JPH11288530A - 電子ビームを用いたパターン描画方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子ビームを用いて回転操作される基板上に
塗布されたレジスト材料に所望のパターンを適切に描画
し、高精度な微細パターンを有するディスク原盤を作製
することが可能な電子ビームを用いたパターン描画方法
を提供する。 【解決手段】 電子ビームの単位面積当たりの電流の大
きさである電流密度Ｊを、光学記録媒体の記録領域の面
積をＡ、光学記録媒体のトラックピッチをＰ、化学増幅
型レジスト２の描画に必要とされる単位面積当たりの電
荷量をＳ、化学増幅型レジスト２に照射される電子ビー
ムのスポットの半径をＷとしたときに、Ｊ≧Ａ×Ｓ／
｛Ｐ×１［ｈ］×π×Ｗ｝を満足するように設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子銃から出射さ
れる電子ビームを基板上に塗布された化学増幅型レジス
トに照射して、この化学増幅型レジストに記録媒体のパ
ターンに対応したパターンを描画する電子ビームを用い
たパターン描画方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ディスク等の情報記録媒体にお
いては、急速な記録密度の向上が図られており、ピット
やグルーブ等のパターンの微細化が進んでいる。このよ
うな微細なパターンを精度良く作製するために、半導体
作製プロセスで行われているように、電子ビームを用い
てパターンを描画することにより、ディスク原盤を作製
する技術が提案されている。

【０００３】電子ビームの波長は光に比べて短く、また
回折現象を無視できるので、ディスク原盤の作製に半導
体作製プロセスで用いられているような電子ビーム描画
装置を用いることにより、微細なパターンを精度良く描
画することが可能である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体作製
プロセスにおいて電子ビームを用いてパターンの描画を
行う場合、電子ビームは、支持台上に載置されたウエハ
ーやフォトマスク上に電磁偏向されながら照射される。
したがって、半導体作製プロセスにおいて用いられる電
子ビーム描画装置は、電子ビームを電磁偏向しながら支
持台上に載置されたウエハーやフォトマスク上に照射す
るのに最適な状態に設定されている。

【０００５】これに対して、ディスク原盤を作製する場
合は、電子ビームを、５００〜２５００ｒｐｍ程度の高
速で回転する基板上に塗布されたレジスト材料に照射さ
せる必要があるので、半導体作製プロセスにおいて用い
られていた電子ビーム描画装置をそのままディスク原盤
の作製に用いるのは困難である。

【０００６】例えば、電子ビームを、５００〜２５００
ｒｐｍ程度の高速で回転する基板上のレジスト層に照射
させる場合、電子ビームの照射スポットの線速度は、１
〜５ｍ／ｓｅｃとなる。したがって、電子ビームこの基
板上に塗布されたレジスト材料に照射し、適切なパター
ンを描画するためには、電子ビームの単位面積当たりの
電流の大きさである電流密度をこの線速度に対応した値
に設定する必要がある。

【０００７】また、描画時間が長くなると、電子ビーム
の安定性の維持が困難となり、ビームの揺らぎ等が生じ
てしまうので、電子ビームの安定性が維持できる時間内
に一枚のディスク原盤を作製するための描画が終了する
ように、描画時間を制御する必要がある。

【０００８】そこで、本発明は、電子ビームを用いて回
転操作される基板上に塗布されたレジスト材料に所望の
パターンを適切に描画し、高精度な微細パターンを有す
るディスク原盤を作製することが可能な電子ビームを用
いたパターン描画方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る電子ビーム
を用いたパターン描画方法は、電子銃から出射される電
子ビームを回転操作される基板上に塗布された化学増幅
型レジストに照射して、この化学増幅型レジストに記録
媒体のパターンに対応したパターンを描画するに際し、
電子ビームの単位面積当たりの電流の大きさである電流
密度Ｊを、上記記録媒体の記録領域の面積をＡ、上記記
録媒体のトラックピッチをＰ、上記化学増幅型レジスト
の描画に必要とされる単位面積当たりの電荷量をＳ、上
記化学増幅型レジストに照射される電子ビームのスポッ
トの半径をＷとしたときに、Ｊ≧Ａ×Ｓ／（１［ｈ］×
π×Ｐ×Ｗ）を満足するように設定することを特徴とし
ている。

【００１０】上記の式を満足するように電流密度を設定
して、回転操作される基板上に塗布された化学増幅型レ
ジストに記録媒体のパターンに対応したパターンを描画
することにより、電子ビームの照射スポットの線速度に
対応した電流密度でパターン描画を行うことができ、微
細なパターンを有するディスク原盤を高精度に作製する
ことができる。

【００１１】また、本発明に係る電子ビームを用いたパ
ターン描画方法は、上記化学増幅型レジストに向かう電
子ビームの経路にアパーチャーを配し、上記化学増幅型
レジストに向かう電子ビームの経路に電界又は磁界を印
加してこの電子ビームを偏向させることにより、電子ビ
ームが上記アパーチャーを通過するか否かを切り換える
ことで、電子ビームの強度変調を行うことが望ましい。

【００１２】以上のように電子ビームの強度変調を行う
ようにすれば、電子ビームのオン／オフの切り換えが簡
便に行え、所望のパターンの描画を容易に行うことがで
きる。

【００１３】また、本発明に係る電子ビームを用いたパ
ターン描画方法は、上記記録媒体の最短ピットに対応し
たパターンを描画する際に、当該最短ピットのピット長
をＬとしたときに、上記電子ビームの強度変調をＡ／
（２［ｈ］×Ｐ×Ｌ）以上の周波数で行うことが望まし
い。

【００１４】電子ビームの強度変調をＡ／（２［ｈ］×
Ｐ×Ｌ）以上の周波数で行って上記記録媒体の最短ピッ
トに対応したパターンを描画することにより、所望のパ
ターンの描画を精度良く行うことができる。

【００１５】また、本発明に係る電子ビームを用いたパ
ターン描画方法は、蛇行したパターンを有する記録媒体
のパターンに対応したパターンを描画する場合は、上記
化学増幅型レジストに向かう電子ビームの経路に電界又
は磁界を印加してこの電子ビームを偏向させることによ
り上記化学増幅レジストに蛇行したパターンを描画する
ことが望ましい。

【００１６】以上のように電子ビームを偏向させて蛇行
したパターンの描画を行うことにより、蛇行したパター
ンを有するディスク原盤を精度良く作製することができ
る。

【００１７】また、本発明に係る電子ビームを用いたパ
ターン描画方法は、上記電子ビームを上記化学増幅型レ
ジストに照射する際に、当該電子ビームを加速するため
に印加される電圧が、３０〜８０ｋＶの範囲に設定され
ていることが望ましい。

【００１８】電子ビームを加速するために印加される電
圧を以上のように設定することにより、電子ビームの前
方散乱によるパターン劣化を招くことなく、また、上記
化学増幅型レジストの感度の低下を招くことなく、適切
に所望のパターンの描画を行うことができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００２０】光ディスクや光磁気ディスク等の光学記録
媒体（以下、光ディスクと称する。）を射出成形により
作製する際は、光ディスクのピットやグルーブの反転パ
ターンが形成されたディスク原盤が用いられる。

【００２１】このディスク原盤は、射出成形機の備える
一対の金型間のキャビディ内に装着される。そして、デ
ィスク原盤が装着された射出成形機のキャビディ内に溶
融された基板材料が注入され、冷却されることにより、
予め所望のピットやグルーブが形成されたディスク基板
が作製される。光ディスクは、このディスク基板上に、
記録層、保護層等が順次形成されて作製される。

【００２２】本発明は、以上のように光ディスクの作製
工程において用いられるディスク原盤を作製する際に、
電子ビームを用いてパターンの描画を行うようにしたも
のである。

【００２３】ディスク原盤を作製する際は、先ず、図１
に示すように、例えば、表面が精密研磨されたガラス等
よりなる円盤状の基板１が準備される。

【００２４】次に、図２に示すように、この基板１の主
面に、密着補強剤等を介して、化学増幅型レジスト２が
塗布され、レジスト層が形成される。化学増幅型レジス
ト２は、高感度かつ高解像度を有し、電子ビームを用い
たパターンの描画に適したレジスト材料である。

【００２５】次に、化学増幅型レジスト２が塗布された
基板１が、後述する電子ビーム描画装置にセットされ、
回転操作される。そして、図３に示すように、化学増幅
型レジスト２に対して電子ビームが照射されることによ
り、この化学増幅型レジスト２に光ディスクのピットや
グルーブに対応したパターンが、例えばスパイラル状に
描画される。そして、電子ビームが照射された化学増幅
型レジスト２に対して、ベーキング（ＰＥＢ：Post Exp
osure Baking）が行われることにより、化学増幅型レジ
スト２に、光ディスクのピットやグルーブに対応した凹
凸パターンの潜像が形成される。

【００２６】次に、潜像が形成された化学増幅型レジス
ト２が、アルカリ性の現像液により現像され、図４に示
すように、光ディスクのピットやグルーブに対応した凹
凸パターンを有するレジスト原盤３が形成される。

【００２７】次に、図５に示すように、レジスト原盤３
の凹凸パターンを有する主面に、スパッタリング法、蒸
着法、無電解メッキ法等の方法で、銀又はニッケル等の
金属被膜４が形成される。

【００２８】次に、金属被膜４が形成されたレジスト原
盤３が、電気メッキ装置にセットされ、金属被膜４を電
極として、電気メッキが行われることにより、図６に示
すように、レジスト原盤３の主面上に、金属被膜４を介
して、電気メッキ層５が形成される。

【００２９】次に、図７に示すように、金属被膜４が付
着した電気メッキ層５からレジスト原盤３が剥離され
る。そして、レジスト原盤３が剥離された電気メッキ層
５から余分な金属被膜４がプレス除去されることによ
り、図８に示すようなディスク原盤６が完成する。

【００３０】以上のようにして作製されたディスク原盤
６には、回転操作される基板１上に塗布された化学増幅
型レジスト２に、電子ビームを変調信号に応じて強度変
調しながら照射することにより、図９に示すような、光
ディスクのピットパターンに対応したパターン１１が形
成される。

【００３１】また、以上のようにして作製されたディス
ク原盤６には、回転操作される基板１上に塗布された化
学増幅型レジスト２に、電子ビームを偏向信号に応じて
偏向しながら照射することにより、図１０に示すよう
な、光ディスクの蛇行したグルーブ（ウォブリンググル
ーブ）のパターンに対応したパターン１２が形成され
る。

【００３２】また、以上のようにして作製されたディス
ク原盤６には、回転操作される基板１上に塗布された化
学増幅型レジスト２に、電子ビームを偏向せずに固定ビ
ームとして照射することにより、図１１に示すような、
光ディスクの直線的なグルーブ（ストレートグルーブ）
のパターンに対応したパターン１３が形成される。

【００３３】ここで、基板１上に塗布された化学増幅型
レジスト２に対して、電子ビームを照射し、この化学増
幅型レジスト２に、光ディスクのピットやグルーブのパ
ターンに対応したパターンを描画する電子ビーム描画装
置について説明する。

【００３４】この電子ビーム描画装置２０は、図１２に
示すように、電子ビームを発生する電子ビーム発生部３
０と、電子ビーム発生部３０からの電子ビームを集束し
て基板１上に塗布された化学増幅型レジスト２に照射さ
せる電子ビーム集束部４０と、化学増幅型レジスト２が
塗布された基板１を移動可能に支持する基板支持機構部
５０とにより構成される。

【００３５】この電子ビーム描画装置２０においては、
電子ビーム発生部３０と電子ビーム集束部４０とが、高
真空状態に保たれた電子光学鏡筒２１内に配設されてい
る。

【００３６】電子光学鏡筒２１は、例えば円筒状を呈
し、一端部が大気中に配設された基板支持機構部５０に
より支持された基板１と対向するように、除振テーブル
２３上に設けられたホルダ２２により保持されている。
そして、この電子光学鏡筒２１の基板と対向する端部に
は、電子ビームの経路となる部分に図示しない電子ビー
ム透過孔が設けられており、この電子ビーム透過孔が、
電子ビームを十分に透過させる図示しない薄膜により閉
塞されている。この電子ビーム露光装置２０において
は、この薄膜が、電子光学鏡筒２１の真空シールドとし
て機能する。

【００３７】一方、基板支持機構部５０は、除振テーブ
ル２３上に載置され、大気圧中にて化学増幅型レジスト
２が塗布された基板１を支持するようになされている。

【００３８】電子ビーム描画装置２０は、電子ビーム発
生部３０、電子ビーム集束部４０及び基板支持機構部５
０の各部が除振テーブル２３に支持されることにより、
外部振動による描画不良が抑制されるようになされてい
る。

【００３９】電子ビーム発生部３０は、電子ビームを出
射する電子銃３１と、この電子銃３１から出射された電
子ビームを集束するコンデンサレンズ３２と、コンデン
サレンズ３２により集束された電子ビームを変調信号に
応じて偏向し又は通過させる電子ビーム変調手段３３
と、電子ビーム変調手段３３により偏向され又は電子ビ
ーム変調手段３３を通過した電子ビームを透過又は遮断
するアパーチャー３４とを備えている。

【００４０】電子銃３１は、ＬａＢ₆等よりなる電子ビ
ーム放出源より放出され、陽極により加速された電子ビ
ームを出射する。電子銃３１より出射された電子ビーム
は、静電レンズであるコンデンサレンズ３２により集束
され、電子ビーム変調手段３３を介してアパーチャー１
４に到達する。

【００４１】電子ビーム変調手段３３は、一対の電極３
３ａ，３３ｂを備え、変調信号に応じてこれら電極間に
電界を発生させて、コンデンサレンズ３２により集束さ
れた電子ビームを偏向させることにより、オン／オフの
切り換えを行うものである。すなわち、電子ビーム変調
手段３３は、電子ビームをオフにする場合は、コンデン
サレンズ３２により集束された電子ビームがアパーチャ
ー３４により遮断されるように、一対の電極間に大きな
電界を発生させ、電子ビームを大きく偏向させる。ま
た、電子ビーム変調手段３３は、電子ビームをオンにす
る場合は、コンデンサレンズ３２により集束された電子
ビームがアパーチャー３４を透過するように、電子ビー
ムを偏向せずにそのまま通過させる。なお、ここでは、
電子ビーム変調手段３３を、電子ビームの経路に電界を
発生させて電子ビームを偏向させるように構成した例に
ついて説明しているが、電子ビーム変調手段３３は、こ
の例に限定されるものではなく、電子ビームの経路に磁
界を発生させて電子ビームを偏向させるように構成され
てもよい。

【００４２】アパーチャー３４を透過した電子ビーム
は、このアパーチャー３４によりビーム径が絞られた状
態で、電子ビーム集束部４０へと移動する。

【００４３】電子ビーム集束部４０は、電子ビーム発生
部３０のアパーチャー３４を透過した電子ビームをウォ
ブリング信号に応じて偏向する電子ビーム偏向手段４１
と、電子ビーム偏向手段４１により偏向され又は電子ビ
ーム偏向手段４１を通過した電子ビームのビーム径を調
整するフォーカス調整レンズ４２と、フォーカス調整レ
ンズ４２によりビーム径が調整された電子ビームを集束
して化学増幅型レジスト２に照射させる対物レンズ４３
とを備えている。

【００４４】電子ビーム偏向手段４１は、一対の電極４
１ａ，４１ｂを備え、ウォブリング信号に応じてこれら
電極間に電界を発生させて、アパーチャー３４を透過し
た電子ビームを偏向させ、例えば、ディスク原盤６に、
先に図１０に示したようなウォブリンググルーブに対応
したパターン１２を形成するためのものである。したが
って、この電子ビーム偏向手段４１は、例えば、ウォブ
リンググルーブに対応したパターン１２を形成するとき
のみ電子ビームを偏向させ、先に図９に示したようなピ
ットに対応したパターン１１や、先に図１１に示したよ
うなストレートグルーブに対応したパターン１３を形成
するときは、電子ビームを偏向せずにそのまま通過させ
る。なお、ここでは、電子ビーム偏向手段４１を、電子
ビームの経路に電界を発生させて電子ビームを偏向させ
るように構成した例について説明しているが、電子ビー
ム偏向手段４１は、この例に限定されるものではなく、
電子ビームの経路に磁界を発生させて電子ビームを偏向
させるように構成されてもよい。

【００４５】電子ビーム偏向手段４１を透過した電子ビ
ームは、静電レンズ又は電磁型レンズよりなるフォーカ
ス調整レンズ４２によりスポット径が調整される。電子
ビームは、このフォーカス調整レンズ４２を透過するこ
とにより、常に化学増幅型レジスト２上で焦点が合った
状態とされる。フォーカス調整レンズ４２によりスポッ
ト径が調整された電子ビームは、対物レンズ４３に入射
する。

【００４６】対物レンズ４３に入射した電子ビームは、
この対物レンズ４３により集束され、数ｎｍから数μｍ
のスポット径に絞り込まれて、基板支持機構部５０に支
持された基板１上の化学増幅型レジスト２に照射され
る。

【００４７】基板支持機構部５０は、化学増幅型レジス
ト２が塗布された基板１を回転操作するエアースピンド
ル装置５１と、このエアースピンドル装置５１を、図１
２中矢印Ａで示す基板１のラジアル方向に水平移動させ
るエアースライド装置５２とを備えている。

【００４８】エアースピンドル装置５１は、化学増幅型
レジスト２が塗布された基板１を載置するステージと、
ステージに取り付けられた回転軸を支持するエアーベア
リングと、ステージを回転駆動する駆動モータとを備え
ており、高精度で制御される回転速度で駆動される。例
えば、エアースピンドル装置５１は、化学増幅型レジス
ト２が塗布された基板１を３６００ｒｐｍで回転させ、
その回転速度が例えば光学式ロータリーエンコーダを用
いたサーボ機構により、一回転当たり１０^-7以下の回転
ジッタで制御されている。

【００４９】エアースライド装置５２は、エアースピン
ドル装置５１を基板１のラジアル方向Ａに移動操作する
駆動モータと、エアースピンドル装置５１を支持すると
共にこのエアースピンドル装置５１の水平移動を制御す
るエアーを用いたリニアガイド機構とを備えている。こ
のエアースライド装置５２の移動速度は、例えばレーザ
スケールによる測長機構により精密に制御され、例えば
数ｎｍの移動精度でエアースピンドル装置５１を基板１
のラジアル方向Ａに水平移動させる。

【００５０】対物レンズ４３により集束された電子ビー
ムは、エアースピンドル装置５１により回転操作される
と共にエアースライド装置５２により水平移動される基
板１上の化学増幅型レジスト２に照射される。これによ
り、化学増幅型レジスト２に、光ディスクのピットやグ
ルーブに対応したパターンの潜像が、例えばスパイラル
状に形成される。

【００５１】ところで、以上説明した電子ビーム描画装
置２０を用いて、化学増幅型レジスト２に所定のパター
ンを描画する場合、電子ビームは、エアースピンドル装
置５１により高速で回転操作される基板１上の化学増幅
型レジスト２に照射されることになる。したがって、化
学増幅型レジスト２に適切なパターンを描画するために
は、電子銃３１から出射される電子ビームの単位面積当
たりの電流の大きさである電流密度を、この線速度に対
応した値に設定する必要がある。

【００５２】ここで、作製する光ディスクの記録領域の
面積をＡ、この光ディスクの記録トラックのトラックピ
ッチをＰとすると、この光ディスクの記録トラックの全
長は、Ａ／Ｐで表すことができる。

【００５３】この光ディスクに対応したディスク原盤の
パターンを描画する際、電子ビームのスポットの線速度
Ｖは、トラックの全長Ａ／Ｐを、描画に要する時間ｔで
割った値となる。

【００５４】ここで、描画に要する時間ｔは、電子ビー
ムの安定性、化学増幅型レジスト２の安定性、ディスク
原盤６の実用的な生産性等を考慮すると、２時間以内と
することが必要である。

【００５５】化学増幅型レジスト２の安定性は、この化
学増幅型レジスト２に電子ビームが照射されてから上述
した描画後のベーキング（ＰＥＢ）までの間に生じる暗
反応の進行具合に依存する。化学増幅型レジスト２は、
一般に、電子ビームが照射されることにより当該レジス
ト中に生成された酸が、ＰＥＢにより活性化されること
により、潜像が形成される。しかしながら、この電子ビ
ームの照射により生成される酸成分は、化学増幅型レジ
スト２の周辺雰囲気に微量に含まれるアミン系成分によ
り徐々に失活を受け、いわゆる暗反応が生じる。

【００５６】したがって、描画を開始してから描画を終
了するまでの間に長時間が経過してしまうと、化学増幅
型レジスト２の暗反応が進行し、ＰＥＢを行った後に形
成されるパターンが、描画開始時のものと描画終了時の
ものとで大きく異なり、パターンの変動として現れてし
まう。

【００５７】この描画開始時からＰＥＢを行うまでの時
間は、一般にＰＥＤ（Post Exposure Delay）と呼ば
れ、化学増幅型レジスト２に電子線を照射してパターン
を描画する場合、形成されるパターンの変動を無視でき
る程度に小さくするためには、ＰＥＤが２時間以内に設
定されることが望ましい。

【００５８】以上の理由から、描画に要する時間を２時
間以内に設定すると、電子ビームのスポットの線速度Ｖ
は、以下の式（１）で表すことができる。

【００５９】 Ｖ≧Ａ／（２［ｈ］×Ｐ） ・・・・（１） この線速度Ｖに対応して適切なパターンを形成するため
に必要な電子ビームの電流Ｉは、化学増幅型レジスト２
の描画に必要とされる単位面積当たりの電荷量をＳと
し、化学増幅型レジスト２に照射される電子ビームのス
ポットの半径をＷとすると、以下の式（２）で表すこと
ができる。

【００６０】Ｉ＝２×Ｗ×Ｖ×Ｓ ・・・・（２） また、電子ビームの単位面積当たりの電流の大きさであ
る電流密度Ｊは、以下の式（３）で表すことができる。

【００６１】Ｊ＝Ｉ／（π×Ｗ²） ・・・・（３） 上記式（３）に上記式（２）を代入すると、以下の式
（４）が得られる。

【００６２】 Ｊ＝２×Ｖ×Ｓ／（π×Ｗ） ・・・・（４） 上記式（４）に上記式（１）を代入すると、以下の式
（５）が得られる。

【００６３】 Ｊ≧Ａ×Ｓ／（１［ｈ］×π×Ｐ×Ｗ） ・・・・（５） 以上説明したように、電子ビームを化学増幅型レジスト
２に照射して光ディスクに対応したパターンを形成する
場合は、電子ビームの単位面積当たりの電流の大きさで
ある電流密度Ｊを、上記式（５）を満足するように設定
することにより、回転操作される基板１上に塗布された
化学増幅型レジスト２に所望のパターンを適切に描画
し、高精度な微細パターンを有するディスク原盤６を作
製することができる。

【００６４】また、電子ビーム描画装置２０を用いて、
先に図９に示した光ディスクのピットに対応したパター
ン１１を作製するためには、上述したように、電子ビー
ム変調手段３３の一対の電極３３ａ，３３ｂ間に所定の
周波数の電圧（変調信号）を印加して、電子ビームを偏
向させてアパーチャー３４により遮断させ、又は、電子
ビームをそのまま通過させてアパーチャー３４を透過さ
せることにより、電子ビームのオン／オフの切り換えを
する必要がある。

【００６５】この場合も、電子ビームは、エアースピン
ドル装置５１により高速で回転操作される基板１上の化
学増幅型レジスト２に照射されるので、化学増幅型レジ
スト２に光ディスクのピットに対応したパターン１１を
適切に描画するためには、電子ビーム変調手段３３の一
対の電極３３ａ，３３ｂ間に印加する電圧の周波数を、
電子ビームのスポットの線速度に対応した値に設定する
必要がある。

【００６６】ここで、作製する光ディスクの最短ピット
長をＬとすると、電子ビームのスポットの線速度に対応
して、光ディスクのピットに対応したパターン１１を適
切に描画するための印加電圧の周波数Ｑは、以下の式
（６）で表すことができる。

【００６７】Ｑ＝Ｖ／Ｌ ・・・・（６） 上記式（６）に上記式（１）を代入すると、以下の式
（７）が得られる。

【００６８】 Ｑ≧Ａ／（２［ｈ］×Ｐ×Ｌ） ・・・・（７） したがって、電子ビーム描画装置２０を用いて、先に図
９に示した光ディスクのピットに対応したパターン１１
を作製する場合、電子ビーム変調手段３３の一対の電極
３３ａ，３３ｂ間に印加する電圧の周波数を、上記式
（７）を満足するように設定すれば、電子ビームのスポ
ットの線速度に対応して、光ディスクのピットに対応し
たパターン１１を適切に描画することができる。

【００６９】また、電子ビーム描画装置２０を用いて、
先に図１０に示した光ディスクのウォブリンググルーブ
に対応したパターン１２を作製するためには、上述した
ように、電子ビーム偏向手段４１の一対の電極４１ａ，
４１ｂ間に所定の振幅の電圧（ウォブリング信号）を印
加し、電子ビームを偏向させて、高速で回転操作される
基板１上の化学増幅型レジスト２に蛇行するように照射
させる必要がある。

【００７０】この場合、電子ビームの化学増幅型レジス
ト２上における蛇行の振幅、すなわち電子ビームの走査
範囲は、なるべく小さく設定された方が、上述した電流
密度の高密度化、及び電子ビーム変調手段３３の一対の
電極３３ａ，３３ｂ間に印加する電圧の周波数の向上を
図ることが容易となる。

【００７１】ここで、一般に、光ディスクのウォブリン
ググルーブの蛇行の振幅は、１０μｍ以内に設定されて
いる。このため、電子ビーム描画装置２０を用いて光デ
ィスクの原盤を作製する場合、電子ビームの化学増幅型
レジスト２上における走査範囲を１０μｍ以上に設定し
てもあまり意味がない。したがって、電子ビーム偏向手
段４１の一対の電極４１ａ，４１ｂ間に印加する電圧の
振幅は、電子ビームの化学増幅型レジスト２上における
走査範囲、すなわち、描画されるパターンの蛇行の振幅
が１０μｍ以内となるように設定されていることが望ま
しい。

【００７２】また、電子ビーム描画装置２０を用いて化
学増幅型レジスト２に所望のパターンを描画する場合、
微細なパターンを精度良く描画するためには、電子銃３
１から出射される電子ビームを加速するために印加され
る電圧も適切な値に設定されていることが望ましい。

【００７３】この電子銃３１から出射される電子ビーム
を加速するために印加される電圧が３０ｋＶ以下に設定
されると、電子ビームが化学増幅型レジスト２内に入射
する際の速度が遅く、化学増幅型レジスト２内で電子ビ
ームの広がり、すなわち前方散乱の影響が大きくなっ
て、形成されるパターンに変動が生じてしまう。

【００７４】また、電子銃３１から出射される電子ビー
ムを加速するために印加される電圧が８０ｋＶ以上に設
定されると、化学増幅型レジスト２の感度が低下し、適
切なパターンの形成が困難となる。

【００７５】したがって、電子ビーム描画装置２０を用
いて化学増幅型レジスト２に所望のパターンを描画する
場合は、電子銃３１から出射される電子ビームを加速す
るために印加される電圧を３０〜８０ｋＶの範囲に設定
することが望ましい。

【００７６】ここで、上述した電子ビーム描画装置２０
を用いて、ＣＤ（Compact Disc）と同じ直径１２ｃｍの
ディスクの片面に３０ＧＢの容量の信号が記録された、
読み出し専用のＲＯＭ型の光ディスクのディスク原盤６
を作製する場合、実際に、電子銃３１から出射される電
子ビームの単位面積当たりの電流の大きさである電流密
度Ｊ及び電子ビーム変調手段３３の一対の電極３３ａ，
３３ｂ間に印加する電圧の周波数Ｑをどのような値に設
定すればよいか説明する。

【００７７】直径１２ｃｍのディスクの片面に３０ＧＢ
の容量をＣＤの記録方式と同様のＥＦＭ方式によって記
録するには、トラックピッチＰが０．２９［μｍ］、最
短ピット長Ｌが０．１６［μｍ］の微細ピットパターン
を、半径２４〜５８［ｍｍ］の範囲の円環状の記録領域
にスパイラル状に記録する必要がある。このとき、記録
領域の面積Ａは、（５８²−２４²）π［ｍｍ²］とな
る。

【００７８】また、ここでは、電子ビームを照射する化
学増幅型レジスト２として、描画に必要とされる単位面
積当たりの電荷量Ｓが５［μｃ／ｃｍ²］のレジストを
用いた。また、電子ビームのスポットサイズの半径Ｗを
０．０５［μｍ］に設定した。

【００７９】このとき、電子ビームのスポットの線速度
に対応して、上述した微細なパターンを適切に描画する
ことができる電流密度Ｊは、上記式（５）に上記各数値
を代入すると、約２６７［Ａ／ｃｍ²］以上となる。

【００８０】また、電子ビーム変調手段３３の一対の電
極３３ａ，３３ｂ間に印加する電圧の周波数Ｑは、上記
式（７）に上記各数値を代入すると、約２６［ＭＨｚ］
以上となる。

【００８１】換言すると、電子ビーム描画装置２０を用
いて、スポットの半径Ｗが０．０５［μｍ］の電子ビー
ムを、描画に必要とされる単位面積当たりの電荷量Ｓが
５［μｃ／ｃｍ²］の化学増幅型レジスト２に照射させ
ることにより所望のパターンを描画してディスク原盤６
を作製する場合、電流密度Ｊを約２６７［Ａ／ｃｍ²］
以上、電子ビーム変調手段３３の一対の電極３３ａ，３
３ｂ間に印加する電圧の周波数Ｑを約２６［ＭＨｚ］以
上に設定することにより、ＣＤと同じ直径１２ｃｍのデ
ィスクの片面に３０ＧＢの容量の信号が記録された、読
み出し専用のＲＯＭ型の光ディスクのディスク原盤６を
作製することができる。

【００８２】

【発明の効果】本発明に係る電子ビームを用いたパター
ン描画方法によれば、電子ビームの単位面積当たりの電
流の大きさである電流密度が電子ビームのスポットの線
速度に対応した値に設定されているので、回転操作され
る基板上に塗布された化学増幅型レジストに所望のパタ
ーンを適切に描画し、高精度な微細パターンを有するデ
ィスク原盤を作製することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ディスク原盤を作製する工程を説明する図であ
り、基板の斜視図である。

【図２】ディスク原盤を作製する工程を説明する図であ
り、化学増幅型レジストが塗布された基板の斜視図であ
る。

【図３】ディスク原盤を作製する工程を説明する図であ
り、電子ビームを用いて化学増幅型レジストにパターン
の描画を行う状態を示す斜視図である。

【図４】ディスク原盤を作製する工程を説明する図であ
り、レジスト原盤の要部断面図である。

【図５】ディスク原盤を作製する工程を説明する図であ
り、金属被膜が形成されたレジスト原盤の要部断面図で
ある。

【図６】ディスク原盤を作製する工程を説明する図であ
り、電気メッキ層が形成されたレジスト原盤の要部断面
図である。

【図７】ディスク原盤を作製する工程を説明する図であ
り、電気メッキ層からレジスト原盤が剥離された状態を
示す要部断面図である。

【図８】ディスク原盤を作製する工程を説明する図であ
り、ディスク原盤の要部断面図である。

【図９】光ディスクのピットに対応したパターンが形成
されたディスク原盤の要部斜視図である。

【図１０】光ディスクのウォブリンググルーブに対応し
たパターンが形成されたディスク原盤の要部斜視図であ
る。

【図１１】光ディスクのストレートグルーブに対応した
パターンが形成されたディスク原盤の要部斜視図であ
る。

【図１２】電子ビーム描画装置の一例を示す構成図であ
る。

【符号の説明】 １ 基板、２ 化学増幅型レジスト、６ ディスク原
盤、２０ 電子ビーム描画装置、３０ 電子ビーム発生
部、３１ 電子銃、３３ 電子ビーム変調手段、３４
アパーチャー、４０ 電子ビーム集束部、４１ 電子ビ
ーム偏向手段、４３ 対物レンズ、５０ 基板支持機構
部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子銃から出射される電子ビームを回転
   操作される基板上に塗布された化学増幅型レジストに照
   射して、この化学増幅型レジストに記録媒体のパターン
   に対応したパターンを描画するに際し、 上記電子ビームの単位面積当たりの電流の大きさである
   電流密度Ｊが、上記記録媒体の記録領域の面積をＡ、上
   記記録媒体のトラックピッチをＰ、上記化学増幅型レジ
   ストの描画に必要とされる単位面積当たりの電荷量を
   Ｓ、上記化学増幅型レジストに照射される電子ビームの
   スポットの半径をＷとしたときに、以下の式を満足する
   ように設定されることを特徴とする電子ビームを用いた
   パターン描画方法。 Ｊ≧Ａ×Ｓ／（１［ｈ］×π×Ｐ×Ｗ）
2. 【請求項２】 上記化学増幅型レジストに向かう電子ビ
   ームの経路にアパーチャーを配し、 上記化学増幅型レジストに向かう電子ビームの経路に電
   界又は磁界を印加してこの電子ビームを偏向させること
   により、電子ビームが上記アパーチャーを通過するか否
   かを切り換えることで、電子ビームの強度変調を行うこ
   とを特徴とする請求項１記載の電子ビームを用いたパタ
   ーン描画方法。
3. 【請求項３】 上記記録媒体の最短ピットに対応したパ
   ターンを描画する際に、当該最短ピットのピット長をＬ
   としたときに、上記電子ビームの強度変調をＡ／（２
   ［ｈ］×Ｐ×Ｌ）以上の周波数で行うことを特徴とする
   請求項２記載の電子ビームを用いたパターン描画方法。
4. 【請求項４】 上記化学増幅型レジストに向かう電子ビ
   ームの経路に電界又は磁界を印加してこの電子ビームを
   偏向させることにより、上記化学増幅レジストに蛇行し
   たパターンを描画することを特徴とする請求項１記載の
   電子ビームを用いたパターン描画方法。
5. 【請求項５】 上記電子ビームを上記化学増幅型レジス
   トに照射する際に、当該電子ビームを加速するために印
   加される電圧が、３０〜８０ｋＶの範囲に設定されてい
   ることを特徴とする請求項１記載の電子ビームを用いた
   パターン描画方法。