JP2003022534A

JP2003022534A - 光記録媒体作製用原盤の製造方法

Info

Publication number: JP2003022534A
Application number: JP2001208357A
Authority: JP
Inventors: Shin Masuhara; 慎増原
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-07-09
Filing date: 2001-07-09
Publication date: 2003-01-24

Abstract

(57)【要約】【課題】電子線のビーム電流を変えることなくレジス
ト感光量を制御して、ＣＡＶ（角速度一定）記録方式を
可能にするパターン描画を可能とし、ＣＡＶ記録方式に
も対応可能な光記録媒体作製用原盤の製造方法を提供す
る。【解決手段】原盤用基板１の上に塗布された感光層２
の所定領域に、電子線描画によるパターン描画及び現像
によって、情報の記録及び／又は再生に必要な凹凸パタ
ーンを形成する工程と、この凹凸パターンを、光記録媒
体用の基板に転写する工程とを有する光記録媒体作製用
原盤の製造方法にあって、凹凸パターンを、電子線の記
録ビームが描画している間、記録ビームのスポット３
を、記録方向のほぼ接線方向に移動速度Ｖ_sでウォブル
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＤ（Compact Di
sc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、相変化型の
光記録媒体または光磁気を用いた光記録媒体など、基板
面に情報の記録及び／又は再生に必要な凹凸パターンが
形成された各種光記録媒体の作製に用いる光記録媒体作
製用原盤の製造方法に係わる。

【０００２】

【従来の技術】光記録媒体として、円盤状に形成されて
成り、光学的に記録及び／又は再生が行われる光ディス
クが各種実用化されている。このような光ディスクに
は、データに対応したエンボスピット、いわゆるピット
がディスク基板に予め形成されて成る再生専用光ディス
クや、磁気光学効果を利用してデータの記録を行う光磁
気ディスクや、記録膜の相変化を利用してデータの記録
を行う相変化型光ディスクなどがある。

【０００３】これら光ディスクのうち、光磁気ディスク
や相変化型光ディスクのように書き込みが可能な光ディ
スクでは、通常、記録トラックに沿ったグルーブがディ
スク状の基板に形成される。ここで、グルーブとは、主
にトラッキングサーボを行えるようにするために、記録
トラックに沿って形成される、いわゆる案内溝を示す。

【０００４】このような、情報の記録及び／又は再生に
必要なピットやグルーブ等の凹凸パターンを有する光記
録媒体は、図７Ａに模式的に示すように、光透過性の樹
脂の例えばポリカーボネート（ＰＣ）等より成る例えば
ディスク状の基板１１の表面に、グルーブやピット等の
微細な凹凸パターンを含む情報が記録された情報記録面
１２が形成されて成る。

【０００５】図７Ｂ及びＣに、このような凹凸パターン
のグルーブ１３及びピット１４をそれぞれ模式的に示
す。グルーブ１３は所定のトラックピッチＴＰの間隔を
もって形成される。

【０００６】このような微細な凹凸パターンが形成され
た基板を製造するには、通常、原盤用の基板上に塗布さ
れたフォトレジストをパターン露光、現像して凹凸パタ
ーンを得るフォトリソグラフィ技術が用いられ、この凹
凸パターンが形成された原盤から更に、スタンパーを作
製するいわゆるマスタリングプロセスによって製造され
る。以下これを説明する。

【０００７】先ず、図８Ａに示すように、表面が平坦に
研磨され、洗浄されたガラス等より成る原盤用基板１を
用意し、この上に、図８Ｂに示すように、例えば感光す
るとアルカリ可溶性となるフォトレジストより成る感光
層２を、スピンコート法等により厚さ約５０〜１００ｎ
ｍとして塗布する。

【０００８】そして図８Ｃに示すように、原盤用基板１
を矢印ｃで示すように回転させ、記録信号に合わせて強
度変調を受けた記録用光Ｌ₀を、対物レンズ１７により
感光層２の表面に集光させて、パターン露光を行う。こ
のとき、原盤用基板１と対物レンズ１７の位置を相対的
に、基板１の半径方向に移動させることにより、例えば
スパイラル状の潜像１８を形成する。

【０００９】その後、露光された感光層２を現像するこ
とにより、感光した領域を溶解し、図８Ｄに示すよう
に、ピットやグルーブ等の凹凸パターン１５を形成す
る。

【００１０】次に、この上に例えばニッケルメッキを施
して、メッキ層１９ａを被着形成し、剥がし取ること
で、フォトレジストにより形成された凹凸パターンの反
転パターンが転写されたニッケルによるスタンパー１９
を形成する。スタンパー１９の厚さは、現状では０．３
〜０．５ｍｍ程度とされる。

【００１１】ニッケルメッキはメッキ成長速度の早い電
気メッキ法を用いるが、この場合、予め基板表面に導電
性を持たせる前処理として、スパッタ法又は化学反応に
よってニッケルを析出させる無電解メッキ法によって表
面に導電性を付与し、その後ニッケル電気メッキが施さ
れる。

【００１２】そして、このようにして形成したスタンパ
ー１９を金型のキャビティ内に配置して、図８Ｅに示す
ように、射出成形法等により目的とする微細な凹凸パタ
ーンを有する光透過性樹脂より成る例えばディスク状の
基板１１を作製する。

【００１３】或いは、基板上に、例えば紫外線硬化樹脂
を塗布し、この樹脂層にこのスタンパー１９を押圧し
て、目的とする凹凸パターンを形成する、いわゆる２Ｐ
（Photo-Polymerization）法によって同様の基板１１の
形成がなされる。

【００１４】この基板１１の上に、例えば反射層、光磁
気や相変化材料による記録層、更に保護層等を順次被着
形成することによって、ピットやグルーブ等の微細凹凸
パターンが形成された光記録媒体を形成することができ
る。

【００１５】上述の光記録媒体の製造工程のうち露光工
程においては、レーザ光を対物レンズで集光し、原盤上
のフォトレジストを露光するのが一般的である。レーザ
光を用いる光学記録装置では、レーザ光源から射出され
た光は、ＡＰＣ（Auto PowerController ）によって記
録光強度を制御される。

【００１６】ＡＰＣは一般的に、印加電圧によってＭＨ
ｚオーダーの高速で入射光の偏光状態を制御することが
できる電気光学結晶素子（ＥＯ）、特定方向の偏光成分
のみを透過する検光子、この検光子からの透過光量をモ
ニターするＰＤ（フォトディテクター）、更にこのＰＤ
において受光量に比例して出力される電圧値が、所望の
光強度を指令するリファレンス電圧値に一致するように
ＥＯ素子の印加電圧へフィードバックを行うサーボ回路
によって構成される。

【００１７】ＡＰＣは、記録光を制御するのみならず、
ＥＯ素子動作速度以下の光源ノイズを除去する役割をも
有している。

【００１８】そして、このＡＰＣによって強度制御され
た光をレンズで集光し、その焦点面上に配置されたＡＯ
Ｍ（Acousto-Optic Modulator;音響光学変調素子）に入
射させる。このＡＯＭに超音波を入力し、内部に形成さ
れた回折格子によりレーザ光が回折される。回折光のう
ち、一次回折光のみスリットを透過させて、記録光に使
用する。一次回折光の強度は、ＡＯＭに入射される超音
波の強度変調によって制御される。

【００１９】そして、強度変調を受けた一次回折光は、
ビームエクスパンダーによって径を拡大された後、対物
レンズによって集光された原盤上の感光層を露光するよ
うになされる。

【００２０】このようにして形成されるパターンの寸法
は、記録レーザ光が原盤上に集光された状態でのスポッ
ト径とほぼ同等である。よって、スポット径を微小化す
る程高密度記録が可能となる。スポット径φは、波長λ
と対物レンズ開口数ＮＡより、 φ＝１．２２・（λ／ＮＡ）で与えられるので、主に記録光源の短波長化が高記録密
度化の鍵を握ってきた。

【００２１】光ディスク初期のＣＤ等の露光では、波長
４００ｎｍ台の青色光源を使用していたが、現在では３
５０ｎｍ付近の紫外光源が主流となっており、更に波長
２６０ｎｍ付近の遠紫外線光源の実用化も検討されてい
る。しかし、これより短波長の光源については目処がた
っておらず、対物レンズの開口数ＮＡも理論上の限界
（＜１．０）にほぼ近い約０．９が一般的に使用されて
いるため、従来のレーザ露光では、記録密度の限界が見
えはじめてきている。

【００２２】そこで、将来の更なる高密度光ディスクの
記録用途に充分小さなスポット径を容易に得る方法とし
て、光に替わって電子線でレジストを感光させる技術が
提案されている。

【００２３】既に半導体の次世代リソグラフィ技術とし
ては開発が進んでおり、光ディスクへの応用に関しても
まだ歴史は浅いものの、露光工程以外の従来のマスタリ
ングプロセスはほぼそのままに利用できるので、近い将
来は本流の技術となる可能性が高い。

【００２４】図９に、現在提案されている光記録媒体製
造用の電子線描画装置の一例の構成を模式的に示す。こ
の装置は、上部の電子ビーム発生・集束部２０と、下部
のスピンドル及びスライドから成る機構部２１とより構
成され、全体が設置場所の外部振動を除去する除振台３
１の上に載置される。

【００２５】尚、図９においては、電子線の記録ビーム
のオン・オフ、集束ビームサイズの調整、ビームの偏向
いわゆるウォブリング等を制御するビームの制御と、機
構部の制御とを行うコンピュータ制御装置は省略してあ
る。

【００２６】電子ビーム発生・集束部２０では、ＬａＢ
₆等の熱電子線銃より成る電子銃２２から放出され、陽
極により数ｋＶ〜１００ｋＶで加速された電子が、静電
レンズであるコンデンサーレンズ２３で集束され、ビー
ム変調部２４で変調されてアパーチャー２５に達する。

【００２７】アパーチャー２５で絞られた電子ビーム
は、ビーム偏向電極２６の電極間に電圧を印加して偏向
される。これは、照射ビームをオン状態のまま、レジス
ト面上でビームをｍｍからμｍオーダーで偏向する、即
ちウォブリングさせるためのものである。そしてこのビ
ーム偏向電極２６を通過した後、静電又は電磁型レンズ
であるフォーカス調整用レンズ２７、対物レンズ２８に
より、電子線用レジストより成る感光層２が塗布されて
ガラス又は感光層２の導電性に有利なシリコン等より成
る原盤用基板１の所定位置上に、サブミクロンサイズの
スポットに集束されて、感光層２をスポット照射する。

【００２８】アパーチャー２５の上部のブランキング電
極等より成るビーム変調部２４は、ビームを偏向してア
パーチャー２５の外側へ飛ばしてしまうことによって照
射電子ビームをオン・オフさせる。

【００２９】対物レンズ２８は、感光層２の表面に照射
される電子ビームを集束させ、数ｎｍから数μｍサイズ
のスポットに絞り込む。

【００３０】次に、機構部２１は、原盤用基板１を上部
にチャッキングしたエアスピンドル等より成るスピンド
ル２９が、スライド３０上に積載されて構成される。エ
アスピンドルは高精度で且つ３６００ｒｐｍ程度で高速
回転が可能であり、その回転速度は光学式ロータリーエ
ンコーダーを用いたサーボ機構によって１０^-7以下の回
転ジッター（１回転あたり）で制御される。

【００３１】またスライド３０は、リニアモーター型エ
アスライドを用いる。その送りスピードは、スライド３
０に装着したレーザスケールによる測長機構により精密
に制御されて、数ｎｍの送り精度で、原盤用基板１を半
径方向に移動させる。この原盤用基板１を回転させなが
ら、記録スポットを半径方向に一回転あたり等距離ずつ
移動させることによって、グルーブ或いはピットの潜像
を一定のトラックピッチで、スパイラル状、または同心
円状に形成することができる。

【００３２】電子ビームは伝播中に他原子、分子との衝
突により散乱され、広がりを持ったりエネルギー損失を
被るので、以上の構成による装置内は全て、高真空に保
持される必要がある。電子ビーム発生・集束部２０は、
電子線近傍が１０^-6Ｐａ以下の超高真空、そして対物レ
ンズ２８の近傍、機構部２１が１０^-3Ｐａの真空度に保
持される。

【００３３】このような電子線描画装置で、実際に高密
度光ディスクのマスタリングを実施した例が報告されて
いる（JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS/1998年4
月/Vol37 No.4B/P.2137-2143/ 論文名“High Density M
astering Using Electron Beam”/ 著者 Yoshiaki Koji
maら）。

【００３４】これによると、現行のＤＶＤに対して面密
度で約６．４倍、即ちＣＤ片面に３０ＧＢ容量（＝２１
Gbit/inch²相当）のパターン描画に成功している。この
例ではＤＶＤにＥＦＭ＋信号を用いており、最短ピット
長は０．１６μｍ、トラックピッチは０．２９μｍとな
っている。また、電子ビームのスポット径の半値幅は８
０ｎｍであった。

【００３５】ちなみに、従来のレーザ露光では、現在開
発レベルで最も微小なスポットを形成できる組み合わせ
の光学系、即ち露光用光の波長λが２５７ｎｍ、対物レ
ンズの開口数ＮＡが０．９５の光学系を用いても、スポ
ット半値幅は約２倍の１６５ｎｍまでしか絞れない。よ
って、今後の高記録密度の光ディスク等の光記録媒体の
パターン形成においては、電子線描画装置を用いる方法
が主流となることが予想されている。

【００３６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、光記録媒体
の微細な凹凸パターンを形成する方法として、以下の２
種類の方法がある。

【００３７】（ｉ）ＣＬＶ（Constant Linear Velocit
y）方式記録線速度が常に一定となるようにする記録方式であ
る。記録線速度をＶ（ｍｍ／ｓ）、記録半径即ち中心か
らの距離をｒ（ｍｍ）、回転数をＲ（ｓ^-1）とすると、Ｖ＝２πｒ・Ｒの関係がある。ＣＬＶ方式ではＶを一定とするため、Ｒ
はｒに反比例する。

【００３８】すなわち、原盤の回転数が半径値、即ち中
心から半径方向の距離に対し、反比例して変化するよう
に制御する必要がある。よって、記録信号のパルス長が
一定の場合、形成されるピット長も内外周で一定にな
る。下記のＣＡＶ方式と比較して、記録密度の点で有利
なので、ＲＯＭ（Read Only Memory）では主にこのＣＬ
Ｖ方式が採用されている。

【００３９】（ii）ＣＡＶ（Constant Angular Velocit
y ）方式記録角速度一定、即ち原盤の回転数が常に一定となるよ
うにする記録方式である。この場合、上述の式において
回転数Ｒを一定にするため、記録線速度Ｖは半径値ｒに
比例し、よって記録信号のパルス長が一定の場合、形成
されるピット長も半径値に比例して増減する。再生時
に、ディスク回転数を変化させる必要が無いため、アク
セス速度は上記ＣＬＶ方式よりも有利であり、その利点
を活かすために、ライタブルディスク即ち書き込み可能
型光記録媒体の一部フォーマットに使用されている。

【００４０】ところが、従来のレーザ露光はどちらの方
式にも対応することが可能であるが、電子線描画による
パターン描画を行う場合には、上記（ii）のＣＡＶ方式
に対応することが難しいという欠点がある。以下これを
説明する。

【００４１】ＣＬＶ方式では、図１０Ａに示すように、
中心から半径方向の位置ｒに対して、最内周から最外周
にかけて回転数Ｒは減少し、記録線速度Ｖは、図１０Ｂ
に示すように、一定である。このとき、記録光強度は一
定とすると、最内周から最外周にかけて、単位長さ当た
りの露光量は一定となり、必要記録光強度は、図１０Ｃ
に示すように一定となる。

【００４２】一方ＣＡＶ方式では、図１１Ａに示すよう
に、回転数Ｒは一定であり、図１１Ｂに示すように、記
録線速度Ｖは、最内周から最外周へ向けて半径値に比例
して増加するが、単位長さ当たりのレジスト感光量を等
しくするためには、記録光強度も同時に記録線速度に比
例して図１１Ｃに示すように、一定の割合で減少するよ
うに制御する必要がある。

【００４３】レジスト面上での記録光強度が全面に渡っ
て一定だと仮定すると、内周では線速度が低いので、単
位長さ当たりの露光量が大きくなってオーバーサイズ即
ち幅の比較的大きいパターンが形成されるが、逆に外周
では線速度が大きいので、単位長さ当たりの露光量が小
さくなってアンダーサイズ即ち幅が比較的小さいパター
ンが形成されてしまう。

【００４４】レーザ露光の場合、上述したように光源外
部のＡＰＣによって記録光強度を制御しているため、記
録中に高速で任意に光強度を制御することが可能であ
る。従って、ＣＡＶ記録方式を採る場合、半径方向の位
置情報から計算された記録光強度指令値を制御部へ逐次
入力することによって、記録光強度を記録線速度に比例
させることができる。

【００４５】一方、電子線描画の場合は、ビーム電流値
がレーザ露光の場合の記録光強度に相当するが、ビーム
電流値を高速で逐次変化させることは、非常に困難であ
る。上述した装置のように熱電子線銃を用いる場合は構
造上、レーザ露光の場合のように外部に電流値の制御手
段を設けることができず、またビーム電流値自体の制御
は、一旦変化させると電流値が安定するまでに比較的長
い時間を要するので、ビーム電流値の制御はほぼ不可能
である。このように、電子線描画による場合は、光ディ
スク特有のＣＡＶ方式記録に対応することが難しいとい
う問題がある。

【００４６】しかしながら、電子線描画が必要となる将
来の高記録密度光記録媒体においても、ＣＡＶ記録方式
によるフォーマットが必要とされる場合には、単位長さ
当たりのレジスト感光量を等しく制御する対応が不可欠
となる。本発明は、電子線のビーム電流を変えることな
くレジスト感光量を制御して、ＣＡＶ記録方式を可能に
するパターン描画を可能とし、ＣＡＶ記録方式にも対応
可能な光記録媒体作製用原盤の製造方法を提供すること
を目的とする。

【００４７】

【課題を解決するための手段】本発明は、原盤用基板の
上に塗布された感光層の所定領域に、電子線描画による
パターン描画及び現像によって、情報の記録及び／又は
再生に必要な凹凸パターンを形成する工程と、この凹凸
パターンを、光記録媒体用の基板に転写する工程とを有
する光記録媒体作製用原盤の製造方法にあって、凹凸パ
ターンを、電子線の記録ビームが描画している間、記録
ビームのスポットを、記録方向のほぼ接線方向に移動速
度Ｖ_sでウォブルさせる。

【００４８】そして、この記録ビームが描画していない
時間Ｔ_offより短い時間Ｔ_bの間に、記録ビームのスポ
ットをウォブル前の初期位置へ戻し、記録ビームのスポ
ットの移動速度Ｖ_sを、原盤用基板の半径方向の位置に
対応して変化する記録線速度Ｖに対応して制御して、記
録ビームのスポットと、原盤用基板との相対速度Ｖ_re _l
を、ほぼ一定に保ちながら感光層に対するパターン描画
を行う。

【００４９】また本発明は、上述の光記録媒体作製用原
盤の製造方法にあって、電子線の記録ビームの（１／ｅ
²）強度スポット径φに対して、Ｌ＜φとなる距離Ｌの
間隔をもって、記録ビームをパルス照射する。

【００５０】更に本発明は、上述の光記録媒体作製用原
盤の製造方法にあって、記録ビームのパルス周期Ｐを、
原盤用基板の半径方向の位置に対応して変化する記録線
速度Ｖに対して、Ｐ＝Ｌ／Ｖとし、パルス照射の時間Ｔ
_onは、記録領域全面にわたってほぼ一定とする。

【００５１】上述したように、本発明においては、電子
線描画によって光記録媒体作製用原盤上の感光層をパタ
ーン描画する際に、記録ビームのスポットを、記録方向
のほぼ接線方向に移動速度Ｖ_sでウォブルさせながら、
凹凸パターンの記録を行う。

【００５２】そして、この記録ビームが描画していない
時間Ｔ_offより短い時間Ｔ_bの間に、記録ビームのスポ
ットをウォブル前の初期位置へ戻しながら、上述のウォ
ブルを行うことを繰り返すことによって、記録ビームの
スポットの移動速度Ｖ_sを、原盤用基板の半径方向の位
置に対応して変化する記録線速度Ｖに対応して制御し
て、記録ビームのスポットと、原盤用基板との相対速度
Ｖ_relを、ほぼ一定に保ちながら感光層に対するパター
ン描画を行うことができる。

【００５３】したがって、光記録媒体作製用原盤を、Ｃ
ＡＶ方式により記録を行う場合、即ち光記録媒体作製用
原盤を角速度一定で回転させて記録を行う場合において
も、記録線速度はほぼ一定に保持して、いわば擬似的に
ＣＬＶ方式型の記録を行うことができて、電子線野ビー
ム電流を変えることなく、単位長さ当たりのレジスト感
光量を等しくしながらＣＡＶ方式の記録を行うことが可
能となる。

【００５４】また本発明は、上述したように、この製造
方法において、電子線の記録ビームの（１／ｅ²）強度
スポット径φに対して、Ｌ＜φとなる距離Ｌの間隔をも
って、記録ビームをパルス照射することによって、ウォ
ブルしながら、記録ビームと原盤用基板との相対速度Ｖ
_relをほぼ一定にして、擬似的なＣＬＶ方式型の記録
を、連続溝いわゆるグルーブを形成する際に適用するこ
とができる。

【００５５】更に本発明は、上述したように、記録ビー
ムのパルス周期Ｐを、原盤用基板の半径方向の位置に対
応して変化する記録線速度Ｖに対して、Ｐ＝Ｌ／Ｖと
し、パルス照射の時間Ｔ_onは、記録領域全面にわたって
ほぼ一定とすることによって、原盤上の内周側と外周側
とにおいて、パルス照射によって形成されるスポット間
の間隔Ｌを一定とし、且つ実質的な線速度一定記録を行
うことができ、露光量を記録領域全面にわたって一定に
保ち、パターン寸法の変動を回避することができる。

【００５６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明するが、本発明は以下の例に限定
されることはなく、その他種々の態様を採ることができ
ることはいうまでもない。

【００５７】本発明は、原盤用基板の上に塗布された感
光層の所定領域に、電子線描画によるパターン描画及び
現像によって、情報の記録及び／又は再生に必要な凹凸
パターンを形成する工程と、この凹凸パターンを、光記
録媒体用の基板に転写する工程とを有する光記録媒体作
製用原盤の製造方法に関する。

【００５８】そして、上述の問題点を解決するために、
ＣＡＶ方式、即ち角速度一定で原盤用基板を回転させ
て、所定の凹凸パターンに対応して、原盤上の感光層に
対し電子線によるパターン描画を行う際に、図１に模式
的に示すように、電子線の記録ビームＬが描画している
間、記録ビームの記録スポット３を、記録方向のほぼ接
線方向に移動速度Ｖ_sでウォブルさせる。

【００５９】そして、この記録ビームが描画していない
時間Ｔ_offより短い時間Ｔ_bの間に、記録ビームのスポ
ットをウォブル前の初期位置へ戻し、記録ビームのスポ
ットの移動速度Ｖ_sを、原盤用基板１の半径方向の位置
に対応して変化する記録線速度Ｖに対応して制御して、
記録ビームのスポット３と、原盤用基板との相対速度Ｖ
_relを、ほぼ一定に保ちながら感光層２に対するパター
ン描画を行う。以下これを説明する。

【００６０】以下の実施の形態においては、光記録媒体
作製用原盤上に、ピット部分と、グルーブ部分とに分け
て電子線描画を行った。以下に各場合の記録方法を記
す。

【００６１】（１）ピット部分半径によって記録線速度Ｖが変化しても、記録スポット
と原盤の相対速度Ｖ_re _lが常にほぼ一定となるように、
記録方向のほぼ接線方向に、移動速度Ｖ_sでウォブルさ
せて、擬似的にＣＬＶ方式となるように記録を行う。こ
のとき、移動速度Ｖ_sは、Ｖ_s＝Ｖ−Ｖ_rel とする。

【００６２】前述したように、ＣＡＶ方式即ち原盤を角
速度一定で回転させて記録を行う方式では、記録線速度
Ｖは内周から外周へ向かって記録半径ｒに比例して増加
するが、記録スポットに原盤の移動方向と同一方向の速
度Ｖ_sを持たせ、Ｖの増加に応じてＶ_sにも等量の変化
を与えれば、原盤と記録スポットの相対速度Ｖ_rel＝Ｖ
−Ｖ_sは一定に保たれるので、実質的にＣＬＶ記録が可
能となる。

【００６３】電子ビームの電流値が不変でも、擬似的に
ＣＬＶ記録方式となるため、凹凸パターンの深さ、幅等
の寸法は全面的に均一にすることができる。

【００６４】記録スポットにＶ_sを与える方法として、
通常の光ディスクのマスタリングにおいて、半径方向に
行われるウォブリングを、半径方向と直交する記録接線
方向に行う。ここで、記録トラックは円周上の軌跡をと
るものであるが、微視的にはほぼ直線と見なしてウォブ
ルすることができる。以下この半径方向と直交する方向
を記録接線方向と記す。

【００６５】そこで、上記記録スポットの速度Ｖ_sとし
ては、ウォブル振幅をＷ、ウォブルの片道に要する時間
をＴとしたとき、Ｖ_s＝Ｗ／Ｔにより決定される。

【００６６】ピット部分の記録変調信号は、通常パルス
ＯＮとパルスＯＦＦの指令を与える２値の電圧レベルよ
り構成される。パルスＯＮの電圧値をＥ_on、パルスＯＦ
Ｆの電圧値をＥ_offとする。パルスＯＮの時間をＴ_on、
パルスＯＦＦの時間をＴ_offとした時、パルスＯＮの時
間Ｔ_onの間、所望のＶ_sが得られるように、Ｗ＝Ｖ_s×Ｔ_on の振幅で、記録接線方向にウォブルを行う。

【００６７】そしてその後は、パルスがＯＦＦの時間Ｔ
_offより短い時間Ｔ_bでスポットを逆方向にウォブルさ
せ、初期位置に戻す。この動作を各パルス毎に繰り返す
ことによって、本発明の擬似ＣＬＶ記録方式が達成され
ることとなる。

【００６８】尚、半径方向の位置によって、必要なスポ
ットの移動速度Ｖ_sは常時変化する。パルスＯＮの時間
Ｔ_onも、ピット長に応じて数種類の値をとるので、ウォ
ブル振幅Ｗは、それぞれについて異なった値となる。こ
の様子を、図２に模式的に示す。

【００６９】図２に示すように、内周側ではパルスをＯ
Ｎとする時間Ｔ_on（１）及びＯＦＦとする時間Ｔ
_off（１）は比較的短く、外周側ではパルスＯＮとする
時間Ｔ_on（２）及びＯＦＦとする時間Ｔ_off（２）は比
較的長くなる。

【００７０】そして、ウォブル振幅Ｗを制御するウォブ
ル信号電圧値Ｅ_wは、常に半径方向の位置とこれによっ
て決定されるこの位置での記録線速度Ｖ、及び描画する
ピットのパルス長Ｔ_onの２情報より計算された上で、出
力される。内周側ではＴ_on（１）の間出力され、Ｔ_off
より短い時間Ｔ_bの間に０に戻るようになされ、外周側
ではＴ_on（２）の間出力され、Ｔ_bの間に０に戻るよう
になされる。

【００７１】このようにして、ピット部分をパルス毎に
ウォブルして、擬似的にＣＬＶ方式をとることによっ
て、ＣＡＶ方式で角速度一定として原盤用基板を回転す
る場合においても、ピットの長さ、幅及び深さを内周側
と外周側とで変動させることなく、所定の長さ、幅及び
深さをもって形成することができる。

【００７２】次に、グルーブ部分を形成する場合につい
て説明する。

【００７３】（２）グルーブ部分電子ビームを連続描画ではなく、ピット部分と同様にパ
ルス照射して、図３に模式的に示すように、特にその記
録スポット３の間隔Ｌを、スポット径φよりも短い値と
してパルス照射することによって、連続的に描画してい
わば連続溝を形成することができるようにし、各パルス
を描画する際に、上述の（１）において説明したピット
部分の場合と同様にスポットをほぼ記録接線方向にウォ
ブリングする。図３において、Ｅは記録信号を示す。

【００７４】すなわち、グルーブは通常記録スポットの
連続照射によって露光するが、この場合はパルスＯＦＦ
の時間が無いので、スポットをウォブル後に初期位置で
戻す動作が出来ない。

【００７５】そこで、グルーブもピットと同様に、パル
スで描画することによって、スポットを初期位置に戻す
時間Ｔ_bを設けることができることとなる。

【００７６】つまり、電子ビームの１／ｅ²強度でのス
ポット径φに対し、Ｌ≦φ の間隔Ｌをもってパルス照射し続ければ、現像後には連
続溝が形成される。ここで、原盤用基板上の記録領域の
全面に渡って間隔Ｌが一定に保たれるように、記録パル
ス周期時間Ｐを半径に反比例して変化させる必要があ
る。

【００７７】各パルス毎に前述の疑似ＣＬＶ方式による
記録方法を用いれば、グルーブも（１）において説明し
たピットと同様に、全面的に均一な寸法、即ち幅及び深
さで形成することができる。

【００７８】このような本発明による方法は、前述の図
９において説明した電子線描画装置の本体に一切の変更
を加えることなく、記録信号の変更のみによって、ＣＡ
Ｖ方式による問題点を解決して擬似的なＣＬＶ方式を実
現することができる。例えばビーム偏向電極２６におい
て、後段の実施例において詳細に説明するように、静電
偏向により充分高速に記録接線方向のウォブリングを行
うことができる。

【００７９】次に、本発明を適用した実施例を説明す
る。一例として、グルーブを描画する方法を、具体的数
値を用いて示す。

【００８０】例えば、・電子ビームのスポット径φ：１２０ｎｍ・パルス間隔Ｌ：１００ｎｍとする。

【００８１】ここで、・ＣＡＶ回転数：４５０ｒｐｍ・相対速度Ｖ_rel：１．０ｍ／ｓと設定すると、記録半径ｒ＝２０ｍｍ、４０ｍｍ、６０
ｍｍの各位置において、以下の表１に示すスポット速度
Ｖ_s、パルスＯＮの時間Ｔ_on及びウォブリング幅Ｗの各
値で、本発明によるグルーブの描画を実現することがで
きる。

【００８２】尚、記録信号のパルス周期時間Ｐは、記録
線速度Ｖに反比例して、Ｐ＝Ｌ／Ｖとしなければならないが、実質上ＣＬＶ記録を行ってい
るため、パルスＯＮの時間Ｔ_onについては、パルス周期
Ｐに関係なく常に一定の長さが良い。よって、パルス周
期Ｐの最外周における最小値Ｐ_minに対して、Ｐ_min＞Ｔ_on とする必要がある。

【００８３】更に、Ｔ_off（＝Ｐ−Ｔ_on）に対して、ス
ポット径が初期位置へ戻る時間Ｔ_bがＴ_b＞Ｔ_offでな
くてはならないので、Ｔ_onは装置のウォブル動作速度を
考慮して下記表１に示すように決定した。

【００８４】

【表１】

【００８５】但し、上記表１において、スポットの移動
速度Ｖ_s及びウォブリング幅Ｗの欄に示す−の符号は、
原盤の移動方向と逆方向を示す。

【００８６】また、記録線速度Ｖ、スポットの移動速度
Ｖ_s及びウォブリング幅Ｗは、下記の各式により計算さ
れている。Ｖ＝２π×ｒ×（４５０／６０）Ｖ_s＝Ｖ−Ｖ_rel Ｗ＝Ｖ_s×Ｔ_on

【００８７】また、内周側と外周側のそれぞれの記録信
号、即ち変調信号とウォブル信号とを、それぞれ図４Ａ
及びＢに示す。変調信号のパルスＯＮの時間Ｔ_onは、内
周側と外周側において一定とされるが、パルス周期Ｐ
は、内周側では比較的長く、外周側ではＰ’で示すよう
に、短くなっている。パルスＯＦＦの時間Ｔ_offも同様
に、外周側ではＴ_off’で示すように短くなっている。

【００８８】また、ウォブル信号は、内周側では比較的
ウォブリング幅が小さいことからウォブル信号Ｅ_wは比
較的小さく、外周側ではウォブリング幅を大きくする必
要があり、ウォブル信号Ｅ_w’は比較的大きく、またそ
の周期は小さくなっていることがわかる。

【００８９】このとき、ウォブルが初期位置に戻る時間
Ｔ_bは、最外周におけるＴ_offの最小値以下であること
が要求される。従って上述の例においては、記録半径６
０ｍｍでのパルス周期３５ｎｓｅｃから、パルスＯＮ時
間Ｔ_onの２０ｎｓｅｃを差し引いた値、１５ｎｓｅｃ以
下であることが要求される。そこで、例えばＴ_b＝１０
ｎｓｅｃと設定すれば良い。

【００９０】前述したように、図９において説明した電
子線描画装置によって本発明を実施する場合は、ウォブ
リングを静電偏向によって、即ち例えば図９におけるビ
ーム偏向電極２６を制御することによって、５０ＭＨｚ
以上の高速動作が可能であり、１０nsecは充分実現可能
な値である。

【００９１】尚、ピット部のパターンについても、隣り
合うピットの間隔がビームスポット径φよりも大きいと
いう条件が異なるだけで、同様に描画することができ
る。

【００９２】ここで、一般的な各工程における条件の一
例を以下に示す。〔１〕レジスト・住友化学工業社製「ＮＥＢ−２２」（商品名）・塗布膜厚ｄ＝５０ｎｍ・原盤用基板材料：シリコン基板

【００９３】〔２〕電子線描画装置・電子銃：材質ＬａＢ₆ ・加速電圧：５０ｋＶ・電流：２０ｎＡ

【００９４】〔３〕現像条件・現像液：有機アルカリ現像液（東京応化工業株式会社
製「ＮＭＤ−３」（商品名）、テトラメチルアンモニウ
ム２．３８％）・現像時間：６０秒

【００９５】次に、記録信号発生器について説明する。
本発明による光記録媒体作製用原盤の製造方法では、記
録半径ｒが、スポット移動速度Ｖ_s、パルス周期Ｐ等の
計算に用いられるため、信号発生器は常に正確な記録半
径情報を所有している必要がある。そこで、信号発生器
に記録開始半径ｒ₀、トラックピッチｔ_p、回転数Ｒの
情報を与えると同時に、前述の図９において説明した電
子描画装置のスピンドル２９の機構部に、回転基準信号
を信号発生器側から与えると、信号発生器は回転積算量
Ｎをカウントすることができる。

【００９６】これにより、半径値即ち中心からの距離ｒ
は、ｒ＝ｒ₀＋（ｔ_p×Ｎ）から求めることができる。回転基準信号は、例えば周波
数１５．７５ｋＨｚの矩形波が使用される。

【００９７】この他、信号発生器には、各種計算に必要
な相対線速度Ｖ_rel、グルーブ描画時のパルス間隔Ｌ、
スポット発光時間Ｔ_on、スポット初期位置戻り時間Ｔ_b
の設定値を入力しておく。

【００９８】グルーブ部を描画する場合の記録信号発生
器における模式的な記録信号生成フローの一例を、図５
を参照して説明する。

【００９９】図５において、１０は信号発生器、５は信
号発生器から出力されるＣＡＶ回転基準信号、５０は電
子線描画装置を示す。また６は開始半径ｒ₀、トラック
ピッチｔ_p及び回転数Ｒを信号発生器１０及び電子線描
画装置５０に入出力する制御部を示す。

【０１００】これらのデータから、信号発生器１０にお
いて、上述の式によって記録半径ｒ即ち中心からの位置
を計算し、これと回転数Ｒから、記録線速度Ｖを計算す
る。その後、パルス間隔設定値Ｌ及び線速度Ｖからパル
ス周期Ｐを計算し、全面一定とするパルス発光時間設定
値Ｔ_onから、変調信号Ｅを生成する。記録信号用のクロ
ックは、パルス周期Ｐの値と一致するように制御されて
いる。

【０１０１】また、記録線速度Ｖ及び相対線速度設定値
Ｖ_relから、スポット移動速度Ｖ_sを計算し、パルス発
光時間設定値Ｔ_onから必要なウォブル振幅Ｗを求め、そ
れに対応するウォブル信号出力値Ｅ_Wを決定する。更
に、前述のパルス周期Ｐ、パルス発光時間設定値Ｔ_on、
スポット初期位置戻り時間Ｔ_bから、ウォブル記録波形
を生成する。

【０１０２】このようにして生成された変調信号Ｅ及び
ウォブル信号Ｅ_Wとが、制御部６を介して電子線描画装
置５０に入力され、所定のウォブル偏向が電子線に対し
施されて、本発明による擬似的にＣＬＶ方式としたパタ
ーン描画を行うことができる。

【０１０３】図６においては、ピット部を描画する場合
の模式的な記録信号生成フローの一例を示す。上述のグ
ルーブ部を描画する場合とは、記録パルスの間隔Ｐ
（ｎ）、パルス長Ｔ_on（ｎ）が、ピットの情報毎に個々
に異なる点が相違する。ウォブル信号を生成するため
に、Ｐ（ｎ）及びＴ_on（ｎ）を随時検出する作業が必要
になる。

【０１０４】即ちこの場合は、記録線速度Ｖを計算し、
各ピットのパルス長Ｔ_on（ｎ）を検出し、更に隣接する
ピットの間隔Ｐ（ｎ）を検出して、これらからウォブル
信号出力Ｅ_W（ｎ）の記録波形を生成する。図６におい
て、図５と同一の部分には同一符号を付して重複説明を
省略する。

【０１０５】このようにして、凹凸パターンに対応する
記録を行った後、上述の条件によって感光層に対し現像
を施して、本発明による光記録媒体作製用原盤を製造す
ることができる。

【０１０６】そしてこの光記録媒体作製用原盤を用い
て、前述の図８において説明した通常のマスタリングプ
ロセスを経て、従来より微細な凹凸パターンを有し、従
って高記録密度、大容量の光記録媒体を、その凹凸パタ
ーンの寸法にばらつきを生じることなく形成することが
できる。

【０１０７】上述の本発明によれば、電子線描画装置５
０の内部に一切の変更を加えることなく、ＣＡＶ方式に
よる電子線描画を行う場合においても、原盤用基板上の
感光層に対し、ピット及びグルーブ共に、その寸法を内
周側と外周側とにおいて変動することなく、ほぼ一定の
幅及び深さをもって凹凸パターンを形成することができ
た。

【０１０８】尚、本発明は上述の実施例に限定されるこ
となく、光記録媒体作製用原盤の材料構成、記録領域の
寸法、回転数等、その他種々の材料構成を採り得ること
はいうまでもない。

【０１０９】

【発明の効果】上述したように、本発明によれば、従来
に比し格段にピットやグルーブの幅及び深さ等の寸法形
状を微細化することが可能な電子線によって凹凸パター
ンのパターン描画を行って光記録媒体作製用の原盤上の
感光層に凹凸パターンを形成する際に、従来は困難とさ
れたＣＡＶ方式によってパターン描画を行う場合におい
ても、原盤用基板の内周側から外周側に渡って、記録線
速度をほぼ一定に保持して、いわば擬似的にＣＬＶ方式
型の記録を行うことができて、感光層に対する単位長さ
当たりの感光量を等しくしながらＣＡＶ方式の記録を行
うことが可能となる。

【０１１０】また本発明は、上述したように、この製造
方法において、電子線の記録ビームの（１／ｅ²）強度
スポット径φに対して、Ｌ＜φとなる距離Ｌの間隔をも
って、記録ビームをパルス照射することによって、ウォ
ブルしながら、記録ビームと原盤用基板との相対速度Ｖ
_relをほぼ一定にして、擬似的なＣＬＶ方式型の記録
を、連続溝いわゆるグルーブを形成する際に適用するこ
とができる。

【０１１１】更に本発明は、上述したように、記録ビー
ムのパルス周期Ｐを、原盤用基板の半径方向の位置に対
応して変化する記録線速度Ｖに対して、Ｐ＝Ｌ／Ｖと
し、パルス照射の時間Ｔ_onは、記録領域全面にわたって
ほぼ一定とすることによって、原盤上の内周側と外周側
とにおいて、パルス照射によって形成されるスポット間
の間隔Ｌを一定とし、且つ実質的な線速度一定記録を行
うことができ、露光量を記録領域全面にわたって一定に
保ち、パターン寸法の変動を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光記録媒体作製用原盤の製造方法の一例の説明
図である。

【図２】光記録媒体作製用原盤の製造方法の一例の変調
信号とウォブル信号の説明図である。

【図３】光記録媒体作製用原盤の製造方法の一例の説明
図である。

【図４】光記録媒体作製用原盤の製造方法の一例の変調
信号とウォブル信号の説明図である。

【図５】記録信号生成フローの一例の説明図である。

【図６】記録信号生成フローの一例の説明図である。

【図７】光記録媒体の一例の説明図である。

【図８】光記録媒体の製造工程の説明図である。

【図９】電子線描画装置の一例の説明図である。

【図１０】ＣＡＶ記録方式の説明図である。

【図１１】ＣＬＶ記録方式の説明図である。

【符号の説明】

１原盤用基板、２感光層、３記録スポット、５
ＣＡＶ回転基準信号、６制御部、１０信号発生器、１
１基板、１２信号記録面、１３グルーブ、１４
ピット、１５凹凸パターン、１７対物レンズ、１８
潜像、１９Ｎｉメッキ層、１９スタンパー、２０
電子ビーム発生・集束部、２１機構部、２２電子
銃、２３コンデンサーレンズ、２４ビーム変調部、
２５アパーチャー、２６ビーム偏向電極、２７フ
ォーカス調整用レンズ、２８対物レンズ、２９スピ
ンドル、３０スライド、３１除振台

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原盤用基板の上に塗布された感光層の所
定領域に、電子線描画によるパターン描画及び現像によ
って、情報の記録及び／又は再生に必要な凹凸パターン
を形成する工程と、上記凹凸パターンを、光記録媒体用
の基板に転写する工程とを有する光記録媒体作製用原盤
の製造方法にあって、上記凹凸パターンを、電子線の記録ビームが描画してい
る間、上記記録ビームのスポットを、記録方向のほぼ接
線方向に移動速度Ｖ_sでウォブルさせ、上記記録ビームが描画していない時間Ｔ_offより短い時
間Ｔ_bの間に、上記記録ビームのスポットをウォブル前
の初期位置へ戻し、上記記録ビームのスポットの移動速度Ｖ_sを、上記原盤
用基板の半径方向の位置に対応して変化する記録線速度
Ｖに対応して制御して、上記記録ビームのスポットと、
上記原盤用基板との相対速度Ｖ_relを、ほぼ一定に保ち
ながら上記感光層に対するパターン描画を行うことを特
徴とする光記録媒体作製用原盤の製造方法。
【請求項２】上記電子線の上記記録ビームの（１／ｅ
²）強度スポット径φに対して、Ｌ＜φとなる距離Ｌの
間隔をもって、上記記録ビームをパルス照射することを
特徴とする上記請求項１に記載の光記録媒体作製用原盤
の製造方法。
【請求項３】上記記録ビームのパルス周期Ｐは、上記
原盤用基板の半径方向の位置に対応して変化する記録線
速度Ｖに対して、Ｐ＝Ｌ／Ｖであり、上記パルス照射の
時間Ｔ_onは、記録領域全面にわたってほぼ一定とされる
ことを特徴とする上記請求項２に記載の光記録媒体作製
用原盤の製造方法。