JP2006252671A - 微細構造形成方法、光加工装置および光記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【課題】 光記録媒体のような大面積基板に対して、微細構造を均一性良く形成する方法、形成装置を提供すること。また、この微細構造形成方法により作製された高記録密度光記録媒体を提供すること。
【解決手段】 媒体に微細構造を形成する方法であって、微細構造が形成される前記媒体は、レーザ光照射により変化する反応材料を有し、該媒体に微細構造を形成する工程が、大気もしくは酸素ガスもしくは水蒸気ガスと該反応材料が接する状態でレーザ光を照射するレーザ照射工程を少なくとも含むものであることを特徴とする微細構造形成方法。
【選択図】 図１
【解決手段】 媒体に微細構造を形成する方法であって、微細構造が形成される前記媒体は、レーザ光照射により変化する反応材料を有し、該媒体に微細構造を形成する工程が、大気もしくは酸素ガスもしくは水蒸気ガスと該反応材料が接する状態でレーザ光を照射するレーザ照射工程を少なくとも含むものであることを特徴とする微細構造形成方法。
【選択図】 図１
Description
本発明は、レーザ光を使って微細構造を形成する方法、微細構造を形成するための光加工装置に関する。また、この微細構造形成方法によって作製された微細構造を有する光記録媒体に関する。
微細構造（凹凸パターン）を作製する方法として、電子線描画が検討されている。しかしながら、電子線に対するレジスト感度は不充分であること、真空中のプロセスであることからスループットの低下は免れない。また、電子線描画装置は非常に高価であり莫大な初期投資が必要になる。また、メンテナンスが難しく、レーザビーム露光に比較してランニングコストもかかる。スループットの低下、初期投資の増加、ランニングコストの増加によって、プロセスコストが高騰する。このような微細化に伴うプロセスコスト高騰を解決するため、レーザ光を使って凹凸パターンを形成する方法が開示されている。熱により変質する層を設け、レーザビーム径よりも小さな領域を変質させる。変質していない領域をエッチングで除去し凹凸パターンを形成する方法である。以下に、開示されているパターン形成法の例を示す。
すなわち、特許文献１（特開２００１−２５０２７９号公報）には、感熱材料にレーザ光を照射し反応部分を形成し、未反応部分をエッチングで除去して、凹凸パターンを形成することが記載されている。感熱材料としてはＡｌ／Ｃｕなどの２種類の金属材料を積層した構成のものであり、反応部分には２種類の金属材料の合金が用いられる。また、特許文献２（特開２００２−３６５８０６号公報）には、光吸収熱変換層と熱感応層の積層構成に、レーザ光を照射して熱感応層を変質させ、熱感応層の未変質部分をエッチングで除去して、凹凸パターンを形成することが記載されている。光吸収熱変換層はＧｅＳｂＴｅなどであり、熱感応層はフォトリソグラフィーで用いられる化学増幅型レジストなどである。また、特許文献３（特開２００３−１４５９４１号公報）には、２種類の無機材料（２種類の無機材料はＡｕ／Ｓｎなど）の積層構成に、レーザ光を照射して反応させ、未反応部分をエッチングで除去して、凹凸パターンを形成することが記載されている。また、特許文献４（特開２００４−１５２４６５号公報）には、酸化が不完全な遷移金属（遷移金属はＭｏやＷなど）にレーザに光を照射し変質させ、変質部分をエッチングで除去し凹凸パターンを形成することが記載されている。
特許文献１、特許文献３記載の技術は、２種類の材料を相互拡散させエッチングし微細構造を形成するものであるが、光ディスクのような大面積基板に対して均一性よく微細構造を形成するには、微細構造とする部分とそれ以外の部分のエッチングレート差（エッチング選択比）が大きいことが必要であり、相互拡散させる２種類の材料の膜厚分布は、そのまま微細構造とする部分の組成分布になる。組成が異なればエッチングレートが異なり、大面積媒体に対して均一に微細構造を形成することは困難である。
特許文献２記載の技術は、化学増幅型レジストなどを熱で構造変化させ、エッチングし凹凸パターンを形成するものであり、これらのパターン形成材料は光を吸収する材料でもある。パターン形成材料の膜厚を厚くすると、熱の拡散が起こり、微細パターンの形成が困難になる。また、化学増幅型レジストのエッチング耐性は充分ではなく、大面積媒体に対して均一に微細構造を形成することは困難である。
前記のように、特許文献３記載の技術においては、酸化が不充分な遷移金属をパターン形成材料として用いるものであるが、このような材料は、パターン形成雰囲気の影響を受けやすく、微細なパターンを再現性よく形成することが困難である。特許文献５（特開２００２−２５１８０６号公報）には、フッ素原子を含有するハロゲン化合物（好ましくはＣａＦ２，ＢａＦ２，ＳｍＦ２，ＳｒＦ２等）を媒体として、電子線により情報を記録することを内容とするマスタリング技術例として、情報記録媒体、情報記録装置、情報再生装置および情報記録方法が開示されているが、酸素ガス、水蒸気を用いるものではない。
従来技術の箇所に記載したように、レーザ光を用いて微細構造を安価に形成するための技術を開発することが志向されている。しかしながら、何れの方法も、充分なエッチング耐性が得られないことから、大面積媒体に対して微細構造を均一性良く形成することは困難である。従って、現状では光ディスクのような大面積基板に対して、レーザ光を用いて微細構造を形成できる方法がない。
本発明の目的は、光記録媒体のような大面積基板に対して、微細構造を均一性良く形成する方法、形成装置を提供することにあり、また、この微細構造形成方法により作製された高記録密度光記録媒体を提供することにある。
すなわち、本発明の目的は、安価なプロセスを提供し、また、安価なプロセスで微細構造を形成することにあり、大気もしくは酸素ガスもしくは水蒸気ガスと該反応材料が接する状態でレーザ光を照射することによって、エッチング処理を用いずに微細構造を形成する方法を提供することにある。また、半導体レーザを用いてレーザパワーレベルを高速変調することによって微細構造を高速形成することにある。
さらに、本発明の別の目的は、大気もしくは酸素ガスもしくは水蒸気ガスと反応材料が接する状態でレーザ光を照射することによって、エッチング処理を用いずに微細構造を形成する方法を提供すれうことにあり、大気もしくは酸素ガスもしくは水蒸気ガスと該反応材料が接する状態でレーザ光を照射することによって、エッチング耐性を上げることにあり、また、真空装置を使わない安価な方法で微細構造を形成することを提供することにあり、また、湿式エッチング法を用いることによって、急峻な形状の微細構造を形成することにある。
さらに、本発明の別の目的は、安価なプロセスで微細構造を形成することができ、大気もしくは酸素ガスもしくは水蒸気ガスと該反応材料が接する状態でレーザ光を照射することによって、エッチング処理を用いずに微細構造を形成すること、エッチング処理を行なう場合にはエッチング耐性を上げることにあり、また、凸状の断面は垂直もしくは逆テーパーで、高密度に微細構造を配列するための微細構造を形成することにある。
さらに、本発明の別の目的は、微細構造上に光を吸収し発熱する発熱材料を積層した構成を少なくとも有し、トラックピッチが縮小され、高記録密度化をはかることができる光記録媒体を提供することにある。
上記課題は、本発明の（１）「媒体に微細構造を形成する方法であって、微細構造が形成される前記媒体は、レーザ光照射により変化する反応材料を有し、該媒体に微細構造を形成する工程が、大気もしくは酸素ガスもしくは水蒸気ガスと該反応材料が接する状態でレーザ光を照射するレーザ照射工程を少なくとも含むものであることを特徴とする微細構造形成方法」によって解決される。
また、上記課題は、本発明の（２）「前記レーザ照射工程は、半導体レーザを用いるものであることを特徴とする前記第（１）項に記載の微細構造形成方法」によって解決される。
さらに、上記課題は、本発明の（３）「前記微細構造が形成される媒体は、光を吸収し発熱する発熱材料と熱反応材料との積層構成を有し、該熱反応材料は、材料Ａと材料Ｂの混合体であり、材料Ａはシリコン酸化物であり、材料Ｂは硫化物材料、セレン化物材料、フッ素化合物材料の群から選ばれる少なくとも一つの材料であることを特徴とする前記第（１）項又は第（２）項に記載の微細構造形成方法」によって解決される。
さらに、上記課題は、本発明の（４）「前記微細構造を形成する工程が、レーザ照射工程と、レーザ照射後に該媒体をエッチング加工するエッチング工程を少なくとも含むものであることを特徴とする前記第（１）項乃至第（３）項のいずれかに記載の微細構造形成方法」によって解決される。
さらに、上記課題は、本発明の（５）「前記エッチング工程は、湿式エッチング法を用いるものであることを特徴とする前記第（４）項に記載の微細構造形成方法」によって解決される。
さらに、上記課題は、本発明の（６）「前記微細構造は、凸状であり、該凸状の断面が逆テーパー形であることを特徴とする前記第（１）項乃至第（３）項のいずれかに記載の微細構造形成方法」によって解決される。
さらに、上記課題は、本発明の（７）「レーザ光を用いて媒体に微細構造を形成するための光加工装置であって、該媒体に対してレーザ光を照射するレーザ光照射手段と、前記媒体の向き、姿勢、静動及び／又は位置を変える駆動手段と、レーザ照射雰囲気を形成する雰囲気ガス導入手段を少なくとも備えたものであることを特徴とする光加工装置」によって解決される。
さらに、上記課題は、本発明の（８）「光記録媒体であって、微細構造を含む部分を少なくとも有し、該微細構造が、前記第（１）項乃至第（６）項のいずれかに記載の微細構造形成方法で形成された微細構造であることを特徴とする光記録媒体」によって解決される。
本発明によれば、レーザ光照射により変化する反応材料を有し、微細造が形成される媒体に、大気もしくは酸素ガスもしくは水蒸気ガスと該反応材料が接する状態でレーザ光を照射するレーザ照射工程を少なくとも含む前記微細構造形成方法により、安価なプロセスで微細構造を形成することができ、大気もしくは酸素ガスもしくは水蒸気ガスと該反応材料が接する状態でレーザ光を照射することによって、エッチング処理を用いずに微細構造を形成するができ、エッチング起因する微細構造の媒体面内バラツキが抑制できるという極めて優れた効果が発揮される。
また、レーザ照射工程で半導体レーザを用いてレーザパワーレベルを高速かつ細かく変調することができ、これによって、微細構造を高速形成することできるという極めて優れた効果が発揮される。
また、大気もしくは酸素ガスもしくは水蒸気ガスと該反応材料が接する状態でレーザ光を照射することによって、エッチング処理を用いずに微細構造を形成するができ、エッチング起因する微細構造の媒体面内バラツキが抑制でき、また、上記材料を熱反応材料として用いることによって、図７に示したようにレーザビーム径以下の微細構造が形成できるという極めて優れた効果が発揮される。
さらに、大気もしくは酸素ガスもしくは水蒸気ガスと該反応材料が接する状態でレーザ光を照射することによって、エッチング耐性を上げることでき微細構造の寸法バラツキが低減できるという極めて優れた効果が発揮される。
さらにまた、大気もしくは酸素ガスもしくは水蒸気ガスと該反応材料が接する状態でレーザ光を照射することによって、エッチング耐性を上げることでき微細構造の寸法バラツキが低減でき、また、真空装置を使わない安価な方法で微細構造を形成することができる、さらに、湿式エッチング法を用いることによって、図９に示したように急峻な形状の微細構造を形成することができるという極めて優れた効果が発揮される。
また、大気もしくは酸素ガスもしくは水蒸気ガスと該反応材料が接する状態でレーザ光を照射することによって、エッチング処理を用いずに微細構造を形成することができ、エッチング処理を行なう場合にはエッチング耐性を上げることができるという極めて優れた効果が発揮される。
また、微細構造が凸状であり、凸状の断面は垂直もしくは逆テーパーであるような構造とすることによって、高密度に微細構造を配列することが可能になるという極めて優れた効果が発揮され、また、前記のような媒体構成とすることによって、図１３に示したとおりトラックピッチが縮小でき、高記録密度化が図れるという極めて優れた効果が発揮される。
以下、本発明を詳細かつ具体に説明する。
本発明は、前記のように、媒体に微細構造を形成する改良された微細構造形成方法であり、微細構造を形成する媒体は、レーザ光照射により変化する反応材料を有し、該媒体に対して微細構造を形成する工程は、大気もしくは酸素ガスもしくは水蒸気ガスと該反応材料が接する状態でレーザ光を照射するレーザ照射工程を少なくとも含む。安価なプロセスで微細構造を形成することができる。また、大気もしくは酸素ガスもしくは水蒸気ガスと該反応材料が接する状態でレーザ光を照射することによって、エッチング処理を用いずに微細構造を形成することができる。
本発明は、前記のように、媒体に微細構造を形成する改良された微細構造形成方法であり、微細構造を形成する媒体は、レーザ光照射により変化する反応材料を有し、該媒体に対して微細構造を形成する工程は、大気もしくは酸素ガスもしくは水蒸気ガスと該反応材料が接する状態でレーザ光を照射するレーザ照射工程を少なくとも含む。安価なプロセスで微細構造を形成することができる。また、大気もしくは酸素ガスもしくは水蒸気ガスと該反応材料が接する状態でレーザ光を照射することによって、エッチング処理を用いずに微細構造を形成することができる。
本発明はまた、好ましい態様として、レーザ照射工程で半導体レーザを用いることを内容とする微細構造形成方法を包含し、半導体レーザを用いてレーザパワーレルを高速変調することによって微細構造を高速形成することができる。
本発明における微細構造を形成する媒体は、光を吸収し発熱する発熱材料と、熱反応材料の積層構成を有し、該熱反応材料は、材料Ａと材料Ｂの混合体であり、材料Ａはシリコン酸化物であり、材料Ｂは硫化物材料、セレン化物材料、フッ素化合物材料の群から選ばれる少なくとも一つの材料であることが好ましい。大気もしくは酸素ガスもしくは水蒸気ガスと該反応材料が接する状態でレーザ光を照射することによって、エッチング処理を用いずに微細構造を形成することができ、本材料を用いることで微細構造の微細化をはかることができる。また、媒体に対して微細構造を形成する工程は、レーザ照射工程と、レーザ照射後に該媒体をエッチング加工するエッチング工程を好ましい態様として包含し、大気もしくは酸素ガスもしくは水蒸気ガスと該反応材料が接する状態でレーザ光を照射することによって、エッチング耐性を上げることができる。
本発明における微細構造を形成する媒体は、光を吸収し発熱する発熱材料と、熱反応材料の積層構成を有し、該熱反応材料は、材料Ａと材料Ｂの混合体であり、材料Ａはシリコン酸化物であり、材料Ｂは硫化物材料、セレン化物材料、フッ素化合物材料の群から選ばれる少なくとも一つの材料であることが好ましい。大気もしくは酸素ガスもしくは水蒸気ガスと該反応材料が接する状態でレーザ光を照射することによって、エッチング処理を用いずに微細構造を形成することができ、本材料を用いることで微細構造の微細化をはかることができる。また、媒体に対して微細構造を形成する工程は、レーザ照射工程と、レーザ照射後に該媒体をエッチング加工するエッチング工程を好ましい態様として包含し、大気もしくは酸素ガスもしくは水蒸気ガスと該反応材料が接する状態でレーザ光を照射することによって、エッチング耐性を上げることができる。
本発明においては、また、エッチング工程で湿式エッチング法を用いることにより、真空装置を使わない安価な方法で微細構造を形成することができ、また、湿式エッチング法を用いることによって、急峻な微細構造を形成することができる。また、本発明の光加工装置には、媒体に対してレーザ光を照射するレーザ光照射手段と、媒体を駆動させる駆動手段と、レーザ照射雰囲気を形成する雰囲気ガス導入手段を少なくとも備えた光記録装置を用いることができる。本発明における微細構造は、凹凸構造であり、断面凸状としては、トラックピッチが縮小され、高記録密度化をはかることができる断面垂直もしくは逆テーパーのものを好ましい態様として包含している。
本発明において、微細構造が形成される媒体は、レーザ光照射により変化する反応材料を有し、該媒体に対して微細構造を形成する工程は、大気もしくは酸素ガスもしくは水蒸気ガスと該反応材料が接する状態でレーザ光を照射するレーザ照射工程を少なくとも含むことを特徴とする微細構造の形成方法である。
図１に微細構造形成方法を示す。
（ａ）は微細構造を形成する媒体構成を断面図で示す。（ｂ）はレーザ光照射工程であり、（ｃ）はレーザ光照射後の媒体の断面図を示す。
図１（ａ）において、（１０１）は反応材料、（１０２）は支持基板を示す。反応材料（１０１）は、反応材料（１０１）としてレーザ光照射に伴う発熱で構成元素が解離し易い化合物材料を用いる。反応材料（１０１）は、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法、スピンコート法などで支持基板上に成膜する。反応材料（１０１）は、成膜状態が低密度、もしくは、アモルファス相となる材料が好ましい。次の材料を用いることができる。ＺｎＳ、ＣａＳ、ＢａＳなどの硫化物材料を用いることができる。また、ＺｎＳｅ、ＢａＳｅなどのセレン化物材料を用いることができる。また、ＣａＦ２、ＢａＦ２などのフッ素化合物材料を用いることができる。また、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＧｅなどの半導体材料を用いることができる。
図１に微細構造形成方法を示す。
（ａ）は微細構造を形成する媒体構成を断面図で示す。（ｂ）はレーザ光照射工程であり、（ｃ）はレーザ光照射後の媒体の断面図を示す。
図１（ａ）において、（１０１）は反応材料、（１０２）は支持基板を示す。反応材料（１０１）は、反応材料（１０１）としてレーザ光照射に伴う発熱で構成元素が解離し易い化合物材料を用いる。反応材料（１０１）は、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法、スピンコート法などで支持基板上に成膜する。反応材料（１０１）は、成膜状態が低密度、もしくは、アモルファス相となる材料が好ましい。次の材料を用いることができる。ＺｎＳ、ＣａＳ、ＢａＳなどの硫化物材料を用いることができる。また、ＺｎＳｅ、ＢａＳｅなどのセレン化物材料を用いることができる。また、ＣａＦ２、ＢａＦ２などのフッ素化合物材料を用いることができる。また、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＧｅなどの半導体材料を用いることができる。
支持基板（１０２）としては、ガラス、石英などを用いることができる。また、Ｓｉ、ＳＯＩ（シリコンオンインシュレーター）などの半導体製造に用いられる基板も使える。また、Ａｌ、不透明ガラス基板など、ＨＤＤ（ハードディスク）用の基板も用いることができる。
また、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリオレフィン、エポキシ、ビニルエステル、ペット、紫外線硬化樹脂などの樹脂基板を用いることができる。
また、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリオレフィン、エポキシ、ビニルエステル、ペット、紫外線硬化樹脂などの樹脂基板を用いることができる。
図１（ｂ）において、（１０３）はレーザ光を示す。図示のように、レーザ光は発熱材料と支持基板の積層構成に対して、発熱材料側から照射することが好ましい。つまり、支持基板を介さずに照射する。以降の説明では“膜面入射”と記載する。膜面入射とすることによって、支持基板による収差の発生が抑制できる。また、対物レンズのＮＡを大きくしレーザビームを集光することができる。集光することで、反応材料に微細構造を形成できる。レーザ光照射工程では、微細構造を形成するために、媒体の所定位置に対してレーザ光を照射する。この際に、レーザ光源を移動してもよく、レーザ光（１０３）を固定し媒体を移動していてもよい。また、レーザ光（１０３）と、媒体の双方を移動してもよい。
レーザ光（１０３）としては、波長１５７ｎｍ程度のＦ２レーザ、波長１９３ｎｍ程度のＡｒＦレーザ、波長２４８ｎｍ程度のＫｒＦレーザなどを用いることができる。
レーザ光（１０３）としては、波長１５７ｎｍ程度のＦ２レーザ、波長１９３ｎｍ程度のＡｒＦレーザ、波長２４８ｎｍ程度のＫｒＦレーザなどを用いることができる。
また、前記のように、レーザ光（１０３）として半導体レーザを好ましく用いることもできる。半導体レーザの波長は、３７０〜７８０ｎｍである。
好ましくは、３７０〜４１０ｎｍである。例えば、ＧａＮ系による半導体レーザを用いる。半導体レーザを用いることによって、安価な装置とすることができ、プロセスコストの低価格化がはかれる。
また、半導体レーザは、レーザ光のパワーレベルを高速変調することができる。その結果、パルス変調で微細構造を形成する方法を用い、微細構造を高速で形成することができる。
好ましくは、３７０〜４１０ｎｍである。例えば、ＧａＮ系による半導体レーザを用いる。半導体レーザを用いることによって、安価な装置とすることができ、プロセスコストの低価格化がはかれる。
また、半導体レーザは、レーザ光のパワーレベルを高速変調することができる。その結果、パルス変調で微細構造を形成する方法を用い、微細構造を高速で形成することができる。
図１（ｂ）において、（１０４）は雰囲気ガスを示す。レーザ照射（１０３）は、大気もしくは酸素ガスもしくは水蒸気ガスと反応材料が接する状態で行なう。大気もしくは酸素ガスもしくは水蒸気ガスと該反応材料が接する状態でレーザ光を照射することによって、反応材料を変化させ微細構造を形成する。大気もしくは酸素ガスもしくは水蒸気ガスは温度湿度を調整した状態で供給することが望ましい。
図１（ｃ）において（１０５）はレーザ光照射による変化部分を示す。反応材料（１０１）としてレーザ光照射に伴う発熱で構成元素が解離し易い化合物材料を用いる。反応材料（１０１）としてＺｎＳ、ＣａＳ、ＢａＳなどの硫化物材料を用いることができる。これらの材料の場合は、レーザ光の照射に伴う発熱で材料密度が変化し、レーザ照射部分が緻密化もしくは結晶化する。また、レーザ光照射部分では硫黄が解離し、大気もしくは水蒸気もしくは酸素ガスとの反応で酸化が起こる。また、反応材料（１０１）としてＺｎＳｅ、ＢａＳｅなどのセレン化物材料を用いることができる。これらの材料の場合は、レーザ光の照射に伴う発熱で材料密度が変化し、レーザ照射部分が緻密化もしくは結晶化する。また、レーザ光照射部分ではセレンが解離し、大気もしくは水蒸気もしくは酸素ガスとの反応で酸化が起こる。また、反応材料（１０１）としてＣａＦ２、ＢａＦ２などのフッ素化合物材料を用いることができる。これらの材料の場合は、レーザ光の照射に伴う発熱で材料密度が変化し、レーザ照射部分が緻密化する。また、レーザ光照射部分ではフッ素が解離し、大気もしくは水蒸気もしくは酸素ガスとの反応で酸化が起こる。
緻密化や結晶化などの反応材料の微細構造変化と、反応材料が大気もしくは水蒸気もしくは酸素ガスと接してしることによって起こる反応材料表面の酸化によって、凸状に変形した微細構造が形成できる。
緻密化や結晶化などの反応材料の微細構造変化と、反応材料が大気もしくは水蒸気もしくは酸素ガスと接してしることによって起こる反応材料表面の酸化によって、凸状に変形した微細構造が形成できる。
本発明の微細構造形成方法において、微細構造を形成する媒体は、光を吸収し発熱する発熱材料と、熱反応材料の積層構成を有し、該熱反応材料は、材料Ａと材料Ｂの混合体であることが好ましく、材料Ａはシリコン酸化物であり、材料Ｂは硫化物材料、セレン化物材料、フッ素化合物材料の群から選ばれる少なくとも一つの材料であることが好ましい。
図２に本発明の微細構造形成方法の１例を示す。（ａ）は微細構造を形成する媒体構成を断面図で示す。（ｂ）はレーザ光照射工程であり、（ｃ）はレーザ光照射後の媒体の断面を示す。
図２（ａ）において、（２０１）は熱反応材料、（２０２）は発熱材料、（２０３）は支持基板を示す。（２０１）は熱反応材料としては、材料Ａと材料Ｂの混合体であり、材料Ａはシリコン酸化物であり、材料Ｂは硫化物材料、セレン化物材料、フッ素化合物材料の群から選ばれる少なくとも一つの材料を用いる。このような材料は、大面積基板に対して高速に厚膜形成できる。従って、大面積基板に対して微細構造を形成することができる。材料Ａとするシリコン酸化物材料としては、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮなどを用いることができる。材料Ｂとする硫化物材料としては、ＺｎＳ、ＣａＳ、ＢａＳなどを用いることができる。材料Ｂとするセレン化物材料としては、ＺｎＳｅ、ＢａＳｅなどを用いることができる。材料Ｂとするフッ素化合物材料としては、ＣａＦ２、ＢａＦ２などを用いることができる。
図２（ａ）において、（２０１）は熱反応材料、（２０２）は発熱材料、（２０３）は支持基板を示す。（２０１）は熱反応材料としては、材料Ａと材料Ｂの混合体であり、材料Ａはシリコン酸化物であり、材料Ｂは硫化物材料、セレン化物材料、フッ素化合物材料の群から選ばれる少なくとも一つの材料を用いる。このような材料は、大面積基板に対して高速に厚膜形成できる。従って、大面積基板に対して微細構造を形成することができる。材料Ａとするシリコン酸化物材料としては、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮなどを用いることができる。材料Ｂとする硫化物材料としては、ＺｎＳ、ＣａＳ、ＢａＳなどを用いることができる。材料Ｂとするセレン化物材料としては、ＺｎＳｅ、ＢａＳｅなどを用いることができる。材料Ｂとするフッ素化合物材料としては、ＣａＦ２、ＢａＦ２などを用いることができる。
材料Ａ、材料Ｂ各々単体の材料を用いてもよく、各々複数の材料を用いてもよい。材料Ａと材料Ｂの混合比は、材料Ａは１０〜３０ｍｏｌ％の範囲、材料Ｂが９０〜７０ｍｏｌ％の範囲にあることが好ましい。材料Ａと材料Ｂ間に化学的な結合状態がなく、各々独立して存在していることが好ましい。
発熱材料（２０２）はレーザ光を吸収し発熱する材料であればどのような材料であっても構わない。Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓなどの半導体材料を用いることができる。
Ｂｉ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎなどの低融点金属を含む金属間化合物材料を用いることができる。ＢｉＴｅ、ＢｉＩｎ、ＧａＳｂ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＩｎＴｅ、ＳｎＳｎなどの材料を用いることができる。Ｃ、ＳｉＣなどの炭化物材料を用いることができる。Ｖ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ３、Ｍｎ３Ｏ４、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｏ３Ｏ４、ＣｕＯなどの酸化物材料を用いることができる。ＡｌＮ、ＧａＮなどの窒化物材料を用いることができる。ＳｂＴｅなどの２元系の相変化材料や、ＧｅＳｂＴｅ、ＩｎＳｂＴｅ、ＢｉＳｂＴｅ、ＧａＳｂＴｅなどの３元系の相変化材料、ＡｇＩｎＳｂＴｅなどの４元系材料の相変化材料を用いることができる。
発熱材料（２０２）はレーザ光を吸収し発熱する材料であればどのような材料であっても構わない。Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓなどの半導体材料を用いることができる。
Ｂｉ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎなどの低融点金属を含む金属間化合物材料を用いることができる。ＢｉＴｅ、ＢｉＩｎ、ＧａＳｂ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＩｎＴｅ、ＳｎＳｎなどの材料を用いることができる。Ｃ、ＳｉＣなどの炭化物材料を用いることができる。Ｖ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ３、Ｍｎ３Ｏ４、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｏ３Ｏ４、ＣｕＯなどの酸化物材料を用いることができる。ＡｌＮ、ＧａＮなどの窒化物材料を用いることができる。ＳｂＴｅなどの２元系の相変化材料や、ＧｅＳｂＴｅ、ＩｎＳｂＴｅ、ＢｉＳｂＴｅ、ＧａＳｂＴｅなどの３元系の相変化材料、ＡｇＩｎＳｂＴｅなどの４元系材料の相変化材料を用いることができる。
支持基板（２０３）としては、ガラス、石英などを用いることができる。また、Ｓｉ、ＳＯＩ（シリコンオンインシュレーター）などの半導体製造に用いられる基板も使える。また、Ａｌ、不透明ガラス基板など、ＨＤＤ（ハードディスク）用の基板も用いることができる。
また、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリオレフィン、エポキシ、ビニルエステル、ペット、紫外線硬化樹脂などの樹脂基板を用いることができる。
また、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリオレフィン、エポキシ、ビニルエステル、ペット、紫外線硬化樹脂などの樹脂基板を用いることができる。
図２（ｂ）において、（２０４）はレーザ光を示す。図示のように、レーザ光は発熱材料と支持基板の積層構成に対して、膜面入射させる。膜面入射とすることによって、支持基板による収差の発生が抑制できる。また、対物レンズのＮＡを大きくしレーザビームを集光することができる。集光することで、反応材料に微細構造を形成できる。レーザ光照射工程では、微細構造を形成するために、媒体の所定位置に対してレーザ光を照射する。この際に、レーザ光源を移動してもよく、レーザ光（２０４）を固定し媒体を移動していてもよい。また、レーザ光（２０４）と、媒体の双方を移動してもよい。
レーザ光（２０４）としては、波長１５７ｎｍ程度のＦ２レーザ、波長１９３ｎｍ程度のＡｒＦレーザ、波長２４８ｎｍ程度のＫｒＦレーザなどを用いることができる。
レーザ光（２０４）としては、波長１５７ｎｍ程度のＦ２レーザ、波長１９３ｎｍ程度のＡｒＦレーザ、波長２４８ｎｍ程度のＫｒＦレーザなどを用いることができる。
また、上に記載したように、レーザ光（２０４）として半導体レーザを用いることもできる。半導体レーザの波長は、３７０〜７８０ｎｍである。好ましくは、３７０〜４１０ｎｍである。例えば、ＧａＮ系による半導体レーザを用いる。半導体レーザを用いることによって、安価な装置とすることができ、プロセスコストの低価格化がはかれる。
また、半導体レーザは、レーザ光のパワーレベルを高速変調することができる。その結果、パルス変調で微細構造を形成する方法を用い、微細構造を高速で形成することができる。
また、半導体レーザは、レーザ光のパワーレベルを高速変調することができる。その結果、パルス変調で微細構造を形成する方法を用い、微細構造を高速で形成することができる。
図２（ｂ）において、（２０５）は雰囲気ガスを示す。レーザ照射は、大気もしくは酸素ガスもしくは水蒸気ガスと熱反応材料（２０１）が接する状態で行なう。大気もしくは酸素ガスもしくは水蒸気ガスと該熱反応材料（２０１）が接する状態でレーザ光を照射することによって、反応材料を変化させ微細構造を形成する。大気もしくは酸素ガスもしくは水蒸気ガスは温度湿度を調整した状態で供給することが望ましい。前記、シリコン酸化物を材料Ａとした、材料Ａと材料Ｂの混合体材料では、低密度の薄膜が形成できる。レーザ光の照射による発熱材料の発熱で、発熱材料直上の熱反応材料の材料密度が変化する。また、結晶化も起こる。また、材料Ｂの構成元素の解離が起こる。硫化物材料の場合は、硫黄が解離する。セレン化物材料の場合は、セレンが解離する。フッ素化合物材料の場合はフッ素が解離する。熱反応材料（２０１）の表面は、大気もしくは酸素ガスもしくは水蒸気ガスと反応で酸化する。
図２（ｃ）において、（２０６）は熱反応材料表面が酸化した状態を示す。（２０７）は熱反応材料の材料密度が変化した状態や結晶化した状態を示す。レーザ照射部分では、熱反応材料の表面の酸化や、材料密度の変化や結晶化が起こり、凸状に変形した微細構造が形成できる。
より好ましい実施形態について図６に基づいて説明する。図６（ａ）は媒体構成の断面図である。（ａ）は媒体構成を示す。（６０１）は熱反応材料であるＺｎＳ−ＳｉＯ２であり、膜厚は１００ｎｍである。ＺｎＳ；８０ｍｏｌ％、ＳｉＯ２；２０ｍｏｌ％である。（６０２）は発熱材料であるＡｇＩｎＳｂＴｅであり、膜厚は２０ｎｍである。
（ｂ）はレーザ照射工程を示す。（６０３）はレーザ光を示す。レーザ光の波長は４０５ｎｍである。レーザ光は開口数０．８５の対物レンズで集光した。（６０４）は雰囲気ガスを示す。大気と熱反応材料であるＺｎＳ−ＳｉＯ２が接触する状態でレーザ光を照射した。
（ｃ）はレーザ照射後の媒体の断面を示す。ＺｎＳ−ＳｉＯ２（６０１）の内部では、発熱材料ＡｇＩｎＳｂＴｅの発熱で緻密化および結晶化が起こる。（６０６）はＺｎＳ−ＳｉＯ２の緻密化および結晶化部分を示す。ＺｎＳ−ＳｉＯ２（６０１）の表面では、ＺｎＳの硫黄が解離し大気との反応で酸化が起こる。（６０５）は酸化によって体積変化した部分を示している。図示のように凸状の微細構造を形成した。図７には微細構造を形成した媒体のＳＥＭ像を示す。（７０１）は反応材料であるＺｎＳ−ＳｉＯ２、（７０２）は発熱材料であるＡｇＩｎＳｂＴｅである。（７０３）は観察方向を示す。斜めからＺｎＳ−ＳｉＯ２（７０１）の表面を観察している。図示の通り凸状の微細構造が形成できた。微細構造の高さは約３０ｎｍであり、微細構造の直径は２５０ｎｍである。
レーザ光の波長は４０５ｎｍであり、対物レンズの開口数は０．８５である。この光学系の場合レーザビーム径は約４００ｎｍである。レーザビーム径以下の直径である微小な微細構造が形成できた。
（ｂ）はレーザ照射工程を示す。（６０３）はレーザ光を示す。レーザ光の波長は４０５ｎｍである。レーザ光は開口数０．８５の対物レンズで集光した。（６０４）は雰囲気ガスを示す。大気と熱反応材料であるＺｎＳ−ＳｉＯ２が接触する状態でレーザ光を照射した。
（ｃ）はレーザ照射後の媒体の断面を示す。ＺｎＳ−ＳｉＯ２（６０１）の内部では、発熱材料ＡｇＩｎＳｂＴｅの発熱で緻密化および結晶化が起こる。（６０６）はＺｎＳ−ＳｉＯ２の緻密化および結晶化部分を示す。ＺｎＳ−ＳｉＯ２（６０１）の表面では、ＺｎＳの硫黄が解離し大気との反応で酸化が起こる。（６０５）は酸化によって体積変化した部分を示している。図示のように凸状の微細構造を形成した。図７には微細構造を形成した媒体のＳＥＭ像を示す。（７０１）は反応材料であるＺｎＳ−ＳｉＯ２、（７０２）は発熱材料であるＡｇＩｎＳｂＴｅである。（７０３）は観察方向を示す。斜めからＺｎＳ−ＳｉＯ２（７０１）の表面を観察している。図示の通り凸状の微細構造が形成できた。微細構造の高さは約３０ｎｍであり、微細構造の直径は２５０ｎｍである。
レーザ光の波長は４０５ｎｍであり、対物レンズの開口数は０．８５である。この光学系の場合レーザビーム径は約４００ｎｍである。レーザビーム径以下の直径である微小な微細構造が形成できた。
本発明の前記微細構造形成方法において、媒体に対して微細構造を形成する工程は、レーザ照射工程と、レーザ照射後に該媒体をエッチング加工するエッチング工程を少なくとも含むものであることができ、かつ、好ましい。
図３にそのような形成方法の１例を示す。（ａ）は微細構造を形成する媒体構成を断面図で示す。（ｂ）レーザ光照射工程であり、（ｃ）はレーザ光照射後の媒体の断面、（ｄ）はエッチング工程後の媒体の断面をそれぞれ示す。
図３（ａ）において、（３０１）は熱反応材料、（３０２）は発熱材料、（３０３）は支持基板を示す。図２（ａ）に示した媒体構成を例として示すが、図１（ａ）に示す媒体構成であっても構わない。各材料は前記した通りである。図３（ｂ）はレーザ照射工程を示す。（３０４）はレーザ光を示す。（３０５）は大気もしくは酸素ガスもしくは水蒸気ガスを示す。図３（ｃ）において、（３０６）は熱反応材料の表面酸化部分、（３０７）は熱反応材料の緻密化および結晶化部分を示す。
図２（ｃ）と同様にレーザ照射部分が変化する。
図３にそのような形成方法の１例を示す。（ａ）は微細構造を形成する媒体構成を断面図で示す。（ｂ）レーザ光照射工程であり、（ｃ）はレーザ光照射後の媒体の断面、（ｄ）はエッチング工程後の媒体の断面をそれぞれ示す。
図３（ａ）において、（３０１）は熱反応材料、（３０２）は発熱材料、（３０３）は支持基板を示す。図２（ａ）に示した媒体構成を例として示すが、図１（ａ）に示す媒体構成であっても構わない。各材料は前記した通りである。図３（ｂ）はレーザ照射工程を示す。（３０４）はレーザ光を示す。（３０５）は大気もしくは酸素ガスもしくは水蒸気ガスを示す。図３（ｃ）において、（３０６）は熱反応材料の表面酸化部分、（３０７）は熱反応材料の緻密化および結晶化部分を示す。
図２（ｃ）と同様にレーザ照射部分が変化する。
図３（ｄ）はエッチング工程後の媒体の断面を示す。（３０８）は微細構造を示す。
図３（ｃ）に示す通り、レーザ光照射によって変化部分（３０６）、（３０７）が形成できる。変化部分と非変化部分間でエッチング速度差が生じる。変化部分のエッチング速度が低下し、エッチング後には変化部分が微細構造として残る。エッチング工程では、少なくとも熱反応材料（３０１）をエッチング加工する。もしくは、熱反応材料（３０１）と発熱材料（３０２）の両方をエッチング加工してもよい。エッチング方法としては、乾式エッチング法を用いることができる。乾式エッチング法としては、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング；Reactive Ion Etching）、ＩＣＰ（高密度プラズマエッチング；Inductively Coupled Plasma）やスパッタエッチングなどの方法を用いることができる。
図３（ｃ）に示す通り、レーザ光照射によって変化部分（３０６）、（３０７）が形成できる。変化部分と非変化部分間でエッチング速度差が生じる。変化部分のエッチング速度が低下し、エッチング後には変化部分が微細構造として残る。エッチング工程では、少なくとも熱反応材料（３０１）をエッチング加工する。もしくは、熱反応材料（３０１）と発熱材料（３０２）の両方をエッチング加工してもよい。エッチング方法としては、乾式エッチング法を用いることができる。乾式エッチング法としては、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング；Reactive Ion Etching）、ＩＣＰ（高密度プラズマエッチング；Inductively Coupled Plasma）やスパッタエッチングなどの方法を用いることができる。
本発明の微細構造形成方法はまた、エッチング工程として、湿式エッチング法を用いることができ、かつ、好ましい。
図４にそのような微細構造形成方法の１例を示す。（ａ）は微細構造を形成する媒体構成を断面図で示す。（ｂ）はレーザ光照射工程、（ｃ）はレーザ照射後の媒体の断面、（ｄ）はエッチング工程、（ｅ）はエッチング後の媒体の断面をそれぞれ示す。
図４（ａ）において、（４０１）は熱反応材料、（４０２）は発熱材料、（４０３）は支持基板を示す。図２（ａ）に示した媒体構成を例として示すが、図１（ａ）に示す媒体構成であっても構わない。各材料は前記した通りである。図４（ｂ）はレーザ照射工程を示す。（４０４）はレーザ光を示す。（４０５）は雰囲気ガスを示し、大気もしくは酸素ガスもしくは水蒸気ガスである。
図４（ｃ）において、（４０６）は熱反応材料の表面酸化部分を示す。（４０７）は熱反応材料の材料密度変化および結晶化部分を示す。図２（ｃ）と同様にレーザ照射部分が変化する。
図４にそのような微細構造形成方法の１例を示す。（ａ）は微細構造を形成する媒体構成を断面図で示す。（ｂ）はレーザ光照射工程、（ｃ）はレーザ照射後の媒体の断面、（ｄ）はエッチング工程、（ｅ）はエッチング後の媒体の断面をそれぞれ示す。
図４（ａ）において、（４０１）は熱反応材料、（４０２）は発熱材料、（４０３）は支持基板を示す。図２（ａ）に示した媒体構成を例として示すが、図１（ａ）に示す媒体構成であっても構わない。各材料は前記した通りである。図４（ｂ）はレーザ照射工程を示す。（４０４）はレーザ光を示す。（４０５）は雰囲気ガスを示し、大気もしくは酸素ガスもしくは水蒸気ガスである。
図４（ｃ）において、（４０６）は熱反応材料の表面酸化部分を示す。（４０７）は熱反応材料の材料密度変化および結晶化部分を示す。図２（ｃ）と同様にレーザ照射部分が変化する。
図４（ｄ）にはエッチング工程を示す。媒体の一部を除去し微細構造を形成する。図４（ｃ）に示す通り、レーザ光照射によって変化部分（４０６）が形成できる。変化部分と非変化部分間でエッチング速度差が生じる。変化部分のエッチング速度が低下し、エッチング後には変化部分が微細構造として残る。エッチング工程では、少なくとも熱反応材料（４０１）をエッチング加工する。もしくは、熱反応材料（４０１）と発熱材料（４０２）の両方をエッチング加工してもよい。エッチング工程では湿式エッチング法を用いる。（４０８）はエッチング装置（エッチング槽）を示す。（４０８）はエッチング溶液を示す。エッチング溶液としては、酸水溶液、アルカリ水溶液、有機溶剤を用いることができる。
図４（ｅ）はエッチング後の媒体の断面を示す。（４１０）は微細構造を示す。エッチング工程を含む本発明の微細構造形成方法ではまた、湿式エッチング法を、好ましく用いることができる。
例えば、熱反応材料（４０１）として前記シリコン酸化物を材料Ａとした、材料Ａ、材料Ｂの混合体材料を用いる場合には、フッ化水素酸を含有する水溶液をエッチング溶液（４０８）として用いる。フッ化水素酸を含有する水溶液は、シリコン酸化物を選択的に溶解する。レーザ光非照射部分においては、材料Ａであるシリコン酸化物が溶解する。材料Ａと材料Ｂの混合体において材料Ａが溶解することで材料Ｂが離脱（リフトオフ）する。レーザ光照射による表面酸化部分（４０６）、材料密度の変化および結晶化部分（４０７）では、フッ化水素酸を含有する水溶液に対するエッチング耐性が上がっている。よって、レーザ光照射部分が残留し微細構造（４１０）が形成できる。
例えば、熱反応材料（４０１）として前記シリコン酸化物を材料Ａとした、材料Ａ、材料Ｂの混合体材料を用いる場合には、フッ化水素酸を含有する水溶液をエッチング溶液（４０８）として用いる。フッ化水素酸を含有する水溶液は、シリコン酸化物を選択的に溶解する。レーザ光非照射部分においては、材料Ａであるシリコン酸化物が溶解する。材料Ａと材料Ｂの混合体において材料Ａが溶解することで材料Ｂが離脱（リフトオフ）する。レーザ光照射による表面酸化部分（４０６）、材料密度の変化および結晶化部分（４０７）では、フッ化水素酸を含有する水溶液に対するエッチング耐性が上がっている。よって、レーザ光照射部分が残留し微細構造（４１０）が形成できる。
また、湿式エッチング法では異方性エッチングができる。エッチング工程（ｄ）熱反応材料の表面酸化部分（４０６）がマスクになって、熱反応材料の異方性エッチングが進行し、端部が垂直から逆テーパー状である微細構造（４１０）が形成できる。
より好ましい実施形態について図８に基づいて説明する。
図８（ａ）は媒体構成の断面図である。（８０１）は熱反応材料であるＺｎＳ−ＳｉＯ２であり、膜厚は７０ｎｍである。組成は、ＺｎＳ；８０ｍｏｌ％、ＳｉＯ２；２０ｍｏｌ％である。（８０２）は発熱材料であるＡｇＩｎＳｂＴｅであり、膜厚は２０ｎｍである。
（ｂ）はレーザ照射工程を示す。（８０３）はレーザ光を示す。レーザ光の波長は４０５ｎｍである。レーザ光は開口数０．８５の対物レンズで集光した。（８０４）は雰囲気ガスを示す。雰囲気ガスは大気であり、大気と熱反応材料ＺｎＳ−ＳｉＯ２が接触する状態でレーザ光を照射した。（ｃ）はレーザ照射後の媒体の断面を示す。ＺｎＳ−ＳｉＯ２（８０１）の表面では、ＺｎＳの硫黄が解離し大気との反応で酸化が起こる。（８０５）は酸化によって体積変化した部分を示している。ＺｎＳ−ＳｉＯ２（８０１）の内部では、発熱材料ＡｇＩｎＳｂＴｅの発熱で緻密化および結晶化が起こる。（８０６）はＺｎＳ−ＳｉＯ２が緻密化および結晶化した構造変化部分を示す。
図８（ｃ）はエッチング後の媒体の断面を示す。エッチングはフッ酸水溶液で行なった。溶液比はＨＦ：Ｈ２Ｏ＝１：１０である。エッチングによってレーザを照射していない部分が除去される。図８（ｃ）に示した通り、レーザ照射部分のＺｎＳ−ＳｉＯ２表面は酸化した状態（８０５）になっている。酸化部分（８０５）がエッチングマスクになる。また、ＺｎＳ−ＳｉＯ２の内部は緻密化および結晶化が起こっている。緻密化および結晶化によってエッチングレートが低下する。また、発熱材料（８０２）はフッ酸水溶液に対するエッチング耐性が非常に高い。よってエッチング工程においては、発熱材料がエッチング停止層として機能する。表面酸化部分（８０５）がマスクになって異方性エッチングが進行する。発熱材料（８０２）で深さ方向へのエッチングは停止し、横方向へのエッチングが進行する。その結果、図８（ｄ）に示すように逆テーパー状である凸状の微細構造（８０７）が形成できる。
図８（ａ）は媒体構成の断面図である。（８０１）は熱反応材料であるＺｎＳ−ＳｉＯ２であり、膜厚は７０ｎｍである。組成は、ＺｎＳ；８０ｍｏｌ％、ＳｉＯ２；２０ｍｏｌ％である。（８０２）は発熱材料であるＡｇＩｎＳｂＴｅであり、膜厚は２０ｎｍである。
（ｂ）はレーザ照射工程を示す。（８０３）はレーザ光を示す。レーザ光の波長は４０５ｎｍである。レーザ光は開口数０．８５の対物レンズで集光した。（８０４）は雰囲気ガスを示す。雰囲気ガスは大気であり、大気と熱反応材料ＺｎＳ−ＳｉＯ２が接触する状態でレーザ光を照射した。（ｃ）はレーザ照射後の媒体の断面を示す。ＺｎＳ−ＳｉＯ２（８０１）の表面では、ＺｎＳの硫黄が解離し大気との反応で酸化が起こる。（８０５）は酸化によって体積変化した部分を示している。ＺｎＳ−ＳｉＯ２（８０１）の内部では、発熱材料ＡｇＩｎＳｂＴｅの発熱で緻密化および結晶化が起こる。（８０６）はＺｎＳ−ＳｉＯ２が緻密化および結晶化した構造変化部分を示す。
図８（ｃ）はエッチング後の媒体の断面を示す。エッチングはフッ酸水溶液で行なった。溶液比はＨＦ：Ｈ２Ｏ＝１：１０である。エッチングによってレーザを照射していない部分が除去される。図８（ｃ）に示した通り、レーザ照射部分のＺｎＳ−ＳｉＯ２表面は酸化した状態（８０５）になっている。酸化部分（８０５）がエッチングマスクになる。また、ＺｎＳ−ＳｉＯ２の内部は緻密化および結晶化が起こっている。緻密化および結晶化によってエッチングレートが低下する。また、発熱材料（８０２）はフッ酸水溶液に対するエッチング耐性が非常に高い。よってエッチング工程においては、発熱材料がエッチング停止層として機能する。表面酸化部分（８０５）がマスクになって異方性エッチングが進行する。発熱材料（８０２）で深さ方向へのエッチングは停止し、横方向へのエッチングが進行する。その結果、図８（ｄ）に示すように逆テーパー状である凸状の微細構造（８０７）が形成できる。
図９には微細構造を形成した媒体のＳＥＭ像を示す。（９０１）は発熱材料ＡｇＩｎＳｂＴｅである。（９０２）はエッチング加工したＺｎＳ−ＳｉＯ２微細構造である。（９０３）はＳＥＭ観察方向を示す。斜めから微細構造（９０２）を観察している。図示の通り凸状の微細構造が形成できた。微細構造の高さは約１００ｎｍであり、微細構造の直径は２５０ｎｍである。
微細構造端部は図示のとおり逆テーパー状になっている。レーザ光の波長は４０５ｎｍであり、対物レンズの開口数は０．８５である。この光学系の場合レーザビーム径は約４００ｎｍである。レーザビーム径以下の直径で、端部が逆テーパー状である微細構造が形成できた。
微細構造端部は図示のとおり逆テーパー状になっている。レーザ光の波長は４０５ｎｍであり、対物レンズの開口数は０．８５である。この光学系の場合レーザビーム径は約４００ｎｍである。レーザビーム径以下の直径で、端部が逆テーパー状である微細構造が形成できた。
本発明の光加工装置は、光記録装置を兼用することができ、そのような光加工装置の１例を具体的に説明すると、この装置は、前記のように、媒体に対してレーザ光を照射するレーザ光照射手段と、媒体を移動させる移動手段と、レーザ照射雰囲気を形成する雰囲気ガス導入手段を少なくとも備えるものである。
図５には、本発明の光加工装置構成例を示す。図５において、レーザ光照射手段（５１）、レーザ光制御手段（５２）、雰囲気ガス導入手段（５３）、媒体駆動手段（５４）、レーザ光検出手段（５５）である。（５６）は微細構造形成用媒体である。
レーザ光照射手段（５１）は、レーザ光源（５１１）と、レーザ光を集光する対物レンズ（５１２）を備える。（５１３）はレーザ光を示す。
レーザ光源（５１１）としては、波長１５７ｎｍ程度のＦ２レーザ、波長１９３ｎｍ程度のＡｒＦレーザ、波長２４８ｎｍ程度のＫｒＦレーザなどを用いることができる。
また、半導体レーザを用いることもできる。半導体レーザのレーザ光の波長は３７０〜７８０ｎｍである。好ましい波長は、３９０〜４１０ｎｍである。例えば、ＧａＮ系による半導体レーザを用いることができる。
対物レンズ（５１２）の開口数は、０．５〜１．０である。好ましい開口数は、０．８〜０．９５である。
レーザ光源（５１１）としては、波長１５７ｎｍ程度のＦ２レーザ、波長１９３ｎｍ程度のＡｒＦレーザ、波長２４８ｎｍ程度のＫｒＦレーザなどを用いることができる。
また、半導体レーザを用いることもできる。半導体レーザのレーザ光の波長は３７０〜７８０ｎｍである。好ましい波長は、３９０〜４１０ｎｍである。例えば、ＧａＮ系による半導体レーザを用いることができる。
対物レンズ（５１２）の開口数は、０．５〜１．０である。好ましい開口数は、０．８〜０．９５である。
レーザ光変調手段（５２）は、パルス生成回路（５２１）、レーザ駆動回路（５２２）、基準信号生成回路（５２３）を備える。パルス生成回路（５２１）は、レーザパワーレベルの変調信号（５２４）を生成する。また、変調のタイミング信号（５２５）を生成する。レーザ駆動回路（５２２）は、パルス生成回路からの変調信号（５２４）に基づいて、レーザの駆動信号（５８）を生成する。基準信号生成回路（５２３）は、パルス生成回路からの変調のタイミング信号（５２５）に基づいてパルス基準信号（５２６）を生成する。
（５３）は雰囲気ガス導入手段を示す。（５３１）は雰囲気ガスを示す。大気もしくは酸素ガスもしくは水蒸気ガスを媒体表面に導入する。図には示さないが、雰囲気ガスの温度・湿度を制御する手段を設けても構わない。また、雰囲気ガスの温度を制御する手段としては、抵抗加熱装置、高周波誘導加熱装置などによって加熱した加熱体に雰囲気ガス導入経路に設け、雰囲気ガスを加熱する手段をとることができる。
（５４）は本発明の光加工装置における媒体駆動手段の１例である。微細構造形成用媒体（５６）は、媒体駆動手段（５４）に設置させている。基準信号（５７）に基づいて、レーザ照射のタイミングに合わせて媒体を駆動させ、媒体の所定箇所に微細構造を形成する。媒体駆動手段は媒体を回転させる媒体回転手段であることが好ましい。媒体回転手段（５４）は、媒体を回転させるためのスピンスタンド（５４１）と、基準信号生成回路（５４２）を備える。基準信号発生回路（５４２）は、スピンスタンドからの信号に基づいて回転基準信号（５４３）を発生する。パルス基準信号（５２６）と、回転基準信号（５４３）を周波数同期させスピンスタントを回転させる。しかし、本発明の光加工装置においては、媒体駆動手段は、このようなものに限らず、媒体の向き、姿勢、静動及び/又は位置を変えることができる他の駆動手段とすることもできる。
レーザ光検出手段（５５）は、光検出器（５５１）とサーボ回路（５５２）で構成される。光検出器（５５１）では媒体からの信号（５９）を受光しフォーカスおよびトラック誤差信号（５５３）を生成する。サーボ回路（５５２）では、誤差信号に基づいて、レーザ光照射手段駆動信号（６０）を生成する。図には示さないがレーザ照射手段（５１）はアクチュエータを備える。レーザ光照射手段駆動信号（６０）に基づいて、フォーカスおよびトラック誤差を制御しながらレーザ光照射手段を微動させ、媒体の所定箇所にレーザ光（５１３）を照射し、微細構造を形成する。
（５６）は微細構造形成する媒体を示す。（５６１）は熱反応材料、（５６２）は発熱材料、（５６３）は支持基板を示す。図２（ａ）の媒体構成を例として示すが、図１（ａ）の媒体構成であっても構わない。
微細構造形成用媒体以外への記録に用いても構わない。例えば、本記録装置は請求項８に示す光記録媒体の記録に用いることもできる。
雰囲気ガスである大気もしくは酸素もしくは水蒸気ガスと記録材料が接する状態でレーザ光を照射し情報を記録する。記録材料の表面は雰囲気ガスとの反応が起こり酸化する。記録材料の表面が酸化することによって光学コントラストが上がり、記録信号の品質が向上する。
微細構造形成用媒体以外への記録に用いても構わない。例えば、本記録装置は請求項８に示す光記録媒体の記録に用いることもできる。
雰囲気ガスである大気もしくは酸素もしくは水蒸気ガスと記録材料が接する状態でレーザ光を照射し情報を記録する。記録材料の表面は雰囲気ガスとの反応が起こり酸化する。記録材料の表面が酸化することによって光学コントラストが上がり、記録信号の品質が向上する。
本発明における微細構造の例について説明すると、微細構造は断面凸状であってよく（凹凸状であってもよい）、凸状の断面は垂直もしくは逆テーパー状であることができ、また、このような微細構造で構成される光記録媒体であることができ、すなわち、このような微細構造上に光を吸収し発熱する発熱材料と記録材料を積層した構成を少なくとも有する光記録媒体であることができる。
図１０には、本発明の微細構造の１例の断面図を示す。図において、（１００１）は微細構造を示し、（１００２）は発熱材料を示す。（１００３）は微細構造端部の角度を示す。端部の角度は逆テーパーになっている。
（１００４）は微細構造の配列周期を示す。端部を逆テーパー状とすることによって、微細構造を高密度に配列した際に、隣接する微細構造の相互干渉、つまり、重なりを抑止することができる。このような微細構造の形成方法は、上に記載した通りである。
（１００４）は微細構造の配列周期を示す。端部を逆テーパー状とすることによって、微細構造を高密度に配列した際に、隣接する微細構造の相互干渉、つまり、重なりを抑止することができる。このような微細構造の形成方法は、上に記載した通りである。
図１１は、本発明の光記録媒体の１例を示す断面図である。（１１０１）は記録材料を示す。（１１０２）は発熱材料を示す。（１１０３）は微細構造を示す。（１１０４）は発熱材料を示す。（１１０５）は微細構造端部の角度を示す。端部の角度は逆テーパー状になっている。（１１０６）は光記録媒体の半径方向における微細構造の周期を示す。
記録材料（１１０１）はレーザ照射で情報を記録できる材料であれはどのような材料であっても構わないが、記録するレーザ光に対して透光性を有する材料であることが好ましい。光学的なコントラストを上げるためには、記録材料の膜厚を厚くする必要がある。
光を吸収する材料を記録材料とした場合、厚膜化することによって記録層内で熱が拡散し、微小なマークが記録できなくなる。本発明の記録媒体は、発熱材料と記録材料の積層構成として、発熱材料の発熱で記録材料に情報を記録する。記録材料が記録するレーザ光に対して透光性を有する材料とすることによって、光学コントラストを上げるために記録材料を厚膜化しても、記録材料層内での熱拡散が抑制できるため、微小なマークが記録できる。透光性を有する記録材料としては、シリコン化合物を材料Ａとし、硫化物材料、セレン化物材料、フッ化物材料、窒化物材料、金属材料の群から選ばれる少なくとも一つの材料を材料Ｂとすると、材料Ａと材料Ｂを含有する材料を用いることができる。ここで、材料Ａとするシリコン化合物材料としては、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮなどを用いることができる。材料Ｂとする硫化物材料としては、ＺｎＳ、ＣａＳ、ＢａＳなどを用いることができる。材料Ｂとするセレン化物材料としては、ＺｎＳｅ、ＢａＳｅなどを用いることができる。材料Ｂとするフッ素化合物材料としては、ＣａＦ２、ＢａＦ２などを用いることができる。材料Ｂとする窒素化合物材料としては、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＳｉＮなどを用いることができる。材料Ｂとする金属材料としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔなどを用いることができる。材料Ａと材料Ｂの混合比は、材料Ａが１０〜４０ｍｏｌ％であり、残りが材料Ｂである。
光を吸収する材料を記録材料とした場合、厚膜化することによって記録層内で熱が拡散し、微小なマークが記録できなくなる。本発明の記録媒体は、発熱材料と記録材料の積層構成として、発熱材料の発熱で記録材料に情報を記録する。記録材料が記録するレーザ光に対して透光性を有する材料とすることによって、光学コントラストを上げるために記録材料を厚膜化しても、記録材料層内での熱拡散が抑制できるため、微小なマークが記録できる。透光性を有する記録材料としては、シリコン化合物を材料Ａとし、硫化物材料、セレン化物材料、フッ化物材料、窒化物材料、金属材料の群から選ばれる少なくとも一つの材料を材料Ｂとすると、材料Ａと材料Ｂを含有する材料を用いることができる。ここで、材料Ａとするシリコン化合物材料としては、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮなどを用いることができる。材料Ｂとする硫化物材料としては、ＺｎＳ、ＣａＳ、ＢａＳなどを用いることができる。材料Ｂとするセレン化物材料としては、ＺｎＳｅ、ＢａＳｅなどを用いることができる。材料Ｂとするフッ素化合物材料としては、ＣａＦ２、ＢａＦ２などを用いることができる。材料Ｂとする窒素化合物材料としては、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＳｉＮなどを用いることができる。材料Ｂとする金属材料としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔなどを用いることができる。材料Ａと材料Ｂの混合比は、材料Ａが１０〜４０ｍｏｌ％であり、残りが材料Ｂである。
発熱材料（１１０２）は記録するレーザ光を吸収し発熱する材料であれば、どのような材料であっても構わないが、相変化材料、半導体材料、低融点金属材料、金属間化合物材料の群から選ばれる一種の材料、もしくは該材料群から選ばれる複数の材料の積層構成であることが好ましい。
このような材料を発熱材料（１１０２）として用いることによって、再生する際には超解像再生で解像限界以下の微小マークを再生することができる。つまり、上記材料群の場合、レーザビーム径内の一部分の高温部分において光学特性が大きく変化する。発熱材料の光学特性が変化することによって、ビーム径内一部で透過率もしくは反射率が変化する。ビーム径内一部の透過率もしくは反射率が変化することによって、ビームの強度分布が変化し、急峻なレーザ光強度分布が形成でき、解像限界以下の微小マークが再生できる。
発熱材料（１１０２）として用いる相変化材料としては、ＳｂとＴｅを少なくとも含有し、ＳｂとＴｅの比Ｓｂ／Ｔｅは１〜４の範囲にある材料が好ましい。Ｓｂ（７０ａｔ％）−Ｔｅ（３０ａｔ％）、Ｓｂ（７５ａｔ％）−Ｔｅ（２５ａｔ％）、Ｓｂ（８０ａｔ％）−Ｔｅ（２０ａｔ％）、などを用いることができる。また、ＳｂとＴｅの比Ｓｂ／Ｔｅが１〜４の範囲にあるＳｂＴｅと、ＳｂＴｅ以外の元素を含んでも構わない。
他の元素としては、Ａｇ，Ｉｎ，Ｇｅ，Ｇａなどを用いることができる。例えば次の材料組成を発熱材料に用いることができる。Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ（６５ａｔ％）−Ｔｅ（２５ａｔ％）、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ（６０ａｔ％）−Ｔｅ（３０ａｔ％）、Ｇｅ−Ｓｂ（７０ａｔ％）−Ｔｅ（２５ａｔ％）、Ｇａ−Ｓｂ（７０ａｔ％）−Ｔｅ（２５ａｔ％）、Ｇｅ−Ｇａ−Ｓｂ（６５ａｔ％）−Ｔｅ（２５ａｔ％）などである。半導体材料としては、Ｓｉ、Ｇｅなどの半導体材料を用いることができる。低融点金属材料としては、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｓｎなどが好ましい。金属間化合物材料としては、Ｂｉ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎなどの低融点金属を含む化合物材料を用いることが好ましい。ＢｉＴｅ、ＢｉＩｎ、ＧａＳｂ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＩｎＴｅ、ＳｂＳｎなどの材料である。
このような材料を発熱材料（１１０２）として用いることによって、再生する際には超解像再生で解像限界以下の微小マークを再生することができる。つまり、上記材料群の場合、レーザビーム径内の一部分の高温部分において光学特性が大きく変化する。発熱材料の光学特性が変化することによって、ビーム径内一部で透過率もしくは反射率が変化する。ビーム径内一部の透過率もしくは反射率が変化することによって、ビームの強度分布が変化し、急峻なレーザ光強度分布が形成でき、解像限界以下の微小マークが再生できる。
発熱材料（１１０２）として用いる相変化材料としては、ＳｂとＴｅを少なくとも含有し、ＳｂとＴｅの比Ｓｂ／Ｔｅは１〜４の範囲にある材料が好ましい。Ｓｂ（７０ａｔ％）−Ｔｅ（３０ａｔ％）、Ｓｂ（７５ａｔ％）−Ｔｅ（２５ａｔ％）、Ｓｂ（８０ａｔ％）−Ｔｅ（２０ａｔ％）、などを用いることができる。また、ＳｂとＴｅの比Ｓｂ／Ｔｅが１〜４の範囲にあるＳｂＴｅと、ＳｂＴｅ以外の元素を含んでも構わない。
他の元素としては、Ａｇ，Ｉｎ，Ｇｅ，Ｇａなどを用いることができる。例えば次の材料組成を発熱材料に用いることができる。Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ（６５ａｔ％）−Ｔｅ（２５ａｔ％）、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ（６０ａｔ％）−Ｔｅ（３０ａｔ％）、Ｇｅ−Ｓｂ（７０ａｔ％）−Ｔｅ（２５ａｔ％）、Ｇａ−Ｓｂ（７０ａｔ％）−Ｔｅ（２５ａｔ％）、Ｇｅ−Ｇａ−Ｓｂ（６５ａｔ％）−Ｔｅ（２５ａｔ％）などである。半導体材料としては、Ｓｉ、Ｇｅなどの半導体材料を用いることができる。低融点金属材料としては、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｓｎなどが好ましい。金属間化合物材料としては、Ｂｉ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎなどの低融点金属を含む化合物材料を用いることが好ましい。ＢｉＴｅ、ＢｉＩｎ、ＧａＳｂ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＩｎＴｅ、ＳｂＳｎなどの材料である。
微細構造（１１０３）は、上に説明したとおりであり、端部の角度（１１０５）は逆テーパー状になっている。微細構造の端部を逆テーパー状とすることによって、微細構造上に積層する発熱材料（１１０２）および記録材料（１１０１）の微細構造端部における被覆率（ステップカバレージと記載）が低下する。特に、レーザ光を吸収し発熱する発熱材料（１１０２）のステップカバレージが低下することによって、媒体半径方向における熱の拡散を制限でき、微細構造上のみが特に昇温する温度分布が形成できる。発熱材料（１１０２）の発熱で記録材料（１１０１）に記録マークが形成される。微細構造上のみが昇温する温度分布が形成できることによって、記録マークの媒体半径方向における拡がりが抑制できる。記録マークの拡がりが抑制できることによって、媒体半径方向における記録周期（トラックピッチ）（１１０６）を狭く設定することができ、記録密度を上げることができる。図１１には微細構造の断面を示した。微細構造の平面形状は、微細構造の線状であってもよく、円形状であってもよい。
より好ましい実施形態を図１２に示す。図１２には本発明による光記録媒体の断面図を示す。記録トラックに対して垂直方向の断面である。（１２０１）は記録材料のＺｎＳ−ＳｉＯ２である。膜厚は６０ｎｍであり、組成はＺｎＳ（８０ｍｏｌ％）−ＳｉＯ２（２０ｍｏｌ％）である。（１２０２）は発熱材料のＡｇＩｎＳｂＴｅである。膜厚は３０ｎｍであり、組成はＡｇ（４ａｔ％）−Ｉｎ（７ａｔ％）−Ｓｂ（６１ａｔ％）−Ｔｅ（２８ａｔ％）である。
（１２０３）は微細構造を示す。材質はＺｎＳ−ＳｉＯ２であり、高さは４５ｎｍである。
微細構造の幅（１２０５）は１９０ｎｍである。微細構造はトラック方向に連続した線（ストライプ）状である。微細構造端部の角度（１２０６）は逆テーマ状になっている。トラックピッチ（１２０７）は２２０ｎｍである。（１２０４）は発熱材料のＡｇＩｎＳｂＴｅである。膜厚は２０ｎｍであり、組成はＡｇ（４ａｔ％）−Ｉｎ（７ａｔ％）−Ｓｂ（６１ａｔ％）−Ｔｅ（２８ａｔ％）である。
図には示さないが、支持基板はポリカーボネートであり、支持基板にはランドとグルーブに対応する凹凸が存在する。発熱材料（１２０４）には支持基板の凹凸が反映されている。微細構造（１２０５）は凸部（１２０８）と、凹部（１２０９）に存在する。（１２１０）は記録再生方向を示す。記録再生に用いたレーザ光の波長は４０５ｎｍであり、対物レンズの開口数は０．８５である。
（１２０３）は微細構造を示す。材質はＺｎＳ−ＳｉＯ２であり、高さは４５ｎｍである。
微細構造の幅（１２０５）は１９０ｎｍである。微細構造はトラック方向に連続した線（ストライプ）状である。微細構造端部の角度（１２０６）は逆テーマ状になっている。トラックピッチ（１２０７）は２２０ｎｍである。（１２０４）は発熱材料のＡｇＩｎＳｂＴｅである。膜厚は２０ｎｍであり、組成はＡｇ（４ａｔ％）−Ｉｎ（７ａｔ％）−Ｓｂ（６１ａｔ％）−Ｔｅ（２８ａｔ％）である。
図には示さないが、支持基板はポリカーボネートであり、支持基板にはランドとグルーブに対応する凹凸が存在する。発熱材料（１２０４）には支持基板の凹凸が反映されている。微細構造（１２０５）は凸部（１２０８）と、凹部（１２０９）に存在する。（１２１０）は記録再生方向を示す。記録再生に用いたレーザ光の波長は４０５ｎｍであり、対物レンズの開口数は０．８５である。
図１３には記録状態の観察結果を示す。図１３（ａ）は記録媒体の表面ＳＥＭ像を示す。（１３０１）は記録材料ＺｎＳ−ＳｉＯ２を示す。（１３０２）は記録部分を示す。（１３０３）はＳＥＭ観察方向を示す。（１３０５）はレーザビーム径を示す。レーザ波長４０５ｎｍ、対物レンズの開口数０．８５の場合、レーザビーム径は約４００ｎｍである。
図１３（ｂ）はエッチング処理して、記録マークを観測しやすくした像である。記録再生後に光記録媒体をフッ酸溶液でエッチング処理して記録材料（１３０１）の未記録部分を除去し、記録マークを強調する処理を行なった。（１３０４）は記録マークを示す。ＳＥＭ像では白いコントラストとして認識できる。（１３０６）はトラックピッチであり、２２０ｎｍである。（１３０７）は微細構造幅を示し、１９０ｎｍである。微細構造はトラック方向に連続したストライプ状になっている。（１３０８）は記録周期であり、２００ｎｍである。図１２に示すように、微細構造の端部（１２０６）を逆テーパー状とすることによって、微細構造上に積層する発熱材料（１２０２）および記録材料（１２０１）の微細構造端部における被覆率（ステップカバレージと記載）が低下する。特に、レーザ光を吸収し発熱する発熱材料（１２０２）のステップカバレージが低下することによって、媒体半径方向における熱の拡散を制限でき、微細構造上のみが特に昇温する温度分布が形成できる。その結果、図１３（ｂ）に示すように、記録マークの媒体半径方向への拡がりが抑制できた。記録マーク（１３０４）は微細構造の幅（１３０７）以下である。記録マークが拡がらないことから、トラックピッチ（１３０６）が縮小できた。トラックピッチ（１３０６）は２２０ｎｍである。レーザ波長４０５ｎｍ、対物レンズの開口数０．８５の場合、従来の記録型媒体では、トラックピッチを３２０ｎｍに設定していた。微細構造を設けた本記録媒体では、従来よりも７０％トラックピッチを縮小できている。その結果、記録密度は１．４倍増加する。
図１３（ｂ）はエッチング処理して、記録マークを観測しやすくした像である。記録再生後に光記録媒体をフッ酸溶液でエッチング処理して記録材料（１３０１）の未記録部分を除去し、記録マークを強調する処理を行なった。（１３０４）は記録マークを示す。ＳＥＭ像では白いコントラストとして認識できる。（１３０６）はトラックピッチであり、２２０ｎｍである。（１３０７）は微細構造幅を示し、１９０ｎｍである。微細構造はトラック方向に連続したストライプ状になっている。（１３０８）は記録周期であり、２００ｎｍである。図１２に示すように、微細構造の端部（１２０６）を逆テーパー状とすることによって、微細構造上に積層する発熱材料（１２０２）および記録材料（１２０１）の微細構造端部における被覆率（ステップカバレージと記載）が低下する。特に、レーザ光を吸収し発熱する発熱材料（１２０２）のステップカバレージが低下することによって、媒体半径方向における熱の拡散を制限でき、微細構造上のみが特に昇温する温度分布が形成できる。その結果、図１３（ｂ）に示すように、記録マークの媒体半径方向への拡がりが抑制できた。記録マーク（１３０４）は微細構造の幅（１３０７）以下である。記録マークが拡がらないことから、トラックピッチ（１３０６）が縮小できた。トラックピッチ（１３０６）は２２０ｎｍである。レーザ波長４０５ｎｍ、対物レンズの開口数０．８５の場合、従来の記録型媒体では、トラックピッチを３２０ｎｍに設定していた。微細構造を設けた本記録媒体では、従来よりも７０％トラックピッチを縮小できている。その結果、記録密度は１．４倍増加する。
１０１ 反応材料
１０２ 支持基板
１０３ レーザ光
１０４ 雰囲気ガス
１０５ 微細構造
２０１ 熱反応材料
２０２ 発熱材料
２０３ 支持基板
２０４ レーザ光
２０５ 雰囲気ガス
２０６ 表面酸化部分
２０７ 構造変化部分
３０１ 熱反応材料
３０２ 発熱材料
３０３ 支持基板
３０４ レーザ光
３０５ 雰囲気ガス
３０６ 表面酸化部分
３０７ 構造変化部分
３０８ 微細構造
４０１ 熱反応材料
４０２ 発熱材料
４０３ 支持基板
４０４ レーザ光
４０５ 雰囲気ガス
４０６ 表面酸化部分
４０７ 構造変化部分
４０８ エッチング槽
４０９ エッチング溶液
４１０ 微細構造
５１ レーザ光照射手段
５２ レーザ光制御手段
５３ 雰囲気ガス導入手段
５４ 媒体駆動手段
５５ レーザ光検出手段
５６ 微細構造形成用媒体
５７ 基準信号
５８ レーザ駆動信号
５９ 媒体からの信号
６０ レーザ光照射手段駆動信号
５１１ レーザ光源
５１２ 対物レンズ
５１３ レーザ光
５２１ パルス生成回路
５２２ レーザ駆動回路
５２３ 基準信号生成
５２４ 変調信号
５２５ タイミング信号
５２６ パルス基準信号
５３１ 雰囲気ガス
５４１ スピンスタンド
５４２ 基準信号生成回路
５４３ 回転基準信号
５５１ 光検出器
５５２ サーボ回路
５５３ トラック誤差信号
５６１ 熱反応材料
５６２ 発熱材料
５６３ 支持基板
６０１ 熱反応材料（ＺｎＳ−ＳｉＯ２）
６０２ 発熱材料（ＡｇＩｎＳｂＴｅ）
６０３ レーザ光
６０４ 雰囲気ガス（大気）
６０５ 表面酸化部分
６０６ 構造変化部分
７０１ 熱反応材料（ＺｎＳ−ＳｉＯ２）
７０２ 発熱材料（ＡｇＩｎＳｂＴｅ）
７０３ ＳＥＭ観察方向
７０５ 表面酸化部分
７０６ 構造変化部分
８０１ 熱反応材料（ＺｎＳ−ＳｉＯ２）
８０２ 発熱材料（ＡｇＩｎＳｂＴｅ）
８０３ レーザ光
８０４ 雰囲気ガス（大気）
８０５ 表面酸化部分
８０６ 構造変化部分
８０７ 微細構造
９０１ 発熱材料（ＡｇＩｎＳｂＴｅ）
９０２ 微細構造
９０３ ＳＥＭ観察方向
１００１ 微細構造
１００２ 発熱材料
１００３ 微細構造端部の角度
１００４ 微細構造の配列周期
１１０１ 記録材料
１１０２ 発熱材料
１１０３ 微細構造
１１０４ 発熱材料
１００５ 微細構造端部の角度
１１０６ 半径方向における微細構造の周期（トラックピッチ）
１２０１ 記録材料（ＺｎＳ−ＳｉＯ２）
１２０２ 発熱材料（ＡｇＩｎＳｂＴｅ）
１２０３ 微細構造（ＺｎＳ−ＳｉＯ２）
１２０４ 発熱材料（ＡｇＩｎＳｂＴｅ）
１２０５ 微細構造の幅
１２０６ 微細構造端部の角度
１２０７ 半径方向における微細構造の周期（トラックピッチ）
１２０８ 凸部
１２０９ 凹部
１２１０ 記録再生方向
１３０１ 記録材料
１３０２ 記録マーク
１３０３ ＳＥＭ観察方向
１３０５ レーザビーム径
１３０４ 記録マーク
１３０６ トラックピッチ
１３０７ 微細構造幅
１３０８ 記録周期
１０２ 支持基板
１０３ レーザ光
１０４ 雰囲気ガス
１０５ 微細構造
２０１ 熱反応材料
２０２ 発熱材料
２０３ 支持基板
２０４ レーザ光
２０５ 雰囲気ガス
２０６ 表面酸化部分
２０７ 構造変化部分
３０１ 熱反応材料
３０２ 発熱材料
３０３ 支持基板
３０４ レーザ光
３０５ 雰囲気ガス
３０６ 表面酸化部分
３０７ 構造変化部分
３０８ 微細構造
４０１ 熱反応材料
４０２ 発熱材料
４０３ 支持基板
４０４ レーザ光
４０５ 雰囲気ガス
４０６ 表面酸化部分
４０７ 構造変化部分
４０８ エッチング槽
４０９ エッチング溶液
４１０ 微細構造
５１ レーザ光照射手段
５２ レーザ光制御手段
５３ 雰囲気ガス導入手段
５４ 媒体駆動手段
５５ レーザ光検出手段
５６ 微細構造形成用媒体
５７ 基準信号
５８ レーザ駆動信号
５９ 媒体からの信号
６０ レーザ光照射手段駆動信号
５１１ レーザ光源
５１２ 対物レンズ
５１３ レーザ光
５２１ パルス生成回路
５２２ レーザ駆動回路
５２３ 基準信号生成
５２４ 変調信号
５２５ タイミング信号
５２６ パルス基準信号
５３１ 雰囲気ガス
５４１ スピンスタンド
５４２ 基準信号生成回路
５４３ 回転基準信号
５５１ 光検出器
５５２ サーボ回路
５５３ トラック誤差信号
５６１ 熱反応材料
５６２ 発熱材料
５６３ 支持基板
６０１ 熱反応材料（ＺｎＳ−ＳｉＯ２）
６０２ 発熱材料（ＡｇＩｎＳｂＴｅ）
６０３ レーザ光
６０４ 雰囲気ガス（大気）
６０５ 表面酸化部分
６０６ 構造変化部分
７０１ 熱反応材料（ＺｎＳ−ＳｉＯ２）
７０２ 発熱材料（ＡｇＩｎＳｂＴｅ）
７０３ ＳＥＭ観察方向
７０５ 表面酸化部分
７０６ 構造変化部分
８０１ 熱反応材料（ＺｎＳ−ＳｉＯ２）
８０２ 発熱材料（ＡｇＩｎＳｂＴｅ）
８０３ レーザ光
８０４ 雰囲気ガス（大気）
８０５ 表面酸化部分
８０６ 構造変化部分
８０７ 微細構造
９０１ 発熱材料（ＡｇＩｎＳｂＴｅ）
９０２ 微細構造
９０３ ＳＥＭ観察方向
１００１ 微細構造
１００２ 発熱材料
１００３ 微細構造端部の角度
１００４ 微細構造の配列周期
１１０１ 記録材料
１１０２ 発熱材料
１１０３ 微細構造
１１０４ 発熱材料
１００５ 微細構造端部の角度
１１０６ 半径方向における微細構造の周期（トラックピッチ）
１２０１ 記録材料（ＺｎＳ−ＳｉＯ２）
１２０２ 発熱材料（ＡｇＩｎＳｂＴｅ）
１２０３ 微細構造（ＺｎＳ−ＳｉＯ２）
１２０４ 発熱材料（ＡｇＩｎＳｂＴｅ）
１２０５ 微細構造の幅
１２０６ 微細構造端部の角度
１２０７ 半径方向における微細構造の周期（トラックピッチ）
１２０８ 凸部
１２０９ 凹部
１２１０ 記録再生方向
１３０１ 記録材料
１３０２ 記録マーク
１３０３ ＳＥＭ観察方向
１３０５ レーザビーム径
１３０４ 記録マーク
１３０６ トラックピッチ
１３０７ 微細構造幅
１３０８ 記録周期
Claims (8)
- 媒体に微細構造を形成する方法であって、微細構造が形成される前記媒体は、レーザ光照射により変化する反応材料を有し、該媒体に微細構造を形成する工程が、大気もしくは酸素ガスもしくは水蒸気ガスと該反応材料が接する状態でレーザ光を照射するレーザ照射工程を少なくとも含むものであることを特徴とする微細構造形成方法。
- 前記レーザ照射工程は、半導体レーザを用いるものであることを特徴とする請求項１に記載の微細構造形成方法。
- 前記微細構造が形成される媒体は、光を吸収し発熱する発熱材料と熱反応材料との積層構成を有し、該熱反応材料は、材料Ａと材料Ｂの混合体であり、材料Ａはシリコン酸化物であり、材料Ｂは硫化物材料、セレン化物材料、フッ素化合物材料の群から選ばれる少なくとも一つの材料であることを特徴とする請求項１又は２に記載の微細構造形成方法。
- 前記微細構造を形成する工程が、レーザ照射工程と、レーザ照射後に該媒体をエッチング加工するエッチング工程を少なくとも含むものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の微細構造形成方法。
- 前記エッチング工程は、湿式エッチング法を用いるものであることを特徴とする請求項４に記載の微細構造形成方法。
- 前記微細構造は、凸状であり、該凸状の断面が逆テーパー形であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の微細構造形成方法。
- レーザ光を用いて媒体に微細構造を形成するための光加工装置であって、該媒体に対してレーザ光を照射するレーザ光照射手段と、前記媒体の向き、姿勢、静動及び／又は位置を変える駆動手段と、レーザ照射雰囲気を形成する雰囲気ガス導入手段を少なくとも備えたものであることを特徴とする光加工装置。
- 光記録媒体であって、微細構造を含む部分を少なくとも有し、該微細構造が、請求項１乃至６のいずれかに記載の微細構造形成方法で形成された微細構造であることを特徴とする光記録媒体。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1973110A3 (en) * | 2007-03-19 | 2009-04-29 | Ricoh Company, Ltd. | Minute structure and information recording medium |
| JP2011245496A (ja) * | 2010-05-24 | 2011-12-08 | Mitsubishi Materials Corp | レーザ加工方法 |
| JP2013020663A (ja) * | 2011-07-07 | 2013-01-31 | Sony Corp | 光記録媒体 |
| JP5391077B2 (ja) * | 2007-11-19 | 2014-01-15 | ミヤチテクノス株式会社 | レーザ光照射装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001250279A (ja) * | 2000-03-02 | 2001-09-14 | Sony Corp | 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 |
| 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 |
| JP2004348830A (ja) * | 2003-05-21 | 2004-12-09 | Samsung Electronics Co Ltd | 微細構造描画用多層構造体と描画方法、及びそれを利用した光ディスクの原盤作製方法及びマスタリング方法 |
| JP2005011489A (ja) * | 2003-05-28 | 2005-01-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光情報記録媒体の原盤製造方法 |
-
2005
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001250279A (ja) * | 2000-03-02 | 2001-09-14 | Sony Corp | 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 |
| 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 |
| JP2004348830A (ja) * | 2003-05-21 | 2004-12-09 | Samsung Electronics Co Ltd | 微細構造描画用多層構造体と描画方法、及びそれを利用した光ディスクの原盤作製方法及びマスタリング方法 |
| JP2005011489A (ja) * | 2003-05-28 | 2005-01-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光情報記録媒体の原盤製造方法 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1973110A3 (en) * | 2007-03-19 | 2009-04-29 | Ricoh Company, Ltd. | Minute structure and information recording medium |
| US8663772B2 (en) | 2007-03-19 | 2014-03-04 | Ricoh Company, Ltd. | Minute structure and information recording medium |
| US9165590B2 (en) | 2007-03-19 | 2015-10-20 | Ricoh Company, Ltd. | Minute structure and information recording medium |
| JP5391077B2 (ja) * | 2007-11-19 | 2014-01-15 | ミヤチテクノス株式会社 | レーザ光照射装置 |
| JP2011245496A (ja) * | 2010-05-24 | 2011-12-08 | Mitsubishi Materials Corp | レーザ加工方法 |
| JP2013020663A (ja) * | 2011-07-07 | 2013-01-31 | Sony Corp | 光記録媒体 |
| US9007884B2 (en) | 2011-07-07 | 2015-04-14 | Sony Corporation | Optical recording medium |
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| Publication number | Publication date |
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