专利名称：电子束位置变动测定方法、电子束位置变动测定装置以及电子束记录装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子束位置变动测定方法、电子束位置变动测定装置以及电子束记录装置。
背景技术：
电子束记录装置(EBRElectron Beam Recording)用于母盘例如光信息记录介质、光磁信息记录介质、相变信息记录介质、磁信息记录介质等制造用母盘的制作、或集成电路元件的布线图案形成等，在母盘等记录对象上照射会聚的电子束点，形成记录图案。
以对光信息记录介质(光盘等)的记录为例，通常在母盘制作时，预先在作为凹部或凸部的轨道(track)(凹轨(groove track)或凸轨(landtrack))上记录在光盘的旋转控制中使用的摆动(wobbling)信号等旋转控制信息和数据记录时的位置搜索等所需的地址信息等信号。将与这样的信号对应的凹凸图案记录到母盘上时，以往是通过对记录面照射将激光束会聚得到的点来进行，但为了对应光信息记录介质的高密度化所伴随的轨道间距的极细化的要求，采用使用了点径比激光小、并能够得到高记录分辨率的电子束的记录。
在下述专利文献1中记载了一种同心圆状轨道记录用的电子束记录装置，其作为可进行高密度的光盘母盘制作的电子束记录装置，具备旋转驱动部，其支承形成有抗蚀层的母盘，并使母盘旋转；曝光电子束射出部，其可自由偏转地将曝光电子束照射到母盘上，形成照射点；以及相对移动驱动部，其使旋转驱动部和照射点在母盘的半径方向上相对地并行移动。
在这样的电子束记录装置中，需要在记录之前进行电子束的调整。这是因为，电子束容易受到周边环境的磁场的影响，若因磁场的影响导致射束波动，则记录精度下降，尽管如此，也不能够像激光束那样在记录中将射束分开，一边监视射束位置和状态一边进行记录。在调整电子束时，测定射束位置变动、射束的聚焦点径等，根据其测定结果在记录时进行射束调整。
在这样的记录前的电子束的测定中，射束位置变动的测定是通过现有的图1所示系统来进行的。即，在会聚的电子束E的照射点位置上配置刀口N(knife edge)，以遮住射束点的一半，利用电流放大器A放大通过该刀口N到达法拉第杯F(faraday cup)的电流，输出到示波器O，从而对电子束E进行射束位置变动的测定。
专利文献1日本特开2002-367241号公报发明内容在对电子束的射束位置变动的测定中，测定外部磁场变动的对于高频成分的变动是有效的，这样的高频变动对要求高分辨率的记录的影响程度高，因此，为了确保高精度的记录，需要准确地测定该变动量，以便采取减少对策或修正。
而且，为了高精度地测定其射束位置变动，需要相对于刀口准确地定位射束点的基准位置，准确地配置刀口，使得将射束点的一半遮挡，从而根据射束点中心从刀口的前端偏离时的检测电流的变化，可高精度地检测射束点的位置变动。
此时，例如，在对光信息记录介质等的记录中采用的电子束的点径在几nm到几十nm的范围内，若作为基准的电子束的射束点中心从刀口的前端偏离，则位置变动相对于电流变化的比例变化，因此不能够进行准确的测定。并且，达到射束点完全从刀口脱离或完全被刀口遮挡的状态、电子束漂移而达到从测定范围(几nm到几十nm的射束点径为测定范围)脱离程度的情况下，存在不能测定位置变动的问题。因此，根据现有技术，在较低频率下发生了波动幅度较大的漂移的情况下，存在不能够稳定且准确地测定电子束的位置变动的问题。
本发明将解决这样的情况作为课题之一例。即，本发明的目的在于，在电子束记录装置的记录之前进行的射束位置变动的测定时，能够进行稳定且准确的变动量的测定。
为了达到这样的目的，基于本发明的电子束位置变动测定方法、电子束位置变动测定装置、电子束记录装置至少具备以下的各方面所涉及的结构。
本发明的电子束位置变动测定方法，其特征在于，针对使电子束的射束点在记录面会聚、并在该记录面上形成记录图案的电子束记录装置，在所述射束点的照射位置配置刀口，检测通过该刀口照射的电子束，根据所述射束点的中心从所述刀口的前端偏离时的检测电流的变化，测定所述射束点的位置变动时，在所述测定中控制所述电子束的基准位置，使得所述射束点的中心位于所述刀口的末端位置。
本发明的电子束位置变动测定装置，针对使电子束的射束点在记录面上会聚、并在该记录面上形成记录图案的电子束记录装置，在记录之前测定所述电子束的位置变动，其特征在于，具备刀口，其配置在所述射束点的照射位置；检测单元，其检测通过该刀口照射的电子束；滤波器单元，其从该检测单元的输出中除去测定对象的变动频率成分；以及控制单元，其根据该滤波器单元的输出，控制所述电子束的基准位置，使得所述射束点的中心位于所述刀口的末端位置，该电子束位置变动测定装置根据所述射束点的中心从所述刀口的末端偏离时的所述检测单元的输出变化，测定所述射束点的位置变动。
本发明的电子束记录装置，使电子束的射束点在记录面上会聚，并在该记录面上形成记录图案，其特征在于，设置在记录之前测定所述电子束的位置变动的测定装置，该测定装置具备刀口，其配置在所述射束点的照射位置；检测单元，其检测通过该刀口照射的电子束；滤波器单元，其从该检测单元的输出中除去测定对象的变动频率成分；以及控制单元，其根据该滤波器单元的输出，控制所述电子束的基准位置，使得所述射束点的中心位于所述刀口的末端位置，该测定装置根据所述射束点的中心从所述刀口的末端偏离时的所述检测单元的输出变化，测定所述射束点的位置变动。
图1是现有技术的说明图。
图2是说明本发明的实施方式的电子束位置变动测定装置和测定方法的说明图。
图3是表示在本发明的实施方式的电子束位置变动测定装置中，射束点Ep的位置S和检测电流之间的关系的图。
图4是表示本发明的实施方式的电子束记录装置的说明图。
具体实施例方式
下面，参照附图，说明本发明的实施方式。图2是说明本发明的一实施方式的电子束位置变动测定方法和测定装置的说明图。
该测定装置10用于针对电子束记录装置(省略图示)，在记录之前测定电子束E的位置变动，该电子束记录装置使电子束E的射束点Ep在记录面上会聚，并在该记录面上形成记录图案。作为其构成要件，具有刀口11，其配置在射束点Ep的照射位置；法拉第杯(检测装置)12，其检测通过刀口11照射的电子束；高截止滤波器(high-cut filter)(滤波器单元)14，其从法拉第杯12的输出中除去测定对象的变动频率成分；以及控制单元15，其根据高截止滤波器14的输出，控制电子束E的基准位置，使得射束点Ep的中心位于刀口11的末端位置。
更详细说明，根据需要利用电流放大器13放大来自法拉第杯12的输出，通过高截止滤波器14从该放大后的输出中除去测定对象的变动频率成分，将该除去了高频成分的输出输入到构成控制单元15的偏差生成电路15a，在那里与基准信号进行比较，输出偏差信号。根据该偏差信号，从驱动电路16输出驱动信号，驱动偏转线圈20，控制电子束E的基准位置，使得射束点Ep的中心位于刀口11的末端位置。
在该状态下，根据射束点Ep的中心从刀口11的末端偏离时的法拉第杯12的输出变化，测定射束点Ep的位置变动。即，在偏转线圈20根据来自驱动电路16的输出信号控制电子束E的基准位置的状态下，来自法拉第杯12的输出被电流放大器13放大，作为射束位置变动信号输出。该射束位置变动信号与现有技术同样地被输出到示波器，从而能够观测变动状态。并且，可以将该射束位置变动信号或来自法拉第杯12的输出存储到存储器中，生成记录时的修正信号。
图3是示出射束点Ep的位置S和检测电流之间的关系的图。确保射束点Ep的中心成为刀口11的末端位置的基准位置So，从而将电子束的检测电流设为-i0时，求出检测电流为-0.88i0的射束点位置Sa和检测电流为-0.12i0的射束点位置Sb，可以由|Sb-Sa|得到射束点径d，可以由α＝2{(π/In2)·(i0/d)}1/2得到检测灵敏度α。然后，根据相对于-0.5i0的检测电流的输出差和检测灵敏度α，可以高精度地求出射束位置的变动量。
根据这样的测定装置10以及使用测定装置10的测定方法，在测定射束点Ep的位置变动时，在测定中控制电子束E的基准位置，使得射束点Ep的中心位于刀口11的末端位置，因此，在测定中电子束E不脱离测定范围，能够进行始终稳定的高精度的变动量测定。
并且，通过将进行电子束的基准位置控制的变动频带设定为类似于漂移(drift)的低频，能够在大于等于该设定频带的频带内准确地测定射束位置变动。更具体讲，通过将截止频带设定为几Hz左右，能够准确地测定商用电源频率(50Hz)或电源的开关频率(几十kHz)上的变动。因此，在进行高分辨率记录的电子束记录装置中，可有效地测定射束位置变动。
图4是表示设置有上述的测定装置10的电子束记录装置100的说明图。该电子束记录装置100具有真空室30、装配在该真空室30上的电子束射出部40和各种控制部。电子束E具有在大气气氛中显著衰减的特性，因此在真空室30内的真空气氛中进行电子束的曝光处理。真空室30上连接有省略图示的真空泵，通过真空泵对室内进行排气，从而能够将真空室30内设定为预定压力的真空气氛。并且，通常，真空室30隔着空气阻尼器(air damper)等防振台(省略图示)设置在地面上，构成为不使来自外部的振动传播到真空室30内或装配在真空室30上的电子束射出部40。
说明真空室30的内部，在底面30A上设置有输送台31，在该输送台31之上设置有可沿X轴方向(直交的水平轴中的一个)移动的X轴输送台32。而且，在该X轴输送台32之上设置有主轴电机34，该主轴电机34通过旋转控制部61来对转盘35进行旋转驱动。在转盘35上设置有光盘母盘等被记录对象36。
并且，在X轴输送台32上设置有Y轴输送台33和垂直台37，在该垂直台37上设置有前述的测定装置10。而且，通过X轴输送台32、Y轴输送台33以及垂直台37进行XYZ轴方向的位置调整，调整为前述的刀口11的上表面与被记录对象36的记录面处于同一高度。
另一方面，通过输送电机38的旋转驱动和输送机构39a、39b进行X轴输送台32的移动调整，该移动调整中使用激光测长器50，根据由测长用激光束51(利用设置在Y轴输送台33上的反射镜52将出射的测长用激光束51反射，检测返回来的测长用激光束51)得到的测长数据，利用来自输送电机控制部60的输出控制输送电机38，由此进行调整。更具体讲，由输送电机控制部对激光测长器50所得到的测长数据和基准位置信号进行比较，利用与其偏差对应的控制信号进行输送电机38的驱动控制，进行与基准位置信号对应的X轴输送台32的位置设定。
接着，说明电子束射出部40，在电子束柱(電子ビ一ムカラム)40a内装配有各元件，从上方起依次配置有电子枪41、会聚透镜42、消隐电极43、调制用光阑44、偏转线圈45、校准线圈46、高速偏转器47、调焦透镜48、物镜49。
电子枪41射出通过来自省略图示的加速高压电源的几10keV的高电压进行了加速的电子束E，所射出的电子束E通过会聚透镜42会聚，通过消隐电极43，引导到调制用光阑44。消隐电极43由射束调制部62控制，根据记录时输入的记录调制信号，进行电子束E的强度调制。即，射束调制部62在消隐电极43之间施加与记录调制信号对应的输出电压，使所通过的电子束较大地偏转。由此，电子束E在通过调制用光阑44的状态和被调制用光阑44遮挡的状态之间进行开关控制，从而对电子束E进行调制。
偏转线圈45与图2所示的偏转线圈20对应，根据来自前述的测定装置10的输出，将电子束E控制在基准位置。根据基于来自前述的输送电机控制部60的位置误差信号的、来自射束位置修正部63的输出对校准线圈46进行驱动，进行电子束E的位置修正。根据基于记录时输入的记录位置信号的、来自射束偏转控制部64的输出对高速偏转器47进行驱动，高速地进行电子束E的偏转控制。
调焦透镜48和物镜49相挨着，用于在前述的射束位置变动测定时，在刀口11的上表面高度处形成射束点Ep，且在记录时在被记录对象36的记录面上形成射束点Ep。在刀口11的上表面或记录面上照射来自激光光源53的激光，通过检测器54检测其反射光，从而进行刀口11的上表面或记录面上的位置检测，利用基于该检测信号的来自焦点控制部65的输出调整调焦透镜48，在刀口11的上表面或记录面上准确地形成射束点Ep。
在这样的电子束记录装置100中，在记录之前，进行前述的射束位置变动的测定。该测定时，移动X轴输送台32和Y轴输送台33，进行位置调整，使得测定装置10的刀口11(参照图2)的末端与电子枪41的射出轴一致。并且，通过垂直台37进行调整，使得刀口11的上表面高度与被记录对象36的记录面一致。
并且，伴随从电子枪41射出电子束E，根据来自调焦部65的输出来驱动调焦透镜48，与刀口11的上表面高度对齐，形成射束点Ep。进一步，通过基于来自输送电机控制部60的输出信号的、来自射束位置修正部63的输出，驱动校准线圈46，设定电子束E的初始位置，使得射束点Ep的中心与刀口11的末端位置一致。
然后，开始射束位置变动的测定，驱动电路16根据来自测定装置10的控制输出信号驱动偏转线圈45，控制电子束E的基准位置，使得射束点Ep的中心与刀口11的末端一致。此时，来自测定装置10的控制输出是截止测定对象的变动频率后的输出，因此，即使根据该控制输出来控制电子束E，也不会影响到应测定的射束点Ep的变动量本身。而且，对于低频的漂移，进行电子束E的偏转控制，防止产生低频漂移，所以能够在始终稳定的状态下，准确地测定成为测定对象的频率的射束位置变动。
并且，从测定装置10输出的射束位置变动信号与现有技术同样地被输入到示波器71，并存储到存储器72中。然后，记录时，根据存储器72的存储数据，从修正信号生成部73输出修正信号，在射束偏转控制部64中，将该修正信号与记录位置信号叠加而输出，从而能够进行修正了射束位置变动的电子束记录。
以上说明的本发明的实施方式的电子束位置变动测定方法、电子束位置变动测定装置以及电子束记录装置的特征总结如下(标号与图2～图4对应)。
一个特征在于，作为电子束位置变动测定方法，针对使电子束E的射束点Ep在记录面上会聚、并在该记录面上形成记录图案的电子束记录装置100，在射束点Ep的照射位置配置刀口11，检测通过刀口11照射的电子束，根据射束点Ep的中心从刀口的末端偏离时的检测电流的变化，测定射束点Ep的位置变动时，在测定中控制电子束E的基准位置，使得射束点Ep的中心位于刀口11的末端位置。并且，其特征在于，根据从检测电流除去了测定对象的变动频率成分的输出来进行所述基准位置的控制。
并且，作为电子束位置变动测定装置，针对使电子束E的射束点Ep在记录面上会聚、并在该记录面上形成记录图案的电子束记录装置，在记录之前测定电子束Ep的位置变动，其特征在于，具备刀口11，其配置在射束点Ep的照射位置；检测单元(法拉第杯12等)，其检测通过刀口11照射的电子束E；滤波器单元(高截止滤波器14等)，其从该检测单元的输出中除去测定对象的变动频率成分；以及控制单元15，其根据该滤波器单元的输出，控制电子束E的基准位置，使得射束点Ep的中心位于刀口11的末端位置，该电子束位置变动测定装置根据射束点Ep的中心从刀口11的末端偏离时的检测单元的输出变化，测定射束点Ep的位置变动。
而且，作为电子束记录装置100，使电子束E的射束点Ep在记录面上会聚，并在该记录面上形成记录图案，其特征在于，为了在记录之前进行电子束位置变动计测，设置前述的电子束位置变动测定装置。
根据这样的特征，在记录之前测定电子束位置变动时，始终将成为基准的射束点Ep的位置控制成刀口11的末端位于其中心位置，所以，能够稳定且准确地测定电子束位置变动。
并且，根据截止测定对象的变动频率而得到的检测信号来控制射束点Ep的基准位置，所以，该基准位置的控制不会影响到测定对象的变动量，能够防止在测定中射束点Ep脱离测定范围那样的在较低的频率下产生较大的射束波动。
而且，由此能够得到准确的射束位置变动数据，所以在电子束记录装置中，根据该数据，生成记录时的修正信号等，能够有效地排除对分辨率高的记录影响程度高的射束位置变动，进行记录。
权利要求
1.一种电子束位置变动测定方法，其特征在于，针对使电子束的射束点在记录面上会聚、并在该记录面上形成记录图案的电子束记录装置，在所述射束点的照射位置处配置刀口，检测通过该刀口照射的电子束，根据所述射束点的中心从所述刀口的前端偏离时的检测电流的变化，测定所述射束点的位置变动时，在所述测定中控制所述电子束的基准位置，使得所述射束点的中心位于所述刀口的前端位置。
2.根据权利要求1所述的电子束位置变动测定方法，其特征在于，根据从所述检测电流中除去了测定对象的变动频率成分的输出来进行所述基准位置的控制。
3.一种电子束位置变动测定装置，针对使电子束的射束点在记录面上会聚、并在该记录面上形成记录图案的电子束记录装置，在记录之前测定所述电子束的位置变动，其特征在于，具备刀口，其配置在所述射束点的照射位置处；检测单元，其检测通过该刀口照射的电子束；滤波器单元，其从该检测单元的输出中除去测定对象的变动频率成分；以及控制单元，其根据该滤波器单元的输出，控制所述电子束的基准位置，使得所述射束点的中心位于所述刀口的前端位置，根据所述射束点的中心从所述刀口的前端偏离时的所述检测单元的输出变化，测定所述射束点的位置变动。
4.一种电子束记录装置，使电子束的射束点在记录面上会聚，并在该记录面上形成记录图案，其特征在于，设置有在记录之前测定所述电子束的位置变动的测定装置，该测定装置具备刀口，其配置在所述射束点的照射位置处；检测单元，其检测通过该刀口照射的电子束；滤波器单元，其从该检测单元的输出中除去测定对象的变动频率成分；以及控制单元，其根据该滤波器单元的输出，控制所述电子束的基准位置，使得所述射束点的中心位于所述刀口的前端位置，该测定装置根据所述射束点的中心从所述刀口的前端偏离时的所述检测单元的输出变化，测定所述射束点的位置变动。
全文摘要
在电子束记录装置的记录之前进行的射束位置变动的测定时，能够进行稳定且准确的变动量的测定。在记录之前测定射束点(E
文档编号G11B9/10GK1942829SQ200580011820
公开日2007年4月4日 申请日期2005年6月2日 优先权日2004年6月7日
发明者小岛良明 申请人:日本先锋公司