(57)【要約】【課題】磁気転写用マスター担体のパターン品質を広領域に亘って簡便な方法で検査する。【解決手段】走査型電子顕微鏡１１により、磁気転写用マスター担体の表面を電子線で走査し、該走査箇所からの２次電子を検出して、表面の２次電子像データを取得し、データ比較演算手段１２により２次電子像データを所定の閾値で２値化し、該２値化データを前記設計パターンのデータと比較して両者の一致度を求め、判定手段１３において両者の一致度が所定値以上であれば良好なパターンが形成されているものと判定し、所定値未満であればパターンが不良であると判定する。【選択図】          図１
2004259339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望の設計パターンに基づいて凹凸パターンが表面に形成されてなる磁気転写用マスター担体の検査装置であって、
前記表面を電子線で走査し、該走査箇所からの２次電子を検出して、前記表面の２次電子像データを取得する走査型電子顕微鏡と、
取得された前記２次電子像データを所定の閾値で２値化し、該２値化データを前記設計パターンのデータと比較して両者の一致度を求めるデータ比較演算手段と、
前記データ比較演算手段による、前記両者の一致度が所定値以上であれば良好なパターンが形成されているものと判定し、所定値未満であればパターンが不良であると判定する判定手段とを備えたことを特徴とする磁気転写用マスター担体の検査装置。
【請求項２】
所望の設計パターンに基づいて凹凸パターンが表面に形成されてなる磁気転写用マスター担体の検査装置であって、
前記表面を電子線で走査し、該走査箇所からの２次電子を検出して、前記表面の２次電子像データを取得する走査型電子顕微鏡と、
取得された前記２次電子像データを所定の閾値で２値化し、該２値化データを、前記設計パターンのデータと比較して両者の一致度を求めるデータ比較演算手段と、
前記データ比較演算手段による前記一致度を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする磁気転写用マスター担体の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、凹凸パターンが表面に形成されてなる磁気転写用マスター担体の検査装置に関し、特に、凹凸パターンの形成精度を検査する検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
磁気記録媒体においては一般に、情報量の増加に伴い、多くの情報を記録する大容量で、安価で、かつ、好ましくは短時間で必要な箇所が読み出せる、いわゆる高速アクセスが可能な媒体が望まれている。それらの一例としてハードディスク装置やフレキシブルディスク装置に用いられる高密度磁気記録媒体（磁気ディスク媒体）が知られ、その大容量化を実現するためには、狭いトラック幅を正確に磁気ヘッドが走査し、高いＳ／Ｎで信号を再生する、いわゆるトラッキングサーボ技術が大きな役割を担っている。このトラッキングサーボを行うために、磁気ディスク媒体中にトラッキング用のサーボ信号、アドレス情報信号、再生クロック信号等が、いわゆるプリフォーマットとして記録されている。
【０００３】
このプリフォーマットを正確にかつ効率よく行う方法として、マスター担体が担持するサーボ信号等の情報を磁気記録媒体へ磁気的に転写する磁気転写方法が特許文献１〜３等に開示されている。
【０００４】
特許文献２および３に記載されている磁気転写は、磁気記録媒体（スレーブ媒体）に転写すべき情報に対応する凹凸パターンを有するマスター担体を用意し、このマスター担体とスレーブ媒体を密着させた状態で、転写用磁界を印加することにより、マスター担体の凹凸パターンが担持する情報（例えばサーボ信号）に対応する磁気パターンをスレーブ媒体の磁性層に磁気的に転写記録するもので、マスター担体とスレーブ媒体との相対的な位置を変化させることなく静的に記録を行うことができ、正確なプリフォーマット記録が可能であり、しかも記録に要する時間も極めて短時間であるという利点を有している。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６３−１８３６２３号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開平１０−４０５４４号公報
【０００７】
【特許文献３】
特開平１０−２６９５６６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような表面に凹凸パターンが形成されたマスター担体を用いた磁気転写において、スレーブ媒体への磁気転写の精度は、マスター担体表面の凹凸パターンの形成精度に大きく左右される。すなわち、一定以上の磁気転写精度を得るためには一定以上の凹凸パターン品質を維持する必要がある。そのために、磁気転写用マスター担体の表面に形成されている凹凸パターンのパターン品質が一定以上の品質を有しているか否かを検査する必要がある。
【０００９】
磁気転写用マスター担体の表面の凹凸パターンはサブミクロンレベルの微細パターンであり、この微細パターンがスレーブ媒体のトラック領域に対応する広領域に亘って形成されている。この凹凸パターンの最短ビット長が３００ｎｍより大きければ、レーザ等を用いた光表面検査機によりパターンの測定が可能であるが、光表面検査機では、レーザ光の回折限界以下、例えば３００ｎｍ程度以下の微細な凹凸パターンの検査は不可能である。一方で、近年の磁気記録媒体、特にハードディスク媒体の記録密度向上は著しく、３００ｎｍ以下のビット長を含むパターンを有するマスター担体の作製およびそのパターン検査が必要となってきた。
【００１０】
３００ｎｍ以下を含むサブミクロンオーダーの微細パターンを観察するための装置として電子顕微鏡等が挙げられるが、基本的に広領域の測定には適していないという欠点がある。
【００１１】
さらに、例えば、転写すべき情報がサーボ信号である場合、サーボ信号のセクターアドレス部は、セクター毎、トラック毎に異なるために、パターンが単なる繰返しではなく、複雑な構造を有する凹凸パターンであり、このような複雑かつ超微細な凹凸パターンの品質を広領域に亘って検査するための手段は工業上確立されていないのが現状である。
【００１２】
本発明は上記事情に鑑み、パターン品質を広領域に亘って簡便に検査することのできる磁気転写用マスター担体の検査装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の磁気転写用マスター担体の検査装置は、所望の設計パターンに基づいて凹凸パターンが表面に形成されてなる磁気転写用マスター担体の検査装置であって、
前記表面を電子線で走査し、該走査箇所からの２次電子を検出して、前記表面の２次電子像データを取得する走査型電子顕微鏡と、
取得された前記２次電子像データを所定の閾値で２値化し、該２値化データを前記設計パターンのデータと比較して両者の一致度を求めるデータ比較演算手段と、
前記データ比較演算手段による、前記両者の一致度が所定値以上であれば良好なパターンが形成されているものと判定し、所定値未満であればパターンが不良であると判定する判定手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
なお、さらに、前記判定手段による判定結果もしくは、該判定結果と前記一致度を表示する表示手段を備えてもよい。また、この表示手段は、前記一致度を表示すると共に、両データの不一致箇所を表示するようにしてもよい。両データの不一致箇所の表示方法は、例えば、２次電子画像と設計パターン画像を重ね、不一致箇所に印を付すようにしてもよいし、２次電子画像のみ表示し、この２次電子画像に設計パターンデータとの不一致箇所を着色する等してもよい。
【００１５】
本発明の第２の磁気転写用マスター担体の検査装置は、所望の設計パターンに基づいて凹凸パターンが表面に形成されてなる磁気転写用マスター担体の検査装置であって、
前記表面を電子線で走査し、該走査箇所からの２次電子を検出して、前記表面の２次電子像データを取得する走査型電子顕微鏡と、
取得された前記２次電子像データを所定の閾値で２値化し、該２値化データを、前記設計パターンのデータと比較して両者の一致度を求めるデータ比較演算手段と、
前記データ比較演算手段による前記一致度を表示する表示手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１６】
前記２値化を行う際の所定の閾値は、予め定められたものであってもよいし、２次電子像データについての輝度のヒストグラムを取って該ヒストグラムから定めてもよい。
【００１７】
前記表示手段が、さらに、前記両データの不一致箇所を表示するものであってもよい。
【００１８】
本発明の磁気転写用マスター担体の検査装置は、走査型電子顕微鏡を備え、試料表面に電子線を照射すると試料表面の角や突起物の先端から２次電子が多量に放出され、２次電子像においてその部位が他の部位と比較して極端に明るくなるエッジ効果を利用し、このエッジ効果により表面の凹凸パターンに関する情報を含む２次電子像データを取得するものである。
【００１９】
前記設計パターンのデータとしては、具体的には、例えば設計パターンに基づいて凸部を白、凹部を黒で示した表面平面図を、例えば白を１、黒を０で表したデータが挙げられる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の第１の磁気転写用マスター担体の検査装置によれば、表面の２次電子像データを取得する走査型電子顕微鏡と、取得された前記２次電子像データを所定の閾値で２値化し、該２値化データを前記設計パターンのデータと比較して両者の一致度を求めるデータ比較演算手段を備えているので、マスター担体表面の広範囲に亘る領域の凹凸パターンの形成精度を精度よくかつ簡便に求めることができ、データ比較演算手段による、前記両者の一致度が所定値以上であれば良好なパターンが形成されているものと判定し、所定値未満であればパターンが不良であると判定する判定手段を備えているので、個々のマスター担体についての良、不良結果を容易に得ることができる。
【００２１】
本発明の第２の磁気転写用マスター担体の検査装置によれば、表面の２次電子像データを取得する走査型電子顕微鏡と、取得された前記２次電子像データを所定の閾値で２値化し、該２値化データを前記設計パターンのデータと比較して両者の一致度を求めるデータ比較演算手段を備えているので、マスター担体表面の広範囲に亘る領域の凹凸パターンの形成精度を精度よくかつ簡便に求めることができ、データ比較演算手段による、前記両者の一致度を表示する表示手段を備えているので、ユーザがその一致度を確認し、個々のマスター担体についての良、不良の判定を容易に下すことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。
【００２３】
まず、本発明の第１の実施形態に係る磁気転写用マスター担体の検査装置について図１および図２を参照して説明する。図１は、第１の実施形態に係る磁気転写用マスター担体の検査装置１０の概略構成図である。検査装置１０は、マスター担体表面に形成された凹凸パターンが設計通りであるか否かを検査する装置であり、マスター担体表面に電子線を走査させて、該走査箇所からの２次電子を検出して、マスター担体表面の２次電子像データを取得する走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）１１と、２次電子像データを所定の閾値で２値化し、該２値化データを設計パターンのデータと比較して両者の一致度を求めるデータ比較演算手段１２と、両者の一致度が所定値以上であれば良好なパターンが形成されているものと判定し、所定値未満であればパターンが不良であると判定する判定手段１３とを備えてなる。
【００２４】
ＳＥＭ１１は、ディスク全体もしくは所望の領域内で精度良く移動可能とされている図示しないステージを備えている。ステージの移動方向は、ＸＹ移動、ｒθ移動などがあるが、いずれであってもよい。なお、検査対象領域は、種々設定可能であり、ディスク全面であってもよいし、凹凸パターンが形成されている部分のみであってもよいが、少なくとも凹凸パターンが形成されている部分は全てに亘って検査することが望ましい。
【００２５】
データ比較演算手段１２は、２次電子像データを２値化して２値化データを得る２値化部１７と、設計パターンのデータを記憶する記憶部１８と、２値化データと設計パターンのデータを比較演算する演算部１９とを備えてなる。２値化部１７における２値化は２次電子像における明暗の所定の明度に予め閾値を設けておき、該閾値よりも明るい部分を１、暗い部分を０とする処理を行うものである。
【００２６】
第１の実施形態の検査装置１０による磁気転写用マスター担体表面の凹凸パターンの検査について説明する。図２は、検査の流れを説明するための図である。
【００２７】
検査するマスター担体をＳＥＭ１１のステージにセットし、ステージをＸＹ移動もしくはｒθ移動させることにより、マスター担体表面の全面を走査させ、表面全域の２次電子像データを取得する。図２（ａ）は、ＳＥＭ１１により得られた２次電子像Ｐの一領域を示すものである。２次電子像Ｐにおいては、エッジ効果により凸部が明るく、凹部が暗く表示される。２次電子像を表す２次電子像データは、データ比較演算手段１２に入力され、該データ比較演算手段１２の２値化部１７において、２値化されて２値化データとされる。２値化部１７においては、２次電子像データに対して、予め定められた閾値を用いてそれより明るい部分を１、暗い部分を０とする処理を行って、１、０で構成される２値化データを求める。図２（ｂ）は、２値化データに基づく２値化画像Ｐ’の同図（ａ）に対応する領域を示すものである。白い部分が凸部、黒い部分が凹部に対応し、２値化データは白い部分を１、黒い部分を０とするデジタルデータＡである。演算部１９では、このデジタルデータＡと、記憶部１８から読み出した設計パターンのデジタルデータＢとを比較する。図２（ｃ）は、同図（ａ）に示す領域に対応する設計パターン平面図Ｏの一領域であり、凸部が白、凹部が斜線で表されている。ここで比較に供される設計パターンのデジタルデータＢは、図２（ｃ）に示す設計パターン平面図における白を１、斜線部を０で表したものである。
【００２８】
なお、本実施形態においては、２値化手段において、明るい部分を１、暗い部分を０とする処理を行ったが、明るい部分を０、暗い部分を１とする処理を行い、設計パターンのデジタルデータとして白を０、黒を１で表したものを用いてもよい。
【００２９】
演算部１９において、デジタルデータＡとデジタルデータＢの対応する箇所ごとのデータの比較がなされ、両者の一致度が求められる。一致度は、例えば全データに対する一致データ数の割合である。この両者の一致度は、判定手段１３に送られ、判定手段では、該一致度が予め定められている所定値以上であるか否かにより凹凸パターンの形成精度の合否を判定する。
【００３０】
判定手段１３においては、両データの一致度が所定値以上であれば合格、所定値未満であれば不合格との判定を行う。合格とは、凹凸パターンの形成精度が良好であることを意味するものであり、スレーブ媒体への磁気パターン形成のための磁気転写用マスター担体として使用に耐え得るものであるものであり、不合格とは、凹凸パターンの形成精度が不十分であることを意味するものである。
【００３１】
合否の判定に用いられる所定値は、例えば、一致度が異なる複数のマスター担体について実際に磁気転写を行い、スレーブ媒体からの再生信号を取得してその再生信号品質評価を予め行って定めればよい。
【００３２】
この合否の判定に用いられる所定値の具体的な定め方を説明する。再生信号品質評価の方法としては、例えば「Ｍｉｓｓｉｎｇ  Ｐｕｌｓｅ」測定を用いる。上述の各スレーブ媒体についてＭｉｓｓｉｎｇ  Ｐｕｌｓｅの測定によりエラーレートを得る。エラーレートは、再生信号パルスにおける欠損パルスの割合を示す目安である。例えば、１トラックあたり５０００００（５×１０５）個パターンがあり、その中に不良箇所が１個あるとすると、１トラックあたりのエラーレートは、０．０００００２（２×１０−６）以下となる（再生波形の上下ピークを全てカウントした場合）。上記演算部において得られた１トラックあたりの一致度が９９．９９９％以上であったマスター担体から信号を転写されたスレーブ媒体の１トラックのエラーレートは概ね１．９２３×１０−６以下（ＴＡＡを閾値１００％としたときの閾値７０％のエラーレート）である。許容できるエラーレートは、ドライブのスペックなどで異なるが、１例として、ここではこの１．９２３×１０−６以下のエラーレートで使用に耐え得るものとみなすことができるとすれば、合否の判定に用いられる上記所定値が９９．９９９％と定められる。なお、既述の通り許容されるエラーレートがドライブのスペックなどで異なるため、一致度の合否判定に用いられる所定値を一概に定めることは困難である。したがって、検査対象たるマスター担体により信号が転写されるスレーブ媒体が組込まれるドライブのスペックに応じて予め所定値を定めておけばよい。
【００３３】
なお、上記２値化部１７において、２次電子像データを２値化する際に用いられる閾値は、上述のように予め定められたものを用いてもよいが、２値化部１７に更に閾値決定手段を備え、該閾値決定手段により２次電子像データについて輝度のヒストグラムを取り、該ヒストグラムから定めるようにしてもよい。具体的には、２次電子像データについて輝度のヒストグラムを取ると、エッジ効果により明るい部分のピークと凹部の暗い部分のピークとの２つのピークが現れるので、例えば、この２つのピーク間の谷に閾値を定める方法がある。
【００３４】
次に、検査の対象となるマスター担体の作製方法について説明する。なお、ここに挙げるのは１例であり、本発明の検査装置の検査対象たるマスター担体はこの作製方法により作製されたものに限るものではない。
【００３５】
Ｓｉ基板上に１５０ｎｍ厚のレジストを塗布し、電子線露光装置（またはレーザ露光装置）において、Ｓｉ基板をＸＹ方向もしくはｒθ方向に移動させながらサーボ信号に対応して変調した電子ビーム（またはレーザ光）を照射し、回転中心から所定の内径から外径に至る範囲を所定のパターン状に露光する。露光装置に対しては、設計サーボ信号（設計パターン）に対応する信号が送出されており、露光装置はこの信号により制御される。ここでは、例えば、最短ビット長（例えばサーボ信号のＡＧＣ部の最短ビット長）が２５０ｎｍ、トラック幅７５０ｎｍ、トラックピッチ１μｍのサーボ信号とし、設計サーボ信号に対応する信号を露光装置に送出する。
【００３６】
レジストを現像処理し、露光部分を除去しレジストによる１５０ｎｍ深さの凹凸形状を有する原盤を得る。次に、原盤の表面の凹凸パターンをもとに、この表面にメッキ（電鋳）を施し、ポジ状凹凸パターンを有するＮｉ基板を作製し、原盤から剥離する。この基板をそのままマスター担体とするか、または凹凸パターン上に必要に応じて軟磁性層を被覆してマスター担体とする。
【００３７】
また、前記原盤にメッキを施して第２の原盤を作製し、この第２の原盤を使用してメッキを行い、ネガ状凹凸パターンを有する基板を作製してもよい。さらに、第２の原盤にメッキを行うか樹脂液を押し付けて硬化を行って第３の原盤を作製し、第３の原盤にメッキを行い、ポジ状凹凸パターンを有する基板を作製してもよい。
【００３８】
一方、前記ガラス板にフォトレジストによるパターンを形成した後、エッチングしてガラス板に穴を形成し、フォトレジストを除去した原盤を得て、以下前記と同様に基板を形成するようにしてもよい。
【００３９】
金属による基板の材料としては、前述の通り、ＮｉもしくはＮｉ合金等を使用することができ、この基板を作製する前記メッキとしては、無電解メッキ、電鋳、スパッタリング、イオンプレーティングを含む各種の金属成膜法が適用できる。基板の凸部高さ（凹凸パターンの深さ）は、５０〜８００ｎｍの範囲が好ましく、より好ましくは８０〜６００ｎｍである。この凹凸パターンがサンプルサーボ信号である場合は、円周方向よりも半径方向に長い矩形状の凸部が形成される。
【００４０】
基板の凹凸パターン上への軟磁性層の形成は、磁性材料を真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の真空成膜手段、メッキ法などを用いて行う。軟磁性層の厚み（凸部上面の磁性層の厚み）は、５０〜５００ｎｍの範囲が好ましく、さらに好ましくは８０〜３００ｎｍである。
【００４１】
以上のようにして、磁気転写用マスター担体が形成されるが、マスター担体の作製工程である、上述の露光工程、電鋳工程、製膜工程のいずれにおいても、凹凸パターンの設計値からのズレは起こり得るものである。ズレの要因は、単純な工程設定値入力ミスから、塵埃等の工程環境、各種工程パラメータの設計マージンなど多岐に亘る。
【００４２】
次に、本発明の第２の実施形態に係る磁気転写用マスター担体の検査装置について図３を参照して説明する。図３に示すように、第２の実施形態の検査装置２０は、第１の実施形態の検査装置１０にさらに表示手段２１を備えてなるものであり、第１の実施形態との相違点のみ言及し、同一の手段および検査方法についての詳細な説明は省略する。
【００４３】
表示手段２１は、演算手段１２で得られた両データの一致度および判定手段１３で判定された結果を表示するものである。また、表示手段２１は、一致度、判定結果のみならず、データが不一致となった箇所を示す情報を表示するようにしてもよい。例えば、２次電子画像、２値化画像もしくは設計パターン図を表示し、データが不一致となった箇所に色をつける等視覚的に不一致箇所をユーザによる認識可能に表示する等である。
【００４４】
なお、この不一致の発生箇所、分布等から、マスター担体表面凹凸の形成パターンと設計パターンとのズレの発生原因を推測することも可能と考えられる。すなわち、マスター担体の凹凸パターンの形成精度の検査において、その設計パターンとのズレが生じている箇所およびその分布が明らかになれば、そのズレの発生原因が製造工程のどこにあるかを推定することが可能であると考えられる。具体的には、不一致によりパターンの欠けがあることが明らかになれば、露光工程（リソグラフィー工程）もしくは電鋳工程に原因があると考えられ、特に、１本の直線パターンなどが途中で途切れているような場合には、そのうちリソグラフィー工程に原因があると推定される等である。ズレの発生原因の特定により、製造工程を見なおす等の対策を行うことができれば、磁気転写用マスター担体の歩留まりの向上に繋がる。
【００４５】
次に、本発明の第３の実施形態に係る磁気転写用マスター担体の検査装置について図４を参照して説明する。図４は、第３の実施形態に係る磁気転写用マスター担体の検査装置３０の概略構成図である。検査装置３０は、マスター担体表面に形成された凹凸パターンが設計通りであるか否かを検査する装置であり、マスター担体表面に電子線を走査させて、該走査箇所からの２次電子を検出して、マスター担体表面の２次電子像データを取得する走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）１１と、２次電子像データを所定の閾値で２値化し、該２値化データを設計パターンのデータと比較して両者の一致度を求めるデータ比較演算手段１２と、両者の一致度を表示する表示手段３１とを備えてなる。
【００４６】
本実施形態の検査装置３０は、第１の実施形態の検査装置１０における判定手段を備えず、両者の一致度を示す表示手段３１を備えた点で相違する。本実施形態の検査装置３０においては、ＳＥＭ１１によりマスター担体表面の２次電子像データを取得し、データ比較演算手段１２の２値化手段１７で２次電子像データを２値化して２値化データを得、２値化データと記憶部１８に記憶されている設計パターンのデータとを演算部１９において比較演算して両者の一致度を求め、その一致度を表示手段３１に表示する。本検査装置３０を使用する場合には、表示手段３１に表示された一致度を見て、ユーザが合格、不合格を判断して処理を行えばよい。また、上記第２の実施形態の検査装置２０の場合と同様に、表示手段３１において２次電子像データと設計パターンのデータとの不一致箇所を示す情報を表示するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る磁気転写用マスター担体の検査装置
【図２】第１の実施形形態にかかる検査装置における検査工程を説明するための図
【図３】本発明の第２の実施形態に係る磁気転写用マスター担体の検査装置
【図４】本発明の第３の実施形態に係る磁気転写用マスター担体の検査装置
【符号の説明】
１０、２０、３０    磁気転写用マスター担体の検査装置
１１    走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）
１２    データ比較演算手段
１３    判定手段
１７    ２値化部
１８    記憶部
１９    演算部
２１、３１    表示手段
【図１】
2004259339.tif 000003
【図２】
2004259339.tif 000004
【図３】
2004259339.tif 000005
【図４】
2004259339.tif 000006