(57)【要約】【課題】ＣＡＶ方式で半径の異なる位置に同一サイズのマークを記録する場合には、半径位置に応じた光強度の制御や、記録信号のパルス幅の制御が必要であった。【解決手段】記録層を有したパターン転写媒体原盤１０２を角速度が一定となるように回転する回転駆動部６と、入力データを変調してパルス幅一定の記録パルス信号を生成する信号生成部８と、記録パルス信号に基づき記録層にレーザ光を一定パワーで照射し記録層にマークを形成する記録部９とを備え、レーザ光の記録層上での照射距離に対するマークの半径方向幅の特性において、照射距離を短くした際に半径方向幅が飽和する領域を飽和領域としたとき、記録層上での照射距離Ｔｉが最大でも半径方向幅飽和領域に至る照射距離以下となる条件を満たすように、パルス幅Ｐｗ及び角速度が設定されるようにした。【選択図】図７
2014164781.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録層が形成された記録層形成媒体を角速度が一定となるように回転する回転駆動部と、
入力データを変調してパルス幅一定の記録パルス信号を生成する信号生成部と、
前記記録パルス信号に基づき前記記録層にレーザ光を一定パワーで照射し前記記録層にマークを形成する記録部とを備え、
前記レーザ光の前記記録層上での照射距離に対する前記マークの半径方向幅の特性において、前記照射距離を短くした際に前記半径方向幅が飽和する領域を飽和領域としたとき、前記記録層上での照射距離が最大でも前記飽和領域に至る照射距離以下となる条件を満たすように、前記パルス幅及び前記角速度が設定された
記録装置。
【請求項２】
前記記録層は熱反応を利用するレジスト層とされた
請求項１に記載の記録装置。
【請求項３】
前記レジスト層は遷移金属の不完全酸化物が材料として用いられた
請求項２に記載の記録装置。
【請求項４】
前記信号生成部は前記入力データを極座標変換したデータに基づいて前記記録パルス信号を生成する
請求項１に記載の記録装置。
【請求項５】
前記記録層における最長の前記照射距離が４５ｎｍ以下となるように前記パルス幅と前記角速度が設定された
請求項１に記載の記録装置。
【請求項６】
入力データを変調してパルス幅一定の記録パルス信号を生成する信号生成工程と、
記録層が形成され角速度が一定となるように回転された記録層形成媒体に対し前記記録パルス信号に基づいたレーザ光を一定パワーで照射し前記記録層にマークを形成する記録工程とを備え、
前記レーザ光の前記記録層上での照射距離に対する前記マークの半径方向幅の特性において、前記照射距離を短くした際に前記半径方向幅が飽和する領域を飽和領域としたとき、前記記録層上での照射距離が最大でも前記飽和領域に至る照射距離以下となる条件を満たすように、前記パルス幅及び前記角速度が設定された
記録方法。
【請求項７】
レーザ光を照射することによってマークが形成される記録層が形成された記録層形成媒体を作成する媒体作成部と、
前記記録層形成媒体を角速度が一定となるように回転する回転駆動部と、
入力データを変調してパルス幅一定の記録パルス信号を生成する信号生成部と、
前記記録パルス信号に基づき前記記録層にレーザ光を一定パワーで照射し前記記録層にマークを形成する記録部と、
前記記録部により記録が行われた記録済媒体に現像処理を施し凹凸パターンが形成されたパターン形成済媒体を作成するパターン形成済媒体作成部とを備え、
前記レーザ光の前記記録層上での照射距離に対する前記マークの半径方向幅の特性において、前記照射距離を短くした際に前記半径方向幅が飽和する領域を飽和領域としたとき、前記記録層上での照射距離が最大でも前記飽和領域に至る照射距離以下となる条件を満たすように、前記パルス幅及び前記角速度が設定された
パターン形成済媒体製造装置。
【請求項８】
レーザ光を照射することによってマークが形成される記録層が形成された記録層形成媒体を作成する媒体作成工程と、
入力データを変調してパルス幅一定の記録パルス信号を生成する信号生成工程と、
角速度が一定となるように回転された前記記録層形成媒体に対して前記記録パルス信号に基づいたレーザ光を一定パワーで照射し前記記録層にマークを形成する記録工程と、
前記記録工程により記録が行われた記録済媒体に現像処理を施し凹凸パターンが形成されたパターン形成済媒体を作成するパターン形成済媒体作成工程とを備え、
前記レーザ光の前記記録層上での照射距離に対する前記マークの半径方向幅の特性において、前記照射距離を短くした際に前記半径方向幅が飽和する領域を飽和領域としたとき、前記記録層上での照射距離が最大でも前記飽和領域に至る照射距離以下となる条件を満たすように、前記パルス幅及び前記角速度が設定された
パターン形成済媒体製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、記録層が形成された記録層形成媒体への記録を行う記録装置及び記録方法、記録された記録済媒体に対して現像処理を施してパターン形成済媒体を作成するためのパターン形成済媒体製造装置及びパターン形成済媒体製造方法についての技術分野に関する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００２】
【特許文献１】特開平６−２０２０５８
【背景技術】
【０００３】
例えば、光ディスクなどの凹凸パターンが転写されたパターン転写媒体の原盤へ記録を行う方法として、原盤を回転させレーザ光を原盤の記録層へ照射して記録する方法が広く用いられている。
このような記録方法における原盤の回転制御方式として、ＣＡＶ（Constant Angler Velocity）方式、ＣＬＶ（Constant Line Velocity）方式が広く用いられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＣＡＶ方式は、記録位置における回転中心からの半径による回転速度制御が不要であるため、ＣＬＶ方式に比べて原盤の回転制御回路が簡素化できる。しかし、ＣＡＶ方式で半径の異なる位置に同一サイズのマークを記録する場合には、特許文献１に示すような半径位置に応じた光強度の制御や、記録信号のパルス幅の制御が必要であるという問題がある。
【０００５】
そこで、本技術は、ＣＡＶ方式を採用することにより生じる上記問題を克服し、半径位置に応じた光強度の制御や記録信号のパルス幅の制御を不要としながら、記録層上の半径の異なる位置において同一サイズのマークを記録できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１に、本技術に係る記録装置は、記録層が形成された記録層形成媒体を角速度が一定となるように回転する回転駆動部と、入力データを変調してパルス幅一定の記録パルス信号を生成する信号生成部と、前記記録パルス信号に基づき前記記録層にレーザ光を一定パワーで照射し前記記録層にマークを形成する記録部とを備え、前記レーザ光の前記記録層上での照射距離に対する前記マークの半径方向幅の特性において、前記照射距離を短くした際に前記半径方向幅が飽和する領域を飽和領域としたとき、前記記録層上での照射距離が最大でも前記飽和領域に至る照射距離以下となる条件を満たすように、前記パルス幅及び前記角速度が設定されている。
このように、レーザ光の記録層上での最大の照射距離が、マークの半径方向幅が飽和する飽和領域に至る照射距離以下となる条件が満たされることで、記録層上の全記録対象領域で同一サイズのマークが形成される。
【０００７】
第２に、上記した本技術に係る記録装置においては、前記記録層は熱反応を利用するレジスト層とされていることが望ましい。
これにより、ＰＴＭ方式のマスタリングを適用可能となる。
【０００８】
第３に、上記した本技術に係る記録装置においては、前記レジスト層は遷移金属の不完全酸化物が材料として用いられていることが望ましい。
これにより、露光部と未露光部との境界が明確となる。
【０００９】
第４に、上記した本技術に係る記録装置においては、前記信号生成部は前記入力データを極座標変換したデータに基づいて前記記録パルス信号を生成することが望ましい。
極座標変換により、直交座標系で表現された入力データが極座標系に変換される。
【００１０】
第５に、上記した本技術に係る記録装置においては、前記記録層における最長の前記照射距離が４５ｎｍ以下となるように前記パルス幅と前記角速度が設定されていることが望ましい。
この４５ｎｍは、遷移金属の不完全酸化物というＰＴＭ記録で実用されている記録材料を用い、且つ８ｍＷ〜９ｍＷ程度という実用的な光強度を設定した条件下においてパルス幅Ｐｗを飽和させる照射距離となる。
【００１１】
また、本技術に係る記録方法は、入力データを変調してパルス幅一定の記録パルス信号を生成する信号生成工程と、記録層が形成され角速度が一定となるように回転された記録層形成媒体に対し前記記録パルス信号に基づいたレーザ光を一定パワーで照射し前記記録層にマークを形成する記録工程とを備え、前記レーザ光の前記記録層上での照射距離に対する前記マークの半径方向幅の特性において、前記照射距離を短くした際に前記半径方向幅が飽和する領域を飽和領域としたとき、前記記録層上での照射距離が最大でも前記飽和領域に至る照射距離以下となる条件を満たすように、前記パルス幅及び前記角速度が設定されている。
【００１２】
さらに、本技術に係るパターン形成済媒体製造装置は、レーザ光を照射することによってマークが形成される記録層が形成された記録層形成媒体を作成する媒体作成部と、前記記録層形成媒体を角速度が一定となるように回転する回転駆動部と、入力データを変調してパルス幅一定の記録パルス信号を生成する信号生成部と、前記記録パルス信号に基づき前記記録層にレーザ光を一定パワーで照射し前記記録層にマークを形成する記録部と、前記記録部により記録が行われた記録済媒体に現像処理を施し凹凸パターンが形成されたパターン形成済媒体を作成するパターン形成済媒体作成部とを備え、前記レーザ光の前記記録層上での照射距離に対する前記マークの半径方向幅の特性において、前記照射距離を短くした際に前記半径方向幅が飽和する領域を飽和領域としたとき、前記記録層上での照射距離が最大でも前記飽和領域に至る照射距離以下となる条件を満たすように、前記パルス幅及び前記角速度が設定されている。
【００１３】
さらにまた、本技術に係るパターン形成済媒体製造方法は、レーザ光を照射することによってマークが形成される記録層が形成された記録層形成媒体を作成する媒体作成工程と、入力データを変調してパルス幅一定の記録パルス信号を生成する信号生成工程と、角速度が一定となるように回転された前記記録層形成媒体に対して前記記録パルス信号に基づいたレーザ光を一定パワーで照射し前記記録層にマークを形成する記録工程と、前記記録工程により記録が行われた記録済媒体に現像処理を施し凹凸パターンが形成されたパターン形成済媒体を作成するパターン形成済媒体作成工程とを備え、前記レーザ光の前記記録層上での照射距離に対する前記マークの半径方向幅の特性において、前記照射距離を短くした際に前記半径方向幅が飽和する領域を飽和領域としたとき、前記記録層上での照射距離が最大でも前記飽和領域に至る照射距離以下となる条件を満たすように、前記パルス幅及び前記角速度が設定されている。
【００１４】
上記本技術に係る記録方法、パターン形成済媒体製造装置及びパターン形成済媒体製造方法によっても、本技術に係る記録装置と同様に、レーザ光の記録層上での最大の照射距離が、マークの半径方向幅が飽和する飽和領域に至る照射距離以下となる条件が満たされたことで、記録層上の全記録対象領域で同一サイズのマークが形成される。
【発明の効果】
【００１５】
本技術によれば、記録層形成媒体を角速度一定で回転させ且つパルス幅と光強度とを一定とした条件の下で、記録層上の全記録対象領域で同一サイズのマークが形成される。
従って、半径位置に応じた光強度の制御及び記録信号のパルス幅の制御を不要としながら、記録層形成媒体の半径の異なる位置において同一サイズのマークを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図２乃至図９と共に本技術に係る記録装置、記録方法、パターン形成済媒体製造装置及びパターン形成済媒体製造方法の実施の形態を示すものであり、本図はパターン転写媒体の製造工程を示す図である。
【図２】原盤製造装置の内部構成を示す概念図である。
【図３】記録装置の内部構成を示す図である。
【図４】記録パルス信号を示した図である。
【図５】パターン転写媒体原盤上に形成されるマークの形状を示した図である。
【図６】パターン転写媒体原盤上の内周部と外周部に形成されるマークを示した図である。
【図７】パターン転写媒体原盤上の内周部と外周部に形成されるマークの形状と照射距離の関係を表した概念図である。
【図８】パターン転写媒体原盤上に形成されるマークのマーク幅と照射距離との関係を表したグラフ図である。
【図９】ピットを形成する際の一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本技術に係る記録装置、記録方法、パターン形成済媒体製造装置及びパターン形成済媒体製造方法を実施するための形態について添付図面を参照しながら説明する。
実施の形態の説明は以下の順序で行う。
［１．パターン転写媒体製造工程］
［２．原盤製造装置の構成］
［３．記録部の構成］
［４．記録の手法］
［５．まとめ］
［６．変形例］
［７．本技術］
【００１８】
［１．パターン転写媒体製造工程］
先ず、本技術に係る記録方法及びパターン形成済媒体製造方法を適用したパターン転写媒体の製造工程について説明する。本製造工程により製造されるパターン転写媒体は、例えば、その表面にｎｍ（ナノメートル）オーダー程度の微細な凹凸パターンが形成されたものである。具体的に、以下ではパターン転写媒体として、モスアイ構造体としての凹凸パターンが形成された樹脂製の製品を製造する例を説明する。
【００１９】
本実施の形態におけるパターン転写媒体の製造工程は原盤作成工程、記録工程、現像工程、金型作製工程、複製工程に大別することができる。
原盤作成工程は、パターン転写媒体を量産する上で用いる後述するスタンパ１０６の元となるパターン転写媒体原盤１０２を作成する工程である。記録工程は、原盤作成工程で作成されたパターン転写媒体原盤１０２にレーザ光を照射し、記録を行う工程である。現像工程は、記録工程で記録された記録済原盤１０４に対し、現像処理を施し、レジスト層１０１に凹凸パターンを形成する工程である。金型作製工程は、スタンパ１０６を作成する工程である。複製工程は、スタンパ１０６を用いて複製媒体１０８を作成する工程である。
【００２０】
図１は、パターン転写媒体の製造工程を示す図である。
図１Ａは、パターン転写媒体原盤１０２を構成する原盤形成基板１００を示している。原盤形成基板１００としては、例えば、円盤状に形成されたシリコン製の基板が用いられる。先ず、この原盤形成基板１００の上に、スパッタリング法によりレジスト材料からなるレジスト層１０１を記録層として均一に成膜する（原盤作成工程、図１Ｂ参照）。これによって、パターン転写媒体原盤１０２が作成される。
【００２１】
本例では、パターン転写媒体原盤１０２を製造するマスタリング工程として、無機系のレジスト材料を用いたＰＴＭ（Phase Transition Mastering）方式のマスタリングを行うものであるが、レジスト層１０１の材料には、遷移金属の不完全酸化物が用いられる。具体的な遷移金属としては、例えば、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｒｕ、Ａｇ等が挙げられる。
無機系のレジスト材料をレジスト層１０１に用いることで、ＰＴＭ記録として、レーザビーム径よりも微細なマークを形成することが可能である。また更に、無機系のレジスト材料として遷移金属の不完全酸化物を用いることにより、露光部と未露光部との境界が明確となり、分解能を高めることができる。
尚、レジスト層１０１の具体的な材料としては、いわゆる熱反応により記録を可能とするもの（レーザ光照射に伴う熱反応により物性が変化するもの）であれば特に限定されるものではない。
【００２２】
また、レジスト層１０１の露光感度を改善するために、原盤形成基板１００とレジスト層１０１との間に所定の中間層１０３を形成して、パターン転写媒体原盤１０２を作成してもよい（図１Ｃ参照）。何れにしても、レジスト層１０１としては、露光時のレーザ光照射に応じて感光できるように、原盤形成基板１００の上層において外部に表出されるように形成されていればよい。
更に、この場合、レジスト層１０１の成膜は、例えば、ＤＣスパッタやＲＦスパッタ、又は、マグネトロンスパッタなどのスパッタリングにより行われる。
【００２３】
次に、図１Ｄに示すように、パターン転写媒体原盤１０２のレジスト層１０１にレーザ光を照射することによって選択的な露光を施し、マークの記録を行う（記録工程）。これにより、記録済原盤１０４が作成される。このとき、レーザ光の照射はパターン転写媒体原盤１０２をＣＡＶ方式で回転させながら行う。
本例の場合、パターン転写媒体原盤１０２にはセンターホールは形成されておらず、記録工程における記録はパターン転写媒体原盤１０２の中心部に対しても行われる。
尚、この記録工程は、後述する記録装置３を利用して行われる。
【００２４】
次に、図１Ｅに示すように、レジスト層１０１を現像することによって凹凸パターンが形成されたパターン形成済原盤１０５を作成する（現像工程）。当該現像工程において、具体的な現像手法としては、浸漬によるディッピング法、或いは、スピナーにて回転させた記録済原盤１０４に薬液を塗布するなどの手法が挙げられる。
現像液については、例えばＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）等の有機アルカリ現像液、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、リン酸系等の無機アルカリ現像液などを用いる。
【００２５】
続いて、記録済原盤１０４を水洗いした後に、図１Ｆに示すように、電鋳槽にてスタンパ１０６を作製する（金型作成工程）。次に、パターン形成済原盤１０５からスタンパ１０６を剥離させることで、パターン形成済原盤１０５の凹凸パターンが転写された成型用のスタンパ１０６が得られる（図１Ｇ）。この場合、上記スタンパ１０６の材料としては、例えば、Ｎｉが用いられる。
【００２６】
ここで、パターン形成済原盤１０５とスタンパ１０６との剥離を容易にするために、図１Ｅのパターン形成済原盤１０５を作成後に表面の離型処理を行うことも可能である。パターン形成済原盤１０５に対して以下に示す何れかの処理を施すことにより、離型性を改善することができる。
１）４０〜６０℃に加温したアルカリ液に数分浸漬する。
２）４０〜６０℃に加温した電解アルカリ液に数分浸漬したまま電解酸化させる。
３）ＲＩＥなどを用いて酸化膜を形成する。
４）成膜装置を用いて金属酸化膜を成膜する。
或いは、離型性の改善は、予め無機レジスト材料として、スタンパ１０６に対してより離型し易い酸素組成比率を持つ組成の材料を選定することでも実現できる。
【００２７】
尚、パターン形成済原盤１０５は、スタンパ１０６を作製後に水洗・乾燥状態で保管しておき、必要に応じて所望枚数のスタンパ１０６を繰り返し作製するために用いることができる。
【００２８】
続いて、スタンパ１０６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複製基板１０７を成型する（図１Ｈ参照）。
その後、スタンパ１０６を剥離することで、所望の凹凸パターンが形成された複製媒体１０８が得られる（複製工程、図１Ｊ参照）。
【００２９】
［２．原盤製造装置の構成］
上記により説明した原盤製造方法（原盤作成工程、記録工程及び現像工程）を実現する本例の原盤製造装置１の構成例を図２に示す。
【００３０】
図２において、原盤製造装置１は、原盤作成部２、記録装置３、及び、パターン形成済原盤作成部４を備えている。
原盤作成部２は、先の図１Ｂもしくは図１Ｃに示したレジスト層形成工程によりパターン転写媒体原盤１０２を作成する。
この原盤作成部２には、外部より原盤形成基板１００が装填される。原盤作成部２は、この原盤形成基板１００に対し、レジスト層１０１としての無機レジスト材料を例えばスパッタリングにより成膜する。
尚、図１Ｃに示したように中間層１０３を形成する場合には、原盤形成基板１００に対し中間層１０３としての材料を成膜後、その上層にレジスト層１０１を成膜する。
【００３１】
原盤作成部２により作成されたパターン転写媒体原盤１０２は、記録装置３に移動される。尚、図示は省略したが原盤作成部２から記録装置３へのパターン転写媒体原盤１０２の受け渡しは、原盤製造装置１内に設けられたハンドリングロボットにより行われる。また、記録装置３にて記録が行われた記録済原盤１０４のパターン形成済原盤作成部４への受け渡しもハンドリングロボットにより行われる。
【００３２】
記録装置３は、入力データに基づき、レーザ光をパターン転写媒体原盤１０２に対して照射することによりマークの記録を行う。
パターン転写媒体原盤１０２上にレーザ光が照射されることによって生じる熱により、パターン転写媒体原盤１０２の表面に成膜されたレジスト層１０１の物性が変化し、マークが形成される。
【００３３】
尚、本例では、光ディスクの原盤のようにそれぞれ長さの異なるピットとランドとの組み合わせで情報が記録されたパターン転写媒体原盤１０２を作成するのではなく、モスアイ構造体としての所定の凹凸パターン（模様）を形成したパターン転写媒体原盤１０２を作成する。そのため、記録装置３への入力データとしては、形成すべき模様を表す画像データが用いられる。
画像データは、直交座標系で表現されるものである。しかし、パターン転写媒体原盤１０２への記録は、パターン転写媒体原盤１０２を回転させながら半径方向に動かしつつ行われる。すなわち、レーザ光がパターン転写媒体原盤１０２の内周側から外周側にかけてスパイラル形状の軌跡を描くように照射されて記録が行われる。その為、直交座標系で表現された画像データをそのまま用いた場合、画像データが表すパターンを適正に記録することはできない。そこで、記録装置３では直交座標系で表現された画像データに対して極座標変換を行う。次に、極座標系で表現されたデータを動径成分によってソートし、ソートされたデータに基づき、マークの記録を行う。これにより、スパイラル記録において、直交座標系で表現された画像データに基づくパターンをパターン転写媒体原盤１０２に正しく記録できる。
尚、記録装置３の内部構成については後述する。
【００３４】
パターン形成済原盤作成部４は、記録装置３による記録が行われた記録済原盤１０４に対し、先の図１Ｅで述べたような現像処理を行うことで、パターン形成済原盤１０５を作成する。具体的には、記録済原盤１０４を現像液に浸漬した後に、これを洗浄してパターン形成済原盤１０５を作成する。
この現像処理により、露光された部分に凹状の溝部が形成される。
【００３５】
［３．記録部の構成］
原盤製造装置１の記録装置３の内部構成例を図３に示す。
【００３６】
記録装置３は、回転台５と、回転駆動部６と、スライド駆動部７と、信号生成部８と、記録部９と、コントローラ１０とを備えている。
【００３７】
回転台５には、パターン転写媒体原盤１０２を積載するための積載面が形成されている。この回転台５の内部には、前記積載面にパターン転写媒体原盤１０２を固定するためのチャッキングを行うチャッキング機構５ａが設けられている。
【００３８】
回転駆動部６は、パターン転写媒体原盤１０２が積載された回転台５を駆動信号に基づいて回転させるモータ１１と、パターン転写媒体原盤１０２がＣＡＶ（Constant Angler Velocity）方式で回転されるようにモータ１１に駆動信号を供給するモータドライバ１２を備えている。
モータドライバ１２にはコントローラ１０から速度指示信号が供給され、モータ１１はその速度指示信号に応じた角速度で回転される。
【００３９】
スライド駆動部７は、回転台５と回転台５に積載されたパターン転写媒体原盤１０２とモータ１１とを含む全体を半径方向にスライドさせるスライド機構１３と、スライド機構１３を駆動させるスライドドライバ１４を備えている。
つまり、パターン転写媒体原盤１０２は、モータ１１によってＣＡＶ方式で回転されながらスライド機構１３によってパターン転写媒体原盤１０２の半径方向に移動される。これにより、パターン転写媒体原盤１０２に対しては、レーザ光がスパイラル状の軌跡を描くようにして照射される。
【００４０】
信号生成部８は、外部からの入力データとして画像データを受け、極座標変換及びソート処理を行うと共に、ソートされたデータに基づきパルス幅一定の記録パルス信号を生成する。
具体的には、先ず、外部から入力された画像データを極座標変換する。
次に、極座標変換されたデータを、動径成分と偏角成分に基づいてソートする。このときに、動径成分を優先してソートを行う。つまり、ソート後のデータは、動径成分が小さいデータから順番に並べられ、動径成分が同じデータ同士では偏角成分が小さい順番に並べられる。
次に、ソート後のデータに基づいて、記録パルス信号を生成する。この記録パルス信号は、図４に示すように、パルス幅Ｐｗとパルス高さＰｈが一定とされている。
尚、記録パルス信号のパルス幅Ｐｗを一定とする意義については、後述する。
【００４１】
記録部９は、レーザドライバ１５と、光学部品を複数有したピックアップ１６とを備えている。
【００４２】
ピックアップ１６は、レーザ１７と、コリメータレンズ１８と、アナモルフィックプリズム１９と、偏光ビームスプリッタ２０と、λ／４波長板２１と、ビームエキスパンダ２２と、対物レンズ２３と、モニタディテクタ２４と、集光レンズ２５と、シリンドリカルレンズ２６と、フォトディテクタ２７と、反射光演算回路２８と、フォーカス制御回路２９と、アクチュエータ３０とを備えている。
【００４３】
本例の場合、ピックアップ１６内におけるレーザ１７には、半導体レーザが用いられる。半導体レーザの波長は、４０５ｎｍ程度に設定される。
【００４４】
レーザ１７から出射したレーザ光は、コリメータレンズ１８で平行光となるようにされた後、アナモルフィックプリズム１９でスポット形状が例えば円形に変形され、偏光ビームスプリッタ２０に導かれる。
そして、偏光ビームスプリッタ２０を透過した偏光成分は、λ／４波長板２１、ビームエキスパンダ２２を介して対物レンズ２３に導かれ、対物レンズ２３で集光されて、パターン転写媒体原盤１０２上に照射される。
【００４５】
上記のように、対物レンズ２３を介してパターン転写媒体原盤１０２に照射されるレーザ光は、パターン転写媒体原盤１０２におけるレジスト層１０１上で焦点を結ぶことになる。レジスト層１０１は、レーザ光を吸収することで、照射部の特に中心付近の高温に加熱された部分で多結晶化が生じる。
この作用により、マークがレジスト層１０１上に形成されていく。
【００４６】
偏光ビームスプリッタ２０において反射されたレーザ光は、レーザパワーをモニタするためのモニタディテクタ２４に照射される。モニタディテクタ２４は、レーザ光の受光光量に応じた光強度モニタ信号ＳＭを出力する。
【００４７】
一方、パターン転写媒体原盤１０２に照射されたレーザ光の戻り光は、対物レンズ２３、ビームエキスパンダ２２、λ／４波長板２１を通過して偏光ビームスプリッタ２０に達する。この場合、λ／４波長板２１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２０で反射されることになる。偏光ビームスプリッタ２０で反射された戻り光は集光レンズ２５、シリンドリカルレンズ２６を介してフォトディテクタ２７の受光面に受光される。
フォトディテクタ２７の受光面は、４分割受光面を備えている。
フォトディテクタ２７は、各受光面において受光光量に応じて得られる電流信号を反射光演算回路２８に供給する。
【００４８】
反射光演算回路２８は、４分割の各受光面からの電流信号を電圧信号に変換すると共に、非点収差法としての演算処理を行ってフォーカスエラー信号ＦＥを生成し、このフォーカスエラー信号ＦＥをフォーカス制御回路２９に供給する。
【００４９】
フォーカス制御回路２９は、フォーカスエラー信号ＦＥに基づいて、対物レンズ２３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３０のサーボ駆動信号ＦＳを生成する。そしてアクチュエータ３０がサーボ駆動信号ＦＳに基づいて、対物レンズ２３をパターン転写媒体原盤１０２に対して離接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。
【００５０】
コントローラ１０は、例えば、マイクロコンピュータで構成され、記録装置３の全体制御を行う。例えば、回転駆動部６に対する回転速度制御や、スライド駆動部７に対するスライド量制御等を行うことで、パターン転写媒体原盤１０２上での記録位置の制御を行う。
【００５１】
レーザドライバ１５は、信号生成部８によって生成された記録パルス信号に基づきレーザ１７を発光駆動する。
尚、レーザドライバ１５に対しては、モニタディテクタ２４からの光強度モニタ信号ＳＭも供給される。レーザドライバ１５は、この光強度モニタ信号ＳＭと基準値とを比較した結果に基づくレーザ発光制御も併せて行うことができる。
【００５２】
［４．記録の手法］
本例における記録手法に関して説明する。
上述したように、本例ではＣＡＶ方式により回転されるパターン転写媒体原盤１０２に対し、パルス幅Ｐｗと光強度が一定となるような記録パルス信号に基づいたレーザ光を照射することにより記録が行われる。
【００５３】
しかしながら、一般的にＣＡＶ方式を採用しつつ光強度とパルス幅Ｐｗとを一定とした条件で記録を行った場合には、内周部と外周部とで同一サイズによるマークを形成することができないとされている。
前述のように、ＣＡＶ方式を採用しつつ内周部と外周部で同一サイズのマークを形成するとしたときは、半径位置に応じて光強度やパルス幅Ｐｗを制御すればよいが、その場合には、これらの制御を実現するための構成を別途追加することを要するので望ましくない。  そこで、本発明者らは鋭意検討を重ね、その結果、ＣＡＶ方式を採用し且つ光強度とパルス幅Ｐｗとを一定とした場合であっても、記録層上におけるレーザ光の照射距離を十分に短く設定することで内周部と外周部とで同一サイズのマークを形成できることを見出した。この点について、以下に詳述する。
尚、以下の説明にあっては、図５に示すように、レーザ光がパターン転写媒体原盤１０２のレジスト層１０１に照射された距離を照射距離Ｔｉとする。また、レーザ光が照射されて形成されたマークの円周方向の長さをマーク長Ｔｍとし、マークの半径方向幅の太さをマーク幅Ｔｗとする。
ここで、照射距離Ｔｉは、パターン転写媒体原盤１０２の角速度と記録パルス信号のパルス幅Ｐｗによって決定される。つまり、角速度を小さく（遅く）するか、若しくは、パルス幅Ｐｗを狭くすることによって、照射距離Ｔｉを短くすることができる。
【００５４】
先ずは、照射距離Ｔｉが比較的長い場合において形成されるマークの形状について図６により考察する。図６Ａは内周部で記録されたマークを表し、図６Ｂは外周部で記録されたマークを表している。
パターン転写媒体原盤１０２のレジスト層１０１に対し、光強度とパルス幅Ｐｗとを一定とした条件でレーザ光を照射した場合、図６Ａ及び図６Ｂのように、パターン転写媒体原盤１０２の内周部と外周部では異なった形状となる。本例で用いた熱反応により記録を行うレジスト層１０１では、レーザ光の光強度を一定とした場合、単位面積当たりの光の照射時間が長くなるほどレジスト層１０１の単位面積当たりに与えられる熱量が多くなり、熱反応が起こる面積が広くなる。そのため、単位面積当たりのレーザ照射時間が長くなる内周部ではマーク幅Ｔｗが太くなり（図６Ａ参照）、パターン転写媒体原盤１０２の内周部から離れるほどマーク幅Ｔｗが細くなる（図６Ｂ参照）。更にマーク長Ｔｍに関しては、照射距離Ｔｉに依存するため、パルス幅Ｐｗが一定とされている状況下においては、線速度の遅い内周部ではマーク長Ｔｍが短くなり（図６Ａ参照）、内周部から離れるほどマーク長Ｔｍが長くなる（図６Ｂ参照）。
【００５５】
図７は、光強度とパルス幅とを一定とした条件において内周部と外周部に形成されるマークの形状と照射距離Ｔｉとの関係を表している。尚、図７のデータは、パルス幅Ｐｗを固定し、角速度を小さくすることによって照射距離Ｔｉを短くした場合のマーク形状の変化を表している。
【００５６】
図７に示すように、角速度を小さくすることにより照射距離Ｔｉを短くしていくと、内周部と外周部における線速度は異なるにもかかわらず、外周部において形成されるマークの形状が内周部において形成されるマークと略同じ形状となる。このとき、マーク幅Ｔｗとマーク長Ｔｍが略同じ長さとなる。これは、光強度とパルス幅Ｐｗとを一定とした条件でレーザ光を照射しているため、パルス１回分の照射によりレジスト層１０１に与える熱量が一定となるためである。与える熱量が一定となることにより、レジスト層１０１の物性が変化する領域が略同じ面積となる。このように、照射距離Ｔｉを短くしていくと、照射距離Ｔｉがある閾値を超えた（下回った）領域においてはマーク長Ｔｍとマーク幅Ｔｗとが略同じ長さとなり、形成されるマークの形状が略変化しなくなる。この閾値を越えた領域を「飽和領域」と呼ぶ。
尚、角速度を小さくすることにより照射距離Ｔｉを短くしたが、パルス幅Ｐｗを短くすることにより照射距離を短くしても同様の効果が得られる。
【００５７】
図８に照射距離Ｔｉとマーク幅Ｔｗの関係の一例を示す。図８は、遷移金属の不完全酸化物が用いられた本例におけるレジスト層１０１に対して行った実験結果を表したものである。図８における実験では、上記に示したように、光強度とパルス幅とを一定とした条件の下で角速度を変化させることにより照射距離Ｔｉを変化させて実験データを取得した。光強度は８ｍＷ〜９ｍＷ程度とした。
図８によると、照射距離Ｔｉが４５ｎｍ以下となったときにマーク幅Ｔｗが飽和する飽和領域となっている。従って、本例のパターン転写媒体原盤１０２のレジスト層１０１に対して全てのマークを同一サイズで形成するためには、レジスト層１０１に照射されるパルス一個分の照射距離Ｔｉが、最長でも（つまり記録対象領域の最外周部でも）４５ｎｍ以下となるようにすればよい。
【００５８】
図８の特性を踏まえ、本例の記録装置３では、パターン転写媒体原盤１０２のレジスト層におけるパルス一個分の最長のレーザ光照射距離Ｔｉが４５ｎｍ以下となるようにモータ１１の回転速度と記録パルス信号のパルス幅Ｐｗを設定するものとしている。
尚、この条件におけるマーク長Ｔｍは、約１８５ｎｍとなった。
【００５９】
［５．まとめ］
上述したように、本実施の形態の記録装置３及び原盤製造装置１では、パターン転写媒体原盤１０２をＣＡＶ方式で回転させ且つ光強度とパルス幅Ｐｗとを一定とした条件の下で、照射距離Ｔｉが最大でも飽和領域に至る照射距離以下となる条件を満たすように角速度とパルス幅Ｐｗとを設定している。
これにより、レジスト層１０１上の全記録対象領域で同一サイズのマークが形成される。
従って、半径位置に応じた光強度の制御及びパルス幅Ｐｗの制御を不要としながら、パターン転写媒体原盤１０２の半径の異なる位置において同一サイズのマークを形成することができる。マークサイズを同一にできることで、所望の凹凸パターンを正しく記録できる。
また、半径位置に応じた光強度、パルス幅Ｐｗの制御が不要とされることで、回路構成の簡略化が図られる。
【００６０】
また、上記で説明した本実施の形態としての製造工程は、光ディスクの原盤を製造する既存の製造装置を流用して実現可能である。すなわち、専用の製造装置を新たに開発することなく、導入コストを抑えて、モスアイ構造体などの所定の凹凸パターンが形成された製品を製造することができる。
【００６１】
また、本実施の形態では、記録層として熱反応を利用するレジスト層を用いている。
そのため、ＰＴＭ方式のマスタリングを適用可能となり、従って、レーザビーム径よりも微細なマークを形成することが可能である。
【００６２】
さらに、本実施の形態では、前記レジスト層として遷移金属の不完全酸化物が材料として用いられたレジスト層を用いている。
そのため、露光部と未露光部との境界が明確となり、従って、レジスト層に形成される凹凸パターンの分解能を高めることができる。
【００６３】
さらにまた、本実施の形態では、入力データを極座標変換したデータに基づいて記録パルス信号を生成するようにしている。
極座標変換により、直交座標系で表現された入力データが極座標系に変換される。従って、極座標変換したデータを動径成分と偏角成分とに基づいて適正な順番にソートすることができ、スパイラル記録において、直交座標系で表現された入力データに基づくパターンをパターン転写媒体原盤１０２に正しく記録できる。
【００６４】
加えて、本実施の形態では、記録層における最長の照射距離Ｔｉが４５ｎｍ以下となるようにパルス幅Ｐｗと角速度とを設定している。
この４５ｎｍは、遷移金属の不完全酸化物というＰＴＭ記録で実用されている記録材料を用い、且つ８ｍＷ〜９ｍＷ程度という実用的な光強度を設定した条件下においてパルス幅Ｐｗを飽和させる照射距離Ｔｉとなる。
従って、最小の照射距離Ｔｉを４５ｎｍとすることで、非実用的な条件の設定を強いられることなく、パターン転写媒体原盤１０２上の全ての記録位置で同一サイズのマークを形成することができる。
【００６５】
［６．変形例］
本例では、いわゆる熱反応により記録を行うレジスト層１０１を用いたが、照射する光に反応して物性が変化するタイプのレジスト材料をレジスト層１０１に用いてもよい。
本技術における記録層としては、レーザ光を照射することによりマークを形成できる記録材料が用いられたものであればよく、これにより、上述した飽和領域を得ることができる。
【００６６】
また、本例では、記録装置３により記録を行ったパターン転写媒体原盤１０２（記録済原盤１０４）からパターン形成済原盤１０５を作成し、パターン形成済原盤１０５からスタンパ１０６を作成した上で、スタンパ１０６から樹脂製の複製媒体１０８を製造する例を示した。この場合には、パターン転写媒体原盤１０２が本技術における「記録層形成媒体」に相当し、パターン形成済原盤１０５が「パターン形成済媒体」に相当する。
しかしながら、本技術におけるパターン形成済原盤としては、このようにスタンパ１０６を作成するための原盤として製造されるものに限定されず、製品として製造され得るものである。例えば、半導体にレジスト層を形成した媒体に本技術に係る記録及び現像処理を施して所望の凹凸パターンを形成することも可能である。また、同様の手法で記録及び現像処理を行ってプリント基板の配線パターンを形成するなどということも可能である。
或いは、本技術を用いて、光ディスクの原盤や当該原盤を用いた光ディスクの製造を行うことも可能である。
【００６７】
尚、本技術を用いて、パターン転写媒体原盤１０２として光ディスクなどの記録媒体の原盤を作成する場合、ピットの形成に必要な長さのマークを形成するためには、上記で説明した略円形のマーク（パルス１回分の照射により形成されるマーク：以下「単位マーク」と表記）を円周方向に複数重ねて一体のマークを形成するようにレーザ光を照射すればよい。その際、マークの半径方向の幅が不足する場合には、図９に示すように、略円形の単位マークが半径方向にも複数重なるように記録を行えばよい。
【００６８】
上記した実施の形態において示した各部の具体的な構成は、何れも本技術を実施する際の具体化のほんの一例を示したものにすぎず、これらによって本技術の範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
【００６９】
［７．本技術］
本技術は、以下のような構成とすることもできる。
（１）
記録層が形成された記録層形成媒体を角速度が一定となるように回転する回転駆動部と、
入力データを変調してパルス幅一定の記録パルス信号を生成する信号生成部と、
前記記録パルス信号に基づき前記記録層にレーザ光を一定パワーで照射し前記記録層にマークを形成する記録部とを備え、
前記レーザ光の前記記録層上での照射距離に対する前記マークの半径方向幅の特性において、前記照射距離を短くした際に前記半径方向幅が飽和する領域を飽和領域としたとき、前記記録層上での照射距離が最大でも前記飽和領域に至る照射距離以下となる条件を満たすように、前記パルス幅及び前記角速度が設定された
記録装置。
（２）
前記記録層は熱反応を利用するレジスト層とされた
前記（１）に記載の記録装置。
（３）
前記レジスト層は遷移金属の不完全酸化物が材料として用いられた
前記（１）又は（２）に記載の記録装置。
（４）
前記信号生成部は前記入力データを極座標変換したデータに基づいて前記記録パルス信号を生成する
前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の記録装置。
（５）
前記記録層における最長の前記照射距離が４５ｎｍ以下となるように前記パルス幅と前記角速度が設定された
前記（１）乃至（４）のいずれかに記載の記録装置。
（６）
入力データを変調してパルス幅一定の記録パルス信号を生成する信号生成工程と、
記録層が形成され角速度が一定となるように回転された記録層形成媒体に対し前記記録パルス信号に基づいたレーザ光を一定パワーで照射し前記記録層にマークを形成する記録工程とを備え、
前記レーザ光の前記記録層上での照射距離に対する前記マークの半径方向幅の特性において、前記照射距離を短くした際に前記半径方向幅が飽和する領域を飽和領域としたとき、前記記録層上での照射距離が最大でも前記飽和領域に至る照射距離以下となる条件を満たすように、前記パルス幅及び前記角速度が設定された
記録方法。
（７）
レーザ光を照射することによってマークが形成される記録層が形成された記録層形成媒体を作成する媒体作成部と、
前記記録層形成媒体を角速度が一定となるように回転する回転駆動部と、
入力データを変調してパルス幅一定の記録パルス信号を生成する信号生成部と、
前記記録パルス信号に基づき前記記録層にレーザ光を一定パワーで照射し前記記録層にマークを形成する記録部と、
前記記録部により記録が行われた記録済媒体に現像処理を施し凹凸パターンが形成されたパターン形成済媒体を作成するパターン形成済媒体作成部とを備え、
前記レーザ光の前記記録層上での照射距離に対する前記マークの半径方向幅の特性において、前記照射距離を短くした際に前記半径方向幅が飽和する領域を飽和領域としたとき、前記記録層上での照射距離が最大でも前記飽和領域に至る照射距離以下となる条件を満たすように、前記パルス幅及び前記角速度が設定された
パターン形成済媒体製造装置。
（８）
レーザ光を照射することによってマークが形成される記録層が形成された記録層形成媒体を作成する媒体作成工程と、
入力データを変調してパルス幅一定の記録パルス信号を生成する信号生成工程と、
角速度が一定となるように回転された前記記録層形成媒体に対して前記記録パルス信号に基づいたレーザ光を一定パワーで照射し前記記録層にマークを形成する記録工程と、
前記記録工程により記録が行われた記録済媒体に現像処理を施し凹凸パターンが形成されたパターン形成済媒体を作成するパターン形成済媒体作成工程とを備え、
前記レーザ光の前記記録層上での照射距離に対する前記マークの半径方向幅の特性において、前記照射距離を短くした際に前記半径方向幅が飽和する領域を飽和領域としたとき、前記記録層上での照射距離が最大でも前記飽和領域に至る照射距離以下となる条件を満たすように、前記パルス幅及び前記角速度が設定された
パターン形成済媒体製造方法。
【符号の説明】
【００７０】
１…原盤製造装置、２…原盤作成部、３…記録装置、６…回転駆動部、８…信号生成部、９…記録部、１０１…レジスト層、１０２…パターン転写媒体原盤、１０４…記録済原盤、１０５…パターン形成済原盤
【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】
2014164781.tif 000009
【図８】
2014164781.tif 000010
【図９】
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