JPWO2004064057A1 - 光ディスク製造用原盤の作製方法及び光ディスクの製造方法 - Google Patents
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Abstract
基板上に形成された無機レジスト層に対して、光ディスクに形成される情報凹凸パターンの情報信号に対応する情報信号によって変調された記録用レーザ光を照射して、前記光ディスクの前記情報凹凸パターンに対応する露光パターンを形成する露光工程と、その後前記無機レジスト層に対し、現像処理を行って、前記無機レジスト層による前記情報凹凸パターンに対応する凹凸パターンを形成する現像工程とを有する原盤作成方法において、適正な凹凸パターンを有する原盤作製を可能にするため、前記露光工程において、前記レジスト層の非記録領域に試し露光を行った後、該露光部分に評価用レーザ光を照射し、その反射光から前記レジスト層の記録信号特性の評価を行い、その評価結果に基いて、後に行う記録用レーザ光の最適なフォーカス位置を決定する。
Description
本発明は、光ディスクの製造において、トラッキング用、アドレス用等のグルーブや、データ記録のピット等の凹凸パターンを有する光ディスク基板を、例えば射出成型、２Ｐ（Ｐｈｏｔｏ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）法によって形成するスタンパを転写作製するための光ディスク製造用原盤の作製方法及び光ディスクの製造方法に関し、特にその原盤作製時の露光フォーカス調整によって優れた光ディスクを得る原盤と、これによって優れた特性の光ディスクを製造することができるようにする。
近年、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）などの光ディスクは記録媒体として幅広い分野で使用されるようになった。
この光ディスクは、ポリカーボネート等の光学的に透明な光ディスク基板上に各種情報信号例えばアドレス信号、トラッキング信号を得るグルーブ、データ情報信号の記録部としてのピット等の微細な情報凹凸パターンが形成され、この上にアルミニウム等の金属薄膜からなる反射膜が形成され、更にその反射膜上に保護膜が形成された構造を有する。
この光ディスクは、図６Ａ〜図６Ｊに示すような製造工程を経て製造される（例えば特開２００１−１９５７９１号公報、段落［０００２］〜［０００６］参照）。
まず、表面が平滑化されたガラス基板９０を用意し（図６Ａ）、このガラス基板９０の上に、感光性のフォトレジスト（有機レジスト）からなるレジスト層９１を均一に形成してレジスト基板９２を構成する（図６Ｂ）。
ついで、記録用レーザ光をレジスト基板９２のレジスト層９１上で基板９０の内周部から外周部、あるいは外周部から内周部にかけて例えばらせん状に相対的に走査させながら、情報信号パターンに対応させてオンオフ制御した記録用レーザ光を照射してレジスト層９１に、最終的に得る光ディスク基板の情報凹凸パターンに対応するパターン露光すなわち感光を行った露光原盤９３を形成する（図６Ｃ）。
次に、レジスト層９１を現像することによって所定の凹凸パターンが形成された原盤９４を得る（図６Ｄ）。
次に、電鋳法によって原盤９４の凹凸パターン面上に金属ニッケルメッキ層９３を形成する（図６Ｅ）。このメッキ層９５を原盤９４から剥離し、所定の加工を施し、原盤９４の凹凸パターンが転写された成型用スタンパ９６を得る（図６Ｆ）。
この成型用スタンパ９６を用いて射出成型（図６Ｇ）を行って熱可塑性樹脂のポリカーボネートによる樹脂製の光ディスク基板９７を成形する（図６Ｈ）。
ついで、この光ディスク基板９７の凹凸面にＡｌ合金の反射膜９８（図６Ｉ）と保護膜９９とを成膜することにより光ディスク２００を得る（図６Ｊ）。
このようにして製造された光ディスクは品質検査された後に製品となるが、この品質項目の１つとしてジッタ値（Ｊｉｔｔｅｒ）がある。ジッタ値は、信号再生したときのＲＦ信号の時間軸方向の変動を示すものであり、光ディスクの再生信号の品質の指標となる重要項目である。
更に、ジッタ値は光ディスクに形成される凹凸パターンのうち、凹部（ピット）の寸法変動の影響を受けるため、最近の光ディスクの高容量化に伴って凹凸パターンが微細化される状況においては、より重要な管理項目となってきている。
したがって、このピットの寸法形状を決定する露光原盤作製時の露光スポットの寸法形状の調整は需要となる。しかしながら、この露光スポットの良否の判定には、個人差が生じるため、露光時の露光フォーカス調整にばらつきが生じ、これが最終製品の光ディスクの信号特性にばらつきが生じる一因となっていた。
また、このフォーカス調整は、後述するように、反射光を共焦点で観察するための長い光学系やＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）カメラが必要となるため、露光装置の光学系の構成が複雑になっていた。
また、ジッタ値は、信号再生したときのＲＦ信号パターンから求められることから、露光後のレジスト層の潜像からそれを測定することは困難であることから、前記製造工程を経て後の最終製品の段階（図６Ｊ）の光ディスクについてしか、その測定ができなかった。
そのため、露光フォーカス位置の調整が不良であった場合には、それまでの一連の労力、製造時間、製品が無駄となってしまっていた。
このように、露光工程の製造条件起因の不良が発生した場合にはその損失は極めて大きい。
また、上述の最終工程後に判明したジッタ値の測定結果を製造工程へフィードバックするという方法をとらざるを得ないため、製造条件の素早い修正もできなかった。
特に、露光工程における製造条件の修正に関して、そのロットが露光工程を通過した時点から、そのロットの最終工程からのフィードバック情報に基いて修正された露光条件が反映される時点までには長時間を要していた。したがって、露光工程の製造条件に起因する不良品が発生した場合には、不良原因の究明にも長時間を要することになり、製造条件の修正に反映させるまでに、更に多大な時間を要し、全体の生産性を阻害、歩留まりの低下をきたす事にもなっていた。
以上のことから、光ディスクの情報凹凸パターン、特にピットの寸法変動をできるだけ抑制すべく上述の製造工程において、各工程の適正製造条件が設定され、ジッタ値が或る一定の範囲内に収まるように管理されている。
特に、上述した露光工程は、ピット形成に重大な影響を及ぼす工程であり、その中でも特に記録用レーザ光の焦点をレジスト基板のレジスト層表面に合わせて露光を施す必要があるため、露光装置の対物レンズとレジスト基板のレジスト層表面との距離（以下、露光フォーカス位置と称する）を一定に保つ厳格な管理が要求されている。
通常、この露光工程におけるフォーカス位置の調整は、レジスト基板の位置（高さ）は固定とし、レジスト基板からの反射光を対物レンズの焦点と共焦点となるような位置で目視観察し、そのスポット形状が最も良くなるようにフォーカス調整を行うフォーカスアクチュエータを操作して対物レンズのレジスト基板のレジスト表面からの高さ位置について調整する方法が行われている。
この光ディスクは、ポリカーボネート等の光学的に透明な光ディスク基板上に各種情報信号例えばアドレス信号、トラッキング信号を得るグルーブ、データ情報信号の記録部としてのピット等の微細な情報凹凸パターンが形成され、この上にアルミニウム等の金属薄膜からなる反射膜が形成され、更にその反射膜上に保護膜が形成された構造を有する。
この光ディスクは、図６Ａ〜図６Ｊに示すような製造工程を経て製造される（例えば特開２００１−１９５７９１号公報、段落［０００２］〜［０００６］参照）。
まず、表面が平滑化されたガラス基板９０を用意し（図６Ａ）、このガラス基板９０の上に、感光性のフォトレジスト（有機レジスト）からなるレジスト層９１を均一に形成してレジスト基板９２を構成する（図６Ｂ）。
ついで、記録用レーザ光をレジスト基板９２のレジスト層９１上で基板９０の内周部から外周部、あるいは外周部から内周部にかけて例えばらせん状に相対的に走査させながら、情報信号パターンに対応させてオンオフ制御した記録用レーザ光を照射してレジスト層９１に、最終的に得る光ディスク基板の情報凹凸パターンに対応するパターン露光すなわち感光を行った露光原盤９３を形成する（図６Ｃ）。
次に、レジスト層９１を現像することによって所定の凹凸パターンが形成された原盤９４を得る（図６Ｄ）。
次に、電鋳法によって原盤９４の凹凸パターン面上に金属ニッケルメッキ層９３を形成する（図６Ｅ）。このメッキ層９５を原盤９４から剥離し、所定の加工を施し、原盤９４の凹凸パターンが転写された成型用スタンパ９６を得る（図６Ｆ）。
この成型用スタンパ９６を用いて射出成型（図６Ｇ）を行って熱可塑性樹脂のポリカーボネートによる樹脂製の光ディスク基板９７を成形する（図６Ｈ）。
ついで、この光ディスク基板９７の凹凸面にＡｌ合金の反射膜９８（図６Ｉ）と保護膜９９とを成膜することにより光ディスク２００を得る（図６Ｊ）。
このようにして製造された光ディスクは品質検査された後に製品となるが、この品質項目の１つとしてジッタ値（Ｊｉｔｔｅｒ）がある。ジッタ値は、信号再生したときのＲＦ信号の時間軸方向の変動を示すものであり、光ディスクの再生信号の品質の指標となる重要項目である。
更に、ジッタ値は光ディスクに形成される凹凸パターンのうち、凹部（ピット）の寸法変動の影響を受けるため、最近の光ディスクの高容量化に伴って凹凸パターンが微細化される状況においては、より重要な管理項目となってきている。
したがって、このピットの寸法形状を決定する露光原盤作製時の露光スポットの寸法形状の調整は需要となる。しかしながら、この露光スポットの良否の判定には、個人差が生じるため、露光時の露光フォーカス調整にばらつきが生じ、これが最終製品の光ディスクの信号特性にばらつきが生じる一因となっていた。
また、このフォーカス調整は、後述するように、反射光を共焦点で観察するための長い光学系やＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）カメラが必要となるため、露光装置の光学系の構成が複雑になっていた。
また、ジッタ値は、信号再生したときのＲＦ信号パターンから求められることから、露光後のレジスト層の潜像からそれを測定することは困難であることから、前記製造工程を経て後の最終製品の段階（図６Ｊ）の光ディスクについてしか、その測定ができなかった。
そのため、露光フォーカス位置の調整が不良であった場合には、それまでの一連の労力、製造時間、製品が無駄となってしまっていた。
このように、露光工程の製造条件起因の不良が発生した場合にはその損失は極めて大きい。
また、上述の最終工程後に判明したジッタ値の測定結果を製造工程へフィードバックするという方法をとらざるを得ないため、製造条件の素早い修正もできなかった。
特に、露光工程における製造条件の修正に関して、そのロットが露光工程を通過した時点から、そのロットの最終工程からのフィードバック情報に基いて修正された露光条件が反映される時点までには長時間を要していた。したがって、露光工程の製造条件に起因する不良品が発生した場合には、不良原因の究明にも長時間を要することになり、製造条件の修正に反映させるまでに、更に多大な時間を要し、全体の生産性を阻害、歩留まりの低下をきたす事にもなっていた。
以上のことから、光ディスクの情報凹凸パターン、特にピットの寸法変動をできるだけ抑制すべく上述の製造工程において、各工程の適正製造条件が設定され、ジッタ値が或る一定の範囲内に収まるように管理されている。
特に、上述した露光工程は、ピット形成に重大な影響を及ぼす工程であり、その中でも特に記録用レーザ光の焦点をレジスト基板のレジスト層表面に合わせて露光を施す必要があるため、露光装置の対物レンズとレジスト基板のレジスト層表面との距離（以下、露光フォーカス位置と称する）を一定に保つ厳格な管理が要求されている。
通常、この露光工程におけるフォーカス位置の調整は、レジスト基板の位置（高さ）は固定とし、レジスト基板からの反射光を対物レンズの焦点と共焦点となるような位置で目視観察し、そのスポット形状が最も良くなるようにフォーカス調整を行うフォーカスアクチュエータを操作して対物レンズのレジスト基板のレジスト表面からの高さ位置について調整する方法が行われている。
本発明は、露光工程においてレジスト上の露光部分の記録信号特性から光ディスクの記録信号特性（ジッタ値）を予測評価し、その評価結果に基いて露光フォーカス位置を適正に調整することができるようにして、上述した諸問題の解決を図ることができるようにした光ディスク製造用原盤の作製方法及び光ディスクの製造方法を提供する。
すなわち、本発明者らは、無機レジスト材料からなるレジスト層をレーザ光などで露光してこのレジスト層を化学的に状態変化させる露光方法によるとき、この露光による無機レジスト材料の化学的な状態変化に対応して光の反射率（反射光量）が変化する現象を利用し、それによる回折現象に着目し鋭意検討を行った結果、本発明を見出すに至ったものである。
本発明による光ディスク製造用原盤の作製方法においては、基板上に形成された無機レジスト層に対して、前記光ディスクに形成される情報凹凸パターンの情報信号に対応する情報信号によって変調された記録用レーザ光を照射して、前記光ディスクの前記情報凹凸パターンに対応する露光パターンを形成する露光工程と、その後前記無機レジスト層に対し、現像処理を行って、前記無機レジスト層による前記情報凹凸パターンに対応する凹凸パターンを形成する現像工程とを有し、前記露光工程において、前記レジスト層の非記録領域に試し露光を行って後、該露光部分に評価用レーザ光を照射し、その反射光から前記レジスト層の記録信号特性の評価を行い、その評価結果に基いて、後に行う記録用レーザ光の最適なフォーカス位置を決定する露光フォーカス位置調整を行うことを特徴とする。
また、本発明による光ディスクの製造方法は、光ディスク製造用原盤の作製工程と、前記原盤から光ディスク製造用のスタンパを転写作製するスタンパ作製工程と、前記スタンパによって光ディスク基板を転写製造する光ディスクの作成工程と、該光ディスク基板上における反射膜の成膜工程と、保護膜の成膜工程とを有し、前記原盤の作製工程は、基板上に形成された無機レジスト層に対して、前記光ディスクに形成される情報凹凸パターンの情報信号に対応する情報信号によって変調された記録用レーザ光を照射して、前記光ディスクの前記情報凹凸パターンに対応する露光パターンを形成する露光工程と、その後前記無機レジスト層に対し、現像処理を行って、前記無機レジスト層による前記情報凹凸パターンに対応する凹凸パターンを形成する現像工程とを有し、前記露光工程において、前記レジスト層の非記録領域に試し露光を行って後、該露光部分に評価用レーザ光を照射し、その反射光から前記レジスト層の記録信号特性の評価を行い、その評価結果に基いて、後に行う記録用レーザ光の最適なフォーカス位置を決定する露光フォーカス位置調整を行うことを特徴とする。
また、本発明は、上述した光ディスク製造用原盤の作製方法及び光ディスクの製造方法において、その無機レジスト層が遷移金属の不完全酸化物を含んだレジスト層とすることを特徴とする。
また本発明は、上述した光ディスク製造用原盤の作製方法及び光ディスクの製造方法において、前記評価用レーザ光の照射領域が、前記記録用レーザ光の照射領域以外の領域とされたことを特徴とする。
上述した本発明方法によれば、露光工程の段階で、露光処理前の試し露光の露光部分の記録信号特性を測定するものであり、この測定結果に基いて、その露光条件による最終製品の良否が判定できる。したがって、この結果から直ちに記録用の露光予定領域に対して適正な露光フォーカス位置を設定することが可能となる。
ここで、レジスト層の記録信号特性の評価とは、光ディスク用露光原盤の記録信号特性、すなわち高周波（ＲＦ）信号パターンのジッタ値と露光フォーカス位置との関係を評価することであり、ジッタ値が最小となる露光フォーカス位置を選択することが望ましいものである。これは、レジスト層の記録信号特性が、光ディスクの記録信号特性（ジッタ値）と対応する関係にあることに因る。
また、光ディスク用露光原盤のＲＦ信号パターンに関して、露光部分の反射光の回折の程度を表す変調度も光ディスクの記録信号特性（ジッタ値）と相関があるため、その変調度が最大となる露光フォーカス位置を選択するようにしても良い。
尚、従来の感光性レジスト材料である有機レジスト材料を用いたレジスト基板に露光して信号の記録を行う場合では、レジスト層の露光ありの領域と露光なしの領域との間で反射光量に差異は生じないため、本発明を適用することはできず、露光段階ではどのような信号が記録されているか確認できない。
また、その試し露光を、記録用レーザ光の照射領域以外の領域とすることによって、露光工程の露光処理直前の段階で光ディスクの品質に影響を与えない領域において、その露光フォーカス位置条件による最終製品の良否が判定できることから、判定結果がＮＧ（Ｎｏ Ｇｏｏｄ）の場合でも直ちにやり直し評価を行うことができ、露光フォーカス位置の修正が可能となる。
したがって、本発明によれば、適正な露光パターンの形成、ひいては適正な凹凸パターンを有する光ディスク製造用原盤を作製することができ、これによってジッタが改善された光ディスクを効率よく製造することができるものである。
すなわち、本発明者らは、無機レジスト材料からなるレジスト層をレーザ光などで露光してこのレジスト層を化学的に状態変化させる露光方法によるとき、この露光による無機レジスト材料の化学的な状態変化に対応して光の反射率（反射光量）が変化する現象を利用し、それによる回折現象に着目し鋭意検討を行った結果、本発明を見出すに至ったものである。
本発明による光ディスク製造用原盤の作製方法においては、基板上に形成された無機レジスト層に対して、前記光ディスクに形成される情報凹凸パターンの情報信号に対応する情報信号によって変調された記録用レーザ光を照射して、前記光ディスクの前記情報凹凸パターンに対応する露光パターンを形成する露光工程と、その後前記無機レジスト層に対し、現像処理を行って、前記無機レジスト層による前記情報凹凸パターンに対応する凹凸パターンを形成する現像工程とを有し、前記露光工程において、前記レジスト層の非記録領域に試し露光を行って後、該露光部分に評価用レーザ光を照射し、その反射光から前記レジスト層の記録信号特性の評価を行い、その評価結果に基いて、後に行う記録用レーザ光の最適なフォーカス位置を決定する露光フォーカス位置調整を行うことを特徴とする。
また、本発明による光ディスクの製造方法は、光ディスク製造用原盤の作製工程と、前記原盤から光ディスク製造用のスタンパを転写作製するスタンパ作製工程と、前記スタンパによって光ディスク基板を転写製造する光ディスクの作成工程と、該光ディスク基板上における反射膜の成膜工程と、保護膜の成膜工程とを有し、前記原盤の作製工程は、基板上に形成された無機レジスト層に対して、前記光ディスクに形成される情報凹凸パターンの情報信号に対応する情報信号によって変調された記録用レーザ光を照射して、前記光ディスクの前記情報凹凸パターンに対応する露光パターンを形成する露光工程と、その後前記無機レジスト層に対し、現像処理を行って、前記無機レジスト層による前記情報凹凸パターンに対応する凹凸パターンを形成する現像工程とを有し、前記露光工程において、前記レジスト層の非記録領域に試し露光を行って後、該露光部分に評価用レーザ光を照射し、その反射光から前記レジスト層の記録信号特性の評価を行い、その評価結果に基いて、後に行う記録用レーザ光の最適なフォーカス位置を決定する露光フォーカス位置調整を行うことを特徴とする。
また、本発明は、上述した光ディスク製造用原盤の作製方法及び光ディスクの製造方法において、その無機レジスト層が遷移金属の不完全酸化物を含んだレジスト層とすることを特徴とする。
また本発明は、上述した光ディスク製造用原盤の作製方法及び光ディスクの製造方法において、前記評価用レーザ光の照射領域が、前記記録用レーザ光の照射領域以外の領域とされたことを特徴とする。
上述した本発明方法によれば、露光工程の段階で、露光処理前の試し露光の露光部分の記録信号特性を測定するものであり、この測定結果に基いて、その露光条件による最終製品の良否が判定できる。したがって、この結果から直ちに記録用の露光予定領域に対して適正な露光フォーカス位置を設定することが可能となる。
ここで、レジスト層の記録信号特性の評価とは、光ディスク用露光原盤の記録信号特性、すなわち高周波（ＲＦ）信号パターンのジッタ値と露光フォーカス位置との関係を評価することであり、ジッタ値が最小となる露光フォーカス位置を選択することが望ましいものである。これは、レジスト層の記録信号特性が、光ディスクの記録信号特性（ジッタ値）と対応する関係にあることに因る。
また、光ディスク用露光原盤のＲＦ信号パターンに関して、露光部分の反射光の回折の程度を表す変調度も光ディスクの記録信号特性（ジッタ値）と相関があるため、その変調度が最大となる露光フォーカス位置を選択するようにしても良い。
尚、従来の感光性レジスト材料である有機レジスト材料を用いたレジスト基板に露光して信号の記録を行う場合では、レジスト層の露光ありの領域と露光なしの領域との間で反射光量に差異は生じないため、本発明を適用することはできず、露光段階ではどのような信号が記録されているか確認できない。
また、その試し露光を、記録用レーザ光の照射領域以外の領域とすることによって、露光工程の露光処理直前の段階で光ディスクの品質に影響を与えない領域において、その露光フォーカス位置条件による最終製品の良否が判定できることから、判定結果がＮＧ（Ｎｏ Ｇｏｏｄ）の場合でも直ちにやり直し評価を行うことができ、露光フォーカス位置の修正が可能となる。
したがって、本発明によれば、適正な露光パターンの形成、ひいては適正な凹凸パターンを有する光ディスク製造用原盤を作製することができ、これによってジッタが改善された光ディスクを効率よく製造することができるものである。
図１Ａ〜Ｊは、本発明に係る露光フォーカス位置調整方法を適用する光ディスクの製造工程図である。
図２は、本発明を適用したレジスト層露光工程で用いられる露光装置を模式的に表す図である。
図３は、本発明に係る露光フォーカス位置調整方法における露光時のフォーカスバイアス電圧値と露光原盤の評価信号のジッタ値との関係を示す図である。
図４は、本発明に係る露光フォーカス位置調整方法における露光時のフォーカスバイアス電圧値と光ディスクの再生信号のジッタ値との関係を示す図である。
図５は、本発明に係る露光フォーカス位置調整方法における露光時のフォーカスバイアス電圧値と露光原盤の評価信号の変調度との関係を示す図である。
図６Ａ〜Ｊは、従来の光ディスクの製造工程図である。
図２は、本発明を適用したレジスト層露光工程で用いられる露光装置を模式的に表す図である。
図３は、本発明に係る露光フォーカス位置調整方法における露光時のフォーカスバイアス電圧値と露光原盤の評価信号のジッタ値との関係を示す図である。
図４は、本発明に係る露光フォーカス位置調整方法における露光時のフォーカスバイアス電圧値と光ディスクの再生信号のジッタ値との関係を示す図である。
図５は、本発明に係る露光フォーカス位置調整方法における露光時のフォーカスバイアス電圧値と露光原盤の評価信号の変調度との関係を示す図である。
図６Ａ〜Ｊは、従来の光ディスクの製造工程図である。
本発明による光ディスク製造用原盤の作製方法及び光ディスクの製造方法の形態例を説明する。
先ず、その露光フォーカス位置調整方法の前提となる無機レジスト材料を用いた光ディスクの製造方法を説明する。この製造方法の１つとして、遷移金属の不完全酸化物を含み、不完全酸化物は、酸素の含有量が前記遷移金属のとり得る価数に応じた化学量論組成の酸素含有量より小さいものであるようなレジスト材料よりなるレジスト層を基板上に成膜した後、このジスト層を記録用信号パターンに対応させて選択的に露光し、現像して所定の凹凸パターンを形成する方法がある。
その製造工程の概要を図１の工程図を参照して以下に説明する。
先ず、原盤を構成する基板１００を用意する（図１Ａ）。
この基板１００上に、スパッタリング法により所定の無機系のレジスト材料からなるレジスト層１０１を均一に成膜する。この場合、レジスト層１０１記録感度の改善のために基板１００とレジスト層１０１との間に所定の中間層１１０を形成してもよい（図１Ｂ）。レジスト層１０１の膜厚は、任意に設定可能であるが、１０ｎｍ〜１２０ｎｍの範囲内が好ましい。このようにして基板１００にレジスト層１０１が形成されたレジスト基板１０２を得る。
次いで、既存のレーザ装置を備えた露光装置を利用して、レジスト層１０１に、目的とする光ディスクにおける情報凹凸パターンに対応した情報信号によってオン・オフ変調した記録用レーザ光によって選択的露光による露光工程を行う。このようにして、所要のパターン露光がなされた露光原盤１０３を作製する（図１Ｃ）。
このとき、レジスト層１０１のレジスト材を構成する遷移金属の不完全酸化物は、紫外線又は可視光に対して吸収を示し、紫外線又は可視光が照射されることでその化学的性質が変化する。
次ぎに、レジスト層１０１を現像する現像工程を行って所定の凹凸パターンが形成された原盤１０４を得る（図１Ｄ）。この場合、露光工程による露光部と未露光部の形成で、無機レジストでありながら酸またはアルカリ水溶液に対して両部分のエッチング速度に差が生じる、いわゆる選択比が生じることから、酸またはアルカリ水溶液によって現像することができる。
次に、電鋳法によって原盤１０４の凹凸パターン面上に金属ニッケルメッキ層１０５を形成する（図１Ｅ）。
このメッキ層１０５を原盤１０４から剥離し、所定の加工を施し、原盤１０４の凹凸パターンが転写された成型用スタンパ１０６を得る（図１Ｆ）。
この成型用スタンパ１０６を用いて例えば射出成型法あるいは２Ｐ法によって熱可塑性樹脂のポリカーボネートによる樹脂製の光ディスク基板１０７を成形する（図１Ｇ、Ｈ）。
ついで、この光ディスク基板１０７の凹凸面に例えばＡｌ合金による反射膜１０８を蒸着等によって成膜する（図１Ｉ）。
更に、反射膜１０８上に、保護膜１０９を成膜する。このようにして光ディスク３００を得る（図１Ｊ）。
［レジスト材料］
前記レジスト層１０１に適用されるレジスト材料は、遷移金属の不完全酸化物である。ここで、遷移金属の不完全酸化物とは、遷移金属のとりうる価数に応じた化学量論組成より酸素含有量が少ない方向にずれた化合物のこと、すなわち遷移金属の不完全酸化物における酸素の含有量が、前記遷移金属のとりうる価数に応じた化学量論組成の酸素含有量より小さい化合物のことと定義する。
これにより、この材料からなるレジスト層１０２は、その遷移金属の完全酸化物の状態では透過してしまう紫外線又は可視光の光エネルギーを吸収することが可能となり、無機レジスト材料の化学的な状態変化を利用した信号パターンの記録が可能となる。
レジスト材料を構成する具体的な遷移金属としては、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｒｕ、Ａｇ等が挙げられる。この中でも、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｂを用いることが好ましく、紫外線又は可視光により大きな化学的変化を得られるという見地から特にＭｏ、Ｗを用いることが好ましい。
［レジスト層に対する露光工程］
前記製造工程のうち、本発明が直接関わるレジスト層の露光工程について、その詳細を以下に説明する。
図２にレジスト露光工程で使用される露光装置の構成を示す。この装置は、レジスト層を露光する光や評価する光、例えばレーザ光を発生するビーム発生源１１が設けられ、ここから出力されたレーザ光が、コリメータレンズ１２、グレーティング１９、ビームスプリッタ１３及び対物レンズ１４を通じて、ターンテーブル１６上に配置された、レジスト層の成膜が終了したレジスト基板１５（図１Ｂにおける１０２）のレジスト層にフォーカシングされて照射する構成を有する。
この露光装置は、レジスト基板１５からの反射光をビームスプリッタ１３及び集光レンズ１７を介して分割フォトディテクタ１８上で結ぶ構成を有する。分割フォトディテクタ１８は、レジスト基板１５からの反射光を検出し、反射光量に応じた電気信号を出力する。演算制御回路１ａは、分割ディテクタ１８からの出力信号からフォーカス誤差信号を生成し、これによってフォーカスアクチュエータ１ｂを制御し、目標値（フォーカスバイアス電圧値）に対応した位置に、対物レンズ１４の位置を制御して、レジスト基板１５に対する対物レンズ１４の位置（フォーカス位置）が一定になるように制御される。このようにして、記録露光時及び評価時に、レジスト基板１５の高さが変動しても、上述した制御系により、レジスト基板１５に対する対物レンズ１４の位置が一定に保持されるように対物レンズ１４の位置の微調整が行われる。また、レジスト基板１５に対する対物レンズ１４の位置（フォーカス位置）は、目標値（フォーカスバイアス電圧値）の設定を変えることにより、変化させることができる。
また、この露光装置は、レジスト基板１５（１０２）に対する露光工程後のレジスト基板（図１Ｃにおける露光原盤１０３）に対しては、評価用レーザ光が照射された場合、分割フォトディテクタ１８からの出力信号は、演算制御装置１ａにおいてＲＦ（高周波）信号パターンが生成され、ＲＦ信号パターンは計測装置１ｃに入力され露光部分の記録信号のジッタや変調度が測定される。
また、ターンテーブル１６には、送り機構（図示せず）が設けられており、レジスト基板１５の露光位置を精度良く変えることができる。
また、この露光装置においては、データ信号、反射光量信号に基いて、レーザ駆動回路（図示せず）がビーム発生源１１を制御しながら露光を行う。更に、ターンテーブル１６の中心軸にはスピンドルモータ制御系が設けられ、光学系の半径位置と所望の線速度とに基いて、最適なスピンドル回転数を設定しスピンドルモータの制御を行う。
レジスト層の記録用露光にあたっては、まずレジスト基板１５を、図２に示される露光装置のターンテーブル１６上にレジスト成膜面が上側に配置されるようにセットする。
ついで、ビーム発生源１１からレジスト基板１５のレジスト層にレーザ光を照射しつつ、ターンテーブル１６を回転してこの上に搭載されたレジスト基板１５を回転させながら、ターンテーブル１６とともに半径方向に移動することにより、レジスト基板１５の主面上の内周部から外周部、あるいは外周部から内周部にかけてレジスト層にらせん状若し同心円状の信号パターンを記録、すなわちパターン露光する。詳しくは、レジスト基板１５上に集光されたビームスポットの光強度が或る程度以上であると、レジスト基板１５上の無機レジスト材料に化学的な状態変化が発生し、記録マークが形成されることから、実際の露光では記録用信号パターンに対応させてビーム発生源１１からの出射光量を変化させ、レジスト層の記録マークのパターンを作り出すことにより信号の記録が行なわれる。
［露光原盤における反射光の信号特性］
前述したように、無機レジスト層において信号記録が行われた領域は、もともとの無機レジスト材料の化学的状態（アモルファス）から異なる化学的状態（結晶質）に変化している。
本発明では、その状態の違いによってレーザ光などの光の反射率に差異が生じることを利用して、光ディスクから光ピックアップにより信号を取り出するのと同様に、図１Ｃで得た露光原盤１０３から信号を取り出し、その信号から露光原盤１０３の記録信号のジッタ値または変調度を求める。すなわち、露光部分の化学的状態が変化することにより露光の有・無の領域に反射率の差異が生じ、そこに評価用レーザ光を照射すると反射率の差異により発生する回折現象から反射光量の変動が生じ、そこからＲＦ信号パターンが得られ、更にそのＲＦ信号パターンからジッタ値や変調度を求めることができる。
具体的には、ビーム発生源１１からレジスト基板１５（この場合、露光基板１０３）に、露光時のパワーよりも低いレーザ光を照射しつつ、ターンテーブル１６によって、この上に搭載されたレジスト基板１５（１０３）を回転させながら、ターンテーブル１６とともに半径方向に移動することにより、レーザ光が相対的に露光部分の上を走査されながら照射される。その際、照射されたレーザ光がレジスト層で反射され、その反射光を露光装置のビームスプリッタ１３、集光レンズ１７を経てフォトディテクタ１８で検出する。フォトディテクタ１８で検出された信号からＲＦ信号パターンが取り出され、そのＲＦ信号パターンからジッタ値または変調度が求められる。
図３は、フォーカスバイアス電圧値、すなわち露光フォーカス位置と、ジッタ値との関係の測定結果を示す。すなわち、この場合、レジスト基板１０２に、露光フォーカス位置を変化させて露光した露光原盤１０３を作製し、この露光原盤１０３の、それぞれの露光フォーカス位置での前述したＲＦ信号パターンを取り出し、そのＲＦ信号パターンからジッタ値を求めた結果をプロットした。ここでは、シリコン基板による基板１００上に、レジスト材料としてＷの３価とＭｏの３価との不完全酸化物を用いたレジスト層１０１を形成したレジスト基板１０２に、波長４０５ｎｍのレーザ光で、上述した露光原盤１０３を作製した。そして、この場合、その記録と評価とは、記録用レーザ光のビームスポット径と評価用レーザ光のビームスポット径とは同一径とする条件で行った。
図３によれば、フォーカスバイアス電圧値、すなわち露光フォーカス位置を変化させるとジッタ値が極小となる露光フォーカス位置が存在することが認められた。このフォーカスバイアス電圧値は、ジッタ値が極小となるフォーカスバイアス電圧値を便宜上０（零）とし、そこからのプラス（＋）方向、マイナス（−）方向への調整ダイヤル目盛の相対値を示したものである。
露光原盤１０３の評価において、ジッタ値が極小となるフォーカスバイアス電圧値、すなわち露光フォーカス位置とした場合が記録用レーザ光の焦点がレジスト層上に最も合っている、すなわち光スポットの品質が最もよいと考えられる。
次に、図３の特性による露光原盤１０３を使用して、図１で説明した製造工程に従って光ディスク３００を作製し、これからの再生信号のジッタ値を測定した。この測定結果を図４に示す。図４においても、露光時のフォーカスバイアス電圧値（露光フォーカス位置）と光ディスク再生時のジッタ値との間においてジッタ値が極小となる露光フォーカス位置が存在するという図３と同様の傾向が認められ、そのフォーカスバイアス電圧値は図３においてジッタ値が極小となるフォーカスバイアス電圧値と同じであった。
したがって、現像前の段階で露光原盤のジッタ値からその原盤から作製される光ディスクの記録信号のジッタ値を推定することが可能である。換言すれば、露光原盤１０３のジッタ値が最小となる露光フォーカス位置で露光すればジッタ値が最小となる信号特性の優れた光ディスク３００を作製することができる。この場合、レジスト層の現像工程以降の製造条件が一定であることなどが前提である。
また、光ディスク用露光原盤のＲＦ信号パターンから露光部分の反射光の回折の程度を表す変調度を求め、その変調度から露光フォーカス位置を調整することもできる。すなわち、図５に示すように、露光原盤１０３の変調度が極大となる露光時のフォーカスバイアス電圧値（露光フォーカス位置）が存在し、図５で作製された露光原盤１０３を使用して、図１の製造工程に従い作製した光ディスク３００の再生時のジッタ値が極小となるフォーカスバイアス電圧値は、図５において変調度が極大となるフォーカスバイアス電圧値と同じであった。
この関係に基いて、露光原盤１０３の変調度が最大となる露光フォーカス位置で露光すればジッタ値が最小となる信号特性の優れた光ディスク３００を得ることができる。
［露光フォーカス位置調整方法］
本発明に係る露光フォーカス位置調整方法は、図１Ｃの露光工程の段階で行う方法であり、この露光工程における無機レジスト材料の化学的状態の違いによるレーザ光などの光の反射率の差異を利用し、光ディスクから光ピックアップにより信号を取り出すのと同様に露光原盤１０３から信号を取り出し評価した結果に基いて行う。
この露光フォーカス位置調整方法の一実施形態例を以下に説明する。
図１Ｃのレジスト層露光工程において、露光前のレジスト基板１５（レジスト基板１０２）が、図２の露光装置のターンテーブル１６上に、そのレジスト層の成膜面が上側に配置されるようにセットされた状態で、レジスト基板１５（１０２）の主面上の内周部や外周部などの光ディスクの記録領域とならない部分（ディスク規格として用いない部分。以下、試し露光部分と称する。）において試し露光として記録用パワーでレーザ光を照射する（Ｓ１）。詳しくは、ビーム発生源１１からレジスト基板１５へ記録用レーザ光を照射しつつ、ターンテーブル１６によってこの上に搭載されたレジスト基板１５を回転させながら、ターンテーブル１６とともに半径方向に移動することにより、試し露光部分に露光を施す。
このとき、露光フォーカス位置を、フォーカスバイアス値を変化させることによって変化させて、記録用レーザ光を照射する。このとき、レジスト層１０１の遷移金属の不完全酸化物のうち、記録用レーザ光が照射された領域ではその化学的性質が変化する。
次に、その試し露光部分について評価用レーザ光を照射する（Ｓ２）。
ここで、ターンテーブル１６の回転と半径方向への移動は、ステップＳ１と同様とし、評価用レーザ光フォーカス位置を固定し、パワーを露光時の３０分の１程度とした評価用レーザ光を試し露光部分に照射する。
ステップＳ２で照射されたレーザ光がレジスト層で反射された光を露光装置のビームスプリッタ１３、集光レンズ１７を経てフォトディテクタ１８で検出する（Ｓ３）。
フォトディテクタ１８で検出された信号は、レジスト層１０１の反射率と相関があることから、演算制御回路１ａにおいてその検出された信号からＲＦ信号パターンを取り出す（Ｓ４）。
次に、そのＲＦ信号パターンから試し露光時に変化させた露光フォーカス位置ごとのジッタ値または変調度を検出し、ジッタ値を評価する場合にはジッタ値が最小となる露光フォーカス位置を、変調度を評価する場合には変調度が最大となる露光フォーカス位置を本番記録用の露光フォーカス位置として決定する（Ｓ５）。
ステップＳ５で決定された露光フォーカス位置で所定の記録パワーのレーザ光の照射によって、レジスト層に記録用信号パターンに対応した選択的な露光を施し感光させる（Ｓ６）。
この方法によって光ディスクの記録信号のジッタ値を規格範囲内に精度良く収めることができる。
また、本発明に方法における係る露光制御方法及び露光評価方法は、前記無機レジスト材料に対してレーザ光と水銀ランプの光とを組み合わせた光で露光する方法にも適用可能である。例えば、波長６６０ｎｍの赤色半導体レーザと、波長１８５ｎｍ、２５４ｎｍ、及び４０５ｎｍ程度にピークを有する水銀ランプからの露光との組み合わせである。
先ず、その露光フォーカス位置調整方法の前提となる無機レジスト材料を用いた光ディスクの製造方法を説明する。この製造方法の１つとして、遷移金属の不完全酸化物を含み、不完全酸化物は、酸素の含有量が前記遷移金属のとり得る価数に応じた化学量論組成の酸素含有量より小さいものであるようなレジスト材料よりなるレジスト層を基板上に成膜した後、このジスト層を記録用信号パターンに対応させて選択的に露光し、現像して所定の凹凸パターンを形成する方法がある。
その製造工程の概要を図１の工程図を参照して以下に説明する。
先ず、原盤を構成する基板１００を用意する（図１Ａ）。
この基板１００上に、スパッタリング法により所定の無機系のレジスト材料からなるレジスト層１０１を均一に成膜する。この場合、レジスト層１０１記録感度の改善のために基板１００とレジスト層１０１との間に所定の中間層１１０を形成してもよい（図１Ｂ）。レジスト層１０１の膜厚は、任意に設定可能であるが、１０ｎｍ〜１２０ｎｍの範囲内が好ましい。このようにして基板１００にレジスト層１０１が形成されたレジスト基板１０２を得る。
次いで、既存のレーザ装置を備えた露光装置を利用して、レジスト層１０１に、目的とする光ディスクにおける情報凹凸パターンに対応した情報信号によってオン・オフ変調した記録用レーザ光によって選択的露光による露光工程を行う。このようにして、所要のパターン露光がなされた露光原盤１０３を作製する（図１Ｃ）。
このとき、レジスト層１０１のレジスト材を構成する遷移金属の不完全酸化物は、紫外線又は可視光に対して吸収を示し、紫外線又は可視光が照射されることでその化学的性質が変化する。
次ぎに、レジスト層１０１を現像する現像工程を行って所定の凹凸パターンが形成された原盤１０４を得る（図１Ｄ）。この場合、露光工程による露光部と未露光部の形成で、無機レジストでありながら酸またはアルカリ水溶液に対して両部分のエッチング速度に差が生じる、いわゆる選択比が生じることから、酸またはアルカリ水溶液によって現像することができる。
次に、電鋳法によって原盤１０４の凹凸パターン面上に金属ニッケルメッキ層１０５を形成する（図１Ｅ）。
このメッキ層１０５を原盤１０４から剥離し、所定の加工を施し、原盤１０４の凹凸パターンが転写された成型用スタンパ１０６を得る（図１Ｆ）。
この成型用スタンパ１０６を用いて例えば射出成型法あるいは２Ｐ法によって熱可塑性樹脂のポリカーボネートによる樹脂製の光ディスク基板１０７を成形する（図１Ｇ、Ｈ）。
ついで、この光ディスク基板１０７の凹凸面に例えばＡｌ合金による反射膜１０８を蒸着等によって成膜する（図１Ｉ）。
更に、反射膜１０８上に、保護膜１０９を成膜する。このようにして光ディスク３００を得る（図１Ｊ）。
［レジスト材料］
前記レジスト層１０１に適用されるレジスト材料は、遷移金属の不完全酸化物である。ここで、遷移金属の不完全酸化物とは、遷移金属のとりうる価数に応じた化学量論組成より酸素含有量が少ない方向にずれた化合物のこと、すなわち遷移金属の不完全酸化物における酸素の含有量が、前記遷移金属のとりうる価数に応じた化学量論組成の酸素含有量より小さい化合物のことと定義する。
これにより、この材料からなるレジスト層１０２は、その遷移金属の完全酸化物の状態では透過してしまう紫外線又は可視光の光エネルギーを吸収することが可能となり、無機レジスト材料の化学的な状態変化を利用した信号パターンの記録が可能となる。
レジスト材料を構成する具体的な遷移金属としては、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｒｕ、Ａｇ等が挙げられる。この中でも、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｂを用いることが好ましく、紫外線又は可視光により大きな化学的変化を得られるという見地から特にＭｏ、Ｗを用いることが好ましい。
［レジスト層に対する露光工程］
前記製造工程のうち、本発明が直接関わるレジスト層の露光工程について、その詳細を以下に説明する。
図２にレジスト露光工程で使用される露光装置の構成を示す。この装置は、レジスト層を露光する光や評価する光、例えばレーザ光を発生するビーム発生源１１が設けられ、ここから出力されたレーザ光が、コリメータレンズ１２、グレーティング１９、ビームスプリッタ１３及び対物レンズ１４を通じて、ターンテーブル１６上に配置された、レジスト層の成膜が終了したレジスト基板１５（図１Ｂにおける１０２）のレジスト層にフォーカシングされて照射する構成を有する。
この露光装置は、レジスト基板１５からの反射光をビームスプリッタ１３及び集光レンズ１７を介して分割フォトディテクタ１８上で結ぶ構成を有する。分割フォトディテクタ１８は、レジスト基板１５からの反射光を検出し、反射光量に応じた電気信号を出力する。演算制御回路１ａは、分割ディテクタ１８からの出力信号からフォーカス誤差信号を生成し、これによってフォーカスアクチュエータ１ｂを制御し、目標値（フォーカスバイアス電圧値）に対応した位置に、対物レンズ１４の位置を制御して、レジスト基板１５に対する対物レンズ１４の位置（フォーカス位置）が一定になるように制御される。このようにして、記録露光時及び評価時に、レジスト基板１５の高さが変動しても、上述した制御系により、レジスト基板１５に対する対物レンズ１４の位置が一定に保持されるように対物レンズ１４の位置の微調整が行われる。また、レジスト基板１５に対する対物レンズ１４の位置（フォーカス位置）は、目標値（フォーカスバイアス電圧値）の設定を変えることにより、変化させることができる。
また、この露光装置は、レジスト基板１５（１０２）に対する露光工程後のレジスト基板（図１Ｃにおける露光原盤１０３）に対しては、評価用レーザ光が照射された場合、分割フォトディテクタ１８からの出力信号は、演算制御装置１ａにおいてＲＦ（高周波）信号パターンが生成され、ＲＦ信号パターンは計測装置１ｃに入力され露光部分の記録信号のジッタや変調度が測定される。
また、ターンテーブル１６には、送り機構（図示せず）が設けられており、レジスト基板１５の露光位置を精度良く変えることができる。
また、この露光装置においては、データ信号、反射光量信号に基いて、レーザ駆動回路（図示せず）がビーム発生源１１を制御しながら露光を行う。更に、ターンテーブル１６の中心軸にはスピンドルモータ制御系が設けられ、光学系の半径位置と所望の線速度とに基いて、最適なスピンドル回転数を設定しスピンドルモータの制御を行う。
レジスト層の記録用露光にあたっては、まずレジスト基板１５を、図２に示される露光装置のターンテーブル１６上にレジスト成膜面が上側に配置されるようにセットする。
ついで、ビーム発生源１１からレジスト基板１５のレジスト層にレーザ光を照射しつつ、ターンテーブル１６を回転してこの上に搭載されたレジスト基板１５を回転させながら、ターンテーブル１６とともに半径方向に移動することにより、レジスト基板１５の主面上の内周部から外周部、あるいは外周部から内周部にかけてレジスト層にらせん状若し同心円状の信号パターンを記録、すなわちパターン露光する。詳しくは、レジスト基板１５上に集光されたビームスポットの光強度が或る程度以上であると、レジスト基板１５上の無機レジスト材料に化学的な状態変化が発生し、記録マークが形成されることから、実際の露光では記録用信号パターンに対応させてビーム発生源１１からの出射光量を変化させ、レジスト層の記録マークのパターンを作り出すことにより信号の記録が行なわれる。
［露光原盤における反射光の信号特性］
前述したように、無機レジスト層において信号記録が行われた領域は、もともとの無機レジスト材料の化学的状態（アモルファス）から異なる化学的状態（結晶質）に変化している。
本発明では、その状態の違いによってレーザ光などの光の反射率に差異が生じることを利用して、光ディスクから光ピックアップにより信号を取り出するのと同様に、図１Ｃで得た露光原盤１０３から信号を取り出し、その信号から露光原盤１０３の記録信号のジッタ値または変調度を求める。すなわち、露光部分の化学的状態が変化することにより露光の有・無の領域に反射率の差異が生じ、そこに評価用レーザ光を照射すると反射率の差異により発生する回折現象から反射光量の変動が生じ、そこからＲＦ信号パターンが得られ、更にそのＲＦ信号パターンからジッタ値や変調度を求めることができる。
具体的には、ビーム発生源１１からレジスト基板１５（この場合、露光基板１０３）に、露光時のパワーよりも低いレーザ光を照射しつつ、ターンテーブル１６によって、この上に搭載されたレジスト基板１５（１０３）を回転させながら、ターンテーブル１６とともに半径方向に移動することにより、レーザ光が相対的に露光部分の上を走査されながら照射される。その際、照射されたレーザ光がレジスト層で反射され、その反射光を露光装置のビームスプリッタ１３、集光レンズ１７を経てフォトディテクタ１８で検出する。フォトディテクタ１８で検出された信号からＲＦ信号パターンが取り出され、そのＲＦ信号パターンからジッタ値または変調度が求められる。
図３は、フォーカスバイアス電圧値、すなわち露光フォーカス位置と、ジッタ値との関係の測定結果を示す。すなわち、この場合、レジスト基板１０２に、露光フォーカス位置を変化させて露光した露光原盤１０３を作製し、この露光原盤１０３の、それぞれの露光フォーカス位置での前述したＲＦ信号パターンを取り出し、そのＲＦ信号パターンからジッタ値を求めた結果をプロットした。ここでは、シリコン基板による基板１００上に、レジスト材料としてＷの３価とＭｏの３価との不完全酸化物を用いたレジスト層１０１を形成したレジスト基板１０２に、波長４０５ｎｍのレーザ光で、上述した露光原盤１０３を作製した。そして、この場合、その記録と評価とは、記録用レーザ光のビームスポット径と評価用レーザ光のビームスポット径とは同一径とする条件で行った。
図３によれば、フォーカスバイアス電圧値、すなわち露光フォーカス位置を変化させるとジッタ値が極小となる露光フォーカス位置が存在することが認められた。このフォーカスバイアス電圧値は、ジッタ値が極小となるフォーカスバイアス電圧値を便宜上０（零）とし、そこからのプラス（＋）方向、マイナス（−）方向への調整ダイヤル目盛の相対値を示したものである。
露光原盤１０３の評価において、ジッタ値が極小となるフォーカスバイアス電圧値、すなわち露光フォーカス位置とした場合が記録用レーザ光の焦点がレジスト層上に最も合っている、すなわち光スポットの品質が最もよいと考えられる。
次に、図３の特性による露光原盤１０３を使用して、図１で説明した製造工程に従って光ディスク３００を作製し、これからの再生信号のジッタ値を測定した。この測定結果を図４に示す。図４においても、露光時のフォーカスバイアス電圧値（露光フォーカス位置）と光ディスク再生時のジッタ値との間においてジッタ値が極小となる露光フォーカス位置が存在するという図３と同様の傾向が認められ、そのフォーカスバイアス電圧値は図３においてジッタ値が極小となるフォーカスバイアス電圧値と同じであった。
したがって、現像前の段階で露光原盤のジッタ値からその原盤から作製される光ディスクの記録信号のジッタ値を推定することが可能である。換言すれば、露光原盤１０３のジッタ値が最小となる露光フォーカス位置で露光すればジッタ値が最小となる信号特性の優れた光ディスク３００を作製することができる。この場合、レジスト層の現像工程以降の製造条件が一定であることなどが前提である。
また、光ディスク用露光原盤のＲＦ信号パターンから露光部分の反射光の回折の程度を表す変調度を求め、その変調度から露光フォーカス位置を調整することもできる。すなわち、図５に示すように、露光原盤１０３の変調度が極大となる露光時のフォーカスバイアス電圧値（露光フォーカス位置）が存在し、図５で作製された露光原盤１０３を使用して、図１の製造工程に従い作製した光ディスク３００の再生時のジッタ値が極小となるフォーカスバイアス電圧値は、図５において変調度が極大となるフォーカスバイアス電圧値と同じであった。
この関係に基いて、露光原盤１０３の変調度が最大となる露光フォーカス位置で露光すればジッタ値が最小となる信号特性の優れた光ディスク３００を得ることができる。
［露光フォーカス位置調整方法］
本発明に係る露光フォーカス位置調整方法は、図１Ｃの露光工程の段階で行う方法であり、この露光工程における無機レジスト材料の化学的状態の違いによるレーザ光などの光の反射率の差異を利用し、光ディスクから光ピックアップにより信号を取り出すのと同様に露光原盤１０３から信号を取り出し評価した結果に基いて行う。
この露光フォーカス位置調整方法の一実施形態例を以下に説明する。
図１Ｃのレジスト層露光工程において、露光前のレジスト基板１５（レジスト基板１０２）が、図２の露光装置のターンテーブル１６上に、そのレジスト層の成膜面が上側に配置されるようにセットされた状態で、レジスト基板１５（１０２）の主面上の内周部や外周部などの光ディスクの記録領域とならない部分（ディスク規格として用いない部分。以下、試し露光部分と称する。）において試し露光として記録用パワーでレーザ光を照射する（Ｓ１）。詳しくは、ビーム発生源１１からレジスト基板１５へ記録用レーザ光を照射しつつ、ターンテーブル１６によってこの上に搭載されたレジスト基板１５を回転させながら、ターンテーブル１６とともに半径方向に移動することにより、試し露光部分に露光を施す。
このとき、露光フォーカス位置を、フォーカスバイアス値を変化させることによって変化させて、記録用レーザ光を照射する。このとき、レジスト層１０１の遷移金属の不完全酸化物のうち、記録用レーザ光が照射された領域ではその化学的性質が変化する。
次に、その試し露光部分について評価用レーザ光を照射する（Ｓ２）。
ここで、ターンテーブル１６の回転と半径方向への移動は、ステップＳ１と同様とし、評価用レーザ光フォーカス位置を固定し、パワーを露光時の３０分の１程度とした評価用レーザ光を試し露光部分に照射する。
ステップＳ２で照射されたレーザ光がレジスト層で反射された光を露光装置のビームスプリッタ１３、集光レンズ１７を経てフォトディテクタ１８で検出する（Ｓ３）。
フォトディテクタ１８で検出された信号は、レジスト層１０１の反射率と相関があることから、演算制御回路１ａにおいてその検出された信号からＲＦ信号パターンを取り出す（Ｓ４）。
次に、そのＲＦ信号パターンから試し露光時に変化させた露光フォーカス位置ごとのジッタ値または変調度を検出し、ジッタ値を評価する場合にはジッタ値が最小となる露光フォーカス位置を、変調度を評価する場合には変調度が最大となる露光フォーカス位置を本番記録用の露光フォーカス位置として決定する（Ｓ５）。
ステップＳ５で決定された露光フォーカス位置で所定の記録パワーのレーザ光の照射によって、レジスト層に記録用信号パターンに対応した選択的な露光を施し感光させる（Ｓ６）。
この方法によって光ディスクの記録信号のジッタ値を規格範囲内に精度良く収めることができる。
また、本発明に方法における係る露光制御方法及び露光評価方法は、前記無機レジスト材料に対してレーザ光と水銀ランプの光とを組み合わせた光で露光する方法にも適用可能である。例えば、波長６６０ｎｍの赤色半導体レーザと、波長１８５ｎｍ、２５４ｎｍ、及び４０５ｎｍ程度にピークを有する水銀ランプからの露光との組み合わせである。
本発明による光ディスク製造用原盤の作製方法及び光ディスクの製造方法において、レジスト材料としてＷの３価とＭｏの３価との不完全酸化物を用いてレジスト基板１０２を実際に作製し、最終的に光ディスク３００を作製した。以下、この実施例を前述した図１を参照して詳細に説明する。
この実施例においては、シリコンウエハより成る基板１００を用意した（図１Ａ）。この基板１００上に、スパッタリング法によりアモルファスシリコンからなる中間層１１０を８０ｎｍの膜厚で均一に成膜し、ついで、この上にスパッタリング法によりＷとＭｏとの不完全酸化物からなるレジスト層１０１を均一に成膜してレジスト基板１０２を作製した（図１Ｂ）。このとき、ＷとＭｏとの不完全酸化物からなるスパッタターゲットを用い、アルゴン雰囲気中でスパッタリングを行った。このとき、堆積したレジスト層をＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線分光器）にて解析したところ、成膜されたＷとＭｏとの不完全酸化物におけるＷとＭｏとの比率は８０：２０であり、酸素の含有率は６０ａｔｏｍ％であった。また、レジスト層の膜厚は５５ｎｍであった。尚、透過型電子線顕微鏡による電子線回折の解析結果より、ＷＭｏＯ不完全酸化物の露光前の結晶状態はアモルファスであることが確認されている。
このように、レジスト層１０１の成膜が終了したレジスト基板１０２を、図２で説明した露光装置のターンテーブル１６上に載置し、前述した露光フォーカス位置調整方法を実施した。すなわち、ターンテーブル１６を所望の回転数で回転させながらレジスト基板１０２の主面上の内周部や外周部などの光ディスクの記録領域とならない部分（ディスク規格として用いない部分）においてフォーカスバイアス電圧値を変化させて記録用レーザ光を照射して試し露光を行い、ついでその露光部分に評価用レーザ光を照射してＲＦ信号パターンを取り出し、そのジッタ値を評価した。
このときの露光条件を以下に示す。
・露光波長：４０５ｎｍ
・露光光学系の開口数ＮＡ：０．９５
・露光時の線速度：４．９２ｍ／ｓ
・書込方式：相変化ディスクと同様な簡易書込み方式
・記録用レーザ光のパワー：１３ｍＷ
・評価用レーザ光のパワー：０．２ｍＷ
試し露光部分の信号評価結果として、ジッタ値が最小となるフォーカスバイアス電圧値が選択され、本番露光用のフォーカスバイアス電圧値として設定した。この設定によって、対物レンズ１４の高さ方向の位置をフォーカスアクチュエータによって移動調整して、レジスト層に記録用レーザ光をフォーカシングさせる。
次に、光学系を固定した状態で、上述のターンテーブル１６に設けられた送り機構により所望の半径位置にターンテーブル１６を移動させ、前記露光条件で記録用レーザ光をレジスト層表面に照射し、レジスト層を露光する。また、このとき、ターンテーブルを回転させたままレジスト基板の半径方向にターンテーブルを連続的に僅かな距離にて移動させながら、露光を行った。
前記露光後に所定の現像、電鋳、射出成型、反射膜・保護膜形成を行い、１２ｃｍ径の光ディスク３００を得た。尚、以上の露光原盤から光ディスクを得るまでの工程は、従来公知の技術で製造した。得られた光ディスクでは、１３０ｎｍ長のピット、幅１４９ｎｍの線状のピットなどが実際の信号パターンに対応する状態で形成されており、記録容量２５ＧＢの光ディスクとなっていることが確認された。
次に、前記光ディスクを以下の条件で読出し、そのＲＦ信号をアイパターンとして得て、信号評価を行った。
・トラッキングサーボ：プッシュプル法
・読出し線速度：４．９２ｍ／ｓ
・読出し照射パワー：０．４ｍＷ
信号評価の結果、読出したままのアイパターンについてコンベンショナル・イコライゼーション処理を行ったアイパターンにおけるジッタ値は８．０％、リミット・イコライゼーション処理を行ったアイパターンにおけるジッタ値は４．６％と十分に低い値となっていた。すなわち、本発明によれば記録容量２５ＧＢのＲＯＭディスクとして実用上問題のない良好な光ディスクを得られることが確認された。
上述したように、本発明に方法においては、露光工程の段階で、露光処理前の試し露光直後にその露光部分の記録信号特性（ジッタ値、または変調度）に基いて、その露光フォーカス位置による最終製品の良否が判定できることから、その結果から直ちに本番用露光の露光フォーカス位置の適切な決定が可能となる。
また、露光工程の露光処理直前の段階で光ディスクの品質に影響を与えない領域において、その露光フォーカス位置条件による最終製品の良否が判定できることから、判定結果がＮＧの場合でも直ちにやり直し評価が行え、露光フォーカス位置の修正が可能となる。
したがって、従来方法におけるように、最終段階つまり製造された光ディスクの特性測定によってその良否を判定して製造工程の露光条件の調整等を行う場合における不良品の発生量の問題、時間、手間の問題の改善が図られ、生産性の向上が図られる。
引用符号の説明
１ａ …… 演算制御回路
１ｂ …… フォーカスアクチュエータ
１ｃ …… 計測装置
１１ …… ビーム発生源
１２ …… コリメータレンズ
１３ …… ビームスプリッタ
１４ …… 対物レンズ
１５ …… レジスト基板
１６ …… ターンテーブル
１７ …… 集光レンズ
１８ …… 分割フォトディテクタ
１９ …… グレーティング
９０，１００…… 基板
１１０ …… 中間層
９１，１０１…… レジスト層
９２，１０２…… レジスト基板
９３，１０３…… 露光原盤
９４，１０４…… 原盤
９５，１０５…… メッキ層
９６，１０６…… 成型用スタンパ
９７，１０７…… 光ディスク基板
９８，１０８…… 反射膜
９９，１０９…… 保護膜
２００，３００… 光ディスク
この実施例においては、シリコンウエハより成る基板１００を用意した（図１Ａ）。この基板１００上に、スパッタリング法によりアモルファスシリコンからなる中間層１１０を８０ｎｍの膜厚で均一に成膜し、ついで、この上にスパッタリング法によりＷとＭｏとの不完全酸化物からなるレジスト層１０１を均一に成膜してレジスト基板１０２を作製した（図１Ｂ）。このとき、ＷとＭｏとの不完全酸化物からなるスパッタターゲットを用い、アルゴン雰囲気中でスパッタリングを行った。このとき、堆積したレジスト層をＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線分光器）にて解析したところ、成膜されたＷとＭｏとの不完全酸化物におけるＷとＭｏとの比率は８０：２０であり、酸素の含有率は６０ａｔｏｍ％であった。また、レジスト層の膜厚は５５ｎｍであった。尚、透過型電子線顕微鏡による電子線回折の解析結果より、ＷＭｏＯ不完全酸化物の露光前の結晶状態はアモルファスであることが確認されている。
このように、レジスト層１０１の成膜が終了したレジスト基板１０２を、図２で説明した露光装置のターンテーブル１６上に載置し、前述した露光フォーカス位置調整方法を実施した。すなわち、ターンテーブル１６を所望の回転数で回転させながらレジスト基板１０２の主面上の内周部や外周部などの光ディスクの記録領域とならない部分（ディスク規格として用いない部分）においてフォーカスバイアス電圧値を変化させて記録用レーザ光を照射して試し露光を行い、ついでその露光部分に評価用レーザ光を照射してＲＦ信号パターンを取り出し、そのジッタ値を評価した。
このときの露光条件を以下に示す。
・露光波長：４０５ｎｍ
・露光光学系の開口数ＮＡ：０．９５
・露光時の線速度：４．９２ｍ／ｓ
・書込方式：相変化ディスクと同様な簡易書込み方式
・記録用レーザ光のパワー：１３ｍＷ
・評価用レーザ光のパワー：０．２ｍＷ
試し露光部分の信号評価結果として、ジッタ値が最小となるフォーカスバイアス電圧値が選択され、本番露光用のフォーカスバイアス電圧値として設定した。この設定によって、対物レンズ１４の高さ方向の位置をフォーカスアクチュエータによって移動調整して、レジスト層に記録用レーザ光をフォーカシングさせる。
次に、光学系を固定した状態で、上述のターンテーブル１６に設けられた送り機構により所望の半径位置にターンテーブル１６を移動させ、前記露光条件で記録用レーザ光をレジスト層表面に照射し、レジスト層を露光する。また、このとき、ターンテーブルを回転させたままレジスト基板の半径方向にターンテーブルを連続的に僅かな距離にて移動させながら、露光を行った。
前記露光後に所定の現像、電鋳、射出成型、反射膜・保護膜形成を行い、１２ｃｍ径の光ディスク３００を得た。尚、以上の露光原盤から光ディスクを得るまでの工程は、従来公知の技術で製造した。得られた光ディスクでは、１３０ｎｍ長のピット、幅１４９ｎｍの線状のピットなどが実際の信号パターンに対応する状態で形成されており、記録容量２５ＧＢの光ディスクとなっていることが確認された。
次に、前記光ディスクを以下の条件で読出し、そのＲＦ信号をアイパターンとして得て、信号評価を行った。
・トラッキングサーボ：プッシュプル法
・読出し線速度：４．９２ｍ／ｓ
・読出し照射パワー：０．４ｍＷ
信号評価の結果、読出したままのアイパターンについてコンベンショナル・イコライゼーション処理を行ったアイパターンにおけるジッタ値は８．０％、リミット・イコライゼーション処理を行ったアイパターンにおけるジッタ値は４．６％と十分に低い値となっていた。すなわち、本発明によれば記録容量２５ＧＢのＲＯＭディスクとして実用上問題のない良好な光ディスクを得られることが確認された。
上述したように、本発明に方法においては、露光工程の段階で、露光処理前の試し露光直後にその露光部分の記録信号特性（ジッタ値、または変調度）に基いて、その露光フォーカス位置による最終製品の良否が判定できることから、その結果から直ちに本番用露光の露光フォーカス位置の適切な決定が可能となる。
また、露光工程の露光処理直前の段階で光ディスクの品質に影響を与えない領域において、その露光フォーカス位置条件による最終製品の良否が判定できることから、判定結果がＮＧの場合でも直ちにやり直し評価が行え、露光フォーカス位置の修正が可能となる。
したがって、従来方法におけるように、最終段階つまり製造された光ディスクの特性測定によってその良否を判定して製造工程の露光条件の調整等を行う場合における不良品の発生量の問題、時間、手間の問題の改善が図られ、生産性の向上が図られる。
引用符号の説明
１ａ …… 演算制御回路
１ｂ …… フォーカスアクチュエータ
１ｃ …… 計測装置
１１ …… ビーム発生源
１２ …… コリメータレンズ
１３ …… ビームスプリッタ
１４ …… 対物レンズ
１５ …… レジスト基板
１６ …… ターンテーブル
１７ …… 集光レンズ
１８ …… 分割フォトディテクタ
１９ …… グレーティング
９０，１００…… 基板
１１０ …… 中間層
９１，１０１…… レジスト層
９２，１０２…… レジスト基板
９３，１０３…… 露光原盤
９４，１０４…… 原盤
９５，１０５…… メッキ層
９６，１０６…… 成型用スタンパ
９７，１０７…… 光ディスク基板
９８，１０８…… 反射膜
９９，１０９…… 保護膜
２００，３００… 光ディスク
Claims (8)
- 光ディスク製造用原盤の作製方法であって、
基板上に形成された無機レジスト層に対して、前記光ディスクに形成される情報凹凸パターンの情報信号に対応する情報信号によって変調された記録用レーザ光を照射して、前記光ディスクの前記情報凹凸パターンに対応する露光パターンを形成する露光工程と、
その後前記無機レジスト層に対し、現像処理を行って、前記無機レジスト層による前記情報凹凸パターンに対応する凹凸パターンを形成する現像工程とを有し、
前記露光工程において、前記レジスト層の非記録領域に試し露光を行って後、該露光部分に評価用レーザ光を照射し、その反射光から前記レジスト層の記録信号特性の評価を行い、その評価結果に基いて、後に行う記録用レーザ光の最適なフォーカス位置を決定する露光フォーカス位置調整を行うことを特徴とする光ディスク製造用原盤の作製方法。 - 前記無機レジスト層が遷移金属の不完全酸化物を含んだレジスト層であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光ディスク製造用原盤の作製方法。
- 前記評価用レーザ光の照射領域が、前記記録用レーザ光の照射領域以外の領域とされたことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光ディスク製造用原盤の作製方法。
- 前記評価用レーザ光の照射領域が、前記記録用レーザ光の照射領域以外の領域とされたことを特徴とする請求の範囲第２項に記載の光ディスク製造用原盤の作製方法。
- 光ディスク製造用原盤の作製工程と、前記原盤から光ディスク製造用のスタンパを転写作製するスタンパ作製工程と、前記スタンパによって光ディスク基板を転写製造する光ディスク基板作製工程と、該光ディスク基板上における反射膜の成膜工程と、保護膜の成膜工程とを有する光ディスクの製造方法であって、
前記原盤の作製工程は、基板上に形成された無機レジスト層に対して、前記光ディスクに形成される情報凹凸パターンの情報信号に対応する情報信号によって変調された記録用レーザ光を照射して、前記光ディスクの前記情報凹凸パターンに対応する露光パターンを形成する露光工程と、
その後前記無機レジスト層に対し、現像処理を行って、前記無機レジスト層による前記情報凹凸パターンに対応する凹凸パターンを形成する現像工程とを有し、
前記露光工程において、前記レジスト層の非記録領域に試し露光を行って後、該露光部分に評価用レーザ光を照射し、その反射光から前記レジスト層の記録信号特性の評価を行い、その評価結果に基いて、後に行う記録用レーザ光の最適なフォーカス位置を決定する露光フォーカス位置調整を行うことを特徴とする光ディスクの製造方法。 - 前記無機レジスト層が遷移金属の不完全酸化物を含んだレジスト層であることを特徴とする請求の範囲第５項に記載の光ディスクの製造方法。
- 前記評価用レーザ光の照射領域が、前記記録用レーザ光の照射領域以外の領域とされたことを特徴とする請求の範囲第５項に記載の光ディスクの製造方法。
- 前記評価用レーザ光の照射領域が、前記記録用レーザ光の照射領域以外の領域とされたことを特徴とする請求の範囲第６項に記載の光ディスクの製造方法。
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