WO2007111260A1

WO2007111260A1 - ビーム記録装置及びビーム調整方法

Info

Publication number: WO2007111260A1
Application number: PCT/JP2007/056057
Authority: WO
Inventors: Hiroaki Kitahara; Yasumitsu Wada
Original assignee: Pioneer Corporation
Priority date: 2006-03-24
Filing date: 2007-03-23
Publication date: 2007-10-04
Also published as: TW200814053A; US20090170017A1; JPWO2007111260A1; CN101449328A; US7875866B2; CN101449328B

Abstract

　ターンテーブルのラジアル方向に互いに異なる角度で配された少なくとも３つの変位センサを有する変位検知器と、上記少なくとも３つの変位センサの検知変位に基づいて、ターンテーブルの側面のラジアル方向における変位に対応する形状データを算出する形状算出器と、上記変位センサの少なくとも１つからの検知変位及び上記形状データに基づいて、回転非同期成分及び回転同期成分を含むターンテーブルの回転振れを算出する回転振れ演算器と、上記回転振れに基づいて電子ビームの照射位置を調整するビーム照射位置調整器と、を有している。

Description

明細書

ビーム記録装置及びビーム調整方法

技術分野

[0001] 本発明は、ビーム記録装置及びビーム調整方法、特に、電子ビームを用いて磁気ディスク等の高速回転記録媒体の原盤を製造する電子ビーム記録装置及びビーム調整方法に関する。

背景技術

[0002] 電子ビームやレーザビーム等の露光ビームを用いてリソグラフィを行うビーム記録装置は、デジタル多用途ディスク（DVD : Digital Versatile Disc)、 Blu- rayディスク等の光ディスク、ハードディスクに代表される磁気記録媒体などの大容量ディスクの原盤製造装置に広く適用されている。

[0003] 力かるビーム記録装置は、上記したディスクを製造する際の原盤となる基板の記録面にレジスト層を形成し、基板を回転させるとともに、並進移動させて基板記録面に対してビームスポットを相対的に半径方向及び接線方向に適宜送ることにより、螺旋状又は同心円状のトラック軌跡を基板記録面上に描いてレジストに潜像を形成するように制御する。

[0004] このようなビーム記録装置においては、基板を回転 ·並進移動させる送りモータゃスピンドルモータ等の機械精度などにより回転振れが生じ、トラックの形成精度を低下させることになる。従って、力かる回転振れを何らかの方法で補正しつつビーム露光を行う必要がある。

[0005] ディスク基板の回転振れには、周知のように、ターンテーブル (基板)の回転周波数に同期した振れ成分である同期振れ（同期回転振れ)と、ターンテーブル (基板)の回転周波数に依存せず不規則な非同期振れ (非同期回転振れ)とがある。

[0006] 非同期回転振れに関して、光ディスク原盤露光装置における補正技術が開示されている（例えば、特許文献 1参照)。当該特許文献 1には、光ディスク原盤露光装置におけるトラックピッチ精度（隣接トラックとの相対的位置精度)の改善を目的として、非同期回転振れを補正するための技術が開示されている。 [0007] 一方、同期回転振れは、トラックの真円精度 (絶対的精度)を劣化させるものの、トラックピッチ精度には影響しない。この同期回転振れによる真円度誤差については、光ディスクの場合では再生機のトラッキングサーボによって追従することが可能であることから、これまで同期回転振れは非同期回転振れほどは重視されていな力つた。しかし、近年、磁気記録媒体であるハードディスクの高記録密度化のために、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と称される磁気記録媒体を電子ビーム露光装置を使用して作成する要望が高まっている。

[0008] ハードディスクは記録再生時における回転速度が高ぐまた、記録再生ヘッドのトラック制御を行うためのスイングアーム式制御機構の制御帯域も狭、ため、ディスク媒体に要求されるトラック真円精度が厳しい。そのため、力かるディスク媒体を作製するための原盤露光装置には非同期回転振れのみならず、同期回転振れについても高精度で補正する必要がある。

[0009] 非同期回転振れ及び同期回転振れの両者を補正する従来技術 (例えば、特許文献 2、特許文献 3参照）については、あら力じめ測定によって得たターンテーブルの半径方向（ラジアル方向）の変位情報に基づ、て、記録ビーム位置の補正制御を行うことが開示されている。

[0010] 例えば、所定の回転数以下で測定したターンテーブルのラジアル方向の変位 (以下、ラジアル変位ともいう。）を基準変位として、ビーム露光時にリアルタイムで測定されるラジアル変位の当該基準変位に対する差分を演算して、当該演算結果に基づ V、て記録ビームの照射位置制御 (補正)を行うことが開示されて、る（例えば、特許文献 2参照)。しかし、このような方法においては、回転振れの同期成分は低速回転時において小さいこと、及び回転数の増加に比例して回転同期成分も増大するとの仮定の下に、当該低速回転時の変位を基準とするものである。

[0011] し力しながら、低速回転時においても回転同期成分は無視できず、また、必ずしも回転数の増加に比例して回転同期成分が増大するとも限らない。従って、かかる方法では基準変位波形を取り込む回転時において含まれる同期回転振れ成分は未知であるため補正することはできな、。

[0012] 上記したように、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と称され、高速回転で記録再生がなされる磁気ディスク等の高記録密度化においては、非同期回転振れのみならず同期回転振れをも極めて高精度に補正する必要がある。すなわち、従来技術における補正方法は、かかる磁気ディスク等の同期回転振れに対しては不完全な補正方法であり真の回転同期成分を補正しきれないものであった。また、かかる問題点、課題は認識されていなカゝつた。

特許文献 1 :特開平 9 190651号公報 (第 4頁、図 1)

特許文献 2 :特開 2003— 317285号公報 (第 7— 8頁、図 3)

特許文献 3 :特開 2003— 36548号公報 (第 8頁、図 6)

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0013] 本発明が解決しょうとする課題には、非同期回転振れのみならず同期回転振れをも極めて高精度に補正することが可能な電子ビーム記録装置及びビーム調整方法を提供することが一例として挙げられる。

課題を解決するための手段

[0014] 本発明による電子ビーム記録装置は、基板を載置したターンテーブルを回転させつつ基板に向けて電子ビームを照射する電子ビーム記録装置であって、

ターンテーブルのラジアル方向に互いに異なる角度で配された少なくとも 3つの変位センサを有する変位検知器と、

上記少なくとも 3つの変位センサの検知変位に基づ!/、て、ターンテーブルの側面のラジアル方向における変位に対応する形状データを算出する形状算出器と、上記変位センサの少なくとも 1つ力の検知変位及び上記形状データに基づいて、回転非同期成分及び回転同期成分を含むターンテーブルの回転振れを算出する回転振れ演算器と、

上記回転振れに基づいて電子ビームの照射位置を調整するビーム照射位置調整器と、を有することを特徴としている。

[0015] また、本発明による方法は、基板を載置したターンテーブルを回転させつつ基板に向けて電子ビームを照射する電子ビーム記録装置におけるターンテーブルの回転振れを算出する方法であって、上記ターンテーブルのラジアル方向の少なくとも 3つの互いに異なる角度における変位を検出する変位検出ステップと、

上記互いに異なる角度における変位に基づいて、ターンテーブルの側面のラジアル方向における変位に対応する形状データを算出する形状データ算出ステップと、上記互、に異なる角度における変位のうち少なくとも 1の変位及び上記形状データに基づいて、回転非同期成分及び回転同期成分を含むターンテーブルの回転振れを算出する回転振れ算出ステップと、を有することを特徴としている。

[0016] また、本発明による方法は、上記のターンテーブルの回転振れを算出する方法を用いた電子ビームの照射位置調整方法であって、上記回転振れに基づ!、て電子ビームの照射位置を調整するステップを有することを特徴としている。

図面の簡単な説明

[0017] [図 1]図 1は、本発明の実施例である電子ビーム記録装置の構成を模式的に示すブロック図である。

[図 2]図 2は、回転振れを検知，演算し、当該演算結果に基づいて電子ビーム (EB) の照射位置を調整する構成について示す図である。

[図 3]図 3は、ターンテーブル及び 3台の変位センサの配置を模式的に示す上面図である。

[図 4]図 4(a)はターンテーブルの回転角度（ Θ )に対するラジアル変位波形の例を示す図であり、図 4(b)はラジアル変位波形を成分毎に分離して示す図である。

[図 5]図 5は、露光時において、形状波形データ r( Θ )に基づいてビーム照射位置の調整を行う回転振れ演算器の動作を説明する図である。

[図 6]図 6は、本発明の改変例を示し、 4台の変位センサの配置を模式的に示す上面図である。

[図 7]図 7は、露光時においてリアルタイムで形状波形データ r( Θ )を更新しつつ、露光ビームの照射位置補正をなす場合の構成を示すブロック図である。

[図 8]図 8は、変位信号 SA( Θ ), SB( θ ), SC( θ )により形状波形データ r( Θ )を算出し、格納する手順を示すフローチャートである。

[図 9]図 9は、形状波形データを描画の実行前に測定しておき、補正を行う場合のフローチャートである。

1—

[図〇 10]図 10は、記録時 (露光時）における形状波形データ r( Θ )を算出し、リアルタイム補正を行う場合のフローチャートである。

[図 11]図 11は、パターン磁気記録ディスクの構成を模式的に示す図である。

[図 12]図 12は、本発明による電子ビーム記録装置により製造したインプリントモールドを用いてパターン記録媒体を製造する工程を示す図である。

符号の説明

ビーム記録装置

15 基板

16 ターンテーブル

17 スピンドノレモータ

18 送りステージ

25 ビーム偏向電極

30 コントローラ

33 ビーム偏向部

37 ステージ駆動部

41 変位検知装置

41A, 41B, 41C, 41D 変位センサ

43 回転振れ演算器

43A 形状波形演算部

45 モータ制御回路

46 ロータリーエンコーダ

48 メモリ

49 減算器

50 平均化処理部

60 パターン磁気記録ディスク

62 データ卜ラック咅

63 磁性体ドット 70 インプリントモールド

発明を実施するための最良の形態

[0019] 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、て、等価な構成要素には同一の参照符を付して、る。

[0020] 図 1は、本発明の実施例である電子ビーム記録装置 10の構成を模式的に示すプロック図である。電子ビーム記録装置 10は、電子ビームを用い、ハードディスク製造用の原盤を作成するディスクマスタリング装置である。

[電子ビーム記録装置の構成及び動作]

電子ビーム記録装置 10は、真空チャンバ 11、及び真空チャンバ 11内に配された基板 15を載置及び回転、並進駆動する駆動装置、及び真空チャンバ 11に取り付けられた電子ビームカラム 20、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。

[0021] より詳細には、ディスク原盤用の基板 15は、その表面にレジストが塗布され、ターンテーブル 16上に載置されている。ターンテーブル 16は、基板 15を回転駆動する回転駆動装置であるスピンドルモータ 17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。また、スピンドルモータ 17は送りステージ (以下、 Xステージともいう。） 18上に設けられている。テージ 18は、移送 (並進駆動）装置である送りモータ 19に結合され、スピンドルモータ 17及びターンテーブル 16を基板 15の主面と平行な面内の所定方向（X方向）に移動することができるようになつている。従って、 X テージ 18、スピンドルモータ 17及びターンテーブル 16によって X Θステージが構成されている。

[0022] スピンドルモータ 17及び Xステージ 18は、ステージ駆動部 37によって駆動され、その駆動量である Xステージ 18の送り量、及びターンテーブル 16 (すなわち、基板 15) の回転角はコントローラ 30によって制御される。

[0023] ターンテーブル 16は誘電体、例えば、セラミックカゝらなり、基板 15を保持する静電チヤッキング機構（図示しな、）などのチヤッキング機構を有して、る。かかるチヤツキング機構によって、ターンテーブル 16上に載置された基板 15はターンテーブル 16 に確実に固定される。 [0024] X テージ 18上には、レーザ干渉計 35の一部である反射鏡 35Aが配されている。

[0025] 真空チャンバ 11は、エアー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 11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ヤンバ 11の内部が所定圧力の真空雰囲気となるように設定されている。

[0026] 電子ビームカラム 20内には、電子ビームを射出する電子銃（ェミッタ） 21、収束レンズ 22、ブランキング電極 23、アパーチャ 24、ビーム偏向電極 25、フォーカスレンズ 2 7、対物レンズ 28がこの順で配置されている。

[0027] 電子銃 21は、加速高圧電源（図示しない)か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、例えば、数 lOKeVに加速された電子ビーム (EB)を射出する。収束レンズ 22は、射出された電子ビームを収束する。ブランキング電極 23は、ブランキング制御部 31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 FF)を行う。すなわち、ブランキング電極 23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 24を通過するのを阻止し、電子ビームをオフ状態とすることができる。

[0028] ビーム偏向電極 25は、ビーム偏向部 33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 15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 28は、フォーカス制御部 34からの駆動信号に基づ、て駆動され、電子ビームのフォーカス制御が行われる。

[0029] また、真空チャンバ 11には、基板 15の表面の高さを検出するための高さ検出部 36 が設けられている。光検出器 36Bは、例えば、ポジションセンサや CCD (Charge Cou pled Device)などを含み、光源 36Aから射出され、基板 15の表面で反射された光ビ一ムを受光し、その受光信号を高さ検出部 36に供給する。高さ検出部 36は、受光信号に基づいて基板 15の表面の高さを検出し、検出信号を生成する。基板 15の表面の高さを表す検出信号は、フォーカス制御部 34に供給され、フォーカス制御部 34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。

[0030] レーザ干渉計 35は、レーザ干渉計 35内の光源から照射されるレーザ光を用いて X ステージ 18の変位を測長し、その測長データ、すなわちテージ 18の送り（X方向 )位置データをステージ駆動部 37に送る。

[0031] さらに、スピンドルモータ 17の回転信号も、ステージ駆動部 37に供給される。より詳細には、当該回転信号は、基板 15の基準回転位置を表す原点信号、及び基準回転位置からの所定回転角ごとのパルス信号 (ロータリエンコーダ信号)を含んでいる。ステージ駆動部 37は、当該回転信号によりターンテーブル 16 (基板 15)の回転角、回転速度等を得る。

[0032] ステージ駆動部 37は、 Xステージ 18力もの送り位置データ及びスピンドルモータ 1 7からの回転信号に基づ、て、電子ビームスポットの基板上の位置を表す位置データを生成し、コントローラ 30に供給する。また、ステージ駆動部 37は、コントローラ 30 力もの制御信号に基づいて、スピンドルモータ 17及び送りモータ 19を駆動し、回転及び送り駆動がなされる。

[0033] コントローラ 30には、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等の用いられるトラックパターン 'データや記録 (露光)すべきデータ（記録データ) RDが供給される。

[0034] コントローラ 30は、ブランキング制御部 31、ビーム偏向部 33及びフォーカス制御部 34にそれぞれブランキング制御信号 CB、偏向制御信号 CD及びフォーカス制御信号 CFを送出し、当該記録データ RDに基づ、てデータ記録 (露光又は描画)制御を行う。すなわち、記録データ RDに基づいて基板 15上のレジストに電子ビーム（EB) が照射され、電子ビームの照射によって露光された箇所にのみ潜像が形成されて記録 (露光）がなされる。

[0035] さらに、電子ビーム記録装置 10には、ターンテーブル 16の回転時における半径方向（以下、ラジアル方向という。）における変位を検知する変位検知装置 41が設けられている。より詳細には、ターンテーブル 16は円柱形状を有し、その主面（主平面）上には基板が載置されている。そして、ターンテーブル 16は、その中心軸に関して回転駆動されるが、変位検知装置 41は、ターンテーブル 16の側面の半径方向（ラジアル方向）における変位を検知する。後述するように、変位検知装置 41は、少なくとも 3つの変位センサ力構成されている。なお、ラジアル変位を検知する被測定部は、ターンテーブル 16の側面に限らず、例えば、ターンテーブル 16の下部の回転軸側面でもよい。要するに、ターンテーブル 16と一体で回転する部分をもターンテーブルの一部とみなして当該部分の側面の変位を検知するように構成してもよ、。

[0036] 変位検知装置 41により検知された変位 (検知変位）は回転振れ演算器 43に供給される。なお、当該検知信号を増幅する増幅装置 42が設けられ、当該増幅された検知信号が増幅装置 42から回転振れ演算器 43に供給されるように構成されていてもよい

[0037] 回転振れ演算器 43において検知変位に所定の演算がなされ、回転振れが算出される。そして、算出された回転振れはコントローラ 30に供給される。コントローラ 30は当該算出された回転振れに基づいてビーム偏向部 33を制御し、電子ビームの照射位置を調整 (補正)する。

[0038] かかる記録制御は、上記した送り位置データ及び回転位置データに基づいて行われる。なお、ブランキング制御部 31、ビーム偏向部 33、フォーカス制御部 34、ステージ駆動部 37に関して主たる信号線について示した力これら各構成部はコントローラ 30に双方的に接続され、必要な信号を送受信し得るように構成されてヽる。

[真円度誤差の算出、及び、回転振れの検知 '演算]

次に、かかる電子ビーム記録装置 10において、回転振れを検知 ·演算し、当該回転振れに基づ!/、てビーム照射位置を調整する構成及び動作につ!、て、図面を参照して詳細に説明する。

[0039] 図 2は、回転振れを検知，演算し、当該演算結果に基づいて電子ビーム (EB)の照射位置を調整する構成について示す図である。

[0040] ターンテーブル 16はその主面（xy平面）上に基板 15 (図示しない）を載置し、図 2 に示すように、スピンドルモータ 17によってその中心軸（z方向：回転中心軸 RAとして示す)のまわりに回転される。ターンテーブル 16の側面 16Aは円筒形状を有している。

[0041] ターンテーブル 16を回転させるスピンドルモータ 17は、モータ制御回路 45によつてその回転が制御される。モータ制御回路 45は、基準信号発生器 44からの基準信号及びロータリーエンコーダ 46からのロータリーエンコーダ信号に基づいて動作する。また、ロータリーエンコーダ 46からのロータリーエンコーダ信号は回転振れ演算器 4 3に供給される。

[0042] 回転振れ演算器 43は、ロータリーエンコーダ信号を基準クロックとして動作する。すなわち、回転振れ演算器 43は、ロータリーエンコーダ信号を元にしたターンテーブル 16の回転角度基準のタイミングで動作する。

[0043] まず、回転振れ演算器 43は、あら力じめ被測定円筒面であるターンテーブル 16の側面形状、すなわち、ターンテーブル 16の回転角度 Θに対する波形を表す形状波形 r( Θ )、ターンテーブル 16の側面形状の真円からの誤差を表す真円度誤差を算出する。なお、真円の半径を r0としたとき、真円度誤差 (Ec)は Ec( Θ )=r( Θ )—r0と表すことができる。

[0044] 力かる形状波形 r( 0 )、真円度誤差 (Ec)を算出する方法としては、例えば、 3点法真円度測定の原理に基づいた演算法がある。なお、当該 3点法真円度測定の原理については、例えば、非特許文献「日本機械学会論文集 C編 48卷 425号 P115(昭 57- 1)」などに詳しく述べられている。以下に、形状波形 Θ )を測定するための変位センサ及び回転振れ演算について説明する。

[0045] 図 2に示すように、ターンテーブル 16の側面 16Aの周囲には変位検知装置 41である 3つの変位センサ 41A, 41B, 41C (それぞれ、第 1、第 2及び第 3の変位センサ）が設けられている。第 1〜第 3の変位センサ 41A, 41B, 41Cは、回転時におけるターンテーブル側面（円筒面） 16A (以下、単に円筒面 16Aともいう）の変位、つまり、回転時におけるターンテーブルの半径方向の変位 (以下、ラジアル変位ともいう。）を検知する。変位センサ 41A, 41B, 41Cにより検知された信号は、増幅装置 42を構成する第 1〜第 3のアンプ 42A, 42B, 42Cによってそれぞれ増幅された後、それぞれ第 1〜第 3の変位検知信号 SA, SB, SCとして回転振れ演算器 43に供給される。

[0046] 変位センサ 41A, 41B, 41Cは、光学的方法、電気的方法等によってターンテーブル側面 16Aのラジアル変位を検知する。例えば、変位センサ 41A, 41B, 41Cは、レーザ干渉計として構成され、ビーム露光の精度に比べて十分な検知精度 (例えば、サブナノメートル (すなわち、 lnm以下）の検知精度）を有している。なお、レーザ干渉計のような光学的方法に限らず、他の方法によって変位を検知してもよい。例えば、静電容量の変化に基づヽてラジアル変位を検知する静電容量型変位計などを用いることちでさる。

[0047] 図 3は、ターンテーブル 16及び変位センサ 41A, 41B, 41Cの配置を模式的に示す上面図である。

[0048] 変位センサ 41Aは X方向に、変位センサ 41B, 41Cは変位センサ 41Aに対して角度 φ , (2 π— τ )をなすように配されている（φ , τ >0)。変位センサ 41八の方向（方向）を基準に回転角度 Θをとると、測定対象である円筒面 16Aの形状は極座標系を用いて r( Θ )と表すことができる。

[0049] スピンドルモータ 17を回転させ、被測定円筒面 16Aのラジアル変位を測定する。変位センサ 41A, 41B, 41Cの各々力らのラジアノレ変位信号 SA( 0 ), SB( θ ), SC( θ ) (センサ力も遠ざ力る方向を正とする）は回転振れ演算器 43に送られ、ロータリーェンコーダ 46からのパルスをトリガとしてサンプリングされてデジタル Ζアナログ（DZA )変換される。この際、必要に応じて、フィルタリング、平均化などの処理を行うようにしてもよい。

[0050] 図 4(a)は、ターンテーブル 16の回転角度（ Θ )に対するラジアル振れ波形の例である。このラジアル振れ波形を各成分毎に分解すると、図 4(b)のような各成分波形として示される。ターンテーブル 16のラジアル振れは回転軸の偏心による変位成分 (E1 )、ターンテーブル 16の側面 16Aの形状による形状変位成分 (E2=Ec( 0 ) :真円度誤差)、同期回転振れによる変位成分 (E3)及び非同期回転振れによる変位成分 (E 4)からなる。

[0051] 偏心による変位成分 (E1)及び形状変位成分 (E2)は、ターンテーブル 16が本来持っている真円度誤差と取り付け偏心によるものであり、回転周波数によって変化しない一定の波形を持つ成分である。一方、同期回転振れ成分 (E3)は、回転周波数に同期した回転振れ成分であり、一般的には、回転周波数に依存して変化する（フ一リエ成分が変化する)。また、非同期回転振れ成分 (E4)は回転周波数に同期しな Vヽ不規則な振れ成分である。

[0052] 図 8のフローチャートに示すように、回転振れ演算器 43は、あら力じめ上記したラジアル変位信号 SA( Θ ), SB( θ ), SC( θ )を取り込む (ステップ SI 1)。そして、 3点法真円度測定法により被測定円筒面の形状波形データ r( Θ )を演算する (ステップ SI 2)。ここで、 3点法真円度測定で求められる形状波形データ Θ)には、 1次のフーリエ成分すなわち、偏心成分 (E1)は含まれない。したがって、 3点法真円度測定で求められる形状波形 r( Θ )は、正確には真円度誤差波形 Ec( Θ )である。

[0053] このようにして得られた形状波形データ r( Θ )は、回転振れ演算器 43内などに設けられた RAM等のメモリに格納しておく（ステップ S 13)。

[0054] 図 5及び図 9のフローチャートを参照して、露光時において、回転振れ演算器 43が、メモリに格納された形状波形データ r( Θ )に基づいてビーム照射位置の調整を行う場合について説明する。すなわち、形状波形データを描画の実行前に測定しておき、補正を行う場合について説明する。

[0055] 形状波形データ r( Θ )はメモリ (RAM) 48に格納されて、る。回転振れ演算器 43は、ロータリーエンコーダ 46 (図 2)からの回転角度（0)のデータ（ロータリーエンコーダ信号）を読み出す（図 9、ステップ S21)。また、変位センサ 41A, 41B, 41Cの各々力（又はアンプ 42A, 42B, 42Cによって増幅された後の）測定ラジアル変位データ、すなわち現在変位 SA( Θ ), SB( θ ), SC( θ )が取り込まれ (ステップ S22)、リアルタイムで減算器 49に供給される。そして、当該現在角度（ Θ )に基づいて、メモリ (RA Μ) 48に格納されていた形状波形データ θ), Γ(Θ ), Γ(Θ + τ)を読み出し (ステツプ S23)、回転振れ演算器 43内に設けられた減算器 49に送られる。そして、減算器 49において現在変位 SA( Θ ), SB( θ ), SC( θ )から形状波形データ r( Θ )が減算される。

[0056] 回転振れ演算器 43は、 DSP (Digital Signal Processor)などの高速処理手段によつて上記した減算等の演算を実行する。これによつてリアルタイムで高速に X, Y方向 2 次元の回転振れ成分の波形データ、すなわち現在回転振れ χ( Θ ), y( Θ )を算出する (ステップ S24)。ここで、波形データ χ( Θ ), y( Θ )は、

[0057] [数 1]

^(e) = [{S_B(e)r(e-(i))}cosi-{ S_c(e) +バ 0 + r)}cos<i>]/sin ( τ) [0058] と表される。 [0059] このように求められた波形データ x( Θ ), y( Θ )は、コントローラ 30に供給される。コントローラ 30は当該算出された波形データ（回転振れデータ ) χ( θ ), γ( θ )に基づいてビーム偏向部 33を制御し、電子ビーム (ΕΒ)の照射位置をリアルタイムで調整 (補正 )する (ステップ S25)。そして、力かる補正制御を続行する場合にはステップ S21に戻り、上記した手順を繰り返す (ステップ S26)。すなわち、露光ビーム (電子ビーム）の照射位置を回転振れ信号に応じて変位させることで記録位置補正を行う。これにより，スピンドルモータ 17の同期 '非同期回転振れによる影響を受けず、トラック振れやトラックピッチむらの少ない、真円精度の良好な同心円やスパイラルパターンの露光を実現できる。

[0060] なお、一方向における軸振れを補正するように動作させることができる。この場合、簡略ィ匕した補正によりコントローラ 30等による演算負荷を低減することができる利点がある。例えば、 X方向軸振れの補正のため、変位センサ力も現在変位 SA( Θ )を読み出し、またメモリ 48から現在角度の形状データ r( Θ )を読み出し、現在回転振れ (X 方向軸振れ) χ( θ )を算出するようにすることができる。そして、当該現在回転振れ χ( Θ )に応じてビーム偏向補正を行うようにすることができる。

[0061] かかる波形データ χ( Θ ), y( Θ )は、形状波形によるラジアル変位成分 (すなわち、図 4の E2=Ec( Θ ))を含まないものであり、真の回転振れの回転非同期成分及び回転同期成分 (すなわち、図 4の El, E3, E4)を表している。つまり、前述のように、従来技術においては、基準変位波形を取り込む際において、当該取得基準変位波形にはその回転時 (低速回転時）における同期回転振れ成分を含んでいた。そのため、当該同期回転振れ成分は実際の露光時における回転時には無視できるものとしてその差分について補正を行うものであり、真の回転同期成分を完全には補正しきれない補正方法であった。

[0062] また、同期回転振れは、偏重心がある場合の 1次成分は回転数の 2乗に比例する力 2次以上の高次成分に関しては、回転系の共振周波数などに関係して複雑な変化を示す。従って、回転同期成分は回転数に必ずしも比例するとはいえず、回転数に比例して補正しても完全には補正しきれない。

[0063] し力しながら、本実施例によれば、回転振れの回転非同期成分のみならず真の回転同期成分をも完全に補正することができる。また、回転非同期成分及び回転同期成分は、実際にはターンテーブル 16 (基板 15)の回転速度に依存して変化するため、回転速度を変化させつつ露光を行うような場合、例えば、 CLV (Constant Line Vel ocity)方式によって露光を行う場合であっても、リアルタイムで、かつ極めて高精度に回転振れを補正しつつ電子ビーム (EB)の照射位置を調整できる。また、形状波形成分以外の回転振れ又はラジアル変位成分 (El, E3, E4)は、装置の環境などの装置状態の変化、外乱等によって時々刻々変化するものであるが、本実施例によれば、かかる変化にかかわらず、リアルタイムで、かつ極めて高精度に電子ビームの照射位置を調整できる。従って、 CAV (Constant Angular Velocity)方式によるような回転速度を一定にした露光の場合であっても、リアルタイムで極めて高精度に電子ビームの照射位置を調整できる。

[0064] なお、本実施例にお!、て、サブナノメートルの測定感度を有する変位センサ 41A〜 41Cを使用したが、センサの取り付け高さ (ラジアル変位の測定高さ）に誤差を生じな V、ように変位センサ 41A〜41Cの位置（高さ）を調整する調整機構を付加してもよ!/、。当該高さ調整機構は、例えば、コントローラ 30によって形状波形データ r( Θ )を取得する際に形状波形データ r( Θ )の誤差が所定範囲内に収まるように変位センサ 41 A 〜41Cの位置（高さ）を調整する。

[0065] また、変位センサの配置方向は、図 3に示すものに限らずどのような方向でも良い。

ただし、変位センサ 41A〜41Cの相対角度 φ , ての組み合わせによっては演算が発散して検出出来ないフーリエ級数成分が出てくるため、出来るだけ高い次数まで全てのフーリエ成分を検出できる相対角度に設置することが望ましい。

[0066] また、ディスク原盤露光の際、実際にトラック真円度誤差に影響を与えるのは、ターンテーブル 16 (基板 15)のラジアル方向であってステージの送り方向である X方向の回転振れ成分が支配的であるため、 3台の変位センサ 41A〜41Cのうち 1台は X方向に設置することが望ましい。この場合、 X方向については単純な減算で済むため、補正時の演算処理が簡単になるという利点がある。

[0067] さらに、図 6に示すように、 4台の変位センサ 41A〜41Dを使用し、このうち 2台を X 方向（変位センサ 41 A)及び Y方向（変位センサ 41D)に設置するようにしてもよい。また、残りの 2台は、 3点法真円度測定の演算において、必要なフーリエ次数までの範囲で演算が発散しない角度で配置される。このように配置することで、露光時におけるリアルタイムの演算を簡単化、高速ィ匕することができる。

[0068] また、上記した実施例では、あら力じめ取得し、メモリ（RAM) 48に格納されて！、た形状波形データ r( Θ )を用い、回転振れ波形データ χ( Θ ), y( Θ )を得て露光ビームの照射位置を調整する場合を例に説明した。しかしながら、リアルタイム (実時間)で形状波形を算出し、リアルタイム (実時間)で照射位置を調整してもよい。つまり、基板へ電子ビームを照射する記録時 (露光時）における形状波形データ r( Θ )を算出し、その形状波形データ r( Θ )を用いて回転振れ波形データ χ( Θ ), y( Θ )をリアルタイム（実時間）で算出して電子ビームの照射位置を調整するようにしてもょ、。

[0069] 図 10は、力かるリアルタイム補正を行う場合のフローチャートである。まず、ロータリ一エンコーダ 46から現在角度（ Θ )が読み出される (ステップ S31)。そして、変位センサ 41A, 41B, 41C力ら変位 SA( 0 ), SB( θ ), SC( 0 )力 S取り込まれ (ステップ S32)、形状データ r( Θ )が算出される (ステップ S33)。

[0070] 回転振れ演算器 43により回転振れ χ( θ ), γ( θ )が算出され (ステップ S34)、当該回転振れ χ( Θ ), y( Θ )に応じてビーム偏向がなされ (ステップ S35)、リアルタイム補正がなされる。力かる補正制御を続行する場合にはステップ S31に戻り、上記した手順を繰り返す (ステップ S36)。

[0071] さらに、リアルタイム（実時間）で形状波形を算出しつつ、形状波形データ r( Θ )を更新するようにしてもよい。すなわち、例えば、図 7に示すように、形状波形演算部 43A は、露光時においてリアルタイムで形状波形データ r( Θ )を算出し、平均化処理部 50 に供給する。平均化処理部 50は、形状波形データ r( Θ )を逐次更新する。例えば、複数回転分の形状波形データ r( Θ )の移動平均演算を行い、当該移動平均形状波形データにより、メモリ (RAM) 48に格納される形状波形データ r( Θ )適宜更新する。例えば、平均化処理部 50は、 1回転ごとに格納形状波形データ r( 0 )を更新するように制御する。

[0072] 回転振れ演算器 43は、図 5に示したように、露光時においてリアルタイムで当該更新された平均形状波形データ r( Θ )を用いて回転振れ波形データ χ( Θ ), y( Θ )を算出し、コントローラ 30に供給する。

[0073] このようにリアルタイムで形状波形データ r( Θ )を更新するように構成することで、温度変化などによって生じるターンテーブルの形状変化にも影響されずに、極めて誤差の少ない記録位置補正制御が可能となり、長時間の露光にも対応することができる。

[0074] また、本発明は、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のような高密度ハードディスクを製造する場合にも適用することができ、回転振れを補正してトラック真円度が高いハードディスクを製造することができる。また、一般的に、ハードデイスクの記録再生ヘッドには、光ディスクで一般に用いられているトラッキングサーボ技術に相当するサーボ機構が用いられないため、トラック真円度が高いディスクであれば再生時の SN比の向上につながる。

[0075] 以下に、本発明による電子ビーム記録装置を用いて製造される高密度磁気記録媒体にっ、て、ディスク形状のパターンドメディアを例に説明する。

[0076] 図 11に示すように、パターンドメディアと称されるパターン磁気記録ディスク 60は、サーボパターン部 61と、パターン化されたデータトラック部 62を有している。なお、図 11においてはデータトラック部 62のドットパターンは磁気記録ディスク 60の内周部及び外周部にし力描かれていないが、模式的に示してあるに過ぎず、磁気記録ディスク 60の有効径全体に渡って形成されている。また、サーボパターン部 61もその一部につ、て示してあるに過ぎず、図に示された以外に形成されて!、てもよ!/、。

[0077] さらに、図 11にはデータトラック部 62の一部 62Aを拡大して示している。データトラック部 62〖こは、同心円状に磁性体ドット 63が並んだ磁性体ドット列が形成されている。サーボパターン部 61には、アドレス情報やトラック検出情報を示す矩形のパターンや、クロックタイミングを抽出するためのトラックを横切る方向に延びたライン状のパターン、等が形成されている。そして、スイングアームヘッド 64によってデータの書き込み及び読み出しが行われる。

[0078] なお、ここでは、サーボパターン部 61は、現行のハードディスク媒体と同様な形態として示して!/、るが、パターンドメディア用に最適化された新たなフォーマットのサーボノターン部を採用して、現行のハードディスク媒体とは異なるパターン形状、配置等の形態を有していてもよい。

[0079] 力かるパターン磁気記録ディスク 60等のパターン記録媒体は、上記した電子ビーム記録装置を用いた描画、露光により形成されたレジストマスクを用い、直接記録材料をエッチングして作製することも可能である。し力しながら、製造効率が高くないため、量産工程としてインプリント方式による製造方法を用いることが好ましい。

[0080] 以下に、上記した電子ビーム記録装置により製造した原盤 (マスタ、又はモールドとも称される。）をインプリント転写型（以下、インプリントモールドという。） 70として用いてパターン記録媒体を製造する方法について図 12を参照して説明する。

[0081] なお、力かるインプリントモールド及びパターン記録媒体は、密度が 500Gbpsi (Gbi t/inch²)以上、特に、 l〜10Tbpsi程度の非常に高い面記録密度に相当する超微細パターンにおいて効果的である。具体的には、約 25nm (ナノメートル）のピット間隔のパターンのインプリントモールドを用いることで、そのインプリントモールドから記録密度がおよそ lTbpsiの高密度パターン記録媒体を作製することが可能になる。

[0082] 図 12に示すように、 Siウェハや強化ガラスなどの材料力もなる記録媒体用ベース基板 71上に記録層 72、メタルマスク層 73及び転写材料層 74が形成されている。記録層 72は、スパッタリング等により磁性材料層を堆積して形成される。垂直磁気記録媒体の場合は、軟磁性材料層、中間層及び強磁性記録層がこの順で積層された積層構造を有している。

[0083] 記録層（磁性材料層） 72上には、スパッタリング等により Ta, Ti等のメタルマスク層 7 3が形成される。メタルマスク層 73上には、例えば、熱可塑性榭脂のレジストが転写材料層 74として、スピンコート法等により形成される。インプリントモールド 70は、凹凸の転写面が転写材料層 74に向き合うようにインプリント装置（図示しない）にセットされる（図 12、工程 1)。

[0084] 次に、必要に応じて転写材料層 74が流動性を有するまで加熱した後、インプリントモールド 70を転写材料層 74に押圧する（工程 2)。

[0085] 次に、インプリントモールド 70を転写材料層 74から剥がすことで、インプリントモールド 70の凹凸パターンが転写材料層 74に転写される（工程 3)。

[0086] 転写材料層 74の凹部の不要な転写材料をアツシング等で除去し、残った転写材料をマスクとしてメタルマスク層 73をパターユングする。そして、当該パターユングされたメタルマスク層 73をマスクとして記録層（磁性材料層） 72を、例えばドライエッチングでパターニングする（工程 4)。

[0087] 当該パターユングにより形成された記録層（磁性材料層） 72の凹部 (ピット）に非磁性材料 75を埋め込み、平坦化する。これにより記録材料 (磁性材料)が非記録材料によって分離された構造が形成される（工程 5)。なお、保護膜 76などを表面に形成してパターン記録媒体が完成される。

[0088] 以上、詳細に説明したように、本発明による電子ビーム記録装置を用いて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のような高密度記録媒体を製造することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 基板を載置したターンテーブルを回転させつつ基板に向けて電子ビームを照射する電子ビーム記録装置であって、

前記ターンテーブルのラジアル方向に互いに異なる角度で配された少なくとも 3つの変位センサを有する変位検知器と、

前記少なくとも 3つの変位センサの検知変位に基づ!/、て、前記ターンテーブルの側面の前記ラジアル方向における変位に対応する形状データを算出する形状算出器と、

前記変位センサの少なくとも 1つ力の検知変位及び前記形状データに基づいて、回転非同期成分及び回転同期成分を含む前記ターンテーブルの回転振れを算出する回転振れ演算器と、

前記回転振れに基づいて前記電子ビームの照射位置を調整するビーム照射位置調整器と、を有することを特徴とする電子ビーム記録装置。

[2] 前記形状算出器は、 3点法真円度測定法に基づいて形状データを算出することを特徴とする請求項 1に記載の電子ビーム記録装置。

[3] 前記ターンテーブルはステージ上に載置されており、前記少なくとも 3つの変位センサのうち 1つは前記ステージの移送方向に配されていることを特徴とする請求項 1 に記載の電子ビーム記録装置。

[4] 前記変位検知器は 4つの変位センサを有し、そのうち 1つは前記移送方向と直交する方向に配されていることを特徴とする請求項 3に記載の電子ビーム記録装置。

[5] 前記形状データを格納するメモリを備え、

前記回転振れ演算器は、前記メモリに格納された形状データに基づ、て前記回転振れを算出することを特徴とする請求項 1に記載の電子ビーム記録装置。

[6] 前記回転振れ演算器は、前記基板への電子ビーム記録に先立って算出された既算出形状データに基づいて前記回転振れを算出することを特徴とする請求項 5に記載の電子ビーム記録装置。

[7] 前記形状算出器は、前記基板への電子ビーム記録時における形状データを実時間で算出し、前記回転振れ演算器は当該算出された形状データに基づいて回転振れを実時間で算出することを特徴とする請求項 1に記載の電子ビーム記録装置。

[8] 前記ターンテーブルを複数回回転させて前記形状データを平均化する平均化処理部を有し、前記回転振れ演算器は当該平均化された形状データに基づいて前記回転振れを算出することを特徴とする請求項 1な、し 6の、ずれか 1に記載の電子ビーム記録装置。

[9] 前記形状データを更新する形状データ更新部をさらに有することを特徴とする請求項 1な!、し 8の!、ずれか 1に記載の電子ビーム記録装置。

[10] 基板を載置したターンテーブルを回転させつつ基板に向けて電子ビームを照射する電子ビーム記録装置における前記ターンテーブルの回転振れを算出する方法であって、

前記ターンテーブルのラジアル方向の少なくとも 3つの互いに異なる角度における変位を検出する変位検出ステップと、

前記互いに異なる角度における変位に基づいて、前記ターンテーブルの側面の前記ラジアル方向における変位に対応する形状データを算出する形状データ算出ステップと、

前記互!、に異なる角度における変位のうち少なくとも 1の変位及び前記形状データに基づいて、回転非同期成分及び回転同期成分を含む前記ターンテーブルの回転振れを算出する回転振れ算出ステップと、を有することを特徴とする方法。

[11] 前記形状データ算出ステップは、 3点法真円度測定法に基づいて形状データを算出することを特徴とする請求項 10に記載の方法。

[12] 前記ターンテーブルはステージ上に載置されており、前記少なくとも 3つの互いに異なる角度のうち 1つは前記ステージの移送方向に対応することを特徴とする請求項 10に記載の方法。

[13] 前記変位検出ステップは 4つの互いに異なる角度における変位を検出し、そのうち 1つは前記移送方向と直交する方向における変位であることを特徴とする請求項 12 に記載の方法。

[14] 前記形状データを格納するステップを有し、

前記回転振れ算出ステップは、当該格納された形状データに基づいて前記回転振れを算出することを特徴とする請求項 10に記載の方法。

[15] 前記回転振れ算出ステップは、前記基板への電子ビーム記録に先立って算出された既算出形状データに基づいて前記回転振れを算出することを特徴とする請求項 1 0に記載の方法。

[16] 前記形状データ算出ステップは、前記基板への電子ビーム記録時における形状データを実時間で算出し、前記回転振れ算出ステップは当該算出された形状データに基づいて回転振れを実時間で算出することを特徴とする請求項 10に記載の方法。

[17] 前記ターンテーブルを複数回回転させて前記形状データを平均化する平均化処理ステップを有し、前記回転振れ算出ステップは当該平均化された形状データに基づ、て前記回転振れを算出することを特徴とする請求項 10な、し 16の、ずれか 1に記載の方法。

[18] 前記形状データを更新する形状データ更新ステップをさらに有することを特徴とする請求項 10な、し 17の、ずれか 1に記載の方法。

[19] 請求項 10な、し 18の、ずれか 1に記載の方法を用いた電子ビームの照射位置調整方法であって、

前記回転振れに基づいて前記電子ビームの照射位置を調整するステップを有することを特徴とする方法。