CN108028052A - 信息存储装置和信息读出装置 - Google Patents

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中田尚子
有塚祐树
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Dai Nippon Printing Co Ltd
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Abstract

本发明使得能够以通用方法执行信息的高度集成记录并读取信息，同时保持长期耐久性。以规定的位长度u对待存储的数字数据(D)进行划分，以创建多个单元数据(U1至U4)。构成单元数据(U1)的位布置成二维矩阵，以创建单元位矩阵(B(U1))，该单元位矩阵被转换成几何图案，从而创建单元位图形图案(P(U1))。此外，对准标记(Q)布置在四个角处，以产生单元记录图形图案(R(U1))。创建绘制图案(P(E))作为单元记录图形图案(R(U1)至R(U4))的组合，并且将其提供给电子束光刻系统作为绘制数据(E)，由此在玻璃衬底上的抗蚀剂层中绘制图案。对抗蚀剂层进行显影并蚀刻玻璃衬底，从而将数字数据(D)作为物理结构化图案记录在衬底上。

Description

信息存储装置和信息读出装置
技术领域
本发明涉及将信息写入耐用信息记录介质并存储在其中，并且从所写入的信息记录介质读出信息的技术，尤其涉及在衬底上进行光束曝光和图案处理以将信息记录为微小物理结构化图案并读出信息的技术。
背景技术
长期以来，纸一直用作记录各种类型的信息的介质，甚至到现在，许多类型的信息仍记录在纸上。另一方面，随着工业的进步，已经可以使用用于记录图像信息的胶片和用于记录声音信息的记录盘。近年来，由于计算机的广泛使用，已经使用了磁记录介质、光记录介质、半导体记录介质等作为记录数字数据的介质。
上述信息记录介质具有耐用性，根据个人使用情况，其耐用程度使得在使用其时不会引起任何麻烦。就几年的使用年限而言，可以安全地说，信息记录介质(例如，纸质印刷品、胶片和记录盘)足够耐用。然而，就几十年的使用年限而言，这些信息记录介质将不可避免地随着时间的流逝而劣化，并且可能不能保持所记录的信息。此外，它们不仅会随着时间的推移而损坏，而且还会受到水和热的影响。
此外，用于计算机的磁记录介质、光记录介质、半导体记录介质和其它介质具有耐用性，其耐用程度使得在使用一般电子装置时不会引起麻烦。然而，这些介质的设计未考虑长达几十年的耐用性，因此不适合作为永久性信息存储介质。
另一方面，在下面给出的专利文献1中已经公开了一种方法，作为一种用于在诸如石英玻璃的耐用介质上记录信息且记录容量增强的方法，其中基于透光率的差异在圆柱形介质内的小单元处三维地记录数据，并且当介质旋转时，利用计算机断层摄影技术来读出信息。此外，在专利文献2中已经公开了一种方法，其中为了达到相同的目的，通过改变照射角度使圆柱形记录介质暴露于电磁波的照射来测量透射率的差异，并且还通过利用计算机断层摄影技术来读出信息。
应注意，板状信息记录介质设置有前侧、后侧、顶侧、底侧、左侧和右侧。当读出记录的信息时，需要在正确确认介质的方向(例如前侧、后侧、顶侧、底侧、左侧和右侧)之后进行读出处理。因此，已经提出了一种方法，用于在介质上提供指示方向的识别标记以便进行正确的读出处理。例如，在下面给出的专利文献3中，已经公开了这样的技术，即在卡状信息记录介质前侧的右下角处设置具有凹陷和凸起结构的识别标记，通过该识别标记，即使视觉受损的人也能够通过触摸该识别标记来识别介质的方向，并将卡状信息记录介质沿正确方向插入信息读取器中。
现有技术文献
专利文件
专利文献1:
日本专利第4991487号
专利文献2:
日本专利第5286246号
专利文献3:
日本专利公开号H9-269987号
发明内容
本发明所要解决的问题
如上所述，目前通常使用的信息记录介质设计成耐用几年到几十年。因此，这些介质不适合作为在几百年到几千年的较长时间内向后代传递信息的介质。物理或化学上易受损的信息记录介质，例如纸、胶片和记录盘，预计不会耐用例如几百至几千年的较长时间。当然，当如上所述使用时，用于计算机的信息记录介质诸，例如磁记录介质、光记录介质和半导体记录介质也不合适。
在人类历史上，作为信息记录介质的石碑已经走过了几百年到几千年的时间。然而，在石板上进行高度集成的信息记录是相当困难的。石板不适合作为记录大容量信息(例如计算机的数字数据)的介质。
另一方面，如在先前专利文献1和2中公开的技术中所描述的那样，采用了将圆柱形石英玻璃作为介质以三维方式将信息记录在其中的方法，从而使得可以实现可以高度集成的信息记录方法，同时保持长期的耐久性。然而，当读出信息时，有必要从介质中三维分散的单元提取信息。这需要利用计算机断层摄影技术进行傅立叶变换处理。换句话说，在经过几百年到几千年的长时间之后，除非采用与在记录信息时可用的计算机断层摄影技术相同的计算机断层摄影技术，否则将不可能读出信息。
因此，本发明的目的是提供一种信息存储过程及其装置，该装置能够高度集成地记录信息，并且还能够以通用方法读取信息，同时保持长期耐久性。本发明还提供了一种用于以上述方法从存储信息的介质中读出原始信息的过程和装置。进一步地，本发明提出了一种新过程，其中在衬底上进行光束曝光和图案处理，从而使得可以记录示出了当信息被记录为微小物理结构化图案时解释数据位的方法的信息。
解决问题的方法
(1)本发明的第一特征在于一种信息存储装置，其中数字数据被写入信息记录介质并存储在其中，
该信息存储装置包括:
数据输入部分，其输入待存储的数字数据；
单元数据创建部分，其分中数字数据被规定位长度单元划分，以创建多个单元数据；
单元位矩阵创建部分，其中构成单个单元数据的数据位以二维矩阵形式布置，以创建单元位矩阵；
单元位图形图案创建部分，其中单元位矩阵被转换成布置在预定位记录域内的几何图案，从而创建单元位图形图案；
单元记录图形图案创建部分，其中将对准标记添加至单元位图形图案，以创建单元记录图形图案；
绘制数据创建部分，其创建用于绘制单元记录图形图案的绘制数据；
光束曝光装置，其基于绘制数据在用作信息记录介质的衬底上使用电子束或激光进行光束曝光；和
图案化装置，其在已曝光的衬底上进行图案处理，从而创建根据绘制数据在其内形成物理结构化图案的信息记录介质。
(2)本发明的第二特征在于根据第一特征的信息存储装置，其中
光束曝光装置具有在衬底上进行光束曝光的功能，衬底具有下层和覆盖下层的抗蚀剂层，光束曝光在抗蚀剂层的表面进行，并且
图案化装置包括显影处理部分和蚀刻处理部分，在显影处理部分中，衬底被浸入具有将溶解抗蚀剂层的曝光部分或未曝光部分的性能的显影流体中，并且衬底的一部分被处理成剩余部分；在蚀刻处理部分中，通过将抗蚀剂层的剩余部分用作掩模来蚀刻下层。
(3)本发明的第三特征在于根据第二特征的信息存储装置，其中
单元位图形图案创建部分将构成单元位矩阵的各个位“1”和各个位“0”中的一个转换成由闭域组成的单个位图，
绘制数据创建部分创建示出各个位图的轮廓线的绘制数据，并且
光束曝光装置在各个位图的轮廓线的内部部分上进行光束曝光。
(4)本发明的第四特征在于根据第一至第三特征中的任一个的信息存储装置，其中
图案化装置形成具有凹陷和凸起结构的物理结构化图案，该凹陷和凸起结构由示出位“1”和位“0”中一个的凹陷和示出另一个的凸起组成。
(5)本发明的第五特征在于根据第四特征的信息存储装置，其中
图案化装置在凹陷和凸起之一的表面上或两者的表面上形成具有由光反射材料或光吸收材料制成的附加层的物理结构化图案。
(6)本发明的第六特征在于根据第一至第三特征中的任一个的信息存储装置，其中
图案化装置形成具有网络结构的物理结构化图案，该网络结构由示出位“1”和位“0”中的一个的通孔和示出它们中的另一个的非孔部组成。
(7)本发明的第七特征在于根据第一至第六特征中的任一个的信息存储装置，其中
单元数据创建部分将数字数据划分为由(m×n)个位组成的单元数据，
单元位矩阵创建部分创建由m行和n列组成的单元位矩阵，并且
单元位图形图案创建部分允许构成单元位矩阵的各个位与以由m行和n列组成的矩阵形式布置的网格点对应，并且具有预定形状的位图布置在对应于位“1”或位“0”的网格点上，从而创建单元位图形图案。
(8)本发明的第八特征在于根据第七特征的信息存储装置，其中
单元位图形图案创建部分创建布置在矩形位记录域内的单元位图形图案，
单元记录图形图案创建部分在矩形位记录域外部添加对准标记，从而创建布置在包括所述位记录域和所述对准标记的矩形单元记录域之内的单元记录图形图案，并且
绘制数据创建部分以二维矩阵形式布置矩形单元记录域，从而创建包括多个单元记录图形图案的绘制图案，并创建用于绘制绘制图案的绘制数据。
(9)本发明的第九特征在于根据第八特征的信息存储装置，其中
单元记录图形图案创建部分在矩形位记录域的四个角中的不在对角位置的两个角外部附近添加总共两组对准标记，从而创建单元记录图形图案。
(10)本发明的第十特征在于根据第八特征的信息存储装置，其中
单元记录图形图案创建部分在矩形位记录域的四个角中的三个角外部附近添加总共三组对准标记，从而创建单元记录图形图案，并且还使得彼此相邻的单元记录图形图案中的三组对准标记的布置模式不同。
(11)本发明的第十一特征在于根据第九或第十特征的信息存储装置，其中
单元记录图形图案创建部分在参考单元记录域处设置特定的单元记录域，并且创建单元记录图形图案，在该单元记录图形图案中使用的参考对准标记与在参考单元记录域处其他单元记录域处使用的参考对准标记不同。
(12)本发明的第十二特征在于根据第一至第十一特征中的任一个的信息存储装置，其中
数据输入部分、单元数据创建部分、单元位矩阵创建部分、单元位图形图案创建部分、单元记录图形图案创建部分和绘制数据创建部分通过将程序安装到计算机中而构成。
(13)本发明的第十三特征在于一种程序，该程序允许将计算机用作在根据第一至第十一特征中任一个的信息存储装置中的数据输入部分、单元数据创建部分、单元位矩阵创建部分、单元位图形图案创建部分、单元记录图形图案创建部分和绘制数据创建部分。
(14)本发明的第十四特征在于一种信息读出装置，其通过使用根据第一特征的信息存储装置来读出存储在该信息记录介质上的数字数据，
该信息读出装置包括:
图像拍摄装置，其放大和拍摄作为信息记录介质的记录表面的一部分的待拍摄域，以捕获所获得的拍摄图像作为图像数据；
拍摄图像储存部分，其储存拍摄图像；
位记录域识别部分，其从储存在拍摄图像储存部分中的拍摄图像检测对准标记，从而识别各个位记录域；
单元位矩阵识别部分，其基于位记录域内的图案而识别单元位矩阵；
扫描控制器，其控制待由图像拍摄装置拍摄的域的变化，使得可以在待读出的所有位记录域中获得拍摄的图像；以及
数据恢复部分，其从由单元位矩阵识别部分识别的各个单元位矩阵创建单元数据，以合成各个单元数据，从而恢复存储的数字数据。
(15)本发明的第十五特征在于一种信息读出装置，其通过使用根据第十一特征的信息存储装置读出存储在信息记录介质中的数字数据，
该信息读出装置包括:
图像拍摄装置，其放大和拍摄作为信息记录介质的记录表面的一部分的待拍摄域，以捕获所获得的拍摄图像作为图像数据；
拍摄图像储存部分，其储存拍摄的图像；
位记录域识别部分，其从储存在拍摄图像储存部分中的拍摄图像检测对准标记，从而识别各个位记录域；
单元位矩阵识别部分，其基于位记录域内的图案而识别单元位矩阵；
扫描控制器，其控制待由图像拍摄装置拍摄的域的变化，以便可以在所有待读出位记录域获得拍摄图像；以及
数据恢复部分，其从由单元位矩阵识别部分识别的各个单元位矩阵创建单元数据，以合成各个单元数据，从而恢复存储的数字数据；其中
图像拍摄装置具有拍摄待拍摄域的功能，该待拍摄域的尺寸能够包括至少一个单元记录域，并且
扫描控制器控制图像拍摄装置调整待拍摄域，以便基于参考对准标记而获得包括参考单元记录域的域的拍摄图像，并且此后，根据单元记录域的布置间距而顺序地允许待拍摄域移动。
(16)本发明的第十六特征在于根据第十四或第十五特征的信息读出装置，其中
拍摄图像储存部分、位记录域识别部分、单元位矩阵识别部分、扫描控制器和数据恢复部分通过将程序安装到计算机中而构成。
(17)本发明的第十七特征在于一种程序，该程序用于允许计算机用作在根据第十四或第十五特征的信息读出装置中的拍摄图像储存部分、位记录域识别部分、单元位矩阵识别部分、扫描控制器和数据恢复部分。
(18)本发明的第十八特征在于一种信息存储方法，通过该方法将数字数据写入信息记录介质并存储在其中，
该信息存储方法包括:
数据输入步骤，其中计算机输入待存储的数字数据；
单元数据创建步骤，其中计算机将数字数据划分为规定的位长度单元，以创建多个单元数据；
单元位矩阵创建步骤，其中计算机以二维矩阵形式布置构成单个单元数据的数据位，以创建单元位矩阵；
单元位图形图案创建步骤，其中计算机将单元位矩阵转换成布置在预定的位记录域内的几何图案，从而创建单元位图形图案；
单元记录图形图案创建步骤，其中计算机将对准标记添加到单元位图形图案，从而创建单元记录图形图案；
绘制数据创建步骤，其中计算机创建用于绘制单元记录图形图案的绘制数据；
光束曝光步骤，其中基于绘制数据通过在用作信息记录介质的衬底上使用电子束或激光来进行光束曝光；和
图案化步骤，其中在已曝光的衬底上进行图案化处理，从而创建信息记录介质，在该信息记录介质内根据绘制数据形成物理结构化图案。
(19)本发明的第十九特征在于一种信息读出方法，通过该信息读出方法来读出使用根据第十八特征的信息存储方法而存储在信息记录介质中的数字数据，
该信息读出方法包括:
图像拍摄步骤，其中通过使用图像拍摄装置放大并拍摄作为信息记录介质的记录表面的一部分的待拍摄域，并且捕获所获得的拍摄图像作为图像数据；
拍摄图像储存步骤，其中计算机储存拍摄图像；
位记录域识别步骤，其中计算机从由拍摄图像储存步骤储存的拍摄图像中检测对准标记，从而识别各个位记录域；
单元位矩阵识别步骤，其中计算机基于位记录域内的图案而识别单元位矩阵；以及
数据恢复步骤，其中计算机从在单元位矩阵识别步骤中识别的各个单元位矩阵创建单元数据，以合成各个单元数据，从而恢复所存储的数字数据，其中
在图像拍摄步骤中，计算机控制改变待由图像拍摄装置拍摄的域，以便可以在所有待读出的位记录域中获得拍摄图像。
(20)本发明的第二十特征在于一种信息存储装置，其中数字数据被写入信息记录介质并存储在其中，
该信息存储装置包括:
数据输入部分，其输入待存储的数字数据；
主要信息图案创建部分，其创建示出构成数字数据的各个数据位的信息的主要信息图案；
次要信息图案创建部分，其创建示出用于解释由主要信息图案示出的数据位的方法的次要信息图案；
绘制数据创建部分，其创建用于绘制主要信息图案和次要信息图案的绘制数据；
光束曝光装置，其基于绘制数据在用作信息记录介质的衬底上使用电子束或激光进行光束曝光；以及
图案化装置，其在已曝光的衬底上进行图案化处理，从而创建根据绘制数据在其内形成物理结构化图案的信息记录介质，其中
主要信息图案是由第一属性主域和第二属性主域构成的图案，并且其中各个数据位的二进制信息通过与各个数据位对应的预定点是存在于第一属性主域内还是存在于第二属性主域内的差异来表示，
次要信息图案是设有第一识别标记和第二识别标记的图案，第一识别标记具有用于呈现由字母、数字、符号和图形或它们一部分或它们组合组成的第一信息的一个或多个闭域，第二识别标记具有用于呈现由字母、数字、符号和图形或它们一部分或它们组合组成的第二信息的一个或多个闭域，
在与预定的布置轴线平行的方向上延伸的带状第一属性次域和带状第二属性次域在与布置轴线正交的方向上交替地布置在构成第一识别标记的闭域内，在与布置轴线平行的方向上延伸的带状第一属性次域和带状第二属性次域在与布置轴线正交的方向上交替地布置在构成第二识别标记的闭域，在构成第一识别标记的闭域内，第一属性次域的宽度设置成大于第二属性次域的宽度，而在构成第二识别标记的闭域，第二属性次域的宽度被置成大于第一属性次域的宽度，且
绘制数据创建部分创建绘制数据，以便在第一属性主域和第一属性次域上进行曝光，而在第二属性主域和第二属性次域上不进行曝光，或者绘制数据创建部分创建绘制数据，以便在第二属性主域和第二属性次域上进行曝光，而在第一属性主域和第一属性次域上不进行曝光，并且在尺寸上对第一属性次域和第二属性次域的宽度进行设置，以构成可见光的衍射光栅。
(21)本发明的第二十一特征在于根据第二十特征的信息存储装置，其中
次要信息图案创建部分创建次要信息图案，以便使得在信息记录介质上形成的第一识别标记和第二识别标记使用肉眼可观察的尺寸。
(22)本发明的第二十二特征在于根据第二十或第二十一特征的信息存储装置，其中
次要信息图案创建部分设置构成第一识别标记的闭域，使得第一属性次域的宽度比第二属性次域的宽度大至少5倍，并且还设置构成第二识别标记的闭域，使得第二属性次域的宽度比第一属性次域的宽度大至少5倍。
(23)本发明的第二十三特征在于根据第二十至第二十二特征中的任一个的信息存储装置，其中
次要信息图案创建部分将构成第一识别标记的闭域内的第一属性次域的宽度设置成等于构成第二识别标记的闭域内的第二属性次域的宽度，并且还将构成第一识别标记的闭域内的第二属性次域的宽度设置成等于构成第二识别标记的闭域内的第一属性次域的宽度。
(24)本发明的第二十四特征在于根据第二十至第二十三特征中的任一个的信息存储装置，其中
次要信息图案创建部分创建次要信息图案，其中第一识别标记和第二识别标记彼此相邻地布置。
(25)本发明的第二十五特征在于根据第二十至第二十三特征中的任一个的信息存储装置，其中
次要信息图案创建部分创建次要信息图案，其中构成第一识别标记的闭域与构成第二识别标记的闭域接触。
(26)本发明的第二十六特征在于根据第二十至第二十三特征中的任一个的信息存储装置，其中
次要信息图案创建部分创建第二识别标记嵌入第一识别标记的次要信息图案，或者第一识别标记嵌入第二识别标记的次要信息图案。
(27)本发明的第二十七特征在于根据第二十至第二十三特征中的任一个的信息存储装置，其中
次要信息图案创建部分创建次要信息图案，该次要信息图案除了具有第一识别标记和第二识别标记之外还具有辅助公共识别标记，
辅助公共识别标记是具有一个或多个闭域以呈现由字母、数字、符号和图形或它们一部分或它们组合组成的辅助公共信息的识别标记，
在与布置轴线平行的方向上延伸的带状第一属性次域和带状第二属性次域在与布置轴线正交的方向上交替地布置在构成辅助公共识别标记的闭域内，并且辅助公共识别标记中的第一属性次域的宽度与第二属性次域的宽度之间的差值被设置成小于第一识别标记和第二识别标记中的第一属性次域的宽度与第二属性次域的宽度之间的差值。
(28)本发明的第二十八特征在于根据第二十七特征的信息存储装置，其中
在辅助公共标识标记中，第一属性次域的宽度设置成等于第二属性次域的宽度。
(29)本发明的第二十九特征在于根据第二十七或第二十八特征的信息存储装置，其中
示出用于解释由主要信息图案示出的数据位的第一方法的标志由第一识别标记和辅助公共识别标记的组合构成，且示出用于解释由主要信息图案示出的数据位的第二方法的标志由第二识别标记和辅助公共识别标记的组合构成。
(30)本发明的第三十特征在于根据第二十九特征的信息存储装置，其中
左侧矩形、中央矩形和右侧矩形三个矩形在水平方向上相邻布置，以便分别位于左侧、中央和右侧，且下部矩形布置在下方以与该三个矩形共同相邻，
第一识别标记由中央矩形构成，第二识别标记由左侧矩形和右侧矩形构成，辅助公共识别标记由下部矩形构成，从而构成示出符号“凸起”的第一标志和示出符号“凹陷”的第二标志。
(31)本发明的第三十第一特征在于根据第二十至第三十特征中的任一个的信息存储装置，其中
光束曝光装置具有在衬底上进行光束曝光的功能，衬底具有下层和覆盖下层的抗蚀剂层，光束曝光在抗蚀剂层的表面进行，
图案化装置包括显影处理部分和蚀刻处理部分，在显影处理部分中，将衬底浸入将溶解抗蚀剂层的曝光部分或未曝光部分的性能的显影流体中，并且将衬底的一部分处理成剩余部分；在蚀刻处理部分中，通过将抗蚀剂层的剩余部分用作掩模来蚀刻下层。
(32)本发明的第三十二特征在于根据第三十一特征的信息存储装置，其中
主要信息图案创建部分将单个位“1”和单个位“0”中的一个转换为由闭域组成的单个位图，从而创建将位图内的域作为第一属性主域而将位图外的域作为第二属性主域的主要信息图案，并且
绘制数据创建部分创建绘制数据，通过该绘制数据在第一属性主域和第一属性次域上进行曝光，而在第二属性主域和第二属性次域上均不进行曝光。
(33)本发明的第三十三特征在于根据第二十至第三十二特征中任一个的信息存储装置，其中
图案化装置形成具有凹陷和凸起结构的物理结构体，该凹陷和凸起结构由示出第一属性域和第二属性域中一个的凹陷和示出它们中另一个的凸起构成。
(34)本发明的第三十四特征在于根据第三十三特征的信息存储装置，其中
图案化装置形成物理结构体，该物理结构体在凸起的表面上具有由光反射材料制成的附加层。
(35)本发明的第三十五特征在于根据第三十三特征的信息存储装置，其中
图案化装置对由半透明材料制成的衬底进行图案处理，从而在衬底的上面上形成凹陷和凸起结构，并且在衬底的下面上形成具有由遮光材料制成的附加层的物理结构体。
(36)本发明的第三十六特征在于根据第三十三特征的信息存储装置，其中
图案化装置对由半透明材料制成的衬底进行图案处理，从而形成凹陷和凸起结构，并在凸起的表面上形成具有由遮光材料制成的附加层的物理结构体。
(37)本发明的第三十七特征在于根据第二十至第三十二特征中的任一个的信息存储装置，其中
图案化装置形成具有网络结构的物理结构体，该网络结构由示出第一属性域和第二属性域中的一个的通孔和示出它们中的另一个的非孔部组成。
(38)本发明的第三十八特征在于根据第三十七特征的信息存储装置，其中
图案化装置在非孔部的一侧形成具有由光反射材料制成的附加层的物理结构体。
(39)本发明的第三十九特征在于根据第三十七特征的信息存储装置，其中
图案化装置在由半透明材料制成的衬底上进行图案处理，从而形成网络结构，并在非孔部的一侧形成具有由遮光材料制成的附加层的物理结构体。
(40)本发明的第四十特征在于根据第二十至第三十特征中的任一个的信息存储装置，其中
数据输入部分、主要信息图案创建部分、次要信息图案创建部分和绘制数据创建部分通过将程序安装到计算机中而构成。
(41)本发明的第四十一特征在于一种程序，该程序允许计算机用作在根据第二十至第三十特征中的任一个的信息存储装置中的数据输入部分、主要信息图案创建部分、次要信息图案创建部分和绘制数据创建部分。
(42)本发明的第四十二特征在于一种信息存储方法，通过该方法将数字数据写入信息记录介质并存储在其中，
该信息存储方法包括:
数据输入步骤，其中计算机输入待存储的数字数据；
主要信息图案创建步骤，其中计算机创建示出构成数字数据的各个数据位的信息的主要信息图案；
次要信息图案创建步骤，其中计算机创建示出用于解释由主要信息图案示出的数据位的方法的次要信息图案；
绘制数据创建步骤，其中计算机创建用于绘制主要信息图案和次要信息图案的绘制数据；
光束曝光步骤，其中基于绘制数据通过在用作信息记录介质的衬底上使用电子束或激光来进行光束曝光；以及
图案化步骤，其中在已曝光的衬底上进行图案化处理，从而创建根据绘制数据在其内形成物理结构化图案的信息记录介质；其中
主要信息图案是由第一属性主域和第二属性主域构成的图案，并且其中各个数据位的二进制信息通过与各个数据位对应的预定点是存在于第一属性主域内还是存在于第二属性主域内的差异来表示，
次要信息图案是设有第一识别标记和第二识别标记的图案，第一识别标记具有用于呈现由字母、数字、符号和图形或它们的一部分或它们的组合组成的第一信息的一个或多个闭域，第二识别标记具有用于呈现由字母、数字、符号和图形或它们的一部分或它们的组合组成的第二信息的一个或多个闭域，
在与预定布置轴线平行的方向上延伸的带状第一属性次域和带状第二属性次域在与布置轴线正交的方向上交替地布置在构成第一识别标记的闭域内，在与布置轴线平行的方向上延伸的带状第一属性次域和带状第二属性次域在与布置轴线正交的方向上交替地布置在构成第二识别标记的闭域，在构成第一识别标记的闭域处，第一属性次域的宽度被设置成大于第二属性次域的宽度，而在构成第二识别标记的闭域处，第二属性次域的宽度被设置成大于第一属性次域的宽度，且
在绘制数据创建步骤中，创建绘制数据，以便在第一属性主域和第一属性次域上进行曝光，而在第二属性主域和第二属性次域上不进行曝光，或者创建绘制数据，以便在第二属性主域和第二属性次域上进行曝光，而在第一属性主域和第一属性次域上不进行曝光，并且还在尺寸上对第一属性次域和第二属性次域的宽度进行了设置，以构成可见光的衍射光栅。
本发明的效果
根据本发明的基本实施方案，待存储的数字数据被划分为多个单元数据，变成单元位矩阵的形式，然后被转换成几何图形图案。该图形图案通过使用电子束或激光的光束曝光被转印到衬底上，并且通过图案处理记录为微小物理结构化图案。因此，可以以高度集成的方式记录信息，并保持长期耐久性。此外，已经转印到衬底上的图形图案本身是二维图案，因此使得可以以通用方法读出信息。
进一步地，在本发明的记录识别标记的实施方案中，记录了用于示出解释数据位的方法的唯一识别标记。采用了识别标记，通过该识别标记，关于构成待存储数字数据的各个数据位的信息作为主要信息图案被记录在介质上。进一步地，示出用于解释由主要信息图案指示的数据位的方法的信息作为次要信息图案而记录在同一介质上。这里，每个信息图案均由第一属性域和第二属性域构成。信息记录在衬底上，以便例如一个属性域作为凸起给出，而另一属性域作为凹陷给出。进一步地，次要信息图案包括一对识别标记，并且形成了衍射光栅，其中带状第一属性域和带状第二属性域交替地布置在每个识别标记内部。
此外，在识别标记内部形成的每一个带状第一属性域的宽度和每一个带状第二属性域的宽度之间的尺寸关系相对于该对识别标记具有相反的关系。结果，不管记录信息时采用的光束曝光方法和图案处理方法如何，都可以比较该对识别标记之间的亮度和暗度，以识别用于解释记录为主要信息图案的数据位的正确方法。
如上所述，采用了根据本发明的用于利用唯一识别标记的方法，通过该方法在衬底上进行光束曝光和图案处理，从而使得还可以记录示出当信息被记录为微小物理结构化图案时用于解释数据位的方法的信息。
附图说明
图1是示出根据本发明的信息存储装置的基本实施方案的构造的框图。
图2是示出由图1所示的信息存储装置进行的特定信息存储处理的一个实例的示意图。
图3是图2所示的单元记录图形图案R(U1)的放大视图。
图4A至4E是侧面剖视图，其每一个示出了由图1所示的光束曝光装置200进行的曝光步骤和图案化装置300进行的图案化步骤的具体实例(仅示出了剖面，而未示出背面的结构)。
图5A至图5E是侧面剖视图，其每一个示出了由本发明写入了信息的信息记录介质的变型(仅示出剖面，而未示出背面的结构)。
图6是示出根据本发明的信息读出装置的基本实施方案的构造的框图。
图7A和图7B是平面图，其每一个示出了本发明中使用的对准标记的变型。
图8是示出本发明中对准标记的布置模式的变化的平面图。
图9A和图9B是平面图，其每一个示出了本发明中使用的对准标记的另一变型。
图10是示出本发明中对准标记的布置模式的又一变型的平面图。
图11是示出根据本发明的信息存储处理的基本处理过程的流程图。
图12是示出根据本发明的信息读出处理的基本处理过程的流程图。
图13是示出信息记录介质的一般复制方法的侧面剖视图，其中凹陷和凸起结构形成在信息记录介质的表面上。
图14是示出通过图13中给出的复制方法进行复制的状态的侧面剖视图。
图15A和图15B是平面图，其每一个示出了在采用将大写字母“F”记录为识别标记(影线(hatching，阴影部)用于指示域)的方法时原版拷贝M1与其复制品M2之间的关系。
图16A至图16E是侧面剖视图，其中每一个示出了不同于图4A至图4E所示的曝光步骤和图案化步骤(仅示出了剖面，而未示出背面的结构)的另一特定过程(使用负型抗蚀剂作为抗蚀剂层20的过程)。
图17A和图17B是平面图，其每一个示出了在图16A至图16E所示的过程中制备的原版拷贝M3与其复制品M4(影线用于指示域)之间的关系。
图18是示出本发明的记录识别标记的实施方案中的信息存储装置的基本构造的框图。
图19是示出在执行图4A至4E所示的过程时由图18所示的信息存储装置制备的信息记录介质M5的平面图(影线用于指示域)。
图20是示出在执行图16A至图16E所示的处理时由图18所示的信息存储装置制备的信息记录介质M6的平面图(影线用于指示域)。
图21是示出由图18所示的信息存储装置制备的绘制图案P(E)的一个实例的平面图。
图22是示出在执行图4A至4E所示的处理时基于图21所示的绘制图案P(E)制备的介质M5(图19所示的“黑色凹陷介质”)的凹陷和凸起结构的视图。
图23是示出在执行图16A至图16E所示的处理时基于图21所示的绘制图案P(E)制备的介质M6(图20所示的“黑色凸起介质”)的凹陷和凸起结构的视图。
图24A至图24C是放大的侧面剖视图，示出了在图22的下部示出的相应的凹陷和凸起结构。
图25A至图25C是放大的侧面剖视图，示出了在图23的下部示出的相应的凹陷和凸起结构。
图26是示出本发明中使用的识别标记的构造和布置模式的基本实例的平面图。
图27A和图27B是平面图，其每一个示出了本发明中使用的识别标记的构造和布置模式的修改实例。
图28是表示本发明中使用的识别标记的构造和布置模式的另一修改实例的表格。
图29是具有根据图28的(c)所示的修改实例的识别标记的绘制图案P(E)的平面图。
图30是示出除了第一识别标记和第二识别标记之外还使用辅助公共识别标记的修改实例的平面图。
图31A和图31B是平面图，其每一个示出了图30所示的修改实例中的每个识别标记的观察模式(影线用于指示域)。
图32A和图32B是侧面剖视图，其每一个示出了信息记录介质的第一变型，由图18所示的信息存储装置将信息写入到该信息记录介质上(仅示出了剖视图，而未示出背面的结构)。
图33A和图33B是侧面剖视图，其每一个示出了信息记录介质的第二变型，由图18所示的信息存储装置将信息写入到该信息记录介质上(仅示出剖面，而未示出背面的结构)。
图34A和34B是侧面剖视图，其每一个示出了信息记录介质的第三变型，由图18所示的信息存储装置将信息写入到该信息记录介质上(仅示出剖面，而未示出背面的结构)。
图35A和图35B是侧剖视图，其每一个示出了信息记录介质的第四变型，由图18所示的信息存储装置将信息写入到该信息记录介质上(仅示出了剖面，而未示出背面的结构)。
图36A和图36B是侧面剖视图，其每一个示出了信息记录介质的第五变型，由图18所示的信息存储装置将信息写入到该信息记录介质上(仅示出剖面，而未示出背面的结构)。
图37A和图37B是侧面剖视图，其每一个示出了信息记录介质的第六变型，由图18所示的信息存储装置将信息写入到该信息记录介质上(仅示出剖面，而未示出背面的结构)。
图38A和图38B是侧面剖视图，其每一个示出了信息记录介质的第七变型，由图18所示的信息存储装置将信息写入到该信息记录介质上(仅示出了剖面，而未示出背面的结构)。
图39A和图39B是侧面剖视图，其中每一个示出了信息记录介质的第八变型，由图18所示的信息存储装置将信息写入到该信息记录介质上(仅示出了剖面，而未示出背面的结构)。
图40是示出由图18所示的信息存储装置执行的信息存储处理的基本处理过程的流程图。
具体实施方式
<<<第1部分，根据本发明的信息存储装置的基本实施方案>>>
图1是示出根据本发明的信息存储装置的基本实施方案的构造的框图。本实施方案的信息存储装置是执行将数字数据写入信息记录介质并存储数据的功能的装置。如图所示，该装置由存储处理计算机100、光束曝光装置200和图案化装置300构成。
这里，存储处理计算机100基于待存储的数字数据D执行用于创建绘制数据E的处理。光束曝光装置200是用于基于该绘制数据E通过使用电子束或激光在作为信息记录介质的衬底S上进行光束曝光的装置，并且通过光束曝光在衬底S上形成绘制图案。图案化装置300在已曝光的衬底S上进行图案化处理，从而根据绘制数据E形成物理结构化图案，以制备信息记录介质M。最后，将根据数字数据D的信息作为物理结构化图案记录在信息记录介质M中。
如图所示，存储处理计算机100设置有数据输入部分110、单元数据创建部分120、单元位矩阵创建部分130、单元位图形图案创建部分140、单元记录图形图案创建部分150、和绘制数据创建部分160。在下文中，将按顺序描述这些单独部分的功能。然而，这些部分实际上是通过将专用程序安装到计算机中来实现的构成部分。存储处理计算机100可以通过将专用程序安装到通用计算机中来构成。
首先，数据输入部分110是具有输入待存储数字数据D的功能且还具有临时储存因此输入的数字数据D的功能的构成部分。待存储的数字数据D可以包括任何类型的数据，诸如文档数据、图像数据和语音数据。
单元数据创建部分120是通过以规定的位长度单元划分由数据输入部110输入的数字数据D来创建多个单元数据的构成部分。这里，为了便于描述，将通过以下实例进行描述，其中，如图2的上部所示，以位长度单元u划分数字数据D以创建四组单元数据，并且第i个单元数据用符号Ui指示(在该实例中，i＝1至4)。在下文中，在所涉及的应用中使用的具有“单元”一词的任何术语均表示所有数据是针对“一个单元数据”产生的。
不必使单元数据Ui中的每一个的位长度相等，并且可以创建位长度彼此不同的多个单元数据。然而，实际上优选的是，稍后将描述的位记录域Ab是作为形状相同且面积相等的域给出。因此，优选地，预先确定公共位长度u以给出其中所有单元数据Ui均具有相同位长度u的数据。
公共位长度u可以设置成任何给定值。然而，实际上，将u＝m×n设置成构成由m行和n列组成的单元位矩阵，并且单元数据创建部分120可以将数字数据划分为由(m×n)位组成的单元数据。这里，为了便于描述，示出了一个实例，其中将u设置成等于25位，使得m＝n＝5设置成构成由5行5列组成的单元位矩阵(实际上，优选将u值设置成给出更大的值)。图2所示的第一单元数据U1是基于上述设置创建的单元数据，并且由25位数据构成。
例如单元数据创建部分120可以分别从前端以每u位划分，因此输入的数字数据D，从而分别给出单元数据U1、U2、U3等。在这种情况下，除非所给出的数字数据D的整个长度是位长度u的整数倍，否则最后一个单元数据的长度将小于位长度u。因此，在需要使所有单元数据的长度等于公共位长度u的情况下，可以在数字数据的尾端添加伪位(dummy bit)进行调整，以便整个长度是位长度u的整数倍。
应注意，用于划分数字数据D的方法不一定局限于从数据前端以每规定的位长度u来划分数据的方法，并且例如，在数据被划分为四个的情况下，可以采用这样的划分方法，即提取第一、第五、第九，...位以给出第一单元数据U1，提取第二、第六、第十，...位以给出第二单元数据U2，提取第三、第七、第十一，...位以给出第三单元数据U3，提取第四、第八、第十二，..位以给出第四单元数据U4。
由单元数据创建部分120创建的每个单元数据Ui被提供给单元位矩阵创建部分130。单元位矩阵创建部分130执行处理，通过该处理，构成单个单元数据Ui的数据位以由m行和n列组成的二维矩阵的形式布置，从而创建单元位矩阵B(Ui)。
在图2中，示出了一个实例，其中构成第一单元数据U1的25位数据每隔5位与该数据前端分隔以形成由“11101”、“10110”、“01001”、“11001”和“10110”组成的5组，从而创建由5行和5列矩阵组成的单元位矩阵B(U1)，其中各个组布置在一条线上。当然，也以类似的方式处理单元数据U2、U3、U4，以创建单元位矩阵B(U2)、B(U3)和B(U4)。由单元位矩阵创建部分130如此创建的各个单元位矩阵B(Ui)被提供给单元位图形图案创建部分140。单元位图形图案创建部分140执行处理，通过该处理，单元位矩阵B(Ui)中的每一个被转换成布置在二维平面上的预定位记录域内的几何图案，从而创建单元位图形图案P(Ui)。
在图2的中间部分，示出了已基于由5行和5列矩阵组成的单元位矩阵B(U1)制备的单元位图形图案P(U1)的实际实例。在该实际实例的情况下，在二维平面上定义了正方形的位记录域Ab(在图中用虚线表示的域)，并且该正方形位记录域内布置有涂成黑色的小正方形点(以下，称为位图)，由此形成了单元位图形图案P(U1)。
这里，每个位图与构成单元位矩阵B(U1)的位“1”对应。换句话说，在位记录域Ab内定义5行和5列矩阵以与单元位矩阵B(U1)对应，并且位图仅布置在与单元位矩阵B(U1)内的位“1”对应的位置处，而与位“0”对应的位置处未布置位图。因此，单元位图形图案P(U1)通过每个位置处构成5行和5列矩阵的位图的存在或缺失来表示构成单元位矩阵B(U1)的25位信息。
当然，各个位图可布置成与构成单元位矩阵B(U1)的位“0”对应。在这种情况下，位图仅布置在与单元位矩阵B(U1)内的位“0”对应的位置处，而与位“1”对应的位置处未布置位图。即，单元位图形图案创建部分140可以执行处理，通过该处理，构成单元位矩阵B(U1)的各个位“1”和各个位“0”中的一个被转换成闭域中的各个位图。指示各个位图的数据格式可以是任何格式。例如，在一个位图由矩形构成的情况下，作为示出单元位图形图案P(U1)的数据，可以使用示出每个位图的四个顶点的坐标值的数据(对角的两个顶点的坐标值即可)。也可以使用示出每个位图的中央点(左下角的点即可)的坐标值的数据和示出具有公共矩形形状的位图的竖直和水平边的长度的数据。替代地，在采用圆形位图的情况下，可以使用示出每个位图的中央点的坐标值的数据和示出公共半径值的数据。
当然，为各个单元数据U2、U3、U4创建的单元位矩阵B(U2)、B(U3)和B(U4)也通过类似的方法转换成几何图案，以创建单元位图形图案P(U2)、P(U3)和P(U4)。通过某种方法在介质上形成如此创建的单元位图形图案P(U1)至P(U4)中的每一个，从而使得可以将数字数据D的信息记录在介质中。然而，在本发明中，考虑到为了便于稍后执行读出处理，为单元位图形图案P(U1)到P(U4)中的每一个添加了对准标记。
单元记录图形图案创建部分150是添加对准标记的构成部分，并且在所涉及的应用中，处于添加了对准标记状态的单元位图形图案P(Ui)被称为单元记录图形图案R(Ui)。最后，单元记录图形图案创建部分150将对准标记添加到由单元位图形图案创建部分140创建的单元位图形图案P(Ui)，以执行创建单元记录图形图案R(Ui)的处理。
在图2的中部，示出了一个实例，其中为单元位图形图案P(U1)外部的四个角的每一个添加了十字形对准标记Q，以创建单元记录图形图案R(U1)。这里，包括已形成单元位图形图案P(U1)且对准标记Q布置在其外部四个角处的位记录域Ab(虚线包围的正方形)的域被称为单元记录域Au(单点划线包围的正方形)。单元记录图形图案R(U1)是形成于单元记录域Au内部的图形图案。
对准标记Q用于在部分3中描述的读出处理中识别各个位记录域Ab。因此，对准标记Q相对于位记录域Ab布置在特定位置(在图中所示的实例中，在位记录域Ab外部四个角处的位置)。在附图中，示出了使用十字形对准标记Q的实例。然而，可以使用任何形状的图，只要其是可以与用于指示各个位的位图(在图中所示的实例中为黑色的小正方形)区分开的图即可。
进一步地，在图中所示的实例中，虽然对准标记Q布置在位记录域Ab的外部，但是可以将对准标记Q布置在位记录域Ab内。然而，在标记被布置在位记录域Ab内的情况下，标记可能干扰表示各个位的位图。因此，如图中所示的实例所示，实际上优选的是，对准标记Q布置在位记录域Ab外部。在第4部分中将再次描述准标记Q的形状及其布置变化。
这样，在单元记录图形图案创建部分150创建了四组单元记录图形图案R(U1)至R(U4)之后，绘制数据创建部分160执行创建用于绘制图形图案的绘制数据E的处理。具体地，如图2的下部所示，绘制数据创建部分160执行处理，通过该处理，四组单元记录域R(U1)至R(U4)以二维矩阵形式(在该实例中，两行和两列)布置，以创建包括所有四组单元记录图形图案R(U1)至R(U4)的绘制图案P(E)，从而创建用于绘制绘制图案P(E)的绘制数据E。
到目前为止，已经描述了图1所示的存储处理计算机100的各个构成部分的处理功能。如此创建的绘制数据E被提供给光束曝光装置200。光束曝光装置200是基于绘制数据E在待曝光的衬底S上进行光束曝光的装置，并且其可以通过使用用于在多种类型的电子装置的制造过程中进行半导体光刻的电子束光刻系统或激光光刻系统构成。在使用电子束光刻系统作为电子束曝光装置200的情况下，在待通过电子束曝光的衬底S的表面上描绘绘制图案P(E)。在使用激光光刻系统作为光束曝光装置200的情况下，在待通过激光束曝光的衬底S的表面上描绘绘制图案P(E)。
在图2中，为了便于描述，位记录域Ab的轮廓线由虚线表示，且单元记录域Au的轮廓线由单点划线表示。然而，这些线不是绘制图案P(E)的构成部分。实际上在待曝光的衬底S上描绘的图形图案是表示各个位的位图(在图中示出的实例的情况下，为涂成黑色的小正方形)和十字形对准标记Q。
如上所述，绘制数据E是提供给光束曝光装置200以在待曝光的衬底S上绘制绘制图案P(E)的数据。因此，要求其数据格式取决于将使用的光束曝光装置200。目前，在设计通用LSI时使用电子束光刻系统或激光光刻系统来绘制任何给定的图形图案的情况下，使用指示图形图案的轮廓线的矢量格式绘制数据。因此，实际上，绘制数据创建部分160可以创建示出各个位图和对准标记的轮廓线的绘制数据E。
图3是图2所示的单元记录图形图案R(U1)的放大视图。在图2中，示出了一个实例，其中涂成黑色的小正方形用作指示位“1”的位图。在图3所示的实例中，位图F的每一个表示为指示正方形轮廓线的矢量数据。类似地，布置在四个角处的对准标记Q1至Q4中的每一个表示为得出十字形轮廓线的矢量数据。基于示出每个位图F的轮廓线和每一个对准标记Q1至Q4的绘制数据E，光束曝光装置200执行在其轮廓线的内部进行光束曝光的处理。因此，如图2所示，在待曝光的衬底S上形成了涂成黑色的正方形图形图案或十字形图形图案。
在图3中，示出了等间隔布置的水平网格线X1至X7和等间隔布置的纵向网格线Y1至Y7。网格线中的每一条在确定各个位图F和对准标记Q1至Q4的布置位置方面起作用。也就是说，当水平网格线X1至X7和纵向网格线Y1至Y7之间的每个交点被称为网格点L时，各个位图F和对准标记Q1至Q4布置成使得其中央位于网格点L中的任一个处。
例如，对准标记Q1布置在网格线X1和Y1彼此相交的网格点上，对准标记Q2布置在网格线X1和Y7彼此相交的网格点上，对准标记Q3布置在网格线X7和Y1彼此相交的网格点上，对准标记Q4布置在网格线X7和Y7彼此相交的网格点上。
进一步地，五条水平网格线X2至X6分别与五条纵向网格线Y2至Y6相交的25个网格点与由图2中部所示的5行5列组成的单元位矩阵B(U1)对应，并且位图F布置在与单元位矩阵B(U1)中的位“1”对应的网格点位置处(如前所述，位图F也可以布置在与位“0”对应的网格点位置处)。
一般而言，单元位图形图案创建部分140可以执行处理，该处理允许构成由m行和n列组成的单元位矩阵B(Ui)的各个位与以由m行和n列组成的矩阵形式布置的网格点L对应，以将具有预定形状的位图F布置在与位“1”或位“0”对应的网格点L上，从而创建单元位图形图案P(Ui)。
当然，实际绘制数据E中包含的图，即绘制图案P(E)中包含的图，仅仅是各个位图F和各个对准标记Q1至Q4。实际上，将不绘制图中所示的网格线X1至X7和Y1至Y7、位记录域Ab的轮廓线(虚线)和单元记录域Au的轮廓线(单点划线)。
在绘制数据E中还包括示出在待曝光的衬底S上绘制的绘制图案P(E)的实际尺寸的信息。然而，考虑到将要使用的光束曝光装置200的绘制精度，可以设置实际尺寸。
目前，在使用在一般LSI设计中使用的高精度电子束光刻系统的图案处理中，可以在衬底S上稳定地形成尺寸大约为40nm的图形。因此，上述电子束光刻系统被用作束曝光装置200，从而使得可以将图中所示网格线之间的间隔(网格点L的间距)设置为大约100nm。基本上可以形成一个边为大约50nm的位图F。在如上所述绘制微小图形图案的情况下，位图F实际上将不会呈现精确的正方形，或者对准标记Q1至Q4将不会呈现精确的十字形形式。不过，这不会构成任何实际问题。
最初，位图F在判断二进制状态方面起作用，即图是否存在于网格点l的位置就足够了。因此，位图F可以呈现任何形状，例如矩形或圆形。对准标记Q1至Q4各自起到指示位记录域Ab的位置的作用也足够了，并且它们可以呈现任何形状，只要可以与位图F区分开便可。因此，使用能够稳定地形成尺寸大约为40nm的图形的电子束光刻系统，通过该电子束光刻系统，如上所述，位图F可以以大约100nm的间距布置在两侧，并且可以执行高度集成的信息记录。
另一方面，在使用激光光刻系统作为光束曝光装置200的情况下，激光束的光斑直径取决于将使用的激光的波长，并且其最小值近似等于该波长。例如，在使用ArF准分子激光器的情况下，与使用电子束光刻系统相比，其光斑直径将为约200nm，并且因此信息的记录在集成度上稍微减小。然而，可以以类似于通常使用的光学记录介质的集成度来执行信息记录。
在图3所示的实例中，单元位图形图案P(U1)是布置在矩形(正方形)位记录域Ab内的图案。通过向其添加对准标记Q1至Q4而构成的单元记录图形图案R(U1)也布置在矩形(正方形)单元记录域Au内的图案。在执行本发明时，位记录域Ab或单元记录域Au并不总是必须为矩形域。然而，如图2的下部所示，当考虑通过布置多个单元记录图形图案R(U1)至R(U4)来创建绘制图案P(E)时，位记录域Ab和单元记录域Au都形成为矩形域是有效率的。
因此，实际上优选地，单元位图形图案创建部分140创建布置在矩形位记录域Ab内部的单元位图形图案P(Ui)，并且单元记录图形图案创建部分150将对准标记Q1至Q4添加到矩形位记录域Ab的外部，从而创建布置在包括位记录域Ab和对准标记Q1至Q4的矩形单元记录域Au内部的单元记录图形图案R(Ui)。因此，绘制数据创建部分160以二维矩阵方式布置这些矩形单元记录域Au，从而创建包括多个单元记录图形图案R(U1)至R(U4)的绘制图案P(E)，从而使得可以创建用于绘制绘制图案P(E)的绘制数据E。
可将单元记录域Au设置为任何大小。例如，在图3的实例中，定义了由一边为50μm的正方形组成的单元记录域Au，并且位图F以大约100nm的间距布置在两侧，因此使得可以在一个单元记录域Au内记录大约30KB的信息。因此，例如，使用一边为约150mm的正方形衬底作为信息记录介质，并且在衬底上的二维矩阵上布置每一个均由一边为50μm的正方形构成的单元记录域Au，通过该单元记录域Au，可以在一块信息记录介质中记录高达270GB的数据。
<<<第2部分，在介质上形成物理结构化图案>>>
这里，将更详细地描述图1所示的光束曝光装置200的曝光过程和图案化装置300的图案化过程。如第1部分所述，光束曝光装置200是基于绘制数据E通过使用电子束或激光在作为信息记录介质的衬底S上进行光束曝光的装置。图案化装置300是在已经曝光的衬底S上进行图案处理的装置，从而创建其中已经根据绘制数据E形成了物理结构化图案(绘制图案P(E))的信息记录介质。
实际上，在LSI制造过程中使用的半导体光刻系统也可以原样用于上述装置。换句话说，光束曝光装置200的光束曝光过程和图案化装置300的图案化过程可以通过原样利用通用LSI制造过程来进行。然而，在制造LSI时使用的绘制数据是示出用于构成半导体元件的各个域(例如沟道域、栅极域、源极域、漏极域和布线域)的图形图案的数据。相反，在本发明中使用的绘制数据E是示出指示数据位“1”或“0”的位图F和用于构成读出时使用的对准标记Q的图形图案的数据。
图4A至4E是侧面剖视图，其每一个示出了图1中给出的光束曝光装置200的曝光步骤和图案化装置300的图案化步骤的具体实例(仅示出了剖面，而未示出背面的结构)。首先，如图4A所示，提供待曝光的衬底S。在该实例中，待曝光的衬底S由下层10和抗蚀剂层20构成。这里，示出了使用由一层形成的抗蚀剂层20的实例。然而，在稍后描述的图案化步骤中，需要时，可以使用由两层或更多层形成的抗蚀剂层。此外，不仅可以一起使用诸如抗蚀剂之类的有机膜，而且还可以一起使用诸如金属膜之类的无机膜(所谓的用作蚀刻阻挡层的硬掩模)。
这里，下层10是将在图案化步骤中形成的层，并且最终是用作数字数据已记录在其内的信息记录介质M的一部分。如上所述，本发明的目的是实现信息记录，同时保持长期耐久性。因此，可以使用由适于实现上述目的的材料制成的衬底作为下层10。具体地，就透明材料而言，最佳地是将玻璃衬底，特别是石英玻璃衬底用作下层10。当然，也可以使用诸如硅衬底的不透明材料作为下层10。无机材料例如石英玻璃衬底和硅衬底是不易受到物理损伤且受化学污染程度较小的材料。它们是可以最佳地用于本发明的信息记录介质的材料。
另一方面，作为抗蚀剂层20，可以使用适于对下层10进行图案化的材料。也就是说，可以使用这样的材料，该材料具有在曝光于电子束或激光束时其成分会发生变化的性质，并且其还在对下层10进行的蚀刻步骤中用作保护膜。当然，可以使用具有曝光部分在显影时溶解的性质的正型抗蚀剂或具有未曝光部分在显影时溶解的性质的负性抗蚀剂。
应注意，待曝光的衬底S可以呈现任何形状或可以是任何任意尺寸。现在通常用作光掩模的石英玻璃衬底在大多数情况下是具有标准规格152×152×6.35mm的矩形衬底。进一步地，在大多数情况下，根据直径为6、8或12英寸的规格，使用厚度约为1mm的盘状晶片作为硅衬底。可以使用标准衬底作为待曝光的衬底S，该标准衬底形成为下层10，抗蚀剂层20形成于其上面。
在下文中，为了便于描述，将以使用石英玻璃衬底作为下层10并且使用正型抗蚀剂作为抗蚀剂层20作为实例。因此，图4A所示的待曝光衬底S是在石英玻璃衬底10上形成正型抗蚀剂层20的衬底。当然，本发明不限于上述实例。
最后，图1所示的光束曝光装置200在衬底S中的抗蚀剂层20的表面上进行光束曝光，衬底S具有下层10和覆盖在其上的抗蚀剂层20。图4B示出了光束曝光装置200的曝光过程。如第1部分所述，光束曝光装置200仅对位图F的内部和每个对准标记Q的内部进行曝光。因此，抗蚀剂层20经受曝光过程，并由此被分成曝光部分21和未曝光部分22。这里，未曝光部分22保持化学成分不变，而曝光部分21的化学成分改变。
图案化装置300是在曝光过程完成之后对衬底S进行图案化的装置。如图1所示，装置设置有显影处理部分310和蚀刻处理部分320。
显影处理部310进行显影处理，通过该显影处理，曝光后的衬底S被浸入具有将溶解抗蚀剂层的曝光部分21(此处使用正型抗蚀剂)或未曝光部分22(此处使用负型抗蚀剂)的性质的显影流体中，并且其一部分作为剩余部分来进行。图4C示出了对图4B所示的衬底S进行了上述显影处理的状态。由于在这里所示的实例中使用了正性抗蚀剂，因此通过显影处理，曝光部分21将溶解在显影流体中，而未曝光部分将保留为剩余部分23。
另一方面，蚀刻处理部320在显影后对衬底S进行蚀刻。在图4C的实例中，剩余部分23用作掩模以对下层10进行蚀刻。具体地，图4C所示的衬底S可以浸入蚀刻流体中，蚀刻流体对下层10的腐蚀性大于对抗蚀剂层的剩余部分23的腐蚀性(当然，可以采用诸如干法蚀刻的方法，在干法蚀刻中，衬底不浸入蚀刻流体中)。
图4D示出了蚀刻处理部分320已经进行了蚀刻的状态。在下层10的上面中，被用作掩模的剩余部分23覆盖的部分不受腐蚀影响，但曝光部分受腐蚀影响形成凹陷。如此，下层10被处理成其上面具有凹陷和凸起结构的下层11。蚀刻处理部分320具有处理功能，以随后剥离和除去抗蚀剂层的剩余部分23，并清洗和干燥下层11。
通过上述过程，如图4E所示，最终获得了处理后的下层11。由此获得的下层11仅仅是信息记录介质M，根据本发明的信息存储装置已经将数字数据写入到该信息记录介质M上。如图所示，信息记录介质M的上面上形成有物理凹陷和凸起结构，并且位“1”和位“0”分别由凹陷C和凸起V表示。因此，通过检测介质表面在由图中的粗单点划线指示的位置(对应于图3所示的网格点L的位置)处是否由凹陷C或凸起V构成，可以读出位“1”和位“0”。
当然，与图中所示的实例相反，可以采用将凹陷C作为位“0”，而将凸起V作为位“1”的记录方法。是否将它们中的一个作为位“0”，而将另一个作为位“1”取决于上述过程。例如，在部分1中描述的实例的情况下，在单元位图形图案创建部分140中，位图F布置在与单元位矩阵的位“1”对应的网格点L的位置处。相反，位图F布置在与位“0”对应的网格点L的位置处，由此，凹陷和凸起上的位信息相反。在使用负型抗蚀剂代替正型抗蚀剂作为抗蚀剂层20的情况下，凹陷和凸起之间的关系也相反。
这样制备的信息记录介质M的特征在于，其能够执行高度集成的信息记录，耐久性长，并且其还能够以通用方法读出信息。
也就是说，在将诸如石英玻璃衬底和硅衬底等材料用作底层10的情况下，这些材料比诸如纸、膜和记录盘等常规信息记录介质更不容易随着时间的流逝而劣化或由于水和热影响而损坏，从而提供长达几百年的耐用性，相当于半永久性，如同古代的石板一样。当然，与通常用作计算机的数据记录介质的磁记录介质、光记录介质和半导体记录介质相比，信息记录介质M能够提供更长时间的耐用性。因此，本发明可以最佳地用于存储信息，例如希望半永久性地记录信息的官方文件。
此外，如第1部分所述，光束曝光装置200能够通过使用电子束或激光来进行精细曝光，从而使得能够执行极高度集成的信息记录。例如，可以使用高清晰度电子束光刻系统以约100nm的间距写入位图F，由此可以在上述具有标准尺寸的光掩模或硅衬底中存储容量为约100GB至1TB的信息。
进一步地，根据本发明的信息记录介质的特征在于，由于位的二进制信息被直接记录为诸如凹陷和凸起的物理结构，因此可以以通用方法读出信息。也就是说，在前面描述的专利文献1和2中，已经公开了这样的技术，即将圆柱形石英玻璃用作以三维方式记录信息的介质。为了以三维方式读出记录在介质内的信息，需要使用计算机断层摄影等专用读出装置，并且还需要诸如傅立叶变换处理等特殊计算处理。因此，即使圆柱形记录介质保持完整，例如在几百年之后，如果不在专用读出装置上进行技术转化，也不可能读出信息。
相反，在由根据本发明的信息存储装置制备的信息记录介质中，位的二进制信息被直接记录为物理结构。并且，如果记录表面可以通过某种方法放大并被识别为图像，则至少可以读出位本身的信息。换句话说，根据本发明的信息记录介质本身是三维结构体，但是位信息的记录肯定是以二维方式执行。因此，即使在几百年或几千年之后发现根据本发明的信息记录介质，也可以通过通用方法读出位信息。
到目前为止，已经描述了根据本发明的信息存储装置用于在石英玻璃衬底或硅衬底的表面上形成具有凹陷和凸起结构的物理结构化图案的实例，该凹陷和凸起结构由指示位“1”和位“0”中一个的凹陷和指示它们中另一个的凸起组成。然而，在执行本发明时，指示位信息的物理结构不一定局限于凹陷和凸起结构。因此，将参照图5A至图5E的侧面剖视图(仅示出剖面，而未示出背面的结构)来描述在介质上形成物理结构的方法的一些变型。
图5A是示出图案化装置300用于形成具有网络结构的物理结构化图案的实例的侧面剖视图，该网络结构由表示位“1”和位“0”中的一个的通孔H和表示它们中的另一个的非孔部N组成。在图中所示的网络结构体12中，由粗单点划线表示的位置对应于图3中所示的网格点L，并且如图中所示，根据所涉及的位置是通孔H还是非孔部N(未形成通孔的部分)来表示位“1”和位“0”。
如上所述，在图5A所示的信息记录介质的情况下，通过存在或不存在通孔而非凹进和凸起结构来表示位，因此介质本身构成网络结构主体。然而，在网格点L的位置记录位信息的基本原理与图4E所示的基本实例的原理完全相同。当然，通孔H可用于表示位“0”，而非孔部N可用于表示位“1”。在使用图5A所示的网络结构体12作为信息记录介质M的情况下，蚀刻处理部分320(图4D)可在蚀刻步骤中进行蚀刻，直到穿透到下层10的下面，从而形成通孔H。
另一方面，图5B至图5D是侧面剖视图，其每一个均示出了修改实例，其中图4E所示的信息记录介质M中的凹陷C或凸起V的表面或它们二者的表面上形成有附加层。在图5B所示的修改实例中，凹陷C和凸起V二者的表面上形成有附加层31。在图5C所示的修改实例的情况下，仅凸起V的表面上形成有附加层32。在图5D所示的修改实例的情况下，凹陷C的表面上形成有附加层33。
作为附加层31、32、33，可以使用以下材料:光反射材料(例如，诸如铝、镍、钛、银、铬、硅、钼和铂等金属及其合金、氧化物和氮化物)或光吸收材料(例如，在铬、氧化铬和氮化铬的情况下，由诸如金属的氧化物和氮化物的化合物组成的材料)。由光反射材料制成的附加层的形成使得可以基于读出时反射光的行为差异来区分凹陷C和凸起V。并且，由光吸收材料制成的附加层的形成使得能够基于读出时的光吸收模式的差异来区分凹陷C和凸起V。因此，形成这些附加层是为了获得更容易读出信息的效果。
进一步地，可以通过在凹陷C或凸起V的表面上掺杂杂质来代替形成类似于附加层的具有清晰边界面的另一层来获得相似效果。例如，具有凹陷和凸起结构的信息记录介质由石英构成，并且在该介质的表面上掺杂硼、磷、铷、硒和铜以使其表面上的杂质浓度不同。由此，与设置附加层的情况一样，可以赋予表面光反射性或光吸收性，以更容易获得读出信息的效果。具体地，在上述杂质的情况下，获得了在约100ppm或更高的浓度下能吸收紫外线的效果，并且获得了在约1000ppm或更高的浓度下能提高反射率的效果。
具体地，如图5C的实例所示，其中仅在凸起V处形成由光反射材料或光吸收材料制成的附加层32，由于在读出时从凹陷C获得的反射光或散射光与从凸起V获得的反射光或散射光之间的明显差异，因此可以很容易地区分位“1”和位“0”。类似地，如图5D的实例所示，其中仅在凹陷C处形成由光反射材料或光吸收材料制成的附加层33，由于在读出时从凹陷C获得的反射光或散射光与从凸起V获得的反射光或散射光之间存在明显差异，因此还可以很容易地将位彼此区分开。
如图5B的实例所示，为了在凹陷C和凸起V二者的表面上形成附加层31，可以进行通过蚀刻来获得图4E所示的信息记录介质M的处理，并且此后，将附加层31沉积在记录介质的整个上面上。进一步地，如图5C的实例所示，为了获得仅在凸起V的表面上形成附加层32的结构，可以使用附加层保持在下层10与抗蚀剂层20之间的衬底来代替图4A中所示的待曝光衬底S。然后，如图5D的实例所示，为了获得仅在凹陷C的表面上形成附加层33的结构，在完成图4D所示的蚀刻过程时，在抗蚀剂层的剩余部分23保持原样的状态下，进行用于将附加层沉积在其整个上面上的处理，然后，可以剥离并除去剩余部分23。
另一方面，图5E中所示的修改实例使得已经形成在支撑层40的上面上的下层51本身由光反射材料或光吸收材料构成。例如，支撑层40由石英玻璃衬底构成，其上面上形成有由铝制成的附加层，其上面上还形成有抗蚀剂层，并且执行类似于图4A至4E所示的那些过程，从而使得可以获得图5E所示的结构体。在这种情况下，可以通过使用对铝具有腐蚀性的腐蚀液体来进行蚀刻过程。在结构体中，凹陷C的表面由石英玻璃形成，凸起V的表面由铝形成，从而还获得在读出时能够很容易将位彼此区分开的效果。
在实际上采用图5A所示的修改实例的情况下，优选网络结构体12由不透明材料构成。因此，使通孔H的一部分作为将透射光的部分，而非孔部N的一部分作为将不透射光的部分。因此，读出时能识别出明显差异，稍后将对此进行描述，并且还可以很容易地区分位。
另一方面，在采用图5C至图5E所示的修改实例的情况下，优选地，下层11或支撑层40由透明材料构成，而附加层32、33、51由不透明材料构成。由此，将其上未形成附加层的部分作为将透射光的部分，而其上已形成附加层的部分作为将不透射光的部分。因此，在读出时，稍后将进行描述，可以识别透光率的明显差异，并且很容易区分位。
<<<第3部分，根据本发明的信息读出装置的基本实施方案>>>
在第1部分和第2部分中，已经描述了用于将信息存储在信息记录介质中的信息存储装置的构造和步骤。这里，将描述用于读出如此记录的信息的信息读出装置的构造和步骤。
图6是示出根据本发明的信息读出装置的基本实施方案的构造的框图。根据实施方案的信息读出装置是通过使用图1所示的信息存储装置来执行读出存储在信息记录介质M中的数字数据的功能的装置。如图所示，该装置由图像拍摄装置400和读出处理计算机500构成。
这里，图像拍摄装置400是放大和拍摄作为信息记录介质M的记录表面的一部分的待拍摄域、并且捕获此拍摄图像作为图像数据的构成部分。如图所示，其设置有成像元件410、放大光学系统420和扫描机构430。
成像元件410例如可以由CCD相机构成，并且具有捕获待拍摄的预定域内的图像作为数字图像数据的功能。放大光学系统420由诸如透镜的光学元件构成，并且在放大构成信息记录介质M的记录表面的一部分的待拍摄预定域、以及在成像元件410的图像表面上形成放大图像方面发挥作用。然后，扫描机构430在对成像元件410和放大光学系统420进行扫描处理(位置和角度改变)方面起作用，使得待拍摄域在信息记录介质M的记录表面上按顺序移动。
在图5A至图5E中，示出了信息记录介质M的变型。由图5A所示的网络结构体12构成的信息记录介质M能够读出其上面或下面上的信息，而不论材料透明还是不透明，并且上面和下面都将构成记录表面。相反，如图4E和图5B至图5E所示，在信息记录介质M的上面形成有凹陷和凸起结构的情况下，上面是记录表面。因此，在下层11和支撑层40由透明材料构成的情况下，可以通过从上方或下方拍摄来读出信息。当所述层由不透明材料构成时，始终需要从上方拍摄信息。
如图所示，读出处理计算机500设置有拍摄图像储存部分510、位记录域识别部分520、单元位矩阵识别部分530、扫描控制器540和数据恢复部分550。在下文中，将顺序描述这些部分的功能。然而，这些部分实际上是通过将专用程序安装到计算机中而提供的构成部分。读出处理计算机500可以通过将专用程序安装到通用计算机中来构成。
首先，拍摄图像储存部分510是储存由图像拍摄装置400拍摄的拍摄图像的构成部分。即，其具有将由成像元件410在待拍摄的预定域内拍摄的图像作为数字图像数据储存的功能。如上所述，图像拍摄装置400设置有扫描机构430，并且待拍摄的域在信息记录介质M的记录表面上按顺序移动，以在成像元件410每次移动时获得新拍摄的图像。因此，拍摄图像储存部分510执行储存由成像元件410按顺序给出的各个图像数据的功能。
另一方面，位记录域识别部分520执行从储存在拍摄图像储存部分510中的拍摄图像中识别各个位记录域Ab的处理。在本发明中，如参考图2所述，待存储的数字数据D被划分为多个单元数据U1、U2、U3等，每个单元数据U1、U2、U3等被记录为单个位记录域Ab内的单元位图形图案P(U1)、P(U2)、P(U3)等。因此，在进行读出处理时，首先，在识别各个位记录域Ab之后，基于记录在其内的各个单元位图形图案P(Ui)读出构成单元数据Ui的每个位。
如在第2部分中所描述，对准标记Q和位图F被记录在信息记录介质M的记录表面上，作为具有凹陷和凸起结构或者存在或不存在通孔的结构的物理结构化图案。结果，对准标记Q和位图F或其轮廓以拍摄图像上的亮度和暗度的分布来表示。可以使用现有的图案识别技术来识别拍摄图像上的对准标记Q和位图F。
首先，通过检测对准标记Q来识别各个位记录域Ab。由于在对准标记Q中使用与位图F不同的图形，所以位记录域识别部分520能够通过搜索储存在拍摄图像储存部分510中的拍摄图像的内部来检测对准标记Q。例如，在图2下部所示的实例中，位图F是正方形，而对准标记Q是十字形。因此，现有的图案识别技术可以用于识别拍摄图像上的对准标记Q并定位其位置。
对准标记Q相对于位记录域Ab布置在特定位置处。因此，如果可以在拍摄图像上识别对准标记Q，则可以识别位记录域Ab的位置。例如，在拍摄图像内包括图3所示的单元记录图形图案R(U1)的情况下，能够识别四组对准标记Q1至Q4，由此可以识别在四个角附近具有四组对准标记Q1至Q4的正方形位记录域Ab。
如果图像拍摄装置400具有拍摄其大小能够包括至少一个单元记录域Au的待拍摄域的功能，则在拍摄的图像内部进行搜索，从而使得可以识别图3所示的四组对准标记Q1至Q4并且还识别位记录域Ab。
当然，如果待拍摄的域设置在跨越彼此相邻的单元记录域Au的位置处，则将不能被正确地识别均指示相同位记录域Ab的位置的四组对准标记Q1至Q4。在这种情况下，位记录域识别部分520能够基于所识别的对准标记的相互关系理解待拍摄的域的位置偏差，并且执行将位置偏差报告给扫描控制器540的处理。
当报告位置偏差时，扫描控制器540控制图像拍摄装置400以调整所涉及的位置偏差。具体地，控制器向扫描机构430发出指令，以便允许待拍摄的域在预定校正方向上仅移动预定校正量。上述校正使得在对准标记Q1至Q4如图3所示适当地布置在四个角的情况下，可以获得正确的拍摄图像，并且还可以对位记录域Ab进行正确的读出处理。如上所述，扫描控制器540的主要作用是，在待拍摄域相对于单元记录域Au发生位置偏差的情况下，执行调整处理以校正位置偏差。
扫描控制器540的第二个作用是执行扫描处理，以在完成将一个单元记录域Au作为待拍摄域的拍摄之后，将下一个单元记录域Au设置为待拍摄的新域。例如，在图2的下部所示的实例中，在完成对记录有单元记录图形图案R(U1)的单元记录域Au(U1)的拍摄之后，需要拍摄记录有单元记录图形图案R(U2)的单元记录域Au(U2)。此后，还需要允许待拍摄的域从记录有单元记录图形图案R(U3)的单元记录域Au(U3)按顺序移动到记录有单元记录图形图案R(U4)的单元记录域Au(U4)。
因此，扫描控制器540将是这样的构成部分，其控制待由图像拍摄装置400拍摄的域的变化以便可以在待读出的所有位记录域中获得拍摄的图像。该控制可以通过基于由位记录域识别部分520对对准标记Q的检测结果的反馈控制来实现。即使在发生位置偏差的情况下，也可以如上所述进行轻微调整。
然后，当位记录域识别部分520从拍摄图像中识别出第i位记录域Ab(i)时，第i位记录域Ab(i)的信息被提供给单元位矩阵识别部分530。单元位矩阵识别部分530执行基于位记录域Ab(i)内的图案识别单元位矩阵的处理。例如，在图3所示的实例中，可以基于记录在位记录域Ab内的单元位图形图案P(U1)来识别如图2的中部所示的由五行五列组成的单元位矩阵B(U1)。
在图3所示的实例中，如第1部分所述，定义了等间隔布置的水平网格线X1至X7和等间隔布置的纵向网格线Y1至Y7，并且网格点L被定义为其每个交叉点。各个位图F和对准标记Q1至Q4均布置成其中央位于任何网格点L处。因此，单元位矩阵识别部分530能够通过以下过程执行用于识别单元位矩阵B(U1)的处理。
首先，基于由位记录域识别部分520识别的四组对准标记Q1至Q4的中央点位置来识别水平网格线X1和X7以及纵向网格线Y1和Y7。接下来，定义水平网格线X2至X6以均等地划分水平网格线X1与X7之间的空间，并且定义纵向网格线Y2至Y6以均等地划分纵向网格线Y1与Y7之间的空间。然后，可以执行确定水平网格线X2至X6与纵向网格线Y2至Y6相交的25个网格点的位置的处理，以判断位图F是否存在于这些网格点的每个位置。如上所述，可以基于拍摄图像上的亮度和暗度的分布来识别位图F。因此，允许位“1”与存在位图F的网格点的位置对应，并且允许位“0”与不存在位图F的网格点的位置对应，从而使得可以获得由图2的中部所示的五行五列组成的单元位矩阵B(U1)。
因此，单元位矩阵识别部分530基于记录在第i位记录域Ab(i)内的第i单元位图形图案P(Ui)来执行识别第i单元位矩阵B(Ui)的处理，并将结果提供给数据恢复部分550。单元位矩阵识别部分530将针对由位记录域识别部分520识别的所有位记录域重复执行用于通过相同方法识别单元位矩阵的处理。
数据恢复部分550执行处理，通过该处理，从由单元位矩阵识别部分530以这种方式识别的各个单元位矩阵B(Ui)来创建单元数据Ui，以合成各个单元数据Ui，从而恢复存储的数字数据D。例如，在图2所示的实例中，从四组单元位矩阵B(U1)至B(U4)创建四组单元数据U1到U4，以将它们耦合在一起，由此恢复原始数字数据D。
到目前为止，已经通过参考图6的框图描述了根据本发明的信息读出装置的基本实施方案。然而，上述信息读出装置对于从由根据本发明的信息存储装置制备的信息记录介质M读出信息不是必需的。也可以通过使用例如光学测量装置、扫描电子显微镜或原子力显微镜来读出信息。
如前所述，由根据本发明的信息存储装置制备的信息记录介质M具有将位的二进制信息直接记录为物理结构的通用性。然后，如果可以通过某种方法放大记录表面以获得示出位图F存在与否的图像，则可以读出位信息。因此，即使在几百年或几千年之后找到信息记录介质M，并且如果在所涉及的时代有可用于识别物理结构的某种方式，则也可以读出位信息。当然，当发现介质处于被埋在地下的状态时，记录表面可能被附着的异物污染。然而，通过洗涤可以很容易地除去异物，并且可以毫无困难地读出信息。
采用任何读出方法都可以在信息记录表面上读出处于非接触状态的信息(在使用原子力显微镜的情况下，可以通过使用非接触模式以非接触状态读出信息)。在进行读出处理时，不存在记录表面可能被物理损坏的可能性，并且即使在重复进行读出处理时，也不会担心信息记录表面可能磨损。
进一步地，图6所示的信息读出装置与图1所示的信息存储装置进行了组合，由此可以从信息记录介质M中的记录域的一部分读出信息，并且还可以将新信息存储在与记录域相邻的非记录域中。因此，可以提供一种一次写入型信息存储装置，其中在一个信息记录介质中按顺序执行新信息记录。当然，在将信息存储装置与信息读出装置组合的装置中，信息存储装置可用于执行将信息写入介质上的存储处理，并且此后，信息读出装置可用于验证所存储的信息。必要时也可以进行校正。
<<<第4部分，对准标记的变型>>>
在第3部分中，已经描述了信息读出装置的基本实施方案。因此，在此，考虑到读出信息时的便利性，将描述在存储信息时记录的对准标记的变型。位图F起到指示待存储的原始信息的作用，而对准标记Q是在读出信息时用于对准的元信息(meta information)。
在上述实施方案中，例如如图3所示，单元记录图形图案创建部分150执行将十字形对准标记Q1至Q4分别添加到矩形位记录域Ab外部的四个角的处理，从而创建单元记录图形图案。这些对准标记Q1至Q4用于进行对准，使得图6所示的信息读出装置的位记录域识别部分520能够识别位记录域Ab。
然而，对准标记Q的形状、布置位置和数量不限于上述实施方案的形状、布置位置和数量。即，对准标记Q中的每一个可以采用任何形状，只要其可以与位图F区分开即可。此外，它们不必布置在位记录域Ab外部的四个角处，而是例如，它们可以布置在位记录域Ab的四个边之间的中央位置处。此外，对准标记Q的数量不一定局限于四组。
图7A和图7B是平面图，其每一个示出了本发明中使用的对准标记Q的变型。在每个平面图中，虚线包围的正方形表示位记录域Ab(为了方便起见，在内部用斜线来代替描绘出位图)，单点划线包围的正方形表示单元记录域Au，并且布置在它们之间的圆形标记是对准标记Q。
图7A示出了对准标记Q11和Q12布置在矩形位记录域Ab附近的左上角和右上角的实例。将连接两组对准标记Q11、Q12的中心点的方向定义为水平坐标轴X，因此使得可以就位记录域Ab的布置指示一个坐标轴方向。在读出时，可以基于两组对准标记Q11、Q12识别水平坐标轴X。此外，纵向坐标轴Y可以被定义为与水平坐标轴正交的轴。因此，如果位记录域Ab呈现正确的矩形，则在各个位的读出处理中将不会出现问题。从这一点来看，在针对一个位记录域Ab添加两组对准标记的情况下，在执行读出处理的实践中不会出现问题。
当然，对准标记可以单独地布置在位记录域Ab附近的左上角和左下角以限定纵向坐标轴y。也就是说，单元记录图形图案创建部分150可以通过在矩形位记录域Ab的四个角中的不在对角位置的两个角外部附近添加总共两组对准标记来创建单元记录图形图案。
另一方面，图7B示出了一个实例，其中总共添加了三组对准标记Q21、Q22、Q23，以便布置在矩形位记录域Ab的四个角中的三个角外部附近，从而创建单元记录图形图案。因此，如图所示，水平坐标轴X和纵向坐标轴Y都可以由三组对准标记Q21、Q22、Q23限定，以进一步提高各个位的读出处理的精度。
如上所述，在使用三组对准标记的情况下，如图8的实例所示，优选地，使相互相邻的单元记录图形图案的三组对准标记的布置模式有所不同。图8示出了多个单元记录域Au以二维矩阵形式布置的状态。这里，对于单元记录域Au(11)、Au(13)、Au(22)、Au(31)和Au(33)，三组对准标记以图7B所示的布置模式(即，仅右下角无对准标记的布置模式)布置。关于单元记录域Au(12)、Au(21)、Au(23)和Au(32)，三组对准标记以相对于图7B中给出的布置模式横向翻转的布置模式(即，仅左下角无对准标记的布置模式)布置。
即，在为单元记录域Au的布置限定了行号i(i＝1、2、3，...)和列号j(j＝1、2、3，...)以将各个单元记录域表示为A(ij)的情况下，如图中所示，在(i+j)是偶数的第一组中，采用了仅右下角无对准标记的布置模式，如图7B中所示。而在(i+j)是奇数的第二组中，采用了将图7B横向翻转的布置模式，其中仅左下角无对准标记。
如上所述，在两种布置模式中限定了三组对准标记，并且采用竖直或横向相邻的单元记录图形图案，其中标记以相互不同的模式布置。由此，可以防止当扫描控制器540扫描待拍摄的域时遗漏拍摄相邻单元记录域的错误。
例如，在图8所示的实例中，假设扫描控制器540已经进行了这样的控制，即，首先将单元记录域Au(11)拍摄为待拍摄域，然后，允许待拍摄域在图中沿右侧方向移动，并且将与右侧相邻的单元记录域Au(12)作为待拍摄域。通常，进行这样的控制，即使得仅允许单元记录域Au移动与其间距相对应的距离，通过该距离可以将待拍摄的下一个域带到单元记录域Au(12)的位置。然而，在特定情况下引起移动距离误差并且待拍摄的域已经移动到单元记录域Au(13)的位置的情况下，将省略对单元记录域Au(12)进行读出处理。
如果采用图8所示的布置模式，则即使在上述情况下也可以检测错误。即，假设在已拍摄了单元记录域Au(11)之后，遗漏了拍摄单元记录域Au(12)，但拍摄了单元记录域Au(13)，则将会使布置模式中的对准标记相同。因此，可以识别出遗漏了拍摄对单元记录域Au(12)。因此，执行了一项处理，通过该处理，待拍摄的域沿图中的左侧方向返回，并且可以进行修正以拍摄单元记录域Au(12)。如果发生纵向遗漏，也可以作出类似修正。
作为用于识别发生遗漏的方法，存在用于提供两种布置模式的方法。此外，可以采用用于改变对准标记的形状的方法。例如，图9A和图9B各自示出了对准标记的形状发生改变的变型的一个实例。在图9A所示的实例中，在图中所示的每个位置处布置有十字形标记Q31、三角形标记Q32和正方形标记Q33。相反，在图9B所示的实例中，在图中所示的每个位置处布置有圆形标记Q41、菱形标记Q42和x形标记Q43。对准标记的上述两种模式在竖直方向和水平方向上交替设置，通过这两种模式可以识别遗漏的发生，如图8所示的实例那样。
图10是示出本发明中对准标记的布置模式的又一变型的平面图。在该变型中，将图8所示实例中的单元记录域Au(11)的对准标记改变成图9A所示的对准标记。即，在以二维矩阵形式布置的多个单元记录域Au中，仅布置在第一行和第一列处的单元记录域Au(11)在待使用的对准标记的形状上有所不同。这是因为这样的考虑，即布置在第一行和第一列处的单元记录域Au(11)被设置成首先要读出的参考单元记录域，由此在进行读出处理时可以很容易地区分参考单元记录域。
在采用图10所示的变型的情况下，单元记录图形图案创建部分150可以在参考单元记录域处设置特定的单元记录域，以创建使用与相关参考单元记录域处的其他单元记录域的参考对准标记不同的参考对准标记的单元记录图形图案。在图中所示的实例中，在参考单元记录域Au(11)中使用图9A中所示的参考对准标记，而在其他单元记录域中使用图8中所示的普通对准标记。因此，在进行读出处理时，首先，执行可以搜索图9A所示的参考对准标记以识别要首先读出的参考单元记录域Au(11)的处理。
即，如果图6所示的信息读出装置的图像拍摄装置400具有拍摄其大小能够包括至少一个单元记录域Au的待拍摄域的功能，则可以搜索图9A所示的参考对准标记。因此，首先，扫描控制器540可以控制图像拍摄装置400调整要拍摄的域，使得可以基于图9A所示的参考对准标记获得包括参考单元记录域Au(11)的域的拍摄图像。以这种方式，在完成从参考单元记录域Au(11)内的位记录域Ab(11)读出正确的位信息之后，扫描控制器540可以提供这样的控制，即使得允许待拍摄域根据布置的单元记录域Au的间距按顺序移动。
当然，在这种情况下，如通过参考图8所描述，即使在特定情况下发生遗漏拍摄单元记录域Au(12)这种错误，也可以识别和校正该错误。此外，当出现微小位置偏差时，可以相应地调整偏差。
进一步地，作为用于指示参考单元记录域Au(11)的方法，可以采用这样的方法，其中位图F不布置在参考单元记录域Au(11)内的位记录域Ab(11)处，而是布置唯一的识别标记，以代替采用使用与其它单元记录域的参考对准标记不同的参考对准标记的方法。位记录域Ab是最初用于通过布置位图F来记录待存储的数据的域。然而，唯一识别标记仅布置在参考单元记录域处，从而使得可以通过确认唯一识别标记来很容易地识别参考单元记录域。
例如，在图8所示的域Au(11)中绘制大星形标记，由此可以容易地识别出域Au(11)是参考单元记录域。在这种情况下，原始信息不记录在域Au(11)内。然而，首先，进行位置调整，使得参考单元记录域Au(11)作为第一待拍摄域，并且此后，可以进行扫描，以便允许待拍摄域按顺序移动。如果参考单元记录域Au的大小可以肉眼可见，则在上述实例中可以可视地确认星形标记。然后，操作者能够肉眼地执行手动对准操作，以便使参考单元记录域Au(11)成为第一待拍摄域。
<<<第5部分，根据本发明的信息存储过程和信息读出过程>>>
最后，将描述基本处理过程，其中本发明被理解为过程的发明，即信息存储过程和信息读出过程。
图11是示出根据本发明的信息存储过程的基本处理程序的流程图。所述程序是用于执行信息存储过程的程序，其中数字数据被写入信息记录介质并存储。步骤S11至S16是由图1所示的存储处理计算机100执行的程序，步骤S17是由图1所示的光束曝光装置200执行的程序，步骤S18是由图1所示的图案化装置300执行的程序。
首先，在步骤S11中，存储处理计算机100执行输入待存储的数字数据D的数据输入步骤。在随后的步骤S12中，存储处理计算机100执行单元数据创建步骤，其中以规定的位长度单元划分数字数据D以创建多个单元数据Ui。然后，在步骤S13中，存储处理计算机100执行单元位矩阵创建步骤，其中构成各个单元数据Ui的数据位以二维矩阵形式布置以创建单元位矩阵B(Ui)。在步骤S14中，存储处理计算机100执行单元位图形图案创建步骤，其中单元位矩阵B(Ui)被转换成布置在预定位记录域Ab内的几何图案，以创建单元位图形图案P(Ui)。
然后，在步骤S15中，存储处理计算机100执行单元记录图形图案创建步骤，其中将对准标记Q添加到单元位图形图案P(Ui)以创建单元记录图形图案R(Ui)。然后，在步骤S16中，存储处理计算机100执行绘制数据创建步骤，该步骤创建用于绘制单元记录图形图案R(Ui)的绘制数据E。
然后，最后，在步骤S17中，执行光束曝光步骤，其中基于绘制数据E使用电子束或激光对作为信息记录介质的衬底S进行光束曝光。在步骤S18中，执行图案化步骤，其中对曝光的衬底进行图案化处理以创建信息记录介质M，在该信息记录介质M中，根据绘制数据E形成物理结构化图案。
相比之下，图12是示出根据本发明的信息读出过程的基本处理程序的流程图。这些程序是用于根据图11所示的程序执行用于读出存储在信息记录介质M中的数字数据的信息读出过程的程序。步骤S21是由图6所示的图像拍摄装置400执行的程序，步骤S22至S27是由图6所示的读出处理计算机500执行的程序。
首先，在步骤S21中，执行图像拍摄步骤，其中图像拍摄装置400用于放大和拍摄作为信息记录介质M的记录表面的一部分的待拍摄域，以将由此获得的拍摄图像捕获为图像数据。然后，在步骤S22中，执行拍摄图像储存步骤，其中读出处理计算机500储存拍摄图像。在步骤S23中，执行位记录域识别步骤，其中读出处理计算机500从储存在拍摄图像储存步骤中的拍摄图像中检测对准标记，以识别各个位记录域Ab。
在已在位记录域识别步骤中成功识别出位记录域Ab的情况下，程序通过步骤S24移动到步骤S25。在识别位记录域Ab失败的情况下，即，在当拍摄时发生位置偏差并且拍摄图像中不包括完整的位记录域Ab的情况下，程序返回到步骤S21并且再次执行图像拍摄步骤。此时，图像拍摄装置执行处理，通过该处理改变待拍摄的域，以便可以获得正确的拍摄图像。
在步骤S25中，执行单元位矩阵识别步骤，其中读出处理计算机500基于位记录域Ab内的图案识别单元位矩阵B(Ui)。通过步骤S26重复执行该处理，直到完全识别出所有必要的域。即，通过图像拍摄装置控制待拍摄域的变化，以便读出处理计算机500获得待读出的所有位记录域Ab的拍摄图像，从而重复从图像拍摄步骤的步骤S21开始的一系列处理。
最后，在步骤S27中，执行数据恢复步骤，其中读出处理计算机500从在步骤S25的单元位矩阵识别步骤中识别的各个单元位矩阵B(Ui)创建单元数据Ui，以合成各个单元数据Ui，从而恢复存储的数字数据D。
<<<第6部分，用于解释数据位的方法的几个问题>>>
上述板状信息记录介质具有前侧、后侧、顶侧、底侧、左侧和右侧。并且，在读出记录的信息时，需要正确地识别介质的前侧、后侧、顶侧、底侧、左侧和右侧并执行读出处理。因此，当信息一般记录在板状介质中时，已经提出了一种添加用于指示进行正确读出处理的方向的识别标记的方法。例如，在前面描述的专利文献3中，已经公开了这样的技术，其中在卡状信息记录介质表面的右下角处设有由凹陷和凸起结构组成的识别标记，以通过触觉识别介质的方向，从而使得可以沿正确方向将板状信息记录介质插入信息读取器中。
在根据本发明的信息存储装置中，基于预定图形图案来记录信息。即使在使用相同的图形图案来执行光束曝光和图案处理的情况下，根据所采用的光束曝光和图案处理方法，实际形成在衬底上的物理结构也不同。例如，在将位“0”和位“1”分别记录为在衬底上形成的凹陷和凸起结构的情况下，根据所采用的用于光束曝光和图案处理的方法，凸起被作为位“1”或凹陷被作出为位“1”。
具体而言，根据在光束曝光时指示位“0”的域被曝光还是指示位“1”的域被曝光，介质上的记录结果将不同。类似地，根据使用正型抗蚀剂或负型抗蚀剂作为在衬底上形成的抗蚀剂层的图案处理情况，介质上的记录结果也将不同。因此，仅仅通过参考已经记录在相关信息记录介质中的数据位的信息，不可能通过将凸起解释为位“1”或者将凹陷解释为位“1”来识别是否要读出信息。
这里，通过参考附图，将详细描述当通过用于解释数据位的方法将信息记录在介质上作为微小物理结构化图案时出现的与所述方法相关的问题。
在图2中，示出了这样的实例，其中构成待记录的数字数据D的前端的25位的单元数据U1被记录为布置在位记录域Ab内的单元位图形图案P(U1)。在图中示出的实例的情况下，关于构成单元位矩阵B(U1)的25位的信息通过构成由五行和五列组成的矩阵的位图在每一个位置的存在或缺失来表示。具体而言，在本实例的情况下，在布置涂成黑色的小位图形F的情况下，指示位“1”，而在不布置它们的情况下，指示位“0”。
如图1所示，当存储处理计算机100创建用于绘制图形图案的绘制数据E时，光束曝光装置200和图案化装置300分别执行曝光处理和图案处理，以制备数字数据D已记录在其内的信息记录介质M。在图4A至4E中，示出了用于在由构成图2所示的单元位图形图案P(U1)的五行和五列组成的矩阵中形成与第二行对应的图案的曝光处理和图案处理的实例。
图4E所示的信息记录介质M1是通过上述处理获得的介质。其中，对于位信息的每个布置位置，凹陷C被解释为位“1”，而凸起V被解释为位“0”，在图中所示实例的情况下，可以读取5位数据“10110”。所涉及的数据对应于图2所示的单元位矩阵B(U1)的第二行处的信息，并且可以正确地读出所记录的数据。相反，在读出信息记录介质M1时，凹陷C被解释为位“0”，而凸起V被解释为位“1”，在图中所示实例的情况下，读出5位数据“01001”，并且不能正确地读出数据。
如上所述，如果用于解释各个数据位的方法(在该实例中，凹陷和凸起中的哪一个被解释为位“1”或位“0”)在读出数据时不同，则位值将相反。因此，不可能读出在记录时预期的正确位信息。当然，图2所示的单元位图形图案P(U1)实际上被记录为信息记录介质M中极其微小的凹陷和凸起结构。因此，在从视觉上观察实际信息记录介质M时，不可能在肉眼上理解其图案(需要高倍显微镜来观察实际图案)。
考虑到上述情况，优选地，在记录数据时，示出用于解释数据位的方法的某些信息也记录在信息记录介质M本身中。例如，在上述实例中，在记录数据时，以肉眼可见的方式将由字符串“凹陷是位“1””组成的信息写到信息记录介质M上。因此，可以在读出时基于该信息通过正确的方法解释各个数据位。当然，如果示出了用于解释的方法，并且注意力总是放在位“1”，则可以简单地以肉眼可见的方式写入文字“凹陷”。
具体地说，通过使用图6所示的信息读出装置进行信息读出处理的操作者首先以肉眼观察待读出的信息记录介质M以获得“凹陷是位“1””的信息，然后可以设置单元位矩阵识别部分530以将凹陷解释为位“1”。在这种情况下，单元位矩阵识别部分530从拍摄的图像中识别各个网格点处的凹陷或凸起，并且解释为对于凹陷记录位“1”，而对于凸起记录位“0”，从而使得可以识别数据位。当然，在信息“凸起是位“1””被记录在信息记录介质M中的情况下，对单元位矩阵识别部分530进行反向设置，以便解释为对于凸起记录位“1”，而对于凹陷记录位“0”。
然而，在用于解释数据位的方法本身被记录在介质中的情况下，将“凹陷是位“1””的信息简单地记录在介质中这种方法实际上并不优选，如上述实例中所述。在下文中将描述其原因。
第一个原因是，当采用物理方法复制介质时，不可能给出正确的响应。目前，诸如记录音乐和图像的CD和DVD之类的信息记录介质作为商业批量生产的产品在市场上分销。这些批量生产的介质通常通过基于原版拷贝的物理复制过程来生产。在通过上述复制过程制造的复制品中，原版拷贝的凹陷和凸起结构相反。
图13是示出用于复制其表面形成有凹陷和凸起结构的信息记录介质的一般方法的侧面剖视图。示出了这样的过程，其中提供用作原版拷贝的信息记录介质M1和复制品制备介质M0以将介质M1按压到介质M0上，从而将介质M1的表面上形成的凹陷和凸起结构转印到介质M0的表面。图14是示出已经通过图13所示的复制方法制备复制品的状态的侧面剖视图。即，将图13所示的复制品制备介质M0变成图14所示的介质M2(复制品)。在作为原版拷贝的信息记录介质M1的上面上形成的凹陷和凸起结构被转印到如此复制的信息记录介质M2的下面。因此，凹陷和凸起的关系相反。
因此，用于解释图14所示的信息记录介质M2上的数据位的正确方法使得用于解释作为原版拷贝的信息记录介质M1上的数据位的方法相反。具体地，如图所示，在介质M1的情况下，凹陷可被解释为位“1”，而凸起可被解释为位“0”。然而，在介质M2的情况下，必须将凸起解释为位“1”，而将凹陷解释为位“0”。如上所述，考虑到通过复制过程来使用于解释数据位的方法相反，在记录时也记录示出“凸起是位“1””的基本解释方法的信息不是优选的。
如上所述，在发生所谓的“图案翻转(由内到外)”的情况下，作为引起操作者对翻转的注意的技术，存在用于记录具有不对称形状的识别标记的方法，并且该方法通常是已知的。例如，在使用透明原稿片材通过光学处理来创建印刷品的情况下，并且如果将原稿片材设置成里面朝外，则印刷品上形成里面朝外的图像。为了防止上述错误，可以将具有不对称形状的识别标记记录在原稿片材上。例如，将大写字母“F”记录为识别标记，通过该识别标记，当原稿片材被设置成里面朝外时，字母“F”是翻转的字母(镜像字母)。因此，操作者能够很容易地识别片材已经被设置成里面朝外。
因此，同样在上述基本实施方案中，采用了用于记录具有不对称形状的识别标记的方法，以获得读出操作者的注意，即凹陷和凸起相反，其中原版拷贝的凹陷和凸起结构通过复制处理而相反。
图15A和图15B是分别示出当采用将大写字母“F”记录为识别标记(影线用于指示域)的方法时与原版拷贝M1的关系以及与原版拷贝M1的复制品M2的关系的平面图。图15A是作为原版拷贝的信息记录介质M1的平面图(示出凹陷和凸起结构的表面的图)，其示出了以对角影线表示的主记录域Aα和布置在左上角的次记录域Aβ。
这里，主记录域Aα是用于记录关于构成待记录的数字数据的各个数据位的信息的域，具体地，其是其内大量布置并记录图2所示的单元记录域Au的域。在信息记录介质M1是原版拷贝的情况下，凸起V表示位“0”，凹陷C表示位“1”。另一方面，次记录域Aβ是用于记录具有不对称形状的识别标记m1的域，并且在图中所示的实例中，将可以肉眼观察的大写字母“F”记录为识别标记m1。
另一方面，图15B是信息记录介质M2的平面图(示出凹陷和凸起结构的表面的图)，该信息记录介质M2通过使图15A所示的作为原版拷贝的信息记录介质M1进行图13所示的挤压处理来复制。换句话说，图15A是图14所示介质M1的顶视图，而图15B是图14所示介质M2的底视图。结果，布置在图15A的平面图的左上角的次记录域Aβ便布置在图15B的平面图的右上角。在图15A中表示字母“F”的识别标记m1变为在图15B中表示翻转字母“F”的识别标记m2。
图15B中所示的介质M2(复制品)使得凹陷和凸起结构相对于图15A中所示的介质M1(原版拷贝)翻转，并且凸起V指示位“1”，凹陷C指示位“0”。因此，以这样的方式读出记录在主记录域Aα处的数字数据，即，在从作为原版拷贝的信息记录介质M1读出数字数据的情况下，必须将凸起V解释为位“0”，并将凹陷C解释为位“1”，而在从作为复制品的信息记录介质M2读出数字数据的情况下，必须将凸起V解释为位“1”，并将凹陷C解释为位“0”。当然，在使用图15B所示的介质M2进行另一复制的情况下，必须以与原版拷贝M1中进行的方式相同的方式来解释由此获得的复制品。
如上所述，在连续重复进行复制的情况下，可以通过参考记录在次记录域Aβ处的识别标记m1或m2来识别将对各个编辑的数据位采用的解释。也就是说，当记录指示规则字母“F”的识别标记m1时，可将凹陷C解释为位“1”，而当记录指示翻转字母“F”的识别标记m2时，可将凹陷C解释为位“0”。当然，可以使用“凹陷是位“1””(“the recess is a bit“1.””)这样的字符串来作为识别标记。在这种情况下，当用正确字母描述字符串“凹陷是位“1””时，可以字面上将凹陷解释为位“1”。当以翻转字母给出字符串时，可将凹陷解释为位“0”。
如上所述，即使在使用物理挤压处理来复制介质并且假定原版拷贝的凹陷和凸起结构翻转的情况下，也采用这样的方法，即在次记录域Aβ处记录具有不对称形状的识别标记，从而使得可以通知读出操作者用于解释数据位的正确方法。
然而，如先前在基本实施方案中所描述的那样，即在衬底上执行光束曝光和图案处理以将信息记录为微小物理结构化图案，可以发现这样的情况，即用于记录具有不对称形状的识别标记的方法不一定能够通知用于解释数据位的正确方法。这是由于下面将描述的第二个原因。
简单地将用于将数据位解释为“凹陷是位“1””的方法原样记录在介质中的方法不是优选的第二个原因是，即使在使用相同的图形图案来执行光束曝光和图案处理的情况下，实际形成在衬底上的物理结构也将根据所采用的光束曝光和图案处理方法而不同。
例如，在图4A至4E所示的光束曝光和图案处理的过程的情况下，对构成图2所示的单元位图形图案P(U1)的小黑色正方形(表示位“1”的位图F)的内部进行曝光，并且还将正型抗蚀剂用作抗蚀剂层20。结果，在图4E所示的信息记录介质M1中，位“1”表示为凹陷C，位“0”表示为凸起V。然而，在对小黑色正方形的外部进行曝光或使用负型抗蚀剂作为抗蚀剂层20的情况下，对待创建的信息记录介质上的凹陷C和凸起V上的数据位的解释将有所不同。
图16A至图16E是侧面剖视图，其每一个示出了不同于图4A至图4E所示的曝光步骤和图案化步骤的另一特定过程(仅示出了剖面，而未示出背面的结构)。也就是说，在图16A至图16E所示的过程中，指示位“1”的位图F的内部经受曝光不变，然而，使用了负型抗蚀剂作为抗蚀剂层20。因此，通过图16B所示的曝光过程提供曝光部分21和未曝光部分22不变。然而，未曝光部分22溶解在通过显影处理执行的显影流体中，并且如图16C所示，曝光部分21将保持为剩余部分24。
然后，进行蚀刻，如图16D所示，通过蚀刻下层10的上面，被用作掩模的剩余部分24覆盖的部分将不会被腐蚀，但是曝光的部分将被腐蚀形成凹陷。以这种方式，下层10被处理成其上面具有凹陷和凸起结构的下层13。如图16E所示，从剩余部分24除去由此获得的下层13，以得到信息记录介质M3。
这里，将图4E所示的信息记录介质M1与图16E所示的信息记录介质M3进行比较后发现，尽管两者都是记录有完全相同的数据位“10110”的介质，但是在信息记录介质M1中，凹陷指示位“1”，凸起指示位“0”，而在信息记录介质M3中，凸起指示位“1”，凹陷指示位“0”，并且信息记录介质M1与信息记录介质M3的数据位解释方法完全相反。
如上所述，已经描述了一个实例，在该实例中，用于解释介质上形成的凹陷和凸起结构上的数据位的方法根据在进行图案处理时是将正型抗蚀剂还是将负型抗蚀剂用作抗蚀剂层20而相反。用于解释介质上形成的凹陷和凸起结构上的数据位的方法也根据在进行光束曝光处理时是位图F的内部被曝光还是其外部被曝光而相反。
这意味着，即使在图1所示的信息存储装置中使用完全相同的绘制数据E来制备信息记录介质M，根据光束曝光装置200进行的光束曝光处理的情况和图案化装置300进行的图案处理的情况，在解释由最终获得的信息记录介质M上形成的凹陷和凸起结构表示的数据位的方法上也存在差异。
因此，如图15A所示，即使在提供绘制数据E以在次记录域Aβ内记录具有字母“F”的不对称形状的识别标记m1，并且基于绘制数据E制备信息记录介质M的情况下，也不可能在读出时通过使用识别标记来识别用于解释数据位的正确方法。也就是说，只要使用相同的绘制数据E，介质通过图4A至4E所示的过程制备(通过使用正型抗蚀剂)，和通过图16A至16E所示的过程制备(通过使用负型抗蚀剂)，次记录域Aβ内的识别标记m1都以正确的字母“F”形式给出。
即，在通过图4A至4E所示的方法制备介质的情况下，获得图15A所示的介质M1，而在通过图16A至16E所示的方法制备介质的情况下，获得图17A的平面图所示的介质M3。在介质M1中，次记录域Aβ内的识别标记m1是正确的字母“F”，而在介质M3中，次记录域Aβ内的识别标记m3也是正确的字母“F”，未发现识别标记有变化。然而，在介质M1的情况下，凸起V表示位“0”，凹陷C表示位“1”，而在介质M3的情况下，凸起V表示位“1”，凹陷C表示位“0”。
另一方面，图17B是介质M4的平面图，该介质M4通过将图17A中所示的介质M3用作原版拷贝的按压处理来复制。在这种情况下，虽然次记录域Aβ内的识别标记M4是翻转字母“F”，但是凸起V表示位“0”，凹陷C表示位“1”。因此，图15A所示的介质M1与图17B所示的介质M4具有相反的关系，因为所提出的识别标记是正确的字母和翻转的字母。然而，它们的共同之处在于，在用于解释数据位的方法中，凸起V将被解释为位“0”，而凹陷C将被解释为位“1”。类似地，图15B中所示的介质M2与图17A中所示的介质M3具有相反的关系，因为所提出的识别标记是翻转的字母和正确的字母。然而，它们的共同之处在于，在用于解释数据位的方法中，凸起V将被解释为位“1”，而凹陷C将被解释为位“0”。
如上所述，在衬底上执行光束曝光和图案处理以将信息记录为微小物理结构化图案的情况下，不可能通过用于记录具有不对称形状的识别标记的方法来传递用于解释数据位的正确方法。
因此，在本申请中，为了解决上述问题，提出了一种用于记录信息的新技术，其示出了用于解释数据位的方法。将在第7部分及其之后详细描述新技术。这里，为了便于描述，将描述新技术应用于在第1至第5部分中描述的基本实施方案的实例。然而，在第7部分及其之后描述的技术并不局限于应用于根据第1部分至第5部分描述的基本实施方案的信息存储处理。该技术可广泛应用于信息存储过程，信息存储过程通过对衬底执行光束曝光和图案处理来将信息记录为微小物理结构化图案。
<<<第7部分，具有记录识别标记功能的信息存储装置>>>
上述用于记录信息的新技术示出了用于解释数据位的方法，该方法可以由具有记录识别标记的功能的信息存储装置执行。图18是示出具有上述功能的信息存储装置的基本构造的框图。与图1所示的装置一样，图18所示的信息存储装置是设有存储处理计算机100’、光束曝光装置200和图案化装置300的装置，具有将待存储的数字数据D写到信息记录介质M上并存储数据的功能。这里，光束曝光装置200和图案化装置300是与图1中用相同符号表示的装置完全相同的构成部分。
另一方面，图18所示的信息存储装置的存储处理计算机100’设置有数据输入部分110、主要信息图案创建部分170、次要信息图案创建部分180和绘制数据创建部分160’。这里，数据输入部分110与图1所示的数据输入部分110完全相同，其起到输入待存储的数字数据D的作用。
图18所示的主要信息图案创建部分170创建指示构成输入数字数据D的各个数据位的信息的主要信息图案Pα，而次要信息图案创建部分180创建指示用于解释由主要信息图案Pα指示的数据位的方法的次要信息图案Pβ。然后，绘制数据创建部分160’创建用于绘制主要信息图案Pα和次要信息图案Pβ的绘制数据E。
如图所示，主要信息图案创建部分170由单元数据创建部分120、单元位矩阵创建部分130、单元位图形图案创建部分140和单元记录图形图案创建部分150构成。并且，这些单独的构成部分与图1中用相同符号表示的单独构成部分相同。因此，由主要信息图案创建部分170创建的主要信息图案Pα是例如图2所示的单元记录图形图案R(U1)的组合。
另一方面，由次要信息图案创建部分180创建的次要信息图案Pβ是示出用于解释由主要信息图案Pα指示的数据位的方法的图案，并且执行与图15A和图17A所示的识别标记m1和m3的功能类似的功能。然而，如后面将要描述的那样，在本发明中使用的次要信息图案Pβ不是单个识别标记，而是由一对识别标记构成。
绘制数据创建部分160’在待绘制的表面上限定主记录域Aα和次记录域Aβ，将由主要信息图案创建部分170创建的主要信息图案Pα布置在主记录域Aα，并将由次要信息图案创建部分180创建的次要信息图案Pβ布置在次记录域Aβ，从而创建合成图案，由此创建用于绘制合成图案的绘制数据E。
基于如此创建的绘制数据E，光束曝光装置200通过使用电子束或激光在作为信息记录介质的衬底S上执行光束曝光，并且设置有显影处理部分310和蚀刻处理部分320的图案化装置300在曝光的衬底S上进行图案处理，由此创建根据绘制数据E在其内形成物理结构化图案的信息记录介质M。这与图1所示的信息存储装置相同。
即，在具有下层和覆盖下层的抗蚀剂层的衬底中，光束曝光装置200在抗蚀剂层的表面上进行光束曝光。显影处理部分310进行显影处理，通过该处理，衬底被浸入具有溶解抗蚀剂层的曝光部分或未曝光部分的性质的显影流体中，允许抗蚀剂层的一部分保留为剩余部分。蚀刻处理部分320通过使用抗蚀剂层的剩余部分作为掩模来蚀刻下层。此时，光束曝光装置200可曝光位图F的内部或可曝光其外部。此外，正型抗蚀剂或负型抗蚀剂可以用作抗蚀剂层。
最后，根据图1所示的基本实施方案的信息存储装置与具有记录图18所示的识别标记的功能的信息存储装置的不同之处在于，前一存储处理计算机100创建用于绘制主要信息图案Pα的绘制数据E，而后一存储处理计算机100’创建用于绘制合成图案的绘制数据E，在合成图案中，次要信息图案Pβ被添加到主要信息图案Pα。
当然，新添加到后一存储处理计算机100’的次要信息图案创建部分180也是通过将程序实际安装到计算机中而构建的构成部分。作为图18所示的存储处理计算机100’的构成部分的数据输入部分110、主要信息图案创建部分170、次要信息图案创建部分180和绘制数据创建部分160’可以通过将专用应用程序安装到通用计算机中来构成。
然后，将描述由次要信息图案创建部分180创建的次要信息图案Pβ。这里，首先，使用图18所示的信息存储装置的图案化装置300来执行图4A至4E所示的过程(使用正型抗蚀剂作为抗蚀剂层20的过程)，从而制备图19的平面图所示的信息记录介质M5。执行图16A至图16E所示的过程(使用负型抗蚀剂作为抗蚀剂层20的过程)以制备图20的平面图中示出的信息记录介质M6(在每个附图中，影线用于指示域)。
图19中所示的介质M5和图20中所示的介质M6均设有主记录域Aα(在图中以对角影线表示)和布置在其上面的次记录域Aβ(位于图中左上角)。这里，主记录域Aα是其内记录有主要信息图案Pα的域，主要信息图案Pα示出了构成待存储的数字数据D的各个数据位的信息，并且主记录域Aα是其内记录有例如图2所示的单元记录图形图案R(Ui)的组合(i＝1、2、3，...)的域。相比之下，次记录域Aβ是其内记录有次要信息图案Pβ的域，次要信息图案Pβ示出了用于解释记录为主要信息图案Pα的各个数据位的方法。图中所示的实例由第一次记录域Aβ1和第二次记录域Aβ2构成。
如上所述，通过执行图4A至4E所示的过程来制备图19所示的介质M5。并且，记录在主记录域Aα处的主要信息图案Pα呈现凹陷和凸起结构，其中凸起V表示位“0”，凹陷C表示位“1”。相比之下，通过执行图16A至图16E所示的过程来制备图20所示的介质M6。并且，记录在主记录域Aα处的主要信息图案Pα呈现凹陷和凸起结构，其中凸起V表示位“1”，凹陷C表示位“0”。
如上所述，图19所示的介质M5和图20所示的介质M6都是基于相同的主要信息图案Pα制备的介质。然而，在由图案化装置300执行的图案处理中，介质M5和介质M6中的一个中使用正型抗蚀剂，而其中的另一个使用负型抗蚀剂，因此导致用于解释数据位的方法存在差异。次记录域Aβ记录的次要信息图案Pβ即使在解释方法发生差异时也总是起到显示正确解释方法的作用。
在图中所示的实例的情况下，记录在次记录域Aβ的次要信息图案Pβ由记录在第一次记录域Aβ1的第一识别标记m10和记录在第二次记录域Aβ2的第二识别标记m20构成。具体而言，第一识别标记m10由指示符号“凸起”的闭域构成，第二识别标记m20由指示符号“凹陷”的闭域构成，用作从“哪个识别标记看起来更亮”的角度示出用于解释数据位的正确方法的标记。
这里，为了方便起见，在构成每个附图中所示的两个识别标记m10和m20的闭域内给出网格影线和点影线，并且观察到已给出网格影线的区域比已给出点影线的区域更亮。因此，在图19所示的介质M5中，指示符号“凹陷”的第二识别标记m20看起来比指示符号“凸起”的第一识别标记m10亮。在图20所示的介质M6中，指示符号“凸起”的第一识别标记m10看起来比指示符号“凹陷”的第二识别标记m20亮(稍后将描述其原因)。在图中，文字“暗”表示标记观察起来是暗的，而文字“亮”表示标记观察起来是亮的。
此外，这里给出的实例示出了一种方法，其中在符号“凹陷”看起来更亮的情况下，凹陷C被解释为位“1”，以及在符号“凸起”看起来更亮的情况下，凸起V被解释为位“1”。因此，由于对于具有图19所示的介质M5的读出操作者来说符号“凹陷”看起来更亮，因此操作者能够认识到应当采用在读出记录在主记录域Aα的各个数据位时凹陷C被解释为位“1”的方法。并且，由于对于具有图20中所示的介质M6的读出操作者来说符号“凸起”看起来更亮，因此操作者能够认识到应当采用在读出记录在主记录域Aα的各个数据位时凸起V被解释为位“1”的方法。
此外，在使用前面描述的挤压过程来制备复制品的情况下，通过使用图19所示的介质M5作为原版拷贝制备的复制品的凹陷和凸起结构与图20所示的介质M6的凹陷和凸起结构相同。通过使用图20所示的介质M6作为原版拷贝制备的复制品的凹陷和凸起结构与图19所示的介质M5的凹陷和凸起结构相同。因此，就由根据本发明的信息存储装置制备的信息记录介质及其复制品而言，操作者能够通过判断符号“凸起”和符号“凹陷”中的哪一个看起来更亮来识别用于解释数据位的正确方法。
<<<第8部分，一对识别标记的物理结构>>>
然后，将描述第一识别标记m10和第二识别标记m20的物理结构。要求记录在次记录域Aβ的该对识别标记m10、m20在通过上述方法向读出操作者呈现用于解释数据位的正确方法方面起作用。因此，它们均具有与记录在主记录域Aα的数据位密切相关的结构。首先，考虑记录在主记录域Aα的数据位的特性。
如前所述，由主要信息图案创建部分170创建的主要信息图案Pα被记录在主记录域Aα。主要信息图案Pα作为例如单元记录图形图案R(Ui)的组合(i＝1、2、3，...)。这里，考虑了单元记录图形图案R(Ui)的实际情况，发现其是具有两种属性的域混合的图案。
具体地，在图2所示的实例中，单元记录图形图案R(U1)是“黑色域”和“白色域”在单元记录域Au内混合的图案。当然，实际上，如图3所示，单元记录图形图案R(U1)由指示位图F和对准标记Q1至Q4的轮廓的矢量数据表示。并且在各个附图中，单元记录图形图案R(U1)的内部为“黑色域”，而其外部为“白色域”。
图18所示的主要信息图案创建部分170创建具有两种属性的域(诸如“黑色域”和“白色域”)在其内混合的图案作为待记录在主记录域Aα的主要信息图案Pα。然后，光束曝光装置200对具有两种属性的域中的一个域进行光束曝光处理，并且图案化装置300在曝光之后对衬底进行图案处理。
在图4A至图4E中，示出了在“黑色域”上进行光束曝光处理并进行图案处理的实例，其中正型抗蚀剂用作抗蚀剂层20。结果，如图4E所示，获得了信息记录介质M1，其中凸起V表示位“0”，凹陷C表示位“1”。与之相比，当在“白色域”上进行光束曝光处理并进行图案处理时，使用正型抗蚀剂作为抗蚀剂层20，获得了其中凸起V表示位“1”而凹陷C表示位“0”的信息记录介质(与图16E中所示的信息记录介质M3相同)。
类似地，在图16A至图16E中，示出了在“黑色域”上进行光束曝光处理并进行图案处理的实例，其中负型抗蚀剂用作抗蚀剂层20。结果，如图16E所示，获得了信息记录介质M3，其中凸起V表示位“1”，凹陷C表示位“0”。与之相比，在对“白色域”进行光束曝光处理并进行图案处理的情况下，使用负型抗蚀剂作为抗蚀剂层20，获得了其中凸起表示位“0”而凹陷C表示位“1”的信息记录介质(与图4E中所示的信息记录介质M1相同)。
一般而言，如果上述“黑色域”和“白色域”中的一个被称为“第一属性主域”，而另一个被称为“第二属性主域”，则主要信息图案Pα由第一属性主域和第二属性主域构成。并且，主要信息图案Pα是根据与每个数据位相对应的预定点(在图3所示的实例中，为每个网格点L)是否存在于第一属性主域内或第二属性主域内来表示各个数据位的二进制信息的图案。
在这里描述的实例中，主要信息图案创建部分170将构成待存储的数字数据D的各个位“1”和各个位“0”中的一个(在图2所示的实例中，为位“1”)转换成由闭域组成的各个位图F，并且创建主要信息图案Pα，其中，位图F内的域作为第一属性主域，而位图F外的域作为第二属性主域。如前所述，主要信息图案Pα被记录在图19和图20所示的主记录域Aα内。
另一方面，如图19和图20所示，由次要信息图案创建部分180创建的次要信息图案Pβ设有记录在次记录域Aβ内的一对识别标记m10、m20。这里，识别标记m10是由布置在第一次记录域Aβ1内的符号“凸起”构成的标记，或者是呈现其中“将凸起解释为位“1””的方法的标记(当然，凹陷是位“0”)。此外，识别标记m20是由布置在第二次记录域Aβ2内的符号“凹陷”构成的标记，或者是呈现其中“将凹陷解释为位“1””的方法的标记(当然，凸起是位“0”)。
如前所述，读出操作者将一对识别标记m10、m20中由看起来更亮的标记指示的解释方法理解为解释数据位的正确方法。
然后，将参考图21对该对识别标记m10、m20的实际情况进行描述。图21是示出由图18所示的信息存储装置制备的图形P(E)中所示的一个实例的平面图。这里，绘制图案P(E)是通过将由主要信息图案创建部分170制备的主要信息图案Pα与由次要信息图案创建部分180创建的次要信息图案Pβ合成而获得的合成图案。绘制数据创建部分160’进行将主要信息图案Pα与次要信息图案Pβ合成以创建绘制图案P(E)的处理，然后创建绘制数据E以绘制绘制图案P(E)。
如前所述，待记录在主记录域Aα的主要信息图案Pα是具有两种属性的域(“黑色域”和“白色域”)在其内混合的图案。待记录在次记录域Aβ的次要信息图案Pβ也是具有两种属性的域(“黑色域”和“白色域”)在其内混合的图案。
在图21的下部，示出了在图21的上部示出的绘制图案P(E)的各个部分域(圆圈内的图像)的放大视图。即，下部圆圈p1内的图像是布置在上部所示的第一次记录区域Aβ1的第一识别标记m10内的部分域p1的放大视图，下部圆圈p2内的图像是布置在上部所示的第二次记录区域Aβ2的第二识别标记m20内的部分域p2的放大视图，下部圆圈p3内的图像是上部所示的主记录区域Aα内的部分域p3的放大视图。为了便于说明，忽略了实际尺寸比来设置图21中的每个部分的尺寸比。例如，在上部用小圆圈表示的部分域p1至p3实际上是肉眼上不能观察到的小域。
在图21的下部给出的部分域p3的放大图像示出了构成一个单元记录域Au的图案。图像由“黑色域”和“白色域”构成，每个“黑色域”指示个位图和对准标记的内部(第一属性主域G1)，而“白色域”指示外部背景部分(第二属性主域G2)(图中的虚线和单点划线是示出布置的辅助线，而非构成实际图案的线)。如上所述，待记录在主记录域Aα的主要信息图案Pα是具有两种属性的域(诸如“黑色域”和“白色域”)在其内混合的图案。
另一方面，如从图21下部所示的部分域p1和p2的放大图像中显而易见的是，待记录在次记录域Aβ的次要信息图案Pβ也是具有两种属性的域例如“黑色域”(第一属性次域g1)和“白色域”(第二属性次域g2)在其内混合的图案。然而，主要信息图案Pα是示出各个位图和对准标记的图案，而次要信息图案Pβ是示出所述对识别标记m10、m20的图案。因此，它们的具体构造彼此不同。
即，构成识别标记m10、m20的闭域内的图案分别构成由“黑色域”和“白色域”构成的条纹图案，如部分域p1和p2的放大图像所示。这是因为在图案被记录为介质M上的凹陷和凸起结构的情况下，识别标记m10、m20内形成用于可见光的衍射光栅。最后，形成了窄带状“黑色域”和窄带状“白色域”交替布置在构成识别标记m10、m20的闭域的图案。
形成衍射光栅的各个网格线设置成平行于公共布置轴线Z。图中所示的实例是这样的，将布置轴线Z设置成在图中沿竖直方向延伸的轴，因此，部分域p1、p2内形成沿竖直方向延伸的条纹图案。当然，布置轴线Z可以设置在任何给定方向上。
这里，重要的是，将部分域p1内的条纹图案与部分域p2内的条纹图案进行的比较显示构成“黑色域”(第一属性次域g1)的带的宽度W1与构成“白色域”(第二属性次域g2)的带的宽度W2之间的尺寸关系彼此相反。具体而言，在图中所示的实例中，在识别标记m10内的部分域p1处的关系W1>W2，而在识别标记m20内的部分域p2处的关系为W1<W2。这些宽度之间的尺寸关系的差异将导致观察时亮度与暗度的差异，其细节将在后面描述。
在图中，仅示出了圆圈内的部分域p1、p2内的图案。当然，与部分域p1类似的图案完全形成在构成识别标记m10的符号“凸起”内的闭域处，而与部分域p2类似的图案完全形成在构成识别标记m20的符号“凹陷”内的闭域处。换句话说，符号“凸起”的内部和符号“凹陷”的内部填充有在图中竖直方向上延伸的条纹图案。
在这里示出的实例中，第一次记录域Aβ1内的背景部分(符号“凸起”之外的域)和第二次记录域Aβ2内的背景部分(符号“凹陷”之外的域)由“白色域”(第二属性次域g2)构成。这些背景部分可以由“黑色域”(第一属性次域g1)构成。
或者，也可以在背景部分处形成由“黑色域”和“白色域”组成的条纹图案(在介质上用作衍射光栅的图案)。然而，条纹图案必须构造成使得读出操作者能够在观察时识别符号“凸起”的轮廓和符号“凹陷”的轮廓。在背景部分也形成条纹图案(衍射光栅)的情况下，需要进行以下考虑，即背景部分在方向或间距上与识别标记内的条纹图案(衍射光栅)不同，在观察时通过条纹图案可以识别出识别标记的轮廓。因此，实际上优选背景部分为“白色域”或“黑色域”。
最后，布置了一种图案，其中“黑色域”和“白色域”在主记录域Aα的一部分以及在次记录域Aβ的一部分处混合。绘制图案P(E)是属于两种类型的域中的其中一种的许多闭域的组合。一般而言，布置在主记录域Aα处的主要信息图案Pα是第一属性主域G1(例如，“黑色域”)和第二属性主域G2(例如，“白色域”)混合的图案。布置在次记录域Aβ处的次要信息图案Pβ是第一属性次域g1(例如，“黑色域”)和第二属性次域g2(例如，“白色域”)混合的图案。
这里，如果“第一属性”域作为进行光束曝光的域，而“第二属性”域作为不进行光束曝光的域，则在上述实例的情况下，“黑色域”进行曝光，而“白色域”不进行曝光。换句话说，在这种情况下，绘制数据创建部分160’创建绘制数据E以对第一属性主域G1和第一属性次域g1进行曝光，而不对第二属性主域G2和第二属性次域g2进行曝光。当然，替代地，“第二属性”域可以作为进行光束曝光的域，而“第一属性”域可以作为不进行光束曝光的域。
如已描述的那样，根据哪个属性域在光束曝光处理中将进行光束曝光，或者在图案处理中使用正型抗蚀剂和负型抗蚀剂中的哪一个，将“第一属性”域改变为介质M上的凸起V或改变为凹陷C(换句话说，将“第二属性”域改变为介质M上的凹陷C或改变为凸起V)。
然而，这里，重要的是，在第一属性主域G1最终作为介质M上的凸起V的情况下，第一属性次域g1也作为凸起V，而在第一属性主域G1作为凹陷C的情况下，第一属性次域g1也作为凹陷C。当然，在第二属性主域G2作为凸起V的情况下，第二属性次域g2也作为凸起V，而在第二属性主域G2作为凹陷C的情况下，第二属性次域g2也作为凹陷C。这是一个不可改变的通用事宜，不管哪个属性域在光束曝光处理中进行光束曝光，或者在图案处理中使用正型抗蚀剂和负型抗蚀剂中的哪一个。
因此，基于图21所示的绘制图案P(E)制备的介质M和在使用介质M作为原版拷贝的挤压过程中制备的复制品属于以下任一情况，即，在各个部分域p1至p3处示出的“黑色域”都作为凸起V，而“白色域”都作为凹陷C(为了方便起见，该介质被称为“黑色凸起介质”)，或者“黑色域”都作为凹陷C，而“白色域”都作为凸起V(为了方便起见，该介质被称为“黑色凹陷介质”)。具体地，图4E所示的介质M1是“黑色凹陷介质”，图14所示的介质M2是“黑色凸起介质”，而图16E所示的介质M3是“黑色凸起介质”。
在该实例的情况下，绘制模式P(E)通过由“黑色域”组成的位图F表示位“1”。因此，在对“黑色凸起介质”进行读出处理的情况下，可以采用“凸起被解释为位“1””的方法。在对“黑色凹陷介质”进行读出处理的情况下，可以采用“凹陷被解释为位“1””的方法。因此，读出操作者可以仅识别出目标介质是“黑色凸起介质”还是“黑色凹陷介质”。如前所述，操作员能够通过参考所述对识别标记中的哪一个看起来更亮来识别它。
例如，在图21所示的实例的情况下，可以采用这样的方法，即，将由符号“凸起”组成的第一识别标记m10和由符号“凹陷”组成的第二识别标记m20彼此比较，以发现在符号“凸起”看起来更亮的情况下，将相关介质判断为“黑色凸起介质”，并且“凸起被解释为位“1””，而在符号“凹陷”看起来更亮的情况下，将介质判断为“黑色凹陷介质”并且“凹陷被解释为位“1””。在下文中，将描述亮度与暗度之间的比较使得可以判断介质是“黑色凸起介质”还是“黑色凹陷介质”的原因。
图22是通过基于图21所示的绘制图案P(E)执行图4A至4E所示的过程而制备的介质M5(图19所示的“黑色凹陷介质”)的凹陷和凸起结构的图。上部是图21所示的绘制图案P(E)的平面图，下部是介质M5的与各个部分域p1至p3对应的各个部分的放大侧面剖视图。
图22的下部给出的域p1、p2的侧面剖视图示出了介质M5的凹陷和凸起结构，其中在图21的下部示出的部分域p1、p2的放大图像中的“黑色域”(第一属性次域g1)作为凹陷，而“白色域”(第二属性次域g2)作为凸起。图22下部所示的部分域p3的侧面剖视图示出了介质M5的凹陷和凸起结构，其中对于在图21下部所示的部分域p3的放大图像中的五行和五列位布置的第二行的位置，“黑色域”(第一属性主域G1)作为凹陷，而“白色域”(第二属性主域G2)作为凸起。当读出记录在部分域p3处的数据位时，必要的是“凹陷被解释为位“1””，且“凸起被解释为位“0””。
另一方面，图23是通过基于图21所示的绘制图案P(E)执行图16A至图16E所示的过程而制备的介质M6(图20所示的“黑色凸起介质”)的凹陷和凸起结构的图。图23的上部示出了图21中的绘制图案P(E)的平面图，图23的下部示出了放大侧面剖视图，该放大侧面剖视图示出了与各个部分域p1至p3对应的介质M6的各个部分。
在图23下部的部分域p1、p2的侧面剖视图中，示出了介质M6的凹陷和凸起结构，其中在图21下部的部分域p1、p2的放大图像处的“黑色域”(第一属性次域g1)作为凸起，而“白色域”(第二属性次域g2)作为凹陷。在图23下部的部分域p3的侧面剖视图中，示出了介质M6的凹陷和凸起结构，其中，对于在图21下部所示的部分域p3的放大图像处的五行和五列位布置的第二行的位置，将“黑色域”(第一属性主域G1)作为凸起，而将“白色域”(第二属性主域G2)作为凹陷。当读出记录在域p3处的数据位时，必要的是“凸起被解释为位“1””，且“凹陷被解释为位“0””。
然后，当比较和观察所述对识别标记m10和m20那个看起来更亮时，将考虑图19和图22中所示的黑色凹陷介质M。图24A至图24C是放大侧面剖视图，其每一个示出了在图22的下部所示的黑色凹陷介质M5中的每个部分域p1至p3的凹陷和凸起结构。这里，在照明光沿左上方向倾斜地照射在黑色凹陷介质M5的上面的情况下，将遵循照明光反射之后的行为。
首先，如图24A所示，将考虑部分域p1(即，第一识别标记m10的内部域)。在图中，照明光L1照射在为凹陷的“黑色域”(第一属性次域g1)上，照明光L2照射在为凸起的“白色域”(第二属性次域g2)上，并且光反射之后的每个行为由单点划线示出作为实例。即，已入射到凹陷上的照明光L1在反射后与凸起的侧面碰撞，而已入射到凸起上的照明光L2在反射后按原样被向上引导。
当然，在入射到凹陷上的照明光中，一些光在反射之后按原样被向上引导。然而，一般来说，从上方观察到入射到凹陷上的照明光的可能性较低。这是因为，如图4D和图16D所示，在用于在介质的上面上形成凹陷和凸起结构的图案处理中，会进行蚀刻以形成凹陷，因此，凹陷的底面和凸起的侧面被制成表面粗糙的腐蚀面。
即，在图24A中，照明光L1已入射到其上的凹陷底面或反射光从其被引导的凸起侧面都是表面粗糙的腐蚀面。并且，照射在腐蚀面上的光将由于散射而消失，并且从上方观察到的可能性较低。另一方面，照明光L2已入射到其中的凸起上面受抗蚀剂层保护而不会被腐蚀。因此，在照明光L2在凸起的上面上反射之后，在上方观察到照明光L2的可能性较高。
这里，在图24A所示的部分域p1，如图21所示，“黑色域”(第一属性次域g1)的宽度W1大于“白色域”(第二属性次域g2)的宽度W2。因此，凹陷上的入射光L1的百分比(黑色域：反射之后在上方观察不到的可能性较高)大于入射光L2进入凸起的百分比(白色域：反射之后在上方观察到的可能性较高)，并且当在上方观察时，会观察到整个观察区域是暗的。
另一方面，在图24B所示的部分域p2处，如图21所示，“黑色域”(第一属性次域g1)的宽度W1小于“白色域”(第二属性次域g2)的宽度W2。因此，凸起上的入射光L3的百分比(白色域：反射之后在上方观察到的可能性较高)大于凹陷上的入射光L4的百分比(黑色域：反射之后在上方观察不到的可能性较高)，并且当在上方观察时，会观察到整个观察区域是亮的。
因此，当从上方观察图19所示的黑色凹陷介质M5时，由于参考图24A和图24B描述的原因，观察到的指示符号“凹陷”的第二识别标记m20(部分域p2)比指示符号“凸起”的第一识别标记m10(部分域p1)更亮。因此，读出操作者能够识别目标介质是“黑色凹陷介质”，并且还能够通过使用正确的读出处理来处理记录在主记录域Aα的数据位，该正确读出处理可以采用“凹陷被解释为位“1””的方法来进行，如图24C所示。
接下来，当比较和观察所述对识别标记m10和m20哪一个看起来更亮时，将考虑图20和图23所示的黑色凸起介质M6。图25A至图25C是放大侧面剖视图，其每一个示出了在图23的下部所示的黑色凸起介质M6中的部分域p1至p3的每一个的凹陷和凸起结构。此外，在照明光在左上方向倾斜地照射在黑色凸起介质M6的上面上的情况下，将遵循反射后的照明光的行为。
最初，如图25A所示，在部分域p1(即，第一识别标记m10的内部域)，照明光L5照射在为凸起的“黑色域”(第一属性次域g1)上，照明光L6照射在为凹陷的“白色域”(第二属性次域g2)上。现在，我们将考虑每一种照明光在反射之后的行为。如上所述，照明光L5所入射到的凸起上面不会被腐蚀。因此，在照明光L5在凸起的上面反射之后，在上方观察到的可能性较高。另一方面，照明光L6已入射到其内的凹陷是腐蚀面，且照明光L6在腐蚀面上散射，因此在上方观察到的可能性较低。
这里，在图25A所示的部分域p1处，如图21所示，“黑色域”(第一属性次域g1)的宽度W1大于“白色域”(第二属性次域g2)的宽度W2。因此，凸起上的入射光L5的百分比(黑色域:反射后在上方观察到的可能性较高)大于凹陷上的入射光L6的百分比(白色域:反射后在上方观察不到的可能性较高)，并且当在上方观察时，会观察到整个观察区域是亮的。
另一方面，在图25B所示的部分域p2处，如图21所示，“黑色域”(第一属性次域g1)的宽度W1小于“白色域”(第二属性次域g2)的宽度W2。因此，凹陷上的入射光L7的百分比(白色域:反射之后在上方观察不到的可能性较高)大于凸起上的入射光L8的百分比(黑色域:反射之后在上方观察到的可能性较高)，并且当在上方观察时，会观察到整个观察区域是暗的。
因此，当从上方观察图20所示的黑色凸起介质M6时，由于参考图25A和图25B描述的原因，观察到的指示符号“凸起”的第一识别标记m10(部分域p1)比指示符号“凹陷”的第二识别标记m20(部分域p2)更亮。因此，读出操作者能够识别目标介质是“黑色凸起介质”，并且还能够通过正确的读出处理来处理记录在主记录域Aα的数据位，该正确读出处理能够采用“凸起被解释为位“1”的正确方法来进行，如图25C所示。
本发明的优点在于，存储处理计算机100’用于制备用于绘制图21上部所示的绘制图案P(E)的绘制数据E，并且此后，基于绘制数据E，无论任何光束曝光处理或任何图案处理，对形成在最终介质上的一对识别标记m10、m20进行亮度和暗度的比较，从而使得能够始终识别出用于解释数据位的正确方法(凸起被解释为位“1”还是凹陷被解释为位“1”)。
换句话说，在图21的下部被指示为“黑色域”的第一属性域(域G1和g1)和被指示为“白色域”的第二属性域(域G2、g2)是相关的，以便它们中的一个最终是凸起，而另一个是凹陷。无论它们中的一个是凸起还是另一个是凹陷，均对一对识别标记m10、m20的亮度和暗度进行比较，从而使得可以识别用于解释数据位的正确方法。这不仅适用于基于绘制数据E制备的介质，而且也适用于通过将介质用作原版拷贝的按压处理复制的复制品。
如前所述，在介质上的每个识别标记m10、m20内形成的条形凹陷和凸起结构实际上构成衍射光栅。因此，读出操作者观察到的光是由衍射光栅衍射的光。因此，具有图19中所示的“黑色凹陷介质”和图20中所示的“黑色凸起介质”的操作者会观察到在左上角的次记录域Aβ处闪光的符号“凸起”和符号“凹陷”，并且操作者能够根据哪个符号看起来更亮(看起来更清楚)来判断是凸起被解释为位“1”还是凹陷被解释为位“1”。
当然，在观察符号“凸起”和符号“凹陷”时，每个符号的绝对亮度根据照明环境而不同，并且还根据介质保持的方向而不同。然而，符号“凸起”内部形成的衍射光栅和符号“凹陷”内部形成的衍射光栅面向相同的方向(平行于图21所示的布置轴线Z的方向)。因此，只要对符号“凸起”和符号“凹陷”进行比较和观察，一般会发现其中一个看起来更亮的现象，从而提供了一种用于解释数据位的始终正确的方法。
如上所述，根据本发明，在衬底上进行光束曝光和图案处理，从而使得还可以记录示出当信息被记录为微小物理结构化图案时用于解释数据位的方法的信息。
<<<第9部分，识别标记的具体模式和变型>>>
最后，第8部分中描述的识别标记m10、m20的特性总结如下。首先，如图21的实例所示，在构成第一识别标记m10的闭域内，每一个在与预定布置轴线Z平行的方向上延伸的带状第一属性次域g1和带状第二属性次域g2在与布置轴线Z正交的方向上交替布置。在构成第二识别标记m20的闭域内，每一个也在与布置轴线Z平行的方向上延伸的带状第一属性次域g1和带状第二属性次域g2在与布置轴线Z正交的方向上交替布置。
此外，构成第一识别标记m10的闭域设置成使得第一属性次域g1的宽度W1大于第二属性次域g2的宽度W2。构成第二识别标记m20的闭域设置成使得第二属性次域g2的宽度W2大于第一属性次域g1的宽度W1。
另一方面，如在图21的部分域p3处所示，主要信息图案创建部分170创建第一属性主域G1和第二属性主域G2在其内混合的主要信息图案Pα。绘制数据创建部分160’进行制备合成图案的处理，其中，如此制备的主要信息图案Pα与次要信息图案Pβ合成，从而创建用于绘制合成图案的绘制数据E。
此时，绘制数据创建部分160’创建使得第一属性主域G1和第一属性次域g1被曝光但第二属性主域G2和第二属性次域g2不被曝光的绘制数据E，或者创建使得第二属性主域G2和第二属性次域g2被曝光但第一属性主域G1和第一属性次域g1不被曝光的绘制数据E，其中第一属性次域g1和第二属性次域g2的宽度尺寸形成为使得其能够构成可见光衍射光栅。
在图21的上部，示出了在用于制备介质的绘制图案P(E)中示出的一个实例，并且在图21的下部，示出了其部分域p1至p3的放大视图。如在部分域p1、p2处所示，形成了条纹图案，其中带状“黑色域”(第一属性次域g1)和带状“白色域”(第二属性次域g2)交替地布置在每个识别标记m10、m20内。如上所述，条纹图案形成为用作介质上的衍射光栅的凹陷和凸起结构，因此读出操作者观察到作为闪光的符号“凸起”和符号“凹陷”的该对识别标记m10、m20。
因此，有必要将实际介质上形成的“黑色域”(第一属性次域g1)的宽度W1和“白色域”(第二属性次域g2)的宽度W2设置成使得能够形成可见光衍射光栅的宽度。
另一方面，当比较和观察这两个识别标记m10、m20时，宽度W1和宽度W2之间的差异导致亮度和暗度的差异。因此，在实践中，优选的是，应当在不损害衍射光栅功能的范围内使差异尽可能大。本申请的发明人进行了一项实验，其中通过将宽度W1和宽度W2设置成各种尺寸来制备实际介质，发现当将宽度W1与宽度W2的比值设置成至少大5倍时，无论照明环境和观察环境如何，在比较和观察两个识别标记m10、m20时，都可以清楚地识别亮度和暗度差异。
因此，在实践中，优选的是，次要信息图案创建部分180设置构成第一识别标记m10的闭域，使得第一属性次域g1的宽度W1比第二属性次域g2的宽度W2大至少5倍，并且设置构成第二识别标记m20的闭域，使得第二属性次域g2的宽度W2比第一属性次域g1的宽度W1大至少5倍(在图21所示的实例中，为了便于说明，未设置尺寸比以满足上述条件)。
进一步地，为了使观察到“黑色凸起介质”时符号“凸起”的亮度尽可能等于观察到“黑色凸起介质”时符号“凹陷”的亮度，优选地，次要信息图案创建部分180将构成第一识别标记m10的闭域内的第一属性次域g1的宽度W1设置成等于构成第二识别标记m20的闭域内的第二属性次域g2的宽度W2，并且还将构成第一识别标记m10的闭域内的第二属性次域g2的宽度W2设置成等于构成第二识别标记m20的闭域内的第一属性次域g1的宽度W1。
换句话说，在图21所示的实例中，可以将部分域p1内的黑色域g1的宽度W1设置成等于部分域p2内的白色域g2的宽度W2，并且可以将部分域p1内的白色域g2的宽度W2设置成等于部分域p2内的黑色域g1的宽度W1。通过如上所述设置宽度，当在相同的照明环境和相同的观察模式(介质的方向)下观察基于图21所示的绘制图案P(E)制备的“黑色凸起介质”和“黑色凹陷介质”时，便使得“黑色凸起介质”上的符号“凸起”的亮度等于“黑色凹陷介质”上的符号“凹陷”的亮度，并且制备的介质的质量恒定。
这里，仅作为参考，描述了在由相关申请的发明人进行的实验中获得了良好观察结果的识别标记中的各个部件的尺寸值作为实例。首先，在图21所示的部分域p1内(即，在第一识别标记m10内)，第一属性次域g1的宽度W1设置成等于1.8μm，第二属性次域g2的宽度W2设置成等于0.2μm。另一方面，在部分域p2内(即，在第二识别标记m20内)，第一属性次域g1的宽度W1设置成等于0.2μm，第二属性次域g2的宽度W2设置成等于1.8μm。在上述情况下，每个带状域在纵向上的尺寸使得其两端延伸，直到到达每个识别标记的轮廓线。
采用上述尺寸导致衍射光栅中的网格线的间距为2μm，并且该尺寸将导致可见光发生足够衍射现象。进一步地，在上述实例中，记录在主记录域Aα的每个位图F是一个边为0.1μm的正方形，并且介质上形成的凹陷结构与凸起结构之间的深度差设置成0.2μm。
信息记录介质上形成的第一识别标记m10和第二识别标记m20优选以肉眼可观察的尺寸提供。当然，即使是肉眼难以观察的小标记也可以通过使用放大镜等来观察。在实践中，优选的是，手持介质的读出操作者能够通过肉眼观察标记来立即识别介质是“黑色凸起介质”还是“黑色凹陷介质”。因此，优选地，次要信息图案创建部分180创建的次要信息图案的大小使得能够以肉眼观察信息记录介质上形成的第一识别标记m10和第二识别标记m20。在上述实例中，各个识别标记m10、m20设置成可在介质上使用长度和宽度大约为3mm的尺寸。
然后，将描述本发明中使用的识别标记的几种变型。图26是示出在上述基本实例中使用的识别标记的构造和布置模式的平面图。实际上，绘制图案P(E)由记录在主记录区域Aα的主要信息图案Pα和记录在次记录区域Aβ的次要信息图案Pβ构成。在图26中，仅示出了次要信息图案Pβ。次要信息图案Pβ是具有指示符号“凸起”的第一识别标记m10和指示符号“凹陷”的第二识别标记m20的图案。如上所述，通过一对识别标记中的哪一个看起来更亮来识别用于解释记录在主记录域Aα的数据位的方法。
在执行本发明时，对介质上的第一识别标记m10和第二识别标记m20的位置没有特别限制。因此，例如，第一识别标记m10可以布置在介质的左上角，而第二识别标记m20可以布置在介质的右下角。然而，实际上并不是非常优选的，两个识别标记分开布置。这是因为读出操作者发现，有必要对比地观察两个识别标记m10、m20，从而比较其亮度。为了使操作者能够容易地观察和比较识别标记的亮度，优选地将它们布置成彼此相邻。
如图26所示的实例中所描述的，如果符号“凸起”和符号“凹陷”布置成彼此横向相邻，则读出操作者能够容易地比较它们之间的亮度。因此，在实践中，优选地，次要信息图案创建部分180创建第一识别标记m10和第二识别标记m20相邻布置的次要信息图案Pβ。
为了更容易观察和比较，可以创建构成第一识别标记的闭域和构成第二识别标记的闭域彼此接触的次要信息图案Pβ。图27A示出了符号“凸起”和符号“凹陷”布置成彼此竖直相邻并且闭域彼此接触的实例。构成第一识别标记m11的闭域和构成第二识别标记m21的闭域彼此接触，边界线保持在区域之间，因此，读出操作者能够更容易地比较区域之间的亮度。在图中示出的实例的情况下，第一识别标记m11是符号“凸起”，而第二识别标记m21是符号“凹陷”。因此，通过利用两个符号的设计，将符号“凹陷”倒置并装配到符号“凸起”的上部，从而成功地形成整体协调的识别标记。
另一方面，图27B示出了符号“凹陷”布置成嵌入符号“凸起”内的实例。由于符号“凹陷”与符号“凸起”接触，其轮廓线作为边界，因此读出操作者能够更容易比较其亮度。如上所述，可以创建第二识别标记m22嵌入第一识别标记m12的次要信息图案Pβ，或者替代地，可以创建第一识别标记m12嵌入第二识别标记m22的次要信息图案Pβ。在任一情况下，外部识别标记与嵌入在给定边界内的识别标记的整个轮廓线接触，从而便于观察和比较。
在上述实例中，其中设计有“凸起”符号的标记被用作第一识别标记，而设计有“凹陷”符号的标记被用作第二识别标记。当然，用于执行本发明的识别标记不应局限于使用这些符号的标记。第一识别标记是示出用于解释记录在主记录域Aα的数据位的第一方法的标记，而第二识别标记是示出用于解释的第二方法的标记。因此，只要读出操作者能够基于识别标记识别用于解释的方法之一，就可以使用任何标记。
例如，字母“A”可以用作第一识别标记，或者字母“B”可以用作第二识别标记。在这种情况下，例如，达成这样的共识:在字母“A”看起来更亮的介质上，将凸起解释为位“1”，将凹陷解释为位“0”，而在字母“B”看起来更亮的介质上，将凸起解释为位“0”，将凹陷解释为位“1”。并且，应将该共识告知读出操作者，通过该共识，操作者能够通过判断字母“A”与“B”之间的亮度来识别用于解释数据位的正确方法。
当然，识别标记不一定是指示“凹陷”或“凸起”的符号，而是可以是诸如数字、另一种符号或图形的标记。此外，每个识别标记不必由单个闭域构成，而是可以由多个闭域构成。图28是示出由图形和句子构成的识别标记的一个实例的平面图。此外，在该实例中，每个识别标记由多个闭域构成。
即，图28(a)所示的第一识别标记m13是通过组合两组闭域m13a、m13b构成的标记，每组闭域m13a、m13b均为三角形并且设计成与符号“凸起”相关联。相比之下，图28(b)所示的第二识别标记m23是通过组合三组闭域m23a、m23b、m23c构成的标记，每组闭域m23a、m23b、m23c均为矩形并且设计成与符号“凹陷”相关联。
如上所述，在每个识别标记由多个闭域构成的情况下，在闭域m13a、m13b内形成图21的部分域p1处示出的条纹图案，并且在闭域m23a、m23b、m23c内形成图21的部分域p2处示出的条纹图案，通过所述条纹图案，第一识别标记m13整体上被识别为单个标记，并且第二识别标记m23整体上也被识别为单个标记，从而使得能够通过比较他们之间的亮度来识别用于解释数据位的正确方法。
进一步地，识别标记不必由单个字母、数字、符号或图形构成，而是可以通过将其组合来构成。例如，将多个字母组合来构成识别标记，从而使得可以构成句子识别标记。图28(c)示出了构成句子的识别标记的一个实例。具体而言，在图28(c)所示的实例的情况下，“凸起是位“1””的句子字符串构成第一识别标记m14，而“凹陷是位“1””的句子字符串的构成第二识别标记m24。
图29是具有根据图28(c)所示的修改实例的识别标记m14、m24的绘制图案P(E)的平面图。在该实例的情况下，句子分两级竖直记录在设置在绘制图案P(E)的左上角的次记录域Aβ内。上部的句子是“凸起是位“1””的第一识别标记m14，下部的句子是“凹陷是位“1””的第二识别标记m24。当然，在构成第一识别标记m14的上部句子的各个字母内形成在图21的部分域p1所示的条纹图案，而在构成第二识别标记m24的下部句子的各个字母内形成在图21的部分域p2所示的条纹图案。
因此，如果基于绘制图案P(E)制备的介质是“黑色凸起介质”，则观察到第一识别标记m14更亮，而如果制备的介质是“黑色凹陷介质”，则观察到第二识别标记m24更亮。最后，当观察所持介质的次记录域Aβ并发现“凸起是位“1””的句子看起来更亮时，读出操作者可以执行针对记录在主记录域Aα处的数据位将凸起解释为位“1”的读出处理，并且当“凹陷是位“1””的句子看起来更亮时，可以执行将凹陷解释为位“1”的读出处理。图29示出了后者的观察模式。
简而言之，本发明中使用的次要信息图案Pβ可用于任何图案，只要该图案设有具有用于呈现由字母、数字、符号、图形或其一部分或其组合组成的第一信息的一个或多个闭域的第一识别标记(示出用于解释数据位的两种方法之一的信息)，和用于呈现由字母、数字、符号和图形或其一部分或其组合组成的第二信息的一个或多个闭域的第二识别标记(示出用于解释的另一种方法的信息)便可。
最后，参考图30示出了构成次要信息图案的识别标记的另一变型。图30是示出除了第一识别标记和第二识别标记之外还使用辅助公共识别标记作为次要信息图案的修改实例的平面图。
在图30的上部示出的次要信息图案由总共四组矩形构成，这些矩形分两级竖直布置。即，在上级的中央处设置正方形中央矩形m15，在其左侧设置正方形左侧矩形m25a，在其右侧设置正方形右侧矩形m25b。具有与三组矩形的总宽度的水平宽度对应的下部矩形m30布置在下级。换句话说，示出了这样的图形，即左侧矩形m25a、中央矩形m15和右侧矩形m25b三个矩形以相邻方式水平布置，使得它们分别布置在左侧、中央和右侧，而下部矩形m30布置在下方以与三个矩形共同相邻。
这里，中央矩形m15构成第一识别标记，左侧矩形m25a和右侧矩形m25b的组合构成第二识别标记。该变型的特征在于，另外提供了下部矩形m30，其构成辅助公共识别标记。辅助公共识别标记m30是所谓的第三识别标记，具有与第一识别标记和第二识别标记不同的光学特性。
在图30的下部，示出了在图30的上部示出的次要信息图案的各个部分域的放大视图(圆圈图像)。即，下部圆圈p1内的图像是构成上部所示的第一识别标记的中央矩形m15内的部分域p1的放大视图，下部圆圈p2内的图像是构成上部所示的第二识别标记的左侧矩形m25a内的部分域p2的放大视图(与右侧矩形m25b内的部分域的放大视图一样)，下部圆圈p3内的图像是构成上部所示的辅助公共识别标记的下部矩形m30内的部分域p3的放大视图(在图30中，也忽略了实际尺寸比来设置每个部分的尺寸比)。
与上述实例一样，图30下部所示的部分域p1、p2、p3内形成窄带状“黑色域”和窄带状“白色域”交替布置的图案，并且该图案用作介质M上可见光的衍射光栅。与图21中描述的实例一样，构成衍射光栅的各个网格线都设置在平行于公共布置轴线Z的方向上。在图中示出的实例中，布置轴线Z设置成在图中沿竖直方向延伸的轴线。因此，部分域p1、p2、p3内形成沿竖直方向延伸的条纹图案。当然，布置轴线Z可以设置在任何给定方向上。
图30所示的部分域p1、p2的放大视图与图21所示的部分域p1、p2的放大视图相同。即，将构成第一识别标记的部分域p1内的条纹图案与构成第二识别标记的部分域p2内的条纹图案进行比较。可以发现，构成“黑色域”(第一属性次域g1)的带的宽度W1和构成“白色域”(第二属性次域g2)的带的宽度W2之间的尺寸关系在部分域p1和p2中相反。具体地，在图中所示的实例中，在部分域p1处，尺寸关系是W1>W2，而在部分域p2处，尺寸关系是W1<W2。如上所述，宽度之间的尺寸关系的差异导致观察时亮度和暗度的差异。
另一方面，对于构成辅助公共识别标记的部分域p3内的条纹图案，在该实例的情况下，构成“黑色域”(第一属性次域g1)的带的宽度W1设置成等于构成“白色域”(第二属性次域g2)的带的宽度W2。因此，第一识别标记设置成使得得出W1>W2的关系，第二识别标记设置成使得得出W1<W2的关系，并且辅助公共识别标记设置成使得得出W1＝W2的关系。
如上所述，即使在使用具有与图30所示相同的次要信息图案的绘制数据来创建信息记录介质M的情况下，根据是进行光束曝光还是进行图案处理，也可以不同地获得黑色域是凸起的“黑色凸起介质”或黑色域是凹陷的“黑色凹陷介质”。因此，在由根据本发明的信息存储装置制备的信息记录介质M的情况下，在观察次要信息图案并发现占据“黑色域”(第一属性次域g1)的区域中较大的第一识别标记看起来较亮的情况下，可以判断介质为“黑色凸起介质”，而在占据“白色域”(第二属性次域g2)的区域中较宽的第二识别标记看起来较亮的情况下，可以判断介质为“黑色凹陷介质”，文中已对此进行了描述。
在图30所示的实例中，重要的一点是，如上所述，根据介质M实际上是“黑色凸起介质”还是“黑色凹陷介质”，观察时第一识别标记m15与第二识别标记m25(m25a和m25b)之间的亮度和暗度的关系相反，但是辅助公共识别标记m30的亮度总是介于第一识别标记m15的亮度与第二识别标记m25的亮度之间。特别地，在图30所示的实例的情况下，辅助公共识别标记m30设置成使得得出W1＝W2的关系。因此，根据介质M实际上是“黑色凸起介质”还是“黑色凹陷介质”，在亮度上未发现辅助公共识别标记m30存在差异。
在观察到第一识别标记m15比第二识别标记m25亮的“黑色凸起介质”的情况下，当同时观察第一识别标记m15和辅助公共识别标记m30时，辅助公共识别标记m30的作用是构成表明所涉及的介质是“黑色凸起介质”的第一标志，而在观察到第二识别标记m25比第一识别标记m15亮的“黑色凹陷介质”的情况下，当同时观察第二识别标记m25和辅助公共识别标记m30时，辅助公共识别标记m30的作用是构成表明所涉及的介质是“黑色凹陷介质”的第二标志。
将通过参考图30所示的特定实例来描述上述作用。图31A和图31B是平面图，其每一个示出了图30所示的修改实例中的各个识别标记的观察模式。在图31A和图31B中，各个域被给予三种不同的影线方式，分别指示观察到的网格影线域是亮的，点影线域是暗的，对角影线域的亮度居中。
图31A示出了“黑色凸起介质”的观察模式，即，观察到的第一识别标记m15是亮的，第二识别标记m25是暗的，而辅助公共识别标记m30的亮度居中。结果，观察者将这些标记理解为其中亮的第一识别标记m15的一部分与亮度居中的辅助公共识别标记m30的一部分合并的一个标志。具体地，观察者理解示出符号“凸起”的第一标志，如图中的封闭厚框架所示，并且能够识别介质M是“黑色凸起介质”。换句话说，通过次要信息图案示出了用于解释“凸起是位“1””的方法。
另一方面，图31B示出了“黑色凹陷介质”的观察模式，即，观察到的第二识别标记m25是亮的，第一识别标记m15是暗的，而辅助公共识别标记m30的亮度居中。结果，观察者将标记理解为其中亮的第二识别标记m25的一部分与亮度居中的辅助公共识别标记m30合并的一个标志。具体地，观察者理解示出符号“凹陷”的第二标志，如图中的封闭厚框架所示，并且能够识别介质M是“黑色凹陷介质”。换句话说，通过次要信息图案示出了用于解释“凹陷是位“1””的方法。
最后，在执行图30所示的变型时，次要信息图案创建部分180可以具有创建次要信息图案的功能，该次要信息图案除了第一识别标记m15和第二识别标记m25之外还具有辅助公共识别标记m30。这里，辅助公共识别标记m30可以是具有用于呈现由字母、数字、符号和数字或它们的一部分或它们的组合组成的辅助公共信息的单个闭域或多个闭域的识别标记。
这里，重要的是，在构成辅助公共识别标记m30的闭域内，作为图30所示的部分域p3，在与布置轴线Z平行的方向(图中所示的实例中的竖直方向轴线)上延伸的带状第一属性次域g1和带状第二属性次域g2交替地布置在与布置轴线Z正交的方向(图中所示实例中的横向方向)上，从而在实际介质m上形成可见光的衍射光栅。
此外，在图30所示的实例中，辅助公共识别标记m30中的第一属性次域g1的宽度W1设置成等于第二属性次域g2的宽度W2。根据介质M实际上是“黑色凸起介质”还是“黑色凹陷介质”，如上所述对其进行设置，使得辅助公共识别标记m30的亮度不会不同。然而，在辅助公共识别标记m30中，并不总是需要将关系设置成W1＝W2，并且它们之间的微小差异不会引起任何问题。
重要的是，将辅助公共识别标记m30中的第一属性次域g1的宽度W1和第二属性次域g2的宽度W2之间的差值设置成小于第一识别标记m15和第二识别标记m25中的第一属性次域g1的宽度W1与第二属性次域g2的宽度W2之间的差值。在如上所述设置差值的情况下，不管介质M实际上是“黑色凸起介质”还是“黑色凹陷介质”，观察到的辅助公共识别标记m30的亮度介于第一识别标记m15的亮度与第二识别标记m25的亮度之间。因此，它能够起到与任一介质一起观察的辅助标记的作用。
图30所示的实例的特征在于，示出用于解释由主要信息图案示出的数据位的第一方法的第一标志(示出符号“凸起”的标志)由第一识别标记m15和辅助公共识别标记m30的组合构成，而示出用于解释由主要信息图案示出的数据位的第二方法的第二标志(示出符号“凹陷”的标志)由第二识别标记m25和辅助公共识别标记m30的组合构成。即，使用图30上部所示的四组矩形来构成次要信息图案，中央矩形m15用于构成第一识别标记，左侧矩形m25a和右侧矩形m25b用于构成第二识别标记，而下部矩形m30用于构成辅助公共识别标记，从而使得可以指示示出符号“凸起”的第一标志和示出符号“凹陷”的第二标志。
当然，在无辅助公共识别标记m30的情况下，理论上可以通过参考是观察到的由中央矩形m15组成的第一识别标记(由单个正方形组成的标记)更亮还是由左侧矩形m25a和右侧矩形m25b组成的第二识别标记(由一对正方形组成的标记)更亮来示出用于解释数据位的方法。然而，如图31A和31B所示，可以添加辅助公共识别标记m30来表示指示符号“凸起”的第一标志和指示符号“凹陷”的第二标志。因此，次要信息图案是直接示出“位”1是凸起还是凹陷的标志，观察者能够更直观地识别用于解释数据位的方法。
并非总是需要使用符号“凸起”和符号“凹陷”作为第一标志和第二标志。例如，在图28的(c)中，示出了使用“凸起是位“1””的第一识别标记m14和“凹陷是位“1””的第二识别标记m24的实例。上述辅助公共识别标记可用于本实例中。具体而言，例如，可以用第一识别标记来代替部分文字“凸起”，可以用第二识别标记来代替部分文字“凹陷”，并且可以用辅助公共识别标记来代替部分文字“是位“1””。
<<<第10部分，信息记录介质结构的变化>>>
在第2部分中，参考图5A至图5E，已经描述了由根据基本实施方案的信息存储装置制备的信息记录介质的结构的一些变化。这里，将描述由根据本发明的信息存储装置制备的信息记录介质的结构变化。
在第7部分和第8部分描述的实例中，图案化装置300用于形成具有凹陷和凸起结构的物理结构体，该凹陷和凸起结构由凹陷C和凸起V组成，凹陷C示出了第一属性域(第一属性主域G1和第一属性次域g1)和第二属性域(第二属性主域G2和第二属性次域g2)中的一个，凸起V示出了它们中的另一个。另一方面，在图5C中，作为基本实施方案的变型，示出了修改实例，其中具有凹陷和凸起结构的物理结构体中的凸起V的表面上形成有附加层32。如上所述，在凸起V的表面形成附加层的修改实例在本发明中也是有效的。
图32A至图35B均是示出信息记录介质的各种变型的侧面剖视图，其中信息已经由图18所示的信息存储装置写入到该信息记录介质上。图A的上部示出了记录第一识别标记m10的部分域p1的侧剖视图，而图B的下部示出了记录第二识别标记m20的部分域p2的侧剖视图(在这两种情况下，仅示出了剖面，而未示出背面的结构)。
图32A和图32B所示的修改实例的特征在于，在已经进行了用于在衬底60的上面形成凹陷和凸起结构的处理之后，在衬底60上的凸起的表面上附加地设置了附加层61。这里，由光反射材料制成的层用作附加层61。为了制备图32A和图32B所示的物理结构体，图案化装置300可以具有在衬底60上的凸起的表面上形成由光反射材料制成的附加层61的功能。
如上所述，在凸起的表面上形成了由光反射材料制成的附加层61，通过该附加层61，在第一识别标记m10和第二识别标记m20之间进行比较时，可以使它们之间的亮度差异更清楚，以使读出操作者可以很容易地进行观察。图32A和图32B中的每一个示出了“黑色凹陷介质”的结构，与图24A和图24B中所示的介质M5一样，观察到入射到凸起上的光束L9向上反射，而入射到凹陷上的光束L10大部分散射并消失。因此，凹陷占据的面积大于凸起的第一识别标记m10(图32A)看起来较暗，而凸起占据的面积大于凹陷的第二识别标记m20(图32B)看起来较亮。
此时，当在凸起的表面上形成由光反射材料制成的附加层61时，可以提高入射到凸起上的光束L9反射率，以提供允许第二识别标记m20(图32B)看起来更亮的效果。因此，读出操作者能够更容易进行比较和观察。
在介质采用根据图32A和图32B中的每一个所示的修改实例的结构的情况下，在部分域p1(图32A)处，第一属性次域g1(凹陷)的宽度设置成W1＝19μm，第二属性次域g2(凸起)的宽度设置成W2＝1μm，而在部分域p2(图32B)处，第一属性次域g1(凹陷)的宽度设置成W1＝1μm，第二属性次域g2(凸起)的宽度设置成W2＝19μm，从而使得网格线的间距为20μm。并且，当从上方观察介质时，通过反射/衍射光确认两个识别标记m10、m20处于良好状态。
另一方面，图33A和图33B所示的修改实例是图案化装置300在由半透明材料制成的衬底65上进行图案处理以在衬底65的表面(图中的上面)上形成凹陷和凸起结构并且还在衬底65的背面(图中的下面)上形成由遮光材料制成的附加层66的实例。在同样由该衬底65构成的介质的情况下，与前面的情况一样，观察作为从上方照射的照明光的反射光以识别各个识别标记。然而，衬底65由半透明材料构成，通过该半透明材料，来自背面的向上透射的照明光L11可能会对识别标记的观察造成不利影响。
在图33A和33B的每一个所示的结构中，在衬底65的背面上形成的由遮光材料制成的附加层66执行防止从背面向上透射的照明光L11对识别标记的观察造成不利影响的功能。在衬底65由非半透明材料构成的情况下，不需要在背面设置附加层66。然而，在衬底65由半透明材料构成的情况下，如附图所示的实例中，优选在背面上设置由遮光材料制成的附加层66。
在上述任何实例中，假设从上方观察反射光，该反射光是从上方照射到其上面具有凹陷和凸起结构的介质的上面的照明光，从而观察每个识别标记。然而，如图34A和34B的实例所示，在使用由半透明材料制成的衬底65形成介质的情况下，从上方观察来自介质的上面的透射光，该透射光是从下方照射在介质下面上的照明光，因此使得可以识别每个识别标记。
在图34A和34B中，从下方到上方透射穿过半透明衬底65的光束L12、L13由单点划线示出。光束L12是透射穿过凸起V并被向上引导的光，光束L13是透射穿过凹陷C并被向上引导的光。理论上，除非衬底65是具有100％半透明性的完美透明材料，否则透射光在移动通过衬底65时将发生部分衰减。因此，当从上方观察时，透射穿过凸起V的光束L12的强度略低于透射穿过凹陷C的光束L13的强度。因此，在图中所示的实例中，凹陷C占据的面积大于凸起V的第一识别标记m10(图34A)看起来略亮，而凸起V占据的面积大于凹陷C的第二识别标记m20(图34B)看起来略暗。
然而，在图34A和34B所示的构造中，通过透射光观察到的两个识别标记的亮度与暗度之间的差异非常细微。因此，在实践中，当如上所述构成时，根据本发明的识别标记不能执行足够的功能。因此，实际上优选的是，如图35A和图35B的实例所示，在衬底65上的凸起的上面上形成由遮光材料制成的附加层67。为了制备具有图35A和图35B所示结构的介质，图案化装置300可以处理，通过该处理在由半透明材料制成的衬底65上进行图案处理，以在其上面上形成凹陷和凸起结构，并且还在凸起V的表面上形成由遮光材料制成的附加层67。
在图35A和图35B所示的介质的情况下，观察到待透射穿过凹陷C的光束L13按原样向上透射。然而，待透射穿过凸起V的光束L12被由遮光材料制成的附加层67阻挡，并且观察到其不会向上。因此，在图中所示的实例中，凹陷C占据的面积大于凸起V的第一识别标记m10(图35A)看起来更亮，而凸起V占据的面积大于凹陷C的第二识别标记m20(图35B)看起来更暗。形成了由遮光材料制成的附加层67，通过该附加层67，两个识别标记之间的亮度和暗度的差异变得更清楚，并且根据本发明的识别标记能够执行足够的功能。
在采用根据图35A和图35B所示的修改实例的结构的介质的情况下，在部分域p1(图35A)处，第一属性次域g1(凹陷)的宽度设置成W1＝19μm，第二属性次域g2(凸起)的宽度设置成W2＝1μm，而在部分域p2(图35B)处，第一属性次域g1(凹陷)的宽度设置成W1＝1μm，第二属性次域g2(凸起)的宽度设置成W2＝19μm，由此使得网格线的间距为20μm，并且当从上方进行观察时，通过透射/衍射光确认两个识别标记m10、m20处于有利状态。
到目前为止，已经描述了衬底的表面上形成有凹陷和凸起结构的信息记录介质的一些结构变化。在执行本发明时，示出位信息的物理结构不一定局限于凹陷和凸起结构，而是可以采用图5A所示的网络结构作为基本实施方案的修改实例。在这种情况下，图案化装置300可以形成网络结构体，该网络结构体由示出第一属性域(第一属性主域G1和第一属性次域g1)和第二属性域(第二属性主域G2和第二属性次域g2)中的一个的通孔H和示出它们中的另一个的非孔部N组成。
在这种情况下，待存储的数字数据的各个数据位作为由通孔H和非孔部N组成的网络结构被记录在主记录域Pα，其中通孔H示出位“1”和位“0”中的一个，非孔部N示出它们中的另一个。例如，在图5A所示的网络结构体12中，如图所示，根据以粗单点划线指示的位置(与记录有位的网格点L的位置对应)是作为通孔H给出还是作为非孔部N(未形成通孔的位置)给出来表示位“1”和位“0”。
另一方面，示出用于解释数据位的方法的信息被记录在次记录域Pβ，作为该对识别标记的信息。
图36A至图39B均是示出具有由图18所示的信息存储装置制备的网络结构的信息记录介质的侧面剖视图。在图36A至图39B的任何一个中，上部图A示出了记录有第一识别标记m10的部分域p1的侧剖视图，而下部图B示出了记录有第二识别标记m20的部分域p2的侧剖视图(在任何图中，仅示出了剖面，而未示出背面的结构)。
图36A和图36B分别示出了信息记录介质中的部分域p1、p2的侧剖视图，所述信息记录介质由衬底70构成，所述衬底70由未形成附加层的网络结构体构成。这里，首先，将考虑从上方观察作为从上方照射到信息记录介质的上面上的照明光的反射光的情况，从而观察各个识别标记。在这种情况下，如图所示，入射到非孔部N上的光束L14被反射到非孔部N的上面上，并从上方观察。另一方面，如图所示，入射到通孔H上的光束L15透射到介质下方或与通孔H的侧面碰撞并散射。
因此，通孔H占据的面积大于非孔部N的第一识别标记m10(图36A)看起来较暗，而非孔部N占据的面积大于通孔H的第二识别标记m20(图36B)看起来较亮。这里，使用示出用于解释“非孔部N是位“1””的方法的标记作为识别标记m10，并且使用示出用于解释“通孔H是位“1””的方法的标记作为识别标记m20，由此，标记m10、m20中的每一个通常用作示出用于解释数据位的方法的标记。
即，在图36A和图36B所示的实例中，第二识别标记m20看起来更亮，因此，采用了用于解释“通孔H是位“1””的方法。所涉及的方法示出了对图5A所示数据位的正确解释。
另一方面，图37A和图37B中示出的修改实例使得在由图36A和图36B中示出的网络结构体组成的衬底70的上面上附加地设置附加层71。这里，使用由光反射材料制成的层作为附加层71。为了制备图37A和图37B所示的物理结构体，图案化装置300可以具有在由网络结构体构成的衬底70的非孔部N的一个面(图中所示的实例的上面)上形成由光反射材料制成的附加层的功能。
如上所述，在在非孔部N的上面上形成由光反射材料制成的附加层71以将第一识别标记m10与第二识别标记m20进行比较的情况下，能够使它们之间的亮度差异更清楚，以获得有利于读出操作者观察的效果。也就是说，当形成附加层71时，在上方也未观察到入射到通孔H上的光束L15。然而，可以提高入射到非孔部N上的光束L14的反射率，以获得允许两个识别标记看起来更亮的效果。然后，读出操作者能够更容易地进行比较和观察。
到目前为止，已经基于这样的假设进行了描述，即从上方观察反射光，该反射光是从上方照射到由网络结构体组成的介质的上面上的照明光，从而观察各个识别标记。在由网络结构体构成的介质的情况下，从上方观察来自介质的上表面的透射光，该透射光是从下方照射到介质的下面上的照明光，从而使得还可以识别各个识别标记。图38A和图38B是侧面剖视图，其每一个示出了由网络结构体组成的衬底70由非半透明材料构成并且采用从上方观察来自下方的照明光的模式的实例。
由于衬底70由非半透明材料构成，因此防止了从下方入射到非孔部N上的光束L17向上透射。然而，观察到入射到通孔H上的光束L16在上方部分透射(当然，一些光与通孔H的侧壁碰撞，散射并消失)。因此，在图中所示的实例的情况下，通孔H占据的面积大于非孔部N的第一识别标记m10(图38A)看起来更亮，而非孔部N占据的面积大于通孔H的第二识别标记m20(图38B)看起来更暗。因此，在由网络结构体构成的衬底70中，从上方观察到从上面透射的光，即从下面照射到下面的照明光，从而使得可以比较和确认两个识别标记。
图39A和图39B所示的修改实例使得在使用半透明材料来制备由网络结构体构成的衬底75的情况下，在衬底75的上面上另外设置附加层76，以便采用从上方观察向下的照明光的模式。这里，使用由遮光材料制成的层作为附加层76。为了制备图39A和图39B所示的物理结构体，图案化装置300可以具有在由半透明材料制成的衬底上进行图案处理以形成具有网络结构的衬底75的功能，从而在其非孔部N的一侧上形成由遮光材料制成的附加层76。
在图39A和图39B所示的介质的情况下，观察到透射穿过通孔H的光束L18按原样在上方透射。然而，待透射穿过非孔部N的光束L19被由遮光材料制成的附加层76阻挡，因此在上方将观察不到。因此，在图中所示的实例的情况下，通孔H占据的面积大于非孔部的第一识别标记m10(图39A)看起来更亮，而非孔部N占据的面积大于通孔H的第二识别标记m20(图39B)看起来更暗。即使衬底75由半透明材料构成，也形成由遮光材料制成的附加层76，通过该附加层76，两个识别标记之间的亮度和暗度的差异变得清楚，并且它们能够作为根据本发明的识别标记执行全部功能。
到目前为止已经描述了信息记录介质的一些结构变化。应当注意，在假设从上方观察到介质上面上的反射光(从介质上方照射的照明光)的情况下进行反射观察，并且在假设从上方观察到来自介质上面的透射光(从下方照射到介质下面的照明光)的情况下进行透射观察，识别标记之间的亮度和暗度的关系将相反。
例如，图32A和图32B所示的介质是假设进行反射观察的介质。因此，可将第一识别标记m10看作是指示“凸起是“1””的标记，而将第二识别标记m20看作是指示“凹陷是位“1””的标记。然而，图35A和图35B中所示的介质是假定进行透射观察的介质。因此，有必要将第一识别标记m10作为指示“凹陷是位“1””的标记，而将第二识别标记m20作为指示“凸起是位“1””的标记。换句话说，图32A和32B中所示的介质在结构上与图35A和35B中所示的介质物理相似。然而，当对图32A和图32B所示的介质进行反射观察时，第二识别标记m20(图32B)看起来更亮，而当对图35A和图35B所示的介质进行透射观察时，第一识别标记m10(图35A)看起来更亮。
类似地，图37A和图37B所示的介质是假定进行反射观察的介质，因此，可将第一识别标记m10看作是指示“非孔部N是位“1””的标记，而将第二识别标记m20看作是指示“通孔H是位“1””的标记。然而，图39A和图39B中所示的介质是假定进行传输观察的介质。因此，需要将第一识别标记m10作为指示“通孔H是位“1””的标记，而将第二识别标记m20作为指示“非孔部N是位“1””的标记。换句话说，图37A和图37B所示的介质在结构上与图39A和图39B所示的介质物理相似。然而，当对图37A和图37B所示的介质进行反射观察时，第二识别标记m20(图37B)看起来更亮，而对图39A和图39B所示的介质进行透射观察时，第一识别标记m10(图39A)看起来更亮。
实际上，当使用存储处理计算机100’来制备绘制数据E时，不可能估计最终由图案化装置300制备的介质会发生哪种变化。因此，在实践中，作为示出用于解释由识别标记m10、m20中的每一个示出的数据位的方法的信息，原则上，在假设已进行了反射观察记录的该信息，并且当读出操作者通过观察透射来比较识别标记m10、m20的情况下可以进行布置，使得用于解释数据位的方法相反。
构成上述各附加层的具体材料如第2部分所述。例如，光反射材料包括金属，例如铝、镍、钛、银、铬、硅、钼和铂以及金属的合金、氧化物和氮化物。遮光材料包括由金属的氧化物和氮化物等化合物组成的材料。当然，如第2部分中所述，可以在其上待形成附加层的表面上掺杂杂质来代替形成具有透明边界表面的另一层(如附加层)，从而获得类似的效果。
<<<第11部分，用于记录识别标记的信息存储过程>>>
最后，将参考图40所示的流程图来描述处理程序，在该处理程序中，将用于记录在第7部分至第10部分中描述的识别标记的技术理解为信息存储过程的过程发明。图40所示的信息存储处理是用于执行将数字数据写入并存储在信息记录介质上的信息存储过程的处理。如图所示，处理由步骤S31至步骤S36构成。这里，步骤S31至步骤S34的各个步骤是由图18所示的存储处理计算机100’执行的处理步骤，步骤S35是由图18所示的光束曝光装置200执行的处理步骤，步骤S36是由图18所示的图案化装置300执行的处理步骤。
首先，在步骤S31中，执行数据输入步骤以输入待存储的数字数据D。该步骤的处理细节与图11所示的基本实施方案中的步骤S11的处理细节相同。
然后，在步骤S32中，执行主要信息图案创建步骤，该步骤创建主要信息图案Pα，该主要信息图案Pα示出构成在步骤S31中输入的数字数据D的各个数据位的信息。该步骤的处理细节与图11所示的基本实施方案中的步骤S12至步骤S15的处理细节相同。
这里，重要的是，如图21中的部分域p3内所示，由主要信息图案创建步骤创建的主要信息图案Pα是由第一属性主域G1(黑色域)和第二属性主域G2(白色域)构成的图案，并且其中通过与各个数据位的每一个相对应的预定点是存在于第一属性主域G1内还是存在于第二属性主域G2内的差异来表示单独数据位的二进制信息。
另一方面，在步骤S33中，执行次要信息图案创建步骤，该步骤创建次要信息图案Pβ，该次要信息图案Pβ示出了用于解释由主要信息图案Pα示出的数据位的方法。该步骤是基本实施方案中所没有的新步骤，并且具体处理细节已作为次要信息图案创建部分180的处理功能进行了描述。
这里，重要的是，如图21所示，将次要信息图案Pβ作为具有第一识别标记m10和第二识别标记m20的图案，第一识别标记m10具有用于呈现由字母、数字、符号、图形或其一部分或其组合组成的第一信息的一个或多个闭域，第二识别标记m20具有用于呈现由字母、数字、符号、图形或其一部分或其组合组成的第二信息的一个或多个闭域。
此外，如图21中的部分域p1内所示，在构成第一识别标记m10的闭域内，在与预定布置轴线Z平行的方向上延伸的带状第一属性次域g1(黑色域)和带状第二属性次域g2(白色域)在与布置轴线Z正交的方向上交替布置。并且，如图21中的部分域p2所示，在构成第二识别标记m20的闭域内，在平行于布置轴线Z的方向上延伸的带状第一属性次域g1(黑色域)和带状第二属性次域g2(白色域)在与布置轴线Z正交的方向上交替布置。
这里，构成第一识别标记m10的闭域的特征在于，第一属性次域g1的宽度W1设置成大于第二属性次域g2的宽度W2，并且构成第二识别标记m20的闭域的特征在于，第二属性次域g2的宽度W2大于第一属性次域g1的宽度W1。
然后，在步骤S34中，执行绘制数据创建步骤，该绘制数据创建步骤创建用于绘制主要信息图案Pα和次要信息图案Pβ的绘制数据E。其处理细节与图11所示的基本实施方案中的步骤S16的处理细节基本相同。也就是说，在步骤S16中，基于主要信息图案Pα来创建绘制数据E，而在步骤S34中，基于合成图案来创建绘制数据E，在合成图案中，次要信息图案Pβ与主要信息图案Pα合成。
这里，在绘制数据创建步骤中创建的绘制数据E是使得曝光第一属性主域G1和第一属性次域g1但不曝光第二属性主域G2和第二属性次域g2的绘制数据。替代地，绘制数据是使得曝光第二属性主域G2和第二属性次域g2但不曝光第一属性主域G1和第一属性次域g1的绘制数据。此外，绘制数据E的尺寸设置成使得第一属性次域g1和第二属性次域g2的宽度足以构成用于可见光的衍射光栅。
随后，在步骤S35中，执行光束曝光步骤，其中基于在步骤S34中创建的绘制数据E，通过使用电子束或激光在用作信息记录介质的衬底上进行光束曝光。该步骤的处理细节与图11所示的基本实施方案中的步骤S17的处理细节相同。
在最后一个步骤S36中，执行图案化步骤，在该步骤中，对曝光的衬底进行图案化处理，从而创建根据绘制数据E在其内形成物理结构化图案的信息记录介质。该步骤的处理细节与图11所示的基本实施方案中的步骤S18的处理细节相同。当然，在采用第10部分中描述的结构的各种变型的情况下，在步骤S36中形成必要的附加层。
工业适用性
根据本发明的信息存储装置和信息读出装置能够将各种数字数据记录到介质中并且还读出数据，因此，能够用于执行工业中的各种类型的信息的记录。当然，由于在存储数据时需要光束曝光处理和图案处理，因此这些装置不适用于频繁读取和写入数据的应用。然而，这些装置能够在耐久性预期长达几百至几千年的介质中执行高度集成的信息记录。因此，它们可如古代的石碑和石板那样用于存储信息，该信息例如为待长期存储的公共文件。

Claims (42)

1.一种信息存储装置，在该信息存储装置中数字数据被写入信息记录介质并被存储在所述信息记录介质中，
所述信息存储装置包括:
数据输入部分(110)，输入待存储的数字数据(D)；
单元数据创建部分(120)，在该单元数据创建部分中以规定位长度单元划分所述数字数据(D)，以创建多个单元数据(Ui)；
单元位矩阵创建部分(130)，在该单元位矩阵创建部分中将构成各个单元数据(Ui)的数据位以二维矩阵形式布置，以创建单元位矩阵(B(Ui))；
单元位图形图案创建部分(140)，在该单元位图形图案创建部分中所述单元位矩阵(B(Ui))被转换成布置在预定位记录域(Ab)内的几何图案，从而创建单元位图形图案(P(Ui))；
单元记录图形图案创建部分(150)，在该单元记录图形图案创建部分中将对准标记(Q)添加至所述单元位图形图案(P(Ui))，以创建单元记录图形图案(R(Ui))；
绘制数据创建部分(160)，创建用于绘制所述单元记录图形图案(R(Ui))的绘制数据(E)；
光束曝光装置(200)，基于所述绘制数据(E)，使用电子束或激光在用作信息记录介质(M)的衬底(S)上进行光束曝光；以及
图案化装置(300)，对已曝光的所述衬底(S)进行图案化处理，从而创建所述信息记录介质(M)，在所述信息记录介质内根据所述绘制数据(E)形成物理结构化图案。
2.根据权利要求1所述的信息存储装置，其中
所述光束曝光装置(200)具有在具有下层(10)与覆盖该下层的抗蚀剂层(20)的衬底(S)上进行光束曝光的功能，所述光束曝光在所述抗蚀剂层(20)的表面上进行，并且
所述图案化装置(300)包括：显影处理部分(310)，其中所述衬底(S)被浸入具有溶解所述抗蚀剂层(20)的曝光部分或未曝光部分的性质的显影流体中，并且所述衬底的一部分被处理成剩余部分(23)；以及蚀刻处理部分(320)，其中通过使用所述抗蚀剂层的剩余部分(23)作为掩模来蚀刻所述下层(11)。
3.根据权利要求2所述的信息存储装置，其中
所述单元位图形图案创建部分(140)将构成所述单元位矩阵(B(Ui))的各个位“1”和各个位“0”中的一个转换成由闭域组成的各个位图(F)，
所述绘制数据创建部分(160)创建示出所述各个位图(F)的轮廓线的所述绘制数据(E)，并且
所述光束曝光装置(200)对所述各个位图(F)的轮廓线的内部进行光束曝光。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的信息存储装置，其中
所述图案化装置(300)形成具有凹陷和凸起结构的物理结构化图案，该凹陷和凸起结构由示出位“1”和位“0”中一个的凹陷(C)和示出它们中另一个的凸起(V)组成。
5.根据权利要求4所述的信息存储装置，其中
所述图案化装置(300)形成在凹陷(C)和凸起(V)中一个的表面上或在两者的表面上具有由光反射材料或光吸收材料制成的附加层(31、32、33)的物理结构化图案。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的信息存储装置，其中
所述图案化装置形成具有网络结构的物理结构化图案，该网络结构由示出位“1”和位“0”中一个的通孔(H)和示出它们中另一个的非孔部(N)组成。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的信息存储装置，其中
所述单元数据创建部分(120)将数字数据划分为由(m×n)位组成的单元数据(Ui)，
所述单元位矩阵创建部分(130)创建由m行和n列组成的单元位矩阵(B(Ui))，并且
所述单元位图形图案创建部分(140)允许构成所述单元位矩阵(B(Ui))的各个位与以由m行和n列组成的矩阵形式布置的网格点(L)相对应，并且具有预定形状的位图(F)布置在与位“1”或位“0”对应的网格点(L)上，从而创建所述单元位图形图案(P(Ui))。
8.根据权利要求7所述的信息存储装置，其中
所述单元位图形图案创建部分(140)创建布置在矩形位记录域(Ab)内的单元位图形图案(P(Ui))，
所述单元记录图形图案创建部分(150)在所述矩形位记录域(Ab)外部添加对准标记(Q)，从而创建布置在包括所述位记录域(Ab)和所述对准标记(Q)的矩形单元记录域(Au)内部的单元记录图形图案(R(Ui))，并且
所述绘制数据创建部分(160)以二维矩阵形式布置所述矩形单元记录域(Au)，从而创建包括多个单元记录图形图案(R(Ui))的绘制图案(P(E))，并且创建用于绘制所述绘制图案(P(E))的绘制数据(E)。
9.根据权利要求8所述的信息存储装置，其中
所述单元记录图形图案创建部分(150)在所述矩形位记录域(Ab)的四个角中不在对角线位置的两个角外部附近添加布置总共两组对准标记(Q)，从而创建单元记录图形图案(R(Ui))。
10.根据权利要求8所述的信息存储装置，其中
所述单元记录图形图案创建部分(150)在所述矩形位记录域(Ab)的四个角中的三个角外部附近添加总共三组对准标记(Q)，从而创建单元记录图形图案(R(Ui))，并且还使得彼此相邻的单元记录图形图案(R(Ui))中的三组对准标记(Q)的布置模式不同。
11.根据权利要求9或10所述的信息存储装置，其中
所述单元记录图形图案创建部分(150)在参考单元记录域处设置特定的单元记录域(Au)，并且创建一单元记录图形图案(R(Ui))，在该单元记录图形图案中的参考对准标记(Q)与在所述参考单元记录域处的其他单元记录域处使用的参考对准标记不同。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的信息存储装置，其中
所述数据输入部分(110)、所述单元数据创建部分(120)、所述单元位矩阵创建部分(130)、所述单元位图形图案创建部分(140)、所述单元记录图形图案创建部分(150)和所述绘制数据创建部分(160)通过将程序安装到计算机中而构成。
13.一种程序，该程序允许将计算机用作在根据权利要求1至11中任一项所述的信息存储装置中的所述数据输入部分(110)、所述单元数据创建部分(120)、所述单元位矩阵创建部分(130)、所述单元位图形图案创建部分(140)、所述单元记录图形图案创建部分(150)和所述绘制数据创建部分(160)。
14.一种信息读出装置，该信息读出装置通过使用根据权利要求1所述的信息存储装置来读出存储在所述信息记录介质上的数字数据，
所述信息读出装置包括:
图像拍摄装置(400)，放大并拍摄作为信息记录介质(M)的记录表面的一部分的待拍摄域，以捕获所获得的拍摄图像作为图像数据；
拍摄图像储存部分(510)，储存所述拍摄图像；
位记录域识别部分(520)，从储存在所述拍摄图像储存部分(510)中的所述拍摄图像中检测对准标记(Q)，从而识别各个位记录域(Ab)；
单元位矩阵识别部分(530)，基于所述位记录域(Ab)内的图案而识别单元位矩阵(B(Ui))；
扫描控制器(540)，控制待由所述图像拍摄装置(400)拍摄的域的变化，使得能在待读出的所有位记录域(Ab)中获得拍摄图像；和
数据恢复部分(550)，从由所述单元位矩阵识别部分(520)识别的各个单元位矩阵(B(Ui))来创建单元数据(Ui)，以合成各个单元数据(Ui)，从而恢复所存储的数字数据(D)。
15.一种信息读出装置，通过使用根据权利要求11所述的信息存储装置读出存储在所述信息记录介质中的数字数据，
所述信息读出装置包括:
图像拍摄装置(400)，放大并拍摄作为信息记录介质(M)的记录表面的一部分的待拍摄域，以捕获所获得的拍摄图像作为图像数据；
拍摄图像储存部分(510)，储存所述拍摄图像；
位记录域识别部分(520)，从储存在所述拍摄图像储存部分(510)内的拍摄图像检测对准标记(Q)，从而识别各个位记录域(Ab)；
单元位矩阵识别部分(530)，基于所述位记录域(Ab)内的图案而识别单元位矩阵(B(Ui))；
扫描控制器(540)，控制待由所述图像拍摄装置(400)拍摄的域的变化，使得能在待读出的所有位记录域(Ab)获得拍摄图像；和
数据恢复部分(550)，从由所述单元位矩阵识别部分(520)识别的各个单元位矩阵(B(Ui))来创建单元数据(Ui)，以合成各个单元数据(Ui)，从而恢复所存储的数字数据(D)；其中
所述图像拍摄装置(400)具有拍摄待拍摄域的功能，该待拍摄域的尺寸能够包括至少一个单元记录域(Au)，并且
所述扫描控制器(540)控制所述图像拍摄装置(400)调整待拍摄域，使得基于参考对准标记(Q)而获得包括参考单元记录域(Au)的域的拍摄图像，并且此后，根据单元记录域(Au)的布置间距而顺序地允许待拍摄域移动。
16.根据权利要求14或15所述的信息读出装置，其中
所述拍摄图像储存部分(510)、所述位记录域识别部分(520)、所述单元位矩阵识别部分(530)、所述扫描控制器(540)、和所述数据恢复部分(550)通过将程序安装到计算机中而构成。
17.一种程序，用于允许计算机用作在根据权利要求14或15所述的信息读出装置中的所述拍摄图像储存部分(510)、所述位记录域识别部分(520)、所述单元位矩阵识别部分(530)、所述扫描控制器(540)和所述数据恢复部分(550)。
18.一种将数字数据写入信息记录介质并存储在该信息记录介质中的信息存储方法，
所述信息存储方法包括:
数据输入步骤(S11)，其中计算机输入待存储的数字数据(D)；
单元数据创建步骤(S12)，其中所述计算机将所述数字数据(D)划分为规定的位长度单元，以创建多个单元数据(Ui)；
单元位矩阵创建步骤(S13)，其中所述计算机以二维矩阵形式布置构成单个单元数据(Ui)的数据位，以创建单元位矩阵(B(Ui))；
单元位图形图案创建步骤(S14)，其中所述计算机将所述单元位矩阵(B(Ui))转换成布置在预定的位记录域(Ab)内的几何图案，从而创建单元位图形图案P(Ui)；
单元记录图形图案创建步骤(S15)，其中所述计算机将对准标记(Q)添加到所述单元位图形图案(P(Ui))，从而创建单元记录图形图案(R(Ui))；
绘制数据创建步骤(S16)，其中所述计算机创建用于绘制所述单元记录图形图案(R(Ui))的绘制数据(E)；
光束曝光步骤(S17)，其中基于所述绘制数据(E)，通过使用电子束或激光在用作所述信息记录介质(M)的衬底(S)上进行光束曝光；和
图案化步骤(S18)，其中在已曝光的所述衬底(S)上进行图案化处理，从而创建所述信息记录介质(M)，在所述信息记录介质内根据所述绘制数据(E)形成物理结构化图案。
19.一种信息读出方法，通过该信息读出方法来读出通过使用根据权利要求18所述的信息存储方法而存储在信息记录介质中的数字数据，
该信息读出方法包括：
图像拍摄步骤(S21)，其中通过使用图像拍摄装置(400)放大并拍摄作为信息记录介质(M)的记录表面的一部分的待拍摄域，并且捕获所获得的拍摄图像作为图像数据；
拍摄图像储存步骤(S22)，其中计算机储存所述拍摄图像；
位记录域识别步骤(S23)，其中所述计算机从由所述拍摄图像储存步骤储存的拍摄图像中检测对准标记(Q)，从而识别各个位记录域(Ab)；
单元位矩阵识别步骤(S25)，其中所述计算机基于所述位记录域(Ab)内的图案而识别单元位矩阵(B(Ui))；和
数据恢复步骤(S27)，其中所述计算机从在所述单元位矩阵识别步骤中识别的各个单元位矩阵(B(Ui))创建单元数据(Ui)，以合成各个单元数据(Ui)，从而恢复所存储的数字数据(D)，其中
在所述图像拍摄步骤(S21)中，所述计算机控制改变待由所述图像拍摄装置(400)拍摄的域，以便能在待读出的所有位记录域(Ab)中获得拍摄图像。
20.一种信息存储装置，在该信息存储装置中数字数据被写入信息记录介质并被存储在所述信息记录介质中，
所述信息存储装置包括:
数据输入部分(110)，输入待存储的数字数据(D)；
主要信息图案创建部分(170)，创建示出构成所述数字数据(D)的各个数据位的信息的主要信息图案(Pα)；
次要信息图案创建部分(180)，创建示出用于解释由所述主要信息图案(Pα)示出的数据位的方法的次要信息图案(Pβ)；
绘制数据创建部分(160′)，创建用于绘制所述主要信息图案(Pα)和所述次要信息图案(Pβ)的绘制数据(E)；
光束曝光装置(200)，基于所述绘制数据(E)，在用作所述信息记录介质(M)的衬底(S)上使用电子束或激光进行光束曝光；和
图案化装置(300)，在已曝光的衬底(S)进行图案化处理，从而创建所述信息记录介质(M)，在所述信息记录介质中根据所述绘制数据(E)形成物理结构化图案，其中
所述主要信息图案(Pα)是由第一属性主域(G1)和第二属性主域(G2)构成的图案，并且其中各个数据位的二进制信息通过与各个数据位对应的预定点是存在于所述第一属性主域(G1)内还是存在于所述第二属性主域(G2)内的差异来表示，
所述次要信息图案(Pβ)是设有第一识别标记(m10)和第二识别标记(m20)的图案，所述第一识别标记具有用于呈现由字母、数字、符号和图形或它们的一部分或它们的组合组成的第一信息的一个或多个闭域，所述第二识别标记具有用于呈现由字母、数字、符号和图形或它们的一部分或它们的组合组成的第二信息的一个或多个闭域，
在与预定的布置轴线(Z)平行的方向上延伸的带状的第一属性次域(g1)和带状的第二属性次域(g2)在与所述布置轴线(Z)正交的方向上交替地布置在构成所述第一识别标记(m10)的闭域内，在与所述布置轴线(Z)平行的方向上延伸的带状的第一属性次域(g1)和带状的第二属性次域(g2)在与所述布置轴线(Z)正交的方向上交替地布置在构成所述第二识别标记(m20)的闭域内，并且在构成所述第一识别标记(m10)的闭域处，第一属性次域(g1)的宽度(W1)设置成大于第二属性次域(g2)的宽度(W2)，而在构成所述第二识别标记(m20)的闭域处，第二属性次域(g2)的宽度(W2)设置成大于第一属性次域(g1)的宽度(W1)，且
绘制数据创建部分(160′)创建绘制数据(E)，使得在所述第一属性主域(G1)和所述第一属性次域(g1)上进行曝光，而在第所述二属性主域(G2)和所述第二属性次域(g2)上不进行曝光，或者所述绘制数据创建部分(160′)创建绘制数据，使得在所述第二属性主域(G2)和所述第二属性次域(g2)上进行曝光，而在所述第一属性主域(G1)和所述第一属性次域(g1)上不进行曝光，并且在尺寸上对所述第一属性次域(g1)和所述第二属性次域(g2)的宽度进行设置，以构成可见光的衍射光栅。
21.根据权利要求20所述的信息存储装置，其中
所述次要信息图案创建部分(180)创建次要信息图案(Pβ)，使得在信息记录介质(M)上形成的所述第一识别标记(m10)和所述第二识别标记(m20)为使用肉眼可观察的尺寸。
22.根据权利要求20或21所述的信息存储装置，其中
所述次要信息图案创建部分(180)设置构成所述第一识别标记(m10)的闭域，使得所述第一属性次域(g1)的宽度(W1)比所述第二属性次域(g2)的宽度(W2)大至少5倍，并且还设置构成所述第二识别标记(m20)的闭域，使得所述第二属性次域(g2)的宽度(W2)比所述第一属性次域(g1)的宽度(W1)大至少5倍。
23.根据权利要求20至22中任一项所述的信息存储装置，其中
所述次要信息图案创建部分(180)将构成所述第一识别标记(m10)的闭域内的所述第一属性次域(g1)的宽度(W1)设置成等于构成所述第二识别标记(m20)的闭域内的所述第二属性次域(g2)的宽度(W2)，并且还将构成所述第一识别标记(m10)的闭域内的所述第二属性次域(g2)的宽度(W2)设置成等于构成所述第二识别标记(m20)的闭域内的所述第一属性次域(g1)的宽度。
24.根据权利要求20至23中任一项所述的信息存储装置，其中
所述次要信息图案创建部分(180)创建这样的次要信息图案(Pβ)：在该次要信息图案中所述第一识别标记(m10)和所述第二识别标记(m20)彼此相邻地布置。
25.根据权利要求20至23中任一项所述的信息存储装置，其中
所述次要信息图案创建部分(180)创建这样的次要信息图案(Pβ)：在该次要信息图案中构成所述第一识别标记(m11)的闭域与构成所述第二识别标记(m21)的闭域接触。
26.根据权利要求20至23中任一项所述的信息存储装置，其中
所述次要信息图案创建部分(180)创建第二识别标记(m22)嵌入到第一识别标记(m12)中的次要信息图案(Pβ)，或者创建所述第一识别标记嵌入到所述第二识别标记中的次要信息图案(Pβ)。
27.根据权利要求20至23中任一项所述的信息存储装置，其中
所述次要信息图案创建部分(180)创建这样的次要信息图案(Pβ)：该次要信息图案(Pβ)除了具有第一识别标记(m15)和第二识别标记(m25a、m25b)之外还具有辅助公共识别标记(m30)，
所述辅助公共识别标记(m30)是具有一个或多个闭域以呈现由字母、数字、符号和图形或它们的一部分或它们的组合组成的辅助公共信息的识别标记，
在与布置轴线(Z)平行的方向上延伸的带状的第一属性次域(g1)和带状的第二属性次域(g2)在与所述布置轴线(Z)正交的方向上交替地布置在构成所述辅助公共识别标记(m30)的闭域内，并且所述辅助公共识别标记(m30)中的第一属性次域(g1)的宽度(W1)与第二属性次域(g2)的宽度(W2)之间的差值被设置成小于所述第一识别标记(m15)和所述第二识别标记(m25a、m25b)中的第一属性次域(g1)的宽度(W1)与第二属性次域(g2)的宽度(W2)之间的差值。
28.根据权利要求27所述的信息存储装置，其中
在所述辅助公共识别标记(m30)中，第一属性次域(g1)的宽度(W1)设置成等于第二属性次域(g2)的宽度(W2)。
29.根据权利要求27或28所述的信息存储装置，其中
示出用于解释所述主要信息图案(Pα)所示的数据位的第一方法的标志由所述第一识别标记(m15)和所述辅助公共识别标记(m30)的组合构成，并且示出用于解释所述主要信息图案(Pα)所示的数据位的第二方法的标志由所述第二识别标记(m25a、m25b)和所述辅助公共识别标记(m30)的组合构成。
30.根据权利要求29所述的信息存储装置，其中
左侧矩形(m25a)、中央矩形(m15)和右侧矩形(m25b)三个矩形在水平方向上相邻地布置成分别位于左侧、中央和右侧，下部矩形(m30)布置在下方以与这三个矩形共同相邻，
所述第一识别标记由中央矩形(m15)构成，所述第二识别标记由左侧矩形(m25a)和右侧矩形(m25b)构成，所述辅助公共识别标记由下部矩形(m30)构成，从而构成示出符号“凸起”的第一标志(m10)和示出符号“凹陷”的第二标志(m20)。
31.根据权利要求20至30中任一项所述的信息存储装置，其中
所述光束曝光装置(200)具有在具有下层(10)和覆盖该下层的抗蚀剂层(20)的衬底(S)上进行光束曝光的功能，该光束曝光在所述抗蚀剂层(20)的表面上进行，
所述图案化装置(300)包括：显影处理部分(310)，其中所述衬底(S)浸入具有溶解所述抗蚀剂层(20)的曝光部分或未曝光部分的性质的显影流体中，并且所述衬底的一部分被处理成剩余部分(23)；以及蚀刻处理部分(320)，其中通过使用所述抗蚀剂层的所述剩余部分(23)作为掩模来蚀刻所述下层(11)。
32.根据权利要求31所述的信息存储装置，其中
所述主要信息图案创建部分(170)将单个位“1”和单个位“0”中一个转换为由闭域组成的单个位图(F)，从而创建将位图(F)内的域作为所述第一属性主域(G1)而将位图(F)外的域作为所述第二属性主域(G2)的主要信息图案(Pα)，并且
所述绘制数据创建部分(160′)创建绘制数据(E)，通过所述绘制数据对所述第一属性主域(G1)和所述第一属性次域(g1)进行曝光，而在所述第二属性主域(G2)和所述第二属性次域(g2)上均不进行曝光。
33.根据权利要求20至32中任一项所述的信息存储装置，其中
所述图案化装置(300)形成具有凹陷和凸起结构的物理结构体，该凹陷和凸起结构由示出第一属性域(G1、g1)和第二属性域(G2，g2)中一个的凹陷和示出它们中另一个的凸起构成。
34.根据权利要求33所述的信息存储装置，其中
所述图案化装置(300)形成在凸起的表面上具有由光反射材料制成的附加层(61)的物理结构体。
35.根据权利要求33所述的信息存储装置，其中
所述图案化装置(300)对由透光性材料构成的衬底(65)进行图案化处理，从而在该衬底(65)的上面上形成凸起结构，并在该衬底(65)的下面上形成具有由遮光材料构成的附加层(66)的物理结构体。
36.根据权利要求33所述的信息存储装置，其中
所述图案化装置(300)对由透光性材料构成的衬底(65)进行图案化处理，从而形成凹陷和凸起结构，并在所述凸起的表面上形成具有由遮光材料构成的附加层(67)的物理结构体。
37.根据权利要求20至32中任一项所述的信息存储装置，其中
所述图案化装置(300)形成具有网络结构的物理结构体，该网络结构由示出所述第一属性域(G1、g1)和所述第二属性域(G2、g2)中一个的通孔(H)和示出它们中另一个的非孔部(N)组成。
38.根据权利要求37所述的信息存储装置，其中
所述图案化装置(300)在所述非孔部(N)的一侧形成具有由光反射材料制成的附加层(71)的物理结构体。
39.根据权利要求37所述的信息存储装置，其中
所述图案化装置(300)对由透光性材料制成的衬底(75)进行图案化处理，从而形成网络结构，并在所述非孔部(N)的一侧形成具有由遮光材料构成的附加层(76)的物理结构体。
40.根据权利要求20至30中任一项所述的信息存储装置，其中
所述数据输入部分(110)、所述主要信息图案创建部分(170)、所述次要信息图案创建部分(180)和所述绘制数据创建部分(160’)通过将程序安装到计算机中来构成。
41.一种程序，允许计算机用作根据权利要求20至30中任一项所述的信息存储装置中的所述数据输入部分(110)、所述主要信息图案创建部分(170)、所述次要信息图案创建部分(180)和所述绘制数据创建部分(160’)。
42.一种将数字数据写入信息记录介质并存储在该信息记录介质中的信息存储方法，
所述信息存储方法包括:
数据输入步骤(S31)，其中计算机输入待存储的数字数据(D)；
主要信息图案创建步骤(S32)，其中所述计算机创建示出构成所述数字数据(D)的各个数据位的信息的主要信息图案(Pα)；
次要信息图案创建步骤(S33)，其中所述计算机创建示出用于解释由所述主要信息图案(Pα)示出的数据位的方法的次要信息图案(Pβ)；
绘制数据创建步骤(S34)，其中所述计算机创建用于绘制所述主要信息图案(Pα)和所述次要信息图案(Pβ)的绘制数据(E)；
光束曝光步骤(S35)，其中基于所述绘制数据(E)在用作信息记录介质(M)的衬底(S)上使用电子束或激光来进行光束曝光；以及
图案化步骤(S36)，其中在已经曝光的所述衬底(S)上进行图案化处理，从而创建所述信息记录介质(M)，在所述所述信息记录介质中根据所述绘制数据(E)而形成物理结构化图案；其中
所述主要信息图案(Pα)是由第一属性主域(G1)和第二属性主域(G2)构成的图案，并且其中各个数据位的二进制信息通过与各个数据位对应的预定点是存在于所述第一属性主域(G1)内还是存在于所述第二属性主域(G2)内的差异来表示，
所述次要信息图案(Pβ)是设有第一识别标记(m10)和第二识别标记(m20)的图案，所述第一识别标记具有用于呈现由字母、数字、符号和图形或它们的一部分或它们的组合组成的第一信息的一个或多个闭域，所述第二识别标记具有用于呈现由字母、数字、符号和图形或它们的一部分或它们的组合组成的第二信息的一个或多个闭域，
在与预定的布置轴线(Z)平行的方向上延伸的带状的第一属性次域(g1)和带状的第二属性次域(g2)在与所述布置轴线(Z)正交的方向上交替地布置在构成所述第一识别标记(m10)的闭域内，在与所述布置轴线(Z)平行的方向上延伸的带状的第一属性次域(g1)和带状的第二属性次域(g2)在与所述布置轴线(Z)正交的方向上交替地布置在构成所述第二识别标记(m20)的闭域内，并且在构成所述第一识别标记(m10)的闭域处，第一属性次域(g1)的宽度(W1)设置成大于第二属性次域(g2)的宽度(W2)，而在构成所述第二识别标记(m20)的闭域处，第二属性次域(g2)的宽度(W2)设置成大于第一属性次域(g1)的宽度(W1)，且
在所述绘制数据创建步骤(S34)中，创建绘制数据(E)，以便在所述第一属性主域(G1)和所述第一属性次域(g1)上进行曝光，并且在所述第二属性主域(G2)和所述第二属性次域(g2)上不进行曝光，或者创建绘制数据(E)，使得在所述第二属性主域(G2)和所述第二属性次域(g2)上进行曝光，而在所述第一属性主域(G1)和所述第一属性次域(g1)上不进行曝光，并且还在尺寸上对所述第一属性次域(g1)和所述第二属性次域(g2)的宽度进行设置，以构成可见光的衍射光栅。
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