JP2523950B2 - 光ディスク原盤およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光ディスクを製造する際に用いる光ディス
ク原盤およびその製造方法に関する。

従来の技術 光ディスク原盤としては、表面を研磨したガラス製の
原盤が用いられる。また原盤にあらかじめ断面がＶ字型
の溝（以下Ｖ溝という）を形成して用いる場合には、機
械加工によってＶ溝を形成するために銅等の金属材料よ
りなる原盤が用いられる。ここでは、Ｖ溝を形成した光
ディスク原盤の例について従来の製造方法を説明する。

Ｖ溝を形成する際には、金属の原盤をボーレー旋盤等
を用いて最大平均粗さRmax0.5μｍ程度の平面に仕上げ
た後、尖端がＶ字型のバイトでＶ溝を切削加工する。

光ディスク原盤は、Ｖ溝を形成した金属の原盤にフォ
トレジストを塗布し、これを記録すべき情報信号により
強度変調したレーザー光を用いて所定の信号パターンに
感光させ、現像して、フォトレジストが除去され露出し
た金属の部分を、ドライエッチング等によって彫り込
み、残ったフォトレジストをアッシング等の方法で取り
除くことにより作成される。

フォトレジストの塗布には、一般にスピンコート法が
用いられる。スピンコート法では、フォトレジストを塗
布する部分全体に数mmの厚さで塗布し（これをプレコー
ティングという）、次に毎分数百から数千回転の速さで
原盤を回転させてフォトレジストを一定の厚さに塗布す
る（これをファイナルコーティングという）。

レーザー光を用いて情報信号を記録する場合は、強度
変調したレーザー光を予め形成されたＶ溝にそって照射
するため、トラッキング制御をかけながらレーザー光を
金属の原盤に照射する。

第５図は、情報信号を原盤に記録するための従来の装
置の構成の一例を、レーザー光の照射構成を主にして示
したものである。図に示すようにＶ溝を形成した原盤１
は、スピンドル２によって回転駆動されるとともに、一
軸移動台３によって原盤１の半径方向に移送される。

偏波面が紙面と垂直の記録用レーザー装置４の発する
レーザー光は、ミラー５を経てハーフミラー６によって
二つに分けられる。ハーフミラー６で反射されたレーザ
ー光は、強度変調器7aによって記録すべき信号に応じて
強度変調を受け、ビームエクスパンダー8aによってビー
ム径を拡大された後、ミラー９を経て偏光ビームスプリ
ッター10により反射される。一方ハーフミラー６を透過
したレーザー光は、ミラー11を経て強度変調器7bによっ
て記録すべき信号に応じて強度変調を受け、ビームエク
スパンダー8bによってビーム径を拡大された後、1/2波
長板12によって偏波面を90度回転され偏光ビームスプリ
ッター10を透過する。このように、偏波面の90度異なる
二つのレーザー光は、偏光ビームスプリッター10によっ
て反射もしくは透過されることによって合成される。合
成されたレーザー光は、ダイクロイックミラー13、ガル
バノミラー14を経て、レンズアクチュエーター15によっ
て原盤１に絞り込まれる。

制御用レーザー装置16は、フォーカスおよびトラッキ
ング制御に用いられる。17は制御用レーザー装置用の偏
光ビームスプリッターであり、18は制御用レーザー装置
用の1/4波長板である。フォーカスおよびトラッキング
検出用受光素子19のフォーカスサーボ系は、例えばナイ
フエッジ法ではレンズとレンズの焦点面との間のナイフ
エッジと二分割した光検出器を含み、非点収差法では円
筒レンズと四分割した光検出器を含む。またプッシュプ
ル法ではレンズと二分割した光検出器を含む。第５図で
はこのような焦点制御が可能な光検出器とトラッキング
制御可能な光検出器を一括してフォーカスおよびトラッ
キング検出用受光素子19として表している。フォーカス
およびトラッキング検出用受光素子19によって得られた
信号を基にしてレンズアクチュエーター15の駆動がなさ
れ、記録用レーザー装置４の光が原盤１に常に焦点が合
っているよう焦点制御が行われるとともに、フォーカス
およびトラッキング検出用受光素子19によって得られた
信号を基にしてガルバノミラー14の角度を変えＶ溝に常
にトラッキングがかかっているようにトラッキング制御
が行われる。

記録用レーザー装置４としては、例えばアルゴンレー
ザーが用いられるが、クリプトンレーザー・エキシマレ
ーザー等フォトレジストが感度を有する波長を発生させ
るレーザー装置であればよい。制御用レーザー装置16と
しては、例えばヘリウムネオンレーザーが用いられる
が、半導体レーザー等フォトレジストが感度を有さない
波長を発生させるレーザー装置であればよい。

第６図はその場合の原盤上のレーザー絞り位置の配置
を示す図である。図中20,21は記録用レーザー光の絞り
位置、22はトラッキング用レーザー光の絞り位置であ
る。Ｖ溝の陵線から稜線までの距離は通常数μｍ程度で
あるので、各絞り位置の相対位置は0.1μｍ程度の精度
で調整する必要がある。この調整には、例えば特開平１
−150255号公報に述べられた方法を用いる。表面を研磨
したガラス等の原盤に二重螺旋状に信号ピット列を形成
する場合も、二重螺旋の信号ピット列の間隔を調整する
ため原盤上のレーザー光絞り位置の配置を調整する必要
がある。

具体的な原盤作成の手順は、レーザー光絞り位置の配
置調整用に等間隔で一定周波数の信号（以下パイロット
信号という）を記録した銅盤（以下位置調整用銅盤とい
う）を第５図のスピンドル２に乗せてパイロット信号を
再生しながらレーザー光の絞り位置の配置を調整した
後、位置調整用銅盤をスピンドル２から取り外し、つぎ
にフォトレジストを塗布しＶ溝を形成した原盤を乗せか
えて情報信号を記録するのである。

発明が解決しようとする課題 従来の原盤では、レーザー光絞り位置の配置調整を行
うために位置調整用銅盤を用いる必要があった。このた
め、情報信号を記録する度に原盤をスピンドルに乗せ直
す作業が発生した。また、スピンドルは通常ミラー等の
光学部品と同じ定盤に乗せられているため、原盤を乗せ
直す際の振動で調整されたレーザー光絞り位置の配置が
ずれてしまうこともあった。

本発明は、上記課題を解決するもので、一端調整され
たレーザー光絞り位置のずれることがなく、製造時の作
業性に優れた光ディスク原盤とその製造方法を提供する
ことを目的としている。

課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、信号記録用の領
域とレーザー光絞り位置の配置調整用領域とを同一光デ
ィスク原盤上に設けてなるものである。

作 用 本発明は上記した構成により、光ディスク原盤は、信
号記録用の領域とレーザー光絞り位置の配置調整用領域
を同一の原盤上に有しているので、原盤をスピンドルに
乗せ直す必要がなく、原盤の交換作業によって調整され
たレーザー光絞り位置の配置がずれてしまうこともな
い。

実施例 以下、本発明の一実施例について第１図〜第４図を参
照しながら説明する。本発明の光ディスク原盤の模式図
である第１図において、１は原盤で、23は信号記録用の
領域であり、24はレーザー光絞り位置の配置調整用領域
である。ここでは信号記録用の領域23として断面がＶ字
型の溝（以下Ｖ溝という）を形成した領域を用いた場合
で説明するが、信号記録用の領域23としては鏡面に仕上
げられた領域でもよいし、断面がＶ字型以外の型の溝を
形成した領域でもよい。溝が形成してある場合には、溝
は同心円状でもよいし、螺旋状でもよい。第１図では信
号記録用の領域23の内周側にレーザー光絞り位置の配置
調整用領域24が設けられているが、信号記録用の領域23
の外周側にレーザー光絞り位置の配置調整用領域24が設
けられてもよいし、信号記録用の領域23とレーザー光絞
り位置の配置調整用領域24が接して設けられてもよい。
レーザー光絞り位置の配置調整用領域24の円環帯幅は、
数mm程度で十分である。

本発明の光ディスク原盤の製造方法をＶ溝を形成した
原盤の場合について説明する。銅等の金属からなる原盤
は、ボーレー旋盤などを用いて最大平均粗さRmax0.5μ
ｍ程度以下の平面に表面裏面とも仕上げられる。裏面を
仕上げるのは、Ｖ溝を切削加工によって形成したり、レ
ーザー光を照射して信号を記録したりするときに、真空
チャッキングを行えるようにするためである。

信号記録用の領域23は、原盤１をスピンドルに固定
し、原盤をスピンドルによって回転させながら尖端がＶ
字型のバイト（以下Ｖバイトという）を数ミクロン以上
原盤に切り込ませて重ね切りによりＶ溝を形成する。

レーザー光絞り位置の配置調整用領域24としては、一
定の周波数でＶ溝の深さを一本おきに変化させた領域
や、一定の周波数の信号ピット列を形成した領域等を用
いることができる。

信号記録用の領域23とレーザー光絞り位置の配置調整
用領域24を形成した原盤１にフォトレジストをスピンコ
ート法で塗布し、従来と同様に第５図に示した装置のス
ピンドル２に乗せる。レーザー光をレーザー光絞り位置
の配置調整用領域24に焦点制御をかけて絞り込み、レー
ザー光絞り位置の配置が従来と同様第６図に示したよう
になるように調整する。調整後、信号記録用の領域23に
情報信号を記録し現像した後、イオンエッチングによっ
て原盤を彫り込み、酸素アッシングによって残ったフォ
トレジストを除去して光ディスク原盤を得る。

従来の原盤では、レーザー光絞り位置の配置調整を行
うために位置調整用銅盤を用いる必要があった。このた
め、情報信号を記録する度に原盤をスピンドル２に乗せ
直す作業が発生した。また、スピンドル２は通常ミラー
等の光学部品と同じ定盤に乗せられているため、原盤を
乗せ直す際の振動で調整されたレーザー光絞り位置の配
置がずれてしまうこともあったが、本発明の光ディスク
原盤は、信号記録用の領域23とレーザー光絞り位置の配
置調整用領域24を同一の原盤上に有しているので、原盤
をスピンドルに乗せ直す作業も発生しないし、調整され
たレーザー光絞り位置の配置がずれてしまうこともな
い。

フォトレジストを原盤１に塗布する際に、レーザー光
絞り位置の配置調整用領域24にフォトレジストが塗布さ
れると、レーザー光がフォトレジスト層を通過するため
にフォトレジストの塗布形状によってレーザー光絞り位
置の配置の調整状態が一定しなくなる可能性がある。ス
ピンコート法では、プレコーティングされた領域のうち
最内周の部分の塗布形状が一定しにくい。このため、レ
ーザー光絞り位置の配置調整用領域24が内周側に設けら
れている場合には、この領域のフォトレジストの塗布形
状の不安定さのためにレーザー光絞り位置の配置の調整
状態が一定しなくなる可能性が高い。

このような問題を解決するためには、レーザー光絞り
位置の配置調整用領域24を信号記録用の領域23より内周
側に設け、このような光ディスク原盤にフォトレジスト
を塗布する際に、レーザー光絞り位置の配置調整用領域
24より外周側のみにフォトレジストを塗布し第２図に示
すようなフォトレジストを塗布した領域25を形成させれ
ばよい。

原盤にフォトレジストをスピンコート法で塗布する際
に、プレコーティングをレーザー光絞り位置の配置調整
用領域24より外周側のみに行い、ファイナルコーティン
グを行えばレーザー光絞り位置の配置調整用領域24より
外周側のみにフォトレジストを塗布することは容易に実
施できる。

このようにフォトレジストを塗布すれば、レーザー光
絞り位置の配置調整用領域24にはフォトレジストが塗布
されていないので、レーザー光絞り位置の配置調整は常
に安定した状態で実施できる。

原盤１に情報信号を記録するためには従来と同様な装
置を使用する。使用装置の構成は第５図に示したものと
同様であるから説明を省略する。

第５図に示したような装置を用いて情報信号を記録す
る場合には、ガルバノミラー14を用いてトラッキング制
御を行っているが、レンズアクチュエーター15のN.A.が
大きいためガルバノミラー14の角度を大きく変えるとレ
ーザー光に収差が発生し良好な信号機録ができないの
で、トラッキング制御範囲が狭くなっている。このた
め、同心円状または螺旋状の信号記録用の溝の同心円ま
たは螺旋の中心とスピンドル２の回転の中心とがほぼ一
致するよう原盤をスピンドルに乗せる必要がある。通常
この二つの中心のずれは、数ミクロン程度におさえられ
ている。

このように中心が一致していると、原盤１を回転した
ときレーザー光がパイロット信号を記録した同心円また
は螺旋をあまり横切らずレーザー光の絞り位置の配置調
整が困難になる。

レーザー光絞り位置の配置調整用領域24のパイロット
信号を記録した同心円または螺旋のピッチは、信号記録
用の領域23の信号を記録する際のトラックピッチに対応
しているので数ミクロンである。これは、同心円状また
は螺旋状の信号記録用の溝の同心円または螺旋の中心と
スピンドル２の回転の中心との距離とほぼ等しくなり、
同心円状または螺旋状の信号記録用の溝の中心とレーザ
ー光絞り位置の配置調整用領域24のパイロット信号を同
心円状または螺旋状に記録したものの中心が一致してい
ると、レーザー光がパイロット信号を記録した同心円ま
たは螺旋を数回以下しか横切らない。

このような問題を解決するためは、信号記録用の溝の
同心円または螺旋の中心と同心円状または螺旋状に信号
を記録したレーザー光絞り位置の配置調整用パイロット
信号列群の同心円または螺旋の中心が異なった位置に配
置されていればよい。このようにすればレーザー光がパ
イロット信号を記録した同心円または螺旋を横切るので
レーザー光の絞り位置の配置調整が容易に行える。

レーザー光の絞り位置の配置調整を行うためには、レ
ーザー光がパイロット信号を記録した同心円または螺旋
を数回以上、できれば十数回横切ることが望ましい。本
発明の原盤では、同心円状または螺旋状の信号記録用の
溝の中心とレーザー光絞り位置の配置調整用領域24のパ
イロット信号の同心円状または螺旋状に記録した信号列
群の中心が異なっているので、中心間の距離に応じてレ
ーザー光がパイロット信号を記録した同心円または螺旋
を横切り、レーザー光の絞り位置の配置調整が容易に行
える。

同心円状または螺旋状の信号記録用の溝の中心とレー
ザー光絞り位置の配置調整用領域24のパイロット信号を
同心円状または螺旋状に記録したものの中心間の距離
は、数ミクロン以上であればいくらでも特に問題はな
い。通常は十数ミクロンから数十ミクロンの距離とす
る。

同心円状または螺旋状の信号記録用の溝の中心とレー
ザー光絞り位置の配置調整用領域24のパイロット信号を
同心円状または螺旋状に記録したものの中心が異なって
いる原盤は、例えばパイロット信号および信号記録用の
溝をフォトレジストを感光させることによって形成する
場合には、スピンドルに原盤を固定して信号記録用の溝
をレーザー光を照射して記録した後、固定を一旦解除し
て中心をずらしてスピンドルに再度固定してパイロット
信号を記録すれば容易に作製できる。

信号記録用の溝として断面がＶ字型の溝を用いる場合
も同様に、同心円状または螺旋状の断面がＶ字型の溝の
中心とレーザー光絞り位置の配置調整用領域24のパイロ
ット信号を同心円状または螺旋状に記録したものの中心
が異なっているので、中心間の距離に応じてレーザー光
がパイロット信号を記録した同心円または螺旋を横切る
ので、レーザー光の絞り位置の配置調整が容易に行え
る。

信号記録用の溝として断面がＶ字型の溝を用いる場合
は、レーザー光絞り位置の配置調整用領域24として、一
本毎に断面がＶ字型の溝の深さを一定周波数で変調させ
た溝を同心円状または螺旋状に形成したものを用いると
原盤の作製が容易である。

具体的には、表面を最大平均粗さRmax0.5μｍ程度以
下の平面に仕上げた原盤をスピンドルに固定し、第３図
に示すようにＶバイト26を圧電素子27を介してバイト保
持具28に固定したものでＶ溝を形成する。まず、圧電素
子27に電圧を印加せず信号記録用のＶ溝を形成し、次に
一旦原盤の固定を解除して中心をずらしてから再度スピ
ンドルに固定し、１回転おきに圧電素子に一定周波数の
電圧を印加して圧電素子の厚みを変化させ、Ｖバイトの
原盤への切込み深さを変えることによってレーザー光絞
り位置の配置調整用領域24を形成する。

このようにレーザー光絞り位置の配置調整用領域24と
して一本毎に断面がＶ字型の溝の深さを一定周波数で変
調させた溝を同心円状または螺旋状に形成したものを用
いることにより、切削加工のみで信号記録用の領域とレ
ーザー光絞り位置の配置調整用領域24を形成することが
でき、原盤の作製が容易となる。

信号記録用の領域23の断面がＶ字型の溝の同心円また
は螺旋の中心と、レーザー光絞り位置の配置調整用領域
24の一本毎に断面がＶ字型の溝の深さを一定周波数で変
調させた溝の同心円または螺旋の中心とが異なる原盤を
作製する場合、第５図のような工具を用いると信号記録
用の領域23とレーザー光絞り位置の配置調整用領域24の
加工の間に一旦原盤の固定を解除して中心をずらしてか
ら再度スピンドルに固定し直す必要がある。

レーザー光絞り位置の配置調整用領域24を形成する際
に一回転に一周期の割合で溝切削用のバイトを原盤の半
径方向に振動させることにより、スピンドルに原盤を固
定したままで信号記録用の領域23の溝の同心円または螺
旋の中心とレーザー光絞り位置の配置調整用領域24と溝
の同心円または螺旋の中心とが異なる原盤を作製するこ
とができる。

具体的には、Ｖバイトの原盤への切込み深さを変える
ための圧電素子とＶバイトおよび切込み深さを変えるた
めの圧電素子を原盤の半径方向に動かすための圧電素子
を備えた工具を用いることによって作製できる。例え
ば、第４図に示したような工具を用いればよい。まず、
原盤をスピンドルに固定し、二つの圧電素子27、30に電
圧を印加せず信号記録用のＶ溝を形成する。次に、１回
転おきに圧電素子27に一定周波数の電圧を印加して圧電
素子の厚みを変化させＶバイトの原盤への切込み深さを
変えるとともに、圧電素子30にスピンドルの一回転に一
周期の割合で正弦波状の電圧を印加して圧電素子の厚み
を変化させＶバイトを原盤の半径方向に振動させること
によってレーザー光絞り位置の配置調整用領域24を形成
する。図中29、31はバイト保持具である。

第４図ではＶバイトを原盤の半径方向に振動させるた
め厚さが変化する圧電素子の例を示したが、バイモルフ
タイプの圧電素子でもよいし、リニアモーター等のもの
でもよい。

発明の効果 本発明の光ディスク原盤は、信号記録用の領域とレー
ザー光絞り位置の配置調整用領域を同一の原盤上に有し
ているので、原盤をスピンドルに乗せ直す作業も不要で
あり、一旦調整されたレーザー光絞り位置の配置がずれ
ることもないのでレーザー光絞り位置が正確に配置され
た光ディスク原盤を作業性よく製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の光ディスク原盤の模式図、
第２図は第１図の光ディスク原盤にフォトレジストを塗
布した状態を示す模式図、第３図は溝の深さ方向にバイ
トを振動させてＶ溝を加工する工具の要部正面図、第４
図は溝の深さ方向および光ディスク原盤の半径方向にバ
イトを信号させてＶ溝を加工する工具の要部正面図、第
５図（ａ），（ｂ）は情報信号を記録するための従来の
装置の構成の一例をレーザー光の照射構成を主にして示
した全体と要部の光路図、第６図は情報信号を記録する
際の原盤上のレーザー光絞り位置の配置を示す図であ
る。 １……原盤、23……信号記録用の領域、24……レーザー
光絞り位置の配置調整用領域、25……フォトレジストを
塗布した領域、26……Ｖバイト、27……圧電素子、28…
…バイト保持具、29……バイト保持具、30……圧原素
子、31……バイト保持具。

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】信号記録用の領域とレーザー光絞り位置の
   配置調整用領域を有することを特徴とする光ディスク原
   盤。
2. 【請求項２】レーザー光絞り位置の配置調整用領域が信
   号記録用の領域より内周側に設けられていることを特徴
   とする請求項（１）記載の光ディスク原盤。
3. 【請求項３】レーザー光絞り位置の配置調整用領域が信
   号記録用の領域より内周側に設けられている光ディスク
   原盤にフォトレジストを塗布する際に、前記レーザー光
   絞り位置の配置調整用領域より外周側のみにフォトレジ
   ストを塗布することを特徴とする光ディスク原盤の製造
   方法。
4. 【請求項４】信号記録用の溝を同心円状または螺旋状に
   形成した領域と同心円状または螺旋状に信号を記録した
   レーザー光絞り位置の位置調整用領域とを有する光ディ
   スク原盤であって、信号記録用の溝の同心円または螺旋
   の中心とレーザー光絞り位置の配置調整用信号列群の同
   心円または螺旋の中心とが異なることを特徴とする光デ
   ィスク原盤。
5. 【請求項５】信号記録用の溝の断面がＶ字型であること
   を特徴とする請求項（４）記載の光ディスク原盤。
6. 【請求項６】断面がＶ字型の溝を同心円状または螺旋状
   に形成した信号記録用の領域と一本毎に断面がＶ字型の
   溝の深さを一定周波数で変調させた溝を同心円状または
   螺旋状に形成したレーザー光絞り位置の配置調整用領域
   とを有する光ディスク原盤であって、断面がＶ字型の溝
   を形成した信号記録用の領域の同心円または螺旋の中心
   とレーザー光絞り位置の配置調整用信号列群の同心円ま
   たは螺旋の中心とが異なることを特徴とする光ディスク
   原盤。
7. 【請求項７】請求項（６）記載の光ディスク原盤におけ
   るレーザー光絞り位置の配置調整用領域を形成する際
   に、一回転に一周期の割合で溝切削用のバイトを原盤の
   半径方向に振動させることを特徴とする光ディスク原盤
   の製造方法。