JP3406338B2 - 円盤状記録媒体の製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、円形基板上に形成され
たレジスト膜に記録データに基づいて変調された光ビー
ムを照射して、光変調器に入力された記録データに基づ
いたデータパターンを露光記録することにより、円盤状
記録媒体の原盤を作製する円盤状記録媒体の製造装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、近時、光記録媒体（光ディスク
や光磁気ディスク等）の原盤作製などにおいて、レーザ
光を用いた光学記録装置、いわゆるレーザカッティング
装置が使用されている。

【０００３】従来のレーザカッティング装置は、例えば
光ディスクの原盤作製を主体にして説明すると、例えば
図１３に示すように、気体を増幅媒質とするガスレーザ
光源５１と、このガスレーザ光源５１から出射されたレ
ーザ光Ｌを、後段の光学系に導くミラー５２と、このミ
ラー５２を介して導かれたレーザ光Ｌを、記録信号に応
じて強度変調する光変調器と、この光変調器にて強度変
調されたレーザ光Ｌを、対物レンズ５４に導くミラー５
５及び５６とから構成されている。対物レンズ５４及び
ミラー５６は、円形基板５７上に形成されたフォトレジ
スト膜５８上に所定間隔をもって対向して配され、既知
の移動機構によって、円形基板５７の径方向に移動す
る。

【０００４】そして、上記光変調器として音響光学変調
器（Acousto Optic Modulator ；以下、単にＡＯＭと記
す）６０を用いた場合は、図に示すように、このＡＯＭ
６０の前段にビーム縮小レンズ６１が配置され、ＡＯＭ
６０の後段にビーム拡大レンズ６２が配置される。

【０００５】レーザ光源５１から出射された平行光束の
レーザ光Ｌは、ビーム縮小レンズ６１によって、そのビ
ーム径が縮小されてＡＯＭ６０に入射され、このＡＯＭ
６０において、供給される超音波（記録信号に基づいて
変調されている）に応じてその光強度が変調される。こ
のＡＯＭ６０にて強度変調されたレーザ光Ｌは、後段の
ビーム拡大レンズ６２によって、そのビーム径が復元さ
れて平行光となり、その後、ミラー５５及び５６並びに
対物レンズ５４を介してフォトレジスト膜５８に照射さ
れる。

【０００６】上記円形基板は、例えば図示しない回転駆
動系にてＣＡＶ方式で回転駆動されており、記録信号に
基づいて強度変調されたレーザ光Ｌがフォトレジスト膜
５８に照射されることにより、フォトレジスト膜５８に
は、円形基板５７の同心円に沿って、あるいは螺旋形に
沿って上記記録信号に応じた記録パターンが描画される
ことになる。

【０００７】即ち、フォトレジスト膜５８は、その描画
された記録パターンに沿って感光され、その感光された
部分が次の現像工程における現像液にて溶解することに
なる。従って、その後の現像処理において、その感光さ
れた部分が除去され、フォトレジスト膜５８によるマス
クが形成される。その後、無電解めっき、ニッケルめっ
き並びに洗浄工程等が行われることにより、光ディスク
用の原盤が作製される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、光ディスク
は、その仕様（例えばサイズや用途）に応じてピットや
グルーブの大きさが異なる。従来においては、例えばピ
ットに関してみると、その形状設定のために、ビーム縮
小レンズ６１及びビーム拡大レンズ６２で構成されるビ
ームエキスパンダにより、レーザ光Ｌの光束径を変化さ
せられ、ミラー５５及び５６間に設置されたレンズ素子
６３にて対物レンズ５４の入射瞳径に対してその有効瞳
径を変化させて対物レンズ射出側のＮＡを変化させるよ
うにして、各種仕様に応じたピットの形状を決定させる
ようにしている。

【０００９】これは、レンズ素子６３の焦点距離を変化
させることによっても実現されている。即ち、このレン
ズ素子６３は、図１４に示すように、対物レンズ５４の
光学特性上の最適集光位置Ｐｆにレーザ光Ｌを集光し、
その集光能力によるビーム形状と、集光位置Ｐｆ通過後
の対物レンズ５４の瞳面を満たす面積比率の変化によっ
て、対物レンズ集光面ＰB でのビーム形状を決定するも
のである。

【００１０】実際には、ビーム縮小レンズ６１及びビー
ム拡大レンズ６２並びにレンズ素子６３自体を、各種仕
様に応じて変更・交換し、それによって、各種仕様に応
じたピット形状、即ち光束径を実現させるようにしてい
る。

【００１１】しかし、それぞれ単体の光学素子であるビ
ーム縮小レンズ６１及びビーム拡大レンズ６２並びにレ
ンズ素子６３の変更・交換は容易ではなく、変更のたび
に光学系全体を初期状態から再設定する必要があり、こ
の再設定に伴う微調整も複雑になり非常に煩わしいとい
う不都合がある。

【００１２】また、各種仕様に応じて信号特性（ピット
変調度、グルーブコンディション等）も異なってくる
が、信号特性の最適化を行うためには、上記再設定を数
回行いながら条件設定を行わなければならないという煩
わしさがある。しかも、単体の光学素子の変更・交換に
よってピット形状を変化させる範囲、即ち単体の光学素
子のピット形状に対する自由度には限界があるため、実
際には、各種仕様に応じた信号特性の最適化が実現でき
ないのが現状である。

【００１３】このように、従来のレーザカッティング装
置においては、光ディスクの各種仕様に応じて光学系の
再設定や条件の最適化のために、多くの時間を費やすこ
とになり、効率的な光ディスクの原盤の作製を行うこと
ができない。

【００１４】これは、現行技術として、レーザ光Ｌのビ
ーム形状を変化させるのに、単体の光学素子を用いた設
定方法を行っているためであり、ビーム形状を変えるた
めに、その単体の光学素子の交換とセッティング調整が
その都度必要になるからである。また、単体の光学素子
は、その焦点距離を任意に選択することは事実上不可能
であり、信号特性の最適化には、困難性を伴うという問
題がある。

【００１５】本発明は、上記の課題に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、円盤状記録媒体の各種
仕様に応じて、任意に、かつ簡単に光ビームの光束径を
変えることができ、各種仕様に応じた円盤状記録媒体の
原盤を容易に作製することができる円盤状記録媒体の製
造装置を提供することにある。

【００１６】また、本発明は、各種仕様に応じた信号特
性の最適化や製造に必要な条件設定が非常に簡単に行う
ことができ、円盤状記録媒体の開発を効率的に行うこと
ができる円盤状記録媒体の製造装置を提供することにあ
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上述のような目的を達成
するための提案される本発明は、円形基板上に形成され
たレジスト膜に記録データに基づいて変調された光ビー
ムを照射して、上記記録データに基づいたデータパター
ンを露光記録することにより、円盤状記録媒体の原盤を
作製する円盤状記録媒体の製造装置において、上記光ビ
ームを記録信号にて変調する光学系と、上記光ビームの
径を可変する光束径変換光学系と、偏光ビームスプリッ
タから入射されるレーザ光の焦点距離を可変する収束レ
ンズ素子備える。ここで、光ビームを記録信号にて変調
する光学系は、ハーフミラーを介してレーザ光のビーム
を絞るビーム縮小レンズと、記録信号にて変調された超
音波に基づいて上記ビーム縮小レンズからのレーザ光を
強度変調する音響光学変調器と、上記音響光学変調器か
らの強度変調されたレーザ光を平行光束に変換して元の
ビーム径に戻すビーム拡大レンズで構成されている。

【００１８】この場合、上記光束径変換光学系を、上記
光ビームの進行方向に沿って、少なくとも第１の収束レ
ンズ、発散レンズ及び第２の収束レンズの順に配置され
たレンズ群にて構成し、このレンズ群に入射される光ビ
ームの光束径を、上記第１の収束レンズと上記発散レン
ズ間の第１の距離と上記発散レンズと上記第２の収束レ
ンズ間の第２の距離の変化に応じて可変させる構造にす
る。

【００１９】この場合、上記光束径変換光学系を、上記
光ビームの進行方向に沿って、少なくとも第１の収束レ
ンズ、発散レンズ及び第２の収束レンズの順に配置され
たレンズ群にて構成し、このレンズ群に入射される光ビ
ームの光束径を、固定された上記第１の収束レンズと移
動可能とされた上記発散レンズ間の第１の距離と上記発
散レンズと移動可能とされた上記第２の収束レンズ間の
第２の距離の変化に応じて可変させる構造にする。

【００２０】あるいは、上記光束径変換光学系を、光ビ
ームが平行光束となっている対物レンズの直前に設置
し、そして、上記光ビームの進行方向に沿って、少なく
とも第１の収束レンズ、発散レンズ及び第２の収束レン
ズの順に配置されたレンズ群にて構成し、このレンズ群
に入射される光ビームの光束径を、移動可能とされた上
記第１の収束レンズと移動可能とされた上記発散レンズ
間の第１の距離と上記発散レンズと固定された上記第２
の収束レンズ間の第２の距離の変化に応じて可変させ、
同一焦点に異なった焦点距離の集光を行う構造にする。

【００２１】

【作用】本発明に係る円盤状記録媒体の製造装置におい
ては、光束径変換光学系にて光ビームの径が可変され
て、レジスト膜に照射される。従って、光束径変換光学
系によるビーム径の可変量を、各種仕様に応じて設定す
ることにより、各種仕様に応じた円盤状記録媒体の原盤
を容易に作製することができる。

【００２２】具体的には、まず１つの発明に関しては、
上記光ビームの進行方向に沿って、少なくとも第１の収
束レンズ、発散レンズ及び第２の収束レンズの順に配置
されたレンズ群にて上記光束径変換光学系が構成されて
いることから、第１の収束レンズと発散レンズ間の第１
の距離と、発散レンズと第２の収束レンズ間の第２の距
離を、各種仕様に基づいて変えることにより、レンズ群
に入射される光ビームの光束径が各種仕様に応じて変わ
ることとなる。

【００２３】また、別の発明に関しては、上記光ビーム
を記録データに基づいて変調させる光変調器におけるそ
の直後の非平行光束中に上記光束径変換光学系を設置
し、そして、この光束径変換光学系が、上記光ビームの
進行方向に沿って、少なくとも第１の収束レンズ、発散
レンズ及び第２の収束レンズの順に配置されたレンズ群
と、この第２の収束レンズの後方に設置された光軸補正
用のシフターにて構成されていることから、第１の収束
レンズと発散レンズ間の第１の距離と、発散レンズと第
２の収束レンズ間の第２の距離を、各種仕様に基づいて
変えることにより、レンズ群に入射される光ビームの光
束径が各種仕様に応じて変わることとなる。特に、上記
第２の収束レンズを透過した光ビームは、その光軸がず
れることとなるが、後段の光軸補正用のシフターにて光
軸が補正されるため、この光束径変換光学系から出射す
る光ビームに光軸のずれは生じない。

【００２４】また、更に別の発明に関しては、光ビーム
が平行光束となっている対物レンズ直前に上記光束径変
換光学系を設置し、そして、この光束径変換光学系が、
上記光ビームの進行方向に沿って、少なくとも第１の収
束レンズ、発散レンズ及び第２の収束レンズの順に配置
されたレンズ群にて構成されていることから、このレン
ズ群に入射される光ビームの光束径は、上記第１の収束
レンズと上記発散レンズ間の第１の距離と上記発散レン
ズと上記第２の収束レンズ間の第２の距離の変化に応じ
て可変され、更に同一焦点に異なった焦点距離の集光が
行われる。これによって、レンズ群に入射される光ビー
ムの光束径が各種仕様に応じて変わることとなる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明に係る円盤状記録媒体の製造装
置を光ディスクの原盤を作製する際に用いられるレーザ
カッティング装置に適用した実施例（以下、単に実施例
に係るレーザカッティング装置と記す）のいくつかを図
１〜図１２を参照しながら説明する。

【００２６】まず、第１実施例に係るレーザカッティン
グ装置は、図１に示すように、気体を増幅媒質とするガ
スレーザ光源１と、このガスレーザ光源１から出射され
たレーザ光Ｌを、２つの光成分に分けるハーフミラーＨ
Ｍと、このハーフミラーＨＭにて反射された１つの光成
分Ｌ1 が入射されるグルーブ描画用の光学系（以下、グ
ルーブ光学系と記す）Ｇと、上記ハーフミラーＨＭを透
過した他方の光成分Ｌ2 がミラーＭ1 を介して入射され
るピット描画用の光学系（以下、ピット光学系と記す）
Ｐと、これらグルーブ光学系Ｇ及びピット光学系Ｐから
のレーザ光Ｌ1及びＬ2 がそれぞれ入射されて各レーザ
光Ｌ1 及びＬ2 を１つの光路に導く偏光ビームスプリッ
タＰＢＳと、この偏光ビームスプリッタＰＢＳからのレ
ーザ光（Ｌ1 ，Ｌ2 ）を対物レンズＯＢに導くミラーＭ
2 とから構成されている。

【００２７】また、上記グルーブ光学系Ｇと偏光ビーム
スプリッタＰＢＳ間には、グルーブ光学系Ｇからのレー
ザ光Ｌ1 を偏光ビームスプリッタＰＢＳに導く２枚のミ
ラーＭ3 及びＭ4 が配置されており、また、上記ピット
光学系Ｐと偏光ビームスプリッタＰＢＳ間には、ピット
光学系Ｐからのレーザ光Ｌ2 を偏光ビームスプリッタＰ
ＢＳに導く１枚のミラーＭ5 が配置されている。

【００２８】上記対物レンズＯＢとミラーＭ2 は、円形
基板２上に形成されたフォトレジスト膜３上に所定間隔
をもって対向して配され、既知の移動機構によって、円
形基板２の径方向に移動する。ここで、フォトレジスト
膜３の感光材料がポジ型の場合、上記レーザ光Ｌとして
は、Ａｒレーザでは４５８ｎｍ、Ｈｅ−Ｃｄレーザでは
４４２ｎｍの発振波長のものが選定される。なお、最近
では、４００ｎｍ付近の発振波長を有するＫｒレーザも
使用される場合がある。また、これらのガスレーザは、
ブリュースター窓により直線偏光のレーザ光Ｌとして出
射される。

【００２９】そして、上記グルーブ光学系Ｇは、ハーフ
ミラーＨＭにて反射したレーザ光（平行光束）Ｌ1 のビ
ーム径を絞るビーム縮小レンズＧＢ1 と、グルーブ記録
信号にて変調された超音波に基づいて、上記ビーム縮小
レンズＧＢ1 からのレーザ光Ｌ1 を強度変調する音響光
学変調器（Acousto Optic Modulator ；以下、単にＡＯ
Ｍと記す）ＧＡと、このＡＯＭ（ＧＡ）からの強度変調
されたレーザ光（拡散光束）を平行光束に変換して元の
ビーム径に戻すビーム拡大レンズＧＢ2 とで構成されて
いる。

【００３０】また、上記ピット光学系Ｐは、ミラーＭ1
にて反射したレーザ光（平行光束）Ｌ2 のビーム径を絞
るビーム縮小レンズＰＢ1 と、ピット記録信号にて変調
された超音波に基づいて、上記ビーム縮小レンズＰＢ1
からのレーザ光Ｌ2 を強度変調するＡＯＭ（ＰＡ）と、
このＡＯＭ（ＰＡ）からの強度変調されたレーザ光（拡
散光束）を平行光束に変換して元のビーム径に戻すビー
ム拡大レンズＰＢ2 とで構成されている。

【００３１】また、上記偏光ビームスプリッタＰＢＳと
ミラーＭ2 間には、偏光ビームスプリッタＰＢＳから入
射されるレーザ光（Ｌ1 ，Ｌ2 ）の焦点距離を可変にす
る収束レンズ素子ＬＥが配置されている。即ち、この収
束レンズ素子ＬＥは、図２に示すように、対物レンズＯ
Ｂの光学特性上の最適集光位置Ｐｆにレーザ光（Ｌ1，
Ｌ2 ）を集光し、その集光能力によるビーム形状と、集
光位置Ｐｆ通過後の対物レンズＯＢの瞳面を満たす面積
比率の変化によって、対物レンズ集光面ＰB でのビーム
形状を決定するものである。

【００３２】ＡＯＭ（ＧＡ，ＰＡ）は、例えばＴｅＯ₂
結晶から構成されており、超音波発生回路からの超音波
供給によりその結晶中に生じた屈折率変化による位相回
折格子を用いて、そのブラッグ回折の１次回折光を信号
記録に使用するものである。回折光の強度は、超音波パ
ワーで決まり、回折方向はキャリア周波数で決まる。

【００３３】そして、第１実施例に係るレーザカッティ
ング装置においては、グルーブ光学系ＧとミラーＭ3 と
の間、及びピット光学系ＰとミラーＭ5 との間に、それ
ぞれ光束径変換光学系ＧＰＯ及ＰＰＯを配置して構成さ
れている。

【００３４】各光束径変換光学系ＧＰＯ及びＰＰＯは、
３群３枚構成とされており、例えば図３に示すように、
レーザ光Ｌ1 （Ｌ2 ）の進行方向に沿って、第１の収束
レンズＬａ、発散レンズＬｂ及び第２の収束レンズＬｃ
の順に配置されたレンズ群１１にて構成され、このレン
ズ群１１に入射されるレーザ光Ｌ1 （Ｌ2 ）の光束径φ
Ｄを、第１の収束レンズＬａと発散レンズＬｂ間の第１
の距離Ｓ１と、発散レンズＬｂと第２の収束レンズＬｃ
間の第２の距離Ｓ２の変化に応じて可変させる構造とな
っている。即ち、対物レンズ射出側の実効ＮＡを任意に
可変できる光学系となっている。

【００３５】ビーム拡大レンズＧＢ2 （ＰＢ2 ）から出
射されたレーザ光（平行光束）Ｌ1（Ｌ2 ）は、まず、
第１の収束レンズＬａにて収束光束に変換されて次段の
発散レンズＬｂに入射される。この発散レンズＬｂに入
射される収束光束は、上記第１の距離Ｓ１に応じてその
光束径φＤが縮小される。発散レンズＬｂに入射したレ
ーザ光Ｌ1 （Ｌ2 ）は発散光束に変換されて、次段の第
２の収束レンズＬｃに入射され、平行光束に変換され
る。即ち、この第２の収束レンズＬｃから出射されるレ
ーザ光Ｌ1 （Ｌ2 ）は、この第２の収束レンズＬｃに入
射したときの光束径と同じ径を有する平行光束に変換さ
れる。この場合、第１の収束レンズＬａは固定とされ、
発散レンズＬｂ及び第２の収束レンズＬｃを移動させる
ことにより、上記第１及び第２の距離Ｓ１及びＳ２をそ
れぞれ変更する。

【００３６】このレンズ群１１における平行光束の径φ
Ｄの変化率（倍率）を、図４及び図５の特性図、並びに
表１〜表７に示す。例えば、図３に示すように、出射さ
れる平行光束の径を入射される平行光束の径φＤの０．
８倍、即ち倍率を０．８とする場合は、第１の距離Ｓ１
を２７．３６１４０ｍｍとし、第２の距離Ｓ２を５３．
５５１０２ｍｍにする。また、倍率を１．０とする場合
は、第１の距離Ｓ１を２５．３５４２３ｍｍとし、第２
の距離Ｓ２を７１．３９６９６ｍｍにする。また、倍率
を１．６とする場合は、第１の距離Ｓ１を１９．３３２
７０ｍｍとし、第２の距離Ｓ２を９８．１６５８７ｍｍ
にする。また、倍率を２．１とする場合は、第１の距離
Ｓ１を１４．３１４７７ｍｍとし、第２の距離Ｓ２を１
０８．７８８４６ｍｍにする。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【表２】

【００３９】

【表３】

【００４０】

【表４】

【００４１】

【表５】

【００４２】

【表６】

【００４３】

【表７】

【００４４】なお、上記レンズ群１１は、各倍率におい
ても、レーザ光Ｌ1 ，Ｌ2 の波面収差の発生を極力抑え
込むための光学設計を施してある。以下に、レンズ群１
１を構成する第１の収束レンズＬａ、発散レンズＬｂ及
び第２の収束レンズＬｃの具体的構成例を示す。

【００４５】上記第１の収束レンズＬａは、図６Ａに示
すように、入射側曲率半径Ｒaiが７９．５９４ｍｍ、出
射側曲率半径Ｒaoが５７．５９１ｍｍ、直径φＭａが２
０ｍｍ（有効瞳径φｄa ＝１５ｍｍ）、最大厚みｔa が
３．０ｍｍの凸レンズであり、その属性は、以下の通り
である。

【００４６】・ＮＲ：Ｒ1 ＝３ Ｒ2 ＝３ ・ＡＳ：Ｒ1 ＝０．５ Ｒ2 ＝０．５ ・偏心量δ＝３０″ ・材質 ＢＫ７ （ｎd ＝１．５１６８０） ・ＭｇＦ₂ コーティング （λ＝４４１．６ｎｍにてＲ
＜０．２％） ・ｆ＝６３．９９ （λ＝４４１．６ｎｍ）

【００４７】上記発散レンズＬｂは、図６Ｂに示すよう
に、入射側曲率半径Ｒbiが４０．５６１ｍｍ、出射側曲
率半径Ｒboが３０．２８２ｍｍ、直径φＭｂが２０ｍｍ
（有効瞳径φｄb ＝１５ｍｍ）、最小厚みｔb が２．０
ｍｍの凹レンズであり、その属性は、以下の通りであ
る。

【００４８】・ＮＲ：Ｒ1 ＝３ Ｒ2 ＝３ ・ＡＳ：Ｒ1 ＝０．５ Ｒ2 ＝０．５ ・偏心量δ＝３０″ ・材質 Ｆ２ （ｎd ＝１．６２００４） ・ＭｇＦ₂ コーティング （λ＝４４１．６ｎｍにてＲ
＜０．２％） ・ｆ＝−２６．７６ （λ＝４４１．６ｎｍ）

【００４９】上記第２の収束レンズＬｃは、図６Ｃに示
すように、入射側曲率半径Ｒciが２８７．８２６ｍｍ、
出射側曲率半径Ｒcoが１３０．０３６ｍｍ、直径φＭｃ
が２０ｍｍ（有効瞳径φｄc ＝１５ｍｍ）、最大厚みｔ
c が３．０ｍｍの凸レンズであり、その属性は、以下の
通りである。

【００５０】・ＮＲ：Ｒ1 ＝３ Ｒ2 ＝３ ・ＡＳ：Ｒ1 ＝０．５ Ｒ2 ＝０．５ ・偏心量δ＝３０″ ・材質 ＢＫ７ （ｎd ＝１．５１６８０） ・ＭｇＦ₂ コーティング （λ＝４４１．６ｎｍにてＲ
＜０．２％） ・ｆ＝１７０．６７ （λ＝４４１．６ｎｍ）

【００５１】このように、上記第２の収束レンズＬｃか
ら出射されるレーザ光（平行光束）の光束径は、レンズ
群１１の倍率を上げるに従って連続的に拡大され、その
ビーム形状は、例えば図７Ａに示すように、幅広形状と
なり、対物レンズＯＢの瞳面ＯＢａを満たす比率も連続
的に大きくなる（図７Ｂ参照）。上記比率の増加に伴っ
て、対物レンズＯＢによる集光能力が向上し、フォトレ
ジスト膜３に照射される集光ビーム形状は、連続的に幅
細になっていく（図７Ｃ参照）。

【００５２】従って、各種仕様に応じて、上記レンズ群
１１における第１の距離Ｓ１及び第２の距離Ｓ２を適宜
選択することにより、各種仕様に応じたピット形状及び
グルーブ形状を得ることができる。即ち、図８に示すよ
うに、通常は、曲線ａに示すように、一つの変化曲線上
の信号特性しか設定できなかったが、この第１実施例に
おいては、曲線ａと曲線ｂで示す範囲（斜線で示す）内
の信号特性を自由に設定することができ、各種仕様に応
じた信号特性の最適化検討を簡単に行うことができる。

【００５３】上記のようにして、グルーブ光学系Ｇにお
けるＡＯＭ（ＧＡ）及びピット光学系ＰにおけるＡＯＭ
（ＰＡ）にてそれぞれ強度変調されたレーザ光Ｌ1 及び
Ｌ2は、後段の光束径変換光学系ＧＰＯ及びＰＰＯにて
それぞれ光束径が仕様に合わせて変換されて後段の偏光
ビームスプリッタＰＢＳに入射することになる。グルー
ブ光学系Ｇからのレーザ光Ｌ1 は、偏光ビームスプリッ
タＰＢＳの偏光面にて反射されて対物レンズＯＢ側に誘
導され、ピット光学系Ｐからのレーザ光Ｌ2 は、偏光ビ
ームスプリッタＰＢＳの偏光面をそのまま透過して対物
レンズＯＢ側に誘導される。各レーザ光Ｌ1 及びＬ2
は、最終的にこの対物レンズＯＢによって集光されて、
フォトレジスト膜３上に照射される。

【００５４】円形基板２は、図示しないスピンドルモー
タによって一方向に例えばＣＡＶ方式で回転制御されて
おり、また、ミラーＭ2 及び対物レンズＯＢが既知の移
動機構によって、円形基板２の径方向に移動することか
ら、例えば各ＡＯＭ（ＧＡ）及び（ＰＡ）における超音
波発生回路の入力端子に、光ディスク用のグルーブ記録
信号及びピット記録信号を供給することによって、円形
基板２上のフォトレジスト膜３にその信号に基づいた記
録パターンが円形基板２の同心円に沿って、あるいは螺
旋形に沿って描画される。

【００５５】フォトレジスト膜３は、その描画された記
録パターンに沿って感光され、その感光された部分が次
の現像工程における現像液にて溶解することになる。従
って、その後の現像処理において、その感光された部分
が除去され、フォトレジスト膜３によるマスクが形成さ
れる。その後は、通常の原盤作製工程に基づいて、無電
解めっき、ニッケルめっき並びに洗浄工程等が行われる
ことにより、光ディスク用の原盤が作製される。

【００５６】このように、上記第１実施例に係るレーザ
カッティング装置においては、光束径変換光学系ＧＰＯ
及びＰＰＯにてレーザ光Ｌ1 及びＬ2 の径が可変され
て、フォトレジスト膜３に照射されるため、光束径変換
光学系ＧＰＯ及びＰＰＯによるビーム径の可変量を、各
種仕様に応じて設定することにより、各種仕様に応じた
光ディスクの原盤を容易に作製することができる。

【００５７】即ち、上記例においては、レーザ光Ｌ1
（Ｌ2 ）の進行方向に沿って、第１の収束レンズＬａ、
発散レンズＬｂ及び第２の収束レンズＬｃの順に配置さ
れたレンズ群１１にて光束径変換光学系ＧＰＯ（ＰＰ
Ｏ）を構成していることから、第１の収束レンズＬａと
発散レンズＬｂ間の第１の距離Ｓ１と、発散レンズＬｂ
と第２の収束レンズＬｃ間の第２の距離Ｓ２を、各種仕
様に基づいて変えることにより、レンズ群１１に入射さ
れるレーザ光Ｌ1 （Ｌ2 ）の光束径φＤが各種仕様に応
じて変わることとなる。

【００５８】従って、各種仕様に応じた光ディスクの原
盤を容易に作製することができ、しかも、各種仕様に応
じた信号特性の最適化や製造に必要な条件設定が非常に
簡単に行うことができ、光ディスクの開発を効率的に行
うことができる。

【００５９】ここで、上記第１実施例に係るレーザカッ
ティング装置の変形例としては、図９に示すように、Ａ
ＯＭ（ＧＡ）及び（ＰＡ）にて光強度変調されたレーザ
光Ｌ1 及びＬ2 をそれぞれビーム拡大レンズＧＢ2 及び
ＰＢ2 を通さず直接光束径変換光学系ＧＰＯ及びＰＰＯ
に入射させるようにしてもよい。この場合、ＡＯＭ（Ｇ
Ａ）及び（ＰＡ）による回折光を露光ビームとして利用
するため、図９に示すように、この光束径変換光学系Ｇ
ＰＯ（ＰＰＯ）から出射されるレーザ光Ｌ1 （Ｌ2 ）の
光軸が僅かにずれることになる。従って、例えば、上記
光束径変換光学系ＧＰＯ（ＰＰＯ）の後段に、上記光軸
のずれを補正するシフターＳを配置することにより、上
記光軸のずれを補正することができる。

【００６０】この変形例によれば、ビーム拡大レンズＧ
Ｂ2 及びＰＢ2 を省略することができるため、レーザカ
ッティング装置の光学系全体の構造を簡略化することが
できる。

【００６１】次に、第２実施例に係るレーザカッティン
グ装置を図１０〜図１２に基づいて順次説明する。な
お、図１〜図３と対応するものについては同符号を記
す。

【００６２】この第２実施例に係るレーザカッティング
装置は、図１０及び図１１に示すように、上記第１実施
例の場合とほぼ同じ構成を有するが、偏光ビームスプリ
ッタＰＢＳとミラーＭ2 間に配置される光学部品が、上
記収束レンズ素子ＬＥではなく、光束径変換光学系ＺＰ
Ｏであることで異なる。

【００６３】この位置に配置される光束径変換光学系Ｚ
ＰＯとしては、そのズーム倍率が変化したときでも、そ
の光学系ＺＰＯから出射されるレーザ光Ｌ1 ，Ｌ2 を集
光位置Ｐｆに集光させる必要がある。つまり、焦点位置
Ｐｆを変えずに焦点距離ｆを変化させるズーム機能が必
要となる。また、全倍率に対し、波面収差が良好に補正
された光学系を必要とする。

【００６４】そのため、この第２実施例では、上記条件
を満足する光束径変換光学系ＺＰＯとして、図１２に示
すように、レーザ光Ｌ1 （Ｌ2 ）の進行方向に沿って、
第１の収束レンズＬａ、発散レンズＬｂ及び第２の収束
レンズＬｃの順に配置されたレンズ群１２にて構成し、
このレンズ群１２に入射されるレーザ光Ｌ1 （Ｌ2 ）の
光束径φＤを、第１の収束レンズＬａと発散レンズＬｂ
間の第１の距離Ｓ１と、発散レンズＬｂと第２の収束レ
ンズＬｃ間の第２の距離Ｓ２の変化に応じて可変させ
て、同一焦点Ｐｆに異なった焦点距離ｆの集光を行う構
造としている。即ち、第２の収束レンズＬｃを固定に
し、第１の収束レンズＬａ及び発散レンズＬｂを移動さ
せることにより、上記第１及び第２の距離Ｓ１及びＳ２
を変更するようになっている。

【００６５】このことから、偏光ビームスプリッタＰＢ
Ｓからのレーザ光（平行光束）Ｌ1（Ｌ2 ）は、まず、
第１の収束レンズＬａにて収束光束に変換されて次段の
発散レンズＬｂに入射される。この発散レンズＬｂに入
射される収束光束は、上記第１の距離Ｓ１に応じてその
光束径が縮小される。発散レンズＬｂに入射したレーザ
光Ｌ1 （Ｌ2 ）は発散光束に変換されて、次段の第２の
収束レンズＬｃに入射され、収束光束に変換される。こ
の場合、第２の収束レンズＬｃは固定となっているた
め、入射された拡散光束は収束光束に変換されて、対物
レンズＯＢの光学特性上の最適集光位置Ｐｆに集光され
ることとなる。

【００６６】図１２は、焦点距離ｆをそれぞれ８０ｍｍ
（図１２Ａ参照）、１００ｍｍ（図１２Ｂ参照）、１２
０ｍｍ（図１２Ｃ参照）及び１４０ｍｍ（図１２Ｄ参
照）とした場合を示したもので、焦点距離ｆを短くする
と、最適集光位置Ｐｆでの集光ビーム形状は幅細くな
り、更に対物レンズＯＢの瞳面を満たす光束の径は大き
くなる。それに伴って、最終的に対物レンズ集光面ＰB
での集光ビーム形状は幅細になっていく。

【００６７】従って、この光束径変換光学系ＺＰＯにお
いては、最適集光位置Ｐｆでの集光能力と集光位置Ｐｆ
通過後の対物レンズＯＢの瞳面を満たす光束量を任意
に、かつ連続的に変化させ、対物レンズ集光面ＰB での
ビーム形状を自由に設定することができる。

【００６８】このように、上記第２実施例に係るレーザ
カッティング装置においても、レーザ光Ｌ1 （Ｌ2 ）の
進行方向に沿って、第１の収束レンズＬａ、発散レンズ
Ｌｂ及び第２の収束レンズＬｃの順に配置されたレンズ
群１２にて光束径変換光学系ＺＰＯを構成していること
から、第１の収束レンズＬａと発散レンズＬｂ間の第１
の距離Ｓ１と、発散レンズＬｂと第２の収束レンズＬｃ
間の第２の距離Ｓ２を、各種仕様に基づいて変えること
により、レンズ群１２に入射されるレーザ光Ｌ1 （Ｌ2
）の光束径が各種仕様に応じて変わることとなる。

【００６９】従って、上記実施例と同様に、光束径変換
光学系ＺＰＯにてレーザ光Ｌ1 （Ｌ2 ）の径が可変され
て、フォトレジスト膜３に照射されるため、光束径変換
光学系ＺＰＯによるビーム径の可変量を、各種仕様に応
じて設定することにより、各種仕様に応じた光ディスク
の原盤を容易に作製することができる。しかも、各種仕
様に応じた信号特性の最適化や製造に必要な条件設定が
非常に簡単に行うことができ、光ディスクの開発を効率
的に行うことができる。

【００７０】上記第２実施例においては、ビーム拡大レ
ンズＧＢ2 及びＰＢ2 とミラーＭ3及びＭ5 間、並びに
偏光ビームスプリッタＰＢＳとミラーＭ2 間にそれぞれ
光束径変換光学系ＧＰＯ及びＰＰＯ、並びにＺＰＯを設
置するようにしたが、ビーム拡大レンズＧＢ2 及びＰＢ
2 とミラーＭ3 及びＭ5 間の各光束径変換光学系ＧＰＯ
及びＰＰＯを省略するようにしてもよい。

【００７１】なお、上記第１実施例及び第２実施例に係
る光束径変換光学系ＧＰＯ（ＰＰＯ）並びにＺＰＯは、
光ディスクに対して情報信号の記録及び／又は再生を行
う記録及び／又は再生装置の光学ヘッドに搭載するよう
にしてもよい。この場合、各種仕様に応じた信号特性の
最適化や製造に必要な条件設定が非常に簡単に行うこと
ができ、光ディスクの開発を効率的に行うことができ
る。また、１つの記録及び／再生装置にて多種類の光デ
ィスクあるいは光磁気ディスクに対して情報信号の記録
及び／又は再生を行うことが可能となる。

【００７２】また、上記第１実施例及び第２実施例にお
いては、円盤状記録媒体として光ディスクを主体に説明
したが、その他、光磁気ディスクや、記録領域と非記録
領域との間に段差が形成された、いわゆるディスクリー
ト形磁気ディスクにも適用させることができる。

【００７３】

【発明の効果】上述のように、本発明に係る円盤状記録
媒体の製造装置によれば、円形基板上に形成されたレジ
スト膜に記録データに基づいて変調された光ビームを照
射して、上記記録データに基づいたデータパターンを露
光記録することにより、円盤状記録媒体の原盤を作製す
る円盤状記録媒体の製造装置において、上記光ビームの
径を可変にする光束径変換光学系を設けるようにしたの
で、円盤状記録媒体の各種仕様に応じて、任意に、かつ
簡単に光ビームの光束径を変えることができ、各種仕様
に応じた円盤状記録媒体の原盤を容易に作製することが
できる。また、各種仕様に応じた信号特性の最適化や製
造に必要な条件設定が非常に簡単に行うことができ、円
盤状記録媒体の開発を効率的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る円盤状記録媒体の製造装置を光デ
ィスクの原盤を作製する際に用いられるレーザカッティ
ング装置に適用した第１の実施例（以下、単に第１実施
例に係るレーザカッティング装置と記す）を示す構成図
である。

【図２】第１実施例に係るレーザカッティング装置の要
部の構成図である。

【図３】第１実施例に係るレーザカッティング装置のグ
ルーブ光学系及びピット光学系の後段に配置される光束
径変換光学系の構成及び作用を示す説明図である。

【図４】第１実施例に係る光束径変換光学系の光束径変
換特性、特に第１の収束レンズと発散レンズ間の第１の
距離に応じた光束径の倍率の変換特性を示す特性図であ
る。

【図５】第１実施例に係る光束径変換光学系の光束径変
換特性、特に発散レンズと第２の収束レンズ間の第２の
距離に応じた光束径の倍率の変換特性を示す特性図であ
る。

【図６】光束径変換光学系を構成するレンズ群の構成を
示す側面図であり、同図Ａは第１の収束レンズの構成を
示し、同図Ｂは発散レンズの構成を示し、同図Ｃは第２
の収束レンズの構成を示す。

【図７】光束径変換光学系から出射されるレーザ光束径
の各光学系での変化の状態を示す説明図であり、同図Ａ
は光束径変換光学系から出射されるレーザ光のビーム形
状の強度分布を示し、同図Ｂは対物レンズの瞳面を満た
す比率を示し、同図Ｃはフォトレジスト膜に照射される
集光ビーム形状の強度分布を示す。

【図８】第１実施例に係るレーザカッティング装置にお
ける信号特性の設定範囲を示す特性図である。

【図９】第１実施例の変形例に係るレーザカッティング
装置の要部を示す構成図である。

【図１０】本発明に係る円盤状記録媒体の製造装置を光
ディスクの原盤を作製する際に用いられるレーザカッテ
ィング装置に適用した第２の実施例（以下、単に第２実
施例に係るレーザカッティング装置と記す）を示す構成
図である。

【図１１】第２実施例に係るレーザカッティング装置の
要部を示す構成図である。

【図１２】第２実施例に係るレーザカッティング装置の
対物レンズの前段に配置される光束径変換光学系の構成
及び作用を示す説明図である。

【図１３】従来例に係るレーザカッティング装置を示す
構成図である。

【図１４】従来例に係るレーザカッティング装置の要部
を示す構成図である。

【符号の説明】

１ レーザ光源 ２ 円形基板 ３ フォトレジスト膜 Ｌ（Ｌ1 ，Ｌ2 ） レーザ光 ＨＭ ハーフミラー Ｍ1 〜Ｍ5 ミラー Ｇ グルーブ光学系 Ｐ ピット光学系 ＧＢ1 ，ＰＢ1 ビーム縮小レンズ ＧＢ2 ，ＰＢ2 ビーム拡大レンズ ＧＡ，ＰＡ ＡＯＭ ＧＰＯ，ＰＰＯ，ＺＰＯ 光束径変換光学系 ＰＢＳ 偏光ビームスプリッタ ＬＥ 収束レンズ素子 ＯＢ 対物レンズ Ｌａ 第１の収束レンズ Ｌｂ 発散レンズ Ｌｃ 第２の収束レンズ Ｓ１ 第１の距離 Ｓ２ 第２の距離 １１，１２ レンズ群 Ｓ シフター

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円形基板上に形成されたレジスト膜に記
   録データに基づいて変調された光ビームを照射して、上
   記記録データに基づいたデータパターンを露光記録する
   ことにより、円盤状記録媒体の原盤を作製する円盤状記
   録媒体の製造装置において、 上記光ビームを記録信号にて変調する光学系と、 上記光ビームの径を可変する光束径変換光学系と、 偏光ビームスプリッタから入射されるレーザ光の焦点距
   離を可変する収束レンズ素子を有し、 上記光ビームを記録信号にて変調する光学系は、ハーフ
   ミラーを介してレーザ光のビームを絞るビーム縮小レン
   ズと、記録信号にて変調された超音波に基づいて上記ビ
   ーム縮小レンズからのレーザ光を強度変調する音響光学
   変調器と、上記音響光学変調器からの強度変調されたレ
   ーザ光を平行光束に変換して元のビーム径に戻すビーム
   拡大レンズで構成され、 上記光ビームの径を可変する光束径変換光学系は、上記
   光ビームの進行方向に沿って、少なくとも第１の収束レ
   ンズ、発散レンズ及び第２の収束レンズの順に配置され
   たレンズ群を有し、このレンズ群に入射される光ビーム
   の光束径を、固定された上記第１の収束レンズと移動可
   能とされた上記発散レンズ間の第１の距離と上記発散レ
   ンズと移動可能とされた上記第２の収束レンズ間の第２
   の距離の変化に応じて可変させる構造であることを特徴
   とする円盤状記録媒体の製造装置。
2. 【請求項２】 上記光束径変換光学系は、上記光ビーム
   を記録データに基づいて変調させる光変調器におけるそ
   の直後の非平行光束中に設置され、上記光ビームの進行
   方向に沿って、少なくとも第１の収束レンズ、発散レン
   ズ及び第２の収束レンズの順に配置されたレンズ群を有
   し、このレンズ群に入射される光ビームの光束径を、上
   記第１の収束レンズと上記発散レンズ間の第１の距離と
   上記発散レンズと上記第２の収束レンズ間の第２の距離
   の変化に応じて可変させ、かつ、上記第２の収束レンズ
   の後方に光軸補正用のシフターを設置した構造であるこ
   とを特徴とする請求項１記載の円盤状記録媒体の製造装
   置。
3. 【請求項３】 円形基板上に形成されたレジスト膜に記
   録データに基づいて変調された光ビームを照射して、上
   記記録データに基づいたデータパターンを露光記録する
   ことにより、円盤状記録媒体の原盤を作製する円盤状記
   録媒体の製造装置において、 上記光ビームを記録信号にて変調する光学系と、 上記光ビームの径を可変する光束径変換光学系と、 偏光ビームスプリッタから入射されるレーザ光の焦点距
   離を可変する光束径変換光学系を有し、 上記光ビームを記録信号にて変調する光学系は、ハーフ
   ミラーを介してレーザ光のビームを絞るビーム縮小レン
   ズと、記録信号にて変調された超音波に基づいて上記ビ
   ーム縮小レンズからのレーザ光を強度変調する音響光学
   変調器と、上記音響光学変調器からの強度変調されたレ
   ーザ光を平行光束に変換して元のビーム径に戻すビーム
   拡大レンズで構成され、 上記光ビームの径を可変する光束径変換光学系は、光ビ
   ームが平行光束となっている対物レンズの直前に設置さ
   れ、上記光ビームの進行方向に沿って、少なくとも第１
   の収束レンズ、発散レンズ及び第２の収束レンズの順に
   配置されたレンズ群を有し、このレンズ群に入射される
   光ビームの光束径を、移動可能とされた上記第１の収束
   レンズと移動可能とされた上記発散レンズ間の第１の距
   離と上記発散レンズと固定された上記第２の収束レンズ
   間の第２の距離の変化に応じて可変させ、同一焦点に異
   なった焦点距離の集光を行う構造であることを特徴とす
   る円盤状記録媒体の製造装置。