JP2005148243A - Exposure system - Google Patents

Exposure system Download PDF

Info

Publication number
JP2005148243A
JP2005148243A JP2003383187A JP2003383187A JP2005148243A JP 2005148243 A JP2005148243 A JP 2005148243A JP 2003383187 A JP2003383187 A JP 2003383187A JP 2003383187 A JP2003383187 A JP 2003383187A JP 2005148243 A JP2005148243 A JP 2005148243A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exposure
laser light
focus
photoresist
focus servo
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003383187A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Tsurukubo
隆 鶴窪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Victor Company of Japan Ltd filed Critical Victor Company of Japan Ltd
Priority to JP2003383187A priority Critical patent/JP2005148243A/en
Publication of JP2005148243A publication Critical patent/JP2005148243A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exposure system which can stably operate focus servo control by using laser light for exposure and makes high density recording possible. <P>SOLUTION: The exposure system is equipped with at least an objective lens 8 to condense laser light emitting from a laser light source 4 to a photoresist applied on a plate D to be exposed; and a focus servo controlling means 12 to control the focus by the reflected light from the photoresist. The system is also equipped with a main controlling means 13 to control the focus servo controlling means to change the position of the objective lens in such a manner that the laser light is rightly focused on the photoresist in an exposure period and that the laser light is defocused within the focus control range and does not expose the photoresist in a non-exposing period. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、露光装置に係り、例えば光ディスクを大量生産する際に用いられるガラス原盤等を露光する露光装置に関するものである。   The present invention relates to an exposure apparatus, and more particularly to an exposure apparatus that exposes a glass master or the like used when mass-producing optical disks.

一般に、フォトレジストを塗布した原板にレーザ光を走査して露光を行なう装置として露光装置が知られている。例えば光ディスクを大量生産する際に用いられるガラス原盤を露光する露光装置では、フォトレジストが塗布されたガラス原盤を回転してレーザ光のスポットをガラス原盤に対して相対的に走査し、フォトレジストに対して記録データに基づいた露光を行なうようになっている(特許文献1、特許文献2)。
この時、レーザ光を集光してガラス原盤に照射するための対物レンズとガラス原盤のフォトレジスト面との間の距離を一定に保つために、実際の記録ための露光を行なう露光用のレーザ光とは別のフォトレジストが感光しないフォーカスサーボ用のレーザ光が用いられている。
具体的には、波長が266nmである露光用のレーザ光とは別に、フォトレジストが感光しない波長が633nmのフォーカスサーボ用のレーザ光を用い、例えば所謂非点収差法によって対物レンズのフォーカスサーボ制御を行なっている。
In general, an exposure apparatus is known as an apparatus for performing exposure by scanning a laser beam on an original plate coated with a photoresist. For example, in an exposure apparatus that exposes a glass master used for mass production of optical discs, a laser master spot is scanned relative to the glass master by rotating the glass master coated with a photoresist. On the other hand, exposure based on recorded data is performed (Patent Document 1, Patent Document 2).
At this time, in order to maintain a constant distance between the objective lens for condensing the laser beam and irradiating the glass master, and the photoresist surface of the glass master, an exposure laser that performs exposure for actual recording A laser beam for focus servo that is not exposed to a photoresist other than the light is used.
Specifically, apart from the exposure laser beam having a wavelength of 266 nm, a focus servo laser beam having a wavelength of 633 nm, which is not exposed to the photoresist, is used. Is doing.

特開2002−342974号公報JP 2002-342974 A 特開平7−199481号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-199481

ところで、記録密度を高くするために、露光用のレーザ光の波長を短くすると、対物レンズの色補正が困難となり、露光用のレーザ光に対する焦点距離とフォーカスサーボ用のレーザ光に対する焦点距離が異なってしまう。一方、フォーカスサーボ用のレーザ光の波長を露光用のレーザ光の波長に近づけることが考えられるが、この場合には今度はフォトレジストが感光してしまうという問題が生じる。
そこで、露光用のレーザ光を用いてフォーカスサーボ制御をかけること(以下、「ダイレクトフォーカスサーボ法」という)が考えられるが、露光しない部分、すなわち所謂ミラー部を形成するときは、露光用のレーザ光の照射を停止しなければならないことから、この時にはフォーカスサーボ制御がかからなくなるという問題が生じる。具体的には、例えばミラー部の後に続けてデータを記録するための露光を行なうと、露光用レーザ光を照射しないミラー部ではフォーカスサーボ制御がかかっていないことから、データの記録を開始したときにフォーカスのための引き込みが円滑にいかずにフォーカスサーボ制御が不安定になったり、引き込みまでに時間がかかるという問題が生じる。
By the way, if the wavelength of the laser beam for exposure is shortened in order to increase the recording density, it becomes difficult to correct the color of the objective lens, and the focal length for the laser beam for exposure differs from the focal length for the laser beam for focus servo. End up. On the other hand, it is conceivable that the wavelength of the laser beam for focus servo is close to the wavelength of the laser beam for exposure. In this case, however, there arises a problem that the photoresist is exposed to light.
Therefore, it is conceivable to perform focus servo control using an exposure laser beam (hereinafter referred to as “direct focus servo method”). However, when forming a non-exposed portion, that is, a so-called mirror portion, an exposure laser is used. Since the irradiation of light must be stopped, there arises a problem that focus servo control is not applied at this time. Specifically, for example, when exposure for recording data is performed after the mirror portion, the focus servo control is not applied to the mirror portion that does not irradiate the exposure laser beam, so when data recording is started However, there is a problem that the pull-in for focusing does not go smoothly and the focus servo control becomes unstable, and it takes time to pull in.

この問題の解決方法として、上記特許文献2に開示されているように、必要時にレーザ光の強度を低下させてフォトレジストが露光しないようにした方法がある。しかしながら、この方法はレーザパワーを低下させることのみでミラー部を形成するようにしているため、ミラー部の形成時のレーザパワーの低下によるフォーカスサーボ制御への負担が大きくなってサーボ制御が不安定になり易く、またミラー部の形成時にレーザパワーを低下させることのみでミラー部を形成することは難しく、フォトレジストが僅かでも露光してしまってミラー部とならない場合もある。   As a solution to this problem, as disclosed in Patent Document 2, there is a method in which the intensity of laser light is reduced when necessary so that the photoresist is not exposed. However, since this method forms the mirror part only by reducing the laser power, the load on the focus servo control due to the reduction of the laser power at the time of forming the mirror part becomes large and the servo control becomes unstable. In addition, it is difficult to form the mirror portion only by lowering the laser power when forming the mirror portion, and there is a case where even a slight amount of photoresist is exposed and the mirror portion is not formed.

本発明は、このよう実情に鑑みてなされたものであり、露光しない例えばミラー部においても、露光用のレーザ光を用いてフォーカスサーボ制御を安定して動作させることができ、高密度記録を可能とする露光装置の提供を目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and for example, even in a mirror portion where exposure is not performed, focus servo control can be stably operated using laser light for exposure, and high-density recording is possible. An object of the present invention is to provide an exposure apparatus.

請求項1に係る発明は、レーザ光源から出射されたレーザ光を被露光板に塗布されたフォトレジストに集光する対物レンズと、前記フォトレジストで反射された反射光によりフォーカス制御を行なうフォーカスサーボ制御手段と、を少なくとも有する露光装置において、露光時には、前記レーザ光が前記フォトレジストにジャストフォーカスするように、非露光時には、前記レーザ光が記フォトレジストが露光されず、且つフォーカス制御範囲内でディフォーカスするように、前記フォーカスサーボ制御手段に前記対物レンズの位置を変えさせる制御を行なう主制御手段を備えたことを特徴とする露光装置である。   According to a first aspect of the present invention, there is provided an objective lens for condensing laser light emitted from a laser light source onto a photoresist coated on an exposed plate, and a focus servo for performing focus control by reflected light reflected by the photoresist. In the exposure apparatus having at least a control means, at the time of exposure, the laser light is not exposed to the photoresist so that the laser light is just focused on the photoresist at the time of exposure, and within the focus control range. An exposure apparatus comprising: main control means for controlling the focus servo control means to change the position of the objective lens so as to defocus.

この場合、例えば請求項2に規定するように、前記レーザ光の強度を可変する強度可変手段を更に有し、前記主制御手段は、非露光時には前記フォーカスサーボ制御手段の動作が不安定にならない範囲内で前記レーザ光の強度を低下させるように前記強度可変手段を制御する。   In this case, for example, as defined in claim 2, it further includes intensity varying means for varying the intensity of the laser beam, and the main control means does not make the operation of the focus servo control means unstable during non-exposure. The intensity varying means is controlled so as to reduce the intensity of the laser beam within a range.

本発明に係る露光装置では、レーザ光源から出射される露光用のレーザ光を対物レンズにより集光して被露光板に照射し、データの記録のための露光を行うと共に、被露光板からの反射光を用いて対物レンズのフォーカスサーボ制御(フォーカス制御)をかける際に、露光しない例えばミラー部等の非露光部では、フォトレジストが露光しない位置に対物レンズをフォーカスサーボ動作範囲内(フォーカス制御範囲内)でディフォーカスさせており、またはこの動作と同時にレーザ光の強度をフォーカスサーボ制御が不安定にならない範囲内で落とすようにしているので、従来の装置で問題とされていた対物レンズの色補正の問題がなくなり、露光用のレーザ光の波長を短くすることができ、高密度記録を行うことができる。また、レーザ光源を1つにすることができるので、従来の装置に比して、コストを安くすることができる。   In the exposure apparatus according to the present invention, the exposure laser beam emitted from the laser light source is condensed by the objective lens and irradiated to the exposed plate to perform exposure for recording data, and from the exposed plate. When performing focus servo control (focus control) of the objective lens using the reflected light, the non-exposure part such as a mirror part that is not exposed, for example, is placed within the focus servo operation range (focus control) at a position where the photoresist is not exposed. Range)), or at the same time as this operation, the intensity of the laser beam is reduced within the range where the focus servo control does not become unstable. The problem of color correction is eliminated, the wavelength of the laser beam for exposure can be shortened, and high-density recording can be performed. Further, since one laser light source can be provided, the cost can be reduced as compared with the conventional apparatus.

以下に、本発明に係る露光装置の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図1は本発明に係る露光装置を示すブロック構成図、図2はフォーカスサーボ制御のフォトデテクタの構成と各信号の関係を示す図、図3は各信号の波形を示す模式図である。
本発明に係る露光装置では、レーザ光源から出射される露光用のレーザ光を対物レンズにより集光して被露光板に照射して、例えばデータの記録のための露光を行なうと共に、被露光板からの反射光を用いて対物レンズのフォーカスサーボ制御をかける際に、露光しない例えばミラー部等の非露光部では、例えばレーザ光の強度を露光時のままに保ってフォトレジストが露光しない位置に対物レンズをフォーカスサーボ動作範囲内でディフォーカスさせる。この場合、後述するようにレーザ光の強度をフォーカスサーボ制御が不安定にならない範囲内で落としてフォトレジストが露光しない位置に対物レンズをフォーカスサーボ動作範囲内でディフォーカスさせるようにしてもよい。
Hereinafter, an embodiment of an exposure apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a block diagram illustrating an exposure apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a diagram illustrating the relationship between the configuration of a photodetector for focus servo control and each signal, and FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the waveform of each signal.
In the exposure apparatus according to the present invention, the exposure laser beam emitted from the laser light source is condensed by the objective lens and irradiated to the exposed plate, for example, exposure for recording data is performed, and the exposed plate When performing focus servo control of the objective lens using the reflected light from, for example, in a non-exposed part such as a mirror part that is not exposed, for example, the intensity of the laser light is kept at the time of exposure and the photoresist is not exposed Defocus the objective lens within the focus servo operating range. In this case, as will be described later, the intensity of the laser beam may be reduced within a range where the focus servo control does not become unstable, and the objective lens may be defocused within the focus servo operation range at a position where the photoresist is not exposed.

本実施例では光ディスクを大量生産する際の所謂マスタリングプロセスにおけるガラス原盤を露光する露光装置に本発明を適用した場合について説明する。
例えば図1に示すように、この本発明を適用した露光装置2は、露光用のレーザ光L1を出射するレーザ光源4と、上記レーザ光L1を記録データに基づいて変調する変調手段6と、この変調手段6により変調されたレーザ光を集光して円盤状の被露光板であるガラス原盤Dに照射する対物レンズ8と、上記ガラス原盤Dに照射されるレーザ光のスポットを走査するための走査手段としての回転用のターンテーブル10と、上記ガラス原盤Dからの反射光を用いて上記対物レンズ8のフォーカスサーボ制御を行なうフォーカスサーボ制御手段12と、上記フォーカスサーボ制御手段12を含む装置全体の動作を制御する例えばマイクロコンピュータ等よりなる主制御手段13とにより主に構成されている。上記ガラス原盤Dの表面には、上記変調されたレーザ光のスポットで露光するためのフォトレジストD1が塗布されている。
In the present embodiment, a case will be described in which the present invention is applied to an exposure apparatus that exposes a glass master in a so-called mastering process when mass-producing optical disks.
For example, as shown in FIG. 1, an exposure apparatus 2 to which the present invention is applied includes a laser light source 4 that emits an exposure laser beam L1, modulation means 6 that modulates the laser beam L1 based on recording data, and In order to scan the laser light spot irradiated to the objective lens 8 which condenses the laser beam modulated by the modulation means 6 and irradiates the glass master D which is a disc-shaped exposed plate, and the glass master D. A rotation turntable 10 as the scanning means, focus servo control means 12 for performing focus servo control of the objective lens 8 using reflected light from the glass master D, and an apparatus including the focus servo control means 12 It is mainly configured by main control means 13 made of, for example, a microcomputer or the like for controlling the entire operation. The surface of the glass master D is coated with a photoresist D1 for exposure with the modulated laser beam spot.

上記対物レンズ8は、1軸動作のフォーカスアクチュエータ14に取り付けられて支持され、上記フォーカスサーボ制御手段12からの指令により上記ガラス原盤Dに対して対物レンズ8を接近離間させるフォーカスサーボ制御を行う。尚、このフォーカスアクチュエータ14の具体的構成は、例えば特開昭61−57048号公報等に開示されている。また、このフォーカスアクチュエータ14の保持ベース14Aの全体は、移動定盤16に支持されており、このフォーカスアクチュエータ14と対物レンズ8とを一体的にガラス原盤Dの半径方向へ移動できるようになっている。そして、この保持ベース14Aには半径センサ18が設けられており、上記対物レンズ8のガラス原盤Dの半径方向における位置(座標)を検出して、この検出結果を上記主制御手段13へ送出し得るようになっている。   The objective lens 8 is attached to and supported by a focus actuator 14 that operates uniaxially, and performs focus servo control that moves the objective lens 8 closer to and away from the glass master D in response to a command from the focus servo control means 12. The specific configuration of the focus actuator 14 is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-57048. Further, the entire holding base 14A of the focus actuator 14 is supported by the movable surface plate 16, and the focus actuator 14 and the objective lens 8 can be moved integrally in the radial direction of the glass master D. Yes. The holding base 14A is provided with a radius sensor 18, detects the position (coordinates) of the objective lens 8 in the radial direction of the glass master D, and sends the detection result to the main control means 13. To get.

また上記レーザ光源4から射出されたレーザ光L1の光路途中には、この光軸を曲げるための3つのミラー20、22、24が設けられる。そして、変調手段6と対物レンズ8との間の光路途中には、上記ガラス原盤Dで反射された反射光を上記フォーカスサーボ制御手段12に向けて曲げるための偏光ビームスプリッタ(以下、「PBS」とも称す)26が設けられる。また、このPBS26と上記対物レンズ8との間の光路途中には、レーザ光の偏光面を45度回転する1/4波長板28が介設されている。上記PBS26からの反射光が向かう上記フォーカスサーボ制御手段12は、上記反射光を直接的に受けるフォトデテクタ30と、このフォトデテクタ30からの出力信号に基づいて上記フォーカスアクチュエータ14の動作を制御するフォーカスサーボ制御回路32とよりなる。   Three mirrors 20, 22, and 24 for bending the optical axis are provided in the optical path of the laser light L1 emitted from the laser light source 4. A polarizing beam splitter (hereinafter referred to as “PBS”) for bending the reflected light reflected by the glass master D toward the focus servo control means 12 in the middle of the optical path between the modulation means 6 and the objective lens 8. 26) is also provided. A quarter-wave plate 28 that rotates the polarization plane of the laser light by 45 degrees is interposed in the middle of the optical path between the PBS 26 and the objective lens 8. The focus servo control means 12 to which the reflected light from the PBS 26 is directed is a photo detector 30 that directly receives the reflected light, and a focus that controls the operation of the focus actuator 14 based on an output signal from the photo detector 30. The servo control circuit 32 is included.

そして、上記主制御手段13は、必要とする時に、上記フォーカスサーボ制御回路32に向けてディフォーカス用の非露光用フォーカス点オフセット信号S1を出力するようになっており、これにより非露光時に上記フォトレジストD1が露光しない位置に対物レンズ8をフォーカスサーボ動作範囲内でディフォーカスさせるようになっている。より詳しくは、露光時にはレーザ光の強度を上記ガラス原盤Dに塗布されたフォトレジストD1が露光する強度とし、非露光時には上記フォトレジストD1が露光する強度のままに保ってフォトレジストD1が露光しない位置に上記対物レンズ8をフォーカスサーボ動作範囲内でディフォーカスさせるようになっている。   The main control means 13 outputs a non-exposure focus point offset signal S1 for defocusing to the focus servo control circuit 32 when necessary, whereby the above-mentioned main control means 13 at the time of non-exposure. The objective lens 8 is defocused within the focus servo operation range to a position where the photoresist D1 is not exposed. More specifically, the intensity of the laser beam is set to the intensity at which the photoresist D1 applied to the glass master D is exposed at the time of exposure, and the intensity at which the photoresist D1 is exposed at the time of non-exposure, and the photoresist D1 is not exposed. The objective lens 8 is defocused at a position within the focus servo operation range.

次に、以上のように構成された本発明の露光装置の動作について説明する。
まず、レーザ光源4は、高密度記録を行なうために波長が短い、例えば266nmのDeepUV(短波長紫外線)レーザ光を出力する素子を有し、このレーザ光源4から出射されるレーザ光L1は、ミラー20で反射されて変調手段6に入射する。この変調手段6は、例えば電気光学効果(EO)変調器や音響光学効果(AO)変調器からなり、主制御手段13の制御により例えば記録データに基づいて駆動されてレーザ光L1をパルス変調し、このパルス変調されたレーザ光は、ミラー22で反射された後、PBS26を透過して1/4波長板28に入射する。すなわち、例えばレーザ光源4からのレーザ光L1がP偏光とすると、上記PBS26はP偏光を透過するように設定されている。
Next, the operation of the exposure apparatus of the present invention configured as described above will be described.
First, the laser light source 4 has an element that outputs a Deep UV (short wavelength ultraviolet) laser beam having a short wavelength, for example, 266 nm, in order to perform high-density recording. The laser light L1 emitted from the laser light source 4 is: The light is reflected by the mirror 20 and enters the modulation means 6. The modulation means 6 is composed of, for example, an electro-optic effect (EO) modulator or an acousto-optic effect (AO) modulator, and is driven based on, for example, recording data under the control of the main control means 13 to pulse-modulate the laser light L1. The pulse-modulated laser light is reflected by the mirror 22, passes through the PBS 26, and enters the quarter-wave plate 28. That is, for example, if the laser light L1 from the laser light source 4 is P-polarized light, the PBS 26 is set to transmit P-polarized light.

そして、パルス変調されたレーザ光は、1/4波長板28で偏光面が45度回転された後、ミラー24で反射され、フォーカスアクチュエータ14に取り付けた対物レンズ8に入射する。この対物レンズ8は、移動定盤16により円盤状のガラス原盤Dの半径方向に移動され、パルス変調されたレーザ光を集光してガラス原盤Dに照射する。このガラス原盤Dはターンテーブル10に搭載されており、このターンテーブル10によって回転される。したがって、レーザ光のスポットがガラス原盤Dに対して相対的に走査することになる。そして、ガラス原盤Dの表面に塗布されているフォトレジストD1が、記録データに基づいて変調されているレーザ光により露光されることになる。また、この時、レーザ光の一部はガラス原盤Dの表面で反射され、この反射光は、対物レンズ8及びミラー24を介して1/4波長板28に入射され、この1/4波長板28において偏光面が更に45度回転される。すなわち、この反射光は1/4波長板28を透過することによりS偏光となり、PBS26によって反射されて、フォーカスサーボ制御手段12のフォトデテクタ30に入射する。   The pulse-modulated laser light is reflected by the mirror 24 after the polarization plane is rotated 45 degrees by the quarter wavelength plate 28 and is incident on the objective lens 8 attached to the focus actuator 14. The objective lens 8 is moved in the radial direction of the disk-shaped glass master D by the moving surface plate 16, condenses the pulse-modulated laser light and irradiates the glass master D. The glass master D is mounted on the turntable 10 and is rotated by the turntable 10. Therefore, the spot of the laser beam scans relative to the glass master D. Then, the photoresist D1 applied to the surface of the glass master D is exposed with a laser beam modulated based on the recording data. At this time, part of the laser light is reflected on the surface of the glass master D, and this reflected light is incident on the quarter-wave plate 28 through the objective lens 8 and the mirror 24, and this quarter-wave plate At 28, the plane of polarization is further rotated 45 degrees. That is, the reflected light becomes S-polarized light by passing through the quarter-wave plate 28, is reflected by the PBS 26, and enters the photodetector 30 of the focus servo control means 12.

このフォトデテクタ30は、例えば図示していない集光レンズ、シリンドリカルレンズを用いる非点収差法でフォーカスエラー信号FS1とフォーカスロック検出出力信号FS2とを形成し、これらの両信号FS1、FS2に基づいて上記フォーカスサーボ制御回路32は、対物レンズ8を支持する上記フォーカスアクチュエータ14を駆動制御する。上記フォトデテクタ30は、図2に示すように略正方形状の4分割されたフォトセンサ36を有しており、互いの対角面の各出力は、それぞれ加算アンプ40A、40Bにて加算されて対向面加算出力A、Bを出力する。そして、各出力A、Bは、差動アンプ42Aにて差分が求められてフォーカスエラー信号FS1が作成され、加算アンプ42Bにて和分が求められてフォーカスロック検出出力信号FS2が作成される。   The photodetector 30 forms a focus error signal FS1 and a focus lock detection output signal FS2 by an astigmatism method using, for example, a condensing lens and a cylindrical lens (not shown), and based on both the signals FS1 and FS2. The focus servo control circuit 32 drives and controls the focus actuator 14 that supports the objective lens 8. As shown in FIG. 2, the photodetector 30 has a substantially square photosensor 36 divided into four parts, and the outputs on the diagonal planes are added by the addition amplifiers 40A and 40B, respectively. Opposite surface addition outputs A and B are output. Then, the difference between the outputs A and B is obtained by the differential amplifier 42A and the focus error signal FS1 is created, and the sum is obtained by the addition amplifier 42B and the focus lock detection output signal FS2 is created.

この時の上記両信号FS1、FS2の波形を図3に示す。図3(A)はフォーカスエラー信号FS1の波形を示しており、S字特性を表している。このS字特性の+ピークとーピークとの間がフォーカスサーボ引き込み可能領域”S範囲”となる。また図3(B)はフォーカスロック検出出力信号FS2の波形を示しており、合焦位置でピークとなる上方に凸状の特性を示している。横軸は、共に対物レンズ8とガラス原盤Dとの間の距離を表しており、図3(A)において、出力が零のときがほぼ記録ビームの合焦位置に相当するように検出系が調整されている。
焦点制御系の動作は、まずターンテーブル10の上に、フォトレジストD1が塗布されているガラス原盤Dがセットされる。そして、フォーカスアクチュエータ14に取り付けた対物レンズ8は、はじめガラス原盤Dに接触しないように、上方に退避している。次に、フォーカスアクチュエータ14にDC成分電力が通電され、対物レンズ8がゆっくりとガラス原盤Dに近づくように下降すると、レーザ光が照射されていたガラス原盤Dからの反射光がフォトデテクタ30で受光されるようになる。
The waveforms of the signals FS1 and FS2 at this time are shown in FIG. FIG. 3A shows the waveform of the focus error signal FS1, and represents the S-characteristic. The area between the + peak and the − peak of the S-characteristic is the focus servo pull-in area “S range”. FIG. 3B shows the waveform of the focus lock detection output signal FS2, and shows an upward convex characteristic that peaks at the in-focus position. Both abscissas represent the distance between the objective lens 8 and the glass master D. In FIG. 3A, the detection system is such that when the output is zero, it corresponds to the in-focus position of the recording beam. It has been adjusted.
In the operation of the focus control system, first, a glass master D coated with a photoresist D1 is set on the turntable 10. The objective lens 8 attached to the focus actuator 14 is retracted upward so as not to contact the glass master D at first. Next, when the DC power is supplied to the focus actuator 14 and the objective lens 8 is slowly lowered so as to approach the glass master D, the reflected light from the glass master D irradiated with the laser light is received by the photodetector 30. Will come to be.

さらに下降して合焦位置に近づくとフォーカスロック検出出力信号FS2が基準値Vref(図3(B)参照)のレベルを超え、この結果、フォーカスエラー信号FS1がフォーカスサーボ引き込み可能領域“S範囲”にはいる。このフォーカスロック検出出力信号FS2が基準値Vrefのレベルを超えたことを確認してフォーカスサーボ制御回路32がONとなる。すると、フォーカスエラー信号FS1が零となるように、すなわちガラス原盤Dの表面に塗布されているフォトレジストD1の表面にビーム光の合焦位置がくるように、換言すれば、対物レンズ8とガラス原盤Dとの間の距離が一定に保持されるようにフォーカスサーボ制御回路32が動作する。そしてフォーカスサーボ制御がかかった状態でレーザ光が照射されて記録データに基づいた露光が行われる。尚、ここではフォーカスサーボ法について非点収差法の場合を説明したが、これに限定されず、その他のナイフエッジ法や臨界角法等の種々のフォーカスサーボ法を用いることができる。   When it further descends and approaches the in-focus position, the focus lock detection output signal FS2 exceeds the level of the reference value Vref (see FIG. 3B), and as a result, the focus error signal FS1 becomes the focus servo pull-in area “S range”. Enter. After confirming that the focus lock detection output signal FS2 exceeds the level of the reference value Vref, the focus servo control circuit 32 is turned on. Then, the objective lens 8 and the glass are placed so that the focus error signal FS1 becomes zero, that is, the focus position of the beam light comes to the surface of the photoresist D1 applied to the surface of the glass master D. The focus servo control circuit 32 operates so that the distance from the master D is kept constant. Then, laser light is irradiated with focus servo control applied, and exposure based on the recording data is performed. Although the astigmatism method has been described here as the focus servo method, the present invention is not limited to this, and various focus servo methods such as a knife edge method and a critical angle method can be used.

ここで、露光しない部分、例えばミラー部を形成する場合について説明する。まず、主制御手段13には、例えば形成すべきミラー部の開始半径と終了半径とが予め記憶されている。この主制御手段13は、例えば所謂レーザスケールからなる半径センサ18の出力に基づいて、対物レンズ8のガラス原盤Dに対する半径方向の位置を認識しており、移動定盤16によって移動される対物レンズ8がミラー部の開始半径に位置すると、主制御手段13によりディフォーカス用の非露光用のオフセット信号S1をフォーカスサーボ制御回路32へ出力する。これにより、フォトレジストD1が露光するレーザ光強度のままに保ってフォトレジストD1が露光しない位置に対物レンズ8をフォーカスサーボ動作範囲内でディフォーカスさせる。   Here, a case where a portion not exposed, for example, a mirror portion is formed will be described. First, the main control means 13 stores in advance, for example, the start radius and end radius of the mirror portion to be formed. The main control means 13 recognizes the position of the objective lens 8 in the radial direction with respect to the glass master D based on the output of the radius sensor 18 made of, for example, a so-called laser scale, and the objective lens moved by the moving surface plate 16. When 8 is located at the start radius of the mirror portion, the main control means 13 outputs a non-exposure offset signal S1 for defocusing to the focus servo control circuit 32. Accordingly, the objective lens 8 is defocused within the focus servo operation range to a position where the photoresist D1 is not exposed while keeping the intensity of the laser beam exposed by the photoresist D1.

すなわち、フォトレジストD1に照射されるレーザ光のスポットのピントが合っていないので、この間、フォトレジストD1は露光されることはないが、反射光は正常にフォトデテクタ30にて検出されているので、フォーカスサーボ制御はピントが外れた状態で正常に動作している。そして、主制御手段13は、対物レンズ8がミラー部の終了半径に位置するまで、上記動作を維持する制御を行う。この結果、ミラー部の開始半径から終了半径までの領域は露光されないので、この部分にミラー部が形成されると共に、この間もフォーカスサーボ制御を正常に動作させることができる。   That is, since the spot of the laser beam irradiated to the photoresist D1 is not in focus, the photoresist D1 is not exposed during this period, but the reflected light is normally detected by the photodetector 30. The focus servo control is operating normally with the focus out of focus. The main control means 13 performs control to maintain the above operation until the objective lens 8 is located at the end radius of the mirror portion. As a result, since the region from the start radius to the end radius of the mirror portion is not exposed, the mirror portion is formed in this portion, and the focus servo control can be normally operated during this time.

ここで、対物レンズ8を合焦位置からディフォーカスさせる量と方向について述べる。
ディフォーカスさせる量は図3(A)中のS範囲内であり、このS範囲からは逸脱させない。通常、高密度の露光装置では対物レンズ8はNA(開口数)が0.9のレンズを使用するが、そのほか図示していない非点収差法の集光レンズ、シリンドリカルレンズの焦点距離、またフォトデテクタ30のセンサセルの大きさ等により変化するが、おおむねS範囲は±5μm程度である。S範囲内で3μmだけディフォーカスさせた時のNA0.9の対物レンズの作図による線図で求めたレーザビーム径は約12μmであり、エネルギーの密度低下(面積拡大)は、NAが0.9、レーザ波長266nmの集光ビーム径0.4μm弱の対物レンズに対して、1/1000程であり、フォトレジストD1の非露光には十分である。また、合焦位置からディフォーカスさせる方向は、通常、高密度の露光装置では米トロぺル社の対物レンズ(NA0.9、波長266nm)を使用するが、この対物レンズ8のワーキングディスタンスは約200μmあり、ディフォーカスさせる5μm程度の量は微少であり、ガラス原盤Dに近づける方向でも、遠ざける方向でも、どちらでも良い。
Here, the amount and direction of defocusing the objective lens 8 from the in-focus position will be described.
The amount to be defocused is within the S range in FIG. 3A and does not deviate from this S range. Usually, in a high-density exposure apparatus, the objective lens 8 uses a lens having a NA (numerical aperture) of 0.9. In addition, the astigmatism condensing lens, the focal length of a cylindrical lens (not shown), and the photo Although it varies depending on the size of the sensor cell of the detector 30, the S range is generally about ± 5 μm. The laser beam diameter obtained from the diagram of the NA0.9 objective lens when defocused by 3 μm within the S range is about 12 μm, and the energy density reduction (area expansion) is NA of 0.9. This is about 1/1000 for an objective lens having a laser beam wavelength of 266 nm and a focused beam diameter of less than 0.4 μm, which is sufficient for non-exposure of the photoresist D1. The direction of defocusing from the in-focus position is usually that of an objective lens (NA 0.9, wavelength 266 nm) manufactured by Tropell, Inc. in a high-density exposure apparatus. The working distance of this objective lens 8 is about The amount of about 5 μm to be defocused is very small, and may be either in the direction closer to the glass master D or in the direction away from it.

次に、主制御手段13は、ミラー部の終了半径に対物レンズ8が到達すると、非露光用フォーカス点オフセット信号S1の出力を停止し、この結果、レーザ光のパワーをフォトレジストD1が露光される強度のままに保ってフォトレジストD1の露光する位置に対物レンズ8をフォーカスさせる。すなわち、フォトレジストD1にレーザ光のスポットをフォーカスさせる。この制御を行うと同時に、記録データに基づいて変調手段6を再度駆動する。すなわちレーザ光がミラー部(非露光時)を照射している時でもフォーカスサーボ制御がかかっているので、ミラー部の形成状態からデータ記録状態に移行、すなわち非露光状態から露光状態に移行したときでもフォーカスサーボ制御を安定して動作させることができる。   Next, when the objective lens 8 reaches the end radius of the mirror portion, the main control means 13 stops the output of the non-exposure focus point offset signal S1, and as a result, the photoresist D1 is exposed to the laser beam power. The objective lens 8 is focused on the exposure position of the photoresist D1 while keeping the intensity at a predetermined level. That is, the laser beam spot is focused on the photoresist D1. Simultaneously with this control, the modulation means 6 is driven again based on the recording data. In other words, since the focus servo control is applied even when the laser beam irradiates the mirror part (at the time of non-exposure), the transition from the mirror formation state to the data recording state, that is, the transition from the non-exposure state to the exposure state However, the focus servo control can be operated stably.

以上のように、本発明を適用した露光装置では、露光用のレーザ光L1を出射するレーザ光源4を用いてフォーカスサーボ制御を、ミラー部(非露光時)の形成時も含めて安定して行なうことができる。換言すると、露光用のレーザ光L1を用いてフォーカスサーボ制御を常にかけることができ、従来の装置で問題とされていた対物レンズの色補正の問題がなくなり、露光用のレーザ光の波長を短くすることができ、高密度記録を行うことができる。また、レーザ光源を1つにすることができ、従来の装置に比して、コストを安くすることができる。   As described above, in the exposure apparatus to which the present invention is applied, the focus servo control is stably performed using the laser light source 4 that emits the laser beam L1 for exposure including the formation of the mirror portion (at the time of non-exposure). Can be done. In other words, the focus servo control can always be applied using the exposure laser beam L1, the problem of color correction of the objective lens, which has been a problem in the conventional apparatus, is eliminated, and the wavelength of the exposure laser beam is shortened. And high density recording can be performed. Further, the number of laser light sources can be made one, and the cost can be reduced as compared with the conventional apparatus.

次に、本発明の変形例について説明する。
先に説明した実施例では、露光時も非露光時(ミラー部の形成時)もレーザ光源4から出射されたレーザ光L1の強度は、常時一定に保たれているが、これに限定されず、非露光時には、対物レンズ8をディフォーカスさせると同時に、このレーザ光L1の強度を弱めて(落として)フォトレジストD1が露光されることを確実に防止するようにしてもよい。
図4はこのような本発明の露光装置の変形例を示すブロック構成図である。尚、図1に示す構成と同一構成部分については同一参照符号を付してその説明を省略する。図4に示すように、ここではレーザ光源4とミラー20との間の光路途中に、上記レーザ光源4から出射されたレーザ光L1の強度を可変する強度可変手段としてパワーコントローラ50を設けており、主制御手段13の制御下で必要に応じてレーザ光L1の強度を変化できるようになっている。
Next, a modified example of the present invention will be described.
In the embodiment described above, the intensity of the laser light L1 emitted from the laser light source 4 is always kept constant during both exposure and non-exposure (when the mirror portion is formed), but is not limited thereto. During non-exposure, the objective lens 8 may be defocused, and at the same time, the intensity of the laser light L1 may be reduced (dropped) to reliably prevent the photoresist D1 from being exposed.
FIG. 4 is a block diagram showing a modification of the exposure apparatus of the present invention. The same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. As shown in FIG. 4, here, a power controller 50 is provided in the middle of the optical path between the laser light source 4 and the mirror 20 as intensity varying means for varying the intensity of the laser light L1 emitted from the laser light source 4. The intensity of the laser beam L1 can be changed as needed under the control of the main control means 13.

このパワーコントローラ50は、例えば電気光学効果(EO)変調器と偏光板からなり、上記したように主制御手段13の制御のもとにレーザ光源4からのレーザ光L1を必要なパワーとなるように調整する。具体的な動作は、非露光時(ミラー部の形成時)には、主制御手段13は上記パワーコントローラ50を制御することにより、レーザ光L1の強度をフォーカスサーボ制御が不安定にならない範囲内で落とし、且つフォーカスサーボ制御回路32はフォトレジストD1が露光しない位置に対物レンズ8をフォーカスサーボ動作範囲内でディフォーカスさせる。   The power controller 50 includes, for example, an electro-optic effect (EO) modulator and a polarizing plate. As described above, the laser light L1 from the laser light source 4 has a necessary power under the control of the main control unit 13. Adjust to. Specifically, the main controller 13 controls the power controller 50 during non-exposure (when the mirror portion is formed) so that the intensity of the laser light L1 is within a range where the focus servo control does not become unstable. The focus servo control circuit 32 defocuses the objective lens 8 within the focus servo operation range to a position where the photoresist D1 is not exposed.

そして、ミラー部の形成が終了すると、パワーコントローラ50は、これを通過するレーザ光L1のパワーを元のパワーまで上げることになる。このように動作することにより、先の実施例と同様な作用効果を発揮できるのみならず、非露光時にフォトレジストD1が露光することを確実に防止することができる。
尚、本発明は、上述の各実施例に限定されるものではなく、自己フォーカス法を採用した各種の露光装置に適用することができる。例えばフォトレジストを塗布した原板に、レーザ光のスポットを2次元的に走査して、露光を行う2次元画像描画露光装置等にも適用することができる。
Then, when the formation of the mirror portion is completed, the power controller 50 increases the power of the laser light L1 passing therethrough to the original power. By operating in this way, it is possible not only to exhibit the same effects as the previous embodiments, but also to reliably prevent the photoresist D1 from being exposed during non-exposure.
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be applied to various exposure apparatuses that employ the self-focus method. For example, the present invention can also be applied to a two-dimensional image drawing exposure apparatus that performs exposure by scanning a laser beam spot two-dimensionally on an original plate coated with a photoresist.

本発明に係る露光装置を示すブロック構成図である。It is a block block diagram which shows the exposure apparatus which concerns on this invention. フォーカスサーボ制御のフォトデテクタの構成と各信号の関係を示す図である。It is a figure which shows the structure of the photodetector of focus servo control, and the relationship of each signal. 各信号の波形を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the waveform of each signal. 本発明の露光装置の変形例を示すブロック構成図である。It is a block block diagram which shows the modification of the exposure apparatus of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

2…露光装置、4…レーザ光源、6…変調手段、8…対物レンズ、10…ターンテーブル(走査手段)、12…フォーカスサーボ制御手段、13…主制御手段、14…フォーカスアクチュエータ、16…移動定盤、18…半径センサ、30…フォトデテクタ、32…フォーカスサーボ制御回路、50…パワーコントローラ(強度可変手段)、D…ガラス原盤、D1…フォトレジスト、L1…レーザ光。

DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Exposure apparatus, 4 ... Laser light source, 6 ... Modulation means, 8 ... Objective lens, 10 ... Turntable (scanning means), 12 ... Focus servo control means, 13 ... Main control means, 14 ... Focus actuator, 16 ... Movement Surface plate, 18 ... radius sensor, 30 ... photo detector, 32 ... focus servo control circuit, 50 ... power controller (intensity varying means), D ... glass master, D1 ... photoresist, L1 ... laser beam.

Claims (2)

レーザ光源から出射されたレーザ光を被露光板に塗布されたフォトレジストに集光する対物レンズと、前記フォトレジストで反射された反射光によりフォーカス制御を行なうフォーカスサーボ制御手段と、を少なくとも有する露光装置において、
露光時には、前記レーザ光が前記フォトレジストにジャストフォーカスするように、非露光時には、前記レーザ光が記フォトレジストが露光されず、且つフォーカス制御範囲内でディフォーカスするように、前記フォーカスサーボ制御手段に前記対物レンズの位置を変えさせる制御を行なう主制御手段を備えたことを特徴とする露光装置。
An exposure having at least an objective lens for condensing laser light emitted from a laser light source onto a photoresist coated on an exposed plate, and focus servo control means for performing focus control with reflected light reflected by the photoresist In the device
The focus servo control means so that the laser light is just focused on the photoresist during exposure, and the laser light is not exposed to the photoresist and is defocused within a focus control range during non-exposure. An exposure apparatus comprising: main control means for performing control for changing the position of the objective lens.
前記レーザ光の強度を可変する強度可変手段を更に有し、前記主制御手段は、非露光時には前記フォーカスサーボ制御手段の動作が不安定にならない範囲内で前記レーザ光の強度を低下させるように前記強度可変手段を制御する請求項1記載の露光装置。

It further includes intensity varying means for varying the intensity of the laser light, and the main control means reduces the intensity of the laser light within a range in which the operation of the focus servo control means does not become unstable during non-exposure. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the intensity varying unit is controlled.

JP2003383187A 2003-11-12 2003-11-12 Exposure system Pending JP2005148243A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003383187A JP2005148243A (en) 2003-11-12 2003-11-12 Exposure system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003383187A JP2005148243A (en) 2003-11-12 2003-11-12 Exposure system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005148243A true JP2005148243A (en) 2005-06-09

Family

ID=34691976

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003383187A Pending JP2005148243A (en) 2003-11-12 2003-11-12 Exposure system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005148243A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008122963A (en) * 2006-11-14 2008-05-29 Asml Netherlands Bv Radiation beam pulse trimming
JP2020190618A (en) * 2019-05-21 2020-11-26 デクセリアルズ株式会社 Exposure device and exposure method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008122963A (en) * 2006-11-14 2008-05-29 Asml Netherlands Bv Radiation beam pulse trimming
JP2020190618A (en) * 2019-05-21 2020-11-26 デクセリアルズ株式会社 Exposure device and exposure method
JP7190962B2 (en) 2019-05-21 2022-12-16 デクセリアルズ株式会社 Exposure device and exposure method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7969853B2 (en) Optical pickup device
JP2007304263A (en) Holographic memory device
JP2005332449A (en) Optical pickup device, optical recording and reproducing device and tilt control method
US20070121433A1 (en) Optical information recording and reproducing apparatus
JP2001056944A (en) Optical disk device and focusing control method of optical disk device
US20120069723A1 (en) Optical recording medium drive device and recording method
JP2005148243A (en) Exposure system
KR100486403B1 (en) Recorder
JP4081702B2 (en) Exposure apparatus and exposure method
KR20070116547A (en) Optical disk apparatus
JPH10283644A (en) Focus controller, its method and optical disk device
JP2002357766A (en) Objective lens, laser exposure device, laser exposing method and master disk making device
JP2002342974A (en) Laser exposure device, laser exposure method, master disk producing device
JP2008537178A (en) Device for directing radiation towards a layer, apparatus comprising such a device and method of using such an apparatus
JPH07199481A (en) Exposure device
JPH09288850A (en) Exposing device and method
JP2004213815A (en) Device for exposing optical disk original plate
US8488426B2 (en) Disc device
JP2000011401A (en) Optical disk device
JP2748900B2 (en) Exposure equipment
JP3506373B2 (en) Focus control method, information recording medium master creation method, focus control device, and information recording medium master creation device
JP2748894B2 (en) Exposure equipment
JP2004047115A (en) Method and device for controlling focus, method and device for detecting focal positional deviation, and method and device for manufacturing information recording medium disk original
JPH07199480A (en) Exposure device
JP2003045094A (en) Automatic image forming device and exposure device for optical disk mastering