JP2006078591A - 電子ビーム露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
電子ビームの変動を抑制した電子ビーム露光装置及び電子ビーム露光方法を提供すること。
【解決手段】
本発明にかかる電子ビーム露光装置１００は、レジスト層が形成された円形基板１６を回転させた状態で電子ビーム３を照射することによって露光する。この電子ビーム露光装置１００は、電子銃２から射出された電子ビーム３を集束させるコンデンサレンズ４と、コンデンサレンズ４を通過した電子ビームを制限する電流制御アパーチャ５と、電流制御アパーチャ５により制限された電子ビームを略平行にする照射レンズ６とを備えている。そして、円形基板１６上の照射位置に応じてコンデンサレンズ６による集束度を変化させることにより、電子ビーム電流を制御している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子ビーム露光装置、電子ビーム露光方法、ディスク原盤の製造方法及びディスクの製造方法に関する。

近年、大容量の記録媒体に対する要求が高まっており、光ディスク、ハードディスクはともにその容量が増大している。

ここで、光ディスクは、例えば、次のようにして製造される。まず、基板にレジスト層を形成した基板に露光、エッチング、洗浄を行い、ピット等を形成することにより光ディスク原盤を製造する。次に、光ディスク原盤を用いて光ディスク原盤作製用の金型（スタンパ）を作製する。そして、かかる金型を用いて大量の光ディスクを製造する。

現在、光ディスクでは、直径１２ｃｍで２５ＧＢの容量を有する製品が開発されている。この光ディスクにトラックピッチ０．３２μｍ、最短マーク長０．１６μｍの寸法でピットやグルーブ等が形成され、これを波長４０５ｎｍ、ＮＡ（開口数）０．８５のレンズを用いて読み出す。

このような微細なピット等を光ディスク原盤に形成するためには、例えば、非特許文献１に示されるように、２６６ｎｍの深紫外線レーザとＮＡ０．９のレンズが用いられる。さらに、微細な構造を形成するためには、より波長が短く、かつ連続発振可能なレーザと、そのための光学部品が必要であるが、未だに見通しは立っていない。例えば、１００ｎｍ以下のカッティングを行なうためには、上述の非特許文献１の第５９頁に示されるように、電子ビーム露光装置（EBR : Electron Beam Recorder）が用いられる。

光ディスクの中でもブルーレイディスク（Blueray Disc:登録商標）のようにグルーブのウォブルによってアドレスを記録する場合、露光時の回転制御誤差によって、隣接するトラックのウォブルと位相干渉を生じる場合があるため、隣接トラックとの相対位置を精密に制御する必要がある。

さらに、電子ビーム露光装置では、基板からの後方散乱現象によって、いわゆる露光被りが生じるので、ジッタ低減のために被り補正を行う。このとき、隣接するトラックに記録する情報の影響を受けるので、位置精度の高いピット長補正が必要である。更に、記録密度の向上を図るためにピット位置による多値記録や二次元記録も提案されており、光ディスクにおける情報の記録位置精度の向上は必須である。

また、ハードディスクの容量増加は飽和傾向が見えており、例えば非特許文献２によると、５００Ｇｂ／ｉｎ^２以上の大容量化には熱アシスト、パターンドメディア等が候補に挙げられている。５００Ｇｂ／ｉｎ^２のパターンドメディアでは３６ｎｍ程度以下のピットを形成する必要があり、ジッタや隣接トラックとの二次元相関等を考慮すると、数ｎｍ程度を問題とする、非常に精度の高いカッティング技術が必要である。

他方、高ＴＰＩによる高記録密度の目指す方向として、非特許文献３に述べてあるように、ディスクリートトラックがある。トラックを物理的に分離することによって、狭トラック化に伴うトラック間のクロストーク、ヘッド磁界による書きにじみ等の課題を回避できる可能性がある。ディスクリートトラックでは、円周方向に溝加工を行なうだけでなく、サーボのためのパターン等もカッティングで作り込まなければならない。このためにも精度の高いカッティング技術が必要である。
河田聡編著「ここまできた光記録技術」工業調査会、２００１年、ｐ．５５ 「いばらの道をすすむＨＤＤ 密度は年率３０％増を切る」日経エレクトロニクスＮｏ．８６６、２００４年２月２日 「ディスクリートトラック型垂直磁気記録媒体の作製方法」大井充、大川秀一、諏訪孝裕、中田勝之、森谷誠（ＴＤＫ）、第２７回日本応用磁気学会学術講演論集、２００３年、ｐ．３６９ 特開２０００−１１４６４号公報

従来の電子ビーム露光装置（ＥＢＲ）は、露光中に電子ビームの電流を変えることはできない。かかる電子ビーム露光装置において用いられる電子銃に加える電圧、即ち加速電圧を変えることにより電流を変化させることができるが、加速電圧を変化させることにより電子ビームの光軸やスポット径が変化するという問題が生じる。このため、従来の電子ビーム露光装置においては、電子ビームの電流を一定にして、電子ビームと露光対象の相対的な移動速度（線速）を一定とする露光が行われることが多い。かかる露光方法は、Constant Linear Velocity（ＣＬＶ）方式と呼ばれる。

ＣＬＶ方式の露光方法では、円形基板の場合、露光半径位置に合わせて回転数を変えることによって、線速を一定にする。具体的には、半径方向に非常に短い間隔で階段状に円形基板の回転数を変化させ、電子ビームの線速をほぼ一定の狭い範囲に制限する。このとき、円形基板の回転数を変えると、当該円形基板を固定した回転テーブルの振動状態が変化し、トラックピッチゆらぎ、ジッタ等が悪化するという問題が発生する。かかる問題を解決するために、振動等によって生じる位置誤差を、電子ビームを偏向させることにより補正しているが、回転数によって振動状態が変化するので、円形基板の全面に亘って同じように補正を行うことは困難である。

ＣＬＶ方式の対する方式として、円形基板の回転数を一定とするConstant Angular Velocity（ＣＡＶ）方式がある。ＣＡＶ方式では、回転数が一定であるため、回転テーブルの振動状態は一定である。従って、ＣＡＶ方式は、ＣＬＶ方式と比較して高い露光精度を望める。

しかし、円形基板の回転数を一定にすると、内周と外周とで線速が大きく変化する。例えば、２０ｍｍから６０ｍｍの半径範囲の露光を行なうとすると、線速は３倍変化することになる。線速が大きく変化すると、線速の高い領域と低い領域とで円形基板に対して電子線の照射量が変化することになり、内周側と外周側とで加工精度が変化してしまう。このとき、線速に合わせて電子ビームの電流を変化させることにより電子線の照射量を一定にすることも考えられるが、そもそも従来の電子ビーム露光装置では上述のように露光中に電子ビームの電流を変化させることができない。

特許文献１では、ＣＡＶ方式に関して、電子線の単位面積当たりの照射量を一定にする露光方法が提案されている。しかしながら、特許文献１では、ビーム電流を変化させる方法としては、電子銃または集束レンズの作動条件を変えるとの記載しかなく（例えば、段落番号００６２参照）、具体的な方法は開示されていない。

ここで、電子銃の作動条件を変えると、光軸が振れてフォーカスが変動するという問題が発生する。また、集束レンズの作動条件を変えると、電子ビームの開き角が変化してビームスポットが変動し、フォーカスも変わる。そのため、精度の高いカッティングを行なうことはできない。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電子ビームの変動を抑制した電子ビーム露光装置及び電子ビーム露光方法を提供することである。さらに、本発明は、当該電子ビームの露光技術を用いて、トラックピッチ変動が少ない、高記録密度に適したディスク原盤の製造方法及びディスクの製造方法を提供することを目的としている。

本発明にかかる電子ビーム露光装置は、レジスト層が形成された円形基板を回転させた状態で電子ビームを照射することによって露光する電子ビーム露光装置であって、前記電子ビームを射出する電子銃と、前記電子銃から射出された電子ビームを集束させる第１の電子レンズと、前記第１の電子レンズを通過した電子ビームを制限する電流制御アパーチャと、前記電流制御アパーチャにより制限された電子ビームを略平行にする第２の電子レンズと、前記第２の電子レンズを通過した電子ビームを前記円形基板に結像させる結像手段と、前記円形基板上の照射位置に応じて前記第１の電子レンズによる集束度を変化させる露光電流制御手段とを備えたものである。

ここで、前記露光電流制御手段は、前記円形基板の内周側の領域では、前記第１の電子レンズによって形成される電子ビームのクロスオーバーが当該第１の電子レンズに近づくように当該第１の電子レンズを制御し、前記円形基板の外周側の領域では、前記クロスオーバーが当該第１の電子レンズから離れるように当該第１の電子レンズを制御することが好ましい。

また、前記円形基板は、露光中は、略一定の回転数で回転する回転テーブルに固定され、前記露光電流制御手段は、前記電子ビームの電流値を当該円形基板の半径位置に応じて変化させ、当該円形基板と当該電子ビーム間の相対速度当たりの電子ビームの電流値を略一定にするとよい。

さらに、前記第１の電子レンズ及び／又は前記第２の電子レンズは、磁界レンズであることが望ましい。

好適な実施の形態における円形基板は、光ディスクのディスク原盤である。

本発明にかかる電子ビームの露光方法は、レジスト層が形成された円形基板を回転させた状態で電子ビームを照射することによって露光する電子ビームの露光方法であって、電子銃より前記電子ビームを射出する射出ステップと、前記電子銃から射出された電子ビームを、前記円形基板上の照射位置に応じて集束度を変化させて、集束させる第１の集束ステップと、当該電子ビームを制限する制限ステップと、制限された電子ビームを略平行にする第２の集束ステップと、略平行の電子ビームを前記円形基板に結像させるステップとを備えたものである。

本発明にかかるディスク原盤の製造方法は、レジスト層が形成された円形基板を回転させた状態で電子ビームを照射することによりディスク原盤を製造する方法であって、電子銃より前記電子ビームを射出する射出ステップと、前記電子銃から射出された電子ビームを、前記円形基板上の照射位置に応じて集束度を変化させて、集束させる第１の集束ステップと、当該電子ビームを制限する制限ステップと、制限された電子ビームを略平行にする第２の集束ステップと、略平行の電子ビームを前記円形基板に結像させて露光するステップと、前記露光された円形基板を現像、エッチング、洗浄するステップとを備えたものである。

本発明にかかるディスクの製造方法は、レジスト層が形成された円形基板を回転させた状態で電子ビームを照射することによって作成されたディスク原盤を用いてディスクを製造する方法であって、電子銃より前記電子ビームを射出する射出ステップと、前記電子銃から射出された電子ビームを集束させる第１の集束ステップと、当該電子ビームを制限する制限ステップと、制限された電子ビームを前記第１の集束ステップと連動して略平行にする第２の集束ステップと、略平行の電子ビームを前記円形基板に結像させて露光するステップと、前記露光された円形基板を現像するステップと、前記円形基板に基づいてスタンパを形成するステップと、前記スタンパを用いてディスクを製造ステップを備えたものである。

本発明にかかる他の電子ビーム露光装置は、レジスト層が形成された円形基板を回転させた状態で電子ビームを照射することによって露光する電子ビーム露光装置であって、前記電子ビームを射出する電子銃と、前記電子銃から射出された電子ビームを集束させる第１の電子レンズと、前記第１の電子レンズを通過した電子ビームを制限する電流制御アパーチャと、前記電流制御アパーチャにより制限された電子ビームを略平行にする第２の電子レンズと、前記第２の電子レンズを通過した電子ビームを前記円形基板に結像させる結像手段と、前記円形基板上の照射位置に応じて前記電流制御アパーチャを光軸方向に移動させる移動手段を備えたものである。

ここで、前記電流制御アパーチャは、前記第１の電子レンズによって形成される電子ビームのクロスオーバーと、前記第２の電子レンズの間に配置され、前記移動手段は、前記円形基板の外周側の領域では、前記電流制御アパーチャが前記クロスオーバーに近づくように当該電流制御アパーチャを移動させ、前記円形基板の内周側の領域では、前記電流制御アパーチャが前記クロスオーバーから離れるように当該電流制御アパーチャを移動させることが望ましい。

好適な実施の形態にかかる円形基板は、光ディスクのディスク原盤である。

本発明にかかる他の電子ビームの露光方法は、レジスト層が形成された円形基板を回転させた状態で電子ビームを照射することによって露光する電子ビームの露光方法であって、電子銃より前記電子ビームを射出する射出ステップと、前記電子銃から射出された電子ビームを集束させる第１の集束ステップと、当該電子ビームを電流制御アパーチャにより制限する制限ステップと、制限された電子ビームを略平行にする第２の集束ステップと、略平行の電子ビームを前記円形基板に結像させるステップとを備え、前記制限ステップでは、前記円形基板上の照射位置に応じて前記電流制御アパーチャを光軸方向に移動させるものである。

本発明にかかる他のディスク原盤の製造方法は、レジスト層が形成された円形基板を回転させた状態で電子ビームを照射することによりディスク原盤を製造する方法であって、電子銃より前記電子ビームを射出する射出ステップと、前記電子銃から射出された電子ビームを集束させる第１の集束ステップと、当該電子ビームを電流制御アパーチャにより制限する制限ステップと、制限された電子ビームを略平行にする第２の集束ステップと、略平行の電子ビームを前記円形基板に結像させて露光するステップと、前記露光された円形基板を現像するステップとを備え、前記制限ステップでは、前記円形基板上の照射位置に応じて前記電流制御アパーチャを光軸方向に移動させるものである。

本発明にかかる他のディスクの製造方法は、レジスト層が形成された円形基板を回転させた状態で電子ビームを照射することによって作成されたディスク原盤を用いてディスクを製造する方法であって、電子銃より前記電子ビームを射出する射出ステップと、前記電子銃から射出された電子ビームを集束させる第１の集束ステップと、当該電子ビームを電流制御アパーチャにより制限する制限ステップと、制限された電子ビームを略平行にする第２の集束ステップと、略平行の電子ビームを前記円形基板に結像させて露光するステップと、前記露光された円形基板を現像するステップと、前記円形基板に基づいてスタンパを形成するステップと、前記スタンパを用いてディスクを製造するステップを備え、前記制限ステップでは、前記円形基板上の照射位置に応じて前記電流制御アパーチャを光軸方向に移動させるものである。

本発明によれば、電子ビームの変動を抑制した電子ビーム露光装置及び電子ビーム露光方法を提供することができる。さらに、本発明は、トラックピッチ変動が少ない、高記録密度に適したディスク原盤の製造方法及びディスクの製造方法を提供することができる。

以下に、本発明の実施の形態１及び２について図面を参照して説明する。以下の説明に用いる図においては、実質的に等価な構成要素には同じ符号を付している。

発明の実施の形態１．
図１は、本発明にかかる電子ビーム露光装置の概略構成図である。電子線カラム１には、電子銃２、コンデンサレンズ４、電流制御アパーチャ５、照射レンズ６、整形アパーチャ７、投影レンズ８、ブランキング電極９、偏向電極１１、フォーカス補正レンズ１２、対物レンズ１３が上方から下方に向ってこの順で内蔵されている。そして、チャンバ２２には、円形基板１６を固定した回転テーブル１７、Ｘステージ１９、エアスピンドル２１が内蔵されている。これら電子線カラム１及びチャンバ２２内は、電子線の減衰を避けるために、図示しない真空排気系により真空に保たれている。通常、電子線カラム１とチャンバ２２は、独立した真空排気系を有している。従って、仮にチャンバ２２が大気に開放されたとしても当該電子線カラム１は真空状態に保つことができる。

電子銃２は、電子ビームを発生する手段であり、例えば、Ｚｒ／Ｗショットキー放出電子銃が用いられる。露光中は、かかる電子銃２に対して、図示しない高電圧源より一定の電圧が印加される。例えば、電子銃２は、５０ｋＶの電圧によって駆動される。電子銃２は、電子銃制御部３１によって制御される。

コンデンサレンズ４は、電子銃２から発生した電子ビームの密度を変えることにより集束させる電子レンズである。コンデンサレンズ４は、励磁を変えることによって電子ビーム３の集束度を変え、クロスオーバーの位置を変える。例えば、図１における実線及び破線で示す電子ビームのように、当該電子ビームの密度を変えることができる。コンデンサレンズ４はコンデンサレンズ制御部３２によって制御される。

コンデンサレンズ制御部３２は、円形基板１６上の電子ビーム３の照射位置に応じて、コンデンサレンズ４による集束度を変化させる。さらに、具体的には、コンデンサレンズ制御部３２は、円形基板１６の内周側の領域では、コンデンサレンズ４によって形成される電子ビームのクロスオーバーが当該コンデンサレンズ４に近づくようにコンデンサレンズ４を制御する。また、コンデンサレンズ制御部３２は、円形基板１６の外周側の領域では、クロスオーバーがコンデンサレンズ４から離れるようにコンデンサレンズ４を制御する。さらに、詳細には、コンデンサレンズ制御部３２は、電子ビームの電流値を当該円形基板１６の半径位置に応じて変化させ、当該円形基板１６と当該電子ビーム間の相対速度当たりの電子ビームの電流値を略一定にするようにコンデンサレンズ４を制御する。

コンデンサレンズ４としては、電子ビームを電界により集束させる電界レンズ（静電レンズ）、電子ビームを磁界により集束させる磁界レンズ（電磁レンズ）のいずれのレンズも用いることが可能である。但し、磁界レンズの方が電界レンズに比べて効率良く電子ビームを集束させることができるため、装置の小型化を図る場合には磁界レンズが用いられる。さらに、磁界レンズの方が電界レンズに比してクロスオーバの位置を近傍にすることができるので、外乱ノイズに対する耐性を向上させることができる。

コンデンサレンズ４によって密度が制御された電子ビームは、電流制御アパーチャ５によって絞られる。本発明の実施の形態１にかかる電流制御アパーチャ５は、中央部に円状の開口部からなる電子ビーム通過領域を有し、当該電子ビーム通過領域でのみ電子ビームを通過し、他の領域では電子ビームを遮断する。電流制御アパーチャ５を通過した直後の電子ビームのビーム幅は、コンデンサレンズ４の制御によらず同じであるが、そのビーム密度は異なる。例えば、図１に実線で示される電子ビーム３の方が、破線で示される電子ビームよりも広いビーム幅の状態で電流制御アパーチャ５に照射されているから、その一部を通過したビーム密度は相対的に低くなる。このように、本発明の実施の形態１においては、コンデンサレンズ４によって密度が変えられた電子ビームの一部を電流制御アパーチャ５によって切り取ることとしたので、電子銃２の作動状態を変えることなく、電子ビーム電流を変化させることができる。

電流制御アパーチャ５を通過した電子ビームは、図１に示されるように広がり角をもっており、発散していく。このままでは、基板１６上での焦点やビーム径がビーム電流とともに変化することになる。これを避けるために、本発明の実施の形態１では、照射レンズ６によって電子ビーム３を平行化している。

照射レンズ６は、照射レンズ駆動部３４によって駆動制御される。露光電流制御部３３は、コンデンサレンズ制御部３２及び照射レンズ駆動部３４を介して、照射レンズ６から出力される電子ビーム３が常に平行になるように、コンデンサレンズ４及び照射レンズ６の双方を連動して制御する。尚、照射レンズ６から出力される電子ビーム３を平行にするための作動条件（アルゴリズムとデータ）は、露光電流制御部３３において記憶しておく。具体的には、露光電流制御部３３は、制御コンピュータ４７からの電子ビーム電流の指示値に対して、コンデンサレンズ４の励磁条件を変えて電子ビーム電流を変化させ、同時に照射レンズ６の励磁条件を変えて照射レンズ６から出力される電子ビームを平行化する。

照射レンズ６は、コンデンサレンズ４と同様に、電界レンズ、磁界レンズのいずれも用いることが可能である。但し、磁界レンズの方が電界レンズに比べて効率良く電子ビームを集束させることができるため、装置の小型化を図る場合には磁界レンズが用いられる。

照射レンズ６を通過した電子ビーム３は、整形アパーチャ７によってその周辺部が切り取られ、除去される。即ち、整形アパーチャ７は、中央部に円状の開口部からなる電子ビーム通過領域を有し、当該電子ビーム通過領域でのみ電子ビームを通過し、他の領域では電子ビームを遮断する。整形アパーチャ７が電子ビーム３の周辺部を切り取ることにより、照射レンズ６での収差の影響を受けにくくすることができる。

このように、本発明の実施の形態１によれば、コンデンサレンズ４、電流制御アパーチャ５、照射レンズ６、整形アパーチャ７等によって、電子銃２の作動条件を変えることなく、自由に電子ビーム電流値を設定することができる。

整形アパーチャ７を通過した電子ビーム３は投影レンズ８に入射する。投影レンズ８は、投影レンズ駆動部３５によって駆動される。投影レンズ８は、入射した平行な電子ビーム３を集束させる。集束した電子ビーム３は、クロスオーバーを形成する。このクロスオーバー位置に、ブランキングアパーチャ１０が配置され、投影レンズ８とクロスオーバー位置（即ち、ブランキングアパーチャ１０の位置）の間に、ブランキング電極９が配置される。

ブランキング電極９は、ブランキング駆動部３６によって駆動制御され、電子ビーム３を偏向させる。より具体的には、ブランキング電極９に電界若しくは磁界を印加すると、電子ビーム３が偏向し、ブランキングアパーチャ１０の開口部外の領域に当該電子ビーム３が照射され、円形基板１６に照射されない。そして、ブランキング電極９への電界若しくは磁界の印加を止めると、電子ビーム３は直進し、ブランキングアパーチャ１０の開口部を通過し、円形基板１６に照射される。

ブランキングアパーチャ１０を通過した電子ビーム３は偏向電極１１間を通過する。偏向電極１１は、偏向駆動部３７により駆動制御される。具体的には、偏向駆動部３７は、制御コンピュータ４７の指示に応じて偏向電極に印加する電界又は磁界を制御し、通過する電子ビーム３の偏向を制御する。

偏向電極１１間を通過した電子ビーム３はフォーカス補正レンズ１２に入射する。フォーカス補正レンズ１２は、フォーカス制御部３８によって制御され、円形基板１６上に電子ビーム３の焦点が合致するように焦点を補正する。

フォーカス補正レンズ１２を通過した電子ビーム３は対物レンズ１３によって円形基板１６上に結像する。

円形基板１６は、例えば一面にレジスト層が形成されたシリコン基板やガラス基板である。この円形基板１６により光ディスク原盤が作製される。円形基板１６は、回転テーブル１７に静電チャッキング等の手法により固定される。この回転テーブル１７は、例えばセラミックからなり、Ｘテーブル１９上に配置される。Ｘテーブル１９は、Ｘテーブル制御部４２の制御に応じて一軸方向に移動し、当該Ｘテーブル１９上の回転テーブル１７を露光位置まで移動させる。回転テーブル１７は、エアスピンドル２１の回転軸に固定されており、回転制御部４５によってエアスピンドル２１の回転軸の回転動作、即ち回転テーブル１７の回転動作が制御される。

回転制御は、制御コンピュータ４７からの指示によってエアスピンドル２１を制御する。本発明の実施の形態１にかかる電子ビーム露光装置１００では、主としてＣＡＶ方式により露光を行なうが、ＣＬＶ方式により露光を行なうことも可能である。ここで、回転テーブル１７は、エアスピンドル２１により駆動されるので、真空に対応できるように差動排気系と、磁性流体による真空シールを有する（図示せず）。この回転テーブル１７は、重さが例えば８０ｋｇ程度と重く、一定回転には安定であるが、回転数の変化には緩慢に応答する。

回転テーブル１７には、その位置測定のためのレーザ測長系１８が設けられ、また、Ｘテーブル１９には、その位置測定のためのレーザ測長系２０が設けられている。これらレーザ測長系１８、２０によって回転テーブル１７及びＸテーブル１９の位置決めが実行され、露光位置補正が行われる。

図２に、回転テーブル１７、Ｘステージ１９、レーザ測長系１８、２０の配置例を示す。図において２３は露光位置を示す。また、２４Ａ，２４Ｂは反射鏡である。レーザ測長系１８は、Ｘ方向を測長するレーザ測長系１８Ａと、Ｙ方向を測長するレーザ測長系１８Ｂとからなる。かかるレーザ測長系１８Ａ，１８Ｂにより、回転テーブル１７の振れを直交する二方向から測定する。レーザ測長系２０は、Ｘ方向を測長するレーザ測長系２０Ａと、Ｙ方向を測長するレーザ測長系２０Ｂとからなる。かかるレーザ測長系２０Ａ，２０Ｂにより、Ｘステージ１９の位置を直交する二方向から測定する。

これらのレーザ測長系１８、２０によって回転テーブル１７及びＸステージ１９の位置を測定し、露光目標位置との誤差を検出し、位置補正信号を生成する。生成された位置補正信号は、位置制御部４４を介して位置補正信号生成部４３に入力される。位置補正信号生成部４３は、当該位置補正信号に基づいて偏向駆動部３７を制御するための位置補正信号を生成し、偏向駆動部３７に出力する。偏向駆動部３７は、当該位置補正信号に応じて偏向電極１１に印加する電界若しくは磁界を制御し、誤差を補正する。

尚、Ｘステージ１９の形状、送り方向のズレ等の再現性のある誤差は前もって測定しておき、補正する。回転テーブル１７も同様に、端面の加工精度等に基づく回転振れの同期成分は前もって測定して補正する。

回転テーブル１７上で回転する円形基板１６の１周当たりの面振れは、数十μｍ程度ある。高さ検出部３９は、高さ測定用レーザ１４と高さ検出器１５を用いて、円形基板１６の高さを検出する。高さ検出部３９は、検出した高さに関する信号をフォーカス制御部３８に出力する。フォーカス制御部３８は、この信号に応じてフォーカス補正レンズ１２を制御し、円形基板１６上の電子ビーム３の焦点を補正する。

発明の実施の形態２．
発明の実施の形態１では、コンデンサレンズ４及び照射レンズ６を連動させて駆動することによって電子ビーム３の電流密度を変えたが、本発明の実施の形態２では、コンデンサレンズ４及び照射レンズ６の励磁条件を一定に維持した状態で電流制御アパーチャ５の位置を移動させることによって電子ビーム３の電流密度を変えている。

本発明の実施の形態２にかかる電子ビーム露光装置の基本的な構成は、整形アパーチャ７がないことを除いて、発明の実施の形態１にかかる電子ビーム露光装置と同じである。電流制御アパーチャ５を光軸方向に正確に移動させる移動機構を有している。この移動機構は、モータやレーザ測長系等を用いた周知の機構により実現可能である。電流制御アパーチャ５は、クロスオーバー後にビーム幅が拡大する位置に配置されている。

図３（ａ）は、電流制御アパーチャ５が電子銃２側、即ちクロスオーバーに近づくように位置した状態を示す。このとき、電流制御アパーチャ５は、電子ビーム３のビーム幅が広がる前段階でその周辺部を遮っているため、比較的高い密度で電子ビーム３が照射レンズ６に入射する。従って、円形基板１６の外周側の領域に電子ビーム３を照射する場合に、電流制御アパーチャ５を図３（ａ）に示す位置に移動させる。

図３（ｂ）は、電流制御アパーチャ５が円形基板１６側に位置した状態を示す。このとき、電流制御アパーチャ５は、図３（ａ）の場合と比較して電子ビーム３のビーム幅が広がった段階でその周辺部を遮っているため、比較的低い密度で電子ビーム３が照射レンズ６に入射する。従って、円形基板１６の内周側の領域に電子ビーム３を照射する場合に、電流制御アパーチャ５を図３（ｂ）に示す位置に移動させる。

従って、電流制御アパーチャ５を電子銃２側に配置することにより高い電流密度とし、電流制御アパーチャ５を円形基板１６側に配置することにより低く電流密度とすることができる。

本発明の実施の形態２によれば、コンデンサレンズ４及び照射レンズ６の励磁条件を制御する必要がないため、簡易に精度良く、電子銃２の作動状態を変えることなく、電子ビーム電流を変化させることができる。

尚、図３に示す例では、電流制御アパーチャ５を、電子ビーム３のクロスオーバーと照射レンズ６の間に位置させたが、これに限らず、コンデンサレンズ４と電子ビーム３のクロスオーバーの間に位置させるようにしてもよい。

また、電流制御アパーチャ５とともに照射レンズ６も光軸方向に移動させるようにしてもよい。具体的には、電流制御アパーチャ５と照射レンズ６とが一定の距離を維持するように電流制御アパーチャ５と照射レンズ６を移動させる。このために電流制御アパーチャ５と照射レンズ６の双方を単一の鏡筒（保持手段）で保持するようにするとよい。これにより、さらに効率的に電子ビーム電流を変化させることができる。

実施例１．
発明の実施の形態１において説明した電子ビーム露光装置１００を用いて、光ディスク用原盤を作成した。まず、シリコンウエハに化学増幅型の電子線レジストを厚さが８０ｎｍになるように回転塗布し、加熱処理することにより薄膜を形成した。電子銃２に印加する電圧は５０ｋＶで一定とした。用いた電子線レジストは、線速１ｍ／ｓ当たり８ｎＡが適正な露光量であるので、回転数６００ｒｐｍで半径２０ｍｍから６０ｍｍの範囲を露光するに当たって、１０．０ｎＡから３０．１ｎＡまで半径位置に合わせて電子ビーム電流を増加させた。また、１ｎＡ毎にコンデンサレンズ４と照射レンズ６の設定テーブルを前もって作成しており、その間は０．１ｎＡ毎に補間した。トラックピッチは、１６０ｎｍで、Ｘステージ１９の送り速度は、約１．６μｍ／ｓの連続移動とした。露光時間は、４２０分程度であった。

露光した原盤をアルカリ現像液で電子線を照射した部分を溶解し、レジストのパターンを形成した。残存したレジストをマスクに炭化フッ素ガス雰囲気中で、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を実行し、パターンを形成した。パターン形成後に、ニッケル導電膜をスパッタし、ニッケル電鋳によりスタンパを形成した。そして、このスタンパを用いてポリカーボネート樹脂を射出成型し、磁区拡大方式の記録膜をスパッタにより形成することによって、情報記録媒体を製造した。

完成した情報記録媒体から任意の１０箇所を切り出し、１０μｍ角サイズを原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により測定し、リファレンスによる画像歪補正を行ってトラックピッチと溝幅の変動を解析した。解析の結果、トラックピッチの変動を示す標準偏差σが１．８ｎｍ、溝幅の変動を示す標準偏差σが２．１ｎｍであった。

実施例２．
発明の実施の形態１において説明した電子ビーム露光装置を用いて、ＣＬＶ方式により情報記録媒体を製造した。ＣＡＶ方式を用いた実施例１では１．２５〜３．７６（ｍ／ｓ）であったので、その平均値付近の２．５（ｍ／ｓ）を線速とした。このとき、内周２０ｍｍでの回転数は約１１９３ｒｐｍ、外周６０ｍｍでの回転数は約３９７ｒｐｍであった。電子ビーム電流の設定値は２０ｎＡとした。露光時間は、約４２０分であった。

実施例１と同様にして原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により測定し、トラックピッチと溝幅の変動を解析した。解析の結果、トラックピッチの変動を示す標準偏差σが４．２ｎｍ、溝幅の変動を示す標準偏差σが１．５ｎｍであった。

実施例３．
生産効率を上げるために、半径２０〜６０ｍｍを４つのブロックに分割し、それぞれのブロックに別の回転数を設定した。同一ブロックでは同じ回転数である。ブロックの間には２００μｍの速度調整領域を設けた。ブロック分けと露光条件を表１に示す。露光時間は３５０分程度であった。

半径方向で領域を分けてＣＡＶ方式により露光する場合、この例のように外周側で領域を狭くしていく方が効率的である。それぞれのブロックで実施例１と同様にして情報記録媒体を５箇所から切り出し、ＡＦＭで測定し、トラックピッチと溝幅の変動を解析した。その結果を表２に示す。

本発明にかかる電子ビーム露光装置の構成を示すブロック図である。 本発明にかかる電子ビーム露光装置の測長系の配置図である。 本発明の他の電子ビーム露光装置の一部の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 電子線カラム、２ 電子銃、３ 電子ビーム、４ コンデンサレンズ
５ 電流制御アパーチャ、６ 照射レンズ、７ 整形アパーチャ
８ 投影レンズ、９ ブランキング電極、１０ ブランキングアパーチャ
１１ 偏向電極、１２ フォーカス補正レンズ、１３ 対物レンズ
１４ 測定用レーザ、１５ 検出器、１６ 円形基板、１７ 回転テーブル
１８ レーザ測長系、１９ Ｘステージ、２０ レーザ測長系
２１ エアスピンドル、２２ チャンバ、３１ 電子銃制御部
３２ コンデンサレンズ制御部、３３ 露光電流制御部
３４ 照射レンズ駆動部、３５ 投影レンズ駆動部
３６ ブランキング駆動部、３７ 偏向駆動部
３８ フォーカス制御部、３９ 検出部、４２ テーブル制御部
４３ 位置補正信号生成部、４４ 位置制御部、４５ 回転制御部
４７ 制御コンピュータ、１００ 電子ビーム露光装置

Claims (14)

1. レジスト層が形成された円形基板を回転させた状態で電子ビームを照射することによって露光する電子ビーム露光装置であって、
   前記電子ビームを射出する電子銃と、
   前記電子銃から射出された電子ビームを集束させる第１の電子レンズと、
   前記第１の電子レンズを通過した電子ビームを制限する電流制御アパーチャと、
   前記電流制御アパーチャにより制限された電子ビームを略平行にする第２の電子レンズと、
   前記第２の電子レンズを通過した電子ビームを前記円形基板に結像させる結像手段と、
   前記円形基板上の照射位置に応じて前記第１の電子レンズによる集束度を変化させる露光電流制御手段とを備えた電子ビーム露光装置。
2. 前記露光電流制御手段は、
   前記円形基板の内周側の領域では、前記第１の電子レンズによって形成される電子ビームのクロスオーバーが当該第１の電子レンズに近づくように当該第１の電子レンズを制御し、
   前記円形基板の外周側の領域では、前記クロスオーバーが当該第１の電子レンズから離れるように当該第１の電子レンズを制御することを特徴とする請求項１記載の電子ビーム露光装置。
3. 前記円形基板は、露光中は、略一定の回転数で回転する回転テーブルに固定され、
   前記露光電流制御手段は、前記電子ビームの電流値を当該円形基板の半径位置に応じて変化させ、当該円形基板と当該電子ビーム間の相対速度当たりの電子ビームの電流値を略一定にすることを特徴とする請求項１又は２記載の電子ビーム露光装置。
4. 前記第１の電子レンズ及び／又は前記第２の電子レンズは、磁界レンズであることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の電子ビーム露光装置。
5. 前記円形基板は、光ディスクのディスク原盤であることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の電子ビーム露光装置。
6. レジスト層が形成された円形基板を回転させた状態で電子ビームを照射することによって露光する電子ビームの露光方法であって、
   電子銃より前記電子ビームを射出する射出ステップと、
   前記電子銃から射出された電子ビームを、前記円形基板上の照射位置に応じて集束度を変化させて、集束させる第１の集束ステップと、
   当該電子ビームを制限する制限ステップと、
   制限された電子ビームを略平行にする第２の集束ステップと、
   略平行の電子ビームを前記円形基板に結像させるステップとを備えた電子ビームの露光方法。
7. レジスト層が形成された円形基板を回転させた状態で電子ビームを照射することによりディスク原盤を製造する方法であって、
   電子銃より前記電子ビームを射出する射出ステップと、
   前記電子銃から射出された電子ビームを、前記円形基板上の照射位置に応じて集束度を変化させて、集束させる第１の集束ステップと、
   当該電子ビームを制限する制限ステップと、
   制限された電子ビームを略平行にする第２の集束ステップと、
   略平行の電子ビームを前記円形基板に結像させて露光するステップと、
   前記露光された円形基板を現像するステップとを備えたディスク原盤の製造方法。
8. レジスト層が形成された円形基板を回転させた状態で電子ビームを照射することによって作成されたディスク原盤を用いてディスクを製造する方法であって、
   電子銃より前記電子ビームを射出する射出ステップと、
   前記電子銃から射出された電子ビームを集束させる第１の集束ステップと、
   当該電子ビームを制限する制限ステップと、
   制限された電子ビームを前記第１の集束ステップと連動して略平行にする第２の集束ステップと、
   略平行の電子ビームを前記円形基板に結像させて露光するステップと、
   前記露光された円形基板を現像するステップと、
   前記円形基板に基づいてスタンパを形成するステップと、
   前記スタンパを用いてディスクを製造ステップを備えたディスクの製造方法。
9. レジスト層が形成された円形基板を回転させた状態で電子ビームを照射することによって露光する電子ビーム露光装置であって、
   前記電子ビームを射出する電子銃と、
   前記電子銃から射出された電子ビームを集束させる第１の電子レンズと、
   前記第１の電子レンズを通過した電子ビームを制限する電流制御アパーチャと、
   前記電流制御アパーチャにより制限された電子ビームを略平行にする第２の電子レンズと、
   前記第２の電子レンズを通過した電子ビームを前記円形基板に結像させる結像手段と、
   前記円形基板上の照射位置に応じて前記電流制御アパーチャを光軸方向に移動させる移動手段を備えた電子ビーム露光装置。
10. 前記電流制御アパーチャは、前記第１の電子レンズによって形成される電子ビームのクロスオーバーと、前記第２の電子レンズの間に配置され、
    前記移動手段は、
    前記円形基板の外周側の領域では、前記電流制御アパーチャが前記クロスオーバーに近づくように当該電流制御アパーチャを移動させ、
    前記円形基板の内周側の領域では、前記電流制御アパーチャが前記クロスオーバーから離れるように当該電流制御アパーチャを移動させることを特徴とする請求項９記載の電子ビーム露光装置。
11. 前記円形基板は、光ディスクのディスク原盤であることを特徴とする請求項９又は１０記載の電子ビーム露光装置。
12. レジスト層が形成された円形基板を回転させた状態で電子ビームを照射することによって露光する電子ビームの露光方法であって、
    電子銃より前記電子ビームを射出する射出ステップと、
    前記電子銃から射出された電子ビームを集束させる第１の集束ステップと、
    当該電子ビームを電流制御アパーチャにより制限する制限ステップと、
    制限された電子ビームを略平行にする第２の集束ステップと、
    略平行の電子ビームを前記円形基板に結像させるステップとを備え、
    前記制限ステップでは、前記円形基板上の照射位置に応じて前記電流制御アパーチャを光軸方向に移動させることを特徴とする電子ビームの露光方法。
13. レジスト層が形成された円形基板を回転させた状態で電子ビームを照射することによりディスク原盤を製造する方法であって、
    電子銃より前記電子ビームを射出する射出ステップと、
    前記電子銃から射出された電子ビームを集束させる第１の集束ステップと、
    当該電子ビームを電流制御アパーチャにより制限する制限ステップと、
    制限された電子ビームを略平行にする第２の集束ステップと、
    略平行の電子ビームを前記円形基板に結像させて露光するステップと、
    前記露光された円形基板を現像するステップとを備え、
    前記制限ステップでは、前記円形基板上の照射位置に応じて前記電流制御アパーチャを光軸方向に移動させることを特徴とするディスク原盤の製造方法。
14. レジスト層が形成された円形基板を回転させた状態で電子ビームを照射することによって作成されたディスク原盤を用いてディスクを製造する方法であって、
    電子銃より前記電子ビームを射出する射出ステップと、
    前記電子銃から射出された電子ビームを集束させる第１の集束ステップと、
    当該電子ビームを電流制御アパーチャにより制限する制限ステップと、
    制限された電子ビームを略平行にする第２の集束ステップと、
    略平行の電子ビームを前記円形基板に結像させて露光するステップと、
    前記露光された円形基板を現像するステップと、
    前記円形基板に基づいてスタンパを形成するステップと、
    前記スタンパを用いてディスクを製造するステップを備え、
    前記制限ステップでは、前記円形基板上の照射位置に応じて前記電流制御アパーチャを光軸方向に移動させることを特徴とするたディスクの製造方法。

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