電子ビーム記録装置
【課題】電子ビームを高い位置精度で試料の所定の位置に照射して情報を記録することができる電子ビーム記録装置を提供する。
【解決手段】電子ビーム記録装置１０は、電子ビームを用いて試料の表面上に情報を記録するものであって、電子ビームｂを放射する電子源と、電子ビームの照射軸線上に進入または退避可能に設けられ、照射軸線上における磁界情報を得る磁気検出器３６と、この磁気検出器による磁界情報から、試料の表面に対する電子ビームの収束位置を補正するための補正量を求める収束位置制御部２１と、電子ビームの試料表面に対する収束位置を調整する収束位置調整手段７８とを有する。さらに、収束位置制御部は、補正量に基づいて、収束位置調整手段に電子ビームの試料表面に対する収束位置を調整させる。
【解決手段】電子ビーム記録装置１０は、電子ビームを用いて試料の表面上に情報を記録するものであって、電子ビームｂを放射する電子源と、電子ビームの照射軸線上に進入または退避可能に設けられ、照射軸線上における磁界情報を得る磁気検出器３６と、この磁気検出器による磁界情報から、試料の表面に対する電子ビームの収束位置を補正するための補正量を求める収束位置制御部２１と、電子ビームの試料表面に対する収束位置を調整する収束位置調整手段７８とを有する。さらに、収束位置制御部は、補正量に基づいて、収束位置調整手段に電子ビームの試料表面に対する収束位置を調整させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ビームを試料の所定の位置に照射して情報を記録する電子ビーム記録装置に関し、特に、電子ビームを用いてパターンを描画する光ディスク原盤などの作製に用いられる電子ビーム記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ディスク原盤の露光技術または半導体技術に代表されるように微細加工の高精度化の要求が高まっている。例えば、光ディスクは、ガラス原板からスタンパを製作するディスク原盤工程と、スタンパを組込んだ成形金型によってディスクを形成するディスク化工程とを経て製作される。
このディスク原盤工程は、主面にフォトレジスト層を形成したガラス原板に記録すべき情報信号等に対応したピットパターン潜像を、ディスク原盤作製装置によって、大気雰囲気中で光源から出射される可視光または紫外線レーザ等を高倍率の対物レンズによって波長レベルのスポット径まで集束して形成し、フォトレジスト層のカッティングを行った後に、現像処理または電鋳処理を施してスタンパを形成している。
【０００３】
そして、ディスク原盤作製装置のディスク原盤のカッティング動作は、ディスク原盤を回転駆動しながら、可視光または紫外線レーザの照射位置をディスク原盤の半径方向に相対的に移動させながら行う。上述のような可視光または紫外線レーザによるディスク原盤のカッティングは、記録用光のスポット径の限界によって、記録すべき情報信号の記録分解能が制限され、高密度記録化が阻害されてしまう。
【０００４】
一方、電子ビームを用いたカッティングでは、レーザ光線によるカッティングよりも微細なパターンを形成できる利点がある。
しかしながら、電子ビームを用いるディスク原盤作製装置においては、装置内外の磁場の変動によって電子ビームが偏向させられてフォーカス部によって集束される電子ビームのスポット位置が変動する。従って、作製されたディスク原盤のトラックピッチの精度または再生ジッタが劣化するという問題点がある。
【０００５】
装置内外における磁場の変動の原因は、車両またはエレベータ等の移動による地磁気の乱れ、分電盤等の電源設備から発生される電磁波、ディスク原盤作製装置内の回転駆動機構または原盤移動機構等から発生する磁気等である。
特に、ディスク原盤作製装置内の回転駆動機構または原盤移動機構等から発生する磁気等は電子ビーム照射位置を大きく乱す要因となる。このため、回転駆動機構または原盤移動機構等から発生する磁気の影響を抑制するための方法が種々提案されている（特許文献１〜特許文献３参照）。
【０００６】
特許文献１には、装置内への磁気ノイズをなくす方法として、箱状で高透磁率部材からなる壁を有する磁気シールドルームに侵入する磁気ノイズをシールドする磁気シールド装置が開示されている。
この特許文献１の磁気シールド装置は、壁に設けられた貫通孔を通して壁に巻き回され、磁気ノイズの変化に対応する誘導電圧を検知信号として出力する検出コイルと、外部から電流を供給され、検出コイルで検出された磁気ノイズをキャンセルする磁場を発生させるキャンセルコイルと、この検出コイルの出力に基づいてキャンセルコイルに流す電流を制御する制御部装置とを有するものである。このキャンセルコイルとして、検出コイルが検出する磁束と同一方向の磁場を発生させる１対のヘルムホルツコイルが用いられる。
【０００７】
また、特許文献２には、情報記録媒体用原盤を回転駆動する回転駆動部と、情報記録媒体用原盤の記録面上に情報記録用電子ビームを照射する照射部と、情報記録媒体用原盤と照射部との間に記録面に平行な方向における相対的移動を行わしめる移動部と、回転駆動部、照射部および移動部を真空雰囲気下に置く真空雰囲気形成部とを備える情報記録装置が開示されている。
【０００８】
特許文献２の情報記録装置において、回転駆動部は、情報記録媒体用原盤を担持するターンテーブルと、このターンテーブルを支持するスピンドルシャフトと、このスピンドルシャフトを回転駆動する電磁モータと、この電磁モータに生じる磁気をシールドする磁気シールド部とからなるものである。
この特許文献２の情報記録装置においては、電磁モータからの磁気ノイズ低減方法として、電磁モータ全体を、磁気をシールドする磁性筐体（高透磁率材料）にて囲み、電磁モータから発生する電磁場の影響が電子ビームに及ぼすことを防止している。
【０００９】
さらに、特許文献３の電子ビーム照射装置には、回転駆動機構または原盤移動機構等から発生する磁気及び電子銃近傍の磁気の影響を除去する方法が開示されている。この特許文献３の電子ビーム照射装置は、電子ビーム発生装置の近傍または真空槽の内部に設置した複数の磁気検出器の出力に応じて電子ビーム偏向電極を駆動し、磁場変動による電子ビームの偏向を打消す方向へ電子ビームを偏向させることによって、磁場変動による電子ビーム集束スポットの原盤上の位置ずれを補正するものである。
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−１２４６８３号公報
【特許文献２】特開平６−１３１７０６号公報
【特許文献３】特開２００２−２１７０８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１の磁気シールド装置に開示されているように、ヘルムホルツコイルで囲む方法は、大型のコイルを精度よく設置することが必要である。しかしながら、ヘルムホルツコイルを高い精度で設置することは難しく、理想的な形状以外のヘルムホルツコイルでは発生する磁場が一様でないために精度が出難いという問題点がある。また、特許文献１の磁気シールド装置においては、設備が大きくなり、高価になるという問題点がある。
【００１２】
また、特許文献２の情報記録装置に開示されているように、電磁モータ全体を、磁気をシールドする磁性筐体（高透磁率材料）にて囲む場合、電磁モータが回転部分を含むために、電磁モータ全体を完全に磁気シールドすることが難しいという問題点がある。
また、特許文献２の情報記録装置に開示されているように、多量の高透磁率材料を用いると回転駆動部の質量が増加するという問題点がある。
【００１３】
さらに、特許文献２の情報記録装置において、装置全体の磁気シールドと併用した場合電子ビーム照射部の磁気シールド開口と回転駆動部の磁性筐体の開口と、照射軸方向に磁界を発生して電子ビームが影響を受けるため、正確な焦点補正ができず露光品質が劣化するという問題点がある。
【００１４】
また、特許文献３の電子ビーム照射装置における磁場変動による電子ビーム集束スポットの原盤上の位置ずれ、および電子ビームの対象物に対する焦点を調整する方法は、電子ビーム照射点近傍の磁界を複数の磁気検出器により推定するため、電子ビーム出射部の外乱磁界を正確に計算できない。このため、特許文献３の電子ビーム照射装置においては、正確な焦点補正ができず露光品質が劣化するという問題点がある。
【００１５】
また、特許文献３の電子ビーム照射装置に開示されているように、装置全体を磁気シールドする方法では、地磁気の影響を除くために、装置構成上必ず設けなければならない。しかしながら、作業性、排気および空調設備等の構造上の制約が多く存在し、シールドされた装置の内部で発生した磁気変動に対して効果が少ないという問題点もある。また、特許文献３の電子ビーム照射装置にように、装置全体を磁気シールドする場合には、装置が大きくなり、高価になるという問題点もある。
【００１６】
本発明の目的は、電子ビームを高い位置精度で試料の所定の位置に照射して情報を記録することができる電子ビーム記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明は、電子ビームを用いて試料の表面上に情報を記録する電子ビーム記録装置であって、前記電子ビームを放射する電子源と、前記電子ビームの照射軸線上に進入または退避可能に設けられ、前記照射軸線上における磁界情報を得る磁気検出器と、前記磁気検出器による前記磁界情報から、前記試料の表面に対する前記電子ビームの収束位置を補正するための補正量を求める収束位置制御部と、前記電子ビームの試料表面に対する収束位置を調整する収束位置調整手段とを有し、さらに、前記収束位置制御部は、前記補正量に基づいて、収束位置調整手段に前記電子ビームの試料表面に対する収束位置を調整させることを特徴とする電子ビーム記録装置を提供するものである。
【００１８】
本発明においては、前記収束位置には、前記電子ビームの焦点位置が含まれており、前記収束位置調整手段は、前記電子ビームの試料表面に対する焦点位置を調整するものであり、前記収束位置制御部は、前記照射軸線が延びる方向における前記電子ビームの焦点位置を補正するための補正量を求め、前記焦点位置の補正量に基づいて、前記収束位置調整手段に前記電子ビームの試料表面に対する焦点位置を調整させるものであることが好ましい。
【００１９】
また、本発明においては、前記収束位置には、前記照射軸線が延びる方向に対して、互いに直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における前記電子ビームの照射位置が含まれており、前記収束位置調整手段は、互いに直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における前記電子ビームの試料表面に対する照射位置を調整するものであり、前記収束位置制御部は、前記直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における前記電子ビームの照射位置を補正するための補正量を求め、前記電子ビームの前記直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における照射位置の補正量に基づいて、前記収束位置調整手段に前記電子ビームの試料表面に対する前記直交する２方向のうち、少なくとも一の方向の照射位置を調整させるものであることが好ましい。
【００２０】
さらに、本発明においては、さらに、前記試料を載置し、かつ回転自在な回転テーブルを備える回転機構ユニットと、前記電子ビームの照射軸線に対して直交する面内に前記回転機構ユニットの前記回転テーブルを移動させる送り機構ユニットと、前記送り機構ユニットに設けられ、前記試料の位置を検出する位置検出センサと、前記回転機構ユニットによる前記試料の回転時、および前記送り機構ユニットの送り駆動時における前記試料の表面の高さを検出する高さ検出センサとを有し、前記収束位置には、前記電子ビームの焦点位置が含まれており、前記収束位置調整手段は、前記電子ビームの試料表面に対する焦点位置を調整するものであり、前記収束位置制御部は、前記高さ検出センサによる前記試料の高さ情報および前記位置検出センサによる前記試料の位置情報に対する前記磁気検出器による前記照射軸線方向における磁界情報から、前記電子ビームの焦点位置を補正するための補正量を求め、前記焦点位置の補正量に基づいて、前記収束位置調整手段に前記電子ビームの試料表面に対する焦点位置を調整させるものであることが好ましい。
【００２１】
さらにまた、本発明においては、さらに、前記試料を載置し、かつ回転自在な回転テーブルを備える回転機構ユニットと、前記電子ビームの照射軸線に対して直交する面内に前記回転機構ユニットの前記回転テーブルを移動させる送り機構ユニットと、前記送り機構ユニットに設けられ、前記試料の位置を検出する位置検出センサと、前記回転機構ユニットによる前記試料の回転時、および前記送り機構ユニットの送り駆動時における前記試料の表面の高さを検出する高さ検出センサとを有し、前記収束位置には、前記照射軸線が延びる方向に対して、互いに直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における前記電子ビームの照射位置が含まれており、前記収束位置調整手段は、互いに直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における前記電子ビームの試料表面に対する照射位置を調整するものであり、前記収束位置制御部は、前記高さ検出センサによる前記試料の高さ情報および前記位置検出センサによる前記試料の位置情報に対する前記磁気検出器による前記照射軸線が延びる方向に対して、前記直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における磁界情報から、前記直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における前記電子ビームの照射位置を補正するための補正量を求め、前記直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における前記電子ビームの照射位置の補正量に基づいて、前記収束位置調整手段に前記電子ビームの試料表面に対する前記直交する２方向のうち、少なくとも一の方向の照射位置を調整させるものであることが好ましい。
【００２２】
また、本発明においては、さらに、前記試料を載置し、かつ回転自在な回転テーブルを備える回転機構ユニットと、前記電子ビームの照射軸線に対して直交する面内に前記回転機構ユニットの前記回転テーブルを移動させる送り機構ユニットと、前記送り機構ユニットに設けられ、前記試料の位置を検出する位置検出センサとを有し、前記収束位置には、前記電子ビームの焦点位置が含まれており、前記収束位置調整手段は、前記電子ビームの試料表面に対する焦点位置を調整するものであり、前記収束位置制御部は、前記回転テーブルに、表面に粒子が設けられた検査用基板を載置し、前記検査用基板上の前記粒子に対して、前記電子ビームの焦点位置を調整することにより得られる焦点位置調整情報を前記試料の各位置について取得するものであり、さらに、前記収束位置制御部は、前記焦点位置調整情報に基づいて、前記収束位置調整手段に前記電子ビームの焦点位置を調整させることが好ましい。
【００２３】
さらに、本発明においては、さらに、前記収束位置には、前記照射軸線が延びる方向に対して、互いに直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における前記電子ビームの照射位置が含まれており、前記収束位置調整手段は、互いに直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における前記電子ビームの試料表面に対する照射位置を調整するものであり、前記収束位置制御部は、前記検査用基板上の前記粒子に対して、前記電子ビームの照射位置を調整することにより得られる照射位置調整情報を前記試料の各位置について取得するものであり、さらに、前記収束位置制御部は、前記照射位置調整情報に基づいて、前記収束位置調整手段に、互いに直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における前記電子ビームの照射位置を調整させることが好ましい。
【００２４】
本発明においては、前記収束位置調整手段は、前記電子ビームの焦点位置を調整する電界レンズを有するものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の電子ビーム記録装置によれば、試料に対して電子ビームの照射軸線上における磁界による収束位置変動を求めることにより、電子ビームの収束位置制御を高い精度で行うことができる。これにより、電子ビームを高い位置精度で試料の所定の位置に照射して情報を記録することができる。さらには、高い位置精度で電子ビームを試料の所定の位置に照射できるため、高い描画形状精度を実現でき、試料の表面上に高い精度で描画することができる。
【００２６】
また、本発明の電子ビーム記録装置によれば、試料に対して電子ビームの照射軸線上における磁界による焦点位置変動を、表面に粒子を設けた検査用基板の粒子に対して、焦点位置を調整した際に得られた焦点位置調整情報に基づいて、実験的に求めることにより、電子ビームの焦点位置制御を高い精度で行うことができる。これにより、電子ビームを高い位置精度で試料の所定の位置に照射して情報を記録することができる。さらには、高い位置精度で電子ビームを試料の所定の位置に照射できるため、高い描画形状精度を実現でき、試料の表面上に高い精度で描画することができる。また、表面に粒子を設けた検査用基板を用いて、収束位置変動を実験的に求めるため、簡便で安価な電子ビーム記録装置を提供できる。
【００２７】
さらに、本発明の電子ビーム記録装置によれば、電子ビームの焦点位置制御に加えて、試料に対して電子ビームの照射位置変動を、表面に粒子を設けた検査用基板の粒子に対して、電子ビームの照射位置を調整することにより得られた照射位置調整情報に基づいて、実験的に求めることにより、電子ビームの照射位置制御を高い精度で行うこともできる。これにより、電子ビームをより一層高い位置精度で試料の所定の位置に照射して情報を記録することができる。さらには、より一層高い位置精度で電子ビームを試料の所定の位置に照射できるため、より一層高い描画形状精度を実現でき、試料の表面上により一層高い精度で描画することができる。
【００２８】
さらにまた、本発明の電子ビーム記録装置において、収束位置調整手段に電界レンズを設けることにより、応答性の高い収束位置調整（焦点位置調整）が可能となり、高速駆動による描画（記録）でも高い描画形状精度で描画ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明に係る電子ビーム記録装置について添付の図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の電子ビーム記録装置の第１の実施例を示す模式図である。
【００３０】
本実施例の電子ビーム記録装置１０は、例えば、ガラス原板にパターンを描画する光ディスク原盤などの作製に用いられるものである。
電子ビーム記録装置１０は、描画部１２と電子ビーム照射装置１４と、ホストコントローラ２０と、焦点位置制御部２１と、送り制御部２２と、位置検出部２３と、回転制御部２４と、回転角度検出部２５とを有する。
ホストコントローラ２０に、焦点位置制御部（収束位置制御部）２１、送り制御部２２、および回転制御部２４が接続されており、これらの焦点位置制御部２１、送り制御部２２、および回転制御部２４は、ホストコントローラ２０に制御される。
また、ホストコントローラ２０は、例えば、後述する電子源６２に接続されており、この電子源６２を制御するものでもある。
【００３１】
描画部１２は、例えば、電子ビーム照射装置１４（後述する電子源６２）の下方に配置されており、この描画部１２は、真空チャンバ３０内に、送り機構ユニット３２、回転機構ユニット３４、磁気検出器３６、高さ検出センサ３８が設けられている。この真空チャンバ３０は、例えば、空気圧によるサーボマウンタなどの除振機構部（図示せず）上に設けられている。
また、真空チャンバ３０は、上部に開口部３０ａが形成されており、この開口部３０ａに電子ビーム照射装置１４（鏡筒６０の先端部６０ａ）が接続されている。
真空チャンバ３０の内面全面に磁気シールド板４０が設けられている。この磁気シールド板４０は、パーマロイなどの高透磁率材料からなるのものであり、これらの磁気シールド板４０により地磁気等の外乱が抑制される。
【００３２】
送り機構ユニット３２は、送り駆動モータ４２、ベース４３、基台４４、移動体４５、送りネジ４６、および位置検出センサ４７を有するものである。
ベース４３が真空チャンバ３０の底部３０ｂに磁気シールド板４０を介して設けられている。このベース４３上に、基台４４が設けられている。この基台４４の上部に、例えば、球体、円筒ローラ等を送り方向（Ｘ方向）に配置したころがり軸受（図示せず）を介して移動体４５が設けられている。
【００３３】
また、移動体４５は、その下部にガイド４７ａが設けられている。このガイド４７ａとともに、位置検出センサ４７を構成する検出部４７ｂが設けられている。ガイド４７ａが移動体４５に設けられており、検出部４７ｂが基台４４に設けられている。この位置検出センサ４７は、例えば、レーザースケール等のリニアスケールである。
また、位置検出センサ４７は、位置検出部２３に接続されており、位置検出センサ４７の移動体４５（試料Ｓ）の位置を表わす検出信号（試料Ｓの位置情報）が位置検出部２３に出力される。さらに、この位置検出部２３から検出信号（試料Ｓの位置情報）が焦点位置制御部２１に出力される。
【００３４】
移動体４５には、めねじ部（図示せず）が形成されている。このめねじ部に、送りネジ４６が螺合されている。また、送りネジ４６の端部は、真空チャンバ３０から突出しており、真空チャンバ３０の外部に設けられた駆動モータ４２に接続されている。送りネジ４６は、例えば、ボールネジにより構成されるものである。
【００３５】
駆動モータ４２は、送り制御部２２に接続されている。この送り制御部２２は、駆動モータ４２の回転を制御するものである。
また、送り制御部２２により、駆動モータ４２の回転が制御されて、移動体４５がＸ方向に移動する。なお、送り機構ユニット３２においては、位置検出センサ４７の検出信号が位置検出部２３に出力されて、移動体４５の現在位置情報が得られ、さらに位置検出部２３が移動体４５の現在位置情報を送り制御部２２に出力する。送り制御部２２の現在位置情報に基づく出力信号により、駆動モータ４２の回転が制御され、移動体４５がＸ方向に移動される。また、送り機構ユニット３２に回転機構ユニット３４が設けられている。
【００３６】
回転機構ユニット３４は、エアスピンドル５０、光学式ロータリーエンコーダ５１、回転駆動モータ５２、回転テーブル５３、回転機構ユニット３４、および磁性流体シール５４を有するものである。この回転機構ユニット３４は、移動体４５とともにＸ方向に移動されるものである。回転テーブル５３に試料Ｓが載置されるとともに、試料Ｓが回転される。
【００３７】
回転機構ユニット３４において、エアスピンドル５０が、移動体４５に固定されている。このエアスピンドル５０は、圧縮空気により、ラジアル方向およびスラスト方向に静圧浮上するものである。エアスピンドル５０への圧縮空気は、真空チャンバ３０の外部から供給される。
【００３８】
また、エアスピンドル５０の上部に、回転テーブル５３が設けられている。さらに、エアスピンドル５０の下部には回転駆動モータ５２が設けられている。この回転駆動モータ５２は、回転制御部２４に接続されており、この回転制御部２４により、回転駆動モータ５２の回転が制御される。回転制御部２４は、ホストコントローラ２０に接続されており、この回転制御部２４は、ホストコントローラ２０に制御される。
さらに、回転駆動モータ５２の下部に光学式ロータリーエンコーダ５１が固定されている。この光学式ロータリーエンコーダ５１は、一般的にその出力が一周を数千等分割したＡ相、Ｂ相パルスと一周に１回発生するＺ相パルスから構成されるものである。
【００３９】
また、光学式ロータリーエンコーダ５１は、光学式ロータリーエンコーダ５１の出力信号から回転角度位置を検出する回転角度検出部２５に接続されており、この回転角度検出部２５は、回転数情報を得るものである。また、この回転角度検出部２５は、回転制御部２４に接続されている。回転角度検出部２５の回転数情報に基づいて、回転制御部２４においては、回転駆動モータ５２の回転を制御する。この回転駆動モータ５２の回転により、回転テーブル５３が回転する。なお、送り機構ユニット３２により、移動体４５とともに、回転テーブル５３が照射軸線Ｃに対して直交するＸ方向（面内）に移動する。
ここで、照射軸線Ｃとは、電子源６２から下ろした垂線のことである。
【００４０】
また、真空チャンバ３０の内部は真空にされる。このように真空中にエアスピンドル５０を設ける場合は、真空シールのためにエアスピンドル５０外周囲に磁性流体シール５４を設けるのが一般的である。また、エアスピンドル５０外周囲に磁性流体シール５４以外には、一般的に差動排気等のシール機構を設けている。
【００４１】
また、真空チャンバ３０には磁気検出器３６が設けられている。この磁気検出器３６は、照射軸線Ｃ上に進入することができるとともに、退避することができ、照射軸線Ｃ上における磁気情報を得ることができるものである。
この磁気検出器３６は、真空チャンバ３０の上面部３０ｃに設けられた回転器４８の垂直方向に延びた回転軸４８ａに設けられたアーム４８ｂの先端部に接続されている。
この回転器４８の回転軸４８ａは、空気圧により回動可能である。また、磁気検出器３６は、磁界測定時のみ電子ビームｂの照射軸線Ｃ上に進入して磁界測定を行い、それ以外のときには、退避している。
また、磁気検出器３６は、焦点位置制御部２１に接続されており、測定した移動体４５の各位置における磁束密度（磁気情報）を焦点位置制御部２１に出力するものである。
この磁気検出器３６は、照射軸線Ｃ上において、焦点位置が調整されるフォーカス方向（以下、Ｚ方向ともいう）、このＺ方向と直交し、前述の移動体４５の移動方向であるＸ方向、ならびにＺ方向およびＸ方向と直交するＹ方向の各３方向における磁束密度（磁気情報）を取得することができるものである。この磁気検出器３６は、特に限定されるものではなく、公知のセンサを用いることができる。
また、磁気検出器３６としては、３方向（Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向）測定することができるものに限定されるものではない。本実施例においては、後述するように、Ｚ方向における電子ビームｂの焦点位置を制御するものであるため、磁気検出器３６としては、少なくともＺ方向における磁束密度（磁気情報）を取得することができるものであれば良い。
【００４２】
さらに、真空チャンバ３０の上面部３０ｃに高さ検出センサ３８が設けられている。この高さ検出センサ３８は、試料Ｓの回転、または試料Ｓの送り駆動時において、試料Ｓ表面高さ、または試料Ｓの高さ変動を検出するものであり、レーザ光の三角測量を原理とするものである。
この試料Ｓ表面高さは、例えば、回転テーブル５３の表面を基準面として得られるＺ方向における距離のことである。また、試料Ｓの高さ変動は、例えば、回転テーブル５３の表面を基準面として得られるＺ方向における距離の変動量のことである。
この高さ検出センサ３８は、発光部３８ａおよび受光部３８ｂを有するものである。
発光部３８ａは、例えば、半導体レーザ（図示せず）により構成されるものである。また、受光部３８ｂは、発光部３８ａから出射されたレーザ光が試料Ｓ表面で反射した反射光を受光し、その受光位置により試料Ｓの高さ（試料Ｓの高さの変動）を算出するものである。この受光部３８ｂは、位置検出素子（ＰＳＤ）（図示せず）と高さを算出する演算部（図示せず）とを有する。
また、受光部３８ｂが、焦点位置制御部２１に接続されており、高さ検出センサ３８の高さの算出結果が出力信号（高さ情報）として、焦点位置制御部２１に出力される。
【００４３】
次に、電子ビーム発生装置１４について説明する。
電子ビーム発生装置１４は、試料Ｓの表面上に情報を記録するために電子ビームｂを試料Ｓの表面上に照射するものである。
この電子ビーム発生装置１４は、鏡筒６０内に各機器が設けられている。この鏡筒６０は、先端部６０ａが円錐状に絞られ、かつその先端が開口されている。また、鏡筒６０は、後端部６０ｂが閉塞されている。
電子ビーム発生装置１４においては、鏡筒６０内に、後端部６０ｂ側から電子源６２、ブランキング電極６４、軸合わせコイル６６、集束レンズ６８、制限絞り７０、非点補正コイル７２、静電偏向電極（収束位置調整手段）７４、対物レンズ７６、および電界レンズ（収束位置調整手段）７８が収納されている。鏡筒６０の先端部６０ａが真空チャンバ３０の開口部３０ａに接続されている。
また、鏡筒６０の先端部６０ａの外周面には、地磁気等の外乱を抑制するために磁気シールド板４１が設けられている。この磁気シールド板４１は、パーマロイなどの高透磁率材料により形成されている。
【００４４】
電子ビーム発生装置１４において、電子源（電子銃）６２は、例えば、熱電界放射型のもので、超高真空内に配置されている。電子源６２からは、電子ビームｂが回転テーブル５３に向かって放射される。
この電子源６２による電子ビームｂの放射は、ホストコントローラ２０により制御される。
【００４５】
熱電界放射型の電子源６２から放射される電子ビームｂは、そのビーム径が２０〜５０ｎｍ程度の充分微小なビーム径である。このため、微小ビーム径の電子ビームを得るという点では、電子源６２から放射される電子ビームのビーム径に対する、試料Ｓの表面上に集束される電子ビームｂのビーム径の縮小率を大きく設定する必要はない。
【００４６】
ブランキング電極６４は、描画パターンを形成する場合、電子ビームｂの走査に同期して、電子ビームｂの試料Ｓへの照射（オン）、非照射（オフ）の制御に用いられるものである。すなわち、ブランキング電極６４によって電子ビームｂを偏向しなければ、電子ビームｂは、試料Ｓの表面上に照射される（オン）。一方、ブランキング電極６４により電子ビームｂを偏向することによって、電子ビームｂは、試料Ｓの表面に照射されない（オフ）。
【００４７】
このブランキング電極６４は、ブランキング駆動回路２６に接続されている。このブランキング駆動回路２６に、ホストコントローラ２０から試料Ｓの表面に形成する描画パターンに対応した描画ブランキング信号が入力され、ブランキング駆動回路２６から制御信号により、電子ビームｂの試料Ｓへの照射、非照射が制御される。
【００４８】
また、ブランキング電極６４の下方に軸合わせコイル６６が配置されている。この軸合わせコイル６６は、集束レンズ６８に入射される電子ビームｂの軸ずれを補正するものである。
【００４９】
集束レンズ６８は、軸合わせコイル６６により軸ずれが補正された電子ビームｂをクロスオーバポイントＣＰに集束させる磁界レンズ（電磁レンズ）である。また、対物レンズ７６は、集束レンズ６８によりクロスオーバポイントＣＰに集束された電子ビームを試料Ｓの表面上に集束させる磁界レンズである。集束レンズ６８および対物レンズ７６は、それぞれこの順に軸合わせコイル６６の下方に配置されている。
【００５０】
制限絞り７０は、情報を書き込む場合、書き込むべき情報に応じて電子ビームｂのオン（書き込み）／オフ（書き込み停止）を制御するものである。すなわち、ブランキング電極６４によって電子ビームｂを偏向しなければ、電子ビームｂは、制限絞り７０の開孔部６０ａを通過して試料Ｓの表面上に入射される（オン）。一方、ブランキング電極６４により電子ビームｂを偏向することによって、電子ビームｂは、制限絞り７０で遮蔽される（オフ）。
【００５１】
また、非点補正コイル７２は、電子ビームｂの非点収差を補正するものであり、制限絞り７０の下方に配置されている。
【００５２】
静電偏向電極７４は、照射軸線Ｃが延びる方向（Ｚ方向）に対して、互いに直交する２方向（Ｘ方向、Ｙ方向）のうち、少なくとも一の方向（Ｘ方向、またはＹ方向）における電子ビームｂの照射位置を調整するものである。この静電偏向電極７４により、収束位置のうち、照射位置について調整することができる。
また、静電偏向電極７４は、情報を書き込む場合、書き込むべき情報に応じて電子ビームを偏向することによって、試料Ｓの表面上における電子ビームｂの照射（スポット）位置を制御するものである。この静電偏向電極７４は、非点補正コイル７２と対物レンズ７６との間に設けられている。
【００５３】
図２に示すように、静電偏向電極７４は、Ｘ方向に対向して配置された１対の第１の偏向電極板７４ａと、Ｙ方向に対向して配置された１対の第２の偏向電極板７４ｂとを有するものである。１対の第１の偏向電極板７４ａおよび１対の第２の偏向電極板７４ｂは、それぞれ、ホストコントローラ２０に接続されている。
本実施例においては、電子ビームｂをＸ方向に偏向する場合には、１対の第１の偏向電極板７４ｂに、偏向量に応じた電圧が、ホストコントローラ２０により印加される。これにより、電子ビームｂの試料Ｓに対するＸ方向における照射位置が調整される。また、電子ビームｂをＹ方向に偏向する場合には、１対の第２の偏向電極板に、偏向量に応じた電圧がホストコントローラ２０により印加される。これにより、電子ビームｂの試料Ｓに対するＹ方向における照射位置が調整される。このように、電子ビームｂの偏向方向および偏向量は、ホストコントローラ２０により制御される。
【００５４】
また、電界レンズ（収束位置調整手段）７８は、収束位置のうち、電子ビームｂの焦点位置を試料Ｓの表面上に一致させるように調整するものである。この電界レンズ７８には、焦点距離を変える焦点制御部（図示せず）が設けられている。この焦点制御部により、電界レンズ７８の焦点距離が自在に変えられる。
また、焦点制御部は、焦点位置制御部２１に接続されており、この焦点位置制御部２１からの出力信号（印加電圧）により電界レンズ７８の焦点距離が制御され、電子ビームの試料Ｓの表面に対する焦点位置が調整される。
なお、電界レンズ７８は、磁界により電子ビームｂを収束させる磁界レンズに比較して、電界にて電子ビームｂを収束させるので応答性が高い。
【００５５】
本実施例の電子ビーム発生装置１４においては、電子源６２から放射される電子ビームは、軸合わせコイル６６により、その軸ずれが補正され、集束レンズ６８により、クロスオーバポイントＣＰに集束される。そして、制限絞り７０の開孔部を通過した電子ビームｂは、非点補正コイル７２により、その非点収差が補正され、対物レンズ７６および電界レンズ７８により、その焦点が補正され、試料Ｓの表面上に集束される。
【００５６】
また、本実施例の電子ビーム発生装置１４においては、情報を書き込む場合、ブランキング制御回路２６を介して、ブランキング電極６４および制限絞り７０により、電子源６２から放射される電子ビームｂがオンまたはオフに制御される。また、制限絞り７０の開孔部６０ａを通過し、対物レンズ７６に入射される電子ビームｂは、静電偏向電極７４により、書き込むべき情報に応じて、Ｘ方向またはＹ方向に偏向され、試料Ｓの表面上におけるスポット位置が制御される。すなわち、試料Ｓの表面（Ｘ−Ｙ平面）を電子ビームｂが走査され、試料Ｓの表面の所定箇所に情報が書き込まれる。
【００５７】
次に、焦点位置制御部２１の構成について説明する。この焦点位置制御部２１は、位置検出センサ４７により得られる移動体４５（回転テーブル５３）の位置、および磁気検出器３６により得られる移動体４５の各位置における磁束密度情報（磁気情報）に基づいて、電子ビームｂの焦点位置を制御するための補正電圧（補正量）を算出し、この補正電圧に基づいて、電界レンズ７８により、電子ビームｂの焦点位置を適正な位置に調整させるものである。
図３は、本実施例の電子ビーム記録装置の焦点位置制御部の構成を示すブロック図である。
図３に示すように、焦点位置制御部２１は、ＣＰＵ８０、収束位置特性演算式の算出プログラムが書き込まれたＲＯＭ８１、ＲＡＭ８２、磁束密度計測回路８３、Ｄ／Ａ変換回路８５、加算器８６、増幅器８７および駆動回路８８を有するものである。
ＣＰＵ８０にバスを介して、ＲＯＭ８１、ＲＡＭ８２、磁束密度計測回路８３、Ｄ／Ａ変換回路８５、ホストコントローラ２０および位置検出部２３（位置検出センサ４７）が接続されている。
【００５８】
ＣＰＵ８０は、ＲＯＭ８１から収束位置特性演算式の算出プログラムを読み出し、この収束位置特性演算式の算出プログラムを用いて、位置検出部２３（位置検出センサ４７）の出力信号と、移動体４５の各位置における磁束密度情報とから収束位置特性演算式を求める。この収束位置特性演算式は、例えば、５次関数などにより表わされる高次多項式であり、ＣＰＵ８０においては、高次多項式における各係数が算出される。
磁束密度計測回路８３は、磁気検出器３６の出力信号から、例えば、Ｚ方向の磁束密度を計測するものである。
【００５９】
ＲＡＭ８２は、ＣＰＵ８０により、得られた収束位置特性演算式（高次多項式）の各係数を記憶するものである。
【００６０】
さらに、Ｄ／Ａ変換回路８５は、ＣＰＵ８０により算出された電界レンズ７８に必要なデジタル印加電圧データをアナログ電圧データに変換するものである。
焦点位置制御部２１においては、Ｄ／Ａ変換回路８５に加算器８６が接続されており、この加算器８６に増幅器８７が接続され、さらには駆動回路８８が接続されている。
【００６１】
加算器８６は、Ｄ／Ａ変換回路８５からのアナログ電圧データ（出力信号）と、高さ検出センサ３８からの試料Ｓの表面高さの出力信号とを加算し、加算信号を出力するものである。
【００６２】
増幅器８７は、加算器８６から加算信号を電界レンズ７８に必要なレベルまで増幅するものであり、所定の増幅倍率に設定されている。また、電界レンズ７８に駆動回路８８が接続されている。この駆動回路８８からの出力信号（補正電圧）により電界レンズ７８の焦点距離が変わり、電界レンズ７８の焦点が調整されて、試料Ｓの表面上に電子ビームｂが集束される。
【００６３】
次に、電子ビーム発生装置１４における電子ビームの焦点制御方法について説明する。
先ず、電子ビームｂが磁界Ｂｚの影響を受けたときの焦点位置について図４に基づいて説明する。
図４において、フォーカス方向（Ｚ方向）における軸をＺ軸として、Ｚ軸を中心とした収束半角θの電子ビーム流を示す。速度Ｖの電子ｅは，速度成分ＶＲと磁界Ｂｚとによりローレンツの作用を受けてＺ軸を中心に回転を始める。速度成分ＶＲは、収束半角θ（θ<<１）に比例するのでローレンツの力はＺ軸からの距離ｒに比例する。回転する電子ｅは磁界ＢｚによりＺ軸と直角方向の力を受けδθ軌道が曲げられる。δθは電子ビーム流径Ｒに比例し収束点ＺＣに収束する。全電子ビーム流の収束点ＺＤは一様に、フォーカス方向（Ｚ方向）においてずれ量δＺだけずれる。
従って、磁界の大きさ、すなわち、磁束密度が分かれば、半径方向及びＺ方向に積分して、各位置におけるずれ量δＺを求めることができる。
【００６４】
次に、電子ビームｂの収束点のずれ量の補正について説明する。
ここで、図５は、縦軸にＺ方向磁束密度をとり、横軸に移動体位置をとって、移動体位置に対するＺ方向磁束密度の特性曲線を示すグラフである。図５に示す移動体の各位置におけるＺ方向磁束密度を表わす曲線を特性曲線という。
なお、移動体位置とは、回転ステージ５３（回転機構ユニット３４）の回転中心に、磁界の影響を受けていない状態における電子ビームｂが照射される位置を基準（すなわち、Ｘ＝０ｍｍ）として、Ｘ方向における回転テーブル５３の位置を示すものである。
【００６５】
本実施例においては、図５に示す特性曲線に対して、磁束密度について半径方向及びＺ方向に積分をした結果、図６に示すように、移動体各位置における電界レンズ７８への補正電圧を求めることができる。この補正電圧は、駆動回路８８から電界レンズ７８に印加されるものである。
【００６６】
なお、本実施例において、焦点位置制御部２１で補正電圧（電界レンズ７８への印加電圧）を求めるには、予め、図７に示す高さ検出センサ３８の高さ検出出力の感度特性、および図８に示す電界レンズ７８の感度特性を測定しておく必要がある。
また、本実施例において、移動体４５の位置によって磁界の影響が異なるため、補正電圧は、移動体４５の位置により変更する必要がある。このため、焦点位置制御部２１で移動体位置情報に基づいて、補正電圧が逐次計算される。
例えば、図６に示す特性を多項式近似(移動体位置の関数)した各係数をＲＡＭ８２に記憶させておき、その多項式近似式を用いて現在の移動体位置情報における補正電圧を算出する。このとき、補正電圧の計算は、ＲＯＭ８１から呼び出された算出プログラムに従い、各係数の係数データをＲＡＭ８２から呼び出して、さらに位置検出部２３の出力データを用いてＣＰＵ８０で計算される。この計算結果は、Ｄ／Ａ変換回路８６に出力される。ここで、増幅器８７の増幅倍率が１であれば、図６に示す補正電圧そのものをＤ／Ａ変換回路８５から増幅器８７に出力させる。しかし、増幅器８７の増幅倍率が１０であれば、図６に示す補正電圧の１／１０の電圧をＤ／Ａ変換回路８５から増幅器８７に出力させる。
【００６７】
本実施例の電子ビーム記録装置１０の電子ビーム発生装置１４においては、試料Ｓに記録（描画）するために必要な電子源６２の電流量が決定されると、記録前に事前に、磁気検出器３６を電子ビームｂの照射軸線Ｃ上の略ワークディスタンス位置近傍に進入させ、各移動体位置におけるＺ方向の磁束密度を計測しておき、収束位置特性（図６参照）を計算しておく。
記録（描画）時においては、高さ検出センサ３８の出力信号に、磁界（磁場）による焦点位置ずれ相当量にあたる出力信号とが加算器８６で加算され、増幅器８７および駆動回路８８を経て電界レンズ７８に印加される。これにより、電界レンズ７８による電子ビームｂの焦点制御が行われる。この電子ビームｂの焦点制御は、磁界の影響を抑制しているため、電子ビームｂを高い焦点位置精度で試料Ｓの所定の位置に照射して情報を記録することができる。さらには、描画パターンについても、電子ビームｂの焦点位置精度が高いため、描画形状精度についても同様に高い精度で試料Ｓに記録することができる。
【００６８】
次に、本は発明の第２の実施例について説明する。
図９は、本発明の電子ビーム記録装置の第２の実施例を示す模式図である。また、図１０は、本実施例の電子ビーム記録装置の照射位置制御部の構成を示すブロック図である。図１１は、本実施例の電子ビーム記録装置の静電偏向電極の構成を示す模式図である。
なお、図１〜図８に示す本発明の第１の実施例の電子ビーム記録装置１０と同一構成物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００６９】
本実施例の電子ビーム記録装置１０ａは、第１の実施例の電子ビーム記録装置１０（図１参照）に比して、電子ビームｂの焦点位置（収束位置）の調整ができることに加えて電子ビームｂのＸ方向およびＹ方向における照射位置（収束位置）の調整ができるものである。
本実施例の電子ビーム記録装置１０ａは、第１の実施例の電子ビーム記録装置１０の焦点位置のずれ（デフォーカス）を補正することに加えて、Ｘ方向およびＹ方向における照射位置のずれを調整する機能を有する。
また、焦点位置ずれ、ならびにＸ方向およびＹ方向における照射位置ずれは、互いに独立して生じる現象であり、それぞれ個別に補正しても、互いに影響を与えることなく、焦点位置ずれ、および照射位置ずれを補正することができることを本発明者が見出した。このため、焦点位置ずれ、および照射位置ずれを補正する順序は、特に限定されるものではない。
【００７０】
また、図９に示すように、本実施例の電子ビーム記録装置１０ａは、第１の実施例の電子ビーム記録装置１０（図１参照）に比して、真空チャンバ３０に二次電子検出器４９を設けた点、電子ビームｂをＸ−Ｙ平面内に走査したときの二次電子検出器４９の信号出力に基づいて画像を形成する画像取込部２７を設けた点、画像取込部２７により形成された画像について、画像処理を行う画像処理部２８を設けた点、および画像を表示する表示器２９を設けた点、ならびに電子ビームｂの照射位置を制御する照射位置制御部（収束位置制御部）１００を設けた点が異なり、それ以外の構成は、第１の実施例の電子ビーム記録装置１０（図１参照）と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
【００７１】
本実施例の電子ビーム記録装置１０ａにおいて、照射位置制御部１００は、直交するＸ方向、Ｙ方向の２方向のうち、少なくとも一の方向における電子ビームｂの照射位置を補正するための補正量を求め、Ｘ方向、Ｙ方向のうち、少なくとも一の方向における照射位置を制御するための補正電圧（補正量）を算出し、この補正電圧に基づいて、静電偏向電極７４（収束位置調整手段）により、電子ビームｂの試料Ｓ表面において、Ｘ方向、Ｙ方向の２方向のうち、少なくとも一の方向の照射位置を調整させるものものである。
照射位置制御部１００においては、ホストコントローラ２０による、電子ビームｂを試料Ｓの表面についてＸ−Ｙ面内での走査に際して、照射位置の補正を行うことができる。
また、二次電子検出器４９は、電子ビームｂを試料Ｓの表面についてＸ−Ｙ面内で走査し、このときに発生する二次電子を検出するものである。
さらに、画像取込部２７は、二次電子検出器４９による電子ビームｂの走査時の二次電子の検出結果に基づいて、二次電子反射像を形成するものである。
【００７２】
本実施例の電子ビーム記録装置１０ａにおいては、ホストコントローラ２０により、電子ビームｂを試料Ｓの表面についてＸ−Ｙ面内で走査し、このときに発生する二次電子を二次電子検出器４９により検出し、電子ビームｂの走査時の二次電子反射像を画像取込部２７により形成し、さらに、この二次電子反射像を表示器２９に表示させるものである。
【００７３】
画像処理部２８は、画像取込部２７により形成され、表示器２９に表示された二次電子反射像の各被写体について距離を測定する機能を備える測長機能を有するものである。
また、画像処理部２８としては、二次電子反射像に対して、画像処理を行い、後述するように、収束点のずれ量、ならびにＸ方向およびＹ方向における照射位置ずれ量を算出するものである。また、画像処理部２８により得られた画像処理結果（収束点のずれ量、ならびにＸ方向およびＹ方向における照射位置ずれ量）は、表示部２９に出力して、表示させることができる。
また、画像処理部２８により得られた画像処理結果（収束点のずれ量）は、後述するように、焦点位置制御部２１に出力され、焦点位置がジャストフォーカスの状態となるような補正量が算出される。
さらに、画像処理部２８により得られた画像処理結果（Ｘ方向およびＹ方向における照射位置ずれ量）は、後述するように、照射位置制御部１００に出力されて、この照射位置が適正な位置となるような補正量が算出される。
【００７４】
照射位置制御部１００は、位置検出センサ４７により得られる移動体４５（回転テーブル５３）の位置、および磁気検出器３６により得られる移動体４５の各位置におけるＸ方向の磁束密度情報（磁気情報）、およびＹ方向の磁束密度情報（磁気情報）に基づいて、電子ビームｂの照射位置を制御するための補正電圧を算出し、この補正電圧を、ホストコントローラ２０から偏向するために印加される電圧に加えて、電子ビームｂの照射位置を適正な位置にするものである。
【００７５】
この照射位置制御部１００は、図１０に示すように、焦点位置制御部２１（図３参照）に比して、高さセンサ３８に接続されておらず、また、加算器８６がなく、さらには、ＲＯＭ８１ａに照射位置特性演算式の算出プログラムが書き込まれている点が異なり、それ以外の構成は、基本的に焦点位置制御部２１の構成と同様である。
照射位置制御部１００においても、焦点位置制御部２１と同様に、ＣＰＵ８０ａにバスを介して、ＲＯＭ８１ａ、ＲＡＭ８２ａ、磁束密度計測回路８３ａ、Ｄ／Ａ変換回路８５ａ、位置検出部２３（位置検出センサ４７）および画像処理部２８が接続されている。
【００７６】
ＣＰＵ８０ａは、ＲＯＭ８１ａから照射位置特性演算式の算出プログラムを読み出し、この照射位置特性演算式の算出プログラムを用いて、位置検出部２３（位置検出センサ４７）の出力信号と、移動体４５の各位置におけるＸ方向の磁束密度情報およびＹ方向の磁束密度情報とから照射位置特性演算式を求める。この照射位置特性演算式は、例えば、５次関数などにより表わされる高次多項式であり、ＣＰＵ８０ａにおいては、高次多項式における各係数が算出される。
磁束密度計測回路８３ａは、磁気検出器３６の出力信号から、例えば、Ｘ方向の磁束密度、およびＹ方向の磁束密度を計測するものである。
【００７７】
ＲＡＭ８２ａは、ＣＰＵ８０ａにより、得られた照射位置特性演算式（高次多項式）の各係数を記憶するものである。
【００７８】
さらに、ＣＰＵ８０ａにより算出された照射位置を補正するために必要な静電偏向電極７４（第１の偏向電極板７４ａおよび第２の偏向電極板７４ｂ）（図１１参照）に印加する補正デジタル電圧を、Ｄ／Ａ変換回路８５ａにより、所定のアナログの補正電圧に変換される。
照射位置制御部１００においては、Ｄ／Ａ変換回路８５ａに増幅器８７ａが接続され、更に増幅器８７ａに駆動回路８８ａが接続されている。
【００７９】
増幅器８７ａは、Ｄ／Ａ変換回路８５ａからの補正電圧（アナログ電圧）を静電偏向電極７４に必要なレベルまで増幅するものであり、所定の増幅倍率に設定されている。
また、静電偏向電極７４に駆動回路８８ａが接続されている。この駆動回路８８ａからの出力信号（補正電圧）により静電偏向電極７４による電子ビームｂの照射位置が変わり、電子ビームｂの照射位置が調整されて、試料Ｓの表面上において、磁気の影響を受けることがなければ照射される所定の照射位置に電子ビームｂが集束される。
本実施例の電子ビーム記録装置１０ａにおいては、ホストコントローラ２０により電子ビームｂを偏向する際に、照射位置制御部１００による照射位置の補正がなされる。
また、焦点位置については、焦点位置制御部２１により、第１の実施例と同様に制御されて、試料Ｓの表面上に電子ビームｂが集束される。
【００８０】
先ず、本実施例の電子ビーム記録装置１０ａにおける焦点位置制御方法について説明する。
本実施例の電子ビーム記録装置１０ａにおける焦点位置制御方法は、第１の実施例の電子ビーム記録装置１０に比して、焦点位置ずれを目視にて確認する方法を用いている点が異なり、それ以外の焦点位置制御方法は、第１の実施例の電子ビーム記録装置１０と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
ここで、図１２（ａ）は、検査用基板を示す模式的側面図であり、（ｂ）は、図１２（ａ）に示す検査用基板を示す模式的平面図である。図１３は、縦軸に収束位置をとり、横軸に移動体位置をとって、第２の実施例の電子ビーム記録装置の収束位置特性を示すグラフである。
【００８１】
本実施例の電子ビーム記録装置１０ａの焦点位置制御方法においては、例えば、図１２（ａ）および（ｂ）に示すように、検査用基板９０として、平板状の基体９２の表面に、例えば、金粒子、ラテックス球等の直径が数十〜数百ｎｍ程度の粒子９４を塗布したものを用いる。
【００８２】
本実施例の電子ビーム記録装置１０ａの焦点位置制御方法において、ホストコントローラ２０により、静電偏向電極７４を用いて、検査用基板９０の表面について電子ビームｂをＸ−Ｙ面内で走査して、二次電子検出器４９により走査時の二次電子反射像を画像取込部２７で形成し、この二次電子反射像を表示器２９に表示させる。この表示器２９に表示された二次電子反射像を用いて、回転ステージ５３（回転機構ユニット３４）の各位置における磁場（磁界）による焦点位置ずれ（デフォーカス）を目視にて確認し、電界レンズ７８に電圧を手動で印加してジャストフォーカス状態となるように焦点位置を調整する。このときに、ジャストフォーカス状態とするために印加した電圧が、焦点位置調整情報（デフォーカス量）として得られる。そして、図１３に示すような電子ビームの収束位置特性が求められる。電子ビームの収束位置特性に基づいて、焦点位置制御部２１において補正電圧を算出し、この補正電圧に基づいて、電界レンズ７８の焦点距離を調整し、電子ビームの試料Ｓの表面に対する焦点位置を調整することにより、電子ビームｂの焦点位置を適正な位置にすることができる。
本実施例の電子ビーム記録装置１０ａにおいては、回転テーブル５３をＸ＝０ｍｍの位置に移動させ、この状態で、先ず、電子ビームｂのフォーカスを粒子９４に合わせる。
次に、基体９２表面の各粒子９４について、収束位置、すなわち、デフォーカス量（ジャストフォーカス状態とするために印加した電圧）を求める。得られた複数のデフォーカス量を用いて、近似式を算出し、ＲＯＭ８１にプログラムとして書き込む。
【００８３】
また、本実施例の電子ビーム記録装置１０ａにおいては、焦点位置制御部２１のＲＯＭ８１を、フラッシュＲＯＭ等にて構成しておき、デフォーカス量を求めて、得られた収束位置特性の係数データを、例えば、試料Ｓへの記録（露光）時に書き込む構成とすることが好ましい。さらには、焦点位置制御部２１に入力手段を設け、この入力手段から近似式の係数を入力する構成としてもよい。
【００８４】
次に、本実施例の電子ビーム記録装置１０ａの電子ビーム発生装置１４における電子ビームの照射位置制御方法について説明する。
先ず、電子ビームｂが磁界Ｂの影響を受けたときの照射位置のずれについて図１４に基づいて説明する。
図１４において、加速電圧Ｖａで加速された質量ｍの電子ｅが、磁束密度Ｂの偏向磁界領域を通過するものとする。この時、サイクロトロン半径をＲとするとき、このサイクロトロン半径Ｒは、Ｒ＝（２ｍ・Ｖａ／ｅ）１／２×１／Ｂのように表わすことができる。
また、電子ｅが位置Ｚ０〜位置Ｚｐまでの区間δＺ１移動する間に、電子ｅは、Ｚ軸からずれ量δＳだけずれてしまう。
区間δＺ１とずれ量δＳとの関係は、幾何学関係により、δＳ＝（δＺ１）２／２Ｒと表わすことができる。
これらのサイクロトロン半径Ｒと、δＺ１およびずれ量δＳとの関係から、ずれ量δＳは、次のように、表わすことができる。
δＳ＝（（δＺ１）２×Ｂ）／（２・（２ｍ・Ｖａ／ｅ）１／２）
したがって、磁束密度分布が分かれば、Ｚ方向に積分することにより、電子ビームｂの照射位置のずれ量δＳを求めることができる。
【００８５】
次に、電子ビームｂの照射位置のずれ量の補正について説明する。
ここで、図１５は、縦軸にＸ方向磁束密度およびＹ方向磁束密度をとり、横軸に移動体位置をとって、移動体位置に対するＸ方向磁束密度およびＹ方向磁束密度の特性曲線を示すグラフである。図１５に示す移動体の各位置におけるＸ方向磁束密度を表す曲線を特性曲線Ｄ１といい、Ｙ方向磁束密度を表す曲線を特性曲線Ｄ２という。
なお、移動体位置とは、上述のように、回転ステージ５３（回転機構ユニット３４）の回転中心に、電子ビームｂが照射される位置を基準（すなわち、Ｘ＝０ｍｍ）として、Ｘ方向における回転テーブル５３の位置を示すものである。
【００８６】
本実施例においては、図１５に示す特性曲線Ｄ１、Ｄ２に対して、磁束密度に対してＺ方向に積分した結果、図１６に示すように、移動体各位置おける静電偏向電極７４への補正電圧を求めることができる。この補正電圧は、駆動回路８８ａから静電偏向電極７４に印加されるものである。なお、照射位置について補正電圧を求める際には、回転ステージ５３を停止した状態で行う。
また、本実施例において、照射位置制御部１００で補正電圧（静電偏向電極７４（第１の偏向電極板７４ａおよび第２の偏向電極板７４ｂ）への印加電圧）を求めるためには、予め静電偏向電極７４（第１の偏向電極板７４ａおよび第２の偏向電極板７４ｂ）の感度特性を測定しておく必要がある。本実施例において、静電偏向電極７４（第１の偏向電極板７４ａおよび第２の偏向電極板７４ｂ）の感度特性は、例えば、１〜５μｍ／Ｖの範囲である。
【００８７】
本実施例において、移動体４５の位置によって、照射位置のずれに対する磁界の影響が異なるため、静電偏向電極７４（第１の偏向電極板７４ａおよび第２の偏向電極板７４ｂ）に対する補正電圧は、移動体４５の位置により変更する必要がある。このため、照射位置制御部２１で移動体位置情報に基づいて、静電偏向電極７４（第１の偏向電極板７４ａおよび第２の偏向電極板７４ｂ）に対する補正電圧が逐次計算される。例えば、図１６に示す特性を多項式近似（移動体位置の関数）した各係数をＲＡＭ８２ａに記憶させておき、その多項式近似式を用いて現在の移動体位置情報における照射位置の補正電圧を算出する。このとき、照射位置の補正電圧の計算は、ＲＯＭ８１ａから呼び出された算出プログラムに従い、各係数の係数データをＲＡＭ８２ａから呼び出して、さらに位置検出部２３の出力データを用いてＣＰＵ８０ａで計算される。この計算結果はＤ／Ａ変換回路８５ａに出力される。ここで、増幅器８７ａの増幅倍率が1であれば、図１６に示す補正電圧そのものをＤ／Ａ変換回路８５ａから増幅器８７ａに出力させる。しかし、増幅器８７ａの増幅倍率が１０であれば、図１６に示す補正電圧の１／１０の電圧をＤ／Ａ変換回路８５ａから増幅器８７ａに出力させる。このようにして、電子ビームｂの照射位置のずれを補正することができる。
【００８８】
本実施例の電子ビーム記録装置１０ａによる照射位置制御方法においては、電子ビームｂの照射位置のずれを補正できるが、さらに、表示部２９に表示された二次電子反射像を用いても照射位置のずれを補正することができる。
この場合、鏡筒６０の先端部６０ａの開口に固定試料台（図示せず）を吊り下げ、この固定試料台に検査用基板９０を配置する。
次に、ホストコントローラ２０により、静電偏向電極７４を用いて、検査用基板９０の表面について電子ビームｂをＸ−Ｙ面内で走査して、二次電子検出器４９により走査時の二次電子反射像を画像取込部２７に形成し、この二次電子反射像を表示器２９に表示させる。
検査用基板９０の粒子９４の位置を予め測定しておき、画像処理部２８により、検査用基板９０の粒子９４の位置と、表示器２９に表示された二次電子反射像における粒子の位置とを比較し、粒子９４の位置の変化を、画像処理部２８の測長機能を用いて測定する。
【００８９】
回転ステージ５３（回転機構ユニット３４）の各位置における磁場（磁界）による照射位置ずれを目視にて、画像処理部２８の測長機能を用いて測定し、静電偏電極７４に電圧を手動で印加して、磁気の影響を受けることがなければ、二次電子反射像において粒子が表れる位置となるように、適正な照射位置を調整する。なお、照射位置について補正電圧を求める際には、回転ステージ５３を停止した状態で行う。
このときに、適正な照射位置とするために印加した電圧が、照射位置調整情報として得られる。そして、図１７に示すような電子ビームの移動量特性が求められる。電子ビームの移動量特性に基づいて、照射位置制御部１００において補正電圧を算出し、電子ビームｂの照射位置を適正な照射位置とすることができる。
【００９０】
本実施例の電子ビーム記録装置１０ａにおいては、回転テーブル５３をＸ＝０ｍｍの位置に移動させ、この状態で、先ず、二次電子像を得る。
次に、基体９２表面の各粒子９４について、測長機能を用いて、粒子９４の位置の変化、すなわち、照射位置ずれ量（適正な照射位置とするために印加した電圧）を求める。
回転テーブル５３の位置を変えて、照射位置ずれ量（適正な照射位置とするために印加した電圧）を逐次求める。そして、得られた複数の照射位置ずれ量を用いて、近似式を算出し、ＲＯＭ８１ａにプログラムとして書き込む。
【００９１】
また、本実施例の電子ビーム記録装置１０ａにおいては、照射位置制御部１００のＲＯＭ８１ａを、フラッシュＲＯＭ等にて構成しておき、照射位置ずれ量を求めて、得られた照射位置特性の係数データを、例えば、試料Ｓへの記録（露光）時に書き込む構成とすることが好ましい。さらには、照射位置制御部１００に入力手段を設け、この入力手段から近似式の係数を入力する構成としてもよい。
【００９２】
また、検査用基板９０を先端部６０ａの開口に固定試料台（図示せず）を吊り下げたが、これに限定されるものではなく、磁気検出器３６を固定試料台として利用してもよい。この場合、電子ビームｂが照射される磁気検出器３６の表面に、例えば、金粒子、ラテックス球等の直径が数十〜数百ｎｍ程度の粒子を塗布して、二次電子像を観察する。
また、回転テーブル５３の表面に、例えば、金粒子、ラテックス球等の直径が数十〜数百ｎｍ程度の粒子を、例えば、十字状、または正方形状に配置し、この回転テーブル５３の表面上の粒子の二次電子像を観察してもよい。
【００９３】
本実施例においては、このようにして、収束位置特性を求めた場合であっても、第１の実施例と同様の効果を得ることができるとともに、Ｘ方向およびＹ方向における照射位置を補正をすることができるため、第１の実施例に比して、電子ビームｂを高い焦点位置精度および高い照射位置精度で試料Ｓの所定の位置に照射して情報を記録することができる。さらには、描画パターンについても、同様に、試料Ｓに高品位に記録することができる。
また、本実施例においては、表面に粒子を設けた検査用基板を用いて、収束位置変動を実験的に求めるため、簡便で安価な電子ビーム記録装置を提供できる。
【００９４】
上述のように、本発明においては、試料Ｓに対して電子ビームｂの出射直下の磁界による収束位置変動を計算または実験的に求めることにより、電子ビームｂの焦点位置制御を高い精度で行うことができる。さらには、試料Ｓに対して電子ビームｂの出射直下の磁界による照射位置変動を計算または実験的に求めることにより、電子ビームｂの照射位置制御を高い精度で行うことができる。これらのことにより、電子ビームを高い焦点位置精度および照射位置精度で試料の所定の位置に照射して情報を記録することができる。
【００９５】
また、本実施例の電子ビーム記録装置１０ａにおける焦点位置制御方法および照射位置制御方法については、目視にて確認する方法に限定されるものではない。例えば、本実施例の電子ビーム記録装置１０ａにおける焦点位置制御方法および照射位置制御方法を、画像処理部２８を用いて自動化することもできる。
先ず、本実施例の電子ビーム記録装置１０ａの電子ビーム発生装置１４における電子ビームの他の焦点制御方法について説明する。
本実施例の電子ビーム記録装置１０ａにおける他の焦点位置制御方法は、本実施例の電子ビーム記録装置１０ａの焦点位置制御方法に比して、焦点位置ずれを、画像処理を用いて補正する点が異なり、それ以外の焦点位置制御方法は同様であるため、その詳細な説明は省略する。
【００９６】
他の焦点制御方法においては、例えば、鏡筒６０の先端部６０ａの開口に、固定試料台（図示せず）を吊り下げ、この固定試料台に検査用基板９０を配置する。この検査用基板９０としては、例えば、図１２（ａ）および（ｂ）に示すものを用いることができる。
【００９７】
次に、ホストコントローラ２０により、検査用基板９０の表面について電子ビームｂをＸ−Ｙ面内で走査して、二次電子検出器４９により走査時の二次電子反射像を画像取込部２７に形成し、この二次電子反射像を画像処理部２８により、解析する。
この場合、画像処理部２８においては、二次電子反射像における粒子９４の大きさを求め、この粒子９４の大きさと、予め測定しておいた粒子を大きさとを比較し、焦点位置ずれ量（デフォーカス量）を算出する。
そして、回転テーブル５３の各位置について、二次電子反射像における粒子９４の大きさを求め、各位置おける磁場（磁界）による焦点位置ずれ量（デフォーカス量）を算出する。
回転テーブル５３の各位置において、ジャストフォーカス状態とするために印加した電圧を算出し、焦点位置調整情報（デフォーカス量）として得る。これにより、電子ビームの収束位置特性が求められる。電子ビームの収束位置特性に基づいて、焦点位置制御部２１において補正電圧を算出し、電子ビームｂの焦点位置を適正な位置にすることができる。
【００９８】
本実施例の電子ビーム記録装置１０ａにおいては、回転テーブル５３をＸ＝０ｍｍの位置に移動させ、この状態で、先ず、電子ビームｂのフォーカスを粒子９４に合わせる。
次に、基体９２表面の各粒子９４について、収束位置、すなわち、デフォーカス量（ジャストフォーカス状態とするために印加した電圧）を求める。得られた複数のデフォーカス量を用いて、近似式を算出し、ＲＯＭ８１にプログラムとして書き込む。
【００９９】
次に、本実施例の電子ビーム記録装置１０ａの電子ビーム発生装置１４における電子ビームの他の照射位置制御方法について説明する。
本実施例の電子ビーム記録装置１０ａにおける他の照射位置制御方法は、本実施例の電子ビーム記録装置１０ａの照射位置制御方法に比して、照射位置ずれを、画像処理を用いて補正する点が異なり、それ以外の焦点位置制御方法は同様であるため、その詳細な説明は省略する。
この場合においても、鏡筒６０の先端部６０ａの開口に固定試料台（図示せず）を吊り下げ、この固定試料台に検査用基板９０を配置する。
【０１００】
次に、ホストコントローラ２０により、検査用基板９０の表面について電子ビームｂをＸ−Ｙ面内で走査して、二次電子検出器４９により走査時の二次電子反射像を画像取込部２７で形成し、この二次電子反射像を画像処理部２８に出力する。
また、検査用基板９０の粒子９４の大きさおよび位置を予め測定しておき、画像処理部２８に、粒子９４の大きさおよび位置を記憶させておく。
この画像処理部２８においては、記憶された粒子９４の大きさおよび位置と、二次電子反射像における粒子の位置とを比較し、粒子の位置の変化量を算出する。
次に、粒子の位置の変化量から粒子が本来の位置となる静電偏電極７４に印加する電圧を算出し、各位置における補正電圧を求めることができる。なお、照射位置について補正電圧を求める際には、回転ステージ５３を停止した状態で行う。
これにより、電子ビームの移動量特性を求めることができ、電子ビームの移動量特性に基づいて、照射位置制御部１００において補正電圧を算出し、電子ビームｂの照射位置を適正な照射位置とすることができる。
【０１０１】
本実施例の電子ビーム記録装置１０ａにおいては、回転テーブル５３をＸ＝０ｍｍの位置に移動させ、この状態で、先ず、二次電子像を得る。
次に、基体９２表面の粒子９４について、画像処理部２８により、粒子９４の位置の変化、すなわち、照射位置ずれ量（適正な照射位置とするために印加した電圧）を求める。
回転テーブル５３の位置を変えて、照射位置ずれ量（適正な照射位置とするために印加した電圧）を逐次求める。そして、得られた複数の照射位置ずれ量を用いて、近似式を算出し、ＲＯＭ８１ａにプログラムとして書き込む。
以上の本実施例の電子ビーム記録装置１０ａにおける他の焦点位置制御方法および他の照射位置制御方法においても、第２の実施例と同様の効果が得られる。
【０１０２】
以上、本発明の電子ビーム記録装置について説明したが、本発明は上述の実施例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良または変更を行ってもよいのは、もちろんである。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の電子ビーム記録装置の第１の実施例を示す模式図である。
【図２】本実施例の電子ビーム記録装置の静電偏向電極の構成を示す模式図である。
【図３】本実施例の電子ビーム記録装置の焦点位置制御部の構成を示すブロック図である。
【図４】電子ビームの収束位置を説明する模式図である。
【図５】縦軸にＺ方向磁束密度をとり、横軸に移動体位置をとって、移動体位置に対するＺ方向磁束密度の特性曲線を示すグラフである。
【図６】縦軸に補正電圧をとり、横軸に移動体位置をとって、移動体位置に対する電子ビームの収束位置特性を示すグラフである。
【図７】縦軸に高さ検出出力をとり、横軸に検出変位量をとって、高さ検出センサの感度特性を示すグラフである。
【図８】縦軸に電界レンズの印加電圧をとり、横軸に焦点位置調整量をとって、電界レンズの感度特性を示すグラフである。
【図９】本発明の電子ビーム記録装置の第２の実施例を示す模式図である。
【図１０】本実施例の電子ビーム記録装置の照射位置制御部の構成を示すブロック図である。
【図１１】本実施例の電子ビーム記録装置の静電偏向電極の構成を示す模式図である。
【図１２】（ａ）は、検査用基板を示す模式的側面図であり、（ｂ）は、図１２（ａ）に示す検査用基板の模式的平面図である。
【図１３】縦軸に収束位置をとり、横軸に移動体位置をとって、移動体位置に対する電子ビームの収束位置特性を示すグラフである。
【図１４】電子ビームの照射位置ずれを説明する模式図である。
【図１５】縦軸にＸ方向磁束密度およびＹ方向磁束密度をとり、横軸に移動体位置をとって、移動体位置に対するＸ方向磁束密度およびＹ方向磁束密度の特性曲線を示すグラフである。
【図１６】縦軸に補正電圧をとり、横軸に移動体位置をとって、移動体位置に対する電子ビームの照射位置特性を示すグラフである。
【図１７】縦軸に電子ビームの移動量をとり、横軸に移動体位置をとって、移動体位置に対する電子ビームの移動量特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１０４】
１０、１０ａ 電子ビーム記録装置
１２ 描画部
１４ 電子ビーム照射装置
２０ ホストコントローラ
２１ 焦点位置制御部
２２ 送り制御部
２３ 位置検出部
２４ 回転制御部
２５ 回転角度検出部
２７ 画像取込部
２８ 画像処理部
２９ 表示部
３０ 真空チャンバ
３２ 送り機構
３４ 回転機構
３６ 磁気検出器
３８ 高さ検出センサ
３８ａ 発光部
３８ｂ 受光部
４０ 磁気シールド板
４１ 磁気シールド板
４２ 駆動モータ
４３ ベース
４４ 基台
４５ 移動体
４６ 送りネジ
４７ 位置検出センサ
４７ａ 検出部
４７ｂ ガイド
４８ 回転器
４８ａ 回転軸
４８ｂ アーム
５０ エアスピンドル
５１ 光学式ロータリーエンコーダ
５２ 回転駆動モータ
５３ 回転テーブル
５４ 磁性流体シール
６２ 電子源
６４ ブランキング電極
６６ 軸合わせコイル
６８ 集束レンズ
７０ 制限絞り
７２ 非点補正コイル
７４ 静電偏向電極
７４ａ 第１の静電偏向電極板
７４ｂ 第２の静電偏向電極板
７６ 対物レンズ
７８ 電界レンズ
８０、８０ａ ＣＰＵ
８１、８１ａ ＲＯＭ
８２、８２ａ ＲＡＭ
８３、８３ａ 磁束密度計測回路
８５、８５ａ Ｄ／Ａ変換回路
８６ 加算器
８７、８７ａ 増幅器
８８、８８ａ 駆動回路
９４ 粒子
１００ 照射位置制御部
Ｃ 照射軸線
Ｓ 試料
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ビームを試料の所定の位置に照射して情報を記録する電子ビーム記録装置に関し、特に、電子ビームを用いてパターンを描画する光ディスク原盤などの作製に用いられる電子ビーム記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ディスク原盤の露光技術または半導体技術に代表されるように微細加工の高精度化の要求が高まっている。例えば、光ディスクは、ガラス原板からスタンパを製作するディスク原盤工程と、スタンパを組込んだ成形金型によってディスクを形成するディスク化工程とを経て製作される。
このディスク原盤工程は、主面にフォトレジスト層を形成したガラス原板に記録すべき情報信号等に対応したピットパターン潜像を、ディスク原盤作製装置によって、大気雰囲気中で光源から出射される可視光または紫外線レーザ等を高倍率の対物レンズによって波長レベルのスポット径まで集束して形成し、フォトレジスト層のカッティングを行った後に、現像処理または電鋳処理を施してスタンパを形成している。
【０００３】
そして、ディスク原盤作製装置のディスク原盤のカッティング動作は、ディスク原盤を回転駆動しながら、可視光または紫外線レーザの照射位置をディスク原盤の半径方向に相対的に移動させながら行う。上述のような可視光または紫外線レーザによるディスク原盤のカッティングは、記録用光のスポット径の限界によって、記録すべき情報信号の記録分解能が制限され、高密度記録化が阻害されてしまう。
【０００４】
一方、電子ビームを用いたカッティングでは、レーザ光線によるカッティングよりも微細なパターンを形成できる利点がある。
しかしながら、電子ビームを用いるディスク原盤作製装置においては、装置内外の磁場の変動によって電子ビームが偏向させられてフォーカス部によって集束される電子ビームのスポット位置が変動する。従って、作製されたディスク原盤のトラックピッチの精度または再生ジッタが劣化するという問題点がある。
【０００５】
装置内外における磁場の変動の原因は、車両またはエレベータ等の移動による地磁気の乱れ、分電盤等の電源設備から発生される電磁波、ディスク原盤作製装置内の回転駆動機構または原盤移動機構等から発生する磁気等である。
特に、ディスク原盤作製装置内の回転駆動機構または原盤移動機構等から発生する磁気等は電子ビーム照射位置を大きく乱す要因となる。このため、回転駆動機構または原盤移動機構等から発生する磁気の影響を抑制するための方法が種々提案されている（特許文献１〜特許文献３参照）。
【０００６】
特許文献１には、装置内への磁気ノイズをなくす方法として、箱状で高透磁率部材からなる壁を有する磁気シールドルームに侵入する磁気ノイズをシールドする磁気シールド装置が開示されている。
この特許文献１の磁気シールド装置は、壁に設けられた貫通孔を通して壁に巻き回され、磁気ノイズの変化に対応する誘導電圧を検知信号として出力する検出コイルと、外部から電流を供給され、検出コイルで検出された磁気ノイズをキャンセルする磁場を発生させるキャンセルコイルと、この検出コイルの出力に基づいてキャンセルコイルに流す電流を制御する制御部装置とを有するものである。このキャンセルコイルとして、検出コイルが検出する磁束と同一方向の磁場を発生させる１対のヘルムホルツコイルが用いられる。
【０００７】
また、特許文献２には、情報記録媒体用原盤を回転駆動する回転駆動部と、情報記録媒体用原盤の記録面上に情報記録用電子ビームを照射する照射部と、情報記録媒体用原盤と照射部との間に記録面に平行な方向における相対的移動を行わしめる移動部と、回転駆動部、照射部および移動部を真空雰囲気下に置く真空雰囲気形成部とを備える情報記録装置が開示されている。
【０００８】
特許文献２の情報記録装置において、回転駆動部は、情報記録媒体用原盤を担持するターンテーブルと、このターンテーブルを支持するスピンドルシャフトと、このスピンドルシャフトを回転駆動する電磁モータと、この電磁モータに生じる磁気をシールドする磁気シールド部とからなるものである。
この特許文献２の情報記録装置においては、電磁モータからの磁気ノイズ低減方法として、電磁モータ全体を、磁気をシールドする磁性筐体（高透磁率材料）にて囲み、電磁モータから発生する電磁場の影響が電子ビームに及ぼすことを防止している。
【０００９】
さらに、特許文献３の電子ビーム照射装置には、回転駆動機構または原盤移動機構等から発生する磁気及び電子銃近傍の磁気の影響を除去する方法が開示されている。この特許文献３の電子ビーム照射装置は、電子ビーム発生装置の近傍または真空槽の内部に設置した複数の磁気検出器の出力に応じて電子ビーム偏向電極を駆動し、磁場変動による電子ビームの偏向を打消す方向へ電子ビームを偏向させることによって、磁場変動による電子ビーム集束スポットの原盤上の位置ずれを補正するものである。
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−１２４６８３号公報
【特許文献２】特開平６−１３１７０６号公報
【特許文献３】特開２００２−２１７０８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１の磁気シールド装置に開示されているように、ヘルムホルツコイルで囲む方法は、大型のコイルを精度よく設置することが必要である。しかしながら、ヘルムホルツコイルを高い精度で設置することは難しく、理想的な形状以外のヘルムホルツコイルでは発生する磁場が一様でないために精度が出難いという問題点がある。また、特許文献１の磁気シールド装置においては、設備が大きくなり、高価になるという問題点がある。
【００１２】
また、特許文献２の情報記録装置に開示されているように、電磁モータ全体を、磁気をシールドする磁性筐体（高透磁率材料）にて囲む場合、電磁モータが回転部分を含むために、電磁モータ全体を完全に磁気シールドすることが難しいという問題点がある。
また、特許文献２の情報記録装置に開示されているように、多量の高透磁率材料を用いると回転駆動部の質量が増加するという問題点がある。
【００１３】
さらに、特許文献２の情報記録装置において、装置全体の磁気シールドと併用した場合電子ビーム照射部の磁気シールド開口と回転駆動部の磁性筐体の開口と、照射軸方向に磁界を発生して電子ビームが影響を受けるため、正確な焦点補正ができず露光品質が劣化するという問題点がある。
【００１４】
また、特許文献３の電子ビーム照射装置における磁場変動による電子ビーム集束スポットの原盤上の位置ずれ、および電子ビームの対象物に対する焦点を調整する方法は、電子ビーム照射点近傍の磁界を複数の磁気検出器により推定するため、電子ビーム出射部の外乱磁界を正確に計算できない。このため、特許文献３の電子ビーム照射装置においては、正確な焦点補正ができず露光品質が劣化するという問題点がある。
【００１５】
また、特許文献３の電子ビーム照射装置に開示されているように、装置全体を磁気シールドする方法では、地磁気の影響を除くために、装置構成上必ず設けなければならない。しかしながら、作業性、排気および空調設備等の構造上の制約が多く存在し、シールドされた装置の内部で発生した磁気変動に対して効果が少ないという問題点もある。また、特許文献３の電子ビーム照射装置にように、装置全体を磁気シールドする場合には、装置が大きくなり、高価になるという問題点もある。
【００１６】
本発明の目的は、電子ビームを高い位置精度で試料の所定の位置に照射して情報を記録することができる電子ビーム記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明は、電子ビームを用いて試料の表面上に情報を記録する電子ビーム記録装置であって、前記電子ビームを放射する電子源と、前記電子ビームの照射軸線上に進入または退避可能に設けられ、前記照射軸線上における磁界情報を得る磁気検出器と、前記磁気検出器による前記磁界情報から、前記試料の表面に対する前記電子ビームの収束位置を補正するための補正量を求める収束位置制御部と、前記電子ビームの試料表面に対する収束位置を調整する収束位置調整手段とを有し、さらに、前記収束位置制御部は、前記補正量に基づいて、収束位置調整手段に前記電子ビームの試料表面に対する収束位置を調整させることを特徴とする電子ビーム記録装置を提供するものである。
【００１８】
本発明においては、前記収束位置には、前記電子ビームの焦点位置が含まれており、前記収束位置調整手段は、前記電子ビームの試料表面に対する焦点位置を調整するものであり、前記収束位置制御部は、前記照射軸線が延びる方向における前記電子ビームの焦点位置を補正するための補正量を求め、前記焦点位置の補正量に基づいて、前記収束位置調整手段に前記電子ビームの試料表面に対する焦点位置を調整させるものであることが好ましい。
【００１９】
また、本発明においては、前記収束位置には、前記照射軸線が延びる方向に対して、互いに直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における前記電子ビームの照射位置が含まれており、前記収束位置調整手段は、互いに直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における前記電子ビームの試料表面に対する照射位置を調整するものであり、前記収束位置制御部は、前記直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における前記電子ビームの照射位置を補正するための補正量を求め、前記電子ビームの前記直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における照射位置の補正量に基づいて、前記収束位置調整手段に前記電子ビームの試料表面に対する前記直交する２方向のうち、少なくとも一の方向の照射位置を調整させるものであることが好ましい。
【００２０】
さらに、本発明においては、さらに、前記試料を載置し、かつ回転自在な回転テーブルを備える回転機構ユニットと、前記電子ビームの照射軸線に対して直交する面内に前記回転機構ユニットの前記回転テーブルを移動させる送り機構ユニットと、前記送り機構ユニットに設けられ、前記試料の位置を検出する位置検出センサと、前記回転機構ユニットによる前記試料の回転時、および前記送り機構ユニットの送り駆動時における前記試料の表面の高さを検出する高さ検出センサとを有し、前記収束位置には、前記電子ビームの焦点位置が含まれており、前記収束位置調整手段は、前記電子ビームの試料表面に対する焦点位置を調整するものであり、前記収束位置制御部は、前記高さ検出センサによる前記試料の高さ情報および前記位置検出センサによる前記試料の位置情報に対する前記磁気検出器による前記照射軸線方向における磁界情報から、前記電子ビームの焦点位置を補正するための補正量を求め、前記焦点位置の補正量に基づいて、前記収束位置調整手段に前記電子ビームの試料表面に対する焦点位置を調整させるものであることが好ましい。
【００２１】
さらにまた、本発明においては、さらに、前記試料を載置し、かつ回転自在な回転テーブルを備える回転機構ユニットと、前記電子ビームの照射軸線に対して直交する面内に前記回転機構ユニットの前記回転テーブルを移動させる送り機構ユニットと、前記送り機構ユニットに設けられ、前記試料の位置を検出する位置検出センサと、前記回転機構ユニットによる前記試料の回転時、および前記送り機構ユニットの送り駆動時における前記試料の表面の高さを検出する高さ検出センサとを有し、前記収束位置には、前記照射軸線が延びる方向に対して、互いに直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における前記電子ビームの照射位置が含まれており、前記収束位置調整手段は、互いに直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における前記電子ビームの試料表面に対する照射位置を調整するものであり、前記収束位置制御部は、前記高さ検出センサによる前記試料の高さ情報および前記位置検出センサによる前記試料の位置情報に対する前記磁気検出器による前記照射軸線が延びる方向に対して、前記直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における磁界情報から、前記直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における前記電子ビームの照射位置を補正するための補正量を求め、前記直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における前記電子ビームの照射位置の補正量に基づいて、前記収束位置調整手段に前記電子ビームの試料表面に対する前記直交する２方向のうち、少なくとも一の方向の照射位置を調整させるものであることが好ましい。
【００２２】
また、本発明においては、さらに、前記試料を載置し、かつ回転自在な回転テーブルを備える回転機構ユニットと、前記電子ビームの照射軸線に対して直交する面内に前記回転機構ユニットの前記回転テーブルを移動させる送り機構ユニットと、前記送り機構ユニットに設けられ、前記試料の位置を検出する位置検出センサとを有し、前記収束位置には、前記電子ビームの焦点位置が含まれており、前記収束位置調整手段は、前記電子ビームの試料表面に対する焦点位置を調整するものであり、前記収束位置制御部は、前記回転テーブルに、表面に粒子が設けられた検査用基板を載置し、前記検査用基板上の前記粒子に対して、前記電子ビームの焦点位置を調整することにより得られる焦点位置調整情報を前記試料の各位置について取得するものであり、さらに、前記収束位置制御部は、前記焦点位置調整情報に基づいて、前記収束位置調整手段に前記電子ビームの焦点位置を調整させることが好ましい。
【００２３】
さらに、本発明においては、さらに、前記収束位置には、前記照射軸線が延びる方向に対して、互いに直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における前記電子ビームの照射位置が含まれており、前記収束位置調整手段は、互いに直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における前記電子ビームの試料表面に対する照射位置を調整するものであり、前記収束位置制御部は、前記検査用基板上の前記粒子に対して、前記電子ビームの照射位置を調整することにより得られる照射位置調整情報を前記試料の各位置について取得するものであり、さらに、前記収束位置制御部は、前記照射位置調整情報に基づいて、前記収束位置調整手段に、互いに直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における前記電子ビームの照射位置を調整させることが好ましい。
【００２４】
本発明においては、前記収束位置調整手段は、前記電子ビームの焦点位置を調整する電界レンズを有するものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の電子ビーム記録装置によれば、試料に対して電子ビームの照射軸線上における磁界による収束位置変動を求めることにより、電子ビームの収束位置制御を高い精度で行うことができる。これにより、電子ビームを高い位置精度で試料の所定の位置に照射して情報を記録することができる。さらには、高い位置精度で電子ビームを試料の所定の位置に照射できるため、高い描画形状精度を実現でき、試料の表面上に高い精度で描画することができる。
【００２６】
また、本発明の電子ビーム記録装置によれば、試料に対して電子ビームの照射軸線上における磁界による焦点位置変動を、表面に粒子を設けた検査用基板の粒子に対して、焦点位置を調整した際に得られた焦点位置調整情報に基づいて、実験的に求めることにより、電子ビームの焦点位置制御を高い精度で行うことができる。これにより、電子ビームを高い位置精度で試料の所定の位置に照射して情報を記録することができる。さらには、高い位置精度で電子ビームを試料の所定の位置に照射できるため、高い描画形状精度を実現でき、試料の表面上に高い精度で描画することができる。また、表面に粒子を設けた検査用基板を用いて、収束位置変動を実験的に求めるため、簡便で安価な電子ビーム記録装置を提供できる。
【００２７】
さらに、本発明の電子ビーム記録装置によれば、電子ビームの焦点位置制御に加えて、試料に対して電子ビームの照射位置変動を、表面に粒子を設けた検査用基板の粒子に対して、電子ビームの照射位置を調整することにより得られた照射位置調整情報に基づいて、実験的に求めることにより、電子ビームの照射位置制御を高い精度で行うこともできる。これにより、電子ビームをより一層高い位置精度で試料の所定の位置に照射して情報を記録することができる。さらには、より一層高い位置精度で電子ビームを試料の所定の位置に照射できるため、より一層高い描画形状精度を実現でき、試料の表面上により一層高い精度で描画することができる。
【００２８】
さらにまた、本発明の電子ビーム記録装置において、収束位置調整手段に電界レンズを設けることにより、応答性の高い収束位置調整（焦点位置調整）が可能となり、高速駆動による描画（記録）でも高い描画形状精度で描画ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明に係る電子ビーム記録装置について添付の図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の電子ビーム記録装置の第１の実施例を示す模式図である。
【００３０】
本実施例の電子ビーム記録装置１０は、例えば、ガラス原板にパターンを描画する光ディスク原盤などの作製に用いられるものである。
電子ビーム記録装置１０は、描画部１２と電子ビーム照射装置１４と、ホストコントローラ２０と、焦点位置制御部２１と、送り制御部２２と、位置検出部２３と、回転制御部２４と、回転角度検出部２５とを有する。
ホストコントローラ２０に、焦点位置制御部（収束位置制御部）２１、送り制御部２２、および回転制御部２４が接続されており、これらの焦点位置制御部２１、送り制御部２２、および回転制御部２４は、ホストコントローラ２０に制御される。
また、ホストコントローラ２０は、例えば、後述する電子源６２に接続されており、この電子源６２を制御するものでもある。
【００３１】
描画部１２は、例えば、電子ビーム照射装置１４（後述する電子源６２）の下方に配置されており、この描画部１２は、真空チャンバ３０内に、送り機構ユニット３２、回転機構ユニット３４、磁気検出器３６、高さ検出センサ３８が設けられている。この真空チャンバ３０は、例えば、空気圧によるサーボマウンタなどの除振機構部（図示せず）上に設けられている。
また、真空チャンバ３０は、上部に開口部３０ａが形成されており、この開口部３０ａに電子ビーム照射装置１４（鏡筒６０の先端部６０ａ）が接続されている。
真空チャンバ３０の内面全面に磁気シールド板４０が設けられている。この磁気シールド板４０は、パーマロイなどの高透磁率材料からなるのものであり、これらの磁気シールド板４０により地磁気等の外乱が抑制される。
【００３２】
送り機構ユニット３２は、送り駆動モータ４２、ベース４３、基台４４、移動体４５、送りネジ４６、および位置検出センサ４７を有するものである。
ベース４３が真空チャンバ３０の底部３０ｂに磁気シールド板４０を介して設けられている。このベース４３上に、基台４４が設けられている。この基台４４の上部に、例えば、球体、円筒ローラ等を送り方向（Ｘ方向）に配置したころがり軸受（図示せず）を介して移動体４５が設けられている。
【００３３】
また、移動体４５は、その下部にガイド４７ａが設けられている。このガイド４７ａとともに、位置検出センサ４７を構成する検出部４７ｂが設けられている。ガイド４７ａが移動体４５に設けられており、検出部４７ｂが基台４４に設けられている。この位置検出センサ４７は、例えば、レーザースケール等のリニアスケールである。
また、位置検出センサ４７は、位置検出部２３に接続されており、位置検出センサ４７の移動体４５（試料Ｓ）の位置を表わす検出信号（試料Ｓの位置情報）が位置検出部２３に出力される。さらに、この位置検出部２３から検出信号（試料Ｓの位置情報）が焦点位置制御部２１に出力される。
【００３４】
移動体４５には、めねじ部（図示せず）が形成されている。このめねじ部に、送りネジ４６が螺合されている。また、送りネジ４６の端部は、真空チャンバ３０から突出しており、真空チャンバ３０の外部に設けられた駆動モータ４２に接続されている。送りネジ４６は、例えば、ボールネジにより構成されるものである。
【００３５】
駆動モータ４２は、送り制御部２２に接続されている。この送り制御部２２は、駆動モータ４２の回転を制御するものである。
また、送り制御部２２により、駆動モータ４２の回転が制御されて、移動体４５がＸ方向に移動する。なお、送り機構ユニット３２においては、位置検出センサ４７の検出信号が位置検出部２３に出力されて、移動体４５の現在位置情報が得られ、さらに位置検出部２３が移動体４５の現在位置情報を送り制御部２２に出力する。送り制御部２２の現在位置情報に基づく出力信号により、駆動モータ４２の回転が制御され、移動体４５がＸ方向に移動される。また、送り機構ユニット３２に回転機構ユニット３４が設けられている。
【００３６】
回転機構ユニット３４は、エアスピンドル５０、光学式ロータリーエンコーダ５１、回転駆動モータ５２、回転テーブル５３、回転機構ユニット３４、および磁性流体シール５４を有するものである。この回転機構ユニット３４は、移動体４５とともにＸ方向に移動されるものである。回転テーブル５３に試料Ｓが載置されるとともに、試料Ｓが回転される。
【００３７】
回転機構ユニット３４において、エアスピンドル５０が、移動体４５に固定されている。このエアスピンドル５０は、圧縮空気により、ラジアル方向およびスラスト方向に静圧浮上するものである。エアスピンドル５０への圧縮空気は、真空チャンバ３０の外部から供給される。
【００３８】
また、エアスピンドル５０の上部に、回転テーブル５３が設けられている。さらに、エアスピンドル５０の下部には回転駆動モータ５２が設けられている。この回転駆動モータ５２は、回転制御部２４に接続されており、この回転制御部２４により、回転駆動モータ５２の回転が制御される。回転制御部２４は、ホストコントローラ２０に接続されており、この回転制御部２４は、ホストコントローラ２０に制御される。
さらに、回転駆動モータ５２の下部に光学式ロータリーエンコーダ５１が固定されている。この光学式ロータリーエンコーダ５１は、一般的にその出力が一周を数千等分割したＡ相、Ｂ相パルスと一周に１回発生するＺ相パルスから構成されるものである。
【００３９】
また、光学式ロータリーエンコーダ５１は、光学式ロータリーエンコーダ５１の出力信号から回転角度位置を検出する回転角度検出部２５に接続されており、この回転角度検出部２５は、回転数情報を得るものである。また、この回転角度検出部２５は、回転制御部２４に接続されている。回転角度検出部２５の回転数情報に基づいて、回転制御部２４においては、回転駆動モータ５２の回転を制御する。この回転駆動モータ５２の回転により、回転テーブル５３が回転する。なお、送り機構ユニット３２により、移動体４５とともに、回転テーブル５３が照射軸線Ｃに対して直交するＸ方向（面内）に移動する。
ここで、照射軸線Ｃとは、電子源６２から下ろした垂線のことである。
【００４０】
また、真空チャンバ３０の内部は真空にされる。このように真空中にエアスピンドル５０を設ける場合は、真空シールのためにエアスピンドル５０外周囲に磁性流体シール５４を設けるのが一般的である。また、エアスピンドル５０外周囲に磁性流体シール５４以外には、一般的に差動排気等のシール機構を設けている。
【００４１】
また、真空チャンバ３０には磁気検出器３６が設けられている。この磁気検出器３６は、照射軸線Ｃ上に進入することができるとともに、退避することができ、照射軸線Ｃ上における磁気情報を得ることができるものである。
この磁気検出器３６は、真空チャンバ３０の上面部３０ｃに設けられた回転器４８の垂直方向に延びた回転軸４８ａに設けられたアーム４８ｂの先端部に接続されている。
この回転器４８の回転軸４８ａは、空気圧により回動可能である。また、磁気検出器３６は、磁界測定時のみ電子ビームｂの照射軸線Ｃ上に進入して磁界測定を行い、それ以外のときには、退避している。
また、磁気検出器３６は、焦点位置制御部２１に接続されており、測定した移動体４５の各位置における磁束密度（磁気情報）を焦点位置制御部２１に出力するものである。
この磁気検出器３６は、照射軸線Ｃ上において、焦点位置が調整されるフォーカス方向（以下、Ｚ方向ともいう）、このＺ方向と直交し、前述の移動体４５の移動方向であるＸ方向、ならびにＺ方向およびＸ方向と直交するＹ方向の各３方向における磁束密度（磁気情報）を取得することができるものである。この磁気検出器３６は、特に限定されるものではなく、公知のセンサを用いることができる。
また、磁気検出器３６としては、３方向（Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向）測定することができるものに限定されるものではない。本実施例においては、後述するように、Ｚ方向における電子ビームｂの焦点位置を制御するものであるため、磁気検出器３６としては、少なくともＺ方向における磁束密度（磁気情報）を取得することができるものであれば良い。
【００４２】
さらに、真空チャンバ３０の上面部３０ｃに高さ検出センサ３８が設けられている。この高さ検出センサ３８は、試料Ｓの回転、または試料Ｓの送り駆動時において、試料Ｓ表面高さ、または試料Ｓの高さ変動を検出するものであり、レーザ光の三角測量を原理とするものである。
この試料Ｓ表面高さは、例えば、回転テーブル５３の表面を基準面として得られるＺ方向における距離のことである。また、試料Ｓの高さ変動は、例えば、回転テーブル５３の表面を基準面として得られるＺ方向における距離の変動量のことである。
この高さ検出センサ３８は、発光部３８ａおよび受光部３８ｂを有するものである。
発光部３８ａは、例えば、半導体レーザ（図示せず）により構成されるものである。また、受光部３８ｂは、発光部３８ａから出射されたレーザ光が試料Ｓ表面で反射した反射光を受光し、その受光位置により試料Ｓの高さ（試料Ｓの高さの変動）を算出するものである。この受光部３８ｂは、位置検出素子（ＰＳＤ）（図示せず）と高さを算出する演算部（図示せず）とを有する。
また、受光部３８ｂが、焦点位置制御部２１に接続されており、高さ検出センサ３８の高さの算出結果が出力信号（高さ情報）として、焦点位置制御部２１に出力される。
【００４３】
次に、電子ビーム発生装置１４について説明する。
電子ビーム発生装置１４は、試料Ｓの表面上に情報を記録するために電子ビームｂを試料Ｓの表面上に照射するものである。
この電子ビーム発生装置１４は、鏡筒６０内に各機器が設けられている。この鏡筒６０は、先端部６０ａが円錐状に絞られ、かつその先端が開口されている。また、鏡筒６０は、後端部６０ｂが閉塞されている。
電子ビーム発生装置１４においては、鏡筒６０内に、後端部６０ｂ側から電子源６２、ブランキング電極６４、軸合わせコイル６６、集束レンズ６８、制限絞り７０、非点補正コイル７２、静電偏向電極（収束位置調整手段）７４、対物レンズ７６、および電界レンズ（収束位置調整手段）７８が収納されている。鏡筒６０の先端部６０ａが真空チャンバ３０の開口部３０ａに接続されている。
また、鏡筒６０の先端部６０ａの外周面には、地磁気等の外乱を抑制するために磁気シールド板４１が設けられている。この磁気シールド板４１は、パーマロイなどの高透磁率材料により形成されている。
【００４４】
電子ビーム発生装置１４において、電子源（電子銃）６２は、例えば、熱電界放射型のもので、超高真空内に配置されている。電子源６２からは、電子ビームｂが回転テーブル５３に向かって放射される。
この電子源６２による電子ビームｂの放射は、ホストコントローラ２０により制御される。
【００４５】
熱電界放射型の電子源６２から放射される電子ビームｂは、そのビーム径が２０〜５０ｎｍ程度の充分微小なビーム径である。このため、微小ビーム径の電子ビームを得るという点では、電子源６２から放射される電子ビームのビーム径に対する、試料Ｓの表面上に集束される電子ビームｂのビーム径の縮小率を大きく設定する必要はない。
【００４６】
ブランキング電極６４は、描画パターンを形成する場合、電子ビームｂの走査に同期して、電子ビームｂの試料Ｓへの照射（オン）、非照射（オフ）の制御に用いられるものである。すなわち、ブランキング電極６４によって電子ビームｂを偏向しなければ、電子ビームｂは、試料Ｓの表面上に照射される（オン）。一方、ブランキング電極６４により電子ビームｂを偏向することによって、電子ビームｂは、試料Ｓの表面に照射されない（オフ）。
【００４７】
このブランキング電極６４は、ブランキング駆動回路２６に接続されている。このブランキング駆動回路２６に、ホストコントローラ２０から試料Ｓの表面に形成する描画パターンに対応した描画ブランキング信号が入力され、ブランキング駆動回路２６から制御信号により、電子ビームｂの試料Ｓへの照射、非照射が制御される。
【００４８】
また、ブランキング電極６４の下方に軸合わせコイル６６が配置されている。この軸合わせコイル６６は、集束レンズ６８に入射される電子ビームｂの軸ずれを補正するものである。
【００４９】
集束レンズ６８は、軸合わせコイル６６により軸ずれが補正された電子ビームｂをクロスオーバポイントＣＰに集束させる磁界レンズ（電磁レンズ）である。また、対物レンズ７６は、集束レンズ６８によりクロスオーバポイントＣＰに集束された電子ビームを試料Ｓの表面上に集束させる磁界レンズである。集束レンズ６８および対物レンズ７６は、それぞれこの順に軸合わせコイル６６の下方に配置されている。
【００５０】
制限絞り７０は、情報を書き込む場合、書き込むべき情報に応じて電子ビームｂのオン（書き込み）／オフ（書き込み停止）を制御するものである。すなわち、ブランキング電極６４によって電子ビームｂを偏向しなければ、電子ビームｂは、制限絞り７０の開孔部６０ａを通過して試料Ｓの表面上に入射される（オン）。一方、ブランキング電極６４により電子ビームｂを偏向することによって、電子ビームｂは、制限絞り７０で遮蔽される（オフ）。
【００５１】
また、非点補正コイル７２は、電子ビームｂの非点収差を補正するものであり、制限絞り７０の下方に配置されている。
【００５２】
静電偏向電極７４は、照射軸線Ｃが延びる方向（Ｚ方向）に対して、互いに直交する２方向（Ｘ方向、Ｙ方向）のうち、少なくとも一の方向（Ｘ方向、またはＹ方向）における電子ビームｂの照射位置を調整するものである。この静電偏向電極７４により、収束位置のうち、照射位置について調整することができる。
また、静電偏向電極７４は、情報を書き込む場合、書き込むべき情報に応じて電子ビームを偏向することによって、試料Ｓの表面上における電子ビームｂの照射（スポット）位置を制御するものである。この静電偏向電極７４は、非点補正コイル７２と対物レンズ７６との間に設けられている。
【００５３】
図２に示すように、静電偏向電極７４は、Ｘ方向に対向して配置された１対の第１の偏向電極板７４ａと、Ｙ方向に対向して配置された１対の第２の偏向電極板７４ｂとを有するものである。１対の第１の偏向電極板７４ａおよび１対の第２の偏向電極板７４ｂは、それぞれ、ホストコントローラ２０に接続されている。
本実施例においては、電子ビームｂをＸ方向に偏向する場合には、１対の第１の偏向電極板７４ｂに、偏向量に応じた電圧が、ホストコントローラ２０により印加される。これにより、電子ビームｂの試料Ｓに対するＸ方向における照射位置が調整される。また、電子ビームｂをＹ方向に偏向する場合には、１対の第２の偏向電極板に、偏向量に応じた電圧がホストコントローラ２０により印加される。これにより、電子ビームｂの試料Ｓに対するＹ方向における照射位置が調整される。このように、電子ビームｂの偏向方向および偏向量は、ホストコントローラ２０により制御される。
【００５４】
また、電界レンズ（収束位置調整手段）７８は、収束位置のうち、電子ビームｂの焦点位置を試料Ｓの表面上に一致させるように調整するものである。この電界レンズ７８には、焦点距離を変える焦点制御部（図示せず）が設けられている。この焦点制御部により、電界レンズ７８の焦点距離が自在に変えられる。
また、焦点制御部は、焦点位置制御部２１に接続されており、この焦点位置制御部２１からの出力信号（印加電圧）により電界レンズ７８の焦点距離が制御され、電子ビームの試料Ｓの表面に対する焦点位置が調整される。
なお、電界レンズ７８は、磁界により電子ビームｂを収束させる磁界レンズに比較して、電界にて電子ビームｂを収束させるので応答性が高い。
【００５５】
本実施例の電子ビーム発生装置１４においては、電子源６２から放射される電子ビームは、軸合わせコイル６６により、その軸ずれが補正され、集束レンズ６８により、クロスオーバポイントＣＰに集束される。そして、制限絞り７０の開孔部を通過した電子ビームｂは、非点補正コイル７２により、その非点収差が補正され、対物レンズ７６および電界レンズ７８により、その焦点が補正され、試料Ｓの表面上に集束される。
【００５６】
また、本実施例の電子ビーム発生装置１４においては、情報を書き込む場合、ブランキング制御回路２６を介して、ブランキング電極６４および制限絞り７０により、電子源６２から放射される電子ビームｂがオンまたはオフに制御される。また、制限絞り７０の開孔部６０ａを通過し、対物レンズ７６に入射される電子ビームｂは、静電偏向電極７４により、書き込むべき情報に応じて、Ｘ方向またはＹ方向に偏向され、試料Ｓの表面上におけるスポット位置が制御される。すなわち、試料Ｓの表面（Ｘ−Ｙ平面）を電子ビームｂが走査され、試料Ｓの表面の所定箇所に情報が書き込まれる。
【００５７】
次に、焦点位置制御部２１の構成について説明する。この焦点位置制御部２１は、位置検出センサ４７により得られる移動体４５（回転テーブル５３）の位置、および磁気検出器３６により得られる移動体４５の各位置における磁束密度情報（磁気情報）に基づいて、電子ビームｂの焦点位置を制御するための補正電圧（補正量）を算出し、この補正電圧に基づいて、電界レンズ７８により、電子ビームｂの焦点位置を適正な位置に調整させるものである。
図３は、本実施例の電子ビーム記録装置の焦点位置制御部の構成を示すブロック図である。
図３に示すように、焦点位置制御部２１は、ＣＰＵ８０、収束位置特性演算式の算出プログラムが書き込まれたＲＯＭ８１、ＲＡＭ８２、磁束密度計測回路８３、Ｄ／Ａ変換回路８５、加算器８６、増幅器８７および駆動回路８８を有するものである。
ＣＰＵ８０にバスを介して、ＲＯＭ８１、ＲＡＭ８２、磁束密度計測回路８３、Ｄ／Ａ変換回路８５、ホストコントローラ２０および位置検出部２３（位置検出センサ４７）が接続されている。
【００５８】
ＣＰＵ８０は、ＲＯＭ８１から収束位置特性演算式の算出プログラムを読み出し、この収束位置特性演算式の算出プログラムを用いて、位置検出部２３（位置検出センサ４７）の出力信号と、移動体４５の各位置における磁束密度情報とから収束位置特性演算式を求める。この収束位置特性演算式は、例えば、５次関数などにより表わされる高次多項式であり、ＣＰＵ８０においては、高次多項式における各係数が算出される。
磁束密度計測回路８３は、磁気検出器３６の出力信号から、例えば、Ｚ方向の磁束密度を計測するものである。
【００５９】
ＲＡＭ８２は、ＣＰＵ８０により、得られた収束位置特性演算式（高次多項式）の各係数を記憶するものである。
【００６０】
さらに、Ｄ／Ａ変換回路８５は、ＣＰＵ８０により算出された電界レンズ７８に必要なデジタル印加電圧データをアナログ電圧データに変換するものである。
焦点位置制御部２１においては、Ｄ／Ａ変換回路８５に加算器８６が接続されており、この加算器８６に増幅器８７が接続され、さらには駆動回路８８が接続されている。
【００６１】
加算器８６は、Ｄ／Ａ変換回路８５からのアナログ電圧データ（出力信号）と、高さ検出センサ３８からの試料Ｓの表面高さの出力信号とを加算し、加算信号を出力するものである。
【００６２】
増幅器８７は、加算器８６から加算信号を電界レンズ７８に必要なレベルまで増幅するものであり、所定の増幅倍率に設定されている。また、電界レンズ７８に駆動回路８８が接続されている。この駆動回路８８からの出力信号（補正電圧）により電界レンズ７８の焦点距離が変わり、電界レンズ７８の焦点が調整されて、試料Ｓの表面上に電子ビームｂが集束される。
【００６３】
次に、電子ビーム発生装置１４における電子ビームの焦点制御方法について説明する。
先ず、電子ビームｂが磁界Ｂｚの影響を受けたときの焦点位置について図４に基づいて説明する。
図４において、フォーカス方向（Ｚ方向）における軸をＺ軸として、Ｚ軸を中心とした収束半角θの電子ビーム流を示す。速度Ｖの電子ｅは，速度成分ＶＲと磁界Ｂｚとによりローレンツの作用を受けてＺ軸を中心に回転を始める。速度成分ＶＲは、収束半角θ（θ<<１）に比例するのでローレンツの力はＺ軸からの距離ｒに比例する。回転する電子ｅは磁界ＢｚによりＺ軸と直角方向の力を受けδθ軌道が曲げられる。δθは電子ビーム流径Ｒに比例し収束点ＺＣに収束する。全電子ビーム流の収束点ＺＤは一様に、フォーカス方向（Ｚ方向）においてずれ量δＺだけずれる。
従って、磁界の大きさ、すなわち、磁束密度が分かれば、半径方向及びＺ方向に積分して、各位置におけるずれ量δＺを求めることができる。
【００６４】
次に、電子ビームｂの収束点のずれ量の補正について説明する。
ここで、図５は、縦軸にＺ方向磁束密度をとり、横軸に移動体位置をとって、移動体位置に対するＺ方向磁束密度の特性曲線を示すグラフである。図５に示す移動体の各位置におけるＺ方向磁束密度を表わす曲線を特性曲線という。
なお、移動体位置とは、回転ステージ５３（回転機構ユニット３４）の回転中心に、磁界の影響を受けていない状態における電子ビームｂが照射される位置を基準（すなわち、Ｘ＝０ｍｍ）として、Ｘ方向における回転テーブル５３の位置を示すものである。
【００６５】
本実施例においては、図５に示す特性曲線に対して、磁束密度について半径方向及びＺ方向に積分をした結果、図６に示すように、移動体各位置における電界レンズ７８への補正電圧を求めることができる。この補正電圧は、駆動回路８８から電界レンズ７８に印加されるものである。
【００６６】
なお、本実施例において、焦点位置制御部２１で補正電圧（電界レンズ７８への印加電圧）を求めるには、予め、図７に示す高さ検出センサ３８の高さ検出出力の感度特性、および図８に示す電界レンズ７８の感度特性を測定しておく必要がある。
また、本実施例において、移動体４５の位置によって磁界の影響が異なるため、補正電圧は、移動体４５の位置により変更する必要がある。このため、焦点位置制御部２１で移動体位置情報に基づいて、補正電圧が逐次計算される。
例えば、図６に示す特性を多項式近似(移動体位置の関数)した各係数をＲＡＭ８２に記憶させておき、その多項式近似式を用いて現在の移動体位置情報における補正電圧を算出する。このとき、補正電圧の計算は、ＲＯＭ８１から呼び出された算出プログラムに従い、各係数の係数データをＲＡＭ８２から呼び出して、さらに位置検出部２３の出力データを用いてＣＰＵ８０で計算される。この計算結果は、Ｄ／Ａ変換回路８６に出力される。ここで、増幅器８７の増幅倍率が１であれば、図６に示す補正電圧そのものをＤ／Ａ変換回路８５から増幅器８７に出力させる。しかし、増幅器８７の増幅倍率が１０であれば、図６に示す補正電圧の１／１０の電圧をＤ／Ａ変換回路８５から増幅器８７に出力させる。
【００６７】
本実施例の電子ビーム記録装置１０の電子ビーム発生装置１４においては、試料Ｓに記録（描画）するために必要な電子源６２の電流量が決定されると、記録前に事前に、磁気検出器３６を電子ビームｂの照射軸線Ｃ上の略ワークディスタンス位置近傍に進入させ、各移動体位置におけるＺ方向の磁束密度を計測しておき、収束位置特性（図６参照）を計算しておく。
記録（描画）時においては、高さ検出センサ３８の出力信号に、磁界（磁場）による焦点位置ずれ相当量にあたる出力信号とが加算器８６で加算され、増幅器８７および駆動回路８８を経て電界レンズ７８に印加される。これにより、電界レンズ７８による電子ビームｂの焦点制御が行われる。この電子ビームｂの焦点制御は、磁界の影響を抑制しているため、電子ビームｂを高い焦点位置精度で試料Ｓの所定の位置に照射して情報を記録することができる。さらには、描画パターンについても、電子ビームｂの焦点位置精度が高いため、描画形状精度についても同様に高い精度で試料Ｓに記録することができる。
【００６８】
次に、本は発明の第２の実施例について説明する。
図９は、本発明の電子ビーム記録装置の第２の実施例を示す模式図である。また、図１０は、本実施例の電子ビーム記録装置の照射位置制御部の構成を示すブロック図である。図１１は、本実施例の電子ビーム記録装置の静電偏向電極の構成を示す模式図である。
なお、図１〜図８に示す本発明の第１の実施例の電子ビーム記録装置１０と同一構成物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００６９】
本実施例の電子ビーム記録装置１０ａは、第１の実施例の電子ビーム記録装置１０（図１参照）に比して、電子ビームｂの焦点位置（収束位置）の調整ができることに加えて電子ビームｂのＸ方向およびＹ方向における照射位置（収束位置）の調整ができるものである。
本実施例の電子ビーム記録装置１０ａは、第１の実施例の電子ビーム記録装置１０の焦点位置のずれ（デフォーカス）を補正することに加えて、Ｘ方向およびＹ方向における照射位置のずれを調整する機能を有する。
また、焦点位置ずれ、ならびにＸ方向およびＹ方向における照射位置ずれは、互いに独立して生じる現象であり、それぞれ個別に補正しても、互いに影響を与えることなく、焦点位置ずれ、および照射位置ずれを補正することができることを本発明者が見出した。このため、焦点位置ずれ、および照射位置ずれを補正する順序は、特に限定されるものではない。
【００７０】
また、図９に示すように、本実施例の電子ビーム記録装置１０ａは、第１の実施例の電子ビーム記録装置１０（図１参照）に比して、真空チャンバ３０に二次電子検出器４９を設けた点、電子ビームｂをＸ−Ｙ平面内に走査したときの二次電子検出器４９の信号出力に基づいて画像を形成する画像取込部２７を設けた点、画像取込部２７により形成された画像について、画像処理を行う画像処理部２８を設けた点、および画像を表示する表示器２９を設けた点、ならびに電子ビームｂの照射位置を制御する照射位置制御部（収束位置制御部）１００を設けた点が異なり、それ以外の構成は、第１の実施例の電子ビーム記録装置１０（図１参照）と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
【００７１】
本実施例の電子ビーム記録装置１０ａにおいて、照射位置制御部１００は、直交するＸ方向、Ｙ方向の２方向のうち、少なくとも一の方向における電子ビームｂの照射位置を補正するための補正量を求め、Ｘ方向、Ｙ方向のうち、少なくとも一の方向における照射位置を制御するための補正電圧（補正量）を算出し、この補正電圧に基づいて、静電偏向電極７４（収束位置調整手段）により、電子ビームｂの試料Ｓ表面において、Ｘ方向、Ｙ方向の２方向のうち、少なくとも一の方向の照射位置を調整させるものものである。
照射位置制御部１００においては、ホストコントローラ２０による、電子ビームｂを試料Ｓの表面についてＸ−Ｙ面内での走査に際して、照射位置の補正を行うことができる。
また、二次電子検出器４９は、電子ビームｂを試料Ｓの表面についてＸ−Ｙ面内で走査し、このときに発生する二次電子を検出するものである。
さらに、画像取込部２７は、二次電子検出器４９による電子ビームｂの走査時の二次電子の検出結果に基づいて、二次電子反射像を形成するものである。
【００７２】
本実施例の電子ビーム記録装置１０ａにおいては、ホストコントローラ２０により、電子ビームｂを試料Ｓの表面についてＸ−Ｙ面内で走査し、このときに発生する二次電子を二次電子検出器４９により検出し、電子ビームｂの走査時の二次電子反射像を画像取込部２７により形成し、さらに、この二次電子反射像を表示器２９に表示させるものである。
【００７３】
画像処理部２８は、画像取込部２７により形成され、表示器２９に表示された二次電子反射像の各被写体について距離を測定する機能を備える測長機能を有するものである。
また、画像処理部２８としては、二次電子反射像に対して、画像処理を行い、後述するように、収束点のずれ量、ならびにＸ方向およびＹ方向における照射位置ずれ量を算出するものである。また、画像処理部２８により得られた画像処理結果（収束点のずれ量、ならびにＸ方向およびＹ方向における照射位置ずれ量）は、表示部２９に出力して、表示させることができる。
また、画像処理部２８により得られた画像処理結果（収束点のずれ量）は、後述するように、焦点位置制御部２１に出力され、焦点位置がジャストフォーカスの状態となるような補正量が算出される。
さらに、画像処理部２８により得られた画像処理結果（Ｘ方向およびＹ方向における照射位置ずれ量）は、後述するように、照射位置制御部１００に出力されて、この照射位置が適正な位置となるような補正量が算出される。
【００７４】
照射位置制御部１００は、位置検出センサ４７により得られる移動体４５（回転テーブル５３）の位置、および磁気検出器３６により得られる移動体４５の各位置におけるＸ方向の磁束密度情報（磁気情報）、およびＹ方向の磁束密度情報（磁気情報）に基づいて、電子ビームｂの照射位置を制御するための補正電圧を算出し、この補正電圧を、ホストコントローラ２０から偏向するために印加される電圧に加えて、電子ビームｂの照射位置を適正な位置にするものである。
【００７５】
この照射位置制御部１００は、図１０に示すように、焦点位置制御部２１（図３参照）に比して、高さセンサ３８に接続されておらず、また、加算器８６がなく、さらには、ＲＯＭ８１ａに照射位置特性演算式の算出プログラムが書き込まれている点が異なり、それ以外の構成は、基本的に焦点位置制御部２１の構成と同様である。
照射位置制御部１００においても、焦点位置制御部２１と同様に、ＣＰＵ８０ａにバスを介して、ＲＯＭ８１ａ、ＲＡＭ８２ａ、磁束密度計測回路８３ａ、Ｄ／Ａ変換回路８５ａ、位置検出部２３（位置検出センサ４７）および画像処理部２８が接続されている。
【００７６】
ＣＰＵ８０ａは、ＲＯＭ８１ａから照射位置特性演算式の算出プログラムを読み出し、この照射位置特性演算式の算出プログラムを用いて、位置検出部２３（位置検出センサ４７）の出力信号と、移動体４５の各位置におけるＸ方向の磁束密度情報およびＹ方向の磁束密度情報とから照射位置特性演算式を求める。この照射位置特性演算式は、例えば、５次関数などにより表わされる高次多項式であり、ＣＰＵ８０ａにおいては、高次多項式における各係数が算出される。
磁束密度計測回路８３ａは、磁気検出器３６の出力信号から、例えば、Ｘ方向の磁束密度、およびＹ方向の磁束密度を計測するものである。
【００７７】
ＲＡＭ８２ａは、ＣＰＵ８０ａにより、得られた照射位置特性演算式（高次多項式）の各係数を記憶するものである。
【００７８】
さらに、ＣＰＵ８０ａにより算出された照射位置を補正するために必要な静電偏向電極７４（第１の偏向電極板７４ａおよび第２の偏向電極板７４ｂ）（図１１参照）に印加する補正デジタル電圧を、Ｄ／Ａ変換回路８５ａにより、所定のアナログの補正電圧に変換される。
照射位置制御部１００においては、Ｄ／Ａ変換回路８５ａに増幅器８７ａが接続され、更に増幅器８７ａに駆動回路８８ａが接続されている。
【００７９】
増幅器８７ａは、Ｄ／Ａ変換回路８５ａからの補正電圧（アナログ電圧）を静電偏向電極７４に必要なレベルまで増幅するものであり、所定の増幅倍率に設定されている。
また、静電偏向電極７４に駆動回路８８ａが接続されている。この駆動回路８８ａからの出力信号（補正電圧）により静電偏向電極７４による電子ビームｂの照射位置が変わり、電子ビームｂの照射位置が調整されて、試料Ｓの表面上において、磁気の影響を受けることがなければ照射される所定の照射位置に電子ビームｂが集束される。
本実施例の電子ビーム記録装置１０ａにおいては、ホストコントローラ２０により電子ビームｂを偏向する際に、照射位置制御部１００による照射位置の補正がなされる。
また、焦点位置については、焦点位置制御部２１により、第１の実施例と同様に制御されて、試料Ｓの表面上に電子ビームｂが集束される。
【００８０】
先ず、本実施例の電子ビーム記録装置１０ａにおける焦点位置制御方法について説明する。
本実施例の電子ビーム記録装置１０ａにおける焦点位置制御方法は、第１の実施例の電子ビーム記録装置１０に比して、焦点位置ずれを目視にて確認する方法を用いている点が異なり、それ以外の焦点位置制御方法は、第１の実施例の電子ビーム記録装置１０と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
ここで、図１２（ａ）は、検査用基板を示す模式的側面図であり、（ｂ）は、図１２（ａ）に示す検査用基板を示す模式的平面図である。図１３は、縦軸に収束位置をとり、横軸に移動体位置をとって、第２の実施例の電子ビーム記録装置の収束位置特性を示すグラフである。
【００８１】
本実施例の電子ビーム記録装置１０ａの焦点位置制御方法においては、例えば、図１２（ａ）および（ｂ）に示すように、検査用基板９０として、平板状の基体９２の表面に、例えば、金粒子、ラテックス球等の直径が数十〜数百ｎｍ程度の粒子９４を塗布したものを用いる。
【００８２】
本実施例の電子ビーム記録装置１０ａの焦点位置制御方法において、ホストコントローラ２０により、静電偏向電極７４を用いて、検査用基板９０の表面について電子ビームｂをＸ−Ｙ面内で走査して、二次電子検出器４９により走査時の二次電子反射像を画像取込部２７で形成し、この二次電子反射像を表示器２９に表示させる。この表示器２９に表示された二次電子反射像を用いて、回転ステージ５３（回転機構ユニット３４）の各位置における磁場（磁界）による焦点位置ずれ（デフォーカス）を目視にて確認し、電界レンズ７８に電圧を手動で印加してジャストフォーカス状態となるように焦点位置を調整する。このときに、ジャストフォーカス状態とするために印加した電圧が、焦点位置調整情報（デフォーカス量）として得られる。そして、図１３に示すような電子ビームの収束位置特性が求められる。電子ビームの収束位置特性に基づいて、焦点位置制御部２１において補正電圧を算出し、この補正電圧に基づいて、電界レンズ７８の焦点距離を調整し、電子ビームの試料Ｓの表面に対する焦点位置を調整することにより、電子ビームｂの焦点位置を適正な位置にすることができる。
本実施例の電子ビーム記録装置１０ａにおいては、回転テーブル５３をＸ＝０ｍｍの位置に移動させ、この状態で、先ず、電子ビームｂのフォーカスを粒子９４に合わせる。
次に、基体９２表面の各粒子９４について、収束位置、すなわち、デフォーカス量（ジャストフォーカス状態とするために印加した電圧）を求める。得られた複数のデフォーカス量を用いて、近似式を算出し、ＲＯＭ８１にプログラムとして書き込む。
【００８３】
また、本実施例の電子ビーム記録装置１０ａにおいては、焦点位置制御部２１のＲＯＭ８１を、フラッシュＲＯＭ等にて構成しておき、デフォーカス量を求めて、得られた収束位置特性の係数データを、例えば、試料Ｓへの記録（露光）時に書き込む構成とすることが好ましい。さらには、焦点位置制御部２１に入力手段を設け、この入力手段から近似式の係数を入力する構成としてもよい。
【００８４】
次に、本実施例の電子ビーム記録装置１０ａの電子ビーム発生装置１４における電子ビームの照射位置制御方法について説明する。
先ず、電子ビームｂが磁界Ｂの影響を受けたときの照射位置のずれについて図１４に基づいて説明する。
図１４において、加速電圧Ｖａで加速された質量ｍの電子ｅが、磁束密度Ｂの偏向磁界領域を通過するものとする。この時、サイクロトロン半径をＲとするとき、このサイクロトロン半径Ｒは、Ｒ＝（２ｍ・Ｖａ／ｅ）１／２×１／Ｂのように表わすことができる。
また、電子ｅが位置Ｚ０〜位置Ｚｐまでの区間δＺ１移動する間に、電子ｅは、Ｚ軸からずれ量δＳだけずれてしまう。
区間δＺ１とずれ量δＳとの関係は、幾何学関係により、δＳ＝（δＺ１）２／２Ｒと表わすことができる。
これらのサイクロトロン半径Ｒと、δＺ１およびずれ量δＳとの関係から、ずれ量δＳは、次のように、表わすことができる。
δＳ＝（（δＺ１）２×Ｂ）／（２・（２ｍ・Ｖａ／ｅ）１／２）
したがって、磁束密度分布が分かれば、Ｚ方向に積分することにより、電子ビームｂの照射位置のずれ量δＳを求めることができる。
【００８５】
次に、電子ビームｂの照射位置のずれ量の補正について説明する。
ここで、図１５は、縦軸にＸ方向磁束密度およびＹ方向磁束密度をとり、横軸に移動体位置をとって、移動体位置に対するＸ方向磁束密度およびＹ方向磁束密度の特性曲線を示すグラフである。図１５に示す移動体の各位置におけるＸ方向磁束密度を表す曲線を特性曲線Ｄ１といい、Ｙ方向磁束密度を表す曲線を特性曲線Ｄ２という。
なお、移動体位置とは、上述のように、回転ステージ５３（回転機構ユニット３４）の回転中心に、電子ビームｂが照射される位置を基準（すなわち、Ｘ＝０ｍｍ）として、Ｘ方向における回転テーブル５３の位置を示すものである。
【００８６】
本実施例においては、図１５に示す特性曲線Ｄ１、Ｄ２に対して、磁束密度に対してＺ方向に積分した結果、図１６に示すように、移動体各位置おける静電偏向電極７４への補正電圧を求めることができる。この補正電圧は、駆動回路８８ａから静電偏向電極７４に印加されるものである。なお、照射位置について補正電圧を求める際には、回転ステージ５３を停止した状態で行う。
また、本実施例において、照射位置制御部１００で補正電圧（静電偏向電極７４（第１の偏向電極板７４ａおよび第２の偏向電極板７４ｂ）への印加電圧）を求めるためには、予め静電偏向電極７４（第１の偏向電極板７４ａおよび第２の偏向電極板７４ｂ）の感度特性を測定しておく必要がある。本実施例において、静電偏向電極７４（第１の偏向電極板７４ａおよび第２の偏向電極板７４ｂ）の感度特性は、例えば、１〜５μｍ／Ｖの範囲である。
【００８７】
本実施例において、移動体４５の位置によって、照射位置のずれに対する磁界の影響が異なるため、静電偏向電極７４（第１の偏向電極板７４ａおよび第２の偏向電極板７４ｂ）に対する補正電圧は、移動体４５の位置により変更する必要がある。このため、照射位置制御部２１で移動体位置情報に基づいて、静電偏向電極７４（第１の偏向電極板７４ａおよび第２の偏向電極板７４ｂ）に対する補正電圧が逐次計算される。例えば、図１６に示す特性を多項式近似（移動体位置の関数）した各係数をＲＡＭ８２ａに記憶させておき、その多項式近似式を用いて現在の移動体位置情報における照射位置の補正電圧を算出する。このとき、照射位置の補正電圧の計算は、ＲＯＭ８１ａから呼び出された算出プログラムに従い、各係数の係数データをＲＡＭ８２ａから呼び出して、さらに位置検出部２３の出力データを用いてＣＰＵ８０ａで計算される。この計算結果はＤ／Ａ変換回路８５ａに出力される。ここで、増幅器８７ａの増幅倍率が1であれば、図１６に示す補正電圧そのものをＤ／Ａ変換回路８５ａから増幅器８７ａに出力させる。しかし、増幅器８７ａの増幅倍率が１０であれば、図１６に示す補正電圧の１／１０の電圧をＤ／Ａ変換回路８５ａから増幅器８７ａに出力させる。このようにして、電子ビームｂの照射位置のずれを補正することができる。
【００８８】
本実施例の電子ビーム記録装置１０ａによる照射位置制御方法においては、電子ビームｂの照射位置のずれを補正できるが、さらに、表示部２９に表示された二次電子反射像を用いても照射位置のずれを補正することができる。
この場合、鏡筒６０の先端部６０ａの開口に固定試料台（図示せず）を吊り下げ、この固定試料台に検査用基板９０を配置する。
次に、ホストコントローラ２０により、静電偏向電極７４を用いて、検査用基板９０の表面について電子ビームｂをＸ−Ｙ面内で走査して、二次電子検出器４９により走査時の二次電子反射像を画像取込部２７に形成し、この二次電子反射像を表示器２９に表示させる。
検査用基板９０の粒子９４の位置を予め測定しておき、画像処理部２８により、検査用基板９０の粒子９４の位置と、表示器２９に表示された二次電子反射像における粒子の位置とを比較し、粒子９４の位置の変化を、画像処理部２８の測長機能を用いて測定する。
【００８９】
回転ステージ５３（回転機構ユニット３４）の各位置における磁場（磁界）による照射位置ずれを目視にて、画像処理部２８の測長機能を用いて測定し、静電偏電極７４に電圧を手動で印加して、磁気の影響を受けることがなければ、二次電子反射像において粒子が表れる位置となるように、適正な照射位置を調整する。なお、照射位置について補正電圧を求める際には、回転ステージ５３を停止した状態で行う。
このときに、適正な照射位置とするために印加した電圧が、照射位置調整情報として得られる。そして、図１７に示すような電子ビームの移動量特性が求められる。電子ビームの移動量特性に基づいて、照射位置制御部１００において補正電圧を算出し、電子ビームｂの照射位置を適正な照射位置とすることができる。
【００９０】
本実施例の電子ビーム記録装置１０ａにおいては、回転テーブル５３をＸ＝０ｍｍの位置に移動させ、この状態で、先ず、二次電子像を得る。
次に、基体９２表面の各粒子９４について、測長機能を用いて、粒子９４の位置の変化、すなわち、照射位置ずれ量（適正な照射位置とするために印加した電圧）を求める。
回転テーブル５３の位置を変えて、照射位置ずれ量（適正な照射位置とするために印加した電圧）を逐次求める。そして、得られた複数の照射位置ずれ量を用いて、近似式を算出し、ＲＯＭ８１ａにプログラムとして書き込む。
【００９１】
また、本実施例の電子ビーム記録装置１０ａにおいては、照射位置制御部１００のＲＯＭ８１ａを、フラッシュＲＯＭ等にて構成しておき、照射位置ずれ量を求めて、得られた照射位置特性の係数データを、例えば、試料Ｓへの記録（露光）時に書き込む構成とすることが好ましい。さらには、照射位置制御部１００に入力手段を設け、この入力手段から近似式の係数を入力する構成としてもよい。
【００９２】
また、検査用基板９０を先端部６０ａの開口に固定試料台（図示せず）を吊り下げたが、これに限定されるものではなく、磁気検出器３６を固定試料台として利用してもよい。この場合、電子ビームｂが照射される磁気検出器３６の表面に、例えば、金粒子、ラテックス球等の直径が数十〜数百ｎｍ程度の粒子を塗布して、二次電子像を観察する。
また、回転テーブル５３の表面に、例えば、金粒子、ラテックス球等の直径が数十〜数百ｎｍ程度の粒子を、例えば、十字状、または正方形状に配置し、この回転テーブル５３の表面上の粒子の二次電子像を観察してもよい。
【００９３】
本実施例においては、このようにして、収束位置特性を求めた場合であっても、第１の実施例と同様の効果を得ることができるとともに、Ｘ方向およびＹ方向における照射位置を補正をすることができるため、第１の実施例に比して、電子ビームｂを高い焦点位置精度および高い照射位置精度で試料Ｓの所定の位置に照射して情報を記録することができる。さらには、描画パターンについても、同様に、試料Ｓに高品位に記録することができる。
また、本実施例においては、表面に粒子を設けた検査用基板を用いて、収束位置変動を実験的に求めるため、簡便で安価な電子ビーム記録装置を提供できる。
【００９４】
上述のように、本発明においては、試料Ｓに対して電子ビームｂの出射直下の磁界による収束位置変動を計算または実験的に求めることにより、電子ビームｂの焦点位置制御を高い精度で行うことができる。さらには、試料Ｓに対して電子ビームｂの出射直下の磁界による照射位置変動を計算または実験的に求めることにより、電子ビームｂの照射位置制御を高い精度で行うことができる。これらのことにより、電子ビームを高い焦点位置精度および照射位置精度で試料の所定の位置に照射して情報を記録することができる。
【００９５】
また、本実施例の電子ビーム記録装置１０ａにおける焦点位置制御方法および照射位置制御方法については、目視にて確認する方法に限定されるものではない。例えば、本実施例の電子ビーム記録装置１０ａにおける焦点位置制御方法および照射位置制御方法を、画像処理部２８を用いて自動化することもできる。
先ず、本実施例の電子ビーム記録装置１０ａの電子ビーム発生装置１４における電子ビームの他の焦点制御方法について説明する。
本実施例の電子ビーム記録装置１０ａにおける他の焦点位置制御方法は、本実施例の電子ビーム記録装置１０ａの焦点位置制御方法に比して、焦点位置ずれを、画像処理を用いて補正する点が異なり、それ以外の焦点位置制御方法は同様であるため、その詳細な説明は省略する。
【００９６】
他の焦点制御方法においては、例えば、鏡筒６０の先端部６０ａの開口に、固定試料台（図示せず）を吊り下げ、この固定試料台に検査用基板９０を配置する。この検査用基板９０としては、例えば、図１２（ａ）および（ｂ）に示すものを用いることができる。
【００９７】
次に、ホストコントローラ２０により、検査用基板９０の表面について電子ビームｂをＸ−Ｙ面内で走査して、二次電子検出器４９により走査時の二次電子反射像を画像取込部２７に形成し、この二次電子反射像を画像処理部２８により、解析する。
この場合、画像処理部２８においては、二次電子反射像における粒子９４の大きさを求め、この粒子９４の大きさと、予め測定しておいた粒子を大きさとを比較し、焦点位置ずれ量（デフォーカス量）を算出する。
そして、回転テーブル５３の各位置について、二次電子反射像における粒子９４の大きさを求め、各位置おける磁場（磁界）による焦点位置ずれ量（デフォーカス量）を算出する。
回転テーブル５３の各位置において、ジャストフォーカス状態とするために印加した電圧を算出し、焦点位置調整情報（デフォーカス量）として得る。これにより、電子ビームの収束位置特性が求められる。電子ビームの収束位置特性に基づいて、焦点位置制御部２１において補正電圧を算出し、電子ビームｂの焦点位置を適正な位置にすることができる。
【００９８】
本実施例の電子ビーム記録装置１０ａにおいては、回転テーブル５３をＸ＝０ｍｍの位置に移動させ、この状態で、先ず、電子ビームｂのフォーカスを粒子９４に合わせる。
次に、基体９２表面の各粒子９４について、収束位置、すなわち、デフォーカス量（ジャストフォーカス状態とするために印加した電圧）を求める。得られた複数のデフォーカス量を用いて、近似式を算出し、ＲＯＭ８１にプログラムとして書き込む。
【００９９】
次に、本実施例の電子ビーム記録装置１０ａの電子ビーム発生装置１４における電子ビームの他の照射位置制御方法について説明する。
本実施例の電子ビーム記録装置１０ａにおける他の照射位置制御方法は、本実施例の電子ビーム記録装置１０ａの照射位置制御方法に比して、照射位置ずれを、画像処理を用いて補正する点が異なり、それ以外の焦点位置制御方法は同様であるため、その詳細な説明は省略する。
この場合においても、鏡筒６０の先端部６０ａの開口に固定試料台（図示せず）を吊り下げ、この固定試料台に検査用基板９０を配置する。
【０１００】
次に、ホストコントローラ２０により、検査用基板９０の表面について電子ビームｂをＸ−Ｙ面内で走査して、二次電子検出器４９により走査時の二次電子反射像を画像取込部２７で形成し、この二次電子反射像を画像処理部２８に出力する。
また、検査用基板９０の粒子９４の大きさおよび位置を予め測定しておき、画像処理部２８に、粒子９４の大きさおよび位置を記憶させておく。
この画像処理部２８においては、記憶された粒子９４の大きさおよび位置と、二次電子反射像における粒子の位置とを比較し、粒子の位置の変化量を算出する。
次に、粒子の位置の変化量から粒子が本来の位置となる静電偏電極７４に印加する電圧を算出し、各位置における補正電圧を求めることができる。なお、照射位置について補正電圧を求める際には、回転ステージ５３を停止した状態で行う。
これにより、電子ビームの移動量特性を求めることができ、電子ビームの移動量特性に基づいて、照射位置制御部１００において補正電圧を算出し、電子ビームｂの照射位置を適正な照射位置とすることができる。
【０１０１】
本実施例の電子ビーム記録装置１０ａにおいては、回転テーブル５３をＸ＝０ｍｍの位置に移動させ、この状態で、先ず、二次電子像を得る。
次に、基体９２表面の粒子９４について、画像処理部２８により、粒子９４の位置の変化、すなわち、照射位置ずれ量（適正な照射位置とするために印加した電圧）を求める。
回転テーブル５３の位置を変えて、照射位置ずれ量（適正な照射位置とするために印加した電圧）を逐次求める。そして、得られた複数の照射位置ずれ量を用いて、近似式を算出し、ＲＯＭ８１ａにプログラムとして書き込む。
以上の本実施例の電子ビーム記録装置１０ａにおける他の焦点位置制御方法および他の照射位置制御方法においても、第２の実施例と同様の効果が得られる。
【０１０２】
以上、本発明の電子ビーム記録装置について説明したが、本発明は上述の実施例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良または変更を行ってもよいのは、もちろんである。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の電子ビーム記録装置の第１の実施例を示す模式図である。
【図２】本実施例の電子ビーム記録装置の静電偏向電極の構成を示す模式図である。
【図３】本実施例の電子ビーム記録装置の焦点位置制御部の構成を示すブロック図である。
【図４】電子ビームの収束位置を説明する模式図である。
【図５】縦軸にＺ方向磁束密度をとり、横軸に移動体位置をとって、移動体位置に対するＺ方向磁束密度の特性曲線を示すグラフである。
【図６】縦軸に補正電圧をとり、横軸に移動体位置をとって、移動体位置に対する電子ビームの収束位置特性を示すグラフである。
【図７】縦軸に高さ検出出力をとり、横軸に検出変位量をとって、高さ検出センサの感度特性を示すグラフである。
【図８】縦軸に電界レンズの印加電圧をとり、横軸に焦点位置調整量をとって、電界レンズの感度特性を示すグラフである。
【図９】本発明の電子ビーム記録装置の第２の実施例を示す模式図である。
【図１０】本実施例の電子ビーム記録装置の照射位置制御部の構成を示すブロック図である。
【図１１】本実施例の電子ビーム記録装置の静電偏向電極の構成を示す模式図である。
【図１２】（ａ）は、検査用基板を示す模式的側面図であり、（ｂ）は、図１２（ａ）に示す検査用基板の模式的平面図である。
【図１３】縦軸に収束位置をとり、横軸に移動体位置をとって、移動体位置に対する電子ビームの収束位置特性を示すグラフである。
【図１４】電子ビームの照射位置ずれを説明する模式図である。
【図１５】縦軸にＸ方向磁束密度およびＹ方向磁束密度をとり、横軸に移動体位置をとって、移動体位置に対するＸ方向磁束密度およびＹ方向磁束密度の特性曲線を示すグラフである。
【図１６】縦軸に補正電圧をとり、横軸に移動体位置をとって、移動体位置に対する電子ビームの照射位置特性を示すグラフである。
【図１７】縦軸に電子ビームの移動量をとり、横軸に移動体位置をとって、移動体位置に対する電子ビームの移動量特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１０４】
１０、１０ａ 電子ビーム記録装置
１２ 描画部
１４ 電子ビーム照射装置
２０ ホストコントローラ
２１ 焦点位置制御部
２２ 送り制御部
２３ 位置検出部
２４ 回転制御部
２５ 回転角度検出部
２７ 画像取込部
２８ 画像処理部
２９ 表示部
３０ 真空チャンバ
３２ 送り機構
３４ 回転機構
３６ 磁気検出器
３８ 高さ検出センサ
３８ａ 発光部
３８ｂ 受光部
４０ 磁気シールド板
４１ 磁気シールド板
４２ 駆動モータ
４３ ベース
４４ 基台
４５ 移動体
４６ 送りネジ
４７ 位置検出センサ
４７ａ 検出部
４７ｂ ガイド
４８ 回転器
４８ａ 回転軸
４８ｂ アーム
５０ エアスピンドル
５１ 光学式ロータリーエンコーダ
５２ 回転駆動モータ
５３ 回転テーブル
５４ 磁性流体シール
６２ 電子源
６４ ブランキング電極
６６ 軸合わせコイル
６８ 集束レンズ
７０ 制限絞り
７２ 非点補正コイル
７４ 静電偏向電極
７４ａ 第１の静電偏向電極板
７４ｂ 第２の静電偏向電極板
７６ 対物レンズ
７８ 電界レンズ
８０、８０ａ ＣＰＵ
８１、８１ａ ＲＯＭ
８２、８２ａ ＲＡＭ
８３、８３ａ 磁束密度計測回路
８５、８５ａ Ｄ／Ａ変換回路
８６ 加算器
８７、８７ａ 増幅器
８８、８８ａ 駆動回路
９４ 粒子
１００ 照射位置制御部
Ｃ 照射軸線
Ｓ 試料
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビームを用いて試料の表面上に情報を記録する電子ビーム記録装置であって、
前記電子ビームを放射する電子源と、
前記電子ビームの照射軸線上に進入または退避可能に設けられ、前記照射軸線上における磁界情報を得る磁気検出器と、
前記磁気検出器による前記磁界情報から、前記試料の表面に対する前記電子ビームの収束位置を補正するための補正量を求める収束位置制御部と、
前記電子ビームの試料表面に対する収束位置を調整する収束位置調整手段とを有し、
さらに、前記収束位置制御部は、前記補正量に基づいて、収束位置調整手段に前記電子ビームの試料表面に対する収束位置を調整させることを特徴とする電子ビーム記録装置。
【請求項２】
前記収束位置には、前記電子ビームの焦点位置が含まれており、
前記収束位置調整手段は、前記電子ビームの試料表面に対する焦点位置を調整するものであり、
前記収束位置制御部は、前記照射軸線が延びる方向における前記電子ビームの焦点位置を補正するための補正量を求め、前記焦点位置の補正量に基づいて、前記収束位置調整手段に前記電子ビームの試料表面に対する焦点位置を調整させるものである請求項１に記載の電子ビーム記録装置。
【請求項３】
前記収束位置には、前記照射軸線が延びる方向に対して、互いに直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における前記電子ビームの照射位置が含まれており、
前記収束位置調整手段は、互いに直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における前記電子ビームの試料表面に対する照射位置を調整するものであり、
前記収束位置制御部は、前記直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における前記電子ビームの照射位置を補正するための補正量を求め、前記電子ビームの前記直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における照射位置の補正量に基づいて、前記収束位置調整手段に前記電子ビームの試料表面に対する前記直交する２方向のうち、少なくとも一の方向の照射位置を調整させるものである請求項１または２に記載の電子ビーム記録装置。
【請求項４】
さらに、前記試料を載置し、かつ回転自在な回転テーブルを備える回転機構ユニットと、
前記電子ビームの照射軸線に対して直交する面内に前記回転機構ユニットの前記回転テーブルを移動させる送り機構ユニットと、
前記送り機構ユニットに設けられ、前記試料の位置を検出する位置検出センサと、
前記回転機構ユニットによる前記試料の回転時、および前記送り機構ユニットの送り駆動時における前記試料の表面の高さを検出する高さ検出センサとを有し、
前記収束位置には、前記電子ビームの焦点位置が含まれており、
前記収束位置調整手段は、前記電子ビームの試料表面に対する焦点位置を調整するものであり、
前記収束位置制御部は、前記高さ検出センサによる前記試料の高さ情報および前記位置検出センサによる前記試料の位置情報に対する前記磁気検出器による前記照射軸線方向における磁界情報から、前記電子ビームの焦点位置を補正するための補正量を求め、前記焦点位置の補正量に基づいて、前記収束位置調整手段に前記電子ビームの試料表面に対する焦点位置を調整させるものである請求項１に記載の電子ビーム記録装置。
【請求項５】
さらに、前記試料を載置し、かつ回転自在な回転テーブルを備える回転機構ユニットと、
前記電子ビームの照射軸線に対して直交する面内に前記回転機構ユニットの前記回転テーブルを移動させる送り機構ユニットと、
前記送り機構ユニットに設けられ、前記試料の位置を検出する位置検出センサと、
前記回転機構ユニットによる前記試料の回転時、および前記送り機構ユニットの送り駆動時における前記試料の表面の高さを検出する高さ検出センサとを有し、
前記収束位置には、前記照射軸線が延びる方向に対して、互いに直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における前記電子ビームの照射位置が含まれており、
前記収束位置調整手段は、互いに直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における前記電子ビームの試料表面に対する照射位置を調整するものであり、
前記収束位置制御部は、前記高さ検出センサによる前記試料の高さ情報および前記位置検出センサによる前記試料の位置情報に対する前記磁気検出器による前記照射軸線が延びる方向に対して、前記直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における磁界情報から、前記直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における前記電子ビームの照射位置を補正するための補正量を求め、前記直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における前記電子ビームの照射位置の補正量に基づいて、前記収束位置調整手段に前記電子ビームの試料表面に対する前記直交する２方向のうち、少なくとも一の方向の照射位置を調整させるものである請求項１に記載の電子ビーム記録装置。
【請求項６】
さらに、前記試料を載置し、かつ回転自在な回転テーブルを備える回転機構ユニットと、
前記電子ビームの照射軸線に対して直交する面内に前記回転機構ユニットの前記回転テーブルを移動させる送り機構ユニットと、
前記送り機構ユニットに設けられ、前記試料の位置を検出する位置検出センサとを有し、
前記収束位置には、前記電子ビームの焦点位置が含まれており、
前記収束位置調整手段は、前記電子ビームの試料表面に対する焦点位置を調整するものであり、
前記収束位置制御部は、前記回転テーブルに、表面に粒子が設けられた検査用基板を載置し、前記検査用基板上の前記粒子に対して、前記電子ビームの焦点位置を調整することにより得られる焦点位置調整情報を前記試料の各位置について取得するものであり、
さらに、前記収束位置制御部は、前記焦点位置調整情報に基づいて、前記収束位置調整手段に前記電子ビームの焦点位置を調整させる請求項１に記載の電子ビーム記録装置。
【請求項７】
さらに、前記収束位置には、前記照射軸線が延びる方向に対して、互いに直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における前記電子ビームの照射位置が含まれており、
前記収束位置調整手段は、互いに直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における前記電子ビームの試料表面に対する照射位置を調整するものであり、
前記収束位置制御部は、前記検査用基板上の前記粒子に対して、前記電子ビームの照射位置を調整することにより得られる照射位置調整情報を前記試料の各位置について取得するものであり、
さらに、前記収束位置制御部は、前記照射位置調整情報に基づいて、前記収束位置調整手段に、互いに直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における前記電子ビームの照射位置を調整させる請求項１または６に記載の電子ビーム記録装置。
【請求項８】
前記収束位置調整手段は、前記電子ビームの焦点位置を調整する電界レンズを有するものである請求項１〜７のいずれか１項に記載の電子ビーム記録装置。
【請求項１】
電子ビームを用いて試料の表面上に情報を記録する電子ビーム記録装置であって、
前記電子ビームを放射する電子源と、
前記電子ビームの照射軸線上に進入または退避可能に設けられ、前記照射軸線上における磁界情報を得る磁気検出器と、
前記磁気検出器による前記磁界情報から、前記試料の表面に対する前記電子ビームの収束位置を補正するための補正量を求める収束位置制御部と、
前記電子ビームの試料表面に対する収束位置を調整する収束位置調整手段とを有し、
さらに、前記収束位置制御部は、前記補正量に基づいて、収束位置調整手段に前記電子ビームの試料表面に対する収束位置を調整させることを特徴とする電子ビーム記録装置。
【請求項２】
前記収束位置には、前記電子ビームの焦点位置が含まれており、
前記収束位置調整手段は、前記電子ビームの試料表面に対する焦点位置を調整するものであり、
前記収束位置制御部は、前記照射軸線が延びる方向における前記電子ビームの焦点位置を補正するための補正量を求め、前記焦点位置の補正量に基づいて、前記収束位置調整手段に前記電子ビームの試料表面に対する焦点位置を調整させるものである請求項１に記載の電子ビーム記録装置。
【請求項３】
前記収束位置には、前記照射軸線が延びる方向に対して、互いに直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における前記電子ビームの照射位置が含まれており、
前記収束位置調整手段は、互いに直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における前記電子ビームの試料表面に対する照射位置を調整するものであり、
前記収束位置制御部は、前記直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における前記電子ビームの照射位置を補正するための補正量を求め、前記電子ビームの前記直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における照射位置の補正量に基づいて、前記収束位置調整手段に前記電子ビームの試料表面に対する前記直交する２方向のうち、少なくとも一の方向の照射位置を調整させるものである請求項１または２に記載の電子ビーム記録装置。
【請求項４】
さらに、前記試料を載置し、かつ回転自在な回転テーブルを備える回転機構ユニットと、
前記電子ビームの照射軸線に対して直交する面内に前記回転機構ユニットの前記回転テーブルを移動させる送り機構ユニットと、
前記送り機構ユニットに設けられ、前記試料の位置を検出する位置検出センサと、
前記回転機構ユニットによる前記試料の回転時、および前記送り機構ユニットの送り駆動時における前記試料の表面の高さを検出する高さ検出センサとを有し、
前記収束位置には、前記電子ビームの焦点位置が含まれており、
前記収束位置調整手段は、前記電子ビームの試料表面に対する焦点位置を調整するものであり、
前記収束位置制御部は、前記高さ検出センサによる前記試料の高さ情報および前記位置検出センサによる前記試料の位置情報に対する前記磁気検出器による前記照射軸線方向における磁界情報から、前記電子ビームの焦点位置を補正するための補正量を求め、前記焦点位置の補正量に基づいて、前記収束位置調整手段に前記電子ビームの試料表面に対する焦点位置を調整させるものである請求項１に記載の電子ビーム記録装置。
【請求項５】
さらに、前記試料を載置し、かつ回転自在な回転テーブルを備える回転機構ユニットと、
前記電子ビームの照射軸線に対して直交する面内に前記回転機構ユニットの前記回転テーブルを移動させる送り機構ユニットと、
前記送り機構ユニットに設けられ、前記試料の位置を検出する位置検出センサと、
前記回転機構ユニットによる前記試料の回転時、および前記送り機構ユニットの送り駆動時における前記試料の表面の高さを検出する高さ検出センサとを有し、
前記収束位置には、前記照射軸線が延びる方向に対して、互いに直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における前記電子ビームの照射位置が含まれており、
前記収束位置調整手段は、互いに直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における前記電子ビームの試料表面に対する照射位置を調整するものであり、
前記収束位置制御部は、前記高さ検出センサによる前記試料の高さ情報および前記位置検出センサによる前記試料の位置情報に対する前記磁気検出器による前記照射軸線が延びる方向に対して、前記直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における磁界情報から、前記直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における前記電子ビームの照射位置を補正するための補正量を求め、前記直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における前記電子ビームの照射位置の補正量に基づいて、前記収束位置調整手段に前記電子ビームの試料表面に対する前記直交する２方向のうち、少なくとも一の方向の照射位置を調整させるものである請求項１に記載の電子ビーム記録装置。
【請求項６】
さらに、前記試料を載置し、かつ回転自在な回転テーブルを備える回転機構ユニットと、
前記電子ビームの照射軸線に対して直交する面内に前記回転機構ユニットの前記回転テーブルを移動させる送り機構ユニットと、
前記送り機構ユニットに設けられ、前記試料の位置を検出する位置検出センサとを有し、
前記収束位置には、前記電子ビームの焦点位置が含まれており、
前記収束位置調整手段は、前記電子ビームの試料表面に対する焦点位置を調整するものであり、
前記収束位置制御部は、前記回転テーブルに、表面に粒子が設けられた検査用基板を載置し、前記検査用基板上の前記粒子に対して、前記電子ビームの焦点位置を調整することにより得られる焦点位置調整情報を前記試料の各位置について取得するものであり、
さらに、前記収束位置制御部は、前記焦点位置調整情報に基づいて、前記収束位置調整手段に前記電子ビームの焦点位置を調整させる請求項１に記載の電子ビーム記録装置。
【請求項７】
さらに、前記収束位置には、前記照射軸線が延びる方向に対して、互いに直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における前記電子ビームの照射位置が含まれており、
前記収束位置調整手段は、互いに直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における前記電子ビームの試料表面に対する照射位置を調整するものであり、
前記収束位置制御部は、前記検査用基板上の前記粒子に対して、前記電子ビームの照射位置を調整することにより得られる照射位置調整情報を前記試料の各位置について取得するものであり、
さらに、前記収束位置制御部は、前記照射位置調整情報に基づいて、前記収束位置調整手段に、互いに直交する２方向のうち、少なくとも一の方向における前記電子ビームの照射位置を調整させる請求項１または６に記載の電子ビーム記録装置。
【請求項８】
前記収束位置調整手段は、前記電子ビームの焦点位置を調整する電界レンズを有するものである請求項１〜７のいずれか１項に記載の電子ビーム記録装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００７−２７９６８６（Ｐ２００７−２７９６８６Ａ）
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５０４５（Ｐ２００７−５０４５）
【出願日】平成１９年１月１２日（２００７．１．１２）
【出願人】（３９５００６８２３）株式会社クレステック (12)
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月１２日（２００７．１．１２）
【出願人】（３９５００６８２３）株式会社クレステック (12)
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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