JP2009163850A - 電子ビーム描画方法、微細パターン描画システムおよび凹凸パターン担持体 - Google Patents

Abstract

【課題】ディスクリートトラックメディアの微細パターンにおけるサーボパターンとグルーブパターンとを一定の照射線量で高精度にかつ高速に描画可能とする。
【解決手段】レジスト11が塗布された基板10上に電子ビームEBを走査して、サーボエレメント13によるサーボパターン12と、隣接データトラックを溝状に分離するグルーブパターン15とを備えるディスクリートトラックメディアに形成する微細パターンの描画を、回転ステージ41を回転させながら行う際に、同じトラックにおけるサーボパターン12の描画時とグルーブパターン15の描画時とで基板10の回転数を変更し、サーボパターン描画時の第１の回転数より、グルーブパターン描画時の第２の回転数を高くして描画する。
【選択図】図４

Description

本発明は、ディスクリートトラックメディアを作製する際に、その微細パターン（凹凸パターン）を形成するために基板に設けたレジストに対して電子ビームの照射によってパターン描画を行う電子ビーム描画方法、電子ビーム描画を行うための微細パターン描画システムに関するものである。

また、本発明は、上記電子ビーム描画方法を用いた描画を行う工程を経て作製される、凹凸パターン表面を有するインプリントモールドを含む凹凸パターン担持体に関するものである。

磁気ディスク媒体にはサーボパターン等の微細パターンが設けられるが、この微細パターンの作製方法としては、レジストが塗布された基板を回転させながら、パターン形状に対応した電子ビームの照射によってパターン描画を行う電子ビーム描画方法が考えられている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

特許文献１の電子ビーム描画方法は、例えばサーボパターンを構成するトラックの幅方向に延びる矩形または平行四辺形のエレメントを描画する際に、電子ビームを周方向に高速振動させつつ半径方向に偏向させて、このエレメントを塗りつぶすように走査して描画する方法である。

また、特許文献２の電子ビーム描画方法は、トラック幅方向の長さが一定で、トラック方向の長さが異なる記録ビット列のエレメントを描画する際に、基板の回転に伴って電子ビームを半径方向に振幅を調整しつつ高速振動させて描画する方法である。

さらに、オン・オフ描画方法として、レジストが塗布された基板を回転させながら、パターン形状に対応して電子ビームをオン・オフ照射し、基板または電子ビーム照射装置を１回転に１ビーム幅ずつ半径方向に移動させてパターン描画を行う方法も知られている。
特開２００４−１５８２８７号公報 特開２００３−２４８９８１号公報

ところで、近年、磁気ディスク媒体の記録密度のさらなる高密度化の要請から、隣接するデータトラックを溝（グルーブ）からなるグルーブパターン（ガードバンド）で分離し、隣接トラック間の磁気的干渉を低減するようにしたディスクリートトラックメディア（ＤＴＭ）が注目されている。

前述の電子ビーム描画方法によって上記ディスクリートトラックメディアの微細パターンの描画を行う場合に、そのグルーブパターンの描画を所定の幅に正確に行うことは困難である。

つまり、前記特許文献１の描画方法によれば、サーボパターンの描画については記載された所定の特性で行えるが、このサーボパターンに続いてディスクリートトラックメディアのグルーブパターンを描画する際に、電子ビームを固定照射し、基板の回転によりトラック方向に円弧状にグルーブパターンを描画すると、その電子ビームの照射線量が過大で露光滲みによって線幅が大きくなり、トラック幅に対する所定幅の描画が行えない問題がある。これは、サーボパターンでの描画においては基板の一定回転中に、電子ビームをトラック方向に高速振動させつつ所定面積の描画走査が行えるよう、その照射面積が所定の露光量となるように電子ビーム強度が大きく設定されているためで、サーボパターンの描画からグルーブパターンの描画に移行した際に、ビーム強度が小さくなるように変更することは、電子ビーム照射装置の動作安定性の点から困難である。

一方、前記特許文献２の描画方法においても、グルーブパターンの描画は特許文献１と同様の態様での描画となり、同様に照射線量が過大となってグルーブパターンの幅を所望値に描画することが困難である。

なお、前述のオン・オフ描画方法は、グルーブパターンの描画には適した方法ではあるが、基板全体へのサーボパターンの描画には多大の時間を要するとともに、基板１回転での電子ビームのオン・オフ位置精度、内外周での位置精度を確保して、所定形状のパターン描画を行うことが困難な問題を有している。

本発明は上記事情に鑑みて、ディスクリートトラックメディアの微細パターンにおけるサーボパターンとグルーブパターンとを一定の照射線量で高速かつ正確に描画できるようにした電子ビーム描画方法および電子ビーム描画を行うための微細パターン描画システムを提供することを目的とするものである。

また、本発明は、電子ビームにより精度よく描画された微細パターンを有するインプリントモールドなどの凹凸パターン担持体を提供することを目的とするものである。

本発明の電子ビーム描画方法は、ディスクリートトラックメディアに形成する微細パターンを、レジストが塗布され回転ステージに設置された基板上に、該基板を回転させつつ、電子ビーム描画装置により電子ビームを走査して描画する電子ビーム描画方法において、
前記微細パターンは、電子ビームの照射径より大きいトラック方向長さのサーボエレメントで構成されるサーボパターンと、隣接するデータトラック間を溝状に分離するトラック方向に延びるグルーブパターンとを備え、
同じトラックにおける前記サーボパターンの描画時と前記グルーブパターンの描画時とで前記基板の回転数を変更し、前記サーボパターン描画時の第１の回転数より、前記グルーブパターン描画時の第２の回転数が高いことを特徴とするものである。

その際、前記基板を第１の回転数で回転させながら、１トラック分以上の前記サーボパターンを描画する一方、該サーボパターンの描画のための基板回転時とは異なる基板回転時に、該基板を第２の回転数で回転させながら、前記サーボパターン描画と同一範囲の１トラック分以上の前記グルーブパターンを描画することが好適である。

また、前記サーボパターンの描画を、一定の第１の回転数で前記基板を回転させながら、所定トラック数だけ電子ビームを半径方向に偏向させて行う一方、前記グルーブパターンの描画を、前記第１の回転数とは異なる一定の第２の回転数で前記基板を回転させながら、同一範囲の所定トラック数だけ電子ビームを半径方向に偏向させて行った後、前記回転ステージまたは前記電子ビームの基準位置を、前記基板の半径方向に所定量移動させるとともに、該基板の描画半径位置の変更に応じて前記第１の回転数および前記第２の回転数を変更し、変更後の一定の第１の回転数および第２の回転数で前記基板を回転させながら、前記サーボパターンおよびグルーブパターンの描画を、それぞれ次の同一範囲の所定のトラック数だけ電子ビームを半径方向に偏向させて行うことを繰り返し、前記基板の全面に前記微細パターンを描画することが好適である。

本発明の電子ビーム描画方法において、前記サーボパターンの描画は、前記基板を一方向に回転させつつ、前記電子ビームを高速に往復振動させて、前記サーボエレメントの形状を塗りつぶすように走査し、順次サーボエレメントの描画を行うことが好適である。なお、上記電子ビームの往復振動は、前記回転ステージの半径方向または該半径方向と直交する方向のいずれであってもよい。さらに、前記電子ビームを回転ステージの半径方向と直交する方向へ高速に往復振動させる場合には、半径方向へ送る偏向を同時に行い、また、前記電子ビームを半径方向へ高速に往復振動させる場合には、半径方向と直交する方向へ送る偏向を同時に行い、前記サーボエレメントの形状を塗りつぶすように走査し、順次サーボエレメントの描画を行うようにするのが好適である。

さらに、上記電子ビーム描画方法において、前記グルーブパターンの描画を、前記基板を一方向に回転させながら、前記電子ビームを固定照射して行うことが好ましい。

本発明の微細パターン描画システムは、上記電子ビーム描画方法を実現するための描画データ信号を送出する信号送出装置および電子ビームを走査する電子ビーム描画装置を備えたことを特徴とするものである。

前記微細パターン描画システムにおける前記電子ビーム描画装置は、レジストが塗布された基板を回転数が変更可能に回転させつつ半径方向に移動可能に支持する回転ステージと、電子ビームを出射する電子銃と、前記電子ビームを前記基板の半径方向および該半径方向と直交する方向にＸ−Ｙ偏向するとともに該半径方向または該半径方向と直交する方向に高速振動させる偏向手段と、描画部分以外は電子ビームの照射を遮断するブランキング手段と、前記各手段による作動を連係制御するコントローラとを備え、前記信号送出装置は、前記基板に描画する微細パターンの形態に応じたデータに基づき、前記電子ビーム描画装置のコントローラに描画データ信号を送出するように構成するのが好適である。

本発明の凹凸パターン担持体は、レジストが塗布された基板に、上記電子ビーム描画方法によりディスクリートトラックメディアに形成する前記微細パターンを描画露光し、該微細パターンに応じた凹凸パターンを形成する工程を経て作製されたことを特徴とするものである。ここで、凹凸パターン担持体とは、表面に所望の凹凸パターン形状を有する担体であり、その凹凸パターンの形状を被転写媒体に転写するためのインプリントモールドなどである。

前記「インプリントモールド」とは、上記のような電子ビーム描画に基づいて微細凹凸パターンが形成された原版（スタンパーとも呼ばれる）であり、インプリント技術を用いて形状パターニングを行う方法において、所定の形状パターンを備えた上記モールドを磁気ディスク媒体の形成過程でのマスクとなる樹脂層表面に圧接することにより、媒体表面に一括して形状転写することが可能である。

本発明の電子ビーム描画方法によれば、電子ビームの照射径より大きいトラック方向長さのサーボエレメントで構成されるサーボパターンと、隣接するデータトラック間を溝状に分離するトラック方向に延びるグルーブパターンとを備えるディスクリートトラックメディアに形成する微細パターンの描画を、同じトラックにおける前記サーボパターンの描画時と前記グルーブパターンの描画時とで基板の回転数を変更し、前記サーボパターン描画時の第１の回転数より、前記グルーブパターン描画時の第２の回転数が高くなるようにしたことにより、サーボパターンおよびグルーブパターンがそれぞれの描画に最適で均等な照射線量で描画することが可能であり、基板の全面にディスクリートトラックメディアに形成するサーボパターンとグルーブパターンとで構成される微細パターンを高速に高精度に描画でき、描画効率の向上による描画時間の短縮化が図れる。

その際、サーボパターンおよびグルーブパターンの描画を、それぞれ一定の第１の回転数および第２の回転数によって、同一範囲の所定のトラック数だけ電子ビームを半径方向に偏向させて行うのを繰り返すものでは、回転ステージの回転変更に要する時間の短縮と、サーボパターンとグルーブパターンの描画位置精度の確保との両立を図る点で有利となる。

また、前記サーボパターンの描画を、基板を一方向に回転させつつ、電子ビームを高速に往復振動させて、サーボエレメントの形状を塗りつぶすように走査して行うと、サーボパターンが高速かつ高精度に描画可能となる。

さらに、上記電子ビーム描画方法において、グルーブパターンの描画を、基板を一方向に回転させながら、電子ビームを固定照射して行うと、グルーブパターンの描画が、照射線量が過大となることなく、エレメント幅を設定値に描画することが可能となる。

一方、本発明の微細パターン描画システムは、電子ビーム描画方法を実現するための描画データ信号を送出する信号送出装置および電子ビームを走査する電子ビーム描画装置を備えたことにより、ディスクリートトラックメディアに形成する微細パターンを高速に高精度に描画でき、描画効率の向上による描画時間の短縮化を図ることができる。

特に、前記微細パターン描画システムにおける電子ビーム描画装置を、レジストが塗布された基板を回転数が変更可能に回転させつつ半径方向に移動可能に支持する回転ステージと、電子ビームを出射する電子銃と、前記電子ビームを前記基板の半径方向および該半径方向と直交する方向にＸ−Ｙ偏向するとともに該半径方向または該半径方向と直交する方向に高速振動させる偏向手段と、描画部分以外は電子ビームの照射を遮断するブランキング手段と、前記各手段による作動を連係制御するコントローラとを備え、前記信号送出装置は、前記基板に描画する微細パターンの形態に応じたデータに基づき、前記電子ビーム描画装置のコントローラに描画データ信号を送出するように構成することで好適にシステムが構築できるものである。

さらに、本発明の凹凸パターン担持体によれば、レジストが塗布された基板に、上記電子ビーム描画方法によりディスクリートトラックメディアに形成する前記微細パターンを描画露光し、該微細パターンに応じた凹凸パターンを形成する工程を経て作製されたことにより、表面に高精度の凹凸パターン形状を有する担体が簡易に得られるものである。特に、インプリントモールドの場合には、ディスクリートトラックメディアに形成する微細パターンを表面上に有するため、インプリント技術を用いて形状パターニングを行う際に、このモールドを磁気ディスク媒体の形成過程でのマスクとなる樹脂層表面に圧接することにより、媒体表面に一括して形状転写し、特性の優れたディスクリートトラックメディアを簡易に作成することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の電子ビーム描画方法により基板に描画するディスクリートトラックメディアの微細パターンを示す全体平面図、図２はこの微細パターンの一部の拡大図、図３はサーボパターン描画時およびグルーブパターン描画時における基板の描画位置の半径と回転数の関係を示すグラフ、図４は微細パターンを構成するエレメントの基本的描画方式を示す拡大模式図(Ａ)およびその描画方式における偏向信号等の各種制御信号（Ｂ）〜（Ｆ）を示す図である。図５は本発明の電子ビーム描画方法を実施する一実施形態の微細パターン描画システムの要部側面図(Ａ)および部分平面図(Ｂ)である。

図１および図２に示すように、微細凹凸形状によるディスクリートトラックメディア用の微細パターンは、サーボ領域に形成されるサーボパターン１２と、データ領域に形成されるグルーブパターン１５とで構成され、円盤状の基板１０に、外周部１０ａおよび内周部１０ｂを除く円環状領域に形成される。

サーボパターン１２は、基板１０の同心円状トラックに等間隔で、各セクターに中心部からほぼ放射方向に延びる細幅の領域に形成されてなる。なお、この例のサーボパターン１２の場合には、半径方向に連続した湾曲放射状に形成されている。その一部を拡大した図２に例示するように、同心円状のトラックＴ1〜Ｔ4には、例えば、プリアンブル、アドレス、バースト信号に対応する矩形状の微細なサーボエレメント１３が配置される。１つのサーボエレメント１３は、１トラック幅で電子ビームの照射径より大きいトラック方向長さを有し、バースト信号の一部のサーボエレメント１３は隣接するトラックに跨るように半トラックずれて配置される。

一方、前記グルーブパターン１５は、データトラック間のガードバンド部分に、隣接する各トラックＴ1〜Ｔ4を溝状に分離するよう、トラック方向に延びる同心円状に形成されている。つまり、上記グルーブパターン１５は、各トラックＴの各セクターにおいて、それぞれのデータトラックの長さに相当する長さのグルーブエレメント１６が、１つのトラックでは断続した円弧状に、複数のトラックでは同心円状に配置されて構成されている。

最終的なディスクリートトラックメディアでは、サーボエレメント１３およびグルーブエレメント１６の部分が凹部に、その他の部分が磁性層による平坦部（ランド）となる。

上記サーボパターン１２およびグルーブパターン１５の各サーボエレメント１３およびグルーブエレメント１６の描画は、表面にレジスト１１が塗布された基板１０を後述の回転ステージ４１（図５参照）に設置して回転させつつ、例えば、内周側のトラックより外周側トラックへ順に、またはその反対方向へ、１トラックずつ電子ビームＥＢでエレメント１３、１６を順に走査しレジスト１１を照射露光するものである。

その際、１つのトラックにおけるサーボパターン１２のサーボエレメント１３の描画と、グルーブパターン１５のグルーブエレメント１６の描画とは、異なる回転時に異なる回転数で行うものである。上記サーボパターン１２の描画と、上記グルーブパターン１５の描画との切り換えは、１トラック毎に行ってもよく、また、複数トラック毎に、さらには全トラック描画で切り換えるようにしてもよい。以下の実施形態では、複数トラック（例えば１０トラック）毎に描画を切り換える例を示している。

図３は、基板１０のパターン描画で、下側のサーボパターン１２の描画時と、上側のグルーブパターン１５の描画時とにおける、描画位置半径ｒと基板回転数Ｎの関係を示している。

両者とも基本的特性（鎖線で示す）は、半径ｒ１の最内周トラックを描画する際の回転数Ｎd1，Ｎs1に対し、半径ｒ２の最外周トラックを描画する際の回転数Ｎd2，Ｎs2が、半径に反比例して遅くなるように回転制御される。

また、下側のサーボパターン１２の描画時の第１の回転数に比べて、上側のグルーブパターン１５の描画時の第２の回転数は、高速であるとともに、半径変化に対する回転数変化量が大きく、つまり傾きが大きく設定されている。

上記のように基板１０の描画領域における、サーボパターン１２またはグルーブパターン１５の描画で、描画部位の半径方向位置の移動つまりトラック移動に対し、基板１０の外周側部位でも内周側部位でも全描画域で同一の回転線速度となるように、前記回転ステージ４１の回転数を外周トラック描画時には遅く、内周トラック描画時には速くなるように調整する。これにより、電子ビームＥＢの描画における均等な照射線量を得る点、および描画位置精度を確保する点で有利となる。

また、描画位置半径ｒの変化に対する回転数Ｎの変更調整は、各トラックごとに行うのではなく、図３に実線で示すように、電子ビームＥＢの半径方向の偏向可能範囲等に対応して複数トラック（例えば１０トラック）の描画後に、回転ステージ４１を半径方向に機械的に移動する際に、これと連係して該回転ステージ４１の回転数を段階的に変更する、描画位置に対する回転数制御を行うものである。さらに、サーボパターン１２とグルーブパターン１５との描画パターンの変更に応じて回転数を変更する、描画パターンに対する回転数制御を行うものである。

具体的には、まずサーボパターン１２の描画を複数トラック行ってから、回転ステージ４１の回転数を変更して、同一範囲の複数トラック分のグルーブパターン１５の描画を行う。続いて、回転ステージ４１を半径方向に複数トラック分（１段階分）だけ機械的に送り、次のサーボパターン１２の描画を行うための回転数に変更し、複数トラックのサーボパターン１２の描画を行ってから、回転ステージ４１の回転数を変更して、その複数トラック分のグルーブパターン１５の描画を行うことを繰り返し、基板１０の全面に微細パターンの描画を行うものである。

図４は、本発明の電子ビーム描画方法の実施形態を示す図であり、この実施形態の描画は、１トラック分のサーボパターン１２のサーボエレメント１３ａ，１３ｂの描画と、異なる回転時のグルーブパターン１５の複数トラックのグルーブエレメント１６ａ，１６ｂの描画を、上記のような基板１０（回転ステージ４１）の回転数変更に応じて行うものである。

つまり、基板１０（回転ステージ４１）を一方向Ａに回転させつつ、基板１０の半径方向Ｙに対して直交する周方向Ｘに、微視的に見れば直線状に延びる同心円状のトラックＴ（トラック幅：Ｗ）の所定位相位置に、前記サーボエレメント１３ａ，１３ｂを連続して一度にその形状を塗りつぶすように微小径の電子ビームＥＢで走査して、１回転で１トラック内のサーボエレメント１３を描画する。なお、隣接するトラックにまたがる半トラックずれたサーボエレメント１３は、半分に分割することなく、描画基準を半トラックずらせて一度に描画する。

上記走査は、サーボエレメント１３ａ，１３ｂの最小トラック方向長さより小さいビーム径の電子ビームＥＢを、後述のブランキング手段２４（アパーチャ２５，ブランキング２６）の描画部位に応じたオン・オフ動作により照射しつつ、半径方向Ｙおよび半径方向と直交する方向Ｘ（以下周方向Ｘ）に電子ビームＥＢをＸ−Ｙ偏向させて、基板１０の回転線速度に応じてトラック幅ＷのＹ方向送りを行うとともに、図４（Ａ）のように、半径方向Ｙと直交する周方向Ｘへ一定の振幅で高速に往復振動させて振らせることで、露光描画する。

次に、上記サーボエレメント１３ａ，１３ｂの描画とは基板１０の異なる回転時に、前述のように回転数を高めるように変更してから、前記グルーブパターン１５の描画を行う。第１のグルーブエレメント１６ａの描画半径位置に、電子ビームＥＢを固定照射し、回転ステージ４１の回転による基板１０の回転にともなって、回転数に応じた相対的なビーム走査速度と照射時間とにより決まる所定長さのグルーブエレメント１６ａをトラック方向に沿って描画する。基板１０の次の回転時には、電子ビームＥＢの固定照射位置を１トラック分だけ半径方向Ｙに偏向し、同様に次トラックの第２のグルーブエレメント１６ｂの描画を行う。その際、サーボエレメント１３の描画時における周方向Ｘへの高速往復振動は停止している。なお、上記往復振動は、基板１０の半径方向に振動させる方式のものであってもよい。

図４に基づき順に説明する。図４(Ａ)は電子ビームＥＢの半径方向Ｙ（外周方向）および周方向Ｘ（回転方向）の電子ビームＥＢの描画動作を示し、図４(Ｂ)に半径方向Ｙの偏向信号Ｄef(Y)を、(Ｃ)に周方向Ｘの偏向信号Ｄef(X)を、(Ｄ)に周方向Ｘの振動信号Ｍod(X)を、(Ｅ)にブランキング信号ＢＬＫのオン・オフ動作を、(Ｆ)にエンコーダパルスによる同期特性をそれぞれ示している。なお、横軸は回転位相を示している。

まず、回転数を描画半径位置に対応して図３によるサーボパターン描画用の第１の回転数に設定した基板１０の回転において、ａ点で(Ｅ)のブランキング信号ＢＬＫのオンにより電子ビームＥＢを照射し、サーボエレメント１３ａの描画を開始するものであり、基準位置にある電子ビームＥＢを(Ｄ)の振動信号Ｍod(X)により周方向Ｘに往復振動させつつ、(Ｂ)の偏向信号Ｄef(Y)により半径方向（−Ｙ）に偏向させて送るとともに、Ａ方向への基板１０の回転に伴う電子ビームＥＢの照射位置のずれを補償するために、(Ｃ)の偏向信号Ｄef(X)によりＡ方向と同方向の周方向Ｘに偏向させて送ることにより、矩形状のサーボエレメント１３ａを塗りつぶすように走査し、ｂ点でのブランキング信号ＢＬＫのオフにより電子ビームＥＢの照射を停止し、サーボエレメント１３ａの描画を終了する。ｂ点後に、半径方向Ｙおよび周方向Ｘの偏向を基準位置に戻す。

次に、基板１０が回転してｃ点になると、同様にして次のサーボエレメント１３ｂの描画を開始し、同様の偏向信号に基づいて同様に描画し、ｄ点でサーボエレメント１３ｂの描画を終了する。このようなサーボパターン１２の描画を、同じトラックの他のセクターのサーボ領域に順に行い、１トラックずつ複数トラック行うもので、その際、回転ステージ４１の半径方向への機械的移動は行わず、トラック移動は(Ｂ)の偏向信号Ｄef(Y)により電子ビームＥＢの半径方向Ｙへの偏向制御によって行い、回転数は一定である。

なお、上記サーボエレメント１３の周方向Ｘの描画長さは、電子ビームＥＢの(Ｄ)の周方向往復振動の振幅で規定する。

その後、回転数を描画半径位置に対応して、図３によるグルーブパターン描画用の第２の回転数に設定した基板１０の回転において、(Ｂ)の半径方向Ｙの偏向信号Ｄef(Y)を第１のグルーブエレメント１６ａの描画位置半径に相当する信号Ｖａとし、ｅ点でブランキング信号ＢＬＫのオンにより電子ビームＥＢを固定照射し、グルーブパターン１５の第１のグルーブエレメント１６ａの描画を開始する。

この場合には、(Ｄ)の振動信号Ｍod(X)の振動停止により周方向Ｘの往復振動は停止し、(Ｃ)の周方向Ｘの偏向信号Ｄef(X)は無偏向であり、トラックに沿った円弧状に第１のグルーブエレメント１６ａを描画し、ｆ点でブランキング信号ＢＬＫのオフにより所定長さの描画を終了する。同じトラックの他のセクターのデータ領域に、順に第１のグルーブエレメント１６ａの描画を断続的に行う。

次の回転では、(Ｂ)の半径方向Ｙの偏向信号Ｄef(Y)を次トラックの第２のグルーブエレメント１６ｂの描画位置半径に相当する信号Ｖｂとし、ｅ点でブランキング信号ＢＬＫのオンにより電子ビームＥＢを固定照射し、グルーブパターン１５の第２のグルーブエレメント１６ａの描画を開始し、ｆ点で所定長さの描画を終了する。このようなグルーブパターン１５の描画を、１トラックずつ複数トラック行うもので、その際、回転ステージ４１の半径方向への機械的移動は行わず、回転数は一定である。

なお、回転数の変更時には、回転ステージ４１の回転数が安定するまでの所定期間は、描画は行わないようにする。

上記グルーブエレメント１６ａ，１６ｂの描画時の回転数は、サーボエレメント１３の高速振動描画でレジスト１１の露光が十分に行える程度に設定されている電子ビームＥＢのビーム強度、グルーブエレメント１６ａ，１６ｂの溝幅などに対応して設定される。基本的には、単位時間あたりに電子ビームＥＢが走査する面積が等しくなるように設定される。

また、電子ビームＥＢによる描画幅（実質露光幅）は、照射時間に応じて照射ビーム径より広くなる特性があり、最終的なエレメント幅の描画を行うためには、その描画幅となる所定の照射線量で走査するために、サーボエレメント１３の描画時の偏向速度またはグルーブエレメント１６の描画時の回転数に応じた回転線速度を調整することによって照射線量を規定するものである。例えば、エレメント幅を狭くするためには偏向速度または回転数を速くし、単位面積の照射線量を少なくすることによって行う。なお、描画途中でビーム強度を変更することは、ビーム安定性の面で困難である。

さらに、上記グルーブエレメント１６ａ，１６ｂを描画する場合に、その描画開始点、つまり、図４のｅ点は、（Ｆ）のエンコーダパルス信号に基づいて正確な位置決めがなされ、データ領域の終点におけるグルーブパターン１５の描画終了位置の精度を高めている。具体的には、図４（Ｆ）で、ｅ点はその直前のパルス信号Ｓ１に基づき、それから規定時間（設計時間）t1経過したｅ点で描画を開始するように、エンコーダパルスとの同期をとるように構成されている。

上記のように回転ステージ４１の回転数Ｎは、前記図３に示すように、外周トラックで遅く内周トラックで速くなるように変更制御するが、描画トラック位置の若干の変動はレジストの感度、信号精度等で補償され、実際の記録情報としては問題なく使用できるものであり、１トラック移動ごとに回転数および描画クロック幅を変更する必要はなく、前述のように例えば１０トラック描画毎に変更調整している。

上記実施形態では、サーボエレメント１３の描画とグルーブエレメント１６の描画とを交互に１０トラックずつ行うようにして、後述の装置ドリフトの影響を受けにくく、エレメントの配置精度が高められるが、制御が複雑となる。

一方、他の実施形態としては、基板１０の全トラックのすべてのサーボパターン１２を描画した後、全トラックのすべてのグルーブパターン１５を描画するか、もしくは、逆にすべてのグルーブパターン１５を描画した後に、すべてのサーボパターン１２を描画してもよい。この場合には、回転ステージ４１の回転数が連続的に変化するので、回転系の制御性が良好となるが、サーボパターン描画とグルーブパターン描画との間に長時間が経過することにより、両パターン間の位置精度の確保が困難となる装置ドリフトの影響を受けやすくなる。つまり、長時間経過後の温度等の環境変化に伴って、電子ビーム描画装置の機構上、同一位置への移動精度の確保の困難性がある。

なお、上記説明は、ディスクリートトラックメディアの基板１０に描画するサーボトラック数とデータトラック数とが一致していることを基本にしているが、両者が一致しない場合も、前述のように、サーボエレメント１３の描画とグルーブエレメント１６の描画とを、交互描画による切り換え、または、全面描画による切り換えを実施することによって、基板１０の全面に微細パターンを描画することが可能である。

前記サーボパターン１２およびグルーブパターン１５の各エレメント１３，１６を描画するためには、前述のように電子ビームＥＢを走査させるものであるが、その電子ビームＥＢの走査制御を行うための描画データ信号を後述の信号送出装置６０（図５参照）より電子ビーム描画装置４０のコントローラ５０に送出する。この送出信号は回転ステージ４１の回転に応じて発生する前述のエンコーダパルスおよび基準クロック信号に基づいてタイミングおよび位相が制御される。また、上記送出信号に基づく、描画位置の半径に応じて回転ステージ４１の回転数および直線位置（半径位置）が制御される。

上記のような描画を行うために、図５に示すような微細パターン描画システム２０を使用する。微細パターン描画システム２０は、電子ビーム描画装置４０および信号送出装置６０備えている。電子ビーム描画装置４０は、基板１０を支持する回転ステージ４１および該ステージ４１の中心軸４２と一致するように設けられたモータ軸を有するスピンドルモータ４４を備えた回転ステージユニット４５と、回転ステージユニット４５の一部を貫通し、回転ステージ４１の一半径方向Ｙに延びるシャフト４６と、回転ステージユニット４５をシャフト４６に沿って移動させるための直線移動手段４９とを備えている。回転ステージユニット４５の一部には、上記シャフト４６と平行に配された、精密なネジきりが施されたロッド４７が螺合され、このロッド４７は、パルスモータ４８によって正逆回転されるようになっており、このロッド４７とパルスモータ４８により回転ステージユニット４５の直線移動手段４９が構成される。また、回転ステージ４１の回転検出のため、エンコーダスリットの読み取りによって所定回転位相で等間隔にエンコーダパルスを発生するエンコーダ５３が設置され、このエンコーダパルス信号がコントローラ５０に送出される。なお、コントローラ５０はタイミング制御における基準クロック信号を発生するクロック手段（不図示）を内蔵している。

さらに、電子ビーム描画装置４０は、電子ビームＥＢを出射する電子銃２３、電子ビームＥＢを半径方向Ｙおよび周方向Ｘへ偏向させるとともに周方向Ｘに一定の振幅で微小往復振動させる偏向手段２１，２２、電子ビームＥＢの照射をオン・オフするためのブランキング手段２４としてアパーチャ２５およびブランキング２６（偏向器）を備えており、電子銃２３から出射された電子ビームＥＢは偏向手段２１、２２および図示しないレンズ等を経て、基板１０上に照射される。

ブランキング手段２４における上記アパーチャ２５は、中心部に電子ビームＥＢが通過する透孔を備え、ブランキング２６はオン・オフ信号の入力に伴って、オン信号時には電子ビームＥＢを偏向させることなくアパーチャ２５の透孔を通過させて照射し、一方、オフ信号時には電子ビームＥＢを偏向させてアパーチャ２５の透孔を通過させることなくアパーチャ２５で遮断して、電子ビームＥＢの照射を行わないように作動する。そして、前述の各エレメント１３，１６を描画している際にはオン信号が入力されて電子ビームＥＢを照射し、エレメント１３，１６の間の移動時にはオフ信号が入力されて電子ビームＥＢを遮断し、露光を行わないように制御される。

上記スピンドルモータ４４の駆動すなわち回転ステージ４１の回転数、パルスモータ４８の駆動すなわち直線移動手段４９による直線移動（半径位置変動）、電子ビームＥＢの変調、偏向手段２１および２２の制御、ブランキング手段２４のブランキング２６のオン・オフ制御等は制御手段であるコントローラ５０から送出された制御信号に基づいて行われる。

前記信号送出装置６０は、前述のディスクリートトラックメディアの微細パターンの描画データを記憶し、前述のコントローラ５０に描画データ信号を送出するものであり、コントローラ５０は描画データ信号に基づいて前述のような連係制御を行い、電子ビーム描画装置４０により微細パターンのサーボパターン１２およびグルーブパターン１５を基板１０の全面に描画するものである。

前記回転ステージ４１に設置する基板１０は、例えばシリコン、ガラスあるいは石英からなり、その表面には予めポジ型あるいはネガ型電子ビーム描画用レジスト１１が塗設されている。

なお、各エレメント１３、１６の形状と電子ビーム描画用レジスト１１の感度とを考慮しながら、電子ビームＥＢの出力およびビーム径を調整することが望ましい。

次に、図６には、上記のような微細パターン描画システム２０により前述の電子ビーム描画方法によって描画された微細パターンを備えた本発明インプリントモールド７０（凹凸パターン担持体）を用いて微細パターンを転写形成している過程を示す概略断面図である。

上記インプリントモールド７０は、透光性材料による基板７１の表面にレジスト１１が塗布され、前記ディスクリートトラックメディア用のサーボパターン１２およびグルーブパターン１５が描画され、その後、現像、エッチング等の処理を経て形成された微細凹凸パターン７２を備えている。

このインプリントモールド７０を用いて、インプリント法によって磁気記録媒体８０を作製するものである。つまり、一例を示せば、ディスクリートトラックメディアとしての磁気ディスク媒体８０は、基板８１上に磁性層８２を備え、その上にマスク層を形成するためのレジスト樹脂層８３が被覆されている。そして、このレジスト樹脂層８３に、前記インプリントモールド７０の微細凹凸パターン７２が押し当てられて、紫外線照射によって上記レジスト樹脂層８３を硬化させて、微細凹凸パターン７２の凹凸形状を転写形成してなる。その後、レジスト樹脂層８３の凹凸形状に基づき磁性層８２をエッチングし、磁性層８２による微細パターンが形成されたディスクリートトラックメディア用の磁気ディスク媒体８０を作製するものである。

本発明の電子ビーム描画方法により基板に描画するディスクリートトラックメディアの微細パターンを示す全体平面図 微細パターンの一部の拡大図 サーボパターン描画時およびグルーブパターン描画時における基板の描画位置の半径と回転数の関係を示すグラフ 微細パターンを構成するエレメントの基本的描画方式を示す拡大模式図(Ａ)およびその描画方式における偏向信号等の各種制御信号（Ｂ）〜（Ｆ）を示す図 本発明の電子ビーム描画方法を実施する一実施形態の微細パターン描画システムの要部側面図(Ａ)および部分平面図(Ｂ)である。 電子ビーム描画方法または微細パターン描画システムによって描画された微細パターンを備えた本発明インプリントモールドを用いて微細パターンを転写形成している過程を示す概略断面図

符号の説明

10 基板
11 レジスト
12 サーボパターン
13 サーボエレメント
15 グルーブパターン
16 グルーブエレメント
EB 電子ビーム
Ｘ 周方向
Ｙ 基板半径方向
20 微細パターン描画システム
21、22 偏向手段
23 電子銃
24 ブランキング手段
25 アパーチャ
26 ブランキング
40 電子ビーム描画装置
41 回転ステージ
44 スピンドルモータ
45 回転ステージユニット
49 直線移動手段
50 コントローラ
53 エンコーダ
60 信号送出装置
70 インプリントモールド
71 基板
72 微細凹凸パターン
80 磁気記録媒体
81 基板
82 磁性層
83 レジスト樹脂層

Claims (8)

1. ディスクリートトラックメディアに形成する微細パターンを、レジストが塗布され回転ステージに設置された基板上に、該基板を回転させつつ、電子ビーム描画装置により電子ビームを走査して描画する電子ビーム描画方法において、
   前記微細パターンは、電子ビームの照射径より大きいトラック方向長さのサーボエレメントで構成されるサーボパターンと、隣接するデータトラック間を溝状に分離するトラック方向に延びるグルーブパターンとを備え、
   同じトラックにおける前記サーボパターンの描画時と前記グルーブパターンの描画時とで前記基板の回転数を変更し、前記サーボパターン描画時の第１の回転数より、前記グルーブパターン描画時の第２の回転数が高いことを特徴とする電子ビーム描画方法。
2. 前記基板を第１の回転数で回転させながら、１トラック分以上の前記サーボパターンを描画する一方、該サーボパターンの描画のための基板回転時とは異なる基板回転時に、該基板を第２の回転数で回転させながら、前記サーボパターン描画と同一範囲の１トラック分以上の前記グルーブパターンを描画することを特徴とする請求項１に記載の電子ビーム描画方法。
3. 前記サーボパターンの描画を、一定の第１の回転数で前記基板を回転させながら、所定トラック数だけ電子ビームを半径方向に偏向させて行う一方、前記グルーブパターンの描画を、前記第１の回転数とは異なる一定の第２の回転数で前記基板を回転させながら、同一範囲の所定トラック数だけ電子ビームを半径方向に偏向させて行った後、
   前記回転ステージまたは前記電子ビームの基準位置を、前記基板の半径方向に所定量移動させるとともに、該基板の描画半径位置の変更に応じて前記第１の回転数および前記第２の回転数を変更し、
   変更後の一定の第１の回転数および第２の回転数で前記基板を回転させながら、前記サーボパターンおよびグルーブパターンの描画を、それぞれ次の同一範囲の所定のトラック数だけ電子ビームを半径方向に偏向させて行うことを繰り返し、
   前記基板の全面に前記微細パターンを描画することを特徴とする請求項１または２に記載の電子ビーム描画方法。
4. 前記サーボパターンの描画は、前記基板を一方向に回転させつつ、前記電子ビームを高速に往復振動させて、前記サーボエレメントの形状を塗りつぶすように走査し、順次サーボエレメントの描画を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の電子ビーム描画方法。
5. 前記グルーブパターンの描画を、前記基板を一方向に回転させながら、前記電子ビームを固定照射して行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の電子ビーム描画方法。
6. 前記請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の電子ビーム描画方法を実現するための描画データ信号を送出する信号送出装置および電子ビームを走査する電子ビーム描画装置を備えたことを特徴とする微細パターン描画システム。
7. 前記電子ビーム描画装置は、レジストが塗布された基板を回転数が変更可能に回転させつつ半径方向に移動可能に支持する回転ステージと、電子ビームを出射する電子銃と、前記電子ビームを前記基板の半径方向および該半径方向と直交する方向にＸ−Ｙ偏向するとともに該半径方向または該半径方向と直交する方向に高速振動させる偏向手段と、描画部分以外は電子ビームの照射を遮断するブランキング手段と、前記各手段による作動を連係制御するコントローラとを備え、
   前記信号送出装置は、前記基板に描画する微細パターンの形態に応じたデータに基づき、前記電子ビーム描画装置のコントローラに描画データ信号を送出することを特徴とする請求項６に記載の微細パターン描画システム。
8. レジストが塗布された基板に、前記請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の電子ビーム描画方法によりディスクリートトラックメディアに形成する前記微細パターンを描画露光し、該微細パターンに応じた凹凸パターンを形成する工程を経て作製されたことを特徴とする凹凸パターン担持体。

Images