JP6146561B2 - 円筒状媒体露光装置 - Google Patents
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特許文献1に記載の技術は、基板上に形成したい凹凸パターンを反転させた反転凹凸パターンを有する金型を用い、この金型を基板の表面に形成されたレジスト膜層に対して型押しすることにより、所定の凹凸パターンを転写するものである。
図9において、原盤として機能する被露光物である円筒状媒体106は、予め円筒状媒体106の端面に取り付けられたハウジング306aによりアタッチメント132を介し、回転駆動用エアースピンドル131に固定されている。また図10において、被露光物である円筒状媒体106は、予め円筒状媒体106の端面に取り付けられたハウジング306aによりアタッチメント132を介し、回転駆動用エアースピンドル131と固定され、反対側のハウジング306bをベアリング等の比較的偏芯自由度の大きな回転保持部134で挟み込んで固定されている。
(1)ロールモールド作成用電子線描画装置を用いて円筒状媒体を作成する方法
(2)陽極酸化処理装置を用いて円筒状アルミナ表面にパターンを形成し、円筒状媒体を作成する方法
(3)マスター原盤から樹脂製円環マスター及び電鋳マスターを経て円筒状媒体を作成する方法
(4)サブミクロンパターンの描画が可能な円筒表面レーザ描画装置を用いて円筒状媒体を作成する方法
このうち、前記(1)を用いた方法は、描画に長時間を要し、スループットが低いという課題を有している。また、装置が高価であり生産コストが過大となり、さらに、真空装置であるため精密な回転機構やスライド機構の使用が制限され、十分な位置偏差精度で描画が出来ないという課題を有している。
(実施の形態1)
図1に、本発明の実施の形態1の円筒状媒体露光装置を光学定盤垂直上方から見た概略構成図を、図2に円筒状媒体を回転駆動部に固定するアタッチメントの概略図を、図3に円筒状媒体及びハウジングの概略図を、図4に本発明の実施の形態1における円筒状媒体のクランプ状態概略図を示す。ここで、円筒状媒体露光装置は光学定盤(図示せず)上に設置され、光学定盤は精密防振機構を有し、光学系及び精密機構系組立ての基準となる平坦な面を持つ。本実施の形態において、円筒原盤は被露光物の一例であり、エアースピンドルは回転機構デバイスの一例であり、CCDカメラは撮像素子の一例であり、凸レンズやミラーや変調素子及び偏向素子は光学素子の一例である。尚、図1にディメンションX、Y及びZが示されているが、各々ディメンションXはスライド式光学台107の移動方向を、ディメンションYは光学定盤及び前記スライド式光学台107に対して直角な直角方向を、ディメンションZはディメンジョンX及びYに対して直角な方向、即ち光学定盤と鉛直方向を示す。よって、ディメンションX,Zは光学台107の円筒状媒体載置面と平行な方向、ディメンションYは光学台107の円筒状媒体載置面と鉛直な方向を示す。なお、円筒状媒体は円筒原盤を露光することにより製造されるが、以下で円筒状媒体露光装置の構成を説明する際には、露光の前後に係わらず、円筒状媒体や円筒原盤を区別せずに円筒状媒体と称する。
以上説明した、本実施の形態1における円筒状媒体のクランプ方法を用いた場合、円筒状媒体の全ての位置の偏芯量が5um以下になった。また、ハウジング部106aに取り付けられている円柱状の突起である回転駆動伝達部106cの直径L、及びアタッチメント部232に備えられた回転駆動伝達部235の窪みの円周接線方向の直径Kの関係が0.993L≦K<0.996Lの場合は、円筒状媒体106を取り付けた状態で回転駆動エアースピンドル231の回転偏差は1800rpmにて20nsec以下となった。
(実施の形態2)
図6に、本発明の実施の形態2の円筒状媒体露光装置の概略模式図を示し、図7に、ビーム位置偏差発生時のディテクタ上のビーム位置説明図、図8に、ビーム位置偏差を解消するための制御系の説明図を示す。
(比較例1)
本発明の各実施の形態との比較として、本発明を使用せず、図9に示す従来のサブミクロンパターンの描画が可能な円筒表面レーザ描画装置を用いて、即ち回転駆動部をエアーギャップ量40umのスピンドルに片持ちで固定したところ、比較例1である円筒状媒体の偏芯量は回転駆動部側で5um、回転保持部側では60umになった。またこの円筒状媒体を実際にトラックピッチ300nmで露光して製造した後、この金型である円筒状媒体をローラに取り付け、紫外線硬化樹脂を介してシート状の基板に押し付けて紫外線を照射させながら回転させ、樹脂層にパターンを転写させ、この樹脂層の溝幅変動をAFM(原子間力顕微鏡)により、統計的に評価したところ、本比較例1の円筒状媒体の溝幅は130〜135nmとなり、トラックピッチ変動は約30%であった。
(比較例2)
本発明の各実施の形態との比較として、本発明を使用せず、図10に示す従来のサブミクロンパターンの描画が可能な円筒表面レーザ描画装置を用いて、即ち回転駆動部をエアーギャップ量5umエアースピンドルに固定し、回転保持部にベアリングを用いたところ、比較例2である円筒状媒体の偏芯量は回転駆動部側で5um、回転保持部側では40umになった。またこの円筒状媒体を実際にトラックピッチ300nmで露光して製造した後、この金型である円筒状媒体をローラに取り付け、紫外線硬化樹脂を介してシート状の基板に押し付けて紫外線を照射させながら回転させ、樹脂層にパターンを転写させ、この樹脂層の溝幅変動をAFM(原子間力顕微鏡)により、統計的に評価したところ、比較例2のである円筒状媒体の溝幅は130〜135nmとなり、トラックピッチ変動は約20%であった。
(比較例3)
本発明の各実施の形態との比較として、図1に示す本発明の全体構成及び図11に示す比較例3の円筒状媒体のクランプ方法を用いて比較した。図11と図4との違いは、アタッチメントクランプ部106dとアタッチメントクランプ部232a,234aとの頂角の大小が逆になっていることである。即ち、図11における円筒状媒体106はフランジ106a又は106bを介し、アタッチメントクランプ部106dの円錐状窪みにて、アタッチメント部232又は234に設けられたアタッチメントクランプ部232a又は234aと接触してクランプされている。また、フランジ106a又は106bに設けられた円柱状の回転駆動伝達部106cにて、回転駆動の伝達が成されている。106a及び106bにはその中心に円錐状の窪みを設け、深さは4mm、頂角Φは60度とした。また対向する2つのスピンドルに各々取り付けられているアタッチメント232及び234はスピンドルの回転軸に対し、1um以下の偏芯量で調整し、各々の円錐状の突起232a及び234aの高さは5.6mm、頂角θは60.3度とした。即ち各々の頂角θ及びΦの関係がθ≧0.996×Φとなるようにした。またハウジング部106aに取り付けられている円柱状の突起106dの直径Lは6mmとし、アタッチメント部232に備えられた回転駆動伝達部235の窪みの円周接線方向の直径Kは、調整機構235aにより6.1mmとした。即ち各々の直径K及びLの関係がK≧0.996Lとなるようにした。
101 パワーコントロール部
102 信号変調部
103 ビーム偏向部
104 ビーム成形部
105 アクチュエータ
105a 対物レンズ
106 円筒状媒体
106a,106b ハウジング
106c 回転駆動伝達部
106d アタッチメントクランプ部
107 光学台
111,112,113,115,116 ミラー
114,117,215 一部透過ミラー
118 ダイクロイックミラー
121 補助フォーカスサーボ光学系
122 非点収差フォーカスサーボ光学系
124 ビームモニター系
124a 凸レンズ
124b CCDディテクタ
131 回転駆動用エアースピンドル
132 アタッチメント
134 回転保持部
223 ビーム位置モニター部
223a ビーム成形部
223b 4分割ディテクタ
224 ビーム位置偏差制御部
224a,224b 差動アンプ
224c,224d ビーム偏向機ドライバー
230 平行基準バー
231 回転駆動用エアースピンドル
232,234 アタッチメント
232a,234a アタッチメントクランプ部
233 回転保持用エアースピンドル
235 回転駆動伝達部
235a 調整機構
240,241,242 エアーシリンダー
306a,306b ハウジング
501 円筒状原盤501
511 エッチング層
512 レジスト層
Claims (5)
- 円筒原盤にレーザビームを照射して前記円筒原盤の表面に塗布されたエッチング層を露光する円筒状媒体露光装置であって、
前記レーザビームを出射する光源と、
対物レンズを前記円筒原盤の長手方向に移動させるとともに前記レーザビームが前記円筒原盤上で焦点を結ぶように前記対物レンズを前記長手方向と直交する方向に移動させるアクチュエータを駆動するレーザ制御部を有する光学台と、
前記円筒原盤を回転させる回転駆動用エアースピンドルと、
前記円筒原盤を前記回転駆動用エアースピンドルとで挟み込んで保持する回転保持用エアースピンドルと、
前記回転駆動用エアースピンドルに設けられる駆動側アタッチメントと、
前記回転保持用エアースピンドルに設けられる保持側アタッチメントと、
前記駆動側アタッチメントと接して設けられて前記円筒原盤の一端面に取り付けられる駆動側ハウジングと、
前記保持側アタッチメントと接して設けられて前記円筒原盤の前記一端面の裏面である他端面に取り付けられる保持側ハウジングと、
前記駆動側アタッチメントの前記駆動側ハウジングと対向する位置に設けられる円錐状の突起である駆動側突起アタッチメントクランプ部と、
前記保持側アタッチメントの前記保持側ハウジングと対向する位置に設けられる円錐状の突起である保持側突起アタッチメントクランプ部と、
前記駆動側ハウジングの前記駆動側アタッチメントと対向する位置に設けられる円錐状の窪みである駆動側窪みアタッチメントクランプ部と、
前記保持側ハウジングの前記保持側アタッチメントと対向する位置に設けられる円錐状の窪みである保持側窪みアタッチメントクランプ部と、
を有し、
前記円筒原盤は両端面に前記駆動側ハウジング及び前記保持側ハウジングが取り付けられた状態で、前記駆動側突起アタッチメントクランプ部を前記駆動側窪みアタッチメントクランプ部に挿入し、かつ、前記保持側突起アタッチメントクランプ部を前記保持側窪みアタッチメントクランプ部に挿入するように、前記円筒原盤を前記回転駆動用エアースピンドルと前記回転保持用エアースピンドルとで挟み込んで保持され、前記駆動側突起アタッチメントクランプ部及び前記保持側突起アタッチメントクランプ部の突起の高さが前記駆動側窪みアタッチメントクランプ部及び前記保持側窪みアタッチメントクランプ部窪みの深さよりも大きく、かつ、前記駆動側突起アタッチメントクランプ部及び前記保持側突起アタッチメントクランプ部の突起の頂角が前記駆動側窪みアタッチメントクランプ部及び前記保持側窪みアタッチメントクランプ部の窪みの頂角よりも小さいことを特徴とする
円筒状媒体露光装置。 - 前記駆動側突起アタッチメントクランプ部及び前記保持側突起アタッチメントクランプ部の突起の頂角が、前記駆動側窪みアタッチメントクランプ部及び前記保持側窪みアタッチメントクランプ部の窪みの頂角に対し、0.996倍よりも小さいことを特徴とする
請求項1記載の円筒状媒体露光装置。 - 回転駆動伝達部として、
前記駆動側ハウジングに設けられる円柱状の突起である突起回転駆動伝達部と、
前記駆動側アタッチメントに設けられる円柱状の窪みである窪み回転駆動伝達部と、
前記窪み回転駆動伝達部の回転方向の長さを調整する調整部と
をさらに有し、前記窪み回転駆動伝達部の回転方向の長さに対する前記突起回転駆動伝達部の回転方向長さが0.993〜0.996倍であることを特徴とする
請求項1または請求項2のいずれかに記載の円筒状媒体露光装置。 - 前記回転保持用エアースピンドルを前記光学台の前記円筒原盤が搭載される面に平行な方向及び鉛直方向に移動させて、前記駆動側突起アタッチメントクランプ部を前記駆動側窪みアタッチメントクランプ部に挿入し、かつ、前記保持側突起アタッチメントクランプ部を前記保持側窪みアタッチメントクランプ部に挿入するように、前記円筒原盤を前記回転駆動用エアースピンドルと前記回転保持用エアースピンドルとで挟み込むエアーシリンダーをさらに有することを特徴とする
請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の円筒状媒体露光装置。 - 前記円筒原盤で反射した前記レーザビームを受光する4分割ディテクタと、
前記4分割ディテクタでの前記レーザビームの受光位置からビーム位置偏差を検出して前記レーザ制御部を制御することにより前記円筒原盤に照射する前記レーザビームの偏向を補正するビーム位置偏差制御部とをさらに有することを特徴とする
請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の円筒状媒体露光装置。
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