(57)【要約】【課題】微細加工処理全体の加工効率を下げることなく、転写基板の凹凸パターンの反射光の中心軸のずれ量を高精度に評価可能な露光装置を提供する。【解決手段】レジスト層１０１に選択的にレーザ光を露光する露光処理部１０と、レジスト層１０１が感光しないレーザ光を照射して反射光を検出するディテクタ１４と、検出信号のヒストグラムに表れる凸部領域から代表点を抽出する抽出部３２、３４、３５と、抽出された代表点を用いて、試験露光アシンメトリ値を算出するアシンメトリ算出部１６と、試験露光アシンメトリ値の変化を、スタンパアシンメトリ値の変化に対応付けた情報を記憶する内部メモリ１７ａを参照して、算出される試験露光アシンメトリ値に対応付けられたスタンパアシンメトリ値が、所定の変動領域を超えているか否かを評価するアシンメトリ評価部１７とを備える。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に成膜されたレジスト層が露光されて感光した感光領域が現像処理されることで微細加工される基板のレジスト層に、所定の走査方向に並んだ凹凸パターンに対応させて選択的に第１のレーザ光を露光する露光処理部と、
上記第１のレーザ光を上記レジスト層に照射した基板上に対して、該レジスト層が感光しない第２のレーザ光を照射し、該第２のレーザ光の反射光を検出する検出部と、
上記検出部により検出した検出信号のヒストグラムに表れる凸部領域から、上記所定の走査方向に並んだ凹凸パターンのうち、最も小さい第１の凹凸パターンの感光領域に対応した反射光の信号波形の上下限値を示す代表点と、該第１の凹凸パターンより大きい第２の凹凸パターンの感光領域に対応した反射光の信号波形の上下限値を示す代表点をそれぞれ抽出する抽出部と、
上記抽出部により抽出された代表点を用いて、上記第１の凹凸パターンの感光領域に対応した反射光の信号波形の中心軸と、上記第２の凹凸パターンの感光領域に対応した反射光の信号波形の中心軸のずれ量を算出する算出部と、
上記算出部により算出される反射光の信号波形の中心軸のずれ量の変化を、上記現像処理されることで微細加工された基板の凹凸パターンが電鋳処理により転写される転写基板から検出される反射光の信号波形の中心軸のずれ量の変化に対応付けた情報を記憶する記憶部と、
上記記憶部に記憶された情報を参照して、上記算出部により算出される反射光の信号波形の中心軸のずれ量に対応付けられた上記転写基板上から検出される反射光の信号波形の中心軸のずれ量が、所定の変動領域を超えているか否かを評価する評価部とを備える露光装置。
【請求項２】
上記露光処理部は、上記露光領域が第１の現像時間で現像処理されることで微細加工されるレジスト層に、上記所定の走査方向に並んだ凹凸パターンに対応させて選択的に第１のレーザ光を照射して露光し、
上記記憶部は、上記第１の現像時間を含む現像時間の変化に対応付けて、上記算出部により算出される反射光の信号波形の中心軸のずれ量の変化に対応付けられた上記転写基板から検出される反射光の信号波形の中心軸のずれ量の変化を示す情報を記憶しており、
上記判定部は、上記記憶部に記憶された情報を参照して、上記第１の現像時間と上記算出部により算出される反射光の信号波形の中心軸のずれ量とに対応付けられた上記転写基板上から検出される反射光の信号波形の中心軸のずれ量が、上記所定の変動領域を超えているか否かを判定する請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
上記評価部により所定の変動領域を超えていると評価したとき、上記転写基板上から検出される反射光の信号波形の中心軸のずれ量が、上記所定の変動領域内となるように、上記露光処理部により照射する上記第１のレーザ光のレーザーパワーを制御する制御部を更に備える請求項１又は２記載の露光装置。
【請求項４】
上記レジスト層は、上記感光領域が熱変形により厚み方向に膨張する材料であり、
上記露光処理部は、上記レジスト層に、上記所定の走査方向に並んだ凹凸パターンに対応させて選択的に第１のレーザ光を照射して露光する請求項１乃至３のうちいずれか１項記載の露光装置。
【請求項５】
上記露光処理部は、上記基板のレジスト層に、光ディスクの記録信号を示す凹凸パターンに対応させて選択的に第１のレーザ光を照射して露光し、
上記算出部は、上記検出部による検出結果から、上記所定の走査方向に並んだ凹凸パターンのうち、上記記録信号の最小符号長を示す上記第１の凹凸パターンの感光領域に対応した反射光の信号波形の中心軸と、該記録信号の最大符号長を示す上記第２の凹凸パターンの感光領域に対応した反射光の信号波形の中心軸のずれ量を示すアシンメトリ値を算出する請求項４記載の露光装置。
【請求項６】
基板上に成膜されたレジスト層が露光されて感光した感光領域が現像処理されることで微細加工される基板のレジスト層に、所定の走査方向に並んだ凹凸パターンに対応させて選択的に第１のレーザ光を照射した基板上に対して、上記レジスト層が感光しない第２のレーザ光を照射し、該第２のレーザ光の反射光を検出する検出ステップと、
上記検出ステップにより検出した電圧信号のヒストグラムに表れる凸部領域から、上記所定の走査方向に並んだ凹凸パターンのうち、最も小さい第１の凹凸パターンの感光領域に対応した反射光の信号波形の上下限値を示す代表点と、該第１の凹凸パターンより大きい第２の凹凸パターンの感光領域に対応した反射光の信号波形の上下限値を示す代表点をそれぞれ抽出する抽出ステップと、
上記抽出ステップにより抽出された代表点を用いて、上記第１の凹凸パターンの感光領域に対応した反射光の信号波形の中心軸と、上記第２の凹凸パターンの感光領域に対応した反射光の信号波形の中心軸のずれ量を算出する算出ステップと、
上記算出ステップにより算出される反射光の信号波形の中心軸のずれ量の変化を、上記現像処理されることで微細加工された基板の凹凸パターンが電鋳処理により転写される転写基板から検出される反射光の信号波形の中心軸のずれ量の変化に対応付けた情報を記憶する記憶部に記憶された情報を参照して、上記算出ステップにより算出される反射光の信号波形の中心軸のずれ量に対応付けられた上記転写基板から検出される反射光の信号波形の中心軸のずれ量が、所定の変動領域を超えているか否かを判定する判定ステップとを有する露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光処理により感光した感光領域が現像処理されることで微細加工される基板に成膜されたレジスト層に対して、レーザ光を露光する露光装置、及び、露光方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ディスクの高密度化が進み、例えば高密度光ディスクとしてブルーレイディスク（Blu-ray Disc：登録商標）が普及しつつある。
【０００３】
既に広く普及しているＤＶＤ（Digital Versatile Disc）が、１枚（１記録層）の記録容量が４．７ＧＢ（Giga Byte）であったところ、ブルーレイディスクではその記録容量が２５ＧＢと大きく増大している。
【０００４】
このような高密度化は、光ディスク製造用スタンパに凹凸パターンを転写する光ディスク原盤のマスタリング工程において、ピットパターンを微細化することで可能になっている。
【０００５】
例えば、ブルーレイディスクのマスタリング工程においては高密度化を図るため、遷移金属の不完全酸化物を含むレジスト層を選択的に露光し、現像して所定の形状にパターニングすることで、ディスク原盤のピットパターンを形成している（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３１５９８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、光ディスクは、記録信号の最小符号長に対応した反射光の信号波形の中心軸と、最大符号長に対応した反射光の信号波形の中心軸のずれ量を示すアシンメトリ値が所定の範囲内に収まっていることが、信号特性上要求される。
【０００８】
光ディスクにおいてアシンメトリ値を調整するには、光ディスク原盤作成時の光感光レジスト感度、記録時の照度条件、現像条件等の要素に加え、光ディスク原盤を用いて作成される光ディスク製造用スタンパの製造条件等に左右されることが知られている。また、その光ディスク原盤上の特性値と、光ディスク製造用スタンパの特性値が異なっていることも知られている。
【０００９】
このため、従来の光ディスク原盤行程において、光ディスク製造用スタンパのアシンメトリ値の制御は容易ではなく、光ディスク原盤を用いて作成された光ディスク製造用スタンパでのアシンメトリ値を次のような手法により推測する手立てが行われていた。その手法の多くは、光ディスク原盤を全面あるいは一部に記録、現像行程などを経た後、光ピックアップを用いて現像処理された光ディスク原盤のアシンメトリ値を測定して、既知の光ディスク製造用スタンパのアシンメトリ値との相関から推定する方法がある。また、現像行程後、または現像行程中に、光ディスク原盤に対して照射されたレーザー光などの光回折光を観測することにより、間接的に光ディスク製造用スタンパのアシンメトリ値を推定する方法などが用いられていた。前者においては、光ディスク製造用スタンパ上での管理パラメータ測定と同一パラメータを原盤上で測定可能だが、リアルタイムでのフィードバックが困難である。後者においては光回折光観測は光ディスク製造用スタンパと同一のパラメータを測定しない間接測定であり、光ディスク製造用スタンパでのアシンメトリ値とは、ある条件下での相関を基に推定を行っているため、管理誤差が大きくなってしまった。
【００１０】
また、光ディスク原盤の製造を含む微細加工工程においては、加工処理後の基板や転写処理された基板の凹凸パターンの反射光の信号波形の中心軸のずれ量を指標として品質評価するため、このずれ量をできるだけ初期工程で推定することが望まれる。
【００１１】
本発明は、この実情に鑑みて提案されたものである。本発明は、感光領域が現像されることで微細加工されるレジスト層に対する露光処理において、微細加工処理全体の加工効率を下げることなく、転写基板の凹凸パターンの反射光の中心軸のずれ量を高精度に評価可能な露光装置及び露光方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決するための手段として、本発明に係る露光装置は、基板上に成膜されたレジスト層が露光されて感光した感光領域が現像処理されることで微細加工される基板のレジスト層に、所定の走査方向に並んだ凹凸パターンに対応させて選択的に第１のレーザ光を露光する露光処理部と、第１のレーザ光をレジスト層に照射した基板上に対して、レジスト層が感光しない第２のレーザ光を照射し、第２のレーザ光の反射光を検出する検出部と、検出部により検出した検出信号のヒストグラムに表れる凸部領域から、所定の走査方向に並んだ凹凸パターンのうち、最も小さい第１の凹凸パターンの感光領域に対応した反射光の信号波形の上下限値を示す代表点と、第１の凹凸パターンより大きい第２の凹凸パターンの感光領域に対応した反射光の信号波形の上下限値を示す代表点をそれぞれ抽出する抽出部と、抽出部により抽出された代表点を用いて、第１の凹凸パターンの感光領域に対応した反射光の信号波形の中心軸と、第２の凹凸パターンの感光領域に対応した反射光の信号波形の中心軸のずれ量を算出する算出部と、算出部により算出される反射光の信号波形の中心軸のずれ量の変化を、現像処理されることで微細加工された基板の凹凸パターンが電鋳処理により転写される転写基板から検出される反射光の信号波形の中心軸のずれ量の変化に対応付けた情報を記憶する記憶部と、記憶部に記憶された情報を参照して、算出部により算出される反射光の信号波形の中心軸のずれ量に対応付けられた転写基板上から検出される反射光の信号波形の中心軸のずれ量が、所定の変動領域を超えているか否かを評価する評価部とを備える。
【００１３】
また、本発明に係る露光方法は、基板上に成膜されたレジスト層が露光されて感光した感光領域が現像処理されることで微細加工される基板のレジスト層に、所定の走査方向に並んだ凹凸パターンに対応させて選択的に第１のレーザ光を照射した基板上に対して、レジスト層が感光しない第２のレーザ光を照射し、第２のレーザ光の反射光を検出する検出ステップと、検出ステップにより検出した電圧信号のヒストグラムに表れる凸部領域から、所定の走査方向に並んだ凹凸パターンのうち、最も小さい第１の凹凸パターンの感光領域に対応した反射光の信号波形の上下限値を示す代表点と、第１の凹凸パターンより大きい第２の凹凸パターンの感光領域に対応した反射光の信号波形の上下限値を示す代表点をそれぞれ抽出する抽出ステップと、抽出ステップにより抽出された代表点を用いて、第１の凹凸パターンの感光領域に対応した反射光の信号波形の中心軸と、第２の凹凸パターンの感光領域に対応した反射光の信号波形の中心軸のずれ量を算出する算出ステップと、算出ステップにより算出される反射光の信号波形の中心軸のずれ量の変化を、現像処理されることで微細加工された基板の凹凸パターンが電鋳処理により転写される転写基板から検出される反射光の信号波形の中心軸のずれ量の変化に対応付けた情報を記憶する記憶部に記憶された情報を参照して、算出ステップにより算出される反射光の信号波形の中心軸のずれ量に対応付けられた転写基板から検出される反射光の信号波形の中心軸のずれ量が、所定の変動領域を超えているか否かを判定する判定ステップとを有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、レジスト層に照射した基板上に対して第２のレーザ光の反射光を検出した電圧信号のヒストグラムに表れる特性を利用して、凹凸パターンの幅に応じた反射光の信号波形の中心軸のずれ量を精度良く算出できる。本発明は、微細加工される基板と転写基板と間での、凹凸パターンの幅に応じた反射光の中心軸のずれ量の相関関係を利用して、微細加工処理全体の加工効率を下げることなく、転写基板の凹凸パターンの幅に応じた反射光の中心軸のずれ量を高精度に評価できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】光ディスク原盤の製造方法について説明するための図である。
【図２】光ディスク製造用のスタンパの製造方法について説明するための図である。
【図３】本発明が適用された露光装置の構成について説明するための図である。
【図４】信号波形からアシンメトリ値の算出処理について説明するための図である。
【図５】フォトディテクタにより観測される符号長の信号波形について説明するための図である。
【図６】アシンメトリ算出部の構成について説明するための図である。
【図７】符号長別のヒストグラムから、最小符号長、最大符号長に対応するトップレベル、ボトムレベルを抽出する処理について説明するための図である。
【図８】試験露光アシンメトリ値の変化に応じたスタンパアシンメトリ値の特性について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。
【００１７】
本発明が適用された露光装置は、感光領域が現像処理されることで微細加工される基板に成膜されたレジスト層に、レーザ光を露光する装置である。
【００１８】
まず、本発明が適用された露光装置の具体的な構成の説明に先立ち、この露光装置を用いた微細加工処理の具体例として、光ディスク原盤の製造方法について、図１を参照して説明する。すなわち、説明は以下の順序で行う。
１．光ディスク原盤の製造方法
２．露光装置
【００１９】
＜１．光ディスク原盤の製造方法＞
光ディスク原盤の製造方法は、上述したように、本発明が適用された露光装置を用いた微細加工処理の具体例である、図１に示すような、成膜工程と、露光工程と、現像工程とから構成される。
【００２０】
＜成膜工程＞
成膜工程では、遷移金属の不完全酸化物を含むレジスト層１０１を、基板１００上に成膜する。
【００２１】
具体的に、成膜工程では、図１（Ａ）に示すように、ガラス又はシリコンウエハなどの絶縁材料からなる基板１００の上に、スパッタリング法により、無機系のレジスト材料からなるレジスト層１０１を均一に成膜する。
【００２２】
レジスト層１０１に適用されるレジスト材料は、上述したように、遷移金属の不完全酸化物であって、例えば、タングステン(Ｗ)やモリブデン(Ｍｏ)などの酸化物を使用し、酸化比率は所望の感光度やピット形状、非感光領域の現像液耐性が得られる条件を選択する。
【００２３】
このような遷移金属の不完全酸化物は、紫外線又は可視光に対して吸収を示し、紫外線又は可視光を照射されることでその化学的性質が変化する。また、遷移金属の不完全酸化物からなるレジスト材料は、膜材料の微粒子サイズが小さいために非感光領域と感光領域との境界部のパターンが明瞭なものとなり、分解能を高めることができる。
【００２４】
また、レジスト材料を構成する具体的な遷移金属としては、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｒｕ、Ａｇ等が挙げられる。この中でも、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｂを用いることが好ましく、紫外線又は可視光により大きな化学的変化を得られるといった観点から特にＭｏ、Ｗを用いることが好ましい。
【００２５】
なお、遷移金属の不完全酸化物としては、１種の遷移金属の不完全酸化物の他に、第２の遷移金属を添加したもの、さらに複数種類の遷移金属を添加したもの、遷移金属以外の他の元素が添加されたもの等のいずれも用いてよい。
【００２６】
＜露光工程＞
露光工程では、成膜工程により基板１００上に成膜されたレジスト層１０１を、光ディスクの記録用信号の凹凸パターンに対応させて選択的に露光する。
【００２７】
具体的には、露光工程では、図１（Ｂ）に示すように、露光装置１を用いて、レジスト層１０１に光ディスクに記録する信号パターンに対応した選択的な露光を施し、レジスト層１０１を感光させる。
【００２８】
露光装置１には、具体的には後述するように、レジスト層が感光可能なレーザパワーのレーザ光を発生するビーム発生源が設けられ、これよりのレーザ光が、コリメータレンズ、ビームスプリッタ及び対物レンズを通じて、レジスト層１０１にフォーカシングされて照射する構成を有する。露光用のレーザとしては、ピット形状に応じた波長の光が用いられるが、例えば、波長４０５ｎｍのレーザを出射する発光ダイオードのレーザ光が用いられる。
【００２９】
＜現像工程＞
現像工程では、露光工程によりレジスト層１０１が感光した基板１００を現像して、レジスト層１０１に、凹凸パターンを形成する微細加工処理を行う。
【００３０】
具体的に、現像工程では、図１（Ｃ）に示すように、レジスト層１０１を現像することによって、基板１００上に、所定の凹凸パターン１０２を形成する。
【００３１】
現像処理としては、酸又はアルカリ等の液体によるウェットプロセスによって選択比を得ることが可能であり、使用目的、用途、装置設備等によって適宜使い分けることが可能である。ウェットプロセスに用いられるアルカリ現像液としては水酸化テトラメチルアンモニウム溶液、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、Ｎａ２ＣＯ３等の無機アルカリ水溶液等を用いることができ、酸現像液としては、塩酸、硝酸、硫酸、燐酸等を用いることができる。
【００３２】
また、ウェットプロセスの他、プラズマ又は反応性イオンエッチング（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ：ＲＩＥ）と呼ばれるドライプロセスによっても、ガス種及び複数のガスの混合比を調整することにより現像が可能である。
【００３３】
以上のようにして製造される光ディスク原盤１１０は、図２に示す電鋳工程と離型工程とにより、光ディスク製造用のスタンパ１２０に凹凸パターン１０２が反転した凹凸パターン１２１を転写するのに用いられる。
【００３４】
＜電鋳工程＞
電鋳工程では、基板１００上の凹凸パターン１０２に対して、電鋳処理を施してスタンパを形成する。具体的には、電鋳工程では、図２（Ａ）に示すように、光ディスク原盤１１０の凹凸パターン１０２上にスタンパ１２０として、例えば金属ニッケル膜を析出させる。
【００３５】
＜離型工程＞
離型工程では、電鋳工程により形成されたスタンパ１２０を光ディスク原盤１１０から離型する。すなわち、離型工程では、図２（Ｂ）に示すように、光ディスク原盤１１０から金属ニッケル膜からなるスタンパ１２０を剥離する。この離型工程により剥離されたスタンパ１２０には、光ディスク原盤１１０の凹凸パターン１０２の形状を反転した凹凸パターン１２１が転写されることとなる。
【００３６】
光ディスク製造用として製造されたスタンパ１２０を用いた光ディスクの製造工程は、次のとおりである。すなわち、光ディスクは、スタンパ１２０の凹凸パターン１２１上に、射出成型法によって熱可塑性樹脂であるポリカーボネートからなる樹脂製ディスク基板として成形されて、成型された樹脂製ディスク基板が剥離され、所定の加工処理が施されることで得られることとなる。
【００３７】
以上のようにして、露光装置１を用いた微細加工処理を適用することで、光ディスク製造用のスタンパ１２０に対して凹凸パターン１２１を転写する光ディスク原盤１１０を製造することができる。
【００３８】
＜２．露光装置＞
次に、本発明が適用された露光装置１の構成について図３を参照して説明する。露光装置１は、基板１００のレジスト層１０１に対して焦点距離が調整されたレーザ光を照射するフォーカスサーボ系の露光処理部１０として、レーザダイオード１１と、ビームスプリッタ１２と、レンズ系１３と、ディテクタ１４と、フォーカスサーボ制御部１５とを備える。
【００３９】
レーザダイオード１１は、微細加工の対象となる凹凸パターンの解像度に応じた波長のレーザ光を出射する。具体例として、レーザダイオード１１は、ブルーレイディスク（商標登録）で用いられる青紫色半導体レーザによる波長４０５ｎｍ程度の光ビームを出射するものとする。レーザダイオード１１は、レーザーパワーを調整することで、レジスト層１０１が感光可能なレーザ光を出射する。
【００４０】
ビームスプリッタ１２は、レーザダイオード１１からの出射光の光路上に設けられており、レーザダイオード１１からの出射光がレンズ系１３の光軸方向に透過され、レーザ光が照射されたレジスト層１０１からの反射光をディテクタ１４が検出可能に反射する。
【００４１】
レンズ系１３は、ビームスプリッタ１２を透過したレーザダイオード１１からの出射光を、基板１００上に成膜されたレジスト層１０１に集光する。このレンズ系１３には、集光位置までの焦点距離を調節するためのレンズ駆動部１３ａが設けられている。
【００４２】
ディテクタ１４は、例えば４つの独立した受光素子からなる４分割ディテクターが用いられ、ビームスプリッタ１２を介して、レーザ光が照射されたレジスト層１０１からの反射光を光電変換して、変換した電気信号を出力する。
【００４３】
フォーカスサーボ制御部１５は、ディテクタ１４により検出された検出信号に基づいて、レンズ系１３の焦点距離を調整するフォーカスドライブ信号を、レンズ駆動部１３ａに出力する。具体的に、フォーカスサーボ制御部１５は、予め最適な焦点距離となるように設定されたフォーカスオフセット値で示される焦点距離と、検出信号から得られる現実の焦点距離との誤差がなくなるような制御信号をフォーカスドライブ信号として出力する。
【００４４】
以上のような構成からなる露光装置１のフォーカスサーボ系では、フォーカスオフセット値で示される焦点距離に追従するように、レンズ系１３が制御される。
【００４５】
以上のような構成に加え、露光装置１は、微細加工処理全体の加工効率を下げることなく、微細加工処理後に転写されるスタンパ１２０の凹凸パターン１２１のアシンメトリ値を高精度に評価するため、次のような処理部を備える。すなわち、露光装置１は、アシンメトリ算出部１６と、評価部１７と、レーザーパワー制御部１８とを備える。
【００４６】
アシンメトリ算出部１６は、レーザーパワーを複数条件設定して試験露光処理を施したレジスト層１０１に対して、感光しないレーザーパワーのレーザ光が照射されたときにディテクタ１４により検出される検出信号を用いて、アシンメトリ値を算出する。
【００４７】
ここで、試験露光とは、レジスト層１０１のうち、上述した露光工程により実際に所望とする記録信号に対応した凹凸パターンに対応させて感光させる記録用領域以外の領域に、試験信号に対応した凹凸パターンに対応させて感光させるものとする。この試験露光は、記録用領域のレジスト材料の物性を精度良く推定するために、記録用領域外でその近傍において行われるのが特に好ましい。
【００４８】
また、アシンメトリ値は、記録信号の最小符号長を示す凹凸パターンに対応した反射光の信号波形の中心軸と、記録信号の最大符号長を示す凹凸パターンに対応した反射光の信号波形の中心軸のずれ量である。具体的に、アシンメトリ値は、図４に示すように、最長符号長信号のＴｏｐ値ＬＴ、Ｂｏｔｔｏｍ値ＬＢ、最小符号長信号のＴｏｐ値ＳＴ、Ｂｏｔｔｏｍ値ＬＢを独立に測定し、下記式による計算により得られる値Ａｍである。
【００４９】
Ａｍ＝｛（ＩＬＴ＋ＩＬＢ）−（ＩＳＴ＋ＩＳＢ）｝／｛２×（ＩＬＴ−ＩＬＢ）｝
ここで、ＩＬＴ、ＩＬＢは、それぞれ記録信号の最小符号長に対応した反射光の信号波形のトップレベルとボトムレベルである。
【００５０】
ＩＳＴ、ＩＳＬは、それぞれ記録信号の最大符号長に対応した反射光の信号波形のピークレベルとボトムレベルである。
【００５１】
本実施形態においては、最小符号長を２Ｔとし、最大符号長を８Ｔとして、２Ｔから８ＴまでＴ刻みの長さで割り当てた各符号長で、光ディスクに記録される記録信号を表現するものとする。また、便宜上、感光しないレーザーパワーのレーザ光が照射されたときに算出されるアシンメトリ値を「試験露光アシンメトリ値」と呼ぶ。また、試験露光アシンメトリ値が変化するのは、遷移金属の不完全酸化物を含んだレジスト層１０１が、感光可能なレーザ光の照射によって生じる熱変形により厚み方向に膨張する特性を有するからである。
【００５２】
このようなピークレベルとボトムレベルとは、ディテクタ１４により検出される反射光の時間応答から測定可能であるが、しかし、図５に示すようにして各符号長の波形が、アイパターンとして観測されるため、ＳＮ比が悪いと精度良く測定することができない。
【００５３】
アシンメトリ算出部１６は、精度良くアシンメトリ値を算出するため、具体的には、図６に示すような信号処理系を有している。すなわち、アシンメトリ算出部１６は、入力バッファ２１と、スライサ２２と、クロック発振器２３と、符号長判定部２４と、デジタイザ２５と、ヒストグラム作成部２６とを備える。更に、アシンメトリ算出部１６は、２Ｔヒストグラム記憶部３１と、平均値判定部３２と、８Ｔヒストグラム記憶部３３と、Ｔｏｐ値判定部３４と、Ｂｏｔｔｏｍ値判定部３５と、演算部３６とを備える。
【００５４】
入力バッファ２１は、ディテクタ１４により検出された反射光を光電変換した検出信号を、スライサ２２とデジタイザ２５とに供給する。
【００５５】
スライサ２２は、入力バッファ２１から供給された信号波形に対して、所定のスライスレベルで２値化し、２値化した検出信号を符号長判定部２４に供給する。ここで、スライスレベルは、例えば、入力バッファ２１から供給された信号波形の上下限値の略中心の値が設定される。
【００５６】
クロック発振器２３は、必ずしもディテクタ１４の検出信号に同期している必要はないが、この検出信号の信号波形の情報をサンプリング定理を満たす十分高い周波数のクロック信号を発信して、符号長判定部２４とデジタイザ２５とにそれぞれ出力する。
【００５７】
符号長判定部２４は、スライサ２２から供給された２値化信号のパルス幅、クロック発振器２３で発信されるクロックでカウントして、カウントした数に基づいて、ディテクタ１４の検出信号の各時間における符号長を判別する。
【００５８】
デジタイザ２５は、入力バッファ２１から供給される信号を、クロック発振器２３で発信されるクロックでサンプリングして、サンプリングされた電圧データをヒストグラム作成部２６に供給する。
【００５９】
ヒストグラム作成部２６は、符号長判定部２４による判定結果に基づいて、デジタイザ２５から供給される電圧データに対して、各符号長毎に、電圧値を横軸として発生頻度を縦軸としたヒストグラムを作成する。
【００６０】
ここで、判別された符号長別のヒストグラムは、図７（Ａ）に示すような分布が得られる。この図７（Ａ）は最小符号長波形の電圧分布ヒストグラムＨＳと、最長符号長波形の電圧分布ヒストグラムＨＬを表しており、中央に高くピークを持つものが最小符号長、両端にピークを持つものが最長符号長のヒストグラムである。
【００６１】
ヒストグラム作成部２６は、最小符号長２Ｔに対応した電圧分布ヒストグラムを、２Ｔヒストグラム記憶部３１に記憶し、最大符号長８Ｔに対応した電圧分布ヒストグラムを、８Ｔヒストグラム記憶部３１に記憶する。
【００６２】
平均値判定部３２は、２Ｔヒストグラム記憶部３１に記憶された電圧分布ヒストグラムＨＳから、試験露光アシンメトリ値の算出に必要な値として、記録信号の最小符号長に対応した信号波形のトップレベルＩＬＴとボトムレベルＩＬＢとの合計値を抽出する。
【００６３】
具体的には、平均値判定部３２は、図７（Ｂ）に示すように、電圧分布ヒストグラムＨＳに表れる２つの凸部付近が正規分布に近似していると仮定する。そして、平均値判定部３２は、各凸部のピーク値からやや下の部分、たとえばピーク値からピーク値を３分の２にした図中Ｇ位置の値までの分布データを加重平均する。平均値判定部３２は、このように加重平均を算出することで、トップレベルＩＬＴとボトムレベルＩＬＢとの合計値、すなわち、最小符号長に対応した信号波形の平均値を判定する。
【００６４】
なお、平均値判定部３２は、電圧分布ヒストグラムＨＳに表れる２つの凸部から、トップレベルＩＬＴとボトムレベルＩＬＢとを表す代表点である図中のＥ、Ｆの位置の値を抽出する演算であれば、他の演算手法を用いてもよい。例えば、平均値判定部３２は、電圧分布ヒストグラムＨＳに表れる２つの凸部の分布領域から、最頻度値を使用する方法や中央値を用いる方法、ｎ次曲線近似をとってその極大値とする方法により、代表点を抽出してもよい。
【００６５】
Ｔｏｐ値判定部３４とＢｏｔｔｏｍ値判定部３５とは、８Ｔヒストグラム記憶部３１に記憶された電圧分布ヒストグラムＨＳから、記録信号の最大符号長に対応した信号波形のトップレベルＩＬＴとボトムレベルＩＬＢとをそれぞれ抽出する。
【００６６】
具体的に、Ｔｏｐ値判定部３４は、図７（Ｃ）に示すように、スライスレベル値Ｄより左右に分け、電圧分布ヒストグラムＨＳに表れる凸部付近が正規分布に近似していると仮定し、ピーク位置Ｂよりやや下の部分までからやや下の部分、たとえばピーク値からピーク値を３分の２にした図中Ｃ位置の値までの分布データを加重平均する。Ｔｏｐ値判定部３４は、このように加重平均を算出することで、トップレベルＩＬＴを抽出する。
【００６７】
Ｂｏｔｔｏｍ値判定部３４は、図７（Ｃ）に示すように、スライスレベル値Ｄより左右に分け、電圧分布ヒストグラムＨＳに表れる凸部付近が正規分布に近似していると仮定し、ピーク位置Ａよりやや下の部分までからやや下の部分、たとえばピーク値からピーク値を３分の２にした図中Ｃ位置の値までの分布データを加重平均する。Ｂｏｔｔｏｍ値判定部３４は、このように加重平均を算出することで、ボトムレベルＩＬＢを抽出する。
【００６８】
なお、Ｔｏｐ値判定部３４とＢｏｔｔｏｍ値判定部３５とは、電圧分布ヒストグラムＨＬに表れる２つの凸部から、トップレベルＩＬＴとボトムレベルＩＬＢとを表す代表点である図柱のＥ、Ｆの位置の値を抽出する演算であれば、他の演算手法を用いてもよい。例えば、Ｔｏｐ値判定部３４とＢｏｔｔｏｍ値判定部３５とは、電圧分布ヒストグラムＨＬに表れる２つの凸部の分布領域から、最頻度値を使用する方法や中央値を用いる方法、ｎ次曲線近似をとってその極大値とする方法により、代表点を抽出してもよい。
【００６９】
演算部３６は、平均値判定部３２で判定されたトップレベルＩＬＴとボトムレベルＩＬＢとの合計値、Ｔｏｐ値判定部３４で判定されたトップレベルＩＬＴ、及び、Ｂｏｔｔｏｍ値判定部３５で判定されたボトムレベルＩＬＢを用いて、試験露光アシンメトリ値を算出する。
【００７０】
以上のような構成によりアシンメトリ算出部１６は、検出信号のＳＮ比が悪くても、電圧分布ヒストグラムに表れる凸部から代表点を抽出する。これにより、アシンメトリ算出部１６は、試験露光処理が施されたレジスト層１０１からの反射光の信号特性を示すアシンメトリ値を精度良く算出することができる。
【００７１】
アシンメトリ評価部１７は、当該アシンメトリ評価部１７に設けられた内部メモリ１７ａの情報を参照して、試験露光された光ディスク原盤１１０から作成されるスタンパ１２０から検出されるアシンメトリ値が、所定の変動領域を超えているか否かを評価する。なお、以下では、便宜上、スタンパ１２０の凹凸パターンに照射した光の反射光から検出されるアシンメトリ値をスタンパアシンメトリ値と呼ぶ。
【００７２】
具体的に、内部メモリ１７ａには、アシンメトリ算出部１６により算出される試験露光アシンメトリ値の変化を、試験露光された光ディスク原盤１１０から作成されるスタンパ１２０から検出されるスタンパアシンメトリ値に対応付けた情報を記憶する。
【００７３】
内部メモリ１７ａは、具体的に図８（Ａ）に示すような情報を記憶する。図８は、試験露光され現像処理前の光ディスク原盤１１０を用いて測定を行った試験露光アシンメトリ値と、その原盤を用いて作成したスタンパ１２０を測定して得られたスタンパアシンメトリ値との相関を示した図である。この図８（Ａ）から明らかなように、光ディスク原盤１１０とその原盤を用いて作成したスタンパ１２０のアシンメトリ値には良い相関を得ることができる。
【００７４】
特に、内部メモリ１７ａは、図８で得られる相関関係を直線近似した関数を記憶することが、記憶容量の低減から好ましい。ここで、直線を一般にｙ＝ａｘ＋ｂとして記述すると、ａはゲイン、ｂはオフセットである。一般に、試験露光処理後で現像処理前の光ディスク原盤１１０からの測定時と、スタンパ１１２０からの測定時には、検出ピックアップ特性などの影響によりゲインは１とならず、たとえば１よりも小さい値を持つ。ゲインに関しては測定するシステムが一定とすると、製造等の条件が変わった場合でもほぼ同じ値を持つが、極端に変わった場合はゲイン調整を行うことが好ましい。
【００７５】
オフセットｂに関しては製造上のパラメータ変更やその変動により影響を受け、その値が変化するため、製造条件に応じて設定することが好ましい。
【００７６】
このようにして、オフセットｂが製造条件により変化するため、内部メモリ１７ａは、原盤製造工程で用いられる現像時間を含む現像時間の変化に対応付けて、試験露光アシンメトリ値とスタンパアシンメトリ値との相関関係を示す情報を記憶することが好ましい。この場合、内部メモリ１７ａは、図８（Ｂ）に示すような情報を記憶する。図８（Ｂ）は、相関直線が上側にきている点線は現像設定時間が、任意の基準時間に対して遅い場合に得られる相関直線であり、また、下側にある相関直線は現像設定時間が任意の基準時間に対して早い場合に得られる相関直線である。
【００７７】
アシンメトリ評価部１７は、内部メモリ１７ａに記憶されている情報を参照して、アシンメトリ算出部１６により算出された試験露光アシンメトリ値から、スタンパ１２０から測定されるスタンパアシンメトリ値を精度良く推定することができる。
【００７８】
さらに、アシンメトリ評価部１７は、推定されたスタンパ１２０から測定されるスタンパアシンメトリ値が、所定の変動領域を超えているか否かを評価する。ここで、アシンメトリ値は、凹凸パターンの幅に起因した信号特性であり、光ディスクなどの信号再生処理を誤りなく行う観点から、所定の領域内で収まっていることが望まれる。
【００７９】
このようにして、アシンメトリ評価部１７は、良好な信号特性が得られているかを評価する評価指標であるスタンパアシンメトリ値を、試験露光後で現像処理前の光ディスク原盤１１０から精度良く推定して評価することができる。
【００８０】
特に、アシンメトリ評価部１７は、現像時間の変化に応じた変動を考慮してスタンパアシンメトリ値を推定するので、光ディスク原盤製造工程を安定化させるための評価指標をユーザに対して提供することが可能となる。
【００８１】
レーザーパワー制御部１８は、アシンメトリ評価部１７により変動領域を超えていると評価したとき、スタンパアシンメトリ値が、この変動領域内となるようにレーザダイオード１１により露光工程で照射するレーザーパワーを制御する。
【００８２】
具体的に、レーザーパワー制御部１８は、アシンメトリ評価部１７によりスタンパアシンメトリ値が所定の変動領域内になると判定されるまで、レーザーパワーを変動させて試験露光を行うことで、アシンメトリ算出部１６により試験露光アシンメトリ値を算出させる。
【００８３】
このようにして、レーザーパワー制御部１８は、アシンメトリ値の変動に大きな影響をもたらすレーザーパワーを調整することで、所望とする信号特性を実現するような露光処理を実現する。
【００８４】
以上のようにして、本発明が適用された露光装置１は、アシンメトリ算出部１６が、ディテクタ１４により検出した電圧信号のヒストグラムに表れる特性を利用して、凹凸パターンの幅に応じた反射光の信号波形の中心軸のずれ量を精度良く算出できる。そして、露光装置１は、光ディスク原盤１１０とスタンパ１２０と間でのアシンメトリ値の相関関係を利用して、現像工程前にスタンパ１２０から測定されるアシンメトリ値を高精度に評価できる。すなわち、露光装置１は、光ディスク原盤１１０の製造に係る微細加工処理全体の加工効率を下げることなく、スタンパ１２０から測定されるアシンメトリ値を高精度に評価できる。
【００８５】
また、本発明が適用される露光装置は、上述した光ディスク原盤の製造工程以外にも適用可能である。
【００８６】
例えば、本発明が適用される露光装置は、感光領域が現像処理されることで微細加工される基板に成膜されたレジスト層に、記録信号以外にも、所定の走査方向に並んだ凹凸パターンに対応させて選択的にレーザ光を照射して露光する処理にも適用可能である。この微細加工処理において、アシンメトリ値に対応する評価値として、最も幅が小さい第１の凹凸パターンに対応した反射光の信号波形の中心軸と、第１の凹凸パターンより幅が大きい第２の凹凸パターンに対応した反射光の信号波形の中心軸のずれ量を用いればよい。
【００８７】
このようにして、本発明が適用される露光装置は、レジスト層に照射した基板上に対して第２のレーザ光の反射光を検出した検出信号のヒストグラムに表れる特性を利用して、凹凸パターンの幅に応じた反射光の信号波形の中心軸のずれ量を精度良く算出できる。露光装置は、微細加工される基板と転写基板と間での、凹凸パターンの幅に応じた反射光の中心軸のずれ量の相関関係を利用して、微細加工処理全体の加工効率を下げることなく、転写基板の凹凸パターンの幅に応じた反射光の中心軸のずれ量を高精度に評価できる。結果として、露光装置は、加工処理後の基板や転写処理された基板の凹凸パターンの反射光の信号波形の中心軸のずれ量を指標として、転写基板の品質を高精度に評価することができる。
【００８８】
また、露光装置１では、感光領域が他の領域に対して熱変形により厚み方向に膨張するレジスト層に対して露光処理を行っているが、例えば収縮したりなど、感光領域の特性が変化するレジスト層に対して露光工程を施すもの以外にも適用可能である。すなわち、露光装置は、露光工程により屈折率などの物性が変化するレジスト層が成膜された基板に対しても、感光しないレーザーパワーのレーザ光によりこの物性の変化を検出する。そして、露光装置は、微細加工される基板と転写基板と間での、凹凸パターンの幅に応じた反射光の中心軸のずれ量の相関関係を利用して、転写基板の凹凸パターンの幅に応じた反射光の中心軸のずれ量を評価してもよい。
【符号の説明】
【００８９】
１  露光装置、１０  露光処理部、１１  レーザダイオード、１２  ビームスプリッタ、１３  レンズ系、１３ａ  レンズ駆動部、１４  ディテクタ、１５  フォーカスサーボ制御部、１６  アシンメトリ算出部、１７  アシンメトリ評価部、１７ａ  内部メモリ、１８  レーザーパワー制御部、２１  入力バッファ、２２  スライサ、２３  クロック発振器、２４  符号長判定部、２５  デジタイザ、２６  ヒストグラム作成部、３１  ２Ｔヒストグラム記憶部、３２  平均値判定部、３３  ８Ｔヒストグラム記憶部、３４  Ｔｏｐ値判定部、３５  Ｂｏｔｔｏｍ値判定部、３６  演算部、１００  基板、１０１  レジスト層、１０２、１２１  凹凸パターン、１１０  光ディスク原盤、１２０  スタンパ
【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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