JP2000315637A - 電子ビーム露光方法及び装置 - Google Patents

電子ビーム露光方法及び装置

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JP2000315637A
JP2000315637A JP11121523A JP12152399A JP2000315637A JP 2000315637 A JP2000315637 A JP 2000315637A JP 11121523 A JP11121523 A JP 11121523A JP 12152399 A JP12152399 A JP 12152399A JP 2000315637 A JP2000315637 A JP 2000315637A
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Japan
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electron beam
exposure
pit
pattern
electronic beam
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Nobuhide Matsuda
信英 松田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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 4 X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 10 Xステージ制御部

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
  3. 【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。
  4. 【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。
  5. 【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。
  6. 【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。
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