(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光記録媒体用原盤を露光するためのレーザ光を発生する露光用光源と、光記録媒体用原盤を保持する原盤支持機構および光記録媒体用原盤上に露光用光源のレーザ光の焦点を結ばせて走査させる光学機構を有する光走査装置とを定盤上に載置し固定すると共に、定盤の露光用光源の載置部と光走査装置の載置部との間に、露光用光源の側部に沿って溝が穿設された露光装置を用い、原盤支持機構を回転せしめ、光走査装置の光学機構を光記録媒体用原盤の回転半径方向に直線移動させて光記録媒体用原盤を露光することを特徴とする光記録媒体用原盤の製造方法。
【請求項２】
溝の深さを、定盤の厚さの１／１０〜４／５とすることを特徴とする請求項１に記載の光記録媒体用原盤の製造方法。
【請求項３】
溝内に振動吸収部材を充填することを特徴とする請求項１又は２に記載の光記録媒体用原盤の製造方法。
【請求項４】
光記録媒体用原盤を露光するためのレーザ光を発生する露光用光源と、光記録媒体用原盤を保持する原盤支持機構および光記録媒体用原盤上に露光用光源のレーザ光の焦点を結ばせて走査させる光学機構を有する光走査装置とが定盤上に載置され固定されると共に、定盤の露光用光源の載置部と光走査装置の載置部との間に、露光用光源の側部に沿って溝が穿設され、原盤支持機構が光記録媒体用原盤を回転し、光走査装置の光学機構が回転半径方向に直線移動して走査するように構成されたことを特徴とする光記録媒体用原盤の露光装置。
【請求項５】
溝の深さが、定盤の厚さの１／１０〜４／５である請求項４に記載の光記録媒体用原盤の露光装置。
【請求項６】
溝内に振動吸収部材を充填してなる請求項４又は５に記載の光記録媒体用原盤の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光記録媒体用原盤を露光するための露光方法および露光装置に関する。更に詳しくは、微小で鮮明な光スポットを形成し得る光記録媒体用原盤の製造方法および製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光記録媒体は、記録密度が高く、小型で記録容量を大きくできるため、情報記録媒体として広く普及するに至っている。
光記録媒体にはコンパクトディスクに代表される再生専用型や、光磁気ディスクに代表される書き換え可能型が実用化されている。
これらの光記録媒体はいずれもポリカーボネイト樹脂等の透明基板にピットやグルーブが形成されており、これらピットやグルーブの上に、反射膜や記録膜が設けられている。情報の記録や再生は、レーザ光がこの透明基板を透過して行われる。
これらの透明基板の製造は、所定のピットやグルーブが形成されたスタンパを用いてポリカーボネイト樹脂を射出成形し、スタンパを転写する方法が採用されており、スタンパを形成するために光記録媒体用原盤が作成される。
【０００３】
光記録媒体用原盤は次の方法によって製造されている。すなわち、原盤用の基板、一般にガラス製の円盤状基板を用い、表面を研磨、洗浄しあるいは必要に応じてプライマー処理をした後、フォトレジストをスピンコートしてフォトレジスト層を形成する。
フォトレジスト層が形成された原盤を回転させながら光スポットを照射することによってピットやグルーブに相当する位置を選択的に露光して潜像を形成する。潜像部分は現像液に対する溶解性が増大するため、これを利用して現像処理することによりピットやグルーブに相当する位置のフォトレジスト層が除去される。
【０００４】
現像処理によって、ピットやグルーブが形成された原盤表面上に導電性を付与する金属膜をスパッタ等によって形成し、次いで、電鋳を行った後この電鋳体を金属膜と共にフォトレジスト層およびガラス基板から剥離することによって、光記録媒体の基板を成形するためのスタンパが得られる。
かかるスタンパの製造において、フォトレジスト層が形成された光記録媒体用原盤の露光は例えば図３に示す装置によって行なわれる。
【０００５】
図３に示す露光装置１は、定盤２上に露光用のレーザ光４を発生する露光用光源３が載置され、露光用光源３から出射したレーザ光４は、パワーコントロール素子５により光出力が制御された後、変調素子６によりパルス化される。続いてコリメータレンズ７でレーザ光４の光束径が調整され、光走査装置８に入射し、光走査装置８のエアスライダ９に設けられた対物レンズ１０に導かれ、ターンテーブル１１上のフォトレジストを塗付された光記録媒体用原盤１２に焦点が結ばれ露光が行なわれる。
【０００６】
このように、従来の光記録媒体用原盤１２の露光装置１は、定盤２上に露光用光源３と光走査装置８が固定されており、定盤は寸法精度を得ると共に振動を防止するために岩石や鋳鉄で形成されている。
しかし、近年、光記録媒体の記録密度が大きくなり、ピットやグループが極小化したため、露光用光源３からのレーザ光を光記録媒体用原盤１２上に焦点を結ばせる際に、微小な振動により焦点の位置がずれる現象が無視できなくなってきた。振動により焦点がずれるために、ピットの大きさが所定の大きさよりも大きくなってしまい、さらにグルーブのトラックピッチが揺らぎ、トラックピッチを狭くできないという問題が生じている。
【０００７】
特に、光記録媒体用原盤１２の高密度化が進展するにともない、光記録媒体用原盤１２の製造に使用される露光用光源３の短波長化と光走査装置８の光学系の直線運動手段の高精度化が必要となっている。
このため、従来使用されていたＡｒ（アルゴン）ガスレーザの波長λ＝４８８ｎｍやλ＝４５８ｎｍ、ＨｅＣｄ（ヘリウムカドミウム）ガスレーザのλ＝４４２ｎｍ、Ｋｒ（クリプトン）ガスレーザのλ＝４１３ｎｍに替わり、紫外線領域であるＡｒレーザのλ＝３６４ｎｍやλ＝３５１ｎｍ、Ｋｒレーザのλ＝３５１ｎｍなどを用いてより微細なピットやグルーブを形成する方向にある。また、光学系の直線運動手段としてボールネジ送りのスライダに替わり、リニアモータで駆動するエアスライダでより高精度に移動させようとしている。
このため、微小な振動の発生は益々重要な問題となっている。
【０００８】
この微小な振動は定盤２に載置された機器から発生する振動と定盤２の外部に由来する振動に区別される。定盤２の外部に由来する振動は、定盤２を載置する床面からの振動と定盤２が置かれた周囲の空気ゆらぎによる振動に大きく分けられる。床面からの振動は定盤２を除振台に載置することにより防ぐことができる。周囲の空気ゆらぎによる振動は、定盤２全体を囲い温度や気流を制御して防ぐことができる。しかし、定盤２に載置された機器から発生する振動を防ぐことは困難であった。
【０００９】
定盤２に載置された機器で最も大きな振動を発生させるものは露光用光源３である。露光用光源３として空冷ガスレーザや水冷ガスレーザが多く用いられている。光記録媒体用原盤１２を高密度化するためには、レーザ波長を短くする必要があり、また、波長が短くなると光学系の透過光率が低くなるためにより光出力を大きくする必要がある。そのため、空冷ガスレーザと比較して出力の大きい水冷ガスレーザを多く用いるようになってきた。
水冷ガスレーザはレーザ管から発生する熱をレーザ管周囲に導かれる冷却水により冷却しており、冷却水がレーザ管から熱を奪う際にレーザ管に振動を与えている。レーザ管の低振動化の努力はなされているが、光出力を大きくするためには、冷却を強化せねばならず、レーザ管自体を低振動化するのは困難であった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、光記録媒体用原盤を露光する露光用光線の振動を防止し、微小で鮮明な光スポットを形成し得る光記録媒体用原盤の製造方法および露光装置を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、かかる目的を達成するために鋭意検討を行った結果なされたもので、(1)光記録媒体用原盤を露光するためのレーザ光を発生する露光用光源と、光記録媒体用原盤を保持する原盤支持機構および光記録媒体用原盤上に露光用光源のレーザ光の焦点を結ばせて走査させる光学機構を有する光走査装置とを定盤上に載置し固定すると共に、定盤の露光用光源の載置部と光走査装置の載置部との間に、露光用光源の側部に沿って溝が穿設された露光装置を用い、原盤支持機構を回転せしめ、光走査装置の光学機構を光記録媒体用原盤の回転半径方向に直線移動させて光記録媒体用原盤を露光することを特徴とする光記録媒体用原盤の製造方法、および(2)光記録媒体用原盤を露光するためのレーザ光を発生する露光用光源と、光記録媒体用原盤を保持する原盤支持機構および光記録媒体用原盤上に露光用光源のレーザ光の焦点を結ばせて走査させる光学機構を有する光走査装置とが定盤上に載置され固定されると共に、定盤の露光用光源の載置部と光走査装置の載置部との間に、露光用光源の側部に沿って溝が穿設され、原盤支持機構が光記録媒体用原盤を回転し、光走査装置の光学機構が回転半径方向に直線移動して走査するように構成されたことを特徴とする光記録媒体用原盤の露光装置を提供するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の光記録媒体用原盤の露光は、図１に示す露光装置１を用いて行なうことができる。露光装置１は光記録媒体用原盤１２を露光するための各機構を載置するための定盤２を有する。
定盤２は振動を防止するために重量物が使用され、材質としては、熱膨脹率が小さく緻密で剛性が高く、また、表面精度を得ることのできる材質が望ましく、御影石、鋳鉄が用いられる。
大きさは目的に応じて任意に選定し得るが例えば縦１ｍ、横２ｍ、高さ３０ｃｍの直方体を用いることができる。
【００１３】
定盤２上には露光用のレーザ光を発生するための露光用光源３が載置される。露光用光源３としては、ガスレーザ装置を用いることができ、Ａｒガスレーザ（λ＝４８８ｎｍ、４５８ｎｍ、３６４ｎｍ、３５１ｎｍ）、ＨｅＣｄガスレーザ（λ＝４４２ｎｍ）、Ｋｒガスレーザ（λ＝４１３ｎｍ）等を用いることができる。
冷却方法としては空冷式であってもよいが水冷式が望ましい。
【００１４】
露光用光源３から出力されたレーザ光４はパワーコントロール素子（Ｌａｓｅｒ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ）５に入射し、レーザノイズの除去と光出力の制御が行われ、パワーコントロール素子５から出力されたレーザ光４はミラー１３で反射され変調素子（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｏｐｔｉｃ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）６に入射し、連続発振状態のレーザ光４が光スイッチングにより入力信号に応じたパルス発振光もしくは連続発振光に変調されるように構成されている。
【００１５】
また、変調素子６から出力されたレーザ光４はミラー１４で反射され一組の平凸レンズで構成されたコリメータレンズ７に入射し、所定の光束径に変換され、コリメーターレンズ７から出射された光束は光走査装置８の光学機構１６に入射する構造となっている。
光学機構１６は入射したレーザ光を光記録媒体用原盤１２面上に焦点を結ばさせるための対物レンズ１０を有し、対物レンズ１０は光記録媒体用原盤１２上を直線移動させるためのスライダ９上に装着されており、その位置がレーザスケール（図示せず）で測定されて所定の速度で移動するように構成されている。
【００１６】
また、対物レンズ９はレーザ光４を光記録媒体用原盤１２上に焦点を結ばせるための焦点調節機構（図示せず）を有している。
更に、光走査装置８は原盤支持機構１７を有しており、図においては、円盤状の光記録媒体用原盤１２を製造する場合を示し、光記録媒体用原盤１２を載置して回転させるターンテーブル１１が設けられている。
露光用光源３あるいは光走査装置８の光学機構１６や原盤支持機構１７は、直接定盤２に固定してもよいが、高さを調節するためにスペーサを介して固定したり、定盤２を掘込んで固定してもよい。
【００１７】
しかして、本発明においては、定盤２上面の露光用光源３を載置している露光用光源載置部Ａと光走査装置８を載置している光走査装置載置部Ｂとの間に、図２に示すように、両者を分割する溝１８が穿設される。
溝１８は、露光用光源３から発生する載置部Ａの振動が光走査装置８の載置部Ｂに伝幡することを防止するように穿設され、露光用光源３の側部に沿って穿設される。
【００１８】
溝１８の深さは、定盤２の厚さの１／１０〜４／５の深さとすることが望ましい。溝の幅は目的に応じて任意の大きさとすることができるが、一般には１〜５０ｍｍ程度とされる。
溝１８内は空洞であってもよいが、振動吸収部材１９を充填することができる。
【００１９】
振動吸収部材１９としては、液体は振動の横波成分を伝えず縦波成分のみを伝えるので、振動吸収部材１９として液体を用いれば所定の効果を奏することができる。さらに、液体でも粘性があれば振動の縦波成分を減衰させるのでなお効果的である。粘性の大きい液体として分子量の大きなオイルなどが適当である。また、水銀などの定盤と比較して比重の大きな液体も振動を減衰させるのに効果的である。固体の振動吸収部材１９としては、ゴム弾性の大きな合成ゴム、天然ゴム、プラスチックなどや、減衰能率の大きな片状黒鉛鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄、形状記憶効果合金、ヒステリシス形強磁性体、液晶ポリマー、ポリプロピレンなどが所定の効果を奏することができる。固体の振動吸収部材１９の場合には、スポンジ状やハニカム状の構造にするとさらに効果的である。これらの固体の部材は、溝の形状に沿った部材を溝に密着させて挿入しただけでもよいが、部材を接着剤で固着させればさらに効果を増すことができる。
【００２０】
本発明露光装置１を用いて、光記録媒体用原盤１２に露光する場合は、原盤支持機構１７のターンテーブル１１上にフォトレジスト層が形成された光記録媒体用原盤１２を載置して回転させる。
一方、露光用光源３より発光されたレーザ光４は、パワーコントロール素子５でレーザノイズの除去と光出力調節が行なわれ、変調素子６で入力信号に応じて変調され、パルス発振光あるいは連続発振光となって光走査装置８の光学機構１６に入射される。
【００２１】
光学機構１６に入射されたレーザ光は、焦点調節機構（図示せず）によって光記録媒体用原盤１２面に焦点を結ぶように制御され、スライダ９によって光記録媒体用原盤１２の半径方向に直線移動する対物レンズ１０によって、光記録媒体用原盤１２面に照射される。
照射された光スポットは、対物レンズ１０の移動に伴って光記録媒体用原盤１２面上を走査され必要なピットやグルーブの潜像が形成される。
【００２２】
露光された光記録媒体用原盤１２は、前述した従来の方法によって現像処理されスタンパを得ることができる。
本発明はコンパクトディスク、追記型光ディスク、書換型光ディスク等の光記録媒体の光記録媒体用原盤の製造に適用することができる。
【００２３】
【実施例】
［実施例１］
図１に示す露光装置１を用いて実験を行った。縦１ｍ、横２ｍ、高さ３０ｃｍの黒御影石製の定盤２に、露光用光源３として水冷Ｋｒレーザ（λ＝３５１ｎｍ）を載置し、光記録媒体用原盤１２を載置する手段として空気軸受けのＡＣブラシレスモータを用いたターンテーブル１１を載置し、直線移動手段としてエアスライダをリニアモータで移動させるスライダ９を載置したものを使用した。スライダには露光用光源３からの光をターンテーブル１１に載置したフォトレジストを塗付した光記録媒体用原盤１２に焦点を結ばせるために、対物レンズ１０の焦点を制御する焦点調節機構を載置した。
【００２４】
直線移動を制御するためにホログラムスケールを使用したレーザスケールで測長を行った。レーザスケールの分解能は約２．７ｎｍである。
露光用光源３や光走査装置８のターンテーブル１１やスライダ９は、直接定盤に固定した。
対物レンズ１０はその位置をレーザスケールで測長され所定の速度で光記録媒体用原盤１２の半径方向に移動するようにした。
【００２５】
露光用光源３からのレーザ光４が光記録媒体用原盤１２上で収束する焦点において微小に振動する現象を測定する手段として、対物レンズと焦点調節機構がスライダに載置されていて一体となっていることから、スライダの微小な振動を測定することで代用した。焦点の微小な振動とスライダの微小な振動はよく相関が取れている。
【００２６】
具体的には、レーザスケールから出力される、測長信号のサイン成分とコサイン成分を合成してリサージュ波形を生成し、リサージュ波形の様子で振動の大小を測定した。スライダが定常的に移動している時はリサージュ波形は円周状になる。スライダが停止していて振動が全くないならばリサージュ波形は点状になる。スライダが停止していても、スライダが振動で揺れていればリサージュ波形は円弧状の一部分をなすような波形を示す。振動が大きいほど円弧の長さは長くなり、円の中心に対してなす角度も大きくなる。
また、定盤２は、露光用光源３近くに幅５ｃｍ、深さ２０ｃｍで露光用光源に沿った長さ１００ｃｍのＬ字型の溝１８を形成したものを用いた。
【００２７】
［実施例２］
実施例１の露光装置１の溝１８に、溝の形状に加工したシリコンゴムを装填して接着剤で固着させた装置を用いた。
［比較例］
実施例１の露光装置１の溝１８をなくした装置を用いた。
比較例、実施例１、実施例２において、スライダを静止させた時に得られるリサージュ波形により光記録媒体用原盤露光装置の振動を比較した。比較例から得られたリサージュ波形の円弧の角度は４０度、実施例１から得られたリサージュ波形の円弧の角度は３５度、実施例２から得られたリサージュ波形の円弧の角度は２８度であった。リサージュ波形の円弧の角度は、比較例、実施例１、実施例２の順に小さくなり、露光装置１の振動もこの順に小さくなっている。
【００２８】
【発明の効果】
本発明は、光記録媒体用原盤露光装置であって、露光用光源の周囲に溝を設けることで、またその溝に振動吸収部材を充填することで、光記録媒体用原盤露光装置自体から発生する振動を大幅に低減することができる。振動が低減されたことで、光記録媒体用原盤の記録密度を大きく上げることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明露光装置の一例を示す平面図。
【図２】定盤を示す斜視図。
【図３】従来の露光装置の平面図。
【符号の説明】
１    露光装置
２    定盤
３    露光用光源
４    レーザ光
５    パワーコントロール素子
６    変調素子
７    コリメータレンズ
８    光走査装置
９    スライダ
１０    対物レンズ
１１    ターンテーブル
１２    光記録媒体用原盤
１３，１４    ミラー
１６    光学機構
１７    回転機構
１８    溝
１９    振動吸収部材
【図１】
0003644274.tif 000002
【図２】
0003644274.tif 000003
【図３】
0003644274.tif 000004