JP2003187501A - 光ディスク原盤露光装置及び光ディスク原盤露光方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製作する光ディスクの種類に応じた数の光デ
ィスク原盤露光装置を用意することなく、部品を交換、
再調整し、再調整後性能確認することなく、且つ半導体
レーザのレーザ光のパワーを有効活用するようにする。 【解決手段】 露光用レーザ光の走査により光ディスク
原盤７に微小な凹凸形状の潜像を形成する光ディスク原
盤露光装置において、この露光用レーザ光を出射する半
導体レーザ１０と、この露光用レーザ光を集光してこの
光ディスク原盤に照射する対物レンズ１８と、この半導
体レーザ１０とこの対物レンズ１８との間の光路に１／
２波長板１１の抜き及び差しにより一方及び他方の光路
に光路を切り替える光路切り替え手段１２，１３，１
４，１９と、この一方又は他方の光路に配したこの光デ
ィスク原盤７上のスポットサイズを変更するスポットサ
イズ変更手段２０とを有するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体レーザを使用
し、露光用レーザ光の走査により光ディスク原盤に微小
な凹凸形状の潜像を形成するようにした光ディスク原盤
露光装置及び光ディスク原盤露光方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、光ディスクの製造工程において
は、露光装置により光ディスク原盤を露光した後、この
光ディスク原盤よりスタンパを作成する。このスタンパ
より光ディスクを量産し、この光ディスクに保護膜等を
設ける如くして、光ディスクを製造する如くしている。

【０００３】即ち、図２において、１は光ディスクを示
し、この光ディスク１は、ディスク基板２に情報記録面
３が作成された後、保護層４が形成されて作成される。

【０００４】このディスク基板２は、透明樹脂によるデ
ィスク状部材であり、情報記録面３は微小な凹凸形状で
ある。この微小な凹凸形状は光ディスクの種類に応じて
種々の形状に設定されており例えば記録再生可能な光デ
ィスクにあっては、矢印Ａにより拡大して示すようにレ
ーザービームのガイド溝であるグルーブを形成する溝形
状である。

【０００５】またコンパクトディスクのような再生専用
の光ディスクにあっては、矢印Ｂにより拡大して示すよ
うに、ピットを形成する凹凸形状が形成される。

【０００６】この記録再生可能な光ディスクのうち、相
変化型の光ディスクにあっては、このような微小な凹凸
形状が形成されてなるディスク基板２の表面に相変化
層、反射層を積層して情報記録面３が形成され、また光
磁気ディスクにあっては、磁性層、反射層を積層して情
報記録面３が形成される。また再生専用の光ディスクに
おいてはディスク基板２の表面に反射層を形成して情報
記録面３が形成される。

【０００７】図３及び図４は、このディスク基板２の製
造に係る光ディスクの製造工程を示す略線図である。光
ディスクの製造工程では、ガラス原盤５の表面を平坦に
研磨し、またこのガラス原盤５を洗浄し（図３Ａ）、こ
のガラス原盤５の表面にフォトレジストをスピンコート
し、フォトレジスト層６を形成する（図３Ｂ）。この場
合、このフォトレジスト層６は、厚さ約１００ｎｍ程度
に塗布し、このフォトレジストは露光によりアルカリ可
溶性となる材料を使用する。これにより光ディスクの製
造工程では、このガラス原盤５により光ディスク原盤７
が作成される。

【０００８】次に光ディスクの製造工程では、この光デ
ィスク原盤７を光ディスク原盤露光装置にセットし、こ
の光ディスク原盤７を所定の回転速度により回転駆動す
る（図３Ｃ）。この状態で対物レンズにより露光用レー
ザ光Ｌ１を光ディスク原盤７のフォトレジスト層６上に
集光し、この露光用レーザ光Ｌ１を所定の変調信号によ
り変調すると共に、この集光用レーザ光Ｌ１の照射位置
を順次外周側へ移動する。これにより光ディスクの製造
工程では露光用レーザ光Ｌ１の走査軌跡をらせん状と
し、この走査軌跡に変調信号に応じた潜像を形成する。

【０００９】このようにして潜像Ｓを形成してなる光デ
ィスク原盤７を現像し（図４Ｄ）、フォトレジスト層６
の露光した部分を現像液で溶解する。これにより光ディ
スク原盤７の表面に微小な凹凸形状を形成する。尚、図
４Ｄに示す例にあっては、グルーブ及びランドに対応す
る凹凸形状を光ディスク原盤７に作成した場合である。

【００１０】この光ディスクの製造工程は、次に図４Ｅ
に示す如く、この光ディスク原盤７の微小な凹凸が形成
されている側をＮｉ薄膜をスパッタ法又は無電解メッキ
法で被着した後Ｎｉメッキして例えば厚さ約０．３ｍｍ
のＮｉメッキ層８を形成し、その後、このＮｉメッキ層
８をこの光ディスク原盤７より剥がし取る。これにより
この光ディスクの製造工程は、光ディスク原盤７の微小
な凹凸形状をＮｉメッキ層８に転写し、このＮｉメッキ
層８によりスタンパ９を形成する。

【００１１】このスタンパ９を用いたプラスチック射出
成型又はいわゆる２Ｐ法（Photo Polymerization法）に
よりディスク基板２を作成する（図４Ｆ）。このディス
ク基板２にはスタンパ９に転写された光ディスク原盤７
の微小な凹凸形状が転写される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このスタン
パ９の製造工程においては、後の複数の工程を経て製作
される光ディスクが規格を満足するように慎重に条件を
決定する必要がある。

【００１３】しかし、異なる種類の光ディスクにおいて
は、ピット形状やサイズ等が異なり工程の条件を個別に
設定する必要がある。

【００１４】特に、光ディスク原盤露光装置にて、他種
の光ディスクを製作する場合、製作する光ディスクの種
類に応じて光学系が異なるため製作する光ディスクの種
類に応じた数の光ディスク原盤露光装置を用意するか、
部品例えばレーザ光の出射装置、一連のレンズ、絞り及
び吸収形（ＮＤ）フィルタを交換した後、再調整する必
要があった。

【００１５】この場合、変換調整の作業時間が必要であ
り、また交換後の安定した性能を確保するのが困難であ
る。またその他に、露光用レーザ光の光路にアパーチャ
を挿入して口径を小さくし開口数（ＮＡ）を変換してス
ポットサイズを変更する方法や２ビーム光学系をレイア
ウトする方法も実際に使用されていて、これは露光用光
源にガスレーザを使用している露光装置に多く利用され
ている。

【００１６】しかし、ガスレーザはメンテナンスが必要
である不都合があり、最近はメンテナンスフリーで長寿
命の半導体レーザがこの露光装置の露光用光源として使
用され始めている。この半導体レーザは直接変調が可能
で、この露光用の光学系を簡素化することができ、この
露光装置の小型化、低価格化に大変有効である。

【００１７】しかし、半導体レーザはガスレーザに比較
し、小パワーであるという欠点があり、この半導体レー
ザを使用する場合は、この半導体レーザのレーザ光のパ
ワーを効率的に活用しなければ将来的なハイスピードカ
ッティング及びハイパワーカッティングに対応するのは
難しい。

【００１８】本発明は、斯る点に鑑み、製作する光ディ
スクの種類に応じた数の光ディスク原盤露光装置を用意
することなく、部品を交換、再調整し、再調整後性能確
認することなく、且つ半導体レーザのレーザ光のパワー
を有効活用するようにした光ディスク原盤露光装置及び
光ディスク原盤露光方法を提案せんとするものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明光ディスク原盤露
光装置は、露光用レーザ光の走査により光ディスク原盤
に微小な凹凸形状の潜像を形成する光ディスク原盤露光
装置において、この露光用レーザ光を出射する半導体レ
ーザと、この露光用レーザ光を集光してこの光ディスク
原盤に照射する対物レンズと、この半導体レーザとこの
対物レンズとの間の露光に１／２波長板の抜き及び差し
により一方及び他方の光路に光路を切り替える光路切り
替え手段と、この一方又は他方の光路に配した前記光デ
ィスク原盤上のスポットサイズを変更するスポットサイ
ズ変更手段とを有するものである。

【００２０】本発明によれば、１／２波長板を光路に抜
き及び差しするだけで、光路を切り替え露光用レーザ光
の光ディスク原盤におけるスポットサイズを変更でき、
複数種の光ディスクに対応する光ディスク原盤を露光す
ることができる。この場合、１／２波長板を光路に抜き
及び差しするだけなので光軸のずれが少なく再現性が良
く、再調整が必要なく変更後の確認は不要である。

【００２１】また本発明によれば半導体レーザのレーザ
光のスポットサイズを変更するのに光路を切り替えるだ
けでレーザ光の損失がなく、この半導体レーザのレーザ
光のパワーを効率よく活用することができる。

【００２２】また本発明光ディスク原盤露光方法は露光
用レーザ光の走査により光ディスク原盤に微小な凹凸形
状の潜像を形成する光ディスク原盤露光方法において、
この露光用レーザ光を集光して、この光ディスク原盤に
照射する対物レンズへのこの露光用レーザ光の露光に１
／２波長板の抜き及び差しにより一方及び他方の露光に
光路を切り替える光路切り替え手段を設け、この１／２
波長板の抜き及び差しによりこの光ディスク原盤上のス
ポットサイズを変更するようにしたものである。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図１を参照して本発明光デ
ィスク原盤露光装置及び光ディスク原盤露光方法の実施
の形態の例につき説明しよう。

【００２４】図１において、１０は露光用レーザ光ユニ
ットを示し、この露光用レーザ光ユニット１０は、波長
が例えば４０５ｎｍの露光用レーザ光を出射する半導体
レーザとこの半導体レーザよりのレーザ光を所定の変調
を行って出射する変調手段とより成るものである。

【００２５】本例においては、この光源ユニット１０よ
りの露光用レーザ光を１／２波長板１１を介さないとき
にこの露光用レーザ光の全光を通過し、１／２波長板１
１を介したときにこの露光用レーザ光の全光を反射する
露光切り替え用の偏光ビームスプリッター１２に供給す
る。

【００２６】この偏光ビームスプリッター１２を通過し
た露光用レーザ光は、ミラー１３で反射され、偏光ビー
ムスプリッター１４を通過し、ミラー１５で反射され、
レンズ１６を通過し、ミラー１７で反射されて対物レン
ズ１８に導かれ、この対物レンズ１８により、この露光
用レーザ光は光ディスク原盤７上に集光する。

【００２７】この場合この対物レンズ１８は、例えば２
枚のレンズで構成された高い開口数（ＮＡ）のレンズと
し、本例においてはこの光源ユニット１０よりの露光用
レーザ光は、この対物レンズ１８において、光径は対物
レンズ１８の直径と略同じとなる如くし、光ディスク原
盤７上においてそのスポット径（スポットサイズ）を
０．３μｍ〜０．４μｍとし、ＤＶＤ等の光ディスク原
盤７の露光ができる如くする。

【００２８】またこの場合、この光ディスク原盤７はス
ピンドルモータにより所定の回転速度により回転駆動さ
れると共に、この対物レンズ１８は光学テーブルと共に
所定速度でこの光ディスク原盤７の径方向に移動する如
くし、この露光用レーザ光の走査軌跡をらせん状とし、
この走査軌跡に変調信号に応じた潜像を形成する如くす
る。

【００２９】また本例においては、この偏光ビームスプ
リッター１２により反射された、露光用レーザ光をミラ
ー１９により反射してレンズ２０ａ及び２０ｂより成る
スポットサイズ変更手段２０に導き、このスポットサイ
ズ変更手段２０を通過した露光用レーザ光を偏光ビーム
スプリッター１４で反射され、ミラー１５で反射され、
レンズ１６を通過し、ミラー１７で反射されて対物レン
ズ１８に導かれ、この対物レンズ１８により、この露光
用レーザ光を光ディスク原盤７上に集光する。

【００３０】このスポットサイズ変更手段２０は、この
露光用レーザ光の光径を破線で示す如く小さくし所定の
光径とするようにしたもので、この露光用レーザ光の光
径を小さくしたときには、対物レンズ１８を通過する露
光用レーザ光の光径も小さくなり、この対物レンズ１８
の中心付近のみを通過することとなり、光ディスク原盤
７上において、この露光用レーザ光のスポットサイズ
（スポット径）はこの露光用レーザ光の光径に反比例し
て大きくなる。

【００３１】本例においては、このスポットサイズ変更
手段２０における露光用レーザ光の光径を調整してコン
パクトディスクの光ディスク原盤７を露光する０．６μ
ｍ〜０．７μｍとする如くする。

【００３２】この場合、偏光ビームスプリッター１２及
び１４とミラー１３及び１９とにより一方及び他方の光
路を切り替える光路切り替え手段を構成する。

【００３３】また、本例においては、この光源ユニット
１０と偏光ビームスプリッター１２との間の露光用レー
ザ光の光路に１／２波長板１１を抜き及び差しできる如
くする。この１／２波長板１１の抜き及び差しは、例え
ば、この１／２波長板１１を支持している部材を、エア
シリンダや直動型及び回転型ソレノイド等により動作し
自動制御できる如くする。

【００３４】また、この１／２波長板１１の露光用レー
ザ光の光路への抜き及び差しの動作を露光用の指令ファ
イルと連動させることにより、作業者が光学系の変更を
意識することなく自動で露光用レーザ光の光ディスク原
盤７上のスポットサイズを変更することができる。

【００３５】本例は上述の如く構成されているので、例
えばＤＶＤの光ディスク原盤７を露光するときには、こ
の１／２波長板１１をこの露光用レーザ光の光路より抜
く如くする。このときは光源ユニット１０よりの所定の
変調が施された露光用レーザ光は、偏光ビームスプリッ
ター１２を通過し、ミラー１３で反射され、偏光ビーム
スプリッター１４を通過し、ミラー１５で反射され、レ
ンズ１６を通過し、ミラー１７で反射され、対物レンズ
１８に導かれ、光ディスク原盤７上に集光される。

【００３６】この場合、この光ディスク原盤７上の露光
用レーザ光のスポットサイズは０．３μｍ〜０．４μｍ
となりＤＶＤ等の比較的密の微小な凹凸形状の潜像を形
成することができる。

【００３７】また本例においては、例えばコンパクトデ
ィスクの光ディスク原盤７を露光するときには、この１
／２波長板１１をこの露光用レーザ光の光路に差し込む
如くする。このときは、光源ユニット１０よりの所定の
変調が施された露光用レーザ光は、偏光ビームスプリッ
ター１２で反射され、ミラー１９で反射され、スポット
サイズ変更手段２０を通過して光径が変更され、偏光ビ
ームスプリッター１４で反射され、ミラー１５で反射さ
れ、レンズ１６を通過し、ミラー１７で反射され、対物
レンズ１８に導かれ、光ディスク原盤７上に集光され
る。

【００３８】この場合、この光ディスク原盤７上の露光
用レーザ光のスポットサイズはスポットサイズ変更手段
により光径が小さくされているので、０．６μｍ〜０．
７μｍと比較的大きくなり、コンパクトディスクの微小
な凹凸形状の潜像を形成することができる。

【００３９】本例は上述の如く、１／２波長板１１を露
光用レーザ光の光路に抜き及び差しするだけで、光路を
切り替え、露光用レーザ光の光ディスク原盤７上におけ
るスポットサイズを変更でき二種の光ディスクに対応す
る光ディスク原盤７を露光することができる。

【００４０】この場合、本例によれば１／２波長板１１
を露光用レーザ光の光路に抜き及び差しするだけなの
で、光軸のずれが少なく再現性が良く、再調整が必要な
く、変更後の確認は不要である。

【００４１】また本例によれば半導体レーザよりの露光
用レーザ光の光ディスク原盤７上のスポットサイズを変
更するのに光路を切り替えるだけでレーザ光の損失がな
く、この半導体レーザのレーザ光のパワーを効率よく活
用することができる。

【００４２】尚、本発明は上述例に限ることなく本発明
の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成が採り得
ることは勿論である。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、１／２波長板を露光用
レーザ光の光路に抜き及び差しするだけで、光路を切り
替え、露光用レーザ光の光ディスク原盤上におけるスポ
ットサイズを変更でき複数種の光ディスクに対応する光
ディスク原盤を露光することができる。

【００４４】この場合、本発明によれば１／２波長板を
露光用レーザ光の光路に抜き及び差しするだけなので、
光軸のずれが少なく再現性が良く、再調整が必要なく、
変更後の確認は不要である。

【００４５】また本発明によれば半導体レーザよりの露
光用レーザ光の光ディスク原盤上のスポットサイズを変
更するのに光路を切り替えるだけでレーザ光の損失がな
く、この半導体レーザのレーザ光のパワーを効率よく活
用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明光ディスク原盤露光装置の実施の形態の
例を示す構成図である。

【図２】光ディスクの例を示す斜視図である。

【図３】光ディスクの製造工程の例の説明に供する斜視
図である。

【図４】図３の続きの製造工程の例の説明に供する斜視
図である。

【符号の説明】

７‥‥光ディスク原盤、１０‥‥光源ユニット、１１‥
‥１／２波長板、１２，１４‥‥偏光ビームスプリッタ
ー、１３，１５，１７，１９‥‥ミラー、１６，２０
ａ，２０ｂ‥‥レンズ、１８‥‥対物レンズ、２０‥‥
スポットサイズ変更手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5D119 AA05 AA38 AA41 AA43 BA01 BB09 DA01 EB01 EC22 FA05 JA31 5D121 BB26 BB38 5D789 AA05 AA38 AA41 AA43 BA01 BB09 DA01 EB01 EC22 FA05 JA31

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 露光用レーザ光の走査により光ディスク
   原盤に微小な凹凸形状の潜像を形成する光ディスク原盤
   露光装置において、 前記露光用レーザ光を出射する半導体レーザと、 前記露光レーザ光を集光して前記光ディスク原盤に照射
   する対物レンズと、 前記半導体レーザと前記対物レンズとの間の光路に１／
   ２波長板の抜き及び差しにより一方及び他方の光路に光
   路を切り替える光路切り替え手段と、 前記一方又は他方の光路に配した前記光ディスク原盤上
   のスポットサイズを変更するスポットサイズ変更手段と
   を有することを特徴とする光ディスク原盤露光装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光ディスク原盤露光装置
   において、 前記光路切り替え手段は第１及び第２の偏光ビームスプ
   リッターと、第１及び第２のミラーとより成ることを特
   徴とする光ディスク原盤露光装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の光ディスク原盤露光装置
   において、 前記１／２波長板の光路への抜き及び差しを自動制御で
   きるようにしたことを特徴とする光ディスク原盤露光装
   置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の光ディスク原盤露光装置
   において、 前記スポットサイズ変更手段はレンズによりビーム径を
   小さくするようにしたことを特徴とする光ディスク原盤
   露光装置。
5. 【請求項５】 露光用レーザ光の走査により光ディスク
   原盤に微小な凹凸形状の潜像を形成する光ディスク原盤
   露光方法において、 前記露光用レーザ光を集光して前記光ディスク原盤に照
   射する対物レンズへの前記露光用レーザ光の光路に１／
   ２波長板の抜き及び差しにより一方及び他方の光路に光
   路を切り替える光路切り替え手段を設け、前記１／２波
   長板の抜き及び差しにより前記光ディスク原盤上のスポ
   ットサイズを変更するようにしたことを特徴とする光デ
   ィスク原盤露光方法。