JPH10302300A - Manufacturing method of recording medium master, exposure method, recording and / or reproducing apparatus - Google Patents

Manufacturing method of recording medium master, exposure method, recording and / or reproducing apparatus

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JPH10302300A
JPH10302300A JP9106415A JP10641597A JPH10302300A JP H10302300 A JPH10302300 A JP H10302300A JP 9106415 A JP9106415 A JP 9106415A JP 10641597 A JP10641597 A JP 10641597A JP H10302300 A JPH10302300 A JP H10302300A
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JP
Japan
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phase shift
light
shift mask
objective lens
recording
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Withdrawn
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JP9106415A
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Japanese (ja)
Inventor
Shin Masuhara
慎 増原
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Manufacturing Optical Record Carriers (AREA)
  • Optical Head (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 対物レンズによって集光された光を感光層に
照射して感光層を露光する際に、スポット径を回折限界
よりも小さくしつつ、かつサイドローブの影響を軽減す
る。 【解決手段】 対物レンズによって集光された光を感光
層に照射して感光層を露光するに際し、光軸を中心とし
て略同心円状に形成された3つ以上の領域を有し、隣接
する領域の位相シフト量が異なる位相シフトマスクを露
光光学系中に配する。そして、位相シフトマスクによ
り、対物レンズに入射する光波面に対して入射瞳面内に
おいて位相ずれを生じさせた上で、感光層を露光する。
これにより、スポット径が回折限界よりも小さくなり、
かつ、メインスポットの近傍に生じる全てのサイドロー
ブのピーク強度がメインスポットのピーク強度の5%以
下となるようにする。
[PROBLEMS] To irradiate a photosensitive layer with light condensed by an objective lens to expose the photosensitive layer, while reducing the spot diameter smaller than a diffraction limit and reducing the influence of side lobes. I do. SOLUTION: When exposing a photosensitive layer by irradiating light condensed by an objective lens to the photosensitive layer, the photosensitive layer has three or more regions formed substantially concentrically around an optical axis, and adjacent regions. Are arranged in the exposure optical system. Then, after the phase shift mask causes a phase shift in the entrance pupil plane with respect to the light wavefront incident on the objective lens, the photosensitive layer is exposed.
As a result, the spot diameter becomes smaller than the diffraction limit,
In addition, the peak intensity of all side lobes generated near the main spot is set to be 5% or less of the peak intensity of the main spot.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、情報記録媒体の原
盤となる記録媒体原盤の製造方法に関する。また、本発
明は、対物レンズによって集光された光を支持体上に形
成された感光層に照射して、感光層の所定領域を露光す
る露光方法に関する。また、本発明は、光学的に記録及
び/又は再生を行う記録及び/又は再生装置に関する。
そして、本発明は、これらにおいて光を集光したときに
形成されるスポットの小径化に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a recording medium master which serves as an information recording medium master. Further, the present invention relates to an exposure method for exposing a predetermined region of the photosensitive layer by irradiating light condensed by an objective lens to a photosensitive layer formed on a support. Further, the present invention relates to a recording and / or reproducing apparatus for optically recording and / or reproducing.
The present invention also relates to reducing the diameter of a spot formed when light is condensed in these.

【0002】[0002]

【従来の技術】光ディスクは、光学的に透明なプラスチ
ック製のディスク基板を有しており、このディスク基板
上に情報信号が記録される領域である信号記録領域が形
成される。信号記録領域には、連続溝状のグルーブや、
多数のピットからなるピット列が、トラック毎に所定の
トラックピッチにてスパイラル状又は同心円状に形成さ
れる。なお、光ディスクでは、通常、ディスク基板の一
方の面をグルーブやピット列が形成される信号記録面と
し、他方の面を読み取り面とする。すなわち、光ディス
クから信号を再生する際は、グルーブやピット列が形成
されていない側を読み取り面とし、当該読み取り面の側
からレーザ光を照射する。
2. Description of the Related Art An optical disk has an optically transparent plastic disk substrate, on which a signal recording area for recording an information signal is formed. In the signal recording area, a continuous grooved groove,
A pit row composed of a large number of pits is formed in a spiral or concentric manner at a predetermined track pitch for each track. In an optical disk, one surface of a disk substrate is usually used as a signal recording surface on which grooves or pit rows are formed, and the other surface is used as a reading surface. That is, when a signal is reproduced from an optical disk, a side on which no groove or pit row is formed is set as a reading surface, and laser light is irradiated from the side of the reading surface.

【0003】このような光ディスクにおいて、ディスク
基板の表面に形成されるグルーブやピット列等の凹凸形
状は、情報記録媒体としての性能を左右する。したがっ
て、特に高記録密度化を図るためには、ディスク基板を
高精度に作製することが要求される。
In such an optical disk, the irregularities such as grooves and pit rows formed on the surface of the disk substrate affect the performance as an information recording medium. Therefore, in order to achieve particularly high recording density, it is required to manufacture a disk substrate with high precision.

【0004】このようなディスク基板を作製する際は、
先ず、支持体であるガラス原盤上に感光層となるフォト
レジストを塗布し、当該フォトレジストを所望する所定
パターンの凹凸に対応するように露光する。このとき、
フォトレジストの露光は、レーザ光を対物レンズによっ
て集光して行う。なお、以下の説明では、このように感
光層を露光する工程のことを露光工程と称する。
[0004] When manufacturing such a disk substrate,
First, a photoresist serving as a photosensitive layer is applied on a glass master serving as a support, and the photoresist is exposed so as to correspond to a desired pattern of irregularities. At this time,
Exposure of the photoresist is performed by condensing laser light with an objective lens. In the following description, such a step of exposing the photosensitive layer is referred to as an exposing step.

【0005】次に、露光されたフォトレジストを現像す
ることにより、フォトレジストに所定パターンの凹凸を
形成し、その後、所定パターンの凹凸が形成されたフォ
トレジスト上にNiメッキを施す。そして、このNiメ
ッキを剥離することにより、所定パターンの凹凸が転写
された記録媒体原盤、すなわちスタンパが得られる。そ
の後、このように形成されたスタンパを型として射出成
形することにより、ディスク基板が成形される。
[0005] Next, by developing the exposed photoresist, a predetermined pattern of irregularities is formed on the photoresist, and then, Ni plating is performed on the photoresist on which the predetermined pattern of irregularities has been formed. Then, by removing the Ni plating, a recording medium master, that is, a stamper, on which the irregularities of the predetermined pattern are transferred, is obtained. Thereafter, the disk substrate is formed by injection molding using the stamper thus formed as a mold.

【0006】以上のようにディスク基板を作製する際、
露光工程におけるフォトレジストの露光は、上述したよ
うに、レーザ光を対物レンズによって集光して行う。す
なわち、フォトレジストを露光する際は、ピットやグル
ーブの形状に沿って露光するためにレーザ光を集光する
集光レンズとして、円形開口瞳を持つ対物レンズを用い
る。このような円形開口瞳を持つ対物レンズによって集
光された光の焦点面内における光の強度分布は、図21
に示すように、中心においてピークを持つ分布となる。
ここで、集光された光のメインスポットの周囲に形成さ
れる第1暗環の直径d(以下、スポット径dと称す
る。)は、回折限界において最小となる。具体的には、
レーザ光の波長をλ、対物レンズの開口数をNAとする
と、回折限界のときのスポット径dは、下記式(1−
1)で表される。
When manufacturing a disk substrate as described above,
The exposure of the photoresist in the exposure step is performed by condensing the laser beam with the objective lens as described above. That is, when exposing the photoresist, an objective lens having a circular aperture pupil is used as a condensing lens for condensing laser light for exposing along a pit or groove shape. The light intensity distribution in the focal plane of the light condensed by the objective lens having such a circular aperture pupil is shown in FIG.
As shown in (1), the distribution has a peak at the center.
Here, the diameter d (hereinafter, referred to as spot diameter d) of the first dark ring formed around the main spot of the condensed light is minimized at the diffraction limit. In particular,
Assuming that the wavelength of the laser beam is λ and the numerical aperture of the objective lens is NA, the spot diameter d at the diffraction limit is given by the following equation (1-
It is represented by 1).

【0007】 d=1.22×λ/NA ・・・(1−1) ところで、光ディスクは高記録密度化が進んでおり、こ
れに伴い、データ1ビットあたりが占めるディスク面積
はますます小さくなってきている。そのため、より微少
なピット、或いはより細いグルーブを形成するために、
露光工程においてフォトレジストを露光する際のスポッ
ト径dをより小さくし、集光された光によって感光され
る領域をより小さくすることが要求されている。
D = 1.22 × λ / NA (1-1) By the way, as the recording density of the optical disk is increasing, the disk area occupied by one bit of data is becoming smaller. Is coming. Therefore, in order to form finer pits or finer grooves,
It is required that the spot diameter d when exposing the photoresist in the exposure step be made smaller and the area exposed by the collected light be made smaller.

【0008】スポット径dは、回折限界として規定され
る最小値が上記式(1−1)で表されることから、スポ
ット径dを小さくするためには、使用するレーザ光の波
長λを短くすればよい。すなわち、従来、露光工程では
可視光領域の光を使用していたが、より短波長の光であ
る紫外領域の光を使用するようにすれば、スポット径d
をより小さくすることができる。しかしながら、紫外領
域の光を使用すると、光学系の調整が難しくなるという
問題が生じる。したがって、露光工程に使用するレーザ
光の波長λを短くして、スポット径dの小径化を図るこ
とは困難である。
Since the minimum value defined as the diffraction limit of the spot diameter d is expressed by the above equation (1-1), in order to reduce the spot diameter d, the wavelength λ of the laser beam used must be shortened. do it. That is, conventionally, in the exposure step, light in the visible light region was used. However, if light in the ultraviolet region, which is light having a shorter wavelength, is used, the spot diameter d
Can be made smaller. However, when light in the ultraviolet region is used, there is a problem that adjustment of the optical system becomes difficult. Therefore, it is difficult to reduce the spot diameter d by shortening the wavelength λ of the laser beam used in the exposure step.

【0009】また、スポット径dは、回折限界として規
定される最小値が上記式(1−1)で表されることか
ら、スポット径dを小さくするためには、対物レンズの
開口数NAを大きくすればよい。しかしながら、対物レ
ンズの開口数NAは、現段階で既にほぼ限界まで大きく
しており、これ以上大きくすることができない。したが
って、対物レンズの開口数NAを大きくして、スポット
径dの小径化を図ることも困難である。
Further, since the minimum value defined as the diffraction limit of the spot diameter d is expressed by the above equation (1-1), in order to reduce the spot diameter d, the numerical aperture NA of the objective lens must be changed. You just need to increase it. However, the numerical aperture NA of the objective lens has already been increased to almost its limit at this stage, and cannot be increased further. Therefore, it is also difficult to reduce the spot diameter d by increasing the numerical aperture NA of the objective lens.

【0010】以上のように、光の波長λや開口数NAで
スポット径dが規定される従来の光学系では、スポット
径の小径化はほぼ限界に達してしまっており、露光工程
において感光される領域をより小さくすることは、非常
に困難になっている。そこで、光の波長λや開口数NA
以外のパラメーターを変化させることで、スポット径d
を小さくする方法が要求されている。
As described above, in the conventional optical system in which the spot diameter d is defined by the light wavelength λ and the numerical aperture NA, the reduction of the spot diameter has almost reached the limit, and the light is exposed in the exposure process. It is very difficult to make the area smaller. Therefore, the light wavelength λ and the numerical aperture NA
By changing parameters other than the above, the spot diameter d
There is a demand for a method of reducing the size.

【0011】これを実現する方法として、図22に示す
ように、対物レンズ101の入射瞳面上に輪帯遮光板1
02を配置することによって、光の波長λと、対物レン
ズ101の開口数NAとによって規定される回折限界よ
りも、スポット径dを小さくできるという方法が、特開
平3−63947号公報に開示されている。なお、輪帯
遮光板102とは、図23に示すように、円形の開口部
を有する遮光部102aと、遮光部102aに形成され
た開口部よりも径の小さい円形の遮光部102bとが同
心円上に配された遮光板であり、遮光部102aと遮光
部102bの間に輪帯状の開口部102cが形成されて
いる。そして、輪帯状の開口部102cの外径を入射瞳
径d0と称し、輪帯状の開口部102cの内径を輪帯径
d1と称する。
As a method for realizing this, as shown in FIG. 22, an annular opaque plate 1 is placed on the entrance pupil plane of the objective lens 101.
JP-A-3-63947 discloses a method in which the spot diameter d can be made smaller than the diffraction limit defined by the light wavelength λ and the numerical aperture NA of the objective lens 101 by arranging 02. ing. As shown in FIG. 23, the annular light-shielding plate 102 includes a light-shielding portion 102a having a circular opening and a circular light-shielding portion 102b having a smaller diameter than the opening formed in the light-shielding portion 102a. The light shielding plate is disposed above, and has a ring-shaped opening 102c formed between the light shielding portion 102a and the light shielding portion 102b. The outer diameter of the annular opening 102c is referred to as an entrance pupil diameter d0, and the inner diameter of the annular opening 102c is referred to as an annular diameter d1.

【0012】このような輪帯遮光板102を用いると、
光の波長λが413nmで、対物レンズ101のNAが
0.90であるとき、輪帯径d1が対物レンズ101の
入射瞳径の50%ならば、スポット径dは回折限界の約
80%となり、また、輪帯径d1が対物レンズ101の
入射瞳径の80%ならば、図24に示すように、スポッ
ト径dは回折限界の約70%となる。なお、図24にお
いて、点線は輪帯遮光板102を使用してないときの光
強度分布を示しており、実線は輪帯径d1が対物レンズ
101の入射瞳径の80%の輪帯遮光板102を使用し
たときの光強度分布を示している。また、光強度Iは、
メインスポットのピーク強度を1として規格化してい
る。
When such an annular light shielding plate 102 is used,
When the wavelength λ of light is 413 nm and the NA of the objective lens 101 is 0.90, if the orbicular zone diameter d1 is 50% of the entrance pupil diameter of the objective lens 101, the spot diameter d is about 80% of the diffraction limit. If the orbicular zone diameter d1 is 80% of the entrance pupil diameter of the objective lens 101, the spot diameter d becomes about 70% of the diffraction limit as shown in FIG. In FIG. 24, the dotted line shows the light intensity distribution when the annular light shielding plate 102 is not used, and the solid line shows the annular light shielding plate whose annular diameter d1 is 80% of the entrance pupil diameter of the objective lens 101. 10 shows the light intensity distribution when the reference numeral 102 is used. The light intensity I is
The peak intensity of the main spot is standardized as 1.

【0013】このように、輪帯遮光板102を用いれば
スポット径dを回折限界以下にすることができる。しか
しながら、この方法は、輪帯遮光板102による入射光
量の損失が大きいため、実際に露光工程に適用すること
は非常に難しい。そこで、入射光量の損失を抑えつつ、
スポット径dを回折限界以下にする方法として、図25
に示すように、対物レンズ101の前段に位相シフトマ
スク103を配し、対物レンズ101の入射瞳面に入射
する光波面の位相を入射瞳面内の一部領域で適当量変化
させる方法が、特開平7−153120号公報に開示さ
れている。ここで、位相シフトマスク103とは、光の
等位相面の一部に位相ずれを生じさせる光学素子であ
る。
As described above, when the annular light shielding plate 102 is used, the spot diameter d can be made equal to or smaller than the diffraction limit. However, this method is very difficult to actually apply to the exposure step because the loss of the incident light amount due to the annular light shielding plate 102 is large. Therefore, while suppressing the loss of the incident light amount,
As a method for making the spot diameter d equal to or less than the diffraction limit, FIG.
As shown in (2), a method of disposing a phase shift mask 103 in front of the objective lens 101 and changing the phase of an optical wavefront incident on the entrance pupil plane of the objective lens 101 by an appropriate amount in a partial area in the entrance pupil plane is as follows. It is disclosed in JP-A-7-153120. Here, the phase shift mask 103 is an optical element that causes a phase shift in a part of an equal phase plane of light.

【0014】例えば、対物レンズ101の入射瞳の半径
R0に対して中心を共有し、その半径rが0≦r≦R0
×30%である円形領域R1の位相を、それ以外の領域
よりもπだけ進ませる或いは遅らせるような位相シフト
マスク103を用いると、図26に示すように、スポッ
ト径dを回折限界の89%にまで小さくすることが可能
である。なお、図26に示した例では、光の波長λを4
13nmとし、対物レンズ101の開口数NAを0.9
0としている。また、図26において、点線は位相シフ
トマスク103を使用してないときの光強度分布を示し
ており、実線は位相シフトマスク103を使用したとき
の光強度分布を示している。また、光強度Iは、メイン
スポットのピーク強度を1として規格化している。
For example, the center is shared with the radius R0 of the entrance pupil of the objective lens 101, and the radius r is 0 ≦ r ≦ R0.
Using a phase shift mask 103 that advances or delays the phase of the circular region R1 of × 30% by π from the other regions, as shown in FIG. 26, makes the spot diameter d 89% of the diffraction limit. Can be reduced to Note that, in the example shown in FIG.
13 nm, and the numerical aperture NA of the objective lens 101 is 0.9.
It is set to 0. In FIG. 26, the dotted line shows the light intensity distribution when the phase shift mask 103 is not used, and the solid line shows the light intensity distribution when the phase shift mask 103 is used. The light intensity I is normalized with the peak intensity of the main spot as 1.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】上述したように輪帯遮
光板や位相シフトマスク等を用いて、スポット径dを回
折限界以下に絞ることは、一般に超解像と呼ばれるが、
このような超解像を行おうとすると、サイドローブの強
度が増加してしまう。ここで、サイドローブとは、メイ
ンスポットの外側に同心円上の輪帯として若干の光強度
分布を持つ部分のことである。サイドローブのピークは
複数存在し、内周側から順に1次、2次、3次、・・・
のサイドローブと呼ばれる。
As described above, narrowing the spot diameter d to the diffraction limit or less by using an annular light shielding plate, a phase shift mask, or the like is generally called super-resolution.
Attempting to perform such super-resolution increases the intensity of the side lobe. Here, the side lobe is a portion having a slight light intensity distribution as a concentric annular zone outside the main spot. There are a plurality of side lobe peaks, and primary, secondary, tertiary,...
Called side lobes.

【0016】超解像を適用せずに対物レンズでレーザ光
を集光したとき、メインスポットのピーク強度に対し
て、1次のサイドローブのピーク強度は約1.7%であ
り、また、2次以降のサイドローブのピーク強度はほと
んど無視できる程度である。これに対して、図26に示
した例では、位相シフトマスクを用いることにより、メ
インスポットのスポット径dは回折限界の89%にまで
小さくなっているものの、1次のサイドローブのピーク
強度は、メインスポットのピーク強度に対して10%程
度にまで増加してしまっている。そして、露光工程にお
いてフォトレジストを露光する際に、サイドローブ強度
が大きいと、たとえスポット径dを小さくしたとして
も、適切な露光がなされなくなってしまう。
When a laser beam is focused by an objective lens without applying super-resolution, the peak intensity of the primary side lobe is about 1.7% with respect to the peak intensity of the main spot. The peak intensity of the side lobes after the second order is almost negligible. On the other hand, in the example shown in FIG. 26, by using the phase shift mask, the spot diameter d of the main spot is reduced to 89% of the diffraction limit, but the peak intensity of the primary side lobe is reduced. And the peak intensity of the main spot is increased to about 10%. Then, when the photoresist is exposed in the exposure step, if the side lobe intensity is large, even if the spot diameter d is reduced, appropriate exposure cannot be performed.

【0017】実際に、位相シフトマスクを用いて図26
の実線に示したような光強度分布として露光工程を行っ
たところ、分離して形成できるピットの最短長さは10
%程度短くなり、確かに超解像の効果は認められたもの
の、強度が著しく増加したサイドローブによって、感光
させるべき箇所だけでなく、その近傍の部分までも感光
してしまった。具体的には、例えば、グルーブの部分を
露光したとき、グルーブの両脇部分であるランドの部分
までも感光してしまい、ランドの部分が荒れた状態にな
ってしまった。
In practice, FIG.
When the exposure step was performed as a light intensity distribution as shown by the solid line in FIG.
%, And the effect of super-resolution was certainly recognized, but the side lobe whose intensity was significantly increased exposed not only a portion to be exposed but also a portion in the vicinity thereof. Specifically, for example, when the groove portion is exposed, even the land portions, which are both side portions of the groove, are exposed, and the land portion becomes rough.

【0018】このように、感光させるべき箇所だけでな
く、その近傍の部分までもサイドローブによって感光し
てしまったフォトレジストを元に記録媒体原盤を作製
し、当該記録媒体原盤を元にして光ディスクを作製する
と、ディスク基板上にサイドローブに起因する荒れが残
ってしまう。したがって、このような光ディスクでは、
再生信号のノイズが大幅に増加してしまう。このため、
たとえ露光工程においてスポット径dを小さくしたとし
ても、高記録密度化を図ることができなくなってしま
う。さらに、サイドローブに起因する荒れがひどい場合
には、フォーカス制御やトラッキング制御を行うことが
できなくなり、再生そのものに支障を来してしまう恐れ
もある。
As described above, a recording medium master is manufactured based on the photoresist exposed by the side lobe not only at the portion to be exposed but also in the vicinity thereof, and an optical disk is formed based on the recording medium master. In this case, roughness caused by side lobes remains on the disk substrate. Therefore, in such an optical disc,
The noise of the reproduced signal is greatly increased. For this reason,
Even if the spot diameter d is reduced in the exposure step, it is impossible to increase the recording density. Further, when the roughness caused by the side lobe is severe, the focus control and the tracking control cannot be performed, and the reproduction itself may be hindered.

【0019】以上のように、従来、露光工程においてス
ポット径dを回折限界よりも小さくしようとすると、大
きなサイドローブが生じてしまい、当該サイドローブに
起因する荒れがフォトレジストに形成されてしまってい
た。そして、その荒れが記録媒体原盤やディスク基板に
までも転写されてしまうので、光ディスクの高記録密度
化を図ることはできなかった。
As described above, conventionally, when the spot diameter d is made smaller than the diffraction limit in the exposure step, a large side lobe is generated, and roughness caused by the side lobe is formed on the photoresist. Was. Then, since the roughness is transferred to the recording medium master or the disk substrate, it is impossible to increase the recording density of the optical disk.

【0020】本発明は、以上のような従来の実情に鑑み
て提案されたものであり、記録媒体原盤の作製における
露光工程において、スポット径dを回折限界よりも小さ
くしつつ、かつサイドローブの影響を軽減して、より高
記録密度化を図った光ディスク等の記録媒体を作製する
ことを可能とする記録媒体原盤の製造方法を提供するこ
とを目的としている。
The present invention has been proposed in view of the above-mentioned conventional circumstances. In the exposure step in the production of a recording medium master, the spot diameter d is made smaller than the diffraction limit and the side lobe is reduced. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a recording medium master that can reduce the influence and manufacture a recording medium such as an optical disk with higher recording density.

【0021】なお、サイドローブの問題は、記録媒体原
盤を製造する際の露光工程に限らず、例えば、半導体装
置を製造する際のパターニング工程のように、フォトレ
ジスト等からなる感光層を、スポット径dをより小さく
して露光することが望まれるような分野において、広く
共通の問題である。
The problem of the side lobe is not limited to the exposure step when manufacturing a recording medium master, and for example, a photosensitive layer made of a photoresist or the like is spotted as in a patterning step when manufacturing a semiconductor device. This is a common problem in a field where it is desired to perform exposure with a smaller diameter d.

【0022】そこで、本発明では、記録媒体原盤を製造
する際の露光工程に限らず、スポット径dをより小さく
しつつ、サイドローブの影響を軽減して感光層を露光す
ることが可能な露光方法を提供することも目的する。
Therefore, the present invention is not limited to the exposing step for producing a master recording medium, but is capable of exposing the photosensitive layer by reducing the influence of side lobes while reducing the spot diameter d. It is also intended to provide a method.

【0023】更に、スポット径dを小さくしつつ、かつ
サイドローブを軽減することは、感光層を露光するよう
な場合に限らず、記録及び/又は再生装置においても望
まれている。すなわち、記録及び/又は再生装置では、
高記録密度化を図るために、光をより微細に集光して記
録媒体に照射できるようにすることが望まれている。
Furthermore, reducing the spot diameter d and reducing side lobes is desired not only in the case of exposing the photosensitive layer but also in a recording and / or reproducing apparatus. That is, in a recording and / or reproducing device,
In order to increase the recording density, it is desired that light can be more finely condensed and irradiated onto a recording medium.

【0024】そこで、本発明では、スポット径dをより
小さくしつつ、サイドローブを軽減して記録媒体に光を
照射することが可能な記録及び/又は再生装置を提供す
ることも目的する。
Accordingly, it is another object of the present invention to provide a recording and / or reproducing apparatus capable of irradiating a recording medium with light while reducing the side lobe while reducing the spot diameter d.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】本発明に係る記録媒体原
盤の製造方法は、対物レンズによって集光された光を支
持体上に形成された感光層に照射して、上記感光層の所
定領域を露光する露光工程と、上記露光された感光層を
現像して上記感光層に所定パターンの凹凸を形成する現
像工程と、上記感光層に形成された凹凸を転写して、記
録媒体原盤を作製する転写工程とを有する。そして、上
記露光工程において、感光層上に集光する光のメインス
ポットの周囲に形成される第1暗環の直径をd、光の波
長をλ、対物レンズの開口数をNAとしたとき、d<
1.22×λ/NAとなり、かつ、メインスポットの近
傍に生じる全てのサイドローブのピーク強度がメインス
ポットのピーク強度の5%以下となるように、対物レン
ズに入射する光波面に対して入射瞳面内において位相ず
れを生じさせた上で、上記感光層を露光する。
According to a method of manufacturing a recording medium master according to the present invention, a light condensed by an objective lens is irradiated on a photosensitive layer formed on a support, and a predetermined area of the photosensitive layer is formed. An exposure step of exposing, a development step of developing the exposed photosensitive layer to form a predetermined pattern of irregularities on the photosensitive layer, and transferring the irregularities formed on the photosensitive layer to produce a recording medium master. Transfer step. Then, in the above exposure step, when the diameter of the first dark ring formed around the main spot of the light condensed on the photosensitive layer is d, the wavelength of the light is λ, and the numerical aperture of the objective lens is NA, d <
It is incident on the light wave front incident on the objective lens such that the peak intensity of all side lobes generated in the vicinity of the main spot is 1.22 × λ / NA and 5% or less of the peak intensity of the main spot. After causing a phase shift in the pupil plane, the photosensitive layer is exposed.

【0026】以上のような本発明に係る記録媒体原盤の
製造方法では、光のメインスポットの周囲に形成される
第1暗環の直径dを、1.22×λ/NAよりも小さく
している。すなわち、スポット径dを、回折限界よりも
小さくしている。したがって、より微細な領域を露光す
ることができる。しかも、サイドローブのピーク強度が
メインスポットのピーク強度の5%以下となるようにし
ている。したがって、サイドローブによる荒れも抑えら
れる。
In the method of manufacturing a recording medium master according to the present invention as described above, the diameter d of the first dark ring formed around the main spot of light is set smaller than 1.22 × λ / NA. I have. That is, the spot diameter d is smaller than the diffraction limit. Therefore, a finer area can be exposed. In addition, the peak intensity of the side lobe is set to 5% or less of the peak intensity of the main spot. Therefore, roughness due to side lobes can be suppressed.

【0027】また、本発明に係る露光方法では、対物レ
ンズによって集光された光を支持体上に形成された感光
層に照射して、上記感光層の所定領域を露光するに際
し、光軸を中心として略同心円状に形成された3つ以上
の領域を有し、隣接する領域の位相シフト量が異なる位
相シフトマスクを露光光学系中に配する。そして、上記
位相シフトマスクにより、対物レンズに入射する光波面
に対して入射瞳面内において位相ずれを生じさせた上
で、上記感光層を露光する。
In the exposure method according to the present invention, the light condensed by the objective lens is irradiated on the photosensitive layer formed on the support to expose a predetermined area of the photosensitive layer so that the optical axis is adjusted. A phase shift mask having at least three concentrically formed regions at the center and different in the amount of phase shift between adjacent regions is disposed in the exposure optical system. Then, after the phase shift mask causes a phase shift within the entrance pupil plane with respect to the light wavefront incident on the objective lens, the photosensitive layer is exposed.

【0028】以上のような本発明に係る露光方法におい
て、露光用の光は、位相シフトマスクにより位相ずれを
生じさせられた上で対物レンズに入射し、その後、対物
レンズによって集光されて感光層に照射される。ここ
で、位相シフトマスクは、光軸を中心として略同心円状
に形成された3つ以上の領域を有し、かつ隣接する領域
の位相シフト量が異なるように形成されてなるものであ
る。したがって、対物レンズによって集光したときに生
じるサイドローブは、そのピーク強度が非常に低く抑え
られる。
In the exposure method according to the present invention as described above, the light for exposure is incident on the objective lens after a phase shift is caused by the phase shift mask, and is then condensed by the objective lens and exposed to light. The layer is irradiated. Here, the phase shift mask has three or more regions formed substantially concentrically about the optical axis, and is formed so that adjacent regions have different amounts of phase shift. Therefore, the peak intensity of the side lobe generated when the light is condensed by the objective lens is very low.

【0029】また、本発明に係る記録及び/又は再生装
置は、所定の波長の光を出射する光源と、上記光源から
の光を集光する対物レンズと、上記対物レンズに入射す
る光波面に対して入射瞳面内において位相ずれを生じさ
せる位相シフトマスクとを備える。そして、光源からの
光を位相シフトマスクを介して対物レンズに入射させ、
対物レンズによって集光された光を記録媒体に照射して
記録及び/又は再生を行う。ここで、位相シフトマスク
には、例えば、光軸を中心として略同心円状に形成され
た3つ以上の領域を有し、隣接する領域の位相シフト量
が異なるものを用いる。
Further, the recording and / or reproducing apparatus according to the present invention comprises a light source for emitting light of a predetermined wavelength, an objective lens for condensing light from the light source, and a light wave front incident on the objective lens. A phase shift mask that causes a phase shift in the entrance pupil plane. Then, the light from the light source is incident on the objective lens via the phase shift mask,
The recording and / or reproduction is performed by irradiating the recording medium with the light collected by the objective lens. Here, as the phase shift mask, for example, a mask having three or more regions formed substantially concentrically with the optical axis as the center and having different amounts of phase shift between adjacent regions is used.

【0030】以上のような本発明に係る記録及び/又は
再生装置において、光源からの光は、位相シフトマスク
により位相ずれを生じさせられた上で対物レンズに入射
し、その後、対物レンズによって集光されて記録媒体に
照射される。ここで、位相シフトマスクは、光軸を中心
として略同心円状に形成された3つ以上の領域を有し、
かつ隣接する領域の位相シフト量が異なるように形成さ
れてなるものである。したがって、対物レンズによって
集光したときに生じるサイドローブは、そのピーク強度
が非常に低く抑えられる。
In the recording and / or reproducing apparatus according to the present invention as described above, light from a light source is incident on an objective lens after a phase shift is caused by a phase shift mask, and then collected by the objective lens. The recording medium is irradiated with light. Here, the phase shift mask has three or more regions formed substantially concentrically about the optical axis,
Further, it is formed so that the phase shift amounts of adjacent regions are different. Therefore, the peak intensity of the side lobe generated when the light is condensed by the objective lens is very low.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の
説明では、光ディスクの製造に対して本発明に係る記録
媒体原盤の製造方法、並びに本発明に係る露光方法を適
用した例を挙げる。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following description, an example in which the method of manufacturing a recording medium master according to the present invention and the exposure method according to the present invention are applied to the manufacture of an optical disk will be described.

【0032】まず、本発明を適用して製造される光ディ
スクについて説明する。
First, an optical disk manufactured by applying the present invention will be described.

【0033】図1に示すように、光ディスク1は、光学
的に透明なディスク基板2を有しており、このディスク
基板2上に情報信号が記録される領域である信号記録領
域3が形成される。信号記録領域3には、図2に示すよ
うな連続溝状のグルーブ4や、図3に示すような連続し
たピット5が、トラック毎に所定のトラックピッチPに
てスパイラル状又は同心円状に形成される。ここで、ト
ラックピッチPは、例えば、0.7〜1.6μm程度と
する。
As shown in FIG. 1, the optical disk 1 has an optically transparent disk substrate 2 on which a signal recording area 3 for recording information signals is formed. You. In the signal recording area 3, a continuous groove-shaped groove 4 as shown in FIG. 2 and a continuous pit 5 as shown in FIG. 3 are formed in a spiral or concentric manner at a predetermined track pitch P for each track. Is done. Here, the track pitch P is, for example, about 0.7 to 1.6 μm.

【0034】このような光ディスク1では、通常、ディ
スク基板2の一方の面をグルーブ4やピット5が形成さ
れる信号記録面2aとし、他方の面を読み取り面2bと
する。すなわち、光ディスク1から信号を再生する際
は、グルーブ4やピット5が形成されていない側を読み
取り面2bとし、当該読み取り面2bの側からレーザ光
を照射する。
In such an optical disk 1, usually, one surface of the disk substrate 2 is a signal recording surface 2a on which grooves 4 and pits 5 are formed, and the other surface is a reading surface 2b. That is, when a signal is reproduced from the optical disc 1, the side on which the grooves 4 and the pits 5 are not formed is set as the reading surface 2b, and laser light is irradiated from the side of the reading surface 2b.

【0035】そして、相変化型光ディスクや光磁気ディ
スク等のような記録可能な光ディスクでは、グルーブ4
の両脇部分であるランド6を記録エリアとし、グルーブ
4をトラッキング用光反射エリアとする。このような方
式は、ランド記録方式と呼ばれている。また、記録可能
な光ディスクでは、グルーブ4を記録エリアとし、グル
ーブ4の両脇部分であるランド6をトラッキング用反射
エリアとしてもよい。このような方式は、グルーブ記録
方式と呼ばれている。さらに、記録可能な光ディスクで
は、グルーブ4とランド6の両方を記録エリアとしても
よい。このような方式は、ランド・グルーブ記録方式と
呼ばれている。ランド・グルーブ記録方式では、記録密
度をランド記録やグルーブ記録の約2倍にまで増大する
ことが可能となる。
In a recordable optical disk such as a phase change optical disk and a magneto-optical disk, the groove 4
The land 6 which is the both side portions is a recording area, and the groove 4 is a tracking light reflection area. Such a system is called a land recording system. In a recordable optical disk, the groove 4 may be used as a recording area, and the lands 6 on both sides of the groove 4 may be used as reflection areas for tracking. Such a method is called a groove recording method. Further, in a recordable optical disk, both the groove 4 and the land 6 may be used as recording areas. Such a method is called a land / groove recording method. In the land / groove recording method, the recording density can be increased to about twice that of land recording or groove recording.

【0036】一方、情報信号を示すピットが予め形成さ
れてなる再生専用光ディスクでは、信号記録面2aに形
成されたピット5を記録エリア及びトラッキング用回折
格子として用いる。すなわち、再生専用光ディスクで
は、情報信号を示すピット5からの回折光に基づいてト
ラッキング制御を行う。ただし、再生専用光ディスクに
おいても、グルーブ4やランド6を形成して、グルーブ
4やランド6をトラッキング用反射エリアとすることも
可能である。
On the other hand, in a read-only optical disk in which pits indicating information signals are formed in advance, the pits 5 formed on the signal recording surface 2a are used as a recording area and a tracking diffraction grating. That is, in the read-only optical disk, tracking control is performed based on the diffracted light from the pit 5 indicating the information signal. However, also in a read-only optical disk, it is possible to form the groove 4 and the land 6 and use the groove 4 and the land 6 as a reflection area for tracking.

【0037】このような光ディスク1において、ディス
ク基板2の信号記録面2a上には、記録及び/又は再生
に必要な薄膜層が形成される。具体的には、当該光ディ
スク1が相変化型光ディスクである場合には、相変化記
録層及び反射層を有する薄膜層が形成され、当該光ディ
スク1が光磁気ディスクである場合には、光磁気記録層
及び反射層を有する薄膜層が形成され、当該光ディスク
1が情報信号を示すピット列が予め形成されてなる再生
専用光ディスクである場合には、反射層を有する薄膜層
が形成される。また、これらの薄膜層の上には、紫外線
硬化樹脂等からなる保護層が形成される。
In such an optical disk 1, a thin film layer necessary for recording and / or reproduction is formed on the signal recording surface 2a of the disk substrate 2. Specifically, when the optical disc 1 is a phase change optical disc, a thin film layer having a phase change recording layer and a reflective layer is formed, and when the optical disc 1 is a magneto-optical disc, magneto-optical recording is performed. When the optical disc 1 is a read-only optical disc in which a pit row indicating an information signal is formed in advance, a thin film layer having a reflective layer is formed. Further, a protective layer made of an ultraviolet curable resin or the like is formed on these thin film layers.

【0038】光ディスク1から情報信号を再生するとき
は、光ディスク1を回転させながら、光学ピックアップ
からのレーザ光を読み取り面2bの側から照射し、その
反射光を検出する。そして、光ディスク1が、相変化型
光ディスクである場合や、情報信号を示すピット5が予
め形成されてなる再生専用光ディスクである場合には、
反射光の強度変化を検出することにより、情報信号を再
生する。また、光ディスク1が光磁気ディスクである場
合には、反射光のカー回転角の変化を検出することによ
り、情報信号を再生する。
When reproducing an information signal from the optical disk 1, a laser beam from the optical pickup is irradiated from the side of the reading surface 2b while rotating the optical disk 1, and the reflected light is detected. When the optical disc 1 is a phase-change optical disc or a read-only optical disc in which pits 5 indicating information signals are formed in advance,
The information signal is reproduced by detecting a change in the intensity of the reflected light. When the optical disk 1 is a magneto-optical disk, the information signal is reproduced by detecting a change in the Kerr rotation angle of the reflected light.

【0039】一方、光ディスク1に情報信号を記録する
ときは、光ディスク1を回転させながら、光学ピックア
ップからのレーザ光を読み取り面2aの側から照射す
る。このとき、光ディスク1が相変化型光ディスクの場
合には、記録すべき情報信号に対応させて強度変調を施
したレーザ光を読み取り面2bの側から照射する。これ
により、レーザ光が照射された領域に、情報信号が記録
される。また、光ディスク1が光磁気ディスクの場合に
は、読み取り面2bの側からレーザ光を照射するととも
に、レーザ光が照射されている領域に磁界を印加する。
このとき、記録すべき情報信号に対応させてレーザ光又
は磁界に対して強度変調を施す。これにより、磁界が印
加されるとともにレーザ光が照射された領域に、情報信
号が記録される。
On the other hand, when recording an information signal on the optical disk 1, a laser beam from the optical pickup is irradiated from the side of the reading surface 2a while rotating the optical disk 1. At this time, when the optical disk 1 is a phase-change type optical disk, a laser beam whose intensity has been modulated corresponding to an information signal to be recorded is irradiated from the reading surface 2b side. Thereby, an information signal is recorded in the area irradiated with the laser light. When the optical disk 1 is a magneto-optical disk, laser light is applied from the reading surface 2b side, and a magnetic field is applied to an area irradiated with the laser light.
At this time, intensity modulation is performed on the laser light or the magnetic field in accordance with the information signal to be recorded. As a result, an information signal is recorded in a region where the magnetic field is applied and the laser beam is irradiated.

【0040】なお、以上のように記録及び/又は再生を
行う際、光学ピックアップは、レーザ光が常に所定のト
ラック上に照射されるように、光ディスク1からの反射
光を検出して、トラッキング制御を行う。具体的には、
光ディスク1にグルーブ4やランド6が形成されている
ならば、グルーブ4又はランド6からの回折光を検出す
ることでトラッキング制御を行う。また、ピット5だけ
が形成された再生専用光ディスクの場合には、ピットか
らの回折光を検出することでトラッキング制御を行う。
When performing recording and / or reproduction as described above, the optical pickup detects reflected light from the optical disc 1 and performs tracking control so that laser light is always irradiated onto a predetermined track. I do. In particular,
If the groove 4 or the land 6 is formed on the optical disc 1, tracking control is performed by detecting the diffracted light from the groove 4 or the land 6. In the case of a read-only optical disk in which only the pits 5 are formed, tracking control is performed by detecting diffracted light from the pits.

【0041】つぎに、以上のような光ディスクの製造方
法の一例を説明する。
Next, an example of a method for manufacturing the above optical disk will be described.

【0042】上記光ディスクを製造する際は、先ず、図
4に示すように、表面を十分平坦に研磨して洗浄したガ
ラス原盤10を用意する。そして、このガラス原盤10
の上に、図5に示すように、露光処理によってアルカリ
可溶性となるフォトレジスト11を塗布する。ここで、
フォトレジスト11の膜厚は、約0.1μm程度とす
る。
When manufacturing the above optical disk, first, as shown in FIG. 4, a glass master disk 10 whose surface is sufficiently polished and cleaned is prepared. And this glass master 10
Then, as shown in FIG. 5, a photoresist 11 which becomes alkali-soluble by exposure treatment is applied thereon. here,
The thickness of the photoresist 11 is about 0.1 μm.

【0043】次に、露光工程として、図6に示すよう
に、後述するレーザカッティング装置を用いて、対物レ
ンズ12によって集光されたレーザ光13をフォトレジ
スト11に照射する。このとき、レーザ光13の波長を
λ、対物レンズ12の開口数をNAとしたとき、対物レ
ンズ12によって集光されたレーザ光13のスポット径
dは、回折限界である1.22×λ/NAを下回るよう
にする。また、メインスポットの近傍に生じる全てのサ
イドローブのピーク強度が、メインスポットのピーク強
度の5%以下となるようにする。なお、このような集光
は、例えば、後述する位相シフトマスクを用いることに
より実現される。
Next, as an exposure step, as shown in FIG. 6, the laser beam 13 condensed by the objective lens 12 is irradiated on the photoresist 11 using a laser cutting device described later. At this time, when the wavelength of the laser light 13 is λ and the numerical aperture of the objective lens 12 is NA, the spot diameter d of the laser light 13 condensed by the objective lens 12 is 1.22 × λ / diffraction limit. Lower than NA. Further, the peak intensity of all side lobes generated near the main spot is set to 5% or less of the peak intensity of the main spot. Note that such light collection is realized, for example, by using a phase shift mask described later.

【0044】ここで、レーザ光13の照射は、ガラス原
盤10を回転させるとともに、レーザ光13の照射位置
を半径方向に移動させながら行う。すなわち、レーザ光
13の照射位置は、ガラス原盤10の一回転あたりに所
定のトラックピッチPに相当する量だけ移動するよう
に、連続して移動させる。これにより、所定のトラック
ピッチにて、スパイラル状にフォトレジスト11が露光
され、露光された部分に、グルーブ4やピット5の潜像
14がフォトレジスト11に形成されることとなる。な
お、同心円状に露光するときには、レーザ光13の照射
位置を、ガラス原盤10を一回転させる毎に所定のトラ
ックピッチPに相当する量だけ移動するように、断続的
に移動させればよい。
Here, the irradiation of the laser beam 13 is performed while rotating the glass master disk 10 and moving the irradiation position of the laser beam 13 in the radial direction. That is, the irradiation position of the laser beam 13 is continuously moved so as to move by an amount corresponding to the predetermined track pitch P per rotation of the glass master disk 10. As a result, the photoresist 11 is exposed in a spiral shape at a predetermined track pitch, and a latent image 14 of the groove 4 or the pit 5 is formed on the exposed portion of the photoresist 11. When performing concentric exposure, the irradiation position of the laser beam 13 may be intermittently moved so as to move by an amount corresponding to a predetermined track pitch P every time the glass master 10 is rotated once.

【0045】そして、このように潜像14を形成する
際、グルーブ4の潜像を形成するときにはレーザ光13
の照射を連続して行い、ピット5の潜像を形成するとき
にはレーザ光13の照射を断続的に行う。すなわち、レ
ーザ光13の照射を連続して行えば、連続したグルーブ
4に対応した潜像がフォトレジスト11に形成され、レ
ーザ光13の照射を断続的に行えば、多数のピット5に
対応した潜像がフォトレジスト11に形成される。
When forming the latent image 14 as described above, when forming the latent image of the groove 4, the laser beam 13 is used.
Are continuously performed, and when the latent image of the pit 5 is formed, the irradiation of the laser beam 13 is performed intermittently. That is, if the irradiation with the laser light 13 is performed continuously, a latent image corresponding to the continuous groove 4 is formed on the photoresist 11, and if the irradiation with the laser light 13 is performed intermittently, the pits 5 correspond to many pits 5. A latent image is formed on photoresist 11.

【0046】次に、露光工程で露光されたフォトレジス
ト11をアルカリ性現像液で現像することにより、露光
された部分、即ちフォトレジスト11の感光部分を除去
する。これにより、フォトレジスト11に所定パターン
の凹凸が形成される。ここで、所定パターンの凹凸と
は、例えば、記録可能な光ディスクでは、グルーブ4に
対応した連続溝であり、再生専用の光ディスクでは、情
報信号を示すピット5に対応した多数の凹部である。即
ち、記録可能な光ディスクでは、図7に示すように、デ
ィスク基板2上に形成されるグルーブ4に対応した凹部
15と、ディスク基板2上に形成されるランド5に対応
した凸部16とが形成される。或いは、再生専用の光デ
ィスクでは、図8に示すように、ディスク基板2上に形
成されるピット5に対応した凹部17が形成される。
Next, the exposed portion, that is, the exposed portion of the photoresist 11 is removed by developing the photoresist 11 exposed in the exposure step with an alkaline developer. As a result, irregularities having a predetermined pattern are formed on the photoresist 11. Here, the unevenness of the predetermined pattern is, for example, a continuous groove corresponding to the groove 4 in a recordable optical disk, and a large number of concave portions corresponding to pits 5 indicating an information signal in a read-only optical disk. That is, in a recordable optical disk, as shown in FIG. 7, a concave portion 15 corresponding to the groove 4 formed on the disk substrate 2 and a convex portion 16 corresponding to the land 5 formed on the disk substrate 2. It is formed. Alternatively, in a read-only optical disk, a concave portion 17 corresponding to the pit 5 formed on the disk substrate 2 is formed as shown in FIG.

【0047】次に、図9に示すように、フォトレジスト
11上にNi等のメッキを施し、メッキ層18を形成す
る。その後、このメッキ層18を剥離することにより、
フォトレジスト11に形成されていた所定パターンの凹
凸が転写された記録媒体原盤、即ちスタンパ19が得ら
れる。
Next, as shown in FIG. 9, a plating layer 18 is formed by plating the photoresist 11 with Ni or the like. Thereafter, by peeling off the plating layer 18,
As a result, a recording medium master, that is, a stamper 19, on which the predetermined pattern of irregularities formed on the photoresist 11 is transferred, is obtained.

【0048】次に、図10に示すように、スタンパ19
を型として射出成形することにより、ディスク基板2を
成形する。これにより、スタンパ10に形成されている
凹凸が転写されたディスク基板2、すなわち、グルーブ
4及びランド6やピット5等が形成されたディスク基板
2が作製される。なお、スタンパ19に形成されている
凹凸が転写されたディスク基板2を作製する方法は、射
出成形以外の方法でもよく、例えば、昇温して軟化した
樹脂材料をスタンパ19に押し付けることにより凹凸を
転写する熱転写で行うようにしてもよい。また、ディス
ク基板2の材料は、特に限定されるものではないが、成
形性やコスト等を考慮すると、プラスチック材料が好適
である。
Next, as shown in FIG.
Is used as a mold to form the disk substrate 2. Thus, the disk substrate 2 on which the irregularities formed on the stamper 10 are transferred, that is, the disk substrate 2 on which the grooves 4, the lands 6, the pits 5, and the like are formed is manufactured. The method of producing the disk substrate 2 on which the irregularities formed on the stamper 19 are transferred may be a method other than injection molding. For example, the irregularities may be formed by pressing a resin material softened by heating to the stamper 19. The transfer may be performed by thermal transfer. The material of the disk substrate 2 is not particularly limited, but a plastic material is preferable in consideration of moldability, cost, and the like.

【0049】その後、ディスク基板2上に、グルーブ4
及びランド6やピット5が形成された側の面に、所定の
薄膜層を形成し、さらに薄膜層の上に紫外線硬化樹脂等
からなる保護層を形成することにより、光ディスク1が
完成する。ここで、薄膜層としては、上述したように、
相変化型光ディスクのときには相変化記録層や反射層等
が形成され、光磁気ディスクのときには、光磁気記録層
や反射層等が形成され、再生専用光ディスクのときには
反射層等が形成される。
Thereafter, the groove 4 is formed on the disk substrate 2.
The optical disk 1 is completed by forming a predetermined thin film layer on the surface on which the lands 6 and the pits 5 are formed, and further forming a protective layer made of an ultraviolet curable resin or the like on the thin film layer. Here, as described above, as the thin film layer,
In the case of a phase-change optical disk, a phase-change recording layer and a reflection layer are formed. In the case of a magneto-optical disk, a magneto-optical recording layer and a reflection layer are formed. In the case of a read-only optical disk, a reflection layer and the like are formed.

【0050】つぎに、上述の露光工程において使用され
るレーザカッティング装置の一例について説明する。
Next, an example of a laser cutting device used in the above-described exposure step will be described.

【0051】このレーザカッティング装置は、図11に
示すように、所定の波長のレーザ光を出射するレーザ光
源21と、レーザ光強度が所定の安定なレベルとなるよ
うにレーザ光強度を制御する記録光強度制御部22と、
ガラス原盤10に塗布されたフォトレジスト11に照射
されるレーザ光の強度を変調する光強度変調部23と、
ビームスプリッタ24と、ビーム径を拡大するビームエ
キスパンダー25と、レーザ光をフォトレジスト11上
に集光する集光部26とを備えている。
As shown in FIG. 11, this laser cutting apparatus includes a laser light source 21 for emitting laser light of a predetermined wavelength and a recording for controlling the laser light intensity so that the laser light intensity is at a predetermined stable level. A light intensity control unit 22,
A light intensity modulation unit 23 that modulates the intensity of the laser light applied to the photoresist 11 applied to the glass master 10,
The apparatus includes a beam splitter 24, a beam expander 25 for expanding a beam diameter, and a condensing unit 26 for condensing laser light on the photoresist 11.

【0052】レーザ光源21は、所定の波長のレーザ光
を出射するものである。ここで、レーザ光源21から出
射されるレーザ光の波長は、フォトレジスト11上にお
けるスポット径を小径化するという観点からは、より短
い方が好ましいが、紫外領域の波長だと光学系の調整が
困難になってしまう。したがって、このレーザ光源21
としては、可視光領域の波長であって、できるだけ短波
長のレーザ光を出射するものが好適であり、具体的に
は、413nmの波長を出射するKrイオンレーザが好
適である。
The laser light source 21 emits laser light having a predetermined wavelength. Here, the wavelength of the laser beam emitted from the laser light source 21 is preferably shorter from the viewpoint of reducing the spot diameter on the photoresist 11, but if the wavelength is in the ultraviolet region, the adjustment of the optical system is required. It will be difficult. Therefore, this laser light source 21
It is preferable to emit a laser beam having a wavelength in the visible light region and as short as possible. Specifically, a Kr ion laser emitting a wavelength of 413 nm is preferable.

【0053】このレーザ光源21から出射されたレーザ
光は、記録光強度制御部22に入射し、記録光強度制御
部22によって強度が制御される。この記録光強度制御
部22は、レーザ光源21の出力の不安定さを除去し、
フォトレジスト11に照射されるレーザ光の光強度を安
定なものとするためのものであり、電気光学的結晶素子
31と、アナライザー32と、ビームスプリッタ33
と、フォトディテクタ34と、記録光パワー制御回路3
5とを備えている。
The laser light emitted from the laser light source 21 enters a recording light intensity control unit 22, and the intensity is controlled by the recording light intensity control unit 22. The recording light intensity control unit 22 removes the instability of the output of the laser light source 21,
This is for stabilizing the light intensity of the laser beam applied to the photoresist 11, and includes an electro-optic crystal element 31, an analyzer 32, and a beam splitter 33.
, Photodetector 34 and recording light power control circuit 3
5 is provided.

【0054】そして、レーザ光源21からのレーザ光
は、電気光学結晶素子31及びアナライザー32を透過
してビームスプリッタ33に入射し、ビームスプリッタ
33を透過した光の強度がフォトディテクタ34によっ
て検出される。フォトディテクタ34は、検出したレー
ザ光の光強度のレベルを電圧レベルに変換して、記録光
パワー制御回路35に供給する。記録光パワー制御回路
35は、フォトディテクタ34からの入力と基準電圧レ
ベルRefとを比較して、電気光学結晶素子31を透過
してくるレーザ光の光強度が常に一定となるように、電
気光学結晶素子31に電圧を印加する。これにより、記
録光強度制御部22から出射されるレーザ光、即ちビー
ムスプリッタ33によって反射されるレーザ光の光強度
は、レーザ光源21の出力が不安定であったとしても、
常に安定なレベルとなる。
Then, the laser light from the laser light source 21 passes through the electro-optic crystal element 31 and the analyzer 32 and enters the beam splitter 33, and the intensity of the light transmitted through the beam splitter 33 is detected by the photo detector 34. The photodetector 34 converts the level of the detected light intensity of the laser light into a voltage level, and supplies the voltage level to the recording light power control circuit 35. The recording light power control circuit 35 compares the input from the photodetector 34 with the reference voltage level Ref so that the light intensity of the laser light transmitted through the electro-optic crystal element 31 is always constant. A voltage is applied to the element 31. Accordingly, the laser light emitted from the recording light intensity controller 22, that is, the light intensity of the laser light reflected by the beam splitter 33, is stable even if the output of the laser light source 21 is unstable.
Always at a stable level.

【0055】ビームスプリッタ33によって反射された
レーザ光は、光強度変調部23に入射し、光強度変調部
23によって光強度の変調がなされる。この光強度変調
部23は、第1の凸レンズ36と、光強度変調器37
と、第2の凸レンズ38とを備えている。
The laser light reflected by the beam splitter 33 enters the light intensity modulator 23, where the light intensity is modulated. The light intensity modulator 23 includes a first convex lens 36 and a light intensity modulator 37.
And a second convex lens 38.

【0056】そして、ビームスプリッタ33によって反
射されたレーザ光は、所定の焦点距離f1を有する第1
の凸レンズ36によって集光された上で、光強度変調器
37に入射する。光強度変調器37によって光強度変調
が施されたレーザ光は、所定の焦点距離f2を有する第
2の凸レンズ38に入射し、この第2の凸レンズ38に
よって平行光とされる。
The laser beam reflected by the beam splitter 33 has a first focal length f1.
After being condensed by the convex lens 36, the light enters the light intensity modulator 37. The laser light that has been subjected to light intensity modulation by the light intensity modulator 37 is incident on a second convex lens 38 having a predetermined focal length f2, and is converted into parallel light by the second convex lens 38.

【0057】ここで、光強度変調器37は、例えば、情
報信号に対応したピットを形成する場合に、ピット列に
対応させて光を透過させたり遮光したりするものであ
る。すなわち、光強度変調器37は、ピットを形成する
ときにはレーザ光を透過させ、ピットを形成しないとき
にはレーザ光を遮光して、光強度を変調する。このよう
に、光強度変調器37は、例えば電気的記録信号に応じ
た長さのピットを形成するために、記録信号電圧レベル
を光強度に変換する。この光強度変調器37としては、
数十MHzの高周波帯域での使用が可能な電気光学結晶
素子や音響光学結晶素子を用いた変調器が好適である。
Here, the light intensity modulator 37 transmits or blocks light corresponding to a pit row when forming a pit corresponding to an information signal, for example. That is, the light intensity modulator 37 modulates light intensity by transmitting laser light when forming a pit, and shielding the laser light when not forming a pit. As described above, the light intensity modulator 37 converts a recording signal voltage level into a light intensity in order to form a pit having a length corresponding to, for example, an electric recording signal. As the light intensity modulator 37,
A modulator using an electro-optic crystal element or an acousto-optic crystal element that can be used in a high frequency band of several tens of MHz is preferable.

【0058】光強度変調器37によって光強度変調がな
されたレーザ光は、第2の凸レンズ38によって平行光
とされた上で、ビームスプリッタ24に入射する。そし
て、ビームスプリッタ24によって反射されたレーザ光
は、ビームエキスパンダー25に入射する。ビームエキ
スパンダー25は、レーザ光のビーム径を拡大する光学
系であり、所定の焦点距離f3を有する第3の凸レンズ
39と、所定の焦点距離f4を有する第4の凸レンズ4
0とを備えている。このビームエキスパンダー25にお
いて、第3の凸レンズ39と第4の凸レンズ40との間
隙を変化させると、ビームエキスパンダー25によるビ
ーム径の拡大率が変化する。そして、このレーザカッテ
ィング装置では、ビームエキスパンダー25によるビー
ム径の拡大率を調整することにより、フォトレジスト1
1上に集光されるレーザ光のスポット径dを調整するこ
とが可能となっている。
The laser light modulated by the light intensity modulator 37 is converted into parallel light by the second convex lens 38 and then enters the beam splitter 24. Then, the laser light reflected by the beam splitter 24 enters the beam expander 25. The beam expander 25 is an optical system that enlarges the beam diameter of the laser beam, and includes a third convex lens 39 having a predetermined focal length f3 and a fourth convex lens 4 having a predetermined focal length f4.
0. In the beam expander 25, when the gap between the third convex lens 39 and the fourth convex lens 40 is changed, the magnification of the beam diameter by the beam expander 25 changes. In this laser cutting apparatus, the photoresist 1 is adjusted by adjusting the magnification of the beam diameter by the beam expander 25.
It is possible to adjust the spot diameter d of the laser light condensed on 1.

【0059】ビームエキスパンダー25によりビーム径
が調整されたレーザ光は、集光部26に入射する。集光
部26は、レーザ光をフォトレジスト11上に集光する
ためのものであり、位相シフトマスク41と、対物レン
ズ42とを備えている。位相シフトマス41は、対物レ
ンズ42に入射する光波面に対して入射瞳面内において
所定の位相ずれを生じさせるためのものである。この位
相シフトマスク41については、後ほど詳細に説明す
る。そして、位相シフトマスク41を透過したレーザ光
は、対物レンズ42に入射し、対物レンズ42によって
集光されてフォトレジスト11に照射される。
The laser beam whose beam diameter has been adjusted by the beam expander 25 is incident on the condenser 26. The condensing unit 26 is for condensing the laser light on the photoresist 11 and includes a phase shift mask 41 and an objective lens 42. The phase shift mass 41 is for causing a predetermined phase shift within the entrance pupil plane with respect to the light wavefront incident on the objective lens 42. The phase shift mask 41 will be described later in detail. Then, the laser light transmitted through the phase shift mask 41 is incident on the objective lens 42, is condensed by the objective lens 42, and is irradiated on the photoresist 11.

【0060】ここで、レーザ光の波長をλ、対物レンズ
42の開口数をNAとしたとき、対物レンズ42によっ
て集光されるレーザ光のスポット径dは、回折限界であ
る1.22×λ/NAを下回るようにする。また、メイ
ンスポットの近傍に生じる全てのサイドローブのピーク
強度が、メインスポットのピーク強度の5%以下となる
ようにする。なお、このような集光は、後ほど詳細に説
明するように、位相シフトマスク41を対物レンズ42
の前段に配置することにより実現される。
When the wavelength of the laser beam is λ and the numerical aperture of the objective lens 42 is NA, the spot diameter d of the laser beam condensed by the objective lens 42 is 1.22 × λ, which is the diffraction limit. / NA. Further, the peak intensity of all side lobes generated near the main spot is set to 5% or less of the peak intensity of the main spot. Note that such light collection is performed by using the phase shift mask 41 and the objective lens 42 as described in detail later.
This is realized by arranging it in the preceding stage of.

【0061】また、このレーザカッティング装置は、図
示していないが、フォトレジスト11が塗布されたガラ
ス原盤10を保持し回転させるターンテーブルと、レー
ザ光の照射位置をガラス原盤10の半径方向に移動させ
る移動機構と、フォトレジスト11の露光面と対物レン
ズ42との距離を常に一定に保つためのサーボ機構とを
備えている。ここで、サーボ機構は、例えば、フォトレ
ジスト11が感光しない波長のフォーカシング用レーザ
を用いて、対物レンズ42とフォトレジスト11の露光
面との距離が一定となるように、フォーカシングサーボ
を行う。
Although not shown, the laser cutting apparatus is provided with a turntable for holding and rotating the glass master 10 coated with the photoresist 11, and moving the laser beam irradiation position in the radial direction of the glass master 10. And a servo mechanism for always keeping the distance between the exposure surface of the photoresist 11 and the objective lens 42 constant. Here, the servo mechanism performs focusing servo using, for example, a focusing laser having a wavelength to which the photoresist 11 is not exposed so that the distance between the objective lens 42 and the exposed surface of the photoresist 11 is constant.

【0062】そして、このレーザカッティング装置で、
フォトレジスト11を露光する際は、ターンテーブルに
よって、フォトレジスト11が塗布されたガラス原盤1
0を回転させながら、移動機構によって、レーザ光の照
射位置を、ガラス原盤10の半径方向に一回転あたり等
距離ずつ移動させる。そして、サーボ機構によって、フ
ォトレジスト11の露光面と対物レンズ42との距離を
常に一定に保った状態で、光強度変調器37によって所
定の変調が施されたレーザ光をフォトレジスト11に照
射する。これにより、ガラス原盤10上のフォトレジス
ト11に、グルーブやピットの潜像が、一定のトラック
ピッチPでスパイラル状又は同心円状に形成される。
Then, with this laser cutting device,
When exposing the photoresist 11, the glass master 1 coated with the photoresist 11 is turned by a turntable.
While rotating 0, the moving position of the laser beam is moved by the moving mechanism in the radial direction of the glass master 10 by an equal distance per rotation. Then, with the servo mechanism keeping the distance between the exposure surface of the photoresist 11 and the objective lens 42 always constant, the photoresist 11 is irradiated with laser light that has been subjected to predetermined modulation by the light intensity modulator 37. . As a result, latent images of grooves and pits are formed in the photoresist 11 on the glass master 10 in a spiral or concentric manner at a fixed track pitch P.

【0063】ところで、上記レーザカッティング装置で
は、サイドローブのピーク強度がメインスポットのピー
ク強度の5%以下となるように規定している。以下にそ
の根拠について説明する。
In the laser cutting apparatus, the peak intensity of the side lobe is specified to be 5% or less of the peak intensity of the main spot. The reason will be described below.

【0064】サイドローブが大きいと、グルーブの部分
を露光したときに、グルーブの両脇部分であるランドの
部分に荒れが生じる。そこで、どの程度のサイドローブ
のときに、ランドの部分にどの程度の荒れが生じるかを
実験して調べた。
If the side lobe is large, when the groove portion is exposed, the land portions, which are both side portions of the groove, become rough. Therefore, an experiment was conducted to determine how much side lobes would cause roughness in the land when the side lobes were formed.

【0065】この実験は、露光工程においてスポット径
dを回折限界とした状態で、通常の露光強度の数倍の露
光強度で露光することによって、サイドローブのピーク
強度が大きい状態を作り出して行った。そして、このよ
うにしてグルーブを露光したときに、ランドの部分に生
じる荒れを調べた。
This experiment was carried out by exposing at an exposure intensity several times the normal exposure intensity with the spot diameter d being the diffraction limit in the exposure step, thereby creating a state where the peak intensity of the side lobe was large. . Then, when the groove was exposed in this manner, the roughness generated on the land was examined.

【0066】なお、回折限界としたとき、1次のサイド
ローブのピーク強度は、メインスポットのピーク強度の
約1.7%となる。したがって、例えば、通常の露光強
度の6倍で露光したとき、通常の露光強度でのメインス
ポットのピーク強度を基準とすると、1次のサイドロー
ブのピーク強度は、1.7%の6倍で約10%となる。
すなわち、スポット径dを回折限界に設定して通常の露
光強度の6倍で露光したときのサイドローブは、位相シ
フトマスクを用いることにより1次のサイドローブのピ
ーク強度がメインスポットのピーク強度の約10%にな
ったときに相当する。
When the diffraction limit is set, the peak intensity of the primary side lobe is about 1.7% of the peak intensity of the main spot. Therefore, for example, when the exposure is performed at six times the normal exposure intensity, the peak intensity of the primary side lobe is six times 1.7%, based on the peak intensity of the main spot at the normal exposure intensity. It is about 10%.
That is, when the spot diameter d is set to the diffraction limit and the exposure is performed at six times the normal exposure intensity, the peak intensity of the primary side lobe becomes smaller than the peak intensity of the main spot by using a phase shift mask. This corresponds to a value of about 10%.

【0067】以上のような実験を、表1に示すような各
条件にて行った。なお、表1において、通常強度比は、
通常の露光強度を1としたときの露光強度の比を表して
いる。また、1次のサイドローブピーク強度換算値は、
通常の露光強度でのメインスポットのピーク強度を基準
としたときの1次のサイドローブのピーク強度の割合を
表している。
The above experiments were performed under the conditions shown in Table 1. In Table 1, the normal strength ratio is
The ratio of the exposure intensity when the normal exposure intensity is 1 is shown. The primary side lobe peak intensity converted value is
It represents the ratio of the peak intensity of the primary side lobe with reference to the peak intensity of the main spot at the normal exposure intensity.

【0068】[0068]

【表1】 [Table 1]

【0069】表1に示すように、実験Aは通常の露光強
度で露光した場合、実験Bは通常の露光強度の2.8倍
の露光強度で露光した場合、実験Cは通常の露光強度の
3.0倍の露光強度で露光した場合、実験Dは通常の露
光強度の3.3倍の露光強度で露光した場合である。そ
して、実験Bは、位相シフトマスクを用いることにより
1次のサイドローブのピーク強度がメインスポットのピ
ーク強度の4.8%になったときに相当している。実験
Cは、位相シフトマスクを用いることにより1次のサイ
ドローブのピーク強度がメインスポットのピーク強度の
5.1%になったときに相当している。実験Dは、位相
シフトマスクを用いることにより1次のサイドローブの
ピーク強度がメインスポットのピーク強度の5.6%に
なったときに相当している。
As shown in Table 1, Experiment A was performed when exposure was performed at a normal exposure intensity, Experiment B was performed when exposure was performed at 2.8 times the normal exposure intensity, and Experiment C was performed when exposure was performed at a normal exposure intensity. In the case of exposing at an exposure intensity of 3.0 times, Experiment D is the case of exposing at an exposure intensity of 3.3 times the normal exposure intensity. Experiment B corresponds to the case where the peak intensity of the primary side lobe becomes 4.8% of the peak intensity of the main spot by using the phase shift mask. Experiment C corresponds to the case where the peak intensity of the primary side lobe becomes 5.1% of the peak intensity of the main spot by using the phase shift mask. Experiment D corresponds to the case where the peak intensity of the primary side lobe becomes 5.6% of the peak intensity of the main spot by using the phase shift mask.

【0070】ここで、光の波長λは351nm、対物レ
ンズの開口数NAは0.90とした。なお、回折限界と
しているので、スポット径dは、1.22×(λ/N
A)=0.48μmである。また、トラックピッチは
1.0μm、線速度は3.0m/sとした。また、フォ
トレジストには、i線用のフォトレジストを使用し、膜
厚は約0.1μmとした。また、フォトレジストの現像
時間は20秒とした。なお、フォトレジストについて
は、高密度光ディスクの作製に使用されるものに関して
は、あまり選択の幅はなく、特性の大きく異なるものは
ない。したがって、フォトレジストの種類のよる特性の
違いを考慮しなくても、本実験から一般的な結論を得る
ことが可能である。
Here, the wavelength λ of the light was 351 nm, and the numerical aperture NA of the objective lens was 0.90. Since the diffraction limit is set, the spot diameter d is 1.22 × (λ / N
A) = 0.48 μm. The track pitch was 1.0 μm and the linear velocity was 3.0 m / s. In addition, a photoresist for i-line was used as the photoresist, and the film thickness was about 0.1 μm. The development time of the photoresist was 20 seconds. As for the photoresist used for producing a high-density optical disk, there is not much choice in the photoresist, and there is no photoresist having a greatly different characteristic. Therefore, it is possible to obtain a general conclusion from this experiment without considering the difference in characteristics depending on the type of photoresist.

【0071】そして、以上のような条件で、グルーブの
部分の露光を行い、サイドローブによって生じたランド
部分の荒れを走査型電子顕微鏡で調べた。その結果、実
験Aでは、ランド面は非常に滑らかであり、サイドロー
ブにより感光した様子は全く見られなかった。実験Bで
は、グルーブとの境界付近のランド面において、僅かに
表面粗さの増加が見られた。しかしながら、この表面粗
さは、実用化されている光ディスクの作製に使用されて
いるフォトレジストの面粗さ程度であり、再生信号に影
響を及ぼすほどの凹凸を形成するまでには至っていなか
った。実験Cでは、実験Bで表面が僅かに荒らされてい
た領域において荒れが更に大きくなり、粒状の凹凸を形
成しつつあった。そして、この凹凸は、再生信号に影響
を及ぼす程度にまで大きなものであった。実験Dでは、
完全にランドの部分まで感光してしまった状態となり、
グルーブのエッジがランド中央方向へ裾を引くような異
常な形状となってしまった。
Under the above conditions, the groove portion was exposed, and the roughness of the land caused by the side lobe was examined with a scanning electron microscope. As a result, in Experiment A, the land surface was very smooth, and there was no appearance of exposure due to side lobes. In experiment B, a slight increase in surface roughness was observed on the land surface near the boundary with the groove. However, this surface roughness is about the same as the surface roughness of a photoresist used for manufacturing a practically used optical disk, and has not reached the level of forming irregularities that affect the reproduction signal. . In the experiment C, the roughness was further increased in a region where the surface was slightly roughened in the experiment B, and granular irregularities were being formed. The unevenness was large enough to affect the reproduction signal. In experiment D,
It is in a state where it has been completely exposed to the land,
The edge of the groove has an abnormal shape that pulls the hem toward the center of the land.

【0072】以上の実験結果から、実験Cのときよりも
サイドローブのピーク強度が小さければ、実用上でラン
ドの荒れは問題ないと見なせる。したがって、位相シフ
トマスクを用いて通常の露光強度で露光したときにも、
サイドローブのピーク強度がメインスポットのピーク強
度の5%以下ならば問題ないと言える。なお、位相シフ
トマスクを用いて超解像を行う場合、露光強度に関して
は、通常の露光強度よりも大きくするようなことは考え
る必要はない。なぜなら、超解像を行う目的は、より微
細なパターンを形成することであり、露光強度を大きく
して、大きいピットや太いグルーブを形成するようなと
きには、超解像を使用する必要が無いからである。
From the above experimental results, if the peak intensity of the side lobe is smaller than in the case of the experiment C, it can be considered that there is no problem in the land roughness in practical use. Therefore, even when exposed at a normal exposure intensity using a phase shift mask,
If the peak intensity of the side lobe is 5% or less of the peak intensity of the main spot, it can be said that there is no problem. When super-resolution is performed using a phase shift mask, it is not necessary to consider that the exposure intensity is made higher than the normal exposure intensity. This is because the purpose of super-resolution is to form a finer pattern, and it is not necessary to use super-resolution when increasing the exposure intensity and forming large pits or thick grooves. It is.

【0073】以上の結果から、超解像によりスポット径
dを回折限界よりも小さくして、フォトレジストを露光
するときは、サイドローブのピーク強度を、メインスポ
ットのピーク強度の5%以下となるようにすればよいこ
とが分かる。
From the above results, when the photoresist is exposed by making the spot diameter d smaller than the diffraction limit by super-resolution, the peak intensity of the side lobe becomes 5% or less of the peak intensity of the main spot. It is understood that it is necessary to do so.

【0074】ところで、スポット径dを回折限界よりも
小さくしつつ、サイドローブのピーク強度をメインスポ
ットのピーク強度の5%以下となるようにすることは、
位相シフトマスクにより、対物レンズに入射する光波面
に対して入射瞳面内において位相ずれを生じさせること
により実現できる。ただし、位相シフトのさせ方によ
り、スポット径dやサイドローブのピーク強度は大きく
変化する。そこで、位相シフトのさせ方と、スポット径
dやサイドローブのピーク強度との関係について以下に
説明する。
By the way, while making the spot diameter d smaller than the diffraction limit, the peak intensity of the side lobe is set to be 5% or less of the peak intensity of the main spot.
The phase shift mask can be realized by causing a phase shift in the entrance pupil plane with respect to the light wavefront incident on the objective lens. However, the spot diameter d and the peak intensity of the side lobe greatly change depending on the phase shift method. Therefore, the relationship between the phase shift and the spot diameter d or the peak intensity of the side lobe will be described below.

【0075】なお、以下の説明では、メインスポットの
ピーク強度に対してn次のサイドローブのピーク強度の
比率をSnと表記する。すなわち、例えば、メインスポ
ットのピーク強度に対する1次のサイドローブのピーク
強度の比率はS1であり、メインスポットのピーク強度
に対する2次のサイドローブのピーク強度の比率はS2
である。また、光の波長λは413nmとし、対物レン
ズの開口数NAは0.90とした。
In the following description, the ratio of the peak intensity of the n-th side lobe to the peak intensity of the main spot is expressed as Sn. That is, for example, the ratio of the peak intensity of the primary side lobe to the peak intensity of the main spot is S1, and the ratio of the peak intensity of the secondary side lobe to the peak intensity of the main spot is S2.
It is. The light wavelength λ was 413 nm, and the numerical aperture NA of the objective lens was 0.90.

【0076】比較例 まず、比較例として、図12に示すように、入射瞳上の
等位相領域が、位相差πを持つ円形領域51によって同
心円状に二分割される場合について説明する。なお、以
下の説明では、図12に示したような構造のことを二重
環構造と称する。そして、二重環構造において、入射瞳
半径をR0、入射瞳中心からの距離をrとしたときに、
下記式(2−1)で示す範囲の円形領域51に位相差π
を与えた。ただし、0%<α<100%である。
Comparative Example First, as a comparative example, as shown in FIG. 12, a case where the equal phase region on the entrance pupil is divided into two concentric circles by a circular region 51 having a phase difference π will be described. In the following description, the structure as shown in FIG. 12 is referred to as a double ring structure. In the double ring structure, when the entrance pupil radius is R0 and the distance from the entrance pupil center is r,
The phase difference π is added to the circular area 51 in the range represented by the following equation (2-1).
Gave. However, 0% <α <100%.

【0077】0≦r≦α×R0 ・・・(2−1) 以上のような二重環構造において、αを0%、20%、
25%、30%としたときのそれぞれについて、スポッ
ト径dと、サイドローブのピーク強度とを計算した結果
を表2に示す。なお、表2、及び後掲する表3乃至表5
において、スポット径dは、回折限界としたときのスポ
ット径dを100としたときの相対値で表している。ま
た、これらの表において、「−」はサイドローブのピー
ク強度が無視できる程度に小さいものであったことを示
している。
0 ≦ r ≦ α × R0 (2-1) In the double ring structure as described above, α is 0%, 20%,
Table 2 shows the calculation results of the spot diameter d and the peak intensity of the side lobe for each of 25% and 30%. Table 2 and Tables 3 to 5 below
In the above, the spot diameter d is represented by a relative value when the spot diameter d when the diffraction limit is set to 100. In these tables, "-" indicates that the peak intensity of the side lobe was negligibly small.

【0078】[0078]

【表2】 [Table 2]

【0079】二重環構造において、αを表2に示したよ
りも更に大きくすると、スポット径dは更に小さくな
る。しかし、サイドローブのピーク強度が更に大きくな
り、やがてメインスポット以上の強度をサイドローブが
持つようになる。そして、更にαを大きくすると、やが
てメインスポットのスポット径dが大きくなり、サイド
ローブ強度が落ちてくる。したがって、スポット径dを
小径化するという観点において、実用的であるのは、表
2に示した範囲内での構造しかない。しかしながら、表
2から分かるように、Sn≦5.0%となるときには、
スポット径dは回折限界のときの約95%にしかならな
い。すなわち、Sn≦5.0%の条件を保ちつつ十分な
超解像効果を得ることは、図12に示したような二重環
構造では実現できない。
In the double ring structure, when α is made larger than shown in Table 2, the spot diameter d becomes smaller. However, the peak intensity of the side lobe further increases, and the side lobe eventually has an intensity higher than the main spot. When α is further increased, the spot diameter d of the main spot eventually increases, and the side lobe intensity decreases. Therefore, from the viewpoint of reducing the spot diameter d, only a structure within the range shown in Table 2 is practical. However, as can be seen from Table 2, when Sn ≦ 5.0%,
The spot diameter d is only about 95% of the diffraction limit. That is, it is impossible to obtain a sufficient super-resolution effect while maintaining the condition of Sn ≦ 5.0% with the double ring structure as shown in FIG.

【0080】実施例1 つぎに、実施例1として、図13に示すように、入射瞳
上の等位相領域が位相差πを持つ輪帯領域52によって
同心円状に三分割される場合について説明する。なお、
以下の説明では、図13に示したような構造のことを三
重環構造と称する。
Embodiment 1 Next, as Embodiment 1, a case will be described in which an equiphase region on the entrance pupil is concentrically divided into three by an annular region 52 having a phase difference π as shown in FIG. . In addition,
In the following description, the structure shown in FIG. 13 is referred to as a triple ring structure.

【0081】そして、三重環構造において、入射瞳半径
をR0、入射瞳中心からの距離をrとしたときに、下記
式(2−2)で示す範囲の輪帯領域52に位相差πを与
えた。ただし、0%<α1<α2<100%である。
In the triple ring structure, when the radius of the entrance pupil is R0 and the distance from the center of the entrance pupil is r, a phase difference π is given to the annular zone 52 in the range represented by the following equation (2-2). Was. However, 0% <α1 <α2 <100%.

【0082】 α1×R0≦r≦α2×R0 ・・・(2−2) 以上のような三重環構造において、Sn≦5.0%を満
たしながら、メインスポットのスポット径を小径化でき
る解を計算したところ、例えば、表3に示すような解が
得られた。
Α1 × R0 ≦ r ≦ α2 × R0 (2-2) In the triple ring structure as described above, a solution that can reduce the spot diameter of the main spot while satisfying Sn ≦ 5.0% As a result of the calculation, for example, a solution shown in Table 3 was obtained.

【0083】[0083]

【表3】 [Table 3]

【0084】表3から分かるように、三重環構造とする
ことにより、Sn≦5.0%の条件を保ちつつ、超解像
効果によるスポット径dの小径化を図ることができる。
具体的には、表3の例では、サイドローブのピーク強度
の最大値を4.8%としつつ、スポット径dを回折限界
の90%にまで小径化することが可能となっている。
As can be seen from Table 3, the use of the triple ring structure makes it possible to reduce the spot diameter d by the super-resolution effect while maintaining the condition of Sn ≦ 5.0%.
Specifically, in the example of Table 3, it is possible to reduce the spot diameter d to 90% of the diffraction limit while setting the maximum value of the peak intensity of the side lobe to 4.8%.

【0085】実施例2 つぎに、実施例2として、図14に示すように、入射瞳
上の等位相領域が位相差πを持つ円形領域53及び輪帯
領域54によって同心円状に四分割される場合について
説明する。なお、以下の説明では、図14に示したよう
な構造のことを四重環構造と称する。そして、四重環構
造において、入射瞳半径をR0、入射瞳中心からの距離
をrとしたときに、下記式(2−3)で示す範囲の円形
領域53と、下記式(2−4)で示す範囲の輪帯領域5
4とに位相差πを与えた。ただし、0%<α1<α2<
α3<100%である。
Second Embodiment Next, as a second embodiment, as shown in FIG. 14, the equal phase region on the entrance pupil is divided into four concentric circles by a circular region 53 and a ring zone 54 having a phase difference of π. The case will be described. In the following description, the structure as shown in FIG. 14 is referred to as a quadruple ring structure. In the quadruple ring structure, when the radius of the entrance pupil is R0 and the distance from the center of the entrance pupil is r, a circular region 53 in the range represented by the following equation (2-3) and the following equation (2-4) Zone 5 in the range indicated by
4 with a phase difference π. However, 0% <α1 <α2 <
α3 <100%.

【0086】 0≦r≦α1×R0 ・・・(2−3) α2×R0≦r≦α3×R0 ・・・(2−4) 以上のような四重環構造において、Sn≦5.0%を満
たしながら、メインスポットのスポット径dを小径化で
きる解を計算したところ、例えば、表4に示すような解
が得られた。
0 ≦ r ≦ α1 × R0 (2-3) α2 × R0 ≦ r ≦ α3 × R0 (2-4) In the above quadruple ring structure, Sn ≦ 5.0 %, A solution that can reduce the spot diameter d of the main spot was calculated. As a result, for example, a solution as shown in Table 4 was obtained.

【0087】[0087]

【表4】 [Table 4]

【0088】表4から分かるように、四重環構造とする
ことにより、Sn≦5.0%の条件を保ちつつ、超解像
効果によるスポット径dの小径化を図ることができる。
具体的には、表4の上欄に挙げた例では、サイドローブ
のピーク強度の最大値を3.3%としつつ、スポット径
dを回折限界の92%にまで小径化することが可能とな
っており、また、表4の下欄に挙げた例では、サイドロ
ーブのピーク強度の最大値を3.8%としつつ、スポッ
ト径dを回折限界の90%にまで小径化することが可能
となっている。
As can be seen from Table 4, the spot diameter d can be reduced by the super-resolution effect while maintaining the condition of Sn ≦ 5.0% by adopting the quadruple ring structure.
Specifically, in the example shown in the upper column of Table 4, it is possible to reduce the spot diameter d to 92% of the diffraction limit while setting the maximum value of the peak intensity of the side lobe to 3.3%. In the example shown in the lower column of Table 4, it is possible to reduce the spot diameter d to 90% of the diffraction limit while setting the maximum value of the peak intensity of the side lobe to 3.8%. It has become.

【0089】実施例3 つぎに、実施例3として、図15に示すように、入射瞳
上の等位相領域が位相差πを持つ円形領域55、輪帯領
域56及び輪帯領域57によって同心円状に六分割され
る場合について説明する。なお、以下の説明では、図1
5に示したような構造のことを六重環構造と称する。そ
して、六重環構造において、入射瞳半径をR0、入射瞳
中心からの距離をrとしたときに、下記式(2−5)で
示す範囲の円形領域55と、下記式(2−6)で示す範
囲の輪帯領域56と、下記式(2−7)で示す範囲の輪
帯領域57とに位相差πを与えた。ただし、0%<α1
<α2<α3<α4<α5<100%である。
Third Embodiment Next, as a third embodiment, as shown in FIG. 15, the equi-phase regions on the entrance pupil are concentrically formed by the circular region 55, the annular region 56, and the annular region 57 having the phase difference π. A case where the image is divided into six parts will be described. In the following description, FIG.
The structure shown in FIG. 5 is referred to as a hexacyclic structure. When the radius of the entrance pupil is R0 and the distance from the center of the entrance pupil is r in the hexacyclic structure, a circular region 55 in the range represented by the following equation (2-5) and the following equation (2-6) The phase difference π was given to the annular zone region 56 in the range indicated by the symbol and the annular zone 57 in the range indicated by the following formula (2-7). However, 0% <α1
<Α2 <α3 <α4 <α5 <100%.

【0090】 0≦r≦α1×R0 ・・・(2−5) α2×R0≦r≦α3×R0 ・・・(2−6) α4×R0≦r≦α5×R0 ・・・(2−7) 以上のような6重環構造において、Sn≦5.0%を満
たしながら、メインスポットのスポット径dを小径化で
きる解を計算したところ、例えば、表5に示すような解
が得られた。
0 ≦ r ≦ α1 × R0 (2-5) α2 × R0 ≦ r ≦ α3 × R0 (2-6) α4 × R0 ≦ r ≦ α5 × R0 (2- 7) In the above-described six-ring structure, a solution that can reduce the spot diameter d of the main spot while satisfying Sn ≦ 5.0% was calculated. For example, a solution as shown in Table 5 was obtained. Was.

【0091】[0091]

【表5】 [Table 5]

【0092】表5から分かるように、六重環構造とする
ことにより、Sn≦5.0%の条件を保ちつつ、超解像
効果によるスポット径dの小径化を図ることができる。
具体的には、表5の上欄に挙げた例では、サイドローブ
のピーク強度の最大値を3.8%としつつ、スポット径
dを回折限界の89%にまで小径化することが可能とな
っており、また、表5の下欄に挙げた例では、サイドロ
ーブのピーク強度の最大値を4.0%としつつ、スポッ
ト径dを回折限界の88%にまで小径化することが可能
となっている。
As can be seen from Table 5, the use of the hexacyclic structure allows the spot diameter d to be reduced by the super-resolution effect while maintaining the condition of Sn ≦ 5.0%.
More specifically, in the example shown in the upper column of Table 5, it is possible to reduce the spot diameter d to 89% of the diffraction limit while setting the maximum value of the peak intensity of the side lobe to 3.8%. In the example shown in the lower column of Table 5, it is possible to reduce the spot diameter d to 88% of the diffraction limit while setting the maximum value of the peak intensity of the side lobe to 4.0%. It has become.

【0093】以上の実施例1乃至実施例3から分かるよ
うに、位相差πを持つ円形領域や輪帯領域によって入射
瞳上の等位相領域を3つ以上に分割することにより、各
次数のサイドローブのピーク強度を全てメインスポット
のピーク強度の5%以下に抑えつつ、回折限界より大幅
に小さいスポット径dを実現できる。なお、以上の例で
は、分割した各領域の位相差はπとしたが、この位相差
はπの奇数倍であればよい。
As can be seen from the above-described first to third embodiments, the equal-phase region on the entrance pupil is divided into three or more by a circular region or an annular region having a phase difference π, so that the side of each order can be obtained. A spot diameter d that is significantly smaller than the diffraction limit can be realized while suppressing the peak intensity of all the lobes to 5% or less of the peak intensity of the main spot. In the above example, the phase difference between the divided regions is π, but the phase difference may be an odd multiple of π.

【0094】ここで、αを30%とした上述の二重環構
造を用いたときの光強度分布と、表5の上欄に挙げた六
重環構造を用いたときの光強度分布とを図16に示す。
図16からも、二重環構造に比べて、六重環構造ではサ
イドローブのピーク強度を非常に低く抑えられることが
分かる。
Here, the light intensity distribution when using the above-mentioned double ring structure with α being 30% and the light intensity distribution when using the hexacyclic ring structure listed in the upper column of Table 5 are shown. As shown in FIG.
FIG. 16 also shows that the peak intensity of the side lobe can be suppressed to be very low in the hexacyclic structure as compared with the double ring structure.

【0095】つぎに、以上のような位相ずれを生じさせ
る位相シフトマスクについて具体的に説明する。
Next, a phase shift mask which causes the above-described phase shift will be specifically described.

【0096】図11に示したレーザカッティング装置に
おいて、位相シフトマスク41は、対物レンズ42に入
射する光波面に対して、入射瞳面上の一部領域で適当量
の位相ずれが生じるような光学的処理を施す。この位相
シフトマスク41は、露光光学系中において、第4の凸
レンズ40と対物レンズ42との間に配される。すなわ
ち、位相シフトマスク41には、第4の凸レンズ40に
よって光波面がほぼ平面とされたレーザ光が入射し、位
相シフトマスク41は、当該レーザ光に対して位相シフ
トを生じさせる。
In the laser cutting apparatus shown in FIG. 11, the phase shift mask 41 is an optical such that an appropriate amount of phase shift occurs in a partial area on the entrance pupil plane with respect to the light wavefront incident on the objective lens 42. Subject to proper treatment. This phase shift mask 41 is arranged between the fourth convex lens 40 and the objective lens 42 in the exposure optical system. That is, the laser light whose optical wavefront is made substantially flat by the fourth convex lens 40 is incident on the phase shift mask 41, and the phase shift mask 41 causes a phase shift with respect to the laser light.

【0097】この位相シフトマスク41には、例えば、
図17及び図18に示すように、上述した三重環構造を
有するものを使用する。図17及び図18に示す位相シ
フトマスク41は、光学的に透明な材質からなる平板状
の基板41aに対してエッチングにより段差加工が施さ
れ、上述の輪帯領域に対応する凹部41bが形成される
ことにより、上述した三重環構造とされている。ここ
で、基板41aは、光路媒質と異なる屈折率を持つ物質
からなるものであり、例えば、石英(SiO2)からな
る。
The phase shift mask 41 has, for example,
As shown in FIGS. 17 and 18, one having the above-described triple ring structure is used. In the phase shift mask 41 shown in FIGS. 17 and 18, a flat plate-like substrate 41a made of an optically transparent material is subjected to step processing by etching, so that the concave portion 41b corresponding to the above-mentioned annular zone is formed. Thus, the above-described triple ring structure is obtained. Here, the substrate 41a is made of a material having a refractive index different from that of the optical path medium, and is made of, for example, quartz (SiO 2 ).

【0098】この位相シフトマスク41に、波長λの光
が入射したときの様子を図19に模式的に示す。
FIG. 19 schematically shows a state in which light having a wavelength λ is incident on the phase shift mask 41.

【0099】ここで、位相シフトマスク41に形成され
た凹部41bとその他の部分との段差をhとし、入射光
の波長をλとし、光路媒質の屈折率をN0とし、位相シ
フトマスク41の屈折率をN1とする。ここで、位相シ
フトマスク41は、光路媒質と異なる屈折率を持つ。す
なわち、N1≠NOである。なお、通常の露光光学系で
は、光路媒質は空気であり、その屈折率N0は1.0で
ある。また、石英の屈折率は約1.5であるので、位相
シフトマスク41が石英からなる場合、その屈折率N1
は約1.5である。
Here, the step between the concave portion 41b formed in the phase shift mask 41 and other portions is h, the wavelength of the incident light is λ, the refractive index of the optical path medium is N0, and the refraction of the phase shift mask 41 is Let the rate be N1. Here, the phase shift mask 41 has a different refractive index from the optical path medium. That is, N1 ≠ NO. In a normal exposure optical system, the optical path medium is air, and its refractive index N0 is 1.0. Also, since the refractive index of quartz is about 1.5, when the phase shift mask 41 is made of quartz, the refractive index N1
Is about 1.5.

【0100】このとき、位相シフトマスク41の凹部4
1bを通過した光は、その他の部分との間に下記式(2
−8)で示す位相差Δφが生じる。
At this time, the concave portion 4 of the phase shift mask 41
The light passing through 1b has the following formula (2)
A phase difference Δφ indicated by -8) occurs.

【0101】 Δφ=(2π/λ)×{(N1−N0)×h} ・・・(2−8) したがって、例えば、波長λ=413nm、N1=1.
5、N0=1.0のとき、凹部41bとその他の部分と
の間で位相差πを生じさせるには、下記式(2−9)に
示すように、段差hを413nmとすればよい。
Δφ = (2π / λ) × {(N1−N0) × h} (2-8) Therefore, for example, wavelength λ = 413 nm, N1 = 1.
5, when N0 = 1.0, in order to generate a phase difference π between the concave portion 41b and other portions, the step h may be set to 413 nm as shown in the following equation (2-9).

【0102】 h=λ/{2×(N1−N0)}=413[nm] ・・・(2−9) 以上のような、三重環構造を有する位相シフトマスク4
1を用いることにより、上述したように、サイドローブ
のピーク強度を5%以下に抑えつつ、スポット径dを回
折限界よりも大幅に小さくするような超解像を実現する
ことができる。そして、このような超解像を採用して、
上述の露光工程を行うことにより、メインスポット周辺
のサイドローブの影響を軽減することができ、例えば、
微細なグルーブを形成したとときにも、ランド部分が荒
れてしまうようなことが無くなる。さらに、以上のよう
な位相シフトマスク41を用いて超解像を実現する方法
は、対物レンズ42の入射瞳上の一部に輪帯遮光板を配
置することにより超解像を実現するような方法に比べ
て、入射光量の損失がないため、実際の使用において非
常に優位である。
H = λ / {2 × (N1−N0)} = 413 [nm] (2-9) The phase shift mask 4 having a triple ring structure as described above.
By using 1, as described above, it is possible to realize a super-resolution in which the spot diameter d is significantly smaller than the diffraction limit while suppressing the side lobe peak intensity to 5% or less. And adopting such super-resolution,
By performing the above-described exposure process, it is possible to reduce the influence of side lobes around the main spot, for example,
Even when a fine groove is formed, the land portion does not become rough. Further, the method of realizing super-resolution using the above-described phase shift mask 41 is such that super-resolution is realized by disposing a ring-shaped light shielding plate at a part of the entrance pupil of the objective lens 42. Compared to the method, there is no loss of the amount of incident light, so that it is very superior in actual use.

【0103】なお、三重環構造を有する位相シフトマス
ク41において、上述したα1やα2に±1%程度の変
動があっても、超解像効果については、ほぼ同様の効果
が得られる。そして、通常のレーザカッティング装置に
使用される対物レンズ42の入射瞳半径R0は約2mm
である。したがって、エッチングによって凹部41bを
形成する際に要求される、径方向の加工精度は±20μ
m程度である。また、段差hを形成することにより位相
差πを生じさせる位相シフトマスクにおいて、段差hの
誤差の許容範囲は±20nm程度である。したがって、
エッチングによって凹部41bを形成する際に要求され
る、深さ方向の加工精度は±20nm程度である。そし
て、径方向の加工精度を±20μm以内とし、かつ深さ
方向の加工精度を±20nm以内とすることは、既存の
エッチング技術で容易に実現できる。したがって、上述
した位相シフトマスク41は、容易に作製することがで
きる。
In the phase shift mask 41 having a triple ring structure, almost the same super-resolution effect can be obtained even if the above-mentioned α1 and α2 vary by about ± 1%. Then, the entrance pupil radius R0 of the objective lens 42 used for a normal laser cutting device is about 2 mm.
It is. Accordingly, the processing accuracy in the radial direction required when forming the concave portion 41b by etching is ± 20 μm.
m. Further, in a phase shift mask that generates a phase difference π by forming the step h, an allowable range of an error of the step h is about ± 20 nm. Therefore,
The processing accuracy in the depth direction required when forming the concave portion 41b by etching is about ± 20 nm. The processing accuracy in the radial direction within ± 20 μm and the processing accuracy in the depth direction within ± 20 nm can be easily realized by existing etching techniques. Therefore, the above-described phase shift mask 41 can be easily manufactured.

【0104】また、位相シフトマスク41の材質は、可
視光から紫外光の領域まで十分な透過特性を持つ材料で
あれば、石英以外のものを使用してもよい。ただし、石
英は、低価格であり、しかも加工性に優れているため、
位相シフトマスク41の材料として非常に好適である。
Further, as the material of the phase shift mask 41, any material other than quartz may be used as long as it has a sufficient transmission characteristic from the visible light region to the ultraviolet light region. However, quartz is inexpensive and has excellent workability,
It is very suitable as a material for the phase shift mask 41.

【0105】また、以上の説明では、位相シフトマスク
41の例として、三重環構造のものを挙げたが、上述の
実施例からも明らかなように、四重以上の環構造を有す
るものも使用可能である。なお、四重以上の環構造とす
る場合も、上述の位相シフトマスク41と同様に、光路
媒質と異なる屈折率を有する基板にエッチングを施し、
円形領域や輪帯領域とその他の部分との間に段差hを形
成することにより、容易に作製できることは言うまでも
ない。
In the above description, the phase shift mask 41 has a triple ring structure as an example. However, as is apparent from the above embodiment, a mask having a quadruple or more ring structure is also used. It is possible. In the case of a quadruple or more ring structure, similarly to the above-mentioned phase shift mask 41, a substrate having a refractive index different from that of the optical path medium is etched,
It goes without saying that it can be easily manufactured by forming a step h between the circular region or the annular zone region and other portions.

【0106】更に、位相シフトマスク41の構造は、円
形領域や輪帯領域を凹部とするのではなく、凸部とする
ようにしてもよいし、更には、これらの部分を開口部と
してしまうようにしてもよい。すなわち、位相シフトマ
スク41は、円形領域や輪帯領域の部分とその他の部分
との間に所定の位相差を生じさせるようになされていれ
ばよく、その形状は特に限定されるものではない。
Further, the structure of the phase shift mask 41 may be such that a circular area or an annular area is not a concave part but a convex part, and these parts are formed as openings. It may be. That is, the shape of the phase shift mask 41 is not particularly limited, as long as the phase shift mask 41 causes a predetermined phase difference between the portion of the circular region or the annular region and the other portion.

【0107】つぎに、本発明に係る記録及び/又は再生
装置の実施の形態について説明する。なお、ここでは、
本発明を適用した記録及び/又は再生装置の一例とし
て、光磁気ディスクに対して記録再生を行う記録再生装
置について説明する。
Next, an embodiment of the recording and / or reproducing apparatus according to the present invention will be described. Here,
As an example of a recording and / or reproducing apparatus to which the present invention is applied, a recording and reproducing apparatus that performs recording and reproduction on a magneto-optical disk will be described.

【0108】この記録再生装置は、図20に示すよう
に、光磁気ディスク60に対して記録再生を行う記録再
生装置であり、位相シフトマスク61を備えている以外
は、従来の記録再生装置と同様な構成である。すなわ
ち、この記録再生装置は、所定の波長のレーザ光を出射
する半導体レーザ等から構成された光源62と、光源6
2からのレーザ光を平行光とするコリメータレンズ63
と、光源62からのレーザ光と光磁気ディスク60から
の戻り光とを分離するビームスプリッタ64と、光源6
2からのレーザ光に対して位相差を生じさせる位相シフ
トマスク61と、位相シフトマスク61によって所定の
位相差が生じたレーザ光を光磁気ディスク60上に集光
する対物レンズ65と、記録時に磁気ディスク60に対
して磁界を印加する磁気ヘッド66とを備えている。こ
こで、位相シフトマスク61は、上述したような三重以
上の環構造を有しており、対物レンズ65によって集光
された光のスポット径dは、回折限界よりも小さくな
る。
As shown in FIG. 20, this recording / reproducing apparatus is a recording / reproducing apparatus for recording / reproducing information on / from a magneto-optical disk 60. It has a similar configuration. That is, the recording / reproducing apparatus includes a light source 62 composed of a semiconductor laser or the like that emits a laser beam of a predetermined wavelength,
Collimator lens 63 that converts the laser light from 2 into parallel light
A beam splitter 64 for separating laser light from the light source 62 and return light from the magneto-optical disk 60;
A phase shift mask 61 for generating a phase difference with respect to the laser light from the optical disk 2; an objective lens 65 for condensing the laser light having a predetermined phase difference with the phase shift mask 61 onto the magneto-optical disk 60; A magnetic head 66 for applying a magnetic field to the magnetic disk 60. Here, the phase shift mask 61 has a triple or more ring structure as described above, and the spot diameter d of the light collected by the objective lens 65 is smaller than the diffraction limit.

【0109】また、この記録再生装置は、光磁気ディス
ク60からの戻り光にλ/2の位相差を付与する1/2
波長板67と、1/2波長板67を透過してきた戻り光
をP偏光成分とS偏光成分とに分離する偏光ビームスプ
リッタ68と、偏光ビームスプリッタ68によって分離
された偏光成分のうちの一方を集光する第1の集光レン
ズ69と、第1の集光レンズ69によって集光された偏
光を検出する第1の光検出器70と、偏光ビームスプリ
ッタ68によって分離された偏光成分のうちの他方を集
光する第2の集光レンズ71と、第2の集光レンズ71
によって集光された偏光を検出する第2の光検出器72
とを備えている。
The recording / reproducing apparatus is also capable of providing a return light from the magneto-optical disk 60 with a λ / 2 phase difference.
A wavelength plate 67, a polarization beam splitter 68 that separates the return light transmitted through the half-wave plate 67 into a P-polarization component and an S-polarization component, and one of the polarization components separated by the polarization beam splitter 68. A first condensing lens 69 for condensing, a first photodetector 70 for detecting polarized light condensed by the first condensing lens 69, and a polarization component split by the polarization beam splitter 68. A second condenser lens 71 for condensing the other, a second condenser lens 71
Photodetector 72 for detecting polarized light collected by
And

【0110】そして、この記録再生装置により、磁気デ
ィスク60に対して情報信号を記録する際は、磁気ヘッ
ド66によって磁気ディスク60に磁界を印加した状態
で、光源62からのレーザ光を磁気ディスク60に照射
する。このとき、記録すべき情報信号に対応させて、磁
気ヘッド66からの磁界、又は光源62からのレーザ光
強度を変調する。これにより、磁気ディスク60に対し
て情報信号の記録がなされる。一方、光磁気ディスク6
0から情報信号を再生する際は、光源62からのレーザ
光を磁気ディスク60に照射する。そして、その戻り光
を第1の光検出器70及び第2の光検出器72によって
検出し、これにより情報信号を再生する。
When an information signal is recorded on the magnetic disk 60 by the recording / reproducing apparatus, the laser light from the light source 62 is applied to the magnetic disk 60 while a magnetic field is applied to the magnetic disk 60 by the magnetic head 66. Irradiation. At this time, the magnetic field from the magnetic head 66 or the intensity of the laser beam from the light source 62 is modulated in accordance with the information signal to be recorded. Thus, information signals are recorded on the magnetic disk 60. On the other hand, the magneto-optical disk 6
When reproducing the information signal from 0, the laser light from the light source 62 is applied to the magnetic disk 60. Then, the return light is detected by the first photodetector 70 and the second photodetector 72, thereby reproducing the information signal.

【0111】以上のような記録再生装置では、位相シフ
トマスク61による超解像によって、光源62からの光
をより微細に集光して光磁気ディスク60に照射するこ
とができる。したがって、より高記録密度化を図ること
ができる。
In the recording / reproducing apparatus as described above, the light from the light source 62 can be condensed more finely and applied to the magneto-optical disk 60 by the super-resolution by the phase shift mask 61. Therefore, higher recording density can be achieved.

【0112】なお、位相シフトマスクによる超解像によ
って、光源からの光をより微細に集光して記録媒体に照
射することは、光磁気ディスクの記録再生装置に限ら
ず、光学的に記録及び/又は再生を行う装置に広く適用
可能である。すなわち、三重以上の環構造を有する位相
シフトマスクによる超解像は、相変化型光ディスク用の
記録再生装置や、再生専用光ディスク用の再生装置等に
も適用可能であり、それらに適用することにより、更な
る高記録密度化を図ることができる。
It should be noted that the method of condensing the light from the light source more finely and irradiating the recording medium with the super-resolution by the phase shift mask is not limited to the recording / reproducing apparatus for the magneto-optical disk, but also for the optical recording and reproducing. The present invention can be widely applied to an apparatus for performing reproduction. That is, super-resolution by a phase shift mask having a triple or more ring structure can be applied to a recording / reproducing device for a phase-change optical disk, a reproducing device for a read-only optical disk, and the like. Further, it is possible to further increase the recording density.

【0113】[0113]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る記録媒体原盤の製造方法によれば、記録媒体原盤
の製造における露光工程において、スポット径を回折限
界よりも小さくしつつ、かつサイドローブの影響を軽減
することができる。したがって、より高記録密度化を図
った記録媒体を作製することが可能となる。
As is apparent from the above description, according to the method of manufacturing a recording medium master according to the present invention, in the exposure step of manufacturing the recording medium master, the spot diameter is reduced to less than the diffraction limit, and The influence of side lobes can be reduced. Therefore, it is possible to manufacture a recording medium with higher recording density.

【0114】また、本発明に係る露光方法によれば、感
光層を露光するにあたって、スポット径を回折限界より
も小さくしつつ、かつサイドローブの影響を軽減するこ
とができる。したがって、より高集積化を図った半導体
装置や、より高記録密度化を図った記録媒体等を作製す
ることが可能となる。
According to the exposure method of the present invention, when exposing the photosensitive layer, the spot diameter can be made smaller than the diffraction limit, and the influence of side lobes can be reduced. Accordingly, a semiconductor device with higher integration, a recording medium with higher recording density, and the like can be manufactured.

【0115】また、本発明に係る記録及び/又は再生装
置によれば、スポット径を回折限界よりも小さくしつ
つ、かつサイドローブのピーク強度を低く抑えて、記録
媒体に光を照射することができる。すなわち、光をより
微細に集光して記録媒体に照射できるようになる。した
がって、更なる高記録密度化を図ることが可能となる。
Further, according to the recording and / or reproducing apparatus of the present invention, it is possible to irradiate the recording medium with light while keeping the spot diameter smaller than the diffraction limit and keeping the side lobe peak intensity low. it can. That is, light can be more finely condensed and applied to the recording medium. Therefore, it is possible to further increase the recording density.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】光ディスクの一例を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an example of an optical disk.

【図2】記録再生用光ディスクのディスク基板につい
て、グルーブが形成されている部分を拡大して示す図で
ある。
FIG. 2 is an enlarged view showing a portion of a disk substrate of a recording / reproducing optical disk on which grooves are formed.

【図3】再生専用光ディスクのディスク基板について、
ピットが形成されている部分を拡大して示す図である。
FIG. 3 shows a disk substrate of a read-only optical disk;
It is a figure which expands and shows the part in which a pit is formed.

【図4】ガラス原盤を示す図である。FIG. 4 is a view showing a glass master.

【図5】ガラス原盤上にフォトレジストを塗布した状態
を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a state in which a photoresist is applied on a glass master.

【図6】フォトレジストを露光する露光工程を示す図で
ある。
FIG. 6 is a view showing an exposure step of exposing a photoresist.

【図7】フォトレジストにグルーブ及びランドに対応し
た凹凸が形成された状態を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a state in which unevenness corresponding to grooves and lands is formed on a photoresist.

【図8】フォトレジストにピット列に対応した凹凸が形
成された状態を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a state in which unevenness corresponding to a pit row is formed on a photoresist.

【図9】フォトレジスト上にメッキ層を形成した状態を
示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a state where a plating layer is formed on a photoresist.

【図10】スタンパに形成されたパターンを転写してデ
ィスク基板を作製する様子を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a state in which a pattern formed on a stamper is transferred to produce a disk substrate.

【図11】レーザカッティング装置の一例について、そ
の光学系を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing an optical system of an example of a laser cutting device.

【図12】二重環構造の位相シフトマスクを示す図であ
る。
FIG. 12 is a diagram showing a phase shift mask having a double ring structure.

【図13】三重環構造の位相シフトマスクを示す図であ
る。
FIG. 13 is a diagram showing a phase shift mask having a triple ring structure.

【図14】四重環構造の位相シフトマスクを示す図であ
る。
FIG. 14 is a diagram showing a phase shift mask having a quadruple ring structure.

【図15】六重環構造例の位相シフトマスクを示す図で
ある。
FIG. 15 is a diagram showing a phase shift mask having an example of a hexacyclic ring structure.

【図16】二重環構造の位相シフトマスクを用いたとき
の光強度分布と、六重環構造の位相シフトマスクを用い
たときの光強度分布とを示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing a light intensity distribution when a phase shift mask having a double ring structure is used and a light intensity distribution when a phase shift mask having a hexacyclic structure is used.

【図17】三重環構造の位相シフトマスクの一例を示す
平面図である。
FIG. 17 is a plan view illustrating an example of a phase shift mask having a triple ring structure.

【図18】図17に示した位相シフトマスクのA−A線
における断面図である。
18 is a cross-sectional view of the phase shift mask taken along line AA of FIG.

【図19】図17及び図18に示した位相シフトマスク
による位相シフトの様子を示す模式図である。
FIG. 19 is a schematic diagram showing a state of a phase shift by the phase shift mask shown in FIGS. 17 and 18.

【図20】本発明を適用した記録再生装置の一例を示す
図である。
FIG. 20 is a diagram illustrating an example of a recording / reproducing device to which the present invention has been applied.

【図21】円形開口瞳を持つ対物レンズによる集光スポ
ットの強度分布を示す図である。
FIG. 21 is a diagram showing an intensity distribution of a condensed spot by an objective lens having a circular aperture pupil.

【図22】輪帯遮光板を用いた従来の露光光学系を示す
図である。
FIG. 22 is a view showing a conventional exposure optical system using an annular light shielding plate.

【図23】輪帯遮光板を示す平面図である。FIG. 23 is a plan view showing a ring-shaped light shielding plate.

【図24】輪帯遮光板を用いて輪帯開口としたときの光
強度分布と、輪帯遮光板を用いずに円形開口としたとき
の光強度分布とを示す図である。
FIG. 24 is a diagram showing a light intensity distribution when an annular aperture is formed using an annular light shielding plate and a light intensity distribution when a circular aperture is formed without using an annular light shielding plate.

【図25】位相シフトマスクを用いた従来の露光光学系
を示す図である。
FIG. 25 is a diagram showing a conventional exposure optical system using a phase shift mask.

【図26】位相シフトマスクを用いて位相シフトさせた
ときの光強度分布と、位相シフトマスクを用いずに円形
開口としたときの光強度分布とを示す図である。
FIG. 26 is a diagram showing a light intensity distribution when a phase shift is performed using a phase shift mask and a light intensity distribution when a circular aperture is formed without using a phase shift mask.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ガラス基板、 11 フォトレジスト、 21
レーザ光源、 22記録光強度制御部、 23 光強度
変調部、 24 ビームスプリッタ、 25ビームエキ
スパンダ、 26 集光部、 41 位相シフトマス
ク、 42対物レンズ
10 glass substrate, 11 photoresist, 21
Laser light source, 22 recording light intensity control unit, 23 light intensity modulation unit, 24 beam splitter, 25 beam expander, 26 focusing unit, 41 phase shift mask, 42 objective lens

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 対物レンズによって集光された光を支持
体上に形成された感光層に照射して、上記感光層の所定
領域を露光する露光工程と、 上記露光された感光層を現像して上記感光層に所定パタ
ーンの凹凸を形成する現像工程と、 上記感光層に形成された凹凸を転写して、記録媒体原盤
を作製する転写工程とを有し、 上記露光工程において、感光層上に集光する光のメイン
スポットの周囲に形成される第1暗環の直径をd、光の
波長をλ、対物レンズの開口数をNAとしたとき、d<
1.22×λ/NAとなり、かつ、メインスポットの近
傍に生じる全てのサイドローブのピーク強度がメインス
ポットのピーク強度の5%以下となるように、対物レン
ズに入射する光波面に対して入射瞳面内において位相ず
れを生じさせた上で、上記感光層を露光することを特徴
とする記録媒体原盤の製造方法。
An exposure step of irradiating a light-sensitive layer formed on a support with light condensed by an objective lens to expose a predetermined area of the photosensitive layer; and developing the exposed photosensitive layer. A developing step of forming irregularities of a predetermined pattern on the photosensitive layer, and a transfer step of transferring the irregularities formed on the photosensitive layer to produce a master recording medium. Where d is the diameter of the first dark ring formed around the main spot of the light to be condensed, λ is the wavelength of the light, and NA is the numerical aperture of the objective lens.
It is incident on the light wavefront incident on the objective lens so that 1.22 × λ / NA and the peak intensity of all side lobes generated near the main spot is 5% or less of the peak intensity of the main spot. A method for manufacturing a recording medium master, comprising exposing the photosensitive layer after causing a phase shift in a pupil plane.
【請求項2】 上記露光工程において、位相シフト量が
異なる複数の領域を有する位相シフトマスクを露光光学
系中に配することにより、対物レンズに入射する光波面
に対して入射瞳面内において位相ずれを生じさせること
を特徴とする請求項1記載の記録媒体原盤の製造方法。
2. In the exposure step, by disposing a phase shift mask having a plurality of regions having different phase shift amounts in the exposure optical system, a phase shift in a plane of an entrance pupil with respect to a wavefront incident on the objective lens is achieved. 2. The method according to claim 1, wherein a shift occurs.
【請求項3】 上記位相シフトマスクは、光軸を中心と
して略同心円状に形成された3つ以上の領域を有し、隣
接する領域の位相シフト量が異なることを特徴とする請
求項2記載の記録媒体原盤の製造方法。
3. The phase shift mask according to claim 2, wherein the phase shift mask has three or more regions formed substantially concentrically about the optical axis, and adjacent regions have different amounts of phase shift. Of producing a master recording medium.
【請求項4】 上記位相シフトマスクは、隣接する領域
の位相シフト量の差がπの奇数倍であることを特徴とす
る請求項3記載の記録媒体原盤の製造方法。
4. The method for manufacturing a master recording medium according to claim 3, wherein the phase shift mask has a difference in the amount of phase shift between adjacent regions is an odd multiple of π.
【請求項5】 上記位相シフトマスクは、露光光路媒質
とは異なる屈折率を持つ材料からなり、隣接する領域の
光軸方向の厚さが異なることを特徴とする請求項3記載
の記録媒体原盤の製造方法。
5. The master recording medium according to claim 3, wherein the phase shift mask is made of a material having a different refractive index from that of the exposure optical path medium, and has different thicknesses in the optical axis direction in adjacent regions. Manufacturing method.
【請求項6】 対物レンズによって集光された光を支持
体上に形成された感光層に照射して、上記感光層の所定
領域を露光するに際し、 光軸を中心として略同心円状に形成された3つ以上の領
域を有し、隣接する領域の位相シフト量が異なる位相シ
フトマスクを露光光学系中に配し、 上記位相シフトマスクにより、対物レンズに入射する光
波面に対して入射瞳面内において位相ずれを生じさせた
上で、上記感光層を露光することを特徴とする露光方
法。
6. A method of irradiating light condensed by an objective lens to a photosensitive layer formed on a support to expose a predetermined area of the photosensitive layer, wherein the light is formed substantially concentrically about an optical axis. A phase shift mask having three or more regions and different amounts of phase shift between adjacent regions is disposed in the exposure optical system, and the phase shift mask causes an entrance pupil plane with respect to a light wave front incident on the objective lens. An exposure method, wherein the photosensitive layer is exposed after a phase shift has occurred in the photosensitive layer.
【請求項7】 上記位相シフトマスクは、隣接する領域
の位相シフト量の差がπの奇数倍であることを特徴とす
る請求項6記載の露光方法。
7. The exposure method according to claim 6, wherein in the phase shift mask, a difference between phase shift amounts of adjacent regions is an odd multiple of π.
【請求項8】 上記位相シフトマスクは、露光光路媒質
とは異なる屈折率を持つ材料からなり、隣接する領域の
光軸方向の厚さが異なることを特徴とする請求項6記載
の露光方法。
8. The exposure method according to claim 6, wherein the phase shift mask is made of a material having a different refractive index from that of the exposure optical path medium, and adjacent regions have different thicknesses in the optical axis direction.
【請求項9】 所定の波長の光を出射する光源と、 上記光源からの光を集光する対物レンズと、 上記対物レンズに入射する光波面に対して入射瞳面内に
おいて位相ずれを生じさせる位相シフトマスクとを備
え、 光源からの光を位相シフトマスクを介して対物レンズに
入射させ、対物レンズによって集光された光を記録媒体
に照射して記録及び/又は再生を行うことを特徴とする
記録及び/又は再生装置。
9. A light source for emitting light of a predetermined wavelength, an objective lens for condensing light from the light source, and a phase shift in an entrance pupil plane with respect to a light wavefront incident on the objective lens. A phase shift mask, wherein light from a light source is incident on an objective lens through the phase shift mask, and light condensed by the objective lens is irradiated on a recording medium to perform recording and / or reproduction. Recording and / or playback device.
【請求項10】 上記位相シフトマスクは、光軸を中心
として略同心円状に形成された3つ以上の領域を有し、
隣接する領域の位相シフト量が異なることを特徴とする
請求項9記載の記録及び/又は再生装置。
10. The phase shift mask has three or more regions formed substantially concentrically about an optical axis,
10. The recording and / or reproducing apparatus according to claim 9, wherein adjacent regions have different amounts of phase shift.
【請求項11】 上記位相シフトマスクは、隣接する領
域の位相シフト量の差がπの奇数倍であることを特徴と
する請求項10記載の記録及び/又は再生装置。
11. The recording and / or reproducing apparatus according to claim 10, wherein in the phase shift mask, a difference between phase shift amounts of adjacent regions is an odd multiple of π.
【請求項12】 上記位相シフトマスクは、露光光路媒
質とは異なる屈折率を持つ材料からなり、隣接する領域
の光軸方向の厚さが異なることを特徴とする請求項10
記載の記録及び/又は再生装置。
12. The phase shift mask according to claim 10, wherein the phase shift mask is made of a material having a different refractive index from that of the exposure optical path medium, and adjacent regions have different thicknesses in the optical axis direction.
A recording and / or reproducing apparatus as described in the above.
JP9106415A 1997-04-23 1997-04-23 Manufacturing method of recording medium master, exposure method, recording and / or reproducing apparatus Withdrawn JPH10302300A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008026586A (en) * 2006-07-21 2008-02-07 Ricoh Co Ltd Light source unit, optical scanning device, image forming apparatus, and optical pickup device
JP2009012009A (en) * 2007-06-29 2009-01-22 Chiba Univ Fine spot forming method and fine spot forming apparatus

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