(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射されたビームをパワーコントロール部でパワーコントロールすると共に変調及び偏向を施した後、対物レンズを介して被露光物に照射する露光方法であって、
前記光源から出射されたビームを偏向する信号偏向部と、
前記被露光物に照射されて反射したビームを分岐する光学素子と、
前記光学素子で分岐した一方のビームを撮像素子に入射させて前記対物レンズと前記被露光物とのフォーカス位置を評価するビームモニター部と、を備え、
前記被露光物に照射されて反射したビームを分岐し、分岐した一方のビームを撮像素子に入射させて前記対物レンズと前記被露光物とのフォーカス位置を評価し、分岐した他方のビームを非点収査法を用いて４分割ディテクタで受光し、
前記４分割ディテクタの出力と評価された前記フォーカス位置とに基づいて、前記対物レンズの位置を制御し、
前記４分割ディテクタの出力に基づいて、前記パワーコントロール部でビームのパワーを調整する際、
前記光源から出射されたビームの光路上において、前記パワーコントロール部の前に設置された偏光子の消光比Ｒ１、
前記信号偏向部の前に設置された偏光子の消光比Ｒ２、
前記信号偏向部の後ろかつ前記ビームモニター部と前記４分割ディテクタとに分岐する光学素子の前に設置された第２偏光子の消光比Ｒ３の関係が、
Ｒ１，Ｒ３＞Ｒ２となることを特徴とする露光方法。
【請求項２】
前記４分割ディテクタで受光するビームの０．１秒以上前からの光量平均を、前記パワーコントロール部でのパワーコントロールに用いることを特徴とする
請求項１記載の露光方法。
【請求項３】
前記４分割ディテクタでの光量に応じて変化する各々のフォーカス位置の評価情報を直線補間することによりフォーカス制御を行うことを特徴とする
請求項１又は２記載の露光方法。
【請求項４】
前記光源から出射されたビームの光路上において、前記パワーコントロール部または前記４分割ディテクタの少なくとも一つの前の光路上に、偏光子を設置し、
前記ビームと前記偏光子の成す角を変化させずに、定期的に左右又は上下方向にシフトさせることを特徴とする
請求項１から３いずれか１項に記載の露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、光ディスク又は光ディスクの量産に使用する光ディスク原盤の露光方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）に代表される光ディスクは、記録媒体として幅広い分野で使用されている。
【０００３】
光ディスクの製造は、原盤からマスタリング露光を行ってスタンパーを作成し、これを使用して射出成形により複製して製造される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
従来のマスタリング露光について、図９に示す従来の光ディスク原盤の露光装置の概略構成図を用いて説明する。
【０００５】
図９において、光源１００から出射したコヒーレントなビームは、ミラー１０５及び１０６で反射され、パワーコントロール部１０１を通り、ミラー１０７で反射後、信号変調部１０２で入力電気信号に対し信号変調され、信号偏向部１０３で光軸に対し垂直な左右或いは上下方向に周波数偏向して出力される。この信号偏向部１０３を出たビームは、ミラー１０８で反射した後、ビーム成形部１０４で適当な大きさのビームに成形され、ミラー１０９、一部透過ミラー１１０で反射、一部透過ミラー１１１を透過し、ダイクロイックミラー１１２で反射後、アクチュエータ１２０に固定された対物レンズ１２０ａに入射する。
【０００６】
この対物レンズ１２０ａに入射した光は、レジスト層１２１ａ（有機レジスト或いは無機レジストの層）が形成された原盤１２１上に集光して照射される。このとき、対物レンズ１２０ａを介して原盤１２１上に照射されるレーザビームは、原盤１２１上で焦点を結んでおり、このレーザビームにより原盤１２１に露光が施される。ここで、有機レジストの場合はフォトリソグラフィー方式により露光が施され、無機レジストの場合は熱記録方式により露光が施される。なお、光源１００の波長は、フォトリソグラフィー方式において有機レジストが感光する波長、或いは熱記録方式により無機レジストに十分な熱エネルギーを与える波長のレーザビーム、例えば、２６６ｎｍ、３７５ｎｍ或いは４０５ｎｍのレーザビームが用いられる。なお、信号変調部１０２、信号偏向部１０３及びビーム成形部１０４は、省略されることもある。
【０００７】
原盤１２１に照射されるビームの光量は、パワーコントロール部１０１内で所望の値にコントロールされる。具体的には、パワーコントロール部１０１内で、一部透過ミラー１０１ｂにて分岐されたレーザビームを、パワーコントロールディテクタ１０１ｃで受光し、パワーコントロールドライバー１０１ｄにフィードバックすることにより、パワーコントロールデバイス１０１ａを制御して、原盤１２１に照射されるビームの光量をコントロールする。
【０００８】
原盤１２１から反射したビームは再び対物レンズ１２０ａを通過し、ダイクロイックミラー１１２で反射、一部透過ミラー１１１を透過及び反射する。透過したビームは一部透過ミラー１１０を透過後、ビームモニター系１２４に入射し凸レンズ１２４ａを透過し、ＣＣＤディテクタ１２４ｂ上に集光される。なお、この凸レンズ１２４ａとＣＣＤディテクタ１２４ｂは、対物レンズ１２０ａへ入射するビームが平行な場合、対物レンズ１２０ａに入射した光が原盤１２１面上に集光される焦点と、凸レンズ１２４ａのフォーカス点に集光される位置関係に予め調整されている。即ちＣＣＤディテクタ１２４ｂ上で集光ビームが最小になるときに対物レンズ１２０ａを透過したビームも最適フォーカスとなり、このような状態を保持しながら露光を行うことにより、所望のピット幅、長さ及び連続溝幅を満足する光ディスク用の原盤１２１を得ることができる。
【０００９】
最適フォーカス状態を保持するために、一般的には、図９におけるミラー１１４を介して補助フォーカスサーボ光学系１２５によりフォーカス制御を行う方式や、ミラー１１３を介して非点収差光学系１２３を用いた補助ビームによる方式、記録ビームを直接用いる方式などを組み合わせて、フォーカス制御を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−２７７３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来の露光装置では、光学系を構成するデバイスの劣化に伴う偏光状態の変動や、原盤上に形成されるレジスト層の膜厚変動や、レジスト層自体の感度のバラツキに関しては、パワーコントロール部１０１でコントロールできない。そのため、対物レンズ１２０ａで結像されるビームの露光状態が変化してしまうという課題を有している。また、劣化した光学系を構成するデバイスの交換に関する調整に多大な時間を要するという課題を有している。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の露光方法は、光源から出射されたビームをパワーコントロール部でパワーコントロールすると共に変調及び偏向を施した後、対物レンズを介して被露光物に照射する露光方法であって、前記被露光物に照射されて反射したビームを分岐し、分岐した一方のビームを撮像素子に入射させて前記対物レンズと前記被露光物とのフォーカス位置を評価し、分岐した他方のビームを非点収査法を用いて４分割ディテクタで受光し、前記４分割ディテクタの出力と評価された前記フォーカス位置とに基づいて、前記対物レンズの位置を制御し、前記４分割ディテクタの出力に基づいて、前記パワーコントロール部でビームのパワーを調整することを特徴とする。
【００１３】
また、上記課題を解決するために、本発明の露光装置は、光源と、前記光源から出射されたビームをパワーコントロールするパワーコントロール部と、前記光源から出射されたビームを変調する信号変調部と、前記光源から出射されたビームを偏向する信号偏向部と、被露光物を保持する被露光物保持部と、前記被露光物に照射されて反射したビームを分岐する光学素子と、前記光学素子で分岐した一方のビームを撮像素子に入射させて前記対物レンズと前記被露光物とのフォーカス位置を評価するビームモニター部と、前記光学素子で分岐した他方のビームを非点収査法を用いて受光する４分割ディテクタと、を備え、前記被露光物保持部は、前記４分割ディテクタの出力と評価された前記フォーカス位置とに基づいて、前記対物レンズの位置を制御し、前記パワーコントロール部は、前記４分割ディテクタの出力に基づいて、ビームのパワーを調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、光学系を構成するデバイスの劣化に伴う偏光状態の変動や、原盤上に形成されるレジストの膜厚変動や、レジスト自体の感度のバラツキを有する場合においても、対物レンズで結像されるビームの露光状態の変化を抑制することができる。また、劣化に強い、即ちメインテナンス性に優れた露光方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１の光ディスク原盤の露光装置の概略構成図
【図２】（ａ）〜（ｈ）本実施の形態１のマスタリングプロセスの説明図
【図３】（ａ）〜（ｃ）本実施の形態１のフォーカス光学系の合焦の状態を説明するための図
【図４】本実施の形態１の４分割ディテクタの構成図
【図５】（ａ）〜（ｄ）本実施の形態１の４分割ディテクタ上のビームに偏りの各状態についての説明図
【図６】本発明の実施の形態２の光ディスク原盤の露光装置の概略模式図
【図７】（ａ）、（ｂ）本実施の形態２のフォーカス制御方法の概念図
【図８】本発明の実施の形態３の光ディスク原盤の露光装置の概略模式図
【図９】従来の光ディスク原盤の露光装置の概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、同一構成には同一符号を付して、適宜説明を省略している。
【００１７】
（実施の形態１）
図１に、本発明の実施の形態１の光ディスク原盤の露光装置の概略構成図を示す。本実施の形態において、原盤は、被露光物の一例であり、ＣＣＤカメラは、撮像素子の一例であり、凸レンズやミラーは、光学素子の一例である。
【００１８】
図１において、光源１００から出射したコヒーレントなビームは、ミラー１０５及び１０６で反射し、パワーコントロール部２０１を通り、ミラー１０７で反射後、信号変調部１０２で入力電気信号に対し信号変調され、信号偏向部１０３で光軸に対し垂直な左右或いは上下方向に周波数偏向して出力される。この信号偏向部１０３を出たビームは、ミラー１０８で反射した後、ビーム成形部１０４で適当な大きさのビームに成形され、ミラー１０９、一部透過ミラー１１０で反射、一部透過ミラー１１１を透過し、ダイクロイックミラー１１２で反射後、アクチュエータ１２０に固定された対物レンズ１２０ａに入射する。
【００１９】
この対物レンズ１２０ａに入射した光は、レジスト層１２１ａ（有機レジスト或いは無機レジストの層）が形成された原盤１２１上に集光して照射される。このとき、対物レンズ１２０ａを介して原盤１２１上に照射されるレーザビームは、原盤１２１上で焦点を結んでおり、このレーザビームにより原盤１２１に露光が施される。ここで、有機レジストの場合はフォトリソグラフィー方式により露光が施され、無機レジストの場合は熱記録方式により露光が施される。なお、光源１００の波長は、フォトリソグラフィー方式において有機レジストが感光する波長、或いは熱記録方式により無機レジストに十分な熱エネルギーを与える波長のレーザビーム、例えば２６６ｎｍ、３７５ｎｍ或いは４０５ｎｍのレーザビームが用いられる。なお、信号変調部１０２、信号偏向部１０３及びビーム成形部１０４は、省略されることもある。なお、原盤１２１は、図示しない被露光物保持部に保持されており、アクチュエータ１２０は、被露光物保持物の一部である。
【００２０】
原盤１２１に照射されるビームの光量は、パワーコントロール部２０１内で所望の値にコントロールされる。具体的には、パワーコントロール部２０１内で、フォーカス制御部２２６からの信号に基づいて、パワーコントロールドライバー２０１ｄでパワーコントロールデバイス２０１ａを制御して、原盤１２１に照射されるビームの光量をコントロールする。
【００２１】
原盤１２１から反射したビームは再び対物レンズ１２０ａを通過し、ダイクロイックミラー１１２で反射、一部透過ミラー１１１を透過及び反射する。透過したビームは一部透過ミラー１１０を透過後、ビームモニター系１２４に入射し凸レンズ１２４ａを透過し、ＣＣＤディテクタ１２４ｂ上に集光される。なお、この凸レンズ１２４ａとＣＣＤディテクタ１２４ｂは、対物レンズ１２０ａへ入射するビームが平行光で対物レンズ１２０ａに入射した光が原盤１２１面上に集光される場合に、凸レンズ１２４ａのフォーカス点に集光される位置関係に予め調整されている。すなわち、ＣＣＤディテクタ１２４ｂ上で集光ビームが最小になるときに対物レンズ１２０ａを透過したビームも最適フォーカスとなり、このような状態を保持しながら露光を行うことにより、所望のピット幅、長さ及び連続溝幅を満足する光ディスク用の原盤１２１を得ることができる。
【００２２】
最適フォーカス状態を保持するためには、一般的には、図１における補助フォーカスサーボ光学系１２５によりフォーカス制御を行う方式や、非点収差光学系２２３を用いた補助ビームによる方式や、記録ビームを直接用いる方式などを組み合わせて、フォーカス制御を行う。
【００２３】
図１において、光源１００としては、波長２６６ｎｍで連続に発振するレーザビームを用いた。また、パワーコントロール部２０１としては、ＥＯモジュレータを用いた。また、信号変調部１０２としては、ＡＯモジュレータを用いた。また、信号偏向部１０３としては、ＥＯディフレクターを用いた。
【００２４】
ビーム成形部１０４は、ケプラー式のエキスパンダ、即ち２枚のレンズを用い出射ビームが平行になるように調整した。
【００２５】
一部透過ミラー１１０及び１１１は、１／４反射ミラーを用いた。
【００２６】
補助フォーカスサーボ光学系１２５の光源としては、６３５ｎｍのレーザビームを用いた。ダイクロイックミラー１１２としては、透過が６３５ｎｍ、反射が２６６ｎｍのものを用いた。対物レンズ１２０ａとしては、ＮＡ＝０．９の無限焦点系のレンズを用いた。
【００２７】
なお、本実施の形態におけるパワーコントロールでは、パワーコントロール部２０１における一部透過ミラー２０１ｂを介したパワーコントロールディテクタ２０１ｃを用いていない。本実施の形態では、非点収差光学系２２３における４分割ディテクタ２２３ｃが受光するビームを用い、フォーカス制御部２２６の光量制御部２２６ｃにおいて、４分割ディテクタ２２３ｃが受光する総和信号の２秒前からの光量の平均値をパワーコントロール部２０１におけるパワーコントロールドライバー２０１ｄにフィードバックする方法を用いている。なお、４分割ディテクタ２２３ｃが受光する総和信号の光量の平均値は、一定の光量となるように、０．１秒以上前からの光量の平均値とすることが望ましい。
【００２８】
続いて、光ディスクの原盤の露光をその一工程に含む光ディスクのマスタリングプロセスについて、図２（ａ）〜（ｈ）のマスタリングプロセスの説明図を用いて説明する。
【００２９】
まず、図２（ａ）に示すように、青板ガラス（ソーダライムガラス）、石英ガラス或いはＳｉ基板等の基板を研磨して、光ディスク用の原盤１２１を作成する。そして、この原盤１２１上にスピンコートにより有機材料からフォトレジスト（レジスト層１２１ａ）を形成する（図２（ｂ））。なお、ここで、フォトレジストに代えて、原盤１２１上に、スパッタリング法により無機系の記録材料（レジスト層１２１ａ）を形成してもよい。レジスト層１２１ａの厚みは、ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ等のフォーマットや使用される反射膜、記録材料によって異なるが、１０〜３００ｎｍ程度である。
【００３０】
続いて、原盤１２１上のレジスト層１２１ａにレーザビームにより信号ピット及び案内溝を露光して描画する（図２（ｃ））。図１などを用いて説明している露光装置は、この図２（ｃ）に示す工程で用いられるものである。
【００３１】
その後、アルカリ現像液により露光部を現像する（図２（ｄ））。露光部を現像することにより、露光された部分のみが溶出し、所望のピット形状としての凹凸パターン及び溝が形成される。そして、スパッタリング或いは無電解工法により露光された原盤１２１表面に、導電膜が形成される（図２（ｅ））。なお、図２（ｂ）において、無機系の記録材料を形成した場合は、図２（ｅ）の導電膜形成工程は、省略される場合もある。
【００３２】
その後、ニッケル電鋳を行って、マスタースタンパー１２１ｂを製造する（図２（ｆ））。そして、このマスタースタンパー１２１ｂのマザーリング（ニッケル電鋳）を行ってマザー１２１ｃを製造し（図２（ｇ））、このマザー１２１ｃのマザーリング（ニッケル電鋳）を行ってスタンパー１２１ｄを製造する（図２（ｈ））。
【００３３】
このようにして、光ディスク射出成形用のスタンパー１２１ｄを完成させる。なお、マザーリング（図２（ｇ）及び図２（ｈ））の工程は、省略する場合もある。
【００３４】
続いて、非点収差光学系２２３を用いてフォーカス制御を行う、非点収差フォーカスサーボ方式について説明する。
【００３５】
非点収差フォーカスサーボ方式は、対物レンズ１２０ａで集光された記録ビームを直接フォーカスサーボに用いるため、フォーカス位置の精度が良く、原盤１２１面の変形に伴う反射レーザビームの角度変化の影響を受けにくいという特徴がある反面、フォーカスのダイナミックレンジが狭い、或いは記録レーザビームが無いところでは原理的にフォーカス制御できないという課題を有する。このため、図１における補助フォーカスサーボ光学系１２５と組み合わせて構成される。
【００３６】
補助フォーカスサーボ光学系１２５内の光源から出射したレーザビームはミラー１１４によりダイクロイックミラー１１２を透過し、対物レンズ１２０ａを透過後、原盤１２１表面で反射する。そして、原盤１２１で反射した後、再び対物レンズ１２０ａ、ダイクロイックミラー１１２を透過、ミラー１１４で反射し、補助フォーカスサーボ光学系１２５に入射する。このように、補助フォーカスサーボ光学系１２５からのレーザビームを原盤１２１で反射させることにより、フォーカスサーボを行う。なお、補助フォーカスサーボの方式としては、フラットな原盤１２１上でのフォーカスが可能な方式（例えば、スキュービーム方式）を用いる。また、補助フォーカスサーボ光学系１２５に使用されるレーザビームの波長は、有機レジスト或いは無機レジストに露光或いは熱的な影響を及ぼさないように、例えば、６３５ｎｍ、３ｍＷ程度の半導体レーザや、６３３ｎｍ、３ｍＷ程度のガスレーザを用いる。
【００３７】
この補助フォーカスサーボ光学系１２５を用いる非点収差フォーカス制御について説明する。
【００３８】
図１において、原盤１２１で反射して、ダイクロイックミラー１１２、一部透過ミラー１１１で反射したビームは、ミラー１１３で反射され、凸レンズ２２３ａ及びシリンドリカルレンズ２２３ｂを介して、４分割ディテクタ２２３ｃに集光する。ここで、凸レンズ２２３ａとシリンドリカルレンズ２２３ｂにより非点収差が生じる。非点収差が生じた結果、対物レンズ１２０ａの焦点位置に対し、原盤１２１が近い位置の場合は、図３（ａ）に示す横楕円が４分割ディテクタ２２３ｃ上に形成される。また、非点収差が生じた結果、対物レンズ１２０ａの焦点位置に対し、原盤１２１が中間位置の場合は、図３（ｂ）に示す円が４分割ディテクタ２２３ｃ上に形成される。また、非点収差が生じた結果、対物レンズ１２０ａの焦点位置に対し、原盤１２１が遠い位置の場合は、図３（ｃ）に示す縦楕円が４分割ディテクタ２２３ｃ上に形成される。
【００３９】
図３（ａ）〜（ｃ）は、本発明のフォーカス光学系の合焦の状態を説明するための図である。図３（ａ）は、対物レンズ１２０ａと原盤１２１との距離が対物レンズ１２０ａの焦点位置に対して近い場合の状態を示す図である。図３（ｂ）は、対物レンズ１２０ａと原盤１２１との距離が対物レンズ１２０ａの焦点位置に対して中間位置の場合の状態を示す図である。図３（ｃ）は、対物レンズ１２０ａと原盤１２１との距離が対物レンズ１２０ａの焦点位置に対して遠い場合の状態を示す図である。図３（ａ）〜（ｃ）は、非点収差光学系２２３の４分割ディテクタ２２３ｃ上のビーム形状を示す。
【００４０】
図３（ａ）〜（ｃ）に示す形状の情報を信号に変換し、フォーカス制御部２２６を介し、アクチュエータ１２０へフォードバックすることにより、対物レンズ１２０ａを一定の位置に保持する。
【００４１】
図４は、４分割ディテクタ２２３ｃの構成を示す図である。
【００４２】
図４において、フォトディテクタＡ、Ｂ、Ｃ及びＤの組合せ、すなわち（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）が、対物レンズ１２０ａと原盤１２１の位置関係により対応する信号、即ちフォーカスエラー信号となる。本実施の形態１では、このフォーカスエラー信号が常にゼロになるようにアクチュエータ１２０を駆動制御して対物レンズ１２０ａの位置を調整し、対物レンズ１２０ａと原盤１２１の位置を対物レンズ１２０ａに対して一定の位置に保持する。
【００４３】
また、予めビームモニター系１２４におけるＣＣＤディテクタ１２４ｂ上の集光ビームが最小になるように、フォーカス制御部２２６におけるオフセット調整部２２６ｂに、一定のオフセット電圧を印加することにより、アクチュエータ１２０を駆動し、対物レンズ１２０ａを焦点位置に保持し、フォーカス制御を行ってもよい。
【００４４】
この状態で変調されたビームにより、原盤１２１上に塗布されたレジスト層１２１ａに、均一のピット又は溝を形成する。なお、場合によっては、一部透過ミラー１１１の代わりに、λ／４板と偏向ビームスプリッタ（ＰＢＳ）が用いられることもある。
【００４５】
続いて、４分割ディテクタ２２３ｃ上のビームに偏りが無い場合と偏りが有る場合についての非点収差フォーカスサーボに及ぼす影響について説明する。
【００４６】
図５（ａ）〜（ｄ）は、その説明図である。図５（ａ）は、ビーム形状に偏りが無い場合の入射光量の変化前の状態を示す図である。図５（ｂ）は、ビーム形状に偏りが無い場合の入射光量の変化後の状態を示す図である。図５（ｃ）は、ビーム形状に偏りが有る場合の入射光量の変化前の状態を示す図である。図５（ｄ）は、ビーム形状に偏りが有る場合の入射光量の変化後の状態を示す図である。なお、図５（ａ）〜（ｄ）においては、ビーム形状に加えて、各状態でのビームプロファイルについても図示している。
【００４７】
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、４分割ディテクタ２２３ｃへの入射ビームに偏りが無い場合は、入射ビームの光量が変化した場合（すなわち、光量がＸ１からＸ２に変化し、４分割ディテクタ２２３ｃの総和電圧がＳ１からＳ２に変化した場合）、Ｘ１：Ｘ２＝Ｓ１：Ｓ２が成立する。このとき、図４におけるフォーカスエラー信号が（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）＝０になる。
【００４８】
しかしながら、図５（ｃ）、（ｄ）に示すように、４分割ディテクタ２２３ｃへの入射ビームに偏りが有る場合は、入射ビームの光量が変化した場合（すなわち、光量がＸ１からＸ２に変化し、４分割ディテクタ２２３ｃの総和電圧がＳ１からＳ２に変化した場合）、Ｘ１：Ｘ２≠Ｓ１：Ｓ２となる。そのため、図４におけるフォーカスエラー信号（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）にオフセット電圧が発生する。
【００４９】
このように、４分割ディテクタ２２３ｃ上のビームの偏りの有無により、非点収差フォーカスサーボに影響が出るため、４分割ディテクタ２２３ｃ上のビームの偏りに基づいて、非点収差フォーカスサーボを制御することが望ましい。
【００５０】
以上説明した、本実施の形態１におけるパワーコントロール方法を実現した場合の露光装置を用いて、実際にＢＤ−Ｒのマスタリングを行い、マスタリング開始直後、すなわち、ＢＤ−Ｒの半径Ｒ２１〜２７ｍｍに至るまでのフォーカス状態の安定性を、ＣＣＤディテクタ１２４ｂの輝度によりモニターした。このモニター結果を評価したところ、本実施の形態１での信号電圧の変動は約４％となり、従来の信号電圧の変動の約５０％に低減させることができた。
【００５１】
また、ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）を用い、原盤１２１の溝幅の変動を統計的に評価したところ、本実施の形態１の原盤１２１の溝幅変動は約５％となり、従来の溝幅の変動の約５０％に低減させることができた。さらに、本実施の形態１にてマスタリングしたスタンパーを、ディスク化した後、ＢＤ−Ｒディスクの電気特性のパラメータΔＰＰ、即ちディスクのトラックピッチ変動或いは溝幅変動の指標を評価したところ約０．０５となり、従来のトラックピッチ変動或いは溝幅変動と比較して約３０％良化させることができた。
【００５２】
以上説明したように、本実施の形態１を用いることで、原盤１２１の表面状態変化、或いは露光装置の光学系デバイス類の状態変化が発生した場合においても、その露光パワー及びフォーカス状態の変動を抑えることができる。
【００５３】
また、予め原盤１２１の記録領域以外の所定領域にビームを照射し、各々の光量において、対物レンズ１２０ａを駆動するアクチュエータ１２０にオフセット電圧を加えることにより、対物レンズ１２０ａの位置を変化させ、その各々のＣＣＤディテクタ上の輝度極大値を評価し、そのときの各々のオフセット電圧最適値（対物レンズの最適位置）に基づいて該対物レンズ１２０ａの位置を時々刻々変移させながら露光を行ってもよい。このようにすることにより、４分割ディテクタ２２３ｃへ入り込むビーム形状に偏りが有ると共に光量が変化する場合（すなわち、４分割ディテクタ２２３ｃ上のビーム形状が変化した場合）においても、対物レンズ１２０ａと原盤１２１の位置関係を保持することができる。
【００５４】
（実施の形態２）
図６に、本発明の実施の形態２の光ディスク原盤の露光装置の概略模式図を示し、図７（ａ）、（ｂ）に、そのフォーカス制御方法の概念図を示す。
【００５５】
本実施の形態２において、パワーコントロールについては、前述の実施の形態１と同様の方法を用い、その各々のパワーにおいてのフォーカス位置制御を行った。またフォーカス位置制御方法としては、原盤１２１における記録領域以外のエリアにおいて、各パワーにおける最適フォーカス状態の評価を行った後、それにより得られた評価結果をフォーカス制御ユニット２２７に保存し、実際のマスタリングの際にその保存データをアクチュエータにフィードバックする方法を用いた。
【００５６】
具体的には、まず原盤１２１における記録領域以外のエリア半径７０〜８０ｍｍにて、図７（ａ）における光量Ｘにおいて、フォーカス差動アンプ２２６ａを介したフォーカス制御部２２６のオフセット調整部２２６ｂのオフセット電圧Ｗを変化させることにより、対物レンズ位置Ｙを変移させ、ビームモニター系１２４におけるＣＣＤディテクタ１２４ｂの輝度値Ｚの極大輝度値を満足するオフセット電圧Ｗを、必要光量Ｘの範囲について各々評価した。具体的には、図７（ａ）における光量Ｘを、実際のＢＤ−Ｒマスタリング時の条件により求められた最適光量に対して、±５％のパワーについて１％ずつ変化させた各々の条件（すなわち、図７（ｂ）における１１ゾーンの異なる光量Ｘ１、Ｘ２・・・Ｘ１０、Ｘ１１の各々の条件）において、フォーカス制御部２２６のオフセット調整部２２６ｂのオフセット電圧Ｗを変化させることにより、対物レンズ位置Ｙを変移させた。そして、このように対物レンズ位置Ｙを変移させたとき、対物レンズ最適焦点位置Ｙ１、Ｙ２・・・Ｙ１０、Ｙ１１において、ビームモニター系１２４におけるＣＣＤディテクタ１２４ｂの輝度値Ｚは輝度極大値Ｚ１、Ｚ２・・・Ｚ１０、Ｚ１１になる。この輝度極大値を満足するオフセット電圧Ｗ１、Ｗ２・・・Ｗ１０、Ｗ１１を評価し、この値をフォーカス制御ユニット２２７に保存する。
【００５７】
その後、ＢＤ−Ｒのマスタリングを前述の実施の形態１同様に行う際に、パワーの変化に対する対物レンズ位置制御を、フォーカス制御ユニット２２７に保存したデータに直線補間を施した値を連続的にアクチュエータ１２０にフィードバックしながら実施し、スタンパーを作成した。スタンパー作成後、前述の実施の形態１で行った評価のうち、スタンパーに関する性能を確認したところ、本実施の形態２のＣＣＤディテクタ１２４ｂの信号変動は約２％となり、従来の信号変動の約２５％に更に低減できた。また、本実施の形態２のＡＦＭ（原子間力顕微鏡）を用いた溝幅の変動は約４％となり、従来の溝幅の変動の約４０％に更に低減できた。
【００５８】
このように、本実施の形態２では、前述の実施の形態１の構成に加えて、フォーカス制御ユニットをさらに設けることで、パワーコントロールは同様であるが、フォーカスに優れた露光装置を提供することができる。
【００５９】
（実施の形態３）
図８に本発明の実施の形態３の光ディスク原盤の露光装置の概略模式図を示す。
【００６０】
本実施の形態３において、パワーコントロール及びフォーカス位置制御については、前述の実施の形態２と同様の方法を用いたが、本実施の形態３では、必要な箇所に偏光子を設けている。以下、この偏光子の設置位置と目的について説明する。
【００６１】
光源１００、ミラー１０５、１０６の劣化に伴う偏光状態の変動を抑制するために、パワーコントロール部２０１の直前に偏光子２３３（第２偏光子）として、消光比が０．０１の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）を設置している。
【００６２】
また、パワーコントロール部２０１、信号変調部１０２の劣化に伴う偏光状態の変動を抑制するために、信号偏向部１０３の直前に偏光子２３２として、消光比が０．００１のプリズムを設置している。
【００６３】
すなわち、本実施の形態で用いる偏光子は、その消光比を０．００１〜０．０１としている。
【００６４】
また、信号偏向部１０３、ミラー１０８、ビーム成形部１０４、ミラー１０９の劣化に伴う偏光状態の変動を抑制し、かつ一部透過ミラー１１０、１１１の反射或いは透過光量の変動を抑制するために、一部透過ミラー１１０の直前に偏光子２２８として、消光比が０．０１の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）を設置している。
【００６５】
また、偏光子２２８と一部透過ミラー１１０の間にλ／２板２２９を設置し、一部透過ミラー１１１の直前にλ／２板２３０を設置し、ダイクロイックミラー１１２の直前にλ／４板２３１を設置した。
【００６６】
なお、消光比とは、デバイスに光を入射させたときのｐ偏光成分とｓ偏光成分とのパワー比である。
【００６７】
また、偏光子２２８の消光比Ｒ１、偏光子２３２の消光比Ｒ２、偏光子２３３の消光比Ｒ３の関係を、Ｒ１，Ｒ３＞Ｒ２としている。これは信号偏向部１０３にＥＯディフレクターを用いており、その偏向効率を高めるためである。
【００６８】
偏光子２３３はビームの透過光量が最大になるように回転角度を調整し、偏光子２３２はビームの透過光量が最大になるように回転角度を調整した後、信号偏向部１０３をその透過光量が最大になるように回転角度を調整し、偏光子２２８はビームの透過光量が最大になるように回転角度を調整した。
【００６９】
また、λ／２板２２９は一部透過ミラー１１０が最大反射となるように回転角度を調整し、λ／２板２３０は一部透過ミラー１１１が最大透過となるように回転角度を調整し、λ／４板２３１は透過したビームが円偏光になるように回転角度を調整した。λ／２板、λ／４板は、それぞれ波長板の一例である。
【００７０】
その後、前述の実施の形態２と同様にスタンパーに関するデータを評価したところ、本実施の形態３のＣＣＤディテクタ１２４ｂの信号変動は約２％となり、従来の信号変動の約２５％に低減できた。また、ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）を用いた溝幅の変動は約３％なり、従来の溝幅の変動の約３０％に更に低減できた。
【００７１】
また、この状態で２４時間稼動１ヶ月間マスタリングを続けた後にデータを評価したところ、ＣＣＤディテクタ１２４ｂの信号変動が約４％、またＡＦＭを用いた溝幅の変動は約８％と前述の実施の形態１と同レベルへの劣化がみられたが、図８における偏光子２２８、２３２及び２３３のみを上下及び左右方向にシフトさせた後、同様のデータを評価したところ、ＣＣＤディテクタ１２４ｂの信号変動が約２％、ＡＦＭを用いた溝幅の変動は約３％と、１ヶ月間マスタリング前の状態に復帰させることができた。
【００７２】
なお、露光装置の光学系の一部或いは全部を密閉し、ケミカルフィルターを通過させたドライエアーを循環させることにより、偏光子、ミラー、及び信号偏向部等のデバイスの劣化速度を遅らせることができることを確認した。
【００７３】
このように、凸レンズ及びＣＣＤカメラ用及び４分割ディテクタ用一部透過ミラーの手前に偏光子を設置し、かつ信号偏向部の直前又はパワーコントロール部の直前に偏光子を設置し、光量が最大透過になるように回転角度調整してもよい。このように構成することにより、ミラー類、素子又はレンズ類にビームが一定時間以上照射されることによる焼けや、空気中を浮遊しているＳｉ等の付着物によりその表面状態が変質することによるビームの偏光状態が変化した場合でも、ミラーの反射或いは透過光量の変動を抑制することができる。また、偏光子をビームと偏光子の成す角を変化させずに、定期的に左右及び／又は上下方向にシフトすることにより、偏光子表面に不具合が発生した場合も、容易に最適状態に復帰させることができる。
【００７４】
（比較例）
前述の種々の実施の形態との比較として、本発明を使用せず、従来の光ディスク原盤の露光装置を用いて、ＢＤ−Ｒのマスタリングを行い、前述の実施の形態１同様のデータの評価を行ったところ、ＣＣＤディテクタ１２４ｂの信号変動は約８％、ＡＦＭを用いた溝幅の変動は約１０％となった。また、マスタリングしたスタンパーをディスク化した後の、ＢＤ−Ｒディスクの電気特性のパラメータΔＰＰは、０．０７であった。
【００７５】
これは反射ミラー、信号変調部等のデバイスの劣化、原盤の表面状態、原盤上に形成されるレジスト材の膜厚変動又は表面状態、或いはレジスト材自体の感度のバラツキにより露光パワー及びフォーカス状態が変動した結果である。これに対して本発明を用いることにより、露光状態が変化した場合でも、その変動を適切に修正できることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明を利用することにより、高精度なパワー及びフォーカス状態のコントロールが可能であり、かつ劣化に強い、即ちメインテナンス性に優れた露光方法及び露光装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００７７】
１００    光源
１０１，２０１  パワーコントロール部
１０１ａ，２０１ａ  パワーコントロールデバイス
１０１ｂ，１１０，１１１，２０１ｂ  一部透過ミラー
１０１ｃ，２０１ｃ  パワーコントロールディテクタ
１０１ｄ，２０１ｄ  パワーコントロールドライバー
１０２    信号変調部
１０３    信号偏向部
１０４    ビーム成形部
１０５，１０６，１０７，１０８，１０９，１１３，１１４  ミラー
１１２    ダイクロイックミラー
１２０    アクチュエータ
１２０ａ  対物レンズ
１２１    原盤
１２１ａ  レジスト層
１２３    非点収差光学系
１２４    ビームモニター系
１２４ａ  凸レンズ
１２４ｂ  ＣＣＤディテクタ
１２５    補助フォーカスサーボ光学系
２２３    非点収差光学系
２２３ａ  凸レンズ
２２３ｂ  シリンドリカルレンズ
２２３ｃ  ４分割ディテクタ
２２６    フォーカス制御部
２２６ａ  フォーカス差動アンプ
２２６ｂ  オフセット調整部
２２６ｃ  光量制御部
２２７    フォーカス制御ユニット
２２８，２３２，２３３  偏光子
２２９，２３０  λ／２板
２３１    λ／４板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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