JPH0773490A - 焦点制御装置及び焦点制御装置の安定化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、精度良く焦点制御することができる
焦点制御装置及び焦点制御装置の安定化方法の実現を目
的とするものである。 【構成】制御用光源から発射した第２の光ビームを露光
用の第１の光ビームと合成した後対物レンズを介してデ
イスク原盤に照射すると共に第２の光ビームのデイスク
原盤における反射光を対物レンズを介して光電変換手段
の受光面で受光し、当該光電変換手段から出力される出
力信号に基づいて対物レンズを第１の光ビームがデイス
ク原盤上で合焦するように位置制御する焦点制御装置及
び当該焦点制御装置の安定化方法において、反射戻り光
の光量の総和が常に一定となるように制御用光源の出射
光量を制御するようにしたことにより、精度良く焦点制
御し得る焦点制御装置及び当該焦点制御装置の安定化方
法を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【目次】以下の順序で本発明を説明する。 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題（図４） 課題を解決するための手段（図１〜図４） 作用（図１〜図４） 実施例（図１〜図４） 発明の効果

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は焦点制御装置及び焦点制
御装置の安定化方法に関し、例えば光デイスク用のマス
ターコードカツタ（以下これを光デイスク用マスターコ
ードカツタと呼ぶ）に適用して好適なものである。

【０００３】

【従来の技術】従来、光デイスク用マスターコードカツ
タにおいては、一面（以下これを感光面と呼ぶ）にホト
レジストが塗布されてなる円板形状のガラス原盤を回転
させながら、当該ガラス原盤の感光面に記録データに基
づいてレーザビーム（以下これを露光用レーザビームと
呼ぶ）を順次照射するようになされ、これによりホトレ
ジストを当該記録データに基づくパターンに露光するよ
うになされている。

【０００４】この場合当該光デイスク用マスターコード
カツタでは、通常、露光用レーザビームの集束手段とし
て対物レンズを用い、当該対物レンズを、ガラス原盤の
感光面から像点距離だけ離れた位置に配置することによ
り当該露光用レーザビームを当該ガラス原盤の感光面上
で焦点を合わせ（以下これを合焦と呼ぶ）させるように
なされている。これにより当該光デイスク用マスターコ
ードカツタでは、記録データに基づく微細な露光パター
ンをホトレジストに形成し得、かくして精度良く記録デ
ータを記録し得るようになされている。

【０００５】ところがこの種のコードカツタにおいて
は、ガラス原盤自体の歪み又はガラス原盤の回転精度等
の関係上、当該ガラス原盤の回転時にその感光面に僅か
ながらも変位が生じる問題がある。このためこの種のコ
ードカツタでは、通常、ガラス原盤に露光パターンを形
成するための光学系及び機構に加えて、ガラス原盤の感
光面から対物レンズまでの実際の距離と露光用レーザビ
ームがガラス原盤の感光面上で合焦するときのガラス原
盤の感光面から対物レンズまでの距離との間の誤差量を
検出し、当該検出結果に基づいて常に露光用レーザビー
ムがガラス原盤の感光面上で合焦するように対物レンズ
を移動させるための制御機構（以下これを焦点制御装置
と呼ぶ）が設けられている。

【０００６】このとき焦点制御装置としては、ガラス原
盤の感光面から対物レンズまでの実際の距離と露光用レ
ーザビームがガラス原盤の感光面上で合焦するときのガ
ラス原盤の感光面から対物レンズまでの距離との間の誤
差量を検出するための誤差検出原理として、非点収差
法、ナイフエツジ法、臨界法、フーコ法、ビームサイズ
法又は離軸法等を用いたものなど種々のものが提案され
ており、一般的にはこれらの方法によつて得られた誤差
検出用の反射戻り光を、２又は４分割フオトダイオード
に代表される分割型光検出素子や無分割のポジシヨンセ
ンシングデイテクタ等の誤差検出用ビームポジシヨンデ
イテクタの各受光面においてそれぞれ受光することによ
り、当該各受光面に形成される当該検出用光ビームの変
位又は変形を対物レンズの位置誤差として検出し、これ
を電気信号として制御回路にフイードバツクすることに
より対物レンズを位置誤差が０になるように移動させて
制御している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで反射戻り光の
反射光量は、周囲の大気、ガラス原盤及び当該ガラス原
盤に塗布されるホトレジストの屈折率と当該ホトレジス
トの膜厚とによつて変化することが知られている。これ
は、ホトレジストの膜厚が検出用光ビームの波長よりも
薄い光学薄膜であるため入射光が薄膜によつて多重干渉
反射することに起因しており、このため当該膜厚が変化
すると反射率が変化するため反射戻り光の光量の総和が
変化する。

【０００８】この場合ホトレジストにおいては、スピン
コートによつてほぼ一定の膜厚でガラス原盤に塗布され
るのが一般的であるが、回転数、気圧、気流及び温度等
の条件によりガラス原盤の内外周で若干のばらつきを生
じたり、当該ガラス原盤の感光面の汚染、表面状態及び
異物の付着等により円周方向に若干のばらつきが生じる
ことがある。またこの種の光デイスク用マスターコード
カツタにおいては、記録対象となる光デイスクのフオー
マツトによつて最適な膜厚が異なるために、所定のフオ
ーマツトの専用機でないかぎり多種のホトレジスト膜厚
のガラス原盤が記録（露光）対象となる。

【０００９】ここで、図４（Ａ）に示すように、一般的
に知られているように誤差検出用ビームポジシヨンデイ
テクタの出力に基づいて得られる誤差信号Ｓ１は、ガラ
ス原盤の感光面から対物レンズまでの実際の距離と露光
用レーザビームがガラス原盤の感光面上で合焦するとき
のガラス原盤の感光面から対物レンズまでの距離との間
の誤差量が０であるときを中心としたいわゆるＳ字曲線
を描き、一般的に対物レンズの位置制御ではこの誤差信
号Ｓ１が０となる点を中心とした直線部分が用いられて
いる。このためこの種の焦点制御装置では、上述のよう
な理由から反射戻り光の光量の総和が変化することによ
つて誤差信号Ｓ１のＳ字曲線の全体部分の振幅が変化す
るために直線部分の傾きが変化し、この結果合焦点制御
のゲイン（利得）が変化することにより制御の安定性が
損なわれる問題があつた。

【００１０】またこの種の焦点制御装置のうち、対物レ
ンズが露光用レーザビームがガラス原盤の感光面上で合
焦するような位置にあるときに誤差信号Ｓ１の信号レベ
ルが０となるように、誤差検出用ビームポジシヨンデイ
テクタの出力に電気的な直流オフセツトを与えて調整し
ているようなものでは、当該誤差信号Ｓ１のＳ字曲線の
直線部分の傾きの変化に伴つて必要となる直流オフセツ
ト量も順次変化するために、上述のような反射戻り光の
光量の総和が変化することによつて対物レンズが露光用
レーザビームがガラス原盤の感光面上で合焦する状態
（位置）にあるときに誤差信号Ｓ１の信号レベルが０に
ならなくなる問題があつた。

【００１１】このためこの種の焦点制御装置において
は、これらの問題を解決する１つの方法として、ガラス
原盤の感光面から対物レンズまでの実際上の距離と露光
用レーザビームが合焦するガラス原盤の感光面及び対物
レンズ間の距離との誤差を検出するための光学系機構部
に波長板を付設して回転制御させることにより反射戻り
光の光量の総和を一定にする方法が提案されている（特
開平 1−194145）。

【００１２】ところがこのような方法では、制御の応答
が比較的低い周波数に限定されると共に、機械的な制御
が伴うために焦点制御装置が振動源となり得、さらには
偏光面を回転させることにより偏光ビームスプリツタに
おける検出用光ビームと反射戻り光との分離率が低下す
る。すなわちこのような方法では、反射戻り光の一部が
検出用光ビームの光源側に戻り、バツクトークとして干
渉するために光源にレーザなどを用いていると安定性を
損なう問題があつた。

【００１３】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、精度良く焦点制御することができる焦点制御装置及
び焦点制御装置の安定化方法を提案しようとするもので
ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、記録データに基づいて露光用の第
１の光ビームＬ１をデイスク原盤２に順次照射すること
によりデイスク原盤２に形成されたホトレジスト層７を
記録データに基づく露光パターンに露光する原盤露光装
置１に設けられ、制御用光源１０から発射した第２の光
ビームＬ１０を第１の光ビームＬ１と合成した後対物レ
ンズ６を介してデイスク原盤２に照射すると共に第２の
光ビームＬ１０のデイスク原盤２における反射光Ｌ１１
を対物レンズ６を介して光電変換手段１４の受光面１４
Ａで受光し、受光面１４Ａに入射する反射光Ｌ１１の入
射位置及び光量に応じた信号レベルで光電変換手段１４
から出力される出力信号Ｓ１０Ａ、Ｓ１０Ｂに基づいて
対物レンズ６を第１の光ビームＬ１がデイスク原盤２上
で合焦するように移動制御する焦点制御装置において、
光電変換手段１４から出力された出力信号Ｓ１０Ａ、Ｓ
１０Ｂに基づいて、光電気変換手段１４の受光面１４Ａ
に入射する反射光Ｌ１１の光量の総和が常に一定となる
ように制御用光源１０の出射光量を制御する制御手段１
７を設けた。

【００１５】また本発明においては、記録データに基づ
いて露光用の第１の光ビームＬ１をデイスク原盤２に順
次照射することによりデイスク原盤２に形成されたホト
レジスト層７を記録データに基づく露光パターンに露光
する原盤露光装置１に設けられ、制御用光源１０から発
射した第２の光ビームＬ１０を第１の光ビームＬ１と合
成した後対物レンズ６を介してデイスク原盤２に照射す
ると共に第２の光ビームＬ１０のデイスク原盤２におけ
る反射光Ｌ１１を対物レンズ６を介して光電変換手段１
４の受光面１４Ａで受光し、受光面１４Ａに入射する反
射光Ｌ１１の入射位置及び光量に応じた信号レベルで光
電変換手段１４から出力される出力信号Ｓ１０Ａ、Ｓ１
０Ｂに基づいて対物レンズ６を第１の光ビームＬ１がデ
イスク原盤２上で合焦するように移動制御する焦点制御
装置において、光電変換手段１４から出力された出力信
号Ｓ１０Ａ、Ｓ１０Ｂに基づいて、光電気変換手段１４
の受光面１４Ａに入射する反射光Ｌ１１の光量の総和が
常に一定となるように制御用光源１０の出射光量を制御
するようにした。

【００１６】

【作用】光電気変換手段１４の受光面１４Ａに入射する
反射光Ｌ１１の光量の総和が常に一定となるように制御
用光源１０の出射光量を制御するようにしたことによ
り、当該光電変換手段１４の受光面１４Ａにはホトレジ
スト７の膜厚等に依らずに常に一定の光量の反射光Ｌ１
１が入射する。従つて当該光電変換手段１４からは、信
号レベルの総和が常に一定である安定した出力信号Ｓ１
０Ａ、Ｓ１０Ｂを得ることができる。

【００１７】

【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。

【００１８】図１において、１は全体として離軸法を誤
差検出原理とする光デイスク用マスターコードカツタを
示し、露光対象のガラス原盤２を静圧空気軸受け等でな
るガラス原盤回転駆動部（図示せず）上に搭載して使用
するようになされている。すなわちガラス原盤回転駆動
部においては、記録モード時、順次回転することにより
ガラス原盤２を所定の線速度で回転させる。このとき露
光用光学系３からは、所定の波長帯域の露光用レーザビ
ームＬ１が、供給される記録データに基づいてＯＮ／Ｏ
ＦＦしながら順次放射される。

【００１９】この露光用レーザビームＬ１は、ダイクロ
イツクミラー４及び全反射ミラー５を介して対物レンズ
６の光軸上を直進し、当該対物レンズ６によつてガラス
原盤２上で合焦する。これにより当該光デイスクマスタ
ーコードカツタ１においては、当該ガラス原盤２の感光
面２Ａに塗布されたホトレジスト７を当該記録データに
基づく露光パターンに露光し得、かくして当該記録デー
タを記録し得るようになされている。検出用光源１０に
おいては、駆動電流を変化させることによりその出射光
量を調整し得る可視光半導体レーザでなり、ホトレジス
ト７を感光しない波長帯域の検出用光ビームＬ１０を偏
光ビームスプリツタ１１に向けて放射する。

【００２０】この検出用光ビームＬ１０は、当該偏光ビ
ームスプリツタ１１において単一偏光成分だけが１／４
反射板１２方向に反射され、当該１／４反射板１２にお
いて円偏光された後ダイクロイツクミラー４において露
光用レーザビームＬ１と合成される。また検出用光ビー
ムＬ１０においては、全反射ミラー５を介して露光用レ
ーザビームＬ１と平行かつ僅かに離軸した状態で当該対
物レンズ６に入射し、この後ガラス原盤２の感光面２Ａ
においてその一部が反射することにより当該感光面２Ａ
の反射率及びホトレジスト７の膜厚等に応じた光量の反
射戻り光Ｌ１１が当該ホトレジスト７から出射する。

【００２１】この反射戻り光Ｌ１１は、対物レンズ６及
び全反射ミラー５を介してダイクロイツクミラー４に入
射し、当該ダイクロイツクミラー４において露光用レー
ザビームＬ１の反射光と分離された後１／４波長板１２
において円偏光からもとの単一直線偏光と直交する偏光
面をもつ直線偏光に変換される。さらにこの後当該反射
戻り光Ｌ１１は、偏光スプリツタ１１を介して色フイル
タ１３に入射し、当該色フイルタ１３において外乱光成
分を除去された後誤差検出用ビームポジシヨンデイテク
タ１４の受光面１４Ａに入射する。当該誤差検出用ビー
ムポジシヨンデイテクタ１４においては、例えば無分割
のポジシヨンセンシングデイテクタでなり、露光用レー
ザビームＬ１がガラス原盤２の感光面２Ａで合焦すると
きにその出力に基づく誤差信号Ｓ１（図４）の信号レベ
ルが０となる位置に配置されている。

【００２２】この誤差検出用ビームポジシヨンデイテク
タ１４は、受光面１４Ａに入射する反射戻り光Ｌ１１の
光量及び当該反射戻り光Ｌ１１の入射位置に応じた信号
レベルの第１及び第２の受光信号Ｓ１０Ａ、Ｓ１０Ｂを
それぞれ第１及び第２の電流電圧変換回路１５Ａ、１５
Ｂに送出する。第１及び第２の電流電圧変換回路１５
Ａ、１５Ｂにおいては、それぞれ第１及び第２の受光信
号Ｓ１０Ａ、Ｓ１０Ｂを電流電圧変換することにより図
４（Ｂ）及び図４（Ｃ）に示すような第１及び第２の電
圧受光信号Ｓ１１Ａ、Ｓ１１Ｂを得、これを対物レンズ
駆動制御回路１６及びレーザ光量制御回路１７に送出す
る。

【００２３】対物レンズ駆動制御回路１６においては、
第１及び第２の電圧受光信号Ｓ１１Ａ、Ｓ１１Ｂの差を
とることにより誤差信号Ｓ１（図４（Ａ））を得、当該
誤差信号Ｓ１の信号レベルが常に０に近づくような駆動
信号Ｓ１２をフオーカスアクチユエータ１８に送出す
る。かくして当該焦点制御装置１では、フオーカスアク
チユエータ１８が駆動信号Ｓ１２に基づいて順次対物レ
ンズ６を順次移動させることにより当該対物レンズ６を
常に露出用レーザビームＬ１がガラス原盤２上で合焦す
るようにその位置を制御（以下これを自動焦点制御と呼
ぶ）するようになされている。

【００２４】このときレーザ光量制御回路１７において
は、第１及び第２の電圧受光信号Ｓ１１Ａ、Ｓ１１Ｂを
加算することにより反射戻り光Ｌ１１の総和量に相当す
る信号レベルの図４（Ｄ）に示すような光量検出信号Ｓ
１３を得、これを検出用光源１０に送出する。これによ
り当該焦点制御装置１においては、当該検出用光源１０
が光量検出信号Ｓ１３に基づいてその信号レベルが常に
一定になるように検出用光ビームＬ１０の出射光量を調
整するようになされ、かくして誤差検出用ビームポジシ
ヨンデイテクタ１４の受光面１４Ａに入射する反射戻り
光Ｌ１１が常に一定になるように制御するようになされ
ている。

【００２５】実際上焦点制御装置１においては、図２に
示すようなＣＰＵ（中央処理ユニツト）２０を含むマイ
クロコンピユータ構成でなり、当該ＣＰＵ２０の制御に
基づいて自動焦点制御を実行又は停止するようになされ
ている。すなわちこの光デイスク用マスターコードカツ
タ１では、微動調整用のフオーカスリニアモータ２１を
含む対物レンズユニツト２２全体がマイクロメータヘツ
ド（図示せず）などで位置決めされる１軸のリニアガイ
ド（図示せず）上に設置されており、当該マイクロメー
タヘツドが粗動調整用のスツテツピングモータ（図示せ
ず）の出力軸と係合すると共に、当該対物レンズユニツ
ト全体がスツテツピングモータの当該出力軸の回転に応
じて矢印ａで示すガラス原盤２に近づく方向又はこれと
逆方向に順次移動するようになされている。

【００２６】これによりＣＰＵ２０においては、露光対
象のガラス原盤２がガラス原盤回転駆動部上に搭載され
た後当該ガラス原盤２のホトレジスト７に記録データを
記録する記録モードが選定されると、まずフオーカスア
クチユエータ１８のステツピングモータに回転駆動信号
（図示せず）を送出することによりステツピングモータ
を回転駆動させて対物レンズユニツト２２を離れた位置
からガラス原盤２の感光面２Ａに順次近づけさせるよう
になされている。このとき対物レンズ駆動制御回路１６
では、第１及び第２の電圧受光信号Ｓ１１Ａ、Ｓ１１Ｂ
をそれぞれ抵抗Ｒ１及びＲ２を介して加算増幅器３０の
第１の信号入力端において受信すると共に、当該第１及
び第２の電圧受光信号Ｓ１１Ａ、Ｓ１１Ｂをそれぞれ抵
抗Ｒ３及びＲ４を介して減算増幅器３１の第１及び第２
の信号入力端においてそれぞれ受信するようになされて
いる。

【００２７】加算増幅器３０においては、第２の信号入
力端がアース接地されてなり、供給される第１及び第２
の電圧受光信号Ｓ１１Ａ、Ｓ１１Ｂに基づいて誤差検出
用ビームポジシヨンデイテクタ１４の受光面１４Ａ上に
入射する光量の総和に相当する信号レベルの光検出加算
信号Ｓ２１を得、これをコンパレータ３２の第１の信号
入力端に送出する。コンパレータ３２においては、第１
の信号入力端に供給される光検出加算信号Ｓ２１の信号
レベルと、第２の信号入力端に供給される所定電圧とを
比較し、比較結果を比較結果信号Ｓ２２としてＣＰＵ２
０に送出する。

【００２８】ＣＰＵ２０は、当該比較結果信号Ｓ２２に
基づいて反射戻り光Ｌ１１が誤差検出用ビームポジシヨ
ンデイテクタ１４の受光面１４Ａ上に入射しているか否
かを順次判断し、肯定結果を得た場合にのみフオーカス
オン信号Ｓ２３を出力する。また加算増幅回路３０から
出力された光検出加算信号Ｓ２１は、バツフアアンプ３
３を介してオシロスコープ等の外部測定機３４に送出す
るようになされ、これにより制御系に外乱を与えること
なくをモニタ表示される。

【００２９】このとき差動増幅器３１においては、第１
の電圧受光信号Ｓ１１Ａ及び電圧受光信号１１Ｂの差を
とることにより反射戻り光Ｌ１１のビームスポツトが誤
差検出用ビームポジシヨンデイテクタ１４の受光面１４
Ａ上の中立位置からの変位している量に応じた信号レベ
ルの誤差信号Ｓ１（図４（Ａ））を得、これを一端がア
ース接地された制御利得調整用の可変抵抗３４を介して
ローパスフイルタ回路３５及びバツフア３６でなる位相
補償回路３７に送出する。位相補償回路３７は、当該誤
差信号Ｓ１の位相を所定量進めることにより制御機構部
（駆動部）の時定数による応答の遅れを補償して制御の
安定を図ると共に、この結果得られた位相補償誤差信号
Ｓ２４を例えばアナログICスイツチでなるスイツチ回路
３８の第１のスイツチ切換え端に送出する。

【００３０】スイツチ回路３８においては、第２のスイ
ツチ切換え端がアース接地されてなり、ＣＰＵ２０から
供給される（又は手動スイツチを介して供給される）上
述のフオーカスオン信号Ｓ２３の入力及び入力の停止に
応じてそれぞれスイツチを第１及び第２のスイツチ切換
え端に順次切り換えるようになされている。この場合当
該スイツチ回路３８においては、スイツチが第１のスイ
ツチ切換え端に接続されている（すなわちフオーカスオ
ン信号Ｓ２３が供給されて自動焦点制御がＯＮ状態にあ
る）ときには、位相補償誤差信号Ｓ２４を駆動信号Ｓ１
２として電力増幅器３９を介してフオーカスアクチユエ
ータ１８のフオーカスリニアモータ２１及びレベルコン
パレータ４０に送出する。

【００３１】フオーカスリニアモータ２１においては、
駆動信号Ｓ１２に基づいて順次対物レンズ６をガラス原
盤２に対して矢印ａ方向又はこれと逆方向に順次移動さ
せ、これにより誤差検出用ビームポジシヨンデイテクタ
１４の受光面１４Ａ上の反射戻り光Ｌ１１のビームスポ
ツトが中立位置に保たれるように（すなわち誤差信号Ｓ
１の信号レベルが常に０となるように）順次対物レンズ
６の位置を微動調整する。

【００３２】また、このときレベルコンパレータ４０に
送出された駆動信号Ｓ１２は電流の方向と電流量のレベ
ルとが検出されてＣＰＵ２０に送出されると共に、当該
ＣＰＵ２０は当該検出結果に基づいて対物レンズユニツ
ト２２が適正位置から上下方向のどちら側にどの程度ず
れているかを検知し、ずれ量が大きいときには対物レン
ズユニツト２２を適正位置方向に移動させるような駆動
信号Ｓ１２をフオーカスアクチユエータ１８のステツピ
ングモータに送出することにより当該対物レンズ６の位
置を粗動調整する。

【００３３】これにより当該焦点制御装置１では、記録
モードが選定されたときには、ＣＰＵ２０がまずフオー
カスアクチユエータ１８のステツピングモータに回転駆
動信号を出力することにより対物レンズ６を全く離れた
位置からガラス原盤２の感光面２Ａに順次近づけていく
と共に、当該対物レンズ６及びガラス原盤２の感光面２
Ａ間の距離が反射戻り光Ｌ１１が誤差検出用ビームポジ
シヨンデイテクタ１４の受光面１４Ａに入射する程度ま
で近づいたところでＣＰＵ２０がステツピングモータに
回転駆動信号を出力することにより対物レンズ６の移動
を停止させ、この後当該ＣＰＵ２０が対物レンズ駆動制
御回路１６のスイツチ回路３８にフオーカスオン信号Ｓ
２３を送出することにより対物レンズ駆動制御回路１６
に自動焦点制御動作を開始させると共に、このとき対物
レンズ６が機械的な中立位置から大きく離れている場合
にはＣＰＵ２０がステツピングモータに駆動信号Ｓ１２
を送出してこれを回転駆動させることにより対物レンズ
６を当該中立位置に位置させるようになされている。

【００３４】またこのとき減算回路３１から出力された
誤差信号Ｓ１は、バツフア４１を介してオシロスコープ
等の外部測定器４２に送出され、これにより制御系に外
乱を与えることなくモニタ表示される。このときレーザ
光量制御回路１７においては、図３に示すように、第１
及び第２の電圧受光信号Ｓ１１Ａ、Ｓ１１Ｂをそれぞれ
加算増幅器５０の第１及び第２の信号入力端で受信し、
当該加算増幅器５０において当該第１及び第２の電圧受
光信号Ｓ１１Ａ、Ｓ１１Ｂを加算処理することにより反
射戻り光Ｌ１１の光量の総和に相当する信号レベルの光
量検出信号Ｓ３０を得、これを差動増幅器５１の第１の
信号入力端に供給するようになされている。

【００３５】このとき当該差動増幅回路５１において
は、第２の信号入力端が基準電圧源５２を介してアース
接地され、かくして光量検出信号Ｓ３０の電圧レベルと
基準電圧源５２から印加される所定電圧でなる基準電圧
とを比較することによりその電圧差を電圧差信号Ｓ３１
として位相補償回路５３に送出する。位相補償回路５３
においては、当該電圧差信号Ｓ３１の位相を所定量変化
させることにより検出用光源１０の光出力制御における
時定数による応答の遅れを補償すると共に、これを位相
補償電圧差信号Ｓ３２としてスイツチ回路５４の第１の
スイツチ切換え端に送出する。

【００３６】スイツチ回路５４においては、FET （Fiel
d Effect Transistor ）スイツチ等のアナログICスイツ
チでなり、ＣＰＵ２０（図２）からフオーカスオン信号
Ｓ２３が供給されているとき（すなわち反射戻り光Ｌ１
１が誤差検出用ビームポジシヨンデイテクタ１４の受光
面１４Ａに入射しているとき）にはスイツチが第１のス
イツチ切換え端に切り換わることにより位相補償電圧差
信号Ｓ３２を光量検出信号Ｓ１３として検出用光源１０
の内部に設けられた光出力制御回路（図示せず）の出力
光レベル検出部（図示せず）の一部を構成する能動可変
抵抗回路５５に送出し、これに対してフオーカスオン信
号Ｓ２３が供給されていないとき（すなわち反射戻り光
Ｌ１１が誤差検出用ビームポジシヨンデイテクタ１４の
受光面１４Ａに入射していないとき）にはスイツチが第
２のスイツチ切換え端に切り換わることにより基準電圧
源５６から供給される所定電圧の基準電圧信号Ｓ３３を
光量検出信号Ｓ１３として能動可変抵抗回路５５に送出
するようになされている。

【００３７】能動可変抵抗回路５５においては、FET を
用いた能動可変抵抗器でなり、供給される光量検出信号
Ｓ１３の信号レベルに応じてその抵抗値を順次変化させ
ることにより検出用光源１０の半導体レーザ５６の出射
光量を変化させる。

【００３８】これにより当該レーザ光量制御回路１７に
おいては、記録モード時、対物レンズ６がガラス原盤２
の感光面２Ａに対して離れた位置から徐々に近づいて行
くときにフオーカスオン信号Ｓ２３が供給されるまで
（すなわち反射戻り光Ｌ１１が誤差検出用ビームポジシ
ヨンデイテクタ１４の受光面１４Ａに入射するまで）は
スイツチ回路５４のスイツチが第２のスイツチ切換え端
に接続されていることにより検出用光源１０の出射光量
が基準電圧源５６の出力電圧に基づく一定値をとるよう
に制御すると共に、この後フオーカスオン信号Ｓ２３が
供給された後（すなわち反射戻り光Ｌ１１が誤差検出用
ビームポジシヨンデイテクタ１４の受光面１４Ａに入射
した後）はスイツチ回路５４のスイツチが第１のスイツ
チ切換え端に切り換わることにより誤差検出用ビームポ
ジシヨンデイテクタ１４の受光面１４Ａに入射する反射
戻り光Ｌ１１の光量に応じて当該検出用光源１０の出力
光量を制御するようになされている。

【００３９】以上の構成において、当該焦点制御装置１
のレーザ光量制御回路１７では誤差検出用ビームポジシ
ヨンデイテクタ１４から第１及び第２の電流電圧変換回
路１５Ａ、１５Ｂを介して供給される第１及び第２の電
圧受光信号Ｓ１１Ａ、Ｓ１１Ｂを加算することにより当
該誤差検出用ビームポジシヨンデイテクタ１４の受光面
１４Ａに入射する反射戻り光Ｌ１１の光量の総和を検出
し、当該総和量が常に一定となるように検出用光源１０
の光出力量を制御する。

【００４０】この結果この焦点制御装置１では、ガラス
原盤２の感光面２Ａに塗布されるホトレジスト７の膜厚
に係わらず誤差検出用ビームポジシヨンデイテクタ１４
からは常に信号レベルの総和量が一定の第１及び第２の
電圧受光信号Ｓ１１Ａ、Ｓ１１Ｂが出力される。

【００４１】従つて当該焦点制御装置１では、当該第１
及び第２の電圧受光信号Ｓ１１Ａ、Ｓ１１Ｂに基づいて
得られる誤差信号Ｓ１のＳ字曲線の全体部分の振幅が常
に一定であり、この結果当該Ｓ字曲線の直線部分の傾き
が常に一定となる。従つて焦点制御のゲイン（利得）が
ガラス原盤２のホトレジスト７の膜厚に依らずに常に一
定になるために安定した制御を行うことができる。

【００４２】またこの種の焦点制御装置１のうち、対物
レンズ６が露光用レーザビームＬ１がガラス原盤２の感
光面２Ａ上で合焦するような位置にあるときに誤差信号
Ｓ１の信号レベルが０となるように、誤差検出用ビーム
ポジシヨンデイテクタ１４の出力に電気的な直流オフセ
ツトを与えて調整しているようなものでも、当該誤差信
号Ｓ１のＳ字曲線の直線部分の傾きがガラス原盤２のホ
トレジスト７の膜厚に依らずに常に一定であるために必
要となる直流オフセツト量も常に一定となり、従つて反
射戻り光Ｌ１の光量の総和が変化することによつて対物
レンズ６が露光用レーザビームＬ１がガラス原盤２の感
光面２Ａ上で合焦する状態（位置）にあるときに誤差信
号Ｓ１の信号レベルが０にならなくなるといつた誤差の
発生を回避することができる。

【００４３】以上の構成によれば、誤差検出用ビームポ
ジシヨンデイテクタ１４の受光面１４Ａに入射する反射
戻り光Ｌ１１の光量が常に一定となるように検出用光源
１０の光出力量を制御するようにしたことにより、反射
戻り光Ｌ１１の光量及びビームスポツト位置に応じて誤
差検出用ビームポジシヨンデイテクタ１４から出力され
る第１及び第２の受光信号Ｓ１０Ａ、Ｓ１０Ｂに基づい
て得られる誤差信号Ｓ１のＳ字曲線の直線部分の傾きを
ガラス原盤２のホトレジスト７の膜厚に依らずに常に一
定にすることができる。従つて焦点制御のゲイン特性が
最適な状態で一定に保たれると共に電気的な直流オフセ
ツトを与えて調整しているような機構においても直流オ
フセツト値が常に一定に保たれることにより焦点制御の
精度と安定性を向上させることができる。

【００４４】またガラス原盤２の感光面２Ａに塗布され
たホトレジスト７の膜厚に部分的な変動があつても常に
安定した焦点制御利得が得られるために光デイスク用の
ガラス原盤２に形成されるピツトやグループの形状精度
が向上し、かくして品質を向上させることができる。ま
た１つの装置でホトレジスト７の膜厚の異なる、すなわ
ち信号溝の深さが異なるフオーマツトのガラス原盤を露
光する際にも焦点制御のゲイン特性が自動的に最適値に
保たれることにより、面倒な調整作業を必要とせずに省
力化でき、常に安定した高品質な光デイスク用の原盤を
作成することができる。

【００４５】なお上述の実施例においては、出射光量を
変化し得る検出用光源１０として半導体レーザを用いる
ようにした場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、He-Ne レーザをAOM （Acousto-Optical Modulator
）やEOM 等の変調器と組み合わせることにより出力光
量を調整し得るようになされた検出用光源を用いるよう
にしても良い。

【００４６】また上述の実施例においては、本発明を、
実際のガラス原盤２及び対物レンズ６間の距離と露光用
レーザビームＬ１がガラス原盤２上で合焦するときのガ
ラス原盤２及び対物レンズ６間の距離との誤差を検出す
るための誤差検出原理として離軸法を用いた焦点制御装
置１に適用した場合について述べたが、本発明はこれに
限らず、誤差検出原理としてこの他種々の誤差検出原理
を用いた焦点制御装置に適用して好適なものである。

【００４７】さらに上述の実施例においては、検出用光
源１０から出射した検出用光ビームＬ１０を偏光ビーム
スプリツタ１１で反射した後ダイクロイツクミラー４に
おいて露光用レーザビームＬ１と合成するようにした場
合について述べたが、本発明はこれに限らず、露光用レ
ーザビームＬ１が所定の反射手段によつて所定方向に反
射された後ダイクロイツクミラー４において検出用光ビ
ームＬ１０と合成されるようにしても良い。

【００４８】さらに上述の実施例においては、誤差検出
用ビームポジシヨンデイテクタ１４として無分割のポジ
シヨンセンシングデイテクタを用いるようにした場合に
ついて述べたが、本発明はこれに限らず、誤差検出用ビ
ームポジシヨンデイテクタ１４としてはこの他２分割フ
オトダイオード等種々のものを適用し得る。

【００４９】さらに上述の実施例においては、レーザ光
量制御回路１７が誤差検出用ビームポジシヨンデイテク
タ１４から出力される第１及び第２の受光信号Ｓ１０
Ａ、Ｓ１０Ｂに基づいて検出用光源１０の可変抵抗回路
５５の抵抗値を順次変化させることにより検出用光源１
０の出射光量を変化させるようにした場合について述べ
たが、本発明はこれに限らず、検出用光源１０の出射光
量を変化させる手段としては当該検出用光源１０の駆動
電気量を変化させる等この他種々の方法を適用できる。

【００５０】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、デイスク
の原盤の一面に塗布されたホトレジストを供給される記
録データに基づいて露光する原盤露光装置に設けられ、
制御用光源から発射した第２の光ビームを露光用の第１
の光ビームと合成した後対物レンズを介してデイスク原
盤に照射すると共に第２の光ビームのデイスク原盤にお
ける反射光を対物レンズを介して光電変換手段の受光面
で受光し、受光面に入射する反射光の入射位置及び光量
に応じた信号レベルで光電変換手段から出力される出力
信号に基づいて対物レンズを第１の光ビームがデイスク
原盤上で合焦するように移動制御する焦点制御装置及び
当該焦点制御装置の安定化方法において、光電変換手段
から出力される出力信号に基づいて、反射戻り光の光量
の総和が常に一定となるように制御用光源の出射光量を
制御するようにしたことにより、信号レベルの総和が常
に一定である安定した出力信号を光電変換手段から得る
ことができ、かくして精度良く焦点制御し得る焦点制御
装置及び当該焦点制御装置の安定化方法を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例による焦点制御装置の全体構成である。

【図２】対物レンズ駆動制御回路の詳細を示すブロツク
図である。

【図３】レーザ光量制御回路の詳細を示すブロツク図で
ある。

【図４】各信号の波形を示す波形図である。

【符号の説明】

１……光デイスク用マスターコドカツタ、２……ガラス
原盤、２Ａ……感光面、３……露光用光系、６……対物
レンズ、７……ホトレジスト、１０……検出用光源、１
４……誤差検出用ビームポジシヨンデイテクタ、１４Ａ
……受光面、１７……レーザ光量制御回路、５５……能
動可変抵抗器、Ｌ１……露光用レーザビーム、Ｌ１０…
…検出用光ビーム、Ｌ１１……反射戻り光、Ｓ１０Ａ、
Ｓ１０Ｂ……受光信号、Ｓ１３……光量制御信号。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録データに基づいて露光用の第１の光ビ
   ームをデイスク原盤に順次照射することにより上記デイ
   スク原盤に形成されたホトレジスト層を上記記録データ
   に基づく露光パターンに露光する原盤露光装置に設けら
   れ、制御用光源から発射した第２の光ビームを上記第１
   の光ビームと合成した後上記対物レンズを介して上記デ
   イスク原盤に照射すると共に上記第２の光ビームの上記
   デイスク原盤における反射光を上記対物レンズを介して
   光電変換手段の受光面で受光し、上記受光面に入射する
   上記反射光の入射位置及び光量に応じた信号レベルで上
   記光電変換手段から出力される出力信号に基づいて上記
   対物レンズを上記第１の光ビームが上記デイスク原盤上
   で合焦するように移動制御する焦点制御装置において、 上記光電変換手段から出力された上記出力信号に基づい
   て、上記光電気変換手段の上記受光面に入射する上記反
   射光の光量の総和が常に一定となるように上記制御用光
   源の出射光量を制御する制御手段を具えることを特徴と
   する焦点制御装置。
2. 【請求項２】記録データに基づいて露光用の第１の光ビ
   ームをデイスク原盤に順次照射することにより上記デイ
   スク原盤に形成されたホトレジスト層を上記記録データ
   に基づく露光パターンに露光する原盤露光装置に設けら
   れ、制御用光源から発射した第２の光ビームを上記第１
   の光ビームと合成した後上記対物レンズを介して上記デ
   イスク原盤に照射すると共に上記第２の光ビームの上記
   デイスク原盤における反射光を上記対物レンズを介して
   光電変換手段の受光面で受光し、上記受光面に入射する
   上記反射光の入射位置及び光量に応じた信号レベルで上
   記光電変換手段から出力される出力信号に基づいて上記
   対物レンズを上記第１の光ビームが上記デイスク原盤上
   で合焦するように移動制御する焦点制御装置の安定化方
   法において、 上記光電変換手段から出力される上記出力信号に基づい
   て、上記反射戻り光の光量の総和が常に一定となるよう
   に上記制御用光源の出射光量を制御することを特徴とす
   る焦点制御装置の安定化方法。