JP2001043562A - 光情報記録媒体の製造方法及び光情報記録媒体の製造装置 - Google Patents
光情報記録媒体の製造方法及び光情報記録媒体の製造装置Info
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Abstract
情報記録媒体の製造装置に関し、例えばディスク原盤の
露光装置に適用して、半導体レーザーによりレーザー光
源を構成して高密度にディスク原盤等を露光することが
できるようにする。 【解決手段】 本発明は、色収差光学系78により対物
レンズ48の色収差を補正し、また波長の変化を補正す
るように半導体レーザーの温度を制御する。
Description
製造方法及び光情報記録媒体の製造装置に関し、例えば
ディスク原盤の露光装置に適用することができる。本発
明は、色収差の補正により、また波長の変化を補正する
ように半導体レーザーの温度を制御すること等により、
半導体レーザーによりレーザー光源を構成して高い精度
でディスク原盤等を露光することができるようにする。
は、露光装置によりディスク原盤を露光した後、このデ
ィスク原盤よりスタンパーを作成する。さらにこのスタ
ンパーよりディスク原盤を量産し、このディスク原盤に
保護膜等を形成して光ディスクを作成するようになされ
ている。
である。光ディスク1は、ディスク基板2に情報記録面
3が作成された後、保護層4が形成されて作成される。
ディスク状部材であり、情報記録面を構成する側の面に
微小な凹凸形状が形成される。この微小な凹凸形状は、
製造に供する光ディスクに応じて種々の形状に設定さ
れ、例えば初期のミニディスクのような記録再生用の光
ディスクにあっては、矢印Aにより拡大して示すよう
に、レーザービームのガイド溝であるグルーブを形成す
る溝形状が形成される。またコンパクトディスクのよう
な再生専用の光ディスクにあっては、矢印Bにより拡大
して示すように、ピットを形成する凹形状が形成され
る。また初期のISO規格のMO(光磁気ディスク)等
にあっては、これらの双方により構成される。
化型の光ディスクにあっては、このような微小な凹凸形
状が形成されてなるディスク基板2の表面に、相変化
層、反射層を積層して情報記録面が形成され、また光磁
気ディスクにあっては、磁性層、反射層を積層して情報
記録面が形成される。また再生専用の光ディスク1にお
いては、ディスク基板2の表面に反射層を形成して情報
記録面が形成される。
製造に係る光ディスクの製造工程を示す略線図である。
光ディスクの製造工程では、ガラス原盤5の表面を平坦
に研磨し、またこのガラス原盤5を洗浄し(図9
(A))、このガラス原盤5の表面にフォトレジスト6
をスピンコートする(図9(B))。ここでこのフォト
レジスト6は、厚さ約100〔nm〕程度により塗布さ
れ、露光によりアルカリ可溶性となる材料が使用され
る。これにより光ディスクの製造工程では、このガラス
原盤5によりディスク原盤7が作成される。
ィスク原盤7を露光装置にセットし、ディスク原盤7を
所定の回転速度により回転駆動する(図9(C))。さ
らにこの状態で対物レンズにより露光用レーザービーム
L1をディスク原盤7のフォトレジスト6上に集光し、
この露光用レーザービームL1を所定の変調信号により
変調すると共に、露光用レーザービームL1の照射位置
を順次外周側へ移動させる。これにより光ディスクの製
造工程では、露光用レーザービームL1の走査軌跡をら
せん状に形成し、この走査軌跡に変調信号に応じた潜像
を形成する。
潜像を形成してなるディスク原盤7を現像し(図10
(D))、フォトレジスト6の露光した部分を現像液で
溶解する。これにより光ディスクの製造工程は、ディス
ク原盤7の表面に微小な凹凸形状を形成する。なお図1
0(D)に示す例にあっては、グルーブ及びランドに対
応する凹凸形状をディスク原盤7に作成した場合であ
る。
(E))、続く工程において、このように微小な凹凸形
状が形成されてなる側をNiメッキしてNiメッキ層8
を作成した後、このNiメッキ層8をディスク原盤7よ
り剥がし取る。これにより光ディスクの製造工程は、デ
ィスク原盤7の微小な凹凸形状をNiメッキ層8に転写
し、このNiメッキ層8によりコマを作成して金型にセ
ットすることによりスタンパー9を作成する。
9を用いたプラスチック射出成型又はいわゆる2P法
(Photo Polymerization法)により、ディスク基板2を
作成する(図10(F))。このときディスク基板2
は、スタンパー9に転写されたディスク原盤7の微小な
凹凸形状が転写され、これによりディスク基板2におい
ては、図8について上述した微小な凹凸形状の潜像が露
光装置によるディスク原盤7の露光により作成されるよ
うになされている。
光に使用される露光装置を示す平面図であり、図12
は、この露光装置11の光学系の説明に供する略線図で
ある。この露光装置11は、ターンテーブル12にディ
スク原盤7を保持し、矢印Aにより示すように、所定の
回転速度で駆動する。露光装置11は、矢印Bにより示
すように、この状態で移動光学テーブル13をディスク
原盤7の半径方向に移動させる。これにより露光装置1
1は、この移動光学テーブル13に保持した光学系によ
りディスク原盤7にらせん状に露光用レーザービームL
Rの走査軌跡を作成し、この走査軌跡にピット列の潜像
を作成する。
光源14は、Ar、Kr、He−Cd等の気体レーザー
により構成され、ディスク原盤7のフォトレジストを露
光する波長500〔nm〕未満、光量50〔mW〕以上
による露光用レーザービームLRを出射する。因みにレ
ーザー光源14にKrレーザーを適用した場合、波長4
13〔nm〕の露光用レーザービームLRが出射され
る。
この露光用レーザービームLRにおける光量の変化を補
正して出射する。すなわち電気光学結晶素子15は、駆
動信号に応じてレーザー光源14より出射される露光用
レーザービームLRの偏光面を変化させて出射し、続く
検光子16は、所定偏光面成分を選択的に透過する。続
くビームスプリッタ17は、この露光用レーザービーム
LRを2つの光束に分離して出射し、受光素子18は、
このビームスプリッタ17を透過した側の露光用レーザ
ービームLRを受光して光量検出結果を出力する。
この受光素子18の光量検出結果の信号レベルが基準電
圧REFと一致するように駆動信号を生成して電気光学
結晶素子15を駆動する。これにより電気光学結晶素子
15、検光子16は、ビームスプリッタ17、受光素子
18、記録光パワー制御回路19と共にフィードバック
ループを作成して露光用レーザービームLRの光量を一
定光量に保持する。
応答周波数の上限が1〔1MHz〕程度であることによ
り、このフィードバックループは、併せて露光用レーザ
ービームLRのノイズを低減することになる。
タ17で反射した側の露光用レーザービームLRを収束
光に変換してAOM(Acousto-Optic Modulatior:音響
光学結晶素子)22に出射する。AOM22は、ディス
ク原盤7に形成する潜像に対応する記録信号RECによ
り駆動されて、この露光用レーザービームLRをオンオ
フ変調する。続くレンズ23は、このAOM22の出射
光を平行光線に変換する。
ンズ23より出射される露光用レーザービームLRの光
路を折り曲げて出射し、続く1/4波長板25は、この
露光用レーザービームLRに位相差を与えて円偏光によ
り出射する。
ダ28を構成し、1/4波長板25より出射される露光
用レーザービームLRのビーム径を拡大して出射する。
かくするにつきレンズ26及び27の焦点距離をそれぞ
れf1及びf2とすると、このビームエキスパンダ28
は、露光用レーザービームLRのビーム径をf2/f1
倍に拡大する。
ム29、図示しないミラーを介してこの露光用レーザー
ビームLRを受け、この露光用レーザービームLRをデ
ィスク原盤7のレジスト層に集光する。ここで露光装置
11は、これらビームエキスパンダ28から対物レンズ
30までの光学系が後述するフォーカス制御用の光学系
と共に移動光学テーブル13に配置される。これにより
露光装置11にあっては、この移動光学テーブル13の
移動により露光位置を変位させてディスク原盤7にピッ
ト列の潜像を作成することができるようになされてい
る。
を照射すると、露光装置11においては、ディスク原盤
7より戻り光が得られ、この戻り光が露光用レーザービ
ームLRの光路を逆に辿って1/4波長板25より直線
偏波に偏光され、その結果戻り光が偏光ビームスプリッ
タ24を透過することになる。ミラー31は、この偏光
ビームスプリッタ24を透過する戻り光の光路を折り曲
げ、続くレンズ32は、この戻り光を撮像装置33に導
く。撮像装置33は、この戻り光を受光して受光結果を
出力し、これにより露光装置11は、ディスク原盤7上
における露光用レーザービームのビーム形状をモニタし
てフォーカス制御の制御目標等を調整できるよになされ
ている。
は、いわゆる離軸法によりディスク原盤7までの距離を
検出する。すなわちフォーカス制御系の光学系は、移動
光学テーブル13上に配置されて、レーザー光源35よ
りフォーカス制御用のレーザービームLFを出射する。
ービームLFを反射し、続く1/4波長板37は、この
レーザービームLFに位相差を与えて円偏光により出射
する。ダイクロイックプリズム31は、この1/4波長
板37より出射されるレーザービームLFを反射するこ
とにより、透過光である露光用レーザービームLRと合
成して出射する。
して露光用レーザービームLRと合成して出射するレー
ザービームLFの光軸が対物レンズ30の光軸より所定
距離だけ離間するように設定され、これによりこのレー
ザービームLFがディスク原盤7に斜め入射し、このレ
ーザービームLFがディスク原盤7で正反射されてなる
反射光の光軸が対物レンズ30とディスク原盤7との距
離に応じて対物レンズ30の光軸から離間するようにな
されている。
にしてディスク原盤7より得られるレーザービームLF
の反射光を反射して1/4波長板37に出射し、1/4
波長板37は、この反射光に位相差を与えることによ
り、入射光であるレーザービームLFの偏光面と直交す
る偏光面により反射光を出射する。
光ビームスプリッタ36を透過し、位置検出素子39
は、この反射光を受光して受光位置に応じて信号レベル
が変化する位置検出信号を出力する。露光装置11は、
この位置検出信号が所定の信号レベルになるように、対
物レンズ30を光軸方向に変位させ、これによりフォー
カス制御して安定にピット列による潜像を作成できるよ
うになされている。
置11においては、レーザー光源が気体レーザーで構成
されていることにより、大型化を避け得ない問題があ
り、このため製造現場では露光装置11の設置場所、設
置台数が限られ、光ディスクの生産性が損なわれてい
た。因みに、気体レーザーによるレーザー光源にあって
は、長さ1.2〔m〕程度、重量40〔kg〕程度であ
り、露光装置としては、幅1.5〜2.0〔m〕、奥行
1.0〜1.2〔m〕、高さ1〔m〕、重量2〔t〕程
度であった。
れによっても装置の大型化を招き、さらには光学系の調
整に時間を要することとなっていた。
ザービームLRの光路長も長くなることにより、その分
光路中における空気の揺らぎの影響を避け得ず、露光精
度が劣化する問題もある。
要であり、この水冷に要する水流の振動が移動光学テー
ブル13等に伝搬し、これによっても露光精度が劣化す
る問題があった。
法としてレーザー光源を半導体レーザーにより構成する
ことが考えられる。すなわち半導体レーザーによれば、
その分レーザー光源を小型化することができ、露光装置
の全体形状を小型化することができる。またレーザー光
源からの出射光を高速度で直接変調できることにより、
変調用の光学素子(図11においてはレンズ21及び2
3、AOM22である)を省略して光学系の構成を簡略
化することができると考えられ、これによっても露光装
置の全体形状を小型化することができ、さらには光学系
の調整作業を簡略化することができる。また光学系の構
成を簡略化してその分光路長を短縮できることにより、
空気の揺らぎによる露光精度の低下も防止することがで
きる。さらに水冷する必要が無いことにより、水流によ
る露光精度の低下も防止することができる。
は、複数の縦モードが存在することにより、気体レーザ
ーによる場合に比してコヒレンシーが劣り、中心波長に
対して±数〔nm〕の波長の広がりを持ったレーザービ
ームが出射される。
ビームにあっては、対物レンズで集光すると各波長で集
光位置が異なる現象である色収差が発生し、結局、レー
ザービームを回折限界まで集光して小径のビームスポッ
トを作成できなくなる。因みに色収差は、レンズの原料
であるガラス、プラスチックの屈折率が波長により異な
ること(すなわち分散である)により生じるが、一般に
波長が短くなる程、大きくなる。
散の小さな材料として例えばFCD−1、FCD−1
0、434−950等の低分散ガラスもあるが、このよ
うな低分散ガラスでも、波長800〔nm〕の赤外光に
おいて、波長が1〔nm〕異なると、従来の露光装置に
おける対物レンズによる場合、焦点が約70〔nm〕ず
れることになる。従って露光用レーザービームの波長で
ある波長400〔nm〕近辺ではこのずれ量がさらに大
きくなる。
物レンズとして開口数が0.9程度の高開口数のレンズ
が使用され、このような高開口数のレンズにあっては、
焦点深度が著しく浅くなる。すなわちこの焦点深度を±
λ/(2×(NA)2 )で表すとして、開口数が0.9
であると、波長400〔nm〕程度の露光用レーザービ
ームLRによる場合、焦点深度は、±250〔nm〕と
なる。
による光ディスクにおいて、露光時のフォーカス制御に
許容されるデフォーカス量が、焦点深度の約1/3程度
であることが経験的に知られており、この許容される量
以上にデフォーカスすると、再生信号の信号波形が著し
く劣化する。これにより仮に露光用レーザービームにお
ける波長の広がりが±1〔nm〕程度であったとして
も、再生信号の劣化を招くことになる。従って半導体レ
ーザーによりレーザー光源を構成した場合には、再生信
号における信号波形の劣化を避け得ないと考えられる。
心波長が変化する欠点もある。この中心波長の変化は、
半導体レーザーを構成する半導体材料によっても異なる
が、例えば中心波長約835〔nm〕のAlGaAs系
の半導体レーザーでは、パッケージの±20度の温度変
化に対して中心波長が±5〔nm〕程度変化する。
用レーザービームの中心波長が変化すると、その分ディ
スク原盤上において露光用レーザービームがデフォーカ
スすることになり、ディスク原盤上に形成されるビーム
スポット径が広がり、高い精度で露光することが困難に
なる。
量が変化することにより、その分偏光ビームスプリッタ
等の検光面を有する光学素子において、透過光、反射光
の光量が変化することになり、結局ディスク原盤上に集
光される露光用レーザービームの光量が変化することに
なる。因みに、波長413〔nm〕の露光用レーザービ
ームを用いて開口数0.90の光学系でDVDのパター
ンを露光する場合、露光用レーザービームについては、
光量の変化を5〔%P−P〕程度に抑えることが必要に
なるが、光学系の条件によっては、数〔nm〕程度波長
が変化するだけでこの程度は光量が変化する。
ー光源を構成する場合には、高い精度で露光することが
困難であると考えられ、結局、高密度に所望の潜像を作
成してもDVDの記録密度である最短ピット長0.40
〔nm〕、トラックピッチ0.74〔nm〕程度の記録
についても困難であると考えられる。
で、半導体レーザーによりレーザー光源を構成して高い
精度でディスク原盤等を露光することができる光情報記
録媒体の製造方法、光情報記録媒体の製造装置を提案し
ようとするものである。
め請求項1又は請求項4に係る発明においては、光情報
記録媒体の製造方法又は光情報記録媒体の製造装置に適
用して、少なくとも露光用レーザービームに対する対物
レンズの色収差を補正する色収差補正光学系を配置す
る。
いては、光情報記録媒体の製造方法又は光情報記録媒体
の製造装置に適用して、露光用レーザービームを出射す
る光源が半導体レーザーであり、露光用レーザービーム
の波長が500〔nm〕未満の場合に、所定の温度管理
機構により光源の周囲の温度変化を±1以内に管理す
る。
おいては、光情報記録媒体の製造方法又は光情報記録媒
体の製造装置に適用して、露光用レーザービームの波長
が一定波長となるように半導体レーザーの温度を制御す
る。
においては、光情報記録媒体の製造方法又は光情報記録
媒体の製造装置に適用して、半導体レーザーから対物レ
ンズまでの光学系を密閉した空間に配置する。
においては、光情報記録媒体の製造方法又は光情報記録
媒体の製造装置に適用して、半導体レーザーから露光用
レーザービームを対物レンズに出射するまでの光学系
を、1つの露光用光学系の保持部材に保持する。
報記録媒体の製造装置に適用して、半導体レーザー、自
動光量制御手段及び光学系を一体に交換可能に保持する
露光用光学系の保持部材を備えるようにする。
報記録媒体の製造装置に適用して、光分離手段で分離さ
れた戻り光を撮像して撮像結果を出力する撮像手段と、
光分離手段で分離された戻り光を受光して光量検出結果
を出力する光量検出手段を備えるようにする。
なくとも露光用レーザービームに対する対物レンズの色
収差を補正する色収差補正光学系を配置することによ
り、波長の広がった露光用レーザービームについても、
色収差の発生を防止することができ、微小なビームスポ
ットを形成し、またデフォーカスに対するマージンを十
分に確保することができる。
ば、露光用レーザービームを出射する光源が半導体レー
ザーであり、露光用レーザービームの波長が500〔n
m〕未満の場合に、所定の温度管理機構により光源の周
囲の温度変化を±1度以内に管理することにより、露光
用レーザービームの波長の変化を実用上十分に低減する
ことができる。
ば、露光用レーザービームの波長が一定波長となるよう
に半導体レーザーの温度を制御することにより、波長の
変化による露光精度の低下を防止することができる。
れば、半導体レーザーから対物レンズまでの光学系を密
閉した空間に配置することにより、外部からの大気の流
入による揺らぎを防止して露光精度の低下を防止するこ
とができる。
れば、半導体レーザーから露光用レーザービームを対物
レンズに出射するまでの光学系を、1つの露光用光学系
の保持部材に保持することにより、光学系の調整作業を
簡略化することができ、その分組み立て作業を簡略化す
ることができ、またメンテナンス性を向上することがで
きる。
ーザー、自動光量制御手段及び光学系を一体に交換可能
に保持する露光用光学系の保持部材を備えることによ
り、これらの機構の調整作業を簡略化することができ、
その分組み立て作業を簡略化することができ、またメン
テナンス性を向上することができる。
段で分離された戻り光を撮像して撮像結果を出力する撮
像手段と、光分離手段で分離された戻り光を受光して光
量検出結果を出力する光量検出手段を備えることによ
り、状況を監視しながら露光する等の利便を図ることが
でき、さらに光学系の調整作業を簡略化することができ
る。
発明の実施の形態を詳述する。
関連する構成と共に示す断面図である。この実施の形態
に係る露光装置においては、全ての光学系と関連する駆
動回路とが移動光学テーブル42に一体に収納されて保
持される。これにより露光装置41は、ディスク原盤7
の回転に同期してこの移動光学テーブル42を順次ディ
スク原盤7の外周方向に移動させ、露光用レーザービー
ムの走査軌跡をディスク原盤7にらせん状に作成し、こ
の走査軌跡にピット列の潜像を作成する。
成され、光学系、関連する駆動回路を内部の空間に収納
する。移動光学テーブル42は、この内部の空間を密閉
するように構成され、これにより外気の混入による空気
の揺らぎを防止できるようになされている。
イプが配置され、温調機43により温度調整された循環
水がこのパイプの中を循環するようになされている。こ
れにより移動光学テーブル42は、レーザー光源の周囲
温度である内部温度の変化が±1度以下となるように温
度制御するようになされている。
により構成され、ディスク原盤7側である下層の空間に
露光用レーザービームの光学系44が配置され、上側の
空間にフォーカス制御用の光学系45が配置される。
は、レーザー光源から露光用レーザービームLRを対物
レンズに向けて出射するまでの光学系と、関連する駆動
回路とにより構成され、平板状の部材である1つの保持
部材44A上に、レーザー光源等の光学部品、関連する
駆動回路を配置して構成される。この保持部材44A
は、これら光学部品及び駆動回路を搭載した状態で、交
換可能に移動光学テーブル42に配置され、これにより
メンテナンス作業等を簡略化できるようになされてい
る。
12について上述した離軸法の検出手法に従ってディス
ク原盤7までの距離を検出する光学系であり、フォーカ
ス制御用のレーザービームLFを出射する光学系、ディ
スク原盤7からの反射光LFBを受光する光学系、関連
する回路を平板状の部材である1つの保持部材45A上
に配置して構成される。保持部材45Aは、これら光学
部品及び駆動回路を搭載した状態で、交換可能に移動光
学テーブル42に配置され、これによりメンテナンス作
業等を簡略化できるようになされている。
用の光学系45より出射されるレーザービームを全反射
ミラー46によりディスク原盤7に向けて反射し、続く
ダイクロイックミラー47により露光用レーザービーム
LRと合成して対物レンズ48に導く。対物レンズ48
は、2枚のレンズにより構成された高開口数のレンズで
あり、ダイクロイックミラー47より出射される露光用
レーザービームLR及びレーザービームLFをディスク
原盤7に集光する。なおこの実施の形態において、対物
レンズ48は、ほぼ平行光線により入射する露光用レー
ザービームLRを集光して無限光学系を構成するように
なされている。
用レーザービームLRの戻り光LRBとレーザービーム
LFの反射光LFBとがそれぞれ露光用レーザービーム
LR及びレーザービームLFの光路を逆に辿り、露光用
レーザービームの光学系44及びフォーカス制御用の光
学系45にてそれぞれ処理されるようになされている。
4を周辺構成と共に示す略線図である。この露光用レー
ザービームの光学系44においては、光源ユニット51
より露光用レーザービームLRを出射する。
1は、露光用レーザービームLRを出射するレーザー光
源、この露光用レーザービームLRのビーム形状を整形
する機構、自動光量制御機構、関連する駆動回路を平板
形状である1枚の光学基板に配置して構成される。これ
により光源ユニット51は、レーザー光源の交換等の作
業においては、別途調整済みの光源ユニットと交換する
だけの簡易な作業により、光源ユニット51を構成する
各光学部品の位置決め調整作業を省略して簡易に処理で
きるようになされている。
に交換可能に、さらには光学基板毎傾き調整できるよう
に、所定の傾き調整機構を介して移動光学テーブル42
に配置されるようになされている。
ー52は、レーザー光源を構成し、波長約400〔n
m〕による露光用レーザービームLRを出射する。これ
により光源ユニット51は、気体レーザーを用いる場合
に比してレーザー光源を小型化し、その分全体形状を小
型化できるようになされている。また気体レーザーを用
いる場合に比して発熱量を低減できることにより、その
分循環水の量を低減して水流の振動を低減できるように
なされている。
置された駆動回路により駆動されて露光用レーザービー
ムを出射し、この駆動回路においては、所定の駆動信号
により半導体レーザー52を駆動する。これにより半導
体レーザー52は、この駆動回路と共に露光用レーザー
ビームLRを変調して出射する。これにより光源ユニッ
ト51においては、気体レーザーによる場合のような変
調素子を省略して、その分光学系の構成を簡略化して全
体形状を小型化できるようになされ、また光路を短縮し
て揺らぎによる露光精度の低下を防止できるようになさ
れている。
ムLRの直接の変調の際に、併せて露光用レーザービー
ムの光量を一定値に維持するように半導体レーザー52
を駆動する。これにより光源ユニット51は、露光用レ
ーザービームLRの光路上に光量を補正する光学素子を
配置しなくても自動光量制御機構を構成できるようにな
され、その分光学系の構成を簡略化して全体形状を小型
化できるようになされ、また光路を短縮して揺らぎによ
る露光精度の低下を防止できるようになされている。
り示すように、露光用レーザービームLRの光軸に沿っ
た方向に取り付け位置を微調整できるように配置され、
これにより露光用レーザービームLRを平行光線に変換
して出射する。
の露光用レーザービームLRのビーム形状を円形形状に
補正して出射する。すなわちで半導体レーザー52より
出射される露光用レーザービームLRは、活性層に対し
て平行な方向については発散角度10度程度により、活
性層に対して垂直な方向については発散角度30度程度
により出射され、これによりビーム形状が楕円形状によ
り出射される。アナモルフィックプリズム54は、2つ
のプリズムの組み合わせにより、楕円形状の短軸側につ
いてビーム径を拡大することにより、楕円形状によるビ
ーム形状を円形形状に整形して出射する。なおアナモル
フィックプリズム54は、露光用レーザービームLRの
光量が十分に大きく、対物レンズ48の入射瞳の位置で
露光用レーザービームLRを十分に遮光することが可能
で、ビーム整形と同様の機能を確保する場合には省略さ
れる場合もある。
ムLRの光軸に垂直な面内にて回転調整可能に露光用レ
ーザービームLRの光路上に配置され、これにより続く
偏光ビームスプリッタ56を透過及び反射する露光用レ
ーザービームLRの光量比を所定値に設定する。すなわ
ち続く偏光ビームスプリッタ56は、1/2波長板55
より出射される露光用レーザービームLRを反射及び透
過させて出射する。
タ56の反射光に位相差を与えて出射すると共に、この
出射光による反射光に同様の位相差を与え、これにより
この反射光が偏光ビームスプリッタ56で反射して半導
体レーザー52に戻らないようにする。
より出射される露光用レーザービームLRを受光素子5
9の受光面に集光し、受光素子59は、この露光用レー
ザービームLRの受光結果である露光用レーザービーム
LRの光量検出結果を出力する。
ザー52の駆動回路において、この光量検出結果に基づ
いて半導体レーザー52の駆動信号を生成することによ
り、自動光量制御機構を構成して露光用レーザービーム
LRのピーク光量を一定光量に維持する。かくするにつ
きこのピーク光量の制御においては、光量検出結果のピ
ークホールド値が所定の基準レベルと一致するように駆
動信号の信号レベルを補正して実行される。従ってこの
制御においては、数〔MHz〕から場合によっては数百
〔MHz〕の高周波数信号による露光用レーザービーム
LRの光量の制御である。これにより光源ユニット51
においては、半導体レーザー52と共に駆動回路を光学
基板に配置して、駆動回路、受光素子59、半導体レー
ザー52を近接して配置できるようになされ、高周波数
信号による光量の制御を確実に実行できるようになされ
ている。
タ56を透過した側の露光用レーザービームLRに位相
差を与えて出射し、これにより光源ユニット51に続い
て配置した偏光ビームスプリッタ63(図1)におい
て、透過光及び反射光の光量比を所定値に設定し、また
この露光用レーザービームの戻り光が偏光ビームスプリ
ッタ56を透過して半導体レーザー52に戻らないよう
にする。
1)、光源ユニット51より出射される露光用レーザー
ビームLRを2つの光束に分解してそれぞれ波長検出部
64及び対物レンズ48側の光学系に出射し、またこの
対物レンズ48側の光学系に出射した露光用レーザービ
ームLRの光路を逆に辿って入射する戻り光を反射して
光源ユニット51側に戻らないようにする。
63で反射された側の露光用レーザービームLRを受光
し、その波長を検出して波長検出結果を出力し、温度補
正部65は、この波長検出部64による波長検出結果に
基づいて、露光用レーザービームLRが一定波長となる
ように、半導体レーザー52の温度を制御する。
部65の構成を周辺構成と共に詳細に示す略線図であ
る。波長検出部64において、回折格子67は、偏光ビ
ームスプリッタ63で反射された露光用レーザービーム
LRを回折して出射する。集光レンズ68は、この回折
格子67より出射される回折光のうち、1次の回折光を
続く位置検出素子69の受光面に集光する。位置検出素
子69は、この回折光の集光位置を示す位置検出結果を
出力する。
とおくと、1次回折光の回折角θは、Psinθ=λで
表すことができる。これにより露光用レーザービームL
Rの波長が変化すると、その分回折光にあっては回折角
θが変化し、位置検出素子69における集光位置が変化
することになる。
の繰り返しピッチPを500〔nm〕及び1000〔n
m〕に設定した場合の波長λの変化に対する1次回折光
の回折角θを示す。繰り返しピッチPを500〔nm〕
及び1000〔nm〕に設定した場合、それぞれ波長1
〔nm〕当たりの回折角θの変化は、0.19〔度/n
m〕及び0.08〔度/nm〕であった。
このような回折角θの変化Δθに対して、位置検出素子
69の受光面における集光位置の変化量Δxは、次式に
より表すことができる。
m〕の場合には、波長λが1〔nm〕変化すると回折角
θが0.003〔rad〕変化することにより、集光レ
ンズ68の焦点距離fを20〔mm〕に設定すると、
(1)式より変化量△x=66〔μm/nm〕を得るこ
とができ、これにより十分な検出感度により露光用レー
ザービームLRの波長λの変化を検出できることが判
る。
劣化を防止するために低膨張率の材料である例えば石
英、低熱膨張ガラス等が使用される。なお回折格子67
として反射光による回折光を利用するようにしても良
く、このような場合には反射率の高い金属材料を使用し
て回折格子を構成する。
て、この位置検出素子69の波長検出結果と基準電圧R
EFとの比較結果を得、この比較結果によりペルチェ素
子71を駆動して半導体レーザー52を加熱冷却する。
なおぺルチェ素子は、応答時間が数〔msec〕である
ことにより、雰囲気の温度変化による穏やかな波長変化
だけでなく、例えば角速度一定の条件によりディスク原
盤7を回転駆動して線速度一定の条件により再生する光
ディスクの潜像を作成する場合ような露光位置の半径方
向の変位に応じて露光強度を変化させるような場合で
も、波長の変化を充分に防止することができる。
1)、偏光ビームスプリッタ63を透過した露光用レー
ザービームLRに位相差を与えることにより、露光用レ
ーザービームLRを円偏光により出射し、また露光用レ
ーザービームの戻り光が偏光ビームスプリッタ63を透
過して半導体レーザー52に戻らないようにする。
平板であり、図示しない傾き調整機構により傾きを微調
整できるようになされ、この傾きの微調整により続く光
学系の光軸と露光用レーザービームLRの光軸とが一致
するように、露光用レーザービームLRの光軸を平行移
動させる。なおこのXYシフター76は、光源ユニット
51側に平行移動機構を配置した場合には、省略するこ
とができ、その分全体形状を小型化することができる。
のXYシフター76より出射される露光用レーザービー
ムLRを色収差補正光学系78、ビームエキスパンダ7
9を介してダイクロイックミラー47に出射する。
ズ48による色収差を打ち消すように、露光用レーザー
ビームLRに色収差を与える光学系により構成され、こ
の実施の形態では正の低屈折率を有するクラウンガラス
による凸レンズと、負の高屈折率を有するフリントガラ
スによる凹レンズをそれぞれ貼り合わせた2組のレンズ
78A及び78Bを所定距離だけ離間して配置して構成
される。なお色収差補正光学系78にあっては、1枚の
レンズにより構成することもできる。
ビームエキスパンダ79を除いてこの色収差補正光学系
78を対物レンズ48に最も近い位置に配置することに
より、他の光学素子の製作誤差等により発生する収差が
色収差の補正に影響を与えないようになされている。ま
たビームエキスパンダ79の直前であって、平行光束で
ある露光用レーザービームLRの光路中に配置すること
により、後述するビームエキスパンダ79における調整
作業によっても、色収差の補正に影響を与えないように
なされている。
A及び凸レンズ79Bにより構成され、露光用レーザー
ビームLRのビーム径を拡大して出射する。なおこのビ
ームエキスパンダ79は、入射側が凹レンズ79Aによ
り構成されていることにより、それぞれ凹レンズ79A
及び凸レンズ79Bの焦点距離をf3及びf4とおいて
表される拡大率Mは、f4/f3であり、図12につい
て上述したような凸レンズの組み合わせによる場合に比
して、同一の拡大率を確保する場合にレンズ間の間隔を
短くできるようになされている。なお図12ような凸レ
ンズの組み合わせによる場合は、レンズ間の間隔をf2
+flに設定する必要があるのに対し、この実施の形態
ではf4−f3となる。
により示すように、露光用レーザービームLRの光軸に
沿って凸レンズ79Bの位置を微調整できるようになさ
れ、これにより露光用レーザービームLRを精度の高い
平行光線により出射できるようになされている。
44においては、露光用レーザービームLRをダイクロ
イックミラー47に出射し、この露光用レーザービーム
LRが対物レンズ48によりディスク原盤7に集光され
る。さらにその結果得られる戻り光LRBがこれらの光
学系を逆に辿って偏光ビームスプリッタ63に入射する
ことになり、1/4波長板75により与えられる位相差
によりこの偏光ビームスプリッタ63で露光用レーザー
ビームLRより戻り光LRBが分離されることになる。
リッタ63で分離された戻り光LRBを円偏光に変換し
て出射し、続く偏光ビームスプリッタ82は、この戻り
光LRBを反射及び透過することにより、2つの光束に
分離して出射する。
82で反射した側の戻り光LRBを集光し、続くミラー
84、85は、この戻り光LRBの光路を折り曲げて撮
像装置86に導く。撮像装置86は、この戻り光を撮像
することにより、ディスク原盤7上におけるビーム形状
を撮像してなる撮像結果を出力する。これによりこの光
学系44では、この撮像結果によりディスク原盤7上に
おけるビーム形状をモニタできるようになされている。
ームスプリッタ82を透過する戻り光LPBに位相差を
与え、これによりこの戻り光を受光素子90に集光して
発生する反射光が偏光ビームスプリッタ82を透過して
対物レンズ48側に戻らないようにする。
波長板88から出射される戻り光を集光し、続く受光素
子90は、このレンズ89により集光される戻り光を受
光して光量検出結果を出力する。これによりこの光学系
44では、この光量検出結果によりビームエキスパンダ
79におけるレンズ間の間隔の微調整、フォーカスの微
調整に利用できるようになされている。
示す略線図である。このフォーカス制御用の光学系45
において、光源ユニット91は、フォーカス制御用のレ
ーザービームLFを出射する。すなわち光源ユニット9
1において、半導体レーザー92は、露光用レーザービ
ームLRとは異なる波長のレーザービームLFを出射
し、コリメータレンズ94は、このレーザービームLF
を略平行光線に変換して出射する。続くアナモルフィッ
クプリズム95は、レーザービームLFのビーム形状を
整形し、続くビームスプリッタ96は、レーザービーム
LFを2つの光束に分離する。
反射したレーザービームLFを受光して光量検出結果を
出力し、フォーカス制御用の光学系45は、これにより
半導体レーザー92より出射するレーザービームLFの
光量をモニタしてこのレーザービームLFの光量を一定
光量に制御するようになされている。
カス制御用の光学系45は、偏光ビームスプリッタ98
を透過させた後、1/4波長板99により位相差を与え
てミラー46に出射する。フォーカス制御用の光学系4
5は、このようにして対物レンズ48に入射するレーザ
ービームLFが対物レンズ48の光軸より離間した箇所
に極めて小さなビーム径により入射するように構成され
る。さらにレーザービームLFがディスク原盤7に形成
されたフォトレジスト6を露光しない波長及び光量であ
って、さらにはフォトレジスト6表面で反射される波長
に選定される。これによりフォーカス制御用の光学系4
5にあっては、このレーザービームLFがフォトレジス
ト6の表面に斜め入射して正反射されるようになされ、
さらにその戻り光LFBがレーザービームLFの光軸か
ら離間してこれらの光学系を戻るようになされ、さらに
このレーザービームLFの光軸から離間した距離が対物
レンズ48からフォトレジスト6の表面までの距離に応
じて変化するようになされている。
うにしてフォトレジスト6の表面で正反射してこれらの
光学系を戻る戻り光LFBについて、1/4波長板99
により位相差を与え、これにより偏光ビームスプリッタ
98で反射する。フォーカス制御用の光学系45は、こ
の偏光ビームスプリッタ98で反射した戻り光LFBを
位置検出素子100で受光し、これにより位置検出素子
100より得られる受光位置の検出結果に基づいて、対
物レンズ48からフォトレジスト6の表面までの距離を
検出する。フォーカス制御用の光学系45は、この距離
の検出結果に基づいて、矢印Dにより示すように、対物
レンズ48を露光用レーザービームLRの光軸に沿って
可動し、これにより露光用レーザービームLRをフォー
カス制御する。
1及び図3)、半導体レーザー52によりレーザー光源
が構成され、この半導体レーザー52により出射される
露光用レーザービームLRによりディスク原盤7が露光
される。この半導体レーザー52の採用により、露光装
置41は、気体レーザーを用いる場合に比してレーザー
光源を小型化し、その分全体形状を小型化することがで
きる。
り、露光装置41では、直接半導体レーザー52を駆動
して露光用レーザービームLRを変調し、これによりそ
の分変調用の光学素子を省略して光学系の構成を簡略化
することができる。従ってその分、調整に要する時間を
短縮し、また光路長を短くして空気の揺らぎによる露光
精度の低下を防止することができる。
ムスプリッタ56で2つの光束に分離して受光素子59
により光量を検出し、この光量検出結果により半導体レ
ーザー52の駆動信号を補正して自動光量制御機構を構
成し、これによっても光量制御のための光学素子を低減
することができる。従ってその分調整に要する時間を短
縮し、また光路長を短くして空気の揺らぎによる露光精
度の低下を防止することができる。
熱量を低減できることにより、その分循環水による温度
制御において、循環水の量を低減して水流の振動を低減
することができ、その分振動による露光精度の低下も防
止することができる。
た露光用レーザービームLRは(図3)、コリメータレ
ンズ53により平行光線に変換された後、アナモルフィ
ックプリズム54によりビーム形状が整形され、続く1
/4波長板55により与えられる位相差に応じて偏光ビ
ームスプリッタ56により2つの光束に分解される。露
光用レーザービームLRは、このうちの一方の光束が上
述した自動光量の制御に使用され、他方の光束が1/4
波長板60を介して偏光ビームスプリッタ63(図1)
に出射される。
2から1/4波長板60までの光学系、自動光量制御に
係る機構、半導体レーザー52の駆動回路等が1枚の光
学基板に配置して構成され、これによりこれら光学系等
を別途調整した後、露光装置41に一体に配置して組み
立てられる。これにより露光装置41は、組み立て作業
を簡略化し、また半導体レーザー52の交換等のメンテ
ナンス作業を簡略化することができる。
用レーザービームLRは、偏光ビームスプリッタ63に
より2つの光束に分離され、このうちの1つの光束が波
長検出部64に入射されて露光用レーザービームLRの
波長が検出され、この検出結果により温度補正部65で
半導体レーザー52の温度が制御される。
4)、露光用レーザービームLRは、回折格子67に入
射され、ここで波長λに応じた回折角θにより回折光が
生成される。さらにレンズ68により位置検出素子69
に集光され、ここで回折角θに応じた集光位置が検出さ
れることにより、波長λが検出される。露光装置41で
は、この波長λが一定波長になるように、ペルチェ素子
71の駆動により半導体レーザー52が加熱、冷却さ
れ、これにより半導体レーザー52をレーザー光源に使
用する場合であっても、高い精度により波長の変化が防
止される。
た温度制御においては、応答速度が速いことにより、発
光量の変化による半導体レーザー52の温度が変化した
場合にも、この温度の変化を補うように冷却して温度変
化による波長の変化を防止することができる。
る露光用レーザービームLRは、偏光ビームスプリッタ
63を透過した側の露光用レーザービームLRがXYシ
フター76により光軸のずれが補正された後、対物レン
ズ48による色収差を補正するように、色収差補正光学
系78により色収差が与えられる。
ザー52を用いて波長に広がりを有する露光用レーザー
ビームLRによりディスク原盤7を露光する場合でも、
露光用レーザービームLRを回折限界近くまで集光する
ことができ、その分微小なビームスポットを形成して露
光精度を向上することができる。
79を除いてこの色収差補正光学系78を対物レンズ4
8に最も近い位置に配置されていることにより、他の光
学素子の収差が、この色収差補正光学系78による対物
レンズ48の色収差の補正に影響を与えないようにする
ことができ、これによっても露光精度を向上することが
できる。
差補正光学系78が配置されていることにより、さらに
平行光束である露光用レーザービームLRの光路中に配
置されていることにより、ビームエキスパンダ79の調
整作業によっても、色収差の補正に影響を与えないよう
にすることができ、その分調整作業を簡略化して露光精
度の低下を防止することができる。
り色収差が補正されてなる露光用レーザービームLR
は、ビームエキスパンダ79によりビーム径が所定の大
きさに設定された後、ダイクロイックミラー47により
光路が折り曲げられ、対物レンズ48によりディスク原
盤7に集光される。
ーザービームLRを集光すると、ディスク原盤7より反
射光が得られる。この反射光は、戻り光として露光用レ
ーザービームLRの光路を逆に辿り、偏光ビームスプリ
ッタ63で反射されて露光用レーザービームLRより分
離される。さらに偏光ビームスプリッタ82により2つ
の光束に分離され、そのうちの1つが撮像装置86で撮
像されることによりディスク原盤7上におけるビーム形
状がモニタされ、また他方が受光素子90で受光されて
戻り光の光量が検出される。
受光結果をビームエキスパンダ79におけるレンズ間の
間隔の微調整、フォーカスの微調整に利用して調整作業
を簡略化することができる。
光装置41では、1/4波長板76により露光用レーザ
ービームLR及び戻り光に位相差を与え、偏光ビームス
プリッタ63により露光用レーザービームLRから戻り
光を分離することにより、ディスク原盤7より出射され
る戻り光を殆ど失うことなく2つの光束に分離して受光
することができる。
ディスク原盤7上におけるビーム形状の観察に利用する
だけでなく、戻り光の光量を検出して調整に利用するこ
とができる。
レンズ48が無限補正系の光学系により構成される場
合、対物レンズ48に入射する露光用レーザービームL
Rにおいては、平行光線より僅かに発散、収束すると、
球面収差の発生によりディスク原盤7上におけるビーム
スポット形状が劣化する。
していることにより、この実施の形態では、ビームエキ
スパンダ79においてレンズ間の間隔を微調整すること
により、ビームスポット径を最も小さくすることがで
き、さらには色収差補正光学系78の調整によりビーム
スポット径を最も小さくすることができる。
基準のディスク原盤をセットして露光用レーザービーム
LRを照射し、受光素子90より得られる光量検出結果
の振幅値が最も大きくなるようにビームエキスパンダ7
9におけるレンズ間の間隔を微調整し、また色収差補正
光学系78におけるレンズ間の間隔を調整してこの種の
調整を簡易かつ確実に実行することができる。因みに、
この方法によらない場合には、撮像装置86による撮像
結果を目視により判断してこれらの調整作業を実行する
ことになり、調整に多大な時間を要し、さらには精度の
高い調整が困難になる。またこの場合、色収差補正光学
系78を配置しない場合に、撮像結果により調整する場
合にあっては、調整中の波長の変化により、調整作業自
体、無駄になる。
ように光学系を構成すれば、受光素子90による戻り光
の受光に代えて、通常の光ディスク装置におけるフォー
カス制御方法である非点収差法、ナイフエッジ法等によ
るフォーカス制御の光学系を配置してフォーカス制御す
ることもできる。特にこの露光装置41のように別途フ
ォーカス制御用のレーザービームを照射する装置にあっ
ては、対物レンズ48により露光用レーザービームLR
とフォーカス制御用のレーザービームとで色収差が発生
する場合があり、このような色収差を無視できない場合
には、このようなフォーカス制御方法を適用して確実に
フォーカス制御することができる。なおこの場合、ディ
スク原盤7に常時露光用レーザービームLRを照射する
ことが必要になることから、例えばピット列に代えてグ
ルーブの潜像を作成する場合等に適用することができ、
またさらには別途フォーカス制御用のレーザービームの
照射と組み合わせて使用することが考えられる。
おいては(図7)、半導体レーザー92より出射される
レーザービームLFがコリメータレンズ94により平行
光線に変換された後、続くアナモルフィックプリズム9
5によりビーム形状が整形される。さらに続く偏光ビー
ムスプリッタ96により2つの光束に分離され、このう
ちの1つの光束による光量検出結果により自動光量制御
される。このフォーカス制御用のレーザービームLF
は、偏光ビームスプリッタ98、1/4波長板99を介
してミラー47により光路が折り曲げられ、ダイクロイ
ックミラーで露光用レーザービームLRと合成されて対
物レンズ48によりディスク原盤7に照射される。
は、このディスク原盤7からの反射光がレーザービーム
LFの光路を逆に辿り、偏光ビームスプリッタ98でレ
ーザービームLFから分離され、位置検出素子100に
より受光位置が検出される。これにより対物レンズ48
からディスク原盤7までの距離が検出され、この距離が
所定値となるように対物レンズ48が可動されてフォー
カス制御される。
露光装置41においては(図1)、露光用レーザービー
ムの光学系44と、フォーカス制御用の光学系45と
が、それぞれ板状部材である保持部材44A及び45A
に保持されて、交換可能に移動光学テーブル42に配置
される。ここでこの実施の形態では、レーザー光源に半
導体レーザー52が使用されていることにより、このよ
うに露光用レーザービームの光学系44とフォーカス制
御用の光学系45とを移動光学テーブル42に収納し
て、この移動光学テーブル42の移動によりディスク原
盤7にらせん状に露光用レーザービームLRの走査軌跡
を作成することができる。従ってその分全体構成を簡略
化することができる。
までの光学系を移動光学テーブル42に収納して保持す
るにつき、露光装置41では、空気が流入しないよう
に、密閉した空間にこれら光学系が保持される。これに
より露光装置41においては、外気の流入による空気の
揺らぎが防止され、その分露光精度を向上することがで
きる。
ける循環水の循環により内部温度である半導体レーザー
52の周囲温度が±1度以内に保持され、これにより温
度変化による波長の変化が防止される。
体レーザー52は、上述したペルチェ素子による温度制
御により波長の変化が補正されるものの、他の要因によ
る温度変化として装置自体の温度変化も考慮する必要が
ある。
うに、ピット及びスペースの長さが1対1で対応してお
り発光時における温度変化がほぼ一定している場合、半
導体レーザー52自体にあっては、一旦露光を開始した
後においては、ほぼ一定の温度に保持される。従って場
合によっては、雰囲気の温度管理だけで、露光用レーザ
ービームLRの波長の変化を防止することができる。
m〕以下に波長の変化を抑えることが必要であるのに対
し、半導体レーザーにおいては、パッケージの温度変化
±20度に対して、±5〔nm〕程度の波長が変化する
ことにより、このパッケージの温度変化を±2度以下に
制御すれば、この目標値を達成することができる。しか
しながら半導体レーザーによっては温度依存性が若十異
なることにより、また将来露光用レーザービームLRの
波長がさらに短くなった場合に、波長の変化に対する余
裕が小さくなることにより、これらを考慮して温度制御
することが必要になる。
化を±2度以下よりさらに高い精度により管理できるこ
とにより、この実施の形態では周囲温度を±1度以内に
制御し、これにより充分に周囲温度の変化による波長の
変化を防止し、この波長の変化による露光精度の低下を
防止するようになされている。
光源を構成するにつき、この実施の形態では、それぞれ
露光用レーザービームの光学系44、フォーカス制御用
の光学系45が関連する回路部品と共に、それぞれ板状
部材である保持部材44A及び45Aに保持して交換可
能に移動光学テーブル42に配置することにより、これ
ら露光用レーザービームLR、フォーカス制御用の光学
系に異常が発生した場合には、これら保持部材44A及
び44B毎交換して異常に対応することができる。また
組み立て時においては、これら保持部材44A及び44
B上にて調整して、組み立て作業を簡略化することがで
きる。
より構成する場合にあっては、これら保持部材44A及
び44BをB4サイズにより構成して、光学系、関連す
る回路部品を実装することができ、その分装置全体を小
型化することができる。
が分離されて一部を移動光学テーブルに配置するような
場合には、露光用レーザービームLRの微妙な発散、収
束、光軸の傾き等が存在する場合、移動光学テーブルの
移動に伴って焦点位置がずれたり、対物レンズの入射瞳
で露光用レーザービームLRがけられたりする問題が発
生していたものが、このように光学系全体を移動光学テ
ーブルに配置することにより、これらの問題を一挙に解
決することが可能となる。また設計の自由度も向上する
ことができる。
材44A、44Bに保持する場合、ディスク原盤7に形
成する露光のパターンに応じて、光学系全体を簡易に交
換して対応することもでき、その分この露光装置41の
使い勝手を向上することができる。なおこのような露光
のパターンによる光学系の変更が必要となるのは、ピッ
ト列による潜像に代えて、グルーブによる潜像を作成す
る場合、またこれらを組み合わせて露光する等があり、
グルーブによる潜像を作成する場合には、露光用レーザ
ービームLRの出射方向の可変する偏向光学素子の配置
によりグルーブを蛇行させる場合もある。これにより露
光装置41においては、各種フォーマットの光ディスク
について、ディスク原盤を露光することができる。
装置において光学系の構成を変更すると、その調整に時
間を要し、また再現性が低いことにより、このようにピ
ット列による光ディスク用、グルーブによる光ディスク
用、これらを組み合わせに係る光ディスク用にそれぞれ
露光装置を用意するようになさている。これによりこの
露光装置41においては、露光装置を効率良く使用して
生産性を向上することができる。
更しても、フォーカス制御用の光学系においては、変更
を要しないことにより、この実施の形態のようにフォー
カス制御用の光学系と露光用レーザービーム用の光学系
と別々に保持して、効率良く光学系を使用することがで
きる。
ズの色収差を補正することにより、半導体レーザーによ
りレーザー光源を構成して高い精度でにディスク原盤を
露光することができる。
ダーより半導体レーザー側に配置することにより、無限
補正系の光学系により対物レンズを構成した場合に、他
の光学系の収差による影響を有効に回避して色収差を補
正することができる。
りレーザー光源の周囲の温度変化を±1度以内に管理す
ることにより、半導体レーザーをレーザー光源に使用し
て波長500〔nm〕未満による露光用レーザービーム
を出射するにつき、高い精度でディスク原盤を露光する
ことができる。
波長となるように、半導体レーザーの温度を制御するこ
とにより、温度変化による波長の変化を防止することが
でき、これにより半導体レーザーによりレーザー光源を
構成して高い精度でディスク原盤を露光することができ
る。
ービームを回折させ、回折角の検出により露光用レーザ
ービームの波長を検出することにより、高い精度で波長
の変化を検出して充分に波長の変化を防止することがで
きる。
光位置を検出してこの回折角を検出することにより、こ
の集光手段の設定により所望の検出感度を確保すること
ができる。
光学系を密閉した空間に配置することにより、外気の流
入による揺らぎを防止することができ、その分露光の精
度を向上することができる。
ームを対物レンズに出射するまでの光学系を、1つの露
光用光学系の保持部材に保持することにより、メンテナ
ンス作業の能率を向上することができ、また組み立て作
業を簡略化することができる。
をフォーカス制御系の保持部材に一体に保持し、露光対
象に対して変位可能に、対物レンズ、露光用レーザービ
ームの光学系の保持部材及びフォーカス制御系の保持部
材を一体に保持することにより、組み立て作業を簡略化
することができ、またメンテナンス性を向上することが
できる。
び光学系を一体に交換可能に保持部材に保持することに
より、これらの機構の調整作業を簡略化することがで
き、その分組み立て作業を簡略化することができ、また
メンテナンス性を向上することができる。
ッタで分離された戻り光を撮像すると共に、光量を検出
することにより、状況を監視しながら露光する等の利便
を図ることができ、さらに光学系の調整作業を簡略化す
ることができる。
物レンズを構成する場合について述べたが、本発明はこ
れに限らず、発散光により露光用レーザービームLRを
対物レンズに入射する有限光学系により対物レンズを構
成する場合にも広く適用することができる。なおこの場
合、発散光による露光用レーザービームLRを対物レン
ズに入射するレンズより光源側に色収差補正光学系を配
置して、色収差の補正における他の光学系の収差による
影響を防止することができる。
ンズとビームエキスパンダとを別体に構成する場合つい
て述べたが、本発明はこれに限らず、対物レンズとビー
ムエキスパンダとを一体に構成するようにしてもよい。
ンズと色収差補正光学系とを別体に構成する場合ついて
述べたが、本発明はこれに限らず、対物レンズと色収差
補正光学系とを一体に構成するようにしてもよい。
00〔nm〕程度の露光用レーザービームによりディス
ク原盤を露光する場合ついて述べたが、本発明はこれに
限らず、波長500〔nm〕程度の露光用レーザービー
ムによりディスク原盤を露光する場合に適用して、上述
の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
ク原盤を露光する場合について述べたが、本発明はこれ
に限らず、例えば光ディスクと同様の情報記録面を有す
るカード形状の光情報記録媒体について、スタンパーを
作成する場合等に広く適用することができる。
補正により、また波長の変化を補正するように半導体レ
ーザーの温度を制御すること等により、半導体レーザー
によりレーザー光源を構成して高密度にディスク原盤等
を露光することができる。
示す略線図である。
す断面図である。
図である。
略線図である。
設定した場合の回折角を示す図表である。
に設定した場合の回折角を示す図表である。
る。
ある。
る。
る。
原盤、7……ディスク原盤、11、30、41……露光
装置、40、48……対物レンズ、42……移動光学テ
ーブル、44……露光用レーザービーム用の光学系、4
5……フォーカス制御用の光学系、52……半導体レー
ザー、46……波長検出部、65……音声補正部、78
……色収差補正光学系
Claims (22)
- 【請求項1】露光用レーザービームの走査により所定の
露光対象に微小な凹凸形状の潜像を作成する光情報記録
媒体の製造方法において、 前記露光用レーザービームを半導体レーザーより出射し
て対物レンズにより前記露光対象に照射し、 少なくとも前記露光用レーザービームに対する前記対物
レンズの色収差を補正する色収差補正光学系を配置する
ことを特徴とする光情報記録媒体の製造方法。 - 【請求項2】前記対物レンズが、無限補正系の光学系で
あり、 ビームエキスパンダーによりビーム径を拡大して前記露
光用レーザービームを前記対物レンズに入射し、 前記色収差補正光学系を前記ビームエキスパンダーより
前記半導体レーザー側に配置することを特徴とする請求
項1に記載の光情報記録媒体の製造方法。 - 【請求項3】前記対物レンズが、有限補正系の光学系で
あり、 所定のレンズにより前記露光用レーザービームを発散光
に変換して前記対物レンズに入射し、 前記色収差補正光学系を前記レンズより前記半導体レー
ザー側に配置することを特徴とする請求項1に記載の光
情報記録媒体の製造方法。 - 【請求項4】露光用レーザービームの走査により所定の
露光対象に微小な凹凸形状の潜像を形成する光情報記録
媒体の製造装置において、 前記露光用レーザービームを出射する半導体レーザー
と、 前記露光用レーザービームを集光して前記露光対象に照
射する対物レンズと、 少なくとも前記露光用レーザービームに対する前記対物
レンズの色収差を補正する色収差補正光学系とを備える
ことを特徴とする光情報記録媒体の製造装置。 - 【請求項5】前記対物レンズは、 無限補正系の光学系であり、 ビームエキスパンダーによりビーム径が拡大されて前記
露光用レーザービームが入射し、 前記色収差補正光学系は、 前記ビームエキスパンダーより前記半導体レーザー側に
配置されたことを特徴とする請求項4に記載の光情報記
録媒体の製造装置。 - 【請求項6】前記対物レンズは、 有限補正系の光学系であり、 所定のレンズにより前記露光用レーザービームが発散光
に変換されて入射され、 前記色収差補正光学系は、 前記レンズより前記半導体レーザー側に配置されたこと
を特徴とする請求項4に記載の光情報記録媒体の製造装
置。 - 【請求項7】露光用レーザービームの走査により微小な
凹凸形状の潜像を形成する光情報記録媒体の製造方法に
おいて、 前記露光用レーザービームを出射する光源が半導体レー
ザーであり、 前記露光用レーザービームの波長が500〔nm〕未満
の場合に、 所定の温度管理機構により前記光源の周囲の温度変化を
±1度以内に管理することを特徴とする光情報記録媒体
の製造方法。 - 【請求項8】露光用レーザービームの走査により微小な
凹凸形状の潜像を形成する光情報記録媒体の製造装置に
おいて、 波長500〔nm〕未満により前記露光用レーザービー
ムを出射する半導体レーザーと、 前記半導体レーザーの周囲の温度変化を±1度以内に管
理する温度管理機構とを備えることを特徴とする光情報
記録媒体の製造装置。 - 【請求項9】露光用レーザービームの走査により微小な
凹凸形状の潜像を形成する光情報記録媒体の製造方法に
おいて、 前記露光用レーザービームを半導体レーザーより出射
し、 前記露光用レーザービームの波長が一定波長となるよう
に、前記半導体レーザーの温度を制御することを特徴と
する光情報記録媒体の製造方法。 - 【請求項10】露光用レーザービームの走査により微小
な凹凸形状の潜像を形成する光情報記録媒体の製造装置
において、 前記露光用レーザービームを出射する半導体レーザー
と、 前記露光用レーザービームの波長を検出して波長検出結
果を出力する波長検出手段と、 前記波長検出結果に基づいて、前記半導体レーザーの温
度を制御する温度制御機構とを備えることを特徴とする
光情報記録媒体の製造装置。 - 【請求項11】前記波長検出手段は、 前記露光用レーザービームを回折させて回折光を出射す
る回折格子と、 前記回折光の回折角を検出して前記波長検出結果を出力
する受光手段とを有することを特徴とする請求項10に
記載の光情報記録媒体の製造装置。 - 【請求項12】前記受光手段は、 所定位置に配置されて、集光手段により受光面に集光さ
れる前記回折光の集光位置を検出する位置検出素子であ
ることを特徴とする請求項11に記載の光情報記録媒体
の製造装置。 - 【請求項13】露光用レーザービームの走査により所定
の露光対象に微小な凹凸形状の潜像を形成する光情報記
録媒体の製造方法において、 前記露光用レーザービームを半導体レーザーより出射し
て対物レンズにより前記露光対象に照射し、 前記半導体レーザーから前記対物レンズまでの光学系を
密閉した空間に配置することを特徴とする光情報記録媒
体の製造方法。 - 【請求項14】露光用レーザービームの走査により所定
の露光対象に微小な凹凸形状の潜像を形成する光情報記
録媒体の製造装置において、 前記露光用レーザービームを出射する半導体レーザー
と、 前記露光用レーザービームを前記露光対象に照射する対
物レンズと、 前記半導体レーザーから前記対物レンズまでの光学系を
密閉した空間に保持する保持機構とを備えることを特徴
とする光情報記録媒体の製造装置。 - 【請求項15】露光用レーザービームの走査により所定
の露光対象に微小な凹凸形状の潜像を形成する光情報記
録媒体の製造方法において、 前記露光用レーザービームを半導体レーザーより出射し
て対物レンズにより前記露光対象に照射し、 前記半導体レーザーから前記露光用レーザービームを前
記対物レンズに出射するまでの光学系を、1つの露光用
光学系の保持部材に保持することを特徴とする光情報記
録媒体の製造方法。 - 【請求項16】露光用レーザービームの走査により所定
の露光対象に微小な凹凸形状の潜像を形成する光情報記
録媒体の製造装置において、 前記露光用レーザービームを出射する半導体レーザー
と、 前記露光用レーザービームを前記露光対象に照射する対
物レンズと、 前記半導体レーザーから前記露光用レーザービームを前
記対物レンズに出射するまでの光学系を一体に保持する
露光用光学系の保持部材とを備えることを特徴とする光
情報記録媒体の製造装置。 - 【請求項17】前記露光用光学系の保持部材を着脱可能
に保持することを特徴とする請求項16に記載の光情報
記録媒体の製造装置。 - 【請求項18】前記対物レンズから前記露光対象までの
距離を検出するフォーカス制御系の光学系と、 前記フォーカス制御系の光学系を一体に保持するフォー
カス制御系の保持部材とを備え、 前記露光対象に対して変位可能に、前記対物レンズ、前
記露光用光学系の保持部材及び前記フォーカス制御系の
保持部材を一体に保持することを特徴とする請求項16
に記載の光情報記録媒体の製造装置。 - 【請求項19】露光用レーザービームの走査により所定
の露光対象に微小な凹凸形状の潜像を形成する光情報記
録媒体の製造装置において、 前記露光用レーザービームを出射する半導体レーザー
と、 前記露光用レーザービームの光量を一定光量に制御する
自動光量制御手段と、 前記露光用レーザービームを前記露光対象に照射する対
物レンズと、 前記露光用レーザービームを前記対物レンズに出射する
光学系と、 前記半導体レーザー、前記自動光量制御手段及び前記光
学系を一体に交換可能に保持する露光用光学系の保持部
材とを備えることを特徴とする光情報記録媒体の製造装
置。 - 【請求項20】露光用レーザービームの走査により所定
の露光対象に微小な凹凸形状の潜像を形成する光情報記
録媒体の製造装置において、 前記露光用レーザービームを出射する半導体レーザー
と、 前記露光用レーザービームを前記露光対象に照射する対
物レンズと、 前記露光用レーザービームの照射により前記露光対象よ
り得られる戻り光を前記露光用レーザービームより分離
する光分離手段と、 前記光分離手段で分離された前記戻り光を撮像して撮像
結果を出力する撮像手段と、 前記光分離手段で分離された前記戻り光を受光して光量
検出結果を出力する光量検出手段とを備えることを特徴
とする光情報記録媒体の製造装置。 - 【請求項21】前記戻り光に基づいて、前記露光対象に
対する前記対物レンズの距離を可変するフォーカス制御
手段を有することを特徴とする請求項20に記載の光情
報記録媒体の製造装置。 - 【請求項22】前記光分離手段は、 偏光ビームスプリッターと、 前記偏光ビームスプリッターに入射する前記戻り光、前
記偏光ビームスプリッターより出射される前記露光用レ
ーザービームの偏光面を変化させる所定波長の波長板と
を有することを特徴とする請求項20に記載の光情報記
録媒体の製造装置。
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