JPH0536128A

JPH0536128A - 高密度情報記録媒体及びそれを用いた記録装置

Info

Publication number: JPH0536128A
Application number: JP3320255A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Yoshimura; 俊之吉村; Shigeru Kakumoto; 繁角本; Shinji Okazaki; 信次岡崎; Yuji Toda; 裕二戸田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-12-20
Filing date: 1991-12-04
Publication date: 1993-02-12
Also published as: US5402410A

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は高密度情報記録方法とその製造方法お
よびその読み取り方法に関し、記録密度を向上させる方
法を提供することにある。【構成】入力紙面１から光学的データ読み取り装置２に
おいて読み取られた入力データ、色、形状、地図データ
では等高線等により分類し、加工基板６上の記録媒体中
での高さが異なるように記録することによって達成され
る。【効果】大容量に情報を記録し、検索解析を容易にする
ことができる。特に地図情報に関して、高精度な大容量
情報記録が可能となる効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は粒子線を用いての高密度
情報記録装置及びその読み取り装置に関し、特に情報の
各々が記録媒体中での位置及び高さが異なるように記録
されるために記録密度向上が可能な高密度情報記録装置
と、粒子線を用いての高密度情報の読み取り装置、及び
それらを用いたシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、文書等を記録保存する際に、
マイクロフィルム等を用いて保管場所の縮小化が図られ
てきた。例えば、通常のマイクロフィルムの場合ではＡ
４版（縦約２９７ミリメートル、横約２１０ミリメート
ル）の大きさの文書が約１センンチメートルに縮小され
て記録される。文書内容の再生は、マイクロフィルムの
内容を拡大することで可能となる。これにより、文書保
管の面積が６００分の１以下となり、記録物収納効率が
向上した。しかし、記録案件の増加に伴い本方法では不
十分となった。そこで、公知の光ディスク、磁気ディス
ク及び光磁気ディスク等の高密度情報記録方法が提案さ
れてきた。例えば光ディスクでは、記録媒体に細く収束
したレーザ光線を照射して、記録媒体にピットと呼ばれ
る小孔を熱的に形成して情報を記録する。一方、記録さ
れた情報の読み取りには、記録媒体に情報記録時と同様
に、細く収束したレーザ光線を照射して記録媒体からの
反射光を検出することで、記録情報を読み取るという方
法を用いている。ピットを縮小化することで記録密度を
向上でき、約１μｍ程度の大きさのピットが実現してお
り、情報の記録量の拡大がなされた。また、磁気ディス
ク及び光磁気ディスクでは、情報の記録、読み取りに磁
気または光が用いられており、光ディスクと同様に情報
記録単位の縮小化によって、情報の記録量の拡大がなさ
れた。

【０００３】光ディスクの場合に情報量の拡大のため
に、ピットの深さを変えて同一基盤上に異なる二系列の
情報を記録する方法が、例えば特開昭６３−２５７９２
１に記載のように提案されている。

【０００４】また情報の記録に電子線を用いる方法も提
案されている。例えば、特開平２−１９５６３８に記載
のように、試料を透過した電子線を蓄積螢光体シートと
呼ばれる２次元センサに照射して、試料の構造内容等を
記録する方法である。記録された情報の読み取りには、
光照射あるいは加熱により上記２次元センサから光を放
出させることで実行する。これによって、電子顕微鏡像
の高感度記録が可能となった。

【０００５】また最近では移動体特に車の安全走行を目
指し、地図情報を記録する記録媒体と移動体の現在地点
を検出する手段を備え、その地図情報と移動体の現在地
点を照合して移動体の移動制御を行なうナビゲーション
システムの開発が進められている。一般に地図情報は光
ディスク等に記録され、現在地点の判定は道路各地点に
設置された電波源からの電波や衛星からの電波を検出し
て記録された地図情報との照合により行われている。こ
れにより、移動体の現在位置の表示や走行方向指示又は
駆動等の移動制御がなされている。

【０００６】また、プラスチック樹脂等のフィルムに文
字及び図を描き、それに可視光を透過させた後に拡大レ
ンズを介して上記文字及び図をスクリーン上に投影する
方法として、オーバーヘッドプロジェクション方式が従
来より知られている。

【０００７】あるいは文書等の情報をフィルムに撮影し
た後に、投影レンズを介し拡大して情報を読み取る方法
として、マイクロフィルムが従来より知られている。

【０００８】これらの従来技術は、記録媒体であるフィ
ルムに記録された情報内容を、フィルムに光を透過させ
て像を投影することにより読み取ることを特徴としてお
り、操作が簡便であることや情報収納空間の小型化に適
し、多くの分野において用いられている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来技
術の内、光ディスク、磁気ディスク及び光磁気ディスク
では、情報の記録最小単位を縮小化する際、約０.５μ
ｍ程度以下にすることが困難という問題がある。また、
情報の記録の際、記録の状態が二値（１と０）であるた
めに、情報の記録密度の向上に制約があるという問題が
ある。上記の光ディスクの場合の公知例においても、基
本的に二値の情報記録に留まっている。更に情報の読み
取りがシーケンシャル（連続的）に行なわれており、記
録媒体上での任意の場所の情報を読み取ることが困難で
あるという問題があった。

【００１０】また、上記の従来技術の電子顕微鏡像の高
感度記録の場合、２次元センサに記録される像が試料の
拡大像であることから、情報の記録密度の向上に適さな
いという問題がある。

【００１１】本発明の目的は、従来技術と比較して情報
を高密度に記録できる記録媒体とその製造方法及びその
記録装置や読み取り装置、及び従来技術と比較して情報
を高密度に記録し、そして記録された情報の読み取りを
容易にする大容量ファイリングシステム、大容量の地図
情報を記録可能とするナビゲーションシステム、及び表
示される情報量を多くししかも情報読み取り方法を簡便
にする情報表示装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的は、情報の各々
が記録媒体中での位置並びに高さが異なるように高精度
に制御されて記録された記録媒体により達成される。ま
た、上記目的は上記記録媒体への記録をエネルギー線を
用いて行う記録装置により達成される。更に上記目的は
上記記録媒体に、情報記録時に用いたものと同じ若しく
は異なるエネルギー線を照射した際に発生する信号を検
出し、記録された情報を読み取る読み取り装置により達
成される。ここで、エネルギー線とは光、Ｘ線、ガンマ
線、電子線、及びイオン線等の荷電粒子の総称である。

【００１３】また、上記目的は大容量の情報が記録され
た上記記録媒体と、検索情報に基づき上記記録媒体に記
録された情報を読み取る手段と、読み取られた情報を出
力する手段とを有する大容量ファイリングシステムによ
り達成される。

【００１４】また、上記目的は地図情報が記録された上
記記録媒体と移動体の現在地点を検出する手段を備え、
上記地図情報と移動体の現在地点を照合して移動体の移
動制御を行なうナビゲーションシステムにより達成され
る。

【００１５】また、上記目的は基板表面の所定の複数領
域に形成された多段階の深さ又は高さを有する凹凸を含
み上記凹凸の深さ又は高さは独立して所定情報と一対一
に対応している記録媒体と、上記記録媒体にエネルギー
線を照射するエネルギー線源と上記記録媒体を透過又は
反射したエネルギー線を拡大するレンズ系若しくは上記
エネルギー線の照射によって新たに発生したエネルギー
線を検出拡大する系からなり、上記記録媒体上のパター
ン像を任意の場所に投影すること、若しくは観察する情
報表示装置によって達成される。

【００１６】

【作用】情報の記録、及び読み取りに関して、以下特に
電子線を用いた場合を例にして説明する。

【００１７】半導体装置の製造方法において、パターン
を形成する工程を一般に「リソグラフィ」と称する。加
工基板上に、レジストと呼ばれる有機あるいは無機の材
料をスピンコート等の方法で塗布する。その後に、紫外
線または電子線またはＸ線またはイオン線等のエネルギ
ー線を照射して、所望のパターンの潜像をレジスト中に
形成する。照射後、レジストが塗布されたままの基板
を、現像液中に浸すことによりパターンが形成される。
ここで、上記パターンの潜像部が現像液に対して溶解し
やすくなるものを「ポジ型」と称し、逆に上記パターン
の潜像部が現像液に対して溶解しにくくなるものを「ネ
ガ型」と称している。この様に、粒子線の照射によるレ
ジスト中の潜像形成、現像という一連の処理を行うリソ
グラフィ工程により、加工基板上に所望のパターンを形
成することができる。

【００１８】潜像形成の際に電子線を用いる方法を、
「電子線リソグラフィ」と称する。同方法で微細なパタ
ーンを形成する場合、一般に電子線源から放出する電子
線を収束レンズを用いることにより、細く収束させてレ
ジストに照射する。これによって、微細なレジストパタ
ーンを得ることができる。例えば、ジャパニーズジャ
ーナルオブアプライドフィズィックス第２４巻
Ｌ８０９ページ１９８５年（Jpn. J. Appl. Phys.
24, L809 (1985).)に記載されているように、有機材料
ポリメチルメタクリレート（略称ＰＭＭＡ）を用いて、
８ナノメータ（１ミクロンメータ＝１０００ナノメー
タ）の微細なレジストパターンがシリコンの基板上に形
成された。形成するパターンのデータを電子線描画装置
の偏向回路に与えることによって、装置が許容する限り
任意の微細形状を形成することが可能である。

【００１９】また、上述したレジストは現像の際に条件
を一定に保てば、現像後の残膜厚は照射された電子線量
により一意に決まる。即ち、現像後の残膜厚を予め想定
し、その為に必要な照射量を設定することができ、各パ
ターンデータごとに照射量を振り分けておくことが可能
であり、残膜厚を高精度に制御することができる。例え
ば、地図情報を記録する際に等高線ごとに照射量を設定
しておくことによって、実際の高さを記録することがで
きる。また、入力データの形状、色に対応して照射量を
設定することにより、形状や色とレジストパターンの高
さを対応させることが可能となる。その他に音の高さ、
ベクトルの方向、スカラー量の大きさ等をレジストパタ
ーンの高さを対応させることができる。

【００２０】従来、文字情報の認識で光学的に読み取る
場合、一例として１ミリメータあたり８本の走査線を用
いている。即ち、１２５ミクロンメータの最小単位（ピ
クセル）によって文字が認識される。つまり、１２５ミ
クロンメータのドット（丸）の最小単位を用いること
で、任意の文字及び図形を表現することができることに
なる。

【００２１】上述のように、電子線リソグラフィを用い
た場合、パターンを微細化することが可能であり、例え
ば１００ナノメータのドットを形成することが容易にで
きる。即ち、上記のピクセルを１００ナノメータの大き
さにすることが可能となる。このため、紙面上の文字ま
たは図形情報を光学的方法等で読み込み、その後に同文
字情報を縮小したデータを電子線描画装置の偏向回路に
与えることによって、加工基板上に微細レジストパター
ンを形成することが可能となる。例えばＡ４版の文書ま
たは図形情報の場合、ピクセルが１２５０分の１になり
各辺が１２５０分の１に相当することから、縦約２４０
ミクロンメータ、横約１７０ミクロンメータの領域（面
積約４万平方ミクロンメータ）に収納することが可能と
なる。ここで、加工基板として直径４インチ（約１００
ミリメータ）のシリコン基板を用い、同基板全面（面積
約８０億平方ミクロンメータ）を利用すると約２０万ペ
ージ分の情報を記録することができる。

【００２２】ここではピクセルの大きさを１００ナノメ
ータとしたが、それ以下にすることにより、記録情報量
をさらに拡大することができる。例えば、ピクセルの大
きさを１０ナノメータとすることで、記録情報量は１０
０倍となりＡ４版約２０００万ページ分の記録が可能と
なる。この記録情報量は光ディスク、磁気ディスク及び
光磁気ディスクの１０００倍以上に相当する。このピク
セル微細化による情報記録大容量化に加えて、上述の高
さの制御を付加することによって、情報記録量を飛躍的
に増大させることができる。即ち、記録媒体各点での情
報を記録媒体上での高さに対応させて記録できるため、
記録情報密度が高まり情報記録量を更に増大できる。

【００２３】一般に、電子線描画装置ではビームの位置
精度を１０ナノメータ程度とすることが可能である。こ
のため、記録媒体中での情報の位置及び高さを高精度に
制御することができる。このため、例えば地図情報を記
録する場合、極めて高精度に情報が記録される。ピクセ
ルの最小単位が上述のように小さくなくてもよい場合に
おいても、このように高精度な情報記録が可能となる。

【００２４】一方、高密度に情報が記録された加工基板
上のデータを読み取る際には、ピクセルの大きさが大き
い場合、光学的に読み取ることが可能となる。即ち記録
媒体として、可視光等の光が透過する加工基板上に上記
の位置及び高さが高精度に制御された情報に当たるレジ
ストパターンが形成されているものを用いる。これに光
源から制御された光を照射し、透過した光を拡大し投影
することあるいは拡大像を観察することによって、情報
の読み取りを行う。ここでレジストの高さが異なる凹凸
形状中を光が透過する際、透過距離が異なるために透過
光の強度変調が起こり、従来に比べて投影像強度に多く
の階調を持たせることが可能となるために情報量を増や
すことができる。また光が透過する際に位相も変調され
るために、隣接パターン間で干渉を起こし、像のコント
ラストを高めることも可能となり、従来に比べて情報量
を増やすことができる。また、透過光のみならず反射光
を用いても同様の効果を得ることができる。

【００２５】また、ピクセルの大きさが小さく光を情報
読み取りに用いることができない場合、走査型電子顕微
鏡を用いることにより行う。加工基板上に再び電子線を
照射して、その際基板から発生する二次電子を半導体検
出器で検出し、その信号を図形処理することにより表面
の凹凸形状を観察できる。そこで再生必要な箇所の位置
に電子線を照射することにより、所望のデータの読み取
りができる。ここでは、表面の三次元形状の再生が可能
であるために、加工基板上の情報を正確に読み取り、ま
た図形処理を用いれば読み取ったデータから入力データ
の正確な再生が可能となる。一般に面内及び高さ方向の
分解能は数ナノメータとすることができるため、形成パ
ターンの識別を小誤差で行なうことが可能である。

【００２６】ここで、本発明の基本となる記録媒体中で
の高さを変えての情報の記録方法について図２から図１
１を用いて説明する。図２はある一定現像条件下でのネ
ガ型電子線レジストの感度特性を示す。横軸は電子線照
射量、縦軸は残膜厚を示す。この特性は現像条件が一定
であれば常に一定となるものである。例えば、Ｄ₁とい
う照射量が与えられた場合、レジストの残膜厚はＴ₁で
一意に決まる。同様にＤ₂、Ｄ₃という照射量が与えられ
れば、レジストの残膜厚はＴ₂、Ｔ₃が一意に決まる。図
３から図６は本方法を用いた情報の記録方法を説明する
ものである。図３中の基板１００上にはネガ型電子線レ
ジスト１０１が塗布されている。ここに電子線１０２が
照射される。ここで電子線照射量はＤ₁、Ｄ₂、Ｄ₃（Ｄ₁
＜Ｄ₂＜Ｄ₃）であるとすると、現像後の断面形状は図４
のように電子線照射量に対応したものが得られる。この
ように記録媒体中での高さを変えての情報の記録方法が
可能となる。ここで、このレジストパターンをマスクと
してドライエッチングを行えば、基板１００とネガ型電
子線レジスト１０１のエッチング耐性の差を利用して、
図５のように加工でき記録の保持安定性が向上する。ま
た加工後にコーティング材１０３を施すことにより図６
に示す形状が得られ、記録媒体表面の保護が可能とな
る。

【００２７】また上記の方法はポジ型電子線レジストに
おいても適用できる。図７はポジ型電子線レジストの感
度特性を示す。横軸は電子線照射量、縦軸は残膜厚を示
す。この特性は図２と同様、現像条件が一定であれば常
に一定となるものである。例えば、Ｄ₄という照射量が
与えられた場合、レジストの残膜厚はＴ₄で一意に決ま
る。同様にＤ₅、Ｄ₆という照射量が与えられれば、レジ
ストの残膜厚はＴ₅、Ｔ₆が一意に決まる。図８中の基板
１０４上にはポジ型電子線レジスト１０５が塗布されて
いる。ここに電子線１０６が照射される。ここで電子線
照射量はＤ₄、Ｄ₅、Ｄ₆（Ｄ₄＜Ｄ₅＜Ｄ₆）であるとする
と、現像後の断面形状は図９のように電子線照射量に対
応したものが得られる。このように記録媒体中での高さ
を変えての情報の記録方法が可能となる。ここで、この
レジストパターンをマスクとしてドライエッチングを行
えば、基板１０４とポジ型電子線レジスト１０５のエッ
チング耐性の差を利用して、図１０のように加工でき記
録の保持安定性が向上する。また加工後にコーティング
材１０７を施すことにより図１１に示す形状が得られ、
記録媒体表面の保護が可能となる。

【００２８】このように、情報記録に当たって深さ又は
高さを有する凹凸を情報に対応させることで記録密度を
大きく向上させることができる。地図の等高線に従って
実際の地形の高度に対応して記録媒体中での高さを変化
させて記録することにより、情報量が増大する。

【００２９】情報の読み取りに当たっては、記録媒体上
に記録情報及びその記録情報に関する検索情報を共に記
録しておく。記録情報を読み取る際に検索情報を参照す
る。ここで情報を取捨選択して、必要情報を読み取るこ
とができる。これにより情報検索を効率化することがで
きる。検索情報中には記録媒体上での記録情報の位置が
含まれており、これに従い読み取り装置中で記録媒体を
載せるステージが移動して、所定の記録情報の位置に到
達する。ステージの移動が必要な理由は、情報を読み取
るエネルギー線（ここでは電子線）の偏向領域を大きく
することができないために、ステージを移動させること
により情報を読み取れる範囲を大きくし記録情報量を大
きくするためである。

【００３０】これまでは、特に通常の半導体プロセスに
用いられる装置を中心に述べたが、電子線の発生源とし
て、例えば第３６回応用物理関係連合講演会講演番号２
ｐ−Ｋ−１１（予稿集第５８５ページ）または第５０回
応用物理学会学術講演会講演番号２８ｐ−Ｋ−９（予稿
集第４８４ページ）に述べられているような、微細な電
界放射エミッタを用いれば、システム全体の小型化を図
ることができる。これらは辞書情報、地図情報、病状診
断情報、法律情報、人名情報等の記録及び読み取りに用
いられ、大容量の情報を簡便に取り扱うことができる。
また、外部からの情報を取得して、大容量の情報と照合
し車等の自動制御系等にも用いることができる。

【００３１】形成された記録媒体は、通常の光ディスク
等で用いられているスタンパにより複製し、大量に製作
することもできる。

【００３２】また、記録情報の読み取り方法としては、
電子線の他に光、荷電粒子、Ｘ線、ガンマ線あるいは走
査型トンネル電子顕微鏡や原子間力顕微鏡を用いること
で凹凸形状を読み取ることができる。

【００３３】

【実施例】以下、実施例にて本発明を詳細に説明する。

【００３４】（実施例１）本実施例では、凹凸情報を形
成するために特に情報の記録及び読み取りに電子線を用
いる場合について図１を用いて説明する。

【００３５】まず、高密度情報の記録方法及び製造方法
について述べる。記録すべき入力データを有する入力紙
面１を図１に示すように公知の光学的データ読み取り装
置２にかけ、入力データを読み取る。読み取られた入力
データはデータ変換器３を通じて、電子線描画装置に類
似した書き込み装置４の制御計算機５に入力可能なデジ
タルデータに変換される。このデータ変換段階において
は、デジタルデータは描画すべき加工基板６上でのパタ
ーンの位置や描画照射量等を含むものである。即ち、入
力データの文字や図形の形状や色によって識別し、加工
基板６上での電子線照射量等を任意に割り当てることが
できる。例えば、入力データ中の青色のパターンには５
μＣ／ｃｍ²を割当て、赤色のパターンには１５μＣ／
ｃｍ²を割当て、黒色のパターンには３０μＣ／ｃｍ²の
電子線照射量を割当てることができる。また、加工基板
６上での実寸法及びパターンの位置については任意に選
択でき、それらの情報は加工基板６上の一定の部分に記
録されて、情報の読み取り時に用いられる。また、情報
の加工、修正に関してはデータ変換器３に対話式で行う
ことができる。

【００３６】次に、情報の記録にあたる製造方法につい
て述べる。書き込み装置４は図１に示すように次のよう
な構成からなっている。電子線７は電子銃８から放射さ
れ、少なくとも１つの収束レンズ９、対物レンズ１０、
偏光器１１を通じ、細く収束されて加工基板６上に照射
される。ここで加工基板６は可動のステージ１２上に設
置され、偏向器１１の偏向可能領域外の部分にも電子線
が照射できるように、適宜加工基板６を移動する機構と
なっている。書き込み装置４の鏡体１３内はイオンポン
プ等の高真空ポンプにより高真空に保たれており、描画
前の加工基板６を蓄える描画前ストッカ１４を備えた試
料交換室１７とはバルブ１５で隔絶されている。ここで
は加工基板６として、４インチのシリコンウェハにネガ
型電子線レジスト（例えばＲＤ−２０００Ｎ、日立化成
製、登録商標）を０.１ミクロンメータの厚さに塗布し
たものを用いる。ただし、ウェハの大きさ、レジストの
膜厚はこれらに限るものではない。描画前ストッカ１４
に加工基板６を装填する際は、試料交換室１７の真空度
を一旦大気圧にまで低下させた後に行い、装填後に再び
真空度を上昇させる。このために鏡体１３内は常に高真
空が維持される。試料交換室１７の真空度が十分に上昇
した後、加工基板６は描画前ストッカ１４から搬送ベル
ト１６を介してステージ１２上に移動する。その後、制
御計算機５から偏光器１１、ステージ１２に指令が送ら
れて、加工基板６上の所望の位置にパターンが描画され
る。電子線７の加速電圧は大きい方が望ましく例えば３
０ｋＶの加速電圧で加速されて加工基板６上に照射され
る。上述のように、青色のパターンには５μＣ／ｃｍ²
を割当て、赤色のパターンには１５μＣ／ｃｍ²を割当
て、黒色のパターンには３０μＣ／ｃｍ²を割当てられ
ていたために、加工基板６上には入力データに応じた照
射がなされることになる。そしてパターンの最小照射領
域は装置の電子線収束性能に依存するが、例えば０.１
μｍで大量のデータの照射が行われる。描画終了後に加
工基板６は搬送ベルト１８を介して試料交換室１９に送
られる。ここでも、鏡体１３と試料交換室１９はバルブ
２０によって隔絶されており、加工基板６を取り出すた
めに試料交換室１９を大気圧にしても、鏡体１３内は常
に高真空が維持される構造となっている。ここで描画位
置の正確な位置決定のために、加工基板６上に通常の半
導体製造工程で用いられる合わせマークを形成してお
き、これを電子線で読み取ることによって描画位置の正
確な決定を行なってもよい。

【００３７】描画が終了した加工基板６は、搬送ベルト
２１を介して現像機２２に送られる。試料交換室１９と
現像機２２の間にもバルブ２３が設置されて、試料交換
室１９と外部を隔絶している。現像機２２内部では、現
像前あるい現像後にホットプレート等により加工基板６
を加熱する機構、通常の現像液を滴下し現像操作を行う
機構、水洗により加工基板６を洗浄する機構、遠心分離
等による加工基板６の乾燥及び大気から隔絶して窒素等
を充填する現像雰囲気の制御機構等が備わり、一連の現
像処理を行うことができる。現像液としては例えばアル
カリ系の通常の現像液を用い、３０秒の現像、３０秒の
水洗、３０秒の遠心分離乾燥によりパターンを形成し
た。形成後のパターンの高さは電子線照射量に応じた高
さとなった。以上により、加工基板６上に最小寸法０.
１μｍの記録すべき情報の記録ができた。上記の処理は
自動的に制御される機構となっている。現像が終了した
加工基板６は搬送ベルト２４を介して、描画後ストッカ
２５に送られ保管される。

【００３８】ここでは、電子線照射量を入力パターンの
色によって割り当てたが、その他に、速度、風向等のベ
クトルの方向と大きさ、あるいは形状、音の高さ、温
度、深さ、高度等のスカラー量の大きさ等によって割り
当ててもよい。即ち、情報の種類を次元数で分類する
と、一次元情報、二次元情報、三次元情報ということが
できる。一次元情報には上記のように光や音等の波動の
波長や周波数や振幅、地図情報である山の高さや海の深
さが含まれる。二次元情報には文字、絵、等高線を含め
た地図、写真、本、ドキュメント、イメージが含まれ
る。三次元情報には地図上の道路の立体交差や風速、水
流の流速等の三次元ベクトル量が含まれる。

【００３９】一般に電子線描画装置での電子線走査にお
いては、電子線の位置精度が非常に高いために特に地図
情報の取扱において効果が高い。

【００４０】また、記録される情報の内容としては、デ
ジタル信号及びアナログ信号のどちらでもよい。即ち、
レジストの残膜厚は任意に選択できることから、デジタ
ル信号に対しては特定の値のみを取るように指定すれば
良く、アナログ信号に対しては連続量を指定させればよ
い。

【００４１】ここで、現像の終了した加工基板６をその
まま次の処理に進めてもよいが、表面を金等の金属薄膜
の蒸着膜や公知の有機樹脂等の薄膜で覆い、表面を保護
することをしてもよい。

【００４２】次に加工基板６上に記録された情報の読み
取りを行う方法について述べる。図１に示すように、走
査型電子顕微鏡に類似した読み取り装置５０は次のよう
な構成からなっている。電子線５１は電子銃５２から放
射され、少なくとも１つの収束レンズ５３、対物レンズ
５４、偏向器５５を通じ、細く収束されて加工基板６上
に照射される。ここで加工基板６は可動のステージ５６
上に設置され、偏向器５５の偏向可能領域外の部分にも
電子線が照射できるように、適宜加工基板６を移動する
機構となっている。読み取り装置５０の鏡体５７内はイ
オンポンプ等の高真空ポンプにより高真空に保たれてお
り、読み取り前の加工基板６を蓄えるストッカ５８を備
えた試料交換室６０とはバルブ５９で隔絶されている。
ストッカ５８に加工基板６を装填する際は、試料交換室
６０の真空度を一旦大気圧にまで低下させた後に行い、
装填後に再び真空度を上昇させる。このために鏡体５７
内は常に高真空が維持される。試料交換室６０の真空度
が十分に上昇した後、加工基板６はストッカ５８から搬
送ベルト６１を介してステージ５６上に移動する。電子
線５１は例えば１ｋＶの加速電圧で加工基板６に照射さ
れる。ここで電子線５１の照射領域の設定、ステージ５
６の制御等は制御計算機６２によって行われる。加工基
板６上に電子線５１が照射されると、加工基板６表面か
ら二次電子または反射電子６３が発生する。これを半導
体検出器６４で検出する。この二次電子または反射電子
６３は表面の凹凸形状によって発生量が異なるため、検
出信号を画像処理装置を備えた情報検索解析装置６５を
介して処理しモニタ６６上に投影することによって、加
工基板６表面の構造を正確に再生することができる。こ
こで照射領域の設定には、情報記録時に加工基板６上の
一定部分に書き込まれた位置情報を読み取ることによっ
て行う。これにより、ステージ５６の移動及び電子線５
１の偏向領域の設定が行われる。

【００４３】このように、電子線を用いて情報を記録媒
体に高密度に蓄積する高密度情報記録方法とその製造方
法及び高密度情報の読み取り方法を実現することができ
た。ここで画像処理装置を備えた情報検索解析装置６５
では加工基板６上の構造を反映して、高さが異なる部分
には異なる色を着色指定することができるため入力デー
タの忠実な再現ができ、プリンタ６７から出力紙面６８
を出力することによって入力データの再生が可能であ
る。また読み取り装置５０での観察倍率を任意に選ぶこ
とができることから、任意の倍率の記録形状の再現がで
きる。

【００４４】（実施例２）本実施例ではレジストパター
ンをエッチングマスクとして用いて、加工基板にパター
ンを転写する方法について説明する。図１２と図１３は
その方法について述べたものである。図１２は現像後の
断面形状を示す。基板１５０上にネガ型電子線レジスト
１５１のパターンが形成されている。この構造を例えば
ＣＣｌ₄プラズマ中においてドライエッチングを施す。
ここでネガ型電子線レジストとして、例えばＲＤ−２０
００Ｎ（日立化成製、登録商標）を用いた。ネガ型電子
線レジストＲＤ−２０００Ｎとシリコンのドライエッチ
ング選択比は１対５であるため、シリコンエッチング加
工中にもネガ型電子線レジストがエッチング加工され
る。このため、図１３に示すように加工基板１５０に段
差が形成された。

【００４５】ここで、現像の終了した加工基板６をその
まま次の処理に進めてもよいが、表面を金等の金属薄膜
の蒸着膜や公知の有機樹脂等の薄膜で覆い、表面を保護
する膜を形成することをしてもよい。このようにして、
情報の記録を行なうことができた。

【００４６】上記の実施例１、実施例２では加工基板６
として４インチのシリコンウェハにネガ型電子線レジス
トを塗布したものを用いたが、情報は基板を構成する絶
縁体、半導体、導電体の少なくとも一つに記録されてい
ればよい。即ち、基板材料と情報記録部分はこれらの組
合せ又は同一のものである。絶縁体としてはレジスト、
プラスチック等の有機樹脂及び塗布性のものを含めたガ
ラスの少なくとも一つを含めばよい。シリコンウェハの
代わりにシリコンウェハ上に酸化膜あるいは窒化膜等を
成長させたものでもよい。半導体としてはシリコンと同
じくIV族半導体のゲルマニウム及びそれらの化合物、Ｇ
ａＡｓ等のIII−Ｖ族半導体及びそれらの化合物、Ｚｎ
Ｓｅ等のII−VI族半導体及びそれらの化合物の少なくと
も一つを含めばよい。また導電体としてはアルミニウ
ム、ステンレス等の金属基板であればよい。これらの形
状は円形に限らず矩形でも良く、書き込み装置４に装填
可能なものであればよい。

【００４７】また、上記の実施例１、実施例２では、ネ
ガ型電子線レジストの場合について述べたが、ポジ型電
子線レジストについても同様のことが適用できるのは言
うまでもない。ポジ型電子線レジストとして、例えばＲ
Ｅ−５０００Ｐ（日立化成製、登録商標）を用いればよ
い。

【００４８】また、上記の実施例１、実施例２では電子
線の場合のみについて述べたが、情報の記録及び読み取
りについて同様のことがＸ線または可視光または紫外線
またはイオン線等の荷電粒子またはガンマ線についても
適用できることも言うまでもない。

【００４９】上記の実施例１、実施例２では情報は基板
表面の所定の複数領域に多段階の深さ又は高さを有する
凹凸を形成し、それぞれの深さ又は高さは独立して所定
の情報と一対一に対応しており、しかもそれらの基板上
での位置はランダムに配置することができる。このため
光ディスク等のように、記録媒体中での情報の位置に制
限はなく任意の位置に情報を記録することができる。

【００５０】上述の内容からわかるように、本実施例で
説明した情報の形態は読み取りのみ（ＲＯＭ、Read Onl
y Memory、リードオンリメモリ）である。

【００５１】上述の記載では、記録媒体はウェハ形状の
ままの形態を取っていたが、形状はこれに限られないこ
とは言うまでもなく、情報の記録及び読み取り時に各々
の装置に装填可能であれば任意の形状を取ることができ
る。例えば、カードに組み込んだ形状、ペンダントに組
み込んだ形状があげられる。あるいは基板の形状そのも
のがカード又はペンダント状となっているものでもよ
い。

【００５２】（実施例３）実施例１及び実施例２におい
て、情報は基板表面の所定の複数領域に多段階の深さ又
は高さを有する凹凸を形成し、それぞれの深さ又は高さ
は独立して所定の情報と一対一に対応しており、しかも
それらの基板上での位置はランダムに配置することがで
きる方式について説明した。全く同様な考え方は基板表
面の所定の複数領域にｎ段階（ｎは３以上）の深さ又は
高さを有する凹凸を含み、それぞれの凹凸の深さ又は高
さは独立してｎ値の所定情報と一対一に対応しているよ
うな状況にも適用できる。本実施例と実施例１及び実施
例２との差は、情報の記録位置が特にランダムである必
要はなく、光ディスクや磁気ディスク及び光磁気ディス
クについても適用できる点にある。記録された情報はラ
ンダムアクセス可能なものである。

【００５３】（実施例４）本実施例では情報の記録方法
及び製造方法について説明する。

【００５４】基板若しくは基板及び基板上に形成された
材料を含めた基板表面を、多段階に深さ又は高さが独立
して所定情報と一対一に対応するように加工することが
できる。ここで段階数は任意であるが、３段階以上であ
ることが望ましい。

【００５５】方法としては化学的加工法及び機械的加工
法があげられる。化学的加工法とは上述のように、基板
表面上に設置されたエネルギー線に対して感応性を有す
る材料に、情報に対応したエネルギー線の照射を行な
い、同材料を現像又はその現像後にエッチングして凹凸
を形成する方法である。ここでエッチングは同材料のみ
を加工しても良く、あるいは基板にまで進行させて凹凸
形状を基板に転写してもよい。また基板上にエッチング
特性の異なる膜を多層状に形成することで、凹凸形状を
顕著にさせて読み取りが容易になるようにすることもで
きる。感応性を有する材料としては、レジストあるいは
感光性を有する塗布型ガラス（ＳＯＧ、スピンオングラ
ス）があげられる。材料特性としては、感度特性の非飽
和領域若しくは飽和領域を用いる。ここで飽和領域とは
感度特性の中で例えば電子線の場合、電子線照射量が大
きく特性変化が消失した領域を指す。ネガ型では図２に
示すように残膜厚が塗布膜厚に対して１００％となった
領域、ポジ型では図７に示すように残膜厚が塗布膜厚に
対して０％となった領域である。非飽和領域とは、それ
以外の部分を指す。

【００５６】ここでエネルギー線としては、電子線の他
に光、イオン線等の荷電粒子、Ｘ線あるいはガンマ線を
用いる。電子線の利点としては細く絞ることができ微細
加工性に優れていること、欠点としては電子の質量が小
さいために散乱されやすく近接パターンの重なりが生じ
る、いわゆる近接効果があることがあげられる。光の利
点としては技術的に最も成熟しており技術的蓄積が大き
いこと、欠点としては本発明のようにパターン毎に照射
量を変化させる場合にはマスクに特別のフィルタ等を付
加して照射量を変化させる必要があることがあげられ
る。イオン線等の荷電粒子の利点としては電子線と同じ
く細く絞ることができ微細加工性に優れていること、欠
点としては質量が大きいために偏向できる領域を大きく
取れず加工速度が小さいことがあげられる。Ｘ線あるい
はガンマ線の利点としては直進性が高いために微細加工
性に優れていること、欠点としては光と同様にマスクに
特別のフィルタ等を付加して照射量を変化させる必要が
あることがあげられる。

【００５７】一方、機械的加工法とは基板表面を直接的
に加工する方法を指す。例えば、走査型トンネル電子顕
微鏡を用い、探針に印加する電圧をパルス的に大きくす
ることによって表面原子を剥ぎ取ったり、環境雰囲気中
の浮遊物質を付加することが可能であることが知られて
いる。本方法を用いることにより、原子レベルで表面段
差を形成することができ、同一地点においてパルスの印
加回数を調整することによって、基板表面の深さ又は高
さを変化させることができた。また集束イオン線を用い
ることでも、基板表面をエッチングすることあるいは基
板表面に物質を付加することが可能であることが知られ
ている。本方法を用いることにより、照射イオン量を調
整することで基板表面の深さ又は高さを変化させること
ができた。

【００５８】（実施例５）本実施例では情報の読み取り
方法について説明する。

【００５９】基板表面の所定の複数領域に形成された多
段階の深さ又は高さを有する凹凸を含み、これら凹凸の
深さ又は高さを独立して所定情報と一対一に対応させ
て、かつランダムに基板表面に配置されている記録媒体
の情報や、基板表面の所定の複数領域に形成されたｎ段
階（ｎは３以上）の深さ又は高さを有する凹凸を含み、
これら凹凸の深さ又は高さを独立してｎ値の所定情報と
一対一に対応させている記録媒体の情報を電子線を用い
て読み取ることができた。ここで電子線の他に光、イオ
ン線等の荷電粒子、Ｘ線あるいはガンマ線を用いること
もできた。

【００６０】実施例４において基板表面の凹凸を走査型
トンネル電子顕微鏡を用いて形成することについて述べ
た。この場合凹凸は原子サイズのものであるために、検
出に当たり超高分解能の走査型電子顕微鏡を用いてもよ
いが、情報記録時と同様に走査型トンネル電子顕微鏡を
用いて表面の凹凸を検出することができた。絶縁体材料
については走査型トンネル電子顕微鏡の感度が不十分で
あるために、原子間力顕微鏡を用いることによって明確
な読み取り信号を得ることができた。

【００６１】（実施例６）本実施例では上記実施例１か
ら実施例３において記述した記録媒体を複製する方法に
ついて説明する。

【００６２】基板表面の所定の複数領域に形成された多
段階の深さ又は高さを有する凹凸を含み、これら凹凸の
深さ又は高さを独立して所定情報と一対一に対応させ
て、かつランダムに情報が基板表面に配置されている記
録媒体や、基板表面の所定の複数領域に形成されたｎ段
階（ｎは３以上）の深さ又は高さを有する凹凸を含み、
これら凹凸の深さ又は高さを独立してｎ値の所定情報と
一対一に対応させている記録媒体を形成するには、上述
のように複雑な手順を踏まえる必要がある。

【００６３】そこで同一の内容の記録媒体を大量に製作
するに当たっては、別の方式を取る必要がある。記録媒
体の原版が形成された際、これを通常の光ディスクで用
いられているスタンパに挿入することによって、大量の
同一品を複製することが可能となった。

【００６４】（実施例７）本実施例では上記実施例１か
ら実施例５において説明した情報記録媒体、及び情報の
記録及び読み取り方法を用いたシステムについて記述す
る。

【００６５】図１４は情報記録後の加工基板２００であ
る。ここでは格子の一つが入力情報の単位に相当する。
これをそのまま用いてもよいが、図１５に示すように切
り出して小単位のチップ２０１にする、または切り出し
たチップ２０１の１個あるいは複数個を有機樹脂等で作
られた小片にはめこんでカード２０２とすることで持ち
運び及び保管に簡便なようにすることができる。あるい
はペンダントにはめこんでもよい。そして、これらのチ
ップ２０１またはカード２０２を実施例１で述べた読み
取り装置に装着することにより、記録情報を読み取るこ
とができる。ここで、記録が蓄積された領域が小規模に
なり、電子線５１の偏向領域内に領域を限定することも
できるために、ステージ５６を省くことができる。ま
た、微細な電界放射エミッタを用いれば、読み取り装置
全体の小型化を図ることができる。このため、ハンディ
タイプのターミナルとして用いることができる。

【００６６】以下では情報の記録後に加工基板２００を
切り出してカード２０２とし、読み取り装置に着脱可能
とした例について説明する。しかし、加工基板２００そ
のまままたはチップ２０１あるいはペンダント形状の場
合についても同様であることは言うまでもない。

【００６７】カード２０２内には、辞書情報、地図情
報、病状診断情報、法律情報、人名情報等が記録されて
おり、図１６に示すように利用者はそれを読み取り装置
２０３に装着して情報を入力する。入力された情報は情
報検索解析装置２０４にて解析される。情報検索解析装
置２０４には音声認識入出力装置２０５またはアンテナ
等の外部情報入力装置２０６を装着でき、情報の検索解
析を容易にする。また情報検索解析装置２０４にはモニ
タ２０７が装着され必要な情報を取得することができ、
またプリンタ２０８を用いて書面にすることもできる。
これにより、大容量の情報を簡易に保管、読み取り可能
となった。

【００６８】また、情報検索解析装置２０４は駆動系
（図示せず）に接続することもでき、検索解析した情報
に基づいて車等の駆動制御をすることもできた。

【００６９】（実施例８）本実施例では本発明に係るナ
ビゲーションシステムについて図１７及び図１８を用い
て説明する。図１７に示すように、地図情報が記録され
たカード３００を、自動車３０１に装備された読み取り
装置３０２に装着する。モニタ３０３上には図１８に示
すように地図情報が再生される。ここで自動車３０１に
はアンテナ３０４が装備されており、現在位置及び現在
の混雑状況の情報を受信している。これにより、モニタ
３０３上には現在の走行位置及び混雑状況が映しださ
れ、今後の最適経路を運転者３０５自身が選択できる。
また、自動車３０１に装備された、情報検索解析装置３
０６により、目的地をライトペン等で入力して最適経路
を出力させることもできる。また、駆動系に接続するこ
とで自動運転も実現できた。以上のようにして、自動車
のナビゲーションシステムを実現できた。

【００７０】（実施例９）本実施例では本発明に係る車
椅子の安全走行システムについて図１９及び図２０を用
いて説明する。図１９に示すように、地図情報が記録さ
れたカード４００を、車椅子４０１に装備された読み取
り装置４０２に装着する。モニタ４０３上には図２０に
示すように地図情報が再生される。ここで車椅子４０１
にはアンテナ４０４が装備されており、現在位置の情報
を受信している。これにより、モニタ４０３上には現在
の走行位置が映しだされ、今後の最適経路を利用者４０
５自身が選択できる。また、車椅子４０１に装備された
情報検索解析装置４０６により、ライトペン等で目的地
を入力して最適経路を出力させることもできる。また、
車椅子４０１にはモータを内蔵することもでき、自動搬
送が可能とすることもできる。このようにして、車椅子
の安全走行システムを実現できた。

【００７１】（実施例１０）本実施例では本発明に係る
視覚が不自由な人々の安全歩行システムについて図２１
を用いて説明する。図２１に示すように、地図情報が記
録されたカード５００を、杖５０１に装備された読み取
り装置５０２に装着する。ここで杖５０１にはアンテナ
５０３が装備されており、現在位置の情報を受信してい
る。位置情報は音声認識入出力装置５０４から、イアフ
ォン５０５を介して利用者５０６に伝えられる。また利
用者５０６は、目的地をマイクロフォン５０７を介して
音声認識入出力装置５０４に与える。その情報は情報検
索解析装置５０８により判断され、読み取り装置５０２
から得られた地図情報と照合されて最適経路が選択され
る。その結果は再び音声認識入出力装置５０４から、イ
アフォン５０５を介して利用者５０６に伝えられる。こ
こでは、常にアンテナ５０３より得られる現在位置情報
を参照しながら、利用者５０６に移動方向の指示が与え
られる。このようにして、視覚の不自由な人々の安全歩
行システムを実現できた。

【００７２】上記の実施例では、読み取りの際に必要な
情報として、電波、ライトペン、音声のデータが用いら
れていたが、その他にキーボード、手書き文字、他の装
置からの通信データを用いても同様な効果が得られるこ
とは言うまでもない。また、読み取り情報の出力データ
として、モニタ、音声、プリンタに出力された絵や文
字、駆動系への命令信号のデータが用いられていたが、
その他に電波、他の装置への電送信号、磁気や光または
光磁気ディスク等の記録装置への書き込み信号、本発明
に用いられた新たな入力パターンデータを用いても同様
な効果が得られることは言うまでもない。

【００７３】（実施例１１）本発明に係る大容量ファイ
リングシステムの構成図を図２２に示す。まず情報の記
録について説明する。文書、地図、図表等の入力紙面６
０１を光学的データ読み取り装置６０２を用いて読み取
り、デジタルデータを作成する。そして、データ変換装
置６０３によりデータの圧縮及びコード化が行われ、電
子線描画装置対応の入力データが作成される。ここでデ
ータ変換装置はデータの修正、合体等の編集機能を有す
るものであり、入力データは対話式に編集される。この
際、入力データには描画パターン、電子線照射量が含ま
れる。そして、入力データの一単位毎に入力情報のキー
ワード、ページ、書名等の記録内容に関するものと、入
力データを描画する媒体中での位置に関するものを含む
検索情報を与える。媒体中での位置に関しては記録者が
与えてもよいし、自動的に付与されるようにしてもよ
い。この検索情報は後の電子線描画の際に描画パターン
と共に描画して、記録情報読み取りを容易にするもので
ある。このように入力データが作成された後に、電子線
描画装置を原形とする書き込み装置６０４において記録
媒体に情報を記録する。書き込み装置６０４は制御計算
機６０５により制御されている。ここでは記録媒体基板
として、直径４インチのシリコンウェハ６０６を用い
た。ただし、基板の材料としてシリコンに限定されるこ
とはなく、その他の半導体基板や絶縁体基板もしくは金
属等の導電性基板でもよいことは言うまでもなく、大き
さも４インチに限定されないことも言うまでもない。

【００７４】ここで入力図面から電子線描画用入力デー
タが作成されるまでのデータの流れを図２３を用いて説
明する。入力図面は光学的データ読み取り装置（スキャ
ナ）において読み取られ、デジタルデータが生成されデ
ータ変換装置へ送られる。データ変換装置では、まず濃
淡判別を含む色判別コード化が行われ入力図面の色や濃
淡が識別される。次にデータ変換装置に設置されたディ
スプレーを用いて特定の領域に分割し、各領域を単なる
点の集合であるイメージデータとして処理するか、始点
と方向及び長さで表現されたベクトルデータとして処理
するかを指定する。前者の場合、任意図形を記述可能で
あるが図形追加等の編集や回転や拡大等の図形変換を行
うことができない。一方後者の場合、記述可能な図形に
制限があるが図形変換を行うことができる。このため、
対象とする入力図面の用途によりいずれのデータである
かを指定する必要がある。上記の指定後に、イメージデ
ータと指定された領域では電子線描画で許容される矩形
等の要素図形へのイメージデータ要素図形分解が行われ
る。一方、ベクトルデータと指定された領域では、ベク
トル化のためのラスタ・ベクトル変換、編集及び図形変
換等の処理がなされた後にイメージデータと同じくベク
トルデータ要素図形分解が行われる。そして、要素分解
後の両図形の合体がなされ、電子線描画用データへのフ
ォーマット変換が行われて、データは書込み装置の制御
計算機へ送られる。この際に描画パターン毎に電子線照
射量を指定することにより、出来上がりの記録媒体上で
の高さを変化させることが可能となる。この指定値はあ
らかじめデータ変換装置に与えた標準値を用いてもよ
く、あるいは必要に応じて利用者が入力データを確認し
ながら指定してもよい。

【００７５】実際の記録の手順として、シリコンウェハ
６０６上にネガ型電子線レジストを例えば１００ナノメ
ータの厚さに塗布したものを書き込み装置６０４内に入
れ、入力データをシリコンウェハ６０６上のある領域に
描画する。ここで、前述の検索情報を他の特定の領域に
描画する。また描画パターンは先に指定された場所に描
画されるが、電子線の偏向領域は一般にシリコンウェハ
６０６よりも小さいために、指定位置での描画のため
に、シリコンウェハ６０６を乗せたステージ６０７が移
動した後に描画が開始する。この手順を入力データすべ
てについて行なうことにより、データの書き込みが行な
われる。その後、ウェハは書き込み装置６０４に付属の
現像機６０８において現像されて、レジストパターンが
形成されて最終的な入力データの記録が完了する。ここ
でレジストとしてネガ型に限定されることはなく、ポジ
型でもよいことは言うまでもない。また、レジストパタ
ーン形成後に、ドライエッチング等により基板にパター
ンを転写するようにしてもよい。また、パターン形成後
の基板上に保護膜をつけて、パターンを保護することを
行ってもよい。ここで入力データの検索情報はシリコン
ウェハ６０６と共に、制御計算機６０５に付属の磁気デ
ィスク等の外部記録装置に記録されてもよい。次に情報
の読み取りについて説明する。記録情報を含む記録媒体
であるシリコンウェハ６０６を電子顕微鏡を原形とする
読み取り装置６０９に装填する。ここでもシリコンウェ
ハ６０６は移動可能なステージ６１０上に乗せられる。
読み取りたい情報に関するキーワードを制御計算機６１
１に入力すると、検索情報の記録された領域を電子線６
１２が走査し、そこから発生する反射電子または二次電
子６１３を半導体検出器６１４で検出し、パターン認識
により先に入力されたキーワードに関連する検索情報部
分が判定されて画面に表示される。利用者はこれを判断
し、正しければ次のステップに進む。読み取り装置６０
９は検索情報中のシリコンウェハ６０６上の位置を検出
し、ステージが自動的にその位置に移動する。その後、
電子線６１２がその周辺領域を走査して記録媒体から発
生する反射電子または二次電子６１３を半導体検出器６
１４で検出し、これを出力装置６１５に付属のモニタ６
１６上に表示することにより利用者が情報を読み取るこ
とを可能とする。出力装置６１５内には画像処理装置が
設置されており、反射電子または二次電子の信号を処理
することが可能である。例えば、記録媒体中に高さを変
えて記録された情報は、反射電子または二次電子の強度
が異なるため、画像処理により各々の高さの情報に対し
て色を付与することが可能である。ここで出力装置６１
５にはプリンタ６１７が付設されており、読み取った情
報内容を印刷し出力紙面６１８を得ることができる。

【００７６】ここで記録媒体であるシリコンウェハから
出力紙面が作成されるまでのデータの流れを図２４を用
いて説明する。シリコンウェハをセットし、読み取りた
い情報に関するキーワードを制御計算機に入力する。そ
の後データ格納位置の記録された検索情報領域を電子線
が走査し、そこから発生する反射電子または二次電子を
半導体検出器で検出して検索情報が取り込まれる。次い
で先に入力されたキーワードに関連する検索情報部分が
パターン認識により判定されて画面に表示される。利用
者はこれを判断し、正しければ次のステップに進む。読
み取り装置は求まったデータ格納位置に従ってシリコン
ウェハ上の位置を検出し、ステージをその位置に移動さ
せる。そして電子線がその指定領域を走査して記録媒体
から発生する反射電子または二次電子を半導体検出器で
検出して検出信号が取り込まれる。この検出信号は出力
装置に送られ、画像処理後に付属のモニタ上に表示する
ことにより利用者が情報を読み取ることが可能となる。
ここで出力装置にはプリンタが付設されており、読み取
った情報内容を印刷し出力紙面を得ることができる。以
下、キーワード入力からの手順を繰り返すことによっ
て、複数の情報を読み取ることが可能となる。

【００７７】上記のデータ変換装置、制御計算機はＣＰ
Ｕとプログラムを格納するメモリを少なくとも含み、上
記の処理フローをソフトウェアにて実現している。

【００７８】次に本発明の適用例として、原著論文内容
を記録し読み取ることを示す。記録したい原著論文を光
学的データ読み取り装置６０２で読み取らせ、論文内容
のデジタルデータを作成する。この際に検索情報を同時
に与える。例えば、論文題名、著者、所属機関、論文誌
名、ページ、論文内容を示すキーワード等があげられ
る。そして、データ変換装置６０３によりデータの圧縮
及びコード化が行われ、電子線描画装置対応の入力デー
タが作成される。ここでデータ変換装置６０３において
データの修正、合体等の編集が可能であり、入力データ
は対話式に編集される。この際、入力データには記録す
べき描画パターン、電子線照射量が含まれる。例えば、
論文誌面の色に対応して電子線照射量を変化させること
を行う。これによって、出来上がりのレジストパターン
の高さを変化させることが可能となり、情報記録量を増
大させることができる。そして、前述のように入力デー
タの一単位毎に入力情報のキーワード、ページ、書名等
の記録内容に関するものと、入力データを描画する媒体
中での位置に関するものを含む検索情報を与える。位置
に関しては自動的に付与されるようにしてもよい。この
ように入力データが作成された後に、電子線描画装置を
原形とする書き込み装置６０４において記録媒体に情報
を記録する。ここでは記録媒体基板として、直径４イン
チのシリコンウェハ６０６を用いた。シリコンウェハ６
０６上にネガ型電子線レジストを例えば１００ナノメー
タの厚さに塗布したものを書き込み装置６０４内に入
れ、入力データをシリコンウェハ６０６上のある領域に
描画する。そして、前述の検索情報を他の特定の領域に
描画する。

【００７９】これについて図２５を用いて説明する。図
２５はシリコンウェハを上から見た図である。シリコン
ウェハ７００上の特定の情報領域７０１に所定の情報が
記録される。そしてこの情報に関する検索情報が他の特
定の検索情報領域７０２に記録される。ここで検索情報
は１ヶ所にまとめて記録されてもよいし、複数箇所に記
録されてもよい。

【００８０】一方、描画パターンは先に指定された場所
に描画されるが、電子線の偏向領域は一般にシリコンウ
ェハ６０６よりも小さいために、指定位置での描画のた
めに、シリコンウェハ６０６を乗せたステージ６０７が
移動した後に描画が開始する。この手順を入力データす
べてについて行なうことにより、データの書き込みが行
なわれる。その後、ウェハは書き込み装置６０４に付属
の現像機６０８において現像されて、最終的な入力デー
タの記録が完了する。ここで入力データの検索情報はシ
リコンウェハ６０６と共に、制御計算機６０５に付属の
磁気ディスク等の外部記録装置に記録されてもよい。４
インチシリコンウェハ上に記録可能な情報量は前述のよ
うに大量であるために、上記の記録は一度に多くの原著
論文の記録のために用いることが望ましく、例えばデー
タベースを作成することに特に好適である。

【００８１】次に情報の読み取りについて説明する。記
録情報を含む記録媒体であるシリコンウェハ６０６を電
子顕微鏡を原形とする読み取り装置６０９に装填する。
ここでもシリコンウェハ６０６は移動可能なステージ６
１０上に乗せられる。読み取りたい論文に関する情報、
例えば論文名、著者等のキーワードを制御計算機６１１
に入力すると、検索情報の記録された領域を電子線６１
２が走査し、そこから発生する反射電子または二次電子
６１３のパターンを半導体検出器６１４で検出し、パタ
ーン認識により先に入力されたキーワードに関連する検
索情報部分が判定されて画面に表示される。利用者はこ
れを判断し、正しければ次のステップに進む。読み取り
装置６０９は検索情報中のシリコンウェハ６０６上の情
報の記録位置を検出し、ステージ６１０がその位置に移
動する。その後、電子線６１２がその指定領域を走査し
て記録情報をそこから発生する反射電子または二次電子
６１３のパターンを半導体検出器６１４で検出し、これ
を出力装置６１５付属のモニタ６１６上に表示すること
により利用者が情報を読み取ることが可能となる。ここ
で、記録の際に媒体中での高さを変えて記録された情報
は、読み取りの際に反射電子または二次電子の強度が異
なることから、画像処理によりその差を色として出すこ
とが可能である。ここで出力装置６１５にはプリンタ６
１７が付設されており、読み取った情報内容を印刷し出
力紙面６１８を得ることができる。

【００８２】また、上記の電子線の発生源として微細な
電界放射エミッタを用いることにより、システム全体の
小型化を図ることができた。

【００８３】上記の実施例では記録情報の書込みと読み
取りの方法として電子線の場合について述べたが、記録
情報の書込みあるいは読み取りに光、イオン等の荷電粒
子、Ｘ線、ガンマ線、走査型トンネル顕微鏡あるいは原
子間力顕微鏡を用いても同様の結果が得られた。

【００８４】本実施例では、原著論文のような文書につ
いて説明したが、記録内容としてはそれに限られること
はなく、その他に辞書情報、病状診断情報、法律情報、
人名情報等の文書や地図、写真等の画像情報でもよい。
また入力情報として手書きの文書、例えば住民台帳、統
計回答結果等を用いてもよい。その場合には、入出力装
置にそれぞれの情報に対応する形式のものを用いればよ
い。例えば、画像の場合には分解能を高めた光学的読み
取り装置や高分解能プリンタを必要とし、手書き文書の
場合には入力に当たりパターン認識が可能な装置を光学
的スキャナーに付与すればよい。

【００８５】（実施例１２）本発明に係る記録装置、読
み取り装置の配置の方法について説明する。一般の記録
装置は一括して大量の情報を記録することに用いられ
る。このために同一の内容を複数作成することを想定し
た場合、記録は１ヶ所で行うことが効率的である。そし
て、出来上がった記録媒体を複数箇所に設置された読み
取り装置で読み取るようにすればよい。例えば、文書等
のデータベースを本方法で作成した場合、読み取り装置
を所有すれば情報を自由に利用することができる。この
ため、高価なデータ回線を使用することなく、データベ
ースを利用することができる。記録媒体は持ち運び可能
な小型のものであるために、通常使用されているフロッ
ピーディスクと同様に簡便に保管し使用することができ
る。

【００８６】ここでデータベース作成の際、通常の光デ
ィスク等の製作時に用いられているスタンパを用いて複
製することで、作成量を増大することができた。

【００８７】（実施例１３）本発明に係るナビゲーショ
ンシステムの説明図を図２６に示す。ここでは情報読み
取りのために電子線を用い、移動体を駆動する場合につ
いて説明する。記録情報を含む記録媒体８０１を電子顕
微鏡を原形とする読み取り装置８０２に装填する。電子
線８０３は電子源８０４から発生し、幾つかの絞りやレ
ンズを通り細く集束されて記録媒体８０１上に照射され
る。ここで電子線の加速電圧は５ｋＶとしたが、この値
に限らないことは言うまでもない。電子線８０３は制御
計算機８０５からの命令により走査され、記録媒体８０
１上の所定領域に照射される。この照射により記録媒体
８０１から反射電子または二次電子８０６が発生する。
これを半導体検出器８０７で検出し、その信号は制御計
算機８０５に送られる。制御計算機８０５内には画像処
理装置が設置されており、反射電子または二次電子の信
号を処理することが可能である。例えば、記録媒体中に
高さを変えて記録された情報は、反射電子または二次電
子の強度が異なるため、画像処理により各々の高さの情
報に対して色を付与することが可能である。これを入出
力装置８０８のモニタに表示する。一方、制御計算機８
０５には外部からの信号を検出するセンサ８０９が接続
されている。外部からの信号としては、道路各地点に設
置された電波源からの電波や衛星からの電波がある。こ
れらの信号は地形の形状や高度の情報あるいは交通信号
機の情報を送信するものである。また、移動体自体から
もマイクロ波等の信号を発信しており、移動体周辺の物
体からの反射波をセンサ８０９で検出する。これによっ
て、移動体周辺の車や人等との位置関係を把握可能とす
る。制御計算機８０５内には半導体検出器８０７から送
られた記録情報とセンサ８０９から得られた地形の情報
を比較判定する図形認識装置が設置されており、両者の
照合によって現在の移動体の位置が判定される。そして
判定後の移動体の位置は入出力装置８０８のモニタに表
示される。また、入出力装置８０８のモニタ内に移動体
の目標位置をペンライトやマウスにより入力することに
より、制御計算機８０５は最も適した進行経路を選択し
走行方向の指示あるいは移動体の駆動部８１０を制御し
て移動体を駆動する。駆動にあたっては、常にセンサ８
０９からの信号を検出して記録された地図情報との照合
を行い、移動体の現在位置の確認を行うことで安全を確
保する。

【００８８】上記の記述では記録媒体８０１は固定され
ていることを前提としているが、移動可能なステージ８
１１上に乗せられてもよく、電子線８０３の走査領域を
指定することができる。電子線の記録媒体１が乗ったス
テージ８１１を移動させることにより電子線の実効的走
査範囲が大きくなり、より広範囲な領域の検出が可能と
なる。例えば読み取り装置内で許容される一回の走査領
域の範囲にはある地域の地図情報が記録されており、記
録媒体８０１には複数の地域が記録されているとする。
現在検出しているものと異なる領域を検出したい場合、
ステージを移動させて所定の部分を電子線８０３の走査
領域内に移動させればよい。このようにして複数領域の
検出ができ、広範囲な地域に対しての本システムの適用
が可能となる。また、電子線の走査領域は固定されるも
のではなく、必要とする検出精度により自由に選択する
こともできる。この場合、必ずしもステージ移動を伴わ
なくとも複数領域の検出が可能となる。

【００８９】ここで記録媒体から移動体位置の表示ある
いは駆動に至るまでのデータの流れを図２７を用いて説
明する。記録媒体をセットすると記録媒体を電子線が走
査し、そこから発生する反射電子または二次電子を半導
体検出器で検出して検出信号が取り込まれ、制御計算機
に送られる。次いで、制御計算機は位置情報に関してセ
ンサからセンサデータを取り込む。その後、制御計算機
内では図形認識処理により、検出信号とセンサデータと
の照合及び位置判定が行なわれる。その結果として得ら
れた現在位置は付属のモニタ上に周囲の地理情報と重な
って表示される。現在位置表示に加えて、あらかじめ入
力された目的地に至るための走行方向の指示を行なうこ
とができる。また移動体の自動制御が必要な場合には、
制御計算機から駆動部へ制御信号が送られて移動体の駆
動を行なうこともできる。ここで出力装置にはプリンタ
が付設されており、読み取った情報内容を印刷し出力紙
面を得ることもできる。制御計算機はセンサデータを取
り込んでおり、記録媒体からの検出信号との照合及び位
置判定を常に行なっている。また、記録媒体に複数領域
の情報が記録されている場合、センサデータとの照合で
参照領域を離脱した場合は、自動的あるいは使用者の指
示によりステージを移動して所定の地域情報を読み取る
ことを可能としている。以上のことを目的地に至るまで
行う。

【００９０】次に記録媒体に情報を記録する方法につい
て述べる。図２８はその方法について説明するものであ
る。地図情報からなる入力情報が含まれた文書等の入力
紙面８２０は、まず光学的データ読み取り装置（スキャ
ナ）８２１にかけられて入力情報のデジタル化がなされ
る。その後、データ変換装置８２２において電子線描画
装置を基本とする書き込み装置８２４用のデータに変換
される。この時点であるいは光学的データ読み取り装置
８２１において、入力情報の修正及び合成等の編集を行
うことができる。また、ここで地図上の等高線が識別さ
れてその高度が判定される。そして、その高度に対応し
て電子線照射量が決定される。この際、地図上の高度に
対応して、レジスト現像後に記録媒体上での高さが得ら
れるように電子線照射量の決定がなされる。その後、変
換されたデータは書き込み装置８２４の制御計算機８２
３へ転送されて、記録媒体８２５上に通常の電子線描画
が行われる。記録する領域は読み取り装置内の一つの電
子線走査領域の大きさに限られず、複数領域分を記録し
てもよい。記録媒体としてはレジストが塗布されたシリ
コンウェハが最も一般的であるが、これに限られること
はない。描画後の記録媒体８２５は前述の現像等の処理
を経て、使用すべき記録媒体として用いられる。完成し
た記録媒体８２５はそのまま用いてもよいが、切断等の
処理により小さくすることもでき、用途に応じた大きさ
にして用いる。また切断後はホルダー等に入れることに
より、破損しにくい処置をするのが望ましい。

【００９１】ここで入力図面から電子線描画用入力デー
タが作成されるまでのデータの流れを図２９を用いて説
明する。入力図面は光学的データ読み取り装置（スキャ
ナ）において読み取られ、デジタルデータが生成されデ
ータ変換装置へ送られる。データ変換装置では、まず濃
淡判別を含む色判別コード化が行われ入力図面の色や濃
淡が識別される。そして、地図情報中の等高線が抽出さ
れた後にその高度が判定される。次にデータ変換装置に
設置されたディスプレーを用いて特定の領域に分割し、
各領域を単なる点の集合であるイメージデータとして処
理するか、始点と方向及び長さで表現されたベクトルデ
ータとして処理するかを指定する。前者の場合、任意図
形を記述可能であるが図形追加等の編集や回転や拡大等
の図形変換を行うことができない。一方後者の場合、記
述可能な図形に制限があるが図形変換を行うことができ
る。このため、対象とする入力図面の用途によりいずれ
のデータであるかを指定する必要がある。上記の指定後
に、イメージデータと指定された領域では電子線描画で
許容される矩形等の要素図形へのイメージデータ要素図
形分解が行われる。一方、ベクトルデータと指定された
領域では、ベクトル化のためのラスタ・ベクトル変換、
編集及び図形変換等の処理がなされた後にイメージデー
タと同じくベクトルデータ要素図形分解が行われる。そ
して、要素分解後の両図形の合体がなされ、電子線描画
用データへのフォーマット変換が行われて、データは書
込み装置の制御計算機へ送られる。この際に先の高度判
定に伴った電子線照射量の指定がなされる。この指定値
はあらかじめデータ変換装置に与えた標準値を用いても
よく、あるいは利用者が確認しながら指定してもよい。
上記のデータ変換装置、制御計算機はＣＰＵとプログラ
ムを格納するメモリを少なくとも含み、上記の処理フロ
ーをソフトウェアにて実現している。

【００９２】また、上記の電子線の発生源として微細な
電界放射エミッタを用いることにより、システム全体の
小型化を図ることができた。

【００９３】上記の実施例では記録情報の書込みと読み
取りの方法として電子線の場合について述べたが、その
他に光、イオン等の荷電粒子、Ｘ線、ガンマ線、走査型
トンネル顕微鏡あるいは原子間力顕微鏡を用いても同様
の結果が得られた。

【００９４】また、移動体としては四輪車に限られるこ
とはなく、一輪車、二輪車、三輪車あるいは車椅子でも
よい。

【００９５】（実施例１４）本発明に係る情報表示装置
の説明図を図３０に示す。情報が含まれた記録媒体９０
１はカード状に形成されており、これを本体９０２に挿
入する。本体９０２には検出光９０３（この場合は可視
光）を発生する光源９０４、レンズ９０５、記録媒体を
支える固定部９０６、拡大レンズ９０７及び放熱空冷用
のファン９０８が設置されている。これらの内、光源９
０４とファン９０８は携帯用のために電池駆動となって
おり、コンセント不要の形態である。場合によってはフ
ァン９０８は無くともよい。電池としては、充電可能の
型が操作上望ましい。記録媒体９０１中には、文書や地
図情報等が含まれており、これらを拡大することによっ
て情報の読み取りを行う。

【００９６】ここで情報の投影について説明する。後述
のように、記録媒体９０１中には情報が記録されてい
る。これに検出光９０３を照射し、透過光を拡大レンズ
９０７を介して拡大することによって情報の拡大像９０
９を得る。ここで拡大像９０９の投影場所はスクリーン
に限定されることはなく、本体９０２が携帯用になる程
小型であるため、向きを任意に選択することによって決
めることができる。例えば、机上、壁、道路を含めた地
上、紙面上と任意に選択することができる。

【００９７】拡大率については拡大レンズ９０７と拡大
像９０９との距離によって任意に選択することができ、
ほぼ１０倍程度から１万倍程度まで自由に選ぶことがで
きる。前述のように記録媒体９０１には高さを異ならせ
て情報が記録されているために、検出光９０３の光路長
に場所により差が生じ、これにより透過後の光強度に差
が生じ、情報の読み取り時に従来に比べ判別がより容易
になるなど、実質的な情報量の増大が得られる。

【００９８】ここでは検出光９０３が記録媒体９０１を
透過する方式を取ったが、検出光９０３が記録媒体９０
１に照射された後に反射した際に得られる像を投影する
方式を取っても同様の効果が得られた。

【００９９】また、本実施例では記録媒体９０１に可視
光が照射されて記録情報を読み取る方法について述べた
が、照射するエネルギー線としてそれに限られている訳
ではなく、電子線、紫外線、Ｘ線、イオン線、ガンマ線
等を用いてもよい。その際には記録媒体に照射後に新た
に発生したエネルギー線（例えば反射電子、二次電子や
光電子）を拡大、投影する部分を備え付ければよい。

【０１００】本発明の用途として、記録情報が例えば地
図情報である場合、等高線、道路、鉄道等の各々で記録
媒体中での高さを変えて記録し、拡大像９０９での判別
を容易にすることができる。記録情報が例えば文書であ
る場合、文字中の部分毎に記録高さを変えて拡大像９０
９中での文字像のコントラストを変え、視角的に判読し
やすいようにすることができる。

【０１０１】次に記録する情報のパターンの生成方法に
ついて述べる。ここでは電子線を用いた方法について述
べる。図３１はその方法について説明するものである。
地図情報からなる入力情報が含まれた文書等の入力紙面
９２０は、まず光学的データ読み取り装置９２１にかけ
られて入力情報のデジタル化がなされる。その後、デー
タ変換装置９２２において電子線描画装置を基本とする
書き込み装置９２４用のデータに変換される。この時点
であるいは光学的データ読み取り装置９２１において、
入力情報の修正及び合成等の編集を行うことができる。
また、ここで地図上の等高線が識別されてその高度が判
定される。そして、その高度に対応して電子線照射量が
決定される。この際、地図上の高度に対応して、レジス
ト現像後に記録媒体上での高さが得られるように電子線
照射量の決定がなされる。その後、変換されたデータは
書き込み装置９２４の制御計算機９２３へ転送されて、
記録媒体９２５上に通常の電子線描画が行われる。記録
する領域は読み取り装置内の一つの電子線走査領域の大
きさに限られず、複数領域分を記録してもよい。記録媒
体としてはレジストが塗布されたシリコンウェハが最も
一般的であるが、これに限られることはない。描画後の
記録媒体９２５は前述の現像等の処理を経て、使用すべ
き記録媒体として用いられる。完成した記録媒体９２５
はそのまま用いてもよいが、切断等の処理により小さく
することもでき、用途に応じた大きさにして用いる。ま
た切断後はホルダー等に入れることにより、破損しにく
い処置をするのが望ましい。

【０１０２】ここで入力図面から電子線描画用入力デー
タが作成されるまでのデータの流れを図３２を用いて説
明する。入力図面は光学的データ読み取り装置（スキャ
ナ）において読み取られ、デジタルデータが生成されデ
ータ変換装置へ送られる。データ変換装置では、まず濃
淡判別を含む色判別コード化が行われ入力図面の色や濃
淡が識別される。次にデータ変換装置に設置されたディ
スプレーを用いて特定の領域に分割し、各領域を単なる
点の集合であるイメージデータとして処理するか、始点
と方向及び長さで表現されたベクトルデータとして処理
するかを指定する。前者の場合、任意図形を記述可能で
あるが図形追加等の編集や回転や拡大等の図形変換を行
うことができない。一方後者の場合、記述可能な図形に
制限があるが図形変換を行うことができる。このため、
対象とする入力図面の用途によりいずれのデータである
かを指定する必要がある。上記の指定後に、イメージデ
ータと指定された領域では電子線描画で許容される矩形
等の要素図形へのイメージデータ要素図形分解が行われ
る。一方、ベクトルデータと指定された領域では、ベク
トル化のためのラスタ・ベクトル変換、編集及び図形変
換等の処理がなされた後にイメージデータと同じくベク
トルデータ要素図形分解が行われる。そして、要素分解
後の両図形の合体がなされ、電子線描画用データへのフ
ォーマット変換が行われて、データは書込み装置の制御
計算機へ送られる。この際に描画パターン毎に電子線照
射量を指定することにより、出来上がりの記録媒体上で
の高さを変化させることが可能となる。この指定値はあ
らかじめデータ変換装置に与えた標準値を用いてもよ
く、あるいは必要に応じて利用者が入力データを確認し
ながら指定してもよい。

【０１０３】上記のデータ変換装置、制御計算機はＣＰ
Ｕとプログラムを格納するメモリを少なくとも含み、上
記の処理フローをソフトウェアにて実現している。

【０１０４】また、上記の電子線の発生源として微細な
電界放射エミッタを用いることにより、システム全体の
小型化を図ることができた。

【０１０５】上記の実施例では記録情報の書込みと読み
取りの方法として電子線の場合について述べたが、その
他に光、イオン等の荷電粒子、Ｘ線、ガンマ線、走査型
トンネル顕微鏡あるいは原子間力顕微鏡を用いて、そこ
から得られる信号を拡大することを行なっても同様の結
果が得られた。

【０１０６】本実施例では、拡大率の調整について拡大
レンズ９０７と拡大像９０９との距離を選択することに
よって行なっていたが、拡大レンズは倍率が異なるもの
を交換可能であり、かつ固定部９０６との距離が調整可
能としてもよい。これにより光学系の調整によって拡大
率を選択でき、拡大レンズ９０７と拡大像９０９との距
離に影響されることなく拡大像９０９を得ることができ
た。

【０１０７】また、本実施例では記録媒体９０１の記録
情報を投影することにより読み取ることを説明したが、
記録媒体に照射されたエネルギー線の透過又は反射分、
あるいは照射によって新たに発生したエネルギー線を拡
大する系を有し、これにより形成される像を観察するこ
とによって、記録情報を読み取ることも可能であった。

【０１０８】

【発明の効果】以上のように、本発明では粒子線を用い
て情報を高密度に記録する高密度情報記録媒体及びそれ
を用いた記録装置において、上記情報が記録媒体中での
位置並びに高さが異なるように記録されるために、従来
法に比較して高密度に情報を記録することが可能であ
り、大容量の情報を扱う点に関して優れている。また、
上記の記録が高精度に行なえるため、特に地図情報等の
記録及び読み取り方法としての効果が高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。

【図２】ネガ型電子線レジストの感度特性である。

【図３】情報記録方法の説明図である。

【図４】情報記録方法の説明図である。

【図５】情報記録方法の説明図である。

【図６】情報記録方法の説明図である。

【図７】ポジ型電子線レジストの感度特性である。

【図８】情報記録方法の説明図である。

【図９】情報記録方法の説明図である。

【図１０】情報記録方法の説明図である。

【図１１】情報記録方法の説明図である。

【図１２】ドライエッチングを用いた情報記録方法の説
明図である。

【図１３】ドライエッチングを用いた情報記録方法の説
明図である。

【図１４】情報記録後の加工基板である。

【図１５】チップまたはカ−ドである。

【図１６】情報記録後の読み取り方法である。

【図１７】自動車のナビゲ−ションシステムの説明図で
ある。

【図１８】地図情報の再生図である。

【図１９】車椅子の安全走行システムの説明図である。

【図２０】地図情報の再生図である。

【図２１】視覚の不自由な人々の安全歩行システムの説
明図である。

【図２２】大容量ファイリングシステムの構成図であ
る。

【図２３】入力図面から電子線描画用入力デ−タまでの
デ−タの流れを示す説明図である。

【図２４】シリコンウェハから出力紙面までのデ−タの
流れを示す説明図である。

【図２５】ウェハ上での情報記録方法の説明図である。

【図２６】ナビゲ−ションシステムの説明図である。

【図２７】記録媒体から移動体位置の表示あるいは駆動
までのデ−タの流れを示す説明図である。

【図２８】記録媒体に情報を記録する方法である。

【図２９】入力図面から電子線描画用入力デ−タまでの
デ−タの流れを示す説明図である。

【図３０】情報表示装置の説明図である。

【図３１】記録情報パタ−ンの生成方法である。

【図３２】入力図面から電子線描画用入力デ−タまでの
デ−タの流れを示す説明図である。

【符号の説明】

１…入力紙面、２…光学的デ−タ読み取り装置、３…デ
−タ変換器、４…書き込み装置、５…制御計算機、６…
加工基板、７…電子線、８…電子銃、９…収束レンズ、
１０…対物レンズ、１１…偏向器、１２…ステ−ジ、１
３…鏡体、１４…描画前ストッカ、１５，２０，２３…
バルブ、１６，１８，２１，２４…搬送ベルト、１７、
１９…試料交換室、２２…現像機、２５…描画後ストッ
カ、５０…読み取り装置、５１…電子線、５２…電子
銃、５３…収束レンズ、５４…対物レンズ、５５…偏向
器、５６…ステ−ジ、５７…鏡体、５８…ストッカ、５
９…バルブ、６０…試料交換室、６１…搬送ベルト、６
２…制御計算機、６３…二次電子または反射電子、６４
…半導体検出器、６５…画像処理装置を備えた情報検索
解析装置、６６…モニタ、６７…プリンタ、６８…出力
紙面、１００，１０４…基板、１０１…ネガ型電子線レ
ジスト、１０２，１０６…電子線、１０３，１０７…コ
−ティング材、１０５…ポジ型電子線レジスト、１５０
…基板、１５１…ネガ型電子線レジスト、２００…加工
基板、２０１…チップ、２０２…カ−ド、２０３…読み
取り装置、２０４…情報検索解析装置、２０５…音声認
識入出力装置、２０６…外部情報入力装置、２０７…モ
ニタ、２０８…プリンタ、３００…カ−ド、３０１…自
動車、３０２…読み取り装置、３０３…モニタ、３０４
…アンテナ、３０５…運転者、３０６…情報検索解析装
置、４００…カ−ド、４０１…車椅子、４０２…読み取
り装置、４０３…モニタ、４０４…アンテナ、４０５…
利用者、４０６…情報検索解析装置、５００…カ−ド、
５０１…杖、５０２…読み取り装置、５０３…アンテ
ナ、５０４…音声認識入出力装置、５０５…イアフォ
ン、５０６…利用者、５０７…マイクロフォン、５０８
…情報検索解析装置、６０１…入力紙面、６０２…光学
的デ−タ読み取り装置、６０３…デ−タ変換装置、６０
４…書き込み装置、６０５，６１１…制御計算機、６０
６…シリコンウェハ、６０７，６１０…ステ−ジ、６０
８…現像機、６０９…読み取り装置、６１２…電子線、
６１３…二次電子または反射電子、６１４…半導体検出
器、６１５…出力装置、６１６…モニタ、６１７…プリ
ンタ、６１８…出力紙面、７００…シリコンウェハ、７
０１…情報領域、７０２…検索情報領域、８０１、８２
５…記録媒体、８０２…読み取り装置、８０３…電子
線、８０４…電子源、８０５…制御計算機、８０６…反
射電子または二次電子、８０７…半導体検出器、８０８
…入出力装置、８０９…センサ、８１０…駆動部、８１
１…ステ−ジ、８２０…入力紙面、８２１…光学的デ−
タ読み取り装置、８２２…デ−タ変換装置、８２３…制
御計算機、８２４…書き込み装置、９０１，９２５…記
録媒体、９０２…本体、９０３…検出光、９０４…光
源、９０５…レンズ、９０６…固定部、９０７…拡大レ
ンズ、９０８…ファン、９０９…拡大像、９２０…入力
紙面、９２１…光学的デ−タ読み取り装置、９２２…デ
−タ変換装置、９２３…制御計算機、９２４…書き込み
装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者戸田裕二東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板表面の所定の複数領域に形成された多
段階の深さ又は高さを有する凹凸を含み、該凹凸の深さ
又は高さは独立して所定情報と一対一に対応し、該情報
はランダムに該基板表面に配置されていることを特徴と
する高密度情報記録媒体。
【請求項２】該情報の形態がＲＯＭであることを特徴と
する請求項１記載の高密度情報記録媒体。
【請求項３】該情報は一次元情報であることを特徴とす
る請求項１又は２に記載の高密度情報記録媒体。
【請求項４】該一次元情報は光や音等の波動の波長や周
波数や振幅、山の高さや海の深さで示される地形上の高
さであることを特徴とする請求項３記載の高密度情報記
録媒体。
【請求項５】該情報は二次元情報であることを特徴とす
る請求項１又は２に記載の高密度情報記録媒体。
【請求項６】該二次元情報は文字、絵、地図、写真、
本、ドキュメント、イメージであることを特徴とする請
求項５記載の高密度情報記録媒体。
【請求項７】該情報は三次元情報であることを特徴とす
る請求項１又は２に記載の高密度情報記録媒体。
【請求項８】該三次元情報は道路の立体交差を含むこ
と、風速、水流の流速であることを特徴とする請求項７
記載の高密度情報記録媒体。
【請求項９】該情報はデジタル信号であることを特徴と
する請求項１乃至８の何れかに記載の高密度情報記録媒
体。
【請求項１０】該情報はアナログ信号であることを特徴
とする請求項１乃至８の何れかに記載の高密度情報記録
媒体。
【請求項１１】該情報は絶縁体、半導体及び導電体の少
なくとも一つに記録されていることを特徴とする請求項
１乃至１０の何れかに記載の高密度情報記録媒体。
【請求項１２】該絶縁体はレジスト、プラスチック等の
有機樹脂及びガラスの少なくとも一つを含むことを特徴
とする請求項１１記載の高密度情報記録媒体。
【請求項１３】該半導体はIV族半導体、III−Ｖ族化合
物半導体及びII−VI族化合物半導体の少なくとも一つを
含むことを特徴とする請求項１１記載の高密度情報記録
媒体。
【請求項１４】該IV族半導体はシリコン、ゲルマニウム
及びそれらの化合物の少なくとも一つを含むことを特徴
とする請求項１３記載の高密度情報記録媒体。
【請求項１５】該導電体は金属であることを特徴とする
請求項１１記載の高密度情報記録媒体。
【請求項１６】該金属はアルミニウム又はステンレスの
少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１５記載
の高密度情報記録媒体。
【請求項１７】該基板は絶縁体、半導体及び導電体の少
なくとも一つであることを特徴とする請求項１乃至１６
の何れかに記載の高密度情報記録媒体。
【請求項１８】該高密度情報記録媒体の表面は保護膜で
覆われていることを特徴とする請求項１乃至１７の何れ
かに記載の高密度情報記録媒体。
【請求項１９】該高密度情報記録媒体はカード、ペンダ
ント又は円盤状であることを特徴とする請求項１乃至１
８の何れかに記載の高密度情報記録媒体。
【請求項２０】請求項１乃至１９の何れかに記載の高密
度情報記録媒体を用いることを特徴とする記録装置。
【請求項２１】基板表面の所定の複数領域に形成された
ｎ段階（ｎは３以上）の深さ又は高さを有する凹凸を含
み、該凹凸の深さ又は高さは独立してｎ値の所定情報と
一対一に対応していることを特徴とする高密度情報記録
媒体。
【請求項２２】該情報はランダムアクセスされることを
特徴とする請求項２１記載の高密度情報記録媒体。
【請求項２３】該情報の形態がＲＯＭであることを特徴
とする請求項２１又は２２に記載の高密度情報記録媒
体。
【請求項２４】該情報は一次元情報であることを特徴と
する請求項２１乃至２３の何れかに記載の高密度情報記
録媒体。
【請求項２５】該一次元情報は光や音等の波動の波長や
周波数や振幅、山の高さや海の深さで示される地形上の
高さであることを特徴とする請求項２４記載の高密度情
報記録媒体。
【請求項２６】該情報は二次元情報であることを特徴と
する請求項２１乃至２３の何れかに記載の高密度情報記
録媒体。
【請求項２７】該二次元情報は文字、絵、地図、写真、
本、ドキュメント、イメージであることを特徴とする請
求項２６記載の高密度情報記録媒体。
【請求項２８】該情報は三次元情報であることを特徴と
する請求項２１乃至２３の何れかに記載の高密度情報記
録媒体。
【請求項２９】該三次元情報は道路の立体交差を含むこ
と、風速、水流の流速であることを特徴とする請求項２
８記載の高密度情報記録媒体。
【請求項３０】該情報はデジタル信号であることを特徴
とする請求項２１乃至２９の何れかに記載の高密度情報
記録媒体。
【請求項３１】該情報はアナログ信号であることを特徴
とする請求項２１乃至２９の何れかに記載の高密度情報
記録媒体。
【請求項３２】該情報は絶縁体、半導体及び導電体の少
なくとも一つに記録されていることを特徴とする請求項
２１乃至３１の何れかに記載の高密度情報記録媒体。
【請求項３３】該絶縁体はレジスト、プラスチック等の
有機樹脂及びガラスの少なくとも一つを含むことを特徴
とする請求項３２記載の高密度情報記録媒体。
【請求項３４】該半導体はIV族半導体、III−Ｖ族化合
物半導体及びII−VI族化合物半導体の少なくとも一つを
含むことを特徴とする請求項３２記載の高密度情報記録
媒体。
【請求項３５】該IV族半導体はシリコン、ゲルマニウム
及びそれらの化合物の少なくとも一つを含むことを特徴
とする請求項３４記載の高密度情報記録媒体。
【請求項３６】該導電体は金属であることを特徴とする
請求項３２記載の高密度情報記録媒体。
【請求項３７】該金属はアルミニウム又はステンレスの
少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項３６記載
の高密度情報記録媒体。
【請求項３８】該基板は絶縁体、半導体及び導電体の少
なくとも一つであることを特徴とする請求項２１乃至３
７の何れかに記載の高密度情報記録媒体。
【請求項３９】該高密度情報記録媒体の表面は保護膜で
覆われていることを特徴とする請求項２１乃至３８の何
れかに記載の高密度情報記録媒体。
【請求項４０】該高密度情報記録媒体はカード、ペンダ
ント又は円盤状であることを特徴とする請求項２１乃至
３９の何れかに記載の高密度情報記録媒体。
【請求項４１】請求項２１乃至４０の何れかに記載の高
密度情報記録媒体を用いることを特徴とする記録装置。
【請求項４２】基板表面の所定の複数領域に形成された
多段階の深さ又は高さを有する凹凸を含み、該凹凸の深
さ又は高さは独立して所定情報と一対一に対応し、該基
板はカード又はペンダント形状であることを特徴とする
高密度情報記録媒体。
【請求項４３】基板表面をｎ段階（ｎは３以上）の深さ
又は高さが独立してｎ値の所定情報と一対一に対応する
ように加工することを特徴とする記録方法。
【請求項４４】該加工は該基板表面上に設置されたエネ
ルギー線に対して感応性を有する材料に、情報に対応し
たエネルギー線の照射を行ない、該材料を現像又は該材
料の現像後にエッチングして凹凸を形成することを特徴
とする請求項４３記載の記録方法。
【請求項４５】該照射は該材料の感応特性が照射量に対
して非飽和領域若しくは飽和領域を用いることを特徴と
する請求項４４記載の記録方法。
【請求項４６】該材料はレジストあるいは感光性を有す
る塗布型ガラスであることを特徴とする請求項４４又は
４５に記載の記録方法。
【請求項４７】該エネルギー線は光、電子線、荷電粒
子、Ｘ線、ガンマ線の何れかであることを特徴とする請
求項４４乃至４６の何れかに記載の記録方法。
【請求項４８】該凹凸は該基板上に転写されることによ
り形成されることを特徴とする請求項４４乃至４７の何
れかに記載の記録方法。
【請求項４９】該加工はエッチング特性の異なる多層膜
を情報に対応してエッチングして、凹凸を形成すること
を特徴とする請求項４３記載の記録方法。
【請求項５０】基板表面をｎ段階（ｎは３以上）の深さ
又は高さが独立してｎ値の所定情報と一対一に対応する
ように、化学的加工をすることを特徴とする高密度情報
記録媒体の製造方法。
【請求項５１】該化学的加工は光、電子線、荷電粒子、
Ｘ線又はガンマ線を用いることを特徴とする請求項５０
記載の高密度情報記録媒体の製造方法。
【請求項５２】基板表面をｎ段階（ｎは３以上）の深さ
又は高さが独立してｎ値の所定情報と一対一に対応する
ように、機械的加工をすることを特徴とする高密度情報
記録媒体の製造方法。
【請求項５３】該機械的加工は走査型トンネル電子顕微
鏡又は集束イオン線を用いることを特徴とする請求項５
２記載の高密度情報記録媒体の製造方法。
【請求項５４】基板表面の所定の複数領域に形成された
多段階の深さ又は高さを有する凹凸を含み、該凹凸の深
さ又は高さは独立して所定情報と一対一に対応し、ラン
ダムに該基板表面に配置されている記録媒体の情報を、
光、電子線、荷電粒子、Ｘ線又はガンマ線を用いて読み
取ることを特徴とする記録読み取り方法。
【請求項５５】基板表面の所定の複数領域に形成された
ｎ段階（ｎは３以上）の深さ又は高さを有する凹凸を含
み、該凹凸の深さ又は高さは独立してｎ値の所定情報と
一対一に対応している記録媒体の情報を、光、電子線、
荷電粒子、Ｘ線又はガンマ線を用いて読み取ることを特
徴とする記録読み取り方法。
【請求項５６】基板表面の所定の複数領域に形成された
多段階の深さ又は高さを有する凹凸を含み、該凹凸の深
さ又は高さは独立して所定情報と一対一に対応し、ラン
ダムに該基板表面に配置されている記録媒体の情報を、
走査型トンネル電子顕微鏡あるいは原子間力顕微鏡を用
いて読み取ることを特徴とする記録読み取り方法。
【請求項５７】基板表面の所定の複数領域に形成された
ｎ段階（ｎは３以上）の深さ又は高さを有する凹凸を含
み、該凹凸の深さ又は高さは独立してｎ値の所定情報と
一対一に対応している記録媒体の情報を、走査型トンネ
ル電子顕微鏡あるいは原子間力顕微鏡を用いて読み取る
ことを特徴とする記録読み取り方法。
【請求項５８】基板表面の所定の複数領域に形成された
多段階の深さ又は高さを有する凹凸を含み、該凹凸の深
さ又は高さは独立して所定情報と一対一に対応し、ラン
ダムに該基板表面に配置されている記録媒体を、スタン
パを用いて複製することを特徴とする記録媒体の複製方
法。
【請求項５９】基板表面の所定の複数領域に形成された
ｎ段階（ｎは３以上）の深さ又は高さを有する凹凸を含
み、該凹凸の深さ又は高さは独立してｎ値の所定情報と
一対一に対応している記録媒体を、スタンパを用いて複
製することを特徴とする記録媒体の複製方法。
【請求項６０】請求項１又は２１に記載の記録媒体と、
情報読み取り装置本体と、読み取られる情報が記録され
た上記情報読み取り装置に着脱可能な情報記録部と、読
み取り情報を処理する情報検索解析装置と、読み取りに
必要な情報を入力するための情報入力装置と、読み取り
情報の出力を行なう情報出力装置とからなることを特徴
とする高密度情報の読み取り装置。
【請求項６１】請求項１又は２１に記載の記録媒体を備
え、検索情報に基づき記録媒体に記録された情報内容を
読み取り出力する大容量ファイリングシステムにおい
て、電子線を用いて上記記録媒体に情報を記録又は読み
取りを行なう手段を備えたことを特徴とする大容量ファ
イリングシステム。
【請求項６２】上記記録媒体に情報内容を記録する際
に、検索情報を共に記録することを特徴とする請求項６
１記載の大容量ファイリングシステム。
【請求項６３】情報内容を検索情報と共に記録する入力
装置内に記録媒体が設置されたステージ部が移動して所
定の情報を記録する機構、及び情報内容を読み取り出力
する出力装置内に検索情報に基づき記録媒体が設置され
たステージ部が移動して所定の情報を読み取る機構を備
えていることを特徴とする請求項６２記載の大容量ファ
イリングシステム。
【請求項６４】上記記録媒体表面の所定の複数領域に形
成された多段階の深さ又は高さを有する凹凸を含み、上
記凹凸の深さ又は高さを独立して所定情報と一対一に対
応していることを特徴とする請求項６１記載の大容量フ
ァイリングシステム。
【請求項６５】地図情報を記録する記録媒体と移動体の
現在地点を検出する手段を備え、上記地図情報と移動体
の現在地点を照合して移動体の移動制御を行なうナビゲ
ーションシステムにおいて、電子線を用いて上記記録媒
体に地図情報の記録又は読み取りを行う手段を備えたこ
とを特徴とするナビゲーションシステム。
【請求項６６】上記記録媒体の地図情報を読み取る際に
検出用のエネルギー線が記録媒体の表面を走査して地形
を判別し、外部から送信された信号と照合することによ
り移動体の現在位置を判定する手段を備えたことを特徴
とする請求項６５記載のナビゲーションシステム。
【請求項６７】上記記録媒体の表面に地形の高度に対応
して凹凸を形成することを特徴とする請求項６５記載の
ナビゲーションシステム。
【請求項６８】基板表面の所定の複数領域に形成された
多段階の深さ又は高さを有する凹凸を含み上記凹凸の深
さ又は高さは独立して所定情報と一対一に対応している
記録媒体と、上記記録媒体にエネルギー線を照射するエ
ネルギー線源と上記記録媒体を透過又は反射したエネル
ギー線を拡大するレンズ光学系、若しくは上記エネルギ
ー線の照射によって新たに発生したエネルギー線を拡大
する光学系、若しくは表面の凹凸状態を検出し拡大する
手段からなることを特徴とする情報表示装置。