專利名稱：原盤曝光裝置和原盤曝光方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及原盤曝光裝置和原盤曝光方法，特別涉及適合制造高記錄密度的信息記錄介質(zhì)的原盤曝光裝置和原盤曝光方法、以及使用原盤曝光裝置和原盤曝光方法制造的信息記錄介質(zhì)復(fù)制用壓模(stamper)和信息記錄介質(zhì)用基板。
背景技術(shù)：
在信息記錄介質(zhì)的技術(shù)領(lǐng)域中，記錄密度的提高越來越成為重要的技術(shù)課題，以往，從沿著磁道(track)的線記錄密度的改善和基于道距(track pitch)的狹小化的面記錄密度的改善兩個方面，來謀求解決這樣的技術(shù)問題。
但是，在光盤(disk)等的信息記錄介質(zhì)中使用的信息記錄介質(zhì)用基板，以形成規(guī)定模式圖(pattern)的壓模為鑄型，用注射成型制造。壓模從用原盤曝光裝置形成的原盤復(fù)制。在這樣的原盤曝光裝置中，將激光(laser)光源射出的一定強度的激光(laser)束(beam)，在光調(diào)制器中強度調(diào)制為脈沖狀光，在物鏡將該強度調(diào)制成脈沖狀光的激光(laser)束(beam)集光在原盤的光敏抗蝕劑層(photo resist)。照射在光敏抗蝕劑層的激光(laser)點(spot)101內(nèi)的激光(laser)強度分布，如圖20所示，激光(laser)點(spot)101的中心部位的強度是最高，向周邊逐漸成為低強度的高斯分布。光敏抗蝕劑層的感光度L，被設(shè)定為比激光(laser)點101的中心部位的強度最高值Lmax小的規(guī)定值，所以，在已切割的槽(pit)102的周邊，生成用比光敏抗蝕劑層的感光度L低的強度(功率)的激光(laser)束(beam)所曝光的低曝光部103。再者，這里所謂的光敏抗蝕劑層的感光度L，是將實施了顯像處理后的未曝光部分的光敏抗蝕劑層的層厚作為H時，實施了顯像處理后的光敏抗蝕劑層的層厚成為0.9H的曝光強度。
為了改善線記錄密度，若將曝光信號的脈沖寬度變窄，就會產(chǎn)生下面的問題。如圖21所示，在用來形成槽(pit)102的曝光信號的脈沖寬度變成了比在光敏抗蝕劑層上所集光的激光(laser)點101的直徑小的階段，在槽(pit)102和鄰近的槽(pit)102，之間(間隙)的部分，槽(pit)102、102，的周邊部分生成的低曝光部103、103，之間互相重迭。該低曝光部互相重迭的現(xiàn)象被稱為“模糊”(感光過度)。圖21中，X的方向表示道(track)的方向。光敏抗蝕劑的曝光強度是在光敏抗蝕劑層上所照射的激光(laser)束(beam)的強度和激光(laser)光點的照射時間的乘積值，所以，如圖21的上方所示，在相當(dāng)于不生成模糊場合的光敏抗蝕劑層的感光度L的位置，即，由于形成槽(pit)102的槽(pit)緣(edge)的位置X0由顯像生成模糊，所以移位到位置X1。對于鄰近槽(pit)102，也同樣地進(jìn)行移位以使槽(pit)緣在道方向靠近槽(pit)102一側(cè)。其結(jié)果，在槽(pit)102和槽(pit)102，之間形成的間隙的距離變短。所以，一旦生成低曝光部103、103，的模糊，難以嚴(yán)密控制槽(pit)形成部分的光敏抗蝕劑層的曝光強度和間隙(space)形成部分的光敏抗蝕劑層的曝光強度。其結(jié)果，經(jīng)過光敏抗蝕劑層的顯像工序和向基板的槽(pit)模式圖的轉(zhuǎn)寫工序以及向基板的形成薄膜工序、制作信息記錄介質(zhì)時，產(chǎn)生槽(pit)長增大和間隙(space)長縮短而槽(pit)緣位置向磁道移位，再生信號的顫動(jitter)變大。另一方面，在鄰接位置不形成槽(pit)的區(qū)域，為了不產(chǎn)生因低曝光部之間造成的模糊，槽(pit)緣的位置成為在圖21中由光敏抗蝕劑的感光度L決定的位置(位置X0)。即，根據(jù)槽(pit)的周圍狀況(有無槽(pit))，來決定槽(pit)緣的位置與設(shè)計值有無變動，即使是形成同樣長度的槽(pit)的場合，其長度也會產(chǎn)生散差。這也是使顫動增大的原因。
為了緩解這種“模糊”的影響，考慮到激光(laser)光點101的直徑、在曝光信號中加入所謂的“削減”，或者為了消除在槽(pit)102的前端或后端的曝光不足和槽(pit)102的腰部的過量的曝光，特別是關(guān)于信號長長的曝光信號，采用了調(diào)整其上升和下降的激光(laser)強度和中間部分的激光(laser)強度的比等的改善措施。例如圖22(a)，(b)所示，在(1，7)RLL波形中，在將最短是2T、最長是8T的隨機波形構(gòu)成的位(bit)數(shù)據(jù)，刻(cutting)到光盤(disk)原盤上時，如圖22(c)所示調(diào)整了曝光信號的波形。該原盤刻槽(cutting)的條件如下。為了在CD大小的光盤(disk)上實現(xiàn)27GB的記錄容量，將T的長度做成為69.5nm，另外，將曝光波形中的前端與后端的脈沖寬度L1做成為L1＝0.6T、將削減L3做成為L3＝T-L1、將3T標(biāo)記(mark)以上的腰部長L2做成為L2＝(n-2)T、將前端和后端的激光(laser)強度P1和腰部的激光(laser)強度P2的關(guān)系做成為P2＝P1×(L1/T)。在表示L2的式中，n表示標(biāo)記的長度，例如，在8T標(biāo)記中，n＝8。在光盤(disk)原盤上，用75nm的膜厚涂布東京應(yīng)化(株)制的i線保護(hù)膜。在原盤曝光裝置中，激光(laser)束(beam)的波長定為257μm、使用數(shù)值孔徑0.9的物鏡。顯像處理光盤(disk)原盤后的槽(pit)的表面形狀，用AFM(原子間力顯微鏡)觀測。
但是，即使使用圖22(a)，(b)所示那樣的調(diào)整了曝光信號模式圖的記錄策略，也有得到的槽(pit)的槽(pit)長的散差大的問題。圖18表示出使用圖22(a)、(b)那樣的記錄策略形成2T～8T的槽(pit)以后，用AFM觀測它們的槽(pit)的長度和寬度，這些槽(pit)的寬度和長度的分布。從這個結(jié)果可知，任何長度的槽(pit)都有長度散差，尤其是在2T時格外顯著。因此，在本例中，槽(pit)長的散差的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ惡化到σ＝10％。
再者，除了上述那樣的提高線記錄密度時產(chǎn)生的模糊問題，在要提高基于變窄道距的面記錄密度的場合，還會另外產(chǎn)生模糊的問題。如果道距變得比在光敏抗蝕劑層上所集光的激光(laser)光點的直徑還小，在光敏抗蝕劑層上應(yīng)該形成的背(land)部分用來刻鄰接磁道的槽(pit)的激光(laser)光點互相重迭、而在低曝光部分產(chǎn)生模糊。其結(jié)果，難以嚴(yán)密控制槽(pit)形成部分的光敏抗蝕劑層的曝光強度和背(land)形成部分的光敏抗蝕劑層的曝光強度，產(chǎn)生槽(pit)寬增大和背(land)寬的縮小，在鄰接磁道之間容易發(fā)生信號的交調(diào)失真。
為了消除這樣的問題，申請人提出了一種光信息記錄裝置，其特征在于在具有轉(zhuǎn)動光盤(disk)原盤的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)部；與上述原盤或光信息記錄介質(zhì)的信息記錄面相對配置、把在補正信號中強度調(diào)制為脈沖狀的能量束(beam)激光(laser)束(beam)照射在上述信息記錄面的光學(xué)頭；把該光學(xué)頭向上述原盤或光信息記錄介質(zhì)的半徑方向移送的滑架；和輸出信息信號的格式化器；和刻槽時鐘的發(fā)生部；和由從上述格式化器供給的信息信號生成補正信號、供給上述光學(xué)頭的信號補正部的光信息記錄裝置中，將在先行鄰接磁道中記錄的信息信號、和要記錄的磁道中記錄的信息信號、和后行鄰接磁道中記錄的信息信號，分在第1至第3存貯器存儲，在對要記錄的磁道的進(jìn)行信息記錄時，由邏輯電路得到在貯存器中被存儲的信息信號的邏輯積，對與先行的鄰接磁道中存儲的信息信號、和/或后行的鄰接磁道中存儲的信息信號、和重迭信息信號，在信息補正電路中補正其電平(level)和/或脈沖長。(參閱專利文獻(xiàn)1)。
這樣，當(dāng)把在先行鄰接磁道中記錄的信息信號、在要記錄的磁道中記錄的信息信號、和后行鄰接磁道中記錄的信息信號取入第1至第3的存貯器，并由邏輯電路得到在各存貯器中所存儲的信息信號的邏輯積時，就可以檢測有關(guān)原盤或光信息記錄介質(zhì)的半徑方向的各磁道所記錄的信息信號的重迭狀態(tài)，所以，通過在信息補正電路中補正重迭的信息信號的電平和/或脈沖長，就可以與信息信號的重迭狀態(tài)(激光(laser)束(beam)的模糊狀態(tài))無關(guān)地、在光盤(disk)原盤中記錄對應(yīng)于同一信息信號的標(biāo)記(mark)(槽(pit))。
專利文獻(xiàn)1特開2001-148139發(fā)明內(nèi)容然而，本申請人先前提出的光信息記錄裝置，將存貯在格式化器(formatter)中的信息信號，對每一個信息信號，參照前后的鄰接磁道中記錄的信息信號進(jìn)行補正，所以存在有必須要有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的信息補正電路的問題。特別是在對采用DVD-ROM的CLV格式的光盤(disk)原盤進(jìn)行刻槽的曝光裝置中，因為光盤(disk)原盤的每一轉(zhuǎn)的通道比特(bit)數(shù)在各磁道是變化的，所以必須要有更復(fù)雜結(jié)構(gòu)的信息補正電路。另外，在對CLV格式的光盤(disk)原盤進(jìn)行刻槽的曝光裝置中，由于在本裝置中具備的CLV電路的誤差，難以正確地預(yù)測在1周后曝光的鄰接磁道的信息信號。因此，對于在鄰接的磁道之間不產(chǎn)生信號的交調(diào)失真的光盤(disk)原盤進(jìn)行刻槽實際上是困難的。
本發(fā)明是為解決上述的現(xiàn)有技術(shù)問題而形成的，目的是提供不使用復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu)而防止由在原盤曝光中的低曝光部的模糊引起的顫動的降低、在高記錄密度的光信息記錄介質(zhì)的制造中合適的原盤曝光方法和原盤曝光裝置。再者，本發(fā)明使用這樣的原盤曝光裝置和原盤曝光方法，來提供在高密度記錄用信息記錄介質(zhì)的制造中提供合適的壓模和信息記錄介質(zhì)用基板。
本發(fā)明的第1形態(tài)，是將在表面形成光敏抗蝕劑層的碟狀信息記錄介質(zhì)用的原盤曝光、形成所需要的模式圖的原盤曝光方法；其特征在于包含有在光敏抗蝕劑層的規(guī)定區(qū)域照射具有上述光敏抗蝕劑層的感度的以上的強度與規(guī)定的相位的第1激光(laser)束(beam)；在與光敏抗蝕劑的上述規(guī)定區(qū)域不同的區(qū)域照射具有光敏抗蝕劑層的感度以下的強度和與上述規(guī)定相相位反的相位的第2激光(laser)束(beam)；和在形成上述所需要的模式圖中最短標(biāo)記的區(qū)域的碟的半徑方向的兩側(cè)，照射具有小于上述光敏抗蝕劑層的感度的強度的第3激光(laser)束(beam)。
在本發(fā)明中，用具有大于光敏抗蝕劑層的感度的強度的第1激光(laser)束(beam)(以下，宜于稱為高強度的激光(laser)束(beam))，和具有小于光敏抗蝕劑層的感度的強度第2激光(laser)束(beam)(以下，宜于稱為低強度的激光(laser)束(beam))，曝光光敏抗蝕劑。高強度的激光(laser)束(beam)用于曝光由標(biāo)記(槽(pit))形成的模式圖。低強度的激光(laser)束(beam)基本上不讓光敏抗蝕劑生成顯像模式圖，但用于用來產(chǎn)生與上述的模糊相同狀況的輔助曝光(或無效曝光)。為了讓光敏抗蝕劑生成顯像模式圖，必須用大于光敏抗蝕劑的感度(L)的曝光光進(jìn)行照射。所謂光敏抗蝕劑層的感度，是將實施顯像處理后的未曝光部分的光敏抗蝕劑層的層厚做成為H時，實施顯像處理后的光敏抗蝕劑層的層厚做成為0.9H的曝光光的強度。
低強度的激光(laser)束(beam)具有與高強度的激光(laser)束(beam)相反的相位(開、關(guān)定時)，所以高強度的激光(laser)束(beam)照射時，基本上不照射低強度的激光(laser)束(beam)。另外，本申請中，所謂的相反的相位，不僅是激光(laser)束(beam)的波形本身完全相反或?qū)ΨQ的場合，而且，意味著是根據(jù)比特(bit)數(shù)據(jù)，在一方激光(laser)束(beam)的波形中，具有照射激光(laser)束(beam)的某些開(on)信息，另一方的激光(laser)束(beam)的波形是不照射激光(laser)束(beam)的波形。例如，如圖3(b)～(d)所示，根據(jù)比特(bit)數(shù)據(jù)，光束(beam)(1)是開(on)時、光束(beam)(2)是關(guān)(off)，光束(beam)(2)是關(guān)時、光束(beam)(1)是開，開(on)時的波形可求得各種形狀的形狀。
這里，高強度的激光(laser)束(beam)，如圖20所示，在槽(pit)形成區(qū)域102的外側(cè)形成低曝光部103，所以在槽(pit)形成區(qū)域與磁道方向鄰接或與之成直角方向鄰接時，生成如圖21所示的模糊，在模糊區(qū)域被給予比設(shè)計值更多的曝光能量。圖19(a)表示因模糊而引起的槽(pit)的模式圖變形的形態(tài)。圖19(a)的右側(cè)中，圖示出了將用左側(cè)的槽(pit)模式圖的平面圖表示的槽(pit)形成區(qū)域P21和P32截斷的直線X-X上所給出的光的強度分布。槽(pit)形成區(qū)域P21和P32互相與磁道正交方向鄰接，所以，光強度的分布曲線的下部互相重迭，變成接受以圖19(a)的右側(cè)的虛線表示的光強度的光。因此，超過抗蝕劑的感度L的部分，靠近槽(pit)形成區(qū)域的P21和P32中間，按圖19(a)的左側(cè)的虛線所表示的那樣槽(pit)形成區(qū)域P21和P32發(fā)生變形。即，在槽(pit)形成區(qū)域的周圍，存在其它的槽(pit)形成區(qū)域，因此，該槽(pit)形成區(qū)域的形狀變化。
另一方面，在本發(fā)明的原盤曝光方法中，在不照射高強度激光(laser)束(beam)時，照射低強度的激光(laser)束(beam)，開、關(guān)相反地照射這些光束(beam)。低強度的激光(laser)束(beam)，例如，如在圖19(b)區(qū)域LP21和RP21表示的那樣，對形成槽(pit)形成區(qū)域P21的高強度的激光(laser)束(beam)的照射位置、在碟半徑方向的兩側(cè)，特別在和磁道道距p隔開相同程度的間隔d的位置，照射2個光束(beam)。低強度的激光(laser)束(beam)的強度，做成為小于抗蝕劑的感度L的1/2。在圖19(b)的右側(cè)，圖示出了將用左側(cè)的槽(pit)模式圖的平面圖表示的槽(pit)形成區(qū)域P32和低強度的激光(laser)束(beam)照射區(qū)域RP22截斷的直線Y-Y上所給出的光的強度分布。照射槽(pit)形成區(qū)域P32的光束(beam)1和照射低強度的激光(laser)束(beam)照射區(qū)域RP22的光束(beam)2重復(fù)，所以，如圖19(b)的右側(cè)的虛線表示的那樣，超過抗蝕劑的感度L的部分，移位到低強度的激光(laser)束(beam)照射區(qū)域RP22的一側(cè)。同樣地，在槽(pit)形成區(qū)域P21、P31和P32的周圍，也存在低強度的激光(laser)束(beam)照射區(qū)域LP21、RP21、LP22和RP22，所以槽(pit)形成區(qū)域P21、P31和P32，其外周部的曝光強度都一律被增大，即使在不產(chǎn)生槽(pit)形成區(qū)域間的模糊的場所，也產(chǎn)生與模糊同樣的現(xiàn)象。因此，如在圖19(b)的槽(pit)形成區(qū)域P21、P31和P32的周圍以虛線所表示的那樣，槽(pit)形成區(qū)域P21、P31和P32的周圍一律向外側(cè)擴展。其結(jié)果，由顯像形成的標(biāo)記和槽(pit)的尺寸，不管在磁道方向或與其正交的方向有無鄰接的槽(pit)都合乎要求。因此，即使將磁道道距(pitch)變窄，也可以抑制槽(pit)尺寸和槽(pit)形狀的變動，因而可以降低高記錄密度信息記錄介質(zhì)的顫動和交調(diào)失真。本發(fā)明的原盤曝光方法，消除了由于模糊而產(chǎn)生的光敏抗蝕劑的顯像的不均勻性，是在光敏抗蝕劑的曝光中的2維的光學(xué)補償曝光(Two-dimensional OpticalCompensation Exposure)。另外，區(qū)域LP22中，照射在磁道t1和t2的低強度的激光(laser)束(beam)重復(fù)，但如上所述低強度的激光(laser)束(beam)的強度不到抗蝕劑的感度的1/2，所以由顯像處理在區(qū)域LP22不形成槽(pit)。另外，在將本發(fā)明適用到了CLV方式的原盤曝光裝置的場合，也不必正確地預(yù)測在1周后所曝光的鄰接磁道的曝光信息，所以無需復(fù)雜的信號補正電路，就可以簡化原盤曝光裝置的結(jié)構(gòu)，同時，可以進(jìn)行正確的槽(pit)列的刻槽。
再者，如果根據(jù)本發(fā)明的原盤曝光方法，在形成上述所要的模式圖中最短標(biāo)記的區(qū)域的碟半徑方向的兩側(cè)，照射具有比光敏抗蝕劑層的感度小的強度的第3激光(laser)束(beam)。根據(jù)本發(fā)明人的實驗，即使采用具有如圖22所示的那樣的削減和腰(waist)的記錄策略來要消除由于模糊而產(chǎn)生的問題，如圖18所示也會使最短標(biāo)記的寬度比其它長度的標(biāo)記顯著變短，同時，最短標(biāo)記的長度與寬度的變動量變大，已查明這就是加重顫動的主要原因。本發(fā)明人，通過在形成最短標(biāo)記的區(qū)域的半徑方向的兩側(cè)、采用照射具有小于上述光敏抗蝕劑層的感度的激光(laser)強度的第3激光(laser)束(beam)這樣的記錄策略，來解決上述問題，已取得了成功。即，最曝光短標(biāo)記時，第1激光(laser)束(beam)和第3激光(laser)束(beam)同時被照射(關(guān)于最短標(biāo)記，第1激光(laser)束(beam)和第3激光(laser)束(beam)變?yōu)榫哂邢嗤南辔?。另外，第3激光(laser)束(beam)的強度，單純地進(jìn)行強度調(diào)制的調(diào)整、并且為了防止最短標(biāo)記的寬度變得過大而產(chǎn)生交調(diào)失真，希望和第2激光(laser)束(beam)的強度相同。這樣一來，就可以使用單一的調(diào)制器調(diào)制第2激光(laser)束(beam)和第3激光(laser)束(beam)(用圖6的符號W1所記述的波形相當(dāng)于第3激光(laser)束(beam))。另外，若使用依照本發(fā)明的關(guān)于最短標(biāo)記的記錄策略，就能形成比標(biāo)記長還長的寬標(biāo)記，有利于提高記錄密度。
再者，在本發(fā)明中，提供根據(jù)本發(fā)明的原盤曝光方法曝光原盤，顯像曝光后的上述光敏抗蝕劑層形成對應(yīng)于上述原盤的表面所需要的曝光圖案的抗蝕劑模式圖，將上述圖案作為標(biāo)記進(jìn)行反應(yīng)性離子蝕刻，由此，來制作主(master)原盤的方法。
通過光敏抗蝕劑層上的部分激光(laser)束(beam)的重復(fù)，給予雖達(dá)不到光敏抗蝕劑的感度L但與之接近的曝光能量的結(jié)果，在顯像后往往是光敏抗蝕劑膜的膜厚有減薄。在這樣的場合，如果將減厚了的模式圖作為掩膜(mask)進(jìn)行反應(yīng)性離子蝕刻(RIE)，只要殘存光敏抗蝕劑層，光敏抗蝕劑層殘存部分，就不由反應(yīng)性的離子蝕刻進(jìn)行蝕刻。因此，通過顯像后進(jìn)行反應(yīng)性離子蝕刻，就可以正確地形成對應(yīng)于由高強度的激光(laser)束(beam)所曝光的模式圖的槽(pit)模式圖。另外，可以提高光敏抗蝕劑層曝光時的曝光能量的安全系數(shù)和光敏抗蝕劑的選擇自由度。
由本發(fā)明的方法，也提供從所得到的主原盤所復(fù)制的壓模。將形成抗蝕劑模式圖的原盤作為主原盤所形成的光盤(disk)壓模，可以高密度地記錄信號，而且可以復(fù)制能降低信息的顫動和交調(diào)失真的信息記錄介質(zhì)用基板。
再者，還提供一種信息記錄碟用基板，其特征在于是將本發(fā)明的壓模作為鑄型形成的信息記錄碟用基板，含有比起上述磁道方向的長度來、與之正交方向的長度更長的予槽(pre-pit)。這樣地，如果在予槽(pit)列中包含有比起予槽(pit)列的排列方向的長度來、與之正交的方向的寬方向更大的予槽(pit)，就可以顯著改善信息記錄介質(zhì)的線記錄密度，故此可以謀求提高信息記錄介質(zhì)的記錄容量。
按照本發(fā)明的第2形態(tài)，提供一種原盤曝光裝置，其特征在于是通過在形成光敏抗蝕劑層的信息記錄介質(zhì)用的原盤上照射激光(laser)來形成上述光敏抗蝕劑層所需要的曝光模式圖的原盤曝光裝置；具有激光(laser)光源；將上述激光(laser)光源射出的激光(laser)束(beam)依據(jù)上述曝光信號進(jìn)行強度調(diào)制，同時，將上述激光(laser)束(beam)分離成互相反相位的兩個光束(beam)(51，52)的光調(diào)制器(53)；將上述兩個光束(beam)(51、52)中的一個光束(beam)進(jìn)行分割的光束(beam)分割器(32)；為將由上述光束(beam)分割器所分割的上述一個光束(beam)、照射在上述光敏抗蝕劑層上的上述兩個光束(beam)(51，52)的另個光束(beam)的照射位置的兩側(cè)，調(diào)整照射位置的集光照射位置調(diào)整器；和將上述一個光束(beam)的強度調(diào)整為低于上述光敏抗蝕劑層的感度的強度調(diào)整器。
通過使用本發(fā)明的原盤曝光裝置，實施本發(fā)明的原盤曝光方法，可以抑制由于模糊的發(fā)生引起的槽(pit)尺寸和槽(pit)形狀的變動，可以降低高記錄密度信息記錄介質(zhì)的顫動和交調(diào)失真。特別是，本發(fā)明的原盤曝光裝置的光調(diào)制器，在根據(jù)曝光信號進(jìn)行激光(laser)束(beam)的強度調(diào)制的同時，可以將激光(laser)束(beam)分離成相互相反相位的兩個光束(beam)。即，用單一的光調(diào)制器，可以產(chǎn)生本發(fā)明中使用的高強度的激光(laser)束(beam)和低強度的激光(laser)束(beam)。因此，無需多個調(diào)制器，就可以低成本并且緊湊地制造原盤曝光裝置。
上述光調(diào)制器能制成音響光學(xué)元件。通過光入射進(jìn)音響光學(xué)元件的疏密行進(jìn)波使之衍射，可以容易地將入射光二分割成兩個光束(beam)的0次衍射光和1次衍射光。上述激光(laser)強度調(diào)整器能制成衰減器。再者，原盤曝光裝置，可以具有上述一個光束(beam)通過的1/2波長板；和合成上述一個光束(beam)與另個光束(beam)的偏光光束(beam)分離器。使用1/2波長板和偏光光束(beam)分離器，可以用簡單的結(jié)構(gòu)合成一個光束(beam)(已被分割的光束(beam))和其另個光束(beam)的3個光束(beam)。
希望上述激光(laser)強度調(diào)整器，將上述一個光束(beam)的激光(laser)強度調(diào)整為不足上述光敏抗蝕劑層的感度的1/2。照射一個光束(beam)，即，照射低強度的激光(laser)光束(beam)，以使其光束(beam)點的外緣與被照射在槽(pit)區(qū)域的高強度的激光(laser)光束(beam)的光點的外緣重復(fù)。此時，被照射在重復(fù)部分的光束(beam)能量，必須供給高強度的激光(laser)光束(beam)的光點的外緣之間重迭程度的能量，即產(chǎn)生模糊程度的能量。在另一方面，有的要形成的槽(pit)模式圖，也能有低強度的激光(laser)光束(beam)的光點間重迭的現(xiàn)象。此時，當(dāng)將大于光敏抗蝕劑的感度L的能量給予光點的重復(fù)部分時，由顯像在不希望區(qū)域上就形成槽(pit)。因此，希望低強度的激光(laser)束(beam)的強度，其強度的2倍值不大于光敏抗蝕劑的感度L，即，不足光敏抗蝕劑的感度L的1/2。
所述光束(beam)分割器可以作成衍射光柵或相位板。相位板可以用比衍射光柵更狹小的間隔分離光束(beam)，所以，適用于高密度記錄用的原盤曝光。再者，不產(chǎn)生衍射光柵發(fā)生的0次光，所以也不需要應(yīng)對0次光的措施。
本發(fā)明的原盤曝光方法，由顯像形成的標(biāo)記和槽(pit)的尺寸，不管槽(pit)和磁道的方向或與之正交的方向是否鄰接，都合乎要求。因此，即使使磁道道距(pitch)變窄也可以抑制槽(pit)尺寸與槽(pit)形狀的變動，可以降低高記錄密度信息記錄介質(zhì)的顫動與交調(diào)失真。另外，在適用于CLV方式的原盤曝光裝置的場合，也不需要正確預(yù)測1周后曝光的鄰接磁道的曝光信號，所以無需復(fù)雜的信號補正電路，可以簡化原盤曝光裝置的結(jié)構(gòu)，同時，能夠進(jìn)行正確的槽(pit)列的刻槽。再者，在本發(fā)明的原盤曝光方法中，在形成最短標(biāo)記區(qū)域的碟半徑方向的兩側(cè)，照射具有小于上述光敏抗蝕劑層的感度的激光(laser)強度的激光(laser)束(beam)，所以可以將最短標(biāo)記的寬度作成與其它長度的標(biāo)記同樣寬，另外，也能夠形成比標(biāo)記長還長的寬標(biāo)記。因此，使用本發(fā)明的原盤曝光方法，可以實現(xiàn)信息記錄介質(zhì)的超高密度記錄。
本發(fā)明的光盤(disk)壓模，從槽(pit)尺寸和槽(pit)形狀的變動被顯著抑制的原盤形成的，所以可以高密度地記錄信號，并且可以復(fù)制能降低信號的顫動和交調(diào)失真的光盤(disk)等的信息記錄介質(zhì)用基板。
本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)用基板，是將本發(fā)明的壓模作為鑄型而形成的，所以可以高密度地記錄信號，并且可以提供能降低信號的顫動和交調(diào)失真的信息記錄介質(zhì)。另外，由于在予槽(pit)列中含有與予槽(pit)列的排列方向的長度比起來、與之正交方向的寬度更大的予槽(pit)，所以可以改善光盤(disk)等的信息記錄介質(zhì)的線記錄密度，故可以謀求提高信息記錄介質(zhì)的記錄容量。
本發(fā)明的原盤曝光裝置，可以抑制由于模糊的發(fā)生而引起的槽(pit)尺寸和槽(pit)形狀的變動，可以形成能降低信號的顫動和交調(diào)失真的光盤(disk)等的高密度信息記錄介質(zhì)的原盤。特別是本發(fā)明的原盤曝光裝置，采用單一的光調(diào)制器，按照曝光信號進(jìn)行激光(laser)束(beam)的強度調(diào)制，同時，可以將激光(laser)束(beam)分離成兩個光束(beam)，所以無需多個調(diào)制器，可以低成本而且緊湊地制造原盤曝光裝置。另外，在適用于CLV方式的原盤曝光裝置的場合，不需要正確預(yù)測1周后曝光的鄰接磁道的曝光信號，所以不需要復(fù)雜的信號補正電路，可以簡化原盤曝光裝置的結(jié)構(gòu)，同時能進(jìn)行正確的槽(pit)列的刻槽。


圖1是具體例1-1的原盤曝光裝置的平面圖。
圖2是具體例1-1的原盤曝光裝置的主要部分的側(cè)面圖。
圖3是表示由具體例1-1的原盤曝光裝置照射的激光(laser)束(beam)的曝光波形和光盤(disk)原盤的曝光狀態(tài)的說明圖。
圖4是表示具有圖1所示的曝光裝置的第2光束(beam)分割器的另一個例子的概念圖。
圖5是表示使用具體例1-2的原盤曝光裝置刻槽的予槽(pre-pit)的長度和寬度的關(guān)系的曲線圖。
圖6是表示具體例1-2的原盤曝光裝置照射的激光(laser)束(beam)的曝光波形和光盤(disk)原盤的曝光狀態(tài)的另一個例子的說明圖。
圖7是表示用具體例1-2的原盤曝光方法刻槽的予槽(pre-pit)的長度和寬度的關(guān)系的曲線。
圖8是表示具體例1-3的原盤曝光裝置照射的激光(laser)束(beam)的曝光波形和光盤(disk)原盤的曝光狀態(tài)的另一個例子的說明圖。
圖9是表示用具體例1-3的原盤曝光方法所刻槽的予槽(pre-pit)的長度和寬度的關(guān)系的曲線。
圖10是具體例2的原盤曝光裝置的平面圖。
圖11是表示由具體例2的原盤曝光裝置所具有的音響光學(xué)效果光調(diào)制器而得到的1次衍射光與0次衍射光以及曝光信號的波形曲線。
圖12是具體例3中使用的原盤曝光裝置的概略圖。
圖13是在具體例3的原盤曝光裝置中使用的相位掩蔽(mask)的斜視圖。
圖14是表示通過相位掩蔽(mask)前的激光(laser)束(beam)的光點截面的強度分布的曲線。
圖15是表示通過相位掩蔽(mask)后的激光(laser)束(beam)光點截面的強度分布的曲線。
圖16是表示由具體例3的原盤曝光裝置照射的激光(laser)束(beam)的曝光波形和光盤(disk)原盤的曝光狀態(tài)的說明圖。
圖17是表示用具體例3的原盤曝光方法刻槽的予槽(pre-pit)的長度與寬度的關(guān)系的曲線。
圖18是表示用傳統(tǒng)例涉及的方法刻槽的予槽(pre-pit)的長度與寬度的關(guān)系的曲線。
圖19是與傳統(tǒng)的方法比較來說明本發(fā)明的原理的概念圖。
圖20是表示低曝光部的產(chǎn)生原理的說明圖。
圖21是表示模糊的產(chǎn)生原理的說明圖。
圖22是表示用傳統(tǒng)例子相關(guān)的原盤曝光裝置照射的激光(laser)束(beam)的曝光波形和光盤(disk)原盤的曝光狀態(tài)的說明圖。
符號的說明1 光盤(disk)原盤2 旋轉(zhuǎn)臺3 固定臺4 移動臺11 激光(laser)光源15 半(half)反射鏡(mirror)(第1光束(beam)分割器)16 第1激光(laser)束(beam)(高強度的激光(laser)束(beam))17 第1光調(diào)制器21 第2光調(diào)制器31 衰減器32 衍射光柵(第2光束(beam)分割器)33 ±1次衍射光(低強度的激光(laser)束(beam))37 透鏡510 次衍射光521 次衍射光53 光調(diào)制器56 遮光部件具體實施方式
具體例1-1

以下，以光盤(disk)原盤曝光裝置、光盤(disk)原盤曝光方法和光盤(disk)基板為例，參照圖1～圖5說明本發(fā)明的原盤曝光裝置、原盤曝光方法和信息記錄用基板。
如圖1所示，本例的光盤(disk)原盤曝光裝置，主要由光盤(disk)原盤1、驅(qū)動該光盤(disk)原盤1旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)臺2、固定在所確定位置的固定臺3、在上述旋轉(zhuǎn)臺2與上述固定臺3之間配置的移動臺4構(gòu)成。
光盤(disk)原盤1，例如在玻璃制的平滑的盤狀基板的表面，形成均一厚度的光敏抗蝕劑層而構(gòu)成。
旋轉(zhuǎn)臺2，如圖2所示，可以裝、卸地安裝上述光盤(disk)1，以所需要的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動方式旋轉(zhuǎn)所安裝的光盤(disk)原盤1。光盤(disk)原盤1的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動方式有CAV方式、ZCAV方式或CLV方式，根據(jù)要制造的光盤(disk)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動方式選擇。
在固定臺3上，配備有激光(laser)光源11；變更從激光(laser)光源11射出的激光(laser)束(beam)12的光路的第1反射鏡13；除去激光(laser)束(beam)12中含有的噪音的噪音去除器14；將激光(laser)束(beam)12分割為2部分的半反射鏡(第1光束(beam)分割器)15；將由半反射鏡15分割的第1激光(laser)束(beam)16，根據(jù)在光盤(disk)原盤1上要刻槽的槽(pit)列的曝光信號強度進(jìn)行調(diào)制的第1音響光學(xué)效果的光調(diào)制器(以下簡稱為第1光調(diào)制器)17；限制向第1光調(diào)制器17的第1激光(laser)光束(beam)16的入射角的第1透鏡18；和調(diào)整通過第1光變調(diào)器17的第1激光(laser)束(beam)16的光路的第2透鏡19。再者，在固定臺3上，還裝載有將經(jīng)過半反射鏡15分割的第2激光(laser)束(beam)20；根據(jù)與上述曝光信號幾乎相反的相位信號強度調(diào)制的第2音響光學(xué)效果的光調(diào)制器(以下簡稱第2光調(diào)制器)21；限制向第2光調(diào)制器21的第2激光(laser)光束(beam)20的入射角的第3透鏡22；調(diào)整通過第2光調(diào)制器21的第2激光(laser)束(beam)20的光路的第4透鏡23；將通過第4透鏡23的第2激光(laser)束(beam)20的偏光軸旋轉(zhuǎn)90度的1/2波長板24；將第1激光(laser)束(beam)16的光路變更到移動臺4一側(cè)的第2反射鏡25；和將第2激光(laser)束(beam)20的光路變更到移動臺4一側(cè)的第3反射鏡26。另外，在固定臺3上，也設(shè)有用于驅(qū)動第1光調(diào)制器17和第2光調(diào)制器21的控制系統(tǒng)。
如圖1中圖示的那樣，第1透鏡18，面對第1光調(diào)制器17中的疏密行進(jìn)波的進(jìn)行方向入射第1激光(laser)束(beam)16，第3透鏡22與第2光調(diào)制器21中的疏密行進(jìn)波的進(jìn)行方向相反地入射第2激光(laser)束(beam)20。由此，由第1光調(diào)制器17所衍射的第1激光(laser)束(beam)16的頻率數(shù)和由第2光調(diào)制器21所衍射的第2激光(laser)束(beam)20的頻率數(shù)分別多普勒(Doppler)移位(shift)，其移位的頻率數(shù)成分具有相反的符號。其結(jié)果，因為產(chǎn)生在這些光調(diào)制器17、21中發(fā)生的光的頻率數(shù)差，所以可以防止用兩個光調(diào)制器17、21所調(diào)制的光互相干涉。
在移動臺4上，如圖1和圖2所示，裝載有由下述部分組成的移動光學(xué)系統(tǒng)調(diào)整由上述第2光調(diào)制器21強度調(diào)制的第2激光(laser)束(beam)20的強度的衰減器31；將由衰減器31強度調(diào)制激光(laser)強度的第2激光(laser)束(beam)20分割成0次衍射光與±1次衍射光的衍射光柵(第2光束(beam)分割器)32；變更在衍射光柵32得到的±1次衍射光33的光路的第4反射鏡(集光位置調(diào)整手段)34；合成由第1光調(diào)制器17強度調(diào)制的第1激光(laser)束(beam)16與±1次衍射光的第1偏光光束(beam)分離器(splitor)35；將合成的激光(laser)束(beam)36集光在光盤(disk)原盤1的光敏抗蝕劑層的物鏡37；檢測物鏡37的焦點的焦點檢測器38；和從光盤(disk)原盤1導(dǎo)入到反射光焦點檢測器38的第2偏光光束(beam)分離器39。該移動臺4，為了將上述物鏡37移送到光盤(disk)原盤1的半徑方向，在規(guī)定范圍內(nèi)相對于光盤(disk)原盤1移動。另外，在圖2表示了物鏡37、焦點檢測器38、第2偏光光束(beam)分離器39和光盤(disk)原盤1的配置關(guān)系。
圖3(c)和(d)分別表示在光盤(disk)原盤上照射的第1激光(laser)束(beam)16與第2激光(laser)束(beam)20的波形。如圖3(c)和(d)所示，光盤(disk)原盤1上照射的第1激光(laser)束(beam)16與第2激光(laser)束(beam)20是相反的相位(開、關(guān)定時)，第2激光(laser)束(beam)20，基本上在第1激光(laser)束(beam)開(on)期間反轉(zhuǎn)為關(guān)(off)，第1激光(laser)束(beam)16關(guān)期間反轉(zhuǎn)為開。這些反轉(zhuǎn)計時，由控制系統(tǒng)所送給第1光調(diào)制器17與第2光調(diào)制器21的那些調(diào)制器的驅(qū)動信號來控制。更詳細(xì)地說，第1光制調(diào)器17，如圖3(c)所例示，調(diào)整曝光波形中的前端和后端的脈沖寬L1、削減L3、3T標(biāo)記以上的腰部(waist)長L2、前端與后端的激光(laser)強度P1與腰部的激光(laser)強度P2，而且將第1激光(laser)束(beam)16強度調(diào)制成激光(laser)強度P1大于光敏抗蝕劑層的感度的規(guī)定的值。另外，第2光調(diào)制器21，如圖3(d)所示，將第2激光(laser)光束(beam)20強度調(diào)制成在曝光波形中的前端和后端中的脈沖上加入L4的削減。
作為上述衰減器31，可以使用衰減過濾器和波長板等。該衰減器31，如圖3(d)所示，將由第2光制調(diào)器21強度調(diào)制的第2激光(laser)束(beam)20的激光(laser)強度，調(diào)整成比光敏抗蝕劑層的感度L低、尤其是要調(diào)整為不足感度L的1/2。
如上所述衍射光柵32，將通過衰減器3 1的第2激光(laser)束(beam)分割成0次衍射光和±1次衍射光，但是0次衍射光，在偏光光束(beam)分離器35中，和第1激光(laser)束(beam)16重迭，有可能使之難以控制被照射在光盤(disk)原盤上的第1激光(laser)束(beam)16的強度。因此，作為上述衍射光柵32，為了避免0次衍射光的不良影響，理想的是使用0次衍射光的強度比±1次衍射光的強度低，特別是，0次衍射光的強度為±1次衍射光的強度的1/5的衍射光柵。
第4反射鏡34，通過第1偏光束(beam)分離器35、第2偏光束(beam)39與物鏡37，在第1光調(diào)制器17強度調(diào)制的激光(laser)束(beam)16(光束(beam)1)的照射位置的兩側(cè)部分照射在衍射光柵32得到的±1次衍射光33(光束(beam)(2))。在圖3(a)中，與模式圖長度(2T、8T等)一起表示由光束(beam)1和光束(beam)2的曝光的槽(pit)模式圖。此時，為了將在槽(pit)的非形成部分中的激光(laser)束(beam)16、33的曝光量均勻化，如圖3(a)所示，在±1次衍射光33的光盤(disk)原盤1上的照射間隔d，調(diào)整為和光盤(disk)原盤1中刻槽的槽(pit)列的道距(pitch)(磁道道距槽)p相等，另外，±1次衍射光33的光盤(disk)原盤1中的照射位置，從上述槽(pit)列的中心(磁道的中心)分別成為等距離的位置那樣地照射±1次反射光33。即，將光束(beam)2照射在鄰接的磁道的疆界上。通過這樣地調(diào)整±1次衍射光的照射位置，就可以在鄰接的磁道道距形成區(qū)域的外周部，給予與模糊產(chǎn)生的場合同等的光能量。
圖3(a)中，被加了網(wǎng)線的區(qū)域，表示以光束(beam)2曝光的區(qū)域。圖3(a)中所示的磁道t1～t3中，磁道t2的槽(pit)模式圖，根據(jù)圖3(b)所示的波形(0或1)被曝光。在不存在比特(bit)數(shù)據(jù)的場合(0信號)，如圖3(c)和(d)所示，不照射光束(beam)1而以光束(beam)2照射磁道中心的兩側(cè)。其結(jié)果，不形成槽(pit)(曝光標(biāo)記)的區(qū)域用低功率的光束(beam)2曝光。光束(beam)2的功率是光束(beam)1的峰值功率P1的功率的10％左右，相對于光敏抗蝕劑的感度L，是不足50％，特別是5～12％更為理想。
在磁道t1的槽(pit)P11和磁道t2的槽(pit)P21之間夾著的區(qū)域P/P中，因為用來曝光槽(pit)P11和槽(pit)P21的高功率的光束(beam)1的外延部(光束(beam)點的外周部)重合而產(chǎn)生模糊。即，在區(qū)域P/P中，給與了基于模糊的光能量。因此，圖3(a)所示的原盤上的光敏抗蝕劑，用某種光(光束(beam)1、光束(beam)2或基于模糊的光)來曝光整個區(qū)域。
使用所述的原盤曝光裝置在光盤(disk)原盤實施刻槽(曝光與顯像)?？滩蹢l件，與如圖22所示的傳統(tǒng)例相同，如下所述。如圖3(a)、(b)所示，由(1，7)RLL波形，將由最短2T、最長8T的隨機波形組成的比特(bit)數(shù)據(jù)刻在光盤(disk)原盤上。為用CD尺寸實現(xiàn)27GB容量，使用了以下的記錄策略。T的長度做成69.5nm，另外，將曝光波形中的前端與后端的脈沖寬L1為L1＝0.6T、將削減L3做成為L3＝T-L1，3T標(biāo)記以上的腰部長L2做成為L2＝(n-2)T、前端與后端的激光(laser)強度P1與腰部的激光(laser)強度P2的關(guān)系做成為P2＝P1×(L1/T)。另外，使用以75nm的膜厚涂布了東京應(yīng)化株式會社生產(chǎn)的i線抗蝕劑的光盤(disk)原盤，以激光(laser)束(beam)波長257μm、物鏡的數(shù)值孔徑0.9的原盤曝光裝置、進(jìn)行比特(bit)數(shù)據(jù)的刻槽。進(jìn)一步，對于顯像處理光盤(disk)原盤后的槽(pit)的表面形狀的計測，用AFM進(jìn)行。
圖5中表示所刻槽的的予槽(pit)的長度與寬度的關(guān)系。圖5表示了形成了2T～8T的槽(pit)以后、用AFM觀測這些槽(pit)的長度與寬度、這些槽(pit)的寬度與長度的分布。從該結(jié)果，可知與傳統(tǒng)例子相比(參照圖18)，任何長度的槽(pit)都抑制了長度的散差?？芍?pit)長散差的標(biāo)準(zhǔn)偏差是7％。如從該結(jié)果，可知通過使用本實施形態(tài)的涉及的原盤曝光裝置，在不照射高強度激光(laser)束(beam)16的定時，代之以將低強度的激光(laser)束(beam)33照射在規(guī)定區(qū)域，生成與在高強度的激光(laser)束(beam)的照射部分的周圍產(chǎn)生模糊相同的狀況，由此，就可以防止由模糊的有無引發(fā)的槽(pit)或間隙的大小的變動。即，在本發(fā)明的方法中，在原盤上的全部光敏抗蝕劑區(qū)域強制性地使之生成與模糊相同曝光的狀態(tài)，所以，高強度的激光(laser)束(beam)16，將對只被照射在鄰接的兩個區(qū)域時生成的模糊的槽(pit)的尺寸的影響進(jìn)行均勻化。
在上述原盤曝光裝置中，代替衍射光柵32，作為第2光束(beam)分割器，可以使用楔形(wedge)棱鏡(prism)和多個半反射鏡與反射鏡的組合。另外，除這些光學(xué)部件之外，如圖4所示，也可以使用在驅(qū)動器電路41的輸入端輸入2頻率的信號f1、f2的音響光學(xué)偏向元件42。在音響光學(xué)偏向元件42中，通過輸入2頻率的信號f1，f2，根據(jù)這些頻率數(shù)可以將入射的激光(laser)束(beam)分割成2個光束(beam)。如果使用音響光學(xué)偏向元件42，與使用衍射光柵、楔形棱鏡等的光學(xué)部件的場合不同，通過變更輸入信號f1、f2，可以任意地生成規(guī)定強度的分割激光(laser)束(beam)，所以，可以任意地調(diào)整由在背部(land)的曝光強度與音響光學(xué)偏向元件42所分割的激光(laser)束(beam)33的間隔，故可以更正確地控制在槽(pit)列所形成的槽(pit)的槽(pit)長與間隙長。
具體例1-2圖6中，表示在具體例1-1已說明的用原盤曝光裝置的原盤曝光方法的其它的具體例。在這個例子中，除由原盤曝光裝置的控制裝置(CONT)變更供給第2光變調(diào)器的驅(qū)動信號外，與具體例1-1相同地形成槽(pit)的曝光模式圖。如圖6(a)所示，在磁道t1～t3中，分別形成與具體例1-1同樣的槽(pit)模式圖，曝光磁道t2的比特(bit)數(shù)據(jù)(圖6(b))及其曝光束(beam)波形(圖6(c))也與具體例1-1相同。但是，關(guān)于光束(beam)2，在具體例1-1中，是做成了與光束(beam)1相反的模式圖，但在這個例子中，如圖6(a)的磁道t2所示，是做成了在以光束(beam)1照射最短的槽(pit)P22(長度2T)時也在其兩側(cè)的區(qū)域P/P(2T)，照射光束(beam)2。即，如由圖6(d)的波形w1與w2所揭示的那樣，在形成2T的長度最短的槽(pit)的場合，在其槽(pit)(記錄標(biāo)記)的兩側(cè)，照射低曝光功率的光束(beam)，在除此而外的場合中，只在不能形成槽(pit)的場合，照射低曝光功率的光束(beam)。兩個光束(beam)2的照射間隔d和磁道間距p相同。
根據(jù)本例的原盤曝光方法，將低強度的激光(laser)束(beam)33照射在最短槽(pit)的鄰接部分，所以與其它長度的槽(pit)相比，擴大寬度有變窄傾向的最短槽(pit)的寬度，由此，不管什么樣的槽(pit)的長度，都可以將槽(pit)的寬度進(jìn)一步均勻化。尤其對于最短槽(pit)，比起長度(平均值約140nm)來還可以將寬度(平均值約170nm)做的更大。因此，如使用本例的原盤曝光方法，不管什么樣的槽(pit)的長度，可以確實地形成寬的長的槽(pit)，所以，可以提供在線方向(磁道方向)能進(jìn)行更加高密度的記錄的記錄介質(zhì)。
用與具體例1-1同樣的方法，來測量以與具體例1-1同樣的條件與記錄策略所刻槽的槽(pit)的表面形狀。圖7表示計測結(jié)果。如圖7所示，可知在最短槽(pit)(2T)中的槽(pit)寬，與其它的槽(pit)長的槽(pit)幾乎是同樣的水平，和以往例(圖18)與具體例1-1(圖5)相比，槽(pit)幅的均勻性有很大的提高。再者，將各槽(pit)長的散差的標(biāo)準(zhǔn)偏差抑制在6％。
另外，在該具體例中，也可以將圖6(d)的波形w1與w2，理解為第3激光(laser)束(beam)。再者，實際上，也可以將發(fā)生第3激光(laser)束(beam)的調(diào)制器或光源，和發(fā)生第1與第2激光(laser)束(beam)的調(diào)制器或光源另外設(shè)置。
具體例1-3圖8中表示用具體例1-1說明的原盤曝光裝置的原盤曝光方法的另一個的具體例。在這個例子中，通過將激光(laser)束(beam)的功率切換成高強度和低強度，只用單一的激光(laser)束(beam)實行基于具體例1-1與具體例1-2中的光束(beam)1與光束(beam)2的照射。具體地說，在圖1所示的原盤曝光裝置中，停止第2光調(diào)制器21的驅(qū)動，由控制器(CONT)控制第1光調(diào)制器17中的波形，由此，照射圖8所示的具有高強度與低強度兩個種類功率波形的光束(beam)2。因此，光束(beam)的軌跡，高強度功率的光束(beam)與低強度功率的光束(beam)都在磁道的中心(參閱磁道t2)。另外，在本例中，將最短槽(pit)曝光時的強度P3，相對于其它槽(pit)曝光時的激光(laser)強度P1、做成相對地強約5％左右。另外，和具體例1-1與具體例1-2的原盤曝光方法相比增大了低強度的激光(laser)光束(beam)的曝光強度P1。關(guān)于其它的刻槽條件和槽(pit)的表面形狀的計測條件，和具體例1-1相同。
用具體例1-1的同樣方法計測用和具體例1-1同樣的條件與記錄策略所刻槽的槽(pit)的表面形狀。圖9表示計測結(jié)果。如圖9所示，稍微改善了各長度的槽(pit)的槽(pit)長的分散度。另外，最短槽(pit)中的槽(pit)寬和其它槽(pit)的槽(pit)長幾乎是同樣水平，尤其和以往例(圖18)與具體例1-1(圖5)相比，可知有相當(dāng)大的提高。再者，可以將最短槽(pit)的槽(pit)長的散差的標(biāo)準(zhǔn)偏差抑制在8％。另外，在由本例的原盤曝光方法所刻槽的光盤(disk)原盤1的光敏抗蝕劑層中在顯像狀態(tài)在低強度的激光(laser)束(beam)的照射部分形成了淺的槽?？梢哉J(rèn)為這是由與具體例1-1與具體例1-2相比、增大了低強度的激光(laser)束(beam)的曝光強度P1而造成的。
具體例2接著，邊參閱圖10、邊說明本發(fā)明涉及的原盤曝光裝置與曝光方法的第2個具體例子。
如圖10所示，該具體例的原盤曝光裝置，主要具有搭載了光源與光變調(diào)器的固定臺3；搭載檢測器與光束(beam)分割器等的移動臺4；以及能夠旋轉(zhuǎn)支撐在表面涂布了光敏抗蝕劑的原盤1的轉(zhuǎn)臺2(參照圖2)。在固定臺3中，備有激光(laser)光源11；變更從激光(laser)光源11射出的激光(laser)束(beam)12的光路的第1反射鏡13；除去激光(laser)束(beam)12中所含有的噪音的噪音去除器14；將射入的激光(laser)束(beam)12分離成1次衍射光51與0次衍射光52的音響光學(xué)效果光調(diào)制器(以下簡稱為光調(diào)制器)53；限制向光調(diào)制器53的激光(laser)束(beam)12的入射角度的第1透鏡54；將在光調(diào)制器53分離成1次衍射光51與0次衍射光作為平行光線取出的第2透鏡55；在該第2透鏡55附設(shè)的遮光部件56；將0次衍射光52的偏光軸旋轉(zhuǎn)90度的1/2波長板24；在移動臺4的一側(cè)變更1次衍射光51的光路的第2透鏡25；和在移動臺4的一側(cè)變更0次衍射光52的光路的第3透鏡26。另外，在移動臺4上，裝有和具體例1-1同樣的光學(xué)系統(tǒng)(31，32，34，35，37，39)與檢出器38。在和具體例1-1中說明的相同元件上附有同樣的符號，故省略說明。
激光(laser)束(beam)12，入射到光制調(diào)器53發(fā)生的疏密行進(jìn)波，由衍射被分割成1次衍射光51與0次衍射光52。這里，這些衍射光通過衍射，如圖11所示，變成為互相反相位。1次衍射光51，在0次衍射光52開期間反轉(zhuǎn)為關(guān)，在0次衍射光52關(guān)期間反轉(zhuǎn)為開。即，光調(diào)制器53，在將激光(laser)束(beam)12分離為兩個光束(beam)的同時，進(jìn)行強度調(diào)制以使這兩個光束(beam)變?yōu)榛ハ嘞喾吹南辔?。在?光束(beam)55附設(shè)有遮光部件56，所以與沒有遮光部件56時(圖11的虛線部分)相比，1次衍射光51與0次衍射光的上升與下降可以做到更加陡峭(sharp)(圖11的實線部分)。這是因為遮光部件56將0次衍射光和1次衍射光以外的雜散光遮斷了的緣故。因此，由于遮光部件56，可以將1次衍射光51和0次衍射光52的分離做的更加明顯。
和具體例1-1同樣地用衰減器31強度調(diào)整被分離的0次衍射光52，并在衍射光柵32被再分割成±1次衍射光33。被再分割的±1次衍射光33，在偏光光束(beam)分離器35中，與最初被分割的1次衍射光51合成。然后，與具體例1-1同樣地，1次反射光51，作為用來曝光槽(pit)的高強度激光(laser)光束(beam)被使用，再分割的±1次衍射光33作為用來曝光磁道疆界部分的強度的激光(laser)束(beam)被使用。對這些曝光定時，與圖3(c)和(d)所示的具體例1-1的場合同樣地可以進(jìn)行控制。
若使用本例的原盤曝光裝置與曝光方法，和在具體例1-1與具體例1-2使用的原盤曝光裝置同樣就可以防止由高強度的激光(laser)束(beam)引發(fā)的模糊的影響，可以抑制顫動。再者，本例的原盤曝光裝置，用單一的光調(diào)制器就可以，而且也不需要第2光調(diào)制器用的信號源，所以可以緊湊并且廉價地制造原盤曝光裝置。
具體例3除使用相位掩蔽(mask)51代替具體例1-1使用的原盤曝光裝置的衰減器3 1和衍射光柵32以外，與具體例1-1同樣地組裝圖12所示的原盤曝光裝置。關(guān)于圖12所示的各要素，已經(jīng)在與圖1的關(guān)系中說明過，所以，省略其說明。
將從激光(laser)光源來的波長257nm的激光(laser)束(beam)12，通過噪音去除器14除去噪音后，由半反射鏡15分割為二，將第1激光(laser)束(beam)16與第2激光(laser)束(beam)20分別通過第1光調(diào)制器17與第2光調(diào)制器21。第1光調(diào)制器17，為了將第1激光(laser)束(beam)16調(diào)制成用來形成槽(pit)模式圖的曝光光，根據(jù)從控制電路CONT送來的驅(qū)動信號調(diào)制第1激光(laser)束(beam)16。第2光調(diào)制器21，為基本上在第1激光(laser)束(beam)16開時使其為關(guān)、在第1激光(laser)束(beam)16關(guān)時使其為開，根據(jù)從控制電路CONT送來的驅(qū)動信號、調(diào)制第2激光(laser)束(beam)20。這里，為了兩個激光(laser)束(beam)信號不重迭，由控制電路CONT中設(shè)置的延遲電路與削減電路來調(diào)整，另外，第2激光(laser)束(beam)20的強度在顯像后衰減到抗蝕劑不完全被除去的程度的強度，更具體地說衰減到不足抗蝕劑的感度L的1/2的強度。
強度與開、關(guān)定時被調(diào)制過的第2激光(laser)束(beam)20，通過1/2波長板24、偏光方向旋轉(zhuǎn)90后，經(jīng)過衰減器31，入射相位掩蔽51。相位掩蔽51是石英玻璃制，如圖13所示，通過設(shè)置214nm(相當(dāng)于相位差π)的高度的段差由高半部51a與低半部51b組成。激光(laser)束(beam)20當(dāng)通過含有段差部分的掩蔽的中心時，通過了高半部51a與51b的激光(laser)束(beam)生成只差半波長的相位差。通過高半部51a與低半部51b的兩個光束(beam)只有半波長的相位差的不同，所以，光束(beam)的重迭部分由于干涉而相互抵消，光束(beam)中心的強度下降。因此具有圖14所示那樣的激光(laser)束(beam)截面的強度分布的第2激光(laser)束(beam)20，通過相位掩蔽51由此，變成圖15所示的強度分布的光。圖14與圖15中，X方向與Y方向，分別表示原盤1的半徑方向與圓周方向。具有這樣的強度分布的第2激光(laser)束(beam)20(33)，在偏光光束(beam)分離器35和第1激光(laser)束(beam)16復(fù)合，通過物鏡37照射在原盤1。另外，通過相位掩蔽51的第2激光(laser)束(beam)20(33)通過物鏡37而被分割成二，其分離寬度依賴于物鏡的數(shù)值孔徑(NA)與光束(beam)的波長。在本例中，使用了NA＝0.9的物鏡。另外，原盤的磁道道距(pitch)是320nm，位間距(bit pitch)是69.0nm。
在該例中，代替具體例1-1中使用的衍射光柵32使用相位掩蔽5 1，所以，具有以下的優(yōu)點。第1，在衍射光柵由衍射除1次光以外還產(chǎn)生0次光，所以必須除去該0次光，在相位遮蔽中則無此必要。第2，是用衍射光柵可以分離的兩個光束(beam)的間隔，由衍射光柵的光柵常數(shù)與激光(laser)束(beam)波長決定，所以難以得到窄的間隔，尤其是使用衍射光柵難以將激光(laser)束(beam)做到300nm以下，而用相位掩蔽則有可以得到小于300nm的窄的間隔的優(yōu)點。由此，為了高密度記錄即使磁道寬變得更加窄的場合，依據(jù)本發(fā)明，低曝光光束(beam)，在磁道的兩側(cè)以規(guī)定的間隔照射低強度的光束(beam)，就可以解決模糊的問題。
本例中，使用相位掩蔽，對于原盤的磁道道距(pitch)320nm，可以將光束(beam)間隔做成為260～300nm。另一方面，在如具體例1-1那樣使用衍射光柵代替相位掩蔽的場合，光束(beam)間隔是300～320nm。
圖16中表示在該具體例的曝光方法中采用的曝光模式圖，但該曝光模式圖本身和具體例1-1的場合相同。圖16(b)是用來在磁道t2上形成槽(pit)的比特(bit)數(shù)據(jù)，將根據(jù)該比特數(shù)據(jù)用第1光調(diào)制器17所調(diào)制過的高強度激光(laser)束(beam)16(光束(beam)1)的波形的調(diào)制模式圖表示在圖16(c)，將用第2光調(diào)制器21調(diào)制成使該比特數(shù)據(jù)幾乎成為相反相位的低強度激光(laser)束(beam)33(光束(beam)2)的波形的調(diào)制模式圖顯示在圖16(d)上。
將曝光波形中的前端與后端的脈沖幅L1做成為了L1＝0.6T、將削減L3做成為了L3＝T-L1、將大于3T的標(biāo)記腰部L2做成為了L2＝(n-2)T、將前端與后端的激光(laser)強度P 1與腰部的激光(laser)強度P2的關(guān)系做成為了P2＝P1×(L1÷T)。將光束(beam)2的強度做成為了光束(beam)1的強度的10％。
圖17表示以上述的條件刻槽的予槽(pit)的長度與寬度的關(guān)系。圖17表示了形成了2T～8T的槽(pit)以后，以AFM觀測它們的長度與寬度、這些槽(pit)的長度寬度的分布。槽(pit)長度的波動的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ為σ＝7％。尤其，在本具體例中使用相位掩蔽，以小于磁道道距(pitch)的間隔在磁道的兩側(cè)照射低強度激光(laser)束(beam)，所以，即使在被更高密度化的光盤(disk)中，根據(jù)本發(fā)明，也可以抑制同樣尺寸的槽(pit)的長度與寬度的波動。
光盤(disk)壓模的制造方法上述各具體例，顯像處理已曝光的光盤(disk)原盤1的光敏抗蝕劑層，通過由鎳電鍍等轉(zhuǎn)寫已顯像的光盤(disk)原盤1的抗蝕劑模式圖，可以制作光盤(disk)壓模。
或者也可以實施基于以下的RIE處理的工藝過程。顯像處理在上述各具體例中已曝光的光盤(disk)原盤1的光敏抗蝕劑層，得到具有規(guī)定的抗蝕劑模式圖的光盤(disk)原盤。接著，對光盤(disk)原盤1進(jìn)行反應(yīng)性離子蝕刻(RIE)處理。此時，抗蝕劑模式圖作為掩蔽(mask)起作用。通過RIE處理，可以得到對應(yīng)于光盤(disk)原盤1的表面所形成的抗蝕劑模式圖的槽(pit)模式圖。通過以鎳電鍍等轉(zhuǎn)寫該槽(pit)模式圖，可以制作光盤(disk)壓模。
這樣，本發(fā)明的光盤(disk)壓模，通過使用用上述具體例的原盤曝光裝置與原盤曝光方法被曝光的光盤(disk)原盤1并運用轉(zhuǎn)寫技術(shù)，可以進(jìn)行制作，所以可以高密度地記錄信號，而且可以降低信號的顫動與交調(diào)失真。特別是，通過上述RIE處理得到的光盤(disk)模式圖，由于以下的理由，可靠性高。如用具體例1-3的原盤曝光方法刻槽的光盤(disk)原盤1那樣，在光敏抗蝕劑層中的低強度的激光(laser)束(beam)的照射部分形成淺淺槽(pit)。但是，只要在該部分殘存有光敏抗蝕劑層，光敏抗蝕劑層就作為掩蔽起作用，可以防止該部分的RIE處理時的蝕刻。其結(jié)果，在原盤上，可以形成只對應(yīng)用高強度的激光(laser)束(beam)所曝光的抗蝕劑模式圖的槽(pit)模式圖。因此，可以防止伴隨淺槽(pit)的形成而發(fā)生的問題，可以擴大將光敏抗蝕劑層曝光時的安全系數(shù)。
再者，本發(fā)明的光盤(disk)基板，將上述光盤(disk)壓模作為模型使用，并采用復(fù)制技術(shù)，由此，進(jìn)行復(fù)制。使用該光盤(disk)基板，可以制造CD-ROM、CD-R、DVD、DVD-RW、DVD-R、MO等的各種光盤(disk)。這樣的光盤(disk)可以高密度地記錄信號，而且可以降低信號的顫動與交調(diào)失真。特別是，如圖7所示，由于使用形成了比起長度來寬度方向更長的槽(pit)(曝光標(biāo)記(mark))的原盤而制成的、具有形成了比起長度來寬度方向更長的槽(pit)的基板的光盤(disk)，可以具有高的線記錄密度，所以，可以謀求提高光盤(disk)的記錄容量。
另外，在上述具體例中，以特定的光盤(disk)原盤的曝光裝置、光盤(disk)原盤的曝光方法、光盤(disk)壓模及光盤(disk)基板為例作了說明，但是，本發(fā)明的宗旨并不局限于此，當(dāng)然，也適用于其它形狀與其它方式的信息記錄介質(zhì)用的曝光裝置、曝光方法、壓模及基板。
權(quán)利要求
1.一種原盤曝光方法，其特征在于是將在表面形成光敏抗蝕劑層的碟狀信息記錄介質(zhì)用的原盤曝光來形成所需要的模式圖的原盤曝光方法，包含將具有上述光敏抗蝕劑(photo resist)層的感度以上的強度與規(guī)定相位的第1激光(laser)束(beam)照射到光敏抗蝕劑(photo resist)的規(guī)定區(qū)域的步驟；和將具有上述光敏抗蝕劑層的感度以下的強度與上述規(guī)定相位相反相位的第2激光(laser)束(beam)照射到與光敏抗蝕劑(photo resist)的上述規(guī)定區(qū)域不同的區(qū)域的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原盤曝光方法，其特征在于包含將具有上述光敏抗蝕劑(photo resist)層的感度以下的強度的第3激光(laser)束(beam)照射到形成上述所需要的模式圖中最短標(biāo)記(mark)的區(qū)域的碟半徑方向的兩側(cè)的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原盤曝光方法，其特征在于將第1激光(laser)束(beam)照射到原盤的磁道(track)中心，將第2激光(laser)束(beam)照射到磁道(track)中心的兩側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的原盤曝光方法，其特征在于被照射在磁道(track)中心兩側(cè)的第2激光(laser)束(beam)的照射位置間隔與磁道間距(track pitch)相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原盤曝光方法，其特征在于第2激光(laser)束(beam)與第3激光(laser)束(beam)具有同樣的強度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原盤曝光方法，其特征在于關(guān)于最短標(biāo)記(mark)，第1激光(laser)束(beam)與第3激光(laser)束(beam)具有同樣的相位。
7.一種制作原版(master)原盤的方法，其特征在于根據(jù)權(quán)利要求1所述的原盤曝光方法曝光原盤，顯像曝光后的上述光敏抗蝕劑(photo resist)層在上述原盤表面上形成對應(yīng)于所需要的曝光模式圖(pattern)的抗蝕劑模式圖(resist pattern)，將上述抗蝕劑模式圖(resist pattern)作為掩蔽(mask)進(jìn)行反應(yīng)性離子蝕刻(ion etching)。
8.從由權(quán)利要求7所述的制作原版(master)原盤的方法得到的原版(master)原盤、所復(fù)制的光盤(disk)壓模(stamper)。
9.一種信息記錄光盤用基板，其特征在于是以權(quán)利要求8中所述的壓模(stamper)作為鑄型形成的信息記錄光盤用基板，包含有與上述磁道(track)方向的長度比起來與其正交方向的長度更長的予槽(pit)。
10.一種原盤曝光裝置，其特征在于是通過在形成光敏抗蝕劑(photo resist)層的信息記錄介質(zhì)用的原盤上照射激光(laser)來在上述光敏抗蝕劑(photo resist)層形成所需要的曝光模式圖(pattern)的原盤曝光裝置，具有激光(laser)光源；將由上述激光(laser)光源射出的激光(laser)光束(beam)依據(jù)上述曝光信號進(jìn)行強度調(diào)制的同時，將上述激光(laser)光束(beam)分離成相位互相相反的兩個光束(beam)的光調(diào)制器；將上述兩個光束(beam)的一個光束(beam)進(jìn)行分割的光束(beam)分割器；為將由上述光束分割器所分割的上述一個光束(beam)照射到上述光敏抗蝕劑(photo resist)層上的上述兩個光束(beam)的另個光束(beam)的照射位置的兩側(cè)、來調(diào)整照射位置的集光照射位置調(diào)整器；將上述一個光束(beam)的強度調(diào)整得比所述光敏抗蝕劑(photo resist)層的感度低的強度調(diào)整器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的原盤曝光裝置，其特征在于上述光調(diào)制器，是將激光(laser)光束(beam)分離成0次衍射光與1次衍射光的音響光學(xué)元件。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的原盤曝光裝置，其特征在于上述強度調(diào)整器是衰減器。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的原盤曝光裝置，其特征在于還具有上述1個光束(beam)通過的1/2波長板和合成上述1個光束(beam)與另1個光束(beam)的偏光光束(beam)的分離器(splitor)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的原盤曝光裝置，其特征在于上述強度調(diào)整器，將上述一個光束(beam)的強度調(diào)整為不足上述光敏抗蝕劑層的感度的1/2。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的原盤曝光裝置，其特征在于上述光束(beam)分割器是衍射光柵。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的原盤曝光裝置，其特征在于上述光束(beam)分割器是相位板。
17.一種原盤曝光裝置，其特征在于是通過在形成光敏抗蝕劑(photo resist)層的信息記錄介質(zhì)用的原盤上照射激光(laser)、來在上述光敏抗蝕劑(photo resist)層上形成所需要的曝光模式圖(pattern)的原盤曝光裝置，具有激光(laser)光源；將由上述激光(laser)光源射出的激光(laser)光束(beam)分離成第1與第2光束(beam)的第1光束(beam)分割器；將由第1分割器所分割的第1光束(beam)，根據(jù)上述曝光信號進(jìn)行強度調(diào)制的第1光調(diào)制器；將由第1光束(beam)分割器所分割的第2光束(beam)，根據(jù)與上述曝光信號相反的相位信號進(jìn)行強度調(diào)制的第2光調(diào)制器；分割由第2光調(diào)制器所強度調(diào)制的第2光束(beam)分割器；為將由第2光束(beam)分割器所分割的第2光束(beam)照射到上述光敏抗蝕劑(photo resist)層上的第1光束(beam)的兩側(cè)、來調(diào)整照射位置的集光照射位置調(diào)整器；和將第2光束(beam)的強度調(diào)整得比上述光敏抗蝕劑層的感度低的強度調(diào)整器。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的原盤曝光裝置，其特征在于第2光調(diào)制器具有信號削減電路。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的原盤曝光裝置，其特征在于第2分割器，是將激光(laser)光束(beam)分離成0次衍射光與1次衍射光的衍射光柵。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的原盤曝光裝置，其特征在于第2分割器，是將激光(laser)光束(beam)分離成0次衍射光與1次衍射光的音響光學(xué)元件。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的原盤曝光裝置，其特征在于上述強度調(diào)整器是光學(xué)衰減器。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的原盤曝光裝置，其特征在于還具有第1光束(beam)通過的1/2波長板；和合成第1光束(beam)與第2光束(beam)的偏光光束(beam)的分離器。
23.根據(jù)權(quán)利要求17所述的原盤曝光裝置，其特征在于上述強度調(diào)整器將第2光束(beam)的強度調(diào)整為不足上述光敏抗蝕劑(photo resist)層的感度的1/2。
全文摘要
本發(fā)明提供原盤曝光裝置和原盤曝光方法，其防止在原盤曝光后已顯像的槽(pit)的長度和尺寸的不均勻、使最短的槽(pit)和其它槽(pit)的槽(pit)寬均勻。其是將具有光敏抗蝕劑層的感度以上的強度和規(guī)定相位的光束(beam)1照射到光敏抗蝕劑層的規(guī)定區(qū)域。將具有光敏抗蝕劑層的感度以下的強度和與上述規(guī)定相位反相位的光束(beam)2照射到與上述光敏抗蝕劑的規(guī)定區(qū)域不同的區(qū)域。再者，在形成最短標(biāo)記P22的區(qū)域的光盤半徑方向的兩側(cè)P/P(2T)，照射具有上述光敏抗蝕劑層的感度以下的強度的光束(beam)2。不論槽(pit)的長度，槽(pit)的寬度可以變得均勻，可以形成比槽(pit)長度還短的寬的槽(pit)，所以能實現(xiàn)高密度化。
文檔編號G11B7/007GK1612246SQ20041008095
公開日2005年5月4日 申請日期2004年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月29日
發(fā)明者杉山壽紀(jì), 吉岡照文, 近禪, 宮田勝則 申請人:日立麥克賽爾株式會社