JPH11273157A - 光ディスク原盤露光方法または露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】レーザー集光ビームによる線速度一定（ＣＬ
Ｖ）での光ディスク原盤の露光方法について、光ディス
ク原盤の溝記録領域全面にわたって溝幅を一定にするこ
と。 【解決手段】レーザー集光ビームによる線速度一定（Ｃ
ＬＶ）での光ディスク原盤の露光方法において、光ディ
スク原盤露光の際、レーザー集光ビームが照射されてい
る位置の光ディスク原盤上の半径方向の位置、すなわち
半径値に応じて露光面パワーを高めること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スピナーにより現像し
て光ディスク原盤の記録溝を形成して、これを光ディス
クの成形に供するについて、光ディスク面全面にわたっ
て均一なグルーブ幅を持った光ディスク基板をつくり、
これにより全面で良好な記録再生特性及び良好なトラッ
キング特性を有する光ディスクを複製するための光ディ
スク原盤の作成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク原盤の製作の工程は、まずガ
ラス基盤にフォトレジストを均一に塗布し、フォトレジ
ストが塗布されたガラス基盤を、所定のフォーマットに
したがって光変調されたレーザー集光ビームで露光する
ことにより案内溝や情報を記録していく。この露光され
た原盤をスピナーを使って現像処理することにより凸凹
を作り、それを基にこの表面に導電性金属スパッタ処
理、メッキ作業を行ってスタンパとし、これをディスク
基板のレプリカ用の型とする。基板上の案内溝（グルー
ブ）は、レーザー集光ビームでレジスト面をスパイラル
状に露光していくことによって作られる。ＣＡＶ（角速
度一定）での露光では、半径値によって光量を変化さ
せ、溝形状の均一化を図るが、ＣＬＶ（線速度一定）で
原盤を露光していく場合は、基板全面を均一な溝幅にす
るためにはレーザーの出射パワーを常に一定にして原盤
露光を行っている。またレーザー出射パワーを一定にす
るだけでなく、原盤露光装置において、光路通路上の変
調器でのパワーの補正や光軸を一定に保つサーボをかけ
るなど、露光面パワーが原盤の記録領域全面にわたって
一定となるような工夫が従来より行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＣＬＶ露光
で一定光量の原盤露光を行い、これをスピナーによる現
像処理を行い溝幅を測定すると、従来考えられていたよ
うに光ディスク原盤の溝の記録領域全面にわたって溝幅
が一定に形成されるわけではなく、最外周近傍（溝の記
録領域の最外周近傍。以下同じ）で溝幅が減少してしま
うという問題が生じることを、本発明者は見出した。主
に現像処理を、スピナーの回転による現像液塗布、純水
での洗浄、乾燥を行っているため内周と最外周近傍での
現像条件が相違し、このために最外周近傍での現像速度
が内周に比して遅くなるので、これに起因してこのよう
な最外周近傍での溝幅の減少が生じるものと考えられ
る。最外周近傍でのこの溝幅の減少は、溝の間隔（トラ
ックピッチ）が広い場合にはそれほど問題にならない
が、しかし、今後、光ディスクの大容量化を図るために
トラックピッチを益々狭くしていくことが必至であり、
そうすると、上記のような最外周近傍での溝幅の減少
が、この光ディスク原盤で複製した光ディスクの最外周
近傍での記録再生特性及びトラッキング特性に大きく影
響してくるので、この問題を解消することが必要になっ
てくる。

【０００４】

【課題解決ために講じた手段】

【解決手段１】上記課題解決のために講じた手段１は、
レーザー集光ビームによる線速度一定（ＣＬＶ）での光
ディスク原盤の露光方法を前提として、光ディスク原盤
露光の際、レーザー集光ビームが照射されている位置の
光ディスク原盤上の半径方向の位置、すなわち半径値に
応じて露光面パワーを高めることにより、該光ディスク
原盤の溝記録領域全面にわたって溝幅が一定になるよう
にしたことである。なお、基準露光強度で均一に露光
し、これを現像して溝を形成したときの光ディスクの半
径と溝幅との実際の関係を個々に定性的に把握し、これ
に基づいて、露光強度を変えて上記の溝幅の減少分を補
償するのに必要な露光強度の変化を表す所定の曲線、す
なわち光ディスクの半径を変数とする露光強度関数曲線
を想定し、この露光強度関数曲線に近似する関数式によ
って、上記の露光面パワーの制御を行う。

【０００５】

【作用】光ディスクのスピナーによって現像すると、そ
の記録領域の半径方向外周近傍における現像速度が内周
その他の部分のそれに比して遅く、このために半径方向
外周近傍における溝幅が狭くなる傾向があるが、他方、
露光強度を変化させると、これとほぼ一定の相関をもっ
て上記溝幅が変化するので、光ディスクの半径値に応じ
て露光面パワーを高めることにより、半径値に応じてフ
ォトレジストの感光の程度が高められ、その現像速度が
早められる。したがって、半径値の大きい外周部分にお
ける現像速度の内周部分に対する上記の遅れ分を、これ
によって補償することができ、光ディスク原盤の溝記録
領域全面にわたって溝幅を一定にすることができる。

【０００６】

【解決手段２】上記課題解決のために講じた手段２は、
レーザー集光ビームによる線速度一定（ＣＬＶ）での光
ディスク原盤の露光方法を前提として、光ディスク原盤
露光の際、溝記録領域の最外周近傍において露光面パワ
ーを高めることにより、光ディスク原盤の溝記録領域全
面にわたって溝幅が一定になるようにしたことである。

【０００７】

【作用】溝記録領域の最外周近傍において露光面パワー
を高めることにより、溝記録領域の最外周近傍において
感光の程度が高められるので、その現像速度が早めら
れ、当該最外周近傍における現像速度の内周部分に対す
る遅れ分を、これによって補償することができる。した
がって、光ディスク原盤の溝記録領域全面にわたって溝
幅を一定にすることができる。

【０００８】

【実施態様１】解決手段１または解決手段２における露
光面パワーＰ（ｒ）を、

【数１】（ｒ：半径値、Ｐ０：基準パワー、Ｃ（ｒ）：
半径値ｒにおける係数）に従って変化させて露光を行う
こと。

【作用】半径値による露光面パワーを基準パワーに所定
の係数をかけた形にしたので、単純な制御関数式にした
がって露光パワーを近似的に制御することができ、簡
単、容易に溝幅を一定にすることができ、同じ関数式で
その基準パワーＰＯを変更するだけで種々の幅の溝を、
その溝幅一定にして形成することができる。

【０００９】

【実施態様２】解決手段１または解決手段２における露
光面パワーＰ（ｒ）を、

【数２】（ａ，ｂ，ｃ，・・・は定数）に従って変化さ
せて露光を行うこと。

【作用】半径値の多項式に従って露光面パワーを変化さ
せることにより、半径値が大きいほど高次の項の影響が
効いてきて半径値に比例して、より近似的に露光面パワ
ーが滑らかに高められて行く。したがって、半径値に応
じて露光による感光の程度が滑らかにかつ最適に高めら
れ、その結果、前記の現像速度の遅れを一層正確に補償
することができる。

【００１０】

【実施例】次いで、実施例について図面を参照しつつ説
明する。まず、この実施例で使用したガラス原盤の作成
方法について説明する。表面が研磨されたガラス基板を
用意し、表面洗浄を行う。洗浄されたガラス板をスピナ
ーに載せ、スピンコート法によりポジ型フォトレジスト
をガラス基盤面内に均一に塗布する。その後９０℃、３
０分間プリベークを行う。この実施例におけるフォトレ
ジストの膜厚は４００ないし６００オングストロームで
ある。

【００１１】このようにして作成されたガラス原盤を原
盤露光機のターンテーブルに載せ、レーザービームを基
板上に集光させて原盤露光を行う。線速度一定（ＣＬ
Ｖ）となるようにターンテーブルの回転数が制御され、
スパイラル状に露光を行う。ディスク基板の記録領域と
なる溝部分は０．８μｍのトラックピッチであり、記録
領域の半径値は２２ｍｍ〜５９ｍｍである。露光を終え
たガラス基板をスピナーにより低速回転させながら、現
像し、純水リンスを行い、高速回転で乾燥される。これ
により、ポジ型レジストの場合、露光された部分が現像
液によっで除去され、スパイラル状の溝が形成される。
その後、１３０℃で６０分間ポストベークを行った。ま
た溝幅の測定は、回折光を利用した構幅測長機によって
行った。従来は、この原盤作成のＣＬＶによる露光の過
程で、一定の溝幅を形成しようとする場合、通常露光面
パワーはできるだけ一定に保つようにして露光を行って
いた。このように一定の露光面パワーを保って露光を行
ったときの、半径値に対する溝幅のグラフを図１に示し
ている。この図１に示されているように、溝幅は記録領
域全面にわたって一定にはならず、外周部分で溝幅が幾
分減少してしまう。記録領域の最外周近傍におけるこの
溝幅の減少は、トラックピッチが広いときには無視でき
るが、高密度化のためにトラックピッチを狭くしていく
につれて無視できなくなってくる。図１の例において
は、露光面パワーが３．６５ｍＷの一定で、基準溝幅が
０．３１５μｍであるが、半径値４０ｍｍ当たりから溝
幅が減少し、半径値５０ｍｍ当たりから急激に減少して
最外周において０．３０３μｍになっていることがわか
る。

【００１２】そこで本実施例では、上記従来のように一
定の露光面パワーを保って露光を行うのではなく、レー
ザー集光ビームが照射されている位置の光ディスク原盤
上の半径方向の位置、すなわち半径値に応じて露光面パ
ワーを高めることにより、該光ディスク原盤の溝記録領
域全面にわたって溝幅が一定になるようにした。図１に
示す溝幅の測定結果から光ディスクの半径と溝幅との関
係を定性的に把握し、これを露光強度を変えて補償する
のに必要な露光強度の変化を表す所定の曲線、すなわち
光ディスクの半径を変数とする露光強度関数曲線を想定
し、この露光強度関数曲線に近似する関数式によって、
上記の露光面パワーの制御を行うのであるが、ここで
は、露光面パワーＰ（ｒ）を、

【数１】（ｒ：半径値、Ｐ０：基準パワー、Ｃ（ｒ）：
半径値ｒにおける係数） に従って変化させて露光を行うことにより、半径値によ
る露光面パワーの補正を行った。上記Ｃ（ｒ）は、半径
値に応じて露光面パワーが高められ、その結果、該光デ
ィスク原盤の溝記録領域全面にわたって溝幅が一定にな
るように選定される。上記

【数１】では、補正する係数をｒの関数（Ｃ（ｒ））に
してあるが、実際には一次関数を採用し、記録領域を複
数の半径方向の領域に区分し、各区分において一次関数
の定数をそれぞれ定めることにより、露光強度を変えて
補償するのに必要な露光強度の変化を表す所定の曲線に
直線近似させれば内周から外周にわたっての溝幅の均一
性は十分な精度で得られる。実際に今回の実験では上記
区分数を５つとし、各区分における露光面パワーを直線
近似して露光を行った。そのときの露光面パワーの変化
を図２の下のグラフに、またその結果得られた、半径値
に対する溝幅の変動を図２の上のグラフに示してある。
このときの露光面パワーの制御は図２の下方に示す実線
の折れ線グラフにしたがったものであり、基準パワー
（ＰＯ）が３．６５ｍＷである。半径値最小において
３．８ｍｍから半径値３０ｍｍまで一次関数式にしたが
って３．３６３まで減少させ、その後半径値３０ｍｍか
ら緩やかな傾斜の一次関数式にしたがって露光面パワー
を増加させ、半径値３４０ｍｍから急な傾斜の一次関数
式にしたがって露光面パワーを増加させている。その半
径値最大における露光面パワーは３．９６である。基準
露光面パワー３．６５のときに最外周において０．３０
３μｍになるところが、ほぼ３．１５μｍに補正されて
いる。この露光面パワーの増分と溝幅の増分との関係は
ほぼ一定の相関を有する。この図２からわかるように、
露光面パワーの補正を行うことにより、記録領域の最外
周近傍での溝幅の減少はなくなり（図２のグラフの黒塗
りグラフ参照）、記録領域全面にわたってその溝幅の変
動がなくなっていることがわかる。この溝幅の変動幅
は、補正しないもの（（図２のグラフの白抜きグラフ参
照）に比して約１／５〜１／１０になっている。

【００１３】また上記と同様にして、基準パワーＰＯだ
けを変化させて露光面パワーを半径値によって変えたと
きの、半径値に対する溝幅のグラフを図３に示す。図３
は基準パワーを３通りに変更した例を示しているが、個
々の例における溝幅は内外周においてほぼ一定であるこ
とが図３から分かる。このように、基準パワーＰＯを変
えるだけで溝幅を変えることができ、かつ内外周偏差の
ない均一な溝を得ることができる。また、露光面パワー
Ｐ（ｒ）を、

【数２】（ａ，ｂ，ｃ，・・・は定数） に従って変化させて露光を行うことにより、光ディスク
原盤の半径方向において、一層滑らかに露光面パワーを
変化させることができるので、記録領域全面にわたっ
て、均一な溝を形成することができる。以上、溝につい
ては基板上の案内溝（グルーブ）を対象にして説明した
が、ピットについても以上のことが当てはまる。なお、
光ディスク原盤露光装置において、上記のような露光パ
ワーの制御を実現するような制御手段を設けることによ
り、上記光ディスク原盤露光方法を実施するための光デ
ィスク原盤露光装置を実現できることは言うまでもな
い。

【００１４】

【発明の効果】本発明の作用効果は次のとおりである。
光ディスク原盤露光の際、レーザー集光ビームが照射さ
れている位置の光ディスク原盤上の半径方向の位置、す
なわち半径値に応じて露光面パワーを高めて、該光ディ
スク原盤の溝記録領域全面にわたって溝幅が一定になる
ようにしたことにより、半径値に応じて感光の程度が高
められるので、その現像速度が早められ、半径値の大き
い外周部分における現像速度が内周部分に対して遅くな
る分を、これによって補償することができる。したがっ
て、光ディスク原盤の溝記録領域全面にわたって溝幅を
一定にすることができる。また、光ディスク原盤露光の
際、溝記録領域の最外周近傍において露光面パワーを高
めて、光ディスク原盤の溝記録領域全面にわたって溝幅
が一定になるようにしたことにより、記録領域の最外周
近傍において感光の程度が高められるので、その現像速
度が早められ、当該最外周近傍における現像速度が内周
部分に比して遅くなる分を、これによって補償すること
ができる。したがって、光ディスク原盤の溝記録領域全
面にわたって溝幅を一定にすることができる。また、露
光面パワーＰ（ｒ）を、

【数１】（ｒ：半径値、Ｐ０：基準パワー、Ｃ（ｒ）：
半径値ｒにおける係数） に従って変化させて露光を行うことにより、半径値によ
る露光面パワーを基準パワーに所定の係数をかけた形に
したので、該基準パワーを変更するだけで、容易に種々
の溝幅で一定の溝を形成することができる。さらに、露
光面パワーＰ（ｒ）を、

【数２】（ａ，ｂ，ｃ，・・・は定数） に従って変化させて露光を行うことにより、半径値が大
きいほど多項式の高次の項の影響が効いてきて露光面パ
ワーが滑らかに高められ、半径値に応じて露光による感
光の程度が滑らかに高められる。その結果、従来技術に
おける現像速度の遅れを一層正確に補償することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】線速度一定で、露光面パワーを一定に保って露
光を行った場合の、半径値による溝幅の変動のグラフで
ある。

【図２】本発明における露光面パワーの補正を行った後
の、半径値による溝幅の変動のグラフである。

【図３】本発明における露光面パワーの補正を行い、関
数形を一定にして基準パワーＰ０のみを変えて露光を行
ったときの、半径値による溝幅変動のグラフである。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レーザー集光ビームによる線速度一定（Ｃ
   ＬＶ）での光ディスク原盤の露光方法において、 光ディスク原盤露光の際、レーザー集光ビームが照射さ
   れている位置の光ディスク原盤上の半径方向の位置、す
   なわち半径値に応じて露光面パワーを高めることによ
   り、該光ディスク原盤の溝記録領域全面にわたって溝幅
   が一定になるようにしたことを特徴とする光ディスク原
   盤露光方法。
2. 【請求項２】レーザー集光ビームによる線速度一定（Ｃ
   ＬＶ）での光ディスク原盤の露光方法において、 光ディスク原盤露光の際、溝記録領域の最外周近傍にお
   いて露光面パワーを高めることにより、光ディスク原盤
   の溝記録領域全面にわたって溝幅が一定になるようにし
   たことを特徴とする光ディスク原盤露光方法。
3. 【請求項３】上記露光面パワーＰ（ｒ）を、 【数１】 （ｒ：半径値、Ｐ０：基準パワー、Ｃ（ｒ）：半径値ｒ
   における係数）に従って変化させて露光を行うことを特
   徴とする請求項１または請求項２の光ディスク原盤露光
   方法。
4. 【請求項４】上記露光面パワーＰ（ｒ）を、 【数２】 （ａ，ｂ，ｃ，・・・は定数）に従って変化させて露光
   を行うことを特徴とする請求項１または請求項２の光デ
   ィスク原盤露光方法。
5. 【請求項５】請求項１乃至請求項４のいずれかの露光方
   法により光ディスク原盤を露光することを特徴とする光
   ディスク原盤露光装置。