(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板上に、凸状の構造体がＡ層およびＡ層・Ｂ層積層の混成からなり、かつ該Ａ層とＡ層・Ｂ層積層の各構造体は交互に形成されてなる凸構造基体であって、前記凸状の構造体は、支持基板上にシリコン酸化物を含有する熱変化可能なＡ層とレーザ光の吸収により発熱する熱変化可能なＢ層が順次設けられた積層体に、所定の送り周期をもったレーザ光の照射とエッチング処理を施して形成され、該レーザ光の照射送り周期以下の間隔で構成されたものであることを特徴とする凸構造基体。 
【請求項２】
前記支持基板上に設けられたＢ層が、Ｓｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎから選ばれる元素単体もしくはそれら元素を含む化合物を含有することを特徴とする請求項１に記載の凸構造基体。
【請求項３】
前記支持基板上に設けられたＡ層およびＢ層のレーザ光照射前の状態は、銅のＫα線を用いたＸ線回折測定における回折角を２θとしたとき、全ての散乱、回折ピークの半値幅（ＦＷＨＭ）が１．５°以上を示すアモルファス状態であることを特徴とする請求項１または２に記載の凸構造基体。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の凸構造基体からなる記録媒体用原盤であって、前記凸構造基体の支持基板がディスク状であり、凸状の構造体がスパイラル状または同心円状であることを特徴とする記録媒体用原盤。
【請求項５】
前記凸状の構造体がＡ層およびＡ層・Ｂ層積層の混成からなり、かつ該Ａ層とＡ層・Ｂ層積層の各構造体は交互に形成されてなることを特徴とする請求項４に記載の記録媒体用原盤。
【請求項６】
前記Ａ層およびＡ層・Ｂ層積層の各構造体における支持基板表面からの高さの差が、５〜５０ｎｍの範囲にあることを特徴とする請求項５に記載の記録媒体用原盤。
【請求項７】
支持基板上に凸状の構造体を有する凸構造基体の製造方法であって、
下記工程：
（ｉ）支持基板上にシリコン酸化物を含有する熱変化可能なＡ層とレーザ光の吸収により発熱する熱変化可能なＢ層が順次設けられた積層体に、所定の送り周期をもつパワー調整されたレーザ光を照射し、Ｂ層を加熱してＢ層の一部を熱変化させる工程、
（ｊ）Ｂ層からの熱伝導によりＡ層の一部を熱変化させる工程、
（ｋ）熱変化したＢ層を、該熱変化したＢ層のみ溶解するエッチング液１により除去するエッチング工程、
（ｌ）表面が曝露された熱変化していないＡ層を、該熱変化していないＡ層のみ溶解するエッチング液２により除去するエッチング工程、により、支持基板上に、レーザ光の照射送り周期以下の間隔で構成されたＡ層とＡ層・Ｂ層積層が混成してなる凸状の構造体を形成することを特徴とする凸構造基体の製造方法。
【請求項８】
前記エッチング液１がアルカリ水溶液であり、エッチング液２がフッ酸水溶液であることを特徴とする請求項７に記載の凸構造基体の製造方法。
【請求項９】
ディスク状の支持基板上にスパイラル状または同心円状である凸状の構造体を有する凸構造基体からなる記録媒体用原盤の製造方法であって、
前記製造方法は請求項７に記載の製造方法に準拠するものであることを特徴とする記録媒体用原盤の製造方法。
【請求項１０】
前記凸状の構造体がＡ層およびＡ層・Ｂ層積層の混成からなり、かつ該Ａ層とＡ層・Ｂ層積層の各構造体は交互に形成されてなることを特徴とする請求項９に記載の記録媒体用原盤の製造方法。
【請求項１１】
ディスク状の支持基板表面にスパイラル状または同心円状の凹凸を有する記録媒体用原盤の製造方法であって、
下記工程：
（ｉ）ディスク状の支持基板上にシリコン酸化物を含有する熱変化可能なＡ層とレーザ光の吸収により発熱する熱変化可能なＢ層が順次設けられた積層体に、所定の送り周期をもつパワー調整されたレーザ光を照射し、層を加熱してＢ層の一部を熱変化させる工程、
（ｊ）Ｂ層からの熱伝導によりＡ層の一部を熱変化させる工程、
（ｋ）熱変化したＢ層を、該熱変化したＢ層のみ溶解するエッチング液１により除去するエッチング工程、
（ｌ）表面が曝露された熱変化していないＡ層を、該熱変化していないＡ層のみ溶解するエッチング液２により除去するエッチング工程、
（ｍ）上記によりスパイラル状または同心円状で交互に形成されたＡ層とＡ層・Ｂ層からなる凸状の構造体をエッチングマスクとして、支持基板表面に凹凸を形成するエッチング工程、
（ｎ）上記凹凸を形成するエッチングにより凸状の構造体を完全に除去する工程、
により、支持基板表面に、レーザ光の照射送り周期以下の間隔で構成されたスパイラル状または同心円状の凹凸を形成することを特徴とする記録媒体用原盤の製造方法。
【請求項１２】
前記凹凸を形成するエッチングがドライエッチングであることを特徴とする請求項１１に記載の記録媒体用原盤の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学デバイス、生体デバイスなどの各種デバイスに適用することができる支持基板上に凸状の構造体を有する凸構造基体に関し、特に、レーザ露光装置におけるレーザ光の送り周期以下で高精度の凸状構造体を支持基板上に有する凸構造基体とその製造方法および凸構造基体からなる記録媒体用原盤とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクの製造原盤は、レーザビームによるフォトレジスト露光、現像によるレジストのパターン化、パターン化したレジストをマスクとした基板エッチング等の手順で作製する。高密度化（凹凸パターンの微細化）に対応するために電子線露光が検討されている。
しかしながら、電子線露光の場合、フォトレジストの感度が不十分であること、真空プロセスを必要とすることなどから、スループットの低下は免れない。また、電子線描画装置は非常に高価であり莫大な初期投資が必要になる。また、装置のメンテナンスも難しく、ランニングコストもかかる。以上のように電子線露光の場合、スループットの低下、初期投資の増加、ランニングコストの増加によって、プロセスコストが高騰する。このような状況のなかで、低コスト化を目的としたレーザ光による微細な凹凸パターン（構造体）の形成方法が開示されている。
【０００３】
例えば、基板上に少なくともＳｂとＯとを含有する感熱記録層を形成し、この感熱記録層にレーザ光を照射し、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利用して凹凸パターンを形成する原盤製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
また、樹脂層に設けた誘電体あるいは金属酸化物からなる凹部誘起層に光ビームを集光照射して樹脂層にピット部および／または案内溝を形成する微細パターンの形成方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
あるいは、基板状にＷやＭｏのような遷移金属の不完全酸化物を含むレジスト層を形成し、このレジスト層を紫外線、可視光、あるいはレーザ光により露光した後、現像処理して凹凸パターンを形成する光ディスク用原盤の製造方法が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
また、基板上に形成した相変化膜にレーザ光を照射して熱記録を行い、これをエッチング処理して凹凸を形成する光ディスク用スタンパの製造方法が提案されている（例えば、特許文献４参照。）。
【０００４】
上記のように、レーザ加熱による材料の熱変化を利用し微細なパターンを形成する方法が提案されている。このような方法を、以下の説明では、「ヒートモードリソグラフィー」と記載する。
ヒートモードリソグラフィーによるパターン形成の場合、レーザ加熱により材料の構造が変化する熱反応層を設ける。熱反応層の構造変化は、温度に対して閾値を持って起こることから、レーザビームスポット径よりも小さな領域を変化させることができる。このため、レーザ照射後に熱反応層をエッチング処理することで微細な凹凸パターンの形成ができ、例えば、ヒートモードリソグラフィーによる光ディスク用原盤製造の際、低密度の原盤製造用のレーザ露光装置を用いて、高密度化が図れるという利点がある。
【０００５】
しかしながら、上記提案のヒートモードリソグラフィーによる製造方法では次のような問題がある。すなわち、光ディスク用原盤を製造する場合に、ディスク半径方向における構造体の周期、つまり、トラックピッチの精度は、レーザ露光装置のレーザビーム送り精度に依存する。従って、レーザビーム送り精度が不十分であるレーザ露光装置（例えば、一世代前のレーザ露光装置）を用いてトラックピッチが縮小された光ディスク用原盤を製造する際、十分なトラックピッチ精度が確保できないという問題がある。すなわち、トラックピッチの高精度化を図る工夫が必要である。このような問題が解決できれば、一世代前のレーザ露光装置が適用でき装置の延命が図れるので設備投資が不要となり、プロセスコストが低減できる。
【０００６】
なお、本出願人は先に、あるいは、支持基板上に第１の誘電体層、光吸収層、第２の誘電体層（例えば、シリコン酸化物を含む）を順次形成し、レーザ光照射とエッチングにより第２の誘電体層の未記録部分を除去し、凸状に加工する工程を含む光記録媒体の製造方法を提案した（例えば、特許文献５参照。）。
この提案により、フォトリソグラフィを使わない簡単なプロセスで凹凸のパターンを形成することができる。しかし、レーザビーム送り精度が不十分であるレーザ露光装置を用いて、トラックを縮小した際に十分なトラックピッチ精度を確保することは難しい。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１００６０２号公報
【特許文献２】特開２００５−７１５６４号公報
【特許文献３】特開２００４−１５２４６５号公報
【特許文献４】特開平９−１１５１９０号公報
【特許文献５】特開２００５−１５８１９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、レーザ露光装置におけるレーザ光の送り周期以下の微細で精度の高い凸状構造体を支持基板上に有し、光学デバイス、生体デバイスなどの各種デバイスに適用できる凸構造基体とその製造方法、および凸構造基体からなる記録媒体用原盤とその製造方法を提供することを目的とする。
なお、レーザ露光装置として、レーザビームの送り精度が不十分な装置（以下、「一世代前のレーザ露光装置」と称することがある。）を用いてプロセスコストの高騰を抑制しつつ上記課題を達成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は鋭意検討した結果、以下の（１）〜（１４）に記載する発明によって上記課題が解決されることを見出し本発明に至った。ただし、（７）および（８）は参考例としてのものである。以下、本発明について具体的に説明する。
【００１０】
（１）：支持基板上に、凸状の構造体がＡ層およびＡ層・Ｂ層積層の混成からなり、かつ該Ａ層とＡ層・Ｂ層積層の各構造体は交互に形成されてなる凸構造基体であって、
前記凸状の構造体は、
支持基板上にシリコン酸化物を含有する熱変化可能なＡ層とレーザ光の吸収により発熱する熱変化可能なＢ層が順次設けられた積層体に、
所定の送り周期をもったレーザ光の照射とエッチング処理を施して形成され、該レーザ光の照射送り周期以下の間隔で構成されたものであることを特徴とする凸構造基体である。
【００１１】
上記凸構造基体は、レーザ露光装置におけるレーザ光の送り周期あるいはそれよりも縮小された（例えば、レーザ光の送り周期の半分）間隔で形成された凸状構造体を支持基板上に有するものであり、フォトニクス結晶デバイスなどの光学デバイス、バイオチップなどの生体デバイス等、各種デバイスや光ディスクなどの記録媒体用原盤として用いることができる。特に、一世代前のレーザ露光装置を用いても微細で精度の高い凸状の構造体を形成することが可能であるため、設備投資が不要となってプロセスコストが低減できる。
【００１２】
（２）：前記支持基板上に設けられたＢ層が、Ｓｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎから選ばれる元素単体もしくはそれら元素を含む化合物を含有することを特徴とする（１）に記載の凸構造基体である。
【００１３】
上記元素単体あるいは化合物を含有するＢ層とすることにより、レーザ光の照射により効果的に発熱して閾値温度で熱変化を起し、例えば、レーザビームスポット径よりも小さな領域を変化させこの熱反応層をエッチング処理することにより、レーザ光の照射送り周期以下の間隔をもって凸状の構造体を形成することができる。
【００１４】
（３）：前記支持基板上に設けられたＡ層およびＢ層のレーザ光照射前の状態は、銅のＫα線を用いたＸ線回折測定における回折角を２θとしたとき、全ての散乱、回折ピークの半値幅（ＦＷＨＭ）が１．５°以上を示すアモルファス状態であることを特徴とする（１）または（２）に記載の凸構造基体である。
【００１５】
Ａ層およびＢ層をそれぞれアモルファス状態（非結晶質状態）とすることによって、それぞれの層（膜）の残留応力が低減できる。残留応力を低減することでクラックなどの欠陥が発生することなく、大面積の支持基板、例えば、記録媒体用原盤のような大面積基板上に均一に成膜することができる。また、レーザ光の照射によるＡ層および／またはＢ層の熱処理、熱反応層のエッチング処理等においても簡便で、かつ確実に凸状の構造体を精度良く均一に形成することができるため好ましい。
【００１６】
（４）：（１）〜（３）の何れかに記載の凸構造基体からなる記録媒体用原盤であって、
前記凸構造基体の支持基板がディスク状であり、凸状の構造体がスパイラル状または同心円状であることを特徴とする記録媒体用原盤である。
【００１７】
凸構造基体を上記の構成とすることで、光ディスク等の記録媒体用原盤が提供される。
すなわち、凸構造基体における凸状の構造体は、前述のようにレーザ露光装置におけるレーザ光の照射送り周期以下の間隔をもって形成することができる。このため、例えば、光ディスク記録媒体用原盤における凸状の構造体の周期が縮小された場合でも、レーザビームの送り精度が不十分な一世代前の露光装置の精度不足を補い改善することが可能である。従って、設備更新の必要がないのでプロセスコストを低減することができる。
【００１８】
（５）：前記凸状の構造体がＡ層およびＡ層・Ｂ層積層の混成からなり、かつ該Ａ層とＡ層・Ｂ層積層の各構造体は交互に形成されてなることを特徴とする（４）に記載の記録媒体用原盤である。
【００１９】
前記積層体に、所定の送り周期をもったレーザ光の照射とエッチング処理を施して、Ａ層およびＡ層・Ｂ層積層を交互に形成し、混成構造とすることによって各凸状の構造体の間隔をレーザ光の送り周期の半分（１／２）とすることができる。これによって、高密度で精度の良い記録媒体用原盤として用いることができる。
【００２０】
（６）：前記Ａ層およびＡ層・Ｂ層積層の各構造体における支持基板表面からの高さの差が、５〜５０ｎｍの範囲にあることを特徴とする（５）に記載の記録媒体用原盤である。
【００２１】
上記構成とすることにより、各凸状の構造体に対してレーザ光を照射してトラッキングする際の安定化が図れる。
【００２２】
（７）：支持基板上に凸状の構造体を有する凸構造基体の製造方法であって、
下記工程：
（ａ）支持基板上にシリコン酸化物を含有する熱変化可能なＡ層とレーザ光の吸収により発熱する熱変化可能なＢ層が順次設けられた積層体に、所定の送り周期をもつパワー調整されたレーザ光を照射し、Ｂ層を加熱してＢ層全域に広がるように熱変化させる工程、
（ｂ）Ｂ層からの熱伝導によりＡ層の一部を熱変化させる工程、
（ｃ）熱変化したＢ層全域を、該熱変化したＢ層のみ溶解するエッチング液１により除去するエッチング工程、
（ｄ）表面が曝露された熱変化していないＡ層を、該熱変化していないＡ層のみ溶解するエッチング液２により除去するエッチング工程、
により、支持基板上に、レーザ光の照射送り周期に対応する間隔で構成されたＡ層のみからなる凸状の構造体を形成することを特徴とする凸構造基体の製造方法である。
【００２３】
上記により、レーザ光の照射送り周期に対応する間隔をもってなる精度の高い凸状の構造体を有する凸構造基体を一世代前のレーザ露光装置を用いて容易に製造することができる。
【００２４】
（８）：支持基板上に凸状の構造体を有する凸構造基体の製造方法であって、
下記工程：
（ｅ）支持基板上にシリコン酸化物を含有する熱変化可能なＡ層とレーザ光の吸収により発熱する熱変化可能なＢ層が順次設けられた積層体に、所定の送り周期をもつパワー調整されたレーザ光を照射し、Ｂ層を加熱してＢ層の一部を熱変化させる工程、
（ｆ）上記レーザ光のパワー調整によりＢ層からの熱伝導に伴う温度上昇を抑制してＡ層を熱変化させない工程、
（ｇ）熱変化したＢ層を、該熱変化したＢ層のみ溶解するエッチング液１により除去するエッチング工程、
（ｈ）表面が曝露された熱変化していないＡ層を、該熱変化していないＡ層のみ溶解するエッチング液２により除去するエッチング工程、により、支持基板上に、レーザ光の照射送り周期に対応する間隔で構成されたＡ層・Ｂ層積層のみからなる凸状の構造体を形成することを特徴とする凸構造基体の製造方法である。
【００２５】
上記により、レーザ光の照射送り周期に対応する間隔をもってなる精度の高い凸状の構造体を有する凸構造基体を、一世代前のレーザ露光装置を用いて容易に製造することができる。
【００２６】
（９）：支持基板上に凸状の構造体を有する凸構造基体の製造方法であって、
下記工程：
（ｉ）支持基板上にシリコン酸化物を含有する熱変化可能なＡ層とレーザ光の吸収により発熱する熱変化可能なＢ層が順次設けられた積層体に、所定の送り周期をもつパワー調整されたレーザ光を照射し、Ｂ層を加熱してＢ層の一部を熱変化させる工程、
（ｊ）Ｂ層からの熱伝導によりＡ層の一部を熱変化させる工程、
（ｋ）熱変化したＢ層を、該熱変化したＢ層のみ溶解するエッチング液１により除去するエッチング工程、
（ｌ）表面が曝露された熱変化していないＡ層を、該熱変化していないＡ層のみ溶解するエッチング液２により除去するエッチング工程、により、支持基板上に、レーザ光の照射送り周期以下の間隔で構成されたＡ層とＡ層・Ｂ層積層が混成してなる凸状の構造体を形成することを特徴とする凸構造基体の製造方法である。
【００２７】
上記により、レーザ光の送り周期の半分の間隔をもってなる高密度で精度の高い凸状の構造体を有する凸構造基体を、一世代前のレーザ露光装置を用いて容易に製造することができる。
【００２８】
（１０）：前記エッチング液１がアルカリ水溶液であり、エッチング液２がフッ酸水溶液であることを特徴とする（７）〜（９）の何れかに記載の凸構造基体の製造方法である。
【００２９】
上記エッチング液１としてアルカリ水溶液を用い、エッチング液２としてフッ酸水溶液を用いれば、レーザ光の照射による前記Ａ層とＢ層の熱変化を利用して、支持基板上に、Ａ層のみの構成、またはＡ層・Ｂ層積層のみの構成、あるいはＡ層とＡ層・Ｂ層積層の混在した構成からなる何れかの凸状の構造を容易に、かつ高精度で形成することができる。
【００３０】
（１１）：ディスク状の支持基板上にスパイラル状または同心円状である凸状の構造体を有する凸構造基体からなる記録媒体用原盤の製造方法であって、
前記製造方法は（７）〜（９）の何れかに記載の製造方法に準拠するものであることを特徴とする記録媒体用原盤の製造方法である。
【００３１】
上記により、レーザ光の照射送り周期以下の間隔をもってなる光ディスクなどの記録媒体用原盤が、一世代前のレーザ露光装置を用いて安価に製造される。
【００３２】
（１２）：前記凸状の構造体がＡ層およびＡ層・Ｂ層積層の混成からなり、かつ該Ａ層とＡ層・Ｂ層積層の各構造体は交互に形成されてなることを特徴とする（１１）に記載の記録媒体用原盤の製造方法である。
【００３３】
上記により、高密度で精度の高い記録媒体用原盤を、一世代前のレーザ露光装置を用いて容易に製造することができる。
【００３４】
（１３）：ディスク状の支持基板表面にスパイラル状または同心円状の凹凸を有する記録媒体用原盤の製造方法であって、
下記工程：
（ｉ）ディスク状の支持基板上にシリコン酸化物を含有する熱変化可能なＡ層とレーザ光の吸収により発熱する熱変化可能なＢ層が順次設けられた積層体に、所定の送り周期をもつパワー調整されたレーザ光を照射し、層を加熱してＢ層の一部を熱変化させる工程、
（ｊ）Ｂ層からの熱伝導によりＡ層の一部を熱変化させる工程、
（ｋ）熱変化したＢ層を、該熱変化したＢ層のみ溶解するエッチング液１により除去するエッチング工程、
（ｌ）表面が曝露された熱変化していないＡ層を、該熱変化していないＡ層のみ溶解するエッチング液２により除去するエッチング工程、
（ｍ）上記によりスパイラル状または同心円状で交互に形成されたＡ層とＡ層・Ｂ層からなる凸状の構造体をエッチングマスクとして、支持基板表面に凹凸を形成するエッチング工程、
（ｎ）上記凹凸を形成するエッチングにより凸状の構造体を完全に除去する工程、
により、支持基板表面に、レーザ光の照射送り周期以下の間隔で構成されたスパイラル状または同心円状の凹凸を形成することを特徴とする記録媒体用原盤の製造方法である。
【００３５】
上記により、支持基板材料のみからなる凹凸形状を有する記録媒体用原盤が製造される。
単一材料構成からなる記録媒体用原盤であるため、例えば、スタンパ作成の際の転写工程において、凸状の構造体の離脱や剥離が起こらないため、原盤としての高耐久化が図れる。
【００３６】
（１４）：前記凹凸を形成するエッチングがドライエッチングであることを特徴とする請求項１３に記載の記録媒体用原盤の製造方法である。
【００３７】
ドライエッチングにより、例えば、石英などの無機質支持基板表面に微細で高精度の凹凸が良好に形成され、マスクとして用いられる凸状の構造体のエッチング速度もバランス良く制御されて完全に除去される。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の凸構造基体は、微細で精度が高い凸状の構造体を有すると共に、コスト上昇が押えられるので、フォトニクス結晶デバイスなどの光学デバイス、バイオチップなどの生体デバイス等、各種デバイスや光ディスクなどの記録媒体用原盤として用いることが可能である。
また、本発明の凸構造基体の製造方法によれば、レーザ光の照射送り周期以下の間隔からなる精度の高い凸状の構造体を、レーザ光の送り精度が不十分なレーザ露光装置（一世代前のレーザ露光装置）を用いても製造可能である。このため、プロセスコストの高騰を抑制できる。
さらに、本発明の記録媒体用原盤によれば、凸状の構造体の間隔がレーザ光の照射送り周期の半分であるものが得られるので、微細で精度の高いスタンパ形成が可能となり、安価でしかも容易に高密度光ディスクの作製が可能である。
また、本発明の記録媒体用原盤の製造方法によれば、レーザ光の送り周期以下の間隔である精度の高い凸状の構造体を有する記録媒体用原盤が一世代前のレーザ露光装置を用いて安価に得られる。さらに凸状の構造体をエッチングマスクとし、ドライエッチング処理によって支持基板表面に凹凸を有する単一材料構成からなる記録媒体用原盤の製造ができ、原盤の高耐久化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
前述のように本発明における凸構造基体は、支持基板上に、凸状の構造体がＡ層およびＡ層・Ｂ層積層の混成からなり、かつ該Ａ層とＡ層・Ｂ層積層の各構造体は交互に形成されてなる凸構造基体であって、
前記凸状の構造体は、
支持基板上にシリコン酸化物を含有する熱変化可能なＡ層とレーザ光の吸収により発熱する熱変化可能なＢ層が順次設けられた積層体に、
所定の送り周期をもったレーザ光の照射とエッチング処理を施して形成され、該レーザ光の照射送り周期以下の間隔で構成されたものであることを特徴とするものである。
【００４０】
ここで、上記レーザ光の照射「送り周期以下の間隔」とは、「送り周期に対応する間隔、あるいはそれ以下（例えば、送り周期の半分）」を指す。
【００４１】
すなわち、上記凸構造基体は、レーザ露光装置におけるレーザ光の照射送り周期（略、「レーザ光の送り周期」）あるいはそれよりも縮小された送り周期間隔で形成された凸状構造体を支持基板上に有するものである。微細で精度の高い凸状の構造体を有するため、フォトニクス結晶デバイスなどの光学デバイス、バイオチップなどの生体デバイス等、各種デバイス、あるいは光ディスクなどの記録媒体用原盤として用いることができる。特に、レーザ光の送り精度が十分でない一世代前の既存レーザ露光装置を用いても微細で高精度の凸状の構造体が形成できるため、プロセスコストが低減できる。
以下、本発明の凸構造基体について図面を参照しながら詳細を説明する。
【００４２】
図１は本発明における支持基板上にＡ層とＢ層が順次設けられた積層体を示す概略断面図である。
図１において、符号１０１は支持基板、１０２はシリコン酸化物を含有する熱変化可能なＡ層、１０３はレーザ光の吸収により発熱する熱変化可能なＢ層を示す。
【００４３】
支持基板１０１の材質としては、ガラス、石英などを用いることができる。また、Ｓｉなどの半導体製造に用いられる基板も使える。また、Ａｌ基板など、ＨＤＤ(ハードディスク)用の基板も用いることができる。また、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、ペットなどの樹脂基板を用いることができる。
【００４４】
シリコン酸化物を含有する熱変化可能なＡ層１０２としては、シリコン酸化物を含む材料を用いる。ここで、シリコン酸化物はＳｉＯxで示され、ｘは２以下である。そして、Ａ層は、ＳｉＯxとその他の材料との混合体であることが好ましい。
その他の材料としては各種材料を用いることができるが、シリコン酸化物をエチング処理する際に用いられるフッ化水素酸溶液などのエッチング溶液（以降、「エッチング液２」と称することがある。）に溶解しない材料であることが好ましい。
【００４５】
また、ＳｉＯx と混合した状態のスパッタリングターゲットが作製できる材料であることが好ましい。さらに、スパッタリング法によって室温で成膜できる材料であることが好ましい。前述のように、Ａ層としては成膜された状態における熱変化がアモルファス状態（非結晶質状態）である材料を用いる。
【００４６】
ここでのアモルファス状態とは、次の状態を示している。
すなわち、銅のＫα線を用いたＸ線回折測定における回折角を２θとしたとき、全ての散乱、回折ピークの半値幅（ＦＷＨＭ）が１．５°以上である状態を指す。つまり、回折ピークがブロードになるような状態をアモルファス状態としている。従って、極微細な領域では結晶状態であっても、微結晶粒でありＸ線回折法で測定した場合に回折ピークがブロードになる状態であればよい。
【００４７】
成膜した状態がアモルファス状態である材料を用いることによって、膜の残留応力が低減できる。残留応力が低減できることによって、クラックなどの欠陥が発生することなく、記録媒体用原盤のような大面積基板に対して均一性よく形成できる。
【００４８】
Ａ層としては、本来、結晶配向性が強い材料であって、熱処理によって結晶成長し、結晶粒径が大きくなる材料であることが好ましい。例えば、前記その他の材料として、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、あるいはＣａＦ2などが挙げられる。
なお、ＳｉＯx と混合させるその他の材料は、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＣａＦ2などに限定されるものではなく、上記要件を満足する各種材料を用いることができる。
【００４９】
ＳｉＯxとその他の材料の混合比率を、スパッタリングターゲットの混合比率で示すと、ＳｉＯx：１０ｍｏｌ％−その他の材料：９０ｍｏｌ％〜ＳｉＯx：４０ｍｏｌ％−その他の材料：６０ｍｏｌ％の範囲であることが好ましい。
上記において、ＳｉＯx 含有量が少な過ぎると、エッチング処理によるパターン形成ができなくなる。また、ＳｉＯx 含有量が多過ぎると、パターン形成ができてもパターンのエッジラフネスが増加する。
【００５０】
Ａ層の膜厚としては、５〜２００ｎｍの範囲に設定する。５ｎｍ以下では均一な薄膜として成膜することが困難であり、２００ｎｍ以上では熱が拡散して微細なパターンを形成することが困難になる。
【００５１】
Ｂ層１０３としては、レーザ光を吸収し発熱する材料を用いる。また、フッ化水素酸水溶液などシリコン酸化物のエッチング溶液（以降、「エッチング液１」と称することがある。）に対して溶解しない材料を用いる。Ａ層と同様にスパッタリング法で室温成膜できる材料であることが好ましい。
【００５２】
そして、Ｂ層としては成膜された状態における相状態がアモルファス状態である材料を用いることが好ましい。ここでのアモルファス状態とは、銅のＫα線を用いたＸ線回折測定における回折角を２θとしたとき、全ての散乱、回折ピークの半値幅（ＦＷＨＭ）が１．５°以上である状態を指す。つまり、回折ピークがブロードになるような状態をアモルファス状態としている。
従って、極微細な領域では結晶状態であっても、微結晶粒でありＸ線回折法で測定した場合に回折ピークがブロードになる状態であればよい。
Ａ層と同様に、Ｂ層をアモルファス状態とすることによって、Ａ層（膜）の残留応力が低減でき、クラックなどの欠陥が発生することなく、大面積の支持基板上に均一に成膜することができる。また、レーザ光の照射により形成される熱反応層のエッチング処理等においても簡便で、かつ確実に凸状の構造体を精度良く均一に形成することができるため好ましい。
【００５３】
上記条件を満たすＢ層に用いられる材料としては、Ｓｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎから選ばれる元素単体もしくはそれら元素を含む化合物などが挙げられる。例えば、Ｓｂを含有する化合物としては、ＳｂＴｅや、ＧｅＳｂＴｅや、ＡｇＩｎＳｂＴｅなどが例示される。
なお、例示の元素単体もしくはそれら元素を含む化合物に限定されるものではなく、上記要件を満足する材料であればどのような材料でも用いることができる。
【００５４】
上記元素単体あるいは化合物を含有するＢ層とすることにより、レーザ光の照射により効果的に発熱して閾値温度で熱変化を起し、例えば、レーザビームスポット径よりも小さな領域を変化させこの熱反応層のエッチング処理により、レーザ光の照射送り周期以下の間隔で凸状の構造体を形成することができる。
【００５５】
Ｂ層の膜厚としては、５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲に設定する。５ｎｍ以下では均一な薄膜として成膜することが困難であり、１００ｎｍ以上では熱が拡散し微細なパターンを形成することが困難になる。
【００５６】
前記凸構造基体における支持基板をディスク状とし、凸状の構造体をスパイラル状または同心円状とすれば光ディスクなどの記録媒体用原盤として好適に用いることができる。
ここで、凸状の構造体を、Ａ層とＡ層・Ｂ層積層を交互に形成した構造とすれば、容易にレーザ光の送り周期以下の間隔（レーザ光の送り周期の半分）とすることができるので、高密度の記録媒体用原盤が得られる。従って、光ディスク記録媒体用原盤における凸状の構造体の周期が縮小された際にも、レーザビームの送り精度が不十分な一世代前の露光装置を用いることができ、プロセスコストの上昇を抑制することができる。
【００５７】
Ａ層およびＡ層・Ｂ層積層の各構造体における支持基板表面からの高さの差を５〜５０ｎｍの範囲とすれば、凸状の構造体に対してレーザ光を照射してトラッキングする際の安定化が図れる。
すなわち、記録媒体用原盤に対してレーザ光を照射し、レーザ光を構造体に対してトラッキングする場合、構造体の高さの差が５ｎｍ未満であるとトラックエラー信号が低下しトラッキングが不安定になる。一方、構造体の高さの差が５０ｎｍよりも高い場合には、構造体による回折光が増加することによって反射光量が低下する。
【００５８】
上記本発明の記録媒体用原盤を用いて、Ｎｉ等によりスタンパを作製し、これを型として、樹脂に転写すれば、高密度で精度の高い光記録媒体（光ディスク）が、安価に作製できる。樹脂としては、例えば、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリオレフィン、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、紫外線硬化樹脂などが用いられ、転写（レプリケーション）方法としては、例えば、圧縮成形法、射出成形法、光硬化法（２Ｐ転写法）などが適用される。
【００５９】
次に、本発明における支持基板上に凸状の構造体を有する凸構造基体の製造方法について説明する。すなわち、支持基板上に、Ａ層のみの構成、またはＡ層・Ｂ層積層のみの構成、あるいはＡ層とＡ層・Ｂ層積層の混在した構成の凸状の構造を有する凸構造基体についてそれぞれ図を参照して説明する。ただし、支持基板上に、Ａ層のみの構成、またはＡ層・Ｂ層積層のみの構成の凸状の構造を有する凸構造基体は参考例としてのものである。
【００６０】
［Ａ層のみの構成からなる凸構造基体の製造方法］
Ａ層のみからなる凸状の構造体を形成する凸構造基体の製造方法は、図２に示す概略工程図に従って製造される。
図２において、符号２００は積層体を示す。２０１は支持基板、２０２はＡ層、２０３はＢ層を示す。
すなわち、下記工程により、支持基板上にレーザ光の照射送り周期に対応する間隔で構成されたＡ層のみからなる凸状の構造体を形成する。
（ａ）支持基板上にシリコン酸化物を含有する熱変化可能なＡ層とレーザ光の吸収により発熱する熱変化可能なＢ層が順次設けられた積層体に、所定の送り周期をもつパワー調整されたレーザ光を照射し、Ｂ層を加熱してＢ層全域に広がるように熱変化させる工程
（ｂ）Ｂ層からの熱伝導によりＡ層の一部を熱変化させる工程
（ｃ）熱変化したＢ層全域を、該熱変化したＢ層のみ溶解するエッチング液１により除去するエッチング工程
（ｄ）表面が曝露された熱変化していないＡ層を、該熱変化していないＡ層のみ溶解するエッチング液２により除去するエッチング工程
【００６１】
上記工程（ａ）、（ｂ）における符号２０４はレーザ光の照射方向を示す。２０５はＢ層が熱変化した部分を示す。つまり、レーザ光の吸収でＢ層が発熱し熱変化する。狭いピッチの構造体を形成する場合には、レーザ光の照射点の間隔を狭くするとＢ層内の熱伝導によって図２のようにＢ層全域が熱変化する。
符号２０６は材料Ａ層の熱変化した部分を示す。Ｂ層からの熱伝導によりＡ層の一部が熱変化する。２０７はＡ層の熱変化していない部分を示す。
次に、エッチング工程（ｃ）では、エッチング液１として熱変化したＢ層のみ溶解するアルカリ水溶液を用いる。すなわち、レーザ加熱によって熱変化したＢ層はアルカリ水溶液に対するエッチング耐性が弱くなる材料が用いられるため、熱変化したＢ層全域２０５が除去される。Ａ層は熱変化した部分２０６、熱変化していない部分２０７ともエッチングされずに残る。アルカリ水溶液としては、水酸化ナトリウム水溶液（ＮａＯＨ＋Ｈ2Ｏ）や水酸化カリウム水溶液（ＫＯＨ＋Ｈ2Ｏ）を用いることができる。
次いで、エッチング工程（ｄ）では、エッチング液２として熱変化していないＡ層のみ溶解するフッ酸水溶液（ＨＦ＋Ｈ2Ｏ）を用いる。すなわち、Ｂ層からの熱伝導により熱変化したＡ層はフッ酸水溶液に対するエッチング耐性が強くなる材料であるため、熱変化していないＡ層の熱変化していない部分２０７が除去される。
なお、エッチング工程（ｃ）とエッチング工程（ｄ）を連続的に進行させるため、アルカリ水溶液とフッ酸水溶液を併用することもできる。
【００６２】
下記表１にＡ層とＢ層の各成膜後（熱変化前）とレーザ加熱による熱変化後における、それぞれのエッチング液１（アルカリ水溶液）およびエッチング液２（エッチング液２）に対するエッチング耐性を示す。表中の「強」はエッチングされにくいことを示し、「弱」はエッチングされやすいことを示す。
【００６３】
【表１】
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【００６４】
すなわち、シリコン酸化物を含有する熱変化可能なＡ層は、アルカリ水溶液に対するエッチング耐性が強い。フッ酸水溶液に対しては、成膜状態（熱変化前）ではエッチング耐性が弱く、レーザ照射によって熱変化した状態ではエッチング耐性が強くなる。一方、レーザ光の吸収により発熱する熱変化可能なＢ層は、フッ酸水溶液に対するエッチング耐性が強い。アルカリ水溶液に対しては、成膜状態（熱変化前）ではエッチング耐性が強く、レーザ照射によって熱変化した状態ではエッチング耐性は弱くなる。
上記工程（ａ）〜工程（ｄ）により、Ａ層のみからなる凸状の構造体が形成される。
【００６５】
上記のレーザ光源としては半導体レーザを用いる。半導体レーザの波長は、通常３７０〜７８０ｎｍであり、好ましくは３９０〜４１０ｎｍである。例えば、ＧａＮ系の半導体レーザを用いる。半導体レーザを用いることによって、安価な露光装置とすることができ、プロセスコストの低価格化が図れる。また、半導体レーザの場合には、レーザ光のパワーレベルを高速変調することができるため、大面積の積層体に対して凸状の構造体を高速で形成することができる。
【００６６】
さらに、短波長のレーザを用いることによって微小なレーザスポットが形成でき、微細な構造体を形成することができるので、レーザ光の波長が２４０〜２７０ｎｍ程度のより短波長のレーザ光源を用いてもよい。
例えば、固体レーザとＳＨＧ（第２次高調波）による短波長レーザ光源や、前記半導体レーザとＳＨＧによる短波長レーザ光源を用いることができる。紫外領域の短波長レーザを用いることによって、さらに微細な構造体が形成できる。
【００６７】
図２に示すようにレーザ光は積層体の最上層であるＢ層２０３側から照射する。つまり、支持基板２０１を介さずにＢ層２０３膜面に直接照射する。以降の説明では“膜面入射”と記載する。膜面入射とすることによって、支持基板による収差の発生が抑制できる。
また、レーザ光照射光学系の対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくすることにより、レーザビームを集光することができ、より微細な構造体が形成できる。光学系に用いる対物レンズの開口数（ＮＡ）は０．５〜１．０であり、好ましくは０．８〜０．９５である。
【００６８】
レーザ光を照射するに際して、積層体（媒体）を回転させてもよい。媒体を回転させながら、レーザ光を媒体に対してフォーカスサーボをかけながら光を照射してもよい。また、媒体を回転させながら、レーザ光を媒体に対してフォーカスサーボおよびトラッキングサーボをかけながらレーザ光を照射してもよい。
【００６９】
［Ａ層・Ｂ層積層のみの構成からなる凸構造基体の製造方法］
Ａ層・Ｂ層積層のみからなる凸状の構造体を形成する凸構造基体の製造方法は、図３に示す概略工程図に従って製造される。
図３において、符号３００は積層体を示す。３０１は支持基板、３０２はＡ層、３０３はＢ層を示す。
すなわち、下記工程により、支持基板上にレーザ光の照射送り周期に対応する間隔で構成されたＡ層・Ｂ層積層のみからなる凸状の構造体を形成する。
（ｅ）支持基板上にシリコン酸化物を含有する熱変化可能なＡ層とレーザ光の吸収により発熱する熱変化可能なＢ層が順次設けられた積層体に、所定の送り周期をもつパワー調整されたレーザ光を照射し、Ｂ層を加熱してＢ層の一部を熱変化させる工程
（ｆ）上記レーザ光のパワー調整によりＢ層からの熱伝導に伴う温度上昇を抑制してＡ層を熱変化させない工程
（ｇ）熱変化したＢ層を、該熱変化したＢ層のみ溶解するエッチング液１により除去するエッチング工程
（ｈ）表面が曝露された熱変化していないＡ層を、該熱変化していないＡ層のみ溶解するエッチング液２により除去するエッチング工程
【００７０】
上記工程（ｅ）、（ｆ）における符号３０４はレーザ光の照射方向を示す。３０５はＢ層が熱変化した部分を示す。３０６はＢ層が熱変化しない部分を示す。レーザ光の照射パワーは、前記図２の水準よりも低く設定し、Ｂ層からの熱伝導によりＡ層が熱変化しないようにする。つまり、Ｂ層からの熱伝導によるＡ層の温度上昇が、Ａ層の熱変化を引き起こす閾値温度に至らないレーザパワー水準としてＢ層に照射する。３０５はＢ層が熱変化した部分を示す。３０６はＢ層が熱変化していない部分を示す。３０７はＡ層の熱変化していない部分を示す。
次に、エッチング工程（ｇ）では、エッチング液１として熱変化したＢ層のみ溶解するアルカリ水溶液を用いる。前記表１に示すように、レーザ加熱によって熱変化したＢ層はアルカリ水溶液に対するエッチング耐性が弱くなるため、熱変化したＢ層３０５が除去され、熱変化していない３０６は残る。また、熱変化していないＡ層３０７もエッチングされずに残る。
次いで、エッチング工程（ｈ）では、エッチング液２として熱変化していないＡ層のみ溶解するフッ酸水溶液（ＨＦ＋Ｈ2Ｏ）を用いる。前記表１に示すように、フッ酸水溶液によって、表面が曝露されたＡ層の熱変化していない部分３０７が除去される。Ｂ層が熱変化していない部分３０６によって覆われた３０８は、３０６がエッチングマスクとなり、下部のＡ層３０８は残留する。
上記工程（ｅ）〜工程（ｆ）により、Ａ層・Ｂ層積層のみからなる凸状の構造体が形成される。
【００７１】
［Ａ層とＡ層・Ｂ層積層の混成からなる凸構造基体の製造方法］
Ａ層とＡ層・Ｂ層積層の混成からなる凸状の構造体を形成する凸構造基体の製造方法は、図４に示す概略工程図に従って製造される。
図４において、符号４００は積層体を示す。４０１は支持基板、４０２はＡ層、４０３はＢ層を示す。
すなわち、下記工程により、Ａ層とＡ層・Ｂ層積層が交互に混成されてなる凸状の構造体を形成する。
（ｉ）支持基板上にシリコン酸化物を含有する熱変化可能なＡ層とレーザ光の吸収により発熱する熱変化可能なＢ層が順次設けられた積層体に、所定の送り周期をもつパワー調整されたレーザ光を照射し、層を加熱してＢ層の一部を熱変化させる工程
（ｊ）Ｂ層からの熱伝導によりＡ層の一部を熱変化させる工程
（ｋ）熱変化したＢ層を、該熱変化したＢ層のみ溶解するエッチング液１により除去するエッチング工程
（ｌ）表面が曝露された熱変化していないＡ層を、該熱変化していないＡ層のみ溶解するエッチング液２により除去するエッチング工程
【００７２】
上記工程（ｉ）、（ｊ）における符号４０４はレーザ光の照射方向を示す。４０５はレーザ光の送り周期を示す。４０６はＢ層が熱変化した部分、４０７はＢ層が熱変化していない部分を示す。４０８はＢ層からの熱伝導によりＡ層が熱変化した部分を示し、４０９はＡ層の熱変化していない部分を示す。
次に、エッチング工程（ｋ）では、エッチング液１として熱変化したＢ層のみ溶解するアルカリ水溶液を用いる。前記表１に示すように、レーザ加熱によって熱変化したＢ層はアルカリ水溶液に対するエッチング耐性が弱くなるため、熱変化したＢ層４０６が除去され、熱変化していない４０７は残る。また、Ａ層の熱変化した部分４０８とＡ層の熱変化しない部分４０９はエッチングされずに残る。
次いで、エッチング工程（ｌ）では、エッチング液２として熱変化していないＡ層のみ溶解するフッ酸水溶液（ＨＦ＋Ｈ2Ｏ）を用いる。前記表１に示すように、フッ酸水溶液によって、Ａ層の熱変化していない部分４０９の表面が曝露された箇所４１０が除去される。Ｂ層が熱変化していない部分４０７によって覆われた４０９は、４０７がエッチングマスクとなり、下部のＡ層４０９は残留する。
上記工程（ｉ）〜工程（ｌ）により、Ａ層とＡ層・Ｂ層積層の混成からなるレーザ光の送り周期以下（送り周期の半分）の凸状の構造体が形成される。
【００７３】
上記何れかの凸構造基体の製造方法において、支持基板をディスク状の基板とし、凸状の構造体をスパイラル状または同心円状とすれば記録媒体用原盤が形成できる。すなわち、上記凸構造基体の製造方法は、記録媒体用原盤の製造方法として好適に適用できる。
特に、Ａ層とＡ層・Ｂ層積層を交互に混成してなる記録媒体用原盤の製造方法によれば、レーザ光の送り周期以下（送り周期の半分）の間隔をもってなる凸状の構造体（記録媒体におけるトラックピッチ））が形成される。従って、レーザ光の送り周期が十分でないレーザ露光装置（例えば、一世代前のレーザ露光装置）を用いて、高密度で精度の高い光ディスクなどの記録媒体用原盤を安価に製造することが可能である。
【００７４】
なお、図４（ｌ）において、符号４１２はＡ層からなる構造体の支持基板４０１表面からの高さを示し、４１３はＡ層・Ｂ層積層からなる構造体の支持基板４０１表面からの高さを示す。高さの差は、５〜５０ｎｍの範囲とされるのが好ましい。つまり、Ａ層・Ｂ層積層からなる構造体はＢ層の分だけＡ層からなる構造体よりも高い。
前述のように、上記高さの差を５〜５０ｎｍの範囲とすることにより、記録媒体用原盤の各凸状の構造体に対してレーザ光を照射してトラッキングする際の安定化が図れる。構造体の高さの差が５ｎｍ未満であるとトラックエラー信号が低下してトラッキングが不安定になる。一方、構造体の高さの差が５０ｎｍよりも高い場合には、構造体による回折光が増加することによって反射光量が低下する。
支持基板上にシリコン酸化物を含有する熱変化可能なＡ層とレーザ光の吸収により発熱する熱変化可能なＢ層が順次設けられた積層体を作製する段階で、Ｂ層の膜厚を５〜５０ｎｍの範囲に設定することによって、所定高さの構造体を有する記録媒体用原盤を容易に作製することができる。
【００７５】
［凸状の構造体をマスクとする記録媒体用原盤の製造方法］
ディスク状の支持基板表面にスパイラル状または同心円状の凹凸を有する記録媒体用原盤は、図５に示す概略工程図に従って製造される。（図５はディスク状の支持基板表面にスパイラル状または同心円状の凹凸を有する記録媒体用原盤を製造するための概略工程図である。）
図５において、符号５００はＡ層とＡ層・Ｂ層が交互に形成された凸状の構造体を有するディスク状の支持基板を示す。凸状の構造体は、スパイラル状または同心円状に形成されている。
すなわち、凸状の構造体５００は下記工程（ｉ）〜（ｌ）により形成される（前記図４に示した工程と同様）。
（ｉ）支持基板上にシリコン酸化物を含有する熱変化可能なＡ層とレーザ光の吸収により発熱する熱変化可能なＢ層が順次設けられた積層体に、所定の送り周期をもつパワー調整されたレーザ光を照射し、層を加熱してＢ層の一部を熱変化させる工程
（ｊ）Ｂ層からの熱伝導によりＡ層の一部を熱変化させる工程
（ｋ）熱変化したＢ層を、該熱変化したＢ層のみ溶解するエッチング液１により除去するエッチング工程
（ｌ）表面が曝露された熱変化していないＡ層を、該熱変化していないＡ層のみ溶解するエッチング液２により除去するエッチング工程
【００７６】
図５において、符号５０１はディスク状の支持基板、５０２はＢ層からの熱伝導によりＡ層が熱変化した部分、５０３はＡ層の未変化部分、５０４はＢ層が熱変化しない部分を示し、５０５は熱変化しないＡ層５０３と熱変化しないＢ層５０４の積層構成を示す。
【００７７】
次の工程（ｍ）は、上記（ｉ）〜（ｌ）によりスパイラル状または同心円状で交互に形成されたＡ層とＡ層・Ｂ層からなる凸状の構造体をエッチングマスクとして、支持基板５０１表面に凹凸を形成するドライエッチング工程である。なお、工程（ｍ）はドライエッチングの途中工程であり、ディスク状の支持基板５０１がエッチングされると共に凸状の構造体も次第にエッチングされる。
工程（ｎ）では、エッチングマスクとした構造体５０２、５０５が完全に除去されて無くなった時点でエッチングを停止する。従って、凸状の構造体が完全にエッチング除去され、スパイラル状または同心円状の凹凸を有するディスク状の支持基板５０１のみの状態となる。ここで、支持基板表面に凹凸を形成するエッチングがドライエッチングであることが好ましい。
【００７８】
上記工程（ｍ）および（ｎ）におけるエッチング方法としては、乾式エッチング（ドライエッチング）法を好ましく用いることができる。このような乾式エッチング法としては、ＲＩＥ法(Reactive Ion Etching；反応性イオンエッチング)、ＩＣＰ法(Inductively  Coupled Plasma；高密度プラズマエッチング)、あるいはスパッタエッチング法などを用いることができる。
ドライエッチングによれば、マスクとして用いられる凸状の構造体のエッチング速度と、例えば、石英などの無機質支持基板のエッチング速度をバランス良く制御することができ、支持基板表面に微細で高精度の凹凸を形成することが可能である。
【００７９】
上記工程（ｉ）〜工程（ｎ）により、支持基板表面にレーザ光の照射送り周期以下の間隔をもって形成されたスパイラル状または同心円状の凹凸を有する記録媒体用原盤が形成される。このような記録媒体用原盤は、支持基板材料のみで構成されているため、転写工程において構造体の離脱、剥離が起こらないため、原盤を繰り返し使用することが可能になる。
【実施例】
【００８０】
以下、実施例を挙げて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制約を受けるものではない。
実施例１および実施例２の記録媒体用原盤を作製するため、先ず、前記図１に示す構成のＡ層とＢ層が順次設けられた積層体をそれぞれ作製した。
支持基板１０１としては、厚さ０．５ｍｍのディスク状の石英基板を用いた。
シリコン酸化物を含有する熱変化可能なＡ層１０２は、スパッタリング法で成膜した、膜厚４０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2を用いた。なお、スパッタリングターゲットの組成は、ＺｎＳ（８０ｍｏｌ％）−ＳｉＯ2（２０ｍｏｌ％）である。成膜温度；室温、ＲＦパワー；１．５ｋＷ、成膜雰囲気；アルゴン（Ａｒ）の条件で成膜した。成膜したＺｎＳ−ＳｉＯ2膜を、銅のＫα線を用いたＸ線回折法により測定した結果、回折ピークの半値幅(ＦＷＨＭ)は４°であり、アモルファス状態であることを示した。
レーザ光の吸収により発熱する熱変化可能なＢ層１０３としては、スパッタリング法で成膜した、膜厚２０ｎｍのＡｇＩｎＳｂＴｅを用いた。なお、スパッタリングターゲットの組成は、Ａｇ（４at％）−Ｉｎ（７at％）−Ｓｂ（６１at％）−Ｔｅ（２８at％）である。成膜温度；室温、ＲＦパワー；３００Ｗであり、成膜雰囲気；Ａｒの条件で成膜した。成膜したＡｇＩｎＳｂＴｅ膜を、銅のＫα線を用いたＸ線回折法により測定した結果、アモルファス状態であることを示した。
【００８１】
（実施例１）
上記積層体を用いて、前記図４に示す工程に準拠した記録媒体用原盤の製造方法によって、記録媒体用原盤を作製した。
すなわち、工程（ｉ）、（ｊ）のレーザ照射工程において、レーザ光４０４がＢ層４０３（ＡｇＩｎＳｂＴｅ）側から直接照射される。レーザ光４０４の光学系における対物レンズの開口数は０．８５であり、レーザ光の波長は４０５ｎｍである。レーザ光の半径方向への送り周期（４０５）は３２０ｎｍである。レーザパワーレベルは３ｍＷであり、一定レベルのパワーを照射した。
【００８２】
符号４０６はＢ層がレーザ照射によって熱変化した部分（熱変化したＡｇＩｎＳｂＴｅ）、４０７はＢ層の未変化部分、熱変化しないＡｇＩｎＳｂＴｅを示す。４０８はＢ層からの熱伝導によりＡ層が熱変化した部分（熱変化したＺｎＳ−ＳｉＯ2）を示し、４０９はＡ層の未変化部分、熱変化しないＺｎＳ−ＳｉＯ2を示す。
【００８３】
次に、第１のエッチング工程である工程（ｋ）では、エッチング液１としてアルカリ水溶液、すなわち、水酸化ナトリウム水溶液（ＮａＯＨ＋Ｈ2Ｏ）を用いた。溶液比は、［ＮａＯＨ］：［Ｈ2Ｏ］＝１：２である。水酸化ナトリウム水溶液で上記レーザ光照射処理された積層体を５分間エッチングした。
水酸化ナトリウム水溶液によるエッチングで、Ｂ層４０６（熱変化したＡｇＩｎＳｂＴｅ）は除去され、Ｂ層４０７（熱変化しないＡｇＩｎＳｂＴｅ）は残った。また、Ａ層４０８（熱変化したＺｎＳ−ＳｉＯ2）と、Ａ層４０９（熱変化しないＺｎＳ−ＳｉＯ2）はエッチングされずに残った。
【００８４】
次いで、第２のエッチング工程である工程（ｌ）では、エッチング液２としてフッ酸水溶液（ＨＦ＋Ｈ2Ｏ）を用いた。溶液比は、［ＨＦ］：［Ｈ2Ｏ］＝１：２０である。フッ酸水溶液により、上記第１のエッチング工程を経た積層体を１０秒間エッチングした。
フッ酸水溶液によるエッチングで、Ａ層４０９（熱変化しないＺｎＳ−ＳｉＯ2）の表面が曝露された箇所４１０が除去された。Ｂ層４０７（熱変化しないＡｇＩｎＳｂＴｅ）によって覆われたＡ層４０９は、Ｂ層４０７がエッチングマスクとなり、下部のＡ層４０９は残留し、４０７と４０９の積層構成の構造体が形成された。
符号４１１は半径方向におけるＡ層とＡ層・Ｂ層積層の各構造体の周期、つまり、トラックピッチは１６０ｎｍであった。レーザ光の半径方向への送り周期（４０５）は３２０ｎｍであるので、トラックピッチはレーザ光の送り周期４０５の半分の周期であった。
また、石英基板４０１表面からのＡ層４０８（熱変化したＺｎＳ−ＳｉＯ2）の高さ（４１２）は４０ｎｍであった。一方、Ｂ層４０７（熱変化しないＡｇＩｎＳｂＴｅ）と下部のＡ層４０９（（熱変化しないＺｎＳ−ＳｉＯ2））からなる積層構成の石英基板表面からの高さ（４１３）は６０ｎｍであった。隣接するＡ層とＡ層・Ｂ層積層の各構造体における高さの差は２０ｎｍであり、Ｂ層４０７（熱変化しないＡｇＩｎＳｂＴｅ）の膜厚分異なっている。
【００８５】
上記により作製した記録媒体用原盤に対してレーザ光を照射し、トラッキングエラー信号の発生状態を調べた。なお、用いたレーザ光の波長は４０５ｎｍであり、対物レンズの開口数は０．８５、レーザパワーは０．２ｍＷである。
【００８６】
評価の結果、構造体に対してレーザ光をトラッキングすることができ、良好なプッシュプル信号が観測できた。すなわち、精度の高い凸状の構造体であると共に、隣接する構造体間で２０ｎｍの高さの差があるため、１６０ｎｍという狭いトラックピッチ（高密度）においてもトラッキングすることができた。
【００８７】
（実施例２）
前記積層体を用いて、図５に示す工程に準拠した記録媒体用原盤の製造方法によって、記録媒体用原盤を作製した。
すなわち、Ａ層とＡ層・Ｂ層積層をスパイラル状で交互に混成してなる記録媒体用原盤５００は、実施例１で示した工程により得られる。
次の工程（ｍ）で、記録媒体用原盤５００に形成された凸状の構造体をエッチングマスクとして、エッチング処理により支持基板５０１表面に凹凸を形成した。エッチング処理は、スパッタエッチング法で行った。エッチング雰囲気はＡｒであり、ＲＦパワーは１ｋＷとした。図５の工程（ｎ）に示すように構造体が完全にエッチング除去された時点でエッチングを終了した。
以上により、スパイラル状の凹凸を有するディスク状支持基板５０１のみの記録媒体用原盤が形成された。半径方向に隣接する凸部の高さの差５０６は１０ｎｍであった。
【００８８】
上記により作製した記録媒体用原盤に対して、実施例１と同様にレーザ光を照射し、トラッキングエラー信号の発生状態を調べた。なお、用いたレーザ光の波長は４０５ｎｍであり、対物レンズの開口数は０．８５、レーザパワーは０．２ｍＷである。
【００８９】
評価の結果、構造体に対してレーザ光をトラッキングすることができ、良好なプッシュプル信号が観測できた。すなわち、精度の高い凸状の構造体であると共に、隣接する構造体間で１０ｎｍの高さの差があるため、１６０ｎｍという狭いトラックピッチ（高密度）においてもトラッキングすることができた。
【００９０】
上記実施例から分かるように、本発明の製造方法により、レーザビームの送り精度が不十分な装置を用いても、レーザ光の送り周期以下の微細で精度の高い凸構造基体からなる記録媒体用原盤が得られる。一世代前のレーザ露光装置が適用できることから、プロセスコストの高騰を抑制できる。また、本発明の微細で精度の高い凸構造基体は、光学デバイス、生体デバイスなどの各種デバイスにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明における支持基板上にＡ層とＢ層が順次設けられた積層体を示す概略断面図である。
【図２】支持基板上にＡ層のみの構成からなる凸構造基体を製造するための概略工程図である。
【図３】支持基板上にＡ層・Ｂ層積層のみの構成からなる凸構造基体を製造するための概略工程図である。
【図４】支持基板上にＡ層とＡ層・Ｂ層積層からなる凸構造基体を製造するための概略工程図である。
【図５】ディスク状の支持基板表面にスパイラル状または同心円状の凹凸を有する記録媒体用原盤を製造するための概略工程図である。
【符号の説明】
【００９２】
１００  積層体
１０１  支持基板
１０２  シリコン酸化物を含有する熱変化可能なＡ層
１０３  レーザ光の吸収により発熱する熱変化可能なＢ層
２００  積層体
２０１  支持基板
２０２  Ａ層
２０３  Ｂ層
２０４  レーザ光の照射方向
２０５  Ｂ層が熱変化した部分
２０６  材料Ａ層の熱変化した部分
２０７  Ａ層の熱変化していない部分
３００  積層体
３０１  支持基板
３０２  Ａ層
３０３  Ｂ層
３０４  レーザ光の照射方向
３０５  Ｂ層が熱変化した部分
３０６  Ｂ層が熱変化していない部分
３０７  Ａ層の熱変化していない部分
３０８  ３０６によって覆われた部分
４００  積層体
４０１  支持基板
４０２  Ａ層
４０３  Ｂ層
４０４  レーザ光の照射方向
４０５  レーザ光の送り周期
４０６  Ｂ層が熱変化した部分
４０７  Ｂ層が熱変化していない部分
４０８  Ｂ層からの熱伝導によりＡ層が熱変化した部分
４０９  Ａ層の熱変化していない部分
４１０  ４０９の表面が曝露された箇所
４１１  トラックピッチ
４１２  石英基板表面からのＡ層４０８の高さ
４１３  Ｂ層４０７とＡ層４０９からなる積層構造体の石英基板表面からの高さ
５００  Ａ層とＡ層・Ｂ層が交互に形成されたディスク状の支持基板
５０１  ディスク状の支持基板
５０２  Ｂ層からの熱伝導によりＡ層が熱変化した部分
５０３  Ａ層の熱変化していない部分
５０４  Ｂ層が熱変化していない部分
５０５  熱変化していないＡ層５０３と熱変化していないＢ層５０４の積層構成
５０６  半径方向に隣接する凸部の高さの差
【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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