專利名稱：電子束繪制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例涉及用于在離散軌道記錄型磁盤(pán)介質(zhì)中繪制圖形 的電子束繪制方法。
背景技術(shù)：
在高密度磁盤(pán)(下文中也稱為硬盤(pán))的技術(shù)趨勢(shì)中，提出了所謂的離 散軌道記錄型磁盤(pán)，其中產(chǎn)生磁信號(hào)的磁性圖形用非磁性材料隔開(kāi)。離散 型磁盤(pán)在用戶數(shù)據(jù)記錄于其上的數(shù)據(jù)區(qū)中和伺服區(qū)中具有特定的磁性圖 形。為了制造離散型磁盤(pán)，有利的是用光刻制造出具有期望圖形的壓模
(stamper)底版，并通過(guò)使用該壓模底版實(shí)施壓印(imprint)。
曰本專利申請(qǐng)KOKAI公開(kāi)號(hào)No.2005-275186公開(kāi)了用于繪制出包含 信息記錄介質(zhì)的軌道圖形的曝光圖形的方法。在利用具有X-Y移動(dòng)機(jī)構(gòu)的 繪制裝置繪制圓形圖形時(shí)，臺(tái)架的移動(dòng)控制非常困難，因此根據(jù)幾何圖形 控制繪制的操作變得很復(fù)雜。
曰本專利申請(qǐng)KOKAI公開(kāi)號(hào)No.2002-2888卯描述了用于在束移動(dòng)到 輻照物體的移動(dòng)方向時(shí)用束輻射該輻照物體的束輻射方法。然而，該方法 不能處理諸如離散型磁盤(pán)之類的不僅具有圓周方向的圖形而且還具有徑向 圖形的介質(zhì)、以及具有的圖形的長(zhǎng)度超過(guò)可能偏移量的介質(zhì)。當(dāng)繪制用于 硬盤(pán)的地址標(biāo)記的二相碼(也稱為曼徹斯特碼)形式的圖形時(shí),根據(jù)圖形不
日本專利申請(qǐng)KOKAI公開(kāi)號(hào)No.2002-288890中描述的只是將束向物體移 動(dòng)方向偏移的束輻射方法更為優(yōu)選。這是因?yàn)椋谠摲椒ㄖ校ㄟ^(guò)繪制可 以使偏移量成為一個(gè)常數(shù)量或者更小，也就是， 一位長(zhǎng)度或更小?？傮w來(lái)說(shuō)，磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器具有圏環(huán)狀的磁盤(pán)、包括磁頭的磁頭滑塊、支
撐所述磁頭滑塊的磁頭懸架組件、音圏馬達(dá)(VCM)以及底盤(pán)中的電路板。 磁盤(pán)的表面由同心軌道限定，每個(gè)軌道被劃分為每隔固定角度的扇區(qū)。 磁盤(pán)被安裝到主軸馬達(dá)以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，利用磁頭，各種數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)被寫(xiě)入磁盤(pán) 中并從中讀取。為此，軌道沿圓周方向排布，用于位置控制的伺服標(biāo)記沿 跨越軌道的方向排布。伺服區(qū)包括諸如前導(dǎo)區(qū)段、地址區(qū)段和脈沖(burst) 區(qū)段之類的部分。伺服區(qū)在這些區(qū)段之外還可包括間隙。
在用于通過(guò)壓印制造離散型磁盤(pán)的壓模中，希望數(shù)據(jù)區(qū)和伺服區(qū)能夠 同時(shí)形成。這是因?yàn)椋?dāng)分別形成這些區(qū)時(shí)，這些區(qū)的對(duì)齊變得很困難， 需要復(fù)雜的程序。
為了制造底版，通過(guò)光刻來(lái)曝光并顯影光敏樹(shù)脂，由此形成圖形。由 于要繪制出同心圓圏，使用可以偏移的電子束來(lái)繪制是優(yōu)選的。類似軌道 間距為亞微米的磁盤(pán)圖形的精細(xì)圖形應(yīng)該準(zhǔn)確連接。因此，相比于所謂的 分步重復(fù)系統(tǒng)，更期望一種其中臺(tái)架連續(xù)移動(dòng)的系統(tǒng)，因?yàn)榭梢苑€(wěn)定地進(jìn) 行位置控制。
圖1示意性說(shuō)明了 r-6系統(tǒng)電子束繪制裝置。該電子束繪制裝置具有 其上設(shè)置有襯底1的臺(tái)架50、旋轉(zhuǎn)該臺(tái)架50的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，以及將臺(tái)架50 沿水平方向移動(dòng)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)。r-6系統(tǒng)電子束繪制裝置對(duì)于繪制同心圖形 來(lái)說(shuō)比X-Y系統(tǒng)電子束繪制裝置更為優(yōu)選，因?yàn)樗沟每刂品浅：?jiǎn)單。在 r-6系統(tǒng)電子束繪制裝置中，將點(diǎn)束從移動(dòng)軸上的一個(gè)點(diǎn)施加到在臺(tái)架50 上設(shè)置的襯底1上的光敏樹(shù)脂，由此進(jìn)行電子束曝光。在這種情況下，如 果電子束沒(méi)有偏移，襯底的旋轉(zhuǎn)中心和施加電子束的位置之間的距離會(huì)隨 著時(shí)間而變長(zhǎng)，由此繪出如圖2所示的螺旋。另一方面，如果在電子束偏 移曝光的同時(shí)偏移強(qiáng)度(偏移量)隨電子束繪制裝置的偏移系統(tǒng)的每周旋 轉(zhuǎn)而逐漸改變，可以畫(huà)出如圖3所示的同心圓。
當(dāng)電子束沒(méi)有偏移或者輕^b偏移以在電子束繪制裝置中繪制出同心圓 時(shí)，電子束通過(guò)一個(gè)孔施加到襯底上的光敏樹(shù)脂薄膜上。另一方面，當(dāng)電 子束強(qiáng)烈偏移并被阻隔從而偏離該孔時(shí)，獲得非曝光部分。于是，曝光部分和非曝光部分高速轉(zhuǎn)換，因此可以獲得具有清晰邊界的圖形。
CLV(固定線速度)或CAV(固定角速度)通過(guò)用作臺(tái)架旋轉(zhuǎn)的方式。 在每單位面積(或者單位長(zhǎng)度)的電子束曝光量為常數(shù)時(shí)需要CLV。在 CLV中，進(jìn)行控制使得輻射徑向位置r和每單位時(shí)間臺(tái)架的旋轉(zhuǎn)數(shù)目X成 反比關(guān)系，而線速度Lv保持不變。
另一方面，在離散型磁盤(pán)中顯然要求高密度，并且在制造底版時(shí)要求 電子束曝光繪制出精細(xì)的圖形。從批量生產(chǎn)和成本節(jié)約的角度出發(fā)，要求 制造底版時(shí)電子束曝光執(zhí)行盡可能短的時(shí)間。
在電子束繪制中，電子束的空間-電荷效應(yīng)對(duì)分辨率的限制成為問(wèn)題， 換句話說(shuō)，沿著光程傳播的電子通過(guò)它們之間施加的庫(kù)侖作用力產(chǎn)生庫(kù)侖 相互作用(空間-電荷相互作用)，這進(jìn)而使得束聚焦才莫糊，又稱為庫(kù)侖才莫 糊。已經(jīng)公知，庫(kù)侖模糊a正比于束電流I和光程長(zhǎng)度L，反比于加速電 壓的3/2次方，如下面的公式(l)所表示 a^iL/V3/2 (1)
根據(jù)公式(l)，束電流I的減小對(duì)于繪制精細(xì)圖形是有效的?？傮w來(lái) 說(shuō)，在繪制裝置中，光程長(zhǎng)度L和加速電壓V通常設(shè)為固定值。然而，當(dāng) 束電流I低時(shí)，線速度變低，因此在光敏樹(shù)脂的敏感度恒定時(shí)應(yīng)該會(huì)獲得 預(yù)定的曝光量。因此，繪制時(shí)間變得^f艮長(zhǎng)，于是批量產(chǎn)率會(huì)降低。
在離散型磁盤(pán)中，伺服區(qū)中形成的前導(dǎo)區(qū)段、地址區(qū)段和脈沖區(qū)段的 圖形由存在和不存在磁性材料來(lái)限定，由此構(gòu)成二相碼(也稱為曼徹斯特 碼)等等。因此，總體來(lái)說(shuō)，當(dāng)伺服標(biāo)記通過(guò)r-6型電子繪制裝置形成時(shí)， 正光敏樹(shù)脂膜上有待曝光的部分并不需要延續(xù)三個(gè)位或更多，電子束也不 需要在襯底上的光敏樹(shù)脂膜上持續(xù)施加50%或更多時(shí)長(zhǎng)。
對(duì)于沿圓周方向排布的軌道來(lái)說(shuō)，僅當(dāng)來(lái)自臨近軌道的磁噪聲被阻止 才是足夠的，因此軌道之間的溝槽寬度為軌道間距(pitch)或更少的一半 或更少，優(yōu)選為其1/3或更少。因此，在形成軌道圖形時(shí)，電子束并不需 要在村底上的光敏樹(shù)脂薄膜上持續(xù)施加50。/。或更多的時(shí)長(zhǎng)。傳統(tǒng)地，當(dāng)使 用r-6電子束繪制裝置在正光敏樹(shù)脂膜上形成離散型磁盤(pán)的圖形時(shí)，電子束通過(guò)施加阻隔而沒(méi)有施加到光敏樹(shù)脂薄膜上的時(shí)間為整個(gè)繪制時(shí)間的一 半或更多，這導(dǎo)致產(chǎn)率很低。

發(fā)明內(nèi)容
總體來(lái)說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，提供一種電子束繪制方法，包括 提供一種電子束繪制裝置，所述裝置具有其上放置襯底的臺(tái)架、向水平方 向移動(dòng)所述臺(tái)架的移動(dòng)機(jī)構(gòu)、以及旋轉(zhuǎn)所述臺(tái)架的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；將其上涂覆 有光敏樹(shù)脂膜的所述襯底放置在所述臺(tái)架上，在所述臺(tái)架上的所述村底被 旋轉(zhuǎn)并向所述水平方向移動(dòng)時(shí)向所述光敏樹(shù)脂膜施加電子束，并繪制向徑 向延伸的圖形，其中，所述電子束向平行于所述襯底的旋轉(zhuǎn)方向的方向偏 移，使得從繪制所述圖形的循環(huán)中的繪制開(kāi)始位置觀察，在所述襯底上的 電子束施加位置沿平行于所述襯底的所述旋轉(zhuǎn)方向的方向的相對(duì)移動(dòng)速度 變得低于所述襯底的線速度。


圖1示意性說(shuō)明r-6電子束繪制裝置的臺(tái)架的透視圖2是說(shuō)明電子束沒(méi)有偏移時(shí)的曝光實(shí)例的圖3是說(shuō)明電子束發(fā)生偏移因此繪出同心圓時(shí)的曝光實(shí)例的圖4是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的繪制方法的實(shí)例的圖，其中示出一個(gè)圖形部
分；
圖5是說(shuō)明才艮據(jù)本發(fā)明的繪制方法的另一個(gè)實(shí)例的圖，其中示出一個(gè)
圖形部分；
圖6A和6B是說(shuō)明期望圖形的實(shí)例和傳統(tǒng)繪制方法的實(shí)例的圖； 圖7A和7B是說(shuō)明沿徑向方向繪制的構(gòu)想和根據(jù)本發(fā)明的繪制方法的 實(shí)例的圖8A和8B是說(shuō)明沿圓周方向繪制的構(gòu)想和根據(jù)本發(fā)明的繪制方法的 實(shí)例的示圖9A到9F是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的制造壓模的方法的截面圖IOA到IOF是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的制造離散軌道記錄介質(zhì) 的方法的截面圖；以及
圖IIA到IID是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的制造離散軌道記錄介 質(zhì)的方法的截面圖。
具體實(shí)施例方式
下文中將參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例。
在本發(fā)明中，電子束可以向與襯底的旋轉(zhuǎn)方向平行的方向以及徑向偏 移。在這種情況下，沿徑向的偏移量為每周旋轉(zhuǎn)的沿徑向的間距或更小， 更優(yōu)選為間距的一半或更小。于是，可以沿徑向平滑地繪制出圖形。
用電子束進(jìn)^f亍曝光可以開(kāi)始于內(nèi)周邊側(cè)或外周邊側(cè)，或者可以曝光一 些分開(kāi)的區(qū)域。為了在曝光對(duì)應(yīng)于位圖形的部分期間獲得OFF狀態(tài)，可以 給出偏移信號(hào)使得電子束被阻隔在電子束繪制裝置中。
在本發(fā)明中，如果假設(shè)電子束的移動(dòng)速度為V，襯底的線速度為L(zhǎng)， 電子束可以偏移為滿足下面的關(guān)系L/2《V<L，并且在襯底上施加電子束 的位置向與村底旋轉(zhuǎn)方向相同的方向移動(dòng)。滿足這樣的關(guān)系的實(shí)施例可以 有效用于向徑向延伸的使用二相碼(也稱為曼徹斯特碼)描述的圖形，其 中所述碼沿圓周方向排布，或者用于向徑向延伸并且其占空比(duty)為 50%或更少的圖形。
在本發(fā)明中，電子束在徑向位置上的位長(zhǎng)度的兩倍或更小的范圍之內(nèi) 向襯底的旋轉(zhuǎn)方向的反方向偏移，其中該位在開(kāi)始繪制該位時(shí)出現(xiàn)在該徑 向位置。該實(shí)施例可以處理有待曝光的兩個(gè)位部分連續(xù)的情況。
在本發(fā)明中，光敏樹(shù)脂可以是正性抗蝕劑或者負(fù)性抗蝕劑，以及進(jìn)一 步的化學(xué)放大(chemically-amplified)抗蝕劑，其包括因曝光而產(chǎn)生酸的 材料(下文中，稱為酸產(chǎn)生劑)，或者非化學(xué)放大抗蝕劑。利用正光敏樹(shù) 脂，有待曝光的面積可以小于負(fù)光敏樹(shù)脂，因此考慮到敏感性和分辨率這 是優(yōu)選的。具體地，優(yōu)選使用非化學(xué)放大正抗蝕劑，因?yàn)樗鼘?duì)于電子束具有令人滿意的敏感性并且很穩(wěn)定，并具有令人滿意的分辨率。也可以使用
主要含有PMMA (聚曱基丙埽酸曱酯)和酚醛(novolac)樹(shù)脂的材料。 并不特別局限于干刻蝕阻力。
在本發(fā)明中，在繪制向圓周方向延伸的圖形時(shí)，電子束可以在圖形附 近的循環(huán)中向徑向偏移，使得圖形可以被多重曝光。根據(jù)該實(shí)施例，同樣 對(duì)于向圓周方向延伸的圖形來(lái)說(shuō)，可以縮短繪制時(shí)間，因此該實(shí)施例對(duì)于 在離散軌道之間形成溝槽特別有效。
通過(guò)本發(fā)明的方法形成的圖形的實(shí)例包括離散型磁盤(pán)的圖形，其包括 前導(dǎo)圖形和離散軌道圖形。
參照?qǐng)D4、 5、 6A、 6B、 7A、 7B、 8A和8B，描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例 的電子束繪制方法。
圖4和5說(shuō)明本發(fā)明的繪制方法的實(shí)例，其中示出待繪制的一個(gè)圖形 部分。繪制開(kāi)始位置通過(guò)臺(tái)架的旋轉(zhuǎn)以特定線速度Lv移動(dòng)，同時(shí)電子束 輻射位置如圖中所示移動(dòng)。于是，對(duì)于時(shí)間t-2k/Lv繪出距離k。如果與 本發(fā)明不同，電子束不發(fā)生偏移，以時(shí)間k/Lv完成距離k的繪制，不能獲 得必要曝光時(shí)間，也就是必要曝光量。圖5說(shuō)明電子束在圖4的情況之外 還向徑向偏移的情況下的實(shí)例。同樣在這種情況下，對(duì)于曝光量可獲得同 樣的效果，并且在襯底上電子束的輻射和散射很容易一致，因此可以獲得 平滑的繪制圖形。
從宏觀角度描述繪制方法。
圖6A說(shuō)明了期望圖形的實(shí)例，圖6B說(shuō)明一個(gè)傳統(tǒng)繪制方法的實(shí)例。 圖7A說(shuō)明才艮據(jù)本發(fā)明用于繪制出向徑向(Y方向)延伸的、對(duì)應(yīng)于圖6A 的圖形的方法的構(gòu)想的實(shí)例，圖7B說(shuō)明本發(fā)明的繪制方法的實(shí)例。圖8A 說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明用于繪制出向圓周方向(X方向)延伸的、對(duì)應(yīng)于圖6A 的圖形的方法的構(gòu)想的實(shí)例，圖8B說(shuō)明了本發(fā)明的繪制方法的實(shí)例。
圖6A說(shuō)明了前導(dǎo)區(qū)段31、地址區(qū)段32、脈沖區(qū)段33和軌道34的期 望圖形。在傳統(tǒng)方法中，如圖6B所示，從信號(hào)發(fā)生器(下文中，又稱為 信號(hào)源)向特定線速度Lv的電子束繪制裝置的偏移系統(tǒng)給出預(yù)定信號(hào)。在圖6A中，施加束的情況由1表示，束^i且隔因而沒(méi)有施加的情況由0 表示。對(duì)于一個(gè)軌道由繪制的多個(gè)循環(huán)形成圖形。沿徑向的圖形通過(guò)在每 個(gè)循環(huán)中沿徑向排布被曝光部分和未被曝光部分而形成。通過(guò)在預(yù)定角位 置上沿徑向規(guī)律排布曝光循環(huán)和非曝光循環(huán)而以期望間距形成沿圓周方向 的軌道圖形。
相反，根據(jù)本發(fā)明的繪制方法的構(gòu)想如圖7A所示。在本發(fā)明中，線 速度為a倍于傳統(tǒng)速度的a*Lv。電子束輻射時(shí)間也為傳統(tǒng)時(shí)間的a倍。也 就是，在束通常被阻隔的時(shí)候仍然施加束。盡管"a"可以設(shè)定為a〉1,不 過(guò)在使用曼徹斯特碼或者提供向徑向延伸的1:1的條文圖形時(shí)， 一般"a" i殳定為a>2。
在沿圓周方向具有間隙的圖形中，當(dāng)電子束輻射位置向圓周方向移動(dòng) 時(shí)，可以延長(zhǎng)電子束輻射時(shí)間。然而，在沿圓周方向沒(méi)有間隙的軌道圖形 的情況下，當(dāng)電子束向圓周方向移動(dòng)時(shí)，不能延長(zhǎng)電子束輻射時(shí)間。在傳 統(tǒng)上不產(chǎn)生信號(hào)1的鄰近部分上的循環(huán)中，產(chǎn)生信號(hào)1的循環(huán)次數(shù)被增加 為使得電子束輻射時(shí)間延長(zhǎng)到產(chǎn)生信號(hào)1的循環(huán)的傳統(tǒng)時(shí)間的b倍。考慮 到曝光量的調(diào)整，"b"優(yōu)選為接近"a"的數(shù)值。如果僅僅滿足這樣的數(shù) 值，不能獲得期望的圖形，在徑向上會(huì)模糊或變粗，因此束輻射位置集中 到電子束應(yīng)該偏移并最初繪制的位置，也就是，在傳統(tǒng)方法中被曝光的位 置。對(duì)于向徑向延伸的圖形，電子束偏移為圖7B中的箭頭所示。電子束 的偏移方向可以4艮據(jù)圖形而改變。對(duì)于向圓周方向延伸的圖形，電子束偏 移為圖8B中的箭頭所示。
同樣在傳統(tǒng)方法中，時(shí)間1和時(shí)間0并不需要彼此相等。當(dāng)使用正抗 蝕劑時(shí)，顯影之后的圖形一般變得比曝光圖形大。當(dāng)利用壓印制造離散型 磁盤(pán)介質(zhì)時(shí)，圖形偶爾會(huì)在處理期間變得比底版更厚。為此，即使在介質(zhì) 上期望hl的圖形時(shí)，曝光圖形不需要總是形成為1:1。例如，當(dāng)曝光正抗 蝕劑從而制造底版時(shí)，被曝光部分形成在凹進(jìn)中，非曝光部分形成在突起 上。當(dāng)通過(guò)使用這個(gè)抗蝕劑圖形制造凹進(jìn)和突起相反的壓模并使用該壓模 傳遞圖形時(shí)，對(duì)應(yīng)于非曝光部分的部分在介質(zhì)上成為突起。當(dāng)利用該突起作為掩模處理凹進(jìn)過(guò)程中凹進(jìn)變得寬大時(shí)，對(duì)應(yīng)于介質(zhì)的變寬凹進(jìn)的非曝 光部分應(yīng)該以大于期望比例的比例提供，因此曝光的部分的比例期望為一 半或更小。
由于在繪制期間臺(tái)架持續(xù)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)電子束向圓周方向偏移并繪制出向 徑向延伸的圖形時(shí)，電子束向平行于襯底的旋轉(zhuǎn)方向的方向偏移，使得從 繪制圖形的循環(huán)中的繪制開(kāi)始位置起觀察，襯底上的電子束施加位置沿與
子束的移動(dòng)速度為V，襯底的線速度為L(zhǎng)的情況下，如果L/2 < V<L的關(guān) 系成立，則阻隔時(shí)間減小，可以有效繪制出圖形。因此，該方法是優(yōu)選的。 如果有待曝光的兩個(gè)位是連續(xù)的，執(zhí)行下面過(guò)程。在襯底達(dá)到兩個(gè)位
中要首先被曝光的位位置之前，并在將首先被曝光的位位置之前一個(gè)的位 開(kāi)始位置為非偏移繪制位置時(shí)，開(kāi)始繪制要首先被曝光的位。電子束在不 大于在此時(shí)出現(xiàn)該位的徑向位置上的位長(zhǎng)度的兩倍的范圍之內(nèi)向臺(tái)架的旋 轉(zhuǎn)方向的反方向偏移。電子束在曝光第一位期間向臺(tái)架的旋轉(zhuǎn)的反方向偏 移，電子束在曝光第二位期間向與臺(tái)架的旋轉(zhuǎn)方向相同的方向偏移。于是， 即4吏在有待曝光的兩個(gè)位連續(xù)的時(shí)候，也可以有效使用本發(fā)明的方法。
同樣在繪制向圓周方向延伸的圖形時(shí)，應(yīng)當(dāng)縮短曝光時(shí)間。因此，電 子束可以在圖形附近的位置上的循環(huán)中向徑向偏移，可以多重曝光圖形部 分。
可以以這樣的方式形成諸如前導(dǎo)圖形和離散軌道圖形的離散型磁盤(pán)圖形。
描述了利用本發(fā)明的電子束繪制方法制造的壓模。壓模可以具有盤(pán)形 形狀、圓環(huán)形狀或其他形狀。壓模的厚度期望為0.1 mm或更多以及2mm 或更少。當(dāng)壓模太薄時(shí)，不能獲得令人滿意的強(qiáng)度。當(dāng)壓模太厚時(shí)，電鑄 需要很長(zhǎng)時(shí)間，厚度差變得很大。壓模的尺寸優(yōu)選大于介質(zhì)，但是并不特 別限定該尺寸。產(chǎn)生的壓模用于通過(guò)壓印制造離散型磁盤(pán)。離散型磁盤(pán)可 以p^P茲性膜構(gòu)圖的離散軌道介質(zhì)或者襯底構(gòu)圖的離散軌道介質(zhì)。
參照?qǐng)D9A到9F描述制造壓模的方法。為了制造壓模，使用電子束繪制裝置，其具有其上i文置壓才莫襯底的臺(tái)架，向水平方向移動(dòng)該臺(tái)架的移動(dòng) 才幾構(gòu)和旋轉(zhuǎn)該臺(tái)架的旋轉(zhuǎn)才幾構(gòu)。
如圖9A所示，向壓模襯底1涂覆抗蝕劑(光敏樹(shù)脂)2。壓才旨底1 放置在電子束繪制裝置的臺(tái)架上，如圖9B所示，從電子槍100施加電子 束，由此繪制出預(yù)定圖形。在這個(gè)步驟中，臺(tái)架上的壓才莫村底l被旋轉(zhuǎn)并 同時(shí)向水平方向移動(dòng)，同時(shí)，電子束向預(yù)定方向偏移由此繪制圖形?？梢?從內(nèi)周邊向外周邊或者從外周邊向內(nèi)周邊繪制圖形。如圖9C所示，圖形 被顯影因而形成抗蝕劑圖形2a。如圖9D所示，通過(guò)濺射在抗蝕劑圖形2a 表面上形成導(dǎo)電膜3。如圖9E所示，抗蝕劑圖形2a的凹進(jìn)通過(guò)電鑄填充， 形成具有期望厚度的Ni薄膜4。如圖9F所示，將具有導(dǎo)電膜3的Ni薄膜 4剝落，因而形成壓模5。進(jìn)一步地，進(jìn)行氧RIE (反應(yīng)離子刻蝕)以從壓 模5去除抗蝕劑。
參照?qǐng)D10A到10F描述利用壓模制造磁性膜構(gòu)圖的離散型磁盤(pán)的方 法。如圖10A所示，在用于磁盤(pán)的襯底11上沉積要成為記錄層的磁性層 12，并向磁性層12涂覆抗蝕劑13。將壓模5布置為與抗蝕劑13相對(duì)。如 圖IOB所示，壓印壓才莫5j吏得圖形傳遞到抗蝕劑13。如圖IOC所示，移 除余留在抗蝕劑13的凹進(jìn)底部的抗蝕劑殘余物，由此形成抗蝕劑圖形13a。 如圖10D所示，磁性層12通過(guò)使用抗蝕劑圖形13a作為掩模經(jīng)受離子刻 蝕。如圖IOE所示，移除抗蝕劑圖形13a，形成離散磁性圖形12a。如圖 IOF所示，在整個(gè)表面上形成保護(hù)膜14,由此制造成離散型磁盤(pán)。
襯底ll的形狀并不受到特別限制，但是盤(pán)形是優(yōu)選的，并使用硅晶片 或類似物?？梢允褂貌ＡТ宓住X合金襯底、陶瓷襯底、碳襯底、化合物 半導(dǎo)體襯底等等作為襯底?？梢允褂梅蔷РＡЩ蚓ЩＡё鳛椴Ａбr底。 非晶玻璃的實(shí)例有鈉鈣玻璃和鋁硅酸鹽玻璃。晶化玻璃的實(shí)例有鋰系列晶 化玻璃。陶瓷襯底的實(shí)例有主要包含氧化鋁、氮化鋁或氮化硅的燒結(jié)體， 以及通過(guò)纖維增強(qiáng)該燒結(jié)體獲得的材料?；衔锇雽?dǎo)體襯底的實(shí)例有GaAs AlGaAs。
磁盤(pán)優(yōu)選具有圓環(huán)形狀。磁盤(pán)的尺寸并不受到特別限制，但是期望為3.5英寸或更小，使得利用電子束的繪制時(shí)間不會(huì)過(guò)量。進(jìn)一步地，期望 2.5英寸或更小，使得壓印中的壓力不會(huì)過(guò)量?？紤]到批量產(chǎn)率，期望為 1.8英寸，l英寸或0.85英寸，使得電子束繪制時(shí)間可以相對(duì)較短，壓印中 的壓力可以很低。用作磁盤(pán)的表面可以是單面的或者雙面的。
磁盤(pán)的表面由同心軌道限定，通過(guò)將每個(gè)軌道以每一恒定角度分開(kāi)形 成扇區(qū)。盡管軌道沿圓周方向排布，然而用于位置控制的伺服區(qū)沿跨越軌 道的方向排布。伺服區(qū)包括諸如前導(dǎo)區(qū)段、地址區(qū)段和脈沖區(qū)段之類的區(qū) 段，其中在地址區(qū)段中寫(xiě)入關(guān)于軌道或扇區(qū)數(shù)目的信息，脈沖區(qū)段用于檢 測(cè)磁頭相對(duì)于軌道的相對(duì)位置。除了這些區(qū)段之外，伺服區(qū)可以包括間隙。 磁盤(pán)被安裝到主軸馬達(dá)并被旋轉(zhuǎn)，用磁頭寫(xiě)入和讀出各種數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
考慮到記錄密度的提高，要求軌道間距很窄。在一個(gè)軌道上，形成軌 道磁性圖形和要作為分隔部分的非磁性材料，并應(yīng)當(dāng)形成對(duì)應(yīng)伺服區(qū)的地 址位和脈沖標(biāo)記。為此，要求繪制出圖形，使得一個(gè)軌道通過(guò)若干次或幾 十次的切割的循環(huán)而形成。當(dāng)切割循環(huán)的數(shù)目很小時(shí)，形狀分辨率變得很 低，因此不能令人滿意地反應(yīng)出圖形形狀。當(dāng)切割循環(huán)的數(shù)目很大時(shí)，使 得控制信號(hào)^f艮復(fù)雜，并且其容量增加。為此，期望一個(gè)軌道通過(guò)6次或更 多以及36次或更少范圍內(nèi)的循環(huán)而形成?？紤]到圖形排布的設(shè)計(jì)，循環(huán)數(shù) 目的數(shù)值具有4艮多約數(shù)是有利的。
由于要曝光的抗蝕劑的敏感性在平面上通常是均勻的，因此期望電子 束繪制裝置的臺(tái)架以恒定線速度旋轉(zhuǎn)。例如，當(dāng)軌道間距為300nm，并試 圖通過(guò)12個(gè)切割循環(huán)形成一個(gè)軌道時(shí)，切割軌道間距變?yōu)?5 nm (=300 + 12)。期望切割軌道間距不超過(guò)束的直徑，以消除不充分曝光的區(qū)域和 未顯影區(qū)域。
下面描述本發(fā)明的實(shí)例。 (實(shí)例1)
描述利用圖9A到9F和圖10A到10F中示出的方法制造離散軌道介 質(zhì)的實(shí)例。
使用加速電壓為50 kV的電子束繪制裝置。該裝置具有ZrO/W熱場(chǎng)發(fā)射電子槍發(fā)射器，包括電子槍、聚光鏡、物鏡、阻隔電極和偏移器。
另一方面，將ZEON公司制造的抗蝕劑ZEP-520用苯曱醚稀釋到兩 倍，并通過(guò)0.2mm的膜過(guò)濾器過(guò)濾。在由經(jīng)受HMDS處理的8英寸硅晶 片制成的壓才莫襯底1用抗蝕劑溶液旋轉(zhuǎn)涂布之后，將壓才莫襯底1在200°C 預(yù)烘3分鐘，由此形成具有0.1 ju m厚度的抗蝕劑2 (圖9A)。
將壓模襯底1裝運(yùn)到電子束繪制裝置中的預(yù)定位置，并在真空和下列 條件下曝光，由此畫(huà)出同心圖形(圖9B)。
曝光部分的半徑4.8 mm到10.2 mm
扇區(qū)/軌道的數(shù)目150
位/扇區(qū)的數(shù)目4000
軌道間距300 nm
每周旋轉(zhuǎn)的移動(dòng)量20 nm
每個(gè)軌道的曝光循環(huán)數(shù)目15循環(huán)
每個(gè)脈沖標(biāo)記的曝光循環(huán)數(shù)目10循環(huán)
線速度1.0 m/s (恒定)
這時(shí)，在一周旋轉(zhuǎn)期間偏移強(qiáng)度逐漸增加，并繪出同心圓圏。伺服區(qū) 包括前導(dǎo)圖形、脈沖圖形、地址圖形和間隙。軌道占據(jù)扇區(qū)面積的卯。/。。
在曝光伺服區(qū)上的前導(dǎo)圖形、脈沖圖形和地址圖形時(shí)，電子束向圓周 方向偏移，束的移動(dòng)速度為0.6m/s。在出現(xiàn)軌道的溝槽的角位置上， 一個(gè) 軌道曝光8個(gè)循環(huán)，而不是7循環(huán)。在從外側(cè)起的8個(gè)循環(huán)的每?jī)蓚€(gè)循環(huán) 中，電子束向徑向偏移，使得這些電子束與內(nèi)側(cè)四個(gè)循環(huán)上的電子束均勻 交疊。
將壓才莫4于底1浸入顯影劑(例如，由ZEON />司制造的ZED-N50) 中卯秒鐘，對(duì)抗蝕劑顯影。之后，將壓模襯底1浸入洗液(例如由ZEON 公司制造的ZMD-B)中卯秒鐘以進(jìn)行沖洗。通過(guò)鼓風(fēng)將壓才莫襯底1干燥， 由此制造出抗蝕劑底版(圖9C)。
通過(guò)濺射在抗蝕劑底版上形成導(dǎo)電膜3。純鎳用作為耙材，濺射室被 抽空到8 x 10—3帕。之后，氬氣#_引入濺射室被調(diào)整為1帕，并施加400 W的DC功率，進(jìn)4亍濺射40秒鐘，由此獲得30 nm的導(dǎo)電膜3 (圖9D )。 通過(guò)4吏用^J^磺酸鎳液體(由SHOWA CHEMICAL CO.， LTD制造
的NS-160 )將具有導(dǎo)電膜3的抗蝕劑底版電鑄卯分鐘。電鑄池條件如下 ^J^磺酸鎳600 g/L
硼酸40g/L
表面活性劑(十二烷基J危酸鈉)0.15g/L 液體溫度55 。C pH: 4.0
電流密度20A/dm2
電鑄的Ni膜4的厚度為300 ju m。將具有導(dǎo)電膜3的Ni膜4從抗蝕劑 底版上剝落，由此獲得壓才莫5 (圖9F)。之后，通過(guò)氧等離子體灰化將抗 蝕劑殘余物移除。氧氣以100ml/分被引入腔，并被調(diào)整到4帕的真空，并 以100 W進(jìn)行等離子灰化20分鐘。獲得的壓模5的不必要的部分通過(guò)金 屬葉片沖壓，由此獲得用于壓印的壓模5。
在壓模5用丙酮超聲清洗15分鐘之后，將壓模5浸泡在溶液中30分 鐘，該溶液是通過(guò)將氟代硅烷[CF3(CF2)7CH2CH2Si(OMe)3(由GE Toshiba Silicones Co., Ltd制造的TSL 8233)用乙醇稀釋到5%而獲得。在溶液用鼓 風(fēng)機(jī)吹走之后，壓模5在120。C退火'l小時(shí)。
通過(guò)濺射在0.85英寸的圓環(huán)形玻璃襯底11上沉積/磁記錄層12，并以 3800 rpm旋轉(zhuǎn)涂布酚醛抗蝕劑(由Rohm and Hass Company制造的 S1801)(圖10A)。以2000巴按壓壓模5—分鐘，使得圖形傳遞到抗蝕 劑13 (圖10B)。在圖形傳遞到其上的抗蝕劑13用UV曝光5分鐘之后， 將其在160。C烘干30分鐘。
壓印的襯底11通過(guò)使用ICP (感應(yīng)耦合等離子體)蝕刻裝置在2毫 托的壓強(qiáng)下經(jīng)受氧RIE。將抗蝕劑13的凹進(jìn)底部殘留的抗蝕劑殘余物移 除，由此形成抗蝕劑圖形13a (圖10C)。使用抗蝕劑圖形13a作為掩模 通過(guò)氬離子刻蝕來(lái)蝕刻磁記錄層12，由此形成磁性圖形12a (圖10D)。 以400 W在1托下進(jìn)行氧RIE，使得抗蝕劑圖形13a被剝離(圖10E )。通過(guò)CVD (化學(xué)氣相沉積法)沉積厚度為3nm的DLC (類金剛石碳)， 由此形成保護(hù)膜14 (圖10F )。進(jìn)一步地，通過(guò)浸漬向保護(hù)膜14涂覆1 nm 厚度的潤(rùn)滑劑。
將用這樣的方式制造的離散軌道介質(zhì)納入到磁記錄裝置中，并檢測(cè)信 號(hào)。于是，獲得令人滿意的脈沖信號(hào)，并可以適宜地控制磁頭定位。軌道 之間的溝槽具有85 nm的寬度。 (實(shí)例2)
描述通過(guò)^f吏用圖IIA到11D中示出的方法制造出襯底構(gòu)圖的離散軌道 介質(zhì)的實(shí)例。
用圖9A到9F中示出的方法制造壓才莫。同樣在這種情況下，在圖9B 的步驟中使用本發(fā)明的電子束繪制方法。
通過(guò)使用壓印光刻制造具有突起和凹進(jìn)圖形的襯底。
如圖11A所示，向襯底21涂覆抗蝕劑22。如圖11B所示，壓模5與 抗蝕劑22相對(duì)，利用施加的壓力將壓模5的圖形傳遞到抗蝕劑22。之后， 移除壓模5，形成抗蝕劑圖形22a。如圖11B所示，在使用抗蝕劑圖形22a 作為掩才莫蝕刻襯底21之后，將抗蝕劑圖形移除。如圖IID所示，在襯底 11上沉積軟》茲性底層(未示出)和/P茲記錄層23,在襯底21的突起和凹進(jìn) 上形成磁記錄層23。在其上沉積碳保護(hù)膜24。施加潤(rùn)滑劑由此制造出襯底 圖形化的離散軌道介質(zhì)。
將獲得的離散軌道介質(zhì)納入到磁記錄設(shè)備中，并檢測(cè)信號(hào)。獲得令人 滿意的脈沖信號(hào)，并可以適當(dāng)?shù)乜刂拼蓬^定位。軌道之間的溝槽具有85 nm 的寬度。
(實(shí)例3)
描述利用圖9A到9F和10A到10F中示出的方法制造離lt軌道介質(zhì) 的實(shí)例。
使用與實(shí)例1相似的電子束繪制裝置。與實(shí)例1相似地向襯底1涂覆 抗蝕劑2 (圖9A)。在曝光伺服區(qū)中的前導(dǎo)圖形、脈沖圖形和地址圖形時(shí)， 電子束向圓周方向和徑向偏移。束向圓周方向的移動(dòng)速度凈皮設(shè)定為0.6m/s。沿徑向，電子束在每次曝光對(duì)應(yīng)于一個(gè)位的部分時(shí)從標(biāo)準(zhǔn)半徑位置沿 徑向向右側(cè)和左側(cè)偏移士7nm。除了這些條件，使用與實(shí)例l相似的條件， 由此進(jìn)行繪制。向右和左偏移的數(shù)目可以是多次。與實(shí)例1相似，制造出 離散軌道介質(zhì)。
將用這種方式制造的離散軌道介質(zhì)納入到磁記錄裝置中，并檢測(cè)信號(hào)。 結(jié)果，獲得令人滿意的脈沖信號(hào)，并可以適當(dāng)?shù)乜刂拼蓬^定位。 (對(duì)比實(shí)例)
在繪制中襯底以實(shí)例1中一半的速度旋轉(zhuǎn)，并且除了在繪制同心圓圏 時(shí)的偏移之外電子束不發(fā)生偏移。在具有沿徑向的圖形的伺服區(qū)上的束輻 射時(shí)間減少為 一半，以每軌道四個(gè)循環(huán)在軌道之間的溝槽上進(jìn)行電子束繪 制。除了這些條件以外，使用與實(shí)例l相似的條件，由此制造離散軌道介 質(zhì)。
利用這樣的方法，可以獲得與實(shí)例1相似的離散軌道介質(zhì)，但是要花 費(fèi)兩倍時(shí)間來(lái)制造壓模。
本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想出其他的優(yōu)點(diǎn)和變體。因此，在其較寬泛的方 面，本發(fā)明并不局限于這里描述和示出的具體細(xì)節(jié)和代表性實(shí)施例。因此， 可以做出各種變體，而不偏離由所附權(quán)利要求及其等同物所限定的總體發(fā) 明構(gòu)想的精神或范圍。
權(quán)利要求
1.一種電子束繪制方法，包括提供電子束繪制裝置，所述裝置具有在其上放置襯底的臺(tái)架、向水平方向移動(dòng)所述臺(tái)架的移動(dòng)機(jī)構(gòu)、以及旋轉(zhuǎn)所述臺(tái)架的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；將其上涂布有光敏樹(shù)脂膜的所述襯底放置到所述臺(tái)架上，在所述臺(tái)架上的所述襯底被旋轉(zhuǎn)并向所述水平方向移動(dòng)時(shí)向所述光敏樹(shù)脂膜施加電子束，并繪制向徑向延伸的圖形，其中，所述電子束向平行于所述襯底的旋轉(zhuǎn)方向的方向偏移，使得從繪制所述圖形的循環(huán)中的繪制開(kāi)始位置觀察，在所述襯底上的電子束施加位置沿平行于所述襯底的所述旋轉(zhuǎn)方向的方向的相對(duì)移動(dòng)速度變得低于所述襯底的線速度。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述電子束向平行于所述
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中假定所述電子束的移動(dòng)速 度為V，所述村底的線速度為L(zhǎng)，則滿足下面的關(guān)系L/2<V<L,所述襯底的所述4t轉(zhuǎn)方向相同的方向移動(dòng)。
4. 如斥又利要求1所述的方法，其中所述電子束在不大于徑向 位置上的位長(zhǎng)度的兩倍的范圍內(nèi)向所述襯底的所述旋轉(zhuǎn)方向的反 方向偏移，其中所述位在開(kāi)始被繪制時(shí)所述位出現(xiàn)在所述徑向位 置上。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述光敏樹(shù)脂膜是正光敏 樹(shù)脂膜。
6. 如4又利要求1所述的方法，其中，在繪制向圓周方向延伸 的圖形時(shí)，所述電子束在所述圖形附近的循環(huán)中向所述徑向偏移， 使得所述圖形被多重曝光。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，
8. 如^5l利要求6所述的方法，
9. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中形成前導(dǎo)圖形。其中形成離散軌道圖形。其中形成離散型磁盤(pán)的圖形。
全文摘要
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，一種電子束繪制方法包括將其上涂覆有光敏樹(shù)脂膜的襯底放置到臺(tái)架上，在所述臺(tái)架上的襯底被旋轉(zhuǎn)并向水平方向移動(dòng)時(shí)向所述光敏樹(shù)脂膜施加電子束，并繪制向徑向延伸的圖形，其中，所述電子束向平行于所述襯底的旋轉(zhuǎn)方向的方向偏移，使得從繪制所述圖形的循環(huán)中的繪制開(kāi)始位置觀察，在所述襯底上的電子束施加位置沿平行于所述襯底的所述旋轉(zhuǎn)方向的方向的相對(duì)移動(dòng)速度變得低于所述襯底的線速度。
文檔編號(hào)G11B5/84GK101542610SQ20088000066
公開(kāi)日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2008年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月29日
發(fā)明者沖野剛史 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝