JPS62139154A - 情報記録再生方法 - Google Patents

情報記録再生方法

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JPS62139154A
JPS62139154A JP60278889A JP27888985A JPS62139154A JP S62139154 A JPS62139154 A JP S62139154A JP 60278889 A JP60278889 A JP 60278889A JP 27888985 A JP27888985 A JP 27888985A JP S62139154 A JPS62139154 A JP S62139154A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （傾業上の利用分野） 本発明は、情報の記録再生方法、特に、昼密度な情報記
録が可能な情報記録再生方法に関する。
（従来技術） 従来知られている情報の高密度記録再生方法と１．てけ
、磁気ディスク、磁気テープ等の強磁性の媒体ｆ１吏用
した固気記録再生方法、レーザ光を利用して記録再生を
行う光記録再生方法、あるいけ、半導体メ−１−１１−
などがある。
（発明が解決１．ようとする問題点） １、か］７、それ等の記録密度は、せいぜい】Ｏｇ〜】
０　ピッ）　／　Ｃｒｒ？であり、それ以上の高密度記
録が可能なｄ１シ録再生システムが請求さねている。
本発明の目的は、さらに高密度な＾記録かり能な新規な
記録再生方法を提供することＫある。
（問題点を解決するための手段と作用）本発明は、上記
問題点を解決するためになされたもσ〕で、その構成は
、電子線照射によって消滅可能な物質によって形成され
た微粒子をあらかじめ基体上に規則的に配列し、次に、
この規則的に配列された微粒子上に記録すべきｔｉＶ報
に応じて変調された電子線′ｆ照射して微粒子全選択的
に消滅させることにより情報記録を行い、そして、この
ようにして情報記録さｈた基体上に市、子ＩｖＩｍを照
射して微粒子の有無ｆ検出することＶＣよって記録され
た情報全再生する方法である。
この方法によれば、可能な記録密度Ｖｉ、あらかじめ規
則的に配夕１１シた微粒子の大きさと、照射する電子ビ
ームの匝とで決定され、現在の電子光学技術を利用すれ
ば、１０１２　ビット／Ｃｒｒ？程度以上が可能である
。
この発明の実施態様と（７て、微粒子の基体上への規則
的な配列の方法、微粒子形成物質の具体例、記録のため
の電子線照射音を減少させる方法、再生のための電子線
照射によって微粒子を消滅させないための方法、微粒子
の有無の検出方法などを包含している。
本発明の方法會、添付の図面を使用して詳しく説明する
。
本発明では、まず、基体上に規則的に配列した電子線照
射によって消滅する物質からなる微粒子を準備する。こ
れを準備する方法としては、集積回路′ｆ製作するため
に用いられる各種のリソグラフィー技術が利用できるが
、最も容易で、しかも、高密度な記録媒体を作成するこ
とができる方法と１−では、最近発見された現象全利用
する下記の方法がある。（特願昭５９−１６３８８１号
参照） すなわち、表面が充分子滑なノ左体上に細く絞った電子
ビームを縞状に走査しながら照射する。
引き続いて、同様に同じ場所を前回とけ走査の方向を直
角にして、縞状に電子ビーム全照射する。しかる後、真
空蒸着法によりこの基体上に微粒子を形成する物質を、
重量膜厚１０〜１００Ａ程度蒸着する。すると、前記電
子線の照射の軌跡に従い、蒸着した物質の微粒子が縦横
に規則的に配列する。
以上の方法とは順序を逆にして、まず、基体上に微粒子
全形成する物質を重量膜１１１０〜１００Ａ程度に一僚
に蒸着し、次いで、上記と同僚に電子ビームを相互に１
１角に縞状に走★１．て１１代射し、不り２領域の蒸着
物質全消滅させることにより、微杓子（ｒ−縦横に規則
的に岨タリすることも　　Ｃき　る　。
第１図に示１．たの１１、このような方法によって慴ら
ハた微粒子系である。この二次元に整列（２女微粒子ダ
１［に６）つて（４ｆｌ　＜絞った′【１ｊ子ビームを
走介しながら、ディジタル変（勇された信号（０父はｌ
）Ｋ従って′「け子線全ＯＮ、ＯＦ　Ｆ’すると、１１
１　Ｊ信号に対応１．た微粒子上には電子線が当り　（
第１図中σ）慰丸部）、ｒｌＪに４１応した場ｆ９’ｔ
　Ｖｃある微粒子には′電子線が照射されない（第１図
中の白丸部）。本発明＆Ｃおいては、＠粒子は電子線照
射によって消滅（蒸発、分解）する物質で形成さねてい
るため、ディジタル信号に２＝Ｊ　ｆａｒ、　ｌＩＣｔ
ｉ＆粒子の有無が生じ、信号が記録される。
本発明において使用できる微粒子全形成する吻′Ｕとし
ては、電子線照射によって消滅（蒸発、分解）するもの
であれば（ｉｌでも良い。例えば、１．１Ｆ、　ＬｉＣ
１％ＬｉＢｒ　％Ｌｉｌ　、ＮａＦ’　％Ｎａ１ｌ　％
ＮａＢｒ　。
Ｒｂｌ　、ＣｓＦ　、ＣｓＣ１、ＣｓＢｒ　、Ｃｓｌ　
、ＣｕＣ１％ＣｕＢｒ、Ｃｕｌ　、　ＡｇＦ　、　Ａｇ
Ｃ１、ＡｇＢｒ　、　ＡｇＩ　、　ＡｌＦ３、などのハ
ロゲン化物、パルミチン酸、ステアリン酸、アクリル酸
、メタクリル酸、メタロフタロシアニン、メロシアニン
、ナフタレン、アントラセン、ピレン、などの有機化合
物、々どが使用できるが、特に、Ｋ　Ｉ　、ＲｂＩ　、
ＣｓＩ　　などが電子線照射に敏感であり好捷しい。
本発明の方法による記録は、基体温度が室温でも可能で
あるが、Ｊん体温度ｆ　ｌ　ｆｌ　Ｏ℃〜１０００℃ま
で加熱すると、微粒子を消滅せしめるのに必要な電子線
照射量が絨少し、より速いＭｉｄ録が可能と々り好まし
い。
一方、微粒子のサイズは小さい程、微粒子１個を消滅さ
せるのに必要な電子線照射量は少々くてすむため、より
速い配録が可能となり好ましく、特に、微粒子の大吉さ
を０１μｍｌＪ下にするのが好ましい。
本発明では、微粒子の存在の有無として記録された信号
は、記録された微粒子の夕１］に沿って、記録の時と同
様に電子線を走査１．なから照射して、粒子の有無を検
出することにより再生される。
粒子の有無ｆ検出するための手段としては、２次電子放
出量、反射電子放出量、試料吸収電流、カソードルミネ
ッセンスなど全検出する方法が使用できるが、２次電子
放出量を検出する方法が最も高い信号対雑音比が得られ
て好ましい。
本発明においては、再生も電子線照射によって行うため
、記録に使用する電子線と同条件で電子線を照射すると
、再生中に微粒子が消滅して記録が失われるので、好ま
Ｌ　＜ない。それを絣けるため、本発明では、 （１）　　再生の時、使用する電子線の強度を記録の時
に比べて弱くする方法、 （２）記録時に比べて、再生時の基体温度ケ下げる方法
、 （３）記録後、記録された微粒子系ケ、電子線をＱＩ 照射ｌ−でも消滅（魯発、分解）しない物質で被覆する
方法、 が可能である。このうち、（２）と（３）の方法はイも
号の劣化が少ないのでより好ましい。そして、（３）の
方法では、被覆量が多いと再生時の信号対雑音比が低下
（２て好まＬ　＜なく、少ないと再生をくり返した時の
信号の劣化が防止しきれず好１１、＜なく、結局５〜５
０Ａの厚さが好ましい。
なお、これら３つの方法を併用することも可能である。
上記（３）の被覆に使用できる物質は、′重子ビーム照
射によって影響全受けない物質で薄膜を形成しやすい物
１ｍであれば何でも良い。例えば、Ｂｅ　、Ｍｇ　、Ｔ
ｉ　、Ｚｒ　％Ｖ　、Ｎｂ　、Ｔａ　、Ｃｒ　、Ｖｉａ
　％Ｗ、Ｃ１Ｍｎ　、Ｆｅ　、Ｃｏ　、Ｎｉ　、Ｃｕ　
、Ｚｎ　、ｆｉどの金属、Ｓｔ、Ｇｅ。
などの半導体、ＢｅＯ、ＣａＯ、Ｆｅ２Ｏ３、ＭｇＯ、
Ｎｉ０５Ｓｉｎ２．　ＺｎＯ、ＺｒＯ２）Ａｔ２０．　
、Ｃｒ２Ｏ，、ＴｉＯ２，Ｃｏｏ、などの酸化物、Ｔ　
ｓＮ　、　Ｚｒ　３Ｎ２　、ＡｔＮ、　ＣｒＮ　％Ｓ　
ｉ　ｓＮ４、ＺｒＮ　、　Ｍｇ、Ｎ２）ＦｅＮ　、　Ｂ
Ｎ　、　ｈどのａ化物、ポリエチレン、ポリイミド、ポ
リアクリロニトリル、（ｌＯ） ポリカーボネイト、などの有機化合物などが使用できる
が、岐も容易な方法は、記録された微粒子系を拡散ポン
プで排気している真空雰囲気中に入れ、その中で一面に
ｍ子線を照射する方法である。この方法により、前記微
粒子系を電子線照射で誘起された炭化水素で簿く被覆す
ることができる。これは拡散ポンプからのオイルヘーハ
が電子線に上って変質し吸着したものと考芽られる。
本発明の方法により得られる記録密度は、配夕１１シた
微粒子の大きさ、及び、照射する電子ビームの洋で決定
されるが、′電子ビームの匝は現在の′電子光学でもす
でに２０八以下に絞り込むことがｒｉ（能であり、記録
密度は殆んど配列］また微粒子の火きさで決定される。
基体−トの微粒子の大きさは、１　（１（Ｉ　ＡｊＪ下
まで小さくすることがＯｒ能であるので、記録密度は１
０　ヒツト／ｃｎ？以上が０Ｔ能である。
（実施例） 次に、いくつかの実施例によって本発明の方法を具体的
に説明する。ただし、これらの実施例によって本発明の
範囲が限定されるものではない。
Ｏ実施例１ ｔＪｎ速電圧電圧３　ＫＶ、　’ＮＲＩ　ｆｌ　ｔｔ　
ａＡ、　ヒーＡｆｌ’ｔ５ｏｈの電子線で、シリコンウ
ェハ上の２０μｍ×２０μｍの領域を、２　ｆｌ　（ｌ
　Ａ間隔で縞状に走査しながら、３分間照射］７た。そ
の際、電子線が別の走査線に移る時に、ビームがブラン
キングして照射せぬように（７た０ 次に、Ｆ記と同条件で走査方向ｆＦ記の場合と、直角に
して、同一領域を照射した。
次いで、このシリコンウエハ−ヒにヨウ化カリウムｆ屯
量膜厚４０Ａ蒸着した。
このウェハ上の電子線を＠射１．た部分を、電子顕微鏡
で観察したところ、２００Ａ間隔で整然と二次元正方格
子状に配列された百匝約１５〜 ＯＡのヨウ化カリウムの微粒子が観察された。
この配列１．た微粒子の列に沿って、加速電圧１（ＩＫ
Ｖ、’電流１μμＡ１　ビーム径４０Ａの電子線を、２
０ｍ／ＳｅＣの速さで走査しながら照射し、そのときに
放出さｈる２次電子ｆ検出した。その信号をコンパレー
タ’ｆ−１１ｆって処理したところ、第２図（１）のよ
うな信号が得られた。
次に、とのへ己列した微粒子上を微粒子の列にＫ）って
、加速電圧ｌＩ　ｆｌ　Ｋ　Ｖ％電流１００μμＡ、ビ
ーム径］　００　Ａの電子線ヲ、２ｅｆｆｌ　／ｓｅｅ
の速さで走査しながら照射した。その際、微粒子１個お
き毎に電子ビームを０Ｎ１０ＦＦした。
この過程を経たウェハ上の微粒子の列の沿って、加速’
ＦｉＩ圧］（ＩＫＶ、電流１μμＡ１ビームｒ＋　４　
ＯＡの電子線を、２０ｍ／８ｅＣの速さで走査Ｉ−なが
ら１１６射し、そのとき放出される２次電子ｆ検出した
。その信号全コンパレータ’ｆ−（ｅって処理１したと
ころ、第２図（２）のような信号が得られた。これは、
記録信号がそのまま再生されたことｆ示す。
◎実施例２ 加速電圧３０ＫＶ％電流１０μμＡ１ビーム径約５ＯＡ
の電子線で、シリコンウェハ上の２０μｍ×２０μｍの
領域を、２　ｆｌ　ＯＡ間隔で縞状に走査したから、３
分間照射（また。その際、電子線が別の走査線に移る時
に、ビームがブランキングして照射せぬように１．た０ 次に、Ｌ記と同条件で走査方向を−Ｆ記の場合と直角に
して、同一領域を照射した。
次いで、このシリコンウニ／’を上にＮａＣｌｆ重量膜
厚４０Ａ蒸着した。
このウェハ上の電子線ｆ照射した部分を、電子顕微鏡で
ｍ察したところ、２００八間隔で整然と二次元正方格子
状に配列された直匝約１５ＯＡのＮａＣ１の微粒子が観
察された。
この配列した微粒子の列に沿って、加速電圧１０ＫＶ、
電流１μｍ１に、ビーム径４０Ａの電子線を、２Ｃｍ／
ＳｅＣの速さで走査しながら照射し、そのときに放出さ
れる２次電子を検出した。
その信号をコンパレータを同って処理したととろ、第２
図（３）のような信号が得られた。
このウェハを加熱して、３００℃ＶＣ保持したまま、配
列］７た微粒子の列に沿って、加速電圧３ｏＫＶ、電流
１０μμＡ１ビーム径５０Ａの電子線を、２　ｃ　ｍ　
／ｓ　ｅ　（！の速さで走査し彦から照射した。その際
、微粒子１個おき毎に電子ビームを０Ｎ１０ＦＦ’ｌ、
た。
次に、このウェハを室温に戻し、ウェハ上の微粒子の列
に沿って、加速電圧３０に■、電流１０μμＡ、ビーム
匝５ＯＡの重子線を、２０ｍ／ｓ　ｅ　ｃ　　の速さで
走査しながら照射し、そのとき放出される２次電子ｆ検
出した。その信号をコンパレータｔｉつて処理したとこ
ろ、第２図（４）のよりな１４号が得られた。これは、
記録信号がそのまま再生されたことを祇す〇 ・実施例３ 加速電圧３（ＩＫＶ、電流１０μμＡ１　ビーム条約５
（）Ａの電子線で、シリコンウェハ上の２＋１　μｍＸ
　２　（］　μｍノ領域會、２００八間隔で縞状に走査
しながら、３分間照射した。その際、電子線が別の走査
線に移る時に、ビームがブランキング（１，て照射せぬ
ようにした。
次に、上記と同粂件で走査方向を上記の場合と直角にし
て、同一領域全照射した。
次いで、このシリコンウェハ上にピレンを重量膜厚３０
Ａ＃着した。
このウェハ上の電子線を照射した部分を、電子顕微鐘で
観察したところ、２００Ａ間隔で整然と二次元正方格子
状に配列された直径約１５ＯＡのピレンの微粒子が観察
された。
この配列した微粒子を微粒子の列に沿って、加速電圧４
ＱＫＶ、電流１００μμＡ５ビーム匝１００Ａの電子線
を、２０ｍ／ＳｅＣの速さで走査し力から照射した。そ
の際、微粒子１個おき毎に電子ビーム１ｒＯＮ１０ＦＦ
Ｉ、、た。
次に、この微粒子上に、カーボンを約２０Ａ５真空＃着
した。
この過程を経たウェハ上の微粒子の列に沿って、加速電
圧１０ＫＶ、電流１μμＡ１ビーム径４０Ａの電子線を
、２ｃｍ／８ｅｅの速さで走査しながら照射し、そのと
き放出される２次電子ｆ慎出した。その信号をコンパレ
ータを吠って処理したところ、第２図（５）のような信
号が得られた。これは、記録信号がそのまま再生された
ことを示す。
（発明の効果） 本発明によれば、従来の各種の情報記録再生方法の原理
とは基本的に異なる原理に基づく全く新規外情報記録再
生方法が提供される。そして、その記録密度は１０１２
ビツト／ｃｎＩ　　以上が可能であり、従来のものの上
限である１０″　ビット／Ｃ−をはるかに上まわってお
り、今後ますます高密度記録が要求されるビデオ情報記
録再生装置、電子計算機のメモリー等、その利用範囲は
広いと考えられる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明によって情報が記録された基体表面の様
子を模式的に示している千面図、第２図は実施例の基体
から検出された２次電子による再生信号の波形図である
。 第１　　　図 Ｏ・○・○・○ ・○・・○○・ ○・・○・・○ ・○・・Ｏ○・

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）電子線照射によつて消滅可能な物質によつて形成
    された微粒子を基体上に規則的に配列し、この規則的に
    配列された微粒子上に記録すべき情報に応じて変調され
    た電子線を照射して微粒子を選択的に消滅させることに
    より情報記録を行い、このようにして情報記録された基
    体上に電子線を照射して微粒子の有無を検出することに
    よつて記録された情報を再生することを特徴とする情報
    記録再生方法。
  2. （２）特許請求の範囲第１項において、微粒子を基体上
    へ規則的に配列するために、まず基体上に電子ビームを
    異なる２方向へ相互に交叉させて縞状に走査し、次いで
    電子線照射によつて消滅可能な物質を蒸着することを特
    徴とする情報記録再生方法。
  3. （３）特許請求の範囲第１項又は第２項において、電子
    線照射によつて消滅可能な物質として、ＬｉＦ、ＬｉＣ
    ｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、ＮａＦ、ＮａＣｌ、ＮａＢｒ、
    ＮａＩ、ＫＦ、ＫＣｌ、ＫＢｒ、ＫＩ、ＲｂＦ、ＲｂＣ
    ｌ、ＲｂＢｒ、ＲｂＩ、ＣｓＦ、ＣｓＣｌ、ＣｓＢｒ、
    ＣｓＩ、ＣｕＣｌ、ＣｕＢｒ、ＣｕＩ、ＡｇＦ、ＡｇＣ
    ｌ、ＡｇＢｒ、ＡｇＩ、ＡｌＦ＿３、パルミチン酸、ス
    テアリン酸、アクリル酸、メタクリル酸、メタロフタロ
    シアニン、メロシアニン、ナフタレン、アントラセン、
    ピレンのいずれかを用いることを特徴とする情報記録再
    生方法。
  4. （４）特許請求の範囲第１項から第３項のいずれかにお
    いて、記録のときの基板温度を１００℃以上に加熱する
    ことを特徴とする情報記録再生方法。
  5. （５）特許請求の範囲第１項から第４項のいずれかにお
    いて、再生のときに使用する電子線の強度を記録のとき
    に使用する電子線の強度に比べて弱くすることを特徴と
    する情報記録書生方法。
  6. （６）特許請求の範囲第１項から第５項のいずれかにお
    いて、再生のときの基板温度を記録のときの基板温度よ
    りも低くすることを特徴とする情報記録再生方法。
  7. （７）特許請求の範囲第１項から第６項のいずれかにお
    いて、記録が完了した基体上の微粒子を電子ビーム照射
    で消滅しない物質で被覆した後、再生することを特徴と
    する情報記録再生方法。
  8. （８）特許請求の範囲第１項から第７項のいずれかにお
    いて、電子照射による微粒子の有無の検出を、電子線照
    射時の基体からの２次電子放出量、反射電子放出量、若
    しくはカソードルミネッセンスの検出、又は、電子線照
    射時の基体の試料吸収電流の検出のいずれかによつて行
    うことを特徴とする情報記録再生方法。
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