JP2001184737A - 光ディスク原盤の記録方法および光ディスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 記録レーザビームの露光部をピットとする従
来の光ディスク原盤の記録方法では、幅の小さいピット
を安定に記録することが出来なかった。 【解決手段】 少なくとも２つのレーザビームを、ディ
スク回転中心からの距離の差が概略２分の１トラック
で、かつ、照射部でビームが重ならないように周方向に
ずらせて配置し、記録情報に応じて強度変調された第１
レーザビームを、記録方向に対して先行して照射するこ
とにより、断続する露光部（マーク）を形成し、強度一
定の第２レーザビームを、前記第１レーザビームに後続
して照射することにより、前記マークの縁に重ねて連続
的に露光させる。そして、原盤のフォトレジストの未露
光部を光ディスク基板面に情報ピットとして成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクを製造
するための光ディスク原盤の記録方法、およびこれによ
り作成された光ディスクに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的な再生専用の光ディスクの製造方
法について説明する。まず、光ディスク原盤（ガラス等
の円盤）の表面に、レーザ光で露光させるためのフォト
レジストを薄く塗布する。次に、この原盤を回転させ
て、記録情報に応じて強度変調したレーザスポットを、
ディスク半径方向に一定ピッチで移動させながら照射す
る。これにより、露光部が記録マークとしてスパイラル
状に形成される。次に、前記原盤を現像して露光部を取
り除き、フォトレジストの厚さ分の凹凸が付いた鋳型に
する。前記鋳型を用いて、表面にピットと呼ばれる凹凸
状の信号が転写されたニッケルスタンパを作成する。次
に、インジェクションマシンを用いて、前記スタンパの
表面に樹脂（通常はポリカーボネイト）を高圧射出成形
し、ピットの転写したディスク基板を作成する。更に、
ディスク基板の転写面にアルミなどの反射膜と保護膜を
つけて、膜側を内側にして２枚のディスク基板を張り合
わせて光ディスクが完成する。図８に、信号読みとり面
から見た一般的なディスク基板の拡大図を示す。

【０００３】前述の光ディスクの製造において、ＤＶＤ
では、原盤記録用のレーザ光源として、波長３５０ｎｍ
程度の紫外線レーザが用いられる。この記録レーザビー
ムを用いて、トラックピッチ０．７４μｍ、最短ピット
長０．４μｍのピット列をスパイラル状に形成すること
によって、直径１２ｃｍのディスク片面に容量４．７Ｇ
Ｂのデータを記録することが出来る。対物レンズで絞ら
れた記録時のレーザビームスポットサイズは直径約０．
３μｍとなる。通常、記録されるピットの幅は、記録レ
ーザビームスポットサイズと同等になるので、記録ピッ
ト幅も約０．３μｍとなる。

【０００４】一方、発明者らは、現行のＤＶＤより更に
記録容量の大きい高密度光ディスクの検討を進めてい
る。一例として、直径１２ｃｍのディスク片面に容量１
５ＧＢの情報を記録しようとすれば、前記ＤＶＤの約３
倍の高密度化が必要である。そのためには、情報ピット
のサイズを面積比で３分の１、長さ比で１．７分の１
（３の平方根分の１）に縮小しなければならない。この
とき、ＤＶＤのピットサイズの各パラメータに対して均
等配分すれば、高密度光ディスク上には、トラックピッ
チ約０．４３μｍ、ピット長０．２３μｍ、ピット幅
０．１７μｍの微小ピットを形成すればよい。

【０００５】また、記録時のレーザビームスポットサイ
ズを変更せずに、ピット幅を細くする光ディスク原盤の
記録方法の一例が、特開平６−２５９７７１号公報に開
示されている。ここでは、メインビームとサブビームを
照射部分において重ねて照射させることにより、幅の狭
い未露光部が形成できると記述されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述したような微小な
ピットを形成するためには、原理的には、光ディスク原
盤の記録時に用いるレーザの波長を小さくして、記録ビ
ームスポットを小さくすれば可能と考えられる。即ち、
現在３５０ｎｍの波長を、計算上は約２００ｎｍまで短
波長化すればよい。しかし、波長２００ｎｍクラスのレ
ーザ光は、エネルギーレベルが非常に高いため、記録装
置を構成する光学部品の寿命／損失の点で設計が困難で
あり、記録装置を容易には構成できなかった。

【０００７】また、波長３５０ｎｍ程度のレーザを用い
た従来の光ディスク原盤の記録装置を用いて、記録時の
レーザパワーをかなり弱めることによって、記録ビーム
スポットより細い幅のピットを形成することが可能であ
ると考えられる。この場合、ピット幅０．２５μｍ程度
まではピット幅を小さくすることが出来る。しかし、こ
れ以下のピット幅を小さくするために記録パワーを更に
下げた場合、レーザビームの先端部のみを用いた記録と
なり、フォトレジストの露光が不安定で、ディスクに形
成されるピットの品質が劣化するという課題があった。
そこで、記録パワーをあまり弱めずにある程度ピット幅
を大きく保ったままで（例えば、０．２５μｍ以上）、
ピット長とトラックピッチを小さくして高密度の光ディ
スクを作成することも可能である。しかし、ディスク上
に記録されているピット幅が大きい場合は、再生時のク
ロストークが増大したり、長いピットの再生信号での波
形折り返し歪みが発生し、再生信号劣化が発生するとい
う不具合があった。

【０００８】また、特開平６−２５９７７１号公報の記
録方法により照射部分で２ビームを重ねて記録した場
合、特に２ビームのレーザ光源が同一の場合には、波長
（または振動数）が全く同じ２つのコヒーレント光を重
ねることになるので、照射部分のビームが重なった部分
で光の波面干渉が生じ、レーザ光強度が不安定となる。
図９に、２つのビームを重ねたときの強度分布図を示
す。図９において、各ビーム形状はフォトレジストが露
光するしきい値のビーム強度で定義している。合成ビー
ムは、波面干渉が無いときは単純に加算した強度となる
が、干渉が生じると、２つのビームがオーバーラップし
た所で打ち消しあって逆に減衰する場合がある。即ち、
ビームを重ねた部分で、フォトレジストが過剰露光した
り、逆に露光不十分で残留するなど、安定なフォトレジ
ストの露光が行えないという課題があった。

【０００９】本発明は、上述の課題を解決するものであ
り、記録ビームスポットサイズより細い幅のピットを安
定に記録できる光ディスクの原盤記録方法と、これによ
り作成される、再生時のクロストークや長いピットでの
波形歪みが少ない高密度用の光ディスクを提供すること
を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の目的を
達成するために、フォトレジストを塗布した光ディスク
原盤を回転させ、複数のレーザビームをディスク半径方
向に移動させながら照射することによって、前記レジス
トを露光し情報を記録する光ディスク原盤の記録方法で
あって、複数のレーザビームを、ディスク回転中心から
の距離の差が概略２分の１トラックで、かつ、照射部で
ビームが重ならないように周方向にずらせて配置し、少
なくとも、記録情報に応じて強度変調されたレーザビー
ムと、強度一定のレーザビームを照射し、複数のレーザ
ビームによる露光部が一部重なるよう照射させる記録方
法を用いて光ディスク原盤を作成する。

【００１１】前記記録方法により、記録ビームスポット
より幅の小さいピットが、光ディスク原盤上にレジスト
の未露光部として安定に形成可能となる。

【００１２】更に、上記光ディスク原盤から転写を行う
ことにより、原盤のレジストの未露光部を光ディスク基
板面に情報ピットとして成形し高密度の光ディスクを作
成する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。図２は、本発明の複数
の実施の形態で共通に使用する光ディスク原盤の記録装
置である。まず、図２の構成要素の説明を行う。

【００１４】２００は波長３５０ｎｍの記録用のアルゴ
ンイオンレーザ光２０１を発生させるレーザ光源、２０
２はレーザ光２０１の波面を偏光させる波長板、２０３
は前記波長板２０２を通過したレーザ光を２０４と２０
５に分割する偏光ビームスプリッタ、２０６はミラーで
ある。

【００１５】２０７と２０８はレーザ光のパワーを安定
化させノイズを低減させるパワーレギュレータ、２０９
は記録信号２１０を発生させる記録信号発生器、２１１
は記録信号２１０に応じてレーザ光を強度変調するＥ／
Ｏ変調器、２１２と２１３はミラー、２１４と２１５は
レーザビーム径を調整するビームエキスパンダ、２１６
はミラーである。

【００１６】２１７は２光路に分かれていたレーザ光を
ほぼ同軸上（図面上では判りやすいように分けて表示）
に合成する偏光ビームスプリッタ、２１８は原盤への記
録レーザ光と原盤からの反射レーザ光を分岐させるビー
ムスプリッタ、２２１はビームスプリッタ２１８で反射
された記録レーザ光を集光するレンズ、２２２は記録レ
ーザ光のパワーを測定するパワーモニタ、２２３は波長
によって透過／反射が変化するダイクロックミラー、２
２４はミラー、２２６は記録レーザ光で露光するフォト
レジスト２２７が表面に塗布された光ディスク原盤、２
２５はミラー２２４で導かれた複数のレーザ光を光ディ
スク原盤２２６上に複数のレーザビームスポットとして
同時に集光する対物レンズアクチュエータ、２２８は光
ディスク原盤２２６を回転させるモータ、２３０は対物
レンズアクチュエータ２２５のフォーカス制御を行うた
めに、赤色レーザ光２３２を発生し、フォーカスエラー
信号を検出するフォーカス制御用光学系、２３１はフォ
ーカスエラー信号に基づいて対物レンズアクチュエータ
２２５を駆動する駆動回路、２２９はダイクロックミラ
ー２２３，ミラー２２４，対物レンズアクチュエータ２
２５，フォーカス制御用光学系２３０，駆動回路２３１
の全てを光ディスク原盤の半径方向に平行移動させる移
動光学台、２３４はビームスプリッタ２１８で反射され
た光ディスク原盤からの反射戻り光をＣＣＤカメラ２３
５に結像させるレンズ、２３５は光ディスク原盤上での
スポットの配置や形状を確認するためのＣＣＤカメラで
ある。

【００１７】次に、装置としての動作説明をする。レー
ザ光源２００から出力されたレーザ光２０１は、偏光ビ
ームスプリッタ２０３で２分割される。分割されたレー
ザ光２０４は、第１レーザビームとして記録信号に応じ
た強度変調を行うために、Ｅ／Ｏ変調器２１１を通過さ
せる。もう一方のレーザ光２０５は強度一定の第２レー
ザビームとして使用するので、Ｅ／Ｏ変調器は通過させ
ない。一度分割された第１レーザビームと第２レーザビ
ームは、ミラー２１６と偏光ビームスプリッタ２１７に
より再びほぼ同軸上に合成される。ただし、後の実施形
態で述べるが、原盤上での所定のスポット配置を実現す
るために、原盤上の記録スポットの写像をＣＣＤカメラ
２３５に結像させ、モニタ（図示せず）で配置や形状を
確認しながら、ミラー２１６と偏光ビームスプリッタ２
１７の角度を調節することによって、２つの記録ビーム
が重ならないよう相互位置関係を決定する。ここで、２
つのビームが波面干渉を起こさないためには、単独ビー
ム時におけるフォトレジスト露光しきい値の強度で定義
したビーム直径の２倍以上、各ビームの中心位置をディ
スク周方向にずらせる配置とすることが望ましい。これ
により、２ビームの波面干渉の影響が実用上無視でき
る。

【００１８】決定したビーム配置を保った状態で、光デ
ィスク原盤２２６をモータ２２８で回転させながら、移
動光学台２２９を一定ピッチでディスク半径方向に移動
させることによって、原盤上のフォトレジスト２２７を
スパイラル状に露光し信号の記録を行う。

【００１９】また、本装置では、対物レンズアクチュエ
ータ２２５のフォーカス制御を記録ビームの有無強弱に
関係なく安定に行うため、フォトレジスト２２７が露光
しない赤色レーザ光を用いてフォーカシングを実施す
る。ダイクロックミラー２２３は、記録用レーザ光（紫
外線）と、フォーカス用レーザ光（赤色）の波長差を利
用して両者を分離する。

【００２０】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１における光ディスク原盤の記録方法を示した模式図
である。図１は、縦方向がディスク半径方向、横方向が
ディスク周方向（記録方向）である。ハッチング部分は
フォトレジストが感光していない未露光部を表し、白抜
き部分は露光部を表す。本実施形態では、原盤の記録用
に、信号で変調した第１レーザビームと強度一定の第２
レーザビームを用いる。前記２つのレーザビームを、デ
ィスク回転中心からトラックピッチの２分の１ずらせ
て、即ち、ディスク半径方向の距離がトラックピッチの
２分の１になるように配置する。

【００２１】まず、記録信号に応じて強度変調された第
１レーザビーム１００を、記録方向に対して先行して照
射することにより、断続する露光部（マーク１０１）を
形成する。次に、強度一定の第２レーザビーム１０２
を、前記第１レーザビームに後続して照射することによ
り、前記マークの縁を含めて連続的に露光させる。その
結果、原盤が回転することによって未露光部が、鼓型の
ピット１０３としてスパイラル状に残り、このピット幅
１０４は記録レーザビーム径より細く形成することが可
能となる。

【００２２】また、本実施の形態の変形例を図５に示
す。図５のように、第１レーザビームと第２レーザビー
ムのディスク半径方向の配置を逆にしても、同じ記録方
法が実施可能である。

【００２３】（実施の形態２）図４は本発明の実施の形
態２における光ディスク原盤の記録方法を示した模式図
である。実施の形態１と同じ部分は説明を省略する。本
実施形態でも、２つのレーザビームを、ディスク半径方
向の距離がトラックピッチの２分の１になるように配置
する。

【００２４】まず、強度一定の第２レーザビーム４００
を、記録方向に対して先行して照射することにより、連
続する露光帯４０１（グルーブ）を形成する。次に、記
録情報に応じて強度変調された第１レーザビーム４０２
を、前記第２レーザビームに後続して照射することによ
り、前記グルーブの縁を含めて断続的に露光させる。そ
の結果、原盤が回転することによって未露光部が鼓型の
ピット４０３としてスパイラル状に残り、このピット幅
４０４は記録レーザビーム径より細く形成することが可
能となる。

【００２５】また、本実施の形態の変形例を図３に示
す。図３のように、第１レーザビームと第２レーザビー
ムのディスク半径方向の配置を逆にしても、同じ記録方
法が実施可能である。

【００２６】次に、実施の形態１および２により、レジ
ストの未露光部として鼓型のピットが記録された光ディ
スク原盤から、光ディスクを作成する方法について説明
する。まず、光ディスク原盤のフォトレジストを現像す
ると、露光部全てが離脱し、未露光部がレジスト厚み分
の凸部として残る。次に、現像後の光ディスク原盤から
スタンパを作成する。ここで、通常の光ディスクであれ
ば原盤を奇数回数転写したものがスタンパとなるが、本
発明の実施の形態では、ピットとそれ以外の部分の凹凸
関係が通常の原盤と逆になっているので、偶数回の転写
を行うことによってスタンパを作成する。これによりス
タンパ表面には原盤と同じ様にピットが凸状に形成され
る。次に、インジェクションマシンを用いて、前記スタ
ンパの表面にポリカーボネイト樹脂を高圧射出成形し、
ピットの転写したディスク基板が出来る。

【００２７】図７に、本発明の実施の形態のディスク基
板の拡大図を示す。更に、ディスク基板のピット転写面
にアルミなどの反射膜と保護膜をつけて、膜側を内側に
して２枚のディスク基板を張り合わせて光ディスクが完
成する。なお、ディスク基板が厚く強度が取れる場合に
は、張り合わせずにそのまま光ディスクとしてもよい。

【００２８】本発明の光ディスクは、原盤記録時のレー
ザビーム径より幅が細く、ピットの長手方向のエッジが
逆弧形状をした鼓型のピットを形成することができる。
例えば、波長３５０ｎｍクラスの記録レーザを用いた場
合でも、幅０．２μｍ以下のピットの形成が可能とな
る。従って、高密度化した光ディスクにおいても、クロ
ストークが小さく、長いピットの再生信号歪みが発生し
ない。

【００２９】なお、本発明の実施形態として記録ビーム
数を２ビームで説明したが、これに限らず記録ビーム数
を増やしても良い。例えば、信号で変調した第１レーザ
ビームと、強度一定の第２レーザビーム、強度一定の第
３レーザビームの、３ビームを用いる構成としても良
い。

【００３０】図６に、３ビームの場合の本発明の記録方
法の模式図を示す。ディスク半径方向に対して、第１レ
ーザビームを中心として、両側に第２第３のレーザビー
ムをトラックピッチの概略半分（半分より少し小さい間
隔）になるように配置する。そして、先行第１レーザビ
ームが露光したマーク部分の両側を後続第２第３レーザ
ビームで挟むように露光すれば本発明の実施が可能であ
る。

【００３１】また、発明の実施形態として、原盤に塗布
するフォトレジストに、現像時に露光部が離脱すもの
（ポジタイプ）を用いて説明したがこれに限らない。現
像時に未露光部が離脱するもの（ネガタイプ）を用いる
ことも出来る。この場合、原盤上に形成されるピットの
凹凸が逆となるので、現像済み原盤からスタンパを作成
するときに、奇数回の転写を行えばよい。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明は、光ディスク原盤
の記録時に、複数のレーザビームを用いて多重露光し、
かつ未露光部をピットとする方法を用いることにより、
記録レーザビーム径より細い幅のピットを記録すること
が出来る。更にこの原盤を使用して光ディスクを成形す
ることにより、高密度に適した光ディスクが製造可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における記録方法の模式
図

【図２】本発明の実施形態における光ディスク原盤の記
録装置の構成図

【図３】本発明の実施の形態２における記録方法の模式
図

【図４】本発明の実施の形態２における記録方法の模式
図

【図５】本発明の実施の形態１における記録方法の模式
図

【図６】本発明の実施形態の変形例の模式図

【図７】本発明の実施形態におけるディスク基板の拡大
図

【図８】従来技術によるディスク基板の拡大図

【図９】従来技術によるレーザビームの強度分布図

【符号の説明】

１００ 第１レーザビーム １０１ マーク １０２ 第２レーザビーム １０３ ピット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フォトレジストを塗布した光ディスク原
   盤を回転させ、複数のレーザビームをディスク半径方向
   に移動させながら照射することによって、前記フォトレ
   ジストを露光し情報を記録する光ディスク原盤の記録方
   法であって、 少なくとも２つのレーザビームを、ディスク回転中心か
   らの距離の差が概略２分の１トラックで、かつ、照射部
   でビームが重ならないように周方向にずらせて配置し、 記録情報に応じて強度変調された第１レーザビームを、
   記録方向に対して先行して照射することにより、断続す
   る露光部（マーク）を形成し、 強度一定の第２レーザビームを、前記第１レーザビーム
   に後続して照射することにより、前記マークの縁に重ね
   て連続的に露光させることを特徴とする光ディスク原盤
   の記録方法。
2. 【請求項２】 フォトレジストを塗布した光ディスク原
   盤を回転させ、複数のレーザビームをディスク半径方向
   に移動させながら照射することによって、前記フォトレ
   ジストを露光し情報を記録する光ディスク原盤の記録方
   法であって、 少なくとも２つのレーザビームを、ディスク回転中心か
   らの距離の差が概略２分の１トラックで、かつ、照射部
   でビームが重ならないように周方向にずらせて配置し、 強度一定の第２レーザビームを、記録方向に対して先行
   して照射することにより、連続する露光帯（グルーブ）
   を形成し、 記録情報に応じて強度変調された第１レーザビームを、
   前記第２レーザビームに後続して照射することにより、
   前記グルーブの縁に重ねて断続的に露光させることを特
   徴とする光ディスク原盤の記録方法。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２の記録方法によ
   り作成した原盤からの転写により、原盤のフォトレジス
   トの未露光部を光ディスク基板面に情報ピットとして成
   形したことを特徴とする光ディスク。