JPH02126436A - 光ディスク原盤の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光ディスク原盤の製造方法に関する。更に詳
細には、本発明は、追記型光ディスク及び書き換え可能
型光磁気ディスクの製造用に通した広幅のグルーブを有
する光ディスク原盤の製造方法に関する。

［従来技術及びその問題点］ 高密度大容量の情報記録媒体として有用な追記型光ディ
スク及び消去書換可能な光磁気ディスクには、記録、再
生時のトラッキングを容易にするために、予めディスク
の記録面にグルーブと呼ばれるトラッキング用の溝が設
けられている。このグルーブは、ガラス円盤のような基
板の表面にフォトレジストを塗布してフォトレジスト層
を形成し、レーザ露光により記録して記録済原盤にし、
そのフォトレジスト層を現像することにより形成される
。グルーブの断面形状は、ディスク表面反射率、トラッ
キング信号、再生信号といった情報記録媒体の品質と強
い関係を持っているので、高品質の情報記録媒体を得る
ためには、その製造過程でグルーブの溝形状を一定の所
望の形状にコントロールする必要がある。

一定形状のグルーブを形成する方法として、記録済原盤
を現像する際に、記録済原盤にレーザ光を照射し回折光
の比である現像モニター値をモニターし、特定の現像モ
ニター値で現像を停止する方法がある（特開昭６０−３
３００３号公報）。

即ち、現像中に、記録済原盤の記録面に垂直にＨｅ−Ｎ
ｅレーザ光を照射すると、グルーブ溝の形成に伴って０
次光、１次光、２次光、・・・ｍ次光の回折光が発生す
る。それぞれの回折光の強度をＩ。、Ｉ１、Ｉ２　・・
・１．とすると、これらの強度と溝形状との間には密接
な関係がある。

例えば、溝形状が矩形断面の場合、溝幅をＷ、溝深さを
ｐ、トラックピッチをＰとすると、Ｉｏ、１、、Ｉ２と
Ｗ、Ｄ、Ｐとの関係は。

・　・　（１） １２／Ｉ＋＝ｃｏｓ２（πＷ／Ｐ）　　　・　・　・　
（２）ｎニレジストと現像液との屈折率差 λ：Ｈｅ−Ｎｅレーザ光の波長 なる式で表される。従って、現像中に回折光強度！。、
Ｉ、、Ｉ２を光電素子により検出し、現像モニター値１
　、／　Ｉ　ｏ、Ｉ　２　／　Ｉ　＋をモニターしなが
ら、現像モニター値が一定値になったとき現像を停止す
ることにより、一定溝形状のグルーブを形成させる。

光ディスクには、グルーブとグルーブの間のいわゆるラ
ンドに記録するタイプとグルーブに記録するタイプがあ
りランドに記録するタイプの光ディスクは、幅が約０．
４μｍのグルーブが形成されており、グルーブに記録す
るタイプの光ディスクは、幅が約１．２μｍの比較的広
いグルーブが形成されている。

なお、７オトレジスト層へのレーザ光の照射はレーザカ
ッティングマシンを用いて行なわれる。

すなわち、レーザカッティングマシンのレーザ光源から
照射されたレーザ光が光量制御およびフォーカス制御さ
れて集光レンズを経てレジスト層の表面上にレーザ光の
光スポットを形成して照射が行なわれる。

レーザ光の光スポットは、強度分布がガウス分布で示さ
れ、照射を効率良く行なうことができるのは、強度分布
が１　／　ｅ　”　（ｅは、自然対数の底）の位置であ
り、レーザ光の強度が１／ｅ２の位置での強度より低く
なると、フォトレジスト層の照射を良好に行なうのに適
当でなくなる。通常のレーザカッティングマシンは、集
光スポットの強度分布の１／ｅ２の位置での直径が、約
０．５μｍ程度であるため、幅が約１．２μｍの広幅グ
ルーブ用の照射領域を形成するのには適していないとの
問題があった。レーザ光の集光スポットの光量を増加さ
せて照射が良好に行なわれる領域を広くする方法が考え
られるが、照射領域の増加に限りがあり、広幅の照射領
域を形成するのには十分でない。

特開昭６１−２３６０２６号公報には、集光レンズの集
光性能を示すＮＡ値の調整またはレーザ光の分布を調整
して、レジスト原盤のレジスト層の表面上に幅広のレー
ザ光の照射領域を形成する方法が示されている。しかし
ながら、上記の方法は、レーザカッティングマシンの光
学系の装置が複雑になるとの問題がある。

また、ポジタイプのフォトレジスト層が形成されたレジ
スト原盤にレーザ光を照射した場合、現像処理の時間を
長くして、広幅のグルーブを形成させる方法がある。し
かし、この方法は、グルーブの粒度が低くなるとの問題
がある。

広幅のグルーブを形成させるための従来の方法が有する
問題点を解決するために、本特許出願人は、二本のレー
ザ光を照射することにより広幅のグルーブを形成させる
方法について、既に特許出願している（特願昭６３−１
０５００号）。

この方法は、基板表面にフォトレジスト層が形成されて
なるレジスト原盤を回転させながら、フォトレジスト層
に、光スポットを形成するレーザ光を照射し、次いで該
フォトレジストを現像することにより、グルーブを形成
させる光ディスク原盤の製造方法において、 フォトレジスト層へのレーザ光の照射を、フォトレジス
ト層の表面に各々のレーザ光の光スポットがレジスト原
盤の回転方向と交差する方向に、各々のレーザ光の光ス
ポットが相互に重視領域を持つような関係にて形成され
るように光路を制御された少なくとも二本のレーザ光を
利用して行なう光ディスク原盤の製造方法である。

この二本のレーザ光による広幅のグルーブの形成方法の
一態様を、第１図、第２−Ａ図及び第２−Ｂ図を参照し
て説明する。

第１図は、レジスト原盤に二本のレーザ光を照射する態
様を示す模式図であり、 第２−Ａ図は、相互に重複領域を有するように形成され
た二個の光スポットを示す平面図であり、 第２−Ｂ図は、第２−Ａ図のｘ−ｘａ上でのレーザ光の
強度の分布を示す図である。

第１図において、記録光源１４から発射されたレーザ光
１３は、ＥＯ変調器１５により光量が制御され、ビーム
スプリッタ１６を経て二本のレーザ光に分離される。一
方のレーザ光１３ａは、反射ミラー１７で反射され、ビ
ームエクスパンダ１９ａに入射して、適切な実効ＮＡ値
となるようにビーム径が拡大される。さらに、レーザ光
１３ａは、ビームスプリッタ１８を経て集光レンズ２２
に入射する。ビームスプリッタ１６により分離されたも
う一方のレーザ光１３ｂは、ビームエクスパンダ１９ｂ
を経て、反射ミラー２１で反射され、ビームスプリッタ
１８を経て集光レンズ２２に入射する。ビームスプリッ
タ１８は、光学的な位置調整を行なうことにより、二本
のレーザ光１３ａ及びレーザ光１３ｂが形成する光スポ
ットが相互に重複領域を持つ関係になるようにレーザ光
１３ｂの光路を制御する。

集光レンズ２２に入射した二本のレーザ光１３ａ及びレ
ーザ光１３ｂは、フォーカス制御装置２０により焦点制
御されて、レジスト原盤１１のフォトレジスト層１２の
表面上に照射される。

第２−Ａ図では、レジスト原盤のフォトレジスト層の表
面上に上記二本のレーザ光１３ａ、１３ｂによりそれぞ
れ形成された二個の光スポット２３ａ、２３ｂの状態を
示している。光スポット２３ａ、２３ｂは、ビーム間隔
ｄで、互いに重複領域を持つような関係になるように形
成されている。二本のレーザ光で形成された二個の光ス
ポット２３ａ、２３ｂが、Ｘ−Ｘ線上において相互に重
複領域を持った関係になっているため、照射領域が広が
った状態になっており、単一のレーザ光が形成する光ス
ポットの直径より大きな幅の照射領域を形成している。

ここで、ｘ−Ｘ線は、レジスト原盤の回転方向に略垂直
の方向に設定された仮想線である。なお、この仮想線、
すなわちｘ−Ｘ線は、レジスト原盤の回転方向と交差す
る方向に設定されていればよく、必ずしも回転方向に対
して垂直である必要はない。

第２−Ｂ図は、第２−Ａ図で示した重複領域を有するレ
ーザ光の光スポット２３ａ、２３ｂのＸ−Ｘ線上での強
度の分布を示している。

レーザ光の照射は、レーザ光の光スポットが１／ｅ２よ
り大きな強度に相当する領域内〒良好に行なわれる。レ
ーザ光の光スポット２３ａ、２３ｂの強度１　／　ｅ　
２の位置の相当するそれぞれの径は、ｄ、、ｄ２となり
、また、ｄ、とｄ２との間の領域ｄ３は、レーザ光が重
なり合うため、強度が１／ｅ２より大きくなっている。

従って、例えば、レーザ光の光スポット２３ａ、２３ｂ
の強度１／ｅ２の位置での径ｄ、、ｄ２が、約０．５μ
ｍである場合、ｄ３においてもレーザ光の強度が１／ｅ
２より大きくなるため、ｘ−Ｘ線上で約１．２μｍの幅
の照射領域を形成することが可能である。

なお、レーザ光の光スポットの重複は、上記のようにｄ
３においてレーザ光の強度がｉ　／　ｅ　２以上であり
、かっｄ、とｄ２が重複しないようにされていることが
好ましい。

上記のようにして二本のレーザ光を照射して記録し、得
られた記録済原盤のフォトレジスト層を現像することに
より広幅のグルーブが形成されるが、この現像を制御す
るために、二本のレーザ光露光により形成されるグルー
ブ自体を現像モニターする場合には、次のような問題点
がある。

即ち、二本のレーザ光露光により形成されるグルーブの
現像進行パターンは、第３図に示すように、レーザ光間
隔ｄ及びピッチＰで二本のレーザ光が照射された場合、
先ず、レーザ光一本毎のグルーブｇｌｓｇｚが形成され
（Ａ）→（Ｂ）、次いでレーザ光一本毎のグルーブの間
の未現像部分子が現像されて次第に消滅しくＣ）、最後
に両グルーブが一緒になって広幅のグルーブｇが形成さ
れる（Ｄ）。この際、形成されるグルーブを現像モニタ
ーすると、（Ｂ）段階において、グルーブｇ！とグルー
ブｇ２との間隔による回折格子と、グルーブｇ１とグル
ーブｇ２との群の間のピッチＰによる回折格子とが同時
に形成され、その結果等間隔の回折格子パターンが形成
されないことになり、現像モニターが不安定になり、二
本のレーザ光によるグルーブｇの溝形状を安定して一定
に制御することが困難になるという問題がある。

［発明の目的］ 本発明は、二本のレーザ光を照射して得られた記録済原
盤を現像して、実質的に一定に制御された形状の広幅の
グルーブを安定して形成させることができる光ディスク
原盤の製造方法を提供することにある。

［発明の構成］ 本発明は、基板表面にフォトレジスト層が形成されてな
るレジスト原盤を回転させながら、該フォトレジスト層
にレーザ光を照射して記録し、得られた記録済原盤の該
フォトレジスト層を現像することにより広幅のグルーブ
を形成させる、光ディスク原盤の製造方法において、 広幅のグルーブを形成させるために、二本のレーザ光を
、各々のレーザ光の光スポットが、レジスト原盤の回転
方向と交差する方向に相互に重複領域を持つような関係
で形成されるように並べて、フォトレジスト層に照射し
、且つ、現像モニター用のグルーブを形成させるために
、フォトレジスト層の広幅のグルーブを形成させる領域
以外の個所に、一本のレーザ光を一定ピッチで照射して
、記録済原盤を製造し、次いで、現像モニター用グルー
ブの形状が所望の一定形状になるように制御して該記録
済原盤を現像することによって、所望の一定形状の広幅
のグルーブを形成させることを特徴とする光ディスク原
盤の製造方法にある。

［発明の詳細な記述］ 本発明を、添付する図面を参照して詳細に説明する。

本発明においては、広幅のグルーブを形成させるために
、二本のレーザ光を回転するレジスト原盤のフォトレジ
スト層に照射する。

第１図は、レジスト原盤に二本のレーザ光を照射する態
様を示す模式図であり、 第２−Ａ図は、相互に重複領域を有するように形成され
た二個の光スポットを示す平面図であり、 第２−Ｂ図は、第２−Ａ図のＸ−Ｘ線上でのレーザ光の
強度の分布を示す図である。

広幅のグルーブを形成させるための、二本のレーザ光の
フォトレジスト層への照射は、第１図、第２−Ａ図及び
第２−Ｂ図について、前記詳細に説明した方法と同様に
行なうことができる。

本発明においては、更に、フォトレジスト層の広幅のグ
ルーブを形成させる領域以外の個所（外側又は内側）に
現像モニター用のグルーブを形成させるために、一本の
レーザ光を一定ピッチで上記フォトレジスト層に照射す
る。この現像モニター用のグルーブを形成させるための
レーザ光の照射は、それ自体公知の方法によって行なう
ことができる。現像モニター用のグルーブを形成させる
ためのレーザ光の照射は、広幅のグルーブを形成させる
ための、二本のレーザ光の照射と同時に行なってもよく
、また、二本のレーザ光照射の前、又は後の何れに行な
フてもよい。

このようにして、フォトレジスト層に広幅のグルーブを
形成させるための二本のレーザ光による照射と、現像モ
ニター用のグルーブを形成させるための一本のレーザ光
による照射とが行なわれた記録済原盤が得られる。

レジスト原盤の種類、上記以外の照射条件等は、従来公
知のものを適用することができる。

また、レーザ光は、ビームスプリッタで分離するのでは
なく、それぞれ異なる光源から発射させるようにしても
よい。

更に、レーザ光の一方のみでなく、それぞれのレーザ光
が光路制御されるようにしてもよい。

次いで、上記のようにして得られた記録済原盤を現像す
る。この現像は、現像モニター用グルーブの形状が所望
の一定形状になるように制御して行なう。

第４図は、本発明の方法において使用される現像モニタ
ー装置の一例を示す概略図である。なお第４図において
は、現像モニター用グルーブの部分のみを示し、広幅の
グルーブについては省略している。

第４図において、基板３２の表面にフォトレジスト層３
３が形成されてなる記録済原盤３１は、モータ３５によ
って回転されるターンテーブル３６の上に載置され回転
している。フォトレジスト層３３には、前記のようにし
てレーザ光照射により信号が記録されている。現像液供
給管（図示せず）から現像液がフォトレジスト層３３の
表面に供給され、フォトレジスト層３３を現像し現像モ
ニター用のグルーブ３４を形成させる。Ｈｅ−Ｎｅレー
ザ光源３７からのＨｅ−Ｎｅレーザ照射光３８を、基板
３２側から記録面に垂直に記録済原盤３１に照射する。

それにより、グルーブ３４の溝構造が回折格子として作
用し、０次回折光３９及び１次回折光４０が発生する。

２次、３次、・・・ｍ次の回折光も発生するが、第４図
においては省略する。Ｏ次回指光３９の強度Ｉ０を光電
素子４１により、また、１次回折光の強度１．を光電素
子４２により検出する。

第５図は、グルーブ３４の形状を模式的に示す記録済原
盤３１の部分拡大断面図である。

第５図において、グルーブ３４は基板３２の表面にトラ
ックピッチＰで形成されており、グルーブ３４の幅はＷ
、深さはＤである。

光電素子４１により検出した０次回折光３９の強度Ｉ０
及び光電素子４２により検出した１次回折光４０の強度
■１の信号を、演算装置（図示せず）によって前記（１
）式に従って処理し、現像モニター値１　＋　／　Ｉ　
ｏを求める。

記録済原盤３１の現像進行に伴ってグルーブ３４の形状
及び大きさが次第に変化し、その結果、現像モニター値
Ｉ　１／　Ｉ　ｏも現像進行につれて変化する。

一例として、トラックピッチＰ＝１．６μｍの矩形グル
ーブの回折格子における、グルーブ深さＤ、グルーブ幅
Ｗ及び現像モニター値１　＋　／　Ｉ　。

の関係をシュミレーションした結果を第６図に示す。第
６図から、グルーブ深さＤはフォトレジスト層の膜厚を
設定することにより所定値に制御できるので、現像モニ
ター値Ｉ　ｌ　／　Ｉｏが所定値になるように現像を停
止することによってグルーブ幅が対応する一定値になり
、従フて、所定の形状に制御された現像モニター用のグ
ルーブを形成できることが分る。

このようにして所定の形状に制御された現像モニター用
のグルーブが形成されるように現像を制御することによ
って、二本のレーザ光を照射した領域に形成される広幅
のグルーブも所定の形状に確実に形成させることが可能
になる。

本発明において、広幅のグルーブ形成用のレーザ光と現
像モニター用グルーブ形成用のレーザ光とのスポット径
、強度等と、形成される広幅のグルーブの形状と現像モ
ニター用グルーブの形状との関係を、予め実験的に求め
ておくことにより、任意の形状の広幅グルーブを形成さ
せることができる。

例えば、広幅のグルーブ形成用の二本のレーザ光の各一
本のレーザ光及び現像モニター用グルーブ形成用の一本
のレーザ光により形成されるグルーブの幅が、何れも０
．６μｍになるように制御して現像すると、上記二本の
レーザ光集光スポットの強度分布は第２−Ｂ図に示すよ
うになり、ビーム間隔ｄを０．５μｍに設定することに
よって、広幅のグルーブの幅を１．１μｍに一定に制御
できる。

［発明の効果］ 本発明の光ディスク原盤の製造方法は、二本のレーザ光
を照射して得られた記録済原盤を現像して、実質的に一
定に制御された形状の広幅のグルーブを安定して容易に
形成させることができるという顕著に優れた効果を奏す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、レジスト原盤に二本のレーザ光を照射する態
様を示す模式図であり、 第２−Ａ図は、相互に重複領域を有するように形成され
た二個の光スポットを示す平面図であり、 第２−Ｂ図は、第２−Ａ図のＸ−Ｘ線上でのレーザ光の
強度の分布を示す図であり、第３図は、二本のレーザ光
露光により形成されるグルーブの現像進行パターンを示
す図であり、第４図は、本発明の方法において使用され
る現像モニター装置の一例を示す概略図であり、第５図
は、グルーブの形状を模式的に示す記録済原盤の部分拡
大断面図であり、 第６図は、トラックピッチＰ＝１．６μｍの矩形グルー
ブの回折格子における、グルーブ深さＤ、グルーブ幅Ｗ
及び現像モニター値ｒ　ｒ　／　■。 の関係をシュミレーションしたグラフである。 １１ニレジスト原盤 １２：フォトレジスト層 １３．１３ａ、１３ｂ：レーザ光 １４：記録光源 １５　：　ＥＯ変調器 １６．１８：ビームスブリツタ １７．２１：反射ミラー １９ａ、１９ｂ＝ビームエクスパンダ ２０：フォーカス制御装置 ２２：集光レンズ ２３ａ、２３ｂ：光スポット ３１：記録済原盤、 ３２：基板、 ３３：フォトレジスト層。 ３４ニゲループ、 ３５：モータ、 ３６：ターンテーブル、 ３７：Ｈｅ−Ｎｅレーザ光源、 ３８：Ｈｅ−Ｎｅレーザ照射光。 ３９：Ｏ次回折光、 ４０：１次回折光、 ４１．４２：光電素子、 ｄ：ビーム間隔、ｇニゲループ、 Ｄ＝溝深さ、Ｗ：溝幅、Ｐニドラックピッチ。 特許出願人　　富士写真フィルム株式会社代　理　人　
　弁理士　　柳　川　泰　男第 図 １ら 第２−Ａ図 第２−８図 レーザ　光照」領鯛 第 図 １＋／Ｉｏ（％）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １。基板表面にフォトレジスト層が形成されてなるレジ
   スト原盤を回転させながら、該フォトレジスト層にレー
   ザ光を照射して記録し、得られた記録済原盤の該フォト
   レジスト層を現像することにより広幅のグルーブを形成
   させる、光ディスク原盤の製造方法において、 広幅のグルーブを形成させるために、二本のレーザ光を
   、各々のレーザ光の光スポットが、レジスト原盤の回転
   方向と交差する方向に相互に重複領域を持つような関係
   で形成されるように並べて、フォトレジスト層に照射し
   、且つ、現像モニター用のグルーブを形成させるために
   、フォトレジスト層の広幅のグルーブを形成させる領域
   以外の個所に、一本のレーザ光を一定ピッチで照射して
   、記録済原盤を製造し、次いで、現像モニター用グルー
   ブの形状が所望の一定形状になるように制御して該記録
   済原盤を現像することによって、所望の一定形状の広幅
   のグルーブを形成させることを特徴とする光ディスク原
   盤の製造方法。