(57)【要約】【課題】スポット径よりも比較的幅広で壁面の角度が急峻なグルーブ溝を露光するための光ディスク原盤の露光装置およびその方法を提供する。【解決手段】この光ディスク原盤の露光装置は、所定速度で回転する光ディスク原盤１の表面に対して複数のレーザ光８を照射することで当該光ディスク原盤１の表面のレジスト膜へトラックに添ってパターンを描画するものであって、レーザ光の光路中に配置された音響光学型光偏向器４と、複数の高周波発生手段６，７と、該複数の高周波発生手段６，７からの信号を合成し、音響光学型光偏向器４に供給する合成手段５とからなり、前記音響光学型光偏向器４の偏向方向θ（トラック方向を０°とした時）を、ビームスポット径をｄ、原盤上での偏向距離をｌとしたとき、ビームの進行方向に対し、｜ｓｉｎ−１（ｄ／ｌ）｜≦θ≦４５°に配置するようにした。【選択図】        図５
2005011461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定速度で回転する原盤表面に対して複数のレーザ光を照射することで当該原盤表面のレジスト膜へトラックに添ってパターンを描画する光ディスク原盤の露光装置において、前記レーザ光の光路中に配置された音響光学型光偏向器と、複数の高周波発生手段と、該複数の高周波発生手段からの信号を合成し、前記音響光学型光偏向器に供給する合成手段とからなり、前記音響光学型光偏向器の偏向方向がトラック方向に対し斜めに配置されていることを特徴とする光ディスク原盤の露光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光ディスク原盤の露光装置において、前記音響光学型光偏向器の偏向方向θ（トラック方向を０°とした時）は、ビームスポット径をｄ、原盤上での偏向距離をｌとしたとき、
ビームの進行方向に対し、
｜ｓｉｎ−１（ｄ／ｌ）｜≦θ≦４５°
であることを特徴とする光ディスク原盤の露光装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光ディスク原盤の露光装置において、前記複数の高周波発生手段からの信号を前記合成手段により合成する際に、該複数の高周波発生手段からの信号の発生タイミングを周波数ごとに遅延させる手段を有することを特徴とする光ディスク原盤の露光装置。
【請求項４】
所定速度で回転する原盤表面に対してレーザ光を照射することで当該原盤表面のレジスト膜へトラックに添ってパターンを描画する光ディスク原盤の露光方法において、トラック中心から両側に均等に配置された２つのビームによる露光とトラック中心に配置されたビームによる露光を、交互に切り替えながら露光を行うことを特徴とする光ディスク原盤の露光方法。
【請求項５】
請求項４に記載の光ディスク原盤の露光方法において、前記トラック中心から両側に均等に配置された２つのビームは、トラック方向の異なる位置に配置されていることを特徴とする光ディスク原盤の露光方法。
【請求項６】
請求項４または５に記載の光ディスク原盤の露光方法において、前記トラック中心から両側に均等に配置された２つのビームによる露光時間と前記トラック中心に配置されたビームによる露光時間の割合を、前記トラック中心から両側に均等に配置された２つのビームのビーム間隔によって決定される値に可変することにより露光を行うことを特徴とする光ディスク原盤の露光方法。
【請求項７】
請求項４、５または６に記載の光ディスク原盤の露光方法において、ビームスポット径をｄ、露光線速度をｖとしたとき、トラック中心に配置されたビームによる露光時間ｔを、ｔ＜（ｄ／２ｖ）とすることを特徴とする光ディスク原盤の露光方法。
【請求項８】
請求項７に記載の光ディスク原盤の露光方法において、前記トラック中心から両側に均等に配置された２つのビームによる露光と前記トラック中心に配置されたビームによる露光の切り替えの周波数を、前記トラック中心から両側に均等に配置された２つのビームのビーム間隔によって決定される値に可変することにより露光を行うことを特徴とする光ディスク原盤の露光方法。
【請求項９】
所定速度で回転する原盤表面に対してレーザ光を照射することで当該原盤表面のレジスト膜へトラックに添ってパターンを描画する光ディスク原盤の露光装置において、前記レーザ光の光路中に配置された音響光学型光偏向器と、所定の周波数ｆ０の駆動信号を発生する第１の高周波発生手段と、所定の周波数（ｆ０＋ｆ１）の駆動信号を発生する第２の高周波発生手段と、所定の周波数（ｆ０−ｆ１）の駆動信号を発生する第３の高周波発生手段と、前記第２および第３の高周波発生手段の出力を合成する合成手段と、前記第１の高周波発生手段の出力と前記合成手段の出力を選択的に前記音響光学型光偏向器に供給する切り替え手段と、前記切り替え手段に切り替えるタイミング信号を供給するタイミング信号生成手段からなることを特徴とする光ディスク原盤の露光装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の光ディスク原盤の露光装置において、前記タイミング信号生成手段は、所定の周波数のパルス信号を発生するパルス発生手段と、該パルス信号によりＤｕｔｙ比を切り替えるＤｕｔｙ比調整手段からなることを特徴とする光ディスク原盤の露光装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の光ディスク原盤の露光装置において、前記タイミング信号生成手段は、所定の周波数のパルス信号を発生するパルス発生手段と、前記パルス信号を、該パルス信号の周波数に関係なく、特定のパルス幅のパルス信号へ変換して出力するパルス生成手段からなることを特徴とする光ディスク原盤の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ピットとグルーブが同一ディスク上に存在する記録媒体の原盤を露光する光ディスク原盤の露光装置およびその方法に関し、特に、スポット径よりも比較的幅広で壁面の角度が急峻なグルーブ溝を露光するための光ディスク原盤の露光装置およびその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、記録可能な光ディスクにおいては、同心円状又はスパイラル状に凹状溝であるグルーブが形成されている。
情報信号を記録する方式としては、グルーブが形成された部分に情報信号を記録するグルーブ記録方式と、グルーブおよびランドの両方に情報信号を記録するランド・グルーブ記録方式等があり、グルーブ記録方式が主流となっている。
これらいずれの方式においても、いわゆるマスタリング工程で光ディスク原盤が形成され、この光ディスク原盤を基にしてスタンパが形成され、スタンパから光ディスク基板が成形され、記録材が付与されて、光ディスクが作成される。
【０００３】
この光ディスク原盤を製造する際には、例えば、ガラス基板上に所定の厚み寸法で塗布されたフォトレジストにレーザを照射することによって、ピットおよびグルーブの形状が露光され、現像により、所望の形状を有するピットおよびグルーブが形成される。
上述したグルーブ記録方式またはランド・グルーブ記録方式では、凹状に形成されたグルーブ内に情報信号を記録するため、グルーブのエッジ付近でノイズが発生し易い。
この不都合を回避するために、これらの記録方式を採用する場合には、一般に、ピッチの１／２程度のグルーブが用いられている。
【０００４】
このようなグルーブを露光する方法としては、グルーブ幅程度の露光ビームを用意する方法が考えられるが、大きなビームにすると、ビームが急峻でなくなるので、露光されたグルーブも急峻でなくなってしまうという問題がある。
このような方式では、グルーブ溝の果たす役割であるトラッキングエラー信号が不安定となり、トラックはずれを生じやすいディスクとなる。よって、一般には、グルーブ幅よりも小径のビームが使用される（特許文献１〜４参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特公平８−７８８３号公報
【特許文献２】
特許第２６４３１５９号公報
【特許文献３】
特開平７−１６９１１５号公報
【特許文献４】
特開２０００−１４９３３７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１は、中心をずらした複数スポットの実現方法として、回折格子あるいは、プリズムを用いる方法が開示されているが、いずれを用いた時にも、ピット／グルーブ溝を同一基板上に持つ原盤を露光するには、各々に対応する２系統の光路が必要であり、室温や振動に対して各スポットの位置関係が不安定となる。また、レーザパワーの損失も大きい。さらに、複数スポットの相対的な強度調整が容易にできないので、グルーブ溝の両壁面形状が非対称となり、トラック誤差を持つディスクとなりやすい。
【０００７】
また、特許文献２は、記録ビームをディスク径方向に高周波振動（ウォブリング）させて、グルーブ溝エリアを多重露光することにより、スポット径よりも広い幅のグルーブ溝を形成する。この方式の利点は、図２に示すように、ウォブルの振り幅を変えることにより、グルーブ幅を可変にできることにある。
【０００８】
振り幅を０．３９μｍから０．４４μｍに可変しても露光量の分布は崩れることがなく、急峻な幅広グルーブが幅を可変にして露光できる。
この方法では、スポット径ｄ、ディスク線速度ｖとした時に必要な振動周波数ｆｏは、
ｆｏ＞ｖ／ｄ＝（１．２５ｍ／ｓｅｃ）／（０．５μｍ）＝２．５ＭＨｚ
である。これは、ウォブルしたビームが１周期後にはビーム径だけ進んだ位置に移動することを意味する。
すなわちビームは丸いので、２．５ＭＨｚではグルーブのエッジが凸凹になるので、ＣＤ−ＲやＭＤ等は、概略この線速度で、２倍の５ＭＨｚ程度の周波数で高周波ウォブリングさせて幅広溝を露光する。
【０００９】
このようなＭＤ等では、盤面上にグルーブの他にピットを有するので、ピットはウォブルさせずに露光し、グルーブはウォブルさせて幅広グルーブが露光される。この高周波ウォブルを実現するためには、非常に高速なＡＯ偏向器（音響光学偏向素子）もしくは、ＥＯ偏向器（電気光学偏向素子）でレーザビームを高速に偏向して原盤に照射することにより実現される。
【００１０】
例えば、ＡＯ偏向器は、通常１００ＭＨｚから４００ＭＨｚ程度の周波数の信号が入力されることにより結晶中に超音波進行波が発生し、これにより入射した光が回折して角度が変わる。仮に２５０ＭＨｚの入力周波数を２６０ＭＨｚに変えると、出射角が変わり、原盤に照射されるビームの位置が移動する。
これを５ＭＨｚでウォブリングさせるためには、２５０ＭＨｚと２６０ＭＨｚを５ＭＨｚで切り替える必要がある（これをＦＭ変調という）。
【００１１】
すなわち、ＡＯ偏向器に入力する信号を発生するドライバは、５ＭＨｚ以上の周波数でのＦＭ変調が可能である必要があり、非常に高額なＦＭ変調発信器が必要になる。
さらに、この露光法には、前述のようなグルーブ幅が変動する問題がある。ビーム径（１／ｅ２  直径）が０．４４μｍと０．５０μｍの場合について、露光量の変動を図１に示した。０．５０μｍの場合（露光波長が４５８ｎｍの原盤露光装置では、この程度）は、ウォブルによる露光量の変動は、±０．６％と全く問題にならないが、０．４４μｍの場合（露光波長が４１３ｎｍの原盤露光装置では、この程度）は、ウォブルによる露光量の変動は、±３．７％と若干だがグルーブ幅変動が生じる。
すなわち、ビームがさらに小径化したり、線速度が高くなったりすると、５ＭＨｚでは不足し、ＦＭ変調発信器が実現不可能になってしまい、この露光法は使用できない。
【００１２】
また、特許文献３は、ＡＯ偏向器に異なる周波数を持つ複数の信号を入力し、複数個の集光ビームで幅広グルーブ溝を露光する。この方式による露光量の分布を図３に示す。
この方式では、２つのビームの間隔が僅かでもずれると図３（Ｂ）のように露光量分布が変形してしまい、グルーブ中心が現像してもレジストが残ってしまう問題が発生する。また、結果的にビームの間隔を変えることができないので、形成できる溝幅がビーム径で決まってしまい、自由に溝幅を変えることができない問題がある。さらに、この方式では、２つのビームを同時に発生させるので、ビームの重なった部分で干渉によるビートが発生してしまう。
【００１３】
図４のように２つのビームを使って、この方式でグルーブを露光した場合には、ビームの重なりは、強度比で２０％程度と多くないためそれほど問題にはならないが、ビートによる光量変動の問題があった。
【００１４】
また、特許文献４は、特許文献３におけるビートの発生を避けるため、複数のビームを同時に発生させず、時系列で切り替えながら発生させる。しかし、特許文献３と同様で、ビーム間隔を変えることができず、形成できる溝幅はビーム径で決まってしまい、自由に溝幅を変えることができない問題があった。
【００１５】
本発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであって、小さいビーム径で高線速度で、幅広のグルーブを形成でき、しかもグルーブ幅を可変できるとともに、急峻で幅変動が小さい光ディスク原盤の露光装置およびその方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の請求項１の光ディスク原盤の露光装置は、所定速度で回転する原盤表面に対して複数のレーザ光を照射することで当該原盤表面のレジスト膜へトラックに添ってパターンを描画する光ディスク原盤の原盤露光装置において、前記レーザ光の光路中に配置された音響光学型光偏向器と、複数の高周波発生手段と、該複数の高周波発生手段からの信号を合成し、前記音響光学型光偏向器に供給する合成手段とからなり、前記音響光学型光偏向器の偏向方向がトラック方向に対し斜めに配置されていることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の請求項２は、請求項１に記載の光ディスク原盤の露光装置において、前記音響光学型光偏向器の偏向方向θ（トラック方向を０°とした時）は、ビームスポット径をｄ、原盤上での偏向距離をｌとしたとき、
ビームの進行方向に対し、
｜ｓｉｎ−１（ｄ／ｌ）｜≦θ≦４５°
であることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の請求項３は、請求項１または２に記載の光ディスク原盤の露光装置において、前記複数の高周波発生手段からの信号を前記合成手段により合成する際に、該複数の高周波発生手段からの信号の発生タイミングを周波数ごとに遅延させる手段を有することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項４の光ディスク原盤の露光方法は、所定速度で回転する原盤表面に対してレーザ光を照射することで当該原盤表面のレジスト膜へトラックに添ってパターンを描画する光ディスク原盤の露光方法において、トラック中心から両側に均等に配置された２つのビームによる露光とトラック中心に配置されたビームによる露光を、交互に切り替えながら露光を行うことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の請求項５は、請求項４に記載の光ディスク原盤の露光方法において、前記トラック中心から両側に均等に配置された２つのビームは、トラック方向の異なる位置に配置されていることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の請求項６は、請求項４または５に記載の光ディスク原盤の露光方法において、前記トラック中心から両側に均等に配置された２つのビームによる露光時間と前記トラック中心に配置されたビームによる露光時間の割合を、前記トラック中心から両側に均等に配置された２つのビームのビーム間隔によって決定される値に可変することにより露光を行うことを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の請求項７は、請求項４、５または６に記載の光ディスク原盤の露光方法において、ビームスポット径をｄ、露光線速度をｖとしたとき、トラック中心に配置されたビームによる露光時間ｔを、ｔ＜（ｄ／２ｖ）とすることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の請求項８は、請求項７に記載の光ディスク原盤の露光方法において、前記トラック中心から両側に均等に配置された２つのビームによる露光と前記トラック中心に配置されたビームによる露光の切り替えの周波数を、前記トラック中心から両側に均等に配置された２つのビームのビーム間隔によって決定される値に可変することにより露光を行うことを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の請求項９の光ディスク原盤の露光装置は、所定速度で回転する原盤表面に対してレーザ光を照射することで当該原盤表面のレジスト膜へトラックに添ってパターンを描画する光ディスク原盤の露光装置において、前記レーザ光の光路中に配置された音響光学型光偏向器と、所定の周波数ｆ０の駆動信号を発生する第１の高周波発生手段と、所定の周波数（ｆ０＋ｆ１）の駆動信号を発生する第２の高周波発生手段と、所定の周波数（ｆ０−ｆ１）の駆動信号を発生する第３の高周波発生手段と、前記第２および第３の高周波発生手段の出力を合成する合成手段と、前記第１の高周波発生手段の出力と前記合成手段の出力を選択的に前記音響光学型光偏向器に供給する切り替え手段と、前記切り替え手段に切り替えるタイミング信号を供給するタイミング信号生成手段からなることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の請求項１０は、請求項９に記載の光ディスク原盤の露光装置において、前記タイミング信号生成手段は、所定の周波数のパルス信号を発生するパルス発生手段と、該パルス信号によりＤｕｔｙ比を切り替えるＤｕｔｙ比調整手段からなることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の請求項１１は、請求項９に記載の光ディスク原盤の露光装置において、前記タイミング信号生成手段は、所定の周波数のパルス信号を発生するパルス発生手段と、前記パルス信号を、該パルス信号の周波数に関係なく、特定のパルス幅のパルス信号へ変換して出力するパルス生成手段からなることを特徴とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。
本発明は、上述した従来技術を使って下記のような実験を種々行って、露光後の半径方向の露光量分布と、露光後のトラック方向の露光量分布を求めることによって考えだされたものである。
【００２８】
図２および図３は、それぞれ特許文献２および特許文献３の技術による半径方向の露光量分布を示す図である。
図２（Ａ）は、ウォブル周波数５ＭＨｚ、線速度１．２ｍ／ｓ、ビームスポット径０．４４μｍ、ウォブル振り幅０．３９μｍで、図２（Ｂ）は、ウォブル周波数５ＭＨｚ、線速度１．２ｍ／ｓ、ビームスポット径０．４４μｍ、振り幅０．４４μｍのときの露光量分布を示す。
【００２９】
また、図３（Ａ）は、ビームスポット径０．４４μｍ、ビーム間隔０．２３μｍで、図３（Ｂ）は、ビームスポット径０．４４μｍ、ビーム間隔０．２６μｍのときの露光量分布を示す。
これらの図２および図３から明らかなように、半径方向の露光量分布は、図２の方が広い範囲に均一で、種々のグルーブ幅が形成できることが分かる。
【００３０】
また、図１（Ａ）、（Ｂ）は、特許文献２のトラック方向の露光量分布を示す図である。
図１（Ａ）は、ウォブル周波数５ＭＨｚ、線速度１．２ｍ／ｓ、ビームスポット径０．４４μｍで、図１（Ｂ）は、ウォブル周波数５ＭＨｚ、線速度１．２ｍ／ｓ、ビームスポット径０．５μｍのときの露光量分布を示す。この図１から明らかなように、特許文献２の方式では、ウォブルによるトラック方向の露光量変動が発生してしまう。
【００３１】
また、特許文献３の方式でも、ビートによる露光量変動が発生する。図５は、特許文献３の露光装置の構成例を示すブロック図であり、１は光ディスク原盤、２は対物レンズ、３はターンテーブル、４はＡＯ偏向器（音響光学型光偏向器）、５は合成手段（合成器）、６および７は高周波発生手段、８はレーザである。
この露光装置を利用して、Ｋｒレーザ（波長４１３ｎｍ）を使ったレーザ８からのレーザ光をＡＯ偏向器４で半径方向に偏向させ、対物レンズ２で集光して光ディスク原盤１に照射する。２つの高周波発生手段６、７で、発生した信号を合成手段５で合成してＡＯ偏向器４へ入力すると、レーザ光は、半径方向に２つに並んだビームとなって光ディスク原盤１に照射される。２つの周波数を調整して、２つのビーム間隔が図４のように（ビーム間隔０．２３μｍ）なるようにしたところ、露光量分布は、図４のように、中心が平らな幅広形状になった。
【００３２】
図４の細い２つの山は、それぞれ１ビームの形状を示している。このときの２つの周波数は、１８５ＭＨｚと１９０ＭＨｚで、周波数差は、５ＭＨｚであった。この２つのビームの重なりにより僅かではあるが、５ＭＨｚのビートが発生し、±３％の露光量変動が発生した。
【００３３】
（１）本発明の第１の原理：
特許文献３は、前述のように半径方向に並んだ２つのビームで同時に露光するので、半径方向の露光量分布が図４のように最適な場合は、一部ではあるが２つのビームに重なりがあるため、ビートが発生する（図６（Ａ）参照）。
しかし、図６（Ｂ）に示すように、半径方向に並んだビームをトラック方向にずらすと、見かけ上のビーム間隔（半径方向のビーム間隔）は変わらないため、半径方向の露光量分布は、図６の（Ａ）と（Ｂ）では変わらないが、ビームの重なりがなくなるため干渉は起こらず、ビートによる露光量の変動はなくなる。
この露光法の場合、図６からわかるように、半径方向の露光量分布が最適な場合の半径方向のビーム間隔は、ビーム径の１／２からビーム径の６０％の範囲である。
【００３４】
半径方向の露光量分布が最適な場合で、かつ半径方向のビーム間隔を最も広げたときに、偏向方向をトラック方向に対し、４５°に傾けたときの露光ビームの位置関係を図７に、その時の偏向方向における２つのビームの強度分布を図８に示した。４５°まで傾けるとほとんどビームの重なりはなくなり、ビートは消える。
【００３５】
このようにＡＯ偏向器の偏向方向を半径方向でなく斜めに配置すると、半径方向に配置した場合に比べビームの重なりを減少させることができ、且つ、２ビーム露光で発生するビートを抑えることができるので、小径ビームで高線速度でも、急峻で幅変動のないグルーブを露光できる露光装置を提供できる。この方式は、後述する原理２のような２ビームと１ビームによる露光法の切り替えを伴わないので、ビーム径、線速度が変わっても、幅変動を起こすことなく露光できる。
【００３６】
また、図９から明らかなように、最大の偏向距離をｌ、ビームスポット径をｄとすると、偏向方向のトラック方向に対する角度θの最小値は、
ｓｉｎ−１（ｄ／ｌ）
となる。即ち、ビートがなくなる時の、偏向方向のトラック方向に対する角度θは、
｜ｓｉｎ−１（ｄ／ｌ）｜≦θ≦４５°    …（式１）
である。
【００３７】
ＡＯ偏向器の偏向方向を式１で示される範囲内の所定の角度θにすることにより露光量分布を乱すことなく、ビーム間隔を大きくできるので、ビームの重なりをなくすことができ、すなわちビートが発生しないので、小径ビームで高線速度で、急峻で幅変動のないグルーブを露光できる。
【００３８】
上記のように、偏向方向をトラック方向に対して傾けると、図１０に示すように、グルーブの露光開始位置と終了位置で、グルーブが斜めになってしまう。これをなくすのには、線速度ｖ（ｍ／ｓ）、半径方向のビーム間隔ｂ（μｍ）、偏向方向のトラック方向に対する角度θとすると、１つのビーム（図７では上のビーム）をｂ／ｖ／ｔａｎθ  （μｓｅｃ）だけ遅らせて露光開始し、ｂ／ｖ／ｔａｎθ  （μｓｅｃ）だけ余分に露光することにより、半径方向にそろったグルーブを形成することができる。
【００３９】
上述したように、ＡＯ偏向器の偏向方向を斜めに配置した場合、グルーブの露光し始めと、終わりの形状が斜めになってしまうが、高周波発生手段の信号の発生タイミングを順々に遅延させることにより、露光し始めと、終わりの形状を半径方向にそろった形状にできる。
【００４０】
（２）本発明の第２の原理：
前述のように、特許文献３のようにＡＯ偏向器に２つの周波数の合成信号を入力して露光する方法は、線速度、ビーム径が小さくても幅の変動が起きないメリットを有し、情報量が増加してグルーブが微細化しても対応できる。
しかし、形成できる幅がビームスポット径でほぼ決まってしまう問題点があった。これを解決するために、本発明では、この２つの周波数の合成信号で露光する方法（２ビーム）と、１つの周波数で露光する方法（１ビーム）を交互に使用して露光することにより、形成できる溝幅を可変にすることができる。
【００４１】
例えば、図１１に示すように、露光線速度を１．２ｍ／ｓ、ビームスポット径を０．４４μｍ、２ビームのビーム間隔を０．４４μｍ、２ビームと１ビームの切り替えを５ＭＨｚで実験を行った。
【００４２】
このとき、１ビームのＤｕｔｙ比が３０％の時に半径方向のビーム形状は、露光量のピークが平らになる最適形状となり（図１１（Ａ）参照）、トラック方向の露光量変動は、±０．９％と、全く問題なかった（図１１（Ｂ）参照）。ここで、Ｄｕｔｙ比３０％とは、１ビームで周期の３０％を露光し、２ビームで周期の７０％を露光することを意味する。
Ｄｕｔｙ比が２０％の場合、トラック中心が落ち込んでしまい（図１１（Ｃ）参照）、またＤｕｔｙ比が４０％の場合、トラック中心が飛び出てしまった（図１１（Ｄ）参照）。
【００４３】
また、図１２に示すように、露光線速度を１．２ｍ／ｓ、ビームスポット径を０．４４μｍ、２ビームのビーム間隔を０．２５μｍ、２ビームと１ビームの切り替えを５ＭＨｚで実験した。
このとき、１ビームのＤｕｔｙ比が１０％の時に半径方向のビーム形状は、露光量のピークが平らになる最適形状となった（図１２参照）。図１３に、ビーム間隔／ビーム径と、Ｄｕｔｙ比の関係を示す。この関係でビーム間隔を可変することにより、非常に広い範囲の幅のグルーブを形成できる。
【００４４】
さらに、線速度をｖ（ｍ／ｓ）、ビームスポット径をｄ（μｍ）とした場合、１ビームの露光時間ｔが、
ｔ＜ｄ／２ｖ
であれば、切り替えの周波数に関係なく、トラック方向の変動が問題にならないことを確かめた（図１４参照）。これは、１ビーム露光時間をビームスポット径の１／４以下相当に抑えることを意味する。
【００４５】
このように１ビームでの露光時間を所定以下とすることによって、トラック方向の光量変動を問題のないレベルに抑えることができるので、小径ビームで高線速度で、急峻で幅変動のないグルーブを、露光できる。
【００４６】
すなわち、１ビーム露光時間を固定して、切り替え周波数を可変にするとということは、Ｄｕｔｙ比を可変にすることと同じになるので、例えば、切り替え周波数とビーム間隔／ビーム径との関係を図１５のようにした場合、ビーム間隔に従って切り替え周波数を可変することにより、非常に広い範囲の幅のグルーブを形成できる。
【００４７】
このように、１ビームでの露光時間を所定時間に保ったまま、２ビーム露光と１ビーム露光の切り替え周波数を可変できるようにしたので、トラック方向の光量変動を問題のないレベルに抑えることができ、且つ、ビーム間隔を可変した場合にそれに対応した切り替え周波数に可変することにより種々の溝幅を露光しても均一な露光量分布に露光できるので、小径ビームで高線速度で、急峻で幅変動のないグルーブを、種々のグルーブ幅で露光できる。
【００４８】
（実施例１）
図５に示したような構成の露光装置を用いて本発明の場合と、従来技術の場合の実験結果を比較する。
本発明の場合には、ＡＯ偏向器４を偏向方向が光ディスク原盤１の半径方向から４５°傾けた方向になるように配置される。
また、従来技術の場合には、ＡＯ偏向器４を偏向方向が光ディスク原盤１の半径方向になるように配置する。
このような構成の場合の２つのビームは、従来技術の場合には図６（Ａ）のようになり、本発明の場合には図６（Ｂ）のようになる。
【００４９】
従来技術の場合は、ビーム径を０．４２μｍ、ビーム間隔を０．２３μｍで露光すると、露光量分布は図４のような最適形状となったが、ビートの発生により、±３％の露光量変動が発生した。
また、本発明の場合には、ビーム径を０．４２μｍ、ビーム間隔を０．３７μｍで露光すると、露光量分布は図４と同様に最適形状となり、またビートは発生せず、トラック方向の露光量の変動はなかった。
【００５０】
（実施例２）
図１６は、本発明の他の構成を示すブロック図であり、１は光ディスク原盤、２は対物レンズ、３はターンテーブル、４はＡＯ偏向器、５は合成手段、６、７および９は高周波発生手段、８はレーザ、１０は切り替え手段、１１はパルス発生手段、１２は遅延手段、１３はＡＮＤ回路、１４は制御手段、１７はＤｕｔｙ可変手段である。ここで、ＡＯ偏向器４は、偏向方向が光ディスク原盤１の半径方向になるように配置した。
また、Ｄｕｔｙ可変手段１７は、制御手段１４からの信号により遅延量を可変できる遅延手段１２と、パルス発生手段１１の出力とパルス発生手段１１の出力を遅延手段１２で遅延させた信号とのＡＮＤ信号を取り出すＡＮＤ回路１３から構成される。
【００５１】
このような構成において、制御手段１４からの信号により発信周波数を可変できる高周波発生手段６と高周波発生手段７の出力は、合成手段５で合成され切り替え手段１０に入力され、高周波発生手段９の出力と交互に切り替えられてＡＯ偏向器４に入力される。
この切り替えるタイミングは、パルス発生手段１１の出力をＤｕｔｙ可変手段１７でＤｕｔｙ比を調整した信号ａで制御される。
【００５２】
レーザ８からのレーザ光は、ＡＯ偏向器４で偏向し、対物レンズ２で集光して光ディスク原盤１に照射され、高周波発生手段９の周波数がＡＯ偏向器４に供給されたときにはトラック中心に照射される。
この高周波発生手段６と高周波発生手段７の周波数は、２つの周波数の平均が、高周波発生手段９の周波数になるように設定することにより、概略２ビームは、トラック中心から均等に分かれる。制御手段１４は、高周波発生手段６と高周波発生手段７の周波数の差で２ビームのビーム間隔を決定して、ビーム間隔を可変とすることができる。
【００５３】
このように、２ビーム露光では、ビーム間隔を広げると、トラック中心での露光量が低下してしまい均一な溝が形成できず、形成できる溝幅がわずかの範囲でしか可変できなかったのを、２ビーム露光と１ビーム露光を切り替えながら露光することにより、ビーム間隔を広げてもトラック中心での露光量の低下を抑えることができるので、小径ビームで高線速度で、急峻で幅変動のないグルーブを、種々のグルーブ幅で露光できる。
この方式は、高周波信号を切り替えるだけなので、切り替え周波数が２０ＭＨｚであったとしても汎用品のアナログスイッチで構成できるので、ビーム径が０．４２μｍ、線速度が４ｍ／ｓでも問題なく幅広溝を露光できる。
【００５４】
また、制御手段１４は、ビーム間隔とＤｕｔｙ比が図１３の関係になるように制御することにより、常に最適な露光量分布が得られる。
例えば、ビーム径を０．４４μｍとしてビーム間隔を可変したときには、図１７に示す露光量分布となった。
【００５５】
また、トラック方向の露光量変動は、Ｄｕｔｙ比３０％、２８％の場合は、ビートが発生せず、±０．９％、±０．６％と安定していたが、Ｄｕｔｙ比２０％、１５％、１０％の場合は、僅かだが、ビートの影響で、±１．０％、±１．８％、±２．４％トラック方向の露光量が変動した。
【００５６】
このように、２ビーム露光と１ビーム露光を切り替えながら露光して急峻な幅広グルーブを露光する際に、２ビームのビーム間隔を変えると同時に、２ビーム露光と１ビーム露光の時間軸での比率を変えることにより、種々の溝幅を露光しても均一な露光量分布に露光できるので、小径ビームで高線速度で、急峻で幅変動のないグルーブを、種々のグルーブ幅で露光できる。
【００５７】
（実施例３）
本実施例は、上述の実施例２と同様の構成とし、偏向方向が光ディスク原盤１の半径方向から４５°傾けた方向になるようにＡＯ偏向器４を配置し、制御手段１４は、ビーム間隔／ビーム径とＤｕｔｙ比が図１８の関係になるように制御した。
その結果、ビーム径を０．４４μｍとしてビーム間隔を可変したときに、図１９のような露光量分布となった。
また、トラック方向の露光量変動は、ビートは発生せず、最も大きいＤｕｔｙ３０％の場合でも、±０．９％と安定していた。
【００５８】
このように、２ビームを半径方向でなく斜めに配置すると、２ビーム露光時に半径方向に配置した場合に比べ２ビーム露光時のビームの重なりを減少させることができるので、ビートを抑えることができ、小径ビームで高線速度で、急峻で幅変動のないグルーブを露光できる。
【００５９】
本実施例では、偏向方向をトラック方向に対して傾けると、図１０に示すように、グルーブの露光開始位置と終了位置で、グルーブが斜めになってしまう。
これをなくすために、図２０のような構成として、２つのビームの露光開始位置と終了位置を制御する。
【００６０】
図２０において、高周波発生手段６が図１０の上のビーム、高周波発生手段７が図１０の下のビームであるときに、１６は２ビームで露光するときの高周波発生手段７からの出力信号の立上りと立下りを制御するスイッチであり、１９は２ビームで露光するときの高周波発生手段６からの出力信号の立上りと立下りを制御するスイッチである。
【００６１】
このスイッチ１６とスイッチ１９の立上りのタイミングは、線速度ｖ（ｍ／ｓ）、半径方向のビーム間隔ｂ（μｍ）、偏向方向のトラック方向に対する角度θとすると、スイッチ１９の立上りをｂ／ｖ／ｔａｎθ  （μｓｅｃ）だけ遅らせて、スイッチ１９の立下りもｂ／ｖ／ｔａｎθ  （μｓｅｃ）だけ余分にして露光するようにする。このスイッチ１６の立上りからスイッチ１９の立下りまでが２ビームで露光する時間である。
これにより、半径方向にそろったグルーブを形成することができる。
【００６２】
（実施例４）
図２１は、本発明の他の構成を示すブロック図であり、１は光ディスク原盤、２は対物レンズ、３はターンテーブル、４はＡＯ偏向器、５は合成手段、６、７および９は高周波発生手段、８はレーザ、１０は切り替え手段、１１はパルス発生手段、１２は遅延手段、１４は制御手段、１５はパルス生成手段（モノマルチバイブレータ）、１８はパルス長制御手段である。切り替え手段１０に供給されるタイミング信号ａを発生させる手段以外は、図１６と同様である。
【００６３】
切り替え手段１０に供給されるタイミング信号ａは、パルス長制御手段１８から供給される。パルス長制御手段１８は、制御手段１４の指令により種々の周波数のパルスを発生するパルス発生手段１１からの出力ｄをモノマルチバイブレータ１５により、周波数に関係なくパルス長が一定の信号ａに変換する（図２２参照）。
【００６４】
パルス長が０．０５μｓｅｃ、ビームスポット径が０．４４μｍの時、ビーム間隔／ビーム径と周波数の関係を図１５のように制御することにより、図２３のような最適な露光量分布が得られる。
また、トラック方向のビーム変動は、どの周波数でも±０．６％以下と良好であった。
【００６５】
このように、所定の周波数のパルス信号を発生し、このパルス信号の周波数に関係なく、特定のパルス幅を出力するようにして、常に１ビーム露光時間を一定にして、ビーム間隔を可変した場合に、それに対応した２ビーム露光と１ビーム露光の切り替え周波数に置き換えることができるので、小径ビームで高線速度で、急峻で幅変動のないグルーブを、種々のグルーブ幅で露光できる。
【００６６】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で各種の変形、修正が可能であるのは勿論である。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、小径ビームで高線速度で、急峻で幅変動のないグルーブを、種々のグルーブ幅で光ディスク原盤に露光することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】特許文献２の技術によるトラック方向の露光量分布を示す図である。
【図２】特許文献２の技術による半径方向の露光量分布を示す図である。
【図３】特許文献３の技術による半径方向の露光量分布を示す図である。
【図４】特許文献３の技術で、２つのビーム間隔を０．２３μｍになるようにしたときの露光量分布を示す図である。
【図５】特許文献３の露光装置の構成例を示すブロック図である。
【図６】半径方向に並んだ２つのビームで同時に露光する場合と、半径方向に並んだビームをトラック方向にずらした場合のビーム間隔を説明するための図である。
【図７】半径方向の露光量分布が最適な場合で、かつ半径方向のビーム間隔を最も広げたときに、偏向方向をトラック方向に対し、４５°に傾けたときの露光ビームの位置関係を示す図である。
【図８】２つのビームが図７の位置関係にある場合、２つのビームの強度分布を示す図である。
【図９】２つのビームの偏向方向とトラック方向とがなす角度の関係を説明するための図である。
【図１０】２つのビームの偏向方向をトラック方向に対して傾けた場合のグルーブの露光開始位置と終了位置における露光領域を説明するための図である。
【図１１】２ビームで露光する方法と、１ビームで露光する方法を交互に使用して露光した場合の露光量分布を示す図である。
【図１２】２ビームで露光する方法と、１ビームで露光する方法を交互に使用して露光した場合の他の露光量分布を示す図である。
【図１３】ビーム間隔／ビーム径とＤｕｔｙ比の関係を示す図である。
【図１４】１ビームの露光時間ｔ＜ｄ／２ｖの条件での光量比とトラック方向の変動を示す図である。
【図１５】１ビーム露光時間を０．１μｓｅｃとした場合及び０．０５μｓｅｃとした場合の切り替え周波数とビーム間隔／ビーム径との関係を示す図である。
【図１６】本発明の他の構成を示すブロック図である。
【図１７】ビーム径を０．４４μｍでビーム間隔を可変として図１３の関係のように制御したときの露光量分布を示す図である。
【図１８】ビーム間隔／ビーム径とＤｕｔｙ比の関係を示す図である。
【図１９】ビーム径を０．４４μｍでビーム間隔を可変として図１８の関係のように制御したときの露光量分布を示す図である。
【図２０】２つのビームの露光開始位置と終了位置を制御するときの主要部の構成を示すブロック図である。
【図２１】本発明の他の構成を示すブロック図である。
【図２２】パルス発生手段からの出力信号とモノマルチバイブレータからの出力信号との関係を説明するための図である。
【図２３】パルス長が０．０５μｓｅｃ、ビームスポット径が０．４４μｍで、ビーム間隔を可変として図１５の関係のように制御したときの露光量分布を示す図である。
【符号の説明】
１…光ディスク原盤、２…対物レンズ、３…ターンテーブル、４…ＡＯ偏向器（音響光学型光偏向器）、５…合成手段、６，７，９…高周波発生手段、８…レーザ、１０…切り替え手段、１１…パルス発生手段、１２…遅延手段、１３…ＡＮＤ回路、１４…制御手段、１５…パルス生成手段（モノマルチバイブレータ）、１６，１９…スイッチ、１７…Ｄｕｔｙ可変手段、１８…パルス長制御手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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