JP2002260296A - 電子ビーム照射装置及び電子ビーム照射方法 - Google Patents
電子ビーム照射装置及び電子ビーム照射方法Info
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Abstract
電子ビーム照射装置において、原盤1に対応した電子ビ
ームのフォーカス合わせを容易かつ正確に行なえるよう
にし、高精度な記録を可能とする。 【解決手段】 原盤1が支持される支持機構部2のスラ
イドテーブル6上に、原盤1のすぐ横に位置してフォー
カス合わせステージ30を設ける。記録を行なうときに
は、先ずフォーカス合わせステージ30に電子ビームを
照射してそのフォーカスを合わせ、その後に原盤1に電
子ビームを照射して記録を行なうようにする。
Description
原盤記録に用いられる電子ビーム照射装置及び電子ビー
ム照射方法に関する。
一層の高密度化が求められており、これを実現するため
には記録ピットをより微細に形成する必要がある。この
ため光ディスクの原盤の作製においては、従前のレーザ
ー光よりもさらに微細なピットを形成できる電子ビーム
を原盤に照射して記録を行なう装置が提案されている。
う装置では、高精度な記録を可能とするため、原盤に対
応して電子ビームのフォーカスを正確に合わせる必要が
ある。従来、この電子ビームのフォーカスを合わせる手
段を備えた電子ビーム照射装置としては、図6に示すよ
うなものがある。
テーブル41が反転機構42によって回転可能に設けら
れており、この反転テーブル41の一端側にモーター4
3が固定され、このモーター43の回転軸に取り付けら
れた回転テーブル44上に原盤45が載置されてこの原
盤45に電子ビーム照射手段46から電子ビームを照射
して記録を行なうものである。
41の他端部即ち反転テーブル41の回転中心を挟んで
回転テーブル44と反対側の端部に、電子ビームのフォ
ーカスを合わせるためのフォーカス合わせステージ47
が設けられている。このフォーカス合わせステージ47
は、その上面が回転テーブル44に載置される原盤45
と同一の高さに設定されており、原盤45に記録を行な
うときには先ずこのフォーカス合わせステージ47を電
子ビーム照射手段46に対応させた状態でこのフォーカ
ス合わせステージ47の上面に電子ビームを照射して電
子ビーム照射手段46で電子ビームのフォーカス合わせ
を行ない、その後に反転機構42によって反転テーブル
41を180°回転(反転)させて原盤45を電子ビー
ム照射手段46に対応させた状態で原盤45に電子ビー
ムを照射して記録を行なうようにする。
うに構成される従来の電子ビーム照射装置では、次のよ
うな課題がある。即ちこの従来装置は、原盤とフォーカ
ス合わせステージを反転して移動させる構造であるた
め、原盤とフォーカス合わせステージとの間の距離が大
きく両者を正確に同一の高さに維持することは難しい。
従ってこの従来装置では、電子ビームのフォーカスを原
盤に対応して正確に合わせることが困難であり、高精度
な記録の実現には疑問があった。
のとして本発明は、電子ビームが照射される原盤(被照
射体)を回転及び径方向に移動可能に支持するスライド
テーブルを有する支持機構部と、原盤上を部分的に真空
状態にして電子ビームを照射する電子ビーム照射手段
と、を有して構成される電子ビーム照射装置において、
電子ビームのフォーカスを合わせるためのフォーカス合
わせステージを、支持機構部のスライドテーブル上の原
盤に隣接する位置に固定的に配置してなるものである。
を行なう前にフォーカスステージに電子ビームを照射し
て電子ビームのフォーカス合わせを行ない、その後にス
ライドテーブルを原盤の電子ビーム照射開始位置まで移
動させて原盤に電子ビームを照射して記録を行なう。こ
のとき本発明の電子ビーム照射装置では、原盤とフォー
カス合わせステージとの間の距離が短かいので、フォー
カス合わせステージを原盤に合わせる精度の上で有利で
あり、このため電子ビームのフォーカスを正確に合わせ
ることができ、高精度な記録が可能となる。
の実施の形態例について詳述する。ここでは光ディスク
の原盤記録に用いる電子ビーム照射装置を例示してあ
り、この装置は図1に示す如く、電子銃16から出射さ
れる電子ビームbを被照射体であるディスク原盤1に照
射して信号の記録(信号パターンの記録ピットの形成)
を行なうものである。ここで電子ビームの照射には真空
環境が必要であるが、特にこの装置では電子ビームを照
射する部分のみを真空状態とし、それ以外の部分は大気
中に置く部分真空方式が採用されている。
支持機構部2について説明する。装置の基台3上にはガ
イドレール4が水平に配置されてその左右両端部が固定
部5a,5bで固定されており、このガイドレール4に
スライドテーブル6が左右の脚部7a,7bに設けられ
た軸受8によって移動可能に支持されている。ここで軸
受8としては、静圧空気式軸受を用いることにより、ス
ライドテーブル6の移動時の摩擦抵抗が極端に少ない高
精度な移動機構を実現することができる。
の回転手段であるモーター9が固定されており、このモ
ーター9の回転軸に取り付けられた回転テーブル10に
原盤1が水平に載置支持されるようになっている。
ピンドルモーターが用いられており、制御回路からの制
御信号に基いてこのモーター9が駆動されることによっ
て回転テーブル10と一体に原盤1が回転されるもので
ある。ここでこのモーター9は、回転軸の軸受に静圧空
気式軸受を用いることにより、回転時の摩擦抵抗による
負荷が少なくなって応答性のよい高精度な回転機構を実
現することができる。
ル10に固定保持するチャッキング手段としては、真空
吸着方式が採用されている。
には、スライドテーブル6の移動手段であるモーター1
1が配置されている。このスライドテーブル移動用のモ
ーター11には電磁駆動型のリニアモーターが用いられ
ており、即ちこれは基台3側の固定子11aとスライド
テーブル6側の移動子11bとの間に例えばボイスコイ
ル型の磁気回路が構成されてなるもので、制御回路から
の制御信号に基いてこのモーター11が駆動されること
によってスライドテーブル6がガイドレール4に沿って
水平に移動し、これと一体に原盤1がその径方向に移動
される構造となっている。
に対しその上方には、原盤1上を部分的に真空状態にし
て電子ビームを照射する電子ビーム照射手段13が固定
配置されている。14は原盤1の上方で懸架支持されて
いる真空チャンバーで、この真空チャンバー14の内部
に電子ビームコラム15が配置され、この電子ビームコ
ラム15の上流の電子ビーム励起源である電子銃16か
ら電子ビームbが出射される。
ャンバー14には真空ポンプによりなる排気手段が連結
されており、この排気手段によって真空チャンバー14
の内部を吸引することで電子ビームコラム15内が電子
ビームの照射に支障のない程度の真空度(1×10
-4〔Pa〕程度)に保たれるようになっている。
ーム出口には伸縮連結機構17を介して静圧浮上パッド
18が取り付けられており、この静圧浮上パッド18が
原盤1に対し5μm程度の僅かな隙間をもって非接触で
浮上し、その状態で電子銃16から出射された電子ビー
ムbが静圧浮上パッド18の中心部の電子ビーム通路を
通って原盤1に照射される。
示す。この静電浮上パッド18は、その中心部に電子ビ
ームbが通る電子ビーム通路19を有する例えば金属製
のブロック20により構成される。このブロック20は
ベローズ状の伸縮連結機構17によって真空チャンバー
14の下端の固定部14aに気密的に連結されており、
この伸縮連結機構17の伸縮によりブロック20は原盤
1に厚さムラや回転ぶれ等があってもそれに追従して確
実に5μm程度の隙間を維持できるようになっている。
引きよせる力を発生させる手段としてブロック20に
は、原盤1との対向面に開口する第1の吸引溝21及び
第2の吸引溝22が電子ビーム通路19を中心とする同
心円状に形成されている。
には夫々排気管23と24を介して排気手段が連結され
ており、この排気手段によって第1の吸引溝21と第2
の吸引溝22から排気即ち気体の吸引が行なわれる如く
なされている。
れ、この場合、電子ビーム通路19に近い吸引溝ほど高
い真空度に排気できる真空ポンプを連結する。即ち、電
子ビーム通路19に近い第1の吸引溝21には例えば1
×10-1〔Pa〕程度の真空度が得られる真空ポンプを
連結し、これより外側の第2の吸引溝22には5×10
3 〔Pa〕程度の真空度が得られる真空ポンプを連結す
る。
2の外側において原盤1との対向面に露出する通気体2
5が埋め込まれている。この通気体25は通気性を有す
る多孔質の材料を用いて電子ビーム通路19を中心とす
るリング状に形成されており、この通気体25の裏側に
おいてブロック20の内部には気体の流路26が形成さ
れている。
手段が連結されており、この給気手段から流路26に例
えば5×105 〔Pa〕程度の圧縮気体(正圧)が供給
され、これが通気体25から噴出されるようになってい
る。
を原盤1の上に載せた状態で各排気手段及び給気手段を
作動させると、通気体25から噴出される気体によって
静圧浮上パッド18が原盤1から僅かに浮き上がり、同
時に第1及び第2の吸引溝21及び22から気体が吸引
されて溝内が負圧となることによって静圧浮上パッド1
8が原盤1に吸い付くように作用し、このため静圧浮上
パッド18は原盤1に対し5μm程度の隙間dを保ちな
がら非接触で浮上する状態となるので、原盤1の回転に
は支障がない。
は、その周囲に形成されている第1及び第2の吸引溝2
1及び22で吸引されることにより電子ビーム通路19
に至ることが回避され、この場合、通気体25からの気
体は先ず第2の吸引溝22で吸引され、さらに第1の吸
引溝21で吸引されることになり、ここで第1の吸引溝
21での吸引力は第2の吸引溝22より強くなっている
ため、静圧浮上パッド18の中心部にいくほど真空度を
高くでき、これによって真空チャンバー14の内部即ち
電子ビームコラム15内を電子ビームの照射に支障のな
い程度の真空度(1×10-4〔Pa〕程度)に保つこと
ができるものである。
盤1上の一部分を真空にした状態で原盤1に電子ビーム
bが照射され、同時に支持機構部2のモーター9の駆動
により原盤1が回転されると共にモーター11の駆動に
よって原盤1が径方向に移動されることで所定のトラッ
クに記録が行なわれる。
では、電子ビームを照射する部分のみを真空とする部分
真空方式を採用したことにより、大きな空間の真空保持
を必要とせず、このため大型の排気手段(真空ポンプ)
の使用を回避でき、小型で廉価に装置を構成することが
できる。
ては、高精度の記録を可能とするために、原盤に対応し
て電子ビームのフォーカスを正確に合わせる必要があ
る。この電子ビームのフォーカスを合わせるための手段
として特に本例の電子ビーム照射装置では、図1に示す
如く原盤1を支持する支持機構部2のスライドテーブル
6の上にフォーカス合わせステージ30を固定的に配置
してある。
ライドテーブル6の上で回転テーブル10に載置される
原盤1に対しスライドテーブル6の移動方向に僅かの隙
間をもって隣接する位置、即ち本例では原盤1のすぐ右
横となる位置に固定されているもので、その上面が電子
ビーム照射面となされており、この電子ビーム照射面に
は電子ビームのフォーカス合わせに用いる微細な模様が
形成されている。この模様としては、図3に示すような
格子状のパターンが好適に用いられる。
は、電子ビーム照射面の高さを調整するための高さ調整
手段が設けられている。この高さ調整手段としては、気
体あるいは流体による圧力を利用した伸縮機構や、ピエ
ゾ素子の通電による伸縮を利用した伸縮機構等が考えら
れるが、特に前者の場合はフォーカス合わせステージ内
での電磁場の発生がなく電子ビームの照射に悪影響を与
えないので、好適に採用することができる。
フォーカス合わせステージ30は密閉状のドラム型ベロ
ーズ31によりなり、このベローズ31はその周面の可
撓部31aにおいて上下方向に伸縮する構造となされて
いる。そしてこのベローズ31には導管32を介して外
部の加圧手段(ポンプ等)が連結されており、この加圧
手段から気体あるいは流体による圧力がベローズ31の
内部に供給されることによってベローズ31が伸縮し、
フォーカス合わせステージ30の高さ調整が行なわれる
ものである。
わせステージの例であり、即ちこの例のフォーカス合わ
せステージ30は、電子ビームが照射される上面板30
aを3角状に配置した3個のベローズ31で支持する構
造となっている。この3個のベローズ31には夫々独立
して加圧手段から気体あるいは流体による圧力が供給さ
れるようになっており、この3個のベローズ31に夫々
供給される圧力に差を持たせて各ベローズ31の伸縮率
を変えることで上面板30aをあらゆる方向に傾斜させ
ることができ、これによってフォーカス合わせステージ
30の傾斜調整をも可能としたものである。
は、支持機構部2の原盤1及びフォーカス合わせステー
ジ30に対応して電子ビーム照射手段13側に測定手段
33が設けられている。
わせステージ30の高さを測定するためのもので、これ
が電子ビーム照射手段13の真空チャンバー14の外壁
面に固定されている。この測定手段としては、静電容量
型センサー、エアーマイクロメーター、レーザー測定器
等の高精度測定器が使用される。
のフォーカス合わせ手段を備えた本例の電子ビーム照射
装置における動作の流れを説明する。
の駆動によってスライドテーブル6を図1において左側
に移動させ、そこで原盤1を回転テーブル10の上にセ
ットし、チャッキング手段によって固定する。尚、ここ
で本例の電子ビーム照射装置は部分真空方式であるた
め、原盤のチャッキング手段として真空吸着方式を用い
ることができるので、原盤1の平面度を維持し易い。
せながら測定手段33によって原盤1の上面の高さを測
定し、それからスライドテーブル6を左方向に移動させ
て測定手段33でフォーカス合わせステージ30の高さ
を測定しながらフォーカス合わせステージ30の高さを
原盤1の上面と同じ高さになるように調整する。
に移動させてフォーカス合わせステージ30を電子ビー
ム照射部に対応させ、そこでフォーカス合わせステージ
30に電子ビームを照射して電子ビームのフォーカスを
合わせる。
は、電子ビーム照射手段13の電子銃16に接続される
モニターを見ながら行なうものであり、即ちこのモニタ
ーにはフォーカス合わせステージ30の電子ビーム照射
面に形成された格子パターン等の微細な模様(図3参
照)が映し出され、作業者はこの模様を見ながらそのフ
ォーカスが合うように電子銃16を調整する。
した後、スライドテーブル6を原盤の電子ビーム照射開
始位置まで移動させ、そこで電子ビームの照射による記
録を開始する。この場合、電子ビームの照射と同時にモ
ーター9の駆動により原盤1が回転されると共にモータ
ー11の駆動により原盤1が径方向に移動されることで
所定のトラックに記録が行なわれる。
テーブル6を左側に移動させ、そこで回転テーブル10
における真空吸着による原盤1の固定を解除して原盤1
を取り出すようにする。
は、電子ビームのフォーカス合わせを容易に行なうこと
ができる。そして特にこの電子ビーム照射装置において
は、電子ビームのフォーカス合わせを行なうフォーカス
合わせステージ30はスライドテーブル6上の原盤1の
すぐ横に配置してあり、原盤1との間の距離が短かいた
め、フォーカス合わせステージ30を原盤1と同一の高
さに合わせる精度の上で有利である。従ってこの電子ビ
ーム照射装置では、電子ビームのフォーカスを原盤1に
対応してより正確に合わせることができ、高精度な記録
が可能となるものである。
説明したが、本発明はこの例に限ることなく他にも種々
の実施の形態を採り得るものであることは言うまでもな
い。
子ビームを照射する部分のみを真空状態とする部分真空
方式の電子ビーム照射装置において、被照射体が支持さ
れるスライドテーブル上の被照射体と隣接する位置にフ
ォーカス合わせステージを設けたことにより、被照射体
に対応した電子ビームのフォーカス合わせを容易かつ正
確に行なうことができ、その結果高精度な記録を実現で
きるものである。
照射装置を示す正面図である。
ドの構造を示す縦断面図である。
ターンを示す図である。
図である。
す図で、(A)は平面図、(B)は側面図である。
ライドテーブル、13‥‥電子ビーム照射手段、14‥
‥真空チャンバー、15‥‥電子ビームコラム、16‥
‥電子銃、18‥‥静圧浮上パッド、30‥‥フォーカ
ス合わせステージ、31‥‥ベローズ、33‥‥測定手
段
Claims (6)
- 【請求項1】 電子ビームが照射される被照射体を回転
及び径方向に移動可能に支持するスライドテーブルを有
する支持機構部と、 上記被照射体上を部分的に真空状態にして電子ビームを
照射する電子ビーム照射手段と、 を有して構成される電子ビーム照射装置において、 電子ビームのフォーカスを合わせるためのフォーカス合
わせステージを、上記支持機構部のスライドテーブル上
の上記被照射体に隣接する位置に固定的に配置したこと
を特徴とする電子ビーム照射装置。 - 【請求項2】 上記フォーカス合わせステージの電子ビ
ーム照射面には格子パターンの微細模様が形成されてい
ることを特徴とする請求項1に記載の電子ビーム照射装
置。 - 【請求項3】 上記フォーカス合わせステージには、上
記被照射体の厚みに合わせて電子ビーム照射面の高さを
調整する高さ調整手段が設けられていることを特徴とす
る請求項1に記載の電子ビーム照射装置。 - 【請求項4】 上記高さ調整手段には、気体あるいは流
体による圧力を利用して伸縮する伸縮機構が用いられて
いることを特徴とする請求項3に記載の電子ビーム照射
装置。 - 【請求項5】 上記電子ビーム照射手段側に、上記被照
射体と上記フォーカス合わせステージの高さを測定する
測定手段が設けられていることを特徴とする請求項1に
記載の電子ビーム照射装置。 - 【請求項6】 電子ビームが照射される被照射体を回転
及び径方向に移動可能に支持するスライドテーブルを有
する支持機構部と、 上記被照射体上を部分的に真空状態にして電子ビームを
照射する電子ビーム照射手段と、 を有して構成される電子ビーム照射装置を用い、 上記支持機構部のスライドテーブル上の上記被照射体に
隣接する位置に固定的に配置されたフォーカス合わせス
テージに電子ビームを照射して電子ビームのフォーカス
を合わせ、その後に上記スライドテーブルを移動させて
上記被照射体に電子ビームを照射するようにした電子ビ
ーム照射方法。
Priority Applications (3)
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JP2001054741A JP2002260296A (ja) | 2001-02-28 | 2001-02-28 | 電子ビーム照射装置及び電子ビーム照射方法 |
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