JP2002222749A

JP2002222749A - 電子ビーム照射方法と電子ビーム照射装置

Info

Publication number: JP2002222749A
Application number: JP2001014876A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Aki; 祐一安芸; Masanobu Yamamoto; 眞伸山本
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-01-23
Filing date: 2001-01-23
Publication date: 2002-08-09

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】電子ビームの散乱を効果的に回避し、しかも
大掛かりな真空チェンバを設けることを回避することが
できるようにし、安定した電子ビーム照射を行うことが
できるようにする。【解決手段】電子ビームの被照射体の支持体４と、先
端に電子ビーム出射孔５を有するヘッド部６には、電子
ビームの被照射体に対し所要の微小間隙をもって浮上さ
せると共に、電子ビーム出射孔５と上記電子ビームの被
照射体３との間の、電子ビーム通路部に限定的に真空空
間を形成するための非接触真空シール部を構成する差動
静圧浮上手段２２が設けられる。そして、筒状壁部の軸
方向に伸縮する伸縮機構によって構成し、電子ビーム出
射孔５の近傍と被照射体３との間隔を、正確に狭小間隔
に設定できるようにして、この部分における真空度をよ
り高めることができるようにして、電子ビーム通路の安
定化を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば感光性レジ
ストに対する電子ビーム照射によってパターン露光、そ
の他電子ビームの照射を行う場合に適用することのでき
る電子ビーム照射方法と電子ビーム照射装置に係わる。

【０００２】

【従来の技術】情報記録としての情報ピット、あるいは
例えばトラック案内溝となるグルーブなどの微細凹凸が
形成される光ディスク等の情報記録媒体においては、そ
の微細凹凸を有する樹脂基板の作製は、射出成形あるい
はいわゆる２Ｐ法（Photopolymerization 法) 等によっ
て形成される。

【０００３】これらの基板作製のための、射出成形、あ
るいは２Ｐ法に用いるスタンパの原盤作製は、例えばガ
ラス基板上に形成したフォトレジスト層に対してパター
ン露光がなされ、これを現像することによって微細凹凸
を形成して構成する。そして、この原盤上に例えばニッ
ケルメッキがなされ、このメッキ層を剥離してスタン
パ、あるいはスタンパを得るためのマスタスタンパもし
くはマザースタンパ等の形成がなされる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
情報記録媒体において、より一層の高密度化が求めら
れ、これに応じて、上述した原盤の微細凹凸パターン
も、より微細化が求められている。このため、例えば上
述した原盤作製におけるフォトレジスト層に対する露光
パターンも、より微細化が要求され、このフォトレジス
トに対する露光は、従前において一般的に用いられてい
たレーザ光照射における光学的限界から、より微細スポ
ットの絞り込みに対応できる電子ビーム照射への移行が
盛んである。

【０００５】一方、上述したフォトレジストに対する電
子ビーム露光装置をはじめとする例えば走査型電子顕微
鏡（ＳＥＭ）や、電子ビームを用いた各種蒸着装置等に
おける電子ビーム照射装置においては、その電子ビーム
の経路中に気体分子が存在すると、これによって電子が
散乱されてしまい、微小ビームスポットへの絞り込みを
阻害する。このことから、電子ビーム照射装置において
は、１０^-3Ｐａ以上例えば１０^-5Ｐａ程度以上の高真空
度に保持することが必要となる。

【０００６】通常、上述した電子ビーム照射装置におい
ては、そのシステム全体を、真空雰囲気中に置く場合が
殆どであり、内容積の大きな真空チャンバーや、大容積
を排気可能な、きわめて高価な高真空と高排気速度を持
つ排気系、例えばイオンポンプ、クライオポンプ等の設
置、更に前段にロードロック室が必要とされてくる。し
たがって、電子ビーム照射装置は、これに付帯する真空
装置等によって、全体がきわめて大型化され、大重量
化、設置場所、設備が大掛かりとなり、装置に係わる高
価格化と、これに伴うコスト高を来す。また、ワークす
なわち電子ビーム照射体の対象物交換の毎度に高真空が
破壊されることから、再び高真空度化するために要する
時間が大きくなっていわゆるタクトタイムが長くなる。

【０００７】本発明においては、上述したフォトレジス
トに対するパターン露光をはじめとして、ＳＥＭそのほ
か、各種電子ビーム照射装置を具備する装置における、
その電子ビーム照射装置の簡易化、小型軽量化、これに
伴う設置場所の占有空間の縮小、タクトタイムの短縮化
を図る。更に、本発明においては、上述した諸問題の改
善を図ると共に、より装置の安定化を図る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による電子ビーム
照射方法は、電子ビームの被照射体に対し、電子ビーム
照射を行う電子ビーム照射方法にあって、被照射体に対
する電子ビーム照射に先立って電子ビームの出射孔と被
照射体との間隔を、電子ビームの出射孔と被照射体とが
接触するおそれがない程度で接近させる工程と、その
後、電子ビームの出射孔と被照射体との間隙を測定しな
がら、その測定情報に基いて差動静圧浮上によって、電
子ビームの出射孔と被照射体とを接近させて電子ビーム
照射において設定すべき最終的小間隔とする工程と、そ
の後、被照射体に対し、電子ビーム照射を行う。

【０００９】本発明による電子ビーム照射装置は、電子
ビームの被照射体の支持体と、先端に電子ビーム出射孔
を有する電子ビーム通路が形成されたヘッド部とを有し
て成り、そのヘッド部には、電子ビームの被照射体に対
し所要の微小間隙をもって浮上させると共に、電子ビー
ム出射孔と電子ビームの被照射体との間の、電子ビーム
通路部に限定的に真空空間を形成するための非接触真空
シール部を構成する差動静圧浮上手段が設けられる。そ
して、そのヘッド部の電子ビーム通路を構成する筒状壁
部の軸方向に関する少なくとも一部を、筒状壁部を軸方
向に伸縮する伸縮機構によって構成する。この伸縮機構
は、外部からの信号もしくはエネルギーの供給によっ
て、上述した軸方向伸縮がなされる構成とするものであ
る。

【００１０】上述したように、本発明においては、電子
ビームの出射孔を有するヘッド部に、その電子ビーム出
射孔の周囲を、非接触真空シールすることによって、電
子ビーム出射孔から電子ビームの被照射体に向かう電子
ビームの飛翔通路に限定的に真空空間を形成するように
したことから、此処における真空化は、容易に、高真空
度に保持できる。

【００１１】ところで、この構成において、電子ビーム
出射孔と被照射体との間の電子ビーム通路、すなわち電
子ビーム出射孔から電子ビームの被照射体に向かう電子
ビームの飛翔通路において、より安定して高い真空度化
を達成し易くするには、ヘッド部と被照射体との間隔
を、より狭小にすることが望ましいが、このような狭小
化を図る場合、ヘッド部の被照射体との対向面が被照射
体と接触して、被照射体の例えばフォトレジスト層の表
面を損傷するなどの不都合が生じる。このような、不都
合を回避するには、ヘッド部の被照射体との対向面を極
めて高い平坦度、高い表面性を必要とし、超精密加工が
要求されることになる。

【００１２】これに対し、本発明方法によれば、一旦電
子ビームの出射孔と電子ビームの被照射体との間隔を両
者が接触するおそれがない程度の、最終的に設定する間
隔より大なる間隔に設定し、これより、両者の間隔を測
定しながら、最終的に設定する小間隔に設定するもので
あり、この小間隔の設定は、差動浮上静圧によって行う
ので、後述するように、小間隔の設定を円滑に、かつ後
述するように、電子ビームの通路を限定的に高真空に設
定して電子ビーム照射を行うことができるものである。

【００１３】そして、本発明装置においては、電子ビー
ム通路に、軸方向に伸縮する伸縮機構を設けることによ
ってその電子ビーム出射孔を有する先端面と被照射体と
の対向面との間隔を微小制御する構成としたことによっ
て、上述した電子ビームの飛翔通路の限定された真空空
間に関する被照射体との間隔を限定的に狭小間隔にする
ことができる。したがって、ヘッド部の他部、すなわち
外周部における被照射体との対向面の加工を超高精度化
する必要性を回避できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明方法と、これに用いる本発
明による電子ビーム照射装置の一実施形態を説明する。
この実施形態においては、例えば光ディスク製造用スタ
ンパの原盤作製において、例えばガラス基板上に塗布さ
れたフォトレジスト層に対する電子ビーム描画によるパ
ターン露光を行う場合に適用したものであり、図１は、
この場合の一例の概略構成図を示し、図２は、その要部
の概略断面図を示し、図３は、その電子ビーム照射ヘッ
ド部の正面図を示す。しかしながら、本発明はこのよう
な露光方法および装置に限定されるものではなく、走査
型電子顕微鏡、電子ビーム衝撃による蒸着装置等におけ
る電子ビーム照射装置に適用することができるなど、こ
の実施形態およびこの例に限定されるものではない。

【００１５】この電子ビーム照射装置においては、図１
に示すように、いわゆる電子ビームコラム１と、電子ビ
ーム２が照射される被照射体３を支持する支持体４と、
被電子ビーム照射体３に対して微小間隔ｄをもって対向
し、被照射体３に電子ビーム２を照射する電子ビーム出
射孔５を有する電子ビーム照射ヘッド部６とを有して成
る。

【００１６】電子ビームコラム１は、例えば電子銃１１
と、これより放出された電子ビーム２を収束するコンデ
ンサ電子レンズ１２と、電子ビーム変調手段１３と、中
央にアパーチャ１４を有する制限板１５と、偏向手段１
６と、フォーカス調整手段１７と、対物電子レンズ１８
とを有する。

【００１７】電子ビーム変調手段１３は、例えば相対向
する偏向電極板より成り、これら間に所要の電圧を印加
することによって電子ビーム２を偏向して、制限板１５
のアパーチャ１４を透過させたり、アパーチャ１４外に
向けて偏向することによって制限板１５によって遮断す
るオン・オフ変調を行うようになされている。

【００１８】また、偏向手段１６は、これによって電子
ビームを、被電子ビーム照射体において例えば往復微小
移動させるいわゆるウォブリングさせるための偏向を行
う。この偏向手段１６も、例えば相対向する偏向電極板
より成り、これら電極間にウォブリング信号を入力す
る。

【００１９】また、フォーカス調整手段１７と、対物電
子レンズ１８は、それぞれ例えば電磁コイルより構成さ
れて、これらフォーカス調整手段１７および対物電子レ
ンズ１８によって、電子ビーム２が、電子ビーム照射ヘ
ッド６の電子ビーム出射孔５を通じて、被電子ビーム照
射体３上にフォーカシングされるようになされている。
この場合、フォーカス調整手段１７には、例えばフォー
カシングサーボ信号が印加される。

【００２０】また、電子ビームコラム１は、例えば低真
空対応走査型電子顕微鏡で用いられているコラムのよう
に、電子ビームの発射側では、幾分低真空度とされるも
のの、電子銃１１側で高真空度する真空度に勾配を有す
る構成とすることもでき、この場合には、より安定して
電子ビーム照射を行うことができる。

【００２１】一方、電子ビーム照射ヘッド部６は、例え
ば図２および図３に示すように、電子ビーム出射孔５に
連通する電子ビーム通路２０を有する例えばセラミック
もしくは金属より成るブロック２１を有してなる。ま
た、ヘッド部６を構成するブロック２１には、電子ビー
ムの被照射体３との対向面に開口する１つ以上、この例
においては、第１および第２のリング状気体吸引溝６１
および６２が、電子ビーム出射孔５を中心としてその周
囲に同心的に形成される。

【００２２】そして、ブロック２１の、第１および第２
のリング状気体吸引溝６１および６２の外周に、電子ビ
ーム照射ヘッド６の差動静圧浮上手段２２、すなわちい
わゆる静圧軸受が設けられる。ブロック２１、すなわち
電子ビーム照射ヘッド部６は、電子ビームコラム１の固
定部４０に、ベローズ等の伸縮結合機構４１によって連
結されて、この伸縮結合機構４１の伸縮によって電子ビ
ーム照射ヘッド部６が、矢印ａに示す軸心方向に移動可
能に保持される。

【００２３】そして、この電子ビーム照射ヘッド部６が
移動可能にされたことによって、電子ビーム照射ヘッド
部６と電子ビームの被照射体３との間隔が、後述するよ
うに静圧浮上手段２２の動作によって常時例えば電子ビ
ームの被照射体３の厚さむら等に依存することなく一定
の間隔に保持できるようになされる。この場合、この伸
縮結合機構４１内は気密的に構成され、かつこの伸縮結
合機構４１内を通じて、電子ビームコラム１からの電子
ビーム２が、何ら阻害されることなく、電子ビーム通路
２０に通ずるようになされる。

【００２４】そして、例えば電子ビーム通路２０、第１
および第２の気体吸引溝６１および６２に、それぞれ排
気手段すなわち真空ポンプを連結する。この場合、電子
ビーム通路２０に連結する排気手段５０は、高い真空度
が得られる、例えばクライオポンプ、ターボ分子ポン
プ、イオンスパッタポンプ等の例えば１０^-8 [Pa] の真
空能力を有する排気手段５０を用い、電子ビーム通路２
０を１×１０^-4 [Pa] 程度に真空引きする。そして、中
心側、すなわち電子ビーム出射孔５に近接する気体吸引
溝ほど高い真空度に排気ができる排気手段を連結する。
すなわち、第１の気体吸引溝６１には、例えば１×１０
^-1 [Pa] 程度の真空度に、第２の気体吸引溝６２には、
例えば５×１０³ [Pa] 程度の真空度が得られる排気手
段５１および５２を連結する。

【００２５】また、差動静圧浮上手段２２すなわち静圧
軸受は、電子ビームの被照射体３との対向部にリング状
に構成される。例えば、ブロック２１の電子ビームの被
照射体３との対向面に開口し、外側の気体吸引溝、図示
の例では第２の気体吸引溝６２の更に外周に、電子ビー
ム出射孔５を中心とするリング状に形成される。この差
動静圧浮上手段２２は、例えば上述したリング状の圧縮
気体供給路２２ａと、この開口を埋込むように配置した
通気パッド２２ｂが配置された構成とし得る。

【００２６】差動静圧浮上手段２２への気体は、例えば
窒素（Ｎ）もしくは不活性ガスで軽量原子のヘリウム
（Ｈｅ），ネオン（Ｎｅ），アルゴン（Ａｒ）を用いる
ことが望ましい。このガスは、後述するように、電子ビ
ーム通路２０に入り込むことはないが、不測の事態が生
じて、この気体が電子ビーム通路２０に入り込んだ場合
においても、電子銃１１の電子放出カソード材を劣化さ
せることがないようにすることが望ましい。また、通気
パッド２２ｂは、静圧軸受面積当たりの負荷容量が大き
く、剛性が高くとれる金属、カーボン、セラミック等の
多孔質体パッドによることが望ましい。

【００２７】そして、特に本発明構成においては、ヘッ
ド部６の電子ビーム通路２０を構成する筒状壁部２０ｃ
の軸方向に関する少なくとも一部を、筒状壁部の軸方向
に伸縮する伸縮機構１００によって構成する。この伸縮
機構１００は、外部からの信号もしくはエネルギーの供
給によって、上述した軸方向伸縮がなされる構成を有す
る。また、この伸縮機構１００は、筒状壁部２０ｃ間に
溶接、融着、ろう付け等によって接合配置することがで
きる。

【００２８】この伸縮機構１００は、電気信号の入力に
よって厚さを変更することができる構成の、例えば圧電
素子を用いたアクチュエータ望ましくは複数の圧電素子
が積層された例えば中空円筒型の積層型圧電アクチュエ
ータによって構成することができる。また、ヘッド部６
において、その第１のリング状気体吸引溝６１によって
囲まれた中心部、すなわち電子ビーム通路２０の、電子
ビーム出射孔５が開口する、被照射体３との対向面に、
この対向面と被照射体３との間隔ｄ₀が、伸縮機構１０
０に対する入力信号によって微調整できる構成とされ
る。また、この伸縮機構１００は、図２で示すように、
電子ビーム通路２０の中間部や、非照射体３との対向部
側先端もしくは後端に配置することもできる。

【００２９】また、この電子ビーム通路の先端の、被照
射体３と対向する対向面には、この対向面と被照射体３
との間隙ｄ₀を測定ないしは検出する変位センサ１０１
が配置される。この変位センサ１０１は、周知の構造に
よる例えば静電容量検出によって、間隙測定を行うこと
のできる構成によるセンサを用いることができる。そし
て、この変位センサ１０１には、電子ビームの通過を阻
止することがないように、上述した電子ビーム出射孔５
と同軸上に穿設された電子ビームの透過孔が穿設された
リング状構成とすることができる。

【００３０】そして、この変位センサ１０１からの検出
信号によって、伸縮機構１００例えば積層型圧電アクチ
ュエータの伸縮制御がなされる。また、あるいは、この
制御と共に、差動静圧浮上手段２０の制御がなされる。
このようにして、電子ビーム通路の先端の被照射体３と
の対向面と被照射体３との間隔ｄ₀が、この対向面以外
の静圧浮上手段によるヘッド部６と被照射体３との間隔
ｄより小に選定調整される。

【００３１】上述の電子ビーム照射ヘッド部６におい
て、各部の寸法を例示すると、例えば電子ビーム出射孔
５の直径は２００μｍ〜１ｍｍ程度、電子ビーム出射孔
５の中心から第１のリング状気体吸引溝６１までの距離
Ｄ₁は約２．５ｍｍ、第１のリング状気体吸引溝６１の
幅Ｗ₁は４ｍｍ〜５ｍｍ程度、第１および第２のリング
状気体吸引溝６１および６２間の間隔Ｄ₂は約２ｍｍ、
第２のリング状気体吸引溝６２の幅Ｗ₂は約２ｍｍ、第
２のリング状気体吸引溝６２と静圧浮上手段２２との間
の間隔Ｄ₃は約２ｍｍ、静圧浮上手段２２の幅Ｗ₃は５
ｍｍ〜１０ｍｍ程度、静圧浮上手段２２からブロック２
１の周面まで距離（幅）Ｄ₄は約２ｍｍ程度に選定する
ことができる。

【００３２】そして、図示しないが、例えば電子ビーム
コラム１との連結側端部近傍、あるいは電子ビーム照射
ヘッド部６の電子ビームコラム１との連結側端部近傍等
に、電子ビーム通路を開閉するゲートバルブを設け得
る。

【００３３】一方、電子ビームの被照射体３の支持体４
は、例えば真空チャック、あるいは静電チャックによる
吸着手段２３を有するターンテーブル構成とする。そし
て、このターンテーブルは、スピンドル軸２４によっ
て、電子ビームの被照射体３の板面の中心軸を中心に回
転することができるようになされると共に、矢印ｂに示
すように、回転中心軸と直交する面に沿う直線方向に移
動できる構成とする。この回転および直線移動によっ
て、電子ビームの被照射体３の照射面が、電子ビーム２
に対して移行し、電子ビーム２が電子ビームの被照射体
３の照射面に対して、スパイラル状あるいは同心円上に
走査することができるようになされる。

【００３４】そして、この直線方向の移動を行う駆動手
段としては、電子ビームへの影響を回避するように、磁
気フリー駆動が可能な超音波リニアモータ、磁気シール
ド型ボイスコイルモータ等を用いることが望ましい。ま
た、この駆動は、１０ナノメートル以下の分解能を持つ
リニアスケールからのフィードバック制御による駆動を
行うようにすることが望ましい。

【００３５】また、スピンドル軸２４は、静圧空気軸受
によって軸受けされた構成とすることが望ましく、この
ようにして、滑らかな回転ができるようにして、回転
（速度）精度を高めることができ、電子ビーム２の照射
パターン精度を向上させることができる。

【００３６】また、このスピンドルの駆動モータについ
ても、電子ビームに影響を与えることがないように、駆
動部が磁気シールドされたブラシレスモータを用いて、
直接回転駆動構成とすることが望ましい。

【００３７】電子ビームの被照射体３は、例えば図４Ａ
に示すように、全体として高い平板性と、表面平滑性に
すぐれた基板３１上に、レジスト３２が塗布されて成
る。例えば記録媒体製造用原盤を構成する場合は、ガラ
ス基板、石英基板、シリコンウエハー等の基板３１にフ
ォトレジスト３２が形成される。そして、このレジスト
３２に対して、上述した本発明による電子ビーム照射装
置からの電子ビーム２をパターン照射することによっ
て、その後のレジスト３２に対する現像によってパター
ン化できる潜像を形成する。

【００３８】上述の本発明装置を用いて、本発明方法に
よって、電子ビームの被照射体３に電子ビームの描画を
行う場合について説明する。先ず、支持体４上すなわち
ターンテーブル上に電子ビームの被照射体３を載置し、
吸着手段２３によって吸着保持する。伸縮機構１００
は、所定状態に固定した状態で、電子ビーム照射ヘッド
部６を、電子ビームの被照射体３の電子ビーム照射面、
すなわちレジストの塗布面に近づける。また、このと
き、静圧浮上手段２２は動作状態とされて通気パッド２
２ｂから気体噴出がなされた状態にあるが、第１および
第２のリング状気体吸引溝６１および６２においては、
気体吸引動作を行わない状態として置く。このようにし
て、静圧浮上手段２２からの噴出気体が、電子ビームの
被照射体３の電子ビーム照射面に吹きつけられることに
よって、電子ビーム照射ヘッド部６が、この照射面に衝
突ないしは接触することが回避された状態で、電子ビー
ム照射ヘッド部６を、電子ビームの被照射体３の電子ビ
ーム照射面に対し、その間隔が、上述した間隔ｄより大
とするか、これに近い粗調整状態で接近させる。

【００３９】この状態で、第１および第２のリング状気
体吸引溝６１および６２の吸引動作、すなわち真空排気
の調整を行って、静圧浮上手段２２による正の気体圧力
と、第１および第２のリング状気体吸引溝６１および６
２による負の圧力の差動によって間隔ｄが所定の間隔、
例えば１０μｍとなるように設定する。更に、変位セン
サ１０１によってこの電子ビーム通路２０の先端と被照
射体３との間隔を検出（測定）して、その検出出力を伸
縮機構１００に入力して、この伸縮機構１００によっ
て、通路２０を伸縮制御して、他部の間隔ｄより狭小の
所定の間隔ｄ₀に設定する。この間隔ｄ₀は、非照射体
３の表面の平坦性に依存するものの、例えば３μｍ以
下、好ましくは０．５μｍ以下とする。

【００４０】また、この場合、変位センサ１０１の検出
出力によって、ヘッド部６の移動を自動制御して、例え
ば間隔ｄの選定を行い、続いて、上述した間隔ｄ₀の選
定を行う構成とすることもできる

【００４１】そして、リング状気体吸引溝６１および６
２の真空度が、所定の値まで上がった後、電子ビームコ
ラム１等に設けたゲートバルブを開け、電子ビーム出射
孔５から電子ビーム２を電子ビームの被照射体３上に照
射する。

【００４２】そして、電子ビームの被照射体３の回転お
よび直線移行を行うことにより、電子ビーム２を、電子
ビームの被照射体３上に、すなわちレジストに、スパイ
ラル状あるいは円上の軌跡をもって照射する。このとき
目的とする電子ビームの照射パターンに応じた変調信号
を電子ビーム変調手段１３に印加することによって、電
子ビームをオン・オフして目的とする照射パターンをス
パイラル状あるいは円上に形成する。そして、このと
き、この軌跡をウォブリングさせる場合には、上述した
偏向手段１６に、所要のウォブリング信号を印加するこ
とによって、所望の電子ビームウォブリングを行うこと
ができる。

【００４３】このとき、電子ビームの被照射体３に対す
る電子ビーム出射孔５に連通する電子ビームの通路２０
が排気手段５０によって排気されて真空状態にあり、一
方、静圧浮上手段２２から気体噴出がなされているが、
両者間すなわち電子ビーム出射孔５の周囲には、リング
状気体吸引溝６１および６２が形成されていることか
ら、この気体が、これらリング状気体吸引溝６１および
６２によって吸引され、電子ビーム出射孔５に至ること
が回避される。すなわち、静圧浮上手段２２からの気体
は、まず、第２のリング状気体吸引溝６２によって多く
が吸収されるが、更に上述の構成では、第１のリング状
気体吸引溝６１で吸収される。そして、このとき、電子
ビーム照射ヘッド部６と、電子ビームの被照射体３との
間隔ｄを狭小に選定することによって、第２のリング状
気体吸引溝６２と第１のリング状気体吸引溝６１との間
の通気コンダクタンスは小さく、更に第２のリング状気
体吸引溝６２と電子ビーム出射孔５との間隔Ｄ₁を必要
に応じて上述したように例えば５ｍｍ程度に大きくして
置くことによって、また第１のリング状気体吸引溝６１
の真空度を大きくしたことによって、これら第２のリン
グ状気体吸引溝６２と電子ビーム出射孔５との間のコン
ダクタンスは、極めて小さくされることから、電子ビー
ム出射孔５へのガス分子が洩れ込みは殆ど回避される。

【００４４】更に、本発明においては、上述したよう
に、電子ビーム出射孔５の先端部と被照射体３との間隔
ｄ₀を、変位センサ１０１によって検出しながら伸縮機
構１００を制御することから、この間隔ｄ₀は、所定の
狭小な間隔例えば３μｍに選定することができることか
ら、この電子ビーム出射孔５の近傍、すなわちこの電子
ビーム出射孔５と被照射体３間の電子ビーム通路の真空
度を高真空度化することができる。

【００４５】そして、この間隔ｄ₀は、常時変位センサ
１０１によって検出して、伸縮機構１０１にフィードバ
ックして制御を行うことから、被照射体３の表面凹凸等
い追従して更に狭小な間隔例えば０．５μｍなどの常時
所定の間隔ｄ₀に保持しつつ電子ビームの照射を行うこ
とができる。したがって、正確な電子ビーム露光等を
行うことができる。

【００４６】このようにして、電子ビーム照射ヘッド部
６の電子ビーム出射孔５の外周に、いわば、差動排気に
よる非接触真空シール部が構成され、これによって囲ま
れた内部の電子ビーム通路を高真空に保持でき、しかも
この電子ビーム出射孔５から導出されて電子ビームの被
照射体３に向かう飛翔通路においても高い真空下に保持
できる。

【００４７】すなわち、上述した電子ビーム照射装置に
おいて、仮に、電子ビーム出射孔５の先端がヘッド先端
と同一面とされ、静圧浮上手段２２の通気パッド２２ｂ
に、ゲージ圧で、０Ｐａから０．５ＭＰａの静圧を供給
した場合、例えばヘッド部６が、間隔ｄにおいて約１０
μｍ浮上するが、この間隔ｄを３μｍ以下にすると、パ
ッド底面の平坦度誤差などの影響によって部分的に被照
射体３との接触の恐れが生じてくる。しかしながら、こ
の間隔を３μｍ程度にすると、電子ビーム出射孔５と被
照射体３との間において、電子ビーム通路の真空度を５
×１０^-4Ｐａから２．５×１０^-4Ｐａとすることができ
る。

【００４８】これに対して、本発明においては、電子ビ
ーム出射孔５における間隔ｄ₀は小にするので、この部
分における真空度を高めることができ、他部の間隔ｄ
は、大とすることができることから、被照射体３との接
触を回避できる。

【００４９】上述した本発明装置を用いて、例えば微細
凹凸パターンを有する記録媒体を、例えば射出成型ある
いは２Ｐ法によって構成するための原盤およびスタンパ
ーを作製する場合を、図４を参照して説明する。先ず図
４Ａに示すように、全体として高い平板性と、表面平滑
性にすぐれた基板３１が用意され、その平滑面に、レジ
スト３２が所要の厚さに均一に塗布される。この基板３
１は、ガラス基板、石英基板、シリコンウエハー等の基
板等によって構成され、レジスト３２は、例えばポジ型
あるいはネガ型のフォトレジストによって構成すること
ができる。

【００５０】このレジスト３２に対して、前述した本発
明装置を用いて、上述した手順によって、目的とする微
細凹凸パターンに対応するパターンに電子ビーム照射を
行い、その後現像処理して電子ビームが照射された部
分、もしくは非照射部分を除去してレジスト３２に微細
パターン７１を形成する。このようにして図４Ｂに示す
ように、レジスト３２の微細パターン７１による微細凹
凸パターンを有する原盤７２を得る。

【００５１】図４Ｃに示すように、この原盤７２上に、
Ｎｉメッキ等を施し、これを原盤７２から剥離して図４
Ｄに示すように、微細凹凸パターン７３を有するスタン
パー７４を作製する。そして、これによって射出成型あ
るいは２Ｐ法等によって図示しないが、微細凹凸パター
ンを有する記録媒体を得る。

【００５２】上述した例では、原盤によってスタンパー
を転写作製した場合であるが、複数のスタンパーを転写
複製するマスタースタンパーを作製することも、またこ
のマスタースタンパーを転写作製するマザースタンパー
を得ることもできる。また、ある場合は、基板３１が記
録媒体自体を構成する基板であってこの上に上述した方
法によってパターン化されたレジスト３２を形成し、こ
れをマスクとして基板に、例えばＲＩＥ（反応性イオン
エッチング）エッチングを行って記録媒体を直接的に形
成することもできるし、同様に、スタンパー、マスター
スタンパー、マザースタンパーを直接的に形成する場合
に適用することもできる。

【００５３】上述したように、本発明においては、電子
ビームの出射孔を有するヘッド部に、その電子ビーム出
射孔の周囲を、非接触真空シールすることによって、電
子ビーム出射孔から電子ビームの被照射体に向かう電子
ビームの飛翔通路に限定的に真空空間を形成するように
したことから、此処における真空化は、容易に、高真空
度に保持でき、また、安定した電子ビーム照射を行うこ
とができる。

【００５４】また、本発明においては、電子ビーム通路
に、軸方向に伸縮する伸縮機構を設けることによってそ
の電子ビーム出射孔を有する先端面と被照射体との対向
面との間隔を微小制御する構成としたことによって、こ
れによって、上述した電子ビームの飛翔通路の限定され
た真空空間に関する被照射体との間隔を限定的に狭小間
隔にすることができる。したがって、ヘッド部の他部、
すなわち外周部における被照射体との対向面の加工を超
高精度化する必要性を回避でき、コストの低廉化を図る
ことができる。

【００５５】尚、上述した本発明装置の例では、排気手
段５０〜５２を設けた場合であるが、共通の排気手段に
よって構成することもできるし、更には図示しないが、
電子ビームコラム１に設けられる排気手段を共用する構
成とすることもできる。そのほか、本発明装置は、図示
の例に限らず、種々の変更を行うことができる。

【００５６】また、上述した例では、主としてレジスト
に対する電子ビームのパターン照射を行う場合に適用す
る電子ビーム照射装置について説明したが、本発明は、
この例に限られるものではなく、電子ビーム照射装置を
具備する各種装置、例えば反射型走査電子顕微鏡等に適
用することもできる。

【００５７】

【発明の効果】上述したように、本発明方法によれば、
一旦電子ビームの出射孔と電子ビームの被照射体との間
隔を両者が接触するおそれがない程度の、最終的に設定
する間隔より大なる間隔に設定し、これより、両者の間
隔を測定しながら、最終的に設定する小間隔に設定する
ものであり、この小間隔の設定は、差動浮上静圧によっ
て行うので、後述するように、小間隔の設定を円滑に、
かつ後述するように、電子ビームの通路を限定的に高真
空に設定して電子ビーム照射を行うことができるもので
ある。

【００５８】また、上述したように本発明装置において
は、差動静圧浮上手段によっていわば真空シールがなさ
れ、電子ビームの飛翔通路部に限定的に高真空度の真空
空間を形成するようにして、他部においては、さほど高
真空度にとすることがない構成としたことによって、シ
ステム全体を、真空雰囲気中に置く場合に比し、大きな
真空チャンバーや、きわめて高価な高真空と高排気速度
を持つ排気系を設置したりする大掛かりな装置を必要と
しない。すなわち、電子ビーム照射装置に付帯する真空
装置等によって、全体がきわめて大型化され、大重量
化、設置場所、設備が大掛かりとなり、高価格化に伴い
コスト高を来す不都合を回避できる。

【００５９】また、電子ビーム照射体の交換に際しての
高真空化に必要とすることに伴うタクトタイムの短縮化
を図ることができる。

【００６０】上述したように、ヘッド部６と被照射体３
との間の電子ビーム通路部において、は狭小間隔ｄ₀と
することによって、この部分における高真空度化を図る
ものの、他部においては、この間隔ｄ₀より大きな間隔
ｄとすることができることから、ヘッド部６の被照射体
３の大部分において、前述したような超精密加工による
平坦度を図ることなく、被照射体３との接触等の問題を
解決できる。したがって、歩留りの向上、安定した電子
ビーム描画等を行うことができる。すなわち、例えば光
ディスク等の原盤作製等のフォトレジストに対するパタ
ーン露光を正確に行うことができ、高記録密度原盤作製
を高精度に、歩留り良く製造することができる。

【００６１】更に、本発明においては、電子ビーム照射
ヘッド部が、差動静圧浮上手段によって浮上されて、電
子ビームの被照射体と所要の距離を保持する構成とした
ことから、被照射体に厚さむらが存在する場合において
もヘッド部との間隔を一定に保持できることから、確実
なパターン描画を行うことができるものである。

【００６２】上述したように、装置の簡略、小型化が図
られ、安定した電子ビームの照射動作、帯電防止等を行
うことができることから、本発明装置によれば、多くの
製品の歩留りの向上、コストの低廉化を図ることができ
るなど、工業的に多くの利益をもたらすことができるも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電子ビーム照射装置の一例の概略
構成図である。

【図２】本発明による電子ビーム照射装置の一例の要部
の概略断面図である。

【図３】本発明による電子ビーム照射装置の一例の電子
ビーム照射ヘッド部の正面図である。

【図４】Ａ〜Ｄは、本発明装置を適用して記録媒体製造
用原盤を製造する製造工程図である。

【符号の説明】

１・・・電子ビームコラム、２・・・電子ビーム、３・
・・電子ビームの被照射体、４・・・電子ビームの被照
射体の支持体、５・・・電子ビーム出射孔、６・・・電
子ビーム照射ヘッド部、１１・・・電子銃、１２・・・
コンデンサ電子レンズ、１３・・・電子ビーム変調手
段、１４・・・アパーチャ、１５・・・制限板、１６・
・・偏向手段、１７・・・フォーカス調整手段、１８・
・・対物電子レンズ、２０・・・電子ビーム通路、２１
・・・ブロック、２２・・・差動静圧浮上手段、２２ａ
・・・リング状圧縮気体供給路、２２ｂ・・・通気パッ
ド、３１・・・基板、３２・・・レジスト、４０・・・
固定部、４１・・・伸縮接合機構、５０，５１，５２・
・・排気手段、５３・・・圧縮気体供給源、６１・・・
第１のリング状気体吸引溝、６２・・・第２のリング状
気体吸引溝、７１・・・微細パターン、７２・・・原
盤、７３・・・微細凹凸パターン、７４・・・スタンパ
ー、１００・・・伸縮機構、１０１・・・変位センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｊ 37/305 Ｇ０１Ｎ 23/225 // Ｇ０１Ｎ 23/225 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５４１ＬＦターム(参考） 2G001 AA03 BA07 BA14 CA03 FA12 GA01 GA06 JA02 JA03 JA12 JA14 PA11 PA12 PA14 PA30 2H097 AA03 BA01 BA10 CA16 KA38 LA20 5C034 BB06 BB10 5D121 AA02 BB21 BB32 BB38 5F056 CB25 CB40 EA12 EA14 EA16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子ビームの被照射体に対し、電子ビー
ム照射を行う電子ビーム照射方法にあって、上記被照射体に対する電子ビーム照射に先立って上記電
子ビームの出射孔と上記被照射体との間隔を、上記電子
ビームの出射孔と上記被照射体とが接触するおそれがな
い程度で接近させる工程と、その後、上記電子ビームの出射孔と上記被照射体との間
隙を測定しながら、その測定情報に基いて差動静圧浮上
によって、上記電子ビームの出射孔と上記被照射体とを
接近させて電子ビーム照射において設定すべき最終的小
間隔とする工程と、その後、上記被照射体に対し、上記電子ビーム照射を行
うことを特徴とする電子ビーム照射方法。
【請求項２】電子ビームの被照射体の支持体と、先端
に電子ビーム出射孔を有する電子ビーム通路が形成され
たヘッド部とを有して成り、該ヘッド部には、上記電子ビームの被照射体に対し所要
の微小間隙をもって浮上させると共に、上記電子ビーム
出射孔と上記電子ビームの被照射体との間の、電子ビー
ム通路部に限定的に真空空間を形成するための非接触真
空シール部を構成する差動静圧浮上手段が設けられ、上記電子ビーム通路を構成する筒状壁部の軸方向に関す
る少なくとも一部が、外部からの信号もしくはエネルギ
ーの供給によって、上記軸方向に伸縮する伸縮機構によ
って構成されて成ることを特徴とする電子ビーム照射装
置。
【請求項３】上記伸縮機構が、中空円筒型の積層型圧
電アクチュエータより成ることを特徴とする請求項２に
記載の電子ビーム照射装置。
【請求項４】上記ヘッド部の上記電子ビーム通路の先
端の上記被照射体との対向面に、該対向面と上記被照射
体との間隙を測定ないしは検出する変位センサが配置さ
れたことを特徴とする請求項２または３に記載の電子ビ
ーム照射装置。
【請求項５】上記変位センサからの上記間隙の検出信
号によって、上記伸縮機構の伸縮制御がなされることを
特徴とする請求項４に記載の電子ビーム照射装置。
【請求項６】上記変位センサからの上記間隙の検出信
号によって、上記差動静圧浮上手段と、上記伸縮機構と
の伸縮制御を行って上記ヘッド部の上記被照射体との対
向面と上記被照射体との間隔の選定調整と、上記電子ビ
ーム出射孔を有する電子ビーム通路の先端部と上記被照
射体との間隔の選定調整がなされることを特徴とする請
求項４に記載の電子ビーム照射装置。
【請求項７】上記電子ビーム通路の先端の上記被照射
体との対向面と上記被照射体との間隔が、該対向面以外
の上記静圧浮上手段による上記ヘッド部と上記被照射体
との間隔より小に選定調整されるようになされることを
特徴とする請求項２に記載の電子ビーム照射装置。