JP2009244459A - 電子ビーム描画方法、微細パターン描画システム、凹凸パターン担持体磁気ディスク媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レジスト上に所望の微細パターンを電子ビームにより描画する電子ビーム描画方法において、微細パターンを描画する時間を短縮する。
【解決手段】レジスト１１が塗布され回転ステージ４１に設置された基板１０上に、回転ステージ４１を回転させつつ電子ビームＥＢを走査して所望の微細パターンを描画する電子ビーム描画方法において、微細パターンの描画を、回転ステージ４１の半径方向位置における線速度が一定となるように、該回転ステージ１４の回転速度を、描画位置の半径に反比例して内周トラック描画で速く外周トラック描画で遅くなるように回転制御して行うものとし、この微細パターンを描画する前に、レジスト１１に予備露光を施す。
【選択図】図２

Description

本発明は、ディスクリートトラックメディアやビットパターンメディアなどの高密度磁気記録媒体用のインプリントモールドや磁気転写用マスター担体などを作製する際に、所望の凹凸パターンに応じた微細パターンを描画するための電子ビーム描画方法に関するものである。

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製造される、凹凸パターン表面を有するインプリントモールドあるいは磁気転写用マスター担体、光ディスク用スタンパなどを含む凹凸パターン担持体の製造方法、さらには該凹凸パターン担持体であるインプリントモールドを用いたインプリント法による磁気ディスク媒体の製造方法、磁気転写用マスター担体を用いた磁気転写による磁気ディスク媒体の製造方法、光ディスク用スタンパを用いた光ディスク媒体の製造方法に関するものである。

現状の磁気ディスク媒体では、一般にサーボパターンなどの情報パターンが形成されている。また、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。さらに高密度化を図るために提案されているビットパターンメディア（ＢＰＭ）は単磁区を構成する磁性体（単磁区微粒子）が物理的に孤立して規則的に配列されてなり、微粒子１個に１ビットを記録するメディアである。

従来、上記サーボパターン等の微細パターンは、磁気ディスク媒体に凹凸パターンまたは磁化パターンなどによって形成され、高密度の磁気ディスク媒体を製造するための磁気転写用マスター担体の原盤などに、所定の微細パターンをパターニングするための電子ビーム描画方法が提案されている。この電子ビーム描画方法は、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ものである（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

上記特許文献１には、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電子ビーム描画方法が記載されている。

また、特許文献２には、パターンのトラック幅方向に電子ビームを往復振動させて描画する方法、および振動させず、基板の回転と電子ビーム照射のオン、オフのみでパターンを描画する方法が記載されている。

特許文献３には光ディスク原盤を作製する場合の電子ビーム照射方法が記載されている。光ディスク原盤作製用ディスクを全ピット形成領域で角速度一定となるように回転させながら電子ビームの照射を行うと、同一の角速度の下でピット形成部分を描画すべき領域内では、外側のピット形成部分ほど線速度が速くなってしまい、光ディスク原盤作製用ディスクの半径方向上、外側のピット形成部分ほどドーズ量が少なくなってしまうという問題がある。これに対し、特許文献３では、各ピット形成部分の単位面積あたりのドーズ量が光ディスク原盤作製用ディスクの半径方向の位置によらず一定となるように電子ビームを照射するために、半径方向上、外側になるほど電子ビーム電流値を大きくなるように制御する、あるいは、各ピット形成部分を電流値一定として電子ビームで照射する場合、各ピット形成部の単位面積あたりの合計ドーズ量が光ディスク原盤作製用ディスク１０の半径方向の位置によらず一定となるように、予備照射としてピット形成に最適とされるドーズ量に届かない範囲で、かつ、同一の角速度の下でピット形成部分を描画すべき領域内では、光ディスク原盤作製用ディスクの半径方向上、外側になるほどドーズ量が多くなるように、電子ビームレジスト層のピット形成領域全面を予め電子ビームで照射することが提案されている。
特開２００４−１５８２８７号公報 特開２００６−１８４９２４号公報 特開２０００−１１４６４号公報

さて、高密度化の要請により、トラック幅、ビット長をさらに小さくすることが求められているが、そのためには解像度の高いレジスト（高解像レジスト）を用いる必要がある。しかしながら、従来の高解像レジストは低感度であるために、必要な露光量は大きく、その必要な露光量を稼ぐためには、電子ビーム電流値の設定を大きくする、あるいは電子ビームの照射時間を長くするなどの対応が必要である。

ここで、電子ビーム電流値は大きくしすぎると、ビーム径が大きくなることにより微細なパターンを精度よく描画することが困難となるため、電子ビーム電流値は微細パターンを描画可能な程度に抑制する必要があり、電子ビームの照射時間を長くすることにより露光量を大きくすることが必要となる。

そのために、従来の特許文献１〜３に記載のような電子ビーム描画方法においては、露光時間がかかり１枚のディスクパターンを描画するのに相当の時間を要するという問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、露光時間を短縮し短時間で全描画パターンを描画することが可能な電子ビーム描画方法を提供することを目的とするものである。

また、本発明は、インプリントモールド、磁気転写用マスター担体および光ディスク用スタンパなどの凹凸パターン担持体の製造方法および、その凹凸パターン担持体を用いて凹凸パターンもしくは磁気パターンを転写して製造する磁気ディスク媒体や光ディスク媒体の製造方法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、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、前記回転ステージを回転させつつ電子ビームを走査して所望の微細パターンを描画する電子ビーム描画方法において、
前記微細パターンの描画は、前記回転ステージの半径方向位置における線速度が一定となるように、該回転ステージの回転速度を、描画位置の半径に反比例して内周トラック描画で速く外周トラック描画で遅くなるように回転制御して行うものであり、
前記微細パターンの描画を行う前に、前記レジストに予備露光を施すことを特徴とするものである。

前記予備露光は、前記レジスト上において該予備露光を行なった箇所における露光量が一様となるように行うことが好ましい。

ここで、「一様に」とは、予備露光を行ったレジストの位置（特に半径方向位置）によらず同じ露光量（ドーズ量）となるようにすることを意味する。なお、本明細書において「露光量」とは、単位面積あたりの露光量をいうものとする。

前記レジストを被う非開口部と、少なくとも、前記所望の微細パターンに対応する領域を開口した開口部とからなるマスクを用い、前記予備露光は、前記レジストの該開口部に対応する領域に対して行うようにしてもよい。また、前記予備露光は、前記所望の微細パターンが描画されるレジストの全面に行ってもよい。

なお、予備露光は、レジスト全面に対して同時露光を行ってもよいし、露光光源および／または基板を相対的に移動させて露光を行ってもよい。

前記予備露光は、電子ビームを照射して行ってもよいし、電子ビームではない荷電粒子線あるいは電磁波光を照射して行ってもよい。予備露光光としては、電子ビーム用レジストを感光できるものであれば如何なるものを用いてもよく、様々な荷電粒子線および電磁波を使用することができる。荷電粒子線としては電子ビーム以外に、α線、β線、プロトン線等が使用でき、一方電磁波としては可視光から近紫外、遠紫外、極端紫外領域以下までの様々な波長の光線を用いることができ、予備露光光源としては、例えばハロゲンランプ、ｇ線、ｈ線、i線等の超高圧水銀灯、XeCl、KrF、ArF、F_２、Ar_２等のエキシマレーザー、UV光源、EUV光源、およびX線源等を用いることができる。

本発明の凹凸パターン担持体の製造方法は、レジストが塗布された基板に、本発明の電子ビーム描画方法により所望の微細パターンを描画露光し、該所望の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、表面に凹凸パターンを有する凹凸パターン担持体を製造することを特徴とするものである。

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、凹凸パターンの形状に応じた磁化パターンを被転写媒体に転写するための磁気転写用マスター担体、凹凸パターンの形状を転写するための光ディスク用スタンパなどである。

本発明の磁気ディスク媒体の製造方法は、所望の微細パターンに応じた凹凸パターンを有する磁気ディスク媒体をインプリント法により製造する製造方法であって、
前記インプリント法に用いるインプリントモールドとして、レジストが塗布された基板に、本発明の電子ビーム描画方法により前記所望の微細パターンを描画露光し、該所望の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製造されたインプリントモールドを用いることを特徴とするものである。

本発明の他の磁気ディスク媒体の製造方法は、レジストが塗布された基板に、本発明の電子ビーム描画方法により所望の微細パターンを描画露光し、該所望の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磁気転写用マスター担体を用い、磁気転写により該マスター担体の表面に設けられた前記凹凸パターンに応じた磁化パターンを形成することを特徴とするものである。

本発明の光ディスク媒体の製造方法は、レジストが塗布された基板に、本発明の電子ビーム描画方法により所望の微細パターンを描画露光し、該所望の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スタンパを用いて製造することを特徴とするものである。

本発明の電子ビーム描画方法によれば、レジストに対して予備露光を施した上で、電子ビームを走査させて微細パターンの描画を行うので、見かけ上、レジストの感度を高くすることができ、予備露光しない場合の微細パターン描画時に必要な露光量よりも小さい露光量で所望のパターン描画を行うことができるため、相対的に描画時間を短くすることができる。

本発明の凹凸パターン担持体、磁気ディスク媒体および光ディスク媒体の製造方法においては、本発明の電子ビーム描画方法を採用していることから、予備露光をすることなくパターン描画を行う電子ビーム描画方法を用いていた場合と比較して、製造時間を短縮することができ、効率よく製造ができる。

本発明は、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、回転ステージを回転させつつ電子ビームを走査して所望の微細パターンを描画する電子ビーム描画方法において、回転ステージの半径方向位置における線速度が一定となるように、該回転ステージの回転速度を、描画位置の半径に反比例して内周トラック描画で速く外周トラック描画で遅くなるように回転制御して、微細パターンを描画するものであり、微細パターン描画を行う前に、レジストに対して予備露光を施すことを特徴とするものである。

図１は電子ビーム用レジストの溶解度曲線の一例を示すものである。図１に示すように、レジストには、それぞれ種類により、完全に溶解するために必要な最適露光量Ｄ_１００があり、最適露光量Ｄ_１００より少ない露光量の露光では現像後にレジストが基板上に残留してしまう。従って、パターン描画を行う場合には、最適露光量Ｄ_１００以上の露光量で露光する必要がある。すなわち、パターン描画時には、レジストの最適露光量Ｄ_１００以上の露光量となるように電子ビームの照射時間を設定する必要がある。

ここで、予備露光をしない場合微細パターンの描画時にＤ_１００の露光量となるように電子ビームを照射する必要があったところを、予備露光として図中Ｄａで示す量の露光量で予めレジストを露光しておくことにより、Ｄ₁₀₀−Ｄａの露光量が得られるように電子ビームを照射すればよいことから、予備露光しない場合と比較して電子ビームの照射時間を短縮することができる。予備露光により、見かけ上、溶解度曲線が図１中一点鎖線で示すようにＤａからＤ₁₀₀の範囲に圧縮されることとなり、レジスト感度が向上したのと同様の効果を得ることができる。

予備露光の露光量は、使用するレジストの感度・現像コントラスト、描画するパターンの大きさ（線幅）、描画速度、描画パターンの疎密状態による近接効果の影響度合い等の様々な因子を考慮して定める必要がある。露光量を最適露光量Ｄ_１００より小さい範囲で行うことは当然であるが、概ね最適露光量Ｄ_１００の３０％〜８０％程度が好ましい。予備露光量がＤ_１００の３０％より小さいとパターン描画時の電子ビーム照射時間の短縮効果が小さく、予備露光量がＤ_１００の８０％より大きいと、コントラストが不足し鮮明なパターンが描画できなくなる恐れがあるためである。なお、予備露光の露光量が多いほど、パターン描画の高速化の効果は大きくなる一方、描画マージンが小さくなってくるため、描画されるパターンが小さく密な高精細なパターンの描画が困難となる。

予備露光は、露光したレジストの単位面積あたりの露光量がほぼ一定となるように露光する。レジスト全面を一度に露光してもよいし、走査露光をしてもよい。

なお、[背景技術]の項で挙げた特許文献３に記載の描画方法では、角速度一定で電子ビーム描画を行うため、線速度の大きい外側での露光量が不足することから、予め外側で露光量が大きくなるように予備照射（露光）しておき、本露光（パターン描画）後の内外周で露光量を一定とするものである。従って、特許文献３に記載の描画方法においては、予備露光の露光量に外周側から内周側へ徐々に低くなっていくような勾配を設ける必要があり、単純な一括露光による予備露光はできない。一方、本発明においては、線速度一定（すなわち外側に行くほど回転速度を下げる）でパターン描画をするものであるため、特許文献３のような予備露光の露光量に勾配を設ける必要がなく、単純な一括露光などの単純な方法での予備露光が可能である。

予備露光方法の具体的な実施形態を図２および図３に示す。
図２に示すように、基板１０上に設けられたレジスト１１に対して、微細パターンの描画前に予備露光を行う。レジスト１１は電子ビーム用レジストであるが、ハロゲンランプなど、レジスト１１を感光できる予備露光光源５を用意して、この予備露光光源５を用いてレジスト１１全面に対して同時にかつ一様に予備露光光６を照射することにより予備露光を行う。なお、照射する光の強度、照射時間と、露光量との関係については予め求めておき、露光量が最適露光量の３０〜８０％程度の所定量となるように露光することが好ましい。

ここでは、電子ビームを用いないで、予備露光光源５からの光６を用いて予備露光することとしたが、当然ながら、電子ビームシャワーを予備露光に用いてもよい。また、図２では、光源５からレジスト１１全面に同時に予備露光光６を照射するものとしているが、ライン状の光を照射して、光源と基板とを相対的に移動させることによりレジスト全面を露光するようにしてもよい。予備露光光としては、様々な荷電粒子線、および電磁波を採用することができる。荷電粒子線としては電子ビームのほかにα線、β線、プロトン線等が使用でき、一方電磁波としては可視光から近紫外、遠紫外、極端紫外領域以下までの様々な波長の光線を用いることができ、予備露光光源としては、例えばハロゲンランプ、ｇ線、ｈ線、i線等の超高圧水銀灯、XeCl、KrF、ArF、F_２、Ar_２等のエキシマレーザー、UV光源、EUV光源、およびX線源等を用いることができる。

また、予備露光は、レジスト全面に対し行うのではなく、レジストを被う非開口部と、少なくとも、所望の微細パターンに対応する領域を開口した開口部とからなるマスクを用い、レジストの該開口部に対応する領域に対して行うようにしてもよい。

例えば、磁気ディスク媒体用の所望の微細パターンを描画する場合、図３に示すような、微細パターンであるサーボパターンが設けられる領域に対応する部分を開口する開口部７ａと、その他のレジスト領域を被う非開口部７ｂを有するマスク７を用い、このマスク７をレジスト１１上に配置した状態で、予備露光光を照射する。図３中ではマスク７を基板１０の上方に示しているが、予備露光を行う際にはマスク７はレジスト１１上に重ねた状態とする。これにより、レジスト１１の開口部７ａに対応する領域のみ予備露光を行うことができる。

以下、本発明に係る実施形態の電子ビーム描画方法を用いてディスクリートトラックメディア用のパターンを描画する方法について説明する。

図４Ａは、基板に描画する磁気ディスク媒体（ここではディスクリートトラックメディア）の描画パターンを示す全体平面図、図４Ｂはこの描画パターンの一部の拡大図、図５は基板の描画位置の半径と回転速度の関係を示すグラフ、図６は描画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信号（Ｂ）〜（Ｅ）を示す図である。図７は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４Ａおよび図４Ｂに示すように、ディスクリートトラックメディア用の描画パターンは、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４Ｂ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。ここでは、このサーボパターン１２のように多数の微細なエレメントで構成されるパターンを微細パターンと称する。

一方、グルーブパターン１５の各グルーブ１６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。

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７参照）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、グルーブ１６を順に走査しレジスト１１を照射露光するものである。

まず、この電子ビームＥＢによる露光の前に、基板１０上に塗布されたレジスト１１に対して、図３に示すようなマスクを用い、図２に示すような予備露光光源５を用いて予備露光を行う。図３に示すようなマスク７の開口部７ａはサーボパターン１２が形成される領域に対応して設けられており、予備露光により、レジスト１１上のサーボパターン１２が形成される領域が所定量の露光量で露光される。

この予備露光が施されたレジスト１１に対して、所望の微細パターンを含む描画パターンを描画する。以下、描画方法の一例を図５および６を参照して説明する。ここでは、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に続いて、グルーブ１６を、基板１０（回転ステージ４１）の１回転（１周）で一度に描画するものである。

図５は、基板１０のパターン描画における内周トラックと外周トラックの描画での基板回転速度（回転数）の関係を示し、鎖線で示す基本的特性は、最内周トラック（半径Ｒ１）の回転速度（回転数Ｖ１）に対し、最外周トラック（半径Ｒ２）の回転速度（回転数Ｖ２）が半径に反比例して遅くなるように回転制御される。実際には、各トラックごとに回転速度が変更調整されるのではなく、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８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の回転速度を段階的に変更する制御を行うものである。

このように基板１０の描画領域における、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線速度となるように、回転ステージ４１の回転速度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、このようにパターン描画時に、レジストの外周側および内周側での単位面積あたりの照射線量を均一なものとすることができるので、予備露光の際には、外周側および内周側の予備露光量に勾配をつける必要がなく、一様露光ができる。

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）電子ビームＥＢをＸ−Ｙ偏向させて、基板１０の回転速度に応じてトラック幅Ｗの送りを行うとともに、図６（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。

上記サーボエレメント１３ａ，１３ｂの描画に続いて、グルーブ１６の描画を行う。グルーブの描画時には、高速振動およびＸ−Ｙ偏向を行う必要はなく、基板１１の回転に伴いトラックに沿って描画する。

電子ビームＥＢのビーム強度は、予備露光を行ったレジスト１１に対して、上記サーボエレメント１３の高速振動描画でレジスト１１の最適露光量以上となる程度に設定されている。予め予備露光を行っているため、微細パターン描画時の照射線量を、予備露光を行っていなかった従来よりも小さく設定することができ、偏向速度および基板の回転速度を従来と比較して速くすることができるため、描画時間を短縮することができる。

さて、本実施形態においては、微細パターンであるサーボパターン１２を描画する領域に予備露光が施されており、グルーブパターン１５の領域には予備露光が施されていないために、さらなる効果を得ることができる。従来は、予備露光を行っていないレジストに対してサーボパターンの各エレメント描画のために必要な照射量を確保できる回転速度で基板を回転させるよう制御されていた。サーボパターン描画に適した回転速度および電子ビーム強度のまま基板の回転に伴いグルーブ１６を描画すると、グルーブ１６描画としては露光量過多となってしまう。そのため、グルーブ１６の描画をサーボパターンの描画とは別途に行う、あるいは、グルーブ１６を所定角度で分割した複数のグルーブエレメントとし、電子ビームの偏光、オン、オフを組み合わせて、露光量を調整するなどの処理が必要であった。

本実施形態のように、サーボパターン１２の領域のみ予備露光を施すこととし、グルーブ１６の描画に適する電子ビーム強度および回転速度でサーボパターン１２を描画したときに、サーボパターン１２においても最適露光量を得ることができる露光量で予備露光をしておけば、サーボパターン１２とそれに引き続くグルーブパターン１５を効率よく、しかも複雑な信号処理を行うことなく描画露光することができる。なお、マスク７を用いずサーボパターンおよびグルーブパターンが設けられる領域に対し一様露光を施した場合であっても、予備露光による微細パターン描画における描画時間の短縮効果は十分に得ることができる。

図６に基づき順に説明する。図６(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６(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、横軸は時間（回転角度）を示している。

まず、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。

続いて、ｅ点でブランキング信号ＢＬＫのオンにより電子ビームＥＢを照射し、グルーブ１６の描画を開始する。この場合には、（Ｂ）の偏向信号Def(Y)、（Ｃ）の偏向信号Ｄef(X)は基準位置のままであり、(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ており、基板１１の回転に伴って描画を行う。

さらに、グルーブ１６を描画する場合に、その描画開始点、つまり、図６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１６の描画終了位置の精度を高めている。具体的には、図６（Ｆ）で、ｅ点はその直前のパルス信号Ｓ１に基づき、信号Ｓ１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。

１つのトラックを１周描画した後、次のトラックに移動し同様に描画して、基板１０の全領域に所望のサーボパターン１２およびグルーブパターン１５を描画する。描画位置のトラック移動（径方向への移動）は、電子ビームＥＢを半径方向Ｙに偏向させて行うか、あるいは後述の回転ステージ４１を半径方向Ｙに直線移動させて行う。偏向手段により径方向へ電子ビーム照射位置を移動させる方が回転ステージ４１を移動させるより効率的であることから、偏向手段による径方向への移動が可能な範囲では偏向させることによりトラック移動を行って複数トラック描画した後に、ビームの偏向手段２１による径方向への偏向を一旦解除すると共に、直線移動手段４９を用いて回転ステージを複数トラック分程度半径方向に移動させるのが好ましい。

既述の通り、このトラック移動を機械的に行うタイミングに連係して回転ステージ１４の回転速度を段階的に変更する制御を行う。電子ビームの偏向によるトラック移動する複数トラックの間、電子ビームＥＢに対するレジスト１１の相対移動速度は、半径位置で異なり、外周で若干速くなり、単位面積の照射線量が変化する。しかし、偏向可能な範囲程度の複数トラック間における照射線量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速度を変更する必要はなく、前述のように例えば８トラック描画毎に変更調整すればよい。

サーボパターン１２およびグルーブパターン１５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７参照）より電子ビーム描画装置４０のフォーマッタ５０に送出する。この送出信号はフォーマッタ５０において、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。

上記のような描画を行うために、図７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は被描画体が設置されて電子ビーム照射によるパターン描画を行う電子ビーム描画装置４０、該電子ビーム描画装置の各種手段を制御する各種制御部５１,５２,５６および５８、各種制御部に対して制御信号を入力するフォーマッタ５０、および描画すべき描画パターン情報および描画方法などに基づいて設計データをフォーマッタ５０に送出する信号送出装置６０を備えている。

電子ビーム描画装置４０は、筐体内に電子ビーム用レジスト１１が塗布された基板１０が載置される回転ステージ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４３および、回転ステージ４１の回転量を検出する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ロータリエンコーダ４４を備えた回転ステージユニット４５と、該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（図中矢印Ｙ方向）に延びる一本のシャフト４６および該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駆動手段４７からなる回転ステージ直線移動手段４８とを筐体４９内に備えている。シャフト４６には、精密なネジきりが施され、パルスモータ等の駆動手段４７によって正逆回転されるようになっている。

電子ビーム描画装置４０は、さらに、筐体４９上に備えられた鏡筒２８内に電子ビームを出射する電子銃２３、電子ビームＥＢをＹ方向（基板径方向）およびＹ方向に直交するＸ方向（円周方向）へ偏光させる偏光手段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）を備えている。なお、筐体２８内には、図示されていない電磁レンズからなる集光レンズ、対物レンズなどが適宜備えられており、電子銃２３から出射された電子ビームＥＢは偏向手段２１、２２および集光レンズ、対物レンズ等を経て、レジスト１１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。

ブランキング手段２４は、ブランキング制御部（ＢＬＫ制御部）５１からの制御信号に基づいてオン・オフされる。偏向手段２１、２２は偏向制御部５２からの信号に基づいて電子ビームＥＢを高速振動および／または偏向させるものである。スピンドルモータ４３は回転制御部５６からの信号に基づいて回転が制御されるものであり、直線移動手段４８の駆動手段４７は、ステージ移動制御部５８からの信号に基づいて回転ステージ４１を半径方向に移動する。

信号送出装置６０は、前述のサーボパターンなどの描画データ（描画パターンや描画タイミングを示すデータ）を記憶し、フォーマッタ５０に描画データ信号を送出するものである。

フォーマッタ５０は、信号送出装置６０から入力された描画データ信号を、ブランキングのオン・オフ制御、電子ビームＥＢのＸ−Ｙ偏向制御、回転ステージ４１の回転速度制御、および回転ステージ４１の直線移動の制御等の制御信号として、ＢＬＫ制御部５１、偏向制御部５２、回転制御部５６およびステージ移動制御部５８に振り分けるものであり、それぞれの制御信号はエンコーダ４４から入力されたエンコーダパルス信号と同期させて所定のタイミングで送出される。そして、ＢＬＫ制御部５１、偏向制御部５２、回転制御部５６およびステージ移動制御部５８は、フォーマッタ５０からの信号に基づいて、それぞれ、ブランキング手段２４、偏向手段２１，２２、スピンドルモータ４３、直線移動手段４８を駆動制御し、電子ビーム描画装置４０により被描画体の全面に所望の描画パターンを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の電子ビーム描画用レジスト１１が塗設されている。なお、上記電子ビーム描画用レジスト１１の感度と各エレメント１３の形状とを考慮しながら、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。

なお、上記実施形態においては、トラック内のパターン描画方法として、各微細エレメントの描画は電子ビームを周方向に高速振動させると共に、半径方向に偏向させることによりエレメント形状を塗りつぶすようにする方法について説明したが、レジストが塗布された基板を回転させながら、パターンのトラック幅方向に電子ビームを往復振動させて描画する方法を採用してもよい。また、電子ビームを振動させることなく、電子ビームのオン、オフによりパターン描画行う描画方法を採用してもよい。

次に、本発明の凹凸パターン担持体の製造方法およびその凹凸パターン担持体であるインプリントモールドを用いた磁気ディスク媒体の製造方法を説明する。ここでは、微細パターン描画システム２０を用い、前述の実施形態の電子ビーム描画方法によってサーボパターンとグルーブパターンからなるディスクリートトラックメディア用の微細パターンを描画する。図８は、インプリントモールドを用いて微細凹凸パターンを転写形成している一過程を示す概略断面図である。

まず、インプリントモールド（凹凸パターン担持体）７０の製造方法を説明する。透光性材料による基板７１の表面に、図８では不図示の前述のレジスト１１を塗布し、予備露光後、サーボパターンおよびグルーブパターンを描画する。その後、現像処理して、レジストによる凹凸パターンを基板７１に形成する。このパターン状のレジストをマスクとして基板７１をエッチングし、その後レジストを除去し、表面に形成された微細凹凸パターン７２を備えるインプリントモールド７０を得る。

次に、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ディスク媒体８０の製造方法を説明する。具体的には、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、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、微細パターン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による微細凹凸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を製造する。

なお、上記ではディスクリートトラックメディアの製造について説明したが、ビットパターンメディアも同様の工程で製造することができる。ビットパターンメディアの場合、微細パターンは媒体全面に亘って形成されるものであるため、予備露光としては全面一様露光が適する。

以上説明した、本発明の電子ビーム描画方法を用いた、上述のインプリントモールドおよび該インプリントモールドを用いたディスクリートトラックメディアの製造方法は一例であり、本発明の電子ビーム描画方法を用いて微細パターンの描画を行い、凹凸パターンを形成する工程を経るインプリントモールドの製造方法および磁気ディスク媒体の製造方法であればよく、上述の製造方法に限るものではない。

次に、本発明の凹凸パターン担持体の製造方法およびその凹凸パターン担持体である磁気転写用マスター担体を用いた磁気ディスク媒体の製造方法を説明する。ここでは、微細パターン描画システム２０を用い、上記実施形態の描画方法で説明した、半径方向に直交する方向へ高速振動をさせつつエレメントを描画する方法により、サーボパターンからなる磁気転写マスター担体用の微細パターンを描画する。図９は、磁気転写用マスター担体用の原盤を製造する工程を示す模式図であり、図１０は、表面に凹凸状の微細パターンを備えた磁気転写用マスター担体９０（凹凸パターン担持体）を製造する工程を示す断面模式図、図１１は磁気転写用マスター担体を用いて磁気ディスク媒体８５に磁化パターンを磁気転写している工程を示す断面模式図である。

磁気転写用マスター担体９０の作製工程はインプリントモールド７０の作製方法とほぼ同様である。図９（Ａ）に示すように、回転ステージ４１に設置する基板１００は、例えばシリコン、ガラスあるいは石英からなる円板の表面にポジ型あるいはネガ型電子ビーム描画用レジスト１０１が塗設され、このレジスト１０１に対して予備露光を行い、その後、電子ビームEBを走査させて所望のパターン、ここでは、サーボ領域へのサーボ信号パターン１０３の描画を行う。その後、レジスト１０１を現像処理して、図９（Ｂ）に示すレジストによる微細凹凸パターンを有する基板１００を得る。これが磁気転写用マスター担体９０の原盤１０５となる。

次に、図１０（Ａ）に示すように、この原盤１０５の表面の凹凸パターン１０５ａ表面に薄い導電層を成膜し、その上に、図１０（Ｂ）に示すように電鋳を施し、金属の型をとったポジ状凹凸パターンを有する基板９１を得る。その後、図１０（Ｃ）に示すように、原盤から所定厚みとなった基板９１を剥離する。基板９１の表面の凹凸パターンは、原盤の凹凸形状が反転されたものである。

基板９１の裏面を研磨した後、図１０（Ｄ）に示すように、その凹凸パターン上に磁性層９２（軟磁性層）を被覆して磁気転写用マスター担体９０を得る。基板９１の凹凸パターンの凸部あるいは凹部形状は、原盤のレジストの凹凸パターンに依存した形状となる。

上記のようにして作製された磁気転写用マスター担体９０を用いた磁気転写方法を説明する。情報が転写される被転写媒体である磁気ディスク媒体８５は、例えば、基板８６の両面または片面に磁気記録層８７が形成されたハードディスク、フレキシブルディスク等であり、ここでは、磁気記録層８７の磁化容易方向が記録面に対して垂直な方向に形成されている垂直磁気記録媒体とする。

図１１(Ａ)に示すように、予め磁気ディスク媒体８５に初期直流磁界Ｈinをトラック面に垂直な一方向に印加して磁気記録層８７の磁化を初期直流磁化させておく。その後、図１１（Ｂ)に示すように、この磁気ディスク媒体８５の記録層８７側の面とマスター担体９０の磁性層９２の面とを密着させ、磁気ディスク媒体８５のトラック面に垂直な方向に初期直流磁界Ｈinとは逆方向の転写用磁界Ｈduを印加して磁気転写を行う。その結果、図１１(Ｃ)に示すように、転写用磁界がマスター担体９０の磁性層９２に吸い込まれ、凸部に対応する部分の磁気ディスク媒体８５の磁性層８７の磁化が反転し、その他の部分の磁化は反転しない結果、磁気ディスク媒体８５の磁気記録層８７にはマスター担体９０の凹凸パターンに応じた情報（例えばサーボ信号）が磁気的に転写記録される。なお、磁気ディスク媒体８５の上側記録層についても磁気転写を行う場合には、上側記録層に上側用のマスター担体を密着させて下側記録層と同時に磁気転写を行う。

なお、面内磁気記録媒体への磁気転写の場合にも、上記垂直磁気記録媒体用とほぼ同様のマスター担体９０が使用される。この面内記録の場合には、磁気ディスク媒体の磁化を、予めトラック方向に沿った一方向に初期直流磁化しておき、マスター担体と密着させてその初期直流磁化方向と略逆向きの転写用磁界を印加して磁気転写を行うものであり、この転写用磁界がマスター担体９０の凸部磁性層に吸い込まれ、凸部に対応する部分の磁気ディスク媒体の磁性層の磁化は反転せず、その他の部分の磁化が反転する結果、凹凸パターンに対応した磁化パターンを磁気ディスク媒体に記録し、プレフォーマット済の磁気ディスク媒体を製造することができる。

以上説明した、本発明の電子ビーム描画方法を用いた、磁気転写用マスター担体の上述の製造方法は一例であり、本発明の電子ビーム描画方法を用いて微細パターンの描画を行い、凹凸パターンを形成する工程を経るものであれば上述の製造方法に限るものではない。

次に、本発明の凹凸パターン担持体の製造方法およびその凹凸パターン担持体である光ディスク用スタンパを用いた光ディスクメディアの製造方法を説明する。ピットとウォブルグルーブからなる光ディスク用スタンパ用の微細パターンを描画する際には、半径方向に高速振動させる描画方式が好適である。また、光ディスクメディアの場合、ピットとフォブルグルーブからなる微細パターンを全面に描画することから、予備露光としては全面一様露光を行うのが好適である。図１２は、光ディスク用スタンパ原盤を製造する工程を示す模式図であり、図１３は、光ディスク用スタンパの斜視図および一部の拡大図を示すものである。

図１２（Ａ）に示すように、レジスト１１２塗布され、予備露光が行われた基板１１１をＡ方向に回転させながら、電子ビームEBを走査させることにより所望のパターンを描画する。なお、光ディスク媒体は、磁気ディスク媒体のシリンダ状のパターンとは異なり、螺旋状であり、ここでは、回転ステージ４１を回転させるとともに、回転ステージ４１をほぼ連続的にＹ方向に移動させることにより螺旋状のパターン（螺旋状に並んだピット、グルーブ）１１６を描画する。

次に、図１２（Ｂ）に示すように、電子ビーム描画用レジスト１１２を現像処理して、螺旋状に形成された所望のパターン１１６が電子ビーム描画用レジスト１１２に転写された基板１１１を得る。これが光ディスク用スタンパの原盤１１０となり、これを基に複数の光ディスク用スタンパが形成される。

図１３に示すように、光ディスク用スタンパ１２０は、ピット１２１、グルーブ１２２に対応する凸部を表面に有し、この凸部の形状は、原盤１１０に設けられたレジスト凹部に対応する。

なお、上記のようにして作製された光ディスク用スタンパ１２０を用いて複数の光ディスクが複写成形される。

インプリントモールド、磁気転写用マスター担体、光ディスク用スタンパ原盤などの凹凸パターン担持体の製造において、本発明の電子ビーム描画方法を採用し、レジストに対し予備露光を施した上で、微細パターンの描画を行うことにより、予備露光をすることなく微細パターンの描画を行っていた場合と比較して、電子ビーム照射時間を短縮することができることから、全面への微細パターン描画に要する時間が短縮でき、その結果凹凸パターン担持体の製造に要する時間も短縮できる。

レジスト溶解度曲線の一例を示す図 予備露光方法の実施形態を示す模式図 予備露光方法の他の実施形態を示す模式図 本発明の電子ビーム描画方法により基板に描画する微細パターン例を示す平面図 微細パターンの一部の拡大図 描画半径位置と基板回転速度との関係を示す特性図 第１の実施形態の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) 電子ビーム描画方法を用いて製造された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断面模式図 磁気転写用マスター担体用原盤を製造する工程を示す模式図 磁気転写用マスター担体を製造する工程を示す断面模式図 磁気転写工程を示す断面模式図 光ディスク用スタンパ原盤を製造する工程を示す模式図 光ディスク用スタンパ原盤を示す斜視図

符号の説明

５ 予備露光光源
６ 予備露光光
７ マスク
７ａ 開口部
７ｂ 非開口部
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
EB 電子ビーム
Ｘ 周方向（半径方向に直交する方向）
Ｙ 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
43 エンコーダ
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 フォーマッタ
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 磁気ディスク媒体
81 基板
82 磁性層
83 レジスト樹脂層
85 磁気ディスク媒体
90 磁気転写用マスター担体
10 磁気転写用マスター担体原盤
110 光ディスク用スタンパ原盤
120 光ディスク用スタンパ

Claims (8)

1. 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、前記回転ステージを回転させつつ電子ビームを走査して所望の微細パターンを描画する電子ビーム描画方法において、
   前記微細パターンの描画を、前記回転ステージの半径方向位置における線速度が一定となるように、該回転ステージの回転速度を、描画位置の半径に反比例して内周トラック描画で速く外周トラック描画で遅くなるように回転制御して行うものであり、
   前記微細パターンの描画を行う前に、前記レジストに予備露光を施すことを特徴とする電子ビーム描画方法。
2. 前記予備露光を、前記レジスト上における、該予備露光による露光量が一様となるように行うことを特徴とする請求項１記載の電子ビーム描画方法。
3. 前記レジストを被う非開口部と、少なくとも、前記所望の微細パターンに対応する領域を開口した開口部とからなるマスクを用い、前記予備露光を、前記レジストの該開口部に対応する領域に対して行うことを特徴とする請求項１または２記載の電子ビーム描画方法。
4. 前記予備露光を、前記所望の微細パターンが描画されるレジストの全面に行うことを特徴とする請求項１または２記載の電子ビーム描画方法。
5. レジストが塗布された基板に、請求項１から４いずれか１項記載の電子ビーム描画方法により所望の微細パターンを描画露光し、該所望の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、表面に凹凸パターンを有する凹凸パターン担持体を製造することを特徴とする凹凸パターン担持体の製造方法。
6. 所望の微細パターンに応じた凹凸パターンを有する磁気ディスク媒体をインプリント法により製造する製造方法であって、
   前記インプリント法に用いるインプリントモールドとして、レジストが塗布された基板に、請求項１から４いずれか１項記載の電子ビーム描画方法により前記所望の微細パターンを描画露光し、該所望の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製造されたインプリントモールドを用いることを特徴とする磁気ディスク媒体の製造方法。
7. レジストが塗布された基板に、請求項１から５いずれか１項記載の電子ビーム描画方法により所望の微細パターンを描画露光し、該所望の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磁気転写用マスター担体を用い、磁気転写により該マスター担体の表面に設けられた前記凹凸パターンに応じた磁化パターンを形成することを特徴とする磁気ディスク媒体の製造方法。
8. レジストが塗布された基板に、請求項１から４いずれか１項記載の電子ビーム描画方法により所望の微細パターンを描画露光し、該所望の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スタンパを用いて製造することを特徴とする光ディスク媒体の製造方法。

Images