(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピンドルチャンバと、前記スピンドルチャンバから１端部が露出しつつ収容され気体軸受によって回転自在に支持されたスピンドルシャフトと、前記スピンドルシャフトを回転駆動するモータと、前記スピンドルチャンバと前記スピンドルシャフトとの間隙に介在する圧力シールと、前記スピンドルシャフト内に収容され、一部が前記スピンドルチャンバ内の空間に露出した高電圧線と、を備えた回転駆動装置であって、
前記高電圧線が露出した空間に絶縁性気体を導入する手段を有することを特徴とする回転駆動装置。
【請求項２】
基板を回転駆動する回転駆動装置と、電子ビームを射出する電子ビーム射出手段と、前記電子ビームの偏向制御を行う偏向制御手段と、前記電子ビームを収束せしめて前記基板に照射する電子ビーム収束手段と、を備えたディスク原盤製造装置であって、
前記回転駆動装置は、スピンドルチャンバと、前記スピンドルチャンバから１端部が露出しつつ収容され気体軸受によって回転自在に支持されたスピンドルシャフトと、前記スピンドルシャフトを回転駆動するモータと、前記スピンドルチャンバと前記スピンドルシャフトとの間隙に介在する圧力シールと、前記スピンドルシャフト内に収容され、一部が前記スピンドルチャンバ内の空間に露出した高電圧線と、前記高電圧線が露出した空間に絶縁性気体を導入する手段と、を有することを特徴とするディスク原盤製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回転駆動装置、特に、真空中で用いられる回転駆動装置及びこれを用いたディスク原盤製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
可視域、紫外域のレーザ光を用いたディスク原盤のカッティングは、記録用レーザ光のスポット径の限界によって記録分解能が制限される。そこで、可視域、紫外域のレーザ光よりも短波長で記録分解能の向上が図られる電子ビームを用いたディスク原盤製造装置によってディスク原盤のカッティングを行なうことが検討され、走査形電子顕微鏡と類似の鏡筒を用いたディスク原盤製造装置が開発されている。
【０００３】
電子ビームは、大気雰囲気中において著しく拡散、減衰する特性を有していることから、その伝搬経路に他の媒体が存在するのは好ましくなく、真空雰囲気下で使用される。従って、電子銃、原盤回転駆動装置、原盤移送装置は、真空容器に収容され真空雰囲気内で用いられる。
ディスク原盤製造装置には、ディスク原盤に対して微細なピッチで微小な凹凸パターンの潜像を形成することから、各駆動装置が極めて高精度に位置決め制御されると共に駆動制御される必要がある。
【０００４】
情報記録媒体用原盤に情報を記録（カッティング）する際、ディスク原盤をターンテーブル上に載置し、電子ビーム照射手段から電子ビームを出射させて原盤表面に照射させることで表面上に潜像を形成させる。この場合、ターンテーブルに回転力を付与する原盤回転駆動装置として電磁モータを用いるため、かかるモータの近傍には電磁場が発生する。この電磁場は、出射される電子ビームの飛翔方向等に悪影響を及ぼし、カッティング精度を低下させる。
【０００５】
そこで、特許第３０４０８８７号公報（特開平６−１３１７０６号）に示されるような、モータよる電磁場の影響を電子ビームから遮断すべく、電磁モータを磁気シールド手段により囲繞したディスク原盤製造装置が開発されている。
従来のディスク原盤製造装置における回転駆動装置において、スピンドルシャフトは、静圧空気軸受によりスピンドルチャンバ内に軸支され、モータによって回転駆動される。スピンドルチャンバとスピンドルシャフトとの径方向の間隙には、軸受け用のエアーを真空室から遮断するための圧力シール（磁性流体シール）が設けられている。
【０００６】
かかるディスク原盤製造装置では、ターンテーブルに高電圧を供給するため高電圧ケーブルをスピンドルシャフト内に設ける場合がある。高電圧ケーブルは、その１端部にスピンドルチャンバ内の空間に露出したロ−タリ型などの高電圧接点を有し、スピンドルシャフトの回転時において、当該高電圧接点及びこれに電気的に接続された引出ケーブルを介して外部電源から高電圧が供給されるように構成される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した回転駆動装置においては、高電圧ケーブルの接点がスピンドルチャンバ内の空間に露出するため、当該高電圧接点と接地電位であるスピンドルチャンバやモータのコイルを収容しているハウジングとの間の距離が近いと放電を生じるおそれがある。従って、高電圧接点と接地電位であるスピンドルチャンバ及びハウジング等との間の距離を大きくとる必要があるため、回転駆動装置を小型化することが困難であった。
【０００８】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、小型化が可能で回転性能に優れ、高電圧供給機能を備えた高性能回転駆動装置及びこれを用いたディスク原盤製造装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による回転駆動装置は、スピンドルチャンバと、スピンドルチャンバから１端部が露出しつつ収容され気体軸受によって回転自在に支持されたスピンドルシャフトと、スピンドルシャフトを回転駆動するモータと、スピンドルチャンバとスピンドルシャフトとの間隙に介在する圧力シールと、スピンドルシャフト内に収容され、一部がスピンドルチャンバ内の空間に露出した高電圧線と、を備えた回転駆動装置であって、当該高電圧線が露出した空間に絶縁性気体を導入する手段を有することを特徴としている。
【００１０】
また、本発明によるディスク原盤製造装置は、基板を回転駆動する回転駆動装置と、電子ビームを射出する電子ビーム射出手段と、電子ビームの偏向制御を行う偏向制御手段と、電子ビームを収束せしめて基板に照射する電子ビーム収束手段と、を備えたディスク原盤製造装置であって、上記回転駆動装置は、スピンドルチャンバと、スピンドルチャンバから１端部が露出しつつ収容され気体軸受によって回転自在に支持されたスピンドルシャフトと、スピンドルシャフトを回転駆動するモータと、スピンドルチャンバとスピンドルシャフトとの間隙に介在する圧力シールと、スピンドルシャフト内に収容され、一部がスピンドルチャンバ内の空間に露出した高電圧線と、高電圧線が露出した空間に絶縁性気体を導入する手段と、を有することを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明の実施例である回転駆動装置１０の構成を示す断面図である。
図１に示すように、回転駆動装置１０のスピンドルチャンバ１１内部には、スピンドルシャフト１２と、スピンドルシャフトを回転駆動する電磁モータ１３が収容されている。スピンドルシャフト１２はスピンドルチャンバ１１から１端部が露出し、気体軸受１４によって回転自在に軸支されている。この例ではスピンドルシャフト１２の端部近傍において、圧力シール（磁性流体シール）１５が、スピンドルチャンバ１１の開口部とスピンドルシャフト１２との径方向の間隙に介在するように、スピンドルシャフト１２を囲繞して設けられている。磁性流体シール１５によりスピンドルチャンバ１１内部の気密性が保持される。
【００１２】
スピンドルチャンバ１１内のスピンドルシャフト１２にはスピンドルシャフト１２を回転駆動するモータ（本体）１３Ａが取り付けられている。ハウジング１７内に設けられたコイル１３Ｂに電流を流すことにより発生した電磁力を利用してスピンドルシャフト１２を回転させることができる。これにより、スピンドルチャンバ１１外におけるスピンドルシャフト１２の他端に固定された、例えば、ターンテーブル１０１等の回転体を回転させることができる。
【００１３】
スピンドルチャンバ１１内には、ターンテーブル１０１に高電圧を供給するための高電圧ケーブル２１が設けられている。高電圧ケーブル２１は、その１端部にスピンドルチャンバ１１内の空間に露出したロ−タリ型などの高電圧接点２３を有している。スピンドルシャフト１２の回転時において、高電圧接点２３及びこれに電気的に接続された引出ケーブル２４を介して外部電源（図示しない）から高電圧が供給される。
【００１４】
気体軸受１４においては、バルブ２５を介して外部から供給されたＳＦ6などの絶縁性気体が加圧循環ポンプ２７により循環されている。すなわち、加圧循環ポンプ２７からの絶縁性気体は、パイプ２８Ａを経て気体軸受１４に供給され、スピンドルチャンバ１１内に充満する。また、スピンドルチャンバ１１内の絶縁性気体は、パイプ２８Ｂを経て循環される。
【００１５】
従って、上記した高電圧接点２３の周囲の空間も絶縁性気体で満たされるため、放電開始電圧を高めることができる。つまり、高電圧接点２３とスピンドルチャンバ１１及びハウジング１７等との放電が起こりにくくなるため、これらの間の距離（図中のＡ及びＢ）を短くできる。すなわち、スピンドルシャフト１２を短くすることができるので、スピンドルチャンバ１１を小型化することが可能になる。さらに、スピンドルシャフト１２を短くできることにより、回転端部が短くかつ軽量になるために、回転性能も向上する。
【００１６】
次に、上記回転駆動装置を用いたディスク原盤製造装置について説明する。
図２に示すように、ディスク原盤製造装置３０は、真空チャンバ３１と、真空チャンバ３１内に配置されたディスク原盤１００を回転駆動するターンテーブル１０１と、ターンテーブル１０１を回転駆動させる回転駆動装置１０と、この回転駆動装置１０をディスク原盤の半径方向に移動させる原盤移動駆動装置４０と、ターンテーブル１０１に高電圧を供給するための高電圧電源３３と、絶縁性気体を回転駆動装置１０に供給するための加圧循環ポンプ２７等と、真空チャンバ３１に取り付けられた電子ビーム出射ヘッド部と、を備えている。電子ビーム出射ヘッド部は、一端に電子ビーム出射口５０Ａが形成された電子銃筒５０と、電子銃筒５０の各要素を制御するための後述する各制御部及びコントローラ６００とから構成されている。
【００１７】
電子銃筒５０は、その電子ビーム出射口５０Ａが真空チャンバ３１内部に挿入されるように、鉛直に真空チャンバ３１へ固定されている。すなわち、電子銃筒５０の電子ビーム出射口５０Ａが真空チャンバ３１内の空間に臨ませた状態で真空チャンバの天井面に取り付けられている。電子ビーム出射口５０Ａは、回転駆動装置１０のターンテーブル１０１上に位置決めされたディスク原盤１００の主面と近接した状態で対向配置されている。
【００１８】
電子銃筒５０は、電子ビーム出射口５０Ａから遠い側から、電子銃５１、集束レンズ５２、ブランキング電極５３、アパーチャ５４、ビーム偏向電極５５、フォーカス調整レンズ５６及び対物レンズ５７を筒体内に備え、この順で内部に配置されている。
真空チャンバ３１は、エアーダンパなどの防振台（図示しない）を介して設置されており、外部からの振動の伝達が抑制されている。また、真空チャンバ３１には、真空ポンプ３５が接続されており、これによって真空チャンバ３１内を排気することによってチャンバ内部が所定圧力の真空雰囲気となるように制御されている。
【００１９】
図２のディスク原盤製造装置におけるディスク原盤の回転駆動装置１０には、前述した図１に示す回転駆動装置１０が用いられている。すなわち、回転駆動装置１０のスピンドルチャンバ１１内に設けられた高電圧ケーブル２１には、高電圧接点２３を介して高電圧電源３３から負の高電圧が供給される。かかる高電圧はターンテーブル１０１上のディスク原盤１００に負の高電圧を印加し、入射する電子ビームを減速させるために用いられる。あるいは、他の用途に用いられてもよい。
【００２０】
また、スピンドルチャンバ１１内の気体軸受１４には、伸縮自在な連結パイプ２８Ｃを介して加圧循環ポンプ２７が結合され、絶縁性気体が導入されている。すなわち、バルブ２５を介して加圧循環ポンプ２７に供給された絶縁性気体は、連結パイプ２８Ｃを経て気体軸受１４に供給され、循環されている。
かかる回転駆動装置は上記した構成を有するため、前述のように小型でかつ回転性能も良好である。
【００２１】
ターンテーブル１０１がスピンドルシャフト１２の端部に固定された回転駆動装置１０は、原盤移動駆動装置４０により水平方向に移動自在に支持されている。ディスク原盤１００は、上記した静電チャッキング機構によりターンテーブル１０１上に位置決めされ、保持されている。
コントローラ６００は、ブランキング電極を調整駆動するブランキング電極駆動部５３０、ビーム偏向電極を調整駆動するビーム偏向電極駆動部５５０、及びフォーカス調整レンズ５６を調整駆動するフォーカスレンズ駆動部５６０を含む電子ビーム出射ヘッド部における電子銃筒５０の各要素を制御する。
【００２２】
コントローラ６００により制御される加速高電圧電源部５１０の電力供給によって、電子銃５１は、１０ＫＶ前後の高電圧により陰極から発せられた電子を、陽極により数十ＫｅＶに加速して電子ビームを放出する。集束レンズ５２は、放出された電子ビームを集束してアパーチャ５４へと導く。ブランキング電極５３は電子ビーム出射のオン／オフ制御を行う。
【００２３】
ブランキング電極駆動部５３０は、コントローラ６００から供給される制御信号に応答して、ブランキング電極５３間に電圧を印加して通過する電子ビームを大きく偏向させる。これにより、電子ビームはアパーチャ５４の絞り孔に集束されない状態となって電子ビームの出射が阻止され、オフ状態となる。
ビーム偏向電極駆動部５５０は、コントローラ６００から供給される制御信号に応答して、ビーム偏向電極５５間に電圧を印加して通過する電子ビームを偏向させる。これにより、ディスク原盤１００の所定位置に対する電子ビームスポットの位置制御を行う。
【００２４】
フォーカスレンズ駆動部５６０は、高さ検出部７００からの制御信号に応答してディスク原盤の主面に照射される電子ビームのビームスポットの焦点調整を行う。高さ検出部７００は、光源７０１から出射され、ディスク原盤１００の表面で反射された光をディテクタ７０２（ポジションセンサ、ＣＣＤなど）で受光し、その出力に基づいてディスク原盤の主面の高さを検出する。
【００２５】
コントローラ６００は、電子ビーム出射ヘッド部の各要素だけでなく、各種制御信号を、回転駆動装置１０、原盤移動駆動装置４０、真空ポンプ３５などに供給し、これらを制御する。
上記のディスク原盤製造装置を用いたディスク原盤の作製は、概ね以下の手順である。ディスク原盤をディスク原盤製造装置のターンテーブルに装着して、装置内部を所定雰囲気にする。ディスク原盤は、ガラスなどからなる基板と、その上にスピンコート法などにより所定の厚さに塗布形成された電子線用レジスト層からなる。
【００２６】
情報信号によって変調された電子ビームを原盤の主面に直接照射すると共に、原盤を回転させることで、ピットやグループなどの微小凹凸パターンの潜像を螺旋状に配列した潜像（現像後のピット）を原盤上に形成する。
ディスク原盤は、カッティング終了後に現像処理が施され、電子ビームで照射された部分のレジスト層が除去され、微小な凹凸パターンが形成され、情報が記録されたディスク原盤が作製される。なお、微小な凹凸パターンが形成されたディスク原盤表面に導電膜を形成し、電鋳処理が施されてスタンパが作製される。
【００２７】
【発明の効果】
上記したことから明らかなように、本発明によれば、小型化が可能な高性能回転駆動装置及びこれを用いたディスク原盤製造装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例である回転駆動装置の構成を示す断面図である。
【図２】図１に示す回転駆動装置を用いたディスク原盤製造装置の構成を示す図である。
【主要部分の符号の説明】
１０  回転駆動装置
１１  スピンドルチャンバ
１２  スピンドルシャフト
１３  モータ
１４  気体軸受
１５  磁性流体シール
１７  ハウジング
２１  高電圧ケーブル
２３  高電圧接点
２４  引出ケーブル
２７  加圧循環ポンプ
３０  ディスク原盤製造装置
３１  真空チャンバ
３３  高電圧電源
３５  真空ポンプ
４０  原盤移動駆動装置
５０  電子銃筒
１００  ディスク原盤
１０１  ターンテーブル
６００  コントローラ
【図１】
0003970527.tif 000002
【図２】
0003970527.tif 000003