JP2000149284A

JP2000149284A - ビ―ム照射装置と、フォ―カス制御装置と、情報記録媒体に対するビ―ム照射装置を有する光学装置と、情報記録媒体用原盤の製造方法と、情報記録媒体の製造方法

Info

Publication number: JP2000149284A
Application number: JP11042367A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Yamamoto; 眞伸山本; Toshiyuki Kashiwagi; 俊行柏木; Shingo Imanishi; 慎悟今西
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-09-03
Filing date: 1999-02-19
Publication date: 2000-05-30

Abstract

(57)【要約】【課題】微小ビームスポットを得ることができ、確実
安定にフォーカス制御を行うことができるようにする。【解決手段】光ビーム、電子ビーム、イオンビームの
少なくともいずれかのビームを発生するビーム発生源４
１と、このビーム発生源４１からのビームを収束する収
束レンズ４８とを具備するビーム照射装置であって、そ
の収束レンズ４８によってビームを被照射体４０に対し
てフォーカシングするように、この収束レンズを構成す
る同一レンズ系に対して、ビームのフォーカス装置をそ
れぞれ制御する少なくとも第１および第２のフォーカス
制御機構７１および７２を設けた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビーム照射装置
と、フォーカス制御装置と、情報記録媒体に対するビー
ム照射装置を有する光学装置と、情報記録媒体用原盤の
製造方法と、情報記録媒体の製造方法に関わる。

【０００２】

【従来の技術】情報記録媒体、例えばＣＤ（Compact Di
sc）−ＲＯＭ（Read Only Memory) や、いわゆるＣＤ−
Ｒや、光磁気ディスク等の記録可能な光ディスクにおい
ては、図１８にその斜視図を示すように、ディスク基板
１上の信号記録領域２に、図１９ＡおよびＢにそれぞれ
光ディスクの一部を断面とした要部の概略斜視図を示す
ように、微細凹凸１８が形成される。この微細凹凸１８
は、例えば図１９Ａに示すように、連続溝によるグルー
ブ３、あるいは図１９Ｂに示すように、ピット４の列
が、トラック毎に所定のトラックピッチ例えば１μｍ〜
２μｍのトラックピッチをもってスパイラル状に形成さ
れる。

【０００３】この微細凹凸が形成された信号記録面に
は、例えばＣＤ−ＲＯＭにおいては、光反射膜や保護膜
が形成され、また記録可能な相変化型あるいは光磁気記
録型等の光ディスクにおいては相変化膜あるいは、磁性
膜等による記録層が形成されてこの上に光反射膜や保護
膜の形成がなされる。

【０００４】そして、例えば上述の記録可能な光ディス
クにおいては、一般的に、グルーブ３間のいわゆるラン
ドを記録部とし、グルーブ３をトラッキング用の光反射
部として用いる。

【０００５】これら情報記録媒体例えば光ディスクに対
する再生や、記録可能な光ディスクに対する光記録は、
ディスクを回転させながら、一般に基板１の記録面側と
は反対側の裏面からレーザー光を照射して行う。例えば
再生専用のＣＤ−ＲＯＭにおいては、ピット４からの反
射、回折光を検出することで情報の読み出しおよびトラ
ッキングを行うようにしている。また、記録可能な光デ
ィスクでは、その照射レーザー光によって例えばそのラ
ンド部上の記録層に光学的に情報の書き込み（記録）が
なされ、反射光によって記録情報の読み出し（再生）が
なされ、その記録または再生用のレーザー光は、常に所
定のトラック上に照射されるように、例えばグルーブ３
からの反射光を検出してトラッキングがなされるように
している。

【０００６】上述の微細凹凸の形成は、例えば射出成形
によってディスク基板１の成形と同時に成形するとか、
ディスク基板１上に例えば紫外線硬化樹脂層を塗布形成
してこれに微細凹凸を形成するいわゆる２Ｐ（Photo Po
lymerization）法等によって作られる。

【０００７】これら射出成形法や２Ｐ法のいずれにおい
ても、ディスク基板１に形成する微細凹凸が反転したパ
ターンによる微細凹凸が形成されたスタンパーが用いら
れる。例えば射出成形においては、その成形金型のキャ
ビィティ内に、上述の反転パターンによるスタンパーが
配置されて、樹脂の射出成形によってスタンパーの凹凸
が転写されたディスク基板を成形するものであり、また
２Ｐ法による場合にはディスク基板上に塗布された例え
ば紫外線硬化型樹脂層に対しスタンパーを押圧して、微
細凹凸の形成を行い、その後、紫外線照射による硬化処
理を行ってスタンパー上の微細凹凸が転写されたディス
クを形成するという方法が採られる。

【０００８】このような微細凹凸を形成するスタンパー
の作製方法を、図２０の各製造工程における斜視図を参
照して説明する。この場合、先ず原盤の作製がなされ
る。この原盤の作製は、図２０Ａに示すように、表面が
平滑鏡面に仕上げられた原盤の基板となる円板状の基板
１１例えばガラス基板を用意する。

【０００９】図２０Ｂに示すように、この基板１１の平
滑鏡面上に例えばポジティブフォトレジストによるフォ
トレジスト層１２を回転塗布法等によって所要の厚さ、
例えば０．１μｍの厚さに塗布する。

【００１０】そして、このフォトレジスト層１２に対し
て所要のパターン露光を行う。すなわち、図２０Ｃに示
すように、基板１１をその中心軸を中心に回転させなが
ら、レーザービーム２０を収束レンズ２１によってフォ
トレジスト層１２上にフォーカシングして、基板１１の
半径方向に関して相対的に移動させて照射し、スパイラ
ル線に沿って微細凹凸の潜像、すなわちグルーブまたは
ピットの潜像２２を形成する。

【００１１】このようにしてパターン露光されたフォト
レジスト層１２を現像する。このようにすると、図２１
ＡあるいはＢにそれぞれその一部の斜視図を示すよう
に、基板１１上に、フォトレジスト層１２が所定の露光
パターンに応じて除去されたグルーブもしくはピットが
形成されてなる微細凹凸１３が形成された情報記録媒
体、この例では光ディスクを製造するための原盤１４が
得られる。

【００１２】このようにして形成された原盤１４を用い
てスタンパーを作製する。このスタンパーの作製は、図
２２Ａに示すように、原盤１４の微細凹凸１３が形成さ
れた面に、金属層１５をＮｉメッキによって形成し、金
属層１５を、原盤１４より剥離する。このようにする
と、同図Ｂに示すように、原盤１４の微細凹凸１３が反
転したパターンの微細凹凸１６が形成された金属層１５
によるスタンパー１７が形成される。

【００１３】このようにして形成したスタンパー１７を
用いて、図２３に示すように、前述した射出成形、ある
いは２Ｐ法によってスタンパー１７の微細凹凸１６が反
転したパターンの微細凹凸１８すなわち図１９Ａおよび
Ｂで示したグルーブ３やピット４が形成された光ディス
ク、すなわち情報記録媒体１９を得ることができる。

【００１４】この場合、原盤１４からスタンパー１７を
Ｎｉメッキによって形成した場合であるが、原盤１４か
らＮｉメッキによっていわゆるマスターの作製を行い、
これを転写させることによっていわゆるマザーを作製
し、これからの転写によってスタンパーの作製を行うよ
うにすることもできる。

【００１５】上述したフォトレジスト層１２に対する露
光工程で用いられる露光装置、すなわちビーム照射装置
は、例えば図２４にその概略構成図を示すように、フォ
トレジスト層１２が露光されるビーム例えばレーザー光
を発生するビーム発生源３１が設けられ、これよりの光
ビームすなわちレーザー光が、ミラー３２、集光レンズ
３３、変調素子３４、コリメートレンズ３５、ミラー３
６および３７、対物レンズすなわち収束レンズ２１を通
じて被照射体の基板１１上のフォトレジスト層１２にフ
ォーカシングされて照射する構成を有する。

【００１６】この露光装置を構成するビーム照射装置
は、その被照射体に対して、最終的に得る微細凹凸の潜
像、すなわち露光パターンに応じて、変調素子３４によ
ってビームを光強度変調、具体的にはオン・オフする。
この変調素子３４は、例えば光学結晶によるＡＯＭ（Ac
ousto-Optic Modulator;音響光学変調素子) を用いるこ
とができる。

【００１７】このＡＯＭによる変調素子３４は、その光
学結晶に超音波を入射することによって光学結晶内に屈
折率の粗密波を形成するものであり、この粗密波によっ
て形成される回折格子に対して、ブラッグ条件を満たす
角度で入射した入射レーザービームがブラッグ回折さ
れ、そのまま透過光として透過する０次光に対して所定
の回折角をもって回折される例えば１次回折光が得られ
る。この回折光の光強度は、結晶に入射する超音波の強
度に依存する。つまり、超音波のオン・オフにより回折
光の有無の選択を行うことができる。したがって、この
１次回折光を露光レーザービームとして用いることによ
り、超音波の制御例えばオン・オフによって露光レーザ
ービームの強度変調、すなわちオン・オフを行うことが
できるものである。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年の、情
報記録媒体例えば光ディスクの高記録密度化に伴い、上
述の微細凹凸、すなわちピットやグルーブをいかに小さ
く形成するかが大きな課題となっている。この課題を解
決する１つの方法としては、露光スポット径、すなわち
集光スポット径を小さくする。このスポット径φは、収
束レンズ（対物レンズ）の開口数をＮ．Ａ．とし、光の
波長λとすると、 φ＝１．２２λ／Ｎ．Ａ．で与えられる。したがって、スポット径φを小さくする
には、短波長の光を用いるか、Ｎ．Ａ．の大きい収束レ
ンズを用いることになる。

【００１９】このうち、Ｎ．Ａ．については、ＳＩＬ
（Solid Immersion Lens）による収束レンズを用いるこ
とによって集光点周囲の屈折率を大きくできることか
ら、そのＮ．Ａ．を１．０以上にすることができる。

【００２０】このＳＩＬは、その一方の主面が例えば半
球面で他方の主面が平面によって構成され、その半球面
側からレーザービームを入射することによって、その平
面上に集光スポットを形成することができる。その集光
スポットは、集光点での屈折率がＳＩＬの屈折率となる
ため、スポット径を十分小さくすることができる。例え
ば、Ｎ．Ａ．が０．９のレンズにより収束されるレーザ
ービーム、その収束角度を保ちながら、屈折率が２．０
のＳＩＬの半球面側から入射させると、その平面側に形
成されるスポットは、Ｎ．Ａ．が１．８のレンズにより
集光されたものと等価となる。つまり、ＳＩＬを用いる
ことにより、集光スポット径を小さくすることができ
る。

【００２１】しかしながら、このＳＩＬを用いてレーザ
ービームを集光する場合に、ＳＩＬの平面側の外部に集
光スポットを形成するときは、収束ビームのうち、収束
角度の大きい成分は、この平面で全反射して外部に射出
されないことから、この場合、ＳＩＬの外部に形成され
る集光スポットは、Ｎ．Ａ．が１．０以下のレンズと同
じになってしまう。そこで、このＳＩＬを用いる場合、
その光照射体、例えば上述の露光面は、物理的には、こ
のＳＩＬの平面側の面に接触することがなく、光学的に
は接触する位置、すなわち、いわゆる近接場領域（ニア
フィールド領域）、つまり、この平面からの光の滲み出
し領域において、光波の振幅が１／１０となる例えばＮ．Ａ．が、１．８のときは、波長λの約１／４
の位置というきわめて微小間隔を保持する位置に配置す
ることが要求される。

【００２２】この光の波長の１／４という距離は、例え
ばλが４００ｎｍ程度のビームを用いるときは、１００
ｎｍ程度であって、このような距離に、収束レンズと被
照射体との間隔を安定に保持することは、従来のビーム
照射装置、例えば露光装置の構成においては、至難なこ
とである。

【００２３】例えば、上述のＳＩＬを、電磁コイルを用
いたサーボアクチュエータに取り付けてフォーカスサー
ボをかける構成において、そのサーボゲインが４０ｄＢ
程度であるとすると、その被照射体例えばフォトレジス
ト層１２を有する基板１１のふらつきが数μｍあるとす
ると、フォーカスの取れ残り量が数十ｎｍに及び、露光
面とＳＩＬの平面側の面との距離を、上述したような１
００ｎｍ程度において安定にフォーカス制御することは
できない。

【００２４】また、ＳＩＬと被照射体との距離を、小間
隙をもって保持させる構成として、被照射体の回転によ
る風圧によって、ＳＩＬを被照射体から浮上させる動圧
型エアースライダー構成とすることができるが、この場
合、被照射体の回転速度の変化によってＳＩＬと被照射
体との距離が変動し、両者が衝突する危険性を有する。
収束レンズとして例えばＳＩＭ（Solid Immersion Mirr
or）を用いる場合も同様である。

【００２５】上述したビーム照射装置は、情報記録媒体
を得るための原盤作製の露光装置に関して主として説明
したが、上述した光ディスク等の高密度情報記録媒体に
対する情報の記録および／または再生を行う光学装置、
いわゆるピックアップ装置におけるビーム照射装置にお
いても同様の課題を有する。

【００２６】本発明は、上述した例えばＳＩＬ，ＳＩＭ
による収束レンズに対して、例えば近接場領域程度に近
接して被照射体を配置する場合においても、確実安定に
フォーカス制御を行うことができるようにする。すなわ
ち、本発明においては、微小ビームスポットを得ること
ができるビーム照射装置と、フォーカス制御装置と、情
報記録媒体に対するビーム照射装置を有する光学装置
と、更にこれによって高密度記録が可能な情報記録媒体
用原盤の製造方法と、情報記録媒体の製造方法を提供す
るものである。

【００２７】

【課題を解決するための手段】本発明によるビーム照射
装置は、光ビーム、電子ビーム、イオンビームの少なく
ともいづれかのビームを発生するビーム発生源と、この
ビーム発生源からのビームを収束する収束レンズとを具
備するビーム照射装置であって、その収束レンズによっ
てビームを被照射体に対してフォーカシングするよう
に、この収束レンズもしくはこの収束レンズを構成する
同一レンズ系に対して、ビームのフォーカス位置をそれ
ぞれ制御する少なくとも第１および第２のフォーカス制
御機構を重複して設けた構成とする。本発明によるフォ
ーカス制御装置は、収束レンズのフォーカス制御装置で
あって、収束レンズを被照射体の面上に浮上させる正圧
エアー供給手段と、収束レンズを被照射体の面側に吸い
寄せる負圧エアー吸引手段とを備えた構成とする。

【００２８】また、本発明による情報記録媒体に対する
記録、再生のいづれか、もしくはその双方を行うビーム
照射装置を有する光学装置は、上述した本発明によるビ
ーム照射装置を具備する構成とする。

【００２９】また、本発明による情報記録媒体用原盤の
製造方法は、微細凹凸が形成された情報記録媒体を作製
する情報記録媒体用原盤の製造方法であって、この原盤
を構成する基板上に塗布されたフォトレジスト層に対し
て露光がなされる光ビーム、電子ビーム、イオンビーム
の少なくともいづれかのビームを発生するビーム発生源
と、このビーム発生源からのビームを収束する収束レン
ズとを具備するビーム照射装置を用いて露光処理する露
光工程と、フォトレジスト層に対する現像処理を行う現
像処理工程とを経て情報記録媒体用原盤を得る。

【００３０】また、本発明による情報記録媒体の製造方
法は、微細凹凸が形成された情報記録媒体の製造方法で
あって、原盤の製造工程と、この原盤によってスタンパ
ーを製造する工程と、このスタンパーにより情報記録媒
体を形成する工程とを有する。そして、その原盤の製造
工程は、この原盤の基板上に塗布されたフォトレジスト
層に対して露光がなされる光ビーム、電子ビーム、イオ
ンビームの少なくともいづれかのビームを発生するビー
ム発生源と、このビーム発生源からのビームを収束する
収束レンズとを具備するビーム照射装置を用いて露光処
理する露光工程と、フォトレジスト層に対する現像処理
を行う現像処理工程とを有するものである。

【００３１】上述したように、本発明装置においては、
そのビームのフォーカス位置を制御するフォーカス制御
を、収束レンズもしくはこれを構成する同一のレンズ系
について、第１および第２の２段以上の制御機構によっ
て例えば粗調整と微調整、すなわち低域と高域のフォー
カシング制御を行うことによって、そのフォーカス位置
調整は正確に、安定に行うようにするものである。フォ
ーカス制御装置として、正圧エアーと負圧エアーを利用
することにより、より精度よく、かつ安定したフォーカ
ス制御を行うことができる。

【００３２】そして、本発明方法においては、このよう
な本発明装置によって原盤作製を行い、またこの原盤に
よって情報記録媒体を作製することから、すぐれた高密
度記録の情報記録媒体を得ることができる。

【００３３】因みに、特開平４−１８４７２２号公報に
は、小径のレンズと対物レンズによるフォーカシングサ
ーボを行う構成が開示されているが、本発明において
は、共通のレンズに関して第１および第２の制御がなさ
れるものであることから、より正確に、かつ容易に、し
たがって、特に近接場領域での調整において、高精度
に、安定してその位置設定すなわちフォーカシングを制
御することができる。

【００３４】

【発明の実施の形態】本発明によるビーム照射装置は、
光ビーム、電子ビーム、イオンビームの少なくともいづ
れかのビームを発生するビーム発生源と、このビーム発
生源からのビームを収束する収束レンズとを具備する。
そして、この収束レンズによってビームを被照射体にお
いて集光するものであるが、本発明においては、この収
束レンズを構成する同一レンズ系に関して、上記ビーム
のフォーカス位置をそれぞれ制御する少なくとも第１お
よび第２のフォーカス制御機構を設ける。

【００３５】図１は、本発明によるビーム照射装置の一
例の概略構成図を示す。このビーム照射装置は、被照射
体４０に対して、例えばレーザー光による光ビーム３９
の照射を行う露光装置、例えば図２０〜図２３で説明し
た情報記録媒体を作製するスタンパーを得るための原盤
作製の露光装置に適用することができる。この場合、被
照射体４０は、原盤を構成する例えば円板状の基体１１
上に、フォトレジスト層１２が塗布された構成を有す
る。そして、この被照射体４０は、その中心軸Ｏを中心
に回転するように保持される。

【００３６】この例においては、ビーム発生源４１が、
レーザー光による光ビームを発生するレーザー光源によ
る。このレーザー光による光ビーム３９は、ミラー４
２、集光レンズ４３、変調素子４４、コリメートレンズ
４５、ミラー４６および４７、収束レンズ４８を通じて
被照射体４０上、この例では、原盤を構成する基板１１
上のフォトレジスト層１２にフォーカシングするように
なされる。

【００３７】変調素子４４は、図２４で説明した変調素
子３４におけると同様に、例えばＡＯＭによって構成さ
れ、被照射体４０、この例では、最終的に得る微細凹凸
の潜像、すなわち露光パターンに応じて、ビームを光強
度変調、具体的にはオン・オフする機能を有する。

【００３８】すなわち、この場合においても、ＡＯＭに
よる変調素子４４の光学結晶に超音波を入射することに
よって光学結晶内に屈折率の粗密波を形成するものであ
り、この粗密波によって形成される回折格子を形成し、
これに入射されるビーム発生源４１からのレーザービー
ムの１次回折光によるレーザービームを、被照射体４０
に対する照射ビーム、すなわち露光光ビームとして用い
る。更に、このＡＯＭによる変調素子４４を、光ビーム
を、被照射体４０の面に沿い軸Ｏと直交する方向に偏向
させる偏向素子として作用させることができる。この場
合には、変調素子４４の光学結晶に対する入射光に幾分
の広がりが生じるように、集光レンズ４３による焦点位
置を幾分ずらし、この光学結晶に対する印加超音波の周
波数を変更することによって１次光の回折角を変更する
ことによって偏向することができる。

【００３９】一方、収束レンズ４８は、２群レンズ構成
とすることができる。この収束レンズ４８は、例えば対
物レンズ５１と、最終端に前述のＳＩＬ５２が配置され
た構成とすることができる。すなわち、このように、Ｓ
ＩＬが用いられることによって、前述したようにＮ．
Ａ．を、大きくすることができるが、このＳＩＬ５２
と、被照射体４０との間隔を、いわゆる近接場領域、つ
まり、この平面からの光の滲み出し領域において例えばＮ．Ａ．が、１．８のときは、波長λの約１／４
の位置に配置されることがことが要求される。

【００４０】この収束レンズ４８は、低周波数帯域にお
けるフォーカス制御を行う第１の制御機構７１と、高周
波数帯域におけるフォーカス制御を行う第２の制御機構
７２との少なくとも２段以上フォーカス制御機構を具備
する構成とする。

【００４１】すなわち、収束レンズ４８は、例えば図２
に、概略断面図を示すように、回転基台５３上に配置さ
れた例えば円板状の被照射体４０に対して、その位置調
整がなされるアクチュエータ５４に配置される。このア
クチュエータ５４には、第１および第２のフォーカス制
御機構７１および７２が設けられる。

【００４２】収束レンズ４８は、鏡胴内に、対物レンズ
５１と、ＳＩＬ５２とが同一光軸上に、所定の位置関係
に設定されて保持される。ＳＩＬ５２は、その平面側の
面、すなわち最終端面が中心部を残して周囲が欠除され
た構成とすることによって、他物、例えば被照射体が傾
斜した場合に衝突を回避する構成とすることができる。

【００４３】アクチュエータ５４は、アーム６０に、板
ばね等の弾性体６１を介して、被照射体４０に対して空
気層の介在によって浮上するエアースライダー６２が取
着されて成る。エアースライダー６２には、このエアー
スライダー６２とアーム６０との間に、収束レンズ４８
を支持する例えば円筒状の支持体６３が取着される。

【００４４】この支持体６３の、エアースライダー６２
とは反対側の端部に、例えばピエゾスタックによる変位
手段６４が配置され、この変位手段６４を介して保持体
６３内に、収束レンズ４８が保持され、ＳＩＬ５２の最
終端面が、エアースライダー６２の、被照射体４０と対
向する面に臨むようにする。

【００４５】エアースライダー６２には、その被照射体
４０との対向面に、エアーを噴出するノズル６５が設け
られる。このノズル６５に、高圧エアー供給源６６から
高圧エアーがパイプ６７を通じて供給されて、エアース
ライダー２４を、常時、被照射体４０から浮上させる静
圧エアースライダーを構成する。

【００４６】高圧エアー供給源６６は、例えばその供給
量、圧力を制御する制御手段６８が設けられ、これによ
ってエアースライダー２４の被照射体４０との対向面に
臨んで配置された収束レンズの最終端のＳＩＬ５２の最
終端面が、被照射体４０に対し、ほぼ所要の間隔を保持
して対向させる例えば初期の粗調整を行う。このように
して収束レンズ４８の位置の選定を行う第１のフォーカ
ス制御機構７１が構成される。

【００４７】また、変位手段６４を構成する例えばピエ
ゾスタックには、電圧供給部７０から、電圧供給がなさ
れて、その変位量、すなわち圧電効果によって収束レン
ズ４８を、支持体６３の軸心に沿って微小移動させるよ
うになされ、被照射体４０に対する収束レンズ４８の位
置の制御、すなわちフォーカシング制御を行う、第２の
制御機構７２が構成される。電圧供給部７０は、フォー
カスエラーの検出がなされる検出部６９からのフォーカ
スサーボ信号によって、フォーカスエラーに応じた電圧
を、変位手段６４を構成する例えばピエゾスタックに供
給するようになされる。

【００４８】すなわち、上述の構成では、第１のフォー
カス制御機構７１が、高圧エアーによる圧力制御機構に
よるいわば低周波数帯域における制御がなされ、第２の
フォーカス制御機構が、電気的駆動による制御機構によ
るいわば高周波数帯域における制御がなされる。そし
て、これら第１および第２のフォーカス制御機構による
帯域は、その一部の制御周波数においてのみ重なる制御
とする。

【００４９】このアクチュエータによる被照射体４０に
対するフォーカス位置調整は、まず、変位手段６４のピ
エゾスタックに所要の電圧を印加して、収束レンズ４８
を、被照射体４０から引き離す方向の変位を与えた状態
で、制御手段６８によって高圧エアー供給源６６からの
高圧エアーの供給を制御して、ノズル６５から噴射させ
ながら、エアースライダー６２をほぼ水平に、すなわち
被照射体４０に対してほぼ平行を保ちつつ、アーム６０
を降下する。このようにすると、エアースライダー６２
が、被照射体４０に近づくにつれ、エアースライダー６
２と、被照射体４０間の圧力が高まることから、これら
間のエアーによるいわゆるエアーベアリングによって、
両者が衝突することなく、被照射体４０から常時ほぼ所
定量、例えば１００ｎｍよりは、十分大きい間隔の例え
ば１０μｍに、エアスライダー６２と、被照射体４０と
の間隔を選定する。

【００５０】この時、収束レンズ４８と、被照射体４０
との間隔が例えば２０μｍに粗調整された状態とし、変
位手段６４を制御して、収束レンズ４８と、被照射体４
０との間隔を、例えば１００ｎｍになるまで近づけ、か
つ高周波数域でのフォーカシングサーボによる微調整を
行う。

【００５１】第２のフォーカス制御機構７２のフォーカ
スエラー検出部６９は、例えば静電容量による検出手段
によって行うことができる。この手段としては、例えば
図３にその一例の概略構成を示すように、収束レンズ４
８の最終端のＳＩＬ５２の平坦面の周辺面に、Ａｌ蒸着
膜等の導電膜８１を被着し、一方、被照射体４０の、例
えばフォトレジスト層１２の表面に、光ビーム３９に対
し、高い透過性を示す程度に薄く例えばＡｌ蒸着膜が形
成されて成る半透明導電膜８２を被着し、両導電膜８１
および８２間の間隔の接近に応じて増加する静電容量
を、静電容量検出器８３によって検出する。

【００５２】このようにして検出された収束レンズ４８
の位置検出信号を、上述した第２のフォーカス制御機構
７２の電圧供給部７０に入力して、これに応じた電圧
を、変位手段６４のピエゾスタックに印加して収束レン
ズ４８と、被照射体４０との間隔を、例えば１００ｎｍ
に設定するフォーカス制御、すなわち近接場領域のフォ
ーカシング制御を行うことができる。

【００５３】図４は、フォーカスエラー検出部６９の他
の一例の概略構成を示す。この例においては、レーザー
ドップラー構成とした場合で、この場合、レーザードッ
プラー差動速度計８６が設けられる。そして、収束レン
ズ４８の最終端のＳＩＬ５２の平坦面の周辺面に、Ａｌ
蒸着膜等の反射膜８４を被着し、一方、被照射体４０
の、例えばフォトレジスト層１２の表面に、薄い例えば
Ａｌ蒸着膜による半透明反射膜８５を被着し、レーザー
ドップラー差動速度計８６からの２本の測長ビーム８７
および８８を照射して、両者間の間隔を検出するように
したものである。そして、この場合においても、このよ
うにして検出された検出信号を、電圧供給部７０に入力
して、変位手段６４を制御する。

【００５４】また、図５は、フォーカスエラー検出部６
９の更に他の一例の概略構成を示すように、いわゆる離
軸法による構成とすることができる。すなわち、この場
合、目的の光照射を行う光ビームとは異なる別のビー
ム、例えば波長が異なり、光照射体４０に対する本来の
光照射の目的、例えばフォトレジスト層１２に対する露
光効果を生じることのない光ビーム、例えばレーザービ
ームによる検出用ビーム９０を、収束レンズ４８に光軸
から離軸した状態で、入射させる。収束レンズ４８に対
する検出用ビーム９０の入射角は、ＳＩＬの端面で全反
射しない程度に離軸させるものとする。

【００５５】そして、被照射体４０の表面、例えばフォ
トレジスト層１２の表面からの反射光の焦点位置に、そ
の位置を検出することができるようにした、例えば１次
元の位置センサーによる焦点位置を検出することができ
る例えばＰＳＤ（Position Sensor Diode)又は、分割フ
ォトダイオード等が配列されてなる検出素子９１を設け
る。この場合、ＳＩＬ５２の端面と被照射体４０の表
面、例えばフォトレジスト層１２の表面とが物理的に接
触する近接場領域にあっても、両者の屈折率は、完全に
一致するものではないので、光学的に界面が存在するこ
とから、検出用ビーム９０の反射光すなわち戻り光が得
られる。そして、いま、ＳＩＬ５２の端面と被照射体４
０の表面が、鎖線ａで示すように離間した状態となる
と、鎖線ｂに示すように、戻り光の戻り角が振れること
から、検出素子９１によってその振れ角に応じた出力変
化を得ることができる。すなわち、この検出素子９１か
ら、フォーカシングエラー信号検出することができる。

【００５６】このエラー信号を変位手段６４の例えばピ
エゾスタックの印加電圧を行う電圧供給部を制御して、
収束レンズ４８の位置の微調整、例えば１００ｎｍ程度
の、位置制御によるすなわち近接場領域の制御によるフ
ォーカシング制御を行うことができる。

【００５７】図６は、フォーカスエラー検出部６９の更
に他の例の概略構成図を示す。この例においては、例え
ば図１におけるミラー４６または４７を、ビームスプリ
ッタ９４によって構成して被照射体４０からの戻り光の
例えば一部を分離し、この分離された戻り光の光路に集
光レンズ９５と、非点収差を付与する例えばガラスより
なる平行平板９２を配置し、例えば４分割フォトダイオ
ードによる検出素子９３によって非点収差、すなわちビ
ームスポット形状を検出する構成とすることによってフ
ォーカシングエラーの検出すなわちフォーカシングエラ
ー信号を得る。

【００５８】上述したビーム照射装置によれば、第１お
よび第２の制御機構７１および７２による粗調整および
微調整、すなわち低周波数帯域および高周波数帯域の位
置制御、すなわちフォーカシング調整を重畳して行うこ
とから、収束レンズ４８による被照射体４０に対するフ
ォーカシングを、上述したの微小間隔例えば１００ｎｍという近接場領域におい
て、正確に、安定して設定することができる。

【００５９】前述の図２のフォーカス制御機構では、高
圧エアー（いわゆる正圧エアー）の圧力制御を用いて低
周波数帯域（被照射体４０の低周波のうねり）における
フォーカス制御を行っている。この場合、エアー圧を高
くして被照射体４０から収束レンズ４８を引き離そうと
するときの応答速度は得られるも、エアー圧を低くした
ときの応答速が十分に得られにくいことがある。従っ
て、エアーによる制御方向の変化によらず、一定の応答
速が得られるフォーカス制御が望まれる。

【００６０】また、近年、光記録媒体（例えば光ディス
ク）に使用する光の短波長化に伴い、収束レンズの開口
数Ｎ．Ａ．が同じであってもスポットの焦点深度は浅く
なり、フォーカス制御の更なる安定性が必須となってき
ている。

【００６１】そこで、本発明においては、正圧エアーと
負圧エアーの同時使用によるエアサスペンションを利用
して、低周波数帯域のフォーカス制御を行うとともに、
電気的駆動素子による変位手段により、高周波数帯域の
フォーカス制御も加えて、より安定したフォーカスサー
ボを行うようにする。

【００６２】図７は、これらに対応できるようにした本
発明のビーム照射装置における収束レンズのフォーカス
制御機構の他の例の概略構成を示す。この例のフォーカ
ス制御機構は、正圧エアー（高圧エアー）と負圧エアー
によって低周波数帯域におけるフォーカス制御を行う第
１の制御機構７１１と、変位手段６４を構成する例えば
ピエゾスタックを用いて高周波数帯域（いわゆる被照射
体４０の高周波のうねり）におけるフォーカス制御を行
う第２の制御機構７１２とを組み合せて収束レンズ４８
のフォーカス制御を行えるようにしたものである。

【００６３】収束レンズ４８は、回転基台上に配置され
た例えば円板状の被照射体４０に対して、その位置調整
がなされるアクチュエータ５４１に配置されて構成され
る。このアクチュエータ５４１には第１及び第２のフォ
ーカス制御機構７１１及び７１２が設けられる。収束レ
ンズ４８は前述と同様に鏡胴１１１内に、対物レンズ
（非球面レンズ）５１とＳＩＬ５２とが同一光軸上に保
持される。なお、本例のＳＩＬ５２は、球形レンズの一
部を切りとり、半球状よりも多く残る形状とし、その底
部に円柱状突起５２ａを形成して構成される。

【００６４】アクチュエータ５４１は、アーム（いわゆ
るレンズ取り付け治具）６０に、板ばね等の弾性体６１
を介して、被照射体４０に対して空気層の介在によって
浮上する円筒状のエアーパッド６３１が取着されて成
る。このエアーパッド６３１内の上端部に例えば円筒型
のピエゾスタックによる変位手段６４が配置され、この
変位手段６４を介して、円筒状のエアーパッド６３１内
に収束レンズ４８を保持した鏡胴１１１が支持され、Ｓ
ＩＬ５２の最終端面（即ち円柱状突起５２ａの端面）
が、エアーパッド６３１の被照射体４０と対向する面に
臨むようになされる。

【００６５】エアーパッド６３１には、その被照射体４
０との対向面に、エアーを噴出するエアー噴出口（供給
口）、いわゆる正圧エアーの噴出口６５１と、エアーを
吸引するエアー吸引口、いわゆる負圧エアーの吸引口６
５２が設けられる。エアー噴出口６５１及びエアー吸引
口６５２は、例えば図８に示すように、環状に形成され
ると共に、エアーパッド６３１の中心軸に対して同心円
状に形成される。エアー噴出口６５１は、多孔質部材例
えば多孔質カーボンによって形成することができる。こ
の多孔質カーボンは、エアーパッド６３１の面に形成し
た環状溝に嵌着される。

【００６６】エアー噴出口６５１には、パイプ１１３を
通じて高圧エアー供給源６６１から高圧エアーが供給さ
れる。エアー吸引口６５２からはパイプ１１４を通して
エアー吸引手段６６２にエアーが吸引される。高圧エア
ー供給源６６１は、例えばその供給量、圧力を制御する
制御手段６８１が設けられ、又、エアー吸引手段６６２
は例えば吸引量、圧力を制御する制御手段６８２が設け
られる。この正圧エアー及び負圧エアーによって、収束
レンズ４８の最終端面が被照射体４０に対し、所要の間
隔を保持して対向させる初期の粗調整を行う。このよう
にして収束レンズ４８の位置の選定を行う第１のフォー
カス制御機構７１１が構成される。

【００６７】また、変位手段６４を構成する例えばピエ
ゾスタックには、前述と同様に電圧供給部７０から、電
圧供給がなされて、その変位量、すなわち圧電効果によ
って収束レンズ４８をエアーパッド６３１の軸心に沿っ
て微小移動させるようになされ、被照射体４０に対する
収束レンズ４８の位置の制御、すなわちフォーカス制御
を行う第２のフォーカス制御機構７１２が構成される。
電圧供給部７０は、フォーカスエエラー検出がなされる
検出部６９からのフォーカスサーボ信号によって、フォ
ーカスエラーに応じた電圧を、変位手段６４を構成する
例えばピエゾスタックに供給するようになされる。

【００６８】尚、エアー噴出口６５１は、例えば図９に
示すように複数、本例では３つに分割して、夫々のエア
ー噴出口６５１ａ，６５１ｂ，６５１ｃに夫々パイプ１
１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃを通じて高圧エアーを供給
するように構成することもできる。この場合は、各パイ
プ１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃに夫々高圧エア供給源
及び制御手段を設けて夫々エアー圧、供給量を制御でき
るようにすることもできる。エアー吸引口６５２も複数
に分割して夫々からエアーを吸引するように構成するこ
ともできる。また、エアー噴出口６５１及びエアー吸引
口６５２は、環状形に限らず、図示せざるも、例えば環
状に沿って多数の開口によって形成することもできる。

【００６９】この第１及び第２のフォーカス制御機構７
１１及び７１２から成るフォーカス制御機構では、被照
射体４０（例えば表面にフォトレジスト層１２を塗布し
た基板）上に正圧エアーの圧力によりエアーパッド６３
１を浮上させる。即ち、エアーパッド６３１下面からエ
アー噴出口６５１を通して正圧エアーを噴き出させるこ
とによってエアーパッド６３１は被照射体４０上に浮上
し、エアー吸引口６５２を通して吸引される負圧エアー
によってエアーパッド６３１は被照射体４０側に引き寄
せられる。正圧エアーの圧力を例えば５ｋｇｆ、負圧エ
アーの圧力を例えば大気圧−１００ｍｍＨｇにすると、
エアーパッドを例えば５μｍ浮上させることができる。

【００７０】ここでは、エアー圧力を固定しているが正
負エアー圧のバランスにより、被照射体４０とエアーパ
ッド６３１間に形成されるエアー膜に剛性が生じる。被
照射体４０の表面のうねりが低周波数帯域であれば、エ
アーパッド６３１はそのうねりに追従することができ
る。従って、被照射体４０の上下の変位に応じて変位す
るエアーパッド６３１の応答速度は、上下いずれの変位
に対しても一定となる。

【００７１】一方、変位手段６４を構成する例えばピエ
ゾスタックに電圧を印加して伸縮させることにより、前
述したように、エアーパッド６３１だけでは追従しきれ
ない高周波数帯域のうねりに対応したサーボをかけるこ
とができ、高周波数帯域の位置制御すなわちフォーカス
制御を行うことができる。

【００７２】エアーパッド６３１は、くの字状若しくは
この字状の板ばねによる弾性体６１を介してアーム６０
に取付けられるので、上下だけでなく傾斜に対する自由
度も持たせることができる。

【００７３】このようなフォーカス制御機構を備えたビ
ーム照射装置によれば、正圧エアー１２１と負圧エアー
１２２の同時使用により、低周波数帯域でのフォーカス
制御を安定にすることができる。同時に、一定の応答速
度が得られる。高周波数帯域と低周波数帯域でフォーカ
ス制御機構が分離されているので、各帯域におけるサー
ボ特性の向上も見込める。従って、収束レンズ４８と被
照射体４０間の間隔を精度よく安定に保持できる。

【００７４】本発明では、収束レンズ４８をＳＩＬ５２
と対物レンズ５１を含む２群レンズで構成したが、これ
に限らず、光ビーム（例えばレーザビーム）を収束する
レンズであればよく、図１０に示すＳＩＭ（Solid Imme
rsion Mirror）１２４や、ＳＩＭを含むレンズ群、その
他の例えば、従来から用いられている３群以上で形成さ
れる対物レンズで収束レンズ４８を構成することが可能
である。この場合にも、同様の精度で安定したサーボが
行える。

【００７５】ＳＩＭ１２４は、図１０に示すように光ビ
ーム３９の入射側の面が凸状の曲面をなすも光ビーム入
射部が凹面となり、光ビーム３９の出射側が平坦面、こ
の場合、前述したと同様に中央に円柱状突起１２５が設
けられた面とした透光体１２６の凸状曲面及び円柱状突
起１２５を除く端面に反射膜１２７が形成されて成る。
光ビーム３９は凹面に入射され、屈折させて端面の反射
膜１２７で反射され、更に上面の凸状曲面の反射膜１２
７で反射されて円柱状突起１２５の端面に収束される。

【００７６】本発明では、高周波数帯域のフォーカス制
御用の変位手段６４として電気的駆動素子であるピエゾ
スタックを用いたが、その他の例えば電磁コイル、いわ
ゆるボイスコイル等の電気的駆動素子であってもよい。

【００７７】上例では、正圧エアー及び負圧エアーの圧
力を固定したが、このエアー圧を制御するようにしても
よい。即ち、エアー圧力を固定して、被照射体４０の上
下変位に応じてエアーパッド６３１が上下に追従する
が、その追従をより早めるために、例えば被照射体４０
が下方に変位したときには、負圧エアーの圧力を強め、
被照射体４０が上方に変位したときには正圧エアーの圧
力を強めてエアーパッド６３１の応答速度を早くするよ
うにすることも可能である。

【００７８】上例では、エアーによる低周波数帯域のフ
ォーカスサーボと、変位手段６４のピエゾスタックによ
る高周波数帯域のフォーカスサーボを同時に使用したが
収束レンズ４８による集光対象となる面の高域うねりが
小さい場合には、エアーによるサーボのみを用いてもよ
い。

【００７９】近年の光ディスク原盤露光工程で主に用い
られている３５０ｎｍレーザビームをＳＨＧ（Secondar
g Harmonic Generator）発振させた場合の波長は、およ
そ１７０ｎｍとなる。またフォトレジストの感度が有効
となるのは、およそ４５０ｎｍ以下となる。これらのこ
とにより、本発明のビーム照射装置では、波長が１７０
ｎｍ以上でかつ４５０ｎｍ以下のレーザビーム発生器を
具備することができる。

【００８０】前述の図７に示す正圧、負圧エアーによる
いわゆる吸着浮上型エアーパッド６３１は、図２の静圧
浮上型のエアーパッドよりも、被照射体４０の表面のう
ねりに対して良好に追従する。しかし、吸着浮上型のエ
アーパッド６３１のエアー噴出口６５１とエアー吸引口
６５２が不適切な配置をとると、例えばエアーパッド６
３１の底部に設けた環状のエアー噴出口６５１の外側に
同心円状にエアー吸引口６５２が設けられていると、微
小な振動で傾斜したエアーパッド６３１は、外周部にエ
アー吸引口６５２があるため更に傾斜が付き、エアーパ
ッド６３１の縁が被照射体４０に接触する可能性があ
る。そのため、これらのエアー噴出口６５１及びエアー
吸引口６５２の配置には配慮が必要である。

【００８１】また、エアーパッド６３１を浮上させる場
合には、エアー噴出口６５１のみを行った状態で被照射
体４０上に降下するが、収束レンズ４８の最先端部がエ
アーパッド６３１底面よりも突出していると、収束レン
ズ４８が被照射体４０に衝突する危険性があるため、衝
突回避の対応が必要となる。

【００８２】更に、エアーパッド６３１内に取り付けた
ＳＩＬ５２の先端を、例えば直径４０μｍで高さが２μ
ｍの円柱状突起５２ａを残して、エッチングによりその
外周部を削り取っている。これにより、レンズが傾斜し
た場合に、レンズ、従ってＳＩＬ５２と被照射体４０が
接触する危険性を低減しているが、それでも例えば４０
ｎｍ程度にまで収束レンズ４８と被照射体４０間の間隔
（いわゆるギャップ）を小さくしようとすると１ｍｒａ
ｄ以下の精度で収束レンズ４８の傾きを調整しておく必
要がある。この調整を高精度でかつ容易に行える方法及
び装置が望まれる。

【００８３】そこで、本発明に係るビーム照射装置にお
いては、その空気圧利用による吸着浮上型エアーパッド
の最下部、即ち底面に設けるエアー噴出口をエアー吸引
口より外周側に配置するように構成する。また、初期状
態では、被照射体表面からエアーパッド底面までの高さ
よりも高い位置まで収束レンズの最下面（例えばＳＩＬ
またはＳＩＭの底面）を後退させ、ビーム照射時（例え
ば原盤露光時、又は情報記録媒体の記録、再生時）には
収束レンズの最下面を被照射体表面からエアーパッド底
面までの高さより低い位置まで降下させるように構成す
る。

【００８４】本発明のレンズ傾斜調整装置では、収束レ
ンズの変位手段への取り付け接触面、又は／及び収束レ
ンズを取り付けた変位手段のエアーパッドへの取り付け
接触面に弾性部材を挟み込み、ネジ締め圧により取り付
け時の傾斜を調整する機構を有するように構成する。

【００８５】本発明のレンズ傾斜調整方法では、高反射
表面を有する基板に収束レンズ（例えばＳＩＬ又はＳＩ
Ｍを含む収束レンズ）の底面で反射した戻り光の軸と、
この収束レンズ透過後の基板の高反射表面で反射し、再
度同じ収束レンズを透過した戻り光の軸とを一致させる
ことで、収束レンズの傾き、いわゆる光軸を調整するよ
うになす。

【００８６】収束レンズ４８と被照射体４０間の距離を
近接場領域まで近づけて制御を行う場合の信号検出方法
の一つにＳＩＬ５２の底部平面（円柱状突起５２ａの底
面）から全反射した戻り光を用いる方法がある。この場
合、全反射戻り光強度が小さくなった位置で制御を行う
ため、より大きな強度で全反射戻り光を検出し、またノ
イズをより少なくする必要がある。

【００８７】本発明の全反射光検出方法では、偏光ビー
ムスプリッタを経て射出された直線偏光のレーザビーム
を１／４波長板で円偏光に変換した後、収束レンズに入
射し、この収束レンズからの戻り光を１／４波長板によ
り偏光方向を変換し、偏光ビームスプリッタに再入射す
ることで、戻り光のパワーの大部分を入射ビーム源とは
別の方向に分離するようになす。さらに収束レンズ（例
えばそのＳＩＬ又はＳＩＭレンズ）からの戻り光を、そ
の光軸と一致させて円環状に透過領域を持たす輪帯、又
は外周部に透過領域を持つ円形状のマスクを配置し、収
束レンズ底面を含む複数の面で干渉した光を遮光し、収
束レンズ底面で全反射した光を主に透過させるようにな
す。

【００８８】図１１は、このように改良した本発明のビ
ーム照射装置における収束レンズのフォーカス制御機構
の他の例の概略構成を示す。また、図１２〜図１６は、
レンズ傾斜調整方法、全反射光検出方法を用い、収束レ
ンズの光軸調整及びフォーカス制御を行う例を示す。

【００８９】本例においては、図１１に示すように、前
述の図７と同様、アーム６０に板ばね等の弾性体６１を
介して、正圧エアー１２１の噴出口６５１及び負圧エア
ー１２２の吸引口６５２を被照射体４０の対向面に有す
る筒状のエアーパッド６３１が取付けられ、このエアー
パッド６３１の内側に、軸心方向に変位するように変位
手段６４となる例えば環状のピエゾスタックを介して収
束レンズ４８を保持した鏡胴１１１が支持されて構成さ
れる。

【００９０】エアー噴出口６５１及びエアー吸引口６５
２は、夫々例えば環状に形成されると共に、エアーパッ
ド６３１の軸心に対して同心円状に形成され、かつ特
に、エアー噴出口６５１はエアー吸引口６５２の外周側
に位置するように設けられる。

【００９１】収束レンズ４８は、例えば前述と同様に対
物レンズ５１とＳＩＬ５２とが同一光軸上に保持されて
構成される。収束レンズ４８は、初期状態、即ち変位手
段６４のピエゾスタックに電圧を印加しない状態では、
ＳＩＬ５２の底面がエアーパッド６３１の被照射体４０
に対向する底面より奥に引っ込んだ配置とし、変位手段
６４のピエゾスタックに電圧を印加することによりＳＩ
Ｌ５２の底面がエアーパッド６３の底面より飛び出し、
浮上量以上に伸びることが可能な配置とする。

【００９２】変位手段６４であるピエゾスタックのエア
ーパッド６３１への取り付け面には、厚み方向に弾性を
有する弾性部材、好ましくは弾性シート例えばゲル状シ
ート１３１を挟み込み、図８に示すように、複数点好ま
しくは３点以上例えば４点でネジ１３２により変位手段
６４のピエゾスタックとエアーパッド６３１とを一体化
する。１３３は、ピエゾスタックに接合された基板を示
し、この基板１３３にネジ止めされる。

【００９３】その他の構成は、前述の図７で説明したと
同様なので、対応する部分には、同一符号を付して重複
説明を省略する。

【００９４】この図１１に示す収束レンズ４８を含むフ
ォーカス制御機を備えたビーム照射装置を、例えば情報
記録媒体を作製するスタンバーを得るための原盤作製の
露光装置に適用した場合を例に説明する。

【００９５】図１２及び図１３に、このビーム照射装置
の光学系を示す。この光学系は、レーザビーム発生器
（図示せず）から出射され、コリメータレンズ（図示せ
ず）で平行光とされたレーザビーム３９の光路上に、ビ
ームスプリッタ（例えばハーフミラー）１３５、偏光ビ
ームスプリッタ１３６、１／４波長板１３７及びミラー
１３８が設けられ、ミラー１３８で反射したレーザビー
ム３９を収束レンズ４８に入射するように構成される。
また、収束レンズのＳＩＬ５２での反射光及び被照射体
４０での反射光による戻り光が偏向ビームスプリッタ１
３６で光路変換された光路上にスクリーン１３９、遮光
マスク１４０、集光レンズ１４１及び第１の検出素子、
例えばフォトディテクタ１４２が配される。スクリーン
１３９及び遮光マスク１４０は、光路上の位置及び光路
から離れた位置間を移動可能に配される。さらに、ビー
ムスプリッタ１３５で反射したレーザビームの光路上に
集束レンズ１４３を介して第２の検出素子、例えばフォ
トディテクタ１４４が配される。

【００９６】先ず、収束レンズ４８の傾斜調整、即ち光
軸調整が行われる。このレンズ傾斜調整方法は、図１２
に示すように、表面を例えば金属メッキ等により高反射
面１５１とした基板１５２を用意し、この基板１５２の
高反射面１５１上に収束レンズ４８を取り付けたエアー
パッド６３１を置く。この状態ではエアーパッド６３１
の軸心は基板１５２に対して垂直となっている。

【００９７】レーザビーム発生器から直線偏光で出射さ
れ、ビームスプリッタ１３５、偏光ビームスプリッタ１
３６及び１／４波長板１５７を透過して円偏光となった
レーザビーム３９を、ミラー１３８を介して基板１５２
の面に対して垂直にアライメントし、エアーパッド６３
１内の収束レンズ４８に入射する。収束レンズ４８、従
ってそのＳＩＬ５２の円柱状突起５２ａの底部平面及び
基板１５２で反射した戻り光は、ミラー１３８で反射
し、１／４波長板１３７を透過した後、偏光ビームスプ
リッタ１３６で分離され光路変更されて、スクリーン１
３９に投影される。

【００９８】収束レンズ４８のＳＩＬ５２の底部平面で
の反射光は、後述するように、主に全反射した輪帯（い
わゆるリング）形状ビームとなって戻り、また基板１５
２の表面１５１で反射したビームは、ＳＩＬ５２の円柱
状突起５２ａで散乱され、その投影像が再度基板１５２
で反射されて収束ビームとして戻る。この収束ビーム
は、ＳＩＬ５２と基板１５２間で生ずる干渉光として戻
る。

【００９９】そして、図１６に示すように、ＳＩＬ５２
で全反射した輪帯形状ビーム１５５と、ＳＩＬ５２の中
央の円柱状突起５２ａと基板１５２間で生じる干渉光
（従って干渉縞）１５６がスクリーン１３９に投影され
ることで、それらの光軸Ｌ₁及びＬ₂のずれを確認でき
る。ＳＩＬ５２の円柱状突起５２ａの中心が光軸に一致
しているとして、輪帯形状ビーム１５５と干渉光１５６
の光軸が一致するように、エアーパッド６３１に対して
ゲル状シート１３１を挟んで変位手段６４のピエゾスタ
ックを取り付けるための４本のネジ１３２の締め具合を
調整する。これにより、収束レンズ４８の光軸は、基板
１５２及びエアーパッド６３１の底面に対して垂直とな
り、ＳＩＬ５２の底部平面も基板１５２に対して平行と
なる。

【０１００】尚、本例では、エアーパッド６３１と変位
手段６４のピエゾスタックとの取付け接触面にゲル状シ
ート１３１を挟み込んだが、又は／及び収束レンズ４８
を保持する鏡胴１１１の変位手段６４であるピエゾスタ
ックとの取り付け接触面にゲル状シート１３１を挟み込
むようにしてもよい。

【０１０１】ここで、対物レンズ５１とＳＩＬ５２とで
実現される開口数Ｎ．Ａ．とＳＩＬ５２の屈折率ｎと、
対物レンズ５１で集光されたレーザビームのＳＩＬ５２
への最大入射角θ_max（図１６参照）との関係は、Ｎ．Ａ．＝ｎ×ｓｉｎθ_max となる。

【０１０２】そして、図１６に示すように、開口数Ｎ．
Ａ．が所定値、例えばこの最大入射角θ_maxよりも小さ
い一定の入射角θ₀と屈折率ｎとの積ｎ×ｓｉｎθ₀が
１．０になるように屈折率ｎ及び最大入射角θ_maxを設
定したとすると、開口数が所定値、即ち１よりも大きく
なる入射角で対物レンズ５１からＳＩＬ５２に入射した
光（以下入射光の高周波成分という）は、ＳＩＬ５２が
基板に接触しているときにはＳＩＬ５２の基板との対向
面をほとんど透過して基板に照射されるのに対し、ＳＩ
Ｌ５２が基板から離れるにつれて、この対向面での高周
波成分の反射率が急激に増加していき、ＳＩＬ５２が基
板から近接場領域を超えて離れると、対向面でほぼ１０
０％反射される。従って、ＳＩＬ５２の底部平面で反射
した戻り光１５５は輪帯形状（図１６の斜線部分を参
照）となって図１４に示すようにスクリーン１３９上に
投影される。また、開口数が所定値、即ち１．０よりも
小さくなる入射角で対物レンズ５１からＳＩＬ５２に入
射光（以下入射光の低周波成分という）はＳＩＬ５２を
通過し基板１５２表面で反射して干渉光１５６となって
スクリーン１３９上に投影される。

【０１０３】次に、原盤露光に入る。エアーパッド６３
１下面からエアー噴出口６５１、従ってその円環状に配
置した多孔質カーボンを通して正圧エアー１２１を噴出
（供気）してエアーパッド６３１を浮上させる。次に、
図１３に示すように、被照射体、即ち基板１１の表面に
フォトレジスト層１２を塗布した原盤４０を用意し、原
盤４０を静止させた状態で、エアーパッド６３１の水平
を保ちながら原盤４０上に降下させる。

【０１０４】浮上によりエアーパッド６３１の支持荷重
が０になるまで降下させたところで、エアー吸引口６５
２を通して負圧エアー１２２の吸引（吸気）を行う。例
えば供気圧力５ｋｇｆ、吸気圧力を大気圧−１００ｍｍ
Ｈｇとする。吸気圧力が大きくしすぎると、ダウンフォ
ースの働きによってエアーパッド６３１が原盤４０に衝
突する可能性が生じる。逆に吸気圧力を小さくしすぎる
と原盤にうねりがある場合に追従しきれず、正圧の浮上
力によってはじかれてしまう。この正負エアー圧のバラ
ンスによって、前述の図７で説明したようにエアー膜に
剛性が生じ、原盤４０のうねりに追従する。

【０１０５】次に露光工程に入る。このとき、図１３に
示すように、スクリーン１３９は光路から外れた位置に
後退し、代わって遮光マスク１４０が光路上に配置され
る。この遮光マスク１４０は、図１５に示すように、い
わゆる低周波成分の戻り光を遮光する大きさに形成され
ている。

【０１０６】露光時には変位手段６４のピエゾスタック
に所要の電圧が印加されて、収束レンズ４８のＳＩＬ５
２と原盤４０間の間隔が近接場領域内に入るように収束
レンズ４８がエアーパッド６３１の底面より飛び出す。

【０１０７】レーザビーム発生器（図示せず）から出射
された直線偏光のレーザビームは、コリメータレンズ
（図示せず）で平行光とされ、ビームスプリッタ１３５
を透過して偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１３６に入
射する。偏光ビームスプリッタ１３６を通過し、１／４
波長板（ＱＷＰ）１３７で円偏光とされたレーザビーム
３９はミラー１３８で反射されて収束レンズ４８を通し
て原盤４０上のフォトレジスト層１２を選択的に露光す
る。

【０１０８】この露光工程時にフォーカス制御が行われ
る。露光ビーム、即ちレーザビーム３９が収束レンズ４
８に入射され、前述のθ₀よりも大きな入射角で対物レ
ンズ５１からＳＩＬ５２に入射したレーザビーム（高周
波成分）がＳＩＬ５２の底部平面で反射され、この反射
されたレーザビームが対物レンズ５１、ミラー１３８を
経て１／４波長板１３７で最初とは直交する直線偏光と
されて偏光ビームスプリッタ１３６で反射され、集光レ
ンズ１４１を介してビーム強度モニタ用のフォトディテ
クタ１４２で光強度を電圧値として検出される。

【０１０９】一方、レーザビーム発生器から出射された
レーザビームの一部がビームスプリッタ１３５で反射さ
れた集光レンズ１４３を介してビーム強度モニタ用のフ
ォトディテクタ１４４で光強度を電圧値として検出され
る。

【０１１０】ここでは、ＳＩＬ５２を原盤から十分に離
した場合のレーザビーム（高周波成分）の全反射光量を
基準光量とする。このため、フォトディテクタ１４４で
得られた値に所定の係数を掛けた値を基準光量に相当す
る信号として、演算回路１４６に送られる。フォトディ
テクタ１４２で検出された光量を示す信号も演算回路１
４６に送られる。

【０１１１】演算回路１４６ではＳＩＬ５２と原盤４０
間の間隔が、一定の間隔、即ち近接場領域に入る間隔で
あるときの一定値レベル、例えば基準光量の６０％にま
で下がったところのレベルを制御目標値として記憶して
いる。

【０１１２】そして、演算回路１４６は、制御目標値
と、フォトディテクタ１４２からの光量との差に基づい
て、フォーカス制御信号を生成する。この制御信号をフ
ォーカスエラー検出部６９に送り、基準光量に対してフ
ォトディテクタ１４２からの光量が上記一定値レベルに
なったところで、この光量を保持するように、変位手段
６４のピエゾスタックの伸縮を制御する。これにより、
ＳＩＬ５２と原盤４０間の間隔（ギャップ）を一定に保
持することができる。

【０１１３】この状態、つまり全反射光量が減少した状
態は、ＳＩＬ５２が原盤４０に対して近接場領域にまで
接近しているときに生じる。このことから、間隔（ギャ
ップ長）を安定に保持できれば、接近場領域で間隔の制
御ができたことになる。

【０１１４】変位手段６４のピエゾスタックの長さを制
御してＳＩＬ５２と原盤４０間の間隔がレーザビームの
波長程度以下となるとＳＩＬ５２に入射された高周波成
分のレーザビームは原盤４０側へ透過するので、反射光
量が減少する。このとき、全反射による輪帯形状の全反
射戻り光以外に、ＳＩＬ５２の底部平面と原盤４０間で
生じる干渉縞が重畳し、その干渉縞による強度振動が全
反射光による間隔（ギャップ長）制御においてはノイズ
となる。

【０１１５】しかし、図１５に示すようにフォトディテ
クタ１４２への戻り光３９Ｒの光路上に、輪帯形状の全
反射戻り光（斜線図示）が透過するような円形の遮光マ
スク１６０が配されていることによって、干渉光は除去
され、主に全反射戻り光のみが透過する。この遮光マス
ク１６０により、強度振動はＳＩＬ５２と原盤４０間の
間隔（ギャップ長）制御に影響を与えない程度に抑える
ことができる。

【０１１６】全反射光強度の変化を変位手段６４のピエ
ゾスタックに印加する電圧にフォードバックし、原盤４
０が静止している状態で、上記間隔（ギャップ長）を約
２５０ｎｍの位置にサーボ制御したところ、間隔（ギャ
ップ長）の揺らぎは最大幅で約１ｎｍの範囲に抑えるこ
とができた。また、原盤４０を約６００ｒｐｍで回転さ
せ、半径約４０ｍｍの位置で間隔（ギャップ長）制御を
行った結果、その揺らぎの大きさは最大幅で約１０ｎｍ
に抑えられた。

【０１１７】上述したように、本例においては、正圧エ
アーの噴出口６５１を負圧エアーの吸引口６５２の外周
側に配置したことにより、エアーの噴出、吸引の位置的
バランスが取れ、エアーパッド６３１を安定した姿勢で
浮上させることができる。

【０１１８】ＳＩＬ５２をエアーパッド６３１底面より
引っ込ませておくことで、近接場領域のギャップ長を制
御する時以外にＳＩＬ５２が原盤に衝突することを回避
できる。弾性部材、例えばゲル状シート１３１を介して
エアーパッド６３１と変位手段６４とをネジ締で固定す
るように構成するので、このゲル状シート１３１の柔軟
性を利用して、収束レンズ４８の傾き調整、いわゆる光
軸調整を容易且つ高精度にすることができる。

【０１１９】又、被照射体４０との高精度な平行度が要
求されるＳＩＬ５２の傾斜調整において視覚的で容易な
方法により高精度な調整が実現できる。

【０１２０】偏光ビームスプリッタ１３６と１／４波長
板１３７の使用により、上記間隔（ギャップ長）制御に
利用する全反射戻り光の強度を大きくし、さらに、遮光
マスク１４０を用いることにより、ノイズとなる干渉光
の強度を抑えることができ、間隔（ギャップ長）制御に
おける検出信号強度対ノイズ強度の比（Ｓ／Ｎ比）が大
きく取れ、制御が高精度化される。

【０１２１】尚、上述したビーム照射装置及びフォーカ
ス制御装置は、フォトレジスト層１２に対する露光に用
いられるビーム照射装置に限られるものではなく、例え
ば図１において、その被照射体４０が、記録可能な情報
記録媒体、例えばいわゆるＣＤ−Ｒ、あるいは光磁気記
録層を有する光磁気記録媒体、または相変化による記録
がなされる記録層等を有する情報記録媒体に対する情報
記録を行う光記録装置としての光学装置、あるいはこの
記録情報の再生を行ういわゆるピックアップ装置として
の光学装置を構成することができる。

【０１２２】図１７は、上述したビーム照射装置の構成
によるが、被照射体４０が、情報記録媒体１９であっ
て、これよりの、情報の記録を光学的に読み出す再生装
置としての光学装置の一例の概略構成図を示す。この光
学装置においても、例えばレーザービームを発生するビ
ーム発生源４１が設けられ、これよりの直線偏光による
レーザービームが、例えば偏光ビームスプリッタ１０
１、１／４波長板１０２、ミラー１０３、更に上述した
収束レンズ４８を通じて、情報記録媒体１９に照射さ
れ、この情報記録媒体１９の情報によって変調された戻
り光が、収束レンズ４８、ミラー１０３を通じて再び１
／４波長板１０２を通過することによって此処で入射光
とは９０°偏光方向が異なる偏光とされて、偏光ビーム
スプリッタ１０１によって例えば反射されてその光路が
分離されることによって、検出手段１０４によって例え
ば光強度の検出、あるいはカー回転角に応じた光強度の
検出を行って、記録情報の再生出力を得る構成とするこ
とができる。すなわち、この場合においても、図１〜図
１５で説明したのと同様の構成によって、収束レンズ４
８の位置制御すなわちフォーカシング制御を、第１およ
び第２の制御機構７１および７２によって行う。

【０１２３】尚、本発明によるビーム照射装置と、これ
を構成する各部、例えば収束レンズ、第１および第２の
制御機構、これを制御する制御信号の検出手段等は、上
述した図１〜図１７の例に限られるものではなく、種々
の構成とすることができる。例えば、図３および図４に
示した構成においては、導電膜８１、反射膜８４をＳＩ
Ｌ５２に被着した場合であるが、これらを、エアースラ
イダー６２等の収束レンズ４８の支持部に配置する構成
とすることもできるなど種々の構成とすることができ
る。本発明においては、上述したビーム照射装置の構成
による光学装置を備えて情報の記録及び／又は再生を行
う記録及び／又は再生装置を構成することができる。

【０１２４】また、本発明においては、上述したビーム
照射装置を用いて、基板１１上のフォトレジスト層１２
に対する露光処理を行って、情報記録媒体用原盤と更に
これによる情報記録媒体を製造する。

【０１２５】すなわち、情報記録媒体用原盤の製造にお
いては、図２０で説明したと同様に、表面が平滑鏡面に
仕上げられた原盤の基板となる円板状の基板１１例えば
ガラス基板を用意し（図２０Ａ）、この基板１１の平滑
鏡面上に例えばポジティブフォトレジストによるフォト
レジスト層１２を回転塗布法等によって所要の厚さ、例
えば０．１μｍの厚さに塗布する（図２０Ｂ）。そし
て、このフォトレジスト層１２に対して、図１で説明し
た本発明によるビーム照射装置を用いて露光処理を行
う。この露光は、基板１１をその中心軸を中心に回転さ
せながら、レーザー光を、上述した収束レンズ４８によ
ってフォトレジスト層１２上にフォーカシングして、基
板１１の半径方向に関して相対的に移動させて照射し、
スパイラル線に沿って微細凹凸の潜像、すなわちグルー
ブまたはピットの潜像２３を形成する。（図２０Ｃ）。

【０１２６】このようにしてパターン露光されたフォト
レジスト層１２を現像する。このようにすると、図２１
ＡあるいはＢにそれぞれその一部の斜視図を示すよう
に、基板１１上に、フォトレジスト層１２が所定の露光
パターンに応じて除去されたグルーブもしくはピットが
形成されてなる微細凹凸１３が形成された情報記録媒
体、この例では光ディスクを製造するための原盤１４が
得られる。

【０１２７】このようにして形成された原盤１４を用い
てスタンパーを作製する。このスタンパーの作製は、図
２２で説明したように、原盤１４の微細凹凸１３が形成
された面に、金属層１５をＮｉメッキによって形成し
（図２２Ａ）、金属層１５を、原盤１４より剥離する
（図２２Ｂ）。このようにして、原盤１４の微細凹凸１
３が反転したパターンの微細凹凸１６が形成された金属
層１５によるスタンパー１７が形成される。

【０１２８】このようにして形成したスタンパー１７を
用いて、図２３に示すように、前述した射出成形、ある
いは２Ｐ法によってスタンパー１７の微細凹凸１６が反
転したパターンの微細凹凸１８すなわち図１９Ａおよび
Ｂで示したグルーブ３やピット４が形成された光ディス
ク、すなわち情報記録媒体１９を得ることができる。

【０１２９】この場合においても、原盤１４からスタン
パー１７をＮｉメッキによって形成した場合であるが、
原盤１４からＮｉメッキによっていわゆるマスターの作
製を行い、これを転写させることによっていわゆるマザ
ーを作製し、これからの転写によってスタンパーの作製
を行うようにすることもできる。

【０１３０】尚、上述した例では、ビーム発生源４１か
ら発生させるビームが、レーザー光等の光ビームである
場合について説明したが、このビームとしては、例えば
電子ビームであるとか、イオンビームである場合にも適
用できる。この場合においては、収束レンズ等の光学系
は、電界による電子レンズ等によって構成することがで
きる。

【０１３１】上述したように、本発明においては、第１
および第２の制御機構７１および７２による粗調整およ
び微調整、すなわち低周波数帯域および高周波数帯域の
位置制御、すなわちフォーカシング調整を重畳して行う
ことから、収束レンズ４８による被照射体４０に対する
フォーカシングを、上述したの微小間隔例えば１００ｎｍという近接場領域において
も、正確に、安定して設定することができる。

【０１３２】

【発明の効果】上述したように、本発明によるビーム照
射装置によれば、２群レンズ構成とし、その終端側に、
ＳＩＬ及びＳＩＭを用いた場合においても、これと、被
照射体とが上述したの微小間隔例えば１００ｎｍという近接場領域において
も、正確に、安定して設定することができるので、収束
レンズにおけるＮ．Ａ．を充分大に、したがって、照射
スポット径を充分小に選定することができる。

【０１３３】本発明によるフォーカス制御装置によれ
ば、正圧エアーと負圧エアーによる釣り合いを利用して
フォーカス制御を行うので、より高精度かつ安定したフ
ォーカス制御ができる。したがって、本発明装置を用い
て、情報記録媒体用の原盤作製の露光装置として用いる
場合、その微細凹凸を、正確に、かつ充分微細に形成で
きる。したがって、この原盤から得たスタンパーを用い
て製造した本発明方法によって得た情報記録媒体は、特
性にすぐれた高密度記録媒体として得ることができる。

【０１３４】また、本発明においては、複数段の制御機
構によって共通の収束レンズに関して、その位置調整、
したがって、フォーカシング制御を行うようにしたこと
から、複数のレンズに関して個々に行う場合における、
フォーカス制御の困難さ、装置の煩雑さ等を回避でき、
高精度で、確実に、安定したビーム照射装置を構成する
ことができる。

【０１３５】したがって、本発明構成によるビーム照射
装置を、情報記録媒体に対する記録および再生、あるい
はこれらのいづれかを行う光学装置、すなわちピックア
ップ装置として構成することによって、すぐれた記録お
よび再生特性を有するピックアップ装置を構成すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるビーム照射装置の一例の概略断面
図である。

【図２】本発明によるビーム照射装置の収束レンズの一
例の概略断面図である。

【図３】本発明装置におけるフォーカスエラー検出部の
一例の概略構成図である。

【図４】本発明装置におけるフォーカスエラー検出部の
他の一例の概略構成図である。

【図５】本発明装置におけるフォーカスエラー検出部の
他の一例の概略構成図である。

【図６】本発明装置におけるフォーカスエラー検出部の
他の一例の概略構成図である。

【図７】本発明によるビーム照射装置の収束レンズの他
の例の概略断面図である。

【図８】本発明装置におけるフォーカス制御機構の要部
の一例の平面図である。

【図９】本発明装置におけるフォーカス制御機構の要部
の他例の平面図である。

【図１０】本発明装置の収束レンズに適用されるＳＩＭ
の断面図である。

【図１１】本発明によるビーム照射装置の収束レンズの
さらに他の概略断面図である。

【図１２】本発明装置の収束レンズの傾斜調整方法及び
その装置を示す構成図である。

【図１３】本発明装置のフォーカス制御に用いられる全
反射光検出方法を示す構成図である。

【図１４】収束レンズの傾斜調整の説明図である

【図１５】全反射光検出の説明図である。

【図１６】収束レンズの傾斜調整の説明図である。

【図１７】本発明によるビーム照射装置を用いた情報記
録媒体の再生装置の一例の概略構成図である。

【図１８】情報記録媒体の一例の斜視図である。

【図１９】ＡおよびＢは、それぞれ情報記録媒体の要部
の斜視図である。

【図２０】Ａ〜Ｃは、情報記録媒体を製造するスタンパ
ー作製の原盤の製造工程図である。

【図２１】ＡおよびＢは、それぞれスタンパー作製の原
盤の例を示す要部の斜視図である。

【図２２】ＡおよびＢは、スタンパー作製の工程図であ
る。

【図２３】ＡおよびＢは、情報記録媒体の製造工程図で
ある。

【図２４】従来の露光装置を構成するビーム照射装置の
構成図である。

【符号の説明】

１・・・ディスク基板、２・・・信号記録領域、３・・
・グルーブ、４・・・ピット、１１・・・基板、１２・
・・フォトレジスト層、１３・・・微細凹凸、１４・・
・ディスク原盤、１５・・・金属層、１６・・・微細凹
凸、１７・・・スタンパー、１８・・・微細凹凸、１９
・・・情報記録媒体、２０・・・レーザービーム、２１
・・・収束レンズ、２２・・・潜像、３１，４１・・・
ビーム発生源、３２，４２・・・ミラー、３３，４３・
・・集光レンズ、３４，４４・・・変調素子、３５，４
５・・・コリメートレンズ、３６，３７，４６，４７・
・・ミラー、３９・・・光ビーム、４０・・・被照射
体、４８・・・収束レンズ、５１・・・対物レンズ、５
２・・・ＳＩＬ（Solid Immersion Lens) 、５３・・・
回転基台、５４・・・アクチュエータ、６０・・・アー
ム、６１・・・弾性体、６２・・・エアースライダー、
６３・・・支持体、６４・・・変位手段、６５・・・ノ
ズル、６６・・・高圧エアー供給源、６７・・・パイ
プ、６８・・・制御手段、６９・・・フォーカスエラー
検出部、７０・・・電圧供給部、７１・・・第１のフォ
ーカス制御機構、７２・・・第２のフォーカス制御機
構、８１・・・導電膜、８２・・・半透明導電膜、８３
・・・静電容量検出器、８４・・・反射膜、８５・・・
半透明反射膜、８６・・・レーザードプラー差動速度
計、９０・・・検出用ビーム、９１・・・位置検出素
子、９２・・・平行平板、９３・・・検出素子、９４・
・・ビームスプリッタ、９５・・・集光レンズ、１０１
・・・偏光ビームスプリッタ、１０２・・・１／４波長
板、１０３・・・ミラー、１０４・・・検出手段、６３
１・・・エアーパッド、６５１・・・正圧エアー噴出
口、６５２・・・負圧エアー吸引口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者今西慎悟東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内Ｆターム(参考） 5D118 AA13 BB09 BF02 BF03 CA11 CC12 CD02 FA49 5D119 AA43 DA01 DA05 EA03 EB02 JB02 5D121 BA03 BB02 BB21 BB28 BB32 EE26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ビーム、電子ビーム、イオンビームの
少なくともいづれかのビームを発生するビーム発生源
と、該ビーム発生源からのビームを収束する収束レンズ
とを具備するビーム照射装置であって、上記収束レンズによって上記ビームを被照射体に対して
フォーカシングするように、該収束レンズもしくは該収
束レンズを構成する同一レンズ系に対して、上記ビーム
のフォーカス位置をそれぞれ制御する少なくとも第１お
よび第２のフォーカス制御機構を重複して設けたことを
特徴とするビーム照射装置。
【請求項２】上記第１のフォーカス制御機構が、低周
波数帯域におけるフォーカス制御を行う制御機構により
構成され、上記第２のフォーカス制御機構が、高周波数
帯域におけるフォーカス制御を行う制御機構により構成
されたことを特徴とする請求項１に記載のビーム照射装
置。
【請求項３】上記第１および第２のフォーカス制御機
構が一部の帯域においてのみ重なる異なる周波数帯域に
おけるフォーカス制御を行う制御機構により構成された
ことを特徴とする請求項１に記載のビーム照射装置。
【請求項４】上記第１のフォーカス制御機構が、高圧
エアーによる圧力制御機構によって構成され、上記第２
のフォーカス制御機構が、電気的駆動による制御機構に
よって構成されたことを特徴とする請求項１に記載のビ
ーム照射装置。
【請求項５】上記第１のフォーカス制御機構が、上記
収束レンズを保持し、その位置制御を行うアクチュエー
タを、常時高圧エアーによって浮上させるフォーカス制
御機構によって構成され、上記第２のフォーカス制御機
構が、電気的駆動による上記アクチュエータを微調整す
るフォーカス制御機構によって構成されたことを特徴と
する請求項１に記載のビーム照射装置。
【請求項６】上記ビームとは別のフォーカス検出用ビ
ームを、上記収束レンズに、該収束レンズの軸から離軸
させて入射させて上記被照射体に照射し、該被照射体か
らの戻り光の振れ角を検出して該検出信号を上記第２の
フォーカス制御機構に対するフォーカス制御信号とした
ことを特徴とする請求項１に記載のビーム照射装置。
【請求項７】上記ビームの上記被照射体からの戻り光
の一部または全部に非点収差を付与してそのスポット形
状を検出して該検出信号を上記第２のフォーカス制御機
構に対するフォーカス制御信号としたことを特徴とする
請求項１に記載のビーム照射装置。
【請求項８】上記第１のフォーカス制御機構が、上記
収束レンズを保持し、正圧エアー及びフ圧エアーによっ
て位置制御されるエアーパッドにて構成されたことを特
徴とする請求項１に記載のビーム照射装置。
【請求項９】上記第１のフォーカス制御機構が、上記
収束レンズを保持し、正圧エアー及び負圧エアーによっ
て位置制御されるエアーパッドにて構成され、上記第２のフォーカス制御機構が、電気的駆動による制
御機構によって構成されたことを特徴とする請求項１に
記載のビーム照射装置。
【請求項１０】上記エアーパッドの底部に設けられた
エアー供給口がエアー吸引口より外側に配置されたこと
を特徴とする請求項８又は請求項９に記載のビーム照射
装置。
【請求項１１】収束レンズのフォーカス制御装置であ
って、上記収束レンズを被照射体の面上に浮上させる正圧エア
ー供給手段と、上記収束レンズを上記被照射体の面側に吸い寄せる負圧
エアー吸引手段とを備えたことを特徴とするフォーカス
制御装置。
【請求項１２】収束レンズを保持し、正圧エアー及び
負圧エアーによって位置制御される第１の制御機構と、上記収束レンズを電気的駆動素子により上記収束レンズ
を駆動し、焦点位置を補正する第２の制御機構とを有す
ることを特徴とするフォーカス制御装置。
【請求項１３】上記正圧エアーの供給口が上記負圧エ
アーの吸引口より外側に配置されて構成されたことを特
徴とする請求項１１又は請求項１２に記載のフォーカス
制御装置。
【請求項１４】上記収束レンズもしくはその支持部分
と、上記被照射体との間隔を、静電容量として検出し
て、該検出信号を上記第２のフォーカス制御機構に対す
るフォーカス制御信号としたことを特徴とする請求項１
に記載のビーム照射装置。
【請求項１５】上記収束レンズもしくはその支持部分
と、上記被照射体との間隔を、レーザービームドップラ
ー法によって検出して、該検出信号を上記第２のフォー
カス制御機構に対するフォーカス制御信号としたことを
特徴とする請求項１に記載のビーム照射装置。
【請求項１６】上記収束レンズもしくはその支持部分
と、上記被照射体との間隔を、レーザー変位計によって
検出して、該検出信号を上記第２のフォーカス制御機構
に対するフォーカス制御信号としたことを特徴とする請
求項１に記載のビーム照射装置。
【請求項１７】上記被照射体が、回転円板であること
を特徴とする請求項１に記載のビーム照射装置。
【請求項１８】上記被照射体が、フォトレジスト層が
塗布された情報記録媒体用原盤の基板であって、上記フ
ォトレジスト層に、上記ビームがフォーカシングするよ
うになされたことを特徴とする請求項１に記載のビーム
照射装置。
【請求項１９】上記ビームの収束レンズが、２群レン
ズであることを特徴とする請求項１に記載のビーム照射
装置。
【請求項２０】上記被照射体が、上記収束レンズを構
成するレンズの最終端面近傍において近接場領域まで接
近して配置されたことを特徴とする請求項１に記載のビ
ーム照射装置。
【請求項２１】上記被照射体が、上記収束レンズを構
成するレンズの最終端面との間隔が、上記ビームの波長
をλ、円周率をπ、収束レンズの開口数をＮ．Ａ．（＞
１．０）とするとき、とすることを特徴とする請求項１に記載のビーム照射装
置。
【請求項２２】上記収束レンズの最終段のレンズが、
ＳＩＬ（Solid Immersion Lens) 又はＳＩＭ（Solid Im
mersion Mirror）によって構成されたことを特徴とする
請求項１に記載のビーム照射装置。
【請求項２３】ビーム発生源と、該ビーム発生源から
のビームを収束する収束レンズとを具備するビーム照射
装置を有し、上記収束レンズによって上記ビームを情報記録媒体に対
してフォーカシングするように、該収束レンズもしくは
該収束レンズを構成する同一レンズ系に対して、上記ビ
ームのフォーカス位置をそれぞれ制御する少なくとも第
１および第２のフォーカス制御機構を重複して設けたこ
とを特徴とする情報記録媒体に対するビーム照射装置を
有する光学装置。
【請求項２４】上記第１のフォーカス制御機構が、低
周波数帯域におけるフォーカス制御を行う制御機構によ
り構成され、上記第２のフォーカス制御機構が、高周波
数帯域におけるフォーカス制御を行う制御機構により構
成されたことを特徴とする請求項１７に記載のビーム照
射装置を有する光学装置。
【請求項２５】上記第１および第２のフォーカス制御
機構が一部の帯域においてのみ重なる異なる周波数帯域
におけるフォーカス制御を行う制御機構により構成され
たことを特徴とする請求項２３に記載の情報記録媒体に
対するビーム照射装置を有する光学装置。
【請求項２６】上記第１のフォーカス制御機構が、高
圧エアーによる圧力制御機構によって構成され、上記第
２のフォーカス制御機構が、電気的駆動による制御機構
によって構成されたことを特徴とする請求項２３に記載
の情報記録媒体に対するビーム照射装置を有する光学装
置。
【請求項２７】上記第１のフォーカス制御機構が、上
記収束レンズを保持し、その位置制御を行うアクチュエ
ータを、常時高圧エアーによって浮上させるフォーカス
制御機構によって構成され、上記第２のフォーカス制御
機構が、電気的駆動による上記アクチュエータを微調整
するフォーカス制御機構によって構成されたことを特徴
とする請求項２３に記載の情報記録媒体に対するビーム
照射装置を有する光学装置。
【請求項２８】上記ビームとは別のフォーカス検出用
ビームを、上記収束レンズに、該収束レンズの軸から離
軸させて入射させて上記情報記録媒体に照射し、該情報
記録媒体からの戻り光の振れ角を検出して該検出信号を
上記第２のフォーカス制御機構に対するフォーカス制御
信号としたことを特徴とする請求項２３に記載の情報記
録媒体に対するビーム照射装置を有する光学装置。
【請求項２９】上記ビームの上記情報記録媒体からの
戻り光の一部または全部に非点収差を付与してそのスポ
ット形状を検出して該検出信号を上記第２のフォーカス
制御機構に対するフォーカス制御信号としたことを特徴
とする請求項２３に記載の情報記録媒体に対するビーム
照射装置を有する光学装置。
【請求項３０】上記収束レンズもしくはその支持部分
と、上記情報記録媒体との間隔を、静電容量として検出
して、該検出信号を上記第２のフォーカス制御機構に対
するフォーカス制御信号としたことを特徴とする請求項
２３に記載の情報記録媒体に対するビーム照射装置を有
する光学装置。
【請求項３１】上記収束レンズもしくはその支持部分
と、上記情報記録媒体との間隔を、レーザービームドッ
プラー法によって検出して、該検出信号を上記第２のフ
ォーカス制御機構に対するフォーカス制御信号としたこ
とを特徴とする請求項２３に記載の情報記録媒体に対す
るビーム照射装置を有する光学装置。
【請求項３２】上記収束レンズもしくはその支持部分
と、上記情報記録媒体との間隔を、レーザー変位計によ
って検出して、該検出信号を上記第２のフォーカス制御
機構に対するフォーカス制御信号としたことを特徴とす
る請求項２３に記載の情報記録媒体に対するビーム照射
装置を有する光学装置。
【請求項３３】上記ビームの収束レンズが、２群レン
ズであることを特徴とする請求項２３に記載の情報記録
媒体に対するビーム照射装置を有する光学装置。
【請求項３４】上記情報記録媒体が、上記収束レンズ
を構成するレンズの最終端面近傍において近接場領域ま
で接近して配置されたことを特徴とする請求項２３に記
載の情報記録媒体に対するビーム照射装置を有する光学
装置。
【請求項３５】上記情報記録媒体が、上記収束レンズ
を構成するレンズの最終端面との間隔が、上記ビームの
波長をλ、円周率をπ、収束レンズの開口数をＮ．Ａ．
（＞１．０）とするとき、とすることを特徴とする請求項２３に記載の情報記録媒
体に対するビーム照射装置を有する光学装置。
【請求項３６】上記収束レンズの最終段のレンズが、
ＳＩＬ（Solid Immersion Lens) によって構成されたこ
とを特徴とする請求項２３に記載の情報記録媒体に対す
るビーム照射装置を有する光学装置。
【請求項３７】微細凹凸が形成された情報記録媒体を
作製する情報記録媒体用原盤の製造方法であって、上記原盤の基板上に塗布されたフォトレジスト層に対し
て光ビーム、電子ビーム、イオンビームの少なくともい
づれかのビームを発生するビーム発生源と、該ビーム発
生源からのビームを収束する収束レンズとを具備するビ
ーム照射装置を用いて露光処理する露光工程と、上記フォトレジスト層に対する現像処理を行う現像処理
工程とを経て情報記録媒体用原盤を得ることを特徴とす
る情報記録媒体用原盤の製造方法。
【請求項３８】微細凹凸が形成された情報記録媒体の
製造方法であって、原盤の製造工程と、該原盤によってスタンパーを製造す
る工程と、該スタンパーにより情報記録媒体を形成する
工程とを有し、上記原盤の製造工程は、該原盤の基板上に塗布されたフ
ォトレジスト層に対して光ビーム、電子ビーム、イオン
ビームの少なくともいづれかのビームを発生するビーム
発生源と、該ビーム発生源からのビームを収束する収束
レンズとを具備するビーム照射装置を用いて露光処理す
る露光工程と、上記フォトレジスト層に対する現像処理
を行う現像処理工程とを有することを特徴とする情報記
録媒体の製造方法。