JP5132355B2 - 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

Description

本発明は、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、電子線の入射位置を基板上で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領域に分割し、この微小領域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を描画している。

特開２００３−３１７３２７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の装置では、基板表面の等ピッチ螺旋トラック又は同心円トラック上に、中心角が相互に等しい円弧状のパターンを複数形成することは容易に行うことができるが、トラックに沿って、中心角が同一の微小パターン群とトラック方向の長さが同一の微小パターン群とを混在させて形成することは困難である。

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、基板表面に形成されたセクタ内の領域に、トラックに沿って中心角が同一の複数の微小パターンからなるパターンとトラック方向の長さが同一の複数の微小パターンからなるパターンとを混在させて形成することを容易にする電子線描画装置を提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、情報記録媒体に形成されたセクタ内の領域に、トラックに沿って、中心角が同一の複数の微小パターンからなるパターンとトラック方向の長さが同一の複数の微小パターンからなるパターンとを混在させて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３の目的は、各セクタ内の領域に、トラックに沿って、中心角が同一の複数の微小パターンからなるパターンとトラック方向の長さが同一の複数の微小パターンからなるパターンとが混在して形成された情報記録媒体を製造するための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、電子線を用いて、所定の基準点を中心に複数のセクタが規定された基板表面の領域を、前記基準点を中心に等ピッチで並ぶ複数の同心円トラックに沿って露光することにより、前記複数の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、前記電子線を前記複数の同心円トラックのいずれかへ入射させる偏向装置と；前記複数のセクタの第１及び第２領域それぞれにおける前記複数の同心円トラック上の露光開始位置が、前記基準点から放射状に延びる同一直線上に位置するとともに、前記複数の同心円トラックに沿って中心角が相互に同一の複数の円弧状のパターンが前記第１領域に形成され、かつ前記複数の同心円トラックに沿って相互に同一の長さの複数のパターンが前記第２領域に形成されるように、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、セクタ内の第１領域内に、同心円トラックに沿って中心角が同一の円弧状の微小パターンからなるパターンを精度よく形成することが可能となる。そして、セクタ内の第２領域内に、同心円トラックに沿ってトラック方向の長さが同一の円弧状の微小パターンからなるパターンを精度よく形成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、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、原盤には、情報記録媒体のセクタに対応する領域に、トラックに沿って中心角が同一の複数の微小パターンからなるパターンとトラック方向の長さが同一の複数の微小パターンからなるパターンとが混在した状態で形成される。そして、この原盤を用いることにより、情報記録媒体のセクタ内の領域に、トラックに沿って中心角が同一の複数の微小パターンからなるパターンとトラック方向の長さが同一の複数の微小パターンからなるパターンとを混在した状態で形成することが可能となる。

本発明は第３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、情報記録媒体のセクタ内の領域に、トラックに沿って中心角が同一の複数のパターンとトラック方向の長さが同一の複数のパターンとが混在した状態で形成される。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図８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。

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４は、前記パルス信号生成装置２１のブロック図である。図４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、一例として図５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を所定の回転数で回転させ、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を駆動することによって基板ＷをＸ軸方向へ所定の速度で移動させる。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６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６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。すなわち、電子線の入射位置が常時いずれかの同心円トラック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７に示されるように、中心角θｓのセクタ内の領域のうち、中心角がθａの領域（同一中心角領域）に第１基準角度Δθを中心角とする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し、中心角がθｂの領域（同一長領域）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。以下、フォーマッタ駆動クロック信号Ｆｃｌｋを生成する手順について説明する。

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）

図７に示されるように、中心角がΔθ（第１基準角度Δθ）の円弧状のパターンを、セクタ内の中心角がθａの領域（同一中心角領域）に形成する場合には、例えば図７中の同心円トラック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、中心角を第１基準角度Δθとする円弧（第１単位トラック）に区分したときの個数をＮ_１とすると、第１基準角度を整数倍した角度（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_１ …（３）
Ｔ・ｋ＝２π・Ｒ_０・ｋ／（Ｖ・Ｎ_１） ± π・Ｐ・ｋ^２／（Ｖ・Ｎ_１ ^２）…（４）

上記式（４）より、第１基準角度Δθを中心角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_１） ± π・Ｐ・（２ｋ＋１）／（Ｖ・Ｎ_１ ^２）
…（５）

上記式（５）は、本実施形態のように螺旋トラック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_ｎに沿った、中心角が第１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。ただし、Ｒ_１は、同一中心角領域の同心円トラックＣＴｒ_ｎ上の露光開始位置に対応する螺旋トラック上の位置（螺旋トラックＳＴｒ上の照射位置）と基板Ｗの回転中心ｏとの距離である。

２π・Ｒ_１／（Ｖ・Ｎ_１） ± π・Ｐ／（Ｖ・Ｎ_１ ^２）…（６）
±２π・Ｐ・（Ｖ・Ｎ_１ ^２）…（７）

電子線描画装置１００のフォーマッタ駆動クロック生成装置２１ｂは、図５に示されるように、上記式（６）及び式（７）によって規定される周期でハイレベルとなるクロック信号Ａｃｌｋを生成する。このクロック信号Ａｃｌｋは、図５及び図７を参酌するとわかるように第１基準角度Δθを中心角とする円弧状のパターンを描画する際の描画時間ＴＡｎを１つの単位として構成される。

なお、本実施形態では、図８を参酌するとわかるように、同一中心角領域は、整数ＮＡと第１基準角度Δθの積による角度が中心角となる領域となる。なお、上述した同一中心角領域を形成する方法については、特開２００３−３１７３２７号公報に詳細に開示されている。

次に、フォーマッタ駆動クロック生成装置２１ｂは、同一中心角領域への描画が終了するとクロック信号Ｌｃｌｋの生成を開始する。照射位置が螺旋トラックＳＴｒに沿って移動しているときに、クロック信号Ｌｃｌｋに基づいて電子線をブランキングさせることで、図７を参酌するとわかるように、セクタ内の中心角がθｂの領域（同一長領域）に同心円トラックＣＴｒ_ｎに沿った長さがΔＬ（基準長さ）の円弧状の微小パターンを形成することができる。なお、同一中心角領域への描画終了時の判断は、同一中心角領域への描画開始から、基準クロック信号ＣＬＫのクロック数を計数し、計数結果が予め設定された値となったことに基づいて行われる。

同心円トラックＣＴｒ_ｎに沿って形成される長さがΔＬ（基準長さ）の円弧状の微小パターンそれぞれは、トラック毎にその中心角が異なるが、同一のトラック上における微小パターンにおいてはその中心角が相互に同一である。したがって、同心円トラックＣＴｒ_ｎを、同心円トラックＣＴｒ_ｎに沿った長さがΔＬの円弧（第２単位トラック）に区分したときの個数をＮ_２とすると、本実施形態のように螺旋トラック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_ｎに沿った長さがΔＬの単位パターンを形成する周期は、その初期値が次式（８）で与えられ、増減値が次式（９）で与えられる。ただし、Ｒ_２は、同一長領域の同心円トラックＣＴｒ_ｎ上の露光開始位置に対応する螺旋トラック上の位置（螺旋トラックＳＴｒ上の照射位置）と基板Ｗの回転中心ｏとの距離である。

２π・Ｒ_２／（Ｖ・Ｎ_２） ± π・Ｐ／（Ｖ・Ｎ_２ ^２）…（８）
±２π・Ｐ・（Ｖ・Ｎ_２ ^２）…（９）

電子線描画装置１００のフォーマッタ駆動クロック生成装置２１ｂでは、図５に示されるように、上記式（８）及び式（９）によって規定される周期に基づいてハイレベルとなるクロック信号Ｌｃｌｋが生成される。このクロック信号Ｌｃｌｋは、図５及び図７を参酌するとわかるように同心円トラックＣＴｒ_ｎに沿った長さが基準長さΔＬとなるパターンを描画する際の描画時間ＴＬｍを１つの単位として構成される。

また、同一長領域では、基板Ｗの回転中心からの距離、すなわち半径が大きい同心円トラックＣＴｒ_ｎほどトラック長が長くなる。このため、図８に示されるように、同一長領域では、同心円トラックＣＴｒ_ｎ長さは、同心円トラック間で異なる整数ＮＬ（ｎ）と基準長さΔＬとの積で表される。

すなわち、フォーマッタ駆動クロック生成装置２１ｂでは、上述のように、同一中心角領域を照射位置が移動する間はクロック信号Ａｃｌｋが生成され、照射位置が同一長領域を移動する間はクロック信号Ｌｃｌｋが生成されることで、結果的に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、中心角θｓのセクタ内の領域のうち、同一中心角領域に、第１基準角度Δθを中心角とする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が描画され、同一長領域に、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が描画される。

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、本実施形態にかかる電子線描画装置１００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が偏向電極１６によって偏向されることで、基板Ｗに対する同心円トラックＣＴｒ_ｎに沿った露光が行われる。その際に、セクタ内の同一中心角領域では、第１基準角度Δθに基づいて生成されたクロック信号Ａｃｌｋに基づいて電子線がブランキングされ、セクタ内の同一中心角領域内には、同心円トラックＣＴｒ_ｎに沿って中心角が同一の円弧状の微小パターンからなるパターンが精度よく形成される。また、セクタ内の同一長領域では、基準長さΔＬに基づいて生成したクロック信号Ｌｃｌｋに基づいて電子線がブランキングされ、同一長領域内には、トラック方向の長さが同一の円弧状の微小パターンからなるパターンが精度よく形成される。

なお、第１基準角度Δθの設定方法としては、図８に示されるように第１基準角度Δθの整数倍がセクタの中心角θｓとなるように設定してもよく、第１基準角度Δθの整数倍がセクタの中心角θｓとならなくともよい。第１基準角度Δθの整数倍がセクタの中心角θｓとなるように設定した場合には、セクタに含まれる同心円トラックＣＴｒ_ｎの残りの部分が、基準長さのΔＬの整数倍となるように設定してもよい。この場合には同心円トラックごとに基準長さが微小に異なることとなるが、同一長領域の端部に余りとなる領域が形成されることを回避することが可能となる。

また、図９に示されるように、基準長さΔＬの大きさをすべての同心円トラックＣＴｒ_ｎ間で同一に設定した場合には、同一長領域にトラック方向の長さがΔＬより小さい領域ＳＡを露光しない領域とする必要がある。また、同一長領域に形成される微小パターンの数を調整したい場合にも、同一長領域の端部に領域ＳＡを露光しない領域とする必要がある。

この場合には、同一長領域内においてクロック信号Ｌｃｌｋに基づくブランキングが終了した後に、照射位置が同一長領域の端部まで移動する間は電子線のブランキングを継続させる。このため、フォーマッタ駆動クロック生成装置２１ｂは、同一長領域への描画が終了するとクロック信号ＳＥｃｌｋの生成を開始し、このクロック信号ＳＥｃｌｋに基づいて電子線のブランキングを行う。以下、このクロック信号ＳＥｃｌｋの生成方法について説明する。

同心円トラックＣＴｒ_ｎを、領域ＳＡに含まれる同心円トラックＣＴｒ_ｎに対応する円弧（第３単位トラック）の中心角（第２基準角度）ごとに区分したときの個数をＮ_３とすると、照射位置が領域ＳＡを横切るために要する時間ＴＳＥは次式で与えられる。なお、Ｒ_３はクロック信号Ｌｃｌｋによるブランキングが終了したときの照射位置と基板Ｗの回転中心までの距離である。

ＴＳＥ＝２π・Ｒ_３／（Ｖ・Ｎ_３） ± π・Ｐ／（Ｖ・Ｎ_３ ^２）…（１０）

電子線描画装置１００のフォーマッタ駆動クロック生成装置２１ｂでは、図１０を参酌するとわかるように、クロック信号Ｌｃｌｋによるブランキングが終了してから、上記式（１０）で規定される時間ＴＳＥが経過した後にハイレベルとなるクロック信号ＳＥｃｌｋを生成し、フォーマット信号生成装置２２へ出力する。これにより、フォーマット信号生成装置２２からは、クロック信号Ｌｃｌｋによるブランキングが終了してから、時間ＴＳＥが経過するまでの間にハイレベルとなる信号が偏向電極１６へ出力される。これにより、電子線は時間ＴＳＥが経過するまでの間ブランキングされる。

すなわち、フォーマッタ駆動クロック生成装置２１ｂでは、上述のように、同一中心角領域を照射位置が移動する間はクロック信号Ａｃｌｋが生成され、照射位置が同一長領域を移動する間はクロック信号Ｌｃｌｋが生成される。そして、クロック信号Ｌｃｌｋによるブランキングが終了してから、照射位置が領域ＳＡ間を移動する間は、クロック信号ＳＥｃｌｋが生成される。こよれにより、結果的に図９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。

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は図１１又は図１２に示される構成のものを用いることができる。

図１１に示されるフォーマッタ駆動クロック生成装置２１ｂは、クロック信号Ａｃｌｋを生成する同一中心角クロック生成部５２、クロック信号Ｌｃｌｋを生成する同一長クロック生成部５３、クロック信号ＳＥｃｌｋを生成するセクタ長調整クロック生成部５４、入力される各信号Ａｃｌｋ,Ｌｃｌｋ,ＳＥｃｌｋから選択情報ＳＥＬに基づいていずれかの信号を選択し、選択した信号をフォーマッタ駆動クロック信号Ｆｃｌｋとして出力する選択部５６、及び、同一中心角クロック生成部５２、同一長クロック生成部５３、セクタ長調整クロック生成部５４に対して、各クロック信号を生成するためのデータＴＡ−Ｄａｔａ、ＴＬ−Ｄａｔａ、ＴＳＥ−Ｄａｔａを供給するとともに、選択部５６へ選択情報ＳＥＬを供給するフォーマッタ駆動クロック生成コントロール部５１によって構成される。

フォーマッタ駆動クロック生成コントロール部５１は、コントローラ２０から供給される、露光する露光パターンに応じたフォーマッタ駆動クロック信号Ｆｃｌｋを生成するためのデータＣｎｔ−Ｄａｔａ、クロック信号Ａｃｌｋ、Ｌｃｌｋ、ＳＥｃｌｋに対応したクロック周期に関するデータ（以下、クロック周期データという）、クロック数データ、各クロックの出力順序を制御するデータなどを保持するデータ格納部と、各クロック信号の出力クロック数をカウントする計数手段などを有している。そして、形成する各領域毎に予め用意される領域形成クロック数に応じ、各クロック生成部５２〜５４に対するクロック周期データの更新とクロック切換え制御信号ＳＥＬの出力制御を行う。これによりフォーマッタ駆動クロック信号Ｆｃｌｋは、周期誤差を含まない連続したフォーマッタ駆動クロックとして生成される。

また、図１２示されるフォーマッタ駆動クロック生成装置２１ｂは、設定される周期データに基づいて、基準クロック信号ＣＬＫをもとに生成されるクロックであって、設定した周期後に生成出力されるクロックを生成する周期クロック生成部６３と、この周期クロック生成部６３に与えられる周期データＴ−Ｄａｔａを、形成する領域に応じて切換える周期データセレクト部６２と、フォーマッタ駆動クロック生成コントロール部６１とを備えている。

フォーマッタ駆動クロック生成コントロール部６１は、コントローラ２０から供給される、露光する露光パターンに応じたフォーマッタ駆動クロック信号Ｆｃｌｋを生成するためのデータＣｎｔ−Ｄａｔａ、クロック信号Ａｃｌｋ、Ｌｃｌｋ、ＳＥｃｌｋに対応したクロック周期に関するデータ（以下、クロック周期データという）、クロック数データ、各クロックの出力順序を制御するデータなどを保持するデータ格納部と、各クロック信号の出力クロック数をカウントする計数手段などを有している。そして、形成する各領域毎に予め用意される領域形成クロック数に応じ、各クロック生成部５２〜５４に対するクロック周期データの更新とクロック切換え制御信号ＳＥＬの出力制御を行う。これによりフォーマッタ駆動クロック信号Ｆｃｌｋは、周期誤差を含まない連続したフォーマッタ駆動クロックとして生成される。

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、同一中心角領域に、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等で構成されるサーボエリアが形成され、同一長領域には、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からなるデータエリアが形成されている。サーボエリアのパターンは、トラックを横断した連続したパターンの形成が必要な為、露光ビーム径と同等のトラックピッチによるパターン露光を行い、データエリアを形成するに際しては、パターンを露光形成しないトラックの挿入を行いながら、全体の露光が行われる。

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、トラックに沿って中心角が同一の複数のパターンとトラック方向の長さが同一の複数のパターンとを混在した状態で形成することができる。

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（その１）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（その１）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（その２）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（その２）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（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（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１）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。

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…フォーマッタ駆動クロック生成コントロール部、５２…同一中心角クロック生成部、５３…同一長画クロック生成部、５４…セクタ長調整クロック生成部、５６…選択部、６３…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、Ａｃｌｋ,Ｌｃｌｋ…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、ＣＴｒ…同心円トラック、ＳＴｒ…螺旋トラック。

Claims (7)

1. 電子線を用いて、所定の基準点を中心に複数のセクタが規定された基板表面の領域を、前記基準点を中心に等ピッチで並ぶ複数の同心円トラックに沿って露光することにより、前記複数の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、前記電子線を前記複数の同心円トラックのいずれかへ入射させる偏向装置と；
   前記複数のセクタの第１及び第２領域それぞれにおける前記複数の同心円トラック上の露光開始位置が、前記基準点から放射状に延びる同一直線上に位置するとともに、前記複数の同心円トラックに沿って中心角が相互に同一の複数の円弧状のパターンが前記第１領域に形成され、かつ前記複数の同心円トラックに沿って相互に同一の長さの複数のパターンが前記第２領域に形成されるように、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。
2. 前記ブランキング装置は、前記照射位置が前記複数のセクタのうちの一のセクタの前記第１領域を移動する間に、該第１領域内の複数の同心円トラックそれぞれを第１基準角度毎に区分したときの第１単位トラックの個数をＮ _１ 、前記一のセクタの前記第１領域内の複数の同心円トラックのうちの一の同心円トラック上の露光開始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 、前記螺旋トラックのピッチを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クロック信号に基づいて、前記電子線をブランキングさせ、
   前記照射位置が前記一のセクタの前記第２領域を移動する間に、該第２領域内の前記複数の同心円トラックそれぞれを基準長さ毎に区分したときの第２単位トラックの個数をＮ_２、前記一のセクタの前記第２領域内の前記一の同心円トラック上の露光開始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、前記螺旋トラックのピッチを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を初期値とし、式±２π・Ｐ／（Ｖ・Ｎ_２ ^２）を用いて算出される値を増減値として決定される第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ことを特徴とする請求項１に記載の電子線描画装置。
3. 前記１基準角度は任意に設定されることを特徴とする請求項２に記載の電子線描画装置。
4. 前記基準長さは任意に設定されることを特徴とする請求項２又は３に記載の電子線描画装置。
5. 前記ブランキング装置は、前記第２クロック信号に基づくブランキングを行った後に、前記照射位置が前記一のセクタの前記第２領域を移動する間に、
   前記一の同心円トラックに対応する中心角から、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ブランキングが行われる間に前記照射位置が移動した前記螺旋トラック上の経路に対応する中心角を引いた残りの角度を第２基準角度とし、
   前記一の同心円トラックを第２基準角度毎に区分したときの第３単位トラックの個数をＮ_３、前記第２クロック信号に基づくブランキングが終了したときの前記螺旋トラック上の前記照射位置と前記基準点との距離をＲ_３、前記螺旋トラックのピッチを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_３／（Ｖ・Ｎ_３）±π・Ｐ／（Ｖ・Ｎ_３ ^２）を用いて算出される値に基づいて決定される第３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ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の電子線描画装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項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。
7. 請求項６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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