專利名稱：制造原盤與信息記錄介質(zhì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及波束輻照儀、帶有信息記錄介質(zhì)用波束輻照儀的光學設(shè)備、制造用于信息記錄介質(zhì)的原盤的方法以及制造信息記錄介質(zhì)的方法。
背景技術(shù)：
作為信息記錄介質(zhì)有CD-ROMs(袖珍盤-只讀存儲器)，即所謂的CD-Rs，和可記錄盤，例如永磁光盤。圖8表示了這種記錄介質(zhì)的透視圖。圖9A和9B的每一個是表示部分光盤截面的基本部分示意斜視圖。在光盤基片1上形成的信號記錄區(qū)域2上，細微的凹凸18如圖9A和B所示被形成。細微的凹凸18例如被成形為圖9A所示的連續(xù)凹槽3。另一方面，一系列凹坑4成螺旋形地在具有例如1μm到2μm范圍的預(yù)定記錄槽間距的每一記錄槽上被成形。
在具有細微凹凸成形于其上的信號記錄表面上，形成有反光膜或保護膜，例如在CD-ROMs的情況下。在相變型、永磁光學記錄型或類似型可記錄光盤的情況下，使用相變薄膜或磁性薄膜的記錄層形成在其上具有細微的凹凸形成的信號記錄表面上，并且反光膜和保護膜也在其上形成。
例如，在上面描述的可記錄光盤中，所謂的處于凹槽3之間的紋間表面通常被用作記錄區(qū)，并且凹槽3被用作跟蹤用的光反射區(qū)。
由這種信息記錄介質(zhì)例如光盤再現(xiàn)和在可記錄光盤上進行光學記錄，通過通常從背對著記錄表面的基片1的后表面照射激光同時轉(zhuǎn)動光盤來實施。
例如在專用于再現(xiàn)的CD-ROM中，信息的讀出和跟蹤通過檢測來自于凹坑4的被反射光或被折射光來進行。
在可記錄的光盤中，信息通過輻照以激光被光學寫入(被記錄在)設(shè)置于例如紋間表面區(qū)的記錄層上。通過使用被反射的光，進行被記錄信息的讀出(再現(xiàn))。為了讓用于記錄或再現(xiàn)的激光總是輻照在預(yù)定的記錄槽上，例如來自凹槽3的反射光被進行檢測，并且跟蹤得以實現(xiàn)。
就上面描述的細微凹凸的形成來說，它們是通過例如注模法與光盤基片1的模壓一起同時被模壓的。作為一種替代方法，例如紫外線固化樹脂層通過涂敷在光盤基片1上形成，并且細微的凹凸也在其上形成。后面的方法是所謂的2P法(光致聚合法)，或類似方法。
在注模法和2P法兩者之一的方法中，具有與形成在光盤基片1上的細微凹凸相比為圖形顛倒的細微凹凸的壓模被使用。例如，在注模法的情況下，具有上面描述的顛倒圖形的壓模被置于該壓模的型腔中，并且具有從該壓模轉(zhuǎn)移來的凹凸的光盤基片通過樹脂注模法模壓而成。在2P法的情況下，包括對著例如被涂敷在光盤基片上的紫外線固化樹脂層擠壓該壓模的步驟，由此形成細微的凹凸，然后用紫外光照射進行固化，并由此形成具有從壓模轉(zhuǎn)移來的細微凹凸的光盤。
制造這種其上形成有細微凹凸的壓模的方法，現(xiàn)將參照圖10A到圖10C所示相應(yīng)步驟的透視圖進行描述。在這種情況下，首先制造原盤。就原盤的制造來說，用作原盤基片并且具有光滑的鏡面的類似光盤的基片11，例如玻璃基片，如圖10A所示被準備。
在該基片11的光滑鏡面上，包含例如正性光致抗蝕劑的光致抗蝕劑層12通過利用旋轉(zhuǎn)涂敷法或類似的方法被涂敷，以使其具有所要求的厚度，例如圖10B所示的0.1μm的厚度。
然后，該光致抗蝕劑層12對著所要求的圖形曝光。換句話說，與如圖10C所示基片11圍繞其中心軸旋轉(zhuǎn)的同時，激光束20通過聚焦透鏡21聚焦到光致抗蝕劑層12上，并且在激光束20沿基片11的徑向方向相對移動時對其進行輻照。細微凹凸的潛在圖象，即凹槽或凹坑的潛在圖像22沿螺旋線方向形成。
由此，對該圖形曝過光的光致抗蝕劑層12被進行顯影。這樣做就得到了具有細微凹凸13的信息記錄介質(zhì)，而每一細微的凹凸包括根據(jù)預(yù)定的曝光圖形通過去除光致抗蝕劑層12形成的凹槽或凹坑。在這個例子中，得到了制造光盤用的原盤14。圖11A或B表示其局部透視圖。
通過使用由此被成形的原盤14，制造一個壓模。就壓模的制造來說，金屬層15被形成在具有通過使用如圖12A所示的Ni鍍層形成于其上的細微凹凸13的原盤14表面上。金屬層15從原盤14上被剝離。通過這樣做，包括具有由原盤14的細微凹凸圖形顛倒成形的細微凹凸16的金屬層15的壓模17如圖12B所示被形成。
通過使用由此形成的壓模17，使用上面描述的注模法或2P法，就能如圖13A和13B所示得到一光盤，即具有與壓模17的細微凹凸16相比為圖形顛倒的細微凹凸18，也即具有如圖9A和9B所示的凹槽3和凹坑4的信息記錄介質(zhì)19。
在這種情況下，壓模17從經(jīng)過Ni鍍層的原盤14形成。另一種方法包括以下步驟從經(jīng)過Ni鍍層的原盤14制造所謂的原模(master)，通過轉(zhuǎn)換原模制造所謂的母模，以及通過從母模的轉(zhuǎn)換制造壓模。
用在光致抗蝕劑層12曝光過程中的曝光裝置，也即波束輻照儀，具有如圖14所示的示意結(jié)構(gòu)。為被曝光的光致抗蝕劑層12設(shè)置了用于產(chǎn)生激光的波束發(fā)生器31。從波束發(fā)生器31發(fā)出的激光經(jīng)由反射鏡32、聚光鏡33、調(diào)制器34，準直透鏡35、反射鏡36與37和物鏡即聚焦透鏡21，被聚焦且被輻照在待曝光的基片11的光致抗蝕劑層12上。
關(guān)于輻照物體，根據(jù)擬被最終獲得的細微凹凸的潛像即對應(yīng)的曝光圖形，通過使用調(diào)制器34，波束輻照裝置進行波束的光強度調(diào)制或者實際上的接通和斷開波束。作為該調(diào)制器34，使用例如光學晶體的聲光調(diào)制器(AOM)可被應(yīng)用。
在使用AOM的調(diào)制器34中，折射率的縱波通過使超聲波入射在光學晶體上而在光學晶體內(nèi)形成。對由縱波形成的衍射光柵，以滿足布喇格條件的入射角入射的激光束被布喇格衍射。由此獲得例如相對于如被傳播的光線一樣傳播的0級光以預(yù)定衍射角衍射的初級衍射光。該衍射光的光強取決于入射在晶體上的超聲波強度。換句話說，關(guān)于衍射光是否存在的選擇可通過接通或斷開超聲波進行。通過使用該初級衍射光作為曝光用激光束，因此可進行曝光用激光束的強度調(diào)制，即根據(jù)對超聲波的控制也即根據(jù)接通或斷開超聲波來接通或斷開曝光用激光束。
由于信息記錄介質(zhì)例如光盤的記錄密度近年來已經(jīng)提高，故上述細微的凹凸即凹坑和凹槽形成得多么小已經(jīng)變?yōu)榇髥栴}。
在解決該問題的一個方法中，曝光光斑的直徑，即聚光光斑直徑做得很小。該光斑直徑φ由式φ＝1.22λ/N.A給出，其中N.A.是聚焦透鏡(物鏡)的數(shù)值孔徑，λ是光波長。為使光斑直徑φ較小，因而具有短波長的光被使用，或者具有較大數(shù)值孔徑的聚焦透鏡被使用。
其中就數(shù)值孔徑而言，在聚光點周圍的折射率通過采用使用固體浸沒透鏡(SIL)的聚焦透鏡能變得較大。因此，它的數(shù)值孔徑能等于或大于1.0。
在該固體浸沒透鏡中，它的一個主要表面例如為半球面，并且它的另一個主要表面是平面。通過使激光光束入射到半球面上，聚光光斑可在平面上形成。
由于聚光點的折射率變成固體浸沒透鏡的折射率，故聚光光斑的直徑就能做到足夠小。例如，如果被具有0.9數(shù)值孔徑的透鏡聚焦的激光束入射到具有2.0的折射率同時維持該聚焦角度的SIL的半球面上，那么在其平面一側(cè)形成的光斑就變?yōu)榕c具有1.8數(shù)值孔徑的透鏡所聚焦的光斑相等。換句話說，聚光光斑的直徑能通過使用SIL變得較小。
然而，當聚光光斑在使用SIL進行激光束聚光的情況下形成于該SIL平面一側(cè)的外面時，包含在聚焦光束中的具有大的聚焦角度的部分在該平面上被全反射且不會射到平面的外側(cè)。因此，在這種情況下，形成在SIL外側(cè)的聚光光斑變成與具有等于或小于1.0的數(shù)值孔徑的透鏡相同。在使用SIL的情況下，光輻照物體例如被曝光的表面必須保持在實際上與SIL的平面并不接觸但光學上與之接觸的這樣一個位置。換句話說，被曝光的表面必須處于光波的輻度在所謂的近場區(qū)即在該平面的光漏出區(qū)并沒有變?yōu)?/10的這樣一個位置。也可以說，被曝光的表面必須處于SIL的被曝光表面與平面之間的距離等于或小于 這樣一個位置。例如，當數(shù)值孔徑是1.8時，被曝光的表面必須置于保持在大約等于波長λ的1/4的極微小距離的這樣一個位置。當具有大約400nmλ的波束被使用時，等于1/4光波長的距離大約是100nm。按照傳統(tǒng)的波束輻照儀例如曝光裝置的結(jié)構(gòu)，很難穩(wěn)定地使聚焦透鏡與輻照物體之間間隔保持在這樣一個距離上。
例如，在上述SIL被固定到使用電磁線圈的伺服執(zhí)行機構(gòu)上而且調(diào)焦伺服機構(gòu)被應(yīng)用的這樣一種結(jié)構(gòu)中，現(xiàn)在假定其伺服增益大約為40dB，并且?guī)в休椪瘴矬w例如光致抗蝕劑層12的基片11以若干μm的厚度變化。在這種情況下，調(diào)聚剩余量總計數(shù)十nm。因此，不可能對如上所述SIL的曝光表面和平面之間大約等于100nm的距離穩(wěn)定地實現(xiàn)焦點調(diào)整。
作為保持SIL與輻照物體之間距離在一較小值的設(shè)備配置，可采用由輻照物體轉(zhuǎn)動引起的風壓使SIL從輻照物體浮起的動壓力型空氣滑動器結(jié)構(gòu)。在這種情況下，輻照物體的轉(zhuǎn)速變化會引起SIL與輻照物體間距離的變化以及它們間碰撞的危險。
作為波束輻照儀，為制造用于獲取信息記錄介質(zhì)原盤用的曝光裝置，大部分已被進行描述。然而，被包括在對和/或從高密度信息記錄介質(zhì)(例如上述光盤)進行記錄和/或再現(xiàn)信息用的光學裝置中的，即被包括在所謂的拾取裝置內(nèi)的波束輻照儀中，也存在著同樣問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明能使調(diào)焦可靠而且穩(wěn)定，即使是在輻照物體例如利用該SIL被置于上述聚焦透鏡附近至一定程度，以使該輻照物體置于近場區(qū)中的情況下。
換句話說，本發(fā)明的目的在于提供一種能提供細微波束光斑的波束輻照儀，帶有這種波束輻照儀的用于信息記錄介質(zhì)的光學設(shè)備，用于制造由此能實現(xiàn)高密度記錄的信息記錄介質(zhì)用原盤的方法，以及用于制造信息記錄介質(zhì)的方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種波束輻照儀，其包括用于產(chǎn)生光束、電子束與離子束中至少之一用的波束發(fā)生器，以及一用于聚焦從波束發(fā)生器發(fā)出的波束用的聚焦鏡頭，其中該波束輻照儀至少包括第一和第二調(diào)焦機構(gòu)，每一調(diào)焦機構(gòu)以重疊方式控制波束相對于聚焦鏡頭或構(gòu)成聚焦鏡頭的同一透鏡系統(tǒng)的焦點位置，以便通過使用該聚焦鏡頭把波束聚焦到輻照物體上。
此外，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種具有一波束輻照儀的用于相對一信息記錄介質(zhì)進行記錄和/或再現(xiàn)的光學設(shè)備，其包括上述本發(fā)明的波束輻照儀。
此外，根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種制造信息記錄介質(zhì)用原盤的方法，它是一種用于制造信息記錄介質(zhì)用原盤的方法，而該原盤被用于制造其上形成有細微凹凸的信息記錄介質(zhì)。用于信息記錄介質(zhì)的原盤的獲得經(jīng)過以下步驟通過使用包括用于產(chǎn)生光束、電子束與離子束中至少之一的波束發(fā)生器和用于聚焦從波束發(fā)生器發(fā)出的波束的聚焦鏡頭的波束輻照儀，在涂敷到原盤基片上的光致抗蝕劑層上進行曝光處理的曝光步驟；以及在光致抗蝕劑層上進行顯影處理的顯影處理步驟。
另外，根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供一種制造信息記錄介質(zhì)的方法，它是一種制造其上形成有細微凹凸的信息記錄介質(zhì)的方法。該方法包括以下步驟制造原盤，通過使用該原盤制造壓模，以及通過使用該壓模形成信息記錄介質(zhì)。
在這種情況下，制造原盤的步驟包括以下步驟通過使用包括用于產(chǎn)生光束、電子束與離子束中至少之一的波束發(fā)生器和用于聚焦從該波束發(fā)生器發(fā)出的波束的聚焦鏡頭的波束輻照儀，在涂敷到原盤基片上的光致抗蝕劑層上進行曝光處理的曝光步驟；以及在該光致抗蝕劑層上進行顯影處理的顯影處理步驟。
如上所述，在用于控制本發(fā)明裝置中波束焦點位置的調(diào)焦過程中，對于聚焦鏡頭或構(gòu)成該聚焦鏡頭的同一透鏡系統(tǒng)例如粗調(diào)和微調(diào)，即低頻帶中的調(diào)焦和高頻帶中的調(diào)焦，通過等于或大于包括第一和第二調(diào)焦機構(gòu)在內(nèi)的兩級調(diào)焦機構(gòu)進行。結(jié)果，焦點位置調(diào)整準確而穩(wěn)定地進行。
在本發(fā)明方法中，原盤通過使用本發(fā)明的這種裝置進行制造，并且信息記錄介質(zhì)通過使用該原盤進行制造。因此，可獲得能進行高密度記錄的優(yōu)秀的信息記錄介質(zhì)。
在日本專利申請公開No.4-184722中，公開了一種通過使用具有小直徑的透鏡和物鏡進行伺服調(diào)焦的結(jié)構(gòu)。然而在本發(fā)明中，第一調(diào)焦和第二調(diào)焦是對共同的透鏡進行。結(jié)果，位置設(shè)定即調(diào)焦能被更準確且容易的控制。因此，特別是在近場區(qū)中的調(diào)節(jié)，位置設(shè)定即調(diào)焦能以高精度和高穩(wěn)定性被控制。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的波束輻照儀一實例的示意剖面圖；圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的波束輻照儀一聚焦鏡頭實例的示意剖面圖；圖3是本發(fā)明裝置中調(diào)焦誤差檢測器一實例的示意配置圖；圖4是本發(fā)明裝置中調(diào)焦誤差檢測器的另一實例的示意配置圖；圖5是本發(fā)明裝置中調(diào)焦誤差檢測器的又一實例的示意配置圖；圖6是本發(fā)明裝置中調(diào)焦誤差檢測器的再一實例的示意配置圖；圖7是表示根據(jù)本發(fā)明使用波束輻照儀用于信息記錄介質(zhì)的再現(xiàn)裝置實例的示意配置圖；圖8是一信息記錄介質(zhì)實例的透視圖；圖9A和9B分別是信息記錄介質(zhì)的主要部分的透視圖；圖10A，10B和10C是用于制造信息記錄介質(zhì)制造用的壓模的原盤的制造過程圖；圖11A和11B是表示壓模制造用原盤實例的主要部分透視圖；圖12A和12B分別是壓模制造過程圖；圖13A和13B分別是信息記錄介質(zhì)的制造過程圖；以及圖14是構(gòu)成傳統(tǒng)曝光裝置的波束輻照儀的配置圖。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明的波束輻照儀，包括用于產(chǎn)生光束、電子束和離子束中至少之一的波束發(fā)生器，以及用于聚焦從該波束發(fā)生器發(fā)出的波束的聚焦鏡頭。
聚焦鏡頭把波束匯聚在輻照物體上。就構(gòu)成該聚焦鏡頭的同一透鏡系統(tǒng)而言，用于控制波束聚焦位置的至少第一和第二調(diào)焦機構(gòu)在本發(fā)明中被提供。
圖1為表示根據(jù)本發(fā)明的波束輻照儀實例的示意配置圖。該波束輻照儀可被應(yīng)用到用于輻照光束39例如激光到輻照物體40上的曝光裝置。例如參照圖10到13所描繪的內(nèi)容，該波束輻照儀可被應(yīng)用到制造用于獲取壓模以制造信息記錄介質(zhì)的壓模的原盤用的曝光裝置中。
在這種情況下，輻照物體40具有光致抗蝕劑層12被涂敷在構(gòu)成原盤的類似圓盤的基片11上的這樣一種結(jié)構(gòu)。然后，該輻照物體40被夾持，以使其可圍繞其中心軸O轉(zhuǎn)動。
在該實例中，波束發(fā)生器41是產(chǎn)生激光光束用的激光光源。激光光束39經(jīng)由反射鏡42、聚光鏡43、調(diào)制器44、準直透鏡45、反射鏡46與47以及聚焦鏡頭48聚焦在輻照物體40上，或在這個實例中聚焦在構(gòu)成原盤的基片11上的光致抗蝕劑層12上。
以與圖14中描繪的調(diào)制器34同樣的方式，調(diào)制器44例如由聲光調(diào)制器構(gòu)成。調(diào)制器44具有進行波束光密度調(diào)制的功能，或?qū)?yīng)于輻照物體40或在這個例子中為待最終獲得的細微凹凸的潛影(即曝光圖形)實際接通或斷開波束的功能。
換句話說，在這種情況下，縱波通過使超聲波入射到使用聲光調(diào)制器的調(diào)制器44的光學晶體上形成于該光學晶體中。由該縱波形成一衍射光柵。通過由波束發(fā)生器41產(chǎn)生的激光束的初級衍射光獲得的并且入射在該衍射光柵上的激光束，被用作輻照物體40的輻照波束，即用作曝光光束。
此外，由聲光調(diào)制器44制成的調(diào)制器在沿著輻照物體40的平面并垂直于O軸的方向上，能夠起到偏轉(zhuǎn)光束的偏轉(zhuǎn)器的作用。在這種情況下，由聚光鏡43產(chǎn)生的焦點位置稍微偏斜，以產(chǎn)生在入射到調(diào)制器44的光學晶體上的光中的少量擴散。通過改變施加到光學晶體上的超聲波頻率，初級光的衍射角被改變。其結(jié)果獲得了偏轉(zhuǎn)。
另一方面，聚焦鏡頭48可具有雙透鏡結(jié)構(gòu)。
該聚焦鏡頭48可具有例如提供一物鏡51并且較早描述的SIL52置于末端這樣一種結(jié)構(gòu)。由此通過使用SIL，數(shù)值孔徑與較早描述的一樣可被做得較大。輻照物體40必須置于所謂的近場區(qū)，即在SIL52和輻照物體40間的距離等于或小于 的從SIL52的平面漏出光的區(qū)域中。例如，當數(shù)值孔徑是1.8時，照射物體必須被置于它們之間的間隔大約等于波長λ的1/4的位置。
該聚焦透鏡48具有至少為兩級調(diào)焦機構(gòu)，即第一調(diào)焦機構(gòu)71用于在低頻段進行調(diào)焦，以及第二調(diào)焦機構(gòu)72用于在高頻段進行調(diào)焦。
圖2表示聚焦鏡頭48的示意剖面圖。如圖所示，聚焦鏡頭48被置于相對于采取例如圓盤形被置于旋轉(zhuǎn)基板53上的輻照物體40被調(diào)整定位的執(zhí)行機構(gòu)54中。執(zhí)行機構(gòu)54包括第一調(diào)焦機構(gòu)71和第二調(diào)焦機構(gòu)72。
在聚焦鏡頭48中，物鏡51和SIL52被夾持在透鏡筒中，以便以預(yù)定位置關(guān)系被置于同一光軸上。平面一側(cè)的表面，即SIL52的末端面具有其中心部分剩下而其余部分被切去這樣的外形，以便在另一個部件例如輻照物體傾斜的情況下避免它們間的碰撞。
執(zhí)行機構(gòu)54包括一臂60，一例如板簧或類似物的彈性體61，以及一經(jīng)由該彈性體固定到該臂上的空氣滑動器62。該空氣滑動器62通過空氣層的介入相對于輻照物體40被浮起。用于在空氣滑動器62和臂60之間支撐聚焦鏡頭48的支座63被固定到空氣滑動器62上。該支座采取例如圓柱形狀。
在支座63與空氣滑動器62相反端一側(cè)部分上，使用例如壓電片的位移裝置64被設(shè)置。通過該位移裝置64，聚焦鏡頭48被夾持在支座63內(nèi)。SIL52的末端面面對著與輻照物體40相反的空氣滑動器62的表面。
在背對輻照物體40的空氣滑動器62的表面上，從其內(nèi)噴出空氣的噴嘴65被設(shè)置。噴嘴65通過導管67從高壓空氣供給源66被供以高壓空氣。由此形成空氣滑動器62一直從輻照物體40浮起的靜壓空氣滑動器。
就高壓空氣供給源66來說，控制例如它的供給量和壓力用的控制裝置68被設(shè)置。該控制裝置例如為SIL52的背對末端面進行初始粗調(diào)，而SIL設(shè)置在該聚焦鏡頭末端且?guī)缀跖c背對輻照物體40的空氣滑動器62的表面對齊，對輻照物體40來說，它們之間保持著所需要的間隔。以這種方式，選擇和確定聚焦鏡頭48位置用的第一調(diào)焦機構(gòu)71得以構(gòu)成。
例如，包括位移裝置64的壓電片從電壓供給單元70被供以電壓。通過它的位移即其壓電效應(yīng)，聚焦鏡頭48適于沿著支座63的軸作微小移動。用來對聚焦鏡頭48相對于輻照物體40的位置進行控制，即進行調(diào)焦控制的第二調(diào)焦機構(gòu)72因而被構(gòu)成。電壓供給單元70在從檢測調(diào)焦誤差的檢測器69輸送來的調(diào)焦伺服信號基礎(chǔ)上，適于把取決于調(diào)焦誤差的電壓輸送到例如包括位移裝置64的壓電片上。
換句話說，第一調(diào)焦機構(gòu)71在上述配置中進行的可以說是通過使用高壓空氣的壓力控制機構(gòu)的低頻帶控制，而第二調(diào)焦機構(gòu)進行的可以說是通過使用電驅(qū)動器的控制機構(gòu)的高頻帶控制。第一和第二調(diào)焦機構(gòu)的頻帶只在它們的一部分控制頻率中相互重疊。
通過該執(zhí)行機構(gòu)進行的與輻照物體40相關(guān)的焦點位置調(diào)整，現(xiàn)將進行描述。首先，所需要的電壓被加到位移裝置64的壓電片上，以給聚焦鏡頭48提供這樣一個方向的位移以使其與輻照物體40分開。在這樣一種狀態(tài)，從高壓空氣供給源66供給高壓空氣是受控制裝置68所控制的，并且該高壓空氣是從噴嘴65噴出的。于是在保持空氣滑動器62幾乎水平的同時，即保持空氣滑動器幾乎平行于輻照物體40的同時，臂60被降低。通過這樣做，隨著空氣滑動器62接近輻照物體40時，空氣滑動器62和輻照物體40間的壓力就變高。因為由它們之間存在空氣而獲得的所謂“空氣軸承”，所以它們不會相互碰撞?？諝饣瑒悠?2和輻照物體40的間隔總是接近保持在一個數(shù)值，例如10μm，其比所需要的數(shù)值例如100nm足夠大。
此時，聚焦鏡頭48和輻照物體40的間隔被粗調(diào)成例如20μm。通過將位移裝置64控制在這種狀態(tài)，聚焦鏡頭便被引導靠近輻照物體40直到它們的間隔變?yōu)槔?00nm。此外，在高頻帶使用調(diào)焦伺服機構(gòu)進行微調(diào)。
第二調(diào)焦機構(gòu)72的調(diào)焦誤差檢測器69由使用例如靜電電容器的檢測裝置構(gòu)成。圖3表示該檢測裝置的一個實例的示意配置。導電性薄膜81例如Al蒸鍍薄膜或類似物在圍繞設(shè)置在聚焦鏡頭48末端平坦表面部分的面部上形成。另一方面，在例如照射物體40的光致抗蝕劑層12的表面上。形成了由例如薄到可以展現(xiàn)其對光束39的高透明性這種程度的Al蒸鍍薄膜制成的半透明導電性薄膜82。當導電性薄膜81和82之間的距離減小時靜電電容的增加為靜電電容檢測器83所檢測。
由此檢測到的聚焦鏡頭48的位置檢測信號，被輸入上述第二調(diào)焦機構(gòu)72的電壓供給單元70中。取決于位置檢測信號的電壓被加到位移裝置64的壓電片上。通過這種方式，設(shè)定聚焦鏡頭48和輻照物體40間距至例如100nm的調(diào)焦控制，即在近場區(qū)中的調(diào)焦控制，可被進行。
圖4表示調(diào)焦誤差檢測器69另一實例的示意配置。在這個實例中，使用了激光多普勒配置。在這種情況下，激光多普勒差速計86被提供。反射薄膜84例如Al蒸鍍薄膜或類似物在設(shè)置于聚焦鏡頭48末端的SIL平坦表面部分的周圍面部上形成。另一方面，在例如輻照物體40的光致抗蝕劑層12的表面上，形成了由例如較薄的Al蒸鍍薄膜構(gòu)成的半透明反射膜85。通過從激光多普勒差速計86發(fā)射兩種長度的測量波束87和88。SIL和輻照物體間的距離被檢測到。
同樣在這種情況下，由此檢測到的檢測信號被輸入電壓供給單元70中，以控制位移裝置64。
圖5表示調(diào)焦誤差檢測器69的又一實例的示意配置。如圖所示，使用所謂離軸方法的配置可被使用。在這種情況下，不同于進行所需要的光輻照用的光束的用于檢測的波束90，以其軸與光軸偏離這樣一種狀態(tài)入射到聚焦鏡頭48上。該檢測波束是光束，例如在波長上不同于所需要的輻照用光束且不導致光輻照的固有目的(例如光致抗蝕劑層12上的曝光效應(yīng))的激光束。檢測波束90對聚焦鏡頭48的入射角偏離光軸一定角度，以使該檢測波束沒有在SIL的末端表面上被全反射。
在從輻照物體40的表面例如光致抗蝕劑層12的表面被反射光的焦點位置，適于能檢測該位置的檢測器91被提供。該檢測器通過使用例如一維位置傳感器檢測焦點位置。檢測器通過配置位置傳感器二極管(PSDs)，分裂式光電二極管(Split photodiod)或類似物形成。
在這種情況下，SIL52的端表面和輻照物體40表面(例如光致抗蝕劑層12表面)的折射率并不完全互相一致，即使是在它們實際上互相接觸的近場區(qū)中。因此存在著光學界面。結(jié)果獲得了被反射的光，即檢測波束90的返回光。如果輻照物體40的表面如虛線a所示與SIL52的端平面分開，那么返回光的返回角就如虛線b所示偏移。取決于偏移角的輸出變化可利用檢測器91獲得。換句話說，調(diào)焦誤差信號可從檢測器91檢測。
通過以誤差信號控制施加電壓到例如位移裝置64的壓電片上的電壓供給單元，使用聚焦鏡頭48的位置微調(diào)例如約100nm的位置控制(也即近場區(qū)的控制)，可被進行調(diào)焦控制。
圖6表示調(diào)焦誤差檢測器69再一個實例的示意配置。在該實例中，圖1所表示的反射鏡46或47由分束器94構(gòu)成。例如，來自輻照物體40的一部分返回光被分束。在被分開的返回光的光路上，設(shè)置了聚光透鏡95和由例如玻璃制成以提供象散的平行平板92。象散即波束的光斑形狀，被例如帶有扇形光電二極管(quadrant photodiode)的檢測器93所檢測。換句話說，獲得了調(diào)焦誤差信號。
在上述波束輻照儀中，粗調(diào)通過第一調(diào)焦機構(gòu)71進行；此外，細調(diào)通過第二調(diào)焦機構(gòu)72進行。換句話說，低頻帶中的位置調(diào)節(jié)即調(diào)焦，由第一調(diào)焦機構(gòu)進行；此外，高頻帶中的位置調(diào)節(jié)即調(diào)焦，由第二調(diào)焦機構(gòu)進行，而且兩者以重疊方式。結(jié)果，與輻照物體40相關(guān)的聚焦鏡頭48的調(diào)焦可在具有等于或小于 的微小間隔例如100nm的近場區(qū)中被準確而穩(wěn)定地完成。
順便指出，上述波束輻照儀并不限于用于光致抗蝕劑層12曝光的波束輻照儀。也可能形成用作光學記錄儀的光學設(shè)備，作為圖1所示的輻照物體40，該光學設(shè)備通過利用如所謂CD-R的可記錄信息記錄介質(zhì)、具有光學磁性記錄層的磁光記錄介質(zhì)、或具有利用相變記錄用的記錄層的信息記錄介質(zhì)，進行信息記錄?；蛘哂米髟佻F(xiàn)如此被記錄的信息用的所謂拾取裝置的光學設(shè)備可被形成。
圖7是用作再現(xiàn)裝置并且具有根據(jù)上述波束輻照儀結(jié)構(gòu)的光學設(shè)備實例的示意配置圖。在該光學設(shè)備中，輻照物體40是信息記錄介質(zhì)19，并且記錄在該信息記錄介質(zhì)上的信息被光學讀出。也在該光學設(shè)備中，用于產(chǎn)生激光的波束發(fā)生器41被提供。從波束發(fā)生器獲得的線偏振的激光束，經(jīng)由例如偏振分束器101、1/4波片102、反射鏡103和上述聚焦鏡頭48被輻照在信息記錄介質(zhì)19上。由信息記錄介質(zhì)19的信息所調(diào)制的返回光再一次經(jīng)由聚焦鏡頭48和反射鏡103通過1/4波片102。借助1/4波片，返回光被轉(zhuǎn)換為偏振方向與入射光相差90°的被偏振光。此被偏振的光例如為偏振分束器101所反射。于是此被偏振光的光路被分開。結(jié)果，例如光強度或與克爾旋轉(zhuǎn)角相應(yīng)的光強度為檢測裝置104所檢測。被記錄信息的再現(xiàn)輸出由此獲得。
也在該情況下，聚焦鏡頭48的位置控制，即調(diào)焦控制，由第一和第二調(diào)焦機構(gòu)71和72按與參照圖1到6描述的同樣方式進行。
根據(jù)本發(fā)明的波束輻照儀及其許多部件，例如聚焦鏡頭、第一與第二調(diào)焦機構(gòu)以及控制它們用的控制信號檢測裝置，并不限于上面圖1到7描述的那些例子，但可采用各種結(jié)構(gòu)。
例如，在圖3和4所示的配置中，導電薄膜81和反射薄膜84在SIL52上形成。然而，它們可被置于聚焦鏡頭48的支承部分例如空氣滑動器62或類似物上。
此外，在本發(fā)明中，對于設(shè)置在基片11上光致抗蝕劑層12的曝光處理，是通過使用上述波束輻照儀進行的，以制造信息記錄介質(zhì)用原盤并且使用它制造信息記錄介質(zhì)。
換句話說，在信息記錄介質(zhì)用的原盤制造中，類似圓盤的基片11如玻璃基片，用作原盤的基片并且具有光滑的鏡面，它是以與參照圖10(圖10A)所作描述的同樣方式制備的。在該基片11的光滑鏡面上，包含例如正性光致抗蝕劑的光致抗蝕劑層12通過使用旋轉(zhuǎn)涂敷法或類似方法涂敷，以便具有所需要的厚度，例如0.1μm的厚度(圖10B)。
然后，根據(jù)本發(fā)明參照圖1的描述，該光致抗蝕劑層12通過使用波束輻照儀進行曝光處理。換句話說，在基片11被繞著其中心軸轉(zhuǎn)動的同時，激光通過上述聚焦鏡頭48聚焦在光致抗蝕劑層12上，并在它沿基片11徑向方向相對移動時被輻照。具有細微凹凸的潛影即凹槽或凹坑的潛影23沿著螺線方向形成(圖10C)。
由此對圖形曝光的光致抗蝕劑層12進行顯影。通過這樣做，獲得了具有細微凹凸13的信息記錄介質(zhì)，每個細微凹凸由通過根據(jù)預(yù)定曝光模式去除光致抗蝕劑層12形成的凹槽或凹坑組成。在這個例子中，制造光盤用的原盤14被獲得。圖11A或B表示其局部透視圖。
通過使用如此形成的原盤14，壓模被制造。就壓模的制造而言，金屬層15在帶有通過使用Ni鍍層(圖12A)形成于其上的細微凹凸13的原盤14表面上形成。金屬層15從原盤14上被剝離(圖12B)。以這種方式，形成包括具有由顛倒原盤14細微凹凸13圖案形成的細微凹凸16的金屬層15的壓模17。
通過使用由此形成的壓模17，就能如圖13所示使用上面描述的注模法或2P法獲得光盤，即具有與壓模17細微凹凸相比為圖案顛倒的細微凹凸18(也即具有圖9A和B所示的凹槽3與凹坑4)的信息記錄介質(zhì)。
也在這種情況下，壓模17通過Ni鍍層從原盤14形成。作為替換的方法包括以下步驟從經(jīng)過Ni鍍層的原盤14制造所謂的原模，通過轉(zhuǎn)換原模制造所謂的母模，以及通過從母模的轉(zhuǎn)換制造壓模。
在上述實例中，已經(jīng)描述了從波束發(fā)生器41產(chǎn)生的波束是光束例如激光束或類似物的情況。該波束可以是電子束或離子束。在這樣一個條件下，包括聚焦鏡頭之類的光學系統(tǒng)可通過使用例如由電場等形成的電子透鏡構(gòu)成。
在本發(fā)明中，如上所述，粗調(diào)是由第一調(diào)焦機構(gòu)71進行的；此外，微調(diào)是由第二調(diào)焦機構(gòu)72進行的。換句話說，以疊加的方式進行，位置控制即低頻帶中的調(diào)焦控制，由第一調(diào)節(jié)機構(gòu)進行；此外，位置控制即高頻帶中的調(diào)焦控制，由第二調(diào)焦機構(gòu)進行。結(jié)果，通過與輻照物體40相關(guān)的聚焦鏡頭48，即使在具有上述等于或小于 例如100nm的細微間隔的近場區(qū)，調(diào)焦也能被準確而穩(wěn)定地完成。
在根據(jù)本發(fā)明的波束輻照儀中，如上所述準確而穩(wěn)定的設(shè)定是可能的，即使波束輻照儀具有雙透鏡配置而且SIL用在終端一側(cè)，即使是在SIL和輻照物體之間具有上述等于或小于 例如100nm微小間隔的近場區(qū)內(nèi)。結(jié)果，聚焦鏡頭的數(shù)值孔徑可被設(shè)置到一足夠大的值。因此，輻照光斑直徑可被設(shè)定到足夠小的值。
在本發(fā)明裝置被用作制造信息記錄介質(zhì)用原盤用的曝光裝置的情況下，其細微的凹凸能準確并且足夠精細地形成。因此，通過使用本發(fā)明方法獲得并通過使用從原盤獲得的壓模制造的信息記錄介質(zhì)，可作為具有優(yōu)秀性能的高密度記錄介質(zhì)獲得。
此外，在本發(fā)明中，共用聚焦鏡頭的位置調(diào)節(jié)從而其調(diào)焦控制是通過調(diào)焦機構(gòu)多級進行的。因此，可以避免調(diào)焦的困難以及由許多透鏡中每個的位置控制分別進行情況下造成的裝置復雜性。高精度、可靠而穩(wěn)定的波束輻照儀可被形成。
通過將根據(jù)本發(fā)明配置的波束輻照儀形成為關(guān)于一些信息記錄介質(zhì)或其中任一個進行記錄和/或再現(xiàn)用的光學設(shè)備，即拾取裝置，所以具有優(yōu)秀的記錄和再現(xiàn)特性的拾取裝置可被形成。
由于參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行描述，故可以理解，本發(fā)明并不局限于上面提到的實施例，同時在不脫離如所附權(quán)利要求書中限定的本發(fā)明精神或范圍的條件下，可由本領(lǐng)域的技術(shù)人員作出許多變化和改進。
權(quán)利要求
1.一種用于制造原盤的方法，該原盤用于制造其上形成有細微凹凸的信息記錄介質(zhì)，用于制造信息記錄介質(zhì)的原盤的該方法，其特征在于信息記錄介質(zhì)用原盤通過以下步驟獲得曝光步驟其通過使用包括用于產(chǎn)生光束、電子束和離子束中至少之一的波束發(fā)生器，以及用于聚焦從波束發(fā)生器發(fā)出的波束的聚焦鏡頭的波束輻照儀，在被涂敷到原盤基片上的光致抗蝕劑層上進行曝光處理，以及顯影處理步驟其在光致抗蝕劑層上進行顯影處理。
2.一種用于制造其上形成細微凹凸的信息記錄介質(zhì)的方法，其特征在于包括以下步驟制造原盤的步驟，通過使用該原盤制造壓模的步驟，以及通過使用該壓模形成信息記錄介質(zhì)的步驟；并且其中制造原盤的步驟包括曝光步驟，其通過使用包括用于產(chǎn)生光束、電子束和離子束中至少之一的波束發(fā)生器，以及用于聚焦從波束發(fā)生器發(fā)出的波束的聚焦鏡頭的波束輻照儀，在被涂敷到原盤基片上的光致抗蝕劑層上進行曝光處理；以及顯影處理步驟，其在光致抗蝕劑層上進行顯影處理。
全文摘要
一種波束輻照儀，包括一用于產(chǎn)生光束、電子束和離子束中至少之一的波束發(fā)生器(41)，以及一用于聚焦從波束發(fā)生器(41)發(fā)出的波束的聚焦鏡頭(48)。該波束輻照儀包括至少第一和第二調(diào)焦機構(gòu)(71)和(72)，其中每個調(diào)焦機構(gòu)相對于構(gòu)成聚焦鏡頭的同一透鏡系統(tǒng)控制波束的焦點位置，以便利用聚焦鏡頭(48)把波束聚焦到輻照物體(40)上，從而可獲得細微的波束光斑并進行可靠而穩(wěn)定的調(diào)焦。
文檔編號G11B7/135GK1525466SQ03158849
公開日2004年9月1日 申請日期1999年9月3日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月3日
發(fā)明者山本真伸, 柏木俊行, 今西慎悟, 悟, 行 申請人:索尼株式會社