專利名稱：繪制方法、繪制裝置和信息記錄介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種繪制方法、繪制裝置和信息記錄介質(zhì)。更具體地說(shuō)， 本發(fā)明涉及其中電子束照射到物體的表面上以在物體表面上繪制圖案的繪 制方法和繪制裝置。并且本發(fā)明涉及利用繪制方法和裝置在記錄表面上形 成圖案的信息記錄介質(zhì)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，在信息數(shù)字化領(lǐng)域，對(duì)光盤的大存儲(chǔ)容量的需求越來(lái)越大。下一代光盤的研發(fā)迅猛進(jìn)行，在這種光盤上，例如，利用波長(zhǎng)400nm量級(jí) 的照射紫外光束記錄和再現(xiàn)信息，從而取代現(xiàn)有光盤如CD (致密盤)或 DVD (數(shù)字多用途盤)的研究和發(fā)展。而且，在磁盤裝置如硬盤驅(qū)動(dòng)器的領(lǐng)域中，磁盤裝置的小型化和記錄 密度的提高是重要議題。近年來(lái)，已經(jīng)出現(xiàn)了構(gòu)圖介質(zhì)，在該構(gòu)圖介質(zhì) 上，在介質(zhì)的表面上事先形成用于實(shí)現(xiàn)記錄頭高級(jí)尋軌(advanced tracking)的圖案。在構(gòu)圖介質(zhì)和下一代光盤的底層襯底(母盤)的制造過(guò)程中，在這些 介質(zhì)的相應(yīng)記錄層上形成非常小凹坑的圖案。已經(jīng)廣泛采用能夠在記錄介 質(zhì)上繪制極其細(xì)的線的圖案的電子束繪制裝置。例如，日本專利申請(qǐng)公開(kāi)說(shuō)明書第2002-288890號(hào)和日本專利申請(qǐng)公 開(kāi)說(shuō)明書第2003-248983號(hào)公開(kāi)了這種類型的電子束繪制裝置。這種類型 的電子束繪制裝置設(shè)置成在襯底上繪制極其細(xì)的線的圖案，該襯底諸如是 硅晶片，其上涂覆光阻材料。在襯底上繪制這種圖案時(shí)，照射到村底上的 電子束被偏轉(zhuǎn)同時(shí)襯底被旋轉(zhuǎn)。電子束中斷(blanking)和襯底被電子束照射 反復(fù)進(jìn)行，使得在襯底表面上繪制出螺旋或同心圓圖案。但是，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的繪制方法和裝置對(duì)于在記錄介質(zhì)表面上以足夠 精度高速繪制圖案來(lái)說(shuō)是不足夠的。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種改善的繪制方法和裝置，其中消 除了上述問(wèn)題。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種繪制方法，該方法在物體表面上 以足夠精度高速繪制圖案。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種繪制裝置，該繪制裝置在物體表 面上以足夠精度高速繪制圖案。
在解決或減輕一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題的本發(fā)明的實(shí)施方式中，提供了一種繪 制方法，其中電子束被照射到物體的表面上，以在物體的表面上沿著掃描
線繪制圖案，該繪制方法包括如下步驟通過(guò)物體相對(duì)于電子束的相對(duì)運(yùn) 動(dòng)，借助于電子束在物體表面上沿著掃描線繪制圖案；在與掃描線相交的 第一方向和與第一方向相反的第二方向中的一個(gè)方向上，以不會(huì)導(dǎo)致在物 體表面上形成圖案的速度偏轉(zhuǎn)電子束，而不執(zhí)行中斷，使得被偏轉(zhuǎn)的電子 束的束點(diǎn)(beam spot)位于物體表面上的其中一條掃描線上；以及交替地重 復(fù)繪制步驟和偏轉(zhuǎn)步驟。
上述繪制方法可以被設(shè)計(jì)成使得偏轉(zhuǎn)步驟設(shè)置成在第一方向和第二方 向中的一個(gè)方向上周期地偏轉(zhuǎn)電子束，使得被偏轉(zhuǎn)的電子束的束點(diǎn)交替地 定位于掃描線中的第 一掃描線和第二掃描線中的一條上。
上述繪制方法可以被設(shè)計(jì)成繪制步驟被設(shè)置成轉(zhuǎn)動(dòng)物體以使得物體相 對(duì)于電子束相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
在解決或減輕一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題的本發(fā)明的實(shí)施方式中，提供了一種信 息記錄介質(zhì)，在該信息記錄介質(zhì)上，通過(guò)上述繪制方法在記錄表面上形成 周期圖案。
在解決或減輕一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題的本發(fā)明的實(shí)施方式中，提供了一種繪 制裝置，該繪制裝置將電子束照射到物體表面上，以在物體表面上沿著掃 描線繪制圖案，該繪制裝置包括發(fā)射電子束的電子源；將由電子源發(fā)射 的電子束會(huì)聚到物體表面上的物鏡；輸出脈沖信號(hào)的脈沖振蕩器，該脈沖 信號(hào)限定要繪制在物體表面上的圖案；偏轉(zhuǎn)單元，該偏轉(zhuǎn)單元響應(yīng)于來(lái)自 脈沖振蕩器的脈沖沿著與掃描線相交的第一方向和與第一方向相反的第二 方向中的一個(gè)方向，以不會(huì)導(dǎo)致在物體表面上形成圖案的速度偏轉(zhuǎn)電子 束，而不進(jìn)行電子束的中斷，使得被偏轉(zhuǎn)的電子束的束點(diǎn)定位于物體表面上的其中一條掃描線上，以及移動(dòng)單元，該移動(dòng)單元使得物體相對(duì)于電子 束相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
上述繪制方法可以被設(shè)計(jì)成偏轉(zhuǎn)單元在第一方向和第二方向中的一個(gè) 方向上周期地偏轉(zhuǎn)電子束，使得被偏轉(zhuǎn)的電子束的束點(diǎn)交替地定位于掃描 線中第 一掃描線和第二掃描線中的 一條上。
上述繪制方法可以被設(shè)計(jì)成移動(dòng)單元旋轉(zhuǎn)物體，使得物體相對(duì)于電子 束相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
在解決或減輕一個(gè)或多個(gè)上述問(wèn)題的本發(fā)明的實(shí)施方式中，提供了一 種信息記錄介質(zhì)，通過(guò)利用繪制裝置在記錄表面上形成周期性圖案，該繪 制裝置將電子束照射到信息記錄介質(zhì)的表面上，以在信息記錄介質(zhì)的表面
上沿著掃描線繪制圖案，該繪制裝置包括發(fā)射電子束的電子源；將電子 源發(fā)出的電子束匯聚在信息記錄介質(zhì)表面上的物鏡；輸出脈沖信號(hào)的脈沖 振蕩器，該脈沖信號(hào)限定了要在信息記錄介質(zhì)表面上繪制的圖案；偏轉(zhuǎn)單 元，該偏轉(zhuǎn)單元響應(yīng)于來(lái)自脈沖振蕩器的脈沖信號(hào)以不會(huì)導(dǎo)致在信息記錄 介質(zhì)表面上形成圖案的速度沿著與掃描線相交的第一方向和與第一方向相 反的第二方向中的一個(gè)方向在信息記錄介質(zhì)表面上偏轉(zhuǎn)電子束，而不執(zhí)行
中斷，使得被偏轉(zhuǎn)的電子束的束點(diǎn)定位在信息記錄介質(zhì)表面上的其中一條 掃描線上；以及移動(dòng)單元，該移動(dòng)單元相對(duì)于電子束移動(dòng)信息記錄介質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的繪制方法和繪制裝置的實(shí)施方式，有可能以足夠的精度 在物體表面上高速繪制圖案。
在結(jié)合附圖考慮時(shí)，本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將從下面詳細(xì)描 述中理解到，圖中
圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式中真空繪制裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖； 圖2示出在圖1的真空繪制裝置中照射裝置的結(jié)構(gòu)的放大圖； 圖3A是襯底W的平面圖3B是示出在圖3A的襯底W的區(qū)域MA內(nèi)，在小區(qū)域PA內(nèi)形成 的圖案的放大圖4是示出施加到第二偏轉(zhuǎn)電極上的脈沖電壓PV的波形的示意圖； 圖5是用于解釋在村底W的表面上繪制標(biāo)記M的方法的示意6圖6A是用于解釋在軌道上形成的標(biāo)記M的改進(jìn)的示意圖6B是用于解釋在軌道上形成的標(biāo)記M的改進(jìn)的示意圖；以及
圖7是用于解釋本發(fā)明的繪制方法的改進(jìn)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
參照附圖給出對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式的描述。
圖1示出在本發(fā)明實(shí)施方式中的真空繪制裝置100的結(jié)構(gòu)。真空繪制 裝置100在例如真空度被設(shè)定為l(T4Pa的環(huán)境下將電子束照射到圓盤狀襯 底W上，在該襯底W中，通過(guò)涂覆光阻材料形成繪制表面，使得極其細(xì) 的線的圖案被繪制在村底W的繪制表面上。
如圖1所示，真空繪制裝置100通常包括轉(zhuǎn)臺(tái)單元30、照射裝置 10、傳輸單元40、第一真空室50、門閥52、第二真空室53和主控單元 (未示出)。
襯底W放置在轉(zhuǎn)臺(tái)單元30上。照射裝置10將電子束照射向襯底W 的表面。傳輸單元40執(zhí)行將襯底W裝載到轉(zhuǎn)臺(tái)單元30上以及將襯底W 從轉(zhuǎn)臺(tái)單元30上卸載。
在第一真空室50中，容納轉(zhuǎn)臺(tái)單元30。第二真空室53通過(guò)門閥52 連接到第一真空室50。主控單元控制真空繪制裝置100的各個(gè)零件。
第一真空室50是一個(gè)長(zhǎng)方體形狀的中空零件，并且這個(gè)第一真空室 50具有底端(-Z側(cè))開(kāi)口。第一真空室50的縱向平行于X方向，且下端部 無(wú)間隙地固定到面板51的頂部上。
第一真空室50在上表面具有開(kāi)口，照射裝置10的底端插入該開(kāi)口， 并且在-X側(cè)表面上具有矩形開(kāi)口 50c。開(kāi)口 50c的縱向平行于Y方向。
轉(zhuǎn)臺(tái)單元30布置在面板51上第一真空室50之內(nèi)。轉(zhuǎn)臺(tái)單元30包括 轉(zhuǎn)臺(tái)31、心軸電機(jī)32和滑動(dòng)單元33。村底W放置在轉(zhuǎn)臺(tái)31上。心軸電 機(jī)32水平支撐轉(zhuǎn)臺(tái)31并且圍繞軸32a以預(yù)定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)31?；瑒?dòng)單元 33支撐心軸電機(jī)32并且在X方向上以預(yù)定沖程移動(dòng)心軸電機(jī)32。
第二真空室53是長(zhǎng)方體形狀的中空零件，且這個(gè)第二真空室53的縱 向平行于X方向。第二真空室53通過(guò)門閥52連接到第一真空室50的-X 側(cè)表面。第二真空室53在+X側(cè)表面上具有矩形開(kāi)口 53a，并且開(kāi)口 53a 的形狀與開(kāi)口 50c的相同第二真空室53在上表面具有開(kāi)口 53b，且開(kāi)口 53b的尺寸大于襯底W 的尺寸。蓋53布置在第二真空室53的上表面上，以便蓋53在X方向可 滑動(dòng)。滑動(dòng)蓋53c能夠?qū)㈤_(kāi)口 53b向外部空間打開(kāi)和關(guān)閉。門閥52包括框架部分和閘門52b。在框架部分中，形成開(kāi)口 52a，該 開(kāi)口52a在X方向穿透。閘門52b在Z方向上可滑動(dòng)，并且滑動(dòng)閘門52b 能夠打開(kāi)和關(guān)閉開(kāi)口 52a。門閥52的框架部分的+X側(cè)端和-X側(cè)端分別無(wú)間隙地固定到第一真空 室50的開(kāi)口 50c以及第二真空室53的開(kāi)口 53a的周圍側(cè)壁上。于是，當(dāng) 門閥52的閘門52b沿著+Z方向滑動(dòng)以關(guān)閉開(kāi)口 52a時(shí)，由第 一真空室50 和面板51形成的內(nèi)部空間(稱為真空處理室101)以及第二真空室53的 內(nèi)部空間(稱為裝載閉鎖室102)保持在預(yù)定的真空度下。另一方面，當(dāng)閘門52b在-Z方向上滑動(dòng)，以打開(kāi)開(kāi)口52a時(shí)，真空處 理室101和裝載閉鎖室102打開(kāi)以與外部空間自由連通。下面，通過(guò)滑動(dòng)閘門52b打開(kāi)和關(guān)閉開(kāi)口 52a的操作稱為門閥52的打 開(kāi)和關(guān)閉。傳輸單元40布置在第二真空室53的底壁的頂面上。這個(gè)傳輸單元40 包括保持襯底W的臂；以及驅(qū)動(dòng)臂移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，以將襯底W在X方 向上傳送。圖2是示出在圖1的真空繪制裝置100中的照射裝置10的結(jié)構(gòu)的放 大圖。如圖2所示，照射裝置10包括殼體10a,且殼體10a的縱向平行于Z 方向。在照射裝置10的殼體10a中，從頂?shù)降滓来尾贾糜须娮釉?1、靜 電透鏡12、軸向?qū)?zhǔn)線圈13、會(huì)聚透鏡14、第一偏轉(zhuǎn)電極15、孔徑16、 象散補(bǔ)償線圈17、第二偏轉(zhuǎn)電極18、物鏡19、動(dòng)態(tài)聚焦校正透鏡20、照 射控制單元70和脈沖振蕩器21。殼體10a是圓柱狀殼體，具有下端開(kāi)口，這個(gè)殼體10a無(wú)間隙地配裝 到第一真空室50的頂面內(nèi)形成的開(kāi)口中。殼體10a的-Z側(cè)端部分布置在第一真空室50的內(nèi)側(cè)，它具有錐形結(jié) 構(gòu)，其中，端部的直徑沿著-Z方向減小。電子源11布置在殼體10a內(nèi)側(cè)的最上位置。電子源11是熱電場(chǎng)發(fā)射 性電子源，其中通過(guò)施加熱和電場(chǎng)，發(fā)射出從陰極產(chǎn)生的電子。典型地，8電子源11向下(沿著-Z方向)發(fā)射直徑在20-50nm數(shù)量級(jí)的電子束。
靜電透鏡12具有一對(duì)圓柱形透鏡12a和12b,它們布置在電子源11 之下，使得圓柱形透鏡12a和12b在Z方向上相鄰。相互不同的電壓施加 到圓柱形透鏡12a和12b上。當(dāng)從電子源11發(fā)出的電子穿過(guò)圓柱形透鏡 12a和12b時(shí)，賦予靜電場(chǎng)，使得電子束在會(huì)聚方向上變形。
會(huì)聚透鏡14經(jīng)軸向?qū)?zhǔn)線圈13布置在靜電透鏡12之下。會(huì)聚透鏡 14作用為會(huì)聚穿過(guò)靜電透鏡12的電子束。
軸向?qū)?zhǔn)線圈13布置在靜電透鏡12和會(huì)聚透鏡14之間。軸向?qū)?zhǔn) 透鏡13具有一對(duì)環(huán)形線圈13a和13b,它們布置成線圈13a和13b在Z方 向上相鄰。軸向?qū)?zhǔn)線圈13作用為校正穿過(guò)靜電透鏡12和會(huì)聚透鏡14 之間的空間的電子束的軸向偏離。
第一偏轉(zhuǎn)電極15布置在會(huì)聚透鏡14之下。第一偏轉(zhuǎn)電極15具有一 對(duì)電極，它們布置在會(huì)聚透鏡14的光軸的+X側(cè)和-X側(cè)，使得電極彼此面 對(duì)。第一偏轉(zhuǎn)電極15響應(yīng)于照射控制單元70所施加的電壓，在+X方向 和-X方向的其中之一上選擇性偏轉(zhuǎn)穿過(guò)會(huì)聚透鏡14的電子束。
孔徑16是板狀部件，在板狀部件的中心形成一個(gè)開(kāi)口 ，且電子束穿 過(guò)該孔徑開(kāi)口。孔徑16布置在第一偏轉(zhuǎn)電極15之下，使得孔徑開(kāi)口位于 會(huì)聚透鏡14的光軸上。
象散補(bǔ)償線圈17是環(huán)形線圈，它布置在孔徑16之下，且象散補(bǔ)償線 圈17作用為校正穿過(guò)孔徑16的電子束的象散。
第二偏轉(zhuǎn)電極18布置在象散補(bǔ)償線圈17之下。第二偏轉(zhuǎn)電極18具 有一對(duì)電極，它們布置在會(huì)聚透鏡14的光軸的+X側(cè)和-X側(cè)，使得電極彼 此面對(duì)。第二偏轉(zhuǎn)電極18響應(yīng)于照射控制單元70通過(guò)脈沖振蕩器21施 加的電壓，在+X方向和-X方向的其中一個(gè)方向上選擇性偏轉(zhuǎn)穿過(guò)孔徑16 的電子束。
物鏡19布置在第二偏轉(zhuǎn)電極18之下，且這個(gè)物鏡將穿過(guò)第二偏轉(zhuǎn)電 極18的電子束會(huì)聚到襯底W的表面上，所述村底W放置在轉(zhuǎn)臺(tái)31上。
動(dòng)態(tài)聚焦校正透鏡20作用為精細(xì)調(diào)節(jié)電子束的束點(diǎn)的直徑，該電子 束由物鏡19會(huì)聚在襯底W的表面上。
脈沖振蕩器21根據(jù)來(lái)自照射控制單元70的指令向第二偏轉(zhuǎn)電極18 施加脈沖電壓，該脈沖電壓例如由頻率為幾兆赫茲的方波表示。照射控制單元70驅(qū)動(dòng)電子源11,并且分別控制上述照射裝置的零部 件12-21。
在上述照射裝置10中，從電子源11發(fā)出的電子束在穿過(guò)靜電透鏡12 和會(huì)聚透鏡14時(shí)被會(huì)聚，并且電子束的會(huì)聚點(diǎn)形成在孔徑16的開(kāi)口的附 近(會(huì)聚點(diǎn)將凈皮稱為交叉點(diǎn)(crossoverpoint)。
隨后，穿過(guò)交叉點(diǎn)的電子束發(fā)散并且穿過(guò)孔徑16，使得電子束直徑被 調(diào)節(jié)。
隨后，電子束的象散被象散補(bǔ)償線圈17校正，并且電子束由物鏡19 會(huì)聚到襯底W的表面上，該襯底W放置在轉(zhuǎn)臺(tái)31上。
電子束會(huì)聚到襯底W表面上且形成束點(diǎn)的位置將被稱為會(huì)聚位置。
與上述搡作并行，施加到第一偏轉(zhuǎn)電極15上的電壓4皮控制，且電子 束在-X方向上被偏轉(zhuǎn)并由孔徑16覆蓋，如圖2中虛線所示，使得電子束 對(duì)襯底W的中斷得以實(shí)現(xiàn)。
此外，施加到第二偏轉(zhuǎn)電極18上的電壓被控制，且電子束在-X方向 和+X方向的其中一個(gè)方向上被偏轉(zhuǎn)，使得電子束的束點(diǎn)的位置沿著襯底 W的徑向移動(dòng)。
下面，將解釋通過(guò)利用上述真空繪制裝置100在襯底W上形成圖案的 方法。
為了便于解釋的緣故，假設(shè)圖案被繪制在襯底W的區(qū)域MA上，該 區(qū)域由圍繞襯底W的中心半徑為rl的圓圈和半徑為r2的圓圈所圍繞，襯 底W的區(qū)域MA由圖3A中的陰影部分所表示。
圖3B示出圖3A的襯底W的區(qū)域MA中的較小區(qū)域PA的放大圖， 在區(qū)域MA中沿著多個(gè)軌道Tr形成圍繞襯底W的中心O的同心圓形狀的 多個(gè)標(biāo)記M,其中所述軌道Tr以大約0.4孩么米的間隔限定。
在這個(gè)實(shí)施方式中，在圖3B所示的區(qū)域PA中(以及在整個(gè)區(qū)i或MA 中的)的軌道Tr沿著區(qū)域PA的從-X側(cè)到+X側(cè)的左右方向稱為Trl、 Tr2、 ...Trm (m=l、 2、...)。且沿著軌道Trm繪制的標(biāo)記M被定義為從區(qū) 域PA的-Y側(cè)到+Y側(cè)的下上方向的Mmn (n=l、 2、...)。
假設(shè)沿著軌道的每個(gè)標(biāo)記M的長(zhǎng)度以及沿著軌道每個(gè)標(biāo)記M之間的 距離大約為0.25微米。而且假設(shè)，在照射裝置10中，電子源ll被照射控 制單元70驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電壓施加到第一偏轉(zhuǎn)電極15上，且照射裝置10處于電子束的中斷借助于孔徑16來(lái)執(zhí)行的狀態(tài)。
當(dāng)村底W被傳輸系統(tǒng)(未示出)傳送到裝載閉鎖腔102的上部時(shí)，主 控單元控制蓋53c的驅(qū)動(dòng)，以在-X方向上滑動(dòng)，以打開(kāi)開(kāi)口 53b。而且當(dāng) 襯底W被傳輸單元40接收并傳送到傳輸單元40時(shí)，蓋53c的驅(qū)動(dòng)被控制 以沿著+X方向滑動(dòng)，以關(guān)閉開(kāi)口 53b,使得裝載閉鎖室102的內(nèi)部空間被 保持在氣密狀態(tài)。
隨后，利用真空泵(未示出)，主控單元對(duì)保持在氣密狀態(tài)的裝載閉 鎖室102的內(nèi)部空間執(zhí)行抽真空，直到達(dá)到與真空處理室101內(nèi)側(cè)的真空 度相當(dāng)?shù)念A(yù)定真空度(例如，l(T4Pa)。此后，主控單元打開(kāi)門閥52。
隨后，主控單元驅(qū)動(dòng)傳輸單元40以將襯底W從裝載閉鎖室102經(jīng)門 閥52傳輸?shù)秸婵仗幚硎?01，并將襯底W放置在轉(zhuǎn)臺(tái)31上。此后，傳輸 單元40被撤出到裝載閉鎖室102，且門閥52關(guān)閉。
隨后，利用來(lái)自照射裝置10的電子束，標(biāo)記Mmn沿著區(qū)域PA內(nèi)的 軌道Tri和軌道Tr2中的一個(gè)連續(xù)形成，使得沿著軌道Trl和軌道Tr2繪 制圖案。
下面，將給出繪制圖案的方法的詳細(xì)描述。
如上所述，當(dāng)襯底W4皮放置在轉(zhuǎn)臺(tái)31上時(shí)，主控單元控制滑動(dòng)單元 33的驅(qū)動(dòng)，以將襯底W定位成電子束的束點(diǎn)的會(huì)聚位置處于軌道Trl 上。
隨后，主控單元向照射控制單元70輸出操作開(kāi)始指令，并驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái) 單元30的心軸電機(jī)32，以轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)31。
于是，放置在轉(zhuǎn)臺(tái)31上的襯底W被沿著圖3A中箭頭d所示的方向 轉(zhuǎn)動(dòng)，其圓周速度為lm/s (相當(dāng)于束點(diǎn)在記錄介質(zhì)的每條軌道上的移動(dòng)速 度)。
同時(shí)，在從主控單元接收到操作開(kāi)始指令時(shí)，照射控制單元70通過(guò) 脈沖振蕩器21向第二偏轉(zhuǎn)電極18施加電壓(脈沖電壓)PV,該脈沖電壓 由頻率大約lMHz的脈沖波形表示。同時(shí)，照射控制單元70停止向第一 偏轉(zhuǎn)電極15施加電壓。
圖4示出施加到第二偏轉(zhuǎn)電極18上的脈沖電壓PV的波形。 如圖4所示，脈沖電壓PV由電壓波形表示，包括off時(shí)間Tl和on 時(shí)間T2，且在on時(shí)間的電壓設(shè)定為100mV。當(dāng)圖4所示的脈沖電壓PV施加到第二偏轉(zhuǎn)電極8上時(shí)，從電子源11 發(fā)射的電子束周期性由第二偏轉(zhuǎn)電極18偏轉(zhuǎn)，使得電子束與脈沖電壓PV 的上升同步地在+X方向上偏轉(zhuǎn)，且與脈沖電壓PV的下降同步地在-X方 向上偏轉(zhuǎn)。
詳細(xì)的il，在時(shí)刻t0的軌道Trl上的束點(diǎn)在時(shí)刻tl沿著+X方向移動(dòng) (在off時(shí)間Tl經(jīng)過(guò)后脈沖電壓PV設(shè)定為ON)，并且定位在軌道Tr2 上。且束點(diǎn)在時(shí)刻t2 (在從時(shí)刻tl經(jīng)過(guò)off時(shí)間T2后脈沖電壓PV i殳定為 OFF)沿著-X方向移動(dòng)，并且定位在軌道Trl上。
隨后，這個(gè)操作在脈沖電壓PV被設(shè)定為ON的每個(gè)時(shí)刻(t3、 t5、 t7、...)，并且對(duì)于美重電壓PV被設(shè)定為OFF的每個(gè)時(shí)刻(t4、 t6、 t8...)重復(fù)進(jìn)行。
由于束點(diǎn)的移動(dòng)由第二偏轉(zhuǎn)電極18執(zhí)行，在該第二偏轉(zhuǎn)電極18被施 加矩形波形的脈沖電壓PV,束點(diǎn)在軌道之間移動(dòng)所需的時(shí)間非常短。由 此，在束點(diǎn)在軌道之間移動(dòng)的過(guò)程中，不會(huì)在區(qū)域PA內(nèi)繪制任何圖案。
圖5是用于解釋在襯底W的表面上繪制標(biāo)記的方法的視圖。
如圖5所示，位于軌道Trl上的電子束的束點(diǎn)SP在off時(shí)間Tl經(jīng)過(guò) 的過(guò)程中，在時(shí)刻t0在區(qū)域PA內(nèi)沿著+Y方向移動(dòng)，使得標(biāo)記Mil沿著 襯底W上的軌道Trl形成。當(dāng)電子束在時(shí)刻t2偏轉(zhuǎn)時(shí)位于4九道Tr2上的 束點(diǎn)SP在on時(shí)間T2經(jīng)過(guò)過(guò)程中在區(qū)域PA內(nèi)沿著+Y方向移動(dòng)，使得標(biāo) 記M21沿著襯底W上的軌道Tr2形成。
隨后，上述操作反復(fù)進(jìn)行，使得標(biāo)記M12、 M22、 M13 、 M23.,.Mlm、和M2m依次沿著每個(gè)軌道Trl和Tr2形成。
于是，如圖3B所示，標(biāo)記M以等間隔排列的重復(fù)圖案沿著軌道Trl 和軌道Tr2分別形成。
在繪制軌道Trl和軌道Tr2的圖案完成之后，主控單元驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)單元 33，以將束點(diǎn)定位到軌道Tr3。類似的，電子束的偏轉(zhuǎn)周期性進(jìn)行，并且 沿著軌道Tr3和Tr4分別形成標(biāo)記M等間隔排列的重復(fù)圖案。
當(dāng)通過(guò)反復(fù)進(jìn)行上述操作對(duì)襯底W的區(qū)域MA內(nèi)所包括的所有軌道 形成標(biāo)記M完成時(shí)，主控單元停止轉(zhuǎn)臺(tái)31的轉(zhuǎn)動(dòng)，并且同時(shí)，向照射控 制單元70發(fā)出電子束中斷指令。
隨后，按照卸載程序襯底W從真空繪制裝置100中卸載，該卸載程序與上述裝載程序相反。在本實(shí)施方式的真空繪制裝置100中，在脈沖電壓PV施加到第二偏轉(zhuǎn)電極18上時(shí)，會(huì)聚在襯底W (襯底以相當(dāng)于大約lm/s的圓周速度的速 度轉(zhuǎn)動(dòng)，且該速度不會(huì)使電子束在襯底W上形成圖案)的區(qū)域MA上的 電子束沿著+X方向和-X方向中的一個(gè)方向周期性偏轉(zhuǎn)，而不進(jìn)行電子束 的中斷。由此，電子束的束點(diǎn)SP周期性定位在區(qū)域MA中限定的其中一條軌 道上，且電子束總是作用為沿著其中一條軌道繪制標(biāo)記Mmn。于是，可以 在襯底表面上快速繪制圖案。例如，如果沿著軌道Trm形成圖3B的圖案通過(guò)反復(fù)進(jìn)行繪制和中斷 來(lái)進(jìn)行的話，需要在on時(shí)間Tl的過(guò)程中在繪制完成之后在off時(shí)間T2的 過(guò)程中進(jìn)行電子束的中斷。為此，電子束的利用率可以由1/2(T1/(T1+T2)) 表示。因此，在繪制圖案過(guò)程中不需要中斷的真空繪制裝置100可以在大 約一般的時(shí)間內(nèi)完成在襯底W上繪制圖案M。通常，為了進(jìn)行電子束的中斷，需要極大偏轉(zhuǎn)電子束。但是，在本實(shí) 施方式的真空繪制裝置100中，采用稍微偏轉(zhuǎn)電子束，使得束點(diǎn)在軌道之 間移動(dòng)，并且束點(diǎn)在軌道上的定位精度可得到改善。具體地說(shuō)，在中斷時(shí)，需要產(chǎn)生大約10V的電勢(shì)差施加到第一偏轉(zhuǎn)電 極15上。但是，在束點(diǎn)在軌道之間移動(dòng)時(shí)，對(duì)于本實(shí)施方式的真空繪制 裝置100，產(chǎn)生大約10mV的電勢(shì)差來(lái)施加到第二偏轉(zhuǎn)電極18上就足夠 了。為此，可以減小由于電極的時(shí)間常數(shù)帶來(lái)的影響，并且可以顯著提高 響應(yīng)和定位精度特性。置于上述實(shí)施方式的真空繪制裝置100，已經(jīng)描述了相同形狀的標(biāo)記 M形成在軌道Trl和軌道Tr2的情況。另外，上述實(shí)施方式的真空繪制裝 置100可以進(jìn)行改進(jìn)，以便通過(guò)改變脈沖電壓PV的波形到具有不同的off 時(shí)間Tl和/或不同的on時(shí)間T2將不同形狀的標(biāo)記M形成在軌道Trl和 Tr2上。例如，如圖6A所示，上述實(shí)施方式的真空繪制裝置100可以通過(guò)縮 短脈沖電壓PV的on時(shí)間T2進(jìn)行改進(jìn)，以便在軌道Trm上形成與上述標(biāo) 記M相同的標(biāo)記，而在軌道Trm+1上形成長(zhǎng)度比上述標(biāo)記M的長(zhǎng)度短的13200
標(biāo)記M。
此外，電子束偏轉(zhuǎn)寬度取決于脈沖電壓PV的振幅。例如，如果脈沖
電壓PV的振幅增加，束點(diǎn)的移動(dòng)量增大，而如果脈沖電壓PV的振幅減
小，束點(diǎn)的移動(dòng)量可以減小。
在用于構(gòu)圖介質(zhì)的記錄盤是上述襯底w的情況下，上述實(shí)施方式的真
空纟會(huì)制裝置100可以通過(guò)將on時(shí)間Tl、 off時(shí)間T2和^K沖電壓PV的振 幅分別設(shè)定為較小值來(lái)改進(jìn)，如圖6B所示。在這種情況下，通過(guò)用電子 束照射襯底表面，可以在襯底W上形成以蜂窩形狀靠近排列的小點(diǎn)標(biāo)記 M的圖案。
而且在這種情況下，不執(zhí)行電子束的中斷，可以縮短在襯底W上繪制 圖案所需的時(shí)間。此外，可以提高在襯底W上繪制圖案的精度。
對(duì)于上述實(shí)施方式的真空繪制裝置100,已經(jīng)描述了圖3B所示標(biāo)記 M排列方式的示例。另外，上述實(shí)施方式可以通過(guò)如圖7所示以不同方式 偏轉(zhuǎn)電子束來(lái)加以改進(jìn)。在這種替代實(shí)施方式中，束點(diǎn)SP定位在區(qū)域PA 中軌道Trl、 Tr2、 Tr3中的一條4九道上，且標(biāo)記M選4奪性地形成在軌道 Trl、 Tr2、 Tr3中的一條軌道上。
簡(jiǎn)要的說(shuō)，本發(fā)明的真空繪制裝置100被溝槽成使得電子束被偏轉(zhuǎn)， 而不進(jìn)行電子束的中斷，使得以循環(huán)方式在其中一條軌道上形成標(biāo)記。
而且，在這種情況下，電子束不變地用于沿著其中一條軌道Trm繪制 標(biāo)記，可以提高繪制圖案的精度。
在上述實(shí)施方式中，束點(diǎn)SP的定位可以針對(duì)軌道Trl、 Tr2、 Tr3中的 一條軌道進(jìn)行。另外，束點(diǎn)SP的定位可以相對(duì)于其他軌道，如Trl、 Tr3、 Tr6中的一條軌道進(jìn)行，也可以將束點(diǎn)SP交替定位到四條或多條軌 道中的一條軌道上。
對(duì)于上述實(shí)施方式，已經(jīng)解釋了在每條相鄰軌道上形成標(biāo)記M的情
向和-X方向中的一個(gè)方向上偏轉(zhuǎn)，并且標(biāo)記M連續(xù)形成在軌道兩側(cè)的其 中一側(cè)上。
至于上述實(shí)施方式，已經(jīng)描述了形成同心圓形狀的軌道Trm的情況， 另外，上述實(shí)施方式可以4務(wù)改成在襯底W被轉(zhuǎn)臺(tái)31轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，襯底W 被滑動(dòng)單元33以預(yù)定速度在X方向上滑動(dòng)，使得標(biāo)記M沿著螺旋軌道形成。
至于上述描述了放置在轉(zhuǎn)臺(tái)31上的襯底W被轉(zhuǎn)動(dòng)，且標(biāo)記M構(gòu)成的 圖案被沿著軌道繪制的情況，但是這個(gè)發(fā)明不局限于這個(gè)實(shí)施方式。例 如，上述實(shí)施方式可以改進(jìn)成襯底W放置在可以在X方向和Y方向上移 動(dòng)的XY臺(tái)上，村底W相對(duì)于電子束在Y方向上移動(dòng)，且電子束被第一 偏轉(zhuǎn)電極15周期性偏轉(zhuǎn)，使得標(biāo)記M構(gòu)成的圖案可以沿著平行于Y方向 的掃描線形成。
在上述實(shí)施方式的真空繪制裝置100中，通過(guò)照射裝置10的第一偏 轉(zhuǎn)電極15執(zhí)行電子束的中斷，且電子束的偏轉(zhuǎn)由第二偏轉(zhuǎn)電極18執(zhí)行， 使得束點(diǎn)在軌道之間移動(dòng)。另外，上述實(shí)施方式可以改進(jìn)成脈沖電壓施加 到第一偏轉(zhuǎn)電極15上，以便周期性偏轉(zhuǎn)電子束，并且在軌道之間執(zhí)行束 點(diǎn)的移動(dòng)。
此外，如果位置精度落入公差范圍內(nèi)，第一偏轉(zhuǎn)電極15和第二偏轉(zhuǎn) 電極18可以形成為公共的偏轉(zhuǎn)電極。這能實(shí)現(xiàn)真空繪制裝置的小型化和 低成本生產(chǎn)。
在這個(gè)實(shí)施方式中襯底W上限定的軌道Tr應(yīng)該解釋成不僅包括實(shí)際 形成在襯底W上的軌道，而且包括在形成標(biāo)記M時(shí)用作基準(zhǔn)線并且由繪 制在襯底上的標(biāo)記限定的設(shè)計(jì)軌道。
本發(fā)明不局限于上述實(shí)施方式，在不背離本發(fā)明的范圍的前提下，可 以作出變動(dòng)和改進(jìn)。
本申請(qǐng)基于2006年8月31日提交的日本專利申請(qǐng)2006-235419號(hào)， 并要求其優(yōu)先權(quán)，該日本在先申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用結(jié)合于此。
權(quán)利要求
1. 一種繪制方法，其中電子束被照射到物體的表面上，以在物體的表面上沿著掃描線繪制圖案，所述繪制方法包括以下步驟通過(guò)所述物體相對(duì)于電子束的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，由電子束在物體的表面上沿著掃描線繪制圖案；在與掃描線相交的第一方向和與第一方向相反的第二方向中的一個(gè)方向上，以不會(huì)導(dǎo)致在物體表面上形成圖案的速度偏轉(zhuǎn)電子束，而不進(jìn)行中斷，使得被偏轉(zhuǎn)的電子束的束點(diǎn)定位于所述物體表面的其中一條掃描線上；以及交替重復(fù)繪制步驟和偏轉(zhuǎn)步驟。
2. 如權(quán)利要求1所述的繪制方法，其中，所述偏轉(zhuǎn)步驟被設(shè)計(jì)成在第 一方向和第二方向中的一個(gè)方向上周期性偏轉(zhuǎn)電子束，使得被偏轉(zhuǎn)的電子 束的束點(diǎn)交替定位在掃描線中的第 一掃描線和第二掃描線中的一條上。
3. 如權(quán)利要求1所述的繪制方法，其中，所述繪制步驟被設(shè)計(jì)成旋轉(zhuǎn) 所述物體，使得該物體相對(duì)于電子束運(yùn)動(dòng)。
4. 一種信息記錄介質(zhì)，在該信息記錄介質(zhì)上，通過(guò)利用如權(quán)利要求1 所述的繪制方法在記錄表面上形成周期性圖案。
5. —種繪制裝置，該繪制裝置將電子束照射到物體的表面上，以在物 體表面上沿著掃描線繪制圖案，所述繪制裝置包括發(fā)射電子束的電子源；將電子源發(fā)射的電子束會(huì)聚到物體表面上的物鏡； 輸出脈沖信號(hào)的脈沖振蕩器，該脈沖信號(hào)限定了要被繪制在物體表面 上的圖案；偏轉(zhuǎn)單元，該偏轉(zhuǎn)單元響應(yīng)于來(lái)自脈沖振蕩器的脈沖信號(hào)，沿著與掃 描線交叉的第一方向和與第一方向相反的第二方向中的一個(gè)方向，以不導(dǎo) 致在物體表面上形成圖案的速度偏轉(zhuǎn)電子束，而不進(jìn)行電子束的中斷，使 得被偏轉(zhuǎn)電子束的束點(diǎn)定位在物體表面上的其中一條掃描線上；以及
6. 如權(quán)利要求5所述的繪制裝置，其中，所述偏轉(zhuǎn)單元在第一方向和第二方向中的一個(gè)方向上周期性偏轉(zhuǎn)電子束，使得被偏轉(zhuǎn)的電子束的束點(diǎn)交替定位在掃描線中的第 一掃描線和第二掃描線中的 一條上。
7. 如權(quán)利要求5所述的繪制裝置，其中，所述移動(dòng)單元轉(zhuǎn)動(dòng)所述物 體，導(dǎo)致所述物體相對(duì)于所述電子束相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
8. —種信息記錄介質(zhì)，在該信息記錄介質(zhì)上利用繪制裝置在其記錄表 面上形成周期性圖案，該繪制裝置將電子束照射到信息記錄介質(zhì)的表面 上，以在信息記錄介質(zhì)的表面上沿著掃描線繪制圖案，該繪制裝置包括發(fā)射電子束的電子源；將電子源發(fā)射的電子束會(huì)聚到信息記錄介質(zhì)表面上的物鏡；輸出脈沖信號(hào)的脈沖振蕩器，該脈沖信號(hào)限定了要被繪制在信息記錄 介質(zhì)表面上的圖案；偏轉(zhuǎn)單元，該偏轉(zhuǎn)單元響應(yīng)于來(lái)自脈沖振蕩器的脈沖信號(hào)，沿著與掃 描線交叉的第一方向和與第一方向相反的第二方向中的一個(gè)方向，以不導(dǎo) 致在信息記錄介質(zhì)表面上形成圖案的速度在信息記錄介質(zhì)表面上偏轉(zhuǎn)電子 束，而不進(jìn)行電子束的中斷，使得被偏轉(zhuǎn)電子束的束點(diǎn)定位在信息記錄介 質(zhì)表面上的其中一條掃描線上；以及移動(dòng)單元，該移動(dòng)單元導(dǎo)致所述信息記錄介質(zhì)相對(duì)于所述電子束相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種繪制方法和裝置，電子束被照射到物體表面上，以在物體表面上沿著掃描線繪制圖案。通過(guò)物體相對(duì)于電子束的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，由電子束在物體表面上沿著掃描線形成圖案。沿著與掃描線相交的第一方向和與第一方向相反的第二方向中的一個(gè)方向，以不導(dǎo)致在物體表面上形成圖案的速度偏轉(zhuǎn)電子束，而不進(jìn)行中斷，使得被偏轉(zhuǎn)的電子束的束點(diǎn)定位在物體表面上的其中一條掃描線上。繪制步驟和偏轉(zhuǎn)步驟交替重復(fù)進(jìn)行。
文檔編號(hào)G03F7/20GK101506885SQ20078003150
公開(kāi)日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2007年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月31日
發(fā)明者宮崎武司, 村山升 申請(qǐng)人:株式會(huì)社理光;株式會(huì)社克萊斯泰克