JP3576056B2 - 記録媒体の製造方法および記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体の製造方法及び記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
記録媒体は基本的には基板上に記録材料からなる記録層が形成されてなり、前記記録層の各記録ピットに情報が書き込まれる構造を有している。
【０００３】
近年の情報化社会において、増大の一途を辿る情報量に対応した、従来から飛躍的に記録録密度の高い記録・再生方法や、それに基づく記録・再生装置及び記録媒体の出現が待望されている。
【０００４】
それに伴い、それらの記録・再生装置及び記録媒体において情報を書き込む最小単位である記録ピットの微小化への対応が要求されている。
【０００５】
しかしながら、上記記録・再生装置及び記録媒体において、記録ピットの微小化への対応は現在のところ困難を伴っている。
【０００６】
すなわち、記録密度が高いと同時に情報の書き込み及び読み出しを正確に行うノイズの少ない記録媒体を実現するためには、記録セルのサイズが微小化することと同時に記録層を構成する粒子が基板上に乱雑に配置されるのではなく、広い面積にわたってある一定の規則により配列していることが必要である。
【０００７】
例えば１００ＧＢ／平方インチ、１ＴＢ／平方インチ以上の記録密度を持つ記録媒体を作製するためには、粒子が規則的に配列された微細構造（規則的微細構造）を１００ｎｍ以下のスケールで、しかも広い面積にわたって作製する必要がある。
【０００８】
しかしながら従来このような規則的微細構造を広い面積で作製するのは困難であった。
【０００９】
規則的微細構造作製のためには従来、フォトリソグラフィー、電子ビーム描画、ＡＦＭ針によるマーキング、あるいは自己組織的パターン形成方法などの手法があった。
【００１０】
しかしながらフォトリソグラフィーの場合、広い範囲の規則的パターンを容易に作成することが出来るが、１００ｎｍ以下の規則的微細構造を作製することは困難である。
【００１１】
また電子ビーム描画やＡＦＭ針によるマーキングにより全てのパターンをマーキングする場合、１００ｎｍ以下の規則的微細構造を作製できるが、広い範囲のパターン形成には時間がかかる。
【００１２】
一方、１００ｎｍ以下のスケールの微細構造を作製するために、従来、以下に示すような自己組織的な粒子の凝集を利用したプロセスを施すものと、人為的に粒子の凝集を制御するプロセスを施すものとが存在した。
【００１３】
自己組織的な粒子の凝集を利用したプロセスとしては、例えば、微細孔アルミナを陽極酸化プロセスにより作製する場合に関する、自己組織的な凝集プロセスに基づく微細構造の形成方法が、文献（Ｈ．Ｍａｓｕｄａ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１４４（１９９７）Ｌ１２７等）に紹介されている。
【００１４】
この文献には陽極酸化プロセスにより、アルミニウム基板表面で規則的に配列したポーラス構造が形成できることが記載されている。
【００１５】
この方法は、高純度のアルミニウム基板を硫酸、シュウ酸、リン酸等の酸の溶液中に浸し、＋２０〜８０Ｖの電圧を加え、数分から数時間電極反応を行わせることによって、５０〜２００ｎｍ間隔の、比較的穴の大きさのそろった、酸化アルミニウムのポーラス構造が形成される、というものである。この方法によれば、電圧の大きさと反応時間を調整することで、穴同士の間隔や穴の径、深さを大まかに制御することができる。
【００１６】
しかし、反応によって平坦な基板上に最初に穴が形成される場所（反応開始点）や、穴がエッチングされる過程にばらつきが生ずるため、形成される微細構造の方位がそろうのは、最大でも数ミクロン程度の領域に限られ、結晶における粒界に相当するものが形成されてしまう。また、この粒界の大きさや、粒界が形成される場所を制御することは不可能である。
【００１７】
一方、自己組織的な凝集プロセスのこのような欠点を補うために、反応開始点（＝微細構造の最小単位が最初に形成される点、結晶成長における初期成長核）の位置を、あらかじめ人為的にすべて決定してしまう、という人為的に粒子の凝集を制御するプロセスを施す方法が提案されている。（Ｈ．Ｍａｓｕｄａ ｅｔ
ａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７１（１９９７）２７７０）
この方法は前述の陽極酸化プロセスを行う以前に、規則的な微細構造を有するスタンプ（モールド）をアルミニウム基板上に高圧で押し付け、微細構造のパターンを基板上に転写することにより、基板上の数ミリ角の領域にわたって微小なくぼみを一定の間隔及び方位で形成する。すなわち、反応開始点となりうる完全に方位のそろった格子点のパターンを自己組織的な構造が形成される以前にあらかじめ人為的に基板の全面に形成する（プレパターン形成）ことによって、以後の反応によって形成される微細構造のパターンに基板の全面にわたって完全に方位がそろった構造を与える、というものである。
【００１８】
上記の文献では、電子ビーム描画により形成されたシリコンカーバイドのモールドをスタンプとして用いることで、３×３ミリの領域にわたって完全に方位がそろった、１００〜２００ｎｍ間隔のポーラス構造が実現されている。
【００１９】
しかし、この方法ではすべての反応開始点をあらかじめ加工する必要があるため、必然的に、形成されるパターンと同程度に微細な構造をモールド上に形成しなければならない。またモールドは、繰り返し使用することはできるが、プレパターンの周期や方位を変えるなどの汎用性はなく、任意のパターンを形成するためには、その都度電子ビーム描画などの高価で膨大な時間のかかる加工手段に頼らなければならない等の欠点を有する。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の規則的微細構造の作製方法においては、広い範囲における規則的微細構造を容易に製造するのは困難であり、これらの技術を利用して高密度かつノイズの少ない記録媒体を容易に得るのは困難であった。
【００２１】
本発明は上記のような従来技術の欠点を除去し、記録媒体に用いることができる規則的微細構造のパターンを有し、高密度かつノイズの少ない記録媒体を容易に得ることができる記録媒体の製造方法及び記録媒体を提供するものである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１発明の製造方法は、基板上に記録材料粒子を配列し記録層を形成する工程を備える記録媒体の製造方法であって、前記基板は前記記録材料粒子の配列を制御する位置制御領域と、前記記録材料粒子が自己組織的に配列する自由拡散領域とが少なくともあらかじめ設けられているものであることを特徴とする記録媒体の製造方法である。
【００２３】
また、本発明の第２発明の製造方法は、基板上に記録材料粒子の配列を制御するパターンを形成する第１工程と、前記パターンを原版として前記記録材料粒子を前記基板上に配列し記録層を形成する第２工程とを備える記録媒体の製造方法であって、前記第１工程における基板は、前記パターンを構成する材料の配列を制御する位置制御領域と前記パターンを構成する材料が自己組織的に配列する自由拡散領域とが少なくともあらかじめ設けられていることを特徴とする記録媒体の製造方法である。
【００２４】
本発明の製造方法においては、記録媒体の記録層を形成するにあたり、基板上に記録材料粒子を成膜などの手段により配列する（第１発明）か、あるいは基板上に記録材料粒子の配列を制御するパターンを形成した後に前記パターンを原版として記録材料粒子を成膜などの手段により基板上に配列する（第２発明）ことによってなす。
【００２５】
さらに本発明の製造方法においては記録材料粒子あるいは前記パターンを構成する粒子を配列する際に用いられる基板には、その表面に前記記録材料粒子あるいは前記パターンを構成する材料が供給された際に、その配置を制御する位置制御領域及び前記記録材料粒子あるいは前記パターンを構成する材料が自己組織的に配列し、その配置を制御されない自由拡散領域を設ける。
【００２６】
前記位置制御領域は、前記基板表面上の特定の位置に人為的に設けられた領域であり、基板上に粒子が供給された際に粒子の配列及び配列の方位を決定付けることのできる領域である。この領域内および周辺に成膜がなされると、その粒子の配列は自己組織的ではなく人為的になされ、規則的微細構造（粒子が規則的に配列された微細構造）を形成することができる。したがってこの位置制御領域の存在下で前記記録材料粒子あるいは前記パターンを構成する材料を成膜することにより、その粒子の配列は前記位置制御領域を起点として規則的微細構造を形成する。
【００２７】
一方、前記基板表面の前記位置制御領域以外の部分は前記自由拡散領域を設けておく。前記自由拡散領域に成膜がなされると、その粒子の配列は人為的に制御されず、自己組織的になされる。この自由拡散領域の存在下に前記記録材料粒子あるいは前記パターンを構成する材料を成膜することによりその粒子の配列は、乱れが存在する可能性があるため規則的微細構造から若干ずれることがある。
【００２８】
したがって、本発明の第１発明の製造方法においては、基板上に位置制御領域および自由拡散領域が形成されていることにより、得られる記録媒体においては基板上に記録材料粒子が規則的微細構造を有する領域と、規則的微細構造から若干ずれている可能性のある領域が混在することになる。
【００２９】
また、本発明の第２発明の製造方法では、第１工程において、基板上に前記パターンを構成する材料が規則的微細構造を有する領域と、規則的微細構造から若干ずれた領域が混在することになり、さらに第２工程において前記パターンを原版として記録材料粒子を配列するため、前記パターンを構成する材料の配列を反映して、得られる記録媒体においては規則的微細構造を有する領域と、規則的微細構造から若干ずれている可能性のある領域が混在することになる。
【００３０】
しかしながらこのとき前記基板上に設けられた位置制御領域はあらかじめ人為的に設定された領域、すなわち基板上の前記領域の位置及び面積は人為的に設定されたものであるから、得られる記録媒体の記録層において規則的微細構造を有する領域もそれを反映して制御された位置にのみ形成される。
【００３１】
このように規則的微細構造を有する領域があらかじめ制御された位置に存在すれば、その領域のみを対象として情報の記録及び再生をすることは情報記録装置の制御により可能であり、しかも当該領域においては記録密度が高く、しかも再生時のノイズの少ない記録が可能となる。
【００３２】
しかも本発明の製造方法においては、前記位置制御領域を基板の全面にわたって形成する必要がないため容易に製造が可能である。前記位置制御領域が基板全面にわたっている場合には全ての記録材料粒子を希望する位置に配置し規則的微細構造を得ることが出来るが、一方で基板の全面の領域を位置制御領域とするための人為的な加工が広い面積で必要となり非常に手間がかかるため好ましくない。しかし本発明の製造方法においてはそのような手間を抑えることができる。
【００３３】
一方、前述の如く本発明の第１発明及び第２発明に係る製造方法によって得られる記録媒体の記録層においては記録材料粒子が規則的微細構造を有する領域と、規則的微細構造から若干ずれた領域が混在することになる。しかしながらこのような少なくとも２種の領域はこのように規則的微細構造を有する領域をあらかじめ制御された規則的な位置に存在せしめることができる。
【００３４】
このように記録層において、規則的微細構造を有する領域が規則的に配置されている記録媒体においては、情報の記録及び再生には前述の如く支障がなく、規則的微細構造を有する領域において記録密度が高くしかも再生時のノイズの少ない記録が可能となる。そればかりか、さらに規則的微細構造から若干ずれた領域において記録材料粒子が無秩序に配列されている場合、このような領域が記録層に存在することにより、記録媒体が高温保存された際に、記録材料粒子の位置変化を緩和する作用を示すために記録層に発生する歪を低減し、ノイズの発生が抑えられるという利点も得られる。
【００３５】
すなわち本発明の記録媒体は、基板上に記録層が形成されてなり、前記記録層は、記録材料粒子が規則的に配列してなる信号領域と、記録材料粒子が前記信号領域とは異なる配列パターンにて配列してなる緩和領域とを備え、前記信号領域及び前記緩和領域は規則的に配列していることを特徴とする記録媒体である。
【００３６】
本発明の記録媒体においては、記録粒子が記録的に配列されており情報の記録及び再生を行う信号領域と、記録材料粒子が前記信号領域とは異なる配列パターンにて配列してなり、外部からの温度変化が生じた際に記録材料粒子の位置変化を緩和する緩和領域とが存在し、さらに規則的に配列されているため、情報の記録及び再生には前述の如く支障がなく、信号領域において記録密度が高くしかも再生時のノイズの少ない記録が可能となる。さらに前記緩和領域は記録材料粒子の位置変化を緩和する作用を示すために高温保存特性に優れ高温保存時に記録層に発生する歪を低減し、ノイズの発生が抑えられるという利点が得られる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の第１発明及び第２発明の製造方法を図１及び図２を参照して説明する。
【００３８】
図１は第１発明の製造方法を示す概略断面図である。
【００３９】
本発明の第１発明の製造方法は、まず、基板１１上に記録材料粒子１２を成膜により配列する工程を行う。基板１１には記録材料粒子１２の配列を制御する位置制御領域１３と、それ以外の、記録材料粒子１２の配列を制御しない自由拡散領域１４とが少なくともあらかじめ設けられている。
【００４０】
図２は、本発明の第２発明の製造方法を示す概略断面図である。
【００４１】
また、本発明の第２発明の製造方法は、まず第１工程として図２（１）に示すように基板２１上に記録材料粒子２５の配列を制御するパターン２２を成膜により形成する。基板２１には、パターン２２を構成する材料の配列を制御する位置制御領域２３と前記パターンを構成する材料の配列を制御しない自由拡散領域２４とが少なくとも設けられている。
【００４２】
次に前記パターン２２を原版として記録材料粒子２５を前記基板上に配列する第２工程とを行う。第２工程としては例えば、図２（２）に示すようにパターン２２をマスクとして基板２１をエッチングし、図２（３）に示すようにエッチングにより設けられた孔に記録材料粒子２５を成膜により埋め込む方法がある。
【００４３】
本発明の製造方法に用いられる基板１１、２１に設けられる前記位置制御領域１３、２３では、その粒子の配列は規則的微細構造を形成するよう人為的制御せしめる領域である。具体的には例えば成膜時に記録材料粒子１２あるいはパターン２２を構成する材料を供給した際に、その領域でその位置が固定されるようにあらかじめ凹凸、溝、あるいは化学的特性の異なる領域などを設ける。そのスケールは、記録層を構成する粒子の大きさによっても異なるが最小サイズが１μｍ以下である必要がある。
【００４４】
このような位置制御領域１３、２３を起点として記録材料粒子１２あるいはパターン２２は規則的微細構造をとりつつ膜成長し、その周囲の領域上でも規則的微細構造をとる。
【００４５】
一方基板表面の位置制御領域１３、２３以外の領域は、自由拡散領域１４、２４であり、この領域において記録材料粒子１２あるいはパターン２２を構成する材料は、位置制御領域１３、２３のような人為的な束縛を受けず、自己組織的に記録材料粒子１２の配列あるいはパターン２２の形成が行われる。自由拡散領域１４、２４は、具体的には平坦であり成膜過程において記録材料粒子１２あるいはパターン２２を構成する材料が全方位に拡散できる、もしくは等方位の溝で占有され、記録材料粒子１２あるいはパターン２２を構成する材料が特定方位に自由に拡散できる領域である。
【００４６】
自己組織的な作用とは、供給された記録材料粒子１２あるいはパターン２２の材料の凝集時に各材料単位が一定の距離を保ちつつ凝集するために、各材料単位がそれぞれ同じサイズである場合には一定の格子上に並んだパターンを形成する現象である。
【００４７】
したがって、自由拡散領域１４、２４において自己組織的に記録材料粒子１２の配列あるいはパターン２２を構成する材料の配列の形成が行われれば、人為的に粒子の位置を指定しなくてもある程度自然に各点が他の間隔を揃えて配列した記録材料粒子１２あるいはパターン２２を構成する材料の配列が得られる。
【００４８】
しかしながら自己組織的な作用のみで記録材料粒子１２の配列あるいはパターン２２の形成が行われると、パターン形成が基板上のランダムな位置から始まるため、隣り合った記録材料粒子１２あるいはパターン２２を構成する材料の距離などの相対的な位置はそろうが、基板１１、２１上での記録ピットの絶対的な座標位置を制御することが出来ず、記録材料粒子１２、パターン２２の位置は予測不可能となる。また、これらの手法は隣り合った数個の記録材料粒子に関しては規則的に配列した構造であるが、広い範囲では結晶構造における欠陥、粒界にあたる配列の乱れが存在する可能性があるため、こうした自己組織的作用のみを利用した記録媒体では情報の書き込み、読み出しは適さない。
【００４９】
本発明の製造方法においては、基板１１、２１に位置制御領域及び自由拡散領域が混在し、基板１１、２１上に形成される記録材料粒子１２あるいはパターン２２の形成時には、まず初期段階で位置制御領域１３、２３に置いて所定の場所にそれらの配列が開始され、しかる後にその位置制御領域１３、２３から自由拡散領域１４、２４内に配列が進行し、最終的に基板表面全体を覆う様に進行する。
【００５０】
このとき前記基板１１、２１上に設けられた位置制御領域はあらかじめ人為的に設定された領域、すなわち基板上の前記領域の位置及び面積は人為的に設定されたものであるから、得られる記録媒体の記録層において規則的微細構造を有する領域もそれを反映して制御された位置にのみ形成される。一方で、結晶構造における欠陥、粒界にあたる、配列の乱れの位置もあらかじめ予測された領域に形成されるため、実際の記録媒体の情報の書き込み、読み出しに与える影響は情報記録装置の設定により少なくすることができる。
【００５１】
前記位置制御領域１３、２３の具体例を以下に列挙する。
【００５２】
パターン２２として多孔質アルミナなどの微細孔構造を微細孔作製プロセス、例えば多孔質アルミナを陽極酸化するプロセスによって得る場合は、基板２１として金属アルミニウムを用い位置制御領域１３、２３としてその表面に前記微細孔の位置を固定するような凹凸あるいは溝を設けることは効果があり望ましい。
【００５３】
また、記録材料粒子１２あるいはパターン２２を構成する材料として球状粒子など粒径の揃った微粒子を用いそれを成膜する場合は、微粒子が所定の場所に収まるように、基板表面上に位置制御領域１３、２３として凹凸を設けること、あるいは粒子が所定の方向に並ぶように基板表面上に溝を設けておくことが簡便であり望ましい。
【００５４】
また、基板２１表面の一部に位置制御領域１３、２３として親水領域あるいは疎水領域など位置制御領域１３、２３以外と化学特性の異なる領域が形成されていることは効果があり望ましい。
【００５５】
さらに記録材料粒子１２あるいはパターン２２の位置を位置制御領域１３、２３上でのみ固定するだけでなく、位置制御領域１３、２３以外の基板表面にも配列方向を揃える働きを位置制御領域１３、２３に積極的に持たせることが望ましい。
【００５６】
位置制御領域１３、２３が位置制御領域１３、２３以外の基板表面にも配列方向を揃える働きをさせるためには、たとえば位置制御領域１３、２３を複数形成し、その形状が互いに方位の揃った多角形であったり、方向の揃った溝構造であったりすればよい。
【００５７】
なお、位置制御領域１３、２３以外の基板表面にも配列方向を揃える働きは、上記のように位置制御領域１３、２３の形状を制御する以外に、記録材料粒子１２あるいはパターン２２の成膜時に基板１１、２１表面に電場、もしくは磁場、もしくは温度勾配、もしくは遠心力を課しても良いし、もしくは基板表面全面にラビング処理により方向の揃った溝をつけても良い。
【００５８】
基板１１、２１において位置制御領域１３、２３の合計の面積は基板表面の面積の１０−４％以上５０％未満であることが望ましい。位置制御領域１３、２３の面積が基板１１、２１表面の面積の１０−４％未満であると、得られた記録媒体の記録層において、粒子の配列が規則的微細構造を有しない領域が多くなりすぎ、記録密度が高くしかもノイズの少ない記録媒体を得る効果が少なくなる。一方位置制御領域１３、２３の面積が基板表面の面積の５０％を超えると、基板１１、２１表面を位置制御領域１３、２３とするための人為的な加工が広い面積で必要となり非常に手間がかかるため、好ましくない。
【００５９】
また位置制御領域１３、２３は複数個に分散して形成されていることが基板１１、２１全面に広い規則的微細構造を形成する上で望ましく、さらには各々の位置制御領域１３、２３は規則的、例えば同形状で等間隔に配列されていること、もしくは同心円状に配列されていることが望ましい。
【００６０】
また、各粒子制御領域１３、２３から成長した規則的微細構造が隣接する位置制御領域１３、２３から成長した規則的微細構造と、欠陥や粒界を生じずに連結するように位置制御領域１３、２３の位置が設計されていることが望ましい。しかしながら上記の現象は現実的には実現は困難である。しかし位置制御領域１３、２３が、例えば各々が等間隔で配置されている等一定の規則性を持って配置されていると各位置制御領域１３、２３の中間地点近傍に欠陥や粒界が集中することになり、位置の制御が容易である。
【００６１】
なお、本発明の第１の製造方法において前記記録材料粒子及び第２の製造方法における前記パターンを形成するための成膜方法としては蒸着法、キャスト法、ディップ法、メッキ法、エッチング法、ＣＶＤ法、スパッタ法、スプレー法などが挙げられる。このとき、自由拡散領域において自己組織的な作用によって粒子が配列される必要が有るため、成膜方法としては制御領域作成時よりも基板温度を上げる、成膜温度を落とすなど粒子が自由拡散する時間を与える必要がある。
【００６２】
なお、第２発明において形成されるパターン２２としては、第２工程において記録材料を固定するための微細孔の配列、記録材料を固定するための空間を形成するためのマスクパターンの配列、あるいは前記記録材料を化学的に吸着する領域の配列などが挙げられる。
【００６３】
パターン２２として微細孔が配列した基板を得るには、例えば［Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１４４（１９９７）Ｌ１２７］に示される、Ａｌ金属の陽極酸化によって得られる微細孔構造の作成方法が挙げられる。微細孔構造のスケールは、用いる電解液や陽極酸化の電極電圧によって決定される。たとえば電解質としてシュウ酸塩溶液を用い２０Ｖの酸化電圧を用いた場合には１０μ間隔の微細孔配列が生じ、硫酸塩溶液を用い１００Ｖの酸化電圧を用いた場合には１００ｎｍ間隔の微細孔の配列が生じる。
【００６４】
微細孔を配列した後には、記録材料粒子２５を前記微細孔に後述する手段により埋め込むことにより記録媒体を得る。
【００６５】
パターン２２としてマスクパターンが配列した基板を得るには、例えば［Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ｂ１９９７ １０１ １３８−１４４］に示される、約６ｎｍ径のＡｇ２Ｓ微粒子が平面上に六方格子を組んで配列した二次元構造の作成方法が挙げられる。金や銀等の化合物等の微粒子やコロイド微粒子など所定のサイズを持った微粒子を基板表面に敷き詰めるなどの方法が挙げられる。パターンのスケールは用いる微粒子のサイズによって決定される。
【００６６】
マスクパターンを配列した後には、微粒子そのものをマスクとして用いてエッチングを行い、前記エッチングにより得られた孔に記録材料を後述する手段により埋め込む、あるいは微粒子上から記録材料を塗布または蒸着し、パターンマスクを除去することにより、記録媒体を得る。
【００６７】
パターン２２として記録材料を化学的に吸着する領域の配列は、例えば［ＳＣＩＥＮＣＥ Ｖｏｌ．２７６．１４０１］に示される様に、ブロックコポリマー等の自己組織的に相分離を行う材料のスピンキャスト膜を、ガラス基板上に塗布し、パターン形成させることにより約５０ｎｍ間隔のポリスチレン／ポリブタジエンジブロックコポリマーのドットパターンを得る方法がある。パターンのサイズは、ブロックコポリマーのそれぞれの炭素鎖の長さや塗布する膜厚によって決定される。
【００６８】
化学的に吸着する領域の配列後はこの上に記録材料を塗布または蒸着し、基板上の化学的に吸着する領域とそれ以外の領域との違いにより記録材料相分離を起こして配列され記録媒体が得られる。
【００６９】
なお、前記孔構造に記録材料を埋め込む方法としては、蒸着法などのドライ法、溶媒キャスト法、融解法などがあるが、溶融法がもっとも好ましい。この場合には記録材料の融点は微細孔構造を構成する材料の融点以下、好ましくは１００℃以下であり、かつ融点以上に加熱しても変質などしない必要がある。さらに穴に密に充填するには減圧雰囲気下での充填が好ましい。穴からはみ出た記録材料を除去する方法としては、プラズマや溶媒などでエッチングしたり、研磨、遠心分離などの機械的方法がある。この中で研磨や遠心分離などの機械的方法が好ましい。この場合には記録材料と無機物膜との硬度が後者の方が大きいことが好ましい。また、加熱により記録媒体を柔らかくした方が好ましい。遠心分離の場合には記録材料を融解させて液状にする必要がある。
【００７０】
次に本発明の記録媒体について説明する。
【００７１】
本発明の記録媒体は、基板上に記録層が形成されてなり、前記記録層は、記録材料粒子が規則的に配列してなる信号領域と、記録材料粒子が前記信号領域とは異なる配列パターンにて配列してなる緩和領域とを備え、前記信号領域及び前記緩和領域は規則的に配列している。
【００７２】
前記信号領域とは基板上で記録ピットの位置の特定ができ、特定した領域に所望の情報の記録・再生が可能である領域であり、複数の記録材料粒子が規則的に配列している。
【００７３】
前記緩和領域とは基板上で複数の信号領域の間隙に存在し、この領域では記録材料粒子の配列が無秩序である領域である。
【００７４】
記録材料粒子の規則的な配列とは、記録材料粒子がある一定の間隔の二次元格子点上に並んでいることである。記録材料粒子中心部の格子点からのずれは３０％以内であり、それ以上ずれると情報の読み出しが困難になりこの場合は無秩序な配列となる。さらに本発明の記録媒体においては記録材料粒子の配列は、本発明の目的である超高密度記録媒体作製のために必要な１００ｎｍ以下、のぞましくは２０ｎｍ以下の格子間隔で構成される周期構造をとっていることが望ましい。
【００７５】
また、前記信号領域及び前記緩和領域の規則的な配列とは、複数の信号領域が等間隔で配列し、各信号領域の周囲、及び隣接する信号領域の境界を緩和領域が埋めている状態を意味する。
【００７６】
また、本発明の記録媒体においては、制御領域中には基板上の絶対的な位置情報を示すトラッキングマークを含んでいることが望ましい。この場合、記録媒体作製時のパターン形成は位置の把握されている制御領域及びトラッキングマークの位置から自己組織的にパターン形成され、そのパターンは配列の軸方向および配列の間隔など相対的な位置が予測可能である。
【００７７】
したがって、記録・再生時にはこのトラッキングマークの位置を検出し、このトラッキングマークから相対的に予測可能な座標位置に存在する記録材料粒子に記録・再生を行うことができる。
【００７８】
トラッキングマークの形態としては、凹凸形状や、光反射率の異なる領域等がある。
【００７９】
本発明の記録媒体は、本発明の第１発明及び第２発明に係る製造方法によって製造することができる。またそれ以外の製造方法により製造されたものであっても良い。
【００８０】
本発明に係る記録媒体の製造方法及び記録媒体の記録層の記録材料として用いられる材料は、一般に記録媒体の記録層に用いられる材料であればどのようなものであっても良い。
【００８１】
例えば結晶−非晶質転移をする材料、蛍光性分子を含有する材料、電荷を蓄積−排出する材料、磁性材料、フォトクロミック化合物を備える材料などが挙げられる。
【００８２】
記録層が結晶−非晶質転移をする材料であると記録媒体はいわゆる相変化記録媒体である。本発明に係る記録媒体が前記相変化記録媒体である場合、記録層の非晶質が異なる結晶状態によって囲われることになり、それぞれが独立して基板上に存在することになり、記録が安定となる。また、記録媒体とその周囲との光学的性質を大きく変化させることができるため、コントラストが高まり、信号ノイズを低減することができる。
【００８３】
無機材料の結晶−非晶質転移をする材料としては例えば、種々の組成比のＳｂ−Ｓｅ，Ｓｂ−Ｔｅ，Ｇａ−Ｓｅ，Ｔｅ−Ｓｅ−Ｓｂ，Ｔｅ−Ｇａ−Ｓｅ，Ｔｅ−Ｇｅ−Ｓｎ，Ｔｅ−Ａｓ−Ｇｅ，ＣＳ２−Ｔｅ，Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ，Ａｇ−Ｉｎ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ，などの合金類がある。
【００８４】
有機材料で、結晶一非晶質転移する材料である場合は、結晶化速度が大きい色素分子が用いられる。
【００８５】
記録層が蛍光性分子を含有する材料であると記録媒体はいわゆる蛍光記録媒体である。その場合、蛍光強度を変化を検出することにより記録の読み出しが可能となる。蛍光は極めて高感度で検出できるため、本発明に係る記録媒体には極めて好ましい。
【００８６】
さらに、蛍光性分子としては有機、無機の種々の蛍光化合物を用いることができる。蛍光性分子を含有する材料は蛍光強度の大きいことが好ましい。一般に無機蛍光化合物の蛍光寿命は有機蛍光化合物の蛍光寿命と比べて長いが、高速の読み出しのためには有機蛍光化合物の方が好ましい。
【００８７】
具体的にはカルボシアニン類、ジカルボシアニン類、トリカルボシアニン類、テトラカルボシアニン類、ペンタカルボシアニン類、スチリル色素類、クマリン色素類、ポルフィリン色素類、炭化水素類、スクアリウム色素類、ピラノン色素類、カルボスチリル色素類、ローダミン色素類、シンチレータ色素類等があげられる。
【００８８】
記録層が電荷を蓄積−排出する材料であると記録媒体はいわゆる電荷記録媒体である。その場合保護膜として導電性を有する膜であると記録媒体への電荷の蓄積、排出が外部から容易に制御できるようになるため好ましい。
【００８９】
また、電荷を蓄積−排出する有機材料としては、ドナー性もしくはアクセプタ性の色素分子が用いられる。
【００９０】
ドナー性色素分子としてはフルバレン類、カルコゲン含有ヘテロ環類、アミン１類、金属錯体類、シアニン類、窒素含有ヘテロ環類、ポリマー類、アクセプター性色素分子としてはシアノ化合物類、キノン類、ニトロ化合物類、キノジイミン類に示す分子骨格の一つ以上を含んでいることが望ましい。
【００９１】
記録層が磁性材料であると記録媒体は磁気記録媒体である。
【００９２】
磁性材料としては、飽和磁化が大きくかつ磁気異方性が大きい材料が適している。例えばＣｏ，Ｐｔ，Ｓｍ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｂｉ，およびＡｌなどの金属並びにこれら金属の合金からなる群より選択される少なくとも一種の磁性金属材料が挙げられる。これら磁性金属材料のうちでは、結晶磁気異方性の大きいＣｏ基合金、特にＣｏＰｔ，ＳｍＣｏ，ＣｏＣｒをベースとしたものがより好ましい。具体的には、Ｃｏ−Ｃｒ，Ｃｏ−Ｐｔ，Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ，Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ，Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｐｔ，Ｃｏ，Ｆｅなどである。またこれらの他にも、Ｔｂ−Ｆｅ，Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ，Ｔｂ−Ｃｏ，Ｇａ−Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ，Ｇｄ−Ｄｙ−Ｆｅ−Ｃｏ，Ｎｄ−Ｆｅ−Ｃｏ，Ｎｄ−Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ，ＰｔＭｎＳｂ，ＦｅＰｔ，Ｃｏフェライト，Ｂａフェライト等の、Ｃｏ基合金、希土類−遷移金属合金、規則合金、磁性酸化物などから幅広く選択することが出来る。飽和磁化、保磁力等の磁気特性を制御する目的で、上記の磁性体にさらにＦｅ，Ｎｉから選ばれる少なくとも１つ以上の元素と合金化させても良い。
【００９３】
記録層が光により吸収が変化するフォトクロミック化合物を備える材料であると記録媒体はいわゆる色変化媒体である。
【００９４】
フォトクロミック化合物としては、スピロオキサジン類、ジアリールエテン類、フルギド類、インジゴ類、スピロピラン類、シクロファン類、カルコン類、縮合多環化合物などがある。
【００９５】
本発明に係る記録媒体では記録層表面に保護膜を形成することが望ましい。用いられる保護膜としては通常の高分子化合物、無機物などを使用することができる。
【００９６】
本発明に係る記録媒体の読み出しもしくは書き込み光源としては記録ピットを小さく、かつ装置全体をコンパクトにするために半導体レーザー光源が最も好ましい。検出器としては種々の光検出器を用いることができるが、コンパクトである半導体フォトダイオードがもっとも好ましい。近接場光を照射する手段としては先端を絞った光ファイバーもしくはソリッドイマージョンレンズなどを用いることができるが、光ファイバーの方が光照射面積をより小さくできることから好ましい。
【００９７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施形態によって説明する。
＜実施例１＞
（パターン形成１）
光学研磨された直径１２０ｍｍ、厚さ１．２ｍｍのガラスディスク上に反射膜としてＡｌ膜を１μｍの膜厚で蒸着して基板とした。次に、高さ約５ｎｍ，１辺４０ｎｍの正三角形状突起が１０μｍ間隔ごとに作成された表面形状を持つＳｉＣのモールドを前記基板上に押しつけ、前記モールドの表面形状を基板上に転写した。
【００９８】
基板の平面図を図３に示す。基板１には位置制御領域２として正三角形の凹部が形成されている。位置制御領域２は複数設けられ、それぞれ等間隔で規則的に配列されている。また前記位置制御領域２以外の平坦な領域は自由拡散領域３である。自由拡散領域３は溝部以外の平坦な領域に相当する。
【００９９】
得られた基板１を希硫酸水溶液中で＋５０Ｖ印加し陽極酸化することにより、複数の微細孔を形成されている１００ｎｍの膜厚のＡｌ２Ｏ３膜（融点約２０００℃）パターンを得た。このパターンは後工程で記録材料粒子の配列を制御するものである。隣接する微細孔の間隔は２０ｎｍ、微細孔の深さが２０ｎｍであった。
【０１００】
図４に微細孔が形成されたＡｌ２Ｏ３膜パターンの表面の状態を示す平面図を示す。パターン４に多数の微細孔７が設けられている。微細孔７は下地である基板に設けられた位置制御領域上の微細孔８を中心にほぼ等間隔に配置され規則的微細構造を有していた。さらに規則的微細構造を有する前記微細孔は六角形５をなすよう配置されていた。さらに前記六角形５は等間隔に規則的に配列されていた。前記六角形５以外の領域６は六角形５内よりも微細孔の間隔が１０％〜３０％広くかつ乱れのある配列であった。
（パターン形成２）
パターン形成１とほぼ同様の方法で基板上に位置制御領域及び自由拡散領域を形成した。ただし基板に位置制御領域および自由拡散領域を形成するために用いたモールドの形状のみパターン形成１と異なっており、径の異なる同心円状の形状を有する凸部が設けられたものを使用した。
【０１０１】
基板の平面図を図５に示す。基板１には位置制御領域２として径の異なる複数の同心円の形状を有する溝が形成されていた。溝は幅２０ｎｍ、深さ５ｎｍ、隣接する溝の間隔１０μｍであった。また前記位置制御領域２以外の平坦な領域は自由拡散領域３である。自由拡散領域３は溝部以外の平坦な領域に相当する。
【０１０２】
上記基板を用いてパターン形成１と同様の方法により前記基板上に微細孔を有するＡｌ２Ｏ３膜パターンを作製した。このパターンは後工程で記録材料粒子の配列を制御するものである。
【０１０３】
図６に微細孔が形成されたＡｌ２Ｏ３膜パターンの表面の状態を示す平面図を示す。パターン４は多数の微細孔７が設けられている。微細孔７は下地である基板に設けられた位置制御領域上の微細孔８を起点にしてほぼ等間隔に配置され規則的微細構造を有していた。さらに規則的微細構造を有する前記微細孔は帯形状５をなすよう配置されていた。さらに前記帯形状５は等間隔に規則的に配列されていた。前記帯形状５以外の領域６は帯形状５内よりも微細孔の間隔が１０％〜３０％広くかつ乱れのある配列であった。
（記録媒体の製造）
このようにして得られた（パターン形成１）及び（パターン形成２）のＡｌ２Ｏ３膜パターンに対して、以下のプロセスにより記録材料を埋め込み、記録粒子がそれぞれ孤立して配列されている記録層を有する記録媒体を得た。
【０１０４】
記録材料として融点６００℃の相変化記録材料であるＧｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５を真空下融解して穴の中に充填した。次に穴からはみ出た記録媒体を７００℃で加熱しながら、２００ｒｐｍで遠心して除去した。その上に保護膜としてＺｎＳ−ＳｉＯ２を厚さ１０ｎｍでスパッタして記録媒体１、２を作成した。パターン形成１で作成されたＡｌ２Ｏ３膜パターンを使用した記録媒体が記録媒体１であり、パターン形成２で作成されたＡｌ２Ｏ３膜パターンを使用した記録媒体が記録媒体２である。記録粒子の配列は各Ａｌ２Ｏ３膜パターンの孔形状および配置を反映したものとなった。
【０１０５】
記録媒体１では基板上の位置制御領域から半径４μの円形領域で信号読みとりが可能であり、ここを本発明に係る信号領域として用い、記録・再生時に情報を書き込み・読み出しを行う位置とした。記録媒体２では同心円状の制御領域から内側外側それぞれ４μ以内の領域で信号読みとりが可能であり、ここを本発明に係る信号領域として用い記録・再生時に情報を記録・再生を行う位置とした。また、記録媒体１、２において信号領域以外においては、記録材料粒子は規則的に配列されておらず、本発明に係る緩和領域に相当する。
（記録媒体の評価）
図７で示す記録再生装置で記録媒体１及び記録媒体２の記録・再生を行った。波長４８０ｎｍ、出力１２ｍＷの半導体レーザー５１から直径１０ｎｍの開口部を持つ光ファイバー５２を介して近接場光を照射した。記録媒体５３はモーター５４を用いて３０００ｒｐｍで回転させながら照射するため、光はスパイラル状に照射された。光照射により記録材料は結晶から非晶質に変化した。光ファイバー５２はマウント５５によって固定されており、記録媒体５３とマウント５５の間には潤滑剤（図示せず）が介在し、距離を２０ｎｍに保っている。導体レーザー５１の電源５６は出力を可変できる。出力２ｍＷの反射光は半導体フォトダイオード５７で検出できるようになっている。５８は集光レンズであり、５９は光ファイバーである。
【０１０６】
記録媒体１、２の反射光強度は非晶質化により５％減少した。
【０１０７】
検出される信号のＳ／Ｎ比は３０ｄｂ以上であった。
【０１０８】
次に出力７ｍＷにして近接場光を照射すると、反射光強度は結晶化により元にもどった。
【０１０９】
記録層を非晶質状態にして、１００℃で１週間放置後、反射光強度を測定したところ変化はみられず、非晶質状態は高温保存時における安定性に優れていることがわかった。
（比較パターン形成１）
パターン形成１とほぼ同様の方法で基板上に位置制御領域を形成した。ただし基板に位置制御領域を形成するために用いたモールドの形状のみパターン形成１と異なっており、高さ５ｎｍ、直径１０ｎｍの凸部が２０ｎｍ間隔に設けられており、基板全面を覆うことができるものである。このモールドの作製はパターン形成１およびパターン形成２に比べておよそ１００倍の時間がかかった。
【０１１０】
基板には位置制御領域として正三角形の凹部が全面に形成された。得られた基板をパターン形成１と同様にしてＡｌ２Ｏ３膜パターンを得た。このパターンは後工程で記録材料粒子の配列を制御するものである。微細孔が下地である基板に設けられた位置制御領域を中心にほぼ等間隔に配置された規則的微細構造が全面に形成されていた。隣接する微細孔の間隔は２０ｎｍ、深さが２０ｎｍであった。
（記録媒体の製造）
得られたＡｌ２Ｏ３膜パターンを用い、記録媒体１と同様にして比較記録媒体１を作成した。
（記録媒体の評価）
比較記録媒体１について記録媒体１と同様に記録・再生を行ったところ高記録密度であり、ノイズも少ないが、高温保存特性には劣っていることがわかった。
＜実施例２＞
（記録層形成１）
ガラス基板上にラビング処理を行い、しかる後に基板上に直径が１００ｎｍの円形金パターンをフォトマスク法により六方格子状に配置した。次にアルカンチオールにより金パターン表面の部分のみ疎水化し位置制御領域とした。自由拡散領域は金でコートされていないラビング処理の施されたガラス表面となる。
【０１１１】
得られた基板の平面図を図８に示す。基板１には位置制御領域２として疎水化した金粒子が存在しておりそれは規則的に配置されている。前記位置制御領域２以外の平坦な領域は自由拡散領域３である。自由拡散領域３は溝部以外の平坦な領域に相当する。また、自由拡散領域には矢印９の方向にラビング処理が施されている。
【０１１２】
次に記録層としてポリスチレン／ポリブタジエンジブロックコポリマーのスピンキャスト膜を前記基板上に成膜した。ブロックコポリマーのトルエン溶液を上記成長前基板上にスピンコートした後、真空中１３０℃でアニールしたものを原子間力顕微鏡により観察したところ、ポリスチレン／ポリブタジエンジブロックコポリマーのドットが制御領域から形成され、ドットの軸方向がラビング処理に影響されて方向が揃っていた。
【０１１３】
図９に前記ポリスチレン／ポリブタジエンジブロックコポリマーのドットの状態を示す平面図を示す。記録層４には多数のドット７が設けられている。ドット７は下地である基板に設けられた位置制御領域上のドット８を中心にほぼ等間隔に配置され規則的微細構造を有していた。さらに規則的微細構造を有する前記微細孔は六角形５をなすよう配置され、本発明に係る信号領域に相当する。さらに前記六角形５は等間隔に規則的に配列されていた。前記六角形５以外の領域６においてはドット７が形成されているもののその配列は信号領域とは異なる六角形５内より微細孔間隔が１０％〜３０％広くかつ乱れを含む配列であり本発明に係る緩和領域に相当する。
（記録層形成２）
記録層形成１とほぼ同様の方法で基板上に位置制御領域及び自由拡散領域を形成した。ただし基板に位置制御領域および自由拡散領域を形成するために用いた金粒子の配置を代え、金箔からなる幅１００ｎｍの帯が間隔１００ｎｍで縞を形成していた。
【０１１４】
基板には位置制御領域として疎水化した金箔が存在しておりそれは縞状に配置されている。前記位置制御領域以外の領域は自由拡散領域である。自由拡散領域は帯状の金箔以外の平坦な領域に相当する。また、自由拡散領域にはラビング処理が施されている。
【０１１５】
上記基板を用いて記録層形成１と同様の方法により前記基板上に記録層としてポリスチレン／ポリブタジエンジブロックコポリマーのドットを形成した。得られたドットを原子間力顕微鏡により観察したところ、ポリスチレン／ポリブタジエンジブロックコポリマーのドットが制御領域から形成され、ドットの軸方向がラビング処理に影響されて方向が揃っていた。
【０１１６】
記録層には多数のドットが設けられている。ドットは下地である基板に設けられた位置制御領域を中心にほぼ等間隔に配置され規則的微細構造を有していた。さらに規則的微細構造を有する前記微細孔は帯状に配置され、本発明に係る信号領域に相当する。さらに前記帯は等間隔に規則的に配列されていた。前記帯以外の領域においてはドットが形成されているもののその配列は信号領域とは異なる信号領域内より微細孔間隔が１０％から３０％広く乱れのある配列であり本発明に係る緩和領域に相当する。
（記録媒体の製造）
（記録層形成１）および（記録層形成２）で得られた記録層上にそれぞれポリアニリンを混合したポリ塩化ビニルをスピンコートして製膜して保護膜を作成し、記録媒体３、４を得た。この保護膜の導電率は１０−７σｃｍ−２であった。記録層形成１で作成された記録層を使用した記録媒体が記録媒体３であり、記録層形成２で作成された記録層を使用した記録媒体が記録媒体４である。
（記録媒体の評価）
記録媒体３、４に対し、金コートしたＡＦＭ探針から上記ドットに電圧３０Ｖで正孔を注入し情報を記録した。また、ＮＳＯＭを用いた蛍光強度の測定では電荷注入により蛍光強度が５０％減少していることが確認された。
【０１１７】
また記録媒体３，４を１００℃で１週間放置した。放置後、注入された電荷は９８％保持され、蛍光強度も注入直後と比べほとんど変化しておらず、記録媒体が高温保存特性に優れていることが明らかになった。
＜実施例３＞
本実施例では、基板上にポリスチレン／ポリイソプレンジブロックコポリマーのスピンキャスト膜を形成し、これをエッチングすることにより規則的構造を有するマスクを作製し、これを用いて磁性材料粒子を基板上に配列させた。
【０１１８】
まず、光学研磨された直径１２０ｍｍ、厚さ１．２ｍｍの円形のガラス基板上に、幅２０ｎｍ、深さ５ｎｍ、隣接する縞の間隔１０μｍの同心円状に金を蒸着した。
【０１１９】
次にアルカンチオールにより金の部分のみ疎水化し位置制御領域とした。自由拡散領域は金でコートされていないガラス表面となる。
【０１２０】
ここにポリスチレンとポリイソプレンを７：３の割合で含有したブロックコポリマーをセロソルブ系溶媒に溶かし、これをスピンコートしてガラス基板上に塗布した。
【０１２１】
さらにガラス基板を恒温槽にいれ、１５０℃で２４時間アニールし、さらに１２０℃で２時間アニールした後に室温に戻した。
【０１２２】
ガラス基板表面をＳＥＭ観察したところ平均間隔３０ｎｍで配列した平均直径１３ｎｍの球状のポリイソプレンからなるドメインと、それを取り囲むポリスチレンのドメインとに相分離した構造になっているところが確認された。
【０１２３】
この試料をオゾンにさらしてＣＦ４を用いた反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）処理を行った。ＲＩＥ処理の結果、ポリイソプレンの部分のみがエッチングされた。
【０１２４】
エッチング後の試料にスパッタリング法によって１５ｎｍのＣｏＰｔＣｒ薄膜を堆積した。ＣｏＰｔＣｒ薄膜を堆積した試料をセロソルブ系溶媒中に浸して超音波洗浄を行い、ブロックコポリマー上のＣｏＣｒＰｔ膜を除去した。ＣｏＣｒＰｔ膜を除去した後の試料の表面をＳＥＭ観察したところ約１３ｎｍ径のＣｏＰｔＣｒ磁性粒子が規則正しく配列した構造が観察された。
【０１２５】
この試料を高密度磁気記録媒体として用いるために、１０ｎｍのカーボンをスパッタにより保護膜として堆積し、テープバニッシュを行って異常突起を取り除き、湿潤によって潤滑剤を塗布し磁気記録媒体を得た。
【０１２６】
この磁気記録媒体の磁気特性を測定したところ、保磁力２ｋＯｅの垂直磁気異方性を持っていることが分かった。この磁気記録媒体に対して２００ｋｆｃｉまでの単一周波数の記録を行い、同じヘッドで再生信号を読み取ったところ、基板に設定した位置制御領域から内側、外側にそれぞれ４μｍの領域で繰り返し信号読みとりが可能であり、ここを信号領域とした。それ以外を緩和領域とした。
（実施例４）
本実施例では、基板上にアルカンチオールにより表面処理された金微粒子分散膜を形成し、記録層とした記録媒体を製造した。
【０１２７】
ガラス基板上にラビング処理を行い、しかる後に基板上に直径が１００ｎｍの金パターンをフォトマスク法により六方格子状に配置させた。次にアルカンチオールにより金パターン表面の部分のみ疎水化し位置制御領域とした。自由拡散領域は金でコートされていないラビング処理の施されたガラス表面となる。
【０１２８】
次に記録層としてアルカンチオールにより表面処理された直径２０ｎｍの金粒子をディッピングによって前記基板上に成膜した。得られた記録層を原子間力顕微鏡により観察したところ、記録層には多数の金粒子が配列され、金粒子は下地である基板に設けられた位置制御領域を中心にほぼ等間隔に配置され規則的微細構造を有していた。さらに規則的微細構造を有する前記金微粒子は六方格子となるよう配置され、本発明に係る信号領域に相当する。さらに前記信号領域は等間隔に規則的に配列されていた。前記六角形５以外の領域６においては金粒子がが形成されているもののその配列は信号領域とは異なる六角形５内より粒子間隔が１０〜３０％広くかつ乱れのある配列であり本発明に係る緩和領域に相当する。
【０１２９】
並列した金微粒子に対し、金コートしたＡＦＭ探針から記録する情報に応じて正孔を注入した。注入された電荷は１００℃で１週間放置後も９８％保持され、この記録媒体が高温保存特性に優れていることがわかった。
【０１３０】
【発明の効果】
記録媒体に用いることができる規則的微細構造のパターンを有し、高密度かつノイズの少ない記録媒体を容易に得ることができる記録媒体の製造方法及び記録媒体を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１発明の製造方法を示す概略断面図。
【図２】第２発明の製造方法を示す概略断面図。
【図３】実施例１に係る基板の平面図。
【図４】実施例１に係る微細孔が形成されたＡｌ２Ｏ３膜パターンの表面の状態を示す平面図。
【図５】実施例１に係る基板の平面図。
【図６】実施例１に係る微細孔が形成されたＡｌ２Ｏ３膜パターンの表面の状態を示す平面図。
【図７】実施例１における記録再生装置を示す該略図。
【図８】実施例２に係る基板の平面図。
【図９】実施例２におけるポリスチレン／ポリブタジエンジブロックコポリマーのドットの状態を示す平面図。
【符号の説明】
１…基板
２…位置制御領域
３…自由拡散領域
４…パターン、記録層
５…六角形、帯形状（信号領域）
６…六角形以外の領域、帯形状以外の領域（緩和領域）
７…微細孔、ドット
８…位置制御領域上の微細孔
９…ラビング処理の方向
１１…基板
１２…記録材料粒子
１３…位置制御領域
１４…自由拡散領域
２１…基板
２２…パターン
２３…位置制御領域
２４…自由拡散領域
２５…記録材料粒子
５１…半導体レーザー
５２…光ファイバー
５３…記録媒体
５４…モーター
５５…マウント
５６…電源
５７…半導体フォトダイオード
５８…集光レンズ
５９…光ファイバー
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体の製造方法及び記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
記録媒体は基本的には基板上に記録材料からなる記録層が形成されてなり、前記記録層の各記録ピットに情報が書き込まれる構造を有している。
【０００３】
近年の情報化社会において、増大の一途を辿る情報量に対応した、従来から飛躍的に記録録密度の高い記録・再生方法や、それに基づく記録・再生装置及び記録媒体の出現が待望されている。
【０００４】
それに伴い、それらの記録・再生装置及び記録媒体において情報を書き込む最小単位である記録ピットの微小化への対応が要求されている。
【０００５】
しかしながら、上記記録・再生装置及び記録媒体において、記録ピットの微小化への対応は現在のところ困難を伴っている。
【０００６】
すなわち、記録密度が高いと同時に情報の書き込み及び読み出しを正確に行うノイズの少ない記録媒体を実現するためには、記録セルのサイズが微小化することと同時に記録層を構成する粒子が基板上に乱雑に配置されるのではなく、広い面積にわたってある一定の規則により配列していることが必要である。
【０００７】
例えば１００ＧＢ／平方インチ、１ＴＢ／平方インチ以上の記録密度を持つ記録媒体を作製するためには、粒子が規則的に配列された微細構造（規則的微細構造）を１００ｎｍ以下のスケールで、しかも広い面積にわたって作製する必要がある。
【０００８】
しかしながら従来このような規則的微細構造を広い面積で作製するのは困難であった。
【０００９】
規則的微細構造作製のためには従来、フォトリソグラフィー、電子ビーム描画、ＡＦＭ針によるマーキング、あるいは自己組織的パターン形成方法などの手法があった。
【００１０】
しかしながらフォトリソグラフィーの場合、広い範囲の規則的パターンを容易に作成することが出来るが、１００ｎｍ以下の規則的微細構造を作製することは困難である。
【００１１】
また電子ビーム描画やＡＦＭ針によるマーキングにより全てのパターンをマーキングする場合、１００ｎｍ以下の規則的微細構造を作製できるが、広い範囲のパターン形成には時間がかかる。
【００１２】
一方、１００ｎｍ以下のスケールの微細構造を作製するために、従来、以下に示すような自己組織的な粒子の凝集を利用したプロセスを施すものと、人為的に粒子の凝集を制御するプロセスを施すものとが存在した。
【００１３】
自己組織的な粒子の凝集を利用したプロセスとしては、例えば、微細孔アルミナを陽極酸化プロセスにより作製する場合に関する、自己組織的な凝集プロセスに基づく微細構造の形成方法が、文献（Ｈ．Ｍａｓｕｄａ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１４４（１９９７）Ｌ１２７等）に紹介されている。
【００１４】
この文献には陽極酸化プロセスにより、アルミニウム基板表面で規則的に配列したポーラス構造が形成できることが記載されている。
【００１５】
この方法は、高純度のアルミニウム基板を硫酸、シュウ酸、リン酸等の酸の溶液中に浸し、＋２０〜８０Ｖの電圧を加え、数分から数時間電極反応を行わせることによって、５０〜２００ｎｍ間隔の、比較的穴の大きさのそろった、酸化アルミニウムのポーラス構造が形成される、というものである。この方法によれば、電圧の大きさと反応時間を調整することで、穴同士の間隔や穴の径、深さを大まかに制御することができる。
【００１６】
しかし、反応によって平坦な基板上に最初に穴が形成される場所（反応開始点）や、穴がエッチングされる過程にばらつきが生ずるため、形成される微細構造の方位がそろうのは、最大でも数ミクロン程度の領域に限られ、結晶における粒界に相当するものが形成されてしまう。また、この粒界の大きさや、粒界が形成される場所を制御することは不可能である。
【００１７】
一方、自己組織的な凝集プロセスのこのような欠点を補うために、反応開始点（＝微細構造の最小単位が最初に形成される点、結晶成長における初期成長核）の位置を、あらかじめ人為的にすべて決定してしまう、という人為的に粒子の凝集を制御するプロセスを施す方法が提案されている。（Ｈ．Ｍａｓｕｄａ ｅｔ
ａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７１（１９９７）２７７０）
この方法は前述の陽極酸化プロセスを行う以前に、規則的な微細構造を有するスタンプ（モールド）をアルミニウム基板上に高圧で押し付け、微細構造のパターンを基板上に転写することにより、基板上の数ミリ角の領域にわたって微小なくぼみを一定の間隔及び方位で形成する。すなわち、反応開始点となりうる完全に方位のそろった格子点のパターンを自己組織的な構造が形成される以前にあらかじめ人為的に基板の全面に形成する（プレパターン形成）ことによって、以後の反応によって形成される微細構造のパターンに基板の全面にわたって完全に方位がそろった構造を与える、というものである。
【００１８】
上記の文献では、電子ビーム描画により形成されたシリコンカーバイドのモールドをスタンプとして用いることで、３×３ミリの領域にわたって完全に方位がそろった、１００〜２００ｎｍ間隔のポーラス構造が実現されている。
【００１９】
しかし、この方法ではすべての反応開始点をあらかじめ加工する必要があるため、必然的に、形成されるパターンと同程度に微細な構造をモールド上に形成しなければならない。またモールドは、繰り返し使用することはできるが、プレパターンの周期や方位を変えるなどの汎用性はなく、任意のパターンを形成するためには、その都度電子ビーム描画などの高価で膨大な時間のかかる加工手段に頼らなければならない等の欠点を有する。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の規則的微細構造の作製方法においては、広い範囲における規則的微細構造を容易に製造するのは困難であり、これらの技術を利用して高密度かつノイズの少ない記録媒体を容易に得るのは困難であった。
【００２１】
本発明は上記のような従来技術の欠点を除去し、記録媒体に用いることができる規則的微細構造のパターンを有し、高密度かつノイズの少ない記録媒体を容易に得ることができる記録媒体の製造方法及び記録媒体を提供するものである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１発明の製造方法は、基板上に記録材料粒子を配列し記録層を形成する工程を備える記録媒体の製造方法であって、前記基板は前記記録材料粒子の配列を制御する位置制御領域と、前記記録材料粒子が自己組織的に配列する自由拡散領域とが少なくともあらかじめ設けられているものであることを特徴とする記録媒体の製造方法である。
【００２３】
また、本発明の第２発明の製造方法は、基板上に記録材料粒子の配列を制御するパターンを形成する第１工程と、前記パターンを原版として前記記録材料粒子を前記基板上に配列し記録層を形成する第２工程とを備える記録媒体の製造方法であって、前記第１工程における基板は、前記パターンを構成する材料の配列を制御する位置制御領域と前記パターンを構成する材料が自己組織的に配列する自由拡散領域とが少なくともあらかじめ設けられていることを特徴とする記録媒体の製造方法である。
【００２４】
本発明の製造方法においては、記録媒体の記録層を形成するにあたり、基板上に記録材料粒子を成膜などの手段により配列する（第１発明）か、あるいは基板上に記録材料粒子の配列を制御するパターンを形成した後に前記パターンを原版として記録材料粒子を成膜などの手段により基板上に配列する（第２発明）ことによってなす。
【００２５】
さらに本発明の製造方法においては記録材料粒子あるいは前記パターンを構成する粒子を配列する際に用いられる基板には、その表面に前記記録材料粒子あるいは前記パターンを構成する材料が供給された際に、その配置を制御する位置制御領域及び前記記録材料粒子あるいは前記パターンを構成する材料が自己組織的に配列し、その配置を制御されない自由拡散領域を設ける。
【００２６】
前記位置制御領域は、前記基板表面上の特定の位置に人為的に設けられた領域であり、基板上に粒子が供給された際に粒子の配列及び配列の方位を決定付けることのできる領域である。この領域内および周辺に成膜がなされると、その粒子の配列は自己組織的ではなく人為的になされ、規則的微細構造（粒子が規則的に配列された微細構造）を形成することができる。したがってこの位置制御領域の存在下で前記記録材料粒子あるいは前記パターンを構成する材料を成膜することにより、その粒子の配列は前記位置制御領域を起点として規則的微細構造を形成する。
【００２７】
一方、前記基板表面の前記位置制御領域以外の部分は前記自由拡散領域を設けておく。前記自由拡散領域に成膜がなされると、その粒子の配列は人為的に制御されず、自己組織的になされる。この自由拡散領域の存在下に前記記録材料粒子あるいは前記パターンを構成する材料を成膜することによりその粒子の配列は、乱れが存在する可能性があるため規則的微細構造から若干ずれることがある。
【００２８】
したがって、本発明の第１発明の製造方法においては、基板上に位置制御領域および自由拡散領域が形成されていることにより、得られる記録媒体においては基板上に記録材料粒子が規則的微細構造を有する領域と、規則的微細構造から若干ずれている可能性のある領域が混在することになる。
【００２９】
また、本発明の第２発明の製造方法では、第１工程において、基板上に前記パターンを構成する材料が規則的微細構造を有する領域と、規則的微細構造から若干ずれた領域が混在することになり、さらに第２工程において前記パターンを原版として記録材料粒子を配列するため、前記パターンを構成する材料の配列を反映して、得られる記録媒体においては規則的微細構造を有する領域と、規則的微細構造から若干ずれている可能性のある領域が混在することになる。
【００３０】
しかしながらこのとき前記基板上に設けられた位置制御領域はあらかじめ人為的に設定された領域、すなわち基板上の前記領域の位置及び面積は人為的に設定されたものであるから、得られる記録媒体の記録層において規則的微細構造を有する領域もそれを反映して制御された位置にのみ形成される。
【００３１】
このように規則的微細構造を有する領域があらかじめ制御された位置に存在すれば、その領域のみを対象として情報の記録及び再生をすることは情報記録装置の制御により可能であり、しかも当該領域においては記録密度が高く、しかも再生時のノイズの少ない記録が可能となる。
【００３２】
しかも本発明の製造方法においては、前記位置制御領域を基板の全面にわたって形成する必要がないため容易に製造が可能である。前記位置制御領域が基板全面にわたっている場合には全ての記録材料粒子を希望する位置に配置し規則的微細構造を得ることが出来るが、一方で基板の全面の領域を位置制御領域とするための人為的な加工が広い面積で必要となり非常に手間がかかるため好ましくない。しかし本発明の製造方法においてはそのような手間を抑えることができる。
【００３３】
一方、前述の如く本発明の第１発明及び第２発明に係る製造方法によって得られる記録媒体の記録層においては記録材料粒子が規則的微細構造を有する領域と、規則的微細構造から若干ずれた領域が混在することになる。しかしながらこのような少なくとも２種の領域はこのように規則的微細構造を有する領域をあらかじめ制御された規則的な位置に存在せしめることができる。
【００３４】
このように記録層において、規則的微細構造を有する領域が規則的に配置されている記録媒体においては、情報の記録及び再生には前述の如く支障がなく、規則的微細構造を有する領域において記録密度が高くしかも再生時のノイズの少ない記録が可能となる。そればかりか、さらに規則的微細構造から若干ずれた領域において記録材料粒子が無秩序に配列されている場合、このような領域が記録層に存在することにより、記録媒体が高温保存された際に、記録材料粒子の位置変化を緩和する作用を示すために記録層に発生する歪を低減し、ノイズの発生が抑えられるという利点も得られる。
【００３５】
すなわち本発明の記録媒体は、基板上に記録層が形成されてなり、前記記録層は、記録材料粒子が規則的に配列してなる信号領域と、記録材料粒子が前記信号領域とは異なる配列パターンにて配列してなる緩和領域とを備え、前記信号領域及び前記緩和領域は規則的に配列していることを特徴とする記録媒体である。
【００３６】
本発明の記録媒体においては、記録粒子が記録的に配列されており情報の記録及び再生を行う信号領域と、記録材料粒子が前記信号領域とは異なる配列パターンにて配列してなり、外部からの温度変化が生じた際に記録材料粒子の位置変化を緩和する緩和領域とが存在し、さらに規則的に配列されているため、情報の記録及び再生には前述の如く支障がなく、信号領域において記録密度が高くしかも再生時のノイズの少ない記録が可能となる。さらに前記緩和領域は記録材料粒子の位置変化を緩和する作用を示すために高温保存特性に優れ高温保存時に記録層に発生する歪を低減し、ノイズの発生が抑えられるという利点が得られる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の第１発明及び第２発明の製造方法を図１及び図２を参照して説明する。
【００３８】
図１は第１発明の製造方法を示す概略断面図である。
【００３９】
本発明の第１発明の製造方法は、まず、基板１１上に記録材料粒子１２を成膜により配列する工程を行う。基板１１には記録材料粒子１２の配列を制御する位置制御領域１３と、それ以外の、記録材料粒子１２の配列を制御しない自由拡散領域１４とが少なくともあらかじめ設けられている。
【００４０】
図２は、本発明の第２発明の製造方法を示す概略断面図である。
【００４１】
また、本発明の第２発明の製造方法は、まず第１工程として図２（１）に示すように基板２１上に記録材料粒子２５の配列を制御するパターン２２を成膜により形成する。基板２１には、パターン２２を構成する材料の配列を制御する位置制御領域２３と前記パターンを構成する材料の配列を制御しない自由拡散領域２４とが少なくとも設けられている。
【００４２】
次に前記パターン２２を原版として記録材料粒子２５を前記基板上に配列する第２工程とを行う。第２工程としては例えば、図２（２）に示すようにパターン２２をマスクとして基板２１をエッチングし、図２（３）に示すようにエッチングにより設けられた孔に記録材料粒子２５を成膜により埋め込む方法がある。
【００４３】
本発明の製造方法に用いられる基板１１、２１に設けられる前記位置制御領域１３、２３では、その粒子の配列は規則的微細構造を形成するよう人為的制御せしめる領域である。具体的には例えば成膜時に記録材料粒子１２あるいはパターン２２を構成する材料を供給した際に、その領域でその位置が固定されるようにあらかじめ凹凸、溝、あるいは化学的特性の異なる領域などを設ける。そのスケールは、記録層を構成する粒子の大きさによっても異なるが最小サイズが１μｍ以下である必要がある。
【００４４】
このような位置制御領域１３、２３を起点として記録材料粒子１２あるいはパターン２２は規則的微細構造をとりつつ膜成長し、その周囲の領域上でも規則的微細構造をとる。
【００４５】
一方基板表面の位置制御領域１３、２３以外の領域は、自由拡散領域１４、２４であり、この領域において記録材料粒子１２あるいはパターン２２を構成する材料は、位置制御領域１３、２３のような人為的な束縛を受けず、自己組織的に記録材料粒子１２の配列あるいはパターン２２の形成が行われる。自由拡散領域１４、２４は、具体的には平坦であり成膜過程において記録材料粒子１２あるいはパターン２２を構成する材料が全方位に拡散できる、もしくは等方位の溝で占有され、記録材料粒子１２あるいはパターン２２を構成する材料が特定方位に自由に拡散できる領域である。
【００４６】
自己組織的な作用とは、供給された記録材料粒子１２あるいはパターン２２の材料の凝集時に各材料単位が一定の距離を保ちつつ凝集するために、各材料単位がそれぞれ同じサイズである場合には一定の格子上に並んだパターンを形成する現象である。
【００４７】
したがって、自由拡散領域１４、２４において自己組織的に記録材料粒子１２の配列あるいはパターン２２を構成する材料の配列の形成が行われれば、人為的に粒子の位置を指定しなくてもある程度自然に各点が他の間隔を揃えて配列した記録材料粒子１２あるいはパターン２２を構成する材料の配列が得られる。
【００４８】
しかしながら自己組織的な作用のみで記録材料粒子１２の配列あるいはパターン２２の形成が行われると、パターン形成が基板上のランダムな位置から始まるため、隣り合った記録材料粒子１２あるいはパターン２２を構成する材料の距離などの相対的な位置はそろうが、基板１１、２１上での記録ピットの絶対的な座標位置を制御することが出来ず、記録材料粒子１２、パターン２２の位置は予測不可能となる。また、これらの手法は隣り合った数個の記録材料粒子に関しては規則的に配列した構造であるが、広い範囲では結晶構造における欠陥、粒界にあたる配列の乱れが存在する可能性があるため、こうした自己組織的作用のみを利用した記録媒体では情報の書き込み、読み出しは適さない。
【００４９】
本発明の製造方法においては、基板１１、２１に位置制御領域及び自由拡散領域が混在し、基板１１、２１上に形成される記録材料粒子１２あるいはパターン２２の形成時には、まず初期段階で位置制御領域１３、２３に置いて所定の場所にそれらの配列が開始され、しかる後にその位置制御領域１３、２３から自由拡散領域１４、２４内に配列が進行し、最終的に基板表面全体を覆う様に進行する。
【００５０】
このとき前記基板１１、２１上に設けられた位置制御領域はあらかじめ人為的に設定された領域、すなわち基板上の前記領域の位置及び面積は人為的に設定されたものであるから、得られる記録媒体の記録層において規則的微細構造を有する領域もそれを反映して制御された位置にのみ形成される。一方で、結晶構造における欠陥、粒界にあたる、配列の乱れの位置もあらかじめ予測された領域に形成されるため、実際の記録媒体の情報の書き込み、読み出しに与える影響は情報記録装置の設定により少なくすることができる。
【００５１】
前記位置制御領域１３、２３の具体例を以下に列挙する。
【００５２】
パターン２２として多孔質アルミナなどの微細孔構造を微細孔作製プロセス、例えば多孔質アルミナを陽極酸化するプロセスによって得る場合は、基板２１として金属アルミニウムを用い位置制御領域１３、２３としてその表面に前記微細孔の位置を固定するような凹凸あるいは溝を設けることは効果があり望ましい。
【００５３】
また、記録材料粒子１２あるいはパターン２２を構成する材料として球状粒子など粒径の揃った微粒子を用いそれを成膜する場合は、微粒子が所定の場所に収まるように、基板表面上に位置制御領域１３、２３として凹凸を設けること、あるいは粒子が所定の方向に並ぶように基板表面上に溝を設けておくことが簡便であり望ましい。
【００５４】
また、基板２１表面の一部に位置制御領域１３、２３として親水領域あるいは疎水領域など位置制御領域１３、２３以外と化学特性の異なる領域が形成されていることは効果があり望ましい。
【００５５】
さらに記録材料粒子１２あるいはパターン２２の位置を位置制御領域１３、２３上でのみ固定するだけでなく、位置制御領域１３、２３以外の基板表面にも配列方向を揃える働きを位置制御領域１３、２３に積極的に持たせることが望ましい。
【００５６】
位置制御領域１３、２３が位置制御領域１３、２３以外の基板表面にも配列方向を揃える働きをさせるためには、たとえば位置制御領域１３、２３を複数形成し、その形状が互いに方位の揃った多角形であったり、方向の揃った溝構造であったりすればよい。
【００５７】
なお、位置制御領域１３、２３以外の基板表面にも配列方向を揃える働きは、上記のように位置制御領域１３、２３の形状を制御する以外に、記録材料粒子１２あるいはパターン２２の成膜時に基板１１、２１表面に電場、もしくは磁場、もしくは温度勾配、もしくは遠心力を課しても良いし、もしくは基板表面全面にラビング処理により方向の揃った溝をつけても良い。
【００５８】
基板１１、２１において位置制御領域１３、２３の合計の面積は基板表面の面積の１０−４％以上５０％未満であることが望ましい。位置制御領域１３、２３の面積が基板１１、２１表面の面積の１０−４％未満であると、得られた記録媒体の記録層において、粒子の配列が規則的微細構造を有しない領域が多くなりすぎ、記録密度が高くしかもノイズの少ない記録媒体を得る効果が少なくなる。一方位置制御領域１３、２３の面積が基板表面の面積の５０％を超えると、基板１１、２１表面を位置制御領域１３、２３とするための人為的な加工が広い面積で必要となり非常に手間がかかるため、好ましくない。
【００５９】
また位置制御領域１３、２３は複数個に分散して形成されていることが基板１１、２１全面に広い規則的微細構造を形成する上で望ましく、さらには各々の位置制御領域１３、２３は規則的、例えば同形状で等間隔に配列されていること、もしくは同心円状に配列されていることが望ましい。
【００６０】
また、各粒子制御領域１３、２３から成長した規則的微細構造が隣接する位置制御領域１３、２３から成長した規則的微細構造と、欠陥や粒界を生じずに連結するように位置制御領域１３、２３の位置が設計されていることが望ましい。しかしながら上記の現象は現実的には実現は困難である。しかし位置制御領域１３、２３が、例えば各々が等間隔で配置されている等一定の規則性を持って配置されていると各位置制御領域１３、２３の中間地点近傍に欠陥や粒界が集中することになり、位置の制御が容易である。
【００６１】
なお、本発明の第１の製造方法において前記記録材料粒子及び第２の製造方法における前記パターンを形成するための成膜方法としては蒸着法、キャスト法、ディップ法、メッキ法、エッチング法、ＣＶＤ法、スパッタ法、スプレー法などが挙げられる。このとき、自由拡散領域において自己組織的な作用によって粒子が配列される必要が有るため、成膜方法としては制御領域作成時よりも基板温度を上げる、成膜温度を落とすなど粒子が自由拡散する時間を与える必要がある。
【００６２】
なお、第２発明において形成されるパターン２２としては、第２工程において記録材料を固定するための微細孔の配列、記録材料を固定するための空間を形成するためのマスクパターンの配列、あるいは前記記録材料を化学的に吸着する領域の配列などが挙げられる。
【００６３】
パターン２２として微細孔が配列した基板を得るには、例えば［Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１４４（１９９７）Ｌ１２７］に示される、Ａｌ金属の陽極酸化によって得られる微細孔構造の作成方法が挙げられる。微細孔構造のスケールは、用いる電解液や陽極酸化の電極電圧によって決定される。たとえば電解質としてシュウ酸塩溶液を用い２０Ｖの酸化電圧を用いた場合には１０μ間隔の微細孔配列が生じ、硫酸塩溶液を用い１００Ｖの酸化電圧を用いた場合には１００ｎｍ間隔の微細孔の配列が生じる。
【００６４】
微細孔を配列した後には、記録材料粒子２５を前記微細孔に後述する手段により埋め込むことにより記録媒体を得る。
【００６５】
パターン２２としてマスクパターンが配列した基板を得るには、例えば［Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ｂ１９９７ １０１ １３８−１４４］に示される、約６ｎｍ径のＡｇ２Ｓ微粒子が平面上に六方格子を組んで配列した二次元構造の作成方法が挙げられる。金や銀等の化合物等の微粒子やコロイド微粒子など所定のサイズを持った微粒子を基板表面に敷き詰めるなどの方法が挙げられる。パターンのスケールは用いる微粒子のサイズによって決定される。
【００６６】
マスクパターンを配列した後には、微粒子そのものをマスクとして用いてエッチングを行い、前記エッチングにより得られた孔に記録材料を後述する手段により埋め込む、あるいは微粒子上から記録材料を塗布または蒸着し、パターンマスクを除去することにより、記録媒体を得る。
【００６７】
パターン２２として記録材料を化学的に吸着する領域の配列は、例えば［ＳＣＩＥＮＣＥ Ｖｏｌ．２７６．１４０１］に示される様に、ブロックコポリマー等の自己組織的に相分離を行う材料のスピンキャスト膜を、ガラス基板上に塗布し、パターン形成させることにより約５０ｎｍ間隔のポリスチレン／ポリブタジエンジブロックコポリマーのドットパターンを得る方法がある。パターンのサイズは、ブロックコポリマーのそれぞれの炭素鎖の長さや塗布する膜厚によって決定される。
【００６８】
化学的に吸着する領域の配列後はこの上に記録材料を塗布または蒸着し、基板上の化学的に吸着する領域とそれ以外の領域との違いにより記録材料相分離を起こして配列され記録媒体が得られる。
【００６９】
なお、前記孔構造に記録材料を埋め込む方法としては、蒸着法などのドライ法、溶媒キャスト法、融解法などがあるが、溶融法がもっとも好ましい。この場合には記録材料の融点は微細孔構造を構成する材料の融点以下、好ましくは１００℃以下であり、かつ融点以上に加熱しても変質などしない必要がある。さらに穴に密に充填するには減圧雰囲気下での充填が好ましい。穴からはみ出た記録材料を除去する方法としては、プラズマや溶媒などでエッチングしたり、研磨、遠心分離などの機械的方法がある。この中で研磨や遠心分離などの機械的方法が好ましい。この場合には記録材料と無機物膜との硬度が後者の方が大きいことが好ましい。また、加熱により記録媒体を柔らかくした方が好ましい。遠心分離の場合には記録材料を融解させて液状にする必要がある。
【００７０】
次に本発明の記録媒体について説明する。
【００７１】
本発明の記録媒体は、基板上に記録層が形成されてなり、前記記録層は、記録材料粒子が規則的に配列してなる信号領域と、記録材料粒子が前記信号領域とは異なる配列パターンにて配列してなる緩和領域とを備え、前記信号領域及び前記緩和領域は規則的に配列している。
【００７２】
前記信号領域とは基板上で記録ピットの位置の特定ができ、特定した領域に所望の情報の記録・再生が可能である領域であり、複数の記録材料粒子が規則的に配列している。
【００７３】
前記緩和領域とは基板上で複数の信号領域の間隙に存在し、この領域では記録材料粒子の配列が無秩序である領域である。
【００７４】
記録材料粒子の規則的な配列とは、記録材料粒子がある一定の間隔の二次元格子点上に並んでいることである。記録材料粒子中心部の格子点からのずれは３０％以内であり、それ以上ずれると情報の読み出しが困難になりこの場合は無秩序な配列となる。さらに本発明の記録媒体においては記録材料粒子の配列は、本発明の目的である超高密度記録媒体作製のために必要な１００ｎｍ以下、のぞましくは２０ｎｍ以下の格子間隔で構成される周期構造をとっていることが望ましい。
【００７５】
また、前記信号領域及び前記緩和領域の規則的な配列とは、複数の信号領域が等間隔で配列し、各信号領域の周囲、及び隣接する信号領域の境界を緩和領域が埋めている状態を意味する。
【００７６】
また、本発明の記録媒体においては、制御領域中には基板上の絶対的な位置情報を示すトラッキングマークを含んでいることが望ましい。この場合、記録媒体作製時のパターン形成は位置の把握されている制御領域及びトラッキングマークの位置から自己組織的にパターン形成され、そのパターンは配列の軸方向および配列の間隔など相対的な位置が予測可能である。
【００７７】
したがって、記録・再生時にはこのトラッキングマークの位置を検出し、このトラッキングマークから相対的に予測可能な座標位置に存在する記録材料粒子に記録・再生を行うことができる。
【００７８】
トラッキングマークの形態としては、凹凸形状や、光反射率の異なる領域等がある。
【００７９】
本発明の記録媒体は、本発明の第１発明及び第２発明に係る製造方法によって製造することができる。またそれ以外の製造方法により製造されたものであっても良い。
【００８０】
本発明に係る記録媒体の製造方法及び記録媒体の記録層の記録材料として用いられる材料は、一般に記録媒体の記録層に用いられる材料であればどのようなものであっても良い。
【００８１】
例えば結晶−非晶質転移をする材料、蛍光性分子を含有する材料、電荷を蓄積−排出する材料、磁性材料、フォトクロミック化合物を備える材料などが挙げられる。
【００８２】
記録層が結晶−非晶質転移をする材料であると記録媒体はいわゆる相変化記録媒体である。本発明に係る記録媒体が前記相変化記録媒体である場合、記録層の非晶質が異なる結晶状態によって囲われることになり、それぞれが独立して基板上に存在することになり、記録が安定となる。また、記録媒体とその周囲との光学的性質を大きく変化させることができるため、コントラストが高まり、信号ノイズを低減することができる。
【００８３】
無機材料の結晶−非晶質転移をする材料としては例えば、種々の組成比のＳｂ−Ｓｅ，Ｓｂ−Ｔｅ，Ｇａ−Ｓｅ，Ｔｅ−Ｓｅ−Ｓｂ，Ｔｅ−Ｇａ−Ｓｅ，Ｔｅ−Ｇｅ−Ｓｎ，Ｔｅ−Ａｓ−Ｇｅ，ＣＳ２−Ｔｅ，Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ，Ａｇ−Ｉｎ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ，などの合金類がある。
【００８４】
有機材料で、結晶一非晶質転移する材料である場合は、結晶化速度が大きい色素分子が用いられる。
【００８５】
記録層が蛍光性分子を含有する材料であると記録媒体はいわゆる蛍光記録媒体である。その場合、蛍光強度を変化を検出することにより記録の読み出しが可能となる。蛍光は極めて高感度で検出できるため、本発明に係る記録媒体には極めて好ましい。
【００８６】
さらに、蛍光性分子としては有機、無機の種々の蛍光化合物を用いることができる。蛍光性分子を含有する材料は蛍光強度の大きいことが好ましい。一般に無機蛍光化合物の蛍光寿命は有機蛍光化合物の蛍光寿命と比べて長いが、高速の読み出しのためには有機蛍光化合物の方が好ましい。
【００８７】
具体的にはカルボシアニン類、ジカルボシアニン類、トリカルボシアニン類、テトラカルボシアニン類、ペンタカルボシアニン類、スチリル色素類、クマリン色素類、ポルフィリン色素類、炭化水素類、スクアリウム色素類、ピラノン色素類、カルボスチリル色素類、ローダミン色素類、シンチレータ色素類等があげられる。
【００８８】
記録層が電荷を蓄積−排出する材料であると記録媒体はいわゆる電荷記録媒体である。その場合保護膜として導電性を有する膜であると記録媒体への電荷の蓄積、排出が外部から容易に制御できるようになるため好ましい。
【００８９】
また、電荷を蓄積−排出する有機材料としては、ドナー性もしくはアクセプタ性の色素分子が用いられる。
【００９０】
ドナー性色素分子としてはフルバレン類、カルコゲン含有ヘテロ環類、アミン１類、金属錯体類、シアニン類、窒素含有ヘテロ環類、ポリマー類、アクセプター性色素分子としてはシアノ化合物類、キノン類、ニトロ化合物類、キノジイミン類に示す分子骨格の一つ以上を含んでいることが望ましい。
【００９１】
記録層が磁性材料であると記録媒体は磁気記録媒体である。
【００９２】
磁性材料としては、飽和磁化が大きくかつ磁気異方性が大きい材料が適している。例えばＣｏ，Ｐｔ，Ｓｍ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｂｉ，およびＡｌなどの金属並びにこれら金属の合金からなる群より選択される少なくとも一種の磁性金属材料が挙げられる。これら磁性金属材料のうちでは、結晶磁気異方性の大きいＣｏ基合金、特にＣｏＰｔ，ＳｍＣｏ，ＣｏＣｒをベースとしたものがより好ましい。具体的には、Ｃｏ−Ｃｒ，Ｃｏ−Ｐｔ，Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ，Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ，Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｐｔ，Ｃｏ，Ｆｅなどである。またこれらの他にも、Ｔｂ−Ｆｅ，Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ，Ｔｂ−Ｃｏ，Ｇａ−Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ，Ｇｄ−Ｄｙ−Ｆｅ−Ｃｏ，Ｎｄ−Ｆｅ−Ｃｏ，Ｎｄ−Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ，ＰｔＭｎＳｂ，ＦｅＰｔ，Ｃｏフェライト，Ｂａフェライト等の、Ｃｏ基合金、希土類−遷移金属合金、規則合金、磁性酸化物などから幅広く選択することが出来る。飽和磁化、保磁力等の磁気特性を制御する目的で、上記の磁性体にさらにＦｅ，Ｎｉから選ばれる少なくとも１つ以上の元素と合金化させても良い。
【００９３】
記録層が光により吸収が変化するフォトクロミック化合物を備える材料であると記録媒体はいわゆる色変化媒体である。
【００９４】
フォトクロミック化合物としては、スピロオキサジン類、ジアリールエテン類、フルギド類、インジゴ類、スピロピラン類、シクロファン類、カルコン類、縮合多環化合物などがある。
【００９５】
本発明に係る記録媒体では記録層表面に保護膜を形成することが望ましい。用いられる保護膜としては通常の高分子化合物、無機物などを使用することができる。
【００９６】
本発明に係る記録媒体の読み出しもしくは書き込み光源としては記録ピットを小さく、かつ装置全体をコンパクトにするために半導体レーザー光源が最も好ましい。検出器としては種々の光検出器を用いることができるが、コンパクトである半導体フォトダイオードがもっとも好ましい。近接場光を照射する手段としては先端を絞った光ファイバーもしくはソリッドイマージョンレンズなどを用いることができるが、光ファイバーの方が光照射面積をより小さくできることから好ましい。
【００９７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施形態によって説明する。
＜実施例１＞
（パターン形成１）
光学研磨された直径１２０ｍｍ、厚さ１．２ｍｍのガラスディスク上に反射膜としてＡｌ膜を１μｍの膜厚で蒸着して基板とした。次に、高さ約５ｎｍ，１辺４０ｎｍの正三角形状突起が１０μｍ間隔ごとに作成された表面形状を持つＳｉＣのモールドを前記基板上に押しつけ、前記モールドの表面形状を基板上に転写した。
【００９８】
基板の平面図を図３に示す。基板１には位置制御領域２として正三角形の凹部が形成されている。位置制御領域２は複数設けられ、それぞれ等間隔で規則的に配列されている。また前記位置制御領域２以外の平坦な領域は自由拡散領域３である。自由拡散領域３は溝部以外の平坦な領域に相当する。
【００９９】
得られた基板１を希硫酸水溶液中で＋５０Ｖ印加し陽極酸化することにより、複数の微細孔を形成されている１００ｎｍの膜厚のＡｌ２Ｏ３膜（融点約２０００℃）パターンを得た。このパターンは後工程で記録材料粒子の配列を制御するものである。隣接する微細孔の間隔は２０ｎｍ、微細孔の深さが２０ｎｍであった。
【０１００】
図４に微細孔が形成されたＡｌ２Ｏ３膜パターンの表面の状態を示す平面図を示す。パターン４に多数の微細孔７が設けられている。微細孔７は下地である基板に設けられた位置制御領域上の微細孔８を中心にほぼ等間隔に配置され規則的微細構造を有していた。さらに規則的微細構造を有する前記微細孔は六角形５をなすよう配置されていた。さらに前記六角形５は等間隔に規則的に配列されていた。前記六角形５以外の領域６は六角形５内よりも微細孔の間隔が１０％〜３０％広くかつ乱れのある配列であった。
（パターン形成２）
パターン形成１とほぼ同様の方法で基板上に位置制御領域及び自由拡散領域を形成した。ただし基板に位置制御領域および自由拡散領域を形成するために用いたモールドの形状のみパターン形成１と異なっており、径の異なる同心円状の形状を有する凸部が設けられたものを使用した。
【０１０１】
基板の平面図を図５に示す。基板１には位置制御領域２として径の異なる複数の同心円の形状を有する溝が形成されていた。溝は幅２０ｎｍ、深さ５ｎｍ、隣接する溝の間隔１０μｍであった。また前記位置制御領域２以外の平坦な領域は自由拡散領域３である。自由拡散領域３は溝部以外の平坦な領域に相当する。
【０１０２】
上記基板を用いてパターン形成１と同様の方法により前記基板上に微細孔を有するＡｌ２Ｏ３膜パターンを作製した。このパターンは後工程で記録材料粒子の配列を制御するものである。
【０１０３】
図６に微細孔が形成されたＡｌ２Ｏ３膜パターンの表面の状態を示す平面図を示す。パターン４は多数の微細孔７が設けられている。微細孔７は下地である基板に設けられた位置制御領域上の微細孔８を起点にしてほぼ等間隔に配置され規則的微細構造を有していた。さらに規則的微細構造を有する前記微細孔は帯形状５をなすよう配置されていた。さらに前記帯形状５は等間隔に規則的に配列されていた。前記帯形状５以外の領域６は帯形状５内よりも微細孔の間隔が１０％〜３０％広くかつ乱れのある配列であった。
（記録媒体の製造）
このようにして得られた（パターン形成１）及び（パターン形成２）のＡｌ２Ｏ３膜パターンに対して、以下のプロセスにより記録材料を埋め込み、記録粒子がそれぞれ孤立して配列されている記録層を有する記録媒体を得た。
【０１０４】
記録材料として融点６００℃の相変化記録材料であるＧｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５を真空下融解して穴の中に充填した。次に穴からはみ出た記録媒体を７００℃で加熱しながら、２００ｒｐｍで遠心して除去した。その上に保護膜としてＺｎＳ−ＳｉＯ２を厚さ１０ｎｍでスパッタして記録媒体１、２を作成した。パターン形成１で作成されたＡｌ２Ｏ３膜パターンを使用した記録媒体が記録媒体１であり、パターン形成２で作成されたＡｌ２Ｏ３膜パターンを使用した記録媒体が記録媒体２である。記録粒子の配列は各Ａｌ２Ｏ３膜パターンの孔形状および配置を反映したものとなった。
【０１０５】
記録媒体１では基板上の位置制御領域から半径４μの円形領域で信号読みとりが可能であり、ここを本発明に係る信号領域として用い、記録・再生時に情報を書き込み・読み出しを行う位置とした。記録媒体２では同心円状の制御領域から内側外側それぞれ４μ以内の領域で信号読みとりが可能であり、ここを本発明に係る信号領域として用い記録・再生時に情報を記録・再生を行う位置とした。また、記録媒体１、２において信号領域以外においては、記録材料粒子は規則的に配列されておらず、本発明に係る緩和領域に相当する。
（記録媒体の評価）
図７で示す記録再生装置で記録媒体１及び記録媒体２の記録・再生を行った。波長４８０ｎｍ、出力１２ｍＷの半導体レーザー５１から直径１０ｎｍの開口部を持つ光ファイバー５２を介して近接場光を照射した。記録媒体５３はモーター５４を用いて３０００ｒｐｍで回転させながら照射するため、光はスパイラル状に照射された。光照射により記録材料は結晶から非晶質に変化した。光ファイバー５２はマウント５５によって固定されており、記録媒体５３とマウント５５の間には潤滑剤（図示せず）が介在し、距離を２０ｎｍに保っている。導体レーザー５１の電源５６は出力を可変できる。出力２ｍＷの反射光は半導体フォトダイオード５７で検出できるようになっている。５８は集光レンズであり、５９は光ファイバーである。
【０１０６】
記録媒体１、２の反射光強度は非晶質化により５％減少した。
【０１０７】
検出される信号のＳ／Ｎ比は３０ｄｂ以上であった。
【０１０８】
次に出力７ｍＷにして近接場光を照射すると、反射光強度は結晶化により元にもどった。
【０１０９】
記録層を非晶質状態にして、１００℃で１週間放置後、反射光強度を測定したところ変化はみられず、非晶質状態は高温保存時における安定性に優れていることがわかった。
（比較パターン形成１）
パターン形成１とほぼ同様の方法で基板上に位置制御領域を形成した。ただし基板に位置制御領域を形成するために用いたモールドの形状のみパターン形成１と異なっており、高さ５ｎｍ、直径１０ｎｍの凸部が２０ｎｍ間隔に設けられており、基板全面を覆うことができるものである。このモールドの作製はパターン形成１およびパターン形成２に比べておよそ１００倍の時間がかかった。
【０１１０】
基板には位置制御領域として正三角形の凹部が全面に形成された。得られた基板をパターン形成１と同様にしてＡｌ２Ｏ３膜パターンを得た。このパターンは後工程で記録材料粒子の配列を制御するものである。微細孔が下地である基板に設けられた位置制御領域を中心にほぼ等間隔に配置された規則的微細構造が全面に形成されていた。隣接する微細孔の間隔は２０ｎｍ、深さが２０ｎｍであった。
（記録媒体の製造）
得られたＡｌ２Ｏ３膜パターンを用い、記録媒体１と同様にして比較記録媒体１を作成した。
（記録媒体の評価）
比較記録媒体１について記録媒体１と同様に記録・再生を行ったところ高記録密度であり、ノイズも少ないが、高温保存特性には劣っていることがわかった。
＜実施例２＞
（記録層形成１）
ガラス基板上にラビング処理を行い、しかる後に基板上に直径が１００ｎｍの円形金パターンをフォトマスク法により六方格子状に配置した。次にアルカンチオールにより金パターン表面の部分のみ疎水化し位置制御領域とした。自由拡散領域は金でコートされていないラビング処理の施されたガラス表面となる。
【０１１１】
得られた基板の平面図を図８に示す。基板１には位置制御領域２として疎水化した金粒子が存在しておりそれは規則的に配置されている。前記位置制御領域２以外の平坦な領域は自由拡散領域３である。自由拡散領域３は溝部以外の平坦な領域に相当する。また、自由拡散領域には矢印９の方向にラビング処理が施されている。
【０１１２】
次に記録層としてポリスチレン／ポリブタジエンジブロックコポリマーのスピンキャスト膜を前記基板上に成膜した。ブロックコポリマーのトルエン溶液を上記成長前基板上にスピンコートした後、真空中１３０℃でアニールしたものを原子間力顕微鏡により観察したところ、ポリスチレン／ポリブタジエンジブロックコポリマーのドットが制御領域から形成され、ドットの軸方向がラビング処理に影響されて方向が揃っていた。
【０１１３】
図９に前記ポリスチレン／ポリブタジエンジブロックコポリマーのドットの状態を示す平面図を示す。記録層４には多数のドット７が設けられている。ドット７は下地である基板に設けられた位置制御領域上のドット８を中心にほぼ等間隔に配置され規則的微細構造を有していた。さらに規則的微細構造を有する前記微細孔は六角形５をなすよう配置され、本発明に係る信号領域に相当する。さらに前記六角形５は等間隔に規則的に配列されていた。前記六角形５以外の領域６においてはドット７が形成されているもののその配列は信号領域とは異なる六角形５内より微細孔間隔が１０％〜３０％広くかつ乱れを含む配列であり本発明に係る緩和領域に相当する。
（記録層形成２）
記録層形成１とほぼ同様の方法で基板上に位置制御領域及び自由拡散領域を形成した。ただし基板に位置制御領域および自由拡散領域を形成するために用いた金粒子の配置を代え、金箔からなる幅１００ｎｍの帯が間隔１００ｎｍで縞を形成していた。
【０１１４】
基板には位置制御領域として疎水化した金箔が存在しておりそれは縞状に配置されている。前記位置制御領域以外の領域は自由拡散領域である。自由拡散領域は帯状の金箔以外の平坦な領域に相当する。また、自由拡散領域にはラビング処理が施されている。
【０１１５】
上記基板を用いて記録層形成１と同様の方法により前記基板上に記録層としてポリスチレン／ポリブタジエンジブロックコポリマーのドットを形成した。得られたドットを原子間力顕微鏡により観察したところ、ポリスチレン／ポリブタジエンジブロックコポリマーのドットが制御領域から形成され、ドットの軸方向がラビング処理に影響されて方向が揃っていた。
【０１１６】
記録層には多数のドットが設けられている。ドットは下地である基板に設けられた位置制御領域を中心にほぼ等間隔に配置され規則的微細構造を有していた。さらに規則的微細構造を有する前記微細孔は帯状に配置され、本発明に係る信号領域に相当する。さらに前記帯は等間隔に規則的に配列されていた。前記帯以外の領域においてはドットが形成されているもののその配列は信号領域とは異なる信号領域内より微細孔間隔が１０％から３０％広く乱れのある配列であり本発明に係る緩和領域に相当する。
（記録媒体の製造）
（記録層形成１）および（記録層形成２）で得られた記録層上にそれぞれポリアニリンを混合したポリ塩化ビニルをスピンコートして製膜して保護膜を作成し、記録媒体３、４を得た。この保護膜の導電率は１０−７σｃｍ−２であった。記録層形成１で作成された記録層を使用した記録媒体が記録媒体３であり、記録層形成２で作成された記録層を使用した記録媒体が記録媒体４である。
（記録媒体の評価）
記録媒体３、４に対し、金コートしたＡＦＭ探針から上記ドットに電圧３０Ｖで正孔を注入し情報を記録した。また、ＮＳＯＭを用いた蛍光強度の測定では電荷注入により蛍光強度が５０％減少していることが確認された。
【０１１７】
また記録媒体３，４を１００℃で１週間放置した。放置後、注入された電荷は９８％保持され、蛍光強度も注入直後と比べほとんど変化しておらず、記録媒体が高温保存特性に優れていることが明らかになった。
＜実施例３＞
本実施例では、基板上にポリスチレン／ポリイソプレンジブロックコポリマーのスピンキャスト膜を形成し、これをエッチングすることにより規則的構造を有するマスクを作製し、これを用いて磁性材料粒子を基板上に配列させた。
【０１１８】
まず、光学研磨された直径１２０ｍｍ、厚さ１．２ｍｍの円形のガラス基板上に、幅２０ｎｍ、深さ５ｎｍ、隣接する縞の間隔１０μｍの同心円状に金を蒸着した。
【０１１９】
次にアルカンチオールにより金の部分のみ疎水化し位置制御領域とした。自由拡散領域は金でコートされていないガラス表面となる。
【０１２０】
ここにポリスチレンとポリイソプレンを７：３の割合で含有したブロックコポリマーをセロソルブ系溶媒に溶かし、これをスピンコートしてガラス基板上に塗布した。
【０１２１】
さらにガラス基板を恒温槽にいれ、１５０℃で２４時間アニールし、さらに１２０℃で２時間アニールした後に室温に戻した。
【０１２２】
ガラス基板表面をＳＥＭ観察したところ平均間隔３０ｎｍで配列した平均直径１３ｎｍの球状のポリイソプレンからなるドメインと、それを取り囲むポリスチレンのドメインとに相分離した構造になっているところが確認された。
【０１２３】
この試料をオゾンにさらしてＣＦ４を用いた反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）処理を行った。ＲＩＥ処理の結果、ポリイソプレンの部分のみがエッチングされた。
【０１２４】
エッチング後の試料にスパッタリング法によって１５ｎｍのＣｏＰｔＣｒ薄膜を堆積した。ＣｏＰｔＣｒ薄膜を堆積した試料をセロソルブ系溶媒中に浸して超音波洗浄を行い、ブロックコポリマー上のＣｏＣｒＰｔ膜を除去した。ＣｏＣｒＰｔ膜を除去した後の試料の表面をＳＥＭ観察したところ約１３ｎｍ径のＣｏＰｔＣｒ磁性粒子が規則正しく配列した構造が観察された。
【０１２５】
この試料を高密度磁気記録媒体として用いるために、１０ｎｍのカーボンをスパッタにより保護膜として堆積し、テープバニッシュを行って異常突起を取り除き、湿潤によって潤滑剤を塗布し磁気記録媒体を得た。
【０１２６】
この磁気記録媒体の磁気特性を測定したところ、保磁力２ｋＯｅの垂直磁気異方性を持っていることが分かった。この磁気記録媒体に対して２００ｋｆｃｉまでの単一周波数の記録を行い、同じヘッドで再生信号を読み取ったところ、基板に設定した位置制御領域から内側、外側にそれぞれ４μｍの領域で繰り返し信号読みとりが可能であり、ここを信号領域とした。それ以外を緩和領域とした。
（実施例４）
本実施例では、基板上にアルカンチオールにより表面処理された金微粒子分散膜を形成し、記録層とした記録媒体を製造した。
【０１２７】
ガラス基板上にラビング処理を行い、しかる後に基板上に直径が１００ｎｍの金パターンをフォトマスク法により六方格子状に配置させた。次にアルカンチオールにより金パターン表面の部分のみ疎水化し位置制御領域とした。自由拡散領域は金でコートされていないラビング処理の施されたガラス表面となる。
【０１２８】
次に記録層としてアルカンチオールにより表面処理された直径２０ｎｍの金粒子をディッピングによって前記基板上に成膜した。得られた記録層を原子間力顕微鏡により観察したところ、記録層には多数の金粒子が配列され、金粒子は下地である基板に設けられた位置制御領域を中心にほぼ等間隔に配置され規則的微細構造を有していた。さらに規則的微細構造を有する前記金微粒子は六方格子となるよう配置され、本発明に係る信号領域に相当する。さらに前記信号領域は等間隔に規則的に配列されていた。前記六角形５以外の領域６においては金粒子がが形成されているもののその配列は信号領域とは異なる六角形５内より粒子間隔が１０〜３０％広くかつ乱れのある配列であり本発明に係る緩和領域に相当する。
【０１２９】
並列した金微粒子に対し、金コートしたＡＦＭ探針から記録する情報に応じて正孔を注入した。注入された電荷は１００℃で１週間放置後も９８％保持され、この記録媒体が高温保存特性に優れていることがわかった。
【０１３０】
【発明の効果】
記録媒体に用いることができる規則的微細構造のパターンを有し、高密度かつノイズの少ない記録媒体を容易に得ることができる記録媒体の製造方法及び記録媒体を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１発明の製造方法を示す概略断面図。
【図２】第２発明の製造方法を示す概略断面図。
【図３】実施例１に係る基板の平面図。
【図４】実施例１に係る微細孔が形成されたＡｌ２Ｏ３膜パターンの表面の状態を示す平面図。
【図５】実施例１に係る基板の平面図。
【図６】実施例１に係る微細孔が形成されたＡｌ２Ｏ３膜パターンの表面の状態を示す平面図。
【図７】実施例１における記録再生装置を示す該略図。
【図８】実施例２に係る基板の平面図。
【図９】実施例２におけるポリスチレン／ポリブタジエンジブロックコポリマーのドットの状態を示す平面図。
【符号の説明】
１…基板
２…位置制御領域
３…自由拡散領域
４…パターン、記録層
５…六角形、帯形状（信号領域）
６…六角形以外の領域、帯形状以外の領域（緩和領域）
７…微細孔、ドット
８…位置制御領域上の微細孔
９…ラビング処理の方向
１１…基板
１２…記録材料粒子
１３…位置制御領域
１４…自由拡散領域
２１…基板
２２…パターン
２３…位置制御領域
２４…自由拡散領域
２５…記録材料粒子
５１…半導体レーザー
５２…光ファイバー
５３…記録媒体
５４…モーター
５５…マウント
５６…電源
５７…半導体フォトダイオード
５８…集光レンズ
５９…光ファイバー
Claims (3)
- 基板上に記録材料粒子を配列し記録層を形成する工程を備える記録媒体の製造方法であって、前記基板は前記記録材料粒子の配列を制御する位置制御領域と、前記記録材料粒子が自己組織的に配列する自由拡散領域とが少なくともあらかじめ設けられているものであることを特徴とする記録媒体の製造方法。
- 基板上に記録材料粒子の配列を制御するパターンを形成する第１工程と、前記パターンを原版として前記記録材料粒子を前記基板上に配列し記録層を形成する第２工程とを備える記録媒体の製造方法であって、前記第１工程における基板は、前記パターンを構成する材料の配列を制御する位置制御領域と前記パターンを構成する材料が自己組織的に配列する自由拡散領域とが少なくともあらかじめ設けられていることを特徴とする記録媒体の製造方法。
- 基板上に記録層が形成されてなり、前記記録層は、記録材料粒子が規則的に配列してなる信号領域と、記録材料粒子が前記信号領域とは異なる配列パターンにて配列してなる緩和領域とを備え、前記信号領域及び前記緩和領域は規則的に配列していることを特徴とする記録媒体。
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