JP2009223199A - 電子線描画方法 - Google Patents

Abstract

【課題】必要露光量が異なるエリアそれぞれに精度よくパターンを描画することを可能とする。
【解決手段】電子線の入射位置を、基板の移動速度と同等の速度で第１方向へ移動させることで、第１のパターンの描画位置への露光量を確保し、第１のパターンの描画が終了すると、電子線の入射位置をパターンが描画されない速度で第２方向へ移動し、電子線の入射位置を第２のパターンの描画位置へ位置決めする。これらの動作を交互に繰り返すことで基板上に規則的なパターンを連続的に形成することができる。また、規則的なパターンが形成された後は、入射位置を、基板表面にパターンが形成されない速度で第１方向と直交する方向へ往復移動させながら、照射位置へ位置決めする。これにより、電子線の偏向量を発散させることなく連続してパターンを描画することが可能となる。
【選択図】図９

Description

本発明は、電子線描画方法に係り、更に詳しくは、電子線を用いて基板にパターンを描画する電子線描画方法に関する。

近年、インターネットの普及、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、情報機器等で取り扱われるデータ量が急速に増大している。そして、これら増大する大量のデータを保存するために、大容量光ディスクあるいは大容量のハードディスクメディアの開発が盛んに行われている。特に、ハードディスクメディアは、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搭載されるなど、その用途は拡大傾向にあり、最近では、小型かつ大容量の記録媒体として、パターンドメディアが登場するに至っている。

パターンドメディアには、一般にトラックに沿ってデータエリアとサーボエリアとが交互に規定されており、サーボエリアには、例えば２０ｎｍ程度のドットパターンが規則的に形成され、データエリアには、一辺が３０ｎｍ程度の正方形パターンがランダムに又は規則的に形成されている。

一方、基板の単位面積あたりの露光量は、電子線の強度及び露光時間に比例し、露光時間は基板の電子線の相対移動速度に反比例する。そのため、一定の出力の電子線に対して基板を相対的に等速度で移動させながらパターンを描画すると、サーボエリアの露光の際に、電子線のブランキング時間が長くなってしまい、全体として電子線の利用率が低下するという問題がある。そこで、この問題を回避すべく、種々の方法が提案されている（例えば特許文献１及び２参照）。

特開２０００−３１５６３７号公報 特開２００６−１００６６８号公報

特許文献１に記載の方法は、移動する基板上に入射する電子線を偏向して、基板上の電子線の入射位置を基板に対して相対的に停止させることにより、単位面積あたりの露光量を描画箇所に応じて変更することを可能とする方法である。しかしながら、この方法では、描画するパターンによっては、電子線の偏向量が発散してしまい、連続露光時間が制限されるという不都合がある。

また、特許文献２に記載の方法は、サーボエリアのみを複数回露光することで、サーボエリアの露光時間をデータエリアの露光時間に比べて長くし、サーボエリアにおける十分な露光量を確保することを可能とする方法である。しかしながら、この方法では、一回目の露光で形成されたパターンに、次回以降の露光により形成されるパターンを重ねて形成することが困難であるため、パターンの描画精度が低下するという不都合がある。

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、必要露光量が異なるエリアそれぞれに精度よくパターンを描画することが可能な電子線描画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、基板表面の照射位置へ向けて照射される電子線に対して、前記基板を所定のトラックに沿って等速度で相対移動させることにより、前記基板表面を前記トラックに沿って露光し、前記トラックに沿って複数のパターンを描画するパターン描画方法であって、前記電子線を、前記基板が移動する第１方向へ前記等速度で偏向させて、前記基板上の所定位置へ前記電子線を入射させる第１の工程と、前記電子線を、前記第１方向と逆向きの第２方向へ前記基板表面にパターンが形成されない速度で偏向させて、前記第１のパターンの次に描画される第２のパターンの描画開始位置へ入射させる第２の工程とを交互に繰り返す露光工程と；前記電子線を、前記第１方向と直交する第３方向と該第３方向と逆向きの第４方向とに、前記基板表面にパターンが形成されない速度で偏向させつつ、前記第２方向へ偏向させて、前記電子線を偏向量がゼロとなった状態で前記基板に入射させる移動工程と；を含むパターン描画方法である。

これによれば、電子線が、基板の移動速度と同等の速度で第１方向へ偏向されることで、第１のパターンが描画される。そして、第１のパターンの描画が終了すると、電子線が、パターンが描画されない速度で第２方向へ偏向され、第２のパターンの描画位置へ移動される。したがって、これらの動作が交互に繰り返されることで基板上に規則的なパターンが連続的に形成される。また、規則的なパターンが形成された後は、電子線が、基板表面にパターンが形成されない速度で第１方向と直交する方向へ偏向されながら、照射位置へ移動される。これにより、電子線は、偏向量がゼロとなった状態で基板に入射する。したがって、電子線の偏向量を発散させることなく連続してパターンを描画することが可能となる。

本発明は第２の観点からすると、基板表面の照射位置へ向けて照射される電子線に対して、前記基板を所定のトラックに沿って等速度で相対移動させることにより、前記基板表面を前記トラックに沿って露光し、前記トラックに沿って複数のパターンを描画するパターン描画方法であって、前記電子線を、前記基板が移動する第１方向へ偏向させて、前記基板上の所定位置へ前記電子線を入射させる第１の工程と、前記電子線を、前記第１方向と逆向きの第２方向へ前記基板表面にパターンが形成されない速度で偏向させて、前記第１のパターンの次に描画される第２のパターンの描画開始位置へ入射させる第２の工程とを交互に繰り返す露光工程と；前記電子線を、所定時間かけて前記第２方向へ偏向させて、前記電子線を偏向量がゼロとなった状態で前記基板に入射させる移動工程と；前記移動行程が行われる間に前記電子線をブランキングさせる工程と；を含むパターン描画方法である。

これによれば、電子線が、第１方向へ偏向されることで、第１のパターンが描画される。そして、第１のパターンの描画が終了すると、電子線が、パターンが描画されない速度で第２方向へ偏向され、第２のパターンの描画位置へ移動される。したがって、これらの動作が交互に繰り返されることで基板上に規則的なパターンが連続的に形成される。また、規則的なパターンが形成された後は、電子線が、ブランキングされた状態で、所定時間かけて第２方向へ偏向され、照射位置へ移動される。これにより、電子線は、偏向量がゼロとなった状態で基板に入射する。したがって、電子線の偏向量を発散させることなく連続してパターンを描画することが可能となる。

本発明は第３の観点からすると、基板表面の照射位置へ向けて照射される電子線に対して、前記基板を所定のトラックに沿って等速度で相対移動させることにより、前記基板表面を前記トラックに沿って露光し、前記トラックに沿って複数のパターンを描画するパターン描画方法であって、前記電子線を、前記基板が移動する第１方向へ前記等速度で偏向させて、前記基板上の所定位置へ前記電子線を入射させる第１の工程と、前記電子線を、前記第１方向と逆向きの第２方向へ前記基板表面にパターンが形成されない速度で偏向させて、前記第１のパターンの次に描画される第２のパターンの描画開始位置へ入射させる第２の工程とを交互に繰り返す露光工程と；前記電子線を、所定時間かけて前記第２方向へ偏向させて、前記電子線を偏向量がゼロとなった状態で前記基板に入射させる移動工程と；前記移動行程が行われる間に、前記電子線をブランキングさせ、前記基板にパターンが形成されない速度で前記電子線を偏向させる工程と；を含むパターン描画方法である。

これによれば、電子線が、第１方向へ偏向されることで、第１のパターンが描画される。そして、第１のパターンの描画が終了すると、電子線が、パターンが描画されない速度で第２方向へ偏向され、第２のパターンの描画位置へ移動される。したがって、これらの動作が交互に繰り返されることで基板上に規則的なパターンが連続的に形成される。また、規則的なパターンが形成された後は、電子線が、ブランキングされた状態で、かつ
基板表面にパターンが形成されない速度で偏向されることで所定時間かけて照射位置へ移動される。これにより、電子線は、偏向量がゼロとなった状態で基板に入射する。したがって、電子線の偏向量を発散させることなく連続して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９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。

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は、所定の同心円トラックに沿って移動し、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。前提として、本実施携帯では、基板Ｗを照射位置に対して、速度（線速度）０．３ｍ／Ｓで同心円トラックに沿って相対移動させることにより、基板Ｗの表面にピットを形成するものとする。また、基板Ｗには、図２に示されるサーボエリア及びデータエリアに一例として図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示されるようなパターンを形成するものとする。

基板Ｗを線速度０．３ｍ／で照射位置に対して移動させながら、一例として図４に示されるように、トラック方向のピッチ（ラインピッチ）ＬＰを３０ｎｍとしてピット５０を形成する場合に、基板Ｗに入射する電子線をＹ軸方向へ偏向して、電子線の入射位置を、照射位置に対する基板Ｗの移動方向（ここでは＋Ｙ方向とする）へ０．３ｍ／ｓｅｃで移動させると、電子線の入射位置は基板と一緒に移動して相対的に停止状態になる。

ピット５０の露光量は、電子線の電流値とピットの描画時間の積で求められ、電子線の電流値を２０ｎＡ、ピットの描画時間をｔ１ｅ（ここでは、０．０８μｓｅｃ）とすると、式２０ｎＡ×ｔ１ｅの計算結果となる。

また、電子線で基板Ｗを露光してピットを形成するためには、ピットが形成される位置に一定時間以上電子線を入射させる必要がある。したがって、電子線の入射位置を基板Ｗ表面で高速に移動させると、電子線は基板Ｗ表面に入射するが、基板Ｗの表面にはピットが形成されない。

経験的にトラックピッチの約１／２の幅を有するパターンが形成されるときの電子線の入射位置の移動速度の３倍以上の速度で、電子線の入射位置が移動するように、電子線を偏向させることで、電子線の入射位置を、基板Ｗにピットを形成することなく移動させることができる。なお、説明の便宜上、以下ピットが形成されない速度で電子線の入射位置を移動させることを、単に、入射位置を高速移動させる、という。

基板Ｗへの露光の際には、時間ｔ１ｅが経過するまでの間、電子線を基板Ｗに対して相対的に停止させてピットを形成し、次に、基板Ｗの相対移動方向（＋Ｙ方向）とは逆向きの−Ｙ方向へ入射位置を高速移動させて、入射位置を次のピットの描画開始位置へ位置決めする。そして、同様に、時間ｔ１ｅが経過するまでの間、電子線を基板Ｗに対して相対的に停止させる。これにより、ピットとピットとの間にパターンを描画することなく、所定の間隔でピットを形成することができる。上記動作を繰り返すことにより、図３（Ｂ）に示されるデータエリアのピットを描画することができる。

電子線が照射位置へ入射している状態から、ラインピッチＬＰを３０ｎｍとして、ピット５０を連続的に形成する場合に、ピット５０の描画開始からｔ１ｅ（０．０８μｓｅｃ）時間の間、電子線の入射位置を＋Ｙ方向へ速度０．３ｍ／ｓｅｃで移動させ、時間ｔ１ｅ経過後、ｔ１ｈ（０．０２μｓｅｃ）時間の間−Ｙ方向へ１．２ｍ／ｓｅｃで移動させることで、次のピットの描画開始時には、電子線の入射位置と照射位置とは一致し、このときの電子線の偏向量は零となる。したがって、入射位置の＋Ｙ方向への移動と−Ｙ方向への移動とを、上述のごとく行えば、ブランキング、また、電子線の偏向量を累積させることなく、ピット５０を連続的に形成することができる。なお、このときのピット露光量は１．６ｆＣ／ｄｏｔとなる。

図５（Ａ）は、電子線の入射位置の＋Ｙ方向への移動量（θ偏向量）の時間的な変化を示す図である。そして、図中の破線は、基板Ｗが照射位置に対して線速度Ａ（ここでは、０．３ｍ／ｓｅｃ）で相対移動している際に、基板Ｗに対して電子線の入射位置を停止させたときの入射位置の移動量の時間的な増加を示す直線である。したがって、基板が線速度Ａで相対移動している際に、電子線の入射位置の移動量をこの直線Ａと同じ傾きで増加させることで、電子線を基板Ｗに対して相対的に停止させることができる。また、図中の一点鎖線は、基板Ｗが照射位置に対して線速度Ｂ（ここでは、０．１ｍ／ｓｅｃ）で相対移動している際に、基板Ｗに対して電子線の入射位置を停止させたときの入射位置の移動量の時間的な増加を示す直線である。したがって、基板が線速度Ｂで相対移動している際に、電子線の入射位置の移動量をこの直線Ｂと同じ傾きで増加させることで、電子線を基板Ｗに対して相対的に停止させることができる。

図２に示されるように、基板Ｗにサーボエリアとデータエリアを構成する場合を考えると、サーボエリアへのパターン描画に必要な露光量はデータエリアへのパターン描画に必要な露光量の３倍程度なので、サーボエリアの描画に最適な速度で基板Ｗを電子線の照射位置に対して相対移動させざるを得ない。したがって、サーボエリアへピットを形成する場合には、基板Ｗの照射位置に対する相対速度を０．１ｍ／ｓｅｃ程度にする必要がある。

図５（Ｂ）に示されるように、基板Ｗの相対速度を０．１ｍ／ｓｅｃに設定して、データエリアへの描画と同様に、ピット５０の描画開始から時間ｔ１ｅ（０．０８μｓｅｃ）が経過するまでの間に、電子線の入射位置を＋Ｙ方向へ速度０．１ｍ／ｓｅｃで移動させ、時間ｔ１ｅ経過後、時間ｔ１ｈ（０．０２μｓｅｃ）が経過するまでの間に、−Ｙ方向へ０．４ｍ／ｓｅｃで移動させると、次のピットの描画開始時には電子線の偏向量は零となる。また、ピットに対する露光量は１．６ｆＣ／ｄｏｔとなる。

しかしながら、基板Ｗの相対移動速度が０．１ｍ／ｓｅｃになっているため、ピットのラインピッチＬＰが１０ｎｍになってしまう。この場合、ラインピッチＬＰを３０ｎｍとしてピットを描画するためには、図６（Ｃ）に示されるように、時間ｔ１ｈ経過する間の電子線の入射位置の移動距離を長くする必要があり、入射位置を−Ｙ方向へ１．４ｍ／ｓｅｃで移動させることが必要となる。しかしながら、上述のようにピットを形成した後の入射位置の移動量を増加させると、図６（Ｃ）に示されるように、１つピットを描画するごとに、次のピットの描画開始位置が照射位置に対して−Ｙ方向へ２０ｎｍずれてしまい、結果的にピットの描画開始位置が−Ｙ方向へ発散してしまう。具体的には、例えば２０００個のピットを露光するだけで、照射位置に対して描画開始位置が−Ｙ方向へ４０μｍずれてしまい、電子線のデフォーカスが発生してしまう。

以下、これを解決するための第１の実施例を図６を参酌しつつ説明する。上述したように、基板Ｗの相対速度を０．１ｍ／ｓｅｃに設定して、ピット５０の描画開始からｔ１ｅ（０．０８μｓｅｃ）時間の間、電子線の入射位置を＋Ｙ方向へ速度０．１ｍ／ｓｅｃで移動させ、時間ｔ１ｅ経過後、時間ｔ１ｈ（０．０２μｓｅｃ）経過する間、入射位置を−Ｙ方向へ１．４ｍ／ｓｅｃで移動させる。これにより、電子線の入射位置は照射位置から−Ｙ方向へ２０ｎｍ離れた位置に移動した状態となる。この動作が例えば４回繰り返されると、照射位置に対して入射位置は−Ｙ方向へ８０ｎｍ移動した状態となる。

電子線の偏向量が零となった状態で、５個目のピットの描画位置（基板の回転により１２０ｎｍ進んだ位置）に入射位置を移動させるには、基板Ｗが８０ｎｍ進む時間０．８μｓｅｃの間に、入射位置を−Ｙ方向へ８０ｎｍ移動させればよい。しかし、この時の入射位置の移動速度は０．１ｍ／ｓｅｃとなるため、このままでは移動中に基板Ｗ上にグルーブが描画されてしまう。そこで、第１の実施例では、この０．８μｓｅｃの間に電子線をブランキングさせることにより電子線を非照射にした状態で、５個目のピットの位置で偏向量を零にもどす。上述の動作を繰り返し行うことで、少ない偏向量で、データエリアをサーボエリアと同等な線速度で描画することが可能になる。

この方法で、サーボエリアとデータエリアを連続的に描画した例が図７に示されている。電子線レジストが厚さ５０ｎｍで塗布されたＳｉウエハを線速度０．１ｍ／ｓｅｃ、ピッチ３０ｎｍでＣＬＶ駆動して、さらに、電子線の入射位置が同心円トラックに沿うように、露光開始位置から回転駆動部の移動方向と同一方向に半径方向偏向量を増大させ、ウエハを１回転させた時点で、偏向量を高速にゼロに戻す、これを１回転毎に繰り返すことにより、同心円を形成する偏向信号を生成し偏向制御した。この線速度は、半径方向ウォブルによる３０ｎｍ角のサーボパターン形成に最適な速度になっている。照射する電子線は、前述のようにビーム電流が２０ｎＡで電子線径が５ｎｍである。サーボエリアには、半径方向ウォブル（振幅２０ｎｍ、周波数１０ＭＨｚ）をしながら、線速度０．１ｍ／ｓで描画して、続いて、データエリアには、第１の実施例の方法で描画する。描画動作の繰り返しは、前述の４回でなく、８０回とした。また、この時の最大偏向量は、約１．６μｍであった。これらサーボエリア、データエリアを交互に描画することにより、パターンドメディアの原盤を描画した。これを現像した結果、３０ｎｍ角のパターンを有するサーボエリアと、直径２０ｎｍで、１部ピットのわずかな歪みは見られたが、デフォーカスによる断面形状のダレのない円形パターンを有するデータエリアを形成できた。

次に、第２の実施例を図８を参酌しつつ説明する。第２の実施例は、ブランキングによる電子線の照射及び非照射の切り換えを、基板Ｗ表面にパターンが形成されない速度で電子線が偏向している途中に行う。これにより、ブランキングによるピット形状の歪みの発生を抑制することができる。

上述したように、基板Ｗの相対速度を０．１ｍ／ｓｅｃに設定して、ピット５０の描画開始から時間ｔ１ｅ（０．０８μｓｅｃ）が経過するまでの間に、電子線の入射位置を＋Ｙ方向へ速度０．１ｍ／ｓｅｃで移動させ、時間ｔ１ｅ経過後、時間ｔ１ｈ（０．０２μｓｅｃ）が経過するまでの間に、−Ｙ方向へ１．４ｍ／ｓｅｃで移動させる。これにより、電子線の入射位置は照射位置から−Ｙ方向へ２０ｎｍ離れた位置に移動した状態となる。

この描画動作を３回繰り返した後、基板Ｗが８０ｎｍ進む時間０．０８μｓｅｃの間に入射位置を−Ｙ方向へ０．１ｍ／ｓｅｃで移動させ４個目のピットを描画すると、照射位置に対する電子線の入射位置は−Ｙ方向へ７８ｎｍ移動した位置となる。電子線の偏向量が零の状態で、５個目のピットの描画位置（基板の回転により１２０ｎｍ進んだ位置）に入射位置を移動させるには、時間０．８２μｓｅｃの間に、入射位置を−Ｙ方向へ８２ｎｍ移動させればよい。

本実施例においても、前述のように電子線の偏向速度が遅すぎるため、第１の実施例同様にブランキングにより時間を稼ぐが、ブランキングによる照射及び非照射の切り換え時に発生するピット形状の歪みを防止するため、ブランキングによる照射及び非照射の切り換えを入射位置の高速移動中に行う。

まず、入射位置を速度１０２５ｍ／ｓｅｃで−Ｙ方向へ４１ｎｍ移動させながら、電子線をブランキングして非照射状態に切り換える（入射位置は０．０４μｓｅｃで基板の回転により４ｎｍ移動する。図８中の高速移動期間１）。０．７４μｓｅｃ時間の待機期間（入射位置は基板の回転により７４ｎｍ進む）を経た後に、入射位置を速度１０２５ｍ／ｓｅｃで＋Ｙ方向へ４１ｎｍ移動させながら、電子線のブランキングを解除して照射状態に切り換える（入射位置は０．０４μｓｅｃで基板の回転により４ｎｍ移動する。図８高速移動期間２）。これにより、５個目のピットの位置で偏向量をゼロにもどすことが出来る。サーボエリアには、半径方向ウォブル（振幅２０ｎｍ、周波数１０ＭＨｚ）をしながら、線速度０．１ｍ／ｓｅｃで描画して、続いて、データエリアには、第２の実施例の方法で描画した。描画動作の繰り返しは、前述の３回でなく、８０回とした。また、この時の最大偏向量は、約１．６μｍであった。これらサーボエリア、データエリアを交互に描画することにより、パターンドメディアの原盤を描画した。これを現像した結果、３０ｎｍ角のパターンを有するサーボエリアと、直径２０ｎｍで、歪みがなく、デフォーカスによる断面形状のダレのない円形パターンを有するデータエリアを形成することができた。

次に、第３の実施例を図９を参酌しつつ説明する。第３の実施例では、電子線をブランキングさせることなく、円周方向（Ｙ軸方向）と半径方向（Ｘ軸方向）の偏向を組み合わせることにより、電子線の入射位置を基板Ｗの表面で高速移動させて、パターン描画することなく電子線の入射位置を移動させる。

上述したように、基板Ｗの相対速度を０．１ｍ／ｓｅｃに設定して、ピット５０の描画開始から時間ｔ１ｅ（０．０８μｓｅｃ）が経過するまでの間に、電子線の入射位置を＋Ｙ方向へ速度０．１ｍ／ｓｅｃで移動させ、時間ｔ１ｅ経過後、時間ｔ１ｈ（０．０２μｓｅｃ）が経過するまでの間に、入射位置を−Ｙ方向へ１．４ｍ／ｓｅｃで移動させる。これにより、電子線の入射位置は照射位置から−Ｙ方向へ２０ｎｍ離れた位置に移動した状態となる。この動作が例えば３回繰り返されると、照射位置に対して入射位置は−Ｙ方向へ６０ｎｍ移動した状態となる。

電子線の偏向量が零となった状態で、４個目のピットの描画位置（回転により１２０ｎｍ進んだ位置）に入射位置を移動させるには、基板Ｗが６０ｎｍ進む時間０．６μｓｅｃの間に、入射位置を−Ｙ方向へ６０ｎｍ移動させればよい。

しかし、前述のように偏向速度が遅すぎるため、このままでは偏向中にグルーブが描画されてしまう。そこで、第３の実施例では、半径方向（Ｘ軸方向）への偏向を組み合わせて、基板Ｗの表面を移動する入射位置の移動速度が所定以上になるようにする。

まず、θ偏向量は０．２５μｓｅｃ間一定にし（待機期間１）、入射位置のＸ軸方向の偏向量（ｒ偏向量）を、例えば１ｍ／ｓｅｃの割合で３００ｎｍまで増加させる。次に入射位置を−Ｙ方向へ速度０．６ｍ／ｓｅｃで６０ｎｍ移動させる（高速期間）。そして、この高速期間にＸ軸方向の偏向を開始して、ｒ偏向量を、例えば−１ｍ／ｓｅｃの割合で０ｎｍまで減少させる（待機機関２）。これにより、電子線の偏向量を零とした状態で、電子線の入射位置を４個目のピットの描画位置に移動させることができる。

上述の動作を繰り返し行うことで、少ない偏向量で、データエリアをサーボエリアと同等な線速度で描画することが可能になる。サーボエリアは、半径方向ウォブル（振幅２０ｎｍ、周波数１０ＭＨｚ）をしながら、線速度０．１ｍ／ｓｅｃで描画して、続いて、データエリアは、第３の実施例の方法で描画した。この時の最大偏向量は、半径方向に０．３μｍであった。これらサーボエリア、データエリアを交互に描画することにより、パターンドメディアの原盤を描画した。これを現像した結果、３０ｎｍ角のパターンを有するサーボエリアと、直径２０ｎｍで、歪みは見られたが、デフォーカスによる断面形状のダレのない円形パターンを有するデータエリアを形成することができた。

以上説明したように、電子線描画装置１００を用いたパターン描画方法によると、必要露光量が大きく異なるサーボエリアとデータエリアを有するパターンドメディア用原盤の露光において、基板の回転速度（相対移動速度）をサーボエリアの露光に最適な速度に設定しても、偏向量の累積に伴うデフォーカス、パターン形状の歪み等を発生させることなくピットを形成することができる。また、ブランキングによるピット形状の歪みが抑制された真円のピットを形成することができる。

以上説明したように、本発明の電子線描画方法は、基板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。 基板Ｗのデータエリア及びサーボエリアを示す図である。 図３（Ａ）は、サーボエリアのパターン例を示す図であり、図３（Ｂ）は、データエリアのパターン例を示す図である。 データエリアのピットを示す図である。 図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は、電子線の偏向量の説明をするための図である。 実施例１にかかる電子線の偏向を説明するための図である。 基板へパターンを描画する方法を説明するための図である。 実施例２にかかる電子線の偏向を説明するための図である。 実施例３にかかる電子線の偏向を説明するための図である。

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、５０…ピット、Ｗ…基板。

Claims (4)

1. 基板表面の照射位置へ向けて照射される電子線に対して、前記基板を所定のトラックに沿って等速度で相対移動させることにより、前記基板表面を前記トラックに沿って露光し、前記トラックに沿って複数のパターンを描画するパターン描画方法であって、
   前記電子線を、前記基板が移動する第１方向へ前記等速度で偏向させて、前記基板上の所定位置へ前記電子線を入射させる第１の工程と、
   前記電子線を、前記第１方向と逆向きの第２方向へ前記基板表面にパターンが形成されない速度で偏向させて、前記第１のパターンの次に描画される第２のパターンの描画開始位置へ入射させる第２の工程とを交互に繰り返す露光工程と；
   前記電子線を、前記第１方向と直交する第３方向と該第３方向と逆向きの第４方向とに、前記基板表面にパターンが形成されない速度で偏向させつつ、前記第２方向へ偏向させて、前記電子線を偏向量がゼロとなった状態で前記基板に入射させる移動工程と；を含むパターン描画方法。
2. 基板表面の照射位置へ向けて照射される電子線に対して、前記基板を所定のトラックに沿って等速度で相対移動させることにより、前記基板表面を前記トラックに沿って露光し、前記トラックに沿って複数のパターンを描画するパターン描画方法であって、
   前記電子線を、前記基板が移動する第１方向へ偏向させて、前記基板上の所定位置へ前記電子線を入射させる第１の工程と、
   前記電子線を、前記第１方向と逆向きの第２方向へ前記基板表面にパターンが形成されない速度で偏向させて、前記第１のパターンの次に描画される第２のパターンの描画開始位置へ入射させる第２の工程とを交互に繰り返す露光工程と；
   前記電子線を、所定時間かけて前記第２方向へ偏向させて、前記電子線を偏向量がゼロとなった状態で前記基板に入射させる移動工程と；
   前記移動行程が行われる間に前記電子線をブランキングさせる工程と；を含むパターン描画方法。
3. 基板表面の照射位置へ向けて照射される電子線に対して、前記基板を所定のトラックに沿って等速度で相対移動させることにより、前記基板表面を前記トラックに沿って露光し、前記トラックに沿って複数のパターンを描画するパターン描画方法であって、
   前記電子線を、前記基板が移動する第１方向へ前記等速度で偏向させて、前記基板上の所定位置へ前記電子線を入射させる第１の工程と、
   前記電子線を、前記第１方向と逆向きの第２方向へ前記基板表面にパターンが形成されない速度で偏向させて、前記第１のパターンの次に描画される第２のパターンの描画開始位置へ入射させる第２の工程とを交互に繰り返す露光工程と；
   前記電子線を、所定時間かけて前記第２方向へ偏向させて、前記電子線を偏向量がゼロとなった状態で前記基板に入射させる移動工程と；
   前記移動行程が行われる間に、前記電子線をブランキングさせ、前記基板にパターンが形成されない速度で前記電子線を偏向させる工程と；を含むパターン描画方法。
4. 前記電子線のブランキングは、前記電子線が前記基板にパターンが形成されない速度で偏向されているときに行われることを特徴とする請求項３に記載のパターン描画方法。

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