JP2008181086A - 収差評価用パターン、収差評価方法、収差補正方法、電子線描画装置、電子顕微鏡、原盤、スタンパ、記録媒体、及び構造物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基準試料WPの表面に、複数(例えば4つ)の同心円からなる図形パターンを形成し、この基準試料WPを電子線でスキャンすることによって得られる電子信号に基づいて画像(スキャン画像)を形成する。このスキャン画像では、非点収差の方向を長手方向とする領域に像のボケが生じ、また、非点収差の大きさによって、ボケが生じた領域の範囲が変化する。したがって、得られたスキャン画像に基づいて、照射装置10の照射系での非点収差の方向及び大きさを検出することが可能となる。
【選択図】図2
Description
したがって、収差評価パターンの図形を電子線で走査することにより得られる電子信号から形成された画像に基づいて、収差評価パターン図形の任意の位置での非点収差を評価することが可能となる。
以下、本発明の第1の実施形態を図1〜図9に基づいて説明する。図1には第1の実施形態に係る描画装置100の概略構成が示されている。この描画装置100は、例えば真空度が10−4Pa程度の環境下において、レジスト材がコーティングされることにより描画面が形成された試料に電子ビームを照射して、試料の描画面に微細パターンを描画する描画装置である。
次に、本発明の第2の実施形態を図10〜図15基づいて説明する。なお、前述した第1の実施形態と同一もしくは同等の構成部分には同一の符号を用いるとともにその説明を省略もしくは簡略するものとする。
次に、本発明の第3の実施形態を図17(A)〜図18に基づいて説明する。なお、前述した第1及び第2の実施形態と同一もしくは同等の構成部分には同一の符号を用いるとともにその説明を省略もしくは簡略するものとする。
従来、CD(コンパクトディスク)やDVD(ディジタル・バーサタイル・ディスク)等の光ディスクの原盤の製造は、次のように行われていた。まず、0.1μm程度の膜厚の紫外線感光性フォトレジストが均一にスピンコートされた厚さ数mmの円盤を回転させながら、この円盤上に青色又は紫外域で発振するガスレーザ(Ar、Krレーザ等;波長350〜460nm)からの光を対物レンズで集光させ、レーザ光をオン・オフさせてフォトレジストをスポット露光する。その後、フォトレジストを現像することにより、ピット又はグルーブ状の微細凹凸パターンを形成して、原盤(レジスト原盤)を作製する。
描画装置100では、電子源11から射出される電子ビームの強度やアパーチャ16での絞りを調整することにより、スポット径が10nm程度から200nm程度の電子ビームを得ることが可能である。
図19(A)に示されるように、基板501上に、例えばスピンコート法でレジストを塗布し、その後ベークを行うことにより、膜厚(通常100nm以下で、光ディスクの記録再生波長によって決まる)が均一な電子線感光レジストから成るレジスト層502を形成する。なお、基板501としては、ガラス基板、石英基板、シリコンウエハ等を使用することができる。また、レジスト層502を構成する電子線感光レジストには、ポジ型或いはネガ型のフォトレジストを使用することができる。光ディスクの原盤としては、解像度や感度、取り扱い易さの点から、ポジ型レジスト、たとえば、ZEP−520(日本ゼオン製)が好適である。
描画装置100を用いた基板501に対するパターンの描画は以下の手順で行う。
上述のようにパターンが描画された基板501は、レジスト層502に対して、現像処理が行われることで、例えばポジ型のフォトレジストでは図19(C)に示されるように電子ビームが照射された部分502Aが除去され、また、ネガ型のフォトレジストでは非照射部分が除去されることで、レジスト層502の残った部分502Bから成る微細パターンが形成される。このようにして、基板501のレジスト層502に微細パターンが形成された基板501の原盤(レジスト原盤)503を得ることができる。
上述のように原盤503が得られたら、この原盤503(ここではレジスト原盤を用いるが、エッチング原盤であっても支障ない)を用いてスタンパを作製する。具体的には、図20(A)に示されるように、原盤503上に薄い導電層を成膜し、その上にニッケルメッキ等を施すことにより、スタンパ504を形成する。その後、原盤503を剥離する。これにより、図20(B)に示されるスタンパ504を得ることができる。スタンパ504の材料としては、NiもしくはNi合金を使用することができ、無電解メッキ、電鋳、スパッタリング、イオンプレーティングを含む各種の金属成膜法が適用できる。また、スタンパ504の厚みは、300μm程度である。
射出成型或いは2P法等によって、図21(A)に示されるように、スタンパ504のパターンを、樹脂505に転写する。このようにして、図21(B)に示される微細凹凸パターンを有する光ディスクメディア505を得ることができる。より正確には、光ディスクメディア505は光ディスクメディアの基板である。光ディスクメディア基板の微細凹凸パターン上に、さらに反射膜等を付けることで、光ディスクメディアとなる。
ハードディスクドライブでは、ディスクの1周、すなわち角度にして360度中に、一定の角度間隔でトラッキング用サーボ信号、アドレス情報信号、再生クロック信号等(以下プリフォーマット信号)が記録された領域が設けられている。これにより、磁気ヘッドは、一定の間隔でこれらの信号を再生して自己の位置を確認し、磁気ディスクの径方向における変位を必要に応じて修正しながら正確にトラック上を走査することができる。
図1の描画装置では、電子源11のビーム電流量やアパーチャ16を調整することにより、10nm程度から200nm程度のスポット径を得ることが可能である。
図24(A)に示されるように、基板501上に、例えばスピンコート法でレジストを塗布し、その後ベークを行うことにより、膜厚(好ましくは100nm以下)が均一な電子線感光レジストから成るレジスト層502を形成する。なお、基板501としては、ガラス基板、石英基板、シリコンウエハ等を使用することができる。また、レジスト層502を構成する電子線感光レジストには、ポジ型或いはネガ型のフォトレジストを使用することができる。磁気転写原盤用途としては、解像度や感度、取り扱い易さの点から、ポジ型レジスト、たとえば、ZEP−520(日本ゼオン製)が好適である。
描画装置100を用いた基板501に対するパターンの描画は以下の手順で行う。
上述のようにパターンが描画された基板501は、レジスト層502に対して、現像処理が行われることで、例えばポジ型のフォトレジストでは図24(C)に示されるように電子ビームが照射された部分502Aが除去され、また、ネガ型のフォトレジストでは非照射部分が除去されることで、レジスト層502の残った部分502Bから成る微細パターンが形成される。このようにして、基板501のレジスト層502に微細パターンが形成された基板501の原盤(レジスト原盤)503を得ることができる。
上述のように原盤503が得られたら、この原盤503(ここではレジスト原盤を用いるが、エッチング原盤であっても支障はない)を用いてスタンパを作製する。具体的には、図25(A)に示されるように、原盤503上に薄い導電層を成膜し、その上にニッケルメッキ等を施すことにより、図25(B)2示されるスタンパ504を形成する。その後、原盤503を剥離する。これにより、スタンパ504を得ることができる。スタンパ504の材料としては、NiもしくはNi合金を使用することができ、無電解メッキ、電鋳、スパッタリング、イオンプレーティングを含む各種の金属成膜法が適用できる。また、スタンパ504の凹凸パターンの深さ(突起の高さ)は、数百nm程度である。
スタンパ504の凹凸パターン上に、Co等からなる磁性薄膜507をスパッタリング法などの一般的な薄膜形成方法によって製膜し、CMP(ケミカルメカニカルポリッシュ)等の研磨処理を施すことにより、凸部上に形成された磁性薄膜を除去することで、図25(C)に示される所望の磁性薄膜パターンが形成されたマスター情報担体508を得ることができる。
面内磁気記録媒体への磁気転写について図26(A)〜図26(C)に基づいて説明する。なお、図26に示される磁気記録媒体はその片面の磁気記録部のみを記載している。まず、図26(A)に示されるように、最初に(転写される側のスレーブ)磁気記録媒体509に初期静磁界Hinをトラック方向の一方向に印加して予め初期磁化(直流消磁)を行う。その後、図26(B)に示されるように、この磁気記録媒体509の磁気記録面と、マスター情報担体508の微細凹凸パターン面とを密着させ、磁気記録媒体509のトラック方向に前記初期磁界Hinとは逆方向に転写用磁界Hduを印加して磁気転写を行う。転写用磁界Hduが凹部の磁性薄膜507に吸い込まれてこの部分の磁化は反転せず、その他の部分の磁界が反転する結果、図26(C)に示されるように、磁気記録媒体509にはマスター情報担体508の凹凸パターンに応じた磁化パターンが転写記録される。
DTMやBPMは、現状よりはるかに高記録密度なハードディスクである。磁気ヘッド追従のためのサーボ信号パターン等が必要なことは変わらないが、これから述べるように、それらはサーボトラック記録装置を用いず、媒体製造時に形成されるプリフォーマットメディアになっている。
描画装置100では、電子源11から射出される電子ビームの強度やアパーチャ16での絞りを調整することにより、スポット径が10nm程度から200nm程度の電子ビームを得ることが可能である。
図24(A)に示されるように、基板501上に、例えばスピンコート法でレジストの塗布、その後ベークを行うことにより、膜厚(50〜100nm程度)が均一になるように電子線感光レジストから成るレジスト層502を形成する。基板501は、ガラス基板、石英基板、シリコンウエハ等を使用することができる。レジスト層502を構成する電子線感光レジストには、ポジ型或いはネガ型のフォトレジストを使用することができる。DTMやPMの原盤用途としては、解像度や感度、取り扱い易さの点から、ポジ型レジスト、たとえば、PMMA(東京応用化学製)が好適である。
描画装置100を用いた基板501に対するパターンの描画は以下の手順で行う。
上述のようにパターンが描画された基板501は、レジスト層502に対して、現像処理が行われることで、例えばポジ型のフォトレジストでは図24(C)に示されるように電子ビームが照射された部分502Aが除去され、また、ネガ型のフォトレジストでは非照射部分が除去されることで、レジスト層502の残った部分502Bから成る微細パターンが形成される。このようにして、レジスト層502に微細パターンが形成された基板501の原盤(レジスト原盤)503を得ることができる。
上述のように原盤503が得られたら、この原盤503(ここではレジスト原盤を用いるが、エッチング原盤であっても支障ない)を用いてスタンパを作製する。具体的には、図25(A)に示されるように、原盤503上に薄い導電層を成膜し、その上にニッケルメッキ等を所定厚みまで施すことにより、スタンパ504を形成する。その後、原盤503を剥離する。これにより、スタンパ504を得ることができる。スタンパ504の材料としては、NiもしくはNi合金を使用することができ、無電解メッキ、電鋳、スパッタリング、イオンプレーティングを含む各種の金属成膜法が適用できる。また、スタンパ504の凹凸パターンの深さ(突起の高さ)は、数百nm程度である。
スタンパ504を使用して磁気記録媒体509を製造する方法について、図29(A)〜図29(D)に基づいて説明する。
Claims (22)
- 電子線を偏向させることにより、試料の表面を走査する照射系の収差を評価する収差評価用パターンであって、
同一平面内において、前記偏向前の前記電子線の照射位置を中心として、外側に向かって形成された、所定線幅と所定間隔からなる周期構造を有し、
前記周期構造は、前記中心の周囲360度に渡って形成され、前記中心を共有する同心図形、もしくは、螺旋図形から形成されることを特徴とする収差評価用パターン。 - 前記周期構造は、円又は正多角形で形成されることを特徴とする請求項1に記載の収差評価用パターン。
- 前記周期構造の線幅、および間隔は、前記中心から離れるに従い、大きくなることを特徴とする請求項1又は2に記載の収差評価用パターン。
- 収差評価用パターンを電子線で走査することにより得られる画像に基づいて、前記電子線を照射する照射系での収差を評価する収差評価方法であって、
請求項1〜3のいずれか一項に記載の収差評価用パターンを前記電子線で走査する工程と;
前記走査によって得られる電子信号に基づいて前記画像を形成する工程と;
前記画像に基づいて前記照射系での収差を評価する工程と;を含む収差評価方法。 - 収差評価用パターンを電子線で走査することにより得られる電子信号に基づいて、前記電子線を照射する照射系での収差を評価する収差評価方法であって、
前記照射系のフォーカス位置を請求項1〜3のいずれか一項に記載の収差評価用パターン上に設定するフォーカス設定工程と;
前記照射系のフォーカス位置が設定された前記収差評価用パターンに対して、前記電子線を第1方向及び該第1方向と直交する第2方向へ走査することにより得られる電子信号に基づいて、前記照射系での収差を評価する評価工程と;を含む収差評価方法。 - 前記フォーカス設定工程では、アンダーフォーカスされた電子線による前記収差評価用パターンの走査で得られる電子信号と、オーバーフォーカスされた電子線による前記収差評価用パターンの走査で得られる2次電子信号とに基づいて、前記フォーカス位置が前記収差評価用パターン上に設定されることを特徴とする請求項5に記載の収差評価方法。
- 前記フォーカス設定工程は、アンダーフォーカスされた電子線及びオーバーフォーカスされた電子線で、前記収差評価用パターンを相互に異なる第3方向及び第4方向へ走査する第1副工程と;
前記第3方向への走査によって得られた電子信号の最大値と、前記第4方向への走査によって得られた電子信号の最大値とに基づいて、前記フォーカス位置を収差評価用パターン上に設定する第2副工程と;を含むことを特徴とする請求項5又は6に記載の収差評価方法。 - 前記第3方向及び前記第4方向への走査結果に基づいて、前記第1方向に対する前記照射系の収差の方向を判断する判断工程を更に含む請求項7に記載の収差評価方法。
- 前記評価工程では、前記判断工程での判断結果に基づいて、前記第1方向及び前記第2方向を決定することを特徴とする請求項8に記載の収差評価方法。
- 前記評価工程では、前記第1方向又は前記第2方向が収差の発生方向へ設定されることを特徴とする請求項9に記載の収差評価方法。
- 請求項4〜10に記載の収差評価方法によって得られた評価結果に基づいて、前記照射系の収差を補正する収差補正方法。
- 請求項11に記載の収差補正方法によって収差が補正された照射系を備える電子線描画装置。
- 請求項11に記載の収差補正方法によって収差が補正された照射系を備える電子顕微鏡。
- 請求項12に記載の電子線描画装置によって、所定のパターンが描画された光情報記録媒体の原盤。
- 請求項14に記載の原盤を用いて作製された、光情報記録媒体のスタンパ。
- 請求項15に記載のスタンパを用いて作製された、光情報記録媒体。
- 請求項12に記載の電子線描画装置によって、所定のパターンが描画された磁気情報記録媒体の原盤。
- 請求項17に記載の原盤を用いて作製された、磁気情報記録媒体のスタンパ。
- 請求項18に記載のスタンパを用いて作製された、磁気情報記録媒体。
- 請求項12に記載の電子線描画装置によって、所定のパターンが描画された微細パターン作製用の原盤。
- 請求項20に記載の原盤を用いて作製された、微細パターン作成用のスタンパ。
- 請求項21に記載のスタンパを用いて作製された、微細パターンを有する構造物。
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