CN100509222C - 构造体及其制造方法、形成用媒体,光记录媒体及其再现方法 - Google Patents

构造体及其制造方法、形成用媒体,光记录媒体及其再现方法 Download PDF

Info

Publication number
CN100509222C
CN100509222C CNB2004800404565A CN200480040456A CN100509222C CN 100509222 C CN100509222 C CN 100509222C CN B2004800404565 A CNB2004800404565 A CN B2004800404565A CN 200480040456 A CN200480040456 A CN 200480040456A CN 100509222 C CN100509222 C CN 100509222C
Authority
CN
China
Prior art keywords
tectosome
medium
light absorbing
convex
absorbing zone
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB2004800404565A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1905971A (zh
Inventor
三浦博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Singulus Technologies AG
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Publication of CN1905971A publication Critical patent/CN1905971A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100509222C publication Critical patent/CN100509222C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Manufacturing Optical Record Carriers (AREA)
  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

Abstract

一种构造体及其制造方法、形成用媒体,光记录媒体及其再现方法。该构造体的制造方法包括:光照射工序,向具有至少层合含有光吸收材料的光吸收层和含有热反应材料的热反应层的层合结构的构造体形成用媒体照射光;蚀刻工序,对该光照射过的构造体形成用媒体进行蚀刻加工。通过把构造体形成用媒体作为光吸收层和热反应层的层合结构,并把吸收光而发热的光吸收层和由热而反应而变成构造体的热反应层分离能把微小构造体均匀地形成在大面积媒体上。

Description

构造体及其制造方法、形成用媒体,光记录媒体及其再现方法
技术领域
本发明涉及构造体的制造方法、在该构造体制造方法中使用的构造体形成用媒体、由该构造体制造方法得到的构造体和通过该构造体(凹凸图案)记录和再现信息的光记录媒体及其该光记录媒体的再现方法。
背景技术
近年来由微小构造体构成的再现专用光记录媒体(以下也叫做“ROM盘”)以DVD-ROM为中心在广泛普及。且兰色激光的高密度ROM盘的开发也很迅速。
所述ROM盘是通过凹凸的凹凸图案来记录信息的,通常是经过包含原盘制作工序、母盘制作工序和复制工序的复杂工序而被制造的。
所述原盘制作工序通过(1)由激光束和电子束照射使光致抗蚀剂曝光(2)由抗蚀剂显影而形成图案(3)蚀刻把抗蚀剂作为掩膜的基板的顺序来制作原盘。
所述母盘制作工序通过(1)对原盘镀镍(Ni)(2)剥离Ni的顺序来制作母盘。
所述复制工序把母盘作为模型把规定的凹凸图案复制在树脂材料上。
在ROM盘的制造工序中以确认并调整记录条件、压缩效率和涂覆等为目的要进行试记录(原创(authoring))。为了该原创而使用经过ROM盘制造工序所有工序的而制造的ROM盘在成本方面是有界限的。于是为了简便地确认原创等而把具有含有相变化材料和有机色素的记录层的记录型媒体作为试记录用媒体(以下叫做“原创用媒体”)来使用。作为该原创用媒体例如在专利文献1和专利文献2中被公开。
但通过现有的凹凸图案来记录信息的光记录媒体有随着高密度化而复制微小的凹凸困难的问题。为了解决该问题例如有高密度电子束描绘的原版盘制作技术被提案(参照专利文献3和专利文献4)。
但在所述电子束描绘中抗蚀剂对电子束的灵敏度不充分,且由于是在真空中进行处理所以难免生产能力低下。且电子束描绘装置价格非常贵而需要巨大的初期投资。且维修保养困难,与激光束曝光比较运行成本也高,生产能力低下。因此有初期投资增加、运行成本增加等而处理成本高涨的问题。
作为解决这种伴随微小化而处理成本高涨问题的手段,例如开发了通过激光束来形成微小凹凸图案的方法。该方法是设置由热而变质的层,使比光束径小的区域变质并由蚀刻把不变质的区域除去而进行图案化的方法。
例如在专利文献5中有提案:向GeSn等相变化膜照射激光使晶体化而把非晶体化部分通过蚀刻除去来形成凹凸图案(构造体)的方法。且公开了首先把辅助薄膜进行成膜并把该辅助膜通过一次蚀刻加工而形成沟,然后把成了膜的相变化膜再次进行蚀刻加工的方法。在专利文献6中公开了:向GeSbTeSn等硫族化合物照射激光使晶体化而把非晶体化部分通过蚀刻除去来形成凹凸图案(构造体)的方法。
但为了在光盘这种大面积基板上形成均匀性好的构造体,就需要变成构造体的部分与其以外部分的蚀刻比率差(蚀刻选择比)大。在是相变化材料时在晶体状态与非晶体状态(非结晶形状态)之间的蚀刻选择比小。且还能有晶体状态与非结晶形状态的中间状态。因此所述专利文献5和6所述的方法对于大面积媒体来均匀形成微小构造体是困难的。且所述专利文献5中所示的需要两次蚀刻工序的制造方法有招致处理成本高涨的缺点。
在专利文献7和专利文献8中有提案:向层合A1/Cu等两种金属材料而构成的热敏材料上照射激光使形成两种金属材料相互扩散的反应部分(反应部分变成两种金属材料的合金),通过蚀刻把未反应的部分除去而形成构造体的方法。
在专利文献9中公开了:向由Au/Sn等两种无机材料构成的层合结构照射激光使形成两种材料相互扩散的反应部分,通过蚀刻把未反应的部分除去而形成构造体的方法。
但这些方法中相互扩散的两种材料的膜厚度分布,由于原封不动地成为变成构造体部分的组成分布,而只要组成不同则蚀刻比率就不同,所以对于大面积媒体来均匀形成微小构造体是困难的。
在专利文献10中有提案:向由GeSbTe等光吸收热变换层和在光刻法中使用的化学放大型抗蚀剂等构成的热感应层的层合结构照射激光使所述热感应层变质,把未变质的部分由蚀刻除去来形成构造体的方法。
但所述专利文献10中形成构造体的材料也是吸收光的材料,把该吸收光的材料作为形成构造体的材料而使用的方法对于形成高深度比(图案高度/构造体的大小)的构造体是不适合的。即在形成高深度比的构造体时需要把形成构造体的层厚膜化,但若厚膜化则热在层内扩张而妨碍微小化。
因此,不使用光刻法而能以简便处理低造价形成微小构造体的构造体制造方法和在大面积媒体上具有均匀该构造体的光记录媒体尚未被提供,希望其迅速被提供则是现状。
专利文献1:特开平11-328738号公报
专利文献2:特开2001-126255号公报
专利文献3:特开2001-344833号公报
专利文献4:特开2003-051437号公报
专利文献5:特开平9-115190号公报
专利文献6:特开平10-97738号公报
专利文献7:特开2001-250279号公报
专利文献8:特开2001-250280号公报
专利文献9:特开2003-145941号公报
专利文献10:特开2002-365806号公报
发明内容
本发明解决现有问题并按照所述希望,目的在于提供一种:把形成构造体的构造体形成用媒体作为光吸收层和热反应层的层合结构,通过把吸收光而发热的光吸收层和由热而反应而变成构造体的热反应层分离来不使用光刻法而能以简便处理低造价地形成微小构造体的构造体制造方法和在该构造体制造方法中使用的构造体形成用媒体、通过该构造体制造方法得到的构造体。
本发明的目的在于提供一种不降低生产能力就被高密度化、能以凹凸图案(构造体)记录信息、作为原创用媒体等能恰当使用的高密度光记录媒体。
本发明的目的在于提供一种使用本发明所述光记录媒体的信息再现方法。
为了解决所述课题本发明者们反复锐意讨论的结果是见解到:不使用光刻法而通过简便处理低造价地形成微小构造体,特别是通过把构造体形成用媒体作为光吸收层和热反应层的层合结构,并把吸收光而发热的光吸收层和由热而反应而变成构造体的热反应层分离就能把微小构造体均匀地形成在大面积媒体上。
且分别见解到本发明最好是:(1)由不经由基板来照射光而能形成更微小的构造体(2)通过对热反应层使用特定的材料而能在大面积媒体上均匀形成微小构造体,同时能以高深度比(构造体的高度/构造体的大小)形成构造体(3)通过使用湿式蚀刻法能不使用真空装置而以低造价的处理且高的生产能力来形成微小构造体(4)通过作为光是使用激光、作为激光光源是使用半导体激光而能以低造价的处理和装置来形成微小构造体(5)在把激光向构造体形成用媒体照射时使该媒体旋转来在大面积媒体上高速形成微小构造体。
本发明是基于本发明者们上述见解的,作为用于解决所述课题的手段则如下。即
<1>构造体形成用媒体具有至少层合含有光吸收材料的光吸收层和含有热反应材料的热反应层的层合结构。
<2>在上述<1>所述的构造体形成用媒体中,热反应层位于层合结构的最上层,且该热反应层含有对照射光的波长具有透光性的材料。
<3>在上述<1>所述的构造体形成用媒体中,热反应层含有材料A和材料B的混合物,该材料A是硅化合物材料,且所述材料B是从硫化物材料、硒化物材料、氟化合物材料中选择的至少一种。
在上述<1>到<3>任一项所述的构造体形成用媒体中,作为光吸收层和热反应层的层合结构通过把吸收光而发热的光吸收层和由热而反应而变成构造体的热反应层分离就能均匀形成微小构造体。
<4>一种构造体的制造方法,其包括:光照射工序,其向具有至少层合含有光吸收材料的光吸收层和含有热反应材料的热反应层的层合结构的构造体形成用媒体照射光;蚀刻工序,其对被该光照射过的构造体形成用媒体进行蚀刻加工。
本发明构造体的制造方法通过光照射工序和蚀刻加工就能不使用光刻法而以简便处理低造价地形成微小构造体。特别是通过把形成构造体的媒体作为光吸收层和热反应层的层合结构,并把吸收光而发热的光吸收层和由热而反应而变成构造体的热反应层分离就能把吸收热而发热的层薄层化,由于通过薄层化能抑制热的扩展,所以能均匀地形成微小构造体。
<5>在上述<4>所述的构造体制造方法中,热反应层位于层合结构的最上层,且该热反应层含有对照射光的波长具有透光性的材料。在该<5>所述的构造体制造方法中,把热反应层配置在层合结构的最上层且由透射光的材料形成,同时在光照射工序中从最上层的热反应层侧照射光。通过对热反应层使用透光性高的材料而能抑制热反应层吸收光,仅通过光吸收层的发热来形成构造体,所以能谋求构造体的微小化。由于作为膜面射入是不经由基板来照射光的,所以能把物镜的NA设定大且能把光束聚光,所以也能谋求构造体的微小化。
<6>在上述<4>所述的构造体制造方法中,热反应层含有材料A和材料B的混合物,该材料A是硅化合物材料,且所述材料B是从硫化物材料、硒化物材料、氟化合物材料中选择的至少一种。在该<6>所述的构造体制造方法中,通过对热反应层使用特定的材料能增大光照射与非照射部分之间的蚀刻选择比,所以能对大面积媒体均匀形成微小构造体。且由于该材料是厚膜化容易的材料,所以还能形成高深度比(构造体的高度/构造体的大小>的构造体。
<7>在上述<4>所述的构造体制造方法中,光照射工序是从最上层的热反应层侧照射光。
<8>在上述<4>所述的构造体制造方法中,光照射工序所照射的光是激光。
<9>在上述<8>所述的构造体制造方法中,激光光源是半导体激光。
<10>在上述<9>所述的构造体制造方法中所使用的激光照射装置包括:向构造体形成用媒体照射激光的半导体激光照射装置、激光调制装置和媒体驱动装置。
在该<9>和<10>任一项所述的构造体制造方法中,通过作为激光光源而使用半导体激光,能以低造价的处理和装置形成微小构造体。
<11>在上述<8>所述的构造体制造方法中,在向构造体形成用媒体照射激光时使该媒体旋转。
<12>在上述<11>所述的构造体制造方法中所使用的激光照射装置包括:向构造体形成用媒体照射激光的激光照射装置、激光调制装置、媒体旋转装置和信号检测装置。
在<11>和<12>任一项所述的构造体制造方法中,通过在向构造体形成用媒体照射激光时使构造体形成用媒体旋转而能对大面积媒体高速形成微小构造体,能降低处理成本。
<13>在上述<4>所述的构造体制造方法中,蚀刻工序是以湿式蚀刻法进行。在该<13>所述的构造体制造方法中,通过使用湿式蚀刻法能不使用真空装置而以低造价的处理且高的生产能力来形成微小构造体。
<14>一种构造体,是通过这样的构造体制造方法制造的,该构造体的制造方法包括:光照射工序,其向具有至少层合含有光吸收材料的光吸收层和含有热反应材料的热反应层的层合结构的构造体形成用媒体照射光;蚀刻工序,其对被该光照射过的构造体形成用媒体进行蚀刻加工。
<15>在上述<14>所述的构造体中构造体剖面的端面形状是大致垂直和大致倒锥形状的任一种。
<16>在上述<14>所述的构造体中,构造体是在光记录媒体表面上形成的凸状构造体。
<17>一种光记录媒体,其包括:基板、在该基板上吸收光而发热的光吸收层和紧接该光吸收层而含有与该光吸收层不同材质的凸状构造体,该凸状构造体是通过上述这样的构造体制造方法而形成的,即该构造体的制造方法包括:光照射工序,其向具有至少层合含有光吸收材料的光吸收层和含有热反应材料的热反应层的层合结构的构造体形成用媒体照射光;蚀刻工序,其对被该光照射过的构造体形成用媒体进行蚀刻加工。该<17>所述的光记录媒体能不降低生产能力就被高密度化、能以凹凸图案(构造体)记录信息、能低造价地提供作为原创用媒体等合适的高密度光记录媒体。
<18>一种光记录媒体,其包括:基板、在该基板上吸收光而发热的光吸收层、紧接该光吸收层而含有与该光吸收层不同材质的凸状构造体和在该凸状构造体上对光具有透光性的透光层,该凸状构造体是通过这样的构造体制造方法而形成的,即该构造体的制造方法包括:光照射工序,其向具有至少层合含有光吸收材料的光吸收层和含有热反应材料的热反应层的层合结构的构造体形成用媒体照射光;蚀刻工序,其对被该光照射过的构造体形成用媒体进行蚀刻加工所述透光层覆盖所述凸状构造体表面而形成大致半球状。该<18>所述的光记录媒体能不降低生产能力就被高密度化、能以凹凸记录信息、能低造价地提供作为原创用媒体等使用的以凹凸记录信息的高密度光记录。
<19>在上述<17>所述的光记录媒体中,凸状构造体是大致柱形。
<20>在上述<17>所述的光记录媒体中,凸状构造体是大致圆柱形,且根据记录信息而该凸状构造体的直径变化。
<21>在上述<17>所述的光记录媒体中,凸状构造体是大致圆柱形,且该凸状构造体在光记录媒体面内的排列是三次对称排列。
<22>在上述<17>所述的光记录媒体中,在光记录媒体的半径方向上n磁道列(n表示大于或等于2的整数)每个上都设置有不存在凸状构造体的磁道列。
<23>在上述<17>所述的光记录媒体中,光吸收层含有从Sb、Te、In中选择的至少一种元素。
<24>在上述<17>所述的光记录媒体中,凸状构造体含有材料A和材料B的混合物,该材料A是硅化合物材料,且所述材料B是从硫化物材料、硒化物材料、氟化合物材料中选择的至少一种。
<25>在上述<24>所述的光记录媒体中,凸状构造体含有ZnS和SiO2的混合物。
<26>在上述<17>所述的光记录媒体中,在基板与光吸收层之间具有缓冲层。
<27>一种光记录媒体的再现方法,其使用的光记录媒体具有:在基板上吸收再现光而发热的光吸收层和紧接该光吸收层而含有与该光吸收层不同材质的凸状构造体,从该凸状构造体侧向所述光吸收层和凸状构造体照射再现光并检测反射光通量。
<28>一种光记录媒体的再现方法,其使用的光记录媒体具有:在基板上吸收再现光而发热的光吸收层、紧接该光吸收层而含有与该光吸收层不同材质的凸状构造体和在该凸状构造体上对再现光具有透光性的透光层,该透光层覆盖所述凸状构造体表面而形成半球状,从该透光层侧向由所述光吸收层、凸状构造体和透光层构成的层合体照射再现光并检测反射光通量。
<29>在上述<27>所述的光记录媒体再现方法中,凸状构造体是大致柱形。
<30>在上述<27>所述的光记录媒体再现方法中,凸状构造体是大致圆柱形,且根据记录信息而该凸状构造体的直径变化。
<31>在上述<27>所述的光记录媒体再现方法中,凸状构造体是大致圆柱形,且该凸状构造体在光记录媒体面内的排列是三次对称排列。
<32>在上述<27>所述的光记录媒体再现方法中,向凸状构造体照射再现光并使多个磁道列同时再现,与该凸状构造体的周期对应地检测反射光通量。
<33>在上述<27>所述的光记录媒体再现方法中,在光记录媒体的半径方向上n磁道列(n表示大于或等于2的整数)每个上都设置有不存在凸状构造体的磁道列。
<34>在上述<33>所述的光记录媒体再现方法中,使n-1磁道列同时再现并检测反射光通量。
附图说明
图1表示的是本发明构造体形成用媒体的一例,是具有把基板、光吸收层、热反应层按该顺序层合构成的构造体形成用媒体;
图2表示的是本发明构造体形成用媒体的一例,是具有把基板、热反应层、光吸收层、热反应层按该顺序层合构成的构造体形成用媒体;
图3表示的是本发明构造体形成用媒体的一例,是具有把基板、热反应层、光吸收层按该顺序层合构成的构造体形成用媒体;
图4是表示本发明构造体制造方法中光照射工序的工序图,从上开始分别表示的是(1)构造体形成用媒体、(2)光照射状态、(3)光照射后的状态;
图5是表示本发明构造体制造方法中蚀刻工序的工序图,从上开始分别表示的是(1)蚀刻前媒体的状态、(2)蚀刻状态、(3)蚀刻后的状态;
图6是表示本发明构造体制造方法中热处理工序的工序图,从上开始分别表示的是(1)热处理前的状态、(2)热处理状态、(3)热处理后的状态;
图7是表示本发明构造体制造方法中第二蚀刻工序的工序图,从上开始分别表示的是(1)蚀刻前媒体的状态、(2)蚀刻状态、(3)蚀刻后的状态;
图8是表示本发明构造体制造方法中复制工序的工序图,从上开始分别表示的是(1)复制前的状态、(2)复制状态、(3)复制了凹凸的媒体;
图9是表示本发明构造体制造方法中光照射工序一例的说明图,分别表示的是(1)构造体形成用媒体、(2)光照射状态、(3)光照射后的状态;
图10是表示本发明构造体制造方法中蚀刻工序一例的说明图,从上开始分别表示的是(1)蚀刻前媒体的状态、(2)蚀刻状态、(3)蚀刻后的状态;
图11是表示在本发明构造体制造方法中使用的激光照射设备一例的说明图;
图12是表示在本发明构造体制造方法中使用的其他激光照射设备一例的说明图;
图13是表示构造体剖面形状一例的图;
图14是表示本发明构造体剖面形状一例的图;
图15是表示本发明构造体剖面形状一例的图;
图16是表示激光调制方法一例的图;
图17是实施例3构造体的SEM(扫描电子显微镜)像(立体图);
图18是实施例4构造体的SEM像(立体图);
图19是表示本发明光记录媒体一例的说明图;
图20A是表示在本发明光记录媒体再现方法一例中激光射入方向与媒体剖面形状关系的说明图;
图20B是表示在本发明光记录媒体再现方法一例中射入激光的激光强度分布与光记录媒体表面温度分布关系的说明图;
图21是表示本发明其他光记录媒体一例的说明图;
图22是表示本发明光记录媒体再现方法一例的说明图;
图23是表示本发明光记录媒体一例的说明图;
图24A是表示在本发明光记录媒体再现方法一例中构造体排列的说明图(俯视图);
图24B是表示在本发明光记录媒体再现方法一例中再现信号电平变化的说明图;
图25是表示本发明光记录媒体一例的说明图;
图26A是表示在本发明光记录媒体再现方法一例中构造体排列的说明图(俯视图);
图26B是表示在本发明光记录媒体再现方法一例中再现信号电平变化的说明图;
图27是表示本发明光记录媒体一例的说明图;
图28A是表示在本发明光记录媒体再现方法一例中构造体排列的说明图(俯视图);
图28B是在本发明光记录媒体再现方法一例中光记录媒体半径方向的纵剖面图;
图29是表示现有构造体一例的俯视图;
图30是表示本发明构造体一例的俯视图。
具体实施方式
本发明构造体的制造方法包括光照射工序和蚀刻工序,且根据需要包括其他工序。
本发明的构造体形成用媒体在本发明的所述构造体制造方法中使用,具有至少层合光吸收层和热反应层的层合结构,且根据需要具有其他的层。
本发明的构造体通过本发明的所述构造体制造方法来制造。
以下通过本发明构造体制造方法的说明也就明白了本发明的所述构造体形成用媒体和本发明的所述构造体的详细情况。
所述构造体形成用媒体具有至少层合光吸收层和热反应层的层合结构。所述光吸收层具有吸收照射的光并发热的功能。所述热反应层具有通过所示光吸收层的发热而进行热反应的功能。
通过对所述构造体形成用媒体进行光照射而使光吸收层发热和热反应层进行热反应。通过光照射即使光吸收层和热反应层都进行热反应也可以。热反应的方式是材料密度的变化、晶体状态的变化、组成的变化、表面粗糙度的变化等。即使通过热反应有多种方式变化产生也可以。例如通过热反应同时产生了材料密度的高密度化和材料组成的变化也可以。
所述构造体形成用媒体的层结构只要是包含光吸收层和热反应层的层合结构就没有特别的限制,根据目的能适当进行选择,例如能设定成是以下层结构的构造体形成用媒体。
作为媒体结构1能举出如图1所示那样具有把基板103、光吸收层102和热反应层101按该顺序层合构成的构造体形成用媒体。
作为媒体结构2能举出如图2所示那样具有把基板103、热反应层101、光吸收层102和热反应层101按该顺序层合构成的构造体形成用媒体。
作为媒体结构3能举出如图3所示那样具有把基板103、热反应层101和光吸收层102按该顺序层合构成的构造体形成用媒体。
-热反应层-
所述热反应层101的材料只要是通过光吸收层102的发热而变化的材料就没有特别的限制,根据目的能适当进行选择,例如最好是成膜状态是低密度或成为非晶体相的材料,能举出硅化合物材料、硫化物材料、硒化物材料、氟化合物材料等。
作为所述硅化合物材料例如能举出:SiO2、SiON、Si3N4等。这些材料通过随着光照射的光吸收层发热而材料密度变化,光照射部分被致密化。在蚀刻工序中随着材料的致密化而光照射部分的蚀刻速度降低。其结果是把光照射部分作为构造体而能残留下来。
作为所述硫化物材料例如能举出:ZnS、CaS、BaS等。这些材料通过随着光照射的光吸收层发热而材料密度变化,光照射部分被致密化。且在光照射部分硫被解离而材料组成变化。在蚀刻工序中随着材料的致密化和材料组成的变化而激光照射部分的蚀刻速度降低。其结果是把光照射部分作为构造体而能残留下来。
作为所述硒化物材料例如能举出:ZnSe、BaSe等。这些材料通过随着光照射的光吸收层发热而材料密度变化,光照射部分被致密化。且在光照射部分硒被解离而材料组成变化。在蚀刻工序中随着材料的致密化和材料组成的变化而光照射部分的蚀刻速度降低。其结果是把光照射部分作为构造体而能残留下来。
作为所述氟化合物材料例如能举出:CaF2、BaF2等。这些材料通过随着光照射的光吸收层发热而材料密度变化,光照射部分被致密化。且在光照射部分氟被解离而材料组成变化。在蚀刻工序中随着材料的致密化和材料组成的变化而光照射部分的蚀刻速度降低。其结果是把光照射部分作为构造体而能残留下来。
所述热反应层含有材料A和材料B的混合物,所述材料A是硅化合物材料,所述材料B最好是从硫化物材料、硒化物材料、氟化合物材料中选择的至少一种材料。
作为所述材料A的硅化合物材料例如能举出:SiO2、SiON、Si3N4等。
作为所述材料B的所述硫化物材料例如能举出:ZnS、CaS、BaS等。
作为所述硒化物材料例如能举出:ZnSe、BaSe等。
作为所述氟化合物材料例如能举出:CaF2、BaF2等。
这些材料A和材料B都可以使用单体材料,也可以使用多个材料。
所述材料A和材料B的混合比最好是所述材料A在10~30mol%的范围,所述材料B在90~70mol%的范围。
在成膜阶段最好在所述材料A与所述材料B之间不是化学结合的状态而是各个独立地存在。
在本发明构造体的制造方法中所述热反应层的膜厚度与构造体的高度对应。因此热反应层的膜厚度按形成构造体的高度来设定。
作为所述热反应层材料的成膜方法没有特别的限制,根据目的能适当进行选择,但最好是阴极溅镀法。在所述阴极溅镀法中也由于RF喷溅法是室温成膜的这点而特别理想。
作为在所述阴极溅镀法中使用的阴极溅镀中间电极最好是通过焙烧法制作的中间电极。在阴极溅镀中间电极的状态下最好在所述材料A与所述材料B之间不是化学结合的状态而是各个独立地存在。通过以这种阴极溅镀法进行成膜能在成膜阶段形成低密度的薄膜。通过是低密度的薄膜而能增大光照射部分与非照射部分的蚀刻比率差,能对大面积基板均匀地形成构造体。
把所述硅化合物材料作为材料A的材料A和材料B的混合物材料能形成低密度的薄膜,由照射光的光吸收层发热而光照射部分被致密化。这样能增大光照射部分与非照射部分的密度差,所以在蚀刻工序中能增大蚀刻选择比。且在光照射部分产生材料B的结构元素解离。在是硫化物材料的情况下硫解离。在是硒化物材料的情况下硒解离。在是氟化合物材料的情况下氟解离。通过元素的解离而材料B的组成变化。通过该材料组成的变化也能增大蚀刻选择比。其结果是通过材料的致密化和材料组成的变化这两者能增大蚀刻选择比,能对大面积媒体均匀地形成微小构造体。且由于在成膜阶段能形成低密度的薄膜,所以能以低残留应力形成厚膜。由于能把变成构造体的热反应层形成厚膜,所以能形成深度比(构造体的高度/构造体的大小)高的构造体。
-光吸收层-
所述光吸收层102的材料只要是吸收光并具有发热功能的材料就没有特别的限制,根据目的能适当进行选择,例如能使用Si、Ge、GaAs等半导体材料;含有Bi、Ga、In、Sn等低熔点金属的金属间化合物材料;Sb、Te、BiTe、BiTn、GaSb、GaP、InP、InSb、InTe、SnSn等的材料;C、SiC等的碳化物材料;V2O5、Cr2O3、Mn3O4、Fe2O3、Co3O4、CUO等的氧化物材料;AIN、GaN等的氮化物材料;SbTe等的2元系相变化材料;GeSbTe、InSbTe、BiSbTn、GaSbTn等的3元系相变化材料;AgInSbTe等的4元系相变化材料。
在它们之中特别理想的是含有从Sb、Te、In中至少选择一种元素的材料。
所述光吸收层的膜厚度没有特别的限制,根据目的能适当进行选择,最好是在2~50nm的范围。所述膜厚度若不到2nm,则难于形成薄膜状而光的吸收效率降低,若超过50nm,则在光吸收层内产生热扩散而难于对微小区域进行加热。
作为所述基板103,能使用玻璃、石英等。且能使用Si、SOI(绝缘体上外延硅)等在半导体制造中使用的基板,铝(Al)、不透明玻璃基板等、HDD(硬盘)用的基板,聚碳酸酯树脂、丙烯树脂、聚烯树脂、环氧树脂、乙烯基酯树脂、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、紫外线硬化树脂等树脂基板。
所述构造体的制造方法包括:对所述构造体形成用媒体照射光的光照射工序和把该媒体进行蚀刻加工的蚀刻工序。另外也可以对形成的构造体进行热处理。也可以把形成的构造体作为掩膜进一步对媒体进行蚀刻加工。也可以把形成的构造体作为模型而把凹凸复制在其他的媒体上。
图4~图8表示的是使用图2所示构造体形成用媒体的构造体制造方法的一例。图4是表示光照射工序、图5是表示蚀刻工序、图6是表示热处理工序、图7是表示第二蚀刻工序、图8是表示复制工序,各工序的内容如下。
在图4的光照射工序中图4的上图表示构造体形成用媒体,101表示热反应层、102表示光吸收层、103表示基板。图4的中图表示光照射状态,201表示光照射的方向。光是从基板103侧照射。图4的下图表示照射后的状态,202表示伴随激光照射的变化部分。变化部分形成在配置于光吸收层102上下的热反应层101中。
所述光照射工序是为了形成构造体而对构造体形成用媒体的规定位置来照射光。这时可以移动光源、也可以固定光源而移动媒体、也可以移动光源和媒体这双方。作为光源能使用波长157nm左右的F2激光、波长193nm左右的ArF激光、波长248nm左右的KrF激光等。光的照射也可以在大气中进行。把媒体设置在密闭容器中而向其导入氮气、氧气、水蒸汽、氩气,氢气等气体,在气体环境中向媒体进行光照射也可以。且把媒体设置在真空容器中而在真空中向媒体进行光照射也可以。
在所述照射激光的工序中作为激光光源最好是使用半导体激光。该半导体激光的波长最好是370~780nm,而390~410nm则更理想。具体说就是使用GaN系的半导体激光。通过使用所述半导体激光能制成低造价的激光照射装置,能谋求处理成本的低价格化。半导体激光能高速调制激光的能级。因此,对大面积媒体能以高速形成构造体。且通过使用短波长激光而能形成微小的激光点,能形成微小结构体。
向所述构造体形成用媒体照射激光时在形成构造体的位置提高激光的能级。即把激光的能级在高能级、低能级之间对应构造体周期地进行调制。当把激光光焦度保持在高能级上的时间(脉冲幅度)与周期的比设定为是脉冲负荷率(脉冲幅度/周期)时,则最好把脉冲负荷率设定在10~30%。所述脉冲负荷率若不到10%,则构造体的端部成为塌边状态。这是光吸收层不充分发热的原因。若脉冲负荷率比30%大,则成为邻接的构造体连接的状态。这是使在光吸收层产生的热扩散的原因。
向所述构造体形成用媒体照射激光时最好使该媒体旋转。也可以使所述构造体形成用媒体旋转并一边对该媒体加以聚焦伺伏一边照射激光。也可以使构造体形成用媒体旋转并一边对该媒体加以聚焦伺伏和跟踪伺伏一边照射激光。作为激光光源能使用波长157nm左右的F2激光、波长193nm左右的ArF激光、波长248nm左右的KrF激光等。作为激光光源最好使用半导体激光。该半导体激光的波长最好是370~780nm,而390~410nm则更理想。具体说就是使用GaN系的半导体激光。通过一边使媒体高速旋转一边照射激光就能对大面积媒体以高速形成构造体。
图11表示激光照射设备结构的一例。激光照射装置51包括半导体激光511和物镜512。513表示激光。半导体激光511的波长是370~780nm。理想的波长是390~410nm。例如使用GaN系的半导体激光。物镜512的数值口径(NA)设定为是0.5~1.0。理想的数值口径是0.8~0.95。激光调制装置52包括:脉冲生成电路521、激光驱动电路522、基准信号生成电路523。脉冲生成电路521生成激光能级的调制信号524。并生成调制的时控信号525。激光驱动电路522根据来自脉冲生成电路的调制信号524而生成激光驱动信号55。基准信号生成电路523根据来自脉冲生成电路的调制时控信号525而生成用于移动媒体驱动装置的基准信号56。53是构造体形成用媒体,54是媒体驱动装置。构造体形成用媒体53被设置在媒体驱动装置54上。
通过以上的激光照射装置并根据基准信号56,与激光的发光的时控(timing)吻合地来移动构造体形成用媒体,在媒体的规定部位上形成构造体。
图12表示其他激光照射设备的结构。设备包括:激光照射装置61、激光调制装置62、媒体旋转装置64、信号检测装置65。63是构造体形成用媒体。66表示激光。
激光照射装置61包括:激光光源、把激光进行聚光的物镜、驱动激光照射装置的驱动器。作为激光光源能使用波长157nm左右的F2激光、波长193nm左右的ArF激光、波长248nm左右的KrF激光等。且还能使用所述半导体激光。作为激光光源最好使用半导体激光。该半导体激光的波长最好是370~780nm,而390~410nm则更理想。具体说就是使用GaN系的半导体激光。物镜的数值口径设定为是0.5~1.0。理想的数值口径是0.8~0.95。
激光调制装置62包括:脉冲生成电路621、激光驱动电路622、基准信号生成电路623。脉冲生成电路621生成激光能级的调制信号624。并生成调制的时控信号625。
激光驱动电路622根据来自脉冲生成电路的调制信号624而生成激光驱动信号67。基准信号生成电路623根据来自脉冲生成电路的调制时控信号625而生成脉冲基准信号626。
媒体旋转装置64包括:用于旋转媒体的自旋台641和基准信号生成电路642。基准信号发生电路642根据来自自旋台的信号而产生旋转基准信号643。使旋转基准信号643与脉冲基准信号626以同步频率旋转,而旋转自旋台。
信号检测装置65包括:光检测器651和伺伏电路652。光检测器651对来自媒体的信号68接收,并生成聚焦和跟踪误差信号653。伺伏电路652根据误差信号而生成激光照射装置驱动信号69。
通过以上的激光照射装置是一边使媒体旋转一边控制聚焦和跟踪误差而在媒体的规定部位上形成构造体。
在图5的蚀刻工序中图5的上图是表示蚀刻前的媒体形状,202表示伴随激光照射的变化部分。图5的中图是表示蚀刻状态,203表示蚀刻装置。图5的下图是表示蚀刻后的状态,204表示构造体。
所述蚀刻工序是除去媒体的一部分而形成构造体。如前所述通过光照射的热反应而形成变化部分202。由于变化部分的蚀刻速度降低,所以在变化部分与非变化部分之间就产生了蚀刻速度差,而在蚀刻后变化部分作为构造体而被残留。蚀刻工序至少对热反应层101进行蚀刻加工,但也可以对热反应层101和光吸收层102两者进行蚀刻加工。且也可以对其他层合的层进行蚀刻加工。
作为所述蚀刻方法能使用干式蚀刻法。作为干式蚀刻法例如能使用RIE(反应性离子蚀刻:Reactive Ion Etching)、ICP(高密度等离子体蚀刻:Inductively Coupled Plasma)和喷溅蚀刻等方法。把媒体设定在真空装置内,在蚀刻气体环境中放置一定时间来形成构造体。
在所述蚀刻工序中也可以湿式蚀刻法。
图10是表示蚀刻工序一例的说明图。图10的上图是表示蚀刻前的媒体形状,101表示热反应层、102表示光吸收层、103表示基板。401表示伴随激光照射的变化部分。图10的中图是表示蚀刻状态,402表示蚀刻装置(蚀刻槽),403表示蚀刻溶液。图10的下图是表示蚀刻后的状态,404表示构造体。
作为所述湿式蚀刻法,能使用浸渍在酸水溶液、碱水溶液、有机溶剂等中的方法。通过把媒体浸渍在蚀刻溶液403中一定时间能把激光照射的变化部分以外的部分溶解而形成构造体。利用本方法能不使用真空装置而以低造价的方法形成构造体。
在所述构造体的制造方法中把硅化合物材料作为材料A的材料A和材料B的混合物在热反应层中使用。在该制造方法的情况下蚀刻工序使用含有氟化氢酸的水溶液的湿式蚀刻法。图10的403所示的蚀刻溶液就是含有氟化氢酸的水溶液。含有氟化氢酸的水溶液有选择地溶解硅化合物材料。在光非照射部分则材料A,即硅化合物材料被溶解。在材料A和材料B的混合体中由材料A被溶解而材料B脱落(离开(lift off))。在光照射的变化部分401则由于材料A、材料B的被致密化和材料B的组成产生变化,所以对含有氟化氢酸水溶液的耐蚀刻性提高了。因此光照射的变化部分能残留下来而形成构造体。光吸收层102对含有氟化氢酸水溶液的耐蚀刻性非常高。因此在蚀刻工序中光吸收层具有作为蚀刻停止层的功能。通过有蚀刻停止层,即使对于大面积媒体也能均匀性好地形成构造体。
作为所述氟化氢酸水溶液最好是使用市场上销售的50%质量稀释溶液与水的混合液。混合比率<氟化氢酸(50%稀释):水>最好在1:4~1:50的范围内。在氟化氢酸浓度比1:4浓的情况下则光吸收层和热反应层表面的粗糙增加。在氟化氢酸浓度比1:50稀的情况下则蚀刻时间变长,处理成本变高。
图6的热处理工序是把形成的构造体在气体环境中进行加热处理来把构造体和媒体的缺陷除去。且使结构元素在层合的各层和构造体之间相互扩散。通过相互扩散来提高构造体与其他层的贴紧性。图6的上图表示热处理前的媒体状态,204表示构造体。图6的中图表示热处理状态,205表示热处理装置。图6的下图表示热处理后的状态,206表示通过热处理而构造体变化了的状态。热处理也可以在大气中进行。也可以把媒体设置在密闭容器中而向其导入氮气、氧气、水蒸汽、氩气,氢气等气体,在气体环境中进行处理。且也可以把媒体设置在真空容器中而在真空中进行处理。热处理也可以进行高频感应加热,也可以把卤素灯和氙灯作为光源而进行灯加热。
图7的第二蚀刻工序是把形成的构造体作为掩膜而进一步对媒体进行蚀刻加工。图7的上图表示蚀刻前的媒体状态,204表示构造体。图7的中图表示蚀刻状态,207表示蚀刻装置。图7的下图表示蚀刻后的状态,208表示构造体。
作为所述蚀刻方法能使用干式蚀刻法。作为干式蚀刻法例如能使用RIE(反应性离子蚀刻:Reactive Ion Etching)、ICP(高密度等离子体蚀刻:Inductively Coupled Plasma)和喷溅蚀刻等方法。
把媒体设定在真空装置内,在蚀刻气体环境中放置一定时间来形成构造体。也可以仅把构造体204正下方的层102进行蚀刻加工,也可以蚀刻加工到基板103。
作为所述蚀刻方法也可以使用上述那样的湿式蚀刻法。
图8的复制工序是把形成的构造体作为模型而把凹凸复制到其他的媒体上。图8的上图表示形成了成为模型的构造体的媒体。图8的中图表示复制状态,209表示复制构造体凹凸的媒体。图8的下图表示复制后的状态。作为复制方法能使用压缩成型法、注入成型法、2P复制法(光硬化法和热硬化法)等。作为复制构造体凹凸的媒体材料能使用聚碳酸酯树脂、丙烯树脂、聚烯树脂、环氧树脂、乙烯基酯树脂、紫外线硬化树脂等树脂材料。
根据图1~图3所示构造体形成用媒体的结构和材料而能变化图4~图8所示的工序组合。例如能以下面的工序组合来形成构造体。
形成方法1:光照射工序→蚀刻工序
形成方法2:光照射工序→蚀刻工序→热处理工序
形成方法3:光照射工序→蚀刻工序→热处理工序→第二蚀刻工序
形成方法4:光照射工序→蚀刻工序→热处理工序→第二蚀刻工序→复制工序
形成方法5:光照射工序→蚀刻工序→复制工序
形成方法6:光照射工序→蚀刻工序→热处理工序→复制工序
形成方法7:光照射工序→蚀刻工序→第二蚀刻工序→复制工序
本发明构造体的制造方法最好是使热反应层位于层合结构的最上层,且使用由对照射光的波长具有光透光性的材料构成的构造体形成用媒体。在光照射工序中从最上层的热反应层侧照射激光。
图9表示构造体制造方法的一例。图9的上图表示构造体形成用媒体,101表示热反应层、102表示光吸收层、103表示基板。热反应层位于层合结构的最上层。热反应层位于其他层上也可以。图9的中图表示光照射状态,301表示光照射的方向。光从最上层的热反应层侧进行照射。即不经由基板照射。在以后的说明中记为“膜面射入”。通过膜面射入而能抑制由基板引起产生的像差。且能增大物镜的NA来对光束进行聚光。通过聚光能在热反应层更微小的区域上形成变化部分302。图9的下图表示照射后的状态,302表示伴随激光照射的变化部分。变化部分302形成在配置于光吸收层102上下的热反应层101中。
作为所述热反应层101是使用对照射光的波长透光性高的材料。具体说就是使用对照射光波长的光吸收率在1×10-31×10-5范围内的材料。通过使用光透光性高的材料而能抑制在热反应层的光吸收。由于能仅通过光吸收层的发热来形成变化部分302,所以能把成为构造体的变化部分微小化。
所述热反应层能使用光吸收率在1×10-3~1×10-5范围内的SiO2、SiON、Si3N4等硅化合物材料、ZnS、CaS、BaS等硫化物材料、ZnS、CaS、BaS等硒化物材料、CaF2、BaF2等氟化合物材料。在所述制造方法中使热反应层的膜厚度与构造体的高度对应。即热反应层的膜厚度按照形成的构造体的高度来设定。
其他层的材料以及形成构造体的工序所使用的是与上述同样的。
(构造体)
本发明的构造体通过本发明的所述构造体制造方法来制造。
图29和图30是表示构造体形状的俯视图。
图29是通过特开平9-115190号公报和特开平10-97738号公报所公开的方法使用相变化材料而形成构造体的例。
所述构造体形成用媒体的结构是把相变化材料GeSbTe层合在聚碳酸酯树脂基板上的结构。照射激光,然后蚀刻来把相变化材料加工成凸状而变成构造体。蚀刻是使用碱溶液KOH进行的。蚀刻时间是30分钟。
图29中的2401表示构造体,即凸状的相变化材料GeSbTe。2402表示激光束的移动方向。2403表示构造体的前端。2404表示构造体的后端。在是相变化材料的情况下由晶体相状态与非晶体状态的不同而能有蚀刻比率差,能通过蚀刻加工来形成构造体。一般地作为构造体2401而残留的部分是非晶体状态。其以外的部分2405(图29中加有阴影线的2401以外的部分)是晶体状态。由激光照射而相变化材料变成非晶体状态的过程中后端部分2404被晶体化。因此构造体的形状如图29的2401所示那样成为了后端2404被堵塞那样的月牙儿形状。在使用相变化材料的构造体制造方法中即使改变材料的组成也是成为同样的形状。由于形状复杂所以应用范围有限。在应用到后述的光记录媒体中时符号之间干涉(来自邻接标记的信号的相互干涉)状态复杂,需要复杂且价格高的信号处理技术。
图30表示通过本发明构造体的制造方法制作的构造体的形状。构造体形成用媒体的结构是把光吸收层AgInSbTe和热反应层ZnS-SiO2层合在聚碳酸酯树脂基板上的结构。照射激光,然后蚀刻来把ZnS-SiO2加工成凸状而变成构造体。蚀刻是使用酸溶液的氟化氢酸与水的混合溶液进行的。蚀刻时间是20秒钟。
图30中2501表示构造体,即凸状的ZnS-SiO2。2502是激光的移动方向。2503是构造体以外的部分,是光吸收层AgInSbTe的表面。本发明的方法能形成接近于真圆形状的构造体。由于是简单的圆形,所以构造体的应用范围被扩展。
在应用到后述的光记录媒体中时符号之间干涉(来自邻接标记的信号的相互干涉)状态简单,不需要复杂的信号处理技术。且根据记录信息能变化构造体的直径等,还能应用到多变量记录方式中。
图13~图15表示的是构造体的概略剖面图。图13表示构造体一般的剖面形状,图14和图15是本发明的构造体形状。
图13构造体的剖面形状表示的是通过作为现有技术所记载的特开2001-250279号公报、特开2001-250280号公报、特开2003-145941号公报、特开2002-365806号公报中公开的使吸收光的材料热变化的方法制作构造体时的剖面形状。
图13中701是构造体。材料是追记型光盘的记录材料即花青色素。702是光吸收层。材料是相变化材料GeSbTe。图13仅记载了构造体和光吸收层,但另外也可以有不形成构造体的热反应层和基板。形成构造体的激光的波长是405nm,花青色素吸收该波长的光。变成构造体的热反应材料在吸收光时则如图13所示,剖面形状容易成为塌边的形状。
图14和图15是本发明的构造体形状。所述构造体剖面的端面是大致垂直或大致倒锥形状的情况。图14表示端面是大致倒锥形状的情况。801是构造体。材料是ZnS-SiO2。802表示光吸收层。材料是相变化材料GeSbTe。
图14中803表示构造体剖面的倾斜角。形成构造体的激光的波长是405nm,ZnS-SiO2不吸收该波长的光。在变成构造体的热反应材料中使用不吸收光的材料,把利用来自光吸收层的发热而使热反应层的热变化通过从热反应层侧照射光则能把剖面形状形成如图15所示那样的大致倒锥形状。
图15表示端面是大致垂直形状的情况。801是构造体。802表示光吸收层。构造体、光吸收层的材料与图14的相同。
图15中903表示剖面的倾斜角。通过调整蚀刻条件能形成端面是大致垂直形状的构造体。
图14和图15仅记载了构造体和光吸收层,但另外也可以有不形成构造体的热反应层和基板。通过构造体的端部形状是大致垂直或大致倒锥形状,能在提高构造体排列密度时回避邻接的构造体之间接续的不良情况。
通过本发明构造体的制造方法制作的构造体能在以下说明的光记录媒体和仿生物功能芯片(バイオチップ)、光学晶体、各种电子器件的元件分离材料等多种领域中展开应用。
(光记录媒体和光记录媒体的再现方法)
本发明光记录媒体的第一方式具有:基板、在该基板上吸收再现光而发热的光吸收层和紧接该光吸收层而含有与该光吸收层不同材质的凸状构造体。
本发明再现方法的第一方式使用具有:基板、在该基板上吸收再现光而发热的光吸收层和紧接该光吸收层而含有与该光吸收层不同材质凸状构造体的光记录媒体,并从该凸状构造体侧向所述光吸收层和凸状构造体照射光并检测反射光通量的变化。
本发明光记录媒体的第二方式具有:基板、在该基板上吸收再现光而发热的光吸收层、紧接该光吸收层而含有与该光吸收层不同材质的凸状构造体和在该凸状构造体上对再现光具有透光性的透光层,所述透光层覆盖所述凸状构造体表面而形成大致半球状。
本发明再现方法的第二方式使用具有:基板、在该基板上吸收再现光而发热的光吸收层、紧接该光吸收层而含有与该光吸收层不同材质的凸状构造体和在该凸状构造体上对再现光具有透光性的透光层,所述透光层覆盖所述凸状构造体表面而形成大致半球状的光记录媒体,并从该透光层侧向由所述光吸收层、凸状构造体和透光层构成的层合体照射光并检测反射光通量的变化。
本发明的光记录媒体是利用光记录再现信息的记录媒体,本发明的光记录媒体有以下说明的五种方式,与其各个对应而有五种再现方法。以下顺序说明第一方式到第五方式的光记录媒体和该第一方式到第五方式的再现方法。
<第一方式的光记录媒体及其再现方法>
本发明第一方式的光记录媒体是通过超析像再现而谋求高记录密度化为目的的。
所述光记录媒体具有:基板、在该基板上吸收再现光而发热的薄膜状光吸收层和紧接该光吸收层的凸状构造体,且根据需要具有其他的层。
图19表示的是第一方式光记录媒体结构的一例。该光记录媒体在基板1301上层合保护该基板的薄膜状缓冲层1302,在其上层合薄膜状的光吸收层1303和紧接光吸收层的凸状构造体1304。如图19所示,各个凸状构造体1304在媒体面内是被分离的。
作为所述基板1301的材料没有特别的限制,根据目的能适当进行选择,例如能使用玻璃、陶瓷、树脂等,从成型性和成本方面来看树脂制基板是合适的。作为该树脂例如能举出:聚碳酸酯树脂、丙烯树脂、环氧树脂、聚苯乙烯树脂、丙烯腈-苯乙烯共聚体、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、硅树脂、氟树脂、ABS树脂、尿烷树脂等。在它们之中从成型性、光学特性和成本的点来看聚碳酸酯树脂特别的理想。
在所述基板1301的表面上即使设置用于跟踪激光的前置凹部(groove)和前置凹坑(pit)也可以。
作为所述缓冲层1302例如最好是使用SiO2或是SiO2与ZnS、ZnO、Si3N4、Al2O2、AIN等化合物的混合体。
所述缓冲层的膜厚度没有特别的限制,根据目的能适当进行选择,例如最好是20~100nm。所述缓冲层是为了抑制从光吸收层向基板的热扩散而设置的。若所述膜厚度不到20nm则有时抑制热扩散的效果低下,若超过100nm则膜的残留应力变大,有时产生媒体翘曲等问题。
作为所述光吸收层1303最好是含有从Sb、Te、In中选择的至少一种元素。具体说就是使用SbTe、InTe等的2元系材料,GeSbTe、InSbTe等的3元系材料,AgInSbTe等的4元系相变化材料。且能使用Si、Ge等半导体材料等。
构成这些光吸收层1303的材料被激光照射就发热,折射率、吸收系数等光学特性就变化。通过把这些材料与凸状构造体层合则能利用激光照射而改变与凸状构造体对应的区域的光学特性。
由于该材料是非晶体或是多晶体状态,所以薄膜中的残留应力低,因此在后述本发明的光记录媒体制造方法中尽管出现急剧的温度变化,也能抑制产生裂纹等的缺陷。利用该效果能大面积地形成微小的凸状构造体。
所述光吸收层的膜厚度没有特别的限制,根据目的能适当进行选择,例如最好是在2~50nm的范围。所述膜厚度若不到2nm,则难于形成薄膜状而光的吸收效率降低,若超过50nm,则在光吸收层内产生热扩散而难于改变光吸收层微小区域的光学特性。
作为所述凸状构造体1304的材料最好是含有材料A和材料B的混合物,所述材料A是硅化合物材料,所述材料B最好是从硫化物材料、硒化物材料、氟化合物材料中选择的至少一种材料。
作为所述材料A的硅化合物材料例如能举出:SiO2、SiON、Si3N4等。
作为所述材料B的所述硫化物材料例如能举出:ZnS、CaS、BaS等。
作为所述硒化物材料例如能举出:ZnSe、BaSe等。
作为所述氟化合物材料例如能举出:CaF2、BaF2等。
这些材料A和材料B都可以使用单体材料,也可以使用多个材料。
这些材料中最好是使用ZnS-SiO2混合物。且还能以单体使用SiO2、ZnS、ZnO、Si3N4、Al2O2、AIN等绝缘体材料。
所述构造体的高度最好是10~100nm。若所述高度不到10nm则有时信号强度低下。而通过提高构造体来增加信号强度时若比100nm高则有时跟踪的稳定性降低。
即使在所述凸状构造体1304上设置抗蚀剂也可以。作为该抗蚀剂能使用Si3N4、SiO2、SiC等硅化合物,或是透射性树脂。
本发明第一方式的再现方法使用所述第一方式的光记录媒体,对由薄膜状的光吸收层1303和凸状构造体1304构成的层合体从凸状构造体1304侧照射光,并检测反射光通量的变化。图20A和图20B表示再现方法的一例。如图20A所示,所述第一方式的再现方法是从凸状构造体1304侧射入激光。图20A中1401表示激光的射入方向。射入的激光被光吸收层1303吸收而使光吸收层1303发热。由于光吸收层与凸状构造体是不同的材料,所以在凸状构造体正下方发热量变化。随着该发热量的变化而与凸状构造体时控地光吸收层的光学特性就变化。1403表示位于激光光束中心的构造体,1402表示光吸收层光学特性变化的区域。与光学特性变化对应地再现信号与凸状构造体时控地变化。
图20B表示射入激光的激光强度分布1404和光记录媒体表面的温度分布1405。如图20B所示,激光强度分布1404是高斯分布。图20B中1402表示光吸收层的光学常数变化区域。
当在媒体表面上设置凸状构造体1403,则温度分布就成为与凸状构造体1403对应的状态,在位于光束中心附近的凸状构造体1403附近温度就特别的高。其结果是位于光束中心附近的凸状构造体1403正下方的光学特性变化大。通过使比与凸状构造体1403对应的光束径小的区域的光学常数变化,即使在小于或等于衍射界限的周期也能使再现信号与凸状构造体1403时控地进行变化。通过这种超析像再现而能达到高密度化。1406是光吸收层光学特性变化的温度的阈值。
<第二方式的光记录媒体及其再现方法>
本发明第二方式的光记录媒体是通过超析像再现和媒体上的激光光束聚光效果而谋求高记录密度化为目的的。
所述第二方式的光记录媒体具有:基板、在该基板上吸收再现光而发热的光吸收层、紧接该光吸收层而含有与该光吸收层不同材质的凸状构造体和位于该凸状构造体上而对再现光具有光透射性的透光层,该透光层覆盖所述凸状构造体的表面而形成半球状。
图21表示的是第二方式光记录媒体结构的一例。该光记录媒体在基板1501上层合保护基板的薄膜状缓冲层1502,在其上层合薄膜状的光吸收层1503、紧接光吸收层的凸状构造体1504和透光层1505,透光层1505覆盖凸状构造体1504的表面且其纵剖面形状被层合成大致半球状。如图所示,各个凸状构造体1504在媒体面内是被分离的。
所述基板1501与所述第一方式光记录媒体的基板1301是同样的结构,薄膜状缓冲层1502与所述第一方式光记录媒体的缓冲层1302是同样的结构,薄膜状光吸收层1503与所述第一方式光记录媒体的光吸收层1303是同样的结构。
作为所述透光层1505能使用对于再现光透射率高的氧化物、氮化物、氟化合物。作为所述氧化物例如能举出:SiO2、Al2O3、BiAlO3、BiGeO、La2O3、LaAO3等。作为所述氮化物例如能举出:Si3N4、AIN等。作为所述氟化合物例如能举出:CaF2、BaF2等。
所述透光层的膜厚度要根据构造体的高度来设定,至少大于或等于构造体的高度。若不到构造体的高度则不能成为效仿构造体的半球状。若过厚则制造时间长而招致成本增加。
本发明第二方式的再现方法使用所述第二方式的光记录媒体,对由薄膜状的光吸收层1503、凸状构造体1504和透光层1505构成的层合体从透光层1505侧照射光,并检测反射光通量的变化。图22表示第二方式再现方法的一例。如图22所示,所述第二方式的再现方法是从凸状构造体1504侧射入激光。图22中1601表示激光的射入方向。
本发明第二方式的再现方法中射入的激光被光吸收层1503吸收而使光吸收层1503发热。由于第二方式光记录媒体的透光层1505是效仿凸状构造体1504而其纵剖面形状被层合成半圆状,所以如图所示激光的一部分被媒体表面进一步聚光。被聚光的激光被光吸收层1503吸收并特别地使位于光束中心位置的凸状构造体1603附近的光吸收层发热。由发热而折射率、吸收系数等光学特性就变化。1602表示光吸收层光学特性变化的区域。
由于第二方式的光记录媒体中设置了纵剖面形状是半圆状的透光层1505,所以聚光效果增加,与所述第二方式的光记录媒体再现方法同样地通过使比与凸状构造体1504对应的光束径小的区域的光学常数变化而产生的超析像再现效果,使来自小于或等于衍射界限的周期,即凸状构造体1504的信号强度增加。其结果是通过光记录媒体上的激光光束聚光效果和超析像效果而能达到高记录密度化。
<第三方式的光记录媒体及其再现方法>
本发明第三方式的光记录媒体是所述第一方式和第二方式光记录媒体的目的上再加上多变量记录化来提高记录密度为目的的。
所述第三方式的光记录媒体是所述第一方式和第二方式光记录媒体的结构上再加上凸状构造体是大致柱状,根据记录信息而该凸状构造体的直径变化。作为所述凸状构造体的形状是圆柱状则特别理想。为了提高信号质量,凸状构造体端部的角度接近于垂直状态,即接近于圆柱形状的状态是合适的。若构造体端部的角度是和缓状态的,则邻接的构造体就变成连接的状态,信号质量低下。
图23表示的是第三方式光记录媒体结构俯视图的一例。图23中分别表示的是:1701是光吸收层、1702是凸状构造体、1703是跟踪方向的凸状构造体周期、1704是记录磁道、1705是凸状构造体的直径。
第三方式光记录媒体是层合结构和各层的材料与第一方式和第二方式光记录媒体相同。第三方式光记录媒体的凸状构造体1702是大致圆柱形状。且凸状构造体1702跟踪方向的周期是一定的。凸状构造体的直径1705根据记录信息而变化。
本发明第三方式的再现方法使用所述第三方式的光记录媒体,向直径根据记录信息而变化凸状构造体1702照射光,并与凸状构造体1702的周期对应地检测反射光通量的变化。图24A和图24B表示第三方式光记录媒体再现方法的一例。图24A是表示光记录媒体俯视图的附图,图24B是表示信号电平变化的附图。图24A中1801表示激光、1702表示凸状构造体、1703表示凸状构造体周期、1704表示磁道。图24B中分别表示的是1811是以A时控采样的再现信号电平、1812是以H时控采样的再现信号电平。
所述第三方式光记录媒体的再现方法中,使多变量信息与凸状构造体的直径变化对应地来进行记录。以激光位于凸状构造体1702中心位置时控地反射光通量根据直径而变化。如图所示,通过以凸状构造体的周期1703的时控而检测(采样)信号电平,则能把与直径变化对应的多变量信息作为信号电平变化来判断。其结果是通过多变量记录而达到提高记录密度。
<第四方式的光记录媒体及其再现方法>
本发明第四方式的光记录媒体是所述第一方式和第二方式光记录媒体的目的上再加上以窄磁道间距来提高记录密度为目的的。
所述第四方式的光记录媒体是所述第一方式和第二方式光记录媒体的结构上再加上凸状构造体是大致柱状,该光记录媒体面内的该凸状构造体的排列是最密填充排列(三次对称排列)。作为所述凸状构造体的形状是圆柱状则特别理想。为了提高信号质量,凸状构造体端部的角度接近于垂直状态,即接近于圆柱形状的状态是合适的。若构造体端部的角度是和缓状态的,则邻接的构造体就变成连接的状态,信号质量低下。
图25表示的是第四方式光记录媒体结构俯视图的一例。图25中分别表示的是:1901是光吸收层、1902是凸状构造体、1903是跟踪方向的凸状构造体周期、1904是最密填充排列(三次对称排列)的假想晶格点。
第四方式光记录媒体是层合结构和各层的材料与第一方式和第二方式光记录媒体相同。第四方式光记录媒体的凸状构造体1902是圆柱形状,其直径是一定的。凸状构造体1902在媒体面内的排列是最密填充排列(三次对称排列)。是根据记录信息而存在:有凸状构造体1902的晶格点和没有凸状构造体1902的晶格点的结构。
本发明第四方式的再现方法使用所述第四方式的光记录媒体,向凸状构造体1902照射光并同时使多个磁道再现,并与凸状构造体1902的周期对应地检测反射光通量的变化。
图26A和图26B表示第四方式再现方法的一例。图26A是表示光记录媒体俯视图的附图,图26A中1902表示凸状构造体、1903表示凸状构造体周期、2001表示激光。图26A表示3磁道部分的凸状构造体。
本发明第四方式的再现方法是使多个磁道(至少大于或等于2个磁道)的凸状构造体1902列同时再现。在此的同时再现是意味把多个凸状构造体列包含在光束径内。
理想的是如图26B所示,在半径方向上使3列凸状构造体列同时再现。在磁道方向上在凸状构造体周期1903的时控A、B、C、D......上检测(采样)再现信号。
图26B是表示再现信号电平变化的附图。图26A中2011表示的是在A时控采样的再现信号电平、2012表示的是在D时控采样的再现信号电平。在激光光束径2001内是A时控含有7个、B时控含有6个、C时控含有5个、D时控含有4个构造体个数在变化。其结果是反射光通量变化。在按凸状构造体周期703的时控对信号采样时,在磁道方向上光束是重叠状态,成为把一个凸状构造体检测多次。由检测多次而使用信号处理技术(PRML:Partial Response Maximum Likelihood:部分响应最大相似性)就能判断与构造体的排列和有无对应的记录信息。这样,通过把凸状构造体在媒体面内的排列变成最密填充排列(三次对称排列)而把多个构造体同时再现就能达到窄磁道间距化的高密度化。
<第五方式的光记录媒体及其再现方法>
本发明第五方式的光记录媒体是在窄磁道间距化的所述第四方式光记录媒体的目的上再加上把多个磁道同时高精度再现为目的的。
所述第五方式的光记录媒体是所述第四方式光记录媒体的结构上再加上在光记录媒体的半径方向上每隔n列(n表示大于或等于2的整数)设置不存在凸状构造体的列。
图27表示的是第五方式光记录媒体半径方向纵剖面图的一例。图27中分别表示的是:2101是基板、2102是缓冲层、2103是光吸收层、2104是凸状构造体、2105是透光层、2106是磁道间距。
第五方式光记录媒体面内凸状构造体2104的排列是最密填充排列(三次对称排列)。且在该光记录媒体的半径方向上每隔n列就设置不存在凸状构造体2104的列。最好是每隔4列就设置不存在凸状构造体2104的列则是理想的。在图27所示的磁道a、b、c、d、e中磁道a、e不存在凸状构造体2104。因此在该光记录媒体的面内凸状构造体2104能是有疏密的。其结果是在层合透光层2105时则凸状构造体密的部分b、c、d就被膜埋住,而疏的部分a、e能形成沟。若是这种结构则能在规定位置形成跟踪用的台阶,所以通过把多个凸状构造体2104同时再现而达到窄磁道间距化的高密度化。
本发明第五方式的再现方法是使用所述第五方式的光记录媒体,把n-1列同时再现并检测反射光通量。
图28A和图28B表示第五方式再现方法的一例。图28A是表示光记录媒体俯视图的附图,图28B是光记录媒体半径方向的纵剖面图。图28A中2104表示凸状构造体、2106表示磁道间距、2201表示激光。
本发明第五方式的再现方法是磁道a、e中不存在凸状构造体2104。作为跟踪方式使用推挽式或是差动推挽式。把来自沟部分a、e的衍射光和反射光由沿磁道方向一分为二的光电二极管进行检测并生成推挽信号。把推挽信号作为跟踪伺伏的误差信号。
所述第五方式的再现方法通过把来自凸状构造体a、e的衍射光和反射光生成推挽信号而能使激光对凸状构造体b、c、d进行跟踪并同时再现3列。通过把多个构造体同时再现就能达到窄磁道间距化的高密度化。
本发明光记录媒体的制造方法例如至少包括:层合工序,其至少把薄膜状的光吸收层和成为凸状构造体的薄膜材料层合在基板上而形成层合体;记录工序,其从凸状构造体侧向该层合体照射光而记录信息;凸状构造体形成工序,其把未记录部分除去而形成凸状构造体,而且根据需要包含有其他的工序。
所述层合工序和凸状构造体形成工序能以所述构造体的制造方法为准来进行。
作为所述层合体薄膜的形成方法能使用各种气相生长法,例如:真空蒸镀法、阴极溅镀法、等离子体CVD法、CVD法、离子涂覆法、电子束蒸镀法等。它们之中以阴极溅镀法在批量生产性、膜质量等点上是优良的。
根据本发明光记录媒体的制造方法能没有掩膜地大面积形成微小的凸状构造体。
以下通过实施例具体说明本发明。但本发明并不限定于实施例。
(实施例1)
如下地制作了构造体形成用媒体。
制作图1~图3所示的构造体形成用媒体。成膜方法是阴极溅镀法。各层的材质、膜厚度和阴极溅镀法的主要成膜条件如表1所示。
[表1]
Figure C200480040456D00331
(实施例2)
作为构造体形成用媒体使用图1所示的结构。层结构是玻璃基板/Ge/SiON。各层的成膜条件如表1所示。在该构造体形成用媒体上如下地形成构造体。
构造体的形成按光照射工序(图4)→蚀刻工序(图5)的顺序进行。
在光照射工序中使用图12所示的激光照射装置。激光照射装置61具备半导体激光。激光的波长是405nm。物镜NA是0.65。从基板103侧向图1所示的构造体形成用媒体照射激光。如图16所示那样通过激光调制装置62把激光进行脉冲调制。能级P1是10mW、P2是3mW。脉冲幅度T是24nsec。脉冲周期S是143nsec。通过媒体旋转装置64使媒体旋转。旋转速度是3.5m/sec。通过以上的方法在热反应层SiON上形成周期变化部分202。
蚀刻工序是把蚀刻通过RIE法进行。通过氧化物的蚀刻气体CF4来进行处理。处理压力是1m Torr,投入光焦度是200W。通过RIE法把由激光照射变化部分以外的部分除去,形成构造体204。
通过以上的方法形成了构造体。构造体的剖面形状是图13所示的形状。构造体的周期是500nm,大小(直径)是250nm。变化部分没被蚀刻地残留下来,能形成凸状构造体。
(实施例3)
作为构造体形成用媒体使用图2所示的结构。层结构是聚碳酸酯树脂基板/ZnS-SiO2/AgInSbTe/ZnS-SiO2。各层的成膜条件如表1所示。在该媒体上形成构造体。ZnS-SiO2对激光波长405nm的光吸收率是6×10-4
构造体的形成按光照射工序(图9)→蚀刻工序(图10)的顺序进行。
在光照射工序中使用图12所示的激光照射装置。激光照射装置61具备半导体激光。激光的波长是405nm。物镜NA是0.85。从最上层的ZnS-SiO2侧向图2所示的构造体形成用媒体膜面射入激光。如图16所示那样通过激光调制装置62把激光进行脉冲调制。能级P1是4mW、P2是1mW。脉冲幅度T是19nsec。脉冲周期S是114nsec。脉冲负荷率(脉冲幅度/脉冲周期)是17%。通过媒体旋转装置64使媒体旋转。旋转速度是3.5m/sec。通过照射图16所示的激光脉冲在热反应层ZnS-SiO2上形成周期变化部分302。
蚀刻是通过湿式蚀刻法进行的。蚀刻溶液402是氟化氢酸(HF)水溶液(HF:H2O=1:2)。把媒体在HF溶液中浸渍10秒钟。通过HF溶液的蚀刻而形成构造体403。
通过以上的方法形成了构造体。构造体的形状是图14所示的倒锥形状。构造体的周期是400nm,构造体大小(直径)是250nm。
图17把形成的构造体以SEM像表示。能把形状均匀的构造体形成在直径12cm的大面积媒体上。
(实施例4)
作为构造体形成用媒体使用图2所示的结构。层结构是聚碳酸酯树脂基板/ZnS-SiO2/AgInSbTe/ZnS-SiO2。各层的材质、膜厚度、成膜条件如表2所示。ZnS-SiO2对激光波长405nm的光吸收率是6×10-4
[表2]
Figure C200480040456D00351
构造体的形成按光照射工序(图9)→蚀刻工序(图10)的顺序进行。
在光照射工序中使用图12所示的激光照射装置。激光照射装置61具备半导体激光。激光的波长是405nm。物镜NA是0.85。激光从最上层的ZnS-SiO2侧进行膜面射入。如图16所示那样通过激光调制装置62把激光进行脉冲调制。能级P1是5mW、P2是1.4mW。脉冲幅度T是10nsec。脉冲周期S是58nsec。脉冲负荷率(脉冲幅度/脉冲周期)是17%。通过媒体旋转装置64使媒体旋转。旋转速度是3.5m/sec。通过照射图16所示的激光脉冲在热反应层ZnS-SiO2上形成周期变化部分302。
蚀刻是通过湿式蚀刻法进行的。蚀刻溶液402是氟化氢酸(HF)水溶液(HF:H2O)。把媒体在HF溶液中浸渍10秒钟。通过HF溶液的蚀刻而形成构造体403。
通过以上的方法形成了构造体。构造体的剖面形状是图15所示的垂直形状。构造体的周期是300nm,高度是200nm,大小(直径)是200nm。深度比(高度/直径)是1。图18把形成的构造体以SEM像表示。能把形状均匀的构造体形成在直径12cm的大面积媒体上。
(实施例5)
制作图19所示结构的光记录媒体。
基板1301的材料是使用聚碳酸酯,其厚度是0.6mm。
缓冲层1302的材料是使用ZnS-SiO2,其膜厚度是50nm。成膜通过阴极溅镀法进行。溅射目标的组成是ZnS 80%mol、SiO2 20%mol。
光吸收层1303的材料使用AgInSbTe,其膜厚度是20nm。凸状构造体1304中含有ZnS和SiO2,从光吸收层上面开始该凸状构造体的高度是50nm,其磁道方向周期1305是200nm。
根据图9、图10、图16来表示所述光记录媒体的制作方法。
首先在图9上图所示的层合工序中形成各层。基板101是聚碳酸酯树脂制。缓冲层101使用ZnS-SiO2,其膜厚度是50nm。成膜通过阴极溅镀法进行。溅射目标的组成是ZnS 80%mol、SiO2 20%mol。光吸收层103是AgInSbTe,其膜厚度是20nm。变成凸状构造体的薄膜101是ZnS-SiO2,膜厚度是50nm。成膜通过阴极溅镀法进行。溅射目标的组成是ZnS 80%mol、SiO2 20%mol。各层阴极溅镀法的条件是成膜温度是室温,成膜环境是氩气。
然后在图9中图所示的记录工序中把激光301从形成凸状构造体的薄膜侧进行照射来记录信息。记录中所使用的激光波长是405nm,物镜的数值口径是0.85。
如图16所示,记录是通过激光的能级调制方法进行的。能级以P1=5mW、P2=0.7mW的双标准进行调制。脉冲幅度T是15nsec。脉冲周期S是57nsec。脉冲负荷率(脉冲幅度/脉冲周期)是26%。在这些条件下记录周期200nm的单周期信号。
图10表示蚀刻工序。记录信息后把ZnS-SiO2的未记录部分除去而加工成凸状。401是ZnS-SiO2的记录部分。402表示蚀刻槽。403表示蚀刻溶液。404表示被加工成凸状的ZnS-SiO2。蚀刻溶液403使用氟酸(HF)与水(H2O)的混合液。使用氟酸50%的稀释溶液。溶液比是HF:H2O=1:10。把记录媒体在该溶液中浸渍10秒钟。蚀刻后马上用水洗净,通过干燥氮气等使干燥。通过以上的方法来制作具有凸状构造体的光记录媒体。
把所述光记录媒体的凸状构造体通过图20A和图20B所示的方法进行再现。
使用数值口径0.85的物镜和波长405nm的激光,再现光焦度设定成是1.5mW。该光学系统的析像界限周期(λ/2NA)是238nm。把图19所示结构的光记录媒体通过图20A和图20B所示的方法进行再现。即从凸状构造体侧照射光并检测反射光通量的变化。其结果是相当于小于或等于析像界限周期的200nm周期的信息能被检测。
(实施例6)
制作图21所示结构的光记录媒体。
基板1501的材料是使用聚碳酸酯树脂,其厚度是0.6mm。缓冲层1502的材料是使用ZnS-SiO2,其膜厚度是50nm。光吸收层1503的材料使用SbTe,其膜厚度是20nm。凸状构造体1504中含有ZnS和SiO2,从光吸收层上面开始该凸状构造体的高度是70nm,其磁道方向周期1506是200nm。透光层1506的材料使用SiON,其膜厚度是150nm。
上述光记录媒体的制作方法如下。凸状构造体的制作方法与实施例5相同。在制作完凸状构造体后层合透光层1505,即SiON。成膜通过阴极溅镀法进行。成膜温度是室温。溅射目标是使用的Si。成膜环境是氧气和氮气的混合环境。
把所述光记录媒体的凸状构造体通过图22所示的方法进行再现。
使用数值口径0.85的物镜和波长405nm的激光,再现光焦度设定成是1.0mW。该光学系统的析像界限周期(λ/2NA)是238nm。把图21所示结构的光记录媒体通过图22所示的方法进行再现。即从透光层侧照射光并检测反射光通量的变化。其结果是相当于小于或等于析像界限周期的200nm周期的信息能被检测。
(实施例7)
把圆柱形状的凸状构造体如图23所示那样进行配置,制作由与实施例5同样材料构成的层结构的光记录媒体。
磁道方向记录周期1703是250nm,磁道间距1706是320nm,根据记录信息而变化凸状构造体的直径。凸状构造体的最大径1705是250nm,也包含没有凸状构造体的情况是以8个阶段变化直径。
把所述光记录媒体的凸状构造体通过图24A和图24B所示的方法进行再现。
使用数值口径0.85的物镜和波长405nm的激光,再现光焦度设定成是1.5mW。该光学系统的析像界限周期(λ/2NA)是238nm。图24A表示标记配置。1702表示凸状构造体、1703表示记录周期、1704表示光束移动方向。图24B表示再现信号电平的变化。1811是以图24A的A时控采样的信号电平、1812是以图24A的H时控采样的信号电平。通过以凸状构造体的周期1703时控地采样信号,能把根据直径使信号电平按8个阶段变化的再现信号进行检测。通过以上光记录媒体的结构和再现方法能再现8变量电平的多值信息。
(实施例8)
把圆柱形状的凸状构造体如图25所示那样进行配置,制作由与实施例5同样材料构成的层结构的光记录媒体。
磁道方向记录周期1903是137nm,磁道间距1906是119nm,凸状构造体的直径1905是60nm一定的。图26A表示凸状构造体的配置与再现信号电平的关系。图27表示媒体剖面的形状。图26A和图26B是表示凸状构造体列与激光光束关系的媒体俯视图。
如图27的媒体剖面图所示,每4个磁道就设置有没有凸状构造体的磁道(a、e)。通过层合透光层1205而形成了每3个磁道的台阶。如图23所示,把b、c、d这3个磁道同时再现。如图26A所示,以凸状构造体的周期1903时控地采样信号。这时利用光束径2001内包含的凸状构造体数量来使信号电平变化。图26B表示信号电平的变化。信号电平2011表示以图26A的A时控采样的信号电平、信号电平2012表示以图26A的D时控采样的信号电平。在光束径内存在有从包含7个凸状构造体的状态A到没存在凸状构造体的状态(图中未表示)。其结果是能检测信号电平以14个阶段变化的再现信号。这样,通过把凸状构造体在媒体面内的排列变成最密填充排列(三次对称排列)而把多个构造体同时再现就能达到窄磁道间距化的高密度化。
通过本发明构造体制造方法制造的构造体能在大面积媒体上均匀形成微小结构体,具有高的深度比(构造体的高度/构造体的大小),光记录媒体就不用说了,且能在仿生物功能芯片、光刻晶体、各种电子器件的元件分离材料等多种领域中展开应用。
本发明的光记录媒体能作为各种光记录媒体,特别是原创用媒体而被恰当地使用。

Claims (20)

1、一种媒体,其特征在于:
具有吸收光而发热的光吸收层,以及
设置在所述光吸收层上的多个凸状构造体,
所述凸状构造体含有从硅化合物材料、硫化物材料、硒化物材料中选择的至少一种,
所述凸状构造体含有材料A和材料B的混合物,
所述材料A为所述硅化合物材料,
所述材料B为从所述硫化物材料以及所述硒化物材料中选择的至少一种,
所述材料A和所述材料B的混合比率为,所述材料A为10~30mol%的范围,所述材料B为70~90mol%的范围。
2、如权利要求1所述的媒体,其特征在于:
所述硅化合物材料为从SiO2以及SiON中选择的至少一种,
所述硫化物材料为从ZnS、CaS以及BaS中选择的至少一种,
所述硒化物材料为从ZnSe以及BaSe中选择的至少一种。
3、如权利要求1所述的媒体,其特征在于:
所述材料A为SiO2
所述材料B为ZnS。
4、如权利要求1所述的媒体,其特征在于:
所述光吸收层含有从Sb、Te、Si以及Ge中选择的至少一种。
5、如权利要求1所述的媒体,其特征在于:
所述光吸收层设置在支持基板上,
所述支持基板为从玻璃、石英以及Si中选择的一种。
6、一种媒体的制造方法,其特征在于:包括
将权利要求1所述的媒体作为模型,将由所述多个凸状构造体形成在所述光吸收层上的凹凸复制在其他媒体上的复制工序。
7、一种构造体形成用媒体,其利用在权利要求1所述的媒体的制造中,其特征在于:
具有,所述光吸收层;
层积在所述光吸收层上,成为所述多个凸状构造体的第一热反应层,
所述第一热反应层含有从硅化合物材料、硫化物材料以及硒化物材料中选择的至少一种。
8、如权利要求7所述的构造体形成用媒体,其特征在于:
还具有相对于所述光吸收层而设置在与所述第一热反应层相反一侧的第二热反应层,
所述第二热反应层含有从硅化合物材料、硫化物材料以及硒化物材料中选择的至少一种。
9、如权利要求7或8所述的构造体形成用媒体,其特征在于:
所述第一热反应层位于最上层,并且相对于被所述光吸收层吸收的光具有透光性。
10、如权利要求7或8所述的构造体形成用媒体,其特征在于:
所述热反应层含有材料A和材料B的混合物,
所述材料A为所述硅化合物材料,
所述材料B为从所述硫化物材料以及所述硒化物材料中选择的至少一种。
11、如权利要求7或8所述的构造体形成用媒体,其特征在于:
所述硅化合物材料为从SiO2以及SiON中选择的至少一种,
所述硫化物材料为从ZnS、CaS以及BaS中选择的至少一种,
所述硒化物材料为从ZnSe以及BaSe中选择的至少一种。
12、如权利要求10所述的构造体形成用媒体,其特征在于:
所述材料A为SiO2
所述材料B为ZnS。
13、如权利要求10所述的构造体形成用媒体,其特征在于:
所述材料A和所述材料B的混合比率为,所述材料A为10~30mol%的范围,所述材料B为70~90mol%的范围。
14、如权利要求7或8所述的构造体形成用媒体,其特征在于:
所述光吸收层含有从Sb、Te、Si以及Ge中选择的至少一种。
15、如权利要求7或8所述的构造体形成用媒体,其特征在于:
所述光吸收层设置在支持基板上,
所述支持基板为从玻璃、石英以及Si中选择的一种。
16、一种媒体的制造方法,该媒体为利用了权利要求7所述的构造体形成用媒体的媒体,该媒体的制造方法的特征在于,具有如下工序:
光照射工序,对所述构造体形成用媒体进行光照射,通过所述光吸收层的发热使所述第一热反应层部分变化;
第一蚀刻工序,对所述构造体形成用媒体进行蚀刻加工,以使只有所述第一热反应层中的、在所述光照射工序中变化了的变化部分残留,从而形成所述凸状构造体。
17、如权利要求16所述的媒体的制造方法,其特征在于:
所述构造体形成用媒体中,所述第一热反应层位于最上层,并且相对于所述光吸收层吸收的光具有透光性,
在所述光照射工序中,从最上层的所述第一热反应层侧进行光照射。
18、如权利要求16或17所述的媒体的制造方法,其特征在于:
还具有第二蚀刻工序,在所述第一蚀刻工序后,将形成的所述凸状构造体作为掩模,对所述光吸收层进行蚀刻加工。
19、如权利要求16或17所述的媒体的制造方法,其特征在于:
还具有加热工序,在所述第一蚀刻工序后,对形成有所述凸状构造体的所述构造体形成用媒体进行加热。
20、如权利要求16或17所述的媒体的制造方法,其特征在于:
在所述光照射工序中,照射波长为390~405nm的激光。
CNB2004800404565A 2003-12-09 2004-12-08 构造体及其制造方法、形成用媒体,光记录媒体及其再现方法 Expired - Fee Related CN100509222C (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003410876A JP2005174425A (ja) 2003-12-09 2003-12-09 光記録媒体、光記録媒体の再生方法、及び光記録媒体の作製方法
JP410876/2003 2003-12-09
JP148442/2004 2004-05-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1905971A CN1905971A (zh) 2007-01-31
CN100509222C true CN100509222C (zh) 2009-07-08

Family

ID=34731841

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2004800404565A Expired - Fee Related CN100509222C (zh) 2003-12-09 2004-12-08 构造体及其制造方法、形成用媒体,光记录媒体及其再现方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2005174425A (zh)
CN (1) CN100509222C (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7920458B2 (en) 2005-04-27 2011-04-05 Ricoh Company, Ltd. Optical recording medium, and recording and reproducing method
US7803443B2 (en) 2005-11-02 2010-09-28 Nec Corporation Optical disk including a sulfuration suppressing dielectric film
JP4705530B2 (ja) * 2006-08-07 2011-06-22 株式会社リコー 光記録媒体とその基板、及び該基板の成形用スタンパ
JP4967908B2 (ja) * 2006-08-24 2012-07-04 Tdk株式会社 光記録媒体
JP4607139B2 (ja) * 2007-03-19 2011-01-05 株式会社リコー 追記型情報記録媒体及びマスター基板
JP5526474B2 (ja) * 2007-03-26 2014-06-18 株式会社リコー 微小構造体の形成方法
EP2808735B1 (en) * 2012-01-27 2017-03-22 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Fine concavo-convex structure product, mold fabrication method, and use of a heat-reactive resist material

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4525412A (en) * 1982-11-15 1985-06-25 Sony Corporation Information recording medium
US4548889A (en) * 1982-01-12 1985-10-22 Dainippon Ink And Chemicals, Inc. Optical recording medium
US4568952A (en) * 1984-12-10 1986-02-04 Rca Corporation Optical record blank and information record
US4645712A (en) * 1984-11-09 1987-02-24 Hitachi, Ltd. Information recording medium
US5098761A (en) * 1989-01-09 1992-03-24 Toray Industries, Inc. Optical recording medium
US5304455A (en) * 1990-11-28 1994-04-19 U.S. Philips Corporation Master disc
US5548576A (en) * 1993-07-08 1996-08-20 Fujitsu Limited Optical recording medium and data reproducing apparatus for reproducing data from such optical recording medium
JP3113745B2 (ja) * 1992-09-21 2000-12-04 株式会社クラレ ポリエステル繊維または成形品の製造方法
JP2002365806A (ja) * 2001-06-07 2002-12-18 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 微細パターン描画材料、それを用いた描画方法及び微細パターン形成方法
JP2003168244A (ja) * 2001-11-29 2003-06-13 Ricoh Co Ltd 光情報記録媒体
JP2003233932A (ja) * 2002-02-07 2003-08-22 Ricoh Co Ltd 光情報記録媒体、光ディスク装置および原盤の作製方法
CN1573998A (zh) * 2003-05-28 2005-02-02 松下电器产业株式会社 光信息存储媒体的原盘制造方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4548889A (en) * 1982-01-12 1985-10-22 Dainippon Ink And Chemicals, Inc. Optical recording medium
US4525412A (en) * 1982-11-15 1985-06-25 Sony Corporation Information recording medium
US4645712A (en) * 1984-11-09 1987-02-24 Hitachi, Ltd. Information recording medium
US4568952A (en) * 1984-12-10 1986-02-04 Rca Corporation Optical record blank and information record
US5098761A (en) * 1989-01-09 1992-03-24 Toray Industries, Inc. Optical recording medium
US5304455A (en) * 1990-11-28 1994-04-19 U.S. Philips Corporation Master disc
JP3113745B2 (ja) * 1992-09-21 2000-12-04 株式会社クラレ ポリエステル繊維または成形品の製造方法
US5548576A (en) * 1993-07-08 1996-08-20 Fujitsu Limited Optical recording medium and data reproducing apparatus for reproducing data from such optical recording medium
JP2002365806A (ja) * 2001-06-07 2002-12-18 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 微細パターン描画材料、それを用いた描画方法及び微細パターン形成方法
JP2003168244A (ja) * 2001-11-29 2003-06-13 Ricoh Co Ltd 光情報記録媒体
JP2003233932A (ja) * 2002-02-07 2003-08-22 Ricoh Co Ltd 光情報記録媒体、光ディスク装置および原盤の作製方法
CN1573998A (zh) * 2003-05-28 2005-02-02 松下电器产业株式会社 光信息存储媒体的原盘制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005174425A (ja) 2005-06-30
CN1905971A (zh) 2007-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100380485C (zh) 光盘用原盘的制造方法和光盘的制造方法
US7175962B2 (en) Resist material and nanofabrication method
US7990838B2 (en) Process for producing stamper of multi-valued ROM disc, apparatus for producing the same, and resulting disc
JP4607139B2 (ja) 追記型情報記録媒体及びマスター基板
CA2233448A1 (en) Optical digital media recording and reproduction system
US7501225B2 (en) Structure and method for manufacturing thereof, medium for forming structure, and optical recording medium and method for reproducing thereof
JP4329208B2 (ja) 記録媒体の製造方法、記録媒体製造用原盤の製造方法、記録媒体の製造装置、および記録媒体製造用原盤の製造装置
Kouchiyama et al. High-resolution blue-laser mastering using an inorganic photoresist
CN100509222C (zh) 构造体及其制造方法、形成用媒体,光记录媒体及其再现方法
JP2008512808A (ja) 高密度凹凸構造のレプリケーション
JP2009252323A (ja) 凸状構造体作製方法
JP4705530B2 (ja) 光記録媒体とその基板、及び該基板の成形用スタンパ
JP4101736B2 (ja) 原盤、スタンパ、光記録媒体及びromディスクの製造方法
KR20050029765A (ko) 고밀도 재생전용 광디스크 및 그 제조방법
JPH05169819A (ja) 光情報記録媒体及び情報の記録再生方法並びに情報記録装置
WO2006043211A1 (en) Method of writing data on a master substrate for optical recording
Abe et al. Master recording for high-density disk using 248 nm laser beam recorder
KR20050021313A (ko) 광 정보 기록 매체의 원반 제조 방법, 패턴 형성 방법,원반, 스탬퍼, 광 정보 기록 매체 및 레지스트
JP4604854B2 (ja) 光記録媒体、光ディスク原盤およびその製造方法
JPH10241214A (ja) 光ディスク用スタンパーの製造方法
CN101136215A (zh) 多阶游程受限只读光盘母盘及其刻录方法
Kouchiyama et al. High resolution blue laser mastering with inorganic photoresist
TWI395219B (zh) 微結構之製造方法
KR100765748B1 (ko) 고밀도 정보저장매체, 그 제조 방법, 그 기록/재생 장치 및방법
JPS6329335A (ja) 光デイスク記録素子

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20191118

Address after: German Messe Carle

Patentee after: Singulus Technologies AG

Address before: Tokyo, Japan

Patentee before: Liguang Company

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20090708

Termination date: 20201208