JPH07169111A - 光ディスク原盤露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光軸変動にともなう光量変動に対しても、常
に安定な溝形状を得、レジスト感度の異なる露光に関し
ても、安定な制御を可能となる。 【構成】 アルゴンレーザ１から出射した光は、ビーム
スプリッタ２により分割され、それぞれミラーＭを介
し、光量変調用のＡ／Ｏ変調器３ａ，３ｂ，信号変調用
のＡ／Ｏ変調器４ａ，４ｂを介した後、所定の光径とな
るように、それぞれビームエキスパンダー５ａ，５ｂを
通過し、一方はλ／２板６を介し、例えば偏光ビームス
プリッタ（ＰＢＳ）７によって合成され、ミラーＭによ
ってフォーカスサーボされるアクチュエータ８の中の対
物レンズ９を透過し、ターンテーブル１０上のレジスト
塗布基板１１上にスポットを形成して露光される。対物
レンズ９の下側に光量センサを挿入して光量をモニタす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク原盤露光装
置に関し、より詳細には、光軸変動にともなう光量変動
に対しても、レンズ下でモニタすることにより、光量を
測ることができるようにした光ディスク原盤露光装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク原盤露光においては、通常、
光学系内の入射光量をモニタ又はレジスト基板からの反
射光量をモニタしている露光時の設定光量は、最初に対
物レンズ下での光量とモニタ光量の相関を予め測定して
おき、試し露光における光量と溝形状の関係から光量を
設定している。

【０００３】例えば、特開平４−３１１８３４号公報に
記載されている「光ディスク原盤のグループ作製方法」
は、光ディスク原盤のフォトレジスト膜上にレーザ光を
照射してグループを形成する際に、ディスク全周にわた
って均一な幅のトラッキング用グループを形成するため
に、レーザビーム照射の際に、内周から外周へ向かうに
従って、所望の割合でカッティングパワーを徐々に下げ
ていくようにしたものである。このように、ＣＡＶ（Co
nstant Angular Velocity：回転角一定）等の光量設定
のように溝形状は光量の違いにより強度分布が異なり、
単純な光量設定では均一な溝形状が得られなく、光量制
御をしなくてはならないのが現状である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来の
光量モニタは、光学系内で入射光管理又はレジスト基板
からの反射光モニタでの光量管理を行ってきたが、レー
ザ本体の時間経過による変動もしくは環境条件（温湿
度）等により光軸変動が生じる。前者は、レーザ出力不
足を補うため、電流値を上昇させることにより加熱さ
れ、光軸に変動を生じ、そのため、光量制御用の音響光
学変調器の出力も変動し、対物レンズへの軸も異なり、
レンズ出射光量の変動となる。後者も１℃の変化で光学
系のバランスが変化して光軸ずれが生じ、対物レンズ下
での光量が変動し、安定な溝形状が得られない。

【０００５】入射光モニタでは、わずかな傾きの影響は
測定不能であり、反射光モニタではレジスト膜厚又は基
盤の傾きによる反射光のケラレにより、実際の露光光量
を測定しているとはいえない。また、光ディスクの多様
化により、光に対する感度の異なるレジストをそれぞれ
使いわけることも必要になってきている。高感度のレジ
ストに対しては、光量を少なくし、低感度のレジストに
対しては、高光量の照射が必要である。低光量制御は、
音響光学変調器に対して低電圧制御となり、ノイズ等の
影響度が大となるばかりか、光量設定に対しても誤差が
大となり、所望の安定した溝形状が得られないという欠
点がある。

【０００６】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たもので、光ディスク原盤露光装置における避けられな
い光軸変動に伴う光量変動に対しても、常に安定な溝形
状の得られる露光手段を提供すること、また、レジスト
感度の異なる露光に関しても、より安定な制御ができる
ようにした光ディスク原盤露光装置を提供することを目
的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、（１）露光光源としてのレーザ光を２分
割後、それぞれ光量変調用の音響光学変調器と信号変調
用の音響光学変調器とを介し、ビームエキスパンダーに
て必要入射光径とした後合成し、フォーカスサーボされ
る対物レンズに入射後、ターンテーブル上のレジスト塗
布基板に露光潜像をつくる光ディスク原盤露光装置にお
いて、前記対物レンズ透過後の光量を測定する光量セン
サを設け、該光量センサが対物レンズ下に挿入又は排出
すること、更には、（２）前記対物レンズは通常のレジ
スト塗布基板露光位置に略合致した位置で光量が測定で
きること、更には、（３）前記（２）において、露光前
後にそれぞれの軸の露光光量を測定すること、更には、
（４）前記（１）,（２）又は（３）において、露光前
測定時には所定の設定光量になるよう、それぞれの光量
変調用の音響光学変調器への電圧をフィードバックし、
該電圧で露光し、露光後は前記電圧に基づいた所定の電
圧での光量を測定すること、更には、（５）前記
（１）,（２）,（３）又は（４）において、露光前に光
量変調用の音響光学変調器に上限制御電圧を単位電圧毎
に加え、それぞれの出力を対物レンズ下に挿入した光量
センサで測定し、該光量センサにより測定された特性値
によって音響光学変調器の出力制御をして露光するこ
と、更には、（６）前記（１）において、光量変調用の
音響光学変調器の後に対物レンズまでの光路中に光量減
衰用のフィルタを脱着可能に設けたこと、更には、
（７）前記（１）において、光量変調用の音響光学変調
器の後段に、更にフィルタ用としての光量変調用の音響
光学変調器を設置したこと、更には、（８）前記（６）
において、対物レンズ下の光量センサによる音響光学変
調器の電圧設定後、露光時にフィルタを装着し、一定の
減衰率で露光を行い、露光後はフィルタを介した光量と
フィルタを外した光量を測定すること、或いは、（９）
レジスト塗布基板の記録領域外の外周部のレジスト厚さ
を、常に一定となる厚さにすること、更には、（１０）
前記（７）において、レジスト塗布基板の外周部に露光
光を照射し、その反射透過光量を測定し、吸光量を演算
し、フィルタとしての音響光学変調器にフィードバック
することを特徴としたものである。

【０００８】

【作用】本発明による光ディスク原盤露光装置におい
て、アルゴンレーザから出射した光は、ビームスプリッ
タにより分割され、それぞれミラーを介し、光量変調用
のＡ／Ｏ変調器，信号変調用のＡ／Ｏ変調器を介した
後、所定の光径となるように、それぞれビームエキスパ
ンダーを通過し、一方はλ／２板を介し、例えば偏光ビ
ームスプリッタ（ＰＢＳ）によって合成され、ミラーに
よってフォーカスサーボされるアクチュエータの中の対
物レンズを透過し、ターンテーブル上のレジスト塗布基
板上にスポットを形成して露光される。対物レンズの下
側に光量センサを挿入され、光量をモニタし、光軸変動
に対しても常に安定な溝形状を得るように光量を制御す
る。

【０００９】

【実施例】実施例について、図面を参照して以下に説明
する。図１は、本発明による光ディスク原盤露光装置の
一実施例を説明するための構成図で、図中、１はアルゴ
ンレーザ、２はビームスプリッタ、３ａ，３ｂは光量変
調用音響光学（Ａ／Ｏ：Acousto-Optical）変調器、４
ａ，４ｂは信号変調用Ａ／Ｏ変調器、５ａ，５ｂはビー
ムエキスパンダー、６はλ／２板、７は偏光ビームスプ
リッタ（ＰＢＳ）、８はアクチュエータ、９は対物レン
ズ、１０はターンテーブル、１１はレジスト塗布基板で
ある。

【００１０】光源として、例えば、アルゴンレーザ１か
ら出射した光は、ビームスプリッタ２により分割され、
それぞれミラーＭを介し、光量変調用のＡ／Ｏ変調器３
ａ，３ｂ，信号変調用のＡ／Ｏ変調器４ａ，４ｂを介し
た後、所定の光径となるように、それぞれビームエキス
パンダー５ａ，５ｂを通過し、一方はλ／２板６を介
し、例えば偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）７によって
合成され、ミラーＭによってフォーカスサーボされるア
クチュエータ８の中の対物レンズ９を透過し、ターンテ
ーブル１０上のレジスト塗布基板１１上にスポットを形
成して露光される。

【００１１】本実施例は、レジスト基板１１がない状態
の時、図２に示すように、対物レンズ９の下側に光量セ
ンサ１２が挿入される。該光量センサ１２は、露光前に
挿入され、対物レンズ９下の定位置にきたとき、それぞ
れの光軸の光が所定光量を出射するようにする。これ
は、信号変調用のＡ／Ｏ変調器４ａ，４ｂをＯＮにして
もよく、また、シャッタ（図示せず）で開閉してもよ
い。また、対物レンズ９の位置は、レジスト基板１１を
露光する位置と略合致させるのが良い。露光開始時は、
光量センサ１２は対物レンズ９下から外れ、レジスト基
板１１が挿入される。

【００１２】光量センサ１２でモニタした光量が設定光
量と異なる場合は、光量変調用のＡ／Ｏ変調器３ａ，３
ｂのドライバに電圧を加減入力し、設定光量になるよう
にする。該光量変調用のＡ／Ｏ変調器３ａ，３ｂへの電
圧値を基準に露光を行う。露光後は、レジスト基板１１
を外した後、Ａ／Ｏ変調器へその電圧値を入力し、再び
光量センサ１２を対物レンズ９の下に挿入し、その光量
をモニタする。

【００１３】実施例２では、上記光量モニタ１２が対物
レンズ９の下に挿入された時、光量変調用のＡ／Ｏ変調
器３ａ，３ｂのドライバに０Ｖから上限電圧（例えば、
１Ｖ，５Ｖ）を単位電圧（例えば０.１Ｖ）毎に与え、
図３に示すように、Ａ／Ｏ特性を測定する。この時の光
量に対する電圧値の関係を演算し、ＣＡＶ露光時の溝形
成に必要な光量を演算し、図４に示すような半径位置に
応じた光量を出射させる。

【００１４】図５は、本発明による光ディスク原盤露光
装置の他の実施例（実施例３）を示す図で、図中、１３
はレジスト基板、１４，１５はフィルタで、その他、図
１と同じ作用をする部分は同一の符号を付してある。例
えば、高感度のレジスト基板１３を用いた場合、必要露
光光量は少くてすむ。この時、必要光量に応じて光量変
調用のＡ／Ｏ変調器３ａ，３ｂへの入力電圧を小さくす
ると、ノイズの影響が大きくなり、光量変動が生じる。
図５に示すように、光量変調用のＡ／Ｏ変調器３ａ，３
ｂへの入力電圧は略等しくし、フィルタ１４，１５を入
れて光量を減衰させる。この場合、露光前後の光量測定
はフィルタを外した状態で測定する。

【００１５】図６は、本発明による光ディスク原盤露光
装置の更に他の実施例（実施例４）を示す図で、図中、
１６ａ，１６ｂはＡ／Ｏ変調器で、その他、図１と同じ
作用をする部分は同一の符号を付してある。Ａ／Ｏ変調
器３ａ，３ｂの後段に別のＡ／Ｏ変調器１６ａ，１６ｂ
を挿入し、実施例３で述べたと同様のフィルタの働きを
電気的にさせることもできる。

【００１６】図７は、本発明による光ディスク原盤露光
装置の更に他の実施例（実施例５）を示す図で、図中、
１７はレジスト基板、１８，１９はディテクタ、２０は
偏光ビームスプリッタ、２１はＡＭＰ（アンプ）、２２
は演算回路、２３はフィードバック回路、２４はＡ／Ｏ
ドライバで、その他、図１と同じ作用をする部分は同一
の符号を付してある。レジスト基板の外周部にレジスト
が低感度，高感度とどちらに変わっても、常に同じ厚さ
となるようにスピナー塗布したレジスト基板１７を用意
する。この外周部に最初露光光の一部（光学系の一部一
定光量）を照射し、その透過光又は反射光をディテクタ
１８又は１９で測定し、光の吸収率を演算することで、
感度の代用値として、その値によって、実施例４で述べ
たＡ／Ｏ変調器１６ａ，１６ｂの入力電圧にフィードバ
ックすることなどのような感度のレジストを露光する時
でも、自動的に適正光量を出射することができる。

【００１７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、以下のような効果がある。 （１）請求項１に対応する効果：レーザの熱的安定がく
ずれたり、環境温湿度の変化により光学系の光軸がわず
かにずれ、対物レンズに少々のケラレが生じても、レン
ズ下でモニタすることにより、その状態での光量を測る
ことができる。 （２）請求項２に対応する効果：露光面位置と略合致し
ているため、対物レンズまで含んだ光学系の光軸ずれを
含んだ光量が測定できる。 （３）請求項３に対応する効果：光学系の各軸の光量を
別々に測定できるため、それぞれの光軸等による影響が
わかる。 （４）請求項４に対応する効果：光量測定後、Ａ／Ｏ変
調器にフィードバックできるため、光軸のずれ分を光量
で補え、溝形状が安定する。また、露光前で行うため、
より変動補正が小さくてすむ。また、露光後は所定の電
圧での光量を出すため、露光前後での光量変動が明確に
把握できる。 （５）請求項５に対応する効果：レーザ光軸の変動があ
る場合、Ａ／Ｏ変調器に対する入射角がずれ、制御電圧
に対する出射光量効率が変化する。実施例では、変化し
ても、その都度補正するため、特にＣＡＶのように外周
に向かって光量を変える場合も常に出力光量を正しく出
すことができる。 （６）請求項６及び解決手段８に対応する効果：一定減
衰率のフィルタを選ぶことができるため、感度に合わせ
て選定できる。また、Ａ／Ｏ変調器に対する入力電圧は
変わらないため、ノイズ（電気光学）に対しても影響度
は一定となる。設定光量は、フィルタを外して行うた
め、上述効果は変わらない。また、露光後はフィルタの
有無の結果がモニタできるため、露光中の変化も把握で
きる。 （７）解決手段７に対応する効果：Ａ／Ｏ変調器を用い
て電気的にフィルタの減衰率を変えることができるた
め、元のＡ／Ｏ変調器の特性を変えずに行うことができ
る。 （８）解決手段９に対応する効果：レジスト基板の外周
部に一定の厚さにレジストを塗ることにより、厚さから
生じる反射率は常に一定とすることができる。また、外
周に塗ることは、通常のスピナー塗布でも容易に行うこ
とができる。 （９）解決手段１０に対応する効果：一定厚さのレジス
トに対して、透過反射光量を測定することができ、レジ
ストのもつ吸光度を把握することが可能となる。 また、その値に応じてＡ／Ｏへフィードバックし、フィ
ルタの減衰率を決定することができるため、どんな感度
のレジストでも光学系の調整を不要にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による光ディスク原盤露光装置の一実
施例を説明するための構成図である。

【図２】 本発明におけるレジスト基板がない状態の時
を示す図である。

【図３】 本発明におけるＡ／Ｏ特性を示す図である。

【図４】 本発明における半径位置に応じた光量を示す
図である。

【図５】 本発明による光ディスク原盤露光装置の他の
実施例を示す図である。

【図６】 本発明による光ディスク原盤露光装置の更に
他の実施例を示す図である。

【図７】 本発明による光ディスク原盤露光装置の更に
他の実施例を示す図である。

【符号の説明】

１…アルゴンレーザ、２…ビームスプリッタ、３ａ，３
ｂ…光量変調用Ａ／Ｏ変調器、４ａ，４ｂ…信号変調用
Ａ／Ｏ変調器、５ａ，５ｂ…ビームエキスパンダー、６
…λ／２板、７…偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）、８
…アクチュエータ、９…対物レンズ、１０…ターンテー
ブル、１１…レジスト塗布基板。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 露光光源としてのレーザ光を２分割後、
   それぞれ光量変調用の音響光学変調器と信号変調用の音
   響光学変調器とを介し、ビームエキスパンダーにて必要
   入射光径とした後合成し、フォーカスサーボされる対物
   レンズに入射後、ターンテーブル上のレジスト塗布基板
   に露光潜像をつくる光ディスク原盤露光装置において、
   前記対物レンズ透過後の光量を測定する光量センサを設
   け、該光量センサが対物レンズ下に挿入又は排出するこ
   とを特徴とする光ディスク原盤露光装置。
2. 【請求項２】 前記対物レンズは通常のレジスト塗布基
   板露光位置に略合致した位置で光量が測定できることを
   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】 露光前後にそれぞれの軸の露光光量を測
   定す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。
4. 【請求項４】 露光前測定時には所定の設定光量になる
   よう、それぞれの光量変調用の音響光学変調器への電圧
   をフィードバックし、該電圧で露光し、露光後は前記電
   圧に基づいた所定の電圧での光量を測定することを特徴
   とする請求項１,２又は３記載の光ディスク原盤露光装
   置。
5. 【請求項５】 露光前に光量変調用の音響光学変調器に
   上限制御電圧を単位電圧毎に加え、それぞれの出力を対
   物レンズ下に挿入した光量センサで測定し、該光量セン
   サにより測定された特性値によって音響光学変調器の出
   力制御をして露光することを特徴とする請求項１,２,３
   又は４記載の光ディスク原盤露光装置。
6. 【請求項６】 光量変調用の音響光学変調器の後に対物
   レンズまでの光路中に光量減衰用のフィルタを脱着可能
   に設けた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。