透镜位置控制方法及装置、刻录方法以及刻录装置转让专利
申请号 : CN200610159384.7
文献号 : CN1908818B
文献日 : 2010-11-03
发明人 : 桥本学治
申请人 : 索尼株式会社
摘要 :
公开了一种透镜位置控制方法。物镜或母盘被移动，由此改变物镜和母盘的表面之间的距离，该母盘在其盘基上具有抗蚀材料膜。通过光电探测器检测透过物镜且被母盘表面反射而回射的激光束。当母盘位于物镜的焦点附近且检测到回射激光束时，物镜或母盘之一的移动被停止。边界数据被重写为一数据，该数据相应于通过将比物镜的工作距离小的移动允许量加至停止位置而获得的位置。当未检测到回射激光束时，在相应于边界数据的位置处，停止改变物镜和母盘之间的距离的移动。
权利要求 :
1.一种透镜位置控制方法，包括：
移动步骤，其中移动物镜或母盘，由此改变所述物镜和所述母盘的表面之间的距离，该母盘中在盘基上已形成抗蚀材料膜；
检测步骤，其中通过光电探测器来检测透过所述物镜且被所述母盘的表面反射而回射的激光束；
当所述母盘位于所述物镜的焦点附近且所述光电探测器检测到所述回射激光束时，停止所述物镜或所述母盘的移动的步骤；
将边界数据重写为相应于通过将比物镜的工作距离小的移动允许量加至一聚焦搜索成功的位置所获得的位置的一数据的步骤；以及当未检测到所述回射激光束时，在相应于所述边界数据的位置处停止改变物镜和母盘的表面之间的距离的移动的步骤。
2.根据权利要求1的方法，其中，在所述移动步骤中，所述物镜沿着平行于光轴的方向振动。
3.一种通过激光束来刻录母盘的刻录方法，包括：
移动步骤，其中移动物镜或母盘，由此改变所述物镜和所述母盘的表面之间的距离，该母盘中在盘基上已形成抗蚀材料膜；
检测步骤，其中通过光电探测器来检测透过所述物镜且被所述母盘的表面反射而回射的激光束；
当母盘位于物镜的焦点附近且所述光电探测器检测到所述回射激光束时，停止所述物镜或所述母盘的移动的步骤；
将边界数据重写为相应于通过将比物镜的工作距离小的移动允许量加至一聚焦搜索成功的位置所获得的位置的一数据的步骤；
控制物镜的焦点并相应于槽或者坑点的形状由透过物镜的激光束在母盘上形成潜像的步骤；以及当未检测到所述回射激光束时，在相应于所述边界数据的位置处停止改变物镜和母盘的表面之间的距离的移动的步骤。
4.根据权利要求3的方法，其中，在所述移动步骤中，所述物镜沿着平行于光轴的方向振动。
5.根据权利要求3的方法，其中，所述抗蚀材料是无机抗蚀剂。
6.根据权利要求3的方法，其中，所述激光束的波长等于大约400nm并且所述物镜的数值孔径等于或大于0.85。
7.一种透镜位置控制装置，包括：
驱动器，该驱动器移动物镜或母盘，由此改变所述物镜和所述母盘的表面之间的距离，该母盘中在盘基上已形成抗蚀材料膜；
光电探测器，该光电探测器检测透过所述物镜且被所述母盘的表面反射而回射的激光束，和控制单元，所述光电探测器的检测信号以及相应于物镜和母盘的表面之间的距离的检测信号被提供给该控制单元，且该控制单元输出驱动信号来驱动所述驱动器，其中，所述控制单元进行以下操作：当母盘位于物镜的焦点附近且所述光电探测器检测到所述回射激光束时，停止物镜或母盘的移动，将边界数据重写为相应于通过将比物镜的工作距离的小的移动允许量加至聚焦搜索成功的位置所获得的位置的数据，以及当未检测到所述回射激光束时，在相应于所述边界数据的位置处停止改变物镜和母盘的表面之间的距离的移动。
8.根据权利要求7的装置，其中，当所述驱动器改变所述物镜和所述母盘的表面之间的距离时，所述物镜沿着平行于光轴的方向振动。
9.一种用于通过激光束刻录母盘的刻录装置，包括：驱动器，该驱动器移动物镜或母盘，由此改变物镜和母盘的表面之间的距离，该母盘中在盘基上已形成抗蚀材料膜；
光电探测器，该光电探测器检测透过所述物镜且被所述母盘的表面反射而回射的激光束；
控制单元，所述光电探测器的检测信号以及相应于物镜和母盘的表面之间的距离的检测信号被提供给该控制单元，且该控制单元输出驱动信号来驱动所述驱动器；以及控制物镜的焦点并相应于槽或者坑点的形状由透过物镜的激光束在所述母盘上形成潜像的单元，其中，所述控制单元进行以下操作：
当母盘位于所述物镜的焦点附近且所述光电探测器检测到所述回射激光束时，停止物镜或母盘的移动，将边界数据重写为相应于通过将比物镜的工作距离的小的移动允许量加至聚焦搜索成功的位置所获得的位置的数据，以及当未检测到所述回射激光束时，在相应于所述边界数据的位置处停止改变物镜和母盘的表面之间的距离的移动。
10.根据权利要求9的装置，其中，当所述驱动器改变所述物镜和所述母盘的表面之间的距离时，所述物镜沿着平行于光轴的方向振动。
11.根据权利要求9的装置，其中，所述抗蚀材料是无机抗蚀剂。
12.根据权利要求9的装置，其中，所述激光束的波长等于大约400nm并且所述物镜的数值孔径等于或者大于0.85。
说明书 :
技术领域
本发明涉及一种透镜位置控制方法，一种透镜位置控制装置，一种刻录方法以及一种刻录装置，上述方法和装置应用于在制造例如高密度光盘时于刻录步骤中控制物镜的位置。
背景技术
作为一种高密度光盘，例如，已经提出了一种对于单面单层具有大约25千兆字节(Gbytes)记录容量或者对于单面双层具有大约50千兆字节记录容量的光盘。这种光盘中，为了减少用于记录或再现的光束的光斑直径，将光源的波长设定为405nm并将物镜的数值孔径NA设定为0.85的大数值。高密度光盘中，光束的光斑面积可被减少至DVD的光束光斑面积的大约1/5。此外，由于物镜的数值孔径NA增加，因此盘表面和激光束的光轴之间形成的角度在90°角附近倾斜的允许角度误差(称作倾斜裕度(tiltmargin))减小，从而覆盖信息层的覆盖层减薄至0.1mm。在只读盘的情况下，信息层是其上已经形成了坑点(pit)的反射层或者半透明反射层。在可记录盘的情况下，信息层是其上已经形成有槽的诸如相位变化层等可记录层。
图1A和1B示出了一种本发明的实施方式能够适用的高密度光盘的实施例的结构。图1A示出了单层结构。附图标记1表示由厚度为1.1mm的聚碳酸酯(下文简写为PC)制成的盘基。
母盘的坑点已经通过注入模制转印到盘基1的表面上。盘基1涂覆有反射膜2。覆盖层3作为厚度为0.1mm的透光层被粘合至反射膜2上。覆盖层3通过下述方法形成，通过该方法，预先已经穿孔的PC片5利用UV(紫外线)固化粘合剂4粘合并且PC片5的表面部分涂覆有硬涂层6。
图1B示出了双层结构。以类似于单层结构的方式，图1B示出了具有两个信息层的盘，该两个信息层的每一个具有这样的结构：作为全反射膜的反射膜2形成在1.1mm的盘基上，半透明反射膜8形成在被称作中间层的透光层7上，该透光层7形成在反射膜2上，并且此外覆盖层3被粘合至半透明反射膜8上。当从激光束的入射方向(硬涂层6一侧上)看时，反射膜2形成深度100μm，且半透明反射膜8形成深度75μm。
在图1B中所示的单面双层盘的情况下，当从激光束的入射方向看时，100μm深度处的反射膜2被定义为基准层(第0记录层；称作L0层)，而75μm深度处的记录层被定义为第一记录层(称作L1层)。
参考图2将概要描述高密度光盘的制造方法。附图标记S1表示通过L0层的压模进行的模制步骤。在母盘制作(mastering)步骤中，盘基上的抗蚀剂被激光束曝光，通过显影形成具有相应于抗蚀剂上的坑点或槽的凹/凸部分的盘形母盘，并由盘形母盘形成由金属制成的L0层的压模。在模制步骤S1中，利用形成的压模和诸如PC等的模制材料，通过注入模制形成盘基1。模制的盘基1被冷却装置冷却。
其次，执行反射膜2的膜形成步骤S2，该反射膜2作为L0层的全反射膜。在膜形成步骤S2中，通过利用溅射装置在盘基上淀积靶材成分。其次，执行中间层形成步骤S3。通过粘合片或者通过旋涂方法形成作为中间层的透光层7。
其次，执行L1图案转印步骤S4。在L1图案转印步骤S4中，L1层的坑点或者槽通过利用由例如压力转印的其它步骤制成的L1压模被转印到UV硬化型片上。在通过旋涂方法形成中间层的情况下，L1层的坑点或者槽在半硬化状态被转印到UV硬化树脂上。
在第一次UV硬化步骤S5中，通过利用UV照射装置将UV(紫外线)照射到UV硬化型片或者UV硬化型树脂，并固定转印的坑点图案。在盘剥离的步骤S6中，通过利用盘剥离装置将盘从压模剥离。在此提到的“盘”表示L1层的点或者槽已经被转印到透光层7上的盘。
在L1层的膜形成步骤S7中，例如半透明反射膜8的L1层形成到L1的成形图案上。在L1层的膜形成步骤S7中，通过利用溅射装置以类似于前述L0层的DC溅射方法将作为靶材的纯银或者银合金成分淀积到盘基上。
其次，执行覆盖层形成步骤S8。覆盖层形成步骤S8包括UV硬化型粘合剂涂覆步骤、PC片粘合步骤以及第二次UV硬化步骤这三个步骤。在UV硬化型粘合剂涂覆步骤中，半透明反射膜8的表面涂覆了UV硬化型粘合剂。PC片被粘合至该盘。在第二次UV硬化步骤中，UV硬化型粘合剂被粘合并且形成覆盖层3。在硬涂层形成步骤S9中，形成硬涂层。
利用检查装置来检查通过如上所述的制造步骤形成的双层结构的盘是否存在缺陷，从而完成该盘。同样通过上述步骤(不包括对于L1层的步骤S3至S7)制成具有单层结构的盘。
专利文献1(JP-A-2003-315988)中已经公开了能够制造高密度光盘并且解决在现有技术中利用有机抗蚀剂的情况下出现的问题的技术。其中已经示出了这样一种技术：根据专利文献1中公开的过渡金属的不完全氧化物制成的无机抗蚀剂材料，由于加热记录特性，甚至能够通过大约405nm的可见激光来曝光比光点直径小的图案。应注意对实现高记录密度光盘的母盘制作技术有用的技术。
在此利用的过渡金属的不完全氧化物表示这样的一种化合物，其含氧量向比根据过渡金属能够具有的化合价数的化学计量成分小的方向偏移，即，过渡金属的不完全氧化物中的含氧量比根据过渡金属能够具有的化合价数的化学计量成分小。在过渡金属的不完全氧化物中，由于通过曝光形成的潜像形成部分已经被氧化改性，从而其可溶解于碱性显影剂内，并且能够实现光盘的母盘的微加工。
本发明的实施方式涉及在利用这样一种无机抗蚀剂的情况下在刻录装置中定位物镜的方法。在刻录装置中，由于通过在诸如硅晶片等盘基上形成无机抗蚀剂膜的母盘的精确馈给而形成螺旋轨道，从而不进行循轨控制，仅仅沿聚焦方向进行控制(聚焦伺服)。聚焦控制通过类似于诸如用于再现装置中使用的像散方法等方法来完成。
由于聚焦控制的输入范围受限，从而首先，使物镜和母盘表面之间的距离在聚焦伺服能够引入的范围内。用于这一目的的控制被称为定位控制，并且通过使母盘的位置接近物镜来完成。完成定位之后再进行聚焦伺服。在聚焦伺服中，物镜的垂直位置受到反馈控制，从而能够获得聚焦状态。
在专利文献1中公开的刻录装置中，由于利用了市场上可买到的小直径的物镜，因此通常物镜的工作距离减小。工作距离是最接近焦点位置的物镜的物理最高点部分。例如，当工作距离等于150μm时，如果在母盘设定之后，初调时物镜的定位未以高精度完成，则存在物镜与母盘碰撞的担忧，或者在聚焦伺服中出现不便。因此在初调时设定物镜以便物镜的焦点位置与母盘的记录表面重合是很重要的。
现在将描述现有技术中的定位方法。物镜的焦深能够通过数值λ/(2NA)2来计算，即用光的波长λ除以透镜的数值孔径NA的平方。在现有技术的刻录装置中，为了会聚用于曝光的激光束的光点，波长被缩短并且数值孔径增大。因此，焦深变得非常小。
根据专利文献1中公开的方法，在现有技术中不需要大数值孔径的透镜以及短波长的光源。例如，当λ＝400nm以及NA＝0.85时，能够获得0.14μm的焦深。焦深表示即使物镜在光轴上移动焦点也令人满意的范围。通常，光学拾取的光电探测器的光电探测灵敏度被设定，从而达到能够检测比焦深大几倍的值。焦深能够被检测的范围称为可检测范围。例如，可检测范围假设为2.5μm。
在通过移动物镜或母盘来完成物镜的定位控制的情况下，仅当它们之间的距离在前述的可检测范围内时，能够从光电探测器中得到检测输出。当该距离超出可检测范围时，由于光接收量减少，从而不能获得检测输出并且难以感知母盘的存在。因此，当在可检测范围内获得检测输出时，通过停止物镜或母盘的相对移动，物镜的焦距几乎与母盘的表面位置重合。之后，执行聚焦伺服以及曝光操作。
然而，如果通过利用可检测范围内的检测输出来停止移动的操作失败，则物镜和母盘碰撞。作为用于这样的问题的对策，需要提供一种用于在物镜和母盘均不碰撞的距离下停止移动的安全停止装置，以便物镜和母盘不碰撞。在现有技术中的刻录装置中，已经采用了下面的方法。
如第一种方法，如图3中所示，存在一种根据诸如与物镜22整体移动的光学距离传感器23的距离传感器的输出信号的来定位物镜的方法。通过该方法，距离传感器23检测离母盘21的距离，并且，当检测的距离达到设定值时，停止移动。
第二种方法是通过利用用于支撑母盘21的Z轴平台的距离检测功能在预定位置停止移动的方法。
根据图3中所示的方法，需要使得物镜22的焦点位置与距离传感器23的设定位置重合。如果物镜22和距离传感器23之间的相对距离(位置偏移)变化了工作距离量或者更多，则存在物镜22与母盘21在定位操作时碰撞的危险，并且存在聚焦伺服时出现故障的担忧。为了避免这种情况，如果光学拾取器和距离传感器23被更换，则需要初调物镜22的焦点位置以及距离传感器。此外，存在由于距离传感器23的增加而使成本增加的问题。
根据利用Z轴平台的距离检测功能的方法，如果物镜的位置未被设定到母盘21不与物镜22重合且相应于物镜的工作距离的位置，则聚焦伺服的引入操作中会存在不便。如果母盘21的厚度改变或者如果光学拾取器和距离传感器23被更换，则必须再次设定Z轴平台的停止位置。
图1A和1B示出了一种本发明的实施方式能够适用的高密度光盘的实施例的结构。图1A示出了单层结构。附图标记1表示由厚度为1.1mm的聚碳酸酯(下文简写为PC)制成的盘基。
母盘的坑点已经通过注入模制转印到盘基1的表面上。盘基1涂覆有反射膜2。覆盖层3作为厚度为0.1mm的透光层被粘合至反射膜2上。覆盖层3通过下述方法形成，通过该方法，预先已经穿孔的PC片5利用UV(紫外线)固化粘合剂4粘合并且PC片5的表面部分涂覆有硬涂层6。
图1B示出了双层结构。以类似于单层结构的方式，图1B示出了具有两个信息层的盘，该两个信息层的每一个具有这样的结构：作为全反射膜的反射膜2形成在1.1mm的盘基上，半透明反射膜8形成在被称作中间层的透光层7上，该透光层7形成在反射膜2上，并且此外覆盖层3被粘合至半透明反射膜8上。当从激光束的入射方向(硬涂层6一侧上)看时，反射膜2形成深度100μm，且半透明反射膜8形成深度75μm。
在图1B中所示的单面双层盘的情况下，当从激光束的入射方向看时，100μm深度处的反射膜2被定义为基准层(第0记录层；称作L0层)，而75μm深度处的记录层被定义为第一记录层(称作L1层)。
参考图2将概要描述高密度光盘的制造方法。附图标记S1表示通过L0层的压模进行的模制步骤。在母盘制作(mastering)步骤中，盘基上的抗蚀剂被激光束曝光，通过显影形成具有相应于抗蚀剂上的坑点或槽的凹/凸部分的盘形母盘，并由盘形母盘形成由金属制成的L0层的压模。在模制步骤S1中，利用形成的压模和诸如PC等的模制材料，通过注入模制形成盘基1。模制的盘基1被冷却装置冷却。
其次，执行反射膜2的膜形成步骤S2，该反射膜2作为L0层的全反射膜。在膜形成步骤S2中，通过利用溅射装置在盘基上淀积靶材成分。其次，执行中间层形成步骤S3。通过粘合片或者通过旋涂方法形成作为中间层的透光层7。
其次，执行L1图案转印步骤S4。在L1图案转印步骤S4中，L1层的坑点或者槽通过利用由例如压力转印的其它步骤制成的L1压模被转印到UV硬化型片上。在通过旋涂方法形成中间层的情况下，L1层的坑点或者槽在半硬化状态被转印到UV硬化树脂上。
在第一次UV硬化步骤S5中，通过利用UV照射装置将UV(紫外线)照射到UV硬化型片或者UV硬化型树脂，并固定转印的坑点图案。在盘剥离的步骤S6中，通过利用盘剥离装置将盘从压模剥离。在此提到的“盘”表示L1层的点或者槽已经被转印到透光层7上的盘。
在L1层的膜形成步骤S7中，例如半透明反射膜8的L1层形成到L1的成形图案上。在L1层的膜形成步骤S7中，通过利用溅射装置以类似于前述L0层的DC溅射方法将作为靶材的纯银或者银合金成分淀积到盘基上。
其次，执行覆盖层形成步骤S8。覆盖层形成步骤S8包括UV硬化型粘合剂涂覆步骤、PC片粘合步骤以及第二次UV硬化步骤这三个步骤。在UV硬化型粘合剂涂覆步骤中，半透明反射膜8的表面涂覆了UV硬化型粘合剂。PC片被粘合至该盘。在第二次UV硬化步骤中，UV硬化型粘合剂被粘合并且形成覆盖层3。在硬涂层形成步骤S9中，形成硬涂层。
利用检查装置来检查通过如上所述的制造步骤形成的双层结构的盘是否存在缺陷，从而完成该盘。同样通过上述步骤(不包括对于L1层的步骤S3至S7)制成具有单层结构的盘。
专利文献1(JP-A-2003-315988)中已经公开了能够制造高密度光盘并且解决在现有技术中利用有机抗蚀剂的情况下出现的问题的技术。其中已经示出了这样一种技术：根据专利文献1中公开的过渡金属的不完全氧化物制成的无机抗蚀剂材料，由于加热记录特性，甚至能够通过大约405nm的可见激光来曝光比光点直径小的图案。应注意对实现高记录密度光盘的母盘制作技术有用的技术。
在此利用的过渡金属的不完全氧化物表示这样的一种化合物，其含氧量向比根据过渡金属能够具有的化合价数的化学计量成分小的方向偏移，即，过渡金属的不完全氧化物中的含氧量比根据过渡金属能够具有的化合价数的化学计量成分小。在过渡金属的不完全氧化物中，由于通过曝光形成的潜像形成部分已经被氧化改性，从而其可溶解于碱性显影剂内，并且能够实现光盘的母盘的微加工。
本发明的实施方式涉及在利用这样一种无机抗蚀剂的情况下在刻录装置中定位物镜的方法。在刻录装置中，由于通过在诸如硅晶片等盘基上形成无机抗蚀剂膜的母盘的精确馈给而形成螺旋轨道，从而不进行循轨控制，仅仅沿聚焦方向进行控制(聚焦伺服)。聚焦控制通过类似于诸如用于再现装置中使用的像散方法等方法来完成。
由于聚焦控制的输入范围受限，从而首先，使物镜和母盘表面之间的距离在聚焦伺服能够引入的范围内。用于这一目的的控制被称为定位控制，并且通过使母盘的位置接近物镜来完成。完成定位之后再进行聚焦伺服。在聚焦伺服中，物镜的垂直位置受到反馈控制，从而能够获得聚焦状态。
在专利文献1中公开的刻录装置中，由于利用了市场上可买到的小直径的物镜，因此通常物镜的工作距离减小。工作距离是最接近焦点位置的物镜的物理最高点部分。例如，当工作距离等于150μm时，如果在母盘设定之后，初调时物镜的定位未以高精度完成，则存在物镜与母盘碰撞的担忧，或者在聚焦伺服中出现不便。因此在初调时设定物镜以便物镜的焦点位置与母盘的记录表面重合是很重要的。
现在将描述现有技术中的定位方法。物镜的焦深能够通过数值λ/(2NA)2来计算，即用光的波长λ除以透镜的数值孔径NA的平方。在现有技术的刻录装置中，为了会聚用于曝光的激光束的光点，波长被缩短并且数值孔径增大。因此，焦深变得非常小。
根据专利文献1中公开的方法，在现有技术中不需要大数值孔径的透镜以及短波长的光源。例如，当λ＝400nm以及NA＝0.85时，能够获得0.14μm的焦深。焦深表示即使物镜在光轴上移动焦点也令人满意的范围。通常，光学拾取的光电探测器的光电探测灵敏度被设定，从而达到能够检测比焦深大几倍的值。焦深能够被检测的范围称为可检测范围。例如，可检测范围假设为2.5μm。
在通过移动物镜或母盘来完成物镜的定位控制的情况下，仅当它们之间的距离在前述的可检测范围内时，能够从光电探测器中得到检测输出。当该距离超出可检测范围时，由于光接收量减少，从而不能获得检测输出并且难以感知母盘的存在。因此，当在可检测范围内获得检测输出时，通过停止物镜或母盘的相对移动，物镜的焦距几乎与母盘的表面位置重合。之后，执行聚焦伺服以及曝光操作。
然而，如果通过利用可检测范围内的检测输出来停止移动的操作失败，则物镜和母盘碰撞。作为用于这样的问题的对策，需要提供一种用于在物镜和母盘均不碰撞的距离下停止移动的安全停止装置，以便物镜和母盘不碰撞。在现有技术中的刻录装置中，已经采用了下面的方法。
如第一种方法，如图3中所示，存在一种根据诸如与物镜22整体移动的光学距离传感器23的距离传感器的输出信号的来定位物镜的方法。通过该方法，距离传感器23检测离母盘21的距离，并且，当检测的距离达到设定值时，停止移动。
第二种方法是通过利用用于支撑母盘21的Z轴平台的距离检测功能在预定位置停止移动的方法。
根据图3中所示的方法，需要使得物镜22的焦点位置与距离传感器23的设定位置重合。如果物镜22和距离传感器23之间的相对距离(位置偏移)变化了工作距离量或者更多，则存在物镜22与母盘21在定位操作时碰撞的危险，并且存在聚焦伺服时出现故障的担忧。为了避免这种情况，如果光学拾取器和距离传感器23被更换，则需要初调物镜22的焦点位置以及距离传感器。此外，存在由于距离传感器23的增加而使成本增加的问题。
根据利用Z轴平台的距离检测功能的方法，如果物镜的位置未被设定到母盘21不与物镜22重合且相应于物镜的工作距离的位置，则聚焦伺服的引入操作中会存在不便。如果母盘21的厚度改变或者如果光学拾取器和距离传感器23被更换，则必须再次设定Z轴平台的停止位置。
发明内容
因此，期望提供一种透镜位置控制方法、透镜位置控制装置、刻录方法以及刻录装置，其中停止位置能够优选通过利用用于曝光的激光束而不另外利用距离传感器来控制，并且当母盘的厚度改变时或者光学拾取器被更换时，不必改变初始设定。
根据本发明的实施例，提供一种透镜位置控制方法，包括：
移动步骤，移动物镜或母盘，由此改变所述物镜和所述母盘的表面之间的距离，该母盘中在盘基上已形成抗蚀材料膜；
检测步骤，通过光电探测器来检测透过物镜且被母盘的表面反射而回射的激光束；
当母盘位于物镜的焦点附近，且回射激光束被光电探测器检测时，停止物镜或母盘的移动的步骤；
将边界数据重写为相应于通过将比物镜的工作距离小的移动允许量加至停止位置所获得的位置的一数据的步骤；以及
当回射激光束未被检测时，在相应于边界数据的位置处，停止改变物镜和母盘的表面之间的距离的移动的步骤。
根据本发明的另一实施例，提供一种通过激光束来刻录母盘的刻录方法，包括：
移动步骤，移动物镜或母盘，由此改变所述物镜和所述母盘的表面之间的距离，该母盘中在盘基上已形成抗蚀材料膜；
检测步骤，通过光电探测器来检测透过物镜且被母盘的表面反射而回射的激光束；
当母盘位于物镜的焦点附近，且回射激光束被光电探测器检测时，停止物镜或母盘的移动的步骤；
将边界数据重写为相应于通过将比物镜的工作距离小的移动允许量加至停止位置所获得的位置的一数据的步骤；
相应于槽或者坑点的形状由透过物镜的激光束在母盘上形成潜像并控制物镜的焦点的步骤；以及
当回射激光束未被检测时，在相应于边界数据的位置处，停止改变物镜和母盘的表面之间的距离的移动的步骤。
根据本发明的又一实施例，提供一种透镜位置控制装置，包括：
驱动器，该驱动器移动物镜或母盘，由此改变物镜和母盘的表面之间的距离，该母盘中在盘基上已形成抗蚀材料膜；
光电探测器，该光电探测器检测透过物镜且被母盘的表面反射而回射的激光束，和
控制单元，光电探测器的检测信号以及相应于物镜和母盘的表面之间的距离的检测信号被提供给该控制单元，且该控制单元输出驱动信号来驱动驱动器，
其中控制单元
当母盘位于物镜的焦点附近，且回射激光束被光电探测器检测时，停止物镜或母盘的移动，
将边界数据重写为相应于通过将比物镜的工作距离小的移动允许量加至停止位置所获得的位置的数据，以及
当回射激光束未被检测时，在相应于边界数据的位置处，停止改变物镜和母盘的表面之间的距离的移动。
根据本发明的再一实施例，提供一种用于通过激光束来刻录母盘的刻录装置，包括：
驱动器，该驱动器移动物镜或母盘，由此改变物镜和母盘的表面之间的距离，该母盘中在盘基上已形成抗蚀材料膜；
光电探测器，该光电探测器检测透过物镜且被母盘的表面反射而回射的激光束；
控制单元，光电探测器的检测信号以及相应于物镜和母盘的表面之间的距离的检测信号被提供给该控制单元，且该控制单元输出驱动信号来驱动驱动器；以及
相应于槽或者坑点的形状由透过物镜的激光束在母盘上形成潜像并控制物镜的焦点的单元，
其中所述控制单元
当母盘位于物镜的焦点附近，且回射激光束被光电探测器检测时，停止物镜或母盘的移动，
将边界数据重写为相应于通过将比物镜的工作距离小的移动允许量加至停止位置所获得的位置的数据，以及
当回射激光束未被检测时，在相应于边界数据的位置处，停止改变物镜和母盘的表面之间的距离的移动。
根据本发明的实施例，物镜的位置可被控制到不与母盘重合的位置而不利用外部的传感器。因此，可能防止光学拾取器的结构变得复杂并且能够防止由于距离传感器的增加而在成本方面的增加。由于安全停止装置的设定值根据物镜焦点位置的信息而改变，因此如果母盘的厚度改变或者如果光学拾取器被更换，则无需再次进行初调。
结合附图通过下面的描述本发明的其它特征和优点将会明显，在其全部附图中相同的参考特征表示相同或相似的部件。
根据本发明的实施例，提供一种透镜位置控制方法，包括：
移动步骤，移动物镜或母盘，由此改变所述物镜和所述母盘的表面之间的距离，该母盘中在盘基上已形成抗蚀材料膜；
检测步骤，通过光电探测器来检测透过物镜且被母盘的表面反射而回射的激光束；
当母盘位于物镜的焦点附近，且回射激光束被光电探测器检测时，停止物镜或母盘的移动的步骤；
将边界数据重写为相应于通过将比物镜的工作距离小的移动允许量加至停止位置所获得的位置的一数据的步骤；以及
当回射激光束未被检测时，在相应于边界数据的位置处，停止改变物镜和母盘的表面之间的距离的移动的步骤。
根据本发明的另一实施例，提供一种通过激光束来刻录母盘的刻录方法，包括：
移动步骤，移动物镜或母盘，由此改变所述物镜和所述母盘的表面之间的距离，该母盘中在盘基上已形成抗蚀材料膜；
检测步骤，通过光电探测器来检测透过物镜且被母盘的表面反射而回射的激光束；
当母盘位于物镜的焦点附近，且回射激光束被光电探测器检测时，停止物镜或母盘的移动的步骤；
将边界数据重写为相应于通过将比物镜的工作距离小的移动允许量加至停止位置所获得的位置的一数据的步骤；
相应于槽或者坑点的形状由透过物镜的激光束在母盘上形成潜像并控制物镜的焦点的步骤；以及
当回射激光束未被检测时，在相应于边界数据的位置处，停止改变物镜和母盘的表面之间的距离的移动的步骤。
根据本发明的又一实施例，提供一种透镜位置控制装置，包括：
驱动器，该驱动器移动物镜或母盘，由此改变物镜和母盘的表面之间的距离，该母盘中在盘基上已形成抗蚀材料膜；
光电探测器，该光电探测器检测透过物镜且被母盘的表面反射而回射的激光束，和
控制单元，光电探测器的检测信号以及相应于物镜和母盘的表面之间的距离的检测信号被提供给该控制单元，且该控制单元输出驱动信号来驱动驱动器，
其中控制单元
当母盘位于物镜的焦点附近，且回射激光束被光电探测器检测时，停止物镜或母盘的移动，
将边界数据重写为相应于通过将比物镜的工作距离小的移动允许量加至停止位置所获得的位置的数据，以及
当回射激光束未被检测时，在相应于边界数据的位置处，停止改变物镜和母盘的表面之间的距离的移动。
根据本发明的再一实施例，提供一种用于通过激光束来刻录母盘的刻录装置，包括：
驱动器，该驱动器移动物镜或母盘，由此改变物镜和母盘的表面之间的距离，该母盘中在盘基上已形成抗蚀材料膜；
光电探测器，该光电探测器检测透过物镜且被母盘的表面反射而回射的激光束；
控制单元，光电探测器的检测信号以及相应于物镜和母盘的表面之间的距离的检测信号被提供给该控制单元，且该控制单元输出驱动信号来驱动驱动器；以及
相应于槽或者坑点的形状由透过物镜的激光束在母盘上形成潜像并控制物镜的焦点的单元，
其中所述控制单元
当母盘位于物镜的焦点附近，且回射激光束被光电探测器检测时，停止物镜或母盘的移动，
将边界数据重写为相应于通过将比物镜的工作距离小的移动允许量加至停止位置所获得的位置的数据，以及
当回射激光束未被检测时，在相应于边界数据的位置处，停止改变物镜和母盘的表面之间的距离的移动。
根据本发明的实施例，物镜的位置可被控制到不与母盘重合的位置而不利用外部的传感器。因此，可能防止光学拾取器的结构变得复杂并且能够防止由于距离传感器的增加而在成本方面的增加。由于安全停止装置的设定值根据物镜焦点位置的信息而改变，因此如果母盘的厚度改变或者如果光学拾取器被更换，则无需再次进行初调。
结合附图通过下面的描述本发明的其它特征和优点将会明显，在其全部附图中相同的参考特征表示相同或相似的部件。
附图说明
图1A和1B是示出了一种本发明的实施方式能够适用的光盘的实施例的示意图；
图2是示出了本发明的实施方式能够适用的光盘的制造步骤的实施例的流程图；
图3是用于说明现有技术中位置控制方法的实施例的示意图；
图4是示意性地示出了根据本发明的实施方式的刻录装置的外部透视图；
图5是示出了本发明的实施方式中光学拾取器模块的移动机构的实施例的示意图；
图6是示出了光学拾取器模块的实施例的示意图；
图7是用于说明本发明的实施方式中当母盘被移动时用于获得检测信号的操作的实施例的图示；
图8是用于说明本发明的实施方式中当母盘被移动时用于获得检测信号的操作的另一实施例的图示；以及
图9是用于说明本发明的实施方式的定位操作的流程图。
图2是示出了本发明的实施方式能够适用的光盘的制造步骤的实施例的流程图；
图3是用于说明现有技术中位置控制方法的实施例的示意图；
图4是示意性地示出了根据本发明的实施方式的刻录装置的外部透视图；
图5是示出了本发明的实施方式中光学拾取器模块的移动机构的实施例的示意图；
图6是示出了光学拾取器模块的实施例的示意图；
图7是用于说明本发明的实施方式中当母盘被移动时用于获得检测信号的操作的实施例的图示；
图8是用于说明本发明的实施方式中当母盘被移动时用于获得检测信号的操作的另一实施例的图示；以及
图9是用于说明本发明的实施方式的定位操作的流程图。
具体实施方式
下面将参考附图描述本发明的实施方式。图4示意性地示出了根据本发明的实施方式的刻录装置的外部视图。刻录装置设置在箱形壳上。在例如硅晶片的盘基上已经形成无机抗蚀剂膜的母盘设在盘形刻录台52上，该刻录台52通过主轴51旋转。无机抗蚀剂是过渡金属的不完全氧化物。钼(Mo)、钨(W)等被用作过渡金属。例如，采用组分比为Mo1-xOx(0＜x＜0.75)的不完全氧化物。刻录台52利用主轴51作为旋转轴通过马达旋转。
主轴51、刻录台52以及主轴电动机设置在支撑基板53上。支撑基板53能够沿着母盘的径向水平移动。通过刻录台52精确馈给母盘而形成螺旋轨道。附图标记56表示用于操作刻录装置的开关单元。
光学拾取器模块54设置在刻录台52之上。物镜62设置在光学拾取器模块54下面。由物镜62会聚的用于曝光的激光束辐射到母盘上。光学拾取器模块54能够通过Z主轴电动机55沿着作为垂直于母盘表面的方向的Z轴方向偏移。步进马达、线性马达等等能够被用作Z主轴电动机55。
图5仅示出了光学拾取器模块54的部分。Z主轴电动机55固定至支撑单元57。如虚线围绕的区域所示的包括光学拾取器模块54的部分通过Z主轴电动机55升高或者降低。以这种方式，在该实施例中，刻录台52能够沿着水平方向移动，并且光学拾取器模块54能够升高或者降低。
该装置具有控制单元41，光学拾取器模块54的光电探测器(下文中将说明)的探测信号以及为Z主轴电动机55设置的沿着Z轴方向的距离传感器的探测信号输入到该控制单元41，并且该控制单元41输出Z主轴电动机55的驱动信号。控制单元41包括微型计算机并具有用于存储边界数据的存储器。Z轴平台的位置传感器可用作沿着Z轴方向的距离传感器。如下文中将要说明的，可从控制单元41向光学拾取器模块54提供沿着Z轴方向以微小振幅振动物镜的驱动信号。
图6示出了本发明能够被应用的光学拾取器模块54的一个例子。由具有例如两组结构的物镜62会聚的激光束辐射至放在刻录台52上的母盘61的表面上的无机抗蚀剂上。物镜62装配在单轴致动器63内，该单轴致动器63能够被沿着聚焦方向(平行于光轴的方向)偏移。
从激光二极管69发射的激光束通过光栅68和偏振分束器(PBS)67输入到准直透镜66。通过光栅68产生±初级衍射光。由准直透镜66转换为平行光的激光束输入到诸如扩束器等球面像差校正装置65。
此外，激光束通过四分之一波板64以及物镜62输入到母盘61，且母盘61被曝光。线性偏振的激光束通过四分之一波板64变为圆偏振光。
由母盘61反射的光透过物镜62并在四分之一波板64作用下从圆偏振光变成线性偏振光。这时，由于偏振方向相对于由激光二极管69发射的光的(来向光)倾斜90°，从而在偏振分束器67的粘合表面处发生光反射。
在由准直透镜66会聚的回射光在被PBS 67反射之前透过多透镜(multi-lens)70之后，该回射光被会聚到形成为IC的光电探测器71上，并被转换为电信号。多透镜70引起像差，其将被用于通过利用光点形成位置差来检测聚焦误差的像散方法。
光电探测器71例如是4分探测器。在聚焦状态下，通过回射光形成在光电探测器71的感光表面上的光点的形状大致是全圆形。当物镜62太接近母盘61时，以及当物镜62太远离母盘61时，各个点形状变成主轴方向和副轴方向相互替换的椭圆形。通过从光电探测器71的输出信号获得各光点形状之间的差异，可检测聚焦误差。单轴致动器63基于聚焦误差被驱动，且聚焦误差被校正。
此外，尽管激光束的强度在定位时被设定到预定值，但是在曝光而记录数据时，为了相应于坑点、槽等等图案在母盘上形成潜像，通过直接驱动激光二极管69的直接调制方法或者利用AOM(声光调制器)外部调制方法等来调制数据。
前述的光学拾取器模块54能够通过Z主轴电动机55沿着Z轴方向偏移。在检测聚焦位置时，通过旋转Z主轴电动机55，光学拾取器模块54移动而沿着光轴方向接近母盘61。在光学拾取器模块54移动期间，通过利用光电探测器71的输出信号来检测聚焦位置。在这种情况下，如下文中将说明的，通过以微小的振幅振动物镜62，聚焦位置的检测几率增加。
当物镜62的聚焦位置几乎与母盘61重合时，母盘61的反射光输入到光电探测器71，并且从光电探测器71得到电输出信号。光电探测器71的输出信号被提供给控制电路，由此停止对Z主轴电动机55的驱动。
通过前述的定位方法，满足了通常的进行光盘聚焦伺服时所需要的定位条件，并且能够通过聚焦伺服执行光记录。
根据本发明的实施例，物镜62以微小的振幅沿着Z方向高速振动。在这一情况下，振动的振幅被定到非常小的值，其足以保证母盘61不与物镜62互撞，并足以提高检测到母盘61的可能性。
理论上，为了改变母盘61和物镜62之间的距离，移动母盘61或者物镜62至少之一是足够的。在该实施例中，如上所述，在使母盘61的位置停止的状态下，整个光学拾取器模块54通过Z主轴电动机55移动。此外，物镜62通过驱动单轴致动器63以微小的振幅振动。同样可能以下述方式构造：仅仅通过驱动单轴致动器63使得物镜62逐渐接近母盘61，且未提供Z主轴电动机55而使物镜62振动。此外，同样可能以下述构造：物镜62仅仅振动并且偏移以便母盘61的位置接近物镜62。
为了容易解释，下面将以用于移动母盘侧的系统为例来描述上述操作。定位时，已在盘基上形成无机抗蚀剂膜的母盘61被升高且接近物镜62。
例如，当物镜62根据振幅等于10μm且频率等于200Hz的正弦波振动时，这样一种正弦波能够用如图7中所示的波形表示。假设母盘61以1mm/秒的速度移动，母盘61的移动能够用如图7的图示中的线性直线所表示。物镜62的位移能够表示为在可检测范围以类似正弦波方式改变，所述可检测范围例如为以聚焦位置(位移：0)为中心，上(+)和下(-)位置宽度2.5μm。
如图7中所示，线性直线和正弦波形状的位移在多个位置相交。通过监控光电探测器71的和信号(sum signal)，则在它们相交的时段生成和信号。根据本发明的实施例，物镜62振动。母盘61的抗蚀剂的表面和物镜62之间的距离与物镜62的振动相关联地减小或增大。因此，即使在物镜62不振动的情况下，若距离超出了可检测范围，例如，2.5μm，由于振动而进入可检测范围。例如，即使当母盘61的表面和物镜62设置在聚焦位置之上10μm的上面位置时，在接近物镜62的负侧上的最高点的位置处从光电探测器输出和信号。反之，即使当物镜62通过聚焦位置且物镜62在聚焦位置之下10μm的下面位置时，在接近物镜62的正侧上的最高点的位置处从光电探测器输出和信号。
如上所述，根据该实施例，当使得母盘61逐渐接近物镜62时，能够从光电探测器中产生检测信号的状态发生多次，且定位检测的可能性能够提高而超过不使物镜62振动的方法的可能性。本发明实施例中的操作等效为允许物镜62停止并在以微小的振幅振动母盘61时允许母盘61接近物镜62的操作。然而，进行控制以便振动母盘61实际上很困难。如上所述，利用了Z主轴电动机55，能够采用原有地为光学拾取器模块54设置的沿聚焦方向的致动器63，且物镜62能够容易地沿着Z方向振动。
当光电探测器的和信号被检测时，用于沿着Z方向移动母盘61的驱动源的驱动停止，且定位程序完成。之后，聚焦伺服器被打开。从光电探测器输出的和信号须经放大过程，且根据需要执行积分过程或者取样存储过程。此外，将检测信号的电平与阈值相比较。提供一种安全停止机构，用于防止当定位操作失败时物镜62与母盘61碰撞。
尽管物镜62已经以微小的振幅振动，且检测到其已经进入上述的可检测范围，但是以微小的振幅振动物镜62并不是必需的。例如，在图6中所示的光学拾取器模块54中，并未将正弦波提供给单轴致动器63。结果，物镜62未通过单轴致动器63沿着Z方向振动。图8是示出了在使得物镜或母盘之一，例如母盘，从远距离位置以1mm/秒的速度沿着Z轴方向接近物镜而不振动物镜62的情况下，位移(纵坐标轴)相对时间(横坐标轴)的图示。尽管在现有的装置中物镜侧已经被移动，但是为了简化说明，在此将以母盘侧被移动的系统作为例子来说明该操作。焦点处的位移被定为0。由线性直线示出速率为1μm每毫秒的的位移。
如上所述，如图8中的阴影带所示，可检测范围是预定的范围，例如2.5μm，位移为0的位置定为中心。因此，仅在线性直线交叉阴影带的时段能够从光电探测器获得检测信号。
图9示出了本发明的实施例中由控制单元(参考图5)执行的定位过程的流程图。在步骤S11中，定位程序被启动。步骤S12中，辨别聚焦搜索是否已经成功。如上所述，聚焦搜索是检测母盘61设置得接近物镜62的聚焦位置的状态的操作。当母盘61和物镜62之间的距离大致为聚焦距离且由光电探测器生成检测信号时，确定了聚焦搜索已经成功。
在步骤S13中，Z主轴电动机停止，且光学拾取器停止。在步骤S14中，存储在存储器内用于限位的边界数据被重写。边界数据是相应于安全停止位置的数据。比聚焦搜索成功的位置短移动允许量的位置，即，母盘61和物镜62之间的距离短100μm的位置，被指定为安全停止位置。移动允许量被设定为小于物镜62的工作距离。
在利用对Z轴平台设置的步进式马达的情况下，聚焦搜索成功的位置能够通过编码器计数。边界位置被设定为通过对100μm的移动量计数至计数值而获得的脉冲数或距离。通过重写计数值而更新边界数据。
当边界数据被更新时，可利用安装至Z轴平台的位置传感器等等。在这种情况下，代替脉冲数，通过将相应于100μm的电压加至输出的模拟电压而获得的模拟电压可被A/D转换，且获得的数字数据可被存储为边界数据。聚焦搜索成功的每一次都将重写边界数据。当在步骤S14中更新了边界数据时，定位程序在步骤S17中完成。
如果聚焦搜索在步骤S12中并未成功，则处理子程序前进到步骤S15。在步骤S15中，分辨位置是否已经到达边界，即到达安全停止位置。如上所述，安全停止位置是通过将移动允许量加至聚焦搜索成功的位置而获得的位置。如果确定了该位置已经到达边界，则在步骤S16中停止Z主轴电动机。通过停止Z主轴电动机，能够防止母盘61和物镜62碰撞。定位程序完成(步骤17)。如果Z主轴电动机在聚焦搜索未成功状态下被停止，则操作者被通知显示聚焦搜索未成功的错误信息，且程序完成。
根据前述的透镜停止位置的控制方法，通过将相应于移动允许量加至相应于在聚焦搜索成功的情况下的物镜的位置而获得的距离的位置设定为停止位置。根据停止位置的设定，由于将相应于通过将移动允许量加至真实检测到的聚焦位置所获得的距离的位置设定为停止位置，因此即使光学拾取器被更换且距离传感器被更换，或者母盘的厚度被改变，在满足移动允许量小于工作距离的关系的范围内，能够防止物镜和母盘的碰撞且无需再次进行初调。
上面已经对本发明的实施例进行了具体描述，但本发明并不局限于前述的实施例，基于本发明的技术构思可能有各种变型。例如，本发明并不局限于正弦波而致动器可通过锯齿波、脉波等等来驱动，且物镜可振动。
本领域技术人员应该理解取决于设计需要或其它因素，可在随附权利要求或其等效物的范围内进行各种变型、组合、部分组合以及改变。
本发明包含于2005年7月26日向日本专利局提交的日本专利申请JP2005-215311相关的主题，在此作为参考引入其全部内容。
主轴51、刻录台52以及主轴电动机设置在支撑基板53上。支撑基板53能够沿着母盘的径向水平移动。通过刻录台52精确馈给母盘而形成螺旋轨道。附图标记56表示用于操作刻录装置的开关单元。
光学拾取器模块54设置在刻录台52之上。物镜62设置在光学拾取器模块54下面。由物镜62会聚的用于曝光的激光束辐射到母盘上。光学拾取器模块54能够通过Z主轴电动机55沿着作为垂直于母盘表面的方向的Z轴方向偏移。步进马达、线性马达等等能够被用作Z主轴电动机55。
图5仅示出了光学拾取器模块54的部分。Z主轴电动机55固定至支撑单元57。如虚线围绕的区域所示的包括光学拾取器模块54的部分通过Z主轴电动机55升高或者降低。以这种方式，在该实施例中，刻录台52能够沿着水平方向移动，并且光学拾取器模块54能够升高或者降低。
该装置具有控制单元41，光学拾取器模块54的光电探测器(下文中将说明)的探测信号以及为Z主轴电动机55设置的沿着Z轴方向的距离传感器的探测信号输入到该控制单元41，并且该控制单元41输出Z主轴电动机55的驱动信号。控制单元41包括微型计算机并具有用于存储边界数据的存储器。Z轴平台的位置传感器可用作沿着Z轴方向的距离传感器。如下文中将要说明的，可从控制单元41向光学拾取器模块54提供沿着Z轴方向以微小振幅振动物镜的驱动信号。
图6示出了本发明能够被应用的光学拾取器模块54的一个例子。由具有例如两组结构的物镜62会聚的激光束辐射至放在刻录台52上的母盘61的表面上的无机抗蚀剂上。物镜62装配在单轴致动器63内，该单轴致动器63能够被沿着聚焦方向(平行于光轴的方向)偏移。
从激光二极管69发射的激光束通过光栅68和偏振分束器(PBS)67输入到准直透镜66。通过光栅68产生±初级衍射光。由准直透镜66转换为平行光的激光束输入到诸如扩束器等球面像差校正装置65。
此外，激光束通过四分之一波板64以及物镜62输入到母盘61，且母盘61被曝光。线性偏振的激光束通过四分之一波板64变为圆偏振光。
由母盘61反射的光透过物镜62并在四分之一波板64作用下从圆偏振光变成线性偏振光。这时，由于偏振方向相对于由激光二极管69发射的光的(来向光)倾斜90°，从而在偏振分束器67的粘合表面处发生光反射。
在由准直透镜66会聚的回射光在被PBS 67反射之前透过多透镜(multi-lens)70之后，该回射光被会聚到形成为IC的光电探测器71上，并被转换为电信号。多透镜70引起像差，其将被用于通过利用光点形成位置差来检测聚焦误差的像散方法。
光电探测器71例如是4分探测器。在聚焦状态下，通过回射光形成在光电探测器71的感光表面上的光点的形状大致是全圆形。当物镜62太接近母盘61时，以及当物镜62太远离母盘61时，各个点形状变成主轴方向和副轴方向相互替换的椭圆形。通过从光电探测器71的输出信号获得各光点形状之间的差异，可检测聚焦误差。单轴致动器63基于聚焦误差被驱动，且聚焦误差被校正。
此外，尽管激光束的强度在定位时被设定到预定值，但是在曝光而记录数据时，为了相应于坑点、槽等等图案在母盘上形成潜像，通过直接驱动激光二极管69的直接调制方法或者利用AOM(声光调制器)外部调制方法等来调制数据。
前述的光学拾取器模块54能够通过Z主轴电动机55沿着Z轴方向偏移。在检测聚焦位置时，通过旋转Z主轴电动机55，光学拾取器模块54移动而沿着光轴方向接近母盘61。在光学拾取器模块54移动期间，通过利用光电探测器71的输出信号来检测聚焦位置。在这种情况下，如下文中将说明的，通过以微小的振幅振动物镜62，聚焦位置的检测几率增加。
当物镜62的聚焦位置几乎与母盘61重合时，母盘61的反射光输入到光电探测器71，并且从光电探测器71得到电输出信号。光电探测器71的输出信号被提供给控制电路，由此停止对Z主轴电动机55的驱动。
通过前述的定位方法，满足了通常的进行光盘聚焦伺服时所需要的定位条件，并且能够通过聚焦伺服执行光记录。
根据本发明的实施例，物镜62以微小的振幅沿着Z方向高速振动。在这一情况下，振动的振幅被定到非常小的值，其足以保证母盘61不与物镜62互撞，并足以提高检测到母盘61的可能性。
理论上，为了改变母盘61和物镜62之间的距离，移动母盘61或者物镜62至少之一是足够的。在该实施例中，如上所述，在使母盘61的位置停止的状态下，整个光学拾取器模块54通过Z主轴电动机55移动。此外，物镜62通过驱动单轴致动器63以微小的振幅振动。同样可能以下述方式构造：仅仅通过驱动单轴致动器63使得物镜62逐渐接近母盘61，且未提供Z主轴电动机55而使物镜62振动。此外，同样可能以下述构造：物镜62仅仅振动并且偏移以便母盘61的位置接近物镜62。
为了容易解释，下面将以用于移动母盘侧的系统为例来描述上述操作。定位时，已在盘基上形成无机抗蚀剂膜的母盘61被升高且接近物镜62。
例如，当物镜62根据振幅等于10μm且频率等于200Hz的正弦波振动时，这样一种正弦波能够用如图7中所示的波形表示。假设母盘61以1mm/秒的速度移动，母盘61的移动能够用如图7的图示中的线性直线所表示。物镜62的位移能够表示为在可检测范围以类似正弦波方式改变，所述可检测范围例如为以聚焦位置(位移：0)为中心，上(+)和下(-)位置宽度2.5μm。
如图7中所示，线性直线和正弦波形状的位移在多个位置相交。通过监控光电探测器71的和信号(sum signal)，则在它们相交的时段生成和信号。根据本发明的实施例，物镜62振动。母盘61的抗蚀剂的表面和物镜62之间的距离与物镜62的振动相关联地减小或增大。因此，即使在物镜62不振动的情况下，若距离超出了可检测范围，例如，2.5μm，由于振动而进入可检测范围。例如，即使当母盘61的表面和物镜62设置在聚焦位置之上10μm的上面位置时，在接近物镜62的负侧上的最高点的位置处从光电探测器输出和信号。反之，即使当物镜62通过聚焦位置且物镜62在聚焦位置之下10μm的下面位置时，在接近物镜62的正侧上的最高点的位置处从光电探测器输出和信号。
如上所述，根据该实施例，当使得母盘61逐渐接近物镜62时，能够从光电探测器中产生检测信号的状态发生多次，且定位检测的可能性能够提高而超过不使物镜62振动的方法的可能性。本发明实施例中的操作等效为允许物镜62停止并在以微小的振幅振动母盘61时允许母盘61接近物镜62的操作。然而，进行控制以便振动母盘61实际上很困难。如上所述，利用了Z主轴电动机55，能够采用原有地为光学拾取器模块54设置的沿聚焦方向的致动器63，且物镜62能够容易地沿着Z方向振动。
当光电探测器的和信号被检测时，用于沿着Z方向移动母盘61的驱动源的驱动停止，且定位程序完成。之后，聚焦伺服器被打开。从光电探测器输出的和信号须经放大过程，且根据需要执行积分过程或者取样存储过程。此外，将检测信号的电平与阈值相比较。提供一种安全停止机构，用于防止当定位操作失败时物镜62与母盘61碰撞。
尽管物镜62已经以微小的振幅振动，且检测到其已经进入上述的可检测范围，但是以微小的振幅振动物镜62并不是必需的。例如，在图6中所示的光学拾取器模块54中，并未将正弦波提供给单轴致动器63。结果，物镜62未通过单轴致动器63沿着Z方向振动。图8是示出了在使得物镜或母盘之一，例如母盘，从远距离位置以1mm/秒的速度沿着Z轴方向接近物镜而不振动物镜62的情况下，位移(纵坐标轴)相对时间(横坐标轴)的图示。尽管在现有的装置中物镜侧已经被移动，但是为了简化说明，在此将以母盘侧被移动的系统作为例子来说明该操作。焦点处的位移被定为0。由线性直线示出速率为1μm每毫秒的的位移。
如上所述，如图8中的阴影带所示，可检测范围是预定的范围，例如2.5μm，位移为0的位置定为中心。因此，仅在线性直线交叉阴影带的时段能够从光电探测器获得检测信号。
图9示出了本发明的实施例中由控制单元(参考图5)执行的定位过程的流程图。在步骤S11中，定位程序被启动。步骤S12中，辨别聚焦搜索是否已经成功。如上所述，聚焦搜索是检测母盘61设置得接近物镜62的聚焦位置的状态的操作。当母盘61和物镜62之间的距离大致为聚焦距离且由光电探测器生成检测信号时，确定了聚焦搜索已经成功。
在步骤S13中，Z主轴电动机停止，且光学拾取器停止。在步骤S14中，存储在存储器内用于限位的边界数据被重写。边界数据是相应于安全停止位置的数据。比聚焦搜索成功的位置短移动允许量的位置，即，母盘61和物镜62之间的距离短100μm的位置，被指定为安全停止位置。移动允许量被设定为小于物镜62的工作距离。
在利用对Z轴平台设置的步进式马达的情况下，聚焦搜索成功的位置能够通过编码器计数。边界位置被设定为通过对100μm的移动量计数至计数值而获得的脉冲数或距离。通过重写计数值而更新边界数据。
当边界数据被更新时，可利用安装至Z轴平台的位置传感器等等。在这种情况下，代替脉冲数，通过将相应于100μm的电压加至输出的模拟电压而获得的模拟电压可被A/D转换，且获得的数字数据可被存储为边界数据。聚焦搜索成功的每一次都将重写边界数据。当在步骤S14中更新了边界数据时，定位程序在步骤S17中完成。
如果聚焦搜索在步骤S12中并未成功，则处理子程序前进到步骤S15。在步骤S15中，分辨位置是否已经到达边界，即到达安全停止位置。如上所述，安全停止位置是通过将移动允许量加至聚焦搜索成功的位置而获得的位置。如果确定了该位置已经到达边界，则在步骤S16中停止Z主轴电动机。通过停止Z主轴电动机，能够防止母盘61和物镜62碰撞。定位程序完成(步骤17)。如果Z主轴电动机在聚焦搜索未成功状态下被停止，则操作者被通知显示聚焦搜索未成功的错误信息，且程序完成。
根据前述的透镜停止位置的控制方法，通过将相应于移动允许量加至相应于在聚焦搜索成功的情况下的物镜的位置而获得的距离的位置设定为停止位置。根据停止位置的设定，由于将相应于通过将移动允许量加至真实检测到的聚焦位置所获得的距离的位置设定为停止位置，因此即使光学拾取器被更换且距离传感器被更换，或者母盘的厚度被改变，在满足移动允许量小于工作距离的关系的范围内，能够防止物镜和母盘的碰撞且无需再次进行初调。
上面已经对本发明的实施例进行了具体描述，但本发明并不局限于前述的实施例，基于本发明的技术构思可能有各种变型。例如，本发明并不局限于正弦波而致动器可通过锯齿波、脉波等等来驱动，且物镜可振动。
本领域技术人员应该理解取决于设计需要或其它因素，可在随附权利要求或其等效物的范围内进行各种变型、组合、部分组合以及改变。
本发明包含于2005年7月26日向日本专利局提交的日本专利申请JP2005-215311相关的主题，在此作为参考引入其全部内容。