[发明专利]曝光设备与曝光方法

说明书

本发明涉及一种曝光设备和一种曝光方法，所述曝光方法适用于例如形成光盘的光盘原版的曝光设备。波长为300nm或更短的SHG曝光激光束经调制装置调制，且利用数值孔径为1．0或更大的物镜通过邻近效应加到光盘原版上，据此得到记录密度基本上大于常规光盘的记录密度的光盘。根据本发明，可在这种光盘的光盘原版上进行曝光。

通常，在光盘生产中，曝光设备对光盘原版曝光，然后对光盘原版显影而制备母盘，再用母盘制备压模以大量生产光盘。

图6是俯视这类曝光设备的平面图。在该曝光设备1中，曝光激光束对光盘原版2曝光，由此在光盘原版2上形成相应于坑与槽的潜象。

为了制备光盘原版2，要对直径约200mm、厚几个mm的玻璃盘进行精密抛光，并通过旋涂光致抗蚀剂在其上形成厚约0．1μm的抗蚀剂层。作为光致抗蚀剂，施加一种对曝光激光束呈现足够大灵敏度的光敏材料。光盘原版2通过夹具装到空气主轴，并由曝光设备1固定以预定速度旋转。

作为激光器光源3，例如采用Kr离子激光器，它发射波长为413nm的激光束作为曝光激光束L1。反射镜4和5使激光源3发射的曝光激光束L1的光路弯折并导入电光调制器(EOM)6。EOM 6响应于驱动信号旋转曝光激光束L1的偏振平面并发射该激光束。接着，偏振分束器7选择性地让曝光激光束L1中的预定偏振面分量透射出去。

半反射镜8将偏振分束器7发射的曝光激光束L1分成两束，受光器(photoreceptor)9接收通过半反射镜8透射的该光束，并输出光量检测结果。在曝光设备1中，根据光量检测结果校正EOM6的驱动信号，由此形成一自动光量控制电路，经控制，使曝光激光束L1的光量保持恒定。

透镜10聚焦半反射镜8反射的曝光激光束L1并将它输入声光调制器(AOM)11，后者用响应于一行坑的调制信号对曝光激光束L1作通／断调制。接着，透镜12将声光调制器11输出的光束转换成平行光束并输出。半反射镜13将透镜12输出的光束分成两束。受光器14接收这两束中的一束并输出接收结果，因而在曝光设备1中，可监测声光调制器11对曝光激光束L1的调制结果。

另一方面，凹透镜15将半反射镜13分束得到的两束中的另一束输出作为发散光线。接着，凸透镜16将发散光线转换成平行光束。这样，凹透镜15与凸透镜16构成一扩束器，并在将光束直径设置成预定值后输出曝光激光束L1。

反射镜17经分束器18接收来自扩束器的曝光激光束L1并将它射向光盘原版2。用类似于显微镜物镜的透镜形成物镜19。如图7所示，光路已被反射镜17弯折的曝光激光束L1会聚在光盘原版2的抗蚀剂层上，由此形成坑潜象。

在曝光设备1这样对光盘原版2进行曝光时，曝光激光束L1被光盘原版2的抗蚀剂层反射，所得的返回光束沿与曝光激光束L1的光路相反的方向行进而射到半反射镜13上。反射镜22、23和24依次弯折经半反射镜13透射的返回光束的光路，而透镜25将反射镜23反射的返回光束导向由CCD摄象机组成的成象装置26。成象装置接收这种反回光，据此检测光盘原版2的抗蚀剂层上曝光激光束L1的光束结构。根据这一配置，曝光设备1可通过观察光束结构来进行监测，以检查聚焦控制是否准确。另外，还可在聚焦控制中设置控制目标。

在曝光设备1中，从激光源3到半反射镜13的光学系统(用于处理曝光激光束L1)和从半反射镜13到成象装置26的光学系统(用于接收返回光束)，都固定在作为该曝光设备基座的光学基板上。相反地，从凹透镜15到物镜19的光学系统装在可移动的光学平台29上，光学平台29可用预定的驱动机构沿光盘原版2的径向移动。在曝光设备1中，根据这一配置，可移动光学平台29随着光盘原版2的旋转而沿光盘原版2的周边方向逐渐移动，由此在光盘原版2上螺旋地形成曝光激光束的扫描轨迹，并在这一扫描轨迹上形成依据声光调制器11的调制的坑行潜象。

在曝光设备1中，还在可移动光学平台29上形成一自动聚焦光学系统。在自动聚焦光学系统中，激光二极管30发射波长例如为680nm的激光束LF，而偏振分束器31反射此激光束LF并发射至分色镜17。1／4波长板32对偏振分束器31发射的激光束LF加一相位差后将它射出，而分束器18将激光束LF与曝光激光束LR合成在一起后将其射向反射镜17。这样，在自动聚焦光学系统中，将激光束LF连同曝光激光束LR都加到光盘原版2。

将光束直径比曝光激光束LR的光束直径小得多的激光束LF与曝光激光束LR合成在一起。另外，如此进行合成，从而使激光束LF的光轴与曝光激光束LR的光轴分隔，而后者的光轴基本上与包括物镜19等在内的光学系统的光轴相一致。