(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溝部及び互いに隣接する溝部の間に位置する溝間部を有する基板上に、少なくともスパッタリング法又は真空蒸着法により成膜されてなる記録層を含む情報層が設けられてなり、
記録再生光が該基板を通さずに入射する膜面入射方式による記録再生方式に用いる光記録媒体であって、
該基板の、溝の延在方向に垂直な断面の溝形状が、凹状の曲面と凸状の曲面とが交互に連続した形状であり、かつ、
互いに隣接する溝部の中心の間隔を溝ピッチＴＰとし、隣接する一組の溝部及び溝間部の平坦な部分の長さの合計を平坦部Ｆとしたとき、平坦部Ｆが溝ピッチＴＰの４５％以下の形状であることを特徴とする光記録媒体。
【請求項２】
平坦部Ｆが溝ピッチＴＰの３０％以下である請求項１に記載の光記録媒体。
【請求項３】
平坦部Ｆが存在しない、請求項１に記載の光記録媒体。
【請求項４】
前記媒体が、少なくとも溝部を記録トラックとして情報を記録するための媒体である請求項１乃至３のいずれかに記載の光記録媒体。
【請求項５】
前記媒体が、溝部と溝間部の両方を記録トラックとして情報を記録するための媒体である請求項１乃至３のいずれかに記載の光記録媒体。
【請求項６】
溝幅ｗが溝ピッチＴＰの３５％以上６５％以下である請求項５に記載の光記録媒体。
【請求項７】
記録層が光磁気記録層である請求項１乃至６のいずれかに記載の光記録媒体。
【請求項８】
溝部及び互いに隣接する溝部の間に位置する溝間部を有する基板上に少なくともスパッタリング法又は真空蒸着法により成膜されてなる記録層を含む情報層が設けられてなり、
記録再生光が該基板を通さずに入射する膜面入射方式による記録再生方式に用いる光記録媒体であって、
該基板の、溝の延在方向に垂直な断面の溝形状が、
互いに隣接する溝部の中心の間隔を溝ピッチＴＰとし、隣接する一組の溝部及び溝間部の平坦な部分の長さの合計を平坦部Ｆとしたとき、平坦部Ｆが溝ピッチＴＰの４５％以下であり、かつ隣接する溝部と溝間部が曲面により結合されてなる形状であることを特徴とする光記録媒体。
【請求項９】
平坦部Ｆが溝ピッチＴＰの３０％以下である請求項８に記載の光記録媒体。
【請求項１０】
前記溝形状は、溝部及び溝間部の全てが曲面よりなる形状である、請求項８又は９に記載の光記録媒体。
【請求項１１】
前記溝形状において、溝部が凹状であり溝間部が凸状である、請求項８乃至１０のいずれかに記載の光記録媒体。
【請求項１２】
前記媒体が、少なくとも溝部を記録トラックとして情報を記録するための媒体である請求項８乃至１１のいずれかに記載の光記録媒体。
【請求項１３】
前記媒体が、溝部と溝間部の両方を記録トラックとして情報を記録するための媒体である請求項８乃至１１のいずれかに記載の光記録媒体。
【請求項１４】
溝幅ｗが溝ピッチＴＰの３５％以上６５％以下である請求項１３に記載の光記録媒体。
【請求項１５】
記録層が光磁気記録層である請求項８乃至１４のいずれかに記載の光記録媒体。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれかに記載の光記録媒体に対し、
少なくとも溝部を記録トラックとして記録及び／又は再生を行うことを特徴とする光記録媒体の記録再生方法。
【請求項１７】
請求項１乃至１５のいずれかに記載の光記録媒体に対し、
溝部及び溝間部の両方を記録トラックとして記録及び／又は再生を行うことを特徴とする光記録媒体の記録再生方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報の記録に用いる光記録媒体及びその記録再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光磁気ディスク、相変化ディスク、無機穴あけ型ディスク、色素ディスク等の光ディスクに代表される光記録媒体は、ユーザーが記録可能な大容量情報記録媒体であり、コンピュータの外部記憶装置に用いる媒体として広く普及している。また音楽や写真、画像、動画などの情報を記録するため音楽プレーヤーやデジタルカメラ、ビデオ、セットトップボックスなどの記録再生装置に用いる媒体としても急速に普及しつつある。
【０００３】
光磁気ディスクとしては３．５インチ型の６４０ＭＢ製品、２３０ＭＢ製品、１２８ＭＢ製品、１．３ＧＢ製品、５．２５インチ型の６５０ＭＢ〜４．８ＧＢの製品、ミニディスク等が知られ、相変化ディスクとしてはＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等が製品化され、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＷなども開発されている。また、色素ディスクとしては、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−Ｒといった製品が知られている。
【０００４】
これらの光記録媒体には一般に記録トラックが設けられ、記録再生装置の光ヘッドなどの記録再生系がトラックに沿って移動し（トラッキング）、記録再生光を照射することにより、上記の各種情報（データ）を記録トラックに記録し、再生し、あるいは消去する。トラッキングは、通常、光記録媒体上に設けられた凹凸溝あるいは凹凸ピットを頼りに行われる。
【０００５】
多くの記録可能な光ディスクには螺旋状又は同心円状の凹凸溝が設けられ、該溝に沿って記録トラックが形成されている。これには、溝部（基板の凹部）を記録トラックとして記録を行う溝記録タイプと、隣接する溝部の間に位置する溝間部（基板の凸部）を記録トラックとして記録を行うランド記録タイプと、両方を記録トラックとして記録を行うランド＆グルーブ記録（Ｌ＆Ｇ記録）タイプとがある。
【０００６】
一般的に、このような凹凸溝は基板に設けられ、その基板上に、記録層、保護層、反射層などの薄膜が形成される。各層の形成にはスパッタリングや真空蒸着等の真空プロセスや、スピンコートによる塗布法が用いられる。
なお、以下では、実際に情報を蓄える層（以下、記録層と称する）、及びその前後に設けられる保護層、反射層等の薄膜を全て含んだものを情報層と総称する。
【０００７】
光磁気ディスクや相変化ディスク等、無機材料系の情報層を用いる場合は通常スパッタリング法あるいは真空蒸着法（電子ビーム蒸着、熱蒸着等）が用いられる。緻密で良好な膜質が得られることからスパッタリング法が用いられることが多い。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来主流であったランド記録タイプの光ディスクに加えて、近年、溝記録タイプも用いられるようになった。さらにはランド＆グルーブ記録タイプも実用化され始めた。ランド＆グルーブ記録は、記録トラックピッチを極めて高密度にすることが可能であり、高密度記録に有用である。
【０００９】
しかしながら、溝部を記録トラックとして情報を記録する媒体には、溝の内部に均一に情報層が付着しにくいという問題点があった。
以下、図を用いて説明する。
図２の（ａ）は従来の光記録媒体の基板の溝形状と、成膜中の斜め入射粒子との関係を示す図であり、（ｂ）は成膜後の膜付着状態を示す図である。
【００１０】
従来、溝の形状としてＶ字型及び矩形型が知られており、溝部を記録トラックとする場合は、高い再生信号を得るためやトラッキング特性の面などから矩形型が用いられることが多い。ここで、矩形型はＵ字型とも呼ばれ、台形型も含まれる。
図２（ａ）に示すように、従来の溝記録タイプの光ディスクは、光ディスク基板１に溝部２、溝間部３及びそれらを結合する溝壁面６よりなる矩形溝が形成されている。
【００１１】
基板１にスパッタリング法或いは真空蒸着法により情報層５の成膜を行うと、成膜粒子は様々な角度から基板に向かって飛来する。
基板直上から垂直に飛来した垂直入射粒子（図示せず）は、溝部２、溝間部３、溝壁面６に均一に付着する。
しかし、基板に向かって斜め方向から飛来した粒子（斜め入射粒子）４は、溝壁面の影響で斜め入射成膜粒子の到達が妨げられるシャドウイングにより、溝部の底部の一部及び溝壁面の一部（シャドウイング領域）７には到達できない。このため図２（ｂ）に示すように、情報層５の膜厚は溝部２が溝間部３に比べ著しく薄くなってしまう。従って、シャドウイングがあまり大きいと、溝部の膜厚が不十分となり良好な記録が行えないという問題がある。
【００１２】
また、シャドウイングにより溝底部への到達が遮られた成膜粒子は、そのまま溝壁面上部に付着してしまうため、その部分の膜厚が厚くなり、成膜が進むに従い溝幅は狭くなっていく。また溝間部に比べて溝底部への膜付着が少ないため、溝深さはより深くなり、ランド＆グルーブ記録では記録感度や特性が異なってしまう。なお、シャドウイングの影響は溝中心よりも壁面に近い方が強いので、成膜後の溝部の形状は壁面に近い部分が特に深くなる。つまり壁面に沿って、細い凹部が形成される。この細い凹部からは信号が再生し難くなるので、溝部からの信号は溝間部に比べより大きく劣化してしまう。
【００１３】
さらに、本発明者の検討によれば、シャドウイングは再生信号のノイズ上昇の原因ともなることが分かった。通常、基板表面にはある程度の荒れ（微細な凹凸）が存在するが、溝壁面の荒れ、すなわち斜面の角度の変化はシャドウイングの状態を変動させ成膜速度を変化させるため、成膜が進むに従い、壁面の荒れは著しく強調されていくのである。この結果、溝幅、溝深さが局所的に変わり、これが再生信号の変動をもたらすので結果として大きなノイズを発生させることがわかった。
【００１４】
さて、光記録媒体の記録再生方式には、基板を通して記録再生光を入射させ記録再生を行う基板面入射方式と、基板を通さずに（記録層側から）記録再生光を入射させる膜面入射方式とがあるが、膜面入射方式の光記録媒体では、シャドウイングによる特性悪化がより大きな問題となる。
一般に、基板面入射方式の光記録媒体の層構成は、基板／第１誘電体層／記録層／第２誘電体層（／反射層）であり、膜面入射方式の光記録媒体の層構成は、基板（／反射層）／第１誘電体層／記録層／第２誘電体層となっている。
【００１５】
いずれの方式でも、再生光は記録層表面において反射され、この光が検出器により検出されて再生信号となる。つまり、基板面入射方式では、再生光は第１誘電体層／記録層の界面で反射され、膜面入射方式では、再生光は記録層／第２誘電体層の界面で反射される。
ここで、シャドウイングによる溝壁面荒れの増幅、変形は、成膜が進むほど大きくなるから、基板から離れた膜の表面ほどその変形は顕著になる。膜面入射方式では、再生光は、より変形の大きい膜表面で反射されるため、ノイズが大きくなりやすいのである。
【００１６】
また、上述したように、成膜に伴い膜表面の溝形状はより狭く深くなっていくという溝形状の変形そのものも、基板から離れた膜表面ほど大きくなるため、ランド＆グルーブ記録タイプでの溝部と溝間部の特性差といった問題もやはり膜面入射方式のほうが大きい。
シャドウイングを小さくするために、基板とターゲット（ないし蒸着源）の距離を離す方法（ロングスロー）や、基板とターゲット（ないし蒸着源）との間に垂直方向に飛来する粒子のみを基板に到達するようにする筒状の格子（コリメーター）を挿入する方法がある。
【００１７】
しかし、いずれの方法でもターゲットや蒸着源の利用効率が著しく低下するので、製造コストを増加させてしまう。また成膜速度が低下するので製造に要する時間も長くなってしまう。
溝の深さを非常に浅くすれば、シャドウイングを低減できる。しかし、この場合はトラック追随（トラッキング）のための信号（トラッキング信号、溝信号などと称する。）が著しく低下するので、トラッキングが良好に行えなくなってしまう。
【００１８】
また特に、ランド＆グルーブ記録タイプでは、再生信号を大きくするために、光学的な干渉効果によってクロストーク（隣接記録トラックからの漏洩信号）を低減させるという手法を用いているため、溝をあまり浅くするとクロストークの増加を招き、再生信号特性が悪化してしまう。
或いは、光磁気記録媒体において溝形状を改良してノイズを低下させる方法として、特開平１１−２１３４７０号公報に、溝（グルーブ）のエッジ部分を曲面とする方法が記載されている。これにより光磁気記録層の磁気異方性の乱れが無くなりノイズが低減できるとある。しかし、この方法ではエッジ部分を曲面とするのみなので、溝壁面によるシャドウイングは依然存在し、上記の問題を解決することができなかった。
【００１９】
本発明の目的は、シャドウイングを大きく低減することで溝部と溝間部での膜厚差を低減し、ノイズが低く、再生信号のＣＮＲが高い光記録媒体とその記録再生方法を提供することにある。加えて、ランドと溝との再生信号をともに向上させ、かつ両者の信号特性差の小さいランド＆グルーブ記録タイプの光記録媒体及びそれに適した記録再生方法を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の要旨は、溝部及び互いに隣接する溝部の間に位置する溝間部を有する基板上に、少なくともスパッタリング法又は真空蒸着法により成膜されてなる記録層を含む情報層が設けられてなり、記録再生光が該基板を通さずに入射する膜面入射方式による記録再生方式に用いる光記録媒体であって、該基板の、溝の延在方向に垂直な断面の溝形状が、凹状の曲面と凸状の曲面とが交互に連続した形状であり、かつ、互いに隣接する溝部の中心の間隔を溝ピッチＴＰとし、隣接する一組の溝部及び溝間部の平坦な部分の長さの合計を平坦部Ｆとしたとき、平坦部Ｆが溝ピッチＴＰの４５％以下の形状であることを特徴とする光記録媒体に存する。
【００２１】
本発明の第二の要旨は、溝部及び互いに隣接する溝部の間に位置する溝間部を有する基板上に少なくともスパッタリング法又は真空蒸着法により成膜されてなる記録層を含む情報層が設けられてなり、記録再生光が該基板を通さずに入射する膜面入射方式による記録再生方式に用いる光記録媒体であって、該基板の、溝の延在方向に垂直な断面の溝形状が、互いに隣接する溝部の中心の間隔を溝ピッチＴＰとし、隣接する一組の溝部及び溝間部の平坦な部分の長さの合計を平坦部Ｆとしたとき、平坦部Ｆが溝ピッチＴＰの４５％以下であり、かつ隣接する溝部と溝間部が曲面により結合されてなる形状であることを特徴とする光記録媒体に存する。
【００２２】
本発明の第三の要旨は、上記媒体に対し、少なくとも溝部を記録トラックとして記録及び／又は再生を行うことを特徴とする光記録媒体の記録再生方法に存する。
本発明の第四の要旨は、上記媒体に対し、溝部及び溝間部の両方を記録トラックとして記録及び／又は再生を行うことを特徴とする光記録媒体の記録再生方法に存する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
すなわち、従来の光記録媒体、特に光磁気記録媒体や相変化型記録媒体においては、情報記録を行う部分は平坦であるのが、高い再生信号を得るうえで良いとされていた。
これに対し、本発明者は検討の結果、情報を記録する部分を含む溝部及び溝間部の両方が大部分曲面からなる基板を用いることで、シャドウイングを著しく低減でき、溝部と溝間部での膜厚差の低減するとともにシャドウイングに起因するノイズを小さくすることが可能であることを見いだした。
【００２４】
ここで、図３を用いて、本発明における溝形状の定義を説明する。溝部の中心と隣接する溝部の中心の間隔を溝ピッチＴＰとする。一組の溝部及び溝間部の平坦な部分の合計を平坦部Ｆとする。溝深さｄは、互いに隣接する溝部と溝間部の溝断面形状において、溝部の最も深い部分と溝間部の最も高い部分との垂直方向の距離である。溝幅ｗは溝深さがｄ／２となる位置を結んだ溝部の幅である。なお、溝深さがｄ／２となる位置を結んだ線を基準線とする。
【００２５】
本発明の光記録媒体（請求項１）は、基板の断面溝形状が、凹状の曲面と凸状の曲面とが交互に連続し、かつ、平坦部Ｆが溝ピッチＴＰの４５％以下の形状である。つまり、図３に示すごとく、基準線に対して凹状の曲面と凸状の曲面とが連続している。ここでは、連続している様子がＴＰ１個分しか示していないが、実際の媒体では遥かに多くの凹凸が連続している。そして、溝部の平坦部と溝間部の平坦部の合計が、溝ピッチＴＰの４５％以下と小さい。
【００２６】
凹状の曲面とは大部分が凹状の曲面のことを、凸状の曲面とは大部分が凸状の曲面のことを言い、いずれも多少であれば平坦部Ｆを含んでいても良い（図３参照）。
ここで、平坦部とは、基板の溝の形成されていない領域の面に実質的に平行である平坦な領域である。より厳密には、基板表面の高さ変動が、溝深さの１％以内である連続した領域を平坦部とみなすことができる。ただし、微小な表面荒れや突起等による変動は高さ変動とはみなさない。
【００２７】
また、溝形状の測定は、例えば原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）などにより行うことができる。
即ち、本発明においては、基板の溝部及び溝間部が両方とも、その大部分が曲面で構成されていることを特徴とする。そして、断面溝形状には、エッジや切り立った溝壁面がほとんど無く、滑らかである。以下、このような溝形状の溝を「波状溝」とも称する。
【００２８】
このような波形溝を用いることにより、エッジや溝壁面による成膜粒子のシャドウイングを著しく低減できる。従って、溝部にも溝間部にも均一に成膜されるので、溝部と溝間部での膜厚差を非常に小さくでき、両方で均一な特性を得ることができる。
また、均一に成膜されるので従来のような成膜後の溝形状の微視的、巨視的な変形がともに小さく、成膜後の溝形状が基板溝形状と類似したものとなるので、再生時のノイズが低減できる。
【００２９】
この点について、図を用いてより詳細に説明する。
図２（ａ）は従来の光記録媒体の基板の溝形状と、成膜中の斜め入射粒子との関係を示す図である。溝形状は、溝の延在方向に垂直な断面の溝形状である。なお、実際の成膜粒子は様々な角度から飛来するが、図２（ａ）には便宜上一方向の斜め入射粒子しか記載していない。
【００３０】
図２（ｂ）は成膜後の膜付着状態を示す図である。従来の断面が台形に近い溝形状の場合、シャドウイングのため溝底部には成膜されにくいので溝深さは深くなる。また壁面部にはシャドウイングされた粒子が付着するので溝幅は狭くなる。さらに溝深さは溝底部の壁面に近接した部分で最も深くなる。
従って成膜後の溝形状は基板本来のものとはかなり異なったものとなる。こういったシャドウイングによる溝形状変化は溝部、溝間部の特性変化を生じ、またその局所的ばらつきによりノイズを発生させていた。
【００３１】
即ち、相変化媒体や色素型媒体、無機ライトワンス媒体など、再生光の反射率変化を検出して再生を行う光記録媒体の場合には、溝形状変化は反射率変動を引き起こすため、ノイズを発生させる原因となる。
また、光磁気記録媒体の場合、信号強度は反射率、カー回転角及び楕円率によって決まる。溝部と溝間部からの各々の反射光は、その光路長の違いから位相の違いを持つ。従って全体の楕円率はそれらの合成によって決定される。溝幅、深さが変化すると反射光の楕円率は変動し、反射率変動と相まって大きなノイズを発生する。
【００３２】
このように光磁気記録媒体の場合は反射率変動、楕円率変動ともにノイズを発生させるので、シャドウイングに伴うノイズが、他の方式の光記録媒体に比べて大きい。
一方、図１（ａ）は本発明の一実施例の光記録媒体の基板の溝形状と、成膜中の斜め入射粒子との関係を示す図である。溝形状は、溝の延在方向に垂直な断面の溝形状である。なお、実際の成膜粒子は様々な角度から飛来するが、図１（ａ）には便宜上一方向の斜め入射粒子しか記載していない。
【００３３】
本発明の波状溝によれば、エッジや切り立った溝壁面がほとんど存在しないので、図１（ａ）に示すように溝壁面による成膜粒子のシャドウイングは著しく低減される。
このような波状溝を用いることにより、成膜後の溝形状は図１（ｂ）に示すように、本来の基板溝形状と大変類似したものとなる。この結果、溝部と溝間部での膜厚差が非常に小さくなり、均一な特性を得ることができる。しかも、溝部内での膜厚むらも無くなるので、溝部からの再生信号特性が大きく改良される。またシャドウイングに伴う溝形状の微視的、巨視的な変形がともに小さいので、ノイズを小さくすることができる。
【００３４】
本発明において、シャドウイングを小さくするためには、平坦部Ｆは少ないほど好ましく、溝ピッチＴＰの４５％以下とする。より好ましくは平坦部Ｆを溝ピッチＴＰの３０％以下とし、さらに好ましくは２０％以下とする。
本発明において最も好ましくは、平坦部Ｆが存在せず、溝部及び溝間部が全て曲面より構成されることである。これにより、ランド＆グルーブ記録において、溝部と溝間部の両方の特性差をほとんどなくすことができる。
【００３５】
本発明の波状溝は、次のように捉えることもできる。即ち、本発明の光記録媒体（請求項１０）は、基板の断面溝形状が、平坦部Ｆが溝ピッチＴＰの４５％以下であり、かつ隣接する溝部と溝間部が曲面により結合されてなる形状であることを特徴とする。図３に示すごとく、溝部の平坦部と溝間部の平坦部の合計が、溝ピッチＴＰの４５％以下と小さい。そして、隣接する溝部と溝間部が曲面により滑らかに結合されている。ここで、溝部は凹状の曲面を、溝間部は凸状の曲面を有するものとする。
【００３６】
このような波形溝を用いることにより、エッジや溝壁面による成膜粒子のシャドウイングを著しく低減できる。従って、溝部にも溝間部にも均一に成膜されるので、溝部と溝間部での膜厚差を非常に小さくでき、両方で均一な特性を得ることができる。
また、均一に成膜されるので従来のような成膜後の溝形状の微視的、巨視的な変形がともに小さく、成膜後の溝形状が基板溝形状と類似したものとなるので、再生時のノイズが低減できる。
【００３７】
以上述べた波状溝において、シャドウイングを小さくするためには、平坦部Ｆは少ないほど好ましく、溝ピッチＴＰの４５％以下とする。より好ましくは平坦部Ｆを溝ピッチＴＰの３０％以下とし、さらに好ましくは２０％以下とする。
最も好ましくは、平坦部Ｆが存在せず、溝部及び溝間部が全て曲面より構成されることである。これにより、ランド＆グルーブ記録において、溝部と溝間部の両方の特性差をほとんどなくすことができる。
【００３８】
なお、上記溝形状は、記録再生を行う領域のノイズ低減を目的とするので、ユーザーが記録に使用しない領域では、溝形状は必ずしも曲面でなくてもよい。例えば、基板上の凹凸ピットによりアドレス情報等が記録されている領域のピットの断面形状が曲面でなくてもよい。
本発明によれば、特に溝部でＣＮＲが大きく改善されるので、本媒体の溝部を記録トラックとして記録再生を行うと、ノイズが低くＣＮＲが高いので好ましい。
【００３９】
加えて、ランドと溝との再生信号をともに向上でき、かつ両者の信号特性差を小さくできるので、ランドと溝の両方に記録再生を行うための光記録媒体に適用すると効果が大きい。
また、前述のとおり膜面入射方式の媒体はシャドウイングの影響を受けやすいので、本発明を膜面入射方式の媒体に適用すると、特にＣＮＲを大きく改善することができ、非常に高密度の情報記録が行え、好ましい。
【００４０】
さらに、情報層の成膜にはスパッタリング法ないし真空蒸着法などを用いることができるが、これらの方法では粒子が蒸発源から直線的に基板に到達するためシャドウイングの影響が強く、本発明の適用による改善効果が大きい。ただしこれら以外にも、例えばスピンコーティング法でも従来は溝部に塗布液がたまり、溝間部よりも厚く塗布されるという問題があったが、本発明を適用することで改善することができる。
【００４１】
波状溝を備えた光記録媒体について、より詳細に説明する。
光記録媒体の基板は、一般的には、まずスタンパーと呼ばれる精密な型を作製し、スタンパーの表面形状を樹脂に転写することで作製される。
スタンパーは、フォトレジストを塗布したガラス板をレーザーで露光したのち現像してガラスマスター（原盤）を得、ガラスマスターから表面のレジストの凹凸をＮｉ等の金属面に写しとることで作製できる。このスタンパーに、ポリカーボネート等の樹脂による射出成形を実施することで基板を作製するのが一般的である。
【００４２】
本発明における波状溝を形成するには、スタンパーの作製時に形成する方法と、基板を作製後に何らかの処理を施して形成する方法とがある。
まず、スタンパーの作製時に形成する方法としては以下が挙げられる。
例えば、上記フォトレジストとして、感光特性が照射光量に対して比較的緩やかに変化する、いわゆるγ値の低いフォトレジストを用い、これをレーザーで露光し現像することにより、波状溝が形成できる。または、レーザー露光の際に、レーザービームスポットをフォトレジスト上に完全には集光せず、あるい程度ぼかした状態で露光しても、波状溝が形成できる。
【００４３】
或いは、フォトレジストに露光・現像によって従来のような形状の溝を形成したのち、何らかの手段で溝形状を変化させて波状溝を形成してもよい。この手法によれば、従来の製造方法を大きく変えることなく、溝の形成までを従来法によって行い、そののち溝形状変化工程を加えるだけでよいので好ましい。
例えば、溝を形成したフォトレジストを、その軟化点前後まで加熱処理することでフォトレジストを軟らかくし、表面張力で曲面を得ることができる。
【００４４】
また、紫外線などのエネルギー線を照射する方法もある。紫外線の光源としては低圧水銀ランプやエキシマランプが使用可能である。この原理は、紫外線により樹脂表面を分解するとともに励起酸素原子を発生させて、分解した樹脂を酸化させることでエッチングが行われるものと考えている。この処理によって溝壁面の角が削れ、曲面を得ることができる。エキシマランプを用いることは低圧水銀ランプに比べ処理時間が短縮されて好ましい。例えば１７２ｎｍの波長のランプを用いることができる。
【００４５】
加熱処理の場合は、処理前より溝深さが浅くなる傾向がある。一方、紫外線処理の場合は、一旦処理前より溝深さが深くなり、処理が進行すると、また浅くなっていく傾向がある。従って、処理後に最適な形状をとるように、処理前の溝形状を調整しておくことが好ましい。
次に、基板を作製後に何らかの溝形状変化処理を施して波状溝を形成する方法の例としては、やはりその軟化点前後まで加熱処理することが挙げられる。また基板表面と化学反応を起こして溶解する液に浸す湿式のエッチングや、反応性ガスによりエッチングする乾式のエッチングも用いることができる。
【００４６】
樹脂基板の場合は紫外線などのエネルギー線を照射する方法も用いることができる。この原理は上述と同様である。
スタンパー作製段階での処理と基板での処理を比較すると、スタンパー作製段階における処理を行うことで、そのスタンパーを用いて射出成形等により大量の基板を無処理で作製可能なので、基板に処理をすることよりもプロセス的に簡便であり、非常に好ましい。
【００４７】
なお、ユーザーへの配布情報ないしアドレス情報、媒体の記録再生に関する情報等があらかじめ記録されている凹凸ピットの形状に関しては、処理による形状変化を考慮して最適化されていることが好ましい。より具体的には、処理により一般にピットは大きくなるので、あらかじめ最適値より小さめのピットを作製しておくことが好ましい。
【００４８】
或いは、最適な大きさのピットを作製したのち、凹凸ピット形状を変化させないように凹凸ピットの形成された領域を何らかの方法でマスクすることも好ましい方法である。例えば紫外線でエッチングする際に紫外線を局所的にカットするマスク板を紫外線ランプと基板の間に挿入しても良い。
以上のいずれかの方法で作製した波状溝を備えた基板に、次は情報層を成膜する。
【００４９】
成膜にはスパッタリング法ないし真空蒸着法などを用いることができる。これらの方法では粒子が蒸発源から直線的に基板に到達するためシャドウイングの影響が強く、本発明の適用による改善効果が大きい。ただしこれら以外にも、例えばスピンコーティング法でも従来は溝部に塗布液がたまり、溝間部よりも厚く塗布されるという問題があったが、本発明を適用することで改善することができる。
【００５０】
次に、本発明を適用可能な光記録媒体について説明する。
本発明は、ユーザーが記録可能である光記録媒体に適用できる。すなわち、記録層としては、各種のものを用いることができ、例えば光磁気記録層や相変化型記録層、色素型記録層、無機追記型記録層が用いられる。また、層構成としても各種のものを採用することができる。
【００５１】
光磁気記録層としては、例えばＴｂＦｅ、ＴｂＦｅＣｏ、ＴｂＣｏ、ＧｄＦｅＣｏ、ＤｙＴｂＦｅＣｏ等の希土類と遷移金属との非晶質磁性層、ＭｎＢｉ、ＭｎＣｕＢｉ等の多結晶垂直磁化層、Ｐｔ／Ｃｏ多層膜等が用いられる。
光磁気記録層は単層であっても良いし、オーバーライトやＭＳＲ（磁気超解像）を可能とするためにＧｄＴｂＦｅ／ＴｂＦｅのように２層以上の磁性層を重ねて用いても良い。
【００５２】
相変化型記録層としては、例えばＧｅＳｂＴｅやＩｎＳｂＴｅ、ＩｎＧｅＳｂＴｅ、ＡｇＳｂＴｅ、ＡｇＩｎＳｂＴｅといった化合物が使用できる。
好ましくは、｛（Ｓｂ2 Ｔｅ3 ）1-x （ＧｅＴｅ）x ｝1-y Ｓｂy （０．２＜ｘ＜０．９、０≦ｙ＜０．１）合金、及び該３元合金に１０原子％程度までのＩｎ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｐｂ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｖのうち少なくとも１種を含む合金薄膜があげられる。
【００５３】
あるいは、高速でのオーバーライトが可能な材料として、Ｓｂ70Ｔｅ30共晶点近傍のＳｂＴｅ合金を主成分とする、ＭＳｂＴｅ（Ｍ＝Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｐｂ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｖのうち少なくとも１種）合金薄膜が好ましい。
無機追記型記録層としてはＴｅＳｅ等、色素型記録層としては、シアニン色素、フタロシアニン色素、含金属アゾ色素、又はそれらの混合物などを用いることができる。
【００５４】
記録層の上部及び／又は下部には耐候性、高硬度、高滑性などの性質を備えた透明中間層を設ける。中間層の材質はこれら性質を考慮の上選ばれる。耐候性、高硬度といった点では誘電体が好ましい。
誘電体としては金属酸化物、窒化物、カルコゲン化物、炭化物、フッ化物、およびその混合物などが用いられる。
【００５５】
金属酸化物としてはＡｌ2 Ｏ3 、Ｔａ2 Ｏ5 、ＳｉＯ2 、ＳｉＯ、ＴｉＯ2 等の金属酸化物単独又はこれらの混合物、或いはＡｌ−Ｔａ−Ｏの複合酸化物等が挙げられる。
金属窒素物としては、窒化ケイ素、窒化アルミニウム等が挙げられる。
カルコゲン化物としては、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ等のカルコゲン化亜鉛、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ等のＩＩ−Ｖ族化合物、Ｌａ2 Ｓ3 、Ｃｅ2 Ｓ3 等の希土類硫化物、ＴａＳ2 、ＭｇＳ、ＣａＳ等があげられる。カルコゲン化亜鉛は化学的にも安定で、その中でも特にＺｎＳは毒性も低く最も好ましい。
【００５６】
さらに、高反射率の金属又は合金からなる反射層を設けても良い。反射層材料としては、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ又はこれらの合金、或いはこれらの一種以上を主成分とする合金などが用いられる。
本発明においては、上述の様々な層を総称して情報層と称する。
上記したように光磁気記録媒体ではシャドウイングによるノイズ増加が特に大きいため、本発明を適用することによるノイズ低減効果が著しい。
【００５７】
また、スパッタリング法や真空蒸着法はシャドウイングを大きく受けるので、スパッタリング法や真空蒸着法により情報層の少なくとも一部が成膜される媒体に用いて効果が高い。
以上の説明では基板を通さずに記録層に光を入射する膜面入射方式を主に説明したが、基板を通して光を入射する基板面入射方式においても本発明の作用は同じである。基板面入射方式でも、最初に成膜される透明中間層のシャドウイングが関与するからである。ただし、上述の通り膜面入射方式の媒体に用いるとよりノイズ低減作用が大きい。
【００５８】
さて、本発明は、溝部を記録トラックとして情報記録を行う方式の媒体に用いて顕著な効果がある。特に、溝部と溝間部の両方に記録を行うランド＆グルーブ記録用媒体に用いると、溝部と溝間部の特性差が小さくなり好ましい。この場合波状溝は、凸状の溝間部と凹状の溝部とが、ほぼ反転した同一形状となることが望ましい。
【００５９】
以下では、本発明においてより好ましい溝形状について説明する。
溝が極端に浅ければシャドウイングの影響が少ないのは前述のとおりである。しかし、溝が浅すぎると記録再生時に充分なトラック追随信号がとりにくくなる。また、溝が浅くなることで、隣り合うトラック間を熱が伝わっていく距離が短くなるので、記録又は消去時の加熱がその隣接トラックに干渉を及ぼす可能性が高くなる。つまり記録、消去の光パワーの許容範囲が狭くなる傾向がある。
【００６０】
さらに、ランド＆グルーブ記録では、溝深さを適度な範囲とすることにより、溝部からの反射光と溝間部からの反射光との光干渉によってクロストークを軽減する「クロストークキャンセル」という方法が用いられている。
一般に、この効果を出すためには溝部に入射する光の波長λに対し、少なくともλ／６の溝深さを必要とする。ただしλ／３以下が好ましい。ここで、膜面入射方式の場合、λは空気中での波長であり、基板面入射方式の場合は、基板中での波長である。
【００６１】
従来は、溝深さを深くするとシャドウイングの影響が大きくなってしまうために、溝記録方式においてもランド＆グルーブ記録方式においても、必ずしも最適な溝形状とすることができない場合があった。
本発明によれば、シャドウイングを低減できるため、上記のような点のみを考慮して溝形状の最適化を実施できる。
【００６２】
好ましい溝深さは、下限がλ／２０以上であり、より好ましくはλ／１５以上である。また上限はλ／４以下であり、より好ましくはλ／５以下である。
また、溝幅が０．７μｍ以下であるような溝幅の狭い光記録媒体はシャドウイングの影響が大きいので、本発明の適用効果は特に高い。
溝深さと溝幅の比（アスペクト比）が大きいと、溝部に再生光が侵入しにくく再生信号が低下しやすい。従って溝深さｄと溝幅ｗとの関係が、
【００６３】
【数１】
ｄ／ｗ  ＜  ０．３
であることが好ましい。さらに好ましくは、
【００６４】
【数２】
ｄ／ｗ  ＜  ０．２
である。
ランド＆グルーブ記録方式の媒体の場合、溝幅ｗは溝ピッチＴＰに対し、好ましくは３５％以上とし、より好ましくは４０％以上とする。ただし、６５％以下が好ましく、より好ましくは６０％以下である。この範囲とすることにより、ランドと溝（グルーブ）の両方で良好かつバランスのよい記録再生特性の媒体を得ることができる。
【００６５】
溝幅ｗと溝深さｄの関係をこの範囲に保つためには、基板やスタンパーの紫外線処理や加熱処理を適度な時間及び強度に抑えるようにする。
また本発明によれば、成膜にともなう溝形状変動を抑えられるので、特に膜面入射方式に用いて効果が高い。本方式では、基板に伴う収差の発生が無いので、基板面入射方式と比べ高い開口数のレンズが使用できる。また対物レンズを膜面に近接させることができるため、１を越える大きな開口数のＳＩＬ（Solid Immersion Lens）を用いることができる。
【００６６】
対物レンズを膜面に近接させる記録再生方法としてはまた、例えば対物レンズを浮上型ヘッドに搭載する方法もある。本発明によればこのような膜面入射方式の媒体のＣＮＲを大きく向上させることができるため、非常に高密度の情報記録が可能となる。
膜厚が厚いほどシャドウイングによる溝形状変動が大きいので、本発明は、記録層を厚く設ける媒体、例えば光磁気記録媒体の一種である光変調オーバーライト媒体、磁気超解像（ＭＳＲ）媒体等に用いて好ましい。スパッタリングないし真空蒸着により作製される記録層の膜厚が１００ｎｍ以上の媒体への適用効果が高い。さらには記録層の膜厚が２００ｎｍ以上の媒体への適用効果が高い。
【００６７】
成膜時の膜の付着効率が低くても大きな問題とならない場合は、波状溝とロングスロースパッタリング、あるいはコリメーター等を組み合わせることで、シャドウイングがより低減できる。
【００６８】
【実施例】
以下に実施例をもって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
以下の実施例及び比較例で作製したディスクは、いずれも、ランド＆グルーブ記録に用いる光磁気ディスクである。
（実施例１〜６、比較例１）
螺旋溝が形成された基板厚１．２ｍｍ、直径１３０ｍｍのポリカーボネート基板を複数枚準備した。ポリカーボネートの屈折率は１．５８である。いずれも、溝の延在する方向に垂直な断面の溝形状は、溝幅が０．６７μｍ、溝深さが６０ｎｍの略台形であった。また、溝ピッチＴＰは１．４μｍ、溝部と溝間部の平坦部が各々０．６μｍであり、平坦部合計が１．２μｍで溝ピッチの８６％であった。
【００６９】
これら基板に対し、一枚を除き、出力２００Ｗ、波長１７２ｎｍのエキシマランプ（ウシオ電機製）で紫外線照射を行った。基板とランプの距離は３ｍｍであった。
各基板に、照射時間をそれぞれ１分、１分３０秒、２分、３分、５分、１０分として紫外線照射を行ったのち、溝形状をＡＦＭ（原子間力顕微鏡）で観察した。結果を表−１に示す。
【００７０】
【表１】
0004062872.tif 000002
【００７１】
照射とともに平坦部は減少していき、１分以上の照射で、本発明の溝形状が得られた。２分の照射では平坦部が溝間部にわずかに残るだけであり、ＴＰの１２％まで減少した。３分以上の照射では、平坦部が存在しない、全体がほぼ曲面より構成されるものとなった。溝部と溝間部が、互いにほぼ反転した同一形状となるのは照射時間３分の場合であった（実施例４）。
【００７２】
ただし照射時間が１０分の場合は溝間部の減少に伴って溝幅が広くなり、溝部での平坦部が増加した。
次に、これら基板上に、スパッタリングにより膜厚７０ｎｍの酸化Ｔａ、膜厚１００ｎｍのＴｂ21（Ｆｅ80Ｃｏ20)89 、膜厚８０ｎｍの窒化Ｓｉを成膜し、光磁気ディスクを作製した。酸化Ｔａと窒化Ｓｉは直流反応性スパッタリング、ＴｂＦｅＣｏは直流スパッタリングにより成膜した。
【００７３】
波長６８０ｎｍ、対物レンズの開口数ＮＡ＝０．５５の評価機で、これらディスクを線速８ｍ／ｓで回転させながら、膜面入射方式及び基板面入射方式の両方で評価を行った。いずれのディスクでも充分なトラック追随信号（トラッキング信号）が得られた。
なお、評価機の対物レンズが１．２ｍｍの基板を介して用いるように最適化されて設計されていたため、膜面入射方式での評価の際は、ディスクと対物レンズのあいだに１．２ｍｍのガラス板を挿入した。
【００７４】
各々に１．５２μｍのマーク長で記録し、再生した信号特性ＣＮＲ（ｄＢ）を表−１に示す。ＣＮＲは４０ｄＢ以上得られるのが好ましく、より好ましくは４５ｄＢ以上である。また、溝部と溝間部との差が小さいほど好ましい。
平坦部Ｆが溝ピッチＴＰの４５％以下である実施例１〜６はいずれも、溝部と溝間部の両方でＣＮＲ４０ｄＢ以上が得られ、Ｆ／ＴＰが３０％以下である実施例２〜６は、ほぼ４５ｄＢが得られている。ただし実施例６は長時間の紫外線照射により溝間部が減少したため、溝間部のＣＮＲが低下している。
【００７５】
次に、実施例４と比較例１のディスクについて、膜面入射方式で、溝間部のノイズをそれぞれ測定した。両者の消去状態での０〜２０ＭＨｚまでのノイズスペクトルを図６に示す。実施例４は比較例１に比べて、０〜１２ＭＨｚの周波数帯域にわたってノイズが最大７ｄＢ改善されている。
（実施例７〜１０、比較例２）
螺旋溝が形成された基板厚１．２ｍｍ、直径１３０ｍｍのポリカーボネート基板を複数枚準備した。いずれも、溝の延在する方向に垂直な断面の溝形状は、溝幅が０．６８μｍ、溝深さが９１ｎｍの略台形であった。また、溝ピッチＴＰは１．２μｍ、溝部の平坦部が０．６μｍ、溝間部の平坦部が０．４μｍであり、平坦部合計が１．０μｍで溝ピッチの８３％であった。
【００７６】
これら基板に対して、一枚を除き、１３５℃に設定した加熱オーブンで加熱を行った。
各基板を、それぞれ１．５時間、３時間、５時間、７時間加熱したのち、溝形状をＡＦＭ（原子間力顕微鏡）で観察した。結果を表−２に示す。
【００７７】
【表２】
0004062872.tif 000003
【００７８】
加熱とともに平坦部は減少していき、１．５時間の加熱で、本発明の溝形状が得られた。３時間の加熱では平坦部がわずかに残るだけであり、ＴＰの１６％まで減少した。
次に、これら基板上に、スパッタリングにより膜厚７０ｎｍの酸化Ｔａ、膜厚１００ｎｍのＴｂ21（Ｆｅ80Ｃｏ20)89 、膜厚８０ｎｍの窒化Ｓｉを成膜し、光磁気ディスクを作製した。酸化Ｔａと窒化Ｓｉは直流反応性スパッタリング、ＴｂＦｅＣｏは直流スパッタリングにより成膜した。
【００７９】
波長６８０ｎｍ、対物レンズの開口数ＮＡ＝０．５５の評価機で、これらディスクを線速８ｍ／ｓで回転させながら、膜面入射方式及び基板面入射方式の両方で評価を行った。いずれのディスクでも充分なトラック追随信号（トラッキング信号）が得られた。
なお、評価機の対物レンズが１．２ｍｍの基板を介して用いるように最適化されて設計されていたため、膜面入射方式での評価の際は、ディスクと対物レンズのあいだに１．２ｍｍのガラス板を挿入した。
【００８０】
各々に１．５２μｍのマーク長で記録し、再生した信号特性ＣＮＲ（ｄＢ）を表−２に示す。ＣＮＲは４０ｄＢ以上得られるのが好ましく、より好ましくは４５ｄＢ以上である。また、溝部と溝間部との差が小さいほど好ましい。
平坦部Ｆが溝ピッチＴＰの４５％以下である実施例７〜１０はいずれも、比較例２に対して、溝部と溝間部の両方でＣＮＲ向上の効果が得られており、Ｆ／ＴＰが３０％以下である実施例８〜１０は、ほぼ４５ｄＢが得られている。ただし実施例１０は長時間の紫外線照射により溝部が減少したため、溝部のＣＮＲが低下している。
【００８１】
【発明の効果】
本発明によれば、シャドウイングを大きく低減することで溝部と溝間部での膜厚差を低減し、ノイズを低下させ、ＣＮＲの高い再生信号を得ることができる。特に溝部でＣＮＲが大きく改善されるので、本媒体の溝部を記録トラックとして記録再生を行うと、ノイズが低くＣＮＲが高いので好ましい。
【００８２】
加えて、ランドと溝との再生信号をともに向上させ、かつ両者の信号特性差の小さいランド＆グルーブ記録タイプの光記録媒体を提供することができる。
また、本発明を膜面入射方式の媒体に適用した場合、特にＣＮＲを大きく向上させることができるため、非常に高密度の情報記録が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の一実施例の光記録媒体の基板の溝形状と、成膜中の斜め入射粒子との関係を示す図であり、（ｂ）は成膜後の膜付着状態を示す図である。
【図２】  （ａ）は従来の光記録媒体の基板の溝形状と、成膜中の斜め入射粒子との関係を示す図であり、（ｂ）は成膜後の膜付着状態を示す図である。
【図３】溝形状のパラメータの定義を示す説明図である。
【図４】  実施例４及び比較例１におけるノイズスペクトルを示す図である。
【符号の説明】
１  基板
２  溝部
３  溝間部
４  斜め入射粒子
５  情報層
６  溝壁面
７  シャドウイング領域
【図１】
0004062872.tif 000004
【図２】
0004062872.tif 000005
【図３】
0004062872.tif 000006
【図４】
0004062872.tif 000007