[发明专利]电子束描绘设备及其台架机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种可在原版记录盘等的原版盘制作过程中使用的电子 束光刻设备及其台架机构。

背景技术

在原版光盘的原版盘制作过程中，通过将抗蚀膜暴露于激光束而形 成凹坑和凹槽。在该原版盘制作过程中使用的激光束记录仪(LBR)使用UV (紫外线)、深UV(远紫外线)等作为其光源，通过深UV可进一步减小 射束直径。激光束的曝光极限，也即光盘的记录密度，由光的衍射极限 确定，该光的衍射极限由光波长和物镜的数值孔径确定。近年来，为了 形成大小超过激光束的曝光极限的微小凹坑或凹槽以改善光盘的记录密 度，已研究出在半导体加工中使用的电子束光刻方法。通过采用这样的 电子束光刻方法，期望进行离散轨道介质、图案化介质等的原版盘制造， 该离散轨道介质、图案化介质等有望作为高密度硬盘以及蓝光盘之类的 高密度光盘的未来技术。

图1表示在原版盘的制作中使用的旋转台架型电子束光刻设备的构 造。该旋转台架型电子束光刻设备包括：X台架100；安装在X台架100 上的旋转台架101；以及电子光学透镜筒103。原版盘200安装在旋转台 架上的回转台104上，在驱动旋转台架101旋转的同时，X台架100沿盘 的径向(沿图1中箭头A的方向)运动，从而进行电子束照射位置的定 位控制。如上所述，因为电子束光刻设备的台架机构由线性运动台架(X 台架)与旋转台架(θ台架)的组合构成，因此该电子束光刻设备的台 架机构通常称为X-θ台架。由于电子束光刻设备中使用的旋转台架要求 纳米级的定位精度，因此在旋转台架中通常使用空气静压电主轴(air  spindle)。同时，由于电子束在空气中具有显著扩散和衰减的特性，因 此需要排空电子束的照射路径，从而将整个台架置于真空室105中。因 此，传统上将容纳在密封的真空容器中的空气静压电主轴用作旋转台架， 向该空气静压电主轴的旋转轴施加利用磁性流体、差动排气等的真空轴 密封件。另外，为了消除设备中产生的振动，而将整个设备安装在免振 台106上。

为了在真空室中操作空气静压电主轴，需要将空气轴承的高压空气、 马达驱动的电信号等从真空室的外部引入空气静压电主轴以及将轴承中 使用的空气排出真空室的某种措施。传统上，将波纹管或柔性管之类的 柔性管道用作这样的装置。在此，由于旋转台架安装在X台架上，因此 与空气静压电主轴连接的管道响应于X台架的运动而变形。所述管道在X 台架运动期间的变形会阻碍X台架的进给操作，因此妨碍了高精度的定 位控制。日本应用物理(Jpn.Appl.Phys)40卷(2001)第1653至1660 页(非专利文献1)公开了一种布管方法，其中，从旋转台架上部一侧引 到真空室的分隔壁的金属柔性管107布置成如图2所示转到其一侧的“U” 形。在该情况下，柔性管107通过如图3所示的变形与X台架的行程响 应。在这样的构成情况下，需要支撑部件来支撑柔性管的重量，实际上 真空室的底部等承担着这样的角色。当用显微镜来观测实际运动时，在 管运动变形时，在支撑部件(真空室的底部等)与柔性管之间产生摩擦， 该摩擦造成摩擦阻力和微小振动，导致X台架的运动精度降低。另外， 由于轴承的高压供气管、马达驱动馈线等一起穿过柔性管的内部，因此 传统上使用直径较大的柔性管(内径为1英寸以上)。从而，X台架上的 因其挠曲刚度的负载是使得X台架的运动精度降低的一个原因。如果采 用完全不接触的差动排气密封件来提高主轴马达的旋转精度，则管的数 量会进一步增多，这使得上述问题更为严重。

同时，日本应用物理43卷(2004)第5068至5073页(非专利文献2) 和日本专利申请特开2003-287146号公报(文献1)公开了一种沿X方向 配备有波纹管弹性件的设备。然而，波纹管的弹力与设置为防止波纹管 压曲的引导机构的滑动摩擦阻力使得X台架的运动精度降低。

发明内容

技术问题

考虑到上述问题提出本发明，本发明的目的是提供一种台架机构和 配备该台架机构的电子束光刻设备，该台架机构能够通过减小X台架上 由旋转台架布管产生的运动负载，从而更高精度地进行定位控制。

解决问题的方案