JP3273148B2 - スタンパ製造用露光装置 - Google Patents

スタンパ製造用露光装置

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JP3273148B2
JP3273148B2 JP2000017513A JP2000017513A JP3273148B2 JP 3273148 B2 JP3273148 B2 JP 3273148B2 JP 2000017513 A JP2000017513 A JP 2000017513A JP 2000017513 A JP2000017513 A JP 2000017513A JP 3273148 B2 JP3273148 B2 JP 3273148B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ集光ビーム
を用いて情報を記録・再生する光ディスク、光カード、
光テープなどの光学的情報記録媒体の基板作製に用いる
スタンパを製造する際に用いる原盤露光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、光学的情報記録媒体として、透明
なディスク基板の表面に記録・再生光の波長の1/8程
度の深さのグルーブ(案内溝)を形成するとともに、こ
れらグルーブ間のランドにプリピット列を形成し、その
上にレーザ集光ビームで記録可能な光吸収反射性の記録
膜を設けたものが知られている。この記録媒体では、レ
ーザ集光ビームがグルーブの回折作用により回折され、
その反射光の分布を検出することによりトラックずれを
検知し、それに基づいてトラッキング制御を行い、凹凸
のプリピット情報を読み取ったり、プリピット情報に関
連づけて記録膜に記録ピットを形成することが行われ
る。
【0003】ところが、このようなタイプの光学的情報
記録媒体では、トラッキングを行うのにグルーブ及びラ
ンドのいずれか一方しか利用することができないため、
情報の記録密度を上げることが困難であった。すなわ
ち、トラッキングをグルーブで行うか、ランドで行うか
はトラッキングの極性を逆にするだけで可能であるが、
上記のようにプリピット列がランドにだけ存在している
と、グルーブをトラッキングしたのではアドレス情報等
が記録されたプリピットを読み出すことができないた
め、プリピットの情報に関連づけて追加記録ピットを形
成できないとう欠点があり、そのため、情報記録密度を
上げることができなかった。
【0004】本出願人は、このような問題を解決するた
め、特開平4−195939号公報において新規な光学
的情報記録媒体を提案した。この記録媒体は、図1に示
すように、トラッキング用のグルーブ3とプリピット4
の列(以降プリピット列と記す)を有し、グルーブ間隔
(トラックピッチ)をPとしたとき、プリピット列をそ
の中心線がグルーブの中心線よりほぼP/4だけ左右い
ずれか一方の側にずれるように形成したことを特徴とす
るものである。この記録媒体は光吸収反射性の光学的記
録膜(図示せず)を情報記録面に有しており、この光学
的記録膜に対して、レーザ集光ビーム6を照射し、グル
ーブ2またはランド3の中間をトラッキングしながら、
前記プリピット列を再生し、それに基づいて情報を記録
するようになっている。なお、図中1はディスク基板、
5は記録ピットである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、さらに
検討を重ねたところ、上記公報にて提案した光学的情報
記録媒体及びそれを用いた記録・再生方法には、以下の
点につき改善の余地があることがわかった。 (1)該記録媒体では、図1に示すように、プリピット列
がグルーブとランドの中間に位置しているため、プリピ
ットの形状は非対称となり、グルーブとランドの中間を
トラッキングする際、プッシュプル信号にオフセット電
圧が発生する。このため、プリピット列にそって正確に
トラッキングすることが困難である。 (2)上述の如くプリピットの形状は非対称であり、かな
り複雑な断面形状を有している。このため、該記録媒体
の基板として射出成形法で作製したポリカーボネイト基
板(以降PC基板と記す)を用いる場合、その基板作製
時に正確にスタンパのプリピット形状を転写することが
できない。その結果、転写不良が原因で、プリピット列
で構成されるプリフォーマット情報を誤再生する可能性
があるとともに、プリピット列に隣接するグルーブ及び
ランドで構成されるデータ領域に正確に情報を記録でき
ないという問題点がある。 (3)さらに、図1に示すように、プリピットに隣接して
グルーブが存在するため、単独でプリピットが存在する
場合に比べ反射光量の低下が大きい。その結果、レーザ
集光ビームを用いてプリピットから光学的に得られるプ
リピット列の信号振幅が小さいという問題がある。
【0006】本発明は、上記のような従来技術の問題点
に鑑みてなされたもので、下記の光学的情報記録媒体に
用いる基板を作製するためのスタンパを原盤露光する
際、グルーブ及びプリピットの配列位置、溝形状を正確
に作製できる原盤露光装置を提供することをその課題と
する。グルーブとランドの両方にトラッキングして記録
・再生が可能な光学的情報記録媒体であって、記録媒体
中に存在するプリピットで構成されるプリフォーマット
情報を再生する際、隣接トラックからのクロストーク信
号を低減すること及びプッシュプル信号に発生するオフ
セット電圧をなくすことが可能な光学的情報記録媒体。
【0007】上記の目的を達成するために、本発明によ
れば、トラッキング用のグルーブとプリピット列を有す
る光学的情報記録媒体であって、グルーブの間隔をPと
したとき、プリピット列はその中心線がグルーブの中心
線よりほぼP/4だけ左右いずれか一方の側にずれるよ
うに形成され、かつプリピット列で構成されるプリフォ
ーマット領域にはグルーブが形成されていない光学的情
報記録媒体に使用する基板を射出成形法により製造する
ためのスタンパを作製する原盤露光装置であって、 (1)グルーブを原盤露光するための第1のレーザ集光
ビームと、プリピットを原盤露光するための第2のレー
ザ集光ビームを形成する系を有すること、 (2)第1のレーザ集光ビームの光路中に、断続的なグ
ルーブパターンに合わせて第1のレーザ集光ビームを照
射・遮断するための信号変調器を有すること、 (3)第1のレーザ集光ビームの光路中に、第1のレー
ザ集光ビームの光強度を調整するための光量変調器を有
すること、 (4)レーザ集光面において、第1及び第2のレーザ集
光ビームのビーム間隔をP/4に調整するための光偏向
器を、第1又は第2のレーザ集光ビームの光路中に有す
ること、 (5)第2のレーザ集光ビームの光路中に、プリピット
列のパターンに合わせて第2のレーザ集光ビームを照射
・遮断するための信号変調器を有すること、 (6)第2のレーザ集光ビームの光路中に、第2のレー
ザ集光ビームの光強度を調整するための光量変調器を有
すること、を特徴とする原盤露光装置が提供される。さ
らに、本発明によれば、トラッキング用のグルーブとプ
リピット列を有する光学的情報記録媒体であって、グル
ーブの間隔をPとしたとき、プリピット列はその中心線
がグルーブの中心線よりほぼP/4だけ左右いずれか一
方の側にずれるように形成され、かつプリピット列で構
成されるプリフォーマット領域にはグルーブが形成され
ていない光学的情報記録媒体に使用する基板を射出成形
法により製造するためのスタンパを作製する原盤露光装
置であって、 (1)グルーブ、グルーブの中心線上にあるプリピット
列で構成されたプリフォーマットマーク及びグルーブの
中心線よりP/4だけずらして配置されたプリピット列
を原盤露光するための第1のレーザ集光ビームと、ラン
ドの中心線上にあるプリピット列で構成されたプリフォ
ーマットマークを原盤露光するための第2のレーザ集光
ビームを形成する系を有すること、 (2)第1のレーザ集光ビームの光路中に、断続的なグ
ルーブパターン、プリピットパターンに合わせて第1の
レーザ集光ビームを照射・遮断するための信号変調器を
有すること、 (3)第1のレーザ集光ビームの光路中に、第1のレー
ザ集光ビームの光強度を調整するための変量変調器を有
すること、 (4)レーザ集光面において、第1及び第2のレーザ集
光ビームのビーム間隔をP/2に調整するための手段を
有すること、 (5)第1のレーザ集光ブームの光路中に、レーザ集光
面において、第1のレーザ集光ビームをP/4だけずら
す光偏向器を有すること、 (6)第2のレーザ集光ビームの光路中に、プリピット
列のパターンに合わせてレーザ集光ビームを照射・遮断
するための信号変調器を有すること、 (7)第2のレーザ集光ビームの光路中に、第2のレー
ザ集光ビームの光強度を調整するための光量変調器を有
すること、を特徴とする原盤露光装置が提供される。
【0008】以下本発明について詳細に説明する。先
ず、本発明の作製対象である光学的情報記録媒体につい
て説明する。図2は本発明による光学的情報記録媒体を
示す一部斜視断面図、図3は同平面図である。これらの
図において、1はディスク基板、2はランド、3はグル
ーブ、4はプリピット、5は記録ピット、6はレーザ集
光ビーム、7は光吸収反射記録層である。図示の如く、
媒体表面には情報を記録・再生する領域であるグルーブ
3及びランド2と、各データのアドレス情報を含んだプ
リピット4の列が形成されている。プリピット列は、グ
ルーブ間隔(トラックピッチ)をPとしたとき、その中
心線がグルーブ3の中心線に対してP/4だけずれるよ
うに配置されており、ランド2は、その中心線が隣接す
る両グルーブの中心線と中心線の中間にくるように配置
されている。また、プリピット列で構成されている(ア
ドレス情報を含む)プリフォーマット領域には、グルー
ブは存在しないようになっている。
【0009】グルーブ3及びプリピット2の形状はレー
ザ集光ビーム6を利用して光学的に得られる溝信号特性
の値からその範囲が規定される。図4(a)〜(d)は
それぞれ、グルーブ形状とグルーブレベルとの関係、グ
ルーブ形状とランドレベルとの関係、グルーブ形状とト
ラッキングに利用するプッシュプル信号との関係、プリ
ピット形状とプリピット振幅との関係を示したものであ
る。本発明の光学的情報記録媒体では、グルーブ3とラ
ンド2に情報を記録するために、未記録状態でのグルー
ブレベル(レーザ集光ビーム6がグルーブ3の中心線上
を走査したときの反射光強度)とランドレベル(レーザ
集光ビーム6がランド2の中心線上を走査したときの反
射光強度)はなるべく近い値の方が良い。このグルーブ
レベルとランドレベルの差が大きいと、記録ピットのC
/Nに差が生じるためである。
【0010】図4(a)と(b)から、グルーブ形状は
0.1×(2n+1)λ≦Dg≦0.2×(2n+1)
λ、0.38≦Wg/BD≦0.56を満足するときに
グルーブレベルとランドレベルがほとんど等しい状態が
得られることがわかる。ただし、Dgはグルーブの位相
深さ、Wgはグルーブの深さに対する半値溝幅、BDは
記録・再生用のレーザ集光ビームのビーム径(1/e2
値)、λは該レーザ集光ビームの波長、n=0,1,
2,・・・であり、グルーブ形状を示すパラメータは図
5(b)のように定義する。上記条件を満たすグルーブ
形状によれば、図4(c)で示すように、0.4〜0.
7のプッシュプル信号値が得られ、トラッキングサーボ
上問題のない出力信号値となる。
【0011】プリピット形状は、スタンパ作製工法(後
述の実施例参照)の関係から、該プリピットの位相深さ
Dpがグルーブの位相深さDgとほぼ等しいことが望ま
しい。また、プリピット形状は0.1×(2n+1)λ
≦Dp≦0.2×(2n+1)λ、0.19≦Wp/B
D≦0.44を満足することが望ましい。ただしWpは
プリピットの深さに対する半値溝幅であり、プリピット
形状を示すパラメータは図5(a)のように定義する。
上記条件を満たす形状のプリピットによれば、図4
(d)で示すように、プリピット振幅は0.2〜0.6
の信号値が得られ、信号再生上問題のない数値となる。
【0012】また、本発明の光学的情報記録媒体は、プ
リピット列で構成されるプリフォーマット領域内に、プ
リピットフォーマットマークを設けたものとすることが
できる。このプリピットフォーマットマークは、グルー
ブ及びプリピットが存在しないミラーマーク部分あるい
はグルーブの中心線とランドの中心線上に設けられた同
一パタンのプリピット列で構成することができる。この
プリフォーマットマークについては、以下の記録・再生
方法の説明において併せて詳述する。
【0013】次に、上記光学的情報記録媒体の記録・再
生方法について説明する。図6(a)及び(b)に本発
明の光学的情報記録媒体に対して記録・再生を行うする
際のレーザ集光ビームの走査軌跡を示す。図6(a)は
グルーブ3を記録・再生する場合、図6(b)はランド
2を記録・再生する場合を示している。情報を記録・再
生する領域であるグルーブ3あるいはランド2では、そ
れぞれグルーブ3あるいはランド2の各中心線上をレー
ザ集光ビームは走査するが、プリピット列で構成される
プリフォーマット領域ではプリピット列の中心線上をレ
ーザ集光ビームは走査する。これは、データ領域の記録
ピットあるいはプリフォーマット領域のプリピットの中
心線上をレーザ集光ビームが走査しないと、安定な記録
ピットあるいはプリピット信号が得られず、正確に信号
再生ができないためである。このように、プリフォーマ
ット領域でプリピット列の中心線上にレーザ集光ビーム
をタイミング良く合わせるためには、正確にプリフォー
マット領域の位置を検出する必要がある。このために、
本発明の光学的情報記録媒体には、プリフォーマット領
域中にプリフォーマットの存在を示すマークであるプリ
フォーマットマーク(以降PFMと記す)を設けてお
く。このPFMは、トラッキングサーボをかけない状態
でも正確に検出できることが望ましい。その理由は、あ
るアドレスのデータ領域を再生する際、トラッキングサ
ーボをはずしてシークする必要があり、このトラッキン
グサーボをはずした状態でも正確にPFMが検出できな
いと、シーク直後に再びトラッキングサーボをかけタイ
ミング良くプリフォーマット領域でレーザ集光ビームを
ずらすことができなくなるためである。
【0014】トラッキングサーボをかけない状態でも正
確にPFMを検出するために、本発明において採用する
プリフォーマット構成を図7(a)と(b)に示す。図
7(a)ではPFMはグルーブ3及びプリピット2の存
在しないミラーマークで構成されている。このミラーマ
ークによれば、トラッキングサーボの有無にかかわらず
一定のミラーレベル出力が得られるため、トラッキング
サーボをかけなくても正確にPFMを検出することが可
能となる。また、図7(b)では、PFMはピット列の
間隔がP/2で各プリピット列の中心線がグルーブ3と
ランド2の中心線上と同じになるように配置されてい
る。この各トラックに形成されたPFMのプリピット列
は同一パターンで構成されている。この場合、PFMか
ら得られるプリピット振幅は、隣接トラックからのクロ
ストーク信号が大きいため、トラックサーボをかけなく
とも、安定した信号振幅を得ることができる。従って、
このプリフォーマット構成を用いれば、トラッキングサ
ーボをかけなくとも正確にプリフォーマット領域の位置
を検出することが可能となる。
【0015】また、光学的情報記録媒体の偏心が大きい
場合は、プリピット列の中心へトラッキングサーボする
必要があり、グルーブ、ランドそしてプリピット列の中
心へ正確にレーザ集光ビームを走査させるためには、プ
リピット列の中心へレーザ集光ビームを移動する動作が
問題となる。
【0016】図8はグルーブ3及びランド2で構成され
るデータ領域及び該領域におけるプッシュプル信号の波
形を示し、図9はプリピット列で構成されるプリフォー
マット領域及び該領域におけるプッシュプル信号の波形
を示したものである。図9に示すように、プリピット列
はグルーブ3に対してP/4だけその中心線がずれてい
るために、プッシュプル信号のsin波形は図8の場合
に比べて位相がπ/2だけずれている。このため、レー
ザ集光ビーム6がトラッキングサーボをかけた状態でグ
ルーブ3からプリピット列へ進入した場合、プッシュプ
ル信号は0から−Vofs’まで変化してしまう。トラッ
キングサーボをかけた状態では、このプッシュプル信号
の変化に対応し、プッシュプル信号を0となるように対
物レンズを駆動させる。その際、レーザ集光ビーム6の
トラッキングが、走査すべきプリピット列へ復帰すれば
良いが、走査すべきプリピット列に隣接するプリピット
列へレーザ集光ビームがずれてしまう可能性がある。こ
のような不具合が起こらないように、本発明では、グル
ーブ及びランドで構成されるデータ領域の終了ととも
に、トラッキングサーボをはずし、レーザ集光ビームを
P/4だけプリピット列の中心線上へずらした後、プリ
ピット列の開始とともに、再びトラッキングサーボをか
ける。この方法だと、グルーブからプリピット列へ進入
した際のプッシュプル信号の変化に影響されずに、正確
にプリピット列の中心線上にトラッキングサーボを復帰
させることができる。また、プリピット列からグルーブ
へのトラッキング切換えも前述したプッシュプル信号の
変化が発生するため、プリピット列の終了とともにトラ
ッキングサーボをはずし、レーザ集光ビームをP/4だ
けグルーブの中心線上へずらした後、グルーブの開始と
ともにトラッキングサーボをかける。このトラッキング
切換えのタイミングチャートを図10に示す。
【0017】上記トラッキング切換えは具体的には以下
のようにして行う。回路Rf信号(和信号)を再生し、
PFMをPFMデコーダにより検出し、PFMウィンド
ウ信号Aを生成する。PFMウィンドウ信号Aよりヘッ
ダウィンドウ信号Bを生成し、このPFMウィンドウ信
号Aとヘッダウィンドウ信号Bを用いてプリフォーマッ
トウィンドウ信号Cを生成する。PFMウィンドウ信号
Aの遅延回路の組合せから、プリフォーマットの前後で
トラッキングサーボをはずすためのトラッキングサーボ
ON/OFF切換え信号Dを生成する。またプリピット
列の前後で、レーザ集光ビームをP/4だけずらすため
に、図8で示したVofsあるいは、−Vofsに相当する電
圧を対物レンズ駆動用アクチュエイタに付加する必要が
ある。このため、図8のVofsと−Vofsに相当する電圧
をサンプルホールドし、この電圧信号とトラッキングサ
ーボON/OFF切換え信号Dより、トラックオフセッ
ト信号Eを生成する。以上のタイミングチャートを図1
0に示す。また、図10のタイミングチャートで示した
各信号(A〜E)を生成するための回路ブロック図を図
11に示す。
【0018】図12に本発明の記録・再生方法において
トラッキングサーボを行うための回路ブロック図を示
す。このトラッキングサーボ回路では、トラッキングサ
ーボのON/OFF切換えを前述の信号Dを用い、また
レーザ集光ビームをP/4だけずらすために、対物レン
ズ駆動用アクチュエイタに対してトラックオフセット信
号Eを付加する構成になっている。本発明の光学的情報
記録媒体では、グルーブとランドに情報を記録すること
が必要となるため、図12ではランド(L)/グルーブ
(G)トラッキング極性切換え回路が含まれている。こ
のL/Gトラッキング極性切換えは、必要に応じて記録
・再生を制御するドライブのホストコントローラからの
信号によって行われる。またトラッキングサーボ用とし
て使われるプッシュプル信号(図中ではPPと略記)の
代わりに、PP信号出力で割り算して規格したDivided
Push-pull信号(以降DPPと略記する)を使っても良
い。このDPPを使うことにより、光学的情報記録媒体
の反射率変化、レーザダイオードの光量変動などの外乱
因子を除去して、確実にトラッキングサーボをかけるこ
とが可能となる。
【0019】一方、光学的情報記録媒体の偏心が1つの
プリフォーマット領域内で無視できる程度に小さけれ
ば、プリフォーマット領域内でトラッキングサーボをか
ける必要はない。この場合は、図11のプリフォーマッ
トウィンドウ信号Cを使って、トラッキングサーボのO
N/OFF切換えを行えば良い。図13は、このプリフ
ォーマットウィンドウ信号Cを使ってトラッキングサー
ボのON/OFF切換えを行う場合のタイミングチャー
トを示したものである。ヘッダ領域中では、プリピット
列のほぼ中心線上にレーザ集光ビームを走査させるため
に、トラッキングサーボをはずしている間、オフセット
電圧Vofsを対物レンズ駆動用アクチュエイタに付加す
る。 図14は、タイミング良くトラックオフセット信
号E’を生成させるための回路ブロック図である。ま
た、図15は、図12に対してトラッキングサーボ信号
として図13の信号Cを用い、トラックオフセット信号
として図13の信号E’を用いた回路ブロック図であ
る。
【0020】また、光学情報記録媒体の偏心が1つのプ
リフォーマット領域内で無視できる程度に小さければ図
13のトラックオフセット信号E’を常に0(V)とし
ても良い。つまり、これはプリピット列の中心線上では
なく、グルーブあるいはランドの中心線上をレーザ集光
ビームが走査することを意味する。図16は、このよう
にグルーブあるいはランドの中心線上をレーザ集光ビー
ムを走査させて、プリピット列で構成されるプリフォー
マット情報を再生する様子を示している。この場合、図
14のピークホールド回路とトラックオフセットパルス
生成回路は不必要となり、図15ではE’信号の入力は
不必要となる。図16の状態で再生されるプリピット振
幅は、図6(a)及び図6(b)の状態で再生されるプ
リピット振幅の大きさよりも1割程度その大きさが小さ
くなる。これは、レーザ集光ビームがプリピット列の中
心線に対してP/4だけずれた状態で信号再生するため
である。しかし、本発明の光学的情報記録媒体では、十
分に大きいプリピット振幅が得られるため、1割程度小
さくなっても信号再生上問題は発生しない。
【0021】次に、上記構成の光学的情報記録媒体の基
板を製造するためのスタンパの作製方法及び原盤露光装
置について説明する。通常、光学的情報記録媒体の基板
の凹凸形状は、スタンパと呼ばれる金型から射出成形法
により転写されたPC基板が用いられる。図17にこの
スタンパの一般的な作製フロー図を示す。図17(a)
はガラス盤の上へフォトレジストをスピンコートしたも
のである(以降、このフォトレジスト付ガラス盤をレジ
スト原盤と記す)。このレジスト原盤を回転させながら
同心円もしくはスパイラル状にAr+レーザ集光ビーム
を走査させて、フォトレジストに潜像を形成させる(図
17(b))。次に、この潜像を現像処理し、フォトレ
ジストに凹凸パタンを形成する(図17(c))。次
に、このフォトレジスト面に導電皮膜としてNiスパッ
タ膜を形成する(図17(d))。次に、このNi膜付
レジスト原盤を電鋳法により積層し、約0.3mm程度
の厚さにする(図17(e))。次に、このNi電鋳板
を研磨し、成形時に必要な内、外径加工を行い、フォト
レジストを除去する等の洗浄を行うことにより、Niス
タンパが完成する(図17(f))。このNiスタンパ
から射出成形法により転写されたPC基板はスタンパと
は凹凸形状が反転しており、また、フォトレジスト面に
形成された凹凸形状とはほぼ同一の形状を有する(図1
7(g))。
【0022】Ar+レーザ集光ビームを用いて図7
(a)のグルーブ、ランドそしてプリピット列をフォト
レジストに形成するためのフォトレジスト原盤用露光機
(以降、原盤露光機と記す)について、図18に原盤露
光機光学系のブロック図を、図19にAr+レーザ集光
ビームを制御するためのタイミングチャートを示す。図
18の原盤露光機光学系の特徴は、(1)グルーブとプリ
ピット列を形成するために1本のAr+レーザ集光ビー
ムを用いること、(2)グルーブを形成する際には連続的
に前記ビームを照射し、プリピット列を形成する際には
プリピット列のパタンに合わせて前記ビームを照射/遮
断するための信号変調器23を有すること、(3)溝幅の
異なるグルーブとプリピットを形成するために各溝によ
って前記ビームの光強度を変えるための光量変調器25
を有すること、及び(4)中心線上の異なるグルーブとプ
リピット列を形成するために前記ビームを偏向するため
の光偏向器27を有することである。
【0023】図19のAr+レーザ集光ビームを制御す
るためのタイミングチャートで示したように、信号変調
器(以降D A/Oと記す)23に与える信号は、図中
に示したグルーブ及びプリピット列に合わせてON、O
FFが切換わる。光量変調器(以降A A/Oと記す)
25に与える信号は、グルーブを露光するときには入力
電圧がV1にセットされ、プリピットを露光するときに
は入力電圧がV2にセットされる。電圧V1は電圧V2
りも大きくセットされているため、結果的にグルーブを
露光するときのレーザ集光ビームの光強度Pgは、プリ
ピットを露光するときのレーザ集光ビームの光強度Pp
に比べ大きくなる(V1>V2⇒Pg>Pp)。光偏向器
(以降W A/Oと記す)27に与える信号は、グルー
ブを露光するときには2.5(V)にセットされ、プリ
ピットを露光するときには入力電圧がW1にセットされ
る。このW A/O27へ入力される電圧値に対応し
て、Ar+レーザ集光ビームはフォトレジスト面上で偏
向される。前記入力電圧W1と2.5(V)の差は、フ
ォトレジスト面上でのAr+レーザ集光ビームの位置と
して、P/4にセットされている(W−2.5(V)→
P/4のビーム位置差)。
【0024】また、2本のAr+レーザ集光ビームを用
いて図9(a)のグルーブ、ランドそしてプリピット列
をフォトレジスト原盤上に形成することも可能である。
図20は、この2本のAr+レーザ集光ビームを用いた
場合の原盤露光機の光学系ブロック図であり、図21は
Ar+レーザ集光ビームを制御するためのタイミングチ
ャート図を示したものである。これらの図中図18、図
19と同様な要素には同じ符号を付してある。この光学
系の特徴は、グルーブを露光するためのビーム1とプリ
ピットを露光するためのビーム2を2分割するためのハ
ーフミラー35を有し、ビーム1の光学系においては、
グルーブを断続的に形成するためのDA/O23と、光
強度を調整するためのA A/O25と、フォトレジス
ト面におけるビーム1とビーム2の間隔をP/4にセッ
トするためのW A/Oを有し、ビーム2の光学系にお
いては、プリピット列のパタンに合わせてAr+レーザ
集光ビームに信号変調をかけるためのD A/O37
と、光強度を調整するためのA A/O38を有してい
る点である。
【0025】図21のタイミングチャートでは、ビーム
1とビーム2それぞれにおいて、グルーブあるいはプリ
ピットに合わせて各D A/Oに与えられる信号のO
N、OFFを切換え、またグルーブあるいはプリピット
を露光する際に必要な光強度に合わせて、各A A/O
に与える電圧をセットする。
【0026】図22は、図7(b)におけるグルーブ、
ランド、そしてPFM及びヘッダ領域のプリピット列を
フォトレジスト原盤に形成するためのタイミングチャー
トである。この場合も図20で示した原盤露光機光学系
を用いる。図7(a)の場合と異なる点は、PFMのプ
リピット列がグルーブとランドの各中心線上に位置して
いる点である。ビーム1及びビーム2はグルーブもしく
はプリピットのパタンに合わせてD A/O23、37
で信号変調がかけられる。また、ビーム1では溝幅の異
なるグルーブとプリピットを形成する必要があるためグ
ルーブ領域とプリピット列で構成されるプリフォーマッ
ト領域でビーム1の光強度を切り換えるためにA A/
O25に電圧V1とV2が切り換えて入力される。ビーム
2の光強度はビーム1で形成されるプリピット形状と同
じにするためにA A/O38に電圧V3がセットされ
る。また、ビーム1とビーム2のフォトレジスト面上で
の間隔はグルーブ及びPFM部分ではP/2にセットさ
れ、プリピット列をグルーブの中心に対してP/4ずら
すために、グルーブではW A/O27に2.5(V)
がセットされ、プリピット列では電圧W1(V)がセッ
トされる。
【0027】
【実施例】次に、本発明による光学的情報記録媒体の作
製例について述べる。本実施例では、プリフォーマット
情報として、90mm及び130mmの光磁気ディスク
のISO規格フォーマット(90mm:ISO/IEC
10090、130mm:ISO/IEC DIS10
089)に準拠したものを用い、以下のようにして光磁
気ディスクを作製した。
【0028】先ず、下記の条件で図17の方法によりフ
ォトレジスト原盤を作製した。 〈フォトレジスト原盤の作製条件〉 ガラス基板 板厚6mm、φ250mm フォトレジスト OFPR800(東京応化製)粘度2cpをシンナーにて 60%に希釈 膜形成 スピンコート法 第1回転 150rpm、20sec 第2回転 400〜450rpm、90sec プリベーク 90℃、30min 原盤露光 テーブル回転数 300rpm r=30mmにおける露光光量 グルーブ 4.0mW プリピット2.0mW 現像液 DE−3(東京応化製)33%希釈 スピン現像法 現像 500rpm、60sec 純水リンス 500rpm、180sec 乾燥 1000rpm、30sec ポストベーク 130℃、30min
【0029】原盤露光機の光学系構成は図18の1ビー
ム露光光学系を使用した。トラックピッチはP=1.6
μmとし、グルーブとプリピット列の中心線との間隔は
P/4=0.4μmとした。Ar+レーザ波長は45
7.9nm、対物レンズのNAは0.9であり、D A
/O、A A/O、W A/Oへ入力する信号は、ISO
規格フォーマットに準じてエンコードされているものを
使用した。また前記条件で作製されたグルーブ及びプリ
ピットの溝形状は下記の通りであった。グルーブ D
g=900〜1000(Å)、Wg=0.7〜0.8
(μm)プリピット Dp=900〜1000(Å)、
Wp=0.3〜0.4(μm)グルーブとプリピットの
溝深さは等しく、この深さはフォトレジスト原盤に塗布
されたフォトレジスト膜厚と同じとした。図17(a)
及び図17(b)で示したように、グルーブ及びプリピ
ットの溝断面形状は台形とした。Ar+レーザ集光ビー
ムの光強度分布はガウス分布を持つため、フォトレジス
ト膜厚よりも小さい溝深さをもつ溝を形成した場合、V
字形もしくはU字形にしかならない。グルーブあるいは
プリピットの溝断面形状がV字あるいはU字の場合、光
学的情報記録媒体での良好な記録・再生信号が得られな
いため、グルーブ及びプリピットの溝断面形状が台形で
ある必要がある。このため本実施例では該溝断面形状を
台形とした。
【0030】上記で作製したフォトレジスト原盤を用
い、下記の条件で図17の方法によりスタンパを作製し
た。 〈スタンパ作製条件〉 スパッタ膜 Ni DCスパッタ膜厚約500(Å) 電鋳 電鋳液 スルファミン酸Ni 電鋳後 板厚約0.3mm 研磨 研磨後 表面粗さRmax0.3μm以下
【0031】上記で作製したスタンパを用い、射出成形
法によりPC基板を作製し、その基板上に、誘電体層と
してZnSiO2、記録膜としてTbFeCo、誘電体
層としてZnSiO2、反射膜としてAl、さらに保護
層としてUV硬化樹脂膜を積層して、光磁気ディスクを
作製した。なお、ここでは光磁気ディスクの作製例を述
べたが、これに限定されず、シアニン色素、フタロシア
ニン色素、ナフタロシアニン色素を用いた追記型の光学
的記録媒体や、GeSbTeなどを用いた相変化型の光
学的記録媒体等にも本発明は適用可能である。
【0032】次に、上記で作製した光磁気ディスクに情
報を記録し、記録情報を再生した結果について説明す
る。記録は常法により行い、再生は下記の条件で行っ
た。 〈再生条件〉 ピックアップ(PU) 半導体レーザ波長780nm、
対物レンズNA=0.5 再生レーザパワー 約1.0mW ディスク回転数 1800rpm 本実施例では、グルーブ及びランドで構成されるデータ
領域ではトラッキングサーボをかけ、プリピットで構成
されるプリピット領域ではトラッキングサーボをかけな
いで再生した。また、プリフォーマット領域では、レー
ザ集光ビームをプリピット列の中心へずらすことなく再
生した。グルーブ上を再生するとき、データ領域とプリ
フォーマット情報を含むヘッダ領域(プリピット列で構
成されている)でレーザ集光ビームが走査した軌跡は図
23に示した通りである。プリプォーマット領域を位置
検出するためのPFMとしては、ミラー面で構成される
ODF(Offset Detection Flag)を使用した(図25
参照)。このODFの検出信号から、図14と同じ手段
でトラッキングサーボのON/OFF切換え信号Cを得
た(図24参照)。この信号Cにより、図27で示すト
ラッキングサーボブロック図で構成されるトラッキング
サーボ回路を用いて、データ領域とプリフォーマット領
域のトラッキングサーボ切換えを行った。またランド上
の再生を図24のようにして行った。この場合は、図2
7のL/Gトラッキング極性を切り換えるだけとした。
【0033】上記で測定したヘッダ部の各信号測定結果
を下記に示す。 ・グルーブ上再生時(図23の場合) グルーブレベル Ig/(I1+I2)a=0.6〜0.7 セクターマーク Ism/(I1+I2)a=0.5〜0.6 VFO Ivfo/(I1+I2)a=0.3〜0.4 ・ランド上再生時(図24の場合) ランドレベル Il/(I1+I2)a=0.55〜0.65 セクターマーク Ism/(I1+I2)a=0.5〜0.6 VFO Ivfo/(I1+I2)a=0.3〜0.4 また、プリピット列の中心をレーザ集光ビームを走査さ
せて測定したセクターマークとVFOの信号振幅の大き
さは、Ism/(I1+I2)a=0.55〜0.65、
Ivfo=0.34〜0.43であり、本実施例では約
1割程度しか、信号振幅が低下しないことを確認でき
た。
【0034】本実施例の光学的情報記録媒体を用い、上
記のように記録・再生を行えば、グルーブとランド両方
に記録できる利点から従来に比べ2倍の記録容量を持つ
ことが可能となり、グルーブ及びプリピット列のトラッ
クピッチを再生ビーム径に対して十分に広くとれること
から、クロストーク信号によるプリフォーマット信号の
劣化がなく、正確にプリフォーマット情報を再生するこ
とができる。
【0035】
【発明の効果】本発明によれば、前記構成としたので以
下のような顕著なる効果が得られる。 (1)グルーブとランドの1組のデータトラックにおい
て、1つのプリピット列を共有しているので、情報記録
密度が向上できる上、データ領域に記録される記録ピッ
ト密度よりもプリフォーマット領域に存在するプリピッ
トの密度を小さくすることができるため、プリフォーマ
ット情報の再生信頼性が高い光学的記情報録媒体が提供
できる。 (2)グルーブ及びプリピット形状を1つのレーザ集光ビ
ームで原盤露光する手法の採用により、原盤露光装置の
光学系を簡略化することが可能となる。 (3)グルーブを露光する1本のレーザビームとプリピッ
トを露光する1本のレーザビームを用いる手法の採用に
より、原盤露光装置のグルーブ及びプリピットを露光す
るためのレーザビーム制御(照射・遮光、光量調整)を
実行する信号生成回路を簡略化できる。 (4)グルーブ及びプリピット列を露光する1本のレーザ
ビームと、ランドの中心線上に存在するプリピット列を
露光する1本のレーザビームを用いる手法の採用によ
り、原盤露光装置のレーザビーム制御を行う信号生成回
路を簡略化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本出願人が先に提案した光学的情報記録媒体の
構成を示す一部斜視断面図である。
【図2】本発明による光学的情報記録媒体の構成を示す
一部斜視断面図である。
【図3】図2の媒体の平面図である。
【図4】グルーブ形状とグルーブレベルとの関係、グル
ーブ形状とランドレベルとの関係、グルーブ形状とトラ
ッキングに利用するプッシュプル信号との関係、プリピ
ット形状とプリピット振幅との関係を示した図である。
【図5】プリピット及びグルーブの形状を示すパラメー
タの定義を示す図である。
【図6】記録・再生時のレーザ集光ビームの走査軌跡を
示す図である。
【図7】プリフォーマット構成の説明図である。
【図8】グルーブ及びランドで構成されるプリフォーマ
ット領域及び該領域におけるプッシュプル信号の波形の
説明図である。
【図9】プリピット列で構成されるプリフォーマット領
域及び該領域におけるプッシュプル信号の波形の説明図
である。
【図10】トラッキング切換えに使用する信号のタイミ
ングチャートである。
【図11】トラッキング切換えに使用する各信号を生成
する回路ブロック図である。
【図12】本発明において使用するトラッキングサーボ
回路を示すブロック図である。
【図13】プリフォーマットウインドウ信号Cを使って
トラッキングサーボのON/OFF切換えを行う場合の
タイミングチャートである。
【図14】タイミング良くトラックオフセット信号E’
を生成させるための回路ブロック図である。
【図15】図12の回路に対し、トラッキングサーボ信
号として図13のプリフォーマットウインドウ信号Cを
用い、トラックオフセット信号として図13の信号E’
を用いた場合の回路ブロック図である。
【図16】プリフォーマット情報の再生の説明図であ
る。
【図17】PC基板を射出成形で作製する方法の説明図
である。
【図18】原盤露光機光学系のブロック図である。
【図19】Ar+レーザ集光ビームを制御するためのタ
イミングチャートである。
【図20】2本のAr+レーザ集光ビームを用いた原盤
露光機光学系のブロック図である。
【図21】図20の原盤露光機を使用した場合の動作タ
イミングチャートである。
【図22】図20の原盤露光機を使用した場合の別の動
作タイミングチャートである。
【図23】実施例においてヘッダ領域でレーザ集光ビー
ムが走査した軌跡の説明図である。
【図24】実施例においてランド上をレーザ集光ビーム
が走査した軌跡の説明図である。
【図25】実施例におけるトラッキングサーボのON/
OFF切換えの説明図である。
【図26】トラッキングサーボのON/OFF切換え信
号Cを得るための回路ブロック図である。
【図27】トラッキングサーボ回路のブロック図であ
る。
【符号の説明】
1 ディスク基板 2 ランド 3 グルーブ 4 プリピット 5 記録ピット 6 レーザ集光ビ
ーム 7 光吸収反射記録層 P グルーブ間隔
(トラックピッチ) 23、37 信号変調器(D A/O) 25、38 光量変調器(A A/O) 27 光偏向器(W A/O) 35 ハーフミ
ラー

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トラッキング用のグルーブとプリピット
    列を有する光学的情報記録媒体であって、グルーブの間
    隔をPとしたとき、プリピット列はその中心線がグルー
    ブの中心線よりほぼP/4だけ左右いずれか一方の側に
    ずれるように形成され、かつプリピット列で構成される
    プリフォーマット領域にはグルーブが形成されていない
    光学的情報記録媒体に使用する基板を射出成形法により
    製造するためのスタンパを作製する原盤露光装置であっ
    て、 (1)グルーブを原盤露光するための第1のレーザ集光
    ビームと、プリピットを原盤露光するための第2のレー
    ザ集光ビームを形成する系を有すること、 (2)第1のレーザ集光ビームの光路中に、断続的なグ
    ルーブパターンに合わせて第1のレーザ集光ビームを照
    射・遮断するための信号変調器を有すること、 (3)第1のレーザ集光ビームの光路中に、第1のレー
    ザ集光ビームの光強度を調整するための光量変調器を有
    すること、 (4)レーザ集光面において、第1及び第2のレーザ集
    光ビームのビーム間隔をP/4に調整するための光偏向
    器を、第1又は第2のレーザ集光ビームの光路中に有す
    ること、 (5)第2のレーザ集光ビームの光路中に、プリピット
    列のパターンに合わせて第2のレーザ集光ビームを照射
    ・遮断するための信号変調器を有すること、 (6)第2のレーザ集光ビームの光路中に、第2のレー
    ザ集光ビームの光強度を調整するための光量変調器を有
    すること、 を特徴とする原盤露光装置。
  2. 【請求項2】 トラッキング用のグルーブとプリピット
    列を有する光学的情報記録媒体であって、グルーブの間
    隔をPとしたとき、プリピット列はその中心線がグルー
    ブの中心線よりほぼP/4だけ左右いずれか一方の側に
    ずれるように形成され、かつプリピット列で構成される
    プリフォーマット領域にはグルーブが形成されていない
    光学的情報記録媒体に使用する基板を射出成形法により
    製造するためのスタンパを作製する原盤露光装置であっ
    て、 (1)グルーブ、グルーブの中心線上にあるプリピット
    列で構成されたプリフォーマットマーク及びグルーブの
    中心線よりP/4だけずらして配置されたプリピット列
    を原盤露光するための第1のレーザ集光ビームと、ラン
    ドの中心線上にあるプリピット列で構成されたプリフォ
    ーマットマークを原盤露光するための第2のレーザ集光
    ビームを形成する系を有すること、 (2)第1のレーザ集光ビームの光路中に、断続的なグ
    ルーブパターン、プリピットパターンに合わせて第1の
    レーザ集光ビームを照射・遮断するための信号変調器を
    有すること、 (3)第1のレーザ集光ビームの光路中に、第1のレー
    ザ集光ビームの光強度を調整するための変量変調器を有
    すること、 (4)レーザ集光面において、第1及び第2のレーザ集
    光ビームのビーム間隔をP/2に調整するための手段を
    有すること、 (5)第1のレーザ集光ブームの光路中に、レーザ集光
    面において、第1のレーザ集光ビームをP/4だけずら
    す光偏向器を有すること、 (6)第2のレーザ集光ビームの光路中に、プリピット
    列のパターンに合わせてレーザ集光ビームを照射・遮断
    するための信号変調器を有すること、 (7)第2のレーザ集光ビームの光路中に、第2のレー
    ザ集光ビームの光強度を調整するための光量変調器を有
    すること、 を特徴とする原盤露光装置。
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