(57)【要約】  【課題】  原盤表面と対物レンズの焦点位置との位置合わせを対物レンズを透過した戻りレーザ光によって行う。  【解決手段】  ステップＳ１２において、フォーカスサーチが成功したと判定されると、原盤が対物レンズのフォーカス位置の近傍に位置している。Ｚ軸モータが停止され、光学ピックアップが停止する。そして、ステップＳ１４において、メモリに記憶されているリミットデータが書き換えられる。フォーカスサーチが成功した位置に対して移動許容量を加算した位置が安全停止位置と規定される。移動許容量は、対物レンズのワーキングディスタンスより小に設定される。フォーカスサーチが成功しなかった場合には、安全停止位置に到達したと判定されると、Ｚ軸モータが停止される。停止によって、原盤６１と対物レンズ６２とが衝突することを防止できる。【選択図】  図９
2007035133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズとレジスト材料が基板上に成膜された原盤の一方を移動させ、上記対物レンズと上記原盤の表面との間の距離を変化させる移動ステップと、
上記対物レンズを透過し、上記原盤の表面で反射された戻りレーザ光をフォトディテクタによって検出する検出ステップと、
上記対物レンズの焦点付近に上記原盤が位置し、上記フォトディテクタによって上記戻りレーザ光が検出された時に、上記対物レンズと上記原盤の一方の移動を停止させるステップと、
上記停止位置に対して上記対物レンズのワーキングディスタンスより小の移動許容量を加算した位置に対応するデータへ制限データを書き換えるステップと、
上記戻りレーザ光が検出されない場合に、上記制限データに対応する位置において、上記対物レンズと上記原盤の表面との間の距離を変化させる移動を停止させるステップとからなるレンズ位置決め方法。
【請求項２】
原盤をレーザ光によってカッティングするカッティング方法において、
対物レンズとレジスト材料が基板上に成膜された原盤の一方を移動させ、上記対物レンズと上記原盤の表面との間の距離を変化させる移動ステップと、
上記対物レンズを透過し、上記原盤の表面で反射された戻りレーザ光をフォトディテクタによって検出する検出ステップと、
上記対物レンズの焦点付近に上記原盤が位置し、上記フォトディテクタによって上記戻りレーザ光が検出された時に、上記対物レンズと上記原盤の一方の移動を停止させるステップと、
上記停止位置に対して上記対物レンズのワーキングディスタンスより小の移動許容量を加算した位置に対応するデータへ制限データを書き換えるステップと、
上記対物レンズのフォーカスを制御しながら、上記対物レンズを介されたレーザ光によって上記原盤にグルーブまたはピットの形状に対応して潜像を形成するステップと、
上記戻りレーザ光が検出されない場合に、上記制限データに対応する位置において、上記対物レンズと上記原盤の表面との間の距離を変化させる移動を停止させるステップとからなるカッティング方法。
【請求項３】
請求項２において、
上記レジスト材料が無機レジストであるカッティング方法。
【請求項４】
請求項２において、
上記レーザ光の波長が約４００ｎｍであり、上記対物レンズの開口数が約０．８５以上であるカッティング方法。
【請求項５】
対物レンズとレジスト材料が基板上に成膜された原盤の一方を移動させ、上記対物レンズと上記原盤の表面との間の距離を変化させる駆動手段と、
上記対物レンズを透過し、上記原盤の表面で反射された戻りレーザ光を検出するフォトディテクタと、
上記フォトディテクタの検出信号と、上記対物レンズと上記原盤の表面との間の距離に対応する検出信号が供給され、上記駆動手段を駆動する駆動信号を出力する制御部とを有し、
上記制御部は、上記対物レンズの焦点付近に上記原盤が位置し、上記フォトディテクタによって上記戻りレーザ光が検出された時に、上記対物レンズと上記原盤の一方の移動を停止させ、
上記停止位置に対して上記対物レンズのワーキングディスタンスより小の移動許容量を加算した位置に対応するデータへ制限データを書き換え、
上記戻りレーザ光が検出されない場合に、上記制限データに対応する位置において、上記対物レンズと上記原盤の表面との間の距離を変化させる移動を停止させるレンズ位置決め装置。
【請求項６】
原盤をレーザ光によってカッティングするカッティング装置において、
対物レンズとレジスト材料が基板上に成膜された原盤の一方を移動させ、上記対物レンズと上記原盤の表面との間の距離を変化させる駆動手段と、
上記対物レンズを透過し、上記原盤の表面で反射された戻りレーザ光を検出するフォトディテクタと、
上記フォトディテクタの検出信号と、上記対物レンズと上記原盤の表面との間の距離に対応する検出信号が供給され、上記駆動手段を駆動する駆動信号を出力する制御部と、
上記対物レンズのフォーカスを制御しながら、上記対物レンズを介されたレーザ光によって上記原盤にグルーブまたはピットの形状に対応して潜像を形成する手段とを有し、
上記制御部は、上記対物レンズの焦点付近に上記原盤が位置し、上記フォトディテクタによって上記戻りレーザ光が検出された時に、上記対物レンズと上記原盤の一方の移動を停止させ、
上記停止位置に対して上記対物レンズのワーキングディスタンスより小の移動許容量を加算した位置に対応するデータへ制限データを書き換え、
上記戻りレーザ光が検出されない場合に、上記制限データに対応する位置において、上記対物レンズと上記原盤の表面との間の距離を変化させる移動を停止させるカッティング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば高密度光ディスクの製造時のカッティッグ工程の対物レンズの位置制御に適用されるレンズ位置制御方法、レンズ位置制御装置、カッティング方法およびカッティング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高密度光ディスクとして、例えば片面単層で約２５Ｇバイト、片面２層で約５０Ｇバイトの記録容量を有するものが提案されている。かかる光ディスクでは、記録再生用ビームスポット径を小とするために、光源波長を４０５ｎｍとし、対物レンズの開口数ＮＡ(Numerical Aperture)を０．８５と大きくしている。高密度光ディスクでは、ビームスポットをＤＶＤと比して、約１／５とすることができる。さらに、対物レンズの開口数ＮＡを高めた結果、ディスク面とレーザ光の光軸がなす角度の９０°からの傾きに許される角度誤差（チルト・マージンと称される）が小さくなるので、情報層を覆うカバー層を０．１mmまで薄くしている。情報層は、読み取り専用のディスクの場合では、ピットが形成された反射層または半透過反射層であり、記録可能なディスクの場合では、グルーブが形成された相変化等の記録可能な層である。
【０００３】
図１は、この発明を適用できる高密度光ディスクの一例の構造を示す。図１Ａは、単層構造を示し、参照符号１が１．１mm厚みのポリカーボネイト（以下、ＰＣと適宜略す）からなる基板を示す。
【０００４】
基板１は、射出成形で原盤ピットが転写されたもので、基板１に対して反射膜２が被着されている。反射膜２に対して、０．１mmの光透過層であるカバー層３が貼り合わされている。カバー層３は、あらかじめ打ち抜かれたＰＣシート５をＵＶ（紫外線）硬化型接着剤４にて貼り合せ、表層部にハードコート６を施したものである。
【０００５】
図１Ｂは、２層構造を示す。単層構造と同様に、１．１mmの基材に全反射膜である反射膜２を形成し、その上に、中間層と呼ばれる光透過層７上に半透過反射膜８を形成し、更にカバー層３を貼り合せた情報層を２層有するディスクである。レーザ光の入射方向（ハードコート６側）から見て１００μｍの深さに反射膜２が形成され、７５μｍの深さに半透過反射膜８が形成される。
【０００６】
図１Ｂに示す片面２層ディスクの場合では、レーザ光の入射方向から見て１００μｍの深さにある反射膜２を基準層（第０記録層、Ｌ０層と呼ばれる）とし、７５μｍの深さに追加する記録層を第１記録層（Ｌ１層）と定義している。
【０００７】
図２を参照して、高密度ディスクの製造方法の概略を説明する。参照符号Ｓ１は、Ｌ０用スタンパによる成形工程を示す。マスタリング工程において基板上のレジストがレーザ光によって露光され、現像によってレジストにピットまたはグルーブに対応する凹凸を有するディスク原盤が作成され、ディスク原盤から金属製のＬ０層用スタンパが作成される。成形工程Ｓ１では、作成されたスタンパと成形材料例えばＰＣを用いて射出成形によって基板１が作成される。成形された基板１が冷却装置によって冷却される。
【０００８】
次に、Ｌ０層の全反射膜である反射膜２の成膜工程Ｓ２が行われる。成膜工程Ｓ２では、スパッタ装置を使用してターゲットの成分が基板上に被着される。次に、中間層形成工程Ｓ３が行われる。中間層としての光透過層７は、シートを貼り合わせることによって、またはスピンコート法によって形成される。
【０００９】
次に、Ｌ１パターン転写工程Ｓ４が行われる。Ｌ１パターン転写工程Ｓ４は、別工程で製作されたＬ１スタンパを用いて、例えば加圧転写によって、ＵＶ硬化型シート上にＬ１層のピットまたはグルーブが転写される。中間層がスピンコート法により形成される場合には、半硬化状態のＵＶ硬化樹脂に対してＬ１層のピットまたはグルーブが転写される。
【００１０】
そして、第１回目のＵＶ硬化工程Ｓ５においてＵＶ硬化型シートまたはＵＶ硬化型樹脂に対してＵＶ照射装置を用いてＵＶ照射が行われ、転写されたピットのパターンが固定される。ディスク剥離工程Ｓ６において、ディスク剥離装置を用いてディスクがスタンパから剥離される。ここで、ディスクとは、光透過層７にＬ１層のピットまたはグルーブが転写されたものを意味する。
【００１１】
Ｌ１層の成膜工程Ｓ７において、形成されたＬ１のパターン上にＬ１層例えば半透過反射膜８が成膜される。Ｌ１層の成膜工程Ｓ７では、上述したＬ０層と同様にスパッタ装置を用いて、ＤＣスパッタ法によりターゲットである純銀もしくは銀合金の成分が基板上に被着される。
【００１２】
次に、カバー層作成工程Ｓ８が行われる。カバー層作成工程Ｓ８は、ＵＶ硬化型接着剤塗布工程、ＰＣシート貼り合わせ工程、第２回目のＵＶ硬化工程の３工程からなる。ＵＶ硬化型接着剤塗布工程において、ＵＶ硬化型接着剤が半透過反射膜８上に塗布される。そして、ＰＣシートがディスクに対して貼り合わされる。第２回目のＵＶ硬化工程では、ＵＶ硬化接着剤が接着され、カバー層３が形成される。ハードコート層の形成工程Ｓ９において、ハードコート層が形成される。
【００１３】
以上のような工程で作成された２層構造のディスクは、検査装置を用いて欠陥の有無が検査され、ディスクが完成する。なお、単層構造のディスクもＬ１層に関する工程Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６およびＳ７を除いて製造される。
【００１４】
従来の有機レジストを使用する場合の問題点を解決して高密度光ディスクを製造することを可能する技術が下記の特許文献１に記載されている。特許文献１で開示される遷移金属の不完全酸化物からなる無機レジスト材料では４０５ｎｍ程度の可視レーザによる露光によっても、熱記録の特性によりスポット径より小さいパターンの露光が可能であることが示されており、高記録密度化に対応した光ディスクのマスタリング技術に有用な技術として注目される。
【００１５】
【特許文献１】特開２００３−３１５９８８号公報
【００１６】
ここでいう遷移金属の不完全酸化物とは、遷移金属のとりうる価数に応じた化学量論組成より酸素含有量が少ない方向にずれた化合物のこと、すなわち遷移金属の不完全酸化物における酸素の含有量が遷移金属のとりうる価数に応じた化学量論組成の酸素含有量より小さい化合物のことである。遷移金属の不完全酸化物において、露光による潜像形成部が酸化変質しているために、アルカリ現像液に可溶となり、光ディスク用原盤の微細加工を実現することができる。
【００１７】
この発明は、かかる無機レジストを使用した場合のカッティング装置に適用可能な対物レンズの位置決め方法に関するものである。カッティング装置においては、無機レジストがシリコンウェハー等の基板上に成膜された原盤の送り精度によって渦巻き状のトラックを形成するために、トラッキング制御がなされず、フォーカス方向の制御（フォーカスサーボ）のみがなされる。フォーカス制御は、非点収差法等の再生装置で使用されているのと同様の方法でなされる。
【００１８】
フォーカス制御の引き込み範囲は、限定されているので、最初に、対物レンズと原盤表面との距離をフォーカスサーボが引き込み可能な範囲まで持ちきたすことが必要とされる。このための制御が位置決め制御と称され、原盤の位置を対物レンズに近づけることでなされる。位置決めが完了した後にフォーカスサーボが動作する。フォーカスサーボでは、合焦状態となるように、対物レンズのンズの上下方向の位置がフィードバック制御される。
【００１９】
特許文献１に記載のカッティング装置においては、民生用の小径の対物レンズを使用できるので、一般的に対物レンズのワーキングディスタンスが小さくなる傾向がある。ワーキングディスタンスは、焦点位置から最も近い対物レンズの物理的な頂部である。例えばワーキングディスタンスが１５０μｍとなる場合には、原盤をセッティングした後の初期調整において、対物レンズの位置決めを高精度に行わないと、対物レンズが原盤と衝突したり、フォーカスサーボに不具合が生じるそれがある。このため、初期調整時に対物レンズの焦点位置が原盤の記録面と同一にセットすることは重要である。
【００２０】
従来の位置決め方法について説明する。対物レンズの焦点深度は、光の波長λをレンズ開口数ＮＡの２乗で割った値：λ／（２ＮＡ）2で概算することができる。従来のカッテ
ィング装置では、露光用のレーザ光のスポットを絞るために、波長を短くし、開口数を大きくしていた。そのために、焦点深度が非常に小さいものとなっていた。
【００２１】
一方、特許文献１に記載の方法は、従来ほど、開口数の高いレンズと短波長光源を必要としないものである。例えばλ＝４００ｎｍ、ＮＡ＝０．８５とされ、焦点深度が０．１４μｍと概算することができる。焦点深度は、光軸上で対物レンズが移動しても焦点が満足できる範囲のことである。光学ピックアップのフォトディテクタにおける光検出感度は、一般的に焦点深度の数倍までの検知が可能であり、検知が可能な範囲を検出可能範囲と称する。一例として、検出可能範囲を２．５μｍと想定する。
【００２２】
対物レンズまたは原盤の一方を移動させて対物レンズの位置決め制御を行う場合、両者の距離が上述した検出可能範囲に存在する時にのみ、フォトディテクタから検出出力を得ることができ、検出可能範囲外では、受光光量が減少するため検出出力が得られず、原盤の存在を感知することができない。したがって、検出可能範囲において、検出出力が得られた場合に、対物レンズまたは原盤の相対的な移動を停止させることによって、対物レンズの焦点距離と原盤の表面の位置とがほぼ一致したものとなる。その後、フォーカスサーボを動作させて露光動作がなされる。
【００２３】
しかしながら、検出可能範囲における検出出力を利用して移動を停止することが失敗すると、対物レンズと原盤が衝突してしまう。このようなトラブルに対処するためには、対物レンズと原盤が衝突しないように、両者が衝突しない距離で移動を停止させる安全停止装置を設ける必要がある。従来のカッティッグ装置では、下記の方法が使用されていた。
【００２４】
第１の方法としては、図３に示すように、対物レンズ２２と一体に移動する距離センサー例えば光学式の距離センサー２３の出力信号から位置決めを行う方法がある。距離センサー２３が原盤２１までの距離を検出し、その距離が設定値に達したら移動を停止する方法である。
【００２５】
第２の方法は、原盤２１を支持するＺ軸ステージの距離検出機能を用いて、特定の位置において移動を停止させる方法である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
図３に示す方法は、対物レンズ２２の焦点位置と距離センサー２３の設定位置とを一致させることが必要であり、対物レンズ２２と距離センサー２３の相対距離（位置ズレ）がワーキングディスタンス以上に変化した場合には、位置合わせ動作時に対物レンズ２２と原盤２１とが衝突する危険があり、また、フォーカスサーボに不具合が生じるおそれがある。そのために、光学ピックアップおよび距離センサー２３を交換した場合には、対物レンズ２２の焦点位置と距離センサーとの初期調整が必要とされていた。さらに、距離センサー２３を追加することによるコストの上昇の問題がある。
【００２７】
Ｚ軸ステージの距離検出機能を用いる方法においては、原盤２１と対物レンズ２２が接触しない位置で且つ対物レンズのワーキングディスタンスに位置を設定しないと、フォーカスサーボの引き込み動作に不具合が生じてしまう。また、原盤２１の厚みが変化した場合や光学ピックアップおよび距離センサー２３を交換した場合には、Ｚ軸ステージの停止位置の設定を再度行う必要があった。
【００２８】
したがって、この発明の目的は、露光用のレーザ光を使用し、距離センサーを別に使用
しないことによって、停止位置の制御を良好に行うことができ、また、原盤の厚みの変化や、光学ピックアップの交換を行った場合において、初期設定を変更する必要がない、レンズ位置制御方法、レンズ位置制御装置、カッティング方法およびカッティング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
上述した課題を解決するために、この発明は、対物レンズとレジスト材料が基板上に成膜された原盤の一方を移動させ、対物レンズと原盤の表面との間の距離を変化させる移動ステップと、
対物レンズを透過し、原盤の表面で反射された戻りレーザ光をフォトディテクタによって検出する検出ステップと、
対物レンズの焦点付近に原盤が位置し、フォトディテクタによって戻りレーザ光が検出された時に、対物レンズと原盤の一方の移動を停止させるステップと、
停止位置に対して対物レンズのワーキングディスタンスより小の移動許容量を加算した位置に対応するデータへ制限データを書き換えるステップと、
戻りレーザ光が検出されない場合に、制限データに対応する位置において、対物レンズと原盤の表面との間の距離を変化させる移動を停止させるステップとからなるレンズ位置決め方法である。
【００３０】
この発明は、原盤をレーザ光によってカッティングするカッティング方法において、
対物レンズとレジスト材料が基板上に成膜された原盤の一方を移動させ、対物レンズと原盤の表面との間の距離を変化させる移動ステップと、
対物レンズを透過し、原盤の表面で反射された戻りレーザ光をフォトディテクタによって検出する検出ステップと、
対物レンズの焦点付近に原盤が位置し、フォトディテクタによって戻りレーザ光が検出された時に、対物レンズと原盤の一方の移動を停止させるステップと、
停止位置に対して対物レンズのワーキングディスタンスより小の移動許容量を加算した位置に対応するデータへ制限データを書き換えるステップと、
対物レンズのフォーカスを制御しながら、対物レンズを介されたレーザ光によって原盤にグルーブまたはピットの形状に対応して潜像を形成するステップと、
戻りレーザ光が検出されない場合に、制限データに対応する位置において、対物レンズと原盤の表面との間の距離を変化させる移動を停止させるステップとからなるカッティング方法である。
【００３１】
この発明は、対物レンズとレジスト材料が基板上に成膜された原盤の一方を移動させ、対物レンズと原盤の表面との間の距離を変化させる駆動手段と、
対物レンズを透過し、原盤の表面で反射された戻りレーザ光を検出するフォトディテクタと、
フォトディテクタの検出信号と、対物レンズと原盤の表面との間の距離に対応する検出信号が供給され、駆動手段を駆動する駆動信号を出力する制御部とを有し、
制御部は、対物レンズの焦点付近に原盤が位置し、フォトディテクタによって戻りレーザ光が検出された時に、対物レンズと原盤の一方の移動を停止させ、
停止位置に対して対物レンズのワーキングディスタンスより小の移動許容量を加算した位置に対応するデータへ制限データを書き換え、
戻りレーザ光が検出されない場合に、制限データに対応する位置において、対物レンズと原盤の表面との間の距離を変化させる移動を停止させるレンズ位置決め装置である。
【００３２】
この発明は、原盤をレーザ光によってカッティングするカッティング装置において、
対物レンズとレジスト材料が基板上に成膜された原盤の一方を移動させ、対物レンズと原盤の表面との間の距離を変化させる駆動手段と、
対物レンズを透過し、原盤の表面で反射された戻りレーザ光を検出するフォトディテクタと、
フォトディテクタの検出信号と、対物レンズと原盤の表面との間の距離に対応する検出信号が供給され、駆動手段を駆動する駆動信号を出力する制御部と、
対物レンズのフォーカスを制御しながら、対物レンズを介されたレーザ光によって原盤にグルーブまたはピットの形状に対応して潜像を形成する手段とを有し、
制御部は、対物レンズの焦点付近に原盤が位置し、フォトディテクタによって戻りレーザ光が検出された時に、対物レンズと原盤の一方の移動を停止させ、
停止位置に対して対物レンズのワーキングディスタンスより小の移動許容量を加算した位置に対応するデータへ制限データを書き換え、
戻りレーザ光が検出されない場合に、制限データに対応する位置において、対物レンズと原盤の表面との間の距離を変化させる移動を停止させるカッティング装置である。
【発明の効果】
【００３３】
この発明によれば、外部センサーを使用せずに、対物レンズの位置を原盤に衝突しない位置に制御することが可能となる。したがって、光学ピックアップの構成が複雑化することを防止でき、距離センサーを設けることによるコストの上昇を防止できる。また、対物レンズの焦点位置の情報に基づいて安全停止装置の設定値を変更するので、原盤の厚み変化が発生した場合、または光学ピックアップの交換を行った場合において、初期調整を再度行うことを不要とできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、この発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図４は、この発明の一実施形態によるカッティング装置の外観を概略的に示す。箱状のキャビネット上にカッティング装置が構成されている。スピンドル５１によって回転する円盤上のカッティングテーブル５２に対して無機レジストが基板例えばシリコンウェハー上に成膜された原盤が載置される。カッティングテーブル５２がスピンドル５１を回転軸とするモータによって回転される。
【００３５】
これらのスピンドル５１、カッティングテーブル５２およびスピンドルモータが支持台５３上に構成され、支持台５３が原盤の径方向に水平に移動することが可能とされている。カッティングテーブル５２による原盤の送り精度によって渦巻き状のトラックが形成される。なお、参照符号５６は、カッティング装置の操作用のスイッチ部を示す。
【００３６】
カッティングテーブル５２の上方に光学ピックアップブロック５４が設けられている。光学ピックアップブロック５４の下方に対物レンズ６２が位置し、対物レンズ６２で集光された露光用のレーザ光が原盤上に照射される。光学ピックアップブロック５４は、Ｚ軸モータ５５によって原盤の表面に対して垂直方向であるＺ軸方向に変位可能とされている。Ｚ軸モータ５５としては、ステッピングモータ、リニアモータ等を使用できる。
【００３７】
図５は、光学ピックアップブロック５４の部分のみを示し、Ｚ軸モータ５５が支持部５７に固定され、破線で囲んで示す光学ピックアップブロック５４を含む部分がＺ軸モータ５５によって昇降される。このように、一実施形態では、カッティングテーブル５２が水平方向に移動可能とされ、光学ピックアップブロック５４が昇降可能とされている。
【００３８】
光学ピックアップブロック５４の後述するフォトディテクタの検出信号と、Ｚ軸モータ５５が備えるＺ軸方向の距離センサーの検出信号とが入力され、Ｚ軸モータ５５に対する駆動信号を出力する制御部４１が備えられている。制御部４１は、マイクロコンピュータによって構成され、リミットデータを保持するメモリを備えている。Ｚ軸方向の距離センサーとしては、Ｚ軸ステージの位置センサーの出力信号を使用しても良い。なお、後述するように、Ｚ軸方向に微小振幅で対物レンズを振動させるための駆動信号を制御部４１が光学ピックアップブロック５４に対して供給しても良い。
【００３９】
図６は、この発明を適用できる光学ピックアップブロック５４の一例を示す。カッティングテーブル５２上に載置された原盤６１の表面の無機レジストに対して例えば二群構成の対物レンズ６２によって集光されたレーザ光が照射される。対物レンズ６２は、フォーカス方向（光軸と平行な方向）に変位可能な１軸アクチュエータ６３に組み込まれている。
【００４０】
レーザダイオード６９で発生したレーザ光がグレーティング６８、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）６７を介してコリメートレンズ６６に入射される。グレーティング６８によって±１次回折光が発生する。コリメートレンズ６６によって平行光とされたレーザ光がビームエキスパンダ等の球面収差補正デバイス６５に入射される。
【００４１】
さらに、１／４波長板６４および対物レンズ６２を介して原盤６１に入射され、原盤６１が露光される。１／４波長板６４によって、直線偏光のレーザ光が円偏光となる。
【００４２】
原盤６１で反射した光が対物レンズ６２を透過し、１／４波長板６４によって円偏光から直線偏光に戻る。このとき、偏光方向がレーザダイオード６９から発生した光（行きの光）に対して９０°傾くために、偏光ビームスプリッタ６７の貼り合わせ面で反射が生じる。
【００４３】
偏光ビームスプリッタ６７による反射の前にコリメートレンズ６６によって集光されつつある戻り光がマルチレンズ７０を透過した後にＩＣ構成のフォトディテクタ７１上に集光され、電気信号に変換される。マルチレンズ７０は、スポットを結ぶ位置の違いを利用してフォーカスエラーを検出する非点収差法に使用するための収差を発生する。
【００４４】
フォトディテクタ７１は，例えば４分割ディテクタである。フォトディテクタ７１の受光面に戻り光によって形成されるスポットの形状が合焦状態では、ほぼ真円となり、対物レンズ６２が原盤６１に近すぎるときと、原盤６１に遠すぎるときとで、それぞれスポットの形状が長軸方向および短軸方向が互いに入れ替わった楕円となる。このスポットの形状の相違をフォトディテクタ７１の出力信号から求めることによって、フォーカスエラーを検出できる。フォーカスエラーに基づいて１軸アクチュエータ６３が駆動され、フォーカスエラーが補正される。
【００４５】
さらに、位置決め時では、レーザ光の強度が所定のものとされるが、データを記録する露光時には、原盤上にピット、グルーブ等のパターンに対応した潜像を形成するために、レーザダイオード６９を直接駆動する直接変調方法、または音響光学変調器（ＡＯＭ：Acousto Optical Modulator)等を用いた外部変調方法によって変調される。
【００４６】
上述した光学ピックアップブロック５４がＺ軸モータ５５によってＺ軸方向に変位可能とされている。フォーカス位置検出時には、Ｚ軸モータ５５を回転させることによって光学ピックアップブロック５４が光軸方向に原盤６１に対して接近するように移動させる。光学ピックアップブロック５４の移動中は、フォトディテクタ７１の出力信号を使用して焦点位置の検知を行う。この場合、後述するように、対物レンズ６２を微小振幅振動させてフォーカス位置の検出確率を上げている。
【００４７】
対物レンズ６２の焦点位置が原盤６１とほぼ一致した場合には、フォトディテクタ７１に原盤６１からの反射光が入射され、フォトディテクタ７１から電気信号出力が得られる。このフォトディテクタ７１の出力信号が制御部に供給されることによってＺ軸モータ５５に対する駆動を停止させる。
【００４８】
以上の位置決め方法によって、光ディスクで通常使用されているフォーカスサーボを用いるにあたって必要とされる位置決め条件が満たされ、フォーカスサーボを動作させて光記録を行うことが可能となる。
【００４９】
この発明の一実施形態では、対物レンズ６２がＺ方向において高速で微小振幅で振動させられる。振動の振幅は、原盤６１と対物レンズ６２とが衝突しないことが十分に保証され、且つ原盤６１の存在の検出の可能性を高くする効果を生じる程度、微小なものである。
【００５０】
理論的には、原盤６１と対物レンズ６２との間の距離を変化させるには、少なくとも一方を移動させれば良い。一実施形態では、上述したように、原盤６１の位置を静止させた状態で、Ｚ軸モータ５５によって光学ピックアップブロック５４の全体を移動させている。さらに、対物レンズ６２を１軸アクチュエータ６３を駆動することによって微小振幅で振動させている。但し、Ｚ軸モータ５５を設けないで、１軸アクチュエータ６３に対する駆動のみで、原盤６１に対して対物レンズ６２を徐々に近付けると共に、対物レンズ６２を振動させても良い。さらに、対物レンズ６２は、振動するのみで、原盤６１の位置を対物レンズ６２に近付けるように変位させても良い。
【００５１】
以下の説明では、説明が容易であるため、原盤側を移動させる方式を例として動作を説明する。位置決め時には、基板上に無機レジストが成膜された原盤６１が上昇して対物レンズ６２に対して接近する。
【００５２】
一例として対物レンズ６２を振幅１０μｍ、周波数２００Hzの正弦波とした場合には、図７に示す波形として表すこと．できる。１mm／secの速度で原盤６１が移動したとする
と、図７のグラフにおいて、原盤６１の移動を１次直線として表すことができる。対物レンズ６２の変位は、合焦位置（変位０）を中心として上（＋）下（−）に存在する、検出可能範囲例えば２．５μｍの幅でもって正弦波状に変化するものと表すことができる。
【００５３】
図７に示されるように、１次直線と正弦波状の変位とが複数箇所で交叉することになる。フォトディテクタ７１の和信号をモニタすることによって、交叉している期間で和信号が発生する。この発明の一実施形態では、対物レンズ６２を振動させている。原盤６１のレジストの表面と対物レンズ６２との間の距離が対物レンズ６２の振動に伴って接近または離間することになる。したがって、振動させない場合の距離が検出可能範囲例えば２．５μｍに含まれていない場合でも、振動の結果、検出可能範囲に入り込む。例えば原盤６１の表面と対物レンズ６２とが合焦位置よりも１０μｍ上側に位置する場合でも、対物レンズ６２の負側のピーク付近でフォトディテクタから和信号が出力する。逆に、合焦位置を通りすぎ、対物レンズ６２が合焦位置よりも１０μｍ下側に位置する場合でも、対物レンズ６２の正側のピーク付近でフォトディテクタから和信号が出力する。
【００５４】
このように一実施形態では、対物レンズ６２に対して原盤６１を徐々に接近させた場合に、フォトディテクタから検出信号が発生することが可能な状態が複数回発生し、対物レンズ６２を振動させない方法と比して位置決めを検出する可能性を高くすることができる。この発明の一実施形態の動作は、対物レンズ６２を静止させて、原盤６１を微小振幅振動させながら対物レンズ６２に接近させる動作と等価である。但し、実際には、原盤６１を振動させる制御は困難であり、上述したように、Ｚ軸モータ５５を使用し、ピックアップブロック５４が元々備えているフォーカス方向のアクチュエータ６３を利用することができ、対物レンズ６２をＺ方向に容易に振動させることができる。
【００５５】
フォトディテクタの和信号が検出されると、原盤６１をＺ方向に移動させている駆動源の駆動が停止され、位置決めシーケンスが終了する。この後、フォーカスサーボがオンされる。フォトディテクタから出力される和信号は、増幅処理を受け、必要に応じて積分処理、またはサンプルホールド処理がなされ、さらに、検出信号がしきい値とレベル比較される。なお、位置決めが失敗した場合に、対物レンズ６２が原盤６１に衝突することを防止するための安全停止装置が設けられている。
【００５６】
なお、上述した説明では、対物レンズ６２を微小振動させて検出可能範囲に入ったことを検出しているが、対物レンズ６２を微小振動させなくても良い。図８は、対物レンズと原盤の一方例えば原盤をＺ軸方向で１mm／secの速度で遠方から対物レンズに近付けた場
合の時間（横軸）対変位（縦軸）のグラフである。なお、実際の装置では、対物レンズ側を移動させているが、ここでは、説明が容易であるため、原盤側を移動させる方式を例として動作を説明する。変位は、合焦位置を０としている。１msecで１μｍの割合で発生する変位が１次直線で示されている。
【００５７】
上述したように、検出可能範囲は、図８において斜線を付した帯で示すように、変位が０の位置を中心とする所定範囲例えば２．５μｍである。したがって、１次直線と帯とが交叉する期間内でのみ、フォトディテクタから検出信号を得ることができる。
【００５８】
図９は、この発明の一実施形態において制御部（図５参照）によってなされる位置決め処理の流れを示す。ステップＳ１１において、位置決めシーケンスが開始される。ステップＳ１２において、フォーカスサーチが成功したか否かが判定される。フォーカスサーチは、上述したように、原盤６１が対物レンズ６２のフォーカス位置の近傍に位置する状態を検出する動作である。原盤６１と対物レンズ６２間の距離がほぼフォーカス距離となり、フォトディテクタから検出信号が発生すると、フォーカスサーチが成功したものと判定される。
【００５９】
ステップＳ１３において、Ｚ軸モータが停止され、光学ピックアップが停止する。そして、ステップＳ１４において、メモリに記憶されている制限用のリミットデータが書き換えられる。リミットデータは、安全停止位置に対応するデータである。フォーカスサーチが成功した位置に対して移動許容量、例えば原盤６１と対物レンズ６２の距離が１００μｍ短くなる位置が安全停止位置と規定される。移動許容量は、対物レンズ６２のワーキングディスタンスより小に設定される。
【００６０】
Ｚ軸ステージにステッピングモータを使用した場合には、フォーカスサーチが成功した位置をエンコーダよりカウントすることが可能であり、リミット位置は、上記カウント値に１００μｍ分の移動量をカウントしたパルス数または距離となる。リミットデータの更新は、上記カウント値を上書きすることとなる。
【００６１】
なお、リミットデータの更新には、Ｚ軸ステージに取り付けられた位置センサーなどを用いることも可能であり、その場合には、パルス数でなく、アナログ出力される電圧に１００μｍ分の電圧を加算したアナログ電圧をＡＤ変換し、リミットデータとして記憶するようにしても良い。リミットデータは、フォーカスサーチが成功する度に書き換えられる。ステップＳ１４において、リミットデータが更新されると、ステップＳ１７で位置決めシーケンスが終了する。
【００６２】
ステップＳ１２において、フォーカスサーチが成功しなかった場合には、処理がステップＳ１５に移る。ステップＳ１５においては、リミット、すなわち、安全停止位置に到達したか否かが判定される。上述したように、安全停止位置は、フォーカスサーチが成功した位置に対して移動許容量を加算した位置である。リミットに到達したと判定されると、ステップＳ１６において、Ｚ軸モータが停止される。停止によって、原盤６１と対物レンズ６２とが衝突することを防止できる。そして、位置決めシーケンスが終了する（ステップＳ１７）。なお、フォーカスサーチが成功しないでＺ軸モータを停止させた場合には、フォーカスサーチが成功しなかった旨のエラーメッセージが操作者に対して提示されて、シーケンスが終了する。
【００６３】
上述したレンズ停止位置の制御方法は、フォーカスサーチが成功した場合の対物レンズ位置に移動許容量を加算した距離を停止位置と設定するものである。この停止位置の設定は、実際に検出された焦点位置から移動許容量を加算した距離を停止位置とするので、光学ピックアップを交換したり、距離センサーを交換した場合、または原盤の厚みが変化した場合でも、移動許容量がワーキングディスタンスより小の関係を満たす範囲では、対物レンズと原盤の衝突を防止することができ、また、改めて初期調整を行う必要をなくすことができる。
【００６４】
以上、この発明の一実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えばこの発明は、正弦波に限らず、のこぎり波、パルス波等でアクチュエータを駆動して対物レンズを振動させても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】この発明を適用できる光ディスクの一例を示す略線図である。
【図２】この発明を適用できる光ディスクの製造工程の一例を示す略線図である。
【図３】従来の位置決め方法の一例を説明するための略線図である。
【図４】この発明の一実施形態によるカッティング装置の外観を概略的に示す斜視図である。
【図５】この発明の一実施形態における光学ピックアップブロックの移動機構の一例を示す略線図である。
【図６】光学ピックアップブロックの一例を示す略線図である。
【図７】この発明の一実施形態において、原盤を移動させた時に検出信号を得る動作の一例を説明するためのグラフである。
【図８】この発明の一実施形態において、原盤を移動させた時に検出信号を得る動作の他の例を説明するためのグラフである。
【図９】この発明の一実施形態の位置決め動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００６６】
５２・・・カッティングテーブル
５４・・・光学ピックアップブロック
５５・・・Ｚ軸モータ
６１・・・原盤
６２・・・対物レンズ
６３・・・アクチュエータ
６９・・・レーザダイオード
７１・・・フォトディテクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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