(57)【要約】【課題】ＣＤやＤＶＤ等の記録密度の大きく異なる各種フォーマットにも対応し、装置を小型化かつ露光の高速化を実現することができ、さらに操作性を向上することができる光ディスク原盤用露光装置を提供する。【解決手段】光ディスク原盤３のレジスト面に対物レンズ２を通じて露光する光ビーム径を作成対象の光ディスクの種類に対応させるため、ビームエキスパンダ２３を構成するレーザ光源２０より遠い側のレンズを焦点距離の異なる他のレンズ２３Ｃに切り替えた後にも、そのレンズ２３Ｃを透過した光軸を、切り替え前のレンズ２３Ａ、２３Ｂの組み合わせの場合と同一の光軸に、一致させる。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザを光源として出射された光ビームの光量を、各種情報を含む信号源で変調した後に、その光ビームを対物レンズで集光して、光ディスク原盤のレジスト面へ露光し、そのレジスト面に前記信号源に含まれる情報を記録する光ディスク原盤用露光装置であって、複数のレンズからなり、そのうちの２枚が前記変調した後に対物レンズに導入される光ビームの光路中に配設されたビームエキスパンダと、前記ビームエキスパンダの前記光路中に配設された２枚のレンズのうち、前記レーザ光源から遠い側のレンズを、そのレンズとは焦点距離が異なる他のレンズに切り替える手段とを備えたことを特徴とする光ディスク原盤用露光装置。
【請求項２】
前記ビームエクスパンダから前記対物レンズに導入される光ビームの光路に対して着脱自在に構成された反射板を設け、前記光路中に置かれた反射板を介して前記対物レンズに導入される光ビームを観察するよう構成したことを特徴とする請求項１に記載の光ディスク原盤用露光装置。
【請求項３】
反射板は、その反射面が露光対象のレジスト面とほぼ同等の反射率をもち、かつ、前記反射面の反対面には反射防止処理が行われ、かつ、前記反射面の反対面が前記反射面と平行ではなくウェッジ板形状をなすように構成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光ディスク原盤用露光装置。
【請求項４】
前記ビームエクスパンダからの光ビームを前記対物レンズに導入する複数のミラーを設け、それらのミラーの少なくとも１枚が透過率５％以下の透過ミラーとし、前記露光対象のレジスト面または前記光路中に置かれた反射板からの反射ビームを基にして前記透過ミラーを透過した光ビームを、撮像手段または位置センサーに導入する手段を設け、前記透過ミラーより前記レーザ光源側の光路中に１／４波長板または１／２波長板を設置したことを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３に記載の光ディスク原盤用露光装置。
【請求項５】
請求項１または請求項２または請求項３に記載の光ディスク原盤用露光装置における光学系調整方法であって、前記露光対象のレジスト面または前記光路中に置かれた反射板からの反射ビームを撮像手段上に集光し、その撮像手段からの出力を用いて前記反射ビームに対応するビーム像をモニタで表示し、前記モニタ上のビーム像が、ビームエキスパンダの光路中の２枚のレンズのうちレーザ光源から遠い側のレンズの切り替え前後で変移しないように、前記レーザ光源から遠い側のレンズを前記ビームエキスパンダ内の光路に垂直な面内で動かして、前記レーザ光源から遠い側のレンズの光軸を位置調整することを特徴とする光学系調整方法。
【請求項６】
前記ビームエクスパンダからの光ビームを前記対物レンズに導入するため、複数のミラーが設置された固定光学系と、前記固定光学系による前記対物レンズへの光ビームの導入位置を調整するため、前記対物レンズを移動させる移動光学系とを備え、前記ビームエクスパンダからの光ビームを、前記固定光学系を介して、前記移動光学系に導入するよう構成したことを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３に記載の光ディスク原盤用露光装置。
【請求項７】
光学部品およびその保持部をそれらがスライド自在に移動するように保持する固定台と、前記固定台上の光学部品およびその保持部を気体の圧力を用いて移動させる駆動手段と、前記駆動手段により移動中の前記光学部品およびその保持部を目標位置に停止させるために、その位置に設置されたストッパーとを備え、前記駆動手段を、前記目標位置では、駆動気体により前記光学部品およびその保持部に対して常に前記ストッパー方向への圧力を保持しつづけているとともに、前記光学部品およびその保持部に対する前記目標位置への移動および原点位置への復帰時は、前記移動中の光学部品およびその保持部を気体圧力の制御により減速して停止するよう構成したことを特徴とする光学部品自動挿入装置。
【請求項８】
請求項７に記載の光学部品自動挿入装置を搭載した光ディスク原盤用露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスク用の原盤を作成する際に、原盤となるレジストが塗布されたガラス板にレーザ光で露光してピットを生成する光ディスク原盤用露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光ディスクには、再生専用型、追記型および書き換え型があり、大容量リムーヴァルを特徴として、パーソナルコンピュータの普及に伴い、音楽、画像にとどまらず広く情報の媒体として活用されている。特に、使用時の利便性に加えて射出成形により大量に生産できることから低価格での情報提供が可能であり、今後さらに生産量が増加する見通しである。
【０００３】
光ディスクの反射面は情報が微細な凹凸形状として記録されており、この凹凸形状を再生装置の読み取りヘッドで反射光量の強弱として検出し、有益な情報へと変換される。このような凹凸形状として情報が記録される光ディスクは、この凹凸がグルーブやピットとして表面に形成されている原盤金型であるスタンパを用いて、それらのグルーブやピットが射出成形により樹脂製の円盤に転写されることにより、作成される。
【０００４】
このような光ディスク原盤を作成する工程を一般にマスタリングと称し、レーザを光源として、レジストを塗布したガラス板をとおし、電気信号により強度変調した集光ビームで露光してピットと呼ばれる凹凸を持った金属板を作成する。この光ディスク原盤用露光装置を、レーザカッティングマシン、またはレーザビームレコーダ（以下、ＬＢＲと称する）という。
【０００５】
以上のような従来の光ディスク原盤用露光装置（ＬＢＲ）について、その概要を以下に説明する。
図１は従来の光ディスク原盤用露光装置におけるビームエキスパンダの機能説明図である。まず、周知の回折理論の計算より、理想レンズで光ビームを絞り込んだとした場合で、必要とするエアリディスク（Ａｉｒｙ  Ｄｉｓｃ）の半径を考慮して、４６０ｎｍ以下の波長を持つレーザ光源を露光光源とし、そこから出射された光ビームは、ミラーにより音響光学素子（ＡＯＭ：Ａｃｏｕｓｔ  Ｏｐｔｉｃ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）又は電気光学素子（ＥＯＭ：Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｏｐｔｉｃ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）等の変調素子を利用した光量制御素子に導入される。露光用の光ビームは、ここで出射パワーを制御され、さらにＤＶＤやＣＤのフォーマッタに代表される信号発生装置（信号源）からの電気信号により光量の強度変調を行うＡＯ変調器又はＥＯ変調器に導入される。
【０００６】
変調後、図１に示すように、通常２枚のレンズから構成されるビームエキスパンダと呼ばれるビーム径の変換機構によりビーム径を拡大して、落射ミラーにより対物レンズに導かれる。光ディスクの種類が異なる場合は、このレンズの組み合わせを変えてビーム径を変化させる必要がある。図１では、２枚のレンズの組み合わせを、レンズ１０１とレンズ１０２にした場合に、入射ビーム径がｄ１からｄ２に拡大される様子を示している。
【０００７】
このように、変調された光ビームを対物レンズにより集光し、レジスト面への露光により信号源の情報を記録する光ディスク原盤作成用の露光装置においては、さまざまなディスクのフォーマットに対応することが求められる一方、小型化および簡易な操作性が重要視されている。しかし、複数のフォーマットへの対応性と小型化かつ簡易操作性は相反する要素であり、この両立は困難であった。
【０００８】
まず、複数フォーマットへの対応性では光学系においても多くの工夫が試みられている。特に記録密度の著しく異なるＣＤとＤＶＤの両方の原盤を作成するには、対物レンズに入射するビーム径を変更することが必要である。すなわち、ＤＶＤのピットはＣＤのピットに比べて約１／２のサイズであるため、周知の回折理論によると、対物レンズに入射させるビーム径としては、ＤＶＤ用のものはＣＤ用のものに比べて２倍に拡大しなければならず、このためのさまざまな方法が提案されている。
【０００９】
例えば、特開平９−１８５８４０号公報（特許文献１）にはビームエキスパンダを交換することによる変更方法が、また特開平７−１６９１１４号公報（特許文献２）には、倍率の異なる２種類のビームエキスパンダを備えた別々の光路を作成しておき、光路の分岐点に設置された偏向ビームスプリッタと、それよりも光源側に設置されたλ／２板との組み合わせでどちらの光路を使用するかを設定するという変更方法が、また特開平１１−１６２０２２号公報（特許文献３）では、ビームエキスパンダを構成する２枚のレンズの間にピンホールを設置し、該ピンホールを光ビームに沿って動かすか、またはそのピンホールの径を変更することにより、ビーム径を変更する方法が、それぞれ記載されている。
【００１０】
実際の製造においては、ＬＢＲによりＣＤとＤＶＤの両方が作成できることは非常に重要な要素である。一方で、両方のフォーマットに対応することにより、光学系が複雑になることも生産の安定性を阻害する要素となるため避けなければならない。
【００１１】
特開平９−１８５８４０号公報に記載のものでは、ＡＯ変調器の変調素子への集光レンズを固定し、変調器透過後のレンズを切り替える方法が開示されている。この方法では、ＡＯ変調器の１次光を使用しているため、変調素子部での回折により、切り替えレンズを挿入した場合にはビーム位置の微細なシフトが避けられない。
【００１２】
また、切り替えレンズの後ろ側に制限開口を設け、ＡＯ変調器からの０次光を遮断しており、このような構成では、レンズの切り替えによってこの開口も切り替える必要があり、対物レンズに収束光を導入する方式のみに対応し、対物レンズに平行光を入射させる無限焦点系と言われる系では使用できないという問題がある。
【００１３】
特開平７−１６９１１４号公報に記載の２種類のエキスパンダを有する光路をきりかえる方法では、その切り替えのために１／２λ板と偏向ビームスプリッタが必要となり、光学系が複雑となる。そのうえ、両方のエキスパンダを透過した光ビームが共に対物レンズの中心を通るように光軸を調整する必要があるが、この作業がかなり煩雑であり、簡易的な操作性を確保できないという問題がある。また、この方法では、ビームエキスパンダの設定が２通りしか作成できず、３通り以上の細かな設定ができないという欠点も残される。
【００１４】
さらに特開平１１−１６２０２２号公報に記載のビームエキスパンダレンズ間にピンホールを挿入する方法では、これによる光軸調整の必要がなく製造装置としては良い方法であるが、透過するビーム径よりも小さい径のピンホールで光ビームを成形するため、光ビームの蹴られにより透過率が大きく低下する。これによりレーザ出射光量を大きくして使用する必要があり、小出力のレーザ光源の搭載が困難となり、装置の小型化ができない。
【００１５】
さらに近年、露光スピードの高速化により、ＤＶＤでは２倍速、ＣＤでは６倍速が標準となっており、従来以上に露光量が必要となってきており、このことからも光量の透過率の低下は大きな問題である。以上のことからピンホールによってビーム径を可変する方法では、装置の小型化が困難であり、また高速露光にも対応できないという問題がある。
【００１６】
【特許文献１】
特開平９−１８５８４０号公報
【００１７】
【特許文献２】
特開平７−１６９１１４号公報
【００１８】
【特許文献３】
特開平１１−１６２０２２号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記のような従来の光ディスク原盤用露光装置においては、ＣＤおよびＤＶＤの両方の作製を可能とすべく、倍率の異なる別のエクスパンダ光路を設置する方法や、ピンホールのような制限開口を設ける方法が用いられてきたが、前者の方法では、光学系が複雑となることから簡易操作性は十分ではなく、また後者の方法では、光量の大きな損失を生じるため小出力レーザの搭載が困難であり、装置の小型化さらには高速露光に対応できないという問題点を有していた。
【００２０】
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、ＣＤやＤＶＤ等の記録密度の大きく異なる各種フォーマットにも対応し、装置を小型化かつ露光の高速化を実現することができ、さらに操作性を向上することができる光ディスク原盤用露光装置を提供する。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の光ディスク原盤用露光装置は、レーザを光源として出射された光ビームの光量を、各種情報を含む信号源で変調した後に、その光ビームを対物レンズで集光して、光ディスク原盤のレジスト面へ露光し、そのレジスト面に前記信号源に含まれる情報を記録する光ディスク原盤用露光装置であって、複数のレンズからなり、そのうちの２枚が前記変調した後に対物レンズに導入される光ビームの光路中に配設されたビームエキスパンダと、前記ビームエキスパンダの前記光路中に配設された２枚のレンズのうち、前記レーザ光源から遠い側のレンズを、そのレンズとは焦点距離が異なる他のレンズに切り替える手段とを備えた構成としたことを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の請求項２に記載の光ディスク原盤用露光装置は、請求項１に記載の光ディスク原盤用露光装置であって、前記ビームエクスパンダから前記対物レンズに導入される光ビームの光路に対して着脱自在に構成された反射板を設け、前記光路中に置かれた反射板を介して前記対物レンズに導入される光ビームを観察するよう構成したことを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の請求項３に記載の光ディスク原盤用露光装置は、請求項１または請求項２に記載の光ディスク原盤用露光装置であって、反射板は、その反射面が露光対象のレジスト面とほぼ同等の反射率をもち、かつ、前記反射面の反対面には反射防止処理が行われ、かつ、前記反射面の反対面が前記反射面と平行ではなくウェッジ板形状をなすように構成したことを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の請求項４に記載の光ディスク原盤用露光装置は、請求項１または請求項２または請求項３に記載の光ディスク原盤用露光装置であって、前記ビームエクスパンダからの光ビームを前記対物レンズに導入する複数のミラーを設け、それらのミラーの少なくとも１枚が透過率５％以下の透過ミラーとし、前記露光対象のレジスト面または前記光路中に置かれた反射板からの反射ビームを基にして前記透過ミラーを透過した光ビームを、撮像手段または位置センサーに導入する手段を設け、前記透過ミラーより前記レーザ光源側の光路中に１／４波長板または１／２波長板を設置した構成としたことを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の請求項５に記載の光学系調整方法は、請求項１または請求項２または請求項３に記載の光ディスク原盤用露光装置における光学系調整方法であって、前記露光対象のレジスト面または前記光路中に置かれた反射板からの反射ビームを撮像手段上に集光し、その撮像手段からの出力を用いて前記反射ビームに対応するビーム像をモニタで表示し、前記モニタ上のビーム像が、ビームエキスパンダの光路中の２枚のレンズのうちレーザ光源から遠い側のレンズの切り替え前後で変移しないように、前記レーザ光源から遠い側のレンズを前記ビームエキスパンダ内の光路に垂直な面内で動かして、前記レーザ光源から遠い側のレンズの光軸を位置調整する方法としたことを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の請求項６に記載の光ディスク原盤用露光装置は、請求項１または請求項２または請求項３に記載の光ディスク原盤用露光装置であって、前記ビームエクスパンダからの光ビームを前記対物レンズに導入するため、複数のミラーが設置された固定光学系と、前記固定光学系による前記対物レンズへの光ビームの導入位置を調整するため、前記対物レンズを移動させる移動光学系とを備え、前記ビームエクスパンダからの光ビームを、前記固定光学系を介して、前記移動光学系に導入するよう構成したことを特徴とする。
【００２７】
また、本発明の請求項７に記載の光学部品自動挿入装置は、光学部品およびその保持部をそれらがスライド自在に移動するように保持する固定台と、前記固定台上の光学部品およびその保持部を気体の圧力を用いて移動させる駆動手段と、前記駆動手段により移動中の前記光学部品およびその保持部を目標位置に停止させるために、その位置に設置されたストッパーとを備え、前記駆動手段を、前記目標位置では、駆動気体により前記光学部品およびその保持部に対して常に前記ストッパー方向への圧力を保持しつづけているとともに、前記光学部品およびその保持部に対する前記目標位置への移動および原点位置への復帰時は、前記移動中の光学部品およびその保持部を気体圧力の制御により減速して停止するよう構成したことを特徴とする。
【００２８】
また、本発明の請求項８に記載の光ディスク原盤用露光装置は、請求項７に記載の光学部品自動挿入装置を搭載した構成としたことを特徴とする。
以上により、レジスト面に露光する光ビーム径を作成対象の光ディスクの種類に対応させるため、ビームエキスパンダを構成するレーザ光源より遠い側のレンズを焦点距離の異なる他のレンズに切り替えた後にも、そのレンズを透過した光軸を、切り替え前のレンズの組み合わせの場合と同一の光軸に、容易に一致させることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す光ディスク原盤用露光装置について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００３０】
図２は本実施の形態の光ディスク原盤用露光装置の機能を示す構成図である。本実施の形態の光ディスク原盤用露光装置は、図２に示すように、ＬＢＲの光学系は、まず光源となるレーザ光源２０から出射されたレーザビームはミラーにより光量制御素子からなるパワーコントロールユニット２１に導かれる。ここで使用されるレーザ光源２０としては、周知の回折理論の計算より、理想レンズで光ビームを絞り込んだとした場合で、必要とするエアリディスク（Ａｉｒｙ  Ｄｉｓｃ）の半径を考慮すると、ＣＤへの記録が可能な波長は４６０ｎｍ以下であればよく特に限定されない。例えば、一般的には、安定な光ビーム特性が容易に得られるレーザとして、波長が４１３ｎｍあるいは３６４ｎｍとなるアルゴンイオンレーザや、３５１ｎｍとなるクリプトンイオンレーザが使用される。
【００３１】
パワーコントロールユニット２１は、ＡＯ変調器やＥＯ変調器と同様の方式を応用し、外部からの電気信号レベルに応じて出射パワーを制限できるものが用いられる。ここでパワーコントロールされた光ビームは、変調器で信号発生器からのパルス波形により強度変調される。変調器としてはＡＯＭ又はＥＯＭが用いられるが、耐久性の面からＡＯＭが好ましい。図２ではＡＯ変調器２２を使用した例を示す。この場合、ＡＯ変調器２２内部で光ビームを集光する必要があるため、ＡＯ変調器２２は集光のためのレンズ２２Ａとコリメートのためのレンズ２２Ｂに挟まれた光学系となる。
【００３２】
変調器２２を透過した光ビームは、ミラーで反射させた後に２枚のレンズで構成された（ここでは、３枚で構成されているが、光路中には２枚のレンズが置かれる）ビームエクスパンダ２３に導かれる。このビームエクスパンダ２３は、レーザ光源２０に近いほうのレンズ２３Ａは固定されているが、遠いほうのレンズ２３Ｂ、２３Ｃは、互いに焦点距離が異なり、一方が光路に挿入されている場合は他方は光路の外側に待機しており、ＬＢＲの動作制御部の指令により、どちらかが自動的に光路に挿入され、または光路からはずされる。
【００３３】
光ディスクの種類によってこれらのレンズ２３Ｂ、２３Ｃを切り替え、対物レンズに導入されるビーム径を変化させることができる。なお、レンズ２３Ｂ、２３Ｃのレンズ２３Ａからの距離は、それぞれのレンズ２３Ｂ、２３Ｃを光路に挿入した場合に、ビームエキスパンダ２３を透過した光ビームが平行光となるように決定される。
【００３４】
ビームエキスパンダ２３を透過後、ミラーにより、対物レンズ２を搭載する移動光学系１に導かれる。移動光学系１は、スライダにより稼動するように構成された光学系であり、少なくとも記録ビームを光ディスク原盤３のレジスト面に集光するためのフォーカス光学系と、記録ビームを露光するための対物レンズから構成されている。
【００３５】
ビームエキスパンダ２３によりその径が拡大された光ビームは、少なくとも２枚のミラー１４Ａ、１４Ｂを介して、対物レンズ２に導入される。このとき光ビームは対物レンズ２の中心を通り、かつ光ディスク原盤３のレジスト面に垂直に照射される必要があり、このための光ビームの位置調整は、初期的には対物レンズ前に配置された２枚のミラー１４Ａ、１４Ｂで行う。このミラー１４Ａ、１４Ｂは反射ビームが作る平面が水平となるように配置されても良いし、垂直であっても良い。
【００３６】
ビームエキスパンダ２３からの光ビームを対物レンズ２に導入する複数のミラーのうち、一部のミラーは透過光が生じるような反射率に設定され、対物レンズ２により集光したレジスト面からの反射光を、モニタするための光学系（後述）に導入される。図２ではミラー１４Ａがそれに相当するが、同様の機能を持たせるためにはミラー１４Ａの位置は限定されない。
【００３７】
モニタ光学系では、５００ｍｍ以上の長焦点レンズ１５を用いて焦点位置に設置されたビーム位置検出装置に導入される。このビーム位置検出装置は、ビーム形状のモニタもかねる場合は、撮像装置として例えばＣＣＤカメラ１６を用い、この場合、ビーム位置はＣＲＴモニタ１７の画面上に表示される。モニタ光学系に導入する光量をコントロールするため、透過機能を有するミラー１４Ａよりもレーザ光源２０に近い側に、波長板２４として、必要とするスポット形状に応じて、１／２波長板または１／４波長板を設置する。この波長板は常に光路中に置かれ、光軸を中心にその垂直面内で回転させることによって、モニタ光学系への導入光量を調整する。
【００３８】
また、ビーム位置の調整のためには、対物レンズ２に導入される光ビームを直接観察する必要があり、そのために、光路中に反射板１８が挿入される。この反射板１８は、通常の露光動作時には光路内になく、調整時にのみ光路中にセットされる。このため、着脱可能な方式で取り付けることも有効であるが、自動または手動で光路内に挿入できる機構が好ましい。
【００３９】
従来、対物レンズ２に導入される光ビームを観察するためには、光路中にウェッジ板等の平面を挿入した形で光学系を組上げる方法があるが、この方法では、光量の一部が奪われ光ビームのパワーを有効に利用できないという問題がある。本実施の形態に示すように、光学系の調整時のみ光路中への反射板１８を挿入する方法では、光量の損失が生じず露光に有効に使用することができる。
【００４０】
なお、反射板１８はそのあおり角度が精密に調整できる機構を有し、露光ビームが反射面に対してレジスト面と同様垂直になるように調整される。また反射面は反射率を光ディスク原盤３のレジスト面とほぼ同等となるように設定しておくことが好ましい。さらに反射面の反対側の面は反射防止コートをほどこしておくこと、または、かつ、反射面の反対側の面が反射面と平行ではなく、ウェッジ板となっていることも有効である。
【００４１】
また、ビームエキスパンダ２３におけるレンズの切替機構であるレンズ挿入装置３０では、位置精度を確保した上で再現よく目的位置に設置できなければならない。本実施の形態によれば、光学部分は固定台上をスライドする機構であり、その駆動源として気体の圧力を用いることにより、容易に動作の高速化が可能である。
【００４２】
光学部分をセットする位置に精度よく停止させるようにストッパーが付与されている。移動時には目的位置または待機位置付近で減速し、光学部品に停止によるショックが発生しないように駆動気体の圧力状態を制御する。この方法として、気体の流量を制限する開口を設けることが有効である。
【００４３】
ビームエキスパンダ２３において、以上の構成を有する光学部品挿入機構を用いることにより、切り替えレンズ２３Ｂ、２３Ｃを精度よくセッティング位置に設置することが可能である。またこの機構には、レンズ２３Ｂ、２３Ｃを光ビームに垂直な面内で位置の微調整が可能な機構が付加されている必要がある。レンズ２３Ｂ、２３Ｃの切り替え時は、これによって光軸が動かないように調整する必要がある。
【００４４】
この時の調整方法としては、反射板１８またはレジスト面からの反射スポットをＣＲＴモニタ１７上で観察しておき、レンズ２３Ｂ、２３Ｃの切り替えによってもＣＲＴモニタ１７上で光ビームの位置が変化しないように、切り替えレンズ２３Ｂ、２３Ｃを光ビームと垂直な面内で動かして調整する。このように非常に単純な調整法により、レンズ２３Ｂ、２３Ｃの切り替えによっても記録ビームの光軸は移動せず、光ビームは対物レンズ２の中心を通るようにセットされる。
【００４５】
これは本発明の重要なポイントであるビームエキスパンダ２３の光源の近い方のレンズ２３Ａを固定することにより、可能となるものである。なお、図２では切り替えレンズが２種類の場合を示しているが、３種類以上の切替機構を設置することも有効である。
【００４６】
次に、露光用のレーザ光源２０として、出力を３０ｍＷとしたアルゴンイオンレーザを用いた場合を例に挙げて詳述する。
まず、図２に示すように、アルゴンイオンレーザを用いたレーザ光源２０より出射された光ビームは、ミラーによりパワーコントロール用の素子ユニット２１に導入される。パワーコントロールユニット２１により目的の光量に設定された光ビームは、集光レンズ２２Ａを用いてＡＯ変調器２２へ導かれる。集光レンズ２２Ａは、ＡＯ変調器２２の変調速度を高める目的で焦点がＡＯ素子内部の結晶に結ばれるようにセットされる。光ビームは、ＡＯ変調器２２でフォーマッタからの電気信号により強度変調され、平行ビームとするための集光レンズ２２Ｂを透過してビームエキスパンダ２３に導入される。
【００４７】
ビームエキスパンダ２３内で光路中にある２枚の集光レンズ２３Ａ、２３Ｂのうち、レーザ光源２０に近いほうのレンズ２３Ａは、レンズ中心に光ビームが透過する位置で固定されている。レーザ光源２０から遠いほうのレンズ２３Ｂは、ここではＣＤ用の原盤露光のためのレンズとしており、ＤＶＤ用の原盤露光のためのレンズ２３Ｃと切り替えて使用できるようになっている。一方のレンズが光路中にある場合は、他のレンズは光路の外側に待機した状態となっており、ＬＢＲ制御系からの信号で自動的に切り替わるようになっている。ＣＤ用のレンズ２３ＢはＤＶＤ用のレンズ２３Ｃよりも焦点距離が短く、よってＣＤ用レンズ２３ＢはＤＶＤ用レンズ２３Ｃよりもレーザ光源２０に近い位置に設置される。
【００４８】
ビームエキスパンダ２３を透過した光ビームは、いくつかのミラーにより対物レンズ２に導かれる。光ビームが対物レンズ２の中心を通るように固定光学系に設置された２枚のミラー１４Ａ、１４Ｂにより調整される。これらのミラーのうち１４Ａは、５％以下の透過率（この透過率は、小さいほどレーザ光の光量ロスが少なくなるが、光ビームの一部をモニタに導入するためには光ビームをある程度透過する必要がある）を有し、反射ビームの一部を取り込んでモニタ光学系へ導入する。このミラー１４Ａ、１４Ｂよりもレーザ光源２０に近い位置には１／４波長板２４が設置され、光軸に対して垂直面内で回転させ、モニタ光量が最適となるように設定される。この１／４波長板２４は、モニタ光量の決定後は、特に光量変更の必要がない限り、回転させる必要はなく固定される。
【００４９】
次には、対物レンズ２へ導入される光ビームをモニタするために、固定光学系用の固定台（図示せず）に反射板１８が設置されている。反射板１８の反射面側は反射率が７％（光ビームをモニタするために最低必要な導入光量が得られる反射率とする）となるように誘電体が付与されており、その裏側の面は反射防止コートが付与されている。この反射板１８は、光学系のビーム位置確認作業では使用するが、通常の光ディスク原盤の生産では全く使用しないため、通常の生産時は光路中の光ビームが当たらない位置に待機している。
【００５０】
また、実際の露光動作においては、光ディスク原盤３のレジスト面から反射された光ビームが対物レンズ２を通してその１部がミラー１４Ａを透過し、焦点距離１２００ｍｍの集光レンズ１５によりＣＣＤカメラ１６上に焦点が来るように、各構成要素が設置される。対物レンズ２に導入される光ビームは、反射板１８を光路中に挿入することにより、その光軸のずれを確認することができる。
【００５１】
また、ビームエキスパンダ２３内の光ディスク対応切り替え用のレンズ２３Ｂ、２３Ｃの位置調整は、光路中にそれぞれのレンズ２３Ｂ、２３Ｃを挿入して目的のエキスパンダ２３を構成し、この時の光ビームがＣＲＴモニタ１７上にあることを確認した後、この光ビームがレンズ切り替えの前後で動かないように、レンズ２３Ｂ、２３Ｃを光ビームに垂直な面内で位置調整を行う。切り替え用の全てのレンズ２３Ｂ、２３Ｃについてこの操作をセッチィング時に１度行っておくことで、以後切り替えによる光軸のずれは生じなかった。
【００５２】
この機構により、レーザ光源２０の出射パワーが３０ｍＷの設定においても、ＣＤおよびＤＶＤ原盤作成用の露光ビームのパワーに十分余裕を確保し、かつＣＤ対応で６倍速、ＤＶＤ対応で２倍速による原盤の製作が実施できた。
【００５３】
以上のように、本実施の形態によれば、露光用のレーザ光源２０より出射された光ビームを、パワーコントロールユニット２１により光量制御し、その後、信号源である信号発生装置からの電気信号により光量変調する変調器２２により変調し、その光ビームをさらに対物レンズ２により集光し、光ディスク原盤３のレジスト面への露光により、信号源の情報を記録する構成において、対物レンズ２に導入する光ビームが平行ビームである場合に、光路中に２枚のレンズ２３Ａ、２３Ｂが置かれたビームエキスパンダ２３を有し、光路中にある２枚のレンズ２３Ａ、２３Ｂのうちレーザ光源２０から遠い側のレンズ２３Ｂを、他の焦点距離を有するレンズ２３Ｃと切り替える機構を設けたことにより、レンズ切り替えの前後でビーム位置の微細なシフトもなく、ＣＤやＤＶＤ等の記録密度が異なるフォーマットに幅広く対応でき、さらには高速露光をも実現することができる。
【００５４】
また、本実施の形態によれば、対物レンズ２とビームエキスパンダ２３の間に、反射板１８として、反射面が露光対象となる光ディスク原盤３のレジスト面とほぼ同等の反射率をもち、かつ反射面の反対面に反射防止処理が行われ、かつ、また反射面の反対面がその反射面と平行ではなくウェッジ板になっている反射板を挿入することにより、ＣＣＤカメラ１６に接続されたＣＲＴモニタ１７を観察するだけで、ビームエキスパンダ２３内で切り替えたレンズの光軸のずれを観察することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、レジスト面に露光する光ビーム径を作成対象の光ディスクの種類に対応させるため、ビームエキスパンダを構成するレーザ光源より遠い側のレンズを焦点距離の異なる他のレンズに切り替えた後にも、そのレンズを透過した光軸を、切り替え前のレンズの組み合わせの場合と同一の光軸に、自動的にかつ容易に一致させることができる。
【００５６】
そのため、ＣＤやＤＶＤ等の記録密度の大きく異なる各種フォーマットにも容易に対応し、装置を小型化かつ露光の高速化を実現することができ、さらに操作性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の光ディスク原盤用露光装置におけるビームエキスパンダの機能説明図
【図２】本発明の実施の形態の光ディスク原盤用露光装置の機能を示す構成図
【符号の説明】
１    移動光学系
２    対物レンズ
３    （レジストが塗布された）光ディスク原盤
１４Ａ    ミラー
１４Ｂ    ミラー
１５    集光レンズ
１６    ＣＣＤカメラ
１７    ＣＲＴモニタ
１８    反射板
１９    落射ミラー
２０    レーザ光源
２１    パワーコントロールユニット（光量制御素子）
２２    ＡＯ変調器
２２Ａ、２２Ｂ    集光レンズ
２３    ビームエキスパンダ
２３Ａ    固定レンズ
２３Ｂ、２３Ｃ    切り替えレンズ
２４    波長板
３０    レンズ挿入装置
【図１】
2004185763.tif 000003
【図２】
2004185763.tif 000004