(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
載置された原盤にレーザー光を照射してパターンを露光形成する露光装置であって、
前記レーザー光を出射し、前記レーザー光のフォーカスを調整可能な光源装置と、
前記原盤の表面粗さ、前記原盤の傾きおよび前記原盤の偏心の少なくとも１つに応じた、前記原盤の表面と前記光源装置との相対的な位置関係を示す総合表面形状データを用いて、前記光源装置から出射されるレーザー光のフォーカスを調整する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記レーザー光のフォーカス誤差に応じた出力を行う誤差検出部と、
前記レーザー光が前記原盤の表面上で合焦している状態での前記誤差検出部からの出力に相当する目標値と、前記総合表面形状データに基づき生成された補正信号に基づくオフセット値とを加算する加算器と、
前記加算器による加算値と前記誤差検出部の出力との差分に基づき前記レーザー光のフォーカスを調整する制御演算部と、を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の露光装置において、
前記補正信号は、前記原盤の表面の位置に応じたテーブルまたは関数であることを特徴とする露光装置。
【請求項３】
載置された原盤にレーザー光を照射してパターンを露光形成する露光装置であって、
前記レーザー光を出射し、前記レーザー光のフォーカスを調整可能な光源装置と、
前記原盤の表面粗さ、前記原盤の傾きおよび前記原盤の偏心の少なくとも１つに応じた、前記原盤の表面と前記光源装置との相対的な位置関係を示す総合表面形状データを用いて、前記光源装置から出射されるレーザー光のフォーカスを調整する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記レーザー光のフォーカス誤差に応じた出力を行う誤差検出部と、
前記誤差検出部の出力に対して、前記総合表面形状データに基づく所定の演算処理を行うことで、前記レーザー光が前記原盤の表面上で合焦している状態での前記誤差検出部からの出力に相当する目標値を補正するオフセット値を算出する演算部と、
前記目標値と前記演算部により算出されたオフセット値とを加算する加算器と、
前記加算器による加算値と前記誤差検出部の出力との差分に基づき前記レーザー光のフォーカスを調整する制御演算部と、を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記光源装置はオプティカルピックアップであり、
前記総合表面形状データは、前記オプティカルピックアップにより測定されることを特徴とする露光装置。
【請求項５】
請求項４に記載の露光装置において、
前記オプティカルピックアップは、前記レーザー光のフォーカス誤差に応じた電圧を出力する光センサーを備え、
前記総合表面形状データは前記光センサーの出力に基づき測定されることを特徴とする露光装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の露光装置において、
前記オプティカルピックアップは、
前記レーザー光を前記原盤に出射する対物レンズと、
前記対物レンズを変位させるアクチュエーターと、を備え、
前記総合表面形状データは前記アクチュエーターに流れる電流に基づき測定されることを特徴とする露光装置。
【請求項７】
請求項１から３のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記総合表面形状データは変位計により測定されることを特徴とする露光装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記原盤は、円筒状または円柱状の原盤であることを特徴とする露光装置。
【請求項９】
請求項１から７のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記原盤は、平板状の原盤であることを特徴とする露光装置。
【請求項１０】
レーザー光を出射し、前記レーザー光のフォーカスを調整可能な光源装置を備え、載置された原盤に前記レーザー光を照射してパターンを露光形成する露光装置による露光方法であって、
前記原盤の表面粗さ、前記原盤の傾きおよび前記原盤の偏心の少なくとも１つに応じた、前記原盤の表面と前記光源装置との相対的な位置関係を示す総合表面形状データを用いて、前記光源装置から出射されるレーザー光のフォーカスを調整することを含み、
前記光源装置から出射されるレーザー光のフォーカスを調整することは、
誤差検出部が、前記レーザー光のフォーカス誤差に応じた出力を行うことと、
加算器が、前記レーザー光が前記原盤の表面上で合焦している状態での前記誤差検出部からの出力に相当する目標値と、前記総合表面形状データに基づき生成された補正信号に基づくオフセット値とを加算することと、
前記加算器による加算値と前記誤差検出部の出力との差分に基づき前記レーザー光のフォーカスを調整すること、とを含むことを特徴とする露光方法。
【請求項１１】
レーザー光を出射し、前記レーザー光のフォーカスを調整可能な光源装置を備え、載置された原盤に前記レーザー光を照射してパターンを露光形成する露光装置による露光方法であって、
前記原盤の表面粗さ、前記原盤の傾きおよび前記原盤の偏心の少なくとも１つに応じた、前記原盤の表面と前記光源装置との相対的な位置関係を示す総合表面形状データを用いて、前記光源装置から出射されるレーザー光のフォーカスを調整することを含み、
前記光源装置から出射されるレーザー光のフォーカスを調整することは、
誤差検出部が、前記レーザー光のフォーカス誤差に応じた出力を行うことと、
演算部が、前記誤差検出部の出力に対して、前記総合表面形状データに基づく所定の演算処理を行うことで、前記レーザー光が前記原盤の表面上で合焦している状態での前記誤差検出部からの出力に相当する目標値を補正するオフセット値を算出することと、
加算器が、前記目標値と前記演算部により算出されたオフセット値とを加算することと、
前記加算器による加算値と前記誤差検出部の出力との差分に基づき前記レーザー光のフォーカスを調整すること、とを含むことを特徴とする露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原盤にレーザー光を照射してパターンを露光形成する露光装置および露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
微細加工技術の１つとして、表面に微細なパターンが形成された平板状あるいは円筒状（円柱状）の原盤を樹脂シートなどに押し当てることで、原盤上の微細なパターンを樹脂シートなどに転写するナノインプリント技術がある。
【０００３】
特許文献１には、原盤の表面に微細なパターンを形成するための露光装置が開示されている。この露光装置は、円筒状の原盤を両端面から挟みこんで保持するスピンドルと、レーザービーム（レーザー光）を出射する光源とを備える。そして、表面に熱反応レジストまたは光反応レジストが塗布された原盤を回転させながら、光源から出射されたレーザービームを所望のパターンに合わせて原盤に照射（露光）して熱反応レジストまたは光反応レジストを反応させることで、所望のパターンを原盤の表面に形成する。また、この露光装置は、原盤で反射したレーザービームを受光面が４分割された４分割ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）ディテクタで受光し、受光結果に応じて、レーザービームのフォーカス制御を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−５６７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図５は、フォーカス制御を行う露光装置の構成の一例を示す図である。
【０００６】
図５に示す露光装置１００は、スピンドルモーター１１と、オプティカルピックアップ１２と、光センサー１３と、誤差演算部１４と、減算器１５０と、制御演算部１６と、増幅部１７とを備える。
【０００７】
スピンドルモーター１１は、円筒状（あるいは円柱状）の原盤１が載置され、載置された原盤１を円周方向に回転させる。
【０００８】
オプティカルピックアップ１２は、レーザー光をスピンドルモーター１１に載置された原盤１に向けて出射する。また、オプティカルピックアップ１２は原盤１の軸方向にスライド可能に設けられており、スピンドルモーター１１により原盤１を回転させつつ、オプティカルピックアップ１２を原盤１の軸方向に沿ってスライドさせることで、オプティカルピックアップ１２から出射されたレーザー光を原盤１の表面に照射することができる。原盤１の表面には、例えば、熱反応レジストまたは光反応レジストが塗布形成されており、レーザー光を照射することで、レーザー光が照射された部分の熱反応レジストまたは光反応レジストを反応させ、原盤１の表面の任意の領域にパターンを露光形成することができる。
【０００９】
オプティカルピックアップ１２は、レーザー光源１２１と、コリメータレンズ１２２と、偏光ビームスプリッタ１２３と、対物レンズ１２４と、アクチュエーター１２５と、シリンドリカルレンズ１２６とを備える。
【００１０】
レーザー光源１２１は、レーザー光を出力する。コリメータレンズ１２２は、レーザー光源１２１から出力されたレーザー光を平行光化して、偏光ビームスプリッタ１２３に出力する。
【００１１】
偏光ビームスプリッタ１２３は、コリメータレンズ１２２から出力されたレーザー光を対物レンズ１２４に向けて透過させる。また、偏光ビームスプリッタ１２３は、オプティカルピックアップ１２から出射されたレーザー光が原盤１で反射され、対物レンズ１２４を介して入射してきた反射光をシリンドリカルレンズ１２６に反射する。
【００１２】
対物レンズ１２４は、偏光ビームスプリッタ１２３を透過したレーザー光を集光して、原盤１に向けて出射する。アクチュエーター１２５は、対物レンズ１２４を原盤１に向かう方向に沿って変位させる（前後に移動させる）。対物レンズ１２４を変位させることで、出射されるレーザー光の焦点位置が変化する。したがって、オプティカルピックアップ１２は、レーザー光のフォーカスを調整可能である。
【００１３】
シリンドリカルレンズ１２６は、偏光ビームスプリッタ１２３により反射された光（原盤１からの反射光）を光センサー１３の受光面上に集光する。
【００１４】
光センサー１３は、シリンドリカルレンズ１２６からの光（原盤１からの反射光）を受光面にて受光し、受光した光に応じた出力を行うセンサーであり、例えば、４分割ＰＤ（Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｄｅ）である。この場合、光センサー１３は、図６に示すように、４つの領域（領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）に分割された受光面を備える。
【００１５】
原盤１に出射されたレーザー光が原盤１の表面上で合焦している場合には、光センサー１３の受光面で受光される光は、図７（ａ）に示すように、真円となり、領域Ａ〜Ｄで概ね均等となる。一方、原盤１に出射されたレーザー光が原盤１の表面上で合焦していない（レーザー光のフォーカスに誤差がある）場合には、光センサー１３の受光面で受光される光は、図７（ｂ）、（ｃ）に示すように、楕円形で斜めに傾いた形状となる。光センサー１３は、領域Ａ〜Ｄそれぞれに照射された光に対応する電圧ＶＡ〜ＶＤを誤差演算部１４に出力する。
【００１６】
誤差演算部１４は、原盤１に出射されるレーザー光のフォーカス誤差に応じた出力を行う。具体的には、誤差演算部１４は、以下の式（１）に基づき、原盤１に出射されるレーザー光のフォーカス誤差に応じた電圧（フォーカス誤差電圧）を算出し、算出したフォーカス誤差電圧を減算器１５０に出力する。
フォーカス誤差電圧＝（ＶＡ＋ＶＢ）−（ＶＣ＋ＶＤ）  ・・・式（１）
【００１７】
上述したように、原盤１に出射されるレーザー光が原盤１の表面上で合焦している場合には、光センサー１３の受光面で受光される光は真円となり、４つの領域に均等に光が照射される。そのため、式（１）により算出されるフォーカス誤差電圧は概ね、ゼロとなる。一方、原盤１に出射されるレーザー光が原盤１の表面上で合焦していない場合には、光センサー１３の受光面で受光される光は楕円形で斜めに傾いた形状となる。そのため、式（１）により算出されるフォーカス誤差電圧はゼロとならない。したがって、誤差演算部１４からは、原盤１に出射されるレーザー光のフォーカス誤差に応じたフォーカス誤差電圧が出力される。
【００１８】
減算器１５０は、目標値と誤差演算部１４の出力（フォーカス誤差電圧）との差分を算出し、算出した差分を制御演算部１６に出力する。目標値は、例えば、原盤１に出射されるレーザー光が原盤１の表面上で合焦している状態での誤差演算部１４の出力電圧に相当する値である。
【００１９】
制御演算部１６は、減算器１５０により算出された差分がゼロとなるように対物レンズ１２４を移動させるためのアクチュエーター１２５の制御信号を生成し、増幅部１７に出力する。なお、制御演算部１６は、例えば、比例積分制御（ＰＩＤ制御）に従い制御信号を生成する。
【００２０】
増幅部１７は、制御演算部１６から出力された制御信号を増幅して、アクチュエーター１２５に出力する。したがって、アクチュエーター１２５は、減算器１５０により算出された差分がゼロとなるように制御される。このように、露光装置１００は、フォーカス誤差を抑制するようにレーザー光の焦点位置を調整するオートフォーカス機能を備える。
【００２１】
しかしながら、図５に示す露光装置１００においても、フォーカス誤差を完全に取り除くことはできず、減算器１５０から誤差演算部１４に到るループ（フォーカスサーボループ）全体でのループ伝達関数（ゲイン）分の１程度の誤差（取り残し誤差）が生じてしまう。
【００２２】
載置された原盤にパターンを露光形成する場合に、原盤の表面の粗さ（凹凸）、原盤の傾きや偏心などの影響により、オプティカルピックアップ１２と原盤１の表面との相対的な位置関係にバラツキが大きいと、取り残し誤差も大きくなってしまう。取り残し誤差が大きくなると、原盤へのパターンの露光形成が高精度に行うことができなくなってしまう。  
【００２３】
従来、上述した取り残し誤差による露光精度の低下を抑制するために、原盤の表面の研磨精度を高めることが行われていた。しかしながら、研磨精度を高めることは、時間や手間がかかり、コストの増加を招いてしまう。
【００２４】
本発明の目的は、上述した課題を解決し、コストの増加を抑制しつつ、原盤へのパターンの露光形成をより高精度に行うことができる露光装置および露光方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記課題を解決するため、本発明に係る露光装置は、載置された原盤にレーザー光を照射してパターンを露光形成する露光装置であって、前記レーザー光を出射し、前記レーザー光のフォーカスを調整可能な光源装置と、前記原盤の表面粗さ、前記原盤の傾きおよび前記原盤の偏心の少なくとも１つに応じた、前記原盤の表面と前記光源装置との相対的な位置関係を示す総合表面形状データを用いて、前記光源装置から出射されるレーザー光のフォーカスを調整する制御部と、を備える。
【００２６】
また、上記課題を解決するため、本発明に係る露光装置において、前記制御部は、前記レーザー光のフォーカス誤差に応じた出力を行う誤差検出部と、前記レーザー光が前記原盤の表面上で合焦している状態での前記誤差検出部からの出力に相当する目標値と、前記総合表面形状データに基づき生成された補正信号に基づくオフセット値とを加算する加算器と、前記加算器による加算値と前記誤差検出部の出力との差分に基づき前記レーザー光のフォーカスを調整する制御演算部と、を備えることが好ましい。
【００２７】
また、上記課題を解決するため、本発明に係る露光装置において、前記補正信号は、前記原盤の表面の位置に応じたテーブルまたは関数であることが好ましい。
【００２８】
また、上記課題を解決するため、本発明に係る露光装置において、前記制御部は、
前記レーザー光のフォーカス誤差に応じた出力を行う誤差検出部と、前記誤差検出部の出力に対して、前記総合表面形状データに基づく所定の演算処理を行うことで、前記レーザー光が前記原盤の表面上で合焦している状態での前記誤差検出部からの出力に相当する目標値を補正するオフセット値を算出する演算部と、前記目標値と前記演算部により算出されたオフセット値とを加算する加算器と、前記加算器による加算値と前記誤差検出部の出力との差分に基づき前記レーザー光のフォーカスを調整する制御演算部と、を備えることが好ましい。
【００２９】
また、上記課題を解決するため、本発明に係る露光装置において、前記光源装置はオプティカルピックアップであり、前記総合表面形状データは、前記オプティカルピックアップにより測定されることが好ましい。
【００３０】
また、上記課題を解決するため、本発明に係る露光装置において、前記オプティカルピックアップは、前記レーザー光のフォーカス誤差に応じた電圧を出力する光センサーを備え、前記総合表面形状データは前記光センサーの出力に基づきを測定されることが好ましい。
【００３１】
また、上記課題を解決するため、本発明に係る露光装置において、前記オプティカルピックアップは、前記レーザー光を前記原盤に出射する対物レンズと、前記対物レンズを変位させるアクチュエーターと、を備え、前記総合表面形状データは前記アクチュエーターに流れる電流に基づき測定されることが好ましい。
【００３２】
また、上記課題を解決するため、本発明に係る露光装置において、前記総合表面形状データは変位計により測定されることが好ましい。
【００３３】
また、上記課題を解決するため、本発明に係る露光装置において、前記原盤は、円筒状または円柱状の原盤であることが好ましい。
【００３４】
また、上記課題を解決するため、本発明に係る露光装置において、前記原盤は、平板状の原盤であることが好ましい。
【００３５】
また、上記課題を解決するため、本発明に係る露光方法は、レーザー光を出射し、前記レーザー光のフォーカスを調整可能な光源装置を備え、載置された原盤に前記レーザー光を照射してパターンを露光形成する露光装置による露光方法であって、前記原盤の表面粗さ、前記原盤の傾きおよび前記原盤の偏心の少なくとも１つに応じた、前記原盤の表面と前記光源装置との相対的な位置関係を示す総合表面形状データを用いて、前記光源装置から出射されるレーザー光のフォーカスを調整することが好ましい。
【発明の効果】
【００３６】
本発明に係る露光装置および露光方法によれば、コストの増加を抑制しつつ、原盤へのパターンの露光形成をより高精度に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る露光装置の構成の一例を示す図である。
【図２】図１に示す露光装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る露光装置の構成の一例を示す図である。
【図４】図３に示す露光装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図５】フォーカス制御を行う露光装置の構成の一例を示す図である。
【図６】図５に示す光センサーの受光面の一例を示す図である。
【図７】図５に示す光センサーの受光面での受光状態の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００３９】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る露光装置１０の構成の一例を示す図である。図１において、図５に示す露光装置１００と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
【００４０】
図１に示す露光装置１０は、図５に示す露光装置１００と比較して、加算器１８を追加した点と、減算器１５０を減算器１５に変更した点とが異なる。すなわち、露光装置１０は、スピンドルモーター１１と、オプティカルピックアップ１２（光源装置）と、光センサー１３と、誤差演算部１４（誤差検出部）と、減算器１５と、制御演算部１６と、増幅部１７と、加算器１８とを備える。誤差演算部１４、減算器１５、制御演算部１６、増幅部１７および加算器１８は、制御部１９を構成する。なお、図１においては、オプティカルピックアップ１２と光センサー１３とを分けて記載しているが、光センサー１３は、オプティカルピックアップ１２に含まれていてもよい。
【００４１】
制御部１９は、スピンドルモーター１１に載置された原盤１の表面の粗さ（凹凸）、原盤１の傾きおよび偏心の少なくとも１つに応じた、オプティカルピックアップ１２と原盤１の表面との相対的な位置関係の測定結果である総合表面形状データを取得する。そして、制御部１９は、取得した総合表面形状データに基づき、原盤１の表面の各位置において、減算器１５から誤差演算部１４に到るフォーカスサーボループでは取り除ききれないフォーカス誤差がゼロとなるように目標値を補正するための補正信号を生成し、図１においては不図示の記憶部などに保持する。補正信号は、例えば、テーブルあるいは関数などで表わされる。
【００４２】
そして、補正信号に従い、露光を行う原盤１の表面上の位置に応じて、目標値に加算するフォーカスオフセット（オフセット値）が加算器１８に入力される。
【００４３】
加算器１８は、目標値と補正信号に基づくフォーカスオフセットとを加算し、加算値を減算器１５に出力する。
【００４４】
減算器１５は、加算器１８の出力値と誤差演算部１４から出力されたフォーカス誤差電圧との差分を演算し、演算結果を制御演算部１６に出力する。以下、図５に示す露光装置１００と同様に、減算器１５により算出された差分がゼロとなるように、アクチュエーター１２５が制御される。上述したように、図５に示す露光装置１００では、目標値とフォーカス誤差電圧との差分がゼロとなるように制御しても、フォーカスサーボループのループ伝達関数（フォーカスサーボ伝達関数）分の１程度のフォーカス誤差が残ってしまう。一方、本実施形態に係る露光装置１０では、取得した総合表面形状データに基づき、フォーカスサーボループでは取り除ききれないフォーカス誤差がゼロとなるように目標値を補正するフォーカスオフセットを目標値に加算してからフォーカス制御を行うため、より高精度にフォーカス誤差を抑制することができ、その結果、原盤１へのパターンの露光形成をより高精度に行うことができる。
【００４５】
次に、補正信号の生成方法について説明する。
【００４６】
原盤１を載置した後、オートフォーカス機能をオンとし（フォーカスサーボループを有効とし）、スピンドルモーター１１の回転数を所定の値に設定し、また、オプティカルピックアップ１２のスライド速度を所定の値に設定する。
【００４７】
次に、オプティカルピックアップ１２から原盤１の表面に塗布された熱反応レジストまたは光反応レジストが反応しない程度に（熱反応レジストまたは光反応レジストが反応しない照射量、照射時間で）レーザー光を出射し、原盤１の全面または一部をスキャンする。そして、所定のサンプリングレートで誤差演算部１４から出力されるフォーカス誤差電圧を測定する。上述したように、フォーカスサーボループによるフィードバック制御によりフォーカス誤差を抑制することができるが、完全にはフォーカス誤差を取り除くことができず、フォーカスサーボ伝達関数分の１程度の誤差が残ってしまう。この誤差が誤差演算部１４から出力されるフォーカス誤差電圧として表れる。ここで、フォーカスサーボ伝達関数は既知であるため、誤差演算部１４から出力されるフォーカス誤差電圧から、原盤１の表面とオプティカルピックアップ１２との相対的な位置関係である総合表面形状データを取得することができる。
【００４８】
次に、測定されたフォーカス誤差電圧とフォーカスサーボ伝達関数とに基づき、フォーカス誤差電圧がゼロとなるようにフォーカスオフセットを調整するための補正信号（テーブルまたは関数）を算出する。
【００４９】
なお、補正信号の生成は、上述したフォーカス誤差電圧を用いた方法に限られるものではなく、例えば、アクチュエーター１２５に流れる電流（ＶＣＭ電流）を用いて補正信号を生成することも可能である。以下では、ＶＣＭ電流を用いた補正信号の生成方法について説明する。
【００５０】
原盤１を載置した後、オートフォーカス機能をオンとし（フォーカスサーボループを有効とし）、スピンドルモーター１１の回転数を所定の値に設定し、また、オプティカルピックアップ１２のスライド速度を所定の値に設定する。
【００５１】
次に、オプティカルピックアップ１２から原盤１の表面に塗布された熱反応レジストまたは光反応レジストが反応しない程度にレーザー光を出射し、原盤１の全面または一部をスキャンする。そして、所定のサンプリングレートでＶＣＭ電流を測定する。上述したように、オートフォーカス機能によりフォーカス誤差を抑制するようにアクチュエーター１２５が駆動される。したがって、ＶＣＭ電流は、対物レンズ１２４の変位量、すなわち、原盤１の表面とオプティカルピックアップ１２との相対的な位置関係を示すものであり、ＶＣＭ電流を測定することで、総合表面形状データを取得することができる。
【００５２】
次に、測定されたＶＣＭ電流と既知のフォーカスサーボ伝達関数とに基づき、フォーカス誤差電圧がゼロとなるようにフォーカスオフセットを調整するための補正信号を算出する。
【００５３】
フォーカス誤差電圧が小さく、量子化誤差が大きい場合、フォーカス誤差電圧に基づいて補正信号を生成すると、誤差が大きくなってしまう。この場合、ＶＣＭ電流から対物レンズ１２４の変位量を計算し、その変位量と、フォーカスサーボ伝達関数と、光センサー１３の特性とから、取り残し誤差を予測し、その取り残し誤差を補償するような補正信号を生成する。こうすることで、高精度な補正信号を生成することができる。
【００５４】
また、フォーカス誤差電圧およびＶＣＭ電流の双方を測定し、これらの測定結果から補正信号を生成してもよい。
【００５５】
なお、上述したように、光センサー１３はオプティカルピックアップ１２に含まれていてもよく、フォーカス誤差電圧やＶＣＭ電流は、オプティカルピックアップ１２で検出することができる。したがって、オプティカルピックアップ１２により、フォーカス誤差電圧やＶＣＭ電流を測定し、その測定結果に基づき総合表面形状データを取得することができる。
【００５６】
また、変位計を用いて、原盤１の総合表面形状データを測定し、その測定結果から補正信号を生成してもよい。この場合、レーザー変位計、レーザー干渉変位計、静電容量変位計などの変位計を用いて、原盤１の総合表面形状を測定する。そして、変位計による測定結果と、既知のフォーカスサーボ伝達関数とに基づき補正信号）を生成する。
【００５７】
次に、本実施形態に係る露光装置１０の動作について、図２に示すフローチャートを参照して説明する。
【００５８】
まず、総合表面形状データの測定を行う。具体的には、円筒状（あるいは円柱状）の原盤１をスピンドルモーター１１（ＳＰ）に載置する（ステップＳ１０１）。次に、スピンドルモーター１１の回転速度（ＳＰ回転速度）を設定し（ステップＳ１０２）、その設定に従い、スピンドルモーター１１を回転させる（ステップＳ１０３）。
【００５９】
また、オプティカルピックアップ１２をスライドの開始位置（ＳＬスタート位置）へ移動させ（ステップＳ１０４）、オプティカルピックアップ１２のスライド速度（ＳＬ速度）を設定する（ステップＳ１０５）。
【００６０】
次に、レーザー光源１２１（ＬＤ）をオンにしてレーザー光を出力させるとともに、フォーカスサーボループを有効として、オートフォーカス（ＡＦ）機能をオンにする（ステップＳ１０６）。また、フォーカス誤差電圧またはＶＣＭ電流を測定する測定間隔を設定する（ステップＳ１０７）。そして、オプティカルピックアップ１２のスライドを開始し、フォーカス誤差電圧またはＶＣＭ電流を設定した測定間隔で測定し、総合表面形状データの測定を開始する（ステップＳ１０８）。
【００６１】
レーザー光による原盤１の全面または一部（所定の範囲）のスキャンを終了すると、総合表面形状データの測定を終了する（ステップＳ１０９）。次に、測定した総合表面形状データに基づき補正信号を生成する（ステップＳ１１０）。そして、生成した補正信号に基づくフォーカスオフセットの加算器１８への出力をオンにする（ステップＳ１１１）。
【００６２】
次に、生成した補正信号の確認測定を行う。具体的には、オプティカルピックアップ１２をＳＬスタート位置へ移動させ（ステップＳ１１２）、フォーカス誤差電圧を測定して、レーザー光が原盤１の表面上で合焦しているか否かの確認測定を行う（ステップＳ１１３）。レーザー光が原盤１の表面上で合焦していることが確認されると、確認測定を終了する（ステップＳ１１４）。レーザー光が原盤１の表面上で合焦していない場合には、総合表面形状データの測定や補正信号の生成をやり直す。なお、ステップＳ１１２からステップＳ１１４までの確認測定は適宜、省略してもよい。
【００６３】
次に、原盤１への露光を開始する。具体的には、オプティカルピックアップ１２をＳＬスタート位置へ移動させ（ステップＳ１１５）、ＳＬ速度を設定する（ステップＳ１１６）。また、スピンドルモーター１１を回転の開始位置（ＳＰスタート位置）へ移動させ（ステップＳ１１７）、ＳＰ回転速度を設定する（ステップＳ１１８）。そして、オプティカルピックアップ１２のスライドを開始し、原盤１への露光を開始する（ステップＳ１１９）。露光時には、原盤１の表面に塗布された熱反応レジストまたは光反応レジストが反応するようにレーザー光が照射される。原盤１への露光が終了すると（ステップＳ１２０）、露光装置１０は処理を終了する。
【００６４】
このように本実施形態によれば、露光装置１０は、レーザー光を出射し、レーザー光のフォーカスを調整可能な光源装置であるオプティカルピックアップ１２と、載置された原盤１の表面粗さ、原盤１の傾きおよび原盤１の偏心の少なくとも１つに応じた、原盤１の表面とオプティカルピックアップ１２との相対的な位置関係を示す総合表面形状データを用いて、オプティカルピックアップ１２から出射されるレーザー光のフォーカスを調整する制御部１９と、を備える。
【００６５】
総合表面形状データを用いることで、フォーカスサーボループだけでは取り除ききれないフォーカス誤差を抑制し、より高精度にフォーカス誤差を抑制することができ、その結果、原盤１へのパターンの露光形成をより高精度に行うことができる。また、より高精度にフォーカス制御を行うことができるため、原盤１に求められる表面の研磨精度を下げることができるので、コストの増加を抑制することもできる。
【００６６】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係る露光装置１０ａの構成の一例を示す図である。図３において、図１と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
【００６７】
図３に示す露光装置１０ａは、図１に示す露光装置１０と比較して、制御部１９を制御部１９ａに変更した点が異なる。
【００６８】
制御部１９ａは、制御部１９と比較して、誤差演算部１４を誤差演算部１４ａに変更した点と、加算器１８を加算器１８ａに変更した点と、演算部２１を追加した点とが異なる。
【００６９】
誤差演算部１４ａは、算出したフォーカス誤差電圧を減算器１５に出力するとともに、演算部２１に出力する。
【００７０】
演算部２１は、誤差演算部１４ａから出力されたフォーカス誤差電圧に所定の演算処理を行って、目標値に加算するフォーカスオフセットを算出し、算出したフォーカスオフセットを加算器１８ａに出力する。
【００７１】
なお、演算部２１による演算処理としては、フォーカス誤差電圧に対するフィルタ処理、所定の係数を乗算する係数処理などがある。演算部２１は、測定された総合表面形状データに基づき、上述したフィルタ処理や係数処理を行う。スピンドルモーター１１に載置された原盤１の傾きや偏心にはある程度の傾向があり、総合表面形状データの測定を繰り返すことでこれらの傾向を把握することができる。演算部２１は、このような傾向に基づき、演算処理を行ってもよい。こうすることで、原盤１を載置するたびに総合表面形状データの測定を行う必要がなくなり、高効率に原盤１の露光を行うことができる。
【００７２】
加算器１８ａは、目標値と演算部２１から出力されたフォーカスオフセットとを加算し、加算値を減算器１５に出力する。以下、図１に示す露光装置１０と同様に、減算器１５により加算器１８ａの出力値とフォーカス誤差電圧との差分が演算され、その差分がゼロとなるように、アクチュエーター１２５が制御される。
【００７３】
次に、本実施形態に係る露光装置１０ａの動作について、図４に示すフローチャートを参照して説明する。なお、図４においては、演算部２１には、誤差演算部１４ａから出力されたフォーカス誤差電圧に対して、総合表面形状データの測定結果に基づく所定の演算処理を行うためのデータが入力されているものとする。そのため、本実施形態においては、総合表面形状データの測定などを行うことなく、原盤１への露光を開始する。
【００７４】
まず、円筒状の原盤１をスピンドルモーター１１に載置する（ステップＳ２０１）。次に、ＳＰ回転速度を設定し（ステップＳ２０２）、その設定に従い、スピンドルモーター１１を回転させる（ステップＳ２０３）。
【００７５】
また、オプティカルピックアップ１２をＳＬスタート位置へ移動させ（ステップＳ２０４）、ＳＬ速度を設定する（ステップＳ２０５）。
【００７６】
次に、レーザー光源１２１（ＬＤ）をオンにしてレーザー光を出力させるとともに、フォーカスサーボループを有効として、オートフォーカス（ＡＦ）機能をオンにする（ステップＳ２０６）。また、演算部２１からのフォーカスオフセットの出力をオンとし（ステップＳ２０７）、オプティカルピックアップ１２のスライドを開始し、原盤１への露光を開始する（ステップＳ２０８）。原盤１へのレーザー光の照射に応じて、誤差演算部１４ａからはフォーカス誤差電圧が出力され、フォーカス誤差電圧に対する演算処理が演算部２１により行われて、フォーカスオフセットが加算器１８ａに出力される。これが繰り返されることで、フォーカスサーボループだけでは取り除ききれないフォーカス誤差を抑制し、より高精度のフォーカス誤差を抑制することができ、その結果、原盤１へのパターンの露光形成をより高精度に行うことができる。また、より高精度のフォーカス制御を行うことができるため、原盤１に求められる表面の研磨精度を下げることができるので、コストの増加を抑制することもできる。
【００７７】
次に、上述した第１および第２の実施形態に係る露光装置１０，１０ａによるパターンの形成精度と、表面形状データを用いない、図５に示す露光装置１００によるパターンの形成精度とについて説明する。
【００７８】
原盤１としては、直径１０ｃｍ、高さ１０ｃｍの円筒状の金属性の部材を用い、その表面形状誤差は、１００μｍｐ−ｐであった。また、スピンドルモーター１１の回転速度を２５００ｒｐｍとし、オプティカルピックアップ１２のスライド速度を１０μｍ／ｓとした。また、レーザー光源１２１は、波長が４０５ｎｍのレーザー光を出力し、フォーカスサーボループの低域ループゲインを６０ｄＢ（１０００倍）として、第１および第２の実施形態に係る露光装置１０，１０ａおよび図５に示す露光装置１００により原盤１へのパターンの露光形成を行った。
【００７９】
上述した条件で原盤１へのパターンの露光形成を行った結果、図５に示す露光装置１００では、パターンの形成精度は約１００ｎｍｐ−ｐ（１／１０００）であったのに対し、第１および第２の実施形態に係る露光装置１０，１０ａでは、パターンの形成精度は約１０〜３０ｎｍｐ−ｐであった。このように、本発明に係る露光装置１０，１０ａにおいては、表面形状データを用いないと比べて、パターンの形成精度を約３〜１０倍程度、向上させることができた。
【００８０】
なお、上述した各実施形態においては、原盤１は円筒状である例を用いて説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、原盤１はディスク状であってもよい。また、原盤１は、例えば、矩形の平板状であってもよい。原盤１が矩形の平板状である場合、原盤１の露光面がオプティカルピックアップ１２に対向するように原盤１を載置し、原盤１の露光面に沿って二次元方向に移動させる。この場合、総合表面形状データとしては、原盤１の表面の凹凸および原盤１の傾きの少なくとも１つに応じた、原盤１の表面とオプティカルピックアップ１２との相対的な位置関係が測定される。
【００８１】
また、上述した各実施形態においては、光センサー１３の受光面を４つの領域に分割し、領域Ａ〜Ｄそれぞれに照射された光に対応する電圧ＶＡ〜ＶＤに基づき、フォーカス誤差を検出する方式を用い、このような方式は、非点収差法と称される。しかしながら、フォーカス誤差の検出には、例えば、対物レンズ１２４を光束進行方向に沿って前後に動かしたときに原盤１で反射した光束の受光面での光点像の移動量を検出することによって、フォーカス誤差を検出するナイフエッジ法などを用いることもできる。
【００８２】
本発明を図面および実施形態に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形または修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形または修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各ブロックなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数のブロックを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１    原盤
１０，１０ａ，１００    露光装置
１１    スピンドルモーター
１２    オプティカルピックアップ
１２１    レーザー光源
１２２    コリメータレンズ
１２３    偏光ビームスプリッタ
１２４    対物レンズ
１２５    アクチュエーター
１２６    シリンドリカルレンズ
１３    光センサー
１４，１４ａ    誤差演算部
１５，１５０    減算器
１６    制御演算部
１７    増幅部
１８，１８ａ    加算器
１９，１９ａ    制御部
２１    演算部
【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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