專利名稱：電子束繪制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子束繪制裝置。
背景技術(shù)：
近來，已開發(fā)了可記錄大容量圖像/聲音數(shù)據(jù)以及數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的各種記錄介質(zhì)。將諸如DVD(數(shù)字多用途盤片)這樣的光盤作為這類記錄介質(zhì)的例子而列舉出。還開發(fā)了諸如磁記錄硬盤這樣的大容量盤片。
然而，在利用可見范圍或紫外線范圍激光束來制作傳統(tǒng)原版盤(master disc)中，記錄分辨率受到記錄激光束的光點直徑的限制。為了提高上述盤片的記錄密度，已研究了通過使用下述電子束的原版盤制作裝置來執(zhí)行原版盤的所謂切割這樣的制造，所述電子束具有小于可見范圍或紫外線范圍激光束的光點直徑并且通過該電子束可提高記錄分辨率。
在原版盤的制作中，在將電子束抗蝕劑涂布到襯底上之后，在真空氣氛中照射電子束。通過電子束的照射(電子束曝光)來在電子束抗蝕劑上形成精細(xì)圖案的潛像。對襯底執(zhí)行顯影處理、構(gòu)圖(patterning)處理、以及抗蝕劑移除處理，并且在襯底上形成了精細(xì)凸凹圖案。專利文件1和2公開了利用電子束的原版盤制作裝置。
在上述原版盤制作裝置中，用電子束照射其上涂布有電子束抗蝕劑的盤片襯底，同時在旋轉(zhuǎn)平臺上旋轉(zhuǎn)盤片襯底，以便在盤片襯底上繪制諸如同心形圖案和放射形圖像這樣的精細(xì)圖案。因此，在利用電子束來繪制圖案之前，必需預(yù)先對電子束光學(xué)系統(tǒng)中的物鏡強(qiáng)度和象散校正器進(jìn)行調(diào)節(jié)以使光束直徑變窄。為此，必需使光束調(diào)節(jié)樣品附著在該裝置中或該襯底上。此外，為了在盤片襯底上準(zhǔn)確地形成同心形或放射形精細(xì)圖案，必需對旋轉(zhuǎn)平臺的旋轉(zhuǎn)中心進(jìn)行指定以使電子束的繪制原點與旋轉(zhuǎn)平臺的旋轉(zhuǎn)中心相匹配，即與旋轉(zhuǎn)線性運(yùn)動平臺系統(tǒng)的極坐標(biāo)原點相匹配。
非專利文獻(xiàn)1公開了一種光束直徑調(diào)節(jié)技術(shù)，其中附著于與轉(zhuǎn)盤相鄰的微調(diào)節(jié)平臺上的精細(xì)結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)樣品與襯底高度相匹配，并且通過繪制裝置本身擁有的電子顯微鏡功能來執(zhí)行焦點調(diào)節(jié)，以便調(diào)節(jié)樣品的分辨率在電子顯微鏡圖像中變得最好。
非專利文獻(xiàn)2公開了一種旋轉(zhuǎn)中心調(diào)節(jié)技術(shù)，其中光柵附著于轉(zhuǎn)盤的中心部分，并且使轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)以對電子束的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。
然而，在非專利文獻(xiàn)1中公開的光束直徑調(diào)節(jié)技術(shù)中，因為需要在調(diào)節(jié)期間在電子束照射范圍中移動調(diào)節(jié)樣品，因此需要使徑向移動線性運(yùn)動平臺的移動距離變長，這會導(dǎo)致整個繪制裝置變大這樣的問題。在繪制裝置具有將用于使電子束減速的減速電壓施加到作為繪制目標(biāo)的襯底上的功能的情況下，通常放置調(diào)節(jié)樣品的平臺不具有施加減速電壓的功能。因此，因為未施加減速電壓，所以電子束的焦點高度在具有施加的減速電壓的電勢的襯底表面與具有地電勢的調(diào)節(jié)樣品之間是不同的。因此，為了在實際減速電壓施加狀態(tài)下準(zhǔn)確地執(zhí)行光束調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)樣品單獨(dú)地需要減速電壓施加裝置，這會導(dǎo)致諸如裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜化以及成本增加這樣的問題。
另一方面，在非專利文獻(xiàn)2中公開的旋轉(zhuǎn)中心調(diào)節(jié)技術(shù)中，因為僅在調(diào)節(jié)中附著光柵而在實際繪制中需要拆下光柵，因此需要時間和氣力。
專利文獻(xiàn)1日本專利申請未決公開NO.2002-367241專利文獻(xiàn)2日本專利申請未決公開NO.2003-36572
非專利文獻(xiàn)1JPN.J.Appl.Phys，第40卷，第1653-1660頁、2000年10月30日，″High-Density Recording Using an Electron BeamRecorder″，Yasumitu Wada，Masahiro Katsumura，Yoshiaki Kojima，Hiroaki Kitahara，以及Tetsuya Iida非專利文獻(xiàn)2Applied Optics，第33卷，第10期，第2032頁，1994年4月，″Electron-beam writing system and its application to largeand high-density diffractive optic elements″，Shiro Ogata，Masami Tada以及Masahiro Yoneda發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的問題將上述問題作為本發(fā)明要解決的問題的示例而列舉出。本發(fā)明的目的是提供一種可很容易執(zhí)行光束調(diào)節(jié)和旋轉(zhuǎn)中心調(diào)節(jié)而不會使裝置尺寸增加的電子束繪制裝置。
解決該問題的方式根據(jù)本發(fā)明的一個方面，電子束繪制裝置包括電子束發(fā)射單元，該電子束發(fā)射單元發(fā)射電子束；旋轉(zhuǎn)平臺，該旋轉(zhuǎn)平臺可旋轉(zhuǎn)地支撐用于保持繪制對象的轉(zhuǎn)盤；以及樣品平臺，該樣品平臺被轉(zhuǎn)盤支撐在包括轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)中心的范圍中，用于保持調(diào)節(jié)樣品。
在本發(fā)明的電子束繪制裝置中，用電子束發(fā)射單元發(fā)射出的電子束照射繪制對象。因為繪制對象是由通過旋轉(zhuǎn)平臺支撐的轉(zhuǎn)盤來保持的，因此在轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)期間用電子束照射繪制對象，并且從而可在繪制對象上繪制諸如同心形圖案和放射形圖案這樣的旋轉(zhuǎn)對稱圖案。繪制對象包括但不限于原版光盤襯底。
在繪制對象上實際繪制圖案之前執(zhí)行光束調(diào)節(jié)和旋轉(zhuǎn)中心調(diào)節(jié)。光束調(diào)節(jié)是指對形成于繪制對象上的電子束光點進(jìn)行焦點調(diào)節(jié)。旋轉(zhuǎn)中心調(diào)節(jié)是指對轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)中心進(jìn)行指定以使電子束的繪制原點與轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)中心相匹配以便在盤片襯底上準(zhǔn)確地形成同心形或放射形精細(xì)圖案。通過使電子束照射在調(diào)節(jié)樣品上來執(zhí)行光束調(diào)節(jié)和旋轉(zhuǎn)中心調(diào)節(jié)。在本發(fā)明的電子束繪制裝置中，調(diào)節(jié)樣品是通過樣品平臺來保持的，并且樣品平臺被轉(zhuǎn)盤支撐在包括轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)中心的范圍中。因此，利用由轉(zhuǎn)盤支撐的調(diào)節(jié)樣品可執(zhí)行光束調(diào)節(jié)和旋轉(zhuǎn)中心調(diào)節(jié)，并且不需要用于放置調(diào)節(jié)樣品的不同平臺。這可使該裝置小型化。
在本發(fā)明的電子束繪制裝置的一個方式上進(jìn)一步包括樣品平臺支撐機(jī)構(gòu)，該樣品平臺支撐機(jī)構(gòu)可在與轉(zhuǎn)盤保持繪制對象的表面相垂直的方向上可移動地支撐樣品平臺。按照這種方式，因為用于保持調(diào)節(jié)樣品的樣品平臺在與轉(zhuǎn)盤表面相垂直的方向上是可移動的，因此當(dāng)在調(diào)節(jié)等等期間需要樣品平臺時可使樣品平臺移動到一定位置，并且當(dāng)不需要樣品平臺時可不礙事地收回樣品平臺。
在本發(fā)明的電子束繪制裝置的另一方式中，樣品平臺支撐機(jī)構(gòu)可使樣品平臺移動到轉(zhuǎn)盤保持繪制對象的表面之下。因此，在利用調(diào)節(jié)樣品完成了調(diào)節(jié)之后，通過使樣品平臺收回到轉(zhuǎn)盤之下，樣品平臺從不妨礙轉(zhuǎn)盤上的繪制對象的布置。
在本發(fā)明的電子束繪制裝置的又一方式中，轉(zhuǎn)盤具有下述平面中的凹進(jìn)部分，即在所述平面中轉(zhuǎn)盤將繪制對象保持在旋轉(zhuǎn)中心附近，并且樣品平臺支撐機(jī)構(gòu)是位于凹進(jìn)部分中的升降機(jī)構(gòu)以使樣品平臺上升與下降。
按照這種方式，在轉(zhuǎn)盤中形成了凹進(jìn)部分，并且當(dāng)不需要樣品平臺時通過樣品平臺支撐機(jī)構(gòu)可使樣品平臺收回到凹進(jìn)部分中。
在本發(fā)明的電子束繪制裝置的又一方式中，樣品平臺具有導(dǎo)電性，平臺支撐機(jī)構(gòu)支撐樣品平臺，同時在通過轉(zhuǎn)盤來保持繪制對象時樣品平臺與繪制對象接觸，并且樣品平臺支撐機(jī)構(gòu)進(jìn)一步包括用于將電壓施加到樣品平臺上的電壓施加裝置。
按照這種方式，因為用于保持調(diào)節(jié)樣品的樣品平臺還起用于將電壓施加到繪制對象上的電極的作用，因此可通過樣品平臺將電子束的減速電壓等等施加到繪制對象上。因此，不必與樣品平臺獨(dú)立地提供電壓施加電極，并且由此可使該裝置結(jié)構(gòu)簡單化以進(jìn)行成本降低。
在本發(fā)明的電子束繪制裝置的優(yōu)選示例中，樣品平臺支撐機(jī)構(gòu)使樣品平臺偏壓于繪制對象。因為樣品平臺還起電壓施加電極的作用，因此通過使樣品平臺適當(dāng)?shù)仄珘河诶L制對象可確保保持樣品平臺與繪制對象之間的接觸。將樣品平臺固定到轉(zhuǎn)盤上以執(zhí)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，并且由此使樣品平臺偏壓于繪制對象特別有助于確保旋轉(zhuǎn)期間的電連接。
在本發(fā)明的電子束繪制裝置的另一優(yōu)選示例中，調(diào)節(jié)樣品是由在其表面中具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電材料制成的，該精細(xì)結(jié)構(gòu)具有足以反射光的平坦性。因此，可利用光學(xué)襯底高度測量設(shè)備來對樣品高度進(jìn)行檢測，并且可準(zhǔn)確地執(zhí)行光束調(diào)節(jié)。因為一個調(diào)節(jié)樣品可用于光束調(diào)節(jié)以及旋轉(zhuǎn)中心調(diào)節(jié)，因此不必為光束調(diào)節(jié)和旋轉(zhuǎn)中心調(diào)節(jié)單獨(dú)制備不同的調(diào)節(jié)樣品。


圖1給出了根據(jù)本發(fā)明的電子束繪制裝置的實施例的原版盤制作裝置的基本結(jié)構(gòu)的方框圖；圖2A至2C給出了根據(jù)第一和第二實施例的轉(zhuǎn)盤的剖面圖；圖3A和3B給出了光束調(diào)節(jié)樣品的示例；圖4給出了根據(jù)第一實施例的調(diào)節(jié)處理的流程圖；圖5A至5C給出了根據(jù)第三實施例的轉(zhuǎn)盤的剖面圖；以及圖6給出了根據(jù)第三實施例的調(diào)節(jié)處理的流程圖。
對參考標(biāo)號的簡要描述
10原版盤制作裝置11真空室15盤片襯底16轉(zhuǎn)盤17氣動主軸電機(jī)(air spindle motor)18平臺71調(diào)節(jié)樣品72樣品平臺73樣品平臺支撐機(jī)構(gòu)78中心凸臺具體實施方式
下面參考附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行描述。
(基本結(jié)構(gòu))本發(fā)明提供了一種用于對原版光盤等等繪制旋轉(zhuǎn)對稱圖案的旋轉(zhuǎn)平臺型電子束繪制裝置。圖1給出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的電子束繪制裝置的原版盤制作裝置10的結(jié)構(gòu)的方框圖。
下面對作為示例的用于形成光盤的原版盤制作工序的概要進(jìn)行描述。因為電子束在大氣中顯著地衰減，因此電子束在真空中使用。因此，電子槍以及放置用于制作原版光盤的襯底的轉(zhuǎn)盤等等被布置在真空中。例如，硅(Si)襯底用于制作原版光盤。將電子束抗蝕劑涂布到硅襯底的主面上。涂布有電子束抗蝕劑的襯底在原版盤制作裝置10中旋轉(zhuǎn)，并且用由信息數(shù)據(jù)信號調(diào)制的電子束照射襯底，以形成具有諸如凹坑和凹槽這樣的精細(xì)凸凹圖案的螺旋形潛像。
在電子束曝光之后，從原版盤制作裝置10中取出襯底，并且對襯底實施顯影處理。此后，執(zhí)行構(gòu)圖處理以及抗蝕劑移除處理，以在襯底上形成精細(xì)凸凹圖案。在形成有圖案的襯底的主面上形成導(dǎo)電膜，并且執(zhí)行電鑄(electroforming)處理以制作原版光盤(壓模)。
如圖1所示，原版盤制作裝置10包括真空室11；驅(qū)動器設(shè)備，用于對布置在真空室11中的盤片襯底進(jìn)行驅(qū)動；以及電子束發(fā)射頭40，該電子束發(fā)射頭包括連接到真空室11之中的電子束光學(xué)系統(tǒng)。原版光盤的光盤襯底15(在下文中簡稱為″盤片襯底″)被放置在轉(zhuǎn)盤16上。轉(zhuǎn)盤16通過作為使盤片襯底15旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動設(shè)備的氣動主軸電機(jī)17而繞著下述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，所述旋轉(zhuǎn)軸是與盤片襯底的主面相垂直的軸。氣動主軸電機(jī)17收納在線性運(yùn)動平臺18中。線性運(yùn)動平臺18與作為平移驅(qū)動設(shè)備的進(jìn)給電機(jī)19相耦合，并且線性運(yùn)動平臺18在與盤片襯底15的主面相平行的平面中在預(yù)定方向(圖1中的X方向)上執(zhí)行氣動主軸電機(jī)17和轉(zhuǎn)盤16的平動。轉(zhuǎn)盤16是由諸如陶瓷這樣的介電材料制成的，并且盤片襯底15通過靜電卡盤機(jī)構(gòu)(未示出)保持在轉(zhuǎn)盤16上。
光源22和光電檢測器23位于真空室11中以對盤片襯底15的主面高度進(jìn)行檢測，并且將光電檢測器23的輸出提供給高度檢測單元24。例如，光電檢測器23包括位置傳感器或CCD(電荷耦合器件)。光電檢測器接收從光源22發(fā)射的且從盤片襯底15的表面反射的光，并且將光接收信號提供給高度檢測單元24。高度檢測單元24根據(jù)該光接收信號對盤片襯底15的主面的高度進(jìn)行檢測。
通過諸如空氣傾卸器(air dumper)這樣的振動隔離臺(未示出)來安裝真空室11，以抑制來自外部的振動傳送。真空泵28與真空室11相連，以釋放室內(nèi)部的空氣，并且從而使室的內(nèi)部維持在預(yù)定的真空度。還提供了驅(qū)動控制單元30，用于對氣動主軸電機(jī)17和進(jìn)給電機(jī)19進(jìn)行控制。驅(qū)動控制單元30在對整個原版盤制作裝置10進(jìn)行控制的CPU 25的控制之下進(jìn)行操作。
在用于發(fā)射電子束的電子束發(fā)射頭40中，依次順序地布置了電子槍41、會聚透鏡42、消隱(blanking)電極43、孔徑44、射束偏轉(zhuǎn)電極45、焦點調(diào)節(jié)透鏡46、以及物鏡47。電子束發(fā)射頭40以下述狀態(tài)連接到真空室11的頂表面(ceiling surface)上，所述狀態(tài)是位于電子槍筒48頂端的電子束發(fā)射端口49朝著真空室11中的空間方向。電子束發(fā)射端口49布置在與轉(zhuǎn)盤16上的盤片襯底15的主面相靠近且相對的位置上。
在電子槍41中，將從電子槍電源51提供的高壓施加到陰極上(未示出)，以發(fā)射出加速到例如10KeV的電子束。會聚透鏡42使發(fā)射的電子束會聚并將其導(dǎo)向孔徑44。消隱驅(qū)動單元54根據(jù)來自記錄控制單元52的信號進(jìn)行操作，并且對消隱電極43進(jìn)行控制以接通和斷開電子束。也就是說，消隱驅(qū)動單元54通過在消隱電極43之間施加電壓來使穿過消隱電極43的電子束很大地偏轉(zhuǎn)。當(dāng)電子束很大地偏轉(zhuǎn)時，電子束不會聚到孔徑44的光圈洞中并且不穿過孔徑44，這會造成電子束發(fā)射頭40處于端開狀態(tài)。
響應(yīng)于來自CPU 25的控制信號，光束偏轉(zhuǎn)驅(qū)動單元55將電壓施加到光束偏轉(zhuǎn)電極45上，以使穿過光束偏轉(zhuǎn)電極45的電子束偏轉(zhuǎn)。因此，執(zhí)行電子束光點的相對于盤片襯底15的位置控制。焦點透鏡驅(qū)動單元56根據(jù)來自高度檢測單元24的檢測信號，對照射在盤片襯底15的主面上的電子束光點執(zhí)行焦點調(diào)節(jié)。消隱驅(qū)動單元54、光束偏轉(zhuǎn)驅(qū)動單元55、以及焦點透鏡驅(qū)動單元56起光束調(diào)節(jié)單元57的作用并且由CPU 25控制。
如上所述，在盤片襯底15的電子束曝光期間，當(dāng)電子束以高速入射到形成于盤片襯底15上的抗蝕劑層時，電子束穿過抗蝕劑層，并且因而曝光量減小了，從而使(曝光)靈敏度降低了。因此，在本發(fā)明中，將減速電壓(-VR)施加到盤片襯底15上。減速電壓是具有能夠使電子束減速的幅度的負(fù)電壓。提供電壓源60，以施加減速電壓以及用于使盤片襯底15保持在轉(zhuǎn)盤16上的靜電卡盤電壓。
(第一實施例)下面對根據(jù)本發(fā)明的原版盤制作裝置10的第一實施例進(jìn)行描述。在具有上述基本結(jié)構(gòu)的原版盤制作裝置10中，需要在用電子束實際照射盤片襯底15以制作原版盤之前對電子束進(jìn)行調(diào)節(jié)。具體地說，對電子束發(fā)射頭40中的諸如物鏡47這樣的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以對形成于盤片襯底15上的電子束光點執(zhí)行焦點調(diào)節(jié)(以下稱為″光束調(diào)節(jié)″)。為了在盤片襯底上準(zhǔn)確地形成同心形或放射形精細(xì)圖案，對轉(zhuǎn)盤16的旋轉(zhuǎn)中心進(jìn)行檢測，以使電子束的繪制原點與轉(zhuǎn)盤16的旋轉(zhuǎn)中心相匹配，即與極坐標(biāo)原點相匹配(以下稱為″旋轉(zhuǎn)中心調(diào)節(jié)″)。
在本發(fā)明中，為了執(zhí)行那些調(diào)節(jié)，使光束調(diào)節(jié)樣品位于轉(zhuǎn)盤16的中心附近，更適當(dāng)?shù)卦诎ㄐD(zhuǎn)中心的范圍中。圖2A給出了根據(jù)第一實施例的轉(zhuǎn)盤16的剖面圖，其中盤片襯底1 5未放置在轉(zhuǎn)盤16上。在轉(zhuǎn)盤16的中心形成有凹進(jìn)部分50。用于保持光束調(diào)節(jié)樣品71(在下文中還簡稱為″樣品71″)的樣品平臺72收納在凹進(jìn)部分50中，同時通過樣品平臺支撐機(jī)構(gòu)73來支撐樣品平臺72。使樣品平臺支撐機(jī)構(gòu)73形成為用于使樣品平臺72在圖2A的縱向上移動的升降機(jī)構(gòu)。因為將樣品平臺支撐機(jī)構(gòu)73固定到轉(zhuǎn)盤16上，因此當(dāng)轉(zhuǎn)盤16旋轉(zhuǎn)時樣品平臺72也旋轉(zhuǎn)。樣品平臺72在放置盤片襯底15的一側(cè)上具有凹進(jìn)部分，并且樣品71被固定在該凹進(jìn)部分中。將樣品71固定在包括轉(zhuǎn)盤16的旋轉(zhuǎn)中心的范圍之內(nèi)。
希望樣品71能夠應(yīng)用于光束調(diào)節(jié)和旋轉(zhuǎn)中心調(diào)節(jié)。具體地說，樣品71的示例包括按照下述方式制作的樣品，所述方式是使諸如Au這樣的金屬顆?；蛉橐呵?latex sphere)散布在具有足以反射光的平面的材料表面上并且此后實施導(dǎo)電處理；以及按照下述方式制作的樣品，所述方式是對具有足以反射光的平面的材料實施圖3A所示的精細(xì)點陣圖案或格網(wǎng)形線的構(gòu)圖并且此后對其實施導(dǎo)電處理。因此，在光束調(diào)節(jié)和旋轉(zhuǎn)中心調(diào)節(jié)中使用由具有足以反射光的平坦性的導(dǎo)電圖案形成的樣品71，并且由此不必為各個調(diào)節(jié)單獨(dú)制備不同的樣品。
在盤片襯底15被放置在轉(zhuǎn)盤16上之前執(zhí)行光束調(diào)節(jié)和旋轉(zhuǎn)中心調(diào)節(jié)。如圖2A所示，在調(diào)節(jié)期間，樣品平臺72被樣品平臺支撐機(jī)構(gòu)73升高，使得樣品71略微地位于轉(zhuǎn)盤16的上表面之上。優(yōu)選地，對樣品平臺72進(jìn)行定位，使得當(dāng)盤片襯底15被放置在轉(zhuǎn)盤16上時，樣品71的樣品表面基本上與盤片襯底15的上表面位置相匹配。也就是說，優(yōu)選地，樣品71的樣品表面距轉(zhuǎn)盤16的高度等于盤片襯底的高度，并且將樣品表面距轉(zhuǎn)盤的高度與盤片襯底的厚度之間的誤差設(shè)置在電子束的焦點深度之內(nèi)。然而，即使誤差未落入電子束的焦點深度之內(nèi)，那么當(dāng)樣品71具有對光進(jìn)行反射的特性時，也可通過高度檢測器24對誤差進(jìn)行測量并且根據(jù)測量的高度對焦點驅(qū)動單元56進(jìn)行控制以執(zhí)行焦點控制，來吸收該誤差。
另一方面，當(dāng)光束調(diào)節(jié)和旋轉(zhuǎn)中心調(diào)節(jié)完成時，盤片襯底15被放置在轉(zhuǎn)盤16上，以通過電子束來繪制圖案。圖2B給出了當(dāng)放置了盤片襯底15時轉(zhuǎn)盤16的剖面圖。當(dāng)盤片襯底15被放置在轉(zhuǎn)盤16上時，樣品平臺72被樣品平臺支撐機(jī)構(gòu)73降低到凹進(jìn)部分50中，達(dá)到樣品平臺72不會妨礙盤片襯底15的放置的位置，即下降到轉(zhuǎn)盤16的上表面之下的位置。
接下來，對包括光束調(diào)節(jié)和旋轉(zhuǎn)中心調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)處理進(jìn)行描述。圖4給出了第一實施例中的調(diào)節(jié)處理的流程圖。在下面的描述中，假定圖3A所示的點圖案樣品被用作樣品71。
如圖2A所示，對樣品平臺支撐機(jī)構(gòu)73進(jìn)行調(diào)節(jié)以使樣品平臺72從轉(zhuǎn)盤16的上表面上升，直至樣品71的樣品表面基本上凸出了盤片襯底15的厚度(步驟S1)。
此后，執(zhí)行光束調(diào)節(jié)以便使電子束聚焦到樣品71的樣品表面上。具體地說，使電子束照射到樣品表面上的同時進(jìn)行掃描，并且通過對從二次電子或反射電子信息中獲得的掃描電子顯微鏡圖像(以下簡稱為″SEM圖像″)進(jìn)行顯示來觀測樣品表面。此時，轉(zhuǎn)盤16和平臺18保持靜止。樣品表面的SEM圖像變?yōu)槿鐖D3A所示的點圖案圖像。當(dāng)電子束的焦點不位于樣品表面上時，點圖案的一個點圖形由于象散而散焦或變?yōu)榇髾E圓形。另一方面，當(dāng)電子束的焦點位于樣品表面上時，點圖案的一個點圖形變?yōu)榫哂凶钚∶娣e的圓形。因此，對樣品表面的SEM圖像進(jìn)行觀察以對電子束發(fā)射頭40中的諸如物鏡47、焦點調(diào)節(jié)透鏡46、以及象散校正器這樣的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而分辨率變?yōu)樽罴?步驟S2)。
此后，執(zhí)行旋轉(zhuǎn)中心調(diào)節(jié)。也就是說，電子束的繪制原點與轉(zhuǎn)盤16的旋轉(zhuǎn)中心相匹配。具體地說，在轉(zhuǎn)盤16旋轉(zhuǎn)的同時，用電子束照射樣品表面，以對樣品表面進(jìn)行掃描，并且通過顯示SEM圖像來進(jìn)行觀察。在該實施例中，因為圖3A所示的點圖案被用作樣品71，因此在轉(zhuǎn)盤16轉(zhuǎn)動期間觀察到圖3B所示的同心形SEM圖像。對平臺18的位置以及電子束的偏轉(zhuǎn)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得同心圓的中心位于電子顯微鏡的視野中心。此時，因為平臺18僅在圖1的X方向上移動，因此通過平臺18的移動來主要地執(zhí)行X方向上的定位，并且通過用電子束發(fā)射頭40對電子束的偏轉(zhuǎn)量進(jìn)行控制或者通過使電子束發(fā)射頭40移動來執(zhí)行Y方向上(即與平臺18的移動方向相垂直的方向)的定位。
具體地說，最初顯示低倍率SEM圖像，并且對平臺18的位置進(jìn)行控制，使得電子束位于同心形圖像的中間位置。此后，通過對光束偏轉(zhuǎn)驅(qū)動單元15進(jìn)行控制來偏轉(zhuǎn)電子束，并且從而對轉(zhuǎn)盤16的旋轉(zhuǎn)中心位置上的殘差分量進(jìn)行校正。通過對SEM圖像進(jìn)行放大來重復(fù)上述操作，并且電子束的繪制原點與轉(zhuǎn)盤16的旋轉(zhuǎn)中心相匹配(步驟S3)。
當(dāng)光束調(diào)節(jié)和旋轉(zhuǎn)中心調(diào)節(jié)完成時，如圖2B所示，使樣品平臺72下降到樣品平臺72不會妨礙轉(zhuǎn)盤16上的盤片襯底15的放置的位置(步驟S4)。
接下來，涂敷有光致抗蝕劑的盤片襯底15被放置在轉(zhuǎn)盤16上，以便轉(zhuǎn)盤16的旋轉(zhuǎn)中心優(yōu)選地與盤片襯底15的中心相匹配(步驟S5)。此后，通過電子束繪制來執(zhí)行曝光，以制造原版盤。
因此，根據(jù)這個實施例，因為樣品平臺可在轉(zhuǎn)盤16中下降到當(dāng)放置盤片襯底15時樣品平臺不會妨礙盤片襯底15的放置的位置，因此不需要用于保持光束調(diào)節(jié)樣品的專用平臺，并且可縮小該裝置的尺寸。此外，因為旋轉(zhuǎn)中心調(diào)節(jié)樣品總是處于附著狀態(tài)，因此作為裝置功能，總是對旋轉(zhuǎn)中心進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且可準(zhǔn)確地繪制圖案而不存在原點偏離。
(第二實施例)接下來，對第二實施例進(jìn)行描述。第一實施例的對象是不具有中心孔的盤片襯底15。另一方面，當(dāng)作為電子束繪制對象的盤片襯底具有中心孔時應(yīng)用第二實施例，并且第二實施例與第一實施例的不同之處在于轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)。在第二實施例中，因為除了原版盤制作裝置10的轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)之外的整個結(jié)構(gòu)與第一實施例相似，因此省去該描述。
圖2C給出了第二實施例中的轉(zhuǎn)盤16a的剖面圖。在第二實施例中，盤片襯底15a具有中心孔，并且在轉(zhuǎn)盤16a的上表面提供了與盤片襯底15a的中心孔嚙合的中心凸臺78。中心凸臺78也用作樣品平臺，并且樣品71被布置在中心凸臺78上。也就是說，與具有中心孔的盤片襯底15a相嚙合的中心凸臺78通常與盤片襯底15a一起使用。具體地說，如圖2C所示，中心凸臺78具有凹進(jìn)部分，并且樣品71被布置在凹進(jìn)部分中。此時，樣品71被布置在中心凸臺78的凹進(jìn)部分中，使得樣品71的樣品表面距轉(zhuǎn)盤16a的上表面的高度變?yōu)榈扔诒P片襯底16a的厚度。
在第二實施例中，通過與第一實施例相似的方法，通過對樣品71進(jìn)行SEM觀察來執(zhí)行光束調(diào)節(jié)和旋轉(zhuǎn)中心調(diào)節(jié)。然而，因為盤片襯底15a能夠保持在轉(zhuǎn)盤16a上，同時盤片襯底15a的中心孔與中心凸臺78相嚙合，因此無需使也起樣品平臺作用的中心凸臺78下降。換句話說，甚至在盤片襯底15a被放置在轉(zhuǎn)盤16a上之后也可執(zhí)行光束調(diào)節(jié)和旋轉(zhuǎn)中心調(diào)節(jié)。
因此，在第二實施例中，可縮小該裝置的尺寸，并且通過利用轉(zhuǎn)盤16a支撐的樣品71可準(zhǔn)確地執(zhí)行光束調(diào)節(jié)和旋轉(zhuǎn)中心調(diào)節(jié)。
(第三實施例)此后，對第三實施例進(jìn)行描述。在第三實施例中的，樣品平臺還用作用于施加電子束的減速電壓的電樞(電極)。圖5A給出了根據(jù)第三實施例的轉(zhuǎn)盤16的剖面圖，并且樣品平臺72用作圖5A的轉(zhuǎn)盤16中的施加電壓電極。具體地說，樣品平臺72是由諸如金屬材料這樣的導(dǎo)電材料制成的，并且從電壓源60施加電子束減速電壓。當(dāng)盤片襯底15被放置轉(zhuǎn)盤16上時，如圖5A所示，樣品平臺72的上端部分72a與盤片襯底15的下表面接觸，并且樣品平臺72將電壓源60提供的電子束減速電壓施加到盤片襯底15上。盤片襯底15被放置轉(zhuǎn)盤16上的同時，樣品平臺支撐機(jī)構(gòu)73將樣品平臺72支撐在樣品平臺72的上端部分72a與盤片襯底15的下表面以適當(dāng)?shù)牧ο嘟佑|的位置。
圖6給出了第三實施例中的調(diào)節(jié)處理的流程圖。與第一實施例相似，調(diào)節(jié)處理包括光束調(diào)節(jié)和旋轉(zhuǎn)中心調(diào)整。在第三實施例的調(diào)節(jié)處理中，因為步驟S11至S15與第一實施例的步驟S1至S5相似，因此省去該描述。
在步驟S11至S15之后，對樣品平臺支撐機(jī)構(gòu)73進(jìn)行驅(qū)動以使樣品平臺72再次上升，并且如圖5A所示，樣品平臺支撐機(jī)構(gòu)73停止在樣品平臺72的上端部分72a與盤片襯底15的下表面接觸的位置(步驟S16)。
接下來，執(zhí)行通過電子束的繪制(步驟S17)。此時，電壓源60將減速電壓提供給彼此電連接的樣品平臺72和盤片襯底15，使得樣品平臺72和盤片襯底15變成負(fù)極。因此，盤片襯底15是帶負(fù)電的，并且使照射在盤片襯底15的主面上的電子束中的電子減速。
因此，除了第一實施例的效果之外，在第三實施例中，其上放置有用于執(zhí)行光束調(diào)節(jié)和旋轉(zhuǎn)中心調(diào)節(jié)的樣品71的樣品平臺72還用作用于施加電子束減速電壓的電極。因此，不必提供與樣品平臺72獨(dú)立的減速電壓電極，因此可使該裝置結(jié)構(gòu)簡單化。
接下來，對第三實施例的修改進(jìn)行描述。
圖5B給出了第三實施例的修改，其中樣品平臺支撐機(jī)構(gòu)是由彈簧73a形成的。將起樣品平臺支撐機(jī)構(gòu)作用的彈簧73a的上端固定在樣品平臺72的底面，并且將彈簧73a的下端固定在形成于轉(zhuǎn)盤16上的凹進(jìn)部分50的底面。因此，彈簧73a以適當(dāng)?shù)膲毫κ箻悠菲脚_72偏壓于盤片襯底15的底面。這可通過彈簧73a的彈力而使樣品平臺72的上端部分72a與盤片襯底15的底面連續(xù)地接觸，即使盤片襯底15由于電機(jī)的轉(zhuǎn)動而縱向擺動。
圖5C給出了第二實施例的另一修改，其中樣品平臺被用作靜電卡盤電極。通過電子束來繪制圖案時，需要將盤片襯底15牢固地固定到轉(zhuǎn)盤16。因此，如上所述，通過庫侖力靜電地吸附盤片襯底15和轉(zhuǎn)盤16的靜電卡盤系統(tǒng)用作將盤片襯底15牢固地固定到轉(zhuǎn)盤16上的方法。在第三實施例中，樣品平臺72用作施加電子束減速電壓的電極?；蛘撸鐖D5C所示，內(nèi)電極61嵌入在轉(zhuǎn)盤16中，并且將正電壓施加到內(nèi)電極61上以形成正極。這可靜電地吸附盤片襯底15和轉(zhuǎn)盤16。
工業(yè)適用性本發(fā)明可應(yīng)用于在諸如光盤和磁盤這樣的原版盤上繪制精細(xì)旋轉(zhuǎn)對稱圖案(例如螺旋形圖案、同心形圖案、以及放射形圖案)的旋轉(zhuǎn)平臺型電子束繪制裝置。
權(quán)利要求
1.一種電子束繪制裝置，包括電子束發(fā)射單元，該電子束發(fā)射單元發(fā)射電子束；旋轉(zhuǎn)平臺，該旋轉(zhuǎn)平臺可旋轉(zhuǎn)地支撐用于保持繪制對象的轉(zhuǎn)盤；以及樣品平臺，該樣品平臺被轉(zhuǎn)盤支撐在包括轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)中心的范圍內(nèi)，用于保持調(diào)節(jié)樣品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電子束繪制裝置，進(jìn)一步包括樣品平臺支撐機(jī)構(gòu)，該樣品平臺支撐機(jī)構(gòu)在與轉(zhuǎn)盤保持繪制對象的表面相垂直的方向上可移動地支撐樣品平臺。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的電子束繪制裝置，其中樣品平臺支撐機(jī)構(gòu)能夠使樣品平臺移動到轉(zhuǎn)盤保持繪制對象的表面之下。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的電子束繪制裝置，其中轉(zhuǎn)盤在下述表面上具有凹進(jìn)部分，在所述表面處，轉(zhuǎn)盤將繪制對象保持在旋轉(zhuǎn)中心附近，并且樣品平臺支撐機(jī)構(gòu)是位于凹進(jìn)部分中的升降機(jī)構(gòu)，用于使樣品平臺上升與下降。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的電子束繪制裝置，其中樣品平臺具有導(dǎo)電性，其中平臺支撐機(jī)構(gòu)支撐樣品平臺，同時當(dāng)通過轉(zhuǎn)盤來保持繪制對象時樣品平臺與繪制對象接觸，并且樣品平臺支撐機(jī)構(gòu)進(jìn)一步包括用于將電壓施加到樣品平臺上的電壓施加裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的電子束繪制裝置，其中樣品平臺支撐機(jī)構(gòu)使樣品平臺偏壓于繪制對象。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的電子束繪制裝置，其中調(diào)節(jié)樣品具有導(dǎo)電性。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的電子束繪制裝置，其中調(diào)節(jié)樣品在其表面中具有精細(xì)結(jié)構(gòu)，該精細(xì)結(jié)構(gòu)具有足以反射光的平坦性。
全文摘要
一種可容易地調(diào)節(jié)光束和旋轉(zhuǎn)中心而不會使裝置尺寸增加的電子束繪制裝置，該裝置包括電子束發(fā)射單元，可旋轉(zhuǎn)地支撐保持繪制對象的轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)平臺，以及被轉(zhuǎn)盤支撐在包括轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)中心的范圍內(nèi)并保持調(diào)節(jié)樣品的樣品平臺。當(dāng)轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)期間將電子束施加到繪制對象時，能夠在繪制對象上繪制旋轉(zhuǎn)對稱圖案(諸如同心形，放射形)。當(dāng)在繪制對象上實際繪制圖案之前，利用調(diào)節(jié)樣品來調(diào)節(jié)光束和旋轉(zhuǎn)中心時，調(diào)節(jié)樣品通過樣品平臺來保持并且樣品平臺被轉(zhuǎn)盤支撐在包括轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)中心的范圍內(nèi)。因此，利用轉(zhuǎn)盤上支撐的調(diào)節(jié)樣品可調(diào)節(jié)光束和旋轉(zhuǎn)中心，從而消除了對單獨(dú)的調(diào)節(jié)樣品安裝平臺的需求，從而可使該裝置小型化。
文檔編號G11B7/24GK1981243SQ20058002045
公開日2007年6月13日 申請日期2005年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月21日
發(fā)明者北原弘昭 申請人:日本先鋒公司