収差評価用パターン、収差評価方法、収差補正方法、電子線描画装置、電子顕微鏡、原盤、スタンパ、記録媒体、及び構造物
【課題】電子線を照射する照射系での非点収差を評価する。
【解決手段】基準試料ＷＰの表面に、複数（例えば４つ）の同心円からなる図形パターンを形成し、この基準試料ＷＰを電子線でスキャンすることによって得られる電子信号に基づいて画像（スキャン画像）を形成する。このスキャン画像では、非点収差の方向を長手方向とする領域に像のボケが生じ、また、非点収差の大きさによって、ボケが生じた領域の範囲が変化する。したがって、得られたスキャン画像に基づいて、照射装置１０の照射系での非点収差の方向及び大きさを検出することが可能となる。
【解決手段】基準試料ＷＰの表面に、複数（例えば４つ）の同心円からなる図形パターンを形成し、この基準試料ＷＰを電子線でスキャンすることによって得られる電子信号に基づいて画像（スキャン画像）を形成する。このスキャン画像では、非点収差の方向を長手方向とする領域に像のボケが生じ、また、非点収差の大きさによって、ボケが生じた領域の範囲が変化する。したがって、得られたスキャン画像に基づいて、照射装置１０の照射系での非点収差の方向及び大きさを検出することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、収差評価用パターン、収差評価方法、収差補正方法、電子線描画装置、電子顕微鏡、原盤、スタンパ、記録媒体、及び構造物に係り、更に詳しくは、試料の表面を走査する照射系での収差を評価する収差評価用パターン、該収差評価用パターンを電子線で走査することにより得られる電子信号に基づいて照射系での収差を評価する収差評価方法、該収差評価方法によって得られた評価結果に基づいて、前記照射系での収差を補正する収差補正方法、該収差補正方法によって収差が補正された照射系を備える電子線描画装置、該収差補正方法によって収差が補正された照射系を備える電子顕微鏡、前記電子線描画装置を用いてパターンが描画された原盤、該原盤を用いて作製されたスタンパ、該スタンパを用いて作製された記録媒体、及び前記スタンパを用いて作製された構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
光リソグラフィ技術の分野では、従来から、ｇ線、ｉ線、ＫｒＦエキシマレーザなどを用いた光リソグラフィ技術の研究開発が盛んに行われており、今後は、更なる半導体デバイスの小型大容量化の観点から、試料に対して高精細なパターンを描画することが可能な電子線を用いた電子線描画装置や、微細パターンなどを高分解能で観察することが可能な走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：scanning electron microscope）などを用いたリソグラフィ技術の進歩発展が予想される。
【０００３】
電子線を用いた装置は、電子銃や電子線照射装置から射出される電子線のスポット形状を小さくし、かつ真円にするために、一般にフォーカス調整機能や非点収差補正機能を有している。フォーカス調整機能は、試料の表面に形成される電子線のスポット形状をできる限り小さくするための機能であり、非点収差補正機能は、電子線のスポット形状を楕円ではなくて真円にする機能である。
【０００４】
非点収差を補正するには、従来、例えば、金や白金などの蒸着試料やエッチングされたホール状試料など微細構造を有する試料に電子線を照射して得られる２次電子や反射電子などに基づく画像を、電子線描画装置のＳＥＭ機能を用いて観察し、像がシャープに見えるように、非点収差補正機能を操作調整していた。しかしこの定性的判断方法では、非点収差の有無と方向、および大きさの評価が困難であり、さらに、上記した非点収差の補正は手動で行っており、時間を要し、かつ再現性が悪いという欠点があった。加えて、操作全体を通じて習熟度による個人差が出やすい点も欠点であった。従って、研究開発用途には用いられる場合もあるが、生産装置などへの適用には問題が多い。
【０００５】
そのため、例えば、特許文献１に示される技術のように、ナイフエッジ法と呼ばれる方法で電子線のスポット形状を直接測定した後、非点収差を補正することが提案されている。しかしながら、高精度なナイフエッジの作製が課題であり、また、散乱電子の影響などにより、測定精度（再現性）が十分得られないという問題がある。そこで、例えば、特許文献２に示される技術のように、放射状に配置された扇形からなる基準パターンを（ここではレチクル上に）作製し、電子線を照射して得られる電子線像（ここでは規定の縮小率でウエハに投影された電子線像）のボケ方向と大きさを検出して、非点収差を判断・補正することが提案されている。しかしながら、非点収差の大きさと方向の検出については、（現像後を含む）パターンの解像度観察とあるだけで具体的な手順および定量化方法が示唆されていない。さらに、幅が連続的に変化する扇形が放射状に規則正しく配置した基準パターンの作製は、煩雑な手順と時間を要するという問題がある。
【０００６】
また、例えば、特許文献３に示される技術では、ライン＆スペースの格子構造を持つ基準パターンを、格子方向（ライン＆スペース方向）が半径方向に一致する向きで、円周または同心円周に沿って離散的に複数配置した基準試料を用意し、電子ビームが基準パターン上を通るように円形スキャンさせて、電子信号振幅を検出し、焦点ずれと非点収差の有無を判断・補正することが提案されている。しかしながら、個々の基準パターンの格子方向がそれぞれ違い、さらに、それらを円周上の所定位置に配置する必要があるので、基準試料の作製の難易度が非常に高いという問題がある。また、電子ビームを円あるいは同心円状に正確にスキャンさせることも煩雑であり、さらに、電子ビームのスキャン半径が大きな場合は、偏向による収差が加わるという問題もある。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−０８０２０１号公報
【特許文献２】特開２００４−１５３２４５号公報
【特許文献３】特許第３９８４０１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は照射系での収差を精度よく評価することが可能な収差評価用パターンを提供することにある。
【０００９】
また、本発明の第２の目的は、照射系での収差を精度よく評価することが可能な収差評価方法を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の第３の目的は、照射系での収差を精度よく補正することが可能な収差補正方法を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の第４の目的は、精度よく試料にパターンを描画することが可能な電子線描画装置を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の第５の目的は、精度良く試料を観察することが可能な電子顕微鏡を提供することにある。
【００１３】
また、本発明の第６の目的は、微細パターンが描画されたスタンパを作製することが可能な原盤を提供することにある。
【００１４】
また、本発明の第７の目的は、記録媒体、及び構造物に微細パターンを形成することが可能なスタンパを提供することにある。
【００１５】
また、本発明の第８の目的は、微細パターンが精度よく形成された記録媒体、及び構造物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は第１の観点からすると、電子線を偏向させることにより、試料の表面を走査する照射系の収差を評価する収差評価用パターンであって、同一平面内において、前記偏向前の前記電子線の照射位置を中心として、外側に向かって形成された、所定線幅と所定間隔からなる周期構造を有し、前記周期構造は、前記中心の周囲３６０度に渡って形成され、前記中心を共有する同心図形、もしくは、螺旋図形から形成される収差評価用パターンである。
【００１７】
これによれば、収差評価パターンは、同一平面内において、偏向前の電子線の照射位置を中心として、中心を共有する同心図形、もしくは、螺旋図形により、所定線幅と所定間隔からなる周期構造が、中心から外側に向かって、中心の周囲３６０度に渡って形成される。
したがって、収差評価パターンの図形を電子線で走査することにより得られる電子信号から形成された画像に基づいて、収差評価パターン図形の任意の位置での非点収差を評価することが可能となる。
【００１８】
また、本発明は第２の観点からすると、収差評価用パターンを電子線で走査することにより得られる電子信号に基づいて、前記電子線を照射する照射系での収差を評価する収差評価方法であって、本発明の収差評価用パターンを前記電子線で走査する工程と；前記走査によって得られる電子信号に基づいて画像を形成する工程と；前記画像に基づいて前記照射系での収差を評価する工程と；を含む収差評価方法である。
【００１９】
これによれば、本発明の収差評価用パターンを電子線で走査することによって得られた画像に基づいて照射系の収差が評価される。したがって、収差評価用パターン図形の任意の位置での非点収差を評価することが可能となる。
【００２０】
また、本発明は第３の観点からすると、収差評価用パターンを電子線で走査することにより得られる電子信号に基づいて、前記電子線を照射する照射系での収差を評価する収差評価方法であって、前記照射系のフォーカス位置を本発明の収差評価用パターン上に設定する工程と；前記照射系のフォーカス位置が設定された前記収差評価用パターンに対して、前記電子線を第１方向及び該第１方向と直交する第２方向へ走査することにより得られる電子信号に基づいて、前記照射系での収差を評価する工程と；を含む収差評価方法である。
【００２１】
これによれば、照射系のフォーカス位置が設定された収差評価用パターンは、同一平面内において、偏向前の電子線の照射位置を中心に形成された基準図形と、この基準図形を中心に形成された相似形の複数の図形とを有し、それらが所定の線幅と所定間隔を有している。そして、電子線を相互に直交する任意の第１方向と第２方向とへ偏向させて収差評価用パターンを走査することで、各方向に応じた２種類の電子信号を検出することができる。したがって、各信号を比較することで、各方向における非点収差を評価することが可能となる。
【００２２】
また、本発明は第４の観点からすると、本発明の収差評価方法によって得られた評価結果に基づいて、前記照射系での収差を補正する収差補正方法である。
【００２３】
これによれば、本発明の収差評価方法によって得られた、第１方向及び第２方向に対応する２種類の電子信号の信号波形が、相互に一致するように電子線のスポット形状を成形することで、電子線の走査領域における非点収差の影響を低減することが可能となる。
【００２４】
本発明は、第５の観点からすると、本発明の収差補正方法によって収差が補正された照射系を備える電子線描画装置である。これによれば、電子線描画装置が備える照射系は、本発明の収差補正方法によって収差が補正されているため、照射系の収差の影響を受けることなく、精度良く試料にパターンを描画することが可能となる。
【００２５】
本発明は、第６の観点からすると、本発明の収差補正方法によって収差が補正された照射系を備える電子顕微鏡である。これによれば、電子顕微鏡が備える照射系は、本発明の収差補正方法によって収差が補正されているため、照射系の収差の影響を受けることなく、精度良く試料を観察することが可能となる。
【００２６】
また、本発明は第７の観点からすると、本発明の電子線描画装置によって、所定のパターンが描画された原盤である。これによれば、原盤には微細パターンが精度よく描画されているため、記録媒体などに微細パターンを形成するスタンパを精度よく作製することができ。
【００２７】
また、本発明は第８の観点からすると、本発明の原盤を用いて作製されたスタンパである。これによれば、スタンパには微細パターンが精度よく形成されているため、記録媒体などに高精細なパターンを形成（転写）することが可能となる。
【００２８】
また、本発明は第９の観点からすると、本発明のスタンパを用いて作製された記録媒体である。これによれば、記録密度の向上を図ることが可能となる。
【００２９】
また、本発明は第１０の観点からすると、本発明のスタンパを用いて作製された構造物である。これによれば、この構造物を用いた記録媒体の記録密度の向上を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を図１〜図９に基づいて説明する。図１には第１の実施形態に係る描画装置１００の概略構成が示されている。この描画装置１００は、例えば真空度が１０−４Ｐａ程度の環境下において、レジスト材がコーティングされることにより描画面が形成された試料に電子ビームを照射して、試料の描画面に微細パターンを描画する描画装置である。
【００３１】
図１に示されるように、この描画装置１００は、試料が載置される回転テーブルユニット３０、電子ビームを試料に照射する照射装置１０、回転テーブルユニット３０を収容する真空チャンバ５０、及びにこれらを統括的に制御する主制御装置７０などを備えている。
【００３２】
前記真空チャンバ５０は、下方（−Ｘ側）が開放された直方体状の中空部材であり、下端が定盤５１の上面に隙間なく接続されている。また、上面には照射装置１０の下端部が挿入される開口が形成されている。
【００３３】
前記回転テーブルユニット３０は、真空チャンバ５０内部の定盤５１上に配置されている。この回転テーブルユニット３０は、試料が載置される回転テーブル３１、回転テーブル３１を水平に支持するとともに、所定の回転数で軸３２ａを中心に回転するスピンドルモータ３２、及びスピンドルモータ３２を支持するとともにＸ軸方向に所定のストロークで駆動するスライドユニット３３を備えている。
【００３４】
前記照射装置１０は、長手方向をＺ軸方向とするケーシング１０ａと、該ケーシング１０ａの内部上方から下方に向かって順次配置された、電子源１１、電界レンズ１２、軸合わせコイル１３、集束レンズ１４、ブランキング電極１５、アパーチャ１６、非点補正コイル１７、走査電極１８、対物レンズ１９、動的焦点補正レンズ２０、及び電子検出器２１を備えている。なお、説明の便宜上、以下では電界レンズ１２、軸合わせコイル１３、集束レンズ１４、非点補正コイル１７、対物レンズ１９、及び動的焦点補正レンズ２０を一括して照射系とも呼ぶものとする。
【００３５】
前記ケーシング１０ａは、下方が開放された円筒状のケーシングであり、真空チャンバ５０上面に形成された開口に、上方から隙間なく嵌合されている。また、真空チャンバ５０内部に収容された−Ｚ側端部は、その直径が−Ｚ方向に向かって小さくなるテーパー形状となっている。
【００３６】
前記電子源１１は、前記ケーシング１０ａの内部上方に配置されている。この電子源１１は、陰極から熱と電界により取り出した電子を射出する熱電界放射型の電子源であり、例えば、直径２０〜５０ｎｍ程度の電子ビームを下方（−Ｚ方向）へ射出する。
【００３７】
前記電界レンズ１２は、電子源１１の下方に上下方向に隣接して配置された１対の円筒レンズ１２ａ,１２ｂを有している。円筒レンズ１２ａ,１２ｂには相互に異なる大きさの電流が供給され、電子源１１から射出された電子ビームは、円筒レンズ１２ａ,１２ｂを通過する際に、集束する方向の力が与えられる。
【００３８】
前記集束レンズ１４は、電界レンズ１２の下方に軸合わせコイル１３を介して配置されている。この集束レンズ１４は、電界レンズ１２を通過した電子ビームを集束させる。
【００３９】
前記軸合わせコイル１３は、電界レンズ１２と集束レンズ１４の間に配置されている。この軸合わせコイル１３は、上下方向に隣接して配置された１対の環状コイル１３ａ,１３ｂを有し、電界レンズ１２と集束レンズ１４との間を通過する電子ビームの軸ずれを補正する。
【００４０】
前記ブランキング電極１５は、集束レンズ１４の下方に配置されている。このブランキング電極１５は、集束レンズ１４の光軸の＋Ｘ側及び−Ｙ側に配置された相互に対向する１対の電極を有し、主制御装置７０により印加される電圧に応じて、集束レンズ１４を通過した電子ビームを＋Ｘ方向又は−Ｘ方向へ偏向する。
【００４１】
前記アパーチャ１６は、中央に電子ビームが通過する開口が設けられた板状の部材であり、ブランキング電極１５の下方で、中央の開口が集束レンズ１４の光軸上に位置するように配置されている。
【００４２】
前記非点補正コイル１７は、アパーチャ１６の下方に配置された環状のコイルであり、アパーチャ１６を通過した電子ビームの非点収差を補正する。
【００４３】
前記走査電極１８は、非点補正コイル１７の下方に配置されている。この走査電極１８は、集束レンズ１４の光軸の＋Ｘ側及び−Ｘ側に配置された相互に対向する１対の電極と、集束レンズ１４の光軸の＋Ｙ側及び−Ｙ側に配置された相互に対向する１対の電極とを有し、主制御装置７０によって印加される電圧に応じて、アパーチャ１６を通過した電子ビームをＸ軸方向又Ｙ軸方向へ偏向する。
【００４４】
前記対物レンズ１９は、走査電極１８の下方に配置され、走査電極１８を通過した電子ビームを、回転テーブル３１に載置された試料の表面に収束する。試料の表面に収束させる電子ビームのスポット径（ビーム径）は、たとえば、１０〜２００ｎｍ程度の範囲で設定可能である。
【００４５】
前記動的焦点補正レンズ２０は、前記対物レンズ１９により試料の表面に収束された電子ビームのビームスポット径の微調整を行う。
【００４６】
前記電子検出器２１は、回転テーブル３１の近傍に配置され、回転テーブル３１に載置された試料に電子ビームが照射された際、試料より発生した２次電子、または試料から反射された反射電子、あるいは試料を透過した透過電子を検出して、検出した電子の量に対応した信号（以下、電子信号という）を主制御装置７０へ供給する。以下、試料より発生した２次電子信号を用いる場合について説明する。
【００４７】
上述した描画装置１００では、電子源１１から射出された電子ビームは、電界レンズ１２及び集束レンズ１４を通過することにより集束され、アパーチャ１６に設けられた開口の近傍（以下、クロスオーバポイントという）で一旦交差される。次に、クロスオーバポイントを通過した電子ビームは、発散しつつアパーチャ１６を通過することによりそのビーム径が整形される。そして、非点補正コイル１７により非点収差が補正された後対物レンズ１９によって、回転テーブル３１に載置された試料の表面に収束される。そして、この状態から走査電極１８に印加する電圧を制御して、電子ビームをＸ軸方向及びＹ軸方向へ偏向させることで、試料の表面を電子線で走査（スキャン）することができるようになっている。
【００４８】
また、上記動作と並行して、ブランキング電極１５に印加する電圧を制御して、一例として図１中に破線で示されるように電子ビームを−Ｘ方向に偏向させることで、アパーチャ１６で電子ビームを遮蔽し、試料に対する電子ビームのブランキング（オン／オフ）をすることができる。
【００４９】
前記主制御装置７０は、一例としてＣＰＵや、上記各部を制御するプログラムやパラメータが格納されたメモリなどを含んで構成された制御用コンピュータである。この主制御装置７０は、入力装置７２から入力された指令に基づいて、照射装置１０及び回転テーブルユニット３０を制御するとともに、照射装置１０及び回転テーブルユニット３０に関する情報や、電子検出器２１から供給される２次電子信号に基づいて形成した画像をモニタ７１へ表示する。
【００５０】
次に、上述のように構成された照射装置１０の照射系での収差を評価する収差評価方法について説明する。この収差評価方法は、一例として図２（Ａ）に示されるように、中心に複数の同心円からなる評価パターンが形成された試料（以下、基準試料という）ＷＰを回転テーブル３１に載置する。そして、照射装置１０のフォーカスを基準試料ＷＰの表面に調整して、基準試料ＷＰをスキャンすることで得られる２次電子信号に基づく画像（ＳＥＭ画像）を観察することによって行う。
【００５１】
基準試料ＷＰの構成を説明する。図２（Ａ）に示される例では、基準試料ＷＰ表面には、中心２０１を同じくする、ハッチングで示される複数（ここでは紙面の都合上４本）の同心円２０２が形成されている。各同心円は、所定の幅Ｗを有し、それぞれが所定の間隔Ｓで形成されている。後述するように、電子線で基準試料ＷＰ表面をスキャンして２次電子信号に基づく画像を得るため、上記同心円の幅Ｗと間隔Ｓは、電子線のスポット径に応じて決める必要がある。概ねそれぞれを、電子線のスポット径より大きくすれば良いが、数倍〜数十倍程度にすることが多い。幅Ｗと間隔Ｓは、等しくても、異なっても良い。図２（Ａ）では、基準試料ＷＰの全面に渡って、幅Ｗと間隔Ｓの値はそれぞれ全て同じ場合が示されている。
【００５２】
このような同心円パターンは、一例として、図２（Ｂ）に示されるように、基板２１０表面に凹凸パターンで形成することができ、同心円２０２を凸部、同心円間２０３を凹部にするか、あるいは反対に、同心円２０２を凹部、同心円間２０３を凸部にする。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）には、同心円間２０３と、最内同心円内部が凹部となる場合が示されている。反対に、同心円を凹部、同心円間を凸部としても良い。
【００５３】
上記基準試料ＷＰの凹凸パターンは、例えばリソグラフィ技術を用いて作製できる。スポット径２０ｎｍの電子ビームに対して、２次電子信号に基づく画像が最も良好になる条件を実験的に求め、凸部幅７０ｎｍ、凹部幅３０ｎｍ、凸部の高さ２００ｎｍで作製した同心円パターン基準試料ＷＰの実例が図４（Ｂ）に示されている。最内凹部円の直径は２００ｎｍである。凹凸パターンは、シリコンウエハ基板上にレジストを塗布し、電子線描画装置により同心円パターンを描画し、現像して作製した。同心円パターンは、単純な円の組み合わせであり、電子線描画装置に複雑なパターン生成を指示することなく、簡単な手順で描画を行うことができた。
【００５４】
このような基準試料ＷＰに対し、走査電極１８が停止状態で非偏向状態にある電子線が、同心円パターン中心２０１に照射されるように、基準試料ＷＰの位置を回転テーブルユニット３０等によりあらかじめ調整しておく。以下、非走査状態の電子線は、基準試料ＷＰの同心円パターン中心に照射されているとして説明を進める。また、以下の図６から図９では、図２（Ａ）で説明した幅を持つ個々の円が、単純な円として図２（Ｃ）のように省略表示されている。
【００５５】
図６には、非点収差が含まれない真円形状の電子線（基準電子線）のスポットＢＳ０と、この基準電子線を用いて、基準試料ＷＰを走査したときの２次電子信号に基づいて形成される画像ＰＩＣ０が示されている。基準電子線で基準試料ＷＰを走査した場合には、図６に示される画像ＰＩＣ０のように、各円の円周全体にわたってぼけのないシャープな画像（基準画像）ＰＩＣ０が観察される。
【００５６】
図７には、一例として照射装置１０の照射系にＸ軸方向の非点収差があることによって、長軸がＸ軸に平行となる楕円形状となった電子線のスポットＢＳ１と、この電子線を用いて、基準試料ＷＰを走査したときの２次電子信号に基づいて形成された画像（以下、スキャン画像）ＰＩＣ１が示されている。電子線がＸ軸方向の非点収差の影響を受ける場合には、図７に示される画像ＰＩＣ１のように、ハッチングされたＸ軸を含む部分を中心としてボケが生じた画像が観察される。
【００５７】
また、図８には、一例として照射装置１０の照射系にＸ軸方向とＹ軸方向の非点収差があることによって、長軸がＸ軸及びＹ軸と４５度の角度をなす直線を長軸とする楕円形状となった電子線のスポットＢＳ１と、この電子線を用いて基準試料ＷＰを走査したときのスキャン画像ＰＩＣ２が示されている。電子線がＸ軸方向及びＹ軸方向の非点収差の影響を受ける場合には、図８に示される画像ＰＩＣ２のように、ハッチングされたＸ軸及びＹ軸と４５度の角度をなす直線Ｌを含む部分を中心としてボケが生じた画像が観察される。
【００５８】
つまり、該基準試料ＷＰをスキャンしたときにモニタ７１に映し出される画像から、例えば図７に示されるように、Ｘ軸を含む部分にボケが生じた場合には、照射装置１０の照射系にはＸ軸方向の非点収差があり、図８に示されるように、直線Ｌを含む部分を中心とするボケが生じた場合には、直線Ｌに沿った方向の非点収差があることがわかる。
【００５９】
また、図９には、図７に示されるビームスポットＢＳ１と比較して非点収差が小さい場合のスポットＢＳ３と、この電子線を用いて、基準試料ＷＰを走査したときのスキャン画像ＰＩＣ３が示されている。図８及び図７にそれぞれ示される画像ＰＩＣ１,ＰＩＣ３を比較するとわかるように、非点収差が小さくなるにつれて、ハッチングされた画像がボケる領域は小さくなる。したがって、基準試料ＷＰを走査したときに得られる画像のボケる領域の大きさに基づいて非点収差の大きさを評価することが可能となる。
【００６０】
上記のように基準試料ＷＰをスキャンしたときの画像にボケる領域が存在する場合には、例えば、入力装置７２から非点補正に関する補正指令などを入力し、非点補正コイル１７を制御することで、照射系での非点収差の補正を行うことが可能となる。具体的には、補正指令を入力した後のスキャン画像と、図６に示される基準画像ＰＩＣ０とを比較して、スキャン画像が基準画像に近似するような非点補正を行えばよい。このとき、非点補正が進むにつれて、基準試料ＷＰをスキャンしたときの画像のボケ領域は小さくなってゆく。そこで通常は、非点補正の進行とあわせ、適宜、画像の倍率を上げてより小さな領域に注目し、ボケ領域を拡大して観察する手順が取られる。
【００６１】
上述のように、照射装置１０の非点収差の評価を行い、照射装置１０の非点補正を終了した後は、例えば不図示の搬送装置によって基準試料ＷＰを搬出するとともに、試料を回転テーブル３１に載置して、照射装置１０及び回転テーブルユニット３０を駆動することで、試料に対して同心円状又は螺旋状のパターンを形成することができる。
【００６２】
以上説明したように、本第１の実施形態によると、基準試料ＷＰの表面には、４つの同心円からなるパターンが形成されている。したがって、この基準試料ＷＰを走査することによって得られるスキャン画像に基づいて、照射装置１０の照射系での非点収差の方向及び大きさを検出することが可能となる。
【００６３】
また、上記のように検出された非点収差は、非点補正コイル１７を制御することで補正することができるので、試料に対して非点収差の影響を受けないパターンの描画を行うことが可能となる。
【００６４】
なお、上記第１の実施形態では、基準画像とスキャン画像とを比較して、非点収差の方向及び大きさを検出した後に、入力装置７２へ補正指令を入力することによって非点補正を行ったが、これに限らず、例えば主制御装置７０に基準画像に関する情報を格納しておき、基準画像とスキャン画像とのマッチングを行い、自動的に非点収差の方向及び大きさを検出し、該検出結果に基づいて非点補正コイル１７を制御することによって非点補正を行ってもよい。
【００６５】
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態を図１０〜図１５基づいて説明する。なお、前述した第１の実施形態と同一もしくは同等の構成部分には同一の符号を用いるとともにその説明を省略もしくは簡略するものとする。
【００６６】
図１０は、第２の実施形態に係る収差補正方法を実行する際に、描画装置１００の主制御装置７０によって実行される一連の処理に対応したフローチャートである。以下、図１０に基づいて照射装置１０の照射系の収差を補正する方法について説明する。前提として、描画装置１００の回転テーブル３１には、図１１に示される基準試料ＷＰが載置されているものとし、該基準試料ＷＰの中心とするｘｙ座標系及びこの座標系と４５度の角度をなすｘ’ｙ’座標系を定義する。また、基準試料ＷＰは、４つの円の部分が電子線に対して２次電子発生効率が高くなっているものとする。
【００６７】
主制御装置７０は、入力装置７２への非点補正指令の入力を確認すると収差補正を開始し、最初のステップ２０１では、基準試料ＷＰに対する照射装置１０のフォーカスの調整を行う。一例として図１２（Ａ）には、ｘｙ軸方向非点収差が含まれる電子線のビームスポットが示され、図１２（Ｂ）には、ｘ’ｙ’軸方向の非点収差が含まれる電子線のビームスポットが示されている。一般に、非点収差の割合がｘｙ軸方向及びｘ’ｙ’軸方向とで同等である場合の電子線は、そのフォーカス位置でのスポットはほぼ真円となり、アンダーフォーカスになるにつれて、例えばｙ軸方向又はｙ’軸方向を長軸方向とする楕円形状となり、オーバーフォーカスになるにつれて、例えばｘ軸方向又はｘ’軸方向を長軸方向とする楕円形状となる。なお、スポットの形状の変化はこれに限らず、アンダーフォーカスになるにつれて、例えばｘ軸方向又はｘ’軸方向を長軸方向とする楕円形状となり、オーバーフォーカスになるにつれて、例えばｙ又はｙ’軸方向軸方向を長軸方向とする楕円形状となるなどの場合もあるが、ここでは、前者のように変化するものとして説明する。
【００６８】
照射系がアンダーフォーカスの状態のときに、図１１に示されるｘ軸及びｙ軸又はｘ’軸及びｙ’軸に沿って基準試料ＷＰを走査すると、２次電子検出器２１を介して、図１３（Ａ）に示される強度分布の２次電子信号Ｓ１ｘ,Ｓ１ｙ,Ｓ１ｘ’,Ｓ１ｙ’が観測される。２次電子信号Ｓ１ｘ、Ｓ１ｘ’は、ｘ軸,ｘ’軸に沿って基準試料ＷＰを走査したときに得られる２次電子信号であり、２次電子信号Ｓ１ｙ、Ｓ１ｙ’は、ｙ軸、ｙ’軸に沿って基準試料ＷＰを走査したときに得られる２次電子信号である。この図１３（Ａ）に示されるように、照射系がアンダーフォーカスで、スポット形状が図１２（Ａ）又は図１２（Ｂ）に示されるようにｙ軸方向又はｙ’軸方向を長手方向とする場合には、２次電子信号のピーク値は、２次電子信号Ｓ１ｘ、Ｓ１ｘ’のほうが大きくなる。
【００６９】
一方、照射系がオーバーフォーカスの状態のときには、基準試料ＷＰを走査することによって図１３（Ｂ）に示される強度分布の２次電子信号Ｓ２ｘ,Ｓ２ｙ、Ｓ２ｘ’,Ｓ２ｙ’が観測される。２次電子信号Ｓ２ｘ、Ｓ２ｘ’は、ｘ軸、ｘ’軸に沿って基準試料ＷＰを走査したときに得られる２次電子信号であり、２次電子信号Ｓ２ｙ、Ｓ２ｙ’は、ｙ軸、ｙ’軸に沿って基準試料ＷＰを走査したときに得られる２次電子信号ある。この図１３（Ｂ）に示されるように、照射系がオーバーフォーカスで、スポット形状が図１２（Ａ）又は図１２（Ｂ）に示されるようにｘ軸方向又はｘ’軸方向を長手方向とする場合には、２次電子信号のピーク値は、２次電子信号Ｓ２ｙ、Ｓ２ｙ’のほうが大きくなる。
【００７０】
したがって、基準試料ＷＰをｘ軸及びｙ軸に沿って又はｘ’軸及びｙ’軸に沿って走査したときの２次電子信号が、一例として図１３（Ｃ）に示される２次電子信号Ｓ３ｘ,Ｓ３ｙ又はＳ３ｘ’,Ｓ３ｙ’のように、ピーク値が相互に等しくなるように、対物レンズ１９の制御を行う。この場合には、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示されるように、スポットの形状はほぼ真円の最小錯乱円となっている。
【００７１】
ステップ２０３では、ｘｙ方向の収差の補正を行う。上記のようにフォーカスが設定された状態で非点補正コイル１７を駆動してｘｙ方向の収差を補正すると、図１４（Ａ）に示されるようにスポット形状はｘｙ方向に絞られほぼ真円となる。
【００７２】
ステップ２０５では、基準試料ＷＰをｘ軸及びｙ軸に沿って走査する。これによって、一例として図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示されるような強度分布の２次電子信号Ｓ４ｘ、Ｓ４ｙが観察できる。
【００７３】
ステップ２０７では、ステップ２０５で観察した２次電子信号Ｓ４ｘ、Ｓ４ｙのピーク値が所定の閾値ｋ以上であるか判断する。ここで、閾値ｋは、ｘｙ方向の収差が最低限補正されたときに観察される２次電子信号のピーク値よりも、やや小さく設定されている。したがって、２次電子信号Ｓ４ｘ、Ｓ４ｙのピーク値が閾値ｋより小さい場合には、ｘｙ方向の収差の補正が不十分であると判断し、ステップ２０３へ戻り、以下２次電子信号のピーク値が閾値ｋ以上となるまで、ステップ２０３〜ステップ２０７の処理を繰り返し行う。一方、２次電子信号のピークがシャープとなり、閾値ｋより大きくなった場合には、ｘｙ方向の非点補正が完了したと判断し、次のステップ２０９へ移行する。
【００７４】
ステップ２０９では、ｘ’ｙ’方向の収差の補正を行う。上記のようにｘｙ方向の非点収差が補正された照射系において、非点補正コイル１７を駆動してｘ’ｙ’方向の収差の補正を行うと、スポット形状は図１４（Ｂ）に示されるようにｘ’ｙ’方向に絞られてほぼ真円となる。
【００７５】
ステップ２１１では、基準試料ＷＰをｘ’軸及びｙ’軸に沿って走査する。これによって、一例として図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示されるような強度分布の２次電子信号Ｓ４ｘ’及びＳ４ｙ’が観察できる。
【００７６】
次のステップ２１３では、ステップ２１１で観察した２次電子信号Ｓ４x’及びＳ４ｙ’のピーク値が所定の閾値ｋ以上であるか判断する。ここで、閾値ｋは、ｘ’ｙ’方向の収差が最低限補正されたときに観察される２次電子信号のピーク値よりも、やや小さく設定されている。したがって、２次電子信号Ｓ４x’、Ｓ４ｙ’のピーク値が閾値ｋより小さい場合には、ｘ’ｙ’方向の収差の補正が不十分であると判断し、ステップ２０９へ戻り、以下２次電子信号のピーク値が閾値ｋ以上となるまで、ステップ２０９〜ステップ２１３の処理を繰り返し行う。一方、２次電子信号のピークがシャープとなり、閾値ｋより大きくなった場合には、ｘ’ｙ’方向の非点補正が完了したと判断し処理を終了する。この状態のときには、ｘｙ方向及びｘ’ｙ’方向の非点収差の補正が行われたことにより、スポット形状は、図１４（Ｂ）に示されるように、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示される最小錯乱円よりも小さな真円形状となっている。
【００７７】
なお、ステップ２１３での判断が肯定された場合（ピーク値が閾値ｋより大きくなった場合）であっても、複数回ステップ２０１〜ステップ２１３の処理を行うことで、最小錯乱円が順次小さくなっていくため、より精度よくｘｙ方向及びｘ’ｙ’方向の非点補正を行うことが可能となる。
【００７８】
以上説明したように、本第２の実施形態では、基準試料ＷＰは、４つの同心円からなる評価パターンが形成されている。したがって、ｘ軸ｙ軸及びｘ’軸ｙ’軸に沿って基準試料ＷＰを走査することで得られる２次電子信号を比較することによって、照射装置１０の照射系のフォーカス位置を調整し、また２次電子信号の波形を観察することで、照射装置１０の照射系での非点収差の補正を行うことができる。
【００７９】
また、基準試料ＷＰは、４つの同心円からなる評価パターンが形成されている。したがって走査方向はｘ軸方向ｙ軸方向及びｘ’軸方向ｙ’軸方向に限られず、これ以外の方向への走査を行っても、同様に照射系の非点補正を行うことが可能となる。また、基準試料ＷＰを走査して得られる２次電子信号の分布では、いくつもの山があることにより多重信号が得られたり、積算的効果もあり、それゆえノイズに対するＳ／Ｎ比の向上も期待できる。
【００８０】
なお、本第２の実施形態では、基準試料ＷＰをｘ軸ｙ軸及びｘ’軸ｙ’軸に沿って走査したが、走査方向はこれに限られず、いずれの方向へ走査してもよい。また、ステップ２０１でｘ軸ｙ軸及びｘ’軸ｙ’軸に沿って走査して、ステップ２０５以降では、例えば照射系のアンダーフォーカス時のスポット形状とオーバーフォーカス時のスポット形状との差が大きい方向へ走査する方法も考えられる。
【００８１】
また、本第２の実施形態では、ｘｙ方向及びｘ’ｙ’方向の収差補正の際に２次電子信号の閾値ｋを基準に補正の適否を判断したが、これに限らず、２次電子信号のコントラストを基準に判断してもよい。具体的に図１６に示されるように、例えば２次電子信号の最大値（ピーク値）をＡとし、最小値をＢとすると、（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）の値が一定以上となった場合に収差の補正が行われたと判断することとしてもよい。
【００８２】
非点補正の過程で画像の倍率を上げることは、電子線のスキャン範囲を狭めることであるから、基準試料ＷＰの評価パターンサイズもそれに応じて小さくする必要がある。基準試料ＷＰでは、同心パターン中心に近いほど非点収差による画像ボケ領域が狭くなるので、画像倍率の上昇に従い、観察領域を中心付近へ移動させると都合がよい。その場合、これまで基準試料ＷＰとして、図２（Ａ）に示されるような、全ての幅Ｗと、間隔Ｓがそれぞれ等しい同心円パターンを使って説明してきたが、図４（Ａ）に示されるように（ここでは紙面の都合上４本）、幅Ｗと間隔Ｓが、中心２０１から離れるにつれて、同じ比率で大きくなるパターンを用いることが好ましい。図４（Ａ）では、中心から外側になるに従い、Ｗ１＜Ｗ２＜Ｗ３＜Ｗ４、Ｓ１＜Ｓ２＜Ｓ３となっており、ｃ１、ｃ２を任意の定数としたとき、Ｗ２＝ｃ１×Ｗ１、Ｓ２＝ｃ１×Ｓ１、Ｗ３＝ｃ２×Ｗ２、Ｓ３＝ｃ２×Ｓ２、となっている。さらに、ｃ１＝ｃ２であっても良い。このように、基準試料ＷＰの中心には、評価パターンを密に形成し、中心から離れるにつれて評価パターンを素に配置してもよい。これにより、高倍率で２次電子信号を観察する際に、密に配置された評価パターンを用いることができ、精度よく非点補正を行うことが可能となる。
【００８３】
なお、上記各実施形態では、基準試料ＷＰに同心円からなる評価パターンが形成されている場合について説明したが、図３（Ａ）に示されるような、同心楕円パターン（ここでは紙面の都合上４本）が形成されていても良い。同心楕円パターンでは、照射する電子線の非点収差方向によって、同じ非点収差であっても画像のボケ領域の大きさが異なる（たとえば、非点収差の方向が短軸方向に近づくほどボケ領域が広がる）。これに対して、同心円パターンでは、どの方向の非点収差に対しても一様な画像ボケ領域を示すので、同心楕円パターンによる非点収差の大きさ評価は、同心円パターンと比較するとやや難しい。あるいは、対称軸を共有（したがって中心も共有）する、同心正多角形パターンが形成されていても良い。図３（Ｂ）に、同心正八角形のパターン（ここでは紙面の都合上４本）を示す。同心正多角形パターンでは、非点収差方向と辺の交差角度によって、同じ非点収差であっても画像のボケ領域の大きさが異なる。そのため、頂点数が少ないと非点収差の大きさ評価が難しいが、頂点数が大きければ、実用上この影響を無視でき、同心円パターンと同等に扱える。さらには、同心状の図形でなく図５（Ａ）、及び図５（Ｂ）に示されるような螺旋状の図形を形成しても良い。
【００８４】
また、上記各実施形態では、基準試料ＷＰに４つの同心図形からなる評価パターンが形成される場合について説明したが、同心図形の数は４つに限らないことは言うまでもない。
【００８５】
《第３の実施形態》
次に、本発明の第３の実施形態を図１７（Ａ）〜図１８に基づいて説明する。なお、前述した第１及び第２の実施形態と同一もしくは同等の構成部分には同一の符号を用いるとともにその説明を省略もしくは簡略するものとする。
【００８６】
本第３の実施形態にかかる収差補正方法は、上述した第２の実施形態にかかる収差補正方法と比較して、図１０におけるステップ２０１のフォーカス調整の手順が相違している。以下、フォーカス調整方法につい説明する。
【００８７】
ここで、対物レンズ１９と回転テーブル３１との位置関係は一定であるため、対物レンズ１９によって屈折力を受けた電子線のフォーカス位置が、回転テーブル３１の上面近傍で合焦するときに、主制御装置７０から対物レンズ１９へ供給される電流値（以下ＤＡＣ値ともいう）を基準ＤＡＣ値Ｉ０と定義する。
【００８８】
描画装置１００では、対物レンズ１９に供給されるＤＡＣ値を、基準ＤＡＣ値Ｉ０を中心に、例えばアンダーフォーカス側のＤＡＣ値Ｉ−（＝Ｉ０−α：α＞０）から、オーバーフォーカス側のＤＡＣ値Ｉ＋（＝Ｉ０＋α：α＞０）まで、所定の間隔で変化させながら、各ＤＡＣ値に応じた屈折力で合焦された電子線で基準試料ＷＰを特定の方向（ここではＸ軸方向とする）へスキャンする。これにより、２次電子信号のピーク値が最大になるＤＡＣ値が得られる。以下、この行程をプレスキャンという。
【００８９】
図１７（Ａ）は、前述のような基準試料ＷＰのプレスキャンを行うことで得られた、ＤＡＣ値と２次電子信号の関係図である。ＤＡＣ値をアンダーフォーカス側（Ｉｏ−α）からオーバーフォーカス側（Ｉｏ＋α）まで変化させたときの、２次電子信号ピーク値の（最大値−最小値）を、２次電子信号のダイナミックレンジと呼ぶ。図１７（Ｂ）は、前述のような基準試料ＷＰのプレスキャンを行うことで得られた２次電子信号のダイナミックレンジと、収差の発生方向に対するスキャン方向との関係を示す図である。図１７（Ｂ）に示されるように、２次電子信号のダイナミックレンジは、スキャン方向が収差の発生方向と一致するとき、及び収差の発生方向に対して９０度のときに最大となり、収差の発生方向に対して４５度のときには、中程度となる。そして、スキャン方向が収差の発生方向に対して２２．５度及び６７．５度程度のときには、２次電子信号のダイナミックレンジは最低となる。たとえば、図４（Ｂ）に示される基準試料ＷＰでは、スキャン方向が収差の発生方向と一致するとき、及び収差の発生方向に対して９０度のときに２００程度となり、収差の発生方向に対して４５度のときには、４０から８０程度、そして収差の発生方向に対して２２．５度及び６７．５度程度のときには、２０前後となる。
【００９０】
したがって、本実施形態では、図１０のステップ２０１において、上述したプレスキャンを行い、２次電子信号のピーク値を得た後に、２次電子信号のダイナミックレンジを算出する。そして、２次電子信号のダイナミックレンジの大きさから、スキャン方向に対する収差の発生方向を予測する。例えば、図１７（Ｂ）に示されるように、２次電子信号のダイナミックレンジが２００程度である場合には、収差の発生方向が０度又は９０度方向であると予測し、４０〜８０程度である場合には、収差の発生方向が４５度方向であると予測し、それ以外の場合には、２２．５度又は６７．５度の方向であると予測する。
【００９１】
次に、描画装置１００では、スキャン方向に対する収差の発生方向が０度程度又は９０度程度と予測した場合には、さらにＸ軸方向に直交するＹ軸方向をスキャン方向とするプレスキャンを行う。図１８（Ａ）は、Ｘ軸方向のプレスキャン、及びＹ軸方向のプレスキャンを行った結果得られたＤＡＣ値に対する２次電子信号ピーク値を示す曲線ＳＸ、及び曲線ＳＹがそれぞれ示されている。曲線ＳＸ及び曲線ＳＹで示されるように、２次電子信号ピーク値は、ＤＡＣ値がそれぞれＩＵ、ＩＯのときに最大となっている。これは、ＤＡＣ値をＩＵとＩＯの平均値であるＩＪとすると、電子線による最小錯乱円が基準試料ＷＰの表面に形成されることを示している。したがって、ここでは、ＤＡＣ値ＩＪの電流が供給された対物レンズ１９によって電子線が収束した位置をフォーカス位置と規定する。なお、この状態では、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示されるように、基準試料ＷＰ表面に形成される電子線のスポット形状は、ほぼ真円の最小錯乱円となっている。
【００９２】
また、描画装置１００では、スキャン方向に対する収差の発生方向が４５度程度と予測した場合には、さらにＸ軸方向に直交するＹ軸方向をスキャン方向とするプレスキャンを行う。図１８（Ｂ）は、Ｘ軸方向のプレスキャン、及びＹ軸方向のプレスキャンを行った結果得られたＤＡＣ値に対する２次電子信号ピーク値を示す曲線ＳＸ、及び曲線ＳＹがそれぞれ示されている。収差の発生方向が４５度程度の場合には、曲線ＳＸ、及び曲線ＳＹで示される２次電子信号ピーク値の最大値に対応するＤＡＣ値は共通しＩＯ（又はＩＵ）となる。この場合には、Ｘ軸に対して４５度回転したＸ’軸をスキャン方向とするプレスキャンを行う。図中の曲線ＳＸ’はＸ’軸方向のプレスキャンによる２次電子信号ピーク値とＤＡＣ値との関係を示す曲線である。この曲線ＳＸ’からわかるように、Ｘ’軸方向のプレスキャンによって、２次電子信号ピーク値が最大となるＤＡＣ値ＩＵを得ることができ、ここでは、ＤＡＣ値ＩＪの電流が供給された対物レンズ１９によって電子線が収束した位置をフォーカス位置と規定する。
【００９３】
一方、スキャン方向に対する収差の発生方向が例えば２２．５度又は６７．５度程度と予測された場合には、プレスキャンによって得られる、ＤＡＣ値と２次電子信号ピーク値の関係を示す曲線は平坦となってしまうため、２次電子信号ピーク値が最大となるＤＡＣ値を求めることは困難である。このため、描画装置１００では、スキャン方向に対する収差の発生方向が２２．５度又は６７．５度程度と予測された場合には、スキャン方向を例えばＸ軸に対して−２２．５度回転させて、収差の発生方向が０度、又は４５度のときと同様の処理を行って、ＤＡＣ値ＩＵとＩＯの平均値であるＩＪを算出し、このＤＡＣ値ＩＪの電流が供給された対物レンズ１９によって電子線が収束した位置をフォーカス位置と規定する。なお、スキャン方向に対する収差の発生方向が２２．５度又は６７．５度程度と予測された場合には、スキャン方向をＸ軸に対して＋２２．５度回転させて、収差の発生方向が４５度、又は９０度のときと同様の処理を行って、ＤＡＣ値ＩＵとＩＯの平均値であるＩＪを算出し、このＤＡＣ値ＩＪの電流が供給された対物レンズ１９によって電子線が収束した位置をフォーカス位置と規定してもよい。
【００９４】
以上説明したように、本第３の実施形態では、対物レンズ１９のフォーカス位置を決定する際に、描画装置１００の照射系に生じた非点収差の発生方向をほぼ特定することが可能となる。したがって、図１０におけるステップ２０１を終了した後に、基準試料ＷＰのスキャンを行う際に、スキャン方向を収差方向又はこれに直交する方向に設定することで、精度よく収差の補正を行うことが可能となる。
【００９５】
《第４の実施形態》
従来、ＣＤ（コンパクトディスク）やＤＶＤ（ディジタル・バーサタイル・ディスク）等の光ディスクの原盤の製造は、次のように行われていた。まず、０．１μｍ程度の膜厚の紫外線感光性フォトレジストが均一にスピンコートされた厚さ数ｍｍの円盤を回転させながら、この円盤上に青色又は紫外域で発振するガスレーザ（Ａｒ、Ｋｒレーザ等；波長３５０〜４６０ｎｍ）からの光を対物レンズで集光させ、レーザ光をオン・オフさせてフォトレジストをスポット露光する。その後、フォトレジストを現像することにより、ピット又はグルーブ状の微細凹凸パターンを形成して、原盤（レジスト原盤）を作製する。
【００９６】
そして、このレジスト原盤から、ニッケルメッキによりレプリカを取ることにより厚さ数１００μｍのニッケル製スタンパ（成形用金型）を作製し、このスタンパを使用して光ディスクメディアの量産を行う。例えば再生専用のＤＶＤを製造する場合には、再生専用のＤＶＤ情報信号ピットに対応して、スタンパ上に最短ピット長０．４μｍ、トラックピッチ０．７４μｍのピット列がスパイラル状に形成される。そして、スタンパにこのようなピット列が形成されるように、レジスト原盤を作製する際のレーザ描画（カッティング）の条件が設定される。このスタンパを金型としてプラスチック樹脂の射出成形により、直径１２ｃｍの記録層片面の光ディスクメディアを作製した場合には、光ディスクが４．７ＧＢ（ギガバイト）の情報容量を持つ。
【００９７】
この再生専用ＤＶＤのレジスト原盤に対するレーザ描画（カッティング）には、例えば波長４１３ｎｍのＫｒイオンレーザが用いられる。ここで、カッティング可能な最短ピット長Ｐは、一般にレーザ波長λ、対物レンズのＮＡ（開口数）、及びプロセスファクターＫ（レジスト特性等に依存し０．８〜０．９の値をとる）から、Ｐ＝Ｋ・（λ／ＮＡ）の式で近似される。この場合、上述の近似式にλ＝４１３ｎｍ、ＮＡ＝０．９、Ｋ＝０．８を代入すると、Ｐ＝０．３７μｍとなり、再生専用のＤＶＤの最短ピット長０．４μｍが解像されることがわかる。
【００９８】
ＤＶＤが登場した後も、光ディスクの情報容量を増大させる要望が高まり、Ｂｌｕ−ｒａｙディスク（以下ＢＤ）と呼ばれる光ディスクが登場するに至っている。このＢＤは、片面に記録層が形成された直径１２ｃｍの光ディスクであり、２５ＧＢ（ギガバイト）の情報容量を有している。ＢＤにおいて、現在と同様の信号記録処理方式による処理を実現するには、最短ピット長を０．１５μｍ（１５０ｎｍ）、トラックピッチを０．３２μｍ（３２０ｎｍ）程度まで微細化する必要がある。また、ピット幅は、例えばこのトラックピッチの１／３程度、例えば０．１μｍ程度にする必要がある。
【００９９】
このような微細なピットを形成するためには、上述の最短ピット長Ｐを求める近似式からわかるように、レーザ波長λの短波長化及び対物レンズＮＡの増大が求められる。しなしながら、対物レンズのＮＡの値は、レンズの設計製作精度の面から、現状の０．９程度がほぼ限界であると考えられる。従って、今後はレーザ波長λの短波長化が必要不可欠である。
【０１００】
ここで、例えば波長λ＝２５０ｎｍの遠紫外線レーザを用いた場合には、上述の式にＮＡ＝０．９，Ｋ＝０．８を代入すると、Ｐ＝０．２２μｍになる。しかしながら、これでは上述した２５ＧＢの情報容量に対応する最短ピット長（０．１５μｍ）やピット幅（０．１μｍ程度）を実現することは非常に困難である。そのため、ＢＤや、それ以降の高密度光ディスク（たとえば超解像や、近接場記録再生を利用したものなど）のレジスト原盤を、従来の紫外線レーザを光源とするレーザカッティング装置で製造するのは非常に困難である。したがって、今後は、紫外線レーザよりも微細なレジスト感光用のビームを発生することが可能な電子ビーム描画装置を適用する必要がある。以下、光ディスクメディアの作製方法について説明する。
【０１０１】
〈原盤作製〉
描画装置１００では、電子源１１から射出される電子ビームの強度やアパーチャ１６での絞りを調整することにより、スポット径が１０ｎｍ程度から２００ｎｍ程度の電子ビームを得ることが可能である。
【０１０２】
そこで、描画装置１００を用いて光情報記録媒体の原盤を作製する場合には、まず最終的に製作される光記録媒体に形成されるピットサイズに応じて、あらかじめ電子ビーム径を決める必要がある。例えば、再生専用ＢＤ（Blu-ray Disc）のピットを描画するのであれば、電子ビームスポット径を約１００ｎｍに設定する。そして、基準試料ＷＰを用いて、第１〜第３の実施形態で説明した手順で、描画装置１００の非点収差を補正する。
【０１０３】
〈レジスト基板準備〉
図１９（Ａ）に示されるように、基板５０１上に、例えばスピンコート法でレジストを塗布し、その後ベークを行うことにより、膜厚（通常１００ｎｍ以下で、光ディスクの記録再生波長によって決まる）が均一な電子線感光レジストから成るレジスト層５０２を形成する。なお、基板５０１としては、ガラス基板、石英基板、シリコンウエハ等を使用することができる。また、レジスト層５０２を構成する電子線感光レジストには、ポジ型或いはネガ型のフォトレジストを使用することができる。光ディスクの原盤としては、解像度や感度、取り扱い易さの点から、ポジ型レジスト、たとえば、ＺＥＰ−５２０（日本ゼオン製）が好適である。
【０１０４】
基板５０１としては、表面粗度が細かくて平坦性の良好な非磁性基体であれば良いが、描画装置によってパターン露光を行うため、導電性を有するものが好ましい。ガラスなどの非導電性材料を基板５０１として用いる場合には、帯電防止剤を塗布するのが好ましい。これにより、電子ビームが照射されたときに帯電することを防止することができる。また、非磁性基体の材料としては、市場に潤沢かつ安価に供給されており、かつ導電性を有するシリコンウエハを用いるのが都合よい。
【０１０５】
〈パターン描画〉
描画装置１００を用いた基板５０１に対するパターンの描画は以下の手順で行う。
【０１０６】
レジストが塗布された基板５０１を、描画装置１００の回転テーブル３１上に搭載する。なお、基板５０１では、図１９（Ｂ）に示されるように、レジスト層５０２に対して、図中の斜線が付された部分５０２Ａに対して露光が行われる。
【０１０７】
回転テーブル３１を回転させるとともに、回転テーブル３１をスライドユニット３３を介して所定の速度で送りながら、所望のパターンに対応して変調した電子ビームを基板５０１のレジスト層５０２に照射する。これにより、基板５０１のレジスト層５０２にスパイラル状の微細パターンが形成される。
【０１０８】
なお、ＢＤでは、トラックはスパイラルトラックであるため、本実施形態では、基板５０１が１回転する間に、基板５０１は１トラックピッチ分だけ送られるようになっている。また、ピットパターンを描画する際には、回転スピード（線速度）に対応した速度でブランキング電極１５が駆動（オン又はオフ）される。
【０１０９】
基板５０１に対するパターンの描画が終了すると、回転テーブル３１から、基板５０１が取り出される。
【０１１０】
〈現像〉
上述のようにパターンが描画された基板５０１は、レジスト層５０２に対して、現像処理が行われることで、例えばポジ型のフォトレジストでは図１９（Ｃ）に示されるように電子ビームが照射された部分５０２Ａが除去され、また、ネガ型のフォトレジストでは非照射部分が除去されることで、レジスト層５０２の残った部分５０２Ｂから成る微細パターンが形成される。このようにして、基板５０１のレジスト層５０２に微細パターンが形成された基板５０１の原盤（レジスト原盤）５０３を得ることができる。
【０１１１】
あるいは、レジスト現像後、さらに図１９（Ｄ）に示されるように、ＣＦ４イオン５０６などの反応性ガスイオンを用いた反応性イオンエッチング（Ａｒイオンなどを用いたイオンエッチングを用いてもよい）を行うことにより、基板５０１に凹凸形状を形成する。そして、最後に残留レジスト層５０２Ｂを有機溶剤などを用いて除去し、図１９（Ｅ）に示されるように、基板５０１上に直接所望の微細パターンを形成してもよい。このようにしても、基板５０１のレジスト層５０２に微細パターンが形成された原盤（エッチング原盤）５０３を得ることができる。
【０１１２】
〈スタンパ作製〉
上述のように原盤５０３が得られたら、この原盤５０３（ここではレジスト原盤を用いるが、エッチング原盤であっても支障ない）を用いてスタンパを作製する。具体的には、図２０（Ａ）に示されるように、原盤５０３上に薄い導電層を成膜し、その上にニッケルメッキ等を施すことにより、スタンパ５０４を形成する。その後、原盤５０３を剥離する。これにより、図２０（Ｂ）に示されるスタンパ５０４を得ることができる。スタンパ５０４の材料としては、ＮｉもしくはＮｉ合金を使用することができ、無電解メッキ、電鋳、スパッタリング、イオンプレーティングを含む各種の金属成膜法が適用できる。また、スタンパ５０４の厚みは、３００μｍ程度である。
【０１１３】
なお、原盤５０３により、スタンパ５０４を転写作製する代わりに、複数のスタンパを転写複製するためのマスタースタンパを一旦転写作製し、マスタースタンパからスタンパ５０４を複数転写作製することも可能である。（この場合、マスタースタンパとスタンパ５０４の間で、凹凸が反転するので、中間にもう一段転写（スタンパ）が必要となる）
【０１１４】
〈メディア作製〉
射出成型或いは２Ｐ法等によって、図２１（Ａ）に示されるように、スタンパ５０４のパターンを、樹脂５０５に転写する。このようにして、図２１（Ｂ）に示される微細凹凸パターンを有する光ディスクメディア５０５を得ることができる。より正確には、光ディスクメディア５０５は光ディスクメディアの基板である。光ディスクメディア基板の微細凹凸パターン上に、さらに反射膜等を付けることで、光ディスクメディアとなる。
【０１１５】
以上説明したように、本実施形態にかかる光ディスクメディアでは、非点収差が一定量以下に抑えられた描画装置１００を使って原盤が作製されている。このため、原盤のパターン形状のばらつきを従来と比べて格段に少なくなくすることが可能となる。その結果、原盤から作製されるスタンパや媒体のばらつきも小さくすることが可能となる。特に、従来は、非点収差を定量的に取り扱うことができず、収差の有無の判断は個人の能力に依存するものであった。そのため判断主体によって補正後の非点収差残量が大きく変動し、原盤パターン形状のばらつきが目立つことがあった。しかしながら、本実施形態では、非点収差が一定量以下に抑えられるため、判断主体によって補正後の非点収差残量が大きく変動することがない。
【０１１６】
《第５の実施形態》
ハードディスクドライブでは、ディスクの１周、すなわち角度にして３６０度中に、一定の角度間隔でトラッキング用サーボ信号、アドレス情報信号、再生クロック信号等（以下プリフォーマット信号）が記録された領域が設けられている。これにより、磁気ヘッドは、一定の間隔でこれらの信号を再生して自己の位置を確認し、磁気ディスクの径方向における変位を必要に応じて修正しながら正確にトラック上を走査することができる。
【０１１７】
図２２にはハードディスクの構成例が示されている。ハードディスクでは、図２２に示されるように、略円盤形状の基体３０１の表面にプリフォーマット情報信号に対応した磁性薄膜パターンが形成された領域３０２が、所定の角度間隔で設けられている。図２３は、領域３０２の一部（図２２に示される領域Ｘ）の拡大図である。図２３において、紙面上下方向が磁気ヘッドの走査方向であり、左右方向はトラックの円周方向となっている。図２３に示されるように、トラッキング用サーボ信号、アドレス情報信号、クロック信号、位相サーボ信号のそれぞれの領域はトラックの円周方向に順番に配列されている。図２３においては、ハッチングを施した部分が磁性薄膜パターンとなっている。そして、位相サーボ信号のパターンは、複数のトラックに跨り、トラック方向に対して斜めに交差して延びている。
【０１１８】
例えば、現在のハードディスクドライブでは、磁気ディスク及び磁気ヘッドをドライブ内に組み込んだ後、専用のサーボトラック記録装置を用いて、ドライブ内に組み込まれた固有の磁気ヘッドにより、トラッキング用サーボ信号、アドレス情報信号、再生クロック信号等の（磁気的な）記録が行われている。
【０１１９】
専用のサーボトラック記録装置を用い、ドライブ内に組み込まれた固有の磁気ヘッドによってプリフォーマット記録を行う従来の技術では、プリフォーマット記録に多くの時間を要することと、専用のサーボトラック記録装置は高価であるため、プリフォーマット記録に要するコストが高くなるという問題がある。さらに、将来的にハードディスクが高記録密度になり、また大径になると、いっそう記録時間が長くなり記録装置が高価になってしまう。
【０１２０】
プリフォーマット信号領域が必要なことと、必要なパターン形状が概略同一なことは、現行のハードディスクと、将来のハードディスクである後述するディスクリートラックメディア（ＤＴＭ）及びビットパターンドメディア（ＢＰＭ）との間で変わるところがない。ただしパターン寸法は逐次微細化されてゆくと予想され、最小寸法は、現行ハードディスクが１００〜２００ｎｍ程度であるのに対し、ＢＰＭなどは２０ｎｍ程度になると予想されている。
【０１２１】
そこで、専用サーボトラック記録装置を用いる際の課題を解決するため、あらかじめプリフォーマット信号パターンに対応する微細パターンを作製し、それらを個々のハードディスク媒体（基板）上に転写する方法がある（磁気転写記録法、ＤＴＭ・ＢＰＭ）。
【０１２２】
磁気転写記録法は、サーボトラック記録装置を用いず、基体の表面にプリフォーマット情報信号に対応する磁性薄膜パターンが形成されているマスター情報担体の表面を、磁気記録媒体の表面に密接させた後に、外部磁界を印加してマスター情報担体に形成された磁性薄膜パターンを磁化させることにより、磁性薄膜パターンに対応する磁化パターンを磁気記録媒体に転写記録する技術である。
【０１２３】
磁気転写に使用されるマスター情報担体は、光ディスクの場合とほぼ同じく、転写すべき情報に応じたレジストによる凹凸パターンが形成された原盤から作製するか、原盤を基に作製されたスタンパから作製する方法が考えられている。
【０１２４】
現行ハードディスクのプリフォーマット信号パターン寸法は１００〜２００ｎｍ程度であり、レーザービームで対応できる領域を超えている。電子ビームは、１０ｎｍ程度の寸法のパターンを描画することが可能であり、レーザービームの代わりに細く絞り込んだ電子ビームを用いて、ハードディスクのプリフォーマット信号パターンに対応する原盤を形成できる。以下、ハードディスクの作製方法について説明する。
【０１２５】
〈原盤作製〉
図１の描画装置では、電子源１１のビーム電流量やアパーチャ１６を調整することにより、１０ｎｍ程度から２００ｎｍ程度のスポット径を得ることが可能である。
【０１２６】
そこで、描画装置１００を用いて現行ハードディスクのプリフォーマット信号パターンを描画するのであれば、電子ビームのスポット径を１００ｎｍ程度に設定する。そして、基準試料ＷＰを用いて、第１〜第３の実施形態で説明されている手順で、描画装置１００の非点収差を補正する。
【０１２７】
〈レジスト基板準備〉
図２４（Ａ）に示されるように、基板５０１上に、例えばスピンコート法でレジストを塗布し、その後ベークを行うことにより、膜厚（好ましくは１００ｎｍ以下）が均一な電子線感光レジストから成るレジスト層５０２を形成する。なお、基板５０１としては、ガラス基板、石英基板、シリコンウエハ等を使用することができる。また、レジスト層５０２を構成する電子線感光レジストには、ポジ型或いはネガ型のフォトレジストを使用することができる。磁気転写原盤用途としては、解像度や感度、取り扱い易さの点から、ポジ型レジスト、たとえば、ＺＥＰ−５２０（日本ゼオン製）が好適である。
【０１２８】
基板５０１としては、表面粗度が細かくて平坦性の良好な非磁性基体であれば良いが、描画装置によってパターン露光を行うため、導電性を有するものが好ましい。ガラスなどの非導電性材料を使用する場合には、帯電防止剤を塗布するのが好ましい。これにより、電子ビームが照射されたときに帯電することを防止することができる。非磁性基体の材料として、市場に潤沢かつ安価に供給されており、かつ導電性を有するシリコンウエハを用いるのが都合よい。
【０１２９】
〈パターン描画〉
描画装置１００を用いた基板５０１に対するパターンの描画は以下の手順で行う。
【０１３０】
レジストが塗布された基板５０１を、描画装置１００の回転テーブル３１上に搭載する。なお、基板５０１では、図２４（Ｂ）に示されるように、レジスト層５０２に対して、その図中の斜線が付された部分５０２Ａに対して露光が行われる。
【０１３１】
回転テーブル３１を回転させ、サーボ信号等のプリフォーマット転写情報に対応して変調した電子ビームを照射することにより、基板５０１のレジスト層５０２に、所望のパターンを１トラック毎に描画する。ハードディスクは同心円トラックであるため、１トラックの描画後に、スライドユニット３３をトラックピッチ分だけ移動させる。この場合、所望の形成パターンを得るために、照射装置１０のブランキング電極１５、走査電極１８、回転テーブルユニット３０、スライドユニット３３を協調して動作させる必要がある。
【０１３２】
基板５０１に対するパターンの描画が終了すると、回転テーブル３１から、基板５０１が取り出される。
【０１３３】
〈現像〉
上述のようにパターンが描画された基板５０１は、レジスト層５０２に対して、現像処理が行われることで、例えばポジ型のフォトレジストでは図２４（Ｃ）に示されるように電子ビームが照射された部分５０２Ａが除去され、また、ネガ型のフォトレジストでは非照射部分が除去されることで、レジスト層５０２の残った部分５０２Ｂから成る微細パターンが形成される。このようにして、基板５０１のレジスト層５０２に微細パターンが形成された基板５０１の原盤（レジスト原盤）５０３を得ることができる。
【０１３４】
あるいは、レジスト現像後、さらに図２４（Ｄ）に示されるように、ＣＦ４イオン５０６などの反応性ガスイオンを用いた反応性イオンエッチング（Ａｒイオンなどを用いたイオンエッチングを用いてもよい）を行うことにより、図２４（Ｅ）に示されるように基板５０１に凹凸形状を形成する。そして、最後に残留レジスト層５０２Ｂを有機溶剤などを用いて除去し、図２４（Ｆ）に示されるように、基板５０１上に直接所望の微細パターンを形成してもよい。このようにしても、基板５０１のレジスト層５０２に微細パターンが形成された原盤（エッチング原盤）５０３を得ることができる。
【０１３５】
〈スタンパ作製〉
上述のように原盤５０３が得られたら、この原盤５０３（ここではレジスト原盤を用いるが、エッチング原盤であっても支障はない）を用いてスタンパを作製する。具体的には、図２５（Ａ）に示されるように、原盤５０３上に薄い導電層を成膜し、その上にニッケルメッキ等を施すことにより、図２５（Ｂ）２示されるスタンパ５０４を形成する。その後、原盤５０３を剥離する。これにより、スタンパ５０４を得ることができる。スタンパ５０４の材料としては、ＮｉもしくはＮｉ合金を使用することができ、無電解メッキ、電鋳、スパッタリング、イオンプレーティングを含む各種の金属成膜法が適用できる。また、スタンパ５０４の凹凸パターンの深さ（突起の高さ）は、数百ｎｍ程度である。
【０１３６】
なお、原盤５０３により、スタンパ５０４を転写作製する代わりに、複数のスタンパを転写複製するためのマスタースタンパを一旦転写作製し、マスタースタンパからスタンパ５０４を複数転写作製することも可能である。（この場合、マスタースタンパとスタンパ５０４の間で、凹凸が反転するので、中間にもう一段転写（スタンパ）が必要となる）
【０１３７】
〈マスター情報担体作製〉
スタンパ５０４の凹凸パターン上に、Ｃｏ等からなる磁性薄膜５０７をスパッタリング法などの一般的な薄膜形成方法によって製膜し、ＣＭＰ（ケミカルメカニカルポリッシュ）等の研磨処理を施すことにより、凸部上に形成された磁性薄膜を除去することで、図２５（Ｃ）に示される所望の磁性薄膜パターンが形成されたマスター情報担体５０８を得ることができる。
【０１３８】
なお、図２４（Ｅ）に示されるように、エッチングにより基板５０１に凹凸形状を形成した後に、図２４（Ｆ’）に示されるように、残留したレジスト（残留レジスト層）５０２Ｂを除去することなく、基板５０１上にＣｏ等からなる磁性薄膜５０７をスパッタリング法などの一般的な薄膜形成方法によって製膜する。そして、最後に残留レジスト層５０２Ｂと残留レジスト層上に堆積している磁性薄膜とを有機溶剤などを用いて除去し、図２４（Ｇ）に示される所望の磁性薄膜パターンが形成されたマスター情報担体５０８としても良い。この手順の場合は、スタンパ作製は不要である。
【０１３９】
磁性薄膜５０７を製膜する方法は、スパッタリング法に限定されるものではなく、真空蒸着法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、めっき法などの従来から行われている一般的な薄膜形成方法を用いることができる。また、磁性薄膜５０７は、マスター情報担体上に形成される磁性薄膜パターンを構成するものである。磁性薄膜５０７の材料はＣｏに限定されるものではなく、硬質磁性材料、半硬質磁性材料、軟質磁性材料を問わず、多くの種類の磁性材料を用いることができる。
【０１４０】
また、ここでは凹部に磁性薄膜を形成したが、凸部にのみ磁性薄膜があっても、また、凹凸部ともに磁性薄膜があっても、マスター情報担体として機能するので、種々の磁気薄膜形成方法が適用できる。
【０１４１】
また、エッチッング原盤あるいはスタンパどちらからマスター情報担体を作製しても良いが、原盤はシリコン等割れやすい材質であり、一方スタンパは金属であるから、ごく少量の磁気転写を行う場合は別として、一般的にスタンパからマスター情報担体を作製するのが好ましい。
【０１４２】
〈メディア作成〉
面内磁気記録媒体への磁気転写について図２６（Ａ）〜図２６（Ｃ）に基づいて説明する。なお、図２６に示される磁気記録媒体はその片面の磁気記録部のみを記載している。まず、図２６（Ａ）に示されるように、最初に（転写される側のスレーブ）磁気記録媒体５０９に初期静磁界Ｈｉｎをトラック方向の一方向に印加して予め初期磁化（直流消磁）を行う。その後、図２６（Ｂ）に示されるように、この磁気記録媒体５０９の磁気記録面と、マスター情報担体５０８の微細凹凸パターン面とを密着させ、磁気記録媒体５０９のトラック方向に前記初期磁界Ｈｉｎとは逆方向に転写用磁界Ｈｄｕを印加して磁気転写を行う。転写用磁界Ｈｄｕが凹部の磁性薄膜５０７に吸い込まれてこの部分の磁化は反転せず、その他の部分の磁界が反転する結果、図２６（Ｃ）に示されるように、磁気記録媒体５０９にはマスター情報担体５０８の凹凸パターンに応じた磁化パターンが転写記録される。
【０１４３】
なお、図示しないが凸部にのみ磁性薄膜があっても、凸部、凹部ともに磁性薄膜があっても、同じようにマスター情報担体の凹凸パターンに応じた磁化パターンが転写記録転写される。また磁気記録媒体５０９は、実際にはガラス・アルミ等の基板上に磁性層等が何層にも構成されるが、ここでは説明の便宜ため省略した。
【０１４４】
垂直磁気記録媒体への磁気転写の場合には、面内磁気記録媒体用とほぼ同様のマスター情報担体５０８が使用される。この垂直記録の場合には、磁気記録媒体５０９の磁化を、予め垂直方向の一方に初期直流磁化しておき、マスター情報担体５０８と密着させてその初期直流磁化方向と略逆向きの垂直方向に転写用磁界を印加して磁気転写を行うことで、凹凸パターンに対応した磁化パターンを磁気記録媒体５０９に記録することができる。
【０１４５】
以上説明したように、本実施形態にかかる記録媒体（ハードディスク）では、非点収差が一定量以下に抑えられた描画装置１００を使って原盤が作製されている。このため、原盤のパターン形状のばらつきを従来と比べて格段に少なくなくすることが可能となる。その結果、原盤から作製されるスタンパや媒体のばらつきも小さくすることが可能となる。特に、従来は、非点収差を定量的に取り扱うことができず、収差の有無の判断は個人の能力に依存するものであった。そのため判断主体によって補正後の非点収差残量が大きく変動し、原盤パターン形状のばらつきが目立つことがあった。しかしながら、本実施形態では、非点収差が一定量以下に抑えられるため、判断主体によって補正後の非点収差残量が大きく変動することがない。
【０１４６】
《第６の実施形態》
ＤＴＭやＢＰＭは、現状よりはるかに高記録密度なハードディスクである。磁気ヘッド追従のためのサーボ信号パターン等が必要なことは変わらないが、これから述べるように、それらはサーボトラック記録装置を用いず、媒体製造時に形成されるプリフォーマットメディアになっている。
【０１４７】
ハードディスクの記録密度が高まり、たとえば１００Ｇｂｉｔ／ｉｎ2以上の記録密度となると、磁気ヘッド側面からの磁界広がりが問題となる。磁界広がりはヘッドを小さくしてもある値以下には小さくならず、結果として隣接トラックへの書き込み（サイドライト）が発生し、既に記録したデータを消してしまう現象が発生する。また再生時は本来読み取るべきデータトラックの信号に加えて、隣接トラックからの余分な信号を読み込んでしまうクロストーク現象が発生する。
【０１４８】
サイドライトやクロストークなどの影響を低減して、更なる高密度化を達成するために、ディスクリートトラックメディア（ＤＴＭ）が提案されている。ＤＴＭは図２７に示されるように、それぞれのデータトラック４２０が溝４２１によって、物理的・磁気的に分離されているメディアである。ＤＴＭは記録に必要なトラック部分４２０にのみ磁性材料を残して、トラック間の溝４２１には非磁性材料が充填されている。またサーボ信号等プリフォーマット信号パターン部分４２２は、図２２等に示されるパターンと同等のパターンが、データトラック４２０と同様に磁性材料部として形成されている。
【０１４９】
ＤＴＭのトラックピッチは５０〜１００ｎｍ程度であり、プリフォーマット信号パターン寸法も同程度なので、これらデータトラックとプリフォーマット信号パターンの形成には、電子ビーム描画装置が利用されている。ＤＴＭよりもさらに高記録密度（たとえば１Ｔｂｉｔ／ｉｎ2以上）の媒体では、データトラックに沿って磁気微粒子を整然と配列させ、磁気微粒子１個に１ビットを記録するというビットパターンドメディア（ＢＰＭ）が提案されている。
【０１５０】
ＢＰＭは、図２８に示されるように、それぞれの磁気微粒子４３１が島状に孤立して物理的・磁気的に分離されているメディアである。ＢＰＭは、磁気微粒子部のみを残して、磁気微粒子間は非磁性材料が充填されている。図示しないが、ＤＴＭ同様、ＢＰＭにもプリフォーマット信号パターン部が存在している。
【０１５１】
ＢＰＭのトラックピッチは２０〜５０ｎｍ程度であり、磁気微粒子寸法やプリフォーマット信号パターン寸法も同程度なので、これらの形成には、電子ビーム描画装置が利用されている。磁気記録時にレーザースポット照射を併用した熱アシスト磁気記録（ＨＡＭＲ）と、ＢＰＭを組み合わせた場合、さらに高密度化が狙えると言われており、その場合、ＢＰＭの描画スケールは１０ｎｍレベルになると予想されているが、電子ビーム描画装置で対応可能な範囲にある。
【０１５２】
ＤＴＭやＢＰＭでも、磁気ヘッド追従のためのサーボ信号パターン等が必要なことは変わらないが、ＤＴＭのデータトラックやＢＰＭの磁気微粒子と同様に構成し、データトラックや磁気微粒子加工と同時にパターンを形成するプリフォーマットメディアになっている。このため、個々のメディアに対してサーボ情報書き込み作業は必要なく効率的である。
【０１５３】
ＤＴＭとＢＰＭは、実際のデータ記録部形態（ＤＴＭ＝連続トラック、ＢＰＭ＝離散的な磁気微粒子の列）と、パターンの大きさが異なる（ＢＰＭが小さい）だけで、同様な工程を通じで作製できる。以下、その作製方法について説明する。
【０１５４】
〈原盤作製〉
描画装置１００では、電子源１１から射出される電子ビームの強度やアパーチャ１６での絞りを調整することにより、スポット径が１０ｎｍ程度から２００ｎｍ程度の電子ビームを得ることが可能である。
【０１５５】
そこで、描画装置１００を用いてＤＴＭのプリフォーマット信号パターンを描画するのであれば、電子ビームのスポット径を５０ｎｍ程度に、ＢＰＭのプリフォーマット信号パターンを描画するのであれば、電子ビームのスポット径を２０ｎｍ程度に設定する。そして、基準試料ＷＰを用いて、第１〜第３の実施形態で説明されている手順で、描画装置１００の非点収差を補正する。
【０１５６】
〈レジスト基板準備〉
図２４（Ａ）に示されるように、基板５０１上に、例えばスピンコート法でレジストの塗布、その後ベークを行うことにより、膜厚（５０〜１００ｎｍ程度）が均一になるように電子線感光レジストから成るレジスト層５０２を形成する。基板５０１は、ガラス基板、石英基板、シリコンウエハ等を使用することができる。レジスト層５０２を構成する電子線感光レジストには、ポジ型或いはネガ型のフォトレジストを使用することができる。ＤＴＭやＰＭの原盤用途としては、解像度や感度、取り扱い易さの点から、ポジ型レジスト、たとえば、ＰＭＭＡ（東京応用化学製）が好適である。
【０１５７】
基板５０１としては、表面粗度が細かくて平坦性の良好な非磁性基体であれば良いが、電子ビーム描画装置によってパターン露光を行うため、導電性を有するものが好ましい。ガラスなどの非導電性材料を使用する場合には、帯電防止剤を塗布するのが好ましい。これにより、電子ビームが照射されたときに帯電することを防止することができる。非磁性基体の材料として、市場に潤沢かつ安価に供給されており、かつ導電性を有するシリコンウエハを用いるのが都合よい。
【０１５８】
〈パターン描画〉
描画装置１００を用いた基板５０１に対するパターンの描画は以下の手順で行う。
【０１５９】
レジスト塗布済み基板５０１を、描画装置１００の回転テーブル３１上に搭載する。なお、図２４（Ｂ）に示されるように、レジスト層５０２に対して、その図中の斜線が付された部分５０２Ａに対して露光が行われる。
【０１６０】
回転テーブル３１を回転させ、サーボ信号等のプリフォーマット情報に対応して変調した電子ビームを照射することにより、基板５０１のレジスト層５０２に、所望のパターンを１トラック毎に描画する。プリフォーマット情報以外に、ＤＴＭでは連続的なデータトラック、ＢＰＭでは規則的なピット列の形成を行う。これらに加え、ハードディスクは同心円トラックであるため、１トラックの描画後に、スライドユニット３３を１トラックピッチ分だけ移動させる。この場合、所望の形成パターンを得るために、照射装置１０のブランキング電極１５、走査電極１８、回転テーブルユニット３０、スライドユニット３３を協調して動作させる必要がある。
【０１６１】
基板５０１に対するパターンの描画が終了すると、回転テーブル３１から、基板５０１が取り出される。
【０１６２】
〈現像〉
上述のようにパターンが描画された基板５０１は、レジスト層５０２に対して、現像処理が行われることで、例えばポジ型のフォトレジストでは図２４（Ｃ）に示されるように電子ビームが照射された部分５０２Ａが除去され、また、ネガ型のフォトレジストでは非照射部分が除去されることで、レジスト層５０２の残った部分５０２Ｂから成る微細パターンが形成される。このようにして、レジスト層５０２に微細パターンが形成された基板５０１の原盤（レジスト原盤）５０３を得ることができる。
【０１６３】
あるいは、レジスト現像後、さらに図２４（Ｄ）に示されるように、ＣＦ４イオン５０６などの反応性ガスイオンを用いた反応性イオンエッチング（Ａｒイオンなどを用いたイオンエッチングを用いてもよい）を行うことにより、図２４（Ｅ）に示されるように基板５０１に凹凸形状を形成する。そして、最後に残留レジスト層５０２Ｂを有機溶剤などを用いて除去し、図２４（Ｆ）に示されるように、基板５０１上に直接所望の微細パターンを形成してもよい。このようにしても、基板５０１上に微細パターンが形成された原盤（エッチング原盤）５０３を得ることができる。
【０１６４】
〈スタンパ作製〉
上述のように原盤５０３が得られたら、この原盤５０３（ここではレジスト原盤を用いるが、エッチング原盤であっても支障ない）を用いてスタンパを作製する。具体的には、図２５（Ａ）に示されるように、原盤５０３上に薄い導電層を成膜し、その上にニッケルメッキ等を所定厚みまで施すことにより、スタンパ５０４を形成する。その後、原盤５０３を剥離する。これにより、スタンパ５０４を得ることができる。スタンパ５０４の材料としては、ＮｉもしくはＮｉ合金を使用することができ、無電解メッキ、電鋳、スパッタリング、イオンプレーティングを含む各種の金属成膜法が適用できる。また、スタンパ５０４の凹凸パターンの深さ（突起の高さ）は、数百ｎｍ程度である。
【０１６５】
なお、原盤５０３により、スタンパ５０４を転写作製する代わりに、複数のスタンパを転写複製するためのマスタースタンパを一旦転写作製し、マスタースタンパからスタンパ５０４を複数転写作製することも可能である。（この場合、マスタースタンパとスタンパ５０４の間で、凹凸が反転するので、中間にもう一段転写（スタンパ）が必要となる）
【０１６６】
〈メディア作製〉
スタンパ５０４を使用して磁気記録媒体５０９を製造する方法について、図２９（Ａ）〜図２９（Ｄ）に基づいて説明する。
【０１６７】
まず、図２９（Ａ）に示されるように、樹脂層４０３が形成された中間体４１０を加熱しつつ、ナノインプリント法によってスタンパ５０４を中間体４１０に押し付ける。これにより、図２９（Ｂ）に示されるように、スタンパ５０４の凹凸パターンＰ２が樹脂層４０３に転写されて中間体４１０上に凹凸パターンＰ３が形成される。この場合、中間体４１０は、磁気記録媒体５０９を製造するための中間体であって、円板状の基材４０１（ガラス、アルミ等）の表面に磁性層４０２が形成されて構成されている。なお、中間体４１０は、実際には、下地層、軟磁性層、配向層、記録層（磁性層４０２）および保護層等が基材４０１の上に積層されて構成されているが、ここでは説明および図示を省略する。
【０１６８】
スタンパ５０４の凹凸パターンＰ２を樹脂層４０３にナノインプリント法で転写する際、熱により樹脂層４０３を硬化させたが、ＵＶ硬化樹脂を用い、ＵＶ照射で硬化させても構わない。ただしその場合、スタンパ５０４の代わりに、石英等ＵＶ光を透過する基板５０１から作られたエッチング原盤を用いるのが好適である。
【０１６９】
次に、凹凸パターンＰ３をマスクとして用いて中間体４１０をエッチング（反応性イオンエッチングなど）する。この場合には、凹凸パターンＰ３の凹部の底面から磁性層４０２が露出し、さらにエッチング処理を実行することにより、図２９（Ｃ）に示されるように、磁性層４０２に凹凸パターンＰ４が形成される。
【０１７０】
この後、図２９（Ｄ）に示されるように、凹凸パターンＰ４の凹部に非磁性材料４０４を充填する。さらに、たとえば研磨処理（ＣＭＰ法など）によって磁性層４０２（凹凸パターンＰ４の凸部の先端）を非磁性材料から露出させた後、磁性層４０２の表面に保護膜を形成するなどして、磁気記録媒体５０９が完成する。なお、プリフォーマット信号パターンとデータトラックパターンとを、同じ工程で一括して形成することができる。
【０１７１】
以上説明したように、本実施形態にかかる記録媒体（ＤＴＭ、ＢＰＭ）では、非点収差が一定量以下に抑えられた描画装置１００を使って原盤が作製されている。このため、原盤のパターン形状のばらつきを従来と比べて格段に少なくなくすることが可能となる。その結果、原盤から作製されるスタンパや媒体のばらつきも小さくすることが可能となる。特に、従来は、非点収差を定量的に取り扱うことができず、収差の有無の判断は個人の能力に依存するものであった。そのため判断主体によって補正後の非点収差残量が大きく変動し、原盤パターン形状のばらつきが目立つことがあった。しかしながら、本実施形態では、非点収差が一定量以下に抑えられるため、判断主体によって補正後の非点収差残量が大きく変動することがない。
【０１７２】
第５の実施形態の中で、ナノインプリント法を用いるＤＴＭ・ＢＰＭメディアの作製について説明した。ＤＴＭ・ＢＰＭの例によらず、微細ないわゆるナノ構造物の作製はナノインプリント法によるところが多い。ナノインプリント法では、上記例で説明したように、スタンパ（ナノインプリント技術用語としてはテンプレートと言われることが多い）が必須で、スタンパのもとになるパターン原盤を作製するために、電子線描画装置は不可欠である。電子線描画装置によるパターン原盤作製と、パターン原盤から作られたスタンパと、ナノインプリント法の組み合わせは、一例として次のような素子・デバイス、液晶用偏光板素子、CCD/CMOSセンサー用マイクロレンズアレイ、高輝度LED用フォトニック結晶、薄膜ヘッドなどの作製にも応用が可能である。さらに、上記により作製したナノパターン構造に、ブロックコポリマー等のいわゆる自己組織化機能を導入して、ＬＥＤの反射防止構造、バイオチップ、半導体絶縁膜などの作製にも展開可能である。
【０１７３】
なお、上記各実施形態では、電子線を用いた描画装置１００を用いて説明したが、一般に電子線を用いた描画装置と電子顕微鏡は、同等の構成を有しているため、本発明は２次電子信号に基づいて画像を形成する電子顕微鏡にも好適である。
【０１７４】
また、上記各実施形態では、基準試料ＷＰから発生した２次電子を電子検出器２１で検出して２次電子信号を生成したが、これに限らず、基準試料ＷＰに反射した反射電子を検出して反射電子信号を生成、もしくは基準試料ＷＰを透過した透過電子に基づいて透過電子信号を生成して利用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１７５】
以上説明したように、本発明の収差評価用パターン及び収差評価方法は、非点収差の評価に適しており、本発明の収差補正方法は、照射系の収差を補正するのに適しており、本発明の電子線描画装置は、電子線を用いたパターンの描画に適しており、本発明の、電子顕微鏡は、試料の観察に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１７６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る描画装置１００の概略的な構成を示す図である。
【図２】図２（Ａ）〜図２（Ｃ）は、基準試料ＷＰを示す図（その１〜その３）である。
【図３】図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、基準試料ＷＰを示す図（その４、その５）である。
【図４】図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、基準試料ＷＰを示す図（その６、その７）である。
【図５】図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、基準試料ＷＰを示す図（その８、その９）である。
【図６】非点収差の評価方法を説明するための図（その１）である。
【図７】非点収差の評価方法を説明するための図（その２）である。
【図８】非点収差の評価方法を説明するための図（その３）である。
【図９】非点収差の評価方法を説明するための図（その４）である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る非点補正の手順を示すフローチャートである。
【図１１】基準試料ＷＰにおけるｘｙ座標を示す図である。
【図１２】図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は、フォーカス位置に対応した電子線のスポット形状を示す図（その１、その２）である。
【図１３】図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）は、スポット形状に応じた２次電子信号を示す図（その１〜その３）である。
【図１４】図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）は、非点補正に応じた電子線のスポット形状を示す図（その１、その２）である。
【図１５】図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）は、非点補正後の２次電子信号を示す図（その１、その２）である。
【図１６】２次電子信号のコントラストを説明するための図である。
【図１７】図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）は、スキャン方向に対する２次電子信号のダイナミックレンジの特性を説明するための図（その１、その２）である。
【図１８】図１８（Ａ）、及び図１８（Ｂ）は、フォーカス位置の決定方法を説明するための図（その１、その２）である。
【図１９】図１９（Ａ）〜図１９（Ｅ）は、光ディスクの原盤を製作する手順を説明するための図（その１〜その５）である。
【図２０】図２０（Ａ）及び図２０（Ｂ）は、光ディスクのスタンパを作製する手順を説明するための図（その１、その２）である。
【図２１】図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）は、光ディスクメディアを作製する手順を説明するための図（その１、その２）である。
【図２２】ハードディスクの構成例を示す図である。
【図２３】図２２における領域を拡大して示す図である。
【図２４】図２４（Ａ）〜図２４（Ｇ）は、ＤＴＭ及びＢＰＭを含むハードディスクの原盤を製作する手順を説明するための図（その１〜その７）である。
【図２５】図２５（Ａ）〜図２５（Ｃ）は、ＤＴＭ及びＢＰＭを含むハードディスクのスタンパを作製する手順を説明するための図（その１〜その３）である。
【図２６】図２６（Ａ）〜図２６（Ｃ）は、ＤＴＭ及びＢＰＭを含むハードディスクメディアを作製する手順を説明するための図（その１〜その３）である。
【図２７】ＤＴＭを説明するための図である。
【図２８】ＢＰＭを説明するための図である。
【図２９】図２９（Ａ）〜図２９（Ｄ）は、ＤＴＭ及びＢＰＭを作製する手順を説明するための図（その１〜その４）である。
【符号の説明】
【０１７７】
１０…照射装置、１０ａ…ケーシング、１１…電子源、１２…電界レンズ、１２ａ,１２ｂ…円筒レンズ、１３…軸合わせコイル、１３ａ,１３ｂ…環状コイル、１４…集束レンズ、１５…ブランキング電極、１６…アパーチャ、１７…非点補正コイル、１８…走査電極、１９…対物レンズ、２０…動的焦点補正レンズ、２１…電子検出器、３０…回転テーブルユニット、３１…回転テーブル、３２…スピンドルモータ、３２ａ…軸、３３…スライドユニット、５０…真空チャンバ、５１…定盤、７０…主制御装置、７１…モニタ、７２…入力装置、１００…描画装置、２０１…中心、２０２…同心円、２０３…同心円間、２１０…基板、４０１…基材、４０２…磁性層、４０３…樹脂層、４１０…中間体、５０１…基板、５０２…レジスト層、５０３…原盤、５０４…スタンパ、５０５…樹脂、５０６…ＣＦ４イオン、５０７…磁性薄膜、５０８…マスター情報担体、５０９…磁気記録媒体、ＷＰ…基準試料。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、収差評価用パターン、収差評価方法、収差補正方法、電子線描画装置、電子顕微鏡、原盤、スタンパ、記録媒体、及び構造物に係り、更に詳しくは、試料の表面を走査する照射系での収差を評価する収差評価用パターン、該収差評価用パターンを電子線で走査することにより得られる電子信号に基づいて照射系での収差を評価する収差評価方法、該収差評価方法によって得られた評価結果に基づいて、前記照射系での収差を補正する収差補正方法、該収差補正方法によって収差が補正された照射系を備える電子線描画装置、該収差補正方法によって収差が補正された照射系を備える電子顕微鏡、前記電子線描画装置を用いてパターンが描画された原盤、該原盤を用いて作製されたスタンパ、該スタンパを用いて作製された記録媒体、及び前記スタンパを用いて作製された構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
光リソグラフィ技術の分野では、従来から、ｇ線、ｉ線、ＫｒＦエキシマレーザなどを用いた光リソグラフィ技術の研究開発が盛んに行われており、今後は、更なる半導体デバイスの小型大容量化の観点から、試料に対して高精細なパターンを描画することが可能な電子線を用いた電子線描画装置や、微細パターンなどを高分解能で観察することが可能な走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：scanning electron microscope）などを用いたリソグラフィ技術の進歩発展が予想される。
【０００３】
電子線を用いた装置は、電子銃や電子線照射装置から射出される電子線のスポット形状を小さくし、かつ真円にするために、一般にフォーカス調整機能や非点収差補正機能を有している。フォーカス調整機能は、試料の表面に形成される電子線のスポット形状をできる限り小さくするための機能であり、非点収差補正機能は、電子線のスポット形状を楕円ではなくて真円にする機能である。
【０００４】
非点収差を補正するには、従来、例えば、金や白金などの蒸着試料やエッチングされたホール状試料など微細構造を有する試料に電子線を照射して得られる２次電子や反射電子などに基づく画像を、電子線描画装置のＳＥＭ機能を用いて観察し、像がシャープに見えるように、非点収差補正機能を操作調整していた。しかしこの定性的判断方法では、非点収差の有無と方向、および大きさの評価が困難であり、さらに、上記した非点収差の補正は手動で行っており、時間を要し、かつ再現性が悪いという欠点があった。加えて、操作全体を通じて習熟度による個人差が出やすい点も欠点であった。従って、研究開発用途には用いられる場合もあるが、生産装置などへの適用には問題が多い。
【０００５】
そのため、例えば、特許文献１に示される技術のように、ナイフエッジ法と呼ばれる方法で電子線のスポット形状を直接測定した後、非点収差を補正することが提案されている。しかしながら、高精度なナイフエッジの作製が課題であり、また、散乱電子の影響などにより、測定精度（再現性）が十分得られないという問題がある。そこで、例えば、特許文献２に示される技術のように、放射状に配置された扇形からなる基準パターンを（ここではレチクル上に）作製し、電子線を照射して得られる電子線像（ここでは規定の縮小率でウエハに投影された電子線像）のボケ方向と大きさを検出して、非点収差を判断・補正することが提案されている。しかしながら、非点収差の大きさと方向の検出については、（現像後を含む）パターンの解像度観察とあるだけで具体的な手順および定量化方法が示唆されていない。さらに、幅が連続的に変化する扇形が放射状に規則正しく配置した基準パターンの作製は、煩雑な手順と時間を要するという問題がある。
【０００６】
また、例えば、特許文献３に示される技術では、ライン＆スペースの格子構造を持つ基準パターンを、格子方向（ライン＆スペース方向）が半径方向に一致する向きで、円周または同心円周に沿って離散的に複数配置した基準試料を用意し、電子ビームが基準パターン上を通るように円形スキャンさせて、電子信号振幅を検出し、焦点ずれと非点収差の有無を判断・補正することが提案されている。しかしながら、個々の基準パターンの格子方向がそれぞれ違い、さらに、それらを円周上の所定位置に配置する必要があるので、基準試料の作製の難易度が非常に高いという問題がある。また、電子ビームを円あるいは同心円状に正確にスキャンさせることも煩雑であり、さらに、電子ビームのスキャン半径が大きな場合は、偏向による収差が加わるという問題もある。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−０８０２０１号公報
【特許文献２】特開２００４−１５３２４５号公報
【特許文献３】特許第３９８４０１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は照射系での収差を精度よく評価することが可能な収差評価用パターンを提供することにある。
【０００９】
また、本発明の第２の目的は、照射系での収差を精度よく評価することが可能な収差評価方法を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の第３の目的は、照射系での収差を精度よく補正することが可能な収差補正方法を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の第４の目的は、精度よく試料にパターンを描画することが可能な電子線描画装置を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の第５の目的は、精度良く試料を観察することが可能な電子顕微鏡を提供することにある。
【００１３】
また、本発明の第６の目的は、微細パターンが描画されたスタンパを作製することが可能な原盤を提供することにある。
【００１４】
また、本発明の第７の目的は、記録媒体、及び構造物に微細パターンを形成することが可能なスタンパを提供することにある。
【００１５】
また、本発明の第８の目的は、微細パターンが精度よく形成された記録媒体、及び構造物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は第１の観点からすると、電子線を偏向させることにより、試料の表面を走査する照射系の収差を評価する収差評価用パターンであって、同一平面内において、前記偏向前の前記電子線の照射位置を中心として、外側に向かって形成された、所定線幅と所定間隔からなる周期構造を有し、前記周期構造は、前記中心の周囲３６０度に渡って形成され、前記中心を共有する同心図形、もしくは、螺旋図形から形成される収差評価用パターンである。
【００１７】
これによれば、収差評価パターンは、同一平面内において、偏向前の電子線の照射位置を中心として、中心を共有する同心図形、もしくは、螺旋図形により、所定線幅と所定間隔からなる周期構造が、中心から外側に向かって、中心の周囲３６０度に渡って形成される。
したがって、収差評価パターンの図形を電子線で走査することにより得られる電子信号から形成された画像に基づいて、収差評価パターン図形の任意の位置での非点収差を評価することが可能となる。
【００１８】
また、本発明は第２の観点からすると、収差評価用パターンを電子線で走査することにより得られる電子信号に基づいて、前記電子線を照射する照射系での収差を評価する収差評価方法であって、本発明の収差評価用パターンを前記電子線で走査する工程と；前記走査によって得られる電子信号に基づいて画像を形成する工程と；前記画像に基づいて前記照射系での収差を評価する工程と；を含む収差評価方法である。
【００１９】
これによれば、本発明の収差評価用パターンを電子線で走査することによって得られた画像に基づいて照射系の収差が評価される。したがって、収差評価用パターン図形の任意の位置での非点収差を評価することが可能となる。
【００２０】
また、本発明は第３の観点からすると、収差評価用パターンを電子線で走査することにより得られる電子信号に基づいて、前記電子線を照射する照射系での収差を評価する収差評価方法であって、前記照射系のフォーカス位置を本発明の収差評価用パターン上に設定する工程と；前記照射系のフォーカス位置が設定された前記収差評価用パターンに対して、前記電子線を第１方向及び該第１方向と直交する第２方向へ走査することにより得られる電子信号に基づいて、前記照射系での収差を評価する工程と；を含む収差評価方法である。
【００２１】
これによれば、照射系のフォーカス位置が設定された収差評価用パターンは、同一平面内において、偏向前の電子線の照射位置を中心に形成された基準図形と、この基準図形を中心に形成された相似形の複数の図形とを有し、それらが所定の線幅と所定間隔を有している。そして、電子線を相互に直交する任意の第１方向と第２方向とへ偏向させて収差評価用パターンを走査することで、各方向に応じた２種類の電子信号を検出することができる。したがって、各信号を比較することで、各方向における非点収差を評価することが可能となる。
【００２２】
また、本発明は第４の観点からすると、本発明の収差評価方法によって得られた評価結果に基づいて、前記照射系での収差を補正する収差補正方法である。
【００２３】
これによれば、本発明の収差評価方法によって得られた、第１方向及び第２方向に対応する２種類の電子信号の信号波形が、相互に一致するように電子線のスポット形状を成形することで、電子線の走査領域における非点収差の影響を低減することが可能となる。
【００２４】
本発明は、第５の観点からすると、本発明の収差補正方法によって収差が補正された照射系を備える電子線描画装置である。これによれば、電子線描画装置が備える照射系は、本発明の収差補正方法によって収差が補正されているため、照射系の収差の影響を受けることなく、精度良く試料にパターンを描画することが可能となる。
【００２５】
本発明は、第６の観点からすると、本発明の収差補正方法によって収差が補正された照射系を備える電子顕微鏡である。これによれば、電子顕微鏡が備える照射系は、本発明の収差補正方法によって収差が補正されているため、照射系の収差の影響を受けることなく、精度良く試料を観察することが可能となる。
【００２６】
また、本発明は第７の観点からすると、本発明の電子線描画装置によって、所定のパターンが描画された原盤である。これによれば、原盤には微細パターンが精度よく描画されているため、記録媒体などに微細パターンを形成するスタンパを精度よく作製することができ。
【００２７】
また、本発明は第８の観点からすると、本発明の原盤を用いて作製されたスタンパである。これによれば、スタンパには微細パターンが精度よく形成されているため、記録媒体などに高精細なパターンを形成（転写）することが可能となる。
【００２８】
また、本発明は第９の観点からすると、本発明のスタンパを用いて作製された記録媒体である。これによれば、記録密度の向上を図ることが可能となる。
【００２９】
また、本発明は第１０の観点からすると、本発明のスタンパを用いて作製された構造物である。これによれば、この構造物を用いた記録媒体の記録密度の向上を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を図１〜図９に基づいて説明する。図１には第１の実施形態に係る描画装置１００の概略構成が示されている。この描画装置１００は、例えば真空度が１０−４Ｐａ程度の環境下において、レジスト材がコーティングされることにより描画面が形成された試料に電子ビームを照射して、試料の描画面に微細パターンを描画する描画装置である。
【００３１】
図１に示されるように、この描画装置１００は、試料が載置される回転テーブルユニット３０、電子ビームを試料に照射する照射装置１０、回転テーブルユニット３０を収容する真空チャンバ５０、及びにこれらを統括的に制御する主制御装置７０などを備えている。
【００３２】
前記真空チャンバ５０は、下方（−Ｘ側）が開放された直方体状の中空部材であり、下端が定盤５１の上面に隙間なく接続されている。また、上面には照射装置１０の下端部が挿入される開口が形成されている。
【００３３】
前記回転テーブルユニット３０は、真空チャンバ５０内部の定盤５１上に配置されている。この回転テーブルユニット３０は、試料が載置される回転テーブル３１、回転テーブル３１を水平に支持するとともに、所定の回転数で軸３２ａを中心に回転するスピンドルモータ３２、及びスピンドルモータ３２を支持するとともにＸ軸方向に所定のストロークで駆動するスライドユニット３３を備えている。
【００３４】
前記照射装置１０は、長手方向をＺ軸方向とするケーシング１０ａと、該ケーシング１０ａの内部上方から下方に向かって順次配置された、電子源１１、電界レンズ１２、軸合わせコイル１３、集束レンズ１４、ブランキング電極１５、アパーチャ１６、非点補正コイル１７、走査電極１８、対物レンズ１９、動的焦点補正レンズ２０、及び電子検出器２１を備えている。なお、説明の便宜上、以下では電界レンズ１２、軸合わせコイル１３、集束レンズ１４、非点補正コイル１７、対物レンズ１９、及び動的焦点補正レンズ２０を一括して照射系とも呼ぶものとする。
【００３５】
前記ケーシング１０ａは、下方が開放された円筒状のケーシングであり、真空チャンバ５０上面に形成された開口に、上方から隙間なく嵌合されている。また、真空チャンバ５０内部に収容された−Ｚ側端部は、その直径が−Ｚ方向に向かって小さくなるテーパー形状となっている。
【００３６】
前記電子源１１は、前記ケーシング１０ａの内部上方に配置されている。この電子源１１は、陰極から熱と電界により取り出した電子を射出する熱電界放射型の電子源であり、例えば、直径２０〜５０ｎｍ程度の電子ビームを下方（−Ｚ方向）へ射出する。
【００３７】
前記電界レンズ１２は、電子源１１の下方に上下方向に隣接して配置された１対の円筒レンズ１２ａ,１２ｂを有している。円筒レンズ１２ａ,１２ｂには相互に異なる大きさの電流が供給され、電子源１１から射出された電子ビームは、円筒レンズ１２ａ,１２ｂを通過する際に、集束する方向の力が与えられる。
【００３８】
前記集束レンズ１４は、電界レンズ１２の下方に軸合わせコイル１３を介して配置されている。この集束レンズ１４は、電界レンズ１２を通過した電子ビームを集束させる。
【００３９】
前記軸合わせコイル１３は、電界レンズ１２と集束レンズ１４の間に配置されている。この軸合わせコイル１３は、上下方向に隣接して配置された１対の環状コイル１３ａ,１３ｂを有し、電界レンズ１２と集束レンズ１４との間を通過する電子ビームの軸ずれを補正する。
【００４０】
前記ブランキング電極１５は、集束レンズ１４の下方に配置されている。このブランキング電極１５は、集束レンズ１４の光軸の＋Ｘ側及び−Ｙ側に配置された相互に対向する１対の電極を有し、主制御装置７０により印加される電圧に応じて、集束レンズ１４を通過した電子ビームを＋Ｘ方向又は−Ｘ方向へ偏向する。
【００４１】
前記アパーチャ１６は、中央に電子ビームが通過する開口が設けられた板状の部材であり、ブランキング電極１５の下方で、中央の開口が集束レンズ１４の光軸上に位置するように配置されている。
【００４２】
前記非点補正コイル１７は、アパーチャ１６の下方に配置された環状のコイルであり、アパーチャ１６を通過した電子ビームの非点収差を補正する。
【００４３】
前記走査電極１８は、非点補正コイル１７の下方に配置されている。この走査電極１８は、集束レンズ１４の光軸の＋Ｘ側及び−Ｘ側に配置された相互に対向する１対の電極と、集束レンズ１４の光軸の＋Ｙ側及び−Ｙ側に配置された相互に対向する１対の電極とを有し、主制御装置７０によって印加される電圧に応じて、アパーチャ１６を通過した電子ビームをＸ軸方向又Ｙ軸方向へ偏向する。
【００４４】
前記対物レンズ１９は、走査電極１８の下方に配置され、走査電極１８を通過した電子ビームを、回転テーブル３１に載置された試料の表面に収束する。試料の表面に収束させる電子ビームのスポット径（ビーム径）は、たとえば、１０〜２００ｎｍ程度の範囲で設定可能である。
【００４５】
前記動的焦点補正レンズ２０は、前記対物レンズ１９により試料の表面に収束された電子ビームのビームスポット径の微調整を行う。
【００４６】
前記電子検出器２１は、回転テーブル３１の近傍に配置され、回転テーブル３１に載置された試料に電子ビームが照射された際、試料より発生した２次電子、または試料から反射された反射電子、あるいは試料を透過した透過電子を検出して、検出した電子の量に対応した信号（以下、電子信号という）を主制御装置７０へ供給する。以下、試料より発生した２次電子信号を用いる場合について説明する。
【００４７】
上述した描画装置１００では、電子源１１から射出された電子ビームは、電界レンズ１２及び集束レンズ１４を通過することにより集束され、アパーチャ１６に設けられた開口の近傍（以下、クロスオーバポイントという）で一旦交差される。次に、クロスオーバポイントを通過した電子ビームは、発散しつつアパーチャ１６を通過することによりそのビーム径が整形される。そして、非点補正コイル１７により非点収差が補正された後対物レンズ１９によって、回転テーブル３１に載置された試料の表面に収束される。そして、この状態から走査電極１８に印加する電圧を制御して、電子ビームをＸ軸方向及びＹ軸方向へ偏向させることで、試料の表面を電子線で走査（スキャン）することができるようになっている。
【００４８】
また、上記動作と並行して、ブランキング電極１５に印加する電圧を制御して、一例として図１中に破線で示されるように電子ビームを−Ｘ方向に偏向させることで、アパーチャ１６で電子ビームを遮蔽し、試料に対する電子ビームのブランキング（オン／オフ）をすることができる。
【００４９】
前記主制御装置７０は、一例としてＣＰＵや、上記各部を制御するプログラムやパラメータが格納されたメモリなどを含んで構成された制御用コンピュータである。この主制御装置７０は、入力装置７２から入力された指令に基づいて、照射装置１０及び回転テーブルユニット３０を制御するとともに、照射装置１０及び回転テーブルユニット３０に関する情報や、電子検出器２１から供給される２次電子信号に基づいて形成した画像をモニタ７１へ表示する。
【００５０】
次に、上述のように構成された照射装置１０の照射系での収差を評価する収差評価方法について説明する。この収差評価方法は、一例として図２（Ａ）に示されるように、中心に複数の同心円からなる評価パターンが形成された試料（以下、基準試料という）ＷＰを回転テーブル３１に載置する。そして、照射装置１０のフォーカスを基準試料ＷＰの表面に調整して、基準試料ＷＰをスキャンすることで得られる２次電子信号に基づく画像（ＳＥＭ画像）を観察することによって行う。
【００５１】
基準試料ＷＰの構成を説明する。図２（Ａ）に示される例では、基準試料ＷＰ表面には、中心２０１を同じくする、ハッチングで示される複数（ここでは紙面の都合上４本）の同心円２０２が形成されている。各同心円は、所定の幅Ｗを有し、それぞれが所定の間隔Ｓで形成されている。後述するように、電子線で基準試料ＷＰ表面をスキャンして２次電子信号に基づく画像を得るため、上記同心円の幅Ｗと間隔Ｓは、電子線のスポット径に応じて決める必要がある。概ねそれぞれを、電子線のスポット径より大きくすれば良いが、数倍〜数十倍程度にすることが多い。幅Ｗと間隔Ｓは、等しくても、異なっても良い。図２（Ａ）では、基準試料ＷＰの全面に渡って、幅Ｗと間隔Ｓの値はそれぞれ全て同じ場合が示されている。
【００５２】
このような同心円パターンは、一例として、図２（Ｂ）に示されるように、基板２１０表面に凹凸パターンで形成することができ、同心円２０２を凸部、同心円間２０３を凹部にするか、あるいは反対に、同心円２０２を凹部、同心円間２０３を凸部にする。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）には、同心円間２０３と、最内同心円内部が凹部となる場合が示されている。反対に、同心円を凹部、同心円間を凸部としても良い。
【００５３】
上記基準試料ＷＰの凹凸パターンは、例えばリソグラフィ技術を用いて作製できる。スポット径２０ｎｍの電子ビームに対して、２次電子信号に基づく画像が最も良好になる条件を実験的に求め、凸部幅７０ｎｍ、凹部幅３０ｎｍ、凸部の高さ２００ｎｍで作製した同心円パターン基準試料ＷＰの実例が図４（Ｂ）に示されている。最内凹部円の直径は２００ｎｍである。凹凸パターンは、シリコンウエハ基板上にレジストを塗布し、電子線描画装置により同心円パターンを描画し、現像して作製した。同心円パターンは、単純な円の組み合わせであり、電子線描画装置に複雑なパターン生成を指示することなく、簡単な手順で描画を行うことができた。
【００５４】
このような基準試料ＷＰに対し、走査電極１８が停止状態で非偏向状態にある電子線が、同心円パターン中心２０１に照射されるように、基準試料ＷＰの位置を回転テーブルユニット３０等によりあらかじめ調整しておく。以下、非走査状態の電子線は、基準試料ＷＰの同心円パターン中心に照射されているとして説明を進める。また、以下の図６から図９では、図２（Ａ）で説明した幅を持つ個々の円が、単純な円として図２（Ｃ）のように省略表示されている。
【００５５】
図６には、非点収差が含まれない真円形状の電子線（基準電子線）のスポットＢＳ０と、この基準電子線を用いて、基準試料ＷＰを走査したときの２次電子信号に基づいて形成される画像ＰＩＣ０が示されている。基準電子線で基準試料ＷＰを走査した場合には、図６に示される画像ＰＩＣ０のように、各円の円周全体にわたってぼけのないシャープな画像（基準画像）ＰＩＣ０が観察される。
【００５６】
図７には、一例として照射装置１０の照射系にＸ軸方向の非点収差があることによって、長軸がＸ軸に平行となる楕円形状となった電子線のスポットＢＳ１と、この電子線を用いて、基準試料ＷＰを走査したときの２次電子信号に基づいて形成された画像（以下、スキャン画像）ＰＩＣ１が示されている。電子線がＸ軸方向の非点収差の影響を受ける場合には、図７に示される画像ＰＩＣ１のように、ハッチングされたＸ軸を含む部分を中心としてボケが生じた画像が観察される。
【００５７】
また、図８には、一例として照射装置１０の照射系にＸ軸方向とＹ軸方向の非点収差があることによって、長軸がＸ軸及びＹ軸と４５度の角度をなす直線を長軸とする楕円形状となった電子線のスポットＢＳ１と、この電子線を用いて基準試料ＷＰを走査したときのスキャン画像ＰＩＣ２が示されている。電子線がＸ軸方向及びＹ軸方向の非点収差の影響を受ける場合には、図８に示される画像ＰＩＣ２のように、ハッチングされたＸ軸及びＹ軸と４５度の角度をなす直線Ｌを含む部分を中心としてボケが生じた画像が観察される。
【００５８】
つまり、該基準試料ＷＰをスキャンしたときにモニタ７１に映し出される画像から、例えば図７に示されるように、Ｘ軸を含む部分にボケが生じた場合には、照射装置１０の照射系にはＸ軸方向の非点収差があり、図８に示されるように、直線Ｌを含む部分を中心とするボケが生じた場合には、直線Ｌに沿った方向の非点収差があることがわかる。
【００５９】
また、図９には、図７に示されるビームスポットＢＳ１と比較して非点収差が小さい場合のスポットＢＳ３と、この電子線を用いて、基準試料ＷＰを走査したときのスキャン画像ＰＩＣ３が示されている。図８及び図７にそれぞれ示される画像ＰＩＣ１,ＰＩＣ３を比較するとわかるように、非点収差が小さくなるにつれて、ハッチングされた画像がボケる領域は小さくなる。したがって、基準試料ＷＰを走査したときに得られる画像のボケる領域の大きさに基づいて非点収差の大きさを評価することが可能となる。
【００６０】
上記のように基準試料ＷＰをスキャンしたときの画像にボケる領域が存在する場合には、例えば、入力装置７２から非点補正に関する補正指令などを入力し、非点補正コイル１７を制御することで、照射系での非点収差の補正を行うことが可能となる。具体的には、補正指令を入力した後のスキャン画像と、図６に示される基準画像ＰＩＣ０とを比較して、スキャン画像が基準画像に近似するような非点補正を行えばよい。このとき、非点補正が進むにつれて、基準試料ＷＰをスキャンしたときの画像のボケ領域は小さくなってゆく。そこで通常は、非点補正の進行とあわせ、適宜、画像の倍率を上げてより小さな領域に注目し、ボケ領域を拡大して観察する手順が取られる。
【００６１】
上述のように、照射装置１０の非点収差の評価を行い、照射装置１０の非点補正を終了した後は、例えば不図示の搬送装置によって基準試料ＷＰを搬出するとともに、試料を回転テーブル３１に載置して、照射装置１０及び回転テーブルユニット３０を駆動することで、試料に対して同心円状又は螺旋状のパターンを形成することができる。
【００６２】
以上説明したように、本第１の実施形態によると、基準試料ＷＰの表面には、４つの同心円からなるパターンが形成されている。したがって、この基準試料ＷＰを走査することによって得られるスキャン画像に基づいて、照射装置１０の照射系での非点収差の方向及び大きさを検出することが可能となる。
【００６３】
また、上記のように検出された非点収差は、非点補正コイル１７を制御することで補正することができるので、試料に対して非点収差の影響を受けないパターンの描画を行うことが可能となる。
【００６４】
なお、上記第１の実施形態では、基準画像とスキャン画像とを比較して、非点収差の方向及び大きさを検出した後に、入力装置７２へ補正指令を入力することによって非点補正を行ったが、これに限らず、例えば主制御装置７０に基準画像に関する情報を格納しておき、基準画像とスキャン画像とのマッチングを行い、自動的に非点収差の方向及び大きさを検出し、該検出結果に基づいて非点補正コイル１７を制御することによって非点補正を行ってもよい。
【００６５】
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態を図１０〜図１５基づいて説明する。なお、前述した第１の実施形態と同一もしくは同等の構成部分には同一の符号を用いるとともにその説明を省略もしくは簡略するものとする。
【００６６】
図１０は、第２の実施形態に係る収差補正方法を実行する際に、描画装置１００の主制御装置７０によって実行される一連の処理に対応したフローチャートである。以下、図１０に基づいて照射装置１０の照射系の収差を補正する方法について説明する。前提として、描画装置１００の回転テーブル３１には、図１１に示される基準試料ＷＰが載置されているものとし、該基準試料ＷＰの中心とするｘｙ座標系及びこの座標系と４５度の角度をなすｘ’ｙ’座標系を定義する。また、基準試料ＷＰは、４つの円の部分が電子線に対して２次電子発生効率が高くなっているものとする。
【００６７】
主制御装置７０は、入力装置７２への非点補正指令の入力を確認すると収差補正を開始し、最初のステップ２０１では、基準試料ＷＰに対する照射装置１０のフォーカスの調整を行う。一例として図１２（Ａ）には、ｘｙ軸方向非点収差が含まれる電子線のビームスポットが示され、図１２（Ｂ）には、ｘ’ｙ’軸方向の非点収差が含まれる電子線のビームスポットが示されている。一般に、非点収差の割合がｘｙ軸方向及びｘ’ｙ’軸方向とで同等である場合の電子線は、そのフォーカス位置でのスポットはほぼ真円となり、アンダーフォーカスになるにつれて、例えばｙ軸方向又はｙ’軸方向を長軸方向とする楕円形状となり、オーバーフォーカスになるにつれて、例えばｘ軸方向又はｘ’軸方向を長軸方向とする楕円形状となる。なお、スポットの形状の変化はこれに限らず、アンダーフォーカスになるにつれて、例えばｘ軸方向又はｘ’軸方向を長軸方向とする楕円形状となり、オーバーフォーカスになるにつれて、例えばｙ又はｙ’軸方向軸方向を長軸方向とする楕円形状となるなどの場合もあるが、ここでは、前者のように変化するものとして説明する。
【００６８】
照射系がアンダーフォーカスの状態のときに、図１１に示されるｘ軸及びｙ軸又はｘ’軸及びｙ’軸に沿って基準試料ＷＰを走査すると、２次電子検出器２１を介して、図１３（Ａ）に示される強度分布の２次電子信号Ｓ１ｘ,Ｓ１ｙ,Ｓ１ｘ’,Ｓ１ｙ’が観測される。２次電子信号Ｓ１ｘ、Ｓ１ｘ’は、ｘ軸,ｘ’軸に沿って基準試料ＷＰを走査したときに得られる２次電子信号であり、２次電子信号Ｓ１ｙ、Ｓ１ｙ’は、ｙ軸、ｙ’軸に沿って基準試料ＷＰを走査したときに得られる２次電子信号である。この図１３（Ａ）に示されるように、照射系がアンダーフォーカスで、スポット形状が図１２（Ａ）又は図１２（Ｂ）に示されるようにｙ軸方向又はｙ’軸方向を長手方向とする場合には、２次電子信号のピーク値は、２次電子信号Ｓ１ｘ、Ｓ１ｘ’のほうが大きくなる。
【００６９】
一方、照射系がオーバーフォーカスの状態のときには、基準試料ＷＰを走査することによって図１３（Ｂ）に示される強度分布の２次電子信号Ｓ２ｘ,Ｓ２ｙ、Ｓ２ｘ’,Ｓ２ｙ’が観測される。２次電子信号Ｓ２ｘ、Ｓ２ｘ’は、ｘ軸、ｘ’軸に沿って基準試料ＷＰを走査したときに得られる２次電子信号であり、２次電子信号Ｓ２ｙ、Ｓ２ｙ’は、ｙ軸、ｙ’軸に沿って基準試料ＷＰを走査したときに得られる２次電子信号ある。この図１３（Ｂ）に示されるように、照射系がオーバーフォーカスで、スポット形状が図１２（Ａ）又は図１２（Ｂ）に示されるようにｘ軸方向又はｘ’軸方向を長手方向とする場合には、２次電子信号のピーク値は、２次電子信号Ｓ２ｙ、Ｓ２ｙ’のほうが大きくなる。
【００７０】
したがって、基準試料ＷＰをｘ軸及びｙ軸に沿って又はｘ’軸及びｙ’軸に沿って走査したときの２次電子信号が、一例として図１３（Ｃ）に示される２次電子信号Ｓ３ｘ,Ｓ３ｙ又はＳ３ｘ’,Ｓ３ｙ’のように、ピーク値が相互に等しくなるように、対物レンズ１９の制御を行う。この場合には、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示されるように、スポットの形状はほぼ真円の最小錯乱円となっている。
【００７１】
ステップ２０３では、ｘｙ方向の収差の補正を行う。上記のようにフォーカスが設定された状態で非点補正コイル１７を駆動してｘｙ方向の収差を補正すると、図１４（Ａ）に示されるようにスポット形状はｘｙ方向に絞られほぼ真円となる。
【００７２】
ステップ２０５では、基準試料ＷＰをｘ軸及びｙ軸に沿って走査する。これによって、一例として図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示されるような強度分布の２次電子信号Ｓ４ｘ、Ｓ４ｙが観察できる。
【００７３】
ステップ２０７では、ステップ２０５で観察した２次電子信号Ｓ４ｘ、Ｓ４ｙのピーク値が所定の閾値ｋ以上であるか判断する。ここで、閾値ｋは、ｘｙ方向の収差が最低限補正されたときに観察される２次電子信号のピーク値よりも、やや小さく設定されている。したがって、２次電子信号Ｓ４ｘ、Ｓ４ｙのピーク値が閾値ｋより小さい場合には、ｘｙ方向の収差の補正が不十分であると判断し、ステップ２０３へ戻り、以下２次電子信号のピーク値が閾値ｋ以上となるまで、ステップ２０３〜ステップ２０７の処理を繰り返し行う。一方、２次電子信号のピークがシャープとなり、閾値ｋより大きくなった場合には、ｘｙ方向の非点補正が完了したと判断し、次のステップ２０９へ移行する。
【００７４】
ステップ２０９では、ｘ’ｙ’方向の収差の補正を行う。上記のようにｘｙ方向の非点収差が補正された照射系において、非点補正コイル１７を駆動してｘ’ｙ’方向の収差の補正を行うと、スポット形状は図１４（Ｂ）に示されるようにｘ’ｙ’方向に絞られてほぼ真円となる。
【００７５】
ステップ２１１では、基準試料ＷＰをｘ’軸及びｙ’軸に沿って走査する。これによって、一例として図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示されるような強度分布の２次電子信号Ｓ４ｘ’及びＳ４ｙ’が観察できる。
【００７６】
次のステップ２１３では、ステップ２１１で観察した２次電子信号Ｓ４x’及びＳ４ｙ’のピーク値が所定の閾値ｋ以上であるか判断する。ここで、閾値ｋは、ｘ’ｙ’方向の収差が最低限補正されたときに観察される２次電子信号のピーク値よりも、やや小さく設定されている。したがって、２次電子信号Ｓ４x’、Ｓ４ｙ’のピーク値が閾値ｋより小さい場合には、ｘ’ｙ’方向の収差の補正が不十分であると判断し、ステップ２０９へ戻り、以下２次電子信号のピーク値が閾値ｋ以上となるまで、ステップ２０９〜ステップ２１３の処理を繰り返し行う。一方、２次電子信号のピークがシャープとなり、閾値ｋより大きくなった場合には、ｘ’ｙ’方向の非点補正が完了したと判断し処理を終了する。この状態のときには、ｘｙ方向及びｘ’ｙ’方向の非点収差の補正が行われたことにより、スポット形状は、図１４（Ｂ）に示されるように、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示される最小錯乱円よりも小さな真円形状となっている。
【００７７】
なお、ステップ２１３での判断が肯定された場合（ピーク値が閾値ｋより大きくなった場合）であっても、複数回ステップ２０１〜ステップ２１３の処理を行うことで、最小錯乱円が順次小さくなっていくため、より精度よくｘｙ方向及びｘ’ｙ’方向の非点補正を行うことが可能となる。
【００７８】
以上説明したように、本第２の実施形態では、基準試料ＷＰは、４つの同心円からなる評価パターンが形成されている。したがって、ｘ軸ｙ軸及びｘ’軸ｙ’軸に沿って基準試料ＷＰを走査することで得られる２次電子信号を比較することによって、照射装置１０の照射系のフォーカス位置を調整し、また２次電子信号の波形を観察することで、照射装置１０の照射系での非点収差の補正を行うことができる。
【００７９】
また、基準試料ＷＰは、４つの同心円からなる評価パターンが形成されている。したがって走査方向はｘ軸方向ｙ軸方向及びｘ’軸方向ｙ’軸方向に限られず、これ以外の方向への走査を行っても、同様に照射系の非点補正を行うことが可能となる。また、基準試料ＷＰを走査して得られる２次電子信号の分布では、いくつもの山があることにより多重信号が得られたり、積算的効果もあり、それゆえノイズに対するＳ／Ｎ比の向上も期待できる。
【００８０】
なお、本第２の実施形態では、基準試料ＷＰをｘ軸ｙ軸及びｘ’軸ｙ’軸に沿って走査したが、走査方向はこれに限られず、いずれの方向へ走査してもよい。また、ステップ２０１でｘ軸ｙ軸及びｘ’軸ｙ’軸に沿って走査して、ステップ２０５以降では、例えば照射系のアンダーフォーカス時のスポット形状とオーバーフォーカス時のスポット形状との差が大きい方向へ走査する方法も考えられる。
【００８１】
また、本第２の実施形態では、ｘｙ方向及びｘ’ｙ’方向の収差補正の際に２次電子信号の閾値ｋを基準に補正の適否を判断したが、これに限らず、２次電子信号のコントラストを基準に判断してもよい。具体的に図１６に示されるように、例えば２次電子信号の最大値（ピーク値）をＡとし、最小値をＢとすると、（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）の値が一定以上となった場合に収差の補正が行われたと判断することとしてもよい。
【００８２】
非点補正の過程で画像の倍率を上げることは、電子線のスキャン範囲を狭めることであるから、基準試料ＷＰの評価パターンサイズもそれに応じて小さくする必要がある。基準試料ＷＰでは、同心パターン中心に近いほど非点収差による画像ボケ領域が狭くなるので、画像倍率の上昇に従い、観察領域を中心付近へ移動させると都合がよい。その場合、これまで基準試料ＷＰとして、図２（Ａ）に示されるような、全ての幅Ｗと、間隔Ｓがそれぞれ等しい同心円パターンを使って説明してきたが、図４（Ａ）に示されるように（ここでは紙面の都合上４本）、幅Ｗと間隔Ｓが、中心２０１から離れるにつれて、同じ比率で大きくなるパターンを用いることが好ましい。図４（Ａ）では、中心から外側になるに従い、Ｗ１＜Ｗ２＜Ｗ３＜Ｗ４、Ｓ１＜Ｓ２＜Ｓ３となっており、ｃ１、ｃ２を任意の定数としたとき、Ｗ２＝ｃ１×Ｗ１、Ｓ２＝ｃ１×Ｓ１、Ｗ３＝ｃ２×Ｗ２、Ｓ３＝ｃ２×Ｓ２、となっている。さらに、ｃ１＝ｃ２であっても良い。このように、基準試料ＷＰの中心には、評価パターンを密に形成し、中心から離れるにつれて評価パターンを素に配置してもよい。これにより、高倍率で２次電子信号を観察する際に、密に配置された評価パターンを用いることができ、精度よく非点補正を行うことが可能となる。
【００８３】
なお、上記各実施形態では、基準試料ＷＰに同心円からなる評価パターンが形成されている場合について説明したが、図３（Ａ）に示されるような、同心楕円パターン（ここでは紙面の都合上４本）が形成されていても良い。同心楕円パターンでは、照射する電子線の非点収差方向によって、同じ非点収差であっても画像のボケ領域の大きさが異なる（たとえば、非点収差の方向が短軸方向に近づくほどボケ領域が広がる）。これに対して、同心円パターンでは、どの方向の非点収差に対しても一様な画像ボケ領域を示すので、同心楕円パターンによる非点収差の大きさ評価は、同心円パターンと比較するとやや難しい。あるいは、対称軸を共有（したがって中心も共有）する、同心正多角形パターンが形成されていても良い。図３（Ｂ）に、同心正八角形のパターン（ここでは紙面の都合上４本）を示す。同心正多角形パターンでは、非点収差方向と辺の交差角度によって、同じ非点収差であっても画像のボケ領域の大きさが異なる。そのため、頂点数が少ないと非点収差の大きさ評価が難しいが、頂点数が大きければ、実用上この影響を無視でき、同心円パターンと同等に扱える。さらには、同心状の図形でなく図５（Ａ）、及び図５（Ｂ）に示されるような螺旋状の図形を形成しても良い。
【００８４】
また、上記各実施形態では、基準試料ＷＰに４つの同心図形からなる評価パターンが形成される場合について説明したが、同心図形の数は４つに限らないことは言うまでもない。
【００８５】
《第３の実施形態》
次に、本発明の第３の実施形態を図１７（Ａ）〜図１８に基づいて説明する。なお、前述した第１及び第２の実施形態と同一もしくは同等の構成部分には同一の符号を用いるとともにその説明を省略もしくは簡略するものとする。
【００８６】
本第３の実施形態にかかる収差補正方法は、上述した第２の実施形態にかかる収差補正方法と比較して、図１０におけるステップ２０１のフォーカス調整の手順が相違している。以下、フォーカス調整方法につい説明する。
【００８７】
ここで、対物レンズ１９と回転テーブル３１との位置関係は一定であるため、対物レンズ１９によって屈折力を受けた電子線のフォーカス位置が、回転テーブル３１の上面近傍で合焦するときに、主制御装置７０から対物レンズ１９へ供給される電流値（以下ＤＡＣ値ともいう）を基準ＤＡＣ値Ｉ０と定義する。
【００８８】
描画装置１００では、対物レンズ１９に供給されるＤＡＣ値を、基準ＤＡＣ値Ｉ０を中心に、例えばアンダーフォーカス側のＤＡＣ値Ｉ−（＝Ｉ０−α：α＞０）から、オーバーフォーカス側のＤＡＣ値Ｉ＋（＝Ｉ０＋α：α＞０）まで、所定の間隔で変化させながら、各ＤＡＣ値に応じた屈折力で合焦された電子線で基準試料ＷＰを特定の方向（ここではＸ軸方向とする）へスキャンする。これにより、２次電子信号のピーク値が最大になるＤＡＣ値が得られる。以下、この行程をプレスキャンという。
【００８９】
図１７（Ａ）は、前述のような基準試料ＷＰのプレスキャンを行うことで得られた、ＤＡＣ値と２次電子信号の関係図である。ＤＡＣ値をアンダーフォーカス側（Ｉｏ−α）からオーバーフォーカス側（Ｉｏ＋α）まで変化させたときの、２次電子信号ピーク値の（最大値−最小値）を、２次電子信号のダイナミックレンジと呼ぶ。図１７（Ｂ）は、前述のような基準試料ＷＰのプレスキャンを行うことで得られた２次電子信号のダイナミックレンジと、収差の発生方向に対するスキャン方向との関係を示す図である。図１７（Ｂ）に示されるように、２次電子信号のダイナミックレンジは、スキャン方向が収差の発生方向と一致するとき、及び収差の発生方向に対して９０度のときに最大となり、収差の発生方向に対して４５度のときには、中程度となる。そして、スキャン方向が収差の発生方向に対して２２．５度及び６７．５度程度のときには、２次電子信号のダイナミックレンジは最低となる。たとえば、図４（Ｂ）に示される基準試料ＷＰでは、スキャン方向が収差の発生方向と一致するとき、及び収差の発生方向に対して９０度のときに２００程度となり、収差の発生方向に対して４５度のときには、４０から８０程度、そして収差の発生方向に対して２２．５度及び６７．５度程度のときには、２０前後となる。
【００９０】
したがって、本実施形態では、図１０のステップ２０１において、上述したプレスキャンを行い、２次電子信号のピーク値を得た後に、２次電子信号のダイナミックレンジを算出する。そして、２次電子信号のダイナミックレンジの大きさから、スキャン方向に対する収差の発生方向を予測する。例えば、図１７（Ｂ）に示されるように、２次電子信号のダイナミックレンジが２００程度である場合には、収差の発生方向が０度又は９０度方向であると予測し、４０〜８０程度である場合には、収差の発生方向が４５度方向であると予測し、それ以外の場合には、２２．５度又は６７．５度の方向であると予測する。
【００９１】
次に、描画装置１００では、スキャン方向に対する収差の発生方向が０度程度又は９０度程度と予測した場合には、さらにＸ軸方向に直交するＹ軸方向をスキャン方向とするプレスキャンを行う。図１８（Ａ）は、Ｘ軸方向のプレスキャン、及びＹ軸方向のプレスキャンを行った結果得られたＤＡＣ値に対する２次電子信号ピーク値を示す曲線ＳＸ、及び曲線ＳＹがそれぞれ示されている。曲線ＳＸ及び曲線ＳＹで示されるように、２次電子信号ピーク値は、ＤＡＣ値がそれぞれＩＵ、ＩＯのときに最大となっている。これは、ＤＡＣ値をＩＵとＩＯの平均値であるＩＪとすると、電子線による最小錯乱円が基準試料ＷＰの表面に形成されることを示している。したがって、ここでは、ＤＡＣ値ＩＪの電流が供給された対物レンズ１９によって電子線が収束した位置をフォーカス位置と規定する。なお、この状態では、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示されるように、基準試料ＷＰ表面に形成される電子線のスポット形状は、ほぼ真円の最小錯乱円となっている。
【００９２】
また、描画装置１００では、スキャン方向に対する収差の発生方向が４５度程度と予測した場合には、さらにＸ軸方向に直交するＹ軸方向をスキャン方向とするプレスキャンを行う。図１８（Ｂ）は、Ｘ軸方向のプレスキャン、及びＹ軸方向のプレスキャンを行った結果得られたＤＡＣ値に対する２次電子信号ピーク値を示す曲線ＳＸ、及び曲線ＳＹがそれぞれ示されている。収差の発生方向が４５度程度の場合には、曲線ＳＸ、及び曲線ＳＹで示される２次電子信号ピーク値の最大値に対応するＤＡＣ値は共通しＩＯ（又はＩＵ）となる。この場合には、Ｘ軸に対して４５度回転したＸ’軸をスキャン方向とするプレスキャンを行う。図中の曲線ＳＸ’はＸ’軸方向のプレスキャンによる２次電子信号ピーク値とＤＡＣ値との関係を示す曲線である。この曲線ＳＸ’からわかるように、Ｘ’軸方向のプレスキャンによって、２次電子信号ピーク値が最大となるＤＡＣ値ＩＵを得ることができ、ここでは、ＤＡＣ値ＩＪの電流が供給された対物レンズ１９によって電子線が収束した位置をフォーカス位置と規定する。
【００９３】
一方、スキャン方向に対する収差の発生方向が例えば２２．５度又は６７．５度程度と予測された場合には、プレスキャンによって得られる、ＤＡＣ値と２次電子信号ピーク値の関係を示す曲線は平坦となってしまうため、２次電子信号ピーク値が最大となるＤＡＣ値を求めることは困難である。このため、描画装置１００では、スキャン方向に対する収差の発生方向が２２．５度又は６７．５度程度と予測された場合には、スキャン方向を例えばＸ軸に対して−２２．５度回転させて、収差の発生方向が０度、又は４５度のときと同様の処理を行って、ＤＡＣ値ＩＵとＩＯの平均値であるＩＪを算出し、このＤＡＣ値ＩＪの電流が供給された対物レンズ１９によって電子線が収束した位置をフォーカス位置と規定する。なお、スキャン方向に対する収差の発生方向が２２．５度又は６７．５度程度と予測された場合には、スキャン方向をＸ軸に対して＋２２．５度回転させて、収差の発生方向が４５度、又は９０度のときと同様の処理を行って、ＤＡＣ値ＩＵとＩＯの平均値であるＩＪを算出し、このＤＡＣ値ＩＪの電流が供給された対物レンズ１９によって電子線が収束した位置をフォーカス位置と規定してもよい。
【００９４】
以上説明したように、本第３の実施形態では、対物レンズ１９のフォーカス位置を決定する際に、描画装置１００の照射系に生じた非点収差の発生方向をほぼ特定することが可能となる。したがって、図１０におけるステップ２０１を終了した後に、基準試料ＷＰのスキャンを行う際に、スキャン方向を収差方向又はこれに直交する方向に設定することで、精度よく収差の補正を行うことが可能となる。
【００９５】
《第４の実施形態》
従来、ＣＤ（コンパクトディスク）やＤＶＤ（ディジタル・バーサタイル・ディスク）等の光ディスクの原盤の製造は、次のように行われていた。まず、０．１μｍ程度の膜厚の紫外線感光性フォトレジストが均一にスピンコートされた厚さ数ｍｍの円盤を回転させながら、この円盤上に青色又は紫外域で発振するガスレーザ（Ａｒ、Ｋｒレーザ等；波長３５０〜４６０ｎｍ）からの光を対物レンズで集光させ、レーザ光をオン・オフさせてフォトレジストをスポット露光する。その後、フォトレジストを現像することにより、ピット又はグルーブ状の微細凹凸パターンを形成して、原盤（レジスト原盤）を作製する。
【００９６】
そして、このレジスト原盤から、ニッケルメッキによりレプリカを取ることにより厚さ数１００μｍのニッケル製スタンパ（成形用金型）を作製し、このスタンパを使用して光ディスクメディアの量産を行う。例えば再生専用のＤＶＤを製造する場合には、再生専用のＤＶＤ情報信号ピットに対応して、スタンパ上に最短ピット長０．４μｍ、トラックピッチ０．７４μｍのピット列がスパイラル状に形成される。そして、スタンパにこのようなピット列が形成されるように、レジスト原盤を作製する際のレーザ描画（カッティング）の条件が設定される。このスタンパを金型としてプラスチック樹脂の射出成形により、直径１２ｃｍの記録層片面の光ディスクメディアを作製した場合には、光ディスクが４．７ＧＢ（ギガバイト）の情報容量を持つ。
【００９７】
この再生専用ＤＶＤのレジスト原盤に対するレーザ描画（カッティング）には、例えば波長４１３ｎｍのＫｒイオンレーザが用いられる。ここで、カッティング可能な最短ピット長Ｐは、一般にレーザ波長λ、対物レンズのＮＡ（開口数）、及びプロセスファクターＫ（レジスト特性等に依存し０．８〜０．９の値をとる）から、Ｐ＝Ｋ・（λ／ＮＡ）の式で近似される。この場合、上述の近似式にλ＝４１３ｎｍ、ＮＡ＝０．９、Ｋ＝０．８を代入すると、Ｐ＝０．３７μｍとなり、再生専用のＤＶＤの最短ピット長０．４μｍが解像されることがわかる。
【００９８】
ＤＶＤが登場した後も、光ディスクの情報容量を増大させる要望が高まり、Ｂｌｕ−ｒａｙディスク（以下ＢＤ）と呼ばれる光ディスクが登場するに至っている。このＢＤは、片面に記録層が形成された直径１２ｃｍの光ディスクであり、２５ＧＢ（ギガバイト）の情報容量を有している。ＢＤにおいて、現在と同様の信号記録処理方式による処理を実現するには、最短ピット長を０．１５μｍ（１５０ｎｍ）、トラックピッチを０．３２μｍ（３２０ｎｍ）程度まで微細化する必要がある。また、ピット幅は、例えばこのトラックピッチの１／３程度、例えば０．１μｍ程度にする必要がある。
【００９９】
このような微細なピットを形成するためには、上述の最短ピット長Ｐを求める近似式からわかるように、レーザ波長λの短波長化及び対物レンズＮＡの増大が求められる。しなしながら、対物レンズのＮＡの値は、レンズの設計製作精度の面から、現状の０．９程度がほぼ限界であると考えられる。従って、今後はレーザ波長λの短波長化が必要不可欠である。
【０１００】
ここで、例えば波長λ＝２５０ｎｍの遠紫外線レーザを用いた場合には、上述の式にＮＡ＝０．９，Ｋ＝０．８を代入すると、Ｐ＝０．２２μｍになる。しかしながら、これでは上述した２５ＧＢの情報容量に対応する最短ピット長（０．１５μｍ）やピット幅（０．１μｍ程度）を実現することは非常に困難である。そのため、ＢＤや、それ以降の高密度光ディスク（たとえば超解像や、近接場記録再生を利用したものなど）のレジスト原盤を、従来の紫外線レーザを光源とするレーザカッティング装置で製造するのは非常に困難である。したがって、今後は、紫外線レーザよりも微細なレジスト感光用のビームを発生することが可能な電子ビーム描画装置を適用する必要がある。以下、光ディスクメディアの作製方法について説明する。
【０１０１】
〈原盤作製〉
描画装置１００では、電子源１１から射出される電子ビームの強度やアパーチャ１６での絞りを調整することにより、スポット径が１０ｎｍ程度から２００ｎｍ程度の電子ビームを得ることが可能である。
【０１０２】
そこで、描画装置１００を用いて光情報記録媒体の原盤を作製する場合には、まず最終的に製作される光記録媒体に形成されるピットサイズに応じて、あらかじめ電子ビーム径を決める必要がある。例えば、再生専用ＢＤ（Blu-ray Disc）のピットを描画するのであれば、電子ビームスポット径を約１００ｎｍに設定する。そして、基準試料ＷＰを用いて、第１〜第３の実施形態で説明した手順で、描画装置１００の非点収差を補正する。
【０１０３】
〈レジスト基板準備〉
図１９（Ａ）に示されるように、基板５０１上に、例えばスピンコート法でレジストを塗布し、その後ベークを行うことにより、膜厚（通常１００ｎｍ以下で、光ディスクの記録再生波長によって決まる）が均一な電子線感光レジストから成るレジスト層５０２を形成する。なお、基板５０１としては、ガラス基板、石英基板、シリコンウエハ等を使用することができる。また、レジスト層５０２を構成する電子線感光レジストには、ポジ型或いはネガ型のフォトレジストを使用することができる。光ディスクの原盤としては、解像度や感度、取り扱い易さの点から、ポジ型レジスト、たとえば、ＺＥＰ−５２０（日本ゼオン製）が好適である。
【０１０４】
基板５０１としては、表面粗度が細かくて平坦性の良好な非磁性基体であれば良いが、描画装置によってパターン露光を行うため、導電性を有するものが好ましい。ガラスなどの非導電性材料を基板５０１として用いる場合には、帯電防止剤を塗布するのが好ましい。これにより、電子ビームが照射されたときに帯電することを防止することができる。また、非磁性基体の材料としては、市場に潤沢かつ安価に供給されており、かつ導電性を有するシリコンウエハを用いるのが都合よい。
【０１０５】
〈パターン描画〉
描画装置１００を用いた基板５０１に対するパターンの描画は以下の手順で行う。
【０１０６】
レジストが塗布された基板５０１を、描画装置１００の回転テーブル３１上に搭載する。なお、基板５０１では、図１９（Ｂ）に示されるように、レジスト層５０２に対して、図中の斜線が付された部分５０２Ａに対して露光が行われる。
【０１０７】
回転テーブル３１を回転させるとともに、回転テーブル３１をスライドユニット３３を介して所定の速度で送りながら、所望のパターンに対応して変調した電子ビームを基板５０１のレジスト層５０２に照射する。これにより、基板５０１のレジスト層５０２にスパイラル状の微細パターンが形成される。
【０１０８】
なお、ＢＤでは、トラックはスパイラルトラックであるため、本実施形態では、基板５０１が１回転する間に、基板５０１は１トラックピッチ分だけ送られるようになっている。また、ピットパターンを描画する際には、回転スピード（線速度）に対応した速度でブランキング電極１５が駆動（オン又はオフ）される。
【０１０９】
基板５０１に対するパターンの描画が終了すると、回転テーブル３１から、基板５０１が取り出される。
【０１１０】
〈現像〉
上述のようにパターンが描画された基板５０１は、レジスト層５０２に対して、現像処理が行われることで、例えばポジ型のフォトレジストでは図１９（Ｃ）に示されるように電子ビームが照射された部分５０２Ａが除去され、また、ネガ型のフォトレジストでは非照射部分が除去されることで、レジスト層５０２の残った部分５０２Ｂから成る微細パターンが形成される。このようにして、基板５０１のレジスト層５０２に微細パターンが形成された基板５０１の原盤（レジスト原盤）５０３を得ることができる。
【０１１１】
あるいは、レジスト現像後、さらに図１９（Ｄ）に示されるように、ＣＦ４イオン５０６などの反応性ガスイオンを用いた反応性イオンエッチング（Ａｒイオンなどを用いたイオンエッチングを用いてもよい）を行うことにより、基板５０１に凹凸形状を形成する。そして、最後に残留レジスト層５０２Ｂを有機溶剤などを用いて除去し、図１９（Ｅ）に示されるように、基板５０１上に直接所望の微細パターンを形成してもよい。このようにしても、基板５０１のレジスト層５０２に微細パターンが形成された原盤（エッチング原盤）５０３を得ることができる。
【０１１２】
〈スタンパ作製〉
上述のように原盤５０３が得られたら、この原盤５０３（ここではレジスト原盤を用いるが、エッチング原盤であっても支障ない）を用いてスタンパを作製する。具体的には、図２０（Ａ）に示されるように、原盤５０３上に薄い導電層を成膜し、その上にニッケルメッキ等を施すことにより、スタンパ５０４を形成する。その後、原盤５０３を剥離する。これにより、図２０（Ｂ）に示されるスタンパ５０４を得ることができる。スタンパ５０４の材料としては、ＮｉもしくはＮｉ合金を使用することができ、無電解メッキ、電鋳、スパッタリング、イオンプレーティングを含む各種の金属成膜法が適用できる。また、スタンパ５０４の厚みは、３００μｍ程度である。
【０１１３】
なお、原盤５０３により、スタンパ５０４を転写作製する代わりに、複数のスタンパを転写複製するためのマスタースタンパを一旦転写作製し、マスタースタンパからスタンパ５０４を複数転写作製することも可能である。（この場合、マスタースタンパとスタンパ５０４の間で、凹凸が反転するので、中間にもう一段転写（スタンパ）が必要となる）
【０１１４】
〈メディア作製〉
射出成型或いは２Ｐ法等によって、図２１（Ａ）に示されるように、スタンパ５０４のパターンを、樹脂５０５に転写する。このようにして、図２１（Ｂ）に示される微細凹凸パターンを有する光ディスクメディア５０５を得ることができる。より正確には、光ディスクメディア５０５は光ディスクメディアの基板である。光ディスクメディア基板の微細凹凸パターン上に、さらに反射膜等を付けることで、光ディスクメディアとなる。
【０１１５】
以上説明したように、本実施形態にかかる光ディスクメディアでは、非点収差が一定量以下に抑えられた描画装置１００を使って原盤が作製されている。このため、原盤のパターン形状のばらつきを従来と比べて格段に少なくなくすることが可能となる。その結果、原盤から作製されるスタンパや媒体のばらつきも小さくすることが可能となる。特に、従来は、非点収差を定量的に取り扱うことができず、収差の有無の判断は個人の能力に依存するものであった。そのため判断主体によって補正後の非点収差残量が大きく変動し、原盤パターン形状のばらつきが目立つことがあった。しかしながら、本実施形態では、非点収差が一定量以下に抑えられるため、判断主体によって補正後の非点収差残量が大きく変動することがない。
【０１１６】
《第５の実施形態》
ハードディスクドライブでは、ディスクの１周、すなわち角度にして３６０度中に、一定の角度間隔でトラッキング用サーボ信号、アドレス情報信号、再生クロック信号等（以下プリフォーマット信号）が記録された領域が設けられている。これにより、磁気ヘッドは、一定の間隔でこれらの信号を再生して自己の位置を確認し、磁気ディスクの径方向における変位を必要に応じて修正しながら正確にトラック上を走査することができる。
【０１１７】
図２２にはハードディスクの構成例が示されている。ハードディスクでは、図２２に示されるように、略円盤形状の基体３０１の表面にプリフォーマット情報信号に対応した磁性薄膜パターンが形成された領域３０２が、所定の角度間隔で設けられている。図２３は、領域３０２の一部（図２２に示される領域Ｘ）の拡大図である。図２３において、紙面上下方向が磁気ヘッドの走査方向であり、左右方向はトラックの円周方向となっている。図２３に示されるように、トラッキング用サーボ信号、アドレス情報信号、クロック信号、位相サーボ信号のそれぞれの領域はトラックの円周方向に順番に配列されている。図２３においては、ハッチングを施した部分が磁性薄膜パターンとなっている。そして、位相サーボ信号のパターンは、複数のトラックに跨り、トラック方向に対して斜めに交差して延びている。
【０１１８】
例えば、現在のハードディスクドライブでは、磁気ディスク及び磁気ヘッドをドライブ内に組み込んだ後、専用のサーボトラック記録装置を用いて、ドライブ内に組み込まれた固有の磁気ヘッドにより、トラッキング用サーボ信号、アドレス情報信号、再生クロック信号等の（磁気的な）記録が行われている。
【０１１９】
専用のサーボトラック記録装置を用い、ドライブ内に組み込まれた固有の磁気ヘッドによってプリフォーマット記録を行う従来の技術では、プリフォーマット記録に多くの時間を要することと、専用のサーボトラック記録装置は高価であるため、プリフォーマット記録に要するコストが高くなるという問題がある。さらに、将来的にハードディスクが高記録密度になり、また大径になると、いっそう記録時間が長くなり記録装置が高価になってしまう。
【０１２０】
プリフォーマット信号領域が必要なことと、必要なパターン形状が概略同一なことは、現行のハードディスクと、将来のハードディスクである後述するディスクリートラックメディア（ＤＴＭ）及びビットパターンドメディア（ＢＰＭ）との間で変わるところがない。ただしパターン寸法は逐次微細化されてゆくと予想され、最小寸法は、現行ハードディスクが１００〜２００ｎｍ程度であるのに対し、ＢＰＭなどは２０ｎｍ程度になると予想されている。
【０１２１】
そこで、専用サーボトラック記録装置を用いる際の課題を解決するため、あらかじめプリフォーマット信号パターンに対応する微細パターンを作製し、それらを個々のハードディスク媒体（基板）上に転写する方法がある（磁気転写記録法、ＤＴＭ・ＢＰＭ）。
【０１２２】
磁気転写記録法は、サーボトラック記録装置を用いず、基体の表面にプリフォーマット情報信号に対応する磁性薄膜パターンが形成されているマスター情報担体の表面を、磁気記録媒体の表面に密接させた後に、外部磁界を印加してマスター情報担体に形成された磁性薄膜パターンを磁化させることにより、磁性薄膜パターンに対応する磁化パターンを磁気記録媒体に転写記録する技術である。
【０１２３】
磁気転写に使用されるマスター情報担体は、光ディスクの場合とほぼ同じく、転写すべき情報に応じたレジストによる凹凸パターンが形成された原盤から作製するか、原盤を基に作製されたスタンパから作製する方法が考えられている。
【０１２４】
現行ハードディスクのプリフォーマット信号パターン寸法は１００〜２００ｎｍ程度であり、レーザービームで対応できる領域を超えている。電子ビームは、１０ｎｍ程度の寸法のパターンを描画することが可能であり、レーザービームの代わりに細く絞り込んだ電子ビームを用いて、ハードディスクのプリフォーマット信号パターンに対応する原盤を形成できる。以下、ハードディスクの作製方法について説明する。
【０１２５】
〈原盤作製〉
図１の描画装置では、電子源１１のビーム電流量やアパーチャ１６を調整することにより、１０ｎｍ程度から２００ｎｍ程度のスポット径を得ることが可能である。
【０１２６】
そこで、描画装置１００を用いて現行ハードディスクのプリフォーマット信号パターンを描画するのであれば、電子ビームのスポット径を１００ｎｍ程度に設定する。そして、基準試料ＷＰを用いて、第１〜第３の実施形態で説明されている手順で、描画装置１００の非点収差を補正する。
【０１２７】
〈レジスト基板準備〉
図２４（Ａ）に示されるように、基板５０１上に、例えばスピンコート法でレジストを塗布し、その後ベークを行うことにより、膜厚（好ましくは１００ｎｍ以下）が均一な電子線感光レジストから成るレジスト層５０２を形成する。なお、基板５０１としては、ガラス基板、石英基板、シリコンウエハ等を使用することができる。また、レジスト層５０２を構成する電子線感光レジストには、ポジ型或いはネガ型のフォトレジストを使用することができる。磁気転写原盤用途としては、解像度や感度、取り扱い易さの点から、ポジ型レジスト、たとえば、ＺＥＰ−５２０（日本ゼオン製）が好適である。
【０１２８】
基板５０１としては、表面粗度が細かくて平坦性の良好な非磁性基体であれば良いが、描画装置によってパターン露光を行うため、導電性を有するものが好ましい。ガラスなどの非導電性材料を使用する場合には、帯電防止剤を塗布するのが好ましい。これにより、電子ビームが照射されたときに帯電することを防止することができる。非磁性基体の材料として、市場に潤沢かつ安価に供給されており、かつ導電性を有するシリコンウエハを用いるのが都合よい。
【０１２９】
〈パターン描画〉
描画装置１００を用いた基板５０１に対するパターンの描画は以下の手順で行う。
【０１３０】
レジストが塗布された基板５０１を、描画装置１００の回転テーブル３１上に搭載する。なお、基板５０１では、図２４（Ｂ）に示されるように、レジスト層５０２に対して、その図中の斜線が付された部分５０２Ａに対して露光が行われる。
【０１３１】
回転テーブル３１を回転させ、サーボ信号等のプリフォーマット転写情報に対応して変調した電子ビームを照射することにより、基板５０１のレジスト層５０２に、所望のパターンを１トラック毎に描画する。ハードディスクは同心円トラックであるため、１トラックの描画後に、スライドユニット３３をトラックピッチ分だけ移動させる。この場合、所望の形成パターンを得るために、照射装置１０のブランキング電極１５、走査電極１８、回転テーブルユニット３０、スライドユニット３３を協調して動作させる必要がある。
【０１３２】
基板５０１に対するパターンの描画が終了すると、回転テーブル３１から、基板５０１が取り出される。
【０１３３】
〈現像〉
上述のようにパターンが描画された基板５０１は、レジスト層５０２に対して、現像処理が行われることで、例えばポジ型のフォトレジストでは図２４（Ｃ）に示されるように電子ビームが照射された部分５０２Ａが除去され、また、ネガ型のフォトレジストでは非照射部分が除去されることで、レジスト層５０２の残った部分５０２Ｂから成る微細パターンが形成される。このようにして、基板５０１のレジスト層５０２に微細パターンが形成された基板５０１の原盤（レジスト原盤）５０３を得ることができる。
【０１３４】
あるいは、レジスト現像後、さらに図２４（Ｄ）に示されるように、ＣＦ４イオン５０６などの反応性ガスイオンを用いた反応性イオンエッチング（Ａｒイオンなどを用いたイオンエッチングを用いてもよい）を行うことにより、図２４（Ｅ）に示されるように基板５０１に凹凸形状を形成する。そして、最後に残留レジスト層５０２Ｂを有機溶剤などを用いて除去し、図２４（Ｆ）に示されるように、基板５０１上に直接所望の微細パターンを形成してもよい。このようにしても、基板５０１のレジスト層５０２に微細パターンが形成された原盤（エッチング原盤）５０３を得ることができる。
【０１３５】
〈スタンパ作製〉
上述のように原盤５０３が得られたら、この原盤５０３（ここではレジスト原盤を用いるが、エッチング原盤であっても支障はない）を用いてスタンパを作製する。具体的には、図２５（Ａ）に示されるように、原盤５０３上に薄い導電層を成膜し、その上にニッケルメッキ等を施すことにより、図２５（Ｂ）２示されるスタンパ５０４を形成する。その後、原盤５０３を剥離する。これにより、スタンパ５０４を得ることができる。スタンパ５０４の材料としては、ＮｉもしくはＮｉ合金を使用することができ、無電解メッキ、電鋳、スパッタリング、イオンプレーティングを含む各種の金属成膜法が適用できる。また、スタンパ５０４の凹凸パターンの深さ（突起の高さ）は、数百ｎｍ程度である。
【０１３６】
なお、原盤５０３により、スタンパ５０４を転写作製する代わりに、複数のスタンパを転写複製するためのマスタースタンパを一旦転写作製し、マスタースタンパからスタンパ５０４を複数転写作製することも可能である。（この場合、マスタースタンパとスタンパ５０４の間で、凹凸が反転するので、中間にもう一段転写（スタンパ）が必要となる）
【０１３７】
〈マスター情報担体作製〉
スタンパ５０４の凹凸パターン上に、Ｃｏ等からなる磁性薄膜５０７をスパッタリング法などの一般的な薄膜形成方法によって製膜し、ＣＭＰ（ケミカルメカニカルポリッシュ）等の研磨処理を施すことにより、凸部上に形成された磁性薄膜を除去することで、図２５（Ｃ）に示される所望の磁性薄膜パターンが形成されたマスター情報担体５０８を得ることができる。
【０１３８】
なお、図２４（Ｅ）に示されるように、エッチングにより基板５０１に凹凸形状を形成した後に、図２４（Ｆ’）に示されるように、残留したレジスト（残留レジスト層）５０２Ｂを除去することなく、基板５０１上にＣｏ等からなる磁性薄膜５０７をスパッタリング法などの一般的な薄膜形成方法によって製膜する。そして、最後に残留レジスト層５０２Ｂと残留レジスト層上に堆積している磁性薄膜とを有機溶剤などを用いて除去し、図２４（Ｇ）に示される所望の磁性薄膜パターンが形成されたマスター情報担体５０８としても良い。この手順の場合は、スタンパ作製は不要である。
【０１３９】
磁性薄膜５０７を製膜する方法は、スパッタリング法に限定されるものではなく、真空蒸着法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、めっき法などの従来から行われている一般的な薄膜形成方法を用いることができる。また、磁性薄膜５０７は、マスター情報担体上に形成される磁性薄膜パターンを構成するものである。磁性薄膜５０７の材料はＣｏに限定されるものではなく、硬質磁性材料、半硬質磁性材料、軟質磁性材料を問わず、多くの種類の磁性材料を用いることができる。
【０１４０】
また、ここでは凹部に磁性薄膜を形成したが、凸部にのみ磁性薄膜があっても、また、凹凸部ともに磁性薄膜があっても、マスター情報担体として機能するので、種々の磁気薄膜形成方法が適用できる。
【０１４１】
また、エッチッング原盤あるいはスタンパどちらからマスター情報担体を作製しても良いが、原盤はシリコン等割れやすい材質であり、一方スタンパは金属であるから、ごく少量の磁気転写を行う場合は別として、一般的にスタンパからマスター情報担体を作製するのが好ましい。
【０１４２】
〈メディア作成〉
面内磁気記録媒体への磁気転写について図２６（Ａ）〜図２６（Ｃ）に基づいて説明する。なお、図２６に示される磁気記録媒体はその片面の磁気記録部のみを記載している。まず、図２６（Ａ）に示されるように、最初に（転写される側のスレーブ）磁気記録媒体５０９に初期静磁界Ｈｉｎをトラック方向の一方向に印加して予め初期磁化（直流消磁）を行う。その後、図２６（Ｂ）に示されるように、この磁気記録媒体５０９の磁気記録面と、マスター情報担体５０８の微細凹凸パターン面とを密着させ、磁気記録媒体５０９のトラック方向に前記初期磁界Ｈｉｎとは逆方向に転写用磁界Ｈｄｕを印加して磁気転写を行う。転写用磁界Ｈｄｕが凹部の磁性薄膜５０７に吸い込まれてこの部分の磁化は反転せず、その他の部分の磁界が反転する結果、図２６（Ｃ）に示されるように、磁気記録媒体５０９にはマスター情報担体５０８の凹凸パターンに応じた磁化パターンが転写記録される。
【０１４３】
なお、図示しないが凸部にのみ磁性薄膜があっても、凸部、凹部ともに磁性薄膜があっても、同じようにマスター情報担体の凹凸パターンに応じた磁化パターンが転写記録転写される。また磁気記録媒体５０９は、実際にはガラス・アルミ等の基板上に磁性層等が何層にも構成されるが、ここでは説明の便宜ため省略した。
【０１４４】
垂直磁気記録媒体への磁気転写の場合には、面内磁気記録媒体用とほぼ同様のマスター情報担体５０８が使用される。この垂直記録の場合には、磁気記録媒体５０９の磁化を、予め垂直方向の一方に初期直流磁化しておき、マスター情報担体５０８と密着させてその初期直流磁化方向と略逆向きの垂直方向に転写用磁界を印加して磁気転写を行うことで、凹凸パターンに対応した磁化パターンを磁気記録媒体５０９に記録することができる。
【０１４５】
以上説明したように、本実施形態にかかる記録媒体（ハードディスク）では、非点収差が一定量以下に抑えられた描画装置１００を使って原盤が作製されている。このため、原盤のパターン形状のばらつきを従来と比べて格段に少なくなくすることが可能となる。その結果、原盤から作製されるスタンパや媒体のばらつきも小さくすることが可能となる。特に、従来は、非点収差を定量的に取り扱うことができず、収差の有無の判断は個人の能力に依存するものであった。そのため判断主体によって補正後の非点収差残量が大きく変動し、原盤パターン形状のばらつきが目立つことがあった。しかしながら、本実施形態では、非点収差が一定量以下に抑えられるため、判断主体によって補正後の非点収差残量が大きく変動することがない。
【０１４６】
《第６の実施形態》
ＤＴＭやＢＰＭは、現状よりはるかに高記録密度なハードディスクである。磁気ヘッド追従のためのサーボ信号パターン等が必要なことは変わらないが、これから述べるように、それらはサーボトラック記録装置を用いず、媒体製造時に形成されるプリフォーマットメディアになっている。
【０１４７】
ハードディスクの記録密度が高まり、たとえば１００Ｇｂｉｔ／ｉｎ2以上の記録密度となると、磁気ヘッド側面からの磁界広がりが問題となる。磁界広がりはヘッドを小さくしてもある値以下には小さくならず、結果として隣接トラックへの書き込み（サイドライト）が発生し、既に記録したデータを消してしまう現象が発生する。また再生時は本来読み取るべきデータトラックの信号に加えて、隣接トラックからの余分な信号を読み込んでしまうクロストーク現象が発生する。
【０１４８】
サイドライトやクロストークなどの影響を低減して、更なる高密度化を達成するために、ディスクリートトラックメディア（ＤＴＭ）が提案されている。ＤＴＭは図２７に示されるように、それぞれのデータトラック４２０が溝４２１によって、物理的・磁気的に分離されているメディアである。ＤＴＭは記録に必要なトラック部分４２０にのみ磁性材料を残して、トラック間の溝４２１には非磁性材料が充填されている。またサーボ信号等プリフォーマット信号パターン部分４２２は、図２２等に示されるパターンと同等のパターンが、データトラック４２０と同様に磁性材料部として形成されている。
【０１４９】
ＤＴＭのトラックピッチは５０〜１００ｎｍ程度であり、プリフォーマット信号パターン寸法も同程度なので、これらデータトラックとプリフォーマット信号パターンの形成には、電子ビーム描画装置が利用されている。ＤＴＭよりもさらに高記録密度（たとえば１Ｔｂｉｔ／ｉｎ2以上）の媒体では、データトラックに沿って磁気微粒子を整然と配列させ、磁気微粒子１個に１ビットを記録するというビットパターンドメディア（ＢＰＭ）が提案されている。
【０１５０】
ＢＰＭは、図２８に示されるように、それぞれの磁気微粒子４３１が島状に孤立して物理的・磁気的に分離されているメディアである。ＢＰＭは、磁気微粒子部のみを残して、磁気微粒子間は非磁性材料が充填されている。図示しないが、ＤＴＭ同様、ＢＰＭにもプリフォーマット信号パターン部が存在している。
【０１５１】
ＢＰＭのトラックピッチは２０〜５０ｎｍ程度であり、磁気微粒子寸法やプリフォーマット信号パターン寸法も同程度なので、これらの形成には、電子ビーム描画装置が利用されている。磁気記録時にレーザースポット照射を併用した熱アシスト磁気記録（ＨＡＭＲ）と、ＢＰＭを組み合わせた場合、さらに高密度化が狙えると言われており、その場合、ＢＰＭの描画スケールは１０ｎｍレベルになると予想されているが、電子ビーム描画装置で対応可能な範囲にある。
【０１５２】
ＤＴＭやＢＰＭでも、磁気ヘッド追従のためのサーボ信号パターン等が必要なことは変わらないが、ＤＴＭのデータトラックやＢＰＭの磁気微粒子と同様に構成し、データトラックや磁気微粒子加工と同時にパターンを形成するプリフォーマットメディアになっている。このため、個々のメディアに対してサーボ情報書き込み作業は必要なく効率的である。
【０１５３】
ＤＴＭとＢＰＭは、実際のデータ記録部形態（ＤＴＭ＝連続トラック、ＢＰＭ＝離散的な磁気微粒子の列）と、パターンの大きさが異なる（ＢＰＭが小さい）だけで、同様な工程を通じで作製できる。以下、その作製方法について説明する。
【０１５４】
〈原盤作製〉
描画装置１００では、電子源１１から射出される電子ビームの強度やアパーチャ１６での絞りを調整することにより、スポット径が１０ｎｍ程度から２００ｎｍ程度の電子ビームを得ることが可能である。
【０１５５】
そこで、描画装置１００を用いてＤＴＭのプリフォーマット信号パターンを描画するのであれば、電子ビームのスポット径を５０ｎｍ程度に、ＢＰＭのプリフォーマット信号パターンを描画するのであれば、電子ビームのスポット径を２０ｎｍ程度に設定する。そして、基準試料ＷＰを用いて、第１〜第３の実施形態で説明されている手順で、描画装置１００の非点収差を補正する。
【０１５６】
〈レジスト基板準備〉
図２４（Ａ）に示されるように、基板５０１上に、例えばスピンコート法でレジストの塗布、その後ベークを行うことにより、膜厚（５０〜１００ｎｍ程度）が均一になるように電子線感光レジストから成るレジスト層５０２を形成する。基板５０１は、ガラス基板、石英基板、シリコンウエハ等を使用することができる。レジスト層５０２を構成する電子線感光レジストには、ポジ型或いはネガ型のフォトレジストを使用することができる。ＤＴＭやＰＭの原盤用途としては、解像度や感度、取り扱い易さの点から、ポジ型レジスト、たとえば、ＰＭＭＡ（東京応用化学製）が好適である。
【０１５７】
基板５０１としては、表面粗度が細かくて平坦性の良好な非磁性基体であれば良いが、電子ビーム描画装置によってパターン露光を行うため、導電性を有するものが好ましい。ガラスなどの非導電性材料を使用する場合には、帯電防止剤を塗布するのが好ましい。これにより、電子ビームが照射されたときに帯電することを防止することができる。非磁性基体の材料として、市場に潤沢かつ安価に供給されており、かつ導電性を有するシリコンウエハを用いるのが都合よい。
【０１５８】
〈パターン描画〉
描画装置１００を用いた基板５０１に対するパターンの描画は以下の手順で行う。
【０１５９】
レジスト塗布済み基板５０１を、描画装置１００の回転テーブル３１上に搭載する。なお、図２４（Ｂ）に示されるように、レジスト層５０２に対して、その図中の斜線が付された部分５０２Ａに対して露光が行われる。
【０１６０】
回転テーブル３１を回転させ、サーボ信号等のプリフォーマット情報に対応して変調した電子ビームを照射することにより、基板５０１のレジスト層５０２に、所望のパターンを１トラック毎に描画する。プリフォーマット情報以外に、ＤＴＭでは連続的なデータトラック、ＢＰＭでは規則的なピット列の形成を行う。これらに加え、ハードディスクは同心円トラックであるため、１トラックの描画後に、スライドユニット３３を１トラックピッチ分だけ移動させる。この場合、所望の形成パターンを得るために、照射装置１０のブランキング電極１５、走査電極１８、回転テーブルユニット３０、スライドユニット３３を協調して動作させる必要がある。
【０１６１】
基板５０１に対するパターンの描画が終了すると、回転テーブル３１から、基板５０１が取り出される。
【０１６２】
〈現像〉
上述のようにパターンが描画された基板５０１は、レジスト層５０２に対して、現像処理が行われることで、例えばポジ型のフォトレジストでは図２４（Ｃ）に示されるように電子ビームが照射された部分５０２Ａが除去され、また、ネガ型のフォトレジストでは非照射部分が除去されることで、レジスト層５０２の残った部分５０２Ｂから成る微細パターンが形成される。このようにして、レジスト層５０２に微細パターンが形成された基板５０１の原盤（レジスト原盤）５０３を得ることができる。
【０１６３】
あるいは、レジスト現像後、さらに図２４（Ｄ）に示されるように、ＣＦ４イオン５０６などの反応性ガスイオンを用いた反応性イオンエッチング（Ａｒイオンなどを用いたイオンエッチングを用いてもよい）を行うことにより、図２４（Ｅ）に示されるように基板５０１に凹凸形状を形成する。そして、最後に残留レジスト層５０２Ｂを有機溶剤などを用いて除去し、図２４（Ｆ）に示されるように、基板５０１上に直接所望の微細パターンを形成してもよい。このようにしても、基板５０１上に微細パターンが形成された原盤（エッチング原盤）５０３を得ることができる。
【０１６４】
〈スタンパ作製〉
上述のように原盤５０３が得られたら、この原盤５０３（ここではレジスト原盤を用いるが、エッチング原盤であっても支障ない）を用いてスタンパを作製する。具体的には、図２５（Ａ）に示されるように、原盤５０３上に薄い導電層を成膜し、その上にニッケルメッキ等を所定厚みまで施すことにより、スタンパ５０４を形成する。その後、原盤５０３を剥離する。これにより、スタンパ５０４を得ることができる。スタンパ５０４の材料としては、ＮｉもしくはＮｉ合金を使用することができ、無電解メッキ、電鋳、スパッタリング、イオンプレーティングを含む各種の金属成膜法が適用できる。また、スタンパ５０４の凹凸パターンの深さ（突起の高さ）は、数百ｎｍ程度である。
【０１６５】
なお、原盤５０３により、スタンパ５０４を転写作製する代わりに、複数のスタンパを転写複製するためのマスタースタンパを一旦転写作製し、マスタースタンパからスタンパ５０４を複数転写作製することも可能である。（この場合、マスタースタンパとスタンパ５０４の間で、凹凸が反転するので、中間にもう一段転写（スタンパ）が必要となる）
【０１６６】
〈メディア作製〉
スタンパ５０４を使用して磁気記録媒体５０９を製造する方法について、図２９（Ａ）〜図２９（Ｄ）に基づいて説明する。
【０１６７】
まず、図２９（Ａ）に示されるように、樹脂層４０３が形成された中間体４１０を加熱しつつ、ナノインプリント法によってスタンパ５０４を中間体４１０に押し付ける。これにより、図２９（Ｂ）に示されるように、スタンパ５０４の凹凸パターンＰ２が樹脂層４０３に転写されて中間体４１０上に凹凸パターンＰ３が形成される。この場合、中間体４１０は、磁気記録媒体５０９を製造するための中間体であって、円板状の基材４０１（ガラス、アルミ等）の表面に磁性層４０２が形成されて構成されている。なお、中間体４１０は、実際には、下地層、軟磁性層、配向層、記録層（磁性層４０２）および保護層等が基材４０１の上に積層されて構成されているが、ここでは説明および図示を省略する。
【０１６８】
スタンパ５０４の凹凸パターンＰ２を樹脂層４０３にナノインプリント法で転写する際、熱により樹脂層４０３を硬化させたが、ＵＶ硬化樹脂を用い、ＵＶ照射で硬化させても構わない。ただしその場合、スタンパ５０４の代わりに、石英等ＵＶ光を透過する基板５０１から作られたエッチング原盤を用いるのが好適である。
【０１６９】
次に、凹凸パターンＰ３をマスクとして用いて中間体４１０をエッチング（反応性イオンエッチングなど）する。この場合には、凹凸パターンＰ３の凹部の底面から磁性層４０２が露出し、さらにエッチング処理を実行することにより、図２９（Ｃ）に示されるように、磁性層４０２に凹凸パターンＰ４が形成される。
【０１７０】
この後、図２９（Ｄ）に示されるように、凹凸パターンＰ４の凹部に非磁性材料４０４を充填する。さらに、たとえば研磨処理（ＣＭＰ法など）によって磁性層４０２（凹凸パターンＰ４の凸部の先端）を非磁性材料から露出させた後、磁性層４０２の表面に保護膜を形成するなどして、磁気記録媒体５０９が完成する。なお、プリフォーマット信号パターンとデータトラックパターンとを、同じ工程で一括して形成することができる。
【０１７１】
以上説明したように、本実施形態にかかる記録媒体（ＤＴＭ、ＢＰＭ）では、非点収差が一定量以下に抑えられた描画装置１００を使って原盤が作製されている。このため、原盤のパターン形状のばらつきを従来と比べて格段に少なくなくすることが可能となる。その結果、原盤から作製されるスタンパや媒体のばらつきも小さくすることが可能となる。特に、従来は、非点収差を定量的に取り扱うことができず、収差の有無の判断は個人の能力に依存するものであった。そのため判断主体によって補正後の非点収差残量が大きく変動し、原盤パターン形状のばらつきが目立つことがあった。しかしながら、本実施形態では、非点収差が一定量以下に抑えられるため、判断主体によって補正後の非点収差残量が大きく変動することがない。
【０１７２】
第５の実施形態の中で、ナノインプリント法を用いるＤＴＭ・ＢＰＭメディアの作製について説明した。ＤＴＭ・ＢＰＭの例によらず、微細ないわゆるナノ構造物の作製はナノインプリント法によるところが多い。ナノインプリント法では、上記例で説明したように、スタンパ（ナノインプリント技術用語としてはテンプレートと言われることが多い）が必須で、スタンパのもとになるパターン原盤を作製するために、電子線描画装置は不可欠である。電子線描画装置によるパターン原盤作製と、パターン原盤から作られたスタンパと、ナノインプリント法の組み合わせは、一例として次のような素子・デバイス、液晶用偏光板素子、CCD/CMOSセンサー用マイクロレンズアレイ、高輝度LED用フォトニック結晶、薄膜ヘッドなどの作製にも応用が可能である。さらに、上記により作製したナノパターン構造に、ブロックコポリマー等のいわゆる自己組織化機能を導入して、ＬＥＤの反射防止構造、バイオチップ、半導体絶縁膜などの作製にも展開可能である。
【０１７３】
なお、上記各実施形態では、電子線を用いた描画装置１００を用いて説明したが、一般に電子線を用いた描画装置と電子顕微鏡は、同等の構成を有しているため、本発明は２次電子信号に基づいて画像を形成する電子顕微鏡にも好適である。
【０１７４】
また、上記各実施形態では、基準試料ＷＰから発生した２次電子を電子検出器２１で検出して２次電子信号を生成したが、これに限らず、基準試料ＷＰに反射した反射電子を検出して反射電子信号を生成、もしくは基準試料ＷＰを透過した透過電子に基づいて透過電子信号を生成して利用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１７５】
以上説明したように、本発明の収差評価用パターン及び収差評価方法は、非点収差の評価に適しており、本発明の収差補正方法は、照射系の収差を補正するのに適しており、本発明の電子線描画装置は、電子線を用いたパターンの描画に適しており、本発明の、電子顕微鏡は、試料の観察に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１７６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る描画装置１００の概略的な構成を示す図である。
【図２】図２（Ａ）〜図２（Ｃ）は、基準試料ＷＰを示す図（その１〜その３）である。
【図３】図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、基準試料ＷＰを示す図（その４、その５）である。
【図４】図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、基準試料ＷＰを示す図（その６、その７）である。
【図５】図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、基準試料ＷＰを示す図（その８、その９）である。
【図６】非点収差の評価方法を説明するための図（その１）である。
【図７】非点収差の評価方法を説明するための図（その２）である。
【図８】非点収差の評価方法を説明するための図（その３）である。
【図９】非点収差の評価方法を説明するための図（その４）である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る非点補正の手順を示すフローチャートである。
【図１１】基準試料ＷＰにおけるｘｙ座標を示す図である。
【図１２】図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は、フォーカス位置に対応した電子線のスポット形状を示す図（その１、その２）である。
【図１３】図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）は、スポット形状に応じた２次電子信号を示す図（その１〜その３）である。
【図１４】図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）は、非点補正に応じた電子線のスポット形状を示す図（その１、その２）である。
【図１５】図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）は、非点補正後の２次電子信号を示す図（その１、その２）である。
【図１６】２次電子信号のコントラストを説明するための図である。
【図１７】図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）は、スキャン方向に対する２次電子信号のダイナミックレンジの特性を説明するための図（その１、その２）である。
【図１８】図１８（Ａ）、及び図１８（Ｂ）は、フォーカス位置の決定方法を説明するための図（その１、その２）である。
【図１９】図１９（Ａ）〜図１９（Ｅ）は、光ディスクの原盤を製作する手順を説明するための図（その１〜その５）である。
【図２０】図２０（Ａ）及び図２０（Ｂ）は、光ディスクのスタンパを作製する手順を説明するための図（その１、その２）である。
【図２１】図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）は、光ディスクメディアを作製する手順を説明するための図（その１、その２）である。
【図２２】ハードディスクの構成例を示す図である。
【図２３】図２２における領域を拡大して示す図である。
【図２４】図２４（Ａ）〜図２４（Ｇ）は、ＤＴＭ及びＢＰＭを含むハードディスクの原盤を製作する手順を説明するための図（その１〜その７）である。
【図２５】図２５（Ａ）〜図２５（Ｃ）は、ＤＴＭ及びＢＰＭを含むハードディスクのスタンパを作製する手順を説明するための図（その１〜その３）である。
【図２６】図２６（Ａ）〜図２６（Ｃ）は、ＤＴＭ及びＢＰＭを含むハードディスクメディアを作製する手順を説明するための図（その１〜その３）である。
【図２７】ＤＴＭを説明するための図である。
【図２８】ＢＰＭを説明するための図である。
【図２９】図２９（Ａ）〜図２９（Ｄ）は、ＤＴＭ及びＢＰＭを作製する手順を説明するための図（その１〜その４）である。
【符号の説明】
【０１７７】
１０…照射装置、１０ａ…ケーシング、１１…電子源、１２…電界レンズ、１２ａ,１２ｂ…円筒レンズ、１３…軸合わせコイル、１３ａ,１３ｂ…環状コイル、１４…集束レンズ、１５…ブランキング電極、１６…アパーチャ、１７…非点補正コイル、１８…走査電極、１９…対物レンズ、２０…動的焦点補正レンズ、２１…電子検出器、３０…回転テーブルユニット、３１…回転テーブル、３２…スピンドルモータ、３２ａ…軸、３３…スライドユニット、５０…真空チャンバ、５１…定盤、７０…主制御装置、７１…モニタ、７２…入力装置、１００…描画装置、２０１…中心、２０２…同心円、２０３…同心円間、２１０…基板、４０１…基材、４０２…磁性層、４０３…樹脂層、４１０…中間体、５０１…基板、５０２…レジスト層、５０３…原盤、５０４…スタンパ、５０５…樹脂、５０６…ＣＦ４イオン、５０７…磁性薄膜、５０８…マスター情報担体、５０９…磁気記録媒体、ＷＰ…基準試料。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子線を偏向させることにより、試料の表面を走査する照射系の収差を評価する収差評価用パターンであって、
同一平面内において、前記偏向前の前記電子線の照射位置を中心として、外側に向かって形成された、所定線幅と所定間隔からなる周期構造を有し、
前記周期構造は、前記中心の周囲３６０度に渡って形成され、前記中心を共有する同心図形、もしくは、螺旋図形から形成されることを特徴とする収差評価用パターン。
【請求項２】
前記周期構造は、円又は正多角形で形成されることを特徴とする請求項１に記載の収差評価用パターン。
【請求項３】
前記周期構造の線幅、および間隔は、前記中心から離れるに従い、大きくなることを特徴とする請求項１又は２に記載の収差評価用パターン。
【請求項４】
収差評価用パターンを電子線で走査することにより得られる画像に基づいて、前記電子線を照射する照射系での収差を評価する収差評価方法であって、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の収差評価用パターンを前記電子線で走査する工程と；
前記走査によって得られる電子信号に基づいて前記画像を形成する工程と；
前記画像に基づいて前記照射系での収差を評価する工程と；を含む収差評価方法。
【請求項５】
収差評価用パターンを電子線で走査することにより得られる電子信号に基づいて、前記電子線を照射する照射系での収差を評価する収差評価方法であって、
前記照射系のフォーカス位置を請求項１〜３のいずれか一項に記載の収差評価用パターン上に設定するフォーカス設定工程と；
前記照射系のフォーカス位置が設定された前記収差評価用パターンに対して、前記電子線を第１方向及び該第１方向と直交する第２方向へ走査することにより得られる電子信号に基づいて、前記照射系での収差を評価する評価工程と；を含む収差評価方法。
【請求項６】
前記フォーカス設定工程では、アンダーフォーカスされた電子線による前記収差評価用パターンの走査で得られる電子信号と、オーバーフォーカスされた電子線による前記収差評価用パターンの走査で得られる２次電子信号とに基づいて、前記フォーカス位置が前記収差評価用パターン上に設定されることを特徴とする請求項５に記載の収差評価方法。
【請求項７】
前記フォーカス設定工程は、アンダーフォーカスされた電子線及びオーバーフォーカスされた電子線で、前記収差評価用パターンを相互に異なる第３方向及び第４方向へ走査する第１副工程と；
前記第３方向への走査によって得られた電子信号の最大値と、前記第４方向への走査によって得られた電子信号の最大値とに基づいて、前記フォーカス位置を収差評価用パターン上に設定する第２副工程と；を含むことを特徴とする請求項５又は６に記載の収差評価方法。
【請求項８】
前記第３方向及び前記第４方向への走査結果に基づいて、前記第１方向に対する前記照射系の収差の方向を判断する判断工程を更に含む請求項７に記載の収差評価方法。
【請求項９】
前記評価工程では、前記判断工程での判断結果に基づいて、前記第１方向及び前記第２方向を決定することを特徴とする請求項８に記載の収差評価方法。
【請求項１０】
前記評価工程では、前記第１方向又は前記第２方向が収差の発生方向へ設定されることを特徴とする請求項９に記載の収差評価方法。
【請求項１１】
請求項４〜１０に記載の収差評価方法によって得られた評価結果に基づいて、前記照射系の収差を補正する収差補正方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の収差補正方法によって収差が補正された照射系を備える電子線描画装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載の収差補正方法によって収差が補正された照射系を備える電子顕微鏡。
【請求項１４】
請求項１２に記載の電子線描画装置によって、所定のパターンが描画された光情報記録媒体の原盤。
【請求項１５】
請求項１４に記載の原盤を用いて作製された、光情報記録媒体のスタンパ。
【請求項１６】
請求項１５に記載のスタンパを用いて作製された、光情報記録媒体。
【請求項１７】
請求項１２に記載の電子線描画装置によって、所定のパターンが描画された磁気情報記録媒体の原盤。
【請求項１８】
請求項１７に記載の原盤を用いて作製された、磁気情報記録媒体のスタンパ。
【請求項１９】
請求項１８に記載のスタンパを用いて作製された、磁気情報記録媒体。
【請求項２０】
請求項１２に記載の電子線描画装置によって、所定のパターンが描画された微細パターン作製用の原盤。
【請求項２１】
請求項２０に記載の原盤を用いて作製された、微細パターン作成用のスタンパ。
【請求項２２】
請求項２１に記載のスタンパを用いて作製された、微細パターンを有する構造物。
【請求項１】
電子線を偏向させることにより、試料の表面を走査する照射系の収差を評価する収差評価用パターンであって、
同一平面内において、前記偏向前の前記電子線の照射位置を中心として、外側に向かって形成された、所定線幅と所定間隔からなる周期構造を有し、
前記周期構造は、前記中心の周囲３６０度に渡って形成され、前記中心を共有する同心図形、もしくは、螺旋図形から形成されることを特徴とする収差評価用パターン。
【請求項２】
前記周期構造は、円又は正多角形で形成されることを特徴とする請求項１に記載の収差評価用パターン。
【請求項３】
前記周期構造の線幅、および間隔は、前記中心から離れるに従い、大きくなることを特徴とする請求項１又は２に記載の収差評価用パターン。
【請求項４】
収差評価用パターンを電子線で走査することにより得られる画像に基づいて、前記電子線を照射する照射系での収差を評価する収差評価方法であって、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の収差評価用パターンを前記電子線で走査する工程と；
前記走査によって得られる電子信号に基づいて前記画像を形成する工程と；
前記画像に基づいて前記照射系での収差を評価する工程と；を含む収差評価方法。
【請求項５】
収差評価用パターンを電子線で走査することにより得られる電子信号に基づいて、前記電子線を照射する照射系での収差を評価する収差評価方法であって、
前記照射系のフォーカス位置を請求項１〜３のいずれか一項に記載の収差評価用パターン上に設定するフォーカス設定工程と；
前記照射系のフォーカス位置が設定された前記収差評価用パターンに対して、前記電子線を第１方向及び該第１方向と直交する第２方向へ走査することにより得られる電子信号に基づいて、前記照射系での収差を評価する評価工程と；を含む収差評価方法。
【請求項６】
前記フォーカス設定工程では、アンダーフォーカスされた電子線による前記収差評価用パターンの走査で得られる電子信号と、オーバーフォーカスされた電子線による前記収差評価用パターンの走査で得られる２次電子信号とに基づいて、前記フォーカス位置が前記収差評価用パターン上に設定されることを特徴とする請求項５に記載の収差評価方法。
【請求項７】
前記フォーカス設定工程は、アンダーフォーカスされた電子線及びオーバーフォーカスされた電子線で、前記収差評価用パターンを相互に異なる第３方向及び第４方向へ走査する第１副工程と；
前記第３方向への走査によって得られた電子信号の最大値と、前記第４方向への走査によって得られた電子信号の最大値とに基づいて、前記フォーカス位置を収差評価用パターン上に設定する第２副工程と；を含むことを特徴とする請求項５又は６に記載の収差評価方法。
【請求項８】
前記第３方向及び前記第４方向への走査結果に基づいて、前記第１方向に対する前記照射系の収差の方向を判断する判断工程を更に含む請求項７に記載の収差評価方法。
【請求項９】
前記評価工程では、前記判断工程での判断結果に基づいて、前記第１方向及び前記第２方向を決定することを特徴とする請求項８に記載の収差評価方法。
【請求項１０】
前記評価工程では、前記第１方向又は前記第２方向が収差の発生方向へ設定されることを特徴とする請求項９に記載の収差評価方法。
【請求項１１】
請求項４〜１０に記載の収差評価方法によって得られた評価結果に基づいて、前記照射系の収差を補正する収差補正方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の収差補正方法によって収差が補正された照射系を備える電子線描画装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載の収差補正方法によって収差が補正された照射系を備える電子顕微鏡。
【請求項１４】
請求項１２に記載の電子線描画装置によって、所定のパターンが描画された光情報記録媒体の原盤。
【請求項１５】
請求項１４に記載の原盤を用いて作製された、光情報記録媒体のスタンパ。
【請求項１６】
請求項１５に記載のスタンパを用いて作製された、光情報記録媒体。
【請求項１７】
請求項１２に記載の電子線描画装置によって、所定のパターンが描画された磁気情報記録媒体の原盤。
【請求項１８】
請求項１７に記載の原盤を用いて作製された、磁気情報記録媒体のスタンパ。
【請求項１９】
請求項１８に記載のスタンパを用いて作製された、磁気情報記録媒体。
【請求項２０】
請求項１２に記載の電子線描画装置によって、所定のパターンが描画された微細パターン作製用の原盤。
【請求項２１】
請求項２０に記載の原盤を用いて作製された、微細パターン作成用のスタンパ。
【請求項２２】
請求項２１に記載のスタンパを用いて作製された、微細パターンを有する構造物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図４】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図４】
【公開番号】特開２００８−１８１０８６（Ｐ２００８−１８１０８６Ａ）
【公開日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３０６６２７（Ｐ２００７−３０６６２７）
【出願日】平成１９年１１月２７日（２００７．１１．２７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【出願人】（３９５００６８２３）株式会社クレステック (12)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月２７日（２００７．１１．２７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【出願人】（３９５００６８２３）株式会社クレステック (12)
【Ｆターム（参考）】
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