JP2003045369A - 電子線描画装置における基板固定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ガラス基板に高精度で電子線描画を行うための
ガラス基板の平坦度を維持した状態でのホルダへの固定
方法を提供すること。 【解決手段】ガラス基板の下面に粘弾性体であるＯリン
グを配置し、この粘弾性体によってガラス基板固定のた
めの押圧力を発生させる。この押圧力によってガラス基
板に曲げモーメント等による歪変形が発生しないように
するために、上記のＯリングは、上記ガラス基板を上方
より押圧する押さえ板に設けられた押圧基準面の直下位
置に設ける。そして、上記押圧力の大きさは、上記粘弾
性体のつぶし代で決定する。つぶし代の大きさの調節
は、厚さの異なるスペーサを交換使用することにより行
う。その際、スペーサの取出しを容易にするためにＯリ
ング溝に隣接接続して取出用の溝を設けておく。 【効果】基板固定構造を簡素化でき、コストの低減およ
び描画時のガラス基板の歪変形を少なくすることが可能
となり、高精度な電子線描画が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子線描画装置を
用いた光ディスク原盤の作成技術に係わり、電子線描画
装置の移動ステージ上に光ディスク原盤となるべきガラ
ス基板を固定するための基板ホルダにおける基板固定方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は、ガラス基板上にパターンを描画
するための電子線描画装置の一例を示す概略図である。
ガラス基板１を搭載したホルダ２をステージ３上に配置
する。ステージ３は２段積みに構成され、各段が互いに
直角方向に直線移動する。ガラス基板１の上部には鏡筒
４が配置されており、内部に電子源５から出た電子線６
を細く絞るための電子光学系７が配置されている。鏡筒
４の下方には細く絞った電子線８をガラス基板1上で平
面的にスキャンするための偏向器９が配置されている。
鏡筒４はステージ３を内部に収めたチャンバー１０の上
蓋１１に取り付けられた構造であり、鏡筒４およびチャ
ンバー１０の内部は真空排気系１２で排気可能となって
いる。チャンバー１０の一方の側面には、ガラス基板１
を搭載したホルダ２をステージ３上にロードロックする
ためのガラス基板導入室１３が設けられている。ガラス
基板導入室１３とチャンバー１０との間は、ゲートバル
ブにより仕切れる構造となっている。チャンバー１０の
反対側の側面にはステージ３の駆動モータ１４が取り付
けられている。

【０００３】この電子線描画装置を用いてのパターン描
画は次のようにして行う。ステージ３上のガラス基板１
の位置はその近傍に配置したレーザ測長系により計測す
る。ステージ３の移動によりガラス基板１の位置を移動
させつつ、細く絞った電子線８をガラス基板１上のレジ
スト塗布面に走査しながら照射して、所定のパターンを
描画する。この時、サブμｍオーダの微小移動は電子線
８の偏向走査によって達成する。予め決められたステー
ジ移動と電子線走査との連携動作によりガラス基板１上
に所定のパターンを描画する。

【０００４】ところで、ステージ３上のガラス基板１が
電子線８に対し相対移動する場合、ガラス基板１の描画
面はステージ３の移動に伴って数μｍの上下動を行う。
この描画面の上下動は、ガラス基板１の曲がり（湾曲）
とステージ３の移動に際してのステージ３自体の上下動
が主な原因となって生じる。ステージ３の上下動は、ピ
ッチング精度，ローリング精度として計測される。ピッ
チング誤差は回転方向に対して進行方向の面内で微小回
転する誤差で、この回転誤差によってステージ３の上下
移動が起こる。同様に進行方向と直角方向の面内で微小
回転するローリングによってもステージ３の上下方向で
の位置変動が発生する。

【０００５】また、この上下方向の移動誤差には、ガラ
ス基板１をホルダ２上に固定する際にその加圧力の不均
一性が原因となってガラス基板１が変形を起こすことに
より生じる誤差分も含まれる。変形したガラス基板１を
搭載してステージ３の移動を行うとき、この移動誤差を
取り去るために、常に基板面の上下方向位置をモニタす
るための高さ検出器が、チャンバー１０の上蓋１１内に
内蔵されている。この高さ検出器はμｍオーダの精度で
ガラス基板１の描画面の高さ位置を測定する。この計測
した高さ位置を電子光学系７にフィードバックして、描
画面の高さ位置変動に応じて電子線焦点面の高さ方向位
置の補正を行って高精度描画を実現している。このと
き、ステージ３の移動に伴う描画面の上下方向変移が小
さければ、補正量が少なく高精度な描画が可能となる。
このステージ３の移動に伴う描画面の上下方向変移は、
ホルダ２上にガラス基板１を固定保持する際の基板保持
構造に依存する。

【０００６】例えば、特願平４−１９５１３９号公報に
開示されている基板固定方法を図４に示す。この方法で
は、ガラス基板１の下面を板バネ１５で押し付けて、ホ
ルダ２の押さえ板１６の基準面１７にガラス基板１の描
画面２９を押し付ける構造を採用している。板バネ１５
は、図５に平面形状を示すように、円形のガラス基板１
に対し、その対角線上に配置さいる。この構造でガラス
基板１を基準面１７に押し付けた場合、図７に示すよう
に、ガラス基板１８の中央部が凸面形状に変形する。こ
の変形量は、ガラス基板１８の厚み及び板バネ１５の押
し付け力で変化するが、通常では数十μｍオーダの量と
なる。この変形は、ガラス基板１を十字形状の板バネ１
５によって不均一に押圧していることが原因である。こ
の不均一な押圧力によってガラス基板１５に曲げモーメ
ントが加わり、結果としてガラス基板１５が凸面形状に
変形させているのである。なお、基板に対するモーメン
トの加わり方によっては、逆にガラス基板１５の中央部
が凹面形状に変形することもある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術にお
いては、ホルダ２上にガラス基板１を固定保持する際の
板バネ１５の不均一な加圧力によってガラス基板１が変
形し、描画面２９の平面精度が低下して、描画精度を劣
化させると云う問題が発生していた。特に、図７に示す
ようにガラス基板１の中央部が凸面形状に変形する問題
があった。また、描画位置精度を上げるためには、ホル
ダ２の平坦度を確保して上記の変形歪みを低減する必要
があるが、それには製作費や製作時間等が膨大になると
いう問題もあった。

【０００８】従って、本発明の目的は、基板に対して歪
み変形を生じさせることなくして、基板ホルダ上に基板
を固定保持させることのできる基板固定方法を提供する
ことにある。

【０００９】本発明の他の目的は、基板ホルダ上に基板
を固定保持することによって生じる基板描画面の平坦度
低下を防止し、もって、高精度の描画を可能ならしめる
ことのできる電子線描画装置を提供することにある。

【００１０】本発明の他の目的は、ホルダ上への基板固
定構造を簡略化し、もって描画装置全体を低価格化する
ことのできる基板固定方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明においては、描画面を有するガラス基板を粘
弾性体を介して基板ホルダ上に押圧固定する基板固定構
造を採用している。

【００１２】すなわち、本発明においては、基板ホルダ
上に載置されたガラス基板の下側に粘弾性体を配置し、
この粘弾性体上に上記ガラス基板を押圧することによ
り、上記基板ホルダ上に上記ガラス基板を固定保持する
基板固定構造を採用している。上記ガラス基板は、上記
押さえ板の押圧基準面と上記粘弾性体との間に挟み込ま
れて固定保持される。また、上記押さえ板の押圧基準面
と上記粘弾性体とは、両者間に挟み込まれた上記ガラス
基板に対して曲げモーメントによる変形を生じさせるこ
との無いような相対位置関係にて配置される。そのため
には、上記粘弾性体は、上記押さえ板の押圧基準面の直
下位置に対応配置されるのが望ましい。上記押圧基準面
による押圧力と上記粘弾性体の変形反発力とが上下方向
に互いに対向し合って上記ガラス基板を均等に押圧保持
するように構成するのが望ましい。

【００１３】上記の粘弾性体としては、例えば、粘弾性
を有するゴム材からなるＯリングを用いることができ、
これによって上記Ｏリングの全周にわたって均等な押圧
力を得ることができる。このように、基板ホルダ上への
ガラス基板の固定保持のための押圧力として、粘弾性体
の変形反発力を利用することにより、曲げモーメント等
を生じさせることの無い均等な押圧力を確保することが
できる。それにより、基板描画面の歪変形の発生を抑
え、もって、描画に際しての基板移動に伴う基板描画面
の上下方向位置変動を押さえて、描画精度を向上させる
ことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明による実施の形態につき、
以下に、実施例を挙げ、図面を参照して詳細に説明す
る。

【００１５】図１は、本発明による基板固定方法を説明
するための図であり、ガラス基板１とホルダ２の部分の
断面構造を示している。

【００１６】ガラス基板１の下面側に粘弾性体であるＯ
リング１９が配置されている。このＯリング１９は、通
常の円形断面形状のものであるが、押圧されて楕円断面
形状に変形されており、この変形により加圧力を発生し
ている。

【００１７】Ｏリング１９の配置位置は、ホルダ２の押
さえ板１６に設けられた基準面１７の下側であって、上
記したＯリング１９の形状変形による加圧力がガラス基
板１の中央部２０と端部２１との間に何らの変形も与え
ないような位置に設定されている。すなわち、ガラス基
板１にＯリング１９の変形によって発生する加圧力によ
って曲げモーメントが加わらないような配置構造となっ
ている。このように、押さえ板１６による押圧によって
ガラス基板１に曲げモーメントを加えない構造であるた
め、ガラス基板１の中央部が上方に膨らんだ凸面形状
や、ガラス基板１の中央部が下方に沈んだ凹面形状には
なり難い。

【００１８】また、ガラス基板１を固定保持しているホ
ルダ２は、Ｏリング１９と押さえ板１６の基準面１７以
外にはガラス基板１との接触部を有しない構造として、
上記したＯリング１９の形状変形により発生する加圧力
以外の他の外力がガラス基板１に加わらないようにして
ある。

【００１９】Ｏリング１９による発生加圧力は、使用す
るＯリング１９の直径（リング径）と材質とにより決定
できる。例えば、ショア硬さが９０で，リング径１００
ｍｍのＯリングを用い、つぶし代（Ｏリング断面直径の
縮小変形割合）が５％で使用したならば、約３ｋｇの加
圧力を得ることが可能となる。

【００２０】なお、Ｏリング１９による発生加圧力の制
御は、上記のつぶし代を変化させることによって行う。
このつぶし代のコントロールは、Ｏリング１９を嵌め込
んであるＯリング溝３１の溝深さ寸法を変化させて行
う。すなわち、大きな加圧力を得るためには、Ｏリング
１９のつぶし代を大きくすればよい。そして、Ｏリング
１９のつぶし代を大きくするには、Ｏリング１９を嵌め
込んであるＯリング溝をより浅くすればよい。図１に
は、Ｏリング溝３１内のＯリング１９の下側に挿入配置
したスペーサ３１の厚みを変えることによって、上記し
たつぶし代をコントロールする例を示してある。なお、
図１には、Ｏリング溝３１内からＯリングやスペーサを
取り出す際の便宜のために、それらの取出用溝３２が設
けられている様子も示してしてある。なお、図８に、ホ
ルダ２上に設けられたＯリング溝及びＯリング取出用溝
３２の部分の平面図を示してある。

【００２１】上記の場合、Ｏリング１９とガラス基板１
下面との間の隙間は円形Ｏリングの円周方向全体にわた
り均等であるものとする。ガラス基板１が円形状の場合
は、円形Ｏリング１９と同形状であるため、特に基板変
形の少ない構造とすることが可能となる。すなわち、Ｏ
リング１９の直上方位置においてガラス基板１の上面
（描画面）とホルダ２の基準面１７とが接触するように
配置構成すれば、ガラス基板１に曲げモーメントが加わ
ることが無くなり、ガラス基板１の変形を効果的に防止
することが可能となる。

【００２２】また、ガラス基板１が四角形状の場合で
も、ホルダ２の基準面１７に対応した位置にＯリング１
９を配置しておけば、上記と同様に、ガラス基板１に曲
げ応力が加わらないため、基板面の変形を小さく抑える
ことが可能である。すなわち、この場合は、Ｏリング溝
３１を四角形状の溝とし、これに合わせてＯリング１９
も四角形状に配置する。

【００２３】なお、上記実施例では、Ｏリング１９の断
面形状が円形状のものについて説明したが、角形状のも
のであっても何ら差し支えない。また、通常オイルシー
ルに用いられている断面形状がＫ字形状をした粘弾性体
であっても差し支えない。

【００２４】図２に、基板ホルダ２２を電子線描画装置
内の移動台２３上に取り付けた状況を示す。左右から回
転ベアリング２４でホルダ２２を押さえ込んで固定する
構造となっている。なお、ホルダ２２の左右側面にはＶ
字形状のガイド溝が設けられており、このガイド溝内に
回転ベアリング２４のＶ字状の外周部を嵌め込むことに
よって、ホルダ２２を前後方向（紙面に対して垂直方
向）ガイドできる構造となっている。また、図には示さ
れていないが、これと同様のガイド構造を用いてホルダ
２２を図の上下方向に移動可能に保持することも可能で
ある。移動台２３上からホルダ２２をロード・アンロー
ドする場合に、この回転ベアリング２４による案内機構
が有効に働く。なお、図示されてはいないが、描画時に
ホルダ２２を移動台２３上に固定（静止）させるための
ブレーキ機構が設けられていることは云うまでもない。

【００２５】図３に、ホルダ２２上に保持されたガラス
基板１上面（描画面）２９への電子線描画の状態を示
す。ステージ３が図の左右方向に直進移動可能なよう
に、駆動装置（モータ）２８により回転駆動されるネジ
２７によってネジ送りされる構造となっている。

【００２６】ホルダ２２が搭載される移動ステージ３上
には描画高さ位置に測長用のレーザ光２６が当たるミラ
ー２５を配置して、アッベ誤差が小さくなる位置を計測
している。ガラス基板１の上部から電子線８が鏡筒４内
の電子光学系を経由して照射される。図では、電子線８
は光軸に対し斜めに照射されており、偏向走査されてい
る状態を示している。なお、これら図３図示の全ての構
成部分は、電子線描画装置のチャンバー１０内に収めら
れて、真空環境下におかれている。ホルダ２２は、ステ
ージ３上で着脱可能な構造になっている。この構造にお
いても、同様にガラス基板１の下方に配置したＯリング
１９がガラス基板１に曲げモーメントを加えないような
配置構成が採られている。

【００２７】なお、図３に図示の実施例では、ステージ
３をネジ送り移動させる方式としたが、最近では半導体
技術の進歩によって制御技術が飛躍的に発達し、直進モ
ータによるダイレクト移動方式が使用され始めている。
また、同様に摩擦車を用いたダイレクトドライブ回転モ
ータと共に使用する摩擦駆動方式による直進移動台、こ
れとは別に圧電素子の微小移動を用いた超音波モータも
直進移動の駆動源装置として有効なものとなりつつあ
る。これらのどのようなタイプの移動ステージにおいて
も本発明によるガラス基板１のホルダ２への固定方法は
有効に採用され得る。

【００２８】さらに、Ｏリングのつぶし代の調整方法と
して、上記実施例では、Ｏリング溝３１に厚さ選択可能
なスペーサ３０を交換挿入する方式を採用しているが、
このＯリング溝３１に挿入するＯリング１９やスペーサ
３０の取出しを容易に行い得るようにするために、図８
に示したような取出用溝３２を付加することも効果的で
ある。また、上記実施例では、被描画基板としてガラス
基板を用いる例につき説明したが、それに代えてセラミ
ック基板を用いる場合でも、全く同様の効果が得られ
る。

【００２９】

【発明の効果】本発明の基板固定方法によれば、ホルダ
に固定したガラス基板の平坦度の向上が可能となり、描
画時に必要な描画面の高さ方向補正量を小さくすること
ができるので、高精度な描画が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるガラス基板ホルダの固定方法を説
明するための図である。

【図２】本発明によるガラス基板ホルダを移動ステージ
上に搭載した状態を示す図である。

【図３】本発明によるガラス基板ホルダを電子線描画装
置の移動ステージ上に搭載した状態を示す図である。

【図４】従来技術による基板ホルダの断面構造を示す図
である。

【図５】従来技術による基板ホルダの平面構造を示す図
である。

【図６】電子線描画装置の一構成例を示す概略図であ
る。

【図７】従来の基板固定方法におけるガラス基板の曲が
り変形の発生の様子を説明するための図である。

【図８】本発明による基板固定方法における基板固定構
造を示す平面図である。

【符号の説明】 １：ガラス基板， ２：ホルダ，
３：移動ステージ，４：鏡筒， ５：電
子源， ６：電子線，７：電子光学系，
８：電子線， ９：偏向器，１０：チ
ャンバー， １１：上蓋， １２：真
空排気系，１３：ロードロック室， １４：駆動系，
１５：板バネ，１６：押さえ板，
１７：基準面， １８；ガラス基板，１９：Ｏ
リング， ２０：基板中央部， ２１：基
板外周部，２２：ホルダ， ２３：移動ステ
ージ， ２４：ベアリング，２５：ミラー，
２６：レーザ光， ２７：ネジ，２８：モー
タ， ２９：描画面， ３０：スペ
ーサ，３１：Ｏリング溝， ３２：取出用溝。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C001 AA01 CC06 5C034 BB06 5D121 BB21 BB38 JJ02 5F031 CA02 CA05 HA25 HA28 HA29 LA07 LA12 MA27 5F056 AA02 EA15

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】移動ステージ上に搭載された基板ホルダ上
   に被描画基板を固定保持して、上記移動ステージにより
   上記被描画基板を移動させつつ上記被描画基板上に電子
   線を偏向走査しながら照射して、上記被描画基板上にパ
   ターンを描画する電子線描画装置における上記基板ホル
   ダ上への上記被描画基板の固定方法であって、上記基板
   ホルダ上に載置された上記被描画基板の下側に粘弾性体
   を配置し、該粘弾性体上に上記基板ホルダに付設された
   基板押圧部材を用いて上記被描画基板を押圧固定する基
   板固定構造を採用し、上記基板押圧部材の基板押圧基準
   面の直下位置に上記粘弾性体を対応配置するとともに、
   上記基板ホルダに設けられた上記粘弾性体を挿入配置す
   るための溝の内部にスペーサを挿入配置し、かつ、上記
   溝に隣接して該溝内に挿入配置された上記スペーサの取
   出しを容易にするための取出用溝を設けておくことを特
   徴とする電子線描画装置における基板固定方法。
2. 【請求項２】上記粘弾性体がＯリングであることを特徴
   とする請求項１に記載の電子線描画装置における基板固
   定方法。
3. 【請求項３】上記被描画基板が、ガラスまたはセラミッ
   クからなっていることを特徴とする請求項１または２に
   記載の電子線描画装置における基板固定方法。
4. 【請求項４】上記被描画基板の形状が円板形状であり、
   上記Ｏリングを挿入配置するための溝の溝形状が円形状
   であることを特徴とする請求項２に記載の電子線描画装
   置における基板固定方法。