JPH06195758A - 光ディスク原盤の作製方法 - Google Patents

光ディスク原盤の作製方法

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JPH06195758A
JPH06195758A JP4345898A JP34589892A JPH06195758A JP H06195758 A JPH06195758 A JP H06195758A JP 4345898 A JP4345898 A JP 4345898A JP 34589892 A JP34589892 A JP 34589892A JP H06195758 A JPH06195758 A JP H06195758A
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JP
Japan
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light
laser
mirror
lights
master
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Withdrawn
Application number
JP4345898A
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English (en)
Inventor
Yoshinori Miyamura
芳徳 宮村
Shinkichi Horigome
信吉 堀籠
Hisataka Sugiyama
久貴 杉山
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Hitachi Ltd
Maxell Holdings Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Maxell Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】レジスト表面をレーザ光1で露光する際、複数
レーザ光露光手段により、原盤を作製する場合に、とな
りあうレーザ光に位相シフト板5あるいは物理的に距離
をはなすことにより、各レーザ光の干渉効果により、レ
ーザ光1間の光強度を低減させる。 【効果】光ディスクの品質とくに平坦性が改良されたレ
プリカ基板を得ることができ、原盤の記録表面を平滑に
し、雑音成分が少ない、低ノイズ基板を作製することが
でき、信号成分の小さい光磁気ディスクなどの基板が作
製でき、その結果、S/Nの良い信号記録再生を実行す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はCD−ROM等の再生専
用型光ディスクおよび追記型,可逆型光ディスクを製造
するために必要な原盤製作に関し、その品質向上を意図
したものであり、特に、高密度記録に対応する狭トラッ
クピッチのマルチレーザ光原盤製造技術に関する。
【0002】
【従来の技術】光ディスクには再生専用型と読み書き可
能型とがある。前者にはレーザディスク(LD)やコン
パクトディスク(CD)があり現在大量に生産されてい
る。再生専用型光ディスクには上記以外にマルチメディ
ア媒体としてCD−ROM,CD−I,DV−Iなどが
あり、これらは、今後、大きく発展しようとしている。
特に、電子出版物メディアとして、光ディスクに対する
期待は大きい。
【0003】これらの光ディスクは、まず、原盤から電
鋳プロセスでニッケルのスタンパを作り、これを用いて
射出成形法で大量に製造されている。この原盤は、10
mm程度の厚いガラス基板の上に、フォトレジストを回転
塗布により約100ナノメータ厚に塗り、これに信号変
調されたレーザ光で露光、いわゆるカッティングを行う
ことによって作成される。上記変調信号は同心円状ある
いはスパイラル状のトラックに沿って、データの記録番
地や、タイミング用のクロックを表わすプリフォーマッ
ト信号と、記録,再生用レーザ光の案内溝用信号とから
成り立っている。
【0004】出来上がったプリフォーマットおよび、レ
ーザ光の案内溝の形状には、条件がある。深さに関して
は、光ディスク装置のレーザ光の波長をλ,円板の屈折
率をnとすると、それぞれ約λ/4n,λ/8nが適当
である。案内溝がλ/8nということは塗布されたフォ
トレジストの厚さの中間厚さに設定することになる。ま
た、トラックに垂直な方向の幅に関しては、光ディスク
装置のレーザ光のスポット径との関連が大きく、スポッ
ト径の約半分程度が適当な大きさとなっている。
【0005】さらに、トラックピッチは情報記録密度に
関わってくる。隣接するトラック同士の干渉、すなわ
ち、クロストークの量によって必然的に決まってくるも
のであり、光スポット径が限界となっている。そのスポ
ット径は、光ディスク装置に採用されている集光用対物
レンズの開口数をNAとすると、λ/NAである。
【0006】このように光ディスク装置では、光スポッ
ト径、すなわち、光の基本性能である波長が制限事項と
なって、記録密度限界が決まっている。これに対処する
方策の一つとして特開平3−63947号,特開平1−317241
号公報がある。これらは光学系に超解像技術を応用し、
レンズの性能以上に光を集光させ、さらに弱い光では現
像されにくい層をフォトレジスト表面に形成する手法、
いわゆる難溶化層形成と相まって波長限界以上の細いピ
ット,狭い案内溝を形成しようとする試みである。一
方、半導体プロセス分野では特開平1−61915号公報に示
されているような複数回現像手法によりパターンを形成
する例がある。しかし、この場合露光した領域のレジス
トを完全に除去してその下の基板をエッチングなり、ド
ライエッチングなどの手法で加工することが目的であ
る。また、特開平3−176841 号公報に示されるように、
光ディスクの金属スタンパを製造する際にレジストを溶
融温度にまで加熱して、電気鋳造し、面荒れを抑制した
スタンパを製造する例もある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】光ディスクの高記録密
度化を図るには、ドライブ装置では、波長を短波長化し
て、光スポット径の微小化を図る必要があり、光ディス
ク円板ではそれに対応して凹凸パターンや、トラックピ
ッチの微小化を図る必要がある。上述した従来技術で
は、光スポット径が一定のため、単なる一回だけの現像
処理条件のみでパターンの大幅な微小化は困難である。
凹凸パターンを微小化するには、光スポットの微小化を
図るのも一つの方法である。しかし、カッティング用レ
ーザは、低雑音の連続発振レーザである必要があり、大
幅な短波長化は難しく、現時点では、325nm程度が
限界と考えられる。現在よく用いられているArレーザ
の波長458nmに較べ、約3割の短波長化となるが、
光変調器や記録用の集光レンズの短波長化対応困難とい
う問題が残っている。また、レンズのNAを現在以上に
大きくするのは非常に難しい。
【0008】一方、記録用の変調信号は同心円状あるい
はスパイラル状のトラックに沿って、データの記録番地
や、タイミング用のクロックを表わすプリフォーマット
信号と、光ディスクドライブ装置のレーザ光をガイドす
る案内溝用信号とから成り立っている。これら二つの信
号を記録するには、カッティング用レーザ光を光路の途
中で、2光束に分ける、いわゆる、2レーザ光カッティ
ングを行っている。この場合、相互のレーザ光が干渉
し、両レーザ光間の領域部分が露光され、雑音成分とな
り光ディスクの品質を劣化するという問題が予想され
る。
【0009】本発明の目的は、トラックピッチを微小化
した場合に、品質の良いデータの記録番地や、タイミン
グ用のクロックを表わすプリフォーマット信号と、光デ
ィスクドライブ装置のレーザ光をガイドする案内溝用信
号を得る為の手段を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】これらの目的を達成する
ため、本発明では、基板表面に光感光性材料を塗布す
る工程と、その表面に光ディスクの案内溝情報あるいは
セクタマークなどのアドレス情報を有する変調信号で点
滅するレーザ光で露光する工程と、現像処理により前記
露光に従い凹凸パターンを形成する工程とからなる光デ
ィスクの原盤作製方法において、レーザ光で露光する光
が案内溝情報用と、セクタマークなどのアドレス情報を
有する変調信号用などの複数のレーザ光で同時に露光す
る場合、となりあう片方のレーザ光の光路中に位相シフ
ト手段を付加し、光ディスク原盤を作製する。または
前記の原盤製造方法において、その位相シフト量が使用
レーザ光において二分の一波長あるいはその奇数倍であ
るようにして光ディスク原盤を作製する。あるいは基
板表面に光感光性材料を塗布する工程と、その表面に光
ディスクの案内溝情報あるいはセクタマークなどのアド
レス情報を有する変調信号で点滅するレーザ光で露光す
る工程と、現像処理により前記露光に従い凹凸パターン
を形成する工程とからなる光ディスクの原盤作製方法に
おいて、レーザ光で露光する光が案内溝情報用と、セク
タマークなどのアドレス情報を有する変調信号用などの
複数のレーザ光で同時にあるいは交互に露光する場合、
レーザ光間の距離が相互に干渉しないようにレーザ光の
進行方向あるいは半径方向に相互干渉距離以上に離して
光ディスク原盤を作製する。
【0011】
【作用】上記手段によりマルチレーザ光カッティングに
おいて、特に2レーザ光の場合相互の光の間に、二分の
一波長分あるいはその奇数倍だけ位相がシフトしている
ため、相互のレーザ光が重なり合う領域での光強度は弱
めあう働きをし、結果としてこの領域での光感光材料へ
の“かぶり”現象がなくなる。また、コントラストが明
確となりS/N向上につながる。
【0012】あるいは、各レーザ光を相互に干渉距離以
上に離して相互のレーザ光が重なり合わないようにして
あるので、レーザ光周辺、すなわち、弱い領域の光では
光感光材料への“かぶり”現象がなくなる。また、コン
トラストが明確となりS/N向上につながる。
【0013】
【実施例】
〈実施例1〉図1は光ディスク原盤カッティング装置に
おける光学系の概念を示す。アルゴンレーザ1(スペク
トラ・フィジックス社製;波長458nm,出力;10
0mW)からの光は鏡2によりその進行方向を90度変
え、半透明鏡3によりほぼ強度の等しい二つの光に分割
した。半透明鏡3により反射された光(光A)は強度変
調用のAO(アカスト・オプチックス)変調器4を通過
し、鏡2により進行方向を変え二分の一波長位相シフト
板5を通過した後、半透明鏡3で反射され、先に半透明
鏡3により分割された光(光B)と合わされる。一方、
光Bは半透明鏡3を通過後、鏡2により反射され、強度
変調用のAO(アカスト・オプチックス)変調器4を通過
し、半透明鏡3を通過し前述の光Aと合わされる。その
後、光Aと光Bはほぼ同一光軸上を通り光集光用のレン
ズ6を通過して、その焦点近傍に配置された原盤7の表
面に絞りこまれる。原盤7は厚さ10mmのガラス基板8
の上に、ポジ型ホトレジスト9(シップレー社;AZ1
350など)を140nmの厚さに回転塗布したもので
ある。この原盤は回転モータ10により600rpm の速
度で回転している。
【0014】二分の一波長位相シフト板5は、となりの
レーザ光と位相が二分の一波長分シフトしていればよい
ので、例えば、透明なガラス板あるいは光学的に均質な
プラスチックなどでもよい。さらにその形状を楔形とす
ると、それを出し入れすることで連続的に位相可変機能
を持たせることができる。
【0015】この時における原盤上の光強度分布の様子
を図2に示す。(a)は二つのレーザスポットであり、
右側は案内溝(グルーブともいう)用、左側はアドレス
ピット用である。案内溝が、例えば、1.6μm ピッチ
とすると、両スポット間隔はその半分の0.8μm であ
る。(b)に両者の合成光強度分布の断面を示す。
【0016】(c)は右側の案内溝用レーザ光に二分の
一位相板を挿入した場合の位相振幅を示し、(d)はこ
の位相振幅を光強度分布になおした場合の様子である。
(d)からわかるように(b)の場合と比較して二つの
スポット間における光強度にはちがいが有り、(d)の
ほうがスポット間における光強度はほぼゼロとなってい
る。
【0017】このようにして露光,現像して完成した原
盤から通常プロセスでスタンパ,レプリカを作製し、そ
のレプリカ基板にアルミ,チタンなどの反射膜を付け、
その品質を評価したところ、表面粗さの指標となるRI
N(Relative Intensity Noise)の値で従来−75dB
以上であったものが、−80dB以下と非常に小さくな
った。
【0018】本実施例では半透明鏡3により反射された
光(光A)に二分の一波長位相シフト板5を挿入した
が、半透明鏡3を通過した光(光B)に二分の一波長位
相シフト板5を挿入してもよい。また、この位相板は両
者の光の光路差に二分の一波長あるいは、その奇数倍の
差異をもたらすことができればよい。
【0019】〈実施例2〉本発明の第2の実施例を図3
を用いて説明する。図3はカッティングレーザ光を真上
から見た様子を示す。案内溝用光スポットS1とアドレ
ス用光スポットS2とは半径方向に対し、記録案内溝ピ
ッチの半分の距離Rだけ離れている。また、光の進行方
向に対しては、2倍のRの距離(L=2R)、すなわ
ち、記録案内溝ピッチの分だけ離れている。片方のレー
ザ光で露光された場合、周囲の光強度は一つの光だけで
は弱くレジストを感光させることはできない。しかし同
時に照射されると、周囲の光強度は2倍に強くなり、レ
ジストを感光させてしまう。この光学系で露光して作製
された原盤から通常プロセスでスタンパ,レプリカを作
製し、そのレプリカ基板にアルミ,チタンなどの反射膜
を付けその品質を評価したところ、RINの値で従来−
75dB以上であったものが、−80dB以下と実施例
1と同じく非常に小さくなった。
【0020】以上の実施例で主に説明したのは二つのレ
ーザ光によるカッティングについてであったが、本発明
はこれに限定されるものではなく、複数レーザ光による
露光でも有効である。となりあうレーザ光どうしの位相
シフト量が波長の半分あるいはその奇数倍であるため、
干渉して弱めあうようにすることで、その目的は達成さ
れる。あるいはそれぞれの光がそれぞれ干渉しあわない
ように、所定の距離をはなしてもよい。
【0021】
【発明の効果】本発明では複数レーザ光での光ディスク
用原盤露光をおこなう際、それぞれのレーザ光が弱めあ
う、または干渉しないため目的の部分のみが露光され、
他の部分はなにも変化せず平坦性を保ち、その表面雑音
成分を小さくすることができる。その結果、S/Nの良
い情報読み書きが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】光ディスク原盤カッティング装置における光学
系の説明図。
【図2】原盤上の光強度分布図。
【図3】カッティング装置における原盤上のスポット配
置の説明図。
【符号の説明】
1…アルゴンレーザ、2…鏡、3…半透明鏡、4…AO
変調器、5…二分の一波長位相シフト板、6…レンズ、
7…原盤、8…基板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉山 久貴 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板表面に光感光性材料を塗布する工程
    と、その表面に光ディスクの案内溝情報あるいはセクタ
    マークなどのアドレス情報を有する変調信号で点滅する
    レーザ光で露光する工程と、現像処理により前記露光に
    従い凹凸パターンを形成する工程とからなる光ディスク
    の原盤作製方法において、前記レーザ光で露光する光が
    前記案内溝情報用と、前記セクタマークなどの前記アド
    レス情報を有する変調信号用などの複数に分割されたレ
    ーザ光で、同時に露光する場合、少なくともとなりあう
    レーザ光が二分の一波長あるいはその奇数倍の位相差を
    もっていることを特徴とする光ディスク原盤の作製方
    法。
  2. 【請求項2】請求項1において、となりあう前記レーザ
    光の少なくとも片方のレーザ光の光路中に位相シフト手
    段を付加した光ディスク原盤の作製方法。
  3. 【請求項3】請求項2において、となりあうレーザ光の
    少なくとも片方のレーザ光の光路中に連続可変位相シフ
    ト手段を付加した光ディスク原盤の作製方法。
  4. 【請求項4】請求項1において、となりあうレーザ光の
    光路差が使用レーザ光において二分の一波長あるいはそ
    の奇数倍である光ディスク原盤の作製方法。
  5. 【請求項5】基板表面に光感光性材料を塗布する工程
    と、その表面に光ディスクの案内溝情報あるいはセクタ
    マークなどのアドレス情報を有する変調信号で点滅する
    レーザ光で露光する工程と、現像処理により前記露光に
    従い凹凸パターンを形成する工程とからなる光ディスク
    の原盤作製方法において、前記レーザ光で露光する光が
    前記案内溝情報用と、前記セクタマークなどの前記アド
    レス情報を有する変調信号用などの複数のレーザ光で同
    時にあるいは交互に露光する場合、前記基板上で、前記
    レーザ光相互間の距離が相互に干渉しない距離以上に離
    れていることを特徴とする光ディスク原盤の作製方法。
JP4345898A 1992-12-25 1992-12-25 光ディスク原盤の作製方法 Withdrawn JPH06195758A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6013940A (en) * 1994-08-19 2000-01-11 Seiko Instruments Inc. Poly-crystalline silicon film ladder resistor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6013940A (en) * 1994-08-19 2000-01-11 Seiko Instruments Inc. Poly-crystalline silicon film ladder resistor

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