JP2006302454A - Optical information recording medium, its manufacturing method and optical information processor - Google Patents

Optical information recording medium, its manufacturing method and optical information processor Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical information recording medium capable of highly efficiently recording and reproducing a signal of high quality when recording and reproduction are performed using a near field effect of light and to provide an optical information processor using the same. <P>SOLUTION: In the optical information recording medium 11 which is provided with a flat plate-shaped substrate and fine structures 12 each formed on the substrate and having a size shorter than the wavelength of recording light and wherein information is recorded in the fine structures 12 by using a probe 30 provided with a fine aperture 30a having a size shorter than the wavelength, the fine structure 12 has a layered structure having at least an optical recording layer and a metal layer (or the optical recording layer, a light absorbing layer and the metal layer). Thereby, the near field light is generated to the fine structure 12 by using the probe 30 provided with the fine aperture having the size shorter than the wavelength, recording can be performed in the optical recording layer by exciting plasmon in the metal layer and recording and reproduction of information of large capacity can be highly efficiently and stably performed. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、記録光の波長以下のサイズの微細構造を有する光情報記録媒体及びその作製方法に関し、さらにはその光情報記録媒体を用い、近接場光学効果を利用して超高密度でデータの記録または再生を行う光学情報処理装置(光学情報記録再生装置)に関するものである。   The present invention relates to an optical information recording medium having a fine structure with a size equal to or smaller than the wavelength of recording light and a method for producing the same, and further, using the optical information recording medium, the near-field optical effect is used to obtain data at an ultra-high density. The present invention relates to an optical information processing apparatus (optical information recording / reproducing apparatus) that performs recording or reproduction.

近年、オーディオ及びビデオ動画像(motion picture)ファイル、テキストファイルなどのような多様なタイプの情報が組み合わされたマルチメディア時代への進展に伴い、大容量の情報を迅速に処理し格納する大容量の情報の記録及び格納媒体が必要になりつつある。今後、更に普及されると予想される高鮮明(high-definition)動画像とVOD(Video-On-Demand)のような双方向性画像通信が実現されると、情報記録媒体及び格納媒体の容量は更に増大されることになる。このような要請に従い、現在広く使用される記録媒体に対する多様な記録及び再生方式が提案されているが、このような、データの記録・再生方法の一つとして、光を用いて記録媒体に記録、再生する方法がある。   In recent years, with the advancement to the multimedia era where various types of information such as audio and video motion picture files, text files, etc. are combined, the large capacity to quickly process and store a large amount of information There is a need for a medium for recording and storing such information. When bi-directional image communication such as high-definition video and VOD (Video-On-Demand), which is expected to become more popular in the future, is realized, the capacity of information recording media and storage media Will be further increased. In accordance with such a request, various recording and reproducing methods for recording media widely used at present are proposed. As one of such data recording / reproducing methods, recording on a recording medium using light is possible. There is a way to play.

光を用いた記録方法の代表的な例としては、特定の高分子材料に所定の光を照射してその分子構造を変化させることによる局所的な屈折率の変化を用いるもの(例えば相変化型の記録方式)や、一般に希土類金属と遷移金属からなるアモルファス合金薄膜を所定の磁界中で光を照射し、局所的にキュリー点または補償点以上に加熱することにより局所的な磁化方向を変化させるもの(光磁気記録方式)、などがある。
しかし、これらの方法では、レーザー光をレンズ光学系でスポット状に集光したものを記録媒体に照射して記録または再生を行なうので、このレーザーのスポット径が記録マークの大きさを決定する重要なパラメータになっている。
As a typical example of a recording method using light, a method in which a specific refractive index is changed by irradiating a specific polymer material with predetermined light to change its molecular structure (for example, a phase change type). Recording method) and generally an amorphous alloy thin film made of rare earth metal and transition metal is irradiated with light in a predetermined magnetic field and locally heated above the Curie point or compensation point to change the local magnetization direction. (A magneto-optical recording method).
However, in these methods, the laser beam focused in the form of a spot by the lens optical system is irradiated onto the recording medium for recording or reproduction, so this laser spot diameter is important for determining the size of the recording mark. It has become a parameter.

すなわち、レーザー光のスポットの大きさを小さくすればするほど、光記録媒体に多くの情報を記録し、再生することができ、高記録密度を達成することができるが、このためには、レーザー光の波長を短くし、光ピックアップの対物レンズの開口数(NA)を増加させなければならない。しかし、レーザー光の波長を短かくし、対物レンズの開口数を増加させて低減可能なレーザー光のスポットの大きさは、該レーザー光の波長程度までである。例えば、レーザー光の波長を短かくするため、現在、DVD(デジタル・バーサタイル・ディスク)の光源として用いられている赤色半導体レーザー(〜660nm)に代わって、青色半導体レーザー(〜400nm)を前記DVDの光源に用いると、DVDの単位面積当たりの記録可能な情報量は、赤色半導体レーザーを用いた場合の記録媒体の情報量に比べて約2.5倍ほど向上させることができる。しかし、このような方法では、光のスポット径は光の回折限界により決まり、記録媒体の情報記録密度を向上するには限界がある。   That is, the smaller the spot size of the laser beam, the more information can be recorded and reproduced on the optical recording medium, and the higher recording density can be achieved. The wavelength of light must be shortened and the numerical aperture (NA) of the objective lens of the optical pickup must be increased. However, the size of the laser beam spot that can be reduced by shortening the wavelength of the laser beam and increasing the numerical aperture of the objective lens is about the wavelength of the laser beam. For example, in order to shorten the wavelength of the laser beam, a blue semiconductor laser (up to 400 nm) is used instead of the red semiconductor laser (up to 660 nm) currently used as a light source of a DVD (digital versatile disk). When used as a light source, the amount of information that can be recorded per unit area of a DVD can be improved by about 2.5 times the amount of information on a recording medium when a red semiconductor laser is used. However, in such a method, the spot diameter of light is determined by the light diffraction limit, and there is a limit to improving the information recording density of the recording medium.

そこで、上記のような問題点に鑑みて、テラバイト(TB:terabyte)級の情報量を処理する際の、上記の従来技術とは全く異なる原理に基づく技術として、近接場光学またはボリュームホログラム(Volume Hologram)、光化学ホールバーニング(photo-chemical hole burning)、3次元光記録などのような超高密度記録方式が提案されている。しかし、前記ボリュームホログラム及び光化学ホールバーニングにおいては、記録媒体の使用環境に大きな制約があり、実用化し難いという欠点があった。   Accordingly, in view of the above problems, near-field optics or volume holograms (Volume) are used as a technology based on a completely different principle from the above-described conventional technology when processing a terabyte (TB) class information amount. Ultra high density recording methods such as Hologram, photo-chemical hole burning, and three-dimensional optical recording have been proposed. However, the volume hologram and the photochemical hole burning have a drawback that it is difficult to put into practical use because there are significant restrictions on the usage environment of the recording medium.

一般に、光の回折理論に基いて、光集束スポットの大きさ(長径)は、光源波長及び開口数により決定され、前記光集束スポットの大きさの低減程度により、記録媒体の情報記録密度の上限が決定される。また、光の回折現象は、レンズを用いて光のビームの大きさを小さくするほど、ビームが広くなる性質を有するもので、これを数式に示すと、
θ〜λ/d ・・・(1)
となる。式中、θは回折角を表し、dはビームの直径(waist)を表し、λは光の波長を表す。すなわち、回折理論に基づき、レンズを利用してビームの大きさを小さくするほど回折角は大きくなり、ビームの大きさを所定値以下に低減することはできない。
In general, based on the light diffraction theory, the size (major axis) of the light focusing spot is determined by the wavelength of the light source and the numerical aperture, and the upper limit of the information recording density of the recording medium depends on the degree of reduction of the size of the light focusing spot. Is determined. In addition, the light diffraction phenomenon has the property that the beam becomes wider as the size of the light beam is reduced using a lens.
θ-λ / d (1)
It becomes. In the equation, θ represents the diffraction angle, d represents the diameter of the beam, and λ represents the wavelength of light. That is, based on the diffraction theory, the smaller the beam size using a lens, the larger the diffraction angle, and the beam size cannot be reduced below a predetermined value.

従って、光記録媒体の記録密度の限界は、
d〜1.22λ・NA ・・・(2)
と近似的に表される光の回折理論により決定される。ここでNAは対物レンズの開口数を表す。すなわち、レーザ光の波長(λ)が短いほど、且つ、レンズの開口数(NA)が大きくなるほど、集光されるビームの大きさは小さくなり、記録媒体の記録面密度は、スポットの大きさの自乗に反比例して増大し、光の波動性による回折現象により、1ビット当たりの記録及び再生可能な情報の最小の大きさは、ほぼ光の波長程度になる。
Therefore, the recording density limit of the optical recording medium is
d to 1.22λ · NA (2)
It is determined by the diffraction theory of light expressed approximately. Here, NA represents the numerical aperture of the objective lens. That is, the shorter the wavelength (λ) of the laser beam and the larger the numerical aperture (NA) of the lens, the smaller the size of the focused beam, and the recording surface density of the recording medium is the spot size. Due to the diffraction phenomenon due to the wave nature of light, the minimum size of information that can be recorded and reproduced per bit is approximately the wavelength of light.

従って、このような従来の技術においては、光の波長を短くし、開口数が大きいレンズを用いて集束光のスポットの大きさを小さくし、記録密度を増大させる方法が最善であり、該方法により得られる記録密度は、20〜30Gbit/in2 が限界になると予想される。すなわち、従来のシステムでは、光を電磁波として利用するため、記録密度を向上させるとき、回折限界に伴う制約が避けられないという問題点があった。 Therefore, in such a conventional technique, the method of shortening the wavelength of light, reducing the size of the focused light spot using a lens having a large numerical aperture, and increasing the recording density is the best. The recording density obtained by this is expected to be limited to 20-30 Gbit / in 2 . That is, in the conventional system, since light is used as an electromagnetic wave, when the recording density is improved, there is a problem that a restriction due to the diffraction limit is unavoidable.

そこで、このような回折限界を克服するため、近接場領域(物質の表面から光波長以下の距離)の近接場に存在する光を記録媒体への光源として用いる方法が提案されている。すなわち、光の波長よりも小さい開口から発生する近接場光は原則的に放射されない。この近接場光を開口付近に位置した材料と相互作用させるという方法を用いて、記録媒体への情報の記録及び再生を行うことにより、回折限界を克服して、従来の光記録の情報記録密度を飛躍的に向上できる可能性がある。   Therefore, in order to overcome such a diffraction limit, a method has been proposed in which light existing in the near field in the near field region (distance below the light wavelength from the surface of the substance) is used as a light source for the recording medium. That is, in principle, near-field light generated from an aperture smaller than the wavelength of light is not emitted. By recording and reproducing information on a recording medium using a method in which this near-field light interacts with a material located near the aperture, the diffraction limit is overcome and the information recording density of conventional optical recording There is a possibility that it can be improved dramatically.

この近接場光を利用して高速で情報の記録、再生を行うための従来技術として、平面アレイ型プローブが提案されている(特許文献1、特許文献2参照)。この平面アレイ型プローブでは、シリコン基板を異方性エッチングすることにより、同一基板上に微小開口をアレイ状に作製している。したがって、1つの素子にプローブが多数個あることになり、素子自体の掃引速度はそれほど高速である必要はない。また、碁盤目状に並んだプローブに対し記録媒体は回転するように配置され、2次元平面上に配置されたプローブはそれぞれ記録媒体上の異なった点を通過することになる。   As a conventional technique for recording and reproducing information at high speed using this near-field light, a planar array type probe has been proposed (see Patent Document 1 and Patent Document 2). In this planar array type probe, a silicon substrate is anisotropically etched to produce minute openings in an array on the same substrate. Therefore, there are many probes in one element, and the sweep speed of the element itself does not need to be so high. The recording medium is arranged so as to rotate with respect to the probes arranged in a grid pattern, and the probes arranged on the two-dimensional plane pass through different points on the recording medium.

また、これらの平面アレイ型プローブは、Si基板を異方性エッチングにより掘り込むことで微小開口を作製していた。この場合、レーザー光がプローブを通過する部分は、空洞であり、より高効率な光出力(すなわち、より高速な光書き込み、読み出しをするため)が必要となったときに、この空洞部分を光の閉込め効果の高い屈折率の高い物質で充填する必要があった。   In addition, these planar array type probes have a minute opening formed by digging a Si substrate by anisotropic etching. In this case, the part where the laser beam passes through the probe is a cavity, and when a more efficient light output (that is, for faster optical writing and reading) is required, It was necessary to fill with a material having a high refractive index and a high confinement effect.

この課題に対して、透明な基板上に高屈折率材料からなる円錐台状の突起が形成されている近接場光プローブが提案されている。また、この近接場光プローブの製造方法において、上記高屈折率材料からなる円錘台状の突起をドライエッチングにより形成することが提案されている(特許文献3参照)。この近接場光プローブでは、寸法制御性が良く、また屈折率を高くしているため、微小開口から出射される光等の到達性に優れている。   To solve this problem, a near-field optical probe has been proposed in which a truncated cone-shaped protrusion made of a high refractive index material is formed on a transparent substrate. In addition, in this method of manufacturing a near-field optical probe, it has been proposed to form a truncated cone-shaped protrusion made of the high refractive index material by dry etching (see Patent Document 3). Since this near-field optical probe has good dimensional controllability and a high refractive index, it has excellent reachability of light emitted from a minute aperture.

また、複数の微小開口列を有し、当該微小開口の近傍に近接場光を発生させて光記録媒体に記録・再生を行なうための平面開口プローブを形成する方法として、基板上に感光性樹脂膜を形成する工程と、少なくとも、リング形状パターンを有するフォトマスクと、拡散光成分を有する露光手段とを用い、基板上に円錐形感光性樹脂パターンの潜像を形成する工程と、円錐形感光性樹脂パターンの潜像を現像する工程と、円錐形感光性樹脂パターンをドライエッチングにより基板に転写する工程により、透明な基板上に円錐台状の突起が形成されている近接場光プローブが提案されている(特許文献4、特許文献5、特許文献6、特許文献7、特許文献8参照)。   In addition, as a method of forming a planar aperture probe having a plurality of micro aperture arrays and generating near-field light in the vicinity of the micro apertures for recording / reproducing on an optical recording medium, a photosensitive resin is formed on the substrate. A step of forming a film, a step of forming a latent image of a conical photosensitive resin pattern on a substrate using at least a photomask having a ring-shaped pattern and an exposure means having a diffused light component; Proposed a near-field optical probe in which a truncated cone-shaped protrusion is formed on a transparent substrate by developing the latent image of the conductive resin pattern and transferring the conical photosensitive resin pattern to the substrate by dry etching (See Patent Document 4, Patent Document 5, Patent Document 6, Patent Document 7, and Patent Document 8).

また、近接場記録方法に適した光記録再生媒体及び、その製造方法として、光スポットの案内溝を構成する凹凸において、該凹部もしくは凸部の少なくとも一方の、前記案内溝に直交する方向における断面形状を、光スポットの光軸に対して直交する辺を有しないように形成した光記録再生媒体、この光記録再生媒体を用いてトラッキング方法を改良した光記録再生方法、並びに、矩形状の凹凸を形成し、熱処理により前記矩形状の凹凸を変形するようにした光記録再生媒体の製造方法が提案されている(特許文献9参照)。   An optical recording / reproducing medium suitable for a near-field recording method and a method for manufacturing the optical recording / reproducing medium, a cross section in a direction perpendicular to the guide groove of at least one of the concave portion or the convex portion in the concave and convex portions constituting the guide groove of the light spot. An optical recording / reproducing medium formed so as not to have a side perpendicular to the optical axis of the light spot, an optical recording / reproducing method improved by a tracking method using this optical recording / reproducing medium, and rectangular irregularities And a method of manufacturing an optical recording / reproducing medium in which the rectangular irregularities are deformed by heat treatment has been proposed (see Patent Document 9).

さらに、照射光強度に依存して凹部または凸部を形成する感光材料を用いた被加工品に対し、強度を制御された照射光を用いて、感光材料面に微細な凹凸形状を加工する微細光加工方法により、微細加工物や光記録媒体において、単一の感光材料及び光学系によって簡易かつ安価に、微細な凹凸形状の加工もしくは2値又は多値の凹凸形状の情報記録ビットを形成する方法も提案されている(特許文献10参照)。
また、記録媒体上に光の波長以下のサイズの微細構造と記録層を形成し、光の波長以下の微小開口を備えた平面型プローブの微小開口から放射する近接場光により記録媒体上の記録層に情報を記録し、また、プローブから放射する近接場光の記録媒体上の記録層に対する結合を高め、高効率でかつ安定に情報を記録し、再生する方法が提案されている。さらに、記録媒体上の微細構造を積層構造にすることにより、プローブから放射する近接場光の記録媒体に記録層に対する結合効率をより向上させ、高効率でかつ安定に情報を記録し再生する方法が提案されている(特許文献11参照)。
Furthermore, for processed products using photosensitive materials that form recesses or projections depending on the intensity of the irradiated light, the surface of the photosensitive material can be processed with fine light using a controlled intensity of light. By a light processing method, a fine concavo-convex shape or a binary or multi-value concavo-convex information recording bit is formed on a finely processed product or an optical recording medium easily and inexpensively by a single photosensitive material and optical system. A method has also been proposed (see Patent Document 10).
Further, a fine structure having a size smaller than the wavelength of light and a recording layer are formed on the recording medium, and recording on the recording medium is performed by near-field light radiated from a minute aperture of a planar probe having a minute aperture smaller than the wavelength of light. A method has been proposed in which information is recorded on a layer, and the coupling of near-field light emitted from a probe to a recording layer on a recording medium is enhanced to record and reproduce information efficiently and stably. Furthermore, by making the fine structure on the recording medium into a laminated structure, the coupling efficiency of the near-field light radiated from the probe to the recording medium is further improved, and information is recorded and reproduced with high efficiency and stability. Has been proposed (see Patent Document 11).

特許3023085号公報Japanese Patent No. 303085 特開平11−191238号公報JP-A-11-191238 特開2002−340773号公報JP 2002-340773 A 特開2003−317301号公報JP 2003-317301 A 特開2003−322603号公報JP 2003-322603 A 特開2004−5905号公報JP 2004-5905 A 特開2004−39041号公報JP 2004-39041 A 特開2004−61219号公報JP 2004-61219 A 特開2000−322772号公報JP 2000-322772 A 特開2003−39400号公報JP 2003-39400 A 特開2003−308632号公報JP 2003-308632 A

以上のように、近接場光を利用して記録、再生を行なう光情報記録媒体や装置に関する提案が種々なされているが、本発明は以上のような状況を踏まえた上で、光の近接場効果を用いて記録または再生を行う際に、高効率でかつ高品質な信号を記録、再生可能な光情報記録媒体と、その作製方法を提供することを目的とする。また、本発明は、その光情報記録媒体を用いて、高効率でかつ高品質な信号を記録、再生可能な光情報処理装置を提供することを目的とする。   As described above, various proposals have been made regarding optical information recording media and apparatuses that perform recording and reproduction using near-field light. However, the present invention is based on the above situation, and the near-field of light. An object of the present invention is to provide an optical information recording medium capable of recording and reproducing a high-efficiency and high-quality signal when performing recording or reproduction using the effect, and a method for manufacturing the same. It is another object of the present invention to provide an optical information processing apparatus capable of recording and reproducing a high-efficiency and high-quality signal using the optical information recording medium.

上記目的を達成するため、本発明では以下のような手段を採っている。
本発明の第1の手段は、平板状の基板と、該基板上に形成された記録光の波長以下の大きさの微細構造を備え、波長以下の大きさの微小開口を備えたプローブで前記微細構造に情報が記録される光情報記録媒体において、前記微細構造は、少なくとも光記録層と金属層を有する積層構造からなることを特徴とする(請求項1)。
また、本発明の第2の手段は、平板状の基板と、該基板上に形成された記録光の波長以下の大きさの微細構造を備え、波長以下の大きさの微小開口を備えたプローブで前記微細構造に情報が記録される光情報記録媒体において、前記微細構造は、少なくとも光記録層と光吸収層と金属層を有する積層構造からなることを特徴とする(請求項2)。なお、光吸収層は光を吸収して熱を発生するため、熱反応層とも言う。
In order to achieve the above object, the present invention adopts the following means.
The first means of the present invention is a probe comprising a flat substrate and a microstructure having a size less than or equal to the wavelength of the recording light formed on the substrate, and a probe having a minute aperture having a size less than or equal to the wavelength. In an optical information recording medium in which information is recorded in a fine structure, the fine structure has a laminated structure having at least an optical recording layer and a metal layer (claim 1).
The second means of the present invention is a probe comprising a flat substrate and a fine structure having a size less than or equal to the wavelength of the recording light formed on the substrate, and having a minute aperture having a size less than or equal to the wavelength. In the optical information recording medium in which information is recorded in the fine structure, the fine structure has a laminated structure including at least an optical recording layer, a light absorbing layer, and a metal layer. In addition, since a light absorption layer absorbs light and generate | occur | produces heat, it is also called a heat | fever reaction layer.

本発明の第3の手段は、第1または第2の手段の光情報記録媒体において、前記微細構造は、前記金属層上に誘電体層を有することを特徴とする(請求項3)。
また、本発明の第4の手段は、第3の手段の光情報記録媒体において、前記誘電体層がZnSSiOからなることを特徴とする(請求項4)。
さらに本発明の第5の手段は、第3または第4の手段の光情報記録媒体において、前記誘電体層の厚みが、前記微細構造の大きさよりも薄いことを特徴とする(請求項5)。
According to a third means of the present invention, in the optical information recording medium of the first or second means, the fine structure has a dielectric layer on the metal layer.
According to a fourth means of the present invention, in the optical information recording medium of the third means, the dielectric layer is made of ZnSSiO 2 .
Further, the fifth means of the present invention is characterized in that in the optical information recording medium of the third or fourth means, the thickness of the dielectric layer is thinner than the size of the fine structure. .

本発明の第6の手段は、第1〜第5のいずれか一つの手段の光情報記録媒体において、前記微細構造の最表面に保護層を有することを特徴とする(請求項6)。
また、本発明の第7の手段は、第1〜第6のいずれか一つの手段の光情報記録媒体において、前記金属層が金(Au)、銀(Ag)、アルミニウム(Al)、白金(Pt)、銅(Cu)のいずれかの金属からなることを特徴とする(請求項7)。
さらに本発明の第8の手段は、第1〜第7のいずれか一つの手段の光情報記録媒体において、前記基板上に形成された微細構造の大きさは、波長以下の大きさの微小開口を備えたプローブの開口寸法と等しいことを特徴とする(請求項8)。
また、本発明の第9の手段は、第1〜第8のいずれか一つの手段の光情報記録媒体において、前記基板表面が、光の波長よりも小さい凹凸を有していることを特徴とする(請求項9)。
According to a sixth means of the present invention, in the optical information recording medium of any one of the first to fifth means, a protective layer is provided on the outermost surface of the fine structure.
According to a seventh means of the present invention, in the optical information recording medium according to any one of the first to sixth means, the metal layer is made of gold (Au), silver (Ag), aluminum (Al), platinum ( It is made of any one of Pt) and copper (Cu) (Claim 7).
Further, according to an eighth means of the present invention, in the optical information recording medium of any one of the first to seventh means, the size of the fine structure formed on the substrate is a minute aperture having a size equal to or smaller than the wavelength. It is equal to the opening dimension of the probe provided with (Claim 8).
According to a ninth means of the present invention, in the optical information recording medium of any one of the first to eighth means, the substrate surface has irregularities smaller than the wavelength of light. (Claim 9).

本発明の第10の手段は、平板状の基板上に、記録光の波長以下の大きさの微細構造を備えた光情報記録媒体の作製方法であって、平板状のガラス基板の表面全面に高屈折率化できるイオンを注入し、その表面にレジストにより微細な凹凸を形成する工程と、前記レジストを後退させながらガラス基板をエッチングしてガラス基板表面に所定の凹凸を形成する工程と、レジストを残したまま基板表面全体に少なくとも光記録層と金属層を有する積層構造、あるいは光記録層と光吸収層と金属層を有する積層構造を形成する工程と、前記レジストを除去するリフトオフの工程と、を有することを特徴とする(請求項10)。   A tenth means of the present invention is a method for producing an optical information recording medium having a fine structure having a size equal to or smaller than the wavelength of recording light on a flat substrate, and is provided on the entire surface of the flat glass substrate. Implanting ions capable of increasing the refractive index and forming fine irregularities with a resist on the surface; etching the glass substrate while retracting the resist; forming predetermined irregularities on the glass substrate surface; and resist Forming a laminated structure having at least an optical recording layer and a metal layer or a laminated structure having an optical recording layer, a light absorbing layer, and a metal layer over the entire surface of the substrate, and a lift-off process for removing the resist. (Claim 10).

本発明の第11の手段は、平板状の基板上に、記録光の波長以下の大きさの微細構造を備えた光情報記録媒体の作製方法であって、平板状のガラス基板の表面全面に高屈折率化できるイオンを注入し、その表面にレジストにより微細な凹凸を形成する工程と、前記レジストを後退させながらガラス基板をエッチングしてガラス基板表面に所定の凹凸を形成する工程と、前記レジストを除去する工程と、基板表面全体に少なくとも光記録層と金属層を有する積層構造、あるいは光記録層と光吸収層と金属層を有する積層構造を形成する工程と、を有することを特徴とする(請求項11)。   The eleventh means of the present invention is a method for producing an optical information recording medium having a fine structure having a size equal to or smaller than the wavelength of recording light on a flat substrate, and is provided on the entire surface of the flat glass substrate. Implanting ions capable of increasing the refractive index, forming fine irregularities with a resist on the surface, etching the glass substrate while retracting the resist, forming predetermined irregularities on the glass substrate surface, And a step of removing the resist and a step of forming a laminated structure having at least an optical recording layer and a metal layer or a laminated structure having an optical recording layer, a light absorbing layer, and a metal layer on the entire substrate surface. (Claim 11).

本発明の第12の手段は、平板状の基板上に、記録光の波長以下の大きさの微細構造を備えた光情報記録媒体の作製方法であって、平板状のガラス基板の表面にレジストにより微細な凹凸を形成する工程と、前記レジストを後退させながらガラス基板をエッチングしてガラス基板表面に所定の凹凸を形成する工程と、レジストを残したまま基板表面全体に少なくとも光記録層と金属層を有する積層構造、あるいは光記録層と光吸収層と金属層を有する積層構造を形成する工程と、前記レジストを除去するリフトオフの工程と、を有することを特徴とする(請求項12)。   A twelfth means of the present invention is a method for producing an optical information recording medium having a fine structure having a size equal to or smaller than the wavelength of recording light on a flat substrate, the resist being formed on the surface of the flat glass substrate. A step of forming fine irregularities, a step of etching the glass substrate while retracting the resist to form predetermined irregularities on the glass substrate surface, and at least the optical recording layer and the metal on the entire substrate surface while leaving the resist. And a lift-off step of removing the resist. The method further includes: a step of forming a layered structure having a layer; or a step of forming a layered structure having an optical recording layer, a light absorption layer, and a metal layer.

本発明の第13の手段は、平板状の基板上に、記録光の波長以下の大きさの微細構造を備えた光情報記録媒体の作製方法であって、平板状のガラス基板の表面にレジストにより微細な凹凸を形成する工程と、前記レジストを後退させながらガラス基板をエッチングしてガラス基板表面に所定の凹凸を形成する工程と、前記レジストを除去する工程と、基板表面全体に少なくとも光記録層と金属層を有する積層構造、あるいは光記録層と光吸収層と金属層を有する積層構造を形成する工程と、を有することを特徴とする(請求項13)。   A thirteenth means of the present invention is a method for producing an optical information recording medium having a fine structure having a size equal to or smaller than the wavelength of recording light on a flat substrate, the resist being formed on the surface of the flat glass substrate. Forming a fine unevenness, etching the glass substrate while retracting the resist to form a predetermined unevenness on the glass substrate surface, removing the resist, and optical recording at least over the entire substrate surface And a step of forming a laminated structure having a layer and a metal layer, or a laminated structure having an optical recording layer, a light absorbing layer and a metal layer.

本発明の第14の手段は、平板状の基板上に、記録光の波長以下の大きさの微細構造を備えた光情報記録媒体の作製方法であって、ガラス基板の表面全面にコバルト酸化物系ナノガラス薄膜をスパッタリング法により形成した後、その表面にレジストにより微細な凹凸を形成する工程と、前記レジストを後退させながらガラス基板をエッチングしてガラス基板表面に所定の凹凸を形成する工程と、レジストを残したまま基板表面全体に少なくとも光記録層と金属層を有する積層構造、あるいは光記録層と光吸収層と金属層を有する積層構造を形成する工程と、前記レジストを除去するリフトオフの工程と、を有することを特徴とする(請求項14)。   A fourteenth means of the present invention is a method for producing an optical information recording medium having a fine structure having a size equal to or smaller than the wavelength of recording light on a flat substrate, the surface of the glass substrate being coated with cobalt oxide. Forming a nano-glass thin film by a sputtering method, forming a fine unevenness with a resist on the surface, etching the glass substrate while retreating the resist, forming a predetermined unevenness on the glass substrate surface, Forming a laminated structure having at least an optical recording layer and a metal layer over the entire substrate surface while leaving the resist, or forming a laminated structure having an optical recording layer, a light absorbing layer, and a metal layer, and a lift-off process for removing the resist (Claim 14).

本発明の第15の手段は、平板状の基板上に、記録光の波長以下の大きさの微細構造を備えた光情報記録媒体の作製方法であって、ガラス基板の表面全面にコバルト酸化物系ナノガラス薄膜をスパッタリング法により形成した後、その表面にレジストにより微細な凹凸を形成する工程と、前記レジストを後退させながらガラス基板をエッチングしてガラス基板表面に所定の凹凸を形成する工程と、前記レジストを除去する工程と、基板表面全体に少なくとも光記録層と金属層を有する積層構造、あるいは光記録層と光吸収層と金属層を有する積層構造を形成する工程と、を有することを特徴とする(請求項15)。   According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided a method for producing an optical information recording medium having a fine structure having a size equal to or smaller than the wavelength of recording light on a flat substrate, wherein the surface of the glass substrate is coated with cobalt oxide. Forming a nano-glass thin film by a sputtering method, forming a fine unevenness with a resist on the surface, etching the glass substrate while retreating the resist, forming a predetermined unevenness on the glass substrate surface, A step of removing the resist, and a step of forming a laminated structure having at least an optical recording layer and a metal layer or a laminated structure having an optical recording layer, a light absorbing layer, and a metal layer on the entire substrate surface. (Claim 15).

本発明の第16の手段は、平板状の基板と、該基板上に形成された記録光の波長以下の大きさの微細構造を備え、波長以下の大きさの微小開口を備えたプローブで前記微細構造に情報が記録される光情報記録媒体において、前記微細構造が、第10〜第15のいずれか一つの手段の作製方法で作製されたことを特徴とする(請求項16)。   The sixteenth means of the present invention is a probe comprising a flat substrate and a fine structure having a size equal to or smaller than the wavelength of the recording light formed on the substrate, and a probe having a minute aperture having a size equal to or smaller than the wavelength. In an optical information recording medium in which information is recorded in a fine structure, the fine structure is produced by the production method of any one of the tenth to fifteenth means (claim 16).

本発明の第17の手段は、第1〜第9、第16のいずれか一つの手段の光情報記録媒体において、前記微細構造の最表面に、保護層としてダイヤモンドライクカーボンが形成されていることを特徴とする(請求項17)。
また、本発明の第18の手段は、第1〜第9、第16のいずれか一つの手段の光情報記録媒体において、前記微細構造の最表面に、保護層としてSiNが形成されていることを特徴とする(請求項18)。
According to a seventeenth means of the present invention, in the optical information recording medium of any one of the first to ninth and sixteenth means, diamond-like carbon is formed as a protective layer on the outermost surface of the fine structure. (Claim 17).
According to an eighteenth means of the present invention, in the optical information recording medium of any one of the first to ninth and sixteenth means, SiN is formed as a protective layer on the outermost surface of the fine structure. (Claim 18).

本発明の第19の手段は、光学情報処理装置であって、第1〜第9、第16〜第18のいずれか一つの手段の光情報記録媒体を用い、波長以下の大きさの微小開口を備えたプローブで前記光情報記録媒体の微細構造に対して近接場光を発生させ、情報の記録または再生を行うことを特徴とする(請求項19)。   According to a nineteenth aspect of the present invention, there is provided an optical information processing apparatus using the optical information recording medium of any one of the first to ninth and sixteenth to eighteenth means, and a minute aperture having a size equal to or smaller than a wavelength. A near-field light is generated with respect to the fine structure of the optical information recording medium by a probe provided with information recording or reproducing (claim 19).

本発明の第20の手段は、第19の手段の光学情報処理装置において、前記プローブとして、窒化シリコン膜を形成した石英基板上に、半導体プロセスのフォトリソグラフ技術を用いて円柱状のレジストパターンを形成した後、このレジストパターンをマスクとして窒化シリコン膜をドライエッチングにより除去し、石英基板をストッパー層として、光学的に透明な石英基板上に高屈折率材料からなる突起を設けた平面型プローブを備えたことを特徴とする(請求項20)。
また、本発明の第21の手段は、第20の手段の光学情報処理装置において、前記平面型プローブと前記光情報記録媒体とが非接触状態であって、前記平面型プローブと前記光情報記録媒体との距離が使用光源波長以下の領域に保持されていることを特徴とする(請求項21)。
According to a twentieth means of the present invention, in the optical information processing apparatus of the nineteenth means, as the probe, a cylindrical resist pattern is formed on a quartz substrate on which a silicon nitride film is formed using a photolithographic technique of a semiconductor process. After the formation, the silicon nitride film is removed by dry etching using this resist pattern as a mask, and a flat probe having a projection made of a high refractive index material on an optically transparent quartz substrate using a quartz substrate as a stopper layer It is provided (claim 20).
According to a twenty-first means of the present invention, in the optical information processing apparatus of the twentieth means, the planar probe and the optical information recording medium are in a non-contact state, and the planar probe and the optical information recording The distance from the medium is held in an area that is less than or equal to the wavelength of the light source used (claim 21).

本発明の第22の手段は、第19〜第21のいずれか一つの手段の光学情報処理装置であって、前記光情報記録媒体に近接して保持した平面型プローブより発生する近接場光により所望の情報を前記光情報記録媒体に対して記録または再生する光学情報処理装置において、所定波長のレーザービームを出射する光源と、前記レーザービームを対物レンズに導き、前記対物レンズを介して前記レーザービームを前記平面型プローブに照射する照明光学系と、前記平面型プローブからの光を受光する検出光学系を有することを特徴とする(請求項22)。
また、本発明の第23の手段は、第22の手段の光学情報処理装置において、前記平面型プローブに光を集光するための対物レンズの出射面に相対した、前記平面型プローブのレーザー光入射面の表面部上に、無反射コーティング膜が形成されていることを特徴とする(請求項23)。
The twenty-second means of the present invention is the optical information processing apparatus according to any one of the nineteenth to twenty-first means, and is based on near-field light generated from a planar probe held close to the optical information recording medium. In an optical information processing apparatus for recording or reproducing desired information on or from the optical information recording medium, a light source that emits a laser beam having a predetermined wavelength, the laser beam is guided to an objective lens, and the laser is transmitted through the objective lens. An illumination optical system for irradiating the planar probe with a beam and a detection optical system for receiving light from the planar probe (claim 22).
According to a twenty-third means of the present invention, in the optical information processing apparatus of the twenty-second means, the laser beam of the planar probe opposed to the exit surface of the objective lens for condensing the light on the planar probe. An antireflective coating film is formed on the surface portion of the incident surface (claim 23).

第1の手段の光情報記録媒体では、前記微細構造は、少なくとも光記録層と金属層を有する積層構造からなるので、高効率でかつ安定に大容量の情報を記録、再生することができる。
また、本発明の第2の手段の光情報記録媒体では、前記微細構造は、少なくとも光記録層と光吸収層(熱反応層)と金属層を有する積層構造からなるので、より高効率でかつ安定に大容量の情報を記録、再生することができる。
In the optical information recording medium of the first means, the microstructure has a laminated structure having at least an optical recording layer and a metal layer, so that a large amount of information can be recorded and reproduced with high efficiency and stability.
In the optical information recording medium of the second means of the present invention, the fine structure is a laminated structure having at least an optical recording layer, a light absorbing layer (thermal reaction layer), and a metal layer. A large amount of information can be recorded and reproduced stably.

第3、第4の手段の手段の光情報記録媒体では、第1または第2の手段の構成及び効果に加え、前記微細構造は、前記金属層上に誘電体層を有するので、該誘電体層により微細構造の中心付近に光を集中させることが可能となり、より良好かつ高密度に情報を記録、再生することができる。
また、第5の手段の光情報記録媒体では、第3、第4の手段の構成及び効果に加え、前記誘電体層の厚みが、前記微細構造の大きさよりも薄いので、光記録層に良好な光分布形状でかつ高効率に近接場光を結合することができる。
In the optical information recording medium of the third and fourth means, in addition to the configuration and effect of the first or second means, the microstructure has a dielectric layer on the metal layer. The layer makes it possible to concentrate light near the center of the fine structure, and information can be recorded and reproduced with better and high density.
Further, in the optical information recording medium of the fifth means, in addition to the configurations and effects of the third and fourth means, the thickness of the dielectric layer is smaller than the size of the fine structure, so that it is good for the optical recording layer. It is possible to combine near-field light with a high light distribution shape and high efficiency.

本発明の第6の手段の光情報記録媒体では、第1〜第5のいずれか一つの手段の構成及び効果に加え、前記微細構造の最表面に保護層を有することにより、記録媒体表面の磨耗を防ぐことができ、記録、再生時の信頼性を向上することができる。
を特徴とする。
また、本発明の第7の手段の光情報記録媒体では、第1〜第6のいずれか一つの手段の構成及び効果に加え、前記金属層が金(Au)、銀(Ag)、アルミニウム(Al)、白金(Pt)、銅(Cu)のいずれかの金属からなるので、従来より高効率かつ安定に大容量の情報を記録、再生することが可能になる。
さらに本発明の第8の手段の光情報記録媒体では、第1〜第7のいずれか一つの手段の構成及び効果に加え、前記基板上に形成された微細構造の大きさは、波長以下の大きさの微小開口を備えたプローブの開口寸法と等しいので、高効率にプローブ先端に設けられた微小開口からの光を記録媒体に結合することができ、良好な記録マークの形成、高SN比での信号の再生が可能になる。
また、本発明の第9の手段の光情報記録媒体では、第1〜第8のいずれか一つの手段の構成及び効果に加え、前記基板表面が、光の波長よりも小さい凹凸を有しているので、より高効率にプローブ先端に設けられた微小開口からの光を記録媒体に結合することができ、良好な記録マークの形成、高SN比での信号の再生が可能になる。
In the optical information recording medium of the sixth means of the present invention, in addition to the configuration and effect of any one of the first to fifth means, a protective layer is provided on the outermost surface of the fine structure, thereby Wear can be prevented, and reliability during recording and reproduction can be improved.
It is characterized by.
In the optical information recording medium of the seventh means of the present invention, in addition to the configuration and effect of any one of the first to sixth means, the metal layer is made of gold (Au), silver (Ag), aluminum ( Since it is made of any one of Al), platinum (Pt), and copper (Cu), it is possible to record and reproduce a large amount of information with higher efficiency and stability than in the past.
Further, in the optical information recording medium of the eighth means of the present invention, in addition to the configuration and effect of any one of the first to seventh means, the size of the fine structure formed on the substrate is less than the wavelength. Since it is equal to the aperture size of a probe having a small aperture, the light from the micro aperture provided at the tip of the probe can be coupled to the recording medium with high efficiency, the formation of a good recording mark, and a high SN ratio. Can be reproduced.
In the optical information recording medium of the ninth means of the present invention, in addition to the configuration and effect of any one of the first to eighth means, the substrate surface has irregularities smaller than the wavelength of light. Therefore, the light from the minute aperture provided at the probe tip can be coupled to the recording medium with higher efficiency, and it is possible to form a good recording mark and reproduce the signal with a high S / N ratio.

本発明の第10の手段の光情報記録媒体の作製方法では、平板状のガラス基板の表面全面に高屈折率化できるイオンを注入し、その表面にレジストにより微細な凹凸を形成する工程と、前記レジストを後退させながらガラス基板をエッチングしてガラス基板表面に所定の凹凸を形成する工程と、レジストを残したまま基板表面全体に少なくとも光記録層と金属層を有する積層構造、あるいは光記録層と光吸収層と金属層を有する積層構造を形成する工程と、前記レジストを除去するリフトオフの工程と、を有するので、安定かつ安価に光情報記録媒体を作製することが可能になる。   In the method for producing an optical information recording medium of the tenth means of the present invention, a step of implanting ions capable of increasing the refractive index over the entire surface of a flat glass substrate, and forming fine irregularities with a resist on the surface; Etching the glass substrate while retracting the resist to form predetermined irregularities on the glass substrate surface, and a laminated structure having at least an optical recording layer and a metal layer on the entire substrate surface while leaving the resist, or an optical recording layer And a step of forming a laminated structure having a light absorption layer and a metal layer, and a lift-off step of removing the resist, it is possible to manufacture an optical information recording medium stably and inexpensively.

本発明の第11の手段の光情報記録媒体の作製方法では、平板状のガラス基板の表面全面に高屈折率化できるイオンを注入し、その表面にレジストにより微細な凹凸を形成する工程と、前記レジストを後退させながらガラス基板をエッチングしてガラス基板表面に所定の凹凸を形成する工程と、前記レジストを除去する工程と、基板表面全体に少なくとも光記録層と金属層を有する積層構造、あるいは光記録層と光吸収層と金属層を有する積層構造を形成する工程と、を有するので、安定かつ安価に光情報記録媒体を作製することが可能になる。   In the method for producing an optical information recording medium of the eleventh means of the present invention, a step of implanting ions capable of increasing the refractive index over the entire surface of a flat glass substrate and forming fine irregularities with a resist on the surface; Etching the glass substrate while retracting the resist to form predetermined irregularities on the glass substrate surface; removing the resist; and a laminated structure having at least an optical recording layer and a metal layer on the entire substrate surface; or And a step of forming a laminated structure including an optical recording layer, a light absorbing layer, and a metal layer, so that an optical information recording medium can be manufactured stably and inexpensively.

本発明の第12の手段光情報記録媒体の作製方法では、平板状のガラス基板の表面にレジストにより微細な凹凸を形成する工程と、前記レジストを後退させながらガラス基板をエッチングしてガラス基板表面に所定の凹凸を形成する工程と、レジストを残したまま基板表面全体に少なくとも光記録層と金属層を有する積層構造、あるいは光記録層と光吸収層と金属層を有する積層構造を形成する工程と、前記レジストを除去するリフトオフの工程と、を有するので、安定かつより安価に光情報記録媒体を作製することが可能になる。   In a twelfth means for producing an optical information recording medium of the present invention, a step of forming fine irregularities with a resist on the surface of a flat glass substrate, and the glass substrate surface by etching the glass substrate while retracting the resist And forming a laminated structure having at least an optical recording layer and a metal layer or a laminated structure having an optical recording layer, a light absorbing layer, and a metal layer on the entire substrate surface while leaving the resist. And a lift-off process for removing the resist, it is possible to manufacture an optical information recording medium stably and at a lower cost.

本発明の第13の手段の光情報記録媒体の作製方法では、平板状のガラス基板の表面にレジストにより微細な凹凸を形成する工程と、前記レジストを後退させながらガラス基板をエッチングしてガラス基板表面に所定の凹凸を形成する工程と、前記レジストを除去する工程と、基板表面全体に少なくとも光記録層と金属層を有する積層構造、あるいは光記録層と光吸収層と金属層を有する積層構造を形成する工程と、を有するので、安定かつより安価に光情報記録媒体を作製することが可能になる。   According to a thirteenth means of the present invention for producing an optical information recording medium, a step of forming fine irregularities with a resist on the surface of a flat glass substrate, and a glass substrate by etching the glass substrate while retreating the resist. A step of forming predetermined irregularities on the surface, a step of removing the resist, and a laminated structure having at least an optical recording layer and a metal layer on the entire substrate surface, or a laminated structure having an optical recording layer, a light absorbing layer and a metal layer. Therefore, the optical information recording medium can be manufactured stably and at a lower cost.

本発明の第14の手段の光情報記録媒体の作製方法では、ガラス基板の表面全面にコバルト酸化物系ナノガラス薄膜をスパッタリング法により形成した後、その表面にレジストにより微細な凹凸を形成する工程と、前記レジストを後退させながらガラス基板をエッチングしてガラス基板表面に所定の凹凸を形成する工程と、レジストを残したまま基板表面全体に少なくとも光記録層と金属層を有する積層構造、あるいは光記録層と光吸収層と金属層を有する積層構造を形成する工程と、前記レジストを除去するリフトオフの工程と、を有するので、安定かつ安価に光情報記録媒体を作製することが可能になる。   In the fourteenth means for producing an optical information recording medium of the present invention, a cobalt oxide nanoglass thin film is formed on the entire surface of a glass substrate by sputtering, and then fine irregularities are formed on the surface by a resist. Etching the glass substrate while retracting the resist to form predetermined irregularities on the glass substrate surface, and a laminated structure having at least an optical recording layer and a metal layer on the entire substrate surface while leaving the resist, or optical recording Since the method includes a step of forming a laminated structure including a layer, a light absorption layer, and a metal layer, and a lift-off step of removing the resist, an optical information recording medium can be manufactured stably and inexpensively.

本発明の第15の手段の光情報記録媒体の作製方法では、ガラス基板の表面全面にコバルト酸化物系ナノガラス薄膜をスパッタリング法により形成した後、その表面にレジストにより微細な凹凸を形成する工程と、前記レジストを後退させながらガラス基板をエッチングしてガラス基板表面に所定の凹凸を形成する工程と、前記レジストを除去する工程と、基板表面全体に少なくとも光記録層と金属層を有する積層構造、あるいは光記録層と光吸収層と金属層を有する積層構造を形成する工程と、を有するので、安定かつ安価に光情報記録媒体を作製することが可能になる。   In the fifteenth means for producing an optical information recording medium of the present invention, a cobalt oxide nanoglass thin film is formed on the entire surface of a glass substrate by a sputtering method, and then fine irregularities are formed on the surface by a resist. Etching the glass substrate while retracting the resist to form predetermined irregularities on the surface of the glass substrate; removing the resist; a laminated structure having at least an optical recording layer and a metal layer on the entire substrate surface; Alternatively, the method includes a step of forming a laminated structure including an optical recording layer, a light absorbing layer, and a metal layer, so that an optical information recording medium can be manufactured stably and inexpensively.

本発明の第16の手段の光情報記録媒体では、微細構造が、第10〜第15のいずれか一つの手段の作製方法で作製されるので、高効率でかつ安定に大容量の情報を記録、再生することができる光情報記録媒体を安定かつ安価に提供することができる。   In the optical information recording medium of the sixteenth means of the present invention, since the fine structure is produced by the production method of any one of the tenth to fifteenth means, high-capacity information is recorded with high efficiency and stability. Therefore, an optical information recording medium that can be reproduced can be provided stably and inexpensively.

本発明の第17の手段の光情報記録媒体では、第1〜第9、第16のいずれか一つの手段の構成及び効果に加え、前記微細構造の最表面に、保護層としてダイヤモンドライクカーボンが形成されているので、表面の磨耗に強く高信頼性で情報の記録、再生を行うことが可能になる。
また、本発明の第18の手段の光情報記録媒体では、第1〜第9、第16のいずれか一つの手段の構成及び効果に加え、前記微細構造の最表面に、保護層としてSiNが形成されているので、表面の磨耗に強く高信頼性で情報の記録再生を行うことが可能になる。
In the optical information recording medium of the seventeenth means of the present invention, in addition to the structure and effect of any one of the first to ninth and sixteenth means, diamond-like carbon is provided as a protective layer on the outermost surface of the fine structure. Since it is formed, it is possible to record and reproduce information with high reliability against surface abrasion.
In the optical information recording medium of the eighteenth means of the present invention, in addition to the structure and effect of any one of the first to ninth and sixteenth means, SiN is provided as a protective layer on the outermost surface of the fine structure. Since it is formed, it is possible to record and reproduce information with high reliability against surface abrasion.

本発明の第19の手段の光学情報処理装置では、第1〜第9、第16〜第18のいずれか一つの手段の光情報記録媒体を用い、波長以下の大きさの微小開口を備えたプローブで前記光情報記録媒体の微細構造に対して近接場光を発生させ、情報の記録または再生を行うので、高効率かつ安定に大容量の情報を記録、再生することができる。また、良好な記録マークの形成、高SN比での信号の再生が可能になる。   The optical information processing apparatus of the nineteenth means of the present invention uses the optical information recording medium of any one of the first to ninth and sixteenth to eighteenth means, and has a minute aperture having a size equal to or smaller than the wavelength. Since the probe generates near-field light with respect to the fine structure of the optical information recording medium and records or reproduces information, a large amount of information can be recorded and reproduced with high efficiency and stability. Further, it is possible to form a good recording mark and reproduce a signal with a high S / N ratio.

本発明の第20の手段の光学情報処理装置では、第19の手段の構成及び効果に加え、前記プローブとして、窒化シリコン膜を形成した石英基板上に、半導体プロセスのフォトリソグラフ技術を用いて円柱状のレジストパターンを形成した後、このレジストパターンをマスクとして窒化シリコン膜をドライエッチングにより除去し、石英基板をストッパー層として、光学的に透明な石英基板上に高屈折率材料からなる突起を設けた平面型プローブを備えたので、微細な記録マークを高密度、高効率かつ安定に記録、再生することができる。
また、本発明の第21の手段の光学情報処理装置では、第20の手段の構成及び効果に加え、前記平面型プローブと前記光情報記録媒体とが非接触状態であって、前記平面型プローブと前記光情報記録媒体との距離が使用光源波長以下の領域に保持されているので、微細な記録マークを高密度、高効率かつ安定に記録、再生することができる。
In the optical information processing apparatus according to the twentieth means of the present invention, in addition to the structure and effects of the nineteenth means, a circle is formed on the quartz substrate on which a silicon nitride film is formed as the probe by using a photolithographic technique of a semiconductor process. After forming a columnar resist pattern, the silicon nitride film is removed by dry etching using this resist pattern as a mask, and a projection made of a high refractive index material is provided on an optically transparent quartz substrate using the quartz substrate as a stopper layer Since a flat probe is provided, fine recording marks can be recorded and reproduced with high density, high efficiency and stability.
In the optical information processing apparatus of the twenty-first means of the present invention, in addition to the configuration and effects of the twentieth means, the planar probe and the optical information recording medium are in a non-contact state, and the planar probe Since the distance between the optical information recording medium and the optical information recording medium is held in an area of the light source wavelength or less, fine recording marks can be recorded and reproduced with high density, high efficiency and stability.

本発明の第22の手段の光学情報処理装置では、第19〜第21のいずれか一つの手段の構成及び効果に加え、前記光情報記録媒体に近接して保持した平面型プローブより発生する近接場光により所望の情報を前記光情報記録媒体に対して記録または再生する光学情報処理装置において、所定波長のレーザービームを出射する光源と、前記レーザービームを対物レンズに導き、前記対物レンズを介して前記レーザービームを前記平面型プローブに照射する照明光学系と、前記平面型プローブからの光を受光する検出光学系を有するので、高効率かつ安定に平面型プローブにレーザービームを結合することができ、記録媒体に対して情報を高効率かつ安定に記録、再生することができる。
また、本発明の第23の手段の光学情報処理装置では、第22の手段の構成及び効果に加え、前記平面型プローブに光を集光するための対物レンズの出射面に相対した、前記平面型プローブのレーザー光入射面の表面部上に、無反射コーティング膜が形成されているので、より高効率かつ安定に平面型プローブにレーザービームを結合することができ、記録媒体に対して情報を高効率かつ安定に記録、再生することができる。
In the optical information processing apparatus of the twenty-second means of the present invention, in addition to the configuration and effect of any one of the nineteenth to twenty-first means, proximity generated by a planar probe held in proximity to the optical information recording medium In an optical information processing apparatus that records or reproduces desired information on the optical information recording medium by using field light, a light source that emits a laser beam having a predetermined wavelength, and the laser beam is guided to an objective lens, and is passed through the objective lens. The illumination optical system for irradiating the planar probe with the laser beam and the detection optical system for receiving the light from the planar probe can be combined with the planar probe with high efficiency and stability. In addition, information can be recorded and reproduced with high efficiency and stability on a recording medium.
Further, in the optical information processing apparatus of the twenty-third means of the present invention, in addition to the structure and effect of the twenty-second means, the plane opposed to the exit surface of the objective lens for condensing light on the planar probe Since a non-reflective coating film is formed on the surface of the laser light incident surface of the probe, the laser beam can be coupled to the flat probe more efficiently and stably, and information can be sent to the recording medium. Recording and playback can be performed efficiently and stably.

以下、本発明に係る光情報記録媒体及びその作製方法、並びにその光情報記録媒体を用いた光学情報処理装置の構成、動作について図示の実施例に基いて詳細に説明する。   Hereinafter, the configuration and operation of an optical information recording medium according to the present invention, a manufacturing method thereof, and an optical information processing apparatus using the optical information recording medium will be described in detail based on the embodiments shown in the drawings.

図1は本発明に係る光情報記録媒体の微細構造と、近接場光を用いるプローブの概要を示す概略要部斜視図である。図1に示すように、本実施例では、入射波長よりも十分小さいサイズの微小開口30aを備えたプローブ30の先端から近接場光を発生させ、光情報記録媒体11に照射する。光情報記録媒体11の基板上には、プローブ30の微小開口30aとほぼ同じ大きさを持った微細構造12が形成されている。この微細構造12に、プローブ30の先端から近接場光を照射することにより、あらかじめ光情報記録媒体11に形成された微細構造12に記録されている情報を再生することが可能である。また、光情報記録媒体11に記録可能な材料を形成することにより、追記型あるいは書き換え型の情報記録が可能である。   FIG. 1 is a schematic perspective view showing a main part of an optical information recording medium according to the present invention and an outline of a probe using near-field light. As shown in FIG. 1, in this embodiment, near-field light is generated from the tip of a probe 30 having a minute aperture 30a having a size sufficiently smaller than the incident wavelength, and is irradiated onto the optical information recording medium 11. On the substrate of the optical information recording medium 11, a microstructure 12 having substantially the same size as the minute opening 30a of the probe 30 is formed. By irradiating the microstructure 12 with near-field light from the tip of the probe 30, it is possible to reproduce information recorded in the microstructure 12 formed in advance on the optical information recording medium 11. Further, by forming a recordable material on the optical information recording medium 11, write-once type or rewritable type information recording is possible.

図2に本発明の光学情報処理装置の構成例を示す。図1に示した近接場光用のプローブ30に相当する部分は、平面型プローブ27の基板29の底面に突起形状で形成されている。この突起形状のプローブ30は一次元あるいは二次元のアレイ状に形成することが可能であり、アレイ化されたプローブからは、逐次的あるいは並列的に光情報記録媒体11からの情報を再生可能である。このプローブ30あるいはアレイ状にしたプローブ部を基板29の底面に形成した平面型プローブ27はスライダ状にホルダ28に支持されて、移動または回転する光情報記録媒体11上を走引される。光情報記録媒体11は、平板状(または円板状)の基板13上に記録光の波長以下のサイズの微細構造12を形成した微細構造層を有し、その表面には図示しない保護層を備え、スライダ状に走引される平面型プローブ27との磨耗に耐えるように構成されている。また、微細構造12は複数の物質からなる複数の層で構成された積層構造になっている。なお、微細構造の詳細については後述する。   FIG. 2 shows a configuration example of the optical information processing apparatus of the present invention. A portion corresponding to the near-field light probe 30 shown in FIG. 1 is formed in a protruding shape on the bottom surface of the substrate 29 of the planar probe 27. The protrusion-shaped probe 30 can be formed in a one-dimensional or two-dimensional array, and information from the optical information recording medium 11 can be reproduced sequentially or in parallel from the arrayed probes. is there. The probe 30 or a planar probe 27 having an array of probe portions formed on the bottom surface of the substrate 29 is supported by a holder 28 in the shape of a slider, and is moved over the moving or rotating optical information recording medium 11. The optical information recording medium 11 has a fine structure layer in which a fine structure 12 having a size equal to or smaller than the wavelength of recording light is formed on a flat plate (or disc-shaped) substrate 13, and a protective layer (not shown) is provided on the surface thereof. And is configured to withstand abrasion with the flat probe 27 that is run like a slider. The microstructure 12 has a laminated structure composed of a plurality of layers made of a plurality of substances. Details of the fine structure will be described later.

図2において、光源である半導体レーザー21から照射されたレーザー光はコリメータレンズ22により平行光束に変換されビームスプリッタ23に入射する。ビームスプリッタ23を通過した光束は対物レンズ26によって平面型プローブ27の基板29底面に形成されたプローブ30にスポットを結像し、プローブ30の突起先端部より近接場光を発生させる。発生した近接場光は光情報記録媒体11に形成された微細構造12に結合する。再生の場合、光情報記録媒体11から反射する近接場光成分を、平面型プローブ27の基板29底面に形成されたプローブ30で検出する。検出した近接場光はプローブ部分を通して対物レンズ26により平行光束に変換され、ビームスプリッタ23で偏向されて、結像レンズ24で光検出器25上にスポットを結ぶ。この光検出器上の光強度の明暗により、光情報記録媒体30上に記録された情報を再生することができる。   In FIG. 2, laser light emitted from a semiconductor laser 21 as a light source is converted into a parallel light beam by a collimator lens 22 and enters a beam splitter 23. The light beam that has passed through the beam splitter 23 forms an image of a spot on the probe 30 formed on the bottom surface of the substrate 29 of the planar probe 27 by the objective lens 26, and generates near-field light from the tip of the protrusion of the probe 30. The generated near-field light is coupled to the fine structure 12 formed on the optical information recording medium 11. In the case of reproduction, the near-field light component reflected from the optical information recording medium 11 is detected by the probe 30 formed on the bottom surface of the substrate 29 of the flat probe 27. The detected near-field light is converted into a parallel light beam by the objective lens 26 through the probe portion, deflected by the beam splitter 23, and a spot is formed on the photodetector 25 by the imaging lens 24. The information recorded on the optical information recording medium 30 can be reproduced by the light intensity contrast on the photodetector.

また、図2の構成に代えて、図3に示すように、平面型プローブ27のプローブ30で発生した近接場光を光情報記録媒体11に照射し、光情報記録媒体11の基板13を透過した光を結像レンズ24と光検出器25で検出するようにすることでも情報の記録、再生を行うことができる。この場合には図2に示した実施例と異なり、ビームスプリッタ23が不用であり、結像レンズ24で光検出器25上に記録媒体表面の近接場光を照射した部分の光を結像し検出する。そして、この光検出器25上の光強度の明暗により、記録媒体上に記録された情報を再生することができる。   2, the optical information recording medium 11 is irradiated with near-field light generated by the probe 30 of the planar probe 27 and transmitted through the substrate 13 of the optical information recording medium 11 as shown in FIG. Information can also be recorded and reproduced by detecting the generated light with the imaging lens 24 and the photodetector 25. In this case, unlike the embodiment shown in FIG. 2, the beam splitter 23 is unnecessary, and the imaging lens 24 forms an image of the portion of the recording medium surface irradiated with the near-field light on the photodetector 25. To detect. The information recorded on the recording medium can be reproduced by the light intensity on the photodetector 25.

本発明においては、光情報記録媒体11の基板表面に、例えば図1に示すような円柱形状の微細構造12を形成することにより、微小開口30aを有するプローブ30から、高効率に近接場光を利用することが可能である。   In the present invention, by forming a columnar microstructure 12 as shown in FIG. 1 on the substrate surface of the optical information recording medium 11, for example, near-field light is efficiently emitted from the probe 30 having the minute aperture 30a. It is possible to use.

次に図1に示した光情報記録媒体11の微細構造12の一例を図4に示す。この図4は、図1に示した光情報記録媒体の微細構造12の部分を拡大して示す概略要部斜視図である。ここで微細構造の大きさは光源波長以下の大きさであり、例えばその直径は30nmである。図中の符号44は基板上に形成された微細構造突起であり、ガラスもしくはイオンをドープした高屈折率ガラス、SiO、SiON、SiNなどのシリコン化合物材料、ZnS、CaS、BaSなどの硫化物材料、ZnSe、BaSeなどのセレン化物材料、CaF、BaFなどのフッ素化合物材料、ZnSSiOなどから構成されている。そして、この微細構造突起44の上に、光記録層43、金属層42、誘電体層41が積層されている。 Next, an example of the fine structure 12 of the optical information recording medium 11 shown in FIG. 1 is shown in FIG. FIG. 4 is a schematic perspective view of an essential part showing an enlarged portion of the fine structure 12 of the optical information recording medium shown in FIG. Here, the size of the fine structure is equal to or smaller than the wavelength of the light source. For example, the diameter is 30 nm. Reference numeral 44 in the figure denotes fine structure protrusions formed on the substrate, glass or high-refractive index glass doped with ions, silicon compound materials such as SiO 2 , SiON, and SiN, and sulfides such as ZnS, CaS, and BaS. It is composed of a material, a selenide material such as ZnSe or BaSe, a fluorine compound material such as CaF 2 or BaF 2 , ZnSSiO 2 or the like. An optical recording layer 43, a metal layer 42, and a dielectric layer 41 are laminated on the fine structure protrusion 44.

誘電体層41としては、ガラスもしくはイオンをドープした高屈折率ガラス、SiO、SiON、SiNなどのシリコン化合物材料、ZnS、CaS、BaSなどの硫化物材料、ZnSe、BaSeなどのセレン化物材料、CaF、BaFなどのフッ素化合物材料、ZnSSiOなどを用いることができ、特に、ZnSSiOが好ましい。この誘電体層41の厚みは少なくとも微細構造12の直径よりも小さく、入射する光の波長よりも十分小さい必要とき、光記録層43に良好な光分布形状でかつ高効率に近接場光を結合することができる。 As the dielectric layer 41, glass or ion-doped high refractive index glass, silicon compound material such as SiO 2 , SiON, SiN, sulfide material such as ZnS, CaS, BaS, selenide material such as ZnSe, BaSe, Fluorine compound materials such as CaF 2 and BaF 2 , ZnSSiO 2 and the like can be used, and ZnSSiO 2 is particularly preferable. When the thickness of the dielectric layer 41 is at least smaller than the diameter of the fine structure 12 and sufficiently smaller than the wavelength of incident light, the near-field light is coupled to the optical recording layer 43 with a good light distribution shape and high efficiency. can do.

光記録層43の材料は、Si、Ge、GaAsなどの半導体材料、BiTe、BiIn、GaSb、GaP、InP、InSb、InTe、SnSnなどの低融点金属を含む金属間化合物材料、V、Cr、Mn、Fe、Co、CuOなどの酸化物材料、C、SiCなどの炭化物材料、AlNなどの窒化物材料、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などである。
また、金属層42としては、プラズモンを励起することができるAu、Ag、Al、Cu、Ptなどを用いることが望ましい。
The material of the optical recording layer 43 is a semiconductor material such as Si, Ge or GaAs, an intermetallic compound material containing a low melting point metal such as BiTe, BiIn, GaSb, GaP, InP, InSb, InTe, or SnSn, V 2 O 5 , Oxide materials such as Cr 2 O 3 , Mn 3 O 4 , Fe 2 O 3 , Co 3 O 4 , CuO, carbide materials such as C and SiC, nitride materials such as AlN, binary phases such as SbTe Examples thereof include change materials, ternary phase change materials such as GeSbTe, InSbTe, BiSbTe, and GaSbTe, and phase change materials such as quaternary materials such as AgInSbTe.
As the metal layer 42, it is desirable to use Au, Ag, Al, Cu, Pt or the like that can excite plasmons.

このような積層構造からなる微細構造12の突起に図1、図2または図3に示すようなプローブ30から結合した近接場光は、微細構造に金属層42があるため、金属層42でプラズモンを発生することにより、高効率で微細構造12に結合することができる。金属層42に結合した近接場光は、プラズモンに結合し強度が増強された後、その直下の光記録層43に転写される。光記録層43は結合した近接場光を吸収し、発熱する。光記録層43が相変化材料であれば、結合した近接場光による発熱により、例えば結晶相からアモルファス相、もしくはアモルファス相から結晶相へ相変化することにより情報を記録することができる。また、光磁気材料では近接場光の照射時に磁界を印加することで、情報を記録することが可能である。   The near-field light coupled to the protrusions of the microstructure 12 having such a laminated structure from the probe 30 as shown in FIG. 1, FIG. 2, or FIG. By being generated, it is possible to bond to the microstructure 12 with high efficiency. The near-field light coupled to the metal layer 42 is coupled to the plasmon and enhanced in intensity, and then transferred to the optical recording layer 43 immediately below it. The optical recording layer 43 absorbs the combined near-field light and generates heat. If the optical recording layer 43 is a phase change material, information can be recorded by, for example, a phase change from a crystalline phase to an amorphous phase or from an amorphous phase to a crystalline phase due to heat generated by the combined near-field light. In addition, in a magneto-optical material, information can be recorded by applying a magnetic field during irradiation with near-field light.

誘電体層41は、金属層42で生じるプラズモンによって増強された近接場光の微細構造内での空間分布を良好にするために形成されている。ここで微細構造に誘電体層41がある場合と無い場合の記録媒体の微細構造中の近接場光の強度分布を図5に示す。微細構造に誘電体層41が無い場合には、入射偏光に直交した微細構造のエッジ部分に近接場光の強い部分が分布するが、誘電体層41があることにより、微細構造の中心付近に強度の強い部分が位置する単一ピークを有する形状になり、より狭い範囲に近接場光を集中させることが可能になる。このため、誘電体層41を有する積層構造により、良好かつ高密度に情報を記録・再生することができる。ここで誘電体層41の厚みは入射光の波長よりも十分小さく、少なくとも微細構造12の直径よりも薄い必要がある。   The dielectric layer 41 is formed to improve the spatial distribution in the fine structure of near-field light enhanced by plasmons generated in the metal layer 42. Here, the intensity distribution of the near-field light in the microstructure of the recording medium with and without the dielectric layer 41 in the microstructure is shown in FIG. When the dielectric layer 41 does not exist in the fine structure, a strong portion of near-field light is distributed at the edge portion of the fine structure orthogonal to the incident polarized light. However, the presence of the dielectric layer 41 makes the fine structure near the center of the fine structure. It becomes a shape having a single peak where a strong portion is located, and it is possible to concentrate near-field light in a narrower range. Therefore, information can be recorded / reproduced with good and high density by the laminated structure having the dielectric layer 41. Here, the thickness of the dielectric layer 41 needs to be sufficiently smaller than the wavelength of the incident light and at least smaller than the diameter of the fine structure 12.

また、微細構造の積層構造としては、図6に示すような構成でも同様な効果が得られる。図6は微細構造の別の例を示す図であり、図1に示した光情報記録媒体の微細構造12の部分を拡大して示す概略要部斜視図である。ここで微細構造の大きさは光源波長以下の大きさであり、例えばその直径は30nmである。図中の符号55は基板上に形成された微細構造の突起であり、ガラスもしくはイオンをドープした高屈折率ガラス、SiO、SiOn、SiNなどのシリコン化合物材料、ZnS、CaS、BaSなどの硫化物材料、ZnSe、BaSeなどのセレン化物材料、CaF、BaFなどのフッ素化合物材料、ZnSSiOなどから構成されている。そしてこの微細構造の突起55の上に、熱反応層54、光記録層53、熱反応層(光吸収層)52、金属層51が積層されている。 Further, the same effect can be obtained with a structure as shown in FIG. FIG. 6 is a view showing another example of the fine structure, and is a schematic perspective view showing an enlarged main part of the fine structure 12 of the optical information recording medium shown in FIG. Here, the size of the fine structure is equal to or smaller than the wavelength of the light source. For example, the diameter is 30 nm. Reference numeral 55 in the figure is a fine-structure protrusion formed on the substrate, glass or high-refractive index glass doped with ions, silicon compound material such as SiO 2 , SiOn, SiN, and sulfide such as ZnS, CaS, BaS. Material materials, selenide materials such as ZnSe and BaSe, fluorine compound materials such as CaF 2 and BaF 2 , ZnSSiO 2 and the like. A thermal reaction layer 54, an optical recording layer 53, a thermal reaction layer (light absorption layer) 52, and a metal layer 51 are laminated on the fine structure protrusion 55.

熱反応層52、54としては、SiO、SiOn、SiNなどのシリコン化合物材料、ZnS、CaS、BaSなどの硫化物材料、ZnSe、BaSeなどのセレン化物材料、CaF、BaFなどのフッ素化合物材料を用いることができる。
光記録層53の材料は、Si、Ge、GaAsなどの半導体材料、BiTe、BiIn、GaSb、GaP、InP、InSb、InTe、SnSnなど低融点金属を含む金属間化合物材料、V、Cr、Mn、Fe、CoO、CuOなどの酸化物材料、C、SiCなどの炭化物材料、AlNなどの窒化物材料、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である。
また、金属層51としてはプラズモンを励起することができるAu、Ag、Al、Cu、Ptなどを用いることが望ましい。
Examples of the thermal reaction layers 52 and 54 include silicon compound materials such as SiO 2 , SiOn, and SiN, sulfide materials such as ZnS, CaS, and BaS, selenide materials such as ZnSe and BaSe, and fluorine compounds such as CaF 2 and BaF 2 . Materials can be used.
The material of the optical recording layer 53 is a semiconductor material such as Si, Ge or GaAs, an intermetallic compound material containing a low melting point metal such as BiTe, BiIn, GaSb, GaP, InP, InSb, InTe, or SnSn, V 2 O 5 , Cr Oxide materials such as 2 O 3 , Mn 3 O 4 , Fe 2 O 3 , CoO 4 , CuO, carbide materials such as C and SiC, nitride materials such as AlN, binary phase change materials such as SbTe, , Ternary phase change materials such as GeSbTe, InSbTe, BiSbTe, and GaSbTe, and quaternary phase change materials such as AgInSbTe.
The metal layer 51 is preferably made of Au, Ag, Al, Cu, Pt or the like that can excite plasmons.

このような積層構造からなる微細構造12の突起に図1、図2または図3に示すようなプローブ30から結合した近接場光は、微細構造に金属層41があるため、金属層42でプラズモンを発生することにより、高効率で微細構造に結合することができる。金属層51に結合した近接場光は、プラズモンに結合し強度が増強された後、その直下の熱反応層(光吸収層)52に転写され、光の吸収により熱反応層(光吸収層)52で発生した熱が光記録層53に転写される。光記録層53が相変化材料であれば、例えば結晶相からアモルファス相、もしくはアモルファス相から結晶相へ相変化することにより情報を記録することができる。また、光磁気材料では近接場光の照射時に磁界を印加することで、情報を記録することが可能である。なお、光記録層53の下の熱反応層54は、光記録層53で発生した熱を閉じ込めるために形成されている。また、図示しないが図6に示すような積層構造の場合にも、図4に示す構造と同様に金属層51の上に誘電体層を設けることができ、誘電体層を設けることにより、金属層51で生じるプラズモンによって増強された近接場光の微細構造内での空間分布を良好にすることができる。   The near-field light coupled from the probe 30 as shown in FIG. 1, FIG. 2 or FIG. 3 to the protrusions of the microstructure 12 having such a laminated structure has the metal layer 41 in the microstructure, so By generating, it is possible to bond to the microstructure with high efficiency. The near-field light coupled to the metal layer 51 is coupled to the plasmon and enhanced in intensity, and then transferred to the thermal reaction layer (light absorption layer) 52 immediately below, and is absorbed by the heat reaction layer (light absorption layer). The heat generated in 52 is transferred to the optical recording layer 53. If the optical recording layer 53 is a phase change material, information can be recorded by, for example, a phase change from a crystalline phase to an amorphous phase, or from an amorphous phase to a crystalline phase. In addition, in a magneto-optical material, information can be recorded by applying a magnetic field during irradiation with near-field light. The thermal reaction layer 54 under the optical recording layer 53 is formed to confine heat generated in the optical recording layer 53. Although not shown, even in the case of a laminated structure as shown in FIG. 6, a dielectric layer can be provided on the metal layer 51 similarly to the structure shown in FIG. The spatial distribution in the fine structure of near-field light enhanced by plasmons generated in the layer 51 can be improved.

ところで、図1〜3に示すような近接場光を用いる光学情報処理装置においては、微小開口30aを有するプローブ30の先端部に設けられた開口半径の大きさと、近接場光を照射される光情報記録媒体11の微細構造12の大きさがほぼ同じ時に、開口先端から記録媒体に結合する光強度は最大になる。したがって記録媒体11にプローブ30の開口半径と同程度の微細構造12が形成されているとき、微細構造がない平面形状のときに比べて高効率で光を利用することができるので、微細構造12の大きさはプローブ30の開口半径と同程度であることが望ましく、微細構造間の間隔は微細構造の大きさ以上であることが望ましい。   By the way, in the optical information processing apparatus using the near-field light as shown in FIGS. 1 to 3, the size of the opening radius provided at the tip of the probe 30 having the minute opening 30a and the light irradiated with the near-field light. When the size of the fine structure 12 of the information recording medium 11 is substantially the same, the light intensity coupled from the tip of the opening to the recording medium is maximized. Therefore, when the fine structure 12 having the same size as the opening radius of the probe 30 is formed on the recording medium 11, light can be used with higher efficiency than in the case of a planar shape having no fine structure. It is desirable that the size of this is approximately the same as the opening radius of the probe 30, and the interval between the microstructures is preferably greater than or equal to the size of the microstructures.

また、この場合、図1に示すプローブ30と光情報記録媒体11の間隔は入射光の波長より十分接近していることが必要である。さらにこの場合には図2に示すように作製した平面型プローブ27を浮上型ヘッドのように形成することにより、光情報記録媒体11と平面型プローブ27の微小開口部の間隔を一定且つ微小に保つことが可能になり、より微少な記録マークが形成できることにより超高密度記録が可能である。   In this case, the distance between the probe 30 and the optical information recording medium 11 shown in FIG. 1 needs to be sufficiently closer than the wavelength of the incident light. Further, in this case, the flat probe 27 manufactured as shown in FIG. 2 is formed like a floating head, so that the distance between the minute openings of the optical information recording medium 11 and the flat probe 27 is kept constant and minute. It is possible to maintain a high density recording by forming a finer recording mark.

光情報記録媒体11側の微細構造12は、屈折率の実部がある間隔で変化しているもの、あるいは虚部すなわち、吸収率がある間隔で変化している構造などでもよい。基板13としては、例えば化学強化ガラス(アルミノシリケート系ガラスなど)、石英ガラスなどがあり、その厚みは通常0.5〜1.5mm、好ましくは0.6〜1.2mmである。   The fine structure 12 on the optical information recording medium 11 side may be a structure in which the real part of the refractive index changes at a certain interval, or an imaginary part, that is, a structure in which the absorptance changes at a certain interval. Examples of the substrate 13 include chemically tempered glass (such as aluminosilicate glass) and quartz glass, and the thickness thereof is usually 0.5 to 1.5 mm, preferably 0.6 to 1.2 mm.

また、光情報記録媒体11側の微細構造12は、例えば以下に述べるような方法で作製可能である。
光情報記録媒体の作製方法の一例としては、図7に示すように、(a)平板状(方形状または円板状の平板)のガラス基板62の表面全面に高屈折率化できるイオンを注入し、(b)その表面にレジスト63により微細な凹凸を形成する工程と、(c)前記レジストを後退させながらガラス基板62をエッチングしてガラス基板表面に所定の凹凸を形成する工程と、(d)レジスト63を残したまま基板表面全体に少なくとも光記録層67と金属層65を有する積層構造、あるいは光記録層67と光吸収層66と金属層65を有する積層構造を形成する工程と、(e)前記レジスト63を除去するリフトオフの工程とを行うことにより、微細な積層構造を有する光情報記録媒体61を作製することができる。
Further, the fine structure 12 on the optical information recording medium 11 side can be produced by, for example, the method described below.
As an example of a method for producing an optical information recording medium, as shown in FIG. 7, (a) ions that can increase the refractive index are implanted on the entire surface of a flat (square or disc-shaped) flat glass substrate 62. (B) forming fine irregularities on the surface thereof with the resist 63; (c) etching the glass substrate 62 while retracting the resist to form predetermined irregularities on the surface of the glass substrate; d) forming a laminated structure having at least the optical recording layer 67 and the metal layer 65 on the entire surface of the substrate while leaving the resist 63, or a laminated structure having the optical recording layer 67, the light absorbing layer 66, and the metal layer 65; (E) By performing the lift-off process of removing the resist 63, the optical information recording medium 61 having a fine laminated structure can be manufactured.

より具体的に述べると、まず図7(a)に示すように、平板状のガラス基板62の表面全面にイオンを注入し、高屈折率層64を形成する。次に図7(b)に示すように、その表面にレジスト63により円柱形状の凹凸を形成した後、図7(c)に示すように、レジスト63を後退させながらガラス基板62の高屈折率層64をエッチングしてガラス基板表面に所定の微細構造の高屈折率層64の凹凸を形成する。さらに図7(d)に示すように、レジスト63を残した状態で、表面全体に光記録層67、熱反応層(光吸収層)66、金属層65を積層形成する。ここで金属層65の次ぎに熱反応層(光吸収層)66を形成することで図6に示した積層構造の微細構造を形成することができる。この状態で図7(e)に示すように、レジスト63を除去することにより、金属層65、熱反応層(光吸収層)66、光記録層67を有する積層構造の微細構造が形成された光情報記録媒体61を作製することができる。なお、上記の積層工程において、金属層65の上にさらに誘電体層を積層してもよく、また、光記録層67の下に熱反応層を設けてもよい。   More specifically, first, as shown in FIG. 7A, ions are implanted into the entire surface of the flat glass substrate 62 to form a high refractive index layer 64. Next, as shown in FIG. 7B, after forming cylindrical irregularities with a resist 63 on the surface thereof, as shown in FIG. 7C, the high refractive index of the glass substrate 62 while the resist 63 is retracted. The layer 64 is etched to form irregularities of the high refractive index layer 64 having a predetermined microstructure on the surface of the glass substrate. Further, as shown in FIG. 7D, an optical recording layer 67, a thermal reaction layer (light absorption layer) 66, and a metal layer 65 are laminated over the entire surface with the resist 63 remaining. Here, by forming a thermal reaction layer (light absorption layer) 66 next to the metal layer 65, the fine structure of the laminated structure shown in FIG. 6 can be formed. In this state, as shown in FIG. 7E, by removing the resist 63, a fine structure of a laminated structure including the metal layer 65, the thermal reaction layer (light absorption layer) 66, and the optical recording layer 67 is formed. The optical information recording medium 61 can be manufactured. In the above laminating step, a dielectric layer may be further laminated on the metal layer 65, and a thermal reaction layer may be provided below the optical recording layer 67.

また、光情報記録媒体の作製方法の別の例としては、図8に示すように、(a)平板状(方形状または円板状の平板)のガラス基板72の表面全面に高屈折率化できるイオンを注入し、(b)その表面にレジスト73により微細な凹凸を形成する工程と、(c)前記レジストを後退させながらガラス基板72をエッチングしてガラス基板表面に所定の凹凸を形成する工程と、レジスト73を除去する工程と、(d)レジストを除去した基板表面全体に少なくとも光記録層77と金属層75を有する積層構造、あるいは光記録層77と光吸収層76と金属層75を有する積層構造を形成する工程とを行うことにより、微細な積層構造を有する光情報記録媒体71を作製することができる。   As another example of a method for producing an optical information recording medium, as shown in FIG. 8, (a) a flat refractive index is increased over the entire surface of a flat (square or disc-shaped) glass substrate 72. (B) a step of forming fine irregularities on the surface thereof with a resist 73, and (c) etching the glass substrate 72 while retracting the resist to form predetermined irregularities on the surface of the glass substrate. A step, a step of removing the resist 73, and (d) a laminated structure having at least the optical recording layer 77 and the metal layer 75 on the entire substrate surface from which the resist is removed, or the optical recording layer 77, the light absorption layer 76, and the metal layer 75. The optical information recording medium 71 having a fine laminated structure can be manufactured by performing the step of forming a laminated structure having

より具体的に述べると、まず図8(a)に示すように、ガラス基板72の表面全面にイオンを注入し、高屈折率層74を形成する。次に図8(b)に示すように、その表面にレジスト73により円柱形状の凹凸を形成した後、図8(c)に示すように、レジスト73を後退させながらガラス基板72の高屈折率層74をエッチングしてガラス基板表面に所定の微細構造の高屈折率層74の凹凸を形成する。次にレジスト73を除去した後、図8(d)に示すように、基板表面全体に光記録層77と熱反応層(光吸収層)76と金属層75を積層形成する。ここで金属層75の次ぎに熱反応層(光吸収層)76を形成することで図6に示した積層構造の微細構造を形成することができる。また、図8(d)の光情報記録媒体71では表面に上記積層構造の突起が形成されるが、この状態から表面を研磨することで突起部分を除去すれば、図7(e)と同様な、表面が平面な光情報記録媒体を作製することができる。なお、上記の積層工程において、金属層65の上にさらに誘電体層を積層してもよく、また、光記録層67の下に熱反応層を設けてもよい。   More specifically, first, as shown in FIG. 8A, ions are implanted into the entire surface of the glass substrate 72 to form a high refractive index layer 74. Next, as shown in FIG. 8B, after forming cylindrical irregularities with a resist 73 on the surface thereof, the high refractive index of the glass substrate 72 while the resist 73 is retracted as shown in FIG. 8C. The layer 74 is etched to form irregularities of the high refractive index layer 74 having a predetermined microstructure on the surface of the glass substrate. Next, after removing the resist 73, as shown in FIG. 8D, an optical recording layer 77, a thermal reaction layer (light absorption layer) 76, and a metal layer 75 are laminated over the entire substrate surface. Here, by forming the thermal reaction layer (light absorption layer) 76 next to the metal layer 75, the fine structure of the laminated structure shown in FIG. 6 can be formed. Further, in the optical information recording medium 71 of FIG. 8D, the protrusions of the above-mentioned laminated structure are formed on the surface. If the protrusions are removed by polishing the surface from this state, the same as FIG. 7E. In addition, an optical information recording medium having a flat surface can be produced. In the above laminating step, a dielectric layer may be further laminated on the metal layer 65, and a thermal reaction layer may be provided below the optical recording layer 67.

以上の図7、図8に示した作製方法では、ガラス基板62,72に高屈折率層64,74を形成しているが、高屈折率層64,74を形成することなく、基板62,72に直接フォトリソグラフィーを行い、ガラス基板そのものをエッチングした後、図7(b)〜(e)、または図8(b)〜(d)の工程を行うことにより、同様の微細構造を有した光情報記録媒体を作製することが可能である。   In the manufacturing method shown in FIGS. 7 and 8, the high refractive index layers 64 and 74 are formed on the glass substrates 62 and 72. However, without forming the high refractive index layers 64 and 74, the substrate 62, After performing photolithography directly on 72 and etching the glass substrate itself, the same fine structure was obtained by performing the steps of FIGS. 7B to 7E or FIGS. 8B to 8D. An optical information recording medium can be manufactured.

すなわち、その場合の作製方法の一例としては、図7において、ガラス基板62へのイオン注入を行わずに、直接平板状のガラス基板62の表面にレジスト63により微細な凹凸を形成する工程と、前記レジスト63を後退させながらガラス基板62をエッチングしてガラス基板表面に所定の凹凸を形成する工程と、レジスト63を残したまま基板表面全体に少なくとも光記録層67と金属層65を有する積層構造、あるいは光記録層67と光吸収層(熱反応層)66と金属層65を有する積層構造を形成する工程と、前記レジスト63を除去するリフトオフの工程とを行うことにより、図7と同様の積層構造を作製することができる。   That is, as an example of the manufacturing method in that case, in FIG. 7, a process of forming fine irregularities directly on the surface of the flat glass substrate 62 with the resist 63 without performing ion implantation into the glass substrate 62, Etching the glass substrate 62 while retracting the resist 63 to form predetermined irregularities on the glass substrate surface, and a laminated structure having at least the optical recording layer 67 and the metal layer 65 on the entire substrate surface while leaving the resist 63 left. Alternatively, a step of forming a laminated structure including the optical recording layer 67, a light absorption layer (thermal reaction layer) 66, and a metal layer 65 and a lift-off step of removing the resist 63 are performed, thereby performing the same process as in FIG. A laminated structure can be produced.

また、別の例としては、図8において、ガラス基板72へのイオン注入を行わずに、直接平板状のガラス基板72の表面にレジスト73により微細な凹凸を形成する工程と、前記レジスト73を後退させながらガラス基板72をエッチングしてガラス基板表面に所定の凹凸を形成する工程と、前記レジスト73を除去する工程と、基板表面全体に少なくとも光記録層77と金属層75を有する積層構造、あるいは光記録層77と光吸収層(熱反応層)76と金属層75を有する積層構造を形成する工程とを行うことにより、図8と同様の積層構造を作製することができる。   As another example, in FIG. 8, a process of forming fine irregularities with a resist 73 directly on the surface of the flat glass substrate 72 without performing ion implantation into the glass substrate 72 and the resist 73. Etching the glass substrate 72 while being retracted to form predetermined irregularities on the surface of the glass substrate; removing the resist 73; and a laminated structure having at least the optical recording layer 77 and the metal layer 75 on the entire substrate surface; Alternatively, by performing a step of forming a laminated structure including the optical recording layer 77, the light absorbing layer (thermal reaction layer) 76, and the metal layer 75, a laminated structure similar to FIG.

以上に述べた作製方法に用いるガラス基板としては、例えば化学強化ガラス(アルミノシリケート系ガラスなど)、石英ガラスなどがあり、その厚みは通常0.5〜1.5mm、好ましくは0.6〜1.2mmである。不純物としては、ナトリウム、カリウム、リチウム、マグネシウム、タリウムなどが挙げられるが、特に分極率の大きいイオンもしくは分極能力の大きいイオンが良い。前者としては、Tl(タリウム)が良い。後者としては、Li(リチウム)が良い。さらに、基板表面に、選択的にイオン注入するには、イオン半径が大きい前者のTlが良い。イオンの注入は例えばイオン注入法、イオン交換法、エレクトロフロート法などがあるが、特にイオン注入法が好ましい。この場合、注入するイオン濃度を大きくすることにより、屈折率も大きくなる。したがって、凸部の屈折率は、注入するイオンの種類やその注入ドープ量を変えることで、簡単に変えることができる。   Examples of the glass substrate used in the manufacturing method described above include chemically tempered glass (such as aluminosilicate glass) and quartz glass, and the thickness thereof is usually 0.5 to 1.5 mm, preferably 0.6 to 1. .2 mm. Examples of the impurity include sodium, potassium, lithium, magnesium, thallium, and the like, and ions having a high polarizability or ions having a high polarization ability are particularly preferable. As the former, Tl (thallium) is preferable. As the latter, Li (lithium) is preferable. Further, in order to selectively implant ions into the substrate surface, the former Tl having a large ion radius is preferable. Examples of the ion implantation include an ion implantation method, an ion exchange method, and an electro float method, and the ion implantation method is particularly preferable. In this case, the refractive index is increased by increasing the ion concentration to be implanted. Therefore, the refractive index of the convex portion can be easily changed by changing the type of ions to be implanted and the amount of implanted dope.

また、上記した屈折率を高めるために導入する物質としては種々のものがあるが、例えばイオン交換法の場合では、イオン交換を効率よく行うために高温ガラス中での移動度が十分大きくなければならないこと及びガラス中に多量にドープしてもその性質を損なわないことなどの条件から1価イオンが選択される。さらに、光プローブ(例えば、光ファイバープローブや平面プローブ)の性能を高めるためには、なるべく屈折率を高める効果を持ったイオンが望まれる。このことを考慮するとタリウムイオン(Tl+)やセシウムイオン(Cs+)が適当である。タリウムイオン(Tl+)は、外殻電子配列が非希ガラス型(18+2)構造であり、高温ガラス中で拡散し易くしかもガラス編目修飾イオンとして多量にガラスに添加することができ、かつ大きな屈折率変化を得ることができる。金属層65の形成は、金属蒸着、スパッタリング、メッキ、電着など任意の方法を採用することができる。金属としては、アルミニウム(Al)、金(Au)、銀(Ag)、白金(Pt)、銅(Cu)などがあるが、特に酸化性の低いものが好ましい。   In addition, there are various substances introduced to increase the refractive index described above. For example, in the case of the ion exchange method, the mobility in the high-temperature glass must be sufficiently high in order to perform ion exchange efficiently. Monovalent ions are selected based on such conditions as not to be necessary and that the properties are not impaired even if the glass is doped in a large amount. Furthermore, in order to improve the performance of an optical probe (for example, an optical fiber probe or a planar probe), ions having an effect of increasing the refractive index as much as possible are desired. Considering this, thallium ions (Tl +) and cesium ions (Cs +) are appropriate. The thallium ion (Tl +) has a non-rare glass type (18 + 2) structure in the outer shell electron arrangement, is easily diffused in high-temperature glass, and can be added to the glass in a large amount as a glass stitch modifying ion, and has a large refractive index. Change can be obtained. The metal layer 65 can be formed by any method such as metal vapor deposition, sputtering, plating, and electrodeposition. Examples of the metal include aluminum (Al), gold (Au), silver (Ag), platinum (Pt), copper (Cu), etc., but those having low oxidizability are particularly preferable.

また、上記以外にも、図7や図8の高屈折率層64,74の代わりに、コバルト酸化物系ナノガラス薄膜を形成しても良い。すなわち、コバルト酸化物(例えばCo)の薄膜を通常良く用いられる高周波スパッタリング法により室温で形成することにより、ガラス基板62上に、Co薄膜を形成することが可能である。
そして、この場合の光情報記録媒体の作製方法の一例としては、図7において、ガラス基板62へのイオン注入の代わりに、ガラス基板62の表面全面にコバルト酸化物系ナノガラス薄膜をスパッタリング法により形成した後、その表面にレジスト63により微細な凹凸を形成する工程と、前記レジスト63を後退させながらガラス基板62のコバルト酸化物系ナノガラス薄膜をエッチングしてガラス基板表面に所定の凹凸を形成する工程と、レジスト63を残したまま基板表面全体に少なくとも光記録層67と金属層65を有する積層構造、あるいは光記録層67と光吸収層(熱反応層)66と金属層65を有する積層構造を形成する工程と、前記レジスト63を除去するリフトオフの工程とを行うことにより、図7と同様の積層構造を作製することができる。
In addition to the above, a cobalt oxide nanoglass thin film may be formed in place of the high refractive index layers 64 and 74 shown in FIGS. That is, it is possible to form a Co 3 O 4 thin film on the glass substrate 62 by forming a thin film of cobalt oxide (eg, Co 3 O 4 ) at room temperature by a commonly used high frequency sputtering method.
As an example of a method for producing the optical information recording medium in this case, in FIG. 7, instead of ion implantation into the glass substrate 62, a cobalt oxide nanoglass thin film is formed on the entire surface of the glass substrate 62 by sputtering. After that, a step of forming fine irregularities with the resist 63 on the surface, and a step of forming predetermined irregularities on the glass substrate surface by etching the cobalt oxide nanoglass thin film of the glass substrate 62 while retracting the resist 63 And a laminated structure having at least the optical recording layer 67 and the metal layer 65 on the entire substrate surface while leaving the resist 63, or a laminated structure having the optical recording layer 67, the light absorbing layer (thermal reaction layer) 66, and the metal layer 65. By performing the forming step and the lift-off step of removing the resist 63, a stacked structure similar to that shown in FIG. It can be.

また、作製方法の別の例としては、図8において、ガラス基板72へのイオン注入の代わりに、ガラス基板72の表面全面にコバルト酸化物系ナノガラス薄膜をスパッタリング法により形成した後、その表面にレジスト73により微細な凹凸を形成する工程と、前記レジスト73を後退させながらガラス基板のコバルト酸化物系ナノガラス薄膜をエッチングしてガラス基板表面に所定の凹凸を形成する工程と、前記レジスト73を除去する工程と、基板表面全体に少なくとも光記録層77と金属層75を有する積層構造、あるいは光記録層77と光吸収層(熱反応層)76と金属層75を有する積層構造を形成する工程とを行うことにより、図8と同様の積層構造を作製することができる。   As another example of the manufacturing method, in FIG. 8, instead of ion implantation into the glass substrate 72, a cobalt oxide nanoglass thin film is formed on the entire surface of the glass substrate 72 by a sputtering method, and then on the surface. A step of forming fine irregularities with the resist 73, a step of etching the cobalt oxide nanoglass thin film on the glass substrate while retracting the resist 73 to form predetermined irregularities on the glass substrate surface, and removing the resist 73 And a step of forming a laminated structure having at least the optical recording layer 77 and the metal layer 75 or a laminated structure having the optical recording layer 77, the light absorbing layer (thermal reaction layer) 76, and the metal layer 75 on the entire substrate surface. By performing the above, a stacked structure similar to that shown in FIG. 8 can be manufactured.

本発明の光情報記録媒体は、微細構造が、上記のいずれかの作製方法で作製されるので、高効率でかつ安定に大容量の情報を記録、再生することができる光情報記録媒体を安定かつ安価に提供することができる。
そして、本発明の光学情報処理装置では、以上に説明した積層構造の微細構造12を有する光情報記録媒体11を用い、図1〜3に示すような、波長以下の大きさの微小開口30aを備えたプローブ30で光情報記録媒体11の微細構造12に対して近接場光を発生させ、情報の記録または再生を行うので、高効率かつ安定に大容量の情報を記録、再生することができる。
Since the optical information recording medium of the present invention has a fine structure produced by any one of the above production methods, the optical information recording medium capable of stably recording and reproducing a large amount of information with high efficiency can be stably produced. And it can be provided at low cost.
In the optical information processing apparatus of the present invention, the optical information recording medium 11 having the microstructure 12 having the laminated structure described above is used, and a minute aperture 30a having a size equal to or smaller than the wavelength as shown in FIGS. Since the probe 30 provided generates near-field light to the fine structure 12 of the optical information recording medium 11 to record or reproduce information, it is possible to record and reproduce large-capacity information with high efficiency and stability. .

また、本発明では、図2または図3に示すように、光情報記録媒体11に近接して保持した平面型プローブ27より発生する近接場光により所望の情報を光情報記録媒体11に対して記録または再生する光学情報処理装置において、所定波長のレーザービームを出射する光源21と、光源21からのレーザービームを対物レンズ26に導き、対物レンズ26を介してレーザービームを平面型プローブ27に照射する照明光学系22,23と、平面型プローブ27からの光を受光する検出光学系24,25を有するので、高効率かつ安定に平面型プローブ27にレーザービームを結合することができ、記録媒体11に対して情報を高効率かつ安定に記録、再生することができる。   Further, in the present invention, as shown in FIG. 2 or FIG. 3, desired information is transmitted to the optical information recording medium 11 by the near-field light generated by the flat probe 27 held in proximity to the optical information recording medium 11. In an optical information processing apparatus for recording or reproducing, a light source 21 that emits a laser beam of a predetermined wavelength, a laser beam from the light source 21 is guided to an objective lens 26, and the planar probe 27 is irradiated with the laser beam via the objective lens 26. The illumination optical systems 22 and 23 and the detection optical systems 24 and 25 that receive the light from the planar probe 27, so that the laser beam can be coupled to the planar probe 27 with high efficiency and stability. 11 can be recorded and reproduced with high efficiency and stability.

なお、図2、図3中に示した光源である半導体レーザー(レーザーダイオード:LD)21は直線偏光であることが好ましい。直線偏光を得るには偏光板を挿入すればよいが、半導体レーザー(LD)などはそれ自体が直線偏光を持っているので、そのまま、または偏光板と組合せて容易に発生させることができる。また、平面型プローブ27のプローブ部30の微小開口の上部に1/4波長板と偏光ビームスプリッタを配置し、入射光と信号光の偏波面を90度回転させることにより、信号光をより高いSN比で検出することが可能である。また、この場合は半導体レーザー21への戻り光を抑制することが可能であり、レーザーの発振状態を良好に保つことが可能であり、良好な記録マークの形成を行うことができ、かつ再生信号を安定に検出することができる。   The semiconductor laser (laser diode: LD) 21 that is the light source shown in FIGS. 2 and 3 is preferably linearly polarized light. In order to obtain linearly polarized light, a polarizing plate may be inserted. However, since a semiconductor laser (LD) or the like has linearly polarized light itself, it can be easily generated as it is or in combination with a polarizing plate. Further, by arranging a quarter wavelength plate and a polarization beam splitter above the minute opening of the probe portion 30 of the flat probe 27 and rotating the polarization planes of incident light and signal light by 90 degrees, the signal light is made higher. It is possible to detect by the S / N ratio. In this case, the return light to the semiconductor laser 21 can be suppressed, the laser oscillation state can be kept good, a good recording mark can be formed, and the reproduction signal can be formed. Can be detected stably.

また、光情報記録媒体11の最表面は、近接場光用の平面型プローブ27を波長以下の距離に近づけて高速に走引するため、記録媒体11の記録層(金属層、熱反応層、光記録層などからなる積層構造層)の磨耗を防ぐための保護層が必要である。近接場光はプローブ30からの染み出しが波長以下であるため、記録層までの距離をできるだけ近づけるために、保護層としては、厚みが薄く、光の吸収がほとんどない材料が望ましい。本実施例では上記の条件を満足する材料の一つとしてダイアモンドライクカーボンを用いた。この保護層の形成はスパッタリングやイオンビームスパッタリング、あるいはCVD法などの成膜装置で可能である。より具体的には、本実施例では記録媒体最表面の保護層としてダイヤモンドライクカーボンをCVD法により作製した。
また、保護層の別の例としては、窒化シリコン(SiN)を使用することも可能である。このSiN保護層もスパッタリングやイオンビームスパッタリング、あるいはCVD法などの成膜装置で形成することが可能である。
In addition, the outermost surface of the optical information recording medium 11 is moved at a high speed by moving the planar probe 27 for near-field light to a distance equal to or shorter than the wavelength, so that the recording layer (metal layer, thermal reaction layer, A protective layer is necessary to prevent wear of the laminated structure layer comprising an optical recording layer. Since the near-field light oozes out from the probe 30 at a wavelength or less, in order to make the distance to the recording layer as close as possible, the protective layer is preferably made of a material that is thin and hardly absorbs light. In this example, diamond-like carbon was used as one of the materials satisfying the above conditions. This protective layer can be formed by a film forming apparatus such as sputtering, ion beam sputtering, or CVD. More specifically, in this example, diamond-like carbon was produced by CVD as a protective layer on the outermost surface of the recording medium.
As another example of the protective layer, silicon nitride (SiN) can be used. This SiN protective layer can also be formed by a film forming apparatus such as sputtering, ion beam sputtering, or CVD.

本発明の光学情報処理装置に用いられる、近接場光を発生させる平面型プローブ27としては、突起状のプローブ30を一次元あるいは二次元にアレイ配列した平面型プローブアレイを利用することもできる。この平面型プローブアレイの作製方法の一例を図9に示す。
まず、同図(a)に示すように、透明な基板(石英基板)82に高屈折率材料として窒化シリコン(SiN)膜86を形成する。この窒化シリコン膜はSiHとNHを700〜1100度の高温下で熱反応させる高温熱CVD法で成膜することができる。この窒化シリコン膜の膜厚は2μm以上であることが望ましい。ここでは高屈折率材料として窒化シリコン膜を挙げたが、他の高屈折率材料でも何ら問題無い。例えば、石英ガラス上にSiOをスパッタリング(基板表面から1μm程度)した後、N原子あるいはC原子の侵入層を作製する。C原子の場合は、CHをソースガスとするイオン注入法により石英ガラスへイオン注入し、また、N原子の場合は、SiHとNOを原料とする熱分解CVD法によってSiOを成膜することにより高屈折率層を形成することができる。
As the planar probe 27 for generating near-field light used in the optical information processing apparatus of the present invention, a planar probe array in which protruding probes 30 are arrayed one-dimensionally or two-dimensionally can also be used. An example of a method for producing this planar probe array is shown in FIG.
First, a silicon nitride (SiN) film 86 is formed as a high refractive index material on a transparent substrate (quartz substrate) 82 as shown in FIG. This silicon nitride film can be formed by a high temperature thermal CVD method in which SiH 4 and NH 3 are thermally reacted at a high temperature of 700 to 1100 degrees. The thickness of this silicon nitride film is desirably 2 μm or more. Here, a silicon nitride film is used as the high refractive index material, but there is no problem with other high refractive index materials. For example, after sputtering SiO 2 on quartz glass (about 1 μm from the substrate surface), an intrusion layer of N atoms or C atoms is produced. In the case of C atoms, ions are implanted into quartz glass by an ion implantation method using CH 4 as a source gas. In the case of N atoms, SiO 2 is deposited by a thermal decomposition CVD method using SiH 4 and N 2 O as raw materials. A high refractive index layer can be formed by forming a film.

この高屈折率層は上記の方法以外にも、他のCVD、真空蒸着、スパッタリング等や熱拡散法によっても形成できる。また、SOI基板と呼ばれる、シリコン単結晶基板に酸化シリコンのバッファー層が形成されている基板を使用し、上記SOI基板とガラス基板に電極を設け約300度程度の温度雰囲気中で適当な電圧を印加することによりSOI基板とガラス基板を接合することにより、石英基板上に高屈折率材料を形成することができる。別の方法としては、接合する石英基板表面を十分に洗浄し、SOI基板の活性シリコン層を張り合わせ、窒素雰囲気中で900℃以上で熱処理することにより接合することが可能である。また、接合する石英基板とSOI基板の接合面を鏡面研磨してRCA洗浄し、1×10−9Torr以下の真空度のチャンバー内でアルゴン(Ar)のFAB(Fast Atom Beam)を300sec程度同時に照射し、10MPaの圧力で圧着することにより接合する。 This high refractive index layer can be formed not only by the above method but also by other CVD, vacuum deposition, sputtering or the like or a thermal diffusion method. Also, a substrate called a SOI substrate in which a silicon oxide buffer layer is formed on a silicon single crystal substrate is used, and electrodes are provided on the SOI substrate and the glass substrate, and an appropriate voltage is applied in a temperature atmosphere of about 300 degrees. A high refractive index material can be formed on the quartz substrate by bonding the SOI substrate and the glass substrate by application. As another method, the surfaces of the quartz substrates to be bonded can be sufficiently cleaned, the active silicon layers of the SOI substrate can be bonded together, and bonded by heat treatment at 900 ° C. or higher in a nitrogen atmosphere. Also, the bonded surfaces of the quartz substrate and the SOI substrate to be bonded are mirror-polished and cleaned by RCA, and argon (Ar) FAB (Fast Atom Beam) is simultaneously applied for about 300 seconds in a vacuum chamber of 1 × 10 −9 Torr or less. Irradiation and bonding are performed by pressure bonding at a pressure of 10 MPa.

この石英基板82上に窒化シリコン膜86を成膜した基板に、図9(b)に示すように、半導体プロセスのフォトリソグラフ技術を用いて円柱状のレジストパターン83を形成する。この円柱状のレジストパターン83は、シリコンの突起を形成する領域に作製される。次に図9(c)に示すように、このレジストパターン83をマスクとして窒化シリコン膜86をドライエッチングにより除去する。このエッチング時に、石英基板82をストッパー層とすることで、図9(d)に示すように、光学的に透明な石英基板82上に高屈折率材料の突起からなる近接場光用のプローブ85を複数個、アレイ状に形成することができる。また、エッチング時間を調節することにより、石英基板82上にレジストパターン83が無い領域の窒化シリコン膜86を基板上に残して、石英基板82上に高屈折率材料の突起からなる近接場光用のプローブ85を複数個、アレイ状に形成することができる。この後、図9(e)に示すように、基板82の表面にスパッタ等で反射防止膜84をコーティングし、さらに、図9(f)に示すように、基板82の裏面にもスパッタ等で反射防止膜87をコーティングすることにより、複数の突起状のプローブ85からなるプローブアレイを有する平面型プローブを形成することができる。   As shown in FIG. 9B, a cylindrical resist pattern 83 is formed on a substrate in which a silicon nitride film 86 is formed on the quartz substrate 82 by using a photolithography technique of a semiconductor process. This cylindrical resist pattern 83 is formed in a region where a silicon protrusion is formed. Next, as shown in FIG. 9C, the silicon nitride film 86 is removed by dry etching using the resist pattern 83 as a mask. When this etching is performed, the quartz substrate 82 is used as a stopper layer, and as shown in FIG. 9D, the near-field light probe 85 made of a protrusion of a high refractive index material on the optically transparent quartz substrate 82. Can be formed in an array. Further, by adjusting the etching time, the silicon nitride film 86 in the region where the resist pattern 83 does not exist on the quartz substrate 82 is left on the substrate, and the near-field light made of a high refractive index material protrusion is formed on the quartz substrate 82. A plurality of probes 85 can be formed in an array. Thereafter, as shown in FIG. 9E, the surface of the substrate 82 is coated with an antireflection film 84 by sputtering or the like, and further, as shown in FIG. By coating the antireflection film 87, a planar probe having a probe array composed of a plurality of protruding probes 85 can be formed.

ここでドライエッチングの条件を変化させることにより、形成された窒化シリコン突起の形状を変化させることができる。ドライエッチングは、平行平板型のRIE(Reactive Ion Etching)装置を用いた。ここでガス種、処理圧力、RFパワーを最適条件に変化させることで各種形状の窒化シリコン突起が形成できる。このエッチング時に透明基板82をストッピングレイヤーとすることで、透明基板上に円柱もしくは円錐形のシリコン突起から成る近接場光プローブを形成することができる。   Here, by changing the dry etching conditions, the shape of the formed silicon nitride protrusion can be changed. For the dry etching, a parallel plate type RIE (Reactive Ion Etching) apparatus was used. Here, various types of silicon nitride protrusions can be formed by changing the gas type, processing pressure, and RF power to optimum conditions. By using the transparent substrate 82 as a stopping layer during this etching, a near-field optical probe made of a cylindrical or conical silicon protrusion can be formed on the transparent substrate.

ところで図2、図3に示す平面型プローブ27のレーザー光が入射する上面側には、例えば図9(f)に示したような反射防止膜87が形成されている。この反射防止膜87を形成した場合には、反射防止膜がない場合に比べ、反射率を低減することができる。例えば、MgFの反射防止膜を140nm形成した場合、反射率は4%から1.4%に軽減することができる。反射防止膜87を形成する単層の薄膜としてはMgF以外にも、SiO、CeFなども使用可能である。したがって、反射率が低下した分、近接場光を効率良く発生することができるため、高効率かつ高速に信号を検出することが可能になる。 By the way, an antireflection film 87 as shown in FIG. 9F, for example, is formed on the upper surface side of the planar probe 27 shown in FIGS. When this antireflection film 87 is formed, the reflectance can be reduced as compared with the case where there is no antireflection film. For example, when an MgF 2 antireflection film is formed to 140 nm, the reflectance can be reduced from 4% to 1.4%. In addition to MgF 2 , SiO, CeF 3 or the like can be used as a single-layer thin film for forming the antireflection film 87. Accordingly, the near-field light can be efficiently generated as much as the reflectivity is reduced, so that signals can be detected with high efficiency and high speed.

また、反射防止膜87を単層膜から多層膜にすることで、単層膜の場合より、広い波長域で低い反射率を得ることが可能になる。例えば入射波長より十分小さい開口を備えた平面型プローブに、MgFからなる膜厚140nmの第1の誘電体膜を形成し、その上に第2の誘電体膜として、CeOからなる厚さが96nmの薄膜を形成し、さらにその上に第3の誘電体膜として、厚さが108nmのSiOからなる薄膜を形成して多層膜を構成した場合には、反射率をほぼ0にすることが可能であり、平面型プローブに無反射コーティングを施すことができる。そして、このように無反射コーティングを施すことにより、より高効率かつ安定に平面型プローブ27にレーザービームを結合することができ、記録媒体11に対して情報を高効率かつ安定に記録、再生することができる。 Also, by changing the antireflection film 87 from a single layer film to a multilayer film, it is possible to obtain a lower reflectance in a wider wavelength region than in the case of a single layer film. For example, a first dielectric film made of MgF 2 having a thickness of 140 nm is formed on a planar probe having an aperture sufficiently smaller than the incident wavelength, and a thickness of CeO 2 is formed thereon as a second dielectric film. When a thin film of 96 nm is formed and a thin film made of SiO having a thickness of 108 nm is further formed thereon as a third dielectric film, a multilayer film is formed. And a non-reflective coating can be applied to the planar probe. By applying the non-reflective coating in this manner, the laser beam can be coupled to the planar probe 27 more efficiently and stably, and information can be recorded and reproduced on the recording medium 11 with high efficiency and stability. be able to.

なお、上記の無反射コーティング膜の厚さは、100nm以上であればよく、十分な機械的強度を持ち安定であるため、高効率かつ安定に平面型プローブにレーザービームを結合することができ、微小な案内溝に正確にトラッキング可能であり、記録媒体に対して情報を高効率かつ安定に記録、再生することができる。   The thickness of the antireflective coating film may be 100 nm or more, and has a sufficient mechanical strength and is stable, so that a laser beam can be coupled to a planar probe with high efficiency and stability. It can be accurately tracked in a minute guide groove, and information can be recorded and reproduced with high efficiency and stability on a recording medium.

本発明に係る光情報記録媒体の微細構造と、近接場光を用いるプローブの概要を示す概略要部斜視図である。1 is a schematic perspective view of a main part showing an outline of a fine structure of an optical information recording medium according to the present invention and a probe using near field light. 本発明の一実施例を示す光学情報処理装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the optical information processing apparatus which shows one Example of this invention. 本発明の別の実施例を示す光学情報処理装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the optical information processing apparatus which shows another Example of this invention. 図1に示す光情報記録媒体の微細構造の一例を示す概略要部斜視図である。It is a schematic principal part perspective view which shows an example of the fine structure of the optical information recording medium shown in FIG. 光情報記録媒体の微細構造に誘電体層がある場合と無い場合の微細構造中の近接場光の強度分布を示す図である。It is a figure which shows intensity distribution of the near field light in a fine structure with and without a dielectric layer in the fine structure of an optical information recording medium. 図1に示す光情報記録媒体の微細構造の別の例を示す概略要部斜視図である。It is a schematic principal part perspective view which shows another example of the fine structure of the optical information recording medium shown in FIG. 光情報記録媒体の微細構造の作製工程の一例を示す工程説明図である。It is process explanatory drawing which shows an example of the manufacturing process of the fine structure of an optical information recording medium. 光情報記録媒体の微細構造の作製工程の別の例を示す工程説明図である。It is process explanatory drawing which shows another example of the manufacturing process of the fine structure of an optical information recording medium. 平面型プローブアレイの作製方法の一例を示す工程説明図である。It is process explanatory drawing which shows an example of the preparation methods of a planar probe array.

符号の説明Explanation of symbols

11:光情報記録媒体
12:微細構造
13:平面状基板
21:半導体レーザー(LD)
22:コリメータレンズ
23:ビームスプリッタ
24:結像レンズ
25:光検出器
26:対物レンズ
27:平面型プローブ
28:ホルダー
29:平面基板
30:突起形状のプローブ
30a:微小開口
11: Optical information recording medium 12: Fine structure 13: Planar substrate 21: Semiconductor laser (LD)
22: Collimator lens 23: Beam splitter 24: Imaging lens 25: Optical detector 26: Objective lens 27: Planar probe 28: Holder 29: Planar substrate 30: Projection-shaped probe 30a: Microscopic aperture

Claims (23)

平板状の基板と、該基板上に形成された記録光の波長以下の大きさの微細構造を備え、波長以下の大きさの微小開口を備えたプローブで前記微細構造に情報が記録される光情報記録媒体において、
前記微細構造は、少なくとも光記録層と金属層を有する積層構造からなることを特徴とする光情報記録媒体。
Light in which information is recorded on the fine structure by a probe having a flat substrate and a fine structure having a size less than or equal to the wavelength of the recording light formed on the substrate and having a minute aperture having a size less than or equal to the wavelength In an information recording medium,
2. The optical information recording medium according to claim 1, wherein the microstructure has a laminated structure having at least an optical recording layer and a metal layer.
平板状の基板と、該基板上に形成された記録光の波長以下の大きさの微細構造を備え、波長以下の大きさの微小開口を備えたプローブで前記微細構造に情報が記録される光情報記録媒体において、
前記微細構造は、少なくとも光記録層と光吸収層と金属層を有する積層構造からなることを特徴とする光情報記録媒体。
Light in which information is recorded on the fine structure by a probe having a flat substrate and a fine structure having a size less than or equal to the wavelength of the recording light formed on the substrate and having a minute aperture having a size less than or equal to the wavelength In an information recording medium,
2. The optical information recording medium according to claim 1, wherein the microstructure has a laminated structure including at least an optical recording layer, a light absorption layer, and a metal layer.
請求項1または2記載の光情報記録媒体において、
前記微細構造は、前記金属層上に誘電体層を有することを特徴とする光情報記録媒体。
The optical information recording medium according to claim 1 or 2,
2. The optical information recording medium according to claim 1, wherein the microstructure has a dielectric layer on the metal layer.
請求項3記載の光情報記録媒体において、
前記誘電体層がZnSSiOからなることを特徴とする光情報記録媒体。
The optical information recording medium according to claim 3.
The optical information recording medium in which the dielectric layer is characterized by comprising the ZnSSiO 2.
請求項3または4記載の光情報記録媒体において、
前記誘電体層の厚みが、前記微細構造の大きさよりも薄いことを特徴とする光情報記録媒体。
The optical information recording medium according to claim 3 or 4,
An optical information recording medium, wherein a thickness of the dielectric layer is thinner than a size of the fine structure.
請求項1〜5のいずれか一つに記載の光情報記録媒体において、
前記微細構造の最表面に保護層を有することを特徴とする光情報記録媒体。
In the optical information recording medium according to any one of claims 1 to 5,
An optical information recording medium comprising a protective layer on the outermost surface of the fine structure.
請求項1〜6のいずれか一つに記載の光情報記録媒体において、
前記金属層が金(Au)、銀(Ag)、アルミニウム(Al)、白金(Pt)、銅(Cu)のいずれかの金属からなることを特徴とする光情報記録媒体。
In the optical information recording medium according to any one of claims 1 to 6,
An optical information recording medium, wherein the metal layer is made of any one of gold (Au), silver (Ag), aluminum (Al), platinum (Pt), and copper (Cu).
請求項1〜7のいずれか一つに記載の光情報記録媒体において、
前記基板上に形成された微細構造の大きさは、波長以下の大きさの微小開口を備えたプローブの開口寸法と等しいことを特徴とする光情報記録媒体。
In the optical information recording medium according to any one of claims 1 to 7,
An optical information recording medium characterized in that the size of the fine structure formed on the substrate is equal to the aperture size of a probe having a micro aperture having a size equal to or smaller than the wavelength.
請求項1〜8のいずれか一つに記載の光情報記録媒体において、
前記基板表面が、光の波長よりも小さい凹凸を有していることを特徴とする光情報記録媒体。
In the optical information recording medium according to any one of claims 1 to 8,
The optical information recording medium, wherein the substrate surface has irregularities smaller than the wavelength of light.
平板状の基板上に、記録光の波長以下の大きさの微細構造を備えた光情報記録媒体の作製方法であって、
平板状のガラス基板の表面全面に高屈折率化できるイオンを注入し、その表面にレジストにより微細な凹凸を形成する工程と、
前記レジストを後退させながらガラス基板をエッチングしてガラス基板表面に所定の凹凸を形成する工程と、
レジストを残したまま基板表面全体に少なくとも光記録層と金属層を有する積層構造、あるいは光記録層と光吸収層と金属層を有する積層構造を形成する工程と、
前記レジストを除去するリフトオフの工程と、
を有することを特徴とする光情報記録媒体の作製方法。
A method for producing an optical information recording medium having a fine structure having a size equal to or smaller than the wavelength of recording light on a flat substrate,
Implanting ions capable of increasing the refractive index over the entire surface of the flat glass substrate, and forming fine irregularities with a resist on the surface;
Etching the glass substrate while retreating the resist to form predetermined irregularities on the glass substrate surface;
Forming a laminated structure having at least an optical recording layer and a metal layer over the entire substrate surface while leaving the resist, or forming a laminated structure having an optical recording layer, a light absorbing layer, and a metal layer;
A lift-off step of removing the resist;
A method for producing an optical information recording medium, comprising:
平板状の基板上に、記録光の波長以下の大きさの微細構造を備えた光情報記録媒体の作製方法であって、
平板状のガラス基板の表面全面に高屈折率化できるイオンを注入し、その表面にレジストにより微細な凹凸を形成する工程と、
前記レジストを後退させながらガラス基板をエッチングしてガラス基板表面に所定の凹凸を形成する工程と、
前記レジストを除去する工程と、
基板表面全体に少なくとも光記録層と金属層を有する積層構造、あるいは光記録層と光吸収層と金属層を有する積層構造を形成する工程と、
を有することを特徴とする光情報記録媒体の作製方法。
A method for producing an optical information recording medium having a fine structure having a size equal to or smaller than the wavelength of recording light on a flat substrate,
Implanting ions capable of increasing the refractive index over the entire surface of the flat glass substrate, and forming fine irregularities with a resist on the surface;
Etching the glass substrate while retreating the resist to form predetermined irregularities on the glass substrate surface;
Removing the resist;
Forming a laminated structure having at least an optical recording layer and a metal layer over the entire surface of the substrate, or a laminated structure having an optical recording layer, a light absorbing layer, and a metal layer;
A method for producing an optical information recording medium, comprising:
平板状の基板上に、記録光の波長以下の大きさの微細構造を備えた光情報記録媒体の作製方法であって、
平板状のガラス基板の表面にレジストにより微細な凹凸を形成する工程と、
前記レジストを後退させながらガラス基板をエッチングしてガラス基板表面に所定の凹凸を形成する工程と、
レジストを残したまま基板表面全体に少なくとも光記録層と金属層を有する積層構造、あるいは光記録層と光吸収層と金属層を有する積層構造を形成する工程と、
前記レジストを除去するリフトオフの工程と、
を有することを特徴とする光情報記録媒体の作製方法。
A method for producing an optical information recording medium having a fine structure having a size equal to or smaller than the wavelength of recording light on a flat substrate,
Forming fine irregularities with a resist on the surface of a flat glass substrate;
Etching the glass substrate while retreating the resist to form predetermined irregularities on the glass substrate surface;
Forming a laminated structure having at least an optical recording layer and a metal layer over the entire substrate surface while leaving the resist, or forming a laminated structure having an optical recording layer, a light absorbing layer, and a metal layer;
A lift-off step of removing the resist;
A method for producing an optical information recording medium, comprising:
平板状の基板上に、記録光の波長以下の大きさの微細構造を備えた光情報記録媒体の作製方法であって、
平板状のガラス基板の表面にレジストにより微細な凹凸を形成する工程と、
前記レジストを後退させながらガラス基板をエッチングしてガラス基板表面に所定の凹凸を形成する工程と、
前記レジストを除去する工程と、
基板表面全体に少なくとも光記録層と金属層を有する積層構造、あるいは光記録層と光吸収層と金属層を有する積層構造を形成する工程と、
を有することを特徴とする光情報記録媒体の作製方法。
A method for producing an optical information recording medium having a fine structure having a size equal to or smaller than the wavelength of recording light on a flat substrate,
Forming fine irregularities with a resist on the surface of a flat glass substrate;
Etching the glass substrate while retreating the resist to form predetermined irregularities on the glass substrate surface;
Removing the resist;
Forming a laminated structure having at least an optical recording layer and a metal layer over the entire surface of the substrate, or a laminated structure having an optical recording layer, a light absorbing layer, and a metal layer;
A method for producing an optical information recording medium, comprising:
平板状の基板上に、記録光の波長以下の大きさの微細構造を備えた光情報記録媒体の作製方法であって、
ガラス基板の表面全面にコバルト酸化物系ナノガラス薄膜をスパッタリング法により形成した後、その表面にレジストにより微細な凹凸を形成する工程と、
前記レジストを後退させながらガラス基板をエッチングしてガラス基板表面に所定の凹凸を形成する工程と、
レジストを残したまま基板表面全体に少なくとも光記録層と金属層を有する積層構造、あるいは光記録層と光吸収層と金属層を有する積層構造を形成する工程と、
前記レジストを除去するリフトオフの工程と、
を有することを特徴とする光情報記録媒体の作製方法。
A method for producing an optical information recording medium having a fine structure having a size equal to or smaller than the wavelength of recording light on a flat substrate,
Forming a cobalt oxide nanoglass thin film on the entire surface of the glass substrate by sputtering, and then forming fine irregularities on the surface with a resist;
Etching the glass substrate while retreating the resist to form predetermined irregularities on the glass substrate surface;
Forming a laminated structure having at least an optical recording layer and a metal layer over the entire substrate surface while leaving the resist, or forming a laminated structure having an optical recording layer, a light absorbing layer, and a metal layer;
A lift-off step of removing the resist;
A method for producing an optical information recording medium, comprising:
平板状の基板上に、記録光の波長以下の大きさの微細構造を備えた光情報記録媒体の作製方法であって、
ガラス基板の表面全面にコバルト酸化物系ナノガラス薄膜をスパッタリング法により形成した後、その表面にレジストにより微細な凹凸を形成する工程と、
前記レジストを後退させながらガラス基板をエッチングしてガラス基板表面に所定の凹凸を形成する工程と、
前記レジストを除去する工程と、
基板表面全体に少なくとも光記録層と金属層を有する積層構造、あるいは光記録層と光吸収層と金属層を有する積層構造を形成する工程と、
を有することを特徴とする光情報記録媒体の作製方法。
A method for producing an optical information recording medium having a fine structure having a size equal to or smaller than the wavelength of recording light on a flat substrate,
Forming a cobalt oxide nanoglass thin film on the entire surface of the glass substrate by sputtering, and then forming fine irregularities on the surface with a resist;
Etching the glass substrate while retreating the resist to form predetermined irregularities on the glass substrate surface;
Removing the resist;
Forming a laminated structure having at least an optical recording layer and a metal layer over the entire surface of the substrate, or a laminated structure having an optical recording layer, a light absorbing layer, and a metal layer;
A method for producing an optical information recording medium, comprising:
平板状の基板と、該基板上に形成された記録光の波長以下の大きさの微細構造を備え、波長以下の大きさの微小開口を備えたプローブで前記微細構造に情報が記録される光情報記録媒体において、
前記微細構造が、請求項10〜15のいずれか一つに記載の作製方法で作製されたことを特徴とする光情報記録媒体。
Light in which information is recorded on the fine structure by a probe having a flat substrate and a fine structure having a size less than or equal to the wavelength of the recording light formed on the substrate and having a minute aperture having a size less than or equal to the wavelength In an information recording medium,
An optical information recording medium, wherein the fine structure is produced by the production method according to claim 10.
請求項1〜9、16のいずれか一つに記載の光情報記録媒体において、
前記微細構造の最表面に、保護層としてダイヤモンドライクカーボンが形成されていることを特徴とする光情報記録媒体。
In the optical information recording medium according to any one of claims 1 to 9, and 16,
An optical information recording medium, wherein diamond-like carbon is formed as a protective layer on the outermost surface of the fine structure.
請求項1〜9、16のいずれか一つに記載の光情報記録媒体において、
前記微細構造の最表面に、保護層としてSiNが形成されていることを特徴とする光情報記録媒体。
In the optical information recording medium according to any one of claims 1 to 9, and 16,
An optical information recording medium, wherein SiN is formed as a protective layer on the outermost surface of the fine structure.
請求項1〜9、16〜18のいずれか一つに記載の光情報記録媒体を用い、波長以下の大きさの微小開口を備えたプローブで前記光情報記録媒体の微細構造に対して近接場光を発生させ、情報の記録または再生を行うことを特徴とする光学情報処理装置。   A near field with respect to the microstructure of the optical information recording medium using the optical information recording medium according to any one of claims 1 to 9 and 16 to 18 with a probe having a minute aperture having a size equal to or smaller than a wavelength. An optical information processing apparatus that generates light and records or reproduces information. 請求項19記載の光学情報処理装置において、
前記プローブとして、窒化シリコン膜を形成した石英基板上に、半導体プロセスのフォトリソグラフ技術を用いて円柱状のレジストパターンを形成した後、このレジストパターンをマスクとして窒化シリコン膜をドライエッチングにより除去し、石英基板をストッパー層として、光学的に透明な石英基板上に高屈折率材料からなる突起を設けた平面型プローブを備えたことを特徴とする光学情報処理装置。
The optical information processing apparatus according to claim 19, wherein
As a probe, a cylindrical resist pattern is formed on a quartz substrate on which a silicon nitride film is formed using a photolithographic technique of a semiconductor process, and then the silicon nitride film is removed by dry etching using the resist pattern as a mask, An optical information processing apparatus comprising a planar probe having a quartz substrate as a stopper layer and a projection made of a high refractive index material provided on an optically transparent quartz substrate.
請求項20記載の光学情報処理装置において、
前記平面型プローブと前記光情報記録媒体とが非接触状態であって、前記平面型プローブと前記光情報記録媒体との距離が使用光源波長以下の領域に保持されていることを特徴とする光学情報処理装置。
The optical information processing apparatus according to claim 20,
An optical device characterized in that the planar probe and the optical information recording medium are in a non-contact state, and the distance between the planar probe and the optical information recording medium is held in a region of a light source wavelength or less. Information processing device.
請求項19〜21のいずれか一つに記載の光学情報処理装置であって、前記光情報記録媒体に近接して保持した平面型プローブより発生する近接場光により所望の情報を前記光情報記録媒体に対して記録または再生する光学情報処理装置において、
所定波長のレーザービームを出射する光源と、前記レーザービームを対物レンズに導き、前記対物レンズを介して前記レーザービームを前記平面型プローブに照射する照明光学系と、前記平面型プローブからの光を受光する検出光学系を有することを特徴とする光学情報処理装置。
The optical information processing apparatus according to any one of claims 19 to 21, wherein desired information is recorded by near-field light generated from a planar probe held close to the optical information recording medium. In an optical information processing apparatus for recording or reproducing on a medium,
A light source that emits a laser beam of a predetermined wavelength; an illumination optical system that guides the laser beam to an objective lens; and irradiates the planar probe with the laser beam through the objective lens; and light from the planar probe An optical information processing apparatus having a detection optical system for receiving light.
請求項22記載の光学情報処理装置において、
前記平面型プローブに光を集光するための対物レンズの出射面に相対した、前記平面型プローブのレーザー光入射面の表面部上に、無反射コーティング膜が形成されていることを特徴とする光学情報処理装置。
The optical information processing apparatus according to claim 22,
A non-reflective coating film is formed on the surface portion of the laser light incident surface of the planar probe, which is opposed to the exit surface of the objective lens for condensing light on the planar probe. Optical information processing device.
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