(57)【要約】【課題】  光ディスク原盤露光装置において、ガラス原盤またはウェハーに照射される露光用レーザビームのビーム径および焦点深度を正確に測定する。【解決手段】  スライド台４上でガラス原盤またはウェハー１を載置するターンテーブル２の横に、ナイフエッジ式のビーム径測定機構を組み込んだビーム径測定用のステージ１５を設置し、スライド台４をガラス原盤またはウェハー１の径方向に移動させることによってレーザビームのビーム径を測定する構成とする。この構成においてビーム径測定機構は、ナイフエッジが互いに直交するようにスライド台の移動方向に２つ以上設ける。さらに対物レンズ移動機構１０によって対物レンズ７を微小に上下動させながらビーム径の測定を繰り返すことにより、レーザビームの焦点深度も測定可能とする。【選択図】  図１
2005038560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス原盤またはウェハーを吸着または固定して載置するターンテーブルと、
上記ターンテーブルを高速回転させる回転駆動手段と、
上記ターンテーブル及び回転駆動手段が搭載されるスライド台と、
上記スライド台をガラス原盤またはウェハーの径方向に直線移動させる直線駆動手段と、
上記ガラス原盤またはウェハー上に塗布されたフォトレジストに記録パターンを露光するためのレーザ光源と、
上記レーザ光源から出射されるレーザビームをガラス原盤またはウェハー上に集束する対物レンズと、
を具備する光ディスク原盤露光装置において、
上記スライド台上で上記ガラス原盤またはウェハーを載置するターンテーブルの横にビーム径測定用のステージを設置し、このステージに、レーザビームを遮るナイフエッジと、このナイフエッジで遮られた以外のレーザパワーを測定する測定手段と、を有してなるナイフエッジ式のビーム径測定機構を組み込み、上記スライド台を移動させることによってレーザビームのビーム径を測定可能に構成され、
かつこの構成において上記ビーム径測定機構は、上記ナイフエッジが互いに直交するように上記スライド台の移動方向に２つ以上設けられていることを特徴とする光ディスク原盤露光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光ディスク原盤露光装置において、
上記対物レンズを上記ガラス原盤またはウェハーに対し接離する方向に移動させる対物レンズ移動機構を設け、上記対物レンズを微小に移動させながら上記ビーム径の測定を繰り返すことにより、レーザビームの焦点深度を測定可能としたことを特徴とする光ディスク原盤露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクの原盤を製作する工程において、ガラス原盤またはウェハーに記録パターンを露光するための光ディスク原盤露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
はじめに、光ディスクの原盤製造システムの概略を説明する。光ディスク原盤製造システムとは、スタンパを製作する一連の装置である。スタンパとは光ディスクの成形に必要な型で、ディスクに形成されるピットと呼ばれる微細な凸形状を含む厚さ約０．３ｍｍの円形金属板である。
【０００３】
このスタンパを作る工程を説明する。先ず、洗浄機でガラス原盤を洗浄し、次にレジストコータによりガラス原盤上にフォトレジストを塗布し、そこに原盤露光装置によりレーザビームまたは電子ビームを照射して信号を記録する。そしてこれを現像機により現像して、ディスク原盤が出来上がる。
次に薄膜処理器によってディスク原盤の記録面の上にＮｉ薄膜をスパッタ法や無電解メッキ法により形成し、電鋳処理機によりその薄膜を電極にしてＮｉをメッキする。その後、Ｎｉ金属板をガラス盤から剥離し、付着したフォトレジストを除去し、内径・外径を整えてスタンパが出来上がる。
【０００４】
このスタンパの作成工程においてディスク原盤の記録に用いられる原盤露光装置は、ガラス原盤(またはウェハー)を吸着または固定して載置するターンテーブルと、このターンテーブルを高速回転させる回転駆動手段と、ターンテーブル及び回転駆動手段が搭載されるスライド台と、このスライド台をガラス原盤の径方向に直線移動させる直線駆動手段と、ガラス原盤上に塗布されたフォトレジストに記録パターンを露光するためのレーザ光源と、このレーザ光源から出射されるレーザビームをガラス原盤上に集束する対物レンズと、を具備して構成される。
【０００５】
この原盤露光装置においては、露光時にガラス原盤に集束されるレーザビームのビーム径を測定し、スポットサイズを正確にコントロールする必要がある。従来このレーザビームのスポットサイズは、実際に露光されたスタンパ上のピットを電子顕微鏡(ＳＥＭ)や原子力間顕微鏡(ＡＦＭ)で直接測定するか、ガラス原盤により反射されたレーザビームをＣＣＤ等に入射してビームプロファイルを映し、その画像と、実際に露光されたピットを測定したものとの相関関係をとっておくことにより判断するようにしていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の如き従来方法では、とりあえず１回露光させてみるというプロセスが必ず必要であること、また、ＣＣＤに入射させるガラス原盤よりの反射ビームの画像が焦点近傍では微小な変化しかしないこと、回折リングが見えるのでビーム径の判断が難しいことなど、時間を要すること、正確性に欠けることなどが課題として発生していた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために本発明は、
ガラス原盤またはウェハーを吸着または固定して載置するターンテーブルと、
このターンテーブルを高速回転させる回転駆動手段と、
ターンテーブル及び回転駆動手段が搭載されるスライド台と、
このスライド台をガラス原盤またはウェハーの径方向に直線移動させる直線駆動手段と、
ガラス原盤またはウェハー上に塗布されたフォトレジストに記録パターンを露光するためのレーザ光源と、
このレーザ光源から出射されるレーザビームをガラス原盤またはウェハー上に集束する対物レンズと、
を具備する光ディスク原盤露光装置において、
スライド台上でガラス原盤またはウェハーを載置するターンテーブルの横にビーム径測定用のステージを設置し、このステージに、レーザビームを遮るナイフエッジと、このナイフエッジで遮られた以外のレーザパワーを測定する測定手段と、を有してなるナイフエッジ式のビーム径測定機構を組み込み、スライド台を移動させることによってレーザビームのビーム径を測定可能に構成する。
そしてこの構成においてビーム径測定機構は、ナイフエッジが互いに直交するようにスライド台の移動方向に２つ以上設けられた構成とする。
さらにこの光ディスク原盤露光装置においては、対物レンズをガラス原盤またはウェハーに対し接離する方向に移動させる対物レンズ移動機構を設け、対物レンズを微小に移動させながらビーム径の測定を繰り返すことにより、レーザビームの焦点深度を測定可能とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明を用いた光ディスク原盤露光装置では、ガラス原盤またはウェハーに照射されるレーザビームのスポットサイズをナイフエッジ法によるビーム径測定機構を組み込んだ測定ステージにおいて直接的に測定でき、さらにここでは互いに直交して設けられる２つ以上のナイフエッジによって正確なビーム径の測定が可能である。また対物レンズ移動機構によって対物レンズを微小に移動させながらビーム径の測定を繰り返すことにより、レーザビームの焦点深度も直接的に測定することができる。
従ってこの原盤露光装置では、正確なビーム径と焦点深度の把握が可能となり、よって、光学系の再調整やスポットサイズの変更を実施した後に、変更前の状態を再現することが容易で、条件出しの時間を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施例ついて詳細に説明する。
本発明による光ディスク原盤露光装置の基本構成は、ガラス原盤またはウェハー１を吸着または固定して載置するターンテーブル２と、このターンテーブル２を高速回転させる回転駆動手段３と、ターンテーブル２及び回転駆動手段３が搭載されるスライド台４と、このスライド台４をガラス原盤またはウェハー１の径方向に直線移動させる直線駆動手段５と、ガラス原盤またはウェハー１上に塗布されたフォトレジストに記録パターンを露光するためのレーザ光源６と、このレーザ光源６から出射されるレーザビームをガラス原盤またはウェハー１上に集束する対物レンズ７と、を具備してなる。
【００１０】
この装置においてスライド台４は、ガイド軸８に沿って水平方向に移動可能に支持されており、このスライド台４に回転駆動手段としてスピンドルモータ３が固定され、このスピンドルモータ３の回転駆動軸にターンテーブル２が取り付けられている。ターンテーブル２には例えば真空吸着機構が設けられており、この真空吸着機構よってターンテーブル２に載置されたガラス原盤またはウェハー１を吸着して固定状態とする。スライド台４は直線駆動手段であるリニアモータ５の駆動力によってガラス原盤またはウェハー１の径方向に水平に移動し、その移動位置はレーザスケール９によって正確に測定される。
【００１１】
ターンテーブル２に載置されて回転するガラス原盤またはウェハー１の表面にはフォトレジストが塗布されており、そこにレーザ光源である露光用レーザ６から出射されたレーザビームを対物レンズ７により集束して照射する。ここでレーザビームはおよそ０．２〜１μｍ程度のスポットサイズに集束され、これによって記録パターンが露光されてカッティング(記録)が行なわれる。
【００１２】
対物レンズ７は対物レンズ移動機構１０によってガラス原盤またはウェハーに対し接離する方向に上下移動されるようになっており、この対物レンズ移動機構１０の作動によって対物レンズ７がガラス原盤またはウェハー１に接近した状態でレーザビームのフォース動作が行なわれる。即ち、フォーカス用レーザ１１から出射されてガラス原盤またはウェハー１で反射されたレーザビームの戻り光をポジションセンサディテクタ(ＰＳＤ)１２に入射させ、その検出信号に基いて、離軸法、ナイフエッジ法、非点収差法などにより、ガラス原盤またはウェハー１との距離が常に一定となるように対物レンズ７を移動制御する。ここでカッティング中の露光ビームのビームプロファイルは、ＣＣＤカメラ１３により観察することができる。
【００１３】
尚、この原盤露光装置において、レーザ光源である露光用レーザ６と対物レンズ７との間には様々な光学系部品が配置されているが、ここではその部分の説明は省略する。
【００１４】
本発明では、このような原盤露光装置において、スライド台４上でガラス原盤またはウェハー１を載置するターンテーブル２の横に、ビーム径測定用のステージ(以下測定ステージという)１５を設置する。この測定ステージ１５は、その上面がターンテーブル２上にガラス原盤またはウェハー１を載置した際のガラス原盤またはウェハー１の表面と同じ高さになるように設置する。この場合、測定ステージ１５の表面はガラス原盤またはウェハー１と同材質のもので形成することが好ましい。
【００１５】
そしてこの原盤露光装置では、レーザ交換、スポットサイズの変更などを行った後、再度カッティングを行う前にこの測定ステージ１５を対物レンズ７の直下へ移動させ、露光用レーザビームのスポットサイズと焦点深度を測定する。
【００１６】
この測定ステージ１５には、図２のような断面形状をしたナイフエッジ式のビーム径測定機構１６が少なくとも２つ組み込まれている。
このビーム径測定機構１６には、レーザビームを遮るナイフエッジ１７が測定ステージ１５の表面と同面になるように設けられている。このナイフエッジ１７は、文字通り鋭いエッジの刃を持った金属片等であり、これには実用的な作り易さなどから端部が楔形に加工されたシリコン片やイオンエッチングで加工したセラミックや金属片などが用いられる。
【００１７】
そしてこのビーム径測定機構１６には、ナイフエッジ１７で遮られた以外のレーザビームのパワーを測定する測定手段が設けられている。即ち、ナイフエッジ１７の下側には露光用レーザビームに対して十分に感度があるフォトディテクタ(ＰＤ)１８が組み込まれており、ナイフエッジ１７で遮られた以外の露光用レーザビームはこのフォトディテクタ１８の表面に到達し、これを光電変換器１９により電気信号に変えてレーザパワーを測定する。
このナイフエッジ式のビーム径測定機構１６は、図３に示すように測定ステージ上で少なくとも２つのナイフエッジ１７が互いに直交する向きでスライド台の移動方向に２つ以上設けられた構成とする。
【００１８】
続いて、このようなビーム径測定機構を用いたビーム径と焦点深度の測定方法について説明する。
先ずは、フォーカス用レーザ１１を用いて測定ステージ１５上のナイフエッジのない位置で対物レンズ７を下降させ、自動フォーカス動作をさせて対物レンズ７をガラス原盤またはウェハー１のフォーカス位置にて停止させる。次にフォーカスサーボをオフにし、フォーカス用レーザ１１の電源を遮断するか光路を遮断し、測定ステージ１５上に露光用のレーザビームは到達するが、フォーカス用のレーザビームは到達しない状態を作り出す。
【００１９】
この状態で、露光用レーザビームが２つのナイフエッジ１７上を何回か通過するようにスライド台４を往復移動させる。これはビームプロファイラと呼ばれるレーザビーム径を測定する測定器と同じ方法、原理である(但し、測定ビーム径のオーダーが大きく異なる。ビームプロファイラは通常数ミリ程度のビーム径を測定するものである)。これにより、互いに直交するナイフエッジ１７によって、レーザビームのＸＹ方向のビーム径を同時に測定することができる(図４参照)。
【００２０】
このとき、フォトディテクタ１８で検出されるレーザパワーの変化をグラフで表わすと図５のようになる。このグラフにおいて、横軸はスライド位置であるので、レーザスケールによる位置信号を利用することにより正確に幅を測定することができる。縦軸はレーザパワーであるので、これを演算することにより、レーザビームの互いに直交する２方向のビーム径を測定することができる。
【００２１】
次に対物レンズ７の位置を微小に制御することができる対物レンズ移動機構１０に内蔵されたアクチュエータのボイスコイルに入力する駆動電流をある微小量変化させて、再度上述したスライド台４の往復移動動作を行なう。これは、対物レンズ７を微小量上下動させて、測定ステージ１５の表面上に焦点を結んでいた露光用レーザビームの焦点位置を上下させ、焦点近傍のレーザビーム径を測定することを意味する。焦点近傍でこの動作を何回か繰り返すことにより、レーザビームの焦点深度と非点収差を測定することができる。
【００２２】
このように本発明による原盤露光装置では、ガラス原盤またはウェハー１に照射されるレーザビームのスポットサイズをナイフエッジ法によるビーム径測定機構１６を組み込んだ測定ステージ１５において直接的に測定でき、さらにここでは互いに直交して設けられる２つ以上のナイフエッジ１７によって正確なビーム径の測定が可能である。また対物レンズ移動機構１０によって対物レンズ７を微小に移動させながらビーム径の測定を繰り返すことにより、レーザビームの焦点深度も直接的に測定することができる。
従ってこの原盤露光装置では、正確なビーム径と焦点深度の把握が可能となり、よって、光学系の再調整やスポットサイズの変更を実施した後に、変更前の状態を再現することが容易で、条件出しの時間を削減することができる。
【００２３】
以上、本発明を実施するための最良の形態である実施例について説明したが、本発明はこの実施例の構成に限定されることなく、他にも種々の実施形態を採り得るものであることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による光ディスク原盤露光装置の構成図である。
【図２】ビーム径測定用ステージに組み込まれるビーム径測定機構の構成図である。
【図３】ビーム径測定機構の配置の説明図である。
【図４】ビーム径測定機構の直交するナイフエッジによるビーム径の測定の説明図である。
【図５】ビーム径測定時のレーザパワーの変化を表すグラフである。
【符号の説明】
【００２５】
１    ガラス原盤またはウェハー
２    ターンテーブル
３    スピンドルモータ(回転駆動手段)
４    スライド台
５    リニアモータ(直線駆動手段)
６    露光用レーザ(レーザ光源)
７    対物レンズ
１０  対物レンズ移動機構
１５  ビーム径測定用のステージ
１６  ビーム径測定機構
１７  ナイフエッジ
１８  フォトディテクタ(レーザパワー検出手段)
【図１】
2005038560.tif 000003
【図２】
2005038560.tif 000004
【図３】
2005038560.tif 000005
【図４】
2005038560.tif 000006
【図５】
2005038560.tif 000007