JP2007280564A

JP2007280564A - 光ディスク原盤製造方法、光ディスク製造方法、光ディスク原盤製造装置

Info

Publication number: JP2007280564A
Application number: JP2006108843A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Shirasagi; 俊彦白鷺
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2006-04-11
Filing date: 2006-04-11
Publication date: 2007-10-25
Anticipated expiration: 2026-04-11
Also published as: CN101055742B; JP4872423B2; US7933186B2; CN101055742A; US20070238055A1

Abstract

【課題】無機レジスト層が形成された原盤形成基板の内外周での記録感度のバラツキに対応して適切なレーザパワーでマスタリング記録を行う。
【解決手段】無機レジスト層を形成した原盤形成基板の面内の感度分布を、低パワーのレーザ光でレジスト層の記録領域の表面をスキャンしながら反射率を測定して求める（Ｆ１０２）。そして検出した反射率によって判定できる感度分布に応じて、半径位置に応じた適切な記録レーザパワーを示す記録パワー制御データを生成し（Ｆ１０２）、実際の露光記録（マスタリング記録）の際には、その記録パワー制御データに基づいて半径位置に応じて記録パワーを可変させながらレーザ光照射を行い、上記無機レジスト層に露光パターンを形成していく（Ｆ１０３）。
【選択図】図３

Description

本発明は、光ディスクの製造に用いる光ディスク原盤の製造方法と、光ディスク製造方法、及び光ディスク原盤製造装置に関する。

国際公開第２００４／０４７０９６号パンフレット

いわゆるエンボスピットによるピット列が形成された再生専用光ディスクの製造のためには、その製造工程において、まずピット列に相当する凹凸パターンが形成された光ディスク原盤が製造される。そして光ディスク原盤からスタンパが形成され、スタンパを用いて光ディスクが大量生産される。
また、相変化記録方式や色素変化記録方式でユーザーデータが記録再生可能な記録可能型の光ディスク（いわゆるリライタブルディスクやライトワンスディスク）については、記録トラックを形作るグルーブ（溝）が形成されているが、このような光ディスクを製造するためには、その製造工程において、まずグルーブに相当する凹凸パターンが形成された光ディスク原盤が製造される。そして光ディスク原盤からスタンパが形成され、スタンパを用いて光ディスクが大量生産される。

ここで、光ディスク原盤を製造する工程、いわゆるマスタリング工程では、近年、無機レジストを使用したＰＴＭ(Phase Transition Mastering)と呼ばれるマスタリング技術が知られている。
ＰＴＭは、無機レジストを塗布した原盤形成基板に対して、半導体レーザからのレーザ光を照射し、熱記録による露光を行うものである。

ところで無機レジストを利用したマスタリング工程においては、個々の原盤（無機レジスト層を形成した原盤形成基板）に記録感度のばらつきがある。このため、原盤形成基板上における露光パターン記録領域の外側又は内側など、マスタリング記録としての実使用領域以外を利用して試し書きを行い、最適な記録レーザパワーを決定するという手法を採ることで、個々の原盤形成基板の記録感度のバラツキに対応している。

ところが、無機レジスト層を形成した原盤形成基板には、個体毎のバラツキだけでなく、１つの原盤形成基板上でも、内周から外周にかけてなど、面内での記録感度のバラツキがある。
レジスト膜が無機の熱記録材料の場合は、一般的にスパッタリングなどの方法により成膜されるが、ターゲット材料の材料特性（混合比率、構成材料のスパッタリングレート、製法）や、スパッタ装置の特性、例えばチャンバー形状、排気性能（特性）、ＴＳ距離（ターゲットと基板間の距離）、マグネット形状、磁場強度分布、真空度、Ａｒガス流量、成膜圧力などにより、レジスト膜の膜質の内外周差が生じる。たとえ膜厚が均一であっても、膜質の面内均一性を保つことは困難である。
また、使用しているターゲット材料の使用量（積算電力量）に応じて、記録感度や、感度の面内均一性も微妙に変化する。
このような面内での記録感度のバラツキは、例えばブルーレイディスク（Blu-ray Disc：ソニー株式会社の登録商標）などの高密度ディスクについての原盤製造においては、その記録特性（ピットやグルーブの精度）に影響を与え、問題となる。

面内ばらつきを考慮して、また、露光パターン記録領域以外において、試書き（テスト記録）を行なって、記録感度を確認しても、実際の記録するエリア全体の感度を大まかに推測する事になり、ターゲットライフや、無機レジスト原盤間で変化した場合、感度の面内均一性（内外周差）が変化し露光記録される信号特性がばらついてしまう。
つまり無機レジスト層が形成された原盤形成基板の内外周で記録感度が均一でない状態で、内周部または外周部での試書きによる記録感度確認によって得られた一定パワーで信号エリア全体を記録してしまうと、記録した信号特性に内外周差が生じてしまう。

そこで本発明は、無機レジスト層が形成された原盤形成基板の内外周での記録感度のバラツキに対応して、適切なレーザパワーでマスタリング記録を行うことができるようにすることを目的とする。

本発明の光ディスク原盤製造方法は、無機レジスト層が形成された光ディスク原盤形成基板に対して、複数の半径位置においてそれぞれ、上記無機レジスト層の記録感度に満たない非記録レーザパワーでのレーザ光照射を行い、レーザ光の反射率を測定する反射率測定ステップと、上記複数の半径位置において測定された反射率を用いて、上記光ディスク原盤形成基板の半径位置に応じた記録レーザパワーを示す記録パワー制御データを生成する制御データ生成ステップと、上記光ディスク原盤形成基板に対して、上記記録パワー制御データに基づいて半径位置に応じて記録パワーを可変させながらレーザ光照射を行い、上記無機レジスト層に露光パターンを形成していく記録ステップと、上記記録ステップで露光パターンが形成された上記無機レジスト層の現像処理を行い、凹凸パターンを得る現像ステップとを備える。
また上記無機レジスト層は、遷移金属の不完全酸化物を含んだレジスト層とする。
また上記反射率測定ステップでは、上記光ディスク原盤形成基板上の、上記露光パターンを形成する領域内における複数の半径位置について、それぞれ反射率の測定を行う。

本発明の光ディスク製造方法は、光ディスク原盤形成基板に無機レジスト層を形成する工程と、上記無機レジスト層が形成された光ディスク原盤形成基板に凹凸パターンを形成して光ディスク原盤を製造する工程と、上記光ディスク原盤の凹凸パターンが転写されたスタンパを製造する工程と、上記スタンパの凹凸パターンが転写された光ディスクを製造する工程とを備える。そして上記光ディスク原盤を製造する工程では、上記光ディスク原盤製造方法の各ステップで光ディスク原盤を製造する。

本発明の光ディスク原盤製造装置は、出力するレーザ光のレーザパワーが可変のレーザ出力部と、無機レジスト層が形成された光ディスク原盤形成基板を回転させる回転機構部と、上記光ディスク原盤形成基板に対してのレーザ光の照射位置としての、上記光ディスク原盤形成基板の半径位置を移送する移送機構部と、上記光ディスク原盤形成基板に反射した上記レーザ光の反射光を検出する反射光検出部と、制御部とを備える。制御部は、上記レーザ出力部に上記無機レジスト層の記録感度に満たない非記録レーザパワーでのレーザ光照射を行わせ、上記反射光検出部で得られる反射光量から反射率を検出する処理を、上記移送機構部で上記半径位置を変化させて複数の半径位置で行う第１の処理と、上記複数の半径位置において測定された反射率を用いて、上記光ディスク原盤形成基板の半径位置に応じた記録レーザパワーを示す記録パワー制御データを生成する第２の処理と、上記回転機構部により上記光ディスク原盤形成基板を回転させ、また上記移送機構部により上記半径位置を移送させながら、上記レーザ出力部により記録レーザパワーのレーザ出力を実行させるとともに、上記記録パワー制御データに基づいて半径位置に応じてレーザパワーを可変させて、上記無機レジスト層に露光パターンを形成させていく第３の処理とを行う。
また、上記反射光検出部で検出される反射光の情報に基づいて、上記光ディスク原盤形成基板に照射される上記レーザ光のフォーカス制御を行うフォーカス制御機構部を、更に備える。

即ち本発明では、無機レジスト層を形成した原盤形成基板の面内の感度分布、特には露光パターンを形成する記録領域（露光パターン形成領域）の感度分布を事前に測定する。特にこの場合、レジスト層の反射率と記録感度が相関を持つことを利用し、低出力のレーザ光でレジスト層の記録領域の表面をスキャンしながら反射率を測定して感度分布状態を求める。そして検出した反射率によって判定できる感度分布に応じて、半径位置に応じた適切な記録レーザパワーを示す記録パワー制御データを生成し、実際の露光記録（マスタリング記録）の際には、その記録パワー制御データに基づいて半径位置に応じて記録パワーを可変させながらレーザ光照射を行い、上記無機レジスト層に露光パターンを形成していく。

本発明によれば、無機レジスト層の熱記録感度の面内均一性がとれていなくても、記録前の反射率測定を行なって作成した記録パワー制御データに従ってレーザパワーを可変制御しながらマスタリング記録を行うことによって、内周から外周の全体にわたって均一な特性のマスタリング記録を行うことができ、高精度な光ディスク原盤を製造できる。
また原盤形成基板間、ターゲット間、ターゲットライフなどによる感度ばらつき、面内均一性変化が起こっても、適切に記録レーザパワーの補正が行なうことができる。
これらによって製造される光ディスクとしてもピットやグルーブの精度が向上される。

また、反射率測定は、記録感度に満たない非記録レーザパワーでのレーザ光照射により行うもので、試し書きなどの記録を行うものではなく、原盤形成基板の状態を変化させない。これにより、実際の記録領域の記録感度を直接的に検知できるため、面内記録感度の均一性を的確に検知でき、適切な記録レーザパワー制御ができる。
また無機レジスト層が、遷移金属の不完全酸化物を含んだレジスト層である場合、反射率と記録感度の相関性は高く、上記処理に好適である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
まず図１を参照して、光ディスクの製造工程を述べる。
図１（ａ）はディスク原盤を構成する原盤形成基板１００を示している。先ず、この原盤形成基板１００の上に、スパッタリング法により無機系のレジスト材料からなるレジスト層１０２を均一に成膜する（レジスト層形成工程、図１（ｂ））。後に、ディスク原盤を製造するマスタリング工程として、無機系のレジスト材料を用いたＰＴＭマスタリングについて説明するが、この場合、レジスト層１０２に提供される材料としては、遷移金属の不完全酸化物が用いられ、具体的な遷移金属としては、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｒｕ、Ａｇ等が挙げられる。
なお、レジスト層１０２の露光感度の改善のために基板１００とレジスト層１０２との間に所定の中間層１０１を形成しても良く、図１（ｂ）ではその状態を示している。レジスト層１０２の膜厚は任意に設定可能であるが、１０ｎｍ〜８０ｎｍの範囲内が好ましい。

次に、後述する原盤製造装置を利用してレジスト層１０２に信号パターンとしてのピット列もしくはグルーブに対応した露光を施し感光させる（レジスト層露光工程、図１（ｃ））。そしてレジスト層１０２を現像することによって所定の凹凸パターン（ピット列やグルーブ）が形成されたディスク原盤１０３が生成される（レジスト層現像工程、図１（ｄ））。
続いて、上記のように生成したディスク原盤１０３の凹凸パターン面上に金属ニッケル膜を析出させ（図１（ｅ））、これをディスク原盤１０３から剥離させた後に所定の加工を施し、ディスク原盤１０３の凹凸パターンが転写された成型用のスタンパ１０４を得る（図１（ｆ））。
そのスタンパ１０４を用いて射出成型法によって熱可塑性樹脂であるポリカーボネートからなる樹脂製ディスク基板１０５を成形する（図１（ｇ））。
その後、スタンパ１０４を剥離し（図１（ｈ））、その樹脂製ディスク基板の凹凸面にＡｇ合金などの反射膜１０６（図１（ｉ））と、膜厚０．１ｍｍ程度の保護膜１０７とを成膜することにより光ディスクを得る（図１（ｊ））。即ちピット列が形成された再生専用ディスクや、グルーブが形成された記録可能型のディスクが製造される。

このような製造工程において、ディスク原盤１０３の製造に用いられるレジスト層１０２に適用されるレジスト材料は、遷移金属の不完全酸化物である。ここで、遷移金属の不完全酸化物は、遷移金属のとりうる価数に応じた化学量論組成より酸素含有量が少ない方向にずれた化合物のこと、すなわち遷移金属の不完全酸化物における酸素の含有量が、上記遷移金属のとりうる価数に応じた化学量論組成の酸素含有量より小さい化合物のことと定義する。
例えば、遷移金属の酸化物として化学式ＭｏＯ₃を例に挙げて説明する。化学式ＭｏＯ₃の酸化状態を組成状態を組成割合Ｍｏ_1-xＯ_xに換算すると、ｘ＝０．７５の場合が完全酸化物であるのに対して、０＜ｘ＜０．７５で表される場合に化学量論組成より酸素含有量が不足した不完全酸化物であるといえる。
また、遷移金属では１つの元素が価数の異なる酸化物を形成可能なものがあるが、この場合には、遷移金属のとりうる価数に応じた化学量論組成より実際の酸素含有量が不足している場合とする。例えばＭｏは、先に述べた３価の酸化物（ＭｏＯ₃）が最も安定であるが、その他に１価の酸化物（ＭｏＯ）も存在する。この場合には組成割合Ｍｏ_1-xＯ_xに換算すると、０＜ｘ＜０．５の範囲内であるとき化学量論組成より酸素含有量が不足した不完全酸化物であるといえる。なお、遷移金属酸化物の価数は、市販の分析装置で分析可能である。
このような遷移金属の不完全酸化物は、紫外線又は可視光に対して吸収を示し、紫外線又は可視光を照射されることでその化学的性質が変化する。この結果、無機レジストでありながら現像工程において露光部と未露光部とでエッチング速度に差が生じる、いわゆる選択比が得られる。また、遷移金属の不完全酸化物からなるレジスト材料は、膜材料の微粒子サイズが小さいために未露光部と露光部との境界部のパターンが明瞭なものとなり、分解能を高めることができる。

ところで、遷移金属の不完全酸化物は、酸化の度合いによってそのレジスト材料としての特性が変化するので、適宜最適な酸化の度合いを選択する。例えば、遷移金属の完全酸化物の化学量論組成より大幅に酸素含有量が少ない不完全酸化物では、露光工程で大きな照射パワーを要したり、現像処理に長時間を有したりする等の不都合を伴う。このため、遷移金属の完全酸化物の化学量論組成より僅かに酸素含有量が少ない不完全酸化物であることが好ましい。
上述のようにレジスト材料を構成する具体的な遷移金属としては、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｒｕ、Ａｇ等が挙げられる。この中でも、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｂを用いることが好ましく、紫外線又は可視光により大きな化学的変化を得られるといった見地から特にＭｏ、Ｗを用いることが好ましい。

このような光ディスク製造工程において、本例では、図１（ｃ）（ｄ）の原盤製造工程（マスタリング工程）で、以下説明するようにしてディスク原盤１０３が製造される。
なお本例のマスタリング工程は、後述する原盤製造装置によりＰＴＭ方式が用いられる。ＰＴＭ方式について簡単に説明しておく。

例えばＣＤ（Compact Disc）方式やＤＶＤ(Digital Versatile Disc)方式などのディスクを製造する際には、まずフォトレジストを塗布したディスク原盤を用意し、マスタリング装置（原盤製造装置）によってディスク原盤上にガスレーザ等の光源からレーザーを照射し、ピットに応じた露光パターンを形成していた。この場合、連続発振レーザーであるレーザ光源からのレーザ光を、例えばＡＯＭ（Acousto-Optical Modulator）で光強度変調し、強度変調されたレーザ光を光学系によってディスク原盤に導き、露光する。即ち、ＡＯＭにはピット変調信号である例えばＮＲＺ(Non Return to Zero)変調信号を与え、このＡＯＭによってレーザ光がピットパターンに対応した強度変調を受けることで、原盤上ではピット部分のみが露光されていく。
例えば図７（ｂ）には１つのピット形状を示しているが、ＡＯＭで変調されたレーザ発光強度は図７（ｃ）のようになる。原盤上のフォトレジストの露光はいわゆる光記録であるため、図７のようなレーザにより露光された部分が、そのままピットとなる。

一方、ＰＴＭ方式では、無機レジストを塗布したディスク原盤に対して、半導体レーザからのレーザ光を照射し、熱記録としての露光を行う。
この場合、レーザ照射による熱の蓄積を抑圧してピット幅の均一化を計るために、通常図７（ａ）に示すようなパルス光で露光する。即ちこの場合には、一般にクロックに同期したＮＲＺ変調信号が、そのＨレベルの長さに応じてクロック周期より短い時間幅のパルス信号へ変換され、変換されたパルス変調信号に同期して直接変調可能な半導体レーザーへ電力供給される。これによって図７（ａ）のような与熱用のパルス発光Ｐｐと、ピット長に応じた加熱用のパルス発光Ｐ１〜Ｐｎとしてのレーザ出力が行われる。

本例はこのＰＴＭ方式でマスタリングを行う。ＰＴＭ方式でマスタリングを行う本例の原盤製造装置の構成例を図２に示す。この原盤製造装置は、上述のように無機レジストを塗布したディスク原盤１０３に対してレーザ照射による熱記録動作により、ピットパターンやグルーブパターンの露光を行う。
なお、以下ではピット列としての凹凸パターンを形成する例で説明する。

半導体レーザとしてのレーザ光源１１は、例えば波長４０５ｎｍのレーザーを出力するものとされる。このレーザ光源１１には、例えばＲＬＬ（１−７）ｐｐ等のＮＲＺ変調信号が図７（ａ）のようにパルス変調信号に変換されたレーザ駆動信号ＤLが供給され、このレーザ駆動信号ＤLに則って発光する。
レーザ光源１１から出射したレーザ光は、コリメータレンズ１２で平行光とされた後、アナモルフィックプリズム１３でスポット形状が例えば円形に変形され、偏光ビームスプリッタ１４に導かれる。
そして偏光ビームスプリッタ１４を透過した偏光成分は、λ／４波長板１４，ビームエキスパンダ１６を介して対物レンズ２６に導かれ、この対物レンズ２６で集光されてディスク原盤１０３（無機レジスト層１０２が形成された原盤形成基板１００）上に照射される。
このとき、上記のように対物レンズ２６を介してディスク原盤１０３に照射される波長４０５ｎｍのレーザ光源１１からのレーザ光は、ディスク原盤１０３上で焦点を結ぶことになる。ディスク原盤１０３はシリコンウェハ上に金属酸化物からなる無機レジストを成膜したもので、４０５ｎｍのレーザービームを吸収することで、照射部の特に中心付近の高温に加熱された部分が多結晶化する。
即ち、対物レンズ２６で集光されたレーザ光スポットによる熱記録で、ピット列としての露光パターンがディスク原盤１０３上に形成されていく。
なお、図１（ｄ）で述べたように、露光されたディスク原盤１０３をＮＭＤ３等のアルカリ現像液で現像することにより、露光した部分のみが溶出し、所望のピット形状としての凹凸パターンが形成されるものである。

偏光ビームスプリッタ１４において反射された偏光成分は、モニタディテクタ１７（レーザパワーモニタ用のフォトディテクタ）に照射される。モニタディテクタ１７は、受光した光量レベル（光強度）に応じた光強度モニタ信号ＳMを出力する。

一方、ディスク原盤１０３に照射されたレーザ光の戻り光は、対物レンズ２６，ビームエキスパンダ１６、λ／４波長板１４を通過して偏光ビームスプリッタ１４に達する。この場合、λ／４波長板１４を往路と復路で２回通過していることで偏光面が９０°回転されており、偏光ビームスプリッタ１４で反射されることになる。偏光ビームスプリッタ１４で反射された戻り光は集光レンズ１８，シリンドリカルレンズ１９を介してフォトディテクタ２０の受光面に受光される。
フォトディテクタ２０の受光面は、例えば４分割受光面を備え、非点収差によるフォーカスエラー信号を得ることができるようにされている。
フォトディテクタ２０の各受光面では、受光光量に応じた電流信号を出力して反射光演算回路２１に供給する。
反射光演算回路２１は、４分割の各受光面からの電流信号を電圧信号に変換すると共に、非点収差法としての演算処理を行ってフォーカスエラー信号ＦＥを生成し、そのフォーカスエラー信号ＦＥをフォーカス制御回路２２に供給する。
フォーカス制御回路２２は、フォーカスエラー信号ＦＥに基づいて、対物レンズ２６をフォーカス方向に移動可能に保持しているアクチュエータ２９のサーボ駆動信号ＦＳを生成する。そしてアクチュエータ２９がサーボ駆動信号ＦＳに基づいて、対物レンズ２６を原盤１０３に対して接離する方向に駆動することで、フォーカスサーボが実行される。

また反射光演算回路２１は、４分割の各受光面の受光光量の電圧信号を加算して、反射光レベルを示す反射光量検出信号ＳＤを生成し、これをコントローラ４０に供給する。

レーザ光源１１に対するレーザ駆動信号ＤLは、記録データ生成部４３，レーザ駆動パルス発生部４２、レーザドライバ４１により生成される。
記録データ生成部４３は、ディスク原盤１０３にピット露光パターンとして記録するデータＤＴを出力する。例えば主データとして映像信号や音声信号、さらには物理情報、管理情報等のデータを出力する。
データＤＴは、レーザ駆動パルス発生部４２に供給される。レーザ駆動パルス発生部４２は、データＤＴに基づいて、実際にレーザ光源１１をパルス発光駆動するためのレーザ駆動パルスを生成する。即ち図７（ａ）に示したように、形成するピット長に応じて、予熱用パルスＰｐとパルスＰ１〜Ｐｎとしてのタイミング及び光強度でレーザ発光が行われるようにするためのパルス波形を生成する。
このレーザ駆動パルスはレーザドライバ４１に供給される。レーザドライバ４１は、レーザ駆動パルスに基づいてレーザ光源１１としての半導体レーザに対して駆動電流を印加する。これによって、レーザ駆動パルスに応じた発光強度でのレーザのパルス発光が行われることになる。
またモニタディテクタ１７から得られた光強度モニタ信号ＳMは、レーザドライバ４１に供給される。レーザドライバ４１は、光強度モニタ信号ＳMを基準値と比較することでレーザ発光強度を所定レベルに保つ制御を行う。
なお、レーザドライバ４１は、例えば０．０１ｍＷ間隔で、レーザーパワーを可変できるものとされている。

ディスク原盤１０３は、スピンドルモータ４４によって回転駆動される。スピンドルモータ４４は、スピンドルサーボ／ドライバ４７によって回転速度が制御されながら回転駆動される。これによってディスク原盤１０３は一定線速度で回転される。
スライダ４５は、スライドドライバ４８によって駆動され、ディスク原盤１０３が積載された、スピンドル機構を含む基台全体を移動させる。即ち、スピンドルモータ４４で回転されている状態のディスク原盤１０３は、スライダ４５で半径方向に移動されながら上記光学系によって露光されていくことで、露光されるピット列によるトラックがスパイラル状に形成されていくことになる。
スライダ４５による移動位置、即ちディスク原盤１０３の露光位置（ディスク半径位置）はセンサ４６によって検出される。センサ４６による位置検出情報ＳＳはコントローラ４０に供給される。

コントローラ４０は、この原盤製造装置の全体を制御する。即ち、記録データ生成部４３からのデータ発生動作の指示、レーザ駆動パルス発生部４２での処理の制御、レーザドライバ４１に対してのレーザパワー設定、スピンドルサーボ／ドライバ４７によるスピンドル回転動作制御、スライドドライバ４８によるスライダ４５の移動動作の制御等を行う。
メモリ４９は、コントローラ４０において実行されるプログラムコードを格納したり、実行中の作業データを一時保管するために使用される。この図の場合、メモリ４９は、例えばプログラムを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）、演算ワーク領域や各種一時記憶のためのＲＡＭ（Random Access Memory）、ＥＥＰ−ＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）等の不揮発性メモリを含むものとして示している。

この原盤製造装置によりディスク原盤１０３（無機レジスト層１０２が形成された原盤形成基板１００）にマスタリング記録を行う場合、コントローラ４０は図３のステップＦ１０１，Ｆ１０２，Ｆ１０３の制御処理を行ってマスタリングを実行することになる。
マスタリング記録として、ディスク原盤１０３にピットパターンの露光を行う際の処理を説明する。

ステップＦ１０１として、コントローラ４０はディスク原盤１０３（無機レジスト層１０２が形成された原盤形成基板１００）上の複数の半径位置で反射率を測定する処理を行う。
即ち原盤製造装置に搭載されたディスク原盤１０３に対して、複数の半径位置でレーザ光の戻り光としての反射光量を検出し、反射率を測定する。例えば複数の半径位置として、半径１５ｍｍ、２０ｍｍ、２５ｍｍ、３０ｍｍ、３５ｍｍ、４０ｍｍ、４５ｍｍ、５０ｍｍ、５５ｍｍ、６０ｍｍの各半径位置で反射率を測定する。
この場合コントローラ４０は、レーザドライバ４１に対して、レジスト層１０２の記録感度に満たないレベルのレーザーパワーで、半導体レーザ１１からレーザ光を連続発光させるように制御する。例えばレジスト層１０２は、８ｍＷ以上のレーザパワーの場合に熱記録としての露光が行われるとする。レジスト層１０２の記録感度に満たないレベルのレーザーパワーとは、８ｍＷに満たないレーザパワーである。但し、通常、記録レベルのレーザパワーとして９〜１０ｍＷ、再生レベルのレーザパワーとして０．５ｍＷ程度が用いられる。この場合、コントローラ４０は、再生レベルのレーザパワーとして例えば０．５ｍＷでのレーザ出力が行われるように制御すればよい。
レーザ光源１１から出力される再生レベルのレーザ光については、上述したフォーカス制御により、合焦状態でディスク原盤１０３上に照射される。

コントローラ４０は、スライドドライバ４８を制御して、ディスク原盤１０３へのレーザ光の照射位置が半径位置１５ｍｍとなるようにする。その状態で再生レベルのレーザパワーを照射させると、反射光量がフォトディテクタ２０及び反射光演算回路２１により検出され、反射光量検出信号ＳＤが供給される。コントローラ４０は、レーザパワー０．５ｍＷと反射光量検出信号ＳＤの値から、半径位置１５ｍｍでの反射率を算出できる。

同様に、コントローラ４０はディスク原盤１０３へのレーザ光の照射位置が半径位置２０ｍｍとした状態で検出される反射光量検出信号ＳＤから反射率を測定する。このような動作を上記の各半径位置において実行し、各半径位置での反射率を測定していく。
具体的にはコントローラ４０は、再生レベルのレーザパワー出力を連続的に実行させるとともに、例えばスライダ４５を内周側の半径位置から外周側に移動させるながらセンサ４６の位置検出情報ＳＳを監視し、所定の半径位置に達したときの反射光量検出信号ＳＤを取り込んで、反射率を求めるようにしていけばよい。
図５は、上記各半径位置での反射率の測定結果の例を示している。コントローラ４０は、このように各半径位置について測定した反射率の情報をメモリ４９に記憶する。

なお、反射率の測定を行う上記の半径位置は一例であり、より短い間隔で多数の半径位置で反射率を測定しても良いし、より大まかな間隔の半径位置で反射率を測定しても良い。つまり反射率の測定を行う半径位置ポイントの設定は限定されない。
また、この反射率測定の際、スピンドルモータ４４は回転させても良いし、回転させなくても良い。回転させる場合の回転数も任意である。

次にステップＦ１０２で、コントローラ４０は、測定した各半径位置での反射率に基づいて、記録パワー制御データを生成する。
これは、反射率と、予め準備している反射率と熱記録感度の相関データにより、ディスク原盤１０３（無機レジスト層１０２が形成された原盤形成基板１００）上の記録エリア全体の半径毎の熱記録感度プロファイルを把握し、露光記録する際の半径毎の記録パワーを示す記録パワー制御データを作成するものである。

図４に無機レジスト層が形成されたディスク原盤１０３についての反射率と熱記録感度の相関データを示す。例えばこの相関データがメモリ４９に記憶されており、コントローラ４０は、相関データを参照して計算を行う。
この相関データは、反射率に対して反射率変化比８８．４％を得る記録パワーの関係を示すものである。
反射率変化比とは、マスタリング記録によってどの程度反射率が変化するかの値であり、（記録後の反射率）／（記録前の反射率）である。この反射率変化比として、８８．４％とは最適とされる値の例である。
例えば反射率＝２７．６％の場合、記録レーザパワーを９．６ｍＷとすれば、反射率変化比８８．４％となる記録ができることを表している。またこの相関データからは、反射率が低いほど、記録層（無機レジスト層１０２）の感度がよく、低いレーザパワーで適正な記録できることがわかる。
そして、この相関データからわかるように、無機レジスト層１０２が形成されたディスク原盤１０３の場合、反射率と熱記録感度はほぼ比例している。特に無機レジスト層１０２が、遷移金属の不完全酸化物を含んだレジスト層であると、この反射率と熱記録感度の比例関係が確かであることが確認されている。

この相関データと、図５のような反射率の測定結果から、各半径位置での好適な記録レーザパワーが算出できる。例えば図５の測定結果では、半径位置４５ｍｍでの反射率は２７．５％となっている。反射率＝２７．５％の場合、図４の相関データからわかるように、反射率変化比８８．４％を得るための記録レーザーパワーは９．５５ｍＷ程度である。つまり、ディスク原盤１０３の半径位置４５ｍｍの部分では、９．５５ｍＷの記録レーザパワーでマスタリング記録を行えばよいことがわかる。
このような計算を、各半径位置について行い、全領域で反射率変化比８８．４％を得るための記録レーザーパワーを算出すると、図６のようになる。つまり半径位置に対してのそれぞれ適切な記録レーザパワーが求められる。
この図６の関係に相当するデータが、コントローラ４０が求める記録パワー制御データであり、コントローラ４０はステップＦ１０２でこの記録パワー制御データを算出してメモリ４９に記憶する。

ステップＦ１０３では、コントローラ４０は実際のマスタリング記録動作を実行制御する。即ち、スピンドルモータ４４を所定の線速度で回転させるとともに、スライダ４５を最内周位置から徐々に外周方向に移動させていく。そして記録データ生成部４３から記録データＤTを発生させ、レーザドライバ４１には記録パワーとしてのレーザ光出力を実行させるように制御する。
これによってディスク原盤１０３上には、内周側からスパイラル状にピット列パターンが露光されていくことになる。
このとき、コントローラ４０は、センサ４６の位置検出情報を監視しながらレーザドライバ４１に対してレーザパワーを可変制御することになる。即ち、図６の記録パワー制御データに沿って、半径位置に応じて記録レーザパワーを変化させる。
このようなマスタリング記録動作を行うことで、ディスク原盤１０３の内周側から外周側にかけて、反射率変化比８８．４％の状態での露光記録が実行されることになる。

なお、ステップＦ１０１での反射率の測定は、上記のように例えば５ｍｍ間隔での半径位置で行っているため、その測定値を用いては、５ｍｍ間隔での半径位置毎に適切な記録レーザパワーが求められる。例えば図６に▲で示した記録レーザパワーが記録パワー制御データとして算出される。この場合に、半径位置として５ｍｍ間隔毎にレーザパワーを変化させても良いが、図６の直線に近くなるように、より細かくレーザパワーを可変することが好適である。例えばレーザパワーを０．０１ｍＷの分解能で可変制御できるとしたら、その分解能で、サンプルポイントとなった半径位置の途中（５ｍｍの間隔の途中）でも細かく可変制御すればよい。

以上の処理でマスタリング記録が完了したら、そのディスク原盤１０３は図１（ｄ）で説明した現像処置が施され、ディスク原盤１０３が完成することになる。

以上のように本例では、ディスク原盤１０３の製造の際には、まず無機レジスト層１０２が形成された原盤形成基板１００に対して、複数の半径位置においてそれぞれ、無機レジスト層１０２の記録感度に満たない非記録レーザパワー（再生パワー）でのレーザ光照射を行い、レーザ光の反射率を測定する。
次に、複数の半径位置において測定された反射率を用いて、原盤形成基板１００の半径位置に応じた記録レーザパワーを示す記録パワー制御データを生成する。
そして原盤形成基板１００に対して、記録パワー制御データに基づいて半径位置に応じて記録パワーを可変させながらレーザ光照射を行い、無機レジスト層１０２に露光パターンを形成していく。
このようなマスタリング記録を行った後に、露光パターンが形成された無機レジスト層１０２の現像処理を行うことで、ピット列としての凹凸パターンが形成されたディスク原盤１０３が完成される。

このような本例の原盤製造方法によれば、無機レジスト層１０２の熱記録感度の面内均一性がとれていなくても、内周から外周の全体にわたって均一な特性のマスタリング記録を行うことができ、高精度なディスク原盤１０３を製造できる。
また原盤形成基板間、ターゲット間、ターゲットライフなどによる感度ばらつき、面内均一性変化が起こっても、適切に記録レーザパワーの補正が行なうことができる。
これらによって製造される光ディスクとしてもピットの精度が向上される。
また、反射率測定は、記録感度に満たない非記録レーザパワーでのレーザ光照射により行うもので、試し書きなどの記録を行うものではなく、原盤形成基板１００（無機レジスト層１０２）の状態を変化させない。これは、実際の記録領域の記録感度を直接的に検知できることを意味し、面内記録感度の均一性を的確に検知でき、適切な記録レーザパワー制御ができる。

また、記録レーザパワーでの記録の前に予め反射率を測定して、各半径位置での適切な記録レーザパワーを求めていることは、遅延のない適切なタイミングでレーザーパワー可変制御を実行できるものともなる。
例えば半径位置毎の反射率を測定するのは、記録時に同時に行うことも可能である。即ち、記録レーザパワーで露光記録を行いながら、その反射光レベルを検出し、反射光に応じて適切な記録レーザパワーを算出し、記録レーザパワーを変化させるという動作である。ところがこの場合、レーザパワーの可変はいわゆるフィードバック制御となり、反射光検出、適正レーザパワー算出、レーザパワー可変としての一連の動作のためのタイムラグによりレーザパワー補正の遅延が生ずる。本例のように予め半径位置毎の適切なレーザーパワーを求めておけば、そのような遅延もない。

また上記図３の処理による動作を実行する原盤製造装置としては、特に構成を複雑化する必要はない。コントローラ４０のソフトウエアプログラムによって図３の制御が行われるようにすることで、本例の原盤製造装置を容易に実現できる。
なお、上記図２の原盤製造装置は、ピット列の凹凸パターンを有するディスク原盤１０３、つまり再生専用ディスクの製造に用いるディスク原盤１０３の原盤製造装置として説明したが、ライトワンスディスクやリライタブルディスクの製造のためのディスク原盤１０３を作成する原盤製造装置についても、図３の動作は全く同様に適用できる。

本発明の実施の形態の光ディスク製造工程の説明図である。実施の形態の原盤製造装置のブロック図である。実施の形態のマスタリング処理のフローチャートである。実施の形態の反射率と熱記録感度の相関データの説明図である。実施の形態の反射率測定結果の例の説明図である。実施の形態の記録パワー制御データの説明図である。ＰＴＭ方式の説明図である。

符号の説明

１１レーザ光源、２１反射光演算回路、２２フォーカス制御回路、２６対物レンズ、４０コントローラ、４１レーザドライバ、４２レーザ駆動パルス発生部、４３記録データ生成部、４４スピンドルモータ、４５スライダ、４６センサ、１００原盤形成基板、１０２レジスト層、１０３ディスク原盤

Claims

光ディスク原盤の製造方法として、
無機レジスト層が形成された光ディスク原盤形成基板に対して、複数の半径位置においてそれぞれ、上記無機レジスト層の記録感度に満たない非記録レーザパワーでのレーザ光照射を行い、レーザ光の反射率を測定する反射率測定ステップと、
上記複数の半径位置において測定された反射率を用いて、上記光ディスク原盤形成基板の半径位置に応じた記録レーザパワーを示す記録パワー制御データを生成する制御データ生成ステップと、
上記光ディスク原盤形成基板に対して、上記記録パワー制御データに基づいて半径位置に応じて記録パワーを可変させながらレーザ光照射を行い、上記無機レジスト層に露光パターンを形成していく記録ステップと、
上記記録ステップで露光パターンが形成された上記無機レジスト層の現像処理を行い、凹凸パターンを得る現像ステップと、
を備えたことを特徴とする光ディスク原盤製造方法。
上記無機レジスト層は、遷移金属の不完全酸化物を含んだレジスト層であることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク原盤製造方法。
上記反射率測定ステップでは、上記光ディスク原盤形成基板上の、上記露光パターンを形成する領域内における複数の半径位置について、それぞれ反射率の測定を行うことを特徴とする請求項１に記載の光ディスク原盤製造方法。
光ディスク原盤形成基板に無機レジスト層を形成する工程と、
上記無機レジスト層が形成された光ディスク原盤形成基板に凹凸パターンを形成して光ディスク原盤を製造する工程と、
上記光ディスク原盤の凹凸パターンが転写されたスタンパを製造する工程と、
上記スタンパの凹凸パターンが転写された光ディスクを製造する工程と、
を備え、
上記光ディスク原盤を製造する工程では、
無機レジスト層が形成された光ディスク原盤形成基板に対して、複数の半径位置においてそれぞれ、上記無機レジスト層の記録感度に満たない非記録レーザパワーでのレーザ光照射を行い、レーザ光の反射率を測定する反射率測定ステップと、
上記複数の半径位置において測定された反射率を用いて、上記光ディスク原盤形成基板の半径位置に応じた記録レーザパワーを示す記録パワー制御データを生成する制御データ生成ステップと、
上記光ディスク原盤形成基板に対して、上記記録パワー制御データに基づいて半径位置に応じて記録パワーを可変させながらレーザ光照射を行い、上記無機レジスト層に露光パターンを形成していく記録ステップと、
上記記録ステップで露光パターンが形成された上記無機レジスト層の現像処理を行い、凹凸パターンを得る現像ステップと、
が行われて上記光ディスク原盤が製造されることを特徴とする光ディスク製造方法。
出力するレーザ光のレーザパワーが可変のレーザ出力部と、
無機レジスト層が形成された光ディスク原盤形成基板を回転させる回転機構部と、
上記光ディスク原盤形成基板に対してのレーザ光の照射位置としての、上記光ディスク原盤形成基板の半径位置を移送する移送機構部と、
上記光ディスク原盤形成基板に反射した上記レーザ光の反射光を検出する反射光検出部と、
上記レーザ出力部に上記無機レジスト層の記録感度に満たない非記録レーザパワーでのレーザ光照射を行わせ、上記反射光検出部で得られる反射光量から反射率を検出する処理を、上記移送機構部で上記半径位置を変化させて複数の半径位置で行う第１の処理と、上記複数の半径位置において測定された反射率を用いて、上記光ディスク原盤形成基板の半径位置に応じた記録レーザパワーを示す記録パワー制御データを生成する第２の処理と、上記回転機構部により上記光ディスク原盤形成基板を回転させ、また上記移送機構部により上記半径位置を移送させながら、上記レーザ出力部により記録レーザパワーのレーザ出力を実行させるとともに、上記記録パワー制御データに基づいて半径位置に応じてレーザパワーを可変させて、上記無機レジスト層に露光パターンを形成させていく第３の処理とを行う制御部と、
を備えたことを特徴とする光ディスク原盤製造装置。
上記反射光検出部で検出される反射光の情報に基づいて、上記光ディスク原盤形成基板に照射される上記レーザ光のフォーカス制御を行うフォーカス制御機構部を、更に備えることを特徴とする請求項５に記載の光ディスク原盤製造装置。