(57)【要約】  【課題】  光ディスク用原盤上に集光されるレーザ光の光学像が最適に保たれ、微細化されたピットやグルーブが形成される光ディスク用原盤露光装置を提供すること。  【解決手段】  レーザ発生装置１から出射されたレーザ光の光軸のずれが補正される光軸修正装置１００を有する光ディスク用原盤露光装置３００において、光軸修正装置１００は、可動式ミラー２と、可動式ビームスプリッター４と光軸のずれ量が検出される第1光検出器６（近点センサ）と、可動式ビームスプリッター４と第1光検出器６との間に配置される凸レンズ３２と、可動式ビームスプリッター４より下流において、光軸のずれ量が検出される第２光検出器９（遠点センサ）と、を備え、可動式ビームスプリッター４と分岐されたレーザ光の光軸との交点を凸レンズ３２に対する物点としたとき、凸レンズ３２の像点が第１光検出器６（近点センサ）上に配置されるように、可動式ミラー２及び可動式ビームスプリッター４が、光軸位置ずれ量を無くすような移動量と移動方向に駆動され、レーザ光の光軸のずれが補正される。  【選択図】  図３
2005182923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射されたレーザ光が作用点に導かれる第１の光軸上に配置される可動式ミラーと、
前記レーザ光の一部が第２の光軸へと分岐される可動式ビームスプリッターと、
前記第２の光軸のレーザ光の照射位置が測定され、前記第１の光軸のずれ量が検出される第１の光検出器と、
前記可動式ビームスプリッターと前記第１の光検出器との間に配置される集光手段と、
前記可動式ビームスプリッターと前記第１の光軸との交点を前記集光手段に対する物点としたとき、当該集光手段により形成される像点が前記第１の光検出器上に配置され、当該第１の光検出器で検出される光軸のずれ量に基づいて、前記可動式ミラーの角度が調整される駆動部と、
前記可動式ビームスプリッターより下流において、前記レーザ光の一部がさらに第３の光軸へと分岐されるビームスプリッターと、
前記第３の光軸のレーザ光の照射位置が測定され、前記第１の光軸のずれ量が検出される第２の光検出器と、
前記第２の光検出器にて測定される前記光軸のずれ量に基づいて前記可動式ビームスプリッターの角度が調整される駆動部と、
を備えることを特徴とする光軸修正装置。
【請求項２】
前記可動式ミラー及び可動式ビームスプリッターは、少なくとも２軸方向に独立に駆動可能であることを特徴とする請求項１記載の光軸修正装置。
【請求項３】
前記集光手段は、焦点距離ｆを有する凸レンズであり、前記可動式ビームスプリッターと前記第１の光検出器との間に、それぞれ当該焦点距離ｆの２倍の間隔にて配置されることを特徴とする請求項１記載の光軸修正装置。
【請求項４】
前記光検出器は、４分割された受光部から構成される４分割光検出器であることを特徴とする請求項１記載の光軸修正装置。
【請求項５】
前記第２の光検出器は、前記第１の光軸とビームスプリッターとの交点との光軸上の距離が前記レーザ光のビーム径の少なくとも１００倍である位置に配置されることを特徴とする請求項１記載の光軸修正装置。
【請求項６】
前記レーザ光は、非線形光学素子を用いて発生される第２高調波であることを特徴とする請求項１記載の光軸修正装置。
【請求項７】
光源から出射されたレーザ光が作用点に導かれる第１の光軸上に配置される第１の可動式ミラー及び第２の可動式ミラーと、
前記可動式ミラーより下流において、前記レーザ光の一部が第２の光軸へと分岐される第１のビームスプリッターと、
前記第２の光軸のレーザ光の照射位置が測定され、前記第１の光軸のずれ量が検出される第１の光検出器と、
前記第１のビームスプリッターと前記第１の光検出器との間に配置される集光手段と、
前記第２の可動式ミラーと前記第１の光軸との交点を前記集光手段に対する物点としたとき、当該集光手段により形成される像点が前記第１の光検出器上に配置され、当該第１の光検出器で検出される前記第１の光軸のずれ量に基づいて、前記第１の可動式ミラーの角度が調整される駆動部と、
前記第１のビームスプリッターより下流において、前記レーザ光の一部がさらに第３の光軸へと分岐される第２のビームスプリッターと、
前記第３の光軸のレーザ光の照射位置が測定され、前記第１の光軸のずれ量が検出される第２の光検出器と、
前記第２の光検出器にて測定された前記第１の光軸のずれ量に基づいて前記第２の可動式ミラーの角度が調整される駆動部と、
を備えることを特徴とする光軸修正装置。
【請求項８】
前記可動式ミラーは、少なくとも２軸方向に独立に駆動可能であることを特徴とする請求項７記載の光軸修正装置。
【請求項９】
前記集光手段は、焦点距離ｆを有する凸レンズであり、前記第２の可動式ミラーと前記第１の光検出器との間に、それぞれ当該焦点距離ｆの２倍の間隔にて配置されることを特徴とする請求項７記載の光軸修正装置。
【請求項１０】
前記光検出器は、４分割された受光部から構成される４分割光検出器であることを特徴とする請求項７記載の光軸修正装置。
【請求項１１】
前記第２の光検出器は、前記第１の光軸と第２のビームスプリッターとの交点との光軸上の距離が前記レーザ光のビーム径の少なくとも１００倍である位置に配置されることを特徴とする請求項７記載の光軸修正装置。
【請求項１２】
前記レーザ光は、非線形光学素子を用いて発生される第２高調波であることを特徴とする請求項７記載の光軸修正装置。
【請求項１３】
レーザ光が出射されるレーザ発生装置と、前記レーザ発生装置から出射された前記レーザ光の光軸のずれが補正される光軸修正装置と、前記レーザ光が照射されるフォトレジスト層が表面に塗布されたガラス原盤と、前記フォトレジスト層に照射される前記レーザ光を透過させる露光集光手段と、前記ガラス原盤を回転させる回転機構部と、を有し、
前記光軸修正装置は、
前記レーザ光が前記露光集光手段に導かれる第１の光軸上に配置される可動式ミラーと、
前記レーザ光の一部が第２の光軸へと分岐される可動式ビームスプリッターと、
前記第２の光軸のレーザ光の照射位置が測定され、前記第１の光軸のずれ量が検出される第１の光検出器と、
前記可動式ビームスプリッターと前記第１の光検出器との間に配置される集光手段と、
前記可動式ビームスプリッターより下流において、前記レーザ光の一部がさらに第３の光軸へと分岐されるビームスプリッターと、
前記第３の光軸のレーザ光の照射位置が測定され、前記第１の光軸のずれ量が検出される第２の光検出器と、
前記光検出器の検出信号に基づいて前記光軸ずれ量が計算される演算部と、
を備え、
前記可動式ビームスプリッターと前記第１の光軸との交点を前記集光手段に対する物点としたとき、当該集光手段により形成される像点が前記第１の光検出器上に配置され、当該第１の光検出器で検出される前記第１の光軸のずれ量に基づいて前記可動式ミラーの角度が調整され、前記第２の光検出器で検出される前記第１の光軸のずれ量に基づいて前記可動式ビームスプリッターの角度が調整されることを特徴とする光ディスク用原盤露光装置。
【請求項１４】
レーザ光が出射されるレーザ発生装置と、前記レーザ発生装置から出射された前記レーザ光の光軸のずれが補正される光軸修正装置と、前記レーザ光が照射されるフォトレジスト層が表面に塗布されたガラス原盤と、前記フォトレジスト層に照射される前記レーザ光を透過させる露光集光手段と、前記ガラス原盤を回転させる回転機構部と、を有し、
前記光軸修正装置は、
前記レーザ光が前記露光集光手段に導かれる第１の光軸上に配置される第１の可動式ミラー及び第２の可動式ミラーと、
前記可動式ミラーより下流において、前記レーザ光の一部が第２の光軸へ分岐される第１のビームスプリッターと、
前記第２の光軸のレーザ光の照射位置が測定され、前記第１の光軸のずれ量が検出される第１の光検出器と、
前記第１のビームスプリッターと前記第１の光検出器との間に配置される集光手段と、
前記第１のビームスプリッターより下流において、前記レーザ光の一部がさらに第３の光軸へ分岐される第２のスプリッターと、
前記第３の光軸のレーザ光の照射位置が測定され、前記第１の光軸のずれ量が検出される第２の光検出器と、
前記第１の光検出器及び前記第２の光検出器の検出信号に基づいて前記第１の光軸のずれ量が計算される演算部と、を備え、
前記第２の可動式ミラーと前記第１の光軸との交点を前記集光手段に対する物点としたとき、当該集光手段により形成される像点が前記第１の光検出器上に配置され、当該第１の光検出器で検出される前記第１の光軸のずれ量に基づいて前記第１の可動式ミラーの角度が調整され、前記第２の光検出器で検出される前記第１の光軸のずれ量に基づいて前記第２の可動式ミラーの角度が調整されることを特徴とする光ディスク用原盤露光装置。
【請求項１５】
前記光軸修正装置と前記露光集光手段との間の光軸上に、前記レーザ光の波面を整えるピンホールが空けられたビーム整形用空間フィルタをさらに備えることを特徴とする請求項１３乃至請求項１４いずれか１項記載の光ディスク用原盤露光装置。
【請求項１６】
前記光軸修正装置と前記露光集光手段との間の光軸上に、電気光学変調器、音響光学変調器、音響光学偏向器のいずれかを備えることを特徴とする請求項１３乃至請求項１４いずれか１項記載の光ディスク用原盤露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク用原盤露光装置等に関し、より詳しくは、上流の光軸の変動を吸収し下流の光軸を一定に保つ光ディスク用原盤露光装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ディスクの高密度化に伴い、記録再生用レーザ光の発振波長の更なる短波長化が進められ、現在のＤＶＤに用いられている波長６４０ｎｍ〜６８０ｎｍの半導体レーザ光に代えて、４０５ｎｍのレーザ光を用いて記録再生可能な光記録媒体へと開発が進められている。このような光ディスクの高密度化に伴い、光ディスク用原盤を形成するマスタリング工程において、ビーム径が絞られた露光レーザビームを、ガラス原盤上に塗布されたフォトレジストに照射し、ピットやグルーブを微細化する技術が行われている。露光レーザビームのビーム径を絞るには、レーザ光波長（λ）を短波長化し、集光レンズの開口数（ＮＡ）を増大させる方法が採用されている。
【０００３】
光ディスク用原盤のマスタリング工程においては、ガラス原盤に塗布されたフォトレジストに照射される露光レーザ光の露光量が厳密に管理されることにより、光ディスク用原盤上に形成されるピットやグルーブの溝幅が制御されている。特に、高密度記録を可能にした光ディスクでは、ピットやグルーブの微細化が進行し、信号のノイズを低減させる目的で溝幅を厳密に制御する必要性が高まっている。さらに、予め記録される情報量が飛躍的に増大されたことにより、露光時間の延長が免れられるものとなり、長時間に亘って、レーザ出力を一定に保つ必要性が増している。このため、レーザ光の光軸のわずかな変動に起因して、集光レンズを通過する光量が変動すると、高密度記録を目的とした光ディスクの製造には大きな障害となる。このようなレーザ光の光軸のずれを補正する方法としては、例えば、光軸上に可動部を有するミラーを設けた原盤露光装置が報告されている（特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−６３０７９号公報（段落００１９〜段落００２５参照）
【特許文献２】特開平４−４９５２７号公報（実施例の欄参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、最近は、露光レーザビームのビーム径を絞る方法において、集光レンズのＮＡ（開口数）が０．９程度に高められ、これ以上の高ＮＡ（開口数）化が困難であることから、レーザ光源の短波長化がさらに加速されている。特に、波長が４０５ｎｍの青色レーザ光を使用する高密度記録を可能にした光ディスクの原盤を作成するには、例えば、アルゴンレーザの発振線の一つである波長５１４ｎｍのレーザ光を、ＢＢＯ（ＢａＢ２Ｏ４）等の非線形光学素子に通して、波長が２５７ｎｍの第２高調波を発生させ、これを露光レーザビームとして使用する方法が行われている。
【０００６】
このような第２高調波の発生を利用する短波長レーザ（ＳＨＧレーザ）は、非線形光学結晶が温度変化等の種々の条件により、出射角度や位置が経時的に変化するため、光学系の下流に設けられた光学素子や開口部における透過率を一定に保つことが難しいとされている。例えば、出射角度や位置が変化することにより、下流に設けた露光レンズの透過量は５％〜２０％程度低下する。また、非線形光学素子は、他の光学素子と比較して寿命が短い傾向があるため、アルゴンレーザ等の基本波を結像させる表面上のポイントを頻繁に移動する必要がある。その結果、発生する第２高調波の出射角度や位置が変動し、光学系の下流に設けられた光学素子の配置を調整しないと、露光レンズの透過量は２０％〜６０％程度低下する。
【０００７】
ところが、特許文献１等で報告されているような、光軸上に設けた可動部を有するミラーを備えた原盤露光装置では、レーザ発振器からの出射角度や位置が変動するＳＨＧレーザを使用する場合は、レーザ光の光軸のずれを十分に補正できないことが判明した。
図４は、従来の可動部を有するミラーを備えた原盤露光装置を説明する図である。図４に示した原盤露光装置４００は、露光用のレーザ光を射出するレーザ発生装置１と、レーザ光軸上に設けられミラー駆動部３を備えた可動式ミラー２と、ビームスプリッター駆動部５を備えた可動式ビームスプリッター４と、可動式ビームスプリッター４により分岐されたレーザ光の照射位置の変動を検出する第１光検出器６と、ビームスプリッター７により分岐されミラー８を経てレーザ光の照射角度の変動を検出する第２光検出器９と、第１光検出器６及び第２光検出器９の出力信号から所定の演算を実行する演算部１０と、レーザ光の光束を２つに分離するビームスプリッター１１と、ガラス原盤２３への照射タイミングを調整する第１音響光学（ＡＯ）変調器１３及び第２音響光学（ＡＯ）変調器１４と、グルーブに所定のウォブル情報を付与する第１音響光学（ＡＯ）偏向器１７及び第２音響光学（ＡＯ）偏向器１８と、１／２波長板３５と、ビームスプリッター１１により２つに分離された光束を１つにまとめる偏光ビームスプリッター２０と、ガラス原盤２３に照射されるレーザ光を集光する露光レンズ２２と、ガラス原盤２３を回転するターンテーブル２４と、ターンテーブル２４の回転機構部２５と、を有する。
【０００８】
図４に示すように、レーザ発生装置１から射出されたレーザ光束は、可動式ミラー２及び可動式ビームスプリッター４とビームスプリッター７を経てビームスプリッター１１により２つの光束に分けられ、それぞれ第１音響光学（ＡＯ）変調器１３と第２音響光学（ＡＯ）変調器１４に入射して、記録すべき信号のタイミングに応じたパルス光に変調される。第１音響光学（ＡＯ）変調器１３もしくは第２音響光学（ＡＯ）変調器１４で変調されたパルス光は、それぞれミラー１５とミラー１６とを経て、第１音響光学（ＡＯ）偏向器１７と第２音響光学（ＡＯ）偏向器１８とにそれぞれ入射してグルーブに所定のウォブル情報を付与するように偏向され、続いて、レーザ光は露光レンズ２２を経て、回転機構部２５により回転されるターンテーブル２４に載置されたガラス原盤２３の表面の所定位置に集光される。
図５は、従来のレーザ光の位置及び角度の補正方法を説明する図である。図５に示すように、可動式ビームスプリッター４近傍に配置された第１光検出器６（近点センサ）と光軸から離れた位置に配置された第２光検出器９（遠点センサ）とから、それぞれ光軸位置ずれ検出信号が演算部１０に供給され、さらに、演算部１０から出力される光軸位置ずれ補正信号がミラー駆動部３とビームスプリッター駆動部５とにそれぞれ供給される。そして、レーザ光の最良の光軸位置のときに、第１光検出器６と第２光検出器９の中心位置にモニタ光が照射されるように、光軸上に設けられた可動式ミラー２と可動式ビームスプリッター４とが補正され、レーザ光の位置及び角度の補正が行われる。
【０００９】
しかし、このように、第１光検出器６の中心位置にモニタ光が常に照射されるようにレーザ光の位置及び角度の補正が行われる従来の方法では、厳密な意味では光軸上の一点に基づく補正が行われているわけではない。即ち、図６に示すように、光軸の補正は、第１光検出器６の中心に対して、可動式ビームスプリッター４の表面上に一定の面積を有する円Ｓの誤差が生じてしまう。このため、露光レンズ２２に集光されるレーザ光の光軸が厳密に再現されず、また、レーザ光の出射位置や角度が変動すると、露光レンズ２２を通過するレーザ光の光量が変動し、高密度記録を目的とした光ディスクの製造用のガラス原盤の形成には大きな障害となる。また、下流の光学系に電気光学（ＥＯ）変調器、音響光学（ＡＯ）変調器、音響光学（ＡＯ）偏向器、あるいはピンホールが配置されている場合、レーザ光の出射位置や角度の変動したときの通過するレーザ光の光量の変動はさらに大きくなる。
【００１０】
本発明は、かかる技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、レーザ光源から発せられるレーザ光の光軸の変動を吸収し、下流の光軸が一定に保たれるレーザ光軸修正装置を提供することにある。
また本発明の他の目的は、光ディスク用原盤の製造過程において、光ディスク用原盤上に集光されるレーザ光の光学像が最適に保たれ、微細化されたピットやグルーブが形成される光ディスク用原盤露光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる目的のもと、本発明によれば、光源から出射されたレーザ光が作用点に導かれる第１の光軸上に配置される可動式ミラーと、レーザ光の一部が第２の光軸へと分岐される可動式ビームスプリッターと、第２の光軸のレーザ光の照射位置が測定され、第１の光軸のずれ量が検出される第１の光検出器と、可動式ビームスプリッターと第１の光検出器との間に配置される集光手段と、可動式ビームスプリッターと分岐されたレーザ光の光軸との交点を集光手段に対する物点としたとき、集光手段により形成される像点が第１の光検出器上に配置され、第１の光検出器で検出される光軸のずれ量に基づいて、可動式ミラーの角度が調整される駆動部と、可動式ビームスプリッターより下流において、レーザ光の一部がさらに第３の光軸へと分岐されるビームスプリッターと、第３の光軸のレーザ光の照射位置が測定され、第１の光軸のずれ量が検出される第２の光検出器と、第２の光検出器にて測定される光軸のずれ量に基づいて可動式ビームスプリッターの角度が調整される駆動部と、を備えることを特徴とする光軸修正装置が提供される。
かかる光軸修正装置を備えることにより、可動式ビームスプリッターと第１の光軸とが交差する点が厳密に一点に固定され、さらに第２の光検出器にて測定される光軸のずれ量に基づいて可動式ビームスプリッターの角度を調整することで光源から出射されたレーザ光の光軸の変動を吸収し、可動式ビームスプリッターから作用点へと向かう光軸を一定に保つことが可能となる。
【００１２】
本発明が適用される光軸修正装置において、可動式ミラー及び可動式ビームスプリッターは、少なくとも２軸方向に独立に駆動可能であることが好ましい。また、集光手段は、焦点距離ｆを有する凸レンズであり、可動式ビームスプリッターと第１の光検出器との間に、それぞれ焦点距離ｆの２倍の間隔にて配置されることが好ましい。また、第１の光検出器及び第２の光検出器は、４分割された受光部から構成される４分割光検出器であることが好ましい。また、第２の光検出器は、第１の光軸とビームスプリッターとの交点との光軸上の距離がレーザ光のビーム径の少なくとも１００倍である位置に配置されることが好ましく、光軸のずれ量の検出精度が向上する。また、レーザ光は、非線形光学素子を用いて発生される第２高調波であることが好ましい。
【００１３】
かかる光軸修正装置を備えることにより、本発明は、レーザ光が出射されるレーザ発生装置と、レーザ発生装置から出射されたレーザ光の光軸のずれが補正される光軸修正装置と、レーザ光が照射されるフォトレジスト層が表面に塗布されたガラス原盤と、フォトレジスト層に照射されるレーザ光を透過させる露光集光手段と、ガラス原盤を回転させる回転機構部と、を有する光ディスク用原盤露光装置において、光軸修正装置は、レーザ光が露光集光手段に導かれる第１の光軸上に配置される可動式ミラーと、レーザ光の一部が第２の光軸へと分岐される可動式ビームスプリッターと、第２の光軸のレーザ光の照射位置が測定され、第１の光軸のずれ量が検出される第１の光検出器と、可動式ビームスプリッターと第１の光検出器との間に配置される集光手段と、可動式ビームスプリッターより下流において、レーザ光の一部がさらに第３の光軸へと分岐されるビームスプリッターと、第３の光軸のレーザ光の照射位置が測定され、第１の光軸のずれ量が検出される第２の光検出器と、光検出器の検出信号に基づいて光軸のずれ量が計算される演算部と、を備え、可動式ビームスプリッターと第１の光軸との交点を集光手段に対する物点としたとき、集光手段により形成される像点が第１の光検出器上に配置され、第１の光検出器で検出される第１の光軸のずれ量に基づいて可動式ミラーの角度が調整され、第２の光検出器で検出される第１の光軸のずれ量に基づいて可動式ビームスプリッターの角度が調整されることを特徴とする光ディスク用原盤露光装置が提供される。
かかる光軸修正装置を備えた光ディスク用原盤露光装置では、可動式ビームスプリッターと第１の光軸とが交差する点が厳密に一点に固定され、さらに第２の光検出器にて測定される光軸のずれ量に基づいて可動式ビームスプリッターの角度を調整することでレーザ発生装置から出射されたレーザ光の光軸の変動を吸収し、可動式ビームスプリッターから露光集光手段へと向かう光軸が一定に保たれ、露光集光手段を透過するレーザ光の光量を一定に保つことが可能となる。
【００１４】
次に本発明は、光源から出射されたレーザ光が作用点に導かれる第１の光軸上に配置される第１の可動式ミラー及び第２の可動式ミラーと、第２の可動式ミラーより下流において、レーザ光の一部が第２の光軸へと分岐される第１のビームスプリッターと、第２の光軸のレーザ光の照射位置が測定され、第１の光軸のずれ量が検出される第１の光検出器と、第１のビームスプリッターと第１光検出器との間に配置される集光手段と、第２の可動式ミラーと第１の光軸との交点を集光手段に対する物点としたとき、集光手段により形成される像点が第１の光検出器上に配置され、第１の光検出器で検出される第１の光軸のずれ量に基づいて、第１の可動式ミラーの角度が調整される駆動部と、第１のビームスプリッターより下流において、レーザ光の一部がさらに第３の光軸へと分岐される第２のビームスプリッターと、第３の光軸のレーザ光の照射位置が測定され、第１の光軸のずれ量が検出される第２の光検出器と、第２の光検出器にて測定された第１の光軸のずれ量に基づいて第２の可動式ミラーの角度が調整される駆動部と、を備えることを特徴とする光軸修正装置が提供される。
かかる光軸修正装置を備えることにより、第２の可動式ミラーと第１の光軸とが交差する点が厳密に一点に固定され、さらに第２光検出器にて測定される光軸のずれ量に基づいて第２の可動式ミラーの角度を調整することで光源から出射されたレーザ光の光軸の変動を吸収し、第２の可動式ミラーから作用点へと向かう光軸を一定に保つことが可能となる。
【００１５】
また、本発明が適用される光軸修正装置において、第１及び第２の可動式ミラーは、少なくとも２軸方向に独立に駆動可能であることが好ましい。また、集光手段は、焦点距離ｆを有する凸レンズであり、第２の可動式ミラーと光検出器との間に、それぞれ焦点距離ｆの２倍の間隔にて配置されることが好ましい。また、光検出器は、４分割された受光部から構成される４分割光検出器であることが好ましい。また、第２の光検出器は、第１の光軸と第２のビームスプリッターとの交点との光軸上の距離がレーザ光のビーム径の少なくとも１００倍である位置に配置されることが好ましく、光軸のずれ量の検出精度が向上する。また、レーザ光は、非線形光学素子を用いて発生される第２高調波であることが好ましい。
【００１６】
さらに、本発明によれば、レーザ光が出射されるレーザ発生装置と、レーザ発生装置から出射されたレーザ光の光軸のずれが補正される光軸修正装置と、レーザ光が照射されるフォトレジスト層が表面に塗布されたガラス原盤と、フォトレジスト層に照射されるレーザ光を透過させる露光集光手段と、ガラス原盤を回転させる回転機構部と、を有する光ディスク用原盤露光装置において、光軸修正装置は、レーザ光が露光集光手段に導かれる第１の光軸上に配置される第１の可動式ミラー及び第２の可動式ミラーと、可動式ミラーより下流において、レーザ光の一部が第２の光軸へ分岐される第１のビームスプリッターと、第２の光軸のレーザ光の照射位置が測定され、第１の光軸のずれ量が検出される第１の光検出器と、第１のビームスプリッターと第１の光検出器との間に配置される集光手段と、第１のビームスプリッターより下流において、レーザ光の一部がさらに第３の光軸へ分岐される第２のビームスプリッターと、第３の光軸のレーザ光の照射位置が測定され、第１の光軸のずれ量が検出される第２の光検出器と、第１の光検出器及び第２の光検出器の検出信号に基づいて第１の光軸のずれ量が計算される演算部と、を備え、第２の可動式ミラーと第１の光軸との交点を集光手段に対する物点としたとき、集光手段により形成される像点が第１の光検出器上に配置され、第１の光検出器で検出される第１の光軸のずれ量に基づいて第１の可動式ミラーの角度が調整され、第２の光検出器で検出される第１の光軸のずれ量に基づいて第２の可動式ミラーの角度が調整されることを特徴とする光ディスク用原盤露光装置が提供される。
かかる光軸修正装置を備えた光ディスク用原盤露光装置では、第２の可動式ミラーと第１の光軸とが交差する点が厳密に一点に固定され、さらに第２の光検出器にて測定される光軸のずれ量に基づいて第２の可動式ミラーの角度を調整することでレーザ発生装置から出射されたレーザ光の光軸の変動を吸収を吸収し、第２の可動式ミラーから露光集光手段へと向かう光軸が一定に保たれ、露光集光手段を透過するレーザ光の光量を一定に保つことが可能となる。
【００１７】
さらに本発明が適用される光ディスク用原盤露光装置において、光軸修正装置と露光集光手段との間の光軸上に、レーザ光の波面を整えるピンホールが空けられたビーム整形用空間フィルタをさらに備えることが好ましい。また、光軸修正装置と露光集光手段との間の光軸上に、電気光学（ＥＯ）変調器、音響光学（ＡＯ）変調器、音響光学（ＡＯ）偏向器のいずれかを備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、レーザ光源から発せられるレーザ光の光軸の変動を吸収し、下流の光軸が一定に保たれるレーザ光軸修正装置を備えた原盤露光装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施の形態と記す。）について説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態が適用される光軸修正装置を説明する図である。
図１に示された光軸修正装置１００は、レーザ光の光軸上に配置されたミラー駆動部３により２軸方向に角度が調整可能な２軸可動式の可動式ミラー２と、可動式ミラー２により全反射されたレーザ光の照射光量の一部を透過し、一部を第２の光軸に分離する２軸可動式の可動式ビームスプリッター４と、可動式ビームスプリッター４により分離された第２の光軸上に配置され、第１光検出器６と、可動式ビームスプリッター４と第１光検出器６との間に配置された凸レンズ３２と、可動式ビームスプリッター４を経たレーザ光の照射光量の一部を透過し一部を第３の光軸に分離するビームスプリッター７と、ビームスプリッター７により分離された第３の光軸上に配置され、光軸から離れた位置に配置された第２光検出器９と、第１光検出器６及び第２光検出器９の出力信号から所定の演算を実行する演算部１０と、を備えている。
【００２０】
本実施の形態においては、凸レンズ３２は、ビームスプリッター４と光軸の交点及び第１光検出器６から、それぞれ、凸レンズ３２の焦点距離ｆの２倍の長さ（２ｆ）の間隔を有するように配置されている。即ち、このとき、可動式ビームスプリッター４と光軸の交点を凸レンズ３２に対する物点としたとき、第２の光軸上に配置された第１光検出器６が像点になるように配置されている。Ｆ１及びＦ２は凸レンズ３２の焦点である。尚、本実施の形態においては、可動式ビームスプリッター４と第１光検出器６の間に凸レンズ３２が配置されているが、図２に示すように、レーザ光の光軸と可動式ビームスプリッター４との交点に物点が形成され、且つ、第２の光軸上に配置された第１光検出器６上に像点が配置されるものであれば、集光手段の種類及び個数は限定されない。例えば、凸レンズと凹レンズとの組み合わせ、凹面鏡等が考えられる。
【００２１】
第１光検出器６及び第２光検出器９には、４分割された受光部からなる４分割光検出器が使用されている。図７は、４分割光検出器を説明する図である。図７に示すように、４分割光検出器は、例えば、４つの受光部でそれぞれ光電変換して得られた電気信号のレベルをＡ、Ｂ、Ｃ及びＤで示すものとすると、垂直方向は（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）、水平方向は（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）の電圧変化を電圧信号である光軸位置ずれ検出信号としてモニタする。一方、演算部１０は、第１光検出器６の光軸位置ずれによる光量変位を電圧変位に変換した光軸位置ずれ検出信号に基づいて、光軸位置ずれ量と光軸補正量とを計算し、光軸補正量の水平方向分に対応した補正信号と光軸補正量の垂直方向分に対応した補正信号とをそれぞれ生成出力する。ここで、第１光検出器６は、主としてレーザ光の位置を検出し、第２光検出器９は、主としてレーザ光の出射角度を検出する。第２光検出器９の配置される位置は特に限定されないが、通常、可動式ビームスプリッター４と第２光検出器９との間隔が、レーザ光のビーム径（通常、約１ｍｍ程度）の少なくとも１００倍以上、但し、通常３０００倍以下になる位置に配置されている。
【００２２】
次に、光軸修正装置１００の作用を説明する。図１に示すように、レーザ発生装置１（図示せず）から発振されたレーザ光の位置及び角度が変動し、レーザ光の光軸がずれた場合は、第１光検出器６と第２光検出器９とから、それぞれ光軸位置ずれ検出信号が演算部１０に供給され、さらに、演算部１０から出力される光軸位置ずれ補正信号が２軸可動式のミラー駆動部３と２軸可動式のスプリッター駆動部５とにそれぞれ供給される。そして、可動式ミラー２及び可動式ビームスプリッター４が補正信号に対応した角度に駆動され、レーザ光の光軸のずれが補正される。
【００２３】
（第２の実施の形態）
図２は、光軸修正装置の第２の実施形態を説明する図である。第１の実施形態の光軸修正装置１００（図１）において使用する部品と同じものについては同じ符号を用い、説明は省略する。図２に示された光軸修正装置２００は、レーザ光の第１の光軸上に配置された第１の可動式ミラー４２及び第２の可動式ミラー４４と、第２の可動式ミラー４４により全反射されたレーザ光の照射光量の一部が透過し、一部が第２の光軸に分離されるビームスプリッター４６と、ビームスプリッター４６により分離された第２の光軸上に配置される第１光検出器６と、ビームスプリッター４６と第１光検出器６との間に配置される凸レンズ４７と、ビームスプリッター４６を経たレーザ光の照射光量の一部が透過し、一部が第３の光軸に分離されるビームスプリッター４８と、ビームスプリッター４８により分離された第３の光軸上に配置され、光軸から離れた位置に配置される第２光検出器９と、第１光検出器６及び第２光検出器９の出力信号から所定の演算が実行される演算部１０と、を備えている。
【００２４】
図２において、第２の可動式ミラー４４と光軸との交点からビームスプリッター４６を経て凸レンズ４７に至る長さが凸レンズ４７の焦点距離ｆの２倍の長さ（２ｆ）であり、凸レンズ４７と第１光検出器６との間隔が、凸レンズ４７の焦点距離ｆの２倍の長さ（２ｆ）を有するように配置されている。即ち、このとき、第２の可動式ミラー４４と光軸との交点を物点としたとき、第２の光軸上に配置された第１光検出器６が像点になるように配置されている。
【００２５】
次に、光軸修正装置２００の作用を説明する。図２に示すように、レーザ発生装置１（図示せず）から発振されたレーザ光の位置及び角度が変動し、レーザ光の光軸がずれた場合は、第１光検出器６と第２光検出器９とから、それぞれ光軸位置ずれ検出信号が演算部１０に供給され、さらに、演算部１０から出力される光軸位置ずれ補正信号が第１の可動式ミラーのミラー駆動部４３と第２の可動式ミラーのミラー駆動部４５とにそれぞれ供給される。そして、第１の可動式ミラー４２及び第２の可動式ミラー４４が補正信号に対応した角度に駆動され、レーザ光の光軸のずれが補正される。
【００２６】
次に、光ディスク用原盤露光装置について説明する。図３は、本発明の実施形態が適用される光ディスク用原盤露光装置を説明する図である。図３に示した光ディスク用原盤露光装置３００は、レーザ発生装置１と、レーザ発生装置１から発振されたレーザ光の光軸のずれを修正する装置として、可動式ミラー２と、可動式ビームスプリッター４と、第１光検出器６と、集光手段である凸レンズ３２と、ビームスプリッター７と、第２光検出器９と、第１光検出器６及び第２光検出器９の出力信号から所定の演算を実行する演算部１０と、から構成される光軸修正装置１００を備える。さらに、ビームスプリッター７を経たレーザ光の光束を２つに分離するビームスプリッター１１と、ガラス原盤２３への照射タイミングを調整する第１ノイズイーター（電気光学（ＥＯ）変調器）２６及び第１音響光学（ＡＯ）変調器１３と、第２ノイズイーター（電気光学（ＥＯ）変調器）２７及び第２音響光学（ＡＯ）変調器１４と、レーザ光束の波面を整えるピンホールが空けられた第１アパーチャ２８０と第１アパーチャ２８０を互いに焦点とする一対の凸レンズ２８１及び凸レンズ２８２とから構成されるビーム整形用空間フィルタ２８と、同様に、ピンホールが空けられた第２アパーチャ２９０と一対の凸レンズ２９１及び凸レンズ２９２とから構成されるビーム整形用空間フィルタ２９と、ガラス原盤２３への照射位置を調整する第１音響光学（ＡＯ）偏向器１７及び第１ビームエクスパンダー３０と、第２音響光学（ＡＯ）偏向器１８及び第２ビームエクスパンダー３１と、１／２波長板３５と、ビームスプリッター１１により２つに分離された光束を１つにまとめる偏光ビームスプリッター２０と、ガラス原盤２３に照射されるレーザ光を集光する露光レンズ２２と、ガラス原盤２３を回転するターンテーブル２４と、ターンテーブル２４の回転機構部２５と、を有する。
【００２７】
レーザ発生装置１は、安定な単一周波数出力を発するレーザ光源を有することが好ましく、レーザ光源としては、アルゴンレーザ等のガスレーザが好適である。また、このレーザ光源から発せられるレーザ光を基本波として非線形光学素子を通して第２高調波（ＳＨＧ：Ｓｅｃｏｎｄ  Ｈａｒｍｏｎｉｃ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）を発生させることが好ましい。非線形光学素子としては、例えば、ＫＤＰ（ＫＨ２ＰＯ４）、ＬＢＯ（ＬｉＢ３Ｏ５）、ＢＢＯ（ＢａＢ２Ｏ４）、ＹＣＯＢ（ＹＣａ４Ｏ（ＢＯ３）３）、ＣＬＢＯ（ＣｓＬｉＢ６Ｏ１０）、ＳＢＢＯ（Ｓｒ２Ｂｅ２ＢＯ７）、ＢＩＢＯ（ＢｉＢ３Ｏ６）、ＬＮＯ（ＬｉＮｂＯ３）等が挙げられる。これらの中でもＢＢＯ（ＢａＢ２Ｏ４）が好ましい。
【００２８】
ビームスプリッター１１により２つに分離された光軸上にそれぞれ配置されたノイズイーター（電気光学（ＥＯ）変調器）（第１ノイズイーター２６及び第２ノイズイーター２７）、音響光学（ＡＯ）変調器（第１ＡＯ変調器１３及び第２ＡＯ変調器１４）及び音響光学（ＡＯ）偏向器（第１ＡＯ偏向器１７及び第２ＡＯ偏向器１８）は、特に限定されない。電気光学（ＥＯ）結晶としては、例えば、ＫＨ２ＰＯ４、ＬｉＴａＯ３が挙げられる。音響光学結晶としては、例えば、ＰｂＭｏＯ４、ＴｅＯ２、ＬｉＮｂＯ３、テルライトガラス、フリントガラス、石英ガラス等が挙げられる。これらの中でも石英ガラスが好ましい。また、第１アパーチャ２８０と第２アパーチャ２９０とは、径約１００ミクロンのピンホールが空けられた金属製のビーム整形用フィルタであり、それぞれ、第１ＡＯ偏向器１７と第２ＡＯ偏向器１８との直前に設けられ、レーザ光の波面を整えている。
【００２９】
次に、光ディスク用原盤露光装置３００の作用を説明する。図３に示すように、レーザ発生装置１から射出されたレーザー光束は、可動式ミラー２及び可動式ビームスプリッター４とビームスプリッター７を経てビームスプリッター１１により２つの光束に分けられ、それぞれ第１ノイズイーター（電気光学（ＥＯ）変調器）２６と、ミラー１２を経て第１音響光学（ＡＯ）変調器１３と、第２ノイズイーター（電気光学（ＥＯ）変調器）２７及び第２音響光学（ＡＯ）変調器１４とに入射し、記録すべきレーザ光の強度及び信号のタイミングに応じたパルス光に変調される。変調されたパルス光は、それぞれミラー１５とミラー１６とを経て、第１音響光学（ＡＯ）偏向器１７と第２音響光学（ＡＯ）偏向器１８とにそれぞれ入射し、グルーブに所定のウォルブ情報を付与するように偏向され、続いて、第１ビームエクスパンダー３０と１／２波長板、また、第２ビームエクスパンダー３１とミラー１９とをそれぞれ経て、偏光ビームスプリッター２０により２つの光束が１つにまとめられ、その後、レーザ光は露光レンズ２２に到達して、回転機構部２５により回転されるターンテーブル２４に載置されたガラス原盤２３の表面のフォトレジスト膜に集光される。
【００３０】
偏光ビームスプリッター２０を透過したレーザビームは、ミラー３４、ミラー３３及びミラー２１により垂直方向に向きが変えられ、露光レンズ２２により、図示しない光源よりのフォーカス用レーザビームと共に、ターンテーブル２４上に固定されたガラス原盤２３の表面の塗布されたフォトレジスト層の表面に集光される。フォトレジスト層の表面で反射されたフォーカス用レーザビームは、図示しないフォーカスサーボアクチュエータにより、常に、ガラス原盤２３と露光レンズ２２とが等距離に保たれる。ガラス原盤２３を固定したターンテーブル２４は回転機構部２５により回転されており、レーザビームの照射された部分が露光される。このフォトレジスト層が塗布されたガラス原盤２３はその後現像等された後、スタンパ盤作成の基となる。
【００３１】
本実施の形態が適用される光ディスク用原盤露光装置３００が光軸修正装置１００を備えることにより、露光レンズ２２へ向かうレーザ光の光軸と可動式ビームスプリッター４の交差する点が厳密に一点に固定され、さらに第２光検出器９にて測定される光軸のずれ量に基づいて可動式ビームスプリッター４の角度を調整することでレーザ発生装置１から出射されたレーザ光の光軸の変動を吸収し、可動式ビームスプリッター４から露光レンズ２２へと向かう光軸を一定に保つことが可能となる。この結果、出射角度や位置の変動が生じやすい、非線形光学素子を用いて第２高調波（ＳＨＧ）を発生させるレーザ発生装置１の場合にも、下流に設けられた露光レンズ２２を通過する光量の変動を抑制することができる。具体的には、例えば、波長が５１４ｎｍのアルゴンレーザをＢＢＯ等の非線形光学素子に通して、波長が２５７ｎｍの第２高調波を発生させ、これを露光レーザビームとして６時間の照射を行った場合、露光レンズ２２の透過量の変動は１％以内に低減する。また、アルゴンレーザの基本波を結像させるＢＢＯの表面上のポイントを移動させることにより第２高調波の出射角度や位置が大きく変動した場合にも、光学系の下流に設けられた露光レンズの透過量の変動は５％以内に低減する。
このように、本実施の形態が適用される光ディスク用原盤露光装置３００では、レーザ発生装置１から出射されたレーザ光の光軸の変動を吸収し、露光レンズ２２へと向かう光軸が一定に保たれ、露光レンズ２２を通過するのレーザ光の光量を一定に保つことができる。これにより、ガラス原盤２３上に塗布されたフォトレジスト層に集光されたレーザビームの強度が一定になり、所望の案内溝やピット形状が安定、かつ、正確に得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】光軸修正装置の第１の実施の形態を説明する図である。
【図２】光軸修正装置の第２の実施の形態を説明する図である。
【図３】光ディスク用原盤露光装置を説明する図である。
【図４】従来の可動部を有するミラーを備えた原盤露光装置を説明する図である。
【図５】従来のレーザ光の位置及び角度の補正方法を説明する図である。
【図６】光軸の補正の誤差を説明する図である。
【図７】４分割光検出器を説明する図である。
【符号の説明】
【００３３】
１…レーザ発生装置、２，４２…可動式ミラー、３，４３，４５…ミラー駆動部、４…可動式ビームスプリッター、５…ビームスプリッター駆動部、６…第１光検出器、７，１１，４６，４８…ビームスプリッター、８…ミラー、９…第２光検出器、１０…演算部、１２，１５，１６，１９，２１，３３，３４…ミラー、１３…第１ＡＯ変調器、１４…第２ＡＯ変調器、１７…第１ＡＯ偏向器、１８…第２ＡＯ偏向器、２０…偏光ビームスプリッター、２２…露光レンズ、２３…ガラス原盤、２４…ターンテーブル、２５…回転機構部、２６…第１ノイズイータ、２７…第２ノイズイータ、２８，２９…ビーム整形用空間フィルタ、３０…第１ビームエクスパンダー、３１…第２ビームエクスパンダー、３２，４７，２８１，２８２，２９１，２９２…凸レンズ、３５…１／２波長板、４４…第２の可動式ミラー、２８０…第１アパーチャ、２９０…第２アパーチャ、１００，２００…光軸修正装置、３００，４００…原盤露光装置
【図１】
2005182923.tif 000003
【図２】
2005182923.tif 000004
【図３】
2005182923.tif 000005
【図４】
2005182923.tif 000006
【図５】
2005182923.tif 000007
【図６】
2005182923.tif 000008
【図７】
2005182923.tif 000009