JP2783261B2 - 試作用光ディスクの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、試作用光ディスク
の製造方法に係り、特に、薄板光ディスク原盤を使用し
た試作用光ディスクの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ディスク媒体の製造工程では、
平滑な円板型のガラス基板を表面処理し、フォトレジス
トを塗布した光ディスク原盤上を光ディスク露光装置に
取り付けて露光パターンを形成するようになっている。
この場合、光ディスク露光装置のディスクステージへの
取り付け方法は、吸着による固定方法が主であるが、吸
引力によって光ディスク原盤が変形するのを軽減するた
め、光ディスク原盤の縁をリング状の治具で固定する方
法も同時に一般に採用されている。

【０００３】そして、光ディスクの製造工程では、平滑
で円盤状に形成されたガラス基板の片面にフォトレジス
トを均一に塗布し、これに露光装置によって露光パター
ンを形成し、このパターン形成面に金属膜を積層してレ
プリカ用スタンパを作製し、次に、これを型として成形
によって光ディスク媒体を作製するという手法が採られ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、検討目
的の試作にあって、これら全ての工程を費やすことはコ
スト的にも工数的にもロスが大きくなる。このため、従
来より、ディスク媒体と同一形態のガラス基板の表面に
レジストを塗布し、このレジスト塗布面に露光パターン
を形成して、このまま試作用のディスク媒体とするとい
う手法が従来より当業者間では重要な課題として検討さ
れているが、有効な手法は未だ提案されていない。

【０００５】ここで、上記課題の内、その解決を見られ
ない問題点を以下列記する。第１の問題点は、ディスク
基板が露光装置に取り付けられたときに変形する点にあ
る。

【０００６】その理由は、ディスク基板の基板厚さが生
産用の光ディスク原盤に比べて薄いためである。例え
ば、ＤＶＤ（Ｄigital Ｖersatile Ｄisc ）媒体で
は、試作用の板厚が０．６〔ｍｍ〕程度であり、強度が
低い。このため、これを通常と同様に取り扱って露光装
置へ固定（吸着や治具による固定）すると、その固定に
よる不均一な応力によりディスク基板が変形し易い状態
となる。そして、このディスク基板が変形すると、露光
装置のフォーカス追従性が著しく低下し、露光パターン
を正確に形成する事が出来なくなるという不都合が生じ
る。

【０００７】第２の問題点は、フォーカス検出用光源の
ディスク基板裏面（露光パターン形成面の反対側の面）
からの反射光によるフォーカスサーボへの悪影響があ
る。

【０００８】その理由は、露光装置のフォーカスサーボ
はディスク基板の表面（露光パターン形成面）からのフ
ォーカスエラー信号検出用光源の反射光によって検出し
追従させるが、ディスク基板自体が透明であるため、照
射されたレーザ光の一部はディスク基板の内部まで進行
する。この場合、レーザ光の反射は伝搬する媒体の屈折
率の大きい部分で生じることから、反射面としては、外
部とディスク基板の界面であるディスク基板表面および
ディスク基板裏面の二箇所が挙げられる。

【０００９】かかる場合、ディスク基板が充分厚い場合
は、ディスク基板表面とディスク基板裏面との距離があ
り、反射光検出手段で何れかの反射光が検出された状態
では、他方の反射光は充分離れた位置で検出されるため
識別が容易であるのに対し、試作用の場合は、ディスク
基板が極薄となることで、ディスク基板表面およびディ
スク基板裏面からの各反射位置が極めて近距離になり、
フォトディテクタ面では何れかの反射光が検出されたと
きに、もう一方の反射光も近接した位置で検出されるた
め、識別が困難となる。

【００１０】このため、フォーカスサーボ追従ポイント
が極めて近い位置に二点出現し、その識別が困難なこと
から、フォーカスサーボ安定性が著しく低下するという
不都合が生じていた。

【００１１】第３の問題点は、露光光源のディスク基板
裏面からの反射光による露光パターン形成面への悪影響
がある。

【００１２】即ち、露光光源もフォーカスサーボ検出用
光源と同様に、ディスク基板表面で集束したレーザ光
が、ディスク基板内へ進行しディスク基板の裏面でも反
射して、露光パターン形成面に戻ってくる。この時、デ
ィスク基板の厚さが充分にあれば露光光源の反射光は露
光パターン形成面に戻ってきたときには充分拡散してお
り、露光パターン形成面に露光光源の反射光が影響を及
ぼすことはない。しかしながら、板厚が極薄になった場
合は、集束したレーザ光はディスク基板裏面で反射した
後、充分拡散しないまま露光パターン形成面へと戻って
くる。

【００１３】かかる場合、露光パターン形成面に不要な
露光波長のレーザ光が照射されて露光が行われ、露光パ
ターン形成面が荒らされるという不都合が生じる。

【００１４】

【発明の目的】本発明は、かかる従来例の有する不都合
を改善し、とくに試作用の光ディスクを薄型で形成する
と共にその変形および裏面反射による露光パターン形成
面への悪影響を有効に排除し、これによって試作品の有
用性を迅速且つ正確に検討し得る安価な試作用光ディス
クの製造方法を提供することを、その目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明では、薄板ガラス基板上にフォ
トレジストを塗布して光ディスク原盤を形成し、次に、
この光ディスク原盤のフォトレジストが付された面に所
定の露光を付してデータとなるピットを形成するに先立
って、薄板ガラス基板と屈折率の近い値を有する液体層
を介して当該薄板ガラス基板を厚板ガラス基板に密着固
定し、しかるのち、これを光ディスク露光装置に取り付
けて前述した光ディスク原盤に対する露光を行う、とい
う構成を採っている。

【００１６】このため、この請求項１記載の発明では、
例えば図３に示すように、入射光２０は、対物レンズ１
００を透過し、一定の角度で薄型光ディスク媒体１の表
面に達する。ここで、入射光２０の一部が薄型光ディス
ク媒体１の媒体表面反射光２１として反射され、光検出
手段１０１によって検出される。

【００１７】一方、入射光２０の大部分は、薄型光ディ
スク媒体１を透過光２２として透過する。ここで、薄型
光ディスク媒体１が同一又は近似した屈折率の液体層４
によってディスクホルダ５と密着しているため、ここで
の反射はほとんど起こらず、大部分はディスクホルダ５
の裏面まで透過し裏面反射する。

【００１８】そして、このホルダ裏面反射光２４は、裏
面反射の位置が薄型光ディスク媒体１表面から離れてい
るため、図３に示すように戻りが二分割ディテクタから
離れた位置に検出される。このため、二分割デイテクタ
で検出される反射光は媒体表面反射光２１のみとなり一
本化され、フォーカスサーボが安定化する。

【００１９】ここで、薄型ディスク基板１は、ディスク
基板全面が液体によって平滑なガラス基板上に均一に吸
着固定されるため、薄型光ディスク基板に変形が生じる
ことはなく、安定した平面度を有するディスクホルダに
よって平面に矯正される。

【００２０】請求項２記載の発明では、前述した請求項
１記載の試作用光ディスクの製造方法において、厚板ガ
ラス基板の前述した光ディスク原盤側の面を、その前処
理段階で予め粗面研磨する、という構成を採っている。

【００２１】このため、この請求項２記載の発明では、
前述した請求項１記載の発明と同等に機能するほか、更
に、下記のような作用を備えている。即ち、前述した薄
型ディスク基板とディスクホルダとは、相互に摺り合わ
せるようにして液体層を薄膜化し分子間力を高めて固定
されるが、この場合、吸着力が高すぎると局所的に密着
力が高くなる部分が発生するため、前述したディスクホ
ルダの密着面を予め適度に粗面研磨し、これによって密
着力が分散され均一化されて適正な吸着力が得られるよ
うになっている。

【００２２】請求項３記載の発明にあっては、前述した
請求項１記載の試作用光ディスクの製造方法において、
厚板ガラス基板を透明ガラス基板とする、という構成を
採っている。

【００２３】このため、この請求項３記載の発明では、
前述した請求項１記載の発明と同等に機能するほか、更
に入射光に対する内部反射が減少することから、薄型デ
ィスク基板の表面反射光に対する悪影響を有効に抑制す
ることができる。

【００２４】請求項４記載の発明では、前述した請求項
１記載の試作用光ディスクの製造方法において、前述し
た厚板ガラス基板を、露光光源波長又はフォーカスサー
ボ用レーザ光源波長の光を吸収する機能を備えた色ガラ
スフィルタを素材として形成する、という構成を採って
いる。

【００２５】このため、この請求項４記載の発明では、
前述した請求項１記載の発明と同等に機能するほか、デ
ィスクホルダ側からの反射光が少なくなるため、薄型デ
ィスク基板の表面反射光に対する悪影響を更に有効に低
下させることができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
１乃至図３に基づいて説明する。まず、図１は、本発明
の光ディスク露光装置のディスクステージ部分の拡大断
面図である。この図１において、符号１は光ディスク原
盤としての薄型光ディスク媒体を示す。この薄型光ディ
スク媒体１は、薄板ガラス基板からなり、中心にセンタ
ーホール１Ａが形成されている。更にこの薄型光ディス
ク媒体１の表面には、感光剤塗布面１Ｂが設けられてい
る。

【００２７】また、符号５は薄型光ディスク媒体（光デ
ィスク原盤）を支持する光ディスク媒体支持手段として
のディスクホルダを示す。このディスクホルダ５は、厚
板ガラス基板によって形成されている。このディスクホ
ルダ５は、本実施形態にあっては透明部材からなり，そ
の両面が平滑で且つ全体的に充分な強度を有しており、
中心にセンターホール５Ａが形成されている。

【００２８】薄型光ディスク媒体１は、液体層４を介し
てディスクホルダ５に分子間力によって密着装備する構
成となっている。ここで、液体層４としては、屈折率
（又は誘電率）が薄型光ディスク媒体１を構成する素材
の屈折率（又は誘電率）と同一のもの（又は近い値を有
するもの）が使用されている。

【００２９】そして、この密着固定した薄型光ディスク
媒体１及びディスクホルダ５は、図示省略の光ディスク
露光装置内のディスクステージ６に吸着固定し、その後
に露光パターン形成を行うようになっている。

【００３０】次に、作用について説明する。まず、板厚
の関係で、薄型光ディスク媒体１は外部からの応力によ
って容易に変形するが、ディスクホルダ５は外部応力に
よって変形することは少ない。このため、液体層４を介
して薄型光ディスク媒体１とディスクホルダ５を密着さ
せると、密着力によって薄型デスク基板１は、ディスク
ホルダ５の平面に合わせて自然に矯正される。

【００３１】また、薄型ガラス基板１とディスクホルダ
５を屈折率の近似した液体層４により密着固定すること
で、薄型光ディスク媒体１裏面でのレーザ光の反射が抑
制され、従って入射したレーザ光はディスクホルダ５内
へ進行し、ディスクホルダ５の裏面で裏面反射される。

【００３２】図２は露光光源から出力される入射光１０
の反射／透過の状況を示すもので、分子間力によって密
着固定された薄型光ディスク媒体１及びディスクホルダ
５の部分を示す拡大断面図である。この図２に示すよう
に、露光パターン形成時には、露光光源は集束されて薄
型光ディスク媒体１の表面に入射光１０として照射され
る。この入射光１０は、薄型光ディスク媒体１の表面で
一部反射するものの、大部分は透過光１１として透過す
る。

【００３３】透過光１１は、まず薄型光ディスク媒体１
と液体層４の界面でわずかに反射し、媒体裏面反射光１
２を発生するが、大部分は透過してディスクホルダ５の
裏面まで達する。このディスクホルダ５の裏面は外部の
部材と接触しているため、裏面反射が発生し、ホルダ裏
面反射光１３が発生する。ディスクホルダ５がない状態
では媒体裏面反射光１２の光量が大きいが、ディスクホ
ルダ５と密着した状態では裏面反射の殆どがホルダ裏面
反射光１３となる。

【００３４】一方、このホルダ裏面反射光１３は、薄型
光ディスク媒体１の表面から充分離れているため、薄型
光ディスク媒体１表面に達したときには媒体裏面反射光
１２に比べて充分拡散されており、このため、当該露光
光源の裏面反射光（即ち、ホルダ裏面反射光１３）によ
ってフォトレジスト塗布面が荒されることはない。

【００３５】図３は、フォーカス検出用光源から出力さ
れる入射光２０の反射及び透過の状況を示す説明図であ
る。ここでフォーカス検出とは、フォーカスサーボ用の
フォーカスエラー信号を検出することを示す。

【００３６】この図３において、フォーカス検出用光源
から出力された入射光２０は、対物レンズ１００を透過
し、一定の角度で薄型光ディスク媒体１の表面に達す
る。そして、ここで入射光２０の一部が薄型光ディスク
媒体１の媒体表面反射光２１として反射される。この媒
体表面反射光２１は、反射光検出手段である光検出手段
１０１によって検出される。

【００３７】一方、入射光２０の大部分は、薄型光ディ
スク媒体１を透過光２２として透過する。ここで、通常
であれば透過光２２は、薄型光ディスク媒体１の裏面で
反射するが、薄型光ディスク媒体１が同一又は近似した
屈折率の液体層４によってディスクホルダ５と密着して
いるために、ここでの反射はほとんど起こらず、大部分
はディスクホルダ５の裏面まで透過する。そして、この
透過光２２は、ディスクホルダ５の裏面（図３の下端
面）で裏面反射を起こす。

【００３８】このように、本実施形態の構成では、薄型
光ディスク媒体１の裏面反射光２３はほとんど発生しな
いため、フォーカス検出用の透過光２２は、ディスクホ
ルダ５まで達し、当該ディスクホルダ５の裏面で反射す
る。一方、このフォーカス検出用のホルダ裏面反射光２
４は、裏面反射の位置が薄型光ディスク媒体１表面から
離れているため、図３に示すように戻りが二分割ディテ
クタから離れた位置に検出される。このため、二分割デ
イテクタで検出される反射光は媒体表面反射光２１のみ
となり一本化され、これによってフォーカスサーボが安
定化する。

【００３９】このように、上記実施形態にあっては、薄
型ディスク基板１は、当該ディスク基板１の全面が液体
４によって平滑なガラス基板（ディスクホルダ５）上に
均一に吸着固定されるため、薄型光ディスク基板１に変
形が生じることはなく、逆に平面の出たディスクホルダ
５によって平面に矯正されるという効果がある。

【００４０】また、薄型光ディスク基板１を屈折率の近
似した液体層４を介してディスクホルダと密着すること
により屈折率差から生じるレーザ光の裏面反射が抑制さ
れ、反射光は露光パターン形成面から充分離れたディス
クホルダ５の裏面で発生する。従って、ディスクホルダ
裏面からの反射光はディスクホルダ５の厚さが充分であ
れば、反射光は離れた位置で検出され又は充分拡散する
ことから、反射光によるフォーカスサーボや露光パター
ン形成面への悪影響は低下する。このため、本実施形態
によると、光ディスク露光装置としては、特殊な改造を
施すことなく、薄型光ディスク基板面上を正確に追従
し、正確に露光パターンを形成することが可能となる。

【００４１】

【実施例】次に、上記実施形態の具体的な実施例を説明
する。図１において、薄型ディスク基板１は直径１２０
〔ｍｍ〕の円盤形の平滑な薄板ガラス基板で、板厚は
０．６〜１．２〔ｍｍ〕であり、中心部に直径１５〔ｍ
ｍ〕のセンターホール１Ｂが形成されている。さらに、
薄型光ディスク基板１の片面（表面）には、露光パター
ン形成用のフォトレジスト塗布面１Ｂが形成されてい
る。ディスクホルダ５は、薄型ディスク基板１とほぼ同
一直径の円盤状で平滑なガラス基板かな成り、充分な強
度を得るために板厚を１．２〜６．０〔ｍｍ〕に設定
し、同じく中心部に直径１５〔ｍｍ〕のセンターホール
５Ａが形成されている。

【００４２】薄型光ディスク基板１は例えば純水から成
る液体層４を介してディスクホルダ５に分子間力によっ
て密着装備される。この時、薄型ディスク基板１とディ
スクホルダ５とは、相互に摺り合わせるようにして液体
層４を薄膜化し、分子間力を高めて固定する。この場
合、吸着力が高すぎると局所的に密着力が高くなる部分
が発生するため、前述したディスクホルダ５の薄型ディ
スク基板１との密着面は、粗さを示す度合いでいうと例
えば５００番以上の粗さに粗面研磨することで、分子間
力による吸着力が調節され、適正な吸着力が得られるよ
うになっている。

【００４３】ここで、ディスクホルダ５は、透明なガラ
ス基板でも良いが、露光光源やフォーカス検出用光源に
対応する該当波長の吸収する色のガラスフィルタ等を使
用してもよい。例として、ＨＯＹＡ製の色ガラスフィル
タＲ−６８（商品名）などが使用可能である。この場
合、該当波長とは、露光光源波長及びフォーカスサーボ
検出用光源波長を意味し、例えば、波長３５１〔ｎ
ｍ〕、３６４〔ｎｍ〕、４５８〔ｎｍ〕、４８８〔ｎ
ｍ〕、６３３〔ｎｍ〕などであり、色ガラスフィルタの
特性として、波長６３３〔ｎｍ〕以下の波長の光を吸収
するものが使用可能である。

【００４４】そして、密着固定した薄型ディスク基板１
及びディスクホルダ５は、図示省略の光ディスク露光装
置内のディスクステージ６に吸着固定され、その後に薄
型ディスク基板１に対して露光パターン形成が行われ
る。

【００４５】次に、上記実施例の作用について説明す
る。薄型ディスク基板１は、厚さ０．６〜１．２〔ｍ
ｍ〕と極薄であることから、治具によってディスクステ
ージ６に固定したり，或いは吸引などによってディスク
ステージ６に固定すると、応力によって容易に変形す
る。一方、ディスクホルダ５は、１．２〜６．０〔ｍ
ｍ〕の厚さのガラス基板であるため、外部応力によって
容易に変形することはない。このため、液体層４を介し
て薄型ディスク基板１をディスクホルダ５に密着させる
と、この密着による応力は、密着面にほぼ均一に働き、
強度の関係から薄型ディスク基板１はディスクホルダ５
の平面に矯正され、薄型ディスク基板１は平面を維持す
ることができる。

【００４６】薄型ガラス基板１とディスクホルダ５を純
粋により密着固定することで、薄型ディスク基板１，液
体層（例えば純水）４，ディスクホルダ５は、それぞれ
屈折率が「１．５２」「１．３３」「１．５２〜１．５
５」と近似した三層構造となるため、それぞれの界面で
のレーザ光の反射が抑制され、レーザ光は容易にディス
クホルダ５内へ進行し、ディスクホルダ５の裏面で裏面
反射が発生する。ここで、液体層４としては屈折率の近
似したものを使用することで、さらに有効に裏面反射は
抑制されるが、フォトレジスト塗布面３を溶解または汚
染するような液体は不適当であり除かれる。

【００４７】更に、図２において、露光光源としては例
えば波長３６４〔ｎｍ〕のアルゴンレーザを使用する場
合を示す。

【００４８】この場合、露光パターン形成時にあって露
光光源は、図２に示すように収束されて薄型ディスク基
板１の表面に入射光１０として照射される。入射光１０
は、薄型ディスク基板１表面で一部反射するものの、大
部分は透過光１１として透過する。透過光１１は、まず
薄型ディスク基板１と液体層４の界面でわずかに反射し
て薄型ディスク基板裏面反射光１２を発生するが、大部
分は、透過してディスクホルダ５の裏面まで達する。

【００４９】ここで、ディスクホルダ５裏面は外部と接
触しているため、ディスクホルダ裏面反射光１３が発生
する。ディスクホルダ５がない状態では薄型光ディスク
裏面反射光１２の光量が大きいが、ディスクホルダ５と
密着した状態では裏面反射のほとんどがディスクホルダ
裏面反射光１３となる。ディスクホルダ裏面反射光１３
は薄型ディスク基板１表面から充分離れているため、薄
型ディスク基板裏面反射光１２に比べて、薄型ディスク
基板１表面に達したとはには充分拡散する。このため、
露光光源の裏面反射によってフォトレジスト塗布面３を
荒らすことはない。

【００５０】図３は、フォーカス検出用光源として例え
ば波長６３３〔ｎｍ〕のヘリウム−ネオンレーザを使用
した場合の各境界面での反射および透過の状況を示した
ものである。また、この図３に示す光学系については、
スキューサーボ方式の光学系が採用されている。

【００５１】この場合も入射光２０の反射及び透過の状
況は、前述した実施形態と同様に、入射光２０の大部分
は、薄型ディスク基板１をその裏面で反射することなく
透過光２２として通過し、その大部分はディスクホルダ
５裏面まで透過する。そして、この透過光２２は、ディ
スクホルダ５の裏面で裏面反射する。このホルダ裏面反
射光２４は、裏面反射の位置が薄型ディスク基板１表面
から離れている。このため、二分割フォトディテクタで
検出される反射光が一本化され、フォーカスサーボが安
定化する。

【００５２】

【発明の効果】本発明は以上のように構成され機能する
ので、これによると、薄型光ディスク基板の密着面が平
面で平滑なディスクホルダ上に均一に吸着されるため、
当該薄型光ディスク基板がディスクホルダによって平面
度の高い状態に設定され維持される。このため、高精度
の安定した試作用の光ディスクを短時間に且つ安価に得
ることができる。また、薄型光ディスク基板の裏面が屈
折率の近似した液体と密着する構成としたので、薄型光
ディスク基板の裏面での反射が抑制され、このため、露
光光源の裏面反射によるフォーカスサーボへの悪影響
等，露光パターン形成面への悪影響を有効に低下させる
ことが可能となっている。従って、本発明によれば、光
ディスク露光装置に特殊な改造を施すことなく、薄型光
ディスク基板に正確な露光パターンを形成させることが
可能となるという従来にない優れた試作用光ディスクの
製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す図で、光ディスク
露光装置における光ディスク媒体の取付け部分の概略説
明図である。

【図２】図１内の液体の分子間力によって密着固定され
た薄型ディスク基板とディスクホルダ部分における露光
光源の反射／透過の状況を示す説明図である。

【図３】図１における薄型ディスク基板の表面反射光及
び裏面反射光及とディスクホルダの裏面反射光の関係を
示す説明図である。

【符号の説明】

１ 薄型光ディスク基板（光ディスク原盤） １Ｂ レジスト塗布面 ４ 液体層 ５ 厚板ガラス基板としてのディスクホルダ（光ディス
ク媒体支持手段） ６ ディスクステージ

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 薄板ガラス基板上にフォトレジストを塗
   布して光ディスク原盤を形成し、この光ディスク原盤の
   フォトレジストが付された面に所定の露光を付してデー
   タとなるピットを形成するに先立って、前記薄板ガラス
   基板と屈折率の近い値を有する液体層を介して当該薄板
   ガラス基板を厚板ガラス基板に密着固定し、しかるの
   ち、これを光ディスク露光装置に取り付けて前記光ディ
   スク原盤に対する露光を行うことを特徴とした試作用光
   ディスクの製造方法。
2. 【請求項２】 前記厚板ガラス基板の前記光ディスク原
   盤側の面を、その前処理段階に予め粗面研磨することを
   特徴とした請求項１記載の試作用光ディスクの製造方
   法。
3. 【請求項３】 前記厚板ガラス基板を、透明ガラス基板
   としたことを特徴とする請求項１記載の試作用光ディス
   クの製造方法。
4. 【請求項４】 前記厚板ガラス基板を、露光光源波長又
   はフォーカスサーボ用レーザ光源波長の光を吸収する機
   能を備えた色ガラスフィルタを素材として形成したこと
   を特徴とする請求項１記載の試作用光ディスクの製造方
   法。