(57)【要約】【課題】  本発明は、スループットを低下させることなく高密度化された、凹凸で情報を記録する光記録媒体であって、オーサリングに用いることができるものを安価に提供することを目的とする。本発明は、更に該光記録媒体を用いた情報の再生方法を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明の光記録媒体は、光によって情報を記録再生する光記録媒体であり、少なくとも、再生光を吸収し発熱する薄膜状の光吸収層と、該光吸収層に接する凸状の構造体とが支持体に積層されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光によって情報を記録再生する光記録媒体において、少なくとも、再生光を吸収し発熱する薄膜状の光吸収層と、該光吸収層に接し、光吸収層とは異なる材質よりなる凸状の構造体とが支持体に積層されていることを特徴とする光記録媒体。
【請求項２】
請求項１に記載の光記録媒体を用い、薄膜状の光吸収層と凸状の構造体とからなる積層体に対して、該凸状の構造体側から光を照射し、反射光量の変化を検出することを特徴とする光記録媒体の再生方法。
【請求項３】
光によって情報を記録再生する光記録媒体において、少なくとも、再生光を吸収し発熱する薄膜状の光吸収層と、該光吸収層に接する凸状の構造体と、再生光に対して透過性を有する光透過層とが積層されており、該光透過層が該凸状構造体に習って半球状で積層されていることを特徴とする光記録媒体。
【請求項４】
請求項３に記載の光記録媒体を用い、薄膜状の光吸収層と凸状の構造体と光透過層とからなる積層体に対して、該光透過層側から光を照射し、反射光量の変化を検出することを特徴とする光記録媒体の再生方法。
【請求項５】
該凸状構造体が円筒形状であり、記録情報に応じて該凸状構造体の直径が変化することを特徴とする請求項１又は３に記載の光記録媒体。
【請求項６】
請求項５に記載の光記録媒体を用い、直径が記録情報に応じて変化している凸状の構造体に光を照射し、該凸状構造体の周期に対応して反射光量の変化を検出することを特徴とする光記録媒体の再生方法。
【請求項７】
該凸状構造体が円筒形状であり、該光記録媒体面内における該凸状構造体の配列が細密充填配列（三回対称配列）であることを特徴とする請求項１又は３に記載の光記録媒体。
【請求項８】
請求項７に記載の光記録媒体を用い、凸状の構造体に光を照射して複数のトラック列を同時に再生し、該凸状構造体の周期に対応して反射光量の変化を検出することを特徴とする光記録媒体の再生方法。
【請求項９】
該光記録媒体の半径方向において、ｎ列おきに凸状構造体が存在しない列が設けられた凸状構造体であることを特徴とする請求項７に記載の光記録媒体。
【請求項１０】
請求項９に記載の光記録媒体を用い、ｎ−１列を同時に再生し、反射光量を検出することを特徴とする光記録媒体の再生方法。
【請求項１１】
該光吸収層が、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｇａから選択される少なくとも１種類の元素を含有することを特徴とする請求項１、３、５、７、９のいずれかに記載の光記録媒体。
【請求項１２】
該凸状構造体が、ＺｎＳおよびＳｉＯ２を含有することを特徴とする請求項１、３、５、７、９、１１のいずれかに記載の光記録媒体。
【請求項１３】
支持基板上に少なくとも薄膜状の光吸収層と凸状の構造体を形成する薄膜材料を積層して積層体を形成する積層工程と、該積層体に対して、凸状構造体側から光を照射して情報を記録する記録工程と、未記録部分を除去して凸状の構造体を形成する除去工程とを少なくとも含む請求項１、３、５、７、９、１１、１２のいずれかに記載の光記録媒体の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーザー光によって情報を記録再生する光記録媒体、光記録媒体の再生方法、及び光記録媒体の作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、再生専用媒体（ＲＯＭディスク）が、ＤＶＤ−ＲＯＭを中心に広く普及している。また、青色レーザーによる高密度ＲＯＭディスクの開発も急がれている。
【０００３】
上記ＲＯＭディスクは、凹凸のレリーフパターンによって情報を記録するものであり、原盤作成、スタンパ作成、レプリケーションといった複雑な工程を経て製造される。
上記原盤作製工程では、レーザービームや電子線照射によるフォトレジスト露光、レジスト現像によるパターン形成、レジストをマスクとした基板エッチングの手順で、原盤が作成される。上記スタンパでは、原盤に対するニッケル（Ｎｉ）メッキ、Ｎｉ剥離の手順で、スタンパが作成される。上記レプリケーション工程では、スタンパを型として、樹脂材料に所定の凹凸パターンが転写される。
【０００４】
更に、ＲＯＭディスクの製造工程では、記録条件、圧縮効率、コーディング、オーサリング等を確認し、調整するため、試し記録が行われる。この試し記録のために、全工程を経て製造されたＲＯＭディスクを用いることはコスト面で限界がある。そこで、簡便にオーサリング等を確認するために、相変化材料や有機色素を記録層とした記録型媒体が試し記録用媒体（以下、オーサリング用媒体という。）として使われている。例えば、オーサリング媒体としては、特許文献３や特許文献４に開示されているものがある。
【０００５】
しかしながら、従来の凹凸のレリーフパターンによって情報を記録する媒体は、高密度化によって微細な凹凸転写が困難になるという課題を有するものであった。この問題を解決するために、電子線描画による高密度化が検討されている。例えば、特許文献には電子線描画によるマスタリング技術が開示されている（特許文献１、特許文献２）。しかし、従来の電子線描画による高密度化には、スループットが低下するという問題や、製造コストが高騰するという問題があった。更に同密度で記録再生できるオーサリング用の記録媒体がないという問題もあった。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３４４８３３号公報
【特許文献２】特開２００３−０５１４３７号公報
【特許文献３】特開平１１−３２８７３８号公報
【特許文献４】特開２００１−１２６２５５号公報
【特許文献５】特開２００３−１６８２４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記従来の問題点に鑑み、スループットを低下させることなく高密度化された、凹凸で情報を記録する光記録媒体であって、オーサリングに用いることができるものを安価に提供することを目的とする。本発明は、更に該光記録媒体を用いた情報の再生方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、以下に示す光記録媒体、光記録媒体の再生方法、光記録媒体の作製方法が提供される。
〔１〕  光によって情報を記録再生する光記録媒体において、少なくとも、再生光を吸収し発熱する薄膜状の光吸収層と、該光吸収層に接し、光吸収層とは異なる材質よりなる凸状の構造体とが支持体に積層されていることを特徴とする光記録媒体。
〔２〕  前記〔１〕に記載の光記録媒体を用い、薄膜状の光吸収層と凸状の構造体とからなる積層体に対して、該凸状の構造体側から光を照射し、反射光量の変化を検出することを特徴とする光記録媒体の再生方法。
〔３〕  光によって情報を記録再生する光記録媒体において、少なくとも、再生光を吸収し発熱する薄膜状の光吸収層と、該光吸収層に接する凸状の構造体と、再生光に対して透過性を有する光透過層とが積層されており、該光透過層が該凸状構造体に習って半球状で積層されていることを特徴とする光記録媒体。
〔４〕  前記〔３〕に記載の光記録媒体を用い、薄膜状の光吸収層と凸状の構造体と光透過層とからなる積層体に対して、該光透過層側から光を照射し、反射光量の変化を検出することを特徴とする光記録媒体の再生方法。
〔５〕  該凸状構造体が円筒形状であり、記録情報に応じて該凸状構造体の直径が変化することを特徴とする前記〔１〕又は〔３〕に記載の光記録媒体。
〔６〕  前記〔５〕に記載の光記録媒体を用い、直径が記録情報に応じて変化している凸状の構造体に光を照射し、該凸状構造体の周期に対応して反射光量の変化を検出することを特徴とする光記録媒体の再生方法。
〔７〕  該凸状構造体が円筒形状であり、該光記録媒体面内における該凸状構造体の配列が細密充填配列（三回対称配列）であることを特徴とする前記〔１〕又は〔３〕に記載の光記録媒体。
〔８〕  前記〔７〕に記載の光記録媒体を用い、凸状の構造体に光を照射して複数のトラック列を同時に再生し、該凸状構造体の周期に対応して反射光量の変化を検出することを特徴とする光記録媒体の再生方法。
〔９〕  該光記録媒体の半径方向において、ｎ列おきに凸状構造体が存在しない列が設けられた凸状構造体であることを特徴とする前記〔７〕に記載の光記録媒体。
〔１０〕  前記〔９〕に記載の光記録媒体を用い、ｎ−１列を同時に再生し、反射光量を検出することを特徴とする光記録媒体の再生方法。
〔１１〕  該光吸収層材料が、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｇａから選択される少なくとも１種類の元素を含有することを特徴とする前記〔１〕〔３〕〔５〕〔７〕〔９〕のいずれかに記載の光記録媒体。
〔１２〕  該凸状構造体を構成する薄膜材料が、ＺｎＳおよびＳｉＯ２を含有することを特徴とする前記〔１〕〔３〕〔５〕〔７〕〔９〕〔１１〕のいずれかに記載の光記録媒体。
〔１３〕  支持基板上に少なくとも薄膜状の光吸収層と凸状の構造体を形成する薄膜材料を積層して積層体を形成する積層工程と、該積層体に対して、凸状構造体側から光を照射して情報を記録する記録工程と、未記録部分を除去して凸状の構造体を形成する除去工程とを少なくとも含む前記〔１〕〔３〕〔５〕〔７〕〔９〕〔１１〕〔１２〕のいずれかに記載の光記録媒体の作製方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の請求項１に係わる媒体構成、請求項３に係わる再生方法によって、超解像再生が可能になり、回折限界以下の周期を再生できる。凹凸で情報を記録した媒体の高密度化が図れる。
本発明の請求項３に係わる媒体構成、請求項４に係わる再生方法によって、媒体での光の集光および超解像再生が可能になり、回折限界以下の周期を再生できる。凸状構造体で情報を記録した媒体の高密度化が図れる。
本発明の請求項５に係わる媒体構成、請求項６に係わる再生方法によって、記録情報を凸状構造体の直径に対応させる多値化が可能になり凹凸で情報を記録した媒体の高密度化が図れる。
本発明の請求項７に係わる媒体構成、請求項９、１０に係わる再生方法によって、複数個の凸状構造体を同時に再生でき、トラックピッチを縮小することによる高密度化が図れる。
本発明の請求項１１に係わる光吸収層材料によって、超解像再生により高密度の凸状構造体が再生することができる。
本発明の請求項１２に係わる光吸収層材料によって、高密度の凸状構造体をマスクレスで大面積に形成することができる。
本発明の請求項１３に係わる媒体作製方法によって、高密度の凸状構造体をマスクレスで大面積に形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明の光記録媒体は、光によって情報を記録再生する記録媒体であり、本発明の光記録媒体には以下に説明する５種類の態様があり、その各々に対応して５種類の記録再生方法がある。第一から第五の光記録媒体及び該第一から第五の記録再生方法について、以下順に説明する。
【００１１】
本発明における第一の光記録媒体は、超解像再生で高記録密度化を図ることを目的とするものである。該媒体においては、少なくとも、再生光を吸収し発熱する薄膜状の光吸収層と、該光吸収層に接する凸状の構造体とが支持体に積層されている。
図１（ａ）に、第一の光記録媒体の構成の一例を示す。図１（ａ）に示す光記録媒体においては、支持基板１０１の上に支持基板を保護する薄膜状のバッファー層１０２が積層され、その上に薄膜状の光吸収層１０３と光吸収層に接する凸状の構造体１０４とが積層されている。凸状の構造体１０４の各々は、図示のように、媒体面内において分離されている。
【００１２】
該支持基板１０１の材料としては、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリオレフィン、エポキシ、ビニルエステル、紫外線硬化樹脂、ガラス、石英などを用いることが好ましい。支持基板１０１の表面にはレーザー光をトラッキングするためのプリグルーブやプリピットを設けてもかまわない。
【００１３】
該薄膜状のバッファー層１０２としては、ＳｉＯ２もしくはＳｉＯ２とＺｎＳ、ＺｎＯ、ＳｉＮ、Ａｌ２Ｏ２、ＡｌＮなど化合物の混合体を用いることが好ましい。
【００１４】
該薄膜状の光吸収層１０３としては、低融点金属材料を含有する化合物を用いることが好ましい。該低融点金属材料は、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｇａから選択される少なくとも１種類の元素を含有することが好ましい。具体的には、ＳｂＴｅ、ＩｎＴｅ、ＢｉＴｅ、ＧａＳｂなどの２元系材料や、ＧｅＳｂＴｅ、ＩｎＳｂＴｅ、ＢｉＳｂＴｅ、ＧａＳｂＴｅなどの３元系材料、ＡｇＩｎＳｂＴｅなどの４元系材料が用いられる。また、Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等の半導体材料等を用いることもできる。
【００１５】
これらの光吸収層１０３を構成する材料は比較的低パワーのレーザー光照射によって発熱し相状態が変化する。相状態の変化によって、屈折率、吸収係数などの光学特性が変化する。これらの材料を凸状構造体と積層することによって、低パワーのレーザー光照射で凸状構造体に対応した領域の光学特性を変えることができる。
また、該材料は非晶質状態であることから、薄膜中の残留応力が低減するので、本発明の光記録媒体の作製方法（該作製方法については後述する。）においては急峻な温度変化が起きるにもかかわらず、クラックなどの欠陥発生が抑制できる。この効果により、大面積にわたって微細な凸状構造体を形成することができる。
【００１６】
該凸状の構造体１０４としては、ＺｎＳ−ＳｉＯ２混合体を用いることが好ましい。また、ＳｉＯ２、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＳｉＮ、Ａｌ２Ｏ２、ＡｌＮなど絶縁体材料を単体で用いることもできる。凸状の構造体１０４の上に保護層を設けてもかまわない。保護層としては、ＳｉＮ、ＳｉＯ２、ＳｉＣなどのシリコン化合物、もしくは透過性樹脂を用いることができる。
【００１７】
本発明の第一の再生方法においては、上記第一の光記録媒体を用い、薄膜状の光吸収層１０３と凸状の構造体１０４とからなる積層体に対して、凸状の構造体１０４側から光を照射し、反射光量の変化を検出する。図１（ｂ）に第一の再生方法の一例を示す。
第一の再生方法においては、図１（ｂ）に示すように、凸状の構造体１０４側からレーザー光を入射する。尚、図１（ｂ）において、２０１はレーザー光の入射方向を示している。
入射したレーザー光は光吸収層１０３で吸収され、光吸収層１０３が発熱する。光吸収層と凸状構造体は異なる材料であることから、凸状構造体直下で発熱量が変化する。この発熱量の変化に伴って、凸状構造体のタイミングで光吸収層の光学特性が変化する。光学特性の変化に対応し再生信号が凸状構造体のタイミングで変化する。
【００１８】
図１（ｃ）に、入射したレーザー光のレーザー強度分布２０４と光記録媒体表面の温度分布２０５を示す。図１（ｃ）に示すように、レーザー光強度分布２０４はガウシアン分布になる。尚、図１（ｃ）において、２０２は光吸収層における光学特性の変化領域を示す。
媒体表面に凸状の構造体１０４が設けられていると、温度分布は凸状構造体１０４に対応した状態になり、ビーム中心付近に位置する凸状構造体１０４付近が特に高温になる。その結果、ビーム中心付近に位置する凸状構造体１０４直下の光学特性が変化する。凸状構造体１０４に対応したビーム径よりも小さな領域の光学特性が変化することによって、回折限界以下の周期においても、凸状構造体１０４のタイミングで再生信号が変化する。このような超解像再生により、高密度化が達成される。
尚、２０６は光吸収層の光学特性が大きく変化する温度のしきい値である。
【００１９】
本発明における第二の光記録媒体は、超解像再生と媒体上でのレーザービームの集光効果で高記録密度化を図ることを目的とするものである。該媒体においては、少なくとも、再生光を吸収し発熱する薄膜状の光吸収層と、該光吸収層に接する凸状の構造体と、再生光に対して透過性を有する光透過層とが積層されており、該光透過層が該凸状構造体に習って半球状に積層されている。
図２（ａ）に、第二の光記録媒体の構成の一例を示す。図２（ａ）に示す光記録媒体においては、支持基板３０１の上に支持基板を保護する薄膜状のバッファー層３０２が積層され、その上に薄膜状の光吸収層３０３と、光吸収層に接する凸状の構造体３０４と、光透過層３０５とが積層されており、光透過層３０５は凸状の構造体３０４に習って、その縦断面形状が半円状に積層されている。凸状の構造体３０４の各々は、図示のように、媒体面内において分離されている。
【００２０】
該支持基板３０１は前記第一の光記録媒体の支持基板１０１と同様に構成され、薄膜状のバッファー層３０２は前記第一の光記録媒体のバッファー層１０２と同様に構成され、薄膜状の光吸収層３０３は、前記第一の光記録媒体の光吸収層１０３と同様に構成される。
【００２１】
該光透過層３０５としては、再生光に対して透過率に高い酸化物、窒化物、フッ素化合物を用いることができる。該酸化物としては、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＢｉＡｌＯ３、ＢｉＧｅＯ、Ｌａ２Ｏ３、ＬａＡＯ３などが好ましく、該窒化物としてはＳｉＮ、ＡｌＮなどが好ましく、該フッ素化合物としてはＣａＦ２、ＢａＦ２などの材料が好ましい。
【００２２】
本発明の第二の再生方法においては、上記第二の光記録媒体を用い、薄膜状の光吸収層３０３と凸状の構造体３０４と光透過層３０５とからなる積層体に対して、光透過層３０５側から光を照射し、反射光量の変化を検出する。図２（ｂ）に第二の再生方法の一例を示す。
第二の再生方法においては、図２（ｂ）に示すように、凸状の構造体３０４側からレーザー光を入射する。尚、図２（ｂ）において、４０１はレーザー光の入射方向を示している。
【００２３】
本発明の第二の再生方法においては、入射したレーザー光は光吸収層３０３で吸収され、光吸収層３０３が発熱する。第二の光記録媒体における光透過層３０５は、凸状構造体３０４に習って、その縦断面形状が半円状になるように積層されているので、図示のように、レーザー光の一部は媒体表面でさらに集光される。集光されたレーザー光は光吸収層３０３で吸収され、特にビーム中心に位置する凸状構造体４０３付近の光吸収層が発熱する。発熱によって屈折率、吸収係数などの光学特性が変化する。尚、４０２は光吸収層における光学特性の変化領域を示す。
【００２４】
第二の光記録媒体には、縦断面の形状が半円状の光透過層３０５が設けられているので、集光効果が増し、前記第一の光記録媒体の再生方法と同様に凸状構造体３０４に対応したビーム径よりも小さな領域の光学特性が変化することによる超解像再生効果よって、回折限界以下の周期である凸状構造体３０４からの信号強度が増加する。その結果、光記録媒体上でのレーザービームの集光効果により優れた超解像再生が可能となり、高記録密度化が達成される。
【００２５】
本発明における第三の光記録媒体は、前記第一や第二の光記録媒体の目的に加え、多値記録化で記録密度を上げることを目的とするものである。該媒体においては、前記第一や第二の光記録媒体の構成に加え、凸状構造体が円筒形状であり、記録情報に応じて該凸状構造体の直径が変化するように構成されている。
図３に、第三の光記録媒体の構成の上方視の一例を示す。図３において、５０１は光吸収層を、５０２は凸状構造体を、５０３はトラック方向における凸状構造体の周期を、５０４は記録トラックを、５０５は凸状構造体の直径をそれぞれ示す。
第三の光記録媒体における積層構成や各層の材料は、前記第一や第二の光記録媒体と同じである。第三の光記録媒体における凸状構造体５０２は円筒形状である。そして、凸状構造体５０２のトラック方向における周期は一定である。凸状構造体の直径５０５は記録情報に応じて変化している。
【００２６】
本発明の第三の再生方法においては、上記第三の光記録媒体を用い、径が記録情報に応じて変化している凸状の構造体５０２に光を照射し、凸状構造体５０２の周期に対応して反射光量の変化を検出する。図４に第三の再生方法の一例を示す。図４（ａ）は光記録媒体の上方視を示す図面、図４（ｂ）は信号レベルの変化を示す図面である。図６（ａ）において、６０１はレーザー光を示し、５０２は凸状の構造体を、５０３は凸状構造体の周期を、５０４はトラックをそれぞれ示す。図４（ｂ）において、６１１はＡのタイミングでサンプリングした再生信号レベルを、６１２はＨのタイミングでサンプリングした再生信号レベルをそれぞれ示す。
【００２７】
第三の再生方法においては、多値情報を凸状構造体の直径の変化に対応させ記録している。凸状構造体５０２の中心にレーザー光が位置する場合、直径に応じて反射光量は変化する。図示のとおり、凸状構造体の周期５０３で信号レベルを検出（サンプリング）することによって、直径の変化に対応する多値情報を信号レベルの変化として判定できる。その結果、記録密度の向上が達成される。
【００２８】
本発明における第四の光記録媒体は、前記第一や第二の光記録媒体の目的に加え、狭トラックピッチ化で記録密度を上げることを目的とするものである。該媒体においては、前記第一や第二の光記録媒体の構成に加え、凸状構造体が円筒形状であり、該光記録媒体面内における該凸状構造体の配列が細密充填配列（三回対称配列）となるように構成されている。
図５に、第四の光記録媒体の構成の上方視の一例を示す。図４において、７０１は光吸収層を、７０２は凸状構造体を、７０３はトラック方向における凸状構造体の周期を、７０４は細密充填配列（三回対称配列）の仮想格子点をそれぞれ示す。
【００２９】
第四の光記録媒体における積層構成や各層の材料は、前記第一や第二の光記録媒体と同じである。第四の光記録媒体における凸状構造体７０２は円筒形状であり、その直径は一定である。そして、凸状構造体７０２の媒体面内の配列は細密充填配列（三回対称配列）になっている。記録情報に応じて、凸状構造体７０２が有る格子点と、無い格子点が存在するように構成されている。
【００３０】
本発明の第四の再生方法においては、上記第四の光記録媒体を用い、凸状の構造体７０２に光を照射して複数のトラックを同時に再生し、凸状構造体７０２の周期に対応して反射光量の変化を検出する。
図６に第四の再生方法の一例を示す。図６（ａ）は光記録媒体上方視を示す図面である。図６（ａ）において、７０２は凸状の構造体を、７０３は凸状構造体の周期を、８０１はレーザー光をそれぞれ示す。尚、図６には３トラック分の凸状構造体を示す。
【００３１】
本発明の第四の再生方法においては、複数トラック（少なくとも２トラック以上）の凸状構造体７０２の列を同時に再生する。ここでの同時再生とは、複数の凸状構造体列がビーム径内に含まれることを意味する。
好ましくは、図６（ｂ）に示すように、半径方向おいて、３列の凸状構造体列を同時に再生する。トラック方向においては、凸状構造体の周期７０３のタイミングＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ・・・・・で再生信号を検出（サンプリング）する。
【００３２】
図６（ｂ）は再生信号レベルの変化を示す図面である。図６（ａ）において、８１１はＡのタイミングでサンプリングした再生信号レベルを、８１２はＤのタイミングでサンプリングした信号レベルをそれぞれ示す。Ａのタイミングでは７個、Ｂでは６個、Ｃでは５個、Ｄでは５個と、レーザービーム径８０１内に含まれる構造体の個数が変化する。その結果、反射光量が変化する。凸状構造体の周期７０３のタイミングで信号をサンプリングした場合、トラック方向においてビームがオーバーラップした状態になり、一つの凸状構造体を複数回検出することになる。複数回検出することで、信号処理技術（ＰＲＭＬ；Ｐａｒｔｉａｌ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）を使って、構造体の配列および有無に対応する記録情報を判定することができる。このように、凸状構造体の媒体面内の配列を細密充填配列（三回対称配列）にし、複数個の構造体を同時に再生することによって、狭トラックピッチ化による高密度化が達成される。
【００３３】
本発明における第五の光記録媒体は、狭トラックピッチ化するという前記第四の光記録媒体の目的に加え、複数トラックを同時に高精度で再生することを目的とするものである。該媒体においては、前記第四の光記録媒体の構成に加え、光記録媒体の半径方向において、ｎ列おきに凸状構造体が存在しない列が設けられている。
図７に、第五の光記録媒体の光記録媒体半径方向の縦断面図の一例を示す。図７において、９０１は支持基板を、９０２はバッファー層を、９０３は光吸収層を、９０４は凸状の構造体を、９０５は光透過層を、９０６はトラックピッチをそれぞれ示す。
【００３４】
第五の光記録媒体の面内における凸状構造体９０４の配列は細密充填配列（三回対称配列）である。そして、該光記録媒体の半径方向において、ｎ列おきに凸状構造体９０４が存在しない列が設けられている。好ましくは４列おきに凸状構造体９０４が存在しない列を設けられていることが好ましい。図６に示すトラックａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅにおいて、トラックａ、ｅには凸状構造体９０４が存在しない。従って、該光記録媒体の面内において凸状構造体９０４の粗密ができる。その結果、光透過層９０５を積層した場合、凸状構造体が密である部分ｂ、ｃ、ｄ、は膜で埋まり、粗な部分ａ、ｅには溝ができる。このように構成すると、所定位置にトラッキング用の段差が形成できるので、複数個の凸状構造体９０４を同時に再生することによって、狭トラックピッチ化による高密度化が達成される。
【００３５】
本発明の第五の再生方法においては、上記第五の光記録媒体を用い、ｎ−１列を同時に再生し、反射光量を検出する。
図８に第五の再生方法の一例を示す。図８（ａ）は光記録媒体の上方視を示す図面、図８（ｂ）は光記録媒体半径方向の縦断面図である。図８において、９０４は凸状構造体を、９０６はトラックピッチを、１００１はレーザー光をそれぞれ示す。
【００３６】
本発明の第五の再生方法においては、トラックａ、ｅには凸状構造体９０４が存在しない。トラッキング方式としては、プッシュプル法、もしくはディファレンシャルプッシュプル法を用いる。溝部分ａ、ｅからの回折光や反射光をトラック方向に沿って２分割されたフォトダイオードで検出しプッシュプル信号を生成する。プッシュプル信号をトラッキングサーボの誤差信号とする。
本発明方法では、凸状構造体列ａ、ｅからの回折光や反射光からプッシュプル信号を生成することによって、レーザー光を凸状構造体列ｂ、ｃ、ｄに対してトラッキングし３列同時に再生することができる。複数個の構造体を同時に再生することによって、狭トラックピッチ化による高密度化が達成される。
【００３７】
本発明の光記録媒体の作製方法は、支持基板上に少なくとも薄膜状の光吸収層と凸状の構造体となる薄膜材料を積層して積層体を形成する積層工程と、該積層体に対して、凸状構造体側から光を照射して情報を記録する記録工程と、未記録部分を除去して凸状の構造体を形成する除去工程を少なくとも含む。
本発明の作製方法の一例を図９に示す。図９（ａ）に各層の積層工程を、図９（ｂ）に情報の記録工程を、図９（ｄ）に未記録部分の除去工程を示す。
図９（ａ）において、１１０１は支持基板を、１１０２はバッファー層を、１１０３は光吸収層を、１１０４は凸状の構造体を形成する薄膜をそれぞれ示す。
【００３８】
図９（ｂ）において、１１１１はレーザー光の照射方向を示す。レーザー光は、凸状の構造体を形成する薄膜１１０４側から照射する。
１１１２はレーザー光照射による改質部分を示す。光吸収層の発熱により、薄膜の材料密度、結晶状態、組成などが変化する。
図９（ｃ）にレーザー光の照射方法を示す。Ｐ１およびＰ２はレーザーパワーレベルを示す。パワーレベルは２水準で変える。レーザーパワーレベルをＰ１＞Ｐ２の関係に設定し、Ｐ１レベルに保持する周期Ｓや期間Ｔ１を記録情報に応じて変える。
【００３９】
図９（ｄ）において、１１２１は凸状の構造体を示している。加工は溶液エッチングで行う。エッチング溶液としてはフッカ水素酸（フッ酸）を含有する水溶液を用いることが好ましい。光記録媒体をフッ酸溶液に浸漬し未記録部分を除去する。このような溶液を使ったエッチングでは、薄膜の材料密度、結晶状態、組成などが異なる記録、未記録間でのエッチングレート比（選択比）が大きくなる。
また、下地の光吸収層１１０３と凸状構造体１１２１を形成する層の材質が異なることから、下地との選択比も大きくできる。光記録媒体のような大面積デバイスにおいて、面内均一性良く凸状構造体を作成することができる。本発明方法によって、フォトリソグラフィーを使わないマスクレスプロセスで、大面積の微細な凸状構造体を形成できる。
【００４０】
本発明の光記録媒体における凸状構造体を構成する薄膜材料は、前述したように、ＺｎＳおよびＳｉＯ２を含有することが好ましい。かかるＺｎＳ−ＳｉＯ２混合体は、成膜後の状態は非晶質であるが、記録工程において、レーザー光の照射により光吸収層が発熱する。光吸収層が発熱すると、ＺｎＳ−ＳｉＯ２混合体は、低密度である非晶質状態から高密度化もしくは結晶化する。ここで、高密度化もしくは結晶化温度にはしきい値がある。しきい値があることによってビーム径内の一部分を高密度化もくは結晶化することができる。その結果、レーザーパルスに対応した微細な形態変化部が形成できる。低密度である非晶質状態から、高密度化もしくは結晶化させることによって、エッチング工程のエッチング選択比が大きくできるため、大面積にわたって微細な凸状構造体を形成することができる。
【実施例】
【００４１】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。但し、本発明は実施例に限定するものではない。
【００４２】
実施例１
図１（ａ）に示す構成の光記録媒体を作製した。
支持基板１０１の材料にポリカーボネートを用い、その厚みは０．６ｍｍとした。
バッファー層１０２の材料にＺｎＳ−ＳｉＯ２（ＺｎＳ：ＳｉＯ２＝８：２）を用い、その膜厚は５０ｎｍとした。成膜はスパッタリング法で行った。スパッタリングターゲットの組成は、ＺｎＳ８０ｍｏｌ％、ＳｉＯ２２０ｍｏｌ％である。
光吸収層１０３の材料にＡｇＩｎＳｂＴｅを用い、その膜厚は２０ｎｍとした。
凸状構造体１０４にはＺｎＳとＳｉＯ２が含有され、該凸状構造体の光吸収層上面からの高さは５０ｎｍとし、そのトラック方向周期１０５は２００ｎｍとした。
【００４３】
上記光記録媒体の凸状構造体を図１（ｂ）に示す方法で再生した。
開口数０．８５の対物レンズ、波長４０５ｎｍのレーザー光を用い、再生パワーは１．５ｍＷとした。
その結果、凸状構造体に対応する周期２００ｎｍの単周期信号が観測された。再生に用いたレーザー光の回折限界周期は２３８ｎｍ（λ／（２・ＮＡ））である。
図１（ａ）に示す構成の光記録媒体に、凸状の構造体側から光を照射し、反射光量の変化を検出することにより、回折限界以下の周期が再生できた。
【００４４】
実施例２
図２（ａ）に示す構成の光記録媒体を作製した。
支持基板３０１の材料にポリカーボネートを用い、その厚みは０．６ｍｍとした。
バッファー層３０２の材料にＺｎＳ−ＳｉＯ２（ＺｎＳ：ＳｉＯ２＝８：２）を用い、その膜厚は５０ｎｍとした。成膜はスパッタリング法で行った。スパッタリングターゲットの組成は、ＺｎＳ８０ｍｏｌ％、ＳｉＯ２２０ｍｏｌ％である。
光吸収層３０３の材料にＳｂＴｅを用い、その膜厚は２０ｎｍとした。
凸状構造体３０４にはＺｎＳとＳｉＯ２が含有され、該凸状構造体の光吸収層上面からの高さは７０ｎｍとし、そのトラック方向周期３０６は２００ｎｍとした。
光透過層３０５の材料にＳｉＯＮを用い、その膜厚は１５０ｎｍとした。
【００４５】
上記光記録媒体の凸状構造体を図２（ｂ）に示す方法で再生した。
開口数０．８５の対物レンズ、波長４０５ｎｍのレーザー光を用い、再生パワーは１．０ｍＷとした。
その結果、凸状構造体に対応する周期２００ｎｍの単周期信号が観測された。再生に用いたレーザー光の回折限界周期は２３８ｎｍ（λ／（２・ＮＡ））である。
図２（ａ）に示す構成の光記録媒体に、光透過層側から光を照射し、反射光量の変化を検出することにより、回折限界以下の周期が再生できた。
【００４６】
実施例３
円筒形状の凸状構造体を図３に示すように配置して、実施例１と同様の材料からなる層構成の光記録媒体を作製した。
トラック方向記録周期５０３は２５０ｎｍとし、トラックピッチ５０６は３２０ｎｍとし、記録情報に応じて凸状構造体の直径を変えた。凸状構造体の最大径５０５は２５０ｎｍとし、凸状構造体が無い場合も含めて８段階で直径を変えた。
【００４７】
上記光記録媒体の凸状構造体を図４に示す方法で再生した。
開口数０．８５の対物レンズ、波長４０５ｎｍのレーザー光を用い、再生パワーは１．５ｍＷとした。
図４（ａ）はマーク配置を示す。５０２は凸状構造体、５０３は記録周期、５０４はビーム移動方向を示す。図４（ｂ）は再生信号レベルの変化を示す。６１１は図４（ａ）のＡのタイミングでサンプリングした信号レベルである。６１２は図４（ａ）のＨのタイミングでサンプリングした信号レベルである。
凸状構造体の周期５０３のタイミングで信号をサンプリングすることによって、直径に応じて信号レベルが８段階に変化する再生信号になった。
以上の光記録媒体の構成、再生方法によって８値レベルの多値情報が再生できた。
【００４８】
実施例４
実施例２と同様の材料からなる層構成で、円筒形状の凸状構造体を図５に示すように配置した光記録媒体を作製した。トラック方向周期７０３は１３７ｎｍとし、トラックピッチ７０６は１１９ｎｍとした。凸状構造体の直径７０５は６０ｎｍ一定とした。図６は凸状構造体の配置と再生信号レベルの関係を示す。図７は媒体の断面形状を示す。図８は凸状構造体列とレーザービームの関係を示す媒体の上方視である。
【００４９】
図７に示すように、４トラック毎に凸状構造体がないトラック（ａ、ｅ）を設けた。光透過層９０５を積層することで、３トラック毎の段差を形成した。図８に示す通りｂ、ｃ、ｄの３トラックを同時に再生した。図６（ａ）に示す通り、凸状構造体の周期７０３のタイミングで信号をサンプリングした。この場合、ビーム径８０１内に含まれる凸状構造体の数によって信号レベルが変化した。図６（ｂ）には信号レベルの変化を示す。信号レベル８１１は図６（ａ）のＡのタイミングでサンプリングした信号レベルを示す。信号レベル８１２は図６（ａ）のＤタイミングでサンプリングした信号レベルを示す。ビーム径内に凸状構造体が７個含まれる状態Ａから、凸状構造体が存在しない状態（図には示していない）まで存在する。この結果、信号レベルが１４段階に変化する再生信号になった。
このように、凸状構造体の媒体面内の配列を細密充填配列（三回対称配列）にし、複数個の構造体を同時に再生することによって、狭トラックピッチ化による高密度化が達成される。
【００５０】
実施例５
図９に示す方法で光記録媒体を作製した。
まず、図９（ａ）に示す積層工程において、各層を形成した。
支持基板１１０１をポリカーボネートで形成した。バッファー層１１０２にはＺｎＳ−ＳｉＯ２を用い、その膜厚は５０ｎｍとした。成膜はスパッタリング法で行った。スパッタリングターゲットの組成は、ＺｎＳ８０ｍｏｌ％、ＳｉＯ２２０ｍｏｌ％である。
光吸収層１１０３をＡｇＩｎＳｂＴｅで、その膜厚が２０ｎｍとなるように形成した。凸状構造体とする薄膜１１０４はＺｎＳ−ＳｉＯ２であり、膜厚が１００ｎｍとなるように形成し、λ／４（４０５ｎｍ／４≒１００ｎｍ）に設定した。成膜はスパッタリング法で行った。スパッタリングターゲットの組成は、ＺｎＳ８０ｍｏｌ％、ＳｉＯ２２０ｍｏｌ％である。
各層のスパッタリング法の条件は、成膜温度は室温、成膜雰囲気はＡｒ雰囲気とした。
【００５１】
次いで、図９（ｂ）に示す記録工程において、レーザー光を、凸状構造体を形成する薄膜側から照射し情報を記録した。記録に用いたレーザー光の波長は４０５ｎｍ、対物レンズの開口数は０．８５である。１１１２はＺｎＳ−ＳｉＯ２の記録部分を示す。記録部分は結晶化もしくは高密度化した状態であり、未記録部分は非晶質で低密度状態である。
【００５２】
記録は、図９（ｃ）にすように、レーザー光のパワーレベル変調方法で行った。
パワーレベルは、Ｐ１＝５ｍＷ、Ｐ２＝０．７ｍＷの２水準で変調した。Ｔ１はＰ１レベルに保持する期間、つまり、パルス幅である。Ｓはパルス照射のタイミング（記録周期）を示す。Ｔ１＝１５ｎｓｅｃ、Ｓ＝５７ｎｓｅｃとした。これらの条件で周期２００ｎｍの単周期信号を記録した。
【００５３】
次いで、図９（ｄ）に示すエッチング工程において、情報記録後に凸状構造体を形成する薄膜ＺｎＳ−ＳｉＯ２の未記録部分を除去し凸状に加工した。１１２１は凸上の構造体を示す。未記録部分の除去は、溶液エッチングで行った。エッチング溶液には、フッ酸（ＨＦ）と水（Ｈ２Ｏ）の混合液を用いた。フッ酸は５０％希釈溶液を用いた。溶液比はＨＦ：Ｈ２Ｏ＝１：２とした。該溶液に記録媒体を１０ｓｅｃ浸漬した。エッチング後直ぐに水で洗浄し、乾燥窒素等により乾燥させた。
以上の方法で凸状構造体を有する記録媒体を作製した。本方法によって、マスクレスで大面積にわたって微細な凸状構造体を形成することができた。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】（ａ）本発明の第一の光記録媒体の一例を示す説明図である。（ｂ）本発明の第一の再生方法の一例を示す説明図である。（ｃ）入射したレーザー光のレーザー強度分布と光記録媒体表面の温度分布の関係を示す説明図である。
【図２】（ａ）本発明の第二の光記録媒体の一例を示す説明図である。（ｂ）本発明の第二の再生方法の一例を示す説明図である。
【図３】（ａ）本発明の第三の光記録媒体の一例を示す説明図（上方視）である。
【図４】（ａ）本発明の第三の再生方法の一例を示す説明図（上方視）である。（ｂ）本発明の第三の再生方法における時間と信号レベルの関係の一例を示す説明図である。
【図５】本発明の第四の光記録媒体の一例を示す説明図（上方視）である。
【図６】（ａ）本発明の第四の再生方法の一例を示す説明図（上方視）である。（ｂ）本発明の第四の再生方法における時間と信号レベルの関係の一例を示す説明図である。
【図７】本発明の第五の光記録媒体の一例を示す説明図である。
【図８】（ａ）本発明の第五の再生方法の一例を示す説明図（上方視）である。（ｂ）本発明の第五の再生方法における（ａ）説明図（上方視）に対応する断面図である。
【図９】（ａ）本発明の積層工程の一例を示す説明図である。（ｂ）本発明の記録工程の一例を示す説明図である。（ｃ）レーザー光のパワーレベル変調方法の一例を示す説明図である。（ｄ）エッチング工程の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０１  支持基板
１０２  バッファー層
１０３  光吸収層
１０４  凸状構造体
１０５  凸状構造体の周期
２０１  レーザー光の入射方向
２０２  光吸収層の光学特性変化領域
２０３  ビーム中心に位置する凸状構造体
３０１  支持基板
３０２  バッファー層
３０３  光吸収層
３０４  凸状構造体
３０５  光透過層
３０６  凸状構造体の周期
４０１  レーザー光の入射方向
４０２  光吸収層の光学特性変化領域
４０３  ビーム中心に位置する凸状構造体
５０１  光吸収層
５０２  凸状構造体
５０３  凸状構造体のトラック方向周期
５０４  トラック中心
５０５  凸状構造体の直径
５０６  トラックピッチ
６０  記録媒体の上方視
６０１  レーザー光
６１  信号レベルの変化
６１１  Ａにおける信号レベル
６１２  Ｈにおける信号レベル
７０１  光吸収層
７０２  凸状構造体
７０３  トラック方向における凸状構造体の周期
７０４  細密充填配列の仮想格子点
７０５  凸状構造体の直径
７０６  トラックピッチ
８０  記録媒体の上方視
８０１  レーザー光
８０２  トラック中心
８１  信号レベルの変化
８１１  Ａにおける信号レベル
８１２  Ｄにおける信号レベル
９０１  支持基板
９０２  バッファー層
９０３  光吸収層
９０４  凸状構造体
９０５  光透過層
９０６  トラックピッチ
１００  記録媒体の上方視
１００１  レーザー光
１０１  記録媒体の断面図
１１０  各層積層工程
１１０１  支持基板
１１０２  バッファー層
１１０３  光吸収層
１１０４  凸状構造体を形成する薄膜
１１１  情報記録工程
１１１１  レーザー光入射方向
１１１２  改質部分
１１１３  レーザー光照射方法
１１２  未記録部分除去工程
１１２１  凸状構造体
【図１】
2005174425.tif 000003
【図２】
2005174425.tif 000004
【図３】
2005174425.tif 000005
【図４】
2005174425.tif 000006
【図５】
2005174425.tif 000007
【図６】
2005174425.tif 000008
【図７】
2005174425.tif 000009
【図８】
2005174425.tif 000010
【図９】
2005174425.tif 000011