JP2007265593A - Optical disk, optical disk substrate, optical master disk and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は光ディスク、光ディスク基板および光ディスク原盤ならびに、これらの製造方法に関し、特に、クロストークの減少と、狭トラックピッチ化した場合におけるジッタなどの信号特性の向上とを実現した、ランド・グルーブ記録用光ディスクに関するものである。 The present invention relates to an optical disc, an optical disc substrate, an optical disc master, and a manufacturing method thereof, and more particularly, for land / groove recording that realizes reduction of crosstalk and improvement of signal characteristics such as jitter when the track pitch is narrowed. It relates to optical discs.
光ディスク原盤(光ディスク用の原盤:マスタ)の製造方法、この光ディスク原盤によるスタンパの製造方法および、このスタンパを使用する光ディスクの作製方法としては従来、例えば以下の工程が採用されている。
精密に研磨・洗浄されたガラス基板にフォトレジストを均一になるように塗布してフォトレジスト層を形成し、このフォトレジスト層を所定のフォーマットに従って光変調されたレーザ露光ビームで露光して案内溝などの潜像を形成する。この潜像が形成されたフォトレジスト層を現像・洗浄処理することにより、フォトレジスト層に案内溝等を形成する。以上により光ディスク原盤が得られる。
つぎに、この光ディスク原盤にスパッタ処理を施してニッケルスパッタ膜を形成する。このニッケルスパッタ膜にニッケル電鋳を行ってニッケル層を積層し、その後、ニッケル層をガラス基板とフォトレジスト層から剥離し、溝パターンが形成されていない裏面を研磨して光ディスク用のスタンパを作製する。
さらに、このスタンパを使用して射出成形法等により光ディスク基板を作製する。この光ディスク基板の案内溝であるグルーブと凸部であるランドが設けられた面に例えば、第1の誘電体層と、記録層と、第2の誘電体層と、反射層と、保護層とをこの順に積層して光ディスクを得る。
Conventionally, for example, the following steps have been adopted as a method for manufacturing an optical disc master (master for optical disc: master), a method for manufacturing a stamper using this optical disc master, and a method for manufacturing an optical disc using this stamper.
A photoresist layer is formed on a glass substrate that has been precisely polished and cleaned to form a photoresist layer, and the photoresist layer is exposed with a laser exposure beam that is light-modulated according to a predetermined format to guide grooves. A latent image is formed. By developing and washing the photoresist layer on which the latent image is formed, guide grooves and the like are formed in the photoresist layer. Thus, an optical disc master is obtained.
Next, the optical disk master is subjected to sputtering treatment to form a nickel sputtered film. A nickel layer is formed by performing nickel electroforming on this nickel sputtered film, and then the nickel layer is peeled off from the glass substrate and the photoresist layer, and the back surface where no groove pattern is formed is polished to produce a stamper for an optical disk. To do.
Further, an optical disk substrate is produced by an injection molding method using this stamper. For example, a first dielectric layer, a recording layer, a second dielectric layer, a reflective layer, and a protective layer are formed on the surface of the optical disk substrate on which the groove that is the guide groove and the land that is the convex portion are provided. Are stacked in this order to obtain an optical disc.
ところが、光ディスクの記録容量増加という近年の要求に対応するためには、光ディスクのトラックピッチを狭める必要がある。
図8は、トラックピッチを狭くしたグルーブトラック101上に記録マーク101Aを形成した光ディスクの要部構造を示す平面図である。この図で明らかなように、記録マーク101Aが大きい場合、記録マーク同士がごく接近するため、相互間で情報の書込み・消去に悪影響を与えてしまうことがあった。なお、符号102はランドトラックである。
However, in order to meet the recent demand for an increase in the recording capacity of the optical disc, it is necessary to reduce the track pitch of the optical disc.
FIG. 8 is a plan view showing a main part structure of an optical disc in which a recording mark 101A is formed on a groove track 101 having a narrow track pitch. As is apparent from this figure, when the recording mark 101A is large, the recording marks are very close to each other, which may adversely affect the writing / erasing of information between them. Reference numeral 102 denotes a land track.
また、光ディスクの記録容量を上げる方法として、グルーブおよびランドに記録をしていく方法がある。しかしながら、この方法では、互いに隣接するグルーブトラック上の記録マークと、ランドトラック上の記録マークが近いため、図8の場合と同様に、クロスライトといわれる隣接トラックへのマークの書込みや、クロースイレーズといわれる隣接トラックにあるマークの消去等の問題が伴う。 As a method for increasing the recording capacity of an optical disc, there is a method of recording in grooves and lands. However, in this method, the recording marks on the adjacent groove tracks and the recording marks on the land tracks are close to each other. Therefore, as in the case of FIG. This is accompanied by problems such as erasure of marks on adjacent tracks.
ところで、記録密度を向上させた光ディスクを得るための従来技術として、下記特許文献1、特許文献2に開示されたものが知られている。
By the way, as a prior art for obtaining an optical disc with improved recording density, those disclosed in
上記特許文献1に記載された発明は、光ディスクの記録密度向上のために、ランドとグルーブとの間に物理的な障壁となる突起を備えた複雑な形状をもつ凹凸パターンを形成できる光記録媒体製造用原盤の製造方法、露光装置、並びに光記録媒体製造用原盤および光記録媒体を提供するものである。
そして、この目的達成のための手段として、トラッキング機構を備えた露光装置を用いて、第1のレジスト層に形成された第1の凹凸パターン上にレーザ光を追従させ、第2のレジスト層に第2の凹凸パターンを形成する。露光工程を2回行うことによって、ガラス原盤上に第1および第2の凹凸パターンを組み合わせた複雑な凹凸パターンを形成するようにしている。
The invention described in
As a means for achieving this object, an exposure apparatus equipped with a tracking mechanism is used to cause the laser light to follow the first concavo-convex pattern formed on the first resist layer, and to the second resist layer. A second uneven pattern is formed. By performing the exposure process twice, a complex uneven pattern combining the first and second uneven patterns is formed on the glass master.
しかしながら、上記特許文献1に記載の原盤作製方法では、原盤露光工程を2回行う必要がある。このため、工程数が増加し、コストアップにつながる。また、原盤露光機は、通常の装置が備えていないトラッキング機構を必要とするので、専用の原盤露光機、もしくは原盤露光機の改造が必要になる等の問題がある。さらに、光リソグラフィ技術によってパターンの微細化、高密度化を進めようとすると、電子線露光装置等のプロセスコストおよび装置コストの高い技術が必要になってしまう。
However, in the master production method described in
一方、上記特許文献2に記載された、光ディスク原盤の製造方法及び光ディスクの製造方法に係る発明は、既存の露光装置を利用して光ディスクの更なる高記憶容量化を実現することが可能な、光ディスク用原盤の製造方法および光ディスクの製造方法を提供することを目的としている。
On the other hand, the invention related to the optical disk master manufacturing method and the optical disk manufacturing method described in
そして、この目的達成のために、光リソグラフィ技術に替わる方法として、熱リソグラフィによる微細パターン形成方法を使用している。具体的には、光吸収層をレーザ露光によって加熱し、この熱によって光吸収層上に形成されたレジストの構造を変化させる。露光後、現像液(またはエッチング液)によって構造が変化した部分、または変化していない部分を除去して微細パターンを形成する。この熱リソグラフィによれば、レジストの熱変質が、あるしきい値をもっているため、光リソグラフィより微細なパターンを形成できる。また、この特許文献2の発明に係る実施形態では、光ディスク原盤の層構成を基板/中間層/レジストとしており、中間層の材料としては熱伝導率が小さいa−Si,SiO2 ,SiNが好ましいとしている。また、レジストは、遷移金属の不酸化物であることを特徴とし、特にW,Moが好ましいとしている。なお、実施例では、露光波長405nm、対物レンズNA0.9で露光を行っている。
In order to achieve this object, a fine pattern forming method by thermal lithography is used as a method replacing the photolithography technique. Specifically, the light absorption layer is heated by laser exposure, and the structure of the resist formed on the light absorption layer is changed by this heat. After the exposure, a fine pattern is formed by removing a portion whose structure has been changed by the developing solution (or etching solution) or a portion which has not changed. According to this thermal lithography, since the thermal alteration of the resist has a certain threshold value, a pattern finer than that of optical lithography can be formed. In the embodiment according to the invention of
しかしながら、特許文献2の発明において、パターンの更なる微細化をめざして露光光源を短波長化した場合、例えば波長257nmの深紫外線を光源とした場合、この特許文献2に記載されているレジスト材料では、それ自身で光吸収が起こるため、微細パターンを形成できないという問題があった。これは、以下の理由によるものと考えられる。
However, in the invention of
レジスト層が露光波長に対して透明な材料の場合、光吸収層において光吸収による熱が発生し、その熱があるしきい値を持ってレジスト層に伝わる。このため、露光ビーム中心の温度の高い領域だけがレジスト層に伝わるので、露光ビーム径より小さなパターンを形成できる。しかし、レジスト層で光吸収が起こると、レジスト層内で熱が広がるため、露光ビーム径以下の微細パターンは形成できない、という問題があった。 When the resist layer is a material transparent to the exposure wavelength, heat is generated by light absorption in the light absorption layer, and the heat is transmitted to the resist layer with a certain threshold value. For this reason, since only the high temperature region at the center of the exposure beam is transmitted to the resist layer, a pattern smaller than the exposure beam diameter can be formed. However, when light absorption occurs in the resist layer, heat spreads in the resist layer, and there is a problem that a fine pattern having an exposure beam diameter or less cannot be formed.
また、クロストークの課題を解決するための従来技術として、下記特許文献3、特許文献4に開示されたものが知られている。
Further, as conventional techniques for solving the problem of crosstalk, those disclosed in the following
このうち、特許文献3に記載された発明は、ランド・グルーブ記録方式の相変化型光ディスクにおいて、狭トラックピッチ化の弊害を解消することを目的とするものである。その具体的な手段としては、光の波長をλとし、基板の屈折率をnとしたとき、グルーブ深さをλ/(3.78n)以上とするものであった。また、グルーブ深さを,λ/(3n),{λ/(3n)+λ/(2n)},{λ/(6n)+λ/(2n)}の値付近のいずれかに設定するものであった。さらに、溝側壁の荒れ幅を50nm以下もしくは20nm以下に抑制するものであった。また、溝側壁のテーパ角を60度以上、80度以上もしくは84度以上に設定するものであった。
Among them, the invention described in
また特許文献4に記載された発明は、深さがλ/(4n)以上のグルーブが形成されたランド・グルーブ記録の光ディスク基板において、クロストークとクロスイレーズ特性に優れる光ディスク基板を提供することを目的とするものである。その具体的な手段としては、グルーブ深さDを以下の式を満足する値に限定するものであった。
D=0.4022−0.4574・A+0.6458・A2
ここで、A=((NA・TP)/λ)・(1/sin2θ)、D=(物理的なグルーブ深さ)・(n/λ)、TP:トラックピッチ、θ:グルーブ壁面のテーパ角である。
Further, the invention described in
D = 0.4022-0.4574 · A + 0.6458 · A 2
Here, A = ((NA · TP) / λ) · (1 / sin 2 θ), D = (physical groove depth) · (n / λ), TP: track pitch, θ: groove wall surface The taper angle.
しかしながら、いくつかのトラックピッチに対して回折シミュレーションでクロストークを計算したところ、従来技術で開示されている深さλ/(4n)以上の深いグルーブを形成しなくてもクロストークを低減できることがわかった。トラックピッチによっては、むしろ、それより浅いグルーブのほうがクロストークが小さくなることがわかった。また、深さλ/(4n)以上のグルーブが形成された基板を射出成形法等で大量に複製する場合、グルーブが深いために離型時にグルーブがひっかかり、転写不良が発生しやすいという問題がある。また、良好な転写性を確保するために、成形時間を長く設定することになる。このため、従来基板より製造タクトが長くなり、ディスクのコストアップになるという問題があった。 However, when crosstalk is calculated by diffraction simulation for several track pitches, it is possible to reduce crosstalk without forming a deep groove of depth λ / (4n) or more disclosed in the prior art. all right. It was found that, depending on the track pitch, the crosstalk was smaller in the shallower groove. In addition, when a large number of substrates on which grooves having a depth of λ / (4n) or more are duplicated by an injection molding method or the like, the grooves are deep and the grooves are caught at the time of mold release, which tends to cause transfer defects. is there. Further, in order to ensure good transferability, the molding time is set long. For this reason, the manufacturing tact time is longer than that of the conventional substrate, and the cost of the disk is increased.
本発明は、従来技術の上記問題に鑑みなされたもので、その最終的な目的は、グルーブトラックおよびランドトラックに記録を行うことで記録容量を上げるようにした光ディスクの作製技術において、記録マークの半径方向への広がりを抑えることにより、上記クロストークの問題を解消することにある。
すなわち、本発明の第1の目的は、クロストークが生じにくい高記録容量のランド・グルーブ記録用光ディスク(狭トラックピッチ化を実現させる)を提供することにある。
また、本発明の第2の目的は、このような光ディスクを作製するための光ディスク基板、光ディスク原盤およびその製造方法を提供することである。
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and its ultimate purpose is to manufacture recording marks in an optical disc manufacturing technique in which recording capacity is increased by performing recording on groove tracks and land tracks. By suppressing the spread in the radial direction, the problem of crosstalk is solved.
That is, a first object of the present invention is to provide a land / groove recording optical disc (which realizes a narrow track pitch) having a high recording capacity in which crosstalk hardly occurs.
The second object of the present invention is to provide an optical disk substrate, an optical disk master for manufacturing such an optical disk, and a manufacturing method thereof.
請求項1に係る発明は、基板上にランドトラックとグルーブトラックが螺旋状に形成されている光ディスク基板において、グルーブトラックの底面にランドトラックより低い凸状トラックがグルーブトラックに沿って形成され、この凸状トラックの頂部はランドトラックの頂部より低いことを特徴とする光ディスク基板である(図1、図2、図4、図5を参照)。
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の光ディスク基板において、前記凸状トラックが湾曲形状のものであることを特徴とする光ディスク基板である(図2、図4を参照)。
According to the first aspect of the present invention, in the optical disk substrate in which the land track and the groove track are spirally formed on the substrate, a convex track lower than the land track is formed along the groove track on the bottom surface of the groove track. The top of the convex track is an optical disk substrate characterized by being lower than the top of the land track (see FIGS. 1, 2, 4, and 5).
The invention according to
請求項3に係る発明は、ランドトラックとグルーブトラックが螺旋状に形成され、記録層がこれらランドトラックおよびグルーブトラックに形成されているランド・グルーブ記録用光ディスクにおいて、請求項1または2記載の光ディスク基板を有することを特徴とする光ディスクである。
請求項4に係る発明は、請求項3に記載の光ディスクにおいて、前記グルーブトラック底面のコーナー部の記録層膜厚が、ランドトラック平坦部の記録層膜厚より薄く形成されていることを特徴とする光ディスクである(図2(1)を参照)。
請求項5に係る発明は、請求項3または4に記載の光ディスクにおいて、グルーブトラック底面のコーナー部には記録層が形成されていないことを特徴とする光ディスクである(図2(2)を参照)。
The invention according to
The invention according to
The invention according to
請求項6に係る発明は、請求項1または2に記載のディスク基板を作製するためのスタンパ製造用の光ディスク原盤作製方法において、
基板上に少なくとも光吸収層とこれよりも上層のレジスト層とを積層してレジスト原盤を作製する製膜工程と、前記レジスト原盤上に2本のレーザビームを集光し、該レーザビームによって所定のパターンに応じた潜像をレジスト層上に形成する露光工程と、露光後のレジスト原盤をエッチングしてパターンを形成するエッチング工程(現像工程)と、を備えてなり、前記レジスト層は、MgF2,CaF2,LiFおよびBaF2から任意に選ばれた一種または複数種のフッ素化合物を含むことを特徴とする光ディスク原盤作製方法である(図5、図6を参照)。
The invention according to
A film forming process for producing a resist master by laminating at least a light absorption layer and an upper resist layer on the substrate, and condensing two laser beams on the resist master, An exposure process for forming a latent image on the resist layer according to the pattern and an etching process (development process) for etching the resist master after exposure to form a pattern. 2. An optical disc master production method comprising one or a plurality of fluorine compounds arbitrarily selected from 2 , CaF 2 , LiF and BaF 2 (see FIGS. 5 and 6).
請求項7に係る発明は、請求項6に記載の光ディスク原盤作製方法において、前記レジスト層にはSiO2が添加されていることを特徴とする光ディスク原盤作製方法である。
請求項8に係る発明は、請求項6または7に記載の光ディスク原盤作製方法において、前記露光工程で使用する露光波長における透過性能は、レジスト層より光吸収層のほうが低いことを特徴とする光ディスク原盤作製方法である。
請求項9に係る発明は、請求項8に記載の光ディスク原盤作製方法において、前記光吸収層は、SbTe,GeSbTe,InSbTe,BiSbTe,GaSbTe,AgInSbTeのいずれかの材料からなることを特徴とする光ディスク原盤作製方法である。
請求項10に係る発明は、請求項6〜9のいずれかに記載の光ディスク原盤作製方法において、前記基板と光吸収層との間に光吸収層の材料、レジスト層の材料のいずれとも異なる材料からなる保護層を形成することを特徴とする光ディスク原盤作製方法である(図7を参照)。
請求項11に係る発明は、請求項10の光ディスク原盤作製方法において、前記保護層の材料はZnSであることを特徴とする光ディスク原盤作製方法である。
The invention according to
The invention according to claim 8 is the optical disc master manufacturing method according to
The invention according to claim 9 is the optical disc master manufacturing method according to claim 8, wherein the light absorption layer is made of any material of SbTe, GeSbTe, InSbTe, BiSbTe, GaSbTe, and AgInSbTe. This is a master production method.
The invention according to
According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided the optical disc master manufacturing method according to the tenth aspect, wherein the material of the protective layer is ZnS.
請求項12に係る発明は、請求項6〜11のいずれかに記載の光ディスク原盤作製方法により作製されたことを特徴とする光ディスク原盤である。
請求項13に係る発明は、請求項12に記載の光ディスク原盤により得られたスタンパを用いて光ディスク基板を成形することを特徴とする光ディスク基板の製造方法である。
請求項14に係る発明は、請求項13に記載の製造方法で得られた光ディスク基板を用いることを特徴とする光ディスクの製造方法である。
An invention according to claim 12 is an optical disc master produced by the method for producing an optical disc master according to any one of
A thirteenth aspect of the present invention is a method of manufacturing an optical disk substrate, wherein the optical disk substrate is formed using a stamper obtained by the optical disk master according to the twelfth aspect.
The invention according to claim 14 is an optical disc manufacturing method using the optical disc substrate obtained by the manufacturing method according to claim 13.
請求項15,16に係る発明は、グルーブ深さがλ/(4n)以下でクロストークの影響を低減できる光ディスク基板を有する光ディスクを提供することにある。
すなわち請求項15に係る発明は、ランドトラックとグルーブトラックとが一定の間隔で基板上に形成されてなる光ディスク基板を有し、前記ランドトラックおよびグルーブトラックそれぞれに情報が記録される光ディスクにおいて、再生光の波長をλ(nm)とし、前記光ディスク基板の屈折率をnとし、ランドトラックとグルーブトラックとの間隔をTP(nm)としたとき、前記グルーブトラック頂部とランドトラック頂部との段差D1が、以下の式(1)を満足することを特徴とする光ディスクである。
(−8×10−7・TP2−0.0006・TP+0.38)・(n/λ)≦ D1 ≦(−3×10−6・TP2−0.0007・TP+0.22)・(n/λ) ・・・ (1)
請求項16に係る発明は、請求項1または2記載の光ディスク基板を有し、前記ランドトラックおよびグルーブトラックそれぞれに情報が記録される光ディスクにおいて、再生光の波長をλ(nm)とし、前記光ディスク基板の屈折率をnとし、ランドトラックとグルーブトラックとの間隔をTP(nm)としたとき、前記凸状トラックの頂部からランドトラック頂部までの段差D2が、以下の式(2)を満足することを特徴とする光ディスクである。
(−8×10−7・TP2−0.0006・TP+0.38)・(n/λ)≦ D2 ≦(−3×10−6・TP2−0.0007・TP+0.22)・(n/λ) ・・・ (2)
The invention according to claims 15 and 16 is to provide an optical disc having an optical disc substrate that can reduce the influence of crosstalk when the groove depth is λ / (4n) or less.
That is, the invention according to claim 15 is an optical disc having an optical disc substrate in which land tracks and groove tracks are formed on the substrate at regular intervals, and information is recorded on each of the land tracks and groove tracks. When the wavelength of light is λ (nm), the refractive index of the optical disk substrate is n, and the distance between the land track and the groove track is TP (nm), the step D1 between the top of the groove track and the top of the land track is The optical disk satisfies the following expression (1).
(−8 × 10 −7 · TP 2 −0.0006 · TP + 0.38) · (n / λ) ≦ D1 ≦ (−3 × 10 −6 · TP 2 −0.0007 · TP + 0.22) · (n / λ) (1)
A sixteenth aspect of the present invention is the optical disk having the optical disk substrate according to the first or second aspect, wherein information is recorded on each of the land track and the groove track, and the wavelength of the reproduction light is λ (nm), and the optical disk When the refractive index of the substrate is n and the distance between the land track and the groove track is TP (nm), the step D2 from the top of the convex track to the top of the land track satisfies the following equation (2). An optical disc characterized by the above.
(−8 × 10 −7 · TP 2 −0.0006 · TP + 0.38) · (n / λ) ≦ D2 ≦ (−3 × 10 −6 · TP 2 −0.0007 · TP + 0.22) · (n / λ) (2)
(1)請求項3の発明に対応する作用効果
請求項1に記載のディスク基板を有する光ディスクでは、所定の構成により記録マークが半径方向に広がるのを抑えることができるから、クロストークが生じない高記録容量のランド・グルーブ記録用光ディスクが提供される。
請求項2に記載のディスク基板を有する光ディスクでは、グルーブトラックのコーナー部において記録層が不連続に形成されるように、グルーブトラック底面を凸状に湾曲させて形成したので、記録マークが半径方向に広がるのを抑えることができ、クロストークが生じない高記録容量のランド・グルーブ記録用光ディスクが提供される。
(1) Operation and Effect Corresponding to Invention of
In the optical disk having the disk substrate according to
(2)請求項4,5の発明に対応する作用効果
請求項4,5に記載の光ディスクにおいては、所定の構成により、記録マークが半径方向に広がるのを抑えることができるので、狭トラックピッチ化が可能になり、記録容量を増加させることができる。
(2) Operational effects corresponding to inventions of
(3)請求項6の発明に対応する作用効果
請求項6に記載の光ディスク原盤作製方法においては、露光波長に対して透過率が高い材料をレジスト層に用いるとともに、2本の異なるパワーのレーザビームで第1のランドトラックおよび第2のランドトラックをそれぞれ露光するようにしているので、深紫外線レーザ光でも微細パターンを形成できるとともに、高さの異なるランドトラックを容易に形成することができる。
(3) Operation and Effect Corresponding to Invention of
(4)請求項7の発明に対応する作用効果
請求項7に記載の光ディスク原盤作製方法においては、レジスト層にSiO2 を添加し、露光部と未露光部とのエッチングレートの差を大きくしているので、コントラストの高い凹凸パターンを形成することができる。
(5)請求項8,9の発明に対応する作用効果
請求項8,9に記載の光ディスク原盤作製方法においては、光吸収層に光透過性能の低い材料を用いて光吸収層を効率よく発熱させるので、高出力レーザを要することなくレジスト層に凹凸パターンを形成することができる。
(6)請求項10,11の発明に対応する作用効果
請求項10,11に記載の光ディスク原盤作製方法にいては、基板と光吸収層との間に、光吸収層およびレジスト層材料とは異なる材料の保護層を設けているので、光吸収層およびレジスト層にクラック等の欠陥が発生するのを防止することができる。
(4) Operational effect corresponding to invention of
(5) Operational effects corresponding to inventions of claims 8 and 9 In the optical disc master manufacturing method according to claims 8 and 9, the light absorption layer is efficiently heated by using a material having low light transmission performance for the light absorption layer. Therefore, the uneven pattern can be formed on the resist layer without requiring a high-power laser.
(6) Operational effects corresponding to inventions of
(7)請求項12〜14の発明に対応する作用効果
請求項12〜14に記載の光ディスク原盤、光ディスク基板の製造方法および光ディスクの製造方法は、請求項6〜11のいずれかに記載の光ディスク原盤作製方法に基づいているから、これら請求項6〜11に係る原盤作製方法による効果をもたらすものである。
(7) Operational effects corresponding to inventions of claims 12 to 14 An optical disk master according to claims 12 to 14, a method of manufacturing an optical disk substrate, and a method of manufacturing an optical disk are the optical disks according to any of
(8)請求項15,16の発明に対応する作用効果
請求項15,16に記載の光ディスク基板は、トラックピッチに応じてクロストークが最小値付近になるグルーブ深さを設定しているので、記録密度の向上を図ることができる。
(8) Operational effect corresponding to inventions of claims 15 and 16 In the optical disk substrate of claims 15 and 16, the groove depth at which the crosstalk is near the minimum value is set according to the track pitch. The recording density can be improved.
以下、本発明の実施形態を、図面をもとに説明する。本実施形態の光ディスクは、基板(光ディスク基板)の断面形状に特徴がある。
図1(1)に本発明の光ディスク基板10の拡大平面図を、同図(2)にその断面図を示す。光ディスク基板10の表面には、図1(1)に示すように、ランドトラック11とグルーブトラック12と、さらにグルーブトラック12の底面には凸状トラック13がグルーブトラック12に沿って形成されている。図1(2)に示すように、グルーブ底面12aからの距離がH2である凸状トラック13の頂部13aは、グルーブ底面12aからの距離がH1であるランドトラック11の頂部11aより低く形成されていることが、この光ディスク基板10の特徴である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The optical disk of this embodiment is characterized by the cross-sectional shape of the substrate (optical disk substrate).
FIG. 1 (1) shows an enlarged plan view of the
図2(1)に、図1の基板10に記録層21を形成したときの断面図を示す。図2(1)に示すように、グルーブコーナー部22が細くなっているため、この部分の記録層は、ランドトラック頂部11a上の記録層31Aの膜厚、凸状トラック頂部13a上の記録層31B膜厚の、いずれよりも薄くなる。
グルーブコーナー部22の形状(コーナー形状)によっては、図2(2)のように、このグルーブコーナー部22に記録層が形成されないこともある。なお、この点については後記する。
FIG. 2A is a cross-sectional view when the recording layer 21 is formed on the
Depending on the shape (corner shape) of the groove corner portion 22, a recording layer may not be formed on the groove corner portion 22 as shown in FIG. This point will be described later.
このように、図1に示す断面構造の基板を使用した、図2(1)に示す光ディスクの場合、図3に示すように、グルーブトラック12に記録すると、グルーブ底面12aと凸状トラック13との境界の記録層が薄く、あるいは途切れているために、凸状トラック13に形成された記録マーク31bがその半径方向に広がるのを抑えることができる。図3において符号31aは、ランドトラック11上の記録マークである。
Thus, in the case of the optical disc shown in FIG. 2A using the substrate having the cross-sectional structure shown in FIG. 1, when recording is performed on the groove track 12, as shown in FIG. 3, the
図4に、グルーブ底面12aが凸状に湾曲した光ディスク基板10の拡大断面図を示す。この基板の特徴は、グルーブ壁面12bとグルーブ底面12aとの境界であるグルーブコーナー部22が細くなっていることである。前出の図2(2)は、図4に示した光ディスク基板に記録層を形成したときの拡大断面図を示している。図2(1)と同様に、グルーブコーナー部22における記録層の膜厚が、グルーブ底面12aの中央部より薄くなる。この効果によって、グルーブトラック12に形成された記録マークが、半径方向に広がるのを防ぐことができる。
FIG. 4 shows an enlarged cross-sectional view of the
次に、本発明の光ディスク作製方法について、図5を用いて説明する。
(1)製膜工程(図5(1))
研磨、洗浄された基板51上に、光吸収層52、レジスト層53を順次形成し、レジスト原盤50を作製する。この場合、露光波長における透過性能は、レジスト層53より光吸収層52のほうが低い材料を用いる。これにより、レジスト層53は、主に光吸収層52で発生する熱によって加熱されるので、熱変質する領域が露光ビームスポット径以下になり、微細パターンを形成できる。基板51としては、ガラス基板、Siウエハ、プラスチック基板等いずれでもかまわない。
(2)露光工程(図5(2))
上記製膜工程(1)によるレジスト原盤50を、2本の異なるレーザパワーのレーザビーム(レーザビームLB1,LB2)で露光する。
(3)エッチング工程(図5(3))
上記露光後のレジスト原盤をフッ酸水溶液でエッチングして未露光部のレジスト層を除去し、凹凸パターンを形成することにより光ディスク原盤60を得る。図5(3)において符号61はランドトラック、62はグルーブトラック、63は凸状トラックである。
(4)電鋳工程(図5(4))
上記光ディスク原盤60上に導電膜を形成後、Ni電鋳を行う。図5(4)において符号64はNi層である。
(5)剥離、外径加工工程(図5(5))
上記電鋳工程後の原盤をガラス原盤とNi電鋳層に剥離後、裏面研磨および外径加工を行う。これによりスタンパ(光ディスクスタンパ)70が得られる。
Next, an optical disk manufacturing method of the present invention will be described with reference to FIG.
(1) Film forming process (FIG. 5 (1))
A light absorbing layer 52 and a resist layer 53 are sequentially formed on the polished and cleaned substrate 51 to produce a resist
(2) Exposure process (FIG. 5 (2))
The resist
(3) Etching process (FIG. 5 (3))
The resist master after the exposure is etched with a hydrofluoric acid aqueous solution to remove the resist layer in the unexposed area, and an uneven pattern is formed to obtain the
(4) Electroforming process (Fig. 5 (4))
After forming a conductive film on the
(5) Peeling and outer diameter processing step (Fig. 5 (5))
The master after the electroforming process is peeled off into a glass master and a Ni electroformed layer, and then back surface polishing and outer diameter processing are performed. Thereby, a stamper (optical disc stamper) 70 is obtained.
上記工程により作製したスタンパを金型として、公知の射出成形法、2P転写法等によりプラスチック製の光ディスク基板を作製後、さらにこの基板上に記録型光ディスクに必要な記録層、反射層、保護層等を形成して光ディスクを作製する。
このような光ディスクの一例(図略)としては、ランドトラックおよびグルーブトラックに、第1の誘電体、記録層、第2の誘電体、反射層および保護層をこの順に積層したものが挙げられる。
A plastic optical disk substrate is manufactured by a known injection molding method, 2P transfer method or the like using the stamper manufactured by the above process as a mold, and further a recording layer, a reflective layer, and a protective layer necessary for the recording optical disk are formed on the substrate. Etc. are formed to produce an optical disc.
As an example (not shown) of such an optical disk, there is a structure in which a first dielectric, a recording layer, a second dielectric, a reflective layer, and a protective layer are laminated in this order on a land track and a groove track.
つぎに、図9にクロストークとグルーブ深さの関係について計算した結果を示す。ここでは、トラックピッチ(TP)として200,240,280,320nmの場合についてそれぞれ計算している。計算に用いた光学系は、再生光波長は405nm、対物レンズのNAは0.85で、再生光は膜面から入射する方式である。また、トラックピッチおよびグルーブ深さの定義について、図10(1)に示す光ディスク基板200の平面拡大図と同図(2)に示す断面拡大図を用いて説明する。トラックピッチは、ランドトラック202の中心とグルーブトラック201の中心との距離であり、グルーブ深さはランドトラック202とグルーブトラック201との段差とする。
Next, FIG. 9 shows the result of calculation regarding the relationship between crosstalk and groove depth. Here, calculation is performed for the cases where the track pitch (TP) is 200, 240, 280, and 320 nm, respectively. The optical system used for the calculation has a reproducing light wavelength of 405 nm, the objective lens has an NA of 0.85, and the reproducing light is incident from the film surface. Further, the definition of the track pitch and the groove depth will be described with reference to an enlarged plan view of the
クロストークは以下の方法で算出した。
(S11)長さ600nmのマークとスペースが繰返し記録されたグルーブトラックを再生したときの再生信号振幅を計算する。このとき隣接ランドトラックには何も記録されていない。
(S12)ランドトラックに長さ600nmのマークとスペースが繰返し記録されており、これに隣接するグルーブトラックを再生したときの再生信号振幅を計算する。このときグルーブトラックには何も記録されていない。
(S13)前記(S11)と(S12)の再生信号振幅の比を計算し、これをクロストークとした。
Crosstalk was calculated by the following method.
(S11) A reproduction signal amplitude when reproducing a groove track in which a mark and a space having a length of 600 nm are repeatedly recorded is calculated. At this time, nothing is recorded on the adjacent land track.
(S12) A mark and space having a length of 600 nm are repeatedly recorded on the land track, and the reproduction signal amplitude when the adjacent groove track is reproduced is calculated. At this time, nothing is recorded on the groove track.
(S13) The ratio of the reproduction signal amplitudes of (S11) and (S12) was calculated and used as crosstalk.
図9に示す計算結果から、グルーブ深さがλ/4以下の範囲で、クロストークが最小値になる溝深さおよび最小値から3dB劣化する溝深さをプロットしたグラフを図11に示す。クロストークによるCNR(Carrier to Noise ratio)の3dB劣化は、ビットエラー率には影響しないレベルである。クロストークが最小値付近になるグルーブ深さは、トラックピッチによって異なり、その範囲は図11に示す近似式1(グルーブ深さy=−3×10−6・TP2−0.0007・TP+0.22)と近似式2(グルーブ深さy=−8×10−7・TP2−0.0006・TP+0.38)で囲まれた範囲になる。これより、クロストークが最小値付近になるグルーブ深さ(グルーブトラック頂部とランドトラック頂部との段差)D1は、基板の屈折率nを考慮して、以下の式(1)で表すことができる。
(−8×10−7・TP2−0.0006・TP+0.38)・(n/λ)≦ D1 ≦(−3×10−6・TP2−0.0007・TP+0.22)・(n/λ) ・・・ (1)
FIG. 11 is a graph obtained by plotting the groove depth at which the crosstalk becomes the minimum value and the groove depth at which the degradation is 3 dB from the minimum value in the range where the groove depth is λ / 4 or less from the calculation result shown in FIG. The 3 dB degradation of CNR (Carrier to Noise ratio) due to crosstalk is a level that does not affect the bit error rate. The groove depth at which the crosstalk is near the minimum value varies depending on the track pitch, and the range thereof is approximate expression 1 (groove depth y = −3 × 10 −6 · TP 2 −0.0007 ·
(−8 × 10 −7 · TP 2 −0.0006 · TP + 0.38) · (n / λ) ≦ D1 ≦ (−3 × 10 −6 · TP 2 −0.0007 · TP + 0.22) · (n / λ) (1)
また、前述した図1、図4に示す断面形状を有するディスク基板を用いる場合には、クロストークが最小値付近になるグルーブ深さ(凸状トラックの頂部からランドトラック頂部までの段差)D2は、基板の屈折率nを考慮して、以下の式(2)で表すことができる。
(−8×10−7・TP2−0.0006・TP+0.38)・(n/λ)≦ D2 ≦(−3×10−6・TP2−0.0007・TP+0.22)・(n/λ) ・・・ (2)
When the disk substrate having the cross-sectional shape shown in FIGS. 1 and 4 is used, the groove depth (step from the top of the convex track to the top of the land track) D2 where the crosstalk is near the minimum value is Considering the refractive index n of the substrate, it can be expressed by the following formula (2).
(−8 × 10 −7 · TP 2 −0.0006 · TP + 0.38) · (n / λ) ≦ D2 ≦ (−3 × 10 −6 · TP 2 −0.0007 · TP + 0.22) · (n / λ) (2)
上記の範囲にグルーブ深さを設定すれば、グルーブ深さがλ/(4n)以下であるため基板作製が容易なクロストークが最小値付近の光ディスクが得られる。 If the groove depth is set in the above range, the groove depth is λ / (4n) or less, so that an optical disk with a crosstalk near the minimum value, which is easy to produce a substrate, can be obtained.
本発明を、実施例により更に具体的に説明する。
[実施例1]
研磨されたガラス基板51を洗浄後、光吸収層52としてGeSbTeをスパッタリング法により膜厚10nm形成後、レジスト層53としてMgF2 を真空蒸着法により膜厚100nm製膜してガラス原盤50を作製した(図5(1)を参照)。図5(3)においてランドトラック61の高さは、レジスト層の膜厚によって設定されるので、適用する記録再生システムに応じて必要な高さに応じた膜厚を形成する。
The present invention will be described more specifically with reference to examples.
[Example 1]
After the polished glass substrate 51 was washed, GeSbTe was formed as a light absorption layer 52 by a sputtering method to a thickness of 10 nm, and MgF 2 was deposited as a resist layer 53 by a thickness of 100 nm by a vacuum deposition method to produce a
上記光吸収層52の材料は、光を吸収し発熱する機能をもち、レジスト層53より光透過性が低い材料であればどのような材料でも構わない。Si,Ge,GaAsなどの半導体材料を用いることができる。Bi,Ga,In,Snなどの低融点金属を含む金属間化合物材料を用いることができる。BiTe,BiIn,GaSb,GaP,InP,InSb,InTeなどの材料を用いることができる。C,SiCなどの炭化物材料を用いることができる。V2O5,Cr2O3,Mn3O4,Fe2O3,Co3O4,CuOなどの酸化物材料を用いることができる。AlN,GaNなどの窒化物材料を用いることができる。SbTeなどの2元系の相変化材料や、GeSbTe,InSbTe,BiSbTe,GaSbTeなどの3元系の相変化材料、AgInSbTeなどの4元系材料の相変化材料を用いることができる。 The material of the light absorption layer 52 may be any material as long as it has a function of absorbing light and generating heat and has a light transmittance lower than that of the resist layer 53. A semiconductor material such as Si, Ge, or GaAs can be used. An intermetallic compound material containing a low melting point metal such as Bi, Ga, In, or Sn can be used. Materials such as BiTe, BiIn, GaSb, GaP, InP, InSb, and InTe can be used. Carbide materials such as C and SiC can be used. An oxide material such as V 2 O 5 , Cr 2 O 3 , Mn 3 O 4 , Fe 2 O 3 , Co 3 O 4 , or CuO can be used. A nitride material such as AlN or GaN can be used. 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 can be used.
光吸収層52の膜厚は3〜20nmの範囲に設定する。光吸収層52を薄膜化することによって、該層内における熱の拡がりが抑制でき微細な円柱が形成できる。 The film thickness of the light absorption layer 52 is set in the range of 3 to 20 nm. By reducing the thickness of the light absorption layer 52, the spread of heat in the layer can be suppressed, and a fine cylinder can be formed.
上記基板51としては、ガラス、石英などを用いることができる。また、Si,SOI(シリコンオンインシュレーター)などの半導体製造に用いられる基板も使える。また、Al、不透明ガラス基板など、HDD(ハードディスク)用の基板も用いることができる。また、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリオレフィン、エポキシ樹脂、ポリビニルエステル、PET(ポリエチレンテレフタレート)、紫外線硬化樹脂などの樹脂基板を用いることができる。 As the substrate 51, glass, quartz or the like can be used. In addition, a substrate used for manufacturing a semiconductor such as Si, SOI (silicon on insulator) can be used. In addition, a substrate for HDD (hard disk) such as Al or opaque glass substrate can also be used. In addition, a resin substrate such as polycarbonate, acrylic resin, polyolefin, epoxy resin, polyvinyl ester, PET (polyethylene terephthalate), or ultraviolet curable resin can be used.
図6に、上記実施例に用いた原盤露光機の概略図を示す。この原盤露光機は、レーザビームを出射するレーザ光源81と、レーザビームを分離するビームスプリッタ82と、レーザビームを反射するミラーM1,M2およびM3と、図示しない原盤露光機の制御装置からの変調信号に応じてレーザビームを変調する光変調器OM1,OM2と、ビームエキスパンダBE1,BE2と、2本のレーザビームを合成する偏光ビームスプリッタ(PBS)と、ガラス原盤50上にレーザビームを集光する対物レンズおよびフォーカスユニットを備えた光ヘッド83と、ガラス原盤を保持するターンテーブル84と、それを回転させるモータ85とを備えている(図5(2)を参照)。
光ヘッド83は、光学移動台に設置されており、ターンテーブル84の回転とともに、上記光学移動台が移動することによって、ガラス原盤50上にらせん状の潜像が形成される。
FIG. 6 shows a schematic diagram of the master exposure machine used in the above embodiment. This master exposure machine includes a laser light source 81 that emits a laser beam, a beam splitter 82 that separates the laser beam, mirrors M1, M2, and M3 that reflect the laser beam, and modulation from a control device of the master exposure machine (not shown). The optical modulators OM1 and OM2 that modulate the laser beam according to the signal, the beam expanders BE1 and BE2, a polarization beam splitter (PBS) that synthesizes the two laser beams, and the
The optical head 83 is installed on an optical moving table, and a helical latent image is formed on the
上記レーザ光源81は、波長257nmの深紫外レーザ光である。レーザ光源81から出射されたレーザビームは、ビームスプリッタ82によりレーザビームLB1とレーザビームLB2に分離される。レーザビームLB1は、光変調器OM1を通過し、ミラーM1で反射した後、PBSに入射する。一方、ビームスプリッタ82およびミラーM2を経たレーザビームLB2は、光変調器OM2を通過後、PBSに入射する。PBSで合成されたレーザビームLB1およびLB2は、ミラーM3で反射した後、光ヘッド83を通過し、ガラス原盤50上に集光される。レーザビームLB1およびレーザビームLB2のガラス原盤50上における集光位置は、対物レンズへの入射角を調整することによって容易に調整できる。
The laser light source 81 is deep ultraviolet laser light having a wavelength of 257 nm. The laser beam emitted from the laser light source 81 is separated into a laser beam LB1 and a laser beam LB2 by a beam splitter 82. The laser beam LB1 passes through the optical modulator OM1, is reflected by the mirror M1, and then enters the PBS. On the other hand, the laser beam LB2 that has passed through the beam splitter 82 and the mirror M2 passes through the optical modulator OM2, and then enters the PBS. The laser beams LB1 and LB2 synthesized by the PBS are reflected by the mirror M3, pass through the optical head 83, and are condensed on the
上記集光工程では、レーザビームLB1で第1のランドトラックを、レーザビームLB2で第2ランドトラックを、それぞれ露光する。レーザビームLB1のレーザパワーを、レーザビームLB2より高く設定する。 In the condensing step, the first land track is exposed with the laser beam LB1, and the second land track is exposed with the laser beam LB2. The laser power of the laser beam LB1 is set higher than that of the laser beam LB2.
つぎに、露光したガラス原盤をフッ酸水溶液に浸漬し、未露光部のレジスト層を除去する(図5(3)を参照)。パワーの高いレーザビームLB1で露光された部分は、レジスト層表面まで熱変質が起こるため、レジスト層がそのまま残る。一方、パワーの低いレーザビームLB2の露光部分は、光吸収層との界面付近のレジスト層しか熱変質が起こらないので、エッチングによりレジスト層の表面が除去される。このようにして、ランドトラックより低い凸状のトラックがグルーブトラック底面に沿って形成される。この凸状のトラックの高さは、露光レーザパワーによって設定でき、レーザビームLB2のパワーを大きくすると、凸状のトラックの高さは高くなる。
本実施例での凸状トラックの高さH2は40nmであり、ランドトラックの高さH1は、レジスト層膜厚と等しい100nmである。
Next, the exposed glass master is immersed in a hydrofluoric acid aqueous solution, and the resist layer in the unexposed area is removed (see FIG. 5 (3)). The portion exposed by the high-power laser beam LB1 undergoes thermal alteration up to the resist layer surface, so that the resist layer remains as it is. On the other hand, in the exposed portion of the low-power laser beam LB2, only the resist layer near the interface with the light absorption layer undergoes thermal alteration, so the surface of the resist layer is removed by etching. In this way, a convex track lower than the land track is formed along the bottom surface of the groove track. The height of the convex track can be set by the exposure laser power. When the power of the laser beam LB2 is increased, the height of the convex track is increased.
In this embodiment, the height H2 of the convex track is 40 nm, and the height H1 of the land track is 100 nm, which is equal to the resist layer thickness.
上記のようにして高さの異なる2種類のトラック(ランドトラック61と凸状トラック63)が形成された光ディスク原盤上にNi薄膜等の導電膜を形成し、Ni等による電鋳を施す。この電鋳膜をガラス原盤から剥離後、外径加工してNiスタンパを得る(図5(3)〜図5(5)を参照)。
さらに、このNiスタンパを金型として射出成形法により樹脂基板を作製し、この基板上にZnS−SiO2からなる誘電体膜、AgInSbTeからなる記録膜、Alからなる反射膜、ZnS−SiO2からなる誘電体膜を順次積層して光ディスクを作製した。
製膜後の光ディスク基板の断面形状写真から、ランドトラック上の記録層膜厚よりも、グルーブエッジ部(グルーブコーナー部)の記録層膜厚のほうが薄くなっていることを確認した。
A conductive film such as a Ni thin film is formed on the optical disc master on which two types of tracks having different heights (land track 61 and convex track 63) are formed as described above, and electroforming with Ni or the like is performed. After the electroformed film is peeled off from the glass master, the outer diameter is processed to obtain a Ni stamper (see FIGS. 5 (3) to 5 (5)).
Further, a resin substrate is manufactured by an injection molding method using this Ni stamper as a mold, and a dielectric film made of ZnS—SiO 2 , a recording film made of AgInSbTe, a reflective film made of Al, and ZnS—SiO 2 are formed on this substrate. An optical disk was manufactured by sequentially stacking the dielectric films.
From the photograph of the cross-sectional shape of the optical disk substrate after film formation, it was confirmed that the recording layer thickness at the groove edge portion (groove corner portion) was thinner than the recording layer thickness on the land track.
上記した光ディスク原盤製造方法によれば、1回の露光工程でランドトラックと、グルーブトラック底面に沿った凸状のトラックを形成することができる。
レジスト層53にCaF2,LiF,BaF2を用いた場合においても、同様に凹凸パターンを形成できた。一方、レジスト層53に露光波長領域における透過性能が低いZnS−SiO2を用いた場合は、凹凸パターンが形成されなかった。この結果から、レジスト層の材料としては、露光波長領域における透過性能の高い材料が好ましい。
According to the optical disk master manufacturing method described above, land tracks and convex tracks along the bottom surface of the groove track can be formed in one exposure process.
In the case where CaF 2 , LiF, or BaF 2 was used for the resist layer 53, an uneven pattern could be formed similarly. On the other hand, when ZnS-SiO 2 having low transmission performance in the exposure wavelength region was used for the resist layer 53, the uneven pattern was not formed. From this result, the material of the resist layer is preferably a material having high transmission performance in the exposure wavelength region.
[実施例2]
図4に示すような、グルーブ底面12が凸状に湾曲したグルーブの形成方法について説明する。この場合のグルーブ形成方法は、原盤露光機の設定を除いて、実施例1と同様の工程に従う。異なる点は、図6に示すビームエキスパンダBE2の設定である。ビームエキスパンダBE2は、レーザビームLB2の集光ビーム径を変化させることができる。レーザビームLB2の集光ビーム径を大きくしていくと、第2のランドトラックの断面形状は、矩形から台形、台形から半円状に変化させることができる。第2のランドトラックが半円状、すなわちグルーブ底面が凸状に湾曲した形状のほうが、スタンパを原盤から剥離するとき、あるいはスタンパを樹脂基板から剥離するとき、第2にランドトラックが引っかからず、精度よく凹凸パターンを転写できる。
[Example 2]
A method for forming a groove having a groove bottom surface 12 curved in a convex shape as shown in FIG. 4 will be described. The groove forming method in this case follows the same process as that of the first embodiment except for the setting of the master exposure machine. The difference is the setting of the beam expander BE2 shown in FIG. The beam expander BE2 can change the focused beam diameter of the laser beam LB2. As the condensed beam diameter of the laser beam LB2 is increased, the cross-sectional shape of the second land track can be changed from a rectangle to a trapezoid and from a trapezoid to a semicircle. The second land track has a semicircular shape, that is, a shape in which the groove bottom surface is convexly curved. When the stamper is peeled off from the master disk or when the stamper is peeled off from the resin substrate, the second land track is not caught. The uneven pattern can be accurately transferred.
[実施例3]
記録再生光の波長405nm、対物レンズのNAが0.85のディスクテスター(シバソク社製LM330)を用いて、実施例1で作製した光ディスクと、従来の光ディスクとのジッタ値を比較した。光ディスクのグルーブ間の間隔は0.30μmであり、1−7変調のランダムデータ(最小マーク長:0.16μm)をグルーブトラックに記録し、このときのジッタ値を評価した。従来の光ディスクのジッタ値が7.5%であったのに対して、本発明の光ディスクのジッタ値は6.4%であった。
[Example 3]
Using a disk tester (LM330 manufactured by Shibasoku Co., Ltd.) having a recording / reproducing light wavelength of 405 nm and an objective lens NA of 0.85, the jitter values of the optical disk manufactured in Example 1 and a conventional optical disk were compared. The interval between the grooves of the optical disk was 0.30 μm, and random data of 1-7 modulation (minimum mark length: 0.16 μm) was recorded on the groove track, and the jitter value at this time was evaluated. While the jitter value of the conventional optical disk was 7.5%, the jitter value of the optical disk of the present invention was 6.4%.
つぎに、ランドトラックおよびグルーブトラックに1−7変調のランダムデータを記録し、このときの記録マークを透過型電子顕微鏡(TEM)で観察した。従来の光ディスクでは、記録マークが隣接するトラックにまで広がっているのに対して、本発明の光ディスクでは、記録マークはそれぞれの記録トラック内に収まっていた。本発明の光ディスクによれば、記録マークが半径方向に広がるのを防ぐことができるため、露光波長と対物レンズのNAで規定されるより狭いトラックピッチでの記録再生が可能になった。
また、グルーブ底面が湾曲した光ディスクにおいても、同様の効果があることを確認した。
Next, random data of 1-7 modulation was recorded on the land track and the groove track, and the recording marks at this time were observed with a transmission electron microscope (TEM). In the conventional optical disc, the recording mark extends to the adjacent track, whereas in the optical disc of the present invention, the recording mark is contained in each recording track. According to the optical disk of the present invention, since the recording mark can be prevented from spreading in the radial direction, recording / reproduction can be performed at a narrower track pitch defined by the exposure wavelength and the NA of the objective lens.
In addition, it was confirmed that the same effect was obtained with an optical disc having a curved groove bottom surface.
さらにクロスライト特性を、以下の手順で測定した。
(S21)グルーブトラックに長さ150nmのマークとスペースを繰返し記録し、その再生信号のCNRを測定する。このときの記録パワーは、CNRが最大となるパワーに設定する。
(S22)前記(S21)の両側の隣接ランドトラックに長さ600nmのマークとスペースを繰返し記録する。このときの記録パワーは、前記(S21)の場合と等しいパワーである。
(S23)再び、前記(S21)のグルーブトラックを再生し、そのCNRを測定する。
(S24)前記(S22),(S23)の工程を記録パワーを変化させて行い、CNRの変化を測定する。
Furthermore, the cross light characteristics were measured by the following procedure.
(S21) A 150-nm mark and space are repeatedly recorded on the groove track, and the CNR of the reproduced signal is measured. The recording power at this time is set to a power that maximizes the CNR.
(S22) A 600 nm long mark and space are repeatedly recorded on adjacent land tracks on both sides of (S21). The recording power at this time is equal to that in the case of (S21).
(S23) The groove track of (S21) is reproduced again, and its CNR is measured.
(S24) The steps (S22) and (S23) are performed while changing the recording power, and the change in CNR is measured.
ランドトラックに記録するときの記録パワーを上げていくと、ランドトラックに記録されたマークの隣接グルーブトラックへのはみ出しが大きくなるため、グルーブトラックのCNRが劣化する。CNRが劣化しはじめる記録パワーが高ければ、クロスライト抑制効果があると判断できる。 When the recording power for recording on the land track is increased, the protrusion of the mark recorded on the land track to the adjacent groove track increases, and the CNR of the groove track deteriorates. If the recording power at which the CNR begins to deteriorate is high, it can be determined that there is a cross-write suppression effect.
本実施例の光ディスク及びグルーブが平らなディスク(図10の基板から作製した光ディスク(比較例3とする))のクロスライト特性の測定結果を図12に示す。CNRが最大となる記録パワーをP0とするが、これらの光ディスクでは4.0mWであった。比較例3の光ディスクでは、1.2P0からグルーブトラックのCNRが低下しはじめるのに対して、本実施例の凸状トラックが形成された光ディスクでは、1.5P0までクロスライトによる影響がなく、クロスライト特性が向上していることを確認した。 FIG. 12 shows the measurement results of the cross light characteristics of the optical disk of this example and a disk with a flat groove (an optical disk manufactured from the substrate of FIG. 10 (referred to as Comparative Example 3)). The recording power at which the CNR is maximized is P0, which was 4.0 mW for these optical discs. In the optical disk of Comparative Example 3, the CNR of the groove track starts to decrease from 1.2P0, whereas in the optical disk on which the convex track of the present example is formed, there is no influence by the cross-write until 1.5P0. It was confirmed that the light characteristics were improved.
[実施例4]
実施例1のレジスト層を、MF2からMF2−SiO2(MF2:SiO2=80:20)に変更したガラス原盤を作製し、実施例1と同様の凹凸パターンを形成し、エッチング後の凹凸パターンをMF2とMF2−SiO2とで比較した。MF2−SiO2のほうが、断面形状が急峻で、コントラストの高い凹凸パターンが得られた。レジスト層にSiO2を添加することによって、露光部と未露光部とのエッチングレートの差が大きくなったためと考えられる。レジスト層をCaF2−SiO2,LiF−SiO2,BaF2−SiO2にした場合においても、同様の効果が得られた。
[Example 4]
A glass master in which the resist layer of Example 1 is changed from MF 2 to MF 2 —SiO 2 (MF 2 : SiO 2 = 80: 20) is formed, and the same uneven pattern as in Example 1 is formed, and after etching The concavo-convex pattern was compared between MF 2 and MF 2 —SiO 2 . MF 2 —SiO 2 had a steeper cross-sectional shape and a high-contrast uneven pattern. It is considered that the difference in the etching rate between the exposed part and the unexposed part is increased by adding SiO 2 to the resist layer. Similar effects were obtained when the resist layer was made of CaF 2 —SiO 2 , LiF—SiO 2 , BaF 2 —SiO 2 .
[実施例5]
光ディスク原盤を露光するとき光吸収層に、溶融凝固時の膨張と収縮によってクラックが発生し、エッチング工程でこのクラックからエッチング液が浸入することがある。すると、エッチング液によって基板までもエッチングされてしまう、また、エッチング液の浸入により光吸収層の剥離が発生する場合がある。
[Example 5]
When the optical disc master is exposed, a crack is generated in the light absorption layer due to expansion and contraction during melting and solidification, and an etching solution may enter from the crack in the etching process. Then, even the substrate is etched by the etchant, and the light absorption layer may be peeled off due to the penetration of the etchant.
そこで、基板と光吸収層との間にエッチング液に対して耐性のある保護層を形成することで、エッチング工程での不良を低減することができる。保護層は、エッチング工程での不良を低減するだけでなく、光吸収層の密着性を向上させる効果もある。 Therefore, by forming a protective layer resistant to the etching solution between the substrate and the light absorption layer, defects in the etching process can be reduced. The protective layer not only reduces defects in the etching process, but also has an effect of improving the adhesion of the light absorption layer.
[実施例6]
図7に示す積層構造のレジスト原盤を作製にした。この光ディスク原盤は、基板91上に保護層92としてZnSをスパッタリング法により膜厚20nm形成後、光吸収層93としてGeSbTeをスパッタリング法により膜厚10nm形成後、さらにレジスト層94としてMF2を真空蒸着法により膜厚100nm製膜して作製した。この構成にすることで、エッチング工程における上記不良を低減することができた。
[Example 6]
A resist master having a laminated structure shown in FIG. 7 was prepared. In this optical disk master, after forming ZnS as a protective layer 92 with a thickness of 20 nm on a
[実施例7]
ディスク基板の断面形状が図10(2)に示す形状のものであって、トラックピッチが240nm、グルーブ深さが50nm(0.12λ相当),65nm(0.16λ相当),80nm(0.20λ相当),130nm(0.32λ相当)のディスク基板をそれぞれ作製し、これらのディスク基板上に保護層としてZnS−SiO2を膜厚10nm、この上に光吸収層としてAgInSbTeを膜厚20nm、さらにこの上に熱反応層としてZnS−SiO2を膜厚40nmとなるようにスパッタリング法により成膜して光ディスクを作製した。この光ディスクを記録再生光の波長405nm、対物レンズのNA0.85のディスクテスター(シバソク社製LM330)を用いて、膜面から記録再生を行い、クロストークを測定した。
[Example 7]
The cross-sectional shape of the disk substrate is as shown in FIG. 10 (2), the track pitch is 240 nm, the groove depth is 50 nm (equivalent to 0.12λ), 65 nm (equivalent to 0.16λ), 80 nm (0.20λ). Equivalent) and 130 nm (equivalent to 0.32λ) disk substrates, ZnS—SiO 2 as a protective layer having a thickness of 10 nm on these disk substrates, AgInSbTe as a light absorption layer thereon having a thickness of 20 nm, An optical disk was produced by forming a ZnS-SiO 2 film as a thermal reaction layer thereon by a sputtering method so as to have a film thickness of 40 nm. This optical disk was recorded / reproduced from the film surface using a disk tester (LM330 manufactured by Shibasoku) having a recording / reproducing light wavelength of 405 nm and an objective lens NA of 0.85, and crosstalk was measured.
なお、クロストークは,以下の手順で測定した。
(S31)グルーブトラックに2Tマーク(マーク長150nm)を記録する。
(S32)前記(S31)の2Tマークを再生し、再生信号のCNRを測定する。
(S33)前記(S31)のグルーブトラックに隣接する両側のランドトラックに8Tマーク(マーク長600nm)を記録する。
(S34)前記(S31)のグルーブトラックの再生信号のCNRを測定する。
(S35)前記(S32)と(S34)で測定したCNRの差をクロストークとする。
Crosstalk was measured by the following procedure.
(S31) A 2T mark (
(S32) The 2T mark of (S31) is reproduced and the CNR of the reproduction signal is measured.
(S33) An 8T mark (mark length 600 nm) is recorded on both land tracks adjacent to the groove track of (S31).
(S34) The CNR of the reproduction signal of the groove track of (S31) is measured.
(S35) The difference in CNR measured in (S32) and (S34) is defined as crosstalk.
その測定結果を図13に示す。トラックピッチ240nmでは、グルーブ深さ0.22λ付近でクロストークが最小になる。また、従来技術で開示されているグルーブ深さにするよりも、本発明で限定したグルーブ深さにした場合の方がクロストークを低減できている。 The measurement results are shown in FIG. At a track pitch of 240 nm, crosstalk is minimized near the groove depth of 0.22λ. In addition, the crosstalk can be reduced when the groove depth limited by the present invention is used rather than the groove depth disclosed in the prior art.
また、ディスク基板の断面形状が、図1(2)および図2(2)であるディスク基板においても同様の結果であった。このときのグルーブ深さは、ランドトラック頂部と凸状トラック頂部との段差である。この断面形状にすれば、クロスライトおよびクロストーク特性を向上することができる。 The same results were obtained for the disk substrates whose disk substrate had the cross-sectional shape of FIGS. 1 (2) and 2 (2). The groove depth at this time is a step between the land track top and the convex track top. With this cross-sectional shape, cross light and cross talk characteristics can be improved.
10,200 光ディスク基板(基板)
11,101,201 ランドトラック
11a ランドトラックの頂部
12,102,202 グルーブトラック
12a グルーブ底面
12b グルーブ壁面
13 凸状トラック
13a 凸状トラックの頂部
21 記録層
22 グルーブコーナー部
31A 記録層
31a ランドトラック上の記録マーク
31B 記録層
31b 凸状トラック上の記録マーク
50 レジスト原盤
51 基板
52 光吸収層
53 レジスト層
60 光ディスク原盤
61 ランドトラック
62 グルーブトラック
63 凸状トラック
64 Ni層
70 光ディスクスタンパ
81 レーザ光源
82 ビームスプリッタ
83 光ヘッド
84 ターンテーブル
85 モータ
90 レジスト原盤
91 基板
92 保護層
93 光吸収層
94 レジスト層
BE1,BE2 ビームエキスパンダ
H1 ランドトラックの高さ
H2 凸状トラックの高さ
LB1,LB2 レーザビーム
M1〜M3 ミラー
OM1,OM2 光変調器
PBS 偏光ビームスプリッタ
10,200 Optical disk substrate (substrate)
11, 101, 201
Claims (16)
基板上に少なくとも光吸収層とこれよりも上層のレジスト層とを積層してレジスト原盤を作製する製膜工程と、
前記レジスト原盤上に2本のレーザビームを集光し、該レーザビームによって所定のパターンに応じた潜像をレジスト層上に形成する露光工程と、
露光後のレジスト原盤をエッチングしてパターンを形成するエッチング工程と、を備えてなり、
前記レジスト層は、MgF2,CaF2,LiFおよびBaF2 から任意に選ばれた一種または複数種のフッ素化合物を含むことを特徴とする光ディスク原盤作製方法。 In the method for producing an optical disc master for producing a stamper for producing the disc substrate according to claim 1,
A film forming process for producing a resist master by laminating at least a light absorption layer and a resist layer higher than this on a substrate;
An exposure step of condensing two laser beams on the resist master and forming a latent image on the resist layer according to a predetermined pattern by the laser beams;
An etching step of forming a pattern by etching the resist master after exposure, and
The method for manufacturing an optical disc master, wherein the resist layer includes one or more kinds of fluorine compounds arbitrarily selected from MgF 2 , CaF 2 , LiF and BaF 2 .
再生光の波長をλ(nm)とし、前記光ディスク基板の屈折率をnとし、ランドトラックとグルーブトラックとの間隔をTP(nm)としたとき、
前記グルーブトラック頂部とランドトラック頂部との段差D1が、以下の式(1)を満足することを特徴とする光ディスク。
(−8×10−7・TP2−0.0006・TP+0.38)・(n/λ)≦ D1 ≦(−3×10−6・TP2−0.0007・TP+0.22)・(n/λ) ・・・ (1) In an optical disc having an optical disc substrate in which a land track and a groove track are formed on the substrate at regular intervals, and information is recorded on each of the land track and the groove track,
When the wavelength of the reproduction light is λ (nm), the refractive index of the optical disk substrate is n, and the distance between the land track and the groove track is TP (nm),
An optical disc characterized in that a step D1 between the groove track top and the land track top satisfies the following expression (1).
(−8 × 10 −7 · TP 2 −0.0006 · TP + 0.38) · (n / λ) ≦ D1 ≦ (−3 × 10 −6 · TP 2 −0.0007 · TP + 0.22) · (n / λ) (1)
再生光の波長をλ(nm)とし、前記光ディスク基板の屈折率をnとし、ランドトラックとグルーブトラックとの間隔をTP(nm)としたとき、
前記凸状トラックの頂部からランドトラック頂部までの段差D2が、以下の式(2)を満足することを特徴とする光ディスク。
(−8×10−7・TP2−0.0006・TP+0.38)・(n/λ)≦ D2 ≦(−3×10−6・TP2−0.0007・TP+0.22)・(n/λ) ・・・ (2) An optical disc comprising the optical disc substrate according to claim 1 or 2, wherein information is recorded on each of the land track and the groove track.
When the wavelength of the reproduction light is λ (nm), the refractive index of the optical disk substrate is n, and the distance between the land track and the groove track is TP (nm),
An optical disc characterized in that a step D2 from the top of the convex track to the top of the land track satisfies the following formula (2).
(−8 × 10 −7 · TP 2 −0.0006 · TP + 0.38) · (n / λ) ≦ D2 ≦ (−3 × 10 −6 · TP 2 −0.0007 · TP + 0.22) · (n / λ) (2)
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