(57)【要約】【課題】微粒子サイズの粒径やピッチのばらつきによる記録データの書き込み領域が消失してしまうことを防止することを目的とする。【解決手段】情報記録媒体は、円盤状の基板と、スパイラル状あるいは同心円状に略一定の予め決められた物理サイズに分割して形成された複数のガイドグルーブと、前記ガイドグルーブ内に孤立した状態で配列された粒子形状またはピラー形状の情報記録材料を、略同一粒径かつ略同一間隔で敷き詰め、１つの前記ガイドグルーブ内のスパイラルあるいは同心円方向に沿って１列に配置された複数の孤立した前記情報記録材料を１トラックとし、前記ガイドグルーブ内に前記トラックを有し、前記情報記録材料１個に対して、１ビットの情報を記録し、前記１トラックに記録される予め決められた所定の情報量（ビット数）に比べ、前記１トラックに配置された孤立した前記情報記録材料の個数が、多いことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報記録媒体は、円盤状の基板と、スパイラル状あるいは同心円状に略一定の予め決められた物理サイズに分割して形成された複数のガイドグルーブと、前記ガイドグルーブ内に孤立した状態で配列された粒子形状またはピラー形状の情報記録材料を、略同一粒径かつ略同一間隔で敷き詰め、
１つの前記ガイドグルーブ内のスパイラルあるいは同心円方向に沿って１列に配置された複数の孤立した前記情報記録材料を１トラックとし、
前記ガイドグルーブ内に前記トラックを有し、
前記情報記録材料１個に対して、１ビットの情報を記録し、
前記１トラックに記録される予め決められた所定の情報量（ビット数）に比べ、前記１トラックに配置された孤立した前記情報記録材料の個数が、多い
ことを特徴とする情報記録媒体。
【請求項２】
前記トラックは、ユーザデータエリア、エラー訂正用データエリアおよび粒子数調整用データエリアの少なくとも３つのエリアで構成され、
前記粒子数調整用データエリアは、前記ガイドグルーブ内の１トラック中の、ユーザデータエリア、エラー訂正用データエリアよりも情報記録または再生方向に対して、後方に配置されていることを特徴とする請求項１記載の情報記録媒体。
【請求項３】
前記粒子数調整用データエリアの粒子数は、前記エラー訂正用データエリアの粒子数より少ないことを特徴とする請求項２記載の情報記録媒体。
【請求項４】
前記情報記録材料は、基板側に少なくとも１つの金属薄膜層と、前記情報記録材料の基板とは反対側に複数の保護層とを有し、
前記情報記録材料のサイズはφ２０ｎｍ以下の大きさであり、かつ、ガイドグルーブ内に六方細密構造で充填されていることを特徴とする請求項３記載の情報記録媒体。
【請求項５】
情報記録媒体に情報を記録するか、または情報記録媒体から情報を再生する情報記録再生方法であって、
前記情報記録媒体は、円盤状の基板と、スパイラル状あるいは同心円状に略一定の予め決められた物理サイズに分割して形成された複数のガイドグルーブと、前記ガイドグルーブ内に孤立した状態で配列された粒子形状またはピラー形状の情報記録材料を、略同一粒径かつ略同一間隔で敷き詰め、
１つの前記ガイドグルーブ内のスパイラルあるいは同心円方向に沿って１列に配置された複数の孤立した前記情報記録材料を１トラックとし、
前記ガイドグルーブ内に前記トラックを有し、
前記情報記録材料１個に対して、１ビットの情報を記録し、
前記トラックは、ユーザデータエリア、エラー訂正用データエリアおよび粒子数調整用データエリアの少なくとも３つのエリアで構成され、
前記１トラックに記録される予め決められた所定の情報量（ビット数）に比べ、前記１トラックに配置された孤立した前記情報記録材料の個数が、多く配置されている情報記録媒体であって
前記情報記録媒体の前記情報記録材料１ドットに対して、
記録または再生のために光を出射する光源からの光を光導波路によって近接場光出射素子に導くステップと、
前記近接場光出射素子から近接場光を出射する近接場光出射ステップと、
前記近接場光出射素子から出射した近接場光の少なくとも一部を用いて、孤立した前記情報記録材料１ドットに対して、光学的、または磁気的、または物理的変化を生じさせることによって、「１」または「０」の１ビットの情報を記録、または、記録の補助を行うステップと、
孤立した前記情報記録材料１ドットと前記近接場光出射素子からの反射光、透過光、あるいは散乱光の強度の差を検出することで情報の再生を行うステップとを含むことを特徴とする情報記録再生方法。
【請求項６】
前記情報記録媒体の前記粒子数調整用データエリアは、前記ガイドグルーブ内の１トラック中の、ユーザデータエリア、エラー訂正用データエリアよりも情報記録または再生方向に対して、後方部分に配置され、前記粒子数調整用データエリア内の前記情報記録材料のうち、情報記録または再生方向に対して、後ろ側の前記情報記録材料あるいは、前記粒子数調整用データエリアの直前のエリアの情報記録または再生方向に対して、後ろ側の情報記録材料には、記録または再生動作が行われないステップを含むことを特徴とする請求項５記載の情報記録再生方法。
【請求項７】
前記ガイドグルーブ内の所望のトラックに第１回目の記録動作を行う際に、
前記粒子数調整用データエリア内の情報記録材料のうち情報記録または再生方向の後ろ側の情報記録材料あるいは、前記粒子数調整用データエリアの直前のエリアの内、前記粒子数調整用データエリアに近傍の情報記録材料には、
記録または再生動作が行われないステップを含むことを特徴とする請求項６記載の情報記録再生方法。
【請求項８】
請求項７記載の情報記録再生方法において、前記所望のトラックに第２回目以降の記録動作を行う際に、前記ガイドグルーブ内の前記粒子数調整用データエリア内または、その直前のエリアにおいて第１回目の記録動作を行う際に、記録動作が行われなかった情報記録材料に欠陥管理情報を記録するステップを含むことを特徴とする請求項７記載の情報記録再生方法。
【請求項９】
前記情報記録媒体の前記ガイドグルーブ内の１トラック中には、主情報と前記主情報のエラー訂正を行うブロック単位の情報を記録するステップを含むことを特徴とする請求項８記載の情報記録再生方法。
【請求項１０】
前記情報記録媒体の前記ガイドグルーブ内の１トラック中には、前記１ブロック内を複数に分割した、１フレーム単位で情報を記録するステップを含むことを特徴とする請求項９記載の情報記録再生方法。
【請求項１１】
情報記録媒体に情報を記録するかまたは情報記録媒体から情報を再生する情報記録再生装置であって、
前記情報記録媒体は、円盤状の基板と、スパイラル状あるいは同心円状に略一定の予め決められた物理サイズに分割して形成された複数のガイドグルーブと、前記ガイドグルーブ内に孤立した状態で配列された粒子形状またはピラー形状の情報記録材料を、略同一粒径かつ略同一間隔で敷き詰め、
１つの前記ガイドグルーブ内のスパイラルあるいは同心円方向に沿って１列に配置された複数の孤立した前記情報記録材料を１トラックとし、
前記ガイドグルーブ内に前記トラックを有し、
前記情報記録材料１個に対して、１ビットの情報を記録し、
前記１トラックに記録される予め決められた所定の情報量（ビット数）に比べ、前記１トラックに配置された孤立した前記情報記録材料の個数が、多く配置されている情報記録媒体であって、
前記情報記録媒体の前記情報記録材料１ドットに対して、
記録または再生のために光を出射する光源と、前記光源からの光を受光し、近接場光を出射する近接場光出射素子と、前記光源からの光を前記近接場光出射素子に導光する光導波路とを備え、
前記近接場光出射素子から出射した近接場光の少なくとも一部を用いて、孤立した前記情報記録材料１ドットに対して、光学的、または磁気的、または物理的変化を生じさせることによって、「１」または「０」の１ビットの情報を記録、または、記録の補助を行い、
孤立した前記情報記録材料１ドットと前記近接場光出射素子からの反射光、透過光、あるいは散乱光の強度の差を検出することで情報の再生を行うことを特徴とする情報記録再生装置。
【請求項１２】
請求項２記載の前記情報記録媒体の粒子数調整用データエリアまたは、その直前のデータエリアに、欠陥管理情報を記録することを特徴とする請求項１１記載の情報記録再生装置。
【請求項１３】
情報記録媒体の製造方法であって、
基板に、スパイラル状あるいは同心円状に略一定の予め決められた物理サイズに分割した複数のガイドグルーブを形成するステップと、
前記ガイドグルーブ内に、孤立した状態で配列される粒子形状またはピラー形状の情報記録材料を、略同一粒径かつ略同一間隔で敷き詰めるステップと、
を含み、
前記情報記録材料を敷き詰めるステップは、
１つの前記ガイドグルーブ内のスパイラルあるいは同心円方向に沿って１列に配置された複数の孤立した前記情報記録材料を１トラックとし、かつ、１ビットの情報が前記情報記録材料１個に対して記録されるとしたときに、
前記１トラックに記録される予め決められた所定の情報量（ビット数）に比べ、前記１トラックに配置された孤立した前記情報記録材料の個数が、多くなるように、前記ガイドグルーブ内に、前記情報記録材料を敷き詰める、
ことを特徴とする情報記録媒体の製造方法。
【請求項１４】
前記トラックは、ユーザデータエリア、エラー訂正用データエリアおよび粒子数調整用データエリアの少なくとも３つのエリアで構成され、
前記粒子数調整用データエリアは、前記ガイドグルーブ内の１トラック中の、ユーザデータエリア、エラー訂正用データエリアよりも情報記録または再生方向に対して、後方に配置されることを特徴とする請求項１３記載の情報記録媒体の製造方法。
【請求項１５】
前記粒子数調整用データエリアの粒子数は、前記エラー訂正用データエリアの粒子数より少ないことを特徴とする請求項１４記載の情報記録媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報を記録又は再生する情報記録媒体、光学的または磁気情報記録再生方法、光学的または磁気情報記録再生装置に関し、特に、光の波長よりも十分小さな微粒子に近接場光を用いて高密度に情報を記録又は再生する情報記録媒体、光学的または磁気情報記録再生方法、および情報記録再生方法に装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学的な情報記録再生媒体として、ＤＶＤ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙディスク）等の光ディスクおよびそれらの光学的情報記録再生装置、又は光カード等を情報記録媒体に用いた光メモリシステム、あるいは、磁気記録媒体を使ったハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の情報記録再生装置が実用化されている。しかしながら、近年の情報化社会において、取り扱う情報量は増大の一途をたどっている。このため、大量のデータを効率的にかつ安価に蓄積するために飛躍的に高い記録密度を実現できる情報記録再生方法、それに基づく記録再生装置および情報記録媒体の出現が望まれている。一般に情報記録媒体の記録密度を向上させるためには、情報を書き込む最小単位である記録セルまたは記録マークまたは記録ピットのサイズを微小化することが要求される。しかし、現状では記録セルまたは記録マークまたは記録ピットの微小化は光の回折限界などに起因する技術的困難に直面している。
【０００３】
記録情報量のさらなる大容量化を実現するために、光の回折限界以下の微小スポットである近接場光を発生させ高密度光記録を行う装置及びその情報記録媒体が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３参照）。
【０００４】
図８は、従来の情報記録媒体に情報を記録する様子を示す説明図である。図８に示すように、従来の情報記録媒体は、基板（８０１）上に、ＧｅＴｅ一Ｓｂ２Ｔｅ３のような相変化記録材料からなり、記録マーク（８０４）を配列（図８では、配列周期（Λ１００）としている）した記録層（８０２）を備える。従来の光学的情報記録再生装置は、光学ヘッド内の近接場光発生素子（８０５）として基板（８０１）に平行なＸＹ平面で三角形状となる金属膜（図８は断面図なので三角形状の図示無し）を用い、この近接場光発生素子（８０５）にＹ軸方向の直線偏光のレーザ光（８０６）を照射して金属膜内で表面プラズモン共鳴を誘起させ、入射光強度に比べて光強度が大きく増大した近接場光スポット（８０７ａ）（この近接場光スポット（８０７ａ）はホットスポットと呼ばれている）を金属膜の先端近傍に発生させる。従来の光学的情報記録再生装置は、近接場光スポット（８０７ａ）を近接場光発生素子（８０５）に近接配置した記録層（８０２）に照射し、記録層（８０２）を相変化（結晶からアモルファスに変化、もしくはアモルファスから結晶に変化）させて、記録マーク（８０４）を形成し、それを単位とする情報の記録又は再生を行う。
【０００５】
また、ハードディスクドライブ等の高密度大容量の磁気記録装置用の記録媒体として、自己組織化技術を用いたビットパターンドメディアとよばれる技術が近年開発されている。微粒子を等間隔で規則正しく周期的に配置した構造をとることができるこの手法を用いることで、ドットあるいはピラー状に孤立した記録エリアと非記録エリアを歯切れ良く明確に分離でき、記録の確実性を確保しながら、記録密度を効率よく高めることが可能になる。しかしながら、このような孤立した記録エリアに正確に記録または再生を行うためには、高精度な位置決め制御が要求されること、および、孤立した微粒子やドット、ピラーを製造する際に生じるサイズやピッチのばらつきなどを実用上問題ないレベルまで低減させることが課題である（例えば、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８及び非特許文献１参照）。
【０００６】
自己組織化技術を用いたビットパターンドメディアの製造プロセスとしては、媒体を安価に大量生産するために、規則的なパターンを大量複製するナノインプリント法の開発が進められている。そこでは、複製の出発点となる原盤の作製技術が鍵となる。ところが、ハードディスクドライブで用いられるビットパターンドメディアでは、２Ｔｂｐｓｉ（２テラｂｉｔ／ｉｎｃｈ＾２）を超える高密度磁気記録媒体として期待されており、１ビットの磁性体ドット周期長が２０ｎｍ以下となり、半導体分野や光ディスク用原盤開発に開発されてきた光リソグラフィー技術ではパターン形成が難しく、超微細パターン形成技術が必要となる。近年、電子線描画を用いてビットパターンドメディア用原盤開発が行われているが、電子線描画はスループットが低いことや、近接効果などによる解像度低下が大きな問題であった。
【０００７】
例えば、特許文献４によるとジブロックコポリマーを用いた自己組織化リソグラフィーは、ジブロックコポリマーのミクロ相分離構造（ラメラ、シリンダー、スフィア構造など）を利用して、安価に数ｎｍから数１０ｎｍの微細パターンを作製できる方法である。この自己組織化構造の微細パターンをマスクとして、下地基板をエッチング加工することで、インプリント用原盤を作製できる。しかし、自己組織化リソグラフィーを用いて、ビットパターンドメディア用原盤を作製するためには、ハードディスク装置で記録再生動作が可能になるレイアウトでパターンニングをしなければならない。
【０００８】
媒体表面の必要な領域に、自己組織化構造を作製する手法として、予め所望の物理的な案内溝を作製し、溝内でミクロ相分離構造としてドットを作製する手法が提案されている。媒体上に同心円状の溝構造を作製し、この案内溝内にスフィア相の自己組織化構造を作製し、下地基板にパターンを転写すると、スフィア部分が１ビットに相当するドットとなって転写され、ビットパターンドメディアのデータ領域用原盤を作製することができる。
【０００９】
この案内溝内において、ドット配列は六方細密構造を取っている。一方、磁気記録媒体として機能するためには、記録領域だけでなく、記録再生ヘッドとトラック中心位置の相対位置情報や、トラック・データ及びセクタ・データ情報が埋め込まれたサーボ信号領域を構成するパターンを作製しなくてはならない。サーボ領域は、同期信号を生成するプリアンブル部、セクタ情報やシリンダー情報の含まれるアドレス部、位置決め信号を得るバースト部から成る。このサーボ領域は、単純な直線的な溝ではなく、各信号特性に応じた形状領域が必要であるため、規則的な自己組織パターンで作製することが難しかった。ビットパターンドメディアでは、上述したサーボ信号用のパターンを、凹凸形状としてインプリント用原盤に作製し、媒体に転写することで作製できる。従って、自己組織化リソグラフィーでビットパターンドメディア作製する場合、サーボ部もデータ部と同様に自己組織化パターンを用いて作製する必要がある。そこで、現在の連続磁気記録膜の媒体でサーボ信号用パターンが作製される領域に、予め案内溝を作製し、溝内で自己組織化パターンを作製することで、サーボ信号領域用のパターンを作製する方法が開示されている。
【００１０】
また、非特許文献１には、自己組織化を用いたビットパターンドメディアの作成方法が開示されている。これによるとサーボパターンを含んだ配列制御用ガイド溝をナノインプリント技術で作成し、そこに自己組織化材料を充填して、熱処理を加えることにより、溝に沿って配列したドットパターンが作成する。このドットパターンをマスクとして、イオンビームエッチングを用いて磁性体を削ることで自己組織化ビットパターンドメディアが作成できると開示されている。しかしながら、磁性ドットの平均サイズは２８ｎｍで、ドットサイズ分散は１６％であり磁性ドットをデータ領域あるいはサーボ領域すべてに渡ってドットサイズの分散を小さくすることは困難であると開示されている。
【００１１】
また、非特許文献２には、ハードディスク装置の物理セクタフォーマットについて開示されている。それによると、従来の１セクタあたり５１２バイトのデータから、１セクタあたり４ｋバイトに拡張するアドバンストセクタフォーマットが開示されている。これによって、符号化効率が改善されることと、エラー訂正能力が向上することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００１−２５５２５４号公報
【特許文献２】国際公開第２００７／１１１３０４号
【特許文献３】国際公開第２０１１／０１０４４７号
【特許文献４】特開２０１１−２３３２１０号公報
【特許文献５】特許第３８６１１９７号公報
【特許文献６】特許第３７９３０４０号公報
【特許文献７】特許第４１５３９４７号公報
【特許文献８】特開２００８−２２６４４４号公報
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】東芝レビューＶｏｌ．６５  Ｎｏ．１０（２０１０）（Ｐ５０−５１）
【非特許文献２】ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｌｉｄｅｓｈａｒｅ．ｎｅｔ／ＩＤＥＭＡ＿ＵＳＡ／ａｄｖａｎｃｅｄ−ｆｏｒｍａｔ−ｆｏｒ−ｈａｒｄ−ｄｉｓｋ−ｄｒｉｖｅｓ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、前記従来の構成では、上述の自己組織化を用いたナノパターンニングは、１０ｎｍ以下の微細なパターンを作成する微細加工の実力があるが、デバイスとして動作するためディスク盤面にわたって一様に微粒子のサイズを精度よく、かつ正確に作成あるいは制御することが非常に困難であるという製造上の課題を有していた。具体的には、予め所望の物理的な案内溝を作製し、溝内でミクロ相分離構造としてドットを作製する手法で媒体上に同心円状の溝構造を作製し、この案内溝内に自己組織化構造を作製するが、自己組織化を使った孤立パターン作成時に、微粒子ドットのサイズばらつき、微粒子間隔のばらつき、微粒子ドットの配列のずれ、微粒子ドットの欠陥等が製造時に発生する。
【００１５】
このように孤立した１ドットの微粒子に「０」あるいは「１」の１ｂｉｔの情報を記録する情報記録再生方法においては、予めきめられた情報量（例えば１セクタあたり４ｋバイト）を決められた数の案内溝内の微粒子に記録しなければならない。即ち、記録する情報量と案内溝内のドットの数が一致していなければならない。前述の製造時に生じる各種のばらつきによって案内溝内に形成される微粒子ドットの数に過不足が生じる。もし案内溝内の微粒子総数が記録するデータ量に対して少なければデータが欠落する一方、微粒子総数が記録するデータ量に対して多ければ、データの記録されない余剰ドットが生じ、フォーマット効率を低下させるという課題があった。そこで、本発明は従来の課題を解決するために、メディア全体の記録容量あるいは、フォーマット効率を低下させない物理フォーマット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】
【００１６】
前記従来の課題を解決するために、本発明の情報記録媒体は、円盤状の基板と、スパイラル状あるいは同心円状に略一定の予め決められた物理サイズに分割して形成された複数のガイドグルーブと、前記ガイドグルーブ内に孤立した状態で配列された粒子形状またはピラー形状の情報記録材料を、略同一粒径かつ略同一間隔で敷き詰め、１つの前記ガイドグルーブ内のスパイラルあるいは同心円方向に沿って１列に配置された複数の孤立した前記情報記録材料を１トラックとし、前記ガイドグルーブ内に前記トラックを有し、前記情報記録材料１個に対して、１ビットの情報を記録し、前記１トラックに記録される予め決められた所定の情報量（ビット数）に比べ、前記１トラックに配置された孤立した前記情報記録材料の個数が、多いことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の情報記録媒体は、前記トラックは、ユーザデータエリア、エラー訂正用データエリアおよび粒子数調整用データエリアの少なくとも３つのエリアで構成され、
前記粒子数調整用データエリアは、前記ガイドグルーブ内の１トラック中の、ユーザデータエリア、エラー訂正用データエリアよりも情報記録または再生方向に対して、後方に配置されていることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の情報記録媒体は、前記粒子数調整用データエリアの粒子数は、前記エラー訂正用データエリアの粒子数より少ないことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の情報記録媒体は、前記情報記録材料は、基板側に少なくとも１つの金属薄膜層と、前記情報記録材料の基板とは反対側に複数の保護層とを有し、前記情報記録材料のサイズはφ２０ｎｍ以下の大きさであり、かつ、ガイドグルーブ内に六方細密構造で充填されていることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の情報記録再生方法は、情報記録媒体に情報を記録するか、または情報記録媒体から情報を再生する情報記録再生方法であって、前記情報記録媒体は、円盤状の基板と、スパイラル状あるいは同心円状に略一定の予め決められた物理サイズに分割して形成された複数のガイドグルーブと、前記ガイドグルーブ内に孤立した状態で配列された粒子形状またはピラー形状の情報記録材料を、略同一粒径かつ略同一間隔で敷き詰め、１つの前記ガイドグルーブ内のスパイラルあるいは同心円方向に沿って１列に配置された複数の孤立した前記情報記録材料を１トラックとし、前記ガイドグルーブ内に前記トラックを有し、前記情報記録材料１個に対して、１ビットの情報を記録し、前記トラックは、ユーザデータエリア、エラー訂正用データエリアおよび粒子数調整用データエリアの少なくとも３つのエリアで構成され、前記１トラックに記録される予め決められた所定の情報量（ビット数）に比べ、前記１トラックに配置された孤立した前記情報記録材料の個数が、多く配置されている情報記録媒体であって、前記情報記録媒体の前記情報記録材料１ドットに対して、記録または再生のために光を出射する光源からの光を光導波路によって近接場光出射素子に導くステップと、前記近接場光出射素子から近接場光を出射する近接場光出射ステップと、前記近接場光出射素子から出射した近接場光の少なくとも一部を用いて、孤立した前記情報記録材料１ドットに対して、光学的、または磁気的、または物理的変化を生じさせることによって、「１」または「０」の１ビットの情報を記録、または、記録の補助を行うステップと、孤立した前記情報記録材料１ドットと前記近接場光出射素子からの反射光、透過光、あるいは散乱光の強度の差を検出することで情報の再生を行うステップとを含むことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の情報記録再生方法は、前記情報記録媒体の前記粒子数調整用データエリアは、前記ガイドグルーブ内の１トラック中の、ユーザデータエリア、エラー訂正用データエリアよりも情報記録または再生方向に対して、後方部分に配置され、前記粒子数調整用データエリア内の前記情報記録材料のうち、情報記録または再生方向に対して、後ろ側の前記情報記録材料あるいは、前記粒子数調整用データエリアの直前のエリアの情報記録または再生方向に対して、後ろ側の情報記録材料には、記録または再生動作が行われないステップを含むことを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の情報記録再生方法は、前記ガイドグルーブ内の所望のトラックに第１回目の記録動作を行う際に、前記粒子数調整用データエリア内の情報記録材料のうち情報記録または再生方向の後ろ側の情報記録材料あるいは、前記粒子数調整用データエリアの直前のエリアの内、前記粒子数調整用データエリアに近傍の情報記録材料には、記録または再生動作が行われないステップを含むことを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の情報記録再生方法は、前記所望のトラックに第２回目以降の記録動作を行う際に、前記ガイドグルーブ内の前記粒子数調整用データエリア内または、その直前のエリアにおいて第１回目の記録動作を行う際に、記録動作が行われなかった情報記録材料に欠陥管理情報を記録するステップを含むことを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の情報記録再生方法は、前記情報記録媒体の前記ガイドグルーブ内の１トラック中には、主情報と前記主情報のエラー訂正を行うブロック単位の情報を記録するステップを含むことを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の情報記録再生方法は、前記情報記録媒体の前記ガイドグルーブ内の１トラック中には、前記１ブロック内を複数に分割した、１フレーム単位で情報を記録するステップを含むことを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の情報記録再生装置は、情報記録媒体に情報を記録するかまたは情報記録媒体から情報を再生する情報記録再生装置であって、前記情報記録媒体は、円盤状の基板と、スパイラル状あるいは同心円状に略一定の予め決められた物理サイズに分割して形成された複数のガイドグルーブと、前記ガイドグルーブ内に孤立した状態で配列された粒子形状またはピラー形状の情報記録材料を、略同一粒径かつ略同一間隔で敷き詰め、１つの前記ガイドグルーブ内のスパイラルあるいは同心円方向に沿って１列に配置された複数の孤立した前記情報記録材料を１トラックとし、前記ガイドグルーブ内に前記トラックを有し、前記情報記録材料１個に対して、１ビットの情報を記録し、前記１トラックに記録される予め決められた所定の情報量（ビット数）に比べ、前記１トラックに配置された孤立した前記情報記録材料の個数が、多く配置されている情報記録媒体であって、前記情報記録媒体の前記情報記録材料１ドットに対して、記録または再生のために光を出射する光源と、前記光源からの光を受光し、近接場光を出射する近接場光出射素子と、前記光源からの光を前記近接場光出射素子に導光する光導波路とを備え、前記近接場光出射素子から出射した近接場光の少なくとも一部を用いて、孤立した前記情報記録材料１ドットに対して、光学的、または磁気的、または物理的変化を生じさせることによって、「１」または「０」の１ビットの情報を記録、または、記録の補助を行い、孤立した前記情報記録材料１ドットと前記近接場光出射素子からの反射光、透過光、あるいは散乱光の強度の差を検出することで情報の再生を行うことを特徴とする。
【００２７】
また、本発明の情報記録再生装置は、前記情報記録媒体の粒子数調整用データエリアまたは、その直前のデータエリアに、欠陥管理情報を記録することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の孤立した１ドットに１ｂｉｔ記録をする情報記録媒体の物理フォーマットによれば、自己組織化を用いたナノパターンニングの製造時に発生する微粒子サイズ、微粒子ピッチのばらつきや、配列ずれ、微粒子ドットの欠陥等により、１つのガイドグルーブ内に形成される微粒子数は、少なからずばらつくため、スペアドットデータエリアを配置することによって、それらの製造上のばらつきを吸収する役割を果たすことが可能である。このようにスペアドットデータエリアを配置することで、予めきめられたブロック内の情報量に必要な微粒子数が不足することを防ぐ役割を果たすことが可能である。これによって、メディア全体の記録容量あるいは、フォーマット効率を低下させず、かつ効率のよいフォーマット効率を提供し、１枚のディスク上に記録することが可能な情報記録量を増大させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態１における情報記録媒体上に形成される物理構造と、その物理構造上に、データを記録するためのセクタ構成を表す図
【図２】本発明の実施の形態１における別の情報記録媒体上に形成される物理構造と、その物理構造上に、データを記録するためのセクタ構成を表す図
【図３】本発明の実施の形態１における別の情報記録媒体上に形成される物理構造と、その物理構造上に、データを記録するためのセクタ構成を表す図
【図４】本発明の実施の形態１における情報記録媒体の平面図
【図５】本発明の実施の形態１における情報記録媒体と記録ヘッドの一部であるアンテナの構成図
【図６】本発明の実施の形態におけるドットサイズの製造上に生じるばらつきをあらわす図
【図７】本発明の実施の形態における物理フォーマット仕様と、製造後の微粒子ドットのばらつきが生じたときに、適切に情報を記録する記録フォーマットを表す図
【図８】従来の情報記録媒体と記録ヘッドの一部であるアンテナの構成図
【図９】本発明の実施の形態１における情報記録媒体と記録ヘッドの一部であるアンテナの別の構成図
【図１０】本発明の実施の形態１における情報記録再生装置を示す図
【図１１】本発明の実施の形態１における別の情報記録再生装置を示す図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３１】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１について、図１を用いて説明する。図１は、情報記録媒体上に形成される物理構造（１１４）と、その物理構造上に、データを記録するためのセクタ構成（１１５）を表す図である。予めスパイラル状あるいは同心円状の物理的に案内溝状に形成されたガイドグルーブ（１０９ａ）の後端に続くギャップ１（１０１ａ）、同期マーク（１０２）、アドレスマーク（１０３）、ギャップ２（１０４）を起点に、ガイドグルーブ（１０９ｂ）で囲われ、かつガイドグルーブに平行に３つのトラック列であるトラック１（１１０），トラック２（１１１），トラック３（１１２）が形成されている。各トラックに所定長、例えば４ｋバイト長の主情報であるユーザデータ（１０５）と、主情報にエラー訂正（ＥＣＣ）を行うためのエラー訂正データエリア（１０６）、および微粒子数の製造ばらつきを吸収することを目的に配置される粒子数調整用データエリアであるスペアドットデータエリア（１０７）、を含むブロック単位（１１３）で構成される。トラック列は情報記録媒体の内周から順にトラック１（１１０）、トラック２（１１１）、トラック３（１１２）と配置されており、記録再生ヘッドはトラック上を図の左から右へトラックに沿って走査される。主情報は、予め形成されたガイドグルーブ（１０９ｂ）内に自己組織化を使って形成した微粒子ドット（１０８）を配置し、ガイドグルーブ（１０９ｂ）で囲われた３つのトラック列（１１０），（１１１），（１１２）に沿って所定長、例えば４Ｋバイト長の１ブロック単位で記録される。ガイドグルーブ（１０９ｂ）を利用することで、微粒子配列のメディアの粒径あるいは微粒子ドッド間のピッチ、微粒子配列の製造上のばらつきを低減させることが可能である。
【００３２】
主情報は円盤状あるいは球状に形成された微粒子ドット（１０８）１個に対して、一ビット単位で記録される。データの記録は微粒子ドットの物理定数の変化を起こして記録させる。たとえば、微粒子ドットとして相変化型微粒子を用いた場合、その直上に三角形状の金属アンテナを配置し、図示しないがプラズモニック光導波路によって導かれたレーザ光を金属アンテナに向かって照射し、金属アンテナの頂点とナノメートルオーダで近接した相変化微粒子との間に局在プラズモン共鳴誘起し、強い近接場光を発生させ、その増強された電場によって、微粒子を加熱する。例えばＧｅＴｅ一Ｓｂ２Ｔｅ３材料の相変化粒子を用いて、電場増強にともなう微粒子の加熱条件を異ならせることによってアモルファスと結晶の状態を変化させることで情報の記録及び再生を行う。詳細は後述する。
【００３３】
また、１つのガイドグルーブ（１０９ｂ）内には、１ブロック（１１３）に記録するのに必要な情報量に相当する数の微粒子がトラック毎に配置されている。１ブロック（セクタ）とは情報処理上の単位であり、例えば、エラー訂正を行う単位ユニットを意味する。ここで各ブロック（１１３）の先頭には、同期マーク（１０２）とアドレスマーク（１０３）が、隣接するガイドグルーブ（１０９ａ）との間に形成される。アドレスマーク（１０３）はブロックのアドレスを表す情報だけでなく、エラー訂正符号、エラー検査符号、パリティ符号等の誤りを訂正、或いは検出するための符号を含めても構わない。また、同期マーク（１０２）、アドレスマーク（１０３）は、主情報を記録する微粒子群とは異なり、原盤作成時に予めプリフォーマットされており、微粒子ドット（１０８）と材料や形状、大きさが異なっている。また、ガイドグルーブ（１０９ａ）、（１０９ｂ）間には、同期マーク（１０２）、アドレスマーク（１０３）以外に、ギャップ１ａ（１０１）およびギャップ２（１０４）が形成されており、隣接するガイドグルーブの微妙な配置ずれやガイド溝を吸収する役割を果たす。ギャップ１ａ（１０１ａ）、ギャップ１ｂ（１０１ｂ）、ギャップ２（１０４）、同期マーク（１０２）、アドレスマーク（１０３）など主情報以外に消費されている領域は、約１５バイト分に相当し、さらにエラー訂正データエリア（１０６）には約１００バイト分、スペアドットデータエリア（１０７）には約９６バイト分割り当てられている。主情報４ｋ（４０９６）バイトに対して、セクタ効率は約９５％になっている。自己組織化を用いたナノパターンニングの製造時に発生する微粒子サイズ、微粒子ピッチのばらつきや、配列ずれ、微粒子ドットの欠陥等により、１つのガイドグルーブ内に形成される微粒子数は、少なからずばらつくため、スペアドットデータエリア（１０７）は、それらの製造上のばらつきを吸収する役割を果たすため配置されている。このようにスペアドットデータエリア（１０７）を配置することで、予めきめられたブロック（１１３）内に書き込むのに必要な情報量（４ｋバイト）に必要な微粒子数が不足あるいは余剰することによるデータの不整合を防ぐ役割を果たすことが可能である。さらに、メディア全体の記録容量あるいは、フォーマット効率を低下させず、効率のよいフォーマット効率を提供し、１枚のディスク（プラッタ）上に記録することが可能な情報記録量を増大させることが可能となる。
【００３４】
尚、スペアドットデータエリア（１０７）の粒子数は、前記エラー訂正用データエリア（１０６）の粒子数より少ないことが好ましい。即ち、粒子数の不足が生じた際、エラー訂正データエリア（１０６）内の粒子数よりも多くの、記録データの不足数が生じたときは、そのトラックは、欠陥トラックとしてユーザデータの記録を行わなくするあるいは、欠陥トラックとして取り扱うことも可能である。少なくともエラー訂正データエリア内の粒子数以下の粒子数が、スペアドットデータエリアにあれば、トラック上に記録するデータを効率よく扱え、効率のよいフォーマット効率を提供し、１枚のディスク上に記録可能な情報記録量を増大させることが可能となる。
【００３５】
図２に本発明実施の形態における別の情報記録媒体上に形成される物理構造（２１４）と、その物理構造上に、データを記録するためのセクタ構成（２１５）を表す図を示す。予めスパイラル状あるいは同心円状の物理的な案内溝状に形成されたガイドグルーブ（２０９ａ）の後端に続くギャップ１（２０１ａ）、同期マーク（２０２）、アドレスマーク（２０３）、ギャップ２（２０４）を起点に、ガイドグルーブ（２０９ｂ）で囲われ、かつガイドグルーブに平行に３つのトラック列であるトラック１（２１０），トラック２（２１１），トラック３（２１２）が形成されている。トラック列は情報記録媒体の内周から順にトラック１（２１０）、トラック２（２１１）、トラック３（２１２）と配置されており、記録再生ヘッドはトラック上を図の左から右へトラックに沿って走査される。主情報は、予め形成されたガイドグルーブ（２０９ｂ）内に自己組織化を使って形成した微粒子ドット（３０８）を配置し、ガイドグルーブ（２０９ｂ）で囲われた３つのトラック列（２１０），（２１１），（２１２）に沿って所定長、例えば４Ｋバイト長の１ブロック単位で記録される。ガイドグルーブ（２０９ｂ）を利用することで、微粒子配列のメディアの粒径あるいは微粒子ドッド間のピッチ、微粒子配列の製造上のばらつきを低減させることが可能である。
【００３６】
主情報は円盤状あるいは球状に形成された微粒子ドット（２０８）１個に対して、一ビット単位で記録される。データの記録は微粒子ドットの物理定数の変化を起こして記録させる。たとえば、微粒子ドットとして相変化型微粒子を用いた場合、その直上に三角形状の金属アンテナを配置し、図示しないがプラズモニック光導波路によって導かれたレーザ光を金属アンテナに向かって照射し、金属アンテナの頂点とナノメートルオーダで近接した相変化微粒子との間に局在プラズモン共鳴誘起し、強い近接場光を発生させ、その増強された電場によって、微粒子を加熱する。例えばＧｅＴｅ一Ｓｂ２Ｔｅ３材料の相変化粒子を用いて、電場増強にともなう微粒子の加熱条件を異ならせることによってアモルファスと結晶の状態を変化させることで情報の記録及び再生を行う。詳細は後述する。
【００３７】
また、１つのガイドグルーブ（２０９ｂ）内には、１ブロック（２１３）に記録するのに必要な情報量に相当する数の微粒子がトラック毎に配置されている。１ブロックとは情報処理上の単位であり、ここでは、１度に記録する情報の単位ユニットを意味する。即ちホストからは４ｋバイトを単位とする情報の記録を行うように指示され、４ｋバイトを単位ユニットとして、ディスク上にエラー訂正情報を付加して記録する。
【００３８】
主情報をディスク上に記録するためのフォーマットについて説明する。１つのブロック（２１３）は、主情報およびエラー訂正データを８分割（Ｎ＝８）し、それぞれ主情報５１２バイト、エラー訂正データ約１２バイトのサブブロックであるフレーム＃０〜＃７のフレームデータエリア（２０５）と、各フレームデータエリアにつづいてエラー訂正データフレームエリア（２０６）を含み、フレーム単位でエラー訂正をおこなう。即ち、フレームとは、記録される情報のエラー訂正を行う最小単位であり、フレーム＃０内でのフレームデータエリア（２０５）とエラー訂正データフレームエリア（２０６）をつかってフレーム＃０のエラー訂正が行われる。フレーム＃０〜＃７の訂正後のデータをあわせることで４ｋバイト長の主情報となる。またブロック（２１３）には、最終フレーム（ここではフレーム＃７）のエラー訂正データフレームエリアにつづいて、微粒子数の製造ばらつきを吸収することを目的に配置される粒子数調整用データエリアであるスペアドットデータエリア（２０７）で構成される。このようにスペアドットエリア（２０７）を、ガイドグルーブの後端に配置することで、予めきめられたブロック内の情報量に必要な微粒子数が不足することを防ぐ役割を果たすことが可能である。即ち、自己組織化を用いたナノパターンニングの製造時に発生する微粒子サイズ、微粒子ピッチのばらつきや、配列ずれ、微粒子ドットの欠陥等により、１つのガイドグルーブ内に形成される微粒子数は、少なからずばらつくため、スペアドットデータエリア（２０７）は、それらの製造上のばらつきを吸収する役割を果たすため配置されている。このようにスペアドットデータエリア（２０７）を配置することで、予めきめられたブロック（２１３）内に書き込むのに必要な情報量（４ｋバイト）に必要な微粒子数が不足あるいは余剰することによるデータの不整合を防ぐ役割を果たすことが可能である。さらに、メディア全体の記録容量あるいは、フォーマット効率を低下させず、効率のよいフォーマット効率を提供し、１枚のディスク（プラッタ）上に記録することが可能な情報記録量を増大させることが可能となる。
【００３９】
また、各ブロック（２１３）の先頭には、同期マーク（２０２）とアドレスマーク（２０３）が、隣接するガイドグルーブ（２０９ａ）との間に形成される。アドレスマーク（２０３）はブロックのアドレスを表す情報だけでなく、エラー訂正符号、エラー検査符号、パリティ符号等の誤りを訂正、或いは検出するための符号を含めても構わない。また、同期マーク（２０２）、アドレスマーク（２０３）は、主情報を記録する微粒子群とは異なり、原盤作成時に予めプリフォーマットされており、微粒子ドット（２０８）と材料が形状、大きさが異なっている。また、ガイドグルーブ（２０９ａ）、（２０９ｂ）間には、同期マーク（２０２）、アドレスマーク（２０３）以外に、ギャップ１ａ（２０１）およびギャップ２（２０４）が形成されており、隣接するガイドグルーブの微妙な配置ずれやガイド溝を吸収する役割を果たす。ギャップ１ａ（２０１ａ）、ギャップ１ｂ（２０１ｂ）、ギャップ２（２０４）、同期マーク（２０２）、アドレスマーク（２０３）など主情報以外に消費されている領域は、約１５バイト分に相当し、エラー訂正データフレームエリア（２０６）には８フレーム分の合計約１００バイト分、スペアドットデータエリア（２０７）には約９６バイト分割り当てられている。主情報４ｋ（４０９６）バイトに対して、セクタ効率は約９５％になっている。以上のようにトラックごとに８フレームのひとまとまりのフレーム群とスペアドットデータエリアを含む１つのブロック単位として主情報として記録する。
【００４０】
尚、スペアドットデータエリア（２０７）の粒子数は、前記エラー訂正用データフレームエリア（２０６）の８フレームの合計粒子数より少ないことが好ましい。即ち、粒子数の不足が生じた際、エラー訂正データフレームエリア（２０６）の８フレームの合計粒子数よりも多くの、記録データの不足数が生じたときは、そのトラックは、欠陥トラックとしてユーザデータの記録を行わなくする、あるいは、欠陥トラックとして取り扱うことも可能である。少なくともエラー訂正データフレームエリアの合計粒子数以下の粒子数が、スペアドットデータエリアにあれば、トラック上に記録するデータを効率よく扱え、効率のよいフォーマット効率を提供し、１枚のディスク上に記録可能な情報記録量を増大させることが可能となる。
【００４１】
図３に本発明実施の形態における別の情報記録媒体上に形成される物理構造（３１６）と、その物理構造上に、データを記録するためのセクタ構成（３１７）を表す図を示す。予めスパイラル状あるいは同心円状の物理的に案内溝状に形成され、両端に電子ビームマスタリング装置を使って、アンカードット（３１４），（３１５）を予め形成した形成して枠状の構成をしたガイドグルーブ（３０９ａ）の後端に続くギャップ１（３０１ａ）、同期マーク（３０２）、アドレスマーク（３０３）、ギャップ２（３０４）を起点に、同形状のガイドグルーブ（３０９ｂ）で囲われ、かつガイドグルーブに平行に３つのトラック列であるトラック１（３１０），トラック２（３１１），トラック３（３１２）が形成されている。各トラックに所定長、例えば４ｋバイト長の主情報であるユーザデータ（３０５）と、主情報にエラー訂正（ＥＣＣ）を行うためのエラー訂正データエリア（３０６）、および微粒子数の製造ばらつきを吸収することを目的に配置される粒子数調整用データエリアであるスペアドットデータエリア（３０７）を含むブロック単位（３１３）で構成される。トラック列は情報記録媒体の内周から順にトラック１（３１０）、トラック２（３１１）、トラック３（３１２）と配置されており、記録再生ヘッドはトラック上を図の左から右へトラックに沿って走査される。
【００４２】
主情報は、ガイドグルーブ（３０９ｂ）の両端にアンカードット（３１４），（３１５）を予め形成しておき、アンカードット間に自己組織化を使って形成した微粒子ドット（３０８）を配置し、ガイドグルーブ（３０９ｂ）とアンカードット（３１４），（３１５）で囲われた３つのトラック列（３１０），（３１１），（３１２）に沿って所定長、例えば４Ｋバイト長の１ブロック単位のユーザーデータ（３０５）とエラー訂正用のＥＣＣエリア（３０６）、スペアドットエリア（３０７）を含むブロック単位（３１３）で記録される。こうすることによって、微粒子配列の乱れを抑えることが可能となる。アンカードット（３１４）（３１５）を配置することで、配列の乱れを低減することが可能となり、微粒子配列のメディアの粒径あるいは微粒子ドッド間のピッチの製造上のばらつきを低減させることが可能である。
【００４３】
ここでアンカードットは、ガイドグルーブの両端に配置したが、セクタの中に形成してもよい、例えば５１２バイトごとに１ドット配置することで、微粒子ドットの配列の乱れや微粒子ドットの総数を短いサイズで補正することが可能となり、微粒子配列のメディアの粒径あるいは微粒子ドッド間のピッチの製造上のばらつきを効率よく低減させることが可能である。
【００４４】
また、データは、円盤状あるいは球状に形成された微粒子ドット（３０８）１個に対して、一ビット単位で記録される。データの記録は微粒子ドットの物理定数の変化を起こして記録させる。たとえば、微粒子ドットとして相変化型微粒子を用いた場合、その直上に三角形状の金属アンテナを配置し、図示しないがプラズモニック光導波路によって導かれたレーザ光を金属アンテナに向かって照射し、金属アンテナの頂点とナノメートルオーダで近接した相変化微粒子との間に局在プラズモン共鳴誘起し、強い近接場光を発生させ、その増強された電場によって、微粒子を加熱する。例えばＧｅＴｅ一Ｓｂ２Ｔｅ３材料の相変化粒子を用いて、電場増強にともなう微粒子の加熱条件を異ならせることによってアモルファスと結晶の状態を変化させることで情報の記録及び再生を行う。詳細は後述する。
【００４５】
また、１つのガイドグルーブ（３０９ｂ）内には、１ブロック（３１３）に記録するのに必要な情報量に相当する数の微粒子がトラック毎に配置されている。１ブロック（セクタ）とは情報処理上の単位であり、例えば、エラー訂正を行う単位ユニットを意味する。ここで各ブロック（３１３）の先頭には、同期マーク（３０２）とアドレスマーク（３０３）が、隣接するガイドグルーブ（３０９ａ）との間に形成される。アドレスマーク（３０３）はブロックのアドレスをあらわす情報だけでなく、エラー訂正符号、エラー検査符号、パリティ符号等の誤りを訂正、或いは検出するための符号を含めても構わない。また、同期マーク（３０２）、アドレスマーク（３０３）は、主情報を記録する微粒子群とは異なり、原盤作成時に予めプリフォーマットされており、微粒子ドット（３０８）と材料や形状、大きさが異なっている。また、ガイドグルーブ（３０９ａ）、（３０９ｂ）間には、同期マーク（３０２）、アドレスマーク（３０３）以外に、ギャップ１ａ（３０１）およびギャップ２（３０４）が形成されており、隣接するガイドグルーブの微妙な配置ずれやガイド溝を吸収する役割を果たす。ギャップ１ａ（３０１ａ）、ギャップ１ｂ（３０１ｂ）、ギャップ２（３０４）、同期マーク（３０２）、アドレスマーク（３０３）など主情報以外に消費されている領域は、約１５バイト分に相当し、さらにエラー訂正データエリア（３０６）には約１００バイト分、スペアドットデータエリア（３０７）には約９６バイト分割り当てられている。主情報４ｋ（４０９６）バイトに対して、セクタ効率は約９５％になっている。自己組織化を用いたナノパターンニングの製造時に発生する微粒子サイズ、微粒子ピッチのばらつきや、配列ずれ、微粒子ドットの欠陥等により、１つのガイドグルーブ内に形成される微粒子数は、少なからずばらつくため、スペアドットデータエリア（３０７）は、それらの製造上のばらつきを吸収する役割を果たすため配置されている。このようにスペアドットデータエリア（３０７）を配置することで、予めきめられたブロック（３１３）内に書き込むのに必要な情報量（４ｋバイト）に必要な微粒子数が不足あるいは余剰することによるデータの不整合を防ぐ役割を果たすことが可能である。さらに、メディア全体の記録容量あるいは、フォーマット効率を低下させず、効率のよいフォーマット効率を提供し、１枚のディスク（プラッタ）上に記録することが可能な情報記録量を増大させることが可能となる。
【００４６】
尚、本実施の形態の情報記録媒体上に形成される物理構造と、その物理構造上に、データを記録するためのセクタ構成を表す図１、図２、図３において、ガイドグルーブに形成されるトラック数は３つを例に説明したが、このようなトラック数に限定されるものではない。ガイドグルーブに形成されるトラック数は、例えば、１つでも良いし、複数でも良い。もしくは、上述のアンカードットと併用することで、４〜１０トラック分を１つのガイドグルーブ内に形成する構成にすることも可能である。こうすることで、１つのガイドグルーブ内に記録できる情報量を増やすことが可能となり、ガイドグルーブとガイドグルーブ間の未記録領域の面積を少なくすることが可能となり、結果としてフォーマット効率を向上させることが可能となる。
【００４７】
次に図４に本実施の形態の情報記録媒体の平面図を示す。情報記録媒体（４０１）は、円盤状の形状をしており、１枚のディスクをプラッタとも呼ぶ。プラッタ内の一部を拡大しブロック構造をあらわす図を（４０２）に示す。（４０２）において、ブロック単位で区切られたガイドグルーブ（４０３）が同心円状に複数形成されている。ガイドグルーブ（４０３）の拡大図が（４０４）でありガイドグルーブ内には微粒子状のドット（４０５）が六方細密構造で形成されている。前述した図１の（１０９ｂ）、図２の（２０９ｂ）、図３の（３０９ｂ）に相当する。尚、ガイドグルーブは、スパイラル状に形成されていても良い。
【００４８】
プラッタ（４０１）内の外周部と内周部で概略同じドットサイズの微粒子を配置することで、高い密度で記録し、情報記録媒体の記憶容量を増やすことが可能である。即ち、内周から外周に渡って記録密度一定方式（ＣＤＲ：Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ）で記録する方式である。これによって一般的なハードディスクで用いられているＣＡＶ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ａｎｇｕｌａｒ  Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）方式に比べておよそ１．８倍のデータ容量を実現することが可能である。
【００４９】
以上のように、本実施の形態の情報記録媒体は、主に下記の構成を有している。
【００５０】
すなわち、本実施の形態の情報記録媒体は、円盤状の基板と、スパイラル状あるいは同心円状に略一定の予め決められた物理サイズに分割して形成された複数のガイドグルーブとを有し、ガイドグルーブ内に孤立した状態で配列された粒子形状またはピラー形状の情報記録材料が、略同一粒径かつ略同一間隔で敷き詰められている。また、１つのガイドグルーブ内のスパイラルあるいは同心円方向に沿って１列に配置された複数の孤立した情報記録材料を１トラックとし、ガイドグルーブ内にトラックを有している。このとき、情報記録材料１個に対して、１ビットの情報が記録されるとしたとき、１トラックに記録される予め決められた所定の情報量（ビット数）に比べ、１トラックに配置された孤立した情報記録材料の個数が、多い。
【００５１】
この構成によれば、予めきめられたブロック内に書き込むのに必要な情報量に必要な微粒子数が、不足あるいは余剰することによる、データの不整合を防ぐ役割を果たすことが可能である。
【００５２】
また、本実施の形態の情報記録媒体においては、トラックは、ユーザデータエリア、エラー訂正用データエリアおよび粒子数調整用データエリアの少なくとも３つのエリアで構成されていても良い。このとき、粒子数調整用データエリアは、ガイドグルーブ内の１トラック中の、ユーザデータエリア、エラー訂正用データエリアよりも、情報記録または再生方向に対して、後方に配置されていても良い。
【００５３】
この構成によれば、予めきめられたブロック内に書き込むのに必要な情報量に必要な微粒子数が、不足あるいは余剰することによる、データの不整合を防ぐ役割を果たすことが可能である。
【００５４】
また、本実施の形態の情報記録媒体においては、粒子数調整用データエリアの粒子数は、エラー訂正用データエリアの粒子数より少なくても良い。
【００５５】
この構成によれば、エラー訂正データエリア内の粒子数よりも多くの、記録データの不足数が生じたときは、そのトラックは、欠陥トラックとして、ユーザデータの記録を行わなくする、あるいは、欠陥トラックとして取り扱うことが可能となる。
【００５６】
また、本実施の形態の情報記録媒体においては、情報記録材料は、基板側に少なくとも１つの金属薄膜層と、情報記録材料の基板とは反対側に複数の保護層とを有していても良い。また、情報記録材料のサイズは、φ２０ｎｍ以下の大きさであり、かつ、ガイドグルーブ内に六方細密構造で充填されていても良い。
【００５７】
次に本実施の形態に係る情報記録媒体と記録ヘッドの一部であるアンテナの構成について図５を用いて説明する。図５に示すように、Ａｇ−Ｂｉ材料からなる三角形状の金属アンテナ（５０５）の長手方向の長さは１２０ｎｍ、厚み２４ｎｍ、金属アンテナの頂点（５０８）の頂角４５度である。図示しないがレーザ光をプラズモニック光導波路によって導き金属アンテナ（５０５）に、波長７８０ｎｍ、偏光方向（５０７）の直線偏光をもつレーザ光（５０６）あるいはプラズモニック光導波路からの近接場光を照射する。ここでは図示していないが、金属アンテナ（５０５）は記録ヘッドのスライダに固定されている。また、ガラスディスク基板を電子線リソグラフィーにより加工して、幅約５０ｎｍ、高さ約３０ｎｍの凹形状のガイドグルーブ（５０１）を形成する。ガイドグルーブ（５０１）内には微粒子ドットが球形状で略φ２０ｎｍ、ピッチ２４ｎｍで形成されている。微粒子ドットの材料として、例えばＧｅＴｅ一Ｓｂ２Ｔｅ３材料の相変化微粒子ドット（５０２）が、ＳｉＯ２保護層（５０３）中に埋め込まれた形で形成されている。図示していないが、ＧｅＴｅ一Ｓｂ２Ｔｅ３の微粒子の周囲には、Ｚｒ系界面層材料およびＺｎＳ−ＳｉＯ２からなる保護層が数ｎｍ覆われている。また、微粒子と基板の間には、プラズモン共鳴を促進する目的で、Ａｇ−Ｂｉ材料の金属薄膜（５１０）がＳｉＯ２保護層（５０３）の中に層状に積層されている。また、ＳｉＯ２保護層（５０３）の上には、パーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）潤滑層（５０４）が約１ｎｍ厚で形成されている。金属アンテナ（５０５）と潤滑層（５０４）は、１〜２ｎｍのワーキングディスタンス（５０９）を保ちながら、プラッタの回転時に生じる気流の流れにより空気浮上している。また、（５１０）はプラッタの回転方向を表しており、図５の側面図の右から左へ回転し、金属アンテナの頂点（５０８）の位置の移動とともに次の微粒子への記録をおこなう。
【００５８】
尚、本実施の形態では、金属アンテナ（５０５）の材料としてＡｇ−Ｂｉを用いたがこれに限定されず、レーザの波長と金属アンテナおよび、記録材料微粒子の組み合わせによって、局在プラズモン共鳴による電磁場の増強度が好適化される材料（例えばＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｐｔ系材料およびそれらを主材料とする合金材料）を選ぶことが好ましい。
【００５９】
次に本実施の形態の金属アンテナを使って微粒子ドットへの記録を行う記録再生原理について図５を用いて説明する。偏光方向（５０７）をもつレーザ光５０６を金属アンテナ（５０５）に照射し、金属アンテナ（５０５）の頂点（５０８）と直下の微粒子ドットである相変化微粒子（５０２）との間で局在プラズモン共鳴を誘起させ、入射光（５０６）強度に比べて光強度が大きく増大した近接場光を、金属アンテナ先端（５０８）と相変化微粒子（５０２）の間に発生させる。この増強された近接場光によって相変化微粒子（５０２）が昇温され、相変化微粒子（５０２）が、結晶状態からアモルファス状態に変化する。具体的には、情報記録媒体である相変化微粒子（５０２）を、融点以上に加熱した後、急冷することでアモルファス化する一方、融点以上に加熱した後に徐冷することにより結晶化する。このように、相変化微粒子（５０２）を相変化（結晶からアモルファスに変化、もしくはアモルファスから結晶に変化）させて、記録マークを形成し、それを単位とする情報の記録又は再生を行う。ここで、熱拡散に起因して、相変化微粒子（５０２）とで、記録マークの大きさに差が出始めるのは、記録マークの直径が３０ｎｍ以下となる場合である。従って、情報を３０ｎｍ以下の微小領域に記録する場合には、それぞれが孤立した３０ｎｍ以下の相変化微粒子（５０２）を用いることが好ましい。
【００６０】
相変化微粒子（５０２）の大きさは、２０ｎｍ以下とすることがさらに好ましい。この場合、各相変化微粒子（５０２）の表面が滑らかな形状になりやすいため、近接場光で記録する場合に、近接場光が相変化微粒子（５０２）に集中しやすく記録が容易となる。
【００６１】
ただし、相変化微粒子（５０２）が３ｎｍ程度まで小さくなると、当該相変化微粒子５０２に含まれる原子数が少なくなり、融点が低くなりすぎる。この結果、熱的な揺らぎによって、相変化微粒子（５０２）に記録された情報を安定的に保持することが困難になる。さらに、このように相変化微粒子（５０２）の融点が低い場合、結晶化しようとしても、相変化微粒子（５０２）を徐冷することができなくなってしまい、結晶化することが困難となり、記録すること自体が不安定になってしまう。従って、各相変化微粒子（５０２）の記録方向の大きさは、３ｎｍ以上であることが好ましい。
【００６２】
また、再生時は、記録時よりも低いパワーの偏光方向（５０７）をもつレーザ光５０６を金属アンテナ（５０５）に照射し、金属アンテナ（５０５）の頂点（５０８）と直下の微粒子ドットである相変化微粒子（５０２）との間で局在プラズモン共鳴を誘起させ、入射光（５０６）強度に比べて光強度が大きく増大した近接場光を、金属アンテナ先端（５０８）と相変化微粒子（５０２）の間に発生させる。この増強される近接場光は、相変化微粒子（５０２）の状態が結晶状態のときとアモルファス状態のときで変化する。具体的には、結晶状態のときにより増強され、アモルファス状態の時には増強度が弱い。この像強度の違いによって生じる、金属アンテナからの反射光、透過光あるいは散乱光の強度の差を検出することで、「１」、「０」の１ビットの状態を検出する。
【００６３】
尚、本実施の形態として、近接場光を発生させるアンテナとして三角形状の金属アンテナを例に説明したが、図９に示すようなひし形の金属アンテナや、長方形、棒形状など微粒子に対する先端部が先鋭なアンテナを用いることが望ましい。その場合は、アンテナのサイズ及び微粒子のサイズおよび形状、図示されない相変化型記録膜（９０２ｂ）に覆われた界面層、ピラーの下面に敷設されたＡｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｔ系材料およびそれらを主材料とする合金材料等の金属膜（９１０）の膜厚や、複数の金属膜を誘電体で挟んで層数や膜厚を好適化することで、近接場光の増強度を最適化することが可能である。同様に、本実施の形態の情報記録媒体において、微粒子のサイズをφ２０ｎｍ、微粒子ピッチ２４ｎｍの球形の微粒子を例に用いて説明したが、図９に示すように孤立されたピラー（９０２ａ）上に相変化記録媒体等記録材料（９０２ｂ）を形成してもよい。その場合、前記ピラーの高さは情報記録媒体の厚みよりも大きいことが望ましい。
【００６４】
尚、本実施の形態として、アンテナに照射する光を７８０ｎｍとしたが、この波長に限定されるわけではない。アンテナの材料、形状、サイズ、情報記録材料との組み合わせにおいてプラズモン増強が発生する最適な波長（４００ｎｍ〜８００ｎｍ）程度の範囲で選択することが可能である。
【００６５】
尚、本発明の実施の形態については、記録および再生に金属アンテナに光を照射し、近接場光を発生させ、記録媒体である相変化微粒子との間に電場増強を発生させて相変化記録をおこなう例について説明を行ったが、近接場光を使って磁気記録媒体の微小領域に光を当てて熱を加えつつ、磁気ヘッドを併用して磁気データを書きこむのに利用する熱アシスト方式を用いて記録してもよい。この場合、近接場光は、微粒子ドット１つに加熱する役割をおうため、磁気的に記録したデータが周囲の熱の影響で消えてしまう「熱揺らぎ」の問題を回避することが可能となる。即ち、記録媒体を過熱すると保磁力が下がるため記録が可能になり，記録後に媒体が冷えると再び保磁力が高くなるので熱揺らぎに強くなる。このように、近接場光を用いて記録媒体を加熱しながら磁気データを記録することが可能であり，熱揺らぎの問題を解決することが可能となる。
【００６６】
以上、本発明の実施の形態について例を挙げて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されず、本発明の技術的思想に基づき他の実施の形態に適用することができる。
【００６７】
以上のように、本実施の形態の情報記録再生方法は、主に下記の構成を有している。
【００６８】
すなわち、本実施の形態の情報記録再生方法は、本実施の形態で示した情報記録媒体に情報を記録するか、または本実施の形態で示した情報記録媒体から情報を再生する情報記録再生方法であって、情報記録媒体の情報記録材料１ドットに対して、記録または再生のために光を出射する光源からの光を光導波路によって近接場光出射素子に導くステップと、近接場光出射素子から近接場光を出射する近接場光出射ステップと、近接場光出射素子から出射した近接場光の少なくとも一部を用いて、孤立した情報記録材料１ドットに対して、光学的、または磁気的、または物理的変化を生じさせることによって、「１」または「０」の１ビットの情報を記録、または、記録の補助を行うステップと、孤立した情報記録材料１ドットと近接場光出射素子からの反射光、透過光、あるいは散乱光の強度の差を検出することで情報の再生を行うステップとを含む。
【００６９】
また、本実施の形態の情報記録再生方法は、粒子数調整用データエリア内の情報記録材料のうち、情報記録または再生方向に対して、後ろ側の情報記録材料あるいは、粒子数調整用データエリアの直前のエリアの情報記録または再生方向に対して、後ろ側の情報記録材料には、記録または再生動作が行われないステップを含んでも良い。
【００７０】
また、本実施の形態の情報記録再生方法は、ガイドグルーブ内の所望のトラックに第１回目の記録動作を行う際に、粒子数調整用データエリア内の情報記録材料のうち情報記録または再生方向の後ろ側の情報記録材料あるいは、粒子数調整用データエリアの直前のエリアの内、粒子数調整用データエリアに近傍の情報記録材料には、記録または再生動作が行われないステップを含んでも良い。
【００７１】
さらに、本実施の形態の情報記録再生方法は、所望のトラックに第２回目以降の記録動作を行う際に、ガイドグルーブ内の粒子数調整用データエリア内または、その直前のエリアにおいて第１回目の記録動作を行う際に、記録動作が行われなかった情報記録材料に欠陥管理情報を記録するステップを含んでも良い。
【００７２】
また、本実施の形態の情報記録再生方法は、情報記録媒体のガイドグルーブ内の１トラック中には、主情報と主情報のエラー訂正を行うブロック単位の情報を記録するステップを含んでも良い。
【００７３】
また、本実施の形態の情報記録再生方法は、情報記録媒体のガイドグルーブ内の１トラック中には、１ブロック内を複数に分割した、１フレーム単位で情報を記録するステップを含んでも良い。
【００７４】
次に、本実施の形態の情報記録再生装置について、説明する。
【００７５】
図１０は、本実施の形態の情報記録再生装置を示す図である。
【００７６】
本実施の形態の情報記録再生装置（１００９）は、光源（１００８）と、近接場光出射素子（１００５）と、光導波路（１００７）とを備えている。光源（１００８）は、記録または再生のために光を出射する。近接場光出射素子（１００５）は、光源からの光を受光し、近接場光情報記録材料（１００２）へ向け出射し、近接場光出射素子と情報記録材料との間で局在プラズモン共鳴が誘起される。光導波路は、光源からの光を近接場光出射素子に導光する。ここで、光導波路は、レーザ光を導波路するだけでなく、光源波長よりも短い波長の電磁場を伝播するプラズモン導波路でもよい。
【００７７】
本実施の形態の情報記録再生装置は、近接場光出射素子から出射した近接場光の少なくとも一部を用いて、孤立した情報記録材料１ドットに対して、光学的、または磁気的、または物理的変化を生じさせることによって、「１」または「０」の１ビットの情報を記録、または、記録の補助を行う。記録の補助とは、近接場光を使って熱的に微粒子近傍を加熱し、磁気ヘッドで記録することを含む。また、本実施の形態の情報記録再生装置は、孤立した情報記録材料１ドットと近接場光出射素子との間で局在プラズモン共鳴が誘起され、近接場光出射素子からの反射光、透過光、あるいは散乱光の強度の差、あるいは、入射光と反射光、透過光、あるいは散乱光の偏光方向の差、あるいは、磁界の方向、を検出することで情報の再生を行う。
【００７８】
図１１は、本実施の形態の別の情報記録再生装置（１１０９）を示す図である。
【００７９】
図１０の情報記録再生装置に対して、情報記録材料がＳｉＯ２などの保護層（１１０３）、および保護層の下に潤滑層（１１０４）、および近接場光出射素子（１１０５）がスライダ（１１０６）に支持されている点が異なっている。潤滑層を設けることで、スライダが浮上し、潤滑層との間で接触が生じても、速やかに再浮上することにより、ディスクに物理的欠陥を生じさせることを防ぐことが可能となる。
【００８０】
また、本実施の形態の情報記録再生装置は、情報記録媒体の粒子数調整用データエリアまたは、その直前のデータエリアに、欠陥管理情報を記録しても良い。
【００８１】
次に本発明の実施の形態におけるドットサイズの製造上に生じるばらつきをあらわす図を図６ａ及び図６ｂに示す。図６ａはドットサイズあるいはドットピッチに対する１つのグルーブガイド内の出現個数を示す分布図である。（６０１）が予め決められたドットサイズの仕様値であり例えばφ２０ｎｍ、微粒子間隔２４ｎｍである。しかしながら、後述する自己組織化を用いたナノパターンニングは、２０ｎｍ以下の微細なパターンを作成する実力があるが、デバイスとして動作するための微粒子のサイズを精度よく作成あるいは制御することが非常に困難であるという課題を有している。そのため、１つのグルーブガイド内のドットの平均サイズあるいはドット間隔が６０２のように仕様値よりも大きくなった場合、１つのガイドグルーブの中に作成される微粒子ドットの総数は、予め決められた仕様の微粒子ドット総数に比べ少なくなりドットの不足が生じる。
【００８２】
同様に、図６ｂはドットサイズあるいはドットピッチに対する１つのグルーブガイド内の出現個数を示す分布図である。（６０４）が予め決められたドットサイズあるいはドットピッチの仕様値であり例えばφ２０ｎｍ、微粒子間隔２４ｎｍである。しかしながら、後述する自己組織化を用いたナノパターンニングは、２０ｎｍ以下の微細なパターンを作成する実力があるが、デバイスとして動作するための微粒子のサイズを精度よく作成あるいは制御することが非常に困難であるという課題を有している。そのため、１つのグルーブガイド内のドットの平均サイズあるいはドット間隔が６０５のように仕様値よりも小さくなった場合、１つのガイドグルーブの中に作成される微粒子ドットの総数は、予め決められた仕様の微粒子ドット総数に比べ多くなりドットの余剰が生じる。
【００８３】
尚、本実施の形態の情報記録媒体において、微粒子のサイズをφ２０ｎｍ、微粒子ピッチ２４ｎｍの例を用いて説明したが、微粒子のサイズとしては、この大きさに制限されることはない。特に相変化型記録メディアを用いた場合はφ５ｎｍ〜３０ｎｍの大きさが特に有効である。特に微粒子サイズを２０ｎｍ以下に小さくした場合、製造上の微粒子サイズのばらつきを抑えることが非常に困難になるため、本実施の情報記録媒体に用いるフォーマットを用いることが特に効果的である。
【００８４】
次に本発明の実施の形態における物理フォーマット仕様と、実際に製造後に微粒子ドットのサイズあるいはピッチばらつき、微粒子欠陥が生じたときに、予め定められた仕様の微粒子ドット総数との差分を吸収して適切に情報を記録する記録フォーマットについて図７を用いて説明する。図７において（７０１）は図１で示したブロック内のフォーマットの予め定められた仕様を表す。（７１４）は前述の図１におけるギャップ（１０１ａ）、同期マーク（１０２）、アドレスマーク（１０３）を含むガイドグルーブ外の領域の総称を表す。４Ｋバイト長の１ブロック単位のユーザデータエリア（７０５）とエラー訂正用のＥＣＣエリア（７０６）、スペアドットエリア（７０７）を含むブロック単位（７０４）で記録される仕様となっている。（７０４）のブロックの物理的構造は、ガイドグルーブ（１０９ｂ）で形成されており、ガイドブロック内の微粒子ドット１つに対して情報を１ビット記録する。（７０２）は図６ａのように微粒子ドットサイズの平均サイズ（６０２）あるいは平均ピッチが微粒子ドットサイズあるいはピッチの仕様値（６０１）に対して製造時に大きく作成された場合の例であり、ガイドグルーブ内の微粒子ドットの総数が予め決められた仕様に対して少ない場合を表している。（７０２）のように微粒子の総数が少ない場合、記録に要するユーザデータ数（４ｋバイト）とＥＣＣデータ数（約１００バイト）が一定であるため、ガイドグルーブの長さ方向に物理的に占める範囲が長くなる。すなわち、（７０８）のユーザデータエリアとＥＣＣエリア（７０９）のガイドグルーブ内に占める割合が大きくなり、その割合に応じてスペアドットエリア（７１０）の割合が小さくなる。すなわち、微粒子ドットの総数が仕様に対して少なく製造されたガイドグルーブでは、微粒子ドットの不足分をスペアドットエリア内のドットを使って吸収することができる。これによりスペアドットエリア（７０７）を配置することで、予めきめられたブロック内の情報量に必要な微粒子数が不足することを防ぐ役割を果たすことが可能である。
【００８５】
同様に、図７を用いて本発明の実施の形態における物理フォーマット仕様と、実際に製造後に微粒子ドットのサイズあるいはピッチばらつき、微粒子欠陥が生じたときに、予め定められた仕様の微粒子ドット総数との差分を吸収して適切に情報を記録する記録フォーマットの別の一例について説明する。図７において（７０１）は図１で示したブロック内のフォーマットの予め定められた仕様を表す。（７１４）は前述の図１におけるギャップ（１０１ａ）、同期マーク（１０２）、アドレスマーク（１０３）を含むガイドグルーブ外の領域の総称を表す。４Ｋバイト長の１ブロック単位のユーザデータ（７０５）とエラー訂正用のＥＣＣエリア（７０６）、スペアドットエリア（７０７）を含むブロック単位（７０４）で記録される仕様となっている。（７０４）のブロックの物理的構造はガイドグルーブ（１０９ｂ）で形成されており、ガイドブロック内の微粒子ドット１つに対して情報を１ビット記録する。（７０３）は図６ｂのように微粒子ドットサイズの平均サイズ（６０５）あるいは平均ピッチが微粒子ドットサイズあるいはピッチの仕様値（６０４）に対して製造時に小さく作成された場合の例であり、ガイドグルーブ内の微粒子ドットの総数が予め決められた仕様に対して多い場合を表している。（７０３）のように微粒子の総数が多い場合、記録に要するユーザデータ数（４ｋバイト）とＥＣＣデータ数（約１００バイト）が一定であるため、ガイドグルーブの長さ方向に物理的に占める範囲が短くなる。すなわち、（７１１）のユーザデータエリアとＥＣＣエリア（７１２）のガイドグルーブ内に占める割合が小さくなり、その割合に応じてスペアドットエリア（７１３）の割合が大きくなる。すなわち、微粒子ドットの総数が仕様に対して多く製造されたガイドグルーブでは、微粒子ドットの余剰分をスペアドットエリアとすることでブロック内のデータ総数を一定にすることができる。これによりスペアドットエリア（７０７）を配置することで、予めきめられたブロック内の情報量に必要な微粒子数に余剰が発生しても必要なデータ総数を一定に保つ役割を果たすことが可能である。
【００８６】
尚、第１回目の記録の場合、ユーザデータおよびＥＣＣデータを記録した後、ブロック内のスペアドットエリアに未記録の微粒子ドットが残る。その未記録の微粒子ドットの数とトラック内の位置情報を保持しておき、次回以降の記録を行う際、あいているスペアドットエリアの未記録の微粒子群を使って、欠陥管理情報を記録することに用いることも可能である。こうすることによって、ディスク面上に別途多くの欠陥管理領域を予め用意する必要がなくなり、欠陥管理領域の容量を少なくすることで、フォーマット効率を向上させ、情報記録媒体の記録容量を増大させる効果がある。
【００８７】
次に本実施の形態の自己組織化を用いた微粒子の作成方法について述べる。自己組織化粒子の大きさは、径として３〜１００ｎｍが好ましく、５〜３０ｎｍがさらに好ましい。自己組織化粒子の形状は、上述した記録セルの形状に対応して円形、楕円形、長方形、正方形が好ましく、特に自己組織化により形成しやすい円形が好ましい。また、円形の場合配列としては、六方細密構成に形成することが、比較的容易に形成され、かつ微粒子の密度を正方配列に比べ高めることが可能であるので好ましい。本実施の形態の記録媒体によって数十テラビットパースクエアインチ（数十Ｔｂｐｓｉ）の記録密度を実現しようとする場合、光リソグラフィー、電子線リソグラフィー、原子間力顕微鏡、走査型トンネル顕微鏡、近接場光顕微鏡などの走査型プローブを用いる方法、ナノインプリントリソグラフィーなどが利用可能である。自己組織化粒子としては、ブロックコポリマー、またはポリマー、金属、半導体、酸化物などからなる数ｎｍ〜３０ｎｍ径の微粒子などが利用可能である。ブロックコポリマーを利用する場合には、自己組織化粒子を形成した後、２種類以上のブロックのうち１つを選択的に除去できるものを用いる。この場合、ブロックどうしの間でのＲＩＥまたはその他のエッチングなどに対するエッチングレートの差を利用することが好ましい。また、ポリマーや金属などからなる数十ｎｍ径の微粒子を用いる場合には、微粒子を分散させた溶液を、帯構造を形成したディスクの上から展開して乾燥し溶媒を除去した後、適当な溶媒を用いて過剰に吸着した微粒子を取り除くことにより、自己組織的な規則配列を形成することができる。また、微粒子を分散させた溶液中にディスク基板をある時間浸して微粒子をディスク基板に吸着させ、規則配列させることも可能である。
【００８８】
以上のような方法により自己組織化粒子の規則配列を形成した後、自己組織化粒子をマスクとして、あらかじめ形成しておいた下地の記録層をイオンミリングなどにより削り、所望の規則配列した記録セル列を形成することができる。記録層をより高いアスペクト比で削るためには、記録層と自己組織化粒子膜との間にＳｉＯ２やＳｉなどの膜を形成し、ＲＩＥなどにより自己組織化粒子の規則配列パターンをＳｉＯ２やＳｉに転写（パターントランスファー）した後、記録層を加工することも有効である。ＳｉＯ２やＳｉはＲＩＥにより高いアスペクト比で削ることができるため、これをマスクにして加工することにより、記録層をより高いアスペクト比でエッチングすることができる。上記のようにして作製した記録セルの規則配列をマトリックス材料で被覆し、表面を研磨により平坦化することにより、マトリックスに埋め込まれた記録セルを有するパターンドメディアを製造することができる。また、自己組織化粒子を用いた方法により、凹凸の形状を持つスタンプ原盤を作製し、このスタンプ原盤を利用して、ナノインプリントリソグラフィーによりディスク基板にパターンを転写する方法を用いてもよい。
【００８９】
まず、基板上に自己組織化粒子の配列を制御するための溝構造または特定の化学成分をパターニングした帯構造を形成するためのレジストを製膜する。リソグラフィーによりレジストに溝構造または帯構造を作りこむ。自己組織化粒子を製膜した後、アニール処理などにより規則配列化させる。自己組織化粒子をマスクにしてエッチングを行い、スタンプ原盤とする。一方、記録層またはマトリックス膜を製膜した基板上に、マスクとなるレジスト膜を形成する。加熱しながらスタンプ原盤を押し付けることにより、レジストにスタンプ原盤のパターンを転写する。次いで、エッチングにより記録セルアレイまたはマトリックス中の微細孔アレイを形成する工程を経て記録媒体を得る。
【００９０】
記録材料からなる微粒子を直接、帯構造により配列化させて記録セルとして用いる製造方法を用いることもできる。記録材料からなる微粒子を分散させた溶液を、帯構造を形成した基板の上から展開し乾燥し溶媒を取り除いた後、適当な溶媒により過剰に吸着した微粒子を取り除くことにより、自己組織的な規則配列を形成することができる。また、微粒子を分散させた溶液中に基板をある時間浸すことにより微粒子を基板に吸着させ、規則配列を形成させることも可能である。このようにして記録セルを形成した後、微粒子が基板から剥離しないように、バインダーまたは保護膜となる材料で被覆することにより記録媒体を作製することができる。
【００９１】
以上のように、本実施の形態の情報記録媒体の製造方法は、主に下記の構成を有している。
【００９２】
すなわち、本実施の形態の情報記録媒体の製造方法は、基板に、スパイラル状あるいは同心円状に略一定の予め決められた物理サイズに分割した複数のガイドグルーブを形成するステップと、ガイドグルーブ内に、孤立した状態で配列される粒子形状またはピラー形状の情報記録材料を、略同一粒径かつ略同一間隔で敷き詰めるステップと、を含んでいる。このとき、情報記録材料を敷き詰めるステップは、１つのガイドグルーブ内のスパイラルあるいは同心円方向に沿って１列に配置された複数の孤立した情報記録材料を１トラックとし、かつ、１ビットの情報が情報記録材料１個に対して記録されるとしたときに、１トラックに記録される予め決められた所定の情報量（ビット数）に比べ、１トラックに配置された孤立した情報記録材料の個数が、多くなるように、ガイドグルーブ内に、情報記録材料を敷き詰める。
【００９３】
この構成によれば、予めきめられたブロック内に書き込むのに必要な情報量に必要な微粒子数が、不足あるいは余剰することによる、データの不整合を防ぐ役割を果たすことが可能である。
【００９４】
また、本実施の形態の情報記録媒体の製造方法においては、トラックは、ユーザデータエリア、エラー訂正用データエリアおよび粒子数調整用データエリアの少なくとも３つのエリアで構成されていても良い。このとき、粒子数調整用データエリアは、ガイドグルーブ内の１トラック中の、ユーザデータエリア、エラー訂正用データエリアよりも、情報記録または再生方向に対して、後方に配置されても良い。
【００９５】
この構成によれば、予めきめられたブロック内に書き込むのに必要な情報量に必要な微粒子数が、不足あるいは余剰することによる、データの不整合を防ぐ役割を果たすことが可能である。
【００９６】
また、本実施の形態の情報記録媒体の製造方法においては、粒子数調整用データエリアの粒子数は、エラー訂正用データエリアの粒子数より少なくても良い。
【００９７】
この構成によれば、エラー訂正データエリア内の粒子数よりも多くの、記録データの不足数が生じたときは、そのトラックは、欠陥トラックとして、ユーザデータの記録を行わなくする、あるいは、欠陥トラックとして取り扱うことが可能となる。
【００９８】
尚、本実施の形態の情報記録媒体の１つのガイドグルーブ内のトラックに記録する記録単位は、ブロック単位としたが、ブロックとしては、ＥＣＣ（エラー訂正）ブロック単位や、複数のフレームを組み合わせてブロックになるフレーム（セクタ）単位、あるいはフレームをもっと分割したもっと小さいサブフレーム単位でもいい。最小記録単位の方がロスするビットの数も少ない。
【００９９】
尚、本実施の形態の情報記録媒体では、ガイドグルーブのサイズを揃えることで微粒子を格納する数を規定しているが、一定の微粒子数を配置する方法として、このようなガイドグルーブに限定されるものではなく、例えば、微粒子を充填する前に、予めアンカードットのようなものを規則的にプラッタ上に配置しておき、アンカードット間に同一数の微粒子を自己組織化によってあとから充填配置する方法など、別の方法を用いて、微粒子ドットの数が一定となるようコントロールしてもよい。アンカードットとガイドグルーブを併用して配置することで、ガイドグルーブのように並行した２つの溝部で微粒子の配置が制約されるだけでなく、グルーブ内のドットによって、微粒子配列をきめられた配置に配列することが可能となり、微粒子配列の乱れをより効果的に抑制することが可能である。尚、アンカードットと情報記録媒体の構成材料を異ならすことでもよい。
【０１００】
尚、本実施の形態の情報記録媒体では、情報を記録する情報記録材料微粒子として相変化材料を用いて記録再生する例を挙げたが、ハードディスク装置で使われている磁性材料と磁気ヘッドを使って記録するビットパターンドメディアとよばれる方式に、このような物理フォーマットを用いてよい。
【０１０１】
尚、本実施の形態の情報記録媒体は、情報を書き換え可能な記録媒体（ＲｅＷｒｉｔａｂｌｅ  Ｍｅｄｉａ）を例に説明したが、色素材料や他の無機材料等の材料によっては、長期間のアーカイブ特性を維持する目的で、情報の書き込みを１度だけに制限した追記型記録媒体（Ｗｒｉｔｅ  Ｏｎｃｅ）として利用してもよい。
【０１０２】
尚、本実施の形態の情報記録媒体として相変化記録材料を書換えあるいは追記型媒体に用いる場合、相変化記録材料が結晶状態のときその誘電率が負、アモルファス状態のときのその誘電率が正となるように設計し、できるだけ、その差を大きくとることが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明の光または磁気あるいはその両方を用いた情報記録媒体へ記録再生方法および、記録再生装置は、情報記録媒体への高密度記録が可能という特有の効果を有し、デジタル家電機器、情報処理装置、アーカイブ用サーバのストレージ媒体を含む電機機器産業等に利用可能である。
【符号の説明】
【０１０４】
１０１    ギャップ１ａ
１０２    同期マーク
１０３    アドレスマーク
１０４    ギャップ２
１０５    ユーザデータエリア
１０６    エラー訂正データエリア
１０７    スペアドットデータエリア
１０８    微粒子ドット
１０９    ガイドグルーブａ
１１０    トラック１
１１１    トラック２
１１２    トラック３
１１３    ブロック（セクタ）
１１４    情報記録媒体上に形成される物理構造
１１５    物理構造上に、データを記録するためのセクタ構成
５０１    ガイドグルーブ
５０２    相変化微粒子
５０３    ＳｉＯ２保護層
５０４    潤滑層
５０５    金属アンテナ
５０６    レーザ光
５０７    偏光方向
５０８    金属アンテナ頂点
５０９    ワーキング距離（ＷＤ）
５１０    回転方向
７０１    ブロック内の予め定められた仕様となるフォーマット
７０５    ユーザデータエリア
７０６    エラー訂正データエリア
７０７    スペアドットデータエリア
【図１】
2013206477.tif 000003
【図２】
2013206477.tif 000004
【図３】
2013206477.tif 000005
【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】
2013206477.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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