專利名稱：電子束記錄裝置及電子束記錄方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造光盤原盤的技術(shù)。更具體的講本發(fā)明涉及使用電子束制造高密度光盤原盤的技術(shù)。


圖10是已往的電子束記錄裝置900構(gòu)成的概略圖。電子束記錄裝置900具有放出電子射線的電子射線源901、將從電子射線源901放出的電子射線加速的加速電極902、使經(jīng)加速的電子射線912聚束的電子射線用透鏡903、根據(jù)任意的信息信號改變電子束912的前進(jìn)方向的電極904。任意信息信號提供給電壓控制部(圖中未示出)時，電壓控制部向電極904外加電壓，電子束偏轉(zhuǎn)。電子束記錄裝置900進(jìn)一步具有在電子束偏轉(zhuǎn)時，遮蔽向抗蝕劑原盤907照射的電子束的遮蔽板905；使電子射線聚束在抗蝕劑原盤907上的電子射線用透鏡906；涂有抗蝕劑的抗蝕劑原盤907；使抗蝕劑原盤907旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)臺908；使旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)臺908沿抗蝕劑原盤907的直徑方向滑動的滑塊909。電子束記錄裝置900的各構(gòu)成要素配置在真空中。電子束記錄裝置900使回轉(zhuǎn)臺908旋轉(zhuǎn)的同時，由滑快909使抗蝕劑原盤907沿直徑方向滑動，從圓形的抗蝕劑原盤的內(nèi)周側(cè)向外周側(cè)，或者從外周側(cè)向內(nèi)周側(cè)，將信號圖案螺旋狀地曝光(記錄)。
圖11是表示從電子射線源901(圖10)側(cè)看遮蔽板905和電子束的位置關(guān)系的圖。在圖中，抗蝕劑原盤907也一起表示。在沒有向電極904(圖10)外加電壓時，電子束通過位置921。因此，電子束照射到抗蝕劑原盤907上。由于抗蝕劑原盤907沿箭頭923所示的方向旋轉(zhuǎn)，所以在電子束照射期間形成所謂的穴等。在向電極904(圖10)外加設(shè)定的電壓時，電子束沿記錄切線方向的路線920向由遮蔽板905遮擋的方向移動，到達(dá)位置922。因此，在抗蝕劑原盤907上不是穴的區(qū)域形成所謂的間隙。通過使電子束沿路線920移動到位置921或922，在抗蝕劑原盤907上形成所希望的圖案。另外，遮蔽板905的端面配置成在電子束通過位置921時與電子束相切。
圖12的(a)～(c)是說明根據(jù)規(guī)定的信息信號記錄所希望的穴圖案的具體例子的圖。圖12的(a)是在電壓為高電平時形成記錄標(biāo)記，在電壓為低電平時形成穴間的間隙的信號。電子束記錄裝置900(圖10)的圖中未示出的電壓控制部利用圖12的(a)所示的信號生成圖12的(b)所示的調(diào)制信號。電壓控制部將調(diào)制信號輸入給電極904(圖10)后，電子束根據(jù)信號向記錄切線方向彎曲。具體地講，調(diào)制信號為0V時，電子束不彎曲，照射在抗蝕劑原盤907上，隨著調(diào)制信號變成負(fù)電壓，電子束向遮蔽板905(圖11)側(cè)彎曲。將圖12(b)所示的調(diào)制信號輸入給電極904(圖10)后，電子束沿路線920(圖11)在位置921和位置922(圖11)之間往返，形成記錄穴。圖12(c)表示被記錄的穴。
另外，因為不能使電子射線的照射量或者電子射線的加速電壓等高速變化，所以通常在變更記錄的穴的寬度或者導(dǎo)向槽的寬度時，電子束記錄裝置900變更回轉(zhuǎn)臺908(圖10)旋轉(zhuǎn)的線速度，調(diào)整照射到抗蝕劑原盤907(圖1)的單位面積內(nèi)的電子射線的能量的量。但是，可以變更電子射線的加速電壓的設(shè)定。通過變更電子射線的加速電壓，可以達(dá)到與在利用激光曝光的情況下變更激光的波長同樣的效果。以下的表1表示電子射線的加速電壓和經(jīng)換算的激光的波長的關(guān)系。從表中可以看到，加速電壓越大換算波長越短。因此，由于可以縮小光束，所以可以實現(xiàn)光盤高密度化。


但是，對于已往的電子束記錄裝置，要實現(xiàn)盤的高密度化非常困難。這是因為利用已往的電子束記錄裝置記錄圖案時，如圖12(c)所示，記錄的穴會成為前端和后端的寬度不同的淚形的穴，不能得到穴的前端和后端形狀一致的均勻形狀的穴。這在伴隨光盤的高密度化最小穴長進(jìn)一步縮短的情況下，有可能產(chǎn)生讀出/寫入錯誤。
不能形成均勻形狀的穴的理由如下。首先，對于電子束記錄裝置900(圖10)，由于電子束在遮蔽板905和抗蝕劑原盤907之間往返，只能沿線路920所示的記錄切線方向掃描。因此，對于抗蝕劑原盤的旋轉(zhuǎn)方向，在穴的記錄開始時，電子束以順方向移動到抗蝕劑原盤907上，在穴記錄結(jié)束時，以逆方向從抗蝕劑原盤907上移動到遮蔽板905上。照射在抗蝕劑原盤的單位面積內(nèi)的電子束的能量的量在記錄開始時(即穴的前端形成時)大，在記錄結(jié)束時(即穴的后端形成時)小。因此，穴的前端的寬度寬，后端的寬度窄。
本發(fā)明的目的在于在使用電子束記錄裝置制作光盤的原盤的工序中，形成穴的前端和后端的形狀一致、均勻形狀的穴。
具體實現(xiàn)方式如下本發(fā)明的電子束記錄裝置具有發(fā)射電子射線的電子射線源；根據(jù)規(guī)定的信息信號生成電壓的電壓控制部；根據(jù)電壓控制部生成的上述電壓使上述電子束偏轉(zhuǎn)的控制電極；遮蔽上述電子束的遮蔽板；載置上述抗蝕劑原盤并使該抗蝕劑原盤旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)臺；經(jīng)遮蔽板的通過位置使上述電子束通過，在遮蔽板的遮蔽位置使上述電子束遮蔽，在上述抗蝕劑原盤上記錄所希望的圖案。電壓控制部控制外加到上述控制電極上的上述電壓，使上述電子束從第1遮蔽位置移動到上述通過位置的第1速度和從上述通過位置移動到第2遮蔽位置的第2速度幾乎相等。通過該方式可以達(dá)到上述目的。
電壓控制部可以從回轉(zhuǎn)臺接受涉及上述抗蝕劑原盤的旋轉(zhuǎn)速度的信息，取得上述抗蝕劑原盤的線速度，使上述線速度與上述第1速度的第1相對速度和上述線速度與上述第2速度的第2相對速度幾乎相等。
上述第1速度和上述第2速度可以是相同方向。
上述控制電極可以由使上述電子束沿第1方向偏轉(zhuǎn)的第1電極、使上述電子束沿與上述第1方向不同的第2方向偏轉(zhuǎn)的第1電極組成，電壓控制部控制外加到上述第1電極及上述第2電極上的各電壓，使上述電子束偏轉(zhuǎn)并經(jīng)遮蔽板上的位置從第2遮蔽位置移動到上述第1遮蔽位置。
上述第1速度和上述第2速度可以和上述抗蝕劑原盤的旋轉(zhuǎn)方向是相同方向。
遮蔽板具有規(guī)定上述第1遮蔽位置的第1遮蔽部；規(guī)定上述第2遮蔽位置的第2遮蔽部；而且，在該第1遮蔽部和該第2遮蔽部之間，可以有作為上述通過位置的切口。
遮蔽板進(jìn)一步具有連接上述第1遮蔽部和上述第2遮蔽部的第3遮蔽部，使上述電子束偏轉(zhuǎn)并經(jīng)上述第3遮蔽部從上述第2遮蔽位置移動到上述第1遮蔽位置。
遮蔽板的上述切口可以和上述電子束的直徑幾乎相等。
本發(fā)明的電子束記錄裝置，具有發(fā)射電子束的電子射線源；根據(jù)規(guī)定的信息信號生成電壓的電壓控制部；根據(jù)電壓控制部生成的上述電壓使上述電子束偏轉(zhuǎn)的控制電極；配置在上述控制電極和抗蝕劑原盤之間、并遮蔽上述電子束的遮蔽板；載置抗蝕劑原盤、并使該抗蝕劑原盤旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)臺，使上述電子束通過遮蔽板通過位置通過，在遮蔽板遮蔽位置遮蔽，在上述抗蝕劑原盤上記錄所希望的圖案的電子束記錄裝置，其遮蔽板具有規(guī)定上述遮蔽位置的第1遮蔽部以及第2遮蔽部，并且在該第1遮蔽部和第2遮蔽部之間，具有作為上述通過位置的切口，控制電極根據(jù)電壓控制部生成的上述電壓，在遮蔽板的上述第1遮蔽部，上述第2遮蔽部以及在切口，使上述電子束偏向任意方向。由此達(dá)到上述目的。
本發(fā)明的電子束記錄方法使用具有發(fā)射電子束的電子射線源、根據(jù)規(guī)定的信息信號生成電壓的電壓控制部、根據(jù)電壓控制部生成的上述電壓使上述電子束偏轉(zhuǎn)的控制電極、遮蔽上述電子束的遮蔽板、載置上述抗蝕劑原盤并使該抗蝕劑原盤旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)臺的電子束記錄裝置。即，電子束記錄方法具有使上述電子束偏轉(zhuǎn)并使上述電子束以第1速度從第1遮蔽位置移動到上述通過位置的步驟；使上述電子束經(jīng)上述通過位置照射到上述抗蝕劑原盤的步驟；使上述電子束偏轉(zhuǎn)并使上述電子束以與上述第1速度幾乎相等的第2速度從上述通過位置移動到第2遮蔽位置的步驟。通過這些步驟可以達(dá)到上述目的。
以上述第2速度移動的步驟可以進(jìn)一步包含從上述回轉(zhuǎn)臺接受涉及上述抗蝕劑原盤的旋轉(zhuǎn)速度的信息，取得上述抗蝕劑原盤的線速度的步驟；使上述線速度與上述第2速度的第2相對速度和上述線速度與上述第1速度的第1相對速度幾乎相等的步驟。
上述第1速度和上述第2速度可以是相同方向。
進(jìn)一步具有如下步驟，即，上述控制電極由使上述電子束沿第1方向偏轉(zhuǎn)的第1電極；使上述電子束沿與上述第1方向不同的第2方向偏轉(zhuǎn)的第2電極組成，控制外加到上述第1電極及上述第2電極的各電壓，使電子束偏轉(zhuǎn)并經(jīng)遮蔽板上的位置從第2遮蔽位置移動到上述第1遮蔽位置。
上述第1速度和上述第2速度可以與上述抗蝕劑原盤的旋轉(zhuǎn)方向是相同方向。
根據(jù)本發(fā)明，電子束記錄裝置的電子束控制方法，是在具備發(fā)射電子束的電子射線源、根據(jù)規(guī)定的信息信號生成電壓的電壓控制部、根據(jù)電壓控制部生成的上述電壓使上述電子束偏轉(zhuǎn)的控制電極、遮蔽上述電子束的遮蔽板的電子記錄裝置上實施。該方法具有使上述電壓在單位時間內(nèi)以規(guī)定的變化量變化的第1步驟；由在上述第1步驟中使其變化的上述電壓使上述電子束偏轉(zhuǎn)并使上述電子束以第1速度從第1遮蔽位置移動到上述通過位置的步驟；進(jìn)一步使上述電壓以上述規(guī)定的變化量變化的第2步驟；由在上述第2步驟中使其變化的上述電壓使上述電子束進(jìn)一步偏轉(zhuǎn)并使上述電子束以與第1速度幾乎相等的第2速度從上述通過位置移動到第2遮蔽位置的步驟。通過以上步驟可以達(dá)到上述目的。
圖2是本發(fā)明的遮蔽板的形狀示意圖。
圖3是從電子射線源側(cè)看的遮蔽板和電子束的位置關(guān)系的示意圖。
圖4(a)是表示抗蝕劑原盤和電子束的速度的關(guān)系的向量圖。(b)是表示在射入及保存移動速度相等的條件下形成的穴的圖。(c)是表示曝光開始時和結(jié)束時的相對速度相等的條件下形成的穴的圖。
圖5(a)是利用X-Y坐標(biāo)表示在遮蔽板的電子束的位置的圖。(b)是表示外加到電極104(圖1)上的電壓的時間的時間圖。(c)是表示外加到電極105(圖1)上的電壓的時間的時間圖。
圖6(a)～(d)是表示曝光連續(xù)的穴圖案的控制信號和經(jīng)曝光的圖案的圖。
圖7(a)～(c)是表示曝光擺動組的控制信號和經(jīng)曝光的圖案的圖。
圖8(a)～(c)是表示曝光擺動組和穴地址的控制信號和經(jīng)曝光的圖案的圖。
圖9(a)～(c)是表示曝光擺動組和路橋式穴地址的控制信號和經(jīng)曝光的圖案的圖。
圖10是已往的電子束記錄裝置的構(gòu)成的概略圖。
圖11是從電子射線源側(cè)看遮蔽板和電子束的位置關(guān)系的示意圖。
圖12(a)～(c)是說明利用規(guī)定的信息信號記錄所希望的穴圖案的具體例的圖。
(實施例1)圖1是本發(fā)明的電子束記錄裝置100的構(gòu)成的概略圖。電子束記錄裝置(Electron Beam Recorder)是使電子射線聚束并照射在涂有感光劑(抗蝕劑)的原盤上，將任意信號圖案進(jìn)行曝光記錄的裝置。將信號圖案進(jìn)行曝光的抗蝕劑原盤顯影后，可以得到形成有信號穴或者記錄再生時的跟蹤用的導(dǎo)向槽等的凹凸形狀的盤狀原盤。
以下對電子束記錄裝置100的各構(gòu)成要素進(jìn)行說明。電子束記錄裝置100的各構(gòu)成要素與已往同樣配置在真空中。電子束記錄裝置100具有放出電子射線的電子射線源101、將從電子射線源101放出的電子射線加速的加速電極102、使經(jīng)加速的電子射線112聚束的電子射線用透鏡103。
電子束記錄裝置100還具有外加電壓使電子束偏轉(zhuǎn)的控制電極、生成外加到控制電極上的電壓的電壓控制部111。該控制電極由外加電壓，使電子束的方向向抗蝕劑原盤108的記錄切線方向偏轉(zhuǎn)的電極104；外加電壓，使電子束的方向向與抗蝕劑原盤108的記錄切線方向略垂直的方向偏轉(zhuǎn)的電極105組成。電壓控制部111接受與所希望的曝光圖案對應(yīng)的信息信號，生成外加到電極104及105電壓。信息信號是例如希望曝光的圖案信號。并且，電壓控制部111也利用后述的回轉(zhuǎn)臺109的旋轉(zhuǎn)速度計算照射電子束的抗蝕劑原盤108的位置的切線方向的線速度，也決定與該線速度對應(yīng)的照射量。該動作以后詳細(xì)敘述。
電子束記錄裝置100進(jìn)一步具有遮蔽板106、電子射線用透鏡107、涂有抗蝕劑的抗蝕劑原盤108、使抗蝕劑原盤108旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)臺109、滑塊110。遮蔽板106在電子束偏轉(zhuǎn)時遮蔽向抗蝕劑原盤108照射的電子束。電極104及105與遮蔽板106的距離是大約10cm。電子射線用透鏡107將電子射線聚束在抗蝕劑原盤108上。電子射線用透鏡107有為人所知的靜電透鏡、電磁透鏡等，只要可以達(dá)到使電子射線聚束的效果就可以。滑快110使旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)臺109沿抗蝕劑原盤108的直徑方向滑動。
下面，對電子束記錄裝置100的大致動作進(jìn)行說明。從電子射線源101放出的電子射線，由外加到加速電極102上的電壓向抗蝕劑原盤108加速。經(jīng)加速的電子射線112由電子射線用透鏡103聚束在電極104及105的中心。根據(jù)外加到電極104 105上的電壓，沒有被遮蔽板106遮蔽的電子射線113由電子射線用透鏡107聚束在抗蝕劑原盤108上。由此，抗蝕劑原盤108被曝光。另一方面，在以遮蔽板106遮蔽電子射線112的情況下，抗蝕劑原盤108不被曝光。電子束記錄裝置100使回轉(zhuǎn)臺109旋轉(zhuǎn)的同時，以滑快110使抗蝕劑原盤108沿直徑方向滑動，從圓形的抗蝕劑原盤108的內(nèi)周側(cè)向外周側(cè)或者從外周側(cè)向內(nèi)周側(cè)，將所希望的信號圖案螺旋狀地曝光(記錄)。
本發(fā)明的主要的特征在于遮蔽板106的構(gòu)成及利用遮蔽板106的電子束的控制動作。以下對這些特征進(jìn)行說明。
圖12是表示遮蔽板106的形狀的圖。遮蔽板106是各邊在2～3cm以上的矩形，并且是在一個邊上有開口部(切口)20的板狀體。切口20的寬度為約200～400μm。如圖所示，電子束113的直徑與切口20的寬度大致同等大小。電子束113沿以路線207的箭頭表示的逆時針旋轉(zhuǎn)的1方向移動，通過切口20時照射在抗蝕劑原盤108(圖1)上。即，可以說切口20是電子束通向抗蝕劑原盤108的位置。如圖所示，電子束在垂直于切口20的方向上的移動量為大約2～3mm，在與切口平行的方向上的移動量為大約1～3mm。電子束的移動由電極104及105通過電子束的偏轉(zhuǎn)實現(xiàn)。
參照圖3對利用本發(fā)明的遮蔽板106電子束照射到抗蝕劑原盤108的樣子進(jìn)行說明。圖3是表示從電子射線源101側(cè)(圖1)看遮蔽板106和電子束的位置關(guān)系的圖。遮蔽電子束的遮蔽板106配置成遮蔽部以照射到抗蝕劑原盤108的電子束的位置302為中心，沿抗蝕劑原盤的記錄切線方向相對向。連接這些相對向的遮蔽部的部分也作為如后述的遮蔽部發(fā)揮功能。遮蔽板106的端面調(diào)整成與照射抗蝕劑原盤108時的位置302的電子束相切。電子束沿圖2所示的路線207的箭頭方向移動。即，通過在電極104上外加電壓，可以使電子束沿抗蝕劑原盤108的記錄切線方向移動。而且，通過在電極105上外加電壓，可以使電子束沿與抗蝕劑原盤108的記錄切線方向略垂直的方向移動。
以下，對向抗蝕劑原盤108照射電子束并從抗蝕劑原盤保存的順序進(jìn)行說明。首先，在位置303，向電極104加負(fù)電壓。使外加到電極104上的電壓從該狀態(tài)變化到基準(zhǔn)電壓(例如0V)時，電子束從位置303移動到位置302。因此，電子束照射到抗蝕劑原盤108，曝光開始。曝光結(jié)束后，使外加到電極104上的電壓變?yōu)檎妷骸Ｄ敲?，電子束從位?02移動到位置304。另一方面，在電極105上加正電壓后電子束向遮蔽板106的右方向移動。于是，在電極104上外加正電壓的狀態(tài)下，在電極105上也外加正電壓時，電子束從位置304向圖的右方向移動。之后，依次使電極104的外加電壓向負(fù)電壓變化、電極105的外加電壓回到基準(zhǔn)電壓(0V)時，電子束回到位置303。
即，對抗蝕劑原盤108照射電子束并使其從抗蝕劑原盤108上保存時，有必要調(diào)整外加到電極104及電極105上的電壓的大小及時間。涉及這些步驟的具體控制參照圖5詳細(xì)敘述。另外，電子束的移動速度以數(shù)ns的指令(例如1～2ns)進(jìn)行非常的高速。輸入控制信號的速度直接影響電子束的移動速度。即電子束的移動速度受輸入信號的速度限制。由于從位置304到位置303的逆時針旋轉(zhuǎn)的移動速度非常地快，所以可以連續(xù)記錄數(shù)μm程度間隔的穴。
使電子束沿路線207移動時非常重要的是從遮蔽板106到切口20、從切口20到遮蔽板106移動時的電子束的移動速度。參照圖4的(a)～(c)進(jìn)行詳細(xì)說明。圖4的(a)是抗蝕劑原盤108和電子束的速度的關(guān)系的向量圖。由于速度是向量，所以所謂的‘2個速度相等’表示速率和方向雙方相等，這自不必說。首先如圖所示，電子束的移動速度可以定義在曝光開始時從遮蔽板106向切口20移動時的入射速度(VIN)及在曝光結(jié)束時從切口20向遮蔽板106移動時的保存速度(VOUT)等2個速度。與此相對應(yīng)，與旋轉(zhuǎn)的抗蝕劑原盤108的線速度(Vd)相對的電子束的相對速度也可以定義2個。在此為曝光開始時的相對速度(ΔVIN)和曝光結(jié)束時的相對速度(ΔVOUT)。從圖中可以看到，這些可以通過下述的式1及式2得到。
(式1)曝光開始時的相對速度(ΔVIN)＝入射移動速度(VIN)-原盤的線速度(Vd)(式2)曝光結(jié)束時的相對速度(ΔVOUT)＝保存移動速度(VOUT)-原盤的線速度(Vd)本發(fā)明的主要特征是調(diào)整電子束的移動速度使其滿足下述條件1及/或條件2。即，(條件1)入射移動速度(VIN)＝保存移動速度(VOUT)(條件1)曝光開始時的相對速度(ΔVIN)＝曝光結(jié)束時的相對速度(ΔVOUT)圖4(b)是根據(jù)上述條件1形成的穴的示意圖。內(nèi)周側(cè)的穴和外周側(cè)的穴各自前端和后端形狀整齊一致，可以理解為呈均勻形狀。因此，在穴的前端和后端的形狀一致這一點上，條件1是有用的。
但是，從圖中可以看到，在內(nèi)周側(cè)和外周側(cè)穴的形狀不同。這是通過所謂的CAV(Constant Angular Velocity)方式曝光的情況。對于CAV方式，抗蝕劑原盤108的內(nèi)周和外周的旋轉(zhuǎn)速度不同。電子束的移動速度和抗蝕劑原盤108的旋轉(zhuǎn)速度(Vd)的差越大，前端及后端的形狀越帶圓弧。
穴的形狀根據(jù)盤上的位置不同而不同，在盤的存取上有可能產(chǎn)生問題。因此，條件1對于CLV(Constant Linear Velocity)方式比較適合。因為CLV方式在盤的任何位置對于抗蝕劑原盤108的內(nèi)周和外周旋轉(zhuǎn)速度相同。
另一方面，圖4的(c)是根據(jù)條件2形成的穴的示意圖。在條件2的情況下，也是內(nèi)周側(cè)的穴及外周側(cè)的穴的任何一方都呈前端和后端的形狀一致的均勻形狀。進(jìn)而，根據(jù)條件2無論在抗蝕劑原盤108的什么位置都可以形成前端和后端的形狀相同的穴。滿足條件2的情況下，通過CAV方式及CLV方式中的任何一種方式曝光都可以形成均勻形狀的穴。通過調(diào)整電子束的移動速度以便滿足條件1及條件2雙方，可以得到上述的任何優(yōu)點。
接下來參照圖5對使電子束在遮蔽板106上移動的控制進(jìn)行說明。該控制由電壓控制部111(圖1)來進(jìn)行。圖5是利用X-Y坐標(biāo)來表示電子束在遮蔽板106上的位置。如以上所述，電子束的位置由電壓控制部111(圖1)加在電極104及電極105(圖1)上的電壓來決定。圖5的(b)是表示加在電極104(圖1)上的電壓的時間的時間圖。由于加在電極104上的電壓控制電子束在Y軸方向的移動，所以以下稱該電壓為‘Y方向控制電壓’。圖5的(c)是表示加在電極105(圖1)上的電壓的時間的時間圖。由于加在電極105上的電壓控制電子束在X軸方向的移動，所以以下稱該電壓為‘X方向控制電壓’。
如圖5的(a)所示，在t＝t0時，電子束處于初始位置A(0，y)。這時，Y方向控制電壓為負(fù)，X方向控制電壓為0V。從此，時刻進(jìn)行到t＝t1，電子束移動到切口內(nèi)的位置O(0，0)。即Y方向控制電壓漸漸變?yōu)?V。由于電子束不向X方向移動，所以X方向控制電壓保持0V。如以前所說明的，電子束的移動速度非常地高，所以直接受輸入控制信號的速度影響。在此所稱的控制信號是Y方向控制電壓。更具體地講，在圖5的(b)中，時間段t＝[t0，t1]的Y方向控制電壓的圖表的傾斜(單位時間內(nèi)的電壓變化量)與電子束的移動速度成比例。因此，在希望移動速度更快的情況下，縮短該變化的時間段就可以，在希望延緩的情況下，延長該區(qū)間就可以。
由于在時間段t＝[t1，t2]，電子束處于切口內(nèi)，因此抗蝕劑原盤108(圖3)曝光。穴的長度由這時的線速度和該時間段長的積可以得到。在時刻t＝t2穴的曝光結(jié)束后，進(jìn)行到時刻t＝t3，使電子束保存到B(0，-y)的位置。因此，從0V漸漸增大Y方向控制電壓。應(yīng)該注意的是至少到電子束從切口離開，時間段t＝[t0，t1]的Y方向控制電壓的圖表的傾斜度和時間段t＝[t2，t3]的Y方向控制電壓的圖表的傾斜度相同。
由此滿足上述的條件1。另外，為了滿足條件2，抗蝕劑原盤108(圖1)的線速度是必要的。線速度可以由電壓控制部111(圖1)基于回轉(zhuǎn)臺109的旋轉(zhuǎn)，取得旋轉(zhuǎn)速度信息或者角速度信息并進(jìn)行計算而得到。例如，假設(shè)角速度為ω、從旋轉(zhuǎn)中心到記錄位置的距離為r，通過式λ＝r·ω，可以得到線速度λ。
電子束移動到B(0，-y)位置后，接下來進(jìn)行使電子束重新回到A(0，y)位置的處理。首先，在時間段t＝[t3，t4]期間，緩慢增大X方向控制電壓。因此電子束向圖5(a)的X軸的正方向移動并移動至C(x，-y)位置。為了將電子束固定在Y＝-y的位置，Y方向控制電壓保持在正的設(shè)定值。之后，在時間段t＝[t4，t5]期間，緩慢減小Y方向控制電壓，直到與時刻t＝t0時的Y方向控制電壓的值相同，成為負(fù)值。由此，在時刻t＝t5時，電子束移動到D(x，y)。為了將電子束固定在X＝x的位置，X方向控制電壓保持在正的設(shè)定值。最后，在時間段t＝[t5，t6]期間，X方向控制電壓緩慢減小直到0V。因此在時刻t＝t6，電子束重新回到A(0，y)。從時刻t＝t2到t＝t6期間的時間為數(shù)ns。
如以上所說明的，電壓控制部111(圖1)通過控制外加到電極104上的Y方向控制電壓及外加到電極105上的X方向控制電壓，在遮蔽板的多個遮蔽部以及切口20上，可以把電子束的移動以任意方向來控制，可以在抗蝕劑原盤108(圖1)上形成所希望的圖案。
以下，參照圖6～圖9對可以由電子束記錄裝置100(圖1)形成的各式各樣的圖案進(jìn)行說明。在圖6～圖9中，雖然圖5(b)及圖5(c)所記載的控制電壓的傾斜存在，但是，為了便于敘述，沒有將其明確示出，僅僅作為在垂直方向上升或下降的界限簡化表示。
圖6的(a)～(d)是對連續(xù)的穴圖案進(jìn)行曝光的控制信號和經(jīng)曝光的圖案的示意圖。在曝光記錄信號穴圖案時，首先輸入圖6(a)所示的信息信號。這是與圖6(d)所示的希望形成的穴圖案對應(yīng)的信息。具體地講，信息信號在曝光的時間內(nèi)成為高電平，在不曝光的時間(即設(shè)置間隙的時間)內(nèi)成為低電平。
根據(jù)圖6(a)所示的信息信號形成圖6(b)所示的調(diào)制信號和圖6(c)所示的擺動信號。調(diào)制信號與上述的Y方向控制電壓(圖5(b))相對應(yīng)，輸入給將電子束向抗蝕劑原盤的記錄切線方向彎曲的電極104。如參照圖5(b)所說明的，根據(jù)調(diào)制信號的正、0、負(fù)，電子束的位置發(fā)生變化。另一方面，擺動信號與上述的X方向控制電壓(圖5(c))相對應(yīng)，輸入給將電子束向與抗蝕劑原盤108的記錄切線方向略垂直的方向彎曲的電極105(圖1)。如參照圖5(c)所說明的，根據(jù)擺動信號的正、0、負(fù)，電子束的位置發(fā)生變化。
輸入圖6(b)所示的調(diào)制信號及圖6(c)所示的擺動信號后，電子束沿逆時針旋轉(zhuǎn)的環(huán)形路線207(圖3)掃描。在此，照射抗蝕劑原盤108的部分與抗蝕劑原盤108前進(jìn)方向同方向掃描，對抗蝕劑原盤108照射的能量的量在記錄穴的前端和后端保持一定。而且，在不對抗蝕劑原盤108照射電子束的時間里，電子束沿逆時針方向在遮蔽板106上前進(jìn)，記錄下一個穴時也同樣，沿掃描方向照射抗蝕劑原盤108。
本發(fā)明的發(fā)明者以涂有約100nm厚的電子束抗蝕劑的硅片作為抗蝕劑原盤108(圖1)，并在記錄線速度為3m/s以及照射抗蝕劑原盤108的電子射線量為約40μC/m的條件下，記錄隨機(jī)信號穴。記錄后，利用電子顯微鏡觀察進(jìn)行顯影形成的穴形狀，其結(jié)果，確認(rèn)穴的寬度在穴的前端和后端幾乎是相同的寬度。
接下來參照圖7～圖9對由電子束記錄裝置100(圖1)形成的其它圖案進(jìn)行說明。另外，在圖7～圖9中，相當(dāng)于圖6(a)的信號省略其記述。
圖7的(a)～(c)是對擺動組進(jìn)行曝光的控制信號和經(jīng)曝光的圖案的示意圖。擺動組是正弦波狀左右彎曲的圖案。由于擺動組作為連續(xù)的組曝光，所以沒有必要在中途中斷曝光。即，除了在曝光開始時和曝光結(jié)束時，電子束不向圖5(a)所示的Y軸方向移動。因此，圖7(a)所示的調(diào)制信號從曝光開始到結(jié)束始終保持0V。另一方面，為了曝光擺動的圖案，電子束處于O(0，0)(圖5(a))位置時，有必要使電子束沿X軸方向振動。因此，圖7(b)所示的擺動信號根據(jù)所希望的曝光圖案呈振動圖案。另外，在曝光開始和曝光結(jié)束時，控制其滿足上述條件1或者條件2。
圖8的(a)～(c)是對擺動組和穴地址進(jìn)行曝光的控制信號和經(jīng)曝光的圖案的示意圖。該圖案是在DVD-RAM等中采用的、復(fù)合組和地址形成的。因此，控制信號及曝光圖案可以通過使圖6的(b)、(c)及圖7的(a)、(b)組合得到。地址穴左右擺動地配置在組的中心，每半個軌道1個。在圖中，穴是左右各一個，但是，也可以存在多個。由于各擺動組圖案及各穴地址圖案分別滿足條件1或條件2，所以各自的后端和前端的寬度基本相等。
圖9的(a)～(c)是對擺動組和路橋形穴地址進(jìn)行曝光的控制信號和經(jīng)曝光的圖案的示意圖。如CD-R/RW等，該圖案在組的中途并且在鄰接的組間的陸地上具有缺口狀的地址穴。對于擺動組，可以利用與參照圖7的(a)～(c)所說明的同樣的控制信號。對于地址穴部分，如圖9的(b)所示，使擺動信號的電壓更大的變化就可以。
以上，對本發(fā)明的實施例進(jìn)行了說明。在上述的說明中，使電子束沿與抗蝕劑原盤前進(jìn)的方向相同的方向掃描，但是，使電子束沿相反的方向掃描也可以得到同樣的效果。即，在穴的前端和后端穴的寬度幾乎相等。另外，使電子束沿與抗蝕劑原盤前進(jìn)的方向相同的方向掃描，在形成穴的前端、后端的部分，電子束對抗蝕劑原盤照射的距離變短，可以得到更漂亮的穴形狀。
而且，在本說明書中，對遮蔽板106(圖2)具有直線的端面進(jìn)行了說明。但是，具有與電子束幾乎相同形狀的圓形端面的遮蔽板也可以取得同樣的效果。并且，對遮蔽板106上的電子束的移動路線207(圖3)是作為矩形進(jìn)行了說明，但是，也可以是三角形、環(huán)形等其它的形狀的路線。
根據(jù)本發(fā)明，通過使電子束通常沿抗蝕劑原盤的記錄切線方向向一個方向掃描，使照射到抗蝕劑原盤的電子束的能量的量在穴的前端和后端單位面積內(nèi)一定，可以形成穴的前端和后端的形狀一致的均勻的信號穴圖案。因此，在使光盤高密度化的情況下，例如，在進(jìn)一步縮短最小穴長，減小穴間間隔的情況下，可以減少讀取等的錯誤。
權(quán)利要求
1.一種電子束記錄裝置，是具有發(fā)射電子束的電子射線源；根據(jù)規(guī)定的信息信號生成電壓的電壓控制部；根據(jù)電壓控制部生成的上述電壓使上述電子束偏轉(zhuǎn)的控制電極；遮蔽上述電子束的遮蔽板；載置抗蝕劑原盤并使該抗蝕劑原盤旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)臺，使上述電子束通過經(jīng)遮蔽板的通過位置，在遮蔽板的遮蔽位置使上述電子束遮蔽，在上述抗蝕劑原盤上記錄所希望的圖案的電子束記錄裝置；其特征在于電壓控制部控制外加到上述控制電極上的上述電壓，使上述電子束從第1遮蔽位置移動到上述通過位置的第1速度和從上述通過位置移動到第2遮蔽位置的第2速度幾乎相等。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子束記錄裝置，其特征在于電壓控制部從回轉(zhuǎn)臺接受涉及上述抗蝕劑原盤的旋轉(zhuǎn)速度的信息，取得上述抗蝕劑原盤的線速度，使上述線速度與上述第1速度的第1相對速度和上述線速度與上述第2速度的第2相對速度幾乎相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子束記錄裝置，其特征在于上述第1速度和上述第2速度是相同方向。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子束記錄裝置，其特征在于上述控制電極可以由使上述電子束沿第1方向偏轉(zhuǎn)的第1電極和使上述電子束沿與上述第1方向不同的第2方向偏轉(zhuǎn)的第1電極組成；電壓控制部控制外加到上述第1電極及上述第2電極上的各電壓，使上述電子束偏轉(zhuǎn)并經(jīng)遮蔽板上的位置從第2遮蔽位置移動到上述第1遮蔽位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子束記錄裝置，其特征在于上述第1速度和上述第2速度與上述抗蝕劑原盤的旋轉(zhuǎn)方向是相同方向。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子束記錄裝置，其特征在于遮蔽板具有規(guī)定上述第1遮蔽位置的第1遮蔽部；規(guī)定上述第2遮蔽位置的第2遮蔽部；而且，在該第1遮蔽部和該第2遮蔽部之間，有作為上述通過位置的切口。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子束記錄裝置，其特征在于遮蔽板進(jìn)一步具有連接上述第1遮蔽部和上述第2遮蔽部的第3遮蔽部，使上述電子束偏轉(zhuǎn)并經(jīng)上述第3遮蔽部從上述第2遮蔽位置移動到上述第1遮蔽位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子束記錄裝置，其特征在于遮蔽板的上述切口的寬度和上述電子束的直徑幾乎相等。
9.一種電子射束記錄裝置，是具有根據(jù)規(guī)定的信息信號生成電壓的電壓控制部；根據(jù)電壓控制部生成的上述電壓、使上述電子束偏轉(zhuǎn)的控制電極；配置在上述控制電極和抗蝕劑原盤旋轉(zhuǎn)之間、并遮蔽上述電子束的遮蔽板；載置上述抗蝕劑原盤并使該抗蝕劑原盤旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)臺；并使上述電子束通過遮蔽板的通過位置而通過、在遮蔽板的遮蔽位置中進(jìn)行遮蔽、在上述抗蝕劑原盤上記錄所希望的圖案的電子束記錄裝置；其特征在于遮蔽板具有規(guī)定上述遮蔽板位置的第1遮蔽部及第2遮蔽部，而且在該第1遮蔽部和該第2遮蔽部之間具有作為上述通過位置的切口，控制電極，根據(jù)電壓控制部生成的上述電壓，在遮蔽板的上述第1遮蔽部、上述第2遮蔽部以及上述切口上，把上述電子束向任意方向偏向。
10.一種電子射束記錄方法，利用具有發(fā)射電子束的電子射線源；根據(jù)規(guī)定的信息信號生成電壓的電壓控制部；根據(jù)電壓控制部生成的上述電壓，使上述電子束偏轉(zhuǎn)的控制電極；遮蔽上述電子束的遮蔽板；載置上述抗蝕劑原盤并使該抗蝕劑原盤旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)臺的電子束記錄裝置；其特征在于包括使上述電子束偏轉(zhuǎn)并使上述電子束以第1速度從第1遮蔽位置移動到上述通過位置的步驟；使上述電子束經(jīng)上述通過位置照射到上述抗蝕劑原盤的步驟；使上述電子束偏轉(zhuǎn)并使上述電子束以與上述第1速度幾乎相等的第2速度從上述通過位置移動到第2遮蔽位置的步驟。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電子束記錄方法，其特征在于以上述第2速度移動的步驟進(jìn)一步包含從上述回轉(zhuǎn)臺接受涉及上述抗蝕劑原盤的旋轉(zhuǎn)速度的信息，取得上述抗蝕劑原盤的線速度的步驟；使上述線速度與上述第2速度的第2相對速度和上述線速度與上述第1速度的第1相對速度幾乎相等的步驟。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子束記錄方法，其特征在于上述第1速度和上述第2速度是相同方向。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電子束記錄方法，其特征在于進(jìn)一步包括如下步驟上述控制電極由使上述電子束沿第1方向偏轉(zhuǎn)的第1電極；使上述電子束沿與上述第1方向不同的第2方向偏轉(zhuǎn)的第2電極組成；控制外加到上述第1電極及上述第2電極的各電壓，使電子束偏轉(zhuǎn)并經(jīng)遮蔽板上的位置從第2遮蔽位置移動到上述第1遮蔽位置。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子束記錄方法，其特征在于上述第1速度和上述第2速度與上述抗蝕劑原盤的旋轉(zhuǎn)方向是相同方向。
15.一種電子束記錄裝置的電子束控制方法，是在包括發(fā)射電子束的電子射線源；根據(jù)規(guī)定的信息信號生成電壓的電壓控制部；根據(jù)電壓控制部生成的上述電壓使上述電子束偏轉(zhuǎn)的控制電極；遮蔽上述電子束的遮蔽板的電子記錄裝置上實施的電子束控制方法；其特征在于該方法包括使上述電壓在單位時間內(nèi)以規(guī)定的變化量變化的第1步驟；由在上述第1步驟中使其變化的上述電壓使上述電子束偏轉(zhuǎn)并使上述電子束以第1速度從第1遮蔽位置移動到上述通過位置的步驟；進(jìn)一步使上述電壓以上述規(guī)定的變化量變化的第2步驟；由在上述第2步驟中使其變化的上述電壓使上述電子束進(jìn)一步偏轉(zhuǎn)并使上述電子束以與第1速度幾乎相等的第2速度從上述通過位置移動到第2遮蔽位置的步驟。
全文摘要
提供一種用電子束記錄裝置曝光穴時，形成穴的前端和后端的形狀一致、均勻形狀的穴的電子束記錄裝置。電子束記錄裝置具有發(fā)射電子束的電子射線源；根據(jù)規(guī)定的信息信號生成電壓的電壓控制部；根據(jù)電壓控制部生成的上述電壓使上述電子束偏轉(zhuǎn)的控制電極；遮蔽上述電子束的遮蔽板；載置上述抗蝕劑原盤并使該抗蝕劑原盤旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)臺。電子束記錄裝置經(jīng)遮蔽板的通過位置使上述電子束通過，在遮蔽板的遮蔽位置使上述電子束遮蔽，在上述抗蝕劑原盤上記錄所希望的圖案。電壓控制部控制外加到控制電極上的電壓，使電子束從第1遮蔽位置移動到上述通過位置的第1速度和從通過位置移動到第2遮蔽位置的第2速度幾乎相等。
文檔編號G11B7/26GK1393860SQ0212474
公開日2003年1月29日 申請日期2002年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月22日
發(fā)明者佃雅彥, 林一英, 植野文章 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社