(57)【要約】【課題】溝付きレジスト板の溝の内部に溝又はピットを正確に形成することができる電子線描画装置及び電子線描画方法を提供する。【解決手段】描画処理後の原盤をターンテーブルから外した後再度ターンテーブルに載置したときの原盤の中心座標と、ターンテーブルの回転中心との差を検出し、ターンテーブルの停止時に検出手段からの検出信号に基づいて吸着前の原盤を径方向に移動させ、前記ターンテーブルを所定の角度だけ回転させて得られた検出手段からの検出信号に基づいて移動手段により吸着前の原盤を径方向に移動させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターンテーブルに吸着された円盤状の原盤に電子線を照射して描画する電子線描画装置において、
描画処理後の原盤を前記ターンテーブルから外した後再度前記ターンテーブルに載置したときの前記原盤の中心座標と、前記ターンテーブルの回転中心との差を検出する検出手段と、
前記ターンテーブルの停止時に前記検出手段からの検出信号に基づいて吸着前の前記原盤を径方向に移動させる移動手段と、
前記ターンテーブルを所定の角度だけ回転させて得られた前記検出手段からの検出信号に基づいて前記移動手段により吸着前の前記原盤を径方向に移動させることで前記原盤の中心を前記ターンテーブルの回転中心に一致させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする電子線描画装置。
【請求項２】
前記移動手段は、エンコーダモータ付きマイクロメータヘッドであって、前記原盤の外周端部に接触して偏芯量を検知し補正を加えることを特徴とする請求項１記載の電子線描画装置。
【請求項３】
前記移動手段は、偏芯の補正時のみ前記原盤に接触し、補正後は前記原盤から離れるように駆動機構を有することを特徴とする請求項１または２記載の電子線描画装置。
【請求項４】
前記検出手段は、電子ビーム照射による前記原盤から反射される２次電子より得られたＳＥＭ像により偏芯量を検知することを特徴とする請求項１から３の何れか一項記載の電子線描画装置。
【請求項５】
ターンテーブルに吸着された円盤状の原盤に電子線を照射して描画する電子線描画方法において、
描画処理後の原盤を前記ターンテーブルから外した後再度前記ターンテーブルに載置したときの前記原盤の中心座標と、前記ターンテーブルの回転中心との差を検出し、
前記ターンテーブルの停止時に前記検出手段からの検出信号に基づいて吸着前の前記原盤を径方向に移動させ、
前記前記ターンテーブルを所定の角度だけ回転させて得られた前記検出手段からの検出信号に基づいて前記移動手段により吸着前の前記原盤を径方向に移動させることで前記原盤の中心を前記ターンテーブルの回転中心に一致させることを特徴とする電子線描画方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子線描画装置及び電子線描画方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）等の普及に伴い、光ディスク等の円盤状の原盤を回転した状態で電子線を照射して描画する装置が開発されている（例えば、特許文献１−３）。
特許文献１記載の発明は、「偏芯調整装置」に関する発明であり、具体的には「円盤状物体を保持回転する回転テーブルと、回転テーブルに固定され円盤状物体の外周に接するように配置された２個の位置決めストッパと、２個の位置決めストッパの中心線方向に移動する移動調整機構と、円盤状物体に形成されたパターンの外周エッジを含む領域をモニタする映像モニタ部で構成する。これにより、円盤状物体の回転時のパターン偏芯を小さくできるため、光ディスク原盤等の信号検査装置においてプリフォーマット信号変調度などの測定を正確に行うことができる」ものである。
【０００３】
特許文献２記載の発明は、「偏芯調整装置」に関するものであり、具体的には「測定時、光ディスク原盤などの円盤状物体を保持し回転する回転機構部に装着し回転した状態で、レーザ発振器から円盤状物体に形成されたパターン上にレーザビームを照射する。そして円盤状物体に形成されたパターンによって回折する１次回折光を光位置センサ部で捕捉し、偏芯量算出部は受光位置信号の変化量が小さくなるよう偏芯量補正信号を出力し位置調整部は偏芯量補正信号によって円盤状物体１を移動し回転機構部の回転中心と円盤状物体上のパターン中心との偏芯を調整する」ものである。
【０００４】
特許文献記３載の発明は、「ガラス原盤のセンタリング装置」に関するものであり、具体的には「各リンクアームのピボット軸の周りの揺動によって、各案内駒が、ターンテーブルの回転中心に対して、同一方向に等距離だけ移動して、ターンテーブル上に載置されたガラス原盤の外周に当接できるように、ガラス原盤のセンタリング装置を構成する。」ものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した特許文献１〜３に記載の発明は、回転する原盤への描画等に用いる回転描画装置では研磨されたガラス板上にレジストを塗布し、そのレジスト面に対して集光レンズで集光した電子ビームを照射し溝形成を行なっている。従って原盤描画装置にはレジスト面で集光する集光レンズにはフォーカス機構のみの構造になっている。
【０００６】
しかし、溝付きのレジスト板の溝内部にピットを形成しようとする場合にはフォーカス機構だけでは、溝内部に電子ビームを照射する事は困難である。
その理由は、溝付きレジスト板の回転中心とターンテーブル回転中心を一致させなければならない、対物レンズにトラッキング機構を設けてトラッキングサーボによる追従を実施しても偏芯が大きいとサーボ残差によって溝中心に正確に描画ができないという不具合がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、溝付きレジスト板の溝の内部に溝又はピットを正確に形成することができる電子線描画装置及び電子線描画方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、ターンテーブルに吸着された円盤状の原盤に電子線を照射して描画する電子線描画装置において、描画処理後の原盤を前記ターンテーブルから外した後再度前記ターンテーブルに載置したときの前記原盤の中心座標と、前記ターンテーブルの回転中心との差を検出する検出手段と、前記ターンテーブルの停止時に前記検出手段からの検出信号に基づいて吸着前の前記原盤を径方向に移動させる移動手段と、前記ターンテーブルを所定の角度だけ回転させて得られた前記検出手段からの検出信号に基づいて前記移動手段により吸着前の前記原盤を径方向に移動させることで前記原盤の中心を前記ターンテーブルの回転中心に一致させる制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記移動手段は、エンコーダモータ付きマイクロメータヘッドであって、前記原盤の外周端部に接触して偏芯量を検知し補正を加えることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記移動手段は、偏芯の補正時のみ前記原盤に接触し、補正後は前記原盤から離れるように駆動機構を有することを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１から３の何れか一項記載の発明において、前記検出手段は、電子ビーム照射による前記原盤から反射される２次電子より得られたＳＥＭ像により偏芯量を検知することを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の発明は、ターンテーブルに吸着された円盤状の原盤に電子線を照射して描画する電子線描画方法において、描画処理後の原盤を前記ターンテーブルから外した後再度前記ターンテーブルに載置したときの前記原盤の中心座標と、前記ターンテーブルの回転中心との差を検出し、前記ターンテーブルの停止時に前記検出手段からの検出信号に基づいて吸着前の前記原盤を径方向に移動させ、前記ターンテーブルを所定の角度だけ回転させて得られた前記検出手段からの検出信号に基づいて前記移動手段により吸着前の前記原盤を径方向に移動させることで前記原盤の中心を前記ターンテーブルの回転中心に一致させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、溝付きレジスト板の溝の内部に溝又はピットを正確に形成することができる電子線描画装置及び電子線描画方法の提供を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る電子線描画装置の一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】図１に示した電子線描画装置のターンテーブル、及びスライダの説明図である。
【図３】偏芯防止の原理を説明するための説明図である。
【図４】本発明に係る電子線描画方法を用いた製造プロセスの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る電子線描画装置の一実施の形態を示すブロック図である。図２は、図１に示した電子線描画装置のターンテーブル、及びスライダの説明図である。
【００１６】
図１に示す電子線描画装置の構成は、円盤状の原盤３１を吸着したまま回転させるターンテーブル付きスピンドルモータ２７、ターンテーブル付きスピンドルモータ２７を移動させるスライダ２４、円盤状の原盤３１のレジスト３２、３３に記録するための電子ビーム照射系２９、ブランカ制御回路１５、θ偏光器制御回路１６、Ｘ偏光器制御回路１７、回転制御回路１８、送り制御回路１９、及び制御信号発生回路群５１を有する。
【００１７】
スライダ２４は、モーターで水平移動が可能であり、送り制御回路１９により移動距離及び移動方向が制御される。
電子線照射系２４は、電子線発生器２４ａ、入射側集光レンズ２４ｂ、ブランカ１１、θ偏光器１３、Ｘ偏光器１４、及び出射側集光レンズ２４ｃを有する。
【００１８】
電子線発生器２４ａは、電子線を発生する機能を有する。
入射側集光レンズ２４ｂは、電子線発生器２４ａからの電子線をブランカ１１にて集光する機能を有する。
ブランカ１１は、電子線を一時的に遮断する公知の機構であり、θ偏光器１３は電子線の照射角度を変化させる機能を有し、Ｘ偏光器１４は電子線をＸ軸方向（図では例えば左右方向）に変化させる機能を有する。
出射側集光レンズ２４ｃは、Ｘ偏光器１４から出射した電子線をレジスト上で集光させる機能を有する。
【００１９】
ブランカ制御回路１５は、ブランカ１１の開閉を制御する機能を有する回路である。
θ偏光器制御回路１６は、θ偏光器１３の偏光角度を制御する機能を有する回路である。
Ｘ偏光器制御回路１７は、Ｘ偏光器１４の偏光量を制御する機能を有する回路である。
【００２０】
制御信号発生回路群５１は、クロック信号発生回路群５０、フォーマット信号発生回路４１、偏光信号発生回路４３、及び位置・誤差検出回路２０を有する。
【００２１】
クロック信号発生回路群５０は、クロック回路（ＣＬＫ）４５、フォーマッタＣｌｋ発生回路４２、偏向Ｃｌｋ発生回路４４、回転パルス発生回路（Ｔ−ＰＧ）４６、及びスライダパルス発生回路（Ｓ−ＰＧ）４７を有する。
クロック回路（ＣＬＫ）４５は、本電子線描画装置の動作の基準となるクロック信号を発生する回路であり、例えば、水晶発振回路が挙げられるがＰＬＬ回路を用いてもよい。
フォーマッタＣｌｋ発生回路４２は、クロック回路４５からのクロック信号に基づいて、フォーマット信号を発生するための新たなクロック信号を発生するための回路であり、例えば分周器が挙げられる。
【００２２】
ここで、「フォーマット」とは、（書き込み可能な）記録媒体のデジタル信号列を、記憶装置で読み書き（認識）可能な状態に初期化する事、またその初期化された型式を言う。書き込み可能なディスク媒体（磁気ディスク、光ディスク等）の場合、トラックやセクター等の信号列を含めてディスク全体を規定パターンで書き直す。セクター内のプリアンプル形成や、初期化データ列、誤り訂正符号の書き込みも含まれる。
これらのデータ信号を、電子ビームをＯＮ／ＯＦＦしてパターンを形成する。
【００２３】
偏向Ｃｌｋ発生回路４４は、クロック回路４５からのクロック信号に基づいて、偏向信号を発生するための新たなクロック信号を発生する回路であり、例えば分周器が挙げられる。
回転パルス発生回路（Ｔ−ＰＧ）４６は、クロック回路４５からのクロック信号に基づいて新たなクロック信号を発生する回路であり、例えば分周器が挙げられる。
スライダパルス発生回路（Ｓ−ＰＧ）４７は、クロック回路４５からのクロック信号に基づいて新たなクロック信号を発生する回路であり、例えば分周器が挙げられる。
位置・誤差検出回路２０は、回転制御回路１８及び送り制御回路１９からの信号と回転制御回路１８及び送り制御回路１９からの信号とを比較してターンテーブルの位置・誤差を検出する回路である。
【００２４】
本装置が描画動作を行なう場合、レジスト板（原盤３１にレジスト３２、３３を形成した部材）をターンテーブル２８に固定させて一定線速（ＣＬＶ：Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｌｉｎｅａｒ  Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）で回転させる。
【００２５】
次にスライダ２４のステージがその半径、回転数に応じてレジスト板の半径方向（矢印方向）に移動して電子線（電子ビームとも言う）をレジスト板に照射して潜像を形成する。通常、潜像を形成する場合はレジスト原盤（原盤３１上のレジスト３２）に溝はなく、平滑なレジスト面に対して描画が行なわれるためフォーカスサーボのみで描画が行なわれる。
【００２６】
ＣＬＶ描画の場合は、線速が一定になるようにターンテーブル２８の回転、スライダ２４の送り速度を送りピッチに合うように駆動する事で一定ピッチの動作を行なう。また、エアスライダを設定したピッチになるように送るためにはエアスライダ移動体に設置したスケール（レーザスケール、マグネスケール、レーザ測長器等）２５により位置情報を得てその位置情報にフィードバックサーボを行ない（スピンドル＆スライダサーボドライバ）２２精度の良い送りを実現することができる（図１）。
【００２７】
次に本発明に係る電子線描画装置に用いられる偏芯防止機構の構成及び動作について図２及び図３を参照して説明する。
図３は、偏芯防止の原理を説明するための説明図である。
偏芯防止機構の構成は、エンコーダモータ付きのマイクロメータ（以下マイクロメータ）２１、２次電子信号検出（ＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）像）、及びパーソナルコンピュータＰＣ２３から構成されている。
【００２８】
マイクロメータ２１は長手方向に出し入れ自在な移動軸２８ａを有し、移動軸２８ａがターンテーブル２８の中心に向くように設置されている。このマイクロメータ２１の移動軸２８ａは、使用時以外はレジスト板から離れるように設定されている。また、マイクロメータ２１は、スライダ２４の移動軸に平行になるように位置している。
【００２９】
偏芯除去のステップは以下の通りである。
・溝付きレジスト板をターンテーブル上に設置しフォーカスサーボをかける、この時はまだ吸着を行なわない（図２）。
・描画装置内蔵のＳＥＭ機能を利用して溝又はピット描画済みレジスト板をＳＥＭ観察して、最内周の溝の任意の３点座標を計測する。なお、この時の計測原点（０，０）は回転するターンテーブル２８の中心であるのでスライダ２４のステージの位置をＲ＝０とし、ターンテーブル２８の角度を０とする。
【００３０】
図３より３点の座標をＰ１（Ｉ，Ｊ）、Ｐ２（Ｌ，Ｍ）、Ｐ３（Ｕ，Ｖ）とし、Ｐ１とＰ２との中点座標（Ｐ，Ｑ）を数式（１）、（２）で求めると、
Ｐ＝（Ｉ＋Ｌ）÷２                                                …（１）
Ｑ＝（Ｊ＋Ｍ）÷２                                                …（２）
（Ｐ，Ｑ）を通って線分Ｐ１，Ｐ２に直交する線の角度をＡとすると、角度Ａは数式（３）で表される。
Ａ＝ｔａｎ-1｛（Ｍ−Ｊ）÷（Ｌ−Ｉ）｝＋９０                      …（３）
【００３１】
同様にしてＰ２，Ｐ３の中点座標（Ｓ，Ｔ）と線分Ｐ２，Ｐ３に直交する線の角度Ｂは、数式（４）、（５）を用いて数式（６）で表される。
Ｓ＝（Ｌ＋Ｕ）÷２                                                …（４）
Ｔ＝（Ｍ＋Ｖ）÷２                                                …（５）
Ｂ＝ｔａｎ-1｛（Ｖ−Ｍ）÷（Ｕ−Ｌ）｝＋９０                      …（６）
よって、（Ｐ，Ｑ）を通る角度Ａの直線の方程式と、（Ｓ，Ｔ）を通る角度Ｂの直線の方程式とをたてて連立方程式を解くと、中心座標（Ｘ，Ｙ）は、数式（７）、（８）で表される。
Ｘ＝Ｐ＋｛（Ｔ−Ｑ）−（Ｓ−Ｐ）ｔａｎＢ｝÷（ｔａｎＡ−ｔａｎＢ）…（７）
Ｙ＝Ｑ＋（Ｘ−Ｐ）ｔａｎＡ                                        …（８）
となる。
【００３２】
マイクロメータ２１をレジスト板の端面（周面）に接触させて求めた描画中心座標Ｏ’（Ｘ，Ｙ）のＸ成分がゼロになるようにマイクロメータ２１でレジスト板を押して調整後、ターンテーブル２８を９０度回転させてＹ成分も同様にゼロになるように調整する。
【００３３】
この測定、調整を複数回（通常は２〜３回）実施する事でターンテーブル２８の回転中心とレジスト板に既に描画されている回転中心とを一致させる事ができる。
ここで、中心位置の調整はマイクロメータ２１の移動軸２１ａの先端で原盤３１を押して位置を調整していく。しかしターンテーブル２８上を原盤がその方向だけにスムーズに動かなくて、多少斜めに動いたりしますから複数回行うことでターンテーブル２８の中心に合わせていく。
【００３４】
このように既に形成されているレジスト原盤の溝に対して偏芯除去（偏芯補正）を行ってから描画を行う事で、既に形成されている溝内部にピットの描画を行う事ができる。
【００３５】
ここで、原盤３１に印は付けない。原盤３１には現像後であればスパイラル、あるいは同心円状の描画パターンが形成されており、そのパターンの最内周をＳＥＭで観察し、任意の３点を設定する。その３点の配置はほぼ正三角形の頂点上に（ほぼ１２０度（３等分）位）配置することで中心座標を求める事ができる。
現像のためにターンテーブル２８から原盤３１を外すと回転中心はずれる。これは、最初描画する時は原盤３１を外径基準で固定している。外径基準で加工を始めるため、描画時の回転中心はターンテーブル２８の中心となる。しかし、現像のため一度外すとこの基準が狂うため、前回描画で得た回転中心をターンテーブル中心に合わす必要がある。
【００３６】
また、原盤３１を一度ターンテーブル２８から外すので、ターンテーブル２８の中心と描画回転中心とを一致させるために中心座標を求めている。「９０度回転」というのは原盤３１の位置を調整するためのマイクロメータ２１の数が１個であるため、回転させてＸ方向とＹ方向を調整するのである。
【００３７】
図４は、本発明に係る電子線描画方法を用いた製造プロセスの一例である。
まず、原盤３１としてのガラス（Ｓｉウェハ）からなる基板を洗浄する（ステップＳ１）。
原盤３１の上にレジスト３２を塗布する（ステップＳ２）。
原盤３１を図示しないターンテーブルに真空吸着させた状態で回転させ、電子線４０を径方向に移動させてレジスト３２に描画を行うことにより潜像を形成する（ステップＳ３）。
レジスト３２を現像することにより可視像が形成されたレジスト３２ａを得る（ステップＳ４）。
レジスト３２ａの上に再度レジスト３３を塗布する（ステップＳ５）。
原盤３１を図示しないターンテーブルに真空吸着させた状態で回転させ、電子線４１を径方向に移動させてレジスト３３に描画を行うことにより潜像を形成する（ステップＳ６）。
レジスト３３を現像することにより溝内に形成されたピット３４、３５及びグルーブが得られる（ステップＳ４）。
【００３８】
以上において、本実施の形態によれば、偏芯除去装置を有している事から、対象となる溝又はピット描画済みレジスト板の外径真円度の影響に関係なく溝中心とターンテーブル中心を一致させる事が可能となる。
【００３９】
本実施の形態によれば、電子ビームを溝又はピット描画済みレジスト原盤の溝部に位置決めする事が可能になる。
【００４０】
本実施の形態によれば、溝又はピット描画済みレジスト原盤に対しても溝内部に電子ビームを照射する事が可能なので、溝内部に溝又はピットを描画する事ができる。
【００４１】
なお、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１１    ブランカ
１２    ２次電子検出器
１３    θ偏光器
１４    Ｘ偏光器
１５    ブランカ制御回路
１６    θ偏光器制御回路
１７    Ｘ偏光器制御回路
１８    回転制御回路
１９    送り制御回路
２０    位置・誤差検出回路
２１    マイクロメータ
２２    スピンドル＆スライダサーボドライバ
２３    パーソナルコンピュータ（ＰＣ）
２４    スライダ
２５    スケール
２８    ターンテーブル
２８ａ    移動軸
２９    電子ビーム照射系
３１    原盤
３２、３２ａ、３３    レジスト
３４、３５    ピット
４２    フォーマッタＣｌｋ発生回路
４５    クロック回路
４６    回転パルス発生回路（Ｔ−ＰＧ）
４７    スライダパルス発生回路（Ｓ−ＰＧ）
５０    クロック信号発生回路群
５１    制御信号発生回路群
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４３】
【特許文献１】特開平５−２６６５８１号公報
【特許文献２】特開平６−４８９１号公報
【特許文献３】特開平７−２４００３７号公報
【図１】
2012142059.tif 000003
【図２】
2012142059.tif 000004
【図３】
2012142059.tif 000005
【図４】
2012142059.tif 000006