WO2007119475A1

WO2007119475A1 - ディスク原盤露光装置及びその調整方法

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Publication number: WO2007119475A1
Application number: PCT/JP2007/055847
Authority: WO
Inventors: Masahiro Katsumura
Original assignee: Pioneer Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2006-03-24
Filing date: 2007-03-22
Publication date: 2007-10-25
Anticipated expiration: 2008-09-24
Also published as: CN101410897A; US20090204983A1; US8335146B2; JPWO2007119475A1; JP4448886B2

Abstract

　ディスク原盤を回転せしめるターンテーブルと、ターンテーブルを少なくとも一方向に水平移動せしめる移動手段と、ターンテーブルに向けて電子ビームを照射してターンテーブル若しくはディスク原盤上にビームスポットを形成するビーム照射手段と、ビームを偏向せしめるビーム偏向手段と、移動手段、ビーム照射手段及びビーム偏向手段を制御する制御手段と、を有するディスク原盤露光装置であって、制御手段は、起動時において移動手段及びビーム偏向手段の少なくとも一方を駆動してビームスポットの原点をターンテーブルの回転中心に一致させるための初期動作をなす初期化手段を含んでいる。これにより、記録用ビームの照射位置の原点とターンテーブルの回転中心とのずれを簡易に調整する装置及び方法が提供される。

Description

明細書

ディスク原盤露光装置及びその調整方法

技術分野

[0001] 本発明は、ディスク原盤に照射する記録用ビームの照射位置が調整されるディスク原盤露光装置及びその調整方法に関する。

背景技術

[0002] 大容量情報記録媒体として光ディスクや磁気ディスクであるレ、わゆるハードディスクが広く利用されており、その製造工程には高い記録分解能を有する電子ビームディスク原盤露光装置が用いられている。

[0003] かかるディスク原盤露光装置は、一般的に電子ビームをディスク原盤に照射せしめる電子ビーム発生系と、ディスク原盤を回転（ Θ )及び水平移動 (X)せしめる X— Θステージ系とを備えており、電子ビームの照射位置（ビームスポット）を固定したままでディスク原盤の回転（ Θ )及び水平移動 (X)を制御することによって、ディスク原盤上にその回転中心に関して同心円状若しくはスパイラル状に記録情報を書込むものである (特許文献 1)。

[0004] 例えば図 1 (A)に示すようにディスク原盤 Dの回転中心 Oから半径方向に 4本の放射状パターンを記録する場合は、ディスク原盤 Dを 90度ずつ回転させてディスク原盤 Dに電子ビームを照射して図 1 (B)に示す如く第 1トラック目を記録し、続いてディスク原盤 Dを所定距離水平移動せしめ、再度ディスク原盤 Dを 90度ずつ回転させてディスク原盤に電子ビームを照射して図 1 (C)に示す如く第 2トラック目を記録する。以降同様に、ディスク原盤 Dを回転及び水平移動させて電子ビームを照射することによつて図 1 (A)に示す放射状パターンが形成される。

[0005] し力、しながら、このような構成のディスク原盤露光装置では、長く使用しているうちに振動や温度変化等に起因して装置内の部品間のアラインメントに許容量を超えたずれが生じることがある。特に、ディスク原盤上に照射する記録用ビームのビームスポットの原点（すなわち、電子ビームに偏向が与えられていない時にディスク原盤上に照射されるビームスポットの位置）は、ディスク原盤の回転中心に一致していることを前提として前述した記録状態の書込みが制御されているため、例えば図 2 (A)に示すように記録用ビームのビームスポットの原点 OBとディスク原盤 Dの回転中心〇0との間に距離 Δ χ及び距離 A yのずれが生じていた場合は、第 1トラック目の記録位置が図 2 (B)のようになり、図 1 (A)の如きパターンを形成することを企図したにもかかわらず、最終的に図 2 (C)のようなパターンが形成されてしまう。

特許文献 1 :特開平 06— 131706号公報

発明の開示

[0006] 本発明が解決しょうとする課題には上記の問題が一例として挙げられ、記録用ビームのビームスポットの原点とディスク原盤の回転中心とのずれを簡易に調整する装置及び方法を提供することを目的としている。

[0007] この目的を達成するために、本発明に係るディスク原盤露光装置は、ディスク原盤を回転せしめるターンテーブルと、ターンテーブルを少なくとも一方向に水平移動せしめる移動手段と、ターンテーブルに向けて電子ビームを照射してターンテーブル若しくはディスク原盤上にビームスポットを形成するビーム照射手段と、ビームを偏向せしめるビーム偏向手段と、移動手段、ビーム照射手段及びビーム偏向手段を制御する制御手段と、を有しており、該制御手段は起動時において移動手段及びビーム偏向手段の少なくとも一方を駆動してビームスポットの原点をターンテーブルの回転中心に一致させるための初期動作をなす初期化手段を含んでいることを特徴としている。

[0008] また、本発明に係る照射位置調整方法は、ディスク原盤を回転せしめるターンテーブノレと、ターンテーブルを少なくとも一方向に水平移動せしめる移動手段と、ターンテーブルに向けて電子ビームを照射してターンテーブル若しくはディスク原盤上にビ一ムスポットを形成するビーム照射手段と、ビームを偏向せしめるビーム偏向手段と、移動手段、ビーム照射手段及びビーム偏向手段を制御する制御手段と、を有するデイスク原盤露光装置のビーム照射位置の調整方法であって、起動時にぉレ、て移動手段及びビーム偏向手段の少なくとも一方を駆動してビームスポットの原点をターンテ一ブルの回転中心に一致させるための初期動作を行なうことを特徴としている。図面の簡単な説明 [図 1]ビームスポットの原点がターンテーブルの回転中心に一致していたときにディスク原盤に電子ビームを照射したときに形成されるパターンが示されたディスク原盤の平面図である。

[図 2]ビームスポットの原点がターンテーブルの回転中心からずれていたときにディスク原盤に電子ビームを照射したときに形成されるパターンが示されたディスク原盤の平面図である。

[図 3]本発明の実施の形態に係るディスク原盤露光装置のブロック図である。

[図 4]マークが付されたディスク原盤の斜視図である。

[図 5]本発明の第 1実施例に係る照射位置調整ルーチンのフローチャートである。

[図 6]本発明の第 1実施例に係る照射位置調整ルーチンの詳細なフローチャートである。

[図 7]走査の際にビーム偏向器に印加される X方向及び y方向の印加電圧の時間変化を示すグラフである。

[図 8]図 7の印加電圧によって得られる走査ビームの軌跡を走査座標系上に示した線図である。

[図 9]マークの位置を本発明の第 1実施例に係る走査座標系上に示した線図である。

[図 10]本発明の第 2実施例に係る照射位置調整ルーチンの詳細なフローチャートである。

[図 11]マークの位置を本発明の第 2実施例に係る走査座標系上に示した線図である

[図 12]本発明の第 3実施例に係る照射位置調整ルーチンのフローチャートである。

[図 13]本発明の第 3実施例に係るマーキングルーチンの詳細なフローチャートである

[図 14]ハードディスクの略平面図である。

[図 15]ナノインプリント装置の概略図である。

[図 16]本発明のディスク原盤露光装置を用いて作成したモールドを用いてハードディスクを製造する工程を説明した図である。

符号の説明ディスク原盤露光装置

〇00 電子ビーム発生系〇

01 電子ビーム鏡筒

02 電子ビーム源

03 コンデンサレンズ

04 ビーム変調器

05 ァパチヤ

06 ビーム偏向器

07 対物レンズ

00 真空チャンバ系

01 真空チャンノ

02 ターンテーブル

03 スピンドノレモータ

04 移動ステージ

05 送りモータ

06 ネジ機構

07 反射鏡

08 レーザ測長器

09 定盤

10 マーク検出器

10 スピンドルモータ制御回路20 送りモータ制御回路30 照射位置調整回路 0 記録信号発生回路50 検出信号処理回路

1 CPU

2 RAM

3 ROM 720 ハードディスク

800 熱式ナノインプリント装置

D ディスク原盤.

M マーク

発明を実施するための形態

[0011] 本発明の実施形態に係るディスク原盤露光装置を以下に説明する。

[0012] 図 3には本発明の実施形態に係るディスク原盤露光装置 100が示されている。

[0013] 当該ディスク原盤露光装置 100は、電子ビーム発生系 200と真空チャンバ系 300と力なる。電子ビーム発生系 200においては、電子ビーム源 202から発せられた電子ビームが、コンデンサレンズ 203によって集束されてビーム変調器 204に送られる。ビーム変調器 204では記録信号発生回路 440から送られてくる記録信号に応じて電子ビームがァパチヤ 205より下流に進行するか否かの制御が行なわれる。ァパチャ 205を通り抜けた電子ビームは、 X偏向コイル（図示せず）と y偏向コイル（図示せず )とからなるビーム偏向器 206に送られ、ここで照射位置調整回路 430から送られてくる調整信号に基づいて照射位置の補正が行われる。更に、ビーム偏向器 206には後述する x_y方向の二次元走査のための走査信号も照射位置調整回路 430から送られてくる。ビーム偏向器 206を出た電子ビームは、対物レンズ 207において集束されてディスク原盤 D上にビームスポットを形成する。これら電子ビーム発生系 200の構成要素は電子ビーム鏡筒 201に収納されて真空チャンバ 301上に設置されている。尚、電子ビーム源 202、コンデンサレンズ 203、ビーム変調器 204、ァパチヤ 205、対物レンズ 207及び記録信号発生回路 440が本発明のビーム照射手段に対応し、ビーム偏向器 206及び照射位置調整回路 430が本発明のビーム偏向手段に対応している。

[0014] 一方、真空チャンバ系 300においては、ディスク原盤 Dがターンテーブル 302上のチヤッキング装置（図示せず）等によって、ディスク原盤 Dの回転中心とターンテープル 302の回転中心とがー致するように担持される。該ターンテーブル 302は、スピンドルモータ 303によって回転駆動される。スピンドルモータ 303にはその回転を高精度に制御するためのロータリーエンコーダ（図示せず）が設けられている。ロータリーエンコーダから出力された回転角度信号はスピンドルモータ制御回路 410で処理される。スピンドルモータ 303は移動ステージ 304上に設けられている。移動ステージ 3 04は摺動自在に定盤 309に搭載されており、更に、ネジ機構 306を介して送りモータ 305に連結されている。これにより移動ステージ 304は送りモータ 305の回転によつて水平方向（X方向）に往復移動する。尚、移動ステージ 304、送りモータ 305及びネジ機構 306が本発明の移動手段に対応している。移動ステージ 304の端部には反射鏡 307が固定されている。更に、反射鏡 307に対向する位置にはレーザ測長器 308が設置されている。レーザ測長器 308から発せられた測長用レーザ光は反射鏡 307において反射されてレーザ測長器 308の検出部（図示せず）で検出される。これによって反射鏡 307とレーザ測長器 308の検出部との間の距離が測定される。送りモータ制御回路 420は、レーザ側長器 308から送られてきた検出信号に基づいて送りモータ 305の回転を制御する。なお、移動ステージ 304は X方向及び y方向の 2方向に移動するものであっても良レ、。この場合は移動ステージ 304を y方向に水平移動せしめる機構及びその制御系が別途必要となる。本発明の実施形態に係る露光装置には更に後述する電子ビームの二次元走査の際に生じる二次電子若しくは反射電子を検出するためのマーク検出器 310が設置されている。マーク検出器 310で検出された検出信号は検出信号処理回路 450で処理される。尚、マーク検出器 310及び検出信号処理回路 450が本発明のマーク位置検出手段に対応している。これら真空チャンバ系 300の構成要素は一部を除いて真空チャンバ 301内に設置されており、真空チャンバ 301内は真空に保たれている。また、上記した各種回路はバスを介して RAM502や ROM503等と共に CPU501に接続されて種々の制御が行なわれる。尚、 CPU501、 RAM502及び ROM503が本発明の制御手段に対応している。

[0015] 次に、本発明の第 1実施例の電子ビームのビームスポットの原点とディスク原盤の回転中心、すなわちターンテーブルの回転中心との間のずれの調整方法を図 5に示すフローチャートに沿って説明する。

[0016] 本発明の第 1実施例の照射位置調整が行なわれるためには、ディスク原盤 D上若しくはターンテーブル上にあって且つその回転中心を除いた位置に予め回転中心の算出用のマークが付されている必要がある。図 4には、ディスク原盤 D上の記録情報の書込みが行なわれない中央領域（図 4において斜線部分で示す）であって且つ回転中心 O以外の場所に、マーク Mが付されている様子が示されている。マークをターンテーブル上に付す場合は、ディスク原盤をターンテーブル上に設置したときにディスク原盤の上記中央領域に真上から見て一致する領域であって且つ回転中心以外のターンテーブル上の領域にマークを付すのが好ましレ、。ここで、マークの形状、大きさ、色、材質等は後述の電子ビームでの走查において所望の精度でマークの検出が出来るのであればいかなるものであっても良い。

[0017] 力、かるディスク原盤 Dをターンテーブル上に設置してディスク原盤露光装置を起動すると、初期動作、すなわち照射位置調整ルーチンが開始する（S100ステップ)。なお、 S100ステップにおいて、例えば、ディスク原盤露光装置の積算運転時間、機器納入時からの経過時間、若しくは機器アラインメントに影響を及ぼし得る温度等の計測値等の値を確認して、その値が所定の閾値を超えた時のみ照射位置調整ルーチンに移行し、その値が閾値を超えていない時は照射位置調整ルーチンをスキップするようにしても良い。

[0018] 図 6に照射位置調整ルーチン（S300ステップ）の詳細なフローチャートを示す。最初に S301において走査の回数を示す nの値に初期値として 1が設定される。次に S 302において電子ビーム源 202から電子ビームが発せられ、同時に照射位置調整回路 430からビーム偏向器 206に走査信号が送られることによってディスク原盤の中央領域がビーム原点を中心として X— y方向に二次元走査される。図 7 (A)及び (B) にビーム偏向器 206に送られる走査信号の様子を示す。具体的には、図 7 (A)は、二次元走查においてビーム偏向器 206の X偏向コイルに印加される印加電圧の変化を示しており、縦軸に印加電圧を横軸に時間を示している。また、図 7 (B)は、二次元走查においてビーム偏向器 206の y偏向コイルに印加される印加電圧の変化を示しており、縦軸に印加電圧を横軸に時間を示している。なお、 X偏向コイルによって電子ビームに X方向の偏向が与えられ、 y偏向コイルによって電子ビームに y方向の偏向が与えられる。図 8には上記図 7 (A)及び（B)の印加電圧によって二次元走査されたときの走查ビームの軌跡を示している。ここにおいて、 X軸の値はビーム偏向器 20 6の x偏向コイルに印加される印加電圧の値に対応しており、 y軸の値はビーム偏向器 206の y偏向コイルに印加される印加電圧の値に対応している。すなわち、図 8に示す X— y座標系によって示される領域は電子ビームによって二次元走査される領域をビーム偏向器 206の X偏向コイルに印加される印加電圧（最小印加電圧を xLvolt、最大印加電圧を xHvoltとする）と、 y偏向コイルに印加される印加電圧（最小印加電圧を yLvolt、最大印加電圧を yHvoltとする）と、によって示したものである。以下の説明において、力かる領域を印加電圧基準走查領域と称し、該領域に用いられている座標系を印加電圧基準走查座標系と称する。ここで、原点 OB (xB、 yB)は、ビーム偏向器 206において X方向及び y方向のいずれにも偏向がかけられていない電子ビームの照射位置の原点に対応している。なお、図 7 (A)及び（B)並びに図 8は、説明のために走査線の本数を少なく表示している。力かる走査の際のビーム照射によつて発生する二次電子や反射電子が、走査に同期してマーク検出器 310で検出される。マーク検出器 310で検出された検出信号は検出信号処理回路 450で増幅、 A/D 変換等の処理が行なわれ、 CPUに送られる。

[0019] 図 9 (A)は、二次元走査による検出結果が、印加電圧基準走査領域内に示されており、ここにおいてはマーク Mの位置が点 Pl (xl、yl)として示されている。すなわち、ビーム偏向器 206の X偏向コイルに xlの印加電圧を与え、且つ、 _y偏向コイルに _yl の印加電圧を与えることによって偏向された電子ビームがディスク原盤 D若しくはターンテーブル上に形成するビームスポットの位置にマーク Mが存在していることを示してレ、る。 S303ステップにおいて、力かる座標の値（xl、 yl)がメモリに記憶される。

[0020] 次に S304において nの値がインクリメントされて n= 2となり、この値は S305ステツプの判別式を満たさないので第 2回目の走查を行なうべく S306ステップに進む。

[0021] S306ステップにおいては、スピンドルモータ制御回路 410力スピンドルモータ 30 3に信号が送られ、ターンテーブル 302が 0度より大きく 180度より小さい所定の回転角度だけ回転する。その後、再度 S302ステップが実施され、第 2回目の走査が行なわれる。すなわち、第 1回目の走查同様、電子ビーム源 302から電子ビームが発せられ、照射位置調整回路 430からビーム偏向器 206に走査信号が送られてディスク原盤の中央領域がビーム原点を中心として x_y方向に二次元走査される。走査に同期して発生する二次電子や反射電子がマーク検出器 310で検出される。マーク検出器 310で検出された検出信号力検出信号処理回路 450を経て CPU501に送られる。

[0022] 図 9 (B)に、第 2回目の走查結果が印加電圧基準走查領域内に示されている。尚、第 2回目の走査においても第 1回目と同じ走查信号がビーム偏向器 206に送られるので、図 9 (B)に示す印加電圧基準走査座標系と図 9 (A)に示す印加電圧基準走査座標系とは実質的に同一である。図 9 (B)に示す点 P2は第 1回目の走查時の点 P1 力、ら所定の回転角度だけ回転した後のマーク Mの走查座標系上の位置であり、その座標の値 (x2、 y2)がメモリに記憶される。

[0023] 続いて S304ステップにおいて nの値がインクリメントされて n= 3となり、その値は S3 05ステップの判別式を満たさないので第 3回目の走查を行うべく S306ステップに進む。 S306ステップにぉレ、て、スピンドルモータ制御回路 410力、らスピンドルモータ 30 3に信号が送られ、ターンテーブル 302が再度所定の回転角度だけ回転する。続いて S302ステップにおいて第 3回目の走査及び検査が第 1回目及び第 2回目同様行なわれ、その検出信号が検出信号処理回路 450に送られる。

[0024] 図 9 (C)に、第 3回目の走査結果が印加電圧基準走査領域内に示されている。尚、第 3回目の走査においても第 1回目及び第 2回目と同じ走査信号がビーム偏向器 20 6に送られるので、図 9 (C)に示す印加電圧基準走査座標系と図 9 (A)及び (B)に示す印加電圧基準走査座標系とは実質的に同一である。図 9 (C)に示す点 P3は第 2 回目の走査時の点 P2から所定の回転角度だけ回転した後のマーク Mの印加電圧基準走査座標系の位置であり、その座標の値 (x3、 y3)がメモリに記憶される。

[0025] 続いて S304ステップにおいて nの値がインクリメントされて n=4となり、この値は S3 05ステップの判別式を満たすので S307ステップに進む。

[0026] S307ステップにおいては、メモリから読み出された座標の値（xl、yl)、（x2、 y2) 及び (x3、 y3)に基づいてターンテーブルの回転中心の走查座標系上の位置が求められる。図 9 (D)に、座標 PI (xl、 yl)、 P2 (x2、 y2)及び P2 (x3、 y3)力 S印カロ電圧基準走查領域内に示されている。座標 Pl (xl、 yl)、 P2 (x2、 y2)及び P2 (x3、 y3) はターンテーブルの回転に伴ってマーク Mが移動したときのマーク Mの印加電圧基準走査座標系上の各位置を示しているので、座標 PI (xl、 yl)、 P2 (x2、 y2)及び P 2 (x3、 y3)を頂点とする三角形の外接円（図 9 (D)において点線で示す）の中心は印加電圧基準走査座標系におけるターンテーブルの回転中心位置を表わすことになる。第 1実施例においては、点 P1と P2とを結ぶ線分の垂直 2等分線と、点 P2と P3 とを結ぶ線分の垂直 2等分線との交点を求めてターンテーブルの回転中心〇0の印加電圧基準走查座標系上の座標 (x0、 yO)を求めている。

[0027] 図 9(D)から判るように点 P1と P2とを結ぶ線分の垂直 2等分線（1)の式は、

[0028] く数 1〉

y=-{(x2-xl)/(y2-yl)}-x+(yl+y2)/2+{(x2-xl)/(y2-yl)}-{( xl+x2)/2}

であり、点 P2と P3とを結ぶ線分の垂直 2等分線（2)の式は、

[0029] く数 2〉

y=-{ (x3-x2)/(y3-y2)}-x+ (y2 + y3) /2+ { (x3— x2) / (y3— y2) } · { ( x2 + x3)/2}

であるので、これらの連立方程式を解くことによってターンテーブルの回転中心座標 (x0、 yO)の値が以下の通り定まる（S307ステップ）。

[0030] く数 3〉

x0= (y3-yl)/2+ (x3— x2) / (y3— y2)— { (x2— xl) / (y2— yl) } ·{ (xl + x2)/2}

[0031] く数 4〉

y0=-{ (x2-xl)/(y2-yl)}- [(y3-yl)/2+ (x3— x2) / (y3— y2)— { (x2 -xl)/(y2-yl)}-{(xl+x2)/2}] + {(x2-xl)/(y2-yl)}-{(xl+x2)/

2}

すなわち、 S301ステップ乃至 S307ステップを実行する部分が本発明の回転中心偏倚量検出手段に対応している。なお、 3点 Pl、 PI及び P3の座標からそれらを通る円の中心の座標を求める算出法は上記以外に存在することはいうまでもない。

[0032] 前述したように、印加電圧基準走查座標系における X軸は照射位置調整回路 430 力、らビーム偏向器 206に送られた X方向の走查信号に対応しているので、数 3の χθ で表わされる印加信号を補正値として露光ステップの際にビーム偏向器に送ることによって照射位置の原点とターンテーブルの回転中心との X方向の偏倚量、すなわち、ずれを調整することが可能となる。同様に、式 4の yOで表わされる印加信号を補正値として露光ステップにおいてビーム偏向器に送ることによって照射位置の原点とターンテーブルの回転中心との y方向のずれを調整することが可能となる（S308ステップ )。すなわち、 S308ステップを実行する部分、並びに照射位置調整回路 430及びビーム偏向器 206が本発明の第 1ビーム位置調整手段に対応している。

[0033] なお、上記実施例においては、 X方向のずれ及び y方向のずれをどちらもビーム偏向器によって調整することとしたが、力、かる場合に限られるものではない。例えば、上記印加電圧基準走查座標系における X軸の値と移動ステージ 304の X方向の移動距離との間の相関関係が予め判っていれるのであれば、照射位置の原点とターンテーブルの回転中心との X方向のずれをビーム偏向器ではなく送りモータ制御回路 420 力供給される送りモータ 305への信号によって移動ステージ 304の移動として調整しても良い。すなわち、 S308ステップを実行する部分、並びにモータ制御回路 420、送りモータ 305及び移動ステージ 304が本発明の第 2ビーム位置調整手段に対応している。更に、移動ステージ 304が X方向及び y方向の 2方向に移動するものであつて、上記印加電圧基準走査座標系における y軸の値と移動ステージ 304の Y方向の移動距離との間の相関関係が予め判っていれるのであれば、上述の X方向の調整同様に照射位置の原点とターンテーブルの回転中心との Y方向のずれをビーム偏向器ではなく移動ステージの y方向の移動として調整しても良い。更に、移動ステージ 30 4での調整とビーム偏向器での調整とを組み合わせて、例えば、荒い調整を移動ステージ 304の移動によって行レ、、細かな調整をビーム偏向器の偏向によって行なうようにしても良い。

[0034] 以上のように、本発明の第 1実施例によれば、ディスク原盤又はターンテーブルに付されたマークが位置する領域を露光装置の露光時に使用する電子ビームで走查することによって、電子ビームの照射位置の原点とターンテーブルの回転中心とのずれを自動的に調整することが可能となるので、オペレータの手を煩わすことなく簡易にずれを調整することが可能となる。また、露光装置自身が生じる電子ビームを用いてずれを調整するので精度良く調整することが出来る。更に、ずれの調整をビーム偏向器と移動ステージとのどちらかから選択することが出来るので、種々のタイプの露光装置に対応することができる。

[0035] 次に本発明の第 2実施例のビームの照射位置の原点とターンテーブルの回転中心とのずれの調整方法にっレ、て説明する。

[0036] 第 2実施例においては、照射位置調整ルーチンが第 1実施例と異なっているので、以下照射位置調整ルーチンについて説明を行なう。図 10に本発明の第 2実施例に係る照射位置調整ルーチンのフローチャートが示されている。

[0037] 第 1回目の走査が行なわれるステップは第 1実施例と同様である。すなわち、 n= l が設定され (S311ステップ）、照射位置調整回路 430からビーム偏向器 206に走查信号が送られてディスク原盤の中央領域がビーム原点を中止として X— y方向に二次元走査されて発生する二次電子や反射電子をマーク検出器 310で検出し（S312ステツプ）、マーク検出器 310で検出された検出信号は検出信号処理回路 450を経て CPU501に送られて点 P1の印加電圧基準走査座標系における座標の値 (xl、yl) が記憶され（S313ステップ）、 nの値がインクリメントされて n= 2となり（S314ステップ )、n= 2は判別式を満たさないので S316ステップに進む（S315ステップ）。

[0038] S316ステップにおいては、スピンドルモータ制御回路 410によってターンテーブル 302の回転駆動が行なわれる。このとき、第 2実施例においては、スピンドルモータ 3 03に備わっているロータリーエンコーダ（図示せず）によってターンテーブルの回転角度が 180度に制御される。

[0039] その後、再び第 1回目の走査と同様に第 2回目の走査が行なわれる。すなわち、照射位置調整回路 430からビーム偏向器 206に走查信号が送られてディスク原盤の中央領域がビーム原点を中心として x_y方向に二次元走査されて発生する二次電子や反射電子をマーク検出器 310で検出し (S312ステップ）、マーク検出器 310で検出された検出信号が、検出信号処理回路 450を経て CPU501に送られて点 P2の印加電圧基準走查座標系における座標の値 (x2、 y2)が記憶され (S313ステップ）、 n の値がインクリメントされて n = 3となり（S314ステップ）、 S315ステップに進む。

[0040] ここで第 2実施例においては、 S315ステップの判別式が第 1実施例と異なっているため、 2回の走査が完了すれば判別式を満たすので S317ステップに進む。すなわち、第 2実施例においては、 3回目の走査は行なわれない。

[0041] S317ステップにおいては、メモリから読み出された座標の値（xl、 yl)及び (x2、 y 2)に基づいてターンテーブルの回転中心の印加電圧基準走查座標系上の位置が求められる。図 11に、座標 PI (xl、 yl)及び P2 (x2、 y2)が印加電圧基準走查領域内に示されている。座標 Pl (xl、yl)及び P2 (x2、y2)はディスク原盤の 180度回転に伴ってマーク Mが移動したときのマーク Mの印加電圧基準走查座標系における位置を示しているので、点 P1と P2とを結ぶ線分の中心は印加電圧基準走查座標系のターンテーブルの回転中心位置を表わすことになる。

[0042] よって、図 11に示すように点 P1と P2とを結ぶ線分（1)の中心点、すなわち、ターンテーブルの回転中心〇0の座標（x0、 yO)は、

[0043] く数 5〉

x0= (xl+x2) /2

[0044] く数 6〉

x0= (yl+y2) /2

となる（S317ステップ）。すなわち、 S311ステップ乃至 S317ステップを実行する部分が本発明の回転中心偏倚量検出手段に対応している。

[0045] 以降は第 1実施例同様に χθで表わされる印加信号を補正値として露光ステップの際にビーム偏向器に送ることによって照射位置の原点とターンテーブルの回転中心との X方向のずれを調整し、 yOで表わされる印加信号を補正値として露光ステップにおいてビーム偏向器に送ることによって照射位置の原点とターンテーブルの回転中心との y方向のずれを調整する（S318ステップ）。

[0046] また、第 1実施例同様にビーム偏向器ではなく移動ステージの移動として調整しても良い。更に、ビーム偏向器の偏向及び移動ステージの移動の組合せとして調整しても良い。

[0047] 以上のように、本発明の第 2実施例によれば、 2回の走查のみでずれを調整することが可能であるので、短時間で照射位置調整を行なうことが可能となる。

[0048] 次に本発明の第 3実施例のビームスポットの原点とターンテーブルの回転中心とのずれの調整方法を図 12に示すフローチャートに沿って説明する。

[0049] 本発明の第 1実施例及び第 2実施例においては、ディスク原盤 D若しくはターンテ一ブル上に予めターンテーブルの回転中心の算出用のマークが付されているのが前提である。第 3実施例は、ディスク原盤及びターンテーブルのいずれにもマークが付されていない場合を想定した照射位置調整方法であり、照射位置調整に先立って電子ビームを用いて走查領域にマーキングが行なわれる。なお、マーキングは電子ビームによって行なわれるため、被マーキング領域は電子ビームによってマーキングされ得る材質である必要がある。

[0050] 先ずディスク原盤 Dをターンテーブル上に設置した後、ディスク原盤露光装置を起動するとマーキングルーチンが開始する（S100ステップ）。

[0051] 図 13に、マーキングルーチン（S200ステップ）の詳細なフローチャートが示されている。

[0052] 先ず照射位置調整回路 430からビーム偏向器 206に信号、すなわち印加電圧が送られて電子ビームが偏向し得る状態となる（S211ステップ)。ここでビーム偏向器 2 06に送られる信号は、 X偏向コイル又は y偏向コイルのどちらかのみに送られても良く、若しくは、 X偏向コイル及び y偏向コイルの両方に送られても良い。但し、 X偏向コィル及び y偏向コイルに送られる印加電圧は図 8に示す領域内にマーキングが行なわれるようにすベぐ各々 xL〜xHvolt及び yL〜yHvoltの間に設定する必要がある。ビーム偏向器 206の X偏向コイル及び y偏向コイルに送られた信号は、（xl、 yl)としてメモリに記憶される（S212ステップ)。次にディスク原盤に電子ビームが照射されてデイスク原盤上にマークが付される（S213ステップ)。

[0053] マーキングが完了した後は、照射位置調整ステップ（S300ステップ）にすすみ、以降は第 1若しくは第 2実施例と同様の照射位置調整を行なうことが可能となる。但し、第 3実施例においては、ステップ S212ステップにおいて照射位置調整回路 430からビーム偏向器 206に送られた偏向信号が（xl、yl)としてメモリに記憶されているので、照射位置調整ステップ（S300ステップ）において走查ステップを第 1実施例及び第 2実施例から各々 1回ずつ省くことが可能となる。すなわち、第 1実施例と同様の照射位置調整ルーチンを行なうのであれば、図 6の S301ステップにおいては n= lではなく n= 2となる。よって、走査の回数は 3回ではなく 2回となる。また、第 2実施例と同様の照射位置調整ルーチンを行なうのであれば、図 9の S311ステップにおいては n= lではなく n= 2となる。よって、走査の回数は 2回ではなく 1回となる。

[0054] 以上のように、本発明の第 3実施例によれば、ディスク原盤やターンテーブルに予めマークが付されていなくても照射位置調整を行なうことが可能であるので、予めマークを付す手間が省ける。また、第 1実施例や第 2実施例に比べて走査を 1回省くことが可能となるので、簡易迅速にずれの調整を行なうことが可能となる。

[0055] 次に、本発明の実施例のディスク原盤露光装置を用いて、パターンドメディアの一例としてのハードディスク等の磁気記録媒体を製造する方法について、図 14、図 15 及び図 16を参照しながら説明する。

[0056] いわゆるハードディスクは、磁性粒子が人工的に規則正しく並べられた磁気記録媒体であり、論理的に磁性粒子 1つにつき 1ビットの記録が可能となるので、例えば、約 25nmのビット間隔のパターンの場合は、約 lTbpsi (Tbit/inch²)の極めて高い記録密度が実現可能になる。

[0057] 図 14には、ハードディスクに形成されるパターン形状の例が示されている。図 14に示されるように、ハードディスク 720に形成されるパターン形状は、一般的にデータトラック部 721とサーボパターン部 722とからなる。データトラック部 721には同心円状にドット列 723の記録パターンが並んでいる。サーボパターン部 722には、アドレス情報やトラック検出情報を示す方形のパターンや、クロックタイミングを抽出する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レ、る。

[0058] 上記の如きナノレベルのビット間隔のパターンを実現する方法として、ナノインプリントプロセスが提唱されている。ナノインプリントプロセスは、基板上に塗布された溶融状樹脂にモールド (転写型)を押圧しながら該樹脂を硬化することによって、モールドの片面に刻み込まれた数十〜数百 nmの凹凸形状を樹脂に転写するものである。なお、樹脂の硬化方法によって熱式ナノインプリントと光硬化式ナノインプリントとに大別されている（特開第 2004— 148494号及び S.Y. Chou et al.， Appl. Phys. Lett. 67， 3 314(1995)参照）。

[0059] 熱式ナノインプリントの場合は、一般的に図 15に示すような熱式ナノインプリント装置が用いられている。すなわち、熱式ナノインプリント装置 800は、インプリント時にレジストから発生する溶媒等を除去すべく真空ポンプ 804が接続されたチャンバ 801内に設けられている。チャンバ 801の上部には、モールド 600を支持するモールド支持部 802が固定されている。モールド支持部 802に対向するように、被転写物 710を支持するステージ 803が設置されている。ステージ 803は油圧等によって駆動する昇降装置 805に搭載されており、これによつて被転写物 710が持ち上げられてモールド 600に押し付けられ、転写が行なわれる。なお、ステージ 803と昇降装置 805との間にはロードセル 806が設置されており、転写の際の押圧力が測定される。また、ステージ 803には被転写物 710を加熱'冷却するヒータ 807及びクーラ 808が設けられている。

[0060] このように、ナノインプリントを用いることによって 10nm程度の凹凸パターンが転写可能であるため、力、かるハードディスクを容易に作成することが可能となる。なお、上記したように、モールドには数十〜数百 nmの高精細な凹凸形状をパターユングする必要があるため、高精細パターンを高精度に形成することが可能な本発明のディスク原盤露光装置を用いることが望ましレ、。

[0061] ここで、本発明のディスク原盤露光装置を用いてモールドを作成する工程の一例を以下に説明する。先ず、 Si等の微細加工が可能な耐熱性材からなるベース部にスピンコータ等により電子ビーム露光用のレジストを塗布し、続いて本発明のディスク原盤露光装置を用いて電子線ビームをレジストに向けて照射してパターンを直接描画する。その後レジストを現像することによりレジストにマスクパターンを形成し、該マスクパターンが形成されたレジストをマスクとしてドライエッチングを行なってベース部にパターンを形成し、その後アツシング等によりエッチングマスクを取り除いてモールドが完成する。

[0062] 次に図 16 (a)〜（m)を参照して、図 14に示したハードディスクを上記したモールドを用いて製造する工程を説明する。

[0063] 先ず、図 16 (a)に示すように、特殊加工化学強化ガラス、 Siウェハ、アルミ板等の材料からなる記録媒体用ベース基板 700を準備する。

[0064] 次に、このベース基板 700上にスパッタリング等で記録膜層 701を成膜する。垂直磁気記録媒体の場合には当該記録膜層は、軟磁性下地層、中間層及び強磁性記録層からなる積層構造となる。続いて、記録膜層 701の上にスパッタリング等で Taや Ti等の金属からなるメタルマスク層 702を形成し、最後に該メタルマスク層 702の上に被転写材 703をスピンコート等によって成膜して被転写物 710が形成される。ハードディスクには、例えばポリメタクリル酸メチル樹脂（PMMA)等の熱可塑性樹脂が使用される。図 16 (b)に上記の如く形成された被転写物 710が示されている。尚、被転写材 703に、光硬化性樹脂を用いても良レ、。この時は、ナノインプリント装置に光硬化式ナノインプリント装置が用いられる。

[0065] 次に、図 16 (c)に示すように、前述の被転写物 710及び本発明のディスク原盤露光装置を用いて作成されたモールド 600を、被転写材 703とモールド 600の凹凸面とが互いに向き合うようにして熱式ナノインプリント装置にセットし、ナノインプリント装置 800を起動する。これによつて図 16 (d)に示されるようにステージ 803が上昇し、所定のシーケンスに従ってインプリントが行なわれる。インプリントが行なわれた後、図 16 ( e)に示されるようにステージ 803が下降して転写が完了する。

[0066] 次に、転写された被転写物 710をナノインプリント装置 800から取り出し、被転写材

703の残膜部分を 0ガス等を用いたアツシング等によって図 16 (f)に示すように除去

2

する。これによつて、残った被転写材 703のパターン力メタルマスク層 702をエッチングするためのエッチングマスクとなる。

[0067] 次に、図 16 (g)に示すように、被転写材 703をエッチングマスクとして CHFガス等を

3 用いてメタルマスク層 702をエッチングカ卩ェする。その後、図 16 (h)に示すように、ゥエツトプロセスか 0ガス等を用いたドライアツシングによって被転写材 703を除去する

2

[0068] 次に、図 16 (i)に示すように、メタルマスク層 702をエッチングマスクとして Arガス等を用いてドライエッチングで記録膜層 701をエッチングカ卩ェする。その後、図 16 (j)に示すように、ウエットプロセスかドライエッチングによってメタルマスク層 702を除去する

[0069] 次に、図 16 (k)に示すように、スパッタリングや塗布工程等で記録膜層 701の表面に形成されたパターンの溝部分に非磁性材料 705 (磁気記録媒体の場合は Si02等の非磁性材料)を充填する。

[0070] 次に、図 16 (1)に示すように、エッチバックやケミカルポリッシュ等によって表面を研磨して平坦化する。これによつて記録材料が非記録性材料によって分離された構造が作成される。

[0071] 最後に、図 16 (m)に示すように、例えば記録膜層の保護膜 706や潤滑膜 707を塗布方式ゃデイツビング方式によって表面に形成することでハードディスク 720が完成する。

[0072] 以上、詳細に説明したように、本発明によるディスク原盤露光装置を用いて原盤を作成することにより、高精度なパターン構造を有するパターンドメディアを製造することができる。また、実施例ではパターンドメディアを一例として説明したが、それに限らず、例えば、ディスクリートトラックメディアにも適用できる。

Claims

請求の範囲

[1] ディスク原盤を回転せしめるターンテーブルと、前記ターンテーブルを少なくとも一方向に水平移動せしめる移動手段と、前記ターンテーブルに向けて電子ビームを照射して前記ターンテーブル若しくはディスク原盤上にビームスポットを形成するビーム照射手段と、前記ビームを偏向せしめるビーム偏向手段と、前記移動手段、前記ビーム照射手段及び前記ビーム偏向手段を制御する制御手段と、を有するディスク原盤露光装置であって、

前記制御手段は、起動時にぉレ、て前記移動手段及び前記ビーム偏向手段の少なくとも一方を駆動して前記ビームスポットの原点を前記ターンテーブルの回転中心に一致させるための初期動作をなす初期化手段を含んでいることを特徴とするディスク原盤露光装置。

[2] 前記ビームスポットの原点を前記ターンテーブルの回転中心に一致させるための前記初期動作は、前記ターンテーブル若しくは前記ディスク原盤表面上に設けられているマーク位置を検出することによって行なわれることを特徴とする請求項 1記載のディスク原盤露光装置。

[3] 前記初期化手段は、前記ビームスポットから得られる二次電子又は反射電子に基づいて、前記マーク位置を示すマーク位置信号を得るマーク位置検出手段と、前記ターンテーブル若しくは前記ディスク原盤の異なる角度位置において得られる前記マーク信号の少なくとも 2つに基づいて前記ターンテーブルの回転中心位置のビーム原点からの偏倚量を検知する回転中心偏倚量検知手段と、

前記偏倚量に基づいて前記回転中心が前記ビーム原点に一致するように前記ビーム偏向手段を駆動する第 1ビーム位置調整手段と、からなることを特徴とする請求項 2記載のディスク原盤露光装置。

[4] 前記初期化手段は、前記ビームスポットから得られる二次電子又は反射電子に基づいて、前記マーク位置を示すマーク位置信号を得るマーク位置検出手段と、前記ターンテーブル若しくは前記ディスク原盤の異なる角度位置において得られる前記マーク信号の少なくとも 2つに基づいて前記ターンテーブルの回転中心位置のビーム原点からの偏倚量を検知する回転中心偏倚量検知手段と、前記偏倚量に基づいて前記回転中心が前記ビーム原点に一致するように前記移動手段を駆動する第 2ビーム位置調整手段と、からなることを特徴とする請求項 1記載のディスク原盤露光装置。

[5] 前記ディスク原盤露光装置は、前記初期動作前に前記ビームを用いて前記ディスク原盤上で且つその回転中心を除く領域にマークを付すことを特徴とする請求項 1に記載のディスク原盤露光装置。

[6] ディスク原盤を回転せしめるターンテーブルと、前記ターンテーブルを少なくとも一方向に水平移動せしめる移動手段と、前記ターンテーブルに向けて電子ビームを照射して前記ターンテーブル若しくはディスク原盤上にビームスポットを形成するビーム照射手段と、前記ビームを偏向せしめるビーム偏向手段と、前記移動手段、前記ビーム照射手段及び前記ビーム偏向手段を制御する制御手段と、を有するディスク原盤露光装置のビーム照射位置の調整方法であって、

起動時において前記移動手段及び前記ビーム偏向手段の少なくとも一方を駆動して前記ビームスポットの原点を前記ターンテーブルの回転中心に一致させるための初期動作を行なうことを特徴とするビーム照射位置の調整方法。

[7] 前記調整方法は、前記ビームスポットから得られる二次電子又は反射電子に基づいて得られる前記ターンテーブル若しくは前記ディスク原盤表面上に設けられたマーク位置を示すマーク位置信号を得るマーク位置検出ステップと、

前記ターンテーブル若しくは前記ディスク原盤の異なる角度位置において得られる前記マーク信号の少なくとも 2つに基づいて前記ターンテーブルの回転中心位置のビーム原点からの偏倚量を検知する回転中心偏倚量検知ステップと、

前記偏倚量に基づいて前記回転中心が前記ビーム原点に一致するように前記ビーム偏向手段を駆動するビーム位置調整ステップと、力なることを特徴とする請求項 6記載のビーム照射位置の調整方法。