(57)【要約】【課題】ビーム幅を一定に保ちながら露光量を変更することができる電子ビーム露光装置および電子ビーム露光方法を提供する。【解決手段】電子ビーム露光装置１００は、記録媒体に照射された電子ビームの反射電子により照射電流の検出を行う照射電流モニタ部１１９と、反射電子に基づく照射電流から、露光量を調節する露光量調節部１２０と、電流調節信号１２５に基づいて、電子銃１１１への照射電流１２６を制御する電子銃制御部１２２と、振幅調節信号１２７に基づいて電子ビームと記録媒体との相対的な走査速度に対して高速の振幅により電子ビームを振動させるための振幅駆動信号を生成する高速振動部１２１と、振幅駆動信号１２８に基づいて高速に振幅をさせるように、電子ビームの照射方向を偏向させる電子ビーム偏向器１１６とを備えた。【選択図】  図１
2004239984.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転及び径方向に移動可能に支持された記録媒体に電子銃からの電子ビームの照射による上記記録媒体の表面の形状または材質の変化によって情報に基づくパターンを露光する電子ビーム露光装置において、
上記記録媒体に照射された電子ビームの反射電子により照射電流の検出を行う照射電流検出手段と、
上記照射電流検出手段により検出された反射電子に基づく照射電流から、上記電子ビームによる上記記録媒体に対する露光量を調節する露光量調節手段と、
上記露光量調節手段からの電流調節信号に基づいて、上記電子銃に上記電子ビームを照射させる照射電流を制御する電子銃制御手段と、
上記露光量調節手段からの振幅調節信号に基づいて、上記電子ビームと上記記録媒体との相対的な走査速度に対して高速に上記振幅調節信号に基づく振幅により上記電子ビームを振動させるための振幅駆動信号を生成する高速振動駆動手段と、
上記高速振動駆動手段により生成された上記振幅駆動信号に基づいて、上記電子ビームと上記記録媒体との相対的な走査速度に対して高速に上記振幅調節信号に基づく振幅をさせるように、上記電子ビームの照射方向を偏向させる偏向手段と
を備えたことを特徴とする電子ビーム露光装置。
【請求項２】
請求項１記載の電子ビーム露光装置において、
上記高速振動駆動手段は、上記電子ビームの高速振動方向を上記電子ビームと上記記録媒体との相対的な走査方向に対して９０度偏向した方向とする上記振幅調節信号に基づく振幅をさせるようにすることを特徴とする電子ビーム露光装置。
【請求項３】
請求項１記載の電子ビーム露光装置において、
上記高速振動駆動手段は、上記電子ビームの高速振動方向を上記電子ビームと上記記録媒体との相対的な走査方向に対して２  次曲線上に偏向した方向とする上記振幅調節信号に基づく振幅をさせるようにすることを特徴とする電子ビーム露光装置。
【請求項４】
回転及び径方向に移動可能に支持された記録媒体に電子銃からの電子ビームの照射による上記記録媒体の表面の形状または材質の変化によって情報に基づくパターンを露光する電子ビーム露光方法において、
上記記録媒体に照射された電子ビームの反射電子により照射電流の検出を行う照射電流検出ステップと、
上記照射電流検出ステップにより検出された反射電子に基づく照射電流から、上記電子ビームによる上記記録媒体に対する露光量を調節する露光量調節ステップと、
上記露光量調節ステップからの電流調節信号に基づいて、上記電子銃に上記電子ビームを照射させる照射電流を制御する電子銃制御ステップと、
上記露光量調節ステップからの振幅調節信号に基づいて、上記電子ビームと上記記録媒体との相対的な走査速度に対して高速に上記振幅調節信号に基づく振幅により上記電子ビームを振動させるための振幅駆動信号を生成する高速振動駆動ステップと、
上記高速振動駆動ステップにより生成された上記振幅駆動信号に基づいて、上記電子ビームと上記記録媒体との相対的な走査速度に対して高速に上記振幅調節信号に基づく振幅をさせるように、上記電子ビームの照射方向を偏向させる偏向ステップと
を備えたことを特徴とする電子ビーム露光方法。
【請求項５】
請求項４記載の電子ビーム露光方法において、
上記露光量調節ステップは、上記電子ビームの上記記録媒体に対する走査速度である線速度と上記電子銃に上記電子ビームを照射させる照射電流の積が一定となるように露光量を調整することを特徴とする電子ビーム露光方法。
【請求項６】
請求項４記載の電子ビーム露光方法において、
上記露光量調節ステップは、上記電子ビームの上記記録媒体に対する走査速度である線速度に合わせて上記電子銃に上記電子ビームを照射させる照射電流を可変するように露光量を調整することを特徴とする電子ビーム露光方法。
【請求項７】
請求項４記載の電子ビーム露光方法において、
上記露光量調節ステップは、上記電子ビームの上記記録媒体に対する照射により形成された情報のピット長に合わせて上記電子銃に上記電子ビームを照射させる照射電流を可変させるように露光量を調整することを特徴とする電子ビーム露光方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、光ディスクの原盤の露光に用いられる電子ビーム露光装置および電子ビーム露光方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光ディスクにおいては記録密度の一層の高密度化が求められており、これを実現するためには記録ピットをより微細に形成する必要がある。このため、光ディスクの原盤の作製においては、従前のレーザー光よりもさらに微細なピットを形成できる電子ビームを原盤に照射して情報の記録を行う電子ビーム照射装置が提案されている（特願平４−２７６０６８号、特願２０００−５７３７４号）。
【０００３】
この電子ビームを原盤に照射して情報の記録を行う装置では、ピット幅が数ｎｍ〜数十ｎｍのグルーブ／ランドやピットを作成することができるが、高精度な情報の記録を可能とするため、原盤の露光条件に対応して電子ビームの照射による露光量を変更する必要があった。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２８７３７１号公報
【特許文献２】
特開２００１−２０２６６３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
つまり、上述した従来の電子ビーム照射装置では、電子ビームを照射するための電子銃の照射電流量を変更すると、電子ビーム径も変わるため、描画する線幅を一定にしたまま原盤のレジストに対する露光量を変えるためには、レジストに対する相対的な電子ビームの走査速度を変えるしかなかった。従って、露光量によって描画に要する時間が変わってしまうという不都合があった。
【０００６】
また、従来の光ディスクの原盤露光装置において、電子ビームの走査速度に相当する線速度を自由に変えることは、再生時の線速度が決められているためにビーム変調信号の周波数もこれに同期して変更しなければならないため、簡単なことではなかった。
【０００７】
特に、ＣＡＶ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ａｎｇｕｌａｒ  Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）と呼ばれる一定の角速度で原盤を回転させながら露光を行う場合には、内周から外周にかけて線速度が徐々に変化するため、ピット幅を一定にしたまま、電子ビームの照射電流を変えることができなかったため、電子ビーム方式ではＣＡＶ方式の原盤露光は困難であったという不都合があった。
【０００８】
この点に関連して、特許文献１では、遮蔽板を用いて電子ビームを部分的に遮蔽し、ビーム径を調整する方法を提案しているが、この方法では、照射電流を一定にしておき、遮蔽板を使って意図的にビーム径を変更し、ピット幅の補正を行おうとしているが、これはレジストの現像プロセスにおける現象を解決することに着目したもので、ビーム幅を一定に保ちながら露光量を変更することを可能とするものではない。
【０００９】
また、特許文献２では、グルーブの凹凸パターンを１本の電子線で描画する際、電子線をグルーブの両側の壁間において高速ウオブリングさせて露光する原盤露光方法を提案しているが、この方法では、高速ウオブリング周波数を記録速度と再生光学系の検出限界空間長に対して限定しているが、これは高密度記録を図ることに着目したもので、ビーム幅を一定に保ちながら露光量を変更することを可能とするものではない。
【００１０】
そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、ビーム幅を一定に保ちながら露光量を変更することができる電子ビーム露光装置および電子ビーム露光方法を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子ビーム露光装置は、記録媒体に照射された電子ビームの反射電子により照射電流の検出を行う照射電流検出手段と、照射電流検出手段により検出された反射電子に基づく照射電流から、電子ビームによる上記記録媒体に対する露光量を調節する露光量調節手段と、露光量調節手段からの電流調節信号に基づいて、電子銃に電子ビームを照射させる照射電流を制御する電子銃制御手段と、露光量調節手段からの振幅調節信号に基づいて、電子ビームと記録媒体との相対的な走査速度に対して高速に振幅調節信号に基づく振幅により電子ビームを振動させるための振幅駆動信号を生成する高速振動駆動手段と、高速振動駆動手段により生成された振幅駆動信号に基づいて、電子ビームと記録媒体との相対的な走査速度に対して高速に振幅調節信号に基づく振幅をさせるように、電子ビームの照射方向を偏向させる偏向手段とを備えたものである。
【００１２】
従って本発明によれば、以下の作用をする。
照射電流検出手段は記録媒体に照射された電子ビームの反射電子により照射電流の検出を行う。露光量調節手段は照射電流検出手段により検出された反射電子に基づく照射電流から、電子ビームによる記録媒体に対する露光量を調節する。電子銃制御手段は露光量調節手段からの電流調節信号に基づいて、電子銃に電子ビームを照射させる照射電流を制御する。高速振動駆動手段は露光量調節手段からの振幅調節信号に基づいて、電子ビームと記録媒体との相対的な走査速度に対して高速に振幅調節信号に基づく振幅により電子ビームを振動させるための振幅駆動信号を生成する。偏向手段は高速振動駆動手段により生成された振幅駆動信号に基づいて、電子ビームと記録媒体との相対的な走査速度に対して高速に振幅調節信号に基づく振幅をさせるように、電子ビームの照射方向を偏向させる。
【００１３】
これにより、電子ビームの照射方向を偏向させて露光量に応じた線幅で高速振動を行うことにより、記録媒体上のビーム幅を一定に保ちながら露光量を変更することができる。
【００１４】
また、本発明の電子ビーム露光方法は、記録媒体に照射された電子ビームの反射電子により照射電流の検出を行う照射電流検出ステップと、照射電流検出ステップにより検出された反射電子に基づく照射電流から、電子ビームによる記録媒体に対する露光量を調節する露光量調節ステップと、露光量調節ステップからの電流調節信号に基づいて、電子銃に電子ビームを照射させる照射電流を制御する電子銃制御ステップと、露光量調節ステップからの振幅調節信号に基づいて、電子ビームと記録媒体との相対的な走査速度に対して高速に振幅調節信号に基づく振幅により電子ビームを振動させるための振幅駆動信号を生成する高速振動駆動ステップと、高速振動駆動ステップにより生成された振幅駆動信号に基づいて、電子ビームと記録媒体との相対的な走査速度に対して高速に振幅調節信号に基づく振幅をさせるように、電子ビームの照射方向を偏向させる偏向ステップとを備えたものである。
【００１５】
従って本発明によれば、以下の作用をする。
照射電流検出ステップは記録媒体に照射された電子ビームの反射電子により照射電流の検出を行う。露光量調節ステップは照射電流検出ステップにより検出された反射電子に基づく照射電流から、電子ビームによる記録媒体に対する露光量を調節する。電子銃制御ステップは露光量調節ステップからの電流調節信号に基づいて、電子銃に電子ビームを照射させる照射電流を制御する。高速振動駆動ステップは露光量調節ステップからの振幅調節信号に基づいて、電子ビームと記録媒体との相対的な走査速度に対して高速に振幅調節信号に基づく振幅により電子ビームを振動させるための振幅駆動信号を生成する。偏向ステップは高速振動駆動ステップにより生成された振幅駆動信号に基づいて、電子ビームと記録媒体との相対的な走査速度に対して高速に振幅調節信号に基づく振幅をさせるように、電子ビームの照射方向を偏向させる。
【００１６】
これにより、電子ビームの照射方向を偏向させて露光量に応じた線幅で高速振動を行うことにより、記録媒体上のビーム幅を一定に保ちながら露光量を変更することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
ここでは、光ディスクの製造用スタンパの原盤作製において、例えばガラス基板上に塗布されたフォトレジスト層に対する電子ビーム描画によるパターン露光を行うための電子ビーム露光装置を例示してあり、この装置は図１に示す如く、電子銃１１１から出射される電子ビーム１０２を被照射体であるディスク原盤である記録媒体１０３に照射して信号の記録（信号パターンの記録ビットの形成）を行うものである。また、この装置は、記録媒体１０３上への電子ビーム１０２の照射により、情報の記録を行い、記録された情報の再生を行う情報記録再生装置に適用されるものである。
【００１８】
この電子ビーム露光装置１００は、いわゆる電子ビームコラム１０１と、記録媒体１０３に対して微小間隔をもって対向する位置を保ち電子ビーム照射を可能とする電子ビーム照射ヘッド１０６と、電子ビーム照射ヘッド１０６から出射される電子ビーム１０２の照射がなされる記録媒体１０３と、記録媒体１０３を回転及び径方向に移動可能に支持するスピンドルモータ１０４及びスライダー１０５とを有して構成される。
【００１９】
また、電子ビームコラム１０１は、電子銃１１１と、これより放出された電子ビーム１０２を収束するコンデンサ電子レンズ１１２と、電子ビーム変調器１１３と、中央にアパーチャ１１４を有する制限板１１５と、電子ビーム１０２の照射方向を偏向させる電子ビーム偏向器１１６と、フォーカス調整用電子レンズ１１７と、対物電子レンズ１１８とを有して構成される。
【００２０】
電子ビーム露光装置１００は、電子ビーム照射ヘッド１０６から照射される電子ビーム１０２の記録媒体１０３からの反射電子１０７を検出する半導体検出器１０８と、半導体検出器１０８からの反射電子１０７に基づく信号から照射電流の検出を行う照射電流モニタ部１１９と、照射電流モニタ部１１９により検出された反射電子に基づくモニタ照射電流１２４から、電子ビームによる記録媒体１０３に対する露光量を調節する露光量調節部１２０と、露光量調節部１２０からの電流調節信号１２５に基づいて、電子銃１１１に電子ビーム１０２を照射させる照射電流１２６を制御する電子銃制御部１２２と、露光量調節部１２０からの振幅調節信号１２７に基づいて、電子ビーム１０２と記録媒体１０３との相対的な走査速度に対して高速に振幅調節信号１２７に基づく振幅により電子ビーム１０２を振動させるための振幅駆動信号１２８を生成する高速振動部１２１とを有して構成される。
【００２１】
ここで、高速振動部１２１は、電子ビーム１０２の高速振動方向を電子ビーム１０２と記録媒体１０３との相対的な走査方向に対して９０度偏向した方向とする振幅調節信号１２７に基づく振幅をさせるように構成される。
【００２２】
また、高速振動部１２１は、電子ビーム１０２の高速振動方向を電子ビーム１０２と記録媒体１０３との相対的な走査方向に対して２  次曲線上に偏向した方向とする振幅調節信号１２７に基づく振幅をさせるように構成される。
【００２３】
電子ビーム偏向器１１６は、高速振動部１２１により生成された振幅駆動信号１２８に基づいて、電子ビーム１０２と記録媒体１０３との相対的な走査速度に対して高速に振幅調節信号１２７に基づく振幅をさせるように、電子ビームの照射方向を偏向させるように構成される。
【００２４】
電子ビーム変調器１１３は、例えば相対向する偏向電極板よりなり、これらの間に所要の電圧を印加することによって電子ビーム１０２を偏向して、制限板１１５のアパーチャ１１４を透過させたり、制限板１１５によって遮断することによってオン・オフ変調を行うように構成されている。
【００２５】
また、電子ビーム偏向器１１６は、例えば相対向する偏向電極板よりなり、電子ビーム１０２が照射される位置を記録媒体１０３上の半径方向のトラック横断方向または２  次曲線上に高速微小移動することを可能に構成されている。
【００２６】
また、フォーカス調整用電子レンズ１１７と対物電子レンズ１１８は、それぞれ例えば電磁コイルより構成されて、これらによって電子ビーム１０２が電子ビーム照射ヘッド１０６を通じて、記録媒体１０３上にフォーカスを合わせるように構成されている。
【００２７】
なお、フォーカス調整用電子レンズ１１７は、手動調整可能であってフォーカス状態に固定されている。また、フォーカス調整用電子レンズ１１７に例えばフォーカス制御部からのフォーカスエラー信号を供給してフォーカス制御をしてもよい。
【００２８】
また、記録媒体１０３に照射された電子ビーム１０２は、記録媒体１０３の表面形状や材質に依存した量だけ、その一部が反射されて反射電子１０７となり、例えば、電子ビーム照射ヘッド１０６などに取り付けられた半導体検出器１０８によって、反射電子１０７の量を検出することができる。ここで、半導体検出器１０８は、例えば、走査型電子顕微鏡で使用されるような複数の環状型Ｐ−Ｎ接合半導体素子から構成されるものである。
【００２９】
また、ここで電子ビームの照射には真空環境が必要であるが、特にこの装置では電子ビームを照射する部分のみを真空状態とし、それ以外の部分は大気中に置く部分真空方式が採用されている。
【００３０】
このスライダー１０５には原盤である記録媒体１０３の回転手段であるスピンドルモータ１０４が固定されており、このスピンドルモータ１０４の回転軸に取り付けられた回転テーブルに記録媒体が水平に載置支持されるようになっている。
【００３１】
原盤回転用のスピンドルモータ１０４は電磁駆動型が用いられており、スピンドル・スライダー駆動回路１０９からの制御信号に基づいてこのスピンドルモータ１０４が駆動されることによって回転テーブルと一体に原盤である記録媒体１０３が回転されるものである。
【００３２】
さらに、スライダー１０５は、スライドテーブルと基台との間に、スライドテーブルの移動手段であるスライドモータが配置されている。
【００３３】
このスライドテーブル移動用のスライドモータには電磁駆動型のリニアモータが用いられており、スピンドル・スライダー駆動回路１０９からの制御信号に基づいてこのスライドモータが駆動されることによってスライドテーブルがガイドレールに沿って水平に移動し、これと一体に原盤である記録媒体１０３がその径方向に移動される構造となっている。
【００３４】
このように構成される原盤の支持機構部に対して、その上方には、原盤である記録媒体１０３上を部分的に真空状態にして電子ビームを照射する電子ビーム照射ヘッド１０６が固定配置されている。
【００３５】
このように構成された電子ビーム露光装置１００は、以下の動作をする。
この電子ビーム照射ヘッド１０６の上部に設けられている電子ビームコラム１０１の上流の電子ビーム励起源である電子銃１１１から電子ビーム１０２が出射される。
【００３６】
なお、電子ビームコラム１０１には図示しない真空ポンプによりなる排気手段が連結されており、この排気手段によって電子ビームコラム１０１の内部を吸引することで電子ビームコラム１０１内が電子ビームの照射に支障のない程度の真空度（１×１０−４［Ｐａ］程度）に保たれるようになっている。
【００３７】
この電子ビーム照射ヘッド１０６の下端部の電子ビーム出口には図示しない伸縮連結機構を介して図示しない静圧浮上パッドが取り付けられており、この静圧浮上パッドが原盤である記録媒体１０３に対して５μｍ程度の僅かな隙間をもって非接触で浮上し、その状態で電子銃１１１から出射された電子ビーム１０２が静圧浮上パッドの中心部の電子ビーム通路を通って原盤である記録媒体１０３に照射される。
【００３８】
そしてこの静圧浮上パッドによって原盤である記録媒体１０３上の一部分を真空にした状態で原盤である記録媒体１０３に電子ビーム１０２が出射され、同時にスピンドルモータ１０４の駆動により原盤である記録媒体１０３が回転されると共にスライダー１０５の駆動によって原盤である記録媒体１０３が径方向に移動されることで所定の線状のトラックに情報の記録が行われる。
【００３９】
上述の如く構成される電子ビーム露光装置では、電子ビームを照射する部分のみを真空とする部分真空方式を採用したことにより、大きな空間の真空保持を必要とせず、このため大型の排気手段（真空ポンプ）の使用を回避でき、小型で廉価に装置を構成することができる。
【００４０】
ところで、この電子ビーム露光装置においては、高精度の情報の記録を可能とするために、原盤に対する露光条件に対応して電子ビームの照射による露光量を変える必要がある。
【００４１】
この電子ビームの照射による露光量を変える機構として特に本例の電子ビーム露光装置では、図１に示す如く照射電流モニタ部１１９と、露光量調節部１２０と、電子銃制御部１２２と、高速振動部１２１とを設けている。
【００４２】
照射電流モニタ部１１９と、露光量調節部１２０と、電子銃制御部１２２と、高速振動部１２１は以下の動作をする。
【００４３】
照射電流モニタ部１１９は半導体検出器１０８からの反射電子１０７に基づく信号からモニタ照射電流１２４の検出を行う。照射電流モニタ部１１９はモニタ照射電流１２４を露光量調節部１２０に供給する。露光量調節部１２０は照射電流モニタ部１１９により検出された反射電子に基づくモニタ照射電流１２４から、電子ビームによる記録媒体１０３に対する露光量を調節する。
【００４４】
露光量調節部１２０は電流調節信号１２５を電子銃制御部１２２に供給する。電子銃制御部１２２は露光量調節部１２０からの電流調節信号１２５に基づいて、電子銃１１１に電子ビーム１０２を照射させる照射電流１２６を制御する。
【００４５】
露光量調節部１２０は振幅調節信号１２７を高速振動部１２１に供給する。高速振動部１２１は露光量調節部１２０からの振幅調節信号１２７に基づいて、電子ビーム１０２と記録媒体１０３との相対的な走査速度に対して高速に振幅調節信号１２７に基づく振幅により電子ビーム１０２を振動させるための振幅駆動信号１２８を生成する。高速振動部１２１は振幅駆動信号１２８を電子ビーム偏向器１１６に供給する。
【００４６】
電子ビーム偏向器１１６は、高速振動部１２１により生成された振幅駆動信号１２８に基づいて、電子ビーム１０２と記録媒体１０３との相対的な走査速度に対して高速に振幅調節信号１２７に基づく振幅をさせるように、電子ビームの照射方向を偏向させる。
【００４７】
これにより、電子ビーム偏向器１１６により電子ビーム１０２の照射方向を偏向させて、記録媒体１０３上のビーム幅を一定に保ちながら露光量を変更することができる。
【００４８】
ここで、電子ビーム１０２の高速振動方向を電子ビーム１０２と記録媒体１０３との相対的な走査方向に対して９０度偏向した方向とする振幅をさせるようにすることができる。
【００４９】
また、電子ビーム１０２の高速振動方向を電子ビーム１０２と記録媒体１０３との相対的な走査方向に対して２  次曲線上に偏向した方向とする振幅をさせるようにすることができる。
【００５０】
なお、照射電流モニタ部１１９から記録情報再生信号１２３およびトラッキングエラー信号が出力され、トラッキングエラー信号は、スピンドルモータ１０４およびスライダー１０５にも供給され、記録媒体１０３の回転及び径方向の移動制御の補正にも用いることができる。
【００５１】
以下に、本実施の形態の照射電流モニタ部１１９と、電子銃制御部１２２と、高速振動部１２１に対する露光量調節部１２０の詳細な動作を説明する。
【００５２】
図２は、照射電流に対するビーム径を示す図である。
電子ビーム露光装置に用いる電子銃の照射電流とビーム径との関係は図２に示すようにほぼ比例関係となる。つまり、この関係は、電子銃の方式にもよるが、一般にビーム径は照射電流の３／  ８乗に比例することが知られており、照射電流の領域を限定して多少の誤差を無視すれば、ビーム径は照射電流にほぼ比例するとみなすことができる。
【００５３】
図２によれば、照射電流がｉ  ［ｎＡ］、ビーム半径をｒ［ｎｍ］とすれば、照射電流が４０［ｎＡ］〜１４０［ｎＡ］の範囲において、数１  式に近似することができる。
【００５４】
【数１】
ｒ＝０．２５ｉ＋１５
【００５５】
ここで、描画する線幅をｗ［ｎｍ］（ｗは最大照射電流におけるビーム径よりも大きくなくてはならない）とした場合、ビームの記録媒体のレジストに対する相対的な走査速度に対して、例えば、以下に示す図３および図４に示すような方式で、走査速度に対して十分高速にビームを振動させれば、照射電流を変更しても描画線幅をｗ［ｎｍ］に保ったまま、描画を行うことが可能となる。
【００５６】
図３は、ビーム径を走査方向に直交する方向へ直線上を振動させる様子を示す図である。
この方法では、ビーム径ｂを走査方向Ｄに対して直交する方向へ振動幅ｄで直線上を高速に振動させており、このとき、線幅ｗに保ったまま、走査方向Ｄに描画を行うことができる。
【００５７】
図４は、ビーム径を描画線の中線を中心とする直径の円周上を振動させる様子を示す図である。
この方法では、ビーム径ｂを走査方向Ｄに対して描画線の中線を中心とする振動直径ｄの円周上を高速に振動させており、このときも、線幅ｗに保ったまま、走査方向Ｄに描画を行うことができる。
【００５８】
上述した図３および図４に示す方法における振動幅および振動直径ｄ［ｎｍ］は、線幅ｗ［ｎｍ］とビーム半径ｒ［ｎｍ］から、以下の数２式で求めることができる。
【００５９】
【数２】
ｄ＝ｗ−２ｒ
【００６０】
なお、上述した図４に示した方法は、特に走査方向が固定されない描画を行う場合に有用である。
【００６１】
図５は、ビーム径を振動させたときの露光面積を示す図である。
上述したようにして電子ビームを高速で振動させた場合、図５に示すように、ビームの走査距離をｖ［ｎｍ］とすると、走査距離ｖが線幅ｗよりも十分大きい場合の露光面積はｗｖと近似することができる。
【００６２】
これは振動無しの場合の露光面積の近似値２ｒｖ［ｎｍ２  ］よりも広いために、照射電流が分散され、露光された照射電流の平均値ｉａｖｅｒａｇｅ  ［ｎＡ］と電子銃での照射電流ｉ［ｎＡ］の間には、以下の数３式の関係が成り立つ。
【００６３】
【数３】
ｉａｖｅｒａｇｅ  ＝（２ｒ／ｗ）・ｉ＝（０．５・ｉ２  ＋３０）／ｗ
【００６４】
図６は、線幅一定の電子銃の照射電流に対する平均照射電流を示す図である。図７は、電子銃の照射電流に対する必要な振幅を示す図である。
図６は、線幅ｗ＝１００［ｎｍ］の場合の平均照射電流ｉａｖｅｒａｇｅ  ［ｎＡ］と電子銃での照射電流ｉ［ｎＡ］の関係をグラフに示したものである。
【００６５】
図６に示すように、比較的大きい値の平均照射電流１００［ｎＡ］で露光したい場合の電子銃での照射電流は１１４．５［ｎＡ］であることが分かる。このとき、図７に示すように、必要な線幅は比較的細い１２．８［ｎｍ］であることがわかる。
【００６６】
また、図６に示すように、比較的小さい値の平均照射電流４０［ｎＡ］で露光したい場合の電子銃での照射電流は６４．３［ｎＡ］であることが分かる。このとき、図７に示すように、必要な線幅は比較的太い３７．９［ｎｍ］であることがわかる。
【００６７】
なお、以上説明した計算式などは、理論的なものであり、実際の照射電流に対する振幅は予め実験により最終的に決定され、露光量調節部１２０において求められた照射電流に対する振幅の値に対応する電流調節信号１２５、振幅調節信号１２７の値をテーブルデータとして用いるようにする。
【００６８】
図８は、ＣＬＶ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｌｉｎｅａｒ  Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）露光動作を示すフローチャートである。
図８において、ステップＳ１で、線速度×照射電流＝一定となるように露光量を調節する。具体的には、露光量調節部１２０は、線速度×照射電流＝一定となるように電子ビームによる記録媒体１０３に対する露光量を調節する。
【００６９】
ステップＳ２で、モニタ照射電流から電子銃の照射電流を求める。具体的には、露光量調節部１２０は、照射電流モニタ部１１９により検出された反射電子に基づくモニタ照射電流１２４から、電子銃制御部１２２から照射電流１２６を出力させるための電流調節信号１２５を生成する。
【００７０】
ステップＳ３で、求めた照射電流で電子銃の照射を行う。具体的には、電子銃制御部１２２は、電流調節信号１２５に基づいて照射電流１２６を出力し、電子銃１１１は照射電流１２６に基づいて電子ビーム１０２を記録媒体に照射する。
【００７１】
ステップＳ４で、電子銃の照射電流から振幅を求める。具体的には、露光量調節部１２０は、電子銃の照射電流に対する必要な振幅を得るための振幅調節信号１２７を生成する。
【００７２】
ステップＳ５で、求めた振幅で高速振動を行う。具体的には、高速振動部１２１は露光量調節部１２０からの振幅調節信号１２７に基づいて、電子ビーム１０２と記録媒体１０３との相対的な走査速度に対して高速に振幅調節信号１２７に基づく振幅により電子ビーム１０２を振動させるための振幅駆動信号１２８を生成する。高速振動部１２１は振幅駆動信号１２８を電子ビーム偏向器１１６に供給する。電子ビーム偏向器１１６は、高速振動部１２１により生成された振幅駆動信号１２８に基づいて、電子ビーム１０２と記録媒体１０３との相対的な走査速度に対して高速に振幅調節信号１２７に基づく振幅をさせるように、電子ビームの照射方向を偏向させる。
【００７３】
ステップＳ６で、終了するまで高速振動を続ける。
これにより、線速度×照射電流＝一定となるように露光量を調節されて、ＣＬＶ露光動作が行われる。
【００７４】
図９は、ＣＡＶ露光動作を示すフローチャートである。
図９において、ステップＳ１１で、線速度に合わせて照射電流を可変するように露光量を調節する。具体的には、露光量調節部１２０は、内周から外周までの線速度に合わせて照射電流を可変するように電子ビームによる記録媒体１０３に対する露光量を調節する。
【００７５】
ステップＳ１２で、モニタ照射電流から内周から外周までの電子銃の照射電流を求める。具体的には、露光量調節部１２０は、照射電流モニタ部１１９により検出された反射電子に基づくモニタ照射電流１２４から、電子銃制御部１２２から照射電流１２６を出力させるための電流調節信号１２５を生成する。
【００７６】
ステップＳ１３で、求めた照射電流で電子銃の照射を行う。具体的には、電子銃制御部１２２は、電流調節信号１２５に基づいて照射電流１２６を出力し、電子銃１１１は照射電流１２６に基づいて電子ビーム１０２を記録媒体に照射する。
【００７７】
ステップＳ１４で、電子銃の照射電流から振幅を求める。具体的には、露光量調節部１２０は、電子銃の照射電流に対する必要な振幅を得るための振幅調節信号１２７を生成する。
【００７８】
ステップＳ１５で、求めた振幅で高速振動を行う。具体的には、高速振動部１２１は露光量調節部１２０からの振幅調節信号１２７に基づいて、電子ビーム１０２と記録媒体１０３との相対的な走査速度に対して高速に振幅調節信号１２７に基づく振幅により電子ビーム１０２を振動させるための振幅駆動信号１２８を生成する。高速振動部１２１は振幅駆動信号１２８を電子ビーム偏向器１１６に供給する。電子ビーム偏向器１１６は、高速振動部１２１により生成された振幅駆動信号１２８に基づいて、電子ビーム１０２と記録媒体１０３との相対的な走査速度に対して高速に振幅調節信号１２７に基づく振幅をさせるように、電子ビームの照射方向を偏向させる。
【００７９】
ステップＳ１６で、終了するまで高速振動を続ける。
これにより、内周から外周までの線速度に合わせて照射電流を可変するように露光量を調節されて、ＣＡＶ露光動作が行われる。
【００８０】
図１０は、ピット長による振幅補正動作を示すフローチャートである。
図１０において、ステップＳ２１で、ピット長に合わせて照射電流を可変するように露光量を調節する。具体的には、露光量調節部１２０は、ピット長に合わせて照射電流を可変するように電子ビームによる記録媒体１０３に対する露光量を調節する。
【００８１】
ステップＳ２２で、モニタ照射電流から各ピット長の電子銃の照射電流を求める。具体的には、露光量調節部１２０は、照射電流モニタ部１１９により検出された反射電子に基づくモニタ照射電流１２４から、電子銃制御部１２２から照射電流１２６を出力させるための電流調節信号１２５を生成する。
【００８２】
ステップＳ２３で、求めた照射電流で電子銃の照射を行う。具体的には、電子銃制御部１２２は、電流調節信号１２５に基づいて照射電流１２６を出力し、電子銃１１１は照射電流１２６に基づいて電子ビーム１０２を記録媒体に照射する。
【００８３】
ステップＳ２４で、電子銃の照射電流から振幅を求める。具体的には、露光量調節部１２０は、電子銃の照射電流に対する必要な振幅を得るための振幅調節信号１２７を生成する。
【００８４】
ステップＳ２５で、求めた振幅で高速振動を行う。具体的には、高速振動部１２１は露光量調節部１２０からの振幅調節信号１２７に基づいて、電子ビーム１０２と記録媒体１０３との相対的な走査速度に対して高速に振幅調節信号１２７に基づく振幅により電子ビーム１０２を振動させるための振幅駆動信号１２８を生成する。高速振動部１２１は振幅駆動信号１２８を電子ビーム偏向器１１６に供給する。電子ビーム偏向器１１６は、高速振動部１２１により生成された振幅駆動信号１２８に基づいて、電子ビーム１０２と記録媒体１０３との相対的な走査速度に対して高速に振幅調節信号１２７に基づく振幅をさせるように、電子ビームの照射方向を偏向させる。
【００８５】
ステップＳ２６で、終了するまで高速振動を続ける。
これにより、ピット長に合わせて照射電流を可変するように露光量を調節されて、ピット長による振幅補正がなされた露光動作が行われる。
【００８６】
上述した本実施の形態によれば、描画する線幅を一定に保ちながら露光量を変更することができるので、照射電流を変更しても露光時間を変更しなくても済むため、安定した露光動作を行うことができる。
【００８７】
また、内周から外周までの線速度を変えることなく露光量を変更することができるので、ＣＬＶ露光動作を容易に行うことができる。
【００８８】
また、内周から外周までの線速度を変えて露光量を変更することができるので、ＣＡＶ露光動作を容易に行うことができる。
【００８９】
また、ピット長ごとに振幅を補正して露光量を変更することができるので、
レジスト現像プロセスにおいてピット長によってピット幅が変動しないようにピット幅を補正して露光動作を容易に行うことができる。
【００９０】
上述した本実施の形態では、電子ビーム露光装置の例を示したが、これに限らず、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）に適用しても良い。また、電子ビームに限らず、荷電粒子ビームによる露光装置に適用することができる。
【００９１】
なお、本発明は、上述した本実施の形態に限らず、本発明の適用範囲内であれば他の実施の形態にも適用されることはいうまでもない。
【００９２】
【発明の効果】
この発明の電子ビーム露光装置は、回転及び径方向に移動可能に支持された記録媒体に電子銃からの電子ビームの照射による上記記録媒体の表面の形状または材質の変化によって情報に基づくパターンを露光する電子ビーム露光装置において、上記記録媒体に照射された電子ビームの反射電子により照射電流の検出を行う照射電流検出手段と、上記照射電流検出手段により検出された反射電子に基づく照射電流から、上記電子ビームによる上記記録媒体に対する露光量を調節する露光量調節手段と、上記露光量調節手段からの電流調節信号に基づいて、上記電子銃に上記電子ビームを照射させる照射電流を制御する電子銃制御手段と、上記露光量調節手段からの振幅調節信号に基づいて、上記電子ビームと上記記録媒体との相対的な走査速度に対して高速に上記振幅調節信号に基づく振幅により上記電子ビームを振動させるための振幅駆動信号を生成する高速振動駆動手段と、上記高速振動駆動手段により生成された上記振幅駆動信号に基づいて、上記電子ビームと上記記録媒体との相対的な走査速度に対して高速に上記振幅調節信号に基づく振幅をさせるように、上記電子ビームの照射方向を偏向させる偏向手段とを備えたので、電子ビームの照射方向を偏向させて露光量に応じた線幅で高速振動を行うことにより、記録媒体上のビーム幅を一定に保ちながら露光量を変更することができるという効果を奏する。
【００９３】
また、この発明の電子ビーム露光装置は、上述において、上記高速振動駆動手段は、上記電子ビームの高速振動方向を上記電子ビームと上記記録媒体との相対的な走査方向に対して９０度偏向した方向とする上記振幅調節信号に基づく振幅をさせるようにするので、電子ビームの高速振動方向を電子ビームと記録媒体との相対的な走査方向に対して９０度偏向した方向とする振幅をさせるようにすることができるという効果を奏する。
【００９４】
また、この発明の電子ビーム露光装置は、上述において、上記高速振動駆動手段は、上記電子ビームの高速振動方向を上記電子ビームと上記記録媒体との相対的な走査方向に対して２  次曲線上に偏向した方向とする上記振幅調節信号に基づく振幅をさせるようにするので、電子ビームの高速振動方向を電子ビームと記録媒体との相対的な走査方向に対して２  次曲線上に偏向した方向とする振幅をさせるようにすることができるという効果を奏する。
【００９５】
また、この発明の電子ビーム露光方法は、回転及び径方向に移動可能に支持された記録媒体に電子銃からの電子ビームの照射による上記記録媒体の表面の形状または材質の変化によって情報に基づくパターンを露光する電子ビーム露光方法において、上記記録媒体に照射された電子ビームの反射電子により照射電流の検出を行う照射電流検出ステップと、上記照射電流検出ステップにより検出された反射電子に基づく照射電流から、上記電子ビームによる上記記録媒体に対する露光量を調節する露光量調節ステップと、上記露光量調節ステップからの電流調節信号に基づいて、上記電子銃に上記電子ビームを照射させる照射電流を制御する電子銃制御ステップと、上記露光量調節ステップからの振幅調節信号に基づいて、上記電子ビームと上記記録媒体との相対的な走査速度に対して高速に上記振幅調節信号に基づく振幅により上記電子ビームを振動させるための振幅駆動信号を生成する高速振動駆動ステップと、上記高速振動駆動ステップにより生成された上記振幅駆動信号に基づいて、上記電子ビームと上記記録媒体との相対的な走査速度に対して高速に上記振幅調節信号に基づく振幅をさせるように、上記電子ビームの照射方向を偏向させる偏向ステップとを備えたので、電子ビームの照射方向を偏向させて露光量に応じた線幅で高速振動を行うことにより、記録媒体上のビーム幅を一定に保ちながら露光量を変更することができるという効果を奏する。
【００９６】
また、この発明の電子ビーム露光方法は、上述において、上記露光量調節ステップは、上記電子ビームの上記記録媒体に対する走査速度である線速度と上記電子銃に上記電子ビームを照射させる照射電流の積が一定となるように露光量を調整するので、これにより、線速度×照射電流＝一定となるように露光量を調節して、ＣＬＶ露光動作を行うことができるという効果を奏する。
【００９７】
また、この発明の電子ビーム露光方法は、上述において、上記露光量調節ステップは、上記電子ビームの上記記録媒体に対する走査速度である線速度に合わせて上記電子銃に上記電子ビームを照射させる照射電流を可変するように露光量を調整するので、これにより、内周から外周までの線速度に合わせて照射電流を可変するように露光量を調節して、ＣＡＶ露光動作を行うことができるという効果を奏する。
【００９８】
また、この発明の電子ビーム露光方法は、上述において、上記露光量調節ステップは、上記電子ビームの上記記録媒体に対する照射により形成された情報のピット長に合わせて上記電子銃に上記電子ビームを照射させる照射電流を可変させるように露光量を調整するので、これにより、ピット長に合わせて照射電流を可変するように露光量を調節して、ピット長による振幅補正がなされた露光動作を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に適用される電子ビーム露光装置の構成を示す図である。
【図２】照射電流に対するビーム径を示す図である。
【図３】ビーム径を走査方向に直交する方向へ直線上を振動させる図である。
【図４】ビーム径を描画線の中線を中心とする直径の円周上を振動させる図である。
【図５】ビーム径を振動させたときの露光面積を示す図である。
【図６】線幅一定の電子銃の照射電流に対する平均照射電流を示す図である。
【図７】電子銃の照射電流に対する必要な振幅を示す図である。
【図８】ＣＬＶ露光動作を示すフローチャートである。
【図９】ＣＡＶ露光動作を示すフローチャートである。
【図１０】ピット長による振幅補正動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１００……電子ビーム露光装置、１０１……電子ビームコラム、１０２……電子ビーム、１０３……記録媒体、１０４……スピンドルモータ、１０５……スライダー、１０６……電子ビーム照射ヘッド、１０７……反射電子、１０８……半導体検出器、１１１……電子銃、１１２……コンデンサ電子レンズ、１１３……電子ビーム変調器、１１４……アパーチャ、１１５……制限板、１１６……電子ビーム偏向器、１１７……フォーカス調整用電子レンズ、１１８……対物電子レンズ、１１９……照射電流モニタ部、１２０……露光量調節部、１２１……高速振動部、１２２……電子銃制御部、１２３……記録情報再生信号、１２４……モニタ照射電流、１２５……電流調節信号、１２６……照射電流、１２７……振幅調節信号、１２８……振幅駆動信号
【図１】
2004239984.tif 000003
【図２】
2004239984.tif 000004
【図３】
2004239984.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2004239984.tif 000008
【図７】
2004239984.tif 000009
【図８】
2004239984.tif 000010
【図９】
2004239984.tif 000011
【図１０】
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