JP2005049372A - 電子ビーム露光方法及びその装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、近接効果のなく、かつ逆テーパー状にならない電子ビーム露光方法及びその装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の電子ビーム露光装置は、原盤を回転させる回転ステージ機構と、原盤を半径方向に移動させる直動ステージ機構と、回転ステージ機構と直動ステージ機構に所定線速になるように制御する制御機構と、原盤に収束した電子ビームを照射する電子ビーム照射機構と、原盤のレジスト膜厚を取得する機構と、取得したレジスト膜厚に従って電子ビームの加速電圧を可変する電圧可変機構と、可変した加速電圧に従って電子銃のアライメントコイルを制御するアライメントコイル制御機構とを有する。
【選択図】 図４
【解決手段】本発明の電子ビーム露光装置は、原盤を回転させる回転ステージ機構と、原盤を半径方向に移動させる直動ステージ機構と、回転ステージ機構と直動ステージ機構に所定線速になるように制御する制御機構と、原盤に収束した電子ビームを照射する電子ビーム照射機構と、原盤のレジスト膜厚を取得する機構と、取得したレジスト膜厚に従って電子ビームの加速電圧を可変する電圧可変機構と、可変した加速電圧に従って電子銃のアライメントコイルを制御するアライメントコイル制御機構とを有する。
【選択図】 図４
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子ビーム露光方法及びその装置に関し、詳細には光ディスク等の情報記録媒体の原盤を作成する場合に使用する電子ビーム露光方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平１１−２８３２８２号公報
【特許文献２】特公平７−４０１１１号公報
【特許文献３】特開平７−７８７５６号公報
【特許文献４】特許第２，９５１，９４７号明細書
光ディスク等の情報記録媒体は、スタンパと呼ばれる表面に案内溝とかピットを形成した金属板を型として、ポリカーボネイト樹脂等を成形してこれに記録材料等を付与して大量生産される。ここで、図５は従来の情報記録媒体の製造工程を示す断面図である。このスタンパは、表面に案内溝とかピットを形成した原盤から作成される。原盤は、図５の（ａ）に示すように、表面が鏡面に研磨された基板５１にフォトレジスト膜５２を形成し、図５の（ｂ）に示すように、図示していない原盤露光装置で記録情報に基づいて信号変調されたレーザ光５３でフォトレジスト膜５２に照射して露光させる。これを現像することにより、図５の（ｃ）に示すような、表面に案内溝とかピットを形成した光ディスク原盤が作成される。そして、図５の（ｄ）に示すように、この表面に導電膜５４を付与し、電鋳して原盤から剥離することにより、図５の（ｅ）に示すような、表面に案内溝とかピットを形成したスタンパ５６が作成される。これを成形して、これに記録材料等を付与して光ディスク等の情報記録媒体は作成される。
【０００３】
一方、情報記録媒体の容量の増加に従って、案内溝とかピットが微細化し、レーザ光では露光できなくなり、新たな光源として、電子ビームを使用した電子ビーム原盤露光装置が提案されている。電子ビームを照射する機構は、基本的には、半導体等で使用されている電子描画装置と同じだが、基板を駆動する機構が異なる。また、半導体等では、露光したレジストはエッチング等のマスクとして使用されるため、レジスト膜厚が通常０．２μｍから２μｍと厚いのに対し、情報記録媒体用の原盤では、レジスト膜厚が０．０２μｍから０．１５μｍと薄い点が異なる。
【０００４】
次に、上記特許文献１に提案されている一般的な電子ビーム原盤露光装置の構成について当該構成を示す図６を用いて説明する。
同図に示す電子ビーム原盤露光装置において、電子ビームは、１．３３×１０− ３Ｐａ以下の真空度にされた鏡筒６１内の電子銃６４から発生した電子ビーム６５を電磁レンズ６６で収束させ、収束後絞り７０で電子ビーム６５を絞る。ピットのように電子ビームをＯＮ／ＯＦＦさせる必要がある場合は、この収束位置で間欠的にブランキング電極６９でフォーマッタ８６からの信号に従ってブランキングドライバ８３を介して電子ビーム６５を偏向させることにより、電子ビームのＯＮ／ＯＦＦを行う。この電子ビーム６５を電磁レンズ６８で収束させて原盤７３に照射する。照射ビーム径の変動を防ぐため、フォーカスレーザ７８の原盤７３での反射光をセンサ７９で受光して原盤の面ぶれを検出し、フォーカスレンズ６７を駆動して、照射ビームのフォーカス制御する。原盤７３は、１．３３×１０−１Ｐａ以下の真空度にされた試料室７２内の回転ステージ７４と直動ステージ７５により、半径方向に一定ピッチで動かしながら線速一定に回転させられて、電子ビームが原盤７３上に螺旋状に照射される。このために、ターンテーブル７４は、回転送りパルス発生器８５からの信号により、スピンドルドライバ８２を介して制御され、直動ステージ７５は同じ回転送りパルス発生器８５からの信号により、横送りドライバ８１を介して制御される。これにより、電子ビーム６５を連続的に照射した場合には、螺旋状に案内溝が形成され、電子ビーム６５を間欠的に照射した場合には螺旋状にピットが形成される。案内溝、ピットをＷｏｂｂｌｅする必要がある場合には、偏光器７１によりフォーマッタ８６からの信号に従って偏向器ドライバ８４を介して電子ビームを周期的に偏向することにより、ｗｏｂｂｌｅさせる。また、直動ステージ７５は、測長器６３により位置を検出しながら、移動させることにより、精密位置決めされる。
【０００５】
上記のような電子ビームによる露光では、レーザ光による露光では起きない電子散乱の問題が知られている。図７に示すように、Ｓｉ等の基板９１の上に形成された電子ビームレジスト９２に入射した電子ビーム６５，６５’は、レジスト分子によって散乱され、図７中の矢印９３に示すように、レジスト内で広がる。
【０００６】
図８は、４０μｍの電子ビームレジストＺＥＰ５２０に電子ビームを照射した場合の電子の到達距離を示す特性図である。なお、電子ビームが照射された照射中心におけるレジスト表面（電子ビーム照射位置）の電子密度を１とした場合、電子密度が１／１００になる領域の、電子照射位置からの距離を電子到達距離とした。このようなレジスト分子と電子ビーム６５の散乱は、一般に前方散乱と呼ばれる。また、レジスト９２を透過した電子ビーム６５は、レジスト９２を通過して基板９１に到達する。基板９１がＳｉの場合、レジスト９２を構成する炭素、水素、酸素等よりもＳｉの原子番号が大きく、かつ密度も高いので電子の散乱確率は、レジスト９２よりも１０倍以上大きい。ここで、電子がレジスト９２で散乱される確率は、平均原子番号が大きいほど大きく、密度が高いほど大きい。平均原子番号とは、Ｈ２Ｏのような２個の水素（原子番号１）と１個の酸素（原子番号８）からなる化合物の場合、原子番号の総合計を原子の数で割ったもの、つまり（２＊１＋８）／（２＋１）＝３．３３となる。このため、図７中の矢印９４に示すように、基板９１から１８０度以上の散乱角を持ってレジスト９２の表面へ向けて跳ね返ってくる。このような電子ビーム６５の跳ね返りは、一般に後方散乱と呼ばれる。レジスト９２はこれら到達した電子の数が多い、つまり電子密度が高いほど強く露光され、ポジ型レジストの場合、電子ビーム６５により露光された部分が現像により溶けて溝になるので、図７では、電子ビーム６５と６５’の照射された領域が溝になり、電子ビーム６５と６５’の真ん中の電子ビームが照射されない部分がランドになる。後方散乱は、前方散乱に比べて、かなり広範囲にわたって電子が散乱する。例えば厚み８０ｎｍのレジスト９２を２０ＫＶの加速電圧で露光した場合、電子は、Ｘ，Ｙ方向数μｍに広がるので、ピッチ０．３μｍでパターンを形成すると２０本程度離れた場所の露光にも影響し、特に隣のトラックにパターンがある場合とない場合では、形成されるパターンの幅が異なってしまう。この現象が近接効果と呼ばれる。
【０００７】
上記のような近接効果は、電子ビーム露光では大きな問題となるため、一般の電子ビーム露光では、近傍の露光パターンを考慮して露光量を調整する近接効果の補正が一般的に行われている。また、電子散乱の範囲は、加速電圧に大きく依存するため、加速電圧を下げ露光する工法もいくつか提案されている。
【０００８】
その一つとして、上記特許文献２では、基板まで達しない低い加速電圧で露光することにより、加速電圧でパターン深さの制御して、深さの異なるパターンの形成と、近接効果の抑制を実現している。
【０００９】
また、上記特許文献３も、基板まで達しない低い加速電圧でレジストの表層のみを露光し、露光されたレジスト膜をシリル化してマスクにし、全体をエッチングしてパターンを形成することにより、厚いレジストパターンの形成と、近接効果の抑制を実現している。
【００１０】
更に、上記特許文献４は、１〜４ＫＶの加速電圧でかつ大きなビーム径の平行電子ビームをレジスト面に近接したマスクを介して照射することより、近接効果レスな露光を実現している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、高い加速電圧で露光する場合、電子の広がりは数μｍ以上あり、１μｍ以下のピッチで露光するとかなりの電子散乱の影響を受けるが、上記特許文献１では、上述したように、電子散乱の影響を低減するため、ネガレジストを使用して描画領域面積を少なくして前方散乱及び後方散乱の影響を低減している。しかし、実際にはポジをネガにしても描画領域面積は僅かしか減らず、しかも１μｍ以下のピッチでは電子散乱の影響が低減できない。その結果、近接効果によるパターンばらつきを十分に低減できない問題がある。更に、図９に示すように、加速電圧が高いと、露光量とともにランド部に照射される電子ビーム量が増加し、その結果ランドの一部が現像され面粗さ（Ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）が増加する問題が発生する。
【００１２】
また、上記特許文献２及び特許文献３では、基板に到達しない低い加速電圧で露光する。すなわち、図８で示した電子到達距離よりも低い加速電圧で露光する。このような場合には、形成されたパターンの底は、露光したレジストとなる。
電子到達距離よりも低い加速電圧で露光したパターンの底のレジストも電子ビームが照射されるので、その結果レジストの一部が現像されパターンの底の面粗さが増加する問題がある。通常基板の面粗さは、Ｒａ（中心線平均粗さ）＜０．５ｎｍと十分に小さいため、基板底まで露光した場合このようなパターン底の面荒れは発生しない。上記特許文献３は、最終的にはドライエッチングにより基板までのパターンを形成するので、パターン底の面荒れは解消するが、非常に工程が複雑である。更に、上記特許文献４は、１〜４ＫＶの加速電圧で露光することにより、近接効果は低く抑えられるが、図１０のＡ＝６×１００ ．４より高い加速電圧の領域では、溝の形が逆テーパー、つまり開口部が狭く、底部が広くなる問題がある。すなわち、情報記録媒体は、原盤の形状から型取られたスタンパから成形して作成されるので、逆テーパーでは成形板がスタンパからはがれないので成形できないのである。更に、図１０のＡ＝５．１×１００ ． ２ ６より高い加速電圧の領域では、ランド部が現像されて面粗さが増加してしまう問題がある。半導体等で使われる電子ビーム露光は、エッチング等のマスクとして使われるのがほとんどのため、面粗さはそれほど問題にならないが、情報記録媒体用の原盤の場合面荒れは再生信号の悪化につながるため、このような面荒れは許容されない。更に、特許文献４は、マスクを使用した露光のため、情報記録媒体の原盤のような広い領域に螺旋溝を形成する露光には適用できない問題があった。
【００１３】
本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、近接効果のなく、かつ逆テーパー状にならない電子ビーム露光方法及びその装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記問題点を解決するために、所定速度で回転する基板表面に電子ビームを照射し、基板表面に塗布されたレジスト膜にパターンを描画する、本発明の電子ビーム露光方法によれば、電子ビームの到達深さとレジスト膜厚が略等しくなるような電子ビームの加速電圧で露光する。よって、近接効果のない電子ビーム露光方法を提供できる。
【００１５】
また、加速電圧の最小値Ａｍｉｎから最大値Ａｍａｘの範囲は、加速電圧Ａ（ＫＶ）、レジスト膜厚Ｔ（μｍ）とした場合、Ａｍｉｎ＝１０．８＊Ｔ０．７２，Ａｍａｘ＝５．１＊Ｔ０．２６の関係式から求められる。よって、ランド荒れの発生しない電子ビーム露光方法を提供できる。
【００１６】
更に、加速電圧の最小値Ａｍｉｎから最大値Ａｍａｘの範囲は、加速電圧Ａ（ＫＶ）、レジスト膜厚Ｔ（μｍ）とした場合、Ａｍｉｎ＝１０．８＊Ｔ０．７２，Ａｍａｘ＝６．０＊Ｔ０．４１の関係式から求められる。よって、近接効果がなく、逆テーパー形状にならない電子ビーム露光方法を提供できる。
【００１７】
また、パターンの幅を電子ビームの直径により可変することにより、種々の溝幅を露光可能となる。
【００１８】
更に、別の発明として、原盤を回転させながら原盤に電子ビームを照射してパターンを描画する電子ビーム露光装置は、原盤を回転させる回転ステージ機構と、原盤を半径方向に移動させる直動ステージ機構と、回転ステージ機構と直動ステージ機構に所定線速になるように制御する制御機構と、原盤に収束した電子ビームを照射する電子ビーム照射機構と、原盤のレジスト膜厚を取得する機構と、取得したレジスト膜厚に従って電子ビームの加速電圧を可変する電圧可変機構と、可変した加速電圧に従って電子銃のアライメントコイルを制御するアライメントコイル制御機構とを有している。よって、近接効果のない電子ビーム露光装置を提供できる。
【００１９】
また、加速電圧Ａ（ＫＶ）、レジスト膜厚Ｔ（μｍ）とした場合、加速電圧Ａを、Ａ＝１０．８＊Ｔ０ ．７ ２に制御することにより、近接効果のない電子ビーム露光装置を提供できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の電子ビーム露光方法では、電子ビームの到達深さとレジスト膜厚が略等しくなるような電子ビームの加速電圧で露光する。
【００２１】
【実施例】
図１は原盤露光の概要と原盤形状を示す図である。原盤は、図１の（ａ）に示すように、Ｓｉ基板１１上に塗布されたレジスト１２に、一定のピッチ間隔で電子ビームを照射することで露光され、図１の（ｂ）に示すように現像後電子ビームの照射位置が溝１３となり、照射位置と照射位置の間がランド１４になる。Ｓｉ基板１１に、電子ビームレジストＺＥＰ５２０（平均原子番号４．１、密度１．３）を２５ｎｍ塗布し、１８０℃でプリベークした基板を、電子ビーム直径５０ｎｍの電子ビームでピッチ０．３μｍの溝を露光した。この基板をＺＥＤ−Ｎ５０（日本ゼオン製：酢酸ノルマルアミル）で６０秒間現像し、溝幅約０．１１μｍの溝１３を形成し、溝形状とランド部の面粗さを測定した。各種加速電圧と測定結果を図２に示す。同図の（ａ）からわかるように、加速電圧が０．８ＫＶ未満の場合は、電子が基板まで到達せず、基板までのパターンを形成できない。加速電圧０．８ＫＶの場合は、図１の（ｂ）に示す傾斜角が７０度の良好な溝が形成できた。加速電圧１．０ＫＶの場合は、傾斜角が８０度の良好な溝が形成できた。加速電圧１．５ＫＶの場合は、ランド荒さには変化が見られないが、逆テーパー状の溝が形成された。加速電圧２ＫＶの場合は、ランド部の面粗さが０．８ｎｍと加速電圧１．５ＫＶ以下に比べ悪化した。２．５ＫＶ，３ＫＶの場合は、ランド部の面荒れだけでなくランドの両端が現像されてなくなり、丸くなってしまった。
同様に、レジスト膜厚２５ｎｍから２００ｎｍでの各種加速電圧と測定結果を示す図２の（ｂ）からわかるように、レジスト膜厚５０ｎｍから１２０ｎｍの領域では、レジスト膜厚２５ｎｍの場合と同様、電子ビームの到達深さとレジスト膜厚が略同等な加速電圧で露光することにより、ランド荒れのない良好な溝が形成できた。レジスト膜厚１５０ｎｍ以上では、良好なパターンの溝は、形成できなかった。以上のように、薄いレジストの場合、電子ビームの到達深さとレジスト膜厚が略同等な加速電圧で露光することにより、ランド荒れのない良好な溝が形成できる。
【００２２】
また、基板の影響を見るために、Ａｌ基板に電子ビームレジストＺＥＰ５２０を２５ｎｍ塗布した基板を、加速電圧２０ＫＶ，電子ビーム直径５０ｎｍの電子ビームでピッチ０．３μｍで露光し、幅０．１１μｍの溝を形成したところ、２５ｎｍのレジストが完全に膜減りして溝深さは、１８ｎｍになってしまいランド粗さも１．５ｎｍとなってしまった。また、同様な基板を加速電圧１ｋｖ、電子ビーム直径５０ｎｍの電子ビームでピッチ０．３μｍで露光し、幅０．１１μｍの溝を形成したところ、基板がＳｉの図２の（ａ）と同様、良好な溝が得られた。このように、本発明の露光方法では、基板に到達する電子が少ない、すなわち後方散乱の影響を僅かしか受けないので、基板に関係なく、同じ露光条件で露光可能になる。
【００２３】
更に、レジスト材料の影響を確認するため、レジスト材料をＰＭＭＡ（平均原子量３．６、密度１．２）と、のノボラック系の化学増幅型ＥＢレジスト（平均原子量３．８、密度１．０）に変え、同様に、加速電圧１ＫＶ，電子ビーム直径５０ｎｍの電子ビームでピッチ０．３μｍで露光し、幅０．１１μｍの溝を形成したところ、どちらも、図２の（ａ）と同様、良好な溝が得られた。このように、レジスト材料は、基本的には、炭素と水素と酸素から構成されるので、密度０．９〜１．６、平均原子量２．９〜５．９の範囲にあるため、電子散乱は材料が変わってもそれほど変化しない。すなわち、本発明は、レジスト材料に関係なく、適用できる。
【００２４】
次に、各種Ｄｏｓｅ量と溝幅の測定結果を図３に示す。ここで、上述した図９に示すように、高加速電圧の従来例では、溝幅はＤｏｓｅ量を変えることにより大きく変動する。しかし、図３における加速電圧１ＫＶでは、加速電圧で決まる電子到達距離で露光される範囲が限定されるので、Ｄｏｓｅ量の変化で僅かしか溝幅は変動しない。よって、非常に安定した露光が可能である。図３のようにビーム半径を可変することにより、溝幅を可変できる。また、Ｄｏｓｅ量、レジスト感度等が変化しても、安定した溝幅を露光できる。
【００２５】
図４は本発明の電子ビーム露光装置の構成を示す概略図である。基本的な構成は、図６に示す従来例と同様である。なお、図６と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。外部から入力されるレジスト膜厚もしくは、センサ７９で検出される原盤からの反射光量により、レジスト膜厚を検知する。この膜厚値に従って、上述した図３の関係式より最適加速電圧を求める。すなわち、加速電圧Ａ（ＫＶ）、レジスト膜厚Ｔ（μｍ）とした場合、Ａ＝１０．８＊Ｔ０ ．７ ２とする。電子銃の加速電圧を図４のアクセレートコントロール４１により、切り替えると同時に、オペレーションコントローラ４２に加速電圧毎に記憶された値でアライメントコントローラ４３を制御し、アライメントコイル４４，４５を制御する。これにより、加速電圧を切り替えても、常にアライメントが取れた状態で露光可能となる。
【００２６】
次に、本発明の具体例について説明する。
具体例１として、図１のＳｉ基板１１に、電子ビームレジストＺＥＰ５２０を２５ｎｍ塗布し、１８０℃でプリベークした基板を、加速電圧１ＫＶ，電子ビーム直径５０ｎｍの電子ビームでピッチ０．３μｍの溝を露光した。この基板をＺＥＤ−Ｎ５０で６０秒間現像し、溝幅０．１１μｍの溝１３を形成した。ランドの面粗さは、約０．６ｎｍだった。この原盤を、上述した図５に示した従来と同様な製造方法でスタンパを作成した。これにより、面粗さが小さく、溝幅変動のないスタンパが得られた。このスタンパから基板を成形し、この基板に、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ記録層を形成し、Ａｇ反射層を付け、保護層を形成し、記録再生可能な情報記録媒体を作成した。この情報記録媒体のノイズレベルを測定したところ、良好なノイズレベルが得られた。
【００２７】
具体例２について、図１のＳｉ基板１１に、電子ビームレジストＺＥＰ５２０を５０ｎｍ塗布し、１８０℃でプリベークした基板を、加速電圧１．５ＫＶ，電子ビーム直径５０ｎｍの電子ビームでピッチ０．３μｍの溝を露光した。この基板をＺＥＤ−Ｎ５０で６０秒間現像し、溝幅０．１μｍの溝１３を形成した。ランドの面粗さは、約０．６ｎｍだった。この原盤を、上述した図５に示した従来と同様な製造方法でスタンパを作成し、このスタンパから基板を成形し、この基板にシアニン系の色素を塗布し、さらに反射膜を設けて、情報記録媒体を作成した。この情報記録媒体のノイズレベルを測定したところ、良好なノイズレベルが得られた。
【００２８】
具体例３について、図１のＳｉ基板１１に、電子ビームレジストＺＥＰ５２０を８０ｎｍ塗布し、１８０℃でプリベークした基板を、加速電圧２．０ＫＶ，電子ビーム直径５０ｎｍの電子ビームでピッチ０．３μｍの溝を露光した。この基板をＺＥＤ−Ｎ５０で６０秒間現像し、ピット幅０．１３μｍのピット１４を形成した。この原盤を、上述した図５に示した従来と同様な製造方法でスタンパを作成し、このスタンパから基板を成形し、この基板に反射膜を設けて、情報記録媒体を作成した。この情報記録媒体のＣＮを測定したところ、良好なＣＮが得られた。
【００２９】
次に、これらの具体例と比較する比較例について説明する。
比較例１として、図１のＳｉ基板１１に、電子ビームレジストＺＥＰ５２０を２５ｎｍ塗布し、１８０℃でプリベークした基板を、加速電圧２０ＫＶ，電子ビーム直径５０ｎｍの電子ビームでピッチ０．３μｍの溝を露光した。この基板をＺＥＤ−Ｎ５０で６０秒間現像し、溝幅０．１１μｍの溝１３を形成した。ランド１４の面粗さは、約１．２ｎｍだった。この原盤を、上述した図５に示した従来と同様な製造方法でスタンパを作成、このスタンパから基板を成形し、この基板に、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ記録層を形成し、Ａｇ反射層を付け、保護層を形成し、記録再生可能な情報記録媒体を作成した。この情報記録媒体のノイズレベルを測定したところ、１〜１０ＭＨｚの領域で、上記具体例１に比べノイズレベルが３ｄＢ悪化した。
【００３０】
また、比較例２として、図１のＳｉ基板１１に、電子ビームレジストＺＥＰ５２０を５０ｎｍ塗布し、１８０℃でプリベークした基板を、加速電圧２０ＫＶ，電子ビーム直径５０ｎｍの電子ビームでピッチ０．３μｍの溝を露光した。この基板をＺＥＤ−Ｎ５０で６０秒間現像し、溝幅０．１μｍの溝１３を形成した。ランド１４の面粗さは、約１．４ｎｍだった。この原盤を、上述した図５に示した従来と同様な製造方法でスタンパを作成し、このスタンパから基板を成形し、この基板にシアニン系の色素を塗布し、さらに反射膜を設けて、情報記録媒体を作成した。この情報記録媒体のノイズレベルを測定したところ、１〜１０ＭＨｚの領域で、上記具体例２に比べノイズレベルが３ｄＢ悪化した。
【００３１】
更に、比較例３として、図１のＳｉ基板１１に、電子ビームレジストＺＥＰ５２０を８０ｎｍ塗布し、１８０℃でプリベークした基板を、加速電圧２０ＫＶ，電子ビーム直径５０ｎｍの電子ビームでピッチ０．３μｍのピットを露光した。この基板をＺＥＤ−Ｎ５０で６０秒間現像し、幅０．１３μｍのピット１４を形成した。この原盤を、上述した図５に示した従来と同様な方法でスタンパを作成し、このスタンパから基板を成形し、この基板に反射膜を設けて、情報記録媒体を作成した。この情報記録媒体のＣＮを測定したところ、上記具体例３に比べ情報を記録し再生したところ、上記具体例３に比べＣＮが４ｄＢ悪化した。更に、再生信号にジッタを測定したところ、上記具体例３に比べ２％悪化した。
【００３２】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、所定速度で回転する基板表面に電子ビームを照射し、基板表面に塗布されたレジスト膜にパターンを描画する、本発明の電子ビーム露光方法によれば、電子ビームの到達深さとレジスト膜厚が略等しくしなるような電子ビームの加速電圧で露光する。よって、基板からの後方散乱がほとんどなく、その結果近接効果の影響を受けず、ランド部の面荒れのない溝幅変動のない高精度なパターンを形成できる。また、後方散乱の影響をほとんど受けないので、基板材質を選ばない。更に、加速電圧が低いので、レジスト感度が向上する。近接効果のない電子ビーム露光方法を提供できる。
【００３４】
また、加速電圧の最小値Ａｍｉｎから最大値Ａｍａｘの範囲は、加速電圧Ａ（ＫＶ）、レジスト膜厚Ｔ（μｍ）とした場合、Ａｍｉｎ＝１０．８＊Ｔ０．７２，Ａｍａｘ＝５．１＊Ｔ０．２６の関係式から求められる。よって、ランド荒れの発生しない電子ビーム露光方法を提供できる。
【００３５】
更に、加速電圧の最小値Ａｍｉｎから最大値Ａｍａｘの範囲は、加速電圧Ａ（ＫＶ）、レジスト膜厚Ｔ（μｍ）とした場合、Ａｍｉｎ＝１０．８＊Ｔ０．７２，Ａｍａｘ＝６．０＊Ｔ０．４１の関係式から求められる。よって、近接効果がなく、逆テーパー形状にならない電子ビーム露光方法を提供できる。
【００３６】
また、パターンの幅を電子ビームの直径により可変することにより、近接効果の影響なく、ランドアレを発生させない最適加速電圧での露光時に、溝幅を可変可能となる。
【００３７】
更に、別の発明として、原盤を回転させながら原盤に電子ビームを照射してパターンを描画する電子ビーム露光装置は、原盤を回転させる回転ステージ機構と、原盤を半径方向に移動させる直動ステージ機構と、回転ステージ機構と直動ステージ機構に所定線速になるように制御する制御機構と、原盤に収束した電子ビームを照射する電子ビーム照射機構と、原盤のレジスト膜厚を取得する機構と、取得したレジスト膜厚に従って電子ビームの加速電圧を可変する電圧可変機構と、可変した加速電圧に従って電子銃のアライメントコイルを制御するアライメントコイル制御機構とを有している。よって、アライメントずれを発生させることなく最適加速電圧にでき、近接効果の影響を受けない高精度なパターンを形成できる電子ビーム露光装置を提供できる。
【００３８】
また、加速電圧Ａ（ＫＶ）、レジスト膜厚Ｔ（μｍ）とした場合、加速電圧Ａを、Ａ＝１０．８＊Ｔ０ ．７ ２に制御することにより、近接効果のない電子ビーム露光装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子ビーム露光の近接効果の様子を示す概略図である。
【図２】加速電圧と測定結果を示す図である。
【図３】各種ビーム別の露光量と溝幅の測定結果を示す特性図である。
【図４】本発明の電子ビーム露光装置の構成を示す概略図である。
【図５】従来の情報記録媒体の製造工程を示す断面図である。
【図６】一般的な電子ビーム原盤露光装置の構成を示す概略図である。
【図７】加速電圧によるレジスト中の散乱確率の変化の様子を示す図である。
【図８】４０μｍの電子ビームレジストＺＥＰ５２０に電子ビームを照射した場合の電子の到達距離を示す特性図である。
【図９】露光量と、面粗さ及び溝幅の関係を示す図である。
【図１０】レジスト膜厚と加速電圧の関係を示す特性図である。
【符号の説明】
４１；アクセレートコントローラ、４２；オペレーションコントローラ、
４３；アライメントコントローラ、４４，４５；アライメントコイル。
【発明の属する技術分野】
本発明は電子ビーム露光方法及びその装置に関し、詳細には光ディスク等の情報記録媒体の原盤を作成する場合に使用する電子ビーム露光方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平１１−２８３２８２号公報
【特許文献２】特公平７−４０１１１号公報
【特許文献３】特開平７−７８７５６号公報
【特許文献４】特許第２，９５１，９４７号明細書
光ディスク等の情報記録媒体は、スタンパと呼ばれる表面に案内溝とかピットを形成した金属板を型として、ポリカーボネイト樹脂等を成形してこれに記録材料等を付与して大量生産される。ここで、図５は従来の情報記録媒体の製造工程を示す断面図である。このスタンパは、表面に案内溝とかピットを形成した原盤から作成される。原盤は、図５の（ａ）に示すように、表面が鏡面に研磨された基板５１にフォトレジスト膜５２を形成し、図５の（ｂ）に示すように、図示していない原盤露光装置で記録情報に基づいて信号変調されたレーザ光５３でフォトレジスト膜５２に照射して露光させる。これを現像することにより、図５の（ｃ）に示すような、表面に案内溝とかピットを形成した光ディスク原盤が作成される。そして、図５の（ｄ）に示すように、この表面に導電膜５４を付与し、電鋳して原盤から剥離することにより、図５の（ｅ）に示すような、表面に案内溝とかピットを形成したスタンパ５６が作成される。これを成形して、これに記録材料等を付与して光ディスク等の情報記録媒体は作成される。
【０００３】
一方、情報記録媒体の容量の増加に従って、案内溝とかピットが微細化し、レーザ光では露光できなくなり、新たな光源として、電子ビームを使用した電子ビーム原盤露光装置が提案されている。電子ビームを照射する機構は、基本的には、半導体等で使用されている電子描画装置と同じだが、基板を駆動する機構が異なる。また、半導体等では、露光したレジストはエッチング等のマスクとして使用されるため、レジスト膜厚が通常０．２μｍから２μｍと厚いのに対し、情報記録媒体用の原盤では、レジスト膜厚が０．０２μｍから０．１５μｍと薄い点が異なる。
【０００４】
次に、上記特許文献１に提案されている一般的な電子ビーム原盤露光装置の構成について当該構成を示す図６を用いて説明する。
同図に示す電子ビーム原盤露光装置において、電子ビームは、１．３３×１０− ３Ｐａ以下の真空度にされた鏡筒６１内の電子銃６４から発生した電子ビーム６５を電磁レンズ６６で収束させ、収束後絞り７０で電子ビーム６５を絞る。ピットのように電子ビームをＯＮ／ＯＦＦさせる必要がある場合は、この収束位置で間欠的にブランキング電極６９でフォーマッタ８６からの信号に従ってブランキングドライバ８３を介して電子ビーム６５を偏向させることにより、電子ビームのＯＮ／ＯＦＦを行う。この電子ビーム６５を電磁レンズ６８で収束させて原盤７３に照射する。照射ビーム径の変動を防ぐため、フォーカスレーザ７８の原盤７３での反射光をセンサ７９で受光して原盤の面ぶれを検出し、フォーカスレンズ６７を駆動して、照射ビームのフォーカス制御する。原盤７３は、１．３３×１０−１Ｐａ以下の真空度にされた試料室７２内の回転ステージ７４と直動ステージ７５により、半径方向に一定ピッチで動かしながら線速一定に回転させられて、電子ビームが原盤７３上に螺旋状に照射される。このために、ターンテーブル７４は、回転送りパルス発生器８５からの信号により、スピンドルドライバ８２を介して制御され、直動ステージ７５は同じ回転送りパルス発生器８５からの信号により、横送りドライバ８１を介して制御される。これにより、電子ビーム６５を連続的に照射した場合には、螺旋状に案内溝が形成され、電子ビーム６５を間欠的に照射した場合には螺旋状にピットが形成される。案内溝、ピットをＷｏｂｂｌｅする必要がある場合には、偏光器７１によりフォーマッタ８６からの信号に従って偏向器ドライバ８４を介して電子ビームを周期的に偏向することにより、ｗｏｂｂｌｅさせる。また、直動ステージ７５は、測長器６３により位置を検出しながら、移動させることにより、精密位置決めされる。
【０００５】
上記のような電子ビームによる露光では、レーザ光による露光では起きない電子散乱の問題が知られている。図７に示すように、Ｓｉ等の基板９１の上に形成された電子ビームレジスト９２に入射した電子ビーム６５，６５’は、レジスト分子によって散乱され、図７中の矢印９３に示すように、レジスト内で広がる。
【０００６】
図８は、４０μｍの電子ビームレジストＺＥＰ５２０に電子ビームを照射した場合の電子の到達距離を示す特性図である。なお、電子ビームが照射された照射中心におけるレジスト表面（電子ビーム照射位置）の電子密度を１とした場合、電子密度が１／１００になる領域の、電子照射位置からの距離を電子到達距離とした。このようなレジスト分子と電子ビーム６５の散乱は、一般に前方散乱と呼ばれる。また、レジスト９２を透過した電子ビーム６５は、レジスト９２を通過して基板９１に到達する。基板９１がＳｉの場合、レジスト９２を構成する炭素、水素、酸素等よりもＳｉの原子番号が大きく、かつ密度も高いので電子の散乱確率は、レジスト９２よりも１０倍以上大きい。ここで、電子がレジスト９２で散乱される確率は、平均原子番号が大きいほど大きく、密度が高いほど大きい。平均原子番号とは、Ｈ２Ｏのような２個の水素（原子番号１）と１個の酸素（原子番号８）からなる化合物の場合、原子番号の総合計を原子の数で割ったもの、つまり（２＊１＋８）／（２＋１）＝３．３３となる。このため、図７中の矢印９４に示すように、基板９１から１８０度以上の散乱角を持ってレジスト９２の表面へ向けて跳ね返ってくる。このような電子ビーム６５の跳ね返りは、一般に後方散乱と呼ばれる。レジスト９２はこれら到達した電子の数が多い、つまり電子密度が高いほど強く露光され、ポジ型レジストの場合、電子ビーム６５により露光された部分が現像により溶けて溝になるので、図７では、電子ビーム６５と６５’の照射された領域が溝になり、電子ビーム６５と６５’の真ん中の電子ビームが照射されない部分がランドになる。後方散乱は、前方散乱に比べて、かなり広範囲にわたって電子が散乱する。例えば厚み８０ｎｍのレジスト９２を２０ＫＶの加速電圧で露光した場合、電子は、Ｘ，Ｙ方向数μｍに広がるので、ピッチ０．３μｍでパターンを形成すると２０本程度離れた場所の露光にも影響し、特に隣のトラックにパターンがある場合とない場合では、形成されるパターンの幅が異なってしまう。この現象が近接効果と呼ばれる。
【０００７】
上記のような近接効果は、電子ビーム露光では大きな問題となるため、一般の電子ビーム露光では、近傍の露光パターンを考慮して露光量を調整する近接効果の補正が一般的に行われている。また、電子散乱の範囲は、加速電圧に大きく依存するため、加速電圧を下げ露光する工法もいくつか提案されている。
【０００８】
その一つとして、上記特許文献２では、基板まで達しない低い加速電圧で露光することにより、加速電圧でパターン深さの制御して、深さの異なるパターンの形成と、近接効果の抑制を実現している。
【０００９】
また、上記特許文献３も、基板まで達しない低い加速電圧でレジストの表層のみを露光し、露光されたレジスト膜をシリル化してマスクにし、全体をエッチングしてパターンを形成することにより、厚いレジストパターンの形成と、近接効果の抑制を実現している。
【００１０】
更に、上記特許文献４は、１〜４ＫＶの加速電圧でかつ大きなビーム径の平行電子ビームをレジスト面に近接したマスクを介して照射することより、近接効果レスな露光を実現している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、高い加速電圧で露光する場合、電子の広がりは数μｍ以上あり、１μｍ以下のピッチで露光するとかなりの電子散乱の影響を受けるが、上記特許文献１では、上述したように、電子散乱の影響を低減するため、ネガレジストを使用して描画領域面積を少なくして前方散乱及び後方散乱の影響を低減している。しかし、実際にはポジをネガにしても描画領域面積は僅かしか減らず、しかも１μｍ以下のピッチでは電子散乱の影響が低減できない。その結果、近接効果によるパターンばらつきを十分に低減できない問題がある。更に、図９に示すように、加速電圧が高いと、露光量とともにランド部に照射される電子ビーム量が増加し、その結果ランドの一部が現像され面粗さ（Ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）が増加する問題が発生する。
【００１２】
また、上記特許文献２及び特許文献３では、基板に到達しない低い加速電圧で露光する。すなわち、図８で示した電子到達距離よりも低い加速電圧で露光する。このような場合には、形成されたパターンの底は、露光したレジストとなる。
電子到達距離よりも低い加速電圧で露光したパターンの底のレジストも電子ビームが照射されるので、その結果レジストの一部が現像されパターンの底の面粗さが増加する問題がある。通常基板の面粗さは、Ｒａ（中心線平均粗さ）＜０．５ｎｍと十分に小さいため、基板底まで露光した場合このようなパターン底の面荒れは発生しない。上記特許文献３は、最終的にはドライエッチングにより基板までのパターンを形成するので、パターン底の面荒れは解消するが、非常に工程が複雑である。更に、上記特許文献４は、１〜４ＫＶの加速電圧で露光することにより、近接効果は低く抑えられるが、図１０のＡ＝６×１００ ．４より高い加速電圧の領域では、溝の形が逆テーパー、つまり開口部が狭く、底部が広くなる問題がある。すなわち、情報記録媒体は、原盤の形状から型取られたスタンパから成形して作成されるので、逆テーパーでは成形板がスタンパからはがれないので成形できないのである。更に、図１０のＡ＝５．１×１００ ． ２ ６より高い加速電圧の領域では、ランド部が現像されて面粗さが増加してしまう問題がある。半導体等で使われる電子ビーム露光は、エッチング等のマスクとして使われるのがほとんどのため、面粗さはそれほど問題にならないが、情報記録媒体用の原盤の場合面荒れは再生信号の悪化につながるため、このような面荒れは許容されない。更に、特許文献４は、マスクを使用した露光のため、情報記録媒体の原盤のような広い領域に螺旋溝を形成する露光には適用できない問題があった。
【００１３】
本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、近接効果のなく、かつ逆テーパー状にならない電子ビーム露光方法及びその装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記問題点を解決するために、所定速度で回転する基板表面に電子ビームを照射し、基板表面に塗布されたレジスト膜にパターンを描画する、本発明の電子ビーム露光方法によれば、電子ビームの到達深さとレジスト膜厚が略等しくなるような電子ビームの加速電圧で露光する。よって、近接効果のない電子ビーム露光方法を提供できる。
【００１５】
また、加速電圧の最小値Ａｍｉｎから最大値Ａｍａｘの範囲は、加速電圧Ａ（ＫＶ）、レジスト膜厚Ｔ（μｍ）とした場合、Ａｍｉｎ＝１０．８＊Ｔ０．７２，Ａｍａｘ＝５．１＊Ｔ０．２６の関係式から求められる。よって、ランド荒れの発生しない電子ビーム露光方法を提供できる。
【００１６】
更に、加速電圧の最小値Ａｍｉｎから最大値Ａｍａｘの範囲は、加速電圧Ａ（ＫＶ）、レジスト膜厚Ｔ（μｍ）とした場合、Ａｍｉｎ＝１０．８＊Ｔ０．７２，Ａｍａｘ＝６．０＊Ｔ０．４１の関係式から求められる。よって、近接効果がなく、逆テーパー形状にならない電子ビーム露光方法を提供できる。
【００１７】
また、パターンの幅を電子ビームの直径により可変することにより、種々の溝幅を露光可能となる。
【００１８】
更に、別の発明として、原盤を回転させながら原盤に電子ビームを照射してパターンを描画する電子ビーム露光装置は、原盤を回転させる回転ステージ機構と、原盤を半径方向に移動させる直動ステージ機構と、回転ステージ機構と直動ステージ機構に所定線速になるように制御する制御機構と、原盤に収束した電子ビームを照射する電子ビーム照射機構と、原盤のレジスト膜厚を取得する機構と、取得したレジスト膜厚に従って電子ビームの加速電圧を可変する電圧可変機構と、可変した加速電圧に従って電子銃のアライメントコイルを制御するアライメントコイル制御機構とを有している。よって、近接効果のない電子ビーム露光装置を提供できる。
【００１９】
また、加速電圧Ａ（ＫＶ）、レジスト膜厚Ｔ（μｍ）とした場合、加速電圧Ａを、Ａ＝１０．８＊Ｔ０ ．７ ２に制御することにより、近接効果のない電子ビーム露光装置を提供できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の電子ビーム露光方法では、電子ビームの到達深さとレジスト膜厚が略等しくなるような電子ビームの加速電圧で露光する。
【００２１】
【実施例】
図１は原盤露光の概要と原盤形状を示す図である。原盤は、図１の（ａ）に示すように、Ｓｉ基板１１上に塗布されたレジスト１２に、一定のピッチ間隔で電子ビームを照射することで露光され、図１の（ｂ）に示すように現像後電子ビームの照射位置が溝１３となり、照射位置と照射位置の間がランド１４になる。Ｓｉ基板１１に、電子ビームレジストＺＥＰ５２０（平均原子番号４．１、密度１．３）を２５ｎｍ塗布し、１８０℃でプリベークした基板を、電子ビーム直径５０ｎｍの電子ビームでピッチ０．３μｍの溝を露光した。この基板をＺＥＤ−Ｎ５０（日本ゼオン製：酢酸ノルマルアミル）で６０秒間現像し、溝幅約０．１１μｍの溝１３を形成し、溝形状とランド部の面粗さを測定した。各種加速電圧と測定結果を図２に示す。同図の（ａ）からわかるように、加速電圧が０．８ＫＶ未満の場合は、電子が基板まで到達せず、基板までのパターンを形成できない。加速電圧０．８ＫＶの場合は、図１の（ｂ）に示す傾斜角が７０度の良好な溝が形成できた。加速電圧１．０ＫＶの場合は、傾斜角が８０度の良好な溝が形成できた。加速電圧１．５ＫＶの場合は、ランド荒さには変化が見られないが、逆テーパー状の溝が形成された。加速電圧２ＫＶの場合は、ランド部の面粗さが０．８ｎｍと加速電圧１．５ＫＶ以下に比べ悪化した。２．５ＫＶ，３ＫＶの場合は、ランド部の面荒れだけでなくランドの両端が現像されてなくなり、丸くなってしまった。
同様に、レジスト膜厚２５ｎｍから２００ｎｍでの各種加速電圧と測定結果を示す図２の（ｂ）からわかるように、レジスト膜厚５０ｎｍから１２０ｎｍの領域では、レジスト膜厚２５ｎｍの場合と同様、電子ビームの到達深さとレジスト膜厚が略同等な加速電圧で露光することにより、ランド荒れのない良好な溝が形成できた。レジスト膜厚１５０ｎｍ以上では、良好なパターンの溝は、形成できなかった。以上のように、薄いレジストの場合、電子ビームの到達深さとレジスト膜厚が略同等な加速電圧で露光することにより、ランド荒れのない良好な溝が形成できる。
【００２２】
また、基板の影響を見るために、Ａｌ基板に電子ビームレジストＺＥＰ５２０を２５ｎｍ塗布した基板を、加速電圧２０ＫＶ，電子ビーム直径５０ｎｍの電子ビームでピッチ０．３μｍで露光し、幅０．１１μｍの溝を形成したところ、２５ｎｍのレジストが完全に膜減りして溝深さは、１８ｎｍになってしまいランド粗さも１．５ｎｍとなってしまった。また、同様な基板を加速電圧１ｋｖ、電子ビーム直径５０ｎｍの電子ビームでピッチ０．３μｍで露光し、幅０．１１μｍの溝を形成したところ、基板がＳｉの図２の（ａ）と同様、良好な溝が得られた。このように、本発明の露光方法では、基板に到達する電子が少ない、すなわち後方散乱の影響を僅かしか受けないので、基板に関係なく、同じ露光条件で露光可能になる。
【００２３】
更に、レジスト材料の影響を確認するため、レジスト材料をＰＭＭＡ（平均原子量３．６、密度１．２）と、のノボラック系の化学増幅型ＥＢレジスト（平均原子量３．８、密度１．０）に変え、同様に、加速電圧１ＫＶ，電子ビーム直径５０ｎｍの電子ビームでピッチ０．３μｍで露光し、幅０．１１μｍの溝を形成したところ、どちらも、図２の（ａ）と同様、良好な溝が得られた。このように、レジスト材料は、基本的には、炭素と水素と酸素から構成されるので、密度０．９〜１．６、平均原子量２．９〜５．９の範囲にあるため、電子散乱は材料が変わってもそれほど変化しない。すなわち、本発明は、レジスト材料に関係なく、適用できる。
【００２４】
次に、各種Ｄｏｓｅ量と溝幅の測定結果を図３に示す。ここで、上述した図９に示すように、高加速電圧の従来例では、溝幅はＤｏｓｅ量を変えることにより大きく変動する。しかし、図３における加速電圧１ＫＶでは、加速電圧で決まる電子到達距離で露光される範囲が限定されるので、Ｄｏｓｅ量の変化で僅かしか溝幅は変動しない。よって、非常に安定した露光が可能である。図３のようにビーム半径を可変することにより、溝幅を可変できる。また、Ｄｏｓｅ量、レジスト感度等が変化しても、安定した溝幅を露光できる。
【００２５】
図４は本発明の電子ビーム露光装置の構成を示す概略図である。基本的な構成は、図６に示す従来例と同様である。なお、図６と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。外部から入力されるレジスト膜厚もしくは、センサ７９で検出される原盤からの反射光量により、レジスト膜厚を検知する。この膜厚値に従って、上述した図３の関係式より最適加速電圧を求める。すなわち、加速電圧Ａ（ＫＶ）、レジスト膜厚Ｔ（μｍ）とした場合、Ａ＝１０．８＊Ｔ０ ．７ ２とする。電子銃の加速電圧を図４のアクセレートコントロール４１により、切り替えると同時に、オペレーションコントローラ４２に加速電圧毎に記憶された値でアライメントコントローラ４３を制御し、アライメントコイル４４，４５を制御する。これにより、加速電圧を切り替えても、常にアライメントが取れた状態で露光可能となる。
【００２６】
次に、本発明の具体例について説明する。
具体例１として、図１のＳｉ基板１１に、電子ビームレジストＺＥＰ５２０を２５ｎｍ塗布し、１８０℃でプリベークした基板を、加速電圧１ＫＶ，電子ビーム直径５０ｎｍの電子ビームでピッチ０．３μｍの溝を露光した。この基板をＺＥＤ−Ｎ５０で６０秒間現像し、溝幅０．１１μｍの溝１３を形成した。ランドの面粗さは、約０．６ｎｍだった。この原盤を、上述した図５に示した従来と同様な製造方法でスタンパを作成した。これにより、面粗さが小さく、溝幅変動のないスタンパが得られた。このスタンパから基板を成形し、この基板に、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ記録層を形成し、Ａｇ反射層を付け、保護層を形成し、記録再生可能な情報記録媒体を作成した。この情報記録媒体のノイズレベルを測定したところ、良好なノイズレベルが得られた。
【００２７】
具体例２について、図１のＳｉ基板１１に、電子ビームレジストＺＥＰ５２０を５０ｎｍ塗布し、１８０℃でプリベークした基板を、加速電圧１．５ＫＶ，電子ビーム直径５０ｎｍの電子ビームでピッチ０．３μｍの溝を露光した。この基板をＺＥＤ−Ｎ５０で６０秒間現像し、溝幅０．１μｍの溝１３を形成した。ランドの面粗さは、約０．６ｎｍだった。この原盤を、上述した図５に示した従来と同様な製造方法でスタンパを作成し、このスタンパから基板を成形し、この基板にシアニン系の色素を塗布し、さらに反射膜を設けて、情報記録媒体を作成した。この情報記録媒体のノイズレベルを測定したところ、良好なノイズレベルが得られた。
【００２８】
具体例３について、図１のＳｉ基板１１に、電子ビームレジストＺＥＰ５２０を８０ｎｍ塗布し、１８０℃でプリベークした基板を、加速電圧２．０ＫＶ，電子ビーム直径５０ｎｍの電子ビームでピッチ０．３μｍの溝を露光した。この基板をＺＥＤ−Ｎ５０で６０秒間現像し、ピット幅０．１３μｍのピット１４を形成した。この原盤を、上述した図５に示した従来と同様な製造方法でスタンパを作成し、このスタンパから基板を成形し、この基板に反射膜を設けて、情報記録媒体を作成した。この情報記録媒体のＣＮを測定したところ、良好なＣＮが得られた。
【００２９】
次に、これらの具体例と比較する比較例について説明する。
比較例１として、図１のＳｉ基板１１に、電子ビームレジストＺＥＰ５２０を２５ｎｍ塗布し、１８０℃でプリベークした基板を、加速電圧２０ＫＶ，電子ビーム直径５０ｎｍの電子ビームでピッチ０．３μｍの溝を露光した。この基板をＺＥＤ−Ｎ５０で６０秒間現像し、溝幅０．１１μｍの溝１３を形成した。ランド１４の面粗さは、約１．２ｎｍだった。この原盤を、上述した図５に示した従来と同様な製造方法でスタンパを作成、このスタンパから基板を成形し、この基板に、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ記録層を形成し、Ａｇ反射層を付け、保護層を形成し、記録再生可能な情報記録媒体を作成した。この情報記録媒体のノイズレベルを測定したところ、１〜１０ＭＨｚの領域で、上記具体例１に比べノイズレベルが３ｄＢ悪化した。
【００３０】
また、比較例２として、図１のＳｉ基板１１に、電子ビームレジストＺＥＰ５２０を５０ｎｍ塗布し、１８０℃でプリベークした基板を、加速電圧２０ＫＶ，電子ビーム直径５０ｎｍの電子ビームでピッチ０．３μｍの溝を露光した。この基板をＺＥＤ−Ｎ５０で６０秒間現像し、溝幅０．１μｍの溝１３を形成した。ランド１４の面粗さは、約１．４ｎｍだった。この原盤を、上述した図５に示した従来と同様な製造方法でスタンパを作成し、このスタンパから基板を成形し、この基板にシアニン系の色素を塗布し、さらに反射膜を設けて、情報記録媒体を作成した。この情報記録媒体のノイズレベルを測定したところ、１〜１０ＭＨｚの領域で、上記具体例２に比べノイズレベルが３ｄＢ悪化した。
【００３１】
更に、比較例３として、図１のＳｉ基板１１に、電子ビームレジストＺＥＰ５２０を８０ｎｍ塗布し、１８０℃でプリベークした基板を、加速電圧２０ＫＶ，電子ビーム直径５０ｎｍの電子ビームでピッチ０．３μｍのピットを露光した。この基板をＺＥＤ−Ｎ５０で６０秒間現像し、幅０．１３μｍのピット１４を形成した。この原盤を、上述した図５に示した従来と同様な方法でスタンパを作成し、このスタンパから基板を成形し、この基板に反射膜を設けて、情報記録媒体を作成した。この情報記録媒体のＣＮを測定したところ、上記具体例３に比べ情報を記録し再生したところ、上記具体例３に比べＣＮが４ｄＢ悪化した。更に、再生信号にジッタを測定したところ、上記具体例３に比べ２％悪化した。
【００３２】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、所定速度で回転する基板表面に電子ビームを照射し、基板表面に塗布されたレジスト膜にパターンを描画する、本発明の電子ビーム露光方法によれば、電子ビームの到達深さとレジスト膜厚が略等しくしなるような電子ビームの加速電圧で露光する。よって、基板からの後方散乱がほとんどなく、その結果近接効果の影響を受けず、ランド部の面荒れのない溝幅変動のない高精度なパターンを形成できる。また、後方散乱の影響をほとんど受けないので、基板材質を選ばない。更に、加速電圧が低いので、レジスト感度が向上する。近接効果のない電子ビーム露光方法を提供できる。
【００３４】
また、加速電圧の最小値Ａｍｉｎから最大値Ａｍａｘの範囲は、加速電圧Ａ（ＫＶ）、レジスト膜厚Ｔ（μｍ）とした場合、Ａｍｉｎ＝１０．８＊Ｔ０．７２，Ａｍａｘ＝５．１＊Ｔ０．２６の関係式から求められる。よって、ランド荒れの発生しない電子ビーム露光方法を提供できる。
【００３５】
更に、加速電圧の最小値Ａｍｉｎから最大値Ａｍａｘの範囲は、加速電圧Ａ（ＫＶ）、レジスト膜厚Ｔ（μｍ）とした場合、Ａｍｉｎ＝１０．８＊Ｔ０．７２，Ａｍａｘ＝６．０＊Ｔ０．４１の関係式から求められる。よって、近接効果がなく、逆テーパー形状にならない電子ビーム露光方法を提供できる。
【００３６】
また、パターンの幅を電子ビームの直径により可変することにより、近接効果の影響なく、ランドアレを発生させない最適加速電圧での露光時に、溝幅を可変可能となる。
【００３７】
更に、別の発明として、原盤を回転させながら原盤に電子ビームを照射してパターンを描画する電子ビーム露光装置は、原盤を回転させる回転ステージ機構と、原盤を半径方向に移動させる直動ステージ機構と、回転ステージ機構と直動ステージ機構に所定線速になるように制御する制御機構と、原盤に収束した電子ビームを照射する電子ビーム照射機構と、原盤のレジスト膜厚を取得する機構と、取得したレジスト膜厚に従って電子ビームの加速電圧を可変する電圧可変機構と、可変した加速電圧に従って電子銃のアライメントコイルを制御するアライメントコイル制御機構とを有している。よって、アライメントずれを発生させることなく最適加速電圧にでき、近接効果の影響を受けない高精度なパターンを形成できる電子ビーム露光装置を提供できる。
【００３８】
また、加速電圧Ａ（ＫＶ）、レジスト膜厚Ｔ（μｍ）とした場合、加速電圧Ａを、Ａ＝１０．８＊Ｔ０ ．７ ２に制御することにより、近接効果のない電子ビーム露光装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子ビーム露光の近接効果の様子を示す概略図である。
【図２】加速電圧と測定結果を示す図である。
【図３】各種ビーム別の露光量と溝幅の測定結果を示す特性図である。
【図４】本発明の電子ビーム露光装置の構成を示す概略図である。
【図５】従来の情報記録媒体の製造工程を示す断面図である。
【図６】一般的な電子ビーム原盤露光装置の構成を示す概略図である。
【図７】加速電圧によるレジスト中の散乱確率の変化の様子を示す図である。
【図８】４０μｍの電子ビームレジストＺＥＰ５２０に電子ビームを照射した場合の電子の到達距離を示す特性図である。
【図９】露光量と、面粗さ及び溝幅の関係を示す図である。
【図１０】レジスト膜厚と加速電圧の関係を示す特性図である。
【符号の説明】
４１；アクセレートコントローラ、４２；オペレーションコントローラ、
４３；アライメントコントローラ、４４，４５；アライメントコイル。
Claims (6)
- 所定速度で回転する基板表面に電子ビームを照射し、該基板表面に塗布されたレジスト膜にパターンを描画する電子ビーム露光方法において、
電子ビームの到達深さとレジスト膜厚が略等しくなるような電子ビームの加速電圧で露光することを特徴とする電子ビーム露光方法。 - 前記加速電圧の最小値Ａｍｉｎから最大値Ａｍａｘの範囲は、加速電圧Ａ（ＫＶ）、レジスト膜厚Ｔ（μｍ）とした場合、Ａｍｉｎ＝１０．８＊Ｔ０．７２，Ａｍａｘ＝５．１＊Ｔ０．２６の関係式から求められる請求項１記載の電子ビーム露光方法。
- 前記加速電圧の最小値Ａｍｉｎから最大値Ａｍａｘの範囲は、加速電圧Ａ（ＫＶ）、レジスト膜厚Ｔ（μｍ）とした場合、Ａｍｉｎ＝１０．８＊Ｔ０．７２，Ａｍａｘ＝６．０＊Ｔ０．４１の関係式から求められる請求項１記載の電子ビーム露光方法。
- 前記パターンの幅を前記電子ビームの直径により可変する請求項１〜３のいずれかに記載の電子ビーム露光方法。
- 原盤を回転させながら原盤に電子ビームを照射してパターンを描画する電子ビーム露光装置において、
原盤を回転させる回転ステージ機構と、原盤を半径方向に移動させる直動ステージ機構と、前記回転ステージ機構と前記直動ステージ機構に所定線速になるように制御する制御機構と、原盤に収束した電子ビームを照射する電子ビーム照射機構と、原盤のレジスト膜厚を取得する機構と、取得したレジスト膜厚に従って電子ビームの加速電圧を可変する電圧可変機構と、可変した加速電圧に従って電子銃のアライメントコイルを制御するアライメントコイル制御機構とを有することを特徴とする電子ビーム露光装置。 - 加速電圧Ａ（ＫＶ）、レジスト膜厚Ｔ（μｍ）とした場合、前記加速電圧Ａを、Ａ＝１０．８＊Ｔ０ ．７ ２に制御する請求項５記載の電子ビーム露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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ID=34262354
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2003
- 2003-07-29 JP JP2003202775A patent/JP2005049372A/ja active Pending
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