JP2009211790A - クロック信号生成方法、クロック信号生成装置、電子線描画装置、原盤製造方法、及び情報記録媒体製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】微小パターンの大きさを変えることなく、微小パターンを基板上の任意の位置に描画するためのクロック信号を生成する。
【解決手段】表面に所定の基準点を中心とする等ピッチ同心円トラックが規定され、電子線の照射位置に対して前記同心円トラックに対応する螺旋トラックに沿って相対移動される基板の前記同心円トラック上に入射する電子線をブランキングさせるための、第１クロック信号及び第２クロック信号を形成する。そして、第１クロック信号を用いて複数の微小パターンからなるパターン群を形成した後に、第２クロック信号を用いて電子線のブランキングを行う。これにより、第１クロック信号に基づく微小パターン群の形成を開始する位置の調整を行うことが可能となる。
【選択図】図６

Description

本発明は、クロック信号生成方法、クロック信号生成装置、電子線描画装置、原盤製造方法、及び情報記録媒体製造方法に係り、更に詳しくは、電子線をブランキングさせるためのクロック信号を生成するクロック信号生成方法、電子線をブランキングさせるためのクロック信号を生成するクロック信号生成装置、電子線を用いて基板にパターンを描画する電子線描画装置、前記電子線描画装置を用いて原盤を製造する原盤製造方法、及び前記原盤を用いて情報記録媒体を製造する情報記録媒体製造方法に関する。

インターネットの普及び高速化、それに伴う動画配信等の各種サービスの拡大、ハイビジョン画像受信再生機の普及などを背景に、情報機器等が取り扱うデータ量が急速に増大している。近年、これら増大する大量のデータを保存利用する為に、大容量光ディスクあるいは大容量のハードディスクドライブの開発が盛んに行われている。特に、ハードディスクなどの記録媒体は、携帯電話、携帯用音楽記録再生装置、ビデオカメラなどのポータブル機器にも搭載されるなど、その用途が拡大し、最近では、小型大容量の記録媒体であるディスクリートトラックメディアや、パターンドメディアなどが登場するに至っている。

上述の記録媒体の原盤となる基板などへパターンを描画する方法としては、例えば特許文献１に記載されたＸ−θステージを備えた電子線描画装置を用いた描画方法が考えられる。この種の電子線描画装置を用いた描画方法では、基板上に螺旋状又は同心円状のトラックに沿って任意のパターンを描画形成することができる。

一般に、基板に描画されるドットパターンあるいはラインパターン等の形状は、電子線のドーズ量（Ｃ（クーロン）／ｃｍ）に依存する。このため、基板へのパターンの描画は、電子線の照射電流を一定にするとともに、基板表面上の電子線のスポットを所定のトラックに沿って等速で移動させながら行うことが最良であると考えられる。

そこで、一例として特許文献１に記載された電子線描画装置を用いて、基板表面に規定されるトラックに沿って電子線の入射位置を等速に移動させながらパターンを描画する方法（ＣＬＶ駆動方法）においては、基板表面の領域を、基板の回転中心を中心として複数の微小セクタに分割し、このセクタに含まれるトラック上に複数の微小パターンを描画することで、基板表面に複数の微小パターンが組み合わされた最終的なパターンが描画される。

特開２００３−３１７３２７号公報

特許文献１に記載の装置を用いて、基板表面の円形領域に、円形領域の半径方向と所定の角度をなす斜め方向（トラックと交差する方向）に配列された微小パターンを形成する場合には、形成する円弧状のパターンの中心角を小さくするか、または、トラック方向の長さを小さくすることが必要となる。しかしながら、微小パターンを小さくするためには、電子線をブランキングさせるためのクロック信号の周波数を高くする必要があるため、信号を生成する回路特性などによる制限を受ける。また、周波数が高くなにつれてパターンを形成する際のデータが増大するという不都合もある。

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、微小パターンの大きさを変えることなく、微小パターンを基板上の任意の位置に描画するためのクロック信号を生成することが可能なクロック信号生成方法を提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、微小パターンの大きさを変えることなく、微小パターンを基板上の任意の位置に描画するためのクロック信号を生成することが可能なクロック信号生成装置を提供することにある。

また、本発明の第３の目的は、微小パターンの大きさを変えることなく、微小パターンを基板上の任意の位置に描画することが可能な電子線描画装置を提供することにある。

また、本発明の第４の目的は、記録媒体に形成されたサーボエリア及びデータエリアに、任意の位置にそれぞれ配置された微小パターンからなるパターン群を形成するための原盤を製造する原盤製造方法を提供することにある。

また、本発明の第５の目的は、各セクタのサーボエリア及びデータエリアに、任意の位置にそれぞれ配置された微小パターンからなるパターン群が形成された情報記録媒体を製造するための情報記録媒体製造方法を提供することにある。

本発明は第１の観点からすると、表面に所定の基準点を中心とする等ピッチ同心円トラックが規定され、電子線の照射位置に対して前記同心円トラックに対応する螺旋トラックに沿って等速度で相対移動される基板の前記同心円トラック上に入射する電子線をブランキングさせるためのクロック信号を生成するクロック信号生成方法であって、前記電子線の入射位置が前記同心円トラック上の第１位置から、前記同心円トラック上の第２位置まで移動する間に、前記同心円トラックを、第１の角度又は第１の長さに区分したときの個数をＮ_１、前記第１位置に対応する前記螺旋トラック上の位置と前記基準点との距離をＲ_１、隣接する前記同心円トラック間の前記ピッチをＰ、前記照射位置の前記螺旋トラックに対する相対移動速度をＶとして、式２π・Ｒ_１／（Ｖ・Ｎ_１）±π・Ｐ／（Ｖ・Ｎ_１ ^２）を用いて算出される値を初期値とし、式±２π・Ｐ／（Ｖ・Ｎ_１ ^２）を用いて算出される値を増減値として第１クロック信号を生成する工程と；前記電子線の入射位置が前記同心円トラック上の第２位置から、前記同心円トラック上の第３位置まで移動する間に、前記同心円トラックを、第２の角度又は第２の長さに区分したときの個数をＮ_２、前記第２位置に対応する前記螺旋トラック上の位置と前記基準点との距離をＲ_２、隣接する前記同心円トラック間の前記ピッチをＰ、前記照射位置の前記螺旋トラックに対する相対移動速度をＶとして、式２π・Ｒ_２／（Ｖ・Ｎ_２）±π・Ｐ／（Ｖ・Ｎ_２ ^２）を用いて算出される値に基づいて決定される第２クロック信号を生成する工程と；を含むクロック信号生成方法である。

これによれば、表面に所定の基準点を中心とする等ピッチ同心円トラックが規定され、電子線の照射位置に対して同心円トラックに対応する螺旋トラックに沿って相対移動される基板の同心円トラック上に入射する電子線をブランキングさせるための、第１クロック信号及び第２クロック信号が形成される。したがって、第１クロック信号を用いて複数の微小パターンからなるパターン群を形成した後に、第２クロック信号を用いてブランキングを行うことで、次の、第１クロック信号に基づく微小パターン群の形成を開始する位置の調整を行うことが可能となる。

また、本発明は第２の観点からすると、表面に所定の基準点を中心とする等ピッチ同心円トラックが規定され、電子線の照射位置に対して前記同心円トラックに対応する螺旋トラックに沿って等速度で相対移動される基板の前記同心円トラック上に入射する電子線をブランキングさせるためのクロック信号を生成するクロック信号生成装置であって、前記電子線の入射位置が前記同心円トラック上の第１位置から、前記同心円トラック上の第２位置まで移動する間に、前記同心円トラックを、第１の角度又は第１の長さに区分したときの個数をＮ_１、前記第１位置に対応する前記螺旋トラック上の位置と前記基準点との距離をＲ_１、隣接する前記同心円トラック間の前記ピッチをＰ、前記照射位置の前記螺旋トラックに対する相対移動速度をＶとして、式２π・Ｒ_１／（Ｖ・Ｎ_１）±π・Ｐ／（Ｖ・Ｎ_１ ^２）を用いて算出される値を初期値とし、式±２π・Ｐ／（Ｖ・Ｎ_１ ^２）を用いて算出される値を増減値として決定される第１クロック信号を出力し、前記電子線の入射位置が前記同心円トラック上の第２位置から、前記同心円トラック上の第３位置まで移動する間に、前記同心円トラックを、第２の角度又は第２の長さに区分したときの個数をＮ_２、前記第２位置に対応する前記螺旋トラック上の位置と前記基準点との距離をＲ_２、隣接する前記同心円トラック間の前記ピッチをＰ、前記照射位置の前記螺旋トラックに対する相対移動速度をＶとして、式２π・Ｒ_２／（Ｖ・Ｎ_２）±π・Ｐ／（Ｖ・Ｎ_２ ^２）を用いて算出される値に基づいて決定される第２クロック信号を出力するクロック生成装置である。

これによれば、表面に所定の基準点を中心とする等ピッチ同心円トラックが規定され、電子線の照射位置に対して同心円トラックに対応する螺旋トラックに沿って相対移動される基板の同心円トラック上に入射する電子線をブランキングさせる、第１クロック信号及び第２クロック信号が形成される。したがって、第１クロック信号を用いて複数の微小パターンからなるパターン群を形成した後に、第２クロック信号を用いてブランキングを行うことで、次の、第１クロック信号に基づく微小パターン群の形成を開始する位置の調整を行うことが可能となる。

また、本発明は第３の観点からすると、電子線を用いて、所定の基準点を中心とする等ピッチ同心円トラックが規定された基板表面を、前記同心円トラックに沿って露光することにより、前記同心円トラック上に複数のパターンを形成する電子線描画装置であって、前記基板表面の照射位置に向けて前記電子線を照射する照射装置と；前記照射装置に対して前記基板を相対移動して、前記照射位置を所定の等ピッチ螺旋トラックに沿って等速移動させる移動装置と；前記螺旋トラック上の前記照射位置に向けて照射された前記電子線を偏向して、前記電子線を前記所定の同心円トラック上へ入射させる偏向装置と；本発明のクロック信号生成装置と；前記クロック信号生成装置によって生成された前記第１クロック信号及び前記第２クロック信号に基づいて前記電子線をブランキングさせるブランキング装置と；を備える電子線描画装置である。

これによれば、表面に所定の基準点を中心とする等ピッチ同心円トラックが規定され、電子線の照射位置に対して前記同心円トラックに対応する螺旋トラックに沿って相対移動される基板の同心円トラック上に入射する電子線をブランキングするための第１クロック信号及び第２クロック信号とが形成される。そして、この信号に基づいて、基板上に複数のパターンが形成される。したがって、第１クロック信号を用いて複数の微小パターンからなるパターン群を形成した後に、第２クロック信号を用いてブランキングを行うことで、次の第１クロック信号に基づく微小パターン群を任意の位置から描画することが可能となる。

また、本発明は第４の観点からすると、本発明の電子線描画装置によって基板にパターンを描画する工程と；前記基板上に形成されたパターンを現像する工程と；を含む情報記録媒体の原盤製造方法である。

これによれば、記録媒体に形成されたサーボエリア及びデータエリアに、任意の位置にそれぞれ配置された微小パターンからなるパターン群を形成するための原盤を製造することが可能となる。

本発明は第５の観点からすると、本発明の原盤を用いて、記録媒体へパターンを転写することにより情報記録媒体を製造する情報記録媒体製造方法である。

これによれば、各セクタのサーボエリア及びデータエリアに、任意の位置にそれぞれ配置された微小パターンからなるパターン群が形成された情報記録媒体を製造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１１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、表面に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の表面に微細パターンを描画する電子線描画装置である。本実施形態にかかる電子線描画装置１００は、後述する照射ユニット１０に対して基板Ｗを相対移動して、照射ユニット１０の照射位置を図２に示される螺旋トラックＳＴｒに沿って移動させるとともに、照射位置に向かう電子線を偏向させることにより、基板Ｗの回転中心ｏを共通の中心とする複数の同心円トラックＣＴｒ_１〜ＣＴｒ_ｎ上の露光（描画）開始位置ＳＰ_１〜ＳＰ_ｎから、同心円トラックＣＴｒ_１〜ＣＴｒ_ｎに沿ってパターンを描画する。また、本実施形態では、基板Ｗの表面には一例として図３又は図４に着色して示されるように、基板Ｗの回転中心ｏを中心とする領域に、中心角がθｓのセクタＳ１〜Ｓ４が規定されている。そして、それぞれのセクタＳ１〜Ｓ４は、図３に示されるように、中心角θａの第１領域ＡＬ１とそれ以外の第２領域ＡＬ２から構成されているか、又は、図４に示されるようにセクタの境界とこの境界から距離Ｌ１だけ隔てた点線によって規定される略長方形の第１領域ＡＬ１とそれ以外の第２領域ＡＬ２とから構成されている。

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に照射する照射ユニット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、及び回転テーブルユニット３０などが収容される直方体状の真空チャンバ４０と、パルス信号生成装置２１、フォーマット信号生成装置２２、偏向信号生成装置２３、回転駆動制御装置２５、及び送り駆動制御装置２６などを含んで構成される制御系と、上記各部を統括的に制御するコントローラ２０とを有している。

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Ｘ軸方向に移動可能に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、回転駆動制御装置２５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を支持するとともに、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、送り駆動制御装置２６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。

また、上述のように構成された回転テーブルユニット３０では、回転テーブル３１の回転角、及び移動ステージ３４の位置が、それぞれ回転角検出器３７及び位置検出器３８によって検出され、回転角検出器３７及び位置検出器３８からは、回転テーブル３１の回転角及び移動ステージ３４の位置に応じたパルス信号が出力されるようになっている。

前記照射ユニット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、及び対物レンズ１７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の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、フォーマット信号生成装置２２から供給されるブランカ制御信号Ｂｓｉｇ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対の電極とを有し、偏向信号生成装置２３から供給される偏向制御信号Ｄｓｉｇ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。

前記対物レンズ１７は、偏向電極１６の下方に配置され、偏向電極１６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の表面に収束する。

上述のように構成された照射ユニット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、対物レンズ１７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。

以下、説明の便宜上、前記照射位置とは、偏向電極１６によって偏向されない電子線が入射する基板Ｗ上の位置であり、対物レンズ１７をはじめとする照射ユニット１０の軸上の位置をいうものとする。そして、基板Ｗ上の電子線が実際に入射する位置は入射位置というものとする。本実施形態では、上述の照射位置は、基板Ｗの回転中心を通りＸ軸に平行な直線上に位置するように、照射ユニット１０と回転テーブル３１との相対位置が調整されている。

また、照射ユニット１０では、ブランカ制御信号Ｂｓｉｇに基づいてブランキング電極１４が制御され、電子線がＸ軸方向に偏向されることで、アパーチャ部材１５で電子線が遮蔽され、基板Ｗに対する電子線のブランキングが行われるようになっている。また、偏向制御信号Ｄｓｉｇに基づいて偏向電極１６が制御され、電子線がＸ軸方向又はＹ軸方向に偏向されることにより、基板Ｗ上の電子線の照射位置が調整されるようになっている。

図５は、前記パルス信号生成装置２１のブロック図である。図５に示されるように、パルス信号生成装置２１は、基準クロック生成装置２１ａ、フォーマッタ駆動クロック生成装置２１ｂ、偏向クロック生成装置２１ｃ、回転指令パルス生成装置２１ｄ、及び送り指令パルス生成装置２１ｅを有している。

前記基準クロック生成装置２１ａは、電子線描画装置１００を構成する各装置を制御する際の基準となる所定の周波数の基準クロック信号ＣＬＫを生成し出力する。本実施形態では、基準クロック信号ＣＬＫは、一例としてば図６に示されるように、その値が周期Ｔ毎にハイレベルとなる信号である。

前記偏向クロック生成装置２１ｃ、前記回転指令パルス生成装置２１ｄ、及び前記送り指令パルス生成装置２１ｅは、基準クロック生成装置２１ａによって生成された基準クロック信号ＣＬＫに基づいて、それぞれ偏向クロック信号Ｄｃｌｋ、回転指令パルス信号Ｔｃｌｋ、及び送りパルス信号Ｓｃｌｋをそれぞれ生成し出力する。

そして、本実施形態では、前記回転駆動制御装置２５が、パルス信号生成装置２１からの回転指令パルス信号Ｔｃｌｋと、回転角検出器３７からのパルス信号とを比較して、この比較結果に応じて回転機構３２を駆動することで、基板Ｗが所定の回転数で回転し、また、前記送り駆動制御装置２６が、パルス信号生成装置２１からの送りパルス信号Ｓｃｌｋと、位置検出器３８からのパルス信号とを比較して、この比較結果に応じてスライドユニット３３を駆動することで、基板ＷがＸ軸方向へ所定の速度で移動する。電子線描画装置１００では、このように、回転駆動制御装置２５と送り駆動制御装置２６とが協働することにより、照射ユニット１０の照射位置が、図２に示される螺旋トラックＳＴｒに沿って基板Ｗ上を等速移動するようになっている。

また、前記偏向信号生成装置２３は、パルス信号生成装置２１からの偏向クロック信号Ｄｃｌｋに同期して、偏向制御信号Ｄｓｉｇを生成し、偏向電極１６へ供給する。図７には、偏向信号生成装置２３によって生成される偏向制御信号Ｄｓｉｇが示されている。図７に示されるように、偏向制御信号Ｄｓｉｇは基板Ｗの全回転角θ_ｔｏｔが２π増加するごとに、零となるノコギリ波状の信号である。この信号が偏向電極１６に供給されることで、電子線の入射位置は基板Ｗが１回転する間に、基板ＷとＸ軸方向の移動速度と等しい速度でＸ軸方向へ移動し、ブランキングされない電子線の入射位置は順次同心円トラックＣＴｒ_ｎ上に位置決めされる。これにより、電子線の入射位置は、各同心円トラックＣＴｒ_ｎの描画開始位置ＳＰ_ｎから、それぞれの同心円トラックＣＴｒ_ｎに沿って、中心ｏを一周する。

フォーマッタ駆動クロック生成装置２１ｂは、コントローラ２０の指示の下、基準クロック信号ＣＬＫに基づいてフォーマッタ駆動クロック信号Ｆｃｌｋを生成し、フォーマット信号生成装置２２へ供給する。本実施形態では、一例として図８に示されるように、セクタ内の第１領域ＡＬ１に第１基準角度Δθを中心角とする微小パターンを最小構成要素とするパターンを描画し、第２領域ＡＬ２に同心円トラックＣＴｒ_ｎに沿った長さが基準長さΔＬの単位トラックに沿った微小パターンを最小構成要素とするパターンを描画する場合と、図９に示されるように、セクタ内の領域のうち、第１領域ＡＬ１に同心円トラックにＣＴｒ_ｎ沿った長さが第１基準長さΔＬ１の微小パターンを最小構成要素とするパターンを描画し、第２領域ＡＬ２に同心円トラックＣＴｒ_ｎに沿った長さが第２基準長さΔＬ２の単位トラックに沿った微小パターンを最小構成要素とするパターンを描画する場合とが考えられる。

基板Ｗを回転するとともにＸ軸方向へ送りながら、図２中の露光開始位置ＳＰ_１から螺旋トラックに沿って電子線の照射位置を等速で移動させて露光を行う場合には、露光開始位置ＳＰ_１から螺旋トラック上の位置ＢＰ’までの間の螺旋トラックＳＴｒの長さＬは、次式（１）で示される。ただし、Ｒ_０は基板Ｗの回転中心ｏから露光開始位置ＳＰ_１までの距離であり、θ_ｔｏｔは露光開始位置ＳＰ_１から位置ＢＰ’まで照射位置が移動するまでの基板Ｗの全回転角度であり、Ｐは螺旋トラックＳＴｒのピッチである。また、式（１）の２項目の符号は、螺旋トラックＳＴｒに沿って基板Ｗの内側から外側へ照射位置を移動させる場合には＋となり、螺旋トラックＳＴｒに沿って基板Ｗの外側から内側へ照射位置を移動させる場合には−となる。

Ｌ＝Ｒ_０・（θ_ｔｏｔ） ± Ｐ・（θ_ｔｏｔ）^２／（４・π） …（１）

そして、螺旋トラック上を電子線の照射位置が移動する速度をＶとすると、電子線の照射位置が基準位置ＳＰ_１から螺旋トラックＳＴｒ上の位置ＢＰ’まで移動するのに要する時間Ｔは次式（２）で示される。

Ｔ＝Ｌ／Ｖ
＝Ｒ_０・（θ_ｔｏｔ）／Ｖ ± Ｐ・（θ_ｔｏｔ）^２／（４・π・Ｖ）…（２）

中心角がΔθの円弧状のパターンを、セクタ内の領域に同心円トラックＣＴｒ_ｎ沿って形成する場合には、同心円トラックＣＴｒ_ｎのいずれかに沿って電子線の入射位置が移動する間に、所定のタイミングで電子線をブランキングさせる必要がある。

同心円トラックＣＴｒ_ｎを、中心角を（基準角度）Δθとする円弧に区分したときの個数をＮとすると、基準角度Δθを整数倍した角度（整数倍角）θｋは次式（３）で示される。そして式（２）と式（３）から次式（４）を導出することができる。なお、ｋは０、１、２…と連続する整数である。

θｋ＝Δθ・ｋ＝２π・ｋ／Ｎ …（３）
Ｔ・ｋ＝２π・Ｒ_０・ｋ／（Ｖ・Ｎ） ± π・Ｐ・ｋ^２／（Ｖ・Ｎ^２）…（４）

上記式（４）より、中心角を基準角度Δθとする単位パターンが描画される時間間隔（周期）は、次式（５）で示される。

Δｔ（ｋ）＝ｔ（ｋ＋１）−ｔ（ｋ）
＝２π・Ｒ_０／（Ｖ・Ｎ） ± π・Ｐ・（２ｋ＋１）／（Ｖ・Ｎ^２）
…（５）

上記式（５）は、螺旋トラックＳＴｒに沿って照射位置を移動させつつ電子線を偏向させて、同心円トラックＣＴｒに沿った中心角が基準角度Δθとなる単位パターンを形成するための周期は、その初期値が次式（６）で与えられ、増減値が次式（７）で与えられることを意味している。

２π・Ｒ_０／（Ｖ・Ｎ） ± π・Ｐ／（Ｖ・Ｎ^２）…（６）
±２π・Ｐ・（Ｖ・Ｎ^２）…（７）

同心円トラックＣＴｒ_ｎにおいて、例えば図８に示されるように同心円トラックＣＴｒ_ｎに沿った長さがΔＬと同一なパターン（同一長パターン）は、あるトラック上における中心角が同一のパターン（同一中心角パターン）に相等する。但し、半径の異なる同心円トラックにおいて同一長パターンを形成しようとすれば、同一長パターンに対応する中心角を同心円トラックの半径に応じで変更しなければならない。その中心角は、外側のトラックでは小さく、内側のトラックでは大きくなる。従って、本実施形態における同心円トラックＣＴｒ_ｎ上の同一長パターンは、実質、トラック毎に中心角の異なる同一中心角パターンと同じになる。ここで、同一中心角領域を、同心円トラックに沿って中心角が相互に同一のパターンが形成される領域とし、同一長領域を、同心円トラックに沿った長さが相互に同一のパターンが形成される領域と定義する。

すなわち、同一中心角領域及び同一長領域は、それぞれの領域の開始位置に対応する等ピッチスパイラルトラック上の位置と基板Ｗの回転中心ｏとの距離Ｒ_０と、それぞれの領域に形成される最小同一中心角要素あるいは最小同一長要素のトラック当たりの個数情報Ｎと、トラックピッチ情報Ｐと、露光線速情報Ｖを用いて、上記式（６）及び式（７）に基づき演算され、そのデータから生成されるそれぞれの領域を形成するためのフォーマッタ駆動クロック信号に基づいて形成することができることになる。

以降、複数の最小同一中心角パターンを構成要素として構成される領域すなわち同一中心角領域と、複数の最小同一長パターンを構成要素として構成される領域すなわち同一長領域を、合わせて、定型最小構成要素を用いて形成される定型パターン領域とする。同時に、単一の最小同一中心角パターンを構成要素として構成される領域と、単一の最小同一長パターンを構成要素として構成される領域を、合わせて、非定型最小構成要素を用いて形成される非定型パターン領域とする。非定型パターン領域は、後述するセクタ長調整領域、斜めパターンを形成する為の領域に相等する。

このように、定義することにより、例えば図８及び図９に見られる露光パターンは、定型パターン領域と非定型パターン領域の組合せによって構成されていると考えることができる。

個々の定型パターン領域を形成するためのクロック信号については、上記式（６）及び式（７）のＮ及びＲ_０に、定型パターン領域を構成する定型最小構成要素の長さ（又は中心角）で、同心円トラックＣＴｒ_ｎ区分したときの数Ｎ_１、及び定型パターン領域の開始位置に対応する螺旋トラックＳＴｒ上の位置と基板Ｗの回転中心ｏとの距離Ｒ_１をそれぞれ代入することで、次式（８）で与えられる初期値、及び次式（９）で与えられる増減値を得ることができる。

２π・Ｒ_１・／（Ｖ・Ｎ_１） ± π・Ｐ／（Ｖ・Ｎ_１ ^２）…（８）
±２π・Ｐ・（Ｖ・Ｎ_１ ^２）…（９）

また、個々の非定型パターン領域を形成するためのクロック信号については、上記式（６）のＮ及びＲ_０に、非定型パターン領域を構成する構成要素の長さ（又は中心角）で、同心円トラックＣＴｒ_ｎ区分したときの数Ｎ_２、及び非定型パターン領域の開始位置に対応する螺旋トラックＳＴｒ上の位置と基板Ｗの回転中心ｏとの距離Ｒ_２をそれぞれ代入することで、次式（１０）で与えられる初期値を得ることができる。

２π・Ｒ_１・／（Ｖ・Ｎ_１） ± π・Ｐ／（Ｖ・Ｎ_１ ^２）…（１０）

《セクタ調整領域について》
基板Ｗの情報トラックを構成するセクタは、同心円トラックＣＴｒ_ｎを同一中心角ごとに分割する領域に形成される。セクタ内は、サーボエリアと同一長領域として形成されるデータエリアを含んで構成されるが、セクタ終端位置（あるいは次セクタの開始位置）が、データエリアを構成する構成単位（データエリアを形成する為のフォーマッタ駆動クロック）に一致することは、特殊な条件下を除いて発生しない。

従って、本実施形態では、図１０に示されるように、データエリアの終端とセクタ終端の間にセクタ長調整領域ＳＡを設け、本セクタの終端位置と次セクタの開始位置を一致させるようにする。セクタは基板Ｗ上の中心角がθｓの領域に形成され、サーボエリアに相等する領域Ａ１Ａとデータエリアに相等する領域Ａ２Ａ（同一長領域）とセクタ長調整領域ＳＡで構成されている。領域Ａ１Ａは、ＮＡ個の定型構成要素ΔＡ１で構成される定型パターン領域１であり、領域Ａ２Ａは、ＮＬ（Ｎ）個（トラックによって異なる値になる）の定型構成要素ΔＡ２で構成される定型パターン領域２である。上述のように、データエリアとセクタ終端は一致せず、その間にセクタ長調整領域ＳＡを設定している。セクタ長調整領域ＳＡは、単一の構成要素（１クロック周期）として形成され、前述の非定型パターン領域に分類される。

《斜めパターンの露光について》
図１１は、斜めに配置されたパターンを構成要素として含むサーボエリアパターン例の模式図である。図１１に示されるサーボエリアには、定型最小構成要素ΔＡによって構成される定型パターン領域Ａｎと、非定型最小構成要素Δａ１、Δａ２、…からなる非定型パターン領域Ｂｎの組合せによって斜めパターンが形成されている。各非定型最小構成要素については、対応トラック長がある程度の長さを有しており、生成するクロックの周期を問題とすることなく生成できる。このため、従来の方法における最小中心角あるいは最小同一長を小さくすることによって生ずる問題は発生しない。

非定型パターン領域生成データは、それぞれの非定型パターン領域の開始位置に対応する等ピッチスパイラルトラックＳＴｒ上の位置と基板Ｗとの距離と、それぞれの非定型パターン領域の中心角あるいは同心円トラックＣＴｒ_ｎを非定型最小構成要素の長さで区分したときの個数情報Ｎと、同心円トラックＣＴｒ_ｎのピッチＰと、露光線速情報Ｖを用いて、式（６）及び式（７）から演算される。

以下、図６を参照しつつフォーマッタ駆動クロック信号Ｆｃｌｋの生成方法について説明する。図６は、フォーマッタ駆動クロック生成装置２１ｂにより生成されるフォーマッタ駆動クロック信号Ｆｃｌｋが示されている。図中のクロック信号ｆｃｌｋ１及びクロック信号ｆｃｌｋ３は、最小同一長要素あるいは最小同一中心角要素から構成されるパターン領域を形成するためのクロック信号であり、式（８）を用いて算出される初期値に、式（９）を用いて算出される増減値を順次加えることにより生成される（第１の規則によるフォーマッタ駆動クロック生成）。クロック信号ｆｃｌｋ２は、クロック信号ｆｃｌｋ１及びクロック信号ｆｃｌｋ３で形成されるクロック列として形成できない（最小同一長要素あるいは最小同一中心角要素から構成出来ない）パターン領域を形成するためのクロック信号であり、式（１０）を用いて算出される初期値に基づいて生成される（第２の規則によるフォーマッタ駆動クロック生成）。

第２の規則によるフォーマッタ駆動クロック生成が行われることにより、トラック上に形成されるパターンのトラック方向の位置を任意（最小同一長要素あるいは最小同一中心角要素で設定される位置の中間位置）に移動させることが可能になる。そして、隣接する同心円トラックＣＴｒ_ｎ間に渡り関連させることにより図１１に示されるような、トラックを横断する滑らかな斜めパターン形成等が可能になる。

換言すると、フォーマッタ駆動クロック生成装置２１ｂでは、図６を参酌するとわかるように、定型構成要素を形成するためのクロック信号（ｆｃｌｋ１、ｆｃｌｋ３）と、非定型構成要素を形成するためのクロック信号（ｆｃｌｋ２）とが交互に生成され、結果的に図６に示されるようなフォーマッタ駆動クロック信号Ｆｃｌｋが生成され、このフォーマッタ駆動クロック信号Ｆｃｌｋがフォーマット信号生成装置２２へ出力されることとなる。

フォーマット信号生成装置２２は、フォーマッタ駆動クロック信号Ｆｃｌｋの立ち上がりに同期して、コントローラ２０からの描画情報を含むブランカ制御信号Ｂｓｉｇを生成し、このブランカ制御信号Ｂｓｉｇをブランキング電極１４へ供給する。これにより、セクタ内の領域に、定型構成要素からなるパターンと、非定型構成要素からなるパターンとが交互に形成される。

前記コントローラ２０は、一例としてＣＰＵ、照射ユニット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。このコントローラ２０は、例えばユーザからの指令に基づいて、上述したように、フォーマッタ駆動クロック生成装置２１ｂ、偏向クロック生成装置２１ｃ、回転指令パルス生成装置２１ｄ及び送り指令パルス生成装置２１ｅに対しては、基板Ｗに対するパターンの描画を行うため指令等を供給する。また、フォーマット信号生成装置２２に対して描画情報等を供給する。

以上説明したように、本実施形態では、基板Ｗが電子線の照射位置に対して螺旋トラックＳＴｒに沿って相対移動され、照射位置へ向けて照射される電子線を偏向電極１６によって偏向するためのフォーマッタ駆動クロック信号Ｆｃｌｋが生成さる。そして、このフォーマッタ駆動クロック信号Ｆｃｌｋに基づいて電子線の偏向が行われる。フォーマッタ駆動クロック信号Ｆｃｌｋは、定型パターン領域を形成するためのクロック信号と非定型パターン領域を形成するためのクロック信号によって生成されているため、一例として図１１に示されるディスクリートトラックメディア及びパターンドメディアを構成する情報トラックを、定型パターン領域と非定型パターン領域を用いて形成することが可能となる。

また、フォーマッタ駆動クロック信号Ｆｃｌｋを生成するフォーマッタ駆動クロック生成装置２１ｂとしては図１２に示される構成のものを採用することができる。

図１２に示されるように、フォーマッタ駆動クロック生成装置２１ｂは、情報トラックを形成する各領域のための、予めコントローラ２０によってコントローラ制御データＣｎｔ−Ｄａｔａとして設定される領域生成データを格納する領域生成データ格納部５２と、領域生成データ格納部５２から出力される周期設定データＴ−Ｄａｔａと基準クロック信号ＣＬＫとに基づいて、フォーマッタ駆動クロック信号Ｆｃｌｋを生成する周期クロック生成部５４と、周期クロック生成部５４から出力されるフォーマッタ駆動クロック信号Ｆｃｌｋのクロック数を計数するクロック計数部５３と、クロック計数部５３から出力されるフォーマッタ駆動クロック計数データＦＮ−Ｄａｔａと領域生成データ格納部５２から出力される各領域毎のクロック数データＣＮ−Ｄａｔａと基準クロック信号ＣＬＫとに基づいて、領域生成制御データＲＮ−Ｄａｔａを生成する領域生成データ読出し制御部３３とを有している。

領域生成データ格納部５２には、情報トラックに沿って順次形成しようとする情報トラックを形成するための領域生成データが予め、あるいは順次格納される。領域生成データのうち周期設定データに基づいて、周期クロック生成部５４はフォーマッタ駆動クロックＦｃｌｋを生成する。各領域を構成するフォーマッタ駆動クロックＦｃｌｋの数に応じ領域生成データ読出し制御部５１によって、領域生成データの形成領域に応じた更新が行われ、連続した各領域を露光形成する為のフォーマッタ駆動クロックＦｃｌｋが生成される。

なお、本実施形態では同心円トラックに沿ってパターンを描画する場合について説明したが、これに限らず、本発明はスパイラルトラックに沿ってパターンを描画する場合にも好適である。

また、本発明はハードディスクメディアへの使用が検討されているディスクリートトラックメディア及びパターンドメディアの製造に好適である。

図１３及び図１４は、本発明にかかる電子線描画装置を用いて露光形成されるディスクリートトラックメディア及びパターンドメディアの露光パターンの模式図である。図１３及び図１４にそれぞれ示されるメディアにおいては、サーボエリアには、トラックアドレス、セクタアドレス、及びトラッキング用のバーストパターンが形成され、データエリアには、連続溝あるいは露光域全域においてトラック方向に等ピッチで配置されるドットパターンが形成されている。

また、本発明にかかる電子線描画装置を用いて基板にパターンを描画し、その後基板の現像を行うことで、情報記録媒体を製造するための原盤を製作することができる。そして、この原盤を用いることで、情報記録媒体のセクタ内の領域に、定型最小構成要素が形成された定型パターン領域と、非定型最小構成要素が形成された非定型パターン領域とを形成することが可能となる。

また、本発明の電子線描画装置を用いることで、一回の連続ＣＬＶ駆動露光動作によって情報記録メディアパターンが描画された原盤を作成することができるので、結果的に短期間で、高精度な情報記録メディアパターンを有する原盤を製造することができる。

以上説明したように、本発明のクロック信号生成方法及びクロック信号生成装置は、電子線を偏向するためのクロック信号を生成するのに適している。また、本発明の電子線描画装置は、基板にパターンを描画するのに適している。また、本発明の原盤製造方法は、情報記録媒体の原盤を製造するのに適している。また、本発明の情報記録媒体製造方法は、情報記録媒体を製造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。 基板表面に規定された螺旋トラック及び同心円トラックを示す図である。 基板表面に規定されたセクタの構成を示す図（その１）である。 基板表面に規定されたセクタの構成を示す図（その２）である。 パルス信号生成装置のブロック図である。 フォーマッタ駆動クロック信号の生成過程を説明するための図である。 偏向制御信号を示す図である。 基板上に形成されたパターンを示す図（その１）である。 基板上に形成されたパターンを示す図（その２）である。 セクタ内のトラックに沿った領域を概略的に示す図である。 本実施形態にかかる電子線描画装置を用いて製作された記録媒体を示す図（その１）である。 フォーマッタ駆動クロック生成装置のブロック図である。 本実施形態にかかる電子線描画装置を用いて製作された記録媒体を示す図（その２）である。 本実施形態にかかる電子線描画装置を用いて製作された記録媒体を示す図（その３）である。

符号の説明

１０…照射ユニット、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…対物レンズ、２０…コントローラ、２１…パルス信号生成装置、２１ａ…基準クロック生成装置、２１ｂ…フォーマッタ駆動クロック生成装置、２１ｃ…偏向クロック生成装置、２１ｄ…回転指令パルス生成装置、２１ｅ…送り指令パルス生成装置、２２…フォーマット信号生成装置、２３…偏向信号生成装置、２５…回転駆動制御装置、２６…送り駆動制御装置、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、３７…回転角検出器、３８…位置検出器、４０…真空チャンバ、５１…領域生成データ読出制御部、５２…領域生成データ格納部、５３…クロック計数部、５４…周期クロック生成部、１００…電子線描画装置、Ｗ…基板、ＣＬＫ…基準クロック信号、ｆｃｌｋ…クロック信号、Ｆｃｌｋ…フォーマッタ駆動クロック信号、Ｂｓｉｇ…ブランカ制御信号、Ｄｃｌｋ…偏向クロック信号、Ｄｓｉｇ…偏向制御信号、Ｔｃｌｋ…回転指令パルス信号、Ｓｃｌｋ…送りパルス信号、ＡＬ１…第１領域、ＡＬ２…第２領域、ＣＴｒ…同心円トラック、ＳＴｒ…螺旋トラック。

Claims (5)

1. 表面に所定の基準点を中心とする等ピッチ同心円トラックが規定され、電子線の照射位置に対して前記同心円トラックに対応する螺旋トラックに沿って等速度で相対移動される基板の前記同心円トラック上に入射する電子線をブランキングさせるためのクロック信号を生成するクロック信号生成方法であって、
   前記電子線の入射位置が前記同心円トラック上の第１位置から、前記同心円トラック上の第２位置まで移動する間に、
   前記同心円トラックを、第１の角度又は第１の長さに区分したときの個数をＮ_１、前記第１位置に対応する前記螺旋トラック上の位置と前記基準点との距離をＲ_１、隣接する前記同心円トラック間の前記ピッチをＰ、前記照射位置の前記螺旋トラックに対する相対移動速度をＶとして、式２π・Ｒ_１／（Ｖ・Ｎ_１）±π・Ｐ／（Ｖ・Ｎ_１ ^２）を用いて算出される値を初期値とし、式±２π・Ｐ／（Ｖ・Ｎ_１ ^２）を用いて算出される値を増減値とする第１クロック信号を生成する工程と；
   前記電子線の入射位置が前記同心円トラック上の第２位置から、前記同心円トラック上の第３位置まで移動する間に、
   前記同心円トラックを、第２の角度又は第２の長さに区分したときの個数をＮ_２、前記第２位置に対応する前記螺旋トラック上の位置と前記基準点との距離をＲ_２、隣接する前記同心円トラック間の前記ピッチをＰ、前記照射位置の前記螺旋トラックに対する相対移動速度をＶとして、式２π・Ｒ_２／（Ｖ・Ｎ_２）±π・Ｐ／（Ｖ・Ｎ_２ ^２）を用いて算出される値に基づいて決定される第２クロック信号を生成する工程と；を含むクロック信号生成方法。
2. 表面に所定の基準点を中心とする等ピッチ同心円トラックが規定され、電子線の照射位置に対して前記同心円トラックに対応する螺旋トラックに沿って等速度で相対移動される基板の前記同心円トラック上に入射する電子線をブランキングさせるためのクロック信号を生成するクロック信号生成装置であって、
   前記電子線の入射位置が前記同心円トラック上の第１位置から、前記同心円トラック上の第２位置まで移動する間に、
   前記同心円トラックを、第１の角度又は第１の長さに区分したときの個数をＮ_１、前記第１位置に対応する前記螺旋トラック上の位置と前記基準点との距離をＲ_１、隣接する前記同心円トラック間の前記ピッチをＰ、前記照射位置の前記螺旋トラックに対する相対移動速度をＶとして、式２π・Ｒ_１／（Ｖ・Ｎ_１）±π・Ｐ／（Ｖ・Ｎ_１ ^２）を用いて算出される値を初期値とし、式±２π・Ｐ／（Ｖ・Ｎ_１ ^２）を用いて算出される値を増減値として決定される第１クロック信号を出力し、
   前記電子線の入射位置が前記同心円トラック上の第２位置から、前記同心円トラック上の第３位置まで移動する間に、
   前記同心円トラックを、第２の角度又は第２の長さに区分したときの個数をＮ_２、前記第２位置に対応する前記螺旋トラック上の位置と前記基準点との距離をＲ_２、隣接する前記同心円トラック間の前記ピッチをＰ、前記照射位置の前記螺旋トラックに対する相対移動速度をＶとして、式２π・Ｒ_２／（Ｖ・Ｎ_２）±π・Ｐ／（Ｖ・Ｎ_２ ^２）を用いて算出される値に基づいて決定される第２クロック信号を出力するクロック信号生成装置。
3. 電子線を用いて、所定の基準点を中心とする等ピッチ同心円トラックが規定された基板表面を、前記同心円トラックに沿って露光することにより、前記同心円トラック上に複数のパターンを形成する電子線描画装置であって、
   前記基板表面の照射位置に向けて前記電子線を照射する照射装置と；
   前記照射装置に対して前記基板を相対移動して、前記照射位置を所定の等ピッチ螺旋トラックに沿って等速移動させる移動装置と；
   前記螺旋トラック上の前記照射位置に向けて照射された前記電子線を偏向して、前記電子線を前記所定の同心円トラック上へ入射させる偏向装置と；
   請求項２に記載のクロック信号生成装置と；
   前記クロック信号生成装置によって生成された前記第１クロック信号及び前記第２クロック信号に基づいて前記電子線をブランキングさせるブランキング装置と；を備える電子線描画装置。
4. 請求項３に記載の電子線描画装置によって基板にパターンを描画する工程と；
   前記基板上に形成されたパターンを現像する工程と；を含む情報記録媒体の原盤製造方法。
5. 請求項４に記載の原盤を用いて、記録媒体へパターンを転写することにより情報記録媒体を製造する情報記録媒体製造方法。

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