JP7190962B2 - 露光装置および露光方法 - Google Patents

露光装置および露光方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7190962B2
JP7190962B2 JP2019095417A JP2019095417A JP7190962B2 JP 7190962 B2 JP7190962 B2 JP 7190962B2 JP 2019095417 A JP2019095417 A JP 2019095417A JP 2019095417 A JP2019095417 A JP 2019095417A JP 7190962 B2 JP7190962 B2 JP 7190962B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
master
laser beam
focus
exposure
light source
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.)
Active
Application number
JP2019095417A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2020190618A (ja
Inventor
朝彦 野上
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.)
Dexerials Corp
Original Assignee
Dexerials Corp
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 Dexerials Corp filed Critical Dexerials Corp
Priority to JP2019095417A priority Critical patent/JP7190962B2/ja
Priority to US15/930,443 priority patent/US11079688B2/en
Publication of JP2020190618A publication Critical patent/JP2020190618A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7190962B2 publication Critical patent/JP7190962B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/16—Coating processes; Apparatus therefor
    • G03F7/18—Coating curved surfaces
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
    • G03F7/70641—Focus
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/002—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor using materials containing microcapsules; Preparing or processing such materials, e.g. by pressure; Devices or apparatus specially designed therefor
    • G03F7/0022—Devices or apparatus
    • G03F7/0025—Devices or apparatus characterised by means for coating the developer
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2051—Exposure without an original mask, e.g. using a programmed deflection of a point source, by scanning, by drawing with a light beam, using an addressed light or corpuscular source
    • G03F7/2053—Exposure without an original mask, e.g. using a programmed deflection of a point source, by scanning, by drawing with a light beam, using an addressed light or corpuscular source using a laser
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/24—Curved surfaces
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • G03F7/70141—Illumination system adjustment, e.g. adjustments during exposure or alignment during assembly of illumination system
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70383—Direct write, i.e. pattern is written directly without the use of a mask by one or multiple beams
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
    • G03F9/7023—Aligning or positioning in direction perpendicular to substrate surface
    • G03F9/7026—Focusing

Description

本発明は、原盤にレーザー光を照射してパターンを露光形成する露光装置および露光方法に関する。
微細加工技術の１つとして、表面に微細なパターンが形成された平板状あるいは円筒状（円柱状）の原盤を樹脂シートなどに押し当てることで、原盤上の微細なパターンを樹脂シートなどに転写するナノインプリント技術がある。
特許文献１には、原盤の表面に微細なパターンを形成するための露光装置が開示されている。この露光装置は、円筒状の原盤を両端面から挟みこんで保持するスピンドルと、レーザービーム（レーザー光）を出射する光源とを備える。そして、この露光装置は、表面に熱反応レジストまたは光反応レジストが塗布された原盤を回転させながら、光源から出射されたレーザービームを所望のパターンに合わせて原盤に照射（露光）して熱反応レジストまたは光反応レジストを反応させることで、所望のパターンを原盤の表面に形成する。また、この露光装置は、光源と原盤との位置偏差に応じて、レーザービームの偏向を制御するビーム位置偏差制御部を備える。
特開２０１５－５６７８号公報
上述したような露光装置においては、原盤へのパターンの露光形成を高精度に行うために、原盤上にレーザー光を高精度に合焦させる必要がある。
図７は、フォーカス制御を行う従来の露光装置１００の構成の一例を示す図である。
図７に示す露光装置１００は、スピンドルモーター１１と、オプティカルピックアップ１２と、光センサー１３と、誤差演算部１４と、減算器１５と、制御演算部１６と、増幅部１７と、補助ステージ１９とを備える。オプティカルピックアップ１２および光センサー１３は、光ヘッド１８を構成する。光ヘッド１８は、補助ステージ１９に載置されている。
オプティカルピックアップ１２は、レーザー光をスピンドルモーター１１に載置された原盤１に向けて出射する。オプティカルピックアップ１２が載置された補助ステージ１９は、スピンドルモーター１１に載置された円筒状（または円柱状）の原盤１の軸方向に沿って移動可能である。すなわち、オプティカルピックアップ１２は原盤１の軸方向にスライド可能である。スピンドルモーター１１により原盤１を回転させつつ、オプティカルピックアップ１２を原盤１の軸方向に沿ってスライドさせることで、オプティカルピックアップ１２から出射されたレーザー光を原盤１の表面に照射することができる。原盤１の表面には、例えば、熱反応レジストまたは光反応レジストが塗布形成されており、レーザー光を照射することで、レーザー光が照射された部分の熱反応レジストまたは光反応レジストを反応させ、原盤１の表面の任意の領域にパターンを露光形成することができる。
オプティカルピックアップ１２は、レーザー光源１２１と、コリメータレンズ１２２と、偏光ビームスプリッタ１２３と、対物レンズ１２４と、ＶＣＭ（Voice Coil Motor）アクチュエーター１２５と、シリンドリカルレンズ１２６とを備える。
レーザー光源１２１は、レーザー光を出力する。コリメータレンズ１２２は、レーザー光源１２１から出力されたレーザー光を平行光化して、偏光ビームスプリッタ１２３に出力する。
偏光ビームスプリッタ１２３は、コリメータレンズ１２２から出力されたレーザー光を対物レンズ１２４に向けて透過させる。また、偏光ビームスプリッタ１２３は、オプティカルピックアップ１２から出射されたレーザー光が原盤１で反射され、対物レンズ１２４を介して入射してきた反射光をシリンドリカルレンズ１２６に反射する。
対物レンズ１２４は、偏光ビームスプリッタ１２３を透過したレーザー光を集光して、原盤１に向けて出射する。ＶＣＭアクチュエーター１２５は、駆動電流（ＶＣＭ電流）に応じて、対物レンズ１２４を原盤１に向かう方向に沿って変位させる（前後に移動させる）。対物レンズ１２４を変位させることで、対物レンズ１２４から出射されるレーザー光の焦点位置が変化する。したがって、オプティカルピックアップ１２は、レーザー光のフォーカスを調整可能である。
シリンドリカルレンズ１２６は、偏光ビームスプリッタ１２３により反射された光（原盤１からの反射光）を光センサー１３の受光面上に集光する。
光センサー１３は、シリンドリカルレンズ１２６からの光（原盤１からの反射光）を受光面にて受光し、受光した光に応じた出力を行うセンサーであり、例えば、４分割ＰＤ（Photo Diode）である。光センサー１３は、例えば、図８に示すように、４つの領域（領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）に分割された受光面を備える。
原盤１に照射されたレーザー光が原盤１の表面上で合焦している場合には、光センサー１３の受光面で受光される光は、図９Ａに示すように、真円となり、領域Ａ～Ｄで概ね均等となる。一方、原盤１に照射されたレーザー光が原盤１の表面上で合焦していない（レーザー光のフォーカスに誤差がある）場合には、光センサー１３の受光面で受光される光は、図９Ｂ，９Ｃに示すように、楕円形で斜めに傾いた形状となる。光センサー１３は、領域Ａ～Ｄそれぞれに照射された光に対応する電圧ＶＡ～ＶＤを誤差演算部１４に出力する。
図７を再び参照すると、誤差演算部１４は、原盤１に照射されたレーザー光のフォーカス誤差に応じた出力を行う。具体的には、誤差演算部１４は、以下の式（１）に基づき、原盤１に照射されたレーザー光のフォーカス誤差に応じた電圧（フォーカス誤差電圧）を算出し、算出したフォーカス誤差電圧を減算器１５に出力する。
フォーカス誤差電圧＝（ＶＡ＋ＶＢ）－（ＶＣ＋ＶＤ） ・・・式（１）
上述したように、原盤１に照射されたレーザー光が原盤１の表面上で合焦している場合には、光センサー１３の受光面で受光される光は真円となり、４つの領域に均等に光が照射される。そのため、式（１）により算出されるフォーカス誤差電圧は概ね０となる。一方、原盤１に照射されたレーザー光が原盤１の表面上で合焦していない場合には、光センサー１３の受光面で受光される光は楕円形で斜めに傾いた形状となる。そのため、式（１）により算出されるフォーカス誤差電圧は０とならない。したがって、誤差演算部１４からは、原盤１に照射されたレーザー光のフォーカス誤差に応じたフォーカス誤差電圧が出力される。
減算器１５は、フォーカス誤差電圧目標値と誤差演算部１４の出力（フォーカス誤差電圧）との差分を算出し、算出した差分を制御演算部１６に出力する。フォーカス誤差電圧目標値は、例えば、原盤１に照射されたレーザー光が原盤１の表面上で合焦している状態での誤差演算部１４の出力電圧に相当する値である。
制御演算部１６は、減算器１５により算出された差分が０となるように対物レンズ１２４を移動させるためのＶＣＭアクチュエーター１２５の制御信号を生成し、増幅部１７に出力する。制御演算部１６は、例えば、比例積分制御（ＰＩＤ制御など）に従い制御信号を生成する。
増幅部１７は、制御演算部１６から出力された制御信号を増幅し、駆動電流としてＶＣＭアクチュエーター１２５に出力する。したがって、ＶＣＭアクチュエーター１２５は、減算器１５により算出された差分が０となるように制御される。つまり、制御演算部１６は、ＶＣＭアクチュエーター１２５の駆動電流を制御することで、オプティカルピックアップ１２から出射されるレーザー光のフォーカスを制御する。このように、露光装置１００は、フォーカス誤差を抑制するようにレーザー光の焦点位置を調整する、減算器１５から誤差演算部１４に至るフォーカスサーボループによるオートフォーカス機能を備える。
図７に示す露光装置１００においては、ＶＣＭアクチュエーター１２５による対物レンズ１２４の移動によって、レーザー光の焦点位置を調整している。そのため、例えば、原盤１の傾きが大きい場合、ＶＣＭアクチュエーター１２５の変位も大きくなる。ＶＣＭアクチュエーター１２５の変位が大きくなると、ＶＣＭアクチュエーター１２５のゼロ電流（バネフリー）位置からの距離が、フォーカスを引き込むことが可能な、ＶＣＭアクチュエーター１２５の変位の範囲であるフォーカス補正範囲（引込レンジ）の距離を超えてしまうことがある。この状態で、原盤１の表面の傷などにより、原盤１からの反射光が途絶えると、ＶＣＭアクチュエーター１２５の変位がフォーカス位置から大きくずれてしまい、レーザー光を原盤１の表面上で合焦させることが困難となる。その結果、原盤１へのパターンの露光形成を高精度に行うことができなくなってしまう。
上記のような問題点に鑑みてなされた本発明の目的は、原盤へのパターンの露光形成をより高精度に行うことができる露光装置および露光方法を提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明に係る露光装置は、載置された原盤にレーザー光を照射してパターンを露光形成する露光装置であって、前記レーザー光を出射し、前記レーザー光のフォーカスを調整可能な光源装置と、前記光源装置から出射されるレーザー光のフォーカスを制御する制御演算部と、前記光源装置が載置され、前記原盤に向かう方向に位置を調整可能な補助ステージと、前記補助ステージの位置を制御する補助ステージ制御部と、を備え、前記光源装置は、前記レーザー光を前記原盤に出射する対物レンズと、駆動電流に応じて前記対物レンズを変位させるアクチュエーターとを備え、前記制御演算部は、前記駆動電流を制御し、前記補助ステージ制御部は、前記アクチュエーターの駆動電流に応じて、前記補助ステージの位置を制御する。
また、本発明に係る露光装置において、前記レーザー光のフォーカス誤差に応じた出力を行う誤差演算部と、前記レーザー光が前記原盤の表面上で合焦している状態での前記誤差演算部からの出力に相当する目標値と、前記原盤の表面粗さ、前記原盤の傾きおよび前記原盤の偏心の少なくとも１つに応じた、前記原盤の表面と前記光源装置との相対的な位置関係を示す総合表面形状データに基づき生成された補正信号に基づくオフセット値とを加算する加算器と、をさらに備え、前記制御演算部は、前記加算器による加算値と前記誤差演算部の出力との差分に基づき、前記アクチュエーターの駆動電流を制御することが好ましい。
また、上記課題を解決するため、本発明に係る露光装置は、載置された原盤にレーザー光を照射してパターンを露光形成する露光装置であって、前記レーザー光を出射し、前記レーザー光のフォーカスを調整可能な光源装置と、前記光源装置から出射されるレーザー光のフォーカスを調整する制御演算部と、前記光源装置が載置され、前記原盤に向かう方向に位置を調整可能な補助ステージと、前記補助ステージの位置を制御する補助ステージ制御部と、を備え、前記補助ステージ制御部は、予め測定された、前記原盤の表面粗さ、前記原盤の傾きおよび前記原盤の偏心の少なくとも１つに応じた、前記原盤の表面と前記光源装置との相対的な位置関係を示す総合表面形状データに基づき、前記補助ステージの位置を制御する。
また、本発明に係る露光装置において、前記レーザー光のフォーカス誤差に応じた出力を行う誤差演算部と、前記レーザー光が前記原盤の表面上で合焦している状態での前記誤差演算部からの出力に相当する目標値と、前記総合表面形状データに基づき生成された補正信号に基づくオフセット値とを加算する加算器と、をさらに備え、前記制御演算部は、前記加算器による加算値と前記誤差演算部の出力との差分に基づき、前記レーザー光のフォーカスを制御することが好ましい。
また、本発明に係る露光装置において、前記原盤は、円筒状または円柱状の原盤であることが好ましい。
また、本発明に係る露光装置において、前記原盤は、平板状の原盤であることが好ましい。
また、上記課題を解決するため、本発明に係る露光方法は、レーザー光を出射し、前記レーザー光のフォーカスを調整可能な光源装置を備え、載置された原盤に前記レーザー光を照射してパターンを露光形成する露光装置による露光方法であって、前記露光装置は、前記光源装置が載置され、前記原盤に向かう方向に位置を調整可能な補助ステージを備え、前記光源装置は、前記レーザー光を前記原盤に出射する対物レンズと、駆動電流に応じて前記対物レンズを変位させるアクチュエーターとを備え、前記アクチュエーターの駆動電流に応じて、前記補助ステージの位置を制御する。
また、上記課題を解決するため、本発明に係る露光方法は、レーザー光を出射し、前記レーザー光のフォーカスを調整可能な光源装置を備え、載置された原盤に前記レーザー光を照射してパターンを露光形成する露光装置による露光方法であって、前記露光装置は、前記光源装置が載置され、前記原盤に向かう方向に位置を調整可能な補助ステージを備え、予め測定された、前記原盤の表面粗さ、前記原盤の傾きおよび前記原盤の偏心の少なくとも１つに応じた、前記原盤の表面と前記光源装置との相対的な位置関係を示す総合表面形状データに基づき、前記補助ステージの位置を制御する。
本発明に係る露光装置および露光方法によれば、原盤へのパターンの露光形成をより高精度に行うことができる。
本発明の第１の実施形態に係る露光装置の構成例を示す図である。 ＥＲＲ信号およびＳＵＭ信号の波形を示す図である。 図１に示す露光装置による露光方法について説明するためのフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る露光装置の構成例を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係る露光装置の構成例を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る露光装置の構成例を示す図である。 従来の露光装置の構成例を示す図である。 光センサーの受光面の一例を示す図である。 原盤の表面でレーザー光が合焦している場合の、光センサーの受光面での受光状態を示す図である。 原盤の表面でレーザー光が合焦していない場合の、光センサーの受光面での受光状態の一例を示す図である。 原盤の表面でレーザー光が合焦していない場合の、光センサーの受光面での受光状態の他の一例を示す図である。
以下、本発明の実施の形態について説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る露光装置１０の構成例を示す図である。本実施形態に係る露光装置１０は、原盤１にレーザー光を照射してパターンを露光形成するものである。図１において、図７と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
図１に示す露光装置１０は、スピンドルモーター１１と、光源装置としてのオプティカルピックアップ１２と、光センサー１３と、誤差演算部１４と、減算器１５と、制御演算部１６と、増幅部１７と、補助ステージ２１と、電流検出部２２と、ＬＰＦ（Low Pass Filter）２３と、減算器２４と、補助ステージ制御部２５とを備える。すなわち、本実施形態に係る露光装置１０は、図７に示す露光装置１００と比較して、補助ステージ１９を補助ステージ２１に変更した点と、電流検出部２２、ＬＰＦ２３、減算器２４および補助ステージ制御部２５を追加した点とが異なる。なお、図１においては、オプティカルピックアップ１２と光センサー１３とを分けて記載しているが、光センサー１３は、オプティカルピックアップ１２に含まれていてもよい。
補助ステージ２１には、オプティカルピックアップ１２および光センサー１３からなる光学ヘッド１８が搭載される。補助ステージ２１は、スピンドルモーター１１に載置された円筒状（または円柱状）の原盤１の軸方向に沿って移動可能である。すなわち、オプティカルピックアップ１２は、原盤１の軸方向にスライド可能である。
また、補助ステージ２１は、スピンドルモーター１１に載置された原盤１に向かう方向に位置を調整可能である。補助ステージ２１を載置された原盤１に向かう方向に移動させることで、オプティカルピックアップ１２と原盤１との距離が調整可能となる。これにより、詳細は後述するが、ＶＣＭアクチュエーター１２５を変位を抑制することができる。
電流検出部２２は、ＶＣＭアクチュエーター１２５を駆動する駆動電流（ＶＣＭ電流）を検出し、検出結果をＬＰＦ２３に出力する。
ＬＰＦ２３は、電流検出部２２により検出されたＶＣＭアクチュエーター１２５の駆動電流を平均化して、減算器２４に出力する。
減算器２４は、ＬＰＦ２３から出力されたＶＣＭアクチュエーター１２５の駆動電流の平均値と、ＶＣＭ電流目標値との差分を演算し、演算結果を補助ステージ制御部２５に出力する。ＶＣＭ電流目標値は、例えば、ＶＣＭアクチュエーター１２５の変位が０である状態でのＶＣＭアクチュエーター１２５の駆動電流に相当する値である。
補助ステージ制御部２５は、ＶＣＭアクチュエーター１２５の駆動電流に応じて、補助ステージ２１の位置を制御する。具体的には、補助ステージ制御部２５は、減算器２４により算出された差分が０となるように、補助ステージ２１の位置を制御する。すなわち、補助ステージ制御部２５は、ＶＣＭアクチュエーター１２５の変位が０に近づくように、補助ステージ２１の位置を制御する。
図９Ａ～図９Ｃを参照して説明したように、オプティカルピックアップ１２から出射されたレーザー光が原盤１の表面上で合焦しているか否かに応じて、光センサー１３の受光面で受光状態が異なる。すなわち、オプティカルピックアップ１２から出射されたレーザー光が原盤１の表面上で合焦している場合には、図９Ａに示すように、光センサー１３の受光面で受光される光は、真円となり、領域Ａ～Ｄで概ね均等となる。一方、オプティカルピックアップ１２から出射されたレーザー光が原盤１の表面上で合焦していない場合には、図９Ｂ，９Ｃに示すように、光センサー１３の受光面で受光される光は、楕円形で斜めに傾いた形状となる。
以下の式（２）で示されるエラー信号（ＥＲＲ信号）、および、以下の式（３）で示される和信号（ＳＵＭ信号）の波形を考える。
ＥＲＲ信号＝（ＶＡ＋ＶＢ）－（ＶＣ＋ＶＤ） ・・・式（２）
ＳＵＭ信号＝ＶＡ＋ＶＢ＋ＶＣ＋ＶＤ ・・・式（３）
ＥＲＲ信号およびＳＵＭ信号はそれぞれ、ＶＣＭアクチュエーター１２５の駆動電流（ＶＣＭ電流）に応じて、図２に示すような波形となる。ＶＣＭアクチュエーター１２５により対物レンズ１２４を変位させることでレーザー光のフォーカスを制御する場合、原盤１とオプティカルピックアップ１２との距離の変動に応じてフォーカスを保持することが出来る範囲（フォーカス補正範囲）には制限がある。一般的には、フォーカス補正範囲は、図２に示すように、Ｓ字状のＥＲＲ信号の極大点よりも少し高電流側から、Ｓ字状のＥＲＲ信号の極小点よりも少し低電流側までの範囲である。すなわち、フォーカス補正範囲は、Ｓ字状のＥＲＲ信号が０の地点を中心として、ＥＲＲ信号の全体の幅の１／２よりも少し小さい範囲である。フォーカス補正範囲をＶＣＭアクチュエーター１２５の変位で表すと、例えば、２０μｍ程度、すなわち、ＶＣＭアクチュエーター１２５の変位が０の位置を中心として前後方向にそれぞれ１０μｍ程度の範囲である。
上述したように、補助ステージ制御部２５は、ＶＣＭアクチュエーター１２５の駆動電流と、ＶＣＭアクチュエーター１２５の変位が０である状態でのＶＣＭアクチュエーター１２５の駆動電流に相当するＶＣＭ電流目標値との偏差が０になるように制御する。すなわち、補助ステージ制御部２５は、ＶＣＭアクチュエーター１２５の変位が０となるように補助ステージの位置を制御する。その結果、ＶＣＭアクチュエーター１２５の変位は、フォーカス補正範囲に含まれる可能性が高くなる。
図７を参照して説明したように、対物レンズ１２４の変位のみによっても、オプティカルピックアップ１２から出射されたレーザー光を原盤１上で合焦させることはできる。ただし、原盤１の傾きなどによっては、ＶＣＭアクチュエーター１２５のゼロ電流（バネフリー）位置からの距離が、フォーカス補正範囲（引込レンジ）を超えた状態で、オプティカルピックアップ１２から出射されたレーザー光が原盤１上で合焦することがある。この場合、原盤１の表面の傷などにより、原盤１とオプティカルピックアップ１２との距離が瞬時的に変動すると、ＶＣＭアクチュエーター１２５の変位がフォーカス補正範囲を超えているため、フォーカスを保持できないことがある。
一方、本実施形態においては、補助ステージ制御部２５が、ＶＣＭアクチュエーター１２５の変位が０となるように（ＶＣＭアクチュエーター１２５の変位がフォーカス補正範囲に含まれるように）補助ステージ２１の位置を制御するため、原盤１の表面の傷などにより、原盤１とオプティカルピックアップ１２との距離が瞬時的に変動した場合も、対物レンズ１２４によるフォーカス制御により、原盤１上でのレーザー光のフォーカスを保持することができる。したがって、原盤１へのパターンの露光形成をより高精度に行うことができる。
なお、ＶＣＭアクチュエーター１２５は、駆動電流を大きくすれば、変位も大きくなる。そのため、必要に応じて駆動電流を大きくすることで、オプティカルピックアップ１２から出射されたレーザー光を原盤１上で合焦させることができる。ただし、駆動電流を大きくすると、発熱が大きくなり、ＶＣＭアクチュエーター１２５の寿命が短くなる。また、駆動電流を大きくすると、駆動電流と変位との直線性が低下するため、オートフォーカスループゲインも低下する。理想的には、バネフリーの中心位置（変位が０の位置）からＶＣＭアクチュエーター１２５のストローク範囲の１／４程度の範囲で、ＶＣＭアクチュエーター１２５を変位させることが望ましい。
次に、本実施形態に係る露光装置１０による露光方法について、図３に示すフローチャートを参照して説明する。
まず、円筒状の原盤１がスピンドルモーター１１に載置される（ステップＳ１０１）。次に、スピンドルモーター１１の回転速度（ＳＰ回転速度）が設定され（ステップＳ１０２）、その設定に従い、スピンドルモーター１１が回転する（ステップＳ１０３）。
また、円筒状の原盤１の軸方向に沿ってスライドを開始するスタート位置（ＳＬスタート位置）にオプティカルピックアップ１２を移動させ（ステップＳ１０４）、原盤１の軸方向に沿ったオプティカルピックアップ１２のスライド速度（ＳＬ速度）が設定される（ステップＳ１０５）。
次に、レーザー光源１２１がオン（ＬＤ－ＯＮ）となり、レーザー光を出射するとともに、露光装置１０のオートフォーカス機能（減算器１５から誤差演算部１４に至るオートフォーカスサーボループによるオートフォーカス機能）がオンとなる（ＡＦ－ＯＮ）（ステップＳ１０６）。
そして、ＳＬ速度の設定に従い、オプティカルピックアップ１２がスライドを開始し、原盤１への露光が開始される（ステップＳ１０７）。
補助ステージ制御部２５は、ＶＣＭアクチュエーター１２５の駆動電流に応じて、補助ステージ２１の位置を制御する（ステップＳ１０８）。すなわち、原盤１へのレーザー光の照射に応じて、対物レンズ１２４の変位によるフォーカス制御および補助ステージ２１の位置の制御が行われる。原盤１への露光が終了すると（ステップＳ１０９）、露光装置１０は処理を終了する。
このように本実施形態においては、露光装置１０は、レーザー光を出射し、レーザー光のフォーカスを調整可能なオプティカルピックアップ１２と、オプティカルピックアップ１２から出射されるレーザー光のフォーカスを制御する制御演算部１６と、オプティカルピックアップ１２が載置され、スピンドルモーター１１に載置された原盤１に向かう方向に位置を調整可能な補助ステージ２１と、補助ステージ２１の位置を制御する補助ステージ制御部２５とを備える。オプティカルピックアップ１２は、レーザー光を原盤１に出射する対物レンズ１２４と、駆動電流に応じて対物レンズ１２４を変位させるＶＣＭアクチュエーター１２５とを備える。補助ステージ制御部２５は、ＶＣＭアクチュエーター１２５の駆動電流に応じて、補助ステージ２１の位置を制御する。
ＶＣＭアクチュエーター１２５の駆動電流は、原盤１とオプティカルピックアップ１２との距離に対応する。したがって、原盤１とオプティカルピックアップ１２との距離に応じて、原盤１に向かう方向に補助ステージ２１の位置を制御することで、ＶＣＭアクチュエーター１２５の変位を小さくすることができる。そのため、原盤１の表面の傷などにより、原盤１とオプティカルピックアップ１２との距離が瞬時的に変動した場合にも、ＶＣＭアクチュエーター１２５による対物レンズ１２４の変位により、オプティカルピックアップ１２から出射されたレーザー光を原盤１上で合焦させることができる。その結果、原盤１へのパターンの露光形成をより高精度に行うことができる。
また、ＶＣＭアクチュエーター１２５の変位が小さくなるように補助ステージ２１の位置を制御することで、ＶＣＭアクチュエーター１２５における過剰テンションの発生および発熱を抑制し、省電力化および長寿命化を図ることができる。なお、オプティカルピックアップ１２および光センサー１３からなる光学ヘッド１８を搭載した補助ステージ２１は一般的に設けられるものであるため、大きなコストアップを招くことも無い。
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係る露光装置１０Ａの構成例を示す図である。図４において、図１と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
図４に示す露光装置１０Ａは、スピンドルモーター１１と、オプティカルピックアップ１２と、光センサー１３と、誤差演算部１４と、減算器１５と、制御演算部１６と、増幅部１７と、補助ステージ２１と、補助ステージ制御部２５Ａとを備える。すなわち、本実施形態に係る露光装置１０Ａは、図１に示す露光装置１０と比較して、電流検出部２２、ＬＰＦ２３、減算器２４を削除した点と、補助ステージ制御部２５を補助ステージ制御部２５Ａに変更した点とが異なる。
補助ステージ制御部２５Ａは、予め測定された総合表面形状データに基づき、ＶＣＭアクチュエーター１２５の変位が０に近づくように、補助ステージ２１の原盤１に向かう方向の位置を制御する。ここで、総合表面形状データとは、原盤１の表面粗さ（凹凸）、載置された原盤１の傾きおよび原盤１の偏心の少なくとも１つに応じた、原盤１の表面とオプティカルピックアップ１２との相対的な位置関係を示すデータである。
総合表面形状データは、スピンドルモーター１１に載置された原盤１の表面粗さ、載置された原盤１の傾きおよび原盤１の偏心の少なくとも１つを予め測定することで得られる。総合表面形状データの測定は、例えば、以下のようにして行われる。
まず、原盤１がスピンドルモーター１１に載置される。次に、スピンドルモーター１１の回転速度が設定され、その設定に従い、スピンドルモーター１１が回転する。
また、オプティカルピックアップ１２がスライドの開始位置へ移動し、オプティカルピックアップ１２のスライド速度を設定する。
次に、レーザー光源１２１をオンにしてレーザー光を出力させるとともに、オートフォーカス機能をオンにする。また、フォーカス誤差電圧またはＶＣＭ電流を測定する測定間隔を設定する。そして、オプティカルピックアップ１２のスライドを開始し、フォーカス誤差電圧またはＶＣＭ電流を設定した測定間隔で測定し、総合表面形状データの測定を開始する。例えば、減算器１５から誤差演算部１４に至るフォーカスサーボループのループ伝達関数は既知であるため、フォーカス誤差電圧から総合表面形状データを取得することができる。レーザー光による原盤１の全面または一部（所定の範囲）のスキャンを終了すると、総合表面形状データの測定を終了する。
なお、総合表面形状データとしては、レーザー変位計を用いて取得してもよい。また、一般的に、露光装置には、スピンドルモーター１１に載置される原盤１の偏心および傾きが小さくするための偏心傾き調整機構が設けられていることが多い。総合表面形状データは、偏心傾き調整機構の制御データから取得してもよい。
このように本実施形態においては、露光装置１０Ａは、レーザー光を出射し、レーザー光のフォーカスを調整可能なオプティカルピックアップ１２と、オプティカルピックアップ１２から出射されるレーザー光のフォーカスを調整する制御演算部１６と、オプティカルピックアップ１２が載置され、原盤１に向かう方向に位置を調整可能な補助ステージ２１と、補助ステージ２１の位置を制御する補助ステージ制御部２５Ａとを備える。補助ステージ制御部２５Ａは、予め測定された、原盤１の表面粗さ、原盤１の傾きおよび原盤１の偏心の少なくとも１つに応じた、原盤１の表面とオプティカルピックアップ１２との相対的な位置関係を示す総合表面形状データに基づき、補助ステージ２１の位置を制御する。
総合表面形状データに基づき原盤１に向かう方向に補助ステージ２１の位置を制御することで、ＶＣＭアクチュエーター１２５の変位を小さくすることができる。そのため、原盤１の表面の傷などにより、原盤１とオプティカルピックアップ１２との距離が瞬時的に変動した場合にも、ＶＣＭアクチュエーター１２５による対物レンズ１２４の変位により、オプティカルピックアップ１２から出射されたレーザー光を原盤１上で合焦させることができる。その結果、原盤１へのパターンの露光形成をより高精度に行うことができる。
（第３の実施形態）
図５は、本発明の第３の実施形態に係る露光装置１０Ｂの構成例を示す図である。図５において、図１と同様の構成には同じ符号を付し、説明を省略する。
図７に示す露光装置１０においては、フォーカス誤差を完全に取り除くことはできず、減算器１５から誤差演算部１４に到るフォーカスサーボループ全体でのループ伝達関数（ゲイン）分の１程度の誤差（取り残し誤差）が生じてしまう。特に、載置された原盤１にパターンを露光形成する場合に、原盤１の表面の粗さ（凹凸）、原盤１の傾きおよび原盤１の偏心などの影響により、オプティカルピックアップ１２と原盤１の表面との相対的な位置関係にバラツキが大きいと、取り残し誤差も大きくなってしまう。取り残し誤差が大きくなると、原盤１へのパターンの露光形成が高精度に行うことができなくなってしまう。本実施形態に係る露光装置１０Ｂは、このような取り残し誤差を小さくすることで、原盤１へのパターンの露光形成の更なる高精度化を図るものである。
図５に示す露光装置１０Ｂは、スピンドルモーター１１と、オプティカルピックアップ１２と、光センサー１３と、誤差演算部１４と、減算器１５Ｂと、制御演算部１６と、増幅部１７と、補助ステージ２１と、電流検出部２２と、ＬＰＦ２３と、減算器２４と、補助ステージ制御部２５と、加算器３１とを備える。すなわち、本実施形態に係る露光装置１０Ｂは、図１に示す露光装置１０と比較して、加算器３１を追加した点と、減算器１５を減算器１５Ｂに変更した点とが異なる。
加算器３１は、総合表面形状データに基づき生成された補正信号に従い生成される、露光を行う原盤１の表面上の位置に応じて、フォーカス誤差電圧目標値に加算するフォーカスオフセット（オフセット値）が入力される。加算器３１は、フォーカス誤差電圧目標値と、入力されたフォーカスオフセットとを加算し、加算値を減算器１５Ｂに出力する。
減算器１５Ｂは、加算器３１の出力値と誤差演算部１４から出力されたフォーカス誤差電圧との差分を演算し、演算結果を制御演算部１６に出力する。以下、図１に示す露光装置１０と同様に、減算器１５Ｂにより算出された差分が０となるように、ＶＣＭアクチュエーター１２５が制御される。上述したように、図７に示す露光装置１００では、フォーカス誤差電圧目標値とフォーカス誤差電圧との差分が０となるように制御しても、フォーカスサーボループのループ伝達関数分の１程度のフォーカス誤差が残ってしまう。一方、本実施形態に係る露光装置１０Ｂでは、総合表面形状データに基づき、フォーカスサーボループでは取り除ききれないフォーカス誤差が０となるようにフォーカス誤差電圧目標値を補正するフォーカスオフセットをフォーカス誤差電圧目標値に加算してからフォーカス制御を行うため、より高精度にフォーカス誤差を抑制することができ、その結果、原盤１へのパターンの露光形成をより高精度に行うことができる。
次に、補正信号の生成方法について説明する。
まず、第２の実施形態において説明したように、レーザー光による原盤１のスキャンを行いつつ、所定のサンプリングレートでフォーカス誤差を測定する。次に、測定されたフォーカス誤差電圧と既知のループ伝達関数とに基づき、フォーカス誤差電圧が０となるようにフォーカスオフセットを調整するための補正信号（テーブルまたは関数）を算出する。
補正信号の生成は、フォーカス誤差電圧を用いた方法に限られるものではなく、例えば、ＶＣＭアクチュエーター１２５の駆動電流（ＶＣＭ電流）を用いて補正信号を生成することも可能である。以下では、ＶＣＭ電流を用いた補正信号の生成方法について説明する。
まず、レーザー光による原盤１のスキャンを行いつつ、所定のサンプリングレートでＶＣＭ電流を測定する。上述したように、オートフォーカス機能によりフォーカス誤差を抑制するようにＶＣＭアクチュエーター１２５が駆動される。したがって、ＶＣＭ電流は、対物レンズ１２４の変位量、すなわち、原盤１の表面とオプティカルピックアップ１２との相対的な位置関係を示すものである。次に、測定されたＶＣＭ電流と既知のループ伝達関数とに基づき、フォーカス誤差電圧が０となるようにフォーカスオフセットを調整するための補正信号を算出する。
フォーカス誤差電圧が小さく、量子化誤差が大きい場合、フォーカス誤差電圧に基づいて補正信号を生成すると、誤差が大きくなってしまう。この場合、ＶＣＭ電流から対物レンズ１２４の変位量を計算し、その変位量と、フォーカスサーボ伝達関数と、光センサー１３の特性とから、取り残し誤差を予測し、予測した取り残し誤差を補償するような補正信号を生成する。こうすることで、高精度な補正信号を生成することができる。
また、フォーカス誤差電圧およびＶＣＭ電流の双方を測定し、これらの測定結果から補正信号を生成してもよい。
なお、上述したように、光センサー１３はオプティカルピックアップ１２に含まれていてもよい。この場合、フォーカス誤差電圧およびＶＣＭ電流は、オプティカルピックアップ１２で検出することができる。したがって、オプティカルピックアップ１２により、フォーカス誤差電圧およびＶＣＭ電流を測定し、その測定結果に基づき総合表面形状データを取得することができる。
また、変位計を用いて、原盤１の総合表面形状データを測定し、その測定結果から補正信号を生成してもよい。この場合、レーザー変位計、レーザー干渉変位計または静電容量変位計などの変位計を用いて、原盤１の総合表面形状データを測定する。そして、変位計による測定結果と、既知のフォーカスサーボ伝達関数とに基づき補正信号を生成する。
このように本実施形態においては、露光装置１０Ｂは、フォーカス誤差電圧目標値と、総合表面形状データに基づき生成された補正信号に基づくオフセット値とを加算する加算器３１と、加算器３１による加算値と誤差演算部１４の出力との差分を演算する減算器１５Ｂと、減算器１５Ｂにより演算された差分に基づき、レーザー光のフォーカスを制御する制御演算部１６とを備える。
総合形状データに基づき生成された補正信号に基づくオフセット値をフォーカス誤差電圧目標値に加算することで、フォーカスサーボループだけでは取り除ききれないフォーカス誤差を抑制し、より高精度にフォーカス誤差を抑制することができ、その結果、原盤１へのパターンの露光形成をより高精度に行うことができる。また、より高精度にフォーカス制御を行うことができるため、原盤１に求められる表面の研磨精度を下げることができるので、コストの増加を抑制することもできる。
（第４の実施形態）
図６は、本発明の第４の実施形態に係る露光装置１０Ｃの構成例を示す図である。図６において、図４，５と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
図６に示す露光装置１０Ｃは、スピンドルモーター１１と、オプティカルピックアップ１２と、光センサー１３と、誤差演算部１４と、減算器１５Ｂと、制御演算部１６と、増幅部１７と、補助ステージ２１と、補助ステージ制御部２５Ａと、加算器３１とを備える。すなわち、本実施形態に係る露光装置１０Ｃは、図４に示す露光装置１０と比較して、加算器３１を追加した点と、減算器１５を減算器１５Ｂに変更した点とが異なる。加算器３１および減算器１５Ｂの動作は第３の実施形態と同じであるため、説明を省略する。
このように、総合表面形状データに基づき補助ステージ２１の位置を制御する場合にも、総合形状データに基づき生成された補正信号に基づくオフセット値をフォーカス誤差電圧目標値に加算することで、取り残し誤差を小さくし、原盤１へのパターンの露光形成の更なる高精度化を図ることができる。
次に、実施例および比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるものではない。
（原盤について）
まず、レーザー光の照射によりパターンを露光形成するための原盤として、ガラス製で円筒状の原盤を用意した。原盤の半径は１４０ｍｍであり、長さは５００ｍｍであった。また、原盤の厚みばらつきは、５００μｍであった。また、円筒状の原盤の表面形状誤差は４０μｍｐ－ｐであった。
（実施例１）
本実施例では、図１を参照して説明した露光装置１０を用いて、用意した原盤にパターンを露光形成した。露光の際のスピンドルモーター１１の回転速度は９００ｒｐｍとした。また、円筒状の原盤の軸方向に沿ったオプティカルピックアップのスライド速度は３μｍ／ｓｅｃ．とした。また、レーザー光源としては、波長４０５ｎｍのレーザー光を出射するレーザーダイオードを用いた。また、ＶＣＭアクチュエーターの感度は４ｍｍ／Ａであり、変位のストロークは±４００μｍであった。
（実施例２）
本実施例では、図４を参照して説明した露光装置１０Ａを用いて、実施例１と同じ条件で、用意した原盤にパターンを露光形成した。
（実施例３）
本実施例では、図５を参照して説明した露光装置１０Ｂを用いて、実施例１と同じ条件で、用意した原盤にパターンを露光形成した。
（実施例４）
本実施例では、図６を参照して説明した露光装置１０Ｃを用いて、実施例１と同じ条件で、用意した原盤にパターンを露光形成した。
（比較例１）
本比較例では、図７を参照して説明した露光装置１０を用いて、実施例１と同じ条件で、用意した原盤にパターンを露光形成した。
（比較例２）
本比較例では、補助ステージの位置の制御を行わずに、フォーカスオフセットを用いたフォーカス制御のみを行い、用意した原盤にパターンを露光形成した。
上述した実施例１－４および比較例１，２によるパターンの露光形成の評価結果について、説明する。
実施例１－４および比較例１，２によるパターンの露光形成におけるＶＣＭアクチュエーターの発熱およびフォーカス性能の評価を表１に示す。
Figure 0007190962000001
表１に示すように、ＶＣＭアクチュエーターの発熱については、実施例１－４では良好な結果が得られた（評価結果：「丸印」）のに対し、比較例１，２では良好な結果が得られなかった（評価結果：「ばつ印」）。なお、表１においては、発熱量が所定の閾値（例えば、５０ｍＷ～１００ｍＷ）以下であれば評価結果を良好としている。
実施例１－４では、ＶＣＭ電流の平均電流は略０Ａであった。この場合、ＶＣＭアクチュエーターのコイル抵抗Ｒは約１０Ωである。ＶＣＭ電流のＡＣ実効電流Ｉは約３．５ｍＡであるので、実施例１－４では、（Ｉ＾２）＊Ｒ＝（３．５ｍＷ＾２）＊１０＝０．１２２５ｍＷ程度の発熱量であった。
一方、例えば、比較例１では、ＶＣＭ電流のＡＣ実効電流Ｉは最大２００ｍＡであった。したがって、比較例１では、（Ｉ＾２）＊Ｒ＝（２００ｍＷ＾２）＊１０＝４００ｍＷ程度の発熱量であった。
このように、実施例１－４では、比較例１，２と比べて、ＶＣＭアクチュエーターの発熱が抑制された。
また、表１に示すように、実施例１、２では、低域の凹凸に対して良好なフォーカス性能が得られた。また、実施例３，４では、低域および高域の凹凸に対して良好なフォーカス性能が得られた。また、比較例１では、低域の凹凸に対して良好なフォーカス性能が得られた。また、比較例２では、低域および高域の凹凸に対して良好なフォーカス性能が得られた。
なお、低域の凹凸とは、概ねＤＣ～１Ｈｚ程度の周波数に対応する周期を有する凹凸を指す。また、広域の凹凸とは、概ね数Ｈｚ以上の周波数に対応する周期を有する凹凸を指す。例えば、スピンドルモーター１１の回転数が３００ｒｐｍの場合では５Ｈｚであり、スピンドルモーター１１の回転数が９００ｒｐｍでは１５Ｈｚ以上となる。
また、比較例１，２では、対物レンズ１２４の位置を制御するだけであるので、例えば、ＶＣＭアクチュエーターのストロークを４００μｍとし、フォーカス補正範囲を２０μｍとすると、（２０μｍ／４００μｍ）＊１００＝５％程度しかＶＣＭアクチュエーターの変位がフォーカス補正範囲（引込レンジ）に含まれない。一方、実施例１－４では、ＶＣＭアクチュエーターの変位が０に近づくように、補助ステージ２１の位置が制御されるので、ＶＣＭアクチュエーターの変位は、略１００％フォーカス補正範囲（引込レンジ）に含まれた。
上述した実施形態１－４では、原盤１は、円筒状である例を用いて説明したが、本発明はこれにかぎられるものではない。原盤１は、例えば、平板状であってもよい。
本発明を図面および実施形態に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形または修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形または修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各ブロックなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数のブロックを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１００ 露光装置
１１ スピンドルモーター
１２ オプティカルピックアップ
１２１ レーザー光源
１２２ コリメータレンズ
１２３ 偏光ビームスプリッタ
１２４ 対物レンズ１２４
１２５ アクチュエーター
１２６ シリンドリカルレンズ
１３ 光センサー
１４ 誤差演算部
１５，１５Ｂ 減算器
１６ 制御演算部
１７ 増幅部
１８ 光学ヘッド
１９，２１ 補助ステージ
２２ 電流検出部
２３ ＬＰＦ
２４ 減算器
２５，２５Ａ 補助ステージ制御部
３１ 加算器

Claims (8)

  1. 載置された原盤にレーザー光を照射してパターンを露光形成する露光装置であって、
    前記レーザー光を出射し、前記レーザー光のフォーカスを調整可能な光源装置と、
    前記光源装置から出射されるレーザー光のフォーカスを制御する制御演算部と、
    前記光源装置が載置され、前記原盤に向かう方向に位置を調整可能な補助ステージと、
    前記補助ステージの位置を制御する補助ステージ制御部と、を備え、
    前記光源装置は、
    前記レーザー光を前記原盤に出射する対物レンズと、
    駆動電流に応じて前記対物レンズを変位させるアクチュエーターとを備え、
    前記制御演算部は、前記駆動電流を制御し、
    前記補助ステージ制御部は、前記アクチュエーターの駆動電流に応じて、前記補助ステージの位置を制御する、露光装置。
  2. 請求項１に記載の露光装置において、
    前記レーザー光のフォーカス誤差に応じた出力を行う誤差演算部と、
    前記レーザー光が前記原盤の表面上で合焦している状態での前記誤差演算部からの出力に相当する目標値と、前記原盤の表面粗さ、前記原盤の傾きおよび前記原盤の偏心の少なくとも１つに応じた、前記原盤の表面と前記光源装置との相対的な位置関係を示す総合表面形状データに基づき生成された補正信号に基づくオフセット値とを加算する加算器と、をさらに備え、
    前記制御演算部は、前記加算器による加算値と前記誤差演算部の出力との差分に基づき、前記アクチュエーターの駆動電流を制御する、露光装置。
  3. 載置された原盤にレーザー光を照射してパターンを露光形成する露光装置であって、
    前記レーザー光を出射し、前記レーザー光のフォーカスを調整可能な光源装置と、
    前記光源装置から出射されるレーザー光のフォーカスを調整する制御演算部と、
    前記光源装置が載置され、前記原盤に向かう方向に位置を調整可能な補助ステージと、
    前記補助ステージの位置を制御する補助ステージ制御部と、を備え、
    前記補助ステージ制御部は、予め測定された、前記原盤の表面粗さ、前記原盤の傾きおよび前記原盤の偏心の少なくとも１つに応じた、前記原盤の表面と前記光源装置との相対的な位置関係を示す総合表面形状データに基づき、前記補助ステージの位置を制御する、露光装置。
  4. 請求項３に記載の露光装置において、
    前記レーザー光のフォーカス誤差に応じた出力を行う誤差演算部と、
    前記レーザー光が前記原盤の表面上で合焦している状態での前記誤差演算部からの出力に相当する目標値と、前記総合表面形状データに基づき生成された補正信号に基づくオフセット値とを加算する加算器と、をさらに備え、
    前記制御演算部は、前記加算器による加算値と前記誤差演算部の出力との差分に基づき、前記レーザー光のフォーカスを制御する、露光装置。
  5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の露光装置において、
    前記原盤は、円筒状または円柱状の原盤である、露光装置。
  6. 請求項１から４のいずれか一項に記載の露光装置において、
    前記原盤は、平板状の原盤である、露光装置。
  7. レーザー光を出射し、前記レーザー光のフォーカスを調整可能な光源装置を備え、載置された原盤に前記レーザー光を照射してパターンを露光形成する露光装置による露光方法であって、
    前記露光装置は、前記光源装置が載置され、前記原盤に向かう方向に位置を調整可能な補助ステージを備え、
    前記光源装置は、
    前記レーザー光を前記原盤に出射する対物レンズと、
    駆動電流に応じて前記対物レンズを変位させるアクチュエーターとを備え、
    前記アクチュエーターの駆動電流に応じて、前記補助ステージの位置を制御する、露光方法。
  8. レーザー光を出射し、前記レーザー光のフォーカスを調整可能な光源装置を備え、載置された原盤に前記レーザー光を照射してパターンを露光形成する露光装置による露光方法であって、
    前記露光装置は、前記光源装置が載置され、前記原盤に向かう方向に位置を調整可能な補助ステージを備え、
    予め測定された、前記原盤の表面粗さ、前記原盤の傾きおよび前記原盤の偏心の少なくとも１つに応じた、前記原盤の表面と前記光源装置との相対的な位置関係を示す総合表面形状データに基づき、前記補助ステージの位置を制御する、露光方法。
JP2019095417A 2019-05-21 2019-05-21 露光装置および露光方法 Active JP7190962B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019095417A JP7190962B2 (ja) 2019-05-21 2019-05-21 露光装置および露光方法
US15/930,443 US11079688B2 (en) 2019-05-21 2020-05-13 Exposure apparatus and exposure method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019095417A JP7190962B2 (ja) 2019-05-21 2019-05-21 露光装置および露光方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020190618A JP2020190618A (ja) 2020-11-26
JP7190962B2 true JP7190962B2 (ja) 2022-12-16

Family

ID=73454485

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019095417A Active JP7190962B2 (ja) 2019-05-21 2019-05-21 露光装置および露光方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11079688B2 (ja)
JP (1) JP7190962B2 (ja)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002367194A (ja) 2001-06-11 2002-12-20 Mitsutoyo Corp フォーカシングサーボ装置
JP2003266776A (ja) 2002-03-19 2003-09-24 Fuji Photo Film Co Ltd オートフォーカス制御方法
JP2005148243A (ja) 2003-11-12 2005-06-09 Victor Co Of Japan Ltd 露光装置
JP2005311057A (ja) 2004-04-21 2005-11-04 Sharp Corp 露光装置
JP2009212498A (ja) 2008-02-04 2009-09-17 Nsk Ltd 露光装置及び露光方法
JP2011049409A (ja) 2009-08-28 2011-03-10 Dainippon Screen Mfg Co Ltd パターン描画装置およびパターン描画方法
US20130051209A1 (en) 2011-08-30 2013-02-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Objective lens for optical pickup and optical pickup apparatus having the same
CN103365097A (zh) 2012-03-27 2013-10-23 上海微电子装备有限公司 一种调焦调平测量装置
JP2017135161A (ja) 2016-01-25 2017-08-03 デクセリアルズ株式会社 露光装置および露光方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07106219A (ja) * 1993-09-29 1995-04-21 Sony Corp 露光装置、光ディスク原盤露光装置及び半導体露光装置
US6445667B1 (en) * 2000-07-11 2002-09-03 Iomega Corporation Optical servo writing
US7692802B2 (en) * 2001-11-15 2010-04-06 Heidelberger Druckmaschinen Ag Image setting device, module and printing press for relative motion compensation of image setting device and printing form
JP6146561B2 (ja) 2013-06-24 2017-06-14 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 円筒状媒体露光装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002367194A (ja) 2001-06-11 2002-12-20 Mitsutoyo Corp フォーカシングサーボ装置
JP2003266776A (ja) 2002-03-19 2003-09-24 Fuji Photo Film Co Ltd オートフォーカス制御方法
JP2005148243A (ja) 2003-11-12 2005-06-09 Victor Co Of Japan Ltd 露光装置
JP2005311057A (ja) 2004-04-21 2005-11-04 Sharp Corp 露光装置
JP2009212498A (ja) 2008-02-04 2009-09-17 Nsk Ltd 露光装置及び露光方法
JP2011049409A (ja) 2009-08-28 2011-03-10 Dainippon Screen Mfg Co Ltd パターン描画装置およびパターン描画方法
US20130051209A1 (en) 2011-08-30 2013-02-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Objective lens for optical pickup and optical pickup apparatus having the same
CN103365097A (zh) 2012-03-27 2013-10-23 上海微电子装备有限公司 一种调焦调平测量装置
JP2017135161A (ja) 2016-01-25 2017-08-03 デクセリアルズ株式会社 露光装置および露光方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20200371446A1 (en) 2020-11-26
US11079688B2 (en) 2021-08-03
JP2020190618A (ja) 2020-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20070008836A1 (en) Optical disk device
US8174946B2 (en) Optical disk apparatus and method of controlling optical disk apparatus
JPS61183928A (ja) 投影光学装置
JPS63153456A (ja) 光デイスクテストシステム
JP7190962B2 (ja) 露光装置および露光方法
TW200814027A (en) A near field optical recording device and a method of operating a near field optical recording device
US5425013A (en) Relative position sensing calibration for optical storage device
US10578971B2 (en) Exposure apparatus and exposure method
KR20090071493A (ko) 광학 픽업 장치, 광 기록 재생 장치 및 갭 제어 방법
US6211900B1 (en) Recording apparatus
JP2006292642A (ja) 光測長器、光ディスク原盤露光装置、及び加工装置
US8675460B2 (en) Optical disc device
JP2003294915A (ja) 光ヘッド装置用対物レンズおよびその傾角調整方法
KR20030006925A (ko) 포커스제어장치 및 그것을 사용한 원반 노광장치
JP2010003344A (ja) 光ディスク装置及びその制御方法
JP2748900B2 (ja) 露光装置
WO2006035950A1 (ja) 光ピックアップ、光ディスク装置及び光ピックアップの製造方法
JP2529049B2 (ja) 光学式変位計
TW200929330A (en) Electron beam linear drawing apparatus
TW201013663A (en) Method for adjusting tilt of optical pick-up head
JP2007026610A (ja) 光ディスク装置
JP2003272187A (ja) フォーカス制御装置及び光ディスク原盤露光装置
JPH0773490A (ja) 焦点制御装置及び焦点制御装置の安定化方法
JPH06195760A (ja) 原盤露光装置
JP2011076689A (ja) 情報記録再生装置、ギャップ制御方法及びコンピュータプログラム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220421

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20221122

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221129

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221206

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7190962

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150