回転駆動装置及び電子ビーム照射装置
【課題】電磁誘導を介したトランス機構により、固定側から回転側に非接触で電力を供給することで、耐久性を向上する。
【解決手段】ターンテーブル内に設けられ回転軸とともに回転するクランプ電極に対し、筐体側からクランプ電圧をロータリトランスを介して供給し、クランプ電極の静電力によってターンテーブルに載置された基板を把持する。このように、電磁誘導を介したトランス機構により給電することで、非接触で電力を供給することができ、摩耗を招くことがなく耐久性を向上することができる。
【解決手段】ターンテーブル内に設けられ回転軸とともに回転するクランプ電極に対し、筐体側からクランプ電圧をロータリトランスを介して供給し、クランプ電極の静電力によってターンテーブルに載置された基板を把持する。このように、電磁誘導を介したトランス機構により給電することで、非接触で電力を供給することができ、摩耗を招くことがなく耐久性を向上することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に電子ビームを照射してディスク原盤を製造する際等に用いる回転駆動装置及びこれを備えた電子ビーム照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大容量の画像・音声データ、デジタルデータを記録可能な種々の記録媒体の開発がなされている。例えば、ＣＤ（Compact Disk）やＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等の高密度ディスクは、ディスク原盤製造装置により基板にレーザビームを照射することにより製造されているが、今後、記録の高密度化が進むにつれ、電子ビームの照射へ移行すると考えられている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、電子ビームを射出する電子ビーム射出手段（電子ビーム射出部）と、この電子ビーム射出部からの電子ビームが照射される基板を回転駆動させる回転駆動手段（回転駆動部）と、この回転駆動部を電子ビーム射出部に対し相対移動させる移動手段（並進駆動部）とを有するディスク原盤製造装置が開示されている。上記回転駆動手段は、回転軸（スピンドルシャフト）を回転可能に支持する筐体（スピンドルハウジング）と、回転軸とともに回転し、基盤を載置する絶縁性のターンテーブルと、このターンテーブル内に設けたクランプ電極（チャッキング電極）と、回転軸の回転に伴うクランプ電極と筐体との相対回転を許容しつつ当該クランプ電極にクランプ電圧を給電するためのロータリコネクタと、回転軸を回転駆動するモータとを有している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３６５６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術では、ロータリコネクタを有する回転駆動手段を用いている。このロータリコネクタには、転がり軸受けが用いられており、その回転部及び固定部の接続部（接点）には水銀が用いられている。このような構成であるロータリコネクタを用いると、転がり軸受け及び接点によって固定部と回転部間に摩擦が生じる。その結果、摩擦が生じる部分に摩耗が発生する可能性があり、耐久性の点で改善の余地があった。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題には、上記した問題が一例として挙げられる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、回転軸を回転可能に支持する筐体と、前記回転軸とともに回転するように設けられ、基板を載置する絶縁性のターンテーブルと、このターンテーブル内に設けたクランプ電極と、前記回転軸の回転に伴う前記クランプ電極と前記筐体との相対回転を許容しつつ当該クランプ電極にクランプ電圧を給電するためのロータリトランスとを有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【０００９】
図１は、本実施形態のディスク原盤製造装置１の全体構成を示すブロック図である。
【００１０】
まず、光ディスクの原盤の製造工程の概要について以下に説明する。電子ビームは、大気雰囲気中では著しく減衰する特性を有していることから、真空雰囲気中で使用される。従って、電子銃や光ディスク原盤を作製するための基板を載置したターンテーブル等は真空雰囲気中に配される。光ディスク原盤の製造には、例えば、シリコン（Ｓｉ）基板が用いられる。シリコン基板は、その主面上に電子線用レジストが塗布される。電子線用レジストが塗布された基板は、ディスク原盤製造装置内において、回転駆動されるとともに情報データ信号によって変調された電子ビームが照射され、ピット、グルーブなどの微細凹凸パターンの潜像が螺旋状に形成される。
【００１１】
当該基板は、電子ビーム露光が終了した後、ディスク原盤製造装置から取り出され、現像処理が施される。次に、パターニング及びレジスト除去の処理が行われ、基板上に微細な凹凸パターンが形成される。パターン形成された基板の主面には導電膜が形成され、電鋳処理が施されて光ディスク原盤（スタンパ）が製造される。
【００１２】
図１に示すように、ディスク原盤製造装置１は、真空チャンバ２、真空チャンバ２内に配されたディスク基板を駆動する回転駆動装置３、及び真空チャンバ２に取り付けられた電子ビーム光学系を含む電子カラム４を有している。光ディスク原盤用の光ディスク基板（以下、単にディスク基板と称する）５は、ターンテーブル６上に載置されている。ターンテーブル６は、これに接続されたスピンドルシャフト７を回転可能に支持するスピンドルハウジング１１によってディスク基板主面の垂直軸に関して回転駆動される。回転駆動装置３は送りステージ（以下、単にステージと称する）８上に設置されている。このステージ８は、並進駆動装置である送りモータ９にボールネジ１０を介して結合され、スピンドルハウジング１１及びターンテーブル６を含む回転駆動装置３をディスク基板５の主面と平行な面内の所定方向に並進移動することが可能となっている。なお、ターンテーブル６は、例えばセラミック等の絶縁材料からなり、ディスク基板５は後述する静電クランプ機構によりターンテーブル６上にクランプされる。
【００１３】
真空チャンバ２には（又はその外部でもよい）、ディスク基板５の主面の並進移動位置を検出するためのレーザ測長器１５が設けられている。このレーザ測長器１５は、図示しない発光器、受光器及び検出部を有しており、発光器から射出され、ステージ８に設けられた反射鏡１９で反射されたレーザビームを受光器で受光し、光波の干渉によりディスク基板５の主面の並進移動方向における位置を検出する。そして、この検出結果を送りモータ制御回路２０に出力する。送りモータ制御回路２０は、この入力された結果に基づきステージ８の位置の誤差を算出し、その誤差を修正するように送りモータ９の駆動を制御する。また、算出したステージ位置の誤差を後述する照射位置調整回路３３に出力する。
【００１４】
なお、真空チャンバ２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、外部からの振動の伝達が抑制されている。また、この真空チャンバ２には真空ポンプ２２が接続されており、この真空ポンプ２２によってチャンバから排気することによりチャンバ内部が所定圧力の真空雰囲気となるように設定されている。
【００１５】
電子ビームを射出するための電子カラム４内には、電子ビーム源２５、収束レンズ２６、ビーム変調器２７、アパーチャ２８、ビーム偏向器２９、及び対物レンズ３０がこの順でビーム上流側から下流側に向けて配置されている。この電子カラム４は、その先端に設けられた電子ビーム射出口３１が真空チャンバ２内に位置するように、真空チャンバ２の天井面に取り付けられている。このとき、電子ビーム射出口３１は、ターンテーブル６上のディスク基板５の主面に近接した位置に対向して配置されている。
【００１６】
電子ビーム源２５は、図示しない電源から供給される高電圧が印加される陰極（図示せず）により、例えば、数１０ＫｅＶに加速された電子ビームを射出する。収束レンズ２６は、射出された電子ビームを収束してアパーチャ２８へと導く。ビーム変調器２７は、記録信号発生器３２からの信号に基づいて動作し、電子ビームのオン・オフ制御を行う。すなわち、例えばビームをオフとする場合には、ビーム変調器２７の電極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２８の絞り孔に収束されない状態となってアパーチャ２８を通過するのを阻止され、その結果、ビームオフ状態とすることができる。
【００１７】
ビーム偏向器２９は、照射位置調整回路３３からの制御信号に応答し、電極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、ディスク基板５に対する電子ビームスポットの位置制御を行う。なお、前述したように、照射位置調整回路３３は、上記送りモータ制御回路２０から入力されるステージ８の位置誤差に基づき、ビーム偏向器２９の電極に印加する電圧の制御を行う。
【００１８】
図２は回転駆動装置３の全体構成を説明するために、図１に示すディスク原盤製造装置１のスピンドルハウジング１１の内部の構成を模式的に示す断面図である。
【００１９】
スピンドルハウジング１１の内部には、回転可能に支持されたスピンドルシャフト７、このスピンドルシャフト７を回転駆動するためのスピンドルモータ３５、ロータリトランス４２、及び整流回路４３等が収容されている。スピンドルシャフト７は、スピンドルハウジング１１に気体軸受３６を介して回転自在に支持されている。この気体軸受３６には、バルブ（図示せず）を介して外部から軸受用のエアーが供給され、当該エアーが気体軸受３６から空隙部に噴出しスピンドルシャフト７を回転自在に支持する。そして、このエアーは、スピンドルハウジング１１からパイプ（図示せず）を介して真空チャンバ２外に排気されるようになっている。また、スピンドルシャフト７の一端側（図２中上側）はスピンドルハウジング１１の開口部１１ａを貫通しており、その先端部にはターンテーブル６が固定されている。なお、上記開口部１１ａとスピンドルシャフト７との径方向の間隙は真空シール部３７によってシールされており、これによりスピンドルハウジング１１内部の気密性が保持されるようになっている。なお、上記真空シール部の代わりに差動排気シール部を用いてもよい。
【００２０】
スピンドルシャフト７における気体軸受３６の下方部には、スピンドルシャフト７を回転駆動するための磁性部材３５Ａが取り付けられている。前記のスピンドルモータ３５は、上記磁性部材３５Ａ及びその周囲に設けられたコイル３５Ｂ等から構成されており、コイル３５Ｂ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７を回転させる。その結果、スピンドルシャフト７の一端側に固定されたターンテーブル６が回転される。なお、スピンドルモータ３５は、スピンドルモータ制御回路２１により駆動制御される（図１参照）。
【００２１】
また、スピンドルシャフト７における上記スピンドルモータ３５の下方部には、ロータリーエンコーダ３９が設けられている。このロータリーエンコーダ３９は、図示しない発光部と受光部を備えており、スピンドルシャフト７に設けた円盤３９ａに形成されたスリット（図示せず）を通過する光（例えば赤外線）のパルスによりスピンドルシャフト７の回転角度を検出する。このロータリーエンコーダ３９により検出されたスピンドルシャフト７の回転角度は、図示しない制御装置等に出力される。
【００２２】
一方、スピンドルシャフト７内には、ディスク基板５及びターンテーブル６に高電圧を供給するための同軸ケーブル３８が設けられている。この同軸ケーブル３８は、内部導体（芯線）３８Ａ及び外部導体３８Ｂを有しており、スピンドルシャフト７の中心に形成された貫通孔７ａ内に設けられている。内部導体３８Ａの一端側（図２中上側）はターンテーブル６内に設けられた静電クランプ電極５０に接続され、他端側（図２中下側）は整流回路４３に接続されている。また、外部導体３８Ｂの一端側は接点部材５１を介してディスク基板５に接続され、他端側は整流回路４３に接続されている。当該同軸ケーブル３８には、交流電源４０からの供給電圧が、スピンドルハウジング１１に設けられた端子４１、ロータリトランス４２、及び整流回路４３を介して供給される。
【００２３】
ロータリトランス４２は、スピンドルシャフト７の他端側（図２中下側）先端に固定されシャフトと共に回転する回転部４２Ａと、スピンドルハウジング１１側に固定された固定部４２Ｂとを有する。これら回転部４２Ａと固定部４２Ｂとは、非接触に対向配置するように設けられている。このロータリトランス４２の略中心部にはシャフト軸方向に略沿うように貫通孔４２ａが設けられており、この貫通孔４２ａ内にスピンドルシャフト７の他端側先端から突設するように設けられたアースシャフト７Ａが挿通されている。一方、整流回路４３は、スピンドルシャフト７の他端側に内設されており、上記ロータリトランス４２の回転部４２Ａと接続され、交流電源４０から端子４１、ロータリトランス４２を介して供給された交流電圧を直流電圧に変換する。
【００２４】
なお、スピンドルハウジング１１内における交流電流が流れる部分、すなわちロータリトランス４２と整流回路４３の周囲には、電磁シールド部材４４が設けられている。これにより、交流電流が流れるロータリトランス４２及び整流回路４３から発生する磁界を減衰させ、当該磁界が電子カラム４からディスク基板５に照射される電子ビームの軌道に影響を与えて記録精度の悪化等を招くのを防止できるようになっている。
【００２５】
上記アースシャフト７ａは、その先端がスピンドルハウジング１１側に設けられた接点部材５２に当接されており、スピンドルシャフト７の回転時には当該当接部分で摺動するようになっている。この摺動部５４は、スピンドルシャフト７の略軸心線Ｘ上に位置するようになっている。上記接点部材５２は、端子５３を介して接地されており、これによりスピンドルシャフト７の電位が接地されるようになっている。なお、前述したように交流電源４０から整流回路４３及び同軸ケーブル３８を介してディスク基板５と静電クランプ電極５０間に電圧が供給されるが、外部導体３８Ｂとスピンドルシャフト７が導通しているため、整流回路４３の外部導体３８Ｂ側の出力はディスク基板５に導通するとともに接地されるようになっている。
【００２６】
次に、図３を参照して、ディスク基板５の静電クランプ機構について説明する。図３は、ディスク原盤製造装置１の電気回路のうち、静電クランプ機能に関わる部分を抽出した回路図である。
【００２７】
この図に示すように、交流電源４０は、ロータリトランス４２の前記固定部４２Ｂに設けられた一次側コイル５５に接続されている。一方、ロータリトランス４２の前記回転部４２Ａに設けられた二次側コイル５６は整流回路４３に接続されている。このような構成により、交流電源４０のスイッチ５７をＯＮにすると、一次側コイル５５に流れる一次電流により二次側コイル５６が励磁され、当該電磁誘導により誘導電流が発生する。この誘起された誘導電流は整流回路４３で整流され、これにより発生した直流電圧が静電クランプ電極５０とディスク基板５との間に印加される。その結果、静電クランプ電極５０とディスク基板５との間に静電力が発生し、この静電力によりディスク基板５をターンテーブル６に吸着させてクランプできるようになっている。なお、交流電源４０のスイッチ５７をＯＦＦとすると、静電クランプ電極５０とディスク基板５との間に帯電した電荷は整流回路４３の並列抵抗５８に電流となって流れるため、一定時間経過後、静電クランプ電極５０とディスク基板５とは同電位となり、吸着力が消滅するようになっている。なお、この図３では整流回路４３として代表的な回路を一例として示したが、これに限られず、他の方式の整流回路を用いてもよい。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態における回転駆動装置３は、回転軸（この例ではスピンドルシャフト）７を回転可能に支持する筐体（この例ではスピンドルハウジング）１１と、回転軸７とともに回転するように設けられ、基板（この例ではディスク基板）５を載置する絶縁性のターンテーブル６と、このターンテーブル６内に設けたクランプ電極（この例では静電クランプ電極）５０と、回転軸７の回転に伴うクランプ電極５０と筐体１１との相対回転を許容しつつ当該クランプ電極５０にクランプ電圧を給電するためのロータリトランス４２とを有することを特徴とする。
【００２９】
本実施形態の回転駆動装置３においては、ターンテーブル６内に設けたクランプ電極５０の静電力によって、ターンテーブル６に載置された基板５が把持（クランプ）される。そして、回転軸７とともに回転する回転体側のクランプ電極５０に対し、筐体１１すなわち固定側からクランプ電圧をロータリトランス４２を介して供給する。このように、電磁誘導を介したトランス機構により給電することで、クランプ電極５０と筐体１１との相対回転を許容しつつ、非接触で電力を供給することができる。この結果、クランプ電極５０と筐体１１との相対回転を接触部分で許容して給電する場合のように摩耗することがなく、耐久性を向上することができる。
【００３０】
本実施形態における電子ビーム照射装置（この例ではディスク原盤製造装置）１は、電子ビームを基板５に照射する電子ビーム照射装置１であって、電子ビームを射出する電子ビーム射出手段（この例では電子カラム）４と、この電子ビーム射出手段４からの電子ビームを内部へ導入する減圧室（この例では真空チャンバ）２と、回転軸７を回転可能に支持する筐体１１と、回転軸７とともに回転するように減圧室２内に設けられ、基板５を載置する絶縁性のターンテーブル６、このターンテーブル６内に設けたクランプ電極５０、回転軸７の回転に伴うクランプ電極５０と筐体１１との相対回転を許容しつつ当該クランプ電極５０にクランプ電圧を給電するためのロータリトランス４２、及び、回転軸７を回転駆動するモータ（この例ではスピンドルモータ）３５を含む回転駆動手段（この例では回転駆動装置）３と、この回転駆動手段３を電子ビーム射出手段４に対し相対移動させる移動手段（この例ではステージ）８とを有することを特徴とする。
【００３１】
本実施形態の電子ビーム照射装置１においては、電子ビーム射出手段４から射出された電子ビームが減圧室２内に導入され、回転駆動手段３のターンテーブル６に載置された基板５に入射される。このとき回転駆動手段３は移動手段８によって電子ビーム射出手段４に対し相対移動され、さらに回転駆動手段３においてモータ３５によって回転軸７が駆動されることでターンテーブル６が回転されることで、基板５に対し所定の描画が行われる。
【００３２】
このとき、基板５は、ターンテーブル６内に設けたクランプ電極５０の静電力によって、ターンテーブル６に載置された状態で把持（クランプ）されるが、回転軸７とともに回転する回転体側のクランプ電極５０に対し筐体１１すなわち固定側からクランプ電圧がロータリトランス４２を介し供給される。このように、電磁誘導を介したトランス機構により給電することで、クランプ電極５０と筐体１１との相対回転を許容しつつ、非接触で電力を供給することができる。この結果、クランプ電極５０と筐体１１との相対回転を接触部分で許容して給電する場合のように摩耗することがなく、耐久性を向上することができる。
【００３３】
上記実施形態における回転駆動装置３においては、ロータリトランス４２は、筐体１１側に設けられ交流電源電圧が供給される１次側固定部（この例では固定部）４２Ｂと、１次側固定部４２Ｂと非接触に対向配置するように回転軸７側に設けられ、当該１次側固定部４２Ｂからの電磁誘導により励磁される２次側回転部（この例では回転部）４２Ａとを備えることを特徴とする。
【００３４】
筐体１１側において１次側固定部４２Ｂに供給された交流電源電圧に基づき、これに対向して回転軸７側に配置された２次側回転部４２Ａに非接触にて電磁誘導にて起電力が誘起されることにより、クランプ電極５０と筐体１１との相対回転を許容しつつ、非接触で電力をクランプ電極５０へ供給することができる。
【００３５】
上記実施形態における電子ビーム照射装置１においては、回転駆動手段３に備えられたロータリトランス４２は、筐体１１側に設けられ交流電源電圧が供給される１次側固定部４２Ｂと、１次側固定部４２Ｂと非接触に対向配置するように回転軸７側に設けられ、当該１次側固定部４２Ｂからの電磁誘導により励磁される２次側回転部４２Ａとを備えることを特徴とする。
【００３６】
筐体１１側において１次側固定部４２Ｂに供給された交流電源電圧に基づき、これに対向して回転軸７側に配置された２次側回転部４２Ａに非接触にて電磁誘導にて起電力が誘起されることにより、クランプ電極５０と筐体１１との相対回転を許容しつつ、非接触で電力をクランプ電極５０へ供給することができる。
【００３７】
上記実施形態における回転駆動装置３においては、回転軸７とともに回転するように設けられ、２次側回転部４２Ａで励磁された交流電圧を整流しクランプ電圧を供給するための整流手段（この例では整流回路）４３を有することを特徴とする。
【００３８】
これにより、１次側固定部４２Ｂの交流電源電圧に基づき２次側回転部４２Ａに誘起された交流電圧を整流して直流化し、クランプ電圧としてクランプ電極に供給することができる。
【００３９】
上記実施形態における電子ビーム照射装置１においては、回転駆動手段３は、回転軸７とともに回転するように設けられ、２次側回転部４２Ａで励磁された交流電圧を整流しクランプ電圧を供給するための整流手段４３を有することを特徴とする。
【００４０】
これにより、１次側固定部４２Ｂの交流電源電圧に基づき２次側回転部４２Ａに誘起された交流電圧を整流して直流化し、クランプ電圧としてクランプ電極５０に供給することができる。
【００４１】
上記実施形態における回転駆動装置３においては、回転軸７と筐体１１との相対回転を許容しつつ回転軸７の電位を接地するための摺動部５４を、回転軸７の略軸心線Ｘ上に設けたことを特徴とする。
【００４２】
摺動部５４を介して、回転軸７と筐体１１との相対回転を許容しつつ回転軸７を接地電位とすることにより、例えば電子ビーム照射装置に用いた場合に入射電子が基板５に帯電するのを防止することができる。また導電性流体を用いて導電接続する場合に比べ、アース抵抗を小さくすることができる。
【００４３】
上記実施形態における電子ビーム照射装置１においては、回転駆動手段３は、回転軸７と筐体１１との相対回転を許容しつつ回転軸７の電位を接地するための摺動部５４を、回転軸７の略軸心線Ｘ上に有することを特徴とする。
【００４４】
摺動部５４を介して、回転軸７と筐体１１との相対回転を許容しつつ回転軸７を接地電位とすることにより、電子ビーム射出手段４から入射した電子が基板５に帯電するのを防止することができる。また導電性流体を用いて導電接続する場合に比べ、アース抵抗を小さくすることができる。
【００４５】
上記実施形態における電子ビーム照射装置１においては、回転駆動手段３は、ロータリトランス４２及び整流手段４３の少なくとも一方から発生する磁界を減衰させる電磁シールド手段（この例では電磁シールド部材）４４を有することを特徴とする。
【００４６】
これにより、交流電流が流れるロータリトランス４２及び整流手段４３から発生する磁界を減衰させ、当該磁界が電子ビーム射出手段４から基板５に照射される電子ビームの軌道に影響を与えて記録精度の悪化等を招くのを防止することができる。
【００４７】
なお、本実施形態は、上記に限られず、種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を順を追って説明する。
【００４８】
（１）アースシャフトと筐体を導電性磁性流体で導通させる場合
上記実施形態では、アースシャフト７Ａと接点部材５２とを摺動させることによりスピンドルシャフト７の電位を接地させる構造としたが、これに限られず、アースシャフト７Ａとスピンドルハウジング１１とを導電性磁性流体により導通させる構造としてもよい。
【００４９】
図４は本変形例におけるスピンドルハウジング１１の内部の構成を模式的に示す断面図であり、前述の図２に対応する図である。図２と同様の部分には同符号を付し、説明を省略する。
【００５０】
この図に示すように、スピンドルシャフト７の他端部から突設されたアースシャフト７Ａは、スピンドルハウジング１１に設けられた接続部材６０と導電性磁性流体６１を介して接続されている。これにより、スピンドルシャフト７の電位は、アースシャフト７Ａ、導電性磁性流体６１、接続部材６０及びスピンドルハウジング１１を介して接地されるようになっている。
【００５１】
本変形例における回転駆動装置３においては、回転軸７と筐体１１との相対回転を許容しつつ回転軸７の電位を接地するための導電性流体接続部（この例では導電性磁性流体）６１を設けたことを特徴とする。
【００５２】
導電性流体接続部６１を介して、回転軸７と筐体１１との相対回転を許容しつつ回転軸７を接地電位とすることにより、例えば電子ビーム照射装置に用いた場合に入射電子が基板５に帯電するのを防止することができる。また摺動部を介して導電接続する場合に比べ、接触抵抗が小さく摩耗を抑制することができる。
【００５３】
本変形例における電子ビーム照射装置１においては、回転駆動手段３は、回転軸７と筐体１１との相対回転を許容しつつ回転軸７の電位を接地するための導電性流体接続部６１を有することを特徴とする。
【００５４】
導電性流体接続部６１を介して、回転軸７と筐体１１との相対回転を許容しつつ回転軸７を接地電位とすることにより、電子ビーム射出手段４から入射した電子が基板５に帯電するのを防止することができる。また摺動部を介して導電接続する場合に比べ、接触抵抗が小さく摩耗を抑制することができる。
【００５５】
（２）真空シール部の代わりに導電性磁性流体を用いる場合
上記実施形態では、スピンドルハウジング１１の開口部１１ａとスピンドルシャフト７との径方向の間隙を真空シール部３７によってシールするようにしたが、これに限られず、真空シール部の代わりに導電性磁性流体を用いてシールを行いつつスピンドルシャフトとスピンドルハウジング１１とを導通させる構造としてもよい。
【００５６】
図５は本変形例におけるスピンドルハウジング１１の内部の構成を模式的に示す断面図であり、前述の図２に対応する図である。図２と同様の部分には同符号を付し、説明を省略する。
【００５７】
この図に示すように、本変形例ではスピンドルハウジング１１の開口部１１ａとスピンドルシャフト７との径方向の間隙に導電性磁性流体６２が設けられている。これにより、開口部１１ａとスピンドルシャフト７との間隙を導電性磁性流体６２によってシールすることができ、スピンドルハウジング１１内部の気密性を保持できる。さらに、この導電性磁性流体６２を介し、スピンドルシャフト７の電位がスピンドルハウジング１１を介して接地されるようになっている。
【００５８】
本変形例における回転駆動装置３においては、回転軸７と筐体１１との相対回転を許容しつつ回転軸７の電位を接地するための導電性流体接続部（この例では導電性磁性流体）６２を設けたことを特徴とする。
【００５９】
導電性流体接続部６２を介して、回転軸７と筐体１１との相対回転を許容しつつ回転軸７を接地電位とすることにより、例えば電子ビーム照射装置に用いた場合に入射電子が基板５に帯電するのを防止することができる。また摺動部を介して導電接続する場合に比べ、接触抵抗が小さく摩耗を抑制することができる。
【００６０】
本変形例における電子ビーム照射装置１においては、回転駆動手段３は、回転軸７と筐体１１との相対回転を許容しつつ回転軸７の電位を接地するための導電性流体接続部６２を有することを特徴とする。
【００６１】
導電性流体接続部６２を介して、回転軸７と筐体１１との相対回転を許容しつつ回転軸７を接地電位とすることにより、電子ビーム射出手段４から入射した電子が基板５に帯電するのを防止することができる。また摺動部を介して導電接続する場合に比べ、接触抵抗が小さく摩耗を抑制することができる。
【００６２】
上記実施形態における回転駆動装置３は、スピンドルシャフト７を回転可能に支持するスピンドルハウジング１１と、スピンドルシャフト７とともに回転するように設けられ、ディスク基板５を載置する絶縁性のターンテーブル６と、このターンテーブル６内に設けた静電クランプ電極５０と、スピンドルシャフト７の回転に伴う静電クランプ電極５０とスピンドルハウジング１１との相対回転を許容しつつ当該静電クランプ電極５０にクランプ電圧を給電するためのロータリトランス４２とを有する。
【００６３】
本実施形態の回転駆動装置３においては、ターンテーブル６内に設けた静電クランプ電極５０の静電力によって、ターンテーブル６に載置されたディスク基板５が把持（クランプ）される。そして、スピンドルシャフト７とともに回転する回転体側の静電クランプ電極５０に対し、スピンドルハウジング１１すなわち固定側からクランプ電圧をロータリトランス４２を介して供給する。このように、電磁誘導を介したトランス機構により給電することで、静電クランプ電極５０とスピンドルハウジング１１との相対回転を許容しつつ、非接触で電力を供給することができる。この結果、静電クランプ電極５０とスピンドルハウジング１１との相対回転を接触部分で許容して給電する場合のように摩耗することがなく、耐久性を向上することができる。
【００６４】
また、上記実施形態におけるディスク原盤製造装置１は、電子ビームをディスク基板５に照射するディスク原盤製造装置１であって、電子ビームを射出する電子カラム４と、この電子カラム４からの電子ビームを内部へ導入する真空チャンバ２と、スピンドルシャフト７を回転可能に支持するスピンドルハウジング１１と、スピンドルシャフト７とともに回転するように真空チャンバ２内に設けられ、ディスク基板５を載置する絶縁性のターンテーブル６、このターンテーブル６内に設けた静電クランプ電極５０、スピンドルシャフト７の回転に伴う静電クランプ電極５０とスピンドルハウジング１１との相対回転を許容しつつ当該静電クランプ電極５０にクランプ電圧を給電するためのロータリトランス４２、及び、スピンドルシャフト７を回転駆動するスピンドルモータ３５を含む回転駆動装置３と、この回転駆動装置３を電子カラム４に対し相対移動させるステージ８とを有する。
【００６５】
本実施形態のディスク原盤製造装置１においては、電子カラム４から射出された電子ビームが真空チャンバ２内に導入され、回転駆動装置３のターンテーブル６に載置されたディスク基板５に入射される。このとき回転駆動装置３はステージ８によって電子カラム４に対し相対移動され、さらに回転駆動装置３においてスピンドルモータ３５によってスピンドルシャフト７が駆動されターンテーブル６が回転されることで、ディスク基板５に対し所定の描画が行われる。
【００６６】
このとき、ディスク基板５は、ターンテーブル６内に設けた静電クランプ電極５０の静電力によって、ターンテーブル６に載置された状態で把持（クランプ）されるが、スピンドルシャフト７とともに回転する回転体側の静電クランプ電極５０に対しスピンドルハウジング１１すなわち固定側からクランプ電圧がロータリトランス４２を介し供給される。このように、電磁誘導を介したトランス機構により給電することで、静電クランプ電極５０とスピンドルハウジング１１との相対回転を許容しつつ、非接触で電力を供給することができる。この結果、静電クランプ電極５０とスピンドルハウジング１１との相対回転を接触部分で許容して給電する場合のように摩耗することがなく、耐久性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一実施形態であるディスク原盤製造装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示したスピンドルハウジングの内部の構成を模式的に示す断面図である。
【図３】ディスク原盤製造装置の電気回路のうち、静電クランプ機能に関わる部分を抽出した回路図である。
【図４】アースシャフトと筐体を導電性磁性流体で導通させる変形例におけるスピンドルハウジングの内部の構成を模式的に示す断面図である。
【図５】真空シール部の代わりに導電性磁性流体を用いる変形例におけるスピンドルハウジングの内部の構成を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１ ディスク原盤製造装置（電子ビーム照射装置）
２ 真空チャンバ（減圧室）
３ 回転駆動装置（回転駆動手段）
４ 電子カラム（電子ビーム射出手段）
５ ディスク基板（基板）
６ ターンテーブル
７ スピンドルシャフト（回転軸）
８ ステージ（移動手段）
１１ スピンドルハウジング（筐体）
３５ スピンドルモータ（モータ）
４２ ロータリトランス
４２Ａ 回転部（２次側回転部）
４２Ｂ 固定部（１次側固定部）
４３ 整流回路（整流手段）
５０ 静電クランプ電極（クランプ電極）
６１ 導電性磁性流体（導電性流体接続部）
６２ 導電性磁性流体（導電性流体接続部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に電子ビームを照射してディスク原盤を製造する際等に用いる回転駆動装置及びこれを備えた電子ビーム照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大容量の画像・音声データ、デジタルデータを記録可能な種々の記録媒体の開発がなされている。例えば、ＣＤ（Compact Disk）やＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等の高密度ディスクは、ディスク原盤製造装置により基板にレーザビームを照射することにより製造されているが、今後、記録の高密度化が進むにつれ、電子ビームの照射へ移行すると考えられている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、電子ビームを射出する電子ビーム射出手段（電子ビーム射出部）と、この電子ビーム射出部からの電子ビームが照射される基板を回転駆動させる回転駆動手段（回転駆動部）と、この回転駆動部を電子ビーム射出部に対し相対移動させる移動手段（並進駆動部）とを有するディスク原盤製造装置が開示されている。上記回転駆動手段は、回転軸（スピンドルシャフト）を回転可能に支持する筐体（スピンドルハウジング）と、回転軸とともに回転し、基盤を載置する絶縁性のターンテーブルと、このターンテーブル内に設けたクランプ電極（チャッキング電極）と、回転軸の回転に伴うクランプ電極と筐体との相対回転を許容しつつ当該クランプ電極にクランプ電圧を給電するためのロータリコネクタと、回転軸を回転駆動するモータとを有している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３６５６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術では、ロータリコネクタを有する回転駆動手段を用いている。このロータリコネクタには、転がり軸受けが用いられており、その回転部及び固定部の接続部（接点）には水銀が用いられている。このような構成であるロータリコネクタを用いると、転がり軸受け及び接点によって固定部と回転部間に摩擦が生じる。その結果、摩擦が生じる部分に摩耗が発生する可能性があり、耐久性の点で改善の余地があった。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題には、上記した問題が一例として挙げられる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、回転軸を回転可能に支持する筐体と、前記回転軸とともに回転するように設けられ、基板を載置する絶縁性のターンテーブルと、このターンテーブル内に設けたクランプ電極と、前記回転軸の回転に伴う前記クランプ電極と前記筐体との相対回転を許容しつつ当該クランプ電極にクランプ電圧を給電するためのロータリトランスとを有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【０００９】
図１は、本実施形態のディスク原盤製造装置１の全体構成を示すブロック図である。
【００１０】
まず、光ディスクの原盤の製造工程の概要について以下に説明する。電子ビームは、大気雰囲気中では著しく減衰する特性を有していることから、真空雰囲気中で使用される。従って、電子銃や光ディスク原盤を作製するための基板を載置したターンテーブル等は真空雰囲気中に配される。光ディスク原盤の製造には、例えば、シリコン（Ｓｉ）基板が用いられる。シリコン基板は、その主面上に電子線用レジストが塗布される。電子線用レジストが塗布された基板は、ディスク原盤製造装置内において、回転駆動されるとともに情報データ信号によって変調された電子ビームが照射され、ピット、グルーブなどの微細凹凸パターンの潜像が螺旋状に形成される。
【００１１】
当該基板は、電子ビーム露光が終了した後、ディスク原盤製造装置から取り出され、現像処理が施される。次に、パターニング及びレジスト除去の処理が行われ、基板上に微細な凹凸パターンが形成される。パターン形成された基板の主面には導電膜が形成され、電鋳処理が施されて光ディスク原盤（スタンパ）が製造される。
【００１２】
図１に示すように、ディスク原盤製造装置１は、真空チャンバ２、真空チャンバ２内に配されたディスク基板を駆動する回転駆動装置３、及び真空チャンバ２に取り付けられた電子ビーム光学系を含む電子カラム４を有している。光ディスク原盤用の光ディスク基板（以下、単にディスク基板と称する）５は、ターンテーブル６上に載置されている。ターンテーブル６は、これに接続されたスピンドルシャフト７を回転可能に支持するスピンドルハウジング１１によってディスク基板主面の垂直軸に関して回転駆動される。回転駆動装置３は送りステージ（以下、単にステージと称する）８上に設置されている。このステージ８は、並進駆動装置である送りモータ９にボールネジ１０を介して結合され、スピンドルハウジング１１及びターンテーブル６を含む回転駆動装置３をディスク基板５の主面と平行な面内の所定方向に並進移動することが可能となっている。なお、ターンテーブル６は、例えばセラミック等の絶縁材料からなり、ディスク基板５は後述する静電クランプ機構によりターンテーブル６上にクランプされる。
【００１３】
真空チャンバ２には（又はその外部でもよい）、ディスク基板５の主面の並進移動位置を検出するためのレーザ測長器１５が設けられている。このレーザ測長器１５は、図示しない発光器、受光器及び検出部を有しており、発光器から射出され、ステージ８に設けられた反射鏡１９で反射されたレーザビームを受光器で受光し、光波の干渉によりディスク基板５の主面の並進移動方向における位置を検出する。そして、この検出結果を送りモータ制御回路２０に出力する。送りモータ制御回路２０は、この入力された結果に基づきステージ８の位置の誤差を算出し、その誤差を修正するように送りモータ９の駆動を制御する。また、算出したステージ位置の誤差を後述する照射位置調整回路３３に出力する。
【００１４】
なお、真空チャンバ２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、外部からの振動の伝達が抑制されている。また、この真空チャンバ２には真空ポンプ２２が接続されており、この真空ポンプ２２によってチャンバから排気することによりチャンバ内部が所定圧力の真空雰囲気となるように設定されている。
【００１５】
電子ビームを射出するための電子カラム４内には、電子ビーム源２５、収束レンズ２６、ビーム変調器２７、アパーチャ２８、ビーム偏向器２９、及び対物レンズ３０がこの順でビーム上流側から下流側に向けて配置されている。この電子カラム４は、その先端に設けられた電子ビーム射出口３１が真空チャンバ２内に位置するように、真空チャンバ２の天井面に取り付けられている。このとき、電子ビーム射出口３１は、ターンテーブル６上のディスク基板５の主面に近接した位置に対向して配置されている。
【００１６】
電子ビーム源２５は、図示しない電源から供給される高電圧が印加される陰極（図示せず）により、例えば、数１０ＫｅＶに加速された電子ビームを射出する。収束レンズ２６は、射出された電子ビームを収束してアパーチャ２８へと導く。ビーム変調器２７は、記録信号発生器３２からの信号に基づいて動作し、電子ビームのオン・オフ制御を行う。すなわち、例えばビームをオフとする場合には、ビーム変調器２７の電極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２８の絞り孔に収束されない状態となってアパーチャ２８を通過するのを阻止され、その結果、ビームオフ状態とすることができる。
【００１７】
ビーム偏向器２９は、照射位置調整回路３３からの制御信号に応答し、電極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、ディスク基板５に対する電子ビームスポットの位置制御を行う。なお、前述したように、照射位置調整回路３３は、上記送りモータ制御回路２０から入力されるステージ８の位置誤差に基づき、ビーム偏向器２９の電極に印加する電圧の制御を行う。
【００１８】
図２は回転駆動装置３の全体構成を説明するために、図１に示すディスク原盤製造装置１のスピンドルハウジング１１の内部の構成を模式的に示す断面図である。
【００１９】
スピンドルハウジング１１の内部には、回転可能に支持されたスピンドルシャフト７、このスピンドルシャフト７を回転駆動するためのスピンドルモータ３５、ロータリトランス４２、及び整流回路４３等が収容されている。スピンドルシャフト７は、スピンドルハウジング１１に気体軸受３６を介して回転自在に支持されている。この気体軸受３６には、バルブ（図示せず）を介して外部から軸受用のエアーが供給され、当該エアーが気体軸受３６から空隙部に噴出しスピンドルシャフト７を回転自在に支持する。そして、このエアーは、スピンドルハウジング１１からパイプ（図示せず）を介して真空チャンバ２外に排気されるようになっている。また、スピンドルシャフト７の一端側（図２中上側）はスピンドルハウジング１１の開口部１１ａを貫通しており、その先端部にはターンテーブル６が固定されている。なお、上記開口部１１ａとスピンドルシャフト７との径方向の間隙は真空シール部３７によってシールされており、これによりスピンドルハウジング１１内部の気密性が保持されるようになっている。なお、上記真空シール部の代わりに差動排気シール部を用いてもよい。
【００２０】
スピンドルシャフト７における気体軸受３６の下方部には、スピンドルシャフト７を回転駆動するための磁性部材３５Ａが取り付けられている。前記のスピンドルモータ３５は、上記磁性部材３５Ａ及びその周囲に設けられたコイル３５Ｂ等から構成されており、コイル３５Ｂ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７を回転させる。その結果、スピンドルシャフト７の一端側に固定されたターンテーブル６が回転される。なお、スピンドルモータ３５は、スピンドルモータ制御回路２１により駆動制御される（図１参照）。
【００２１】
また、スピンドルシャフト７における上記スピンドルモータ３５の下方部には、ロータリーエンコーダ３９が設けられている。このロータリーエンコーダ３９は、図示しない発光部と受光部を備えており、スピンドルシャフト７に設けた円盤３９ａに形成されたスリット（図示せず）を通過する光（例えば赤外線）のパルスによりスピンドルシャフト７の回転角度を検出する。このロータリーエンコーダ３９により検出されたスピンドルシャフト７の回転角度は、図示しない制御装置等に出力される。
【００２２】
一方、スピンドルシャフト７内には、ディスク基板５及びターンテーブル６に高電圧を供給するための同軸ケーブル３８が設けられている。この同軸ケーブル３８は、内部導体（芯線）３８Ａ及び外部導体３８Ｂを有しており、スピンドルシャフト７の中心に形成された貫通孔７ａ内に設けられている。内部導体３８Ａの一端側（図２中上側）はターンテーブル６内に設けられた静電クランプ電極５０に接続され、他端側（図２中下側）は整流回路４３に接続されている。また、外部導体３８Ｂの一端側は接点部材５１を介してディスク基板５に接続され、他端側は整流回路４３に接続されている。当該同軸ケーブル３８には、交流電源４０からの供給電圧が、スピンドルハウジング１１に設けられた端子４１、ロータリトランス４２、及び整流回路４３を介して供給される。
【００２３】
ロータリトランス４２は、スピンドルシャフト７の他端側（図２中下側）先端に固定されシャフトと共に回転する回転部４２Ａと、スピンドルハウジング１１側に固定された固定部４２Ｂとを有する。これら回転部４２Ａと固定部４２Ｂとは、非接触に対向配置するように設けられている。このロータリトランス４２の略中心部にはシャフト軸方向に略沿うように貫通孔４２ａが設けられており、この貫通孔４２ａ内にスピンドルシャフト７の他端側先端から突設するように設けられたアースシャフト７Ａが挿通されている。一方、整流回路４３は、スピンドルシャフト７の他端側に内設されており、上記ロータリトランス４２の回転部４２Ａと接続され、交流電源４０から端子４１、ロータリトランス４２を介して供給された交流電圧を直流電圧に変換する。
【００２４】
なお、スピンドルハウジング１１内における交流電流が流れる部分、すなわちロータリトランス４２と整流回路４３の周囲には、電磁シールド部材４４が設けられている。これにより、交流電流が流れるロータリトランス４２及び整流回路４３から発生する磁界を減衰させ、当該磁界が電子カラム４からディスク基板５に照射される電子ビームの軌道に影響を与えて記録精度の悪化等を招くのを防止できるようになっている。
【００２５】
上記アースシャフト７ａは、その先端がスピンドルハウジング１１側に設けられた接点部材５２に当接されており、スピンドルシャフト７の回転時には当該当接部分で摺動するようになっている。この摺動部５４は、スピンドルシャフト７の略軸心線Ｘ上に位置するようになっている。上記接点部材５２は、端子５３を介して接地されており、これによりスピンドルシャフト７の電位が接地されるようになっている。なお、前述したように交流電源４０から整流回路４３及び同軸ケーブル３８を介してディスク基板５と静電クランプ電極５０間に電圧が供給されるが、外部導体３８Ｂとスピンドルシャフト７が導通しているため、整流回路４３の外部導体３８Ｂ側の出力はディスク基板５に導通するとともに接地されるようになっている。
【００２６】
次に、図３を参照して、ディスク基板５の静電クランプ機構について説明する。図３は、ディスク原盤製造装置１の電気回路のうち、静電クランプ機能に関わる部分を抽出した回路図である。
【００２７】
この図に示すように、交流電源４０は、ロータリトランス４２の前記固定部４２Ｂに設けられた一次側コイル５５に接続されている。一方、ロータリトランス４２の前記回転部４２Ａに設けられた二次側コイル５６は整流回路４３に接続されている。このような構成により、交流電源４０のスイッチ５７をＯＮにすると、一次側コイル５５に流れる一次電流により二次側コイル５６が励磁され、当該電磁誘導により誘導電流が発生する。この誘起された誘導電流は整流回路４３で整流され、これにより発生した直流電圧が静電クランプ電極５０とディスク基板５との間に印加される。その結果、静電クランプ電極５０とディスク基板５との間に静電力が発生し、この静電力によりディスク基板５をターンテーブル６に吸着させてクランプできるようになっている。なお、交流電源４０のスイッチ５７をＯＦＦとすると、静電クランプ電極５０とディスク基板５との間に帯電した電荷は整流回路４３の並列抵抗５８に電流となって流れるため、一定時間経過後、静電クランプ電極５０とディスク基板５とは同電位となり、吸着力が消滅するようになっている。なお、この図３では整流回路４３として代表的な回路を一例として示したが、これに限られず、他の方式の整流回路を用いてもよい。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態における回転駆動装置３は、回転軸（この例ではスピンドルシャフト）７を回転可能に支持する筐体（この例ではスピンドルハウジング）１１と、回転軸７とともに回転するように設けられ、基板（この例ではディスク基板）５を載置する絶縁性のターンテーブル６と、このターンテーブル６内に設けたクランプ電極（この例では静電クランプ電極）５０と、回転軸７の回転に伴うクランプ電極５０と筐体１１との相対回転を許容しつつ当該クランプ電極５０にクランプ電圧を給電するためのロータリトランス４２とを有することを特徴とする。
【００２９】
本実施形態の回転駆動装置３においては、ターンテーブル６内に設けたクランプ電極５０の静電力によって、ターンテーブル６に載置された基板５が把持（クランプ）される。そして、回転軸７とともに回転する回転体側のクランプ電極５０に対し、筐体１１すなわち固定側からクランプ電圧をロータリトランス４２を介して供給する。このように、電磁誘導を介したトランス機構により給電することで、クランプ電極５０と筐体１１との相対回転を許容しつつ、非接触で電力を供給することができる。この結果、クランプ電極５０と筐体１１との相対回転を接触部分で許容して給電する場合のように摩耗することがなく、耐久性を向上することができる。
【００３０】
本実施形態における電子ビーム照射装置（この例ではディスク原盤製造装置）１は、電子ビームを基板５に照射する電子ビーム照射装置１であって、電子ビームを射出する電子ビーム射出手段（この例では電子カラム）４と、この電子ビーム射出手段４からの電子ビームを内部へ導入する減圧室（この例では真空チャンバ）２と、回転軸７を回転可能に支持する筐体１１と、回転軸７とともに回転するように減圧室２内に設けられ、基板５を載置する絶縁性のターンテーブル６、このターンテーブル６内に設けたクランプ電極５０、回転軸７の回転に伴うクランプ電極５０と筐体１１との相対回転を許容しつつ当該クランプ電極５０にクランプ電圧を給電するためのロータリトランス４２、及び、回転軸７を回転駆動するモータ（この例ではスピンドルモータ）３５を含む回転駆動手段（この例では回転駆動装置）３と、この回転駆動手段３を電子ビーム射出手段４に対し相対移動させる移動手段（この例ではステージ）８とを有することを特徴とする。
【００３１】
本実施形態の電子ビーム照射装置１においては、電子ビーム射出手段４から射出された電子ビームが減圧室２内に導入され、回転駆動手段３のターンテーブル６に載置された基板５に入射される。このとき回転駆動手段３は移動手段８によって電子ビーム射出手段４に対し相対移動され、さらに回転駆動手段３においてモータ３５によって回転軸７が駆動されることでターンテーブル６が回転されることで、基板５に対し所定の描画が行われる。
【００３２】
このとき、基板５は、ターンテーブル６内に設けたクランプ電極５０の静電力によって、ターンテーブル６に載置された状態で把持（クランプ）されるが、回転軸７とともに回転する回転体側のクランプ電極５０に対し筐体１１すなわち固定側からクランプ電圧がロータリトランス４２を介し供給される。このように、電磁誘導を介したトランス機構により給電することで、クランプ電極５０と筐体１１との相対回転を許容しつつ、非接触で電力を供給することができる。この結果、クランプ電極５０と筐体１１との相対回転を接触部分で許容して給電する場合のように摩耗することがなく、耐久性を向上することができる。
【００３３】
上記実施形態における回転駆動装置３においては、ロータリトランス４２は、筐体１１側に設けられ交流電源電圧が供給される１次側固定部（この例では固定部）４２Ｂと、１次側固定部４２Ｂと非接触に対向配置するように回転軸７側に設けられ、当該１次側固定部４２Ｂからの電磁誘導により励磁される２次側回転部（この例では回転部）４２Ａとを備えることを特徴とする。
【００３４】
筐体１１側において１次側固定部４２Ｂに供給された交流電源電圧に基づき、これに対向して回転軸７側に配置された２次側回転部４２Ａに非接触にて電磁誘導にて起電力が誘起されることにより、クランプ電極５０と筐体１１との相対回転を許容しつつ、非接触で電力をクランプ電極５０へ供給することができる。
【００３５】
上記実施形態における電子ビーム照射装置１においては、回転駆動手段３に備えられたロータリトランス４２は、筐体１１側に設けられ交流電源電圧が供給される１次側固定部４２Ｂと、１次側固定部４２Ｂと非接触に対向配置するように回転軸７側に設けられ、当該１次側固定部４２Ｂからの電磁誘導により励磁される２次側回転部４２Ａとを備えることを特徴とする。
【００３６】
筐体１１側において１次側固定部４２Ｂに供給された交流電源電圧に基づき、これに対向して回転軸７側に配置された２次側回転部４２Ａに非接触にて電磁誘導にて起電力が誘起されることにより、クランプ電極５０と筐体１１との相対回転を許容しつつ、非接触で電力をクランプ電極５０へ供給することができる。
【００３７】
上記実施形態における回転駆動装置３においては、回転軸７とともに回転するように設けられ、２次側回転部４２Ａで励磁された交流電圧を整流しクランプ電圧を供給するための整流手段（この例では整流回路）４３を有することを特徴とする。
【００３８】
これにより、１次側固定部４２Ｂの交流電源電圧に基づき２次側回転部４２Ａに誘起された交流電圧を整流して直流化し、クランプ電圧としてクランプ電極に供給することができる。
【００３９】
上記実施形態における電子ビーム照射装置１においては、回転駆動手段３は、回転軸７とともに回転するように設けられ、２次側回転部４２Ａで励磁された交流電圧を整流しクランプ電圧を供給するための整流手段４３を有することを特徴とする。
【００４０】
これにより、１次側固定部４２Ｂの交流電源電圧に基づき２次側回転部４２Ａに誘起された交流電圧を整流して直流化し、クランプ電圧としてクランプ電極５０に供給することができる。
【００４１】
上記実施形態における回転駆動装置３においては、回転軸７と筐体１１との相対回転を許容しつつ回転軸７の電位を接地するための摺動部５４を、回転軸７の略軸心線Ｘ上に設けたことを特徴とする。
【００４２】
摺動部５４を介して、回転軸７と筐体１１との相対回転を許容しつつ回転軸７を接地電位とすることにより、例えば電子ビーム照射装置に用いた場合に入射電子が基板５に帯電するのを防止することができる。また導電性流体を用いて導電接続する場合に比べ、アース抵抗を小さくすることができる。
【００４３】
上記実施形態における電子ビーム照射装置１においては、回転駆動手段３は、回転軸７と筐体１１との相対回転を許容しつつ回転軸７の電位を接地するための摺動部５４を、回転軸７の略軸心線Ｘ上に有することを特徴とする。
【００４４】
摺動部５４を介して、回転軸７と筐体１１との相対回転を許容しつつ回転軸７を接地電位とすることにより、電子ビーム射出手段４から入射した電子が基板５に帯電するのを防止することができる。また導電性流体を用いて導電接続する場合に比べ、アース抵抗を小さくすることができる。
【００４５】
上記実施形態における電子ビーム照射装置１においては、回転駆動手段３は、ロータリトランス４２及び整流手段４３の少なくとも一方から発生する磁界を減衰させる電磁シールド手段（この例では電磁シールド部材）４４を有することを特徴とする。
【００４６】
これにより、交流電流が流れるロータリトランス４２及び整流手段４３から発生する磁界を減衰させ、当該磁界が電子ビーム射出手段４から基板５に照射される電子ビームの軌道に影響を与えて記録精度の悪化等を招くのを防止することができる。
【００４７】
なお、本実施形態は、上記に限られず、種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を順を追って説明する。
【００４８】
（１）アースシャフトと筐体を導電性磁性流体で導通させる場合
上記実施形態では、アースシャフト７Ａと接点部材５２とを摺動させることによりスピンドルシャフト７の電位を接地させる構造としたが、これに限られず、アースシャフト７Ａとスピンドルハウジング１１とを導電性磁性流体により導通させる構造としてもよい。
【００４９】
図４は本変形例におけるスピンドルハウジング１１の内部の構成を模式的に示す断面図であり、前述の図２に対応する図である。図２と同様の部分には同符号を付し、説明を省略する。
【００５０】
この図に示すように、スピンドルシャフト７の他端部から突設されたアースシャフト７Ａは、スピンドルハウジング１１に設けられた接続部材６０と導電性磁性流体６１を介して接続されている。これにより、スピンドルシャフト７の電位は、アースシャフト７Ａ、導電性磁性流体６１、接続部材６０及びスピンドルハウジング１１を介して接地されるようになっている。
【００５１】
本変形例における回転駆動装置３においては、回転軸７と筐体１１との相対回転を許容しつつ回転軸７の電位を接地するための導電性流体接続部（この例では導電性磁性流体）６１を設けたことを特徴とする。
【００５２】
導電性流体接続部６１を介して、回転軸７と筐体１１との相対回転を許容しつつ回転軸７を接地電位とすることにより、例えば電子ビーム照射装置に用いた場合に入射電子が基板５に帯電するのを防止することができる。また摺動部を介して導電接続する場合に比べ、接触抵抗が小さく摩耗を抑制することができる。
【００５３】
本変形例における電子ビーム照射装置１においては、回転駆動手段３は、回転軸７と筐体１１との相対回転を許容しつつ回転軸７の電位を接地するための導電性流体接続部６１を有することを特徴とする。
【００５４】
導電性流体接続部６１を介して、回転軸７と筐体１１との相対回転を許容しつつ回転軸７を接地電位とすることにより、電子ビーム射出手段４から入射した電子が基板５に帯電するのを防止することができる。また摺動部を介して導電接続する場合に比べ、接触抵抗が小さく摩耗を抑制することができる。
【００５５】
（２）真空シール部の代わりに導電性磁性流体を用いる場合
上記実施形態では、スピンドルハウジング１１の開口部１１ａとスピンドルシャフト７との径方向の間隙を真空シール部３７によってシールするようにしたが、これに限られず、真空シール部の代わりに導電性磁性流体を用いてシールを行いつつスピンドルシャフトとスピンドルハウジング１１とを導通させる構造としてもよい。
【００５６】
図５は本変形例におけるスピンドルハウジング１１の内部の構成を模式的に示す断面図であり、前述の図２に対応する図である。図２と同様の部分には同符号を付し、説明を省略する。
【００５７】
この図に示すように、本変形例ではスピンドルハウジング１１の開口部１１ａとスピンドルシャフト７との径方向の間隙に導電性磁性流体６２が設けられている。これにより、開口部１１ａとスピンドルシャフト７との間隙を導電性磁性流体６２によってシールすることができ、スピンドルハウジング１１内部の気密性を保持できる。さらに、この導電性磁性流体６２を介し、スピンドルシャフト７の電位がスピンドルハウジング１１を介して接地されるようになっている。
【００５８】
本変形例における回転駆動装置３においては、回転軸７と筐体１１との相対回転を許容しつつ回転軸７の電位を接地するための導電性流体接続部（この例では導電性磁性流体）６２を設けたことを特徴とする。
【００５９】
導電性流体接続部６２を介して、回転軸７と筐体１１との相対回転を許容しつつ回転軸７を接地電位とすることにより、例えば電子ビーム照射装置に用いた場合に入射電子が基板５に帯電するのを防止することができる。また摺動部を介して導電接続する場合に比べ、接触抵抗が小さく摩耗を抑制することができる。
【００６０】
本変形例における電子ビーム照射装置１においては、回転駆動手段３は、回転軸７と筐体１１との相対回転を許容しつつ回転軸７の電位を接地するための導電性流体接続部６２を有することを特徴とする。
【００６１】
導電性流体接続部６２を介して、回転軸７と筐体１１との相対回転を許容しつつ回転軸７を接地電位とすることにより、電子ビーム射出手段４から入射した電子が基板５に帯電するのを防止することができる。また摺動部を介して導電接続する場合に比べ、接触抵抗が小さく摩耗を抑制することができる。
【００６２】
上記実施形態における回転駆動装置３は、スピンドルシャフト７を回転可能に支持するスピンドルハウジング１１と、スピンドルシャフト７とともに回転するように設けられ、ディスク基板５を載置する絶縁性のターンテーブル６と、このターンテーブル６内に設けた静電クランプ電極５０と、スピンドルシャフト７の回転に伴う静電クランプ電極５０とスピンドルハウジング１１との相対回転を許容しつつ当該静電クランプ電極５０にクランプ電圧を給電するためのロータリトランス４２とを有する。
【００６３】
本実施形態の回転駆動装置３においては、ターンテーブル６内に設けた静電クランプ電極５０の静電力によって、ターンテーブル６に載置されたディスク基板５が把持（クランプ）される。そして、スピンドルシャフト７とともに回転する回転体側の静電クランプ電極５０に対し、スピンドルハウジング１１すなわち固定側からクランプ電圧をロータリトランス４２を介して供給する。このように、電磁誘導を介したトランス機構により給電することで、静電クランプ電極５０とスピンドルハウジング１１との相対回転を許容しつつ、非接触で電力を供給することができる。この結果、静電クランプ電極５０とスピンドルハウジング１１との相対回転を接触部分で許容して給電する場合のように摩耗することがなく、耐久性を向上することができる。
【００６４】
また、上記実施形態におけるディスク原盤製造装置１は、電子ビームをディスク基板５に照射するディスク原盤製造装置１であって、電子ビームを射出する電子カラム４と、この電子カラム４からの電子ビームを内部へ導入する真空チャンバ２と、スピンドルシャフト７を回転可能に支持するスピンドルハウジング１１と、スピンドルシャフト７とともに回転するように真空チャンバ２内に設けられ、ディスク基板５を載置する絶縁性のターンテーブル６、このターンテーブル６内に設けた静電クランプ電極５０、スピンドルシャフト７の回転に伴う静電クランプ電極５０とスピンドルハウジング１１との相対回転を許容しつつ当該静電クランプ電極５０にクランプ電圧を給電するためのロータリトランス４２、及び、スピンドルシャフト７を回転駆動するスピンドルモータ３５を含む回転駆動装置３と、この回転駆動装置３を電子カラム４に対し相対移動させるステージ８とを有する。
【００６５】
本実施形態のディスク原盤製造装置１においては、電子カラム４から射出された電子ビームが真空チャンバ２内に導入され、回転駆動装置３のターンテーブル６に載置されたディスク基板５に入射される。このとき回転駆動装置３はステージ８によって電子カラム４に対し相対移動され、さらに回転駆動装置３においてスピンドルモータ３５によってスピンドルシャフト７が駆動されターンテーブル６が回転されることで、ディスク基板５に対し所定の描画が行われる。
【００６６】
このとき、ディスク基板５は、ターンテーブル６内に設けた静電クランプ電極５０の静電力によって、ターンテーブル６に載置された状態で把持（クランプ）されるが、スピンドルシャフト７とともに回転する回転体側の静電クランプ電極５０に対しスピンドルハウジング１１すなわち固定側からクランプ電圧がロータリトランス４２を介し供給される。このように、電磁誘導を介したトランス機構により給電することで、静電クランプ電極５０とスピンドルハウジング１１との相対回転を許容しつつ、非接触で電力を供給することができる。この結果、静電クランプ電極５０とスピンドルハウジング１１との相対回転を接触部分で許容して給電する場合のように摩耗することがなく、耐久性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一実施形態であるディスク原盤製造装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示したスピンドルハウジングの内部の構成を模式的に示す断面図である。
【図３】ディスク原盤製造装置の電気回路のうち、静電クランプ機能に関わる部分を抽出した回路図である。
【図４】アースシャフトと筐体を導電性磁性流体で導通させる変形例におけるスピンドルハウジングの内部の構成を模式的に示す断面図である。
【図５】真空シール部の代わりに導電性磁性流体を用いる変形例におけるスピンドルハウジングの内部の構成を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１ ディスク原盤製造装置（電子ビーム照射装置）
２ 真空チャンバ（減圧室）
３ 回転駆動装置（回転駆動手段）
４ 電子カラム（電子ビーム射出手段）
５ ディスク基板（基板）
６ ターンテーブル
７ スピンドルシャフト（回転軸）
８ ステージ（移動手段）
１１ スピンドルハウジング（筐体）
３５ スピンドルモータ（モータ）
４２ ロータリトランス
４２Ａ 回転部（２次側回転部）
４２Ｂ 固定部（１次側固定部）
４３ 整流回路（整流手段）
５０ 静電クランプ電極（クランプ電極）
６１ 導電性磁性流体（導電性流体接続部）
６２ 導電性磁性流体（導電性流体接続部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を回転可能に支持する筐体と、
前記回転軸とともに回転するように設けられ、基板を載置する絶縁性のターンテーブルと、
このターンテーブル内に設けたクランプ電極と、
前記回転軸の回転に伴う前記クランプ電極と前記筐体との相対回転を許容しつつ当該クランプ電極にクランプ電圧を給電するためのロータリトランスと
を有することを特徴とする回転駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載の回転駆動装置において、
前記ロータリトランスは、
前記筐体側に設けられ交流電源電圧が供給される１次側固定部と、
前記１次側固定部と非接触に対向配置するように前記回転軸側に設けられ、当該１次側固定部からの電磁誘導により励磁される２次側回転部と
を備えることを特徴とする回転駆動装置。
【請求項３】
請求項２記載の回転駆動装置において、
前記回転軸とともに回転するように設けられ、前記２次側回転部で励磁された交流電圧を整流し前記クランプ電圧を供給するための整流手段を有することを特徴とする回転駆動装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項記載の回転駆動装置において、
前記回転軸と前記筐体との相対回転を許容しつつ前記回転軸の電位を接地するための摺動部を、前記回転軸の略軸心線上に設けたことを特徴とする回転駆動装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１項記載の回転駆動装置において、
前記回転軸と前記筐体との相対回転を許容しつつ前記回転軸の電位を接地するための導電性流体接続部を設けたことを特徴とする回転駆動装置。
【請求項６】
電子ビームを基板に照射する電子ビーム照射装置であって、
前記電子ビームを射出する電子ビーム射出手段と、
この電子ビーム射出手段からの前記電子ビームを内部へ導入する減圧室と、
回転軸を回転可能に支持する筐体、前記回転軸とともに回転するように前記減圧室内に設けられ、基板を載置する絶縁性のターンテーブル、このターンテーブル内に設けたクランプ電極、前記回転軸の回転に伴う前記クランプ電極と前記筐体との相対回転を許容しつつ当該クランプ電極にクランプ電圧を給電するためのロータリトランス、及び、前記回転軸を回転駆動するモータを含む回転駆動手段と、
この回転駆動手段を前記電子ビーム射出手段に対し相対移動させる移動手段と
を有することを特徴とする電子ビーム照射装置。
【請求項７】
請求項６記載の電子ビーム照射装置において、
前記回転駆動手段に備えられた前記ロータリトランスは、
前記筐体側に設けられ交流電源電圧が供給される１次側固定部と、
前記１次側固定部と非接触に対向配置するように前記回転軸側に設けられ、当該１次側固定部からの電磁誘導により励磁される２次側回転部と
を備えることを特徴とする電子ビーム照射装置。
【請求項８】
請求項７記載の電子ビーム照射装置において、
前記回転駆動手段は、
前記回転軸とともに回転するように設けられ、前記２次側回転部で励磁された交流電圧を整流し前記クランプ電圧を供給するための整流手段を有することを特徴とする電子ビーム照射装置。
【請求項９】
請求項６乃至８のいずれか１項記載の電子ビーム照射装置において、
前記回転駆動手段は、
前記回転軸と前記筐体との相対回転を許容しつつ前記回転軸の電位を接地するための摺動部を、前記回転軸の略軸心線上に有することを特徴とする電子ビーム照射装置。
【請求項１０】
請求項６乃至８のいずれか１項記載の電子ビーム照射装置において、
前記回転駆動手段は、
前記回転軸と前記筐体との相対回転を許容しつつ前記回転軸の電位を接地するための導電性流体接続部を有することを特徴とする電子ビーム照射装置。
【請求項１１】
請求項６乃至１０のいずれか１項記載の電子ビーム照射装置において、
前記回転駆動手段は、
前記ロータリトランス及び前記整流手段の少なくとも一方から発生する磁界を減衰させる電磁シールド手段を有することを特徴とする電子ビーム照射装置。
【請求項１】
回転軸を回転可能に支持する筐体と、
前記回転軸とともに回転するように設けられ、基板を載置する絶縁性のターンテーブルと、
このターンテーブル内に設けたクランプ電極と、
前記回転軸の回転に伴う前記クランプ電極と前記筐体との相対回転を許容しつつ当該クランプ電極にクランプ電圧を給電するためのロータリトランスと
を有することを特徴とする回転駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載の回転駆動装置において、
前記ロータリトランスは、
前記筐体側に設けられ交流電源電圧が供給される１次側固定部と、
前記１次側固定部と非接触に対向配置するように前記回転軸側に設けられ、当該１次側固定部からの電磁誘導により励磁される２次側回転部と
を備えることを特徴とする回転駆動装置。
【請求項３】
請求項２記載の回転駆動装置において、
前記回転軸とともに回転するように設けられ、前記２次側回転部で励磁された交流電圧を整流し前記クランプ電圧を供給するための整流手段を有することを特徴とする回転駆動装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項記載の回転駆動装置において、
前記回転軸と前記筐体との相対回転を許容しつつ前記回転軸の電位を接地するための摺動部を、前記回転軸の略軸心線上に設けたことを特徴とする回転駆動装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１項記載の回転駆動装置において、
前記回転軸と前記筐体との相対回転を許容しつつ前記回転軸の電位を接地するための導電性流体接続部を設けたことを特徴とする回転駆動装置。
【請求項６】
電子ビームを基板に照射する電子ビーム照射装置であって、
前記電子ビームを射出する電子ビーム射出手段と、
この電子ビーム射出手段からの前記電子ビームを内部へ導入する減圧室と、
回転軸を回転可能に支持する筐体、前記回転軸とともに回転するように前記減圧室内に設けられ、基板を載置する絶縁性のターンテーブル、このターンテーブル内に設けたクランプ電極、前記回転軸の回転に伴う前記クランプ電極と前記筐体との相対回転を許容しつつ当該クランプ電極にクランプ電圧を給電するためのロータリトランス、及び、前記回転軸を回転駆動するモータを含む回転駆動手段と、
この回転駆動手段を前記電子ビーム射出手段に対し相対移動させる移動手段と
を有することを特徴とする電子ビーム照射装置。
【請求項７】
請求項６記載の電子ビーム照射装置において、
前記回転駆動手段に備えられた前記ロータリトランスは、
前記筐体側に設けられ交流電源電圧が供給される１次側固定部と、
前記１次側固定部と非接触に対向配置するように前記回転軸側に設けられ、当該１次側固定部からの電磁誘導により励磁される２次側回転部と
を備えることを特徴とする電子ビーム照射装置。
【請求項８】
請求項７記載の電子ビーム照射装置において、
前記回転駆動手段は、
前記回転軸とともに回転するように設けられ、前記２次側回転部で励磁された交流電圧を整流し前記クランプ電圧を供給するための整流手段を有することを特徴とする電子ビーム照射装置。
【請求項９】
請求項６乃至８のいずれか１項記載の電子ビーム照射装置において、
前記回転駆動手段は、
前記回転軸と前記筐体との相対回転を許容しつつ前記回転軸の電位を接地するための摺動部を、前記回転軸の略軸心線上に有することを特徴とする電子ビーム照射装置。
【請求項１０】
請求項６乃至８のいずれか１項記載の電子ビーム照射装置において、
前記回転駆動手段は、
前記回転軸と前記筐体との相対回転を許容しつつ前記回転軸の電位を接地するための導電性流体接続部を有することを特徴とする電子ビーム照射装置。
【請求項１１】
請求項６乃至１０のいずれか１項記載の電子ビーム照射装置において、
前記回転駆動手段は、
前記ロータリトランス及び前記整流手段の少なくとも一方から発生する磁界を減衰させる電磁シールド手段を有することを特徴とする電子ビーム照射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−１３４７７５（Ｐ２００９−１３４７７５Ａ）
【公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−６３８２８（Ｐ２００６−６３８２８）
【出願日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【出願人】（０００００５０１６）パイオニア株式会社 (3,620)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【出願人】（０００００５０１６）パイオニア株式会社 (3,620)
【Ｆターム（参考）】
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