TWI279797B - Electron beam recording apparatus - Google Patents

Description

1279797 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於-種藉由曝光而寫人圖樣（例如，何服 ，=erV0 patiern))於碟片基板上之電子束記錄裝置。 L先刖技術】 =硬翻動H(HDD)巾，是把_磁頭相對於磁碟之 二位置之位置貧訊記錄於該磁碟内作為伺服圖樣。如

:圖所不，在磁碟中’係以環周方向沿著磁軌以固定之 又間隔’將記錄飼服圖樣的祠服帶（servo zo叫及記 重製貧料的資料帶（data zone)予以交替 、'、 或重製期間，磁頭能以固定的時門置“料記錄 班 疋的日守間間隔偵測記錄或重製位 置0 不過，在習知硬碟驅動器的製造中，實作上一妒β用 track wr]ter)„^；^g 服圖樣，己錄於每-磁碟上，隨後將已作記錄的磁碟 鲁硬碟驅動器内。用這種方式製作硬碟驅動器的問題是生產 效率低，因為在20 GB(gigabyte,十億位元組）碟片等級之 硬碟中’記錄伺服圖樣要花費約1 〇分鐘。 trrt克服&問題’有—種已知的方法是將已用微影技 何（lithography)形成有對應於伺服圖樣之磁膜圖樣的主碟 片（maSter dlsc)全部磁性轉印至磁碟整個區X域（f咕 Electnc Review，第75卷，第3號，2〇〇2年3月】力曰發 行）。採用此方法，可減少將伺服圖樣記錄至磁碟所需之時 間。 而、 316899 1279797 據磁丨生轉印法（magnetic transfer)的磁碟記錄方法 ^有另—個問題是：在每—磁碟上進行記㈣過程變得 因此’為了提升硬碟驅動器的生產效率，而期望在磁 =板記錄步驟中形成高度精確的舰圖樣。不過 驅動界用之磁雄I…去以方：此用途的問題，因為硬碟 執之縱長圖樣。 在碟片位向涵盍多個磁 【發明内容】 之伺：：：：目的之一係提供能以高度準確性記錄磁碟用 樣於磁碟基板上的-種電子束記錄裝置以及電子 依^本發明提供之電子束記錄裳置，包含··旋轉驅動 以旋轉驅動形成有阻劑層於其表面上的碟片基 ►自由偏轉的方式在該阻劑層 衣卸上恥射曝光用電 unit)，俘針對與由1 ，夕驅動單元（shift drive 朝令碑1、1 單元所騎之每—次旋轉， 朝該碟片基板之徑向偏移該電子 離，以前移該電子束之照射位置 …、i一預设距 藉由兮旌龄聪# W _ ,上及控制手段，係根據 由省％轉驅動早兀所形成之該碟 由該偏移驅動單元所形成之偏移位:及^ 角度、稭 樣之記錄資料，而控制該電子束4。。,表示該預設圖 上所形成之照射位置，…成對’:兀:綱 /1 J f C方：預设圖槐的、、牙无德 (latent lmage)於該阻劑層内，· Α ，日像 八甲。亥昆子束照射單元係包 3]6899 6 1279797 二束:係用於響應該控制手段所控制之照 上朝橫互執射方式調整成：在該阻劑層表面 勺方向涵盍於多個執道。 本發明也提供一種電子 驟··旋轉驅動步驟，V用於 包含以下步 阻劑層的碑… 於以旋轉驅動於其表面上形成有 μ的碟片基板；照射步驟， 以可自由偏轉的方式照射至該阻劑声之子束 驟…系針對該碟片基板的每一次旋二朝動： 日ΐ位%射位置—預設距離，以前移該電子束之 及控制步驟，係根據該碟片基板的旋轉角度、 -子^位置在該碟片基板徑向的偏移距離、以及表 又圖樣的記錄資料’藉由控制該電子束在該阻劑声表 、、既像的：：：㈤該阻劑層内形成對應於該預設 :像’其中㈣”驟係響應該控制步驟 制而將該電子束在該阻劑層表面上 =的^ 於多⑽道的方式㈣。α互執道的方向涵蓋 【實施方式】 以下蒼考附圖詳細描述本發明之具體實施例。 第2圖係顯示本發明之電子束記錄裝置，此記錄事置 具有電子餘（elect· column)1、真空室2、與記錄控制夺 統。第2圖係顯示該電子们及真空室2之内部結構。。 該電子鎗1為其中具有光學系統之圓柱形構件，該光 學系統係產生電子束且照射該電子束至置於真空室2内的 碟片基板4(隨後將予以描述）。在電子鎗]内的光學系統嗖 316899 7 1279797 有.電子射出件11、聚光器透鏡（c〇ndenser 】ens)12、遮沒 板（blanking plate)13、小孔板14、偏轉線圈Η、對準線圈 16,_间速偏轉為17、聚焦透鏡18、與接物鏡(〇yect 此寺構件11至19係依照所描述的順序在電子们中由上 而下排列。 该電子射出件11係當利用加速高壓電源30(隨後將予 以描述）施加高電廢時會產生電子束。該聚光器透鏡12係 聚集電子射出件n所產生的電子束而形成交又於遮沒板 13的中央區。該遮沒板13係例如為靜電偏轉器類型之帝 極:其係可響應電子束調變器Μ(隨後將予以 ^ 击、基旦」 電子束。該小孔板14設有可限制電子 ^里、Μ之圓形小孔。該偏轉線圈15係響應偏轉電路 (未圖不）的輸出訊號而改變電子束的行進方向。該對準線 =二應電子束位置校正器32的輸出訊號而偏轉電子束 =吏二子束與光轴—致。該高速偏轉㈣響 ： “對焦控制器33的輸出訊 子束聚焦於碟片基板4。 19使侍電 -term f^ ： ^ ^ ^ ϋ' 21 (splndIe 、1¾ 23、轉盤（turn tab]e) △ 台偏移機構26。該心轴馬遠”盘“4^十口 25、與平 台25上。兮、、± ' ‘·，、達2人反射叙23係配置在該平 係安置且^V馬達22係旋轉該轉盤24。該碟片基板4 成有：疋於㈣24上。該碟片基板4係例如為並上彤 成有-電子束阻劑層之规。該平台25係經組構成= 316899 1279797 移機構26在碟片基板4的徑向⑽向）移動。亨 平口偏移機構26係藉由使用附著於真空室二 動動力源之馬達27而移動該平△ 25 …m 成用以測量平台25在磾Hi 鏡23係裝設 Η係配置在真空室2的上部 ^度條 記錄位置的高度。且視而要谓測碟片基板4上 該記錄控制系統設有：該加速高 電:束位置一、該對焦控 位置匕制态34、雷射比較儀％ 控制器…與主控制器38。該偏轉 該加速高3〇係響應該主控制器 加南電壓至電子射出件π。 和π而鈀 該電子束調變器31係響應該主控制哭38所祖& & 錄資料而提供電子束調變喊至遮沒相供給的記 讯而移動聚焦透鏡18的焦點位置。 23的=儀35係藉由接收雷射光束照射至反射鏡 3的反射先而该測反射鏡。的位置， 距離資訊。該偏移距離資訊“系 = 記錄位置。用雷射μμ #广 牡糸月基板4徑向的 給至位置控制;3^ 與參考距離資訊REF:=控制器34拿偏移距離資訊r 誤差訊號而經由…「：響應由該比較所得之位置 外，將此位置誤差=段（未圖示）驅動馬達27。此 、汛唬ί、給至電子束位置校正器32。該電 3]6899 9 1279797 ，該電子束調變器Μ係與時脈 %收到記錄資料，且輪出對應 门，而攸主控制器 沒板13。電子束調變器31所輪出=的调變訊號至遮 小孔板51之小孔5la至51c —、°周變訊號係指示選擇 該遮没板!3響應該調變訊：：轉：：不選擇該等小孔。 出之電子束。 ^偏轉攸電子射出單元U射 如第10圖所示，當記錄資料指 且步驟S12的判斷為單軌 己錄）（步驟S11) 遮沒板_-調變=;定對 出之電子束。藉由偏轉，該帝 射出早兀11射 51a〇 轉。“子束穿過小孔板51之小孔 當步驟S13的判斷為雙執記錄 對遮沒板U供應—調變訊號藉以選子束 η射出之電子束。藉由偏轉，該電子束广由二:射出件 小孔51b。 兒卞米牙過小孔板51之 田步馬’ S13的判斷為三軌記錄時，則電子束調鐵哭 對遮沒板13供應_調變訊號#以選 S16)4遮沒板13響應此調變 二. ::r電子束。藉由偏轉，該電子束穿過=: 當記錄資料表示關閉時（不作記錄）(步驟s 束調變器31對遮沒…應-調變訊號而不選; 15

3168QQ 1279797 至…中之任何—個（步驟S17) °該遮沒板13響應此 ^訊號而偏轉由電子射出件Π射出之電子束。藉由偏 轉，該電子束被小孔板51阻撞。 至二?子束在通過小孔513至51c中之-個之後，前進 19而：〜圈15、對準線圈16、聚线鏡18、以及接物鏡 ^ ΓΓΓ Γ Γ" ^ ^ ^ ^^ ^ 〇 it. „ „ 碟片基板4的電子束，而去除照射區的阻劑層。已去除 阻劑層的照射區係形成凹 ^ d層已去除 攻凹入口戸伤，從而給予圖樣。另—方 中，電子$束不孔51a至51c中之任何一個的情形 至碟片基板4 /」1小孔板51之後’使得電子束不照射 —結果，如上述，在碟片基板4上形成 不之伺服帶及資料帶圖樣。 θ斤 舉例而言’從碟片基板4的内周緣 之縱長標記，如第U圖所家依序形成舰可中 11圖中，p R Α θ不。在類似於前述第5圖的第 丄丄W中k圖不6個軌道η至η+5 本 6個軌道之縱長標記步 下為，成長度橫跨 徑向的二勅" 1的位置，照射橫跨碟片 仨门的—軌長度；隨^ 道…旋轉角度…的位置， 長度;再者，通過小孔51c的電;=:片控向的雙軌 轉角度θ“.位置，照射橫跨碟二“ 這些照射區在重疊區連續 —轨長度，俾使 個軌道之縱十：1接的。以下為形成長度橫跨4 長^62的步驟：首先，穿過小孔51b的電子 316899 16 1279797 束係針對軌道n+1，在 u^ ± 疋~角度ΘΗ1的位置，照射橫跨碟 片t向的雙執長度，·隨 * 軌道n+2,在旋轉角戶;…的電子束係針對 r ,,,. 又 1的位置，照射橫跨碟月徑向的 俾使這些照射區在重疊區連續地銜接。以下為 橫跨3個執道之縱長標記63的步驟：穿過小孔 51 c的电子束係針對執 射橫跨碟片徑向的在凝轉角度〜+2的位置，照 長度。以下為形成長度横跨2個軌 之二長‘,己64的步驟:穿過小孔…的電子束係針對執 ^，在旋轉角度θ 1+2的位置，照射橫跨碟片徑向雙軌 資料帶中的圓形標記65係藉由用預設單位角Μ的間 早击以執迢η至州的執道順序’照射通過小孔51a的電 于束而形成，如第1 i圖所示。 第12圖係顯示形成構成第6圖所示的祠服 之圖樣的各個標記的方法’其中飼服帶與第中： 似。資料帶中之連續標…藉由以軌道—的執 逼順序連續照射通過小孔51a的電子束而形成。 同時’在前述實施例中，該小孔板51設有3種小孔 a至51 c，但亦能設有至少用於單執與雙軌的小孔。 第13圖係進一步圖示本發明之另一實施例。第u圖 :電子束記錄裝置中與第8圖相同的元件均以相同的元二 符號表示。 在安裝於電子鎗1内的遮沒板13與偏轉線圈丨5之 間，係依序配置高速偏轉器50與小孔板51。該高速偏轉 316899 17 1279797 器50響應偏轉控制器39的輪出訊號而㈣ 孔板51與第8圖及第9圖所示者相同。电子束。該小 ，電子束調變器31以與時脈時序同 制裔38收到記錄資料且響 认式攸主控 變訊號至遮沒板13。當記錄資料:·=而輪出電子束調 沒板13讓電子束前進至高速偏轉器 該遮 號而有偏轉。另一方面，當記錄 ：…調變訊 錄），該遮沒才反13則響應該 偏:邦閉時（不作記 該偏___^==電子束。 -資料而供應偏轉訊號給高速偏轉哭5〇二:供給的記錄 •擇該小孔板51的小孔…至51eu；^訊號代表選 印當記錄資料代表單軌記錄時二 器39供應一偏轉訊號仏言 乂 ’、’λ )，该偏轉控制 驟S24)，如第14圖所古轉器5〇以選定小孔5U(步 訊號而偏轉由電子射出1 :速偏轉器50則響應該偏轉 籲過小孔板51的小孔5u。 子出的電子束，使得電子束穿 當記錄資料表示雙軌記 器39供應一偏轉古’ $ v驟S23)，該偏轉控制 驟奶）。該高速偏轉;:Γη ㈣以選定小孔训（步 子射出件11射出的恭^ + β ;'该偏轉訊號而偏轉由電 小孔5]b。 9兒子束，使得電子束穿過小孔板51的 § 3己錄資料夺一- 器39供應-偏轉訊:=二(!驟S23) ’該偏轉控制 驟叫。該高速偏轉器5〇=y；50以選定小孔叫步 曰‘戎偏轉訊號而偏轉由電 316899 18 1279797 子射出件1 1射出的φ 小孔51c。出的毛子束，使得電子束穿過小孔板51的 由在碟片基板4上照射通過小孔…至5 之一個的電子束而在碟 Τ 8圖之電子束⑽壯要…板4上形成的圖樣係與使用第 p 錄衣置所得到者類似，故省略彼等之說明。 束昭射Π圖广’係將包含有在上述各實施例中以電子 till形成的飼服帶與資料帶中之每一個的標 阻二:：電子束的區域)的圖樣形成為在碟片基板4之 :由f二潛像7(曝光步驟)。將如此處理綱^ 由黾子束ό己錄裝置取出後， rns ^ ^ ナ茱片基板4進行顯影處理 „。結果’暴露於電子束的標記區係溶解而形成 :凹圖樣於碟片基板…服帶及資料帶。經由轉印j (stamper)5 〇 U片基板4轉印製成一母板 在上述的每一具體實施例均使用基於X-θ或Θ-Χ平 台的電子束記錄裝置，但使用型的電子束記錄裝置， 亦可進行㈣的方法在碟片基板形成圖樣。 接下來，將描述基於母板5製造磁碟的方法。 首先，如第16圖所示，在基板材料η表面上形成— 轉印層（t刪sfer layerm，例如阻劑層。裝置該基板材料 71且相對於母板5予以固定（安置基板）。該基板材料71 由無磁性的材料製成，例如玻璃。利用母板5施加壓力至 轉印層72進行轉印（轉印步驟）。應用奈米印刷法 (Nan〇-〗„-Pn—㈣od)於此轉印步驟。針對轉印步驟後 316899 19 1279797 的基板材料71進行烟（姓刻步 的轉印層72(剝除步驟）^ f幻步驟後殘留 服帶及資料帶彤&Αλ 、二乂私，2成表面上有伺 才十Τ形成為凸凹圖樣的基板73。 二、)後，在基板7 3的凸凹面上形成放 材料形成步驟)。磁性材料膜74 ,成則生材枓膜74(磁性 板73表面凹£有❹^ ㈣拋光處理使得只剩基 材料开]、/ 材料膜74(抛光步驟）。亦即，用磁性 成飼服帶與資料帶中之每-圖樣。隨後，在其板73 \口3=層75(濁滑層形成步驟），從而製成二碟。 控制手丄t:::r由於本發明電子束記錄裝置設置有 服圖樣於碟片=ΓΓ段i而能以高度準確性形成飼 土八中σ亥控制手段係根據··藉旋轉驅 成之：移：、藉偏移驅動單元所形 开層表面上的照射位置，從而在阻劑層内 響紗二圖樣的潛像；而該電子束調整手段係能夠 互軌ii的方二Γί，照射位置而在該阻劑層表面上朝橫 發明因兔.夕個軌道的方式照射電子束。此外，本 ，、·、可預絲成肩服圖樣於碟片基板上，故具有不· =^碟片用舰執道寫人㈣磁性轉印法之優點。 [圖式簡單說明】 =1圖係顯示重覆具有伺服帶和資料帶的結構之磁 的不思圖； =圖係為顯示本發明之電子束記錄裝置的示意圖； 乐3圖為顯示偏轉控制器之操作的流程圖； 316899 20 1279797 第4圖係顯示伺服帶、資料帶之圖樣； 第5圖係顯示形成第4圖所示之伺服帶、資料帶圖樣 的方法； ' 第6圖係顯示不同的伺服帶、資料帶圖樣· 第7圖係顯示形成第6圖所示之祠服帶、資料帶圖樣 的方法； 第8圖係顯示本發明之一電子束記錄裝置； 第9圖係顯示用於第8圖所示之裝置的小孔板 (aperture plate)中之每一小孔的形狀； 第1 0圖係顯示用於第8圖所示之裝置中 衣罝甲的電子束調變 器之操作的流程圖； 第11圖係顯示當使用第8圖所示之裝置時，形成第4 圖所示之伺服帶、資料帶圖樣的方法； 第12圖係顯示當使用第8圖所示之裝置時形成第6 圖所示之伺服帶、資料帶圖樣的方法； 第13圖係顯示本發明之一電子束記錄裝置； 第14圖係為顯示用於第13圖所示之裝置的偏轉控制 器之操作的流程圖； 弟1 5圖係絲員示製造母板（stamper)的製程；以及 第1 6圖係顯示製造基板的製程。 【主要元件符號說明】 真空室 母板 潛像 1 電子鎗 4 碟片基板 6 阻劑層 316899 2】 ii 13 15 17 19 22 24 26 30 32 34 36 38 41 42 43 44 45 50 5 1 a、 61 62 63 64 12 14 16 18 21 23 25 27 31 33 35 37 39 縱長標 縱長標 I長標 縱長標 46 51 聚光器透鏡 小孔板 對準線圈 聚焦透鏡 高度偵測器 反射鏡 平台 馬達 電子束調變器 對焦控制器 雷射比較儀 偏轉控制器 偏轉控制器 記 記 記 記 連續標記 小孔板 構 源 校正器 電子射出件 遮沒板 偏轉線圈 高速偏轉器 接物鏡 Ό轴馬達 轉盤 平台偏移機 加速高壓電 電子束位置 位置控制器 旋轉控制器 主控制器 長度橫跨6個軌道的 長度橫跨4個執道的 長度橫跨3個執道的 長度橫跨2個軌道的 圓形標記 高速偏轉器 51b、51c 小孔 長度橫跨6個執道之縱長標記 長度橫跨4個執道之縱長標記 長度橫跨3個軌道之縱長標記 長度橫跨2個轨道之縱長標記 316899 22

Claims (1)

1279797 十、申請專利範圍： L 一種電子束記錄裝置，係包含： 片基 ^轉驅動單元，用於旋轉驅動碟片基板， 扳具有阻劑層形成其表面上； 声的矛面t…、射早兀’用於以可自由偏轉方式在該阻气 層的表面上照射曝光用電子束； ^且刎 偏移驅動單元，用於 ❿ 片基板的每―次_，、、」由i驅動單元對該碟 束的昭射位W ，心該碟#基板徑向偏移該電 ΐ;及、射位置-預設距離，以推進該電子束之照射位 控制手段’根據由該旋轉驅動單 基板的旋轉角声、出兮## 碟片 置、以Μ b玄偏移驅動單元所形成之偏移位 2表不預設圖樣之記錄資料，而控制該電子束昭 射早兀在該阻劑層表面上 .、、、 劑層内^)办成之妝射位置，而於該阻 内形成對應於預設圖樣的潛像； 其中，該電子束照射單 其係用於，…m …’子束调整手段， 子击沾、仏制手&所控制之照射位置而將該電 2照叫調整成在該阻劑層表面上朝橫互執道 勺方向涵盍多個軌道。 •如申晴專利範圍第1項 子 兒于束σ己錄I置，其中，該電 ，手奴’係用在該碟片基板的徑向以高速偏轉該 束的咼速偏轉器（high-speed def〗ect〇r)。 ' 3.=請專利範圍第！項之電子束記錄裝置，其中，該電 “周整手段係包含：小孔板，係設置有單執小孔與在 3]6899 24 1279797 該碟月基板徑向延伸至少雙執 偏轉該雷早击# 又之夕軌小孔；與用於 夕軌小孔的的偏轉手段。 ^早軌小孔或 4·如申請專利範圍第3 轉手段為遮沒板。 电子束'錄裝置’其中，該偏 5 ·如申请專利範圍第3項之電 轉手段為配置在…'裝置’其中’該偏 6如由又板與该小孔板之間的高速偏轉哭。 專利範圍第1項之電子束記錄裝置，其中當該 甩子束的照射位置在第一 π 田 轉角度係在預設旋轉角=該碟片基板的旋 —預H 柃角“，该電子束調整手段從該第 預-執暹朝向該碟片基板之 的徑向連續照射該電 系片基板 後， ^子束L預設之多個軌道，隨 ，田^ 束的照射位置係在與該第—職執道朝向 ;片基板外周緣側離開至少”—預設之多個軌道 旋_2讀這’且該碟片基板的旋㈣度係為該預設 該心该電子束調整手段從該第二預設軌道朝向 “击土板1卜周緣側以該碟片基板的徑向連續照射該 於該第二預設之多個執道，俾在該碟片基板的該 、：疋轉角度形成比該第—預設之多個軌道之轨道至 九逼的距離更長的連續縱長圖樣而作為潛像。 :申1專利範圍第1項之電子束記錄裝置，其中，該預 。：為依母預沒角度重複祠服帶（servo z〇ne)斑資 /贡（ata zone)的圖樣，且該伺服帶包含延伸於該多個 執道之圖樣。 316899 25 1279797 δ. 圍第7項之電子束記錄裝置，其中，該伺 於：：。含標記部份，該標記部份係包含時脈訊號、用 位置：：：：位址資訊的位址訊號、與用於偵測軌道之 置的位置偵測訊號之至少一者。 9· ;:1Γ專利範圍第8項之電子束記錄裝置，其中，传分 別在伺服時脈區内形成該時 丁、刀 成該位址㈣m罢 唬’在位址標記區内形 訊號° 置偵測標記區内形成該位置偵測 1。·—種：子束記錄的方法’係包含以下步驟： 表面上的碟片基板； —動-有阻劑層形成於其 照射步驟，用於以可自 子束至該阻劑層之表面；偏轉的方式照射曝光用電 偏移驅動步驟，用於針對竽 轉，以該碟片基板徑向偏移 =土板的每—次旋 距離，以推進該電子束之照射:;束:^ 控制步驟，根據該碟片基 照射位置在該碟、疋咎角度、該電子束 圖樣的記錄資料，而控：r及表示預設 的照射位置，從而於該阻劑層2=劑層的表面上 潛像； 成對應至預設圖樣的 如其中，該照射步驟係響應該控制牛^ 空制，而在該阻劑層表面上=的照射位置的 軌道的方式射出該電子束。〃軌遏的方向橫跨多個 3]6899 26