JP2005044459A - Exposing device for master disk of optical disk - Google Patents

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勝治 高木
Yuichi Aki
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To shorten the time for adjustment and to permit adjustment having reproducibility by systematizing an exposure spot diameter of a laser beam to a resist layer in an exposing device for a master disk of an optical disk. <P>SOLUTION: A stage 21 for exposure spot adjustment to be placed on with the disk for exposure spot adjustment previously formed with grooves is disposed in a position adjacent to the master disk 19 of the optical disk and the disk for the exposure spot adjustment on the stage 21 is irradiated with the laser beeam. The laser beam reflected by the grooves is read by a photodetector 17. The disk for exposure spot adjustment is moved in this state in a diametral direction by a sliding mechanism 36. The peak value of an amplitude level is detected from the detection signal of the photodetector 17 obtained by accompanying the movement thereof. As the sliding mechanism 36 moves, a lens 4 of, for example, an optical system for exposure is moved in order to change the exposure spot diameter and the position of the lens 4 at the time of the maximum amplitude of the peak detection signal is stored. The position of the lens 4 is moved and controlled in such a manner the lens attains the optimum state of the exposure spot diameter. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、光ディスクの原盤を製作する工程において、光ディスク原盤の表面に形成されたレジスト層に露光用レーザ光を照射して露光記録を行う光ディスク原盤露光装置に関し、特にレーザ光の露光スポットを最適に調整するための装置に係るものである。   The present invention relates to an optical disc master exposure apparatus that performs exposure recording by irradiating a resist layer formed on the surface of an optical disc master with an exposure laser beam in the step of manufacturing the master of the optical disc, and in particular, the exposure spot of the laser beam is optimized. The present invention relates to a device for adjusting to the above.

光ディスクの製造工程において、光ディスクのディスク基板を射出成形する際に用いられるスタンパを作成するための原盤を製作する工程では、光ディスク原盤の表面に形成されたレジスト層に、レーザ光源から出射される露光用レーザ光を対物レンズによって集束して照射し、露光記録を行なうようにしている。   In the manufacturing process of an optical disk, in the process of manufacturing a master for producing a stamper used when injection molding a disk substrate of an optical disk, an exposure emitted from a laser light source is applied to a resist layer formed on the surface of the optical disk master. The exposure laser beam is focused and irradiated by an objective lens to perform exposure recording.

この光ディスク原盤露光装置において確実な露光を行うためには、露光スポットを最適な径に調整する必要がある。従来、この光ディスク原盤露光装置における露光スポットの調整は、光ディスク原盤表面のレジスト層より反射された露光用レーザをCCDへ入射し、モニター上に映し出された露光スポットの形状を目視で観測することによって行っていた。   In order to perform reliable exposure in this optical disk master exposure apparatus, it is necessary to adjust the exposure spot to an optimum diameter. Conventionally, the adjustment of the exposure spot in this optical disc master exposure apparatus is performed by making an exposure laser reflected from the resist layer on the surface of the optical disc master incident on the CCD and visually observing the shape of the exposure spot projected on the monitor. I was going.

上記の如き露光スポットの調整方法では、次のような欠点がある。
(欠点1) 調整プロセスの複雑化
特に光軸調整後では、レジスト層表面での露光スポットの最適状態と、CCDより検出されたモニター上での露光スポット観察像の最適状態は、必ずしも一致しない。そこで両者の最適状態を一致させるべく、下記プロセス1から7による複雑な調整が必要であった。
プロセス1:未使用のレジスト原盤を使い、適当な半径値毎に露光スポットの状態を変化させながら露光を行う。
プロセス2:露光済み原盤を現像する。
プロセス3:現像済み原盤を回折光測定器にかける。または目視する。
プロセス4:測定結果または目視判断により決定した最適露光スポットの半径値を記録する。
プロセス5:プロセス4で記録した半径値での露光スポットの設定状態に調整する。
プロセス6:光ディスク原盤を装置へ再セット後、露光スポットの状態をCCDにて観測する。
プロセス7:モニター上の露光スポット観察像が最適になるよう、モニター用光学系の位置調整を行う。
上記のような複雑なプロセスを必要とするために従来は、露光スポットの最適化調整に相当な時間を要していた。
The exposure spot adjustment method as described above has the following drawbacks.
(Defect 1) Complicated adjustment process Especially after the optical axis adjustment, the optimum state of the exposure spot on the resist layer surface and the optimum state of the exposure spot observation image on the monitor detected by the CCD do not necessarily match. Therefore, complicated adjustment by the following processes 1 to 7 is required in order to match the optimum states of the two.
Process 1: Using an unused resist master, exposure is performed while changing the state of the exposure spot for each appropriate radius value.
Process 2: The exposed master is developed.
Process 3: The developed master is subjected to a diffracted light measuring device. Or visually.
Process 4: Record the radius value of the optimum exposure spot determined by the measurement result or visual judgment.
Process 5: Adjustment is made to the exposure spot setting state at the radius value recorded in process 4.
Process 6: After the optical disc master is reset in the apparatus, the state of the exposure spot is observed with the CCD.
Process 7: The position of the monitor optical system is adjusted so that the exposure spot observation image on the monitor is optimized.
Conventionally, since the complicated process as described above is required, considerable time is required for the optimization adjustment of the exposure spot.

(欠点2)再現性に欠ける
露光スポットの最適化調整を行う場合、モニター上での目視判断では観察者間で個人差があり、再現性に欠ける。
(Disadvantage 2) Lack of reproducibility When performing optimization adjustment of an exposure spot, there are individual differences among observers in visual judgment on a monitor, and reproducibility is lacking.

(欠点3)高密度光ディスクでは設定分解能が不足する
高密度化のためには対物レンズのNAを上げる必要がある。これは焦点深度を縮める方向に働くため、露光スポットの最適な設定には、より分解能を上げた正確な調整プロセスが必要となる。従来の方法では、上記(欠点1)のプロセスに従うが、プロセス1で設定分解能が不足すると、プロセス4で得た結果、最適値が検出できないことがある。この場合、再度、設定分解能を上げてプロセス1から7までの全行程を行う必要がある。この影響は、焦点深度の深い低密度な光ディスクでは問題にならないこともあるが、焦点深度が浅くなる高密度光ディスクではより顕在化してくる。
(Disadvantage 3) Setting resolution is insufficient for high-density optical discs To increase the density, it is necessary to increase the NA of the objective lens. Since this works in the direction of reducing the depth of focus, an optimal adjustment process with higher resolution is required for optimal setting of the exposure spot. In the conventional method, the process of the above (defect 1) is followed. However, if the setting resolution is insufficient in process 1, the optimum value may not be detected as a result obtained in process 4. In this case, it is necessary to increase the setting resolution again and perform the entire process from process 1 to process 7. This effect may not be a problem with a low-density optical disc with a deep focal depth, but becomes more apparent with a high-density optical disc with a shallow focal depth.

上記の欠点を解消するために本発明は、
光ディスク原盤の表面に形成されたレジスト層に、レーザ光源から出射される露光用レーザ光を対物レンズによって集束して照射することで露光記録を行うようにした光ディスク原盤露光装置において、
光ディスク原盤に隣接する位置に設けられ、予めグルーブの形成された露光スポット調整用ディスクを載置する露光スポット調整用ステージと、
露光スポット調整用ディスクにレーザ光を照射し、グルーブで反射されたレーザ光を光検出器で読み取る光検出機能と、
露光スポット調整用ディスクを径方向へ移動させるスライド機構と、
露光スポット調整用ディスクの移動に伴い得られる光検出器の検出信号から、振幅レベルのピーク値を検出、保持するピーク検出機能と、
スライド機構の移動に伴い、レーザ光の露光スポットの大きさを変化させるフォーカス制御用の電気的オフセット設定機能または露光用光学系の位置制御機能と、
フォーカス制御用の電気的オフセット設定機能または露光用光学系の位置制御機能により得られるピーク検出機能のピーク検出信号のうち、最大振幅時の電気的オフセット量または露光用光学系の位置を記憶する記憶機能と、
記憶機能で記憶した電気的オフセット量または露光用光学系の位置を、レーザ光の露光スポット径の最適状態として設定する機能と、
を備えてなるものである。
さらにこの光ディスク原盤露光装置では、露光用光学系の位置制御にステッピングモータを用いることが好ましい。
In order to eliminate the above drawbacks, the present invention
In an optical disc master exposure apparatus configured to perform exposure recording by converging and irradiating a laser beam for exposure emitted from a laser light source by an objective lens onto a resist layer formed on the surface of the optical disc master,
An exposure spot adjustment stage which is provided at a position adjacent to the optical disk master and on which an exposure spot adjustment disk on which grooves have been previously formed is placed;
A light detection function of irradiating the exposure spot adjusting disk with laser light and reading the laser light reflected by the groove with a photodetector;
A slide mechanism for moving the exposure spot adjusting disk in the radial direction;
A peak detection function that detects and holds the peak value of the amplitude level from the detection signal of the photodetector obtained along with the movement of the exposure spot adjustment disk,
An electrical offset setting function for focus control that changes the size of the exposure spot of the laser light as the slide mechanism moves, or a position control function of the exposure optical system,
Memory that stores the electrical offset amount at the maximum amplitude or the position of the exposure optical system among the peak detection signals of the peak detection function obtained by the electrical offset setting function for focus control or the position control function of the exposure optical system Function and
A function of setting the electrical offset amount stored by the storage function or the position of the exposure optical system as the optimum state of the exposure spot diameter of the laser beam;
Is provided.
Further, in this optical disk master exposure apparatus, it is preferable to use a stepping motor for position control of the exposure optical system.

本発明による光ディスク原盤露光装置では、露光スポットの最適化調整が、原盤露光装置の中だけで閉じることで、上記最適露光スポットの調整プロセスがシステム化及び簡素化され、調整にかかる時間が大幅に削減される。
またこの光ディスク原盤露光装置では、露光スポットの最適化調整が全てシステム化され定量的に判断されるため、確実な再現性が確保できる。
さらにこの光ディスク原盤露光装置では、露光用光学系の位置制御にステッピングモータを採用することにより、容易に最適露光スポットの設定分解能を高めることが可能となる。
In the optical disc master exposure apparatus according to the present invention, the optimization adjustment of the exposure spot is closed only in the master exposure apparatus, so that the optimum exposure spot adjustment process is systematized and simplified, and the time required for the adjustment is greatly increased. Reduced.
Further, in this optical disc master exposure apparatus, all optimization adjustments of exposure spots are systematized and determined quantitatively, so that reliable reproducibility can be ensured.
Further, in this optical disk master exposure apparatus, it is possible to easily increase the setting resolution of the optimum exposure spot by adopting a stepping motor for position control of the exposure optical system.

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明に係る光ディスク原盤露光装置は、例えばピットやグルーブ等を有する光ディスクのディスク基板を射出成形する際に用いられるスタンパを作成するためのものであり、図1に示すように、光ディスク原盤19上に形成されたレジスト層18上に露光用レーザ光を照射させて、レジスト層18に光ディスクのピットやグルーブに対応した所定パターンの潜像を記録するためのものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
An optical disk master exposure apparatus according to the present invention is for creating a stamper used when injection molding a disk substrate of an optical disk having, for example, pits and grooves. As shown in FIG. The resist layer 18 formed in (1) is irradiated with an exposure laser beam, and a latent image having a predetermined pattern corresponding to the pits and grooves of the optical disk is recorded on the resist layer 18.

この原盤露光装置は、露光用レーザ光源ユニット1として、例えば、波長が266nmの紫外線レーザを用いている。レーザ光源ユニット1より出射された露光用レーザ光は、音響光学変調器等により変調された後、ハーフミラー2に到達し、一部がハーフミラー2で反射され、一部がハーフミラー2を透過して露光パワーを検出する光検出器35に入射される。ハーフミラー2により反射された露光用レーザ光の光路上には、1/4波長板3と、露光用レーザ光のビーム径を拡大させるレンズ4およびレンズ5より構成されるビームエキスパンダと、ダイクロイックミラー6と、露光用レーザ光を集束してレジスト層18上に照射させる対物レンズユニット7と、が設けられている。   This master exposure apparatus uses, for example, an ultraviolet laser having a wavelength of 266 nm as the exposure laser light source unit 1. The exposure laser light emitted from the laser light source unit 1 is modulated by an acousto-optic modulator or the like, then reaches the half mirror 2, partly reflected by the half mirror 2, and partly transmitted through the half mirror 2. Then, the light is incident on a photodetector 35 that detects the exposure power. On the optical path of the exposure laser beam reflected by the half mirror 2, a ¼ wavelength plate 3, a beam expander composed of a lens 4 and a lens 5 for enlarging the beam diameter of the exposure laser beam, and a dichroic A mirror 6 and an objective lens unit 7 for focusing the exposure laser beam and irradiating it on the resist layer 18 are provided.

ハーフミラー2により反射された露光用レーザ光は、1/4波長板3に入射し、円偏光の光とされる。1/4波長板3により円偏光とされた露光用レーザ光は、ビームエキスパンダを構成する第1のレンズ4と第2のレンズ5により、ビーム径が拡大される。ビームエキスパンダによりビーム径が拡大された露光用レーザ光は、ダイクロイックミラー6により光路が曲折されて、レジスト層18が形成された光ディスク原盤19の主面に対向するように配置された対物レンズユニット7に入射する。対物レンズユニット7に入射した露光用レーザ光は、この対物レンズユニット7により集束され、光ディスク原盤19上に形成されたレジスト層18に照射される。   The exposure laser beam reflected by the half mirror 2 enters the quarter-wave plate 3 and becomes circularly polarized light. The exposure laser beam that has been circularly polarized by the quarter-wave plate 3 has its beam diameter enlarged by the first lens 4 and the second lens 5 that constitute the beam expander. The exposure laser beam whose beam diameter has been expanded by the beam expander has its optical path bent by the dichroic mirror 6 and is arranged so as to face the main surface of the optical disc master 19 on which the resist layer 18 is formed. 7 is incident. The exposure laser light incident on the objective lens unit 7 is focused by the objective lens unit 7 and irradiated onto the resist layer 18 formed on the optical disc master 19.

レジスト層18が形成された光ディスク原盤19は、高回転精度で回転するエアスピンドル機構37上にチャッキングされている。そして、このエアスピンドル機構の回転に伴って、光ディスク原盤19上のレジスト層18に露光用レーザが照射される。
この原盤露光装置では、露光用レーザ光源1から対物レンズユニット7までの全ての光学系が、固定の光学定盤上に搭載されており、一方、エアスピンドル機構37と光ディスク原盤19、および後述する露光スポット調整用ステージ21は、光ディスク原盤19の径方向へ移動操作されるエアスライド機構36上に搭載されている。このエアスライド機構36は、スライド制御用コントローラ23からのスライド位置駆動信号32によって移動制御される。
The optical disc master 19 on which the resist layer 18 is formed is chucked on an air spindle mechanism 37 that rotates with high rotational accuracy. As the air spindle mechanism rotates, the resist layer 18 on the optical disc master 19 is irradiated with an exposure laser.
In this master exposure apparatus, all the optical systems from the exposure laser light source 1 to the objective lens unit 7 are mounted on a fixed optical surface plate. On the other hand, the air spindle mechanism 37 and the optical disc master 19 are described later. The exposure spot adjusting stage 21 is mounted on an air slide mechanism 36 that is operated to move in the radial direction of the optical disc master 19. The movement of the air slide mechanism 36 is controlled by a slide position drive signal 32 from the slide control controller 23.

またこの原盤露光装置では、光ディスク原盤19上のレジスト層18に照射された露光用レーザ光の反射光を、ハーフミラー13および集光レンズ14を介してCCDユニット15により取り込み、レジスト層18上に照射された露光用レーザ光のスポット像をモニターする。   Also, in this master exposure apparatus, the reflected light of the exposure laser light irradiated on the resist layer 18 on the optical disc master 19 is taken in by the CCD unit 15 via the half mirror 13 and the condenser lens 14 and is applied onto the resist layer 18. The spot image of the irradiated exposure laser beam is monitored.

さらにこの原盤露光装置は、露光用レーザ光をレジスト層18上に照射するにあたり、露光用レーザ光の焦点が常にレジスト層18上に位置するように、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、オートフォーカス用光学系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ユニット7をその光軸に沿った方向に移動させることにより行う。   Further, this master exposure apparatus is configured to perform focus control so that the focus of the exposure laser beam is always on the resist layer 18 when the exposure laser beam is irradiated onto the resist layer 18. This focus control is performed by moving the objective lens unit 7 in the direction along the optical axis in accordance with the focus shift amount detected by the autofocus optical system.

オートフォーカス用光学系は、例えば波長が680nm程度のレーザ光として出射するフォーカス用レーザ光源8と、偏光ビームスプリッタ9を透過したレーザ光の光路上に配置された1/4波長板10および折り返しミラー11と、折り返しミラー11により反射されたレーザ光の光路上に配置されたダイクロイックミラー6と、対物レンズユニット7を介してレジスト層18に照射されたレーザ光の反射光の光路上に配置された光検出器12と、を備えて構成される。   The autofocus optical system includes, for example, a focus laser light source 8 that emits laser light having a wavelength of about 680 nm, a quarter-wave plate 10 and a folding mirror disposed on the optical path of the laser light that has passed through the polarization beam splitter 9. 11, the dichroic mirror 6 disposed on the optical path of the laser light reflected by the folding mirror 11, and the optical path of the reflected light of the laser light irradiated on the resist layer 18 through the objective lens unit 7. And a photodetector 12.

この検出器12は、例えば2分割タイプのフォトディテクター等にて光信号を電気信号に変換し、これがギャップエラー信号25としてフォーカス制御用コントローラ22に入力される。ここで例えば一般的によく知られた離軸法等によってフォーカス用光源8のレジスト層18における集光状態の変化を反射光の変化として検出し、その検出信号に基くフォーカス制御用コントローラ22からの制御信号によって対物レンズユニット7の移動用アクチュエータ20を駆動させ、対物レンズユニット7を光軸方向に移動調整してフォーカス制御を行う。
尚、この原盤露光装置においてフォーカス制御用コントローラ22は、ホストコンピュータ24からのフォーカス用シーケンス制御信号33により制御される。またスライド制御用コントローラ23は、ホストコンピュータ24からのスライド用シーケンス制御信号34により制御される。
The detector 12 converts an optical signal into an electrical signal using, for example, a two-divided type photodetector, and the converted signal is input to the focus control controller 22 as a gap error signal 25. Here, for example, a change in the condensing state in the resist layer 18 of the focus light source 8 is detected as a change in reflected light by a generally well-known off-axis method or the like, and the change from the focus control controller 22 based on the detection signal is detected. The movement actuator 20 of the objective lens unit 7 is driven by the control signal, and the objective lens unit 7 is moved and adjusted in the optical axis direction to perform focus control.
In this master exposure apparatus, the focus control controller 22 is controlled by a focus sequence control signal 33 from the host computer 24. The slide control controller 23 is controlled by a slide sequence control signal 34 from the host computer 24.

次に、上記の如き原盤露光装置において、本発明の要となる露光スポットの最適化調整を実現するための構成を説明する。
光ディスク原盤19上のレジスト層18における露光用レーザの露光スポットは、その径が小さいほど、フォーカス系のギャップ制御に対する余裕度は増える。このレジスト層18上での露光スポット径を調整する手段として本発明では、エアスライド機構36上においてエアスピンドル37に隣接した位置に露光スポット調整用ステージ21を配置する。
Next, in the master exposure apparatus as described above, a configuration for realizing the optimization adjustment of the exposure spot, which is the key of the present invention, will be described.
The exposure spot of the exposure laser on the resist layer 18 on the optical disc master 19 has a smaller margin with respect to the gap control of the focus system as its diameter is smaller. In the present invention, as a means for adjusting the exposure spot diameter on the resist layer 18, the exposure spot adjusting stage 21 is disposed on the air slide mechanism 36 at a position adjacent to the air spindle 37.

この露光スポット調整用ステージ21上には、予め一定間隔で渦巻き状にグルーブの刻まれた試料として露光スポット調整用ディスクが設置されている。露光スポット調整用ステージ21は、露光スポット調整用ディスクの表面が隣接した光ディスク原盤の表面と同じ高さになるように予め高さを調整しておく。尚、ここで光ディスク原盤19上のフォトレジスト層18の厚み分は、採用する露光用光学系から決定される焦点深度に対する割合から加味するか否かを決定する。   On the exposure spot adjusting stage 21, an exposure spot adjusting disk is installed as a sample in which grooves are engraved in a spiral shape at predetermined intervals. The height of the exposure spot adjustment stage 21 is adjusted in advance so that the surface of the exposure spot adjustment disk is the same height as the surface of the adjacent optical disk master. Here, it is determined whether or not the thickness of the photoresist layer 18 on the optical disc master 19 is taken into consideration from the ratio to the focal depth determined by the employed exposure optical system.

次に、対物レンズユニット7の位置が、露光スポット調整用ステージ21上に来るよう、エアスライド機構36を光ディスク原盤19の径方向へ移動させる。
続いて、対物レンズユニット7を露光スポット調整用ステージ21上で下降させ、フォーカスサーボが働き始める位置で停止させる。露光用レーザの露光スポット調整用ステージ21上の露光スポット調整用ディスクの表面からの反射光は、ハーフミラー13で一部が透過し、集光レンズ16を介して光検出器17へ入射する。
Next, the air slide mechanism 36 is moved in the radial direction of the optical disc master 19 so that the position of the objective lens unit 7 is on the exposure spot adjustment stage 21.
Subsequently, the objective lens unit 7 is lowered on the exposure spot adjustment stage 21 and stopped at a position where the focus servo starts to work. A part of the reflected light from the surface of the exposure spot adjustment disk on the exposure spot adjustment stage 21 of the exposure laser is transmitted by the half mirror 13 and enters the photodetector 17 through the condenser lens 16.

光検出器17から出力される露光パターン検出信号28は、エアスライド機構36を一定速度で移動させたとき、一定周期で一定振幅のSIN波として観測される。このSIN波は、その周期は露光スポット調整用ディスク上のパターンの間隔とエアスライドの送り速度から決定され、またその振幅は、露光スポット調整用ディスク表面の露光用レーザのスポット径により決定される。露光用レーザのスポット径が小さい程、振幅レベルは大きくなる。   The exposure pattern detection signal 28 output from the photodetector 17 is observed as a SIN wave having a constant amplitude at a constant period when the air slide mechanism 36 is moved at a constant speed. The period of the SIN wave is determined from the pattern interval on the exposure spot adjusting disk and the air slide feed speed, and the amplitude is determined by the spot diameter of the exposure laser on the surface of the exposure spot adjusting disk. . The smaller the spot diameter of the exposure laser, the larger the amplitude level.

そこで、エアスライド機構36の一定速度での移動に伴い、露光スポット調整用ディスク表面上の露光スポット径を変化させれば、露光スポットの径に応じた露光パターン検出信号28の振幅レベルの変化として捉えることができる。
この場合、露光スポット径を変化させる方法は、例えば次の2方法が挙げられる。
(1)フォーカス制御用のギャップエラー信号25に、電気的にオフセットを付加し、フォーカスギャップ27を調整する。
(2)露光用レーザ光の光路上に配置されたレンズ4またはレンズ5の位置を露光用レーザの光軸方向へ調整する。
Therefore, if the exposure spot diameter on the exposure spot adjustment disk surface is changed as the air slide mechanism 36 moves at a constant speed, the amplitude level of the exposure pattern detection signal 28 changes according to the diameter of the exposure spot. Can be caught.
In this case, examples of the method for changing the exposure spot diameter include the following two methods.
(1) The focus gap 27 is adjusted by electrically adding an offset to the gap error signal 25 for focus control.
(2) The position of the lens 4 or the lens 5 arranged on the optical path of the exposure laser beam is adjusted in the optical axis direction of the exposure laser.

即ち、先ず上記(1)の方法では、フォーカス制御用コントローラ22においてギャップエラー信号25にフォーカス制御用の電気的オフセットを付加し、フォーカス制御用コントローラ22からのギャップ制御信号26によって対物レンズユニット7の移動用アクチュエータ20を駆動させ、フォーカスギャップ27を調整する。あるいは、フォーカス制御用コントローラ22からのステージ高さ位置駆動信号31によって露光スポット調整用ステージ21の高さを変化させてフォーカスギャップ27を調整するようにしてもよい。このようにしてエアスライド機構の一定速度での移動に伴い、露光スポット径を変化すべくフォーカスギャップ27を調整することにより、露光スポット調整用ディスク表面上の露光スポットの径に応じた露光パターン検出信号28の振幅レベルの変化として捉えることができる。   That is, in the method (1), the focus control controller 22 adds an electrical offset for focus control to the gap error signal 25, and the objective lens unit 7 receives the gap control signal 26 from the focus control controller 22. The moving actuator 20 is driven to adjust the focus gap 27. Alternatively, the focus gap 27 may be adjusted by changing the height of the exposure spot adjustment stage 21 by the stage height position drive signal 31 from the focus control controller 22. In this way, by adjusting the focus gap 27 so as to change the exposure spot diameter as the air slide mechanism moves at a constant speed, exposure pattern detection according to the diameter of the exposure spot on the surface of the exposure spot adjustment disk is performed. It can be understood as a change in the amplitude level of the signal 28.

また上記(2)の方法では、エアスライド機構の一定速度での移動に伴い、フォーカス制御用コントローラ22からのレンズ位置駆動信号30によって露光用光学系の例えばレンズ4を露光用レーザの光軸方向へ移動制御することにより、露光スポット調整用ディスク表面上の露光スポットの径に応じた露光パターン検出信号28の振幅レベルの変化として捉えることができる。ここでレンズ4の位置制御機構には、例えばその相対位置が検出できるマイクロステッピングモータを利用する。この場合、ステッピングモータユニットに内蔵の原点信号29でパルスカウンターをクリアし、レンズ位置駆信号30の出力パルスをカウントすれば、そのカウント値に応じたレンズ4の露光用光学系の光軸方向での相対位置を知ることができる。   In the method (2), as the air slide mechanism moves at a constant speed, the lens 4 of the exposure optical system is moved in the optical axis direction of the exposure laser by the lens position drive signal 30 from the focus control controller 22. By controlling the movement of the exposure pattern, it can be grasped as a change in the amplitude level of the exposure pattern detection signal 28 in accordance with the diameter of the exposure spot on the exposure spot adjustment disk surface. Here, for the position control mechanism of the lens 4, for example, a microstepping motor capable of detecting the relative position is used. In this case, if the pulse counter is cleared by the origin signal 29 built in the stepping motor unit and the output pulses of the lens position driving signal 30 are counted, the optical axis direction of the exposure optical system of the lens 4 corresponding to the count value is obtained. The relative position of can be known.

そして上記(1)または(2)の方法により振幅レベルの変化として捉えた露光パターン検出信号28は、フォーカス制御用コントローラ22へ入力され、そこでピーク検出処理を行い、振幅レベルが最大となった時の電気的オフセット量またはレンズ位置駆動信号30のパルスカウント値を記憶する。ここで記憶した値が、露光スポット調整用ディスク表面における露光スポットを最適とする電気的オフセット量またはレンズ4の固定すべき位置として最終的に決定され、その設定に基いてフォーカスギャップ27またはレンズ4の位置が移動制御される。   The exposure pattern detection signal 28 captured as a change in amplitude level by the method (1) or (2) is input to the focus control controller 22 where peak detection processing is performed and the amplitude level becomes maximum. Or the pulse count value of the lens position driving signal 30 is stored. The value stored here is finally determined as the electrical offset amount that optimizes the exposure spot on the exposure spot adjustment disk surface or the position where the lens 4 is to be fixed, and the focus gap 27 or the lens 4 based on the setting. The movement of the position is controlled.

このようにして本発明による原盤露光装置では、光ディスク原盤19のレジスト層18に照射するレーザ光の露光スポットを最適な径に調整することができる。
そしてこの原盤露光装置では、露光スポットの最適化調整が、原盤露光装置の中だけで閉じることにより、上記最適露光スポットの調整プロセスがシステム化及び簡素化され、調整にかかる時間が大幅に削減される。
またこの原盤露光装置では、露光スポットの最適化調整が全てシステム化され定量的に判断されるため、確実な再現性が確保できる。
さらにこの原盤露光装置では、露光用光学系であるレンズ4の位置制御機構にマイクロステッピングモータを採用したことにより、容易に最適露光スポットの設定分解能を高めることが可能となる。
In this manner, in the master exposure apparatus according to the present invention, the exposure spot of the laser beam irradiated on the resist layer 18 of the optical disc master 19 can be adjusted to an optimum diameter.
In this master exposure apparatus, the exposure spot optimization adjustment is closed only in the master exposure apparatus, so that the optimum exposure spot adjustment process is systematized and simplified, and the time required for the adjustment is greatly reduced. The
Further, in this master exposure apparatus, since all optimization adjustments of exposure spots are systematized and quantitatively determined, reliable reproducibility can be ensured.
Further, in this master exposure apparatus, the setting resolution of the optimum exposure spot can be easily increased by adopting the micro stepping motor in the position control mechanism of the lens 4 that is the exposure optical system.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限ることなく他にも種々の実施形態を採り得るものであることは言うまでもない。   Although the embodiment of the present invention has been described above, it is needless to say that the present invention is not limited to this and can take other various embodiments.

本発明によるディスク原盤露光装置のシステムブロック図である。1 is a system block diagram of a disc master exposure apparatus according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 レーザ光源ユニット
4 レンズ(露光用光学系)
7 対物レンズユニット
17 光検出器
18 レジスト層
19 光ディスク原盤
21 露光スポット調整用ステージ
22 フォーカス制御用コントローラ
23 スライド制御用コントローラ
36 エアスライド機構
1 Laser light source unit 4 Lens (optical system for exposure)
7 Objective Lens Unit 17 Photodetector 18 Resist Layer 19 Optical Disc Master 21 Exposure Spot Adjustment Stage 22 Focus Control Controller 23 Slide Control Controller 36 Air Slide Mechanism

Claims (2)

光ディスク原盤の表面に形成されたレジスト層に、レーザ光源から出射される露光用レーザ光を対物レンズによって集束して照射することで露光記録を行うようにした光ディスク原盤露光装置において、
上記光ディスク原盤に隣接する位置に設けられ、予めグルーブの形成された露光スポット調整用ディスクを載置する露光スポット調整用ステージと、
上記露光スポット調整用ディスクに上記レーザ光を照射し、上記グルーブで反射されたレーザ光を光検出器で読み取る光検出機能と、
上記露光スポット調整用ディスクを径方向へ移動させるスライド機構と、
上記露光スポット調整用ディスクの移動に伴い得られる上記光検出器の検出信号から、振幅レベルのピーク値を検出、保持するピーク検出機能と、
上記スライド機構の移動に伴い、上記レーザ光の露光スポットの大きさを変化させるフォーカス制御用の電気的オフセット設定機能または露光用光学系の位置制御機能と、
上記フォーカス制御用の電気的オフセット設定機能または上記露光用光学系の位置制御機能により得られる上記ピーク検出機能のピーク検出信号のうち、最大振幅時の上記電気的オフセット量または上記露光用光学系の位置を記憶する記憶機能と、
上記記憶機能で記憶した上記電気的オフセット量または上記露光用光学系の位置を、上記レーザ光の露光スポット径の最適状態として設定する機能と、
を備えてなる光ディスク原盤露光装置。
In an optical disc master exposure apparatus configured to perform exposure recording by converging and irradiating an exposure laser beam emitted from a laser light source by an objective lens onto a resist layer formed on the surface of the optical disc master,
An exposure spot adjustment stage which is provided at a position adjacent to the optical disk master and on which an exposure spot adjustment disk on which grooves are formed in advance is placed;
A light detection function of irradiating the exposure spot adjusting disk with the laser light and reading the laser light reflected by the groove with a photodetector;
A slide mechanism for moving the exposure spot adjusting disk in the radial direction;
A peak detection function for detecting and holding the peak value of the amplitude level from the detection signal of the photodetector obtained along with the movement of the exposure spot adjustment disk,
An electrical offset setting function for focus control or a position control function of the exposure optical system that changes the size of the exposure spot of the laser light as the slide mechanism moves,
Of the peak detection signal of the peak detection function obtained by the electrical offset setting function for focus control or the position control function of the exposure optical system, the electrical offset amount at the maximum amplitude or the exposure optical system A memory function to memorize the position;
A function of setting the electrical offset amount stored by the storage function or the position of the exposure optical system as an optimum state of the exposure spot diameter of the laser beam;
An optical disc master exposure apparatus comprising:
上記露光用光学系の位置制御にステッピングモータを用いてなる請求項1に記載の光ディスク原盤露光装置。   2. The optical disk master exposure apparatus according to claim 1, wherein a stepping motor is used for position control of the exposure optical system.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019186684A (en) * 2018-04-06 2019-10-24 日本放送協会 Encoder, decoder, converter, and learning device

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