JP2006048785A - Method of manufacturing optical disk stamper, optical disk stamper and optical disk - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、無機材料からなるレジストを用いて作製工程を簡略化することが可能な光ディスクスタンパの作製方法に関する。また、無機材料からなるレジストを用いて作製工程を簡略化することにより得られる光ディスクスタンパに関する。さらに、光ディスクスタンパにより作成された光ディスクに関する。 The present invention relates to a method of manufacturing an optical disc stamper that can simplify a manufacturing process using a resist made of an inorganic material. Further, the present invention relates to an optical disc stamper obtained by simplifying the manufacturing process using a resist made of an inorganic material. Furthermore, the present invention relates to an optical disc created by an optical disc stamper.
今日、情報記録媒体として用いられる光ディスクはその用途に応じて、MD(Mini Disc )、MO(Magneto Optical )、DVD(Digital Versatile Disc)、Blu−ray Disc(登録商標)等様々なフォーマットが提案されている。いずれのフォーマットで使用される光ディスク基板も、一般的には樹脂材料の射出成型により作製されており光ディスクの低価格化が実現されている。 Today, various formats such as MD (Mini Disc), MO (Magneto Optical), DVD (Digital Versatile Disc), and Blu-ray Disc (registered trademark) have been proposed for optical disks used as information recording media. ing. The optical disk substrate used in any format is generally manufactured by injection molding of a resin material, and the price of the optical disk is reduced.
光ディスク基板の射出成型においては、光ディスクにグルーブやピット等のパターンを具備させるために、それらのパターンを転写させる光記録媒体製造用原盤としてのスタンパが射出成型装置のキャビティ内に配設される。 In the injection molding of an optical disk substrate, in order to provide the optical disk with patterns such as grooves and pits, a stamper as an optical recording medium manufacturing master for transferring those patterns is disposed in the cavity of the injection molding apparatus.
ここで、スタンパの作製方法の概略について説明する。まず、ガラス原盤上に、スピンコート法等によってごく薄くフォトレジスト(感光剤)を塗布し、ガラス原盤を回転させながらカッティング装置のレーザにより露光する。フォトレジスト膜には、露光によってグルーブまたはピットに対応したパターンの潜像が形成される。 Here, an outline of a stamper manufacturing method will be described. First, a very thin photoresist (photosensitive agent) is applied onto a glass master by spin coating or the like, and exposure is performed with a laser of a cutting device while rotating the glass master. A latent image having a pattern corresponding to the groove or pit is formed on the photoresist film by exposure.
その後、回転するガラス原盤上に現像液を滴下し、現像処理をすることで、光ディスクのグルーブまたはピットに対応した凹凸のレジストパターンをガラス原盤上に形成する。 Thereafter, a developing solution is dropped on the rotating glass master and developed to form an uneven resist pattern corresponding to the groove or pit of the optical disk on the glass master.
次に、このガラス原盤上にメッキ処理によりニッケル等の金属を析出させ、これを剥離させ、トリミングを行うことでスタンパが得られる。スタンパが射出成型装置のキャビティ内に配設され、キャビティ内に樹脂が注入されることによって、ディスク基板が作製される。 Next, a stamper is obtained by depositing a metal such as nickel on the glass master by plating, peeling the metal, and performing trimming. The stamper is disposed in the cavity of the injection molding apparatus, and the resin is injected into the cavity, whereby the disk substrate is manufactured.
下記の特許文献1には、所要のパターンを露光する際に、露光ビームを二つの露光ビームに分割し、各露光ビームの偏向量を異ならせる露光方法が記載されている。
従来、CD−R、CD−RW、DVD+RW、DVD−R、DVD−RWの各フォーマットでは、ウォブル(Wobbled ;蛇行)グルーブに記録するグルーブ記録フォーマットが提案されている。このような光ディスクにおいては、光ディスクの種類に応じて最適のフォーマット(グルーブ幅、トラックピッチ、ウォブルフォーマット)が異なる。露光ビームによりグルーブフォーマットを形成するため、上記グルーブの幅やトラックピッチ、ウォブルフォーマットは、露光ビームのスポット径や波長に大きく影響される。 Conventionally, in each of the CD-R, CD-RW, DVD + RW, DVD-R, and DVD-RW formats, a groove recording format for recording in a wobbled groove has been proposed. In such an optical disc, the optimum format (groove width, track pitch, wobble format) differs depending on the type of the optical disc. Since the groove format is formed by the exposure beam, the groove width, track pitch, and wobble format are greatly affected by the spot diameter and wavelength of the exposure beam.
CD−R、CD−RWはHe−Cdレーザ(442nm)により、グルーブの凹凸パターン記録し、最適グルーブ幅が550−600nm、トラックピッチは1600nmである。高密度光ディスクのDVD+RW、DVD−R、DVD−RWは、4.7GBであり、CD−R、CD−RW記録密度の約7.2倍の高密度であるため、最適グルーブ幅が300−330nm、トラックピッチは740nmである。短波長のKrレーザ(413nm)を用いることにより、露光ビームのスポット径dを小さくし、DVD+RW、DVD−R、DVD−RWの最適グルーブ幅を実現した。最近、DVDより5倍程度高密度の25GB程度)Blu−ray Disc(以下、BDと適宜表記する)フォーマットが提案されている。 In CD-R and CD-RW, a groove uneven pattern is recorded by a He-Cd laser (442 nm), the optimum groove width is 550 to 600 nm, and the track pitch is 1600 nm. DVD + RW, DVD-R, and DVD-RW of high-density optical discs are 4.7 GB, which is about 7.2 times the CD-R and CD-RW recording density, so the optimum groove width is 300 to 330 nm. The track pitch is 740 nm. By using a short wavelength Kr laser (413 nm), the spot diameter d of the exposure beam was reduced, and the optimum groove width of DVD + RW, DVD-R, and DVD-RW was realized. Recently, a Blu-ray Disc (hereinafter referred to as BD as appropriate) format has been proposed that is about 25 GB, which is about 5 times higher than DVD.
BDフォーマットは、片面単層で約25Gバイト、片面2層で約50Gバイトの記録容量を有する高密度光ディスクのフォーマットである。BDの種類として、書き換え可能なディスクに関する規格は既に提案され、追記可能なディスク、および再生専用のディスクについての規格の検討がされている。 The BD format is a high-density optical disc format having a recording capacity of about 25 Gbytes on a single layer on one side and about 50 Gbytes on two layers on one side. As a type of BD, a standard regarding a rewritable disc has already been proposed, and a standard for a recordable disc and a read-only disc has been studied.
BDフォーマットでは、記録再生用ビームスポット径を小とするために、光源波長を405nmとし、対物レンズの開口数NA(Numerical Aperture)を0.85と大きくしている。CD(Compact Disc)規格では、光源波長:780nm、NA:0.45、スポット
径:2.11μmであり、DVD(Digital Versatile Disc)規格では、光源波長:650nm、NA:0.6、スポット径:1.32μmである。BD規格では、スポット径を0.58μmまで絞ることができ、DVDと比して、約1/5とすることができる。さらに、対物レンズの開口数NAを高めた結果、ディスク面とレーザ光の光軸がなす角度の90°からの傾きに許される角度誤差(チルト・マージンと称される)が小さくなるので、情報層を覆うカバー層を0.1mmまで薄くしている。
In the BD format, the light source wavelength is set to 405 nm and the numerical aperture NA (Numerical Aperture) of the objective lens is increased to 0.85 in order to reduce the recording / reproducing beam spot diameter. In the CD (Compact Disc) standard, the light source wavelength is 780 nm, NA: 0.45, and the spot diameter is 2.11 μm. In the DVD (Digital Versatile Disc) standard, the light source wavelength is 650 nm, the NA is 0.6, and the spot diameter. : 1.32 μm. In the BD standard, the spot diameter can be narrowed down to 0.58 μm, which can be reduced to about 1/5 compared with DVD. Further, as a result of increasing the numerical aperture NA of the objective lens, the angle error (referred to as tilt margin) allowed for the tilt from 90 ° of the angle formed by the disk surface and the optical axis of the laser beam is reduced, so that information The cover layer covering the layer is thinned to 0.1 mm.
図1にBDディスクのグルーブの模式図を示す。向かって左側がディスク内周側で、右側がディスク外周側である。もっとも内周側にはBCA(Burst Cutting Area)領域1があり、PIC(Permanent Information & Control Data)領域2のピットとデータ記録領域3のグルーブは蛇行するように形成されたウォブルグルーブとされる。図1は模式的な図であり、トラックの本数は実際の本数を示すものではない。
FIG. 1 is a schematic diagram of a groove of a BD disc. The left side is the inner circumference side of the disc, and the right side is the outer circumference side of the disc. On the innermost side, there is a BCA (Burst Cutting Area)
内周のBCA領域1は、半径r=21.3mm〜22.0mmの間にグループ状トラックが形成されたものである。BCA領域1のグルーブは、充分大きなトラックピッチTp=2000nmで形成されている。
The inner
PIC領域2は、半径r=22.4mm〜23.197mmの間にグループ状トラックが形成されたものである。PIC領域2では、トラックピッチTp=350nmの矩形ウォブルグルーブが形成されている。
In the
データ領域3は、半径r=23.235mm〜58.017mmの間の領域であり、ウォブルグルーブが形成されている。外周の半径r=58.017mm〜58.6mmの間は、リードアウトの領域であり、MSKの正弦波ウォブルグルーブのみが存在する。トラックピッチTp=320nmである。トラックピッチを比較的小さくするのは、データの記録容量を増加させるためである。なお、実際にデータが記録されるのは、半径r=24mmより外周側となり、半径r=24mmより内周側には、インフォメーション等が記録されている。なお、半径位置の数値は、23.3GBの容量を有するBDにおけるものである。 The data area 3 is an area having a radius r = 23.235 mm to 58.017 mm, and a wobble groove is formed. The outer radius r = 58.17 mm to 58.6 mm is the lead-out area, and only the MSK sine wave wobble groove exists. The track pitch Tp = 320 nm. The track pitch is made relatively small in order to increase the data recording capacity. Note that data is actually recorded on the outer peripheral side from the radius r = 24 mm, and information and the like are recorded on the inner peripheral side from the radius r = 24 mm. In addition, the numerical value of a radial position is a thing in BD which has a capacity | capacitance of 23.3 GB.
PIC領域2およびデータ記録領域3のグルーブは、MSK(Minimum Shift Keying)信号とSTW(Saw Tooth Wobble)信号との重畳信号で形成されたウォブルグルーブである。MSK方式は、ウォブルグの変調方式であり、正弦波からなるウォブルの特定位置にアドレスを集中して埋め込んでいる。
The grooves in the
このように情報を集中して埋め込むと、その部分に欠陥があった場合に影響が受けるので、MSKのウォブルにSTWを多重している。STW方式は、ウォブル形状をのこぎり波の形とし、その歯の向きでアドレス情報の"0"と"1"とを判定する方式である。STW方式は、同じ情報が広範囲にわたって連続的に並んでいるため、部分的な欠陥が生じても修復できる可能性が高い特徴を有する。BDの書き換え可能な規格では、MSKとSTWとを組み合わせることによって誤りに耐性が高いアドレス情報を得ることが可能とされている。 If information is concentrated and embedded in this way, it is affected when there is a defect in that portion, so the STW is multiplexed with the wobble of the MSK. The STW method is a method in which the wobble shape is a sawtooth wave shape, and address information “0” and “1” are determined by the direction of the teeth. The STW method has a feature that it is highly possible to repair even if a partial defect occurs because the same information is continuously arranged over a wide range. In the BD rewritable standard, it is possible to obtain address information having high resistance to errors by combining MSK and STW.
露光ビームのスポット径dは、使用する露光用光源(レーザ)の波長λ並びに光源から出た光束を感光剤に収束させるための対物レンズの開口数NAによって次の式(1)で表される。 The spot diameter d of the exposure beam is expressed by the following formula (1) by the wavelength λ of the exposure light source (laser) to be used and the numerical aperture NA of the objective lens for converging the light beam emitted from the light source on the photosensitive agent. .
d=1.22 X (λ/NA) (1) d = 1.22 X (λ / NA) (1)
上記の各光ディスクフォーマットにおけるレーザの露光波長(λ)、トラックピッチ(Tp)、ディスク径方向の振幅であるウォブル量(Wa)、露光ビームのスポット径(d)を表1にまとめる。 Table 1 summarizes the laser exposure wavelength (λ), track pitch (Tp), wobble amount (Wa), which is the amplitude in the disc radial direction, and the spot diameter (d) of the exposure beam in each of the above optical disc formats.
この表1に示されるように、CD−R、CD−RW、DVD−R,DVD−RWの通常密度光ディスクでは、トラックピッチ(Tp)>露光ビーム径(d)であり、比較的容易に、各フォーマット(ウォブルグルーブ)の形成を行うことができ、十分な記録再生特性やウォブルの再生特性を得ることができる。 As shown in Table 1, in a normal density optical disc of CD-R, CD-RW, DVD-R, DVD-RW, track pitch (Tp)> exposure beam diameter (d), and relatively easily, Each format (wobble groove) can be formed, and sufficient recording / reproduction characteristics and wobble reproduction characteristics can be obtained.
しかしながら、高密度光ディスクのBDでは、PIC領域2のトラックピッチTpが350nm、データ記録部3のトラックピッチTpが320nmであり、短波長で安定な266nmレーザを用いた場合でも、
d(360nm)>Tp(350nmまたは320nm)
となる。すなわち、露光ビーム径(d)>トラックピッチTpとなる。
However, in a BD of a high-density optical disc, even when a 266 nm laser that is stable at a short wavelength is used, the track pitch Tp of the
d (360 nm)> Tp (350 nm or 320 nm)
It becomes. That is, the exposure beam diameter (d)> track pitch Tp.
この関係から露光ビームが隣接トラックに漏れこんでしまう。隣接するウォブルグルーブの位相関係によっては、ウォブルグルーブ同士がかなり近づくことがあり、露光ビームの隣接トラックへの漏れ込み量が変化する。さらに、ウォブルにより、露光ビームのランド部への漏れ込み量がさらに変化するため、露光、現像、スタンパの作成、成形等の工程で作成されたBDディスクにおいてランド部の高さが変化する。 From this relationship, the exposure beam leaks into the adjacent track. Depending on the phase relationship between adjacent wobble grooves, the wobble grooves may approach each other considerably, and the amount of leakage of the exposure beam to the adjacent track changes. Further, since the amount of leakage of the exposure beam into the land portion further changes due to wobble, the height of the land portion changes in the BD disc created in the steps of exposure, development, stamper creation, molding and the like.
BDフォーマットでは、相変化記録膜を用いているため、グルーブ深さが23nm程度と非常に浅く、ランド部の高さ変化が2〜3nm程度存在すると、高さ変化量が10%程度となり、ウォブルグルーブに関して良好な再生特性を得ることが困難であった。また、ランド部の高さ変化は、トラッキングサーボに用いるプッシュプル信号の変動を大きくし、トラッキングサーボを不安定にする問題があった。 In the BD format, since the phase change recording film is used, if the groove depth is very shallow at about 23 nm and the land portion has a height change of about 2 to 3 nm, the height change amount is about 10%, and the wobble. It was difficult to obtain good reproduction characteristics with respect to the groove. Further, the change in the height of the land portion has a problem that the fluctuation of the push-pull signal used for the tracking servo is increased and the tracking servo becomes unstable.
また、波長λを短波長化して露光ビーム径(d)をより小さくすることが考えられる。例えば半導体で短波長エキシマーレーザ(波長200nm台)に用いられている化学増幅型レジストは、光ディスクの露光のように、1〜3時間を要する用途では、空気中のアミンと反応して、化学増幅反応安定性が損なわれ、現像後、グルーブ幅変化が大きく、プッシュプル信号の変動を大きくし、トラッキングサーボを不安定にした。 It is also conceivable to reduce the exposure beam diameter (d) by shortening the wavelength λ. For example, chemically amplified resists used in semiconductors for short-wavelength excimer lasers (wavelengths in the 200 nm range) react with amines in the air for chemical amplification in applications that require 1 to 3 hours, such as optical disk exposure. The reaction stability was impaired, and after development, the groove width change was large, the fluctuation of the push-pull signal was increased, and the tracking servo was made unstable.
したがって、この発明の目的は、ウォブルグルーブ形成のための露光時に、露光ビームの隣接するトラックまたはランドへの漏れ込みによるランド部の高さ変化を抑えることができる光ディスクスタンパの作製方法、光ディスクスタンパおよび光ディスクを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical disc stamper manufacturing method, an optical disc stamper, and an optical disc stamper capable of suppressing a change in height of a land portion due to leakage of an exposure beam to an adjacent track or land during exposure for forming a wobble groove. To provide an optical disc.
上述した課題を解決するために、この発明の第1の態様は、ウォブルグルーブを有し、露光ビームの径がウォブルグルーブのピッチより大である第1の領域(矩形ウォブルグルーブ)および第2の領域(正弦波とのこぎり波の重畳ウォブルグルーブまたは正弦波ウォブルグルーブ)を有し、第1の領域のピッチが第2の領域のピッチより大である光ディスクフォーマットの光ディスクスタンパ作製方法において、、
第1の領域におけるランド部の高さ変化量/平均のグルーブ深さがほぼ0.083以下であり、第2の領域におけるランド部の高さ変化量/平均のグルーブ深さがほぼ0.047以下であることを特徴とする光ディスクスタンパの作製方法である。
In order to solve the above-described problem, a first aspect of the present invention includes a first region (rectangular wobble groove) having a wobble groove, the diameter of the exposure beam being larger than the pitch of the wobble groove, and the second In an optical disc stamper manufacturing method of an optical disc format having a region (superimposed wobble groove or sine wave wobble groove of sine wave and saw wave), wherein the pitch of the first region is larger than the pitch of the second region,
The land portion height change amount / average groove depth in the first region is approximately 0.083 or less, and the land portion height change amount / average groove depth in the second region is approximately 0.047. An optical disc stamper manufacturing method is characterized by the following.
この発明の第2の態様は、ウォブルグルーブを有し、露光ビームの径がウォブルグルーブのピッチより大である第1の領域(矩形ウォブルグルーブ)および第2の領域(正弦波とのこぎり波の重畳ウォブルグルーブまたは正弦波ウォブルグルーブ)を有し、第1の領域のピッチが第2の領域のピッチより大である光ディスクフォーマットの光ディスクスタンパにおいて、、
第1の領域におけるランド部の高さ変化量/平均のグルーブ深さがほぼ0.083以下であり、第2の領域におけるランド部の高さ変化量/平均のグルーブ深さがほぼ0.047以下であることを特徴とする光ディスクスタンパである。
The second aspect of the present invention includes a first region (rectangular wobble groove) having a wobble groove and a diameter of an exposure beam larger than the pitch of the wobble groove and a second region (superposition of a sawtooth wave and a sawtooth wave). In an optical disc stamper of an optical disc format having a wobble groove or a sine wave wobble groove), wherein the pitch of the first region is larger than the pitch of the second region,
The land portion height change amount / average groove depth in the first region is approximately 0.083 or less, and the land portion height change amount / average groove depth in the second region is approximately 0.047. An optical disc stamper characterized by the following.
この発明の第3の態様は、ウォブルグルーブを有し、露光ビームの径がウォブルグルーブのピッチより大である第1の領域(矩形ウォブルグルーブ)および第2の領域(正弦波とのこぎり波の重畳ウォブルグルーブまたは正弦波ウォブルグルーブ)を有し、第1の領域のピッチが第2の領域のピッチより大である光ディスクフォーマットの光ディスクにおいて、、
第1の領域におけるランド部の高さ変化量/平均のグルーブ深さがほぼ0.083以下であり、第2の領域におけるランド部の高さ変化量/平均のグルーブ深さがほぼ0.047以下であることを特徴とする光ディスクである。
The third aspect of the present invention includes a first region (rectangular wobble groove) having a wobble groove and a diameter of an exposure beam larger than the pitch of the wobble groove, and a second region (superposition of a sawtooth wave and a sine wave). In an optical disc of an optical disc format having a wobble groove or a sine wave wobble groove), wherein the pitch of the first area is larger than the pitch of the second area,
The land portion height change amount / average groove depth in the first region is approximately 0.083 or less, and the land portion height change amount / average groove depth in the second region is approximately 0.047. An optical disc characterized by the following.
この発明の第4の態様は、ウォブルグルーブを有し、露光ビームの径がウォブルグルーブのピッチより大である第1の領域(矩形ウォブルグルーブ)および第2の領域(正弦波とのこぎり波の重畳ウォブルグルーブまたは正弦波ウォブルグルーブ)を有し、第1の領域のピッチが第2の領域のピッチより大である光ディスクフォーマットの光ディスクスタンパ作製方法において、
第1の領域におけるウォブルグルーブの幅変化の範囲が100%を所望の幅とする場合に、93.8%〜100%であり、第2の領域におけるウォブルグルーブの幅変化の範囲が100%を所望の幅とする場合に、98.1%〜100%であることを特徴とする光ディスクスタンパの作製方法である。
According to a fourth aspect of the present invention, there are provided a first region (rectangular wobble groove) and a second region (sine wave and superposition of a sawtooth wave) having a wobble groove and having an exposure beam diameter larger than the pitch of the wobble groove. In an optical disc stamper manufacturing method of an optical disc format having a wobble groove or a sine wave wobble groove), wherein the pitch of the first region is larger than the pitch of the second region,
When the range of the wobble groove width change in the first region is 100%, the range of the wobble groove width change in the second region is 93.8% to 100%. The optical disc stamper manufacturing method is characterized in that the desired width is 98.1% to 100%.
この発明の第5の態様は、ウォブルグルーブを有し、露光ビームの径がウォブルグルーブのピッチより大である第1の領域(矩形ウォブルグルーブ)および第2の領域(正弦波とのこぎり波の重畳ウォブルグルーブまたは正弦波ウォブルグルーブ)を有し、第1の領域のピッチが第2の領域のピッチより大である光ディスクフォーマットの光ディスクスタンパにおいて、
第1の領域におけるウォブルグルーブの幅変化の範囲が100%を所望の幅とする場合に、93.8%〜100%であり、第2の領域におけるウォブルグルーブの幅変化の範囲が100%を所望の幅とする場合に、98.1%〜100%であることを特徴とする光ディスクスタンパである。
According to a fifth aspect of the present invention, there are provided a first region (rectangular wobble groove) and a second region (sine wave and superposition of a sawtooth wave) having a wobble groove and the exposure beam diameter being larger than the pitch of the wobble groove. In an optical disc stamper of an optical disc format having a wobble groove or a sine wave wobble groove) and the pitch of the first area is larger than the pitch of the second area,
When the range of the wobble groove width change in the first region is 100%, the range of the wobble groove width change in the second region is 93.8% to 100%. An optical disc stamper characterized in that the desired width is 98.1% to 100%.
この発明の第6の態様は、ウォブルグルーブを有し、露光ビームの径がウォブルグルーブのピッチより大である第1の領域(矩形ウォブルグルーブ)および第2の領域(正弦波とのこぎり波の重畳ウォブルグルーブまたは正弦波ウォブルグルーブ)を有し、第1の領域のピッチが第2の領域のピッチより大である光ディスクフォーマットの光ディスクにおいて、、
第1の領域におけるウォブルグルーブの幅変化の範囲が100%を所望の幅とする場合に、93.8%〜100%であり、第2の領域におけるウォブルグルーブの幅変化の範囲が100%を所望の幅とする場合に、98.1%〜100%であることを特徴とする光ディスクである。
According to a sixth aspect of the present invention, there are provided a first region (rectangular wobble groove) and a second region (sine wave and superposition of a sawtooth wave) having a wobble groove and having an exposure beam diameter larger than the pitch of the wobble groove. In an optical disc of an optical disc format having a wobble groove or a sine wave wobble groove), wherein the pitch of the first area is larger than the pitch of the second area,
When the range of the wobble groove width change in the first region is 100%, the range of the wobble groove width change in the second region is 93.8% to 100%. In the case of a desired width, the optical disk is characterized by being 98.1% to 100%.
この発明によれば、ウォブルグルーブのランド部の高さ変化を抑えるので、記録ジッター、再生ジッター、プッシュプル信号の特性等の記録再生特性が良好な光ディスクを得ることができる。また、露光ビームの波長およびレジストの種類として特殊なものを必要とせず、比較的ローコストの製造費用とできる。 According to the present invention, since the change in the height of the land portion of the wobble groove is suppressed, it is possible to obtain an optical disc having good recording / reproduction characteristics such as recording jitter, reproduction jitter, and push-pull signal characteristics. Further, no special one is required as the wavelength of the exposure beam and the type of resist, and the manufacturing cost can be relatively low.
以下、この発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。一実施形態による記録媒体は、図1に示したようなBDフォーマットに対してこの発明を適用したものである。BDでは、BCA領域1における2000nmトラックピッチのグルーブの配列からなるグルーブトラックと、PIC領域2における350nmトラックピッチの矩形ウォブルグルーブの配列からなるグルーブトラックと、データ記録領域3における320nmトラックピッチのウォブリンググルーブであるグルーブトラックとが基板表面に1つの螺旋状に連なるように形成されたものである。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. A recording medium according to an embodiment is obtained by applying the present invention to a BD format as shown in FIG. In the BD, a groove track composed of an array of 2000 nm track pitch grooves in the
BCA領域1が半径r=21.3[mm]〜22.0[mm]の間に形成され、PIC領域2が半径r=22.4[mm]〜23.2[mm]の間に形成され、データ記録領域3が半径r=23.2[mm]〜58.6[mm]の間に形成される。
The
上述したように、BCA領域非ウォブルグルーブ(2000nmトラックピッチ)は、比較的容易に形成することができる。BDフォーマットの規格上、PIC領域2の矩形ウォブルグルーブ(350nmトラックピッチ)は、バイフェーズ変調の矩形信号をジッター4.5%以下で再生しなければならない。
As described above, the BCA region non-wobble groove (2000 nm track pitch) can be formed relatively easily. According to the BD format standard, the rectangular wobble groove (350 nm track pitch) in the
データ記録領域3のウォブルグルーブは、956.522〔kHz〕のMSKと2倍波のSTWの重畳信号の各々のウォブルアドレス情報信号を再生しなければならない。各々のウォブルアドレス情報信号を再生するためには、MSKとSTWとのウォブル再生信号の2次歪を−12dB以下としなければならない。また、データ記録領域3のトラックピッチが320nmと非常に小さく、トラッキングサーボに用いるプッシュプル信号の変動を15%以下にしなければならない。 The wobble groove in the data recording area 3 must reproduce the wobble address information signal of each of the superimposed signals of the MSK of 956.522 [kHz] and the STW of the second harmonic wave. In order to reproduce each wobble address information signal, the secondary distortion of the wobble reproduction signal of MSK and STW must be -12 dB or less. Further, the track pitch of the data recording area 3 is as very small as 320 nm, and the fluctuation of the push-pull signal used for tracking servo must be 15% or less.
一実施形態は、かかる特性を満たすことが可能な露光を行うものである。一実施形態は、光ディスクの製造プロセスにおいて、各所望の凹凸パターンをディスク基板の表面に転写するためのスタンパを形成するに際し、光源から出射されたレーザビームをAPC(Auto Power Controller)によりレーザ強度変調器例えばEOM(Electro Optic Modulator)に対してフィードバック制御を行い、半径により線速度に対応して線形にEOMを透過するレーザ光の光出力変化させ、単位面積あたりの露光量を一定にする。さらに、安定なノボラック系のポジ型レジスト用い、グルーブ幅が均一な形状パターンを形成した例である。 In one embodiment, an exposure that can satisfy such characteristics is performed. In one embodiment, when forming a stamper for transferring each desired concavo-convex pattern onto the surface of a disk substrate in the manufacturing process of an optical disk, the laser intensity of the laser beam emitted from the light source is modulated by an APC (Auto Power Controller). For example, feedback control is performed on a device such as an EOM (Electro Optic Modulator), and the light output of the laser beam that passes through the EOM is linearly changed according to the linear velocity according to the radius, thereby making the exposure amount per unit area constant. Further, this is an example in which a shape pattern having a uniform groove width is formed using a stable novolac positive resist.
先ず、一実施形態で使用した光学的記録装置について図2を参照して説明する。図2に示したレーザカッティング装置は、ガラス原盤10の上に成膜されたフォトレジスト層11を露光して、フォトレジスト層11にグルーブの潜像を形成するためのものである。
First, an optical recording apparatus used in one embodiment will be described with reference to FIG. The laser cutting apparatus shown in FIG. 2 is for exposing a
フォトレジスト層11に潜像を形成する際、ガラス原盤10は、移動光学テーブル20上に設けられたターンテーブル12に取り付けられる。そして、フォトレジスト層11を露光する際に、フォトレジスト層11の全面にわたって所望のパターンでの露光がなされるように、ターンテーブル12によって回転駆動されると共に、移動光学テーブル20によって平行移動される。ダラス原盤10は、例えば線速度一定で回転される。
When forming a latent image on the
記録用レーザ光は、レーザ光源14から発生する。光源14としては、任意のものが使用可能であるが、短波長のレーザ光を出射するものが好ましい。具体的には、例えば、YAGレーザの4次高調波(λ=266nm)の記録用レーザ光を発振するレーザ源が使用される。
The recording laser light is generated from the
光源14から出射されたレーザ光は、平行ビームのまま直進して、電気光学効果を利用した変調器であるEOM15に入射され、EOM15により強度変調される。EOM15で強度変調されたレーザ光が光路分離用ビームスプリッタBS1に入射される。
The laser light emitted from the
ビームスプリッタBS1を透過した一部のレーザ光が透過光路上に配設された光検出器(PD)16に入射する。ビームスプリッタBS1で反射されたレーザ光がミラーM2でさらに反射され、移動光学テーブル20のウォブル光学系に導かれる。 A part of the laser light transmitted through the beam splitter BS1 enters a photodetector (PD) 16 disposed on the transmission optical path. The laser beam reflected by the beam splitter BS1 is further reflected by the mirror M2 and guided to the wobble optical system of the moving optical table 20.
光検出器16に入射したレーザ光は、光検出器16により電気信号に変換され、光検出器16の出力信号が光出力制御部(APC)17に供給され、光出力制御部17の出力信
号がEOM15に制御信号として供給される。EOM15は、光出力制御部17より供給される制御信号の信号電界に応じて、光源14から出射される記録用レーザ光の強度変調を行う。
The laser light incident on the
このように、レーザ光の一部を光検出器16により検出し、これに基づいて光出力制御部17によりEOM15に対してフィードバック制御を行うことにより、EOM15を透過するレーザ光の光出力を安定させるようになされている。このような制御系によって、ビームスプリッタBS1の反射光も出力が安定し、単位面積あたりの露光量を一定にしながら記録できる。露光量の変化量を例えば±2.0%以内に抑えることができる。
In this way, a part of the laser light is detected by the
ミラーM2で反射され、移動光学テーブル20上に水平に導かれたレーザ光は、ウェッジプリズム21および23、並びに音響光学変調偏向器(AOM/AOD;Acoustic Optical Modulator/Acoustic Optical Deflector)22によって光学偏向が施された上でビームエクスパンダー(BEX)26に入射する。
The laser beam reflected by the mirror M2 and guided horizontally onto the moving optical table 20 is optically deflected by
移動光学テーブル20には、2つのウェッジプリズム21および23と、1つの音響光学変調偏向器(AOM/AOD;Acoustic Optical Modulator/Acoustic Optical Deflector)22とが配置されている。これらウェッジプリズム21および23と、音響光学変調偏向器22は、平行ビームのまま入射して来たレーザ光と格子面とがブラッグの条件を満たすと共にビーム水平高さが変わらないように配置されている。音響光学変調偏向器22に用いられる音響光学素子としては酸化テルル(TeO2 )が好適である。
Two
音響光学変調偏向器22は、グルーブのウォブルに対応するように、レーザ光に対して光学偏向を施すためのものである。すなわちレーザ光は、ウェッジプリズム21を介して音響光学変調偏向器22に入射され、この音響光学変調偏向器22によって、所望する露光パターンに対応するように光学偏向がなされる。音響光学変調偏向器22によって光学偏向が施されたレーザ光は、ウェッジプリズム23を介して出射される。
The acousto-
音響光学変調偏向器22には、所定の駆動信号がドライバ24から供給される。ドライバ24には、電圧制御発振器(VCO:Voltage Controlled Oscillator)25から高周
波信号が供給される。電圧制御発振器25には制御信号が供給される。
A predetermined drive signal is supplied from the
電圧制御発振器25に対する制御信号は、BCA領域のDCグルーブを形成する場合はゼロレベルの直流(DC)信号である。PIC領域の矩形ウォブルグルーブを形成する場合は、制御信号が2分の1周波数のバイフェーズ変調の矩形信号である。データ記録領域のウォブルグルーブを形成する場合は、2分の1周波数の478〔kHz〕MSKと2倍波のSTWの重畳信号である。478〔kHz〕MSKと2倍波のSTWの重畳信号は、各々(MSK、STW)アドレスのウォブル情報を記録するものである。
The control signal for the voltage controlled
なお、音響光学変調偏向器22は、ブラッグ回折における一次回折光強度が超音波パワーにほぼ比例することを利用したものであり、記録信号に基づいて超音波パワーを変調してレーザ光の光変調を行う。ブラッグ回折を実現するために、ブラッグ条件;2dsinθ=nλ(ここに、d:格子間隔、λ:レーザ光波長、θ:レーザ光と格子面のなす角、n:整数である)を満たすように、レーザ光の光軸に対する音響光学変調偏向器22の位置関係および姿勢が設定されている。
The
ウェッジプリズム21、23および音響光学偏向器22によって光学偏向が施されたレーザ光はビームエクスパンダー(BEX)26に入射する。ビームエクスパンダー(BEX)26は、ビーム径を変換することができる。例えばビームエクスパンダ−26が(6倍、4倍、2倍)にビーム径を拡大する。
The laser light optically deflected by the
レーザ光は、ビームエクスパンダー(BEX)26によって所定のビーム径に拡大されて、ミラーM3によって反射されて対物レンズ27へと導かれ、対物レンズ27によってフォトレジスト層11上に集光される。レーザ光をフォトレジスト層11の上に集光するための対物レンズ27は、より微細なグルーブパターンを形成できるようにするために、開口数NAが大きい方が好ましく、具体的には、開口数NAが0.9程度の対物レンズが好適である。
The laser light is enlarged to a predetermined beam diameter by a beam expander (BEX) 26, reflected by the mirror M 3, guided to the objective lens 27, and condensed on the
フォトレジスト層11がレーザ光によって露光され、フォトレジスト層11に潜像が形成される。このとき、フォトレジスト層11が塗布されてなるガラス原盤10は、フォトレジスト層11の全面にわたって所望のパターンでの露光がなされるように、ターンテーブル12によって回転駆動されると共に、移動光学テーブル20によってレーザ光が径方向に移動される。この結果、レーザ光の照射軌跡に応じた潜像がフォトレジスト層11の全面にわたって形成されることになる。
The
上述した光学的記録装置では、BCA領域における2000nmのトラックピッチのグルーブの配列からなるグルーブトラックと、PIC領域における350nmトラックピッチの矩形ウォブルグルーブの配列からなるグルーブトラックと、データ記録領域における正弦波ウォブルしたウォブリンググルーブであるグルーブトラックとが1つの螺旋状に連なるパターンとして、ガラス原盤10上のフォトレジスト層11に形成される。
In the optical recording apparatus described above, a groove track composed of a groove array of 2000 nm track pitch in the BCA area, a groove track composed of a rectangular wobble groove array of 350 nm track pitch in the PIC area, and a sine wave wobble in the data recording area. The groove track, which is the wobbling groove, is formed on the
かかるグルーブのパターンを形成するために、トラックの長手方向の線速度が2.64[m/s]になるようにターンテーブル12の回転数を制御しつつ、移動光学テーブル20の送りピッチをBCA領域では2000nmとし、PIC領域では350nmとし、データ記録領域では320nmとして露光する。
In order to form such a groove pattern, the feed pitch of the moving optical table 20 is set to BCA while controlling the rotational speed of the
この光学的記録装置では、移動光学テーブル20の位置をポジションセンサ30によって検出し、それぞれの領域ごとに各々対応したタイミングおよびピッチで露光を行って、上述のようなBCA領域、PIC領域およびデータ記録領域のそれぞれのグルーブパターンの潜像をガラス原盤10上のフォトレジストに露光する。また、レーザスケール31により検知される波長(例えば0.78[μm])を基準として、送りサーボ33およびエアスライダ32の動作を制御して、移動光学テーブル20の送りピッチを変更することが可能とされている。
In this optical recording apparatus, the position of the moving optical table 20 is detected by the
一実施形態では、徐々に送りピッチを変化させている。BCA領域(半径r=21.3mm〜22.0mm)の間は送りピッチ2000nmであり、トラックピッチ遷移領域(半径r=22.0mm〜22.4mm)の間に送りピッチを2000nmから350nmに徐々に変化させる。PIC領域2(半径r=22.4mm〜23.2mm)の間は送りピッチ350nmであり、トラックピッチ遷移領域(半径r=23.2mm)に送りピッチを350nmから320nmに徐々に変化させる。データ記録領域3(半径r=23.2mm〜58.5mm)の間は送りピッチ320nmでそれぞれ形成される。 In one embodiment, the feed pitch is gradually changed. The feed pitch is 2000 nm during the BCA region (radius r = 21.3 mm to 22.0 mm), and the feed pitch is gradually increased from 2000 nm to 350 nm during the track pitch transition region (radius r = 22.0 mm to 22.4 mm). To change. The feed pitch is 350 nm in the PIC region 2 (radius r = 22.4 mm to 23.2 mm), and the feed pitch is gradually changed from 350 nm to 320 nm in the track pitch transition region (radius r = 23.2 mm). The data recording area 3 (radius r = 23.2 mm to 58.5 mm) is formed at a feed pitch of 320 nm.
上述のようにして変調および偏向されたレーザ光によって、ガラス原盤10上のフォトレジスト層11には、所望のBCA領域、PIC領域およびデータ記録領域のグルーブの潜像が形成される。
By the laser beam modulated and deflected as described above, a latent image of a groove in a desired BCA area, PIC area, and data recording area is formed on the
続いて、ガラス原盤10上のフォトレジスト11に現像処理を施して、露光した部分のレジストを溶解させて現像を行う。さらに詳細には、図示しない現像機のターンテーブル上に未現像のガラス原盤10を載置し、ターンテーブル12と共に回転させつつ、原盤10の表面に現像液を滴下してその表面のフォトレジスト層11を現像する。その結果、BCA領域(2000nmトラックピッチ)のグルーブと、PIC領域(350nmトラックピッチ)の矩形ウォブルグルーブと、データ記録領域におけるMSKとSTWの重畳したウォブリンググルーブとが、1つの螺旋状に連なるグルーブがパターニングされたレジストガラス原盤を得ることができる。
Subsequently, the
次いで、光デイスク原盤の凹凸パターン上に無電界メツキ法等によりニツケル皮膜でなる導電化膜層を形成する。導電化膜層が形成された光デイスク原盤を電鋳装置に取り付け、電気メツキ法により導電化膜層上に 300±5〔μm 〕程度の厚さになるようにニツケルメツキ層を形成する。続いてニツケルメツキ層付きガラス板からニツケルメツキ層をカッター等で剥離し、そのニツケルメツキ層信号形成面のフオトレジストをアセトン等を用いて洗浄する。 Next, a conductive film layer made of a nickel film is formed on the concavo-convex pattern of the optical disk master by an electroless plating method or the like. The optical disk master on which the conductive film layer is formed is attached to an electroforming apparatus, and a nickel plating layer is formed on the conductive film layer to have a thickness of about 300 ± 5 [μm] by an electric plating method. Subsequently, the nickel plating layer is peeled off from the glass plate with the nickel plating layer with a cutter or the like, and the photoresist on the nickel plating layer signal forming surface is washed with acetone or the like.
一例として、スタンパA(BEX6倍)、スタンパB(BEX4倍)、スタンパC(BEX2倍)を作製する。さらに、凹凸が反転するマザースタンパA(BEX6倍)、マザースタンパB(BEX4倍)、マザースタンパC(BEX2倍)を作製する。
As an example, stamper A (BEX 6 times), stamper B (BEX 4 times), and stamper C (
次いで評価用ディスクを作成する。作成方法はマザースタンパA、B,Cをポリカーボネート(屈折率1.59)の透明樹脂を用いて射出成形によってディスク基板A,B,Cを作製し、信号形成面に形成されたグルーブ凹凸パターンを転写する。 Next, an evaluation disk is created. The manufacturing method is such that the mother stampers A, B, and C are made by injection molding using a transparent resin of polycarbonate (refractive index: 1.59) to form the disk substrates A, B, and C, and the groove uneven pattern formed on the signal forming surface is formed. Transcript.
図3に示すように、1.1mm厚の成形基板41の信号形成面に、Al合金等からなる光反射層42が成膜される。光反射層42上にSiO2等からなる第1の誘電体層43と
、GeSbTe合金等からなる相変化記録層44と、SiO2等からなる第2の誘電体層
45とがスパッタリングによって順次成膜され、光反射層、第1の誘電体層、相変化記録層、第2の誘電体層からなる記録層が形成される。
As shown in FIG. 3, a
第2の誘電体層43上にPSAをスピンコート法により20nm厚塗布し、80μm厚のポリカーボネートシートをローラーで圧力をかけてPSAを硬化させることにより、PSA+ポリカーボネートシートの100μm厚のカバー層46が形成される。カバー層46側から記録再生用のレーザビームが照射される。以上の工程により、BDフォーマットのディスクA、B,Cが完成する。
A PSA is applied to the
上述のように作成したディスクの評価結果について説明する。一例として、光ディスクA,光ディスクB、光ディスクCの評価作業を光ピツクアツプ(レーザ波長406nm、NA=0.85)備えたBlu−ray Disc評価機を用いて評価する。3種類の光ディスクA,B,Cのウォブルグルーブ部(読み取り面に近い記録領域)に1−7変調で変調したデータの記録再生を行ない、下記の表2に評価データを示す。 The evaluation results of the disc created as described above will be described. As an example, the evaluation work of the optical disk A, the optical disk B, and the optical disk C is evaluated using a Blu-ray Disc evaluation machine equipped with an optical pickup (laser wavelength 406 nm, NA = 0.85). Recording and reproduction of data modulated by 1-7 modulation was performed on the wobble groove portion (recording area close to the reading surface) of the three types of optical discs A, B, and C, and the evaluation data is shown in Table 2 below.
表2において、G specは、規格で規定されている許容範囲の値を示している。PIC領域に関しての規格である、「jitter leading」および「jitter trailing」は、再生ウォ
ブル信号の立ち上がりおよび立ち下がりが基準のウインドウに対して時間的にどれだけずれているかを%で示すものである。4.5%より小であると規定されている。
In Table 2, G spec indicates a value within an allowable range defined by the standard. “Jitter”, the standard for the PIC area leading and jitter The “trailing” indicates in% how much the playback wobble signal rises and falls with respect to the reference window in terms of time. It is specified to be less than 4.5%.
データ領域(半径位置が45mm)においては、「NPPnorm min」,「NPPnorm dev」,「NWS min」,「before CNR」が規定されている。「NPPnorm min」および「NPPnorm dev」は、正規化されたプッシュプル信号の最小値および振幅変動値を意味している。「NPPnorm min」は、0.21〜0.45の範囲の値の必要があり、「NPPnorm dev」は、0.15以上の必要がある。「NWS min」は、正規化されたウォブルシグナルの最小値を意味する。「NWS min」は、0.20〜0.56の範囲の値の必要がある。「before CNR」は、ウォブルシグナルのCNR(キャリアノイズレシオ)を意味する。「before CNR」は、高い値が良い。 In the data area (radius position 45mm), “NPPnorm min "," NPPnorm dev "," NWS “min” and “before CNR” are specified. "NPPnorm min "and" NPPnorm “dev” means the minimum value and amplitude fluctuation value of the normalized push-pull signal. "NPPnorm “min” must have a value in the range of 0.21 to 0.45, and “NPPnorm "dev" needs to be 0.15 or more. "NWS “min” means the minimum value of the normalized wobble signal. "NWS “min” needs to have a value in the range of 0.20 to 0.56. “Before CNR” means a CNR (carrier noise ratio) of a wobble signal. “Before CNR” should be high.
「SHD/SHL」は、 MSKとSTWの2次歪を意味し、規格では、−12dBより小であることが必要とされている。さらに、「Rec.Jitter」は、記録ジッターを意味する。規格では、半径位置(R)が25mm、45mm、55mmのそれぞれの位置において、6.5%より小であることが必要とされている。 “SHD / SHL” means second-order distortion of MSK and STW, and the standard requires that it be smaller than −12 dB. Furthermore, “Rec.Jitter” means recording jitter. According to the standard, the radial position (R) is required to be smaller than 6.5% at each position of 25 mm, 45 mm, and 55 mm.
表2に示す評価データにおいて、下線を付したデータは、規格を満たしていない値を示している。表2から分かるように、光ディスクAおよび光ディスクBは、PICウォブル信号の再生ジッタ−および記録ジッタ−が良く、良好な記録再生特性を実現できた。また、プッシュプル信号の変動量が小さく、安定したトラッキングサーボを実現した。さらに、MSKとSTWの2次歪(SHD/SHL)も充分に規格を満たしており、ウォブルグルーブのウォブルアドレス情報を安定に再生することを実現できた。 In the evaluation data shown in Table 2, the underlined data indicates values that do not satisfy the standard. As can be seen from Table 2, the optical disc A and the optical disc B have good reproduction jitter and recording jitter of the PIC wobble signal, and can realize good recording and reproduction characteristics. In addition, the amount of fluctuation of the push-pull signal is small and a stable tracking servo is realized. Further, the second order distortion (SHD / SHL) of MSK and STW sufficiently satisfies the standard, and it is possible to stably reproduce the wobble address information of the wobble groove.
しかしながら、光ディスクCは、PICウォブル信号の再生ジッタ−が良くなく、また、プッシュプル信号の振幅変動値が規格外であり、さらに、MSKとSTWの2次歪も規格を満たしていない。 However, the optical disc C has poor reproduction jitter of the PIC wobble signal, the amplitude fluctuation value of the push-pull signal is outside the standard, and the secondary distortion of MSK and STW does not satisfy the standard.
AFM(Atomic Force Microscope:原子間力顕微鏡)により、上記光ディスクのウォブ
ルグルーブ形状を測定した。ウォブルによるランド部の高さ変化は、上述した3種類の光ディスクで異なった。PIC領域のウォブル振幅量を±22nmとし、MSK&STWのウォブル振幅量を±11nmとした。ウォブルによるランド部の高さ変化の測定結果を下記の表3に示す。
The wobble groove shape of the optical disk was measured by an AFM (Atomic Force Microscope). The change in height of the land portion due to wobble was different in the above-described three types of optical disks. The wobble amplitude in the PIC region was ± 22 nm, and the wobble amplitude in MSK & STW was ± 11 nm. Table 3 below shows the measurement results of the change in height of the land portion due to wobble.
表3に示す測定結果から、ウォブルによるランド部の高さ変化量を、PIC領域は、1.9nm以下、データ領域(MSK&STW)は、1.1nm以下を許容範囲とすれば、光ディスクA,光ディスクBでは、安定な記録再生が行なわれることがわかる。また、グルーブ深さは、深い部分(隣接のウォブル離れる部分)が24nmとなり、浅い部分(隣接のウォブル近づく部分)は、ウォブルによるランド部の高さ変化量だけ浅くなる。つまり、光ディスクBのグルーブ深さの浅い部分はPIC領域が22.1nmとなり、データ部が22.9nmである。光ディスクBの平均のグルーブ深さは、PIC領域が23nmであり、データ領域が23.5nmである。 From the measurement results shown in Table 3, the optical disk A and the optical disk can be obtained when the height change amount of the land portion due to wobble is within the allowable range of 1.9 nm or less for the PIC area and 1.1 nm or less for the data area (MSK & STW). In B, it can be seen that stable recording and reproduction is performed. The groove depth is 24 nm at the deep part (the part where the adjacent wobble is separated), and the shallow part (the part where the adjacent wobble approaches) is shallow by the height change amount of the land part due to the wobble. That is, in the portion where the groove depth of the optical disc B is shallow, the PIC area is 22.1 nm and the data portion is 22.9 nm. The average groove depth of the optical disc B is 23 nm in the PIC area and 23.5 nm in the data area.
上述した評価の結果から、光ディスクAおよび光ディスクBのような安定な記録再生が行なわれるためには、(ウォブルによるランド部の高さ変化量/平均のグルーブ深さ)の関係が下記の式(2)で示すものを満足することが必要である。 From the result of the evaluation described above, in order to perform stable recording / reproduction like the optical disc A and the optical disc B, the relationship of (the height change amount of the land portion due to wobble / the average groove depth) is expressed by the following formula ( It is necessary to satisfy what is shown in 2).
PIC領域:1.9nm/23nm=0.083
データ領域:1.1nm/23.5nm=0.047
PIC region: 1.9 nm / 23 nm = 0.083
Data area: 1.1 nm / 23.5 nm = 0.047
波長 266nmでなるYAGレーザの4次高調波のレーザ光源、開口数NA=0.9の対物レンズ、安定なノボラック系のレジストを用いる。266nmのレーザのビーム径は、0.9mmであり、ビームエキスパンダBEX26は、拡大率が6倍、4倍、2倍でビーム径を拡大し、対物レンズ27に入る前のビーム径がそれぞれ5.4mm、3.6mm、1.8mmとなる。対物レンズ27の開口は、3.6mmである。ビームエキスパンダBEX26の拡大率が6倍、4倍であり、対物レンズ27の前のビーム径がそれぞれ5.4mm、3.6mmのときに、PICウォブル信号の再生ジッターや、MSKとSTWの2次歪み(SHD/SHL)等のBDの規格を満たすことができる。
A laser light source of a fourth harmonic of a YAG laser having a wavelength of 266 nm, an objective lens having a numerical aperture NA = 0.9, and a stable novolac resist are used. The beam diameter of the 266 nm laser is 0.9 mm, and the
すなわち、(対物レンズの前のビーム径/対物レンズの開口)が下記の関係にあるときに充分な特性が得られる。 That is, sufficient characteristics can be obtained when (the beam diameter before the objective lens / the aperture of the objective lens) has the following relationship.
(5.4〜3.6)mm/3.6mm=1.5〜1.0 (5.4 to 3.6) mm / 3.6 mm = 1.5 to 1.0
さらに、音響光学変調偏向器22を構成するAODのウォブル非対称性や、対物レンズ27の光軸外特性などにより、ウォブルによりAODの周波数が変化すると、図4に示すように、対物レンズ27から出される露光パワーが変化し、形成されるウォブルグルーブのグルーブ幅変化が生じる。図4の例では、224MHzおよび225MHzで露光パワーが最大の0.287mWとなる。(露光パワー/最大の露光パワー)×100〔%〕でもってパワーの値が正規化される。
Furthermore, if the AOD frequency changes due to wobble due to the wobble asymmetry of the AOD constituting the acousto-
図4と対応するパワーおよび正規化したパワーの周波数に対する値を下記の表4に示す。 The values corresponding to the power of FIG. 4 and the normalized power frequency are shown in Table 4 below.
AODのウォブル非対称性や対物レンズ27の光軸外特性に注目してグルーブ幅変化の量が互いに相違する3種類の評価用光ディスク(ディスクD、ディスクEおよびディスクF)を作製し、ウォブル再生やグルーブ幅変化の評価を行い、評価の結果を下記の表5および表6に示す。表5は、評価用光ディスクのグルーブ幅変化量を示し、表6が評価データを示す。 Focusing on the wobble asymmetry of the AOD and off-axis characteristics of the objective lens 27, three types of evaluation optical discs (disc D, disc E, and disc F) having different groove width changes are produced. The groove width change was evaluated, and the results of the evaluation are shown in Tables 5 and 6 below. Table 5 shows the groove width variation of the evaluation optical disk, and Table 6 shows the evaluation data.
一例として、PIC領域のウォブルによるAODの周波数の変化が±4MHzであり、データ領域のMSKおよびSTWのウォブルによるAODの周波数の変化が±2MHzである。 As an example, the change in AOD frequency due to wobble in the PIC area is ± 4 MHz, and the change in AOD frequency due to wobble in the data area MSK and STW is ± 2 MHz.
光ディスクDの場合、中心周波数が224MHzとされ、PIC領域のウォブルによるAODの周波数が220MHz、228MHzとなり、露光パワーが0.267mW(93%)、0.285mW(99.3%)となり、その結果、グルーブ幅が145nm、162nmとなる。また、データ領域のMSKおよびSTWのウォブルによるAODの周波数が222MHz、226MHzとなり、露光パワーが0.281mW(97.9%)、0.286mW(99.7%)となり、その結果、グルーブ幅の変化が表5に示すように、154nm、164nmとなる。 In the case of the optical disc D, the center frequency is 224 MHz, the AOD frequency due to wobble in the PIC area is 220 MHz and 228 MHz, and the exposure power is 0.267 mW (93%) and 0.285 mW (99.3%), as a result. The groove width is 145 nm and 162 nm. In addition, the AOD frequency due to the wobble of the MSK and STW in the data area is 222 MHz and 226 MHz, and the exposure power is 0.281 mW (97.9%) and 0.286 mW (99.7%). As a result, the groove width As shown in Table 5, the changes are 154 nm and 164 nm.
このようにグルーブ幅が変化する光ディスクDの場合では、表6の下線を引いたデータから分かるように、PICウォブル信号の再生ジッタ−および記録ジッタ−が悪く、プッシュプル信号変動(NPPnorm dev)、ウォブルの2次歪み(SHD/SHL)の特性が悪く、規格を満たしていない。 Thus, in the case of the optical disk D in which the groove width changes, as can be seen from the underlined data in Table 6, the reproduction jitter and recording jitter of the PIC wobble signal are poor, and the push-pull signal fluctuation (NPPnorm dev), wobble secondary distortion (SHD / SHL) characteristics are poor and does not meet the standards.
光ディスクEの場合、中心周波数を225MHzとした。PIC領域のウォブルによるAODの周波数が221MHz、229MHzとなり、露光パワーが0.275mW(95.8%)、0.284mW(99.0%)となり、その結果、グルーブ幅が151nm、161nmとなる。また、データ領域のMSKおよびSTWのウォブルによるAODの周波数が223MHz、227MHzとなり、露光パワーが0.285mW(99.3%)、0.286mW(99.7%)となり、その結果、グルーブ幅の変化が表5に示すように、160nm、162nmとなる。 In the case of the optical disc E, the center frequency was set to 225 MHz. The frequency of AOD due to wobble in the PIC area is 221 MHz and 229 MHz, the exposure power is 0.275 mW (95.8%), 0.284 mW (99.0%), and as a result, the groove width is 151 nm and 161 nm. In addition, the AOD frequency due to the wobble of MSK and STW in the data area is 223 MHz and 227 MHz, and the exposure power is 0.285 mW (99.3%) and 0.286 mW (99.7%). As a result, the groove width is As shown in Table 5, the changes are 160 nm and 162 nm.
このようにグルーブ幅が変化する光ディスクEの場合では、表6のデータから分かるように、規格を充分に満たしている。すなわち、PICウォブル信号の再生ジッタ−および記録ジッタ−が良く、良好な記録再生特性を実現でき、また、プッシュプル信号の変動量が小さく、安定したトラッキングサーボを実現でき、さらに、MSKとSTWの2次歪(SHD/SHL)も充分に規格を満たしており、ウォブルグルーブのウォブルアドレス情報を安定に再生できた。 In the case of the optical disk E in which the groove width changes in this way, the standard is sufficiently satisfied as can be seen from the data in Table 6. That is, the reproduction jitter and recording jitter of the PIC wobble signal are good, a good recording / reproduction characteristic can be realized, the fluctuation amount of the push-pull signal is small, a stable tracking servo can be realized, and the MSK and STW The secondary distortion (SHD / SHL) sufficiently satisfied the standard, and the wobble address information of the wobble groove could be stably reproduced.
さらに、光ディスクFの場合、中心周波数を226MHzとした。PIC領域のウォブルによるAODの周波数が222MHz、230MHzとなり、露光パワーが0.281mW(97.9%)、0.283mW(98.6%)となり、その結果、グルーブ幅が155nm、160nmとなる。また、データ領域のMSKおよびSTWのウォブルによるAODの周波数が224MHz、228MHzとなり、露光パワーが0.287mW(100%)、0.285mW(99.3%)となり、その結果、グルーブ幅の変化が表5に示すように、158nm、161nmとなる。 Further, in the case of the optical disk F, the center frequency is set to 226 MHz. The AOD frequency due to wobble in the PIC area is 222 MHz and 230 MHz, the exposure power is 0.281 mW (97.9%), and 0.283 mW (98.6%). As a result, the groove width is 155 nm and 160 nm. Also, the AOD frequency due to the MSK and STW wobbles in the data area is 224 MHz and 228 MHz, and the exposure power is 0.287 mW (100%) and 0.285 mW (99.3%), resulting in a change in groove width. As shown in Table 5, they are 158 nm and 161 nm.
このようにグルーブ幅が変化する光ディスクFの場合では、表6のデータから分かるように、光ディスクEと同様に、規格を充分に満たしている。 Thus, in the case of the optical disk F in which the groove width changes, as can be seen from the data in Table 6, the standard is sufficiently satisfied as in the optical disk E.
ここで、グルーブ幅変化に注目すると、上述した光ディスクD、EおよびFにおいて、グルーブ幅の変動比率(小さい方のグルーブ幅/大きい方のグルーブ幅)を求めると、下記の表7に示すものとなる。 Here, paying attention to the change in the groove width, when the fluctuation ratio of the groove width (smaller groove width / larger groove width) is obtained in the optical discs D, E, and F described above, the following table 7 is obtained. Become.
以上の結果から、PIC領域のウォブルのグルーブ幅変化は、(93.8〜100%)の時に充分に規格を満たす特性が得られる。また、データ領域のMSKおよびSTWのウォブルのグルーブ幅変化は、(98.1〜100%)の時に充分に規格を満たす特性が得られる。 From the above results, when the groove width change of the wobble in the PIC area is (93.8 to 100%), a characteristic that sufficiently satisfies the standard can be obtained. Further, when the groove width change of the wobbles of the MSK and STW in the data area is (98.1 to 100%), a characteristic that sufficiently satisfies the standard can be obtained.
上述したように、この発明の一実施形態は、波長266nmのYAGレーザの4次高調波のレーザ光源、開口数NA=0.9の対物レンズを用いて、ウォブル光学系をフォーマットに合わせて最適に調整し、安定なノボラック系のレジストを用いることにより、ウォブルによるランド部の高さ変化を1.9nm以下にして、ウォブルの再生特性(PIC
Jitter、MSK&STWウォブル再生)やプッシュプル信号の変動量に関する規格を満たすBDフォーマットを実現できた。
As described above, one embodiment of the present invention uses a fourth-order harmonic laser light source of a YAG laser with a wavelength of 266 nm and an objective lens with a numerical aperture NA = 0.9 to optimize the wobble optical system according to the format. By using a stable novolak resist, the height change of the land due to wobble is made 1.9 nm or less, and the wobble reproduction characteristics (PIC)
Jitter, MSK & STW wobble reproduction) and push-pull signal fluctuation amounts can be achieved.
以上、この発明の一実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の一実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。また、カッティング装置の構成は、図2に示す構成以外のものが可能である。 The embodiment of the present invention has been specifically described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications based on the technical idea of the present invention are possible. For example, the numerical values given in the above-described embodiment are merely examples, and different numerical values may be used as necessary. Further, the configuration of the cutting device can be other than the configuration shown in FIG.
1・・・BCA領域
2・・・PIC領域
3・・・データ記録領域
10・・・レジスト基板
11・・・レジスト層
12・・・ターンテーブル
13・・・スピンドルサーボ
14・・・レーザ光源
15(EOM)・・・電気光学変調器
16(PD)・・・光検出器
20・・・・移動光学テーブル
21,23・・・ウェッジプリズム
22・・・音響光学偏向器(AOD)
24・・・・ドライバー
25・・・電圧周波数制御器(VCO)
26(BEX)・・・・ビームエクスパンダ−
27・・・・対物レンズ
30・・・・ポジションセンサー
31・・・・レーザスケール
32・・・・エアースライダー
33・・・・送りサーボ
DESCRIPTION OF
24 ...
26 (BEX) ··· Beam expander
27 ...
Claims (13)
上記第1の領域におけるランド部の高さ変化量/平均のグルーブ深さがほぼ0.083以下であり、上記第2の領域におけるランド部の高さ変化量/平均のグルーブ深さがほぼ0.047以下であることを特徴とする光ディスクスタンパの作製方法。 A first area (rectangular wobble groove) having a wobble groove and a diameter of the exposure beam larger than the pitch of the wobble groove and a second area (overlapped wobble groove or sine wave wobble groove). In the optical disc stamper manufacturing method of the optical disc format, wherein the pitch of the first region is larger than the pitch of the second region,
The land portion height variation / average groove depth in the first region is approximately 0.083 or less, and the land portion height variation / average groove depth in the second region is approximately 0. 0.047 or less, a method of manufacturing an optical disc stamper.
上記第1の領域におけるウォブルによるランド部の高さ変化量を1.9nm以下とすることを特徴とする光ディスクスタンパ作製方法。 In claim 1,
A method of manufacturing an optical disc stamper, characterized in that a change in height of a land portion due to wobble in the first region is 1.9 nm or less.
上記第2の領域におけるウォブルによるランド部の高さ変化量を1.1nm以下とすることを特徴とする光ディスクスタンパ作製方法。 In claim 1,
A method of manufacturing an optical disc stamper, characterized in that a change in height of a land portion due to wobble in the second region is 1.1 nm or less.
露光ビームの波長が266nmで、ノボラック系のポジ型レジストに対して露光を行うことを特徴とする光ディスクスタンパ作製方法。 In claim 1,
A method for producing an optical disc stamper, comprising exposing a novolac positive resist with an exposure beam wavelength of 266 nm.
上記第1の領域におけるランド部の高さ変化量/平均のグルーブ深さがほぼ0.083以下であり、上記第2の領域におけるランド部の高さ変化量/平均のグルーブ深さがほぼ0.047以下であることを特徴とする光ディスクスタンパ。 A first area (rectangular wobble groove) having a wobble groove and a diameter of the exposure beam larger than the pitch of the wobble groove and a second area (overlapped wobble groove or sine wave wobble groove). An optical disc stamper having an optical disc format in which the pitch of the first region is larger than the pitch of the second region;
The land portion height variation / average groove depth in the first region is approximately 0.083 or less, and the land portion height variation / average groove depth in the second region is approximately 0. An optical disc stamper characterized by being 0.047 or less.
上記第1の領域におけるウォブルによるランド部の高さ変化量を1.9nm以下とすることを特徴とする光ディスクスタンパ。 In claim 5,
An optical disc stamper characterized in that a height change amount of a land portion due to wobble in the first region is 1.9 nm or less.
上記第2の領域におけるウォブルによるランド部の高さ変化量を1.1nm以下とすることを特徴とする光ディスクスタンパ。 In claim 5,
An optical disc stamper characterized in that a height change amount of a land portion due to wobble in the second region is 1.1 nm or less.
上記第1の領域におけるランド部の高さ変化量/平均のグルーブ深さがほぼ0.083以下であり、上記第2の領域におけるランド部の高さ変化量/平均のグルーブ深さがほぼ0.047以下であることを特徴とする光ディスク。 A first area (rectangular wobble groove) having a wobble groove and a diameter of the exposure beam larger than the pitch of the wobble groove and a second area (overlapped wobble groove or sine wave wobble groove). An optical disc having an optical disc format in which the pitch of the first region is larger than the pitch of the second region;
The land portion height variation / average groove depth in the first region is approximately 0.083 or less, and the land portion height variation / average groove depth in the second region is approximately 0. .047 or less, an optical disc characterized by
上記第1の領域におけるウォブルによるランド部の高さ変化量を1.9nm以下とすることを特徴とする光ディスク。 In claim 8,
An optical disc characterized in that the amount of change in height of a land portion due to wobble in the first region is 1.9 nm or less.
上記第2の領域におけるウォブルによるランド部の高さ変化量を1.1nm以下とすることを特徴とする光ディスク。 In claim 8,
An optical disc characterized in that the amount of change in height of a land portion due to wobble in the second region is 1.1 nm or less.
上記第1の領域におけるウォブルグルーブの幅変化の範囲が100%を所望の幅とする場合に、93.8%〜100%であり、上記第2の領域におけるウォブルグルーブの幅変化の範囲が100%を所望の幅とする場合に、98.1%〜100%であることを特徴とする光ディスクスタンパの作製方法。 A first area (rectangular wobble groove) having a wobble groove and a diameter of the exposure beam larger than the pitch of the wobble groove and a second area (overlapped wobble groove or sine wave wobble groove). In the optical disc stamper manufacturing method of the optical disc format, wherein the pitch of the first region is larger than the pitch of the second region,
When the range of the wobble groove width change in the first region is set to a desired width of 100%, it is 93.8% to 100%. The range of the wobble groove width change in the second region is 100%. An optical disk stamper manufacturing method, wherein the desired width is 98.1% to 100%.
上記第1の領域におけるウォブルグルーブの幅変化の範囲が100%を所望の幅とする場合に、93.8%〜100%であり、上記第2の領域におけるウォブルグルーブの幅変化の範囲が100%を所望の幅とする場合に、98.1%〜100%であることを特徴とする光ディスクスタンパ。 A first area (rectangular wobble groove) having a wobble groove and a diameter of the exposure beam larger than the pitch of the wobble groove and a second area (overlapped wobble groove or sine wave wobble groove). An optical disc stamper having an optical disc format in which the pitch of the first region is larger than the pitch of the second region;
When the range of the wobble groove width change in the first region is set to a desired width of 100%, it is 93.8% to 100%. The range of the wobble groove width change in the second region is 100%. An optical disc stamper characterized by being 98.1% to 100% when% is a desired width.
上記第1の領域におけるウォブルグルーブの幅変化の範囲が100%を所望の幅とする場合に、93.8%〜100%であり、上記第2の領域におけるウォブルグルーブの幅変化の範囲が100%を所望の幅とする場合に、98.1%〜100%であることを特徴とする光ディスク。
A first area (rectangular wobble groove) having a wobble groove and a diameter of the exposure beam larger than the pitch of the wobble groove and a second area (overlapped wobble groove or sine wave wobble groove). An optical disc having an optical disc format in which the pitch of the first region is larger than the pitch of the second region;
When the range of the wobble groove width change in the first region is set to a desired width of 100%, it is 93.8% to 100%. The range of the wobble groove width change in the second region is 100%. An optical disc characterized by being 98.1% to 100% when% is a desired width.
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