專利名稱：透鏡定位方法,刻錄方法,定位方法以及刻錄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種透鏡定位方法，一種刻錄方法(cutting method)，一種定位方法，以及一種刻錄裝置，用于在生產(chǎn)例如高密度光盤(pán)的刻錄步驟中對(duì)物鏡進(jìn)行定位。
背景技術(shù)：
對(duì)于高密度光盤(pán)，例如，已經(jīng)提出的一種光盤(pán)，其具有單面單層大約25GB(Gbytes)的記錄容量，或者具有單面雙層大約50GB的記錄容量。在這種光盤(pán)中，為了減小用于記錄和重放的光束的光點(diǎn)直徑，會(huì)將光源波長(zhǎng)設(shè)為405nm，物鏡的數(shù)值孔徑NA設(shè)為0.85的大數(shù)值。在該高密度光盤(pán)中，光點(diǎn)面積可被減小至DVD的光點(diǎn)面積的大約1/5。此外，由于角度誤差(稱為傾斜余量，即自光盤(pán)表面和光束光軸之間形成的90°角起允許的傾斜角度)隨著物鏡數(shù)值孔徑NA的增加而減小，因此，覆蓋有信息層的覆蓋層薄至0.1mm。對(duì)于只讀光盤(pán)，信息層是上面形成有凹坑的反射層或半透明反射層。對(duì)于可記錄光盤(pán)，信息層是上面形成有溝槽并且可記錄相位改變等的層。
圖1A和1B示出了可應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例的一種高密度光盤(pán)的示例結(jié)構(gòu)。圖1A示出了單層的結(jié)構(gòu)。參考標(biāo)記1表示由聚碳酸脂(下文簡(jiǎn)寫(xiě)為PC)制成的基片，其具有1.1mm的厚度。
母盤(pán)(master disc)的凹坑通過(guò)注塑成型工序被轉(zhuǎn)印到基片1的表面上?；?涂覆有反射膜2。用作光透射層且厚度為0.1mm的覆蓋層3被粘接到反射膜2上。利用在已經(jīng)預(yù)打孔的PC薄層5上粘接UV(紫外線)硬化型粘接劑4并且在PC薄層5的表面部分涂覆硬質(zhì)涂層6的方法形成覆蓋層3。
圖1B示出了雙層的結(jié)構(gòu)。以與單層結(jié)構(gòu)類似的方法，圖1B示出具有兩層信息層的光盤(pán)，這兩層信息層每層都具有這樣一種結(jié)構(gòu)在1.1mm厚的基片上形成用作全反射膜的反射膜2，在稱為中間層的形成在反射膜2上的光透射層7上形成半透明反射膜8，再將覆蓋層3粘接到該半透明反射膜8上。當(dāng)從激光光束的入射方向(硬質(zhì)涂層6一側(cè))看時(shí)，反射膜2形成在100μm的深度處，半透明反射膜8形成在75μm的深度處。
對(duì)于圖1B示出的單面雙層光盤(pán)，當(dāng)從激光光束的入射方向看時(shí)，位于100μm的深度處的反射膜2被作為參考層(第0層記錄層，稱為L(zhǎng)0層)，在位于75μm的深度處添加的記錄層被作為第一記錄層(稱為L(zhǎng)1層)。
在上述高密度光盤(pán)的生產(chǎn)中，在基片表面涂覆抗蝕劑，通過(guò)激光光束曝光凹坑或溝槽圖案，通過(guò)顯影形成具有相應(yīng)于抗蝕劑上的凹坑或溝槽的凹入和凸起部分的盤(pán)形母盤(pán)，利用該盤(pán)形母盤(pán)形成金屬制的模片，利用該模片采用注塑成型工序形成盤(pán)基片，并在該盤(pán)基片上形成薄膜記錄層。
圖2示出了該模片的生產(chǎn)步驟。首先，在基片10的表面上利用旋涂方法等涂覆非常薄的抗蝕劑11(光敏劑)，從而形成一母盤(pán)。當(dāng)該母盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)刻錄裝置的激光光束12對(duì)該母盤(pán)曝光。通過(guò)曝光在抗蝕劑11上形成具有相應(yīng)于凹坑或溝槽的圖案的潛像。
然后，通過(guò)將顯影劑13滴入到位于旋轉(zhuǎn)玻璃基片10上的抗蝕劑11的表面上并執(zhí)行顯影過(guò)程，在基片10上形成相應(yīng)于光盤(pán)的溝槽或凹坑的凹入/凸起的抗蝕劑圖案。酸性、堿性等液體用作顯影劑。四甲基銨、KOH、NaOH、Na2CO3等水溶液可用作用于顯影的堿性溶液。鹽酸、硝酸、硫酸、磷酸等可用作酸溶液。
接著，例如鎳等的金屬14通過(guò)電鍍工序淀積到基片10上并經(jīng)剝離和修整，從而獲得模片15。通過(guò)將模片15附著于注塑成型工序裝置的印模上，并將例如PC等的樹(shù)脂注入到空腔中，從而形成轉(zhuǎn)印有模片的凹入/凸起部分的盤(pán)基片。這時(shí)，盤(pán)基片的樹(shù)脂通過(guò)加熱而塑化，以便可快速填充到模具中。當(dāng)經(jīng)噴射模塑的盤(pán)基片被冷卻至30℃或更低后，通過(guò)在凹坑表面?zhèn)扔蔀R射裝置形成一薄金屬薄膜而形成反射膜。
然后，將作為粘接劑的UV(紫外線)硬化型樹(shù)脂滴到在其上已經(jīng)形成有薄膜反射層的盤(pán)基片上，并通過(guò)旋涂方法在該盤(pán)基片上均勻涂覆該樹(shù)脂。此后，該盤(pán)基片上的由UV硬化型樹(shù)脂形成的涂覆薄膜與PC薄膜被保持在相對(duì)的位置，并隨后粘接。PC薄膜的粘接過(guò)程在真空中執(zhí)行。這是因?yàn)楸仨毞乐乖诒P(pán)基片和PC薄膜的粘接表面上形成折皺或間隙從而產(chǎn)生讀數(shù)錯(cuò)誤的情況。
然后，向粘接有PC薄膜的光盤(pán)照射紫外線并硬化該UV硬化樹(shù)脂，從而使該盤(pán)基片與PC薄膜粘接。此外，UV硬化型硬質(zhì)涂層材料被滴到與盤(pán)粘接的PC薄膜上，PC薄膜上均勻涂覆有該硬質(zhì)涂層材料，并且通過(guò)再次照射紫外線硬化該硬質(zhì)涂層材料，從而生產(chǎn)出一硬質(zhì)涂層。由此獲得一盤(pán)。
可解決當(dāng)采用現(xiàn)有技術(shù)的有機(jī)抗蝕劑來(lái)生產(chǎn)高密度光盤(pán)時(shí)產(chǎn)生的問(wèn)題的技術(shù)在專利文獻(xiàn)1(JP-A-2003-315988)中已經(jīng)被公開(kāi)。已經(jīng)提出了一種技術(shù)，根據(jù)由專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)的過(guò)渡金屬的不完全氧化物制成的無(wú)機(jī)抗蝕劑材料，甚至可利用熱記錄特性通過(guò)大約405nm的可見(jiàn)激光來(lái)曝光比光點(diǎn)直徑更小的圖案。該技術(shù)因?qū)τ趯?shí)現(xiàn)高記錄密度的光盤(pán)的主流技術(shù)有用而受到關(guān)注。
這里所用的過(guò)渡金屬的不完全氧化物表示氧含量向小于根據(jù)過(guò)渡金屬的化合價(jià)的化學(xué)配比組成偏離的混合物，即，過(guò)渡金屬的不完全氧化物中的氧含量小于根據(jù)過(guò)渡金屬的化合價(jià)的化學(xué)配比組成的混合物。在該過(guò)渡金屬的不完全氧化物中，由于曝露的潛像形成部分已經(jīng)被氧化改變，因而可溶解在堿性顯影劑中，并可實(shí)現(xiàn)光盤(pán)母盤(pán)的微加工。
本發(fā)明一實(shí)施例涉及一種在采用這種無(wú)機(jī)抗蝕劑的情況下在刻錄裝置中物鏡的定位方法。在該刻錄裝置中，由于通過(guò)母盤(pán)的反饋精確度形成螺旋軌跡，因此不進(jìn)行循軌控制而僅僅控制聚焦方向(聚焦伺服)，所述母盤(pán)中，在例如硅晶片等的基片上形成薄膜無(wú)機(jī)抗蝕劑。該聚焦控制通過(guò)與例如在再現(xiàn)裝置中使用的像散(astigmatism)方法等類似的方法作出。
由于該聚焦控制的引入范圍是有限的，首先，物鏡與母盤(pán)表面之間的距離位于聚焦伺服可引入的范圍內(nèi)。用于該目的的控制被稱為定位控制，并通過(guò)允許母盤(pán)的位置靠近物鏡而作出。該聚焦伺服在完成定位后進(jìn)行。在該聚焦伺服中，反饋控制物鏡的垂直位置，從而可獲得對(duì)焦(in-focus)狀態(tài)。
在專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)的刻錄裝置中，由于通常采用商業(yè)可得的小直徑物鏡，因此存在物鏡工作距離減小的趨勢(shì)。該工作距離是物鏡最靠近焦點(diǎn)位置的物理頂點(diǎn)部分。例如，當(dāng)該工作距離等于150μm時(shí)，如果在定位母盤(pán)后的最初調(diào)整中沒(méi)有高精確度地定位物鏡，就有可能導(dǎo)致物鏡與母盤(pán)碰撞或者引起聚焦伺服的問(wèn)題。因此，在最初調(diào)整的時(shí)候定位該物鏡以便物鏡的焦點(diǎn)位置與母盤(pán)的記錄表面重合是重要的。
將不對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的定位方法作說(shuō)明。物鏡的焦點(diǎn)深度可通過(guò)用光的波長(zhǎng)λ除以透鏡數(shù)值孔徑的平方而獲得的λ/(2NA)2的值計(jì)算出。在現(xiàn)有技術(shù)的刻錄裝置中，為了會(huì)聚用于曝光的激光光點(diǎn)，減小波長(zhǎng)并增加數(shù)值孔徑。因此，焦點(diǎn)深度變得非常小。
根據(jù)專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)的方法，大數(shù)值孔徑的透鏡和短波長(zhǎng)的光源在現(xiàn)有技術(shù)中不是必須的。例如，當(dāng)λ＝405nm且NA＝0.85時(shí)，可獲得0.14μm的焦點(diǎn)深度。焦點(diǎn)深度表示物鏡在光軸上移動(dòng)時(shí)焦點(diǎn)符合要求的范圍。通常，光學(xué)拾取器的光電探測(cè)器中的光電探測(cè)靈敏度被設(shè)置成，高達(dá)焦點(diǎn)深度可被探測(cè)到的幾倍大的數(shù)值。焦點(diǎn)深度可被探測(cè)到的范圍被稱為可探測(cè)范圍。例如，將該可探測(cè)范圍設(shè)為2.5μm。
在物鏡或母盤(pán)移動(dòng)且僅當(dāng)它們之間的距離在可探測(cè)范圍內(nèi)對(duì)物鏡進(jìn)行定位控制的情況下，可從探測(cè)器獲得探測(cè)輸出。當(dāng)該距離超出可探測(cè)范圍時(shí)，由于探測(cè)光量減少，難以獲得探測(cè)輸出，并難以探測(cè)到母盤(pán)的存在。
作為在現(xiàn)有技術(shù)的刻錄裝置中的定位方法，已經(jīng)提出一種采用除了用于刻錄的激光光束(波長(zhǎng)等于例如266nm)之外的用于探測(cè)的具有長(zhǎng)波長(zhǎng)的激光光束的方法。如圖3所示，用于刻錄的激光光束LB和用于探測(cè)的激光光束LB’通過(guò)物鏡22被照射到母盤(pán)21上，并且通過(guò)母盤(pán)21反射激光光束LB’獲得的返回光被拾取裝置的光電探測(cè)器探測(cè)到。物鏡22的位置可在Z軸方向上移動(dòng)變化。
對(duì)于用于探測(cè)的激光光束LB’，由于其波長(zhǎng)比用于刻錄的激光光束波長(zhǎng)長(zhǎng)，其焦深深并且比激光光束LB的可探測(cè)范圍寬。與利用激光光束LB探測(cè)母盤(pán)21的情況相比，采用激光光束LB’可更容易探測(cè)到母盤(pán)21。已經(jīng)提出一種技術(shù)，其中用于透射激光光束LB’的物鏡22的透鏡直徑減小，從而減小數(shù)值孔徑NA并增加焦點(diǎn)深度。
在現(xiàn)有技術(shù)的刻錄裝置中定位方法的另一種方法中，提供一種方法，提供與物鏡22一體移動(dòng)的距離傳感器23并基于例如光學(xué)距離傳感器23的輸出信號(hào)進(jìn)行定位。
圖3所示的方法存在這樣的問(wèn)題，由于必須將不同波長(zhǎng)的激光產(chǎn)生光源和光路增加到光學(xué)拾取器中，光學(xué)拾取器將變得復(fù)雜且成本增加。根據(jù)圖4所示的方法，提供了距離傳感器23，必須使物鏡22的焦點(diǎn)位置與距離傳感器23的定位位置重合。如果物鏡22與距離傳感器23之間的相對(duì)距離(位置偏差)改變一定量或更多的工作距離，那么，在定位操作時(shí)，物鏡22可能會(huì)與母盤(pán)21碰撞，并且會(huì)產(chǎn)生聚焦伺服缺陷。此外，還存在由于增加距離傳感器23而導(dǎo)致成本增加的問(wèn)題。
因此，期望通過(guò)采用用于曝光的激光光束LB而不采用用于探測(cè)的激光光束LB’或附加設(shè)置距離傳感器23來(lái)探測(cè)到母盤(pán)21的存在。然而，存在這樣的問(wèn)題，由于如上述焦深淺且可探測(cè)范圍窄，因此，難以探測(cè)到母盤(pán)21。
圖5示出了物鏡或母盤(pán)中例如母盤(pán)在Z軸方向上從一遠(yuǎn)距離位置以1mm/sec的速度靠近物鏡的情況下的時(shí)間(橫坐標(biāo)軸)位移(縱坐標(biāo)軸)圖。雖然在實(shí)際裝置中物鏡側(cè)被移動(dòng)(下文中將說(shuō)明)，但是，這里將以母盤(pán)側(cè)移動(dòng)的系統(tǒng)為例來(lái)說(shuō)明操作，以便易于說(shuō)明。假定對(duì)焦位置處的位移為0。由直線示出以每1msec 1μm的比率產(chǎn)生的位移。如上所述，如圖5中的陰影區(qū)所示，可探測(cè)范圍是一預(yù)定的范圍，例如2.5μm，其中將0位移的位置設(shè)置為中心。因此，僅在直線與陰影帶交叉的時(shí)候可從光電探測(cè)器獲得探測(cè)信號(hào)。由于如上所述陰影帶的寬度窄至2.5μm，因此，該直線與該陰影帶的交叉的時(shí)間短，用于探測(cè)的信號(hào)處理電路的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，或者存在產(chǎn)生錯(cuò)誤探測(cè)的可能。

發(fā)明內(nèi)容
由上所述，期望提供一種透鏡定位方法、一種刻錄方法、一種定位方法、以及一種刻錄裝置，其中優(yōu)選地可利用用于曝光的激光光束進(jìn)行定位而無(wú)需另外附加使用距離傳感器。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種透鏡定位方法，包括移動(dòng)步驟，移動(dòng)物鏡或其基片上形成有抗蝕劑材料膜的母盤(pán)并在與光軸平行的方向上振動(dòng)所述物鏡，從而改變所述物鏡和所述母盤(pán)表面之間的距離；探測(cè)步驟，利用光電探測(cè)器探測(cè)已透射通過(guò)所述物鏡并被所述母盤(pán)表面反射的返回激光光束；以及在所述母盤(pán)位于靠近所述物鏡焦點(diǎn)的位置處時(shí)通過(guò)所述光電探測(cè)器探測(cè)所述返回激光光束、并且在探測(cè)到所述返回激光光束時(shí)停止所述物鏡或所述母盤(pán)的移動(dòng)的步驟。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種利用激光光束刻錄母盤(pán)的刻錄方法，包括移動(dòng)步驟，移動(dòng)物鏡或其基片上形成有抗蝕劑材料膜的母盤(pán)并在與光軸平行的方向上振動(dòng)所述物鏡，從而改變所述物鏡和所述母盤(pán)表面之間的距離；探測(cè)步驟，利用光電探測(cè)器探測(cè)已透射通過(guò)所述物鏡并被所述母盤(pán)表面反射的返回激光光束；在所述母盤(pán)位于靠近所述物鏡焦點(diǎn)的位置處時(shí)通過(guò)所述光電探測(cè)器探測(cè)所述返回激光光束、并且在探測(cè)到所述返回激光光束時(shí)停止所述物鏡或所述母盤(pán)的移動(dòng)的步驟；以及在控制所述物鏡的焦點(diǎn)時(shí)在所述母盤(pán)上利用透射通過(guò)所述物鏡的激光光束來(lái)形成與每個(gè)溝槽或凹坑形狀相應(yīng)的潛像的步驟。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，提供了一種透鏡定位裝置，包括致動(dòng)器，其在平行于光軸的方向上振動(dòng)物鏡；驅(qū)動(dòng)器，其移動(dòng)所述物鏡或其基片上形成有抗蝕劑材料膜的母盤(pán)從而改變所述物鏡與所述母盤(pán)表面之間的距離；以及光電探測(cè)器，其探測(cè)已透射通過(guò)所述物鏡并被所述母盤(pán)表面反射的返回激光光束，其中，在所述母盤(pán)位于靠近所述物鏡焦點(diǎn)的位置處時(shí)，通過(guò)所述光電探測(cè)器探測(cè)所述返回激光光束，并且在探測(cè)到所述返回激光光束時(shí)，停止所述物鏡或所述母盤(pán)的移動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種用于利用激光光束刻錄母盤(pán)的刻錄裝置，包括驅(qū)動(dòng)器，其移動(dòng)物鏡或其基片上形成有抗蝕劑材料膜的母盤(pán)從而改變所述物鏡與所述母盤(pán)表面之間的距離；光電探測(cè)器，其探測(cè)已透射通過(guò)所述物鏡并被所述母盤(pán)表面反射的返回激光光束；以及聚焦控制器，當(dāng)所述母盤(pán)位于靠近所述物鏡焦點(diǎn)的位置處時(shí)，所述聚焦控制器控制所述物鏡的焦點(diǎn)使其處于對(duì)焦?fàn)顟B(tài)，并利用透射通過(guò)所述物鏡的激光光束在所述母盤(pán)上形成與每個(gè)溝槽或凹坑形狀相應(yīng)的潛像。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，母盤(pán)可定位在物鏡的工作距離處，而不需采用不同波長(zhǎng)的激光光束和距離傳感器。因此，可防止光學(xué)拾取器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。無(wú)需相對(duì)定位距離傳感器和物鏡，并且初始設(shè)置變得容易。此外，還可防止因提供距離傳感器而增加的成本。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)接下來(lái)參照附圖的說(shuō)明變得明顯，附圖中相同的參考標(biāo)記表示相同的部件。


圖1A和1B為展示應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例的光盤(pán)例子的示意圖；圖2為模片的生產(chǎn)步驟的示意圖；圖3為說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)中的定位方法的一個(gè)例子的示意圖；圖4為說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)中的定位方法的另一個(gè)例子的示意圖；圖5為說(shuō)明當(dāng)母盤(pán)移動(dòng)時(shí)用于獲得探測(cè)信號(hào)的操作的圖示；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的刻錄裝置的外部視圖的透視圖；圖7示出了在本發(fā)明實(shí)施例中的光學(xué)拾取模塊的移動(dòng)機(jī)構(gòu)的一個(gè)例子的示意圖；圖8示出了該光學(xué)拾取模塊的一個(gè)例子的示意圖；圖9為說(shuō)明在本發(fā)明實(shí)施例中當(dāng)母盤(pán)移動(dòng)時(shí)用于獲得探測(cè)信號(hào)的操作的圖示。
具體實(shí)施例方式
下面，將參照

本發(fā)明的實(shí)施例。圖6示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的刻錄裝置的外部視圖。該刻錄裝置布置在一箱型機(jī)殼上。在例如硅晶片的基片上形成有薄膜無(wú)機(jī)抗蝕劑的母盤(pán)被放置在繞軸51旋轉(zhuǎn)的盤(pán)形刻錄臺(tái)52上。該無(wú)機(jī)抗蝕劑是過(guò)渡金屬的不完全氧化物。使用鉬(Mo)、鎢(W)等作為過(guò)渡金屬。例如，使用組合物比例Mo1-xOx(0＜x＜0.75)的不完全氧化物?？啼浥_(tái)52通過(guò)以主軸51作為旋轉(zhuǎn)軸的電機(jī)旋轉(zhuǎn)。
軸51、刻錄臺(tái)52和主軸電機(jī)布置在支撐基座53上。該支撐基座53可在母盤(pán)的徑向方向上水平移動(dòng)。根據(jù)刻錄臺(tái)52進(jìn)給母盤(pán)的精確度形成螺旋軌跡。參考標(biāo)記56表示用于操作該刻錄裝置的開(kāi)關(guān)單元。
光學(xué)拾取模塊54布置在該刻錄臺(tái)52上方。物鏡62位于該光學(xué)拾取模塊54下方。由物鏡62會(huì)聚的用于曝光的激光光束照射到母盤(pán)上。該光學(xué)拾取模塊54可通過(guò)Z軸電機(jī)55在垂直于母盤(pán)表面的Z軸方向上偏移。步進(jìn)電機(jī)、線性電機(jī)等可用作Z軸電機(jī)55。
圖7僅示出了光學(xué)拾取模塊54的一部分。Z軸電機(jī)55被固定到支撐單元57上。由虛線包圍的區(qū)域示出的包括光學(xué)拾取模塊54的部分可通過(guò)Z軸電機(jī)55上升或下降。在本實(shí)施例的該方式中，該刻錄臺(tái)52可在水平方向上移動(dòng)，光學(xué)拾取模塊54可上升或下降。
圖8示出了可應(yīng)用本發(fā)明的光學(xué)拾取模塊54的一個(gè)實(shí)施例。具有例如405nm波長(zhǎng)的由具有例如兩組結(jié)構(gòu)的物鏡62(其數(shù)值孔徑NA等于例如0.85)會(huì)聚的激光光束，照射到放置在刻錄臺(tái)52上的母盤(pán)61表面上的無(wú)機(jī)抗蝕劑上。物鏡62被裝配在可在聚焦方向(平行于光軸的方向)上偏移的單軸致動(dòng)器63中。
從激光二極管69發(fā)出的激光光束經(jīng)過(guò)光柵68和偏振光分束器(PBS)67輸入到準(zhǔn)直透鏡66中。經(jīng)過(guò)光柵68產(chǎn)生±初級(jí)衍射光。由準(zhǔn)直透鏡66轉(zhuǎn)換成平行光的激光光束輸入到例如擴(kuò)束裝置等球面像差校正裝置65中。
此外，該激光光束經(jīng)過(guò)四分之一波片64和物鏡62輸入到母盤(pán)61上，并使母盤(pán)61曝光。該線性偏振激光光束通過(guò)四分之一波片64變成圓偏振光。
由母盤(pán)61反射的光透射通過(guò)物鏡62并經(jīng)由四分之一波片64從圓偏振光變成線性偏振光。這時(shí)，由于偏振方向相對(duì)激光二極管69發(fā)出的光(發(fā)射光)傾斜90°，因此，在偏振光分束器67的粘接表面上會(huì)產(chǎn)生光反射。
當(dāng)經(jīng)準(zhǔn)直透鏡66會(huì)聚的返回光在被PBS 67反射前透射通過(guò)復(fù)合透鏡(multi-lens)70后，會(huì)聚在IC形式的光電探測(cè)器71上并被轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。該復(fù)合透鏡70產(chǎn)生利用光點(diǎn)形成位置的不同來(lái)探測(cè)聚焦誤差的像散方法所需的像差。
光電探測(cè)器71例如是4分型探測(cè)器。在對(duì)焦?fàn)顟B(tài)下，由返回光形成在光電探測(cè)器71的感光表面上的光點(diǎn)形狀幾乎是一個(gè)圓。當(dāng)物鏡62太靠近母盤(pán)61時(shí)以及當(dāng)太遠(yuǎn)離母盤(pán)61時(shí)，每個(gè)光點(diǎn)形狀變成長(zhǎng)軸和短軸相互交換的橢圓。根據(jù)光電探測(cè)器71的輸出信號(hào)獲得的光點(diǎn)形狀差，可探測(cè)到聚焦誤差。根據(jù)該聚焦誤差驅(qū)動(dòng)單軸致動(dòng)器63，并校正聚焦誤差。
此外，雖然激光光束的強(qiáng)度在定位時(shí)被設(shè)置為一預(yù)的值，在曝光以便記錄數(shù)據(jù)時(shí)，為了在母盤(pán)上形成與凹坑、溝槽等圖案相應(yīng)的潛像，通過(guò)直接驅(qū)動(dòng)激光二極管69的直接調(diào)制方法或利用AOM(聲光調(diào)制器)等的外部調(diào)制方法調(diào)制該數(shù)據(jù)。
前述的光學(xué)拾取模塊54可通過(guò)Z軸電機(jī)55在Z軸方向上偏移。當(dāng)探測(cè)聚焦位置時(shí)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)Z軸電機(jī)55移動(dòng)該光學(xué)拾取模塊54，以便在光軸方向上靠近母盤(pán)61。在光學(xué)拾取模塊54移動(dòng)的過(guò)程中，通過(guò)光電探測(cè)器71的輸出信號(hào)探測(cè)到焦點(diǎn)位置。這樣，如同接下來(lái)所述的，通過(guò)微幅振動(dòng)物鏡62，增加聚焦位置的探測(cè)概率。
當(dāng)物鏡62的焦點(diǎn)位置幾乎與母盤(pán)61重合時(shí)，來(lái)自母盤(pán)61的反射光被輸入到光電探測(cè)器71中，并從光電探測(cè)器71中輸出電輸出信號(hào)。根據(jù)光電探測(cè)器71的輸出信號(hào)停止對(duì)Z軸電機(jī)55的驅(qū)動(dòng)。
根據(jù)前述定位方法，通常用于光盤(pán)的當(dāng)使用聚焦伺服時(shí)必須的定位條件是令人滿意的，并且可根據(jù)作出的聚焦伺服操作執(zhí)行光記錄。
根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例，物鏡62在Z方向上微幅快速振動(dòng)。在該情況下的振動(dòng)幅度被設(shè)置成一非常小的值，以充分保證母盤(pán)61不與物鏡62碰撞并足以增加探測(cè)到母盤(pán)61存在的可能性。
理論上，為了改變母盤(pán)61和物鏡62之間的距離，移動(dòng)至少母盤(pán)61或物鏡62是足夠的。在該實(shí)施例中，整個(gè)光學(xué)拾取模塊54利用Z軸電機(jī)55移動(dòng)，而母盤(pán)61則如上所述停止不動(dòng)。此外，物鏡62通過(guò)驅(qū)動(dòng)單軸致動(dòng)器63微幅振動(dòng)。還可以這樣構(gòu)成，僅僅通過(guò)驅(qū)動(dòng)該單軸致動(dòng)器63而使物鏡62逐漸接近母盤(pán)61，物鏡62振動(dòng)不需要提供Z軸電機(jī)55。此外，還可以這樣構(gòu)成，物鏡62僅振動(dòng)并偏移，以使母盤(pán)61的位置接近物鏡62。
為便于說(shuō)明，接下來(lái)將以移動(dòng)母盤(pán)側(cè)的系統(tǒng)為例來(lái)說(shuō)明該操作。定位時(shí)，在基片上形成有薄膜無(wú)機(jī)抗蝕劑的母盤(pán)61被升高并接近物鏡62。
例如，當(dāng)物鏡62以振幅等于10μm且頻率等于200Hz的正弦波振動(dòng)時(shí)，該正弦波可如圖9所示的波形表示。假定母盤(pán)61以1mm/sec的速度移動(dòng)，母盤(pán)61的移動(dòng)可由圖9中的直線表示。物鏡62的位移可被表示成在可探測(cè)范圍內(nèi)如正弦波變化，該探測(cè)范圍為例如以對(duì)焦位置(位移0)為中心上(+)下(-)2.5μm的寬度。
如圖9所示，直線和正弦波形位移在多個(gè)位置處交叉。通過(guò)對(duì)光電探測(cè)器71的和信號(hào)(sum signal)監(jiān)測(cè)，在它們交叉時(shí)產(chǎn)生和信號(hào)。如參照?qǐng)D5所述，當(dāng)物鏡不振動(dòng)時(shí)，由于直線和該陰影帶的交點(diǎn)僅僅為一個(gè)點(diǎn)，如果忽略了光電探測(cè)器在該交點(diǎn)產(chǎn)生的輸出信號(hào)，定位則變得困難。
另一方面，根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例，物鏡62振動(dòng)。母盤(pán)61的抗蝕劑表面和物鏡62之間的距離隨著物鏡62的振動(dòng)減小或增加。因此，即便該距離在物鏡62不振動(dòng)的時(shí)候超出了可探測(cè)范圍，例如2.5μm，由于振動(dòng)還是會(huì)進(jìn)入可探測(cè)范圍的。例如，甚至當(dāng)母盤(pán)61的表面和物鏡62位于比對(duì)焦位置高10μm的位置時(shí)，還從靠近物鏡62反面頂點(diǎn)的位置處的光電探測(cè)器輸出和信號(hào)。相反，甚至當(dāng)物鏡62經(jīng)過(guò)該聚焦位置并位于低于對(duì)焦位置10μm的位置時(shí)，還從靠近物鏡62正面頂點(diǎn)的位置處的光電探測(cè)器輸出和信號(hào)。
如上所述，根據(jù)該實(shí)施例，當(dāng)母盤(pán)61被逐漸靠近物鏡62時(shí)，可從光電探測(cè)器產(chǎn)生探測(cè)信號(hào)的狀態(tài)多次出現(xiàn)，并且較之物鏡62不振動(dòng)的方法，定位探測(cè)的可能性增加。本發(fā)明的該實(shí)施例的操作等同于允許物鏡62停止不動(dòng)以及微幅振動(dòng)母盤(pán)61而使母盤(pán)61靠近物鏡62的操作。然而，實(shí)際上控制振動(dòng)母盤(pán)61是困難的。如上所述，使用Z軸電機(jī)55，可使用在聚焦方向上為光學(xué)拾取模塊54設(shè)置的致動(dòng)器63，則物鏡62可在Z方向上容易振動(dòng)。
當(dāng)探測(cè)到光電探測(cè)器的和信號(hào)時(shí)，用于在Z方向上移動(dòng)母盤(pán)61的激勵(lì)源的驅(qū)動(dòng)被停止并完成定位工序。然后，打開(kāi)聚焦伺服。對(duì)從光電探測(cè)器輸出的和信號(hào)進(jìn)行放大處理和積分處理或根據(jù)需要執(zhí)行抽樣保持(sampling-holding)處理。再將探測(cè)信號(hào)的電平與閾值相比較。提供一種機(jī)械或電子的停止機(jī)構(gòu)，用于在定位操作失敗時(shí)防止物鏡62與母盤(pán)61碰撞。
雖然在上面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作了特別的說(shuō)明，但本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，并可在本發(fā)明的技術(shù)理念基礎(chǔ)上作出各種改變。例如，本發(fā)明不限于正弦波，物鏡還可通過(guò)驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器以鋸齒波、脈沖波等振動(dòng)。本發(fā)明不限于使物鏡靠近母盤(pán)表面的控制，還可以這樣的方式控制，即，在它們以最小間距靠近后相互偏離。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白可根據(jù)設(shè)計(jì)需求在所附權(quán)利要求及其等價(jià)的范圍內(nèi)作出各種改變、結(jié)合、再結(jié)合和變化。
相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考本發(fā)明包括與2005年6月9日向日本專利局申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)JP2005-169890相關(guān)的主題內(nèi)容，并在此引用其全部?jī)?nèi)容作參考。
權(quán)利要求
1.一種透鏡定位方法，包括移動(dòng)步驟，移動(dòng)物鏡或其基片上形成有抗蝕劑材料膜的母盤(pán)并在與光軸平行的方向上振動(dòng)所述物鏡，從而改變所述物鏡和所述母盤(pán)表面之間的距離；探測(cè)步驟，利用光電探測(cè)器探測(cè)已透射通過(guò)所述物鏡并被所述母盤(pán)表面反射的返回激光光束；以及在所述母盤(pán)位于靠近所述物鏡焦點(diǎn)的位置處時(shí)通過(guò)所述光電探測(cè)器探測(cè)所述返回激光光束、并且在探測(cè)到所述返回激光光束時(shí)停止所述物鏡或所述母盤(pán)的移動(dòng)的步驟。
2.一種利用激光光束刻錄母盤(pán)的刻錄方法，包括移動(dòng)步驟，移動(dòng)物鏡或其基片上形成有抗蝕劑材料膜的母盤(pán)并在與光軸平行的方向上振動(dòng)所述物鏡，從而改變所述物鏡和所述母盤(pán)表面之間的距離；探測(cè)步驟，利用光電探測(cè)器探測(cè)已透射通過(guò)所述物鏡并被所述母盤(pán)表面反射的返回激光光束；在所述母盤(pán)位于靠近所述物鏡焦點(diǎn)的位置處時(shí)通過(guò)所述光電探測(cè)器探測(cè)所述返回激光光束、并且在探測(cè)到所述返回激光光束時(shí)停止所述物鏡或所述母盤(pán)的移動(dòng)的步驟；以及在控制所述物鏡的焦點(diǎn)時(shí)在所述母盤(pán)上利用透射通過(guò)所述物鏡的激光光束來(lái)形成與每個(gè)溝槽或凹坑形狀相應(yīng)的潛像的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中，所述抗蝕劑材料是無(wú)機(jī)抗蝕劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中，通過(guò)用于聚焦伺服的致動(dòng)器來(lái)振動(dòng)所述物鏡。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中，所述激光光束的波長(zhǎng)等于大約405nm，所述物鏡的數(shù)值孔徑大于或等于大約0.85。
6.一種透鏡定位裝置，包括致動(dòng)器，其在平行于光軸的方向上振動(dòng)物鏡；驅(qū)動(dòng)器，其移動(dòng)所述物鏡或其基片上形成有抗蝕劑材料膜的母盤(pán)從而改變所述物鏡與所述母盤(pán)表面之間的距離；以及光電探測(cè)器，其探測(cè)已透射通過(guò)所述物鏡并被所述母盤(pán)表面反射的返回激光光束，其中，在所述母盤(pán)位于靠近所述物鏡焦點(diǎn)的位置處時(shí)，通過(guò)所述光電探測(cè)器探測(cè)所述返回激光光束，并且在探測(cè)到所述返回激光光束時(shí)，停止所述物鏡或所述母盤(pán)的移動(dòng)。
7.一種利用激光光束刻錄母盤(pán)的刻錄裝置，包括驅(qū)動(dòng)器，其移動(dòng)物鏡或其基片上形成有抗蝕劑材料膜的母盤(pán)從而改變所述物鏡與所述母盤(pán)表面之間的距離；光電探測(cè)器，其探測(cè)已透射通過(guò)所述物鏡并被所述母盤(pán)表面反射的返回激光光束；以及聚焦控制器，當(dāng)所述母盤(pán)位于靠近所述物鏡焦點(diǎn)的位置處時(shí)，所述聚焦控制器控制所述物鏡的焦點(diǎn)使其處于對(duì)焦?fàn)顟B(tài)，并利用透射通過(guò)所述物鏡的激光光束在所述母盤(pán)上形成與每個(gè)溝槽或凹坑形狀相應(yīng)的潛像。
全文摘要
提供了一種透鏡定位方法。當(dāng)在平行于光軸的方向上振動(dòng)物鏡時(shí)，物鏡或基片上形成有抗蝕劑材料膜的母盤(pán)被移動(dòng)，從而改變物鏡和母盤(pán)表面之間的距離。光電探測(cè)器探測(cè)到透射通過(guò)物鏡并被母盤(pán)表面反射的返回激光光束。當(dāng)該母盤(pán)靠近物鏡焦點(diǎn)時(shí)，光電探測(cè)器探測(cè)到該返回激光光束。當(dāng)探測(cè)到該返回激光光束時(shí)，物鏡或母盤(pán)的移動(dòng)停止。
文檔編號(hào)G11B7/00GK1877456SQ200610099850
公開(kāi)日2006年12月13日 申請(qǐng)日期2006年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月9日
發(fā)明者橋本學(xué)治 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社