JPH10228661A - 光学記録媒体の原盤作製用露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学記録媒体作製用の原盤の露光の精度の向
上を図る。 【解決手段】 露光光の対物レンズ１４と、フォトレジ
スト層１６との間に液密性を有する固定透明遮蔽板２１
を設け、対物レンズ１４と固定透明遮蔽板２１との間、
および固定透明遮蔽板２１とフォトレジスト層が塗布さ
れた基板１５との間とに、それぞれ露光光に対して光透
過性を有する第１および第２の透明液体３１および３２
を充填する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学記録媒体の原
盤作製用露光装置に係わる。

【０００２】

【従来の技術】オーディオ用、ビデオ用、その他の各種
情報を記録するコンパクトディスク（ＣＤ）や、レーザ
ーディスク（ＬＤ）等の従来の光学記録媒体において
は、その情報記録層にデータ情報、トラッキングサーボ
信号等の記録がなされる位相ピット、プリグルーブ等の
微細凹凸の形成がなされる。

【０００３】この情報記録層を構成する微細凹凸は、光
学記録媒体の基板の射出成形と同時に形成したり、ある
いは、フォトポリマリゼーション法、いわゆる２Ｐ法等
によって形成されたりすることができる。

【０００４】これらの射出成形あるいは２Ｐ法において
は、最終的に形成する微細凹凸を転写形成する微細凹凸
を有するスタンパーが用いられる。このスタンパーの作
製においては、先ず、原盤の作製がなされる。この原盤
はこれを構成する基板、例えば研磨した平滑なガラス板
上にフォトレジストを塗布し、これをパターン露光し
て、微細凹凸を形成し、その表面に例えばＡｇメッキを
施して成る。このようにして作製した原盤にメタルメッ
キを施し、これを剥離することによって、あるいはこの
繰り返しによってスタンパーの形成がなされる。

【０００５】図４にその概略構成を示すように、この原
盤作製に際してのフォトレジストに対するパターン露光
を行う原盤露光装置５０は、フォトレジストの感光する
波長の露光用レーザービームＬを発生する露光レーザー
ビーム発生源５１と、露光パターン例えば記録情報に応
じて露光用レーザービームＬを変調する変調器５２とが
設けられ、これにより例えば強度変調された露光用レー
ザービームＬを、ミラー５３により反射させて、対物レ
ンズ５４に向かわせ、この対物レンズ５４を通じて原盤
を作製する基板５５上のフォトレジスト５６面に露光用
レーザービームＬを集束するようにして、微細な記録パ
ターンの記録を行う。この従来における原盤露光装置に
おいては、対物レンズ５４と基板５５上のフォトレジス
ト５６との間は、図５に示すように単なる空間、すなわ
ち空気が介在された構成とされている。

【０００６】一方、昨今、光学記録媒体の高記録密度化
が進み、原盤の露光においても、より微細な位置制御、
すなわち露光用レーザービームＬのスポットの微小化が
要求されている。

【０００７】このように、露光用レーザービームＬのス
ポットの微小化、すなわち集光力の向上を図るために、
図６に示すように、対物レンズ５４と、フォトレジスト
５６との間を高屈折率の媒体、例えば液体で満たした状
態で露光を行う液浸法、いわゆる油浸法が提案されてい
る。

【０００８】この図６において、露光用レーザービーム
Ｌと、フォトレジスト面５６の鉛直線とのなす角をθと
し、対物レンズ５４の開口数をＮ．Ａ．とし、対物レン
ズ５４と、フォトレジスト５６との間の媒体の屈折率を
ｎとすると、フォトレジスト５６面上に集光される露光
用レーザービームＬの径φは、露光用レーザービームＬ
の波長をλとするとき、下記（数１）により表される。

【０００９】

【数１】φ＝（０．８２×λ）／Ｎ．Ａ． （但しＮ．Ａ．＝ｎ×ｓｉｎθとする。）

【００１０】すなわち、対物レンズ５４と、フォトレジ
スト５６との間の媒体として、その屈折率ｎが、空気の
屈折率（ｎ₀ ＝１）よりも大きいものを適用すれば、対
物レンズ５４の開口数Ｎ．Ａ．が大きくなり、その結
果、φ（ビームＬの径）の値を小さくすることができ、
露光用レーザービームＬの集光力の向上を図ることがで
きるのである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】一方、上述したよう
に、フォトレジストの露光用レーザービームＬによる露
光を行う場合には、対物レンズ５４と、基板５５とを、
相対的に移動させる必要がある。例えば、円盤状の基板
５５を用いた場合においては、基板５５を回転しつつ、
露光用レーザービームＬを基板５５の半径方向に移動さ
せて、フォトレジスト面上にスパイラル状にレーザービ
ームスポットを走査させる。

【００１２】しかしながら、上述した液浸法を用いてフ
ォトレジストの露光を行う場合において、対物レンズ５
４と、基板５５とを、相対的に移動させると、対物レン
ズ５４と、フォトレジスト５６との間の高屈折率の液体
が、基板５５の移動、例えば回転に引きずられて動く。
このとき、対物レンズ５４がこの高屈折率の液体の動き
に逆らうように存在していることから、液体の動きによ
って対物レンズ５４に軸ぶれや、オートフォーカス動作
の乱れ等、対物レンズの動作に影響が生じることにな
る。

【００１３】このように対物レンズ５４の軸ぶれ等が生
じた状態で、フォトレジストの露光を行うと、最終的に
得られる光学記録媒体はトラックピッチむらや再生信号
の変調度のむら等、粗悪な信号特性を有するものとな
る。

【００１４】そこで、本発明においては、液浸法を用い
てフォトレジストの露光を行う場合において、露光用レ
ーザービームＬの集光力の向上を図り、かつ対物レンズ
５４の軸ぶれや、オートフォーカス動作の乱れを回避し
た光学記録媒体の原盤作製用露光装置を提供する。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明による光学記録媒
体の原盤作製用露光装置は、フォトレジスト層が塗布さ
れた基板の支持部と、露光光の対物レンズと、対物レン
ズと、フォトレジスト層が塗布された基板との間に配置
され、液密性を有する固定透明遮蔽板とを有し、対物レ
ンズまたは基板の支持部の少なくとも一方に、対物レン
ズを通過して上記フォトレジスト層に到来する露光スポ
ットを、フォトレジスト層において移行走査させる相対
的移行手段を具備し、対物レンズと固定透明遮蔽板との
間、および固定透明遮蔽板とフォトレジスト層が塗布さ
れた基板との間とに、それぞれ露光光に対して光透過性
を有する第１および第２の透明液体が充填された構成と
する。

【００１６】上述の本発明構成によれば、露光の際にフ
ォトレジスト層が塗布された基板の回転に合わせて流れ
る第２の透明液体と対物レンズとの間に、固定透明遮蔽
板を設けたため、第２の透明液体の流れを対物レンズに
伝えないようにすることができ、対物レンズが接してい
る第１の透明液体は、基板が回転するにもかかわらず、
流れ（動き）を生じることがないので、対物レンズ５４
の軸ぶれ等を生じることなく、液浸法の実現、すなわち
露光用レーザービームＬの集光力の向上を図った光学記
録媒体の原盤作製用露光装置を実現することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の具体的な実施の形態につ
いて説明する。以下において、ディスク状、いわゆる円
盤状の光ディスクを作製する場合に、射出成形法、ある
いは２Ｐ法による使用するスタンパーを転写して作製す
るガラス基板上のフォトレジスト面のパターン露光に適
用する場合について説明するが、本発明における原盤作
製用露光装置は、この形状に限定されるものではなく、
光磁気ディスク、相変化ディスク、その他カード状、シ
ート状等の、微細凹凸を情報記録層に有する各種光学記
録媒体の作製に用いる原盤を露光する場合に適用するこ
とができる。

【００１８】本発明の一実施例を説明する。図１に本発
明の原盤作製用露光装置の概略構成図を、図２に本発明
の原盤作製用露光装置における露光機構の概略断面図を
示す。

【００１９】本発明の原盤作製用露光装置１０において
は、図１に示すように、露光用レーザービームＬを発生
する露光レーザービーム発生源１１と、露光パターン例
えば記録情報に応じて露光用レーザービームＬを変調す
る変調器１２とが設けられ、これにより例えば強度変調
された露光用レーザービームＬを、ミラー１３により反
射させて、図１中の破線で囲まれた露光機構１００にお
いて、露光がなされる。

【００２０】ここで、露光機構１００は、露光レーザー
ビームＬを集光する対物レンズ１４、フォトレジスト１
６が塗布された基板１５と、基板１５を支持する支持部
２０と、対物レンズ１４と基板１５との間に配置された
液密性を有する固定透明遮蔽板２１とからなり、対物レ
ンズ１４の集光側の面と固定透明遮蔽板２１との間に
は、第１の透明液体３１が充填され、固定透明遮蔽板２
１とフォトレジスト層１６が塗布された基板１５との間
には、第２の透明液体３２が充填されている構成を有す
るものである。

【００２１】本発明の原盤作製用露光装置１０における
上記露光機構１００の概略構成図を図２に示す。

【００２２】すなわち、図２に示す露光機構１００にお
いては、フォトレジストが塗布されたフォトレジスト面
１６を有する基板１５、例えば石英ガラスよりなる基板
が、支持部２０により支持される。この支持部２０は、
例えば上面に基板１５を収容配置する凹部が設けられた
円板体よりなり、その中心軸を中心として回転できるよ
うに支持され、回転機構１７例えばモーターの回転軸に
連結されて回転するようになされる。

【００２３】一方、ミラー１３と、露光用レーザービー
ムＬを集光する対物レンズ１４は、支持部２０の半径方
向と平行する方向に移動するようになされる。このよう
にして支持部２０による基板１５の回転と、ミラー１３
および対物レンズ１４の移動との共動によって、フォト
レジスト層１６において露光用レーザービームＬを移行
走査する相対的移行手段が構成される。これらの対物レ
ンズ１４と、基板１５とは、露光光に対して屈折率が同
等である透明材料によって構成することが望ましい。

【００２４】固定透明遮蔽板２１は、支持部２０すなわ
ち基板１５の回転に影響されずに静止状態を保持する構
成となっている。図示の例では、この固定透明遮蔽板２
１上に円筒状側壁１０１が液密に配置されてこの固定透
明遮蔽板２１と側壁１０１によって第１の透明液体３１
が収容される。

【００２５】対物レンズ１４と固定透明遮蔽板２１との
間に、この第１の透明液体３１が充填される。また、固
定透明遮蔽板２１とフォトレジスト層１６が塗布された
基板１５との間には、第２の透明液体３２が充填されて
いる。これらの第１および第２の透明液体３１および３
２は、それぞれ露光光に対して光透過性を有するものと
する。

【００２６】固定透明遮蔽板２１は、例えば石英ガラス
によって構成することができるが、この固定透明遮蔽板
２１は、対物レンズ１４と屈折率が同等ないしは近い透
明基板によって構成する。この第１の透明液体３１およ
び第２の透明液体３２は、これらの屈折率が空気の屈折
率よりも対物レンズ１４の屈折率に近いもので、さらに
基板１５、固定透明遮蔽板２１のそれぞれの屈折率と同
等である液体、例えばベンゼンを使用することができ
る。

【００２７】また、フォトレジスト層１６の露光を行う
場合に基板の支持部２０を回転機構１７により回転させ
た際に、第２の透明液体３２が原盤作製用露光装置１０
の外側に飛散しないようにガード機構２２が設けられて
いる。また、第２の透明液体３２は、固定透明遮蔽板２
１と基板１５との間に充填されると共に、その水面が固
定透明遮蔽板２１の露光に関与しない円筒状側壁１０１
外の周辺部において、固定透明遮蔽板２１の上部に回り
込むように充填されている。

【００２８】また、第２の透明液体３２が基板１５の側
面を回り込み、フォトレジスト層１６側に入り込むこと
を回避するため、基板１５とガード機構２２との間に
は、例えばＯリング２３を配置する。

【００２９】上述したような構成を有する原盤作製用露
光装置１０を用いて、基板１５上に塗布されたフォトレ
ジスト１６の露光を行う場合について説明する。

【００３０】図１に示した露光レーザービーム発生源１
１から露光用レーザービームＬを発生させ、所定の露光
パターンに応じて、この露光用レーザービームＬを変調
器１２により変調する。そして、変調された露光用レー
ザービームＬは、ミラー１３により対物レンズ１４に導
入されて対物レンズ１４により集光されるようにする。

【００３１】図２に示すように、フォトレジスト１６が
塗布された基板１５は、回転機構１７により回転する支
持部２０に設置されて所定の回転数で回転させる。この
とき、第１の透明液体３１と、第２の透明液体３２と
は、固定透明遮蔽板２１によって遮断されている。この
固定透明遮蔽板２１が基板１５の回転に合わせて流れる
第２の透明液体の流れを第１の透明液体３１に伝えない
ようにしているため、第１の透明液体３１には流れが生
じることなく、静止した状態を保つことができる。すな
わち、固定透明遮蔽板２１によって、第２の透明液体３
２の流れを対物レンズ１４に伝わることが回避され、ブ
レや振動が生じない。

【００３２】図３に、図２中の長円で囲まれた部分の拡
大図を示す。この図３に示すように、第２の透明液体３
２は、固定透明遮蔽板２１の周辺上部と下部とで、固定
透明遮蔽板の外周部で連通するように配置する。これに
より、フォトレジスト層１６が塗布された基板１５の回
転に伴う固定透明遮蔽板２１の下部の第２の透明液体３
２における遠心力による外周方向への移動を、固定透明
遮蔽板２１の上部に配置された第２の透明液体３２によ
って阻止することができる。

【００３３】すなわち、基板１５が回転すると、図３に
示すように、固定透明遮蔽板２１とフォトレジスト層１
６が塗布された基板１５との間に充填された第２の透明
液体３２は、回転により生じた遠心力によって外周側に
引き寄せられ、これによって、固定透明遮蔽板２１に撓
みが生じ、固定透明遮蔽板２１と基板１５との間隔に変
動を来すとか、固定透明遮蔽板２１に破損を生じさせ
る。

【００３４】また、固定透明遮蔽板２１と、基板１５と
の距離は極めて小に選定されているため、固定透明遮蔽
板２１と基板１５との間の、第２の透明液体３２の量が
少なくなると、固定透明遮蔽板２１と基板１５とが略接
触した状態となるため、固定透明遮蔽板２１が基板１５
の回転に影響されてしまい、静止した状態を保持できな
くなってしまう。

【００３５】これに対し、上述の本発明構成によれば、
固定透明遮蔽板２１よりも上部周辺の第２の透明液体３
２も基板１５の回転により生じた遠心力によって外周側
に引き寄せられることから、固定透明遮蔽板２１よりも
上部の第２の透明液体３２の液量を調整することによっ
て、上述した固定透明遮蔽板２１と基板１５との間に充
填された第２の透明液体３２の遠心力を相殺することが
でき、外周方向へ移動することを阻止し、固定透明遮蔽
板２１と基板１５との間の、第２の透明液体３２の量が
少なくなることを回避できる。

【００３６】上述したように、回転機構１７によって基
板１５を回転させた状態で、入射された露光用レーザー
ビームＬは、第１および第２の透明液体３１および３
２、固定透明遮蔽板２１、基板１５を介してフォトレジ
スト１６に集光されて、露光がなされ、微細凹凸が形成
される。その後その表面に例えばＡｇメッキを施して原
盤が作製される。このようにして作製された原盤にメタ
ルメッキを施し、これを剥離することによって、あるい
はこの繰り返しによって、光学記録媒体の微細凹凸を転
写するためのスタンパーの形成がなされる。

【００３７】上述のように、露光光の集光を行う対物レ
ンズと、フォトレジストとの間を第１および第２の透明
液体３１および３２を介してフォトレジストの露光を行
うと、これらの屈折率は空気の屈折率よりも大とするこ
とができるので、図６および（数１）において説明した
ように、露光ビームＬのスポット径を小さくすることが
できる。これにより、より精密な露光制御が可能とな
る。上述した実施例においては、第１および第２の透明
液体３１および３２として、ベンゼンを使用しており、
このベンゼンの屈折率は１．５である。よって、（数
１）より、露光ビームＬの径を空気を介して露光した場
合に比べて１／１．５になる。すなわち、光学記録媒体
の情報記録密度の観点では、線密度を１．５倍、面密度
を２．２５倍にすることができる。

【００３８】また、特に本発明においては、フォトレジ
スト層１６が塗布された基板１５の回転によって流れが
生じてしまう第２の透明液体３２と、対物レンズ１４と
の間に、第２の透明液体３２の流れを対物レンズ１４に
伝えない効果を有する固定透明遮蔽板２１を設けたた
め、対物レンズ１４が接している第１の透明液体３１
は、基板１５や対物レンズ１４の相対的な移動にもかか
わらず、流れが生じないので、対物レンズ１４の軸ぶれ
等を生じることなく、安定して確実に所定のパターンを
もって、所定の位置への露光を行うことができる。

【００３９】上述した実施例においては、第１の透明液
体３１、第２の透明液体３２として、同一のもの、すな
わちベンゼンを用いた場合について説明したが、本発明
この例に限定されることなく、これらの透明液体が、露
光光に対して光透過性を有し、かつ等しい屈折率を有す
るものであれば、異なる液体を使用することができる。

【００４０】上述した実施例においては、フォトレジス
ト層１６を塗布した１５を、フォトレジスト層を塗布し
た側が対物レンズ１４と対向する側とは反対側になるよ
うに配置されて、第２の透明液体３２と接触しないよう
になされている場合について説明したが、本発明はこの
例に限定されることなく、基板１５をそのフォトレジス
ト層１６が対物レンズ１４と対向する側になるように配
置されて、第２の透明液体３２と接するようになされた
構成とすることもできる。但し、この場合においては、
フォトレジスト層１６と直接接触する第２の透明液体３
２は、フォトレジスト１６に対して不溶性のものを使用
することが必要である。このように、フォトレジスト層
１６を対物レンズ１４と対向するように基板１５を設置
した場合、フォトレジスト層１６と、対物レンズ１４を
上述の実施例よりも近接した状態で露光をすることがで
きるため、より微細なパターンの露光が可能となる。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、光学記録媒体用の原盤
作製用露光装置において、液浸法を採り入れたことによ
り、露光用レーザービームＬの集光力の向上を図ること
ができた。また、基板と、対物レンズとの間に固定透明
遮蔽板を設けたことによって、液浸法によるにもかかわ
らず、基板の回転による第１の液体の流れを、対物レン
ズに伝えないようすることができ、対物レンズの軸ぶれ
や、オートフォーカス動作の乱れを効果的に回避するこ
とができた。

【００４２】また、フォトレジスト層１６を対物レンズ
１４と対向するように基板１５を設置し、フォトレジス
トが第２の透明液体３２と接触するようになされた構成
とすることにより、フォトレジスト層１６と、対物レン
ズ１４との距離をより近接した状態として露光をするこ
とができるため、より微細なパターンの露光が可能とな
った。

【００４３】また、本発明は、第２の透明液体３２を、
固定透明遮蔽板２１の上部と下部とで、固定透明遮蔽板
の外周部で連通するようにし、この固定透明遮蔽板２１
の上部の第２の透明液体３２の量を調節することによ
り、フォトレジスト層１６が塗布された基板１５の回転
に伴う固定透明遮蔽板２１の下部の第２の透明液体３２
における遠心力による外周方向への移動を、固定透明遮
蔽板２１の上部の第２の透明液体３２の基板の回転によ
り生じた遠心力によって阻止することができ、固定透明
遮蔽板２１と基板１５との間の、第２の透明液体３２の
量が少なくなることを回避できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における原盤露光装置の概略構成図を示
す。

【図２】本発明における原盤露光装置の要部の概略構成
図を示す。

【図３】本発明における原盤露光装置の要部の概略構成
図を示す。

【図４】従来における原盤露光装置の概略構成図を示
す。

【図５】従来における原盤露光装置の要部の概略構成図
を示す。

【図６】液浸法を用いた場合に従来における原盤露光装
置の要部の概略構成図を示す。

【符号の説明】

１０，５０ 原盤露光装置、１１，５１ 露光レーザー
ビーム発生源、１２，５２ 変調器、１３，５３ ミラ
ー、１４，５４ 対物レンズ、１５，５５ 基板、１
６，５６ フォトレジスト、１７ 回転機構、２０ 基
板の支持部、２１固定透明遮蔽板、２２ ガード機構、
２３ Ｏリング、１００ 原盤露光装置の露光機構、１
０１ 円筒状側壁

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学記録媒体の微細凹凸を形成する光学
   記録媒体の原盤作製用露光装置において、 フォトレジスト層が塗布された基板の支持部と、 露光光の対物レンズと、 該対物レンズと、上記フォトレジスト層が塗布された基
   板との間に配置され、液密性を有する固定透明遮蔽板と
   を有し、 上記対物レンズまたは上記基板の支持部の少なくとも一
   方に、上記対物レンズを通過して上記フォトレジスト層
   に到来する露光スポットを、上記フォトレジスト層にお
   いて移行走査させる相対的移行手段を具備し、 上記対物レンズと上記固定透明遮蔽板との間、および上
   記固定透明遮蔽板と上記フォトレジスト層が塗布された
   基板との間とに、それぞれ上記露光光に対して光透過性
   を有する第１および第２の透明液体が充填されたことを
   特徴とする光学記録媒体の原盤作製用露光装置。
2. 【請求項２】 上記基板の支持部が、上記基板をその面
   内で回転させる回転支持体よりなることを特徴とする請
   求項１に記載の光学記録媒体の原盤作製用露光装置。
3. 【請求項３】 上記第１および第２の透明液体は、その
   屈折率が、空気の屈折率に比し上記対物レンズの屈折率
   に近い屈折率を有する液体であることを特徴とする請求
   項１に記載の光学記録媒体の原盤作製用露光装置。
4. 【請求項４】 上記第１および第２の透明液体と、上記
   フォトレジスト層が塗布された基板と、上記固定透明遮
   蔽板とは、それらの屈折率が上記露光光に対して同等で
   あることを特徴とする請求項１に記載の光学記録媒体の
   原盤作製用露光装置。
5. 【請求項５】 上記第１および第２の透明液体は、同一
   の透明液体よりなることを特徴とする請求項１に記載の
   光学記録媒体の原盤作製用露光装置。
6. 【請求項６】 上記フォトレジスト層が塗布された基板
   は、上記露光光に対して光透過性を有する基板より構成
   され、 上記フォトレジスト層が、上記対物レンズと対向する側
   とは反対側に配置されて上記第２の透明液体と接触しな
   いようになされていることを特徴とする請求項１に記載
   の光学記録媒体の原盤作製用露光装置。
7. 【請求項７】 上記フォトレジスト層が塗布された基板
   と上記対物レンズとは、屈折率が上記露光光に対して同
   等である透明材料によって構成されたことを特徴とする
   請求項１に記載の光学記録媒体の原盤作製用露光装置。
8. 【請求項８】 上記フォトレジスト層が塗布された基板
   は、そのフォトレジスト層が、上記対物レンズと対向す
   る側に配置されて上記第２の透明液体と接触するように
   なされ、 上記第２の透明液体は、上記フォトレジスト層が可溶性
   を示さない透明液体よりなることを特徴とする請求項１
   に記載の光学記録媒体の原盤作製用露光装置。
9. 【請求項９】 上記第２の透明液体は、上記固定透明遮
   蔽板の上部と下部とで、上記固定透明遮蔽板の外周部で
   連通するように配置されて、 上記フォトレジスト層が塗布された基板の回転に伴う固
   定透明遮蔽板の下部の第２の透明液体における遠心力に
   よる外周方向への移動を、固定透明遮蔽板の上部の第２
   の透明液体によって阻止する構成としたことを特徴とす
   る請求項２に記載の光学記録媒体の原盤作製用露光装
   置。