JP2004280074A - 電子線記録装置及び電子線照射位置検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 電子線記録装置では、装置周辺の磁場の変動や、装置の機械的振動、音響ノイズ、電気的なノイズなどの影響を大きく受け、原盤に対する電子線照射位置が変動する。この変動量を原盤記録中に検出することは非常に困難である。
【解決手段】 電子線記録装置は、情報記録媒体の原盤に電子線を照射させる電子光学系と、電子光学系で電子線を原盤に照射しながら、電子光学系内の電子線の照射位置を検出する電子線照射位置検出部とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般に、電子線記録装置及び電子線位置検出方法に関し、特に光ディスクなどの情報記録媒体の原盤上に螺旋状に信号を精度良く記録する電子線記録装置及び電子線位置検出方法に関する。

一般的に、光ディスクの製造は、レーザや電子線などを光源とした光ディスク原盤記録装置を使用し、フォトレジストが塗布された原盤を露光し、現像することによって表面に情報ピットや溝などの凹凸パターンが形成された光ディスク原盤を作製する工程と、光ディスク原盤から凹凸パターンを転写したスタンパと呼ばれる金属金型を作製する工程と、スタンパを使用して樹脂製の成形基板を作製する工程と、成形基板に記録膜や反射膜などを成膜し、貼りあわせる工程を含む。

電子線を用いて光ディスク原盤を作製する時、露光に使用する電子線記録装置は一般的に次のように構成されている。図１５は、従来の電子線記録装置の構成を示す。従来の電子線記録装置は、電子線１１２０を発生させる電子線源１１０１と、放出された電子線１１２０をレジスト原盤１１０９に収束させ、入力される情報信号に応じてレジスト原盤１１０９上に情報パターンを記録するための電子光学系１１０２とを備え、電子線源１１０１と電子光学系１１０２は真空槽１１１３内に収納されている。

電子線源１１０１は、電流を流すことで電子を放出させるフィラメントや、放出された電子を閉じ込める電極、電子線１１２０を引き出し、加速する電極などから構成されており、電子を一点から放出する構造となっている。
また、電子光学系１１０２は、電子線１１２０を収束させるレンズ１１０３、電子線１１２０のビーム径を決定するアパーチャ１１０４、入力される情報信号に応じて電子線１１２０を、夫々、直交する方向に偏向させる電極１１０５及び１１０６、電極１１０５で曲げられた電子線１１２０を遮蔽する遮蔽板１１０７、レジスト原盤１１０９表面に電子線１１２０を収束させるレンズ１１０８を含む。

更に、レジスト原盤１１０９は、回転ステージ１１１０上に保持されており、水平移動ステージ１１１１によって、回転ステージ１１１０と共に水平移動できるようになっている。原盤１１０９を回転ステージ１１１０で回転させながら、水平移動ステージ１１１１で水平移動させると、電子線１１２０を原盤１１０９に螺旋状に照射することが可能となり、光ディスクの情報信号を原盤１１０９に螺旋状に記録することができる。

その上、原盤１１０９の表面と略同じ高さに焦点調整用グリッド１１１２が設けられている。焦点調整用グリッド１１１２は、レンズ１１０８が原盤１１０９の表面に電子線１１２０を収束させるように、レンズ１１０８の焦点位置を調整するために設けられているもので、電子線１１２０を焦点調整用グリッド１１１２上に照射し、焦点調整用グリッド１１１２で反射される電子や、放出される２次電子などを検出器で検出することによって、グリッド像をモニタし、像の見え方によって、レンズ１１０８の焦点位置を調整することができる。

電極１１０５は、電子線１１２０を水平移動ステージ１１０９の送り方向と略垂直方向に曲げるように設けられており、電極１１０５に入力される信号に応じて、電子線１１２０を遮蔽板１１０７側に曲げることによって、電子線１１２０を原盤１１０９に照射するか否かを選択することができ、情報ピットパターンなどを原盤１１０９に記録することができるようになっている。

また、電極１１０６は、電極１１０５に対して略垂直方向に、即ち、水平移動ステージ１１１１の送り方向と略同じ方向に電子線１１２０を曲げるように設けられており、電極１１０６に入力される信号に応じて、電子線１１２０を水平移動ステージ１１１１の送り方向と略同じ方向に曲げることができる。水平移動ステージ１１１１の送り方向は、記録される原盤１１０９の半径方向に相当し、電極１１０６に入力する信号によって、光ディスクのトラックピッチの変動などを補正することが可能となる。

光ディスクなどでは、記録される情報信号ピットのトラックピッチを精度良く記録することが必要であり、水平移動ステージ１１１１の送り量や、回転ステージ１１１０の非同期振れ、又は電子線１１２０の照射位置の変動などを精度良く制御することが必要となる。例えば、特許文献１に開示されているように、水平移動ステージ１１１１の送り量などは、レーザ測長などによって、そのずれ量を検出すると共に解消するように電極１１０６を駆動させることが可能である。
特開２００２−１４１０１２号公報

従来の電子線記録装置の場合、水平移動ステージ１１１１の送り量や、回転ステージ１１１０の非同期振れなどの機械精度は補正できたとしても、電子線１１２０そのものの位置が変動する可能性が非常に高く、その補正が非常に重要となる。電子線１１２０の位置の変動は、電子線１１２０が、装置周辺の磁場の変動と、装置の機械的振動、音響ノイズ及び電気的なノイズなどの影響を大きく受けることに起因している。

電子線源１１０１や、電子光学系１１０２などは、一般的に真空槽１１１３内に収納されているので、その真空槽１１１３内で、加速、収束される電子線１１２０の位置の変動を検出することは非常に困難である。また、記録に用いられる電子線１１２０を、原盤１１０９とは異なる検出対象（例えば、焦点調整用グリッド１１１２）に照射し、その像の検出器の信号を用いて、電子線１１２０の照射位置変動などを検出する方法が考えられるが、この方法は、信号を原盤１１０９に対して記録を行っている時は使用することができない。よって、この方法でも、信号を原盤１１０９に対して記録を行っている時の電子線１１２０の位置変動を検出及び補正することは非常に困難である。

本発明は、従来技術の上記問題点を解決するためになされたもので、情報記録媒体の原盤に記録中の電子線照射位置の変動を検出し、補正することによって、情報記録媒体のトラックピッチ精度を高めることを目的とする。

この目的のために、本発明は、電子光学系内に、電子線の光軸が振らされた時に、電子線の一部が遮蔽されるようにし、遮蔽された電子線量を検出することによって、電子線を原盤に照射しながら、電子線の位置を検出することを可能にする電子線位置検出部を設けて、記録中も精度良く電子線の位置変動を補正することができる電子線記録装置を提案する。

この目的を達成するために、本発明の電子線記録装置は、情報記録媒体の原盤に電子線を照射させる電子光学系と、前記電子光学系で電子線を前記原盤に照射しながら、前記電子光学系内の電子線の照射位置を検出する電子線照射位置検出部とを備える。

本発明によれば、電子線照射位置検出部を用いることによって、原盤にパターンを記録するように電子線を原盤に照射しながら、電子線の照射位置変動を検出することが可能となる。よって、原盤記録時に、原盤に記録されたトラックピッチの変動が許容範囲内であるか否かを判断することが可能となる。また、電子線照射位置検出部の信号を用いて偏向電極を駆動することで、原盤に記録されるトラックピッチの変動を抑制することが可能となる。

以下に、本発明の各実施の形態を図面を参照して説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかる、情報記録媒体、例えば、光ディスクの原盤１０９に電子線１２０により信号を記録する電子線記録装置の構成を示す。この電子線記録装置は、図１５の従来の電子線記録装置と同様の以下の構成部分を有する。即ち、この電子線記録装置は、電子線１２０を発生させる電子線源１０１と、放出された電子線１２０をレジスト原盤１０９に収束させ、入力される情報信号に応じてレジスト原盤１０９上に情報パターンを記録するための電子光学系１０２とを備え、電子線源１０１と電子光学系１０２は真空槽１１３内に収納されている。
電子線源１０１は、電流を流すことで電子を放出させるフィラメントや、放出された電子を閉じ込める電極、電子線１２０を引き出し、加速する電極などから構成されており、電子を一点から放出する構造となっている。

また、電子光学系１０２は、電子線１２０を収束させるレンズ１０３、電子線１２０のビーム径を決定するアパーチャ１０４、入力される情報信号に応じて電子線１２０を、夫々、直交する方向に偏向させる電極１０５及び１０６、電極１０５で曲げられた電子線１２０を遮蔽する遮蔽板１０７、レジスト原盤１０９表面に電子線を収束させるレンズ１０８を含む。
更に、レジスト原盤１０９は、回転ステージ１１０上に保持されており、水平移動ステージ１１１によって、回転ステージ１１０と共に水平移動できるようになっている。原盤１０９を回転ステージ１１０で回転させながら、水平移動ステージ１１１で水平移動させると、電子線１２０を原盤１０９に螺旋状に照射することが可能となり、光ディスクの情報信号を原盤１０９に螺旋状に記録することができる。

その上、原盤１０９の表面と略同じ高さに焦点調整用グリッド１１２が設けられている。焦点調整用グリッド１１２は、レンズ１０８が原盤１０９の表面に電子線１２０を収束させるように、レンズ１０８の焦点位置を調整するために設けられているもので、電子線１２０を焦点調整用グリッド１１２上に照射し、焦点調整用グリッド１１２で反射される電子や、放出される２次電子などを検出器で検出することによって、グリッド像をモニタし、像の見え方によって、レンズ１０８の焦点位置を調整することができる。

本発明では、図１５の従来の電子線記録装置と同様の上記構成部分に加えて、電子線照射位置検出部１１４が、電子光学系１０２内でレンズ１０８の下方に設けられ、電子線照射位置検出部１１４を通過する電子線１２０の位置を検出する構造となっている。この電子線照射位置検出部１１４は次のような構成となっている。図２は、電子線照射位置検出部１１４を電子線源１０１側から見た時の平面図である。図２に示す電子線照射位置検出部１１４では、電子線照射位置検出部１１４を通過する電子線１２０の両側に遮蔽板１２１と１２２が、夫々、配置されている。遮蔽板１２１と１２２は、夫々、水平移動ステージ１１１の送り方向Ｘに対して略垂直な方向に、即ち、原盤１０９の回転方向Ｙに延在する直線状のエッジ１２１ａと１２２ａを有する。遮蔽板１２１と１２２は、夫々のエッジ１２１ａと１２２ａが電子線１２０に略接するように設けられている。

また、電子線検出器１２３と１２４が、夫々、遮蔽板１２１と１２２に接続されて、遮蔽板１２１と１２２に照射される電子線量に比例した信号ａとｂを、夫々、出力する。そのため、周囲の磁場変動や、装置の機械的な振動及び電気的なノイズにより、電子線１２０が水平移動ステージ１１１の送り方向Ｘに振らされた時、遮蔽板１２１又は１２２に電子線１２０の一部が照射されることになり、夫々の遮蔽板１２１と１２２に設けられている電子線検出器１２３と１２４からは、夫々、その照射量に応じた信号ａとｂが出力される。

図３は、電極１０５及び１０６、遮蔽板１０７と電子線照射位置検出部１１４の相対位置を示す。図３に示すように、電子線１２０を間にはさむ１対の対向電極部分よりなる電極１０５が、電子線１２０を水平移動ステージ１０９の送り方向Ｘと略垂直方向に、即ち、原盤１０９の回転方向Ｙに曲げるように設けられており、電極１０５に入力される信号に応じて、電子線１２０を遮蔽板１０７側に曲げることによって、電子線１２０を原盤１０９に照射するか否かを選択することができ、情報ピットパターンなどを原盤１０９に記録することができるようになっている。

また、図３において、電子線１２０を間にはさむ１対の対向電極部分よりなる電極１０６が、電極１０５に対して略垂直方向に、即ち、水平移動ステージ１１１の送り方向Ｘと略同じ方向に電子線１２０を曲げるように設けられており、電極１０６に入力される信号に応じて、電子線１２０を水平移動ステージ１１１の送り方向Ｘと略同じ方向に曲げることができる。水平移動ステージ１１１の送り方向Ｘは、記録される原盤１０９の半径方向に相当するので、電極１０６に入力する信号によって、光ディスクのトラックピッチの変動などを補正することが可能となる。

図４（ａ）乃至図４（ｃ）は、電子線照射位置検出部１１４における電子線１２０の正常位置と振れを示す。電子線１２０の正常位置を示す図４（ａ）において、遮蔽板１２１と１２２は、夫々、エッジ１２１ａと１２２ａが電子線１２０に略接するように設けられている。上記したように、電子線検出器１２３と１２４が、夫々、信号ａとｂを出力すると、電子線照射位置が振らされた時の信号（ｂ−ａ）は、図５に示すように変動する。図５は、電子線照射位置と信号（ｂ−ａ）の関係を示す。例えば、電子線１２０の正常位置を示す図４（ａ）では、電子線照射位置が遮蔽板１２１と１２２の中心に位置し、電子線１２０が遮蔽板１２１にも１２２にも遮蔽されないので、電子線検出器１２３と１２４からの出力信号ａとｂは共に略零となるから、信号（ｂ−ａ）は、図５において原点Ｏで示すように略零となる。

一方、図４（ｂ）に示すように、電子線照射位置が図４（ａ）の正常位置から遮蔽板１２２に向けて矢印Ａの方向に振らされた場合、遮蔽板１２２に設けられた電子線検出器１２４からは、遮蔽板１２２に遮蔽された電子線量に比例した信号ｂが出力され、遮蔽板１２１に設けられた電子線検出器１２３からの出力信号ａは零となる。そのため、信号（ｂ−ａ）は、図５において曲線１３１で示すようにプラス側に移動する。逆に図４（ｃ）に示すように、電子線照射位置が図４（ａ）の正常位置から遮蔽板１２１に向けて矢印Ｂの方向に振らされた場合、遮蔽板１２１に設けられた電子線検出器１２３からは、遮蔽板１２１に遮蔽された電子線量に比例した信号ａが出力され、遮蔽板１２２に設けられた電子線検出器１２４からの出力信号ｂは零となる。そのため、信号（ｂ−ａ）は、図５において曲線１３２で示すようにマイナス側に移動する。従って、この信号（ｂ−ａ）の値によって、電子線１２０の位置を検出することができる。

また、遮蔽板１２１と１２２に遮蔽されずに電子線照射位置検出部１１４を通過した電子線１２０は、原盤１０９に照射され、原盤１０９に信号を記録する。それゆえに、この電子線照射位置検出部１１４を用いれば、電子光学系１０２で電子線１２０を原盤１０９に照射しながら、電子光学系１０２内の電子線１２０の位置変動を検出することが可能である。

電子線照射位置検出部１１４を用いることによって、光ディスク原盤１０９に記録したトラックピッチの変動をモニタすることができるので、原盤１０９に記録したトラックピッチの変動が許容範囲内であるか否かを、記録中に判断することが以下のように可能となる。例えば、まず、光ディスク原盤１０９に記録する前に、電子線偏向部材、例えば、電極１０６を用いて、電子線１２０を水平移動ステージ１１１の送り方向Ｘに大きく変位させ、電子線照射位置検出部１１４で、その電子線照射位置変化を確認しながら、テスト原盤などにサンプルを記録する。記録後のサンプルの形状を電子顕微鏡などで検査することにより、電子線照射位置の変化量と、電子線照射位置検出部１１４の出力信号との相関をあらかじめ把握しておく。ここでは、記録後のサンプルの形状から電子線照射位置の変化量を得ることができるように、電子線１２０の位置を大きく変動させておく。

原盤１０９に記録されるトラックピッチが０．３２μｍとし、光ディスクとして許容されるトラックピッチ変動が±５ｎｍと定められていた場合、テスト原盤の記録結果より、トラックピッチ変動が許容範囲±５ｎｍ以内に収まっている時の電子線照射位置検出部１１４の出力信号はあらかじめ換算することが可能であるため、光ディスク原盤１０９を実際に記録している時の電子線照射位置検出部１１４の出力信号をモニタしつづけていれば、この原盤１０９のトラックピッチ変動が許容範囲内であるか否かを見積もることが可能となる。

本実施の形態１では、電子線照射位置検出部１１４は、電子光学系１０２内でレンズ１０８の下方に設けられている。即ち、電子線照射位置検出部１１４は、電子光学系１０２内において、最も原盤１０９に近い位置に配置されているが、電子光学系１０２内の別の場所に設けてもよい。しかし、電子線照射位置検出部１１４が、原盤１０９上に記録されるパターンの径方向の位置変動をモニタする場合は、電子線照射位置検出部１１４をできるだけ原盤１０９に近いところに配置することが好ましい。
また、本実施の形態１では、電子線照射位置検出部１１４の遮蔽板１２１と１２２のエッジ１２１ａと１２２ａは、直線状に形成されているが、円形や、その他直線以外の形状を持っていても有効である。

また、図６は、図１の電子線記録装置の変形例である電子線記録装置の構成を示す。この電子線記録装置は、電子線照射位置検出部１１４と電極１０６の間に接続された位置情報制御装置１４０を備える。図６の電子線記録装置のこの構成を用いることにより、検出した電子線照射位置の変動を抑制して、原盤１０９に記録するパターンの送りムラを低減することが可能である。図５に示すように、電子線照射位置検出部１１４から出力される電子線照射位置信号（ｂ−ａ）として、電子線照射位置の変動がない状態では原点Ｏに示すように、零信号Ｏが出力され、電子線１２０が遮蔽板１２２側に変位した時はプラス信号１３１、逆に電子線１２０が遮蔽板１２１側に変位した時はマイナス信号１３２が出力される。

この信号（ｂ−ａ）は、位置情報制御装置１４０に入力され、位置情報制御装置１４０内で、ある一定の信号増幅、あるいは減衰などを行った後、偏向電極１０６にフィードバックされる。偏向電極１０６は、電極１０６に入力される信号に応じて、電子線１２０を水平移動ステージ１１１の送り方向Ｘと略同じ方向に曲げることができるため、電子線照射位置検出部１１４によって検出された電子線位置変動情報を用いて、電子線１２０の位置変動を減少させる方向に電子線１２０を曲げることによって、電子線１２０の照射位置を安定させることが可能となる。図６の電子線記録装置のこの構成により、原盤１０９に記録される光ディスクのトラックピッチの変動などを補正することが可能となる。

（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２にかかる電子線記録装置の構成を示す。実施の形態２の電子線記録装置では、実施の形態１の電子線記録装置のアパーチャ１０４を消去すると共に、実施の形態１の電子線記録装置の電子線照射位置検出部１１４が電子線照射位置検出部２１４に置換されている。実施の形態２の電子線記録装置の他の構成は、実施の形態１の電子線記録装置と同様であるので、その説明を省略する。図８に示すように、電子線照射位置検出部２１４は遮蔽板２２２を備え、電子線１２０のビーム径を決定する円形の穴２２１が、水平移動ステージ１１１の送り方向Ｘと原盤１０９の回転方向Ｙにおいて遮蔽板２２２の中心に設けられている。

穴２２１の直径よりも大きなビーム径を持つ電子線１２０を穴２２１に通す時、電子線１２０の外縁部が遮蔽板２２２によって遮蔽され、穴２２１を通過した電子線１２０のビーム径が決定される。また、遮蔽板２２２は、穴２２１において水平移動ステージ１１１の送り方向Ｘの略垂直方向に第１領域２２２ａと第２領域２２２ｂに２等分されていると共に、電子線検出器２２３と２２４が、夫々、第１領域２２２ａと第２領域２２２ｂに接続されて、第１領域２２２ａと第２領域２２２ｂに照射される電子線量に応じた信号ａとｂを、夫々、出力する。

穴２２１を囲む、遮蔽板２２２の第１領域２２２ａと第２領域２２２ｂのエッジ形状は、穴２２１のエッジと略同じ形状となっている。穴２２１を貫流している電子線１２０が第２領域２２２ｂ側に振らされた時、信号（ｂ−ａ）は、図５の曲線１３１で示すようにプラス側に移動する。逆に、穴２２１を貫流している電子線１２０が第１領域２２２ａ側に振らされた時、信号（ｂ−ａ）は、図５において曲線１３２で示すようにマイナス側に移動する。電子線検出器２２３と２２４の出力信号ａとｂが略同じ出力強度となる時に信号（ｂ−ａ）は略零となる。即ち、信号（ｂ−ａ）を検出することによって、電子線照射位置検出部２１４に照射されている電子線の位置を検出することが可能となる。

本実施の形態２では、穴２２１は、円形に形成されているが、円形以外の形状、例えば、正方形、長方形、楕円形状などであってもよい。
また、本実施の形態２では、電子線照射位置検出部２１４を、電子光学系１０２内において、最も原盤１０９に近い位置に配置しているが、電子光学系１０２内におけるどの位置、例えば、図９に示すようにレンズ１０３と電極１０５の間に配置してもよい。しかし、通常、電子線照射位置検出部２１４はできるだけ原盤１０９に近い位置に配置することが好ましい。

電子線照射位置検出部２１４を用いることによって、光ディスク原盤１０９に記録したトラックピッチの変動をモニタすることができるので、原盤１０９に記録したトラックピッチの変動が許容範囲内であるか否かを、記録中に判断することが可能となる。
また、この電子線照射位置検出部２１４によって出力された電子線照射位置信号（ｂ−ａ）を、水平移動ステージ１１１の送り方向Ｘに電子線１２０を曲げることができる偏向電極１０６にフィードバックすることによって、電子線１２０の照射位置変動を抑制することが可能となる。

（実施の形態３）
図１０は、本発明の実施の形態３にかかる電子線記録装置の構成を示す。実施の形態３の電子線記録装置では、実施の形態１の電子線記録装置の電子線照射位置検出部１１４が電子線照射位置検出部３１４に置換されている。実施の形態３の電子線記録装置の他の構成は、実施の形態１の電子線記録装置と同様であるので、その説明を省略する。電子線照射位置検出部３１４は、電子光学系１０２内の電子線１２０の光軸に位置する中心軸心の回りに発生される磁場の強度を検出する磁場検出器３１５と３１６を備える。各々がコイルによりなる磁場検出器３１５と３１６は、電子線１２０の光軸を中心として水平移動ステージ１１１の送り方向Ｘで対向するように、電子線１２０の光軸から略同じ距離に設置されている。

磁場検出器３１５と３１６の間を走っている電子線１２０によって発生する磁場の強度は、電子線１２０の光軸からの距離によって決まり、電子線１２０の光軸からの磁場の距離が大きくなるほど磁場の強度は小さくなる。そのため、磁場検出器３１５と３１６の略中心位置を電子線１２０が通過する場合、磁場検出器３１５と３１６に流れる電流量は略同じとなる。しかしながら、電子線１２０が、磁場検出器３１５と３１６の間の中心位置から振らされると、磁場検出器３１５と３１６に流れる電流量は異なってくる。

図１１は、電子線１２０と磁場検出器３１５及び３１６との位置関係を示す。磁場検出器３１５と３１６は、電子線１２０の位置３２１を中心として対称な位置に設けられている。電子線１２０が位置３２１を流れた場合、磁場検出器３１５と３１６に発生する電流量は略同じとなるように設定されている。
そこで、電子線１２０が位置３２１から位置３２２に振らされた場合、磁場検出器３１５が電子線１２０に近くなり、磁場検出器３１６が電子線１２０から遠くなる。電子線１２０によって発生される磁場は、電子線１２０からの距離に反比例する。そのため、磁場検出器３１５に発生する電流量は、磁場検出器３１６に発生する電流量に対して大きくなる。逆に電子線１２０が位置３２１から位置３２３に振らされた場合、磁場検出器３１５に発生する電流量は、磁場検出器３１６に発生する電流量に対して小さくなる。即ち、磁場検出器３１５と３１６から出力される電流量をモニタすることによって、磁場検出器３１５と３１６の間を流れる電子線１２０の光軸の位置を検出することが可能となる。

また、このように電子線１２０の光軸に対して対称な位置に２個の磁場検出器３１５と３１６を電子線照射位置検出部３１４として設けることによって、電子線１２０の量が変化した場合においても磁場検出器３１５と３１６からの出力の差信号をとることによって、中心位置３２１からの電子線１２０のずれを検出することが可能である。
また、ここでは２個の磁場検出器３１５と３１６を電子線１２０の光軸に対して対称な位置に設置したが、磁場検出器３１５と３１６は電子線１２０の光軸を通り、水平移動ステージ１１１の送り方向Ｘに平行な位置に設けておけば、電子線１２０の光軸から等距離に設けなくても電子線１２０の位置検出は可能である。また、磁場検出器を１個だけ設けても電子線１２０の位置検出は可能である。

また、本実施の形態３では、磁場検出器としてコイルを用いたが、それ以外に磁場変動を検出できるセンサを利用すれば同じ効果が得られる。
電子線照射位置検出部３１４を用いることによって、光ディスク原盤１０９に記録したトラックピッチの変動をモニタすることができるので、原盤１０９に記録したトラックピッチの変動が許容範囲内であるか否かを、記録中に判断することが可能となる。
また、この電子線照射位置検出部３１４によって出力された電子線照射位置信号を、水平移動ステージ１１１の送り方向Ｘに電子線１２０を曲げることができる偏向電極１０６にフィードバックすることによって、電子線１２０の照射位置変動を抑制することが可能となる。

（実施の形態４）
図１２は、本発明の実施の形態４にかかる電子線記録装置の構成を示す。実施の形態４の電子線記録装置では、実施の形態１の電子線記録装置の電子線照射位置検出部１１４が電子線照射位置検出部４１４に置換されている。実施の形態４の電子線記録装置の他の構成は、実施の形態１の電子線記録装置と同様であるので、その説明を省略する。図１３に示すように、電子線照射位置検出部４１４は、電子光学系１０２内の電子線１２０の光軸を中心として水平移動ステージ１１１の送り方向Ｘで対向して、電子線１２０に略接する遮蔽板４２１と４２２と、遮蔽板４２１と４２２に、夫々、塗布されて、電子線１２０が照射された時に発光する発光層（例えば蛍光体）４２３と４２４と、発光層４２３と４２４に、夫々、指向するように、遮蔽板４２１と４２２の上方に配置されて、発光層４２３と４２４から発する光の強度を、夫々、検出する光検出器４２５と４２６とを備える。

遮蔽板４２１と４２２は、夫々、水平移動ステージ１１１の送り方向Ｘに対して略垂直な方向に延在するエッジ４２１ａと４２２ａを有する。遮蔽板４２１と４２２は、夫々のエッジ４２１ａと４２２ａが電子線照射位置検出部４１４を通過する電子線１２０に略接するように、水平移動ステージ１１１の送り方向Ｘに設けられている。

周囲の磁場変動や、装置の機械的な振動、電気的なノイズにより、電子線１２０が水平移動ステージ１１１の送り方向Ｘに振らされた時、遮蔽板４２１又は４２２に電子線１２０の一部が照射されることになり、遮蔽板４２１又は４２２に塗布されている発光層４２３又は４２４から光が発せられる。その発光量を光検出器４２５又は４２６によって検出することによって、電子線１２０の振れの向きと量を検出することが可能となる。
また、本実施の形態４では、電子線照射位置検出部４１４は、電子光学系１０２内において、原盤１０９に最も近い位置に配置されているが、電子光学系１０２内のその他の位置に設けてもよい。しかし、通常、電子線照射位置検出部４１４をできるだけ原盤１０９に近い位置に配置することが好ましい。

電子線照射位置検出部４１４を用いることによって、光ディスク原盤１０９に記録したトラックピッチの変動をモニタすることができるので、原盤１０９に記録したトラックピッチの変動が許容範囲内であるか否かを、記録中に判断することが可能となる。
また、この電子線照射位置検出部４１４によって出力された電子線照射位置信号を、水平移動ステージ１１１の送り方向Ｘに電子線１２０を曲げることができる偏向電極１０６にフィードバックすることによって、電子線１２０の照射位置変動を抑制することが可能となる。

（実施の形態５）
図１４は、本発明の実施の形態５にかかる電子線記録装置の構成を示す。実施の形態５の電子線記録装置では、実施の形態１の電子線記録装置のアパーチャ１０４と電子線照射位置検出部１１４が、夫々、アパーチャ５０４と電子線照射位置検出部５１４に置換されている。実施の形態１の電子線記録装置においてレンズ１０８の下方に設けられた電子線照射位置検出部１１４と異なり、電子線照射位置検出部５１４はアパーチャ５０４の真下に配置されている。実施の形態５の電子線記録装置の他の構成は、実施の形態１の電子線記録装置と同様であるので、その説明を省略する。図１４に示すように、アパーチャ５０４は、電子線源１０１からの電子線１２０を主電子線部１２０Ａと分岐電子線部１２０Ｂに、夫々、分岐する穴５０４ａと５０４ｂを有する。主電子線部１２０Ａは、そのまま電子光学系１０２を通り原盤１０９に照射されて、原盤１０９にパターンを記録する。一方、分岐電子線部１２０Ｂは電子線照射位置検出部５１４に入力される。

電子線照射位置検出部５１４として、実施の形態１の電子線照射位置検出部１１４、実施の形態２の電子線照射位置検出部２１４と実施の形態４の電子線照射位置検出部４１４のいずれも用いることができる。

上記構成の電子線記録装置では、外部の磁場変動や、機械振動などにより記録に用いられる主電子線部１２０Ａが振らされた場合、分岐電子線部１２０Ｂも同様に振らされることがあるので、原盤１０９にパターンを記録する前に、主電子線部１２０Ａの位置変動と分岐電子線部１２０Ｂの位置変動の相関を取っておけば、電子線１２０によって原盤１０９にパターンを記録しながら、電子線１２０の照射位置変動を検出することが可能となる。

電子線照射位置検出部５１４を用いることによって、光ディスク原盤１０９に記録したトラックピッチの変動をモニタすることができるので、原盤１０９に記録したトラックピッチの変動が許容範囲内であるか否かを、記録中に判断することが可能となる。
また、この電子線照射位置検出部５１４によって出力された電子線照射位置信号を、水平移動ステージ１１１の送り方向Ｘに電子線１２０を曲げることができる偏向電極１０６にフィードバックすることによって、電子線１２０の照射位置変動を抑制することが可能となる。

本発明の電子線記録装置及び電子線照射位置検出方法は、光ディスクなどの情報記録媒体の原盤に信号を精度良く記録するのに有用であり、情報記録媒体のトラックピッチの高精度化に利用することができる。

本発明の実施の形態１にかかる電子線記録装置の構成を示す概略断面図である。 図１の電子線記録装置の電子線照射位置検出部の構成を示す平面図である。 図１の電子線記録装置における電極、遮蔽板と図２の電子線照射位置検出部の相対位置を示す平面図である。 （ａ）、（ｂ）と（ｃ）は、図２の電子線照射位置検出部における電子線の正常位置と振れを示す平面図である。 図１の電子線記録装置における電子線照射位置と図２の電子線照射位置検出部の出力との関係を示すグラフである。 図１の電子線記録装置の変形例である電子線記録装置の構成を示す概略断面図である。 本発明の実施の形態２にかかる電子線記録装置の構成を示す概略断面図である。 図７の電子線記録装置の電子線照射位置検出部の構成を示す平面図である。 図７の電子線記録装置における図８の電子線照射位置検出部の配置の別の例を示す概略断面図である。 本発明の実施の形態３にかかる電子線記録装置の構成を示す概略断面図である。 図１０の電子線記録装置の電子線照射位置検出部に用いられる２個の磁場検出器と電子線の位置関係を示す線図である。 本発明の実施の形態４にかかる電子線記録装置の構成を示す概略断面図である。 図１２の電子線記録装置の電子線照射位置検出部の構成を示す概略断面図である。 本発明の実施の形態５にかかる電子線記録装置の構成を示す概略断面図である。 従来の電子線記録装置の構成を示す概略断面図である。

符号の説明

１０１ 電子線源
１０２ 電子光学系
１０３ レンズ
１０４ アパーチャ
１０５ 電極
１０６ 電極
１０７ 遮蔽板
１０８ レンズ
１０９ 原盤
１１０ 回転ステージ
１１１ 水平移動ステージ
１１２ 焦点調整用グリッド
１１３ 真空槽
１１４ 電子線照射位置検出部
１２０ 電子線
１２１ 遮蔽板
１２２ 遮蔽板
１２３ 電子線検出器
１２４ 電子線検出器
１４０ 位置情報制御装置
２１４ 電子線照射位置検出部
２２２ 遮蔽板
２２３ 電子線検出器
２２４ 電子線検出器
３１４ 電子線照射位置検出部
３１５ 磁場検出器
３１６ 磁場検出器
４１４ 電子線照射位置検出部
４２１ 遮蔽板
４２２ 遮蔽板
４２３ 発光層
４２４ 発光層
４２５ 光検出器
４２６ 光検出器
５０４ アパーチャ
５１４ 電子線照射位置検出部

Claims (13)

1. 情報記録媒体の原盤に電子線を照射させる電子光学系と、前記電子光学系で電子線を前記原盤に照射しながら、前記電子光学系内の電子線の照射位置を検出する電子線照射位置検出部とを備えることを特徴とする電子線記録装置。
2. 前記電子線照射位置検出部が、前記電子光学系内で最も前記原盤に近い位置に設けられていることを特徴とする請求項１記載の電子線記録装置。
3. 前記電子線照射位置検出部が、前記原盤の水平移動方向で電子線に略接するエッジを有すると共に電子線を遮蔽する少なくとも１個の遮蔽板と、前記遮蔽板で遮蔽される電子線の量を検出する電子線検出器とを備えることを特徴とする請求項１記載の電子線記録装置。
4. 前記電子線照射位置検出部が、電子線を所望のビーム径に成形する穴を有すると共に、前記穴において前記原盤の水平移動方向の略垂直方向に第１領域と第２領域に分割されて、電子線を遮蔽する遮蔽板と、前記遮蔽板の前記第１領域と前記第２領域で遮蔽される電子線の量を、夫々、第１検出信号と第２検出信号として検出する第１電子線検出器と第２電子線検出器とを備え、更に、前記第１検出信号と前記第２検出信号の差分信号を求めることを特徴とする請求項１記載の電子線記録装置。
5. 前記電子線照射位置検出部が、前記電子光学系内の電子線の光軸に位置する中心軸心の回りに発生される磁場の強度を検出する少なくとも１個の磁場検出器を備えることを特徴とする請求項１記載の電子線記録装置。
6. 前記電子線照射位置検出部が、前記原盤の水平移動方向で電子線に略接するエッジを有すると共に、電子線の照射によって光を発する発光層を塗布して、電子線を遮蔽する少なくとも１個の遮蔽板と、前記発光層に指向するように配置されて、前記発光層が発する光の強度を検出する光検出器とを備えることを特徴とする請求項１記載の電子線記録装置。
7. 電子線を主電子線部と分岐電子線部に分岐する少なくとも２個の穴を有するアパーチャを更に備えて、分岐電子線部の位置を前記電子線照射位置検出部で検出することを特徴とする請求項１記載の電子線記録装置。
8. 前記電子光学系内に設けられて、電子線を前記原盤の水平移動方向に偏向させる電子線偏向部材と、前記電子線照射位置検出部の検出結果に従って前記電子線偏向部材を制御して、電子線の照射方向を変化させる制御装置とを更に備えることを特徴とする請求項１記載の電子線記録装置。
9. 情報記録媒体の原盤に電子線により信号を記録する電子線記録装置において、電子線の照射位置を検出する方法であって、
   前記原盤に情報を記録するために電子線を前記原盤に照射するステップと、照射した電子線を遮蔽するステップと、遮蔽した電子線の量を検出するステップと、電子線の前記検出量に基づいて、電子線の位置を検出するステップとを備えることを特徴とする方法。
10. 電子線の前記検出量に基づいて、電子線の照射方向を変化させることを特徴とする請求項９記載の方法。
11. 遮蔽板を第１領域と第２領域に分割して、前記遮蔽板の前記第１領域と前記第２領域で遮蔽される電子線の量を、夫々、第１検出信号と第２検出信号として検出し、更に、前記第１検出信号と前記第２検出信号の差分信号によって電子線の位置を検出することを特徴とする請求項９記載の方法。
12. 電子線の照射によって光を発する発光層を塗布した遮蔽板によって遮蔽される電子線の量を検出することを特徴とする請求項９記載の方法。
13. 情報記録媒体の原盤に電子線により信号を記録する電子線記録装置において、電子線の照射位置を検出する方法であって、
    前記原盤に情報を記録するために電子線を前記原盤に照射するステップと、電子線の光軸に位置する中心軸心の回りに発生される磁場の強度を検出するステップと、磁場の前記検出強度に基づいて、電子線の位置を検出するステップとを備える方法。
    

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