B2 (en) | Electron beam equipment | |
| JP5314884B2 (en) | Optical disk drive device | |
| JP4580592B2 (en) | Optical disc master exposure system | |
| JPWO2007111261A1 (en) | Electron beam recording apparatus and beam adjustment method | |
| JP5433011B2 (en) | Electron beam recorder | |
| JP4481982B2 (en) | Information recording method and information recording apparatus | |
| JP3986867B2 (en) | Disc master production equipment | |
| JP2010205326A (en) | Electron beam drawing device, method for calculating stage position deviation, and pattern drawing method | |
| JP2008140419A (en) | Electron beam mastering apparatus and rotation unevenness correction method | |
| JP4559984B2 (en) | Optical disc master exposure system | |
| JP2012141249A (en) | Rotation control device and rotation control method | |
| JP2008034039A (en) | Optical disc drive apparatus and servo control method for optical disc drive apparatus | |
| JP2009175302A (en) | Electron beam drawing apparatus, moving stage variation calculation method, and pattern drawing method | |
| JP2006078591A (en) | Electron beam exposure system | |
| JP2009014770A (en) | Electron beam drawing apparatus, asynchronous rotational shake amount calculation method, and pattern drawing method | |
| JP2010079951A (en) | Apparatus and method for electron beam lithography | |
| JP2012142059A (en) | Electron beam drawing device and electron beam drawing method | |
| US20110235489A1 (en) | Information recording/reproduction device and image forming method |