(57)【要約】【課題】凸型構造体形成の記録感度を改善できる光学情報記録媒体製造用の原盤を提供する。【解決手段】光学情報記録媒体製造用の原盤は、基板上に接して設けられた記録補助層及び感熱層の積層体を含む記録層を有し、感熱層ＺｎＳ−ＳｉＯ２からなり、ＳｉＯ２が５〜１０ｍｏｌ％含まれている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に接して設けられた記録補助層及び感熱層の積層体を含む記録層と、を有する光学情報記録媒体製造用の原盤であって、前記感熱層が、ＺｎＳ−ＳｉＯ２からなり、ＳｉＯ２が５〜１０ｍｏｌ％含まれていることを特徴とする光学情報記録媒体製造用の原盤。
【請求項２】
前記記録補助層が、Ｓｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎのうちの少なくとも１つを主成分として含むことを特徴とする請求項１記載の光学情報記録媒体製造用の原盤。
【請求項３】
前記基板及び前記記録補助層の間に放熱層を有し、前記放熱層が、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕのうちの少なくとも１つを主成分とすることを特徴とする請求項２または３記載の光学情報記録媒体製造用の原盤。
【請求項４】
前記感熱層が、硫化物と、シリコン酸化物、ジルコン酸化物、ニオブ酸化物の群から選ばれる少なくとも１つと、の混合物であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の光学情報記録媒体製造用の原盤。
【請求項５】
前記基板が、ガラス、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＡｌＮ及びＳｉのいずれか１つからなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の光学情報記録媒体製造用の原盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクなどの光学情報記録媒体に関し、特に、光学情報記録媒体のレプリケーションのための光学情報記録媒体製造用の原盤に関する。
【背景技術】
【０００２】
データの記録密度が高められた高密度光ディスクが研究されている。高密度光ディスクにおいては、大容量を実現するため、データの記録再生に用いるレーザ光のビームスポット径を非常に小さく絞らなければならない。たとえば、ビームスポット径を小さく絞るためには、レーザ光を集光するための対物レンズの開口数（ＮＡ）を０．７以上、例えば０．８５程度まで大きくすると共に、レーザ光の波長λを４５０ｎｍ以下、例えば４００ｎｍ程度まで短くする。
【０００３】
従来のＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤなど光ディスクには、読み出し専用でデータの追記や書き換えができないタイプのＲＯＭ（Read Only Memory）型光ディスクと、データの追記はできるがデータの書き換えはできない追記型光ディスクと、データの書き換えが可能なタイプの書き換え型光ディスクとに大別できる。
【０００４】
ＲＯＭ型光ディスクにおいては、製造段階において基板に形成されるプリピットによりデータがあらかじめ記録され、追記型や書き換え型光ディスクにおいては、プリピットやトラックがあらかじめ形成され、その上に有機色素等や相変化材料等からなる記録材料層が形成され、記録材料層の化学的物理的変化に基づく光学特性の変化を利用してデータが記録される。これらＲＯＭ型以外の光ディスクにおいても、一般的に、光ディスクの回転制御に用いられるウォブリング信号など回転制御情報やデータの記録時の位置検索などに必要なアドレス情報などの信号は、原盤製造時に、予め凹又は凸部であるトラック（グルーブ又はランド）に記録されている。いずれの光ディスクもレプリケーションにて製造され、トラックなど凹凸パターンを原盤に記録し、記録原盤からディスクスタンパを形成し、該ディスクスタンパを用いて合成樹脂などを加熱プレス加工または射出成形し、該パターンが原盤から転写された記録面を備えた透光性基板などが形成されて、得られる。
【０００５】
所定パターンの原盤への記録は、例えばＬＢＲ（Laser beam recording）では、カッティング装置によってなされ、ブランク原盤を回転させつつ、その記録面へレーザビームをスポット照射し、レーザビームを半径方向に送ることにより、レーザスポットが所定ピッチで螺旋状のトラック軌跡を描き、その軌跡上において、記録原盤の回転速度及び情報内容に応じてレーザビームをオン／オフさせることにより原盤上にピット又はグルーブを記録する。
【０００６】
近年、ＢＤの記録密度を越えるより高密度化された記録媒体の研究開発が進められ、かかるトラックのピッチの極細化が望まれている。
【０００７】
プリピットやトラックを高解像度でパターニングを実現するため、高密度光ディスクの原盤作製手段として、有機レジストとＬＢＲの組み合わせや、無機レジストとＰＴＭ（Phase transition mastering）の組み合わせや、無機レジストとＥＢＲ（Electronic beam recording）の組み合わせによる作製プロセスが一般的である。
【０００８】
現在主流のＢＤ−ＲＯＭ（片面容量２５ＧＢ／直径１２０ｃｍ）用原盤の作成法は、ＬＢＲ及びＰＴＭを使用したものが主流であるが、更なる高密度の原盤を作製するには、レジスト層の高解像化が容易なＰＴＭ、ＥＢＲを使用した手法が採用されている。ＰＴＭにおいては、以下の提案がある。
【０００９】
プリピットやトラック等の凹凸パターンを有するオーサリング用光記録媒体の製造方法として、支持基板上に第１の誘電体層、光吸収層、第２の誘電体層を順次積層する工程、レーザ光を照射し情報を記録する工程、溶液エッチングにより、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少なくとも含む方法が提案されている（特許文献１参照）。
【００１０】
トラックピッチを縮小し高記録密度を達成できる構造の光記録媒体として、光照射により発熱する発熱材料、構造体、光照射により発熱し情報が記録される記録材料が少なくとも積層され、該構造体は、シリコン化合物（材料Ａ）と、硫化物材料、セレン化物材料、フッ化物材料、窒化物材料、金属材料、半導体材料の群から選ばれる少なくとも１つの材料（材料Ｂ）の混合体材料からなり、かつ構造体が媒体面内において隣接する構造体と完全に分離した状態で設けられている光記録媒体が提案されている（特許文献２参照）。
【００１１】
簡便なプロセスで微細な構造体を安価に形成する光記録媒体の製造方法として、光吸収層と熱反応層の積層構成を有する媒体を用い、少なくとも、該媒体に対して光を照射する工程、該媒体をエッチング加工する工程により微細な構造体を形成する構造体形成方法において、熱反応層：Ｓｉ酸化物（Ａ）と硫化物、セレン化物、フッ素化合物のうち少なくとも１つの材料（Ｂ）の混合が提案されている（特許文献３参照）。
【００１２】
光学情報記録媒体に微細構造を形成する方法として、微細構造が形成される前記媒体が、レーザ光照射により変化する反応材料を有し、該媒体に微細構造を形成する工程が、大気もしくは酸素ガスもしくは水蒸気ガスと該反応材料が接する状態でレーザ光を照射するレーザ照射工程を少なくとも含む方法が提案されている（特許文献４参照）。
【００１３】
光学情報記録媒体の構造と製法について、構造体を形成する媒体が、光吸収層と熱反応層の積層からなり、前記媒体に対して構造体を形成する工程が、少なくとも、前記媒体に対してレーザ光を照射する工程と、前記媒体をエッチング加工する工程と、を含む構造体形成方法が提案されている（特許文献５参照）。
【００１４】
微細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において、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レーザ光を照射し、逐次Ｂ層とＡ層の状態を変化させ、エッチング処理して、支持基板上にＡ層、Ｂ層積層の構成の何れかからなる凸状の構造を有する凸構造基体の支持基板をディスク状に、凸状の構造体をスパイラル状または同心円状として記録媒体用原盤とすることが提案されている（特許文献６参照）。
【特許文献１】特開２００５−１５８１９１
【特許文献２】特開２００５−３２２３６５
【特許文献３】特開２００６−００４５９４
【特許文献４】特開２００６−２５２６７１
【特許文献５】特開２００７−１７９６０７
【特許文献６】特開２００７−２４２１８３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上記の例えば、特許文献５の技術では、ＺｎＳ−ＳｉＯ２膜を記録層とした場合、ＳｉＯ２組成比１０ｍｏｌ％〜４０ｍｏｌ％程度が最適と報告されている。そこで、発明者は実験により、光学情報記録媒体製造用の原盤において、高密度、高精細なピット形成を行うに当たり、記録感度を改善する必要がある問題が知見された。
【００１６】
そこで、本発明の解決しようとする課題には、ＺｎＳ−ＳｉＯ２など無機材料を感熱層とする凸型構造体形成の記録感度を改善できる光学情報記録媒体製造用の原盤を提供することが一例として挙げられる。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
請求項１記載の光学情報記録媒体製造用の原盤は、基板と、前記基板上に接して設けられた記録補助層及び感熱層の積層体を含む記録層と、を有する光学情報記録媒体製造用の原盤であって、前記感熱層が、ＺｎＳ−ＳｉＯ２からなり、ＳｉＯ２が５〜１０ｍｏｌ％含まれていることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明による実施の形態の例を図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
第１の実施形態の光学情報記録媒体製造用の原盤１１は、図１に示すように、ガラスからなる円形の基板１２と、基板１２上に、記録補助層１４及びこれに接する感熱層１６を有して記録層１８が設けられて構成されている。このように、原盤１１は、基板１２と、基板１２上に接して設けられた記録補助層１４及び感熱層１６の積層体を含む記録層１８と、を有する。このような構造の原盤１１に対しては、感熱層１６側からレーザビームを集光照射することによってデータの記録が行なわれる。
【００２０】
基板１２は、原盤１１に求められる機械的強度を確保するための基体としての役割を果たすように基板１２の厚さは設定され、その材料としてはガラス、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＡｌＮまたはＳｉの材料を用いることが可能である。
【００２１】
記録補助層１４は、露光波長のレーザビームを吸収し、熱に変換する。記録補助層１４は、Ｓｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎのうちの少なくとも１つを主成分として含む。記録補助層１４の膜厚は、レーザビームがスポット照射されることによって感熱層１６を変化させるために充分な膜厚であり、なおかつ必要以上に積層すると、より多くの熱量が必要となるため１〜１００ｎｍであることが好ましく、２〜５０ｎｍであることがより好ましい。
【００２２】
感熱層１６は、エネルギー照射で状態変化を起こす母材を含み、すなわち、母材として、レーザビーム照射のエネルギーにより、後工程のエッチングに対する耐性等の物性が変化される状態変化材料を含んで構成されている。感熱層１６の母材は、状態変化を起こす材料であれば特に限定されず、例えば、酸化物、硫化物、窒化物またはこれらの組み合わせを主成分として用いることができる。具体的には、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＧｅＮ、ＧｅＣｒＮ、ＣｅＯ２、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、Ｔａ２Ｏ５及びＳｉＣからなる群より選択される少なくとも１種を主成分とすることが好ましい。また、感熱層１６は、硫化物と、シリコン酸化物、ジルコン酸化物、ニオブ酸化物の群から選ばれる少なくとも１つと、の混合物であることが好ましい。例えば、またＳｉＯ２混合成分に代えて、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ５などの別の化合物でも混合可能である。さらにまた、感熱層１６は、ＺｎＳ−ＳｉＯ２の混合物を主成分とすることがより好ましく、ＳｉＯ２は５ｍｏｌ％〜９０ｍｏｌ％組成比でも可能であり、５ｍｏｌ％〜３０ｍｏｌ％が望ましい。
【００２３】
前記記録補助層１４は、接している感熱層の反応を促進させる層であり、所定以上の書き込みパワーを持つレーザ光が照射されたとき、その変換した熱によって、感熱層１６が部分的または全体的に状態変化（例えばアモルファスが結晶化へ移行）することにより潜像が形勢される。
【００２４】
また、感熱層１６の膜厚は特に限定されないが、５〜２００ｎｍであることが好ましい。この膜厚が５ｎｍ未満であると、母材の充分な状態変化があったとしても、層全体として後工程のエッチングに対する充分な耐性が望めない。一方、膜厚が２００ｎｍを超えると、成膜時間が長くなり生産性が低下する恐れがあり、更に、感熱層１６の残留応力によってクラックが発生する恐れがある。また、前記記録補助層１４の熱影響が及ばない部分が残ることも考えられる。
【００２５】
さらにまた、基板１２及び記録補助層１４の間に放熱層（図示せず）を有し、放熱層が、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕのうちの少なくとも１つを主成分とすることにより、その冷却促進と熱拡散を抑制することで、目標どおりの大きさで揃った凸部ピットを形成することが容易になる。
【００２６】
次に、未記録のブランクの原盤の製造方法の一例について説明する。
【００２７】
まず、ガラスなどの平坦な円形基板１２上に記録補助層１４を積層する。この記録補助層１４は、気相成長法を用いて形成することができる。更に、記録補助層１４上に光入射側の感熱層１６を形成する。この感熱層１６も、気相成長法を用いて形成することができる。以上により、ブランクの原盤の製造が完了する。
【００２８】
次に、上記ブランクの原盤を用いた高密度光ディスク用原盤製造方法について説明する。
【００２９】
図２に示すように、レーザカッティング工程として、回転するブランクの原盤１１に対して、所定のＮＡ、波長、出力を有するレーザビームＬＢを感熱層１６側から入射し記録補助層１４を照射露光する。
【００３０】
このようなレーザビームＬＢの照射により、記録補助層１４の照射部分がレーザビームＬＢにより加熱され、加熱部分が接する感熱層１６の部分に影響を与えて、部分的または全体的に状態変化（例えばアモルファスから結晶への移行）して、潜像laMが形成される。潜像の形成された部分の物性は、それ以外の部分（未記録領域）の物性と十分に異なった状態となる。従って、潜像部分とそれ以外の部分とでのエッチング速度の相違により、現像することができる。これにより、所望とする光ディスクのランド及びグルーブ等に応じた潜像パターンがガラス基板１２上感熱層１６に形成される。
【００３１】
次に、現像工程として、図３に示すように、露光した原盤１１を現像装置（図示せず）に装着し、原盤１１を現像して潜像laM部分以外の感熱層１６を除去し、露光した原盤１１上に記録すべき信号に対応する凸パターンを設け、基板１２と凸パターン構造体とからなる現像原盤１１(光学情報記録媒体製造用の原盤)を得る。
【００３２】
次に、電鋳工程として、図4に示すように、現像原盤１１の凸パターン感熱層１６上にニッケル又は銀などの導電膜CMをスパッタリング又は蒸着などの成膜方法によって形成する。次に、図５に示すように、メッキ処理により原盤１１の凹凸パターン上にニッケル等の金属を析出させてメッキして肉厚のメッキ層１０５（Ｎｉなど金属原盤）を形成する。
【００３３】
次に、図６に示すように、この金属原盤１０５を原盤１１から剥離した後、後処理工程において、酸及び又はアルカリ処理により金属原盤１０５上に残った感熱層１６及び銀などの導電膜３を除去して、トリミングを施して整形して、ディスクスタンパ１０６が得られる。
【００３４】
そして、このディスクスタンパ１０６を射出成形装置の金型に装着し、金型を閉じてキャビティを形成し、このキャビティ内にポリカーボネート（ＰＣ）等の溶融樹脂を注入後、硬化させて、金型から取り出すことで、ディスクスタンパ１０６の凹凸が転写された光ディスク基板が得られる。
【００３５】
（実施例）
複数のブランク原盤を次のように作製した。まず、直径１２０ｍｍのガラス基板をスパッタリング装置にセットし、この基板上に、次に膜厚１００ｎｍのＳｉの記録補助層、膜厚５０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ２の混合物（ＳｉＯ２組成比５ｍｏｌ％、１０ｍｏｌ％、２０ｍｏｌ％、３０ｍｏｌ％）からなる感熱層を順次、スパッタ法により形成した。
【００３６】
それぞれのブランク原盤に次のように情報を記録した。レーザビーム露光（波長４０５ｎｍ、書き込みパワー３ｍＷ、４ｍＷ、５ｍＷ、６ｍＷ）により、線速度一定で、トラックピッチ３２０ｎｍでピット長１５０ｎｍでデュティー比５０％の単一マークとスペースのパターン記録を行った。
【００３７】
露光した原盤を、１％の硫酸水溶液にて浸漬攪拌現像した。
【００３８】
現像後、原盤を純水洗浄し、エアーブローにて乾燥すると、露光されていない部分が除去され、露光部分が凸部パターンとして残り、実施例のガラス原盤が得られた。
（評価）
ガラス原盤それぞれの凸部パターン面に、膜厚２０ｎｍのＡｇＰｄＣｕ合金反射膜をスパッタで成膜し、その上にカバー層を設けた構造（ＢＤディスクの構造形態）を、再生原盤とした。
【００３９】
記録再生条件を、再生レーザビーム波長λ：４０５ｎｍ、対物レンズ開口数ＮＡ：０．８５、線速度：４．９２ｍ／ｓｅｃ、読み取りパワー：０．３ｍＷとして、再生原盤から単一マークとスペースのパターンの再生を行った。
【００４０】
図７は、得られた再生原盤それぞれにける書き込みパワーに対するキャリアノイズ比（Ｃ／Ｎ）の特性を示すグラフである。グラフにおいて、ＺＳ（５％）はＺｎＳ−ＳｉＯ２（ＳｉＯ２組成比５ｍｏｌ％）を、ＺＳ（１０％）はＺｎＳ−ＳｉＯ２（ＳｉＯ２組成比１０ｍｏｌ％）を、ＺＳ（２０％）はＺｎＳ−ＳｉＯ２（ＳｉＯ２組成比２０ｍｏｌ％）を、ＺＳ（３０％）はＺｎＳ−ＳｉＯ２（３０ｍｏｌ％）を示す。
【００４１】
図７から明らかなように、ＺｎＳ−ＳｉＯ２感熱層におけるＳｉＯ２組成比について、ＳｉＯ２（２０ｍｏｌ％）からＳｉＯ２（５％）で約４ｄＢ程度のＣ／Ｎ値改善が、ＳｉＯ２（２０ｍｏｌ％）からＳｉＯ２（５％）で約０．６ｍＷ程度の記録感度改善が、ＳｉＯ２（１０ｍｏｌ％）からＳｉＯ２（５％）で約０．３ｄＢ程度のＣ／Ｎ値改善が、ＳｉＯ２（１０ｍｏｌ％）からＳｉＯ２（５％）で約０．６ｍＷ程度の記録感度改善が、得られた。なお、Ｃ／Ｎ値については、ピーク（最大）を比較した差を記載した。書き込みパワーについては、Ｃ／Ｎピーク値が得られるポイント同士を比較して、その差を記載した。
【００４２】
従って、ＺｎＳ−ＳｉＯ２層のＳｉＯ２組成比を５〜１０ｍｏｌ％とすることで、テーパー形状凸型ピットを形成でき、従来のものより高解像度、高記録感度化を可能とすることが、明らかとなった。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明による実施の形態に係る光学情報記録媒体製造用の原盤を示す概略部分断面図である。
【図２】本発明による実施の形態の光学情報記録媒体製造用原盤の製造方法を説明するための概略部分断面図である。
【図３】本発明による実施の形態の光学情報記録媒体製造用原盤の製造方法を説明するための概略部分断面図である。
【図４】本発明による実施の形態の光学情報記録媒体製造用原盤の製造方法を説明するための概略部分断面図である。
【図５】本発明による実施の形態の光学情報記録媒体製造用原盤の製造方法を説明するための概略部分断面図である。
【図６】本発明による実施の形態の光学情報記録媒体製造用原盤の製造方法を説明するための概略部分断面図である。
【図７】本発明による実施の形態の再生原盤それぞれにける読み取りパワーに対するキャリアノイズ比（Ｃ／Ｎ）の特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４４】
１１  原盤
１２  基板
１４  記録補助層
１６  感熱層
１８  記録層
ＬＢ  レーザビーム
laM  潜像
CM  導電膜
【図１】
2009245509.tif 000003
【図２】
2009245509.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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