JP2003317326A

JP2003317326A - 光ディスク原盤露光装置

Info

Publication number: JP2003317326A
Application number: JP2002113961A
Authority: JP
Inventors: Osamu Mizuta; 治水田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-04-16
Filing date: 2002-04-16
Publication date: 2003-11-07

Abstract

(57)【要約】【課題】電子線を用いて安定して高密度な光ディスク
原盤露光を効率よく実施し得るようにする。【解決手段】露光源に電子ビームを使用して真空チャ
ンバー１１内にレジスト板を回転、移動させるための駆
動ユニットが設置されている光ディスク原盤露光装置に
関し、電子ビームユニットを水平、駆動ユニットも同様
に水平方向に搭載する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク原盤露
光装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来の光ディスク原盤露光装置の
一例を示すもので、図中１は電子銃、２はコンデンサレ
ンズ、３は電子ビーム変調部（電極）、４はアパーチ
ャ、５は電子ビーム偏向部（電極）、６、７はフォーカ
スレンズ、８はターンテーブル、９はスピンドルモー
タ、１０はスライドユニット、１１は真空チャンバー、
１２はロードロック室、１３はレジスト板、１４は定盤
を夫々示している。

【０００３】この種の従来の電子線露光装置において
は、水平に設置したレジスト板１３に垂直に照射させる
ために電子銃ユニットを垂直に配置するようにしてい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
式では、重量物が定盤１４に対して高い位置に配置され
低重心化が図れず振動等に非常に弱い構造となってい
た。そのため、設置環境に特別な基礎を用意する等の振
動対策を別途必要としていた。

【０００５】また、その振動は露光原盤の露光品質にも
影響を及ぼしていた。摩擦駆動装置においては、摩擦ロ
ーラが一定の角度で主軸と接触しているために、主軸の
回転数による送り量（リード）は固定である。

【０００６】この場合、粗微動を行なう時は主軸の回転
数を変化させて粗動（早送り）微動を行なう。しかし、
電子線露光を行なう場合、送りモータによる電磁波の変
動で電子線に影響が起こり適正な露光ができなくなる。

【０００７】また、レジスト板１３を固定する方法とし
て、静電吸着、真空吸着等があるが真空装置内に設置す
ること、回転時の電磁波の影響があることから、機械的
に固定することが望ましいが、その場合には、レジスト
板１３の偏芯による振動が影響しピッチ誤差に影響を及
ぼすことが多くなる。

【０００８】本発明は上述の実情に鑑みてなしたもの
で、従来技術の問題点を解決し、電子線を用いて安定し
て高密度な光ディスク原盤露光を効率よく実施し得るよ
うにすることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、請求項１記載の発明では、露光源に電子ビームを
使用して真空チャンバー内にレジスト板を回転、移動さ
せるための駆動ユニットが設置されている光ディスク原
盤露光装置において、電子ビームユニットを水平、駆動
ユニットも同様に水平方向に搭載したことを最も主要な
特徴とする。

【００１０】請求項２記載の発明では、レジスト板を回
転させるターンテーブルのスピンドル軸受の反対側にレ
ジスト板、ターンテーブルと同質量のバランサが設置さ
れていることを主要な特徴とする。

【００１１】請求項３記載の発明では、バランサ及びタ
ーンテーブルのスピンドルシャフト長は軸受、モータ中
心から同距離に配置され、その重量バランス、モーメン
トバランスの中心が軸受、モータ中心に位置することを
主要な特徴とする。

【００１２】請求項４記載の発明では、バランサ及びタ
ーンテーブルには同心円上の溝を設けてその溝内部に複
数個のバランスウェイトが置いてあり、バランスウェイ
トは溝内部を自由に動くようになっており、ターンテー
ブルが回転時にバランスを取るようにバランスウェイト
が移動し回転時の振動を抑制することを主要な特徴とす
る。

【００１３】請求項５記載の発明では、駆動ユニットは
クロスローラ軸受で支持されており、横方向に移動させ
る手段である送り機構は磁気シールドされた遮蔽構造で
スライダ下部に設置し、定盤内部にあることを主要な特
徴とする。

【００１４】請求項６記載の発明では、ターンテーブル
において固定する冶具チャッキングテーブル、テーブル
押さえを用いてレジスト板をターンテーブルに固定し回
転させることを主要な特徴とする。

【００１５】請求項７記載の発明では、チャッキングテ
ーブルとテーブル押さえはチャッキングテーブルの外周
部、及びテーブル押さえ内周のねじ構造でレジスト板を
両側から圧着固定する構造であることを主要な特徴とす
る。

【００１６】請求項８記載の発明では、チャッキングテ
ーブルはレジスト板面部の反対側に固定用のチャッキン
グ用のリブを設けチャッキングピンで固定、テーパ形状
のハウジングでチャッキングテーブルとターンテーブル
の回転中心を合致させる構造となっていることを主要な
特徴とする。

【００１７】請求項９記載の発明では、横送り駆動ユニ
ットについてその横送り機構にフリクションシャフトと
ローラによる摩擦駆動を用いており、その駆動ユニット
は電子銃ユニットと離れた位置に設置してあることを主
要な特徴とする。

【００１８】請求項１０記載の発明では、摩擦駆動がフ
リクションシャフトに圧着されたローラ、粗微動切替用
ローラ、駆動ローラで構成されており、粗微動ローラに
ついては切替ブロック上に固定されておりその切替ブロ
ックを移動させることで送り速度を切替える構造である
ことを主要な特徴とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照しつつ説明する。図１〜図４は本発明を実施する形
態の一例を示すもので、図５と同一の符号を付した部分
は同一物を表わしている。

【００２０】図１（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、本形態例
の露光装置においては、電子ビームを発生系と発生した
電子ビームを収束させる電子ビームレンズ系による電子
ビームユニットを光源としており、これらのユニットは
真空チャンバー１１内に設置してある。真空チャンバー
１１には予備チャンバーとしてロードロック室１２が真
空チャンバー１１内のターンテーブル８の延長上に配置
された構成となっている。

【００２１】本装置の場合、装置低重心化のために電子
銃ユニットは横水平方向に設置しており定番１４に対し
て非常に低く配置してある。これに伴い真空チャンバー
１１内には露光するレジスト板１３を回転、横移動する
ための駆動系が電子ビームユニットの延長上に位置し、
レジスト板上に収束した電子ビームを照射し、回転移動
することでスパイラル、同心円状の溝を形成する。そし
てこれらの筐体は振動を除去するための定盤１４等に設
置され、外乱振動の影響を防止している。

【００２２】電子ビーム発生系は、電子銃１、コンデン
サレンズ２、電子ビーム変調（電極）３、アパーチャ４
で構成されている。電子銃１から電子ビームが出射され
るとコンデンサレンズ２によって集光される。一対の電
極から構成される電子ビーム変調部３によって発生して
いる電磁場を通過することで変調を行なう。変調手段と
しては、上記の電極によって電界を発生させることで電
子ビームを偏向させる。

【００２３】偏向した電子ビームはアパーチャ４に照射
され、偏向が大きければアパーチャ４による遮断効果で
電子ビームを遮断してレジスト板１３まで到達しないよ
うにして偏向させなければアパーチャ４を通過してレジ
スト板１３に到達するので光変調と同様のＯＮ／ＯＦＦ
変調が可能となる。

【００２４】また、この電子ビームはアパーチャ４によ
りビーム整形も同時に行なわれ電子ビームレンズ系へと
導入される。

【００２５】電子ビームレンズ系ではウォブル溝を形成
するために再度電子ビーム偏向部（電極）５を通過する
ことで電子ビームに偏向角を与えることが可能となる。
もちろん、ウォブル溝を形成しないならここで偏向は行
なわなければよい。その後電子ビームはレジスト板上に
集光、集光スポット径を調整するためのフォーカスレン
ズ６、７によって、フォーカス、スポット径を調整する
ように回転するレジスト板１３の面ブレに追従するよう
に駆動され、レジスト板１３上に集光される。

【００２６】レジスト板１３を回転移動させる駆動系に
ついては、通常の光ディスク原盤露光装置と基本的には
同様の構造だが、電子ビーム露光特有の構成となってい
る。

【００２７】また、その駆動系については、装置の構成
上真空チャンバ１１内に設置する必要があり、コンパク
トな構造となっている。この駆動系は、図２に示す例の
場合、上記のターンテーブル８を回転するためのスピン
ドルモータ９がスライドユニット１０上に設置しており
スライドユニット１０で横移動することでスパイラル、
同心円駆動が可能となる。駆動系においては、極力電子
ビームに与える電磁場の影響を無くすためスピンドルモ
ータ９には磁気シールドを施しており回転モータによっ
て発生する電磁場の影響が電子ビームに影響を与えない
ようにしている。

【００２８】また、スライドユニット１０においても、
クロスローラガイドを用いたことでエアスライドを使用
した場合の真空破壊を防ぎ、エアスライドと同等の高剛
性化を図っている。露光半径位置制御は分解能の高いレ
ーザスケール１９、ディテクタ１８により位置検出から
駆動制御を行い、送りモータ、スピンドルモータ９と同
期制御を行なう。また、これらのスケール（ｅｘ．レー
ザスケール，ｅｔｃ）は横送りユニット１５、固定ベー
ス１７に設置しており、ターンテーブル８の設置環境と
同じ真空チャンバー１１内にあるため大気による空気の
揺らぎ等の影響がなく、安定して正確な測定、駆動制御
が可能となる。

【００２９】スピンドルユニットはレジスト板１３とは
反対方向でスピンドル中心から等距離の位置に同質量の
バランサ１６を配置しており、レジスト板１３回転時の
振動をスピンドル軸の両端から制振させることができ
る。

【００３０】さらに、図２に示す如く、ターンテーブル
８及びバランサ１６内には同心円の溝２０が形成されて
おり、該溝２０内部にはバランスウエイト２１が配置さ
れている。このバランスウエイト２１によりレジスト板
１３回転時に発生するアンバランスをバランスウエイト
２１が自動的に振動を低減する位置に移動し、さらに振
動を抑制する。なお、このバランスウエイト２１がレジ
スト板１３の重量によって複数個配置する。

【００３１】図３（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、レジスト
板１３については、チャッキングテーブル２２、テーブ
ル押さえ２３で固定し、チャッキングテーブル２２をチ
ャッキングピン２４及び固定ピン２５を介してターンテ
ーブル８に固定する構造となっている。このため、真空
装置内で確実にターンテーブル８中心に固定することが
できる。

【００３２】また、レジスト板１３の上下から圧着固定
する構造のためレジスト板１３の厚さは自由に変えるこ
とができる。スピンドルユニット１０を横移動させるユ
ニットはスライドベース下部に設置されフリクションシ
ャフトとローラによる摩擦駆動で行う。

【００３３】図４（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、その構成
はフリクションシャフト２７に圧着されたローラ２８、
それぞれ直径の異なる粗動ローラ２９、微動ローラ３
０、モータにより回転するローラ３２による構成となっ
ている。

【００３４】粗微動の変更を行うに際しては、粗動ロー
ラ２９及び微動ローラ３０が設置されている粗微動切替
ブロック３１を移動するだけでよく、非常にシンプルな
構成となっている。この構造により送りモータを一定回
転で回していても瞬時に送り速度の変更が可能になり、
ロードロック室１２までを高速移動させることができ
る。

【００３５】ロードロック室１２は、ワークであるレジ
スト板１３を真空チャンバー１１内に入れるための予備
室である。通常露光時真空チャンバー１１内は１Ｅ−６
Ｔｏｒｒ以下にする必要があり、レジスト板１３の設
置、取り出し毎に真空チャンバーを大気開放していると
所定の真空圧に到達させるのに多大な時間を要すること
になる。そこで、本原盤露光装置では、予備のロードロ
ック室１２を設けておき、真空チャンバー内１１は常時
１Ｅ−６Ｔｏｒｒ以下に制御して、ワーク投入の際はロ
ードロック室を大気開放してレジスト板１３をロードロ
ック室１２に設置した後ロードロック室１２を真空チャ
ンバー内の真空圧と同等になるまで真空引きを実施して
から隔壁（図示せず）を開きレジスト板１３をターンテ
ーブル８に設置するように搬送する。

【００３６】このように予備のロードロック室１２を設
けることで露光時のレジスト板投入〜露光開始までの時
間を大幅に低減することが可能となる。

【００３７】尚、本発明の光ディスク原盤露光装置は、
上述の形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得るこ
とは勿論である。

【００３８】

【発明の効果】上記した本発明の光ディスク原盤露光装
置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。

【００３９】（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によ
れば、電子銃ユニットを横置きに配置したことで装置全
体の低重心化が図ることができて振動を低減化すること
ができ、また、この構成に伴い、レジスト板も従来の水
平方向ではなく縦方向に配置されてロードロック室から
投入する時も縦に配置されることになるため、ごみ等が
堆積することがなく低欠陥の露光を行うことができる。

【００４０】（ＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明に
よれば、バランサを配置することでレジスト板回転時の
スピンドル振動を抑制し露光品質、特に露光ピッチ変動
を低減することが可能になり、高密度狭トラックピッチ
露光においても安定した露光が可能となる。

【００４１】（ＩＩＩ）本発明の請求項３に記載の発明
によれば、ターンテーブル、バランサの配置によりスピ
ンドル軸中心が振動の中心になるため、回転時に発生す
る非同期の変動を軸受面積の多い水平方向で受けること
で低減することができる。

【００４２】（ＩＶ）本発明の請求項４に記載の発明に
よれば、バランサ及びターンテーブルに同心円上の溝を
設けて、その溝内部に複数個のバランスウェイトが置い
てあり、バランスウェイトは溝内部を自由に動くように
してあるので、ターンテーブルの回転時にバランスを取
るようにバランスウェイトが移動することにより回転時
の振動を抑制することができ、また、ターンテーブル上
に溝を設けているため、バランスウェイトの数を自由に
変えることができ、レジスト板の種類によって、それぞ
れ最適なバランスウェイトを設置することができる。

【００４３】（Ｖ）本発明の請求項５に記載の発明によ
れば、磁気シールドされた駆動ユニットを定盤内部に設
置したことで磁場変動を低減することができて電子銃ユ
ニットから発生する電子ビームに影響を与えることを防
止でき、これにより所望の露光ビームを形成することが
できる。

【００４４】（ＶＩ）本発明の請求項６に記載の発明に
よれば、レジスト板を回転させる手段として固定する冶
具チャッキングテーブル、テーブル押さえを用いてレジ
スト板をターンテーブルに固定して回転させるようにし
ているので、真空室内でレジスト板をターンテーブル中
心に固定することができ、レジスト板偏芯による振動を
低減し得てピッチ誤差に与える影響を低減することがで
きる。

【００４５】（ＶＩＩ）本発明の請求項７に記載の発明
によれば、チャッキングテーブルとテーブル押さえがチ
ャッキングテーブルの外周部、及びテーブル押さえ内周
のねじ構造でレジスト板を両側から圧着固定する構造と
なるので、レジスト板の厚みが自由に選択できるように
なり、例えばｔ＝０．６ｍｍ〜１．２ｍｍガラス、Ｓｉ
ウエハ等を用いた露光が可能となる。

【００４６】（ＶＩＩＩ）本発明の請求項８に記載の発
明によれば、チャッキングテーブルはレジスト板面部の
反対側に固定用のチャッキング用のリブを設けチャッキ
ングピンで固定し、テーパ形状のハウジングでチャッキ
ングテーブルとターンテーブルの回転中心を合致させる
構造となっているので、ロードロック室から確実にター
ンテーブルの中心に設置することが可能となり、ターン
テーブルの振動を低減することができる。

【００４７】（ＩＸ）本発明の請求項９に記載の発明に
よれば、請求項５に記載の発明と同様の作用効果を奏す
ることができる。

【００４８】（Ｘ）本発明の請求項１０に記載の発明に
よれば、ローラを回転させるモータの回転数を一定にし
ておきながら粗微動駆動が可能になるため、磁場変動を
低減することができ、電子ビームへの影響をなくすこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明を実施する形態の一例を示す平
面図、（Ｂ）は本発明を実施する形態の一例を示す側面
図である。

【図２】図１のバランサ及びターンテーブルの形状を示
す正面図である。

【図３】（Ａ）はレジスト板固定部の拡大図、（Ｂ）は
チャッキングテーブルとチャッキングピンの離脱状態を
示す拡大図である。

【図４】摩擦駆動ユニットの粗微動切替機構の説明図で
ある。

【図５】従来例を示す概略図である。

【符号の説明】

１電子銃８ターンテーブル９スピンドルモータ１０スピンドルユニット１０スライドユニット１１真空チャンバー１２ロードロック室１３レジスト板１５横送りユニット１６バランサ２０溝２１バランスウエイト２２チャッキングテーブル２４チャッキングピン２５固定ピン２７フリクションシャフト２８ローラ２９粗動ローラ３０微動ローラ３１粗微動切替ブロック３２ローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】露光源に電子ビームを使用して真空チャ
ンバー内にレジスト板を回転、移動させるための駆動ユ
ニットが設置されている光ディスク原盤露光装置におい
て、電子ビームユニットを水平、駆動ユニットも同様に
水平方向に搭載したことを特徴とする光ディスク原盤露
光装置。
【請求項２】レジスト板を回転させるターンテーブル
のスピンドル軸受の反対側にレジスト板、ターンテーブ
ルと同質量のバランサが設置されていることを特徴とす
る請求項１に記載の光ディスク原盤露光装置。
【請求項３】バランサ及びターンテーブルのスピンド
ルシャフト長は軸受、モータ中心から同距離に配置さ
れ、その重量バランス、モーメントバランスの中心が軸
受、モータ中心に位置することを特徴とする請求項２に
記載の光ディスク原盤露光装置。
【請求項４】バランサ及びターンテーブルには同心円
上の溝を設けてその溝内部に複数個のバランスウェイト
が置いてあり、バランスウェイトは溝内部を自由に動く
ようになっており、ターンテーブルが回転時にバランス
を取るようにバランスウェイトが移動し回転時の振動を
抑制することを特徴とする請求項２に記載の光ディスク
原盤露光装置。
【請求項５】駆動ユニットはクロスローラ軸受で支持
されており、横方向に移動させる手段である送り機構は
磁気シールドされた遮蔽構造でスライダ下部に設置し、
定盤内部にあることを特徴とする請求項１に記載の光デ
ィスク原盤露光装置。
【請求項６】ターンテーブルにおいて固定する冶具チ
ャッキングテーブル、テーブル押さえを用いてレジスト
板をターンテーブルに固定し回転させることを特徴とす
る請求項２に記載の光ディスク原盤露光装置。
【請求項７】チャッキングテーブルとテーブル押さえ
はチャッキングテーブルの外周部、及びテーブル押さえ
内周のねじ構造でレジスト板を両側から圧着固定する構
造であることを特徴とする請求項６に記載の光ディスク
原盤露光装置。
【請求項８】チャッキングテーブルはレジスト板面部
の反対側に固定用のチャッキング用のリブを設けチャッ
キングピンで固定、テーパ形状のハウジングでチャッキ
ングテーブルとターンテーブルの回転中心を合致させる
構造となっていることを特徴とする請求項６に記載の光
ディスク原盤露光装置。
【請求項９】横送り駆動ユニットについてその横送り
機構にフリクションシャフトとローラによる摩擦駆動を
用いており、その駆動ユニットは電子銃ユニットと離れ
た位置に設置してあることを特徴とする請求項１に記載
の光ディスク原盤露光装置。
【請求項１０】摩擦駆動がフリクションシャフトに圧
着されたローラ、粗微動切替用ローラ、駆動ローラで構
成されており、粗微動ローラについては切替ブロック上
に固定されておりその切替ブロックを移動させることで
送り速度を切替える構造であることを特徴とする請求項
９に記載の光ディスク原盤露光装置。