JP2000315637A

JP2000315637A - 電子ビーム露光方法及び装置

Info

Publication number: JP2000315637A
Application number: JP11121523A
Authority: JP
Inventors: Nobuhide Matsuda; 信英松田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-04-28
Filing date: 1999-04-28
Publication date: 2000-11-14

Abstract

(57)【要約】【課題】露光時間を短縮して生産性を向上できる電子
ビーム露光方法及び装置を提供する。【解決手段】被露光対象である試料を連続回転させな
がら収束電子ビームを出射し、試料に対して電子ビーム
露光を行う電子ビーム露光方法において、回転方向又は
回転方向と逆方向に回転速度に同調させて電子ビームを
偏向させ、回転方向のパターンの露光を行う。このよう
に電子ビームのオンオフではなく、電子ビームの偏向制
御でパターンの露光を行うことにより、全体の露光作業
時間を短縮して生産性を向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子ビーム露光方
法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩの露光プロセスにおいて用いられ
る電子ビーム露光装置は、光露光装置に比べてはるかに
高い精度での露光、描画が可能なため、高集積のＬＳＩ
の露光装置として多く用いられている。その場合、ＬＳ
Ｉは直線のパターンの組合せで構成されるため、電子ビ
ーム露光装置の露光対象となる試料を設置するステージ
はＸ軸方向とＹ軸方向の直線の２軸を備えた構成とされ
ている。

【０００３】ところで、このＬＳＩとは別に、ディスク
記録装置やホログラムレンズ等、円周状パターンを持つ
試料において、その高密度・高精度化に電子ビーム露光
装置の応用が期待されている。例えば、光ディスクでは
高密度光ディスクを実現するためには、光を用いた露光
装置では精度に限度があり、電子ビーム露光装置が必要
となる。光ディスクでは、スパイラル状にトラックが構
成されているため、円周状にパターンを描画する必要が
ある。そのためには、試料を設置するステージはＸＹス
テージではなく、回転ステージが必要となる。

【０００４】この回転ステージを備えた電子ビーム露光
装置においては、真空チャンバー内に、回転ステージを
回転駆動するスピンドルモータを直動１軸のＸステージ
上に設置し、回転ステージの上部に電子ビームカラムを
配設し、回転ステージの上に露光のための試料を置き、
回転と同時にＸステージを試料の半径方向に微動させ、
電子ビームカラムより電子ビームを照射することによ
り、試料上にスパイラル状のパターンが形成されるよう
に構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように回転ステ
ージ上に露光試料であるディスク等を設置してスパイラ
ル状のパターンを露光する際には、スピンドルモータは
回転停止を急激に行うことはできないため、常に回転さ
せておく必要がある。そのため、ディスク上に露光する
パターンはブランキング制御により電子ビームをオンオ
フさせて描画する。その露光パターンの例を、図４に示
すが、露光材料としてのディスク１１上にスパイラル状
に露光パターンのピット１２が描画される。

【０００６】その露光の時間的な推移の例を示す図５に
おいて、パターンがＴ、２Ｔ、３Ｔと続き（Ｔは所定の
時間間隔を示す）、電子ビームはＴオン、２Ｔオフ、３
Ｔオン、２０Ｔオフというような動作となる。すなわ
ち、露光が必要なのは、Ｔ、３Ｔの部分のみであるの
に、ディスク１１が連続回転しているため、Ｔから次の
３Ｔ、３Ｔから次のＴに行くまで、それぞれ２Ｔ、２０
Ｔの期間は電子ビームをオフして待つというタイミング
になる。

【０００７】そのため、実際の電子ビームを照射してい
る時間は４Ｔであるにもかかわらず、全体の作業時間は
２６Ｔとなるように露光時間の６倍以上要することにな
り、作業能率が悪く、生産性が低いという問題がある。

【０００８】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、露光
時間を短縮して生産性を向上できる電子ビーム露光方法
及び装置を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の電子ビーム露光
方法は、被露光対象である試料を連続回転させながら収
束電子ビームを出射して試料に対して電子ビーム露光を
行う電子ビーム露光方法において、回転方向又は回転方
向と逆方向に回転速度に同調させて電子ビームを偏向さ
せ、回転方向のパターンの露光を行うものであり、電子
ビームのオンオフではなく、電子ビームの偏向制御でパ
ターンの露光を行うことにより、全体の露光作業時間を
短縮して生産性を向上できる。

【００１０】また、電子ビームの偏向制御を鋸波状信号
にて行うと、それだけでもパターンを形成できる。

【００１１】また、電子ビームを正弦波信号にて偏向さ
せるとともに、正弦波信号の逆方向傾斜部の少なくとも
一部では電子ビームをブランキング制御してパターンを
形成すると、パターンの端部でビーム密度を低くでき、
その結果露光量の違いにより現像後のピットパターンの
端部が急峻にならず、ディスクプレス時のプレスの抜け
を良くできる。

【００１２】また、本発明の電子ビーム露光装置は、真
空チャンバ内に、収束電子ビームを出射して試料に対し
て電子ビーム露光を行う電子ビーム放射部と、被露光対
象である試料を設置する回転ステージと、回転ステージ
を直動させる直動ステージとを配設した電子ビーム露光
装置において、電子ビームを回転ステージの回転方向又
は回転方向と逆方向に回転速度に同調させて偏向させる
偏向部を設けたものであり、上記露光方法を実施してそ
の効果を奏することができる。

【００１３】上記偏向部に対する偏向入力信号は、鋸波
状信号であっても、正弦波信号であってもよい。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の電子ビーム露光装
置の一実施形態について、図１、図２を参照して説明す
る。

【００１５】本実施形態の電子ビーム露光装置の全体構
成を示す図１において、１は露光を行うところの真空チ
ャンバ、２は真空チャンバ１の上部に配設されて収束電
子ビームを照射する電子ビームカラムである。３は露光
を行う試料であるディスク５を設置して回転させる回転
ステージで、スピンドルモータ３ａにて回転駆動され
る。回転ステージ３は電子ビームカラム２の下部に配設
されている。スピンドルモータ３ａは直動１軸のＸステ
ージ４上に配設されている。また、電子ビームカラム２
の下部には、試料５に対して照射される電子ビームを回
転ステージ３の回転方向又はその逆方向に偏向させる偏
向部６が配設されている。

【００１６】電子ビームカラム２から照射される電子ビ
ームはブランキング制御部７によりオンオフ制御が行わ
れ、偏向部６は偏向制御部８によって回転速度に同調し
て偏向制御を行い、回転ステージ３はスピンドルモータ
ドライバ９で回転制御され、Ｘステージ４はＸステージ
ドライバ１０にて制御される。

【００１７】以上の構成において、ディスク５に対して
露光を行う際には、回転ステージ３の上に露光のための
ディスク５を置き、回転と同時にＸステージ４をディス
ク５の半径方向に微動させ、電子ビームカラム２より電
子ビームを照射することにより、ディスク５上にスパイ
ラル状のパターンが形成される。

【００１８】図２に、パターン形成時の電子ビームの偏
向制御を示す。図２（ｂ）に示すような描画ピットパタ
ーンを形成するための露光に際して、ディスク５は回転
ステージ３で常に回転しているため、このピットパター
ンが時間軸上で次々に移動する。その時、電子ビームが
固定されていると、ピットのあるところとないところ
で、電子ビームをオンオフすることになるが、図２
（ｃ）に示すように、鋸波状の信号を入力して電子ビー
ムの偏向制御を行うことにより、図２（ａ）に示すよう
に、電子ビームが偏向され、回転する試料のピット位置
を追いかけるように電子ビームが照射されるので、１つ
のピットに対する照射時間が長くなる。従って、１ピッ
トに対する電子ビームの照射時間を同じとすると、電子
ビームを偏向しない場合に比べて回転速度を速くでき、
従って露光作業時間にかかる時間が短縮される。

【００１９】例えば、ディスク５の１トラックにピット
が等間隔で並んでいる場合、従来１つのピットの露光時
間が１μｓとすると、本実施形態によればこのピットに
対して２μｓの間露光が可能となり、従ってディスクの
回転数を２倍にしても、このピットの露光時間を１μｓ
とすることができるため、デイスク全体の露光作業時間
は１／２となる。あるいは、ピットがＴに対してスペー
スが３Ｔであるようなパターンでは、露光時間を４Ｔと
することができるので、回転数は４倍すなわちディスク
全体の露光作業時間は１／４となる。この露光作業時間
の短縮効果は当然ピットパターンに依存することになる
が、いずれにしろ描画時間の短縮効果は大きい。

【００２０】以上の説明では、偏向制御入力電圧として
鋸波状信号を用いた例を示したが、図３に示すように、
正弦波信号を用いてもよい。この場合、図３（ｃ）に示
すように、偏向制御の入力電圧に正弦波を使うことによ
り、図３（ｂ）のピットパターンに対して、図３（ａ）
のように、電子ビームの偏向はピットの中心部に集まる
ように偏向し、それによってピットの端部ではビーム密
度が低くなるようになる。

【００２１】したがって、こうして露光された試料のレ
ジストを現像すると、露光量の違いによりピットの端部
が急峻にならずになだらかな形状となる。光ディスク原
盤の作成をこのようにして行うことにより、その原盤で
ディスクのプレスを行う場合に、プレスの抜けが良くな
る。

【００２２】なお、偏向制御入力に正弦波を使う場合に
は、図３（ｄ）に示すように、正弦波の逆の傾斜部の少
なくとも一部では電子ビームのブランキング制御が必要
である。

【００２３】

【発明の効果】本発明の電子ビーム露光方法及び装置に
よれば、以上の説明から明らかなように、被露光対象で
ある試料を連続回転させながら収束電子ビームを出射し
て試料に対して電子ビーム露光を行う電子ビーム露光に
おいて、回転方向又は回転方向と逆方向に回転速度に同
調させて電子ビームを偏向させ、回転方向のパターンの
露光を行うので、電子ビームのオンオフではなく、電子
ビームの偏向制御でパターンの露光を行うことにより、
全体の露光作業時間を短縮して生産性を向上できる。

【００２４】また、電子ビームの偏向制御を鋸波状信号
にて行うと、それだけでもパターンを形成できる。

【００２５】また、電子ビームを正弦波信号にて偏向さ
せるとともに、正弦波信号の逆方向傾斜部の少なくとも
一部では電子ビームをブランキング制御してパターンを
形成すると、パターンの端部でビーム密度を低くでき、
その結果露光量の違いにより現像後のピットパターンの
端部が急峻にならず、ディスクプレス時のプレスの抜け
を良くできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の電子ビーム露光装置の概
略構成図である。

【図２】同実施形態の露光方法における、（ａ）電子ビ
ーム偏向角と、（ｂ）描画ピットパターンと、（ｃ）電
子ビーム偏向制御入力電圧のタイミングチャートであ
る。

【図３】同実施形態の他の露光方法における、（ａ）電
子ビーム偏向角と、（ｂ）描画ピットパターンと、
（ｃ）電子ビーム偏向制御入力電圧と、（ｄ）ブランキ
ングのタイミングチャートである。

【図４】光ディスクのピットパターンの説明図である。

【図５】従来例の電子ビーム露光装置におけるピットパ
ターンと電子ビームのオンオフのタイミングチャートで
ある。

【符号の説明】

１真空チャンバ２電子ビームカラム３回転ステージ４Ｘステージ５ディスク（試料）６偏向部７ブランキング制御部８偏向制御部９スピンドルモータ制御部１０Ｘステージ制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被露光対象である試料を連続回転させな
がら収束電子ビームを出射し、試料に対して電子ビーム
露光を行う電子ビーム露光方法において、回転方向又は
回転方向と逆方向に回転速度に同調させて電子ビームを
偏向させ、回転方向のパターンの露光を行うことを特徴
とする電子ビーム露光方法。
【請求項２】電子ビームを鋸波状信号にて偏向させる
ことを特徴とする請求項１記載の電子ビーム露光方法。
【請求項３】電子ビームを正弦波信号にて偏向させる
とともに、正弦波信号の逆方向傾斜部の少なくとも一部
では電子ビームをブランキング制御することを特徴とす
る請求項１記載の電子ビーム露光方法。
【請求項４】真空チャンバ内に、収束電子ビームを出
射して試料に対して電子ビーム露光を行う電子ビーム放
射部と、被露光対象である試料を設置する回転ステージ
と、回転ステージを直動させる直動ステージとを配設し
た電子ビーム露光装置において、電子ビームを回転ステ
ージの回転方向又は回転方向と逆方向に回転速度に同調
させて偏向させる偏向部を設けたことを特徴とする電子
ビーム露光装置。
【請求項５】偏向部に対する偏向入力信号が鋸波状信
号から成ることを特徴とする請求項４記載の電子ビーム
露光装置。
【請求項６】偏向部に対する偏向入力信号が正弦波信
号から成ることを特徴とする請求項４記載の電子ビーム
露光装置。