(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバ内に設けられたターンテーブルに載置された基板に電子ビームを照射してディスク原盤を製造する製造装置であって、
前記電子ビームを射出する電子ビーム射出手段と、
前記電子ビームを収束せしめる電子ビーム収束手段と、
前記電子ビームの電子線を減速せしめる大きさの負電位を前記基板に印加する手段と、
前記チャンバ内を排気して真空雰囲気を生成する真空雰囲気生成手段と、を有し、
前記ターンテーブルは、前記載置された基板の外縁部に隣接する隣接部を有し、前記隣接部は前記真空雰囲気よりも低い所定の抵抗値を有することを特徴とする製造装置。
【請求項２】
前記隣接部は、前記載置された基板の主面と実質的に同一高さの平坦面を有することを特徴とする請求項２記載の製造装置。
【請求項３】
前記ターンテーブルの外周部は滑らかな凸面形状を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の製造装置。
【請求項４】
チャンバ内に設けられたターンテーブルに載置された基板に電子ビームを照射してディスク原盤を製造する製造装置であって、
前記電子ビームを射出する電子ビーム射出手段と、
前記電子ビームを収束せしめる電子ビーム収束手段と、
前記電子ビームの電子線を減速せしめる大きさの負電位を前記基板に印加する手段と、
前記チャンバ内を排気して真空雰囲気を生成する真空雰囲気生成手段と、
前記真空雰囲気よりも低い所定の抵抗値を有し、前記ターンテーブルに載置された基板に隣接する隣接リングと、を有することを特徴とする製造装置。
【請求項５】
前記隣接リングは、前記載置された基板の主面と実質的に同一高さの平坦面を有することを特徴とする請求項４記載の製造装置。
【請求項６】
前記隣接リングの外周部は滑らかな凸面形状を有することを特徴とする請求項４又は５に記載の製造装置。
【請求項７】
前記隣接リングを前記基板に隣接する位置に搬送する搬送手段を有することを特徴とする請求項４ないし６のいずれか１に記載の製造装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１に記載の製造装置により製造されたディスク原盤。
【請求項９】
チャンバ内に設けられたターンテーブルに載置された基板に電子ビームを照射してディスク原盤を製造する方法であって、
前記チャンバ内を真空に排気するステップと、
前記ターンテーブルに載置された基板に前記電子ビームの電子線を減速せしめる大きさの負電圧を印加するステップと、
前記電子ビームを収束せしめて当該基板に照射するステップと、
前記電子ビームの照射時において、前記基板から電子を排出するステップと、を有し、
前記排出するステップは、前記基板の外縁部に隣接するとともに前記真空雰囲気よりも低い所定の抵抗値を有する前記ターンテーブルの隣接部を介して前記基板から電子を排出することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板に電子ビームを照射して光ディスク原盤を製造する製造装置及びその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＤＶＤ（Digital Video Disc 又は Digital Versatile Disc）等、大容量の画像・音声データ、デジタルデータを記録可能な種々の光ディスクが開発されている。例えば、直径１２ｃｍの光ディスクの記憶容量を３０ＧＢ（Giga-Byte）に高密度化するような研究開発が進められている。
【０００３】
しかしながら、従来の可視域や紫外域のレーザ光を用いた光ディスク原盤のカッティングにおいては、記録用レーザ光のスポット径によって記録分解能が制限される。そこで上記した光ディスクの高密度化を図るために、可視域や紫外域のレーザ光よりもスポット径が小さく、記録分解能の向上を図ることが可能な電子ビームを用いたディスク原盤製造装置によって光ディスク原盤のカッティング（電子ビーム露光）を行うことが検討されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
電子ビームを用いた光ディスク原盤製造装置において、高い記録分解能を得るためには、電子ビームを細く収束しなければならないが、この場合、電子ビームの速度が高速になる。一方、高速の電子ビームでは、電子線用レジスト層で吸収されずに通り抜けてしまうため、露光量が減少して分解能が低下するという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高密度光ディスクの製造を可能とする高精度な光ディスク原盤製造装置及びその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によるディスク原盤製造装置は、チャンバ内に設けられたターンテーブルに載置された基板に電子ビームを照射してディスク原盤を製造する製造装置であって、電子ビームを射出する電子ビーム射出手段と、電子ビームを収束せしめる電子ビーム収束手段と、電子ビームの電子線を減速せしめる大きさの負電位を前記基板に印加する手段と、チャンバ内を排気して真空雰囲気を生成する真空雰囲気生成手段と、を有し、ターンテーブルは、載置された基板の外縁部に隣接する隣接部を有し、上記隣接部は上記真空雰囲気よりも低い所定の抵抗値を有することを特徴としている。
【０００７】
また、本発明による光ディスク原盤製造装置は、チャンバ内に設けられたターンテーブルに載置された基板に電子ビームを照射して光ディスク原盤を製造する製造装置であって、電子ビームを射出する電子ビーム射出手段と、電子ビームを収束せしめる電子ビーム収束手段と、電子ビームの電子線を減速せしめる大きさの負電位を基板に印加する手段と、チャンバ内を排気して真空雰囲気を生成する真空雰囲気生成手段と、真空雰囲気よりも低い所定の抵抗値を有し、ターンテーブルに載置された基板に隣接する隣接リングと、を有することを特徴としている。
【０００８】
本発明によるディスク原盤の製造方法は、チャンバ内に設けられたターンテーブルに載置された基板に電子ビームを照射してディスク原盤を製造する方法であって、チャンバ内を真空に排気するステップと、ターンテーブルに載置された基板に電子ビームの電子線を減速せしめる大きさの負電圧を印加するステップと、電子ビームを収束せしめて当該基板に照射するステップと、電子ビームの照射時において、基板から電子を排出するステップと、を有することを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明に用いられる図において、実質的に等価な構成要素には同一の参照符を付している。
［第１の実施例］
図１は、本発明の第１の実施例である電子ビームを用いた光ディスク原盤製造装置の構成を示すブロック図である。
【００１０】
まず、かかる光ディスク原盤の製造工程の概要について以下に説明する。電子ビームは、大気雰囲気中では著しく減衰する特性を有していることから、真空雰囲気中で使用される。従って、電子銃や光ディスク原盤を作製するための基板を載置したターンテーブル等は真空雰囲気中に配される。
光ディスク原盤の製造には、例えば、シリコン（Ｓｉ）基板が用いられる。シリコン基板は、その主面上に電子線用レジストが塗布される。電子線用レジストが塗布された基板は、光ディスク原盤製造装置内において、回転駆動されるとともに情報データ信号によって変調された電子ビームが照射され、ピット、グルーブなどの微小凹凸パターンの潜像が螺旋状に形成される。
【００１１】
当該基板は、電子ビーム露光が終了した後、光ディスク原盤製造装置から取り出され、現像処理が施される。次に、パターニング及びレジスト除去の処理が行われ、基板上に微小な凹凸パターンが形成される。パターン形成された基板の主面には導電膜が形成され、電鋳処理が施されて光ディスク原盤（スタンパ）が製造される。
【００１２】
図１に示すように、光ディスク原盤製造装置１０は、真空チャンバ１１、及び真空チャンバ１１内に配された光ディスク基板を駆動する駆動装置、及び真空チャンバ１１に取り付けられた電子光学系を含む電子ビーム射出ヘッド部４０が設けられている。
光ディスク原盤用の光ディスク基板（以下、単にディスク基板と称する）１５は、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、ディスク基板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。スピンドルモータ１７は送りステージ（以下、単にステージと称する）１８内に収容されている。ステージ１８は、移動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をディスク基板１５の主面と平行な面内の所定方向に移動することができるようになっている。ターンテーブル１６は誘電体、例えば、セラミック等の材料からなり、ディスク基板１５は後述する静電チャッキング機構によりターンテーブル１６上に保持されている。
【００１３】
また、真空チャンバ１１には、ディスク基板１５の主面の高さを検出するための光源２２、光検出器２３及び高さ検出部２４が設けられている。光検出器２３は、例えば、ポジションセンサやＣＣＤ（Charge Coupled Device）などを含み、光源２２から射出され、ディスク基板１５の表面で反射された光ビームを受光し、受光信号を高さ検出部２４に供給する。高さ検出部２４は、受光信号に基づいてディスク基板１５の主面の高さを検出する。
【００１４】
真空チャンバ１１は、エアーダンパなどの防振台（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には、真空ポンプ２８が接続されており、これによってチャンバ内を排気することによりチャンバ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。
また、スピンドルモータ１７及び送りモータ１９を制御するための駆動制御部３０が設けられている。駆動制御部３０は、光ディスク原盤製造装置１０全体の制御をなすＣＰＵ２５の制御の下で動作する。
【００１５】
電子ビームを射出するための電子ビーム射出ヘッド部４０には、電子銃４１、収束レンズ４２、ブランキング電極４３、アパーチャ４４，ビーム偏向電極４５、フォーカス調整レンズ４６、及び対物レンズ４７がこの順で電子ビーム射出ヘッド部４０内に配置されている。電子ビーム射出ヘッド部４０は、電子銃筒４８の先端に設けられた電子ビーム射出口４９が真空チャンバ１１内の空間に向けられ、真空チャンバ１１の天井面に取り付けられている。また、電子ビーム射出口４９はターンテーブル１６上のディスク基板１５の主面に近接した位置に対向して配置されている。
【００１６】
電子銃４１は、加速高圧電源５１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１０ＫｅＶに加速された電子ビームを射出する。収束レンズ４２は、射出された電子ビームを収束してアパーチャ４４へと導く。ブランキング駆動部５４は、記録制御部５２からの信号に基づいて動作し、ブランキング電極４３を制御して電子ビームのオン・オフ制御を行う。すなわち、ブランキング電極４３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。これにより、電子ビームはアパーチャ４４の絞り孔に収束されない状態となって電子ビームがアパーチャ４４を通過するのを阻止し、オフ状態とすることができる。
【００１７】
ビーム偏向駆動部５５は、ＣＰＵ２５からの制御信号に応答して、ビーム偏向電極４５に電圧を印加して通過する電子ビームを偏向させる。これにより、ディスク基板１５に対する電子ビームスポットの位置制御を行う。フォーカスレンズ駆動部５６は、高さ検出部２４からの検出信号に基づいてディスク基板１５の主面に照射される電子ビームスポットのフォーカス調整を行う。
【００１８】
前述のように、ディスク基板１５のカッティング（電子ビーム露光）を行う際、ディスク基板１５上に形成されたレジスト層に電子ビームが高速で入射すると、電子ビームがレジスト層を通り抜けてしまい、露光量が減少し、分解能が低下してしまう。そのため、本発明においては、ディスク基板１５に電子ビームの電子線を減速せしめる大きさの負電圧（−ＶR）（以下、リターディング電圧と称する）が印加される（以下の説明において、リターディング法と称する）。このリターディング電圧印加のために減速高電圧電源６０が設けられている。具体的には、例えば、電子ビームの加速電圧が５０ｋＶのとき、リターディング電圧を−４０ｋＶとしている。なお、リターディング電圧の大きさは、電子ビームの加速電圧、レジスト層の感度特性及び光ディスク原盤に要求される分解能等に応じて適宜定めればよい。
【００１９】
次に、図２及び図３を参照して、ディスク基板１５へのリターディング電圧印加機構及びディスク基板１５のチャッキング機構について詳細に説明する。
図２は、図１に示す光ディスク原盤製造装置のターンテーブル１６及びステージ１８の部分を模式的に示す断面図である。上記したように、ターンテーブル１６はセラミック基板からなり、当該セラミック基板内には、静電分極を生起させるための導体からなるチャッキング電極２１が設けられている。チャッキング電極２１には高電圧電源（図示しない）が接続され、この高電圧電源からチャッキング電極２１に正の直流電圧（−ＶR＋ＶC）（以下、チャッキング電圧と称する）が印加される（すなわち、ディスク基板１５の電位に対して正の所定電位差を有するように印加される）ことによりセラミック基板に静電分極が生起し、これによって吸着力を発揮せしめるものである。すなわち、直流電圧（−ＶR＋ＶC）の印加によって誘電体（セラミック基板）に吸着力を発揮させて、ディスク基板１５を吸着保持している。
【００２０】
また、電子ビーム露光時において、ディスク基板１５にリターディング電圧（−ＶR）を印加し、ディスク基板１５に入射する電子ビームの電子線を減速するように構成されている。図３は、ターンテーブル１６の中央部（図２のＡ部）の構成を模式的に示す断面図である。リターディング電圧（−ＶR）は、導電体で形成された導電部２６Ａを介してディスク基板１５に印加される。導電部２６Ａは、バネ等の弾性部材２６Ｂで付勢されており、ターンテーブル１６に載置されたディスク基板１５に導電部２６Ａが圧着されることによってリターディング電圧がディスク基板１５に印加される。導電部２６Ａの先端部は滑らかな凸面形状に形成されており、ターンテーブル１６の回転時においてもディスク基板１５に常に接触してリターディング電圧が印加される構成を有している。
【００２１】
また、ディスク基板１５のチャッキング保持のため、電極２１にはチャッキング電圧が供給される導電部２７Ａ、２７Ｂが接続されている。
従って、本発明によれば、電子ビーム露光時において電子線を減速せしめる電圧がディスク基板１５に印加されるので、分解能の低下を回避し、高精度な露光を行うことができる。
［第２の実施例］
図４は、本発明の第２の実施例である光ディスク原盤製造装置のターンテーブル１６の平面図である。また、図５は、ターンテーブル１６の外周部（図４のＢ部）を拡大した断面図である。なお、ターンテーブル１６上にディスク基板１５が載置された場合について示している。他の構成は、前述の第１の実施例の場合と同様である。
【００２２】
上記したように、電子ビーム露光時のリターディング法においては、真空雰囲気中においてディスク基板１５に負の高電圧が印加されるため、ディスク基板１５から電子が放出されやすい。かかる電子の放出はレジストの露光に悪影響を生じせしめる場合がある。
図４及び図５に示すように、ターンテーブル１６は、載置されたディスク基板１５よりも突き出た外周部１６Ｂを有する。外周部１６Ｂはリング形状を有し、電子ビーム露光時の真空雰囲気よりも低い抵抗値を有する材料、例えば、セラミックでできており、絶縁物である接着剤によってターンテーブル１６本体に接着されている。すなわち、図５に示すように、接着部１６Ｃ（一点鎖線で示す）において接着されている。また、外周部１６Ｂは滑らかな凸面形状を有し、かつディスク基板１５の外縁部に隣接する領域は、載置されたディスク基板１５の主面と実質的に同一高さ（高さ：Ｈ）となるような平坦面１６Ａを有している。すなわち、ディスク基板１５が載置されたときにディスク基板１５の主面と平坦面１６Ａは実質的に同一平面となる。さらに、平坦面１６Ａは、ディスク基板１５の半径方向に所定の幅（Ｗ）を有し、電子ビーム露光時に生じる電界が平坦になるように形成されている。
【００２３】
上記した外周部１６Ｂを構成するセラミックは絶縁体であるが、有限の抵抗値を有する。従って、電子ビーム露光時においては、ディスク基板１５から電子が外周部１６Ｂを流れ、真空雰囲気中に放出され難くなる。これによって、ディスク基板１５から真空雰囲気中への電子のリークが抑制され、電子ビーム露光を安定化することができ、高精度な露光を行うことができる。
【００２４】
なお、外周部１６Ｂは、ターンテーブル１６本体に接着された場合を例に説明したが、ターンテーブル１６自体がかかる外周部を有する形状として製作されていてもよい。
［第３の実施例］
図６は、本発明の第３の実施例であるリング状部材を示す断面図である。本実施例においては、上記した第２の実施例におけるターンテーブル１６の外周部１６Ｂが個別の円環形状のリング状部材６１として構成されている。リング状部材６１は、バネ等の弾性部６２及び抑えリング６３により保持されており、ディスク基板１５の搬送トレイを兼ねるように構成されている。すなわち、図７に示すように、電子ビーム露光時において、リング状部材６１は、エアースピンドルモータ１７の回転部１７Ａに載置され、ディスク基板１５を載置した状態でターンテーブル１６に静電チャッキング機構により吸着保持され、ディスク基板１５と共に回転する。なお、回転部１７Ａとターンテーブル１６との間にはリターディング電圧とスピンドルモータ１７とを電気的に絶縁するための絶縁部１７Ｂが設けられている。電子ビーム露光時において、リング状部材６１の平坦面６１Ａはディスク基板１５とほぼ同一平面となり、電子のリークを抑制して電子ビーム露光を安定化する。
【００２５】
第２の実施例と同様に、リング状部材６１は、ディスク基板１５とほぼ同一平面となる平坦面６１Ａを有している。また、リング状部材６１は真空雰囲気よりも低い所定の抵抗値を有する材料で形成され、滑らかな凸面形状を有している。なお、上記保持機構を有するリング状部材６１をターンテーブル１６側に設け、ディスク基板１５のみを搬送するように構成してもよい。
【００２６】
また、本実施例の改変例を図８に示す。リング状部材６１は、ステージ１８上に設けられたアクチュエータ２９に保持されている。リング状部材６１は、電子ビーム露光を行う際には、アクチュエータ２９によってディスク基板１５の外周端に近接した位置に搬送される。このとき、リング状部材６１の平坦面６１Ａはディスク基板１５とほぼ同一平面となる。
【００２７】
さらに、リング状部材６１は上記したような形状及び配置に限らず、電子ビーム露光時において、真空雰囲気中への電子のリークを抑制可能な構成であればよい。例えば、図９に示すように、電子ビーム露光時に生じる電界が平坦になるような形状に形成され、ディスク基板１５の外周部の一部を覆うように近接する構成であってもよい。また、図１０に示すように、外周部が滑らかな凸面形状を有し、ディスク基板１５の外周部の一部に近接する構成であってもよい。
【００２８】
上記した種々の実施例において、リターディング法を用いた場合に、電子ビーム露光を安定化することができ、高精度な露光を行うことができる。
【００２９】
【発明の効果】
上記したことから明らかなように、本発明によれば、電子ビーム露光における分解能の低下を回避し、高精度な光ディスク原盤を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例である電子ビームを用いた光ディスク原盤製造装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す光ディスク原盤製造装置のターンテーブル及びステージの部分を模式的に示す断面図である。
【図３】ターンテーブルの中央部（図２のＡ部）の構成を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施例である光ディスク原盤製造装置のターンテーブルの平面図である。
【図５】ターンテーブルの外周部（図４のＢ部）を拡大した断面図である。
【図６】本発明の第３の実施例であるリング状部材の断面図である。
【図７】スピンドルモータ１７の回転部上に載置されたリング状部材を示す断面図である。
【図８】本発明の第３の実施例の改変例を示し、ステージ上に設けられたアクチュエータに保持され、電子ビーム露光時にアクチュエータによってディスク基板の外周端に近接した位置に搬送されるリング状部材を示す断面図である。
【図９】第３実施例の他の改変例を示す断面図である。
【図１０】第３実施例の他の改変例を示す断面図である。
【主要部分の符号の説明】
１０  光ディスク原盤製造装置
１１  真空チャンバ
１５  光ディスク基板
１６  ターンテーブル
１６Ａ  平坦面
１６Ｂ  外周部
１７  スピンドルモータ
１８  ステージ
１９  送りモータ
２１  チャッキング電極
２５  ＣＰＵ
２９  アクチュエータ
３０  駆動制御部
４０  電子ビーム射出ヘッド部
６０  減速高電圧電源
６１  リング状部材
６１Ａ  平坦面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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