JPH1153752A - 露光方法及びこれを用いた露光装置、ならびに原盤及び光ディスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウォブルを有するグルーブを高精度且つ簡単
な構造で実現する露光方法及び露光装置を提供し、高精
度のウォブルを有するグルーブが形成された原盤及び光
ディスクの提供。 【解決手段】 露光用レーザ５からの出射光を第一のレ
ンズ８を用いてＡＯＭ１ａに導くとともに、このＡＯＭ
１ａに供給される記録信号に基づいて変調し、偏向手段
を用いて偏向し、対物レンズ１５を用い集光して集光ス
ポットを形成し、この集光スポットを光ディスク原盤１
６上に形成されたフォトレジスト膜に照射して上記した
記録信号に基づく記録パターンを露光する露光方法にお
いて、ＡＯＭ１ａを第一のレンズ８により集光される側
の焦点位置から光軸方向にずらした位置に配置して偏向
手段を兼用させ、集光スポットをウォブルさせるととも
に、その包絡線の片側を振幅変調することを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は露光方法及びこれを
用いた露光装置、ならびに原盤及び光ディスクに関し、
さらに詳しくは、原盤上に形成されたフォトレジスト膜
の露光に特徴を有する露光方法及びこれを用いた露光装
置、ならびに原盤及び光ディスクに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、光記録再生装置に供される光記
録媒体の一例である光ディスクは、フォトリソグラフィ
技術を用いて所用の凹凸パターンを形成した光ディスク
原盤を作製し、この光ディスク原盤を用いてスタンパを
作製し、このスタンパを用いたプラスチック成形、いわ
ゆるレプリカとして製造される。光ディスク原盤の製造
工程のうちのフォトリソグラフィ工程では、露光装置を
用いて光ディスク原盤上に形成されたフォトレジスト膜
を所用パターンで露光する露光工程を有する。例えば、
ランドよりも幅が大であるグルーブの潜像を露光する場
合には、感光層としてのフォトレジスト膜が形成された
光ディスク原盤を回転させ、半径方向に僅かにずれた位
置に二つの集光スポットを同時に形成し露光する。そし
て、これら二つの集光スポットの分離幅と光強度とを調
節することにより所望の幅を有するグルーブの潜像が露
光される。また、二つの集光スポットのうちの何れか一
方をウォブルさせることにより、側壁の片方がウォブル
した構造を有するグルーブの潜像が露光される。

【０００３】図４は、音響光学効果光変調器であるＡＯ
Ｍ（Ａｃｏｕｓｔｏ ＯｐｔｉｃＭｏｄｕｌａｔｏｒ）
１ａ，１ｂ及び偏向手段としての音響光学効果光偏向素
子であるＡＯＤ（Ａｃｏｕｓｔｏ Ｏｐｔｉｃ Ｄｅｆ
ｌｅｃｔｏｒ）２を用いた従来の露光装置の一例を示し
た概略構成図であり、図５は露光装置を構成する移動光
学定盤４上に配置された光学系を側面からみた概略光学
系構成図である。露光用の光源である露光用レーザ５か
ら出射されたレーザ光は、第一のビームスプリッタ６に
よりＡＯＭ１ａにより変調するための光路と、ＡＯＭ１
ｂにより変調した後にＡＯＤ２により偏向するための光
路とに分離される。この露光装置でレーザ光を偏向しな
い光路では、露光用レーザ５から出射されたレーザ光は
固定光学定盤３上に設置された第一の反射鏡７で反射さ
れ、第一のレンズ８で集光され、光変調器であるＡＯＭ
１ａで変調される。ＡＯＭ１ａで変調されたレーザ光は
第二のレンズ９で平行光に変換され、第二のビームスプ
リッタ１０で反射され、１／２波長板１１を透過して移
動光学定盤４上の偏光ビームスプリッタ１２及び１／４
波長板１３を透過し、第四のレンズ１４及び対物レンズ
１５を介して集光され、光ディスク原盤１６上に形成さ
れたフォトレジスト膜を露光する。なお、１／２波長板
１１は偏光ビームスプリッタ１２での消光を防ぐため
に、また１／４波長板１３は光源側への戻り光を防ぐた
めに設けられている。

【０００４】この露光装置でレーザ光を偏向する光路で
は、露光用レーザ５から出射されたレーザ光は、固定光
学定盤３上に設置された第一のビームスプリッタ６で反
射され、第五のレンズ１７で集光され、ＡＯＭ１ｂで変
調される。変調された後のレーザ光は第六のレンズ１８
で平行光に変換され、第二の反射鏡１９で反射され、移
動光学定盤４上の光偏向器であるＡＯＤ２で偏向された
後、第三の反射鏡２０及び偏光ビームスプリッタ１２で
反射され、図５に示したように、ＡＯＤ２で偏向（ウォ
ブリング）されたレーザ光は第四のレンズ１４で集光さ
れた後に第四の反射鏡２１により光ディスク原盤１６の
ある側に反射され、対物レンズ１５により光ディスク原
盤１６上に形成されたフォトレジスト膜を露光する。ま
た、第二のビームスプリッタ１０ではＡＯＭ１ｂで変調
され、光ディスク原盤１６のフォトレジスト膜表面で反
射したレーザ光の一部がＣＣＤ２２に導かれてモニタさ
れる。

【０００５】上記した事例の露光装置を用いた露光工程
において、ランドよりも幅が大であるグルーブの潜像を
露光する場合は、感光層としてのフォトレジスト膜が形
成された光ディスク原盤を回転させ、図４に示した露光
装置における第一のビームスプリッタ６で分離された二
つのレーザ光を僅かに入射角をずらして対物レンズ１５
に入射させて二つの集光スポットを形成し、この二つの
集光スポットを半径方向に僅かにずらす露光が行われ
る。この僅かにずれた位置に二つの集光スポットを同時
に形成する手段としては、図５に示したように、分離し
たレーザ光の一方を集光する前段階で光偏向素子である
ＡＯＤ２に入射させる。ＡＯＤ２に供給される超音波の
周波数を変化させるとＡＯＤ２でレーザ光の回折角、即
ち回折光の偏向方向が変化する。レーザ光が偏向する
と、そのレーザ光を集光した点での集光スポットの位置
が変化する。この偏向を繰り返しながら光ディスク原盤
１６を回転させて露光することにより、集光スポットの
一方がウォブルし、側壁の片方がウォブルした構造を有
するグルーブの潜像が露光される。

【０００６】図６は製造された光ディスク２２の概略斜
視図であり、図７はこの光ディスク２２の一例であるＲ
ＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）型
の光ディスク２２の信号面２４を拡大した概略拡大斜視
図である。図６に示したように、光ディスク２２は光学
的に透明なプラスチック等で構成されたディスク基板２
３の少なくとも一方の主面に信号面２４が形成されてい
る。この信号面２４は、図７に示したように、連続した
溝状のグルーブ２４ａまたはピット列が、例えば１〜２
μｍの一定なトラックピッチでスパイラル状に形成され
ている。ＲＡＭ型の光ディスク２２では、信号面２４に
おける凹凸の一方のランド２４ｂを記録エリアとし、グ
ルーブ２４ａをトラッキングサーボ用とするのが一般的
である。信号面２４には、何れも図示を省略する相変化
膜または磁性膜で構成された記録層、光反射膜及び保護
膜が形成されている。このような光ディスク２２に対す
るデータの書き込みまたは読み出しは、光ディスク２２
を回転させながら信号面２４の反対面である読み取り面
２５側から光学ピックアップ装置（図示せず）からのレ
ーザ光を照射することにより行われる。ＲＡＭ型の光デ
ィスク２２では、このレーザ光により上記したランド２
４ｂに形成された記録層に光学的にデータが書き込ま
れ、上記した光反射膜からの反射光によって記録層に書
き込まれたデータが読み出される。そして、レーザ光が
常に所定のトラックを追従するように、例えばグルーブ
２４ａからの反射光からトラッキングエラー信号を検出
し、これに基づいたトラッキングサーボが行われる。従
って、光ディスク２２の信号面２４において、凹凸形状
を形成するグルーブ２４ａ及びランド２４ｂの形状は記
録媒体としての光ディスク２２の性能を左右するため、
光ディスク原盤１６からディスク基板２３に高精度に転
写することが要求される。

【０００７】以下、光ディスク原盤１６から光ディスク
２２を作製するまでの工程順について、概略工程説明図
である図８（ａ）〜（ｃ）及び図８（ｃ）に続く図９
（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。なお、図９（ａ）
は光ディスク原盤１６に形成されたグルーブ２４ａ及び
ランド２４ｂの部分を拡大した概略拡大斜視図であり、
図９（ｂ）は光ディスク原盤１６に形成されたグルーブ
２４ａ及びランド２４ｂの部分の概略断面図であり、図
９（ｃ）は光ディスク原盤１６から転写したディスク基
板２３の概略断面図である。

【０００８】先ず、図８（ａ）に示したように、光ディ
スク原盤１６の表面を十分平坦に研磨した後、これを十
分に洗浄する。

【０００９】次に、図８（ｂ）に示したように、光ディ
スク原盤１６上に、例えば露光処理によりアルカリ可溶
性に変化するフォトレジスト膜２６をほぼ０．１μｍの
厚さに塗布する。一般的に、この塗布工程は回転塗布法
により行われる。

【００１０】次に、図８（ｃ）に示したように、露光光
学系における対物レンズ１５により形成された二つの集
光スポットをフォトレジスト膜２６に集光して露光す
る。このとき、光ディスク原盤１６を回転させながらレ
ーザ光を一回転あたり所定のトラックピッチで半径方向
に移動させることにより、図１０に示したように、フォ
トレジスト膜２６にスパイラル状のグルーブ２４ａの潜
像２７、または、このときレーザ光を断続的に照射して
フォトレジスト膜２６にピット列の潜像２７を形成す
る。

【００１１】次に、フォトレジスト膜２６上に形成され
た潜像２７を、例えばアルカリ性現像液で現像すること
により露光部、即ち、フォトレジスト膜２６の感光部分
を除去すれば、図９（ａ）に示したように、フォトレジ
スト膜２６に連続溝であるグルーブ２４ａとランド２４
ｂとが半径方向に交互に形成された光ディスク原盤１６
が作製される。

【００１２】次に、図９（ｂ）に示したように、現像処
理されてフォトレジスト膜２６にグルーブ２４ａとラン
ド２４ｂとが形成された光ディスク原盤１６上にニッケ
ルメッキ等を施してスタンパ前駆体２８ａを形成する。
そしてこのスタンパ前駆体２８ａを剥がすことによりフ
ォトレジスト膜２６のグルーブ２４ａ及びランド２４ｂ
を転写したスタンパ２８が作製される。

【００１３】次に、図９（ｃ）に示したように、スタン
パ２８の凹凸形状を射出成型法等により光ディスク２２
の基板材料であるプラスチック材料に転写してグルーブ
２４ａ及びランド２４ｂが形成されたレプリカとしての
ディスク基板２３を作製する。そして、ディスク基板２
３の作製後に、このディスク基板２３のグルーブ２４ａ
及びランド２４ｂが形成された凹凸面上、即ち信号面２
４上に記録膜、反射膜及び保護膜を形成すれば、記録媒
体としての光ディスク２２の作製が完了する。

【００１４】しかしながら、レーザ光を集光して感光層
であるフォトレジスト膜２６を露光する露光工程におい
て、空気に揺らぎがあるとレーザ光の光軸が揺れて二つ
の集光スポットがランダムに位置ずれを起こして二つの
集光スポットの間隔が乱れるため、グルーブ２４ａの幅
が不均一に形成される虞があった。例えばグルーブ２４
ａの片側に形成されたウォブルの振幅変調からアドレス
信号を検出する場合には、このグルーブ２４ａの振幅の
不均一が読み出すアドレス信号のノイズとなる。また、
二つの集光スポットを高精度に所望の間隔で位置決めす
るのは非常に困難であり、例えば図４に示したような露
光装置において構成される露光光学系を再構築して再現
性を図ることも非常に困難であった。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、グル
ーブの片側側壁に形成するウォブルを高精度且つ簡単な
構造で実現する露光方法及び露光装置を提供し、これら
を用いて高精度の片側ウォブルを有するグルーブが形成
された原盤及び光ディスクを提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の露光方法では、光源からの出射光をレンズ
を用いて音響光学効果光変調器に導くとともに、この音
響光学効果光変調器に供給される記録信号に基づいて変
調し、変調された出射光を偏向手段を用いて偏向し、偏
向された出射光を対物レンズを用い集光して集光スポッ
トを形成し、この集光スポットを光ディスク原盤等の原
盤上に形成されたフォトレジスト膜に照射して上記した
記録信号に基づく記録パターンを露光する露光方法にお
いて、音響光学効果光変調器を、光源からの出射光がレ
ンズにより集光される側の焦点位置から光軸方向にずら
した位置に配置して偏向手段を兼用させ、集光スポット
をウォブルさせるとともに、その包絡線の片側を振幅変
調することを特徴とする。また、この露光方法により作
製された原盤と、この原盤を用いて作製された光ディス
クを特徴とする。

【００１７】本発明の露光装置では、少なくとも光源
と、この光源からの出射光を供給される記録信号に基づ
いて変調する音響光学効果光変調器に導くレンズと、変
調された出射光を偏向する偏向手段とを有し、偏向され
た出射光を対物レンズを用い集光して集光スポットを形
成し、この集光スポットを光ディスク原盤等の原盤上に
形成されたフォトレジスト膜に照射して上記した記録信
号に基づく記録パターンを露光する露光装置において、
音響光学効果光変調器を、光源からの出射光がレンズに
より集光される側の焦点位置から光軸方向にずらした位
置に配置して偏向手段を兼用し、集光スポットをウォブ
ルさせるとともに、その包絡線の片側を振幅変調するこ
とを特徴とする。また、この露光装置により作製された
原盤と、この原盤を用いて作製された光ディスクを特徴
とする。

【００１８】上述した手段によれば、従来のように二つ
の集光スポットを用いることなく振幅変調したウォブル
を有するグルーブを一つの集光スポットで露光すること
ができ、空気の揺らぎに影響されない高精度の振幅変調
したウォブル形状を有するグルーブを露光する露光方法
及び露光装置が提供できる。従って、この露光装置を用
いれば、高精度の振幅変調したウォブル形状を有するグ
ルーブを形成した光ディスク原盤等の原盤が提供でき、
さらに、この原盤を用いれば、高精度の振幅変調したウ
ォブル形状を有するグルーブを形成した光ディスクを提
供することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明は、光源からの出射光を集
光した集光スポットを原盤上に形成されたフォトレジス
ト膜に照射して所用パターンを露光する露光方法及びこ
れを用いた露光装置、ならびに原盤及び光ディスクに適
用することができる。以下、光記録媒体の一例であるＲ
ＡＭ型の光ディスクに本発明を適用した実施の形態例に
ついて、図１〜図３を参照して説明する。なお、図中の
構成要素で従来の技術と同様の構造を成しているものに
ついては、同一の参照符号を付すものとする。

【００２０】図１は露光装置の概略構成図であり、図２
は図１におけるＡ部の概略拡大図である。本発明の露光
装置は、従来の技術において参照した図４の露光装置に
おける第一のビームスプリッタ６、第五のレンズ１７、
ＡＯＭ１ｂ、第六のレンズ１８、第二の反射鏡１９、Ａ
ＯＤ２、第三の反射鏡２０及び偏光ビームスプリッタ１
２等で構成された光学系が省略されている。

【００２１】即ち、光のスイッチングに用いられるＡＯ
Ｍ１ａは光偏向用として兼用することができる。このＡ
ＯＭ１ａの設置位置を、図２に示したように、レーザ光
を集光する第一のレンズ８の焦点位置から光軸方向に僅
かにずらして配置することにより、レーザ光の高速変調
特性を維持しつつレーザ光を高速偏向することができる
（図２ではＡＯＭ１ａを第二のレンズ９側にずらしてい
る）。ＡＯＭ１ａに供給する超音波の周波数を変化させ
るとＡＯＭ１ａでレーザ光の回折角、即ち偏向方向が変
化する。レーザ光が偏向すると、露光装置の移動光学定
盤４に設置された対物レンズ１５により集光される集光
スポットは半径方向の位置が変化する。この偏向の繰り
返し速度を大きくすると、集光スポットの軌跡を説明す
る概略説明図である図３に示したように、集光スポット
が図中の矢印で示したような軌跡で移動し、フォトレジ
スト膜を露光してグルーブ２４ａの潜像２７を露光する
こととなる。即ち、所望する片側のウォブルを有するグ
ルーブ２４ａの形状が形成されるようにレーザ光をＡＯ
Ｍ１ａで偏向すれば空気の揺らぎ等によるノイズ成分が
低減され、レーザ光の偏向幅のみによってグルーブ２４
ａの幅が決定されたグルーブ２４ａの片側を振幅変調し
た潜像２７を露光することができる。

【００２２】上記した事例の露光装置を用いれば、高精
度の片側を振幅変調したグルーブ２４ａが形成された光
ディスク原盤１６が作製され、さらに、この光ディスク
原盤１６を用いれば、高精度の片側を振幅変調したグル
ーブ２４ａが形成された光ディスク２２を作製すること
ができる。

【００２３】本発明は上記した実施の形態例に限定され
るものではなく、その均等の範囲で種々の変形が可能で
ある。例えば、図３に示した事例では片側ウォブルで幅
が大であるグルーブ２４ａの潜像２７の露光について示
したが、両側ウォブルで幅が大であるグルーブ２４ａの
潜像２７であっても良いし、ウォブルのない幅が大であ
るグルーブ２４ａの潜像２７であっても良い。また、本
実施の形態例ではグルーブ２４ａの潜像２７を露光する
事例について示したが、ピット（露光を断続的に行うこ
とにより形成される凹部）の列をウォブルした構造を露
光する場合においても適用することができる。

【００２４】

【発明の効果】本発明の露光方法及びこれを用いた露光
装置によれば、空気の揺らぎに影響されない振幅変調し
たウォブルを有するグルーブを一つの集光スポットで形
成することができる。従って、この露光装置を用いて制
作された本発明の原盤には、高精度の振幅変調したウォ
ブル形状を有するグルーブを形成することができ、さら
に、この原盤を用いて作製された光ディスクには、高精
度の振幅変調したウォブルを形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の露光装置の概略構成図である。

【図２】 図１におけるＡ部の概略拡大図である。

【図３】 本発明の集光スポットの軌跡を説明する概略
説明図である。

【図４】 従来の露光装置の概略構成図である。

【図５】 従来の露光装置を構成する移動光学定盤上に
配置された光学系の概略光学系構成図である。

【図６】 光ディスクの概略斜視図である。

【図７】 ＲＡＭ型の光ディスク信号面を拡大した概略
拡大斜視図である。

【図８】 （ａ）〜（ｃ）は、従来の光ディスク原盤か
ら光ディスクを作製するまでの工程順を説明する概略工
程説明図である。

【図９】 図８（ｃ）に続いて光ディスク原盤から光デ
ィスクを作製するまでの工程順を説明するものであり、
（ａ）は光ディスク原盤に形成されたグルーブ及びラン
ドの部分を拡大した概略拡大斜視図であり、（ｂ）は光
ディスク原盤に形成されたグルーブ及びランドの部分の
概略断面図であり、（ｃ）は光ディスク原盤から転写し
たディスク基板の概略断面図である。

【図１０】 従来の集光スポットの軌跡を説明する概略
説明図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ…ＡＯＭ、２…ＡＯＤ、３…固定光学定盤、
４…移動光学定盤、５…露光用レーザ、６…第一のビー
ムスプリッタ、７…第一の反射鏡、８…第一のレンズ、
９…第二のレンズ、１０…第二のビームスプリッタ、１
１…１／２波長板、１２…偏光ビームスプリッタ、１３
…１／４波長板、１４…第四のレンズ、１５…対物レン
ズ、１６…光ディスク原盤、１７…第五のレンズ、１８
…第六のレンズ、１９…第二の反射鏡、２０…第三の反
射鏡、２１…第四の反射鏡、２２…光ディスク、２３…
ディスク基板、２４…信号面、２４ａ…グルーブ、２４
ｂ…ランド、２５…読み取り面、２６…フォトレジスト
膜、２７…潜像、２８…スタンパ、２８ａ…スタンパ前
駆体

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源からの出射光を、レンズを用いて音
   響光学効果光変調器に導くとともに前記音響光学効果光
   変調器に供給される記録信号に基づいて変調し、 前記音響光学効果光変調器により変調された前記出射光
   を偏向手段を用いて偏向し、 前記偏向手段により偏向された前記出射光を、対物レン
   ズを用い集光して集光スポットを形成し、 前記集光スポットを、原盤上に形成されたフォトレジス
   ト膜に照射して前記記録信号に基づく記録パターンを露
   光する露光方法において、 前記音響光学効果光変調器を、前記出射光が前記レンズ
   により集光される側の焦点位置から光軸方向にずらした
   位置に配置して前記偏向手段を兼用させ、 前記集光スポットをウォブルさせるとともに、その包絡
   線の片側を振幅変調することを特徴とする露光方法。
2. 【請求項２】 前記原盤が光ディスク原盤であることを
   特徴とする請求項１に記載の露光方法。
3. 【請求項３】 請求項１の露光方法により作製されたこ
   とを特徴とする原盤。
4. 【請求項４】 請求項１の露光方法により作製された原
   盤を用いて作製されたことを特徴とする光ディスク。
5. 【請求項５】 少なくとも光源と、 前記光源からの出射光を、供給される記録信号に基づい
   て変調する音響光学効果光変調器に導くレンズと、 前記音響光学効果光変調器により変調された前記出射光
   を偏向する偏向手段とを有し、 前記偏向手段により偏向された前記出射光を、対物レン
   ズを用い集光して集光スポットを形成し、 前記集光スポットを、原盤上に形成されたフォトレジス
   ト膜に照射して前記記録信号に基づく記録パターンを露
   光する露光装置において、 前記音響光学効果光変調器を、前記出射光が前記レンズ
   により集光される側の焦点位置から光軸方向にずらした
   位置に配置して前記偏向手段を兼用させ、 前記集光スポットをウォブルさせるとともに、その包絡
   線の片側を振幅変調することを特徴とする露光装置。
6. 【請求項６】 前記原盤が光ディスク原盤であることを
   特徴とする請求項５に記載の露光装置。
7. 【請求項７】 請求項５の露光装置により作製されたこ
   とを特徴とする原盤。
8. 【請求項８】 請求項５の露光装置により作製された原
   盤を用いて作製されたことを特徴とする光ディスク。