JP3909267B2 - 原盤露光装置及び原盤露光方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原盤露光装置及び原盤露光方法に係り、特に、トラックピッチの狭小化による光情報記録媒体の高密度記録を実現する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光情報記録媒体の技術分野においては、記録密度の向上がますます重要な技術的課題になっており、従来より、情報トラックに沿った線記録密度の改善とトラックピッチの狭小化による面記録密度の改善の両面から、かかる技術的課題の解決が図られている。
【０００３】
ところで、光ディスク基板の元になる光ディスク原盤のカッティングは、レーザ光源より出射された一定強度のレーザビームを光変調器にてパルス状に強度変調し、このパルス状に強度変調されたレーザビームを対物レンズにて光ディスク原盤のフォトレジスト層に集光することにより行われるが、図８に示すように、フォトレジスト層に照射されるレーザスポット１０１内のレーザの強度分布は、レーザスポット１０１の中心部が最も高強度で周辺部分に至るに従って漸次低強度となるガウシアン分布になっており、かつ、フォトレジスト層の感度は、レーザスポット１０１内のレーザ強度の最高値と最低値との間の所定の値Ｌに設定されているので、カッティングされたピット１０２の周辺には、フォトレジスト層の感度Ｌ以下のレーザビームで露光された低露光部１０３を生じる。そして、線記録密度を改善するために変調信号のパルス幅を狭小化してゆくと、図９に示すように、変調信号のパルス幅がフォトレジスト層上に集光されるレーザスポット１０１の直径よりも小さくなった段階で、隣接するピット１０２の間のスペース部分において、各ピット１０２の周辺部分に生じた低露光部１０３が互いに重なり合い、いわゆる「かぶり」という現象を生じる。フォトレジストの露光強度は、フォトレジスト層上に照射されるレーザビームの強度とレーザスポットの照射時間との積算値であるから、低露光部１０３のかぶりを生じると、ピット形成部分のフォトレジスト層の露光強度とスペース形成部分のフォトレジスト層の露光強度を厳密にコントロールすることが困難になり、ピット長の大型化及びスペース長の小型化を生じてピットエッジ位置がトラック方向へシフトし、再生信号のジッターが大きくなる。
【０００４】
トラックピッチの狭小化による面記録密度の改善を図る場合も同様であって、トラックピッチがフォトレジスト層上に集光されるレーザスポット１０１の直径よりも小さくなると、フォトレジスト層上に形成すべきランド部分に隣接トラックのピットをカッティングするためのレーザスポットが互いに重なり合って低露光部１０３のかぶりを生じ、ピット形成部分のフォトレジスト層の露光強度とランド形成部分のフォトレジスト層の露光強度を厳密にコントロールすることが困難になり、ピット幅の大型化及びランド幅の小型化を生じて、隣接トラック間で信号のクロストークを生じやすくなる。
【０００５】
かかる不都合を解消するため、本願出願人は先に、原盤又は光情報記録媒体を回転駆動するディスク回転部と、前記原盤又は光情報記録媒体の情報記録面と対向に配置され、補正信号にてパルス状に強度変調されたエネルギービーム（レーザビーム）を前記情報記録面に照射する光学ヘッドと、当該光学ヘッドを前記原盤又は光情報記録媒体の半径方向に移送するキャリッジと、情報信号を出力するフォーマッタと、カッティングクロックの発生部と、前記フォーマッタから供給された情報信号より補正信号を生成して前記光学ヘッドに供給する信号補正部とを備えた光情報記録装置において、先行する隣接トラックに記録する情報信号と記録しようとするトラックに記録する情報信号と後行する隣接トラックに記録する情報信号を第１乃至第３のメモリに分けて記憶し、記録しようとするトラックへの情報記録に際して、論理回路により各メモリに記憶された情報信号の論理積をとり、先行する隣接トラックに記録する情報信号及び／又は後行する隣接トラックに記録する情報信号とオーバーラップする情報信号についてそのレベル及び／又はパルス長を信号補正回路にて補正することを特徴とする光情報記録装置を提案した（特開２００１−１４８１３９参照）。
【０００６】
このように、先行する隣接トラックに記録する情報信号と記録しようとするトラックに記録する情報信号と後行する隣接トラックに記録する情報信号を第１乃至第３のメモリに取り込んで論理回路により各メモリに記憶された情報信号の論理積をとると、原盤又は光情報記録媒体の半径方向に関する各トラックに記録される情報信号のオーバーラップ状態を検出することができるので、信号補正回路にてオーバーラップする情報信号のレベル及び／又はパルス長を補正することによって、情報信号のオーバーラップ状態（レーザビームのかぶりの状態）に関わりなく、同一の情報信号に対応するマーク（ピット）を原盤又は光情報記録媒体に記録することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、本願出願人が先に提案した光情報記録装置は、フォーマッタに蓄えられた情報信号を、各情報信号ごとに、前後の隣接トラックに記録される情報信号を参照して補正するので、複雑な構成の信号補正回路が必要になるという問題がある。特に、ＤＶＤ−ＲＯＭ等に採用されているＣＬＶフォーマットの光ディスク原盤をカッティングする装置においては、原盤又は光情報記録媒体の１回転当たりのチャンネルビット数が各トラックごとに変化するため、さらに複雑な構成の信号補正回路が必要になる。また、ＣＬＶフォーマットの光ディスク原盤をカッティングする装置においては、本装置に備えられるＣＬＶ回路の誤差により１周後に露光する隣接トラックの情報信号を正確に予測することは困難であり、したがって隣接トラック間で信号のクロストークを生じない光ディスク原盤をカッティングすることは事実上困難である。
【０００８】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであって、その目的は、高記録密度にして再生信号のジッター及びクロストークを抑制することができ、かつＣＬＶフォーマットの光ディスク原盤のカッティングにも容易に対応することが可能な原盤露光装置及び原盤露光方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の目的を達成するため、原盤露光装置に関しては、レーザ光源と、当該レーザ光源より出射されたレーザビームを光ディスク原盤に集光する対物レンズとを備えた原盤露光装置において、前記レーザ光源より出射されたレーザビームを分割する第１のビーム分割手段と、当該第１のビーム分割手段によって分割されたレーザビームの一方を前記光ディスク原盤にカッティングしようとするピット列の露光信号にしたがって強度変調する第１の光変調器と、前記第１のビーム分割手段によって分割されたレーザビームの他方を前記露光信号とは逆位相の信号にしたがって強度変調する第２の光変調器と、当該第２の光変調器によって強度変調されたレーザビームを分割し、分割された２つのレーザビームを前記第１の光変調器によって強度変調されたレーザビームの照射部分の内周側及び外周側に照射する第２のビーム分割手段とを備えるという構成にした。
【００１０】
このように、レーザ光源より出射されたレーザビームを第１のビーム分割手段で分割して、それぞれ光ディスク原盤にカッティングしようとするピット列の露光信号及びそれと逆位相の信号にしたがって強度変調し、かつ、逆位相の信号にしたがって強度変調されたレーザビームを第２のビーム分割手段によってさらに分割して、ピット列の露光信号にしたがって強度変調されたレーザビームの内周側及び外周側に照射すると、カッティングしようとするピットの周囲における他のピットの配列状態に応じてランド部に対するレーザビームのかぶりを均一化することができるので、トラックピッチを狭小化してもピットサイズ及びピット形状の変動を抑制することができ、高記録密度光ディスクのジッター及びクロストークを低減することができる。また、ＣＬＶ方式の原盤露光装置についても、１周後に露光される隣接トラックの露光信号を正確に予測する必要がないので、複雑な信号補正回路を必要とせず、原盤露光装置の構成を簡略化できると共に、正確なピット列のカッティングが可能になる。
【００１１】
また、本発明は、前記第２の光変調器に信号削り回路を備え、当該第２の光変調器にて強度変調されたレーザビームのオン期間と前記第１の光変調器にて強度変調されたレーザビームのオン期間とが時間的に重ならないようにするという構成にした。
【００１２】
このように、第２の光変調器にて強度変調されたレーザビームのオン期間と第１の光変調器にて強度変調されたレーザビームのオン期間とが時間的に重ならないようにすると、隣接するトラック間で光ディスク原盤の半径方向にピットが揃う領域においてランド部にレーザビームが照射されないので、ランド部におけるレーザビームの過露光を防止することができ、トラックピッチを狭小化してもピットサイズ及びピット形状の変動を抑制することができて、高記録密度光ディスクのジッター及びクロストークを低減することができる。
【００１３】
また、本発明は、前記第２の光変調器にて強度変調されたレーザビームの照射経路にアッテネータを備え、前記第２の光変調器にて強度変調されたレーザビームのオン期間におけるレーザ強度を前記光ディスク原盤に設けられたフォトレジスト層の感度以下に調整するという構成にした。
【００１４】
このように、第２の光変調器にて強度変調されたレーザビームのオン期間におけるレーザ強度を前記光ディスク原盤に設けられたフォトレジスト層の感度以下に調整すると、ランド部におけるレーザビームの過露光を防止することができるので、トラックピッチを狭小化してもピットサイズ及びピット形状の変動を抑制することができ、高記録密度光ディスクのジッター及びクロストークを低減することができる。
【００１５】
また、本発明は、前記第１及び第２の光変調器にて強度変調されたレーザビームの照射経路に偏光ビームスプリッタを備えると共に、前記第２の光変調器にて強度変調されたレーザビームの照射経路に当該レーザビームの偏光軸を９０度傾ける１／２波長板を備え、前記偏光ビームスプリッタにて前記第１の光変調器にて強度変調されたレーザビームと前記第２の光変調器にて強度変調されたレーザビームとを合成するという構成にした。
【００１６】
このように、レーザビームの照射経路に偏光ビームスプリッタと１／２波長板とを備え、第１の光変調器にて強度変調されたレーザビームと第２の光変調器にて強度変調されたレーザビームとを合成すると、簡単な構成で３ビームを合成することができるので、原盤露光装置の構成の簡略化を図ることができる。
【００１７】
また、本発明は、前記第２のビーム分割手段として、０次光及び±１次光を発生し、かつ、前記０次光の強度を前記±１次光の強度の１／５以下にする回折格子を備えるという構成にした。
【００１８】
このように、第２のビーム分割手段として回折格子を備えると、簡単な構成でレーザビームを分割することができるので、原盤露光装置の構成の簡略化を図ることができる。また、当該回折格子として０次光の強度が±１次光の強度の１／５以下になるものを備えると、０次光の悪影響を回避することができるので、ピットサイズ及びピット形状の変動を抑制することができ、高記録密度光ディスクのジッター及びクロストークを低減することができる。
【００１９】
また、本発明は、前記第２のビーム分割手段として、２周波の信号を入力することにより入射レーザビームを２ビームに分割する音響光学偏向素子を備えるという構成にした。
【００２０】
このように、第２のビーム分割手段として２周波の信号を入力することにより入射レーザビームを２ビームに分割する音響光学偏向素子を備えると、入力信号を変更することによって所定強度の分割レーザビームを任意に生成することができるので、ランド部における露光強度を任意に調整することができ、ピットサイズ及びピット形状の変動をより厳密に抑制することができて、高記録密度光ディスクのジッター及びクロストークをより一層低減することができる。
【００２１】
また、本発明は、前記第２のビーム分割手段によって分割されたレーザビームの前記光ディスク原盤上における照射間隔を前記光ディスク原盤にカッティングされるピット列のピッチと等しくし、かつ、当該第２のビーム分割手段によって分割された各レーザビームの照射位置を前記ピット列の中心から等距離の位置に配置するという構成にした。
【００２２】
このように、第２のビーム分割手段によって分割されたレーザビームの光ディスク原盤上における照射間隔を光ディスク原盤にカッティングされるピット列のピッチと等しくし、かつ、当該第２のビーム分割手段によって分割された各レーザビームの照射位置をピット列の中心から等距離の位置に配置すると、ランド部の中心に第２のビーム分割手段によって分割されたレーザビームを照射することができるので、ランド部におけるレーザビームの露光量を均一化することができ、ピットサイズ及びピット形状の変動を抑制することができて、高記録密度光ディスクのジッター及びクロストークを低減することができる。
【００２３】
一方、本発明は、前記の目的を達成するため、原盤露光方法に関しては、レーザ光源と当該レーザ光源より出射されたレーザビームを光ディスク原盤に集光する対物レンズとを備えた原盤露光装置を用い、前記光ディスク原盤に一定ピッチのピット列をカッティングする原盤露光方法において、前記レーザ光源より出射されたレーザビームを分割し、当該分割されたレーザビームの一方を前記光ディスク原盤にカッティングしようとするピット列の露光信号にしたがって強度変調すると共に前記分割されたレーザビームの他方を前記露光信号とは逆位相の信号にしたがって強度変調し、当該逆位相の信号にしたがって強度変調されたレーザビームを前記ピット列の露光信号にしたがって強度変調されたレーザビームの照射部分の内周側及び外周側に照射し、カッティングしようとするピットの周囲における前記レーザビームのかぶりの強度を均一化するという構成にした。
【００２４】
このように、レーザ光源より出射されたレーザビームを分割して、分割された各レーザビームをそれぞれ光ディスク原盤にカッティングしようとするピット列の露光信号及びそれと逆位相の信号にしたがって強度変調し、かつ、逆位相の信号にしたがって強度変調されたレーザビームをピット列の露光信号にしたがって強度変調されたレーザビームの内周側及び外周側に照射すると、カッティングしようとするピットの周囲における他のピットの配列状態に応じてランド部に対するレーザビームのかぶりを均一化することができるので、トラックピッチを狭小化してもピットサイズ及びピット形状の変動を抑制することができ、高記録密度光ディスクのジッター及びクロストークを低減することができる。また、ＣＬＶ方式の原盤を露光する際にも、１周後に露光される隣接トラックの露光信号を正確に予測する必要がないので、複雑な信号補正回路を必要とせず、原盤露光装置の構成を簡略化できると共に、正確なピット列のカッティングが可能になる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
まず、本発明に係る原盤露光装置の一例を図１乃至図４に基づいて説明する。図１は実施形態例に係る原盤露光装置の平面図、図２は実施形態例に係る原盤露光装置の要部側面図、図３は実施形態例に係る原盤露光装置に備えられる光変調器の機能と光ディスク原盤の露光状態とを示す説明図、図４は実施形態例に係る原盤露光装置に備えられる第２のビーム分割手段の構成を示す図である。
【００２６】
これらの図に示すように、本例の原盤露光装置は、光ディスク原盤１と、当該光ディスク原盤１を回転駆動するターンテーブル２と、所定の位置に固定された固定テーブル３と、前記ターンテーブル２と前記固定テーブル３との間に配置された移動テーブル４とから主に構成されている。
【００２７】
光ディスク原盤１は、例えばガラス板などをもって形成された平滑なディスク状基板の表面に、均一厚さのフォトレジスト層を形成してなる。
【００２８】
ターンテーブル２は、前記光ディスク原盤１を着脱可能に装着し、装着された光ディスク原盤１を所要の回転駆動方式で回転駆動する。光ディスク原盤１の回転駆動方式には、ＣＡＶ方式、ＺＣＬＶ方式又はＣＬＶ方式があり、製造しようとする光ディスクの回転駆動方式に応じて選択される。
【００２９】
固定テーブル３上には、レーザ光源１１と、レーザ光源１１から出射されたレーザビーム１２の光路を変更する第１のミラー１３と、レーザビーム１２中に含まれるノイズを除去するノイズイータ１４と、レーザビーム１２を２分割する第１のハーフミラー（第１のビーム分割手段）１５と、ハーフミラー１５によって分割されたレーザビーム１６を光ディスク原盤１にカッティングしようとするピット列の露光信号にしたがって強度変調する第１の光変調器１７と、前記ハーフミラー１５によって分割されたレーザビーム１８を前記露光信号とは逆位相の信号にしたがって強度変調する第２の光変調器１９と、レーザビーム１８の偏光軸を９０度傾ける１／２波長板２０と、レーザビーム１６の光路を移動テーブル４側に変更する第２のミラー２１と、レーザビーム１８の光路を移動テーブル４側に変更する第３のミラー２２とからなる固定光学系が搭載される。
【００３０】
図３に、露光信号Ｓ１と逆位相の信号Ｓ２との関係を示す。露光信号Ｓ１は、光ディスク原盤１のフォトレジスト層にピットをカッティングするためのレーザビームを生成する信号であり、逆位相の信号Ｓ２は、ランド部におけるフォトレジスト層の露光強度を調整するためのレーザビームを生成する信号である。図３の例においては、露光信号Ｓ１が、１１Ｔの信号と３Ｔの信号との組合せによって構成されている。一方、逆位相の信号Ｓ２は、露光信号Ｓ１のオン期間でオフに反転し、露光信号Ｓ１のオフ期間でオンに反転するように極性が調整されると共に、露光信号Ｓ１のオン期間と逆位相の信号Ｓ２のオン期間とが時間的に重ならないように、逆位相の信号Ｓ２の立上がりのタイミングが露光信号Ｓ１の立ち下がりのタイミングよりも遅延され、かつ、逆位相の信号Ｓ２の立下がりのタイミングが露光信号Ｓ１の立ち上がりのタイミングよりも速められている。逆位相の信号Ｓ２の立上がり・立ち下がりのタイミングは、第２の光変調器１９に備えられた信号削り回路によって調整される。
【００３１】
なお、前記第２の光変調器１９にて強度変調されたレーザビーム１８のレーザ強度は、光ディスク原盤１に形成されたフォトレジスト層を現像したときにピットが形成されない程度の低レベルに調整される。レーザビーム１８のレーザ強度調整は、前記第２の光変調器１９にて行うこともできるし、前記第２の光変調器１９を通過したレーザビーム１８の照射経路に減衰フィルタや波長板などのアッテネータを配置することによっても行うことができる。
【００３２】
移動テーブル４上には、前記第２の光変調器１９によって強度変調されたレーザビーム１８を分割する第２のビーム分割手段２３と、当該第２のビーム分割手段２３によって分割されたレーザビーム２４，２５のビーム径を拡張するビームエキスパンダ２６と、レーザビーム２４，２５の光路を変更する第４のミラー２７と、レーザビーム１６とレーザビーム２４，２５とを合成する偏光ビームスプリッタ２８と、合成されたレーザビーム２９を２分割する第２のハーフミラー３０と、合成されたレーザビーム２９を光ディスク原盤１のフォトレジスト層に集光する対物レンズ３１と、合成されたレーザビーム２９を受光し、対物レンズ３１のデフォーカスを検出するフォーカス検出器３２とからなる移動光学系が搭載される。この移動テーブル４は、前記対物レンズ３１を前記光ディスク原盤１の半径方向に移送するように所定の範囲で往復駆動される。
【００３３】
前記第２のビーム分割手段２３としては、回折格子、ウェッジプリズム、又は複数のハーフミラーとミラーの組合せなどの光学部品のほか、図４に示すように、ドライバ回路４１の入力端に２周波の信号ｆ１，ｆ２が入力された音響光学偏向素子４２を用いることができる。このように、第２のビーム分割手段２３として、２周波の信号ｆ１，ｆ２を入力することにより入射レーザビームを２ビームに分割する音響光学偏向素子４２を備えると、回折格子やウェッジプリズムなどの光学部品を用いた場合とは異なり、入力信号ｆ１，ｆ２を変更することによって所定強度の分割レーザビームを任意に生成することができるので、ランド部における露光強度及び前記第２のビーム分割手段２３によって分割されたレーザビーム２４，２５の間隔を任意に調整することができ、ピット列に形成されるピットのピット長及びスペース長をより厳密に制御することができる。なお、前記第２のビーム分割手段２３として回折格子を用いる場合には、０次光の悪影響を回避するため、０次光の強度が±１次光の強度の１／５以下になる回折格子を用いることが特に好ましい。
【００３４】
ランド部の中心に第２のビーム分割手段２３によって分割されたレーザビーム２４，２５を照射し、ランド部におけるレーザビーム１６，２４，２５の露光量を均一化するため、図３にハッチングで示すように、前記第２のビーム分割手段２３によって分割されたレーザビーム２４，２５の光ディスク原盤１上における照射間隔ｄは、光ディスク原盤１にカッティングされるピット列のピッチｐと等しくなるように調整され、また、当該レーザビーム２４，２５の光ディスク原盤１上における照射位置は、前記ピット列の中心からそれぞれ等距離の位置に配置される。
【００３５】
以下、前記実施形態例に係る原盤露光装置を用いた光ディスク原盤の露光方法及びその効果を、図５及び図６を用いて説明する。図５は本発明に係る原盤露光方法を従来技術に係る原盤露光方法と比較して示す説明図、図６は本発明に係る原盤露光方法の効果を従来技術に係る原盤露光方法の効果と比較して示す表図である。
【００３６】
本発明に係る原盤露光方法は、前記ターンテーブル２に前記光ディスク原盤１を装着し、前記対物レンズ３１を当該光ディスク原盤１のカッティング開始位置に位置付ける。次いで、前記ターンテーブル２を起動して前記光ディスク原盤１を所要の回転駆動方式にて回転駆動すると共に前記レーザ光源１１、ノイズイータ１４、第１の光変調器１７及び第２の光変調器１９を起動し、レーザ光源１１から出射されたレーザビーム１２が安定した後、前記移動テーブル４を駆動して前記対物レンズ３１を前記光ディスク原盤１の半径方向に移送する。
【００３７】
ランド部にレーザビーム２４，２５を照射しない従来の技術においては、図５（ａ）〜（ｄ）に示すように、カッティングしようとするピット１０２の周囲のピット配列に応じてカッティングしようとするピット１０２の周辺部分におけるフォトレジスト層の露光強度の分布が変動するため、カッティングされたピット１０２のサイズ及び形状の変動が大きくなる。
【００３８】
即ち、図５（ａ）に示すように、記録トラック１１１にピット１０２をカッティングしようとする場合において、記録トラック１１１に隣接する先行トラック１１２に形成されるピット１０２ａ及び後行トラック１１３に形成されるピット１０２ｂが光ディスク原盤１の半径方向に関してピット１０２の形成位置と重なり合わず、かつ、記録トラック１１１上でピット１０２の前後に形成されるピット１０２ｃ，１０２ｄとピット１０２との間に大きなスペースが形成される場合には、各ピットの露光に伴って発生する低露光部１０３が互いに重なり合わないために低露光部１０３のかぶりが発生せず、ピット１０２が意図したサイズ及び形状に形成されやすい。
【００３９】
ところが、図５（ｂ）に示すように、後行トラック１１３に形成されるピット１０２ｂが光ディスク原盤１の半径方向に関してピット１０２の形成位置と重なり合うと、ピット１０２ｂの周囲に発生する低露光部１０３とピット１０２の周囲に発生する低露光部１０３とが互いに重なり合って低露光部１０３のかぶりが発生するため、ピット１０２のピット幅が大きくなりやすい。
【００４０】
また、図５（ｃ）に示すように、後行トラック１１３に形成されるピット１０２ｂが光ディスク原盤１の半径方向に関してピット１０２の形成位置と重なり合い、かつ、ピット１０２と記録トラック１１１上で当該ピット１０２の前後に形成されるピット１０２ｃ，１０２ｄとの間のスペース長が小さい場合には、ピット１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄの周囲に発生する低露光部１０３とピット１０２の周囲に発生する低露光部１０３とがそれぞれ互いに重なり合って低露光部１０３のかぶりが発生するため、ピット１０２のピット長及びピット幅がさらに大きくなりやすい。
【００４１】
さらに、図５（ｄ）に示すように、先行トラック１１２に形成されるピット１０２ａ及び後行トラック１１３に形成されるピット１０２ｂが光ディスク原盤１の半径方向に関してピット１０２の形成位置と重なり合い、かつ、ピット１０２と記録トラック１１１上で当該ピット１０２の前後に形成されるピット１０２ｃ，１０２ｄとの間のスペース長が小さい場合には、ピット１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄの周囲に発生する低露光部１０３とピット１０２の周囲に発生する低露光部１０３とがそれぞれ互いに重なり合って低露光部１０３のかぶりが発生するため、ピット１０２のピット長及びピット幅がより一層大きくなりやすい。
【００４２】
これに対して、本発明に係る原盤露光方法は、ランド部にレーザビーム２４，２５を照射するので、図５（ｅ）〜（ｈ）に示すように、カッティングしようとするピット１０２の周囲のピット配列に関わりなく、カッティングしようとするピット１０２の周辺部分におけるフォトレジスト層の露光強度の分布を均一化することができ、カッティングしようとするピット１０２のサイズ及び形状の変動を抑制することができる。
【００４３】
即ち、図５（ｅ）に示すように、先行トラック１１２にピット１０２ａを形成する際においては、先行トラック１１２と記録トラック１１１との間のランド部には、光ディスク原盤１の半径方向に関してピット１０２ａの形成位置と重なり合わない位置にレーザビーム２４，２５が照射され、補正露光部１０４ａが形成される。また、記録トラック１１１にピット１０２を形成する際においては、先行トラック１１２と記録トラック１１１との間のランド部及び後行トラック１１３と記録トラック１１１との間のランド部には、光ディスク原盤１の半径方向に関してピット１０２の形成位置と重なり合わない位置にレーザビーム２４，２５が照射され、補正露光部１０４ｂが形成される。さらに、後行トラック１１３にピット１０２ｂを形成する際においては、後行トラック１１３と記録トラック１１１との間のランド部には、光ディスク原盤１の半径方向に関してピット１０２ｂの形成位置と重なり合わない位置にレーザビーム２４，２５が照射され、補正露光部１０４ｃが形成される。このとき、各ピットの露光に伴って発生する低露光部１０３は互いに重なり合わず、低露光部１０３のかぶりは発生しない。したがって、ピット１０２の周辺部分におけるフォトレジスト層の露光強度の分布が均一化されるので、レーザビーム１６，２４，２５のレーザ強度を適宜調整することによって、ピット１０２を意図したサイズ及び形状に形成しやすくなる。
【００４４】
また、図５（ｆ）に示すように、後行トラック１１３に形成されるピット１０２ｂが光ディスク原盤１の半径方向に関してピット１０２の形成位置と重なり合う場合には、ピット１０２ｂとピット１０２の間のランド部には補正露光部１０４ｂが形成されないが、ピット１０２ｂの周囲に発生する低露光部１０３とピット１０２の周囲に発生する低露光部１０３とが互いに重なり合って低露光部１０３のかぶりが発生するため、やはりピット１０２の周辺部分におけるフォトレジスト層の露光強度の分布が均一化される。したがって、この場合にも、レーザビーム１６，２４，２５のレーザ強度を適宜調整することによって、ピット１０２を意図したサイズ及び形状に形成しやすくなる。
【００４５】
さらに、図５（ｇ）に示すように、後行トラック１１３に形成されるピット１０２ｂが光ディスク原盤１の半径方向に関してピット１０２の形成位置と重なり合い、かつ、ピット１０２と記録トラック１１１上で当該ピット１０２の前後に形成されるピット１０２ｃ，１０２ｄとの間のスペース長が小さい場合には、ピット１０２ｂとピット１０２の間のランド部、ピット１０２ａとピット１０２ｃの間のランド部及びピット１０２ａとピット１０２ｄの間のランド部には補正露光部１０４ｂが形成されないが、ピット１０２ｂの周囲に発生する低露光部１０３とピット１０２の周囲に発生する低露光部１０３、ピット１０２ｃの周囲に発生する低露光部１０３とピット１０２の周囲に発生する低露光部１０３及びピット１０２ｄの周囲に発生する低露光部１０３とピット１０２の周囲に発生する低露光部１０３とが互いに重なり合って低露光部１０３のかぶりが発生するため、やはりピット１０２の周辺部分におけるフォトレジスト層の露光強度の分布が均一化される。したがって、この場合にも、レーザビーム１６，２４，２５のレーザ強度を適宜調整することによって、ピット１０２を意図したサイズ及び形状に形成しやすくなる。
【００４６】
加えて、図５（ｈ）に示すように、先行トラック１１２に形成されるピット１０２ａ及び後行トラック１１３に形成されるピット１０２ｂが光ディスク原盤１の半径方向に関してピット１０２の形成位置と重なり合い、かつ、ピット１０２と記録トラック１１１上で当該ピット１０２の前後に形成されるピット１０２ｃ，１０２ｄとの間のスペース長が小さい場合には、ピット１０２の周囲に補正露光部１０４ａ，１０４ｂがまったく形成されないが、ピット１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄの周囲に発生する低露光部１０３とピット１０２の周囲に発生する低露光部１０３とがそれぞれ互いに重なり合って低露光部１０３のかぶりが発生するため、やはりピット１０２の周辺部分におけるフォトレジスト層の露光強度の分布が均一化される。したがって、この場合にも、レーザビーム１６，２４，２５のレーザ強度を適宜調整することによって、ピット１０２を意図したサイズ及び形状に形成しやすくなる。
【００４７】
図６（ａ）に示すように、従来技術に係る原盤露光方法を適用して光ディスク原盤にトラックピッチが０．３２μｍで、ピットピッチが６０ｎｍで３Ｔに相当するピットを露光した場合においては、光ディスク基板に形成されるピットのピット長が２．６Ｔ〜３．５Ｔの範囲でばらつくのに対して、図６（ｂ）に示すように、本発明に係る原盤露光方法を適用して前記と同様のピットを露光した場合においては、光ディスク基板に形成されるピットのピット長のばらつきが２．８Ｔ〜３．３Ｔの範囲に縮小され、ジッターの軽減に効果があることがわかった。また、図６（ａ）に示すように、従来技術に係る原盤露光方法を適用して光ディスク原盤にトラックピッチが０．３２μｍで、ピットピッチが６０ｎｍで３Ｔに相当するピットを露光した場合においては、光ディスク基板に形成されるピットのピット幅が１１５ｎｍ〜１４７ｎｍの範囲でばらつくのに対して、図６（ｂ）に示すように、本発明に係る原盤露光方法を適用して前記と同様のピットを露光した場合においては、光ディスク基板に形成されるピットのピット幅のばらつきが１４３ｎｍ〜１４８ｎｍの範囲に縮小され、記録密度の向上に効果があることがわかった。
【００４８】
なお、前記実施形態例においては、３Ｔ信号に対応するピットを露光する場合を例にとって説明したが、他の信号に対応するピットを形成する場合についても同様の効果があることは勿論である。例えば、１１Ｔ信号に対応するピットなどの長いピットを露光する場合において、当該ピットの前端部及び／又は後端部と隣接トラックのピットとが光ディスク原盤の半径方向に関して重なり合うと、従来技術に係る原盤露光方法を適用した場合には、図７に示すように、記録しようとするピットの前端部と後端部とが鉄アレイ状に膨らみ、前端部及び後端部におけるピット幅が中央部におけるピット幅よりも約４％も大きくなる。これに対して、本発明に係る原盤露光方法を適用した場合には、ピットの中央部におけるピット幅に対する前端部及び後端部におけるピット幅の増加を約２％に低減することができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、レーザ光源より出射されたレーザビームを第１のビーム分割手段で分割して、それぞれ光ディスク原盤にカッティングしようとするピット列の露光信号及びそれと逆位相の信号にしたがって強度変調し、かつ、逆位相の信号にしたがって強度変調されたレーザビームを第２のビーム分割手段によってさらに分割して、ピット列の露光信号にしたがって強度変調されたレーザビームの内周側及び外周側に照射するので、カッティングしようとするピットの周囲における他のピットの配列状態に応じてランド部に対するレーザビームのかぶりを均一化することができ、トラックピッチを狭小化してもピットサイズ及びピット形状の変動を抑制することができて、高記録密度光ディスクのジッター及びクロストークを低減することができる。また、ＣＬＶ方式の原盤を露光する場合にも、１周後に露光される隣接トラックの露光信号を正確に予測する必要がないので、複雑な信号補正回路を必要とせず、原盤露光装置の構成を簡略化できると共に、正確なピット列のカッティングが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例に係る原盤露光装置の平面図である。
【図２】実施形態例に係る原盤露光装置の要部側面図である。
【図３】実施形態例に係る原盤露光装置に備えられる光変調器の機能と光ディスク原盤の露光状態とを示す説明図である。
【図４】実施形態例に係る原盤露光装置に備えられる第２のビーム分割手段の構成を示す図である。
【図５】本発明に係る原盤露光方法を従来技術に係る原盤露光方法と比較して示す説明図である。
【図６】本発明に係る原盤露光方法の効果を従来技術に係る原盤露光方法の効果と比較して示す表図である。
【図７】長いピットの変形状態を示す光ディスクの要部平面図である。
【図８】低露光部の発生原理を示す説明図である。
【図９】かぶりの発生原理を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 光ディスク原盤
２ ターンテーブル
３ 固定テーブル
４ 移動テーブル
１１ レーザ光源
１５ 第１のハーフミラー（第１のビーム分割手段）
１７ 第１の光変調器
１９ 第２の光変調器
２３ 第２のビーム分割手段
２８ 偏光ビームスプリッタ
３１ 対物レンズ
１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ ピット
１０３ 低露光部
１０４ａ，１０４ｂ 補正露光部
【発明の属する技術分野】
本発明は、原盤露光装置及び原盤露光方法に係り、特に、トラックピッチの狭小化による光情報記録媒体の高密度記録を実現する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光情報記録媒体の技術分野においては、記録密度の向上がますます重要な技術的課題になっており、従来より、情報トラックに沿った線記録密度の改善とトラックピッチの狭小化による面記録密度の改善の両面から、かかる技術的課題の解決が図られている。
【０００３】
ところで、光ディスク基板の元になる光ディスク原盤のカッティングは、レーザ光源より出射された一定強度のレーザビームを光変調器にてパルス状に強度変調し、このパルス状に強度変調されたレーザビームを対物レンズにて光ディスク原盤のフォトレジスト層に集光することにより行われるが、図８に示すように、フォトレジスト層に照射されるレーザスポット１０１内のレーザの強度分布は、レーザスポット１０１の中心部が最も高強度で周辺部分に至るに従って漸次低強度となるガウシアン分布になっており、かつ、フォトレジスト層の感度は、レーザスポット１０１内のレーザ強度の最高値と最低値との間の所定の値Ｌに設定されているので、カッティングされたピット１０２の周辺には、フォトレジスト層の感度Ｌ以下のレーザビームで露光された低露光部１０３を生じる。そして、線記録密度を改善するために変調信号のパルス幅を狭小化してゆくと、図９に示すように、変調信号のパルス幅がフォトレジスト層上に集光されるレーザスポット１０１の直径よりも小さくなった段階で、隣接するピット１０２の間のスペース部分において、各ピット１０２の周辺部分に生じた低露光部１０３が互いに重なり合い、いわゆる「かぶり」という現象を生じる。フォトレジストの露光強度は、フォトレジスト層上に照射されるレーザビームの強度とレーザスポットの照射時間との積算値であるから、低露光部１０３のかぶりを生じると、ピット形成部分のフォトレジスト層の露光強度とスペース形成部分のフォトレジスト層の露光強度を厳密にコントロールすることが困難になり、ピット長の大型化及びスペース長の小型化を生じてピットエッジ位置がトラック方向へシフトし、再生信号のジッターが大きくなる。
【０００４】
トラックピッチの狭小化による面記録密度の改善を図る場合も同様であって、トラックピッチがフォトレジスト層上に集光されるレーザスポット１０１の直径よりも小さくなると、フォトレジスト層上に形成すべきランド部分に隣接トラックのピットをカッティングするためのレーザスポットが互いに重なり合って低露光部１０３のかぶりを生じ、ピット形成部分のフォトレジスト層の露光強度とランド形成部分のフォトレジスト層の露光強度を厳密にコントロールすることが困難になり、ピット幅の大型化及びランド幅の小型化を生じて、隣接トラック間で信号のクロストークを生じやすくなる。
【０００５】
かかる不都合を解消するため、本願出願人は先に、原盤又は光情報記録媒体を回転駆動するディスク回転部と、前記原盤又は光情報記録媒体の情報記録面と対向に配置され、補正信号にてパルス状に強度変調されたエネルギービーム（レーザビーム）を前記情報記録面に照射する光学ヘッドと、当該光学ヘッドを前記原盤又は光情報記録媒体の半径方向に移送するキャリッジと、情報信号を出力するフォーマッタと、カッティングクロックの発生部と、前記フォーマッタから供給された情報信号より補正信号を生成して前記光学ヘッドに供給する信号補正部とを備えた光情報記録装置において、先行する隣接トラックに記録する情報信号と記録しようとするトラックに記録する情報信号と後行する隣接トラックに記録する情報信号を第１乃至第３のメモリに分けて記憶し、記録しようとするトラックへの情報記録に際して、論理回路により各メモリに記憶された情報信号の論理積をとり、先行する隣接トラックに記録する情報信号及び／又は後行する隣接トラックに記録する情報信号とオーバーラップする情報信号についてそのレベル及び／又はパルス長を信号補正回路にて補正することを特徴とする光情報記録装置を提案した（特開２００１−１４８１３９参照）。
【０００６】
このように、先行する隣接トラックに記録する情報信号と記録しようとするトラックに記録する情報信号と後行する隣接トラックに記録する情報信号を第１乃至第３のメモリに取り込んで論理回路により各メモリに記憶された情報信号の論理積をとると、原盤又は光情報記録媒体の半径方向に関する各トラックに記録される情報信号のオーバーラップ状態を検出することができるので、信号補正回路にてオーバーラップする情報信号のレベル及び／又はパルス長を補正することによって、情報信号のオーバーラップ状態（レーザビームのかぶりの状態）に関わりなく、同一の情報信号に対応するマーク（ピット）を原盤又は光情報記録媒体に記録することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、本願出願人が先に提案した光情報記録装置は、フォーマッタに蓄えられた情報信号を、各情報信号ごとに、前後の隣接トラックに記録される情報信号を参照して補正するので、複雑な構成の信号補正回路が必要になるという問題がある。特に、ＤＶＤ−ＲＯＭ等に採用されているＣＬＶフォーマットの光ディスク原盤をカッティングする装置においては、原盤又は光情報記録媒体の１回転当たりのチャンネルビット数が各トラックごとに変化するため、さらに複雑な構成の信号補正回路が必要になる。また、ＣＬＶフォーマットの光ディスク原盤をカッティングする装置においては、本装置に備えられるＣＬＶ回路の誤差により１周後に露光する隣接トラックの情報信号を正確に予測することは困難であり、したがって隣接トラック間で信号のクロストークを生じない光ディスク原盤をカッティングすることは事実上困難である。
【０００８】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであって、その目的は、高記録密度にして再生信号のジッター及びクロストークを抑制することができ、かつＣＬＶフォーマットの光ディスク原盤のカッティングにも容易に対応することが可能な原盤露光装置及び原盤露光方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の目的を達成するため、原盤露光装置に関しては、レーザ光源と、当該レーザ光源より出射されたレーザビームを光ディスク原盤に集光する対物レンズとを備えた原盤露光装置において、前記レーザ光源より出射されたレーザビームを分割する第１のビーム分割手段と、当該第１のビーム分割手段によって分割されたレーザビームの一方を前記光ディスク原盤にカッティングしようとするピット列の露光信号にしたがって強度変調する第１の光変調器と、前記第１のビーム分割手段によって分割されたレーザビームの他方を前記露光信号とは逆位相の信号にしたがって強度変調する第２の光変調器と、当該第２の光変調器によって強度変調されたレーザビームを分割し、分割された２つのレーザビームを前記第１の光変調器によって強度変調されたレーザビームの照射部分の内周側及び外周側に照射する第２のビーム分割手段とを備えるという構成にした。
【００１０】
このように、レーザ光源より出射されたレーザビームを第１のビーム分割手段で分割して、それぞれ光ディスク原盤にカッティングしようとするピット列の露光信号及びそれと逆位相の信号にしたがって強度変調し、かつ、逆位相の信号にしたがって強度変調されたレーザビームを第２のビーム分割手段によってさらに分割して、ピット列の露光信号にしたがって強度変調されたレーザビームの内周側及び外周側に照射すると、カッティングしようとするピットの周囲における他のピットの配列状態に応じてランド部に対するレーザビームのかぶりを均一化することができるので、トラックピッチを狭小化してもピットサイズ及びピット形状の変動を抑制することができ、高記録密度光ディスクのジッター及びクロストークを低減することができる。また、ＣＬＶ方式の原盤露光装置についても、１周後に露光される隣接トラックの露光信号を正確に予測する必要がないので、複雑な信号補正回路を必要とせず、原盤露光装置の構成を簡略化できると共に、正確なピット列のカッティングが可能になる。
【００１１】
また、本発明は、前記第２の光変調器に信号削り回路を備え、当該第２の光変調器にて強度変調されたレーザビームのオン期間と前記第１の光変調器にて強度変調されたレーザビームのオン期間とが時間的に重ならないようにするという構成にした。
【００１２】
このように、第２の光変調器にて強度変調されたレーザビームのオン期間と第１の光変調器にて強度変調されたレーザビームのオン期間とが時間的に重ならないようにすると、隣接するトラック間で光ディスク原盤の半径方向にピットが揃う領域においてランド部にレーザビームが照射されないので、ランド部におけるレーザビームの過露光を防止することができ、トラックピッチを狭小化してもピットサイズ及びピット形状の変動を抑制することができて、高記録密度光ディスクのジッター及びクロストークを低減することができる。
【００１３】
また、本発明は、前記第２の光変調器にて強度変調されたレーザビームの照射経路にアッテネータを備え、前記第２の光変調器にて強度変調されたレーザビームのオン期間におけるレーザ強度を前記光ディスク原盤に設けられたフォトレジスト層の感度以下に調整するという構成にした。
【００１４】
このように、第２の光変調器にて強度変調されたレーザビームのオン期間におけるレーザ強度を前記光ディスク原盤に設けられたフォトレジスト層の感度以下に調整すると、ランド部におけるレーザビームの過露光を防止することができるので、トラックピッチを狭小化してもピットサイズ及びピット形状の変動を抑制することができ、高記録密度光ディスクのジッター及びクロストークを低減することができる。
【００１５】
また、本発明は、前記第１及び第２の光変調器にて強度変調されたレーザビームの照射経路に偏光ビームスプリッタを備えると共に、前記第２の光変調器にて強度変調されたレーザビームの照射経路に当該レーザビームの偏光軸を９０度傾ける１／２波長板を備え、前記偏光ビームスプリッタにて前記第１の光変調器にて強度変調されたレーザビームと前記第２の光変調器にて強度変調されたレーザビームとを合成するという構成にした。
【００１６】
このように、レーザビームの照射経路に偏光ビームスプリッタと１／２波長板とを備え、第１の光変調器にて強度変調されたレーザビームと第２の光変調器にて強度変調されたレーザビームとを合成すると、簡単な構成で３ビームを合成することができるので、原盤露光装置の構成の簡略化を図ることができる。
【００１７】
また、本発明は、前記第２のビーム分割手段として、０次光及び±１次光を発生し、かつ、前記０次光の強度を前記±１次光の強度の１／５以下にする回折格子を備えるという構成にした。
【００１８】
このように、第２のビーム分割手段として回折格子を備えると、簡単な構成でレーザビームを分割することができるので、原盤露光装置の構成の簡略化を図ることができる。また、当該回折格子として０次光の強度が±１次光の強度の１／５以下になるものを備えると、０次光の悪影響を回避することができるので、ピットサイズ及びピット形状の変動を抑制することができ、高記録密度光ディスクのジッター及びクロストークを低減することができる。
【００１９】
また、本発明は、前記第２のビーム分割手段として、２周波の信号を入力することにより入射レーザビームを２ビームに分割する音響光学偏向素子を備えるという構成にした。
【００２０】
このように、第２のビーム分割手段として２周波の信号を入力することにより入射レーザビームを２ビームに分割する音響光学偏向素子を備えると、入力信号を変更することによって所定強度の分割レーザビームを任意に生成することができるので、ランド部における露光強度を任意に調整することができ、ピットサイズ及びピット形状の変動をより厳密に抑制することができて、高記録密度光ディスクのジッター及びクロストークをより一層低減することができる。
【００２１】
また、本発明は、前記第２のビーム分割手段によって分割されたレーザビームの前記光ディスク原盤上における照射間隔を前記光ディスク原盤にカッティングされるピット列のピッチと等しくし、かつ、当該第２のビーム分割手段によって分割された各レーザビームの照射位置を前記ピット列の中心から等距離の位置に配置するという構成にした。
【００２２】
このように、第２のビーム分割手段によって分割されたレーザビームの光ディスク原盤上における照射間隔を光ディスク原盤にカッティングされるピット列のピッチと等しくし、かつ、当該第２のビーム分割手段によって分割された各レーザビームの照射位置をピット列の中心から等距離の位置に配置すると、ランド部の中心に第２のビーム分割手段によって分割されたレーザビームを照射することができるので、ランド部におけるレーザビームの露光量を均一化することができ、ピットサイズ及びピット形状の変動を抑制することができて、高記録密度光ディスクのジッター及びクロストークを低減することができる。
【００２３】
一方、本発明は、前記の目的を達成するため、原盤露光方法に関しては、レーザ光源と当該レーザ光源より出射されたレーザビームを光ディスク原盤に集光する対物レンズとを備えた原盤露光装置を用い、前記光ディスク原盤に一定ピッチのピット列をカッティングする原盤露光方法において、前記レーザ光源より出射されたレーザビームを分割し、当該分割されたレーザビームの一方を前記光ディスク原盤にカッティングしようとするピット列の露光信号にしたがって強度変調すると共に前記分割されたレーザビームの他方を前記露光信号とは逆位相の信号にしたがって強度変調し、当該逆位相の信号にしたがって強度変調されたレーザビームを前記ピット列の露光信号にしたがって強度変調されたレーザビームの照射部分の内周側及び外周側に照射し、カッティングしようとするピットの周囲における前記レーザビームのかぶりの強度を均一化するという構成にした。
【００２４】
このように、レーザ光源より出射されたレーザビームを分割して、分割された各レーザビームをそれぞれ光ディスク原盤にカッティングしようとするピット列の露光信号及びそれと逆位相の信号にしたがって強度変調し、かつ、逆位相の信号にしたがって強度変調されたレーザビームをピット列の露光信号にしたがって強度変調されたレーザビームの内周側及び外周側に照射すると、カッティングしようとするピットの周囲における他のピットの配列状態に応じてランド部に対するレーザビームのかぶりを均一化することができるので、トラックピッチを狭小化してもピットサイズ及びピット形状の変動を抑制することができ、高記録密度光ディスクのジッター及びクロストークを低減することができる。また、ＣＬＶ方式の原盤を露光する際にも、１周後に露光される隣接トラックの露光信号を正確に予測する必要がないので、複雑な信号補正回路を必要とせず、原盤露光装置の構成を簡略化できると共に、正確なピット列のカッティングが可能になる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
まず、本発明に係る原盤露光装置の一例を図１乃至図４に基づいて説明する。図１は実施形態例に係る原盤露光装置の平面図、図２は実施形態例に係る原盤露光装置の要部側面図、図３は実施形態例に係る原盤露光装置に備えられる光変調器の機能と光ディスク原盤の露光状態とを示す説明図、図４は実施形態例に係る原盤露光装置に備えられる第２のビーム分割手段の構成を示す図である。
【００２６】
これらの図に示すように、本例の原盤露光装置は、光ディスク原盤１と、当該光ディスク原盤１を回転駆動するターンテーブル２と、所定の位置に固定された固定テーブル３と、前記ターンテーブル２と前記固定テーブル３との間に配置された移動テーブル４とから主に構成されている。
【００２７】
光ディスク原盤１は、例えばガラス板などをもって形成された平滑なディスク状基板の表面に、均一厚さのフォトレジスト層を形成してなる。
【００２８】
ターンテーブル２は、前記光ディスク原盤１を着脱可能に装着し、装着された光ディスク原盤１を所要の回転駆動方式で回転駆動する。光ディスク原盤１の回転駆動方式には、ＣＡＶ方式、ＺＣＬＶ方式又はＣＬＶ方式があり、製造しようとする光ディスクの回転駆動方式に応じて選択される。
【００２９】
固定テーブル３上には、レーザ光源１１と、レーザ光源１１から出射されたレーザビーム１２の光路を変更する第１のミラー１３と、レーザビーム１２中に含まれるノイズを除去するノイズイータ１４と、レーザビーム１２を２分割する第１のハーフミラー（第１のビーム分割手段）１５と、ハーフミラー１５によって分割されたレーザビーム１６を光ディスク原盤１にカッティングしようとするピット列の露光信号にしたがって強度変調する第１の光変調器１７と、前記ハーフミラー１５によって分割されたレーザビーム１８を前記露光信号とは逆位相の信号にしたがって強度変調する第２の光変調器１９と、レーザビーム１８の偏光軸を９０度傾ける１／２波長板２０と、レーザビーム１６の光路を移動テーブル４側に変更する第２のミラー２１と、レーザビーム１８の光路を移動テーブル４側に変更する第３のミラー２２とからなる固定光学系が搭載される。
【００３０】
図３に、露光信号Ｓ１と逆位相の信号Ｓ２との関係を示す。露光信号Ｓ１は、光ディスク原盤１のフォトレジスト層にピットをカッティングするためのレーザビームを生成する信号であり、逆位相の信号Ｓ２は、ランド部におけるフォトレジスト層の露光強度を調整するためのレーザビームを生成する信号である。図３の例においては、露光信号Ｓ１が、１１Ｔの信号と３Ｔの信号との組合せによって構成されている。一方、逆位相の信号Ｓ２は、露光信号Ｓ１のオン期間でオフに反転し、露光信号Ｓ１のオフ期間でオンに反転するように極性が調整されると共に、露光信号Ｓ１のオン期間と逆位相の信号Ｓ２のオン期間とが時間的に重ならないように、逆位相の信号Ｓ２の立上がりのタイミングが露光信号Ｓ１の立ち下がりのタイミングよりも遅延され、かつ、逆位相の信号Ｓ２の立下がりのタイミングが露光信号Ｓ１の立ち上がりのタイミングよりも速められている。逆位相の信号Ｓ２の立上がり・立ち下がりのタイミングは、第２の光変調器１９に備えられた信号削り回路によって調整される。
【００３１】
なお、前記第２の光変調器１９にて強度変調されたレーザビーム１８のレーザ強度は、光ディスク原盤１に形成されたフォトレジスト層を現像したときにピットが形成されない程度の低レベルに調整される。レーザビーム１８のレーザ強度調整は、前記第２の光変調器１９にて行うこともできるし、前記第２の光変調器１９を通過したレーザビーム１８の照射経路に減衰フィルタや波長板などのアッテネータを配置することによっても行うことができる。
【００３２】
移動テーブル４上には、前記第２の光変調器１９によって強度変調されたレーザビーム１８を分割する第２のビーム分割手段２３と、当該第２のビーム分割手段２３によって分割されたレーザビーム２４，２５のビーム径を拡張するビームエキスパンダ２６と、レーザビーム２４，２５の光路を変更する第４のミラー２７と、レーザビーム１６とレーザビーム２４，２５とを合成する偏光ビームスプリッタ２８と、合成されたレーザビーム２９を２分割する第２のハーフミラー３０と、合成されたレーザビーム２９を光ディスク原盤１のフォトレジスト層に集光する対物レンズ３１と、合成されたレーザビーム２９を受光し、対物レンズ３１のデフォーカスを検出するフォーカス検出器３２とからなる移動光学系が搭載される。この移動テーブル４は、前記対物レンズ３１を前記光ディスク原盤１の半径方向に移送するように所定の範囲で往復駆動される。
【００３３】
前記第２のビーム分割手段２３としては、回折格子、ウェッジプリズム、又は複数のハーフミラーとミラーの組合せなどの光学部品のほか、図４に示すように、ドライバ回路４１の入力端に２周波の信号ｆ１，ｆ２が入力された音響光学偏向素子４２を用いることができる。このように、第２のビーム分割手段２３として、２周波の信号ｆ１，ｆ２を入力することにより入射レーザビームを２ビームに分割する音響光学偏向素子４２を備えると、回折格子やウェッジプリズムなどの光学部品を用いた場合とは異なり、入力信号ｆ１，ｆ２を変更することによって所定強度の分割レーザビームを任意に生成することができるので、ランド部における露光強度及び前記第２のビーム分割手段２３によって分割されたレーザビーム２４，２５の間隔を任意に調整することができ、ピット列に形成されるピットのピット長及びスペース長をより厳密に制御することができる。なお、前記第２のビーム分割手段２３として回折格子を用いる場合には、０次光の悪影響を回避するため、０次光の強度が±１次光の強度の１／５以下になる回折格子を用いることが特に好ましい。
【００３４】
ランド部の中心に第２のビーム分割手段２３によって分割されたレーザビーム２４，２５を照射し、ランド部におけるレーザビーム１６，２４，２５の露光量を均一化するため、図３にハッチングで示すように、前記第２のビーム分割手段２３によって分割されたレーザビーム２４，２５の光ディスク原盤１上における照射間隔ｄは、光ディスク原盤１にカッティングされるピット列のピッチｐと等しくなるように調整され、また、当該レーザビーム２４，２５の光ディスク原盤１上における照射位置は、前記ピット列の中心からそれぞれ等距離の位置に配置される。
【００３５】
以下、前記実施形態例に係る原盤露光装置を用いた光ディスク原盤の露光方法及びその効果を、図５及び図６を用いて説明する。図５は本発明に係る原盤露光方法を従来技術に係る原盤露光方法と比較して示す説明図、図６は本発明に係る原盤露光方法の効果を従来技術に係る原盤露光方法の効果と比較して示す表図である。
【００３６】
本発明に係る原盤露光方法は、前記ターンテーブル２に前記光ディスク原盤１を装着し、前記対物レンズ３１を当該光ディスク原盤１のカッティング開始位置に位置付ける。次いで、前記ターンテーブル２を起動して前記光ディスク原盤１を所要の回転駆動方式にて回転駆動すると共に前記レーザ光源１１、ノイズイータ１４、第１の光変調器１７及び第２の光変調器１９を起動し、レーザ光源１１から出射されたレーザビーム１２が安定した後、前記移動テーブル４を駆動して前記対物レンズ３１を前記光ディスク原盤１の半径方向に移送する。
【００３７】
ランド部にレーザビーム２４，２５を照射しない従来の技術においては、図５（ａ）〜（ｄ）に示すように、カッティングしようとするピット１０２の周囲のピット配列に応じてカッティングしようとするピット１０２の周辺部分におけるフォトレジスト層の露光強度の分布が変動するため、カッティングされたピット１０２のサイズ及び形状の変動が大きくなる。
【００３８】
即ち、図５（ａ）に示すように、記録トラック１１１にピット１０２をカッティングしようとする場合において、記録トラック１１１に隣接する先行トラック１１２に形成されるピット１０２ａ及び後行トラック１１３に形成されるピット１０２ｂが光ディスク原盤１の半径方向に関してピット１０２の形成位置と重なり合わず、かつ、記録トラック１１１上でピット１０２の前後に形成されるピット１０２ｃ，１０２ｄとピット１０２との間に大きなスペースが形成される場合には、各ピットの露光に伴って発生する低露光部１０３が互いに重なり合わないために低露光部１０３のかぶりが発生せず、ピット１０２が意図したサイズ及び形状に形成されやすい。
【００３９】
ところが、図５（ｂ）に示すように、後行トラック１１３に形成されるピット１０２ｂが光ディスク原盤１の半径方向に関してピット１０２の形成位置と重なり合うと、ピット１０２ｂの周囲に発生する低露光部１０３とピット１０２の周囲に発生する低露光部１０３とが互いに重なり合って低露光部１０３のかぶりが発生するため、ピット１０２のピット幅が大きくなりやすい。
【００４０】
また、図５（ｃ）に示すように、後行トラック１１３に形成されるピット１０２ｂが光ディスク原盤１の半径方向に関してピット１０２の形成位置と重なり合い、かつ、ピット１０２と記録トラック１１１上で当該ピット１０２の前後に形成されるピット１０２ｃ，１０２ｄとの間のスペース長が小さい場合には、ピット１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄの周囲に発生する低露光部１０３とピット１０２の周囲に発生する低露光部１０３とがそれぞれ互いに重なり合って低露光部１０３のかぶりが発生するため、ピット１０２のピット長及びピット幅がさらに大きくなりやすい。
【００４１】
さらに、図５（ｄ）に示すように、先行トラック１１２に形成されるピット１０２ａ及び後行トラック１１３に形成されるピット１０２ｂが光ディスク原盤１の半径方向に関してピット１０２の形成位置と重なり合い、かつ、ピット１０２と記録トラック１１１上で当該ピット１０２の前後に形成されるピット１０２ｃ，１０２ｄとの間のスペース長が小さい場合には、ピット１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄの周囲に発生する低露光部１０３とピット１０２の周囲に発生する低露光部１０３とがそれぞれ互いに重なり合って低露光部１０３のかぶりが発生するため、ピット１０２のピット長及びピット幅がより一層大きくなりやすい。
【００４２】
これに対して、本発明に係る原盤露光方法は、ランド部にレーザビーム２４，２５を照射するので、図５（ｅ）〜（ｈ）に示すように、カッティングしようとするピット１０２の周囲のピット配列に関わりなく、カッティングしようとするピット１０２の周辺部分におけるフォトレジスト層の露光強度の分布を均一化することができ、カッティングしようとするピット１０２のサイズ及び形状の変動を抑制することができる。
【００４３】
即ち、図５（ｅ）に示すように、先行トラック１１２にピット１０２ａを形成する際においては、先行トラック１１２と記録トラック１１１との間のランド部には、光ディスク原盤１の半径方向に関してピット１０２ａの形成位置と重なり合わない位置にレーザビーム２４，２５が照射され、補正露光部１０４ａが形成される。また、記録トラック１１１にピット１０２を形成する際においては、先行トラック１１２と記録トラック１１１との間のランド部及び後行トラック１１３と記録トラック１１１との間のランド部には、光ディスク原盤１の半径方向に関してピット１０２の形成位置と重なり合わない位置にレーザビーム２４，２５が照射され、補正露光部１０４ｂが形成される。さらに、後行トラック１１３にピット１０２ｂを形成する際においては、後行トラック１１３と記録トラック１１１との間のランド部には、光ディスク原盤１の半径方向に関してピット１０２ｂの形成位置と重なり合わない位置にレーザビーム２４，２５が照射され、補正露光部１０４ｃが形成される。このとき、各ピットの露光に伴って発生する低露光部１０３は互いに重なり合わず、低露光部１０３のかぶりは発生しない。したがって、ピット１０２の周辺部分におけるフォトレジスト層の露光強度の分布が均一化されるので、レーザビーム１６，２４，２５のレーザ強度を適宜調整することによって、ピット１０２を意図したサイズ及び形状に形成しやすくなる。
【００４４】
また、図５（ｆ）に示すように、後行トラック１１３に形成されるピット１０２ｂが光ディスク原盤１の半径方向に関してピット１０２の形成位置と重なり合う場合には、ピット１０２ｂとピット１０２の間のランド部には補正露光部１０４ｂが形成されないが、ピット１０２ｂの周囲に発生する低露光部１０３とピット１０２の周囲に発生する低露光部１０３とが互いに重なり合って低露光部１０３のかぶりが発生するため、やはりピット１０２の周辺部分におけるフォトレジスト層の露光強度の分布が均一化される。したがって、この場合にも、レーザビーム１６，２４，２５のレーザ強度を適宜調整することによって、ピット１０２を意図したサイズ及び形状に形成しやすくなる。
【００４５】
さらに、図５（ｇ）に示すように、後行トラック１１３に形成されるピット１０２ｂが光ディスク原盤１の半径方向に関してピット１０２の形成位置と重なり合い、かつ、ピット１０２と記録トラック１１１上で当該ピット１０２の前後に形成されるピット１０２ｃ，１０２ｄとの間のスペース長が小さい場合には、ピット１０２ｂとピット１０２の間のランド部、ピット１０２ａとピット１０２ｃの間のランド部及びピット１０２ａとピット１０２ｄの間のランド部には補正露光部１０４ｂが形成されないが、ピット１０２ｂの周囲に発生する低露光部１０３とピット１０２の周囲に発生する低露光部１０３、ピット１０２ｃの周囲に発生する低露光部１０３とピット１０２の周囲に発生する低露光部１０３及びピット１０２ｄの周囲に発生する低露光部１０３とピット１０２の周囲に発生する低露光部１０３とが互いに重なり合って低露光部１０３のかぶりが発生するため、やはりピット１０２の周辺部分におけるフォトレジスト層の露光強度の分布が均一化される。したがって、この場合にも、レーザビーム１６，２４，２５のレーザ強度を適宜調整することによって、ピット１０２を意図したサイズ及び形状に形成しやすくなる。
【００４６】
加えて、図５（ｈ）に示すように、先行トラック１１２に形成されるピット１０２ａ及び後行トラック１１３に形成されるピット１０２ｂが光ディスク原盤１の半径方向に関してピット１０２の形成位置と重なり合い、かつ、ピット１０２と記録トラック１１１上で当該ピット１０２の前後に形成されるピット１０２ｃ，１０２ｄとの間のスペース長が小さい場合には、ピット１０２の周囲に補正露光部１０４ａ，１０４ｂがまったく形成されないが、ピット１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄの周囲に発生する低露光部１０３とピット１０２の周囲に発生する低露光部１０３とがそれぞれ互いに重なり合って低露光部１０３のかぶりが発生するため、やはりピット１０２の周辺部分におけるフォトレジスト層の露光強度の分布が均一化される。したがって、この場合にも、レーザビーム１６，２４，２５のレーザ強度を適宜調整することによって、ピット１０２を意図したサイズ及び形状に形成しやすくなる。
【００４７】
図６（ａ）に示すように、従来技術に係る原盤露光方法を適用して光ディスク原盤にトラックピッチが０．３２μｍで、ピットピッチが６０ｎｍで３Ｔに相当するピットを露光した場合においては、光ディスク基板に形成されるピットのピット長が２．６Ｔ〜３．５Ｔの範囲でばらつくのに対して、図６（ｂ）に示すように、本発明に係る原盤露光方法を適用して前記と同様のピットを露光した場合においては、光ディスク基板に形成されるピットのピット長のばらつきが２．８Ｔ〜３．３Ｔの範囲に縮小され、ジッターの軽減に効果があることがわかった。また、図６（ａ）に示すように、従来技術に係る原盤露光方法を適用して光ディスク原盤にトラックピッチが０．３２μｍで、ピットピッチが６０ｎｍで３Ｔに相当するピットを露光した場合においては、光ディスク基板に形成されるピットのピット幅が１１５ｎｍ〜１４７ｎｍの範囲でばらつくのに対して、図６（ｂ）に示すように、本発明に係る原盤露光方法を適用して前記と同様のピットを露光した場合においては、光ディスク基板に形成されるピットのピット幅のばらつきが１４３ｎｍ〜１４８ｎｍの範囲に縮小され、記録密度の向上に効果があることがわかった。
【００４８】
なお、前記実施形態例においては、３Ｔ信号に対応するピットを露光する場合を例にとって説明したが、他の信号に対応するピットを形成する場合についても同様の効果があることは勿論である。例えば、１１Ｔ信号に対応するピットなどの長いピットを露光する場合において、当該ピットの前端部及び／又は後端部と隣接トラックのピットとが光ディスク原盤の半径方向に関して重なり合うと、従来技術に係る原盤露光方法を適用した場合には、図７に示すように、記録しようとするピットの前端部と後端部とが鉄アレイ状に膨らみ、前端部及び後端部におけるピット幅が中央部におけるピット幅よりも約４％も大きくなる。これに対して、本発明に係る原盤露光方法を適用した場合には、ピットの中央部におけるピット幅に対する前端部及び後端部におけるピット幅の増加を約２％に低減することができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、レーザ光源より出射されたレーザビームを第１のビーム分割手段で分割して、それぞれ光ディスク原盤にカッティングしようとするピット列の露光信号及びそれと逆位相の信号にしたがって強度変調し、かつ、逆位相の信号にしたがって強度変調されたレーザビームを第２のビーム分割手段によってさらに分割して、ピット列の露光信号にしたがって強度変調されたレーザビームの内周側及び外周側に照射するので、カッティングしようとするピットの周囲における他のピットの配列状態に応じてランド部に対するレーザビームのかぶりを均一化することができ、トラックピッチを狭小化してもピットサイズ及びピット形状の変動を抑制することができて、高記録密度光ディスクのジッター及びクロストークを低減することができる。また、ＣＬＶ方式の原盤を露光する場合にも、１周後に露光される隣接トラックの露光信号を正確に予測する必要がないので、複雑な信号補正回路を必要とせず、原盤露光装置の構成を簡略化できると共に、正確なピット列のカッティングが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例に係る原盤露光装置の平面図である。
【図２】実施形態例に係る原盤露光装置の要部側面図である。
【図３】実施形態例に係る原盤露光装置に備えられる光変調器の機能と光ディスク原盤の露光状態とを示す説明図である。
【図４】実施形態例に係る原盤露光装置に備えられる第２のビーム分割手段の構成を示す図である。
【図５】本発明に係る原盤露光方法を従来技術に係る原盤露光方法と比較して示す説明図である。
【図６】本発明に係る原盤露光方法の効果を従来技術に係る原盤露光方法の効果と比較して示す表図である。
【図７】長いピットの変形状態を示す光ディスクの要部平面図である。
【図８】低露光部の発生原理を示す説明図である。
【図９】かぶりの発生原理を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 光ディスク原盤
２ ターンテーブル
３ 固定テーブル
４ 移動テーブル
１１ レーザ光源
１５ 第１のハーフミラー（第１のビーム分割手段）
１７ 第１の光変調器
１９ 第２の光変調器
２３ 第２のビーム分割手段
２８ 偏光ビームスプリッタ
３１ 対物レンズ
１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ ピット
１０３ 低露光部
１０４ａ，１０４ｂ 補正露光部
Claims (8)
- レーザ光源と、当該レーザ光源より出射されたレーザビームを光ディスク原盤に集光する対物レンズとを備えた原盤露光装置において、前記レーザ光源より出射されたレーザビームを分割する第１のビーム分割手段と、当該第１のビーム分割手段によって分割されたレーザビームの一方を前記光ディスク原盤にカッティングしようとするピット列の露光信号にしたがって強度変調する第１の光変調器と、前記第１のビーム分割手段によって分割されたレーザビームの他方を前記露光信号とは逆位相の信号にしたがって強度変調する第２の光変調器と、当該第２の光変調器によって強度変調されたレーザビームを分割し、分割された２つのレーザビームを前記第１の光変調器によって強度変調されたレーザビームの照射部分の内周側及び外周側に照射する第２のビーム分割手段とを備えたことを特徴とする原盤露光装置。
- 請求項１に記載の原盤露光装置において、前記第２の光変調器に信号削り回路を備え、当該第２の光変調器にて強度変調されたレーザビームのオン期間と前記第１の光変調器にて強度変調されたレーザビームのオン期間とが時間的に重ならないようにしたことを特徴とする原盤露光装置。
- 請求項１に記載の原盤露光装置において、前記第２の光変調器にて強度変調されたレーザビームの照射経路にアッテネータを備え、前記第２の光変調器にて強度変調されたレーザビームのオン期間におけるレーザ強度を前記光ディスク原盤に設けられたフォトレジスト層の感度以下に調整することを特徴とする原盤露光装置。
- 請求項１に記載の原盤露光装置において、前記第１及び第２の光変調器にて強度変調されたレーザビームの照射経路に偏光ビームスプリッタを備えると共に、前記第２の光変調器にて強度変調されたレーザビームの照射経路に当該レーザビームの偏光軸を９０度傾ける１／２波長板を備え、前記偏光ビームスプリッタにて前記第１の光変調器にて強度変調されたレーザビームと前記第２の光変調器にて強度変調されたレーザビームとを合成することを特徴とする原盤露光装置。
- 請求項１に記載の原盤露光装置において、前記第２のビーム分割手段として、０次光及び±１次光を発生し、かつ、前記０次光の強度を前記±１次光の強度の１／５以下にする回折格子を備えたことを特徴とする原盤露光装置。
- 請求項１に記載の原盤露光装置において、前記第２のビーム分割手段として、２周波の信号を入力することにより入射レーザビームを２ビームに分割する音響光学偏向素子を備えたことを特徴とする原盤露光装置。
- 請求項１に記載の原盤露光装置において、前記第２のビーム分割手段によって分割されたレーザビームの前記光ディスク原盤上における照射間隔を前記光ディスク原盤にカッティングされるピット列のピッチと等しくし、かつ、当該第２のビーム分割手段によって分割された各レーザビームの照射位置を前記ピット列の中心から等距離の位置に配置したことを特徴とする原盤露光装置。
- レーザ光源と当該レーザ光源より出射されたレーザビームを光ディスク原盤に集光する対物レンズとを備えた原盤露光装置を用い、前記光ディスク原盤に一定ピッチのピット列をカッティングする原盤露光方法において、前記レーザ光源より出射されたレーザビームを分割し、当該分割されたレーザビームの一方を前記光ディスク原盤にカッティングしようとするピット列の露光信号にしたがって強度変調すると共に前記分割されたレーザビームの他方を前記露光信号とは逆位相の信号にしたがって強度変調し、当該逆位相の信号にしたがって強度変調されたレーザビームを前記ピット列の露光信号にしたがって強度変調されたレーザビームの照射部分の内周側及び外周側に照射し、カッティングしようとするピットの周囲における前記レーザビームのかぶりの強度を均一化することを特徴とする原盤露光方法。
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