JPH02278522A - 光ディスク原盤露光機のフォーカス制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光ディスク原盤露光機のフォーカス制御装置
に関する。

従来の技術 従来、光ディスク原盤露光機において、光源から出射さ
れた光を対物レンズにより集光して光スポットを形成し
、この先スポットを光ディスク原盤に照射することによ
りその原盤表面にピットを形成している。この場合、そ
の光ディスク原盤に形成されるピットの形状は光スポッ
トの大きさにより左右され、その光スポットの大きさは
対物しンズの焦点位置によって決まる。そこで、目標と
する所定の大きさのピットを常に安定した状態で得るた
めに、対物レンズのフォーカス制御を行う必要がある。

一般に、フォーカス制御を行う手段としてよく知られて
いる方法としては、非点収差法、ナイフェツジ法、臨界
角法、フーコー法、ビームサイズ法等がある。

この場合、フォーカスエラー信号検出光学系において、
上述したような各種の方法により光を分離し、その分離
された光を２分割受光素子や４分割受光素子を用いてそ
れら複数に分割された受光面により検知し、これにより
検出された光量の差分な求めることにより得られたフォ
ーカスエラー信号をもとにしてフォーカス制御を行って
いる。

発明が解決しようとする課題 上述したようなフォーカスエラー信号検出光学系におい
て、前述したような各種の方法により光を分離する場合
、特に、ナイフェツジやシリンドリカルレンズ等をよく
用いており、このためフォーカスエラー信号検出光学系
内における光学素子や受光素子等の位置決めや調整が非
常に難しく、その調整作業に時間がかかり生産効率が悪
い。

課題を解決するための手段 そこで、このような問題点を解決するために、本発明は
、露光光源及びフォーカス制御光源を設け、これら２つ
の光源からそれぞれ出射された光がミラー部材を介して
同一光路に導かれた光路上に偏光ビームスプリッタを設
け、この偏光ビームスプリッタを透過した光の光路上に
１／４波長板を介して、対物レンズ駆動機構を備えた対
物レンズを設け、この対物レンズと対向して光ディスク
原盤を配設し、この光ディスク原盤により反射された光
が前記偏光ビームスプリッタにより反射することにより
形成された光路上に光路分離部材を設け、この光路分離
部材により反射された光の光路上に反射光検知手段を配
設し、前記光路分離部材を透過した光の光路上に透過光
検知手段を配設し、これら反射光検知手段と透過光検知
手段とにより検出された信号が送られ前記対物レンズ駆
動機構と接続されたフォーカスサーボ制御手段を設けた
。

作用 これにより、露光光源及びフォーカス制御光源によりそ
れぞれ出射された光は、偏光ビームスプリッタを透過し
た後、対物レンズを介して、光ディスク原盤上に露光さ
れ、その後、その原盤により反射された光は偏光ビーム
スプリッタにより反射され光路分離手段により反射光と
透過光とに分離され、これら２つに分離された光は反射
光検知手段及び透過光検知手段によりそれぞれ光量が検
出された後、フォーカスサーボ制御手段によりそれらの
光量差に見合った分だけ対物レンズ駆動機構を駆動させ
、これにより対物レンズのフォーカス制御を行うことが
できる。

実施例 本発明の一実施例を第１図及び第２図に基づいて説明す
る。光源には、露光光源としての露光用レーザ光源１　
（例えば、アルゴンイオンレーザ）と、フォーカス制御
光源としてのフォーカス制御用レニザ光源２（Ｉ（ｅ−
Ｎｅレーザ光源）とが設けられている。フォーカス制御
用レーザ光源２がら出射されたフォーカス制御光ａは、
ミラー３により反射され、ダイクロイックミラー４、偏
光ビームスプリッタ５を順次透過し、一方、露光用レー
ザ光源１から出射された露光光すはダイクロイックミラ
ー４により反射され、これによりこれら２つの光源から
出射した光は同一光路上に導かれる。この場合、前記ミ
ラー３と前記ダイクロイックミラー４とは、ミラー部材
を構成している。以下、本発明に係るフォーカス制御光
ａの役割について述べる。

偏光ビームスプリッタ５を透過したフォーカス制御光ａ
は、λ／４板６、対物レンズ７を介して、光ディスク原
盤としてのレジスト基板８上に入射する。その後、反射
されたフォーカス制御光ａは、再び、対物レンズ７、λ
／４板６を介した後、偏向方向が９０’変えられ、偏光
ビームスプリッタ５により反射される。その反射された
フォーカス制御光ａは、光路分離部材としてのハーフミ
ラ−９により反射光と透過光との２つの光に１対１の光
量で分離される。

その反射光は反射光検知手段１０の光路上に導かれる。

その反射光検知手段１０は、光量検出用拡散板状スクリ
ーン１１と拡大レンズ１２とＣＣＤ１３と加算器１４と
よりなっている。これにより、その反射光は拡散板状ス
クリーン１１に投影され、その像が拡大レンズ１２によ
り拡大され、平面」二に配置されたＣＣＤ］、３に投射
され、加算器１４にそのＣＣＤ１．３に投射された面積
に見合った出力が加算される。一方、透過光は透過光検
知手段１５の光路上に導かれる。その透過光検知手段１
５は、プリズム１６と拡散板状スクリーン１７と拡大レ
ンズ１８とＣＣＤ１９と加算器２゜とよりなっている。

これにより、その透過光はプリズム１６を介して一定距
離離れた拡散板状スクリーン１７に投影され、その像は
拡大レンズ１８により拡大され、ＣＣＤ１９上に投影、
され、加算器２０にそのＣＣＤ１．９に投射された面積
に見合った出力が加算される。

そして、このようにして２つのＣＣＤ１３．１９により
得られた出力は、フォーカスサーボ制御手段２１に送ら
れる。このフォーカスサーボ制御手段２１は、差動アン
プ２２とサーボ駆動回路２３とにより構成されている。

この場合、２つのＣＣＤ］、３．１９からの出ツノは、
差動アンプ２２に送られそれらの出力の差分（光量面積
の差分）が求められ、その値（面積差）がサーボ駆動回
路２３に送られる。これにより、サーボ駆動回路２３は
、その面積差の値に応じた量だけの制御信号を対物レン
ズ駆動機構２４に送り、この対物レンズ駆動機構２４は
その送られた制御信号の量に応じて対物レンズ７を光軸
方向に移動させ、これによりフォーカス制御を行うこと
ができる。この場合、２つのＣＣＤ１３，１９がらの出
ノＪの差分（面積差）により得られたフォーカスエラー
信号出カとフォーカス制御量との関係を第２図に示して
おく。

次に、レジスト基板８により反射されたフォーカス制御
光ａが、偏光ビームスプリッタ５により反射された光路
上に配設される光学系の構成の変形例を第３図に基づい
て説明する。

偏向ビームスプリッタ５により反射された光は、λ／２
板２５を介して、光路分離部材としての偏光ビームスプ
リッタ２６により反射光と透過光とに分離される。

その反射光は、一定距離離れた位置に配設された一定径
の穴Ｃを有するスリット２７を通過した後、受光素子２
８によりその光量が検出される。

一方、その透過光は、ミラー２９により反射され、前記
スリット２７と一定の光路差をもって配設されたスリッ
ト３０を通過した後、受光素子３１に検出される。この
場合、スリット２７と受光素子２８とは反射光検知手段
３２を構成し、また、ミラー２９とスリット３０と受光
素子３１とは透過光検知手段３３を構成している。

そして、ここでは、このようにして２つの受光素子２８
，３］によりそれぞれ検出された光量の差分を求め、前
述した実施例（第１図参照）と同様な手段により対物レ
ンズ７を駆動させることによってフォーカス制御を行う
ことができる。

次に、それらスリット２７．３０を用いてフォーカスエ
ラー信号を検出する原理を説明すると以下のようになる
。第４図（ａ）（ｂ）（ｃ）は、レジスト基板８と対物
レンズ７との位置関係により、スリット２７．３０を通
過する光量の変化の様子を示したものである。この場合
、反射光の光路上に設けられたスリット２７の方が透過
光の光路上に設けられたスリット３０よりも光路が短い
ため、相対的にこのような配置になる。そこで、まず、
第４図（ｂ）に示すように合焦点にある時には、光は平
行光の状態でスリット２７．３０を通過するため、これ
により各スリブ＋−２７，３０の位置でのそれぞれの透
過光量Ｓａ、Ｓｂは、第５図（ｂ）に示すように共に等
しいものとなる。また、第４図（ａ）に示すように、遠
焦点にある時には収束光となり、この時の透過光量は第
５図（ａ）に示すように、スリット２７のＳａよりもス
リット３０のｓｂの方が大きくなる。さらに、第４図（
Ｃ）に示すように、近焦点にある時には拡散光となり、
この時の透過光量は第５図（Ｃ）に示すようにスリット
２７のＳａの方がスリット３ｏのｓｂよりも大きくなる
。このようにしてスリット２７．３０を透過する光量を
求め、それらの光量の差分を調べることによって、対物
レンズ７のフォーカス状態を知ることができる。なお、
この場合、Ｓａ、Ｓｂの光量の差分により得られるフォ
ーカスエラー信号出力とフォーカス制御量との関係は、
前述した第２図と同様なグラフになり、λ／２板２５を
回転させ分離される光量比を変えると、光量差にオフセ
ットを持たせることになり、リニアリティの高い場所（
第２図中でＰ点）をＯにすることができる。

発明の効果 本発明は、フォーカス制御光源により出射された光を偏
光ビームスプリッタを透過させた後、対物レンズを介し
て、光ディスク原盤上に露光し、その後、その原盤によ
り反射された光を再び偏光ビームスプリッタに導き反射
させ光路分離手段により反射光と透過光とに分離し、こ
れら２つに分離された光を反射光検知手段、透過光検知
手段によりそれぞれ検出してその差分をとり、フォーカ
スサーボ制御手段によりそれらの差分量に見合った分だ
け対物レンズ駆動機構により対物レンズを駆動させるこ
とによって、その対物レンズのフォーカス制御を行うこ
とができる。従って、従来のようにナイフェツジやシリ
ンドリカルレンズ等を用いていないため、光学素子や光
検知器の位置決めや調整に厳密な精度を必要とせず、こ
れにより光学系の組み立てが非常に容易となるものであ
る。

１・・・露光光源、２・・フォーカス制御光源、３゜４
・　ミラー部材、５・・・偏光ビームスプリッタ、６１
／４波長板、７・・・対物レンズ、８・・・光ディスク
原盤、９・・・光路分離ｓ　ＩＪ、１０・・反射光検知
手段、１５・・・透過光検知手段、２１・・・フォーカ
スサーボ制御手段、２６・・・光路分離部材、３２・・
・反射光検知手段、３３・・・透過光検知手段

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図はフォ
ーカスエラー信号出力とフォーカス制御量との関係を示
すグラフ、第３図は光路分離部材により分離された光を
スリットを用いて検出する別の検出手段を示す光路図、
第４図（ａ）（ｂ）（ｃ）及び第５図（ａ）（ｂ）（ｃ
）はそのスリットを用いた場合におけるフォーカスエラ
ー信号を検出する原理を示す説明図である。 出　願　人　　　　株式会社　リ　コ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　露光光源と、フォーカス制御光源と、これら２つの光
   源からそれぞれ出射された光がミラー部材を介して同一
   光路に導かれた光路上に設けられた偏光ビームスプリッ
   タと、この偏光ビームスプリッタを透過した光の光路上
   に設けられた１／４波長板と、対物レンズ駆動機構を備
   えた対物レンズと、この対物レンズを対向して配設され
   た光ディスク原盤と、この光ディスク原盤により反射さ
   れた光が前記偏光ビームスプリッタにより反射すること
   により形成された光路上に設けられた光路分離部材と、
   この光路分離部材により反射された光の光路上に配設さ
   れた反射光検知手段と、前記光路分離部材を透過した光
   の光路上に配設された透過光検知手段と、これら反射光
   検知手段と透過光検知手段とにより検出された信号が送
   られ前記対物レンズ駆動機構と接続されたフォーカスサ
   ーボ制御手段とによりなることを特徴とする光ディスク
   原盤露光機のフォーカス制御装置。