(57)【要約】      （修正有）【課題】熱記録方式としてレーザをパルス発光させる原盤露光方式において、ピットエッジを制御し付加的な情報を記録できるようにする。【解決手段】ピットエッジ位置制御をレーザのパルスタイミングで調整するのではなく、レーザ光源からは通常のエッジ変化の無いパルス変調によりレーザを発光させ、出力されたレーザを光強度制御手段によってピット両端のみの露光パワーを変化させる。このとき、ピットエッジ部分の光強度の変化は、ピット長の変化（つまりピットのエッジ位置の変化）として記録される。光強度制御手段としては、音響光学素子（ＡＯＭ）を用いて回折効率を制御することでＡＯＭの０次回折光における光強度変化量を制御し、さらに０次回折光を空間周波数フィルタで整形する。又は、電気光学素子（ＥＯＭ）を用いて偏光を制御し、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）等の偏光成分分離素子で偏光成分分離することにより光強度変化量を制御する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光照射による熱記録方式で光記録媒体原盤に記録データに基づいたピット列を形成する原盤製造装置において、
第１の記録データに基づいたタイミングでピット形成のためのレーザ発光が行われるレーザ光源手段と、
上記レーザ光源手段から出力されたレーザ光に対して、第２の記録データに基づいて光強度を制御する光強度制御手段と、
上記光強度制御手段を介したレーザ光を光記録媒体原盤に導いて露光する光学系手段と、
を備えたことを特徴とする原盤製造装置。
【請求項２】
上記レーザ光源手段から出力されるレーザ光は、１つのピットを形成する期間においてパルス発光制御されているとともに、
上記光強度制御手段は、上記パルス発光における一部の発光パルス期間について、光強度を制御することを特徴とする請求項１に記載の原盤製造装置。
【請求項３】
上記光強度制御手段は、音響光学素子によって回折効率を制御し、空間周波数フィルタによって特定の回折光のみを通過させることで、光強度を制御することを特徴とする請求項１に記載の原盤製造装置。
【請求項４】
上記光強度制御手段は、電気光学素子によって偏光制御し、偏光成分分離素子によって特定の偏光成分のみを通過させることで、光強度を制御することを特徴とする請求項１に記載の原盤製造装置。
【請求項５】
レーザ光照射による熱記録方式で光記録媒体原盤に記録データに基づいたピット列を形成するための原盤製造方法として、
第１の記録データに基づいたタイミングでピット形成のためのレーザ発光を行なうレーザ発光ステップと、
上記レーザ発光ステップで出力されたレーザ光に対して、第２の記録データに基づいて光強度を制御する光強度制御ステップと、
上記光強度制御ステップで光強度制御されたレーザ光を光記録媒体原盤に導いて露光する露光ステップと、
を備えたことを特徴とする原盤製造方法。
【請求項６】
上記レーザ発光ステップでは、レーザ光を、１つのピットを形成する期間においてパルス発光制御して出力するとともに、
上記光強度制御ステップでは、上記パルス発光における一部の発光パルス期間について、光強度を制御することを特徴とする請求項５に記載の原盤製造方法。
【請求項７】
上記光強度制御ステップでは、音響光学素子によって回折効率を制御し、空間周波数フィルタによって特定の回折光のみを通過させることで、光強度を制御することを特徴とする請求項５に記載の原盤製造方法。
【請求項８】
上記光強度制御ステップでは、電気光学素子によって偏光制御し、偏光成分分離素子によって特定の偏光成分のみを通過させることで、光強度を制御することを特徴とする請求項５に記載の原盤製造方法。
【請求項９】
第１の記録データに基づいたピット列が形成されているとともに、上記ピット列を形成する各ピットの全部又は一部は、そのピット列方向のエッジ位置が、第２の記録データに基づいて設定されていることを特徴とする光記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光ディスク等の光記録媒体を製造するための光記録媒体原盤の製造装置、製造方法に関し、またその光記録媒体原盤から製造される光記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開２００２−１５０６２１号公報
【特許文献２】特開２００３−４５０３０号公報
【特許文献３】特開平９−１８５８４９号公報
【特許文献４】特開平１０−３０２３２２号公報
【特許文献５】国際公開２００４／０３４３９１号
【０００３】
一般に再生専用光記録媒体では、基準単位時間であるクロックに同期して再生信号のHigh Level（Ｈ）とLow Level（Ｌ）が切り替わり、このＨとＬの長さの組み合わせにより情報が記録されている。再生専用光ディスクでは、このＨとＬは、通常、トラック上に並ぶピット列により表現される。即ち、ピットと、ピット間のランド部分によるピット列がレーザ光によって再生走査されることで、再生信号としてのＨとＬが得られる。
いわゆるエンボスピットによるピット列が形成された再生専用光ディスクについては、マスタリング工程として、記録データに応じたピット列を形成するために、レーザによる露光を行い、ディスク原盤が製造される。そしてディスク原盤からスタンパが作成され、スタンパを用いて光ディスクが大量に製造される。ディスク原盤の製造やピット形成に関する各種の技術は、上記特許文献１〜５などに開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ピット列から読み出された再生信号が、ＨからＬまたはＬからＨに切り替わるタイミングがクロックからずれると、読み取りエラーとなる確率が高くなる。但し、公知のようにエラー訂正処理を行うことにより、１０-3〜１０-4程度の比率まではエラーを訂正することができ、正確な情報を復元することができる。
これを逆に利用すると、エラー訂正可能な範囲内で、意図的にクロックからわずかに前後にずらしてＨとＬを切り替える、つまり信号エッジのタイミングをずらすことにより、ずらす方向やずらす量という情報として、記録できる情報量を増加させることができる。即ちピット形成時に、ピットのエッジ位置を制御すれば、ピット列自体で表現される第１の情報に加えて、各ピットのエッジ位置で第２の情報を表現できると考えることができる。
【０００５】
従来、ＣＤ（Compact Disc）方式やＤＶＤ(Digital Versatile Disc)方式などのＲＯＭディスクを製造する際には、まずフォトレジストを塗布したディスク原盤を用意し、マスタリング装置（原盤露光装置）によってディスク原盤上にガスレーザ等の光源からレーザーを照射し、ピットに応じた露光パターンを形成していった。
この場合、連続発振レーザーであるレーザ光源からのレーザ光を、例えばＡＯＭ（Acousto-Optical Modulator）で光強度変調し、強度変調されたレーザ光を光学系によってディスク原盤に導き、露光する。即ち、ＡＯＭにはピット変調信号である例えばＮＲＺ(Non Return to Zero)変調信号を与え、このＡＯＭによってレーザ光がピットパターンに対応した強度変調を受けることで、原盤上ではピット部分のみが露光されていく。例えば図１１（ｂ）には１つのピットを示しているが、ＡＯＭで変調されたレーザ発光強度は図１１（ｃ）のようになる。原盤上のフォトレジストの露光はいわゆる光記録であるため、図１１のようなレーザにより露光された部分が、そのままピットとなる。
【０００６】
このように光ディスク原盤への露光を行う場合には、上記のようにピットのエッジ位置を制御しようとすると、ＡＯＭに対して入力するＮＲＺ変調信号のエッジタイミングに変動を与えればよい。
通常、露光時のクロック周波数は、１０〜７０ＭＨｚ程度であるため、クロック周期はおよそ１５〜１００ｎｓ程度となる。さらにＲＬＬ（１−７）ｐｐやＥＦＭ等のランレングスリミテッド変調信号では、最低でもそれぞれ２周期および３周期は同じレベルを維持するため、Ｈ／Ｌのレベルの切り替わり時間は３０〜２００ｎｓまたは４５〜３００ｎｓとなり、ＮＲＺ変調信号のエッジタイミングを制御する信号発生回路を作製する上で比較的余裕ができる。
つまり、レーザーからの出射光をＡＯＭ等の外部変調器で変調する場合には、ＮＲＺ変調信号にエッジ変動を付加するだけでよく、信号発生器のエッジ位置精度は必要なものの、切り替わり周期が桁違いに早くなることは無く、実現は比較的容易と考えることができる。
【０００７】
一方、近年、ＰＴＭ(Phase Transition Mastering)として知られているように、無機レジストを塗布した原盤に対して、半導体レーザからのレーザ光を照射し、熱記録を行う露光方式が開発されている。上記特許文献５にはＰＴＭについての技術が記載されている。
この場合、レーザ照射による熱の蓄積を抑圧してピット幅の均一化を計るために、通常図１１（ａ）に示すようなパルス光で露光する。即ちこの場合には、一般にクロックに同期したＮＲＺ変調信号が、そのＨレベルの長さに応じてクロック周期より短い時間幅のパルス信号へ変換され、変換されたパルス変調信号に同期して直接変調可能な半導体レーザーへ電力供給される。これによって図１１（ａ）のような与熱用のパルス発光Ｐｐと、ピット長に応じた加熱用のパルス発光Ｐ１〜Ｐｎとしてのレーザ出力が行われる。
従ってこのような熱記録方式の場合、ＮＲＺ変調信号へのエッジ変動を付加するだけではピットエッジの摂動が付加されない。ピットエッジを制御しようとするなら、ＮＲＺ変調信号を、レーザ光源に与えるパルス変調信号へ変換する時にエッジ変動信号を考慮するよう変更を行う必要がある。
ところが、光ディスクの高密度化が進むにつれ、露光時のクロック周期も非常に短くなる。またパルス発光時のパルス幅はクロック周期の２０〜５０%程度であるため、エッジ制御のためにパルス発光されているレーザの光強度を制御しようとすると、非常に高速にパルスレベルやパルス期間を切り替えることが可能な信号発生回路を必要とすることになる。
さらに正確なタイミングでエッジ変動を加えるための変換回路は非常に複雑で緻密なものが必要となる。また、通常、エッジタイミングをずらすためにディレーラインと呼ばれる信号遅延素子を用いるが、高速なディレーラインの精度と分解能を上げることも非常に困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明はこのような問題に鑑みて、熱記録方式としてレーザをパルス発光させる原盤露光方式において、比較的容易にピットエッジを制御し、このエッジ制御によって付加的な情報が記録できるようにすることを目的とする。
【０００９】
本発明の原盤製造装置は、レーザ光照射による熱記録方式で光記録媒体原盤に記録データに基づいたピット列を形成する原盤製造装置において、第１の記録データに基づいたタイミングでピット形成のためのレーザ発光が行われるレーザ光源手段と、上記レーザ光源手段から出力されたレーザ光に対して、第２の記録データに基づいて光強度を制御する光強度制御手段と、上記光強度制御手段を介したレーザ光を光記録媒体原盤に導いて露光する光学系手段とを備える。
また上記レーザ光源手段から出力されるレーザ光は、１つのピットを形成する期間においてパルス発光制御されているとともに、上記光強度制御手段は、上記パルス発光における一部の発光パルス期間について、光強度を制御する。
また上記光強度制御手段は、音響光学素子（ＡＯＭ：Acousto-Optical Modulator）によって回折効率を制御し、空間周波数フィルタ（例えばピンホール）によって特定の回折光のみを通過させることで、光強度を制御する。
また上記光強度制御手段は、電気光学素子（ＥＯＭ：Electro-Optical Modulator）によって偏光制御し、偏光成分分離素子によって特定の偏光成分のみを通過させることで、光強度を制御する。
【００１０】
本発明の原盤製造方法は、レーザ光照射による熱記録方式で光記録媒体原盤に記録データに基づいたピット列を形成するための原盤製造方法であり、第１の記録データに基づいたタイミングでピット形成のためのレーザ発光を行なうレーザ発光ステップと、上記レーザ発光ステップで出力されたレーザ光に対して、第２の記録データに基づいて光強度を制御する光強度制御ステップと、上記光強度制御ステップで光強度制御されたレーザ光を光記録媒体原盤に導いて露光する露光ステップとを備える。
【００１１】
また本発明の光記録媒体は、上記原盤製造装置又は原盤製造方法によって製造される光記録媒体原盤から製造される光記録媒体であり、第１の記録データに基づいたピット列が形成されているとともに、上記ピット列を形成する各ピットの全部又は一部は、そのピット列方向のエッジ位置が、第２の記録データに基づいて設定されているものである。
【００１２】
即ち本発明では、ピットのエッジ位置制御（エッジの変動制御）をレーザーのパルスタイミングで調整するのではなく、レーザ光源からは通常のエッジ変動の無いパルス変調によりレーザーを発光させ、レーザー光源から出力されたレーザーを光強度制御手段によって、ピット両端での露光パワーのみを変動させる。このとき、ピットエッジ部分の光強度の変動は、ピット長の変化（つまりピットのエッジ位置の変化）として記録される。
光強度制御手段としては、例えば音響光学素子（ＡＯＭ）を用いて回折効率を制御することでＡＯＭの０次回折光における光強度変動量を制御し、さらに０次回折光を空間周波数フィルターで整形する（つまり０次回折光以外を遮断する）ことで実現できる。又は、電気光学素子（ＥＯＭ）を用いて偏光を制御し、偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）等の偏光成分分離素子で偏光成分分離することにより光強度変動量を制御することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ピットのエッジ位置制御をレーザーのパルスタイミングで調整するのではなく、レーザ光源からは通常のエッジ変動の無いパルス変調によりレーザーを発光させ、レーザー光源から出力されたレーザーを光強度制御手段によって、ピット両端での露光パワーのみを変動させることで実現する。従って、レーザ駆動のためのパルス変調信号の発生回路系に大きな変更を加えることなく、ＡＯＭ又はＥＯＭ等を用いた光強度制御手段を設け、それに対して第２の記録データに基づく制御信号を発生させることで、ピットエッジ位置により第２の記録データを表現する情報記録を実現できる。
通常、ピットのエッジ位置そのものに変動を与える場合、ディレーラインの時間分解能によりエッジ変動の時間分解能が制限されるが、熱記録においては、露光する光強度（レーザパワー）の大小によりエッジ変動を与えることができる。そしてその光強度の制御は、電圧による制御とすることができるため、より緻密な分解能で制御することができる。
もちろんレーザ光源に対するパルス発光駆動信号自体を制御するものではないため、第１の記録データに基づいてレーザ発光駆動信号を形成する回路系として高速且つ複雑な回路系は必要ない。
従って、熱記録のためにパルス発光を行う露光装置として、第１の記録データによるピット列を形成し、かつピットのエッジ位置により第２の記録データを形成する露光動作を容易に実現できる。
またこのようにして作成された光記録媒体原盤から作成される光記録媒体としては、主たる第１のデータがピット列により記録され、付加情報その他の第２のデータがピットのエッジ位置により記録された記録媒体を実現でき、記録容量の向上や、ピット自体で多様な情報を記録したメディアを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態としてＰＴＭ方式により光ディスクの原盤を製造する原盤製造装置について説明するが、まず先に、原盤製造を含め、光ディスクの製造までの手順を図１０を参照しながら説明する。
【００１５】
図１０（ａ）はディスク原盤を構成する基板１００を示している。先ず、この基板１００の上に、スパッタリング法により所定の無機系のレジスト材料からなるレジスト層１０２を均一に成膜する（レジスト層形成工程、図１０（ｂ））。レジスト層１０２に提供される材料の詳細は後述する。なお、レジスト層１０２の露光感度の改善のために基板１００とレジスト層１０２との間に所定の中間層１０１を形成しても良く、図１０（ｂ）ではその状態を示している。レジスト層１０２の膜厚は任意に設定可能であるが、１０ｎｍ〜８０ｎｍの範囲内が好ましい。
【００１６】
次に、後述する本実施の形態の原盤製造装置を利用してレジスト層１０２に信号パターンとしてのピット列に対応した選択的な露光を施し感光させる（レジスト層露光工程、図１０（ｃ））。そしてレジスト層１０２を現像することによって所定の凹凸パターン（ピット列）が形成されたディスク原盤１０３が生成される（レジスト層現像工程、図１０（ｄ））。
続いて、上記のように生成したディスク原盤１０３の凹凸パターン面上に金属ニッケル膜を析出させ（図１０（ｅ））、これを原盤１０３から剥離させた後に所定の加工を施し、原盤１０３の凹凸パターンが転写された成型用スタンパ１０４を得る（図１０（ｆ））。
その成型用スタンパ１０４を用いて射出成型法によって熱可塑性樹脂であるポリカーボネートからなる樹脂製ディスク基板１０５を成形する（図１０（ｇ））。
その後、スタンパ１０４を剥離し（図１０（ｈ））、その樹脂製ディスク基板の凹凸面にＡ１合金などの反射膜１０６（図１０（ｉ））と、膜厚０．１ｍｍ程度の保護膜１０７とを成膜することにより光ディスクを得る（図１０（ｊ））。
【００１７】
このような製造工程において、原盤１０３の製造に用いられるレジスト層１０２に適用されるレジスト材料は、遷移金属の不完全酸化物である。ここで、遷移金属の不完全酸化物は、遷移金属のとりうる価数に応じた化学量論組成より酸素含有量が少ない方向にずれた化合物のこと、すなわち遷移金属の不完全酸化物における酸素の含有量が、上記遷移金属のとりうる価数に応じた化学量論組成の酸素含有量より小さい化合物のことと定義する。
例えば、遷移金属の酸化物として化学式ＭｏＯ3を例に挙げて説明する。化学式ＭｏＯ3の酸化状態を組成状態を組成割合Ｍｏ1-xＯxに換算すると、ｘ＝０．７５の場合が完全酸化物であるのに対して、０＜ｘ＜０．７５で表される場合に化学量論組成より酸素含有量が不足した不完全酸化物であるといえる。
また、遷移金属では１つの元素が価数の異なる酸化物を形成可能なものがあるが、この場合には、遷移金属のとりうる価数に応じた化学量論組成より実際の酸素含有量が不足している場合とする。例えばＭｏは、先に述べた３価の酸化物（ＭｏＯ3）が最も安定であるが、その他に１価の酸化物（ＭｏＯ）も存在する。この場合には組成割合Ｍｏ1-xＯxに換算すると、０＜ｘ＜０．５の範囲内であるとき化学量論組成より酸素含有量が不足した不完全酸化物であるといえる。なお、遷移金属酸化物の価数は、市販の分析装置で分析可能である。
このような遷移金属の不完全酸化物は、紫外線又は可視光に対して吸収を示し、紫外線又は可視光を照射されることでその化学的性質が変化する。この結果、無機レジストでありながら現像工程において露光部と未露光部とでエッチング速度に差が生じる、いわゆる選択比が得られる。また、遷移金属の不完全酸化物からなるレジスト材料は、膜材料の微粒子サイズが小さいために未露光部と露光部との境界部のパターンが明瞭なものとなり、分解能を高めることができる。
【００１８】
ところで、遷移金属の不完全酸化物は、酸化の度合いによってそのレジスト材料としての特性が変化するので、適宜最適な酸化の度合いを選択する。例えば、遷移金属の完全酸化物の化学量論組成より大幅に酸素含有量が少ない不完全酸化物では、露光工程で大きな照射パワーを要したり、現像処理に長時間を有したりする等の不都合を伴う。このため、遷移金属の完全酸化物の化学量論組成より僅かに酸素含有量が少ない不完全酸化物であることが好ましい。
レジスト材料を構成する具体的な遷移金属としては、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｒｕ、Ａｇ等が挙げられる。この中でも、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｂを用いることが好ましく、紫外線又は可視光により大きな化学的変化を得られるといった見地から特にＭｏ、Ｗを用いることが好ましい。
【００１９】
本例の原盤製造装置は、このような無機レジストを塗布した原盤１０３に対してレーザ照射による熱記録動作により、ピットパターンの露光を行う。
図１は本例の原盤製造装置の露光光学系を示している。
半導体レーザとしてのレーザ光源１１は、例えば波長４０５ｎｍのレーザーを出力するものとされる。このレーザ光源１１には、例えばＲＬＬ（１−７）ｐｐ等のＮＲＺ変調信号が信号変換回路でパルス変調信号に変換されたレーザ駆動信号ＤL１が供給され、このレーザ駆動信号ＤL１に則って発光する。
レーザ光源１１から出射したレーザー光は、コリメータレンズ１２で平行光とされた後、レンズ１３により集光され、ＡＯＭ１４に導かれる。
ＡＯＭ１４には、後述する光強度制御信号Ｓｐが供給される。ＡＯＭ１４の配置は、光強度制御信号Ｓｐの入力が無い場合には０次光のみが透過し、光強度制御信号Ｓｐとしての所定電圧レベル（後述する電圧Ｖ２）の入力がある場合には０次光が減衰され±１次回折光が最も大きく発生するようにしている。なお、この後の露光には０次光を用いるが、こうすることにより、ＡＯＭ１４でのレーザーパワーの損失を最小限に抑えることが出来る。
【００２０】
ＡＯＭ１４を通過したレーザ光（０次光及び他の回折光）はコリメータレンズ１５で平行光とされた後、レンズ１６で集光され、空間周波数フィルタとして機能するピンホール１７に達する。このピンホール１７は、０次回折光のみを通過させ、０次回折光以外を遮蔽するように配置されている。
即ちＡＯＭ１４で０次光を減衰させた場合、１次以上の回折光が発生し、迷光となるが、この迷光成分がピンホール１７で遮蔽される。ピンホール１７の穴径はレーザ光のスポット径の１．５〜３倍程度としてよい。これより大きいと迷光成分が透過してしまい、また、小さいと光透過効率が急激に低下する。
ピンホール１７では１次以上の回折光が除去されると同時に、半導体レーザービーム特有の回折パターンも低減される。
【００２１】
ピンホール１７を通過したレーザ光（０次光）は、コリメータレンズ１８で平行光とされた後、ビームスプリッタ１９に達する。
そしてビームスプリッタ１９において、透過光成分と反射光成分が分離され、透過光成分は、レンズ２０を介してフォトディテクタ２１に照射される。
フォトディテクタ２１では、受光した光量レベル（光強度）に応じた光強度モニタ信号ＳM１を出力する。
【００２２】
ビームスプリッタ１９で反射された反射光成分はダイクロイックミラー２５に達する。この場合、ダイクロイックミラー２５は４０５ｎｍを含む波長域の光を反射し、６８０ｎｍを含む波長域の光を透過するものとされている。従ってビームスプリッタ１９を反射したレーザ光は、ダイクロイックミラー２５で反射され、無限系の対物レンズ２６を介して原盤１０３の無機レジスト面に照射される。つまり、レーザ光源１１からのレーザ光による熱記録で、ピット列としての露光パターンが原盤１０３上に形成されていく。
【００２３】
一方、レーザ光源２２は、離軸法によるフォーカス制御用のためのレーザ光を出力するレーザ光源とされ、例えば波長６８０ｎｍのレーザ光を出力する半導体レーザとされる。このレーザ光源２２はレーザ駆動信号ＤL２に基づいてレーザ光を連続発光する。
出力された波長６８０ｎｍのレーザ光は、レンズ３２，偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）２３を通過し、さらにλ／４波長板２４を介してダイクロイックミラー２５に達する。そしてダイクロイックミラー２５を通過し、対物レンズ２６から原盤１０３に照射される。
原盤１０３からの戻り光は、対物レンズ２６，ダイクロイックミラー２５、λ／４波長板２４を通過して偏光ビームスプリッタ２３に達する。この場合、λ／４波長板２４を往路と復路で２回通過していることで偏光面が９０°回転されており、偏光ビームスプリッタ２３で反射されることになる。偏光ビームスプリッタ２３で反射された戻り光はポジションセンサダイオード２７に受光される。
ポジションセンサダイオード２７は、フォーカスオン、つまり対物レンズ２６が正しいフォーカス位置に制御されている場合に、戻り光がその中心に照射されるように設定されているとともに、その受光位置の情報となる信号ＳM２を出力する。つまりこのポジションセンサダイオード２７上の受光位置の中心からのズレ量を示す信号ＳM２は、それがフォーカスエラー信号となる。ポジションセンサダイオード２７は、そのフォーカスエラー信号をフォーカス制御回路２８に供給する。
フォーカス制御回路２８は、フォーカスエラー信号としての信号ＳM２に基づいて、対物レンズ２６をフォーカス方向に移動可能に保持しているアクチュエータ２９のサーボ駆動信号ＦＳを生成する。そしてアクチュエータ２９がサーボ駆動信号ＦＳに基づいて、対物レンズ２６を原盤１０３に対して接離する方向に駆動することで、フォーカスサーボが実行される。
このとき、上記のように対物レンズ２９を介して原盤１０３に照射される波長４０５ｎｍのレーザ光源１１からの露光用レーザービームは、露光原盤１０３上で焦点を結ぶことになる。原盤１０３はシリコンウェハー上に金属酸化物からなる無機レジストを成膜したもので、４０５ｎｍのレーザービームを吸収することで、照射部の特に中心付近の高温に加熱された部分が多結晶化する。そして図１０（ｄ）で述べたように、露光された原盤をＮＭＤ３等のアルカリ現像液で現像することにより、露光した部分のみが溶出し、所望のピット形状が形成される。
一方フォーカス制御用のレーザ光は、露光感度を持たない例えば波長６８０ｎｍとされているため、露光に関する影響はない。
【００２４】
図２は、レーザ光源１１に対してレーザ駆動信号ＤL１を供給し、またＡＯＭ１４に対して光強度制御信号Ｓｐを供給する回路系を示している。
主データ発生部４１は、原盤１０３にピット露光パターンとして記録する主たるデータを出力する。例えば映像信号を記録したディスクを制作するシステムとした場合、主データ発生部４１は、映像信号をＲＬＬ（１−７）ｐｐエンコードしたＮＲＺデータとしてのデータＤＴ１を出力する。この場合、データＤＴ１は、ピットを形成するタイミングで「Ｈ」、ピットとピット間のランドのタイミングで「Ｌ」となるデータパルスである。
エッジタイミング検出部４２は、データＤＴ１についてのエッジタイミングを検出し、エッジタイミング信号ＥＴを光強度制御信号発生部４６に供給する。エッジタイミング信号ＥＴは、データＤＴ１の立ち上がりタイミング及び立ち下がりタイミングを示す信号となる。
またデータＤＴ１は、レーザ駆動パスル発生部４３に供給される。レーザ駆動パスル発生部４３は、データＤＴ１に基づいて、実際にレーザ光源１１をパルス発光駆動するためのレーザ駆動パルスを生成する。即ち図１１（ａ）に示したように、形成するピット長に応じて、予熱用パルスＰｐとパルスＰ１〜Ｐｎとしてのタイミング及び光強度でレーザ発光が行われるようにするためのパルス波形を生成する。
このレーザ駆動パルスはレーザドライバ４４に供給される。レーザドライバ４４は、レーザ駆動パスルに基づいてレーザ光源１１としての半導体レーザに対して駆動電流を印加する。これによって、レーザ駆動パルスに応じた発光強度でのレーザのパルス発光が行われることになる。
【００２５】
一方、付加データ発生部４５は、付加データとしてのデータＤＴ２を出力する。付加データＤＴ２としては、特に限定されないが、例えば上記主データ発生部４１から映像信号を出力する場合は、それに応じた音声信号としてもよいし、或いは管理情報、ディスクの物理情報、アドレス情報などとしてもよい。テキストデータ、サムネイル等の画像データなどとしてもよい。つまり、主データ発生部４１からの主データと共に、ディスクに記録したいデータであればどのようなデータでも良い。
本例では、付加データＤＴ２は、光強度制御信号発生部４６で３値のデータ「＋１，０，−１」にエンコードされ、その３値が、レーザ光源１１からパルス発光されるレーザの、所定のパルスエッジタイミングで、光強度制御信号Ｓｐとして出力される。
即ち光強度制御信号発生部４６は、エッジタイミング信号ＥＴに基づいて、レーザ光源１１から出力されるパルス光におけるパルスＰ１とパルスＰｎのタイミングを算出する。そして、そのパルスＰ１、Ｐｎのタイミングのそれぞれにおいて、＋１，０，−１のいずれかに応じた電圧値を発生させる。
なお、「０」に応じた電圧値は、０Ｖから所定のオフセットを持った電位Ｖ１とされる。
図３（ａ）（ｂ）には、レーザ光源１１からのレーザ発光波形と光強度制御信号Ｓｐを示しているが、例えばここでは、パルスＰ１、Ｐｎのタイミングでそれぞれ「＋１」の情報を与えるために、光強度制御信号ＳｐとしてパルスＰ１、Ｐｎのタイミングで電圧Ｖ２（Ｖ２＞Ｖ１）が与えられている状態を示している。
また図４（ａ）（ｂ）も同様に、レーザ光源１１からのレーザ発光波形と光強度制御信号Ｓｐを示しているが、例えばここでは、パルスＰ１、Ｐｎのタイミングでそれぞれ「−１」の情報を与えるために、光強度制御信号ＳｐとしてパルスＰ１、Ｐｎのタイミングで電圧Ｖ３（Ｖ３＜Ｖ１）が与えられている状態を示している。
さらに図６（ａ）（ｂ）も同様に、レーザ光源１１からのレーザ発光波形と光強度制御信号Ｓｐを示しているが、例えばここでは、パルスＰ１のタイミングで「＋１」、パルスＰｎのタイミングで「０」の情報を与えるために、光強度制御信号ＳｐとしてパルスＰ１のタイミングで電圧Ｖ２が与えられ、パルスＰｎのタイミングでは電圧Ｖ１のままとされている状態を示している。
【００２６】
図２の光強度制御信号発生部４６から出力された光強度制御信号Ｓｐは、遅延回路４７で遅延タイミングが調整された後、ＡＯＭ１４に入力される。ＡＯＭ１４は、光強度制御信号Ｓｐとしての電圧レベルに応じて回折効率を制御する。即ち、±１次回折光の光量レベルを制御する。
また図１に示したフォトディテクタ２１から得られた光強度モニタ信号ＳM１は、光強度モニタ部４８に供給され、その光強度が観測される。この光強度モニタ部４８の観測結果によって、光強度制御信号Ｓｐのタイミング（電圧Ｖ２，Ｖ３を与えるタイミング）が、レーザ光源１１からのレーザ光のパルスＰ１，Ｐｎのタイミングと合致しているか否かが判別される。それに基づいて遅延回路４７での遅延時間が調整されることで、光強度制御信号ＳｐとパルスＰ１、Ｐｎのタイミングが一致するようにされる。
なお、光強度モニタ部４８は、表示モニタとして作業者がタイミングズレを観察できるようにし、遅延回路４７の遅延時間は手動調整されるようにしても良いし、或いは光強度モニタ部４８は光強度のパルス形状からタイミングズレ量を信号として出力するようにし、遅延回路４７の遅延時間を、タイミングが一致するように自動制御するようにしてもよい。
【００２７】
このような図１，図２の構成による原盤製造装置の動作は次のようになる。
上述のようにレーザ光源１１からパルス発光されるレーザ光はＡＯＭ１４に集光されて入射されるが、レーザー発光パルスのうち、ピットの先頭と最後尾を形成する光パルスＰ１，Ｐｎに同期して電圧を制御した光強度制御信号ＳｐがＡＯＭ１４に入力される。
【００２８】
このとき図３（ａ）（ｂ）に示すように、パルスＰ１及びＰｎに同期して光強度制御信号Ｓｐが電圧Ｖ２とされたとする。すると、このパルスＰ１及びＰｎのタイミングでＡＯＭ１４において回折効率が高くなり、０次光の減衰量が大きくなる。そして±１次回折光のような０次光以外はピンホール１７で遮蔽されるため、ビームスプリッタ１９、ダイクロイックミラー２５、対物レンズ２９を介して原盤１０３に照射されるレーザ光の光強度は図３（ｃ）のようになり、即ちパルスＰ１，Ｐｎのタイミングで光強度が低下する。
パルスＰ１の光強度は、ピットの先頭エッジ位置に影響する。またパルスＰｎの光強度はピットの終端エッジ位置に影響する。
図３（ｃ）のようにパルスＰ１の光強度が低下されるように変調された場合、ピット先頭側での熱蓄積量が低減するため、図３（ｄ）のようにピットの先頭エッジ位置は、ピットが短くなる方向に移動されることになる。なお破線は光強度変調を受けない場合に通常に形成されるピットエッジ位置、実線が、光強度変調を受けた場合に形成されるピットエッジ位置を示している。
また、この図３（ｃ）の場合、パルスＰｎの光強度も低下されるように変調されている。すると、ピット終端側での熱蓄積量が低減するため、同じく図３（ｄ）のようにピットの終端エッジ位置は、ピットが短くなる方向に移動されることになる。
【００２９】
図４（ａ）（ｂ）は、パルスＰ１及びＰｎに同期して光強度制御信号Ｓｐが電圧Ｖ３とされた場合を示している。この場合、パルスＰ１及びＰｎのタイミングでＡＯＭ１４において回折効率が低くなる。つまり０次光の減衰量が少なくなり、換言すれば、０次光が最も多くＡＯＭ１４を透過する状態となる。なお、電圧Ｖ３≧０Ｖである。
すると、ピンホール１７で遮蔽されない０次光成分が相対的に増大することとなるため、対物レンズ２９を介して原盤１０３に照射されるレーザ光の光強度は図４（ｃ）のようになり、即ちパルスＰ１，Ｐｎのタイミングで光強度が増大する（光強度変調を受けない場合に比較して大きなレベルとなる）。
このため、ピット先頭側及びピット終端側での熱蓄積量は共に増大し、図４（ｄ）のようにピットの先頭エッジ位置、終端エッジ位置は共に、ピットが長くなる方向に移動されることになる。
【００３０】
図５（ａ）（ｂ）は、パルスＰ１に同期して光強度制御信号Ｓｐが電圧Ｖ２とされ、パルスＰｎに同期して光強度制御信号Ｓｐが電圧Ｖ３とされた場合を示している。この場合、ＡＯＭ１４ではパルスＰ１のタイミングで回折効率が高くなり、パルスＰｎのタイミングで回折効率が低くなる。
すると対物レンズ２９を介して原盤１０３に照射されるレーザ光の光強度は図５（ｃ）のように、パルスＰ１のタイミングで光強度が低下し、パルスＰｎのタイミングで光強度が増大する。
このため図５（ｄ）のように、ピット先頭側では熱蓄積量が低下して、ピットの先頭エッジ位置はピットが短くなる方向に移動され、一方ピット終端側では熱蓄積量が増大し、ピットの終端エッジ位置はピットが長くなる方向に移動されることになる。
【００３１】
図６（ａ）（ｂ）は、パルスＰ１に同期して光強度制御信号Ｓｐが電圧Ｖ２とされ、パルスＰｎに同期しては電圧Ｖ１のままとされた場合を示している。この場合、ＡＯＭ１４ではパルスＰ１のタイミングで回折効率が高くなり、パルスＰｎのタイミングでは通常の回折効率となる。
すると対物レンズ２９を介して原盤１０３に照射されるレーザ光の光強度は図６（ｃ）のように、パルスＰ１のタイミングで光強度が低下し、パルスＰｎのタイミングでは光強度は通常どおりとなる。
このため図６（ｄ）のように、ピット先頭側では熱蓄積量が低下して、ピットの先頭エッジ位置はピットが短くなる方向に移動され、一方ピット終端側では熱蓄積量は通常レベルであるため、ピットの終端エッジ位置は通常の位置となる。
【００３２】
図７（ａ）（ｂ）は、パルスＰ１に同期しては電圧Ｖ１のままとされ、パルスＰｎに同期して光強度制御信号Ｓｐが電圧Ｖ３とされた場合を示している。この場合、ＡＯＭ１４ではパルスＰ１のタイミングでは通常の回折効率となり、パルスＰｎのタイミングでは回折効率が低下する。
すると対物レンズ２９を介して原盤１０３に照射されるレーザ光の光強度は図７（ｃ）のように、パルスＰ１のタイミングでは通常どおりで、パルスＰｎのタイミングでは光強度は増大する。
このため図７（ｄ）のように、ピット先頭側では熱蓄積量が通常レベルであるため、ピットの先頭エッジ位置は通常の位置となり、一方ピット終端側では熱蓄積量は増大してピットの先頭エッジ位置はピットが長くなる方向に移動される。
【００３３】
つまり本例では、以上のことからわかるように、付加データＤＴ２に応じて、ピットＰ１及びＰｎのタイミングでＡＯＭ１４に与える光強度制御信号Ｓｐの電圧レベルをＶ１，Ｖ２，Ｖ３に制御することで、露光形成されるピットの先頭エッジと終端エッジの位置を微小に変動させることができる。
そして言うまでもなく、パルスＰ１，Ｐｎのタイミングでの電圧レベルＶ１，Ｖ２，Ｖ３を、例えば付加データＤＴ２としての「０，＋１，−１」に対応して発生させることで、ピットの先頭エッジの位置で「０，＋１，−１」の３値が記録でき、またピットの終端エッジの位置で同じく「０，＋１，−１」の３値が記録できる。
もちろん、この先頭エッジ及び終端エッジの変動量は、データＤＴ１に基づくピット列についての再生に影響を与えない範囲とされる。即ち再生信号上のジッターレベルが、エラー訂正能力で訂正可能な範囲内となるような変動量である。
【００３４】
以上のように本例では、形成するピットのエッジ位置制御をレーザ光源１１に与えるレーザ駆動信号ＤL１としてのパルスタイミングで調整するのではなく、レーザ光源１１からは通常のエッジ変動の無いパルス変調によりレーザー発光させ、レーザー光源１１から出力されたレーザーを光強度制御手段であるＡＯＭ１４〜ピンホール１７によって、ピット両端での露光パワーのみを変動させる。このピットエッジ部分の光強度の制御により、ピットのエッジ位置の変化を与えることで、付加情報を記録する。
従って図２のレーザ駆動パスル発生部４３等で特別な構成偏光を必要としない。
また、レーザ駆動パスル発生部４３でレーザ駆動パスルのエッジ位置そのものに変動を与える場合、ディレーラインの時間分解能によりエッジ変動の時間分解能が制限されるが、本例のようにＡＯＭ１４に与える光強度制御信号Ｓｐの大小によりエッジ変動を与える場合、電圧による制御とすることができることで、より緻密な分解能で制御することができる。また仮に、例えば光強度制御信号発生部４６内でのＤ／Ａ変換における電圧分解能が制限されたとしても、電圧を減衰させたり別の電圧の信号を加算することでより緻密な電圧変化を発生させることが可能となる。従って、高密度記録化、高速記録化が進んでも、比較的容易に本例は実現できるものとなる。
【００３５】
そして、このような本例の原盤製造装置によってピットパターンが露光され、作成された原盤１０３から、図１０で説明した工程を経て製造されたディスク（再生専用光ディスク）は、主データがピット列により記録され、付加データが各ピットのエッジ位置により記録されたディスクとなる。
【００３６】
なお、上述のように光強度制御信号Ｓｐでは、通常レベルとして０Ｖよりオフセットを与えた電圧Ｖ１としており、この電圧Ｖ１を基準として電圧値を上下させて電圧Ｖ２，Ｖ３としている。これは、光パルスは増光できないためである。
つまり、電圧Ｖ１は、或る程度、光強度を減光させるレベルとし、それを基準として減光量を上げ下げすることで、光強度レベルを制御するものである。
従って、レーザ光源１１のレーザ出力パワーは、電圧Ｖ１での回折効率で減光されたレベルによって、通常のピット形成がなされるレベルに設定される。
【００３７】
図８は他の実施の形態の原盤製造装置を示している。これは、光強度制御手段をＡＯＭ１４とピンホール１７を用いて構成することに代えて、ＥＯＭ３０と偏光ビームスプリッタ３１で構成する例である。図１と同一部分は同一符号を付し説明を省略する。
この図８の例では、レーザ光源１１からのパルス発光されるレーザ光は、コリメータレンズ１２で平行光とされた後、ＥＯＭ３０に入射する。
ＥＯＭ３０には、上記例のＡＯＭ１４に対するものと同様に、パルスＰ１、Ｐｎに対応するタイミングで電圧値が制御された光強度制御信号Ｓｐが供給される。
ＥＯＭ３０では、レーザ光が、光強度制御信号Ｓｐの電圧に応じて偏光制御される。ＥＯＭ３０で偏光制御されたレーザ光は、偏光ビームスプリッタ３１に達する。そして偏光ビームスプリッタ３１で偏光成分分離され、一部は壁Ｗに達する（つまり捨てられる）。そして一部は透過してビームスプリッタ１９に達し、その後上記図１と同様にダイクロイックミラー２５，対物レンズ２６を介して原盤１０３に照射される。
【００３８】
つまり、この例ではパルスＰ１、ＰｎのタイミングでＥＯＭ３０での偏光を可変制御し、偏光ビームスプリッタ３１で反射されて捨てられる光成分の量を増減させることで、パルスＰ１、Ｐｎにおける光強度を制御することになる。従って、上記図１の場合と同様に、露光形成されるピットの先頭エッジ、終端エッジの位置を調整し、これによって付加データＤＴ２としての情報を与えることができる。
【００３９】
ところで上記図３〜図７で説明した例では、ピットのエッジ位置として「０，＋１，−１」の３値を与える例を説明したが、より多値の情報を与えることも可能である。
例えば図９は付加データＤＴ２を５値のデータに変換し、「−２，−１，０，１，２」の５値に対応してピットのエッジ位置を制御する例を示している。
光強度制御信号Ｓｐとしては、パルスＰ１、Ｐｎのタイミングで「−２，−１，０，１，２」の各値に対応して電圧Ｖ５，Ｖ３，Ｖ１、Ｖ２，Ｖ４をＡＯＭ１４（又はＥＯＭ３０）に与える。
図９（ａ）は、光強度制御信号Ｓｐを、パルスＰ１のタイミングで電圧Ｖ２とし、パルスＰｎのタイミングで電圧Ｖ３とした状態を示しており、この場合、図示するようにレーザ光のパルスＰ１，Ｐｎの光強度が変調され、ピットの先頭エッジは、ピットが短くなる方向に、また終端エッジはピットが長くなる方向に、それぞれ変動される。
また図９（ｂ）は光強度制御信号Ｓｐを、パルスＰ１のタイミングで電圧Ｖ４とし、パルスＰｎのタイミングで電圧Ｖ５とした状態を示しており、この場合、図示するようにレーザ光のパルスＰ１，Ｐｎの光強度が図９（ａ）の場合より大きく変調され、ピットの先頭エッジは、ピットがさらに短くなる方向に、また終端エッジはピットがさらに長くなる方向に、それぞれ変動される。
つまり、ピットの先頭エッジ、終端エッジの位置を、それぞれ５段階に制御できるようにしている。
このようにエッジ位置により表現される情報をより多値とすることで、付加データＤＴ２としての記録容量を増大できることは言うまでもない。
【００４０】
なお、付加データＤＴ２を３値、５値、或いはそれ以上の多値とする以外に、もちろん２値で記録してもよい。例えば上記電圧Ｖ２，Ｖ３によるピットエッジ位置で「０」「１」を表現してもよいし、電圧Ｖ１とＶ２又は電圧Ｖ１とＶ３によるピットエッジ位置で「０」「１」を表現してもよい。
【００４１】
また、本例のようにピットのエッジ位置を制御して付加データＤＴ２を記録することは、原盤１０３に露光する全てのピット（つまり原盤１０３から作成される再生専用光ディスク上の全てのピット）を対象として行っても良いし、ディスク上の一部のピットにのみ、そのエッジ位置を制御して付加データＤＴ２を記録するようにしてもよい。
また、上記実施の形態ではパルス発光したレーザー光について本発明を適用したが、ＮＲＺ変調されたレーザー光に対しても本発明を応用することができる。
さらに対物レンズ２６のフォーカス制御方法として、離軸法を用いたが、レーザ光源１１からの露光ビームの原盤１０３からの反射光を用いた非点収差法等によりフォーカス制御を行うようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態の原盤製造装置の露光光学系のブロック図である。
【図２】実施の形態の原盤製造装置のデータ変調系のブロック図である。
【図３】実施の形態のピットエッジ制御の説明図である。
【図４】実施の形態のピットエッジ制御の説明図である。
【図５】実施の形態のピットエッジ制御の説明図である。
【図６】実施の形態のピットエッジ制御の説明図である。
【図７】実施の形態のピットエッジ制御の説明図である。
【図８】本発明の実施の形態の原盤製造装置の他の露光光学系のブロック図である。
【図９】実施の形態のピットエッジ制御による５値記録の説明図である。
【図１０】ディスク製造工程の説明図である。
【図１１】レーザ発光強度とピット形状の説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
１１，２２  レーザ光源、１４  ＡＯＭ、１７  ピンホール、１９  ビームスプリッタ、２１  フォトディテクタ、２３，３１  偏光ビームスプリッタ、２５  ダイクロイックミラー、２６  対物レンズ、２７  ポジションセンサダイオード、２８  フォーカス制御回路、２９  アクチュエータ、３０  ＥＯＭ、４１  主データ発生部、４２  エッジタイミング検出部、４３  レーザ駆動パルス発生部、４４  レーザドライバ、４５  付加データ発生部、４６  光強度制御信号発生部、４７  遅延回路、４８  光強度モニタ
【図１】
2006202352.tif 000003
【図２】
2006202352.tif 000004
【図３】
2006202352.tif 000005
【図４】
2006202352.tif 000006
【図５】
2006202352.tif 000007
【図６】
2006202352.tif 000008
【図７】
2006202352.tif 000009
【図８】
2006202352.tif 000010
【図９】
2006202352.tif 000011
【図１０】
2006202352.tif 000012
【図１１】
2006202352.tif 000013