JPH07254165A - 光ディスク原盤の露光方法と露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、光ディスクの原盤を製造する際に
使用される露光装置の露光方法に関し、レーザー光の発
散を抑えて理想的な入射光束にしてリレーレンズや対物
レンズに入射させて、十分なコリメート性を得ることを
目的とする。 【構成】 レーザー光を照射してその光軸上の途中に光
変調器３，４と該光変調器の前後に設けられたコリメー
ト系光学素子ｆ１，ｆ２と光ディスク原盤５の半径方向
に移動する対物レンズ６を介して光ディスク原盤５上の
フォトレジスト５ａに前記レーザー光を集光させて露光
させる光ディスク原盤の露光方法であり、前記光変調器
３，４と対物レンズ６との間にコリメート補正用光学素
子ｆｃを設けてレーザー光の広がりを抑えるようにした
ことである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクの原盤を製
造する際の露光方法と、その方法を実施する露光装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】音楽等の情報を光学的方法で記録してな
るコンパクトディスク盤や光磁気ディスク盤若しくは追
記型光ディスク盤等を量産するための光ディスクの原盤
を製造するには、前記コンパクトディスク盤用の原盤を
製造する場合を例にして説明すると、図５に示すよう
に、フォトレジスト５ａを表面に塗布したガラス製の原
盤５（レジスト板）をスピンドルモータ９で回転される
回転盤上に載置し、前記回転盤を制御装置８で制御しな
がら回転させ、同時にレーザー照射装置２からレーザー
光を照射して、光変調用のディバイスとして超音波によ
るＡＯＭ（AcousticOptical Modulator）等の光変調器
３，４を介して対物レンズ６で前記フォトレジスト５ａ
に集光させ、該フォトレジスト５ａが前記レーザー光の
集光部分において感光される。

【０００３】そして、一例としてＣＤ用信号発生器７か
らの信号でグルーブ側とピット側の各々光変調器３，４
によって、照射された前記レーザー光をＣＤ方式の信号
に従ってＯＮ・ＯＦＦし、所望の情報媒体が所定のフォ
ーマットにて記録される。

【０００４】前記対物レンズ６は水平な送り機構Ａによ
って前記原盤５の半径方向に、例えば、スピンドルモー
タ９の１回転で１．６μｍ（トラックピッチに対応）移
動する移動手段で移動され、それと同時に、スピンドル
モータ９の回転速度は前記制御装置８によって制御さ
れ、所定のトラックピッチが維持されながらフオトレジ
スト５ａにレーザー光による感光部が形成される。

【０００５】その後、前記原盤５を現像処理し、銀メッ
キ等のめっき処理を行ってメタルマスタを形成するもの
である。そして、前記メタルマスタから複数枚のマザー
を形成し、更に、そのマザーから複数枚のスタンパを形
成し、このスタンパによってプラスチック製ディスク板
を量産し、ピットに真空蒸着で反射用の金属膜を設けそ
の上に透明な保護層を設けて、例えばコンパクトディス
ク等が形成されるものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような光学的露光
方法によって光ディスクの原盤５を製造する場合に、原
盤５のピット部側及びグルーブ部側に設けられた各光変
調器（ＡＯＭ）３，４でレーザー光を変調すると、超音
波を用いた前記光変調器３，４による回折光等は当該光
変調器内での波面変化により拡がりを持つことになる。
前記光変調器３，４の前後に設けられた、従来のコリメ
ート系光学素子ｆ１，ｆ２のビームエキスパンダーのみ
では、ｆ2／ｆ1の比率が小さいこともあり前記拡がりを
補正することができず、収差補正もできていなかった。

【０００７】そして、レーザー光が発散した状態のまま
でリレーレンズｆ３及び対物レンズ６を通過すると、焦
点距離Ｐf，ＰBがずれ込んで前記フォトレジスト５ａ上
において、集光面のフォーカスが甘くなり所定の大きさ
の光スポットが得られなくなる。

【０００８】また、原盤５上のフォトレジスト５ａに露
光するときに、前記対物レンズ６が送り機構Ａによって
原盤５の半径方向に移動されるので、図５中のＱ位置に
おいてすでにレーザー光は発散していることから、前記
対物レンズ６の前記移動で距離の変化と共に、入射光束
が変化してフォトレジスト５ａ上で露光状態が不均一と
なる。

【０００９】このように、従来の露光方法において、レ
ーザー光の発散を抑えて理想的な入射光束にしてリレー
レンズや対物レンズに入射させることが必要であるが、
コリメート系光学素子ｆ１，ｆ２のみでは、十分なコリ
メート（ｃｏｌｌｉｍａｔｅ）性が得られていないと言
う問題点があり、この点において解決すべき課題を有し
ていた。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明における上記課題
を解決するための要旨は、レーザー光を照射してその光
軸上の途中に光変調器と該光変調器の前後に設けられた
コリメート系光学素子と光ディスク原盤の半径方向に移
動する対物レンズを介して光ディスク原盤上のフォトレ
ジストに前記レーザー光を集光させて露光させる光ディ
スク原盤の露光方法であり、前記光変調器と対物レンズ
との間にコリメート補正用光学素子を設けてレーザー光
の拡がりを抑えるようにした光ディスク原盤の露光方法
にしたことである。

【００１１】前記コリメート補正用光学素子の焦点距離
ｆcは、５００ｍｍ≦ｆc≦５０００ｍｍにしたこと、前
記コリメート補正用光学素子によってレーザー光の拡が
りを、０．３ｍｒａｄ以下にしたことである。

【００１２】そして、露光装置として、レーザー光を照
射する照射装置と、レーザー光を情報媒体からの信号に
応じて変調する光変調器と、該光変調器の光軸上の前後
に設けられたコリメート系光学素子と、原盤上のフォト
レジストにレーザー光を集光させる対物レンズと、該対
物レンズを前記原盤の半径方向に移動させる送り装置
と、前記原盤の回転と送り装置の移動を制御する制御装
置とから形成される露光装置であって、前記光変調器と
対物レンズとの間に、レーザー光の拡がりを抑えるコリ
メート補正用光学素子を設けたことである。

【００１３】

【作用】本発明の光ディスク原盤の露光方法によれば、
対物レンズに入射前のレーザー光束のコリメート性が向
上し、レーザー光の拡がりが抑えられる。よって、対物
レンズの焦点位置が変動せず集光面で最適に集光されて
集光能力が向上する。

【００１４】また、コリメート補正用光学素子の焦点距
離ｆcを、５００ｍｍ≦ｆc≦５０００ｍｍにすること
で、光変調器を通過した後のレーザー光の拡がりが０．
３ｍｒａｄ以下に抑えられて、良好なレーザー光束にし
て、対物レンズに入射することになる。

【００１５】更に、本発明の露光装置により、原盤上の
フォトレジストに集光するレーザー光の露光の変動が抑
えられて、フォトレジストに均一なピットを形成するこ
とができる。

【００１６】

【実施例】次に、本発明に係る、コンパクトディスク盤
や光磁気ディスク盤若しくはＷＯ等を量産するための光
ディスクの原盤を製造するための露光方法及び装置につ
いて、コンパクトディスク盤の原盤に係る一実施例につ
いて図面を参照して詳細に説明する。なお、従来例に対
応する部分には同一符号を付けて説明する。図１は、本
発明に係る光ディスク原盤の露光装置１の構成の概要を
示す説明図である。

【００１７】前記露光装置１による露光方法は、レーザ
ー照射装置２からレーザー光を照射して、その光軸上の
途中にグルーブ側の光変調器３とピット側の光変調器４
と該光変調器３，４の前後に設けられたコリメート系光
学素子ｆ１，ｆ２と光ディスク原盤５の半径方向に移動
する対物レンズ６を介して、光ディスク原盤５上のフォ
トレジスト５ａに前記レーザー光を集光させて露光させ
る光ディスク原盤の露光方法であり、前記光変調器３，
４と対物レンズ６との間にコリメート補正用光学素子ｆ
ｃを設けて、レーザー光の拡がりを抑えるようにしたも
のである。

【００１８】前記露光装置１の構成について説明する
と、該露光装置１はレーザー光を照射する照射装置２
と、レーザー光を、例えば、音楽用ソフトの情報媒体と
ＣＤ用信号発生器７からの信号に応じて変調するグルー
ブ用とピット用の光変調器３，４と、該各光変調器３，
４の光軸上の前後に設けられたコリメート系光学素子ｆ
１，ｆ２と、原盤５上のフォトレジスト５ａにレーザー
光を集光させる対物レンズ６と、該対物レンズ６を前記
原盤５の半径方向に移動させる送り装置Ａと、前記原盤
５のスピンドルモータ９と、このスピンドルモータ９の
回転と前記送り装置Ａの移動とを制御する制御装置８と
から形成される露光装置である。

【００１９】そして、前記光変調器３，４と対物レンズ
６との間であって、一例として、前記コリメート系光学
素子ｆ２の後に位置させて、レーザー光の拡がりを抑え
るコリメート補正用光学素子ｆｃを設ける。

【００２０】前記コリメート補正用光学素子ｆｃの焦点
距離ｆcは、５００ｍｍ≦ｆc≦５０００ｍｍに設定する
もので、一例としてｆc＝３０００ｍｍとしてある。

【００２１】前記コリメート補正用光学素子ｆｃをレー
ザー光１０の光軸上に介在させることで、図２に示すよ
うに、図面左側から照射されたレーザー光１０が光変調
器３若しくは４を通過しコリメート系光学素子ｆ２を通
過した際のレーザー光束は、図中で実線にて示すよう
に、レーザー光束のコリメート性が極めて良好になる。

【００２２】そして、次段のリレーレンズｆ３による焦
点位置がＰFで所望の設定位置となり、よって、対物レ
ンズ６による焦点位置がＰB（フオトレジスタ５ａの表
面）となって設定位置が高精度に維持される。

【００２３】このように、コリメート補正用光学素子ｆ
ｃの働きによって、超音波による光変調器３，４で発散
し図中で破線のように拡がるレーザー光１０が、実線で
示すようにコリメートされるものである。

【００２４】よって、制御装置８からの駆動指令で、送
り装置Ａによってリレーレンズｆ３及び対物レンズ６が
原盤５の半径方向に移動しても、前記コリメート補正用
光学素子ｆｃでコリメートされたレーザー光束の平行性
が維持されて、前記焦点位置ＰF，ＰBが変動せず、対物
レンズ６の集光能力が最適状態で維持される。

【００２５】前記コリメート補正用光学素子ｆｃの焦点
距離ｆcは、図３に示すように、前記光変調器３，４と
コリメート系光学素子ｆ２で発生する発散量と補正不足
量との総和による発散角に対応した、疑似的な発光点Ｂ
までの距離を焦点距離に換算したものであり、５００ｍ
ｍ≦ｆc≦５０００ｍｍとすることによって、前記発散
角θが０．３ｍｒａｄ以下に抑えられるものである。

【００２６】また、光変調器３，４の光軸上の前後に設
けられたコリメート系光学素子ｆ１，ｆ２に、コリメー
ト補正用光学素子ｆｃ（焦点距離ｆc＝３０００ｍｍ）
を設けた場合の発散角の違いを、図４に示すように、横
軸にコリメート系光学素子ｆ１，ｆ２の焦点距離の比率
ｆ1／ｆ2をとり、縦軸に発散角（単位；ｍｒａｄ）をと
って表わす。

【００２７】図４から明らかなように、コリメート補正
用光学素子ｆｃを設けたことによる発散角θの減少がほ
ぼ全域に亘って見られる。前記焦点距離の比率ｆ1／ｆ2
が小さい場合にはコリメート補正用光学素子ｆｃの焦点
距離ｆcをより小さくして、補正能力を上げてレーザー
光束のコリメート性を向上させることができるものであ
る。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光ディス
ク原盤の露光方法は、レーザー光を照射してその光軸上
の途中に光変調器と該光変調器の前後に設けられたコリ
メート系光学素子と光ディスク原盤の半径方向に移動す
る対物レンズを介して光ディスク原盤上のフォトレジス
トに前記レーザー光を集光させて露光させる光ディスク
原盤の露光方法であり、前記光変調器と対物レンズとの
間にコリメート補正用光学素子を設けてレーザー光の拡
がりを抑えるようにしたので、対物レンズに入射するレ
ーザー光束のコリメート性が向上し、原盤上のフォトレ
ジストに最適状態でレーザー光が集光され、設計した予
定の位置に正確に焦点を一致させることができ、高精度
の光ディスクの原盤が得られると云う優れた効果を奏す
る。

【００２９】そして、前記原盤上のフォトレジストのグ
ルーブ側とピット側の焦点位置に差が出るおそれがなく
なり、フォトレジスト面内の露光特性が均一化されて露
光性能が安定し、この方法によって作られるコンパクト
ディスクの再生性能が高性能で安定化されると云う優れ
た効果を奏する。

【００３０】コリメート補正用光学素子の焦点距離ｆc
は、５００ｍｍ≦ｆc≦５０００ｍｍとしたので、更
に、コリメート補正用光学素子によってレーザー光の拡
がりを、０．３ｍｒａｄ以下にしたので、対物レンズに
よる集光能力が向上し、対物レンズが原盤の半径方向に
移動したことによるフォトレジストにおける焦点位置の
変動が防止されて、常に最適な焦点位置に維持されると
云う優れた効果を奏する。

【００３１】本発明の光ディスク原盤の露光装置は、レ
ーザー光を照射する照射装置と、レーザー光を情報媒体
からの信号に応じて変調する光変調器と、該光変調器の
光軸上の前後に設けられたコリメート系光学素子と、原
盤上のフォトレジストにレーザー光を集光させる対物レ
ンズと、該対物レンズを前記原盤の半径方向に移動させ
る送り装置と、前記原盤の回転と送り装置の移動を制御
する制御装置とから形成される露光装置であって、前記
光変調器と対物レンズとの間に、レーザー光の拡がりを
抑えるコリメート補正用光学素子を設けたので、対物レ
ンズに入射するレーザー光束のコリメート性が向上し、
原盤上のフォトレジストにレーザー光を高精度に、か
つ、安定して集光させることができると云う優れた効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光ディスク原盤の露光装置の構成
の概要を示す説明図である。

【図２】同コリメート補正用光学素子を設けたことによ
る補正の前後のレーザー光束のコリメート性の相違を説
明する説明図である。

【図３】光変調器でレーザー光が発散する様子を示す説
明図である。

【図４】コリメート系光学素子の焦点距離の比による発
散角の変化を示す説明図である。

【図５】従来例における光ディスク原盤の露光装置の構
成の概要を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 光ディスク原盤の露光装置、 ２ レーザー照射装置、 ３，４ 光変調器、 ５ 原盤、 ５ａ フォトレジスト、 ６ 対物レンズ、 ７ ＣＤ用信号発生器、 ８ 制御装置、 ９ スピンドルモータ、 １０ レーザー光速、 Ａ 送り装置、 ｆ１，ｆ２ コリメート系光学素子、 ｆ1，ｆ2 コリメート系光学素子の焦点距離、 ｆ３ リレーレンズ、 ｆｃコリメート補正用光学素子、 ｆc コリメート補正用光学素子の焦点距離。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザー光を照射してその光軸上の途中
   に光変調器と該光変調器の前後に設けられたコリメート
   系光学素子と光ディスク原盤の半径方向に移動する対物
   レンズを介して光ディスク原盤上のフォトレジストに前
   記レーザー光を集光させて露光させる光ディスク原盤の
   露光方法であり、前記光変調器と対物レンズとの間にコ
   リメート補正用光学素子を設けてレーザー光の拡がりを
   抑えるようにしたことを特徴とする光ディスク原盤の露
   光方法。
2. 【請求項２】 コリメート補正用光学素子の焦点距離ｆ
   cは、５００ｍｍ≦ｆc≦５０００ｍｍ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の露光方法。
3. 【請求項３】 コリメート補正用光学素子によってレー
   ザー光の拡がりを、０．３ｍｒａｄ以下にしたことを特
   徴とする請求項１または２に記載の光ディスク原盤の露
   光方法。
4. 【請求項４】 レーザー光を照射する照射装置と、レー
   ザー光を情報媒体からの信号に応じて変調する光変調器
   と、該光変調器の光軸上の前後に設けられたコリメート
   系光学素子と、原盤上のフォトレジストにレーザー光を
   集光させる対物レンズと、該対物レンズを前記原盤の半
   径方向に移動させる送り装置と、前記原盤の回転と送り
   装置の移動を制御する制御装置とから形成される露光装
   置であって、前記光変調器と対物レンズとの間に、レー
   ザー光の拡がりを抑えるコリメート補正用光学素子を設
   けたことを特徴とする光ディスク原盤の露光装置。