JP2009186628A - 電子線描画方法及び電子線描画装置 - Google Patents

Abstract

【課題】広い描画範囲にわたって精細なパターンを精度よく高速に描画することを可能とする。
【解決手段】
移動する基板に入射する電子線の入射位置を、電子線を偏向させることによって基板に対して相対的に停止させて、基板上のセル内の領域を露光してドットを形成する。また、セル内にドットを形成しない場合には、電子線を高速に偏向して、電子線の入射位置を基板に対して高速に移動させる。これにより、電子線をブランキングすることなく、セルに対する電子線のオン及びオフが可能となるため、基板に対して高速にパターンを描画することが可能となる。
【選択図】図４

Description

本発明は、電子線描画方法及び電子線描画装置に係り、更に詳しくは、電子線を用いて基材の露光領域にパターンを描画する電子線描画方法及び電子線描画装置に関する。

近年、情報のデジタル化に伴い、光ディスクの大容量化に対する要求が高まっており、ＣＤ（Compact Disk）や、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）などの従来型光ディスクに代わり、例えば波長が４００ｎｍ程度の紫外光により情報の記録及び再生が行なわれる、次世代型の光ディスクの研究開発が盛んに行なわれている。また、ハードディスクドライブをはじめとする磁気ディスクの分野においても、装置の小型化、及び記録密度の向上が大きな課題となっており、近年では、記録ディスクの表面に予め記録ヘッドの高度なトラックキングを実現するためのパターンが形成された、パターンドメディアが登場するに至っている。

次世代型光ディスクの原盤（スタンパ）や、パターンドメディアの製造工程では、それらの記録層に形成されるピットパターンが極めて微細であることから、例えば、極細線描画が可能な電子線描画装置などがよく用いられている。この電子線描画装置では、例えば特許文献１に記載の電子線描画装置のように、レジスト材がコーティングされたシリコンウエハ等の基板に微細パターンを描画する場合に、回転する基板に照射される電子線を微細パターンに基づいて偏向することにより、基板に対する電子線のブランキングと照射を繰り返して行い、基板の表面にスパイラル状又は同心円状のパターンを描画している。

電子線をブランキングさせながらパターンを描画する場合には、例えば線速度１ｍ／ｓで移動する基板が５０ｎｍ移動するごとに電子線をブランキングさせたとしても、ブランキングの周波数は２０ＭＨｚと非常に高くなる。一般に、電子線のブランキングは、電子線を大きく偏向させる必要があるため高速に行うことが困難である。このため、複数の微小なピットを描画する場合には、基板に対する露光速度が低下してしまうという問題が生じる。また、電子線をブランキングしている間は基板の露光が行われないので、電子線の利用率が低下するという不都合もある。

そこで、最近では、電子線の利用率を向上させることで、基板の露光時間を短縮させることを目的とする方法が種々提案されている（例えば特許文献２参照）。

特開２００２−３６７１７８号公報 特開２００２−３６７１７８号公報

特許文献２に記載の方法では、移動する基板に入射する電子線が基板の移動方向と交差する方向へ偏向されることで、電子線の入射位置が複数のトラック上へ順次位置決めされる。これによって、基板上には、電子線がブランキングされることなくパターンが描画される。

この方法では、基板が一定速度で移動しているので、偏光されない電子線の入射位置は、例えば時間ｔ０の間に距離ｄ０だけ進むことになる。したがって、パターンの描画中に単位面積あたりの露光時間を確保しようとすると、電子線を基板の移動方向へ偏向させて、電子線の入射位置を基盤に対して相対的に停止させる必要がある。しかしながら、時間ｔ０と距離ｄ０の関係が大きくずれると、電子線を入射させるべき位置が、描画装置の露光フィールド外へはずれてしまうことがある。なお、露光フィールドとは、例えば静止した被露光物体に入射する電子線を偏向させることのみによって、露光することが可能な領域をいう。

本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、広い描画範囲にわたって精細なパターンを高速に描画することを可能とする電子線描画方法を提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、広い描画範囲にわたって精細なパターンを高速に描画することを可能とする電子線描画装置を提供することにある。

本発明は第１の観点からすると、移動する基材の表面の露光領域に電子線を照射して、前記露光領域を、所定間隔隔てて相互に隣接する複数の走査ラインに沿って、微少領域ごとに露光することで、前記露光領域にパターンを描画する電子線描画装置であって、
前記電子線を所定の目標位置へ向けて射出する工程と；前記目標位置が、前記基材の前記露光領域上を前記走査ラインに沿って所定の等速度で移動するように、前記基材を前記目標位置に対して相対移動させる工程と；前記電子線を前記複数の走査ラインに沿った第１の方向へ偏向させて、前記複数の走査ラインのうちの第１の走査ライン上の第１の微少領域へ、前記電子線を所定時間入射させる工程と；前記電子線の入射位置を、前記第１の微少領域以外の前記露光領域内で、前記露光領域に潜像が形成されない速度で、所定時間移動させる工程と；を含む電子線描画方法である。

これによれば、回転する基材に対して電子線をブランキングすることなく、微少領域に対して電子線の入射及び停止を行うことができるので、結果的に基材に対するパターンの描画を高速に精度よく行うことが可能となる。また、基材表面のパターンは、基板の露光領域が区分された微少領域毎に描画される。したがって、基材の電子線に対する相対移動速度で微少領域の走査ラインに沿った長さを除して得られる時間毎に、微少領域の露光を行うことで電子線の偏向量を累積させることなくパターンを描画することが可能となる。

また、本発明は第２の観点からすると、移動する基材の表面の露光領域に電子線を照射して、前記露光領域を、所定間隔隔てて相互に隣接する複数の走査ラインに沿って、微少領域ごとに露光することで、前記露光領域にパターンを描画する電子線描画装置であって、所定の目標位置へ前記電子線を照射する照射装置と；前記目標位置が、前記基材の前記露光領域上を前記走査ラインに沿って所定の等速度で移動するように、前記基材を前記目標位置に対して相対移動させる移動装置と；前記電子線を前記走査ラインに沿った第１の方向へ偏向させて、前記電子線を所定時間前記微少領域のいずれかへ入射させる第１偏向装置と；前記電子線を偏向して前記露光領域内で前記電子線の入射位置を、前記露光領域に潜像が形成されない速度で、所定時間移動させる第２偏向装置と；を備える電子線描画装置である。

これによれば、回転する基材に対して電子線をブランキングすることなく、微少領域に対して電子線の入射及び停止を行うことができるので、結果的に基材に対するパターンの描画を高速に精度よく行うことが可能となる。また、基材表面のパターンは、基板の露光領域が区分された微少領域毎に描画される。したがって、基材の電子線に対する相対移動速度で微少領域の走査ラインに沿った長さを除して得られる時間毎に、微少領域の露光を行うことで電子線の偏向量を累積させることなくパターンを描画することが可能となる。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図５（Ｂ）に基づいて説明する。図１には本実施形態に係る電子線描画装置１００の概略構成が示されている。この電子線描画装置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た基板Ｗに電子線を照射して、基板Ｗの描画面に微細パターンを描画する電子線描画装置である。

図１に示されるように、この電子線描画装置１００は、電子線を基板Ｗに照射する照射装置１０、基板Ｗが載置される回転テーブル３１を備える回転テーブルユニット３０、回転テーブルユニット３０などが収容される真空チャンバ４０を備えている。

前記真空チャンバ４０は、直方体状の中空部材であり上面には円形の開口が形成されている。

前記照射装置１０は、長手方向をＺ軸方向とするケーシング１１と、該ケーシング１１の内部上方から下方に向かって順次配置された、電子銃１２、磁界レンズ１３、ブランキング電極１４、アパーチャ部材１５、偏向電極１６、フォーカスレンズ１７、及び電磁レンズ１８と、ブランキングドライバ２３、Ｘ偏向電極ドライバ２４ａ、及びＹ偏向電極ドライバ２４ｂなどを含んで構成される制御系とを備えている。

前記ケーシング１１は、下方が開放された円筒状のケーシングであり、真空チャンバ４０の上面に形成された開口に、上方から隙間なく嵌合されている。そして、真空チャンバ４０内部に位置する部分は、その直径が−Ｚ方向に向かって小さくなるテーパー形状となっている。

前記電子銃１２は、前記ケーシング１１の内部上方に配置されている。この電子銃１２は、陰極から熱と電界により取り出した電子を射出する熱電界放射型の電子銃であり、例えば、直径２０〜５０ｎｍ程度の電子線を下方（−Ｚ方向）へ射出する。

前記磁界レンズ１３は、電子銃１２の下方に配置された環状のレンズであり、電子銃１２から下方に射出された電子線に対して集束する方向のパワーを作用させる。

前記ブランキング電極１４は、Ｘ軸方向に所定間隔隔てて相互に対向するように配置された１組の長方形板状の電極を有し、ブランキングドライバ２３によって印加される電圧に応じて、磁界レンズ１３を通過した電子線を、図中の点線で示されるように＋Ｘ方向へ偏向する。

前記アパーチャ部材１５は、中央に電子線が通過する開口が設けられた板状の部材である。このアパーチャ部材１５は、ブランキング電極１４を通過した電子線が収束する点近傍に開口が位置するように配置されている

前記偏向電極１６は、アパーチャ部材１５の下方に配置されている。この偏向電極１６は、Ｘ軸方向に相互に対向するように配置された１対のＸ偏向電極と、Ｙ軸方向に相互に対向するように配置された１対のＹ偏向電極とを有し、Ｘ偏向電極ドライバ２４ａ又はＹ偏向電極度ドライバ２４ｂによって印加される電圧に応じて、アパーチャ部材１５を通過した電子線をＸ軸方向又Ｙ軸方向へ偏向する。

前記フォーカスレンズ１７は、偏向電極１６の下方に配置されている。このフォーカスレンズ１７は、フォーカス制御装置２７からの制御信号に基づいて偏向電極１６を通過した電子線のフォーカス調整を行う。本実施形態では、回転テーブル３１上に載置された基板Ｗの鉛直方向の位置は、フォーカスレーザ３７ａから基板Ｗの表面に射出されたレーザ光の反射光を受光した受光器３７ｂからの検出信号に基づいて、フォーカス制御装置２７によって検出され、該フォーカス制御装置２７によってフォーカスレンズ１７での屈折力が制御されることで、電子線のフォーカス調整が行われている。

前記電磁レンズ１８は、フォーカスレンズ１７の下方に配置されている。この電磁レンズ１８は、フォーカスレンズ１７を通過した電子線を、回転テーブル３１に載置された基板Ｗの表面に収束させる。

上述のように構成された照射装置１０では、電子銃１２から射出された電子線は、磁界レンズ１３を通過することにより集束され、アパーチャ部材１５に設けられた開口近傍（以下、クロスオーバポイントという）で一旦交差される。次に、クロスオーバポイントを通過した電子線は、発散しつつアパーチャ部材１５を通過することによりその形状が整形される。そして、フォーカスレンズ１７及び電磁レンズ１８によって、回転テーブル３１に載置された基板Ｗの表面上の所定の照射位置に収束される。

ここで、説明の便宜上、前記照射位置とは、基板Ｗ上の偏向電極１６によって偏向されない電子線が入射する位置をいうものとし、基板Ｗ上の偏向電極１６によって偏向された電子線等が入射する位置は入射位置というものとする。

また、照射装置１０では、上記動作と並行してブランキング電極１４を制御して、電子線をＸ軸方向に偏向することで、アパーチャ部材１５で電子線を遮蔽し、基板Ｗに対する電子線のブランキングをすることができるようになっている。このブランキングは、主制御装置２６からの信号に基づいてブランキングドライバ２３がブランキング電極１４に印加する電圧を制御することによって行われる。

また、偏向電極１６に印加する電圧を制御して、電子線をＸ軸方向又はＹ軸方向に偏向させることにより、基板Ｗ上の電子線の入射位置を調整することができるようになっている。なお、電子線の入射位置の調整に関しては後述する。

前記回転テーブルユニット３０は、真空チャンバ４０内部の底壁面上に配置されている。この回転テーブルユニット３０は、基板Ｗが載置される回転テーブル３１、回転テーブル３１を鉛直軸回りに所定の回転数で回転する回転機構３２、回転機構３２を支持する移動ステージ３４、及び前記移動ステージ３４を所定のストロークでＸ軸方向に駆動するスライドユニット３３と、上記各部の制御を行う位置制御装置２５、スピンドルドライバ２２、横送りドライバ２１、及び位置検出装置３６を含んで構成される制御系とを備えている。

前記回転テーブル３１は、円形板状の部材であり、回転機構３２によって鉛直軸回りに回転可能に保持されている。

前記回転機構３２は、スピンドルドライバ２２から供給される制御信号に基づいて、前記回転テーブル３１を所定の回転数で回転させる。

前記移動ステージ３４は、前記回転機構３２を保持した状態で、スライドユニット３３によってＸ軸方向に移動可能に保持されている。

前記スライドユニット３３は、横送りドライバ２１から供給される制御信号に基づいて、前記移動ステージ３４をＸ軸方向へ所定の速度で移動させる。

本実施形態では、位置検出装置３６によって回転テーブル３１のＸ軸方向の位置が検出される。そして、位置検出装置３６から出力される検出信号に基づいて、位置制御装置２５は、スピンドルドライバ２２を介して回転機構３２を駆動し、横送りドライバ２１を介してスライドユニット３３を駆動する。これによって、照射装置１０の照射位置を、基板Ｗ表面の螺旋状のトラック又は同心円状のトラックに沿って移動させることができるようになっている。

主制御装置２６は、一例としてＣＰＵ、照射装置１０及び回転テーブルユニット３０を制御するためのプログラムやパラメータが格納されたメモリなどを含んで構成された制御用コンピュータである。この主制御装置２６は、例えばユーザからの指令に基づいて、照射装置１０及び回転テーブルユニット３０の制御を行う。

上述のように構成された電子線描画装置１００では、例えば、主制御装置２６の指示の下、照射装置１０から基板Ｗの照射位置へ電子線が照射され、位置制御装置２５によって回転テーブルユニット３０が駆動されることで、基板Ｗは所定の線速度で回転されるとともに＋Ｘ方向へ送られる。これにより、基板Ｗ上の電子線の入射位置は、所定の螺旋状のトラックに沿って移動し、基板Ｗ表面に螺旋状のトラックに沿ったパターンを描画することができる。また、これと並行してＸ偏向電極ドライバ２４ａを介して偏向電極１６を駆動して、電子線を基板Ｗの回転毎に＋Ｘ方向へ間欠的に偏向させることで、基板Ｗ上の電子線の入射位置を、所定の同心円トラックに沿って移動させて、基板Ｗ表面に同心円トラックに沿ったパターンを描画することができる。

次に、上述のように構成された電子線描画装置１００を用いて、基板Ｗにパターンを形成する電子線描画方法について説明する。なお、説明の便宜上、基板Ｗには、図２（Ａ）に着色して示されるように、基板Ｗの中心点Ｏを中心とする半径ｒ１の円と半径ｒ２の円によって囲まれる露光領域ＭＡにパターンを描画するものとする。また、露光領域ＭＡには、基板Ｗの中心点Ｏを中心として、同心円状に所定の間隔で複数のトラックＴｒが規定され、こらのトラックＴｒに沿ってパターンを描画するものとする。なお、本実施形態では、露光領域ＭＡ内のトラックＴｒを、−Ｘ側から＋Ｘ側に向かって、Ｔｒ_１,Ｔｒ_２,Ｔｒ_３,…,Ｔｒ_ｍ（ｍ＝１,２,…）と表示するものとする。

図２（Ｂ）は、電子線描画装置１００の露光フォールドＦと、この露光フィールドＦ内の露光領域ＭＡを模式的に示す図である。なお、露光フィールドとは、静止した基板Ｗ上へ入射する電子線の入射位置を、偏向電極１６によってＸ軸方向及びＹ軸方向へ偏向させることのみによって、一定の精度でパターンを描画することが可能な範囲をいう。電子線描画装置１００では、一例として図２（Ｂ）に示されるように、露光フィールドＦには、トラックＴｒが３本含まれ、トラックＴｒに沿って規定されたＸ軸方向及びＹ軸方向の寸法がｄ（例えば３３ｎｍ）のセルＡ_ｍ、ｎが９つ含まれる大きさとなっている。そして、基板Ｗの露光領域ＭＡへの描画は、電子線によってセル毎の露光を行うことで、セル毎にドット（又はピット）を描画することによって行う。したがって、最終的に基板Ｗの露光領域ＭＡに描画されるパターンは、セル毎に描画されたドットが組み合わされたパターンとなる。以下、図３（Ａ）〜図５（Ｂ）を参照しつつ、露光領域ＭＡへのパターンの描画方法について説明する。

図３（Ａ）は、トラックＴｒ_１〜Ｔｒ_３上のＸ軸方向に隣接する３つのセルＡ_１，１、Ａ_１，２、Ａ_１，３それぞれに形成されたドットを示す図である。本実施形態では、まず図３（Ａ）に示されるような３つのドットからなるパターンを形成する場合について説明する。

まず、主制御装置２６は、位置制御装置２５に対して回転テーブルユニット３０の駆動を指示するとともに偏向電極１６を駆動して、電子線の入射位置をトラックＴｒ_１に沿って移動させる。これにより、図３（Ａ）に示されるように、露光フィールドＦ内を、９つのセルＡ_１，１〜Ａ_３，３が移動することとなり、図３（Ａ）に示される状態では、電子線はセルＡ_１，１へ入射した状態となる。

セルＡ_１，１は、露光フィールドＦ内を所定の速度Ｖ（例えば０．５ｍ／ｓ）で−Ｙ方向へ進行する。主制御装置２６は、偏向電極１６を介して電子線を−Ｙ方向へ偏向させ、所定の時間Ｔが経過するまで電子線のセルＡ_１，１への入射を継続させる。これにより、セルＡ_１，１への露光が終了し、セルＡ_１，１には、図３（Ａ）の黒丸で示されるドットが形成される。

次に、主制御装置２６は、偏向電極１６を介して電子線を−Ｙ方向へ偏向させつつ、電子線を＋Ｘ方向偏向させ電子線の入射位置をトラックＴｒ_２上へ移動させる。これにより、セルＡ_１，１への露光と同様に、所定の時間Ｔが経過するまで電子線のセルＡ_１，２への入射が継続され、セルＡ_１，２には、図３（Ａ）の黒丸で示されるドットが形成される。

次に、主制御装置２６は、偏向電極１６を介して電子線を−Ｙ方向へ偏向させつつ、電子線を＋Ｘ方向偏向させ電子線の入射位置をトラックＴｒ_３上へ移動させる。これにより、セルＡ_１，１及びセルＡ_１，２の露光と同様に、所定の時間Ｔが経過するまで電子線のセルＡ_１，３への入射が継続され、セルＡ_１，３には、図３（Ａ）の黒丸で示されるドットが形成される。そして、セルＡ_１，３の露光が終了すると上述の動作を次のセルに対して順次行う。

すなわち、本実施形態では、図３（Ｂ）を参酌するとわかるように、セルＡ_１，１、Ａ_１，２、Ａ_１，３の露光の際には、電子線の入射位置が白抜き矢印ａと矢印ｂとで示される経路に沿って移動し、白抜き矢印で示される経路では、電子線の入射位置とセルＡ_ｍ、ｎとの相対速度が零となり露光が行われ，結果的にドットが形成される。なお、矢印ｂで示される経路では、電子線の入射位置は高速で移動し、露光領域ＭＡに潜像が形成されることはない。

本実施形態では、上述の経過時間Ｔが１８ｎｓ、トラック間の移動時間が３ｎｓ、線速度Ｖが０．５ｍ／ｓ、セルのＸ軸方向及びＹ軸方向の長が３３ｎｍである。このため電子線の＋Ｘ方向の偏向量が６６ｎｍ（＝３３ｎｍ×２）となり、−Ｙ方向の偏向量が３０ｎｍ（＝０．５ｍ／ｓ×（１８ｎｓ×３＋３ｎｓ×２））となる。本実施形態では、３つのセルの露光が終了すると、−Ｘ方向及び＋Ｙ方向へ電子線の入射位置を速度１２．１ｍ／ｓで戻すことにより、６６ｎｓ毎に３つのセルの露光を完了している。

図４（Ａ）は、トラックＴｒ_１〜Ｔｒ_３上のＸ軸方向に隣接する３つのセルＡ_１，１、Ａ_１，２、Ａ_１，３のうちセルＡ_１，１、Ａ_１，３に形成されたドットを示す図である。以下、図４（Ａ）に示されるような２つのドットからなるパターンを形成する場合について説明する。

まず、主制御装置２６は、位置制御装置２５に対して回転テーブルユニット３０の駆動を指示するとともに偏向電極１６を駆動して、電子線の入射位置をトラックＴｒ_１に沿って移動させる。これにより、図４（Ａ）に示されるように、露光フィールドＦ内を、９つのセルＡ_１，１〜Ａ_３，３が移動することとなり、図４（Ａ）に示される状態では、電子線はセルＡ_１，１へ入射した状態となる。

セルＡ_１，１は、露光フィールドＦ内を所定の速度Ｖ（例えば０．５ｍ／ｓ）で−Ｙ方向へ進行する。主制御装置２６は、偏向電極１６を介して電子線を−Ｙ方向へ偏向させ、所定の時間Ｔが経過するまで電子線のセルＡ_１，１への入射を継続させる。これにより、セルＡ_１，１への露光が終了し、セルＡ_１，１には、図４（Ａ）の黒丸で示されるドットが形成される。

次に、主制御装置２６は、偏向電極１６を介して電子線を−Ｙ方向へ偏向させつつ、電子線を＋Ｘ方向偏向させ電子線の入射位置をトラックＴｒ_２上へ移動させる。

次に、入射位置がトラックＴｒ_２上へ位置すると同時に、更に電子線を＋Ｘ方向へ高速偏向させる。上述したように、各セルにおける露光時間はＴであるから、＋Ｘ方向への高速偏向はＴ／２時間の間行う。そして、主制御装置２６は、高速偏向の開始からＴ／２時間経過後に、電子線を−Ｘ方向に高速偏向させて、電子線の入射位置を再度トラックＴｒ_２上に位置させる。これにより、電子線の入射位置は基板上を高速に移動するため、ドーズ量との関係で露光領域ＭＡに潜像が形成されることはない。

次に、主制御装置２６は、偏向電極１６を介して電子線を−Ｙ方向へ偏向させつつ、電子線を＋Ｘ方向偏向させ電子線の入射位置をトラックＴｒ_３上へ移動させる。これにより、セルＡ_１，１の露光と同様に、所定の時間Ｔが経過するまで電子線のセルＡ_１，３への入射が継続され、セルＡ_１，３には、図４（Ａ）の黒丸で示されるドットが形成される。そして、セルＡ_１，３の露光が終了すると上述の動作を次のセルに対して順次行う。

すなわち、本実施形態では、図４（Ｂ）を参酌するとわかるように、セルＡ_１，１、Ａ_１，３の露光の際には、電子線の入射位置が白抜き矢印ａで示される経路に沿って移動する。このため、電子線の入射位置とセルＡ_ｍ、ｎとの相対速度が零となり露光が行われ、結果的にドットが形成される。そして、それ以外の場合には、矢印ｂ及び矢印ｃに示されるように、電子線の入射位置が高速に移動するためセルＡ_１，２では、ドーズ量との関係で潜像が形成されることはない。したがって、結果的にセルＡ_１，１、Ａ_１，３のみにドットを形成することができる。なお、本実施形態では、矢印ｃに示されるように電子線を高速で偏向させたときの入射位置の移動量が１９８ｎｍで、入射位置の移動速度が１１ｍ／ｓとなっている。

また、図５（Ａ）に示されるように、トラックＴｒ_１〜Ｔｒ_３上のＸ軸方向に隣接する３つのセルＡ_１，１、Ａ_１，２、Ａ_１，３にドットを形成しない場合には、図５（Ｂ）に示されるように、電子線の偏向により電子線の入射位置を−Ｙ方向へ速度Ｖで移動させつつ、上述したように電子線を＋Ｘ方向へ高速で偏向させて、矢印ｃで示されるように電子線の入射位置をＸ軸方向へ高速移動させることで、３つのセルＡ_１，１、Ａ_１，２、Ａ_１，３に、電子線をブランキングさせることなく、ドットを形成しないようにすることができる。

以上説明したように、本実施形態では、セルＡ_ｍ、ｎ毎にドットを形成することができるので、基板Ｗ上の露光領域ＭＡにパターンを描画する際に、セルを１つの単位とするドットを組み合わせたパターンを精度よく描画することが可能となる。また、パターンの描画の際には電子線がブランキングされることがないので、電子線の利用率が向上し、パターンの描画を高速に行うことが可能となる。更に、電子線の偏向を露光フィールドＦ内で完結させることで、電子線の偏向量を累積させることなくパターンを連続的に描画することが可能となる。

なお、電子線の高速偏向は、最大３回の多重描画を行っても、露光領域ＭＡに潜像が形成されない速度で入射位置を移動させることが必要となるが、この入射位置の速度は、基板Ｗのレジスト感度、電子線の電流値等によって決定される。

また、上記実施形態では、セルにドットを形成する３通りの方法について説明したが、これに限らず、３つのセルのドットの有無で規定されるパターンは、上述の３パターン以外に５つのパターンが考えられる。

また、本実施形態では３つのトラックに沿ってセルを露光する場合について説明したが、これに限らず、２本又は４本以上のトラックに沿ってセルの露光を行ってもよい。

《実施例１》
Ｓｉウエハを基材とする基板に、電子ビームレジストＺＥＰ５２０を５００Åの厚さに塗布し、加速電圧５０ｋＶ、電流６０ｎＡの電子線を射出する電子線描画装置を用いて、同心円トラックに沿ったパターンの描画を行った。

また、基板としては、図６（Ａ）に示されるように、サーボ領域とデータ領域とを有するものを用い、図６（Ｂ）に拡大して示されるように、一辺が３３ｎｍの正方形のセルによって規定されたサーボ領域に対するパターンの描画を行った。

各セルの露光時間、セル間の電子線の入射位置の移動時間は上述した通りであり、その結果、各セルの露光量は１．０８ｆＣ／ｄｏｔとなった。また、データ領域には１トラックに１本のグルーブを描画した。基板は線速度０．５ｍ／ｓで電子線に対して相対移動するので、露光量は１２００ｐＣ／ｃｍとなった。

この基板を酢酸ｎアミルで現像した結果、図６（Ｂ）に示されるように、サーボ領域に１つのセルを最小単位とするパターンが正確に形成され、データ領域には５０ｎｍ幅のグルーブが形成された。そして、この基板をリアクティブイオンエッチング装置でレジストをマスクにしてエッチングすることで、３６０Ｇｂｐｓｉのハードディスク用マスタを作成した。

《実施例２》
実施例１では、データ領域にグルーブを形成したが、本実施例では、データ領域に３３ｎｍピッチのピットを形成した。なお、電子線の条件、基板等は、実施例１の場合と同様である。データ領域には、図７（Ａ）に示されるようなドットを形成した。また、この際には、図７（Ｂ）に示される白抜き矢印ａ及び矢印ｃで示される経路上の移動には５０ｎｓ要し、矢印ｂで示される経路上の移動は１６ｎｓ要した。

また、各セルの露光量は、サーボ領域では１．０８ｆＣ／ｄｏｔ、データ領域では０．９ｆＣ／ｄｏｔとなった。この基板を酢酸ｎアミルで現像した結果、図６（Ｂ）に示されるように、サーボ領域に１つのセルを最小単位とするパターンが正確に形成され、データ領域には１５ｎｍ幅のピットが形成できた。そして、この基板をリアクティブイオンエッチング装置でレジストをマスクにしてエッチングすることで、６０００Ｇｂｐｓｉのハードディスク用マスタを作成した。

《実施例３》
Ｓｉウエハを基材とする基板に、電子ビームレジストＺＥＰ５２０を７５０Åの厚さに塗布し、加速電圧５０ｋＶ、電流６０ｎＡの電子線を射出する電子線描画装置を用いて、同心円トラックに沿ったパターンの描画を行った。

画像、ＣＡＤ等の任意のパターンをそのまま描画するために、図８に示されるように、パターンを描画する領域（以下描画領域ともいう）内の全ての描画方向がＹ軸に平行になるように電子線をＸ軸方向に偏向しながらパターンの描画を行った。Ｘ軸方向の偏向量△Ｘをｒ−ｒ・ＣＯＳ（２πｋｔ）とすることにより、図８に示されるように、描画領域内で電子線の入射位置の軌跡はＹ軸に平行となる。さらに、Ｙ軸方向の偏向量△ＹをＶｔ・ｒ・ＳＩＮ（２πｋｔ）とすることにより、図８に示されるように、描画領域内で電子ビームの軌跡はＸ軸方向に整列する。これにより、電子線の入射位置は直線上を移動し、画像、ＣＡＤ等の任意のパターンをそのまま描画することが可能になる。

ここで、回転テーブル３１上の基準点を起点にして、線速度（＝電子線の入射位置の移動速度）をＶ（ｍｍ／ｓ）とすると半径ｒ（ｍｍ）の位置の、起点からｔ（ｓｅｃ）後の描画位置座標は（ｒ、Ｖ・ｔ）となる。そして、ＣＡＤ等における（ｘ、ｙ）データをそのままｘ＝ｒ,ｙ＝Ｖ・ｔとして、任意のパターンをセルサイズ３３ｎｍのデータに変換することにより、図９に示される導波路パターンの描画を行った。

これにより基板には、０．２μｍ径の円形パターンがピッチ０．６μｍで形成された。各円形パターンは、３３ｎｍのセルの集合で描画されている。各セルの露光時間、セルからセルへの移動時間は、実施例１と同様であり、各セルの露光量は１．０８ｆＣ／ｄｏｔとなった。そして、この基板を酢酸ｎアミルで現像した結果、図９に示されるような導波路パターンが基板上に正確に形成された。

なお、本実施例では、基板が１回転するごとに、３つのトラックに沿った露光を行っているが、高感度なレジストを使用することにより、３つ以上のトラックに沿った露光が可能となる。

また、実施例２のように、１回転で１トラックに沿った露光を行ってもよい。Ｓｉウエハを基材とする基板に、電子ビームレジストＰＭＭＡを４００Åの厚さに塗布し、加速電圧５０ｋＶ、電流６０ｎＡの電子線を射出する電子線描画装置を用いて、同心円トラックに沿ったパターンの描画を行った。

また、基板として、図６（Ａ）に示されるように、サーボ領域とデータ領域とを有するものを用い、図６（Ｂ）に拡大して示される一辺が２５ｎｍの正方形のセルによって規定されたサーボ領域に対するパターンの描画を行った。各セルの露光時間、セルからセルへの移動時間は実施例２と同様であり、各セルの露光量は２．４ｆＣ／ｄｏｔとなった。また、データ領域には、１本のグルーブを２回重ね書きして、５０ｎｍピッチのグルーブを描画した。グルーブの露光量は２４００ｐＣ／ｃｍとなった。

この基板をメチルイソブチルケトンとＩＰＡの混液で現像した結果、図６（Ｂ）に示されるように、サーボ領域に１つのセルを最小単位とするパターンが正確に形成され、データ領域には３０ｎｍ幅のグルーブが形成できた。この基板をリアクティブイオンエッチング装置でレジストをマスクにしてエッチングすることで、７００Ｇｂｐｓｉのハードディスク用マスタを作成した。

以上説明したように、本発明の電子線描画方法及び電子線描画装置は、試料にパターンを描画するのに適している。

本発明の一実施形態に係る電子線描画装置の概略的な構成を示す図である。 図２（Ａ）は基板の概略的な構成を示す図であり、図２（Ｂ）は基板上に規定されたセルを示す図である。 図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、基板に対する第１の描画方法を説明するための図である。 図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、基板に対する第２の描画方法を説明するための図である。 図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、基板に対する第３の描画方法を説明するための図である。 図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、実施例にかかる基板の構成を説明するための図である。 図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、実施例にかかる基板に対する描画方法を説明するための図である。 実施例３を説明するための図である。 実施例４にかかる基板の概略的な構成を示す図である。

符号の説明

１０…照射装置、１１…ケーシング、１２…電子銃、１３…磁界レンズ、１４…ブランキング電極、１５…アパーチャ部材、１６…偏向電極、１７…フォーカスレンズ、１８…電磁レンズ、２１…横送りドライバ、２２…スピンドルドライバ、２３…ブランキングドライバ、２４ａ…Ｘ偏向電極ドライバ、２４ｂ…Ｙ偏向電極ドライバ、２５…位置制御装置、２６…主制御装置、２７…フォーカス制御装置、３０…回転テーブルユニット、３１…回転テーブル、３２…回転機構、３３…スライドユニット、３４…移動ステージ、３６…位置検出装置、３７ａ…フォーカスレーザ、３７ｂ…受光器、４０…真空チャンバ、１００…電子線描画装置、Ｗ…基板、ＭＡ…露光領域、Ａ_ｍ、ｎ…セル。

Claims (7)

1. 移動する基材の表面の露光領域に電子線を照射して、前記露光領域を、所定間隔隔てて相互に隣接する複数の走査ラインに沿って、微少領域ごとに露光することで、前記露光領域にパターンを描画する電子線描画装置であって、
   前記電子線を所定の目標位置へ向けて射出する工程と；
   前記目標位置が、前記基材の前記露光領域上を前記走査ラインに沿って所定の等速度で移動するように、前記基材を前記目標位置に対して相対移動させる工程と；
   前記電子線を前記複数の走査ラインに沿った第１の方向へ偏向させて、前記複数の走査ラインのうちの第１の走査ライン上の第１の微少領域へ、前記電子線を所定時間入射させる工程と；
   前記電子線の入射位置を、前記第１の微少領域以外の前記露光領域内で、前記露光領域に潜像が形成されない速度で、所定時間移動させる工程と；を含む電子線描画方法。
2. 前記電子線を前記第１の方向と交差する第２の方向へ偏向させて、前記電子線の入射位置を前記第１の走査ライン上から、前記複数の走査ラインのうちの前記第１の走査ラインとは異なる第２の走査ライン上へ前記露光領域に潜像が形成されない速度で移動させる工程と；
   前記電子線を前記第１の方向へ偏向させて、前記第２の走査ライン上の第２の微少領域へ前記電子線を所定時間入射させる工程と；を更に含む請求項１に記載の電子線描画方法。
3. 前記所定時間は、前記微少領域の前記走査ラインに沿った長さを前記所定の等速度で除した時間であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子線描画方法。
4. 移動する基材の表面の露光領域に電子線を照射して、前記露光領域を、所定間隔隔てて相互に隣接する複数の走査ラインに沿って、微少領域ごとに露光することで、前記露光領域にパターンを描画する電子線描画装置であって、
   所定の目標位置へ前記電子線を照射する照射装置と；
   前記目標位置が、前記基材の前記露光領域上を前記走査ラインに沿って所定の等速度で移動するように、前記基材を前記目標位置に対して相対移動させる移動装置と；
   前記電子線を前記走査ラインに沿った第１の方向へ偏向させて、前記電子線を所定時間前記微少領域のいずれかへ入射させる第１偏向装置と；
   前記電子線を偏向して前記露光領域内で前記電子線の入射位置を、前記露光領域に潜像が形成されない速度で、所定時間移動させる第２偏向装置と；を備える電子線描画装置。
5. 前記電子線を前記第１の方向と交差する第２の方向へ偏向することにより、前記電子線の入射位置を、前記露光領域に潜像が形成されない速度で移動させて、前記電子線の入射位置を前記複数の走査ラインのうちのいずれかの走査ライン上へ位置決めする第３偏向装置と；を更に備える請求項４に記載の電子線描画装置。
6. 前記所定時間は、前記微少領域の前記走査ラインに沿った長さを前記所定の等速度で除した時間であることを特徴とする請求項４又は５に記載の電子線描画装置。
7. 前記第１偏向装置は、前記電子線の偏向量が前記所定時間を単位とする時間毎に零となるように、前記電子線を偏向させることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の電子線描画装置。

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