WO2005091079A1 - 電子ビーム描画装置 - Google Patents

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Yoshiaki Kojima
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Pioneer Corporation
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    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/26—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of record carriers
    • G11B7/261—Preparing a master, e.g. exposing photoresist, electroforming
    • H—ELECTRICITY
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    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/30—Electron or ion beam tubes for processing objects
    • H01J2237/304—Controlling tubes
    • H01J2237/30472—Controlling the beam
    • H01J2237/30483—Scanning

Definitions

  • Electron beam mass ring technology has been extensively studied for the production of such high recording density hard disks.
  • an electron beam lithography exposure apparatus an electron beam spot emitted from an electron gun and focused by an electron lens is irradiated onto a resist-coated substrate.
  • the irradiation position of the electron beam spot is controlled by a blanking control system and a beam deflection control system, and a desired beam pattern is drawn.
  • an electron beam exposure apparatus an apparatus for accurately producing a master of a recording medium such as an optical disk has been developed (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-36671).
  • An object of the present invention is to provide an electron beam drawing apparatus capable of drawing a circle connected at the start and end of the circle with high precision when drawing the electron beam concentrically. Is an example.
  • An electron beam writing apparatus is an electron beam writing apparatus that irradiates an electron beam while rotating a substrate to draw a plurality of circles concentrically on the substrate, and deflects the electron beam to generate the electron beam.
  • a beam deflecting unit that changes the irradiation position, a synchronizing signal generating unit that generates a synchronizing signal synchronized with the rotation of the substrate, and a beam based on the synchronizing signal when shifting from drawing one circle to drawing another circle
  • a controller for controlling the deflecting unit to deflect the electron beam in the direction of the rotational radius of the substrate and in the direction of the rotational tangent of the substrate in the direction opposite to the rotation of the substrate; and And a beam blocking unit for blocking the irradiation of the substrate with the electron beam.
  • An electron beam writing method is an electron beam writing method for irradiating an electron beam while rotating a substrate to draw a plurality of circles concentrically on the substrate.
  • the interruption f ⁇ process, which stops the irradiation of the electron beam to the substrate, and the drawing start process, in which the electron beam is deflected at least in the direction of the radius of rotation of the substrate during the interruption to start the drawing of another circle It is characterized by having.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating a configuration of an electron beam writing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view showing a spiral pattern (dashed line) and a concentric pattern (solid line) of the disk.
  • FIG. 3 is a schematic plan view illustrating the ease of drawing a plurality of concentric patterns on a substrate.
  • FIG. 5 is a diagram corresponding to FIG. 4 and shows a blanking lf control signal and deflection control signals in the X and Y directions.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the drawing procedure shown in FIGS.
  • FIG. 8 is a schematic plan view for explaining the deflection control at the time of shifting the drawing from the circle 15A to the circle 15B in the second embodiment.
  • FIG. 9 is a view corresponding to FIG. 8 and shows a blanking control signal and deflection control signals in the X and Y directions.
  • FIG. 11 is a diagram corresponding to FIG. 10, and is a diagram illustrating a blanking control signal and deflection control signals in the X and Y directions.
  • FIG. 12 is a schematic plan view for explaining the deflection control at the time of shifting the drawing from the circle 15A to the circle 15B in the fourth embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram corresponding to FIG. 12, and is a diagram showing a blanking control signal and deflection control signals in the X and Y directions.
  • the substrate 15 for the master disk is mounted on the turntable 16.
  • the turntable 16 is rotationally driven about a vertical axis of the main surface of the disk substrate by a spindle motor 17 that is a rotary drive device that rotationally drives the substrate 15.
  • the spindle motor 17 is provided on a feed stage (hereinafter, simply referred to as a stage) 18.
  • Stage 1 8 Is coupled to a feed motor 19, which is a transfer (key drive) device, and can move the spindle motor 17 and the evening table 16 in a predetermined direction in a plane parallel to the main surface of the substrate 15 It has become.
  • the evening table 16 is made of a dielectric material, for example, ceramic, and has an electrostatic chucking mechanism (not shown).
  • an electrostatic chucking mechanism includes a turntable 16 (ceramic) and electrodes provided in the turntable 16 and made of a conductor for generating electrostatic polarization.
  • a high-voltage power supply (not shown) is connected to the electrode, and the substrate 15 is suction-held by applying a voltage to the electrode from the high-voltage power supply.
  • optical elements such as a reflecting mirror 35 A and an interferometer, which are part of a laser length measuring system 35 described later, are used.
  • the vacuum chamber 11 is installed via an anti-vibration table (not shown) such as an air damper, and transmission of vibration from outside is suppressed. Further, a vacuum pump (not shown) is connected to the vacuum chamber 11, and the inside of the chamber is evacuated by this.
  • an anti-vibration table such as an air damper
  • the interior of 11 is set to be a vacuum atmosphere with a constant pressure.
  • the electron gun 21 emits an electron beam (EB) accelerated to several tens of eV by a cathode (not shown) to which a high voltage supplied from an accelerating high-voltage power supply (not shown) is applied.
  • the converging lens 22 converges the emitted electron beam.
  • the blanking electrodes 23 switch on / off (ONZO FF) of the electron beam based on the modulation signal from the blanking control unit 31. . That is, by applying a voltage between the blanking electrodes 23 and largely deflecting the electron beam passing therethrough, the electron beam can be prevented from passing through the aperture 24 and the electron beam can be turned off. .
  • the alignment coil 26 corrects the position of the electronic beam based on the correction signal from the beam position corrector 32.
  • the deflection electrode 27 can control the deflection of the electron beam at high speed based on a control signal from the deflection control unit 33. With this deflection control, the position of the electron beam spot with respect to the substrate 15 is controlled.
  • the focus lens 28 performs electron beam focus control based on a control signal from the focus control unit 34.
  • the vacuum chamber 11 is provided with a light source 36 A and a photodetector 36 B for detecting the height of the main surface of the substrate 15.
  • the electron beam writing apparatus 10 is provided with a height detecting section 36.
  • the photodetector 36B includes, for example, a position sensor and a CCD (Charge Coupled Device), and receives a light beam emitted from the light source 36A and reflected on the surface of the substrate 15 and receives the light beam.
  • the light receiving signal is supplied to the height detector 36.
  • the height detector 36 detects the height of the main surface of the substrate 15 based on the received light signal, and generates a detection signal.
  • a detection signal indicating the height of the main surface of the substrate 15 is supplied to a focus control section 34, and the focus control section 34 performs focus control of the electron beam based on the detection signal.
  • the laser length measurement system 35 measures the distance to the stage 18 using the laser beam for distance measurement from the light source in the laser length measurement system 35, and the distance measurement data, that is, the position data of the stage 18 is measured.
  • the position controller 37 To the position controller 37.
  • the position control unit 37 generates a position correction signal for correcting the beam position from the position data, and sends it to the beam position corrector 32.
  • the beam position corrector 32 corrects the position of the electron beam based on the correction signal.
  • the position control section 37 generates a position control signal for controlling the feed motor 19 and supplies the generated signal to the feed motor 19. Pay.
  • the rotation of the spindle motor 17 is controlled by a rotation control unit 38. Further, the rotation control section 38 sends a rotation synchronization signal of the spindle motor 17 to the drawing controller 39.
  • the rotation synchronization signal includes a signal indicating the reference rotation position of the substrate 15 and a pulse signal for each predetermined rotation angle from the reference rotation position.
  • the rotation control unit 38 obtains the rotation angle, rotation speed, rotation frequency, and the like of the substrate 15 based on the rotation synchronization signal.
  • the drawing controller 39 sends a blanking control signal and a mi direction control signal to the blanking control unit 31 and the deflection control unit 33, respectively, and performs drawing control. Such drawing control is performed in synchronization with the rotation signal of the spindle motor 17 as described later.
  • the main signal lines for the blanking control unit 31, the beam position corrector 32, the deflection control unit 33, the focus control unit 34, the position control unit 37, and the rotation control unit 38 are shown. Each component is bilaterally connected to the drawing controller 39. Each component of the electron beam writing apparatus 10 is connected to a system controller (not shown) that controls the entire apparatus and is configured to transmit and receive necessary signals. Next, the case of drawing (electron beam exposure) a concentric pattern of the master hard disk by the electron beam drawing apparatus 10 will be described in detail below.
  • the hard disk tracks used today are not concentric circles (shown by solid lines) instead of spiral patterns (shown by dashed lines) used on optical disks such as CDs and DVDs, as shown in Figure 2. It is. An example will be described in which concentric patterns (15A, 15B, 15C, etc. in FIG. 2) are sequentially drawn by such a device (X-0 drawing device).
  • FIG. 3 is a plan view schematically showing a case where a plurality of concentric patterns are drawn on a substrate 15 serving as a master disk of a hard disk. Electron beam drawing (electron beam exposure) is performed concentrically on the resist-coated substrate 15 as shown in the figure, and the concentric circles are accurately connected at the beginning and end. Draw a circle (track). That is, first, electron beam writing is started from the starting point 15X of the circle 15A, and a circle is drawn so as to be connected to the drawing starting point 15X at the drawing end point (end of the circle 15A). In the figure, the positions of the start and end (connection points) 15X of the circle 15A are indicated by black circles (1) in the description.
  • a circle 15B which is a concentric circle with the circle 15A, is similarly drawn using the point 15Y outside the radius (radial) direction of the drawing connection point 15X of the circle 15A as a drawing connection point. Further, a point 15Z on the outer side in the radius (radial) direction of the drawing connection point 15Y is used as a drawing connection point, and concentric circles 15C, which are concentric circles with the circles 15A and 15B, are drawn in the same manner.
  • the drawing connection points 15X, 15Y, and 15 ⁇ are on the same radial straight line at the concentric circles 15A, 15B, and 15C. The same applies when drawing concentric circles on the radial inside. It is.
  • FIG. 4 is a schematic plan view for explaining a case where the concentric circles 15 and 15 B are drawn so that the circles are connected with high accuracy at the above-mentioned drawing connection points. (End point) The vicinity is shown enlarged.
  • FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 4 and shows a blanking control signal and deflection control signals in the X and Y directions.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a procedure for drawing a heel. The case where the HI rotation control is performed on the substrate 15 at a constant linear velocity (CLV) V will be described as an example.
  • CLV constant linear velocity
  • the positions B and E are the drawing start points of the circles, It is also a continuation point.
  • Positions B and E are on the same radial straight line (hereinafter also referred to as a reference radius straight line) which is a drawing reference, and are the bases of concentric circles 15A and 15B, respectively.
  • This reference radius straight line is, for example, so that the drawing connection position of each circle is on the reference radius straight line, or as described later, in the case of overwriting, in the overwriting; ⁇ Can be specified. Not limited to this, the reference radius straight line can be set to ⁇ t.
  • the electron beam is not only rotated in the radial direction (radial) but also opposite to the rotation (movement) of the substrate.
  • the direction of rotation is also deflected in the tangential direction. Also, it is deflected in the rotational tangential direction at the drawing connection of the circle. Therefore, it is possible to draw a circle (track) that is connected accurately at the beginning and end. Also, even when there is uneven rotation on the rotary stage, the circles can be joined with high accuracy.
  • the Y deflection signal having a ramp waveform at the position A.
  • the point of starting beam deflection is the same as in the first embodiment.
  • the position B for example, the reference position RA
  • force ⁇ the deflection speed is increased, and the electron beam is emitted by the blanking signal at the position C that has passed the reference position RA.
  • the electron beam is cut off (beam: OFF) by blanking.
  • the electron beam is deflected in the same direction as before (-Y direction in the figure), and the direction of the next circle (track) 15 B (+ in the figure)
  • the electron beam is deflected in the X direction), and the electron beam is transferred at high speed to the position E on the circle 15B.
  • the electron beam is deflected in the tangential direction (+ Y direction in the figure) by the ramp deflection Y deflection signal until it reaches position F.
  • the position F is set as a position before reaching the reference position RB on the reference radius straight line in the circle 15B.
  • the blanking is released so that the electron beam EB is irradiated on the substrate 15 (beam: ON).
  • the deflection speed is reduced, and the deflection by the ramp waveform Y deflection signal is completed at the position H.
  • the drawing start point and the drawing end point are the reference positions, and blanking control is performed so that overwriting does not occur.
  • overwriting is performed. Area is generated.
  • circle 15B taking circle 15B as an example, if circle 15C is drawn in the same manner as above after circle 15B, the position of circle 15B Drawing end position C
  • the section up to '(the position on the circle 15B corresponding to the position C) is an overwritten portion (WO). That is, deflection and blanking control are performed so that an overwritten portion (WO) is generated around the reference position (RA, RB) on the circle 15A and the circle 15B.
  • FIG. 10 is a schematic plan view for explaining the deflection control in the transition of the drawing from the circle 15A to the circle 15B, and shows the vicinity of the drawing connection point in an enlarged manner.
  • FIG. 11 is a diagram corresponding to FIG. 10 and shows a blanking control signal and deflection control signals in the X and Y directions.
  • the deflection by the Y deflection signal is started from the position A on the circle 15A, and a blanking voltage having a predetermined increasing rate is applied from the position B on the circle 15A. That is, by applying the blanking voltage in a ramp shape, the intensity of the beam applied to the substrate can be adjusted.
  • the blanking voltage is sharply increased, the electron beam is completely blanked, and the electron beam is cut off (beam: OFF). In other words, the beam intensity gradually decreases from the position B to the position C, and becomes completely zero at the position C.
  • the electron beam is deflected in the one Y direction and the electron beam is deflected in the + X direction to transfer the electron beam to the position E on the circle 15B at a high speed.
  • the blanking voltage is sharply reduced to a predetermined voltage so that an electron beam having a beam intensity lower than the completely ON state is irradiated. Then, the blanking voltage is reduced at a predetermined reduction rate, and the position G ( (Corresponding to position C on circle 15A), and completely turn on the beam. After that, at the position H, the deflection by the ramp waveform Y deflection signal ends.
  • the beam irradiation intensity may be changed at a predetermined change rate before or during at least one of the periods during which the electron beam is deflected in the radial direction.
  • FIG. 12 is a schematic plan view for explaining the deflection control in the transition of the drawing from the circle 15A to the circle 15B, and shows the vicinity of the drawing connection point in an enlarged manner.
  • FIG. 13 is a diagram corresponding to FIG. 12, and is a diagram showing a blanking control signal and deflection control signals in the X and Y directions.
  • the electron beam is deflected in the tangential direction (the Y direction in the figure) by a sinusoidal Y deflection signal over the period from position A to position C.
  • Tangier from position C It deflects the electron beam in the radial direction (one Y direction in the figure) and also deflects the electron beam in the radial direction (+ X direction in the figure) to transfer the electron beam to position D at high speed.
  • the electron beam is deflected in the tangential direction (the Y direction in the figure) by a sinusoidal Y deflection signal.
  • the point that the electron beam is blanked and the electron beam is cut off (beam: OFF) over the period from the position B, which is the drawing connection point, to the position E is the same as in the first embodiment.
  • the interruption period of the electron beam may be set so as to overwrite.

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Abstract

電子ビームを偏向して電子ビームの照射位置を変化させるビーム偏向部と、基板の回転に同期した同期信号を生成する同期信号生成部と、１の円の描画から他の円の描画への移行に際し、上記同期信号に基づいてビーム偏向部を制御して電子ビームを基板の回転半径方向及び基板の回転接線方向で基板の回転とは反対方向に偏向させるコントローラと、電子ビームを回転半径方向に偏向させている期間に亘って基板への電子ビームの照射を遮断するビーム遮断部と、を有する。

Description

明細書 電子ビーム描画装置 技術分野
本発明は、 原盤を製造するためのビーム描画装置、 特に、 同心円状に円を描画するのに 用いられる電子ビーム描画装置に関する。
背景漏
磁気ディスク又 —ドディスク （HD： Hard Disk) は、 パーソナルコンピュータ （ P C) の記憶装置、 モバィル機器， 車載機器等に用いられている。 近年、 さらにその用途 も著しく拡大しているとともに、 面記録密度も急速に向上している。
かかる高記録密度 Λ—ドディスクの製造のため、 電子ビームマス夕リング技術が広範に 研究されている。 電子ビーム描画露光装置においては、 電子銃から射出され電子レンズに よって集束された電子ビームスポットがレジストを塗布した基板上に照射される。 かかる 電子ビームスポットは、 ブランキング制御系およびビーム偏向制御系によってその照射位 置が制御され、 所望のビームパターンが描画される。 例えば、 電子ビーム露光装置として は、 光ディスクなどの記録媒体の原盤を精度良く作成するための装置が開発されている （ 例えば、 特開 2 0 0 2— 3 6 7 1 7 8号公報参照） 。
従って、 高記録密度の電子ビーム描画を行うには、 高精度に電子ビームスポットの照射 位置制御をなす必要がある。 近年のハードディスクでは、 光ディスク等に採用されている スパイラルパターンではなく、 同心円状のパターンが用いられている。 同心円状に電子ビ —ム描画を行う場合には、 円 (卜ラック) の始端と終端で精度良く繋がった円を描画する 必要があり、 高精度に同心円状に描画可能な装置の実現が まれている。
の X— 0系描画装置等において同心円状に電子ビーム描画を行う場合、 基板の回転 に同期したランプ （慎钭） 波で電子ビームをラジアル方向に偏向していた。 従って、 円の 繋ぎ合わせ部分の形状が乱れ、 さらにランド部に露光される部分ができる等の不具合が生 じていた。 また、 回転ステージに回転むらが 在した場合には、 ラインが繋がらない場合 も起こる。 また、 ブランキングを使用するとランドの露光部は無くなるが、 ラインが繋が らないという不具合が生じる。 従って、 高精度に円を描画することが可能なビーム描画装 置の実現が Ήまれていた。
発明の開示
本発明が解決しょうとする課題には、 同心円状に電子ビーム描画を行う場合に、 円の始 端と終端で高精度に接続された円を描画することができる電子ビーム描画装置を提供する ことが一例として挙げられる。
本発明による電子ビーム描画装置は、 基板を回転させつつ電子ビームを照射して基板上 に同心円状に複数の円を描画する電子ビーム描画装置であつて、 電子ビームを偏向して電 子ビームの照射位置を変化させるビーム偏向部と、 基板の回転に同期した同期信号を生成 する同期信号生成部と、 1の円の描画から他の円の描画への移行に際し、 上記同期信号に 基づいてビーム偏向部を制御して電子ビームを基板の回転半径方向及び基板の回転接線方 向で基板の回転とは反対方向に偏向させるコントローラと、 電子ビームを回転半径方向に 偏向させている期間に亘つて基板への電子ビームの照射を遮断するビーム遮断部と、 を有 することを特徴としている。
また、 本発明による電子ビーム描画方法は、 基板を回転させつつ電子ビームを照射して 基板上に同心円状に複数の円を描画する電子ビーム描画方法であって、 1の円の描画の間 に、 電子ビームを基板へ照射することを遮断する遮断 =f亍程と、 遮断中に、 電子ビームを基 板の少なくとも回転半径方向に偏向させ、 他の円の描項を開始する描画開始行程と、 を有 することを特徴としている。
図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の実施例 1である電子ビーム描画装置の構成を模式的に示すブロック図 である。
図 2は、 ディスクのスパイラルパターン （破線） 、 及び同心円パターン （実線） を示す 平面図である。
図 3は、 基板上に複数の同心円パターンを描画する ±易合を説明する模式的な平面図であ る。
図 4は、 実施例 1における同心円 1 5 Α及び 1 5 Βの描画を行う場合を説明する模式的 な平面図である。
図 5は、 図 4に対応する図であり、 ブランキング lf御信号及び X方向及び Y方向の偏向 制御信号を示す図である。
図 6は、 図 4及び図 5に示す描画の手順を示すフローチャートである。
図 7は、 ブランキングにより電子ビーム E Bを遮 (ビーム： OF F) する場合を模式 的に示す図である。
図 8は、 実施例 2において、 円 1 5 Aから円 1 5 Bへの描画の移行の際における偏向制 御を説明するための模式的な平面図である。
図 9は、 図 8に対応する図であり、 ブランキンク ϋίΐ御信号及び X方向及び Y方向の偏向 制御信号を示す図である。
図 1 0は、 実施例 3において、 円 1 5 Αから円 1 5 Bへの描画の移行の際における偏向 制御を説明するための模式的な平面図である。
図 1 1は、 図 1 0に対応する図であり、 ブランキング制御信号及び X方向及び Y方向の 偏向制御信号を示す図である。
図 1 2は、 実施例 4において、 円 1 5 Aから円 1 5 Bへの描画の移行の際における偏向 制御を説明するための模式的な平面図である。
図 1 3は、 図 1 2に対応する図であり、 ブランキング制御信号及び X方向及び Y方向の 偏向制御信号を示す図である。
発明を実施するための形態
以下、 本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に説明する。 なお、 以下に示す実 施例において、 {面な構成要素には同一の参照符を付している。
【実施例 1】
図 1は、 本発明の実施例 1である電子ビーム描画装置 1 0の構成を模式的に示すプロッ ク図である。 電子ビーム描画装置 1 0は、 電子ビームを用い、 磁気ディスク l用の原盤 を作成するマスタリング装置である。
電子ビーム描画装置 1 0は、 真空チヤンバ 1 1、 及び真空チヤンバ 1 1内に配された基 板を載置及び回転、 遞移動する駆動装置、 及び真空チャンバ 1 1に取り付けられた電子 ビームカラム 2 0、 及び基板の駆動制御及び電子ビーム制御等をなす種々の回路、 制御系 が設けられている。
より詳細には、 ディスク原盤用の基板 1 5は、 ターンテーブル 1 6上に載置されている 。 ターンテーブル 1 6は、 基板 1 5を回転駆動する回転駆動装置であるスピンドルモー夕 1 7によってディスク基板主面の垂直軸に関して回転駆動される。 スピンドルモ一夕 1 7 は送りステージ （以下、 単にステージと称する） 1 8上に設けられている。 ステージ 1 8 は、 移送 （鍵駆動） 装置である送りモータ 1 9に結合され、 スピンドルモータ 1 7及び 夕一ンテーブル 1 6を基板 1 5の主面と平行な面内の所定方向に移動することができるよ うになつている。
夕一ンテーブル 1 6は誘電体、 例えば、 セラミックからなり、 静電チヤッキング機構 ( 図示しない） を有している。 かかる静電チヤッキング機構は、 ターンテーブル 1 6 (セラ ミック） とターンテーブル 1 6内に設けられ静電分極を生起させるための導体からなる電 極とを備えて構成されている。 当該電極には高電圧電源 （図示しない） が接続され、 高電 圧電源から当該電極に電圧が印加されることにより基板 1 5を吸着保持している。
ステージ 1 8上には、 後述するレーザ測長システム 3 5の一部である反射鏡 3 5 A、 干 渉計などの光学要素が己されている。
真空チャンバ 1 1は、 エア一ダンバなどの防振台 （図示しない） を介して設置され、 外 部からの振動の伝達が抑制されている。 また、 真空チャンバ 1 1は、 真空ポンプ（図示し ない） が接続されており、 これによつてチャンバ内を排気することによって真空チャンバ
1 1の内部が^ ΐ定圧力の真空雰囲気となるように設定されている。
電子ビームカラム 2 0内には、 電子ビームを射出する電子銃 （ェミッタ） 2 1、 収束レ ンズ 2 2、 ブランキング電極 2 3、 アパーチャ 2 4、 ビーム偏向コイル 2 5、 ァライメン トコイル 2 6、 偏向電極 2 7、 フォーカスレンズ 2 8、 対物レンズ 2 9がこの順で配置さ れている。
電子銃 2 1は、 加速高圧電源 （図示しない） カゝら供給される高電圧が印加される陰極 ( 図示しない） により数 1 O K e Vに加速された電子ビーム （E B) を射出する。 収束レン ズ 2 2は、 射出された電子ビームを収束する。 ブランキング電極 2 3は、 ブランキング制 御部 3 1からの変調信号に基づいて電子ビームのオン Zオフ切換 （ONZO F F) を行う 。 すなわち、 ブランキング電極 2 3間に電圧を印加して通過する電子ビームを大きく偏向 させることにより、 電子ビームがアパーチャ 2 4を通過するのを阻止し、 電子ビームをォ フ状態とすることができる。
ァライメントコイル 2 6は、 ビーム位置補正器 3 2からの補正信号に基づいて電子ビー ムの位置補正を行う。 偏向電極 2 7は、 偏向制御部 3 3からの制御信号に基づいて電子ビ ームを高速で偏向制御することができる。 かかる偏向制御により、 基板 1 5に対する電子 ビームスポットの位置制御を行う。 フォーカスレンズ 2 8は、 フォーカス制御部 3 4から の制御信号に基づいて電子ビームのフォーカス制御を行う。
また、 真空チャンバ 1 1には、 基板 1 5の主面の高さを検出するための光源 3 6 A及び 光検出器 3 6 Bが設けられている。 さらに、 電子ビーム描画装置 1 0には高さ検出部 3 6 が設けられている。 光検出器 3 6 Bは、 例えば、 ポジションセンサや C C D (Charge Co upled Device) などを含み、 光源 3 6 Aから射出され、 基板 1 5の表面で反射された光ビ —ムを受光し、 その受光信号を高さ検出部 3 6に供給する。 高さ検出部 3 6は、 受光信号 に基づいて基板 1 5の主面の高さを検出し、 検出信号を生成する。 基板 1 5の主面の高さ を表す検出信号は、 フォ一カス制御部 3 4に供給され、 フォーカス制御部 3 4は当該検出 信号に基づいて電子ビームのフォーカス制御を行う。
レーザ測長システム 3 5は、 レーザ測長システム 3 5内の光源からの測距用レーザ光を 用いてステージ 1 8までの距離を測距し、 その測距データ、 すなわちステージ 1 8の位置 データを位置制御部 3 7に送る。 位置制御部 3 7は、 位置データからビーム位置を補正す るための位置補正信号を生成し、 ビーム位置補正器 3 2に送出する。 上記したように、 こ の補正信号に基づいてビーム位置補正器 3 2は電子ビームの位置補正を行う。 また、 位置 制御部 3 7は、 送りモー夕 1 9の制御を行う位置制御信号を生成して送りモー夕 1 9に供 給する。
スピンドルモ一夕 1 7の回転は回転制御部 3 8によって制御される。 また、 回転制御部 3 8は、 スピンドルモータ 1 7の回転同期信号を描画コントローラ 3 9に送出する。 当該 回転同期信号は、 基板 1 5の基準回転位置を表す信号、 及び基準回転位置からの所定回転 角ごとのパルス信号を含んでいる。 回転制御部 3 8は、 当該回転同期信号により基板 1 5 の回転角、 回転速度、 回転周波数等を得る。 描画コントローラ 3 9は、 ブランキング制御 部 3 1及び偏向制御部 3 3にそれぞれブランキング制御信号及 mi向制御信号を送出し、 描画制御を行う。 かかる描画制御は、 後述するように、 上記したスピンドルモ一夕 1 7の 回転信号に同期して行われる。 なお、 ブランキング制御部 3 1、 ビーム位置補正器 3 2、 偏向制御部 3 3、 フォーカス制御部 3 4、 位置制御部 3 7及び回転制御部 3 8に関して主 たる信号線について示したが、 これら各構成部は描画コントローラ 3 9に双方的に接続さ れている。 また、 電子ビーム描画装置 1 0の各構成部は装置全体の制御をなす図示しない システムコントローラに麓接続され 必要な信号を送受信するように構成されている。 次に、 電子ビーム描画装置 1 0によりハードディスク原盤の同心円状パターンを描画 ( 電子ビーム露光） する場合について以下に詳細に説明する。
現紘く使われているハードディスクのトラックは、 図 2に示すように、 CDや DVD 等の光ディスクで翻されているスパイラルパターン （破線で示す） ではなく、 同心円パ 夕一ン （実線で示す） である。 かかる装置 （X— 0系描画装置） で同心円パターン （図 2 の 1 5 A、 1 5 B、 1 5 C · '等） を順次描画する場合を例に説明する。
図 3は、 ハードディスクの原盤となる基板 1 5上に複数の同心円パターンを描画する場 合を模式的に示す平面図である。 レジストを塗布した基板 1 5上に、 図に示すように同心 円状に電子ビーム描画 （電子ビーム露光） を行い、 同心円の始端と終端で精度良く繋がつ た円 （トラック） を描画する。 すなわち、 まず円 15 Aの始端 15 Xから電子ビーム描画 を開始し、 描画終了点 （円 15 Aの終端） において描画開始点である 15 Xに繋がるよう に円を描画する。 なお、 図においては円 15 Aの始端及び終端 （接続点） 15Xの位置を 説明の 1 [上、 黒丸 (·) で示している。 次に、 円 15 Aの描画接続点 15 Xの半径 （ラ ジアル） 方向外側の点 15 Yを描画接続点として円 15 Aと同心円である円 15 Bを同様 に描画する。 さらに、 描画接続点 15Yの半径 （ラジアル） 方向外側の点 15 Z を描画接 続点として円 15 A、 15Bと同心円である同心円 15 Cを同様にして描画する。 描画接 続点 15X、 15Y、 15 Ζは、 それぞれ同心円 15A、 15B、 15 Cにお^"る同一の 半径方向の直線上にある。 なお、 ラジアル方向内側に同心円を描画していく場 も同様で ある。
図 4は、 上記した描画接続点において精度良く円が繋がるように同心円 15ん及び 15 Bの描画を行う場合を説明するための模式的な平面図であり、 描画接続点（開!^点、 終了 点） 近傍を拡大して示している。 図 5は、 図 4に対応する図であり、 ブランキング制御信 号及び X方向及び Y方向の偏向制御信号を示す図である。 また、 図 6は、 かか 描画の手 順を示すフローチヤ一トである。 なお、 基板 15が一定線速度 (CLV) Vで HI転制御さ れた場合を例に説明する。
ラジアル方向、 すなわち図中 X方向の偏向制御信号 （以下、 X偏向信号という） はスピ ンドルモータ 17の回転周波数と同じ周期を有するランプ （傾斜） 波であり、 このランプ 波形を有する X偏向信号により円 （卜ラック） 15Aの描画を開始し （ステツ 7"S 11) 、 描画開始点 15 Xの近傍であって描画開始点 15 Xまで達していない位置 A C図 3及び 図 4) まで円 15Aを描画する。 位置 Aにおいてランプ波形を有する Y偏向信 により基 板 15の回転方向 （_Y方向） とは反対方向で、 タンジェンシャル方向 （すな ち、 +Υ 方向） に電子ビームの偏向を開始する （ステップ S 1 2) 。 電子ビームが位置 B (すなわ ち、 円 1 5 Aの描画開始点 1 5 X) に到達した時点でブランキング信号により電子ビーム を遮断する （ステップ S 1 3) 。 図 7に示すように、 ブランキング電極 2 3へのブランキ ング電圧の印加によって電子ビーム E Bはアパーチャ 2 4の絞り孔から大きく偏向され電 子ビーム E Bがアパーチャ 2 4を通過しない状態 （ビーム： O F F) となり、 電子ビーム を遮断することができる。 この状態で円 1 5 A上の位置 Cまでさらに電子ビームを偏向 （ 基板 1 5の回転方向とは 向への偏向） させる （ステップ S 1 4) 。 なお、 位置 Cは位 置 Bから + Y方向へ ¾|隹 DYZ2の位置としている。 '
電子ビームが円 1 5 A上の位置 Cに到達した時点で、 これまでとは反対方向 （基板 1 5 の回転方向でタンジェンシャル方向、 すなわち図中、 — Y方向） に電子ビームを偏向する とともに、 ラジアル方向 （すなわち、 図中、 +X方向） に電子ビームを偏向させ、 円 1 5 B上の位置 Dへ電子ビームを高速で切換え、 移送する (ステップ S 1 5) 。 次に、 位置 D から回転方向とは反対方向で、 タンジェンシャル方向 （図中、 +Y方向） に電子ビームを ランプ波形の Y偏向信号により偏向する （ステップ S 1 6) 。
電子ビームが円 1 5 B上の位置 E (すなわち、 位置 1 5 Y) に到達した時点で、 ブラン キング電極 2 3のブランキングを解除 （ビーム： ON) して （ステップ S 1 7) 、 電子ビ ーム E Bがアパーチャ 2 4を通過するようにする。 なお、 位置 Dは位置 Eから一 Y方向へ 距離 DYZ 2の位置としている。 これにより位置 Eから再 画 （露光） が開始される。 従って、 円 1 5 Aの位置 Bから位置 Cまでの期間、 円 1 5 Aの位置 Cから円 1 5 Bの位置 Dまでの X偏向及び Y偏向を行う期間、 及び円 1 5 Bの位置 Dから位置 Eまでの期間は、 電子ビームはブランキングされた （ビーム： OF F) 状態であり、 描画 （露光） はなされ ない。 また、 本実施例においては、 位置 B及び位置 Eは各円の描画開始点であり、 描画接 続点でもある。 また、 位置 B及び位置 Eは描画の基準となる同一の半径方向の直線 （以下 、 基準半径直線ともいう） 上にあり、 それぞれ同心円 1 5 A及び 1 5 Bの基 立置である 。 この基準半径直線は、 例えば、 各円の描画接続位置が当該基準半径直線上になるように 、 あるいは後述するように、 重ね書きをする場合には、 重ね書きの中;^立置となるように 定めることができる。 これに限らず、 基準半径直線は ¾t定めることができる。
円 1 5 B上において位置 Eから位置 Fまで電子ビームを +Y方向にランプ波形の Y偏向 信号により偏向して描画を行う （ステップ S 1 8) 。 すなわち、 位置 Fにおいてランプ波 形の Y偏向信号による偏向を終了し、 円 1 5 Bの描画を続行する。
以上の動作を繰り返し行うことによって同心円パターンの描画を行うことができる。 こ こで、 描画するラインが円の始点と終点とで一致する条件は、 基板の移動速度を V、 位置 C及 立置 D間の Y偏向信号の偏向量を DY、 位置 A及び位置 F間の期間を Ty、 ブラン キング時間を Tbとすると、 V=DY/Tb ( 1 -Tb/Ty) で表される。
上記したように、 本発明によれば、 1の円の描画から他の円の描画への移行に際し、 電 子ビームを回転半径方向 （ラジアル） 方向のみならず基板の回転 （移動） とは反対方向の 回転接線方向にも偏向させている。 また、 円の描画接続部においても回転接線方向に偏向 させている。 従って、 始端と終端で精度良く繋がった円 （トラック） を描画することがで きる。 また、 回転ステージに回転むらがある場合であっても、 高精度に円を繋ぎ合わせる ことができる。
【実施例 2】
以下に本発明の実施例 2について図面を参照しつつ説明する。
図 8は、 円 1 5 Aから円 1 5 Bへの描画の移行の際における偏向制御を説明するための 模式的な平面図であり、 描画接続点 （開始点、 終了点） 近傍を拡大して示している。 図 9 は、 図 8に対応する図であり、 ブランキング制御信号及び X方向及び Y方向の偏向制御信 号を示す図である。
円 1 5 Aの基準位置 RAの近傍の位置 Aにおいてランプ波形を有する Y偏向信号により 基板 1 5の回転 （移動） 方向とは反対方向で、 タンジェンシャル方向 （図中、 +Y方向） に電子ビームの偏向を開始する点は上記実施例 1と同様である。 本実施例においては、 + Y方向への偏向を開始後、 位置 B (例えば、 基準位置 RA) 力 ^偏向速度を増加させ、 基 準位置 RAを通過した位置 Cにおいてブランキング信号により電子ビームをブランキング して電子ビームを遮断 （ビーム： OF F) する。
さらに、 位置 Dまで偏向を行いつつ移動した後、 これまでとは 向 （図中、 — Y方向 ) に電子ビームを偏向するとともに、 次の円 （トラック） 1 5 Bの方向 （図中、 +X方向 ) に電子ビームを偏向させ、 円 1 5 B上の位置 Eへ電子ビームを高速で移送する。 次に、 位置 Fに達するまでタンジェンシャル方向 （図中、 +Y方向） に電子ビームをランプ波形 の Y偏向信号により偏向する。 なお、 位置 Fは、 円 1 5 Bにおける基準半径直線上の基準 位置 RBに達する以前の位置として設定される。 位置 Fにおいてブランキングを解除して 、 電子ビーム E Bが基板 1 5に照射される （ビーム： ON) ようにする。 円 1 5 B上の位 置 G (例えば、 基準半径直線上の位置 R B) において偏向速度を減小させ、 位置 Hにおい てランプ波形 Y偏向信号による偏向を終了する。
以上の動作を繰り返し行うことによって同心円パターンの描画を行うことができる。 実 施例 1においては、 描画開始点及び描画終了点が基準位置であり、 重ね書きが生じないよ うにブランキング制御を行ったが、 上記した手順で繰り返し同心円の描画を行った場合、 重ね書きの領域が生じる。 すなわち、 円 1 5 Bを例に説明すれば、 円 1 5 Bに続いて上記 と同様に円 1 5 Cを描画した場合には、 円 1 5 Bの位置 F力ゝら円 1 5 Bの描画終了位置 C ' (位置 Cに対応する円 1 5 B上の位置） までの区間は重ね書き部分 (WO) となる。 す なわち、 円 1 5 A及び円 1 5 B上の基準位置 （RA、 R B) を中心として重ね書き部分 ( WO) が生じるように偏向及びブランキング制御がなされている。
従って、 始端と終端で高精度に接続された円を描画することができる。 また、 回転ステ ージに回転むらがある場合であっても、 高精度に円を繋ぎ合わせることができる。
【実施例 3】
以下に本発明の実施例 3について図面を参照しつつ説明する。
図 1 0は、 円 1 5 Aから円 1 5 Bへの描画の移行の際における偏向制御を説明するため の模式的な平面図であり、 描画接続点近傍を拡大して示している。 図 1 1は、 図 1 0に対 応する図であり、 ブランキング制御信号及び X方向及び Y方向の偏向制御信号を示す図で める。
円 1 5 A上の位置 Aから Y偏向信号による偏向を開始し、 円 1 5 A上の位置 Bから所定 の増加率のブランキング電圧を印加する。 すなわち、 ブランキング電圧をランプ状に印加 することで基板に照射されるビームの強度を調整することができる。 基準位置を超えた位 置 Cにおいてブランキング電圧を急峻に増加させ、 完全に電子ビームをブランキングして 電子ビームを遮断 （ビーム： O F F) する。 つまり、 位置 Bから位置 Cまではビ一ム強度 が徐々に減少し、 位置 Cにおいて完全にゼロとなる。 次に、 位置 Dまで移動した後、 一 Y 方向に電子ビームを偏向するとともに、 +X方向に電子ビ一ムを偏向させ、 円 1 5 B上の 位置 Eへ電子ビームを高速で移送する。
円 1 5 B上の基準位置 R Bに達しない位置 Fにおいてブランキング電圧を所定電圧まで 急峻に低下させ、 完全に ON状態よりは低いビーム強度の電子ビームが照射されるように する。 その後、 ブランキング電圧を所定の減小率で低下させ、 基準位置を超えた位置 G ( 円 1 5 A上の位置 Cに対応） において完全にビームを ON状態とする。 その後、 位置 Hに おいてランプ波形 Y偏向信号による偏向を終了する。
以上の動作を繰り返し行うことによって複数の同心円の描画を行うことができる。 従つ て、 始端と終端で高精度に接続された円を描画することができる。 また、 回転ステージに 回転むらがある場合であっても、 高精度に円を繫ぎ合わせることができる。 なお、 上記し た手順で繰り返し同心円の描画を行った場合、 重ね書きの領域が生じる。 すなわち、 円 1 5八及び円1 5 8の基準位置1八、 RBを中心として重ね書き部分 (WO) が生じるよう に偏向及びブランキング制御がなされている。
なお、 電子ビームをラジアル方向に偏向させている期間の前又は当該期間の後の少なく ともいずれか一方においてビームの照射強度を所定の変化率で変化させるようにしてもよ い。
【実施例 4】
以下に本発明の実施例 4について図面を参照しつつ説明する。
図 1 2は、 円 1 5 Aから円 1 5 Bへの描画の移行の際における偏向制御を説明するため の模式的な平面図であり、 描画接続点近傍を拡大して示している。 図 1 3は、 図 1 2に対 応する図であり、 ブランキング制御信号及び X方向及び Y方向の偏向制御信号を示す図で ある。
本実施例の描画方法が上記した実施例 1の描画方法と異なるのは、 Y方向の偏向制御信 号がランプ状信号に正弦波状信号を重畳している点である。 なお、 その他の点は実施例 1 の描画方法と同様である。
より詳細には、 位置 Aから位置 Cまでの期間に亘り、 正弦波状の Y偏向信号によりタン ジェンシャル方向 （図中、 士 Y方向） に電子ビームの偏向を行う。 位置 Cからタンジェ ンシャル方向 （図中、 一Y方向） に電子ビームを偏向するとともに、 ラジアル方向 （図中 、 +X方向） にも電子ビームを偏向させ、 位置 Dへ電子ビームを高速で移送する。 次に、 位置 Dから位置 Fまでの期間に亘り、 正弦波状の Y偏向信号により夕ンジェンシャル方向 (図中、 士 Y方向） に電子ビームの偏向を行う。 なお、 描画接続点である位置 Bから位 置 Eまでの期間に亘り、 電子ビームをブランキングして電子ビームを遮断 （ビーム： O F F) している点は実施例 1の場合と同様であるが、 重ね書きをするように電子ビームの遮 断期間を設定してもよい。
以上詳細に説明したように、 本発明によれば、 1の円の描画から他の円の描画への移行 に際し、 電子ビームを回転半径方向 （ラジアル） 方向のみならず、 基板の回転 （移動） の 回転接線 （タンジェンシャル） 方向にも偏向させている。 また、 円の描画接続部において も、 基板の回転とは反対方向の回転接線方向に偏向させている。 従って、 始端と終端で精 度良く繋がった円 （トラック） を描画することができる。 また、 回転ステージに回転むら がある場合であっても、 高精度に円を繋ぎ合わせることができる。
なお、 上記した実施例においては、 電子ビームにより同心円の描画 （露光） を行う場合 について説明したが、 電子ビームに限らず光ビームなどのビームを用いて描画を行う場合 にも適用することができる。

Claims

請求の範囲
1 . 基板を回転させつつ電子ビームを照射して前記基板上に同心円状に複数の円を描画 する電子ビーム描画装置であって、
前記電子ビームを偏向して前記電子ビ一ムの照射位置を変化させるビーム偏向部と、 前記基板の回転に同期した同期信号を生成する同期信号生成部と、
1の円の描画から他の円の描画への移行に際し、 前記同期信号に基づいて前記ビーム偏 向部を制御して前記電子ビームを前記基板の回転半径方向及び前記基板の回転接線方向で 前記基板の回転とは反対方向に偏向させるコントロ一ラと、
前記電子ビームを前記回転半径方向に偏向させている期間に亘って前記基板への前記電 子ビームの照射を遮斬するビーム遮断部と、 を有することを特徴とするビーム描画装置。
2 . 前記コントローラは、 前記 1の円の描画から前記他の円の描画への移行の前に前記 電子ビ一ムを前記基板の回転接線方向で前記基板の移動と同一方向に偏向させることを特 徴とする請求項 1に記載のビーム描画装置。
3. 前記コントローラは、 前記円の描画接続位置を含む円周部を重ね書きするように前 記電子ビームを前記回転接線方向に偏向させることを特徴とする請求項 1に記載のビーム 描画装置。
4. 前記ビーム遮断部は、 前記電子ビームを前記回転半径方向に偏向させている期間の 前又は当該期間の後のいずれかにおいて前記基板への前記電子ビームの照射強度を所定の 変化率で変化させることを特徴とする請求項 1に記載の電子ビーム描画装置。
5 . 基板を回転させつつ電子ビームを照射して前記基板上に同心円状に複数の円を描画 する電子ビーム描画方法であって、
1の円の描画の間に、 前記電子ピ一ムを前記基板へ照射することを遮断する遮断行程と 前記遮断中に、 前記電子ビームを前記基板の少なくとも回転半径方向に偏向させ、 他の 円の描画を開始する描画開始行程と、 を有することを特徴とするビーム描画方法。
6. 前記描画開始行程は、 更に回転接線方向に偏向させることを特徴とする請求項 5に 記載のビーム描画方法。
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