JP2004213707A

JP2004213707A - 光ディスク原盤露光装置

Info

Publication number: JP2004213707A
Application number: JP2002378463A
Authority: JP
Inventors: Osamu Mizuta; 治水田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-12-26
Filing date: 2002-12-26
Publication date: 2004-07-29

Abstract

【課題】レジスト板を精度良く且つ容易にターンテーブルに固定できる光ディスク原盤露光装置を提供する。
【解決手段】真空チャンバ１１内に設置されたターンテーブル８上に搭載されたレジスト板１３に電子ビーム照射し、レジスト板１３を露光する光ディスク原盤露光装置であって、チャッキングテーブル１７とテーブル押さえ１８とで保持されたレジスト板１３がターンテーブル８に固定され、レジスト板１３はターンテーブル８とともに回転される。
【選択図】図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レジスト板をターンテーブル上で回転させながら露光して光ディスクの原盤を作成する「光ディスク原盤露光装置」に関し、特に、ターンテーブルの回転中心とレジスト板の中心とを確実に一致させて固定できる光ディスク原盤露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクを製造する際には、先ずガラス原盤（ガラスマスタ）を形成し、これを基に金属原盤（メタルマスタ）やスタンパなどを順次形成し、溶融したプラスチックをスタンパを型にして固める手法が用いられる。
【０００３】
このため、光ディスクを製造する際の大本となるガラス原盤には、高い寸法精度が要求されており、ガラス原盤の精度が良くないと、これを基に製造した光ディスクの品質が低下してしまうこととなる。
【０００４】
ガラス原盤を形成する際には、フォトレジストを塗布した円盤状のガラス基板（レジスト板）にレーザ光を照射して感光させることで信号を記録し、これを現像することでレーザ光を当てた部分のみを除去してピットを形成する方法が用いられる。
【０００５】
光ディスクの原盤を露光させる従来の装置としては、特許文献１に開示される「光ディスク原盤露光装置」がある。
この装置は、真空チャンバとは別に、ワークであるレジスト板を真空チャンバ内に入れるための予備室としてロードロック室を設けておくことで、レジスト板を投入してから露光開始までの時間を短縮したものである。
【０００６】
レジスト板にレーザ光を照射して感光させる（露光する）際には、原盤露光装置のターンテーブルにレジスト板を固定した上でターンテーブルを回転させる必要がある。レジスト板をターンテーブルに固定する方法としては、静電吸着や真空吸着などが用いられるが、これらの方法ではレジスタ板を固定時の偏芯によって軸振動が発生し、スパイラル状や同心円状に配設するピットのピッチ精度を悪化させる原因となる。
【０００７】
レジスト板を精度良くターンテーブルに固定するために、レジスト板の外周基準で芯だしする方法を用いることがある。しかし、この場合は、レジスト板外周の加工精度を上げる必要があり、ガラス原盤自体が高価なものとなってしまう。
【０００８】
なお、ワークが載置されるテーブルの位置を精密に制御するための従来技術としては、特許文献２に開示される「スライドテーブル装置」や特許文献３に開示される「摩擦進退駆動装置」がある。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−３１９１９０号公報
【特許文献２】
特開平１１−１９５２４６号公報
【特許文献３】
特開平１１−１９５２４８号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載の発明のように、レジスト板の裏面に固定治具を設けた構造を取る場合がある。しかし、この場合には、治具中心とレジスト板の中心とを合わせる必要があり、また、レジスト板を再利用できなくなってしまう。
【００１１】
また、特許文献２や特許文献３に開示される発明は、ワークを搭載したテーブルを直線的に移動させる装置であり、載置したワークを回転させるテーブル（ターンテーブル）に適用できるものではない。
【００１２】
このように、従来は、レジスト板をターンテーブルに精度良く確実に固定して回転させることができなかったため、回転させたターンテーブルがレジスト板とともに軸振れを起こしてしまうことがあり、ガラスマスタの精度を悪化させる原因なっていた。
【００１３】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、レジスト板を精度良く且つ容易にターンテーブルに固定できる光ディスク原盤露光装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、真空チャンバ内に設置されたターンテーブル上に搭載されたレジスト板に電子ビーム照射し、レジスト板を露光する光ディスク原盤露光装置であって、チャッキングテーブルと固定部材とで保持されたレジスト板がターンテーブルに固定され、レジスト板はターンテーブルとともに回転されることを特徴とする光ディスク原盤露光装置を提供するものである。
【００１５】
以上の構成において、レジスト板は、チャッキングテーブルによって外周部が固定保持されるとともに、該チャッキングテーブルにネジ止めされた固定部材によって、該チャッキングテーブルの回転中心とレジスト板の回転中心とが一致するように、両面から圧着固定されることが好ましい。
これに加え、チャッキングテーブルのレジスト板が配置される側とは反対側の中心には、中央部にチャッキング用リブが凸設され、ターンテーブルに形成された開口部と嵌合するテーパ形状のセンターボスが形成され、ターンテーブルには、チャッキング用リブと噛合する形状のチャッキングピンが設置され、該センターボスがターンテーブルの開口部に嵌め込まれることにより、チャッキングテーブルの回転中心とターンテーブルの回転中心とが合致され、チャッキング用リブとチャッキングピンとが噛合することにより、チャッキングテーブルがターンテーブルに固着されることが好ましい。
【００１６】
上記のいずれの構成においても、ターンテーブルには、該ターンテーブルの回転中心を中心点とした溝が形成され、該溝内には少なくとも一つの重りが該溝内を移動自在に配置されることが好ましい。
【００１７】
上記のいずれの構成においても、ターンテーブルを回転駆動するモータの駆動軸には、ターンテーブルが設置された側と反対側の端に、ターンテーブルと略同一構造のダミーターンテーブルが配置されることが好ましい。この場合は、ダミーターンテーブルの質量は、ターンテーブルの質量よりも大きいことが好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施の形態について説明する。図１に、本発明を好適に実施した光ディスク原盤露光装置の構成を示す。
本実施形態に係る光ディスク原盤露光装置は、電子銃１、コンデンサレンズ２、電子ビーム変調部３（電極）、アパーチャ４からなる電子ビーム発生系と、電子ビーム偏向部５（電極）、第１のフォーカスレンズ６、第２のフォーカスレンズ７からなる電子ビームレンズ系と、ターンテーブル８、スピンドルモータ９、スライドユニット１０、ロードロック室１２、定盤１４からなる駆動系を有しており、これらが真空チャンバ１１に内に配置されている。
【００１９】
電子ビームを発生させる電子ビーム発生系と電子ビームを収束させる電子ビームレンズ系とからなる電子ビームユニットは、本実施形態に係る光ディスク原盤露光装置の光源であり、これは真空チャンバ１１内に設置されている。
【００２０】
真空チャンバ１１には、内部に配置されたターンテーブル８の延長上に予備チャンバとしてロードロック室１２が配置されている。
【００２１】
レジスト板１３を回転・横移動させるための駆動系は、真空チャンバ１１内の電子ビームユニットの直下に配置されており、レジスト板１３を回転移動させることで、電子ビームユニットがレジスト板１３上に収束させた電子ビームが、レジスト板１３にスパイラル状や同心円状の溝を形成する。
【００２２】
これらの各部材の筐体は、振動を除去するための石定盤１４等に設置され、外乱振動の影響を防止している。
【００２３】
電子ビームユニットの動作について説明する。
電子銃１が出射した電子ビームは、コンデンサレンズ２に入光するとコンデンサレンズ２によって集光され、平行光から収束光に変換される。コンデンサレンズ２によって集光された電子ビームは、一対の電極で構成された電子ビーム変調部３が発生させている電磁場を通過することで変調される。電子ビーム変調部３は、上記の電極対が発生させる電界の強度を変化させることで電子ビームを偏向させる。
【００２４】
電子ビーム変調部３によって偏向された電子ビームは、アパーチャ４へ向けて照射される。
電子ビーム変調部３による電子ビームの偏向が大きければ、アパーチャ４の遮断効果によって電子ビームがレジスト板１３まで到達せず、電子ビームの偏向が小さければ（全く偏向させない場合を含む）、アパーチャ４を通過した電子ビームがレジスト板１３まで到達するため、電子ビーム変調部３の作用によって、光変調と同様のＯＮ／ＯＦＦ変調が可能となる。
【００２５】
また、アパーチャ４は、電子ビームが通過する際にそのビーム形状を所定の大きさに整形し、電子ビームレンズ系には、整形した電子ビームを導入させる。
【００２６】
電子ビームレンズ系に入射した電子ビームは、一対の電極で構成された電子ビーム偏向部５が発生させている電磁場を通過することで偏向角が与えられる。電子ビーム偏向部５が電子ビームに偏向角を与えることにより、レジスト板１３にウォブル溝を形成することが可能となる。なお、ウォブル溝をしないのであれば、電子ビーム偏向部５が電子ビームを偏向させる必要はない。
【００２７】
電子ビーム偏向部５を通過した電子ビームは、第１のフォーカスレンズ６及び第２のフォーカスレンズ７によって焦点距離及びスポット径が調整され、回転するレジスト板１３の面上に集光される。なお、第１のフォーカスレンズ６及び第２のフォーカスレンズ７は、レジスト板１３の回転に伴う面ブレに追従して、フォーカス及びスポット径を調整するように駆動される。
【００２８】
レジスト板１３を回転駆動させる駆動系は、レーザ光を用いてレジスト板を露光する光ディスク原盤露光装置と基本的には同様であるが、電子ビーム露光特有の構成となっている。
【００２９】
駆動系の動作について説明する。図２に、本実施形態に係る光ディスク原盤露光装置の駆動系の構成を示す。
駆動系は、装置の構成上真空チャンバ１１内に設置する必要があり、真空チャンバ１１内に収納できるように小型化する必要がある。
ターンテーブル８を回転させるスピンドルモータ９は、スライドユニット１０上に設置されている。スライドユニット１０が横移動することにより、レジスト板１３にスパイラル状・同心円状に電子ビームを照射して、溝を形成することが可能となる。
【００３０】
電磁場が電子ビームに与える影響を極力低減するため、スピンドルモータ９には磁気シールドが施されており、回転モータによって発生する電磁場が電子ビームに影響を与えないようになっている。
【００３１】
また、スライドユニット１０においても、クロスローラガイド３３を用いることで、空気圧で移動対象を浮上させて移動させるエアスライドを使用した場合に生じる真空チャンバ１１内の真空破壊（真空度が低下すること）を防止するとともに、エアスライドと同等の高剛性化を図っている。
【００３２】
露光半径位置の制御は、分解能の高いスケール（例えば、レーザスケール）３０やディテクタ３１によってターンテーブル８の移動距離をリアルタイムに測定し、送りモータ３２とスピンドルモータ９とを同期制御することによって行う。
換言すると、スケール３０やディテクタ３１を用いることにより、露光半径位置を検出し、検出結果に基づいて送りモータ３２とスピンドルモータ９とを同期制御することで、レジスト板上に所定形状（スパイラルや同心円など）の溝が形成されるようにレジスト板１３を回転及び横移動させる。なお、移動ベース２８はスプリング３５によって弾発付勢されており、送りモータ３２が送りネジ３４を回転させることによって、スプリング３５の弾性力に打ち勝って送りネジ３４の軸方向に沿って移動する。
【００３３】
また、スケール３０は、移動ベース２８、固定ベース２７に設置されているため、ターンテーブル８の設置環境と同じ真空チャンバ１１内に存在することとなる。よって、スケール３０やディテクタ３１は、大気中に設置された場合とは異なり、空気の揺らぎなどの影響を受けないため、位置測定及び駆動制御を正確かつ安定して行うことができる。
【００３４】
図３に、ターンテーブル８の構造を示す。
ターンテーブル８の上面には、同心円上に溝１５が形成されており、溝１５の内部には、バランスウェイト１６が配置されている。レジスト板１３を取り付けた状態でターンテーブル８を回転させると、バランスウェイト１６はレジスト板１３の取付時の偏芯による振動を低減する位置へ自動的に移動し、軸ブレによる振動を抑制する。なお、バランスウェイト１６は、レジスト板１３の質量に応じて複数個配置される。
【００３５】
ターンテーブル８上に溝１５を形成し、この中にバランスウェイト１６を配置する構造としたことにより、レジスト板１３の種類に応じた最適なバランスウェイト１６を適用することが可能となる。
また、バランスウェイトを組み合わせることにより、ターンテーブルの回転数を変化させながら行うＣＬＶ露光（Constant Liner Velocity ）の時などにも、その時々の回転数に合わせて偏心を除去することが可能となる。
【００３６】
図４に、ターンテーブル８を回転駆動するスピンドルモータ９の駆動軸の状態を示す。
スピンドルモータ９の駆動軸には、ターンテーブル８が固定されている側と反対側の端に、ターンテーブル８と同様の構造のダミーターンテーブル２６が固定されており、スピンドルモータ９を回転させると、ターンテーブル８とともにダミーターンテール２６も回転する。スピンドルモータ９の駆動軸の両端にそれぞれ固定されたターンテーブル８とダミーターンテーブル２６とは、駆動軸のバランスをとり、スピンドルモータ９を回転させた際の軸ブレを軽減する。
【００３７】
ダミーターンテーブル２６には、レジスト板１３が取り付けられるターンテーブル８よりも質量が大であるものを用いる。ダミーターンテーブル２６の質量をターンテーブル８よりも大きくすることで、スピンドルモータ９の駆動軸に作用する慣性力は、ダミーターンテーブル２６が支配的となり、レジスト板１３の偏芯が軸ブレに与える影響は小さくなる。
【００３８】
レジスト板１３は、チャッキングテーブル１７及びテーブル押さえ１８によってターンテーブル８に固定される。このため、真空チャンバ１１内においてレジスト板１３をターンテーブル８の中心を基準として確実に固定できる。
また、チャッキングテーブル１７及びテーブル押さえ１８によってレジスト板１３を上下から圧着固定する構造であるため、レジスト板の厚さは自由に変えることができる。
【００３９】
図５に、チャッキングテーブル１７をターンテーブル８に固定した状態を示す。レジスト板１３は、チャッキングテーブル１７によって外周部の少なくとも３点が支持されて固定されている。テーブル押さえ１８はチャッキングテーブルにネジ止めされており、レジスト板１３は、チャッキングテーブル１７とテーブル押さえ１８との間に挟まれて保持されている。
【００４０】
チャッキングテーブル１７の裏面に形成されたテーパ状のセンターボスは、ターンテーブル８に形成された開口部に挿入されており、これによりチャッキングテーブル１７は、ターンテーブル８の所定の位置（ターンテーブル８の回転中心とチャッキングテーブル１７の回転中心とが一致する位置）に位置決めされる。
【００４１】
センターボスは、チャッキングピン１９と噛み合うようになっており、チャッキングピン１９の間に挿入された固定ピン２０のテーパ部が、チャッキングピン１９を固定し、センターボスとの噛合が外れないようにしている。
【００４２】
固定ピン２０のテーパ部をチャッキングピン１９の間から引き抜くと、チャッキングピン１９とセンターボスとの噛み合わせが解除され、図６に示すように、チャッキングテーブル１７とターンテーブル８とを分離することが可能となる。
【００４３】
ロードロック室１２は、ワークであるレジスト板を真空チャンバ１１内に入れるための予備室である。通常、レジスト板１３を露光する際には、真空チャンバ１１内の気圧を１．０×１０^-6Ｔｏｒｒ（１．３３×１０^-4Ｐａ）以下に減圧する必要があるため、レジスト板１３の設置や取り出しのたびに真空チャンバ１１を大気開放していると、所定の真空圧まで減圧するために多大な時間を要してしまう。
【００４４】
そこで、本実施形態においては、予備室としてロードロック室１２を設けておき、真空チャンバ１１内は常時１．０×１０^-6Ｔｏｒｒ以下の真空度を保つように制御する。ワーク（レジスト板１３）投入の際は、ロードロック室１２を大気開放してレジスト板１３をロードロック室１２に設置した後、真空チャンバ１１と同等の真空度となるまでロードロック室１２内を減圧する。
【００４５】
ロードロック室１２内の真空度が真空チャンバ１１内と同程度となったら、ロードロック室１２と真空チャンバ１１とを隔てている隔壁を開き、レジスト板１３を真空チャンバ１１内に搬送し、ターンテーブル８上にレジスト板１３を設置する。
【００４６】
上記のように、予備の真空室としてロードロック室１２を設けることで、レジスト板１３を露光する際に、レジスト板１３をターンテーブル８上に取り付けてから露光を開始するまでの時間を大幅に低減できる。
【００４７】
また、真空チャンバ１１内に配置されたターンテーブル８の中心にレジスト板１３を固定できるため、レジスト板１３の偏芯による振動を低減し、ピッチ誤差に与える影響を低減できる。
【００４８】
また、レジスト板１３の厚さを自由に選択できるため、例えば、０．６〜１．２ｍｍガラスやＳｉウエハやなどをレジスト板１３の素材として適用することが可能となる。
【００４９】
また、ロードロック室１２に配置したレジスト板１３を、確実にターンテーブル８の回転中心に合致させ、ターンテーブル８を回転させる際の振動を低減できる。
【００５０】
また、ターンテーブル８が回転する際には、溝１５内に配置されたバランスウェイト１６が移動するため、スピンドルモータ９の駆動軸の軸ブレを抑制できる。さらに、バランスウェイト１６の数を調整することによって、レジスト板１３の種類に応じて最適なバランスウェイトを設置することが可能となる。
【００５１】
また、レジスト板１３の偏芯が原因で発生する振動をダミーターンテーブル２６が抑制するため、スピンドルモータ９の駆動軸は、理想的な軸を中心として振動することなく回転する。さらに、ダミーターンテーブル２６の質量をターンテーブル８の質量よりも大きくすれば、レジスト板１３をターンテーブル８へ固定した際に偏芯が生じていても、スピンドルモータ９の駆動軸に発生する軸ブレを小さくできる。
【００５２】
なお、上記実施形態は本発明の好適な実施の一例であり、本発明はこれに限定されることはない。
例えば、上記実施形態において示した電子ビーム発生系や電子ビームレンズ系の構成は、本発明の実施の一例であり、本発明はこれに限定されるものではない。
また、ターンテーブルの送り機構なども上記実施形態の構成に限定されるものではない。
このように、本発明は様々な変形が可能である。
【００５３】
【発明の効果】
以上の説明によって明らかなように、本発明によれば、レジスト板を精度良く且つ容易にターンテーブルに固定できる光ディスク原盤露光装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を好適に実施した光ディスク原盤露光装置の構成を示す図である。
【図２】ターンテーブルを横方向へ移動させる駆動系の構成を示す図である。
【図３】ターンテーブルの構造例を示す図である。
【図４】ターンテーブルを回転させるモータの駆動軸の構成を示す図である。
【図５】チャッキングテーブルをターンテーブルに固定した状態を示す図である。
【図６】チャッキングテーブルとターンテーブルとを分離した状態を示す図である。
【符号の説明】
１電子銃
２コンデンサレンズ
３電子ビーム変調部（電極）
４アパーチャ
５電子ビーム偏向部（電極）
６第１のフォーカスレンズ
７第２のフォーカスレンズ
８ターンテーブル
９スピンドルモータ
１０スライドユニット
１１真空チャンバ
１２ロードロック室
１３レジスト板
１４定盤
１５溝
１６バランスウェイト
１７チャッキングテーブル
１８テーブル押さえ
１９チャッキングピン
２０固定ピン
２６ダミーターンテーブル
２７固定ベース
２８移動ベース
３０スケール
３１ディテクタ
３２送りモータ
３３クロスローラガイド
３４送りネジ
３５スプリング

Claims

真空チャンバ内に設置されたターンテーブル上に搭載されたレジスト板に電子ビーム照射し、前記レジスト板を露光する光ディスク原盤露光装置であって、
チャッキングテーブルと固定部材とで保持されたレジスト板が前記ターンテーブルに固定され、前記レジスト板は前記ターンテーブルとともに回転されることを特徴とする光ディスク原盤露光装置。
前記レジスト板は、前記チャッキングテーブルによって外周部が固定保持されるとともに、該チャッキングテーブルにネジ止めされた固定部材によって、該チャッキングテーブルの回転中心と前記レジスト板の回転中心とが一致するように、両面から圧着固定されることを特徴とする請求項１記載の光ディスク原盤露光装置。
前記チャッキングテーブルの前記レジスト板が配置される側とは反対側の中心には、中央部にチャッキング用リブが凸設され、前記ターンテーブルに形成された開口部と嵌合するテーパ形状のセンターボスが形成され、
前記ターンテーブルには、前記チャッキング用リブと噛合する形状のチャッキングピンが設置され、
該センターボスが前記ターンテーブルの開口部に嵌め込まれることにより、前記チャッキングテーブルの回転中心と前記ターンテーブルの回転中心とが合致され、
前記チャッキング用リブと前記チャッキングピンとが噛合することにより、前記チャッキングテーブルが前記ターンテーブルに固着されることを特徴とする請求項２記載の光ディスク原盤露光装置。
前記ターンテーブルには、該ターンテーブルの回転中心を中心点とした溝が形成され、該溝内には少なくとも一つの重りが該溝内を移動自在に配置されたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の光ディスク原盤露光装置。
前記ターンテーブルを回転駆動するモータの駆動軸には、前記ターンテーブルが設置された側と反対側の端に、前記ターンテーブルと略同一構造のダミーターンテーブルが配置されたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の光ディスク原盤露光装置。
前記ダミーターンテーブルの質量は、前記ターンテーブルの質量よりも大きいことを特徴とする請求項５記載の光ディスク原盤露光装置。