JP2008504635A - 光データ記憶媒体、およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

光データ記憶媒体を開示する。この媒体は、当該基板内にエンボス形成されたピットと、それらピット同士を隔てるスペースとの形態で、データが記憶された表面を有する基板、上記の表面を覆い、波長λにおいて固有の光反射率Ｒを有する反射層、およびその反射層上に形成された透明カバースタックであって、波長λを有する集光放射ビームによって、当該カバースタックを介してピットのパターンが読出可能とされている透明カバースタックを少なくとも備える。ピット同士を隔てるスペース上におけるＲの値は、ピットの底面におけるＲの値と、実質的に異なる値とされている。たとえばＢＤ−ＲＯＭディスクについて、改善された信号品質が実現される。さらに、そのような媒体を製造するための、たとえば傾斜スパッタリングまたは選択的エッチングといった製造方法も開示する。

Description

本発明は、
− 当該基板内にエンボス形成されたピットと、それらピット同士を隔てるスペースとの形態で、データが記憶された表面を有する基板、
− 上記の表面を覆い、波長λにおいて固有の光反射率Ｒを有する反射層、および
− 上記の反射層上に形成された透明カバースタックであって、波長λを有する集光放射ビームによって、当該カバースタックを介して上記のピットのパターンが読出可能とされている透明カバースタック
を少なくとも備える、光データ記憶媒体に関するものである。

本発明はまた、かかる媒体の製造方法にも関するものである。

読出専用（ＲＯＭ）型の光媒体の読出しは、集光放射ビーム（たとえばレーザービーム）がピットパターン上において反射された際の、位相変調に基づくものである。デジタル・バーサタイル・ディスク（ＤＶＤ）およびコンパクト・ディスク（ＣＤ）タイプの媒体内では、ピットは基板内に複写され、その後、薄い金属層で覆われていた。この反射層は、高反射率信号を結果としてもたらしていた。データの読出しはディスクの基板側から行われるので、ピットの形状は良好に保持される。より新しい高密度ブルーレイ・ディスク（ＢＤ）ＲＯＭ内では、ＲＯＭ情報はやはり基板内に複写され、その後、ピットパターンは金属鏡で覆われる。ＢＤのような次世代のディスクは、ディスクの反対側から、すなわち薄いカバー層を介してデータが読み出される点で、ＣＤやＤＶＤのようなより古いディスクとは異なる。このことは、金属層がピットの形状を完全には転写していないことに起因する、いくらか品質が低下させられたピット形状を結果としてもたらす。ピットが基板内に複写されている場合における、基板を介した読出しと、カバー層を介した読出しとの違いは、図１に図示されている。特に、２７ＧＢのＢＤディスクの場合のように、チャネルビット長（ＣＢＬ）が小さな場合には、この不完全なピット形状は、タイミングジッタの増加をもたらす可能性もある。２５ＧＢバージョンおよび２３．３ＧＢバージョンのＢＤディスクのプロセスウィンドウも、金属読出層を介したピット形状の不完全な転写の問題を被り得る。１つの１２ｃｍ書換可能型ディスクに記録される３種類のデータ容量、すなわち２３．３、２５および２７ＧＢのデータ容量は、ＢＤ−ＲＯＭ規格に規定されている。たとえばこれらの２７、２５および２３．３ＧＢの密度に対応する最小のピット長は、それぞれ１６０、１４９および１３８ｎｍである（Ｉ２とも呼ばれる２チャネルビット長に対応）。

本発明の１つの目的は、冒頭の段落で述べたような種類の光データ記憶媒体であって、改善された信号読出品質、特に低減されたタイミングジッタを有する光データ記憶媒体を提供することである。

本発明のさらなる１つの目的は、そのような光データ記憶媒体の製造方法を提供することである。

本発明によれば、上記の目的は、ピット同士を隔てるスペース上におけるＲの値が、ピットの底面におけるＲの値と、実質的に異なることを特徴とする、請求項１に規定された光データ記憶媒体により達成される。反射率の値Ｒの定義は、反射層の材料特性に基づくものであって、たとえばピットの底面およびランドから反射される放射の位相差に起因するような、光学的干渉効果に基づくものではない点に留意されたい。１つのよい解決策は、高い反射率の値Ｒを有する、極薄の均質な層を用いることである。しかしながら、そのような層は、ほとんど実現不可能である。そこで、本発明の１つの実施形態では、複写された領域のピット同士を隔てるスペース（ランドとも呼ばれる）上のみに存在するか、大部分が同スペース（ランド）上に存在するような、パターン形成された反射層を適用することを提案する。別の１つの実施形態では、上記の反射層は、ピットの底面のみに存在するか、大部分がピットの底面に存在するものとされる。

好ましくは、反射層とカバースタックとの間の界面において十分な反射を実現するために、反射層は、カバースタックの材料の屈折率ｎ_ｃとは実質的に異なる屈折率ｎ_ｒを有する材料を含むものとされる。

ある実施形態では、上記の反射層は、たとえばＡｇもしくはＡｌまたは他の適当な金属もしくは合金といった、金属層とされる。

ピット同士を隔てるスペースまたはピットの底面のみが反射層で覆われているので、振幅変調も、ピット検出に対する主要な寄与要素となる。複写がなされていないディスク部分は反射層で覆われる一方、エンボス形成された複写ピットが、この層に形成された孔として観察されるか、ピットの底面が、信号を増強し信号の品質を向上させる小さな鏡面とされる。

ある実施形態では、λは約４０５ｎｍとされ、ピットは、０．３２０±０．０１０μｍのトラックピッチを有する螺旋形状のトラックパターン内に形成され、トラック方向に沿ったピットの長さは、≧２ＣＢＬかつ≦８ＣＢＬのランレングスを有するＲＬＬ（ｒｕｎ ｌｅｎｇｔｈ ｌｉｍｉｔｅｄ）コードに従って変調され、ＣＢＬ＝８０．００ｎｍ±０．０７ｎｍ、７４．５０ｎｍ±０．０７ｎｍまたは６９．００ｎｍ±０．０７ｎｍとされる。これらのパラメータ値は、ＢＤ−ＲＯＭフォーマットに対応する。

上記の本発明のさらなる１つの目的は、
− 当該基板内にエンボス形成されたピットと、それらピット同士を隔てるスペースとの形態で、データが記憶された表面を有する基板を付与する工程と、
− 傾斜スパッタリング堆積により、上記の表面を覆う反射層を付与する工程であって、その傾斜スパッタリング堆積における傾斜角度は、上記の反射層の大部分が、基板のランド領域の表面上に堆積させられるような角度である工程と、
− 上記の反射層上に形成された透明カバースタックを付与する工程とを含むことを特徴とする、請求項８に規定された製造方法により達成される。

上記のようなパターン形成された反射層は、たとえば、傾斜スパッタリング堆積により得ることができる。いわゆるシャドー効果と呼ばれる効果が利用される。（０°として捉えられた垂直入射に対して）入射傾斜角度が約４５°よりも大きい場合には、最も短いピット（たとえばＩ２ピット）の底面は、射突する原子により覆われることはない。その結果、隣接するランドのみが、反射層により覆われることとなる。８ランレングスすなわちＩ８のピットのような、より長いピットの底面は、薄い反射層により覆われ得るが、これは、スパッタリング中にディスクを回動させることにより均一とすることができる。底面における薄い反射層は、ランド上の反射層よりも、ずっと低い固有の反射率値を有している。

あるいは、上記の本発明のさらなる１つの目的は、
ａ）当該基板内にエンボス形成されたピットと、それらピット同士を隔てるスペースとの形態で、データが記憶された表面を有する基板を付与する工程と、
ｂ）上記の表面を覆う層を、当該層がピット内においてスペースにおける厚さよりも大きな厚さを有するように、スピンコーティングによって付与する工程と、
ｃ）ピットの底面部のみが、スピンコーティングされた層により覆われた状態となるように、上記のスピンコーティングされた層を等方的にエッチングする工程と、
ｄ）上記の基板およびスピンコーティングされた層上に形成された、透明カバースタックを付与する工程とを含むことを特徴とする、請求項９に規定された製造方法によっても達成される。ある実施形態では、反射層とカバースタックとの間の界面において十分な反射を実現するために、上記のスピンコーティングされた層が、カバースタックの材料の屈折率ｎ_ｃとは実質的に異なる屈折率ｎ_ｒを有する材料を含むものとされる。

上記の方法の別の実施形態は、上記の工程ｃ）と工程ｄ）との間に、
ｃ'）ピット同士を隔てているスペース上、ピットの底面部を覆うスピンコーティングされた層上、およびピットの側壁上に、さらなる反射層を堆積させる工程と、
ｃ''）ピットの底面部を覆う上記のスピンコーティングされた層を、そのスピンコーティングされた層を覆う上記のさらなる反射層の部分も含めて除去する工程とを、さらに含むものとされる。こうすることにより、上記のさらなる反射層の材料が、ピットの底面に堆積させられることが防止される。

あるいは、パターン形成された反射層は、たとえばオフセット印刷またはディップコーティングといったような、プリント技術により付与されてもよい。

以下、図面を参照しながら、本発明の光データ記憶媒体および製造方法について、より詳細に説明する。

図１には、ピットが基板内に複写されている場合における、基板を介した読出しと、カバー層を介した読出しとの違いを図示するための、光データ記憶媒体の概略断面図が示されている。金属層は、反射層としての役割を果たす。反射層とカバー層との間の表面の形状は、反射層と基板との間の表面の形状に比して、いくらか品質が低下させられたピット形状を有している。これは、反射層によるピット形状の不完全な転写に起因するものである。特に、２７ＧＢのＢＤディスクのような、小さなチャネルビット長（ＣＢＬ）を呈する小さなピットの場合には、この不完全なピット形状は、タイミングジッタの増加をもたらす可能性もある。

図２には、本発明に従う光データ記憶媒体の概略断面図が示されている。この光データ記憶媒体は、当該基板内にエンボス形成されたピットと、それらピット同士を隔てるスペースとの形態で、データが記憶された表面を有する基板を含んでいる。反射層は、上記の表面を覆い、集光放射ビーム、たとえば光データ記憶媒体読出装置の光ピックアップユニットのレーザービームに対して、固有の光反射率Ｒを有する。透明カバースタックは、反射層上に形成されている。ピットのパターンは、集光放射ビームによって、このカバースタックを介して読出可能とされている。ピット同士を隔てているスペースにおけるＲの値は、ピットの底面におけるＲの値よりも実質的に大きい。これは、反射層の大部分が、ピット同士を隔てているスペース上に存在するためである。反射層とカバースタックとの間の界面において十分な反射を実現するために、反射層は、カバースタックの材料の屈折率ｎ_ｃとは実質的に異なる屈折率ｎ_ｒを有する材料を含んでいる。たとえば、反射層が、４０５ｎｍの波長において屈折率ｎ_ｒ＝０．７−４．６ｉを有するＡｌから作られた１５ｎｍ厚の層とされ、カバー層が、たとえばｎ_ｃ＝１．５等の屈折率を有するポリカーボネートフィルムまたはＵＶ硬化された透明材料から作られた層とされてもよい。

ＢＤ−ＲＯＭ規格によれば、ピットは、０．３２０±０．０１０μｍのトラックピッチを有する、螺旋形状のトラックパターン内に形成される。トラック方向に沿ったピットの長さは、≧２ＣＢＬかつ≦８ＣＢＬのランレングスを有するＲＬＬコードに従って変調される。ここで、ＣＢＬ＝８０．００ｎｍ±０．０７ｎｍまたは７４．５０ｎｍ±０．０７ｎｍである。

図３には、本発明に従う製造方法の傾斜スパッタリング堆積またはシャドースパッタリングにより、表面を覆うパターン形成された反射層を堆積させる工程を、実行するための機構が示されている。基板は、スパッタリング・ターゲットに対して、ある傾斜角度をもって配される。最適な傾斜角度は、パターン形成された反射層により覆われるべき基板内の、ピット構造の深さに直接関連付けられている。ほとんどの場合、２０°と８０°との間の角度が好ましい。傾斜角度は、基板のピット同士の間のスペース部分、すなわちランド領域の表面上に、反射層の大部分が堆積させられるように選択される。スパッタリング・ターゲットに対し傾斜させられた基板の１つの位置では、堆積させられた反射層は、シャドー効果のため非対称となる。このことは、図３の左側の図に図示されている。基板が、同一の傾斜角度でターゲットに対して反対の側に配された場合には、層の被覆状態が逆とされた、類似の非対称パターンが形成された反射層が得られる。基板の対称な被覆状態を得るため、スパッタリング・ターゲットに対して、基板を回動させることが提案される。このことは、図３の下側の図に図示されているような、対称パターンが形成された反射層を結果としてもたらす。

図４には、パターン形成された反射層を得るための第２の方法が図示されている。複写された基板（図４ａ）に、スピンコーティングにより層が付与される。この層は、読出しのためディスクの最上面に付与されるカバー層に対して、実質的に不一致の屈折率を有するものでなくてはならない。スピンコーティングされた層は、その後、ピットの底面部のみがスピンコーティングされた層で覆われた状態となるよう、実質上等方的にエッチングされる。こうして、パターン形成された反射層が結果として得られる（図４ｄ参照）。カバー層と実質的に異なる屈折率を有する適切な材料としては、たとえば、フタロシアニン染料、シアニン染料、アゾ染料等が挙げられる。ジアゾナフトキノン・ベースのレジストが、ＮａＯＨまたはＫＯＨの顕色剤液を用いた、制御されたやり方でエッチングされてもよい。フォトレジスト層のエッチング速度を速めるために、等方性のＵＶ照射工程が適用されてもよい。あるいは（図示せず）、ピット同士を隔てているスペース上、ピットの底面部を覆うスピンコーティングされた層上、およびピットの側壁上に、さらなる反射層を堆積させ、その後、ピットの底面部を覆うスピンコーティングされた層を、このスピンコーティングされた層を覆う上記のさらなる反射層の部分も含めて除去することも可能である。上記のさらなる反射層は、通常のスパッタリング法で堆積させられてもよいし、図３を用いて説明した傾斜スパッタリング堆積の手法により堆積させられてもよい。

ピットが基板内に複写されている場合における、基板を介した読出しと、カバー層を介した読出しとの違いを図示するための、従来技術に係る光データ記憶媒体の概略断面図 ＢＤ−ＲＯＭディスクの読出しを改善するためのパターン形成された反射層を有する、本発明に従う光データ記憶媒体の概略断面図 本発明に従う製造方法の傾斜スパッタリング堆積により、表面を覆う反射層を堆積させる工程を実行するための機構を示した図 ピットの底面を覆う反射層を実現するための、本発明に従う製造方法の１つの工程を示した図 ピットの底面を覆う反射層を実現するための、本発明に従う製造方法の別の１つの工程を示した図 ピットの底面を覆う反射層を実現するための、本発明に従う製造方法の別の１つの工程を示した図 ピットの底面を覆う反射層を実現するための、本発明に従う製造方法の別の１つの工程を示した図

Claims (11)

1. − 当該基板内にエンボス形成されたピットと、該ピット同士を隔てるスペースとの形態で、データが記憶された表面を有する基板、
   − 前記表面を覆い、波長λにおいて固有の光反射率Ｒを有する反射層、および
   − 前記反射層上に形成された透明カバースタックであって、前記波長λを有する集光放射ビームによって、当該カバースタックを介して前記ピットのパターンが読出可能とされている透明カバースタックを少なくとも備える、光データ記憶媒体であって、
   前記ピット同士を隔てる前記スペース上における前記Ｒの値が、前記ピットの底面における前記Ｒの値と、実質的に異なることを特徴とする光データ記憶媒体。
2. 前記反射層が、前記ピット同士を隔てる前記スペース上のみに存在するか、前記反射層の大部分が、前記ピット同士を隔てる前記スペース上に存在することを特徴とする請求項１記載の光データ記憶媒体。
3. 前記反射層が、前記ピットの前記底面のみに存在するか、前記反射層の大部分が、前記ピットの前記底面に存在することを特徴とする請求項１記載の光データ記憶媒体。
4. 前記反射層と前記カバースタックとの間の界面において十分な反射を実現するために、前記反射層が、前記カバースタックの材料の屈折率ｎ_ｃとは実質的に異なる屈折率ｎ_ｒを有する材料を含んでいることを特徴とする請求項２または３記載の光データ記憶媒体。
5. 前記反射層が、金属層であることを特徴とする請求項４記載の光データ記憶媒体。
6. 前記λが約４０５ｎｍであり、
   前記ピットが、０．３２０±０．０１０μｍのトラックピッチを有する、螺旋形状のトラックパターン内に形成されていることを特徴とする請求項５記載の光データ記憶媒体。
7. トラック方向に沿った前記ピットの長さが、≧２ＣＢＬかつ≦８ＣＢＬのランレングスを有するＲＬＬコードに従って変調されており、ＣＢＬ＝８０．００ｎｍ±０．０７ｎｍまたは７４．５０ｎｍ±０．０７ｎｍであることを特徴とする請求項６記載の光データ記憶媒体。
8. 請求項１から７いずれか１項記載の光データ記録媒体を製造する製造方法であって、
   − 当該基板内にエンボス形成されたピットと、該ピット同士を隔てるスペースとの形態で、データが記憶された表面を有する基板を付与する工程と、
   − 傾斜スパッタリング堆積により、前記表面を覆う金属反射層を付与する工程であって、該傾斜スパッタリング堆積における傾斜角度は、前記反射層の大部分が、前記基板のランド領域の表面上に堆積させられるような角度である工程と、
   − 前記反射層上に形成された透明カバースタックを付与する工程とを含むことを特徴とする製造方法。
9. 請求項１から７いずれか１項記載の光データ記録媒体を製造する製造方法であって、
   ａ）当該基板内にエンボス形成されたピットと、該ピット同士を隔てるスペースとの形態で、データが記憶された表面を有する基板を付与する工程と、
   ｂ）前記表面を覆う層を、当該層が前記ピット内において前記スペースにおける厚さよりも大きな厚さを有するように、スピンコーティングによって付与する工程と、
   ｃ）前記ピットの底面部のみが、スピンコーティングされた前記層により覆われた状態となるように、スピンコーティングされた前記層を等方的にエッチングする工程と、
   ｄ）前記基板およびスピンコーティングされた前記層上に形成された、透明カバースタックを付与する工程とを含むことを特徴とする製造方法。
10. 前記反射層と前記カバースタックとの間の界面において十分な反射を実現するために、スピンコーティングされた前記層が、前記カバースタックの材料の屈折率ｎ_ｃとは実質的に異なる屈折率ｎ_ｒを有する材料を含んでいることを特徴とする請求項９記載の製造方法。
11. 前記工程ｃ）と前記工程ｄ）との間に、
    ｃ'）前記ピット同士を隔てているスペース上、前記ピットの前記底面部を覆うスピンコーティングされた前記層上、および前記ピットの側壁上に、さらなる反射層を堆積させる工程と、
    ｃ''）前記ピットの前記底面部を覆うスピンコーティングされた前記層を、スピンコーティングされた該層を覆う前記さらなる反射層の部分も含めて除去する工程とをさらに含むことを特徴とする請求項９記載の製造方法。

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