JP3688480B2 - Optical disc master exposure system - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスク原盤露光装置に関し、特にMD(Mini Disc)HB(Hydrid Disc)のような比較的幅の狭いピット部と比較的幅の広いグルーブ溝部とが同一ディスク上に存在する記録媒体の原盤を露光する光ディスク原盤露光装置、あるいはスポット径よりも比較的幅広で壁面の角度が急峻なグルーブ溝を露光するための光ディスク原盤露光装置に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来より光ディスク原盤の作成方法の内比較的幅の狭いピット部と比較的幅の広いグルーブ溝部とが同一ディスク上に存在する記録媒体の原盤を露光する方法がいくつか提案されている。その一つとして、特公平8−7883号公報に中心をずらした複数スポットでグルーブ溝を露光するという方法が開示されている。この中心をずらした複数スポットの実現手段としては、回折格子あるいはプリズムを用いていた。しかし、いずれの手段を用いた時にもピット/グルーブ溝を同一基板上に持つ原盤を露光するには各々に対応する2系統の光路が必要であり、室温や振動に対して各スポットの位置関係が不安定となる。また、レーザパワーの損失も大きい。さらに、複数スポットの相対的な強度調整が容易にできないので、グルーブ溝の両壁面形状が非対称となり、トラック誤差を持つディスクとなりやすいという問題点があった。
【0003】
また、別の従来例として、特許第2643159号明細書には、記録ビームをディスク径方向に振動させて、グルーブ溝エリアを多重露光することにより、スポットサイズよりも広い幅のグルーブ溝を形成する記録方法が開示されている。ここで、一般の音響光学素子の構造を図8に示し、同図に基づいて一般の音響光学素子について説明する。同図において、高周波信号発生器81からは高周波fcの電圧が加振器82に加えられる。音響光学媒体83は加振器82の振動により図中下から上に向かって進行する超音波進行波84を発生する。この時、図中左から入射ビームが音響光学媒体83に入射すると、超音波進行波84による回折光が図中右方向へ向けて発生する。なお、入射ビームの波長をλo、加振周波数をfc、超音波進行波の速度をvs、入射ビームと回折光の分離角をθとすると、θはθ=λo・fc/vs (1)と表わされる。
【0004】
また、回折光強度は加振器82に加わる電圧強度等により変化する。ここで、この従来例における音響光学素子の回折光の状態について考察を加える。記録ビームを周波数fmでディスク径方向に振動させるためには、図9において加振周波数fcをある周波数範囲(±△fc)にわたって、速さfmでFM変調すれば良い。fmが比較的小さい時には、回折光は上記(1)式に従いfmの速さで偏向する。ところが、fmが大きくなって図9のような状態になると、偏向動作は停止してしまう。すなわち図9において下部の光束はfc−△fcによって小さな回折角になるのに対して、上部の光束はfc+△fcによって大きな回折角になる。中央の光軸付近の光束はこの中間となる。この瞬間には回折光全体は、元のfcの状態からは偏向していない発散光として対物レンズに入射する。さらに、次の瞬間(1/(2fm)秒後)には上下の疎密が逆転するので回折光は今度は収束光となる。結局、盤面上の集光スポットは高速でデフォーカス状態を繰り返すのみで、偏向による広溝の露光は不可能となる。
【0005】
具体的な数値を用いてこの現象を確認すると、この特許第2643159号明細書によれば、スポットサイズd、ディスク線速度vとした時に必要な振動周波数fm(特許の中での記号fo)は、fm>v/d=(1.25m/sec)/(0.5μm)=2.5MHz (2)である。図9の状態において、進行方向の入射ビーム径をdmとすると、dm=vs/2fm=(4260m/sec)/(2*2.5MHz)=0.852mm (3)(なお、音響光学媒体TeO2 においてvs=4260m/sec)となる。この図9の状態では前述のように回折光は発散収束を繰り返すだけなので、上記(2)式を満足する偏向速度を得るためには、dmは0.852mmよりも小さな径(例えば0.1mm以下)にする必要がある。これは通常dm>1mmが必要であり、実際の原盤露光光学系では実現できない。
【0006】
更に、別の従来例として、特開平4−26940号公報に音響光学素子を用いて1ビームとその両側の2ビームとを選択的に分けて出力する装置が開示されている。この従来の方法では両側の2ビームは透過光(0次光)と回折光(1次光)で発生させることになっているが、音響光学素子における0次光と1次光の分離角は通常1°程である。また、0次光と1次光によってできる盤面上のスポットを、この従来の方法のようにある部分を重ねるための分離角は1’程である、従って、通常の音響光学素子では所望の構成は得られない。さらに上記(1)式より、小さな分離角を得るには加振周波数fcを小さくするか、超音波進行波の速度vsが大きな媒体を用いればよいが、1°を1’にするにはいずれも非現実的である。
【0007】
また、更に別の従来例として、特開平7−169115号公報にAO(Acoust Optic)偏向器に異なる周波数を持つ複数の信号を入力し、複数個の集光ビームで幅広グルーブ溝を露光する露光装置において、複数の信号により発生するビート信号の周波数に対応する原盤上の空間周波数を、光ディスクの信号帯域に相当する空間周波数の2倍以上とする方法が開示されている。この従来例の中でも述べられているように、ビート信号による再生信号のゆらぎが発生してしまう。ただし、ゆらぎは情報信号の2倍以上の周波数なので実用上は問題無いということである。従って、ビート信号がない場合と比較すると、再生信号のS/Nは劣化してしまう。また、最近の高密度記録用原盤では、トラックピッチやグルーブ溝幅は狭まり、情報信号周波数は、高まる一方である。よって、グルーブ溝幅を細めるためには、2つの周波数差を小さくしなければならないが、この時ビート信号周波数は低くなってしまう。従って、この従来例のように、ビート信号周波数を情報信号の2倍以上に設定できなくなる場合もおきてくる。
【0008】
更に、一般的には、これまでスポット径よりも広いグルーブ溝を露光する時には、露光パワーを大きくするか、集光レンズに入射するビーム径を小さくしてNA(有効開口数)を下げるかであった。露光パワーを大きくした時にはグルーブ溝の壁面形状は、集光スポットの強度分布形状の下部と同様になってしまうため、壁面がダレたグルーブ溝形状となってしまう。また、NAを下げた時も同様となり、結局、このような方式ではグルーブ溝の果たす役割であるトラッキングエラー信号が不安定となり、トラックはずれを生じやすいディスクとなる。
【0009】
本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、溝壁面形状が急峻な広溝露光が可能であってピット露光時のスポットとグルーブ露光時のスポットとの相対的な位置関係が安定した光ディスク原盤露光装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記問題点を解決するために、露光用レーザからのレーザビームを対物レンズにより、フォトレジストが塗布され回転及び移動する露光原盤上に集光し、ピットあるいはレーザビームのスポット径よりも幅広のグルーブ溝を露光する光ディスク原盤露光装置において、露光用レーザと対物レンズとの間の光路中に配置された音響光学素子と、音響光学素子に互いに周波数の異なる駆動信号を供給する複数の高周波信号発生器と、高周波信号発生器から発生する駆動信号のうちから1つの信号を順次かつ循環して音響光学素子に供給する高速スイッチ素子及びパルス信号発生器とを設けたことに特徴がある。従って、溝壁面形状が急峻な広溝露光が可能であり、ピット露光時のスポットとグルーブ露光時のスポットとの相対的な位置関係が安定すると共に、レーザパワー損失が少ないという効果を得られる。また、2つの回折光の強度バランスを容易に調整できることにより、対称な溝壁面形状とすることができる。更に、現実的な太いビーム径からでも安定した複数のスポットを形成できるので適用範囲が広く、かつ複数のスポットの間隔は対応する駆動信号周波数の差によるものであるために、露光幅の調整は容易で高精度にできる。また、ピットとグルーブ溝との露光の切替が瞬時に行なえ得るのでHBなどの露光に適している。更に、変調機能がない簡易な高周波信号発生器を用いることができる。
【0011】
また、音響光学素子に入射するレーザビームのビーム径をdm、複数の高周波信号発生器からの駆動信号を1つずつ選択し一巡するのに要するスイッチング周波数をfm、音響光学素子内部に発生する超音波進行波の速度をvsとすると、dm≧vs/fmの条件を満足する。従って、複数のスポットの強度変動が少なく、ゆらぎやノイズの無い均一な溝露光が可能となる。
【0012】
更に、露光用レーザからのレーザビームを対物レンズにより、フォトレジストが塗布され回転及び移動する露光原盤上に集光し、ピットあるいはレーザビームのスポット径よりも幅広のグルーブ溝を露光する光ディスク原盤露光装置において、露光用レーザと対物レンズとの間の光路中に配置された音響光学素子と、多段階のパルス信号を発生するパルス信号発生器と、パルス信号発生器から発生したパルス信号を用いて、音響光学素子に供給する駆動信号の周波数が多段階ステップ状に変化したFM変調波を発生するFM変調回路とを設けたことに特徴がある。従って、ピットをグルーブ溝の中心に位置させるために高周波信号の周波数を変更する必要がなく、かつ複数の高周波信号の相対的な位相関係は更に安定できることによりゆらぎやノイズの無い均一な溝露光が可能となる。
【0013】
また、音響光学素子に入射するレーザビームのビーム径をdm、パルス信号発生器の多段階パルスのサイクル周波数をfm、音響光学素子内部に発生する超音波進行波の速度をvsとすると、dm≧vs/fmの条件を満足する。従って、複数のスポットの強度変動が少なく、ゆらぎやノイズの無い均一な溝露光が可能となる。
【0016】
また、露光用レーザからのレーザビームを対物レンズにより、フォトレジストが塗布され回転及び移動する露光原盤上に集光し、ピットあるいはレーザビームのスポット径よりも幅広のグルーブ溝を露光する光ディスク原盤露光装置において、露光用レーザと対物レンズとの間の光路中に配置された音響光学素子と、音響光学素子に駆動信号を供給する高周波信号発生器と、複数の周波数成分を持った連続信号を発生する変調信号発生器と、変調信号発生器から発生した変調信号を用いて、音響光学素子に供給する駆動信号の振幅を変化させたAM変調波を発生するAM変調回路とを設けたことに特徴がある。従って、ピットをグルーブ溝の中心に位置させるために高周波信号の周波数を変更する必要がなく、ゆらぎやノイズの無い均一な溝露光が可能となる。
【0017】
更に、音響光学素子に入射するレーザビームのビーム径をdm、変調信号発生器からの変調信号のうち最も低い周波数成分の周波数を△fc、音響光学素子内部に発生する超音波進行波の速度をvsとすると、dm≧vs/2△fcの条件を満足する。従って、複数のスポットの強度変動が少なく均一な溝露光が可能となる。
【0018】
【発明の実施の形態】
露光用レーザからのレーザビームを対物レンズにより、フォトレジストが塗布され回転及び移動する露光原盤上に集光し、ピット列あるいはグルーブ溝を露光する光ディスク原盤露光装置において、露光用レーザと対物レンズとの間の光路中に配置された音響光学素子と、音響光学素子に互いに周波数の異なる駆動信号を供給する複数の高周波信号発生器と、高周波信号発生器から発生する駆動信号のうちから1つの信号を順次かつ循環して音響光学素子に供給する高速スイッチ素子及びパルス信号発生器とを設けた。
【0019】
【実施例】
以下、本発明の一実施例について図面に基づいて説明する。
図1は本発明の第1の実施例に係る光ディスク原盤露光装置を示す構成図である。同図において、本実施例の光ディスク原盤露光装置は、露光用レーザ光源11と、反射ミラー12,13,14と、音響光学素子15,16と、レンズ対17,18と、対物レンズ19と、高周波信号発生器20と、高速スイッチ素子21とを含んで構成される。また、露光原盤22はモータ23により回転し、図示していない駆動手段により図中矢印方向にモータ23と共に移動する。更に、音響光学素子駆動部24は、2つの高周波信号発生器25,26と、パルス信号発生器27と、当該パルス信号発生器27から供給されるパルス波に従って2つの高周波信号発生器25,26からの高周波信号fc1/fc2を交互に切り替える高速スイッチ素子28とを含む。
【0020】
露光用レーザ光源11からのレーザ光は、反射ミラー12に反射されてレンズ17を介して第1の音響光学素子15に入射される。そして、この音響光学素子15により透過/非透過が選択される。ピット列を露光する時、高周波信号発生器20からの信号は、ピット列に対応したタイミングによる高速スイッチ素子21のON/OFFにより音響光学素子15に印加される。また、グルーブ露光時、音響光学素子15には、常に高速スイッチ素子21がONされることにより一定の高周波信号が印加される。入射ビーム径はレンズ対17,18により絞られて音響光学素子15に入射するので、ピット露光時等の高速ON/OFF動作に対応できる。音響光学素子15からの回折光であるレーザ光はレンズ18を介して続いて反射ミラー13により反射されて第2の音響光学素子16に入射し、2つのビーム光に角度的に分離される。2つのビーム光は反射ミラー14により反射されて対物レンズ19によりフォトレジストが塗布された露光原盤22上に2つのスポットを形成する。なお、露光原盤22はモータ23により一定方向に軸回りに回転し、また図示しない駆動機構により矢印方向にモータ23と共に移動する。また、対物レンズ19は図示しないフォーカス調整機構により、常に露光原盤との距離を一定に保っているので、露光原盤22が回転、移動しても露光原盤22の全面にわたり同一のスポット集光状態で露光することができる。
【0021】
次に、音響光学素子駆動部24において、2つの高周波信号発生器25,26からはそれぞれ異なる周波数fc1,fc2の信号が定常的に発生している。高速スイッチ素子28がパルス信号発生器27からの周波数fmのパルス波によって交互に切り替わることによりfc1/fc2を交互に音響光学素子16に供給する。図2に示すように音響光学素子16の疎密の横線は、この動作により発生する超音波進行波を模式的に表したものである。この疎/密を周波数の低/高に対応させると、露光原盤22に入射される入射ビームのうち疎の部分を通過する回折光の角度は、前述の(1)式により密の部分を通過する回折光の角度より小さくなる。従って、露光原盤22に入射される入射ビームは図2のように回折光A,Bの2つのビームに角度分離される。
【0022】
実際には、回折角により回折光の強度特性(回折効率)があるため、2つの回折光の強度バランスを調整する必要がある。この時も、本実施例では、fc1,fc2,の電圧レベルあるいは、fmのパルスデューティーを変えることにより、容易にバランスを調整できる。2ビームから1ビームへの切替えは、パルス信号発生器27の出力を1(または0)の一定レベルとし、fc1(またはfc2)だけを選択することにより瞬時に可能となる。しかし、例えば2ビームによって広溝を露光し、1ビームによってピットを露光するような場合は、ピット列をグルーブ溝の中心に位置させるためには、fc1(またはfc2)を(fc1+fc2)/2に変更する必要がある。
【0023】
以上、2ビームの場合について述べたが、3ビーム以上の場合についても同様な構成により効果を得ることができる。例えば3ビームの場合には、3つの高周波信号発生器からの信号のうちの1つを選択し、順次かつ循環して音響光学素子に印加する。選択する手段としては、前述の高速スイッチ素子を組み合わせて通常のマルチプレクサを構成するなど、容易に実現可能である。
【0024】
ここで回折光A,Bの強度変動について考察すると、超音波進行波は図2の下から上へ向かって速度vsで進行している。従って、入射ビーム径dmとスイッチング周波数fmとの関係は、図2のように疎密の周期が入射ビーム径とちょうど一致する時に、dm=vs/fm (4)と表わされる。この条件の時には入射ビームの半径方向の強度分布を一定とすれば、回折光A,Bの強度は超音波進行波の上下の位置にかかわらず常に一定となる。または、dm<vs/fm (5)の時は、回折光A,Bの強度は交互に強弱を繰り返す。そして、dm>vs/fm (6)の時は、dmが(vs/fm)の整数倍となる時に回折光A,Bの強度が変動がなくなる。結局、回折光A,Bの強度は、dm=n(vs/fm)(n=1,2,3,・・・) (7)の時に論理的に常に一定となる。なお、実際の露光では、フォトレジスト露光部はある程度、熱的な容量性があるため、dm≧vs/fm (8)であれば、グルーブ溝形状に悪影響を与えることはない。
【0025】
また、図1のように高周波信号発生器25,26から供給されるfc1,fc2の高周波をパルス波fmで切り替えることは、結果的には中心周波数fc=(fc1+fc2)/2について、△fc=±|fc1−fc2|/2の周波数範囲で、パルス波fmでFM変調することに等しい。従って、本発明の第2の実施例の図3に示すようにFM変調回路31を用いて外部から、速度がfmでレベルが△fcに対応するパルス変調波をパルス信号発生器32から加えることにより、上記第1の実施例と同等の音響光学素子の駆動を行うことができる。なお、本実施例でも2ビームから1ビームへの切替は、パルス信号発生器32の出力を0の一定レベルにすることにより瞬時に可能となる。また、第1の実施例のように、ピット列をグルーブ溝の中心に位置させるために高周波信号の周波数を変更する必要はない。
【0026】
以上、2ビームの場合について述べたが、3ビーム以上の場合についても同様な構成により効果を得ることができる。例えば3ビームの場合には、パルス信号発生器32の出力を3段階のパルス形状の繰り返しとすることにより、3ビームを容易に形成することができる。また、上式のdm≧vs/fm (8)であれば、回折光の強度変動がグルーブ溝形状に悪影響を与えることはない。
【0027】
このように、レーザの平行光束を音響光学素子の回折光として変調し、それを対物レンズで微小スポットに絞るような時は、音響光学素子に印加する信号と盤面上のスポット強度分布とは、フーリエ変換の関係にあることが実験的、論理的に証明される。すなわち印加信号を、超音波進行波が入射ビームを通過する区間(dm/vs)でサンプリングした時の周波数スペクトル形状は、対物レンズにより形成されるスポット強度分布と相関がある。
【0028】
図4は周波数スペクトル形状、図5は対物レンズにより形成されるスポット強度分布との関係を示す図である。図4の(a)及び図5の(a)は通常の単一周波数で音響光学素子を駆動したものである。この場合、周波数スペクトルは1本だけ発生し、盤面スポットも1個だけ発生する。図4の(b)及び図5の(b)は従来例で述べたように、スポットを溝幅方向に振動させて広溝を露光する方式であるが、振動速度が早くなると同図のように、中心周波数fcの前後にサイドローブが発生し、結果としてスポットはメインスポットの両端に低強度のサイドローブがあらわれるだけで、広溝露光ができなくなる。図4の(c)及び図5の(c)は本発明の第1の実施例及び第2の実施例の場合である。2つのメインスポットにより、常に広溝露光が可能である。しかし、印加信号はパルス状に変化するFM変調なのでfc1とfc2(点線で示す)のそれぞれについて、両端にサイドローブが発生する。2つのメインスポットに挟まれるサイドローブは露光ではあまり問題にはならないが、両端に発生するサイドローブは、溝断面形状をなまらせるので問題となる。そこで発明の第3、第4の実施例として図4の(d)及び図5の(d)のように、2つの周波数を単純に加算して音響光学素子に加えると、サイドローブのない2つのスポットが発生する。
【0029】
図6に本発明の第3の実施例の構成を示す。同図において、加算器61は高周波信号発生器62,63からの高周波fc1とfc2の信号を加算する。実際には、回折角による回折光の強度特性(回折効率)があるため、2つの回折光の強度バランスを調整する必要がある。この時も、本実施例では、高周波fc1,fc2の電圧レベルを変えることにより、容易に強度バランスを調整できる。なお、2ビームから1ビームへの切替えは、fc1(またはfc2)だけを選択することにより瞬時に可能となる。しかし、例えば2ビームによって広溝を露光し、1ビームによってピットを露光するような場合は、ピット列をグルーブ溝の中心に位置させるためには、fc1(またはfc2)を(fc1+fc2)/2に変更する必要がある。
【0030】
以上、2ビームの場合について述べたが、3ビーム以上の場合についても同様な構成により効果を得ることができる。例えば3ビームの場合には、3つの信号発生器からの信号を2つの加算器を用いて加算して音響光学素子に印加するなど、容易に実現可能である。
【0031】
ここで、上記第3の実施例のように2つの信号の加算によって、差の周波数に等しいビート信号64が発生する。図6での超音波進行波の形状は模式的なものであり、実際には長い横線のところでは2つの信号が強め合って大きな屈折率差が発生し、短い横線のところでは弱め合って、小さな屈折率差となるような進行波となる。回折光の強度はこの進行波の屈折率差が大きな所では大きくなる。従って常に一定した強度を得るためには、図6のように入射ビーム径dmがビート周期vs/|fc1−fc2|と一致すれば良い。つまり、dm=vs/|fc1−fc2| (9)となれば良いのである。この時には、回折光はdm区間でビート信号を平均化するので、進行波の位相にかかわらず常に一定した強度が得られる。実際の露光では、フォトレジスト露光部はある程度、熱的な容量性があるため、dm≧vs/|fc1−fc2| (10)であれば、グルーブ溝形状に悪影響を与えることはない。3ビーム以上を発生させる場合には、最も近接した2信号により発生するビート信号の周期が(10)式を満足していれば良い。
【0032】
更に、高周波fc1,fc2を加算することは、結果的には中心周波数fc=(fc1+fc2)/2を、△fc=(fc1−fc2)/2の周波数の信号でAM変調することに等しい。従って、本発明の第4の実施例を示す図7からわかるように、AM変調回路71を用いて外部から、△fcに対応する変調波を信号発生器72から加えることにより、上記第3の実施例と同等の音響光学素子駆動を行うことができる。なお、2ビームから1ビームへの切替えは、信号発生器72の出力を0の一定レベルとすることにより瞬時に可能となる。また、第3の実施例のように、ピットをグルーブ溝の中心に位置させるために高周波信号の周波数を変更する必要はない。
【0033】
以上、2ビームの場合について述べたが、3ビーム以上の場合についても同様な構成により効果を得ることができる。例えば3ビームの場合には、中心周波数fcを3種類の異なる周波数を用いて、AM多重変調することにより、容易に実現可能である。また、AM多重変調時の複数の変調信号のうち最も低い周波数を△fcとすると、dm≧vs/2△fc (11)を満足すれば、回折光の強度変動がグルーブ溝形状に悪影響を与えることはない。
【0034】
本発明は上記各実施例に限定されることはなく、特許請求の範囲に記載の範囲内であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。
【0035】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、露光用レーザからのレーザビームを対物レンズにより、フォトレジストが塗布され回転及び移動する露光原盤上に集光し、ピットあるいはレーザビームのスポット径よりも幅広のグルーブ溝を露光する光ディスク原盤露光装置において、露光用レーザと対物レンズとの間の光路中に配置された音響光学素子と、音響光学素子に互いに周波数の異なる駆動信号を供給する複数の高周波信号発生器と、高周波信号発生器から発生する駆動信号のうちから1つの信号を順次かつ循環して音響光学素子に供給する高速スイッチ素子及びパルス信号発生器とを設けたことに特徴がある。従って、溝壁面形状が急峻な広溝露光が可能であり、ピット露光時のスポットとグルーブ露光時のスポットとの相対的な位置関係が安定すると共に、レーザパワー損失が少ないという効果を得られる。また、2つの回折光の強度バランスを容易に調整できることにより、対称な溝壁面形状とすることができる。更に、現実的な太いビーム径からでも安定した複数のスポットを形成できるので適用範囲が広く、かつ複数のスポットの間隔は対応する駆動信号周波数の差によるものであるために、露光幅の調整は容易で高精度にできる。また、ピットとグルーブ溝との露光の切替が瞬時に行なえ得るのでHBなどの露光に適している。更に、変調機能がない簡易な高周波信号発生器を用いることができる。
【0036】
また、音響光学素子に入射するレーザビームのビーム径をdm、複数の高周波信号発生器からの駆動信号を1つずつ選択し一巡するのに要するスイッチング周波数をfm、音響光学素子内部に発生する超音波進行波の速度をvsとすると、dm≧vs/fmの条件を満足する。従って、複数のスポットの強度変動が少なく、ゆらぎやノイズの無い均一な溝露光が可能となる。
【0037】
更に、露光用レーザからのレーザビームを対物レンズにより、フォトレジストが塗布され回転及び移動する露光原盤上に集光し、ピットあるいはレーザビームのスポット径よりも幅広のグルーブ溝を露光する光ディスク原盤露光装置において、露光用レーザと対物レンズとの間の光路中に配置された音響光学素子と、多段階のパルス信号を発生するパルス信号発生器と、パルス信号発生器から発生したパルス信号を用いて、音響光学素子に供給する駆動信号の周波数が多段階ステップ状に変化したFM変調波を発生するFM変調回路とを設けたことに特徴がある。従って、ピット列をグルーブ溝の中心に位置させるために高周波信号の周波数を変更する必要がなく、かつ複数の高周波信号の相対的な位相関係は更に安定できることによりゆらぎやノイズの無い均一な溝露光が可能となる。
【0038】
また、音響光学素子に入射するレーザビームのビーム径をdm、パルス信号発生器の多段階パルスのサイクル周波数をfm、音響光学素子内部に発生する超音波進行波の速度をvsとすると、dm≧vs/fmの条件を満足する。従って、複数のスポットの強度変動が少なく、ゆらぎやノイズの無い均一な溝露光が可能となる。
【0041】
また、露光用レーザからのレーザビームを対物レンズにより、フォトレジストが塗布され回転及び移動する露光原盤上に集光し、ピットあるいはレーザビームのスポット径よりも幅広のグルーブ溝を露光する光ディスク原盤露光装置において、露光用レーザと対物レンズとの間の光路中に配置された音響光学素子と、音響光学素子に駆動信号を供給する高周波信号発生器と、複数の周波数成分を持った連続信号を発生する変調信号発生器と、変調信号発生器から発生した変調信号を用いて、音響光学素子に供給する駆動信号の振幅を変化させたAM変調波を発生するAM変調回路とを設けたことに特徴がある。従って、ピット列をグルーブ溝の中心に位置させるために高周波信号の周波数を変更する必要がなく、ゆらぎやノイズの無い均一な溝露光が可能となる。
【0042】
更に、音響光学素子に入射するレーザビームのビーム径をdm、変調信号発生器からの変調信号のうち最も低い周波数成分の周波数を△fc、音響光学素子内部に発生する超音波進行波の速度をvsとすると、dm≧vs/2△fcの条件を満足する。従って、複数のスポットの強度変動が少なく均一な溝露光が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例に係る光ディスク原盤露光装置を示す構成図である。
【図2】第1の実施例の構成の一部を示す図である。
【図3】本発明の第2の実施例の構成の一部を示す図である。
【図4】周波数スペクトル形状を示す図である。
【図5】対物レンズにより形成されるスポット強度分布との関係を示す図である。
【図6】本発明の第3の実施例の構成の一部を示す図である。
【図7】本発明の第4の実施例の構成の一部を示す図である。
【図8】一般の音響光学素子の構成を示す図である。
【図9】従来例における音響光学素子の構成を示す図である。
【符号の説明】
11 露光用レーザ光源
16 音響光学素子
19 対物レンズ
25,26 高周波信号発生器
27 パルス信号発生器
28 高速スイッチ素子
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical disc master exposure apparatus, and more particularly to a recording medium in which a relatively narrow pit portion and a relatively wide groove groove portion such as MD (Mini Disc) HB (Hydrid Disc) exist on the same disc. The present invention relates to an optical disc master exposure apparatus that exposes a master disc, or an optical disc master exposure device that exposes a groove groove that is relatively wider than a spot diameter and has a steeper wall angle.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
2. Description of the Related Art Conventionally, several methods have been proposed for exposing an original disc of a recording medium in which a relatively narrow pit portion and a relatively wide groove groove portion are present on the same disc. As one of them, Japanese Patent Publication No. 8-7883 discloses a method of exposing a groove groove with a plurality of spots shifted from the center. A diffraction grating or a prism has been used as means for realizing a plurality of spots with shifted centers. However, when using any of these methods, in order to expose a master having pit / groove grooves on the same substrate, two optical paths corresponding to each are required, and the positional relationship of each spot with respect to room temperature and vibration Becomes unstable. In addition, the loss of laser power is large. Furthermore, since the relative intensity adjustment of a plurality of spots cannot be easily performed, the shape of both wall surfaces of the groove groove is asymmetrical, and there is a problem that the disk tends to have a track error.
[0003]
As another conventional example, Japanese Patent No. 2643159 discloses a groove having a width wider than the spot size by oscillating a recording beam in the disk radial direction and performing multiple exposure of the groove groove area. A recording method is disclosed. Here, the structure of a general acousto-optic element is shown in FIG. 8, and the general acousto-optic element will be described with reference to FIG. In the figure, a high frequency fc voltage is applied from a high frequency signal generator 81 to a vibrator 82. The acousto-optic medium 83 generates an ultrasonic traveling wave 84 that travels from the bottom to the top in the figure by the vibration of the vibrator 82. At this time, when an incident beam enters the acoustooptic medium 83 from the left in the figure, diffracted light by the ultrasonic traveling wave 84 is generated in the right direction in the figure. When the wavelength of the incident beam is λo, the excitation frequency is fc, the velocity of the ultrasonic traveling wave is vs, and the separation angle between the incident beam and the diffracted light is θ, θ is θ = λo · fc / vs (1). Represented.
[0004]
Further, the diffracted light intensity varies depending on the voltage intensity applied to the vibrator 82. Here, the state of the diffracted light of the acoustooptic device in this conventional example will be considered. In order to vibrate the recording beam at the frequency fm in the disk radial direction, the excitation frequency fc in FIG. 9 may be FM-modulated at a speed fm over a certain frequency range (± Δfc). When fm is relatively small, the diffracted light is deflected at a speed of fm according to the above equation (1). However, when fm becomes large and the state as shown in FIG. 9 is reached, the deflection operation stops. That is, in FIG. 9, the lower light beam has a small diffraction angle due to fc−Δfc, whereas the upper light beam has a large diffraction angle due to fc + Δfc. The light beam near the central optical axis is in the middle. At this moment, the entire diffracted light enters the objective lens as divergent light that is not deflected from the original fc state. Further, since the upper and lower density is reversed at the next moment (after 1 / (2 fm) seconds), the diffracted light is now converged light. Eventually, the focused spot on the board surface only repeats the defocused state at high speed, and it becomes impossible to expose the wide groove by deflection.
[0005]
When this phenomenon is confirmed using specific numerical values, according to this Japanese Patent No. 2643159, the vibration frequency fm (symbol fo in the patent) required for the spot size d and the disk linear velocity v is Fm> v / d = (1.25 m / sec) / (0.5 μm) = 2.5 MHz (2). In the state of FIG. 9, assuming that the incident beam diameter in the traveling direction is dm, dm = vs / 2fm = (4260 m / sec) / (2 * 2.5 MHz) = 0.852 mm (3) (Note that the acoustooptic medium TeO 2 Vs = 4260 m / sec). In the state of FIG. 9, since the diffracted light only repeats divergence and convergence as described above, dm has a diameter smaller than 0.852 mm (for example, 0.1 mm) in order to obtain a deflection speed that satisfies the above equation (2). Below). This usually requires dm> 1 mm and cannot be realized with an actual master exposure optical system.
[0006]
Furthermore, as another conventional example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-26940 discloses an apparatus that selectively outputs one beam and two beams on both sides using an acousto-optic element. In this conventional method, the two beams on both sides are generated by transmitted light (0th-order light) and diffracted light (first-order light), but the separation angle between the 0th-order light and the primary light in the acoustooptic device is Usually about 1 °. In addition, the separation angle for overlapping a certain portion of the spot on the board surface formed by the 0th-order light and the first-order light as in the conventional method is about 1 '. Therefore, in a normal acoustooptic device, a desired configuration is obtained. Cannot be obtained. Further, from the above equation (1), in order to obtain a small separation angle, the excitation frequency fc may be decreased or a medium having a high ultrasonic traveling wave velocity vs may be used. Is also unrealistic.
[0007]
As still another conventional example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-169115 discloses an exposure in which a plurality of signals having different frequencies are input to an AO (Acoustic Optic) deflector and a wide groove is exposed with a plurality of focused beams. In the apparatus, a method is disclosed in which the spatial frequency on the master corresponding to the frequency of the beat signal generated by a plurality of signals is set to at least twice the spatial frequency corresponding to the signal band of the optical disc. As described in this conventional example, fluctuation of the reproduction signal due to the beat signal occurs. However, since fluctuation is twice or more the frequency of the information signal, there is no practical problem. Therefore, the S / N of the reproduction signal is deteriorated as compared with the case where there is no beat signal. In recent high-density recording masters, the track pitch and groove width are narrowed, and the information signal frequency is increasing. Therefore, in order to reduce the groove groove width, the difference between the two frequencies must be reduced. At this time, the beat signal frequency is lowered. Therefore, there are cases where the beat signal frequency cannot be set to more than twice the information signal as in this conventional example.
[0008]
Furthermore, in general, when exposing a groove groove wider than the spot diameter, the exposure power is increased or the beam diameter incident on the condenser lens is decreased to reduce the NA (effective numerical aperture). there were. When the exposure power is increased, the wall surface shape of the groove groove becomes the same as the lower part of the intensity distribution shape of the focused spot, so that the groove wall shape becomes a sagging wall surface. The same is true when the NA is lowered. Eventually, in such a system, the tracking error signal, which is the role played by the groove, becomes unstable, resulting in a disc that is likely to cause track deviation.
[0009]
The present invention is for solving these problems, and wide groove exposure with a steep groove wall shape is possible, and the relative positional relationship between the spot at the pit exposure and the spot at the groove exposure is stable. It is an object of the present invention to provide an optical disc master exposure apparatus.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention condenses a laser beam from an exposure laser onto an exposure master that is rotated and moved by applying a photoresist by an objective lens, Part Or Wider than the spot diameter of the laser beam In an optical disk master exposure apparatus that exposes groove grooves, acousto-optic elements arranged in the optical path between the exposure laser and the objective lens, and a plurality of high-frequency signals that supply drive signals having different frequencies to the acousto-optic elements And a high-speed switch element and a pulse signal generator that sequentially and circulates one of the drive signals generated from the high-frequency signal generator to supply the acousto-optic element. Therefore, wide groove exposure with a steep groove wall shape is possible, and the relative positional relationship between the spot at the time of pit exposure and the spot at the time of groove exposure is stabilized, and an effect of reducing laser power loss can be obtained. Moreover, since the intensity balance of two diffracted lights can be adjusted easily, it can be set as a symmetrical groove wall surface shape. Furthermore, since a plurality of stable spots can be formed even from a realistic thick beam diameter, the application range is wide, and the interval between the plurality of spots is due to the difference in the corresponding drive signal frequency. Easy and highly accurate. Also pit Part Since the exposure can be switched instantaneously between the groove groove and the groove groove, it is suitable for exposure such as HB. Furthermore, a simple high-frequency signal generator having no modulation function can be used.
[0011]
In addition, the beam diameter of the laser beam incident on the acoustooptic device is dm, the switching frequency required to select and drive the drive signals from a plurality of high-frequency signal generators one by one, fm, and the supersonic wave generated inside the acoustooptic device Assuming that the velocity of the traveling acoustic wave is vs, the condition of dm ≧ vs / fm is satisfied. Therefore, the intensity fluctuation of a plurality of spots is small, and uniform groove exposure without fluctuation and noise can be performed.
[0012]
Furthermore, the laser beam from the exposure laser is condensed by the objective lens onto the exposure master that is rotated and moved by applying the photoresist. Part Or Wider than the spot diameter of the laser beam In an optical disk master exposure apparatus that exposes a groove, an acousto-optic device disposed in an optical path between an exposure laser and an objective lens, a pulse signal generator that generates a multi-stage pulse signal, and a pulse signal generator And an FM modulation circuit that generates an FM modulated wave in which the frequency of the drive signal supplied to the acousto-optic element is changed in a multistep manner using the pulse signal generated from the above. Therefore, the pit Part It is not necessary to change the frequency of the high-frequency signal in order to position the groove at the center of the groove, and the relative phase relationship of the plurality of high-frequency signals can be further stabilized, thereby enabling uniform groove exposure without fluctuations and noise. .
[0013]
In addition, assuming that the beam diameter of the laser beam incident on the acoustooptic device is dm, the cycle frequency of the multistage pulse of the pulse signal generator is fm, and the velocity of the ultrasonic traveling wave generated inside the acoustooptic device is vs, dm ≧ The condition of vs / fm is satisfied. Therefore, the intensity fluctuation of a plurality of spots is small, and uniform groove exposure without fluctuation and noise can be performed.
[0016]
In addition, the laser beam from the exposure laser is focused by the objective lens onto the rotating exposure master that is coated with the photoresist and rotated and moved. Part Or Wider than the spot diameter of the laser beam In an optical disk master exposure apparatus that exposes a groove, an acoustooptic element disposed in an optical path between an exposure laser and an objective lens, a high-frequency signal generator that supplies a drive signal to the acoustooptic element, and a plurality of frequencies A modulation signal generator that generates a continuous signal having components, and an AM modulation that generates an AM modulated wave in which the amplitude of the drive signal supplied to the acoustooptic device is changed using the modulation signal generated from the modulation signal generator It is characterized by providing a circuit. Therefore, the pit Part Therefore, it is not necessary to change the frequency of the high-frequency signal to position the groove at the center of the groove groove, and uniform groove exposure without fluctuations and noise can be achieved.
[0017]
Furthermore, the beam diameter of the laser beam incident on the acoustooptic device is dm, the frequency of the lowest frequency component of the modulation signal from the modulation signal generator is Δfc, and the velocity of the ultrasonic traveling wave generated inside the acoustooptic device is Assuming vs, the condition of dm ≧ vs / 2Δfc is satisfied. Accordingly, uniform groove exposure is possible with less intensity fluctuation of the plurality of spots.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In an optical disc master exposure apparatus that focuses a laser beam from an exposure laser on an exposure master that is coated with a photoresist and rotates and moves by an objective lens and exposes a pit row or groove groove, the exposure laser and the objective lens One signal among the acousto-optic elements arranged in the optical path between them, a plurality of high-frequency signal generators supplying drive signals having different frequencies to the acousto-optic elements, and the drive signals generated from the high-frequency signal generators Are sequentially and circulated to supply the acousto-optic element with a high-speed switch element and a pulse signal generator.
[0019]
【Example】
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing an optical disc master exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention. In the figure, an optical disk master exposure apparatus according to the present embodiment includes an exposure laser light source 11, reflection mirrors 12, 13, 14, acoustooptic elements 15, 16, lens pairs 17, 18, an objective lens 19, A high-frequency signal generator 20 and a high-speed switch element 21 are included. Further, the exposure master 22 is rotated by a motor 23 and is moved together with the motor 23 in the direction of the arrow in the drawing by a driving means (not shown). Further, the acoustooptic device driving unit 24 includes two high-frequency signal generators 25 and 26, a pulse signal generator 27, and two high-frequency signal generators 25 and 26 according to the pulse wave supplied from the pulse signal generator 27. And a high-speed switch element 28 that alternately switches the high-frequency signals fc1 / fc2 from.
[0020]
Laser light from the exposure laser light source 11 is reflected by the reflection mirror 12 and is incident on the first acousto-optic element 15 via the lens 17. Then, transmission / non-transmission is selected by the acoustooptic device 15. When the pit row is exposed, the signal from the high-frequency signal generator 20 is applied to the acousto-optic device 15 by turning on / off the high-speed switch element 21 at a timing corresponding to the pit row. Further, at the time of groove exposure, a constant high-frequency signal is applied to the acousto-optic element 15 by always turning on the high-speed switch element 21. Since the incident beam diameter is narrowed down by the lens pair 17 and 18 and enters the acoustooptic device 15, it is possible to cope with high-speed ON / OFF operations such as during pit exposure. Laser light, which is diffracted light from the acoustooptic device 15, is subsequently reflected by the reflecting mirror 13 through the lens 18, enters the second acoustooptic device 16, and is angularly separated into two light beams. The two light beams are reflected by the reflecting mirror 14 to form two spots on the exposure master disk 22 on which the photoresist is applied by the objective lens 19. The exposure master 22 is rotated about a shaft in a certain direction by a motor 23, and is moved together with the motor 23 in the direction of an arrow by a driving mechanism (not shown). Further, since the objective lens 19 is always kept at a constant distance from the exposure master by a focus adjustment mechanism (not shown), even if the exposure master 22 rotates and moves, the same spot condensing state is obtained over the entire surface of the exposure master 22. Can be exposed.
[0021]
Next, in the acoustooptic device driving unit 24, signals of different frequencies fc1 and fc2 are constantly generated from the two high-frequency signal generators 25 and 26, respectively. The high speed switching element 28 is alternately switched by the pulse wave of the frequency fm from the pulse signal generator 27 to supply fc1 / fc2 to the acoustooptic element 16 alternately. As shown in FIG. 2, the sparse horizontal lines of the acoustooptic device 16 schematically represent ultrasonic traveling waves generated by this operation. When this sparse / dense is made to correspond to the low / high frequency, the angle of the diffracted light that passes through the sparse part of the incident beam incident on the exposure master 22 passes through the dense part according to the above-described equation (1). Smaller than the angle of the diffracted light. Therefore, the incident beam incident on the exposure master 22 is angularly separated into two beams of diffracted light A and B as shown in FIG.
[0022]
Actually, since there is an intensity characteristic (diffraction efficiency) of the diffracted light depending on the diffraction angle, it is necessary to adjust the intensity balance of the two diffracted lights. Also at this time, in this embodiment, the balance can be easily adjusted by changing the voltage level of fc1, fc2, or the pulse duty of fm. Switching from two beams to one beam is instantaneously possible by setting the output of the pulse signal generator 27 to a constant level of 1 (or 0) and selecting only fc1 (or fc2). However, for example, when a wide groove is exposed with two beams and a pit is exposed with one beam, fc1 (or fc2) is set to (fc1 + fc2) / 2 to position the pit row at the center of the groove groove. Need to change.
[0023]
The case of two beams has been described above, but the effect can be obtained with the same configuration in the case of three or more beams. For example, in the case of three beams, one of the signals from three high-frequency signal generators is selected, and sequentially and circulated and applied to the acousto-optic device. As a means for selecting, it is possible to easily realize such as configuring a normal multiplexer by combining the high-speed switch elements described above.
[0024]
Considering the intensity fluctuations of the diffracted beams A and B, the ultrasonic traveling wave travels at a speed vs from the bottom to the top in FIG. Therefore, the relationship between the incident beam diameter dm and the switching frequency fm is expressed as dm = vs / fm (4) when the density period exactly matches the incident beam diameter as shown in FIG. Under this condition, if the intensity distribution in the radial direction of the incident beam is constant, the intensities of the diffracted lights A and B are always constant regardless of the upper and lower positions of the ultrasonic traveling wave. Alternatively, when dm <vs / fm (5), the intensities of the diffracted beams A and B are alternately repeated. When dm> vs / fm (6), the intensity of the diffracted beams A and B is not changed when dm is an integral multiple of (vs / fm). As a result, the intensities of the diffracted beams A and B are always logically constant when dm = n (vs / fm) (n = 1, 2, 3,...) (7). In actual exposure, the exposed photoresist portion has a certain degree of thermal capacity, and therefore, if dm ≧ vs / fm (8), the groove shape is not adversely affected.
[0025]
Moreover, switching the high frequency of fc1 and fc2 supplied from the high frequency signal generators 25 and 26 with the pulse wave fm as shown in FIG. 1 results in Δfc = (fc1 + fc2) / 2 as a result. This is equivalent to FM modulation with the pulse wave fm in the frequency range of ± | fc1-fc2 | / 2. Therefore, as shown in FIG. 3 of the second embodiment of the present invention, a pulse modulation wave corresponding to a speed of fm and a level of Δfc is applied from the pulse signal generator 32 from the outside using the FM modulation circuit 31. Thus, the acoustooptic device equivalent to that of the first embodiment can be driven. In this embodiment, switching from 2 beams to 1 beam can be instantaneously performed by setting the output of the pulse signal generator 32 to a constant level of 0. Further, unlike the first embodiment, it is not necessary to change the frequency of the high frequency signal in order to position the pit row at the center of the groove groove.
[0026]
The case of two beams has been described above, but the effect can be obtained with the same configuration in the case of three or more beams. For example, in the case of three beams, three beams can be easily formed by making the output of the pulse signal generator 32 repeat a three-stage pulse shape. Further, if dm ≧ vs / fm (8) in the above formula, the intensity fluctuation of the diffracted light does not adversely affect the groove shape.
[0027]
As described above, when the parallel light beam of the laser is modulated as the diffracted light of the acoustooptic device, and it is narrowed down to a minute spot by the objective lens, the signal applied to the acoustooptic device and the spot intensity distribution on the board surface are: It is proved experimentally and logically that it is related to the Fourier transform. That is, the frequency spectrum shape when the applied signal is sampled in the section (dm / vs) where the traveling wave of the ultrasonic wave passes through the incident beam has a correlation with the spot intensity distribution formed by the objective lens.
[0028]
FIG. 4 shows the frequency spectrum shape, and FIG. 5 shows the relationship with the spot intensity distribution formed by the objective lens. 4A and 5A show the acoustooptic device driven at a normal single frequency. In this case, only one frequency spectrum is generated, and only one board spot is generated. 4 (b) and 5 (b) are systems in which the spot is vibrated in the groove width direction to expose the wide groove as described in the prior art, but as the vibration speed increases, the same figure is obtained. In addition, side lobes are generated before and after the center frequency fc. As a result, the low-strength side lobes appear at both ends of the main spot, and wide groove exposure cannot be performed. FIGS. 4C and 5C show the cases of the first and second embodiments of the present invention. With the two main spots, wide groove exposure is always possible. However, since the applied signal is FM modulation that changes in a pulse shape, side lobes are generated at both ends for each of fc1 and fc2 (indicated by dotted lines). The side lobe sandwiched between the two main spots is not a problem in exposure, but the side lobe generated at both ends is a problem because the groove cross-sectional shape is distorted. Therefore, as the third and fourth embodiments of the invention, when two frequencies are simply added and added to the acousto-optic element as shown in FIGS. 4D and 5D, there is no side lobe. Two spots are generated.
[0029]
FIG. 6 shows the configuration of the third embodiment of the present invention. In the figure, an adder 61 adds the high-frequency signals fc1 and fc2 from the high-frequency signal generators 62 and 63. Actually, since there is an intensity characteristic (diffraction efficiency) of the diffracted light depending on the diffraction angle, it is necessary to adjust the intensity balance of the two diffracted lights. Also at this time, in this embodiment, the intensity balance can be easily adjusted by changing the voltage levels of the high frequencies fc1 and fc2. Note that switching from 2 beams to 1 beam is instantaneously possible by selecting only fc1 (or fc2). However, for example, when a wide groove is exposed with two beams and a pit is exposed with one beam, fc1 (or fc2) is set to (fc1 + fc2) / 2 to position the pit row at the center of the groove groove. Need to change.
[0030]
The case of two beams has been described above, but the effect can be obtained with the same configuration in the case of three or more beams. For example, in the case of three beams, it can be easily realized by adding signals from three signal generators using two adders and applying them to the acousto-optic device.
[0031]
Here, the addition of two signals as in the third embodiment generates a beat signal 64 equal to the difference frequency. The shape of the ultrasonic traveling wave in FIG. 6 is schematic. Actually, two signals strengthen each other at a long horizontal line, and a large refractive index difference is generated. At a short horizontal line, they are weakened. The traveling wave has a small refractive index difference. The intensity of the diffracted light increases when the difference in refractive index of the traveling wave is large. Therefore, in order to obtain a constant intensity at all times, it is sufficient that the incident beam diameter dm coincides with the beat cycle vs / | fc1-fc2 | as shown in FIG. That is, dm = vs / | fc1-fc2 | (9) may be satisfied. At this time, since the diffracted light averages the beat signal in the dm section, a constant intensity is always obtained regardless of the phase of the traveling wave. In actual exposure, the exposed photoresist portion has a certain degree of thermal capacity. Therefore, if dm ≧ vs / | fc1−fc2 | (10), the groove shape is not adversely affected. When three or more beams are generated, it is only necessary that the cycle of the beat signal generated by the two closest signals satisfies the expression (10).
[0032]
Further, adding the high frequencies fc1 and fc2 is equivalent to AM modulation of the center frequency fc = (fc1 + fc2) / 2 with a signal having a frequency of Δfc = (fc1−fc2) / 2. Therefore, as can be seen from FIG. 7 showing the fourth embodiment of the present invention, by adding a modulation wave corresponding to Δfc from the signal generator 72 using the AM modulation circuit 71 from the outside, Acoustooptic device driving equivalent to that in the embodiment can be performed. Note that switching from 2 beams to 1 beam is possible instantaneously by setting the output of the signal generator 72 to a constant level of 0. Further, unlike the third embodiment, it is not necessary to change the frequency of the high frequency signal in order to position the pit at the center of the groove groove.
[0033]
The case of two beams has been described above, but the effect can be obtained with the same configuration in the case of three or more beams. For example, in the case of three beams, the center frequency fc can be easily realized by AM multiplex modulation using three different frequencies. Also, assuming that the lowest frequency among a plurality of modulation signals at the time of AM multiplex modulation is Δfc, if dm ≧ vs / 2Δfc (11) is satisfied, the intensity variation of the diffracted light will adversely affect the groove shape. There is nothing.
[0034]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various modifications and substitutions are possible within the scope of the claims.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the laser beam from the exposure laser is condensed by the objective lens on the exposure master disk that is coated with the photoresist and rotates and moves, Part Or Wider than the spot diameter of the laser beam In an optical disk master exposure apparatus that exposes groove grooves, acousto-optic elements arranged in the optical path between the exposure laser and the objective lens, and a plurality of high-frequency signals that supply drive signals having different frequencies to the acousto-optic elements And a high-speed switch element and a pulse signal generator that sequentially and circulates one of the drive signals generated from the high-frequency signal generator to supply the acousto-optic element. Therefore, wide groove exposure with a steep groove wall shape is possible, and the relative positional relationship between the spot at the time of pit exposure and the spot at the time of groove exposure is stabilized, and an effect of reducing laser power loss can be obtained. Moreover, since the intensity balance of two diffracted lights can be adjusted easily, it can be set as a symmetrical groove wall surface shape. Furthermore, since a plurality of stable spots can be formed even from a realistic thick beam diameter, the application range is wide, and the interval between the plurality of spots is due to the difference in the corresponding drive signal frequency. Easy and highly accurate. Also pit Part Since the exposure can be switched instantaneously between the groove groove and the groove groove, it is suitable for exposure such as HB. Furthermore, a simple high-frequency signal generator having no modulation function can be used.
[0036]
In addition, the beam diameter of the laser beam incident on the acoustooptic device is dm, the switching frequency required to select and drive the drive signals from a plurality of high-frequency signal generators one by one, fm, and the supersonic wave generated inside the acoustooptic device Assuming that the velocity of the traveling acoustic wave is vs, the condition of dm ≧ vs / fm is satisfied. Therefore, the intensity fluctuation of a plurality of spots is small, and uniform groove exposure without fluctuation and noise can be performed.
[0037]
Furthermore, the laser beam from the exposure laser is condensed by the objective lens onto the exposure master that is rotated and moved by applying the photoresist. Part Or Wider than the spot diameter of the laser beam In an optical disk master exposure apparatus that exposes a groove, an acousto-optic device disposed in an optical path between an exposure laser and an objective lens, a pulse signal generator that generates a multi-stage pulse signal, and a pulse signal generator And an FM modulation circuit that generates an FM modulated wave in which the frequency of the drive signal supplied to the acousto-optic element is changed in a multistep manner using the pulse signal generated from the above. Therefore, it is not necessary to change the frequency of the high-frequency signal in order to position the pit row at the center of the groove groove, and the relative phase relationship of the plurality of high-frequency signals can be further stabilized, so that uniform groove exposure without fluctuations and noise can be achieved. Is possible.
[0038]
In addition, assuming that the beam diameter of the laser beam incident on the acoustooptic device is dm, the cycle frequency of the multistage pulse of the pulse signal generator is fm, and the velocity of the ultrasonic traveling wave generated inside the acoustooptic device is vs, dm ≧ The condition of vs / fm is satisfied. Therefore, the intensity fluctuation of a plurality of spots is small, and uniform groove exposure without fluctuation and noise can be performed.
[0041]
In addition, the laser beam from the exposure laser is focused by the objective lens onto the rotating exposure master that is coated with the photoresist and rotated and moved. Part Or Wider than the spot diameter of the laser beam In an optical disk master exposure apparatus that exposes a groove, an acoustooptic element disposed in an optical path between an exposure laser and an objective lens, a high-frequency signal generator that supplies a drive signal to the acoustooptic element, and a plurality of frequencies A modulation signal generator that generates a continuous signal having components, and an AM modulation that generates an AM modulated wave in which the amplitude of the drive signal supplied to the acoustooptic device is changed using the modulation signal generated from the modulation signal generator It is characterized by providing a circuit. Therefore, it is not necessary to change the frequency of the high-frequency signal in order to position the pit row at the center of the groove groove, and uniform groove exposure without fluctuation and noise can be achieved.
[0042]
Furthermore, the beam diameter of the laser beam incident on the acoustooptic device is dm, the frequency of the lowest frequency component of the modulation signal from the modulation signal generator is Δfc, and the velocity of the ultrasonic traveling wave generated inside the acoustooptic device is Assuming vs, the condition of dm ≧ vs / 2Δfc is satisfied. Accordingly, uniform groove exposure is possible with less intensity fluctuation of the plurality of spots.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an optical disc master exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a part of the configuration of the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing a part of the configuration of a second exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a frequency spectrum shape.
FIG. 5 is a diagram showing a relationship with a spot intensity distribution formed by an objective lens.
FIG. 6 is a diagram showing a part of the configuration of a third exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a part of the configuration of a fourth exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a general acoustooptic device.
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of an acousto-optic element in a conventional example.
[Explanation of symbols]
11 Laser light source for exposure
16 Acoustooptic device
19 Objective lens
25, 26 High-frequency signal generator
27 Pulse signal generator
28 High-speed switch element

Claims (6)

露光用レーザからのレーザビームを対物レンズにより、フォトレジストが塗布され回転及び移動する露光原盤上に集光し、ピットあるいは前記レーザビームのスポット径よりも幅広のグルーブ溝を露光する光ディスク原盤露光装置において、
前記露光用レーザと前記対物レンズとの間の光路中に配置された音響光学素子と、
前記音響光学素子に互いに周波数の異なる駆動信号を供給する複数の高周波信号発生器と、
前記高周波信号発生器から発生する駆動信号のうちから1つの信号を順次かつ循環して前記音響光学素子に供給する高速スイッチ素子及びパルス信号発生器と
を設けたことを特徴とする光ディスク原盤露光装置。
The laser beam from the exposure laser objective lens condenses on exposed master which photoresist is applied to rotate and move, an optical disk master exposure than the spot diameter of the pit portion or the laser beam for exposing the wide groove groove In the device
An acoustooptic device disposed in an optical path between the exposure laser and the objective lens;
A plurality of high-frequency signal generators for supplying drive signals having different frequencies to the acoustooptic device;
An optical disk master exposure apparatus, comprising: a high-speed switch element that sequentially and circulates one of driving signals generated from the high-frequency signal generator and supplies the acousto-optic element to the acoustooptic element; and a pulse signal generator .
前記音響光学素子に入射するレーザビームのビーム径をdm、前記複数の高周波信号発生器からの駆動信号を1つずつ選択し一巡するのに要するスイッチング周波数をfm、前記音響光学素子内部に発生する超音波進行波の速度をvsとすると、
dm≧vs/fm
の条件を満足する請求項1記載の光ディスク原盤露光装置。
A beam diameter of a laser beam incident on the acoustooptic device is dm, a switching frequency required to select and drive the drive signals from the plurality of high frequency signal generators one by one is generated in the acoustooptic device If the velocity of the ultrasonic traveling wave is vs,
dm ≧ vs / fm
2. An optical disc master exposure apparatus according to claim 1, which satisfies the following condition.
露光用レーザからのレーザビームを対物レンズにより、フォトレジストが塗布され回転及び移動する露光原盤上に集光し、ピットあるいは前記レーザビームのスポット径よりも幅広のグルーブ溝を露光する光ディスク原盤露光装置において、
前記露光用レーザと前記対物レンズとの間の光路中に配置された音響光学素子と、
多段階のパルス信号を発生するパルス信号発生器と、
前記パルス信号発生器から発生したパルス信号を用いて、前記音響光学素子に供給する駆動信号の周波数が多段階ステップ状に変化したFM変調波を発生するFM変調回路と
を設けたことを特徴とする光ディスク原盤露光装置。
The laser beam from the exposure laser objective lens condenses on exposed master which photoresist is applied to rotate and move, an optical disk master exposure than the spot diameter of the pit portion or the laser beam for exposing the wide groove groove In the device
An acoustooptic device disposed in an optical path between the exposure laser and the objective lens;
A pulse signal generator for generating a multi-stage pulse signal;
And an FM modulation circuit that generates an FM modulated wave in which the frequency of the drive signal supplied to the acoustooptic device is changed in a multistep manner using the pulse signal generated from the pulse signal generator. Optical disc master exposure device.
前記音響光学素子に入射するレーザビームのビーム径をdm、前記パルス信号発生器の多段階パルスのサイクル周波数をfm、前記音響光学素子内部に発生する超音波進行波の速度をvsとすると、
dm≧vs/fm
の条件を満足する請求項3記載の光ディスク原盤露光装置。
When the beam diameter of the laser beam incident on the acoustooptic device is dm, the cycle frequency of the multi-stage pulse of the pulse signal generator is fm, and the velocity of the ultrasonic traveling wave generated inside the acoustooptic device is vs.
dm ≧ vs / fm
4. The optical disk master exposure apparatus according to claim 3, wherein the following condition is satisfied.
露光用レーザからのレーザビームを対物レンズにより、フォトレジストが塗布され回転及び移動する露光原盤上に集光し、ピットあるいは前記レーザビームのスポット径よりも幅広のグルーブ溝を露光する光ディスク原盤露光装置において、
前記露光用レーザと前記対物レンズとの間の光路中に配置された音響光学素子と、
前記音響光学素子に駆動信号を供給する高周波信号発生器と、
複数の周波数成分を持った連続信号を発生する変調信号発生器と、
前記変調信号発生器から発生した変調信号を用いて、前記音響光学素子に供給する駆動信号の振幅を変化させたAM変調波を発生するAM変調回路と
を設けたことを特徴とする光ディスク原盤露光装置。
The laser beam from the exposure laser objective lens condenses on exposed master which photoresist is applied to rotate and move, an optical disk master exposure than the spot diameter of the pit portion or the laser beam for exposing the wide groove groove In the device
An acoustooptic device disposed in an optical path between the exposure laser and the objective lens;
A high frequency signal generator for supplying a dynamic signal drive to the acousto-optic device,
A modulation signal generator for generating a continuous signal having a plurality of frequency components;
An optical disc master exposure comprising: an AM modulation circuit that generates an AM modulated wave in which an amplitude of a drive signal supplied to the acoustooptic device is changed using a modulation signal generated from the modulation signal generator apparatus.
前記音響光学素子に入射するレーザビームのビーム径をdm、前記変調信号発生器からの変調信号のうち最も低い周波数成分の周波数を△fc、前記音響光学素子内部に発生する超音波進行波の速度をvsとすると、
dm≧vs/2△fc
の条件を満足する請求項5記載の光ディスク原盤露光装置。
The beam diameter dm of the laser beam incident on the acousto-optic device, the lowest frequency of the frequency component △ fc, the speed of ultrasonic traveling waves generated within the acousto-optic device of the modulation signal from the modulation signal generator Is vs.
dm ≧ vs / 2Δfc
6. An optical disc master exposure apparatus according to claim 5, wherein the following condition is satisfied.
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