(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも記録再生に関与するランドおよび案内溝であるグルーブ部とフォーマット情報を記録するヘッダー部を有する基板上に、少なくとも反射膜、記録膜および誘電体膜が形成された光記録媒体を用い、浮上型光学ヘッドにより、前記光記録媒体の誘電体膜側からレーザー光を照射して記録再生を行う近接場光記録再生方法において、前記光記録媒体に形成されたグルーブの深さをＤとし、記録再生に使用するレーザー光の波長をλとしたときに、Ｄをλ／３６以上λ／１０以下とすることを特徴とする近接場光記録再生方法。
【請求項２】
少なくとも記録再生に関与するランドおよび案内溝であるグルーブ部とフォーマット情報を記録するヘッダー部を有する基板上に、少なくとも反射膜、記録膜および誘電体膜が形成された光記録媒体を用い、浮上型光学ヘッドにより、前記光記録媒体の誘電体膜側からレーザー光を照射して記録再生を行う近接場光記録再生方法において、前記光記録媒体に形成されたグルーブの深さをＤとし、記録再生に使用するレーザー光の波長をλとしたときに、Ｄをλ／３６以上λ／１０以下とすることにより、４５ｄＢ以上のシグナル対ノイズ比を得ることを特徴とする近接場光記録再生方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の近接場光記録再生方法に用いられる光記録媒体であって、少なくとも記録再生に関与するランドおよび案内溝であるグルーブ部とフォーマット情報を記録するヘッダー部を有し、グルーブの深さをＤ、記録再生に使用するレーザー光の波長をλ、案内溝のトラックピッチをＰとしたときに、Ｄがλ／３６以上λ／１０以下、かつ、グルーブ底部よりＤ−５ｎｍの位置での開口幅（Ｄ−５ｎｍ開口幅）ａ、グルーブ底幅ｂおよびグルーブ底部よりＤ×１／２の位置での開口幅（１／２開口幅）ｃが以下の関係を満たすことを特徴とする光記録媒体。
０．１０Ｐ≦ａ≦０．９５Ｐ  ０＜ｂ≦０．３５Ｐ  ０．０５Ｐ≦ｃ≦０．６５Ｐ
【請求項４】
Ｄ−５ｎｍ開口幅ａ、１／２開口幅ｃおよびグルーブ底幅ｂの一方の端を結んで形成されるランド形状が基板表面の上方向に凸の形状を有することを特徴とする請求項３記載の光記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は書き換えが可能な光記録ディスク用基板及び光気記録ディスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光記録媒体は大容量・高密度記録が可能な可搬型記録媒体であり、近年のマルチメディア化に伴なうコンピュータの大容量保存ファイルとして動画等を記録する書き換え型メディアとして需要が急増しつつある。
【０００３】
光記録媒体では、通常、レーザービームを記録再生する場所にトラッキングサーボをするための案内溝が基板に物理的な形状として設けられ、記録は溝と溝との間の基板が凸の部分（以下ランドと呼ぶ）に記録される。
【０００４】
従って、ランドが大きいほど記録するマーク幅を大きくすることが可能で、再生信号の強度を大きくでき、再生信号品質を向上させる事が出来る。
【０００５】
しかし、記録の高密度化のためには、溝と溝の間隔であるトラックピッチを小さくして、記録面積当たりの情報を大きくする必要がある。
【０００６】
たとえば、商品化されている３．５インチ径の光磁気記録媒体のトラックピッチは、記録容量が１２８ＭＢのもので１．６μｍ、２３０ＭＢのもので１．４μｍ、６４０ＭＢのもので１．１μｍと縮小されてきている。
【０００７】
一方、記録の密度は記録再生装置の光源レーザー波長（λ）と対物レンズの開口数（ＮＡ）によって決まるレーザービームスポットサイズ（〜λ／ＮＡ）により制限される。
【０００８】
例えば、上記した６４０ＭＢ光磁気記録媒体用の記録再生装置の場合、波長：６８０ｎｍ、ＮＡ：０．５５であり、レーザービームスポットサイズは約１２４０ｎｍとなる。
【０００９】
レーザービームスポットサイズを小さくし高密度化を達成する手段として、光学ヘッドを記録膜に近付けて記録再生する、いわゆる、近接場光記録が注目されている（例えば、アプライド・フィジクス・レター（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．），ｖｏｌ．６８，ｐ．１４１（１９９６））。この記録方法では、Ｓｏｌｉｄ  Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ  Ｌｅｎｓ（以下「ＳＩＬ」と略す）ヘッドを使用し、ＳＩＬを使用した際の実効的な開口数を高めることにより、レーザービームスポットサイズを縮小することにより、超高記録密度の記録再生が実現できる。
【００１０】
例えば、波長：６５０ｎｍ、実効ＮＡ：１．４のＳＩＬを用いた近接場光記録では、レーザービームスポットサイズは約４６０ｎｍとなり、先に述べた従来の６４０ＭＢ光磁気記録媒体用の記録再生装置に使用されるレーザービームスポットサイズの約３７％となる。
【００１１】
この表面記録再生方法では光学ヘッドを記録媒体に近付ける必要があるために、従来の光記録媒体のように基板を通して記録膜にレーザービームを照射するのではなく、基板を通さずに直接記録膜にレーザービームを照射する方法を用いる。
【００１２】
すなわち、記録膜の構成が従来の光記録媒体では基板／第１保護膜／記録膜／第２保護膜／反射膜としているのが一般的であるのに対して、近接場光記録では基板／反射膜／記録膜／保護膜という逆構成の膜構造として膜表面側からレーザービームを照射し、記録再生を行なう。
【００１３】
この際、記録膜と光学ヘッドを近づけるために浮上式のスライダーヘッドを利用することが提案されている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、トラックピッチＰが光スポットの大きさになると、案内溝であるグルーブは回折格子の役目を果たし、０次と１次の回折光が重なる領域でトラックずれによる干渉効果によってビーム・スポットの強度分布が変化するため、トラッキング・エラー信号が検出できる。
【００１５】
この信号強度は対物レンズの開口数ＮＡ、トラックピッチおよびレーザー波長λで決定され、グルーブ深さがλ／８ｎ（ｎはレーザーが通過する基板の屈折率）でトラッキング・エラー信号が最大となることが知られている。
【００１６】
しかしながら、近接場光記録方式の場合、信号は、従来の回折効果に加え、近接に位置する光学ヘッドとディスク最表面とのカップリング効果によって得られるため、光学ヘッドの浮上高さにより大きく変化し、グルーブ深さの設計についても従来の設計では近接場光記録に最適の深さがえられないという問題点を有していた。
【００１７】
本発明は、記録再生に関与するランドおよびグルーブ部とフォーマット情報を記録するヘッダー部を有し、浮上式光学ヘッドにより近接場記録再生を行なう際に、最適なトラッキング・エラー信号強度およびシグナル対ノイズ比（ＳＮＲ）が得られるランドおよびグルーブ部を有する表面記録再生型光記録媒体を提供することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は上述のような現状に鑑み、鋭意検討を重ねた結果、少なくとも記録再生に関与するランドおよびグルーブ部とフォーマット情報を記録するヘッダー部を有する基板上に、少なくとも反射膜、記録膜および誘電体膜が形成され、かつ浮上型光学ヘッドにより誘電体膜側から記録再生が行われる光記録媒体において、グルーブの深さをＤとしたとき、記録再生に使用されるレーザー波長をλとしたときに、Ｄがλ／３６以上λ／８未満であり、グルーブ底部よりＤ−５ｎｍの位置での開口幅（Ｄ−５ｎｍ開口幅）ａ、グルーブ底幅ｂおよびグルーブ底部よりＤ×１／２の位置での開口幅（１／２開口幅）ｃが以下の関係を満たし、Ｄ−５ｎｍ開口幅ａ、１／２開口幅ｃおよびグルーブ底幅ｂの一方の端を結んで形成されるランド形状が基板表面の上方向に凸の形状を有することにより、良好な信号強度およびトラッキング特性を保持できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１９】
０．１０Ｐ  ≦  ａ  ≦  ０．９５Ｐ
０  ＜  ｂ  ≦  ０．３５Ｐ
０．０５Ｐ  ≦  ｃ  ≦  ０．６５Ｐ
本発明におけるグルーブの深さＤは記録再生に使用されるレーザー波長（λ）によりことなり、λ／３６以上λ／８未満が好ましい。
【００２０】
従来の光学系により記録再生を行なう場合は、前述のように、グルーブ深さがλ／８ｎ（ｎはレーザーが通過する基板の屈折率）でトラッキング・エラー信号が最大となることが知られているため、グルーブの深さをλ／８ｎに設定している。
【００２１】
しかしながら、近接場光記録方式の場合、信号は、従来の回折効果に加え、近接に位置する光学ヘッドとディスク最表面とのカップリング効果によって得られるため、記録再生表面に近づくほど、信号強度が大きくなる。
【００２２】
従って、グルーブ深さも従来のλ／８ｎ未満でトラッキング・エラー信号が最大となるため、λ／８未満とすることが必要である。
【００２３】
グルーブ深さが浅いほど、結果として信号の記録再生に供するランドを広くすることができるため、信号強度が大きくなる事から、グルーブ深さはλ／３６以上λ／１０以下がさらに好ましい。
【００２４】
一方、グルーブ深さがλ／３６を超えて浅くなると、案内溝のトラッキングが困難となり、結果として記録再生に支障をきたす。
【００２５】
具体的には、波長６８５ｎｍのレーザーを使用した場合、１９ｎｍ以上８６ｎｍ未満が好ましく、１９ｎｍ以上６９ｎｍ以下がさらに好ましい。
【００２６】
本発明におけるグルーブの形状はグルーブ底よりＤ−５ｎｍの高さの開口幅ａ、１／２開口幅ｃおよびグルーブ底幅ｂにより定義される。
【００２７】
グルーブ底よりＤ−５ｎｍの高さの開口幅ａ、およびグルーブ底幅ｂの好ましい値はトラックピッチＰにより変化するが、ａは０．１Ｐ以上０．９５Ｐ以下、ｂは０より大きく０．３５Ｐ以下が好ましい。
【００２８】
本発明のランド及びグルーブ部の形状は、グルーブ底幅ｂを０以上にした平坦なグルーブ部であることを特徴としている。
【００２９】
表面記録再生方式においては、一般にｂが０の、いわゆるＶ溝構造にすると、グルーブノイズがおおきくなり、結果としてシグナル対ノイズ比（ＳＮＲ）が悪化してしまう。
【００３０】
一方、ｂの値が０．３５Ｐを超えると、記録に使用されるランドが狭くなり、結果としてＳＮＲが低下する。
【００３１】
本発明においてＤ−５ｎｍの高さの開口幅ａが０．１Ｐ未満では、ｂを０より大きくすることが不可能となるため、結果としてグルーブノイズの増加を招く。
【００３２】
一方、ａが０．９５Ｐ以上ではランド部をほとんど作成できないことから、シグナルが低下するため、結果としてやはりＳＮＲの低下を招く。
【００３３】
さらに、１／２開口幅ｃについてもランドおよびグルーブのトラックピッチにより変化するが０．０５Ｐ以上０．６５Ｐ以下が好ましい。
【００３４】
ｃが０．０５Ｐ未満ではＤ−５ｎｍの高さの開口幅ａが０．１Ｐ未満と同様に、ｂを０より大きくすることが不可能となるため、結果としてグルーブノイズの増加を招く。
【００３５】
一方、ｃが０．６５Ｐを超えるとランド部をほとんど作成できないことから、シグナルが低下するため、結果としてやはりＳＮＲの低下を招く。
【００３６】
具体的には、トラックピッチを０．４５μｍとするとａは４５ｎｍ以上４２７．５ｎｍ以下、ｂは０より大きく１５７．５ｎｍ以下、ｃが２２．５ｎｍ以上２９２．５ｎｍ以下が好ましい。
【００３７】
本発明におけるＤ−５ｎｍ開口幅ａ、１／２開口幅ｃおよびグルーブ底幅ｂの一方の端を結んで形成されるランド形状は基板表面の上方向に凸の曲率を有する形状であることを特徴とする。
【００３８】
ａ、ｃおよびｂを結ぶ形状が基板表面の上方向に凹型であるとランドが狭くなり、またａ、ｃおよびｂを結ぶ形状に明確にかどになる部分が存在するとノイズ成分となり、結果的にＳＮＲが低下する。
【００３９】
本発明におけるａ、ｃおよびｂを結ぶ凸型形状はあらかじめランドおよびグルーブ構造を作成した基板に対し加熱処理あるいは紫外線などの光照射を行うことにより作成でき、ランドからグルーブ底部分に向かいなだらかな凸型形状となる。
【００４０】
本発明における基板材料は上記ランドおよびグルーブ構造を有するものであれば、何ら限定されない。
【００４１】
射出成形用樹脂としては、機械特性、転写性等の光ディスク基板の特性を満たす、熱可塑性樹脂であれば、特に限定されず、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、アモルファスポリオレフィン等の透明プラスチックから、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン等のいわゆるスーパーエンジニアリングプラスチックを使用することが出来る。
【００４２】
また、ガラスあるいは平坦な金属板上にフォトポリマーによりランドおよびグルーブ構造を作製するいわゆる２Ｐ法により基板を作製することも問題ない。
【００４３】
本発明の光記録ディスクの記録方式はＴｂＦｅＣｏ、ＤｙＦｅＣｏ、ＧｄＴｂＦｅＣｏ、ＮｄＤｙＦｅＣｏ等の記録膜からなる光磁気記録方式、あるいはＧｅＳｂＴｅ、ＡｇＩｎＳｂＴｅ等の記録膜からなる相変化記録方式など偏光面、反射率、光の位相などの変化で記録が可能な記録方式であればなんら限定されない。
【００４４】
本発明においては浮上型光学ヘッドを使用する事から、ディスクの最表面には潤滑層を形成することが好ましい。
【００４５】
潤滑層はシリコーンオイル、あるいはフルオロポリエーテル系のフッ素オイル等潤滑性を示すものであれば使用できるが、特にパーフルオロポリエーテル及びパーフルオロポリエーテル誘導体が望ましい。
【００４６】
パーフルオロポリエーテル誘導体としてはアルコール変性パーフルオロポリエーテル、エステル変性パーフルオロポリエーテル、イソシアネート変性パーフルオロポリエーテル、カルボキシル基変性パーフルオロポリエーテル、ピペロニル変性パーフルオロポリエーテル等が挙げられる。
【００４７】
本発明の潤滑層の膜厚は０．３ｎｍ以上４．０ｎｍ以下が好ましい。
０．３ｎｍ未満では潤滑層の保護性能が足りなくなり薄膜に傷がはいりやすくなり、４．０ｎｍ以上ではスライダーヘッドがディスクに張り付いてクラッシュしやすくなる。
【００４８】
本発明を光磁気記録媒体を用いた近接場光記録ディスクに適用する場合は、基板上に少なくとも第１保護層、光磁気記録層、第２保護層、ダイヤモンド状カーボン（ＤＬＣ）層、潤滑層を積層してなることが好ましい。
【００４９】
具体的には基板の上にＡｌなどの反射膜をスパッタ法又は真空蒸着法等で形成し、ついで第１保護層としてＡｌＮ、ＳｉＮ、Ｔａ2Ｏ5、ＺｎＳ−ＳｉＯ2等の透明な誘電体膜をスパッタ法又は真空蒸着法等で形成する。この第１保護層上にＴｂＦｅＣｏ、ＤｙＦｅＣｏ、ＧｄＴｂＦｅＣｏ、ＮｄＤｙＦｅＣｏ等の光磁気記録膜からなる記録層をスパッタ法又は真空蒸着法等で形成する。さらにこの記録層上に第２保護層としてＡｌＮ、ＳｉＮ、Ｔａ2Ｏ5、ＺｎＳ−ＳｉＯ2等をスパッタ法又は真空蒸着法等で形成し、その上にＤＬＣ膜をスパッタ法などで形成する。さらにこの上に、潤滑層をディップ引き上げ法等の方法で形成することにより記録媒体を作成する。
【００５０】
第１保護層は記録層を保護できる程度の膜厚があれば良く、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の膜厚が好ましい。記録層は光が第１保護層まで透過しない程度の膜厚が必要で３０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の膜厚が好ましい。第２保護層は記録層を保護する役割のほかに記録層への光吸収効率を制御したり、記録前後の反射光の変化量やカー回転角を大きくする役割も有する。このため、第２保護層の膜厚は使用するレーザー波長などを考慮して設計し、２０ｎｍ以上３００ｎｍ以下が好ましい。基板と第１保護層の間にＡｌ、Ａｌ合金、Ａｕ、Ａｇなどの熱伝導の良好な膜をヒートシンクとして挿入し、記録感度を調整することも可能である。
【００５１】
本発明においては、ディスクの片面、両面に関して何ら限定されず、両面ディスクにおいては、上記積層膜を片面ずつ積層しても良いし、両面同時に積層してもなんら問題はない。
【００５２】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づき更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００５３】
（実施例１〜９および比較例１〜２）
以下に記すようにして、表１に示す近接場光記録用の光磁気記録媒体を製造した。
【００５４】
厚さのことなるポジ型フォトレジストにＵＶマスタリング装置を用いてトラックピッチ０．４５ミクロンのランドおよびグルーブの断面形状を変えたスタンパを作成した。グルーブの断面形状はマスタリング時の露光パワーを制御することにより形成した。
【００５５】
射出成型によりポリカーボネート製の直径１３０ｍｍのディスク状の基板を作製し、基板の溝およびヘッダー形成面にＡｌ合金膜（膜厚５０ｎｍ）、ＳｉＮ第１保護層（膜厚１０ｎｍ）、Ｔｂ20（Ｆｅ90Ｃｏ10）80からなる光磁気記録層（膜厚２０ｎｍ）、ＳｉＮ第２保護層（膜厚３０ｎｍ）、ＤＬＣ層（膜厚２０ｎｍ）をスパッタリング法により順次形成した。
【００５６】
次に、浮上ヘッドの潤滑層としてパーフルオロポリエーテルをディップ法により０．５ｎｍ形成した。
【００５７】
表１に示すグルーブ深さおよびグルーブ形状は成膜後の記録媒体の形状を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用い、測定した。
【００５８】
【表１】
0004496689.tif 000002
以上のようにして得られた光磁気記録媒体それぞれ５枚づつに対して、レーザー波長が６８０ｎｍで実効的なＮＡが１．２のＳＩＬヘッドの光学系の記録再生評価機により、記録再生特性を評価した。その結果の５枚の平均値を表２に示す。
【００５９】
【表２】
0004496689.tif 000003
グルーブ深さがλ／１２である実施例１〜５、λ／１０である実施例８およびλ／３０である実施例９においては、良好なシグナル対ノイズ比（ＳＮＲ）が得られた。
【００６０】
実施例６はグルーブが底ぎりではなくＶ溝構造となったため、グルーブノイズが増加し結果としてＳＮＲが若干低下した。
【００６１】
実施例７はグルーブ底幅ｂが０．３５Ｐを超え、１８０ｎｍとなりランドが狭くなったため、シグナル強度が低下し、ＳＮＲが若干低下した。
【００６２】
一方、グルーブ深さがλ／６である１１４ｎｍであった比較例１はランドが極端に狭くなりＳＮＲが極端に低下し、信号の記録再生に適さなかった。
【００６３】
さらに比較例２のディスクはＳＩＬヘッドのトラッキングがはずれ、記録再生特性が測定できなかった。
【００６４】
【発明の効果】
本発明により、記録再生に関与するランドおよびグルーブ構造とフォーマット情報を記録するヘッダー部を有し、浮上式光学ヘッドにより近接場記録再生を行なう際に、最適なトラッキング・エラー信号強度およびシグナル対ノイズ比（ＳＮＲ）が得られるランドおよびグルーブ構造を有する表面記録再生型光記録媒体を得ることができる。