CN101449328B - 束记录装置和束调整方法 - Google Patents

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Abstract

一种电子束记录装置，其用于在旋转上面放置有基底的转盘时朝所述基底发射电子束。所述记录装置包括：位移探测单元，包括以各自不同的角度安置于所述转盘的径向方向上的至少三个位移传感器；形状推算单元，用于基于由所述至少三个位移传感器所探测的位移，来推算与所述转盘的侧表面在所述径向方向上的位移对应的形状数据；旋转跳动计算单元，用于基于所述形状数据和由所述至少三个位移传感器探测的至少一个位移来计算所述转盘的包括旋转异步分量和旋转同步分量的旋转跳动；以及束照射位置调整单元，用于基于所述旋转跳动来调整所述电子束的照射位置。

Description

束记录装置和束调整方法
技术领域
本发明涉及电子束记录装置和束调整方法，并且更具体地，涉及电子束记录装置和为此的束调整方法，该电子束记录装置和束调整方法使用电子束来制造诸如磁盘的高速旋转记录介质的母盘。
背景技术
束记录装置使用诸如电子束和激光束的曝光束执行光刻，并且在用于制造大容量盘片的母盘的装置中广泛应用，大容量盘片例如是包括数字通用光盘(DVD)、蓝光光盘等的光盘以及诸如硬盘的磁记录介质。
在该束记录装置中，在基底的记录表面上形成抗蚀剂层，该基底将成为用于制造以上示例的盘片的母盘。束记录装置于是旋转并平移基底，以在相对地径向和切向的方向上合适地导引点束到记录表面。使用同样的点束，束记录装置执行控制，以在施于基底的记录表面上的具有螺旋或同心轨道的抗蚀剂层上形成潜像。
然而，在该束记录装置中，依赖于传动马达、主轴马达等的机械精度以及基底的旋转和平移，会发生旋转跳动(runout)，而旋转跳动会降低轨道形成的精度。在束曝光或记录期间需要对该旋转跳动进行一些校正。
盘片基底的旋转跳动包括同步跳动(同步旋转跳动)和异步跳动(异步旋转跳动)，这是公知的。同步跳动是与转盘的旋转频率(即基底的旋转频率)同步的跳动分量，而异步跳动不依赖于转盘的旋转频率(即基底的旋转频率)并且不规则地发生。
关于异步旋转跳动，例如，专利文献1(日本专利申请特开平H09-190651号，第4页，图1)描述了用于光盘母盘的曝光装置中的校正技术。专利文献1中的技术是用于校正异步旋转跳动的问题，其目的是改善用于光盘母盘的曝光装置中的轨道间距精度，即与相邻轨道的相对位置精度。
与异步旋转跳动不同，虽然降低了轨道的圆度精度，即绝对精度，但是同步旋转跳动不影响轨道间距精度。对于光盘，因为由同步旋转跳动引起的圆度误差能够由盘片复制装置的跟踪伺服系统监视，所以同步旋转跳动没有像异步旋转跳动那样被视为问题。然而，由于作为磁记录介质的硬盘的高记录密度，最近存在使用电子束曝光装置生产磁记录介质的需求。
硬盘在数据记录和复制时的旋转速度高，并且用于执行对记录复制磁头的轨道控制的摇摆臂控制机构中的控制范围窄。从而严格要求盘片介质的轨道圆度精度高。同样，用于制造该盘片介质的母盘曝光装置必需能够以高精度不仅校正异步旋转跳动，而且校正同步旋转跳动。
专利文献2(日本专利申请特开平2003-317285，第7至8页，图3)和专利文献3(日本专利申请特开平2003-36548，第8页，图6)描述了用于校正异步旋转跳动和同步旋转跳动的技术。利用该技术，基于为关于转盘在径向方向上的位移的较早的测量结果的信息来受控地校正记录束位置。
例如，专利文献2中，描述了用于基于转盘的参考位移和径向位移之间的位移差的计算结果来执行对位置的控制(校正)的技术，该位置为记录束照射的位置。参考位移在径向方向上并且是利用预定的旋转速度或较慢的旋转速度测得的。径向位移是在束曝光期间实时测得的径向方向上的位移。然而，在此方法中，基于旋转跳动的同步分量在低旋转速度时小、并且同步分量随旋转速度的增高同比例增高的假设，将低旋转速度时的位移用作参考。
这里的问题是，甚至在低速旋转时，旋转同步分量不能被忽略，并且旋转同步分量不必然与旋转速度的增高同比例增高。同样，利用以上方法，没有办法知道在捕获参考位移波形的旋转期间观察到的同步旋转分量，并且从而不可能进行跳动校正。
为了跟上用于数据记录和复制的高速旋转的例如离散轨道介质或图案化介质的磁记录介质的高记录密度，需要以相当高的精度不仅校正异步旋转跳动，而且校正同步旋转跳动。即，先前的校正方法对于该磁盘等中的同步旋转跳动的作用不是足够好，并且由此没有真正的旋转同步分量能够被完全校正。该问题和目的没有被认识到。
发明内容
本发明的目的是要作为范例提供能够以相当高的精度不仅校正异步旋转跳动而且校正同步旋转跳动的电子束记录装置。
本发明的一方面涉及电子束记录装置，其用于在旋转上面放置有基底的转盘时朝所述基底发射电子束。所述电子束记录装置包括：位移探测单元，包括以各自不同的角度安置于所述转盘的径向方向上的至少三个位移传感器；形状推算单元，用于在执行电子束记录时基于由所述至少三个位移传感器所探测的位移，来推算表示所述转盘的侧表面在所述径向方向上的位移的形状数据，所述形状数据与所述转盘的所述侧表面的形状的圆度误差相对应；旋转跳动计算单元，用于基于所述形状数据和由所述至少三个位移传感器探测的至少一个位移，来通过从所述至少一个位移仅减去所述圆度误差而计算所述转盘的包括旋转异步分量和旋转同步分量的旋转跳动；以及束照射位置调整单元，用于基于所述旋转跳动来调整所述电子束的照射位置。
本发明的另一方面涉及电子束记录装置中的旋转跳动的计算方法，所述电子束记录装置用于在旋转上面放置有基底的转盘时朝所述基底发射电子束。所述方法包括：位移探测步骤，其探测所述转盘的径向方向上至少三个不同角度上的位移；形状推算步骤，其基于在所述至少三个不同角度上所探测的位移来推算表示所述转盘的侧表面的位移的形状数据，所述形状数据与所述转盘的所述侧表面的形状的圆度误差相对应；旋转跳动计算步骤，其基于所述形状数据和所述至少三个不同角度的至少一个位移，来通过从所述至少一个位移仅减去所述圆度误差而计算所述转盘的包括旋转异步分量和旋转同步分量的旋转跳动。
本发明的另一方面涉及使用旋转跳动计算方法来调整电子束的方法。所述调整电子束的方法包括基于所述旋转跳动来调整电子束的照射位置的束照射位置调整步骤。
附图说明
图1是示出本发明的实施例中的电子束记录装置的配置的示意性框图；
图2是示出探测和计算旋转跳动并基于计算结果调整电子束(EB)的照射位置的配置的图示；
图3是示出转盘和三个位移传感器的布局的顶视图；
图4A是示出针对转盘的旋转角(θ)的范例径向位移波形的图示；
图4B是示出被分成分量的径向位移波形的图示；
图5是用于示例旋转跳动计算单元的操作的图示，旋转跳动计算单元在束曝光期间负责基于形状波形数据r(θ)来调整束照射位置的；
图6是示出四个位移传感器的布局，即本发明的修改范例，的示意性顶视图；
图7是示出一种情况下的配置的框图，在该情况下，曝光束的束照射位置被校正，同时形状波形数据r(θ)在束曝光期间被实时更新；
图8是示出使用位移信号SA(θ)、SB(θ)、以及SC(θ)计算形状波形数据r(θ)并存储计算的波形的程序的流程图；
图9是示出在执行记录(曝光)前测量形状波形数据r(θ)、然后执行校正(调整)的程序的流程图；
图10是示出在执行记录(曝光)时推算形状波形数据r(θ)以执行实时校正的程序的流程图；
图11是示意性地示例图案化的磁记录盘片的配置的图样；
图12是示出用于图案化记录介质的制造方法的工艺步骤的图样，其中使用了压印模，压印模是使用本发明的电子束记录装置制造的。
具体实施方式
下面，将参照附图详细描述本发明的实施例。需要注意，在一下实施例中，任何等同部件共用相同参考数字。
图1是示出本发明的实施例中的电子束记录装置10的配置的示意性框图。电子束记录装置10是使用电子束制作用于制造硬盘的母盘的母盘制作装置。
[电子束记录装置的配置和操作]
电子束记录装置10配置成包括真空室11、驱动设备、电子束柱20、以及例如用于驱动-控制基底15并控制电子束的多种类型的电路和控制系统。驱动设备用于驱动、放置、旋转和平移安置于真空室11中的基底15，而电子束柱20联接至真空室11。
更详细地，用于盘片母盘的基底15的表面上镀有抗蚀剂，并且安置于转盘16上。由主轴马达17驱动转盘16绕盘片基底的主表面的垂直轴线旋转。主轴马达17用于驱动基底15旋转，并安置于传动台(以下也称作X台)18上。X台18耦合到用于传动(即驱动以平移或移动)的传动马达19、基底15，并且由此，容许主轴马达17和转盘16在平行于基底15的主表面的平面内的预定方向(即X方向)上运动。同样，由X台18、主轴马达17和转盘16构成Xθ台。
主轴马达17和X台18由台驱动部分37驱动，并且其驱动量(即X台18的传动量(或移动量))和转盘16的旋转角(即基底15的旋转角)由控制器30控制。
转盘16由例如陶瓷的电介质材料制成，并包括静电吸盘机构(未示出)，用于例如固定基底15。利用同样的吸盘机构，安置于转盘16上的基底15牢固地装配到转盘16上。
X台18上承载有反射镜35A，其是激光干涉仪35的部分。
真空室11设置有诸如空气囊(未示出)的振动隔离衬垫，并且防止了来自外部的振动传动到真空室。真空室11与真空泵(未示出)相连，真空泵用于排空真空室11，使得真空室11具有预定压力的真空环境。
电子束柱20中按顺序设置有电子枪(即发射电子束的发射器21)、汇聚透镜22、消隐(blanking)电极23、空隙24、束偏转电极25、聚焦透镜27、以及物镜28。
电子枪21发射由数十Kev加速的电子束(EB)，例如通过用于施加来自加速高压电源(未示出)的高压的阴极(未示出)。汇聚透镜22汇聚发射的电子束。消隐电极23基于来自消隐控制部分31的调制信号执行对电子束的开/关切换控制(开/关控制)。即，将电压施加于消隐电极23之间，使得从其通过的电子束偏转相当大的程度。这顺利地阻止电子束，以不通过空隙24，以便能使电子束处于关状态。
束偏转电极25能够基于来自束偏转部分33的控制信号来以高速执行对电子束的偏转控制。通过该偏转控制，控制了电子点斑相对于基底15的位置。基于来自聚焦控制部分34的驱动信号来驱动聚焦透镜28，以便电子束受到聚焦控制。
真空室11设置有用于探测基底15的表面高度的高度探测部分36。光探测单元36B包括位置传感器、CCD(电荷耦合器件)等。光探测单元36B接收光束，并发送接收信号至高度探测部分36。光束是从光源36A发射的光束，并且在基底15的表面上被反射。基于接收信号，高度探测部分36探测基底15的表面高度，并产生表示基底15的表面高度的探测信号。探测信号然后发送至聚焦控制部分34，并且基于探测信号，聚焦控制部分34执行对电子束的聚焦控制。
激光干涉仪35使用来自激光干涉仪35中的光源的激光来测量观察到的X台18的位移。然后将测量结果数据(即X台18的传动(X方向)位置数据)发送至台驱动部分37。
还将主轴马达17的旋转信号发送至台驱动部分37。更详细地，对相对于参考旋转位置的每个预定的旋转角，旋转信号包括表示基底15的参考旋转位置的数据信号和脉冲信号(即旋转编码信号)。根据该旋转信号，台驱动部分37能够得到转盘16的旋转角和速度，即基底15的旋转角和速度。
台驱动部分37基于来自X台18的传动位置数据和来自主轴马达17的旋转信号产生位置数据，并将位置数据发送至控制器30。位置数据表示基底上电子斑束的位置。基于来自控制器30的控制信号，台驱动部分37驱动主轴马达17和传动马达19，以进行旋转或传动驱动。
控制器30设置有轨道图案数据和和用于记录的数据(束曝光)，即记录数据RD，它们用于离散轨道介质、图案化介质等。
控制器30分别向消隐控制部分31、束偏转部分33、以及聚焦控制部分34发出信号。信号包括消隐控制信号CB、偏转控制信号CD、以及聚焦控制信号CF。通过发出该信号，控制器30基于记录数据RD执行对数据记录(束曝光或图像施加(image rendering))的控制。即，基于记录数据RD，将电子束(EB)照射到基底15的抗蚀剂层上，并且仅在被向电子束曝光的部分上形成潜像，以便执行数据记录(束曝光)。
电子束记录装置10设置有用于探测旋转转盘16的径向方向上的位移的位移探测设备41。更详细地，转盘16形成为类似柱状形状，并且基底安置于主表面上，即主平面上。驱动转盘16绕其自己的中心轴线旋转，并且位移探测设备41探测观察到的转盘16的侧表面在径向方向上的位移。如后面将描述的，由至少三个位移传感器构成位移探测设备41。另外，测量的部分不限于转盘16的侧表面。与转盘16成一体旋转的部分能够视作转盘16的部分并且能够用于测量位移。例如，用于转盘16的旋转轴杆的侧表面能够用作由位移传感器测量的部分。
由位移探测设备41探测的位移，即探测的位移，被发送到旋转跳动计算单元43。作为替代的配置，可以设置放大器设备42用于放大探测信号，并且从而放大的探测信号可以被从放大器设备42发送至旋转跳动计算单元。
在旋转跳动计算单元43中，对探测的位移进行预定的计算，以便推算旋转跳动。从而将推算的旋转跳动提供给控制器30。基于作为推算结果的旋转跳动，控制器30执行对束偏转部分33的控制，并调整(校正)电子束要照射的位置。
基于上述传动位置数据和旋转位置数据执行该记录控制。需要注意，以上描述的是用于部件的主要信号线，部件即消隐控制部分31、束偏转部分33、聚焦控制部分34、以及台驱动部分37。在这些部件和控制器30之间，每一个都建立双向连接，以便能在其间交换任何需要的信号。
[圆度误差的推算，及旋转跳动的探测和计算]
参照附图，现在详细描述电子束记录装置10的配置和操作、旋转跳动的探测和计算、以及基于得到的旋转跳动调整束照射位置。
图2是示出探测和计算旋转跳动并基于计算结果来调整电子束(EB)的照射位置的配置的图示。
转盘16在主表面即xy平面上承载基底15(未示出)，并且如图2中所示，被主轴马达17绕其自身的中心轴线旋转，中心轴线即z方向：表示为旋转中心轴线RA。转盘16的侧表面16A类似柱状。
由用于主轴马达17的旋转的马达控制电路45来控制旋转转盘16的主轴马达17。马达控制电路45基于来自参考信号发生单元44的参考信号和来自旋转编码器46的旋转编码器信号来操作。将来自旋转编码器46的旋转编码器信号提供给旋转跳动计算单元43。
旋转跳动计算单元43使用旋转编码器信号作为参考时钟来操作。即，旋转跳动单元43基于旋转编码器信号以关于转盘的旋转角的时序来操作。
首先，旋转跳动计算单元43预先推算为测量柱状表面的转盘16的侧表面的形状(即形状波形数据r(θ))和圆度误差。形状波形数据r(θ)表示针对转盘16的旋转角θ的波形，而圆度误差表示转盘16的侧表面与正圆的误差。圆度误差(Ec)能够表示如下：
EC(θ)＝r(θ)-r0，其中正圆的半径为r0。
为了计算形状波形数据r(θ)和圆度误差(Ec)，存在根据三点圆度测量方法的原理设计的计算方法。(以下，也简单地称作三点法)。三点圆度测量方法的原理的细节能够在例如非专利文献“Transactions of Japan Society of Mechanical Engineers C，Vol.48，No.425，pp.115(1982-1)”中找到。下面，描述的是用于测量形状波形数据r(θ)的位移传感器和旋转跳动的计算。
如图2中所示，围绕转盘16的侧表面16A，安置每个都为位移探测设备41的三个位移传感器41A、41B、以及41C，即第一、第二、以及第三位移传感器。这些第一至第三位移传感器41A、41B以及41C探测旋转转盘的侧表面(柱状表面)16A的位移，即旋转转盘在径向方向上的位移。侧表面16A以下简单地称作柱状表面16A，并且径向方向上的位移也称作径向位移。由位移传感器41A、41B、以及41C探测的信号分别由构成放大器设备42的第一至第三放大器42A、42B、以及42C放大。得到的放大的信号被发送至旋转跳动计算单元43，作为第一至第三位移探测信号SA、SB、以及SC。
位移传感器41A、41B、以及41C使用光学方法或电的方法等探测转盘的侧表面16A的径向位移。例如，位移传感器41A、41B、以及41C每个构成为激光干涉仪，并且与束曝光的探测精度相比，其具有足够高的探测精度，例如亚纳米的探测精度，即1nm或更低。诸如使用激光干涉仪的光学方法不是仅有的可能，并且任何其它方法可以用于探测，例如，静电容量型的位移计可以用于基于静电容量的变化来探测径向位移。
图3是示出转盘16和位移传感器41A、41B、以及41C的布局的示意性顶视图。
位移传感器41A安置于X方向上。将位移传感器41B安置成相对于位移传感器41A形成角度
Figure GSB00000299381900091
并且将位移传感器41C安置成相对于位移传感器41A形成角度(2π-τ)
Figure GSB00000299381900092
利用相对于位移传感器41A的方向(即X方向)的旋转角θ，能够使用极坐标系将作为测量目标的柱状表面的形状表示为r(θ)。
旋转主轴马达17，以对测量柱状表面16A进行径向位移的测量。将分别来自位移传感器41A、41B、以及41C的径向位移信号SA(θ)、SB(θ)、以及SC(θ)发送至旋转跳动计算单元43。这里，远离传感器的方向为正的。利用来自旋转编码器46的脉冲的触发器对这些径向位移信号进行采样。并且然后进行数字/模拟(D/A)转换。此时，如果需要，例如可以执行滤波或平均的处理。
图4A示出了针对转盘16的旋转角(θ)的径向跳动的示例波形。此径向跳动波形被分成分量，并且分开的结果看起来类似图4B，以分量基础示出波形。转盘16的径向跳动包括分量E1至E4。即，E1是由旋转轴线的偏心引起的位移分量，E2是由转盘16的侧表面16A的形状引起的形状位移分量(E2＝Ec(θ)：圆度误差)，E3是由同步旋转跳动引起的位移分量，而E4是由异步旋转跳动引起的位移分量。
由偏心引起的位移分量E1和形状位移分量E2是由圆度误差和联接偏心引起的那些，它们原始地在转盘16中观察到。不考虑旋转频率，分量E1和E2每个都具有恒定的波形，不显示出改变。另一方面，同步旋转跳动分量E3与旋转频率同步，并且通常依赖于旋转频率而改变(即傅立叶分量改变)。异步旋转跳动分量E4是不与旋转频率同步的不规则跳动分量。
如图8的流程图中所示，旋转跳动计算单元43预先获取径向位移信号SA(θ)、SB(θ)、以及SC(θ)(步骤S11)。然后，旋转跳动计算单元43基于径向位移信号通过三点圆度测量方法计算测量柱状表面的形状波形数据r(θ)(步骤(S12)。这里由三点圆度测量方法得到的形状波形数据r(θ)不包括第一级傅立叶分量，即偏心分量E1。因此，严格地讲，由三点圆度测量方法得到的形状波形数据r(θ)是圆度误差波形Ec(θ)。
将这样得到的形状波形数据r(θ)存储在存储器中，该存储器诸如是设置在旋转跳动计算单元43等中的RAM(步骤S13)。
参照图5和并参照图9的流程图，下面描述的情况是，旋转跳动计算单元43基于在束曝光时已经存储在存储器中的形状波形数据r(θ)来调整束照射位置。换句话说，将描述的情况是，在执行束曝光(绘图)之前测量形状波形数据r(θ)，然后执行校正(调整)。
形状波形数据r(θ)存储在存储器(RAM)48中。旋转跳动计算单元43从旋转编码器46(图2)读出旋转角(θ)(即旋转编码器信号)，旋转角(θ)为当前角(步骤S21，图9)。从位移传感器41A、41B、以及41C(或在由放大器42A、42B、以及42C放大后)获取当前位移SA(θ)、SB(θ)、以及SC(θ)(步骤S22)，并且将当前位移实时地提供给减法器49。基于当前角(θ)读出存储在存储器(RAM)48中的形状波形数据r(θ)、
Figure GSB00000299381900101
以及r(θ+τ)(步骤S23)，并且将其提供给设置在旋转跳动计算单元43中的减法器49。然后，在减法器49中从当前位移SA(θ)、SB(θ)、SC(θ)减去形状波形数据r(θ)。
旋转跳动计算单元43使用例如DSP(数字信号处理器)的高速处理构件进行诸如减法的计算。同样，旋转跳动计算单元43高速实时地推算波形数据，其是对X和Y方向上的二维旋转跳动分量的当前旋转跳动x(θ)和y(θ)(步骤S24)。波形数据x(θ)和y(θ)表示如下：
x(θ)＝r(θ)+SA(θ)
Figure GSB00000299381900102
将如此得到的波形数据x(θ)和y(θ)提供给控制器30。基于这样计算的波形数据(旋转跳动数据)x(θ)和y(θ)，控制器30执行对束偏转部分33的控制，并实时调整(校正)电子束(EB)的照射位置(步骤S25)。即，通过基于旋转跳动信号来改变曝光束(即电子束)的照射位置，因此校正了记录位置。这使得能够将束曝光实施为具有满意的圆度精度的同心圆和螺旋图案，该螺旋图案不受主轴马达17的同步和异步旋转跳动的影响、具有较少的轨道跳动和轨道间距变化。当确定继续进行校正控制时，从步骤S21重复程序步骤(步骤S26)。
需要注意，能够执行一个方向上的旋转跳动的校正。在此情况下，其对于控制器30等是有利的，因为能够以简化的校正在较低的计算负载下操作控制器30。例如，能够执行x方向上的跳动的校正。在范例中，分别从位移传感器和存储器48读出当前角(θ)的当前位移SA(θ)和当前波形数据r(θ)，以便能够计算当前旋转跳动(即x方向上的跳动)x(θ)。因此，基于当前旋转跳动x(θ)来执行束偏转校正。
波形数据x(θ)和y(θ)不包括形状波形的径向位移分量，即图4中E2＝Ec(θ)，并且表示真实旋转跳动的旋转异步和同步分量，即图4的E1、E3、以及E4。即，如上述，在先前技术中，在捕获参考位移波形时，如此捕获的参考位移波形包括在低速旋转时的同步旋转跳动分量。从而当在束曝光期间实际旋转基底时，同步旋转跳动分量认为是可忽略的，并且对差异进行校正。从而不能完全校正真实的旋转频率分量。
至于同步旋转跳动，在观察到一些偏心的情况下，第一级分量与旋转速度的平方成比例。第二级或更高级分量显示了一些与旋转系统的谐振频率相关的复杂改变。同样，旋转同步分量不必与旋转速度成比例，并且即使将它与旋转速度成比例地校正，也不能完全校正旋转同步分量。
然而，在实施例中，不仅完全地校正旋转跳动的旋转异步分量，而且完全地校正其真实的旋转同步分量，是可能的。旋转异步和同步分量实际上依赖于转盘16的旋转速度，即基底15的旋转速度而改变。因此，在改变旋转速度的同时执行束曝光的情况下，例如，利用CLV(恒定线速度)的束曝光，能够通过照射位置调整电子束(EB)，同时以相当高的精度实时地校正旋转跳动。此外，归因于诸如装置环境或干涉的装置状态的改变，不包括形状波形分量或径向位移分量(E1、E3、以及E4)的旋转跳动有时显示不停的改变。在实施例中，不考虑这种改变，能够以相当高的精度实时地对电子束进行照射位置的调整。因此，甚至对于具有固定旋转速度的曝光，例如具有CAV(恒定角速度)，以相当高的精度实时调整电子束的照射位置是可能的。
在实施例中，所使用的是位移传感器41A至41C，每个具有亚纳米的测量灵敏度。可以附加地设置调整机构，用于调整位移传感器41A至41C的位置(高度)，以防止传感器的联接高度的误差，即径向位移的测量高度。例如，高度调整机构调整位移传感器41A至41C的位置，即高度，其调整方式是使得当控制器30采集形状波形数据r(θ)时，形状波形数据r(θ)落入预定范围内。
位移传感器不限于图3的安置方向，并且可以安置于任何方向上。这里，位移传感器41A至41C的相对角的一些组合可以引起计算发散，并且产生探测不到的傅立叶系列分量。从而期望将位移传感器放置在容许探测至更高级的傅立叶分量的相对角。
当将母盘暴露于束时，实际上主要通过X方向(即转盘16的径向方向(即基底15的径向方向))上的旋转跳动分量和台的传动方向影响轨道圆度误差。从而期望将三个位移传感器41A至41C中的一个安置在X方向上。如果是这种情况，不必在X方向上进行复杂的减法，由此导致简化校正时的计算过程的好处。
可替代地，如图6中所示，可以使用41A至41D四个位移传感器，并且这些传感器中的两个分别安置在X方向(位移传感器41A)和Y方向(位移传感器41D)上。剩下的两个传感器每个安置在这样的角度，其对利用三点法的位移测量在直到任何所需的傅立叶级的范围中不会引起计算发散。利用该安置，能够简化束暴光期间的实时计算，并且能够提高其速度。
在上述实施例中，示范的是使用从存储在存储器(RAM)48中的形状波形数据r(θ)得到的旋转跳动波形数据x(θ)和y(θ)来调整暴光束的照射位置的情况。可替代地，可以实时地推算形状波形数据，并且可以实时地调整照射位置。即，推算将电子束照射到基底上的记录(束曝光)期间的形状波形数据r(θ)。使用得到的形状波形数据r(θ)，实时地推算旋转跳动波形数据x(θ)和y(θ)，用于调整电子束的照射位置。
图10示出了执行实时校正时的流程图。从旋转的编码器46读出当前角度(θ)(步骤S31)。从位移传感器41A、41B、以及41C获取当前位移SA(θ)、SB(θ)、以及SC(θ)(步骤S32)。然后，计算形状波形数据r(θ)(步骤S33)。
通过旋转跳动计算单元43推算当前旋转跳动x(θ)和y(θ)(步骤S34)。控制器30基于旋转跳动x(θ)和y(θ)来调整束偏转(步骤S35)，以执行实时校正。
当确定继续校正控制时，从步骤S31重复程序步骤(步骤S36)。
仍然可替代地，可以在实时地计算形状波形时，更新形状波形数据r(θ)。即，如图7中所示，例如，形状波形计算部分43A可以在束曝光期间实时地推算形状波形数据r(θ)，并且将结果发送至平均处理部分50。平均处理部分50在合适情况下更新形状波形数据r(θ)。作为范例，针对对多个旋转的形状波形数据r(θ)执行移动平均计算，并且使用得到的形状波形数据，在合适情况下更新存储到存储器(RAM)48中的形状波形数据r(θ)。例如，平均处理部分50以使得针对每个旋转更新存储的形状波形数据r(θ)的方式来执行控制。
如图5中所示，旋转跳动计算单元43使用束曝光期间实时更新的平均形状波形数据r(θ)来推算旋转跳动波形数据x(θ)和y(θ)，并将结果发送至控制器30。
利用这样实时地更新形状波形数据r(θ)的配置，能够执行具有小的误差的记录位置校正控制，即使转盘的测量横截面的形状波形显示出根据例如温度改变的一些改变。因此，能够执行长时间、高精度的束曝光。
本发明能够应用于高记录密度记录介质或硬盘，例如，离散轨道介质或图案化介质。在该应用中，能够校正旋转跳动，并且能够制造具有高圆度的记录轨道的记录介质或硬盘。一般地，因为对应于通常用于光盘的跟踪伺服系统技术的伺服机构不用于针对硬盘的记录/复制磁头，所以具有更高轨道圆度的盘片导致复制中改善的S/N(信噪比)。
将描述通过根据本发明的电子束记录装置制造的高密度磁记录介质。将以具有盘片形状的图案化介质作为范例来进行描述。
如图11中所示，称作图案化介质的图案化磁记录盘片60包括伺服图案部分61和图案化数据轨道部分62。需要注意，仅示例图11中的内半径部分和外半径部分中的点图案或点。然而，图11中仅示意性地示例了点图案，并且点图案形成在盘片的整个有效半径范围上。另外，图11中示范性地示例了伺服图案部分61，并且能够形成除示例的那些以外的伺服图案部分61。
另外，图11中还示例了数据轨道部分62的部分62A的放大的视图。在数据轨道部分62上，形成了一系列的磁性物质(或材料)点63，其中磁性点63同心地布置。形成了表示寻址信息或轨道探测信息的矩形图案和用于提取时钟定时的线形图案，线形图案在横过轨道的方向上延伸。摇摆臂磁头64用于数据写入和数据记录。
这里，虽然伺服图案部分61示出为具有如当前硬盘介质的布置，但是能够采用针对图案化介质优化的新的伺服图案部分。新的伺服图案部分可以具有与当前硬盘介质的图案形状和布置不同的图案形状和布置。
通过使用抗蚀剂掩膜作为刻蚀掩膜来刻蚀记录材料(例如磁性材料)，能够制造包括例如图案化的磁记录盘片60的图案化的记录介质，通过使用本发明的上述电子束记录装置进行绘图(记录)和曝光来形成此抗蚀剂掩膜。然而，因为使用此方法时，制造效率不高，所以优选地，在图案化的磁记录介质的制造中使用压印光刻方法。
现在将参照图12描述用于图案化的磁记录介质的制造方法，其中使用上述电子束记录装置制造的母盘(也称作模具)用作压印光刻模具(以下，简单地称作压印模)70。
具体地，对于对应于超过500Gbpsi(吉比特/英寸2)的表面密度、尤其是对对应于1至10Tbpsi的极高表面密度的超精细图案，使用压印模的图案化记录介质是有利的。更具体地，例如，使用具有坑间隔约为25nm(纳米)的图案的压印模，能够制造记录密度约为1Tbpsi的高密度图案化的记录介质。
如图12中所示，记录层72、金属掩膜层73以及压印模材料层74以此顺序形成在用于记录介质的底部基底71上，基底71由Si晶片或钢化玻璃等制成。通过使用例如溅射方法沉积磁性材料来形成记录层72。当制造垂直磁性记录介质时，记录层72具有堆叠结构，其中软磁材料层、中间层以及铁磁材料层以此顺序堆叠。
金属掩膜层73形成在记录层(即磁性材料层)72上。金属掩膜层73由例如通过溅射方法形成的Ta(钽)或Ti(钛)制成。在金属掩膜层73上，通过例如旋涂方法形成热塑树脂的抗蚀剂层，作为压印材料层74。压印模70布置成使得于其具有坑和突起的压印表面与压印材料层74相对(图12，步骤1)。
于是，加热压印材料层74，以便具有所需的流动性。此后，将压印模70压到压印材料层74上(步骤2)。
在接下来的步骤中，从压印材料层74上去除压印模70，以压印压印模70的坑和突起的图案(步骤3)
通过例如灰化方法去除压印材料层74的坑部分中剩余的无用的压印材料。使用剩下的压印材料作为图案化掩膜来对金属掩膜层73进行图案化处理。然后，使用图案化的金属掩膜层73作为图案化掩膜来对记录层(即磁性材料层)72进行图案化处理，例如干法刻蚀处理。
由非磁性材料掩埋通过图案化处理形成的记录层72中的坑(凹陷部分)并且使其表面变平。利用该处理，形成了图案化的结构，其中记录材料(即磁性材料)由非磁性材料分开(步骤5)。另外，在表面上形成保护膜76，以完成图案化的记录介质。
如以上详细所述，通过使用本发明的上述束记录装置，能够制造诸如离散轨道介质和图案化介质的高密度记录介质。

Claims (15)

1.一种电子束记录装置，用于在旋转上面放置有基底的转盘时朝所述基底发射电子束，所述记录装置包括：
位移探测单元，包括以各自不同的角度安置于所述转盘的径向方向上的至少三个位移传感器；
形状推算单元，用于在执行电子束记录时基于由所述至少三个位移传感器所探测的位移，来推算表示所述转盘的侧表面在所述径向方向上的位移的形状数据，所述形状数据与所述转盘的所述侧表面的形状的圆度误差相对应；
旋转跳动计算单元，用于基于所述形状数据和由所述至少三个位移传感器探测的至少一个位移，来通过从所述至少一个位移仅减去所述圆度误差而计算所述转盘的包括旋转异步分量和旋转同步分量的旋转跳动；以及
束照射位置调整单元，用于基于所述旋转跳动来调整所述电子束的照射位置。
2.根据权利要求1所述的电子束记录装置，其中
所述形状推算单元基于三点圆度测量方法来推算所述形状数据。
3.根据权利要求1所述的电子束记录装置，其中，所述转盘放置在台上，且所述至少三个位移传感器中的至少一个安置于所述台的传动方向上。
4.根据权利要求3所述的电子束记录装置，其中
所述位移探测单元包括四个位移传感器，并且所述四个位移传感器中的一个安置于与安置于所述传动方向上的位移传感器正交的方向上。
5.根据权利要求1所述的电子束记录装置，还包括用于存储所述形状数据的存储器，其中，所述旋转跳动计算单元基于存储在所述存储器中的所述形状数据来计算所述旋转跳动。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的电子束记录装置，还包括
平均处理部分，用于通过旋转所述转盘多次来对所述形状数据进行平均，其中
所述旋转跳动计算单元基于所平均的形状数据来计算所述旋转跳动。
7.根据权利要求1至5中的任一项所述的电子束记录装置，还包括
用于更新所述形状数据的形状数据更新部分。
8.一种电子束记录装置中的旋转跳动的计算方法，所述电子束记录装置用于在旋转上面放置有基底的转盘时朝所述基底发射电子束，所述方法包括：
位移探测步骤，其探测所述转盘的径向方向上至少三个不同角度上的位移；
形状推算步骤，其基于在所述至少三个不同角度上所探测的位移来推算表示所述转盘的侧表面的位移的形状数据，所述形状数据与所述转盘的所述侧表面的形状的圆度误差相对应；
旋转跳动计算步骤，其基于所述形状数据和所述至少三个不同角度的至少一个位移，来通过从所述至少一个位移仅减去所述圆度误差而计算所述转盘的包括旋转异步分量和旋转同步分量的旋转跳动。
9.根据权利要求8所述的方法，其中
所述形状推算步骤基于三点圆度测量方法来推算所述形状数据。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述转盘放置在台上，并且所述至少三个不同角度中的至少一个是所述台的传动方向。
11.根据权利要求10所述的方法，其中
位移探测步骤探测彼此不同的方向上的四个位移，并且所述四个位移中的一个是与所述传动方向正交的方向上的位移。
12.根据权利要求8所述的方法，还包括存储所述形状数据的存储步骤，其中，所述旋转跳动计算步骤基于在所述存储步骤存储的所述形状数据来计算所述旋转跳动。
13.根据权利要求8至12中的任一项所述的方法，还包括通过旋转所述转盘多次来对所述形状数据进行平均的平均处理步骤，其中
所述旋转跳动计算步骤基于所平均的形状数据来计算所述旋转跳动。
14.根据权利要求8至12中的任一项所述的方法，还包括更新所述形状数据的形状数据更新步骤。
15.一种使用根据权利要求8至12中的任一项所述的方法来调整电子束的方法，
包括基于所述旋转跳动来调整所述电子束的照射位置的束照射位置调整步骤。
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