(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長４８０〜６８０〔ｎｍ〕の評価用レーザービームを出射する光源と、
前記評価用レーザービームの光量検出結果を出力するモニタ用受光素子と、
前記評価用レーザービームを評価対象のディスク原盤に照射する開口数０．８以上の対物レンズと、
所定波長のフォーカス制御用レーザービームを用いて、前記対物レンズと前記ディスク原盤との間隔を所定間隔に保持するフォーカス制御機構と、
前記ディスク原盤を回転駆動すると共に、前記ディスク原盤の半径方向における前記評価用レーザービームの照射位置を変位させ、前記評価用レーザービームの照射位置を走査させる走査機構と、
前記評価用レーザービームの前記ディスク原盤からの戻り光を受光して前記戻り光の光量検出結果を出力する戻り光の受光素子と、
前記戻り光の光量検出結果を前記評価用レーザービームの光量検出結果で処理する戻り光処理部とを備え、
前記ディスク原盤は、
光ディスクの生産に使用されるレジストを塗布したガラス原盤であり、
前記戻り光処理部は、
前記戻り光の光量検出結果を対応する前記評価用レーザービームの光量検出結果で割り算して戻り光の光量検出結果の正規化値を計算し、
前記ディスク原盤の回転角度情報、前記ディスク原盤の半径方向における前記評価用レーザービームの照射位置情報と共に記憶手段に記憶し、
前記フォーカス制御用レーザービームの前記所定波長が前記レジストが感度を有しない波長であり、
前記フォーカス制御機構は、
前記評価用レーザービームの光軸に対して所定距離だけ光軸を離間させて、前記フォーカス制御用レーザービームを前記評価用レーザービームと共に前記対物レンズに入射することにより、前記ディスク原盤の表面に対して前記フォーカス制御用レーザービームを斜め入射すると共に、前記ディスクで反射した前記フォーカス制御用レーザービームの戻り光を前記評価用レーザービームから分離する光分離光学系と、
前記光分離光学系で分離された前記フォーカス制御用レーザービームの戻り光を受光し、該戻り光の受光位置の変化により前記間隔の変位を検出する受光素子と、
前記受光素子の受光結果に基づいて、前記対物レンズを光軸方向に変位させる駆動機構とを有する
ディスク原盤評価装置。
【請求項２】
前記光源は、
ＹＡＧレーザー又はＹＶＯ4 レーザーによる基本波長レーザービームを出射する基本波長のレーザーと、
前記基本波長レーザービームより、前記基本波長レーザービームの第２高調波による波長５３２〔ｎｍ〕の前記評価用レーザービームを出射する第２高調波発生手段とを有する
請求項１に記載のディスク原盤評価装置。
【請求項３】
前記戻り光処理機構は、
所定の表示手段に、前記戻り光の光量を基準にした度数分布により、前記戻り光の光量検出結果の正規化値のピーク値及び又はボトム値を表示する
請求項１に記載のディスク原盤評価装置。
【請求項４】
前記戻り光処理機構は、
所定の表示手段に、対応する画素の輝度レベルを前記戻り光の光量検出結果の正規化値に応じて変化させて前記ディスク原盤の図形を表示する
請求項１に記載のディスク原盤評価装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスク原盤評価装置に関し、例えば近接場記録（ＮＦＲ：Near Field Reacording ）により所望のデータを記録するディスク原盤の評価に使用することができる。本発明は、開口数０．８以上の対物レンズを用いてディスク原盤等に波長４８０〜６８０〔ｎｍ〕の評価用レーザービームを照射し、その戻り光の光量を検出して欠陥を評価することにより、露光に供する領域において漏れなく１００〔ｎｍ〕程度の欠陥を検出することができるようにする。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ディスクの製造工程は、露光装置によりディスク原盤を露光した後、このディスク原盤を現像してマザーディスクを作成し、このマサーディスクよりスタンパーを作成して光ディスクを量産するようになされている。
【０００３】
すなわち図１３は、この種の露光装置を上方より見た平面図である。この露光装置１は、露光用レーザービームによりディスク原盤２を露光し、これによりピット、グルーブに対応する潜像をディスク原盤２に作成する。
【０００４】
ここでディスク原盤２は、直径２００〔ｍｍ〕前後、厚さ数〔ｍｍ〕のガラス原盤の表面を精密研磨した後、フォトレジストをスピンコートして厚さ０．１〔μｍ〕程度のレジスト膜を形成して作成される。なおこのフォトレジストとしては、露光用レーザービームに対して充分な感度を有する感光剤が適用される。またレジスト膜は、スピンコートした後、数１０℃の温度でベーキングすることにより、フォトレジスト中に残存する溶剤が除去される。ディスク原盤２は、エアースピンドルにチャンキングされてこの露光装置１に保持され、所定の回転速度で回転駆動される。
【０００５】
レーザー光源３は、例えばＫｒイオンレーザーが適用され、波長４１３〔ｎｍ〕のレーザービームを露光用レーザービームＬ１として出射する。ミラー４及び５は、このレーザー光源３より出射された露光用レーザービームＬ１の光路を折り曲げ、ＥＯＭ（Electro Optic Modulator ）に導く。ＥＯＭ６は、駆動信号に応じて露光用レーザービームＬ１の偏光面を回転させて出射し、続く偏光ビームスプリッタ７は、この露光用レーザービームＬ１より所定偏光面の成分を選択的に透過する。
【０００６】
ハーフミラー８は、この偏光ビームスプリッタ７より出射される露光用レーザービームＬ１を２つの光束に分解し、受光素子９は、このうちのハーフミラー８を透過した側の光束を受光して光量検出結果を出力する。露光装置１においては、この光量検出結果に基づいて、ＥＯＭ６の駆動信号を補正し、これにより自動光量制御回路を構成して露光用レーザービームＬ１の光量が一定光量になるように制御する。
【０００７】
レンズ１０は、ハーフミラー８で反射された側の露光用レーザービームＬ１を集光して音響光学素子（ＡＯＭ：Acousto Optic Modulator ）１１に入射し、音響光学素子１１は、ピット列に対応する変調信号により露光用レーザービームＬ１をオンオフ変調して出射する。続くレンズ１２は、この音響光学素子１１の出射光を平行光線に変換して出射する。ハーフミラー１３は、このレンズ１２の出射光を２つの光束に分解する。受光素子１４は、ハーフミラー１３で２つに分けられた光束のうちの一方を受光して受光結果を出力し、これにより露光装置１では、音響光学素子１１による露光用レーザービームＬ１の変調結果をモニタできるようになされている。
【０００８】
これに対して凹レンズ１５は、ハーフミラー１３で２つに分けられた光束のうちの他方の光束を発散光により出射し、続く凸レンズ１６は、この発散光を平行光線に変換する。これにより凹レンズ１５及び凸レンズ１６は、ビームエキスパンダを構成し、露光用レーザービームＬ１のビーム径を所定値に設定して出射する。
【０００９】
ミラー１７は、このビームエキスパンダより出射される露光用レーザービームＬ１をビームスプリッタ１８を介して受け、この露光用レーザービームＬ１をディスク原盤２に向けて出射する。対物レンズ１９は、顕微鏡の対物レンズに類似し、複数のレンズにより構成され、図１４に示すように、このミラー１７で光路を折り曲げた露光用レーザービームＬ１をディスク原盤２のレジスト膜に集光することによりピットの潜像を形成する。
【００１０】
このようにしてディスク原盤２を露光するにつき、露光装置１は、露光用レーザービームＬ１がディスク原盤２のレジスト膜で反射し、その結果得られる戻り光ＬＲが露光用レーザービームＬ１の光路を逆に辿ってハーフミラー１３に入射する。ミラー２２、２３、２４は、このハーフミラー１３を透過する戻り光の光路を順次折り曲げ、レンズ２５は、ミラー２３で反射された戻り光をＣＣＤカメラである撮像装置２６に導く。ここで撮像装置２６は、この戻り光を受光することにより、ディスク原盤２のレジスト膜上における露光用レーザービームＬ１のビーム形状を検出する。これにより露光装置１は、このビーム形状の観察により正しくフォーカス制御されているか否か監視できるようになされ、さらにはフォーカス制御の制御目標を設定できるようになされている。
【００１１】
露光装置１において、これらレーザー光源３からハーフミラー１３までの露光用レーザービームＬ１を処理する光学系、ハーフミラー１３から撮像装置２６までの戻り光を受光する光学系にあっては、この露光装置１のベースである光学定盤に固定されて配置される。これに対して凹レンズ１５から対物レンズ１９までの光学系は、移動光学テーブル２９上に配置され、この移動光学テーブル２９は、所定の駆動機構によりディスク原盤２の半径方向に移動できるようになされている。これにより露光装置１では、ディスク原盤２を回転駆動した状態で、移動光学テーブル２９をディスク原盤２の外周方向に徐々に移動させることにより、ディスク原盤２にらせん状に露光用レーザービームＬ１の走査軌跡を形成し、この走査軌跡に音響光学素子１１により変調に応じたピット列の潜像を作成するようになされている。
【００１２】
露光装置１においては、この移動光学テーブル２９上に、さらにオートフォーカス光学系が配置される。ここでオートフォーカス光学系において、レーザーダイオード３０は、例えば波長６８０〔ｎｍ〕のレーザービームＬＦを出射し、偏光ビームスプリッタ３１は、このレーザービームＬＦを反射してビームスプリッタ１８に出射する。１／４波長板３２は、この偏光ビームスプリッタ３１より出射されるレーザービームＬＦに位相差を与えて出射し、ビームスプリッタ１８は、このレーザービームＬＦを露光用レーザービームＬ１と合成してミラー１７に出射する。これによりオートフォーカス光学系においては、このレーザービームＬＦを露光用レーザービームＬ１と共にディスク原盤２に照射する。
【００１３】
ここでレーザービームＬＦにおいては、露光用レーザービームＬ１に比して極めて小さなビーム径により露光用レーザービームＬ１と合成され、さらに対物レンズ１９等の光学系の光軸とほぼ一致してなる露光用レーザービームＬ１の光軸に対して、光軸が所定距離だけ離間するように合成される。
【００１４】
これによりオートフォーカス光学系は、レーザービームＬＦをディスク原盤２に斜め入射し、ディスク原盤２のレジスト層で正反射して得られる戻り光については、光軸の位置が対物レンズ１９からレジスト層までの距離に応じて変化するようになされている。オートフォーカス光学系は、このようにして得られる戻り光について、レーザービームＬＦの光路を逆に辿って１／４波長板３２を透過する際に位相差を与え、これにより続く偏光ビームスプリッタ３１でレーザービームＬＦと分離する。さらに続く位置検出素子３３により受光し、その受光位置により対物レンズ１９からレジスト層までの距離を検出する。
【００１５】
オートフォーカス光学系は、所望の検出感度を得ることができるようにレーザービームＬＦの光軸位置等が調整され、この位置検出結果に基づいて対物レンズ１９を光軸方向に変位させることによりフォーカス制御するようになされている。
【００１６】
このようにしてディスク原盤２を露光する露光装置１においては、対物レンズ１９の開口数ＮＡ、レジスト特性等によるプロセスファクターＫ（通常は０．８〜０．９である）、露光用レーザービームＬ１の波長λを用いて、解像度ＰをＰ＝Ｋ・（ＮＡ／λ）で表すことができる。これにより例えば直径１２〔ｃｍ〕により片面で４．７〔ＧＢ〕の情報容量を持つＤＶＤにあっては、波長４１３〔ｎｍ〕の露光用レーザービーム、開口数ＮＡ＝０．９の対物レンズ１９を用いて、最短ピット長０．４〔μｍ〕、トラックピッチ０．７４〔μｍ〕によりピット列の潜像を作成して、最短ピット長０．４〔μｍ〕の解像度（Ｐ＝０．３７〔μｍ〕）を確保できるようになされている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで光ディスクにおいては、近年の情報通信技術、画像処理技術の急速な発展に伴い、容量の増大が求められるようになされている。
【００１８】
この場合に、例えばＤＶＤと同一の直径１２〔ｃｍ〕により片面で情報容量１５〔ＧＢ〕を確保するためには、ＤＶＤと同一フォーマットにより記録するとして、最短ピット長０．２２〔μｍ〕、トラックピッチ０．４１〔μｍ〕によりピット列を形成してこの容量を確保することができる。
【００１９】
この場合、露光装置においては、上述した解像度Ｐの関係式より最短ピット長に対応する解像度を確保する必要があり、開口数ＮＡにあっては、レンズの設計製作精度より現状のＮＡ＝０．９が限界と考えられることにより、露光用レーザービームの波長を短くして、波長２５０〔ｎｍ〕程度の遠紫外線レーザーを使用することにより１５〔ＧＢ〕の容量を確保することができる。
【００２０】
しかしながらさらに記録容量を増大して直径１２〔ｃｍ〕により片面で例えば情報容量４０〔ＧＢ〕を確保するためには、単に露光用レーザービームＬ１を短波長化しただけでは、対応できなくなる問題がある。
【００２１】
すなわち直径１２〔ｃｍ〕により片面で情報容量４０〔ＧＢ〕を確保するためには、ＤＶＤと同一フォーマットにより記録するとして、最短ピット長０．１４〔μｍ〕、トラックピッチ０．２５〔μｍ〕によりピット列を形成することが必要になる。この場合に実用的な波長である波長２５０〔ｎｍ〕程度の露光用レーザービームＬ１により露光する場合、対物レンズとして開口数１．４程度のものが必要になり、結局、近接場記録の手法を適用しなければならなくなる。
【００２２】
この場合、対物レンズ及びその周辺構成にあっては、図１５に示すように構成することが考えられる。すなわち対物レンズ４０は、いわゆる後玉レンズ４０Ａと先玉レンズ４０Ｂとの２つのレンズを組み合わせて構成され、後玉レンズ４０Ａは、両凸レンズにより構成される。これに対して先玉レンズ４０Ｂは、先玉レンズがＳＩＬ型の半球型レンズにより構成され、先端中央に４０〔μｍΦ〕の突起が形成されるようになされ、この突起によりディスク原盤２への吸着が防止されるようになされている。
【００２３】
後玉レンズ４０Ａ及び先玉レンズ４０Ｂは、先玉レンズ４０Ｂに形成された突起の先端側平面に露光用レーザービームＬ１を集光する。ここでこのような対物レンズ４０にあっては、後玉レンズ４０Ａの開口数ＮＡと先玉レンズ４０Ｂに屈折率ｎを用いて、全体の開口数をｎ2 ×ＮＡで表し得、例えば後玉レンズ４０Ａの開口数ＮＡが０．６２、先玉レンズ４０Ｂの屈折率が１．５である場合、全体としての開口数ＮＡを値１．４に設定することができる。
【００２４】
また対物レンズ４０は、静圧型浮上パッド４２及びピエゾアクチュエータ４３により近接場効果を発揮可能にディスク原盤２に近接して保持される。すなわち静圧型浮上パッド４２は、対物レンズ４０を囲む円筒形状により構成され、板ばね４４を介してディスク原盤２に押圧されるように移動光学テーブル２９に保持される。静圧型浮上パッド４２は、側方に高圧エアーの流入口４２Ａが形成され、この流入口４２Ａより流入する高圧エアーをディスク原盤２側の端面より吹き出し、これによりディスク原盤２より浮上するようになされている。
【００２５】
また静圧型浮上パッド４２は、同様に、側方にエアーの流出口４２Ｂが形成され、この流出口４２Ｂが真空ポンプに接続されてエアーが流出するように構成される。さらにこのエアーの流入口が、ディスク原盤２側の端面、エアーの吹き出し口より内側に形成されるようになされている。これにより静圧型浮上パッド４２は、高圧エアーの吹き出し量と真空ポンプによる吸引力とを制御して、ディスク原盤２側の先端がディスク原盤２の表面より浮上するようになされている。
【００２６】
ピエゾアクチュエータ４３は、圧電素子であるピエゾ素子を積層して印可電圧に応じて伸縮するように構成される。ピエゾアクチュエータ４３は、静圧型浮上パッド４２の内側に複数対配置され、対物レンズ４０は、このピエゾアクチュエータ４３を介して静圧型浮上パッド４２に保持される。これによりピエゾアクチュエータ４３は、印加電圧に応じて矢印Ａにより示すように伸縮し、対物レンズ４０の先端とディスク原盤２の表面との間隔を変化させる。これらの構成により対物レンズ４０のディスク原盤２側の先端がディスク原盤２の表面より数１０〜数〔ｎｍ〕の範囲で、種々の距離に精度良く設定保持できるようになされている。
【００２７】
このような構成に係る露光装置においては、静圧型浮上パッド４２によるエアーギャップを調整して対物レンズ４０とディスク原盤２の間隔を３〔μｍ〕程度に設定した後、対物レンズ４０の先端からディスク原盤２の表面までの間隔が数１０〜数〔ｎｍ〕の範囲で所定値になるように、ピエゾアクチュエータ４３を駆動することにより、近接場効果によりディスク原盤２を露光できると考えられる。
【００２８】
ところがこのようにして露光装置側にて４０［ＧＢ］容量相当によりディスク原盤を露光する場合、その前提として、塵等の付着によるディスク原盤２の欠陥が充分に低減されていることが必要となる。
【００２９】
すなわちこのような４０［ＧＢ］容量相当によるディスク原盤の露光においては、対物レンズ４０の先端とディスク原盤２との間隔を数１０〔ｎｍ〕に常時保持しなければならず、例えばμｍオーダーによる突起がディスク原盤２上に存在すると、この突起が露光中に対物レンズ４０の先端に衝突することになる。
【００３０】
この突起が例えば金属等の硬質材料がディスク原盤２に付着して発生したものの場合、露光装置においては、突起の衝突により対物レンズの先端が破壊する恐れがある。またこの突起がフォトレジストのスピンコート時にレジスト中に取り込まれた微細な塵によるものの場合、突起がフォトレジストで覆われていることにより、突起の衝突で対物レンズの先端にフォトレジストが付着する。これによりこのような欠陥による衝突が繰り返されると、露光装置においては、対物レンズの光学特性が劣化し、所望の解像度を確保できなる。
【００３１】
従って光ディスクの製造工程においては、ディスク原盤の一連の作成プロセスであるガラス原盤の精密研磨工程、洗浄工程、フォトレジスト膜作成工程等の全てのステップにおいて、塵の発生を防止するように工程を管理、維持することが必要になり、この管理の上で、ディスク原盤における欠陥を評価することが必要となる。
【００３２】
このような欠陥の評価においては、露光に供する領域において、μｍオーダーの突起状の欠陥はもちろん、工程を維持管理するためには、１００〔ｎｍ〕程度の欠陥をも確実に、かつ漏れなく検出することが求められる。
【００３３】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、露光に供する領域において漏れなく１００〔ｎｍ〕程度の欠陥を検出することができるディスク原盤評価装置を提案しようとするものである。
【００３４】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため請求項１に係る発明においては、波長４８０〜６８０〔ｎｍ〕の評価用レーザービームを出射する光源と、評価用レーザービームの光量検出結果を出力するモニタ用受光素子と、この評価用レーザービームを評価対象のディスク原盤に照射する開口数０．８以上の対物レンズと、所定波長のフォーカス制御用レーザービームを用いて、対物レンズとディスク原盤との間隔を所定間隔に保持するフォーカス制御機構と、ディスク原盤を回転駆動すると共に、ディスク原盤の半径方向における評価用レーザービームの照射位置を変位させ、評価用レーザービームの照射位置を走査させる走査機構と、評価用レーザービームのディスク原盤からの戻り光を受光して戻り光の光量検出結果を出力する戻り光の受光素子と、戻り光の光量検出結果を評価用レーザービームの光量検出結果で処理する戻り光処理部とを備えるようにする。ここでディスク原盤は、光ディスクの生産に使用されるレジストを塗布したガラス原盤であり、戻り光処理部は、戻り光の光量検出結果を対応する評価用レーザービームの光量検出結果で割り算して戻り光の光量検出結果の正規化値を計算し、ディスク原盤の回転角度情報、ディスク原盤の半径方向における評価用レーザービームの照射位置情報と共に記憶手段に記憶する。ここで前記フォーカス制御用レーザービームの前記所定波長が前記レジストが感度を有しない波長であり、前記フォーカス制御機構は、前記評価用レーザービームの光軸に対して所定距離だけ光軸を離間させて、前記フォーカス制御用レーザービームを前記評価用レーザービームと共に前記対物レンズに入射することにより、前記ディスク原盤の表面に対して前記フォーカス制御用レーザービームを斜め入射すると共に、前記ディスクで反射した前記フォーカス制御用レーザービームの戻り光を前記評価用レーザービームから分離する光分離光学系と、前記光分離光学系で分離された前記フォーカス制御用レーザービームの戻り光を受光し、該戻り光の受光位置の変化により前記間隔の変位を検出する受光素子と、前記受光素子の受光結果に基づいて、前記対物レンズを光軸方向に変位させる駆動機構とを有する。
【００３５】
請求項１の構成によれば、波長４８０〜６８０〔ｎｍ〕の評価用レーザービームを開口数０．８以上の対物レンズによりディスク原盤に照射することにより、スポット径０．５〔μｍ〕程度のビームスポットによりディスク原盤を走査して１００〔ｎｍ〕程度の大きさの欠陥を充分に検出することができる。これによりらせん状にビームスポットを走査して送りピッチの選定により、例えば半径２５〔ｍｍ〕から５８〔ｍｍ〕の領域を実用的な範囲である約３時間程度で漏れなく走査して欠陥を検出することができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳述する。
【００３７】
（１）実施の形態の構成
図２は、本発明の実施の形態に係るディスク原盤評価装置を示す略線図である。このディスク原盤評価装置５０は、ガラス原盤、ディスク原盤２の欠陥の評価に使用される。
【００３８】
すなわちディスク原盤評価装置５０において、エアースピンドル５１は、例えばディスク原盤２をチャンキングして、例えば回転数４５０〔ｒｐｍ〕による高速度で回転駆動する。エアースピンドル５１は、ロータリーエンコーダにより所定の基準位置を基準にした回転角度を高い精度により検出できるようになされ、このロータリーエンコーダで検出される回転角度を回転角度位置情報Ｄθをして出力するようになされている。
【００３９】
半径方向移動機構５２は、所定の制御信号に従ってディスク原盤２の半径方向にエアースピンドル５１を移動させる。なお半径方向移動機構５２は、送り速度３〔μｍ／ｓｅｃ〕によりエアースピンドル５１を移動させることにより、エアースピンドル５１の１回転につき０．４〔μｍ〕のピッチでエアースピンドル５１を移動させる。半径方向移動機構５２は、レーザービームの照射により非測定対象までの距離を高い精度により検出できるレーザースケールが配置され、このレーザースケールの検出結果によりエアースピンドル５１の位置を検出できるようになされている。半径方向移動機構５２は、このレーザースケールにより検出されるエアースピンドル５１の位置情報を半径位置情報ＤＲとして出力する。
【００４０】
ディスク原盤評価装置５０は、対物レンズ５３、ミラー５４、ビームエキスパンダ５６等の光学系５７により評価用レーザービームＬ２をディスク原盤２に照射するように構成される。これによりエアースピンドル５１及び半径方向移動機構５２は、ディスク原盤２と評価用レーザービームＬ２の照射位置との相対位置を変位させて評価用レーザービームＬ２の照射位置を走査させる走査機構を構成するようになされている。
【００４１】
図１は、この光学系５７の構成を詳細に示す平面図であり、この光学系５７は、レーザー光源５９より波長５３２〔ｎｍ〕の評価用レーザービームＬ２を出射する。すなわちレーザー光源５９は、波長１０６４〔ｎｍ〕による基本波長のレーザービームを出射するＹＡＧレーザーと、この基本波長のレーザービームより第２高調波のレーザービームを生成して評価用レーザービームＬ２として出射するＳＨＧ素子とにより構成される。レーザー光源５９は、例えば約５〔ｍＷ〕の光量により、また偏光面が紙面と水平な直線偏光により評価用レーザービームＬ２を出射する。
【００４２】
ミラー６０は、このレーザー光源５９より出射される評価用レーザービームＬ２の光路を折り曲げ、続く偏光ビームスプリッタ６１は、この評価用レーザービームＬ２を所定の光量比により２つの光束に分離する。
【００４３】
受光素子６２は、この２つの光束に分離された評価用レーザービームＬ２のうちの、偏光ビームスプリッタ６２を透過した側の評価用レーザービームＬ２を受光し、この評価用レーザービームＬ２の光量に応じて信号レベルが変化する光量検出結果を出力する。ディスク原盤評価装置５０においては、この受光素子６２の受光結果により評価用レーザービームＬ２の光量をモニタするようになされ、さらに後述する受光素子７１による戻り光Ｌ２Ｒの光量検出結果を補正するようになされている。
【００４４】
ＸＹシフター６３は、偏光ビームスプリッタ６２を反射した側の評価用レーザービームＬ２の光路中に配置された１組の透明平行平板であり、評価用レーザービームＬ２の光軸に対する傾きの調整により、対物レンズ５３の光軸と評価用レーザービームＬ２の光軸とが一致するように、評価用レーザービームＬ２の光軸を平行移動させて出射する。
【００４５】
ミラー６４及び６５は、順次評価用レーザービームＬ２を反射することにより、評価用レーザービームＬ２の光路を折り曲げる。
【００４６】
偏光ビームスプリッタ６６は、ミラー６５から到来する評価用レーザービームＬ２を透過して出射すると共に、この評価用レーザービームＬ２の光路を逆に辿って入射する評価用レーザービームＬ２の戻り光Ｌ２Ｒを反射し、これにより評価用レーザービームＬ２と戻り光Ｌ２Ｒとを分離する。
【００４７】
１／４波長板６７は、偏光ビームスプリッタ６６より出射される評価用レーザービームＬ２を円偏光に変換して出射し、また円偏光により入射する戻り光Ｌ２Ｒを直線偏光に変換して出射する。
【００４８】
ビームエキスパンダ５６は、凹レンズ５６Ａ及び凸レンズ５６Ｂとにより構成され、評価用レーザービームＬ２のビーム径を拡大して、対物レンズ５３の入射瞳径の２倍程度のビーム径により出射する。
【００４９】
ミラー５４は、このビームエキスパンダ５６より出射される評価用レーザービームＬ２の光路を折り曲げてディスク原盤２に向けて出射する。対物レンズ５３は、開口数ＮＡが０．９に選定され、この評価用レーザービームＬ２をディスク原盤２に集光する。
【００５０】
これによりディスク原盤評価装置５０においては、評価用レーザービームＬ２がディスク原盤２により反射されて戻り光Ｌ２Ｒが得られ、この戻り光Ｌ２Ｒが評価用レーザービームＬ２の光路を逆に辿り、偏光ビームスプリッタ６６で反射されて評価用レーザービームＬ２から分離されることになる。
【００５１】
ビームスプリッタ６９は、この偏光ビームスプリッタ６６より出射される戻り光を２つの光束に分離して出射する。レンズ７０は、このビームスプリッタ６９を透過する側の戻り光Ｌ２Ｒを受光素子７１に導き、受光素子７１は、この戻り光の光量に応じて信号レベルが変化する戻り光の光量検出結果Ｓ１を出力する。
【００５２】
ディスク原盤評価装置５０においては、この戻り光の光量検出結果Ｓ１を欠陥マッピングシステム７２（図１）により処理することにより、ディスク原盤２上における欠陥を検出するようになされている。
【００５３】
これに対してレンズ７３は、ビームスプリッタ６９を反射した側の戻り光Ｌ２Ｒを集光し、ミラー７４及び７５は、このレンズ７３より出射される戻り光Ｌ２Ｒの光路を折り曲げて出射する。撮像装置７６は、このミラー７５で反射された戻り光Ｌ２Ｒを受光し、この戻り光のビーム形状を示す撮像結果を出力する。これによりディスク原盤評価装置５０では、ディスク原盤２上における評価用レーザービームＬ２のビームスポット形状を観察できるようになされ、さらにはフォーカスの状態を検出できるようになされている。
【００５４】
さらにディスク原盤評価装置５０の光学系５７においては、オートフォーカス光学系が配置される。ここでオートフォーカス光学系において、レーザーダイオード８０は、ディスク原盤２に作成されたレジスト膜が感度を有しない波長４８０〔ｎｍ〕以上のレーザービームＬＦを出射し、偏光ビームスプリッタ８１は、このレーザービームＬＦを反射してビームスプリッタ８２に出射する。１／４波長板８３は、この偏光ビームスプリッタ８１より出射されるレーザービームＬＦに位相差を与えて出射し、ビームスプリッタ８２は、このレーザービームＬＦを評価用レーザービームＬ２と合成してミラー５４に出射する。これによりオートフォーカス光学系においては、このレーザービームＬＦを評価用レーザービームＬ２と共にディスク原盤２に照射する。
【００５５】
ここでレーザービームＬＦにおいては、評価用レーザービームＬ２に比して極めて小さなビーム径により評価用レーザービームＬ２と合成され、さらに対物レンズ５３の光軸とほぼ一致してなる評価用レーザービームＬ２の光軸に対して、光軸が所定距離だけ離間するように合成される。
【００５６】
これによりオートフォーカス光学系は、レーザービームＬＦをディスク原盤２に斜め入射し、ディスク原盤２のレジスト膜で正反射して得られる戻り光については、光軸の位置が対物レンズ５３からレジスト膜までの距離に応じて変化するようになされている。オートフォーカス光学系は、このようにして得られる戻り光について、レーザービームＬＦの光路を逆に辿って１／４波長板８３を透過する際に位相差を与え、これにより続く偏光ビームスプリッタ８１でレーザービームＬＦと分離する。さらに続く位置検出素子８４により受光し、その受光位置により対物レンズ５３からレジスト層までの距離を検出する。
【００５７】
ディスク原盤評価装置５０は、この位置検出素子８４による位置検出結果に基づいて、図示しない駆動機構により対物レンズ５３を光軸方向に変位させ、これによりフォーカス制御機構を構成するようになされている。
【００５８】
欠陥マッピングシステム７２は（図１）、ロータリーエンコーダで検出される回転角度位置情報Ｄθ、半径方向移動機構５２で検出される半径位置情報ＤＲ、受光素子６２による光量検出結果５２を基準にして、受光素子７１による光量検出結果Ｓ１を処理することにより、ディスク原盤２上における欠陥を検出し、さらにこの欠陥を所望の形態により表示する。
【００５９】
図３は、欠陥マッピングシステム７２を周辺構成と共に示すブロック図である。この欠陥マッピングシステム７２において、ＰＬＬ（Phase Locked Loop ）９０は、回転角度位置情報Ｄθを基準にして動作することにより所定周波数のサンプリングクロックＣＫを生成する。
【００６０】
アナログディジタル変換回路（Ａ／Ｄ）９１及び９２は、それぞれ受光素子７１及び６３による光量検出結果Ｓ１及びＳ２をアナログディジタル変換処理して出力する。
【００６１】
コンピュータ９３は、アナログディジタル変換回路９２から出力されるアナログディジタル変換処理結果によりアナログディジタル変換回路９１から出力されるアナログディジタル変換処理結果を割り算する。これにより受光素子７１による戻り光Ｌ２Ｒの光量検出結果Ｓ１を、戻り光の生成源である評価用レーザービームＬ２の光量検出結果Ｓ２により割り算し、戻り光Ｌ２Ｒの光量検出結果Ｓ１を正規化する。
【００６２】
コンピュータ９３は、このようにして検出される正規化結果Ｓ１／Ｓ２を対応する回転角度位置情報Ｄθ、半径位置情報ＤＲと共に所定の記憶手段に一旦記憶する。
【００６３】
ここでこのようにして評価用レーザービームＬ２をディスク原盤２に照射する場合、図４に示すように、ゴミがガラス原盤に付着し、このゴミをレジスト膜が覆っている場合、戻り光Ｌ２Ｒにおいては、ゴミが付着した箇所で光量が局所的に増大することが判った。これにより図５に解析結果を示すように、戻り光Ｌ２Ｒの光量検出結果Ｓ１を評価用レーザービームＬ２の光量検出結果Ｓ２により正規化して得られる正規化結果Ｓ１／Ｓ２においては、ゴミが付着した箇所で局所的に値が増大する。なお図５においては、円周方向の長さについては、対応する情報である回転角度位置情報Ｄθの記号を流用して示す。なお図６は、この図５による解析結果をディスク原盤２の半径方向及び円周方向について座標を取り、また信号レベルを明度により示す解析結果の２次元表示である。
【００６４】
また図７に示すように、レジスト膜の上にゴミが付着している場合、このゴミにより評価用レーザービームＬ２が吸収されることにより、戻り光Ｌ２Ｒにおいては、ゴミが付着した箇所で光量が局所的に減少することが判った。これにより図８に解析結果を示すように、正規化結果Ｓ１／Ｓ２においては、ゴミが付着した箇所で局所的に値が減少する。なお図９は、図６との対比により図８の解析結果を２次元的に示す図であり、図８及び図９においては、ぞれそれ図５及び図６と同様に座標を取って示す。
【００６５】
またゴミ以外のディスク原盤２のキズ等によっても同様に戻り光Ｌ２Ｒの光量が変化し、これらにより正規化結果Ｓ１／Ｓ２の変化により欠陥の有無を検出することができる。さらに正規化結果Ｓ１／Ｓ２における変化の大きさは、欠陥の大きさを反映していることが判った。
【００６６】
これによりコンピュータ９３は、オペレータがマッピングによる測定結果の表示を選択すると、図１０において符号Ａにより示すように表示装置９４に、ディスク原盤２の情報記録面を図形表示する。さらにコンピュータ９３は、所定の記憶手段に一時記憶した正規化結果Ｓ１／Ｓ２に対応するように、この情報記録面の図形における各画素の輝度レベルを設定する。なお図１０においては、このように輝度レベルを設定して所定値以上輝度レベルが変化してなる箇所を点により示す。
【００６７】
これによりコンピュータ９３は、この図形表示を目視により確認してディスク原盤２の品位を感覚的に把握できるようになされている。
【００６８】
なお図１１は、マッピングによる測定結果の表示をプリンタにより出力した図である。この測定は、故意に傷を作成し、またゴミを付着した後、フォトレジストをスピンコートしたディスク原盤によるものである。この測定結果では、符号Ｂにより示す傷、符号Ｃにより示すゴミの付着を確認することができる。
【００６９】
これに対してユーザーが度数分布による測定結果の表示を選択すると、コンピュータ９３は、回転角度位置情報Ｄθ、半径位置情報ＤＲをアドレスにしてなる２次元のフィルタリング処理により正規化結果Ｓ１／Ｓ２を処理することにより、正規化結果Ｓ１／Ｓ２のピーク値及びボトム値を検出する。コンピュータ９３は、図１２に示すように、正規化結果Ｓ１／Ｓ２を基準にした度数分布によりこのピーク値及びボトム値を表示する。
【００７０】
なおこの図１２に示す表示においては、正規化結果Ｓ１／Ｓ２の平均値からのピーク値及びボトム値の変位量を度数分布により表示したものであり、符号Ｅ及び符号Ｆにより示す２種類のディスク原盤２の測定結果を纏めて表示したものである。この測定結果の表示によれば、符号Ｆにより示すディスク原盤２の方が、符号Ｅにより示すディスク原盤２より全体的に欠陥が少ないことが判る。
【００７１】
（２）実施の形態の動作
以上の構成において、このディスク原盤評価装置５０においては（図２）、エアースピンドル５１により回転速度４５０〔ｒｐｍ〕による高速度でディスク原盤２又はガラス原盤が回転駆動された状態で、半径方向移動機構５２によりエアースピンドル５１がディスク原盤２又はガラス原盤の半径方向に移動される。さらにこの状態で開口数０．９の対物レンズ５３により波長５３２〔ｎｍ〕の評価用レーザービームＬ２がディスク原盤２又はガラス原盤に照射され、その戻り光が受光素子７１により受光される。ディスク原盤評価装置５０においては、この受光素子７１の受光結果Ｓ１を処理してディスク原盤２又はガラス原盤の欠陥が検出される。
【００７２】
ここで開口数０．９の対物レンズ５３により波長５３２〔ｎｍ〕の評価用レーザービームＬ２を照射する場合、ビームスポット径は、約０．５〔μｍ〕となる。これに対して半径方向移動機構５２により送り速度３〔μｍ／ｓｅｃ〕によりエアースピンドル５１が駆動されて評価用レーザービームの照射位置が０．４〔μｍ〕ピッチにより変化し、これによりディスク原盤評価装置５０においては、ディスク原盤２、ガラス原盤の全面に評価用レーザービームを漏れなく照射することができる。
【００７３】
すなわちディスク原盤評価装置５０においては（図１）、レーザー光源５９において、ＹＡＧレーザーより波長１０６４〔ｎｍ〕による基本波長のレーザービームが生成され、この基本波長のレーザービームより第２高調波による評価用レーザービームＬ２が出射される。ディスク原盤評価装置５０においては、この評価用レーザービームＬ２の光量が受光素子６２により検出され、さらにＸＹシフター６３により光軸が補正される。さらにミラー６４、６５により折り返された後、偏光ビームスプリッタ６６を透過し、ビームエキスパンダ５６によりビーム径が拡大された後、対物レンズ５３によりディスク原盤２、ガラス原盤に照射される。
【００７４】
さらにディスク原盤評価装置５０においては、この評価用レーザービームＬ２の照射により得られる戻り光Ｌ２Ｒが、評価用レーザービームＬ２の光路を逆に辿り、偏光ビームスプリッタ６６により評価用レーザービームＬ２から分離される。さらに２つの光束に分離された後、１方の光束においては、受光素子７１により光量が検出され、また他方の光束においては、撮像装置７６により撮像されてディスク原盤２、ガラス原盤上におけるビーム形状が検出される。
【００７５】
ディスク原盤評価装置５０においては、この撮像装置７６より検出される撮像結果に基づいて対物レンズ５３をディスク原盤２、ガラス原盤に近接してフォーカス制御の基準位置が設定される。
【００７６】
すなわちディスク原盤評価装置５０においては、レーザーダイオード８０より出射されるレーザービームＬＦが評価用レーザービームＬ２の光軸より所定距離だけ離間して評価用レーザービームＬ２と共にディスク原盤２、ガラス原盤に照射され、これにより対物レンズ５３とディスク原盤２、ガラス原盤との距離に応じて光軸が変位してなるレーザービームＬＦによる戻り光が検出される。ディスク原盤評価装置５０においては、この戻り光の光軸の変位が位置検出素子８４により集光位置の変位として検出され、この集光位置が撮像装置７６の撮像結果により設定された基準位置になるようにフォーカス制御される。
【００７７】
これに対して受光素子７１で検出される光量検出結果Ｓ１においては、ディスク原盤２、ガラス原盤上における欠陥により光量が変化することになる。（図４〜図９）。
【００７８】
これによりこの光量検出結果Ｓ１においては（図３）、評価用レーザービームＬ２の光量検出結果Ｓ２により正規化されることにより、評価用レーザービームＬ２の光量変化による変動が補正された後、所定の記憶手段に対応する回転角度位置情報Ｄθ、半径位置情報ＤＲと共に記憶される。
【００７９】
ここでこの回転角度位置情報Ｄθにおいては、エアースピンドル５１に装着されたロータリーエンコーダより検出される評価用レーザービームＬ２の照射位置を示す角度情報であり、また半径位置情報ＤＲは、半径方向移動機構５２で検出される評価用レーザービームＬ２の照射位置を示す半径方向の位置情報であることにより、正規化結果Ｓ１／Ｓ２は、ディスク原盤２、ガラス原盤上における座標情報と共に記録されることになる。
【００８０】
これによりディスク原盤評価装置５０においては、オペレータがマッピングによる測定結果の表示を選択すると（図１０及び図１１）、表示装置９４にディスク原盤２、ガラス原盤の情報記録面を示す図形が表示され、この図形中の対応する画素の輝度レベルが記憶手段に一時保持された正規化結果Ｓ１／Ｓ２に対応するように設定され、これによりこの図形表示を目視により確認して欠陥の大きさ、頻度を感覚的に把握することがきる。
【００８１】
これに対してユーザーが度数分布による測定結果の表示を選択すると（図１２）、回転角度位置情報Ｄθ、半径位置情報ＤＲをアドレスにしてなる２次元のフィルタリング処理により、正規化結果Ｓ１／Ｓ２が処理され正規化結果Ｓ１／Ｓ２のピーク値及びボトム値が検出され、このピーク値及びボトム値の度数分布が表示される。これによりオペレータにおいては、欠陥の大きさ、個数を客観的に判断することができる。
【００８２】
このようにして欠陥を検出して表示するにつき、この実施の形態では、受光素子７１で検出される光量検出結果Ｓ１においては（図３）、サンプリングされて処理されることにより、このサンプリング周波数の設定により充分に長さの短い欠陥についても確実に検出することができる。すなわち半径３０〔ｍｍ〕の位置においては、ディスク原盤２、ガラス原盤は、線速度１４１３〔ｍｍ／ｓｅｃ〕（３０〔ｍｍ〕×２π×４５０〔ｒｐｍ〕÷６０〔ｓｅｃ〕）により回転していることになる。計算を簡略化するために、光量検出結果Ｓ１のサンプリングレートを５〔ＭＨｚ〕とすると、この半径３０〔ｍｍ〕の位置においては、長さ０．２８〔μｍ〕（１４１３〔ｍｍ／ｓｅｃ〕÷（５×１０6 ））の周期でサンプリングされることになり、これによりサンプリング周波数の設定では長さ約０．２８〔μｍ〕の欠陥を検出することができる。なおこの場合、半径５０〔ｍｍ〕では、０．４７〔μｍ〕の検出精度となる。
【００８３】
なお光学系の側より検出精度を検討すると、評価用レーザービームＬ２のビームスポット径が０．５〔μｍ〕程度であることにより、欠陥の検出精度は１００〔ｎｍ〕程度以上である。
【００８４】
またこのような欠陥検査を半径２５〔ｍｍ〕から５８〔ｍｍ〕の領域において実行するとして、ディスク原盤評価装置５０ではこの範囲を回転速度４５０〔ｒｐｍ〕により０．４〔μｍ〕ピッチで走査することにより、約３時間（（５８−２５）〔ｍｍ〕÷（４５０〔ｒｐｍ〕×０．４〔μｍ〕）＝１８３〔ｍｉｎ〕）で検査を完了することができ、これにより実用上充分な時間により評価対象の欠陥を検出することができる。
【００８５】
これらによりディスク原盤評価装置５０では、１００〔ｎｍ〕前後の欠陥の検出能力によりディスク原盤２、ガラス原盤の十分広いエリアにおいて見逃すことなく欠陥検出することができる。
【００８６】
（３）実施の形態の効果
以上の構成によれば、開口数０．９の対物レンズを用いてディスク原盤等に波長５３２〔ｎｍ〕の評価用レーザービームを照射し、その戻り光の光量を検出して欠陥を評価することにより、露光に供する領域において漏れなく１００〔ｎｍ〕程度の欠陥を検出することができる。
【００８７】
（４）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、開口数０．９の対物レンズを使用して波長５３２〔ｎｍ〕の評価用レーザービームを照射する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、開口数０．８以上の対物レンズを用いて波長４８０〜６８０〔ｎｍ〕の評価用レーザービームを照射して上述の実施の形態とほぼ同等の検出精度を確保することができる。
【００８８】
また上述の実施の形態においてはエアースピンドル側をディスク原盤の半径方向に移動させる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、対物レンズ５３側を関連する光学系と共にディスク原盤の半径方向に移動させるようにしてもよい。
【００８９】
また上述に実施の形態においては、デスク原盤評価装置により欠陥を評価する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば光量検出結果Ｓ１、Ｓ２を記録媒体に記録して別体のコンピュータにより処理することにより、最終的な欠陥の評価を別体の演算装置に委ねるようにしてもよい。なおこの場合、ディスク原盤評価装置においては、記録媒体に光量検出結果Ｓ１、Ｓ２を記録することで光量検出結果の処理を完了することになる。
【００９０】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、開口数０．８以上の対物レンズを用いてディスク原盤等に波長４８０〜６８０〔ｎｍ〕の評価用レーザービームを照射し、その戻り光の光量を検出して欠陥を評価することにより、露光に供する領域において漏れなく１００〔ｎｍ〕程度の欠陥を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るディスク原盤評価装置の光学系を示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るディスク原盤評価装置の全体構成を示す略線図である。
【図３】図１のディスク原盤評価装置における欠陥マッピングシステムの動作の説明に供するブロック図である。
【図４】欠陥の説明に供する断面図である。
【図５】図４の欠陥による戻り光の光量分布を示す特性曲線図である。
【図６】図５の光量分布を２次元により示す特性曲線図である。
【図７】レジスト膜上の欠陥を示す断面図である。
【図８】図７の欠陥による戻り光の光量分布を示す特性曲線図である。
【図９】図８の光量分布を２次元により示す特性曲線図である。
【図１０】マッピングによる測定結果の表示を示す略線図である。
【図１１】故意の傷、ゴミによるマッピングによる測定結果を示す略線図である。
【図１２】度数分布による測定結果の表示を示す略線図である。
【図１３】露光装置を示す平面図である。
【図１４】図１３の露光装置の動作の説明に供する斜視図である。
【図１５】近接場記録に係る対物レンズを周辺構成を共に示す断面図である。
【符号の説明】
２……ディスク原盤、４０、５３……対物レンズ、５０……ディスク原盤評価装置、５１……エアースピンドル、５２……半径方向移動機構、５９……レーザー光源、７２……欠陥位置マッピングシステム
【図１】
0004314684.tif 000002
【図２】
0004314684.tif 000003
【図３】
0004314684.tif 000004
【図４】
0004314684.tif 000005
【図５】
0004314684.tif 000006
【図６】
0004314684.tif 000007
【図７】
0004314684.tif 000008
【図８】
0004314684.tif 000009
【図９】
0004314684.tif 000010
【図１０】
0004314684.tif 000011
【図１１】
0004314684.tif 000012
【図１２】
0004314684.tif 000013
【図１３】
0004314684.tif 000014
【図１４】
0004314684.tif 000015
【図１５】
0004314684.tif 000016