JP2009170044A - 電子ビーム描画方法、微細パターン描画システムおよび凹凸パターン担持体 - Google Patents

電子ビーム描画方法、微細パターン描画システムおよび凹凸パターン担持体 Download PDF

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Abstract

【課題】ディスクリートトラックメディアの微細パターンにおけるサーボパターンとグルーブパターンとを一定の照射線量で高精度にかつ高速に描画可能とする。
【解決手段】レジスト11が塗布された基板10上に電子ビームEBを走査して、サーボエレメント13によるサーボパターン12と、隣接データトラックを溝状に分離するグルーブパターン15とを備えるディスクリートトラックメディアに形成する微細パターンの描画を、基板を一方向に回転させつつ、電子ビームをＸ−Ｙ偏向により複数トラックのサーボエレメント13を１回転中に走査するサーボパターン12の描画に続いて、グルーブパターン15を所定角度で分割した複数のグルーブエレメント16の整列で構成し、電子ビームを周方向Ｘへ大きく偏向走査して複数トラックのグルーブエレメント16を１回転中に順に描画して連続したグルーブパターン15を描画する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ディスクリートトラックメディアを作製する際に、その微細パターン（凹凸パターン）を形成するために基板に設けたレジストに対して電子ビームの照射によってパターン描画を行う電子ビーム描画方法、電子ビーム描画を行うための微細パターン描画システムに関するものである。
また、本発明は、上記電子ビーム描画方法を用いた描画を行う工程を経て作製される、凹凸パターン表面を有するインプリントモールドを含む凹凸パターン担持体に関するものである。
磁気ディスク媒体にはサーボパターン等の微細パターンが設けられるが、この微細パターンの作製方法としては、レジストが塗布された基板を回転させながら、パターン形状に対応した電子ビームの照射によってパターン描画を行う電子ビーム描画方法が考えられている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
特許文献１の電子ビーム描画方法は、例えばサーボパターンを構成するトラックの幅方向に延びる矩形または平行四辺形のエレメントを描画する際に、電子ビームを周方向に高速振動させつつ半径方向に偏向させて、このエレメントを塗りつぶすように走査して描画する方法である。
また、特許文献２の電子ビーム描画方法は、トラック幅方向の長さが一定で、トラック方向の長さが異なる記録ビット列のエレメントを描画する際に、基板の回転に伴って電子ビームを半径方向に振幅を調整しつつ高速振動させて描画する方法である。
さらに、オン・オフ描画方法として、レジストが塗布された基板を回転させながら、パターン形状に対応して電子ビームをオン・オフ照射し、基板または電子ビーム照射装置を１回転に１ビーム幅ずつ半径方向に移動させてパターン描画を行う方法も知られている。
特開２００４−１５８２８７号公報 特開２００６−１８４９２４号公報
ところで、近年、磁気ディスク媒体の記録密度のさらなる高密度化の要請から、隣接するデータトラックを溝（グルーブ）からなるグルーブパターン（ガードバンド）で分離し、隣接トラック間の磁気的干渉を低減するようにしたディスクリートトラックメディア（ＤＴＭ）が注目されている。
前述の電子ビーム描画方法によって上記ディスクリートトラックメディアの微細パターンの描画を行う場合に、このディスクリートトラックメディアではグルーブパターンの形成に伴ってトラック幅が狭く、１枚の基板に描画するトラック数が増大することに対応して、基板全面への微細パターンの描画に多大の時間を要する問題が生起している。
例えば、前記特許文献１の描画方法によれば、サーボパターンの描画については往復振動の採用により、オン・オフ描画方法に比べて描画時間の短縮が図れるが、トラック数の増大に対する有効な描画速度の向上を図ることは困難である。特に、グルーブパターンを精度よく所定幅に描画するこことの困難性とあわせて、描画時間の短縮化が難しい問題を有している。
つまり、前記特許文献１の描画方法によれば、サーボパターンの描画については記載された所定の特性で行えるが、このサーボパターンに続いてディスクリートトラックメディアのグルーブパターンを描画する際に、電子ビームを固定照射し、基板の回転によりトラック方向に円弧状にグルーブパターンを描画すると、その電子ビームの照射線量が過大で露光滲みによって線幅が大きくなり、トラック幅に対する所定幅の描画が行えない問題がある。これは、サーボパターンでの描画においては基板の一定回転中に、電子ビームをトラック方向に高速振動させつつ所定面積の描画走査が行えるよう、その照射面積が所定の露光量となるように電子ビーム強度が大きく設定されているためで、サーボパターンの描画からグルーブパターンの描画に移行した際に、ビーム強度が小さくなるように変更することは、電子ビーム照射装置の動作安定性の点から困難である。
また、サーボパターンの描画とグルーブパターンの描画とを、基板の異なる回転時に異なる条件で行うことで、グルーブパターンの描画特性を確保することが可能であるが、この描画方法では１トラック分の微細パターンを複数の基板回転で行うことになって、描画時間はさらに長くなる問題を有する。
一方、前記特許文献２の描画方法においても、グルーブパターンの描画は特許文献１と同様の態様での描画となり、同様に照射線量が過大となってグルーブパターンの幅を所望値に描画することが困難であるとともに、基板全面へのディスクリートトラックメディア用の微細パターンの描画時間は同様に長くなる問題を有している。
なお、前述のオン・オフ描画方法は、グルーブパターンの描画には適した方法ではあるが、基板全体へのサーボパターンの描画には多大の時間を要するとともに、基板１回転での電子ビームのオン・オフ位置精度、内外周での位置精度を確保して、所定形状のパターン描画を行うことが困難な問題を有している。
さらにまた、基板の１回転中に複数のトラック分の微細パターンが描画できると、基板全面への微細パターンの描画時間が短縮できることになるが、１トラック中にサーボパターンとグルーブパターンとが混在しているディスクリートトラックメディアの微細パターンの複数トラック分を、１回転中に描画することは実現に困難性を有している。
本発明は上記事情に鑑みて、ディスクリートトラックメディアの微細パターンにおける複数トラックのサーボパターンとグルーブパターンとを、基板１回転中に一定の照射線量で高速かつ正確に描画できるようにした電子ビーム描画方法および電子ビーム描画を行うための微細パターン描画システムを提供することを目的とするものである。
また、本発明は、電子ビームにより精度よく描画された微細パターンを有するインプリントモールドなどの凹凸パターン担持体を提供することを目的とするものである。
本発明の電子ビーム描画方法は、ディスクリートトラックメディアに形成する微細パターンを、レジストが塗布され回転ステージに設置された基板上に、前記回転ステージを回転させつつ、電子ビーム描画装置により電子ビームを走査して描画する電子ビーム描画方法において、
前記微細パターンは、電子ビームの照射径より大きいトラック方向長さのサーボエレメントで構成されるサーボパターンと、隣接するデータトラック間を溝状に分離するトラック方向に延びるグルーブパターンとを備え、
前記基板を一方向に回転させつつ、該基板の１回転中に、複数トラック分の前記サーボパターンを描画するものであって、該サーボパターンの描画は、前記電子ビームを、前記回転ステージの半径方向と直交する方向へ高速に往復振動させるとともに半径方向へ送る偏向を行い、前記サーボエレメントの形状を塗りつぶすように走査し、順次サーボエレメントを描画してなり、
一方、前記サーボパターンの描画に続く、同一回転中の前記複数トラック分の前記グルーブパターンの描画は、
前記グルーブパターンを所定角度で分割した複数のグルーブエレメントの整列で構成し、前記基板の回転に伴って、前記電子ビームを、前記回転ステージの半径方向と直交する回転方向と逆方向へ偏向走査し、第１のトラックの最初のグルーブエレメントを描画した後、回転方向と同方向に偏向するとともに半径方向に次のトラックに偏向してから回転方向と逆方向へ偏向走査して、このトラックの最初のグルーブエレメントを描画し、順次複数トラックの最初のグルーブエレメントを描画した後、
前記電子ビームを半径方向に偏向して前記第１のトラックに戻り、次のグルーブエレメントを前記と同様に描画するのに続いて、他のトラックの次のグルーブエレメントを前記と同様に順に描画することで、基板の１回転中に複数トラックの微細パターンの描画を行うことを特徴とするものである。
その際、前記サーボパターンにおいて、複数トラックの半径方向に連続して配置されたサーボエレメントを、前記電子ビームを半径方向への１回の偏向走査によって、１度に描画することが好適である。
また、前記サーボパターンにおいて、複数トラックの半径方向に断続的に配置されたサーボエレメントを、前記電子ビームを半径方向への１回の偏向走査、および、該電子ビームの照射をオン・オフするブランキング動作によって、１度に描画することが好適である。
さらに、上記電子ビーム描画方法において、前記グルーブパターンの各グルーブエレメントのトラック方向の幅は、前記電子ビームの半径方向と直交する方向への偏向速度を変更することで設定することが好ましい。
本発明の微細パターン描画システムは、上記電子ビーム描画方法を実現するための描画データ信号を送出する信号送出装置および電子ビームを走査する電子ビーム描画装置を備えたことを特徴とするものである。
前記微細パターン描画システムにおける前記電子ビーム描画装置は、レジストが塗布された基板を回転させつつ半径方向に移動可能な回転ステージと、電子ビームを出射する電子銃と、前記電子ビームを前記基板の半径方向および該半径方向と直交する方向にＸ−Ｙ偏向するとともに該半径方向と直交する方向に高速振動させる偏向手段と、描画部分以外は電子ビームの照射を遮断するブランキング手段と、前記各手段による作動を連係制御するコントローラとを備え、前記信号送出装置は、前記基板に描画する微細パターンの形態に応じたデータに基づき、前記電子ビーム描画装置のコントローラに描画データ信号を送出するように構成するのが好適である。
本発明の凹凸パターン担持体は、レジストが塗布された基板に、上記電子ビーム描画方法によりディスクリートトラックメディアに形成する前記微細パターンを描画露光し、該微細パターンに応じた凹凸パターンを形成する工程を経て作製されたことを特徴とするものである。ここで、凹凸パターン担持体とは、表面に所望の凹凸パターン形状を有する担体であり、その凹凸パターンの形状を被転写媒体に転写するためのインプリントモールドなどである。
前記「インプリントモールド」とは、上記のような電子ビーム描画に基づいて微細凹凸パターンが形成された原版（スタンパーとも呼ばれる）であり、インプリント技術を用いて形状パターニングを行う方法において、所定の形状パターンを備えた上記モールドを磁気ディスク媒体の形成過程でのマスクとなる樹脂層表面に圧接することにより、媒体表面に一括して形状転写することが可能である。
本発明の電子ビーム描画方法によれば、電子ビームの照射径より大きいトラック方向長さのサーボエレメントで構成されるサーボパターンと、隣接するデータトラック間を溝状に分離するトラック方向に延びるグルーブパターンとを備えるディスクリートトラックメディアに形成する微細パターンの描画を、基板を一方向に回転させつつ、該基板の１回転中に、複数トラック分の前記サーボパターンを描画するものであって、該サーボパターンの描画は、電子ビームを半径方向と直交する方向へ高速に往復振動させるとともに半径方向へ送る偏向を行い、サーボエレメントの形状を塗りつぶすように走査してなり、一方、同一回転中の前記複数トラック分のグルーブパターンの描画は、グルーブパターンを所定角度で分割した複数のグルーブエレメントの整列で構成し、基板の回転に伴って、電子ビームを半径方向と直交する回転方向と逆方向へ偏向走査し、第１のトラックの最初のグルーブエレメントを描画した後、回転方向と同方向に偏向するとともに半径方向に次のトラックに偏向してから回転方向と逆方向へ偏向走査して、このトラックの最初のグルーブエレメントを描画し、順次複数トラックの最初のグルーブエレメントを描画した後、電子ビームを半径方向に偏向して第１のトラックに戻り、次のグルーブエレメントを前記と同様に描画するのに続いて、他のトラックの次のグルーブエレメントを前記と同様に順に描画することで、基板の１回転中に複数トラックの微細パターンの描画を行うようにしたことにより、複数トラック分のサーボパターンおよびグルーブパターンが基板１回転で均等な照射線量で描画することが可能であり、基板の全面にディスクリートトラックメディアに形成するサーボパターンとグルーブパターンとで構成される微細パターンを高速に高精度に描画でき、描画効率の向上による描画時間の短縮化が図れる。
さらに、グルーブパターンの各グルーブエレメントの描画を、基板を一方向に回転させながら、電子ビームを基板の回転方向と逆向きに偏向走査させて行うことにより、複数トラックのグルーブパターンの描画が可能となるとともに、照射線量が過大となることなくエレメント幅を設定値に描画することが可能となる。
また、サーボパターンにおける複数トラックの半径方向に連続して配置されたサーボエレメントを、電子ビームを半径方向への１回の偏向走査によって、１度に描画するものでは、１回転で複数トラックのサーボパターンの描画が高速で高精度に行うことが可能である。
また、サーボパターンにおける複数トラックの半径方向に断続的に配置されたサーボエレメントを、電子ビームを半径方向への１回の偏向走査、および、該電子ビームの照射をオン・オフするブランキング動作によって、１度に描画するものでは、同様に１回転で複数トラックのサーボパターンの描画が高速で高精度に行うことが可能である。
さらに、上記電子ビーム描画方法において、前記グルーブパターンの各グルーブエレメントのトラック方向の幅は、電子ビームの半径方向と直交する方向への偏向速度を変更することで設定するものでは、グルーブパターンを適正な照射線量で高速に描画することができる。
一方、本発明の微細パターン描画システムは、電子ビーム描画方法を実現するための描画データ信号を送出する信号送出装置および電子ビームを走査する電子ビーム描画装置を備えたことにより、ディスクリートトラックメディアに形成する微細パターンを高速に高精度に描画でき、描画効率の向上による描画時間の短縮化を図ることができる。
特に、前記微細パターン描画システムにおける電子ビーム描画装置を、レジストが塗布された基板を回転させつつ半径方向に移動可能な回転ステージと、電子ビームを出射する電子銃と、前記電子ビームを前記基板の半径方向および該半径方向と直交する方向にＸ−Ｙ偏向するとともに該半径方向と直交する方向に高速振動させる偏向手段と、描画部分以外は電子ビームの照射を遮断するブランキング手段と、前記各手段による作動を連係制御するコントローラとを備え、前記信号送出装置は、前記基板に描画する微細パターンの形態に応じたデータに基づき、前記電子ビーム描画装置のコントローラに描画データ信号を送出するように構成することで好適にシステムが構築できるものである。
さらに、本発明の凹凸パターン担持体によれば、レジストが塗布された基板に、上記電子ビーム描画方法によりディスクリートトラックメディアに形成する前記微細パターンを描画露光し、該微細パターンに応じた凹凸パターンを形成する工程を経て作製されたことにより、表面に高精度の凹凸パターン形状を有する担体が簡易に得られるものである。特に、インプリントモールドの場合には、ディスクリートトラックメディアに形成する微細パターンを表面上に有するため、インプリント技術を用いて形状パターニングを行う際に、このモールドを磁気ディスク媒体の形成過程でのマスクとなる樹脂層表面に圧接することにより、媒体表面に一括して形状転写し、特性の優れたディスクリートトラックメディアを簡易に作成することができる。
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。図１は本発明の電子ビーム描画方法により基板に描画するディスクリートトラックメディアの微細パターンを示す全体平面図、図２はこの微細パターンの一部の拡大図、図３は微細パターンを構成するエレメントの基本的描画方式を示す拡大模式図(Ａ)およびその描画方式における偏向信号等の各種制御信号（Ｂ）〜（Ｆ）を示す図である。図４は本発明の電子ビーム描画方法を実施する一実施形態の微細パターン描画システムの要部側面図(Ａ)および部分平面図(Ｂ)である。
図１および図２に示すように、微細凹凸形状によるディスクリートトラックメディア用の微細パターンは、サーボ領域に形成されるサーボパターン１２と、データ領域に形成されるグルーブパターン１５とで構成され、円盤状の基板１０に、外周部１０ａおよび内周部１０ｂを除く円環状領域に形成される。
サーボパターン１２は、基板１０の同心円状トラックに等間隔で、各セクターに中心部からほぼ放射方向に延びる細幅の領域に形成されてなる。なお、この例のサーボパターン１２の場合には、半径方向に連続した湾曲放射状に形成されている。その一部を拡大した図２に例示するように、同心円状のトラックＴ1〜Ｔ4には、例えば、プリアンブル、アドレス、バースト信号に対応する矩形状の微細なサーボエレメント１３が配置される。１つのサーボエレメント１３は、１トラック幅で電子ビームの照射径より大きいトラック方向長さを有し、バースト信号の一部のサーボエレメント１３は隣接するトラックに跨るように半トラックずれて配置される。
一方、前記グルーブパターン１５は、データトラック間のガードバンド部分に、隣接する各トラックＴ1〜Ｔ4を溝状に分離するようトラック方向に延びる同心円状に形成され、このグルーブパターン１５は所定角度で分割した複数のグルーブエレメント１６の整列で構成されている。
上記サーボパターン１２およびグルーブパターン１５の各サーボエレメント１３およびグルーブエレメント１６の描画は、表面にレジスト１１が塗布された基板１０を後述の回転ステージ４１（図４参照）に設置して回転させつつ、例えば、内周側のトラックより外周側トラックへ順に、またはその反対方向へ、複数トラックずつ電子ビームＥＢでエレメント１３、１６を順に走査しレジスト１１を照射露光するものである。
つまり、図２に示すように、まず第１の回転で、微視的に見れば直線状に延びる２つのトラックＴ1，Ｔ2のハッチングを付したサーボエレメント１３およびグルーブエレメント１６の描画を行い、次の回転で隣接する２つのトラックＴ3，Ｔ4のハッチングを付していないサーボエレメント１３およびグルーブエレメント１６の描画を行うように、複数トラックの微細パターンを基板１０の１回転で描画して、描画時間の短縮を図るものである。
なお、隣接するトラックにまたがる半トラックずれたサーボエレメント１３は、半分に分割することなく、描画基準を半トラックずらせて一度に描画する。また、後述するように、電子ビームＥＢの半径方向への偏向可能範囲に対応して、３トラック以上の複数トラックの描画を一度に行うことが可能である。
図３（Ａ）は、本発明の電子ビーム描画方法の実施形態を示す図である。この実施形態では、電子ビームＥＢの走査により、２つのトラックＴ１およびＴ２のサーボパターン１２（サーボエレメント１３ａ〜１３ｄ）を描画するのに続いて、同様に２つのトラック分のグルーブパターン１５（グルーブエレメント１６ａ〜１６ｄ）を順に、基板１０（回転ステージ４１）の１回転（１周）で一度に描画するものである。
上記走査は、サーボエレメント１３ａ〜１３ｄの最小トラック方向長さより小さいビーム径の電子ビームＥＢを、後述のブランキング手段２４（アパーチャ２５，ブランキング２６）の描画部位に応じたオン・オフ動作により照射しつつ、後述の偏向手段２１，２２により半径方向Ｙおよび半径方向と直交する方向Ｘ（以下周方向Ｘ）に電子ビームＥＢをＸ−Ｙ偏向させるとともに、半径方向Ｙと直交する周方向Ｘへ一定の振幅で高速に往復振動させて振らせることで、露光描画する。
つまり、基板１０（回転ステージ４１）を一方向Ａに回転させつつ、まず、トラックＴ１，Ｔ２（トラック幅：Ｗ）のサーボパターン１２における、半径方向Ｙに連続して平行に配置された、図示では２組のサーボエレメント１３ａ〜１３ｄを、電子ビームＥＢで連続して一度にその形状を塗りつぶすように周方向Ｘに往復振動させつつＮ字状の軌跡に走査することで、１回転で２トラック分のサーボエレメント１３を描画する。続いて、グルーブパターン１５における、所定角度毎に半径方向に分割することで内外周に隣接した、図示では２組のグルーブエレメント１６ａ〜１６ｄを、電子ビームＥＢでＺ字状の軌跡に走査することで、同様に１回転で２トラック分のグルーブエレメント１６を描画する。このグルーブパターン１５の描画時には、サーボエレメント１３の描画時における周方向Ｘへの高速往復振動は停止している。
上記グルーブパターン１５の描画では、トラックＴ１における所定角度で分割された１番目のグルーブエレメント１６ａを、その描画開始点より電子ビームＥＢを周方向Ｘへエレメント長さ分だけ回転方向Ａと逆方向に大きく偏向させて描画し、同じトラックＴ１の２番目のグルーブエレメント１６ｃは、基板１０が回転して描画開始点が到達するまでの時間的間隔をもって同様に、その描画開始点より電子ビームＥＢを同様に回転方向Ａと逆方向に大きく偏向させて描画するものであるが、両グルーブエレメント１６ａ，１６ｃの描画の間に、隣接する次のトラックＴ２の１番目のグルーブエレメント１６ｃを描画する。
その際、電子ビームＥＢを、周方向Ｘに回転方向Ａと同方向に、前記１番目のグルーブエレメント１６ａの描画開始点に戻すように偏向させ、これと同時に半径方向Ｙに次のトラックＴ２に偏向させて、このトラックＴ２の１番目のグルーブエレメント１６ｃの描画開始点に電子ビームＥＢを移行させる。そして、電子ビームＥＢを前記と同様に、周方向Ｘへ回転方向Ａと逆方向に大きく偏向させて、このグルーブエレメント１６ｃ描画するものである。
図３に基づき順に説明する。図３(Ａ)は基板１０上における電子ビームＥＢの半径方向Ｙ（外周方向）および周方向Ｘ（回転方向）の電子ビームＥＢの描画動作を示し、図３(Ｂ)に半径方向Ｙの偏向信号Ｄef(Y)を、(Ｃ)に周方向Ｘの偏向信号Ｄef(X)を、(Ｄ)に周方向Ｘの振動信号Ｍod(X)を、(Ｅ)にブランキング信号ＢＬＫのオン・オフ動作を、(Ｆ)にエンコーダパルスによる同期特性をそれぞれ示している。なお、横軸は、(Ａ)では回転位相を示し、(Ｂ)〜(Ｄ)は時間を示している。
まず、ａ点で(Ｅ)のブランキング信号ＢＬＫのオンにより電子ビームＥＢを照射し、２つのトラックＴ１，Ｔ２のサーボエレメント１３ａ，１３ｂの描画を開始するものであり、基準位置にある電子ビームＥＢを(Ｄ)の振動信号Ｍod(X)により周方向Ｘに往復振動させつつ、(Ｂ)の偏向信号Ｄef(Y)により半径方向（−Ｙ）に２トラック分だけ偏向させて送るとともに、回転方向Ａへの基板１０の回転に伴う電子ビームＥＢの照射位置のずれを補償するために、(Ｃ)の偏向信号Ｄef(X)により回転方向Ａと同方向の周方向Ｘに偏向させて送ることにより、２つの矩形状のサーボエレメント１３ａ，１３ｂを連続して塗りつぶすように走査する。そして、ｂ点でのブランキング信号ＢＬＫのオフにより電子ビームＥＢの照射を停止し、サーボエレメント１３ａ，１３ｂの描画を終了する。ｂ点後に、半径方向Ｙおよび周方向Ｘの偏向を基準位置に戻す。
次に、基板１０が回転してｃ点になると、同様にして次の２つのサーボエレメント１３ｃ，１３ｄの描画を開始し、同様の偏向信号に基づいて同様に描画し、ｄ点でこのサーボエレメント１３ｃ，１３ｄの描画を終了し、偏向を基準位置に戻す。
続いて、ｅ点でブランキング信号ＢＬＫのオンにより電子ビームＥＢを照射し、トラックＴ１のグルーブパターン１５における最初のグルーブエレメント１６ａの描画を開始する。この場合には、(Ｄ)の振動信号Ｍod(X)の振動停止により周方向Ｘの往復振動は停止している。そして、(Ｃ)の偏向信号Ｄef(X)により、回転方向Ａと逆向きの周方向（−Ｘ）に大きく偏向させて送り、所定長さのグルーブエレメント１６ａを描画し、ｆ点で描画を終了する。描画長さは、（−Ｘ）方向の偏向量に基板１０の回転方向Ａの回転量を加算した長さである。なお、(Ｂ)の半径方向Ｙの偏向信号Ｄef(Y)は無偏向であることから、円弧状ではなく直線的に描画しているが、微小範囲では直線としても大きく円弧からずれることはない。
上記ｆ点後には、(Ｃ)の偏向信号Ｄef(X)により、電子ビームＥＢの照射位置を、回転方向Ａと同じ向きの周方向Ｘに、基板１０の回転に伴う位置ずれを考慮して大きく偏向させて、最初のグルーブエレメント１６ａの描画開始点に戻すとともに、(Ｂ)の偏向信号Ｄef(Y)により半径方向（−Ｙ）に１トラック分だけ偏向させて送ることで、次のトラックＴ２の最初のグルーブエレメント１６ｂの描画開始点に移行させる。そして、ｇ点でブランキング信号ＢＬＫのオンにより電子ビームＥＢを照射して、このグルーブエレメント１６ｂの描画を開始し、(Ｃ)の偏向信号Ｄef(X)により、回転方向Ａと逆向きの周方向（−Ｘ）に大きく偏向させて送り、所定長さのグルーブエレメント１６ｂを描画し、ｈ点で描画を終了し、周方向Ｘおよび半径方向−Ｙの偏向を基準位置に戻す。
なお、上記ｆ点後においては、トラックＴ１のグルーブエレメント１６ａの描画終了から直ちに、トラックＴ２のグルーブエレメント１６ｂの描画を開始しているが、その間に所定時間が経過するように設定してもよい。
次に、基板１０が回転してトラックＴ１の次のグルーブエレメント１６ｃの描画開始位置が到達したｉ点において、上記トラックＴ１のグルーブエレメント１６ａとトラックＴ２のグルーブエレメント１６ｂの描画と同様にして、ｊ点、ｋ点およびｍ点の電子ビームＥＢの照射および偏向制御によって、トラックＴ１の次のグルーブエレメント１６ｃを描画するのに続いて、トラックＴ２の次のグルーブエレメント１６ｄを同様に描画するものである。
上記グルーブエレメント１６ａ〜１６ｄの長さは、サーボエレメント１３ａ〜１３ｄの高速振動描画でレジスト１１の露光が十分に行える程度に設定されている電子ビームＥＢのビーム強度に対応して設定される。つまり、電子ビームＥＢによる描画幅（実質露光幅）は、照射時間に応じて照射ビーム径より広くなる特性があり、最終的なエレメント幅の描画を行うためには、その描画幅となる所定の照射線量で走査するために、偏向速度を調整することによって照射線量を規定するものである。例えば、エレメント幅を狭くするためには偏向速度を速くし、単位面積の照射線量を少なくすることによって行う。なお、描画途中でのビーム強度を変更することは、ビーム安定性の面で困難である。
さらに、上記グルーブエレメント１６ａ，１６ｂを描画する場合に、その描画開始点、つまり、図３のｅ点、ｉ点は、(Ｆ)のエンコーダパルス信号に基づいて正確な位置決めがなされ、データ領域の終点におけるグルーブパターン１５の描画終了位置の精度を高めている。具体的には、図３(Ｆ)で、ｅ点はその直前のパルス信号Ｓ１に基づき、また、ｉ点はその直前のパルス信号Ｓ２に基づき、それから規定時間（設計時間）t1またはt2経過したｅ点またはｉ点で描画を開始するように、エンコーダパルスとの同期をとるように構成されている。
なお、上記実施形態では、サーボエレメント１３ａ、１３ｂは、同位相位置で半径方向Ｙに連続している場合について説明したが、図２に示すように、同位相位置で半径方向Ｙに不連続に配置されている場合には、半径方向に連続的に偏向させつつ、描画しないトラック部位では、(Ｅ)のブランキング信号ＢＬＫのオフにより電子ビームＥＢの照射を遮断することで、１回の半径方向偏向で複数トラックのサーボエレメントが描画できる。
２つのトラックＴ１，Ｔ２を１周で描画した後、次の２つのトラックに移動し同様に描画して、基板１０の全領域に所望の微細パターン１２，１５を描画する。この電子ビームＥＢのトラック移動は、後述の回転ステージ４１を半径方向Ｙに直線移動させて行う。その移動は２トラックの描画毎に行うか、電子ビームＥＢの半径方向Ｙの偏向可能範囲に応じて複数トラック（例えば８トラック）の描画毎に行うものである。つまり、電子ビームＥＢの偏向作動によって複数トラック描画を所定回数行ってから、回転ステージ４１の移動操作を行うものである。また、上記サーボエレメント１３の周方向Ｘの描画長さは、電子ビームＥＢの周方向往復振動の振幅で規定している。
なお、周方向Ｘの偏向信号Ｄef(X)は、図示のような矩形状のエレメントを描画する場合に、回転ステージ４１の回転に伴う描画点の移動を補償するほか、任意の平行四辺形のエレメントの描画が行えるようになる。
また、前記基板１０の描画領域における、描画部位の半径方向位置の移動つまりトラック移動に対し、基板１０の外周側部位でも内周側部位でも全描画域で同一の線速度となるように、前記回転ステージ４１の回転速度を、外周側描画時には遅く内周側描画時には速くなるように調整して、電子ビームＥＢによる描画を行うのが、均一照射線量を得るためおよび描画位置精度を確保する点で好ましい。
前記サーボパターン１２およびグルーブパターン１５の各エレメント１３，１６を描画するためには、前述のように電子ビームＥＢを走査させるものであるが、その電子ビームＥＢの走査制御を行うための描画データ信号を後述の信号送出装置６０（図４参照）より電子ビーム描画装置４０のコントローラ５０に送出する。この送出信号は回転ステージ４１の回転に応じて発生する前述のエンコーダパルスおよび基準クロック信号に基づいてタイミングおよび位相が制御される。
一方、前記パターン１２，１５の記録方式がＣＡＶ（角速度一定）方式の場合には、セクターの長さが内外周で変化するのに応じ、そのエレメント１３，１６のトラック方向の描画長さは、外周側トラックで長く内周側トラックで短く形成されることになる。この場合に、サーボエレメント１３を描画するとき、半径方向Ｙの偏向送りの速度を、外周側トラックの描画での送りが遅く、内周側トラックの描画での送りが速くなるように変更する。すなわち、描画部位の基板１０の回転中心からの距離が大きくなるにつれて遅くなるように変更し、各エレメント１３で単位時間当たりの電子ビームＥＢの描画面積が一定となるようにする。これにより、エレメント１３の露光が同条件で均等に行える。つまり、電子ビームＥＢの周方向往復振動の周波数を一定、電子ビーム強度を一定とした安定条件で行える。なお、周方向Ｘの偏向送り速度は、外周側と内周側トラックの描画で同じとして、送り量を調整して描画長さを変更する。
上記のような描画を行うために、図４に示すような微細パターン描画システム２０を使用する。微細パターン描画システム２０は、電子ビーム描画装置４０および信号送出装置６０備えている。電子ビーム描画装置４０は、基板１０を支持する回転ステージ４１および該ステージ４１の中心軸４２と一致するように設けられたモータ軸を有するスピンドルモータ４４を備えた回転ステージユニット４５と、回転ステージユニット４５の一部を貫通し、回転ステージ４１の一半径方向Ｙに延びるシャフト４６と、回転ステージユニット４５をシャフト４６に沿って移動させるための直線移動手段４９とを備えている。回転ステージユニット４５の一部には、上記シャフト４６と平行に配された、精密なネジきりが施されたロッド４７が螺合され、このロッド４７は、パルスモータ４８によって正逆回転されるようになっており、このロッド４７とパルスモータ４８により回転ステージユニット４５の直線移動手段４９が構成される。また、回転ステージ４１の回転検出のため、エンコーダスリットの読み取りによって所定回転位相で等間隔にエンコーダパルスを発生するエンコーダ５３が設置され、このエンコーダパルス信号がコントローラ５０に送出される。なお、コントローラ５０はタイミング制御における基準クロック信号を発生するクロック手段（不図示）を内蔵している。
さらに、電子ビーム描画装置４０は、電子ビームＥＢを出射する電子銃２３、電子ビームＥＢを半径方向Ｙおよび周方向Ｘへ偏向させるとともに周方向Ｘに一定の振幅で微小往復振動させる偏向手段２１，２２、電子ビームＥＢの照射をオン・オフするためのブランキング手段２４としてアパーチャ２５およびブランキング２６（偏向器）を備えており、電子銃２３から出射された電子ビームＥＢは偏向手段２１、２２および図示しないレンズ等を経て、基板１０上に照射される。
ブランキング手段２４における上記アパーチャ２５は、中心部に電子ビームＥＢが通過する透孔を備え、ブランキング２６はオン・オフ信号の入力に伴って、オン信号時には電子ビームＥＢを偏向させることなくアパーチャ２５の透孔を通過させて照射し、一方、オフ信号時には電子ビームＥＢを偏向させてアパーチャ２５の透孔を通過させることなくアパーチャ２５で遮断して、電子ビームＥＢの照射を行わないように作動する。そして、前述の各エレメント１３，１６を描画している際にはオン信号が入力されて電子ビームＥＢを照射し、エレメント１３，１６の間の移動時にはオフ信号が入力されて電子ビームＥＢを遮断し、露光を行わないように制御される。
上記スピンドルモータ４４の駆動すなわち回転ステージ４１の回転速度、パルスモータ４８の駆動すなわち直線移動手段４９による直線移動、電子ビームＥＢの変調、偏向手段２１および２２の制御、ブランキング手段２４のブランキング２６のオン・オフ制御等は制御手段であるコントローラ５０から送出された制御信号に基づいて行われる。
前記信号送出装置６０は、前述のディスクリートトラックメディアの微細パターンの描画データを記憶し、前述のコントローラ５０に描画データ信号を送出するものであり、コントローラ５０は描画データ信号に基づいて前述のような連係制御を行い、電子ビーム描画装置４０により微細パターンのサーボパターン１２およびグルーブパターン１５を基板１０の全面に描画するものである。
前記回転ステージ４１に設置する基板１０は、例えばシリコン、ガラスあるいは石英からなり、その表面には予めポジ型あるいはネガ型電子ビーム描画用レジスト１１が塗設されている。
なお、各エレメント１３、１６の形状と電子ビーム描画用レジスト１１の感度とを考慮しながら、電子ビームＥＢの出力およびビーム径を調整することが望ましい。
次に、図５には、上記のような微細パターン描画システム２０により前述の電子ビーム描画方法によって描画された微細パターンを備えた本発明インプリントモールド７０（凹凸パターン担持体）を用いて微細パターンを転写形成している過程を示す概略断面図である。
上記インプリントモールド７０は、透光性材料による基板７１の表面にレジスト１１が塗布され、前記ディスクリートトラックメディア用のサーボパターン１２およびグルーブパターン１５が描画され、その後、現像、エッチング等の処理を経て形成された微細凹凸パターン７２を備えている。
このインプリントモールド７０を用いて、インプリント法によって磁気記録媒体８０を作製するものである。つまり、一例を示せば、ディスクリートトラックメディアとしての磁気ディスク媒体８０は、基板８１上に磁性層８２を備え、その上にマスク層を形成するためのレジスト樹脂層８３が被覆されている。そして、このレジスト樹脂層８３に、前記インプリントモールド７０の微細凹凸パターン７２が押し当てられて、紫外線照射によって上記レジスト樹脂層８３を硬化させて、微細凹凸パターン７２の凹凸形状を転写形成してなる。その後、レジスト樹脂層８３の凹凸形状に基づき磁性層８２をエッチングし、磁性層８２による微細パターンが形成されたディスクリートトラックメディア用の磁気ディスク媒体８０を作製するものである。
本発明の電子ビーム描画方法により基板に描画するディスクリートトラックメディアの微細パターンを示す全体平面図 微細パターンの一部の拡大図 微細パターンを構成するエレメントの基本的描画方式を示す拡大模式図(Ａ)およびその描画方式における偏向信号等の各種制御信号（Ｂ）〜（Ｆ）を示す図 本発明の電子ビーム描画方法を実施する一実施形態の微細パターン描画システムの要部側面図(Ａ)および部分平面図(Ｂ) 電子ビーム描画方法または微細パターン描画システムによって描画された微細パターンを備えた本発明インプリントモールドを用いて微細パターンを転写形成している過程を示す概略断面図
符号の説明
10 基板
11 レジスト
12 サーボパターン
13 サーボエレメント
15 グルーブパターン
16 グルーブエレメント
EB 電子ビーム
Ｘ 周方向
Ｙ 基板半径方向
20 微細パターン描画システム
21、22 偏向手段
23 電子銃
24 ブランキング手段
25 アパーチャ
26 ブランキング
40 電子ビーム描画装置
41 回転ステージ
44 スピンドルモータ
45 回転ステージユニット
49 直線移動手段
50 コントローラ
53 エンコーダ
60 信号送出装置
70 インプリントモールド
71 基板
72 微細凹凸パターン
80 磁気記録媒体
81 基板
82 磁性層
83 レジスト樹脂層

Claims (7)

  1. ディスクリートトラックメディアに形成する微細パターンを、レジストが塗布され回転ステージに設置された基板上に、前記回転ステージを回転させつつ、電子ビーム描画装置により電子ビームを走査して描画する電子ビーム描画方法において、
    前記微細パターンは、電子ビームの照射径より大きいトラック方向長さのサーボエレメントで構成されるサーボパターンと、隣接するデータトラック間を溝状に分離するトラック方向に延びるグルーブパターンとを備え、
    前記基板を一方向に回転させつつ、該基板の１回転中に、複数トラック分の前記サーボパターンを描画するものであって、該サーボパターンの描画は、前記電子ビームを、前記回転ステージの半径方向と直交する方向へ高速に往復振動させるとともに半径方向へ送る偏向を行い、前記サーボエレメントの形状を塗りつぶすように走査し、順次サーボエレメントを描画してなり、
    一方、前記サーボパターンの描画に続く、同一回転中の前記複数トラック分の前記グルーブパターンの描画は、
    前記グルーブパターンを所定角度で分割した複数のグルーブエレメントの整列で構成し、前記基板の回転に伴って、前記電子ビームを、前記回転ステージの半径方向と直交する回転方向と逆方向へ偏向走査し、第１のトラックの最初のグルーブエレメントを描画した後、回転方向と同方向に偏向するとともに半径方向に次のトラックに偏向してから回転方向と逆方向へ偏向走査して、このトラックの最初のグルーブエレメントを描画し、順次複数トラックの最初のグルーブエレメントを描画した後、
    前記電子ビームを半径方向に偏向して前記第１のトラックに戻り、次のグルーブエレメントを前記と同様に描画するのに続いて、他のトラックの次のグルーブエレメントを前記と同様に順に描画することで、基板の１回転中に複数トラックの微細パターンの描画を行うことを特徴とする電子ビーム描画方法。
  2. 前記サーボパターンにおいて、複数トラックの半径方向に連続して配置されたサーボエレメントを、前記電子ビームを半径方向への１回の偏向走査によって、１度に描画することを特徴とする請求項１に記載の電子ビーム描画方法。
  3. 前記サーボパターンにおいて、複数トラックの半径方向に断続的に配置されたサーボエレメントを、前記電子ビームを半径方向への１回の偏向走査、および、該電子ビームの照射をオン・オフするブランキング動作によって、１度に描画することを特徴とする請求項１または２に記載の電子ビーム描画方法。
  4. 前記グルーブパターンの各グルーブエレメントのトラック方向の幅は、前記電子ビームの半径方向と直交する方向への偏向速度を変更することで設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の電子ビーム描画方法。
  5. 前記請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の電子ビーム描画方法を実現するための描画データ信号を送出する信号送出装置および電子ビームを走査する電子ビーム描画装置を備えたことを特徴とする微細パターン描画システム。
  6. 前記電子ビーム描画装置は、レジストが塗布された基板を回転させつつ半径方向に移動可能な回転ステージと、電子ビームを出射する電子銃と、前記電子ビームを前記基板の半径方向および該半径方向と直交する方向にＸ−Ｙ偏向するとともに該半径方向と直交する方向に高速振動させる偏向手段と、描画部分以外は電子ビームの照射を遮断するブランキング手段と、前記各手段による作動を連係制御するコントローラとを備え、
    前記信号送出装置は、前記基板に描画する微細パターンの形態に応じたデータに基づき、前記電子ビーム描画装置のコントローラに描画データ信号を送出することを特徴とする請求項５に記載の微細パターン描画システム。
  7. レジストが塗布された基板に、前記請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の電子ビーム描画方法によりディスクリートトラックメディアに形成する前記微細パターンを描画露光し、該微細パターンに応じた凹凸パターンを形成する工程を経て作製されたことを特徴とする凹凸パターン担持体。
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