JPH09245351A - 光ディスク基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光利用効率の向上、光学系の簡素化を実現し
た光ディスク基板の製造方法を提供する。 【解決手段】 トラッキング用のグルーブを有し、該グ
ルーブの一方の側壁のみをアドレス情報に応じて蛇行さ
せた光ディスク基板の製造方法において、ガラス基板に
フォトレジストを塗布し、アドレス情報に応じて１本の
レーザー光を半径方向に振動させるとともに、レーザー
光強度もしくはレーザースポット径を変化させながら照
射することにより、蛇行したトラッキング用のグルーブ
パターンを形成するように前記フォトレジストを感光さ
せることにより製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トラッキング用の
グルーブを有し、このグルーブをアドレス情報に応じて
蛇行させた光ディスク基板の製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクに対してアドレス情報を設け
る方法として、高密度化の要求から、光ディスク基板に
形成されるトラッキング用のグルーブそのものにアドレ
ス情報をもたせる方法、即ちトラッキング用のグルーブ
を蛇行させ、トラッキング信号から蛇行周波数成分を取
り出すことによりアドレス情報を求める方法が提案され
ている。さらに、特願平４−１１９０８２号公報におい
ては、ランド／グルーブ両方に記録可能とするために、
グルーブの一方の側壁だけをアドレス情報に応じて蛇行
させ、グルーブ幅の倍よりも小さい光スポットを用いる
ことによって片側だけを読み出し、アドレス情報を求め
る方法が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記グルーブの一方の
側壁のみを蛇行させた光ディスク基板において、これら
を得る方法としては、図８に示すように、少なくとも２
本のレーザー光を半径方向に離間させて照射し、１本の
レーザー光だけをアドレス情報に応じて半径方向に振動
させながら（即ち３０ｃ上を移動させながら）照射する
方法が用いられている。しかしながら、図８のごとく２
本のレーザー光を用いる場合、レーザー光を２分化する
ことによる光利用効率の低下、光学系の複雑化、各レー
ザー光の個別制御などの問題点がある。

【０００４】本願はこれらの問題点に鑑み、光利用効率
の向上、光学系の簡素化を実現した光ディスク基板の製
造方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、トラッキング用のグルーブを有し、該グルー
ブの一方の側壁のみをアドレス情報に応じて蛇行させた
光ディスク基板の製造方法において、ガラス基板にフォ
トレジストを塗布し、アドレス情報に応じて１本のレー
ザー光を半径方向に振動させるとともに、レーザー光強
度もしくはレーザースポット径を変化させながら照射す
ることにより、蛇行したトラッキング用のグルーブパタ
ーンを形成するように前記フォトレジストを感光させる
ことを特徴とする。

【０００６】また、トラッキング用のグルーブを有し、
該グルーブの一方の側壁のみをアドレス情報に応じて蛇
行させた光ディスク基板の製造方法において、ガラス基
板にフォトレジストを塗布し、アドレス情報に応じて１
本のレーザー光を半径方向に振動させるとともに、レー
ザー光強度もしくはレーザースポット径を変化させなが
ら照射することにより、蛇行したトラッキング用のグル
ーブパターンを形成するように前記フォトレジストを感
光し、該フォトレジストを用いて形成した基板を原盤と
するスタンパーを使用し、射出成型もしくは射出圧縮成
型により形成することを特徴とする。

【０００７】さらに、前記光ディスク基板の製造方法に
おいて、グルーブ深さ（ランド高さ）をλ／（６×ｎ）
近傍〔基板の屈折率：ｎ、記録波長：λ〕とすることを
特徴としている。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態について、
図１乃至図３に基づいて説明すれば以下のとおりであ
る。

【０００９】本実施の形態に係る光ディスク基板０は、
図１（ａ）、図１（ｂ）の平面図及び図１（ｃ）の半径
方向断面図に示すように、一方の側壁１ａが蛇行したト
ラッキング用のグルーブ１が形成されている。グルーブ
１は螺旋状もしくは同心円状に形成され、グルーブ１・
１間のエリアはランド２と呼ばれ、ランド２の幅はグル
ーブ１の幅とほぼ等しくなるよう設定されている。

【００１０】側壁１ａは、アドレス情報に応じて光ディ
スク基板０及び光ディスクの半径方向に蛇行しており、
その蛇行周波数は、トラッキングサーボ系の追従周波数
よりも高く、記録周波数よりも低い周波数に設定されて
いる。

【００１１】上記の光ディスク基板０を用いた光ディス
クにおいて、情報の記録はグルーブ１及びランド２に対
して行われる。情報の再生の際に記録再生用光スポット
４をグルーブ１に追従させるかランド２に追従させるか
は、トラッキング信号の極性を反転することによって容
易に選択できる。トラッキング信号は、例えばプッシュ
プル法によって得られる。またアドレス情報は、トラッ
ク信号から側壁１ａの蛇行周波数の成分を取り出すこと
によって求められる。

【００１２】即ち、例えば記録再生用光スポット４をグ
ルーブ１に追従させると、蛇行周波数がトラッキング系
の追従周波数よりも高いので、記録再生用光スポット４
はグルーブ１の平均幅のほぼ中心線４ａ上をトラッキン
グする。このため、グルーブ１の蛇行振幅の半分に等し
いトラッキング誤差が常に生じている。したがって、ト
ラッキング信号からこれを取り出せば、蛇行周波数の信
号成分を得ることができる。記録再生用光スポット４を
ランド２に追従させる場合についても同様である。

【００１３】尚、トラッキング誤差は蛇行振幅の半分に
なるので、両壁が蛇行している場合と同じ信号成分を得
るには蛇行振幅を倍にする必要があるが、グルーブ１の
幅／ランド２の幅が０．８μｍ／０．８μｍの場合、
１．２μｍ／０．４μｍ、１．３μｍ／０．３μｍ、
１．１μｍ／０．５μｍの場合に比べて信号の大きさが
それぞれ１．４倍、１．８倍、１．２倍となるので、実
際の蛇行振幅はそれぞれ約１．４（＝２／１．４）倍、
１．１（＝２／１．８）倍、１．７（＝２／１．２）倍
でよい。

【００１４】従って、両壁が蛇行している場合の蛇行振
幅が±３０ｎｍのとき、ほぼ同じ大きさの蛇行周波数の
信号成分を取り出すためには、蛇行振幅を±３５ｎｍか
ら±５０ｎｍの範囲に設定すればよい。

【００１５】本実施の形態に係る光ディスク基板０で
は、記録再生用光スポット４の直径をトラックピッチよ
りも大きく、かつトラックピッチの２倍よりも小さくす
ることにより、２つの蛇行した側壁１ａ、１ａに同時に
当たることがなく、正確なアドレス情報を得ることがで
きる。

【００１６】また、グルーブ１に対応したアドレス情報
は、このグルーブ１の側壁１ａ側に隣接したランド２の
アドレス情報と同一になるが、トラッキング信号の極性
を反転することによって容易に選択できるので、特定の
トラックを指定することは容易である。

【００１７】以上の情報の再生方法では、トラッキング
信号から蛇行周波数の信号成分を取り出しているが、光
ディスクからの反射光の光量変化から蛇行周波数の信号
成分を取り出してもよい。即ち、グルーブ１の幅あるい
はランド２の幅が狭くなっていると反射光が弱くなり、
広くなっていると反射光が強くなるので、記録再生用光
スポット４の反射光の光量変化を取り出せば、蛇行周波
数の信号成分を得ることができる。

【００１８】次に、上記の光ディスク基板０の製造方法
について、図２に基づいて説明すれば以下の通りであ
る。

【００１９】まず、図２（ａ）のごとく、ガラス基板５
の片面にフォトレジスト６を塗布する。次に、図２
（ｂ）のごとく、レーザー光を対物レンズ７によってフ
ォトレジスト６上に集光し、フォトレジスト６を所望の
グルーブ１のパターンに感光させる。その後現像するこ
とにより、図２（ｃ）のごとく、感光させたフォトレジ
スト６を除去し、残ったフォトレジスト６により所望の
パターンを形成する。続いて図２（ｄ）のごとく、ドラ
イエッチングもしくはウエットエッチングによりガラス
基板５、フォトレジスト６をエッチングしてガラス基板
５に所望のパターンを形成し、図２（ｅ）のごとく、残
ったフォトレジストをアッシングにより除去する。

【００２０】上記のフォトレジスト６をグルーブ１のパ
ターンに感光させる工程では、１本の感光用レーザー光
が使用される。この感光用レーザー光は、フォトレジス
ト６上に感光用光スポット３を形成する。感光用光スポ
ット３と感光用光スポット３により形成されるグルーブ
１との関係を図１（ａ）に示す。

【００２１】螺旋状のグルーブ１を形成する場合、感光
用光スポット３は、ガラス基板５に相対的に螺旋状に移
動させながら、アドレス情報に応じて半径方向に振動さ
せ、レーザー光強度もしくはレーザースポット径を変化
させる（即ち３ａ上を移動させる）。これにより、アド
レス情報に応じて一方の側壁１ａが蛇行したグルーブ１
のパターンをフォトレジスト６上に形成することができ
る。

【００２２】上記フォトレジスト６をグルーブ１のパタ
ーンに感光させる装置を図３に示す。該装置は、フォト
レジスト６を感光させるためのレーザー光源１１ａと、
対物レンズ７のフォーカス用レーザー光源１１ｂとを備
えており、レーザー光源１１ａには、例えばＡｒレーザ
ーが使用され、レーザー光源１１ｂには、例えばＨｅ−
Ｎｅレーザーが使用される。

【００２３】レーザー光源１１ａからのレーザー光は、
ノイズ抑制装置１２ａにより光ノイズを低減した後、ミ
ラー１９、２０で反射され、光変調器２２に入射する。
光変調器２２としては、例えば音響光学素子を用いるこ
とができ、その場合、光変調器２２の前後に集束レンズ
２１、２１を配置する。光変調器２２を通ったレーザー
光は、光偏向器２３に入射する。光偏向器２３として
は、例えば電気光学素子、あるいは音響光学素子を用い
ることができ、レーザー光の進行方向を変えることがで
きる。レーザー光はさらに、ビームエキスパンダー２４
によって適当なビーム径に拡大され、２色ミラー１５に
よって対物レンズ７に入射する。そして対物レンズ７に
よってガラス基板５上のフォトレジスト６に感光用光ス
ポット３として集光される。なお、上記の光変調器２
２、光偏向器２３、ビームエキスパンダー２４は、それ
ぞれドライバー２５、２６、２７により制御されてい
る。

【００２４】一方、レーザー光源１１ｂからのレーザー
光は、ノイズ抑制装置１２ｂにより光ノイズを低減した
後、偏光ビームスプリッター１３、（１／４）波長板１
４、２色ミラー１５を通り、対物レンズ７によってガラ
ス基板５上のフォトレジスト６に集光される。その反射
光は、対物レンズ７により再び集光され、２色ミラー１
５、（１／４）波長板１４、偏光ビームスプリッター１
３を通り、対物レンズ１６及びシリンドリカルレンズ１
７によって光検出器１８に集光される。光検出器１８か
らの信号に基づいて、フォーカスサーボ系が対物レンズ
７をフォーカス方向に駆動し、スピンドルモーターで回
転しているガラス基板５上のフォトレジスト６に対物レ
ンズ７の焦点が合わされる。

【００２５】上記の構成において、光偏向器２３により
アドレス情報に応じて半径方向にレーザ光を振動させ、
光変調器２２、ビームエキスパンダー２４によりアドレ
ス情報に応じてレーザー光強度もしくはレーザースポッ
ト径を変化させることにより、フォトレジスト６をグル
ーブ１のパターンに感光させることができる。

【００２６】次に、光ディスク基板０の製造方法につい
て、本発明の他の実施の形態を図４に基づいて説明すれ
ば以下のとおりである。

【００２７】まず、図４（ａ）のごとく、ガラス基板５
の片面にフォトレジスト６を塗布する。次に、図４
（ｂ）のごとく、レーザー光を対物レンズ７によってフ
ォトレジスト６上に集光し、フォトレジスト６を所望の
グルーブ１のパターンに感光させる。その後現像するこ
とにより、図４（ｃ）のごとく、感光させたフォトレジ
スト６を除去し、残ったフォトレジスト６により所望の
パターンを形成する。続いて図４（ｄ）のごとく、フォ
トレジスト６からなるパターン上に導電性の薄膜８をス
パッタ、あるいは無電解メッキなどによって形成し、さ
らに図４（ｅ）のごとく、薄膜８上に金属層９を電鋳な
どによって形成する。そして図４（ｆ）のごとく、ガラ
ス基板５、フォトレジスト６から薄膜８及び金属層９を
剥離する。

【００２８】薄膜８の材料には、Ｎｉ、Ｔａ、Ｃｒまた
はその合金、あるいはそれらの複合膜が用いられ、金属
層９の材料にも、Ｎｉ、Ｔａ、Ｃｒまたはその合金、あ
るいはそれらの複合膜が用いられる。

【００２９】工程（ｂ）においてレーザ光は、前述した
実施の形態のレーザ光の照射と同様に、アドレス情報に
応じて半径方向に振動させるとともに、アドレス情報に
応じてレーザ光強度もしくはレーザスポット径を変化さ
せることにより、フォトレジスト６に所望のパターンを
形成する。

【００３０】工程（ｆ）により剥離された薄膜８、金属
層９はスタンパー１０と呼ばれ、このスタンパー１０を
用いて射出成型もしくは射出圧縮成型することにより、
プラスチックからなる光ディスク基板０を形成する。プ
ラスチック材料には、ポリカーボネート樹脂、アクリル
樹脂、エチレン樹脂、エステル樹脂、ナイロン樹脂、Ａ
ＰＯなどの熱可塑性樹脂を用いることができる。

【００３１】なお、上記実施の形態において、光ディス
ク基板０及びスタンパー１０は、一方の側壁１ａが蛇行
したマスク原盤を作製し、該マスク原盤を用いて形成す
ることもできる。

【００３２】上記実施の形態に係る光ディスクにおい
て、光ディスク基板０のグルーブ深さ（ランド高さ）
は、λ／（６×ｎ）近傍〔ｎ：基板の屈折率、λ：記録
波長〕とするのが好ましい。グルーブ深さ（ランド高
さ）を変えるには、前記エッチングを用いる場合には、
エッチング比を変更するか、エッチング条件を変更する
ことにより行う。また、前記スタンパーを用いる場合に
は、スタンパー１０のグルーブ深さ（ランド高さ）をλ
／（６×ｎ）近傍にするか、成型条件を変えることによ
り行う。

【００３３】光ディスク基板０のグルーブ深さ（ランド
高さ）がλ／（６×ｎ）近傍であると、トラック間のク
ロストーク（隣接トラック信号からの回り込みノイズ）
を低減することが可能となり、高密度化を実現すること
ができる。

【００３４】本発明に係る光ディスクは、図５に示すよ
うに、本発明の製造方法により作製された光ディスク基
板０上に、光磁気記録層２８ａとオーバーコート層２９
とを順次形成することにより構成される。光磁気記録層
２８ａは図示していないが、透光性を有する誘電体層
と、磁性層と、保護層と、反射層とから構成されてお
り、磁性層は、例えばＤｙＦｅＣｏ、ＴｂＦｅＣｏ、Ｄ
ｙＴｂＦｅＣｏ、ＧｄＴｂＦｅ、ＧｄＴｂＦｅＣｏなど
の希土類金属−遷移金属合金からなり、室温からキュリ
ー点まで垂直磁化となる特性を示す。

【００３５】上記の構成において記録を行う場合、まず
レーザー光を照射して磁性層の温度をキュリー点近傍ま
で昇温し、磁性層の磁化がゼロもしくは記録磁界で反転
するような状態にした後、例えば上向きの記録磁界を印
加することにより、磁性層の磁化を上向きに揃える。そ
の後、同じくレーザー光を照射して磁性層の温度をキュ
リー点近傍まで昇温し、磁性層の磁化がゼロもしくは記
録磁界で反転するような状態にした後、下向き（反対向
き）の記録磁界を印加することにより、磁性層の磁化を
下向きに揃えて記録を行う。

【００３６】実際には、レーザー光を変調する光変調記
録方法と記録磁界を変調する磁界変調記録方法がある。
これにより、１００万回以上書き換えが可能な光ディス
クである光磁気ディスクとなる。

【００３７】また、上記光ディスクにおいて、図６に示
すように、光ディスク基板０上に相変化型記録層２８ｂ
とオーバーコート層２９とを順次形成することにより構
成することもできる。相変化型記録層２８ｂは図示して
いないが、透光性を有する誘電体層と、記録層と、保護
層と、反射層とから構成されており、記録層は、例えば
ＧｅＳｂＴｅなどの相変化型記録材料からなっている。

【００３８】上記の構成において記録を行う場合、高パ
ワーレーザー光を照射して記録層を非晶質状態にし、低
パワーレーザー光を照射して記録層を結晶質状態にする
ことにより記録を行う。これにより、レーザー光のみで
書き換えが可能な光ディスクである相変化型光ディスク
となる。

【００３９】さらに、上記光ディスクにおいて、図７に
示すように、光ディスク基板０上に光磁気記録層２８ｃ
とオーバーコート層２９とを順次形成することにより構
成することもできる。光磁気記録層２８ｃは図示してい
ないが、透光性を有する誘電体層と、再生磁性層と、記
録磁性層と、反射層とから構成されており、再生磁性層
は、例えばＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＤｙＦｅＣｏなどの希土
類金属−遷移金属合金、記録磁性層は、例えばＤｙＦｅ
Ｃｏ、ＴｂＦｅＣｏ、ＤｙＴｂＦｅＣｏ、ＧｄＴｂＦ
ｅ、ＧｄＴｂＦｅＣｏなどの希土類金属−遷移金属合金
からなっている。再生磁性層は、室温から所定温度まで
面内磁化となり、所定温度から垂直磁化となる特性を示
し、記録磁性層は、室温からキュリー点まで垂直磁化と
なる特性を示す。

【００４０】上記の構成において、記録は光磁気記録層
２８ａを用いる場合と同様に行われ、再生は次のように
行われる。

【００４１】再生磁性層に光ビームが照射されると、照
射された部位の温度分布はガウス分布になるので、光ビ
ームの径より小さい領域のみの温度が上昇する。この温
度上昇に伴って、温度上昇部位の磁化は面内磁化から垂
直磁化に移行する。つまり、再生磁性層と記録磁性層の
２層間の交換結合により、記録磁性層の磁化の向きが再
生磁性層に転写される。温度上昇部位が面内磁化から垂
直磁化に移行すると、温度上昇部位のみが磁気光学効果
を示すようになり、温度上昇部位からの反射光に基づい
て記録磁性層に記録された情報が再生される。

【００４２】そして、光ビームが移動して次の記録ビッ
トを再生するときは、先の再生部位の温度は低下し、垂
直磁化から面内磁化に移行する。これに伴って、この温
度の低下した部位は磁気光学効果を示さなくなり、記録
磁性層に記録された磁化は再生磁性層の面内磁化にマス
クされ、再生されなくなる。これにより、雑音の原因で
ある隣接ビットからの信号が混入することがない。

【００４３】以上のように、所定温度以上の温度を有す
る領域のみを再生に関与させるので、光ビームの径より
小さい記録ビットの再生が行え、記録密度は著しく向上
することになる。

【００４４】

【発明の効果】本発明は、トラッキング用のグルーブを
有し、該グルーブの一方の側壁のみをアドレス情報に応
じて蛇行させた光ディスク基板の製造方法において、ガ
ラス基板にフォトレジストを塗布し、アドレス情報に応
じて１本のレーザー光を半径方向に振動させるととも
に、レーザー光強度もしくはレーザースポット径を変化
させながら照射することにより、蛇行したトラッキング
用のグルーブパターンを形成するように前記フォトレジ
ストを感光させるものである。これにより、レーザー光
を１本化することによる光利用効率の向上、光学系の簡
素化という効果を奏する。

【００４５】また、トラッキング用のグルーブを有し、
該グルーブの一方の側壁のみをアドレス情報に応じて蛇
行させた光ディスク基板の製造方法において、ガラス基
板にフォトレジストを塗布し、アドレス情報に応じて１
本のレーザー光を半径方向に振動させるとともに、レー
ザー光強度もしくはレーザースポット径を変化させなが
ら照射することにより、蛇行したトラッキング用のグル
ーブパターンを形成するように前記フォトレジストを感
光し、該フォトレジストを用いて形成した基板を原盤と
するスタンパーを使用し、射出成型もしくは射出圧縮成
型により製造するものである。これにより、廉価な光デ
ィスク基板を大量に製造できるという効果を奏する。

【００４６】また、光ディスク基板のグルーブ深さ（ラ
ンド高さ）をλ／（６×ｎ）近傍〔基板の屈折率：ｎ、
記録波長：λ〕とすることにより、トラック間のクロス
トーク（隣接トラック信号からの回り込みノイズ）を低
減でき、高密度化が可能になるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光ディスク基板の概略の構成を示
す断面模式図である。

【図２】図１の光ディスク基板の製造方法を説明する図
である。

【図３】図１の光ディスク基板の製造装置を説明する図
である。

【図４】図１の光ディスク基板の他の製造方法を説明す
る図である。

【図５】本発明に係る光ディスクの概略の構成を示す断
面模式図である。

【図６】本発明に係る別の光ディスクの概略の構成を示
す断面模式図である。

【図７】本発明に係る別の光ディスクの概略の構成を示
す断面模式図である。

【図８】従来の光ディスク基板の概略の構成を示す断面
模式図である。

【符号の説明】 ０ 基板 １ グルーブ ２ ランド ３ 感光用光スポット ４ 記録再生用光スポット ５ ディスク基板 ６ レジスト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 明 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トラッキング用のグルーブを有し、該グ
   ルーブの一方の側壁のみをアドレス情報に応じて蛇行さ
   せた光ディスク基板の製造方法において、ガラス基板に
   フォトレジストを塗布し、アドレス情報に応じて１本の
   レーザー光を半径方向に振動させるとともに、レーザー
   光強度もしくはレーザースポット径を変化させながら照
   射することにより、蛇行したトラッキング用のグルーブ
   パターンを形成するように前記フォトレジストを感光さ
   せることを特徴とする光ディスク基板の製造方法。
2. 【請求項２】 トラッキング用のグルーブを有し、該グ
   ルーブの一方の側壁のみをアドレス情報に応じて蛇行さ
   せた光ディスク基板の製造方法において、ガラス基板に
   フォトレジストを塗布し、アドレス情報に応じて１本の
   レーザー光を半径方向に振動させるとともに、レーザー
   光強度もしくはレーザースポット径を変化させながら照
   射することにより、蛇行したトラッキング用のグルーブ
   パターンを形成するように前記フォトレジストを感光
   し、該フォトレジストを用いて形成した基板を原盤とす
   るスタンパーを使用し、射出成型もしくは射出圧縮成型
   により形成することを特徴とする光ディスク基板の製造
   方法。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の光ディ
   スク基板の製造方法において、グルーブ深さ（ランド高
   さ）をλ／（６×ｎ）〔ｎ：基板の屈折率、λ：記録波
   長〕近傍とすることを特徴とする光ディスク基板の製造
   方法。