(57)【要約】【課題】  光ディスクの原盤作製工程の凹凸の形成において、用いるレーザ光の光学限界のスポットよりも小さい微小ピットを形成し、欠陥の少ない原盤の製造方法等を提供する。【解決手段】  基板１０１上に感熱材料層１０２を形成する感熱材料層形成工程と、感熱材料層１０２にレーザ光を照射して部分的に露光を行う露光工程と、感熱材料層１０２の露光された部分と露光されていない部分のエッチングレートの差を用いて凹凸パターンを形成する凹凸パターン形成工程とを有する光ディスク１１０の原盤１０５の製造方法において、感熱材料層１０２が、少なくともＳｂとＯとを含有し、Ｏの組成比をｘ（ａｔｏｍ％）とすると、３≦ｘ≦５０であることを特徴する。【選択図】        図１
2005100602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に対して感熱材料層を形成する感熱材料層形成工程と、前記感熱材料層にレーザ光を照射して部分的に露光を行う露光工程と、前記感熱材料層の露光された部分と露光されていない部分とのエッチングレートの差を用いて凹凸パターンを形成する凹凸パターン形成工程とを有する記録媒体の原盤製造方法において、
前記感熱材料層が、少なくともＳｂとＯとを含有し、かつ、Ｏの組成比をｘ（ａｔｏｍ％）とすると３≦ｘ≦５０であることを特徴とする記録媒体の原盤製造方法。
【請求項２】
前記感熱性材層に、添加物としてＡｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｇｅ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｓｅ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｅ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗの元素の少なくとも１つを含み、前記添加物の組成比をｙ（ａｔｏｍ％）とすると、１≦ｙ≦３０であることを特徴とする請求項１に記載の記録媒体の原盤製造方法。
【請求項３】
前記添加物が、Ａｕ、Ｇｅ、Ｔｅ、Ｎｂ、Ｐｄ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｗの元素の少なくとも１つであることを特徴とする請求項２に記載の記録媒体の原盤製造方法。
【請求項４】
前記感熱材料層形成工程において、反応性スパッタリング法を用いることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の記録媒体の原盤製造方法。
【請求項５】
前記感熱材料層形成工程において用いるスパッタリングガスが、少なくとも酸素を含み、かつ酸素分圧が０．００５Ｐａ以上であることを特徴とする請求項４に記載の記録媒体の原盤製造方法。
【請求項６】
前記凹凸パターン形成工程を行う前に、前記感熱材料層の温度が５０℃以上３００℃以下になるようにアニール処理を施すアニール工程をさらに有することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の記録媒体の原盤製造方法。
【請求項７】
前記感熱材料層形成工程と、前記露光工程とを行った後に、前記アニール工程を行うことを特徴とする請求項６に記載の記録媒体の原盤製造方法。
【請求項８】
前記感熱材料層形成工程を行った後であって、前記露光工程を行う前に前記アニール工程を行うことを特徴とする請求項６に記載の記録媒体の原盤製造方法。
【請求項９】
前記アニール工程が、レーザ光を照射することにより行われることを特徴とする請求項６から８のいずれかに記載の記録媒体の原盤製造方法。
【請求項１０】
前記凹凸パターン形成工程における現像は、アルカリ性水溶液によって行うことを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の記録媒体の原盤製造方法。
【請求項１１】
熱伝導率が前記感熱材料層とは異なる層を、前記基板に接するように形成する工程をさらに有することを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の記録媒体の原盤製造方法。
【請求項１２】
前記感熱材料層形成工程を行った後から前記凹凸パターン形成工程における現像を開始するまでの時間が２４時間以内であることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の記録媒体の原盤製造方法。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれかに記載の記録媒体の原盤製造方法によって製造される原盤。
【請求項１４】
請求項１３に記載の原盤を用いて記録媒体のスタンパを製造するスタンパ製造方法。
【請求項１５】
請求項１３に記載の原盤を用いて形成される記録媒体のスタンパ。
【請求項１６】
請求項１５に記載のスタンパを用いて記録媒体を製造する記録媒体製造方法。
【請求項１７】
請求項１５に記載のスタンパを用いて形成される記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報の再生に用いられる円盤状の光ディスクの原盤製造方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ビームを照射して情報の記録再生を行う光記録媒体は幅広く利用されており、今後もその記録密度の向上に期待が集まっている。
そこで近年、大容量の画像・音声データ、デジタルデータを再生可能な種々の光ディスクが開発され、例えば、直径１２ｃｍの光ディスクの記憶容量を２３．３〜３０ＧＢに高密度化するような研究開発が進められている。
【０００３】
光ディスクの製造は、原盤、あるいは、原盤から作製されるスタンパを作製し、射出成型によって、大量に複製して製造される。この原盤の製造過程では、通常、図５の概略図において示すように、原盤を構成する基板、例えば、表面を研磨したガラス基板５０１に対して、感光材料層５０２をスピンコート法により形成する。５０７は記録用レーザ、５０８はスピンドルモーターである。なお、図５においては、焦点制御用のレーザ光学系や記録用レーザ光学系のビーム拡大器などを省略して示している。信号源５１１で発生された記録すべき情報信号は、記録イコライザ５１２によって信号パルス幅が変化されるとともに、信号パルス内でパルス列に変調され、光変調器５０３に入力される。この光変調器５０３では、入力されるレーザ光の強度変調が行われる。このようにして強度変調されたレーザ光は、ミラー５０４を通り、レンズアクチュエーター５０５にフォーカス制御されるレンズを通ることにより、ガラス基板５０１上の感光材料層５０２に対して絞り込まれて照射される。これによって、感光材料層５０２を部分的に結晶化状態に変化させる。その後、現像して、その感光度に対応した凹凸状の信号もしくは溝を形成する。
【０００４】
高密度な光ディスクの原盤を製造する場合には、小さな信号ピットを形成する必要があり、そのような技術の開発が進んでいる（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開2001-250279号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、有機感光性材料は、一般的にフォトンモードであり、照射された光量に応じて感光する。したがって、記録レーザースポットの形状が、例えばガウス分布をしていれば、スポットの両サイドの照射光量の少ないところでも部分的に感光してしまう。このため、記録されるピットの形状は、露光パワーに応じた広がりを持ってしまい、記録スポットより小さな記録ピットを安定に形成することが困難となる。
【０００６】
また、感光材料層に対するパターン露光装置として、電子線描画装置などが開発され、微細パターンの形成、すなわち高密度化の手助けをしているが、この電子線描画装置は、高真空中で描画作業を行う必要があることから、大型となり高価であるという問題がある。
【０００７】
本発明では、従来技術で用いられていた感光性材料の代わりに、光照射によって昇温して状態変化（例えばアモルファス相から結晶相に変化する相変化）を起こす感熱性材料を用いる。感熱性材料は、一般的に、材料の温度がその材料によってきまる温度以上に達したときに状態変化を起こす。したがって、記録レーザースポットの形状がガウス分布をしている場合、スポット中心の高温に達した部分は状態変化を起こすが、スポットの両サイドの照射光量が少ないところでは昇温が不十分で状態変化は起こらない。したがって、従来のフォトンモードによる感光材料を用いた場合よりも、小さな記録ピットを安定して形成することが可能になる。
【０００８】
記録媒体の原盤作製に用いる感熱性材料には、以下の（１）〜（５）の特性が所望の値を満たしていることが好ましい。
（１） 記録レーザ光に対する吸収係数
（２） 感熱性材料の状態変化温度
（３） 現像液に対する露光部と未露光部のエッチングレート比の差
（４） 未露光部の現像液に対する耐性
（５） スタンパ作成時のめっき液に対する耐性
本発明では、記録媒体の原盤作製方法であって、少なくとも上記（１）および（２）の特性をより良好にすることが可能な感熱性材料を用いる原盤製造方法を提供する。
【０００９】
また、本発明は、簡易な構造で、且つ、既存の光ディスク原盤作製装置で用いられている装置を流用することができ、上述した電子線描画装置を用いる場合に比してコストを抑えることが可能な原盤製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明の目的は、下記の手段により達成される。
基板に対して感熱材料層を形成する感熱材料層形成工程と、感熱材料層にレーザ光を照射して部分的に露光を行う露光工程と、感熱材料層の露光された部分と露光されていない部分のエッチングレートの差を用いて凹凸パターンを形成する凹凸パターン形成工程とを有する記録媒体の原盤製造方法において、感熱材料層が、少なくともＳｂとＯとを含有し、かつ、Ｏの組成比をｘとすると３≦ｘ≦５０ａｔｏｍ％である。Ｏの組成比が３ａｔｏｍ％以上であるため、室温でもアモルファス状態をより安定化させることが可能なため、レーザ光によって形成されるピットを微細化させることができる。また、Ｏの組成比が５０ａｔｏｍ％以下であるため、レーザ光に対する吸収係数を十分に大きくすることができ、記録における安定性を向上させることができる。
【００１１】
感熱材料層形成工程において、Ｓｂを主な構成元素とする酸化膜で、含有しているＯの量をｘ（ａｔｏｍ％）とし、添加物としてＡｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｇｅ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｓｅ、Ｓｉ、Ｓｍ、Ｔａ、Ｔｅ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗの元素の少なくとも１つを含み、添加物の組成比をｙ（ａｔｏｍ％）とした場合に、３≦ｘ≦５０かつ１≦ｙ≦３０であることを特徴とする感熱材料層を、基板に対して形成する。これにより、添加物によって未露光部の現像液に対する耐性が向上し、現像時の未露光部の表面荒れを低減できる。添加物の組成比が１ａｔｏｍ％以上である場合は、上記効果が得られる。また、添加物の組成比が３０ａｔｏｍ％以下であるため、レーザ光照射による結晶化部の形成が阻害されにくく、ピットをより微細に形成できる。
【００１２】
感熱材料層形成工程において、特に、Ａｕ、Ｇｅ、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｔｅ、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｗを添加したＳｂ低酸化膜の感熱性材料を用いた場合には、現像液濃度のマージンを広げることができる。
感熱材料層形成工程は、反応性スパッタリング法を用いて行われ、成膜時の酸素分圧を０．００５Ｐａ以上としてもよい。このように酸素分圧が０．００５Ｐａ以上の条件で成膜することにより、感熱材料層の膜中の酸素量を十分に多くすることができる。
【００１３】
凹凸パターン形成工程を行う前に、アニール工程、すなわち、感熱材料層の温度が５０℃以上３００℃以下になるようにアニール処理を施してもよい。なお、アニール工程は、感熱材料層形成工程と露光工程とを行った後に行ってもよく、または、感熱材料層形成工程を行った後であって露光工程を行う前に行ってもよい。また、露光工程の前後の両時において行ってもよい。この場合には、感熱性材料層の温度が５０℃以上であるため、現像液に対する耐性が高くなり、現像時の未露光部の表面荒れを低減できる。また、感熱材料層の温度が３００℃以下であるため、薄膜全体の結晶化が進行しにくく、その結果レーザ光による結晶化部の形成が阻害されにくい。
【００１４】
アニール処理は、クリーンオーブンなどの装置で行うことが好ましい。
また、アニール処理は、レーザ光を照射することにより行われることが好ましい。
また、凹凸パターン形成工程における現像は、アルカリ性水溶液によって行うことが好ましい。
【００１５】
また、熱伝導率が感熱材料層とは異なる層を基板に接するように形成する工程をさらに有することが好ましい。これによって、記録時の感熱性材料層の温度を制御することが可能になり、例えば、十分な記録感度を得ることや、幅の細いマークを記録することが可能になる。
【００１６】
また、感熱性材料層形成工程を行った後から、凹凸パターン形成工程における現像を開始するまでの時間が２４時間以内であることが好ましい。２４時間以内であれば、感熱材料層は現像液に対する耐性を保持することができ、表面荒れを抑えることができる。
なお、これらの原盤製造方法によって記録媒体の原盤を得ることができ、得られた原盤から記録媒体のスタンパを製造することもできる。また、このようにして得られたスタンパから記録媒体を製造することもできる。
【発明の効果】
【００１７】
以上に説明したように、Ｓｂを主成分とする酸化物を感熱性材料として用いることにより、光ディスクの原盤の作製を安価で容易なものとすることができる。また、感熱性材料に添加物を入れることにより、レーザ光に対する吸収係数の調整、現像液に対する耐性の向上、各工程でのマージンの拡張などの効果を得ることができる。この製造工程では、既存の記録機、現像装置を使用することができるため、特別な装置を必要としない。これらによって、本発明は光ディスクの高密度化に大きく寄与するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明による光記録媒体の実施形態では、ＲＯＭ型の光ディスクに適用する場合について主として説明するが、本発明は、このような光ディスクや、形状に限られるものではなく、例えば光磁気ディスク、相変化ディスク等の微細凹凸を情報記録層に有する各種光学記録媒体の原盤作製に適用できる。
【００１９】
図１を用いて、本発明の記録媒体の原盤作成方法を説明する。まず、記録媒体を構成する基板１０１には、研磨、洗浄されたガラス基板、またはシリコン基板を用い、基板１０１の表面に感熱材料層１０２としてＳｂを主成分とする酸化薄膜を形成する（図１（ａ））。この感熱材料層１０２に対して、微細凹凸パターンに応じたパターンのレーザ光を照射して、部分的に結晶化部１０３の形成を行う（図１（ｂ））。次に、結晶化部１０３とレーザ光が照射されていない未露光部１０４とのエッチングレートの差を利用して、現像液により、結晶化部１０３のみを除去する（図１（ｃ））。この凹凸パターンが形成された基板を原盤１０５と呼ぶ。次に、この原盤１０５に対して金属薄膜１０６を形成する。この後に、原盤１０５を電極にしてめっきを行い、金属薄膜１０６上に金属層１０７を形成する（図１（ｄ））。次に、原盤１０５から金属薄膜１０６と金属層１０７とを一体に剥離して、マスタースタンパ１０８を作製する（図１（ｅ））。
【００２０】
このマスタースタンパ１０８を用いて、マザースタンパ１０９を複製することができ（図１（ｆ））、マザースタンパ１０９を用いた射出成型によって、光ディスク１１０などの光情報媒体を大量に製造することができる（図１（ｇ））。
特開平１０−９７７３８号公報では、カルコゲン化合物の酸化膜を感熱性材料として使用することが提案されている。我々は、さらなる研究によって、高密度な光記録媒体の原盤１０５を作製する上で、感熱性材料としてＳｂとＳｂの酸化物が混合した薄膜（以下、Ｓｂの低酸化膜と記す）が適していることを見出した。Ｓｂの酸化物にはＳｂ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ5などが存在するが、標準生成エネルギーが、それぞれ、−１２５３ｋＪ／ｍｏｌ、−８２０ｋＪ／ｍｏｌであるために、Ｓｂの低酸化膜としては、ＳｂとＳｂ2Ｏ3が主体であると考えられる。Ｓｂ2Ｏ3は無色であるため、Ｓｂの低酸化膜は、Ｏの組成比を調整することが可能であり、ある範囲量のＯを含有するＳｂの低酸化膜では、波長４０５ｎｍ以下のレーザ光に対して、大きな吸収係数を持つ。大きな吸収係数を持つＳｂの低酸化膜に対してレーザ光を照射すると、照射された部分の温度が局部的に上昇し、成膜されたときにはアモルファス状態だったＳｂの低酸化膜の一部が結晶化される。すなわち、結晶粒とそれを囲むＳｂ2Ｏ3に相分離を起こす。この結晶粒は、アルカリ性溶液に溶けやすいという特徴を有するため、アルカリ性溶液によって結晶化部１０３を除去すること、すなわち、記録したピットを現像することができる。我々は、記録レーザ光４０５ｎｍ、開口度０．９の対物レンズの光学系によって、直径０．１μｍのピットを形成、現像することができた。Ｓｂの低酸化膜は、微細なピットを形成する必要性のある高密度な再生専用光ディスクの原盤作製の過程において利用可能な感熱性材料として適していると考えられる。
【００２１】
感熱性材料としてのＳｂの低酸化膜では、Ｏの組成比によって、特性が大きく異なる。まず、Ｏが少なすぎる場合には、Ｓｂの低酸化膜中のほとんどがＳｂとなり、室温でアモルファス状態で安定させることが困難で、成膜直後でもすでに結晶化してしまう。このため、Ｏの組成比が小さいＳｂの低酸化膜では、記録により微細なピットを形成することができない。レーザ光による結晶化部１０３の形成、現像には結晶粒径の大きさが関わっているため、Ｓｂの低酸化膜では、Ｏの組成比が３ａｔｏｍ％以上であることが好ましい。
【００２２】
また、Ｏの量が多すぎる場合には、４０５ｎｍ以下のレーザ光に対する吸収係数が小さくなるという傾向がある。これは、Ｓｂの酸化物であるＳｂ2Ｏ3が主成分となるためであり、レーザ光を照射してもＳｂの低酸化膜の温度が上昇しないために、部分的な結晶化部１０３を形成することができない。実験の結果、Ｏの組成比は５０ａｔｏｍ％以下であることが好ましい。
【００２３】
上記のように、Ｓｂの低酸化膜は、レーザ光の照射による膜面の温度が上昇することにより、部分的に結晶化部１０３を形成し、アルカリ性溶液によって現像することが可能である。ここでの、Ｓｂの低酸化膜は、成膜条件、現像液のｐＨ，現像時間等の現像条件に対して敏感であり、これらの適正な条件からずれると、未露光部１０４の表面荒れが生じる。
【００２４】
Ｓｂの低酸化膜の表面は、微視的にはＳｂとＳｂ2Ｏ3が混在した形のアモルファス状態と考えられる。このＳｂの低酸化膜の表面は、成膜直後ではアモルファス状態を安定に維持できない部分がある。上述した表面荒れは、このような部分を基点としてＳｂ2Ｏ3が現像液に溶け出してしまうこと、すなわちレーザ光を照射していないにもかかわらず未露光部１０４の現像液に対する耐性が低い部分が存在していることに起因していると考えられる。
【００２５】
実験によって、この表面荒れは、Ｓｂの低酸化物に添加物として、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｇｅ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｓｅ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｅ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗの元素を含ませることにより、大幅に低減することができることを見出した。これらの添加物はＳｂの低酸化膜の表面に析出することによって、Ｓｂ2Ｏ3が現像液に溶け出すのを防ぐ働きがあるものと推定され、添加物の組成比が１ａｔｏｍ％以上の場合に効果が見られる。しかし、添加物が多すぎる場合には、レーザ光照射による結晶化部１０３の形成を阻害する傾向があるため、記録ピットを形成しにくくなる。そのため、この添加物の組成比は３０ａｔｏｍ％以下であることが好ましい。
【００２６】
また、この表面荒れは、Ｓｂの低酸化膜にアニール処理を施すことによっても、低減させることができる。これは、上述のように成膜直後の未露光部１０４にはアモルファス状態を安定に維持することができない部分があると推定されるが、アニール処理を施すことにより、熱力学的に安定な状態とすることができ、現像液に対する耐性を向上させることができると考えられる。しかし、このアニール処理の際の温度が高すぎると、Ｓｂの低酸化膜は膜全面が結晶化していまい、レーザ光照射による記録ができなくなる。このため、アニール処理際の温度は３００℃以下であることが好ましい。また、アニール処理際の温度が低すぎると、得られる効果が小さいため、５０℃以上であることが好ましい。
【実施例１】
【００２７】
実施例１では、研磨したガラス基板等の基板１０１上に、感熱材料層１０２としてＳｂの低酸化膜を形成した。直流マグネトロンスパッタリング装置に、Ｓｂのターゲットを取り付け、ガラス基板１０１を基板ホルダーに固定した後、１×１０-4Ｐａ以下の高真空になるまでチャンバー内をクライオポンプで真空排気した。真空排気をしたままＡｒガスを０．１０Ｐａとなるまでチャンバー内に導入し、加えて、Ｏ2ガスを全圧が０．１１Ｐａとなるまで導入した。次に、基板１０１を回転させながら、Ｓｂのターゲットに直流パワーを印加して、Ｓｂ酸化物の膜厚が８０ｎｍになるように成膜した。
【００２８】
本実施例１では、成膜中にＯ2ガスを導入することで、反応性スパッタリング法によりＳｂの低酸化膜を基板１０１上に形成したが、ターゲット材料にＳｂの低酸化膜の組成であるものを用い、Ａｒガスのみでスパッタリングを行っても良い。
図２に、原盤の記録装置の一例のブロック図を示す。２０７は記録用レーザ、２０８はスピンドルモーター、２０９はＳｂの低酸化膜である。なお、図２においては、焦点制御用のレーザ光学系や記録用レーザ光学系のビーム拡大器などを省略して示している。
【００２９】
信号源２０１で発生された記録すべき情報信号は、記録イコライザ２０２によって信号パルス幅を変化されるとともに、信号パルス内でパルス列に変調され、光変調器２０３に入力される。この光変調器２０３では、入力されるレーザ光の強度変調が行われる。このようにして強度変調されたレーザ光は、ミラー２０４を通り、レンズアクチュエーター２０５にフォーカス制御されるレンズを通じて、ガラス基板２０６上のＳｂ化合物の薄膜に対して絞り込まれて照射される。これによって、Ｓｂ化合物を部分的に結晶化状態に変化させる。本実施例１では、記録用レーザ２０７におけるレーザ光の波長が３５１ｎｍであるものを用いたが、このレーザ光の波長は、感熱材料層１０２に対して十分な吸収率があり、感熱材料層１０２の一部を部分的に結晶化部１０３に変えることができるレーザ光であれば、波長を選ばない。ただし、短波長レーザを用いることによって、レーザ光のスポット径の微小化を図ることができるため、４１０ｎｍ以下の波長が望ましい。
【００３０】
高密度な熱記録を行うためには、対象となる記録信号の長さや、対象となる記録信号の前もしくは後の記録信号までの間隔や、対象となる記録信号の前もしくは後の記録信号の長さに応じて、記録信号パルスの長さや記録のタイミングを調整する必要がある。例えば、記録パルスの直前に長い記録パルスがあれば記録パルスの先頭を遅らせたり、直前が長い無信号区間であれば記録パルスの先頭を早めたりして調整する。また、一つの記録パルス内で信号ピットの幅を一定に保つために、記録イコライザ２０２は、信号パルスの先頭と終端は長めのパルスにして、信号パルスの中間は短いパルスの列にする等といった複雑な操作を行う。
【００３１】
本実施例１のＳｂの低酸化膜を感熱材料層１０２とした場合は、２〜１０％のテトラメチルアンモニウムハイロドオキサイド水溶液に数分間浸す（現像工程）ことにより、結晶化部１０３を完全に除去することができた。この現像過程により、トラックピッチ０．３２μｍ、最短ピット長が０．１４μｍの微小凹凸ピットを形成した。
【００３２】
その後、この微小凹凸ピットを形成した原盤１０５に、マグネトロンスパッタリング装置によりＮｉの金属薄膜１０６を１０〜５０ｎｍの膜圧となるように形成し、陰極電極に設置して電鋳を行うことで数百μｍの厚さの金属層１０７を形成した。そして、原盤１０５から、このようにして形成された金属薄膜１０６と金属層１０７とを一体に剥離することにより、マスタースタンパ１０８を作製した。
【００３３】
表１に、酸素分圧、膜中の酸素量、結晶化部１０３の形成の可否を示す。
【００３４】
【表１】
2005100602.tif 000003
【００３５】
表１において見られるように、成膜時の酸素分圧と形成される膜中の酸素量には相関があり、スパッタリング時の酸素分圧が高いほど、感熱材料層１０２には酸素が多く含まれる。本発明では、結晶化部１０３の形成の可否から、感熱材料層１０２中の酸素の含有量を３％以上５０％以下と規定する。酸素の含有量が増加すると、吸収係数が小さくなり、レーザ光による安定した記録が困難になる。また、酸素の含有量が少ないと、Ｓｂの低酸化膜のアモルファス状態での安定性が低下し、またレーザ光を照射して形成したピットの形状がいびつになる。このように、ピットの形状がいびつであるマザースタンパ１０９から作成した光ディスク１１０では、マザースタンパ１０９のいびつなピット形状が光ディスク１１０にも悪影響を及ぼすため、再生装置で再生した場合に、ノイズが検出され、高品質の再生信号を得ることができない。したがって、感熱材料層１０２としてＳｂを主成分とする酸化物を使用する場合には、Ｏの膜中濃度は３％以上５０％以下であることが好ましい。
【００３６】
また、成膜時の酸素分圧と感熱材料層１０２中の酸素量との間には相関があり、成膜時のチャンバー内の全圧、スパッタリング時の投入パワー、スパッタリングターゲットと基板１０１との距離等のパラメータによって大きく変化する。このため、良質な特性を備えた感熱材料層１０２のレジストを成膜するための酸素分圧の条件は、一概には決定できないものと考えられる。しかし、成膜時においてＳｂが酸素と反応するためには、チャンバー内に最低限の酸素が必要である。ここでは、上述した表１に示すように、チャンバー内の酸素分圧が少なくとも０．００５Ｐａ以上になるように酸素を流入することで、Ｓｂを酸素と反応させて、基板１０１上に酸化物を形成することができるということを見出した。このため、良質な特性を備えた感熱材料層１０２のレジストであるＳｂの酸化物を作成するためには、成膜時のチャンバー内の酸素分圧を０．００５Ｐａ以上とすることが望ましい。
【実施例２】
【００３７】
実施例２では、実施例１と同じように、成膜、記録、現像を行った。本実施例２では、Ｏ2雰囲気中でＳｂを感熱性材料として成膜する際に、添加物として同時にＴｅのターゲットも放電させ、ＳｂとＴｅの低酸化膜を形成した。Ｔｅの含有量は、スパッタリング時のＴｅの投入パワーを変更することで調整した。
【００３８】
Ｓｂを主成分とする感熱材料層１０２に、Ｔｅを添加することにより、現像時における未露光部１０４の表面荒れを低減することができた。このような未露光部１０４の表面荒れは、アモルファス状態を安定に維持できない部分について現像液に対する耐性が低いことに起因するものと考えられる。本実施例２では、現像液への溶解性がＳｂ2Ｏ3より小さいＴｅを添加することにより、Ｔｅが膜表面に析出して、Ｓｂ2Ｏ3が現像液に溶け出すのを防ぐことができたと考えられる。
【００３９】
以下に、添加量の含有量について説明する。この表面荒れの低減効果は、感熱材料層１０２における添加物の量が１ａｔｏｍ％以上の場合に確認できるが、Ｔｅ（添加物）の量が多すぎると、微小なピット列を形成することが困難になるという弊害が生じる。これは、Ｓｂに加えられた添加物の量が多すぎる場合には、本発明に不可欠なＳｂとＯの濃度が相対的に低減し、レーザ光の照射によるＳｂの結晶化が起こりにくくなるためである。これらの検討の結果、この添加物の感熱材料層１０２中の含有量は１％以上３０％以下であれば現像時の表面荒れを低減することができ、レーザ光照射時にＳｂの結晶化を妨げることなく、より微小な結晶化部１０３を形成できることがわかった。
【００４０】
次に、添加物の材料について説明する。上記と同様の成膜方法で実験を行い、Ａｇ，Ａｌ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｇｅ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｓｅ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗのそれぞれを添加したＳｂの低酸化膜を作製した。上記と同様に、添加物の含有量は添加物材料ターゲットに投入する電力を変更することで調整を行い、酸素の含有量に対しては、成膜時に流すＯ2ガス流量によって調整を行った。これらの添加物では、上記のＴｅと同様の効果が見られ、その添加物の組成比は１ａｔｏｍ％以上３０ａｔｏｍ％以下が好ましいことがわかった。これらの金属材料を添加することによって、現像時の現像液に浸す時間に対するマージンを広げることができ、このような感熱材料層１０２にようって、マスタースタンパ１０８の作製をより容易にすることが可能となる。
【００４１】
また、我々の検討では、Ａｕ、Ｇｅ、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｔｅ、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｗを添加したＳｂ低酸化膜の感熱性材料を用いて作製した原盤１０５では、現像液濃度のマージンについても広げることができることがわかった。これは、Ａｕ、Ｇｅ、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｔｅ、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｗそれぞれの単体、もしくは、それぞれの酸化物が、アルカリ性溶液に対して耐性があるため、これらの添加物を感熱材料層１０２に適量加えることによって、現像条件に対するマージンを広げることができたものと考えられる。このため、Ｓｂの低酸化膜に加える添加物材料としては、Ａｕ、Ｇｅ、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｔｅ、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｗが、特に適しており、その添加物の組成比は１ａｔｏｍ％以上３０ａｔｏｍ％以下であることが好ましい。
【実施例３】
【００４２】
本実施例３について、図３を用いて説明する。実施例１と同様に、マグネトロンスパッタリング法でＳｉからなる基板３０１上に、感熱材料層３０２としてＳｂの低酸化膜を形成した（図３（ａ））。その後、現像処理によって未露光部分に欠陥が生じることを防ぐ目的で、感熱材料層３０２にアニール処理を施した（図３（ｂ））。ここでのアニール処理は、感熱材料層３０２を形成した基板３０１をクリーンオーブン内に入れることにより行った。感熱材料層３０２の温度を測定し、実施例１と同様の記録装置を用い、感熱材料層３０２に微小結晶化部を形成した（図３（ｃ））。その後、２％のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液に浸すことによって、結晶化部を除去し、現像を行った（図３（ｄ））。
【００４３】
表面荒れを定量的に表すために、ここでは、欠陥の数を指標として表面荒れの程度について表した。表２に、現像前のアニール処理の温度（アニール温度）、現像後の未露光部３０３に存在する１ｃｍ2あたりの欠陥数、変質部の形成の有無についての関係を示す。なお、アニール処理を行わない場合におけるこれらの関係についても表２に示す。欠陥の数は走査電子顕微鏡によって測定し、大きさが直径０．０１μｍ以上の穴を欠陥として算出した。
【００４４】
【表２】
2005100602.tif 000004
【００４５】
これらの欠陥数は、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液の濃度によっても大きく変化するが、どの濃度であっても、現像後の未露光部３０３に存在する欠陥の数は、アニール処理の温度によって変化した。また、アニール処理を施さない場合には、表面に大小多数の凹凸が見られ、欠陥の数の測定が不可能となった（表２参照）。しかし、アニール処理を施した場合には、この表面荒れを軽減することができた。ここでは感熱材料層３０２が５０℃以上になるようにアニール処理を施した場合に、欠陥数が激減することがわかった。また、アニール処理の温度を高くすると、薄膜自体の結晶化が進行し、レーザ光による結晶化部の形成が困難であった。よって、アニール処理の温度は５０℃以上３００℃以下が好ましい。
【００４６】
また、このアニール処理は、レーザ光による記録後に行っても、同様の効果が得られた。この工程を、図４に示す。基板４０１に感熱材料層４０２を成膜し（図４（ａ））、レーザ光により結晶化部の形成を行った（図４（ｂ））。その後に、アニール処理を施し（図４（ｃ））、現像を行った（図４（ｃ））。現像後には、現像後の未露光部４０３が得られた。
【００４７】
また、ここでのアニール処理は、レーザ光による記録の前後の両時において行ってもよい。
なお、このアニール処理は、レーザ光によっても行うことができる。例えば、図２に示した記録装置を用いて、レーザ光の焦点をあわせることにより、感熱性材料が５０℃以上になるように記録装置の制御を行えばよい。
【実施例４】
【００４８】
本実施例４では、実施例１と同じように、成膜、記録、現像を行った。本実施例４では、Ｏ2雰囲気中で感熱材料層１０２であるＳｂの低酸化膜を成膜する際に、同時にＳｉのターゲットも放電させ、ＳｂとＳｉの低酸化膜を形成した。Ｓｉの含有量は、スパッタリング時のＳｉの投入パワーを変更することで調整した。
【００４９】
感熱材料層１０２を形成した後、この感熱性材料を２５℃の室温の下に放置してから、記録、現像を行い、表面荒れと、露光部のピット形成を確認したところ、放置時間が長ければ長いほど、表面荒れが顕著になるという傾向が見られた。表３に、放置時間、ピット形成の有無、表面荒れについての関係を示す。
【００５０】
【表３】
2005100602.tif 000005
【００５１】
このような傾向は、Ｓｉ以外の添加物を含むＳｂの低酸化膜の感熱性材料にも見られた。Ｓｂのアモルファス状態は非常に不安定であるため、ピットを形成した後の現像液に対する耐性を有する熱力学的な安定状態としては、成膜直後の状態が望ましい。このため、表３において見られるように、感熱材料層１０２を成膜した後から、露光、現像までを２４時間以内で行うことが好ましい。
（他の実施の形態）
なお、上述した各実施例では、感熱材料層１０２，３０２，４０２に凹凸パターンを形成する際の現像処理には、アルカリ性溶液を用いたが、他にもドライエッチング法やアルカリ性溶液以外のウェットエッチング法を用いることができる。ドライエッチング法では、アルゴンなどの不活性ガスと塩素系もしくはフッ素系又はもしくは塩素系とフッ素系の混合ガスなどの反応性ガスとの混合ガスを用い、真空中でＤＣ放電またはＲＦ放電またはイオンビームなどによって記録したＳｂ化合物の薄膜のエッチングを行う。アルカリ性溶液以外のウェットエッチング法では、硝酸や塩酸などの強酸、もしくは、燐酸などの弱酸をバッファ剤として加えた液などによって結晶化部を選択的に除去することができる。
【００５２】
ただし、これらのエッチング法では、使用する感熱材料層の組成により、用いる現像方法の条件や、用いる現像液の濃度を最適化する必要がある。
また、上述した各実施例では、感熱材料層１０２，３０２，４０２を、ガラス基板１０１，３０１，４０２などに対して直接成膜したが、ガラス基板と感熱材料層との間に、もしくは、基板の感熱材料層が設けられている側とは反対側に、その感熱材料層とは熱伝導率の異なる誘電体膜を形成しても良い。また、感熱材料層とは熱伝導率の異なる層としては、このような誘電体膜に限られず、金属膜などであってもよい。このように、感熱材料層と熱伝導率の異なる膜を形成することにより、記録時の感熱性材料の到達温度を制御することができる。
【００５３】
例えば、感熱材料層よりも熱伝導率の小さなＳｉＮなどの誘電体膜を形成した場合には、記録レーザ光照射時に感熱材料層に吸収された熱は、熱伝導率がより小さい誘電体層に蓄積されるため、よりパワーの低いレーザ光で記録マークを形成することができる。
また、感熱材料層よりも熱伝導率の大きなＡｌなどの金属膜を形成した場合には、記録レーザ光照射時に感熱材料層に吸収された熱の、平面方向の拡散を抑えて、基板方向に拡散させることができるため、幅の小さなマークをより安定に記録することができるようになる。
【００５４】
このように、レーザ光によって照射された熱伝導を制御することによって所望の幅のピットをより安定に形成することができる。
なお、記録の微細化や安定化を目的とする原盤製造方法の各工程の条件について、上述したそれぞれの条件を重畳的に適用させた製造方法によって、原盤１０５や光ディスク１１０を製造してもよい。例えば、スパッタリングを行う条件として酸素分圧を０．００５以上としつつ、感熱材料層の成膜において添加物（Ｓｉ、Ｔｅ等）を加え、さらに、感熱材料層に対してアニール処理を施しつつ、感熱材料層とは熱伝導率の異なる誘電体膜等をガラス基板と感熱材料層との間等に形成する等の製造方法によって、より小さな記録ピットをより安定に形成してもよい。また、これらの各工程における条件を様々に組み合わせて原盤１０５や光ディスク１１０を製造してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明にかかる光記録媒体の原盤製造方法等は、安価で容易に光ディスクの原盤を作製することができ、特に、情報の再生に用いられる円盤状の光ディスクの原盤製造方法等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明にかかる記録媒体の原盤製造方法の各工程を説明するための図。
【図２】原盤の記録装置の一例のブロック図。
【図３】本発明にかかる記録媒体の原盤作成方法の各工程を説明するための図であり、レーザ光による記録の前にアニール処理を行った場合の図。
【図４】本発明にかかる記録媒体の原盤作成方法の各工程を説明するための図であり、レーザ光による記録の後にアニール処理を行った場合の図。
【図５】従来の原盤の記録装置の一例のブロック図。
【符号の説明】
【００５７】
１０１    基板
１０２    感熱材料層
１０３    結晶化部
１０４    未露光部
１０５    原盤
１０６    金属薄膜
１０７    金属層
１０８    マスタースタンパ
１０９    マザースタンパ
１１０    記録媒体（光ディスク）
【図１】
2005100602.tif 000006
【図２】
2005100602.tif 000007
【図３】
2005100602.tif 000008
【図４】
2005100602.tif 000009
【図５】
2005100602.tif 000010