(57)【要約】【課題】原盤の真円度及び芯出装置の精度のバラツキによる高速回転時の遠心力による原盤の飛散を防止すると共に、偏芯量に合わせた制御を行い、露光性能の品質向上、露光時間の短縮ができる原盤露光装置を提供する。【解決手段】本発明は、原盤露光装置であって、ターンテーブル１５を回転させてターンテーブルの回転軸芯に対する原盤の偏芯量を計測する偏芯量計測手段１８と、該偏芯量計測手段で計測された原盤の偏芯量に応じて少なくともターンテーブルの回転を制御する制御手段３０，３２とを備えたことにある。【選択図】　図２
2004022032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸芯を中心にして回転されるターンテーブルと、記録レンズを設けた光学ヘッドと、該光学ヘッドを前記ターンテーブルの半径方向に直線運動させるスライダとを備え、記録情報を持った露光レーザ光を前記光学ヘッドの記録レンズによって前記ターンテーブル上に芯出機構により芯出しされて載置された原盤上に集光照射して露光する原盤露光装置であって、
前記ターンテーブルを回転させて前記ターンテーブルの回転軸芯に対する前記原盤の偏芯量を計測する偏芯量計測手段と、
該偏芯量計測手段で計測された原盤の偏芯量に応じて少なくとも前記ターンテーブルの回転を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする原盤露光装置。
【請求項２】
請求項１記載の原盤露光装置において、前記制御手段は、さらに、前記計測された原盤の偏芯量に応じて前記スライダの直線運動も制御するように構成したことを特徴とする原盤露光装置。
【請求項３】
請求項２記載の原盤露光装置において、前記制御手段は、前記計測された原盤の偏芯量が規格値より小さい場合には、該原盤の偏芯量に応じたターンテーブルの回転速度及びスライダの線速度を演算し、該演算されたターンテーブルの回転速度に基いて前記ターンテーブルの回転を制御し、前記演算されたスライダの線速度に基いて前記スライダの直線運動を制御するように構成したことを特徴とする原盤露光装置。
【請求項４】
請求項１記載の原盤露光装置において、前記制御手段は、前記計測された原盤の偏芯量が規格値より大きい場合には、露光開始を中止もしくは露光を停止するように構成したことを特徴とする原盤露光装置。
【請求項５】
請求項１記載の原盤露光装置において、前記制御手段は、前記計測された原盤の偏芯量が規格値より大きい場合には、前記芯出機構によるターンテーブル上への原盤の芯出しおよび前記偏芯量計測手段による原盤の偏芯量の計測を繰り返すように構成したことを特徴とする原盤露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスク用などの原盤露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、光ディスク用原盤露光装置においては、ターンテーブル上に真空吸着させたガラス原盤を高速で回転させ、短波長のレーザー光をスライドさせることにより、ガラス原盤上に塗布されているレジストを露光し、螺旋状の溝を切っている。
【０００３】
この際、ターンテーブル上のガラス原盤が偏芯していると、回転により遠心力が発生し、高速回転するとガラス原盤が飛散したり、ターンテーブルの回転精度が悪くなるため、高精度な芯出精度が要求され、ガラス原盤自身の真円度においても高精度化が求められている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ターンテーブル上のガラス等の原盤の偏芯量を低減するために高精度な芯出装置を設けているが、芯出装置の芯出精度及び原盤の真円度にはバラツキがある。このバラツキにより、高速回転時にガラス等の原盤が飛散、回転精度悪化による、露光品質の悪化等の課題がある。
【０００５】
本発明の目的は、上記課題を解決すべく、露光性能の品質向上および露光時間の短縮をはかり、しかも原盤の飛散を防止することができる原盤露光装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、原盤露光装置において、原盤の芯出後の偏芯量を計測し、偏芯量により回転速度制御に制限を加え、原盤の飛散を防止すると共に、偏芯量に応じた回転可能な最高回転速度により露光を行い、露光品質の向上及び露光時間の短縮を行う。
【０００７】
即ち、本発明は、原盤露光装置において、ターンテーブルを回転させて前記ターンテーブルの回転軸芯に対する原盤の偏芯量を計測する偏芯量計測手段と、該偏芯量計測手段で計測された原盤の偏芯量に応じて少なくとも前記ターンテーブルの回転を制御する制御手段とを備えたことにある。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る原盤露光装置の実施の形態について図面を用いて説明する。
【０００９】
図１は、本発明に係る光ディスク用原盤露光装置の一実施の形態を示す概略構成図である。原盤露光装置は、図１に示すように、露光用ビームを出射する光学系として、例えば、３００ｎｍ以下の波長を有する超紫外化レーザ光を出射する露光用レーザ光源１と、該露光用レーザ光を反射するミラー２と、パワー変動及びノイズを除去するノイズイータ３と、該ノイズイータ３でパワー変動及びノイズが除去された露光用レーザ光を反射するミラー４と、該ミラー４から得られる露光用レーザ光を光路６ａ、光路６ｂに分岐するビームスプリッタ５とを有している。さらに、光学系としては、光路６ａにはピットを刻むためのオン・オフ信号を付加するレーザ変調器７が設けられ、光路６ｂにはウォーブル信号を付加するレーザ偏向素子８が設けられ、分岐したレーザ光を光路６ｃに合流させるビームスプリッタ９が設けられている。
【００１０】
矢印方向に直線運動させて原盤（円板状の被露光基板）１３上に露光するスライダ１０には、記録レンズ１１および自動焦点機構１２を搭載した光学ヘッドを備えて構成される。自動焦点機構１２は、光路６ｃを通過した露光レーザ光が記録レンズ１１によって感光剤を塗布したガラスなどの原盤１３上で焦点を結ぶことを可能に制御するもので、記録レンズ１１と原盤１３の距離を計測するレーザ光源、光学素子、およびセンサ等（図示せず）で構成される。
【００１１】
原盤１３は回転運動制御可能なターンテーブル１５上に吸着されて載置され、芯出機構（図示せず）で芯出しされる。また、スライダ１０には、露光レーザ光のプロファイルを同時に観察することができるＣＣＤカメラ１４が搭載されている。
【００１２】
以上説明したように、記録用のピットを刻むためのオン・オフ信号が付加された露光レーザ光または記録用のウォーブル信号が付加された露光レーザ光をスライダ１０上まで出射する露光用レーザ光光学系と、該露光用レーザ光光学系から出射される露光用レーザ光を原盤上に集束照射して記録する記録レンズ１１、自動焦点機構１２およびレーザ光の記録プロファイルを観察するＣＣＤカメラ１４を搭載した光学ヘッドを備えたスライダ１０とが、防振台（図示せず）で支持された原盤露光装置本体２１上に設置される。
【００１３】
次に、本発明に係る原盤露光装置の動作について説明する。露光前に、フォトレジスト塗布工程でフォトレジストが塗布されたガラス等の原盤１３は、搬送ロボット機構（図示せず）により収納ボックス（図示せず）から取り出されて、ターンテーブル（スピンドル）１５上に搬送されて例えば真空吸着される。その後、原盤１３は、吸着を解除して、芯出機構を用いて芯出しされ、吸着を作動させてターンテーブル１５上に芯出しされた状態で固定される。芯出機構としては、例えば原盤１３に対してターンテーブル１５の回転軸芯を中心にして対称的に配置されたカム機構によって両側から同じ変位で押圧することによって原盤１３は、ターンテーブル１５の回転軸芯に対して芯出しされる。
【００１４】
次に、露光工程においては、露光レーザ光源１から発振されたレーザ光は、ノイズイータ３でパワー変動及びノイズを除去した後、ビームスプリッタ５によって光路６ａと光路６ｂに分岐される。光路６ａのレーザ光はレーザ変調器７でピットを刻むためのオン・オフ信号を、光路６ｂのレーザ光はレーザ偏向器８でウォーブル信号をそれぞれ付加され、ビームスプリッタ９で２つに分れていたレーザ光は光路６ｃに合流される。その後、記録情報が付加された露光レーザ光は、原盤１３に対して相対的に直線運動するスライダ１０に搭載された記録レンズ１１を通り、合焦点状態に制御された原盤１３に集束照射されて露光記録される。
【００１５】
なお、スライダ１０の直線運動とターンテーブル１５の回転運動とを組み合わせることにより、記録レンズ１１の光軸の位置（露光レーザ光の照射露光位置）は、原盤１３上を例えばらせん状または同心円状（円周状）に露光軌跡をとることが可能となる。また、原盤１３に対してピットとしてオン・オフ信号を露光する場合にはレーザ変調器７を作動させ、原盤１３に対してウォーブル信号を露光する場合にはレーザ偏向器８を作動させることになる。
【００１６】
このように、露光記録する情報が、レーザ変調信号に変換されてレーザ変調器７またはレーザ偏向信号に変換されてレーザ偏向器８に入力されることによって、原盤１３上に、例えばらせん状または同心円状の露光軌跡を取ることによって露光記録されることになる。
【００１７】
次に、本発明に係る原盤の芯出し後に計測される原盤の偏芯量に基く原盤の回転速度制御の実施の形態について図２〜図５を用いて説明する。
【００１８】
図２は、本発明に係る原盤露光装置におけるスライダ制御系およびスピンドル制御系を含むシステム構成の一実施例を示す図である。図３は、原盤露光装置におけるスライダ、光学ヘッドおよびターンテーブルを示す平面図である。図４および図５は制御フローを示す図である。
【００１９】
図２及び図３に示すように、スピンドル１６は、防振台（図示せず）に支持された原盤露光装置本体２１に取り付けられ、空気軸受け等の軸受けによって回転自在に支持された回転出力をターンテーブル１５に固定している。従って、スピンドル用ドライバ３２は、制御用計算機３０からのスピンドル制御指令に基いてスピンドル１６を回転駆動して芯出しされた原盤１３を吸着したターンテーブル１５を所望の回転速度（回転数）で回転させる。
【００２０】
記録レンズ１１、自動焦点機構１２およびＣＣＤカメラ１４を搭載した光学ヘッドを備えたスライダ１０は、スライドレール１７に倣って空気軸受け等の軸受けによって直線運動できるように支持されている。当然、スライドレール１７には、駆動源１９と、該駆動源１９からの出力によりスライダ１０を直線運動させる機構とが設けられている。従って、スライダ用ドライバ３３は、制御用計算機３０からのスライダ制御指令に基いて駆動源１９を駆動して光学ヘッドを取り付けたスライダ１０を所望のスライド速度で直線運動させる。
【００２１】
変位計（偏芯量計測手段）１８は、非接触で、回転されたターンテーブル１５に吸着された原盤１３の偏芯量を計測するものである。そのため、変位計アンプ３１は、変位計１８で計測された原盤の偏芯量を示す信号を増幅して制御用計算機３０に入力する。
【００２２】
以上説明した構成によれば、まず、芯出機構（図示せず）により芯出しされたガラス等の原盤１３は、スピンドル１６に取付られたターンテーブル１５の上に例えば真空吸着により固定されている。次に、制御用計算機３０からのスピンドル制御指令に基いてスピンドル用ドライバ３２によってスピンドル１６を回転駆動してターンテーブル１５を回転させることにより原盤１３を回転させ、非接触の変位計１８により原盤の偏芯量を計測する。該変位計１８で計測された原盤の偏芯量は変位計アンプ３１より制御用計算機３０に入力される。制御用計算機３０は、入力された原盤の偏芯量に応じてスピンドル回転数（スピンドル回転速度）、スライド速度が算出され、該算出されたスピンドル回転数、スライド速度がそれぞれスピンドル用ドライバ３２、スライド用ドライバ３３に送信され、スピンドル１６、スライダ１０が駆動制御される。
【００２３】
ところで、制御用計算機３０は、変位計１８で計測された偏芯量が原盤の回転速度限界に達すると判断したとき、スピンドル用ドライバ３２にスピンドル停止指令を発してスピンドル１６を自動的に停止させることにより原盤１の飛散を防止することが可能となる。
【００２４】
次に、露光前（装置運転前）の制御フローについて図４を用いて説明する。即ち、ステップＳ４１において、原盤１３をターンテーブル１５に載せる。次に、ステップＳ４２において、載せられた原盤１３を芯出機構によりターンテーブルの回転軸芯に対して芯出を行ってターンテーブル１５に吸着させて固定する。その後、ステップＳ４３において、スピンドル１６を低速回転させ、変位計１８により原盤の偏芯量を計測して変位計アンプ３１で増幅して制御用計算機３０に入力する。
【００２５】
制御用計算機３０は、ステップＳ４４において、偏芯量Ｂが規定値Ａよりも大きく露光不可能と判断される場合には、芯出機構（図示せず）に指令を出し、ステップＳ４２〜Ｓ４３を複数回リトライを行う。このように複数回リトライしても偏芯量Ｂが規定値Ａよりも大きく露光不可能の場合には、制御用計算機３０は、スピンドル１６やスライダ駆動源１９、露光レーザ光源１等に中止指令を発して装置運転（露光）するのを中止する。
【００２６】
制御用計算機３０は、ステップＳ４４において、偏芯量Ｂが規定値Ａ以下であると判断される場合にのみ露光可能とし、ステップＳ４５において上記偏芯量に応じたターンテーブル１５の回転数（回転速度）およびスライダ１０の線速度を演算し、スピンドル用ドライバ３２を介してのスピンドル１６の制御およびスライダ用ドライバ３３を介してのスライダ１０の制御を行って露光を開始する。
【００２７】
次に、露光中（装置運転中）の制御フローについて図５を用いて説明する。即ち、ステップＳ５１において、装置運転中に変位計１８により原盤の偏芯量を計測して変位計アンプ３１で増幅して制御用計算機３０に入力する。制御用計算機３０は、ステップＳ５２において、偏芯量Ｂが規定値Ａよりも大きく露光不可能と判断される場合には、スピンドル１６やスライダ駆動源１９、露光レーザ光源１等に停止指令を発して装置運転（露光）を停止する。制御用計算機３０は、ステップＳ５２において、偏芯量Ｂが規定値Ａ以下であり、露光継続可能と判断される場合には、ステップＳ５３において上記偏芯量に応じたターンテーブル１５の回転数（回転速度）およびスライダ１０の線速度を演算し、スピンドル用ドライバ３２を介してのスピンドル１６の制御およびスライダ用ドライバ３３を介してのスライダ１０の制御を行って露光を継続する。このように、変位計１８で計測される原盤の芯出精度及び原盤の真円度に合わせたターンテーブル１５の高速回転およびスライダ１０の高速線速度での制御が可能となり、その結果、露光性能の品質向上および露光時間の短縮がはかられ、しかも原盤の飛散を防止することができる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、原盤の芯出精度及び原盤の真円度に合わせた高速回転での制御が可能となり、その結果、露光性能の品質向上、露光時間の短縮および原盤の飛散防止を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る原盤露光装置の一実施の形態の概略構成を示す平面図である。
【図２】本発明に係る原盤露光装置におけるスライダ制御系およびスピンドル制御系を含むシステム構成の一実施例を示す正面図である。
【図３】本発明に係る原盤露光装置におけるスライダ、光学ヘッドおよびターンテーブルを示す平面図である。
【図４】本発明に係る露光前（装置運転前）の制御フローを示す図である。
【図５】本発明に係る露光中（装置運転中）の制御フローを示す図である。
【符号の説明】
１…露光用レーザ光源、３…ノイズイータ、５、９…ビームスプリッタ、７…レーザ変調器、８…レーザ偏向素子、１０…スライダ、１１…記録レンズ、１２…自動焦点機構、１３…原盤、１４…ＣＣＤカメラ、１５…ターンテーブル、１６…スピンドル、１７…スライドレール、１８…変位計（偏芯量計測手段）、１９…駆動源、２１…原盤露光装置本体、３０…制御用計算機、３１…変位計アンプ、３２…スピンドル用ドライバ、３３…スライド用ドライバ。
【図１】
2004022032.tif 000003
【図２】
2004022032.tif 000004
【図３】
2004022032.tif 000005
【図４】
2004022032.tif 000006
【図５】
2004022032.tif 000007