(57)【要約】【課題】再生光スポットの再生分解能以下のトラックピッチにおいても安定したトラッキングが行える再生専用光記録媒体とその基板、及び該基板の成形用スタンパとその製造方法の提供。【解決手段】記録情報に対応する、トラックピッチが２ＴＰでピット深さがｄ１の第１のピット列と、トラックピッチが２ＴＰでピット深さがｄ２の第２のピット列とがトラックに沿って形成されており、ｄ１＜ｄ２、第１のピット列中心と第２のピット列中心の間隔がＴＰ、且つ、０．３３５λ／（ＮＡ・ｎ）≦ＴＰ≦０．５９λ／（ＮＡ・ｎ）（但し、λは再生光の波長、ＮＡは対物レンズの開口数、ｎは再生光の入射面側にある媒質の屈折率）であることを特徴とする光記録媒体基板。【選択図】図１
2008041175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録情報に対応する、トラックピッチが２ＴＰでピット深さがｄ１の第１のピット列と、トラックピッチが２ＴＰでピット深さがｄ２の第２のピット列とがトラックに沿って形成されており、ｄ１＜ｄ２、第１のピット列中心と第２のピット列中心の間隔がＴＰ、且つ、０．３３５λ／（ＮＡ・ｎ）≦ＴＰ≦０．５９λ／（ＮＡ・ｎ）、（但し、λは再生光の波長、ＮＡは対物レンズの開口数、ｎは再生光の入射面側にある媒質の屈折率）であることを特徴とする光記録媒体基板。
【請求項２】
第１及び第２のピット列の何れか一方のピットが基板表面に対して凹であり、他方のピットが基板表面に対して凸であることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体基板。
【請求項３】
０．１６λ／ｎ≦ｄ１≦０．２１λ／ｎ、ｄ２＝（０．５＋ｍ）λ−ｄ１（但し、ｍは自然数）であることを特徴とする請求項１又は２記載の光記録媒体基板。
【請求項４】
ピット周期が０．６３λ／（ＮＡ・ｎ）以下であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の光記録媒体基板。
【請求項５】
請求項４記載の光記録媒体基板上に、少なくとも、超解像膜として作用する相変化膜と誘電体膜が順次積層されていることを特徴とする光記録媒体。
【請求項６】
記録情報に対応する第１及び第２のピット列が形成された請求項１〜４の何れかに記載の光記録媒体基板を成形により製造するためのスタンパであって、前記ピット列の凹凸を反転させた状態の凹凸（但し、ここでいう凹凸には、凹又は凸のみの場合も含む）を有することを特徴とするスタンパ。
【請求項７】
次の（１）〜（２）の工程を含むことを特徴とする、記録情報に対応する第１及び第２のピット列が形成された光記録媒体基板の成形用スタンパの製造方法。
（１）原盤用の基板上に光吸収層と第１のレジスト層を形成し、第１のピット列に対応する記録情報をレーザ光で露光した後、ウエットエッチングにより未露光部の第１のレジスト層を除去して、基板表面に対して凸である第１のピット列を光吸収層上に形成する工程
（２）第１のピット列を形成した基板上に、第１のレジスト層と異なる膜厚の第２のレジスト層を形成し、第２のピット列に対応する記録情報を第１のピット列のランドトラック上にレーザ光で露光した後、ウエットエッチングにより未露光部の第２のレジスト層を除去して、基板表面に対して凸である第２のピット列を光吸収層上に形成する工程
【請求項８】
次の（１）〜（４）の工程を含むことを特徴とする、記録情報に対応する第１及び第２のピット列が形成された光記録媒体基板の成形用スタンパの製造方法。
（１）原盤用の基板上にフォトレジスト層を形成し、第１のピット列に対応する記録情報をレーザ光で露光した後、現像し、第１のピット列に対応するパターンをフォトレジスト層に形成する工程
（２）前記パターンをマスクとして反応性イオンエッチングにより基板をエッチングした後、残ったフォトレジスト層を除去し、基板表面に対して凹である第１のピット列を基板に形成する工程
（３）第１のピット列を形成した基板上に光吸収層とレジスト層を形成し、第２のピット列に対応する記録情報を、第１のピット列のランドトラック上にレーザ光で露光した後、ウエットエッチングにより未露光部のレジスト層を除去し、基板表面に対して凸である第２のピット列を光吸収層上に形成する工程
（４）Ａｒスパッタエッチングにより第２のピット列以外の光吸収層を除去する工程
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録媒体とその基板及び該基板の成形用スタンパとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学記録媒体の高密度化は、再生分解能の向上、即ち記録再生に用いるレーザ光の短波長化及び対物レンズの開口数ＮＡを大きくすることにより行なわれてきた。そして、再生分解能の向上に伴い、光記録媒体の基板上に形成されるトラッキングサーボを行うためのグルーブのピッチも狭くなってきた。
トラッキングサーボは、グルーブで反射回折された光から得られるプッシュプル信号に基づいて行われる。プッシュプル信号は、グルーブで反射回折された光を、トラック中心に対して対称に配置した２つの光検出器により検出し、それらの光検出器からの出力の差を取ることにより得られる。
しかし、情報がピットとして記録されている再生専用光記録媒体においては、半径方向に比べて円周方向の密度が約半分であるため、プッシュプル信号の振幅が１／２になる。このため、記録型の光記録媒体と等しいトラックピッチの再生専用光記録媒体では、安定したトラッキングを行えないという問題があった。
【０００３】
特許文献１には、狭トラックピッチ化された再生専用光記録媒体においても、安定したプッシュプル信号振幅を得るため、トラック方向のピット間に、ピットより浅い補助ピットを設けた発明が開示されている。しかし、そのトラックピッチの範囲は再生分解能程度であり、再生分解能より狭いトラックピッチであっても安定したトラッキングが行えることを目的とする本発明の参考にはならない。
一方、特許文献２には、ピットが形成された基板上に、超解像近接場構造を有するマスクを形成することにより、再生光の短波長化や対物レンズの高ＮＡ化をすることなく、高密度再生専用光ディスクを得る発明が開示されている。この発明によれば、再生分解能より小さい記録マークを再生することができるが、半径方向については言及されていない。
記録密度の向上には、当然ながら、円周方向だけでなく半径方向も重要であり、トラックピッチを狭くした方が、より記録密度を大きくできる。しかしながら、トラックピッチを再生分解能より狭くすると、トラッキングエラー信号であるプッシュプル信号が発生しなくなるため、トラッキングできないという問題が生じる。
【０００４】
【特許文献１】国際公開２００３／０４１０６４号パンフレット
【特許文献２】特開２００４−１１９００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、再生光スポットの再生分解能以下のトラックピッチにおいても安定したトラッキングが行える再生専用光記録媒体とその基板、及び該基板の成形用スタンパとその製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題は次の１）〜８）の発明（以下、本発明１〜８という）によって解決される。
１）  記録情報に対応する、トラックピッチが２ＴＰでピット深さがｄ１の第１のピット列と、トラックピッチが２ＴＰでピット深さがｄ２の第２のピット列とがトラックに沿って形成されており、ｄ１＜ｄ２、第１のピット列中心と第２のピット列中心の間隔がＴＰ、且つ、０．３３５λ／（ＮＡ・ｎ）≦ＴＰ≦０．５９λ／（ＮＡ・ｎ）、（但し、λは再生光の波長、ＮＡは対物レンズの開口数、ｎは再生光の入射面側にある媒質の屈折率）であることを特徴とする光記録媒体基板。
２）  第１及び第２のピット列の何れか一方のピットが基板表面に対して凹であり、他方のピットが基板表面に対して凸であることを特徴とする１）記載の光記録媒体基板。
３）  ０．１６λ／ｎ≦ｄ１≦０．２１λ／ｎ、ｄ２＝（０．５＋ｍ）λ−ｄ１（但し、ｍは自然数）であることを特徴とする１）又は２）記載の光記録媒体基板。
４）  ピット周期が０．６３λ／（ＮＡ・ｎ）以下であることを特徴とする１）〜３）の何れかに記載の光記録媒体基板。
５）  ４）記載の光記録媒体基板上に、少なくとも、超解像膜として作用する相変化膜と誘電体膜が順次積層されていることを特徴とする光記録媒体。
６）  記録情報に対応する第１及び第２のピット列が形成された、１）〜４）の何れかに記載の光記録媒体基板を成形により製造するためのスタンパであって、前記ピット列の凹凸を反転させた状態の凹凸（但し、ここでいう凹凸には、凹又は凸のみの場合も含む）を有することを特徴とするスタンパ。
７）  次の（１）〜（２）の工程を含むことを特徴とする、記録情報に対応する第１及び第２のピット列が形成された光記録媒体基板の成形用スタンパの製造方法。
（１）原盤用の基板上に光吸収層と第１のレジスト層を形成し、第１のピット列に対応する記録情報をレーザ光で露光した後、ウエットエッチングにより未露光部の第１のレジスト層を除去して、基板表面に対して凸である第１のピット列を光吸収層上に形成する工程
（２）第１のピット列を形成した基板上に、第１のレジスト層と異なる膜厚の第２のレジスト層を形成し、第２のピット列に対応する記録情報を第１のピット列のランドトラック上にレーザ光で露光した後、ウエットエッチングにより未露光部の第２のレジスト層を除去して、基板表面に対して凸である第２のピット列を光吸収層上に形成する工程
８）  次の（１）〜（４）の工程を含むことを特徴とする、記録情報に対応する第１及び第２のピット列が形成された光記録媒体基板の成形用スタンパの製造方法。
（１）原盤用の基板上にフォトレジスト層を形成し、第１のピット列に対応する記録情報をレーザ光で露光した後、現像し、第１のピット列に対応するパターンをフォトレジスト層に形成する工程
（２）前記パターンをマスクとして反応性イオンエッチングにより基板をエッチングした後、残ったフォトレジスト層を除去し、基板表面に対して凹である第１のピット列を基板に形成する工程
（３）第１のピット列を形成した基板上に光吸収層とレジスト層を形成し、第２のピット列に対応する記録情報を、第１のピット列のランドトラック上にレーザ光で露光した後、ウエットエッチングにより未露光部のレジスト層を除去し、基板表面に対して凸である第２のピット列を光吸収層上に形成する工程
（４）Ａｒスパッタエッチングにより第２のピット列以外の光吸収層を除去する工程
【０００７】
以下、上記本発明について詳しく説明する。
本発明の光記録媒体用基板の例を図１〜図３に示す。図１（１）〜図３（１）は、部分平面拡大図であり、図１（２）〜図３（２）は、ＡＡ′断面図である。
図のように、基板にはトラックピッチが２ＴＰでピット深さがｄ１の第１のピット列と、トラックピッチが２ＴＰでピット深さがｄ２の第２のピット列が形成されており、第１のピット列中心と第２のピット列中心の間隔はＴＰである。ピット列は螺旋状に形成されており、第１のピット列と第２のピット列は、１スパイラルでも２スパイラルでも良い。ＴＰは、再生光スポット径の４／５程度とする。
ここで、ピットとは、記録情報に対応して基板表面に形成された窪み又は突起のことを意味する。またピット深さとは、ピットが窪みの場合には基板表面から窪みの底面までの距離を意味し、ピットが突起の場合には基板表面から突起の上面までの距離を意味する。
第１及び第２のピット列の組み合わせは、ピット深さの差が所定の範囲にあれば、図１のような基板表面に対して凹であるピット列と凸であるピット列、図２のような基板表面に対して凸である深さの異なるピット列、図３のような基板表面に対して凹である深さの異なるピット列の何れでも構わない。
上記のような基板を成形するためのスタンパには、上記ピットの凹凸を反転させた状態の凹凸が形成されている。
【０００８】
図１〜図３の例において、線分ＡＡ′に沿って再生光スポットが横切ったとき、ＴＰが再生光スポットの再生分解能より狭いため、トラックピッチＴＰに対応するプッシュプル信号波形は得られず、トラックピッチ２ＴＰのピットが形成された場合と同様のプッシュプル信号波形が得られる。即ち、再生分解能より狭いトラックピッチＴＰで、例えば深さの差が０．１λである第１及び第２のピット列を半径方向に交互に配置すると、見かけ上、トラックピッチが２ＴＰでピット深さが０．１λのピット列と同様のプッシュプル信号波形が得られる。このようなピット列のペアを形成することによって、トラックピッチが再生分解能以下であっても、プッシュプル信号振幅が得られ、安定してトラッキングすることができる。
【０００９】
図９にピット再生信号の振幅をピット再生信号レベルの最大値で規格化した変調度ＲＦとプッシュプル信号振幅ＰＰのピット深さ依存性を示す。光記録媒体としては、第１及び第２のピット列の変調度がほぼ等しくなり、更にトラッキングが安定して行えるピット深さに設定すればよい。つまり、まず、第１及び第２のピット列の変調度を等しくするために、ｄ１及びｄ２を、ＲＦが極大になる深さ（０．２５＋０．５ｍ）λ（ｍは自然数）を中心に対称な深さになるように設定する。次に、必要とするプッシュプル信号振幅が得られる深さを選定することになる。
例えば、ｄ１を０．２λに設定し（図９中の○）、ｄ２をＲＦが極大になる深さ０．２５λに対して対称な０．３λにすれば（図９中の◇）、各々のピットの再生信号振幅ＲＦとして、極大値の約９０％の値が得られる。このときプッシュプル信号振幅としては、深さの差｜ｄ１−ｄ２｜＝０．１λに相当するプッシュプル信号振幅が得られるから、図９より極大値の約８５％の振幅（図９中の●）になる。したがって、変調度を確保しつつ、かつ再生限界以下のトラックピッチであっても安定してトラッキングを行なえる光記録媒体が得られる。上記ｄ１、ｄ２の設定を式で記述すると、ｄ１を、変調度が確保できる深さに設定し、ｄ２を、変調度が極大になる深さ（０．２５＋０．５ｍ）λに対してｄ１と対称な深さ、即ち、ｄ２＝｛（０．２５＋０．５ｍ）λ−ｄ１｝＋（０．２５＋０．５ｍ）λ＝（０．５＋ｍ）λ−ｄ１に設定するということになる。
【００１０】
本発明の光記録媒体基板の製造工程について、図面を参照しつつ説明する。
まず、第１及び第２のピット列を一度に露光する方法について図４を参照しつつ説明する。
研磨された基板を洗浄した後〔図４（１）〕、光吸収層とレジスト層を順にスパッタリング法で形成してレジスト原盤を作製する〔図４（２）〕。ピットの高さは、レジスト層の膜厚によって設定されるので、適用する記録再生システムに応じて必要な高さに合わせた膜厚とする。
光吸収層の材料は、光を吸収し発熱する機能を持ち、レジスト層より光透過性が低い材料であればどのような材料でも構わない。例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓなどの半導体材料、Ｂｉ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎなどの低融点金属を含む金属間化合物材料、ＢｉＴｅ、ＢｉＩｎ、ＧａＳｂ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＩｎＴｅなどの材料、Ｃ、ＳｉＣなどの炭化物材料、Ｖ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ３、Ｍｎ３Ｏ４、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｏ３Ｏ４、ＣｕＯなどの酸化物材料、ＡｌＮ、ＧａＮなどの窒化物材料、ＳｂＴｅなどの２元系の相変化材料、ＧｅＳｂＴｅ、ＩｎＳｂＴｅ、ＢｉＳｂＴｅ、ＧａＳｂＴｅなどの３元系の相変化材料、ＡｇＩｎＳｂＴｅなどの４元系の相変化材料を用いることができる。
光吸収層の膜厚は３〜２０ｎｍの範囲に設定する。光吸収層を薄膜化することにより、層内における熱の拡がりが抑制でき微細な円柱が形成できる。
【００１１】
レジスト層の材料は、光吸収層の発熱で変化する材料であればどのような材料であっても構わない。成膜状態が低密度、又は、アモルファス相となる材料が好ましい。例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、ＳｉＮなどのシリコン化合物材料を用いることができる。これらの材料は、レーザ光の照射に伴う光吸収層の発熱で材料密度が変化し、レーザ照射部分が緻密化する。エッチング工程においては、材料の緻密化に伴って、レーザ照射部分のエッチング速度が低下する。その結果、レーザ照射部分を構造体として残すことができる。
また、ＺｎＳ、ＣａＳ、ＢａＳなどの硫化物材料を用いることができる。これらの材料は、レーザ光の照射に伴う光吸収層の発熱で材料密度が変化し、レーザ照射部分が緻密化する。また、レーザ光照射部分では硫黄が解離し材料組成が変化する。エッチング工程においては、材料の緻密化及び材料組成の変化に伴って、レーザ照射部分のエッチング速度が低下する。その結果、レーザ照射部分を構造体として残すことができる。
また、ＺｎＳｅ、ＢａＳｅなどのセレン化物材料を用いることができる。これらの材料は、レーザ光の照射に伴う光吸収層の発熱で材料密度が変化し、レーザ照射部分が緻密化する。レーザ光照射部分ではセレンが解離し材料組成が変化する。エッチング工程においては、材料の緻密化及び材料組成の変化に伴って、レーザ照射部分のエッチング速度が低下する。その結果、レーザ照射部分を構造体として残すことができる。
【００１２】
また、ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＭｇＦなどのフッ素化合物材料を用いることができる。これらの材料は、レーザ光の照射に伴う光吸収層の発熱で材料密度が変化し、レーザ照射部分が緻密化する。また、レーザ光照射部分ではフッ素が解離し材料組成が変化する。エッチング工程においては、材料の緻密化及び材料組成の変化に伴って、レーザ照射部分のエッチング速度が低下する。その結果、レーザ照射部分を構造体として残すことができる。
原盤用の基板としては、ガラス、石英などを用いることができる。また、Ｓｉ、ＳＯＩ（シリコンオンインシュレーター）などの半導体製造に用いられる基板、Ａｌや不透明ガラス基板などのＨＤＤ（ハードディスク）用の基板、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルエステル樹脂、ポリエステル樹脂、紫外線硬化樹脂などの樹脂基板を用いることもできる。
【００１３】
次いで、原盤露光機を用いてレジスト原盤を露光する。
図８に原盤露光機の一例の概略図を示す。この原盤露光機は、レーザビームを出射するレーザ光源と、レーザビームを分離するビームスプリッタと、レーザビームを反射するミラーと、図示しない原盤露光機の制御装置からの変調信号に応じてレーザビームを変調する光変調器と、２本のレーザビームを合成する偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）と、レジスト原盤上にレーザビームを集光する対物レンズ及びフォーカスユニットを備えた光ヘッドと、レジスト原盤を保持するターンテーブルと、それを回転させるモータとを備えている。光ヘッドは光学移動台に設置されており、ターンテーブルの回転とともに、光学移動台が移動することによって、ガラス原盤上に螺旋状の潜像が形成される。
レーザ光源は、波長３５１ｎｍのＫｒレーザである。レーザ光源から出射されたレーザビームは、ビームスプリッタによりレーザビーム１とレーザビーム２に分離される。レーザビーム１は、光変調器１を通過し、ミラー１で反射した後、ＰＢＳに入射する。一方、レーザビーム２は、光変調器２を通過後、ＰＢＳに入射する。ＰＢＳで合成されたレーザビーム１及び２は、ミラー３で反射した後、光ヘッドを通過し、レジスト原盤上に集光される。光変調器は、ピット列に対応する入力信号を受けて、レーザ光をオン又はオフする。信号レーザビーム１及びレーザビーム２のレジスト原盤上における集光位置は、対物レンズへの入射角を調整することによって容易に調整できる。
レーザビーム１で第１のピット列に対応したレーザ光を、レーザビーム２で第２のピット列に対応したレーザ光を照射する〔図４（３）〕。このとき、レーザビーム１のレーザパワーを、レーザビーム２より高く設定する。
【００１４】
次いで、露光したレジスト原盤をフッ酸水溶液に浸漬して、ウエットエッチングにより未露光部のレジスト層を除去する〔図４（４）〕。パワーの高いレーザビーム１で露光された部分は、レジスト層表面まで熱変質が起こるため、レジスト層がそのまま残る。一方、パワーの低いレーザビーム２で露光された部分は、光吸収層との界面付近のレジスト層しか熱変質が起こらないので、エッチングによりレジスト層の表面が除去される。このようにして、光吸収層上に高さの異なるピット列が形成される。
この後の工程は図示していないが、高さの異なる第１及び第２のピット列が形成されたレジスト原盤上に、Ｎｉ薄膜等の導電膜を形成し、Ｎｉ等を電鋳した後、レジスト原盤から剥離し、更に外形加工してスタンパを得る。
続いて、このスタンパを金型として射出成形法により光記録媒体基板を作製する。
【００１５】
次に、原盤露光機の制約（集光スポット径や横送りの駆動系等）により、第１及び第２のピット列を一度に露光することが困難な場合には、二度に分けて露光してもよい。その場合の製造工程について図５を参照しつつ説明する。
研磨された基板を洗浄した後〔図５（１）〕、光吸収層と第１のレジスト層を順にスパッタリング法で形成したレジスト原盤〔図５（２）〕に対し、原盤露光機を用いて、第２のピット列に対応する記録情報を露光する〔図５（３）〕。
次いで、レジスト原盤をフッ酸水溶液に浸漬して、ウエットエッチングにより未露光部の第１のレジスト層を除去し、第２のピット列を形成する〔図５（４）〕。
次いで、第２のピット列を形成したレジスト原盤上に第２のレジスト層を形成し〔図５（５）〕、トラッキング機能を有する露光機を用い、第２のピット列のランドトラックにトラッキングしながら、第１のピット列に対応する記録情報を露光する〔図５（６）〕。
次いで、レジスト原盤を再びフッ酸水溶液に浸漬して、ウエットエッチングにより未露光部の第２のレジスト層を除去し、第１のピット列を形成する〔図５（７）〕。
上記一連の工程により、ピット高さが第１のレジスト層の膜厚である第２のピット列と、ピット高さが第２のレジスト層の膜厚である第１のピット列を形成できる。
【００１６】
次に、第１のピット列が凹状で、第２のピット列が凸状である光記録媒体基板の作製工程について、図６を参照しつつ説明する。
研磨された基板を洗浄した後〔図６（１）〕、フォトレジスト層をスピンコート法で形成したレジスト原盤〔図６（２）〕に対し、原盤露光機を用いて、第１のピット列を露光する〔図６（３）〕。フォトレジスト材料としては、周知のものを用いればよい。
次いで、レジスト原盤を現像し、フォトレジスト層に第１のピット列を形成する〔図６（４）〕。
次いで、フォトレジスト層をマスク層として、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）法により基板をエッチングした後、残ったフォトレジスト層を除去する〔図６（５）〕。
以上で、基板に凹状の第１のピット列が形成される。ピットの深さは、エッチング処理時間により設定できる。
次いで、凹状の第１のピット列が形成された基板上に光吸収層とレジスト層を順に形成した後〔図６（６）〕、トラッキング機能を有する露光機を用い、第１のピット列を利用してトラッキングしながらランドトラック上に第２のピット列を露光する〔図６（７）〕。
次いで、フッ酸水溶液でウエットエッチングを行って未露光部のレジスト層を除去した後〔図６（８）〕、Ａｒスパッタエッチングにより光吸収層を除去することにより、基板上に凸状の第２のピット列を形成する〔図６（９）〕。
この後のスタンパ作製工程及び光記録媒体基板成形工程は、図４の場合と同様である。
【００１７】
次に、第１及び第２のピット列が共に凹状である光記録媒体基板の作製工程について、図７を参照しつつ説明する。
研磨された基板を洗浄した後〔図７（１）〕、第１のフォトレジスト層をスピンコート法で形成したレジスト原盤〔図７（２）〕に対し、原盤露光機を用いて、第１のピット列を露光する〔図７（３）〕。
次いで、レジスト原盤を現像し、第１のフォトレジスト層に第１のピット列を形成する〔図７（４）〕。
次いで、第１のフォトレジスト層をマスク層として、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）法によりエッチングした後、残った第１のフォトレジスト層を除去する〔図７（５）〕。
以上で、基板に凹状の第１のピット列が形成される。ピットの深さは、エッチング処理時間により設定できる。
次いで、凹状の第１のピット列が形成された基板上に、第２のフォトレジスト層をスピンコート法で形成した後〔図７（６）〕、トラッキング機能を有する露光機を用い、第１のピット列を利用してトラッキングを行いながら、ランドトラック上に、第２のピット列を露光する〔図７（７）〕。
次いで、現像を行うことにより、第２のピット列が第２のフォトレジスト層に形成される〔図７（８）〕。
次いで、第２のフォトレジスト層をマスク層として、ＲＩＥ法により基板をエッチングした後〔図７（９）〕、残った第２のフォトレジスト層を除去する〔図７（１０）〕。このときのエッチング時間を、第１のピット列と異なる時間に設定することにより、基板に、深さの異なる凹状の第１及び第２のピット列が形成される。
この後のスタンパ作製工程及び光記録媒体基板成形工程は、図４の場合と同様である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明１によれば、トラックピッチを再生分解能より狭くしても、十分なプッシュプル信号振幅が得られる。
本発明２によれば、隣接トラックのピットと重なることなく容易にピット列を形成できる。
本発明３〜４によれば、再生分解能より狭いトラックピッチにおいても、安定したトラッキングが行えるとともに、十分な再生信号振幅が得られる。
本発明５によれば、再生分解能より小さいピットでも再生できるので、更に記録密度を向上させることができる。
本発明６によれば、本発明１〜４の光記録媒体基板の成形用スタンパを提供できる。
本発明７によれば、ヒートモードリソグラフィ技術により深さの異なるピット列を形成するので、狭いトラックピッチにおいても壁面が急峻なピットを形成できる。
本発明８によれば、フォトリソグラフィ技術とヒートモードリソグラフィ技術とを組み合わせることにより、基板表面に対して凹であるピットと凸であるピットを容易に形成することができる。
【実施例】
【００１９】
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【００２０】
実施例１
図４に示す工程によりスタンパを作製した。
研磨されたガラス基板上に、ＡｇＩｎＳｂＴｅからなる膜厚２０ｎｍの光吸収層、及びＺｎＳ−ＳｉＯ２からなる膜厚１３８ｎｍのレジスト層を順に形成してレジスト原盤を作製した。
次いで、図８の原盤露光機を用い、パワー２．２ｍＷのレーザビーム１とパワー１．８ｍＷのレーザビーム２を照射した。
次いで、露光したレジスト原盤をフッ酸水溶液に浸漬し、未露光部のレジスト層を除去して、高さの異なる第１及び第２のピット列を光吸収層上に形成した。このときの第２のピット列の高さは１３８ｎｍ、第１のピット列の高さは６５ｎｍである。
次いで、このレジスト原盤上に、Ｎｉの導電膜を形成し、Ｎｉを電鋳した後、レジスト原盤から剥離し、更に外形加工してＮｉスタンパを得た。
次いで、このＮｉスタンパを金型として射出成形法によりポリカーボネート樹脂基板を作製し、この基板上にＡｌからなる膜厚１００ｎｍの反射膜を形成して光記録媒体を得た。
【００２１】
実施例２
図５に示す工程によりスタンパを作製した。
研磨されたガラス基板上に、ＡｇＩｎＳｂＴｅからなる膜厚２０ｎｍの光吸収層、及びＺｎＳ−ＳｉＯ２からなる膜厚１３８ｎｍの第１のレジスト層を順に形成してレジスト原盤を作製した。
次いで、図８の原盤露光機を用いて第２のピット列に対応する記録情報を露光した後、レジスト原盤をフッ酸水溶液に浸漬して、未露光部の第１のレジスト層を除去し、第２のピット列を光吸収層上に形成した。
次いで、このレジスト原盤上に、ＺｎＳ−ＳｉＯ２からなる膜厚６５ｎｍの第２のレジスト層を形成し、図８の原盤露光機を用いて、第２のピット列のランドトラックにトラッキングしながら、第１のピット列に対応する記録情報を露光した後、再びレジスト原盤をフッ酸水溶液に浸漬して、未露光部の第２のレジスト層を除去し、第１のピット列を光吸収層上に形成した。このとき第２のピット列の高さはレジスト層膜厚に相当する１３８ｎｍであり、第１のピット列の高さは６５ｎｍである。
次いで、実施例１と同様にして、このレジスト原盤から得たＮｉスタンパを用いてポリカーボネート樹脂基板を作製し、この基板上にＡｌからなる膜厚１００ｎｍの反射膜を形成して光記録媒体を得た。
【００２２】
実施例３
図６に示す工程によりスタンパを作製した。
研磨された石英基板を洗浄し、スピンコート法により膜厚８０ｎｍのフォトレジスト層（東京応化社製ｉＰ３３００）を形成してレジスト原盤を作製した。
次いで、図８の原盤露光機を用いて、第１のピット列を露光した後、現像し、フォトレジスト層に第１のピット列を形成した。
次いで、フォトレジスト層をマスク層として、ＲＩＥ法により石英基板をエッチングし、残ったフォトレジスト層を除去して、石英基板に凹状の第１のピット列を形成した。エッチングガスにはＣＨＦ３を使用し、このとき第１のピット列の深さが６５ｎｍになるようにエッチングを行なった。
次いで、この石英基板上に、ＡｇＩｎＳｂからなる膜厚２０ｎｍの光吸収層（相変化膜）、及びＺｎＳ−ＳｉＯ２からなる膜厚１３８ｎｍのレジスト層を形成した。
次いで、図８の原盤露光機を用いて、第１のピット列を利用してトラッキングしながら、ランドトラック上に第２のピット列を露光した後、フッ酸でウエットエッチングし、更にＡｒスパッタエッチングにより相変化膜を除去して、石英基板上に凸状の第２のピット列を形成した。
次いで、実施例１と同様にして、このレジスト原盤から得たＮｉスタンパを用いてポリカーボネート樹脂基板を作製し、この基板上にＡｌからなる膜厚１００ｎｍの反射膜を形成して光記録媒体を得た。
【００２３】
実施例４
図７に示す工程によりスタンパを作製した。
研磨された石英基板を洗浄し、スピンコート法により膜厚８０ｎｍの第１のフォトレジスト層（東京応化製ｉＰ３３００）を形成してレジスト原盤を作製した。
次いで、図８の原盤露光機を用いて、第１のピット列を露光した後、現像し、第１のフォトレジスト層に第１のピット列を形成した。
次いで、第１のフォトレジスト層をマスク層として、ＲＩＥ法により石英基板をエッチングし、残った第１のフォトレジスト層を除去して、石英基板に凹状の第１のピット列を形成した。エッチングガスにはＣＨＦ３を使用し、第１のピット列の深さが６５ｎｍになるようにエッチングを行なった。
次いで、この石英基板上に、膜厚１４０ｎｍの第２のフォトレジスト層（東京応化社製ｉＰ３３００）を形成し、図８の原盤露光機を用いて、第１のピット列を利用してトラッキングしながら、ランドトラック上に第２のピット列を露光した後、現像して、第２のピット列を第２のフォトレジスト層に形成した。
次いで、第２のフォトレジスト層をマスク層として、ＲＩＥ法により石英基板をエッチングした後、残った第２のフォトレジスト層を除去した。エッチングガスにはＣＨＦ３を使用し、第２のピット列の深さが１３８ｎｍになるようにエッチングを行なった。
以上により、石英基板に、深さの異なる凹状の第１及び第２のピット列を形成した。
次いで、実施例１と同様にして、このレジスト原盤（凹凸を有する石英基板）から得たＮｉスタンパを用いてポリカーボネート樹脂基板を作製し、この基板上にＡｌからなる膜厚１００ｎｍの反射膜を形成して光記録媒体を得た。
【００２４】
実施例５
記録再生光の波長４０５ｎｍ、対物レンズのＮＡ０．８５のディスクテスター（シバソク社製ＬＭ３３０）を用いて、実施例１で作製した光記録媒体を評価した。第１及び第２のピット列には、ピット周期が４００ｎｍ（ピット長及びスペース長が各々２００ｎｍ）である単周期の繰返しパターンを形成し、ピット深さ、トラックピッチを変化させたテストディスクを作製し、それらのプッシュプル信号振幅を測定した。テストディスクは、カバー層のない表面記録型の光記録媒体であり、第１及び第２のピット列の間隔は２４０ｎｍである。
表１に、十分なプッシュプル信号振幅（ＰＰ）が得られ、トラッキングサーボが安定していたか否かを評価した結果を示す。表１のΔｘは、ｄ１及びｄ２と、変調度が極大になる深さ０．２５λとの差である。前述したように、ｄ１及びｄ２は、（０．２５＋ｍ）λに対して対称な深さとする必要があるから、ｄ１をある値に設定すれば、自ずとｄ２の深さは決まる。本実施例では、ｄ１を０．１４λ〜０．２５λに相当する５７〜１００ｎｍとしたから、ｄ２はｄ２＝０．５λ−ｄ１に相当する０．３６λ〜０．２５λとなる。
表１から分るように、第１のピット列の深さｄ１が６５〜８５ｎｍの範囲にあり、これに対応する第２のピット列の深さｄ２が１３８〜１１７ｎｍの範囲にあるとき、安定してトラッキングを行うことができた。この範囲を波長単位に換算すると、０．１６λ≦ｄ１≦０．２１λ、０．２９λ≦ｄ２≦０．３４λになる。
カバー層やプラスチック基板を通してピットを再生する場合には、カバー層又はプラスチック基板の屈折率ｎを考慮して深さを設定すればよい。即ち、０．１６λ／ｎ≦ｄ１≦０．２１λ／ｎ、ｄ２＝（０．５＋ｍ）λ−ｄ１とする。
【表１】
2008041175.tif 000003
【００２５】
表２に、第１及び第２のピット列のトラックピッチ２ＴＰを変化させたテストディスクについてトラッキングサーボの安定性を評価した結果を示す。第１と第２のピット列中心の間隔はＴＰであり、ピット深さｄ１、ｄ２は、それぞれ８５ｎｍ、１１７ｎｍである。
表２から分かるように、トラッキングが安定して行えるＴＰの範囲は、１６０〜２８０ｎｍであった。この範囲を集光スポット径単位に換算すると、０．３３５λ／ＮＡ≦ＴＰ≦０．５９λ／ＮＡになる。ｄ１、ｄ２を適正な値に設定することにより、再生分解能より狭いピッチであっても、安定してトラッキングを行なうことができる。
カバー層やプラスチック基板を通してピットを再生する場合には、カバー層又はプラスチック基板の屈折率ｎを考慮して深さを設定すればよい。即ち、０．３３５λ／（ＮＡ・ｎ）≦ＴＰ≦０．５９λ／（ＮＡ・ｎ）とする。
記録再生装置における光スポットの小径化が進み、対物レンズＮＡが０．８５以上になった場合でも、上記の式は適用できる。例えば、再生光の波長４０５ｎｍ、ＮＡ１．８のＳＩＬ（Ｓｏｌｉｄ  Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ  Ｌｅｎｓ）に適用した場合においても、上記関係式は成立する。
【表２】
2008041175.tif 000004
【００２６】
実施例６
次に、第１及び第２のピット列のトラックピッチ２ＴＰが５６０ｎｍで、第１と第２のピット列中心の間隔ＴＰが２８０ｎｍ、各々のピット深さが６５ｎｍ、１３８ｎｍ、ピット周期が１５０ｎｍ、２００ｎｍ、３００ｎｍ、４００ｎｍ、５００ｎｍであるピット列が形成された基板上に、ＡｇＩｎＳｂＴｅからなる膜厚１０ｎｍの相変化膜と、ＺｎＳ−ＳｉＯ２からなる膜厚４０ｎｍの誘電体膜を順次形成したサンプルディスク（図１０参照）と、Ａｌ反射膜を形成しただけの比較ディスク（図１１参照）を作製し、再生信号のＣＮＲ（キャリア・ノイズ比）を測定した。
図１２に、再生パワー１．２ｍＷで再生したときのＣＮＲの測定結果を示す。
図１２から分かるように、比較ディスクの場合、周期が４００ｎｍより短いピットでは、再生信号の振幅が観察されないためＣＮＲが得られなかった。４００ｎｍは、再生装置のスポット径０．８５λ／ＮＡに相当する。
これに対して、サンプルディスクでは、ピット周期が再生スポット径以下の周期２００〜３００ｎｍにおいて３０ｄＢ以上のＣＮＲが得られた。これは、上記相変化膜と誘電体膜が超解像膜として作用していることを示しており、本発明のような基板のトラック構造及び膜構造を採用すれば、トラックピッチ方向と線密度方向の記録密度を両方とも向上させることができることが分かる。周期３００ｎｍは、波長λ（４０５ｎｍ）、対物レンズのＮＡ（０．８５）で記述すると、０．６３λ／ＮＡに相当するから、ピット周期が解像限界を超えた０．６３λ／ＮＡ以下の場合であっても、再生可能であることになる。
カバー層やプラスチック基板を通してピット列を再生する場合には、カバー層又はプラスチック基板の屈折率ｎを考慮して、ピット周期は０．６３λ／（ＮＡ・ｎ）とする。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の光記録媒体用基板の一例を示す図。（１）部分平面拡大図、（２）ＡＡ′断面図。
【図２】本発明の光記録媒体用基板の別の例を示す図。（１）部分平面拡大図、（２）ＡＡ′断面図。
【図３】本発明の光記録媒体用基板の更に別の例を示す図。（１）部分平面拡大図、（２）ＡＡ′断面図。
【図４】本発明の光記録媒体基板の製造工程を示す図。（１）基板洗浄工程、（２）レジスト原盤作製工程、（３）レジスト原盤露光工程、（４）レジスト除去工程。
【図５】（１）基板洗浄工程、（２）第１のレジスト層を有するレジスト原盤作製工程、（３）第１のレジスト層露光工程、（４）第１のレジスト層除去工程、（５）第２のレジスト層形成工程、（６）第２のレジスト層露光工程、（７）第２のレジスト層除去工程。
【図６】（１）基板洗浄工程、（２）レジスト原盤作製工程、（３）露光工程、（４）現像工程、（５）エッチング及びフォトレジスト除去工程、（６）光吸収層とレジスト層の形成工程、（７）第２のピット列の露光工程、（８）エッチング工程、（９）光吸収層除去工程。
【図７】（１）基板洗浄工程、（２）レジスト原盤作製工程、（３）露光工程、（４）現像工程、（５）エッチング及び第１のフォトレジスト層除去工程、（６）第２のフォトレジスト層形成工程、（７）第２のピット列の露光工程、（８）現像工程、（９）エッチング工程、（１０）第２のフォトレジスト除去工程。
【図８】原盤露光機の一例の概略図。
【図９】ピット再生信号の振幅をピット再生信号レベルの最大値で規格化した変調度ＲＦとプッシュプル信号振幅ＰＰのピット深さ依存性を示す図。
【図１０】サンプルディスクの構成を示す図。
【図１１】比較ディスクの構成を示す図。
【図１２】サンプルディスクと比較ディスクを、再生パワー１．２ｍＷで再生したときのＣＮＲの測定結果を示す図。
【符号の説明】
【００２８】
ＴＰ  トラックピッチ
ｄ１  第１のピット列の深さ
ｄ２  第２のピット列の深さ
ＲＦ  変調度
ＰＰ  プッシュプル信号振幅
ＣＮＲ  キャリアー・ノイズ比
【図１】
2008041175.tif 000005
【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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