WO2009130846A1 - レーザ露光方法、フォトレジスト層の加工方法およびパターン成形品の製造方法 - Google Patents

レーザ露光方法、フォトレジスト層の加工方法およびパターン成形品の製造方法 Download PDF

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WO2009130846A1
WO2009130846A1 PCT/JP2009/001257 JP2009001257W WO2009130846A1 WO 2009130846 A1 WO2009130846 A1 WO 2009130846A1 JP 2009001257 W JP2009001257 W JP 2009001257W WO 2009130846 A1 WO2009130846 A1 WO 2009130846A1
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WO
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focus
servo control
photoresist layer
laser beam
focus servo
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PCT/JP2009/001257
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Inventor
宇佐美由久
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富士フイルム株式会社
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    • 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
    • G03F7/704—Scanned exposure beam, e.g. raster-, rotary- and vector scanning
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a laser exposure method, a photoresist layer processing method, and a pattern molded product manufacturing method for irradiating each target object with laser light while performing focus servo control on a plurality of separated objects.
  • a technique in which a workpiece (object) coated with a photoresist layer is irradiated with laser light, and the irradiated portion is removed by development to form irregularities on the workpiece surface.
  • the peripheral speed around the rotation center is slow, so it takes time to process the part near the rotation center, and the laser output and rotation speed Therefore, it was difficult to accurately process the part near the rotation center.
  • the inventor of the present application revolves and processes a plurality of workpieces together by arranging a plurality of workpieces in a circumferential direction of the support platform at positions shifted from the rotation center of the support platform that supports the workpiece. I'm thinking how.
  • the reflectivity of the workpiece surface and the reflectivity of the part (support) between each workpiece will be different, so the focus servo control will be improved. There is a possibility that it cannot be executed.
  • test piece As a technique related to such focus servo control, conventionally, a technique for forming irregularities on the surface of a workpiece is not used, but information is recorded / reproduced on an information recording medium for testing (hereinafter referred to as “test piece”).
  • the technology is known (see JP 3-134832 A). Specifically, in this technology, a plurality of test pieces are arranged in a circumferential direction at a position deviated from the center of the rotary table, and focus servo control based on reflected light is performed when recording and reproducing each test piece with a head. When the head passes between the two test pieces, the objective lens in the head is reciprocated up and down within a predetermined focus controllable range without depending on the reflected light. Therefore, after the head passes between the two test pieces and reaches the next test piece, the objective lens is within the focus controllable range. Can be executed. *
  • the objective lens since the objective lens is reciprocated up and down between the two test pieces, the objective lens may be greatly deviated from the normal position when it reaches the next test piece. There was a problem that it took time for the servo control to stabilize.
  • a laser beam is irradiated to the object while performing a support servo that supports a plurality of objects arranged at intervals and a focus servo control that moves an optical component based on reflected light.
  • a laser exposure method for exposing a plurality of objects with the laser light by relatively moving a laser beam irradiation apparatus in a direction in which the plurality of objects are arranged.
  • the method includes a control start step of starting the focus servo control on condition that the laser beam irradiated from the laser beam irradiation device has reached a focus start position on the object, and the laser beam irradiation device.
  • the focus servo control when the laser beam that moves relative to the object reaches the focus start position on the object, the focus servo control is started. That is, the optical component is moved based on the reflected light reflected from the object, and the laser light emitted from the laser light irradiation device is condensed at a predetermined position with respect to the object.
  • the focus servo control is stopped and the position of the optical component is held at a predetermined position. After that, when the laser beam reaches the focus start position of the next object, focus servo control is started again, and the optical component starts to move from the predetermined position.
  • the optical The position of the component can be maintained at a position close to the normal position (synonymous with a focus position described later) even in the next object, and the focus servo control can be stabilized more quickly.
  • the focus start position and the focus stop position may be set to positions at which all of the laser light is irradiated onto the object.
  • laser light may be continuously or intermittently emitted from the laser light irradiation device.
  • laser light may be continuously emitted from the laser light irradiation device.
  • the control of the laser beam irradiation device can be a simple control in which the laser beam is always continuously emitted, the control accuracy can be improved.
  • the predetermined position can be a position of the optical component when the focus servo control is stopped.
  • the optical component is held at the position when the focus servo control is stopped, it is not necessary to move the optical component wastefully, and wear of the drive system can be suppressed.
  • the predetermined position can be a position corresponding to the surface of the object to be exposed next.
  • the optical component moves to a position corresponding to the surface of the object to be exposed next. Since it is held at that position, it is possible to execute the focus servo control favorably on the next object.
  • the predetermined position can be a position corresponding to the peak of the S-shaped curve of the focus error signal.
  • the “focus error signal” is a known S-shaped curve obtained based on the reflected light when the optical component is simply moved in one direction in the optical axis direction without executing the focus servo control.
  • a signal. The focus servo control is easily applied between the peaks of the S-shaped curve of the focus servo signal.
  • the focus servo control can be favorably started on the next object.
  • the plurality of objects may be revolved around the rotation axis of the support table by rotating the support table.
  • a photoresist layer processing method comprising: a support base that supports a plurality of objects having a photoresist layer at an interval; and a focus servo control that moves an optical component based on reflected light.
  • a laser beam irradiation apparatus for irradiating the photoresist layer of the target object with laser light while performing the relative movement in the direction in which the plurality of target objects are arranged, so that the photoresist layer of the plurality of target objects with the laser light A method for processing a photoresist layer, wherein the focus servo control is started on condition that the laser beam irradiated from the laser beam irradiation apparatus has reached a focus start position on the object.
  • the control stop process for stopping the focus servo control and the laser beam emitted from the laser beam irradiation apparatus until the laser beam reaches the focus start position on the next object from the focus stop position on the object.
  • a holding step for holding the position of the component at a predetermined position.
  • the position of the optical component is held at the predetermined position until the laser light reaches the focus start position on the next object from the focus stop position on the object. Can be maintained at a position close to the normal position even in the next object, and the focus servo control can be stabilized more quickly and good processing can be performed.
  • the focus servo may be performed on the condition that the laser beam has reached a processing start position set at a position behind the focus start position in the movement direction of the object.
  • the machining start step for increasing the output of the laser beam than at the start of control and the machining stop position set at a position on the front side in the movement direction of the object relative to the focus stop position.
  • a machining stop step for reducing the output of the laser beam to the output at the start of the focus servo control.
  • focus servo control is started by the laser beam having a predetermined output value emitted from the laser beam irradiation device. Thereafter, when the laser beam reaches the processing start position, the output of the laser beam emitted from the laser beam irradiation device is increased, and the photoresist layer is processed by this high output laser beam. Thereafter, when the laser beam reaches the processing stop position, the output of the laser beam emitted from the laser beam irradiation device is lowered, and the processing of the photoresist layer is completed. Thereafter, when the laser beam reaches the focus stop position, the focus servo control is stopped and the position of the optical component is held at a predetermined position. Therefore, since the photoresist layer is processed by the laser beam in a state where the focus servo control is satisfactorily performed on each object, the photoresist layer of each object can be processed with high accuracy.
  • the distance to the focal position of the optical component in the focus servo control is within ⁇ 300 ⁇ m, on the condition
  • the output of the laser beam may be increased more than when the focus servo control is started.
  • the “focus position” is not the position where the laser beam is focused, but the optical component when the object is well irradiated with the laser beam (in focus). Says the position.
  • the distance to the focal position of the optical component is within ⁇ 300 ⁇ m, since the optical component is located substantially at the focal position, the laser beam output is increased and processing is started.
  • a good processed shape can be formed in the photoresist layer. Therefore, useless processing can be eliminated, and power consumption accompanying an increase in laser output can be suppressed.
  • the laser beam output is maintained at the output at the start of the focus servo control or Processing prohibition control to be changed may be executed.
  • the output of the laser beam is maintained or changed to the output at the start of the focus servo control. Since processing is prohibited, unnecessary increase in laser output and unnecessary processing can be suppressed.
  • the laser beam when the processing prohibition control is executed, the laser beam is returned to the same position as the focus start position when the processing prohibition control is executed.
  • at least one of the laser beam irradiation devices may be relatively moved.
  • focus servo control when focus servo control cannot be executed, focus servo control is executed again from the same focus start position and machining is performed, so that the occurrence of defective products can be suppressed.
  • defect information corresponding to the focus start position in the focus servo control is stored. It may be recorded on the means.
  • the defect information is recorded in the storage means, for example, reworking or determination of defective products can be performed based on the defect information.
  • the photoresist layer may be formed of a material capable of changing the shape of the heat mode.
  • a hole can be formed in the photoresist layer only by irradiating the photoresist layer with laser light.
  • the processing method of the photoresist layer mentioned above can be used for the manufacturing method of a pattern molded product. That is, the manufacturing method of the pattern molded product as still another aspect of the present invention uses the hole pattern formed in the photoresist layer by the above-described photoresist layer processing method, and corresponds to the hole pattern. It is characterized by manufacturing a pattern molded product in which a shape is formed.
  • the focus servo control can be stabilized more quickly in the formation process of the photoresist layer in the manufacturing process of the pattern molded product, the photoresist layer is processed well, and the pattern molded product is also processed well. Will be. *
  • the position of the optical component is held at a predetermined position until the laser beam reaches the focus start position on the next object from the focus stop position on the object. Even in the next object, the position of the part can be maintained at a position close to the normal position, and the focus servo control can be stabilized more quickly.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating an apparatus for performing a photoresist layer processing method according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. It is a block diagram which shows a laser beam irradiation apparatus.
  • the block diagram (a) which shows a control apparatus, the map (b) which a focus means refers, and the map (c) which an output adjustment means refers to.
  • a photoresist layer processing apparatus 1 is an apparatus for executing a photoresist layer processing method according to the present invention, and mainly includes a support base 2, a laser beam irradiation apparatus 3, and a control. And a device 4.
  • the support base 2 is a disk-shaped base, is configured to rotate at a predetermined rotational speed, and is appropriately controlled by the control device 4. Further, on the surface of the support base 2, a bottomed cylindrical concave portion 21 for supporting a disk-shaped workpiece 5, which is an example of an object, is arranged in a circumferential direction at a position shifted from the rotation center of the support base 2. A plurality (four) are formed at predetermined intervals. Thereby, when the support base 2 is rotated, the plurality of workpieces 5 revolve around the rotation axis of the support base 2.
  • the upper limit of the diameter of the support base 2 is preferably 2 m or less, more preferably 1.5 m or less, and even more preferably 1 m or less.
  • the lower limit of the diameter is preferably 5 cm or more, and more preferably 10 cm or more.
  • the machining speed is increased. Specifically, it is preferable to provide the workpiece 5 at a position of 5% or more of the radius from the rotation center of the support base 2, more preferably to provide the workpiece 5 at a position of 10% or more of the radius from the rotation center. It is further preferable to provide the workpiece 5 at a position of 20% or more of the radius from the center.
  • the workpiece 5 includes a disk-shaped substrate 51 and a photoresist layer 52 formed on the substrate 51.
  • the photoresist layer 52 according to this embodiment is a layer in which light is converted into heat by irradiation of intense light, and the shape of the material can be changed by this heat to form a hole, so-called heat mode.
  • a layer of photoresist material of the mold A specific example of the photoresist layer 52 will be described in detail later.
  • a plurality (four) of workpieces 5 configured in this way are prepared and set in the plurality of recesses 21 of the support base 2 respectively.
  • the height of the surface 5a is set by the spacer 22. Adjust the height.
  • the laser light irradiation device 3 is a device that irradiates the workpiece 5 with laser light while performing focus servo control for moving the objective lens 35, which is an example of an optical component, based on the reflected light from the workpiece 5. Yes, it is movable in the radial direction of the support base 2.
  • the laser light irradiation device 3 includes a laser light source 31, a first lens 32, a second lens 33, a half mirror 34, an objective lens 35, a cylindrical lens 36, and a detector 37.
  • the laser light source 31 emits laser light, and its output is adjusted by the control device 4.
  • the first lens 32 enlarges the beam diameter of the laser light emitted from the laser light source 31, and is arranged downstream of the laser light source 31 (downstream in the traveling direction of the laser light).
  • the second lens 33 converts the laser beam expanded in diameter by the first lens 32 into a parallel light beam, and is disposed on the downstream side of the first lens 32.
  • the half mirror 34 is disposed on the downstream side of the second lens 33, transmits the laser light emitted from the laser light source 31, and transmits the laser light returning from the opposite side in a predetermined direction (the laser light). The light is reflected in a direction substantially orthogonal to the optical axis direction.
  • the objective lens 35 is for condensing the laser light transmitted through the half mirror 34, and is disposed on the downstream side of the half mirror 34.
  • the objective lens 35 is reciprocated in the direction of the optical axis by a drive system appropriately controlled by the control device 4.
  • a drive system appropriately controlled by the control device 4.
  • a known voice coil motor can be used as the drive system.
  • the cylindrical lens 36 is a bowl-shaped lens obtained by cutting a part of a cylinder, and functions as a lens only in one direction.
  • the cylindrical lens 36 is disposed on the optical path of the laser light reflected by the half mirror 34.
  • the detector 37 is disposed on the downstream side of the cylindrical lens 36, and has a function of detecting the laser beam condensed by the cylindrical lens 36 with an optical sensor divided into four. The light amount of the laser light detected by each optical sensor of the detector 37 is output to the control device 4.
  • the control device 4 includes known hardware (not shown) such as a CPU, ROM, RAM, and communication equipment.
  • known hardware such as a CPU, ROM, RAM, and communication equipment.
  • FIG. 3 is a block diagram functionally showing the hardware and the CPU that has read the program from the ROM.
  • the control device 4 includes a focus unit 41, a synchronization unit 42, an output adjustment unit 43, a movement control unit 44, and a storage unit 45.
  • the focus unit 41 performs focus servo control ON / OFF based on focus control information stored in advance in the storage unit 45, and when the focus servo control is OFF, the position of the objective lens 35 is set to the current position. It has a function to hold. Specifically, for example, by switching the switch, the circuit that performs the focus servo control based on the reflected light is turned off, and the circuit that holds the current that flows to the drive system that drives the objective lens 35 is turned on. The position of the objective lens 35 is held at that position.
  • the focus means 41 performs the above-described control based on the map (focus control information) shown in FIG.
  • the timing at which the focus servo control is switched ON / OFF is set corresponding to the focus start position FS and the focus stop position FE on the workpiece 5 (see FIG. 4).
  • the focus start position FS and the focus stop position FE are applied to the surface of the support table 2 and a plurality of workpieces 5 disposed thereon by the rotation of the support table 2 and the movement of the laser beam irradiation device 3. It is set on a spiral locus drawn by the light irradiation spot.
  • the focusing means 41 executes control in synchronization with the movement control means 44 described later based on the synchronization signal output from the synchronization means 42, whereby the support base 2 is stably rotated. Thereafter, when the laser beam irradiation device 3 comes to the initial position with respect to the support base 2, the focus means 41 starts the ON / OFF control of the focus servo control.
  • the focus unit 41 starts focus servo control based on the astigmatism method. Specifically, during the focus servo control, the focus unit 41 calculates the position of the objective lens 35 based on the detection value output from the detector 37, and the position is a focal position (predetermined on the photoresist layer 52). The objective lens 35 is moved by outputting a current corresponding to the movement distance to the drive system so as to be a predetermined position for forming a hole portion having a diameter of.
  • the laser beam becomes a perfect circle on the quadrant optical sensor, so that the calculated value is 0, and when the objective lens 35 deviates from the focal position, Since the laser beam becomes a vertically long or horizontally long ellipse on the quadrant light sensor, the calculated value becomes a positive or negative value.
  • the focus unit 41 stops the focus servo control and holds the position of the objective lens 35 at the current position. .
  • the synchronization means 42 has a function of always outputting a synchronization signal to the focus means 41, the output adjustment means 43, and the movement control means 44.
  • the output adjusting means 43 has a function of changing the output of the laser light by controlling the laser light source 31 based on the processing information stored in the storage means 45 in advance. Specifically, the output adjustment unit 43 changes the output of the laser beam based on the map (processing information) shown in FIG. In this map, the timing for switching the laser output is set corresponding to the machining start position CS and the machining stop position CE on the workpiece 5 (see FIG. 4).
  • the machining start position CS and the machining stop position CE are applied to the surface of the support table 2 and a plurality of workpieces 5 disposed thereon by the rotation of the support table 2 and the movement of the laser beam irradiation device 3. It is set on a spiral locus drawn by the light irradiation spot.
  • the output adjusting unit 43 executes control in synchronization with the focusing unit 41 based on the synchronization signal output from the synchronizing unit 42, so that at the start of focus servo control, the laser beam is emitted.
  • the output is adjusted to a predetermined value ⁇ , and the laser beam output is increased to a value ⁇ higher than the predetermined value ⁇ after a predetermined time from the start of the focus servo control (when reaching the machining start position CS).
  • the output adjusting means 43 returns the laser light output to the predetermined value ⁇ after a predetermined time (when reaching the processing stop position CE) from when the laser light output is increased to the predetermined value ⁇ . Yes.
  • the output adjustment unit 43 is based on the hole information stored in advance in the storage unit 45. Then, the laser light source 31 (or a shutter disposed on the optical axis of the laser beam) is controlled to be turned on and off. As a result, a hole 52a (see FIG. 4C) having a predetermined pattern is formed at a predetermined position of the photoresist layer 52 by a laser beam.
  • the movement control means 44 has a function of controlling the rotation of the support base 2 and the movement of the laser light irradiation device 3 in the radial direction based on a program stored in advance in the storage means 45.
  • the movement control means 44 starts rotation of the support base 2 and movement of the laser light irradiation device 3 in the radial direction based on the synchronization signal from the synchronization means 42.
  • the storage means 45 switches the above-described focus start position FS, focus stop position FE, machining start position CS, and machining stop position CE to the ON / OFF switching timing of the focus servo control as described above (see FIG. 3B). And a timing for switching the laser output (see FIG. 3C), and a program for controlling the support base 2 and the laser beam irradiation device 3 are stored.
  • the focus start position FS, the focus stop position FE, the machining start position CS, and the machining stop position CE are arranged on the support base 2 and the support base 2 by rotating the support base 2 or moving the laser light irradiation device 3 in the radial direction.
  • It is a position set on a spiral trajectory drawn by an irradiation spot of laser light irradiated on the surfaces of the plurality of workpieces 5, and is set for each workpiece 5.
  • a position separated from the front end 5b located on the front side in the movement direction of each workpiece 5 by the distance L1 is set as the focus start position FS.
  • a position that is separated from the front end 5b of each workpiece 5 by a distance L2 that is longer than the distance L1 is set as the machining start position CS.
  • machining stop position CE a position separated by a distance L3 from the rear end 5c located on the rear side in the movement direction of each workpiece 5 is set as the machining stop position CE. Also, as shown in FIG. 4D, a position that is separated from the rear end 5c of each workpiece 5 by a distance L4 that is shorter than the distance L3 is set as the focus stop position FE.
  • the distances L1 and L4 are set to such distances that all of the laser light is irradiated onto the workpiece 5 (that is, the entire irradiation spot is accommodated on the workpiece 5).
  • the spot diameter of the laser beam is 1 ⁇ m
  • the lower limit of the distances L1 and L4 is preferably 1 ⁇ m or more, more preferably 10 ⁇ m or more, and further preferably 100 ⁇ m or more.
  • the lower limit values of the distances L1 and L4 are set to the above-described values, all of the laser light can be reliably irradiated onto the workpiece 5, so that the focus servo control can be performed satisfactorily. Moreover, 10 mm or less is preferable, as for the upper limit of distance L1, L4, 5 mm or less is more preferable, and 1 mm or less is more preferable. If the upper limit values of the distances L1 and L4 are set to the above-described values, the machining area of the workpiece 5 can be increased, and the productivity can be increased.
  • the focus start position FS, the focus stop position FE, the machining start position CS, and the machining stop position CE are set at a site that is 1 ⁇ m or more inside from the inner peripheral edge on the rotation center side of the support base 2 in each workpiece 5.
  • the workpiece 5 is set at a site that is 1 ⁇ m or more inside from the outer peripheral edge on the side farthest from the center of rotation of the support 2.
  • the laser light is irradiated to a portion that is 1 ⁇ m or more inside from the inner peripheral edge and 1 ⁇ m or more inside from the outer peripheral edge, and the 1 ⁇ m portion is not processed from the inner peripheral edge and the outer peripheral edge. It is like that.
  • the lower limit value of the non-processed portion left on the inner peripheral edge side and the outer peripheral edge side is preferably 1 ⁇ m or more, more preferably 10 ⁇ m or more, and further preferably 100 ⁇ m or more. If the lower limit value is set to the above-described value, all of the laser light can be reliably irradiated onto the workpiece 5, so that the focus servo control can be performed satisfactorily.
  • the upper limit value of the non-processed portion is preferably 10 mm or less, more preferably 5 mm or less, and further preferably 1 mm or less. If the upper limit value is set to the above-described value, the machining area of the workpiece 5 can be widened, and the productivity can be increased.
  • the support base 2 is rotated, and a laser beam having a predetermined value ⁇ is emitted from the laser beam irradiation device 3. Then, after the rotation of the support base 2 is stabilized, as shown in FIG. 4A, when the laser beam reaches the focus start position FS, the control device 4 starts focus servo control (control start step).
  • the control device 4 increases the output of the laser beam and starts processing by the laser beam (processing start step).
  • a hole 52 a hole pattern
  • FIG. 4C the laser beam in a state where the output is increased is indicated by a bold line.
  • the control apparatus 4 when a laser beam reaches
  • the substrate 51 is further etched to form a predetermined recess (pit pattern) corresponding to the hole 52a on the substrate 51 to record information.
  • a predetermined recess pit pattern
  • a stamper pattern molded product in which the pattern of the hole 52a of the photoresist layer 52 is transferred by vapor deposition or plating may be manufactured.
  • the position of the objective lens 35 is maintained until the laser beam reaches the focus start position FS on the next workpiece 5 from the focus stop position FE on the workpiece 5, the position of the objective lens 35 is changed to the next workpiece 5. In this case, the position close to the focal position can be maintained, and the focus servo control can be stabilized more quickly.
  • the photoresist layer 52 is processed by the laser beam in a state in which the focus servo control is satisfactorily performed on each workpiece 5 as described above, the photoresist layer 52 of each workpiece 5 is processed with high accuracy. Can do.
  • the problem that the focus servo control cannot be performed satisfactorily when the laser beam protrudes from the workpiece 5 can be solved. it can. Since the laser beam is continuously emitted in the holding step, the laser beam can be stably emitted at the start of the next focus servo control of the workpiece 5 as compared with the method of stopping the emission of the laser beam in the holding step. it can.
  • the objective lens 35 Since the objective lens 35 is held at the position when the focus servo control is stopped, it is not necessary to move the objective lens 35 wastefully, and wear of the drive system can be suppressed. Since the plurality of workpieces 5 are revolved by rotating the support base 2, the plurality of workpieces 5 can be moved relative to the laser beam irradiation device 3 with a simple structure.
  • the hole 52a can be formed in the photoresist layer 52 simply by irradiating the photoresist layer 52 with laser light.
  • the laser beam is continuously emitted in the holding step.
  • the present invention is not limited to this, and the laser beam may be emitted intermittently.
  • it is desirable that the laser light is continuously emitted from the laser light irradiation device in the control start process, the control stop process, and the holding process. According to this, since the control of the laser beam irradiation device can be a simple control in which the laser beam is always continuously emitted, the control efficiency can be improved.
  • the timing of intermittent laser irradiation is synchronized with the synchronization signal output in response to the rotation of the spindle, so that the processing positional relationship between the tracks adjacent in the radial direction of the support base is precise. It is desirable to control.
  • the synchronization signal refers to a signal that is periodically output to align the positions.
  • the synchronization signal is output once every time the support table makes one round, for example, one part of the outermost circumference of the spiral processing target portion.
  • the first machining signal WS1 for machining the first machining signal WS1 is output in accordance with the predetermined first synchronization signal SS1, and the second machining for machining one round of the circumference adjacent to the outermost circumference of the helical machining target portion.
  • the machining signal WS2 is output in accordance with the second synchronization signal SS2 output next to the first synchronization signal SS1. According to this, the position of each hole 52a adjacent in the radial direction of the support base can be aligned (maintained in a predetermined relationship).
  • the synchronization signal is preferably output a plurality of times during one round.
  • the number of synchronization signals (number of pulses) output during one round is preferably 16 times or more, more preferably 256 times or more, and further preferably 1024 times or more.
  • the objective lens 35 is held at the position when the focus servo control is stopped, but the present invention is not limited to this.
  • the objective lens 35 may be moved to a position corresponding to the surface of the workpiece 5 to be exposed next, and then held at that position. That is, information on the surface position of each workpiece 5 may be stored in the storage unit 45 in advance, and the objective lens 35 may be moved after the focus servo control is stopped based on this information. According to this, even if it is a case where the position of the surface of each workpiece
  • the objective lens 35 is held at the position when the focus servo control is stopped, but the present invention is not limited to this.
  • the focus servo control when the focus servo control is stopped, the objective lens 35 is moved to a position corresponding to between the peaks PE1 and PE2 of the S-curve of the focus error signal and then moved to that position. It may be held.
  • the “focus error signal” means that, for example, when the objective lens 35 is simply moved closer to the workpiece 5 without executing the focus servo control (the drive voltage to the focus drive coil FC is lowered at a predetermined gradient).
  • the objective lens 35 when the objective lens 35 is moved from the position P1 to the position P2, it is a known signal having an S-shaped curve obtained based on the reflected light.
  • the focus error signal is output when the objective lens 35 is positioned at the focal position P5 (when the light intensity signal is maximized), and the objective lens 35 uses the focal position P5 as a reference.
  • the peaks PE1 and PE2 change proportionally within the range AR.
  • a position corresponding to between the peaks PE1 and PE2 of the S-curve of the focus error signal is, for example, a position within a range of positions P3 to P4 shown in the figure, and any one of the ranges P3 to P4 is shown. If the objective lens 35 is held at this position, the focus servo control can be satisfactorily executed on the next object.
  • the machining start position CS is set at a position behind the focus start position FS in the movement direction of the workpiece 5, and the machining stop position CE is set at a position before the focus stop position FE in the movement direction of the workpiece 5.
  • the present invention is not limited to this.
  • the machining start position CS may be set at the same position as the focus start position FS, or the machining stop position CE may be set at the same position as the focus stop position FE. That is, focus servo control and machining may be started and ended simultaneously.
  • the laser beam output is increased to start processing
  • the present invention is not limited to this.
  • the focus servo Processing may be started by increasing the output of the laser beam rather than during control. That is, instead of adjusting the output based on the map shown in FIG. 3C, during focus servo control, it is determined whether or not the distance to the focal position is within ⁇ 300 ⁇ m, and is within ⁇ 300 ⁇ m. In such a case, control for increasing the output of the laser beam may be performed.
  • the distance to the focal position of the objective lens 35 serving as a reference for starting processing is preferably ⁇ 100 ⁇ m, more preferably ⁇ 50 ⁇ m, and further preferably ⁇ 10 ⁇ m.
  • the processing prohibition control is performed to maintain or change the output of the laser light to the output at the time of the focus servo control. May be executed. That is, if the distance to the focal position of the objective lens 35 is out of the predetermined range between the start of focus servo control and the start of processing, the laser beam output can be maintained at the output at the start of focus servo control. Good. If the distance to the focal position of the objective lens 35 is out of the predetermined range during processing, the output of the laser beam may be lowered to the output at the start of focus servo control.
  • the output of the laser light is maintained or changed to the output at the time of focus servo control. Since processing is prohibited, unnecessary increase in laser output and unnecessary processing can be suppressed.
  • the support base 2 is set so that the laser beam returns to the same position as the focus start position FS when the processing prohibition control is executed.
  • at least one of the laser beam irradiation device 3 may be relatively moved. According to this, when the focus servo control cannot be executed, the focus servo control is executed again from the same focus start position FS and the machining is performed, so that the occurrence of defective products can be suppressed.
  • defect information corresponding to the focus start position FS in the focus servo control is recorded in the storage unit 45. May be. According to this, since the defect information is recorded in the storage unit 45, for example, reworking or determination of defective products can be performed based on the defect information.
  • the laser exposure method is used for the processing method of the photoresist layer 52.
  • the present invention is not limited to this. May be used.
  • the plurality of workpieces 5 are revolved.
  • the present invention is not limited to this, and the plurality of workpieces 5 are linearly moved along the surface direction (the direction in which the plurality of workpieces 5 are arranged). Also good.
  • the objective lens 35 is employed as an optical component driven by focus servo control.
  • the present invention is not limited to this, and the first lens 32 according to the embodiment may be employed, for example.
  • the focus servo control is performed based on the astigmatism method, but the present invention is not limited to this, and may be performed based on the Foucault method, for example.
  • the workpiece 5 is circular, but the present invention is not limited to this, and may be a polygon, for example. Further, the number of workpieces 5 may be any number. Furthermore, you may change the magnitude
  • the inner peripheral edge and the outer peripheral edge are the inner peripheral edge at the portion closest to the center of the support base, and the outer peripheral edge at the farthest portion.
  • the material of the photoresist layer 52 is not limited to the heat mode type material as in the above-described embodiment.
  • a photon mode type material or a material that changes to a physical property that can be dissolved by a developer upon exposure is used. Can do.
  • Specific examples of the heat mode type photoresist material, processing conditions for the photoresist layer, and the like are as shown below.
  • Heat mode type photoresist material is a recording material that has been widely used in recording layers such as optical recording disks, for example, cyanine-based, phthalocyanine-based, quinone-based, squarylium-based, azurenium-based, thiol complex-based, merocyanine-based, etc.
  • the recording material can be used.
  • the photoresist layer in the present invention is preferably a pigment type containing a pigment as a photoresist material.
  • examples of the photoresist material contained in the photoresist layer include organic compounds such as pigments.
  • the photoresist material is not limited to an organic material, and an inorganic material or a composite material of an inorganic material and an organic material can be used.
  • an organic material it is preferable to employ an organic material because film formation can be easily performed by spin coating or spray coating, and a material having a low transition temperature can be easily obtained.
  • organic materials it is preferable to employ a dye whose light absorption can be controlled by molecular design.
  • Preferred examples of the photoresist layer include methine dyes (cyanine dyes, hemicyanine dyes, styryl dyes, oxonol dyes, merocyanine dyes), macrocyclic dyes (phthalocyanine dyes, naphthalocyanine dyes, porphyrin dyes, etc.), azo dyes, and the like.
  • examples include dyes (including azo metal chelate dyes), arylidene dyes, complex dyes, coumarin dyes, azole derivatives, triazine derivatives, 1-aminobutadiene derivatives, cinnamic acid derivatives, and quinophthalone dyes. Of these, oxonol dyes, phthalocyanine dyes, and cyanine dyes are preferable.
  • Such a dye-type photoresist layer preferably contains a dye having absorption in the exposure wavelength region.
  • the upper limit of the extinction coefficient k indicating the amount of light absorption is preferably 10 or less, more preferably 5 or less, further preferably 3 or less, and 1 or less.
  • the lower limit value of the extinction coefficient k is preferably 0.0001 or more, more preferably 0.001 or more, and further preferably 0.1 or more.
  • the range of the refractive index of the photoresist layer is preferably 1.2 to 3.0, more preferably 1.3 to 2.5, and further preferably 1.4 to 1.9.
  • the photoresist layer needs to absorb light at the exposure wavelength as described above, and from such a viewpoint, a dye can be appropriately selected or the structure can be modified according to the wavelength of the laser light source.
  • a dye can be appropriately selected or the structure can be modified according to the wavelength of the laser light source.
  • the oscillation wavelength of the laser light source is around 780 nm
  • the oscillation wavelength of the laser light source is around 660 nm, it is advantageous to select from a trimethine cyanine dye, a pentamethine oxonol dye, an azo dye, an azo metal complex dye, a pyromethene complex dye, and the like.
  • monomethine cyanine dye when the oscillation wavelength of the laser light source is around 405 nm, monomethine cyanine dye, monomethine oxonol dye, zero methine merocyanine dye, phthalocyanine dye, azo dye, azo metal complex dye, porphyrin dye, arylidene dye, complex It is advantageous to select from dyes, coumarin dyes, azole derivatives, triazine derivatives, benzotriazole derivatives, 1-aminobutadiene derivatives, quinophthalone dyes, and the like.
  • the compounds (I-1 to I-10) represented by the following chemical formulas 1 and 2 are compounds when the oscillation wavelength of the laser light source is around 780 nm.
  • the compounds (II-1 to II-8) represented by the chemical formulas 3 and 4 are compounds when the wavelength is around 660 nm.
  • the compounds (III-1 to III-14) represented by the chemical formulas 5 and 6 are compounds when the wavelength is around 405 nm.
  • this invention is not limited to the case where these are used for a photoresist material.
  • JP-A-4-74690 JP-A-8-127174, JP-A-11-53758, JP-A-11-334204, JP-A-11-334205, JP-A-11-334206,
  • the dyes described in JP-A-11-334207, JP-A-2000-43423, JP-A-2000-108513, JP-A-2000-158818, and the like are also preferably used.
  • Such a dye-type photoresist layer is prepared by dissolving a dye in a suitable solvent together with a binder or the like to prepare a coating solution, and then coating the coating solution on a substrate to form a coating film. It can be formed by drying.
  • the temperature of the surface on which the coating solution is applied is preferably in the range of 10 to 40 ° C. More preferably, the lower limit is 15 ° C. or higher, more preferably 20 ° C. or higher, and particularly preferably 23 ° C. or higher.
  • the upper limit it is more preferable that it is 35 degrees C or less, It is still more preferable that it is 30 degrees C or less, It is especially preferable that it is 27 degrees C or less.
  • the photoresist layer may be a single layer or a multilayer. In the case of a multilayer structure, the photoresist layer is formed by performing the coating process a plurality of times.
  • the concentration of the dye in the coating solution is generally in the range of 0.01 to 30% by mass, preferably in the range of 0.1 to 20% by mass, more preferably in the range of 0.5 to 15% by mass, and most preferably. It is in the range of 0.5 to 10% by mass.
  • Examples of the solvent for the coating solution include esters such as butyl acetate, ethyl lactate and cellosolve acetate; ketones such as methyl ethyl ketone, cyclohexanone and methyl isobutyl ketone; chlorinated hydrocarbons such as dichloromethane, 1,2-dichloroethane and chloroform; dimethylformamide and the like Amides; Hydrocarbons such as methylcyclohexane; Ethers such as tetrahydrofuran, ethyl ether and dioxane; Alcohols such as ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol diacetone alcohol; 2,2,3,3-tetrafluoropropanol and the like Fluorinated solvents; glycol ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether; That.
  • esters such
  • Fluorine solvents, glycol ethers, and ketones are preferred. Particularly preferred are fluorine type solvents and glycol ethers. More preferred are 2,2,3,3-tetrafluoropropanol and propylene glycol monomethyl ether.
  • the said solvent can be used individually or in combination of 2 or more types in consideration of the solubility of the pigment
  • various additives such as an antioxidant, a UV absorber, a plasticizer, and a lubricant may be added according to the purpose.
  • the coating method examples include a spray method, a spin coating method, a dip method, a roll coating method, a blade coating method, a doctor roll method, a doctor blade method, and a screen printing method.
  • the photoresist layer is preferably dissolved in an organic solvent at 0.01 to 30% by mass, and preferably dissolved at 0.1 to 20% by mass in terms of being advantageous for formation by a spin coating method. Is more preferable, it is more preferable to dissolve at 0.5 to 15% by mass, and most preferable to dissolve at 0.5 to 10% by mass.
  • the photoresist material preferably has a thermal decomposition temperature of 150 ° C.
  • the temperature of the coating solution is preferably in the range of 23 to 50 ° C., more preferably in the range of 24 to 40 ° C., and particularly preferably in the range of 25 to 30 ° C.
  • the binder include natural organic polymer materials such as gelatin, cellulose derivatives, dextran, rosin, and rubber; hydrocarbon resins such as polyethylene, polypropylene, polystyrene, and polyisobutylene; Vinyl resins such as polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl chloride / polyvinyl acetate copolymer, acrylic resins such as polymethyl acrylate and polymethyl methacrylate, polyvinyl alcohol, chlorinated polyethylene, epoxy resin, butyral resin And synthetic organic polymers such as initial condensation products of thermosetting resins such as rubber derivatives and phenol / formaldehyde resins.
  • natural organic polymer materials such as gelatin, cellulose derivatives, dextran, rosin, and rubber
  • hydrocarbon resins such as polyethylene, polypropylene, polystyrene, and polyisobutylene
  • Vinyl resins such as polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl
  • the amount of the binder used is generally in the range of 0.01 to 50 times (mass ratio) with respect to the dye, preferably 0.1 times.
  • the amount is in the range of 5 to 5 times (mass ratio).
  • the photoresist layer can contain various anti-fading agents in order to improve the light resistance of the photoresist layer.
  • a singlet oxygen quencher is generally used.
  • the singlet oxygen quencher those described in publications such as known patent specifications can be used. Specific examples thereof include JP-A-58-175893, JP-A-59-81194, JP-A-60-18387, JP-A-60-19586, and JP-A-60-19587.
  • the amount of the anti-fading agent such as the singlet oxygen quencher used is usually in the range of 0.1 to 50% by weight, preferably in the range of 0.5 to 45% by weight, based on the amount of the dye.
  • the range is preferably 3 to 40% by mass, particularly preferably 5 to 25% by mass.
  • the photoresist layer can be formed by a film forming method such as vapor deposition, sputtering, or CVD according to the physical properties of the material.
  • dye has a light absorption rate higher than the other wavelength in the wavelength of the laser beam used for the process of a hole part pattern.
  • the wavelength of the absorption peak of the dye is not necessarily limited to that in the visible light wavelength range, and may be in the ultraviolet range or the infrared range.
  • the wavelength ⁇ w of the laser light for forming the hole pattern may be a wavelength that can provide a large laser power.
  • a dye is used for the photoresist layer, 193 nm, 210 nm, 266 nm, 365 nm, 405 nm It is preferably 1000 nm or less, such as 488 nm, 532 nm, 633 nm, 650 nm, 680 nm, 780 nm, 830 nm.
  • the laser light may be continuous light or pulsed light, but it is preferable to employ laser light whose emission interval can be freely changed.
  • the laser cannot be directly on / off modulated, it is preferable to modulate with an external modulation element.
  • the laser power is high in order to increase the processing speed.
  • the scanning speed speed for scanning the photoresist layer with laser light; for example, the rotational speed of the support table 2 according to the embodiment
  • the upper limit value of the laser power is preferably 100 W in consideration of the upper limit value of the scanning speed, more preferably 10 W, still more preferably 5 W, and most preferably 1 W.
  • the lower limit of the laser power is preferably 0.1 mW, more preferably 0.5 mW, and even more preferably 1 mW.
  • the laser light is preferably light that has excellent transmission wavelength width and coherency and can be narrowed down to a spot size comparable to the wavelength.
  • the exposure strategy light pulse irradiation conditions for properly forming the hole pattern
  • the thickness of the photoresist layer should correspond to the type of etching gas used for etching and the depth of the hole formed in the photoresist layer.
  • This thickness can be appropriately set, for example, in the range of 1 to 10,000 nm, and the lower limit of the thickness is preferably 10 nm or more, and more preferably 30 nm or more.
  • the upper limit of thickness becomes like this. Preferably it is 1000 nm or less, More preferably, it is 500 nm or less.
  • the upper limit value of the thickness is set to the above-described value, a large laser power is not required, a deep hole can be easily formed, and a processing speed can be increased.
  • the photoresist layer t and the diameter d of the hole have the following relationship. That is, the upper limit value of the thickness t of the photoresist layer is preferably a value satisfying t ⁇ 10d, more preferably a value satisfying t ⁇ 5d, and further a value satisfying t ⁇ 3d. preferable.
  • the lower limit value of the thickness t of the photoresist layer is preferably a value satisfying t> d / 100, more preferably a value satisfying t> d / 10, and satisfying t> d / 5. More preferably, it is a value. If the upper limit value and the lower limit value of the thickness t of the photoresist layer are set in relation to the diameter d of the hole as described above, the effect as an etching mask and the improvement of the processing speed are exhibited as described above. can do.
  • a plurality of rectangular workpieces of 20 mm square are installed on a support table having a diameter of 120 mm, and the support table is rotated so that the linear velocity of the workpiece is 0.1 m / s, and a laser with a wavelength of 405 nm is obtained.
  • Focus servo control and machining were performed on a plurality of workpieces using an optical system with NA of 0.85.
  • the workpiece was composed of a substrate and a photoresist layer. Details are as follows.
  • Dye layer (photoresist layer) 2 g of a dye material having the following chemical formula was dissolved in 100 ml of a TFP (tetrafluoropropanol) solvent and spin-coated. At the time of spin coating, the coating liquid was dispensed on the inner periphery of the substrate at a coating start rotation speed of 500 rpm and a coating end rotation speed of 1000 rpm, and the rotation was gradually increased to 2200 rpm.
  • the refractive index n of the dye material is 1.986, and the extinction coefficient k is 0.0418.
  • the focus start position FS, the machining start position CS, the machining stop position CE, and the focus stop position FE of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 were set.
  • the distance from the front end 5b (see FIG. 4) of the work 5 is indicated by a positive value
  • the distance from the rear end 5c of the work 5 is indicated by a negative value.
  • Example 1 The focus start position FS (L1 in FIG. 4) was +500 ⁇ m, the process start position CS (L2) was +550 ⁇ m, the process stop position CE (L3) was ⁇ 550 ⁇ m, and the focus stop position FE (L4) was ⁇ 500 ⁇ m. That is, in Example 1, each position was set so that the laser beam did not protrude from the front end 5b and the rear end 5c of the workpiece 5. Each position was set so that control was executed in the order of start of focus servo control, start of processing, stop of processing, and stop of focus servo control. After the focus servo control was stopped, the objective lens 35 was held at that position. As a result, it was confirmed that the focus servo control was executed well in the next workpiece 5 as well.
  • the focus start position FS (L1) was +500 ⁇ m
  • the process start position CS (L2) was +550 ⁇ m
  • the process stop position CE (L3) was 0 ⁇ m
  • the focus stop position FE (L4) was 0 ⁇ m. That is, in the second embodiment, the machining stop position CE and the focus stop position FE are set at positions where the laser beam may protrude from the rear end 5c of the workpiece 5. After the focus servo control was stopped, the position of the objective lens 35 was reset according to the surface position of the next workpiece 5.
  • the objective lens 35 moves to an unfavorable position due to the laser beam protruding from the rear end 5c of the workpiece 5
  • the objective lens 35 corresponds to the surface of the next workpiece 5 by resetting the lens position. It was confirmed that the focus servo control was executed well in the next workpiece 5 after being moved to the position.
  • Example 3 The focus start position FS (L1) was +100 ⁇ m, the machining start position CS (L2) was +100 ⁇ m, the machining stop position CE (L3) was ⁇ 550 ⁇ m, and the focus stop position FE (L4) was ⁇ 500 ⁇ m. That is, in Example 3, it started simultaneously with the focus servo control and the machining. After the focus servo control was stopped, the position of the objective lens 35 was reset according to the surface position of the next workpiece 5. As a result, it was confirmed that the focus servo control is satisfactorily executed in the next workpiece 5 even when the focus servo control and machining are started simultaneously. Further, it was confirmed that the focus servo control was satisfactorily executed even when the distances L1 and L2 were set to 100 ⁇ m.
  • the focus start position FS (L1) was +500 ⁇ m
  • the process start position CS (L2) was +550 ⁇ m
  • the process stop position CE (L3) was 0 ⁇ m
  • the focus stop position FE (L4) was 0 ⁇ m. That is, in Comparative Example 1, the machining stop position CE and the focus stop position FE are set at positions where the laser beam may protrude from the rear end 5c of the workpiece 5. After the focus servo control was stopped, the objective lens 35 was held at that position.
  • the focus start position FS (L1) was 0 ⁇ m
  • the process start position CS (L2) was 0 ⁇ m
  • the process stop position CE (L3) was ⁇ 550 ⁇ m
  • the focus stop position FE (L4) was ⁇ 500 ⁇ m. That is, in Comparative Example 2, the focus start position FS and the machining start position CS are set at positions where the laser beam may protrude from the front end 5b of the workpiece 5. After the focus servo control was stopped, the objective lens 35 was held at that position.
  • the focus servo control could not be executed successfully in the next workpiece 5. This is because even if the objective lens 35 is held at a preferred position after the focus servo control is finished, the laser beam protrudes from the front end 5b of the workpiece 5 at the focus start position FS of the next workpiece 5, thereby the objective lens. It is considered that the focus servo control can no longer be executed due to the movement of 35 to an unfavorable position.
  • Example 4 Work pieces were prepared using the following three kinds of dye materials in place of the dye material shown in Chemical Formula 7, and the same experiments as those in Examples 1 to 3 were performed.

Landscapes

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Abstract

　複数の対象物（ワーク５）を支持する支持台（２）と、反射光に基づくフォーカスサーボ制御を行いながら対象物にレーザ光を照射するレーザ光照射装置（３）とを、相対移動させて露光を行うレーザ露光方法を提供する。レーザ光が対象物上のフォーカス開始位置（ＦＳ）に到達した際にフォーカスサーボ制御を開始させる制御開始工程と、レーザ光が対象物上のフォーカス停止位置（ＦＥ）に到達した際にフォーカスサーボ制御を停止させる制御停止工程と、レーザ光が対象物上のフォーカス停止位置（ＦＥ）から次の対象物上のフォーカス開始位置（ＦＳ）に到達するまでの間、光学部品（対物レンズ３５）の位置を所定位置に保持する保持工程と、を備えた。

Description

レーザ露光方法、フォトレジスト層の加工方法およびパターン成形品の製造方法
　本発明は、分離した複数の対象物に対してフォーカスサーボ制御を行いながらレーザ光を各対象物に照射するためのレーザ露光方法、フォトレジスト層の加工方法およびパターン成形品の製造方法に関する。
　一般に、フォトレジスト層を塗布したワーク（対象物）にレーザ光を照射し、その照射した部分を現像によって除去することでワーク表面に凹凸を形成する技術が知られている。このような技術において、ワークを回転（自転）させながら加工する場合には、その回転中心の周速が遅いことにより、回転中心付近の部位の加工に時間がかかるとともに、レーザ出力と回転速度との関係より回転中心付近の部位を精度良く加工するのは難しかった。
　この問題に対し、本願発明者は、ワークを支持する支持台の回転中心からずれた位置に複数のワークを支持台の円周方向に並べることで、複数のワークを公転させてまとめて加工する方法を考えている。しかし、この方法において、フォーカスサーボ制御を行いながら各ワークの加工を行うと、ワーク表面の反射率と各ワーク間の部分（支持台）の反射率とが異なることにより、フォーカスサーボ制御を良好に実行できないおそれがある。
　なお、このようなフォーカスサーボ制御に関する技術としては、従来、ワーク表面に凹凸を形成する技術ではないが、テスト用の情報記録媒体（以下、「テスト片」という。）に情報を記録・再生する技術が知られている（JP 3-134832 A参照）。具体的に、この技術は、回転テーブルの中心からずれた位置に複数のテスト片を円周方向に並べ、各テスト片に対してヘッドで記録・再生する際には反射光に基づくフォーカスサーボ制御を実行し、２つのテスト片の間をヘッドが通過する際には反射光によらずにヘッド内の対物レンズを所定のフォーカス制御可能範囲内で上下に往復動させている。そのため、ヘッドが２つのテスト片の間を通過して次のテスト片に到達した後は、その対物レンズがフォーカス制御可能範囲内に入っているので、次のテスト片においても良好にフォーカスサーボ制御を実行することが可能となっている。　
　しかしながら、従来技術では、２つのテスト片の間で対物レンズを上下に往復動させるので、次のテスト片に到達した際に対物レンズが正規位置から大きくずれる場合があり、この場合には、フォーカスサーボ制御が安定するまでに時間がかかるといった問題があった。
　そのため、フォーカスサーボ制御をより早く安定させることができるレーザ露光方法、フォトレジスト層の加工方法およびパターン成形品の製造方法を提供することが望まれている。
発明の概要
　本発明の一側面として、間隔を空けて配設される複数の対象物を支持する支持台と、反射光に基づいて光学部品を動かすフォーカスサーボ制御を行いながら前記対象物にレーザ光を照射するレーザ光照射装置とを、前記複数の対象物が並ぶ方向に相対移動させることで、前記レーザ光で複数の対象物を露光するレーザ露光方法を提供する。この方法は、前記レーザ光照射装置から照射されるレーザ光が前記対象物上のフォーカス開始位置に到達したことを条件として、前記フォーカスサーボ制御を開始させる制御開始工程と、前記レーザ光照射装置から照射されるレーザ光が前記対象物上のフォーカス停止位置に到達したことを条件として、前記フォーカスサーボ制御を停止させる制御停止工程と、前記レーザ光照射装置から照射されるレーザ光が前記対象物上のフォーカス停止位置から次の対象物上のフォーカス開始位置に到達するまでの間、前記光学部品の位置を所定位置に保持する保持工程と、を備える。
　本発明の前記態様によれば、対象物に対して相対移動するレーザ光が、対象物上のフォーカス開始位置に到達すると、フォーカスサーボ制御が開始される。すなわち、対象物から反射される反射光に基づいて光学部品が動かされて、レーザ光照射装置から出射されるレーザ光が対象物に対する所定位置に集光される。また、レーザ光が対象物上のフォーカス停止位置に到達すると、フォーカスサーボ制御が停止されて、光学部品の位置が所定位置に保持される。その後は、レーザ光が次の対象物のフォーカス開始位置に到達すると、再びフォーカスサーボ制御が開始されて、光学部品が所定位置から動き始めることとなる。そのため、支持台に配設される複数の対象物の表面位置を所定位置に対して略同じ位置にしておくことで、レーザ光が現在の対象物から次の対象物に移動した際に、光学部品の位置を次の対象物においても正規位置（後述する焦点位置と同義）に近い位置に維持させることができ、フォーカスサーボ制御をより早く安定させることができる。
　また、前記の構成において、オプションとして、前記フォーカス開始位置および前記フォーカス停止位置が、前記レーザ光のすべてが前記対象物上に照射される位置に設定されていてもよい。
　これによれば、フォーカス開始位置およびフォーカス停止位置においてレーザ光のすべてが対象物上に照射されているので、レーザ光が対象物からはみ出すことによってフォーカスサーボ制御が良好に実行できないといった不具合を解消することができる。
　また、前記保持工程において、前記レーザ光照射装置からレーザ光を連続的または断続的に出射し続けるものとしてもよい。
　これによれば、保持工程の間中レーザ光の出射を止める方法に比べ、次の対象物のフォーカスサーボ制御開始時において、レーザ光を安定して出射させることができる。
　また、前記制御開始工程、前記制御停止工程および前記保持工程において、前記レーザ光照射装置からレーザ光を断続的に出射し続けるものとしてもよい。
　これによれば、レーザ光照射装置の制御は、レーザ光を常に断続的に出射し続けるといった単純な制御で済むので、制御精度を向上させることができる。
　また、前記所定位置は、前記フォーカスサーボ制御が停止したときの前記光学部品の位置とすることができる。
　これによれば、フォーカスサーボ制御を停止したときの位置に光学部品を保持するので、光学部品を無駄に動かす必要がなく、駆動系の磨耗等を抑えることができる。
　また、前記所定位置は、次に露光する対象となる対象物の表面に対応した位置とすることができる。
　これによれば、各対象物の表面の位置を略同じ位置に位置させることができない場合であっても、光学部品が次に露光する対象となる対象物の表面に対応した位置まで動いた後その位置で保持されるので、次の対象物において良好にフォーカスサーボ制御を実行できる。
　また、前記所定位置は、フォーカスエラー信号のＳ字カーブのピークの間に相当する位置とすることができる。
　ここで、「フォーカスエラー信号」とは、フォーカスサーボ制御を実行しないで、単に光学部品を光軸方向における一方向に動かしていく場合において、反射光に基づいて得られるＳ字カーブ状の公知の信号をいう。そして、このフォーカスサーボ信号のＳ字カーブのピークの間においては、フォーカスサーボ制御がかかりやすくなっている。
　これによれば、光学部品が、フォーカスエラー信号のＳ字カーブのピークの間に相当する位置に保持されるので、次の対象物において良好にフォーカスサーボ制御を開始することができる。
　また、前記支持台を回転させることで、前記複数の対象物を前記支持台の回転軸を中心に公転させてもよい。
　これによれば、シンプルな構造で複数の対象物を、レーザ光照射装置に対して相対移動させることができる。
　また、前記対象物における前記支持台の回転中心側のエッジから１μｍ以上内側の部位であり、かつ、前記対象物における前記支持台の回転中心から最も遠い側のエッジから１μｍ以上内側である部位に対して、レーザ光を照射するものとしてもよい。
　これによれば、対象物のエッジ部分に欠陥がある場合に、レーザ光が対象物からはみ出してフォーカスサーボ制御を良好に実行できなくなるといった不具合を解消することができる。
　また、本発明の他の側面としてのフォトレジスト層の加工方法は、フォトレジスト層を有する複数の対象物を間隔を空けて支持する支持台と、反射光に基づいて光学部品を動かすフォーカスサーボ制御を行いながら前記対象物のフォトレジスト層にレーザ光を照射するレーザ光照射装置とを、前記複数の対象物が並ぶ方向に相対移動させることで、前記レーザ光で複数の対象物のフォトレジスト層を露光するフォトレジスト層の加工方法であって、前記レーザ光照射装置から照射されるレーザ光が前記対象物上のフォーカス開始位置に到達したことを条件として、前記フォーカスサーボ制御を開始させる制御開始工程と、前記レーザ光照射装置から照射されるレーザ光が前記対象物上のフォーカス停止位置に到達したことを条件として、前記フォーカスサーボ制御を停止させる制御停止工程と、前記レーザ光照射装置から照射されるレーザ光が前記対象物上のフォーカス停止位置から次の対象物上のフォーカス開始位置に到達するまでの間、前記光学部品の位置を所定位置に保持する保持工程と、を備えたことを特徴とする。
　この態様によれば、レーザ光が対象物上のフォーカス停止位置から次の対象物上のフォーカス開始位置に到達するまでの間、光学部品の位置が所定位置に保持されるので、光学部品の位置を次の対象物においても正規位置に近い位置に維持させることができ、フォーカスサーボ制御をより早く安定させて、良好な加工を行うことができる。
　また、前記フォトレジスト層の加工方法では、前記フォーカス開始位置よりも前記対象物の移動方向後側の位置に設定される加工開始位置に、前記レーザ光が到達したことを条件として、前記フォーカスサーボ制御開始時よりもレーザ光の出力を上げる加工開始工程と、前記フォーカス停止位置よりも前記対象物の移動方向前側の位置に設定される加工停止位置に、前記レーザ光が到達したことを条件として、前記フォーカスサーボ制御開始時の出力までレーザ光の出力を下げる加工停止工程と、を設けてもよい。
　これによれば、まず、レーザ光が対象物上のフォーカス開始位置に到達すると、レーザ光照射装置から出射されている所定の出力値のレーザ光によってフォーカスサーボ制御が開始される。その後、レーザ光が加工開始位置に到達すると、レーザ光照射装置から出射されるレーザ光の出力が上げられることにより、この高出力のレーザ光によってフォトレジスト層が加工される。その後、レーザ光が加工停止位置に到達すると、レーザ光照射装置から出射されるレーザ光の出力が下げられることにより、フォトレジスト層の加工が終了する。その後、レーザ光がフォーカス停止位置に到達すると、フォーカスサーボ制御が停止されて、光学部品の位置が所定位置に保持される。そのため、各対象物上において良好にフォーカスサーボ制御が実行された状態で、レーザ光によるフォトレジスト層の加工が行われるので、各対象物のフォトレジスト層を精度良く加工することができる。
　また、前記フォトレジスト層の加工方法では、前記加工開始工程において、前記条件の代わりに、前記フォーカスサーボ制御において前記光学部品の焦点位置までの距離が±３００μｍ以内になったことを条件として、前記フォーカスサーボ制御開始時よりもレーザ光の出力を上げてもよい。
　ここで、本明細書において「焦点位置」とは、レーザ光が絞られた位置ではなく、対象物に良好にレーザ光が照射されている（焦点が合っている）状態のときの光学部品の位置をいう。
　これによれば、光学部品の焦点位置までの距離が±３００μｍ以内になったときにおいては、光学部品が略焦点位置に位置しているので、レーザ光の出力を上げて加工を開始した時点から良好な加工形状をフォトレジスト層に形成することができる。そのため、無駄な加工を無くすことができ、レーザ出力の上昇に伴う電力消費を抑えることができる。
　また、前記フォトレジスト層の加工方法では、前記フォーカスサーボ制御において前記光学部品の焦点位置までの距離が所定範囲外に外れた場合に、レーザ光の出力をフォーカスサーボ制御開始時の出力に維持または変更する加工禁止制御を実行してもよい。
　これによれば、光学部品の焦点位置までの距離が所定範囲外に外れてフォーカスサーボ制御が実行不能となった場合には、レーザ光の出力がフォーカスサーボ制御開始時の出力に維持または変更されて加工が禁止されるので、レーザ出力の無駄な上昇や無駄な加工を抑えることができる。
　また、前記フォトレジスト層の加工方法では、前記加工禁止制御を実行した場合に、当該加工禁止制御を実行した際のフォーカス開始位置と同じ位置に前記レーザ光が戻ってくるように、前記支持台および前記レーザ光照射装置の少なくとも一方を相対移動させてもよい。
　これによれば、フォーカスサーボ制御が実行不能となった場合には、再度同じフォーカス開始位置からフォーカスサーボ制御が実行されて加工が行われるので、不良品の発生を抑えることができる。
　また、前記フォトレジスト層の加工方法では、前記フォーカスサーボ制御において前記光学部品の焦点位置までの距離が所定範囲外に外れた場合に、当該フォーカスサーボ制御におけるフォーカス開始位置に対応した欠陥情報を記憶手段に記録してもよい。
　これによれば、欠陥情報が記憶手段に記録されるので、例えばこの欠陥情報に基づいて再加工や不良品の判定などを行うことができる。
　また、前記フォトレジスト層の加工方法では、前記フォーカスサーボ制御において前記光学部品の焦点位置までの距離が所定範囲外に外れた場合に、すべての制御を停止させてもよい。
　これによれば、無駄な加工を無くすことができるとともに、フォーカスサーボ制御が実行不能となった位置から再加工することも可能となる。
　また、前記フォトレジスト層の加工方法では、前記フォトレジスト層が、ヒートモードの形状変化が可能な材料で形成されているものとしてもよい。
　これによれば、レーザ光をフォトレジスト層に照射するだけでフォトレジスト層に穴部を形成することができる。
　また、前述したフォトレジスト層の加工方法は、パターン成形品の製造方法に利用できる。すなわち、本発明のさらに他の側面としてのパターン成形品の製造方法は、前述したフォトレジスト層の加工方法によってフォトレジスト層に形成される穴部パターンを利用して、当該穴部パターンに対応した形状が形成されるパターン成形品を製造することを特徴とする。
　これによれば、パターン成形品の製造工程におけるフォトレジスト層の形成工程において、フォーカスサーボ制御をより早く安定させることができるので、フォトレジスト層が良好に加工され、ひいてはパターン成形品も良好に加工されることとなる。　
　本発明の諸態様によれば、レーザ光が対象物上のフォーカス停止位置から次の対象物上のフォーカス開始位置に到達するまでの間、光学部品の位置が所定位置に保持されるので、光学部品の位置を次の対象物においても正規位置に近い位置に維持させることができ、フォーカスサーボ制御をより早く安定させることができる。
　前記した本発明の諸態様および効果、並びに、他の効果およびさらなる特徴は、添付の図面を参照して後述する本発明の例示的かつ非制限的な実施の形態の詳細な説明により、一層明らかとなるであろう。
本発明の例示的実施形態に係るフォトレジスト層の加工方法を実行するための装置を示す斜視図である。 レーザ光照射装置を示す構成図である。 制御装置を示すブロック図（ａ）と、フォーカス手段が参照するマップ（ｂ）と、出力調整手段が参照するマップ（ｃ）である。 レーザ光照射装置がフォーカス開始位置に到達した状態を示す断面図（ａ）と、レーザ光照射装置が加工開始位置に到達した状態を示す断面図（ｂ）と、レーザ光照射装置が加工停止位置に到達した状態を示す断面図（ｃ）と、レーザ光照射装置がフォーカス停止位置に到達した状態を示す断面図（ｄ）と、２つワーク間で対物レンズの位置が保持されている状態を示す断面図（ｅ）である。 同期信号と加工信号の関係を示す説明図である。 フォーカスエラー信号を示す説明図である。 実施例の各種条件を示す表である。
発明を実施するための形態
　次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
　図１に示すように、フォトレジスト層加工装置１は、本発明に係るフォトレジスト層の加工方法を実行するための装置であり、主に、支持台２と、レーザ光照射装置３と、制御装置４とを備えて構成されている。
　支持台２は、円板状の台であり、所定の回転速度で回転するように構成されており、適宜制御装置４により制御されている。また、支持台２の表面には、対象物の一例である円板状のワーク５を支持するための有底円筒状の凹部２１が、支持台２の回転中心からずれた位置において円周方向に所定の間隔を空けて複数（４つ）形成されている。これにより、支持台２を回転させると、複数のワーク５が支持台２の回転軸を中心にして公転するようになっている。
　なお、支持台２の直径の上限値は、２ｍ以下が好ましく、１．５ｍ以下がより好ましく、１ｍ以下がさらに好ましい。また、直径の下限値は、５ｃｍ以上が好ましく、１０ｃｍ以上がより好ましい。なお、ワーク５を支持台２の外周寄りに設置すると、加工速度が速くなるので、そのように設置するのが好ましい。具体的には、支持台２の回転中心から半径の５％以上の位置にワーク５を設けるのが好ましく、回転中心から半径の１０％以上の位置にワーク５を設けるのがより好ましく、回転中心から半径の２０％以上の位置にワーク５を設けるのがさらに好ましい。
　ワーク５は、円板状の基板５１と、基板５１上に形成されるフォトレジスト層５２とを備えて構成されている。そして、本実施形態に係るフォトレジスト層５２は、強い光の照射により光が熱に変換されてこの熱により材料が形状変化して穴部を形成することが可能な層であり、いわゆるヒートモード型のフォトレジスト材料の層である。なお、フォトレジスト層５２の具体例については、後で詳述することとする。
　そして、このように構成されるワーク５は、複数（４つ）用意されて、支持台２の複数の凹部２１にそれぞれセットされる。この際、各ワーク５の表面５ａの位置（高さ）が所定の誤差範囲内に収まるように、標準タイプのワーク５よりも薄いワーク５をセットする場合には、スペーサ２２で表面５ａの高さを調整する。
　レーザ光照射装置３は、図２に示すように、ワーク５からの反射光に基づいて光学部品の一例である対物レンズ３５を動かすフォーカスサーボ制御を行いながらワーク５にレーザ光を照射する装置であり、支持台２の径方向に移動可能となっている。具体的に、レーザ光照射装置３は、レーザ光源３１、第１レンズ３２、第２レンズ３３、ハーフミラー３４、対物レンズ３５、シリンドリカルレンズ３６およびディテクタ３７を備えている。
　レーザ光源３１は、レーザ光を出射するものであり、制御装置４によってその出力が調整される。
　第１レンズ３２は、レーザ光源３１から出射されたレーザ光のビーム径を拡大するものであり、レーザ光源３１の下流側（レーザ光の進行方向における下流側）に配置されている。
　第２レンズ３３は、第１レンズ３２で拡径されたレーザ光を平行な光束に変換するものであり、第１レンズ３２の下流側に配置されている。
　ハーフミラー３４は、第２レンズ３３の下流側に配置されており、レーザ光源３１から出射されてくるレーザ光を透過させるとともに、その反対側から戻ってくるレーザ光を所定の方向（レーザ光の光軸方向に対して略直交する方向）へ反射させている。
　対物レンズ３５は、ハーフミラー３４を透過してきたレーザ光を集光するためのものであり、ハーフミラー３４の下流側に配置されている。そして、この対物レンズ３５は、制御装置４で適宜制御される駆動系によって光軸方向に往復動するようになっている。なお、駆動系としては、例えば公知のボイスコイルモータなどを使用できる。
　シリンドリカルレンズ３６は、円柱の一部を切り取った蒲鉾型のレンズであり、一方向にのみレンズとして機能する。そして、このシリンドリカルレンズ３６は、ハーフミラー３４によって反射されるレーザ光の光路上に配置されている。
　ディテクタ３７は、シリンドリカルレンズ３６の下流側に配置され、シリンドリカルレンズ３６で集光したレーザ光を４つに分割された光センサで検出する機能を有している。そして、このディテクタ３７の各光センサで検出されたレーザ光の光量は、制御装置４に出力されるようになっている。
　制御装置４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、通信機器などの公知のハードウェア（図示せず）を備えている。以下の説明では、前記したハードウェアや、ＲＯＭからプログラムを読み込んだＣＰＵを、それぞれ機能的に示したブロック図である図３を参照して、制御装置４の詳細構造について説明することとする。
　図３（ａ）に示すように、制御装置４は、フォーカス手段４１、同期手段４２、出力調整手段４３、移動制御手段４４および記憶手段４５を備えて構成されている。
　フォーカス手段４１は、記憶手段４５に予め記憶されているフォーカス制御情報に基づいて、フォーカスサーボ制御のＯＮ・ＯＦＦを実行するとともに、フォーカスサーボ制御のＯＦＦ時には対物レンズ３５の位置をそのときの位置に保持させる機能を有している。具体的には、例えば、スイッチの切り換えにより、反射光に基づいてフォーカスサーボ制御を実行する回路をＯＦＦにし、対物レンズ３５を駆動させる駆動系に流す電流を保持する回路をＯＮとすることで、対物レンズ３５の位置をそのときの位置に保持させる。
　具体的に、フォーカス手段４１は、図３（ｂ）に示すマップ（フォーカス制御情報）に基づいて、前述した制御を実行する。このマップにおいて、フォーカスサーボ制御のＯＮ・ＯＦＦが切り換えられるタイミングは、ワーク５上のフォーカス開始位置ＦＳやフォーカス停止位置ＦＥに対応して設定される（図４参照）。ここで、フォーカス開始位置ＦＳおよびフォーカス停止位置ＦＥは、支持台２の回転およびレーザ光照射装置３の移動により支持台２とそこに配設された複数のワーク５の表面上に照射されるレーザ光の照射スポットが描く螺旋状の軌跡上に設定されている。
　また、フォーカス手段４１は、同期手段４２から出力されてくる同期信号に基づいて、後述する移動制御手段４４と同期して制御を実行しており、これにより、支持台２が安定して回転した後、支持台２に対する初期位置にレーザ光照射装置３が来たときに、フォーカス手段４１はフォーカスサーボ制御のＯＮ・ＯＦＦ制御を開始するようになっている。
　以上により、フォーカス手段４１は、レーザ光がワーク５上のフォーカス開始位置ＦＳ（図４（ａ）参照）に到達すると、非点収差法に基づくフォーカスサーボ制御を開始させる。具体的に、フォーカス手段４１は、フォーカスサーボ制御中においては、ディテクタ３７から出力されてくる検出値に基づいて、対物レンズ３５の位置を演算し、その位置が焦点位置（フォトレジスト層５２に所定の径の穴部を形成するための所定位置）になるように移動距離に対応した電流を駆動系に出力して対物レンズ３５を移動させる。ここで、対物レンズ３５が焦点位置に位置する場合には、四分割光センサ上でレーザ光が真円となることから演算値は０となり、対物レンズ３５が焦点位置からずれた場合には、四分割光センサ上でレーザ光が縦長または横長の楕円になることから演算値はプラスまたはマイナスの値になる。
　また、フォーカス手段４１は、レーザ光がワーク５上のフォーカス停止位置ＦＥ（図４（ｄ）参照）に到達すると、フォーカスサーボ制御を停止させ、対物レンズ３５の位置をそのときの位置に保持させる。
　同期手段４２は、同期信号をフォーカス手段４１、出力調整手段４３および移動制御手段４４に常に出力する機能を有している。
　出力調整手段４３は、記憶手段４５に予め記憶されている加工情報に基づいてレーザ光源３１を制御することで、レーザ光の出力を変化させる機能を有している。具体的に、出力調整手段４３は、図３（ｃ）に示すマップ（加工情報）に基づいて、レーザ光の出力を変化させる。このマップにおいて、レーザ出力を切り換えるタイミングは、ワーク５上の加工開始位置ＣＳや加工停止位置ＣＥに対応して設定される（図４参照）。ここで、加工開始位置ＣＳや加工停止位置ＣＥは、支持台２の回転およびレーザ光照射装置３の移動により支持台２とそこに配設された複数のワーク５の表面上に照射されるレーザ光の照射スポットが描く螺旋状の軌跡上に設定されている。
　また、出力調整手段４３は、同期手段４２から出力されてくる同期信号に基づいて、フォーカス手段４１と同期して制御を実行しており、これにより、フォーカスサーボ制御の開始時においてはレーザ光の出力が所定値αに調整され、フォーカスサーボ制御の開始から所定時間後（加工開始位置ＣＳに到達したとき）にレーザ光の出力が所定値αより高い値βに上げられるようになっている。また、出力調整手段４３は、レーザ光の出力を所定値βに上げたときから所定時間後（加工停止位置ＣＥに到達したとき）に、レーザ光の出力を所定値αに戻すようになっている。
　さらに、出力調整手段４３は、前述したようにレーザ光の出力をフォーカスサーボ制御開始時の出力（α）よりも上げている場合には、記憶手段４５に予め記憶されている穴部情報に基づいて、レーザ光源３１（またはレーザ光の光軸上に配置されるシャッタ）をＯＮ・ＯＦＦ制御する。これにより、フォトレジスト層５２の所定位置にレーザ光により所定パターンの穴部５２ａ（図４（ｃ）参照）が形成されるようになっている。
　移動制御手段４４は、記憶手段４５に予め記憶されたプログラムに基づいて、支持台２の回転やレーザ光照射装置３の径方向への移動を制御する機能を有している。そして、移動制御手段４４は、同期手段４２からの同期信号に基づいて、支持台２の回転やレーザ光照射装置３の径方向への移動を開始させるようになっている。
　記憶手段４５は、前述したフォーカス開始位置ＦＳ、フォーカス停止位置ＦＥ、加工開始位置ＣＳ、加工停止位置ＣＥを前述したようなフォーカスサーボ制御のＯＮ・ＯＦＦの切換のタイミング（図３（ｂ）参照）やレーザ出力の切換のタイミング（図３（ｃ）参照）として記憶するとともに、支持台２やレーザ光照射装置３の制御用のプログラムを記憶している。ここで、フォーカス開始位置ＦＳ、フォーカス停止位置ＦＥ、加工開始位置ＣＳおよび加工停止位置ＣＥは、支持台２の回転やレーザ光照射装置３の径方向への移動により支持台２とそこに配設された複数のワーク５の表面上に照射されるレーザ光の照射スポットが描く螺旋状の軌跡上に設定される位置であり、各ワーク５に対してそれぞれ設定されている。具体的には、図４（ａ）に示すように、各ワーク５の移動方向前側に位置する前端５ｂから距離Ｌ１だけ離れた位置が、フォーカス開始位置ＦＳとして設定される。また、図４（ｂ）に示すように、各ワーク５の前端５ｂから距離Ｌ１よりも長い距離Ｌ２だけ離れた位置が加工開始位置ＣＳとして設定される。また、図４（ｃ）に示すように、各ワーク５の移動方向後側に位置する後端５ｃから距離Ｌ３だけ離れた位置が、加工停止位置ＣＥとして設定される。また、図４（ｄ）に示すように、各ワーク５の後端５ｃから距離Ｌ３よりも短い距離Ｌ４だけ離れた位置が、フォーカス停止位置ＦＥとして設定される。
　ここで、距離Ｌ１，Ｌ４は、レーザ光のすべてがワーク５上に照射されるような（すなわち、照射スポットの全体がワーク５上に収まるような）距離に設定されている。具体的に、レーザ光のスポット径が１μｍである場合には、距離Ｌ１，Ｌ４を１μｍ以上に設定するのが望ましい。具体的には、距離Ｌ１，Ｌ４の下限値は、１μｍ以上が好ましく、１０μｍ以上がより好ましく、１００μｍ以上がさらに好ましい。距離Ｌ１，Ｌ４の下限値を前述した値に設定すると、レーザ光のすべてをワーク５上に確実に照射できるので、フォーカスサーボ制御を良好に実行できる。また、距離Ｌ１，Ｌ４の上限値は、１０ｍｍ以下が好ましく、５ｍｍ以下がより好ましく、１ｍｍ以下がさらに好ましい。距離Ｌ１，Ｌ４の上限値を前述した値に設定すると、ワーク５の加工面積を広くすることができ、生産性を上げることができる。
　また、フォーカス開始位置ＦＳ、フォーカス停止位置ＦＥ、加工開始位置ＣＳおよび加工停止位置ＣＥは、各ワーク５における支持台２の回転中心側の内周側エッジから１μｍ以上内側の部位に設定されるとともに、各ワーク５における支持台２の回転中心から最も遠い側の外周側エッジから１μｍ以上内側である部位に設定される。これにより、内周側エッジから１μｍ以上内側であって、外周側エッジから１μｍ以上内側である部位に対して、レーザ光が照射され、内周側エッジおよび外周側エッジから１μｍの部分が加工されないようになっている。
　なお、内周側エッジ側および外周側エッジ側に残される非加工部分の下限値は、１μｍ以上が好ましく、１０μｍ以上がより好ましく、１００μｍ以上がさらに好ましい。下限値を前述した値に設定すると、レーザ光のすべてをワーク５上に確実に照射できるので、フォーカスサーボ制御を良好に実行できる。また、非加工部分の上限値は、１０ｍｍ以下が好ましく、５ｍｍ以下がより好ましく、１ｍｍ以下がさらに好ましい。上限値を前述した値に設定すると、ワーク５の加工面積を広くすることができ、生産性を上げることができる。
　次に、本発明に係るレーザ露光方法およびフォトレジスト層の加工方法を説明する。
　まず、支持台２を回転させるとともに、レーザ光照射装置３から所定値αの弱いレーザ光を出射させる。そして、支持台２の回転が安定した後、図４（ａ）に示すように、レーザ光がフォーカス開始位置ＦＳに到達すると、制御装置４は、フォーカスサーボ制御を開始する（制御開始工程）。
　その後、図４（ｂ）に示すように、レーザ光が加工開始位置ＣＳに到達すると、制御装置４は、レーザ光の出力を上げて、レーザ光による加工を開始させる（加工開始工程）。これにより、ワーク５のフォトレジスト層５２に図４（ｃ）に示すような穴部５２ａ（穴部パターン）が形成される。なお、図４において、出力を上げた状態のレーザ光は太線で示している。
　そして、図４（ｃ）に示すように、レーザ光が加工停止位置ＣＥに到達すると、制御装置４は、レーザ光の出力を下げて、レーザ光による加工を停止させる（加工停止工程）。その後、図４（ｄ）に示すように、レーザ光がフォーカス停止位置ＦＥに到達すると、制御装置４は、フォーカスサーボ制御を停止させるとともに（制御停止工程）、そのときの位置に対物レンズ３５を保持する（保持工程）。これにより、対物レンズ３５が、図４（ｅ）に示すように、フォーカス停止位置ＦＥから次のワーク５上のフォーカス開始位置ＦＳに到達するまでの間、その位置に保持される。この際、レーザ光照射装置３からはレーザ光が連続的に出力され続けるが、制御装置４は反射光の情報を無視して対物レンズ３５の位置を保持する。
　なお、フォトレジスト層５２に穴部５２ａを形成した後は、さらにエッチングによって基板５１に穴を開けて基板５１上に穴部５２ａに対応した所定の凹部（ピットパターン）を形成して、情報記録媒体（パターン成形品）の基板５１を製造してもよい。また、蒸着やメッキなどでフォトレジスト層５２の穴部５２ａのパターンを転写したスタンパ（パターン成形品）などを製造してもよい。
　以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
　レーザ光がワーク５上のフォーカス停止位置ＦＥから次のワーク５上のフォーカス開始位置ＦＳに到達するまでの間、対物レンズ３５の位置が保持されるので、対物レンズ３５の位置を次のワーク５においても焦点位置に近い位置に維持させることができ、フォーカスサーボ制御をより早く安定させることができる。また、このように各ワーク５上において良好にフォーカスサーボ制御が実行された状態で、レーザ光によるフォトレジスト層５２の加工が行われるので、各ワーク５のフォトレジスト層５２を精度良く加工することができる。
　フォーカス開始位置ＦＳおよびフォーカス停止位置ＦＥにおいて、レーザ光のすべてがワーク５上に照射されているので、レーザ光がワーク５からはみ出すことによってフォーカスサーボ制御が良好に実行できないといった不具合を解消することができる。
　保持工程においてレーザ光を連続的に出射させ続けたので、保持工程においてレーザ光の出射を止める方法に比べ、次のワーク５のフォーカスサーボ制御開始時において、レーザ光を安定して出射させることができる。
　フォーカスサーボ制御を停止したときの位置に対物レンズ３５を保持するので、対物レンズ３５を無駄に動かす必要がなく、駆動系の磨耗等を抑えることができる。
　支持台２を回転させることで複数のワーク５を公転させたので、シンプルな構造で複数のワーク５を、レーザ光照射装置３に対して相対移動させることができる。
　各ワーク５における支持台２の回転中心側のエッジから１μｍ以上内側であって、かつ、支持台２の回転中心から最も遠い側のエッジから１μｍ以上内側である部位に対して、レーザ光を照射したので、各ワーク５のエッジ部分に欠陥がある場合に、レーザ光がワーク５からはみ出してフォーカスサーボ制御を良好に実行できなくなるといった不具合を解消することができる。
　フォトレジスト層５２をヒートモードの形状変化が可能な材料で形成したので、レーザ光をフォトレジスト層５２に照射するだけでフォトレジスト層５２に穴部５２ａを形成することができる。
　なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。
　前記実施形態では、保持工程においてレーザ光を連続的に出射させ続けたが、本発明はこれに限定されず、レーザ光を断続的に出射させ続けてもよい。また、この場合は、制御開始工程、制御停止工程および保持工程において、レーザ光照射装置からレーザ光を断続的に出射し続けることが望ましい。これによれば、レーザ光照射装置の制御は、レーザ光を常に断続的に出射し続けるといった単純な制御で済むので、制御効率を向上させることができる。さらに、この場合は、レーザの断続的な照射のタイミングを、スピンドルの回転に対応して出力される同期信号に同期させることにより、支持台の径方向に隣接するトラック間の加工位置関係を精密に制御することが望ましい。ここで、同期信号とは、位置を揃えるために定期的に出力される信号をいう。
　具体的には、図５に示すように、支持台が１周するたびに同期信号が１回出力される場合にあっては、例えば、螺旋状の加工対象部分のうち最外周の１周分を加工するための第１加工信号ＷＳ１を所定の第１同期信号ＳＳ１に一致させて出力させ、螺旋状の加工対象部分のうち最外周に隣接する周の１周分を加工するための第２加工信号ＷＳ２を第１同期信号ＳＳ１の次に出力される第２同期信号ＳＳ２に一致させて出力させる。これによれば、支持台の径方向において隣接する各穴部５２ａの位置を揃える（所定の関係に維持させる）ことができる。なお、同期信号を前述したように１周の間に１回のみ出力させるだけであると、回転ムラで位置ずれが発生する可能性がある。そのため、同期信号は、１周の間に複数回出力させるのが好ましい。１周の間に出力させる同期信号の回数（パルスの回数）としては、１６回以上が好ましく、２５６回以上がより好ましく、１０２４回以上がさらに好ましい。
　前記実施形態では、フォーカスサーボ制御を停止させたときの位置に対物レンズ３５を保持したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、次に露光する対象となるワーク５の表面に対応した位置まで対物レンズ３５を動かした後、その位置に保持してもよい。すなわち、各ワーク５の表面位置の情報を予め記憶手段４５に記憶しておき、この情報に基づいてフォーカスサーボ制御の停止後に対物レンズ３５を動かせばよい。これによれば、各ワーク５の表面の位置を略同じ位置に位置させることができない場合であっても、対物レンズ３５が次に露光する対象となるワーク５の表面に対応した位置まで動いた後その位置で保持されるので、次のワーク５において良好にフォーカスサーボ制御を実行できる。
　前記実施形態では、フォーカスサーボ制御を停止させたときの位置に対物レンズ３５を保持したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図６に示すように、フォーカスサーボ制御を停止させたときに、対物レンズ３５を、フォーカスエラー信号のＳ字カーブのピークＰＥ１，ＰＥ２の間に相当する位置まで動かした後、その位置に保持してもよい。ここで、「フォーカスエラー信号」とは、フォーカスサーボ制御を実行しないで、例えば、単に対物レンズ３５をワーク５に近付けるように移動させる際（フォーカス駆動コイルＦＣへの駆動電圧を所定の勾配で下げていくことで、位置Ｐ１から位置Ｐ２まで対物レンズ３５を移動させる際）において、反射光に基づいて得られるＳ字カーブ状の公知の信号をいう。そして、このフォーカスエラー信号は、対物レンズ３５が焦点位置Ｐ５に位置した場合（光の強度信号が最大になった場合）に出力が０となり、この焦点位置Ｐ５を基準に対物レンズ３５がワーク５に近付いたり離れたりすることで、範囲ＡＲ内において各ピークＰＥ１，ＰＥ２に向かって比例的に変化するようになっている。そして、フォーカスエラー信号のＳ字カーブのピークＰＥ１，ＰＥ２の間に相当する位置は、例えば図に示す位置Ｐ３～Ｐ４の範囲内の位置となっており、この範囲Ｐ３～Ｐ４のうちのいずれかの位置に対物レンズ３５を保持させておけば、次の対象物において良好にフォーカスサーボ制御を実行することができる。
　前記実施形態では、フォーカス開始位置ＦＳよりもワーク５の移動方向後側の位置に加工開始位置ＣＳを設定し、フォーカス停止位置ＦＥよりもワーク５の移動方向前側の位置に加工停止位置ＣＥを設定したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、フォーカス開始位置ＦＳと同じ位置に加工開始位置ＣＳを設定してもよいし、フォーカス停止位置ＦＥと同じ位置に加工停止位置ＣＥを設定してもよい。すなわち、フォーカスサーボ制御と加工を同時に開始・終了してもよい。
　前記実施形態では、レーザ光照射装置３が加工開始位置ＣＳに到達したときにレーザ光の出力を上げて加工を開始したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、前記実施形態において、加工開始位置ＣＳを設定せずに、フォーカス開始位置ＦＳで開始されたフォーカスサーボ制御によって対物レンズ３５の焦点位置までの距離が±３００μｍ以内になったときに、フォーカスサーボ制御時よりもレーザ光の出力を上げて加工を開始してもよい。すなわち、図３（ｃ）に示すマップに基づいて出力を調整するのではなく、フォーカスサーボ制御中は、焦点位置までの距離が±３００μｍ以内になったか否かを判断し、±３００μｍ以内になった場合にレーザ光の出力を上げる制御を行ってもよい。
　これによれば、対物レンズ３５が略焦点位置に位置したときに加工を開始するので、加工を開始した時点から良好な加工形状をフォトレジスト層５２に形成することができる。そのため、無駄な加工を無くすことができ、レーザ出力の上昇に伴う電力消費を抑えることができる。なお、加工開始の基準となる対物レンズ３５の焦点位置までの距離は、±１００μｍが好ましく、±５０μｍがより好ましく、±１０μｍがさらに好ましい。
　前記実施形態のフォーカスサーボ制御中において、対物レンズ３５の焦点位置までの距離が所定範囲外に外れた場合には、レーザ光の出力をフォーカスサーボ制御時の出力に維持または変更する加工禁止制御を実行してもよい。すなわち、フォーカスサーボ制御開始から加工開始までの間において対物レンズ３５の焦点位置までの距離が所定範囲外に外れた場合には、レーザ光の出力をフォーカスサーボ制御開始時の出力に維持させればよい。また、加工中において対物レンズ３５の焦点位置までの距離が所定範囲外に外れた場合には、レーザ光の出力をフォーカスサーボ制御開始時の出力まで下げればよい。
　これによれば、対物レンズ３５の焦点位置までの距離が所定範囲外に外れてフォーカスサーボ制御が実行不能となった場合には、レーザ光の出力がフォーカスサーボ制御時の出力に維持または変更されて加工が禁止されるので、レーザ出力の無駄な上昇や無駄な加工を抑えることができる。
　前記実施形態のフォーカスサーボ制御中において、前記加工禁止制御を実行した場合には、当該加工禁止制御を実行した際のフォーカス開始位置ＦＳと同じ位置にレーザ光が戻ってくるように、支持台２およびレーザ光照射装置３の少なくとも一方を相対移動させてもよい。これによれば、フォーカスサーボ制御が実行不能となった場合には、再度同じフォーカス開始位置ＦＳからフォーカスサーボ制御が実行されて加工が行われるので、不良品の発生を抑えることができる。
　前記実施形態のフォーカスサーボ制御中において、対物レンズ３５の焦点位置までの距離が所定範囲外に外れた場合には、当該フォーカスサーボ制御におけるフォーカス開始位置ＦＳに対応した欠陥情報を記憶手段４５に記録してもよい。これによれば、欠陥情報が記憶手段４５に記録されるので、例えばこの欠陥情報に基づいて再加工や不良品の判定などを行うことができる。
　前記実施形態のフォーカスサーボ制御中において、対物レンズ３５の焦点位置までの距離が所定範囲外に外れた場合には、すべての制御を停止させてもよい。これによれば、無駄な加工を無くすことができるとともに、フォーカスサーボ制御が実行不能となった位置から再加工することも可能となる。
　前記実施形態では、レーザ露光方法をフォトレジスト層５２の加工方法に利用したが、本発明はこれに限定されず、例えば従来のようなテスト片の記録・再生に本発明に係るレーザ露光方法を利用してもよい。
　前記実施形態では、複数のワーク５を公転させたが、本発明はこれに限定されず、複数のワーク５をその表面方向（複数のワーク５が並ぶ方向）に沿って直線状に移動させてもよい。
　前記実施形態では、フォーカスサーボ制御によって駆動される光学部品として対物レンズ３５を採用したが、本発明はこれに限定されず、例えば前記実施形態に係る第１レンズ３２などを採用してもよい。
　前記実施形態では、フォーカスサーボ制御を非点収差法に基づいて行ったが、本発明はこれに限定されず、例えばフーコー法などに基づいて行ってもよい。
　前記実施形態では、ワーク５を円形としたが、本発明はこれに限定されず、例えば多角形としてもよい。また、ワーク５の数は、いくつであってもよい。さらに、同じ支持台２に載せる複数のワークの大きさ・形状をワークごとに変えてもよい。なお、ワークを多角形とした場合における内周側エッジおよび外周側エッジは、支持台の中心に最も近い部分が内周側エッジとなり、最も遠い部分が外周側エッジとなる。
　フォトレジスト層５２の材料としては、前記実施形態のようなヒートモード型の材料に限らず、例えばフォトンモード型の材料や、露光によって現像液で溶解可能な物性に変化する材料などを採用することができる。なお、ヒートモード型のフォトレジスト材料の具体例や、フォトレジスト層の加工条件等は、以下に示す通りである。
　ヒートモード型のフォトレジスト材料は、従来、光記録ディスクなどの記録層に多用されている記録材料、たとえば、シアニン系、フタロシアニン系、キノン系、スクワリリウム系、アズレニウム系、チオール錯塩系、メロシアニン系などの記録材料を用いることができる。
　本発明におけるフォトレジスト層は、色素をフォトレジスト材料として含有する色素型とすることが好ましい。
　従って、フォトレジスト層に含有されるフォトレジスト材料としては、色素等の有機化合物が挙げられる。なお、フォトレジスト材料としては、有機材料に限られず、無機材料または無機材料と有機材料の複合材料を使用できる。ただし、有機材料であると、成膜をスピンコートやスプレー塗布により容易にでき、転移温度が低い材料を得易いため、有機材料を採用するのが好ましい。また、有機材料の中でも、光吸収量が分子設計で制御可能な色素を採用するのが好ましい。
　ここで、フォトレジスト層の好適な例としては、メチン色素（シアニン色素、ヘミシアニン色素、スチリル色素、オキソノール色素、メロシアニン色素など）、大環状色素（フタロシアニン色素、ナフタロシアニン色素、ポルフィリン色素など）、アゾ色素（アゾ金属キレート色素を含む）、アリリデン色素、錯体色素、クマリン色素、アゾール誘導体、トリアジン誘導体、１－アミノブタジエン誘導体、桂皮酸誘導体、キノフタロン系色素などが挙げられる。中でも、オキソノール色素、フタロシアニン色素、シアニン色素が好ましい。
　かかる色素型のフォトレジスト層は、露光波長領域に吸収を有する色素を含有していることが好ましい。特に、光の吸収量を示す消衰係数ｋの値は、その上限が、１０以下であることが好ましく、５以下であることがより好ましく、３以下であることがさらに好ましく、１以下であることが最も好ましい。また、消衰係数ｋの下限値は、０．０００１以上であることが好ましく、０．００１以上であることがより好ましく、０．１以上であることがさらに好ましい。消衰係数ｋを前述した範囲内に設定すると、穴形状の均一性を高めることができる。なお、フォトレジスト層の屈折率の範囲としては、１．２～３．０が好ましく、１．３～２．５がより好ましく、１．４～１．９がさらに好ましい。
　なお、フォトレジスト層は、前記したように露光波長において光吸収があることが必要であり、かような観点からレーザ光源の波長に応じて適宜色素を選択したり、構造を改変することができる。
　例えば、レーザ光源の発振波長が７８０ｎｍ付近であった場合、ペンタメチンシアニン色素、ヘプタメチンオキソノール色素、ペンタメチンオキソノール色素、フタロシアニン色素、ナフタロシアニン色素などから選択することが有利である。この中でも、フタロシアニン色素またはペンタメチンシアニン色素を用いるのが好ましい。
　また、レーザ光源の発振波長が６６０ｎｍ付近であった場合は、トリメチンシアニン色素、ペンタメチンオキソノール色素、アゾ色素、アゾ金属錯体色素、ピロメテン錯体色素などから選択することが有利である。
　さらに、レーザ光源の発振波長が４０５ｎｍ付近であった場合は、モノメチンシアニン色素、モノメチンオキソノール色素、ゼロメチンメロシアニン色素、フタロシアニン色素、アゾ色素、アゾ金属錯体色素、ポルフィリン色素、アリリデン色素、錯体色素、クマリン色素、アゾール誘導体、トリアジン誘導体、ベンゾトリアゾール誘導体、１－アミノブタジエン誘導体、キノフタロン系色素などから選択することが有利である。
　以下、レーザ光源の発振波長が７８０ｎｍ付近であった場合、６６０ｎｍ付近であった場合、４０５ｎｍ付近であった場合に対し、フォトレジスト層（フォトレジスト材料）としてそれぞれ好ましい化合物の例を挙げる。ここで、以下の化学式１，２で示す化合物（Ｉ-１～Ｉ-１０）は、レーザ光源の発振波長が７８０ｎｍ付近であった場合の化合物である。また、化学式３，４で示す化合物（II-１～II-８）は、６６０ｎｍ付近であった場合の化合物である。さらに、化学式５，６で示す化合物（III-１～III-１４）は、４０５ｎｍ付近であった場合の化合物である。なお、本発明はこれらをフォトレジスト材料に用いた場合に限定されるものではない。
＜レーザ光源の発振波長が７８０ｎｍ付近である場合のフォトレジスト材料例＞
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
＜レーザ光源の発振波長が７８０ｎｍ付近である場合のフォトレジスト材料例＞
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
＜レーザ光源の発振波長が６６０ｎｍ付近である場合のフォトレジスト材料例＞
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
＜レーザ光源の発振波長が６６０ｎｍ付近である場合のフォトレジスト材料例＞
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
＜レーザ光源の発振波長が４０５ｎｍ付近である場合のフォトレジスト材料例＞
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
＜レーザ光源の発振波長が４０５ｎｍ付近である場合のフォトレジスト材料例＞
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
　また、特開平４－７４６９０号公報、特開平８－１２７１７４号公報、特開平１１－５３７５８号公報、特開平１１－３３４２０４号公報、特開平１１－３３４２０５号公報、特開平１１－３３４２０６号公報、特開平１１－３３４２０７号公報、特開２０００－４３４２３号公報、特開２０００－１０８５１３号公報、及び特開２０００－１５８８１８号公報等に記載されている色素も好適に用いられる。
　このような色素型のフォトレジスト層は、色素を、結合剤等と共に適当な溶剤に溶解して塗布液を調製し、次いで、この塗布液を、基板上に塗布して塗膜を形成した後、乾燥することにより形成できる。その際、塗布液を塗布する面の温度は、１０～４０℃の範囲であることが好ましい。より好ましくは、下限値が、１５℃以上であり、２０℃以上であることが更に好ましく、２３℃以上であることが特に好ましい。また、上限値としては、３５℃以下であることがより好ましく、３０℃以下であることが更に好ましく、２７℃以下であることが特に好ましい。このように被塗布面温度が上記範囲にあると、塗布ムラや塗布故障の発生を防止し、塗膜の厚さを均一とすることができる。
　なお、上記の上限値及び下限値は、それぞれが任意で組み合わせることができる。
　ここで、フォトレジスト層は、単層でも重層でもよく、重層構造の場合、塗布工程を複数回行うことによって形成される。
　塗布液中の色素の濃度は、一般に０．０１～３０質量％の範囲であり、好ましくは０．１～２０質量％の範囲、より好ましくは０．５～１５質量％の範囲、最も好ましくは０．５～１０質量％の範囲である。
　塗布液の溶剤としては、酢酸ブチル、乳酸エチル、セロソルブアセテート等のエステル；メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン等のケトン；ジクロルメタン、１，２－ジクロルエタン、クロロホルム等の塩素化炭化水素；ジメチルホルムアミド等のアミド；メチルシクロヘキサン等の炭化水素；テトラヒドロフラン、エチルエーテル、ジオキサン等のエーテル；エタノール、ｎ－プロパノール、イソプロパノール、ｎ－ブタノールジアセトンアルコール等のアルコール；２，２，３，３－テトラフルオロプロパノール等のフッ素系溶剤；エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル類；等を挙げることができる。なお、フッ素系溶剤、グリコールエーテル類、ケトン類が好ましい。特に好ましいのはフッ素形溶剤、グリコールエーテル類である。更に好ましいのは、２，２，３，３－テトラフルオロプロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルである。
　上記溶剤は使用する色素の溶解性を考慮して単独で、或いは二種以上を組み合わせて使用することができる。塗布液中には、更に、酸化防止剤、ＵＶ吸収剤、可塑剤、潤滑剤等各種の添加剤を目的に応じて添加してもよい。
　塗布方法としては、スプレー法、スピンコート法、ディップ法、ロールコート法、ブレードコート法、ドクターロール法、ドクターブレード法、スクリーン印刷法等を挙げることができる。なお、生産性に優れ膜厚のコントロールが容易であるという点でスピンコート法を採用するのが好ましい。
　フォトレジスト層は、スピンコート法による形成に有利であるという点から、有機溶媒に対して色素を０．０１～３０質量％で溶解することが好ましく、０．１～２０質量％で溶解することがより好ましく、０．５～１５質量％で溶解することがさらに好ましく、０．５～１０質量％で溶解することが最も好ましい。また、フォトレジスト材料は、熱分解温度が１５０℃以上５００℃以下であることが好ましく、２００℃以上４００℃以下であることがより好ましい。
　塗布の際、塗布液の温度は、２３～５０℃の範囲であることが好ましく、２４～４０℃の範囲であることがより好ましく、中でも、２５～３０℃の範囲であることが特に好ましい。
　塗布液が結合剤を含有する場合、結合剤の例としては、ゼラチン、セルロース誘導体、デキストラン、ロジン、ゴム等の天然有機高分子物質；ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリイソブチレン等の炭化水素系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル・ポリ酢酸ビニル共重合体等のビニル系樹脂、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチル等のアクリル樹脂、ポリビニルアルコール、塩素化ポリエチレン、エポキシ樹脂、ブチラール樹脂、ゴム誘導体、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂等の熱硬化性樹脂の初期縮合物等の合成有機高分子；を挙げることができる。フォトレジスト層の材料として結合剤を併用する場合に、結合剤の使用量は、一般に色素に対して０．０１倍量～５０倍量（質量比）の範囲にあり、好ましくは０．１倍量～５倍量（質量比）の範囲にある。
　また、フォトレジスト層には、フォトレジスト層の耐光性を向上させるために、種々の褪色防止剤を含有させることができる。
　褪色防止剤としては、一般的に一重項酸素クエンチャーが用いられる。一重項酸素クエンチャーとしては、既に公知の特許明細書等の刊行物に記載のものを利用することができる。
　その具体例としては、特開昭５８－１７５６９３号公報、特開昭５９－８１１９４号公報、特開昭６０－１８３８７号公報、特開昭６０－１９５８６号公報、特開昭６０－１９５８７号公報、特開昭６０－３５０５４号公報、特開昭６０－３６１９０号公報、特開昭６０－３６１９１号公報、特開昭６０－４４５５４号公報、特開昭６０－４４５５５号公報、特開昭６０－４４３８９号公報、特開昭６０－４４３９０号公報、特開昭６０－５４８９２号公報、特開昭６０－４７０６９号公報、特開昭６３－２０９９９５号公報、特開平４－２５４９２号公報、特公平１－３８６８０号公報、及び特公平６－２６０２８号公報等の各公報、ドイツ特許３５０３９９号明細書、そして日本化学会誌１９９２年１０月号第１１４１頁等に記載のものを挙げることができる。前記一重項酸素クエンチャー等の褪色防止剤の使用量は、色素の量に対して、通常０．１～５０質量％の範囲であり、好ましくは、０．５～４５質量％の範囲、更に好ましくは、３～４０質量％の範囲、特に好ましくは５～２５質量％の範囲である。
　なお、フォトレジスト層は材料の物性に合わせ、蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ等の成膜法によって形成することもできる。
　なお、色素は、穴部パターンの加工に用いるレーザ光の波長において、他の波長よりも光の吸収率が高いものが用いられる。
　この色素の吸収ピークの波長は、必ずしも可視光の波長域内であるものに限定されず、紫外域や、赤外域にあるものであっても構わない。
　なお、穴部パターンを形成するためのレーザ光の波長λｗは、大きなレーザパワーが得られる波長であればよく、例えば、フォトレジスト層に色素を用いる場合は、１９３ｎｍ、２１０ｎｍ、２６６ｎｍ、３６５ｎｍ、４０５ｎｍ、４８８ｎｍ、５３２ｎｍ、６３３ｎｍ、６５０ｎｍ、６８０ｎｍ、７８０ｎｍ、８３０ｎｍなど、１０００ｎｍ以下が好ましい。
　また、レーザ光は、連続光でもパルス光でもよいが、自在に発光間隔が変更可能なレーザ光を採用するのが好ましい。例えば、半導体レーザを採用するのが好ましい。レーザを直接オンオフ変調できない場合は、外部変調素子で変調するのが好ましい。
　また、レーザパワーは、加工速度を高めるためには高い方が好ましい。ただし、レーザパワーを高めるにつれ、スキャン速度（レーザ光でフォトレジスト層を走査する速度；例えば、前記実施形態に係る支持台２の回転速度）を上げなければならない。そのため、レーザパワーの上限値は、スキャン速度の上限値を考慮して、１００Ｗが好ましく、１０Ｗがより好ましく、５Ｗがさらに好ましく、１Ｗが最も好ましい。また、レーザパワーの下限値は、０．１ｍＷが好ましく、０．５ｍＷがより好ましく、１ｍＷがさらに好ましい。
　さらに、レーザ光は、発信波長幅およびコヒーレンシが優れていて、波長並みのスポットサイズに絞ることができるような光であることが好ましい。また、露光ストラテジ（穴部パターンを適正に形成するための光パルス照射条件）は、光ディスクで使われているようなストラテジを採用するのが好ましい。すなわち、光ディスクで使われているような、露光速度や照射するレーザ光の波高値、パルス幅などの条件を採用するのが好ましい。
　フォトレジスト層の厚さは、エッチングに用いるエッチングガスの種類や、フォトレジスト層に形成する穴部の深さに対応させるのがよい。
　この厚みは、例えば、１～１００００ｎｍの範囲で適宜設定することができ、厚さの下限は、好ましくは１０ｎｍ以上であり、より好ましくは３０ｎｍ以上である。厚さの下限値を前述した値に設定すると、エッチングマスクとしての効果を十分発揮することができる。また、厚さの上限は、好ましくは１０００ｎｍ以下であり、より好ましくは５００ｎｍ以下である。厚さの上限値を前述した値に設定すると、大きなレーザパワーが不要になるとともに、容易に深い穴を形成することができ、さらには、加工速度を上げることができる。
　また、フォトレジスト層ｔと、穴部の直径ｄとは、以下の関係であることが好ましい。すなわち、フォトレジスト層の厚さｔの上限値は、ｔ＜１０ｄを満たす値とするのが好ましく、ｔ＜５ｄを満たす値とするのがより好ましく、ｔ＜３ｄを満たす値とするのがさらに好ましい。また、フォトレジスト層の厚さｔの下限値は、ｔ＞ｄ／１００を満たす値とするのが好ましく、ｔ＞ｄ／１０を満たす値とするのがより好ましく、ｔ＞ｄ／５を満たす値とするのがさらに好ましい。なお、このように穴部の直径ｄとの関係でフォトレジスト層の厚さｔの上限値および下限値を設定すると、前述と同様に、エッチングマスクとしての効果や、加工速度の向上等を発揮することができる。
　次に、本発明の効果を確認した一実施例について説明する。
　実施例では、２０ｍｍ角の矩形のワークを直径１２０ｍｍの支持台上に複数設置するとともに、ワークの線速が０．１ｍ／ｓとなるように支持台を回転させ、波長４０５ｎｍのレーザ゛を、ＮＡ０．８５の光学系を用いて複数のワークに対してフォーカスサーボ制御および加工を行った。なお、ワークは、基板とフォトレジスト層とで構成した。詳細は以下の通りである。
・基板
　材質　　　　　シリコン
　厚さ　　　　　０．５ｍｍ
・色素層（フォトレジスト層）
　下記化学式の色素材料２ｇをＴＦＰ（テトラフルオロプロパノール）溶剤１００ｍｌに溶解し、スピンコートした。スピンコートの際には、塗布開始回転数５００ｒｐｍ、塗布終了回転数１０００ｒｐｍとして塗布液を基板の内周部にディスペンスし、徐々に２２００ｒｐｍまで回転を上げた。なお、色素材料の屈折率ｎは１．９８６であり、消衰係数ｋは０．０４１８である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
　そして、図７の表に示すように、実施例１～３および比較例１，２のフォーカス開始位置ＦＳ、加工開始位置ＣＳ、加工停止位置ＣＥおよびフォーカス停止位置ＦＥをそれぞれ設定した。なお、この表において、ワーク５の前端５ｂ（図４参照）からの距離をプラスの値で示し、ワーク５の後端５ｃからの距離をマイナスの値で示している。
［実施例１］
　フォーカス開始位置ＦＳ（図４のＬ１）を＋５００μｍ、加工開始位置ＣＳ（Ｌ２）を＋５５０μｍ、加工停止位置ＣＥ（Ｌ３）を－５５０μｍ、フォーカス停止位置ＦＥ（Ｌ４）を－５００μｍとした。すなわち、実施例１では、レーザ光がワーク５の前端５ｂおよび後端５ｃからはみ出さないように、各位置を設定した。また、フォーカスサーボ制御の開始、加工開始、加工停止、フォーカスサーボ制御の停止の順に制御が実行されるように、各位置を設定した。そして、フォーカスサーボ制御を停止した後は、対物レンズ３５をそのときの位置に保持した。その結果、次のワーク５においてもフォーカスサーボ制御が良好に実行されることが確認された。
［実施例２］
　フォーカス開始位置ＦＳ（Ｌ１）を＋５００μｍ、加工開始位置ＣＳ（Ｌ２）を＋５５０μｍ、加工停止位置ＣＥ（Ｌ３）を０μｍ、フォーカス停止位置ＦＥ（Ｌ４）を０μｍとした。すなわち、実施例２では、レーザ光がワーク５の後端５ｃからはみ出す可能性がある位置に、加工停止位置ＣＥおよびフォーカス停止位置ＦＥを設定した。そして、フォーカスサーボ制御を停止した後は、対物レンズ３５の位置を次のワーク５の表面位置に合わせて再設定した。
　その結果、仮にレーザ光がワーク５の後端５ｃからはみ出すことにより対物レンズ３５が好ましくない位置まで移動したとしても、レンズ位置の再設定により、対物レンズ３５が次のワーク５の表面に対応した位置に移動された後保持されて、次のワーク５においても良好にフォーカスサーボ制御が実行されることが確認された。
［実施例３］
　フォーカス開始位置ＦＳ（Ｌ１）を＋１００μｍ、加工開始位置ＣＳ（Ｌ２）を＋１００μｍ、加工停止位置ＣＥ（Ｌ３）を－５５０μｍ、フォーカス停止位置ＦＥ（Ｌ４）を－５００μｍとした。すなわち、実施例３では、フォーカスサーボ制御と加工と同時に開始した。そして、フォーカスサーボ制御を停止した後は、対物レンズ３５の位置を次のワーク５の表面位置に合わせて再設定した。その結果、フォーカスサーボ制御と加工と同時に開始する場合であっても、次のワーク５においてフォーカスサーボ制御が良好に実行されることが確認された。また、距離Ｌ１，Ｌ２を１００μｍにしても、フォーカスサーボ制御が良好に実行されることが確認された。
［比較例１］
　フォーカス開始位置ＦＳ（Ｌ１）を＋５００μｍ、加工開始位置ＣＳ（Ｌ２）を＋５５０μｍ、加工停止位置ＣＥ（Ｌ３）を０μｍ、フォーカス停止位置ＦＥ（Ｌ４）を０μｍとした。すなわち、比較例１では、レーザ光がワーク５の後端５ｃからはみ出す可能性がある位置に、加工停止位置ＣＥおよびフォーカス停止位置ＦＥを設定した。そして、フォーカスサーボ制御を停止した後は、対物レンズ３５をそのときの位置に保持した。
　その結果、次のワーク５においてフォーカスサーボ制御をうまく実行できないことが確認された。これは、レーザ光がワーク５の後端５ｃからはみ出すことにより対物レンズ３５が好ましくない位置まで移動すると、対物レンズ３５がその好ましくない位置に保持されたままとなるので、次のワーク５においてフォーカスサーボ制御が実行できなくなったと考えられる。
［比較例２］
　フォーカス開始位置ＦＳ（Ｌ１）を０μｍ、加工開始位置ＣＳ（Ｌ２）を０μｍ、加工停止位置ＣＥ（Ｌ３）を－５５０μｍ、フォーカス停止位置ＦＥ（Ｌ４）を－５００μｍとした。すなわち、比較例２では、レーザ光がワーク５の前端５ｂからはみ出す可能性がある位置に、フォーカス開始位置ＦＳおよび加工開始位置ＣＳを設定した。そして、フォーカスサーボ制御を停止した後は、対物レンズ３５をそのときの位置に保持した。
　その結果、次のワーク５においてフォーカスサーボ制御をうまく実行できないことが確認された。これは、フォーカスサーボ制御終了後に仮に対物レンズ３５が好ましい位置に保持された場合であっても、次のワーク５のフォーカス開始位置ＦＳにおいてレーザ光がワーク５の前端５ｂからはみ出すことによって、対物レンズ３５が好ましくない位置まで移動して、フォーカスサーボ制御が実行できなくなったと考えられる。
［実施例４］
　前述した化学式７に示した色素材料の代わりに以下の３種類の色素材料をそれぞれ用いてワークを作成し、前述した実施例１～３と同様の各実験を行った。
＜オキソノール＞
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 　屈折率ｎ：１．８３、消衰係数ｋ：０．２
＜シアニン＞
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 　屈折率ｎ：１．４５、消衰係数ｋ：０．４
＜フタロシアニン＞
　ＺｎＰｃ（α－ＳＯ２Ｂｕ－ｓｅｃ）４
　屈折率ｎ：１．８２、消衰係数ｋ：０．１４
　その結果、いずれの色素でも、フォーカス制御が良好に実行できることが確認された。すなわち、色素層からの反射光が得られるため、適切なフォーカス制御が可能となっている。

 

Claims (18)

  1. 　間隔を空けて配設される複数の対象物を支持する支持台と、反射光に基づいて光学部品を動かすフォーカスサーボ制御を行いながら前記対象物にレーザ光を照射するレーザ光照射装置とを、前記複数の対象物が並ぶ方向に相対移動させることで、前記レーザ光で複数の対象物を露光するレーザ露光方法であって、
    　前記レーザ光照射装置から照射されるレーザ光が前記対象物上のフォーカス開始位置に到達したことを条件として、前記フォーカスサーボ制御を開始させる制御開始工程と、
    　前記レーザ光照射装置から照射されるレーザ光が前記対象物上のフォーカス停止位置に到達したことを条件として、前記フォーカスサーボ制御を停止させる制御停止工程と、
    　前記レーザ光照射装置から照射されるレーザ光が前記対象物上のフォーカス停止位置から次の対象物上のフォーカス開始位置に到達するまでの間、前記光学部品の位置を所定位置に保持する保持工程と、を備えたことを特徴とするレーザ露光方法。
  2. 　前記フォーカス開始位置および前記フォーカス停止位置は、前記レーザ光のすべてが前記対象物上に照射される位置であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のレーザ露光方法。
  3. 　前記保持工程において、前記レーザ光照射装置からレーザ光を連続的または断続的に出射し続けることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のレーザ露光方法。
  4. 　前記制御開始工程、前記制御停止工程および前記保持工程において、
    　前記レーザ光照射装置からレーザ光を断続的に出射し続けることを特徴とする請求の範囲第３項に記載のレーザ露光方法。
  5. 　前記所定位置は、前記フォーカスサーボ制御が停止したときの前記光学部品の位置であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のレーザ露光方法。
  6. 　前記所定位置は、次に露光する対象となる対象物の表面に対応した位置であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のレーザ露光方法。
  7. 　前記所定位置は、フォーカスエラー信号のＳ字カーブのピークの間に相当する位置であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のレーザ露光方法。
  8. 　前記支持台を回転させることで、前記複数の対象物を前記支持台の回転軸を中心に公転させることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のレーザ露光方法。
  9. 　前記対象物における前記支持台の回転中心側のエッジから１μｍ以上内側の部位であり、かつ、前記対象物における前記支持台の回転中心から最も遠い側のエッジから１μｍ以上内側である部位に対して、レーザ光を照射することを特徴とする請求項８に記載のレーザ露光方法。
  10. 　フォトレジスト層を有する複数の対象物を間隔を空けて支持する支持台と、反射光に基づいて光学部品を動かすフォーカスサーボ制御を行いながら前記対象物のフォトレジスト層にレーザ光を照射するレーザ光照射装置とを、前記複数の対象物が並ぶ方向に相対移動させることで、前記レーザ光で複数の対象物のフォトレジスト層を露光するフォトレジスト層の加工方法であって、
    　前記レーザ光照射装置から照射されるレーザ光が前記対象物上のフォーカス開始位置に到達したことを条件として、前記フォーカスサーボ制御を開始させる制御開始工程と、
    　前記レーザ光照射装置から照射されるレーザ光が前記対象物上のフォーカス停止位置に到達したことを条件として、前記フォーカスサーボ制御を停止させる制御停止工程と、
    　前記レーザ光照射装置から照射されるレーザ光が前記対象物上のフォーカス停止位置から次の対象物上のフォーカス開始位置に到達するまでの間、前記光学部品の位置を所定位置に保持する保持工程と、を備えたことを特徴とするフォトレジスト層の加工方法。
  11. 　前記フォーカス開始位置よりも前記対象物の移動方向後側の位置に設定される加工開始位置に、前記レーザ光が到達したことを条件として、前記フォーカスサーボ制御開始時よりもレーザ光の出力を上げる加工開始工程と、
    　前記フォーカス停止位置よりも前記対象物の移動方向前側の位置に設定される加工停止位置に、前記レーザ光が到達したことを条件として、前記フォーカスサーボ制御開始時の出力までレーザ光の出力を下げる加工停止工程と、を備えたことを特徴とする請求の範囲第１０項に記載のフォトレジスト層の加工方法。
  12. 　前記加工開始工程において、
    　前記条件の代わりに、前記フォーカスサーボ制御において前記光学部品の焦点位置までの距離が±３００μｍ以内になったことを条件として、前記フォーカスサーボ制御開始時よりもレーザ光の出力を上げることを特徴とする請求の範囲第１１項に記載のフォトレジスト層の加工方法。
  13. 　前記フォーカスサーボ制御において前記光学部品の焦点位置までの距離が所定範囲外に外れた場合に、レーザ光の出力をフォーカスサーボ制御開始時の出力に維持または変更する加工禁止制御を実行することを特徴とする請求の範囲第１０項に記載のフォトレジスト層の加工方法。
  14. 　前記加工禁止制御を実行した場合に、当該加工禁止制御を実行した際のフォーカス開始位置と同じ位置に前記レーザ光が戻ってくるように、前記支持台および前記レーザ光照射装置の少なくとも一方を相対移動させることを特徴とする請求の範囲第１３項に記載のフォトレジスト層の加工方法。
  15. 　前記フォーカスサーボ制御において前記光学部品の焦点位置までの距離が所定範囲外に外れた場合に、当該フォーカスサーボ制御におけるフォーカス開始位置に対応した欠陥情報を記憶手段に記録することを特徴とする請求の範囲第１０項に記載のフォトレジスト層の加工方法。
  16. 　前記フォーカスサーボ制御において前記光学部品の焦点位置までの距離が所定範囲外に外れた場合に、すべての制御を停止させることを特徴とする請求の範囲第１０項に記載のフォトレジスト層の加工方法。
  17. 　前記フォトレジスト層が、ヒートモードの形状変化が可能な材料で形成されていることを特徴とする請求の範囲第１０項に記載のフォトレジスト層の加工方法。
  18. 　請求の範囲１０項～第１７項のいずれか１項に記載のフォトレジスト層の加工方法によって前記フォトレジスト層に形成される穴部パターンを利用して、当該穴部パターンに対応した形状が形成されるパターン成形品を製造することを特徴とするパターン成形品の製造方法。
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