JP2005203726A - ワークセンタリング・クランプ装置、回転駆動装置、電子ビーム露光装置及び光ディスク用スタンパ - Google Patents

Abstract

【課題】 真空中で電磁気的または機械的な外力を用いずにワークと回転テーブルと回転中心を一致させてワークを安定して保持しながら正確に電子ビーム露光する。
【解決手段】 ワークセンタリング・クランプ装置１０は、回転テーブル６２３に回転対称に配列された３ユニットのクランプ機構１０１を有し、各クランプ機構１０１のリンク１０３は回転テーブルに対して平行に回転し、クランパ１０２はリンク１０３の一端に設けられてレジスト板８が設置される領域の外周付近に配置され、ウェイト１０４はラジアル方向にのみ移動できる一定長さの中空形状をもつウェイトガイド１０９内に配置され、リンクガイド１０８の開口からリンク１０３のクランパ１０２のない一端が挿入され、ウェイト１０４がリンク１０３を回転させるスライダとして働き、スプリング１０５はウェイト１０４に対してラジアル方向の圧力を加える。
【選択図】 図６

Description

この発明は、ワークを載せて回転する回転テーブルに搭載されてワークをセンタリングしてクランプするワークセンタリング・クランプ装置、これを備えた回転駆動装置、この回転駆動装置を備えた電子ビーム露光装置及びこの電子ビーム露光装置を用いて作成された光ディスク用スタンパに関する。

半導体製造等に用いられる電子ビーム露光装置の多くは、真空中においてワークを装着したＸＹステージ等を駆動させてワークに所望の露光を行う。電子ビーム露光装置の一つである光ディスク原盤露光装置は、光ディスク原盤に必要とされる露光パターンの性質上、回転テーブル上でワークとしての光ディスク原盤を５００〜３０００ｒｐｍ程度で回転させながら露光を行う。ワークに正確な露光を行うため、ワークを回転テーブルの回転中心に対してセンタリングして保持固定する。

このワークを保持する方法として、通常、真空吸着方法や静電吸着方法又は機械的締結方法等が用いられる。真空吸着方法は、ワークを真空吸着して大気圧との差圧分の吸着力により回転テーブルに保持する。この真空吸着方法を、真空環境下で回転テーブル上にワークを保持する光ディスク原盤露光装置に用いると、差圧が発生しないため吸着力が得られず、ワークを保持することはできなくなってしまう。また、静電吸着方法では、回転テーブルに配置された静電吸着板に高電圧を加えて発生する静電気力（クーロン力）によりワークを回転テーブルに保持する。この静電吸着方法によれば真空中でも吸着力が得られるため、ＸＹステージ等を用いる電子ビーム露光装置に広く用いられる。この静電吸着方法を回転テーブルを用いる光ディスク原盤露光装置に使用する場合、回転テーブルに高電圧を供給するために、回転テーブルの回転軸に設けられた露出した接点と外部電源につながる接触子とを接触させる方法を用いる。回転テーブルに高電圧を供給する際に、高電位をもつ露出した接点と回転軸を回転させるモータのコイル等を収納する接地電位をもつスピンドルハウジング等とが放電により短絡するトラブルが発生しやすい。この放電による短絡を防止するため、特許文献１に示されたディスク原盤露光装置は、回転軸及び露出した接点の周囲に絶縁性気体を循環させ、放電開始電圧を高くする。しかしながら、絶縁気体を循環させると真空チャンバの中にエアチャンバを構成するようになり、装置が大型化するとともにエアリークにより真空度が低下する可能性が高い。

メカチャック等の機械的締結方法では、真空中でもワークを回転テーブル上に保持及び固定でき、高電圧が不要であり短絡を防止する手段も不要である。機械的締結方法を用いてワークを回転テーブル上に保持及び固定する装置として、特許文献２では、回転テーブルの回転中心にチャッキング機構を設け、ワークの裏面中心部にセンタボスを装着し、回転テーブルのチャッキング機構によりワークに装着したセンタボスを把持する。また、センタボスとチャッキング機構の嵌合部にテーパ部を設け、回転テーブルの回転中心とワークの中心とのずれ（偏芯）を除去する。しかしながら、ワークにセンタボスを装着してワークを特殊な形状にするとワーク自体がコスト高になる。

また、特許文献３には、Ｖ字型のアームの一端側にＵ字型をしたワークを保持するクランプ部を有し、他端側に回転の支点を有し、Ｖ字型の底部に重りを取付けたクランパを回転テーブルの外周に沿って配置し、１対のクランパのクランプ部側のアームを引張ばねで連結した保持装置が記載されている。特許文献３の保持装置では、回転テーブルの回転時に、クランパの中間部に設けた重りに作用する遠心力によりクランプ部をワークに近づけるようにクランパを回動し、クランプ部でワークの外周端を回転テーブルの軸方向に押えて保持する。回転テーブルの回転を停止すると、重りに遠心力が作用しなくなり、引張ばねの弾性力で１対のクランパを回転テーブルの外周側に回動してクランプ部をワークから離してワークのクランプを解除する。

ここで、電子ビームによる光ディスク原盤露光装置はＣＬＶ（線速一定）駆動による露光が主体であり、概算では直径４０ｍｍの最内周部を回転速度１２００ｒｐｍで露光する場合、直径１２０ｍｍの外周部を回転速度約６００ｒｐｍで露光する。すなわち、露光がワークの内径側から外径側に進行するに従い、回転速度は徐々に減速する。特許文献４の保持装置は、クランパがワークの外周端で上下方向に回動する構造であるため、露光時の回転数の変化に伴ってワークの位置が上下方向に変動し、電子ビームの照射位置の高さが変動して焦点がずれて正確な露光ができない。

特許文献５には、回転テーブルの外周付近裏面に回転可能な３つのリンクを等間隔で配置し、リンクの各一端に固定用ローラを設け、リンクの各他端に長手方向に延びるガイドを設け、回転テーブルの裏面に回転テーブルと同心に３つのピンをもつ回転リングを設け、回転リングのピンをリンクのガイドにはめ込み、回転リングの回転により各リンクを回転させて固定用ローラをワークとしてのレジスト板に接触させるディスク原盤露光装置が記載されている。特許文献５のディスク原盤露光装置は、ワークの形状を特殊にせずに回転軸方向の振動を防止しながら偏芯を除去できる一方、回転リングの動作になんらかの動力を必要とするため、静電吸着方法において回転テーブルに電力等を供給することが困難であるのと同様の問題を有する。

また、電子ビームによる露光は、電子線レジスト膜を形成したシリコンウェハをワークとして行われる。電子線レジスト膜をシリコンウェハに形成するレジスト成膜工程は、レジスト剤をシリコンウェハに滴下し、従来より多用されているスピンコーティングでシリコンウェハの表面にレジスト剤を均一に展延させて所望の膜厚にし、レジスト剤に含まれる揮発成分を高温乾燥（ベイクまたはベークと通称される）させる。この高温乾燥によりシリコンウェハがお椀型に反る等のチルト変形が発生し、例えば図１２（ａ）の斜視図及び図１２（ｂ）のＡ１−Ａ２断面図に示すようにＲ１００のシリコンウェハにおいて内周部と外周部で最大約８０μ〜１００μの変形量でチルト変形する。チルト変形による変形量は、母材のシリコンウェハが高温乾燥前に有していた微量のチルト変形、シリコンの結晶方位、サンプル等に依存して異なる。

例えば、特許文献５のディスク原盤露光装置で、図１２に示すようなお椀状のチルト変形をもつワーク周辺を回転テーブルにクランプした場合、図１３（ａ）の斜視図及び図１３（ｂ）のＢ１−Ｂ２断面図に示すように固定用ローラで押される部位と開放されている部位とで、ワークの平坦度に差異が生じる。

ワークの垂直方向の変位に追従して電子ビームの露光焦点を移動させるフォーカスサーボ機構を付随した電子銃露光装置または電子銃描画装置を用いると、図１４（ａ）に示すようにコイル７０２に電流を流して静電レンズ７０３と呼ばれる電界を発生させ、電界強度を変化させて電子ビーム７０４の拡がり角を変動させて焦点を合わすことができるため、ワークにある程度の垂直変位が存在する場合にも露光できる。一方、フォーカスサーボ機構は、ワークの垂直変位が大きくフォーカス変動距離が長いと、光学系における焦点の偏芯ずれのように、図１４（ｂ）及び図１４（ｃ）に示すような例えば焦点７０５から焦点７０６へのＸＹ方向の焦点ずれを発生させる。そのため、電子ビームを用いてスパイラル描画する場合、垂直変位の大きい部位と小さい部位とで描画された線幅間（トラックピッチ）が異なる。
特開２００２―２３０８４５号公報 特開２００２−３１９１９０号公報 米国特許出願公開第２００２−００６６４７５号明細書 米国特許出願公開第２００３−０１１６０８９号明細書 特開２００２−３４２９８８号公報

この発明は、真空中で電磁気的または機械的な外力を用いずにワークと回転テーブルと回転中心を一致させてワークを安定して保持しながら正確に電子ビーム露光できる電子ビーム露光装置を提供することを目的とする。

本発明のワークセンタリング・クランプ装置は、ワークを載せて回転する回転テーブルに搭載されてワークを、回転テーブル上に回転の中心に対して対称に配置された少なくとも３組のクランプ手段でセンタリングしてクランプするワークセンタリング・クランプ装置であって、クランプ手段は、クランパとリンクとウェイト及びスプリングとを有し、クランパは回転テーブルに搭載したワークの外周端を保持するものであり、リンクの一方の端部に固定され、リンクは他方の端部にウェイトが固定され、中間部がリンクピンにより回転テーブル上のワークが配置される領域の外周近傍に回動自在に取付けられ、スプリングはリンクのウェイトを固定したアームと回転テーブルの外周端部の間に設けられ、ウェイトを固定したアームに対して回転テーブルの外周側から内側に向かう弾性力を付与し、回転テーブルを回転したとき、ウェイトに作用する遠心力によってリンクを回転テーブルと平行に回動してクランパによりワークの外周端に半径方向の力を与えて芯出しして保持することを特徴とする。

さらに、回転テーブルの外周から回転の中心に向けて延びて各ウェイトを案内する中空のガイドを備え、各ウェイトは各ガイドに案内されて重心を回転テーブルの回転軸に直交する直線の一部に沿って移動させるとよい。また、各クランパに対してワークから離れる方向の力を一時的に加えるクランプ解除手段を備えるとよい。クランパは、ワークとの接触部分にテーパを有するとよい。また、ワークの外周を押さえる力を加えてワークを回転テーブルに均一に押し付けるワーク押圧部材を備えるとよく、さらに、ワーク押圧部材は弾性体を介してワークと接触するとよい。

本発明の回転駆動装置は回転テーブルとスピンドルモータとを備え、回転テーブルは上記のいずれかのワークセンタリング・クランプ装置を搭載し、スピンドルモータは回転テーブルを回転させる。さらに、回転テーブルの回転時のふれを検出する回転ふれ検出手段を備えるとよい。また本発明の電子ビーム露光装置は回転駆動装置と移動ステージと電子ビーム照射手段と真空チャンバとを備え、移動ステージは回転駆動装置を搭載して一軸方向に移動し、電子ビーム照射手段は電子ビームをワーク上に照射し、真空チャンバは回転駆動装置と移動ステージと電子ビーム照射手段とを覆いその内部を真空環境にする。また、この電子ビーム露光装置を用いて光ディスク用スタンパを作成してもよい。

回転テーブルの外周から回転の中心に向けてワークを押さえるためワークが上下に振動せず安定に回転し、ワークの中心を回転の中心に自動的にセンタリングしながらワークを押さえるため偏芯除去手段等の調芯機構を別途具備する必要がない。各ワークセンタリング・クランプ装置を回転対称に配置して偏芯を防止することで回転が安定する。遠心力を利用するため外部からの動力の供給が不要となり、真空環境中での使用が容易となる。ウェイトの重心の移動方向を限定することで、回転速度の変動により回転軸およびワーク含む回転テーブルの重心の位置が変化せず回転のふれを防止できる。クランパにテーパを設けることで、レジスト板を回転テーブルに密着してクランプ不良を防止できる。

ワーク押圧部材によりワークに回転テーブル方向の力を加えることにより、ワークを平坦な状態で回転テーブルに保持できる。ワーク押圧部材とワークとの接触部分の平面度や表面粗さを弾性体が吸収することにより、ワーク押圧部材をワークに密着させることができる。また、センタリングする際のワークの微小な移動を弾性体で吸収することができる。

また、回転ふれを検出することにより露光不良を把握でき、メンテナンス作業が軽減される。さらにこのワーククランプ・センタリング装置を用いることで、これらの特徴を備えた回転駆動装置、電子ビーム露光装置及びこれらにより作成された光ディスク用スタンパを得られる。

第１の実施形態としての光ディスク原盤露光装置１は電子ビーム露光装置の一種であり、図１の概略の構成図に示すように定盤２と真空チャンバ３とサブチャンバ４と電子ビームユニット５と回転移動部６と回転ふれ検出部７とを備え、シリコンウェハの表面にレジスト剤をコーティングしたレジスト板８に電子ビームによる露光を行う。真空チャンバ３及び回転移動部６は、定盤２に設置されることで、外乱振動が露光に影響を与えるのを防止している。真空チャンバ３は、ゲートバルブ３１を介してサブチャンバ４と接続され、内部に電子ビームユニット５と回転移動部６とを配置して、外気と遮断した状態で内部の圧力を１０^-4Ｐａ程度の真空度に保っている。

サブチャンバ４は、上方入口４１と移載ユニット４２とを有する予備室であり、外部から真空チャンバ３内に投入されるレジスト板及び真空チャンバ３から外部に排出されるレジスト板８が一時的に搬入される。上方入口４１は、外部とサブチャンバ４の移載ユニット４２との間でレジスト板を搬入または搬出する際にのみ開放され、サブチャンバ４内部を大気暴露させる。ゲートバルブ３１は、サブチャンバ４と真空チャンバ３との間でレジスト板８を搬入または搬出する際にのみ開放され、開放の際はあらかじめサブチャンバ４内の真空度を真空チャンバ３内の真空度と同等になるまで真空引きされる。通常、露光時における真空チャンバ３内の真空度は１０^-4Ｐａ以下であり、真空チャンバ３を頻繁に大気暴露すること所定の真空度に到達するのに多大な時間が必要となる。サブチャンバ４を設けることで、レジスト板８を投入してから露光を開始するまでの時間を大幅に低減できる。

電子ビームユニット５は、電子銃５１とコンデンサレンズ５２と電子ビーム変調部５３とアパーチャ５４と電子ビーム偏向部５５と第一フォーカスレンズ５６と第二フォーカスレンズ５７とを有する。電子銃５１は電子ビームを射出し、コンデンサレンズ５２は射出された電子ビームを集光し、電子ビーム変調部５３は一対の電極により電磁場を発生させて通過する集光された電子ビームを変調して偏向し、アパーチャ５４は偏向の大きな電子ビームを遮蔽し偏向のない電子ビームを通過させる。電子ビーム偏向部５５は電極を備えてアパーチャ５４を通過した電子ビームに対して、ウォブル溝を形成する場合には偏向角を与えウォブル溝を形成しない場合には偏向角を与えない。第一フォーカスレンズ５６及び第二フォーカスレンズ５７は、レジスト板における集光スポット径及びフォーカスを調整し、かつ回転するレジスト板の面ふれに追従するように駆動されて、電子ビーム偏向部５５を通過した電子ビームをレジスト板に集光させる。

回転移動ユニット６は、図２（ａ）の平面図及び図２（ｂ）の正面図に示されるように定盤２に固定された固定ベース６１上に回転ユニット６２と移動ユニット６３とを有し、電子ビームユニット５の直下に配置され、電子ビームユニット５により収束された電子ビームをレジスト板上に照射した状態でレジスト板を回転及び直線移動することで、レジスト板にスパイラル、同心円状等の溝を形成する。回転ユニット６２は、回転テーブル６２１とスピンドルモータ６２２とを有し、回転テーブル６２１はサブチャンバ４から搬入されるレジスト板をワークセンタリング・クランプ装置９により回転テーブル６２１上に保持し、スピンドルモータ６２２により回転される。スピンドルモータ６２２の回転により発生する電磁場が電子ビームに影響を与えないように、スピンドルモータ６２２には磁気シールドが施されている。

移動ユニット６３は移動ベース６３１とモータ６３２と送りねじ６３３とリニアガイド６３４とスプリング６３５とディテクタ６３６とレーザスケール６３７とをもつ。移動ベース６３１は、回転ユニット６２を搭載し、固定ベース６１に設置されたモータ６３２の動力で回転する送りネジ６３３により送られ、リニアガイド６３４に沿って一軸方向に移動するとともに、送りネジ６３３に並行して配置されたスプリング６３５の圧力により送りネジ６３３で発生するバックラッシュを除去して傾きを防止している。このスプリング６３５は、回転ユニット６２のスピンドルモータ６２２の微妙な振動を低減させる。ベアリングレール等により構成されるリニアガイド６３４を移動ガイドとするため、真空チャンバ内にエアウェイトのような空気圧により浮上させて移動ベースを移動する機構を使用した場合に発生する空気漏れ等による真空破壊を防いで高剛性化が図られる。移動ベース６３１とともに移動する回転ユニット６２の位置は、移動ベース６３及び固定ベース６１に設置されたレーザスケール６３７をディテクタ６３６により測定して求められ、モータ６３２及びスピンドルモータ６２２と同期して制御される。レーザスケール６３７及びディテクタ６３６は回転テーブル６２１と同一環境の真空チャンバ３内にあるため、大気による空気の揺らぎ等の影響なく安定して正確に測定できる。

回転ふれ検出部７は、ミラー７１と計測装置７２とを有し、ミラー７１はスピンドルモータ６２２の回転軸と同軸のリング形状をもち回転テーブル７２１の下部に設けられて回転テーブル７２１とともに回転し、計測装置７２は真空チャンバ３に設けられた窓７３を通して外部からミラー７１にレーザ光を照射し、レーザ光７１の入力光と反射光との干渉を測定して回転ふれ量を計測する。調整直後に滑らかに作動していたワークセンタリング・クランプ装置９が数ヶ月程度を経て滑らかさを失い、車のワイパーにおけるスティックスリップのような間欠的な駆動をし、アンバランス量が急激に増大して回転ふれ量が大きくなるとメンテナンスが必要となる。回転ふれ量を適宜計測することでメンテナンス時期を的確に把握して保守を容易にできる。なお、回転ふれ検出部７は、リング形状のミラー７１に静電容量型センサを近接させて静電容量の変化により回転ふれ量を検出するような、回転運動に影響を与えず非接触で回転ふれ量を測る他の手段でもよい。

回転テーブル６２１に搭載されたワークセンタリング・クランプ装置９は図３（ａ）の平面図及び図３（ｂ）の正面図に示すように、回転テーブル６２１の上面の外周に沿って回転中心に対して対称に等間隔で配列された３ユニットのクランプ機構９１を有し、レジスト板を回転テーブル６２１にセンタリングしながら固定する。

各クランプ機構９１はクランパ９２とリンク９３とウェイト９４とスプリング９５とを有する。リンク９３は、細長い板で形成され中間部のリンクピン９６により回転テーブル６２１に対して平行に回転するように設置される。クランパ９２は、円筒形状をもちリンク９３の一端に設けられてレジスト板８が設置される領域の外周付近に配置される。ウェイト９４は、リンク９３の他端に設けられた重りである。リンク９３において、回転テーブル６２１の回転時に発生する遠心力によるウェイト９４側の力のモーメントは、クランパ９２側における力のモーメントより大きい。スプリング９５は、一端が回転テーブル６２１に設置されたストッパ９７により固定され、他端がリンク９３のウェイト９４とリンクピン９６との間に接続されてウェイト９４に対して回転テーブル６２１の中心方向に押す圧力を加える。クランプ機構９１の数は３つ以上であってもよい。偏芯をさけるため、各構成要素を組み付ける際は重心の偏り量を少なくする。

ワークセンタリング・クランプ装置９が動作した状態を説明する。回転前の回転テーブル６２１にレジスト板８がセットされた状態では、図４（ａ）に示されるようにリンク９３がスプリング９５に押されてクランパ９２をレジスト板８から離している。この状態で回転テーブル６２１が回転すると、図４（ｂ）に示されるようにウェイト９４に遠心力が加わり、ウェイト９４がスプリング９５を圧縮しながら回転テーブル６２１の外側方向へ移動してリンク９３を回転テーブル６２１と平行に回転させ、クランパ９２が回転の中心に向かう方向に移動してレジスト板８に対して回転軸に直交する方向（ラジアル方向）の力を加える。

各クランプ機構９１において、リンク９３の回転は回転テーブル６２１と平行であり、レジスト板８に加えられる力の向きはラジアル方向であるため、回転テーブル６２１の回転数が変化してもレジスト板８の上下方向の位置が安定する。３つのクランプ機構９１は同質量のウェイト９４をもち回転中心に対して対称に等間隔で配列されるため、ウェイト９４に作用する遠心力は同等であり、クランパ９２がレジスト板８に加える力も同等となる。そのため、レジスト板８の中心は回転テーブル６２１の回転の中心に自動的に一致（センタリング）する。また、ウェイト９４に作用する遠心力は回転テーブル６２１の回転速度の増加分に比例して大きくなるため、回転速度が大きいほどクランパ９２がレジスト板８に加える力が大きくなる。そのため、回転速度が大きい場合でも偏芯が発生せずにセンタリングが維持される。

回転テーブル６２１の回転を停止させるとウェイト９４に遠心力が作用せず、復元力によりスプリング９５の圧縮が緩み、リンク９３がスプリング９５に押され、図４（ａ）に示されるようにクランパ９２がレジスト板８から離される。これによりクランパ９２に引っかけることなくレジスト板８を回転テーブル６２１に搬入及び搬出できる。

なお、クランパ９２のレジスト板８との接触部分にテーパを設けると、レジスト板８に対して回転テーブル６２１方向にテーパの傾きに比例した力が加わる。そのため、回転開始からクランパ９２がレジスト板８に接触して安定するまでに外部から振動等が加えられても、レジスト板８が回転テーブル６２１に押し付けられ、レジスト板８が回転テーブル６２１に密着する。テーパをもつクランパ９２の形状は部品加工上容易な逆三角錐であってもよく、円錐や球等であってもよい。

第２の実施形態としての光ディスク原盤露光装置が備えるワークセンタリング・クランプ装置１０は、図５の構成図に示されるように、回転テーブル６２３の上面の外周に沿って回転中心に対して対称に等間隔で配列された３ユニットのクランプ機構１０１を有し、レジスト板８を回転テーブル６２３にセンタリングしながら固定する。他の構成は、第１の実施形態としての光ディスク原盤露光装置１と同様である。

各クランプ機構１０１はクランパ１０２とリンク１０３とウェイト１０４とスプリング１０５とを有してレジスト板８を回転テーブル６２３に固定する。クランプ機構１０１の各構成要素は全て非磁性部材で形成される。リンク１０３は細長い板で形成され中間部のリンクピン１０６により回転テーブルに対して平行に回転するように設置される。クランパ１０２は、円筒形状をもちリンク１０３の一端に設けられてレジスト板８が設置される領域の外周付近に配置される。ウェイト１０４は直方体形状の重りであり、中央を横断し両側面に開口をもつ中空のリンクガイド１０８が設けられている。回転テーブル６２３の外周付近には、回転テーブル６２３の外周側面に開口をもち、ウェイト１０４がラジアル方向にのみ移動できる一定長さの中空形状をもつウェイトガイド１０９が設けられ、ウェイト１０４はこのウェイトガイド１０９内に配置される。ウェイト１０４に設けられたリンクガイド１０８の開口は回転テーブルの回転方向に向けて配置され、この開口からリンク１０３のクランパ１０２のない一端が挿入され、ウェイト１０４がリンク１０３を回転させるスライダとして働く。リンク１０３において、回転テーブル６２３の回転時に発生する遠心力によるウェイト１０４側の力のモーメントは、クランパ１０２側における力のモーメントより大きい。スプリング１０５は、ウェイト１０４と回転ステージ６２３の外周側面の開口を塞いで固定されたストッパ１０７との間に配置され、ウェイト１０４に対してラジアル方向の圧力を加える。

ワークセンタリング・クランプ装置１０が動作した状態を説明する。回転前の回転テーブル６２３にレジスト板８がセットされた状態では、図６（ａ）の平面図及び図６（ｂ）の断面図に示されるようにウェイト１０４がスプリング１０５により回転中心方向に押されてクランパ１０２をレジスト板８から離している。この状態で回転テーブル６２３が回転すると、図６（ｃ）の平面図及び図６（ｄ）の断面図に示されるようにウェイト１０４に遠心力が加わり、ウェイト１０４がスプリング１０５を圧縮しながらウェイトガイド１０９に沿って回転テーブル６２３の外側方向へ移動し、リンクガイド１０８によりリンク１０３を回転テーブル６２３と平行に回転させ、クランパ１０２が回転中心方向に移動してレジスト板８に対してラジアル方向の力を加える。

第２の実施形態としての光ディスク原盤露光装置により第１の実施形態と同様の効果が得られるとともに、さらに、ウェイト１０４は、回転軸に対してラジアル方向にのみ移動するため回転方向への分力が発生せず回転テーブル６２３の重心位置がより安定する。回転テーブル６２３の重心位置の安定により、回転数が変化してもアンバランス量が変化して回転ふれ量が変化することがないため、電子ビームで露光されたスパイラルの線幅間（トラックピッチ）を内周側と外周側とで一定にできる。

回転テーブル６２３の回転を停止させると、ウェイト１０４には遠心力が作用せず、復元力によりスプリング１０５の圧縮が緩み、ウェイト１０４がスプリング１０５に押され、移動するウェイト１０４のリンクガイド１０８に押されてリンク１０３が回転し、図６（ａ）に示されるようにクランパ１０２がレジスト板８から離される。スプリング１０５を用いることでクランパ１０２に引っかけることなくレジスト板８を回転テーブル６２３に搬入及び搬出できる。

なお、クランパ１０２のレジスト板８との接触部分にテーパを設けると、第１の実施形態の場合と同様の効果が得られる。

第３の実施形態としての光ディスク原盤露光装置１１０は、第２の実施形態としての光ディスク原盤露光装置において昇降軸３２と給熱バー３３とをさらに備えている。昇降軸３２は回転テーブル６２３の外周付近上方の真空チャンバ３に設けられ、電気抵抗を利用した発熱源としてのジュール熱型発熱手段を内包した給熱バー３３を上下に移動させる。スプリング１０５は加熱時の弾性力（Ｆ１）が非加熱時の弾性力（Ｆ２）より大きくなる形状記憶合金で形成され、ストッパ１０６は熱伝導性を有する部材で形成されている。

回転テーブル６２３の回転を停止させてクランパ１０２をレジスト板８から離脱させる際、給熱バー３３を下方に移動させてストッパ１０６に接触させ、ストッパ１０６を介してスプリング１０５を加熱する。加熱される形状が変化したスプリング１０５は、反発力を発生させてウェイト１０４にカウンタープリロード（初期反力）を与えるとともに、遠心力による圧縮が緩まりクランパ１０２を完全にレジスト板８から離脱させる。回転の停止時以外は、給熱バー３３は上方に移動されてストッパ９７から離されている。

初期反力を用いることで、過大な遠心力が加わりクランパ１０２がレジスト板８に食込んだ場合でもクランパ１０２を完全にレジスト板８から離脱できる。さらに、クランパ１０２がレジスト板８に接触したままレジスト板８を移動させてトラブルが発生することを防止でき、真空チャンバ３を解放して回転テーブル６２３をメンテナンスすることによる著しいトータルスループットの低下を防止できる。また、回転テーブル６２３の停止時にのみスプリング１０５を加熱して弾性力を大きくし、回転時にはスプリング１０５を加熱せず弾性力を小さくするため、回転テーブル６２３が低速で回転する時でもウェイト１０４に作用する遠心力を効率よく利用してレジスト板８を保持できる。また、形状記憶機能をもつスプリング１０５及び熱を利用した給熱バー３３を用いるため真空チャンバ３内をゴミ等で汚染せず、電磁気的または磁気的な駆動源を用いないため磁場の発生等による部材の磁化作用を起こさない。

なお、第１の実施形態としての光ディスク原盤露光装置において昇降軸３２と給熱バー３３とをさらに備え、スプリング９５を加熱時の弾性力（Ｆ１）が非加熱時の弾性力（Ｆ２）より大きくなる形状記憶合金で形成し、ストッパ９７を熱伝導性を有する部材で形成し、回転テーブル６２１の回転を停止させてクランパ９２をレジスト板８から離脱させる際に給熱バー３３を下方に移動させてストッパ９７に接触させるようにしてもよい。

第３の実施形態としての光ディスク原盤露光装置１１１は、図８の構成図に示すように、回転駆動部１１２とワーク押圧部材着脱機構１１３とを備え、他の構成は第２の実施形態としての光ディスク原盤露光装置と同様である。回転駆動部１１２は、第２の実施形態のワークセンタリング・クランプ装置１０にさらにワーク押圧部材１１４をもつワークセンタリング・クランプ装置１１５を有する。

ワーク押圧部材１１４は図９（ａ）の平面図及び図９（ｂ）の斜視図に示すように、レジスト板８よりやや大きい外周とレジスト板８よりやや小さい内周とをもつ薄い板状のリングであり、図１０のクランパ付近における概略の構成図に示すように、クランパ１１２の移動を妨げないようにクランパ１１２が配置される部位にクランパ用開口１１６が設けられ、ワーク押圧部材１１４の突出した外周部で回転テーブル６２３の外周部に嵌めあわされ、レジスト板８の外周付近を回転テーブル６２３の方向にほぼ均一に押さえつける。ウェイとリングとも称されるワーク押圧部材１１４は非磁性部材で構成され、ワークの変形を矯正する重量に見合った重さをもち、銅合金（Ｃ２８０１）やオーステナイト系ステンレス部材等で形成される。ワーク押圧部材１１４が押さえる位置は均一にレジスト板８が回転テーブル６２３に押さえつけられる位置とする。ワーク押圧部材１１４の重量に相当する力をレジスト板８に加えることにより、レジスト板８のチルト変形が矯正されて回転テーブル６２３に対する平坦度が維持され、レジスト板８に正確に露光できる。

なお、図１１のクランパ付近における概略の構成図に示すように、ワーク押圧部材１１４の外周付近にＯリング１１７等の弾性体を埋設し、Ｏリング１１７等の弾性体を介してワーク押圧部材１１４とレジスト板８とを接触させてもよい。Ｏリング１１７等の弾性体が、ワーク押圧部材１１４の平面度や表面粗さによる形状の変化を吸収してレジスト板８に密着するため、ワーク押圧部材１１４の表面の平面度や表面粗さの精度に依存しないでチルト変形を正確に矯正できる。また、レジスト板８は、クランパ１０２に押されてセンタリングされる際に、Ｏリング１７７等の弾性体が追従して変形するため、ワーク押圧部材１１４からの加重により拘束されることなくＸＹ方向に微小に移動でき、正確にセンタリング及びクランプされる。

ワーク押圧部材着脱機構１１４は、移載ユニット４２から回転テーブル６２３に搬送された後、回転する前にレジスト板８上にワーク押圧部材１１２を載せ、露光して回転が停止したレジスト板８上からワーク押圧部材１１２を外して退避させる。ワーク押圧部材着脱機構１１４によるワーク押圧部材１１２のレジスト板８への着脱が加わる他の動作は第２の実施形態の光ディスク原盤露光装置と同様である。

光ディスク原盤露光装置１１１によれば、第２の実施形態としての光ディスク原盤露光装置の効果に加えて、チルト変形を矯正しながらレジスト板８をセンタリングしてクランプすることができるとともにフォーカスエラーによるトラックピッチ変動等を除去してレジスト板８への露光を正確に行える。なお、第１の実施形態としての光ディスク原盤露光装置１や第３の実施形態としての光ディスク原盤露光装置１１０に、回転駆動部１１２とワーク押圧部材着脱機構１１３とを備えるようにしてもよい。

これらの実施形態は特にナノメータレベルの露光に適する。また第１から第４までの実施形態の光ディスク原盤露光装置を用いて、正確な露光がなされたトラックピッチを内周側と外周側とで一定にした光ディスク用スタンパを作成できる。本発明は、回転テーブル上のワークに電子ビームで露光または露光するような次世代ハードディスクやフラネルレンズ等の生産設備にも応用できる。

第１の実施形態の光ディスク原盤露光装置の構成図である。 第１の実施形態の回転移動ユニットの構成図である。 第１の実施形態のワークセンタリング・クランプ装置の構成図である。 第１の実施形態のワークセンタリング・クランプ装置の動作状態を示す図である。 第２の実施形態のワークセンタリング・クランプ装置の構成図である。 第２の実施形態のワークセンタリング・クランプ装置の動作状態を示す図である。 第３の実施形態の光ディスク原盤露光装置の構成図である。 第４の実施形態の光ディスク原盤露光装置の構成図である。 第４の実施形態のワーク押圧部材の平面図及び斜視図である。 第４の実施形態のワークセンタリング・クランプ装置の構成図である。 第４の実施形態のワークセンタリング・クランプ装置の他の構成図である。 チルト変形したワークの斜視図及び断面図である。 クランプされたチルト変形したワークの斜視図及び断面図である。 フォーカス機構の構成図及び焦点ずれを示す図である。

符号の説明

１；光ディスク原盤露光装置、２；定盤、３；真空チャンバ、４；サブチャンバ、
５；電子ビームユニット、６；回転移動部、７；回転ふれ検出部、８；レジスト板、
９；ワークセンタリング・クランプ装置、１０；ワークセンタリング・クランプ装置、
３１；ゲートバルブ、３２；昇降軸、３３；給熱バー、４１；上方入口、
４２；移載ユニット、５１；電子銃、５２；コンデンサレンズ、
５３；電子ビーム変調部、５４；アパーチャ、５５；電子ビーム偏向部、
５６；第一フォーカスレンズ、５７；第二フォーカスレンズ、６１；固定ベース、
６２；回転ユニット、６３；移動ユニット、７１；ミラー、７２；計測装置、７３；窓、
９１；クランプ機構、９２；クランパ、９３；リンク、９４；ウェイト、
９５；スプリング、９６；リンクピン、９７；ストッパ、１０１；クランプ機構、
１０２；クランパ、１０３；リンク、１０４；ウェイト、１０５；スプリング、
１０６；リンクピン、１０７；ストッパ、１０８；リンクガイド、
１０９；ウェイトガイド、１１０；光ディスク原盤露光装置、
１１１；光ディスク原盤露光装置、１１２；回転駆動装置、
１１３；ワーク押圧部材着脱機構、１１４；ワーク押圧部材、
１１５；ワークセンタリング・クランプ装置、１１６；クランプ用開口、
１１７；Ｏリング、６２１；回転テーブル、６２２；スピンドルモータ、
６２３；回転テーブル、６３１；移動ベース、６３２；モータ、６３３；送りねじ、
６３４；リニアガイド、６３５；スプリング、６３６；ディテクタ、
６３７；レーザスケール。

Claims (10)

1. ワークを載せて回転する回転テーブルに搭載されてワークを、回転テーブル上に回転の中心に対して対称に配置された少なくとも３組のクランプ手段でセンタリングしてクランプするワークセンタリング・クランプ装置であって、
   前記クランプ手段は、クランパとリンクとウェイト及びスプリングとを有し、
   前記クランパは前記回転テーブルに搭載したワークの外周端を保持するものであり、前記リンクの一方の端部に固定され、
   前記リンクは他方の端部にウェイトが固定され、中間部がリンクピンにより前記回転テーブル上のワークが配置される領域の外周近傍に回動自在に取付けられ、
   前記スプリングは前記リンクのウェイトを固定したアームと前記回転テーブルの外周端部の間に設けられ、前記ウェイトを固定したアームに対して前記回転テーブルの外周側から内側に向かう弾性力を付与し、
   前記回転テーブルを回転したとき、前記ウェイトに作用する遠心力によって前記リンクを前記回転テーブルと平行に回動して前記クランパにより前記ワークの外周端に半径方向の力を与えて芯出しして保持することを特徴とするワークセンタリング・クランプ装置。
2. 前記回転テーブルの外周から回転の中心に向けて延びて各前記ウェイトを案内する中空のガイドを備え、
   各前記ウェイトは各前記ガイドに案内されて重心を前記回転テーブルの回転軸に直交する直線の一部に沿って移動させる請求項１に記載のワークセンタリング・クランプ装置。
3. 各前記クランパに対してワークから離れる方向の力を一時的に加えるクランプ解除手段を備える請求項１または請求項２に記載のワークセンタリング・クランプ装置。
4. 各前記クランパは、ワークとの接触部分にテーパを有する請求項１から請求項３のいずれかに記載のワークセンタリング・クランプ装置。
5. ワークの外周を押さえる力を加えてワークを前記回転テーブルに均一に押し付けるワーク押圧部材を備える請求項１から請求項４のいずれかに記載のワークセンタリング・クランプ装置。
6. 前記ワーク押圧部材は弾性体を介してワークと接触する請求項５に記載のワークセンタリング・クランプ装置。
7. 回転テーブルとスピンドルモータとを備え、
   前記回転テーブルは請求項１から請求項６のいずれかに記載のワークセンタリング・クランプ装置を搭載し、
   前記スピンドルモータは前記回転テーブルを回転させることを特徴とする回転駆動装置。
8. 前記回転テーブルの回転時のふれを検出する回転ふれ検出手段を備える請求項７に記載の回転駆動装置。
9. 請求項８に記載の回転駆動装置と移動ステージと電子ビーム照射手段と真空チャンバとを備え、
   前記移動ステージは前記回転駆動装置を搭載して一軸方向に移動し、
   前記電子ビーム照射手段は電子ビームをワーク上に照射し、
   前記真空チャンバは前記回転駆動装置と前記移動ステージと前記電子ビーム照射手段とを覆い、その内部を真空環境にすることを特徴とする電子ビーム露光装置。
10. 請求項９に記載の電子ビーム露光装置を用いて作成された光ディスク用スタンパ。
    

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