JP2003141759A - 光ディスク原盤露光方法および原盤露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 狭トラックピッチの光ディスク原盤に適用可
能な高精度をもって、基板ディスク上の露光用ビームの
位置を制御可能な光ディスク原盤露光方法、および露光
装置を提供する。 【解決手段】 表面にフォトレジスト１０１が塗布さ
れた基板ディスク１０２を回転させながら、フォトレジ
ストを露光するためのビーム１０６を対物レンズ１１７
によりフォトレジストに集光して、基板ディスク上に周
方向のトラックを形成するための露光を行う。その際、
ビームに偏向器１１０を通過させて少なくとも一時的な
偏向を伴わせる。偏向器を通過した後のビームを第一ビ
ーム１１２と第二ビーム１１３に分割し、第一ビームを
フォトレジスト上に集光する。第二ビームの光路につい
て現在位置と目標位置の差分を検出し、差分に基づき、
第二ビームの光路が目標位置に位置するように偏向器の
偏向動作を補正する。

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原盤露光
方法、および光ディスク原盤露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報機器、映像音響機器が必要と
する情報量の拡大化に伴い、データアクセスの容易さ、
大容量データの蓄積、機器の小型化に優れる光ディスク
が注目されている。光ディスクには、再生専用型光ディ
スク、追記型光ディスク、記録再生型光ディスクがあ
り、記録再生型光ディスクとしては相変化型光ディスク
や光磁気型ディスク等が存在し、ＣＤ、ＤＶＤ、ＭＯな
どと呼ばれ、様々な用途に実用化されている。

【０００３】再生専用型光ディスクの場合、予め設けら
れたスパイラル状の凹凸ピット列に再生用の光を照射
し、戻り光強度の変化によりピットの有無、長さを検出
することにより再生が行われる。

【０００４】一方、記録再生型光ディスクの場合、スパ
イラル状に、凹凸の溝または溝とピットが形成されてい
る。溝または溝とピットには、アドレスが何らかの形で
形成されており、記録再生時にこのアドレスにより位置
を特定する。また記録再生型の光ディスクには、溝部ま
たはランド部のみに記録する方式と、溝部およびランド
部ともに記録する方式がある。記録方式の違いにより、
溝幅、溝間隔が異なる。記録あるいは再生は、溝部また
はランド部に形成された記録膜に記録マークを形成する
ことによって行われる。例えば相変化型光ディスクであ
れば、記録膜として相変化記録膜を用いる。相変化記録
膜はその相状態により、記録再生光に対する屈折率が変
化する物質からなる。相状態の変化は、記録再生光照射
時の照射時間、強度を変化させて記録膜の冷却速度を変
化させることにより得られる。相変化記録膜を使用した
記録再生型の光ディスクでは、例えば溝部に相変化記録
膜を形成し、相変化記録膜に相の異なるマークを形成す
ることにより記録再生が行われる。

【０００５】光ディスクは市場の要望、情報量の増大に
より、約６５０ＭＢのＣＤから約５ＧＢのＤＶＤへと容
量を拡大してきている。特に記録再生型光ディスクにつ
いてはテープメディアの代替としての役割が期待され、
ＤＶＤ−ＲＡＭでは約５ＧＢの容量を実現している。約
５ＧＢは、平均転送レート約５Ｍｂｐｓで約２時間の容
量であり、平均転送レート約５ＭｂｐｓはＭＰＥＧ２と
呼ばれる圧縮方式では通常画質の映像にほぼ相当する。
市場では、より高画質、高精細な映像を約２時間記録す
るための光ディスクが要望されている。容量の拡大は光
ディスクの多層化、記録面密度の向上、フォーマット効
率の向上等によって行われる。記録面密度に着目する
と、ＤＶＤ−ＲＡＭではトラックピッチ約０．６１５μ
ｍ、最短マーク長０．４２μｍが実現されている。

【０００６】大容量化のために面密度を向上させるに
は、トラックピッチの狭小化や、マーク長の短小化を更
に進める必要がある。高画質高精細な映像を２時間以上
記録するためには、約２５ＧＢが必要であるとされる。
ＤＶＤと比較して約５倍の高密度化になるため、再生系
のビームのスポットサイズは０．４４倍以下とすること
が必要である。このためピット長、トラックピッチもそ
れに対応して、ＤＶＤ換算で、最短ピット長を約０．１
８μｍ、トラックピッチを約０．３５μｍ以下とする必
要がある。

【０００７】トラックピッチが狭くなるのに伴い、プッ
シュプルトラッキングエラー信号の振幅が小さくなる。
従って、上記のようにトラックピッチが狭くなると、そ
れに伴いプッシュプルトラッキングエラー信号は急激に
減少する。従ってトラッキングサーボがかかり難くな
り、また外れ易くなる。そのため、トラックピッチを狭
くするほど、厳密なトラックピッチ精度が要求される。

【０００８】図８に従来例の光ディスク原盤露光装置を
示す。フォトレジスト１０１が塗布されたガラス製の基
板ディスク１０２が、光ディスク原盤を作成するための
露光に供される。基板ディスク１０２は、回転制御機構
１０３を有するターンテーブル１０４に保持される。

【０００９】レーザ光源１０５から出射されたレーザ光
１０６は、パワーレギュレータ１０７によりパワーを調
整される。次にレーザ光１０６は音響光学素子を用いた
偏向器１１０により、偏向信号源１０８から出力される
偏向信号１０９に基づき偏向される。偏向器１１０によ
る偏向は、再生クロック生成用の蛇行した溝を形成する
ために行われる。偏向されたレーザ光１０６は、エキス
パンダ１１６によりビーム径を拡大され、ミラー１２０
ａ、１２０ｂ、１２０ｃを経て、対物レンズ１１７によ
り、基板ディスク１０２上のフォトレジスト１０１に集
光される。対物レンズ１１７は、送り機構１１８により
基板ディスク１０２の径方向に移動させられる。対物レ
ンズ１１７はまた、フォーカス制御機構１１９により、
基板ディスク１０２との距離が常に一定に保たれる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記の装置において、
レーザ光１０６の光路に配置された光学素子に起因して
レーザ光１０６のビームに揺れが発生し、それにより、
基板ディスク１０２に形成されるトラックのピッチ精度
が低下する。また、送り機構１１８の送り精度の限界に
起因するトラックピッチ精度の限界も存在する。

【００１１】このようなトラックピッチ精度の限界につ
いては、従来の技術においては問題として認識されるこ
とはなかった。しかしながら、上述の程度にトラックピ
ッチが狭くなると、トラックピッチ精度がトラッキング
サーボに与える影響が極めて大きくなるため、上記のよ
うなトラックピッチ精度の低下を抑制することが、トラ
ックの狭小化を進める上で重要な課題である。

【００１２】従って本発明の目的は、狭トラックピッチ
の光ディスク原盤に適用可能な高精度をもって、基板デ
ィスク上の露光用ビームの位置を制御可能な光ディスク
原盤露光方法、および露光装置を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の光ディスク原盤
露光方法は、表面にフォトレジストが塗布された基板デ
ィスクを回転させながら、前記フォトレジストを露光す
るためのビームを対物レンズにより前記フォトレジスト
に集光して、前記基板ディスク上に周方向のトラックを
形成するための露光を行い、その際、前記ビームに偏向
器を通過させて少なくとも一時的な偏向を伴わせる方法
を改善したものである。

【００１４】本発明の第１の光ディスク原盤露光方法
は、前記偏向器を通過した後の前記ビームを第一ビーム
と第二ビームに分割し、前記第一ビームを前記フォトレ
ジスト上に集光し、前記第二ビームの光路について現在
位置と目標位置の差分を検出し、前記差分に基づき、前
記第二ビームの光路が目標位置に位置するように前記偏
向器の偏向動作を補正することを特徴とする。

【００１５】この方法によれば、再生クロック生成用の
蛇行した溝を形成するための偏向器を利用して、基板デ
ィスクに至る光路中に介在する光学素子に起因して発生
するビームの揺れを補正することにより、トラックピッ
チ精度を向上させることが可能となる。

【００１６】本発明の第２の光ディスク原盤露光方法
は、前記対物レンズと前記基板ディスクの中心間距離の
現在値と目標値の差分を検出し、前記差分に基づき、前
記ビームが前記基板ディスク上の目標位置に入射するよ
うに前記偏向器の偏向動作を補正することを特徴とす
る。

【００１７】この方法によれば、基板ディスクに対する
対物レンズの移送の誤差をビームの偏向で補正すること
によって、機構系の限界を超えてトラックピッチ精度を
向上させることが可能となる。

【００１８】この方法において好ましくは、前記対物レ
ンズの移動方向における前記基板ディスクの正規位置か
らの位置のずれを検出し、その検出結果により前記差分
の値を補正する。それにより、基板ディスクの位置ずれ
によるトラックピッチ精度への影響を抑制することがで
きる。

【００１９】本発明の第３の光ディスク原盤露光方法
は、前記ビームとして遠紫外線のレーザ光を使用し、前
記偏向器として電気光学素子により構成された偏向器を
使用することを特徴とする。

【００２０】この方法によれば、偏向器から出射するレ
ーザ光の揺れを、狭トラックピッチの場合でも十分に小
さい範囲に抑制することが可能である。それにより、ト
ラックピッチ精度を向上させ、トラッキングサーボの安
定化が可能となる。トラックピッチが０．３５μｍ以下
である場合に、特に有効である。

【００２１】上記の方法において好ましくは、前記偏向
器に入射する前の前記レーザ光を、音響光学素子を用い
た変調器により、０次光から１次光の方向が前記トラッ
クと平行になるように変調する構成とする。それによ
り、変調器で発生するレーザ光の揺れを、トラックピッ
チ精度と関係のない記録トラック方向とすることが可能
となる。

【００２２】本発明の光ディスク原盤露光装置は各々、
上記露光方法の発明を実施するために用いられ、それぞ
れ対応する特徴と作用効果を有する。本発明の装置は共
通の基本構成として、表面にフォトレジストが塗布され
た基板ディスクを回転させるためのターンテーブルと、
前記フォトレジストを露光するためのビームを出射する
ビーム源と、前記ビームを偏向する偏向器と、前記偏向
器に前記ビームを偏向するための偏向信号を供給する偏
向信号源と、前記偏向器を通過した後の前記ビームを前
記フォトレジストに集光する対物レンズと、前記ビーム
を前記基板ディスクの径方向に移動させる送り機構とを
備え、前記基板ディスク上に周方向のトラックを形成す
るための露光を行うものである。

【００２３】本発明の第１の光ディスク原盤露光装置
は、前記偏向器を通過した後の前記ビームを第一ビーム
と第二ビームに分割するビーム分割器と、前記第二ビー
ムの光路について現在位置と目標位置の差分を検出する
ビーム位置差分検出器と、前記ビーム位置差分検出器か
ら出力される信号に基づき、前記第二ビームの光路が前
記目標位置に位置するように前記偏向信号を補正する偏
向信号補正器とを更に備え、前記第一ビームは前記対物
レンズに至る光路に導かれる。

【００２４】本発明の第２の光ディスク原盤露光装置
は、前記対物レンズと前記基板ディスクの中心間距離の
現在値と目標値の差分を検出する中心間距離差分検出器
と、前記中心間距離差分検出器から出力される信号に基
づき前記ビームが前記基板ディスク上の目標位置に入射
するように前記偏向信号を補正する偏向信号補正器とを
更に備える。

【００２５】この構成において好ましくは、前記対物レ
ンズの移動方向における前記ターンテーブルの正規位置
からの位置のずれを検出して前記中心間距離差分検出器
に供給するターンテーブル位置ずれ検出器を更に備え、
前記中心間距離差分検出器は、前記ターンテーブル位置
ずれ検出器の出力に基づき前記差分の値を補正する構成
とする。

【００２６】本発明の第３の光ディスク原盤露光装置
は、前記ビーム源として遠紫外線のレーザ光源を、前記
偏向器として電気光学素子により構成された偏向器を備
える。

【００２７】この構成において好ましくは、前記偏向器
に入射する前の前記ビーム光が通過する音響光学素子を
用いた変調器を更に備え、前記変調器は、０次光から１
次光の方向が前記トラックと平行になるように変調す
る。

【００２８】

【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詳細に説明する。

【００２９】（実施の形態１）図１は実施の形態１にお
ける光ディスク原盤露光装置を示すブロック図である。
本実施の形態では、レーザ光を使用した光ディスク原盤
露光装置について示す。

【００３０】図１の光ディスク原盤露光装置において、
基板ディスク１０２を保持するターンテーブル１０４、
および対物レンズ１１７を駆動する送り機構１１８およ
びフォーカス制御機構１１９は、図８に示した従来例の
構成と同様である。また、レーザ光源１０５、パワーレ
ギュレータ１０７、偏向器１１０、およびエキスパンダ
１１６を含む光学系の構成も同様である。従ってそれら
に関連する要素については、同一の符号を付して個々の
説明は省略する。

【００３１】この光ディスク原盤露光装置には更に、偏
向器１１０を通過したレーザ光１０６を、第一レーザ光
１１２と第二レーザ光１１３に分割するビーム分割器１
１１が設けられている。第一レーザ光１１２は、従来例
と同様にエキスパンダ１１６に入射する。第二レーザ光
１１３はビーム位置差分検出器１１４に入射する。ビー
ム位置差分検出器１１４は、第二レーザ光１１３の光路
の現在位置と目標位置との差分を検出し、偏向信号補正
器１１５に出力する。偏向信号補正器１１５は、第二レ
ーザ光１１３の目標位置に対する差分信号に基づき、偏
向信号１０９を補正するための信号を偏向信号源１０８
に出力する。

【００３２】レーザ光源１０５として、Ａｒイオンレー
ザのＳＨＧ（２次高調波）を使ったレーザが使用され、
波長２４８ｎｍのレーザ光１０６が放出される。基板デ
ィスク１０２上に形成される溝は、集光されたレーザ光
１１２のスポット径に依存し、集光されたレーザ光１１
２のスポット径は、波長に比例しかつＮＡに反比例す
る。従って、レーザ波長を２４８ｎｍ、対物レンズのＮ
Ａを０．９とすることで、溝のピッチを約０．３５μｍ
と高密度化した場合でも溝の形成が可能である。

【００３３】偏向器１１０によるレーザ光１０６の偏向
は、基板ディスク１０２上で、周期約１０μｍの正弦波
で、振り量約数十ｎｍｐｐになるよう行われる。エキス
パンダ倍率が５倍、対物レンズ１１７の焦点距離が２ｍ
ｍである場合、数十ｎｍｐｐの振り量にするためには、
レーザビームを数十から百数十μｒａｄｐｐの角度で振
る必要がある。正弦波の周期は記録再生時のマークの長
さに依存し、振り量は溝再生時の再生ＷｏｂｂｌｅＣ／
Ｎに依存する。偏向は単純正弦波の他、アドレスを混在
させた溝を形成するためにも行われ、この場合アドレス
構造に合わせて蛇行の方法が変えられる。

【００３４】第一レーザ光１１２は、従来例におけるレ
ーザ光１０６と同様に、基板ディスク１０２上のフォト
レジスト１０１を露光するために使用される。第一レー
ザ光１１２は、エキスパンダ１１６により対物レンズ１
１７の瞳径まで拡大される。ビーム径を拡大することに
より、対物レンズ１１７のＮＡを十分利用することが可
能となり、最小のスポット径に集光することができる。

【００３５】第二レーザ光１１３は、第一レーザ光１１
２の光路を適正にするために用いられる。第二レーザ光
１１３の光路の位置は、レーザ光１０６すなわち第一レ
ーザ光１１２の光路の位置と所定の対応関係を有する。
従って、第一レーザ光１１２の光路の現在位置と目標位
置の差分を、第二レーザ光１１３の光路に基づいてビー
ム位置差分検出器１１４により間接的に検出することが
できる。

【００３６】ビーム位置差分検出器１１４の出力は、第
二レーザ光１１３の入射位置と目標位置との対応関係が
判るように設定されており、それにより、第二レーザ光
１１３の現在の入射位置と目標位置の差分信号を検出す
る。ビーム位置差分検出器１１４の具体例としてＰＳＤ
（Position Sensitive Detector）等のデバイスを使用
することができ、ＰＳＤ上に設定された目標位置と現在
の入射位置の差分を計算する。検出された差分に基づい
て、偏向信号補正器１１５により偏向信号１０９を補正
する。

【００３７】ビーム位置差分検出器１１４と偏向信号補
正器１１５は、明確に区別される要素である必要はな
い。すなわち、光ディスク原盤露光装置全体の機能のう
ち、第二レーザ光１１３の現在位置と目標位置の差分を
検出する機能を提供する要素（の組み合わせ）が、ビー
ム位置差分検出器１１４として定義される。

【００３８】対物レンズ１１７は、送り機構１１８によ
り基板ディスク１０２の面に沿って内周側から外周側、
もしくは外周側から内周側へ移動する。それに伴い、基
板ディスク１０２を載せたターンテーブル１０４は回転
する。ここでは対物レンズ１１７が移動する場合に言及
したが、基板ディスク１０２およびターンテーブル１０
４を移動させてもよい。線速度一定記録、ゾーン内角速
度一定記録等の、記録方法に合わせて回転制御機構１０
３によりターンテーブル１０４の回転数を制御し、パワ
ーレギュレータ１０７によりレーザパワーを制御する。
露光中、対物レンズ１１７はフォーカス制御機構１１９
により、基板ディスク１０２との間隔が一定に保たれ
る。これらの制御により基板ディスク１０２にスパイラ
ル状の露光記録が行われる。

【００３９】図８に示した従来例の光ディスク原盤露光
装置においては、レーザ光源１０５から偏向器１１０ま
でに発生したレーザ光１０６の揺れが、そのまま基板デ
ィスク１０２上でトラックピッチに影響を与えていた。
これに対して本実施の形態においては、ビーム分割器１
１１に至るまでの光路におけるレーザ光の揺れが補正さ
れる。それにより、従来のトラックピッチ精度が±３０
ｎｍｐｐであったのに対して、本実施の形態による精度
は±２０ｎｍｐｐへと向上した。以上の説明では、変調
器が組み込まれておらず変調が行われない場合を例とし
ているが、本発明は変調器を使用し変調が行われる場合
に対しても適用できる。

【００４０】またビーム分割器１１１は、偏向器１１０
の前や、その他いずれの位置に配置されてもよい。変調
器が組み込まれた場合でも同様である。図２に、ビーム
分割器１１１が、ミラー１２０ｃと対物レンズ１１７の
間に配置された場合を示す。この場合、対物レンズ１１
７に入射する前の全ての光路において生じるレーザ光の
揺れが補正されるので、トラックピッチ精度が改善され
る効果は大きい。

【００４１】また溝の間隔が上述の約０．３５μｍ以下
に設定される場合に限らず、本発明はトラックピッチに
依存することなく適用できる。但し、トラックピッチが
狭くなるほどその効果も大きい。

【００４２】（実施の形態２）図３は、実施の形態２に
おける光ディスク原盤露光装置を示すブロック図であ
る。実施の形態１と異なる点は、トラックピッチ精度の
向上のために、レーザ光の揺れにより発生する成分に関
して補正するのではなく、機構系により発生する成分に
関して補正している点である。

【００４３】図３の光ディスク原盤露光装置において、
基板ディスク１０２を保持するターンテーブル１０４、
および対物レンズ１１７を駆動するフォーカス制御機構
１１９は、図８に示した従来例の構成と同様である。ま
た、レーザ光源１０５、パワーレギュレータ１０７、偏
向器１１０、およびエキスパンダ１１６を含む光学系の
構成も同様である。従ってそれらに関連する要素につい
ては、同一の符号を付して個々の説明は省略する。

【００４４】この装置は、偏向信号源１０８が出力する
偏向信号１０９を、中心間距離差分検出器２０２と偏向
信号補正器２０３により補正するように構成されてい
る。また、ターンテーブル位置ずれ検出器２０４を有
し、その出力により中心間距離差分検出器２０２の出力
が補正される。

【００４５】露光の処理において、対物レンズ１１７
は、ターンテーブル１０４の回転に応じて径方向に送り
機構２０１により移送され、それにより、レーザ光１０
６が基板ディスク１０２上を径方向に移動する。適正な
トラックを形成するために、対物レンズ１１７の移送距
離は、ターンテーブル１０４の回転量との間に所定の関
係が維持されなければならない。従って、対物レンズ１
１７と基板ディスク１０２の中心間距離が、露光の開始
からの経過時間に応じた目標値に合致するように、対物
レンズ１１７の移送が高精度で行われる。しかしなが
ら、その移送距離における僅かな誤差が、上述のように
トラックピッチに要求される精度が極めて高くなるに伴
い、無視できない程度になってきた。従って本実施の形
態では、基板ディスク１０２の径方向に移動するレーザ
光１０６が、常に基板ディスク１０２上の適正位置に入
射するように、以下の制御が行われる。

【００４６】送り機構２０１では、対物レンズ１１７を
基板ディスク１０２の径方向に内側から外側、もしくは
外側から内側へ移動させる間、対物レンズ１１７の現在
位置が検出される。その検出信号が入力された中心間距
離差分検出器２０２は、予め設定された対物レンズ１１
７の位置の検出信号と基板ディスク１０２の中心位置と
の対応に基づいて、対物レンズ１１７と基板ディスク１
０２の中心間距離の現在値と目標値の差分を検出する。
偏向信号補正器２０３は、その差分信号に基づいて、偏
向信号１０９を補正するための信号を偏向信号源１０８
に供給する。偏向器１１０が、補正された偏向信号１０
９に基づいてレーザ光１０６を偏向させることにより、
基板ディスク１０２上でのレーザ光１０６入射位置の適
正位置からのずれが補正される。

【００４７】中心間距離の検出は、例えば対物レンズ１
１７が移動し基板ディスク１０２が回転する系では、対
物レンズ１１７の移動位置をレーザスケール等により測
定することにより行う。対物レンズ１１７の移動位置を
レーザスケールにより測定する場合の、中心間距離差分
検出器２０２の構成の例について、図４ＡおよびＢを参
照して説明する。

【００４８】図４Ａにおいて、レーザスケール２０８は
送り機構２０１の近傍に配置されて、対物レンズ１１７
の位置を検出する。中心間距離差分検出器２０２は、カ
ウンタ２０５、比較器２０６、およびＤ／Ａ変換器２０
７から構成される。カウンタ２０５にはクロック信号が
供給され、露光の開始からカウントを開始する。カウン
タ２０５の出力は比較器２０６の一方の入力として供給
される。比較器２０６の他方の入力として、レーザスケ
ール２０８の出力が供給される。比較器２０６の出力は
Ｄ／Ａ変換器２０７によりＤ／Ａ変換されて、中心間距
離差分検出器２０２の出力となる。

【００４９】カウンタ２０５の出力値は、レーザスケー
ル２０８の出力値と所定の関係を持つように設定され
る。すなわち、カウンタ２０５の出力値は、露光の開始
からの経過時間に応じた、対物レンズ１１７と基板ディ
スク１０２の中心間距離の目標値に対応し、図４Ｂに直
線Ｌ１で示される。レーザスケール２０８の出力値は、
対物レンズ１１７が適正な位置にあれば、直線Ｌ１と合
致する。実際には誤差を生じるため、レーザスケール２
０８の出力値は、図４Ｂに曲線Ｌ２で示される状態にな
る。但し、直線Ｌ１、曲線Ｌ２ともにデジタル値であ
り、実際には階段状の線になるが、理解を容易にするた
めに、図４Ｂにはアナログ値のように示した。図４Ｂに
横軸の時間で表される各時点における、直線Ｌ１と曲線
Ｌ２の差が、トラックの蛇行を考慮しない状態での、対
物レンズ１１７と基板ディスク１０２の中心間距離の現
在値と目標値の差分を表す。

【００５０】図３の構成におけるターンテーブル位置ず
れ検出器２０４は、対物レンズ１１７の移動方向におけ
るターンテーブル１０４の位置のずれを測定する。その
位置ずれは、基板ディスク１０２に対する対物レンズ１
１７の位置の誤差成分となるので、トラックピッチの精
度をより高めるために、ターンテーブル位置ずれ検出器
２０４の出力は中心間距離差分検出器２０２に入力さ
れ、差分信号の補正に用いられる。ターンテーブル位置
ずれ検出器２０４は、例えば静電容量センサを用いて構
成することができる。

【００５１】以上のように、レーザ光１０６の基板ディ
スク１０２上での入射位置のずれを補正しながら、線速
度一定記録、ゾーン内角速度一定記録等の記録方法に合
わせて、回転制御機構１０３によりターンテーブル１０
４の回転数を制御する。また、パワーレギュレータ１０
７によりレーザパワーを制御する。これらの制御に基づ
いて、基板ディスク１０２にスパイラル状の露光記録が
行われる。

【００５２】なお、対物レンズ１１７と基板ディスク１
０２の中心間距離とは、対物レンズ１１７と基板ディス
ク１０２の距離関係を意味し、中心間距離を直接検出す
ることを必須とするわけではない。すなわち、レーザ光
１０６の基板ディスク１０２上での入射位置を間接的に
知るために、何らかの状態で対物レンズ１１７と基板デ
ィスク１０２の距離関係を検出できればよい。また、対
物レンズ１１７を移動させる代わりに、基板ディスク１
０２を移動させてもよい。そのときは基板ディスク１０
２の位置を測定し、固定された対物レンズ１１７との中
心間距離を検出する。

【００５３】本実施の形態により、以下のようにトラッ
クピッチ精度を向上させることが可能であった。すなわ
ち、従来ではトラックピッチ精度が±３０ｎｍｐｐであ
ったものが、±１５ｎｍｐｐに半減した。本実施の形態
によれば、レーザ光を偏向することによって、機構系に
よるトラックピッチ精度の限界を越えたトラックピッチ
精度を得ることが可能となる。

【００５４】本実施の形態では、変調を行わず、変調器
が組み込まれていない装置について説明されたが、本発
明は、変調器を使用して変調を行っている場合に対して
も適用される。また、レーザ光源１０５に代えて電子線
を用いた露光にも、本発明を適用できる。その場合は、
エキスパンダ１１６は必要なく、また基板ディスクはガ
ラス基板ではなくシリコン基板等を用いることができ
る。

【００５５】（実施の形態３）図５は、実施の形態４に
おける光ディスク原盤露光装置を示すブロック図であ
る。この光ディスク原盤露光装置は、各要素の組み合わ
せによる構成は、図８の従来例と同様である。従って同
様の要素については、同一の符号を付して個々の説明は
省略する。

【００５６】本実施の形態においては、遠紫外線のレー
ザ光源１０５が用いられ、偏向器３０１は、従来の音響
光学素子に代えて電気光学素子を用いて構成されてい
る。

【００５７】従来の音響光学素子を用いた偏向器では駆
動周波数に変動があるため、偏向方向が不安定であり、
偏向器から出射するレーザ光は揺れを生じていた。その
ためトラックピッチの精度が低下していた。レーザ光の
揺れはトラックピッチが狭くなったときに相対的に大き
くなり、そのためプッシュプルトラッキングエラー信号
の変動が大きくなっていた。これに対して、電気光学効
果を用いた偏向器３０１ではレーザ光の揺れが小さく、
狭トラックピッチの場合でも揺れを十分に小さい範囲に
抑制することが可能である。

【００５８】従って電気光学素子を用いた偏向器３０１
は、基板ディスクに形成される案内溝の間隔が約０．３
５μｍ以下の場合に特に適している。グルーブもしくは
ランドのみに記録する記録方式の場合、約０．３５μｍ
以下の案内溝の間隔は、１層当たり約２５ＧＢ以上の容
量の光ディスクに相当する。

【００５９】図６は、トラックピッチに対するプッシュ
プルトラッキングエラー信号の変動値の関係を示す。グ
ルーブまたはランドのみに記録する記録方式を用い、溝
の深さは２２ｎｍとした。再生の光学系は、波長４０５
ｎｍ、対物レンズのＮＡは０．８５として測定を行っ
た。曲線ａは音響光学素子を用いた偏向器Ａ、曲線ｂは
音響光学素子を用いた偏向器Ｂ、曲線ｃは電気光学素子
を用いた偏向器Ｃの場合を示す。偏向器Ａは駆動周波数
が４００ＭＨｚ、偏向器Ｂは２００ＭＨｚである。

【００６０】音響光学素子を用いた偏向器Ａ、あるいは
Ｂでは、どちらの場合でも、トラックピッチを０．３５
μｍ以下にしたとき、変動量が２ｄＢを超える。変動量
が２ｄＢを超えると、トラッキングサーボが不安定、も
しくはかからなかった。従来のようにトラックピッチが
０．６２ｕｍ程度の場合、変動量が少なく問題が無かっ
たが、トラックピッチが狭くなったことにより、影響が
大きく出ていることが分かる。つまり大容量、高密度化
のためトラックピッチを０．３５μｍ以下としたとき、
従来の音響光学素子を用いた偏向器では、トラッキング
が十分機能しなかった。

【００６１】プッシュプルトラッキングエラー信号の変
動量は、上述のように２ｄＢ以下でなければならず、そ
のためトラックピッチ精度も十分高くなければならな
い。変動量が２ｄＢ以下であるならば、大容量、高密度
化してもトラッキングサーボが安定にかかり、ＤＶＤと
同等のトラッキングサーボが可能である。本実施の形態
によれば、電気光学効果を用いた偏向器を設けることに
よって、狭トラックピッチの場合でもプッシュプルトラ
ッキングエラー信号の振幅変動を抑制することが可能と
なり、安定したトラッキングサーボを実現することが出
来る。

【００６２】（実施の形態４）図７は、実施の形態４に
おける光ディスク原盤露光装置を示すブロック図であ
る。この装置は、図６に示した実施の形態３の装置に、
更に変調器４０１が設けられた構成を有する。

【００６３】パワーレギュレータ１０７を通過した後の
レーザ光１０６に対して、変調器４０１により変調が施
される。変調器４０１としては、音響光学素子を用いた
ものを使用する。これは以下の理由による。音響光学素
子ではなく電気光学素子を用いた変調器では、バイアス
コントロール用の余分なパワーが必要である。しかも波
長３００ｎｍ以下ではディテクターの感度が低下するた
め、バイアスコントロール用に分けるパワーを強くする
必要がある。そのため全体としての透過率が低くなると
いう欠点がある。音響光学素子を用いた変調器４０１の
場合、そのような欠点はない。

【００６４】変調器４０１の設置方向は、変調器４０１
から出射される０次光から１次光の方向が記録トラック
と平行となるように設定する。それにより、０次光から
１次光の方向がトラックピッチ精度に与える影響を排除
することができる。

【００６５】従来の音響光学素子による偏向を用いた装
置では、変調器の０次光から１次光の方向が偏向器によ
る偏向の方向と一致していたため、変調器で発生するビ
ームの揺れが直接トラックピッチの変動の要因となって
いた。しかし本実施の形態によれば、偏向用に電気光学
素子を用いた偏向器３０１を使用することで、変調器で
発生するビームの揺れの方向を、トラックピッチ精度を
悪化させないように記録トラックと平行にすることがで
きる。従って、プッシュプルトラッキングエラー信号の
変動を抑制し、狭いトラックピッチの場合でもトラッキ
ングサーボが適切に動作可能となる。

【００６６】

【発明の効果】本発明によれば、再生クロック生成用の
蛇行した溝を形成するための偏向器を利用して、基板デ
ィスクに至る光路中に介在する光学素子に起因して発生
するビームの揺れを補正すること等により、狭トラック
ピッチの光ディスク原盤に適用可能な高精度をもって、
基板ディスク上の露光用ビームの位置を制御可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１における光ディスク原
盤露光装置を示すブロック図

【図２】 実施の形態１における光ディスク原盤露光装
置の他の例を示すブロック図

【図３】 実施の形態２における光ディスク原盤露光装
置を示すブロック図

【図４Ａ】 図３の光ディスク原盤露光装置における要
部の構成の具体例を示すブロック図

【図４Ｂ】 図４Ａの構成による動作を示す図

【図５】 実施の形態３における光ディスク原盤露光装
置を示すブロック図

【図６】 トラックピッチとプッシュプルトラッキング
エラー信号の変動量の関係を示す図

【図７】 実施の形態４における光ディスク原盤露光装
置を示すブロック図

【図８】 従来例の光ディスク原盤露光装置を示すブロ
ック図

【符号の説明】

１０１ フォトレジスト １０２ 基板ディスク １０３ 回転制御機構 １０４ ターンテーブル １０５ レーザ光源 １０６ レーザ光 １０７ パワーレギュレータ １０８ 偏向信号源 １０９ 偏向信号 １１０ 偏向器 １１１ ビーム分割器 １１２ 第一レーザ光 １１３ 第二レーザ光 １１４ ビーム位置差分検出器 １１５ 偏向信号補正器 １１６ エキスパンダ １１７ 対物レンズ １１８ 送り機構 １１９ フォーカス制御機構 １２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ ミラー ２０１ 送り機構 ２０２ 中心間距離差分検出器 ２０３ 偏向信号補正器 ２０４ ターンテーブル位置ずれ検出器 ２０５ カウンタ ２０６ 比較器 ２０７ Ｄ／Ａ変換器 ２０８ レーザスケール ３０１ 偏向器 ４０１ 変調器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富山 盛央 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 佃 雅彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 伊藤 英一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5D118 AA06 BA01 BB09 BC08 BF03 CA13 CA23 CC04 CD03 CD05 CF30 DB03 DC16 5D119 AA22 AA23 AA29 AA36 BA01 BB09 DA01 EA02 EB02 EC15 FA01 FA03 JA24 JA29 JA43 JA54 JA57 JA70 JB02 KA01 5D121 BB01 BB21 BB38

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面にフォトレジストが塗布された基板
   ディスクを回転させながら、前記フォトレジストを露光
   するためのビームを対物レンズにより前記フォトレジス
   トに集光して、前記基板ディスク上に周方向のトラック
   を形成するための露光を行い、その際、前記ビームに偏
   向器を通過させて少なくとも一時的な偏向を伴わせる光
   ディスク原盤露光方法において、 前記偏向器を通過した後の前記ビームを第一ビームと第
   二ビームに分割し、前記第一ビームを前記フォトレジス
   ト上に集光し、前記第二ビームの光路について現在位置
   と目標位置の差分を検出し、前記差分に基づき、前記第
   二ビームの光路が目標位置に位置するように前記偏向器
   の偏向動作を補正することを特徴とする光ディスク原盤
   露光方法。
2. 【請求項２】 表面にフォトレジストが塗布された基板
   ディスクを回転させながら、前記フォトレジストを露光
   するためのビームを対物レンズにより前記フォトレジス
   トに集光して、前記基板ディスク上に周方向のトラック
   を形成するための露光を行い、その際、前記ビームに偏
   向器を通過させて少なくとも一時的な偏向を伴わせる光
   ディスク原盤露光方法において、 前記対物レンズと前記基板ディスクの中心間距離の現在
   値と目標値の差分を検出し、前記差分に基づき、前記ビ
   ームが前記基板ディスク上の目標位置に入射するように
   前記偏向器の偏向動作を補正することを特徴とする光デ
   ィスク原盤露光方法。
3. 【請求項３】 前記対物レンズの移動方向における前記
   基板ディスクの正規位置からの位置のずれを検出し、そ
   の検出結果により前記差分の値を補正することを特徴と
   する請求項２に記載の光ディスク原盤露光方法。
4. 【請求項４】 表面にフォトレジストが塗布された基板
   ディスクを回転させながら、前記フォトレジストを露光
   するためのビームを対物レンズにより前記フォトレジス
   トに集光して、前記基板ディスク上に周方向のトラック
   を形成するための露光を行い、その際、前記ビームに偏
   向器を通過させて少なくとも一時的な偏向を伴わせる光
   ディスク原盤露光方法において、 前記ビームとして遠紫外線のレーザ光を使用し、前記偏
   向器として電気光学素子により構成された偏向器を使用
   することを特徴とする光ディスク原盤露光方法。
5. 【請求項５】 トラックピッチが略０．３５μｍ以下で
   あることを特徴とする請求項４記載の光ディスク原盤露
   光方法。
6. 【請求項６】 前記偏向器に入射する前の前記レーザ光
   を、音響光学素子を用いた変調器により、０次光から１
   次光の方向が前記トラックと平行になるように変調する
   ことを特徴とする請求項４に記載の光ディスク原盤露光
   方法。
7. 【請求項７】 トラックピッチが略０．３５μｍ以下で
   あることを特徴とする請求項６記載の光ディスク原盤露
   光方法。
8. 【請求項８】 表面にフォトレジストが塗布された基板
   ディスクを回転させるためのターンテーブルと、前記フ
   ォトレジストを露光するためのビームを出射するビーム
   源と、前記ビームを偏向する偏向器と、前記偏向器に前
   記ビームを偏向するための偏向信号を供給する偏向信号
   源と、前記偏向器を通過した後の前記ビームを前記フォ
   トレジストに集光する対物レンズと、前記ビームを前記
   基板ディスクの径方向に移動させる送り機構とを備え、
   前記基板ディスク上に周方向のトラックを形成するため
   の露光を行う光ディスク原盤露光装置において、 前記偏向器を通過した後の前記ビームを第一ビームと第
   二ビームに分割するビーム分割器と、前記第二ビームの
   光路について現在位置と目標位置の差分を検出するビー
   ム位置差分検出器と、前記ビーム位置差分検出器から出
   力される信号に基づき、前記第二ビームの光路が前記目
   標位置に位置するように前記偏向信号を補正する偏向信
   号補正器とを更に備え、前記第一ビームは前記対物レン
   ズに至る光路に導かれる光ディスク原盤露光装置。
9. 【請求項９】 表面にフォトレジストが塗布された基板
   ディスクを回転させるためのターンテーブルと、前記フ
   ォトレジストを露光するためのビームを出射するビーム
   源と、前記ビームを偏向する偏向器と、前記偏向器に前
   記ビームを偏向するための偏向信号を供給する偏向信号
   源と、前記偏向器を通過した後の前記ビームを前記フォ
   トレジストに集光する対物レンズと、前記ビームを前記
   基板ディスクの径方向に移動させる送り機構とを備え、
   前記基板ディスク上に周方向のトラックを形成するため
   の露光を行う光ディスク原盤露光装置において、 前記対物レンズと前記基板ディスクの中心間距離の現在
   値と目標値の差分を検出する中心間距離差分検出器と、
   前記中心間距離差分検出器から出力される信号に基づき
   前記ビームが前記基板ディスク上の目標位置に入射する
   ように前記偏向信号を補正する偏向信号補正器とを更に
   備えたことを特徴とする光ディスク原盤露光装置。
10. 【請求項１０】 前記対物レンズの移動方向における前
    記ターンテーブルの正規位置からの位置のずれを検出し
    て前記中心間距離差分検出器に供給するターンテーブル
    位置ずれ検出器を更に備え、前記中心間距離差分検出器
    は、前記ターンテーブル位置ずれ検出器の出力に基づき
    前記差分の値を補正することを特徴とする請求項９に記
    載の光ディスク原盤露光装置。
11. 【請求項１１】 表面にフォトレジストが塗布された基
    板ディスクを回転させるためのターンテーブルと、前記
    フォトレジストを露光するためのビームを出射するビー
    ム源と、前記ビームを偏向する偏向器と、前記偏向器に
    前記ビームを偏向するための偏向信号を供給する偏向信
    号源と、前記偏向器を通過した後の前記ビームを前記フ
    ォトレジストに集光する対物レンズと、前記ビームを前
    記基板ディスクの径方向に移動させる送り機構とを備
    え、前記基板ディスク上に周方向のトラックを形成する
    ための露光を行う光ディスク原盤露光装置において、 前記ビーム源として遠紫外線のレーザ光源を、前記偏向
    器として電気光学素子により構成された偏向器を備えた
    ことを特徴とする光ディスク原盤露光装置。
12. 【請求項１２】 トラックピッチが略０．３５μｍ以下
    であることを特徴とする請求項１１記載の光ディスク原
    盤露光装置。
13. 【請求項１３】 前記偏向器に入射する前の前記ビーム
    光が通過する音響光学素子を用いた変調器を更に備え、
    前記変調器は、０次光から１次光の方向が前記トラック
    と平行になるように変調することを特徴とする請求項１
    １に記載の光ディスク原盤露光装置。
14. 【請求項１４】 トラックピッチが略０．３５μｍ以下
    であることを特徴とする請求項１３記載の光ディスク原
    盤露光装置。