JP2002342974A - Laser exposure device, laser exposure method, master disk producing device - Google Patents

Laser exposure device, laser exposure method, master disk producing device

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JP2002342974A
JP2002342974A JP2001150548A JP2001150548A JP2002342974A JP 2002342974 A JP2002342974 A JP 2002342974A JP 2001150548 A JP2001150548 A JP 2001150548A JP 2001150548 A JP2001150548 A JP 2001150548A JP 2002342974 A JP2002342974 A JP 2002342974A
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Japan
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focus
laser
objective lens
focus error
error detection
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Japanese (ja)
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Makoto Itonaga
誠 糸長
Takashi Tsurukubo
隆 鶴窪
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Victor Company of Japan Ltd
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Victor Company of Japan Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser exposure device which can accurately detect a focus error when a master disk exposure is carried out by using a ultraviolet laser. SOLUTION: The laser exposure device is provided with an objective lens 11 and a focus control means. The objective lens 11 passes and condenses a ultraviolet laser beam 2 and focus error detection light 12, the glass master disk 14 is irradiated with the detection light 12 condensed by passing through a correcting lens 21 and the objective lens 11, and focus error detection light 13 reflected from the glass master disk 14 is supplied to a bisecting photodetector 23 after passing through the objective lens 11 again. The focus control means does not control the position of the objective lens 11 in the direction of the focus when the detection result of the detector 23 is 'focused', and controls the position of the objective lens 11 in the direction of the focus until the detection result of the detector 23 becomes 'focused' when the detection result is 'unfocused'. The detection light 12 is set so as to be introduced in almost parallel to the optical axis (a) of the objective lens 11 through to correcting lens 21.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、露光用の光源とし
て紫外線レーザを用いると共に、露光の際のフォーカス
エラー検出用の光源として可視光レーザを用いたレーザ
露光装置、レーザ露光方法、ディスク原盤作成装置に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser exposure apparatus, a laser exposure method, and a disk master using a visible light laser as a light source for detecting a focus error during exposure while using an ultraviolet laser as a light source for exposure. It concerns the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】以下、光ディスク用の原盤記録機を例に
して説明する。ここで、光ディスク用の原盤記録機とは、
記録専用(ROM) 型光ディスク、追記(R)型光ディス
ク、繰り返し記録 (RW,RAM) 型光ディスクを構成
するディスク基板を作成するための元になるディスク原
盤を作成するディスク原盤作成装置を指すものである。
2. Description of the Related Art Hereinafter, a description will be given of a master recording machine for an optical disk as an example. Here, the master recording machine for optical disks is
This refers to a disc master making device that creates a master disc that is the basis for creating a disc substrate that constitutes a recording-only (ROM) optical disc, a write-once (R) optical disc, and a repetitive recording (RW, RAM) optical disc. is there.

【0003】ディスク原盤は、ディスク状のガラス基板
表面全体に塗付する感光剤としてフォトレジストを用い
ている。このフォトレジストは、電磁波である光の電場の
強さに応じて感光作用が発現する特性を有している。こ
のことは通常、フォトンモードによる記録と呼ばれてい
る。このために、露光に用いる露光用レーザを用いてフ
ォーカスエラー検出を行なうと、実作業上で問題が生じ
る(例えば、フォーカスサーボをかけたままでは、対物
レンズをディスク原盤上の任意の半径へ移動させること
が出来ない。従って、ディスク原盤の半径方向の任意の
位置に露光用レーザを照射して露光用光スポットを形成
し、この位置から露光を開始することが困難である)。
[0003] The master disc uses a photoresist as a photosensitive agent applied to the entire surface of the disc-shaped glass substrate. This photoresist has a characteristic that a photosensitive action is developed according to the intensity of an electric field of light which is an electromagnetic wave. This is usually called recording in the photon mode. For this reason, if a focus error is detected using an exposure laser used for exposure, a problem occurs in actual work (for example, when the focus servo is applied, the objective lens is moved to an arbitrary radius on the master disk). Therefore, it is difficult to form an exposure light spot by irradiating an exposure laser at an arbitrary position in the radial direction of the master disc, and to start exposure from this position.

【0004】そこで、このフォトレジストが感光しない
波長の可視光レーザを、フォーカスエラー検出のための
フォーカスエラー検出用レーザとして用いて、フォーカ
スエラー検出を行なっている。フォーカスエラー検出用
レーザとして、典型的には、633nmの波長のヘリウ
ム・ネオン・レーザあるいは、630nmから690n
mの波長の半導体レーザが用いられている。
Therefore, focus error detection is performed by using a visible light laser having a wavelength to which the photoresist is not exposed as a focus error detection laser for focus error detection. As a focus error detection laser, typically, a 633 nm wavelength helium-neon laser or 630 nm to 690 nm is used.
A semiconductor laser having a wavelength of m is used.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前記した光ディスク用
の原盤記録機は、光ディスクの記録容量の増加に伴い、
一段と微小なピット又はグルーブをディスク原盤上に形
成(刻設)することが求められており、このために高い解
像度の露光が要求されるようになってきている。この解
像度は、ディスク原盤上に照射形成される露光用光スポ
ットの大きさ(径)で決まる。ディスク原盤上で合焦(ジ
ャストフォーカス)時の露光用光スポットの径が小さい
ほど、解像度が高まる。
The above-mentioned master recording machine for an optical disk has been developed in accordance with an increase in the recording capacity of the optical disk.
It is required to form (engrave) finer pits or grooves on a master disk, and therefore, high-resolution exposure is required. This resolution is determined by the size (diameter) of the exposure light spot irradiated and formed on the master disc. The smaller the diameter of the exposure light spot at the time of focusing (just focus) on the master disc, the higher the resolution.

【0006】この露光用光スポットの大きさは露光用レ
ーザの波長と対物レンズの開口数とにより規定される。
対物レンズの開口数は事実上上限に近い値であるので、
露光用レーザの波長を原盤記録機の世代交代毎(光ディ
スクの記録容量の増加に伴って)に次第に短くすること
が必要となっている。露光用レーザとしては、コンパク
トディスク(CD)対応の原盤記録機では、458nm
の波長のレーザが多く用いられ、CDとして十分な解像
度を有していたが、デジタル・バーサタイル・ディスク
(以下DVDと記す)対応の原盤記録機では、413n
mないし351nmの波長のレーザを用いることが必須
になっている。
The size of the exposure light spot is defined by the wavelength of the exposure laser and the numerical aperture of the objective lens.
Since the numerical aperture of the objective lens is practically close to the upper limit,
It is necessary to gradually shorten the wavelength of the exposure laser with each generation change of the master disk recorder (with an increase in the recording capacity of the optical disk). As an exposure laser, a compact disk (CD) compatible master recording device is 458 nm.
The laser having a wavelength of is often used and has a sufficient resolution as a CD. However, in a master recording device corresponding to a digital versatile disk (hereinafter referred to as a DVD), 413n
It is essential to use a laser having a wavelength of m to 351 nm.

【0007】ところで、近年、情報通信及び画像処理技
術の急速な発展に伴って、光ディスクに対しても記録容
量の大容量化が望まれている。既存の外形寸法(直径1
20mm)を維持しながら光ディスクの大容量化を図る
には、ピット又はグルーブのパターンを一段と微細化し
て、記録密度の向上を図る必要がある。前記したDVD
の次世代の高密度型光ディスクに対応したディスク原盤
を作成する際に用いられる露光用レーザとしては、DV
Dで用いられる351nmの波長のレーザでは十分な解
像度が得られないので、これよりもさらに短波長の露光
用レーザを用いることが必要である。このため、波長が
300nmから200nmの深紫外線を露光用レーザと
して用いた原盤記録機が開発されるようになってきた。
なお、紫外線とは400nm以下の波長の光の総称であ
るが、波長により細分化されて呼ばれている。例えば、
200nmから300nmの光は、深紫外線と呼ばれ、
空気に吸収され空気中で扱うことの出来ない200nm
以下の光は真空紫外線と呼ばれている。
In recent years, with the rapid development of information communication and image processing technologies, it has been desired to increase the recording capacity of optical discs. Existing external dimensions (diameter 1
In order to increase the capacity of the optical disk while maintaining the thickness of the optical disk at 20 mm, it is necessary to further reduce the pit or groove pattern to improve the recording density. DVD mentioned above
Exposure lasers used when producing a master disc corresponding to the next generation of high-density optical discs are DV lasers.
Since a laser having a wavelength of 351 nm used for D cannot provide a sufficient resolution, it is necessary to use an exposure laser having a shorter wavelength than this. For this reason, master recording devices using deep ultraviolet light having a wavelength of 300 nm to 200 nm as an exposure laser have been developed.
The term “ultraviolet light” is a general term for light having a wavelength of 400 nm or less, and is called by being subdivided according to the wavelength. For example,
Light of 200 nm to 300 nm is called deep ultraviolet light,
200 nm that cannot be handled in air because it is absorbed by air
The following light is called vacuum ultraviolet light.

【0008】しかしながら、露光用レーザの波長を深紫
外線領域まで短くすると、これに応じて対物レンズに適
用可能な硝材が限定されることになる。例えば、露光用
レーザとして、波長が250nm程度の深紫外線レーザ
を用いる場合、対物レンズに適用可能な硝材は、石英ガ
ラス又は螢石に限定される。実際には螢石を用いて対物
レンズとして十分なサイズの均一なレンズを作製するこ
とは極めて困難なため、対物レンズを石英ガラスのみの
単一の硝材により作製することになる。
However, when the wavelength of the exposure laser is shortened to the deep ultraviolet region, the glass material applicable to the objective lens is limited accordingly. For example, when a deep ultraviolet laser having a wavelength of about 250 nm is used as an exposure laser, the glass material applicable to the objective lens is limited to quartz glass or fluorite. In practice, it is extremely difficult to produce a uniform lens of a sufficient size as an objective lens using fluorite, so that the objective lens is produced from a single glass material made of only quartz glass.

【0009】このような対物レンズの例を図6に示す。
図6は7群7枚の対物レンズの構造を示す図である。図
6中、aは光軸である。この対物レンズは硝材がすべて石
英ガラスである7群7枚構造の対物レンズである。この
対物レンズは露光用レーザとして深紫外線レーザが入射
した場合に収差なく集光できるようにされている。この
対物レンズへ、フォーカスエラー検出用レーザとして可
視光レーザを通過すると、単一の硝材で作られているた
め、可視光レーザの焦点距離が深紫外線レーザの焦点距
離とは異なるため、可視光レーザに対する焦点面が深紫
外線レーザに対する焦点面と一致しない。光学的には、
これは軸上色収差と呼ばれている。ここではこの深紫外
線レーザとフォーカスエラー検出用レーザとの間の軸上
色収差を色収差と呼ぶ。
FIG. 6 shows an example of such an objective lens.
FIG. 6 is a diagram showing the structure of seven objective lenses in seven groups. In FIG. 6, a is the optical axis. This objective lens has a seven-group, seven-element structure in which all glass materials are made of quartz glass. This objective lens is designed to be able to collect light without aberration when a deep ultraviolet laser is incident as an exposure laser. When a visible light laser is passed through this objective lens as a laser for focus error detection, since the focal length of the visible light laser is different from that of the deep ultraviolet laser because it is made of a single glass material, the visible light laser Does not match the focal plane for the deep UV laser. Optically,
This is called axial chromatic aberration. Here, the axial chromatic aberration between the deep ultraviolet laser and the focus error detecting laser is called chromatic aberration.

【0010】換言すれば、こうした波長の違いによる結
果、露光用レーザとフォーカスエラー検出用レーザとを
共にこの対物レンズを通過して、ディスク原盤表面に露
光用光スポットとフォーカスエラー検出用光スポットと
を共に照射形成した場合には、フォーカスエラー検出用
光スポットが前記した色収差により、フォーカス検出用
レーザの焦点面と露光用レーザの焦点面とが大きくずれ
るという問題が発生する。図6のレンズの例では、色収
差により対物レンズの焦点距離が15%も違う程度に大
きな違いがある。
In other words, as a result of such a wavelength difference, both the exposure laser and the focus error detection laser pass through this objective lens, and the exposure light spot and the focus error detection light spot are formed on the surface of the master disc. When both are formed by irradiation, there is a problem that the focal plane of the focus detection laser and the focal plane of the exposure laser largely deviate due to the chromatic aberration of the focus error detection light spot. In the example of the lens of FIG. 6, there is a great difference such that the focal length of the objective lens differs by 15% due to chromatic aberration.

【0011】こうした多群多数枚構成の対物レンズに発
生する色収差を除去する一つの手法としては、特願20
00−33487号公報に記載されてあるものがある。
即ち、フォーカスエラー検出用レーザを対物レンズに入
射するまでの間の往路光路中に、フォーカスエラー検出
用レーザが対物レンズを通過することによって発生する
色収差を相殺できるような光学特性(実際には、波長が
長くなることにより対物レンズの焦点距離が長くなるこ
とを補正するため、補正レンズは凸レンズの光学特性)
を有する補正レンズを設けるものである。この補正レン
ズをフォーカス検出光の往路光路中に設けてないと、露
光用光スポットがディスク原盤表面で合焦状態(光スポ
ットが点状)であっても、色収差を有するフォーカスエ
ラー検出用光スポットは合焦状態ではなくなる(光スポ
ットが円状である)ために、不正確なフォーカスエラー
検出になるから、これにより高解像度の露光が行えな
い。
As one method for removing the chromatic aberration generated in such an objective lens having a multi-group, multi-lens configuration, Japanese Patent Application No.
There is one described in JP-A-00-33487.
That is, in the outward optical path until the focus error detection laser is incident on the objective lens, optical characteristics such that the chromatic aberration generated by the focus error detection laser passing through the objective lens can be offset (actually, (The compensation lens is an optical characteristic of a convex lens to compensate for the increase in the focal length of the objective lens due to the longer wavelength.)
Is provided. If this correction lens is not provided in the forward optical path of the focus detection light, even if the exposure light spot is in focus on the disc master surface (light spot is point-like), a focus error detection light spot having chromatic aberration Is no longer in focus (the light spot is circular), resulting in inaccurate focus error detection, which prevents high-resolution exposure.

【0012】このように、前記した補正レンズをフォー
カスエラー検出用レーザの往路光路中に設けることによ
って、前記した波長差を有する露光用レーザとフォーカ
スエラー検出用レーザとを共に対物レンズに入射して集
光した場合でも、ディスク原盤表面に照射形成されるフ
ォーカスエラー検出用光スポットには前記した色収差を
有していないので、これにより正確なフォーカスエラー
検出が可能となるので、高解像度の露光が期待できる。
As described above, by providing the correction lens in the outward optical path of the focus error detection laser, the exposure laser and the focus error detection laser having the wavelength difference are both incident on the objective lens. Even when the light is condensed, the focus error detection light spot irradiated and formed on the surface of the disk master does not have the chromatic aberration described above, which enables accurate focus error detection. Can be expected.

【0013】ここまで述べてきたことは、露光用光スポ
ットとフォーカスエラー検出用光スポットとが形成され
るディスク原盤の表面が、理想的に平坦であることを前
提としてる。しかし現実には、ディスク原盤表面は常時平
坦ではなく、露光の際にディスク原盤を回転するとディ
スク原盤に面振れが発生したり、あるいは、ディスク原盤
を内周から外周へ向かって露光していった場合に、この
半径方向に亘ってその表面に微小な高さ位置の変化が生
じている(ディスク原盤表面が理想的な平坦面に対して
微視的に凸状あるいは凹状となっている)。こうしたディ
スク原盤表面を露光する場合には、この表面の微小な高
さ位置の変化の状態に追従して、対物レンズをフォーカ
ス方向に微小移動(位置制御)して、ディスク原盤表面
に照射形成する露光用光スポットが常時合焦状態となる
ようにフォーカス制御を行なう必要がある。
What has been described so far is based on the premise that the surface of the master disc on which the exposure light spot and the focus error detection light spot are formed is ideally flat. However, in reality, the surface of the disk master is not always flat, and when the disk master is rotated during exposure, the disk master may run out, or the disk master may be exposed from the inner circumference to the outer circumference. In this case, a slight change in the height position occurs on the surface in the radial direction (the surface of the disk master is microscopically convex or concave with respect to an ideal flat surface). When exposing the surface of the disk master, the objective lens is finely moved (position controlled) in the focus direction according to the state of a minute change in the height position of the surface to irradiate the surface of the disk master. It is necessary to perform focus control so that the exposure light spot is always in focus.

【0014】前記した特願2000−33487号公報
には、前記した補正レンズを通過したフォーカスエラー
検出用レーザが対物レンズの光軸に対してやや斜めに入
射する構造の光学系が記載されてある(図5(a))。この
場合には、対物レンズをフォーカス方向に位置制御する
前記したフォーカス制御を行なうと、所定の位置に固定
されている補正レンズに対する対物レンズの間隔が変化
(微小収縮、微小伸張)することになる。
The above-mentioned Japanese Patent Application No. 2000-33487 describes an optical system having a structure in which a laser for focus error detection, which has passed through the above-mentioned correction lens, enters the optical axis of the objective lens at a slight angle. (FIG. 5 (a)). In this case, when the focus control for controlling the position of the objective lens in the focus direction is performed, the distance between the objective lens and the correction lens fixed at a predetermined position changes.
(Small contraction, small extension).

【0015】この間隔の変化ために、対物レンズの光軸
に対してやや斜めに入射しているフォーカスエラー検出
用レーザがディスク原盤の表面で反射して、対物レンズ
を再び通過して出射する戻り光の光路(フォーカスエラ
ー検出光の復路光路)が、正規の戻り光の光路(ディスク
原盤表面が理想的に平坦であるときに設定した、補正レ
ンズと対物レンズとの間が所定の間隔を形成することに
よって得られるフォーカスエラー検出光の復路光路)か
らずれることになる。
Due to the change in the distance, the focus error detecting laser, which is slightly obliquely incident on the optical axis of the objective lens, is reflected on the surface of the master disc and returns through the objective lens and exits. The optical path of the light (the return optical path of the focus error detection light) is set to the normal optical path of the return light (a predetermined distance is set between the correction lens and the objective lens, which is set when the surface of the disk master is ideally flat. (The return optical path of the focus error detection light) obtained by the above operation.

【0016】前記した正規の戻り光の光路の終端にはフ
ォーカスエラー検出器が備えられている。このフォーカ
スエラー検出器は正規の戻り光の光路上にある戻り光を
受光すると、フォーカスエラーなし(合焦状態)を検出出
力する位置にある。一方、この正規の戻り光の光路上から
外れた戻り光を受光すると、フォーカスエラー検出器は
フォーカスエラーあり(非合焦状態)を検出出力する。
A focus error detector is provided at the end of the optical path of the normal return light. The focus error detector is located at a position for detecting and outputting no focus error (in-focus state) when receiving return light on the optical path of the normal return light. On the other hand, when the return light deviating from the optical path of the normal return light is received, the focus error detector detects and outputs a focus error (out-of-focus state).

【0017】換言すれば、前記した補正レンズを通過し
たフォーカスエラー検出用レーザが対物レンズの光軸に
対してやや斜めに入射している状態で、前記したような
対物レンズをガラス基板の非平坦状態の表面に追従させ
るフォーカス制御を行った場合には、ディスク原盤上で
露光用レーザ(深紫外線レーザ)の光スポットが合焦状
態の時に、フォーカスエラー検出用レーザの戻り光は前
記した正規の戻り光の光路からずれた状態でフォーカス
エラー検出器に入射するものとなる。
In other words, when the focus error detecting laser beam that has passed through the correction lens is slightly obliquely incident on the optical axis of the objective lens, the objective lens as described above is placed on the glass substrate. When focus control for following the surface of the state is performed, when the light spot of the exposure laser (deep ultraviolet laser) is in focus on the disc master, the return light of the focus error detection laser is the regular light as described above. The light enters the focus error detector in a state shifted from the optical path of the return light.

【0018】このため、サーボ動作が行われた場合に
は、フォーカスエラー検出器上の誤差が無くなるように
対物レンズとディスク原盤の間隔が調整されるため、結
果として深紫外線スポットにデフォーカスが生じる。こ
の結果、高解像度な露光を行なうことが極めて難しいと
いう問題があった。
For this reason, when the servo operation is performed, the distance between the objective lens and the master disc is adjusted so that the error on the focus error detector is eliminated, and as a result, defocus occurs in the deep ultraviolet spot. . As a result, there is a problem that it is extremely difficult to perform high-resolution exposure.

【0019】この問題を解決するための一つの方法とし
て、対物レンズと補正レンズとを共にフォーカスアクチ
ュエータ内に組み込み、両者一体でフォーカスエラー検
出動作を行なうことが考えられる。しかしながら、そのよ
うにすると、露光用レーザ光である紫外線が補正レンズ
を通過することになるので、露光用光スポットに不都合
が色収差が包含してしまうため、このような構成を取る
ことは露光に不適当なものであった。
As one method for solving this problem, it is conceivable that both the objective lens and the correction lens are incorporated in a focus actuator, and a focus error detection operation is performed integrally with both. However, in such a case, since the ultraviolet light as the exposure laser beam passes through the correction lens, inconvenience is included in the exposure light spot, and chromatic aberration is included. It was inappropriate.

【0020】そこで、本発明は上記の問題に着目してな
されたものであり、特に、前記補正レンズを介した前記
フォーカスエラー検出用レーザが前記対物レンズの光軸
に対して略平行に入射するように設定したため、ディス
ク原盤である被露光媒体の表面が面振れ等によって微小
な高さ位置の変化が生じた場合などに、前記したフォー
カス制御動作により前記対物レンズがフォーカス方向に
移動することに応じて、前記対物レンズと前記補正レン
ズとの間の間隔が変化しても、前記フォーカスエラー検
出用レーザが前記対物レンズに入射する入射位置には変
化が生じないので、前記フォーカスエラー検出用レーザ
が補正レンズ、対物レンズをそれぞれ通過した後に被露
光媒体の表面で反射して再び対物レンズを透過して出射
する戻り光が、フォーカスエラー検出手段(フォーカス
エラー検出器)へ向かう戻り光の光軸の変化を小さく抑
制することができ(前記対物レンズと前記補正レンズと
の間の間隔が変化した割合に応じて戻り光の光路が僅か
に平行移動してずれるだけなので)、これによって、その
表面に微小な高さ位置の変化が生じている被露光媒体を
紫外線レーザを用いて露光する際にも、常時安定した高
精度なフォーカスエラー検出ができ、これによって高解
像度のピット又はグルーブ等の露光を行なうことができ
るレーザ露光装置を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention has been made in view of the above problem, and in particular, the laser for focus error detection via the correction lens enters substantially parallel to the optical axis of the objective lens. When the objective lens is moved in the focus direction by the above-described focus control operation, for example, when the surface of the medium to be exposed, which is the master disc, changes minutely due to surface runout or the like. Accordingly, even if the distance between the objective lens and the correction lens changes, the incident position where the focus error detection laser enters the objective lens does not change. After passing through the correction lens and the objective lens, the reflected light is reflected on the surface of the medium to be exposed and is transmitted again through the objective lens and emitted therefrom. The change in the optical axis of the return light toward the focus error detecting means (focus error detector) can be suppressed to a small extent (the optical path of the return light is changed according to the ratio of the change in the distance between the objective lens and the correction lens). (Since it is only slightly displaced in parallel translation), this ensures that even when the medium to be exposed whose surface has a minute change in the height position is exposed using an ultraviolet laser, the focus is always stable and highly accurate. It is an object of the present invention to provide a laser exposure apparatus capable of detecting an error and thereby exposing a high-resolution pit or groove.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明は、下記する(1)〜(3)の構成を有する
レーザ露光装置、レーザ露光方法、ディスク原盤作成装置
を提供する。 (1) 図1〜図4に示すように、入射する露光用の紫外
線レーザ(紫外線レーザビーム)2を集光して露光すべき
被露光媒体(ガラス原盤)14側へ出射する対物レンズ1
1と、前記対物レンズ11から出射する前記紫外線レー
ザ2の照射によって前記被露光媒体14上に形成される
光スポットが合焦状態の露光用光スポットとして前記被
露光媒体14上を露光するように、前記合焦状態を検出
するために用いられかつ可視光レーザであるフォーカス
エラー検出用レーザ(フォーカス誤差検出光(行き))12
が前記対物レンズ11を通過することによって発生する
前記紫外線レーザ2との間の色収差を補正する光学特性
を有する補正レンズ21を通過して、前記フォーカスエ
ラー検出用レーザ12を前記対物レンズ11を通過する
ことにより集光して前記被露光媒体14上に照射し、前
記フォーカスエラー検出用レーザ12が照射された前記
被露光媒体上から反射する戻り光(フォーカス誤差検出
光(戻り))13を、前記対物レンズ11を再び通過した後
に前記補正レンズ21を再び通過することなく前記合焦
状態を検出するフォーカスエラー検出手段(2分割光検
出器)23に供給し、前記フォーカスエラー検出手段23
の検出出力が合焦状態の場合には前記対物レンズ11を
フォーカス方向に位置制御せず、前記フォーカスエラー
検出手段23の検出出力が合焦状態でない場合には、前
記フォーカスエラー検出手段23の検出出力が合焦状態
となるまでの間、前記対物レンズ11をフォーカス方向
に位置制御する一連のフォーカス制御を行なうフォーカ
ス制御手段とを備えたレーザ露光装置(レーザカッティ
ング装置)AAにおいて、前記補正レンズ21を介した
前記フォーカス検出用レーザ12が前記対物レンズ11
の光軸aに対して略平行に入射するように設定したこと
を特徴とするレーザ露光装置。 (2) 対物レンズを介して露光用の紫外線レーザを集光
して露光すべき被露光媒体へ照射して前記被露光媒体上
に光スポットを形成する光スポット形成ステップと、次
に、前記被露光媒体上に形成される光スポットが合焦状
態の露光用光スポットとして前記被露光媒体上を露光す
るように、前記合焦状態を検出するために用いられかつ
可視光レーザであるフォーカスエラー検出用レーザを、
前記対物レンズを通過することによって発生する前記紫
外線レーザとの間の色収差を補正する光学特性を有する
補正レンズを通過した後に、前記対物レンズの光軸に対
して略平行に入射させて集光して前記被露光媒体上に照
射し、前記フォーカスエラー検出用レーザが照射された
前記被露光媒体上から反射する戻り光を、前記対物レン
ズを再び通過した後に前記補正レンズを再び通過するこ
となく前記合焦状態を検出するフォーカスエラー検出手
段に供給し、前記フォーカスエラー検出手段の検出出力
が合焦状態の場合には前記対物レンズをフォーカス方向
に位置制御せず、前記フォーカスエラー検出手段の検出
出力が合焦状態でない場合には、前記フォーカスエラー
検出手段の検出出力が合焦状態となるまでの間、前記対
物レンズをフォーカス方向に位置制御する一連のフォー
カス制御を行なうフォーカス制御ステップとを備えたこ
とを特徴とするレーザ露光方法。 (3) ディスク状記録媒体を構成する(微小ピット、微細
なグルーブが同心円状又は螺旋状に形成してある)ディ
スク基板を作成するための元になるディスク原盤(ディ
スク形状のガラス原盤)14を作成するディスク原盤作
成装置(レーザカッティング装置)AAであって、入射す
る露光用の紫外線レーザ(紫外線レーザビーム)2を集光
して、その表面に感光剤が塗付された前記ディスク原盤
14側へ出射する対物レンズ11と、前記対物レンズ1
1から出射する前記紫外線レーザ2の照射によって前記
ディスク原盤14上に形成される光スポットが合焦状態
の露光用光スポットとして前記ディスク原盤14(表面)
上を露光するように、前記合焦状態を検出するために用
いられかつ可視光レーザであるフォーカスエラー検出用
レーザ(フォーカス誤差検出光(行き))12が前記対物レ
ンズ14を通過することによって発生する前記紫外線レ
ーザ2との間の色収差を補正する光学特性を有する補正
レンズ21を通過して、前記フォーカスエラー検出用レ
ーザ12を前記対物レンズ11を通過することにより集
光して前記ディスク原盤14上に照射し、前記フォーカ
スエラー検出用レーザ12が照射された前記ディスク原
盤14上から反射する戻り光(フォーカス誤差検出光(戻
り))13を、前記対物レンズ11を再び通過した後に前
記補正レンズ21を再び通過することなく前記合焦状態
を検出するフォーカスエラー検出手段(2分割光検出器)
23に供給し、前記フォーカスエラー検出手段23の検
出出力が合焦状態の場合には前記対物レンズ11をフォ
ーカス方向に位置制御せず、前記フォーカスエラー検出
手段23の検出出力が合焦状態でない場合には、前記フ
ォーカスエラー検出手段23の検出出力が合焦状態とな
るまでの間、前記対物レンズ11をフォーカス方向に位
置制御する一連のフォーカス制御を行なうフォーカス制
御手段とを備えたディスク原盤作成装置(レーザカッテ
ィング装置)AAにおいて、前記補正レンズ21を介し
た前記フォーカス検出用レーザ12が前記対物レンズ1
1の光軸aに対して略平行に入射するように設定したこ
とを特徴とするディスク原盤作成装置。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a laser exposure apparatus, a laser exposure method, and a disk master making apparatus having the following constitutions (1) to (3). . (1) As shown in FIGS. 1 to 4, an objective lens 1 that focuses an incident ultraviolet laser (ultraviolet laser beam) 2 for exposure and emits it to a medium (glass master) 14 to be exposed.
1 so that a light spot formed on the medium 14 to be exposed by the irradiation of the ultraviolet laser 2 emitted from the objective lens 11 is exposed on the medium 14 as an exposure light spot in a focused state. A focus error detection laser (focus error detection light (going)) 12 that is used for detecting the focus state and is a visible light laser.
Passes through the correction lens 21 having an optical characteristic for correcting chromatic aberration between the ultraviolet laser 2 generated by passing through the objective lens 11 and passes through the objective lens 11 through the focus error detection laser 12. Then, the focus light is irradiated on the medium 14 to be exposed, and the return light (focus error detection light (return)) 13 reflected from the exposed medium irradiated with the focus error detection laser 12 is After passing through the objective lens 11 again, it is supplied to a focus error detecting means (two-split photodetector) 23 for detecting the in-focus state without passing through the correction lens 21 again.
When the detection output of is not in focus, the position of the objective lens 11 is not controlled in the focus direction. When the detection output of the focus error detection means 23 is not in focus, the detection of the focus error detection means 23 is performed. In a laser exposure apparatus (laser cutting apparatus) AA including a series of focus control means for performing a series of focus controls for controlling the position of the objective lens 11 in the focus direction until the output becomes in focus, the correction lens 21 The focus detection laser 12 through the objective lens 11
A laser exposure apparatus which is set so as to be incident substantially parallel to the optical axis a of the laser exposure apparatus. (2) a light spot forming step of forming a light spot on the medium to be exposed by irradiating the medium to be exposed with an ultraviolet laser for exposure by condensing an ultraviolet laser for exposure through an objective lens; Focus error detection, which is used to detect the in-focus state and is a visible light laser, such that the light spot formed on the exposure medium exposes the medium to be exposed as an in-focus exposure light spot. Laser for
After passing through a correction lens having optical characteristics to correct chromatic aberration between the ultraviolet laser and the ultraviolet laser generated by passing through the objective lens, the light is incident substantially parallel to the optical axis of the objective lens and condensed. The return light reflected from the exposed medium irradiated with the focus error detection laser is irradiated onto the exposed medium without passing through the correction lens after passing through the objective lens again. The focus error is supplied to a focus error detecting means for detecting a focus state, and when the detection output of the focus error detecting means is in a focus state, the position of the objective lens is not controlled in a focus direction, and the detection output of the focus error detecting means is not obtained. If the objective lens is not in focus, the objective lens is forged until the detection output of the focus error detection means is in focus. The laser exposure method is characterized in that a focus control step of performing a series of focus control for position control in the scan direction. (3) A disk master (disk-shaped glass master) 14, which is a base for forming a disk substrate (having minute pits and fine grooves formed concentrically or spirally) constituting a disk-shaped recording medium, A disk master making apparatus (laser cutting apparatus) AA to be made, which focuses an incident ultraviolet laser (ultraviolet laser beam) 2 for exposure and has a surface coated with a photosensitive agent on the side of the disk master 14 side. Objective lens 11 for emitting light to the objective lens 1
The light spot formed on the disk master 14 by the irradiation of the ultraviolet laser 2 emitted from the disk master 1 is used as an exposure light spot in a focused state.
A laser for focus error detection (focus error detection light (going)) 12 which is used to detect the in-focus state and is a visible light laser as if the top is exposed, is generated by passing through the objective lens 14. After passing through a correction lens 21 having optical characteristics for correcting chromatic aberration between the ultraviolet laser 2 and the laser beam 2, the focus error detection laser 12 is condensed by passing through the objective lens 11, and the disc master 14 is focused. The return light (focus error detection light (return)) 13 reflected from the disk master 14 irradiated with the focus error detection laser 12 and irradiated by the focus error detection laser 12 passes through the objective lens 11 again, and then the correction lens Focus error detecting means (two-segment photodetector) for detecting the in-focus state without passing through the light-receiving element 21 again
When the detection output of the focus error detection means 23 is in a focused state, the position of the objective lens 11 is not controlled in the focusing direction, and when the detection output of the focus error detection means 23 is not in the focused state. A master disc producing apparatus, comprising: focus control means for performing a series of focus controls for controlling the position of the objective lens 11 in a focus direction until a detection output of the focus error detection means 23 is brought into a focused state. (Laser Cutting Apparatus) In the AA, the focus detection laser 12 through the correction lens 21
An apparatus for producing a master disc, characterized in that it is set so as to be incident substantially parallel to one optical axis a.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下に本発明に係るレーザ露光装
置、レーザ露光方法、ディスク原盤作成装置を図1〜図5
を参照して説明する。図1は本発明のレーザ露光装置の
一実施例である光ディスク用の原盤記録機(レーザカッ
ティングマシン)の記録(露光)光学系を説明するための
図、図2はフォーカス誤差検出光の光学系を説明するた
めの図、図3はフォーカス誤差検出法を説明するための
図、図4は本発明においてディスク原盤表面に高さ位置
の変化が生じた場合に補正レンズを介したフォーカス検
出用レーザが対物レンズの光軸に対して略平行に入射し
た後にディスク原盤表面から反射するフォーカスエラー
検出用レーザの戻り光の光路が平行移動することを説明
するための図、図5は従来の光ディスク用の原盤記録機
においてディスク原盤表面に高さ位置の変化が生じた場
合に補正レンズを介したフォーカス検出用レーザが対物
レンズの光軸に対してやや斜めに入射した後にディスク
原盤表面から反射するフォーカスエラー検出用レーザの
戻り光の光路が移動することを説明するための図であ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a laser exposure apparatus, a laser exposure method, and a disc master making apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a view for explaining a recording (exposure) optical system of an optical disk master recording machine (laser cutting machine) as an embodiment of the laser exposure apparatus of the present invention, and FIG. 2 is an optical system of focus error detection light. FIG. 3 is a diagram for explaining a focus error detection method, and FIG. 4 is a focus detection laser via a correction lens when a change in the height position occurs on the surface of the disc master in the present invention. FIG. 5 is a diagram for explaining that the optical path of the return light of the laser for focus error detection reflected from the surface of the master disk moves in parallel after the laser beam is incident substantially parallel to the optical axis of the objective lens, and FIG. When the height position changes on the surface of the master disk in the master disk recorder, the focus detection laser through the correction lens enters the optical axis of the objective lens slightly obliquely. The optical path of the focus error detection laser return light reflected from the disc master surface is a diagram for explaining a moving later.

【0023】本発明のレーザ露光装置の一実施例である
レーザカッティングマシン(ディスク原盤作成装置)は、
記録用レーザ(露光用レーザ)として、波長が200nm
〜400nmの紫外線レーザ、とりわけ200nm〜3
00nmの深紫外線、例えば、波長が266nmの紫外
線レーザであるYAG4倍波レーザを用いている。
A laser cutting machine (disk master making apparatus), which is an embodiment of the laser exposure apparatus of the present invention, comprises:
200nm wavelength for recording laser (exposure laser)
~ 400nm UV laser, especially 200nm ~ 3
A deep ultraviolet laser having a wavelength of 00 nm, for example, a YAG fourth harmonic laser which is an ultraviolet laser having a wavelength of 266 nm is used.

【0024】図1に示すレーザカッティング装置AA
は、後述するフォーカス検出系の説明(ガラス原盤(ディ
スク原盤)14表面に高さ位置の変化が生じた場合に補
正レンズ21を介したフォーカス誤差検出光(フォーカ
ス検出用レーザ)12が対物レンズ11の光軸aに対し
て略平行に入射した後にガラス原盤14表面から反射す
るフォーカス誤差検出光12のフォーカス誤差検出光
(戻り光)13の光路が平行移動することを説明するこ
と)が目的なので、前記した紫外線レーザによる記録光
学系の説明は最小限にとどめる。
The laser cutting apparatus AA shown in FIG.
A description will be given of a focus detection system to be described later (when a change in the height position occurs on the surface of the glass master (disc master) 14, focus error detection light (focus detection laser) 12 The purpose is to explain that the optical path of the focus error detection light 12 (return light) 13 of the focus error detection light 12 reflected from the surface of the glass master 14 after being incident substantially parallel to the optical axis a) moves in parallel. The description of the recording optical system using the ultraviolet laser will be minimized.

【0025】前記した紫外線レーザの紫外線レーザ光源
1より出射した紫外線レーザビーム2は光変調器3に供
給され、ここで紫外線レーザの露光量の調整が行なわれ
る。この光変調器3としては電気光学素子を用いたEO
変調器あるいは音響光学変調器が用いられる。光変調器
3で露光量の調整がなされた紫外線レーザビーム2はミ
ラー4でその光路が直角に偏向された後、光偏向器5に
入力する。この光偏向器5は電気光学素子を用いたEO
偏向器あるいは音響光学偏向器が用いられる。記録ピッ
ト列あるいはグルーブを蛇行(ウォブル)して露光する場
合には、この光偏向器5でビームが偏向される。なお、
図1には示していないが、前記した露光量、偏向量等
は、紫外線レーザビーム2の光路上に適切に配置された
光検出器で検出した信号に基いて最適に制御される。
The ultraviolet laser beam 2 emitted from the ultraviolet laser light source 1 of the above-described ultraviolet laser is supplied to a light modulator 3, where the exposure amount of the ultraviolet laser is adjusted. The optical modulator 3 is an EO using an electro-optical element.
A modulator or an acousto-optic modulator is used. The ultraviolet laser beam 2 whose exposure amount has been adjusted by the optical modulator 3 is input to an optical deflector 5 after its optical path is deflected at right angles by a mirror 4. This optical deflector 5 is an EO using an electro-optical element.
A deflector or an acousto-optic deflector is used. When exposing the recording pit row or groove in a meandering (wobble) manner, the beam is deflected by the optical deflector 5. In addition,
Although not shown in FIG. 1, the above-mentioned exposure amount, deflection amount and the like are optimally controlled based on a signal detected by a photodetector appropriately arranged on the optical path of the ultraviolet laser beam 2.

【0026】前記した光偏向器5で光偏向がなされた紫
外線レーザビーム2はミラー5でその光路がさらに直角
に偏向された後に、レンズ7a,7bで構成されるビー
ム拡大光学系7に供給される。前記したミラー4で光路
が偏向された紫外線レーザビーム2はビーム拡大光学系
7を通過することによって、対物レンズ11の入射瞳径
よりも大きな光束径に変換される。この後、ビーム拡大光
学系7を出射した紫外線レーザビーム2はミラー8でそ
の光路がさらに直角に偏向され、ダイクロイックミラー
9を通過した後に、対物レンズ11に導かれてここで集
光されて、表面に感光材料が塗布されているガラス原盤
14上の露光すべき露光位置に照射される。こうして、こ
の露光位置に露光用光スポットが照射形成されることに
より、この露光位置を感光することができる。対物レンズ
11の周囲にはフォーカスアクチュエータ10が設けら
れており、このフォーカスアクチュエータ10に印加す
る駆動制御信号によって対物レンズ11はフォーカス方
向に位置制御される。
The ultraviolet laser beam 2 deflected by the light deflector 5 is supplied to a beam expanding optical system 7 composed of lenses 7a and 7b after its optical path is further deflected by a mirror 5 at a right angle. You. The ultraviolet laser beam 2 whose optical path is deflected by the mirror 4 passes through the beam expanding optical system 7 and is converted into a light beam diameter larger than the entrance pupil diameter of the objective lens 11. Thereafter, the optical path of the ultraviolet laser beam 2 emitted from the beam expanding optical system 7 is further deflected at a right angle by a mirror 8, passed through a dichroic mirror 9, guided to an objective lens 11, and focused there. Irradiation is performed on an exposure position to be exposed on the glass master 14 whose surface is coated with a photosensitive material. In this way, the exposure position is exposed to light by irradiating the exposure position with the light spot for exposure. A focus actuator 10 is provided around the objective lens 11, and the position of the objective lens 11 is controlled in the focus direction by a drive control signal applied to the focus actuator 10.

【0027】ここで、対物レンズ11の入射側に設けら
れているダイクロイックミラー9は、ミラー8側から入
射する紫外線レーザビーム2は全て透過するが、フォー
カス誤差検出光の光学系(図2)から入射するフォーカス
誤差検出光12は全て対物レンズ11側へ反射するとい
う、分光特性(波長選択性)を付与されている。このフォ
ーカス誤差検出光12は対物レンズ11の光軸aに対し
て略平行に入射してここで集光されて、ガラス原盤14
上に照射形成されている露光用光スポットの近傍にフォ
ーカス誤差検出用光スポットとして照射形成される。
Here, the dichroic mirror 9 provided on the incident side of the objective lens 11 transmits all of the ultraviolet laser beam 2 incident from the mirror 8 side, but from the optical system of the focus error detection light (FIG. 2). Spectral characteristics (wavelength selectivity) are imparted such that all the incident focus error detection light 12 is reflected toward the objective lens 11 side. The focus error detection light 12 is incident substantially parallel to the optical axis a of the objective lens 11 and is condensed here.
A focus error detection light spot is formed in the vicinity of the exposure light spot formed by irradiation.

【0028】前記した2つの光スポット(露光用光スポ
ットsフォーカス誤差検出用光スポットと)が同じ場所
に照射されない理由は、二つある。第1の理由は、2つ
の光線(紫外線レーザビーム2とフォーカス誤差検出光
12と)の間に僅かな角度誤差があっても、同じ場所に
集光されることはないことである。
There are two reasons why the two light spots (the light spot for exposure and the light spot for focus error detection) are not irradiated to the same place. The first reason is that even if there is a slight angle error between the two light beams (the ultraviolet laser beam 2 and the focus error detection light 12), they are not condensed at the same place.

【0029】第2の理由は、補正レンズ21により可視
光線(フォーカス誤差検出光12)に対して前述した軸上
色収差が補正されていても、実際には、前記した2つの
光線の波長の違いにより球面収差の色収差も可視光では
発生しており、この球面収差の色収差のために、対物レ
ンズ11の中心(光軸a)から離れた点に入射されるフォ
ーカス誤差検出光12が紫外線レーザビーム2と異なっ
た場所に集光されるという理由である。
The second reason is that even if the above-described axial chromatic aberration is corrected for the visible light (the focus error detection light 12) by the correction lens 21, the difference between the wavelengths of the two light beams is actually increased. As a result, chromatic aberration of spherical aberration is also generated in visible light, and the focus error detection light 12 incident on a point away from the center (optical axis a) of the objective lens 11 The reason for this is that the light is condensed in a different place from 2.

【0030】なお、ガラス原盤14の表面に形成される
フォーカス誤差検出光12の焦点面は、紫外線レーザビ
ーム2の焦点面とは必ずしも一致していない。その理由
は、フォーカス誤差検出光12の機能は、記録(露光)を
するためのものではなく、フォーカス誤差信号を検出す
るためのものであるから、ガラス原盤14の表面上で、
限界(波長限界)まで小さなスポットに集光されている
必要はない。そもそも、フォーカス誤差検出光12は上
記した球面収差の色収差のため、その最良像面であって
も、拡がりをもっている光スポットを形成する。このた
め、厳密な意味で、フォーカス誤差検出光12の光スポ
ットの大きさ乃至ガラス原盤14上でのレーザビームの
径を定義することは困難であるが、大まかに言って、数
μmから10数μm(5μm〜から15μm)程度の半径
の中に、フォーカス誤差検出光12のビームの光束の過
半が入っていれば、十分な性能が得られる。
The focal plane of the focus error detection light 12 formed on the surface of the glass master 14 does not always coincide with the focal plane of the ultraviolet laser beam 2. The reason is that the function of the focus error detection light 12 is not for recording (exposure), but for detecting a focus error signal.
It is not necessary to focus on a small spot to the limit (wavelength limit). In the first place, the focus error detection light 12 forms a light spot having a spread even on its best image plane because of the chromatic aberration of the spherical aberration described above. For this reason, in a strict sense, it is difficult to define the size of the light spot of the focus error detection light 12 or the diameter of the laser beam on the glass master 14. Sufficient performance can be obtained if more than half of the beam of the focus error detection light 12 falls within a radius of about μm (5 μm to 15 μm).

【0031】露光用光スポットとフォーカス誤差検出用
光スポットとが同時に照射形成されるガラス原盤14
は、ターンテーブル15上に載置され、スピンドルモー
タ16の回転によって高回転精度で回転するエアースピ
ンドル(図示せず)上にチャッキングされている。このエ
アースピンドルの回転に伴って、紫外線レーザビーム2
とフォーカス誤差検出光12とが共に対物レンズ11を
介してガラス原盤14上に集光照射される。
A glass master 14 on which an exposure light spot and a focus error detection light spot are simultaneously irradiated and formed.
Is mounted on a turntable 15 and chucked on an air spindle (not shown) that rotates with high rotational accuracy by the rotation of a spindle motor 16. With the rotation of the air spindle, the ultraviolet laser beam 2
The focus error detection light 12 and the focus error detection light 12 are both condensed and irradiated onto the glass master 14 via the objective lens 11.

【0032】ここで、フィード送りモータ18を回転し
て、スピンドルモータ16が固定されているフィード送
り機構17をターンテーブル15の半径方向に移送する
か、あるいは、対物レンズ11をターンテーブル15の
半径方向に動かすことで、ターンテーブル15上に載置
してあるガラス原盤14の表面にスパイラル状の記録ピ
ット列あるいはグルーブの記録(露光)がなされる。図1
では、スピンドルモータ16を半径方向に送る構成が示
されている。
Here, the feed feed motor 18 is rotated to feed the feed feed mechanism 17 to which the spindle motor 16 is fixed in the radial direction of the turntable 15 or the objective lens 11 is moved to the radius of the turntable 15. By moving in the direction, a spiral recording pit row or groove is recorded (exposed) on the surface of the glass master disk 14 placed on the turntable 15. FIG.
In the figure, there is shown a configuration in which the spindle motor 16 is fed in the radial direction.

【0033】前述した構成のレーザカッティング装置A
Aは、記録用レーザである紫外線レーザビーム2をガラ
ス原盤14上に照射するに際し、紫外線レーザビーム2
の焦点が常にガラス原盤14上に位置するためのフォー
カス制御を行うように構成されている。このフォーカス
制御は、フォーカス誤差検出光の光学系(図2)により検
出されたフォーカスずれ量に応じて対物レンズ11をそ
の光軸aに沿った方向に対して平行移動させることによ
り行う。
The laser cutting apparatus A having the above-described configuration
A shows a case where the ultraviolet laser beam 2 serving as a recording laser is irradiated onto the glass master disk 14.
The focus control is performed so that the focal point of the image is always located on the glass master 14. This focus control is performed by moving the objective lens 11 in parallel with the direction along the optical axis a in accordance with the amount of focus shift detected by the optical system (FIG. 2) of the focus error detection light.

【0034】フォーカス誤差検出光の光学系は、図2に
示すように、レーザ光源20、補正レンズ21、ミラー
22、2分割光検出器23を備えている。レーザ光源2
0は前記したフォーカス誤差検出光12を出射する。フ
ォーカス誤差検出光12は、波長が632.8nmのヘ
リウムネオンレーザまたは、波長が630nmから69
0nmの半導体レーザ(可視光レーザ)が用いられる。
As shown in FIG. 2, the optical system of the focus error detection light includes a laser light source 20, a correction lens 21, a mirror 22, and a split photodetector 23. Laser light source 2
0 emits the focus error detection light 12 described above. The focus error detection light 12 may be a helium neon laser having a wavelength of 632.8 nm or a wavelength of 630 nm to 69 nm.
A 0 nm semiconductor laser (visible laser) is used.

【0035】次に、記録用レーザ(紫外線レーザビーム)
2と異なる波長の可視光レーザを、フォーカス誤差検出
光12に使用する理由について述べる。ガラス原盤記録
14の表面に塗付されるフォトレジストは、電磁波であ
る光の電場の作用で露光される。従って、市販されてい
る有機材料、相変化媒体あるいは光磁気媒体を用いた光
ディスクに対する記録(露光)の場合は、記録用レーザ
(紫外線レーザビーム)2の光照射による温度上昇の作用
で記録がなされるため、低パワーの記録用レーザが照射
された場合には記録されないものとは異なり、記録光量
(露光光量)に関する閾値がなく、非常に低い露光量でも
感光してしまうフォトレジストである。
Next, a recording laser (ultraviolet laser beam)
The reason why a visible light laser having a wavelength different from 2 is used for the focus error detection light 12 will be described. The photoresist applied to the surface of the glass master recording 14 is exposed by the action of an electric field of light, which is an electromagnetic wave. Therefore, in the case of recording (exposure) on an optical disk using a commercially available organic material, phase change medium or magneto-optical medium, the recording laser
(Ultraviolet laser beam) Since the recording is performed by the effect of temperature rise due to the light irradiation of 2, the recording light amount is different from that which is not recorded when a low-power recording laser is irradiated.
This is a photoresist that has no threshold value for (exposure light amount) and is exposed even at a very low exposure amount.

【0036】このために、同一レーザを用いて記録用と
フォーカス誤差検出用とを兼用した場合には、ガラス原
盤14の任意の半径位置に記録(露光)を行なおうとし
てその部分にレーザを照射すると、この照射によってそ
の部分のフォトレジストは直ちに感光してしまう結果、
正常な露光ができない不都合が生じる。
For this reason, when the same laser is used for both recording and focus error detection, recording (exposure) is performed at an arbitrary radial position of the glass master 14 and the laser is applied to that portion. When irradiated, this irradiation immediately exposes the photoresist in that part,
There is a disadvantage that normal exposure cannot be performed.

【0037】そこで、ガラス原盤14上に塗付したフォ
トレジストに感光しない程度の波長(長波長)を有するレ
ーザを、前記したフォーカス誤差検出光12として用い
ることによって、ガラス原盤14の任意の半径位置に記
録(露光)を行なおうとしてフォーカス誤差検出光12
を照射してサーボ動作を行ったまま、対物レレンズ11
とガラス原盤14の半径方向の位置を調整しても、この
照射によってその部分のフォトレジストは感光しないの
で、任意の半径から容易に記録を開始出来る。
Therefore, by using a laser having a wavelength (long wavelength) that is not sensitive to the photoresist applied to the glass master 14 as the focus error detection light 12, the laser beam can be positioned at any radial position on the glass master 14. To record (exposure) the focus error detection light 12
Irradiates the objective lens 11 while performing the servo operation.
Even if the position of the glass master 14 in the radial direction is adjusted, the photoresist at that portion is not exposed by this irradiation, so that recording can be easily started from an arbitrary radius.

【0038】さて、図2に戻って説明するに、レーザ光
源20を出射したフォーカス誤差検出光12は、補正レ
ンズ21を通過した後に、ダイクロイックミラー9にて
記録用レーザ(紫外線レーザビーム2)と同一の光路上
へ導かれて、対物レンズ11に記録用レーザと共に入射
される。この補正レンズ21は、対物レンズ11の色収
差を相補的に補正するために、対物レンズ11と補正レ
ンズ21とからなるレンズ系の合成焦点距離を調整する
(後述するように、ガラス原盤14上に形成される露光
用光スポットの位置と同一の位置に合焦するフォーカス
誤差検出用光スポットを形成するための)光学的な性質
を有する。
Returning to FIG. 2, the focus error detection light 12 emitted from the laser light source 20 passes through the correction lens 21 and is then transmitted to the recording laser (ultraviolet laser beam 2) by the dichroic mirror 9. The light is guided onto the same optical path and is incident on the objective lens 11 together with the recording laser. The correction lens 21 adjusts a combined focal length of a lens system including the objective lens 11 and the correction lens 21 to complementarily correct chromatic aberration of the objective lens 11.
It has an optical property (for forming a focus error detection light spot that is focused on the same position as the position of the exposure light spot formed on the glass master 14 as described later).

【0039】前記した補正レンズ21の焦点距離は、対
物レンズ11と組み合わせた時に、対物レンズ11から
出射するフォーカス誤差検出光12を集光した点(合焦
状態のフォーカスエラー検出用光スポット)が、記録用
レーザの露光用光スポットの近傍になるように設定され
ている。
The focal length of the correction lens 21 is, when combined with the objective lens 11, the point at which the focus error detection light 12 emitted from the objective lens 11 is condensed (a focus error detection light spot in a focused state). Is set near the light spot for exposure of the recording laser.

【0040】ここで、フォーカス誤差検出光12は、対
物レンズ11に略平行でかつ光軸aから適切な量変位さ
れた対物レンズ11の部位に入射されるように予め設定
されている。また、フォーカス誤差検出光12の直径
は、入射する対物レンズ11の瞳の直径に比べて十分小
さく、かつガラス原盤14表面からの反射光(戻り光)で
あるフォーカス誤差検出光13がフォーカス誤差検出に
際して、対物レンズ11の内部ないし瞳でけられて、光
量変化に起因してフォーカス誤差検出に支障が発生しな
いように設定される。
Here, the focus error detection light 12 is set in advance so as to be incident on a portion of the objective lens 11 which is substantially parallel to the objective lens 11 and displaced from the optical axis a by an appropriate amount. The diameter of the focus error detection light 12 is sufficiently smaller than the diameter of the pupil of the objective lens 11 on which the focus error detection light 12 is incident, and the focus error detection light 13 which is the reflected light (return light) from the surface of the glass master 14 is used to detect the focus error. At this time, the setting is made so that the focus error is not hindered due to a change in the amount of light due to the inside of the objective lens 11 or the pupil.

【0041】フォーカス誤差検出光12によるフォーカ
スエラー検出用光スポットが形成されているガラス原盤
14表面の位置は、対物レンズ11の焦点距離の波長に
よる違いのため、紫外線レーザビーム2による露光用光
スポットの位置とは一致しない。この位置の差は、最大
でも200μm程度である。けれども、補正レンズ21
があるために、ガラス原盤14表面上でフォーカス誤差
検出用光12のビームを小さくすることができる。この
ガラス原盤14表面の平坦度は、高精度な高密度型光デ
ィスクを製作する目的があるため、かなり高い。
The position of the surface of the glass master 14 on which the focus error detection light spot formed by the focus error detection light 12 is formed depends on the focal length of the objective lens 11 due to the wavelength. Does not match the position. The difference between the positions is at most about 200 μm. However, the correction lens 21
Therefore, the beam of the focus error detecting light 12 on the surface of the glass master 14 can be reduced. The flatness of the surface of the glass master 14 is considerably high for the purpose of manufacturing a high-precision, high-density optical disk.

【0042】しかし、補正レンズ21を用いないと、露
光用光スポットとフォーカスエラー検出用光スポットと
が照射形成される位置が異なるものとなり、露光用光ス
ポットが合焦状態の場合にはフォーカス誤差検出用光ス
ポットが合焦状態とはならず、フォーカス誤差検出用光
スポットがかなり大きくなってしまい、広い範囲の情報
を平均化することになってしまうから、フォーカス誤差
検出精度の著しい低下を招いてしまうものである。
However, if the correction lens 21 is not used, the positions where the light spot for exposure and the light spot for focus error detection are irradiated and formed are different from each other. The detection light spot does not become in focus, the focus error detection light spot becomes considerably large, and information over a wide range is averaged. It will be.

【0043】こうして、対物レンズ11で集光されたフ
ォーカス誤差検出光12は、図3に示すように、ガラス
原盤14の表面で反射される。反射されたフォーカス誤
差検出光13が対物レンズ11に再び入射した後に出射
すると、対物レンズ11の光軸aに対して、やや大きな
角度を持って出射するものとなる。この後、フォーカス
誤差検出光13は補正レンズ21を再び通過せずに、フ
ォーカス誤差検出光12の光路とは光路を辿り、ミラー
22で反射され、2分割光検出器23の受光面へ導かれ
る。フォーカス誤差検出光12の光路(往路)とフォー
カス誤差検出光13の光路(復路)との分離は、ここに述
べた方法ではなく、偏光プリズムと1/4波長板とを組
み合わせたいわゆる偏光分離光学系を用いても可能であ
る。
The focus error detecting light 12 condensed by the objective lens 11 is reflected by the surface of the glass master 14 as shown in FIG. When the reflected focus error detection light 13 exits after being incident on the objective lens 11 again, it is emitted at a slightly large angle with respect to the optical axis a of the objective lens 11. Thereafter, the focus error detection light 13 does not pass through the correction lens 21 again, follows the optical path of the focus error detection light 12, is reflected by the mirror 22, and is guided to the light receiving surface of the two-divided photodetector 23. . The separation between the optical path (outward path) of the focus error detection light 12 and the optical path (return path) of the focus error detection light 13 is not the method described here, but what is called polarization separation optics combining a polarizing prism and a と wavelength plate. It is also possible to use a system.

【0044】2分割検出器23は、フォーカス誤差があ
る場合に生じる、フォーカス誤差検出光13の受光位置
の変化を差動法で検出する。なお、復路光学系では、補
正レンズ21を通過しないので、フォーカス誤差検出光
(復路ビーム)13は緩やかな拡がりを持った拡散光に
なる。そこで、2分割検出器23の前段に凸レンズを配
置して、復路ビームの直径を小さくして検出器で検出し
易いくしても良い。
The two-division detector 23 detects a change in the light receiving position of the focus error detection light 13 that occurs when there is a focus error by a differential method. In the return optical system, since the light does not pass through the correction lens 21, the focus error detection light (return beam) 13 is diffused light having a gentle spread. Therefore, a convex lens may be arranged in front of the two-segment detector 23 to reduce the diameter of the return beam so that the detector can easily detect it.

【0045】次に、図3を用いて本発明の手法によるフ
ォーカス誤差検出法を説明する。図3に示すのは、図2
の対物レンズ11付近のみを描いた図である。ガラス原
盤14の表面に入射する光路と、フォーカス誤差検出光
12の反射光であるフォーカス誤差検出光13の光路
と、ガラス原盤14の表面14aを実線で描いてある。
ガラス原盤14の表面14aが破線で描いた位置14b
まで、対物レンズ11から遠ざかると、フォーカス誤差
検出光13は破線で示した光路13bとなり、対物レン
ズ11に再び入射した後出射されるときに、実線で示す
光路13aに対して、位置と方向が変化する。この変化
を、2分割光検出器23で受光出してフォーカス誤差信
号を得る。
Next, a focus error detecting method according to the method of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows FIG.
FIG. 2 is a diagram depicting only the vicinity of the objective lens 11. The optical path incident on the surface of the glass master 14, the optical path of the focus error detection light 13 which is the reflected light of the focus error detection light 12, and the surface 14a of the glass master 14 are drawn by solid lines.
Position 14b where surface 14a of glass master 14 is drawn by a broken line
Up to the objective lens 11, the focus error detection light 13 becomes an optical path 13b shown by a broken line. When the focus error detection light 13 re-enters the objective lens 11 and is emitted, the position and direction of the focus error detection light 13 are shifted with respect to the optical path 13a shown by the solid line. Change. This change is received by the two-segment photodetector 23 to obtain a focus error signal.

【0046】次に、図4を用いて、ガラス原盤14の面
振れがある場合、あるいは、ガラス原盤14の内周から
外周に向かって移動した際に生じるディスク表面の高さ
の変化により、補正レンズ21と対物レンズ11のと間
隔が変化した場合の、フォーカス誤差検出光12の反射
光であるフォーカス誤差検出光13の光路が偏向される
ことを説明する。
Next, referring to FIG. 4, when the surface of the glass master 14 fluctuates, or when the glass master 14 moves from the inner circumference to the outer circumference, the correction is made by a change in the height of the disk surface. A description will be given of how the optical path of the focus error detection light 13 which is the reflected light of the focus error detection light 12 is deflected when the distance between the lens 21 and the objective lens 11 changes.

【0047】図4(a)に示す状態を基準の状態とす
る。この状態で、対物レンズ11はガラス原盤14へフ
ォーカス誤差なく設定されているものとする。フォーカ
ス誤差検出光12は、対物レンズ11の中心11aから
距離l離間した部位に垂直(光軸aに平行)に入射されて
いる。
The state shown in FIG. 4A is set as a reference state. In this state, it is assumed that the objective lens 11 is set on the glass master 14 without a focus error. The focus error detection light 12 is incident perpendicularly (parallel to the optical axis a) on a portion separated from the center 11a of the objective lens 11 by a distance l.

【0048】図4(b)は、図4(a)の状態から、ガ
ラス原盤14の面の高さが変化 (表面14aから表面1
4bに表面位置が距離(変化量)dだけ変化) したため
に、対物レンズ11も同じ距離移動した状態を示してい
る。このとき、対物レンズ11へのフォーカス誤差検出
光12の入射位置は変化しない。この結果、フォーカス
誤差検出光12はガラス原盤14の表面14bで反射し
て再び、対物レンズ11を出射するフォーカス誤差検出
光13の出射方向は変化せず、出射位置が変化するか
ら、フォーカス誤差検出光13の光線(光路)31bは、
光路31aに対して横ずれすることになる。
FIG. 4B shows that the height of the surface of the glass master 14 changes from the state of FIG. 4A (from the surface 14a to the surface 1).
Since the surface position has changed by the distance (change amount d) at 4b), the objective lens 11 has also moved by the same distance. At this time, the incident position of the focus error detection light 12 on the objective lens 11 does not change. As a result, the focus error detection light 12 is reflected by the surface 14b of the glass master 14 and again the emission direction of the focus error detection light 13 emitted from the objective lens 11 does not change, but the emission position changes. The light beam (optical path) 31b of the light 13 is
It will be shifted laterally with respect to the optical path 31a.

【0049】図4(b)の破線31aは、図4(a)の
状態でのフォーカス誤差検出光12反射光の光路31a
を示していて、横ずれする様子が示されている。この図
は説明のため、誇張して描かれているが、ガラス原盤1
4の高さの変化量dは10μm程度であり、この場合の
横ずれ量は非常に小さく、フォーカス誤差検出に与える
影響は小さい。
A broken line 31a in FIG. 4B is an optical path 31a of the reflected light of the focus error detection light 12 in the state of FIG.
, And shows a state of lateral displacement. This drawing is exaggerated for the sake of explanation.
The amount of change d in the height of No. 4 is about 10 μm. In this case, the lateral shift amount is very small, and the influence on the focus error detection is small.

【0050】さらに、図5を用いて、従来のように、ガ
ラス原盤14の面振れがある場合、あるいは、ガラス原
盤14の内周から外周に向かって移動した際に生じるデ
ィスク表面の高さの変化により、補正レンズ21と対物
レンズ11のと間隔が変化した場合の、フォーカス誤差
検出光12の反射光であるフォーカス誤差検出光13の
光路が偏向されることを説明する。
Further, referring to FIG. 5, the height of the disk surface generated when the glass master 14 is wobbled, or when the glass master 14 is moved from the inner circumference to the outer circumference, as in the prior art. A description will be given of how the optical path of the focus error detection light 13 which is the reflected light of the focus error detection light 12 is deflected when the distance between the correction lens 21 and the objective lens 11 changes due to the change.

【0051】図5(a)に示す状態を基準の状態とす
る。この状態で、対物レンズ11はガラス原盤14へフ
ォーカス誤差なく設定されているものとする。フォーカ
ス誤差検出光12は、対物レンズ11の中心11aから
距離l離間した部位に角度θ(光軸aに対して角度θを
もって)斜めに入射されている。
The state shown in FIG. 5A is set as a reference state. In this state, it is assumed that the objective lens 11 is set on the glass master 14 without a focus error. The focus error detection light 12 is obliquely incident on a portion separated by a distance 1 from the center 11a of the objective lens 11 at an angle θ (at an angle θ with respect to the optical axis a).

【0052】図5(b)は、図5(a)の状態から、ガ
ラス原盤14の面の高さが変化 (表面14aから表面1
4bに表面位置が距離(変化量)dだけ変化) したため
に、対物レンズ11も同じ距離移動した状態を示してい
る。このとき、フォーカス誤差検出光12は、対物レン
ズ11の光軸に対aして斜めに入射しているので、対物
レンズ11へのフォーカス誤差検出光12の入射位置が
変化する。
FIG. 5B shows that the height of the surface of the glass master 14 changes from the state of FIG. 5A (from the surface 14a to the surface 1).
Since the surface position has changed by the distance (change amount d) at 4b), the objective lens 11 has also moved by the same distance. At this time, since the focus error detection light 12 is incident obliquely with respect to the optical axis of the objective lens 11, the incident position of the focus error detection light 12 on the objective lens 11 changes.

【0053】この結果、フォーカス誤差検出光12はガ
ラス原盤14の表面14bで反射したフォーカス誤差検
出光13は再び、対物レンズ11を通過した後に出射す
る光路31bの方向と出射位置との両方が変化する。図
5(b)の破線31aは、図5(a)の状態でのフォー
カス誤差検出光13の光路を示していて、横ずれと同時
に方向の変化が生じる様子が示されている。
As a result, the focus error detection light 12 is reflected by the surface 14b of the glass master 14, and the focus error detection light 13 changes again both in the direction of the optical path 31b and the output position after passing through the objective lens 11. I do. A broken line 31a in FIG. 5B indicates the optical path of the focus error detection light 13 in the state of FIG. 5A, and shows a state in which the direction changes simultaneously with the lateral displacement.

【0054】従って、従来のものは、この横ずれに加え
て、入射の角度の変化による光軸(光路)変化によるフォ
ーカス誤差検出が大きく発生する。この角度変化は、後
述の解析によれば比較的大きく、フォーカス誤差検出に
与える影響が無視できない。とりわけ、対物レンズ11
と2分割光検出器23との間の距離が長くなると、悪影
響が大きくなる問題がある。
Therefore, in the prior art, in addition to the lateral displacement, a large focus error detection occurs due to a change in the optical axis (optical path) due to a change in the angle of incidence. This angle change is relatively large according to the analysis described later, and the influence on the focus error detection cannot be ignored. In particular, the objective lens 11
When the distance between the photodetector and the two-segment photodetector 23 increases, there is a problem that the adverse effect increases.

【0055】次に、前述したフォーカス誤差検出光12
の入射位置の変化によって、対物レンズ11の位置が変
動した場合に、フォーカス誤差検出光13の出射方向
(光路方向)が変更されることを、光線追跡法で解析した
結果を下記する。
Next, the focus error detection light 12
When the position of the objective lens 11 fluctuates due to the change of the incident position, the emission direction of the focus error detection light 13
The result of analyzing the change of (optical path direction) by the ray tracing method is described below.

【0056】[解析条件] ・対物レンズ11の焦点距離:紫外線(紫外線レーザビ
ーム2)で2mm、650nmの波長(フォーカス誤差検
出光12)で2.3mm ・対物レンズ11の紫外線に対する開口数:0.9 ・補正レンズ21の焦点距離:120mm ・対物レンズ11と補正レンズ21sとの離間距離:約
100mm ・フォーカス検出光12の直径:0.8mm ・2分割検出器23の位置:補正レンズ21から500
mmの点 ・対物レンズ11へのフォーカス検出光12の入射条
件: 図4の例:l=0.8mmの点へ垂直入射 図5の例:l=0.8mmの点へ、θ=0.5度の入射
角で入射
[Analysis conditions]-Focal length of objective lens 11: 2 mm for ultraviolet ray (ultraviolet laser beam 2), 2.3 mm for wavelength of 650 nm (focus error detection light 12)-Numerical aperture of ultraviolet ray of objective lens 11: 0 .9 ・ Focal length of correction lens 21: 120 mm ・ Distance between objective lens 11 and correction lens 21 s: about 100 mm ・ Diameter of focus detection light 12: 0.8 mm ・ Position of 2-split detector 23: from correction lens 21 500
mm point ・ Injection condition of focus detection light 12 to objective lens 11: Example of FIG. 4: perpendicular incidence to point of l = 0.8 mm Example of FIG. 5: to point of l = 0.8 mm, θ = 0. Incident at an incident angle of 5 degrees

【0057】この光線追跡法で解析した結果得られた、
フォーカス検出感度及びレンズ間(対物レンズ11と補
正レンズ21ssとの離間)距離が前記したように変化
したときの、デフォーカス結果を、表1に示す。
As a result of analysis by this ray tracing method,
Table 1 shows the results of defocusing when the focus detection sensitivity and the distance between the lenses (the distance between the objective lens 11 and the correction lens 21ss) change as described above.

【0058】 [0058]

【0059】このフォーカス検出感度は、1μmのデフ
ォーカスがある場合の、2分割光検出器23上で受光し
たフォーカス検出ビーム(フォーカス誤差検出光13)の
スポットの動きの量で表すことができる。補正レンズ2
1と対物レンズ11との間の距離変化時のデフォーカス
は、対物レンズ11と補正レンズ21との間隔が10μ
m変化した場合に発生するデフォーカスの量である。こ
れは、この間隔が変化した場合の2分割光検出器23上
で受光したフォーカス検出ビーム(フォーカス誤差検出
光13)のスポットの動きを、前記のデフォーカスに対
応した分だけ対物レンズ11をフォーカス方向に位置制
御することで、キャンセルできることを示している。
This focus detection sensitivity can be expressed by the amount of movement of the spot of the focus detection beam (focus error detection light 13) received on the two-divided photodetector 23 when there is a 1 μm defocus. Correction lens 2
When the distance between the objective lens 11 and the objective lens 11 changes, the defocus is performed when the distance between the objective lens 11 and the correction lens 21 is 10 μm.
This is the amount of defocus that occurs when m changes. This is because the movement of the spot of the focus detection beam (the focus error detection light 13) received on the two-segment photodetector 23 when the interval changes changes the focus of the objective lens 11 by an amount corresponding to the defocus. This indicates that the position can be canceled by controlling the position in the direction.

【0060】前記した紫外線レーザビーム2の波長が
0.266μmの場合、波面収差が0.07λとなる、
デフォーカス量は0.12μmである。この波面収差で
露光用光スポットの中心強度は20%低下する。この値
は、一般的な意味で使われる焦点深度に当たる量である
が、カッティングマシンAAでは、20%の強度低下
は、露光して形成されたピット又はグルーブ形状を著し
く劣化させるから、これを許容することはできない。実際
には、この1/5以下の値が要求される。従って、0.
024μm以下のデフォーカスに押さえることが出来な
いと、安定で良好な原盤記録が出来ない。
When the wavelength of the ultraviolet laser beam 2 is 0.266 μm, the wavefront aberration becomes 0.07λ.
The defocus amount is 0.12 μm. Due to this wavefront aberration, the center intensity of the exposure light spot is reduced by 20%. This value is equivalent to the depth of focus used in a general sense, but in a cutting machine AA, a 20% reduction in intensity significantly deteriorates the shape of a pit or groove formed by exposure. I can't. Actually, a value of 1/5 or less is required. Therefore, 0.
If the defocus cannot be suppressed to 024 μm or less, stable and good master recording cannot be performed.

【0061】ここで、本発明(図4)によれば、10μ
mのレンズ間隔変化があっても、充分に良好なフォーカ
ス誤差検出が実現できているが、従来例(図5)では、
要求の2倍近いデフォーカスが発生してしまう。ガラス
原盤14露光時においては、この原盤の研磨精度、記録
半径の内外周への移動等により、10μm程度の間隔変
化は容易に発生する。従って、従来の方法では、安定で
良好な原盤記録が出来ないものである。
Here, according to the present invention (FIG. 4), 10 μm
Even if there is a change in the lens interval of m, sufficiently good focus error detection can be realized, but in the conventional example (FIG. 5),
Defocus almost twice as large as the request occurs. At the time of exposure of the glass master 14, a change in the interval of about 10 μm easily occurs due to polishing accuracy of the master, movement of the recording radius to the inner and outer circumferences, and the like. Therefore, the conventional method cannot perform stable and good master recording.

【0062】さらに、0.5度の入射角θは比較的浅い
角度の従来例であって、角度が増加すれば、誤差として
発生するフォーカスオフセットの量は、それに応じて大
きくなり、状況は悪化する。例えば、1度の入射角にな
ると、0.5度の誤差の約2倍の誤差となる。
Further, the incident angle θ of 0.5 ° is a conventional example of a relatively shallow angle, and as the angle increases, the amount of focus offset generated as an error increases accordingly, and the situation worsens. I do. For example, when the incident angle is 1 degree, the error is about twice as large as the error of 0.5 degree.

【0063】[0063]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、特
に、前記補正レンズを介した前記フォーカスエラー検出
用レーザが前記対物レンズの光軸に対して略平行に入射
するように設定したため、ディスク原盤である被露光媒
体の表面が面振れ等によって微小な高さ位置の変化が生
じた場合などに、前記したフォーカス制御動作により前
記対物レンズがフォーカス方向に移動することに応じ
て、前記対物レンズと前記補正レンズとの間の間隔が変
化しても、前記フォーカスエラー検出用レーザが前記対
物レンズに入射する入射位置には変化が生じないので、
前記フォーカスエラー検出用レーザが補正レンズ、対物
レンズをそれぞれ通過した後に被露光媒体の表面で反射
して再び対物レンズを透過して出射する戻り光が、フォ
ーカスエラー検出手段(フォーカスエラー検出器)へ向
かう戻り光の光軸の変化を小さく抑制することができ
(前記対物レンズと前記補正レンズとの間の間隔が変化
した割合に応じて戻り光の光路が僅かに平行移動してず
れるだけなので)、これによって、その表面に微小な高さ
位置の変化が生じている被露光媒体を紫外線レーザを用
いて露光する際にも、常時安定した高精度なフォーカス
エラー検出ができ、これによって高解像度のピット又は
グルーブ等の露光を行なうことができるレーザ露光装置
を提供することができる。
As described above in detail, according to the present invention, in particular, the focus error detecting laser through the correction lens is set so as to be incident substantially parallel to the optical axis of the objective lens. In the case where the surface of the medium to be exposed as a master disk has a minute change in the height position due to surface deflection or the like, the objective lens is moved in the focus direction by the focus control operation described above. Even if the distance between the objective lens and the correction lens changes, the focus error detection laser does not change at the incident position where it enters the objective lens.
After the focus error detection laser passes through the correction lens and the objective lens, return light reflected on the surface of the medium to be exposed and transmitted again through the objective lens is output to focus error detection means (focus error detector). The change of the optical axis of the returning light can be suppressed small.
(Because the optical path of the return light is only slightly translated and shifted according to the rate at which the distance between the objective lens and the correction lens changes), this causes a slight change in the height position on the surface thereof. When exposing a medium to be exposed to light using an ultraviolet laser, a laser exposure apparatus capable of always performing stable and accurate focus error detection and thereby exposing high-resolution pits or grooves can be provided. Can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明のレーザ露光装置の一実施例である光
ディスク用の原盤記録機(カッティングマシン)の記録
(露光)光学系を説明するための図
FIG. 1 shows recording on a master recording machine (cutting machine) for an optical disc which is an embodiment of a laser exposure apparatus according to the present invention.
(Exposure) Diagram for explaining the optical system

【図2】 フォーカス誤差検出光の光学系を説明するた
めの図
FIG. 2 is a diagram for explaining an optical system of focus error detection light.

【図3】 フォーカス誤差検出法を説明するための図FIG. 3 is a diagram for explaining a focus error detection method;

【図4】 本発明においてディスク原盤表面に高さ位置
の変化が生じた場合に補正レンズを介したフォーカス検
出用レーザが対物レンズの光軸に対して略平行に入射し
た後にディスク原盤表面から反射するフォーカスエラー
検出用レーザの戻り光の光路が平行移動することを説明
するための図
FIG. 4 shows a focus detection laser beam passing through a correction lens which is incident substantially parallel to the optical axis of an objective lens and reflects off the disk master surface when a change in height position occurs on the disk master surface in the present invention. For explaining that the optical path of the return light of the focus error detection laser moves in parallel

【図5】 従来の光ディスク用の原盤記録機においてデ
ィスク原盤表面に高さ位置の変化が生じた場合に補正レ
ンズを介したフォーカス検出用レーザが対物レンズの光
軸に対してやや斜めに入射した後にディスク原盤表面か
ら反射するフォーカスエラー検出用レーザの戻り光の光
路が移動することを説明するための図
FIG. 5 shows that in a conventional master recording machine for an optical disk, when a change in the height position occurs on the surface of the master disk, a focus detection laser through a correction lens enters the optical axis of the objective lens slightly obliquely. Diagram for explaining that the optical path of the return light of the laser for focus error detection reflected from the surface of the disk master later moves

【図6】 7群7枚の対物レンズの構造を示す図FIG. 6 is a view showing a structure of an objective lens having seven elements in seven groups.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 紫外線レーザビーム (紫外線レーザ) 11 対物レンズ 12 フォーカス誤差検出光 (フォーカスエラー検出用
レーザ) 13 フォーカス誤差検出光 (戻り光) 14 ガラス原盤(被露光媒体、ディスク原盤) 21 補正レンズ 23 2分割光検出器 (フォーカスエラー検出手段) a 光軸 AA レーザカッティング装置(レーザ露光装置、ディ
スク原盤作成装置)
2 Ultraviolet laser beam (ultraviolet laser) 11 Objective lens 12 Focus error detection light (Focus error detection laser) 13 Focus error detection light (Return light) 14 Glass master (exposed medium, disc master) 21 Correction lens 23 Split light Detector (Focus error detecting means) a Optical axis AA Laser cutting device (laser exposure device, disk master making device)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鶴窪 隆 神奈川県横浜市神奈川区守屋町3丁目12番 地 日本ビクター株式会社内 Fターム(参考) 5D119 AA22 AA28 BA01 BB09 DA01 EA03 EB12 EC03 EC14 EC40 EC47 FA03 FA13 5D121 BB01 BB21 BB38  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Takashi Tsurukubo 3-12-12 Moriyacho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Japan F-term (reference) 5D119 AA22 AA28 BA01 BB09 DA01 EA03 EB12 EC03 EC14 EC40 EC47 FA03 FA13 5D121 BB01 BB21 BB38

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入射する露光用の紫外線レーザを集光し
て露光すべき被露光媒体側へ出射する対物レンズと、前
記対物レンズから出射する前記紫外線レーザの照射によ
って前記被露光媒体上に形成される光スポットが合焦状
態の露光用光スポットとして前記被露光媒体上を露光す
るように、前記合焦状態を検出するために用いられかつ
可視光レーザであるフォーカスエラー検出用レーザが前
記対物レンズを通過することによって発生する前記紫外
線レーザとの間の色収差を補正する光学特性を有する補
正レンズを通過して、前記フォーカスエラー検出用レー
ザを前記対物レンズを通過することにより集光して前記
被露光媒体上に照射し、前記フォーカスエラー検出用レ
ーザが照射された前記被露光媒体上から反射する戻り光
を、前記対物レンズを再び通過した後に前記補正レンズ
を再び通過することなく前記合焦状態を検出するフォー
カスエラー検出手段に供給し、前記フォーカスエラー検
出手段の検出出力が合焦状態の場合には前記対物レンズ
をフォーカス方向に位置制御せず、前記フォーカスエラ
ー検出手段の検出出力が合焦状態でない場合には、前記
フォーカスエラー検出手段の検出出力が合焦状態となる
までの間、前記対物レンズをフォーカス方向に位置制御
する一連のフォーカス制御を行なうフォーカス制御手段
とを備えたレーザ露光装置において、 前記補正レンズを介した前記フォーカス検出用レーザが
前記対物レンズの光軸に対して略平行に入射するように
設定したことを特徴とするレーザ露光装置。
1. An objective lens for converging an incident ultraviolet laser beam for exposure and emitting it to a medium to be exposed to be exposed, and forming on the medium to be exposed by irradiation of the ultraviolet laser emitted from the objective lens. The focus error detection laser, which is used for detecting the in-focus state and is a visible light laser, is used so that the light spot to be exposed exposes the medium to be exposed as an in-focus exposure light spot. The laser passes through a correction lens having an optical characteristic to correct chromatic aberration between the ultraviolet laser generated by passing through the lens, and focuses the focus error detection laser by passing through the objective lens. Irradiating the object lens with return light reflected from the exposed medium irradiated with the focus error detection laser, Is supplied to focus error detecting means for detecting the in-focus state without passing through the correction lens again after passing through the correction lens. When the detection output of the focus error detecting means is in the in-focus state, the objective lens is focused. If the detection output of the focus error detection unit is not in focus, the position of the objective lens is not adjusted in the focus direction until the detection output of the focus error detection unit is in focus. A focus control means for performing a series of focus controls to be controlled, wherein the laser for focus detection via the correction lens is set to be incident substantially parallel to the optical axis of the objective lens. A laser exposure apparatus characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 対物レンズを介して露光用の紫外線レー
ザを集光して露光すべき被露光媒体へ照射して前記被露
光媒体上に光スポットを形成する光スポット形成ステッ
プと、次に、前記被露光媒体上に形成される光スポットが
合焦状態の露光用光スポットとして前記被露光媒体上を
露光するように、前記合焦状態を検出するために用いら
れかつ可視光レーザであるフォーカスエラー検出用レー
ザを、前記対物レンズを通過することによって発生する
前記紫外線レーザとの間の色収差を補正する光学特性を
有する補正レンズを通過した後に、前記対物レンズの光
軸に対して略平行に入射させて集光して前記被露光媒体
上に照射し、前記フォーカスエラー検出用レーザが照射
された前記被露光媒体上から反射する戻り光を、前記対
物レンズを再び通過した後に前記補正レンズを再び通過
することなく前記合焦状態を検出するフォーカスエラー
検出手段に供給し、前記フォーカスエラー検出手段の検
出出力が合焦状態の場合には前記対物レンズをフォーカ
ス方向に位置制御せず、前記フォーカスエラー検出手段
の検出出力が合焦状態でない場合には、前記フォーカス
エラー検出手段の検出出力が合焦状態となるまでの間、
前記対物レンズをフォーカス方向に位置制御する一連の
フォーカス制御を行なうフォーカス制御ステップとを備
えたことを特徴とするレーザ露光方法。
2. A light spot forming step of forming a light spot on the medium to be exposed by condensing an ultraviolet laser for exposure through an objective lens and irradiating the medium with light to be exposed, A focus used as a visible light laser, wherein the focus is a visible light laser so that a light spot formed on the medium to be exposed exposes the medium to be exposed as an exposure light spot in a focused state. After passing the error detection laser through a correction lens having an optical characteristic to correct chromatic aberration between the ultraviolet laser and the ultraviolet laser generated by passing through the objective lens, the laser is substantially parallel to the optical axis of the objective lens. The laser beam is incident, condensed, and irradiated on the medium to be exposed, and the return light reflected from the medium to be exposed irradiated with the laser for focus error detection passes again through the objective lens. After passing the correction lens, the focus lens is supplied to focus error detection means for detecting the in-focus state without passing through the correction lens again, and when the detection output of the focus error detection means is in the focus state, the objective lens is moved in the focus direction. Without position control, if the detection output of the focus error detection means is not in focus, until the detection output of the focus error detection means is in focus,
A focus control step of performing a series of focus controls for controlling the position of the objective lens in a focus direction.
【請求項3】 ディスク状記録媒体を構成するディスク
基板を作成するための元になるディスク原盤を作成する
ディスク原盤作成装置であって、入射する露光用の紫外
線レーザを集光して、その表面に感光剤が塗付された前
記ディスク原盤側へ出射する対物レンズと、前記対物レ
ンズから出射する前記紫外線レーザの照射によって前記
ディスク原盤上に形成される光スポットが合焦状態の露
光用光スポットとして前記ディスク原盤上を露光するよ
うに、前記合焦状態を検出するために用いられかつ可視
光レーザであるフォーカスエラー検出用レーザが前記対
物レンズを通過することによって発生する前記紫外線レ
ーザとの間の色収差を補正する補正レンズを通過して、
前記フォーカスエラー検出用レーザを前記対物レンズを
通過することにより集光して前記ディスク原盤上に照射
し、前記フォーカスエラー検出用レーザが照射された前
記ディスク原盤上から反射する戻り光を、前記対物レン
ズを再び通過した後に前記補正レンズを再び通過するこ
となく前記合焦状態を検出するフォーカスエラー検出手
段に供給し、前記フォーカスエラー検出手段の検出出力
が合焦状態の場合には前記対物レンズをフォーカス方向
に位置制御せず、前記フォーカスエラー検出手段の検出
出力が合焦状態でない場合には、前記フォーカスエラー
検出手段の検出出力が合焦状態となるまでの間、前記対
物レンズをフォーカス方向に位置制御する一連のフォー
カス制御を行なうフォーカス制御手段とを備えたディス
ク原盤作成装置において、 前記補正レンズを介した前記フォーカス検出用レーザが
前記対物レンズの光軸に対して略平行に入射するように
設定したことを特徴とするディスク原盤作成装置。
3. An apparatus for producing a master disc for producing a disc substrate which constitutes a disc substrate constituting a disc-shaped recording medium, comprising: condensing an incident ultraviolet laser for exposure; An objective lens that emits toward the master disc side coated with a photosensitive agent, and an exposure light spot in which a light spot formed on the master disc by irradiation of the ultraviolet laser emitted from the objective lens is in a focused state. As an exposure on the disc master, between the ultraviolet laser generated by passing a focus error detection laser which is used to detect the focus state and is a visible light laser through the objective lens. Through a correction lens to correct the chromatic aberration of
The focus error detection laser is condensed by passing through the objective lens and irradiated onto the disk master, and return light reflected from the disk master irradiated with the focus error detection laser is reflected by the objective. After passing through the lens again, the focus error is supplied to focus error detecting means for detecting the in-focus state without passing through the correction lens again, and when the detection output of the focus error detecting means is in the in-focus state, the objective lens is turned off. If the position is not controlled in the focus direction and the detection output of the focus error detection means is not in focus, the objective lens is moved in the focus direction until the detection output of the focus error detection means is in focus. A disc master making apparatus having a focus control means for performing a series of focus controls for position control; There, the disk mastering device being characterized in that set to be incident substantially parallel to the optical axis of the correction lens the focus detection laser is the objective lens through.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100717885B1 (en) 2006-05-10 2007-05-14 (주)와이티에스 Wide Marking device of a laser foundation

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KR100717885B1 (en) 2006-05-10 2007-05-14 (주)와이티에스 Wide Marking device of a laser foundation

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