JPH09161384A - 光ディスク原盤露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来は記録用レーザ光源の冷却水の循環により
生じる振動やスライダの移動時におこる振動によってト
ラックピッチ精度が劣化するという問題があった。 【解決手段】スライダ５の移動方向に対して鉛直方向に
移動可能な粗動テーブル９がスライダ５上に設けられ
て、粗動テーブル９にはスライダ５の移動方向に対して
同一方向に移動可能な微動テーブル１８が設けられてい
る。微動テーブル１８には対物レンズ６をスライダ５の
移動方向に対して鉛直方向に移動可能な対物レンズ微動
テーブル１９が接続されている。粗動テーブル９と微動
テーブル１８と対物レンズ微動テーブル１９とは光ディ
スク原盤２に照射される露光光の照射位置を調整してお
り、スライダ５と粗動テーブル９との固定面１０から真
空配管１２を介して空気を排気し真空吸着によってスラ
イダ５と微動テーブル９とを固定する光ディスク原盤露
光装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク原盤露
光装置に係り、特にスライダの移動や外乱によって発生
する振動を防止する防止機構を設けた光ディスク原盤露
光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクは大量の情報を記録し取り出
すことができ、情報化社会を支える記憶媒体として近年
世の中に広まりつつある。現在そのトラックピッチは
０．７４［μｍ］以下とも言われ、そのトラックピッチ
むらを数十［ｎｍ］以下に抑えるために光ディスク原盤
露光装置にはナノメートルオーダの高精度位置決め技術
や機器の振動低減技術が要求されている。

【０００３】従来の光ディスク原盤露光装置の構成につ
いて、以下図面を参照しながら説明する。図３は光ディ
スク原盤露光装置の側面図である。

【０００４】定盤１０１にはエアスピンドル１０２が固
定されており、エアスピンドル１０２は光ディスク原盤
１０３をエアチャック機構によって着脱可能なターンテ
ーブル１０４が取り付けられている。定盤１０１上に設
けられ一軸（図中ｘ軸）方向に移動可能なスライダ１０
５には、記録用対物レンズ１０６を搭載し図中ｚ軸方向
に移動可能なｚ軸テーブル１０７と、光ディスク原盤１
０３の面に対向して配置される対物レンズ１０６による
レーザ光の結像位置を合わせるための焦点検出光学系１
０８と、対物レンズ１０６のｚ軸方向への高速な位置決
めが可能な対物レンズアクチュエータ１０９と、対物レ
ンズ１０６まで記録用レーザ光源１１０から発するレー
ザ光を導入するための導入光学系１１１とが設けられて
いる。

【０００５】この様に構成された光ディスク原盤露光装
置の動作について説明する。定盤１０１上のレーザ光源
１１０より出射されるレーザ光は図示しない拡大光学
系、ＡＯＭ（Acousto Optic light Modulator ：音響光
学変調素子）、ＥＯＭ（Electro Optic Modulator：電
気光学変調素子）等を通ってスライダ１０５上部に導か
れ、スライダ１０５上の導入光学系１１１を通って、対
物レンズ１０６を介してレジストが塗布された光ディス
ク原盤１０３面に結像する。

【０００６】またこの様な光ディスク原盤露光装置に用
いられるｚ軸テーブル１０７の案内には、従来クロスロ
ーラやボールを使用したリニアガイドが用いられてお
り、対物レンズ１０６をｚ軸方向に移動可能としてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
様な構成をした光ディスク原盤露光装置では、トラック
ピッチの狭トラックピッチ化が進めばそれに伴いトラッ
クピッチむらの許容範囲が減少してくる。

【０００８】この時従来では問題にならなかったレーザ
光源本体の温度コントロールを行うために使用している
冷却水の循環時に生じる振動やレーザ光源本体に設けら
れる冷却用ファンによって生じるレーザ光源本体の振動
やスライダの走行時に生じる振動が、スライダとｚ軸テ
ーブルとを介して対物レンズに伝わる。すると露光作業
時に対物レンズが振動することで露光軸の光軸が不安定
になりトラックピッチむらを生じさせ、記録された情報
を読み取る際にトラックピッチむらが影響し精度が劣化
するという問題があった。

【０００９】ｚ軸テーブルのリニアガイドの持つ共振点
（共振周波数）が、スライダの移動による振動や冷却水
の循環によって生じる振動の周波数に近ければ、対物レ
ンズは共振をおこす。また冷却水の循環による振動の周
波数は不定期であり不定量であるので、高い剛性（高い
共振周波数）を持つｚ軸テーブルが必要となる。

【００１０】この様な問題に対して以下の２つの解決手
段があった。 （１）従来から使用されているリニアガイドのｚ軸テー
ブルに対する予圧を大きくすることでリニアガイドの剛
性を上げていたが、リニアガイドとｚ軸テーブルとの摩
擦が大きくなりｚ軸テーブルの位置決め精度の劣化や応
答時間が増加するといった問題が生じてくる。

【００１１】（２）高い剛性を持たせるために大型のリ
ニアガイドを使用していたが、スライダの可動重量が増
大して、光ディスク原盤露光装置の大型化を招きコスト
の増加につながるという問題が生じてくる。

【００１２】そこで本発明は上記従来の技術の問題点に
鑑みてなされたもので、光ディスク原盤露光装置のスラ
イダの移動時に生じる振動や冷却用ファンによって生じ
るレーザ光源本体の振動や記録用レーザ光源本体の冷却
水の循環によって生じる振動により、対物レンズが振動
しトラックピッチの精度が劣化することを防止し低減し
ている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、光ディスク原盤に照射される露光光を集
光する集光手段を搭載し該集光手段の鉛直方向に移動可
能なテーブルと、前記テーブルを搭載し光ディスク原盤
の半径方向に移動可能なスライダとを具備した光ディス
ク原盤露光装置において、前記スライダと前記テーブル
とを真空吸着によって固定する固定手段を具備した光デ
ィスク原盤露光装置である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照しながら説明していく。図１は光ディスク原盤露光装
置の側面図で、図２は光ディスク原盤露光装置の固定手
段に係る拡大構成図で、図３は光ディスク原盤露光装置
の集光手段周辺の拡大構成図である。

【００１５】以下、光ディスク原盤露光装置の構成につ
いて説明する。定盤１にはエアスピンドル３が配置され
ており、エアスピンドル３の回転部にはターンテーブル
４が設けられ光ディスク原盤２を真空吸着によって固定
している。定盤１上には光ディスク原盤２の面（図１中
ｘ軸）方向に移動可能なスライダ５が配置されている。
スライダ５には導入光学系２０と焦点検出系２１と対物
レンズアクチュエータ７とが搭載されている。

【００１６】導入光学系２０は記録用露光光を対物レン
ズ６（集光手段）まで導く折り返しミラー等で構成され
ている。また焦点検出系２１は対物レンズ６による光デ
ィスク原盤２への露光光の結像位置と光ディスク原盤２
の面との位置ずれとを測定している。また対物レンズア
クチュエータ７は回転する光ディスク原盤２の面振れに
合わせて常に対物レンズ６による光ディスク原盤２への
露光光の結像位置を光ディスク原盤２の面上の所定の記
録位置に焦点を合わせている。対物レンズアクチュエー
タ７は板バネ等の弾性機構で対物レンズ６を支持しボイ
スコイルモータ等で駆動している。

【００１７】また定盤１上には記録用露光光を光ディス
ク原盤２に照射するために記録用レーザ光源８が配置さ
れている。記録用レーザ光源８から発生する露光光の温
度をコントロールするための図示しない冷却水循環用配
管や、露光光の光量を制御したり露光光のｏｎ／ｏｆｆ
を行う図示しないＡＯＭ（Acousto Optic light Modula
tor ：音響光学変調素子）やＥＯＭ（Electro Optic Mo
dulator ：電気光学変調素子）等も定盤１上に記録光学
系として配置されている。

【００１８】図１中の粗動テーブル９の周辺の詳細な構
成について図２を参照しながら説明する。スライダ５上
にはスライダ５の鉛直方向（図２中ｚ軸方向）に移動可
能な粗動テーブル９が設けられている。粗動テーブル９
をベースとして粗動テーブル９に接続される可動部１８
（テーブル）はスライダ５の移動方向に対して同一方向
（図２中ｘ軸方向、定盤１と平行な方向、対物レンズ６
の鉛直方向）に移動が可能である。可動部１８とスライ
ダ５とが接触している部分（面）を固定面１０とする。
この固定面１０には可動部１８を真空吸着するための真
空引き用の穴や溝が設けられており、真空配管１１（固
定手段）を通って真空ポンプ等に接続されている。

【００１９】また固定面１０には空気をスライダ５内部
から可動部１８へと吹き出すための穴や溝が設けられて
おり、スライダ５内の空気配管１２（固定手段）を介し
て高圧の空気が吹き出す事が可能であり、この固定面１
０を真空チャック面１３とする。固定面１０にはクロス
ローラやボール等を用いたリニアガイド１４のレール部
が設けられており、粗動テーブル９にはこのリニアガイ
ド１４の可動体（クロスローラやボール等）が設けられ
ている。粗動テーブル９はスライダ５に設けられる固定
台１５の内部に搭載されるｚ軸駆動機構によってｚ軸方
向に移動可能である。粗動テーブル９はｚ軸駆動機構内
のモータと送りネジ１６とによって駆動される。粗動テ
ーブル９には板バネ１７で支持される可動部１８が接続
されている。これら板バネ１７により可動部１８は粗動
テーブル９が図２中ｚ軸方向に移動する際に粗動テーブ
ル９と一体となってｚ軸方向に移動する。

【００２０】また可動部１８は粗動テーブル９とは独立
して図２中ｘ軸方向（真空チャック面１３に対して垂直
方向）に移動可能である。可動部１８には取り付け用Ｌ
金具１９を介してスライダ５の鉛直方向（図２中ｚ軸方
向）に移動可能な対物レンズ６と集光手段第１微動テー
ブル２２が接続されている。集光手段第１微動テーブル
２２はボイスコイルモータ等の対物レンズアクチュエー
タ７によって対物レンズ６を移動可能としている。

【００２１】この様な構成をしている光ディスク原盤露
光装置の動作について説明する。まず可動部１８とスラ
イダ５とが接触し固定される固定面１０に可動部１８と
スライダ５とをチャッキング状態にする。ここで固定面
１０を真空チャック面１３と呼ぶ。そしてターンテーブ
ル４上に光ディスク原盤２を配置する。スライダ５を図
２中ｘ軸方向に移動させ光ディスク原盤２の所定の記録
位置上に対物レンズ６からの露光光の結合位置（焦点位
置）が所定の位置に合うように移動させる。この時露光
光の焦点位置は光ディスク原盤２の所定の記録位置のｚ
軸方向上にはあるが、露光光の焦点位置（露光光の結合
点）には光ディスク原盤２はまだ配置されていない。そ
の後光ディスク原盤２をターンテーブル４を介してエア
スピンドル３で回転させる。

【００２２】次に真空チャック面１３の真空排気を停止
し、真空チャック面１３に空気配管１２を介して空気を
流し静圧軸受け面とする。この様な動作によって真空チ
ャック面１３（スライダ５と可動部１８との接触面）に
は僅かに隙間が生じる。固定台１５内のｚ軸駆動機構と
送りネジ１６とによって粗動テーブル９と可動部１８と
が降下していき光ディスク原盤２に近付いていく。対物
レンズ６による光ディスク原盤２への露光光の焦点位置
（露光光の結合点）に光ディスク原盤２の面がほぼ配置
される様に可動部１８の位置を逐次制御していく。この
時光ディスク原盤２と対物レンズ６との相対的な位置は
図示しない位置測定手段によって測定され、微動テーブ
ル９をｚ軸駆動機構と送りネジ１６とによって移動させ
て所定の位置に合わせていく。

【００２３】次にスライダ５と可動部１８に対して真空
配管１１から空気を排気して再度真空チャック状態にす
る。この真空チャックされた状態では粗動テーブル９と
スライダ５との剛性は高い。真空チャックにより得られ
る剛性はリニアガイド１４によるものではなく、真空チ
ャック保持された可動部１８とスライダ５との吸着に起
因するものである。

【００２４】スライダ５と可動部１８を真空チャックし
た後、レーザ光源８より発生した露光光は折り返しミラ
ー等の導入光学系２０を介して対物レンズ６に導かれ、
ＡＯＭによって露光光のｏｎ／ｏｆｆを行いながら光デ
ィスク原盤２に露光を行っていく。もし露光作業中にタ
ーンテーブル４の面振れ等によって光ディスク原盤２と
対物レンズ６との相対的な位置が変化した時には、図示
しない位置測定手段から得られた露光光の焦点位置の信
号が対物レンズアクチュエータ７に入力されて、その入
力信号を元に常に対物レンズ６にサーボをかけながら、
対物レンズ６による露光光の焦点位置と光ディスク原盤
２との相対的な位置を制御し所定の記録位置に露光が行
われる様に制御している。

【００２５】以上述べた様な本発明の構成によると、ス
ライダ５と可動部１８とを真空吸着によって固定するこ
とで、固定に必要な剛性を固定の必要な時に得ることが
できる。つまりスライダ５を移動させて対物レンズ６に
よって集光された露光光を光ディスク原盤２の所定の露
光位置（ｘ軸方向）に位置合わせするときにはスライダ
５と可動部１８とは真空吸着されて固定されており、そ
の後ｚ軸方向の焦点を合わせる時に真空チャック面１３
に空気を流し静圧軸受け面として露光位置を調整してい
く。露光位置が決定された後に再度スライダ５と可動部
１８とを真空吸着し剛性を高めることで、スライダ５の
移動によって発生する振動や冷却水によって発生する振
動によって生じるトラックピッチむらを抑制している。

【００２６】また図３を参照にしながら対物レンズ６周
辺の別の構成について説明する。可動部１８には取り付
け用Ｌ金具１９が接続され、取り付け用Ｌ金具１９には
集光手段第２微動テーブル２３が接続されている。集光
手段第２微動テーブル２３はスライダ５の移動方向と同
一方向に移動可能である。集光手段第２微動テーブル２
３には集光手段第１微動テーブル２２が接続されてい
る。集光手段第１微動テーブル２２はスライダ５の鉛直
方向に移動可能である。集光手段第１微動テーブル２２
には対物レンズ６が接続されている。

【００２７】この様な構成がなされていると、集光手段
第２微動テーブル２３によって光ディスク原盤２の半径
方向に対物レンズ６に入射する露光光の照射位置を移動
させることができ、露光中に露光光の照射位置を調整す
ることが可能となる。

【００２８】この様な構成によって可動部１８と取り付
け用Ｌ金具１９とが真空吸着により高い剛性が保たれて
いるため振動によるトラックピッチ誤差を低減してい
る。さらに集光手段第１微動テーブル２２と集光手段第
２微動テーブル２３とによって光ディスク原盤の面振れ
による露光位置の調整も可能とし露光の位置決め誤差を
低減している。この様な動作によってさらにトラックピ
ッチ精度を向上させている。

【００２９】以上述べた様に本発明の光ディスク原盤露
光装置の構成によれば、光ディスク原盤露光装置のスラ
イダ５の移動時に生じる振動や記録用レーザ光源８本体
の冷却水の循環によって生じる振動により、対物レンズ
６が振動しトラックピッチの精度が劣化することを防止
することができる。

【００３０】なお本発明は上記実施例に限定されず、そ
の主旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できること
はいうまでもない。スライダと微動テーブルとの間に空
気を吹き出すことによって静圧軸受け面を構成している
が、これは固定面に対する微動テーブルの摩擦力を減ら
す目的であり、固定面に摩擦係数の小さな材料（例えば
ルーロン樹脂等）を用いたり、固定面に摩擦係数の小さ
な材料をコーティングすることで摩擦力を低減させた構
成でも良い。

【００３１】また固定手段は少なくともスライダと微動
テーブルとを固定すれば良くスライダに内部に設けられ
なくとも微動テーブル内部に設けられても良い。また固
定手段が板バネ等の弾性特性を持った弾性材による予圧
により、スライダと可動部とが固定されていても構わな
い。

【００３２】

【発明の効果】以上述べた様に本発明の構成によれば、
光ディスク原盤露光装置のスライダの移動時に生じる振
動や記録用レーザ光源本体の冷却水の循環によって生じ
る振動により、対物レンズが振動しトラックピッチの精
度が劣化することを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の光ディスク原盤露光装置の側面図

【図２】 本発明の光ディスク原盤露光装置の固定手段
に係る拡大構成図

【図３】 本発明の光ディスク原盤露光装置の集光手段
周辺の拡大構成図

【図４】 従来の光ディスク原盤露光装置の側面図

【符号の説明】

１ 定盤 ２ 光ディスク原盤 ３ エアスピンドル ４ ターンテーブル ５ スライダ ６ 対物レンズ（集光手段） ７ 対物レンズアクチュエータ ８ 記録用レーザ光源 ９ 粗動テーブル １０ 固定面 １１ 真空配管（固定手段） １２ 空気配管（固定手段） １３ 真空チャック面 １４ リニアガイド １５ 固定台 １６ 送りネジ １７ 板バネ １８ 可動部（テーブル） １９ 取り付け用Ｌ金具 ２０ 導入光学系 ２１ 焦点検出光学系 ２２ 集光手段第１微動テーブル ２３ 集光手段第２微動テーブル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光ディスク原盤に照射される露光光を集光
   する集光手段を搭載し該集光手段の鉛直方向に移動可能
   なテーブルと、前記テーブルを搭載し光ディスク原盤の
   半径方向に移動可能なスライダとを具備した光ディスク
   原盤露光装置において、前記スライダと前記テーブルと
   を真空吸着によって固定する固定手段を具備したことを
   特徴とする光ディスク原盤露光装置。
2. 【請求項２】前記固定手段は、静圧軸受け面と真空吸着
   面とを兼用した構造を有す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。
3. 【請求項３】前記テーブルは、前記光ディスク原盤に非
   接触に配置される集光手段と、前記集光手段に接続され
   前記スライダの鉛直方向に移動可能な集光手段第１微動
   テーブルとを具備してい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。
4. 【請求項４】前記集光手段に接続され前記スライダの移
   動方向と同一方向に移動可能な集光手段第２微動テーブ
   ルが具備されていることを特徴とする請求項３記載の光
   ディスク原盤露光装置。