JPH10261245A - 光ディスク原盤加工方法およびそのマスタリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】マスタリング装置の機械的精度及び、設置環境
で決定されるトラックピッチ精度を、音響光学光偏向器
または、ピエゾアクチュエータを用いることで更に高精
度化しかつ、設置環境の影響をなくすることを容易に行
えるようにする。 【解決手段】マスタリング装置に、レーザ干渉計また
は、レーザホロスケール３０１を搭載し、送りスライダ
ー１１３の微量な送りムラを検出し、それを音響光学光
偏向器１０７による記録レーザ１１０の光偏向で送りス
ライダー１１３の微量な送りムラを光学的に補正する。
また、送りスライダー１１３と記録ヘッド１０６をピエ
ゾアクチュエータ４０２を介し一体化し、ピエゾアクチ
ュエータ４０２の伸縮により、記録ヘッド１０６を動作
させることで送りスライダー１１３の微量な送りムラを
補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク原盤製
造工程に関するものであり、特に光ディスク原盤加工方
法及び、マスタリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光ディスク原盤加工方法による、
マスタリング装置において製造された光ディスク原盤の
トラックピッチムラは、該マスタリング装置のスライダ
ー送り精度に起因し、送り系を構成する機械的精度によ
り決定される。更には、該マスタリング装置の設地場所
の環境にも大きく影響される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の従来技
術では、スライダー送り系システムを構成する部品一つ
一つの精度、システムの機械的チューニングにより、該
システム単体としての精度が決定されてしまいさらに、
その他を構成する機械システムと物理的に接触している
ため、それらから発生する振動また、装置を設置する床
からの振動、その他の外乱のほとんどが該装置の送り精
度に影響を及ぼし、装置全体としての送り精度を低下さ
せてしまい、光ディスク原盤のトラックピッチムラに関
する品質を低下させてしまうといった問題点を有する。
これに係る品質は、光ディスクが、その容量を増せば増
すほど及ぼす影響度は高くなる。そこで本発明は、この
ような問題点を解決するもので、その目的とするところ
は高精度なトラックピッチの光ディスク原盤を作成可能
にする方法と、その機能を備えたマスタリング装置を提
供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、マスタリング
装置における送りスライダーに、レーザー干渉計また
は、高分解能レーザーホロスケールを設置し、それらに
より送りスライダーの微量な送りムラを検出し、音響光
学光偏向器または、ピエゾアクチュエータにより微量な
送りムラを補正することを特徴とする。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を、
図面により詳細に説明する。

【０００６】図１は、本発明の第１の実施形態に係るマ
スタリング装置のスライダー送りムラ検出部と補正部を
示す構成図である。

【０００７】上記発明は、図示のように例えばＨｅ−Ｎ
ｅレーザ１０１とリフレクタユニット１０２とコーナー
キューブプリズム１０３とフォトディテクタ１０４から
構成されるレーザ干渉系、つまり送りムラ検出部と、制
御回路部１０５と送りスライダー１１３に搭載されてい
る記録ヘッド部１０６と、それに搭載されているウェッ
ジドシリンドリカルレンズ１０８、１０９及び、音響光
学光偏向器１０７から構成されるウォブリングユニット
と、対物レンズ１１１を備える。送りスライダー１１３
を動作制御するための送り量は、別の検出系を備える
（図示しない）。本実施形態は、あくまでも送り量のム
ラを検出しそれを制御するシステムである。記録用レー
ザ１１０により、レジスト原盤１１２に光ディスクの物
理フォーマット加工（カッティング）を施す。そのため
の光路図及び、変調システムの説明は省く。レジスト原
盤１１２が時計回り（ＣＷ）または、反時計回り（ＣＣ
Ｗ）の何れか一方に高精度で回転し、１回転あたり１ミ
クロン程度（加工する光ディスクにより異なる）で送り
スライダー１１３に搭載されている記録ヘッド１０６が
半径方向に移動しながら変調され、高ＮＡ対物レンズ１
１１で絞り込まれたレーザ光１１０によりカッティング
を行う。

【０００８】その時、装置の機械的精度、装置の設置環
境からの外乱によりあらかじめ設定されたレジスト原盤
１１２の、１回転当たりの送りスライダー１１３の送り
量にムラが発生する。記録ヘッド１０６は送りスライダ
ー１１３に搭載されており一体化されているため、レジ
スト原盤１１２に対する送りスライダー１１３の送り方
向（半径方向）に送りスライダー１１３の送り量ムラと
同量の送りムラが発生する事になる。送りスライダー１
１３に、レーザ干渉系を構成するコーナーキューブプリ
ズム１０３を設置する。次に送りスライダー１１３と同
じ定盤上に搭載されている不動の治具上に、Ｈｅ−Ｎｅ
レーザ１０１とリフレクターユニット１０２及び、フォ
トディテクタ１０４を設置する。

【０００９】測定原理は、光源となるＨｅ−Ｎｅレーザ
の特性（波長安定性、空間的コヒーレンス、時間的コヒ
ーレンス等）の良さを利用する。まず、リフレクタユニ
ット１０２のミラー１０２ａ及び、１０２ｂを透過して
フォトディテクタ１０４に入射するレーザ光とリフレク
タユニット１０２のミラー１０２ａにより反射して送り
スライダー１１３に搭載してあるコーナーキューブプリ
ズム１０３に、入射、反射しリフレクタユニット１０２
のミラー１０２ｂを経由して、フォトディテクタ１０４
に入射するレーザ光の光路差により干渉することで、フ
ォトディテクタ１０４上で明暗となって現れる。これが
フォトディテクタ１０４の出力変化となる。

【００１０】送りスライダー１１３または、記録ヘッド
１０６がＨｅ−Ｎｅレーザ１０１の半波長分移動すると
フォトディテクタ１０４には、往復で一波長分の出力変
化が現れる。その出力変化の信号と、制御回路部１０５
で生成される基準信号との位相差が記録ヘッド１０６の
送りムラとなる。従って、その位相差量を制御回路部１
０５で検出し、音響光学光偏向器１０７を制御する事で
機械的に発生した記録ヘッド１０６の送りムラを、レジ
スト原盤１１２にカッティングを施す記録用レーザ１１
０を光偏向する事により補正する。

【００１１】次に図面により上記制御方法について詳細
に説明する。

【００１２】図２は、上記制御方法の一例を示す制御回
路部１０５の構成図である。

【００１３】図１に示す制御回路部１０５は、増幅部２
０１とスライダー送り基準信号生成部２０３と基準信号
生成部２０２と位相差検出部２０４と基準電圧生成部２
０５及び、ＡＯＤ駆動部２０６により構成される。

【００１４】基準信号生成部２０２は、送りスライダー
１１３の設定された送り量に対するレーザ干渉計の出力
変化の中心周波数と、送りスライダー１１３を制御する
ための基準信号周波数の公倍数である周波数を、例えば
プログラマブル高周波水晶で生成する。従って両者信号
は同期していることになる。そして、レーザ干渉計の出
力変化の中心周波数の信号と、送りスライダー１１３の
移動方向を示す信号を併せて位相差検出部２０４へ出力
する。スライダー送り基準信号生成部２０３は上記基準
信号生成部２０２より基準信号を受け、それに同期させ
たあらかじめ設定されたレジスト原盤１１２の１回転当
たりの送り量に対する送りスライダー１１３の駆動信号
を生成する。送りスライダー１１３は、その信号に基づ
いてレジスト原盤１１２の半径方向に移動する。増幅部
２０１は、図１に示すフォトディテクタ１０４の出力変
化信号を増幅して、位相差検出部２０４へ出力する。位
相差検出部２０４では、増幅部２０１により増幅された
フォトディテクタ１０４の出力変化信号と、基準信号生
成部２０２より出力されるレーザ干渉計の出力変化の中
心周波数の信号の位相差量を検出する。その時、位相差
量のデータとして、送りスライダー１１３または、記録
ヘッド１０６の送り量の過大または、過小の量と音響光
偏向器１０７による記録レーザ１１０の偏向量がレジス
ト原盤１１２上で同量となるよう増幅率が調整されてい
る。また、同じく基準信号生成部２０２より出力される
送りスライダー１１３の移動方向を示す信号により、位
相差量の正負つまり、送りスライダー１１３または、記
録ヘッド１０６の送り量が過大なのか、過小なのかを判
断し０ボルト（記録ヘッドの送り量が適正値である時）
を中心としてＡＯＤドライブ部２０６へ出力する。ＡＯ
Ｄドライブ部２０６は、音響光学光偏向器駆動部であり
以下の動作をする。基準電圧生成部２０５は、その出力
する電圧が、そのまま、電圧−周波数変換された時、音
響光学光偏向器の中心伝播周波数となる電圧を生成す
る。従って、図１に示すウェッジドシリンドリカルレン
ズ１０８，１０９及び、音響光学光偏向器１０７で構成
されるウォブリングユニット透過後の記録レーザ１１０
は、１１０ａで示す光路をとる事になる。ＡＯＤドライ
ブ部２０６は、基準電圧生成部２０５より上記の基準と
なる電圧と、位相差検出部２０４より出力される正負が
判断された位相差量の信号を受け、差動演算部部（また
は、加算演算部部）２０６ｂで両者の差動量（または、
加算量）の演算を行い、ＶＣＯユニット２０６ａへ出力
する。ＶＣＯユニット２０６ａは電圧制御発振器（ヴォ
ルテージ・コントロールド・オシュレータ）であり、入
力される電圧に対応した周波数の正弦波信号を生成（電
圧−周波数変換）し、音響光学光偏向器１０７を駆動で
きる信号に変換し出力する。例えば、設定された送りス
ライダー１１３の送り量に対し、送りスライダー１１３
または、記録ヘッド１０６の送り量に、何等かの機械的
原因で過小状態が発生した時、位相差検出部２０４は、
負の信号をＡＯＤドライブ部２０６へ出力しＡＯＤドラ
イブ部２０６の差動演算部２０６ｂの出力は、基準電圧
生成部２０５が出力する電圧に、上記信号が加算された
電圧の信号をＶＣＯユニット２０６ａに出力する。ＶＣ
Ｏユニット２０６ａは、その信号を受け、音響光学光偏
向器１０７の中心伝播周波数より若干高い周波数の正弦
波信号を生成し、音響光学光偏向器１０７を駆動する。
その結果、ウェッジドシリンドリカルレンズ１０８，１
０９及び音響光学光偏向器１０７で構成されるウォブリ
ングユニット透過後の記録レーザ１１０は、１１０ｂで
示す光路をとり、何等かの機械的原因で発生した送り量
の過小分（送りムラ）を、光偏向により光学的に、設定
された送りスライダー１１３または、記録ヘッド１０６
の適正送り量に補正したことと同じことになる。

【００１５】逆に、過大状態が発生した時、位相検出部
２０４は正の信号を出力し、ＡＯＤドライブ部２０６で
上記説明とは、逆の動作が行われる。その結果として記
録レーザ１１０は、１１０ｃで示す光路をとり、過小状
態の時と同様、送りスライダー１１３または、記録ヘッ
ド１０６を適正送り量に補正した事と同じこととなる。
当然、上記動作はカッティング時リアルタイムで行われ
ていため常に、送りムラの補正がなされていることにな
る。

【００１６】図３は、本発明の第２の実施形態に係るマ
スタリング装置のスライダー送りムラ検出部と補正部を
示す構成図である。

【００１７】本発明の第１の実施形態では、送りスラー
ダー１１３の送りムラ検出部にレーザ干渉系を用いた
が、本実施形態では、回折光の干渉現象を利用したレー
ザホロスケール３０１を用いる。レーザホロスケールは
単体のシステムとしてユニット化されているため、マス
タリング装置に組み込むことと、機械的及び、光学的調
整が非常に容易である。また能力としてレーザ干渉系と
同等な分解能、精度持ち合わせているため、メリットも
大きい。そして、送りスライダー１１３を動作制御する
ための送り量検出系と共通化できるため、マスタリング
装置自体の簡易化が可能となる。更に送り量検出系に、
機械的に送りスライダー１１３と、検出系を含めた他の
機械システムと非接触の光学式のシステム（レーザホロ
スケール）を用いる事で、送りスライダー１１３に対す
る外乱の侵入も防ぐ事ができ、レーザホロスケール３０
１の高分解能、高精度な特性と併せ、送りスライダー１
１３の機械的な送り精度として相乗効果が得られること
にもなる。

【００１８】図４は、本発明の第３の実施形態に係るマ
スタリング装置のスライダー送りムラ検出部と補正部を
示す構成図である。

【００１９】本発明の第１の実施形態及び、第２の実施
形態では、送りムラ補正部に音響光学光偏向器を用いた
が、本実施形態ではピエゾアクチュエータを用いる。送
りムラ検出部はレーザ干渉系、レーザホロスケールのい
ずれでも良い。

【００２０】上記発明は、図示のように送りスライダー
１１３とピエゾアクチュエータ４０２とピエゾアクチュ
エータ４０２を介し送りスライダー１１３と一体化され
ている記録ヘッド４０１と記録ヘッド４０１に搭載され
ている高ＮＡ対物レンズとレーザホロスケール３０１と
制御回路部４０４により構成されている。

【００２１】機械的構成は、送りスライダー１１３と記
録ヘッド１０６を直接一体化せず、ピエゾアクチュエー
タ４０１を介して一体化している。その時、送りスライ
ダー１１３は移動方向だけでなく、その送り量を制御す
るため、その逆方向にもサーボ制御されている事と、記
録ヘッド１０６に対して送りスライダー１１３の方がは
るかに重量があることから、ピエゾアクチュエータ４０
１の伸縮作用はレジスト原盤１１２の半径方向に、記録
ヘッド４０１のみに働くこととなる。

【００２２】送りムラ検出方法は、本発明の第１また
は、第２の実施形態と同様であるが、ここでは図の簡略
化のためレーザホロスケールで説明する。

【００２３】制御回路部４０４は、本発明の第１、第２
の実施形態の制御回路部１０５の詳細な図２の増幅部２
０１、スライダー送り基準信号生成部２０３、基準信号
生成部２０２、位相差検出部２０４は、それらの動作内
容を含めて同じである。従ってここではそれらの説明を
省く。

【００２４】基準電圧生成部５０１は、その出力する電
圧が、そのままバッファー部５０２ａに入力し、ピエゾ
アクチュエータ４０２を駆動した時、ピエゾアクチュエ
ータ４０２に対する印可電圧と伸縮特性が高い線形性を
有しかつ、ヒステリシスがない伸縮領域の中心となる電
圧を生成する。位相差検出部２０４より出力される位相
差量データは、送りスライダー１１３の送り量の過大ま
たは、過小の量とピエゾアクチュエータ４０２の伸縮量
が同量となるよう増幅率の調整がされている。その信号
と、上記の基準電圧生成部２０５から出力される信号
を、ピエゾアクチュエータードライブ部５０２が受け、
差動演算部部（または、加算演算部部）５０２ｂで両者
の差動量（または、加算量）の演算を行い、バッファー
部５０２ａへ出力する。バッファー部５０２ａは、ピエ
ゾアクチュエータ４０２の駆動電圧に変換し、ピエゾア
クチュエーター４０２を制御する。これにより送りスラ
イダー１１３の送りムラを、ピエゾアクチュエータ４０
２の伸縮による記録ヘッド１０６の動作により補正する
事が出来る。当然、カッティング時上記動作はリアルタ
イムで行われているため常に、送りムラの補正がなされ
ていることになる。

【００２５】以上説明した内容は、本発明の各実施形態
に関するものであって本発明がこれのみに限定されるこ
とを意味するものではない。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、マ
スタリング装置の持つ機械的精度また、それを制御する
制御技術では限界のある光ディスク原盤のトラックピッ
チ精度を更に向上させる事が可能となる。また上記精度
は、設置場所の外乱等でも大きく影響するためマスタリ
ング装置の能力以外に低下する要因を含んでいる。しか
し、本発明の方法をシステム化して、マスタリング装置
に組み込むだけで、これらの問題は解決でき、高精度な
トラックピッチの光ディスク原盤を加工可能なマスタリ
ング装置を容易に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係るマスタリング装置のスラ
イダー送りムラ検出部と補正部を示す構成図。

【図２】第１の実施形態に係る制御回路部を示す構成。

【図３】第２の実施形態に係るマスタリング装置のスラ
イダー送りムラ検出部と補正部を示す構成図。

【図４】第３の実施形態に係るマスタリング装置のスラ
イダー送りムラ検出部と補正部を示す構成図。

【図５】第３の実施形態に係る制御回路部を示す構成
図。

【符号の説明】

１０１ Ｈｅ−Ｎｅレーザ １０２ リフレクタユニット １０２ａ、１０２ｂ ミラー １０３ コーナーキューブプリズム １０４ フォトディテクタ １０５、４０４ 制御回路部 １０６、４０１ 記録ヘッド １０７ 音響光学光偏向器 １０８、１０９ ウェジッドシリンドリカルレンズ １１０、１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ 記録レーザ １１１ 高ＮＡ対物レンズ １１２ レジスト原盤 １１３ 送りスライダー ２０１ 増幅部 ２０２ 基準信号生成部 ２０３ スライダー送り基準信号生成部 ２０４ 位相差検出部 ２０５、５０１ 基準電圧生成部 ２０６ ＡＯＤドライブ部 ２０６ａ 電圧制御発振器 ２０６ｂ、５０２ｂ 差動（または、加算）演算部 ３０１ レーザホロスケール ４０２ ピエゾアクチュエータ ５０２ ピエゾアクチュエータドライブ部 ５０２ａ バッファー部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光ディスク原盤のトラックピッチの高精度
   化を実現るため、マスタリング装置における記録ヘッド
   を搭載しているスライダー送り系にレーザー干渉系また
   は、高分解能レーザーホロスケールを設置し、それらに
   より該マスタリング装置のスライダー送りムラを検出
   し、音響光学光偏向器によりレーザ光を偏向することで
   光学的に送りムラを補正することを特徴とする光ディス
   ク原盤加工方法。
2. 【請求項２】上記請求項１の方法により検出したスライ
   ダー送りムラを、ピエゾアクチュエータにより、記録ヘ
   ッドをスライダー送りとは独立に制御することで補正す
   ることを特徴とした光ディスク原盤加工方法。
3. 【請求項３】上記請求項１による加工方法機能を備えた
   ことを特徴とするマスタリング装置。
4. 【請求項４】上記請求項２による加工方法機能を備えた
   ことを特徴とするマスタリング装置。