JP3776430B2 - 光学式記録構造体における改良された３次元構成の配置 - Google Patents

Description

この発明は、光ディジタル記憶およびデータ記憶構造体からの検索に関し、より詳細には、３次元マーク、領域、ガイド状態をたどっていくことに関して改良を図るものであり、これについての生産方法および構造体に関する。

例えば、シリンダやカードのような他の光学式記録構造体と同様に、回転ディスクにディジタルデータを光学的に記録したり読み出したりする情報の記憶と検索が、この技術分野では周知になっている。スキャニングによってあるいは移動がそもそも自由な他の手段、及び超大容量の光学式データ記録のための複雑な構造体によって、データを選択的に抽出するウェハ上の多層データの光学式記録は、比較的近い将来、容易に予想され得るものである。しかしながら、簡略化のために、他の媒体には補足的に触れ、本発明が他の多くの媒体に等しく適用できることを理解しながら、本明細書の説明は、光学式データ記録に焦点を絞ることとする。

ディスクを基礎とする光学式データ記録方法は、根本的に異なった物理基板を元にしている。しかしながら、これらの方法は、共通した多くの特徴を有している。例えばそれぞれの方法は、面（あるいは複数の面、あるいは複数の層）が組み込まれた回転ディスク形状の記憶構造体を利用する。ディスク面上に１つの環状帯をそれぞれ有しながら、特定の面には１つの連続的な軌跡、又は複数の軌跡がある。もちろん、カードやデータウェハ等の本質的に長方形の光記録構造体では、その軌跡はデータマークに対してほぼ平行線となる。

各データトラックは非常に多数の連続した微小マークを含み、普通は「ランド」として指定される領域の未マーク又は異なったマークにより点在される。その軌跡ピッチ（言い換えれば、隣接するトラック部分間の距離）は微小であり、これが各マークの寸法となる。したがって、データトラックは、基本的に、多数の隣接した円形の道筋であり、各データトラックは非常に多数のデータマークと連続して現れるランドとを含む。特定のデータトラック又はトラック部分がディスク上の円弧を形成し、完全には円形になっていない場合もある。しかしながら、本説明では、円の弓状データトラック又はこのトラックの部分が、円形データのトラックと交換可能であることを意味するだろう。マークとランドの寸法を比較した場合、これら各円形道筋の円周はとても大きいので、連続した小さなマークと中間ランドとの関係は、微視的レベルでは線形（言い換えると、真っ直ぐな線）のようになる。したがって、ディスク上の半径方向の隣接データは、巨視的レベルにおいて本質的に同心円の円形パスといえるが、微視的レベルでは本質的にデータが平行線として描かれているようにみえる。

一般に、モータで動くスピンドル上でディスクを急速に回転させることによって、ディスクへの書き込み（すなわち、記録）、及び読み出しが行われる。トラッキング（データトラックの中心きっちりに、書き込みビーム及び／又は読み出しビームの半径方向位置を保持すること）は、サーボ装置によって行われ、トラック軸の両側をはさんだ少なくとも１組の連続読み出しビーム位置が比較される。サーボは、これら読み出しビーム位置に基づいてビームの半径方向位置を連続的に調整し、トラックをはさんだ両側の読み出しビーム位置が等しくなるようにする。この状態は、ビームがトラック軸にきっちり合焦（フォーカス）されたときに起こる。もちろん、センシング方法は、用いられた個々の光学式データ記録方法に左右される。

単一のビームによりトラッキングを行うこともできる。この場合、円形横断ビームの反射をトラック軸方向に平行な分割線で分割して２つの等しい半円にする。トラッキングセンサは、一方の強度を他方の強度から差し引き、かつ、サーボ機構は、正しいトラッキングをあらわす差分零になるまで、ビームの半径方向位置を調整する。ＣＤの場合、この単一ビームトラッキングは、普通、「プッシュ−プル（ｐｕｓｈ−ｐｕｌｌ）」あるいは「ＰＰ」トラッキングとして称されるが、両半円の強度を足し合わせるデータ取得は、「ＨＦ」出力と称される。

ＤＶＤ−ＲＯＭの場合、異なるフェーズのトラッキングが用いられ、反射された光は４つの４分円に分割され、そして各フェーズを比較してトラッキング状態を判断する。

殆どのＣＤ再生装置は（ソニー−フィリップスの「レッドブック」だけは、単一ビームのＰＰトラッキングを標準に定めているが）、データ検索及びトラッキングに３つのビームデータを用いる。この場合、読み出しビームが３つのビーム、すなわち、読み出しビームそのものと、前記読み出しビーム前方の一方側でトラックピッチ（マーク幅のおよそ３／４）の１／４量のオフセットを指示した第１トラッキングビームと、前記読み出しビーム後方の他方側でトラックピッチの１／４量のオフセットを指示した第２トラッキングビームとの３つに分割される。前述したように、トラッキング用である２つのトラッキングビーム反射のそれぞれを連続的に読み取って比較する。

ビームフォーカスは、フィードバックメカニズムにより行われるが、このビームフォーカスについては公知であるのでここでは説明する必要がないだろう。

光学式データの記録、検索、及びトラッキングの詳細は、検討する光学式データの記録の種類によって変わる。したがって、光学式データの記録や検索を理解するため、そしてさらにトラッキングや本発明を理解するために、通常用いられる様々な光学式データ記録を検討することがまず重要である。これらは、４つのカテゴリーに分類される。

磁気と光学式との（ＭＯ）のデータ記録は、消去可能なデータファイルをアーカイブ目的のために記録し、例えば大容量のコンピュータハードディスクに記録する。ここで、ディスクの記録面は、特定の磁気光特性を有した１以上の薄い誘電性の金属層と非磁性の金属層との間に挟まれた薄い金属合金層より成る。この記録面は、重合した基板（サブストレート）に適用されるのが普通である。

記録されるデータマークは、本質的に２次元である。なぜなら、それらがＭＯディスクの磁気的フィルム層の１つのみの中に作られるからであり、それは普通、たった０．０５ミクロンあるかないかの厚さである。未記録のＭＯディスクには、あらかじめ溝が刻まれている（プリグルーブ）。すなわち、記録面に適用される重合基板は、およそ０．５ミクロンの幅を有する連続した３次元のらせん溝の加工に用いられ、ここに記録面におけるデータマークのトラックが形成される。トラックのピッチは、通常、およそ〜１．２ミクロンである。記録済みＭＯディスクの記録及び検索（再生）の間、きっちり合焦された記録ビーム及び読み出しビームのスポットは、ＰＰトラッキングによってこのプリグルーブに「従う」。

ＭＯディスクの薄い磁性の記憶層を形成する材料は、記憶層の面に関して「アップ（ｕｐ）」あるいは「ダウン（ｄｏｗｎ）」という関連した２つの方向を有するように選ばれる。アップに磁性化された微小領域（マーク）は、通常、記録されるバイナリーデータ信号の高電圧パルス（バイナリー「１」）に一致する。そこでは、ダウンに磁性化された領域が、低電圧（「０」）に一致する。もちろん、これら「１−０」の方向は、反転され得る。

ＭＯディスクは、当初は単一の磁性状態の「アップ」あるいは「ダウン」として準備される。記録は、一定の幅の磁化を選択的に切り替えることで構成され、トラックに沿って配置された薄い磁気記録層の微小領域を延長させる。これら切り替えられた領域が記録マークである。切り替えられていない、つまり、初期の磁性状態のままで溝内に点在する領域がランドである。

記録されたマークとランドは、レーザビームで読み出される。アップに磁性化された微小領域から反射し直線的に偏向した再生光は、時計回りに回転するだろう。一方、ダウンに磁性化された記録面の領域から反射した光は、反時計回りに回転するだろう。読み出し機構は、反射光の偏光回転を検出することによって、各マークのデータ値（「０」または「１」）を定める。前述したように、ＭＯトラッキングは普通のＰＰメカニズムを用いる。

ＭＯディスクの各記録マークは、同一の磁性方向を有した非常に多数の磁性領域を含む。この磁性領域は合体して、記録マークを含む微小領域になる。ＭＯディスクに用いられる磁性合金材料は、非線形な形で極端に温度依存する磁気の保磁力を有する。実際、特定磁性合金のキューリー温度以下の任意の温度では、微小領域の磁性方向を切り替えるにはとてつもなく大きな外部磁場を要求するだろう。しかしながら、記憶層の温度をそのキューリー温度より少し高温にする場合、非常に小さな外部磁場で小さな領域の磁性方向を再び方向づけることができるようになる。

それゆえ、きっちり合焦されたレーザビームスポットを用いて、薄い磁性合金の記憶層をそのキューリー温度をちょうど超えるように局所的に熱し、ＭＯマークを記録する。同時に、アップまたはダウンのいずれかに瞬時に方向づける比較的小さな外部磁場を用いる。このように、合焦された光のスポットは、小さな外部磁場によって再び方向づけられた磁化をもつプリグルーブ領域を単に定めているだけである。したがって、ＭＯディスクの記憶層のマークを実際に形成するのは、外部の磁場であって、合焦された光ビームではない。

記録媒体の温度を局所的に高くするために光ビームを使用するので、光学式データ記録のＭＯ方法は、熱の光学式データ記録として分類されている。言い換えれば、所望の効果を生じさせているのは、本質的に光の量ではなく、小さな外部磁場によって磁性方向の切り替えを促す媒体面の中に局所的に生成された熱である。ディスクがすばやく回転しているので、生成されるマークは、光ビームが残っている（及び磁場方向が保持されている）間に延長されるようになる。このように、各マークの（トラックに沿った長さを意味する）幅が、レーザ出力パルスのビーム幅によって定められる。

光のスポットパワーレベルが十分に高いレベルに維持されている間、外部磁場の強さと方向が一定に維持されるので、データトラックの所望のセグメントをスキャンする合焦記録スポットを生じさせることによって、ＭＯデータのディスク記録を消去することができる。ひとたび消去されると、前述した方法によってセグメントを再び書き込むことができる。この消去／再書き込み手順は通常は連続して用いられ、ＭＯデータディスクの所望の部分を完全に「上書き」することができる。

ＭＯディスクに用いられる磁性の記憶層は非常に薄いので、この層の平面内の熱拡散は垂直方向における熱拡散と非常に関連するだろう。さらに、キューリー温度に熱せられた後、そのフィルムを冷却するには時間がかかる。それゆえ、その層が少し緩く合焦した外部磁場の強制力に方向づけられたままなことから、合焦された記録スポットの下方に熱が通過した後で、（ディスクが回転していることから）その薄いＭＯ記憶層の磁気的に切り替わった領域が延長し続けるだろう。そのような残留マーク延長（「ブルーム（ｂｌｏｏｍ）領域」）を最小限にするため、ＭＯディスクは、磁性の記憶層に隣接して位置付けられた金属熱蓄積層を含み、前記記憶層から熱を引き出して冷却割合を増加させている。生成されたマークの横方向の範囲は、溝の横壁によって制限されるので、ブルームは（トラックに沿った）長手方向の問題であるのが殆どである。それゆえ、主として、マークの長さ及び「デュティーサイクル」（マークのパルスランド長に対する比率）に影響を及ぼす。

ＭＯの記録マークの先頭の終わりは、その末尾の終わりよりも狭く平坦にみえるのが普通である。マークの書き込みが生じている間ディスクが急速に回転しているという事実に注意すると、これはわずかな時間で先頭の終わりをそのキューリー温度になるようにしようとするためである。しかしながら、熱蓄積によって、末尾の終わりを冷却してキューリー温度以下にする時間が実質的にはないということは確かである。正確なデータ検索は、マーク−ランドの変化の発見にかかっているのが普通であるので、マークの先頭の終わりがその末尾の終わりと殆ど同じ形状を有しているべきである。そのため、各変化領域（すなわち、マーク先頭及びマーク終端の領域）において、「アップ」−「ダウン」の混合を定義するとともに構成することができる。

したがって、マークの先頭の終わりでビーム強度を大きくし、不明瞭な末尾の終わりのミラーイメージが構築されないようにすることによって、ＭＯマークの先頭の終わりが末尾の終わりと同じ形状を有するように提案した方法が沢山記載されている。

光学式データ記録の相変化（Phase Change「ＰＣ」）方式は、ＣＤ−ＲＷ（write/re-write）で、消去可能なデータ記憶ディスクを作る際の別の手段である。ここで、そのディスクは、合焦されたレーザビームによって生成された熱によって、その構造的なフェーズ（結晶あるいは非結晶）が変化する層を含んでいる。ディスク面の小さな領域の結晶又は非結晶のいずれかのフェーズ状態は、光学的特性を決定づける。そして、記録された各情報を検索するためにそのフェーズ状態が光学的に読み出される。この相変化方式は、適切に断熱が行われ、ＭＯ方式のようにデータ記憶媒体を挟んでいる層によって過剰な熱が除去されるのが普通である。

ＭＯ方式と同様、ＰＣ方式は熱光学式データ記録手法である。しかし、ＰＣ方式は次の点においてＭＯ方式ときわだって異なっている。（１）ＰＣ方式では、データマークを書き込み且つ消去するものは、光ビームそのものである。そして、（２）ＰＣ方式は２つの熱閾値を伴う。１つは消去モード用閾値であり、もう１つは消去モードの閾値よりも高い書き込みモード用閾値である。これらの閾値は直接計測することができない。むしろ、それらは、その面に照射される光ビームの強さ、ディスクの回転速度、記録面の科学的又は物理的パラメータ、周囲の状況、及び他の要因などの多くの要因を基礎として決定されなければならない。

ＰＣデータマークを書き込むためには、小さな領域を十分に熱して書き込み用の閾値温度を超過させ、これにより当初の結晶状態が非結晶状態に変換されなければならない。これは、その領域を溶かし、かつすばやく凝固させることで達成される。マークの形状を制御するには、レーザの熱をすばやく除去して、（ランドを特徴付ける）結晶状態の再構成を防がなければならない。これは、連続した急な狭いパルスからなるレーザドライブパルスを生じさせることによって達成されるのが普通である。記録面を挟む層が残留する熱を取り除く。

マークを消去するためには、延長された微小領域をすばやく熱しゆっくり冷却させることによって、結晶状態に戻さなければならない。この結果、結晶構造が完成される。繰り返しになるが、通常、書き込みモードよりも低いパワーレベルをもつ連続したすばやくて狭いレーザパルスで構成される消去パルスでこのことを達成できる。その理由は、消去閾値が書き込み閾値よりも低いためである。文献には、期待する目的を望みどおりに達成する多くのパルス設計が記載されている。

レーザビームパルスの持続（つまり、単一パルスを含む狭いパルスの組の全持続）は、得られるマーク（非結晶状態）、もしくは中間ランド（結晶状態）の長さを規定する。ＣＤ−ＲＷの場合、ディスクのまわりを延びるらせんのトラッキング溝をもった未記録ディスクを提供する。ＭＯ方式と同様、ＰＣ方式は通常のＰＰトラッキングを用いるのが普通である。しかしながら、ＭＯ方式とは異なり、ＰＣ方式によるデータ検索は、非結晶領域と結晶領域とが異なる反射率を表す場合に、ディスク面から反射された読み出しビームの振幅を単純に光学的に検出する。

ＭＯ方式のように、マーク／ランド切り替わりの正確な方向のために、つまり信頼のあるデータ検索のために、記録媒体に形成されたデータマークの先頭の終わりと末尾の終わりとの間に幾何学的な対称を生じさせる手法が多く発表されている。

このように、ＭＯ方式及びＰＣ方式は、信頼できるデータ記録面の１トラック又は複数トラックに沿って、消去可能／再書き込み可能な２次元のマークと中間ランドの連続を生み出す熱光学データ記録手法である。

フォトレジスト（ＰＲ）のディジタル光データ記録は、光学式データ記録ディスクの面のトラックに沿って、マークとランドの連続を生成する。しかしながら、ＰＲ方式では、これらは３次元マーク（つまりピット又は生じた隆起）、及び／又はディスク面のトラッキング溝である。便宜上、我々は、ＰＲ方式によるピット又は隆起生成におけるわずかな相違が、フォトレジスト材料の正しい選択と、開発している化学薬品に存在しているということを認識した上で、データピットの生成を説明するつもりである。

ＰＲ方式を、ＭＯ方式及びＰＣ方式と比較してみたとき、ディスクマスターの生成用として３次元データ記録手法であるＰＲ光学式データ記録手法を用いることができる。そして、ディスクマスターから、商業的な娘ディスクである複製コンパクトディスク（ＣＤ）やディジタル多目的ディスク（ＤＶＤ）がプレス加工される。同様に、ＰＲ方式は、トラッキング溝（あるいはトラッキングのうね）のディスクマスター、例えば、ＭＯ及びＰＣディスクの基板、並びにＣＤ−Ｒ／ＤＶＤ−Ｒのブランクを生成するために用いられる。

しかしながら、ＰＲディスクを都合よく消去したり再書き込みすることができない。したがって、ＰＲ方式は、消去可能／再書き込み可能なデータ記憶というＭＯ方式及びＰＣ方式の主要な目的には適合しない。このことは、光学式データ記録の各手法の間に存在する根本的な相違点を単に示している。

ＰＲ記録手法は、写真用の印刷処理である。マスターディスクの記録面は、薄く（０．１０〜０．１２ミクロン）で、露光フィルムの感光乳剤に似たほぼ均一構造の感光性のポリマー樹脂から成っている。したがって、本質的に熱であるＭＯ方式やＰＣ方式とは異なり、ＰＲ方式は、純粋に光学式データ記録における光化学（光学）手法である。つまり、ＰＲ方式の場合、フォトレジストを露光するディスクの露光面の選択された小さな部分に注入した熱量が本質ではない。その熱量は、単に十分な露光が生じるかどうかを確定する入射光の量でしかない。中間層より下のフォトレジストが露光される範囲と深さは、照射光の強さと露光材料そのものの光学特性とに依存する。露光媒体内への吸収光及び錯乱光のために、媒体内での露光幅は露光深さが増すにしたがって減少するのが一般的である。

ＰＲ方式は、ディスクマスタリングに用いられるのが普通なので、そのアプリケーションに関心を向ける。従来のＣＤマスタリングの場合、ＥＦＭ（８−１４変調）によって入力データを変調する。ここで、シーケンシャルバイナリ入力データを、間隔をおいて発生する連続矩形パルスに置き換える。その持続時間はｎＴである。このＴはＥＦＭのクロック間隔で、おおよそ２３１ナノセカンド（１秒の１０億分の１）であり、ｎは３〜１１の整数である。ＤＶＤマスタリングの場合、「ＦＥＭプラス」変調を用いる。そこでは、（１）８−１４変調を用いる、（２）整数ｎは、３〜１１又は１４である。どんなＥＦＭあるいはＥＦＭプラスのコードデータストリームも、パルスおよび可能な限りの全ｎＴ持続時間から成る時間間隔を常時含む。他の変調スキームが提案されているが、通常の技術変更を生じさせる場合に、この説明から一般化させることは難しくない。

（「ｏｎ」タイムでの）パルスはディスク面の中にピットを最終的に生成し、一方、「ｏｆｆ」タイムでのパルスは中間ランドを生み出す。データストリーム全体がコード化されているので、ピットとランドの双方が個々のデータを含む。よく知られているように、デュティーサイクル（つまり、ピット長のピット＋次のランド長に対する割合により、多数のピット−ランド連続で平均化されている）の結果が、ほぼ５０％になるようにすべきである。

商業的なＣＤ及びＤＶＤにおいて、例えば特有のシーケンスが、非常に長く連続したバイナリー「０」の後にバイナリー「１」を含む場合、困難な演奏トラッキングである。適当な変調によって、ＣＤ又はＤＶＤの演奏ロジックは、連続して配置された数の特定の１つで次のピッチ（またはランド）を予想することができる。

ＰＲ記録の場合、コード化された波形は、回転ディスクの記録面に照射されたダイオード又はレーザ光の合焦スポットの強度変調を生じさせる。ディスクの回転速度をディスク中心から半径方向のビーム位置でうまく調和させることによって、光のスポットが「ｏｎ」のときに作られ、細く（一般的には１．０ミクロンより小さな幅）延びた潜画像の連続が生成され、非露光のランドが点在する。全体のらせんトラック（又は同心トラックの集合）が露光されるとき、通常写真フィルムとしてマスターディスクを開発する。このとき、エッチング溶液が、露光抵抗領域（或いは、正または負のいずれかの抵抗が用いられたかによって左右される非露光抵抗領域）を溶解しかつ除去し、細く延びた３次元の微小ピット及び中間ランドの連続を作る。各ピット長及び各ランド長は個々のデータを表し、元々のコード化データの特定データパケットに一致する。ＭＯ方式及びＰＣ方式の記録の場合、これら延長ピットは微小であり、らせんディスクトラック（又はディスクトラックが複数あれば、同心トラックの各らせんディスクトラック）において何百万個もあるのが普通である。このように、微視的にみたとき、ピットは、中間ランドとともに、細く延びたまっすぐのくぼみの直線的な連続のようにみえ、固定されたトラック幅によって半径方向（即ち、横断的に）にずらされた別のピット連続に沿って存在している。

ＣＤ及びＤＶＤの場合、ピット長及びランド長は、空間的に（すなわち、長さにおいて）コードデータの対応部分の継続時間にそれぞれ一致し、その結果、ディスク又は典型的には複製された娘ディスクが演奏されるとき、その出力情報が元々の情報に合致するだろう。オリジナルデータのｎＴに対応するディスクの全ピッチが、各固有値ｎとして同じ長さであるために、記録処理の間、ディスクマスターの回転速度を連続的に変化する必要がある。そして、すべてのＣＤ及びＤＶＤ記録装置やプレイヤーの場合、検索（再生）の間では、複製ディスクの回転速度を一致させながら変化させなければならない。つまり、線形速度が回転毎で一定になるように、回転速度を変化させる必要がある。

（非常に厚いガラス又はポリカーボン基板に置かれた）感光性のデータ層の厚さは、所望のピット深さと同じに選ばれる。このように、フォトレジストが（その厚さ全体を通って）十分に露光されるとき、底の平らなピットが形成される。そしてピットの深さはその層の厚さと同じで、少なくともその層の横壁と土台との連結部がとがっている。エッチングされたフォトレジスト層にある固有の未加工部分、及びレーザノイズを記録するための大きな磁化率のために、十分な露出に失敗して（結果として、ピットの底に余剰のフォトレジストを生じさせてしまって）、ノイズのあるデータ読み出しとなってしまう。これらは、正確な検出を妨げる。

したがって、ＰＲ記録分野でよく知られているように、通常は、光学的検出用のフォトレジスト層の厚さと露光レベル、及びピッチ深さを選択する。ピット幅は、記録ビームの大きさ及び有効幅によって定められる。有効幅は、書き込みレーザの波長及び合焦手段の開口数（「ＮＡ」）によって確定される。各中間ランド長と同様に、生じるピットそれぞれの長さは、コード化されたデータパルスに一致する継続時間によって主に確定されるだろう。

記録されると、従来の電流によるプロセスによってＰＲ方式で生成されたディスクマスターを金属スタンパーに変換する。そして、娘ディスクはこれから押し出される。十分な技能と配慮により、そのスタンパーは、実際にはマスターの正確なミラーイメージとなる。そして、同様に、複製されたディスクがマスターの正確なコピーになるだろう。厳密な制御を行うことなく、マスターの良いミラーイメージであるスタンパーを生み出すことができるが、ピットを再生成した複製版のディスクは、マスターディスクの横断面形状を正確には再現していない。複製されたディスクは、典型的には不正確なモデリング手法の出来であって、ＰＲマスターディスクのピッチの鮮明で鋭いかどを表わさず、半径方向の横断形状が丸まったかどとなる複製ディスクピッチを生み出す。

トラッキング溝のディスクマスター（例えば、ＭＯやＰＣディスクの基板、及びＣＤ−Ｒ／ＤＶＤ−Ｒブランク）をＰＲ方式によって生成するプロセスは、単純化すると、ディスクマスターの全て又は殆どで、所望のらせん溝が連続するのが普通であるという事実になる。このため、トラッキング溝マスターを生成することが可能となり、レーザに一定の振幅を入力し、ディスクの回転速度にあわせて書き込みビームの半径方向位置を同期させる。不連続なトラッキング溝マスターを望む場合は、単に、書き込みビームの消滅を選択的に行い、かつ半径方向の位置合わせを必要とする。基本原理を逸脱しない範囲での通常の設計変更によって、ＰＲ方式による実際のトラッキング溝マスターを生成する。同様に、感光性の材料や開発する化学薬品を従来のように選択することによって、必要な場合にトラッキングのうねマスターを生産することができる。

ＣＲ−Ｒ及びＤＶＤ−Ｒの仕様はディザーする溝を必要とし、これはトラッキング溝の半径方向が連続した正弦曲線上でゆれていることを示している。ＣＤ−Ｒの溝における正弦曲線のディザー振幅は、ディザーしないらせん溝の長て方向の軸に関し、±３０ナノメータ（ほんのわずか）であり、その周波数はわずかな線形速度でありおよそ２２ｋＨｚである。書き込みビームの半径方向の位置あわせ手段に対するそれぞれの入力が、このディザーを作り出す。

ＰＲ方式は本質的にエッチングプロセスであり、ピットの横壁面にある程度の未加工部分が必ず生じてしまう。ＰＲ方式でのディスクマスタリングの場合、これはＣＤのマスタリングではとりわけ意味のある問題でないが、商業的なＤＶＤ―ＲＯＭマスターを歩留まり良く迅速に生産するＤＶＤマスターの生産にはまったく役立っていないと思われる。これは、基本的な回折干渉の結果と同様、ＤＶＤのデータ検索が、必然的にかなり複雑なプロセスでありフェーズの比較に頼っているためである。ＰＲ方式で生成されるデータピット特有の未加工部分は、ＤＶＤのデータを正確に検索することを妨げている。

さらに、ＰＲ方式で生成されたディスクマスターにおける未加工問題は、１層あたりおよそ４．２ギガバイトである現在のＤＶＤ−ＲＯＭのレベル以上にデータの集積度が増加したときや、データの検索手順が必然的にかなり複雑になるときに、さらに大きな問題となる。これが生じるとき、ＰＲ方式で生産されたディスクマスター特有の未加工問題は、超高集積度の利用をさらに制限するだろう。

前述した特有の未加工問題や、ＰＲ方式で生成されたピットがかなり急な側面をもって鋭いかどをしているのが普通であるという事実は、再生産されたスタンパーから娘ディスクを分離する際に困難な結果を生じさせている。台形形状のピットがＰＲ方式によって可能であれば、ピットにおける特有の未加工問題やかどが鋭い輪郭の問題は、本発明の以下に記載された方法によって幾分緩和できる。なお、これらの問題を完全に除去することは不可能である。

ＭＯ方式及びＰＣ方式と、ＰＲ方式とを比較すると、ＰＲ方式のピット生産には熱が直接的には関与しない。熱は、単に、マスターディスクを露出する合焦された記録光源スポットから得られる光の集積である。その熱吸収はとても低く、入射光の光子が１００万分の１というごくわずかなオーダであることから、ほんの少しだけ熱を吸収するその薄いフォトレジスト層は面材料の感光成分で占められている。それゆえ、ＰＲ記録手法は断熱のプロセスである。したがって、ＰＲ方式の記録書き込み手順は、他の（熱）光データ記録手法に関する最適な記録書き込み手順よりも、かなり単純であるのが一般的である。

染料ポリマーの光学的データ記録は、本出願の譲り受け人に付与した米国特許５２９７１２９号（以下、１２９特許と称する）に記載されている。ＰＲ方式と同様、染料ポリマーの光学的データ記録は、光学式データの記憶構造において３次元的に延びる微小ピット及び中間ランドのトラックとしてＥＦＭ及びＥＦＭプラスでコード化されたディジタル又はディジタル化されたデータストリームを再生成するために用いられている。そして、同様に、それは商業的なＣＤ−ＲＯＭ及びＤＶＤ―ＲＯＭが押し出されるディスクマスターを生産するために用いられている。それはまた、ＭＯ、ＰＣ、ＣＤ−Ｒ、及びＤＶＤ−ＲＯＭを生産するトラッキング溝マスターを生成するために用いられ、そして（記録データを含む環状のＣＤ−ＲＯＭ部分に加え、さらにデータを後で記録できる光学式記録媒体のトラッキング溝を含む環状のＣＤ−Ｒ部分を組み込んだ）「ハイブリッドＣＤ」用のマスターを生産するために用いられている。

しかしながら、染料ポリマーの光学的データ記録は、ＰＲ方式とは異なり熱プロセスである。このため、これは、基礎となるＰＲ方式とはまったく異なる物理法則を基に処理する。同様に、染料ポリマーの光学的データ記録は熱プロセスでありながら、３つのプロセスの薬剤が、ＭＯ方式及びＰＣ方式と根本的に異なっていることを容易に知ることができる。

主な例として、ディスク構造に用いられる染料ポリマープロセスが、ディスク（あるいはディスクマスター）の熱感光性の活性記録層を選択的に除去する場合がある。この面は、熱吸収を最大限に促進するため、ポリマー（ニトロセルロースが普通用いられる）の混合や、その色がレーザ源と補色関係にある染料から構成される。

理論上、十分に大きなエネルギー転換ビームが用いられる場合、染料の容量を、少なくできるか又は完全に排除できるだろう。しかしその結果は、標準の染料ポリマープロセスと同一であろう。そして、これら「低染料」及び「染料なし」手法は、単に、汎用の染料ポリマー手法の一種であり、本発明の範疇に含まれるであろう。

主な文献は、ディスクの場合を記載している。しかしながら、染料ポリマーの光学的データ記録を基礎にしたときの原理は、本発明で行っているようなシリンダ、カード、及びデータウェハのような他の記録構造でも等しく適用されることが理解されるだろう。

ディスクの場合、普通はガラスやポリカーボンプラスチックであるディスク基板を支える面上に、（熱感光性の）活性層を回転しながら被覆する。活性層上の「頂上から」、書き込みレーザビームを外部に方向付ける「最初の面の記録」の場合、基板は、適当な強さと熱膨張特性を持っていることのみが必要とされ、活性層を構成する材料に適合し、かつ次の電流プロセスで用いられる物質に適合する。しかしながら、典型的な「２番目の層の記録」（例えば、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−Ｒ、及び所定のディスクマスタリング）の場合、「底から」、基板を通って活性層又は基板側でない面付近で合焦されるように書き込みレーザビームを方向付け、基板の材料は、特定の書き込みビーム波長に関して適切なレベルにある透明度と反射率を処理する必要がある。そこでは基板の「底」面からの反射を低減するために、適当な逆反射コーティングを用いる。

ピットを形成する間（及びデータ検索の間）、ディスクは急速に回転している。ピット形成の線形速度を一定にするため、ディスク中心から書き込みビームまでの距離に反比例して、回転速度が連続的に変化する。ＰＲ記録の場合、これは、各ピットが所与の持続時間ｎＴであるデータパケットを空間的に表している。そして、同じｎＴ時間をもつ他のすべてのピットと同じ長さであることを保証し、同じ長さのすべてのピットを録音再生すれば、同一の出力値を生じることを保証している。

染料ポリマーの光学的データ記録という状況では、材料の排除は、（より小さな分子を形成するためにポリマーの化学的接合を破壊するという）分解の組み合わせ、すなわち、爆発（化学反応による材料の強大な放出）、流動的な流れ（可塑と溶解）からなるといわれている。そしてそこでは、熱誘導された膨張が、上部や形成されたピットの外に流出を生じさせ、変化した表面張力からの材料を部分凝固させる。

これらの効果及び排除における組み合わせの存在は、固有の染料ポリマー記録形状に依存してある広がりをもつだろう。例えば、最初の面でのディスクマスタリングの場合、材料が放出及び／または上方へ流出されるときにオープンピットが生成される。２番目の面でのマスタリング操作の場合、反射層が活性層の上方（基板上の書き込みビームの初期衝突位置から正反対の側の上）にあるのが普通であるが、反射層により保たれる材料の再凝固は、形成されたピットの中に後の崩壊として現れる。結局、ＣＤ−Ｒ／ＤＶＤ−Ｒ（２番目の面）の場合、「ピット」は、実際には泡のようなガス化した隙間であり、その中の活性層材料が放出されるとき、変形率及び屈折率が反射層と基板との間で変化する。この隙間は、ＣＤ−ＲＯＭの（底からみると隆起部のような）ピットが読み出されるときと同じ方法で、個々の光学特性を「底から」読み出すことができることを示している。このようにして、通常のＣＤやＤＶＤの録音再生装置からＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒを読み出すことができる。

いずれにしても、活性層の小さな領域の材料が移動媒体の熱閾値を超える時、排除が生じ始める。この熱閾値は、熱吸収によって誘導された材料の小さな部分の温度レベルであり、その大きさはエネルギー変換ビームに関連して動く。それは、例えば、時間的かつ空間的な書き込みビームの強さ、活性層の厚さ、ディスクの瞬間回転速度、染料ポリマー材料とその割合を構成する天然材料、ディスクの天然基板、及び周囲の状況等に左右される。これらのすべての要因をバッチごとに日ごとに変えることができる。

ストーブの上のポットの水へと類推することができるだろう。個々の水分子に誘導されたエネルギーとして生じた沸騰は、分子レベルに到達する温度閾値で、液体から気体へ物理状態を変える。いつ、どのようにして水が沸騰するかを確定する要因は、用いられた熱量だけではない。水の量と純度、天然性、水の容器の厚さ、及び周囲の状況といった他の要因も含まれる。

したがって、染料ポリマー手法に対して適用可能な書き込み手順は、（例えば、非常に異なるＭＯプロセス及びＰＣプロセスとは対照的な）物理法則と染料ポリマーの記録プロセスの特性とに基づく必要がある。そして、ブランクディスク及び記録状況の各集合に関する最適化が容易に行われるような柔軟性を提供する必要がある。

染料ポリマーマスター記録の場合、本説明も本発明もレーザ書き込みビームを使用するように限定していないが、レーザは厳密に合焦された書き込みビームを生成するのが普通である。イオンビーム、電子ビーム、及び他の多くの強烈な光学的または偽光学のエネルギー変換ビームを使用することもできる。（例えば、ダイオードのように）固体レーザの場合、コード化されたディジタルデータストリームは、その出力を直接制御しながら、レーザに対してドライブ入力を形成できる。これは、固体レーザがその入力に瞬間的に反応するためである。しかしながら、ガスレーザを用いる場合、ガスレーザは固体レーザと同等の速い入力波動には反応できないので、普通は外部変調を用いる。したがって、ガスレーザの場合、普通は、放出されたビームの道筋に介入させた手段によってレーザ出力制御を実行し、同様に、データストリームの入力又はその入力の派生によって音響光学的変調（「ＡＯＭ」）を制御する。しかし、これら２つの手法の間には、本質的な違いはまったく存在しない。なぜなら、いずれか一方において、それは、変調されたディジタルデータストリームの振幅波で、活性ディスク層に照射するビームの大きさを最終的に確定するからである。当業者で既知の方法で選択した特定レーザ（又は他のビーム）の種類によって、その選択を要求とする。

照射する書き込みレーザは、ほぼ、円全体をまさに測定したガウスの（鐘型の）強度分布をもつ、本質的には円形の横断面、つまりエアリーの円盤を表すのが普通である。このエアリーの円盤スポットで光パワー全部の５０％を占める同心円の直径は、普通、１ミクロンよりもさらに小さい。合焦されたスポットが「ｏｎ」になるとき、その光パワーの意味をもった部分が染料ポリマー層に吸収され、照らされた小さな領域に熱を生じさせるようになる。そしてすぐに、注入された僅かな領域から熱が拡散し始めるだろう。十分長い期間（ナノセカンドの数十倍かそれよりも小さいくらい）、かなりの熱を染料ポリマー材料の微量（普通は、１立方ミクロンより少ない）と結合させる場合、その微量の移動材料の熱閾値が拡大し、排除が生じるだろう。

特に、ＣＤ／ＤＶＤマスタリングの場合、溶解または可塑し、そして形成されたピットから流出し始める材料部分が、ピットの冷めた頂上で再凝固するだろう。これは、上昇した縁、又はできたピットを囲む「路肩」を形成するだろう。ディスクはこの処理の間回転しているので、路肩のピットが延び、そして形成するピットの末尾の終わりで熱閾値が拡がるあいだ、延び続けるだろう。

ＣＤ又はＤＶＤの記録速度では、染料ポリマー層のピット書き込みは、正確な断熱プロセスでない。つまり、光学的な活性層に作られる熱の一部が、複雑な排除プロセスの結果として元々生成された位置からある距離だけ移動する（拡散する）。この「熱塗布」は記録するピットの大きさと形状に影響を与える。したがって、染料ポリマーによるＣＤ／ＤＶＤ記録の場合、ピット及びランドのストリームを正確にトラックしかつ読み出すことを保証するために、その生成及び活性層の中の熱流出を厳密に管理する書き込み手順が必要となる。明らかに、光学的な書き込み手順が、活性層及び基板の物理的、流動的、及び光学的なパラメータと、合焦された記録スポットの形状とパワーの範囲と、ディスクが回転する際の速度の範囲と、ｎＴパルス及び記録データストリームでの空間的な継続時間の範囲と、所望の特性及びピットの最終ストリームが最後にトラックされかつ読み出された時に得られる録音再生信号の耐性とに依存するだろう。

ＰＲマスタリングの場合、ＣＤ又はＤＶＤプレイヤーによる正確なデータ検索（つまり、個々のピット長及び中間ランド長すべての正確な確定）のために、書き込み手順は、ピット／ランドの切り替え検出を最適化すべきである。正確なピット／ランド検出を改良する１つの方法は、マスターディスクの各トラックに３次元の幾何対称を（つまり、各ピットの両端形状を互いに反映させるようにして）表すピットを生じさせることである。ピット／ランド検出を改良するもう１つの方法は、適当な前補償を用いて、デュティーサイクル及び／又はディスクマスターに記録された３次元マークの深さをディスクの各半径方向位置に基づいて調整することである。後述するように、これについては、米国特許５６０８７１１号、５６０８７１２号（ここでは、これらを「７１１」特許、および「７１２」特許と称する）のそれぞれに記載されている。これらの手法を個々に又は一緒に用いることができる。

正確なデータ検索は、正確なトラッキングも要求する。そこで、書き込み手順は、非常に正確なピットの形状及びランドの形状を付加的に提供し、あまり高価でないＣＤ及びＤＶＤの録音再生装置でさえも、それらが正確なデータ検索を実行している間、そのデータトラックに正しく従うことができるということを保証する必要がある。これは運の悪いことに、正確なデータ検索（高周波数「ＨＦ」）及び正確なｐｕｓｈ−ｐｕｌｌ（「ＰＰ」）トラッキングの場合、予め記録されたＣＤすべてに要求されることではあるが、固有の基準が互いに排他的であるという事実によって複雑になる。同様に、未記録のＣＤ−Ｒ及びＤＶＤ−Ｒの仕様において、ＰＰの根本的なトレードオフ及び溝の反射率が存在する。ハイブリッドＣＤ仕様でも同様の妥協が必要とされる。光学式データ記録手法の殆どすべてにおいて、２以上の検出要求の間に妥協が確実に必要となる。

染料ポリマー手法による書き込みピットのとき、書き込みビームは、その直径（つまり、エアリーの円盤内における一方の１／２パワー位置から他方の１／２パワー位置までの直径）が、生成されるピットの幅（従来は、ディスク面とピット基礎との間の中間で計測される）にほぼなるように合焦される。

仕様によれば、ＣＤトラックピッチ（「ＴＰ」）は、１．５と１．７ミクロンの間にあり、通常は１．６ミクロンの値である。ＥＦＭでコード化されたＣＤピッチの長さは、普通、Ｔあたり０．３ミクロンであり、そこでのピットは、ｎＴ継続時間の入力データパルスを空間的に表している。（繰り返しになるが、深さの半分で計測された）ＣＤピットの幅、及びそれを生じさせる書き込みビームの直径は、それぞれおよそ０．５ミクロン、つまりおよそＴＰ／３である。他方、読み出しビームは、その幅のおよそ２倍、もしくは約１ミクロンの幅である。様々なレーザ波長がＣＤ記録に用いられるので、ビームを合焦する対物レンズの有効口径は、ビーム源に関係なく同じ直径のビームスポットを生じるように選択されなければならない。その結果、用いられた器具とは無関係にピットは同じ幅になり、生じたピットを均一に読み出すことを保証する。スポットの直径ｄを、

によって定義する。ここで、λは真空中のビーム波長である。ＮＡは有効口径であり、ｄは生じたスポットの直径である。例えば、ＣＤ録音再生装置の場合、λ＝０．７８０ミクロンであり、ＮＡ＝０．４５ミクロン、したがって、

ＤＶＤの記録及び読み出しに関係する寸法は、ＣＤに関係する寸法のおよそ５０％であるのだが、同様な比率がＤＶＤに用いられ、ＤＶＤマークの短いチャンネルのビット波長に対応している。おそらく、将来の高密度製品は、より短くて効果的な波長の書き込みビーム及び読み出しビーム、より小さなピット、並びにより狭いトラックピッチを用いながら、関連した比率を同じように用いるだろう。

殆どの染料ポリマーディスクマスタリングシステムは、ＤＲＡＷ手段を用いる。そしてこのＤＲＡＷ手段により、形成されたピッチの読み出し能力をピッチが作られるときの実時間で決定できる。これらは、例えば、米国特許４８０９０２２号及び４９６３９０１号に記載されているように、ディスクから反射された光を検出し解析するモニタリングビームを利用するのが普通である。ＤＲＡＷマスタリングは、関連分野の当業者にとってよく知られているものである。

ここで述べているように、ＨＦ検出及びＰＰ検出でビームを分割する場合に、同一の読み出しビームを使用できる。しかしながら、両方ともにディスクから反射された光の測定に基づくため、ＨＦ検出及びＰＰ検出は、正反対の法則に従って処理される。

ＨＦ検出の場合、反射光の測定は、データトラックを観測するピット及びランド部分間での反射コントラストである。これについての目標は、非常に暗く見えるピット領域と、非常に明るく見えるランド領域とを生じさせることにある。これは、ビームがピット／ランドを通過するときに、切り替わりを構成する設定レベルの検出輝度に到達し、明確かつすばやく通過させるためである。ピット／ランドの切り替わりが非常に正確に検出される場合、これは対応するピット長及びランド長の確定が厳密になり、これによりもともとの情報を信頼性高く再生成することができる。

望まれるＨＦの最適化は、λ／４に等しい効果的なピッチ深さ（各ピットが通常は染料ポリマーの排除プロセスによって生じたカーブした底面を処理することに注意）で実行される。ここで、λは、（ディスクが２番目の層から読み出されるのが普通であるために）基板材料中のレーザ読み出しビームの波長である。これは、回折によってまだ錯乱されていない小さな割合の入射光を干渉によって効果的に相殺しながら、反射された光をπ（１８０°）シフトしたフェーズを生成するだろう。これに対し、本質的に平らなランド領域からは、入射光の１００％近くが反射される。各ピット／ランド切り替わりで検出される反射光における変化がλ／４のピット深さで非常に急になり、正確なＨＦ検出を容易にする。

これに対し、ＰＰ検出は、一般的に、ピットから回折される光の量を垂直方向に関する角度で計測する。これは、既知もしくは観察されたディスク面の反射率により正規化される。したがって、前述したように、ＣＤの場合、ＰＰ検出はトラック軸の長手方向の片側での検出光に関する振幅を比較することになる。π／２フェーズシフトを生みだす効果的なλ／８の溝深さはむしろＰＰ検出を最適化し、λ／４の溝深さ及び対応するπフェーズシフトがＨＦ検出を最適化する。前述したように、ＰＰ検出と、ＣＤ−Ｒ及びＤＶＤ−Ｒにおける未記録な溝の反射率の決定との間には、基準において似たような矛盾が存在する。ハイブリッドＣＤのような他の光学式データ記録でも、似たような矛盾が表われる。

これらよく知られた問題のために、あらゆる光学式データ記録の書き込み手順の開発に関して、「価値ある形状（Ｆｉｇｕｒｅ ｏｆ Ｍｅｒｉｔ）」の概念を広く用いるが、主な引用はデータディスクマスタリングに対して行われている。この価値ある形状（Ｆｉｇｕｒｅ ｏｆ Ｍｅｒｉｔ）は、設定された標準に対するあらゆる適合度を計測する重み関数である。予め記録されたＣＤ及びＣＤマスターの場合、そのおもな構成要素は、ＨＦ検出での振幅、ＰＰ検出での振幅、及び記録されたデータトラックの半径方向に関する隣接部分間の混信の最小値である。つまり、光学式データ記録における書き込み手順を開発する最終目的は、価値ある形状（Ｆｉｇｕｒｅ ｏｆ Ｍｅｒｉｔ）を最大にすることである。

１２９特許、７１１特許、及び７１２特許は、複製ディスクの改良データピット構造によって、価値ある形状（Ｆｉｇｕｒｅ ｏｆ Ｍｅｒｉｔ）の最大化に向かう重要なステップを提供するが、それらはもう一つ重要な構成要素であるトラッキング精度を重要視していない。

ヨーロッパ特許、ＥＰ０８３７４５４Ａ２号（ここでは、「Ｓｃｈｏｏｆｓ」と称する）は、過度にＨＦ検出を妥協することなくＰＰ検出を改良した範囲について論じている。提案された解決手段は、書き込みパルス間の書き込みビームの強度を移動媒体の熱閾値以上のレベルに維持することである。これは、連続するピット間に点在するランド領域の中に細く浅い溝を形成する。そしてそれは、ＨＦ（つまり、ピット／ランド切り替わり）での検出精度において負の効果が願わくは殆どないピット間で、ＰＰトラッキング信号の強さを大きくする。

Ｓｃｈｏｏｆｓで示される手法は、およそλ／８の深さにランド溝を作ることができるので、ＰＰ最適化基準を満足する。しかしながら、これは熱閾値に近い書き込みビームの強度を小さくすることによって達成されるので、生じるランドの溝はどうしても非常に細く、実際には、ＨＦ検出を最適化する溝よりも幅広な溝で光学式ＰＰ検出を実行することから、ＰＰ検出を妥協している。更に、ＳｃｈｏｏｆｓによればＨＦ検出を重要に位置付けていない。Ｓｃｈｏｏｆｓが教える論理的な拡張は、より良いトラッキング溝を幅広くするために、ピット間でのビーム強度を更に大きくすることであり、溝を深くすることによってＰＰ検出を妥協し、そしてまた検出がより困難なピット／ランド切り替わりを生じさせることによってＨＦ検出を妥協している。したがって、価値ある形状（Ｆｉｇｕｒｅ ｏｆ Ｍｅｒｉｔ）全体において、提案されたＰＰ改良を否定的に釣り合わせている。

それゆえ、ＨＦ検出や他の仕様にあまり妥協することなく、データマークの全トラックに沿ったトラッキング検出を最適化することによって、光学式データ記録ディスク、ディスクマスター、及び３次元マークを表わす他の光学式記録構造における価値ある形状（Ｆｉｇｕｒｅ ｏｆ Ｍｅｒｉｔ）を信頼性よく改良する方法、装置、並びに生じるピット及びランドの幾何学的形状が要求される。

さらに、横断面を改良したデータ形状の光学式データ記録構造が要求される。その結果、データトラックを読み出すとき、トラック及び隣接トラック上でデータ構成間の混信が少なくなる。これにより、価値ある形状（Ｆｉｇｕｒｅ ｏｆ Ｍｅｒｉｔ）を改良することになる。

ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−Ｒ、ＭＯ、ＰＣ及びプリグルーブが刻まれた他の光学式データ記録構造を改良するトラッキングの方法、装置、及び溝の幾何学的形状の要求もある。

これに加えて、光学式データ記録構造のマスタリングのデータ形状を改良する要求がある。この結果、スタンパー面の望まない割れ目に密着した材料から生じてしまう複製エラーが少ない状態でスタンパーから複製ディスクを分離することができ、これにより、複製プロセスにおける繰り返し精度を改良する。

米国特許第５２９７１２９号明細書 米国特許第５６０８７１１号明細書 米国特許第５６０８７１２号明細書 米国特許第４８０９０２２号明細書 米国特許第４９６３９０１号明細書

本発明の記録構造体は、第１の３次元構成を層に表示する構造体において、上記第１の構成の少なくとも一部分は上記層の第１のレベルから垂直方向に変位し、上記第１の構成は上記第１のレベルに平行な第１の主軸と、上記主軸に垂直でかつ上記第１のレベルに平行な第１の横軸と、上記第１の主軸及び上記第１のレベルの両方に垂直な第１の垂直軸とを有する検索データを格納する記録構造体であって、さらに、上記第１の構成は、ａ．横断面によって規定される上記第１の構成の外形は、上記第１の構成の一方の横方向エッジにおいて上記第１のレベルより変位を開始するポイントから、上記第１の構成の反対側の横方向エッジに至るポイントまでの傾斜に不連続性を示さず、ｂ．上記第１のレベルに関し上記第１の垂直軸に沿った第１の構成の範囲は、０．２５ミクロンよりも小さく、上記第１の横軸に沿った第１の構成の範囲は、１ミクロンよりも小さく、上記第１の主軸に沿った第１の構成の範囲は、上記第１の横軸に沿った第１の構成の範囲の少なくとも２倍あり、ｃ．上記第１の垂直軸に沿った第１の垂直方向における上記第１のレベルからの上記第１の構成の最大変位の、上記第１の垂直方向とは逆の垂直方向における変位に対する比率が、０．２から５．０の範囲を除くことをその特徴の１つとしている。

また、本発明の記録構造体は、検査データを選択的に包含するデータ層を含む構造体であって、上記データ層は、ａ．第１のレベルと、ｂ．第１の垂直方向において上記第１のレベルから変位した第２のレベルと、ｃ．上記第１の垂直方向において上記第２のレベルから変位し、かつ上記第１の垂直方向において上記第１のレベルからも変位した第３のレベルと、ｄ．少なくともその一部分が、（１）長手軸であり、（２）上記第１の垂直方向に垂直している、ことを特徴とする延長されたデータトラックと、ｅ．延長された第１の３次元構成であって、少なくともその構成の一部分が、（１）上記データトラックの一部分に平行でかつ横に一直線に並ぶ第１の主軸と、（２）上記第１の主軸に垂直な垂直軸と、上記第１の構成の部分が上記垂直軸方向において上記第１のレベルから上記第２のレベルまで延び、（３）微視的寸法である横方向の第１の範囲値と、を有し、ｆ．延長された第２の３次元構成であって、少なくともその構成の一部分が、（１）上記データトラックの部分及び上記第１の主軸に平行でかつ横に一直線に並ぶ第２の主軸と、（２）上記第２の主軸に垂直な垂直軸と、上記第２の構成の部分が上記垂直軸方向において上記第２のレベルから上記第３のレベルまで延び、（３）上記第１の範囲値よりも小さい、微視的寸法である横方向の第２の範囲値とを有しことをその特徴の１つとしている。

本発明の検索データを格納する記録構造体を生成する方法は、ａ．上記構造体に層を供給し、ｂ．上記層の第１のレベルを規定し、かつ、ｃ．第１の３次元構成を上記層に生成し、上記第１の構成の少なくとも一部分が、上記層の第１のレベルから垂直方向に変位し、上記第１の構成は上記第１のレベルに平行な第１の主軸と、上記主軸に垂直でかつ上記第１のレベルに平行な第１の横軸と、上記第１の主軸及び上記１のレベルの両方に垂直な第１の垂直軸とを有する構造体を生成するステップを含む方法であって、さらに、上記第１の構成は、（１）横断面によって規定される上記第１の構成の外形は、上記第１の構成の一方の横方向エッジにおいて上記第１のレベルより変位を開始するポイントから、上記第１の構成の反対側の横方向エッジに至るポイントまでの傾斜に不連続性を示さず、（２）上記第１のレベルに関し上記第１の垂直軸に沿った第１の構成の範囲は、０．２５ミクロンよりも小さく、上記第１の横軸に沿った第１の構成の範囲は、１ミクロンよりも小さく、上記第１の主軸に沿った第１の構成の範囲は、上記第１の横軸に沿った第１の構成の範囲の少なくとも２倍あり、（３）上記第１の垂直軸に沿った第１の垂直方向における上記第１のレベルからの上記第１の構成の最大変位の、上記第１の垂直方向とは逆の垂直方向における変位に対する比率が、０．２から５．０の範囲を除く、ことをその特徴の１つとしている。
また、本発明の検索データを選択的に含む構造体を生成する方法は、ａ．上記データを含む上記構造体のデータ層を与え、ｂ．上記データ層の第１のレベルを規定し、ｃ．上記第１のレベルに平行でかつ第１の垂直方向における上記第１のレベルから垂直に移動した上記データ層の第２のレベルを特定し、ｄ．上記第１及び第２のレベルに平行し、上記第１の垂直方向における上記第２のレベルから移動し、かつ上記第１の垂直方向における上記第１のレベルからさらに移動した、上記データ層の第３のレベルを指定し、ｅ．上記データ層において、トラックの少なくとも一部分が、（１）長手方向であって、（２）上記第１の垂直方向に垂直するように延長されたデータトラックを位置付け、ｆ．上記データトラックのセグメントに、微視的に表示される第１の３次元構成を形成し、上記第１の構成の少なくとも一部分が、（１）上記データトラックの上記部分に平行でかつ横に一直線に並ぶ第１の主軸と、（２）上記主軸に垂直した垂直軸と、上記第１の構成の上記部分が、上記垂直軸の方向において上記第２のレベルから上記第３のレベルまで延び、（３）上記第２のレベルでよりも上記第３のレベルの方が小さな横方向の範囲と、（４）上記第２のレベルで、上記第１の構成の一方の側から上記第１の構成の反対の側までの横方向の範囲であって、上記第１の垂直方向とは逆の垂直方向において、上記第２のレベルからの上記第１の構成の任意の変位を含み、それは微視的な第１の寸法値を有し、ｇ．また、上記データトラックの部分に、延長された第２の３次元構成を形成し、上記第２の構成の少なくともその一部分が、（１）上記データトラックの上記部分及び上記第１の主軸に平行で、かつ横に一直線に並ぶ第２の主軸と、（２）上記第２の主軸に垂直した垂直軸と、上記第２の構成の上記部分が、上記垂直軸の方向において上記第１のレベルから上記第２のレベルまで延び、（３）上記第１のレベルでよりも上記第２のレベルの方が小さな横方向の範囲と、（４）上記第１のレベルで、上記第２の構成の一方の側から上記第２の構成の反対の側までの横方向の範囲であって、上記第１の垂直方向とは逆の垂直方向において、上記第２のレベルからの上記第２の構成の任意の変位を含み、それは微視的な第２の寸法値であって、上記第１の寸法値よりも小さくない上記第２の寸法値である、ことをその特徴の１つとしている。

本発明の検索データを含む構造体の層を生じさせる装置は、上記層は第１の３次元構成を含む主要レベルを有し、上記装置は上記層に少なくとも１つの上記第１の３次元構成を生成する第１の構成生成手段を含み、上記第１の構成の少なくとも一部分は、第１の垂直方向において上記主要レベルから延び、上記第１の構成は上記主要レベルに平行な主軸と、上記主軸に垂直でかつ上記主要レベルに平行な横軸と、上記主軸と上記主要レベルの両方に垂直な垂直軸とを有し、上記第１の構成は、ａ．上記第１の構成の横方向の範囲は、上記第１の垂直方向に関して減少し、ｂ．任意の部分が上記第１の垂直方向とは逆の垂直方向に延びることを包含しながら、上記第１の構成の一方の側で、上記第１の構成が上記主要レベルから変位を開始するポイントから、上記主要レベルからの該変位が上記第１の構成の反対側で終息するポイントまで、測定された上記第１の構成の横方向の範囲の外形は、不連続な斜面を表示せず、ｃ．（１）上記第１のレベルの上記垂直軸に沿った範囲が、０．２５ミクロンより大きくなく、（２）上記横軸に沿った範囲が、１ミクロンより大きくなく、（３）上記主軸に沿った範囲が、上記横軸に沿った上記第１の構成の範囲の少なくとも２倍である上記第１の構成の範囲であり、ｄ．上記第１の垂直方向における上記主要レベルからの上記第１の構成の最大変位の、上記垂直方向とは逆の垂直方向の変位に対する比率は、０．２から５．０まで範囲を除くことをその特徴の１つとしている。

（発明の概要）
本発明の目標は、主に、横断面を改良した３次元構成を供給することによって、光学式データ記録構造の価値ある形状（Ｆｉｇｕｒｅ ｏｆ Ｍｅｒｉｔ）を改良することである。この構成は、ピット及び隆起等のデータマーク、３次元ランド領域、並びにトラッキングの溝及びうねを含むことができる。前述した例から容易にわかるように、データ層（例えば、データピット）、またはその上（トラッキングうね）の中にくぼみをつけて、前記構成を作る。本発明をデータ構成の生成に用いる場合、本発明は、Ｓｃｈｏｏｆや他の先行技術と比較してより明確なピット−ランド変換が行われるよう、接線方向にある（つまり、データトラックに沿った）横断面も改良する。

主な実施形態において、その横断構成が一方の横断面の終わりから他方の横断面の終わりまで連続した傾斜を表わすという事実は、前記改良された構成をある程度特徴づける。本発明中、「連続した傾斜」とは、任意の隣接部分との間に、かど張った接合がほとんどない様々な曲率の曲線形状を意味する。前記定義によって、例えば、正弦曲線波形、あるいはいくつかの正弦曲線波形が組合わさって表わされた複雑な波形を、連続した傾斜と表現する。これに対して、ベースと横壁との間の接合が曲がっているというよりもかどを有して接合されている場合、台形部分のピット又は溝は、連続した傾斜を表していない。他方、多少丸みを帯びたかどで示される部分を、連続した傾斜と表現する。

本発明の概念の別の要素は、主な実施形態において、平らな部分（berm、以下「バーム」と呼ぶ）を減少し又は排除することにある。この点について、定義されたインデックスレベルを起点とするバームの最大垂直変位率の減少がバーム減少を示し、前記インデックスレベルを起点とする主な構成の垂直変位を最大にする。垂直に配置された多数のデータ層を含むディスクであったり、ディスク又は特定データ層のレベル面と異なるレベルをもつ谷又は山で定義される構成であったりすることから、インデックスレベルは、ディスクのレベル面にあったりなかったりする。

例えば、前記構成が構造体のピット（またはトラッキング溝）であるならば、前記垂直変位率は、上方で計測したバームの最大高さを、下方で計測したピット又は溝の最大深さで割った値、すなわち本発明による比較的小さな第１の値であろう。そしてその測定はともに、バームが他の側で上昇を開始するインデックスレベルから行われる。

（前述した構造体から加工若しくは複製した構造体で典型的にみられる、又は後述するように書き込みビームを制御する波形を反転することによっておそらく生成される）データの隆起またはトラッキングのうねの場合、前記垂直変位率は、形状の高さをバームの深さで割った値、すなわち本発明による比較的大きな第２の値であろう。この第２の値は、第１の値の逆数に近似する。

ここで発表される改良を用いることなく実現される変位率の除外範囲が、これら第１の値と第２の値との間にある。もちろん、これらは先行技術に備わっている。

ある実施形態の場合、前記構成は多様である。すなわち、例えば、データ層に形成された谷に改良ピットがあったりする。同様に、データの隆起がマウンド（mound）の上に盛り上がったり、データ層で盛り上がったりする。他の場合として、構成の横断面を解析する点からすれば、定義されたインデックスレベルは二次的構成のレベルであり、主な構成はそのレベルから垂直展開を開始する。例えば、溝にピットがあって、そのピットの片側からバームが生じる場合、インデックスレベルは、片方のビームが溝から隆起を開始するレベルとなるであろう（例えば、図７を参照）。

本発明の概念の別の要素は、好ましい実施形態において、その光が減少しようとしまいと、ビームを狭くすることにある。特に、高密度（つまり、小さなトラック幅）の場合、そのような狭いビームは、隣接する半径方向のトラック間における混信を減少させ、又はトラック部分の面構成（例えば、ピットまたは溝）への書き込みが半径方向の隣接した他の部分に存在してしまうという影響を減少させることができる。

様々な装置を開示するが、これらにより、改良された横断面の構成を表わす特許請求の範囲に記載した構造体を作ることができる。

好ましい実施形態では、これは、第１の書き込みビームよりもっと幅広い検出の、かつ小さな強度の第２の書き込みビームを用いて実行するが、その焦点位置は同軸であるのが普通であり、データトラックの選択的な部分に沿って浅い溝を作り、溝の内部には個々のデータピットが存在する。これらの第１及び第２ビームの大きさと焦点とを選択的に調整することによって、第２ビームは、ピットを囲む特定の材料を追い出して、ピットのバーム高さを減少（または完全にバームを排除）させることができる。さらに、第２ビームは、ＨＦ検出として最適な断面寸法のピットを生成し、このピットは、ＰＰ検出として最適な断面寸法が連続した溝の中で選択的に作られる。ランド領域中で第２ビームを延ばし、又は望むのならば「ｏｎ」状態に維持することができ、全データトラック又は選択部分に沿って最適に構成したトラック溝を生成する。生成された溝深さを選択的に調整することにより、改良型ＰＰ検出のために講じた改良は、ＨＦ検出を妥協しないだろう。なぜなら、溝がまったく形成されなかったかのように、作られた溝のベース（base）に関するピット／ランド切り換えを容易に検出するからである。

別の実施形態では、他の光学式データ記録構造における似たような改良を講じるために、本発明の本質的である２つのビームを用いた概念を用いる。例えば、ＰＲの場合の比較的幅広くて浅い谷を得るために第２ビームを用い、フォトレジスト材料の二次的なレーザ露光を所望の形状で生成することにより、ＨＦ検出を妥協することなくトラッキングを改良する。同様に、第１及び第２ビームによるそれぞれの露光状態を独立に制御することによって、本発明は、ＰＲの場合の価値ある形状（Ｆｉｇｕｒｅ ｏｆ Ｍｅｒｉｔ）を改良するメカニズムを提供する。染料ポリマーでこれを行う場合、ピットとランドの最終的な３次元幾何学的形状を最適化することによって、ＨＦ検出による改良トラッキングを同じように実行することができる。

本発明の２ビーム概念が、ＭＯ、ＰＣ及びＣＤ−Ｒ／ＤＶＤ−Ｒ等のプリグルーブディスクのマスタリングに用いる場合、半径方向の断面での溝の幾何形状をより正確に制御しかつ最適化するメカニズムを講じることによって、溝の反射を妥協することなく同じようにトラッキングを改良することができる。特に、染料ポリマー処理によって生成される場合、これらの記録構造体にトラッキング溝の線を引くビームは、その高さを実質的に小さくし、トラッキング及びデータ検索の両方を改良することができる。

少なくも前述した状況の何れかに適用可能な別の実施形態は、前述した第２ビームの構成よりも、その強度が大きく、合焦されたスポットが狭く、ディザーする第２ビームを組み込む。この実施形態において、第２ビームは溝形状が生じる間ディザーする、すなわち、ディスクの半径方向に急速に振動する。後述する各実施形態では、複数のオーバーラップを生み出すビームスプリッターを使用することを含み、近接してディザーしないビームを合わせると、ビーム幅の全部または一部に沿って一様な大きさをもつ１つのビームとなる。さらに、他の実施形態では、ビームスプリットがなくディザーするビームを含み、１つのビームが、ディスクの半径方向（つまり、作られた構成の縦方向の交軸）に複雑にディザーする動きを実行し、ピット及び谷を同時に生成する。

また、改良された光学式データ記録構造を生成する手法を開示する。これらは前述した各装置に固有の手法を含み、同様に、ポリマーの交差結合（cross-linking）手法が、バーム形成及び／又は所望しない半径幅を有する残留バームの形成がされにくい活性層を提供する。

本発明は、ディスクでない構造にも適用することが可能である。例えば、シリンダ状の構造体に対する光学式データ記録の場合、曲がったらせん上のトラックは、光学式データ記録のディスク面に対する平らならせんトラックに一致する。ここで、第１及び第２の書き込みビームが、回転構造体の回転軸に対して半径方向に方向づけられることを除き、複数の原理が事実上同じになる。そして、適用される場合、回転軸に並行する方向にディザー（またはビームスプリッター）が生じる。同様に、本質的に２次元データカード上の光学式データ記録の場合、媒体が回転していない間、書き込みビームは、データトラックと実質的に平行なデータをスキャンする。適当な構成と機械的な工夫により、この２ビーム原理（ディザー又はビームスプリッターしたりしなかったりする）、又は複雑にディザーする単一ビーム概念を適用することができる。同様に、微小で薄いデータカードの独立した読み出しが可能なサンドイッチ層を含む３次元のデータウェハの場合、書き込み処理が媒体の複数層で処理されることを除き、本発明をデータカードの実施形態の場合と同様に適用することができる。そこでは、将来のデータウェハ処理の開発としてさらに改良される場合、合理的な従来の方法が、合焦と、媒体を構成する固有の材料の選択とを行う。

各データマークが構造体の本来の面のレベルの上に延長する隆起またはうねである実施形態においても、本発明を等しく適用できる。ある場面では、（ＣＤ−ＲＯＭ／ＤＶＤ−ＲＯＭがそうであるように、ディスクマスターは、第１の面に書き込まれ、第２の面で読み出されるが）ピット又は溝として現れるものは、ある方向からみれば隆起となり、反対の方向からみればうねとなる。さらに明確にすれば、ディスクスタンパーは、オリジナルなマスターの補完像である。それゆえ、ディスクスタンパーは、マスターが本来溝やピットを表すうねまたは隆起をそれぞれ表す。しかしながら、一般的に、当業者の通常の知識によって分かるように、ピット／溝書き込みから、隆起／うね書き込みへの変換は、従来のパラメータ及び／又は波形の選択のみに左右される。そして、基本概念内の変更において、本発明を互いに等しく適用することができる。

本発明の範囲内でのそのような変更は本質的に裏返しを構成し、そうでない場合は、波形を適切に生成することが書き込みビームを制御する。その結果、ピット領域の除去を生じさせるかわりに、この除去がランド領域内、及び近接したデータトラック間領域内に選択的に生じることになる。したがって、データ隆起の表示は、低いランド及びトラック内部の領域に関係する。隆起する形状を生成する他の手法は、本明細書の内容、発表されている技術、及び光学的かつ回路設計で既知の原理に基づいて、当業者の通常の知識で明らかに導かれるであろう。

本発明は、染料ポリマーの光学式データ記録において、データピット周囲のビーム又は（ＣＤ−Ｒ／ＤＶＤ−Ｒの）トラッキング溝を事実上除去できることを示している。実際、開示された発明の範囲内の慎重なパラメータ／材料の選択及び実験、及び本技術分野における合理的な知識の適用によって、この明示されたバーム高さの減少が、十分に価値あるということを証明した。それは、これらのバームを同時に排除できることを表し、したがってＨＦ検出をさらに改良する。ここで、ピットの半径方向の各側が連続した曲線であり、その傾斜が構造体の面レベル（または別に定義されたレベル）から、ピットの一方の側のピット底まで単調的にマイナスになる連続した曲線であり、かつピット底から反対側の面のレベルまでの戻りで、単調的にプラスになる連続した曲線である。そして、ピット部分は一方の側から他方の側まで、実質的に不連続した傾斜をまったく表わさない。ピット深さに対するバーム高さの比率は、零になることを後に示す。後述する隆起の実施形態では、サイドチャンネルの深さに対する隆起の比率が無限大になることを示す。もちろん、ＣＤ−Ｒ／ＤＶＤ−Ｒの溝の断面形状は、同じ比率を有するトラッキングうねの断面形状とまったく同一である。

本発明の全ての実施形態は、１つの目標、即ち、光学式データ記録構造体における価値ある形状（Ｆｉｇｕｒｅ ｏｆ Ｍｅｒｉｔ）を改良するということを共有する。本発明は、これら構造体のデータ層へ改良された３次元の断面形状の構成を供給することによって、この目標を実現する。したがって、本発明は、その多くの実施形態すべてにおいて、統一した概念を構成する。図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。

便宜上、後述する議論は、主に、１以上のトラックのピット及び中間ランドとしてＥＦＭのコード化データを表す染料ポリマーのＣＤマスタリングを中心にするだろう。前述したことにあわせ、本内容のすべての方向はディスクそのものに引用される。したがって、「半径方向」という語は、ディスク平面において、ディスク中心に向かって又は外に向かっていくことを意味する。また、「垂直」という語は、ディスク平面から上へ向かって又は下に向かってということを意味し、「接線」という語は、ディスク平面におけるディスク接線方向に沿って又はディスクの環形に沿ってということを意味する。データトラックのセグメントに関し、微視的レベルでみればデータトラックは直線に見えかつ半径方向に近接したデータトラックは平行に見えることから、「縦軸の」と「接線方向の」とは同義である。そして、「半径方向の」と「横断の」についても同様にして同義である。また、「連続」が複数のピット及びランドを意味することから、ピットのトラックは、連続する多数のピットと介在するランドとを意味する。ピット／隆起のトラック、又はトラッキングの溝／うねは、ディスクの環の回りの円、又はディスクの円弧を生成する。このような形状は、巨視的にみれば「円形」としてみなされるだろう。

本発明が本説明に限定されない手段によってなされることを説明するために、前述した説明中での広範囲な議論に従って、他の実施形態がもっと簡潔に議論されるだろう。

図１及び１２９特許に関し、スピンドルモータ３により、データが記録されるディスク１を回転し、速度コントローラ５により、スピンドルモータ３を制御する。ガスレーザ７は、特定の波長の書き込みビーム９を形成する。本実施形態の場合、ガスレーザを使用するので、書き込みビームは光学変調器１１を通過し、光学変調器１１は、波形生成回路３１からのライン１０のドライブ信号に従って、その書き込みビームの大きさを変える。前述したように、例えば、光学変調器１１は、ＡＯＭ又はより速く反応するＥＯＭ（電気―光変調器）である。光学変調器１１を出たビームの変調振幅は、ドライブ信号の振幅を表わし、ドライブ信号のＤＣバイアスと未変調のビーム９の大きさとにより制御される平均強度を有する。

変調ビーム１３は、ディスク１に向けて方向づけられ、かつ適当な光源によって活性面４３上のスポット１５に合焦される。これらの光源は、対物レンズ１７及びビーム拡張レンズ（例えばコンデンサー）１９を含んでいることが望ましい。ビーム拡張レンズ１９は、対物レンズ１７の有効口径を満たすために変調ビーム１３を広げる。このスポットの直径が（ＣＤ記録の場合で）およそ０．５ミクロンであるように、対物レンズの有効口径値（ＮＡ）を選ぶ。それは、現在用いられている典型的なレーザビームの波長に適合する。スポット１５がディスク１の中心の半径方向に移動可能なように、搬送体２１上にそのレンズをマウントする。これは、当業者が通常よく用いる汎用変換ドライブシステム２３によって達成される。

あるいはまた、図１及び図２は、変換システム２３によって制御されたスポット１５の半径方向の動きを示すが、ディスクの回転軸が静止している間ではその逆が正しい。つまり、搬送位置を固定し、ディスクの回転軸を半径方向に変換できるようにディスク装置を動かして、書き込みプロセスのタイミングパラメータと調和させる。他の場合としては、正確なトラッキングとみなし、ディスクの回転中心に関してビームを連続して動かし、所望の狭いらせんデータトラックを生成する。

好ましい実施形態では、１２９特許に記載されているように、波形生成回路３１により、光学変調器１１用のドライブ信号を生成する。その目的は、ＥＦＭによるコード化データパルス及び中間の「ｏｆｆ」空間のシーケンスを、得られるドライブパルスのシーケンスに変換するためであり、そのトレーリング（trailing）領域は、振幅において変調下り勾配をそれぞれ表す。例えば、この変調くだり勾配は、直線性の傾斜、急激な減衰、次第に下降する振幅又はダブルステップ（中間ステップは、トレーリング領域開始時で１／２の「ｏｎ」振幅である）の連続を含む。また、トレーリング領域で他の変調下り勾配の属性を用いることができる。変調トレーリング領域の下り勾配の目的は、活性の染料ポリマー層４３の場合、形成されるピットのトレーリング領域で熱生成を起し、ドライブパルスが、振幅において「ｏｎ」の書き込みレベルから「ｏｆｆ」のベースレベルまでの急降下を表す場合に、他の場合よりも徐々に減衰させることであると理解されている。便宜上、所望の結果を生み出すあらゆる変調トレーリングエッジの下り勾配の属性を、ここでは「傾斜（ramp）」としても相互に呼ぶことにする。

このようなトレーリングエッジの傾斜（ramp）の効果が、形成されたデータピットのトレーリングエンドを先細にさせることとして１２９特許に記載されている。レーザパルスのリーディング（leading）エッジの後（つまり、活性層４３でのスポット１５の初期励起）、移動媒体に充分な熱蓄積の作用を受ける前は、短い時間が要求されるので、ピットリーディングエンドをすでに先細くするだろう。通常行われるように、パルスのリーディングエッジでレーザパワーを押し上げることによって、このリーディングエンドの先細りを幾分丸めることができるが、完全に排除することは本質的に不可能である。したがって、次第に広げられる先細りは、対応ドライブパルスの開始後、ピットのリーディングエッジで形成されるだろう。次に、レーザパルスのトレーリングエッジでの振幅における変調下り勾配が、ピットのトレーリングエッジでの徐々に狭い先細り内に生じ、リーディングエンドの先細りをミラーリングするだろう。これは、選択的に先細りされたピットのトレーリングエンドとリーディングエンド間で幾何学的な対称性を作り出し、１２９特許で示されているように、ピット−ランド切り替えでのＨＦ検出を容易にさせる。

もちろん、本発明は１２９特許に含まれている内容に依存せず、１２９特許の原理を含まない場合でも、本発明が示す例による改良がもたらされる。しかしながら、本発明の内容が１２９特許の内容と組み合わさる場合、重要な効果が示されることがわかっている。

あるいはまた、トレーリングエッジの傾斜、又はドライブパルスの他のトレーリング領域の下り勾配の実行に合わせて、７１１特許及び／または７１２特許に示された修正版を用いている。これらの改良の１つ、いくつか、又は全部を用いた結果が、ＨＦ検出を改良し、その結果、価値ある形状（Ｆｉｇｕｒｅ ｏｆ Ｍｅｒｉｔ）を大きくする。

波形生成回路３１は、記録するためのデータを受信するために入力３３を含み、かつ、変調ビーム１３の平均強度を調整用としてドライブ信号のバイアス制御を受信するために、入力３５を含む。ディスクに関するスポット１５の直線速度を一定に保つためにディスクの回転速度が変化するので、信号生成システムは、瞬間相対速度の信号表示を受信するために３番目の入力３７を含み、それは速度制御器５から生成される。

ディスク１は、基板４１と、その上に覆われる活性（染料ポリマー）層４３を含む。活性面上の沈殿物から塵や他の不純物を防ぐために、活性層と対物レンズとの間に透明な部材４５を組み込む。また、透明な部材の内部に活性層を作ることもできたり、又は特定の環境及び優先に従い、ディスク１の他の都合の良い構造の要素を選択することができる。図１や第２番目の面の記録で示したように、それは最初の面の記録を特徴付けることができる。

固体化された（例えば、ダイオード）レーザ７’を用いる場合に適用される構成が示されていることを除き、図２は図１と同一である。実際、固体レーザはドライブ信号の入力に瞬時に反応することができるので、どんな外部光変調器もこの場合必要としない。むしろ、波形生成回路３１’からの出力が、ライン１０’を介して、レーザ７’用のダイレクトドライブ信号を構成する。ここで、レーザ７’から変調信号１３を直接出す。

図１に示された実施形態の場合、１つの波形生成回路３１を示している。もちろん、適当な中間集約回路を介して、光学変調器１１を正確に駆動する複数の波形生成回路が存在することもある。同様に、図２に示した実施形態の場合、複数の波形生成回路３１’又は波形生成回路内の複数のサブ回路を用いることもできる。後者の何れかの場合、入力３３’から及び／または他の入力（不図示）から、所望の合成レーザパルスの各部分（例えば、所望の形状に関する、パルスのリーディングエッジ又はその近くで大きな振幅、リーディングエッジ遅延、又はトレーリング領域の振幅を下り勾配傾斜）を形成するそれぞれを実行することができる。中間要素（不図示）によりこれらの構成要素を集合させることができたり、又はライン１０’を介してレーザ７’へそれらすべてを送ることができ、レーザ自身が集合要素として動作することも可能である。

（矢印がディスク回転の方向を示す）図３に示すように、２つの代替的なレーザの実施形態のいずれかによれば、延長されたデータピット５０のトラック生成が結果となる。それぞれがリーディングエンド５４と、トレーリングエンド５２、及び主な部分５３を示し、ピット軸６４に沿って縦軸方向に広がっている。１２９特許の内容に従って作られる場合、図３から分かるように、先細りになったリーディングエンドのミラーイメージとして、データピットのトレーリングエンドを先細りにするだろう。図３で示された延長ピットエンドは、前に定義しかつ１２９特許及び本発明の引用で用いた汎用的な先細り概念に含まれる１つの典型的な形状を示している。これは、幾何学的に対称な所望の先細りのピット形状を提供し、ピット−ランド切り替えでの正確な検出を容易にし、これにより連続したピット及びランド長の信頼性のある検索を改良し、ディスクに記録されたオリジナルなデータを再構成及びデコードする。繰り返しになるが、１２９特許が教示する方法を、ＨＦ検出を改良する７１１特許及び／または７１２特許が教示する方法によって置き換えたり、又は合わせて使用することができる。

図３は、単一のビーム（ＰＰ）トラッキングを示す。ここで、単一のリードビーム６０は、ＨＦ検出及びＰＰ検出のための光源として用いられる。このビームの反射を汎用の検出器（不図示）に適切に通し、そこでは前記ビーム反射を２つの等価な半回路構成に分割するのであるが、ビームのトラッキング方向と平行な分割によって分離させる。すでに述べたように、ＨＦ検出は、２つの検出器の出力を集めることによって、ディスク面から垂直に反射した光の連続した振幅を観察することを含む。そして、検出された光の量が設定値に達するとき、ピット−ランド切り替えを記録する。膨大な量の光が意味することは、読み出しビームがランド領域上にあるということであり、過少の光が意味することは、読み出しビームがピット上にあるということである。ＰＰ検出は、１つの検出器の出力を別の検出器の出力から差し引くことによって、２つの検出器で受けるディスク面からの回折光を比較することを含み、２つの半円が等価な量の読み出しを行うまで、サーボフィードバックを行って読み出しビームを半径方向に容易に動かす。図３は、読み出しビーム６０の直径が、普通、ピット５０の幅のおよそ２倍であることを示している。

図４は、よくある３ビームトラッキングシステムを示している。ここでは、３つのビーム６１、６２、６３を用いる。中心ビーム６１は、図３に示した単一ビームトラッキングシステムにおける読み出しビーム６０に一致する読み出しビームである。前方のビーム６２は、トラッキング装置のトラッキング軸のある片側方向に、トラックピッチ（ＴＰ）のおよそ１／４をオフセットしたものである。一方、後方のビーム６３は、他の側方向に、同じ量だけオフセットしたものである。前述したように、近隣のデータトラック又はトラック部分における半径方向の軸間距離であるＴＰは、図に示すようにピット幅の約３倍であるのが普通である。単一ビームトラッキングと同様、中心ビーム６１からの反射は、分割されずＨＦ検出のためだけに機能する。トラッキングセンサからのトラッキング検出は、（ビーム６２及びビーム６３からの）他の２つの反射と結合する。そして、トラッキング軸がピットのトラックの縦方向軸６４と一直線に揃うまで、連続して半径方向の適切な調整を行う。単一ビーム及び３ビーム構成によるＨＦ検出及びトラッキング検出は、当業者ではよく知られおり、それぞれの装置を説明したり又は議論したりするまでもないだろう。

図５は、すでに述べた染料ポリマー手法により作られるピット５０の断面形状を示している。図５には、ディスク面６８上のバーム７０ａ、７０ｂが示されている。前述したように、これは、ピットを生成することによって生ずる自然に連続した排除プロセスの可塑性要素（plasticization component）である。ともかく、これらの存在は、価値ある形状（Ｆｉｇｕｒｅ ｏｆ Ｍｅｒｉｔ）を制限する。これらバームの存在が、ピットの有効フェーズの深さを変化させていることに留意されたい。合理的なトラッキング信号により効果的なＨＦ検出が行われるようにするため、この基本形状におけるピット深さは、ディスク下面からピットの底近くの位置までを測定すれば、およそ３λ／１６となる。これは、（λ／４の深さを要求する）ＨＦ検出を最適化することも、（λ／８の深さを要求する）トラッキング検出を最適化することもない。

図６は、本発明の好ましい実施形態によって実行されたピット及び中間ランドの改良形状を示したものである。図６は、比較的幅広で浅い谷７５が、連続したピット及びランドの縦軸方向に沿って存在していることを示している。この谷の幅は、ピット５０の幅よりも大きい。したがって、この改良による増大した谷の幅によって、ＰＰのトラッキングが容易に行われる。それは、幅広のピットが検出されるときと同じように、単一のビーム検出器によって検出されるだろう。更に、このような単一ビーム環境の場合、最適な、比較的狭くて深い光学ピットを与えることによって、ＰＰトラッキングとの矛盾した要求にかかわらずＨＦ検出をＰＰ検出とは独立して改良でき、比較的幅広で浅い谷を与えることによってそのＨＦ検出を個々に最適化することができる。比較的幅広で浅い谷の中のこのような狭いピットは、半径方向で隣接するデータトラック間のＨＦ混信を減少させる付加価値（価値ある形状（Ｆｉｇｕｒｅ ｏｆ Ｍｅｒｉｔ）の一要素）を提供する。これは、ＨＦ検出及びＰＰ検出の個々の最適化、混信の減少、及び本発明の実施形態を特徴づける価値ある形状（Ｆｉｇｕｒｅ ｏｆ Ｍｅｒｉｔ）における論理的な改良である。

実際、この方法によってＨＦ検出をさらに改良することができる。後述する手法によって谷７５を作る場合、図７に示すように、完全に除去できないが、バーム１７０ａ、１７０ｂの高さを大きく減じることができる。これは、その有効フェーズの深さが最適値λ／４付近で一致するようにできるピット形状を提供し、本発明によってもたらされる改良なしに行うことができる。したがって、ＨＦ検出器は、ディスク面自身をみるとともに、谷７５の底７７をみている。そして、正確な幅のバーム（平らな部分）が少ないピット、及び所望のπフェーズシフトを提供する有効フェーズの深さを事実上みている。同時に、ＰＰ検出器は望ましい幅広のピットをみるだろう、そしてその有効フェーズの深さは、最適化のためにＰＰ検出のπ／２フェーズシフトで必要とされるλ／８に近い。

図７は、ピット５０の深さｄに対するバーム１７０ａ，ｂの高さｈの比率が、図５に示した断面の比率よりもかなり小さいことを示し、それは本発明のどんな改良も組み込んでいない。これらの垂直寸法は、右側のバーム１７０ｂが谷レベル１７７の上へ上昇しはじめる垂直インデックスレベルの位置１７７から測定される。価値ある形状（Ｆｉｇｕｒｅ ｏｆ Ｍｅｒｉｔ）を改良するのと同様に、バーム高さを減少させることがこのように実現され、また、スタンパーにみられる浅い割れ目にぴったり張り付く傾向のある材料の量を減少させることによって、マスタリングの正確な複製を容易に行う。

また、図７から、さらに小さなバーム１７５ａ，ｂが谷７５のそれぞれの端で、ディスク面６８より隆起していることがわかる。しかし、これらはＰＰ検出又はＨＦ検出において殆ど効果がない。

図６に示すように、谷７５そのものは、λ／８の有効深さで、ピット及びランドのトラックにおけるランド領域で続くことができ、図８に示すように、全幅で安定した深さの谷の幅広で平らな底７７を供給することによってピット間のトラッキングを容易に行う。これは、Ｓｃｈｏｏｆｓによってほんの一部示された問題を解決するだろう。Ｓｃｈｏｏｆｓによって開示されるランド領域の溝は（移動媒体において、閾値ちょうどの状況を作り出すために、ピット間の書き込みビームの大きさを減少させることにより生成される）、ＰＰ検出を最適化するためには狭すぎる。そして、論理的な拡張をすれば、ピット間の溝を幅広く（かつ、深く）する場合、書き込みビームの大きさを極端に小さく減少させることによって、ピット／ランド切り替えのＨＦ検出を妨げるものとなるだろう。さらに、各ピットは、その反射がディスク面の反射と一致しない狭い溝の中よりも比較的平らな谷底で終わるので、Ｓｃｈｏｏｆｓの形状よりも、図６に示される形状の場合に、ピット／ランド切り替えをより正確に検出することができる。

実際、谷の中に作られるピットの幅のパラメータをわずかに大きくするとともに、谷幅のパラメータをわずかに大きくするように調整することによって、図９に示すようなバームの少ないピット５０を作ることができる。これらのパラメータは、ビームの大きさ及び直径を含み、後述する結果を達成するため、それぞれ又は組み合わせて調整することができる。

谷幅の正確な選択は、新たな谷の２つのバームを１つに形成することを可能にし、すでに形成した半径方向に隣接する谷における隣接したバームの下方向の傾斜に重なる。つまり、２つの隣接したバームは、隣接する谷の間で平らな頂上領域を作るために結合される。このプロセスは、そこで繰り返すとともに、半径方向に隣接する谷をさらに作るときに繰り返す。この結果、半径方向に隣接する全トラック部分間で平らな領域が生じる。

谷の中のピット幅の正確な選択は、その中に作るピットにバームが生じると、同様な方法で新たな谷を除去する。作られた谷よりもわずかに狭いピットを生じさせるようにパラメータを調整する場合、新たなピットの片側に作られるバームは、その谷の下向きの傾斜により一致するだろう。これは、ピットのバームの双方を除去する。

この結果生じる状況は、谷及びその中に作られたピット状況の重なりとなる。それゆえ、事実上、これら２つの調整から生じる谷は、幾分幅広でかつ今よりもバームの少ないピットとなる。この結果は、繰り返し実験を通して生じることが示されており、パラメータの完璧な調整によって最適化されるだろう。

図９は、本発明の後の実施形態を示している。前述したように、この実施形態では、谷がまったく存在しておらず、生じるピット５０は、本質的にバームがなく、一方の側に浅い傾斜が備わるようになる。これは、ＨＦ検出を妥協しないＰＰトラッキングができるようにしている。浅い側の傾斜により、垂直線からはなれた大きな割合の入射光を反射させ易いので、トラッキング検出を改良する。しかし、ピット深さを従来の３λ／１６に維持するので、ＨＦ検出を妥協することはまったくない。最終結果は、本発明の目標である価値ある形状（Ｆｉｇｕｒｅ ｏｆ Ｍｅｒｉｔ）の総合的な改良にある。

同様に、バーム高さの減少、特に、前述したように、パラメータの慎重な選択によるバームの効果的な排除が、隣接したデータトラック間での混信を少なくするだろう。これは、特に、比較的狭いトラックピッチを描く現在及び将来の用途に真実である。

したがって、ＰＰ検出を容易にする付加した谷がなくても、本発明によってＣＤマスタリングにおける価値ある形状（Ｆｉｇｕｒｅ ｏｆ Ｍｅｒｉｔ）を改良することができる。さらに、図９に示すような、谷無し、バーム無しピットが、未記録のＣＤ−Ｒ／ＤＶＤ−Ｒマスタリングのようなプリグルーブ用途にとって殆ど理想に近いものであるのに対し、図７に示すような実施形態は、ある特定の用途にとって好ましくないものであろう。

本発明者は、本発明の様々な実施形態を実行するための多数の手法、及びこれに対応する装置を開発した。谷の形状を伴いながらこれらをまず説明する。

例えば、ディスク１が回転する間、書き込みビーム１３、１３’をディスク１の活性面４３上に当たる２つのビームに分割するにより、ピット及びランドのトラック全体にそって谷７５を実行することができる。あるいはまた、ランド期間（つまり、１つのピットの書き込みパルスのトレーリング領域エンドから、次のピットの書き込みパルスのリーディングエッジの開始まで）の間のみ、谷の書き込みビームを活性化することができる。希望するならば、状況及び優先が指示するとき、ピットの書き込み処理の間、任意の期間の任意の時点で、谷の書き込みパルスを選択的に活性化しかつ非活性化することができる。ピット（またはトラック部分）の書き込みトラックの処理全体の間に、谷の書き込みビームが「ｏｎ」状況に維持されない場合、ピットの書き込みビームと連携した谷の書き込みビームを活性化させるために、いくつかの手段を提供する必要がある。後述するように、図１３〜１６に示すように、光学的変調信号１０から又はレーザドライブ信号１０’からの出力を供給することによってこれを容易に行うことができ、谷の書き込みビームの経路で光学的変調を制御し、適切な従来の回路によって２つのビームの活性を同期させる。

図１０は、重要なピット又は溝（グルーブ）の書き込みビーム１０２及び谷の書き込みビーム１０３を重ね合わせ、その結果、それらを含む谷によりデータマークまたは溝を同時に生成する状況を示している。図１０に示すような接線方向の断面からみると、ピット５０ａ、ｂ、ｃ及び中間ランド６５ａ、ｂ、ｃの連続が、ディスク１の基板４１によって支えられる光学的活性層１１２内に作られているのがわかる。ここで、ピットは、形成された谷７５の中に完全に入っている。つまり、ピットの上側面は谷の内部にあって、上部面１１４（ディスクの非記録面）の下にある。図１０に示す実施形態の場合、データトラックのランド部分６５ａ、ｂ、ｃが、同様に谷の内部に含まれている。

図１０に示した実施形態の場合、谷の書き込みビームは、全記録を処理する間、「ｏｎ」状態である。繰り返しになるが、データトラックに沿って谷状態にするランド領域６５のみを作るために、連続するピット間で相当する期間のみ谷の書き込みビームを選択的に活性化する。これは、ピット間のトラッキングを除き、ＨＦ検出またはピットのトラッキングにおいて何の効果も有していない。つまりランド領域では、前述した理由のための改良を行う。後述するように、他の実施形態では、谷の書き込みビームを生成する手段に対応して制御された入力によって、谷の選択的な形成がなされることを含んでいる。

図１１は、谷の書き込みビーム１０３が、重要な書き込みビーム１０２を導いているということだけが、図１０と異なっている。他の全ての点については、この実施形態は、図１０に示した実施形態と同じである。そして、図１０に関する全ての説明が、図１１の場合に等しく適用される。

図１２は、重要な書き込みビームが、谷の書き込みビームを導いていることを示している。ここでは、最終的に存在する谷の形成の前に、ピットを形成することを示している。後で作られる谷の効果は、それらの構成を著しく変えることなく、形成されたピットからさらに材料を一様に除去することである。それは、それぞれの形状を維持しながら、すでに形成されたピットを新たに形成された谷へ押し込むようなものである。

図１０及び図１１に関する全ての説明が、図１２に対して等しく適用される。そして、溝（グルーブ）マスタリングにおけるトラッキング溝の生成に、同じ手法を用いることができることがわかるだろう。図１２に示した実施形態の場合、ビーム１０２によって初期に形成された溝が深くされるだろう。つまり、断面形状を著しく変更することのなく、谷の書き込みビーム１０３の連続効果によって、上面１１４より下の光学的活性層１１２内に位置を占めるようにできる。

これら２つのビームを作りかつ制御する手法を、以後説明する。
図１３は、図１に示した装置に、ガスレーザ及び外部の光学変調器を利用することにおいて一致する本発明の重要な実施形態を示している。ここで、書き込みレーザ７からの出力ビームはビーム分離器１００に入り、ビーム１２０とビーム１２１との２つにそれぞれ分けられる。ビーム１２０は、１次的な（ピット又は溝）書き込みビームである。ビーム１２１は２次的なビームであり、前者がデータ書き込みビーム１０２のソースであるのに対し、後者は谷の書き込みビーム１０３のソースである。ビーム分離器１００への入力の１つは、２つのビームの強度比率を所望に確定する信号１０４である。このようなビーム分離器は、本技術分野でよく知られているものであり、例えば、（１）偏向ビーム分離器と組み合わさった半波長板、（２）音響光学装置、あるいは（３）偏向ビーム分離器と組み合わさったエレクトロ光遅延器に基づいている。

１次的なビーム１２０は光学変調器１１に入力し、図１の中で前述した波形生成回路３１によってその動作を制御される。その構成は、図１３及び波形生成回路への付加的な入力に示されている。データマーク形成であろうと、連続又は非連続のグルーブ（溝）切断であろうと、その発明が当業者の通常の知識で用いられる他の用途であろうと、波形生成回路は、用いた装置の特有の操作によって入力を単に誘導する。

波形生成回路３１からの出力の１つは、ビーム分離器１００で方向付けられた信号１３１であり、広がりとビーム分離操作のタイミングとを制御する。特定のアプリケーションの場合、ビーム分離器は実質的には連続して生じる。他方、入力ビームを２つの出現ビームにすぐに分けることが望まれている。すでに示した波形生成回路３１、又はビーム分離器への他の入力、又はビーム分離器１００に対する入力である強度比率のソースへの入力によって、この動きを制御することができる。この入力の目的が明らかなので、当業者であればそれを達成する他の手段を容易に思いつくであろうと思われる。

ライン１３３を介し、他の光学変調器１２３によって２次的なビーム他の光学変調器１２３に導き、同様に、制御する。この光学変調器からの変調ビーム１２４を反望遠鏡１３０へ導く。その目的は、ライン１３２を介して入力されるビーム幅比率に従ってビーム直径を所望の量に減少させることにあり、出力ビーム１２５を生成する。１次的なビーム１２２及び出力ビーム１２５は、ビームコンバイン器１３５で結合される。このビームコンバイン器１３５の目的は、次のプロセスのために２つのビームを揃えるようにすることである。ビームコンバイン器は、既知のものであり、誘電性のビーム分離器を含む。あるいは、適当な角度（およそ４５°）で設定された半銀めっきのミラーが用いられる。

２つの出現ビームはコンデンサーレンズ１４０を通過する。コンデンサーレンズ１４０は、（２次的なビーム１２５から派生した）谷の書き込みビーム１０３、及び（１次的なビーム１２２から派生した）データビーム１０２を広げ、そして両ビームを対物レンズ１４５に導く。コンデンサーレンズ１４０に導かれる出力ビーム１２５を生成するために、反望遠鏡１３０は、変調ビーム１２４を狭くするということが思い出されるだろう。この狭さのために、谷の書き込みビーム１０３は、対物レンズの入力中心を完全には満たさず、そのＮＡを事実上減少させ、後者がデータビーム１０２と同じ位小さなスポットに合焦されないという結果により、それは対物レンズ１４５を満たす。図６に示すように、ディスク面４３での２つのビームに関連する直径が、ピット５０の幅よりも大きな幅の谷７５の形成を生じさせる。ディスク１は、スピンドルモータ３によって回転し、スピンドルモータ３は一定の直線速度を保証するために適当な速度制御器５で調整される。

もちろん、２つの最終ビームの実際の寸法は、反望遠鏡１３０の還元ファクター、及び２つのレンズ１４０，１４５のパラメータの正しい選択において、上流プロセスを調整するパラメータに明らかに依存するだろう。同様に、要求された光学性のすべてまたは選択的な部分が、図１及び図２で示した搬送体２１の機能及び目的に類似する装置（不図示）によってサポートされるだろう。あるいは、前述したように、データトラックがディスク上に正しく位置付けられることを保証するため、ビーム及びディスク軸間の相対的な半径方向の動きを行うための他の手段が供給されるだろう。しかし、これらの手段は、ここでの且つ関連する分野での技術に基づく当業者の技量の範囲内である。

図１４は、図１３で示した発明と同一の形状を示している。しかし、図２で示した装置に関して、図１４ではダイオードレーザを用いている。もちろん、図１３で示した光学変調器に関する説明を除いて、図１３で用いた全ての説明は、図１４で示した実施形態に等しく適用される。図１３及び図１５のように、谷の書き込みビーム１０３は、ディスク１の活性面４３に合焦される。しかしながら、谷の書き込みビームの小さなＮＡのせいで、データピットの幅を所望に広げた谷を作るために、そのスポットサイズは１次的なビーム１０２のスポットサイズよりも大きい。ほぼ０．５ミクロンのピット幅のＣＤの場合、ディスク面での谷の書き込みビームのスポットサイズは、ほぼ１ミクロンである。

図１５も、本発明の他の実施形態を示している。ＣＤ―Ｒブランクのマスタリングにこの必要性があり、マスターディスクに作られるらせんトラッキング溝で必要とされるディザーを生成する。本実施形態は、その目的のために一組の光学偏向器を含んでいる。本実施形態の他の全ての要素は、（溝を一定の大きさのビームによって主に作ったので、波長生成回路が存在していないことを除き）図１４に示した対応する要素に一致する。

図１５に示すように、１次的なビーム１２２のパスの間に第１の光学偏向器１５０を組み込む。その目的は、ライン１５１を介して入力されるＡＴＩＰ（プリグルーブの絶対時間）の動きによってそのビームを選択的に振動させることにあり、トラック書き込みビーム１０２に生じるであろうディザーした１次的な出現ビーム１６２を作り出す。前述したように、このＡＴＩＰ入力は、ＣＤ−Ｒマスタリングでありふれた既知の方法で、らせん溝に導かれる正確なディザーのためのパラメータ全てを含むだろう。第２の光学偏向器１５５は、（ライン１５６を介した）同一のＡＴＩＰ入力信号によって同様に制御され、ビーム１２４に対して所望のディザーを同様に誘導する。光学偏向器１５５は出力ビーム１６１を生成し、出力ビーム１６１は反望遠鏡１３０を介して、２次的な出現ビーム１６３を作る。その結果、谷の書き込みビーム１０３を生じさせている。好ましくは、光学偏向器１５０、１５５はともに、音響光学偏向器であることが望ましい。もちろん、両方の偏向器を慎重に調整しかつ重みづけする必要がある。そして、光学偏向器１５０、１５５に対するＡＴＩＰのディザー信号が、前述したように単一の発生源から生じる場合には、両方の偏向器は最良に機能を発揮する。

本内容に基づく本技術分野における通常の知識によって、谷の書き込みビームの大きさを変化させて、その変化量にあわせて谷の深さを変えられることが理解できるだろう。例えば、ビームの大きさのバリエーションは、反望遠鏡１３０へ導かれる出力ビーム１６１のレベルの大きさを選択的に制御することによって達成され、反望遠鏡１３０は２次的な出現ビーム１６３を生じさせる。これは、レーザパワー及びビーム分離器１００へ入力する強度比率の選択によって行われる。いずれにしても、前述したように、活性層においてある効果をもたらすようにするため、谷の書き込みビームの最終的な大きさを容易に選択できるようにし、それは、最大限の深さの谷を生成することを、単にバームの除去手段に変える。後者（バーム除去手段）は、移動活性層４３に、その熱閾値をわずかに上回る熱生成レベルを生じさせるのに十分なだけの大きさのビームを要求するが、前者（最大限の深さの谷を生成すること）は、相当の大きな強度を要求する。所望の結果を生み出すこれらの調整は、ここでの内容に基づいて、当業者の通常の能力の範囲内でうまく行われるものである。

染料ポリマーの光学式データ記録によるこれら明白な事実は、トラック軸の横断面からみたとき、谷の書き込みビームによって作られた谷と等しい他の全ては、カーブした底を持つ傾向があることで示されるだろう。これは、１次的なピットの書き込みビームのように、本質的に円形な断面形状のビーム強度は、中心に近くなると最大になるという直径に沿ったエアリーの円盤分布に近似しているためである。しかしながら、図８に示すように、特定の例の場合、特に、谷の底に沿ってλ／８フェーズの一様な深さを与えることによってトラッキングを改良することができるとき、底がより平らな谷が望ましい。

図１６は、トラックに沿った谷及びピットの書き込みビームに関する相対的な動きが行われるあいだ、谷の書き込みビームにディザー（つまり、ピットのトラック軸の反対側に急速に振動させること）を生じさせることによって、比較的底の平らな谷を生成する装置を示している。外部の光学変調器を要するガスレーザを用いた図１に示した装置に関連し、図１６が図１３に示された構成に向いていることに留意されたい。当業者であれば、その内容を図２（つまり、図１５で示した実施形態）に示す装置にあわせることは容易に行えるであろう。そこでは、本内容と当業者に良く知られた原理に基づいて、ダイオードレーザを用いる。

図１６は、実際には２つのモードを有する装置である。ＣＤマスタリングモードの場合、ＣＤマスタリングがディザーの形成を全く必要としないので、ライン１５１、２５６を介したＡＴＩＰ信号が非活性化される。ＣＤ−Ｒマスタリングモードの場合、ＡＴＩＰ信号が活性化されるが、光学変調器１１，１２３は、トラック形成プロセスのすべて又は任意の間中、選択された一定の大きさのビームを単に運んでいるだけである。そのどちらの場合でも、ライン２６０を介した光学偏向器１５５への入力は、通常の信号結合器２２０から出ており、信号結合器２２０への入力は、その際いずれかの信号を活性化することができる。

図１６に示す要素全ては、すでに説明している。そして、（図１６の外部の光学変調器１１、１２３の挿入、ガスレーザ実施以外に、）図１５及び図１６に示した実施形態との間での重要な相違点というのは、ライン２３１を介して光学偏向器１５５へ付加的なディザー入力があるかないかである。ＣＤ−Ｒマスタリングモードの場合、このディザー入力は、光学偏向器により２次的なビーム１２４に複雑な振動を起こさせ、その複雑な振動とは、比較的ゆっくりしたＡＴＩＰのウォッブルと、より速いディザーとの組み合わせである。従来の振動回路によりこのディザー入力を供給し、当業者がよく知っている方法を用いて波形生成回路３１からの出力で調整する。

ビームコンバイン器１３５からの出力は、コンデンサーレンズ１４０を通って対物レンズ１４５上に向かう２つの重なったビームを構成する。対物レンズからの出現ビームは、２つのビーム１９１，１９２である。（実線で示した）ビーム１９１は、ディザーしないビームであり、ディスク１の活性面４３上の位置１９３に合焦される。（破線で示した）もう一つのビーム１９２は、ディザーするビームであり、位置１９４に瞬時に合焦される。しかしながら、ビーム１９２がディザーするので、その合焦の位置は、（ディスクの半径方向に、つまり、図１６の上下方向に）急速に動き、例えば、ディザーしないビーム１９１の合焦位置１９３を横切ったり再び横切ったりして、位置１９４に到達する。ビーム１９１の合焦位置の片側に対するディザービーム１９２の合焦位置の半径方向の極端な動きはミクロンオーダものであって、図１６では、この範囲の動きを明瞭に表すためにより大げさに表現していることが、当業者の通常の知識によって理解されるだろう。

本発明の他の本実施形態の場合、ディザーは全く起こらず、比較的底の平らな谷が、図１３〜図１６に示した反望遠鏡のために、回折格子（又はフェーズの回折格子のような、普通に回折させる他の要素）の代わりをすることによって生成されている。その回折格子は、ビーム分離器１００からの谷の書き込みビーム１２４を互いに少しだけ移動させた２つの像に変換し、それらは一緒になって光学活性層に入射する単一の拡がったレーザビームを構成する。

図１７に示した実施形態は、図１４（ダイオードレーザの実施形態）に基づくもので、わかりやすく表現するため、ビームの相対合焦位置を大きく離して示している。説明を簡略化するためのダイオードレーザの例を選んでいるが、本発明の内容ではビーム源の性質が重要ではないので、外部の光変調器を備えたガスレーザの実施形態が、図１７の基礎を形成することが理解されよう。

今、図１７を参照すると、谷の書き込みビーム１２４が、ビーム分離器１００から出現し、光学装置２００を通る。望ましい実施形態において、光学装置２００は、注文設計された回折要素である。その目的は、入射ビームを、互いに少しだけオフセットがある一組の出現ビーム２０１ａ、２０１ｂに分割することである。当業者の通常の知識によれば、代替的な光学装置に置換しても本目的を達成できることは容易であろう。図１７への挿入に示すように、これら出現ビームのそれぞれは、前述したようにほぼガウス（Gaussian）の強度断面を有しているので、互いの小さな変位は、（変位軸に沿った断面プロットにおける）その大きさの特性が殆ど直角な結合ビームで生じる。

わずかに変位した出現ビーム２０１ａ、２０１ｂは、ビームコンバイン器１３５の１次的なビーム１２２と組みあわさり、その出力はコンデンサーレンズ１４０を通って、そこから対物レンズ１４５へ行く。したがって、３つのビーム１０２、２０２、２０３は、回転ディスク１の活性面４３上で合焦される。ビーム１０２は、１次的な書き込みビームであるが、ビーム２０２及びビーム２０３はともに谷の書き込みビームである。これら３つのビームは、活性面上の位置２１１、２１２、２１３でそれぞれ合焦される。図１７では、これを詳細に示すために、スケールを無視して描いていることが容易に理解できるだろう。そこでは、実際に、ビーム２０２及びビーム２０３が、活性面で重なり合っている。この挿入図に示すように、ビーム１０２は重なりの中心に合焦する。この平面で微視的にみる場合、半径方向に拡がるという事実は、（谷が生成される）片側でよりも（ピットが描かれる）中心で、その強度が大きくなる長円形的な光のスポットであろう。

図１７に示した実施形態は、ビーム分離器１００の手段によって、ピットの書き込みビーム１２２、及び谷の書き込みビーム１２４をそれぞれ分離することに基づく。しかしながら、図１８に示すように、単一のビームの使用によって同様の結果を達成することができる。

ここで、図１３に示した実施形態の場合、レーザ７はビーム１２０を放ち、ビーム１２０が光学変調器１１に向かう。図１８において、波形生成回路３１によって光学変調器１１を制御し、波形生成回路３１の入力は、回転速度、フォーマット及びデータ入力信号を含む。光学変調器からの出力ビーム１２２は、図１５及び文中に示した光学偏向器１５０に完全に類似する光学偏向器２２１に向かう。その目的もまた類似していて、ビーム１２２を、ディスクの半径方向に（つまり、図１８の上下方向に）選択的にディザーした出力ビーム２２２に変換する。この選択的なディザーは、波形生成回路３１からのディザー出力信号２３１によって生じる。出力信号２３１の瞬間的な振幅は、光学変調器１１から放たれたビーム１２２の瞬間的な振幅と正確に一致する。従来の電気集積装置２２０によって、そのディザー信号を（ＣＤ−Ｒマスタリングモードにその装置があるときに活性化される）ＡＴＩＰ入力とあわせ、その出力は、光学偏向器への入力２６０となる。偏向ビーム２２２は、コンデンサーレンズ１４０及び対物レンズ１４５を通り、ディスク１の活性層４３の移動位置２８０に入射する合焦ビーム２７０としてあらわれる。ディスクが回転するとき、（動きを示すため、ビーム２７０、２７０’、及び２７０’’として示した）このビームは、ディスク面上に半径方向の複雑なディザーパターンをトレースし、その面に所望のピット、隆起、谷、溝、及び／またはうねを生じさせる。

光学変調を制御する同一の波形生成回路３１によってディザー信号を生成するので、ディスク１が連続的に回転する場合、波形生成回路への入力は、結局、瞬間的な強度、及び書き込みビーム２７０からの合焦スポットの活性層４３上の半径方向位置を同時に決定するだろう。したがって、波形生成回路へ正確な入力信号を作ることによって、それはここで引用した参照及び文献の内容に基づく通常の当業者の知識の範囲内であるのだが、回転ディスクの活性層に非常に複雑なトレースをらせん状に記録できる。それは、マスターディスクからスタンパーを生成し、これにより生成できる場合、多量の再製作に変換できる。

例えば、ＣＤ／ＤＶＤマスターのピット及び中間ランドのトラックにおいて、更に正確なピットを形成するためにこの技術を簡単に適用することができる。ここで、光学パラメータ及び書き込みビーム波長の正確な選択によって、ビームを比較的小さなスポットに狭く合焦する。ディスクが回転しているあいだ、（ディスクの半径方向の）ある範囲内で非常に速くその小さなスポットをディザーし、データトラックに書き込まれる各ピットの幅に一致させる。前述したように、その長さに沿って各ピットの所望の幅が変化するとき、ディザーの範囲は正確に変化する。トラック内のピット間で、光学変調器は、次のピットの開始までビームを消している。染料ポリマー媒体の場合、熱塗布は、平面及び断面からみて、生じたピットが正しく形成されることを保証する。比較的微小なビームの急速で正確に制御されたディザーなので、データトラックに従う単純な書き込みビームの場合よりも、より正確なピットを形成することができる。

２番目の例では、連続する谷の中にデータピットのトラックを生成することができる。ここで、２次派生的な信号がピットを生み出すディザー信号と重ね合わせられ（つまり、加えられ）、その２次派生的な信号は、連続したピット及びランドがディスク上に存在するような谷を作り出す。（移動媒体の熱閾値を僅かに超えて熱流入を起こす）谷の形状と整合するビーム強度の増分によって、谷の深さを決める。そして、２次派生的なディザーの範囲によってその幅を決める。前述したように、２次派生的なディザーの振幅を正確に制御することにより、実質的に谷を殆ど形成することなく、バームを取り除くことができる。

３番目の例では、トラッキング目的のための谷をピット間にだけ作ることによって、ピットのトラックを前述した方法で生成することができる。ここで、前記例で述べたように、ピットを生み出す信号と、谷を作る信号とが重ね合わせられる。しかしながら、この例の場合、トラッキングを促進するために僅かに重ねるが、ピット／ランド切り替え、つまり弱ＨＦ検出を不明瞭にしないようにするための時間を定めて形作ることにより、ピットを作るディザー信号が消滅するときのみ、谷を作るディザーを活性化する。

４番目の例では、一定のディザー範囲で、適当な大きさを有するディザー信号を供給することによって、ＣＤ−Ｒマスタリングのために連続した溝を作ることができる。なお、そのディザー信号の上に、ＡＴＩＰのウォッブル信号を重ねる。

これら全ての例において、ピットまたは溝の所望の幾何形状（又は隆起又はうねの幾何形状）を実際に生成する従来の方法によって、ディザー範囲及び瞬間的なビーム振幅を制御する。さらに、本内容や関連する文献に基づく当業者の通常の知識によって、本発明のディザーの実施形態を拡張することができ、フォトレジスト露光の３次元的な大きさを正確に制御することによってＰＲマスタリング技術を改良する。また、ＰＲプロセスの固有的な粗い特質を除くため、及び／または、生じたピットの断面形状における傾斜の非連続性を少なくしたり可能な限り除くようにしたりするために、後者の内容を用いることができる。

述べてきた本発明の幾つかの実施形態を効果的にするため、図１３、１６、及び１８では、書き込みビームとしてガスレーザを用いている。一方、図１４、１５、及び１７は、固体化されたレーザを用いている。前述したように、ガスレーザが外部変調を要求するのに対して、固体レーザを実行する場合、レーザ自身は、様々な入力信号のための集合要素として機能し、所望の大きさの書き込みビーム特性を作り出すために組み合わされる。もちろん、ガスレーザ及び固体化レーザの両方の場合に、追加した図の数に等しい実施例を示すことができる。しかしながら、効果的な実施例を提供することにより、当業者であればこれらすべての実施例を実現することができるであろう。そして、ガス又は固体レーザのいずれかの場合で適当な電気回路を提供することで、本発明の範囲内のその他多くのことが本記述の情報に基づいて行われるだろう。

ガスレーザかそれとも固体レーザの使用という実行する上での選択は、実施者の残された設計の選択であるのが、少なくとも１つの重要な違いがある。ガスレーザ手段は外部の変調器を要求するので、レーザビームからの各ビーム分裂は分離してそれぞれに変調される。それゆえ、例えば、図１３に示した実施形態に基づくと、ミラーのような従来のビーム偏向手段を与えることによって、データ書き込みビーム１０２と谷の書き込みビーム１０３との間に、書き込みタイミングの差を実現することができ、２つのビームの１つを選択的に生じさせて、他方のビームよりもデータトラックに沿った異なる位置に合焦させることができる。図１０に示すように、２つのビームを一致するように生じさせたり、あるいは図１１及び図１２に示すように、１つのビームを他のビームで誘導するように生じさせたりする。例えば図１４に示すように、固体レーザを書き込みビーム源として用いる場合、少なくとも、一組に調整した分離変調レーザ、又各レーザ用の外部変調器を提供することなくこれを遂行することは、さらに困難である。

図１９〜２２が窪むのではなく隆起した形状を示していることを除いて、図１９〜２２は、図５、７、８及び９にそれぞれ一致する。対応要素を同一視するとき、図１９〜２２が表す内容は、図５、７、８及び９に示す記号の内容に一致するが、各符号の値は対応要素の値に３００を増加させている。図２０をみると、隆起部分ｒを増加の深さｃと比較し、図７のｈ／ｄに一致するようにその比率を決定する。本発明によれば、比較的大きなｒ／ｃ値が、比較的小さなｈ／ｄ値と一致し、バーム減少を示すことが容易にわかるだろう。

繰り返しになるが、本発明の主な目標は、前述した様々な態様において、価値ある形状（Ｆｉｇｕｒｅ ｏｆ Ｍｅｒｉｔ）を増大することにある。そして、ＨＦ検出を改良することによって、またはＰＰ検出を改良することによって、またはその両方によって、他にどのような詳細事項も要求することなく、これを実現することができる。もう一つ別の目標は、深さと、スタンパーの割れ目の媒体に残る必然的な結果とを減少させることによって、より正確な複製を供給することにある。染料ポリマープロセスで普通に生成されたバームの除去（またはかなりの減少）により、ＨＦ検出及び複製の正確さを改良することができるので、後述する実現手法は、その目標を満足するだろう。

発表された文献が、染料ポリマープロセスのような熱に基づいた光学式データ記録によって、光学式データ記録媒体に３次元構成の形成プロセスを自然に生じさせようとするこれらのバームを、実質的に引用して含んでいることが明らかではない。「熱に基づく」ことによって、我々は、通常、光学的（例えば、レーザ）ビーム、または準光学的（例えば、イオンやエレクトロン）ビームが、ビームによって局所的に生成された熱の結果としてほぼ一様に構成された層の中や上に３次元構成の形成を生じさせるプロセスに注意を向ける。これは、ＰＲ方式のような純粋な光学手法とは対照的である。そこでは、マーク形成を最後にもたらすのが、ビームによって生成された熱ではなく光の量である。つまり、ＭＯ方式及びＰＣ方式は、３次元構成の形成を生じさせない。そして、例えば前述したＦｅｙｒｅｒ特許に開示されたコンセプトを生じさせない。多重に構成された層の中にその構成を生成し、それゆえ、その構成は構造内で一様でない。

熱に基づく光学式データ記録プロセスにおけるバーム形成を引用した文献不足にもかかわらず、本技術分野の通常の知識によれば、ここでの教示内容の考察によって、バーム高さの削減がＨＦ検出を改良することを理解されるだろう。そして、これらのバームを実際に除去することができる場合に、大きな改良が実現されたことを特に理解されたい。

ここに開示された本発明の技術を用いることによって、インデックスレベルから開始する垂直方向の探知が全く困難であるポイントに対して、これらのバームを減少させることができる。つまり、ここで教示された技術を用いることにより、当業者は、実際はバームを欠いた、熱に基づく光学式データ記録プロセスによる、データピット又は隆起及びトラッキング溝の３次元構成を生成可能なことを期待できる。それに比べて、一例としてピット形成についていえば、我々はこれら技術から離れた染料ポリマー手法のような従来の熱に基づく光学式データ記録技術が、バーム形成においてあらわれ、ピット深さに対するバーム高さの比率が少なくとも１／３、普通はもっと大きいことを知る。従来の技術手法を用いることによっては、我々はその比率を約１／４よりも小さくさせることはできていない。同様に、従来の技術手法により生産された光学式データ記録媒体の実験では、約１／４より小さな比率は、観察されていないし、対応する寸法を合理的な正確さで表示することを意味する従来のどんな図にも約１／４より小さな比率はあらわれていない。

（例えば、図７の符号１７７のような、バームが半径方向の端の１つで隆起し始める垂直位置として定義される）インデックスレベルからの垂直方向距離と逆の方向にあるバーム高さ（図７のｈ）、及びピット深さ（図７のｄ）を測定しながら、我々は、ピット深さに対するバーム高さの合理的な最大比率をみつけ、ここで教示した達成可能な技術を介して、先行技術を介して、達成された結果はおよそ２５％であることを選別する。すなわち、ここで教示した技術は、ピット深さに対するビーム高さの比率がたった２５％しかないピットの生成を促進するものだが、従来技術ではこの結果を達成できていない。とりわけ１０％の比率又は２０％の比率であれば、ここで教示した技法の適用なしでは達成できないことが明らかである。

すでに示唆しておいたが、隆起又はうね形成の場合、それは、陥没深さｃに対する隆起の上昇ｒの比率、つまりｒ／ｃを考えなければならない。それぞれの測定が、バーム／ピット比率（ｈ／ｄ）の場合のように同じ垂直方向で行われる場合、所望のｃ／ｒ値は対応するｈ／ｄ値の逆数となる。したがって、隆起／陥没の場合、所望の構成がインデックスレベルの上方で生じ、それは、本発明によって達成できる結果を先行技術により得られる結果から分離させる最小値ｃ／ｒである。それゆえ、隆起形成の場合、その分割比率は４であり、この比が大きい値というのは、本発明によってもたらされる更なる改良を示している。つまり、４以上のビーム／陥没比率（ｒ／ｃ）は、２５％のバーム／ピット比（ｈ／ｄ）又はそれ以下に対応する。

したがって、３次元構成の種類を考慮しないが、窪みで分けられた隆起によって前記比率を安定して計算する場合、２５％よりも小さな比率、及び先行技術に委ねた中間値をもつ４よりも大きな値によって、本発明は先行技術から区別される。

もちろん、ＰＲ方式による光学式データ記では、バーム又は陥没を全くあらわさないのが通常である。なぜなら、そのプロセスが熱に基づくプロセスでなく、かつＰＲ手法による３次元のマークの形成にはどんな材料の除去もないからである。そのプロセスは先行技術に存在するので、本発明による光学式データ記録構造は、ＰＲ方式を用いたときの自然な結果とは区別される必要がある。例えば、その構造を作る熱ベースの光学式データ記録手法を引用するという制限を表すことによって、ＰＲ方式を除く様々な方法でこれを達成することができる。

さらに、仮に３次元構成の生成手法が明確でない場合も、熱に基づく手法が実際の傾斜に不連続性を全く表さない断面形状を有するような形状を作るという事実は、ＰＲ方式によって作られた形状と、熱に基づく手法によって作られた形状とを区別する傾向にある。エッチングプロセスから生じるという事実のために、ＰＲのマスター及びスタンパーの３次元構成がとがった角を表すので、これは、それぞれの手法によって作られたマスターとスタンパーを確実に区別する。しかしながら、正確な手順よりも少ない手順によって複製されるとき、ＰＲ方式で生成されたディスクは、熱に基づく手法の特徴を更に有する滑らかな断面の輪郭を表す３次元構成を含むことができる。そして、まだ今のところ、そのような複製には、バームまたは陥没が全くあらわれていない。

したがって、生成の手法が特定されていない特別の場合、それは、ｈ／ｄ比率における実質的な零値、及びこれに対応するｒ／ｃ比率の無限大値を排除し、本発明によって特徴付けられた光学式データ記録構造体を従来技術から区別することが必要となる。

染料ポリマープロセスは、本質的に、前述した本発明の実施形態によって軽減されるバームの形成を促進する傾向にあるのだが、このプロセスが滑らかになった連続傾斜のピットを生成する傾向にあるという事実は、うまく制御された場合に好都合になる。

活性染料ポリマー層を形成することに用いられたポリマーの接着構造体は、染料ポリマーの光学式データ記録プロセスの場合、排除によってバームを生成する範囲に大きな効果があることを我々はみてきている。特に、我々は、構成要素であるモノマー及び選択可能な交差結合（cross-linking）の正しい選択によって、重合プロセスそのものの慎重な管理が、染料ポリマーの混合を作ることを発見した。それは、活性層４３に用いるとき、完全に排除されない場合に、所望の滑らかさと傾斜の連続性とを維持しながら、バームの生成問題を大きく低減するだろう。

特に、普通のニトロセルロースのような長連鎖ポリマーは明らかな傾向を表わし、光学面内で相互にスライドする、つまり、染料ポリマーの書き込みプロセスの間、移動媒体の熱閾値を超えると可塑化することを認識してきた。これは、溶融または柔らかくなった材料が、形成されたピットから上方へ流れようとし、かつピットの上縁にバームとして再凝固しようとすることを引き起こす。染料ポリマーの光学的ディスク書き込みの場合、従来普通に用いていた熱塑性ポリマーが、その目的に理想的に適しているとはおもえない。一方で、熱セッティングポリマー（つまり、柔らかくするというよりも硬くするもの）は、熱の選択的応用例として好都合である。

一般に、我々は、本質的に弱い接合状態のモノマーを選択し且つ正しく重合する場合、排除プロセスを含む更に望ましい他の要素を可塑化が起きる前に生じさせることができることを認識してきた。我々は、可塑化プロセスの場合、普通の熱塑性ポリマーを熱セッティングポリマーに変換することによって、ニトロセルロースのような便宜上用いられる一様なモノマーの選択的な交差結合（cross-linking）が、同様な有益の成果を達成することができることも発見している。あるケースでは、バームを実際に排除するために、重要な結果となる。

我々の経験的な考察を通して得られる特に有益な点を以下に示す。
（１）適切な紫外線（ＵＶ）の使用は、樹脂を生じさせる。本手法によれば、一般に、光学的活性層は、適したＵＶイニシエータにより、アクリル系またはポリエステル系の樹脂を含む。ＵＶイニシエータは、混合重量が３０％以下で構成され、（前述したように、）その色が書き込みレーザの色と補色関係にある染料である。そして、光学的活性層は、混合を生じさせる意味ある量をもった適当な溶剤、例えば、アセトン、ＭＥＫ、トルエン、キシレン及び／またはブチル基のセロソルヴを含む。この溶剤は、ディスクマスターの基板上で回転被覆される。基板上で被覆され且つ乾燥すると、製造仕様で示された時間の２倍の量のＵＶ光にその面をさらし、可塑化の熱閾値が分解の熱閾値を実質的に超える面を生じさせる。具体的には、例（１）の割合は、重量によると、Ｄｉａｃｕｒｅ ＳＤ−１７アクリル性の低重合体が３０％、染料が２％、ブチル基のセロソルヴが６８％である。

（２）触媒反応の使用は、樹脂を生じさせる。一般に、ポリウレタン或いはポリエステル樹脂、またはそのモノマー両方の組み合わせは、その色が書き込みレーザの色に補色する染料で混合されている。例（１）のように、染料の重量は、混合重量全体の３０％以下である。適当な触媒（例えば、混合総重量の１％以下の量のブチル基過酸化物）を加える。例（１）に示すように、数少ない候補の溶剤のために、適当な溶剤にその生じた組み合わせを溶かし、基板上で回転被覆を行う。その面が乾くとき、それは、閾値特性が例（１）に示されたものと一致する光学活性層に硬化する。例（２）の割合は、Ｄｅｓｍｏｐｈｅｎ Ｒ２２１ポリエステル樹脂（７３グラム）、Ｄｅｓｍｏｄｕｒ Ｎ１００（２７グラム）、Ｚｉｎｃ ｏｃｔｏａｔｅ（０．２グラム）、ブチル基のセロソルヴ（１２０グラム）、染料（１０グラム）である。

（３）熱の使用は、樹脂を生じさせる。一般に、ウレタン、メラミン、及び／またはフェノールのプリポリマーは、適当な色及び量の染料で混合される（例（１）及び（２）参照）。例（１）で特定したグループから選択した適当な溶媒、及び／またはアルコール、及び／または適当なエステルは、生じさせた混合物を溶かし、基板上で混合物の回転被覆を生じさせる。回転被覆が行った後、およそ１５０〜２００°Ｃの範囲の温度で、およそ１時間半、ディスクマスターを焼く。例（３）の割合は、Ｒｅｉｃｈｏｌｄ Ｂｅｃｋａｍｉｎｅ＃２１−５０５（１０グラム）、染料（１グラム）、ブチル基のセロソルヴ（８９グラム）である。

ほぼ一様な構成の適当な光学的活性層をディスクマスターに用いることができる３つの主な手法を説明するためにだけに、これらの例を与えた。その基準は、生じる面が、分解の閾値よりも十分に高い可塑性開始の熱閾値を表すということである。その結果、その面のピット書き込みが面の最小の可塑化で達成され、作られたピットからの流出によってバーム形成を生じさせる。好ましくは、十分な可塑化が滑らかな輪郭を作るように起きるだろう。

実際、我々は、分解の閾値が可塑化の閾値よりも幾分下である場合に、バームの高さ及び幅の減少が同時に起こるだろうということを発見している。このようなバーム幅の減少は、半径方向に隣接したトラック部分の間の混信を減少させるだろう。そしてまた、トラック部分の書き込みが、半径方向の隣接部分上になるという結果を減少させるだろう。図２３を参照すると、前述した３つの例が、幅ｂｗのバームの中に生じていることがわかる。半分の高さのｈ／２で測定された幅ｂｗは、およそ１００ナノメータかそれよりも小さく、従来の公式により達成可能な典型的な１２０＋ナノメータバームの幅よりもかなり小さい。そして気づくように、このバーム幅の減少は、バーム高さの減少に対応して生じる。

また、我々は、製造業者の仕様を超えて、熱又は紫外線硬化のポリマーの場合、硬化時間及び硬化温度を増やすことにより、かつ触媒作用で硬化した混合物の場合、補助的量の触媒を用いることにより、十分な交差結合（cross-linking）を促進する場合に、特に、バームの高さ及び幅で、実質的な減少を達成することができることを発見した。このような増加は、前述した例に含まれている。特に、これらの例の場合、我々は、指定硬化時間を２倍にすること、及び硬化温度を増加して仕様グラフの上限を超えること、及び指定した触媒の割合を２倍にすることは、バーム寸法における実質的な減少をそれぞれに生じさせる。これらの十分な交差結合（cross-linking）技術及び２つの熱閾値基準が、個々に、バームの減少を改善する。一緒に用いれば、さらに強まるだろう。

本発明の態様が関連する分野における当業者の通常の技術によれば、実質的に完全な交差結合（cross-linking）を達成するための提案されたステップを付加するしたり又は付加することなく、２つの熱閾値基準の範囲内で、且つ、例中で提供した技術に基づいて、当業者が用いる特別の応用例に適した詳細な手法を容易に開発できることが信じられている。例えば、別の溶媒を単独に、又は所望のものと組み合わせて用いることができる。要望どおりに（または、前述したように、十分なパワーのビームを用いる場合は、排除されるものとして）特有の染料を選択することができる。様々な構成モノマー、または他のプリポリマーを選択し若しくは組み合わすことができ、又は他の種類を代用して所望の結果を達成することができる。他の触媒を選択することができる。乾燥及び、硬化する時間及び／または状況を要望どおりに変更することができる。あるいはまた、化学的な硬化樹脂を用いたり、他のエネルギー源（例えば、放射能）を硬化のために用いることができる。例の中で述べられた任意の方法へ更なる変化を導入することができるが、それは、所望の結果をもたらすため、経験的実験を通して示される手段を説明するためだけに意味がある。

モノマー又は他のプリポリマー、及び交差結合（cross-linking）プロセスのこのような慎重な選択が、改良結果をもたらし、かつ実際に、染料ポリマー光学式データ記録の間、残りのバームを「消去（burn off）」するための谷を付加することなく、バーム形成を排除することができる。連携してこれらを用いる場合に、改良された価値ある形状（Ｆｉｇｕｒｅ ｏｆ Ｍｅｒｉｔ）の全結果を増大することができる。そして、前述したように、本質的に、バームの減少または除去にこれを用いるかにかかわらず、谷を形成する手段がＰＰ検出における同様の改良をもたらす。したがって、同じ問題に対する一対の解決として、重合及び谷の書き込み手順を考えるべきである。

染料ポリマーの光学式データ記録に、非常に重要な強調を置いている。しかしながら、本発明を明らかに示すコンセプトは、この手法に制限されるものではない。実際、３次元マークの生成及び検出に基づいた光学式データ記録手法に様々に用いることができる。例えば、まったく熱プロセスでないＰＲ方式にも用いることができる。

ＰＰ検出が価値ある形状（Ｆｉｇｕｒｅ ｏｆ Ｍｅｒｉｔ）の主な構成要素であることを思い出すと、ＰＰ手法−ＨＦ手法における不都合な問題は、ＰＲディスク記録にも存在する。ＰＲ領域の場合、ＨＦ検出またはＰＰ検出のいずれかでなされる改良は、価値ある形状（Ｆｉｇｕｒｅ ｏｆ Ｍｅｒｉｔ）を改良する。そして、本発明を明らかに示すコンセプトは、まさにそのような改良をあたえることができる。

ＰＲ方式は熱に基づいた手法ではないが、熱閾値の場合にはある閾値を含んでいることに留意されたい。熱染料ポリマープロセスのように、この閾値はピット形成に生じるプロセスを開始する。ＰＲ方式では、入射光の大きさがちょうど移動媒体の熱閾値上にあれば、フォトレジストの露光は、非常に浅いレベルで生じるだろう。光の大きさが増すほど露光も深くなり、その結果、ピット深さがその後に発達する。前述したように、谷の書き込みビームは、ＰＲプロセスでは光学的に用いられ、染料ポリマー状況において熱で成し遂げられた結果と一致する結果を達成することができる。このように、ＰＲ光学式データ記録プロセスにおいて、書き込みビームがピットの露光ビームと谷の露光ビームとに分裂する場合、２つの構成要素であるラジアル構造が、まさに染料ポリマーでそうであるように、最終ディスクに生じるだろう。また、前述したように染料ポリマーでそうであるように、ピットの露光ビームよりも小さな大きさをもつ更に大きなサイズに谷の露光ビームを合焦することができる。あるいは、狭くかつ強烈に合焦し、そしてディザーしたり又は狭く配置され重なり合った多数のビームに分けることができる。あるいはまた、１つの複雑なディザービームを用いることができる。これらの結果を実行する装置は、染料ポリマー状況に関してここに示されかつ記載されたものと実際には同じであるので、個々に考察する必要はない。確かに相違点はあるが、これらは当業者の設計範囲内に過ぎない。

窪んだ構成（例えばピット及び溝）が、議論の主な主題になっていた。しかしながら、同様の考察が、隆起、土手、あるいはうねのような突き出たマークの形成に適用される。このような上昇した構成を生成する装置及び手法を個々に議論する必要はない。なぜなら、ＣＤ−ＲＯＭ／ＤＶＤ−ＲＯＭスタンパー、またはＣＤ−Ｒ／ＤＶＤ−Ｒマスターは、前述した装置及び手法によって紹介されているピット、谷、または溝それぞれへのマスターの補足的な（つまり、ミラー）イメージだからである。それゆえ、ピット、谷、及び溝の形成に関連して記載した手法及び装置は、隆起、土手、及びうねの形成においても同様なものとなる。

前述したように、正確な逆転、及び光学式データ記録構造体の活性層に当たるビームの大きさを制御する波形の処理を単に行うことによって、窪んだ構成と同じくらい容易に上昇した形状を生成することができる。一般的な手法によってその面の残りを除去するとき、上昇した形状が維持される。

確かに、そのような上昇した構成を光学的な記憶構造内に直接生成することができるというここでの内容に基づく又は密接に関連した他の手法が存在する。しかしながら、それはここでの内容に基づいた当業者の設計範囲内であると考えられ、本発明から離れることはないであろう。

ＰＲ状況の場合、露光時及び開発時に、すべてではないが除去される露光エリアに生じるであろうものとしてフォトレジスト材料を単に選択することによって、ディスクまたはディスクマスターに上昇した構成を生成することができる。このような選択的なプロセスは、普通に行われ本技術分野ではよく理解されている。このため、ＰＲ方式の光学式データ記録、及び上昇した構成をもつディスクマスタリングに対する本発明の技術例は、トラッキングうねの対応に関して特に単純であり、それは、前述した２次派生的で、光学的閾値に近い種類の露光を要求する。

もちろん、書き込みビーム及び読み出しビームは、レーザ源以外のもので同様に発生させることができる。例えば、エレクトロンビームまたはイオンビームを用いることができる。そして、それらは、確かに、本発明に適用可能な他のビーム源であり、それらのいくつかは、実現化を図る上で、将来の科学的開発が待望されている。しかしながら、これらレーザによる代替手段のいくつか及び全ては、本発明の範疇に収まるものである。そして、必要に応じて変更した装置及び／または方法による実行は、本発明の請求の範囲と同じに過ぎない構成である。

最後に、光学式データ記録構造体のマスターだけでなく、マスターから複製されたスタンパー、及び中間段階の構造体あるいはマスターから直接的に複製されるようにスタンパーから複製された構造体にも、本発明の改良をみることができることについて留意されたい。中間段階か最終段階かにかかわらず、このような複製のすべては、本発明での改良した構成を表し、すべては本発明の概念の範囲内に含まれるものである。

多くの代替及び修正は、本発明の精神と見地から離れることなく、本技術分野での設計範囲内にある。それゆえ、説明されかつ図示された実施形態は、例の成果のためにのみ定められるのであって、請求の範囲によって確定されるのと同じような制限としてとられるべきではないと理解されなければならない。

本発明に記載されている詳細な説明、及び様々な実施形態に用いられた用語は、通常定義された意味として用いられるのみならず、明細書、構造体、材料、あるいは作用での通常定義された意味を超えた特別な定義によるものも含んでいる。明細書の文中で１以上の意味を含むものとしてある要素を理解することができる場合、請求の範囲でのその用語の使用は、明細書及びその用語自身によって支えられる可能な限りの意味として包括的に理解されなければならない。

それゆえ、請求の範囲の用語または要素の定義は、文言どおりに定められる要素の組み合わせのみならず、同様の結果を得るための同様の方法において、同様の機能を成し遂げる、等価な構造体、材料、または作用を含んでいる。

現在知られまたは後に工夫されるような、本技術分野の当業者の知識によって示される請求の範囲の事項から離れた実質のない内容が、同一の成果を獲得するのに同じ方法でまったく同じ機能を形成するものではないが、請求の範囲と等価のものとして明白に意図される。それゆえ、本技術分野の通常の知識で既知の代替が、現在または後に、定義された要素の範囲内でなされるだろう。

このように、請求の範囲は、前記で詳細に説明し図示したこと、概念として等価なこと、明らかに代用されること、及び本発明の本質的な考えを含むことのために理解される。

ガスレーザ書き込みビームを用いた望ましい実施形態を包含する本発明の改良が施されていない光学式データ記録装置のブロック図である。 固体化されたレーザ書き込みビームを用いた望ましい実施形態を包含する本発明の改良が施されていない光学式データ記録装置のブロック図である。 単一ビーム（ＰＰ）によるＣＤトラッキングのパラメータを描いたピットデータの平面図である。 ３ビームによるＣＤトラッキングのパラメータを描いた、隣接して連続するピットデータ及び介在ランドの平面図である。 本発明の改良が施されていない染料ポリマープロセスによって作られたピットの横断面図である。 本発明の望ましい実施形態に従った、連続する２つのピット及び介在ランド領域の平面図である。 図６における７−７断面図であって、本発明によって作られるピットの横断面図である。 図６における８−８断面図であって、本発明によって作られるランド領域の横断面図である。 本発明の別の実施形態によって作られるピットの横断面図である。 谷ビームとピットビームを重ね合わせた本発明の実施形態によるディスクの縦断面図である。 ピット生成において、谷間形成ビームがピット形成ビームを導く本発明の実施形態によるディスクの縦断面図である。 ピット生成において、谷間形成ビームがピット成ビームを弱める本発明の実施形態によるディスクの縦断面図である。 図１で示された装置について、データ書き込みビームとトラッキング書き込みビームとを供給するビーム分裂を描いた、本発明の望ましい実施形態による光学式データ記録装置のブロック図である。 図２で示された装置について、本発明の他の実施形態による光学式データ記録装置のブロック図である。 図１で示された装置について、本発明のさらに別の実施形態による光学式データ記録装置のブロック図である。 本発明のさらに別の実施形態における図１で示された装置について、本発明のさらに別の実施形態による光学式データ記録装置のブロック図である。 ビームの広がりを形成する代替手段で、図１６に示された発明の実施形態を描いたブロック図である。 ビームの広がりを形成するための他の手段を描いた本発明の実施形態のブロック図である。 本発明の改良を施さずに染料ポリマープロセスから生じる隆起の横断面図である。 本発明による隆起の横断面図である。 本発明によるランド領域の盛り上がりの横断面図である。 本発明の他の実施形態による、ある盛り上がりの上に付加された隆起の横断面図である。 バーム幅を小さくして描いた、ピットの横断面図である。

Claims (26)

1. 検索可能なデータを選択的に格納するために第１の３次元構成を層に表示する光学式記録構造体において、上記第１の構成の少なくとも一部分は上記層の第１のレベルから垂直方向に変位し、上記第１の構成は上記第１のレベルに平行な第１の主軸と、上記主軸に垂直でかつ上記第１のレベルに平行な第１の横軸と、上記第１の主軸及び上記第１のレベルの両方に垂直な第１の垂直軸とを有する光学式記録構造体であって、
   さらに、上記第１の構成は、
   ａ．横断面によって規定される上記第１の構成の外形は、上記第１の構成の一方の横方向エッジにおいて上記第１のレベルより変位を開始するポイントから、上記第１の構成の反対側の横方向エッジに至るポイントまでの傾斜に不連続性を示さず、
   ｂ．上記第１のレベルに関し上記第１の垂直軸に沿った第１の構成の範囲は、０．２５ミクロンよりも小さく、上記第１の横軸に沿った第１の構成の範囲は、１ミクロンよりも小さく、上記第１の主軸に沿った第１の構成の範囲は、上記第１の横軸に沿った第１の構成の範囲の少なくとも２倍あり、
   ｃ．上記第１の垂直軸に沿った第１の垂直方向における上記第１のレベルからの上記第１の構成の最大変位の、上記第１の垂直方向とは逆の垂直方向における変位に対する比率が、０．２を超える値を除くことを特徴とする光学式記録構造体。
2. 検索可能なデータを選択的に格納するために第１の３次元構成を層に表示する光学式記録構造体において、上記第１の構成の少なくとも一部分は上記層の第１のレベルから垂直方向に変位し、上記第１の構成は上記第１のレベルに平行な第１の主軸と、上記主軸に垂直でかつ上記第１のレベルに平行な第１の横軸と、上記第１の主軸及び上記第１のレベルの両方に垂直な第１の垂直軸とを有する光学式記録構造体であって、
   さらに、上記第１の構成は、
   ａ．横断面によって規定される上記第１の構成の外形は、上記第１の構成の一方の横方向エッジにおいて上記第１のレベルより変位を開始するポイントから、上記第１の構成の反対側の横方向エッジに至るポイントまでの傾斜に不連続性を示さず、
   ｂ．上記第１のレベルに関し上記第１の垂直軸に沿った第１の構成の範囲は、０．２５ミクロンよりも小さく、上記第１の横軸に沿った第１の構成の範囲は、１ミクロンよりも小さく、上記第１の主軸に沿った第１の構成の範囲は、上記第１の横軸に沿った第１の構成の範囲の少なくとも２倍あり、
   ｃ．上記第１の垂直軸に沿った第１の垂直方向における上記第１のレベルからの上記第１の構成の最大変位の、上記第１の垂直方向とは逆の垂直方向における変位に対する比率が、５．０よりも小さい値を除くことを特徴とする光学式記録構造体。
3. 上記第１の構成は、選択的に検索されるデータを表すことを特徴とする請求項１又は２に記載の構造体。
4. 上記層は、一様な構成であることを特徴とする請求項１又は２に記載の構造体。
5. ａ．上記構造体は、選択的に回転することが可能な中心軸を有したディスクを含み、
   ｂ．上記第１の構成は、検索データを表わすピットであることを特徴とする請求項４に記載の構造体。
6. 上記ピットの長手方向の先端は、互いに幾何学的対称であることを特徴とする請求項５に記載の構造体。
7. 上記層は上記ピットの連続を含み、上記連続は上記ディスクの少なくとも１つの円弧に沿って延び、第１の上記ピットは、上記層のランド領域によって、連続する最も近接した上記ピットから長手方向に分離されていることを特徴とする請求項６に記載の構造体。
8. ａ．上記構造体は、選択的に回転することが可能な中心軸を有したディスクを含み、かつ
   ｂ．上記第１の構成は、検索データを表わす隆起であることを特徴とする請求項４に記載の構造体。
9. ａ．上記構造体は、選択的に回転することが可能な中心軸を有したディスクを含み、かつ、
   ｂ．上記第１の構成は、上記ディスクの少なくとも１つの円弧に沿って延びる溝であることを特徴とする請求項１又は２に記載の構造体。
10. 上記層は上記第１の構成の連続を含み、上記第１の構成の個々は、上記層の中間ランド領域によって上記第１の構成の最も近接した連続ピットから長手方向に分離され、上記中間ランド領域は第２の構成を表わし、上記第２の構成は、上記第１のレベルに平行でかつ上記第１のレベルに垂直な方向に、第２のレベルから変位した上記第２のレベルを含む延長された３次元の領域を含み、上記延長された３次元の領域は上記第１の主軸と一直線上に並ぶ第２の主軸を有し、上記第２の構成の少なくとも一部分の横軸方向の範囲は、上記第１の横軸に沿った上記第１の構成の横軸方向の範囲よりも小さくないことを特徴とする請求項１又は２に記載の構造体。
11. 上記第１の構成は、熱に基づくプロセスによって上記層に供給されることを特徴とする請求項１又は２に記載の構造体。
12. 上記比率は、零または無限大であることを特徴とする請求項１１に記載の構造体。
13. 上記層は、化学的分解のための第１の熱閾値と、可塑化のための第２の熱閾値とを含み、上記第２の熱閾値は上記第１の熱閾値を上回ることを特徴とする請求項１１に記載の構造体。
14. 上記層は、
    ａ．紫外線の硬化樹脂、
    ｂ．触媒作用の硬化樹脂、
    ｃ．熱の硬化樹脂、
    より構成されるグループから選択された少なくとも１つの樹脂を含むことを特徴とする請求項１１または１３に記載の構造体。
15. 上記外形は、面のでこぼこを全く表さないことを特徴とする請求項１又は２に記載の構造体。
16. さらに、
    ａ．第１の垂直方向において上記第１のレベルから変位する上記層の第２のレベルと、
    ｂ．上記第１の垂直方向において上記第２のレベルから変位し、かつ、上記第１の垂直方向の上記第１のレベルからも変位する上記層の第３のレベルと、
    ｃ．延長された３次元の第２の構成であって、その少なくとも一部分が、
    （１）上記第１の主軸に平行であり、かつ横に一直線に並ぶ第２の主軸と、
    （２）上記第２の主軸に垂直な第２の垂直軸と、上記第２の構成の上記一部分は、上記第２の垂直軸の方向において上記第２のレベルから上記第３のレベルまで延びており、
    （３）上記第１の横軸に沿って、上記第１の構成の範囲よりも小さくない第２の横方向範囲とを有する、上記第２の構成とを備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の構造体。
17. 上記第２の構成の横方向範囲は、上記第１の構成の横方向範囲の中に完全に含まれることを特徴とする請求項１６に記載の構造体。
18. 上記第２の構成の横方向範囲は、上記第１の構成の横方向範囲の中に完全には含まれないことを特徴とする請求項１６に記載の構造体。
19. 横断面によって規定される上記第２の構成の外形は、上記第１の構成の外形の連続であって、上記第１の垂直方向とは逆の垂直方向に、上記第２のレベルから変位を開始するポイントから、上記インデックスレベルからの該変位が終息するポイントまでの、上記第２の構成の横方向の範囲が、零より大きく１００ナノメータより小さくなるように、上記第２の構成が特徴付けられている請求項１６〜１８の何れか１項に記載の構造体。
20. 上記構造体は、延長されたトラックを含み、上記トラックの少なくとも一部分は長手方向にあり、上記第１の垂直方向に垂直な方向に延びる第３の主軸を有し、上記第１及び第２の主軸は、それぞれ平行でかつ上記第３の主軸と横に一直線に並ぶことを特徴とする請求項１６に記載の構造体。
21. 上記第１、第２、及び第３の主軸は、横に一直線に並ぶことを特徴とする請求項２０に記載の構造体。
22. 上記第１の構成の少なくとも一部分は、上記第２の構成から長手方向に変位していることを特徴とする請求項２０に記載の構造体。
23. 検索可能なデータを選択的に包含したデータ層を含む光学式記録構造体であって、上記データ層は、更に、
    ａ．第１の垂直方向において上記第１のレベルから変位した第２のレベルと、
    ｂ．上記第１の垂直方向において上記第２のレベルから変位し、かつ上記第１の垂直方向において上記第１のレベルからも変位した第３のレベルと、
    ｃ．少なくともその一部分が、
    （１）長手軸であり、
    （２）上記第１の垂直方向に垂直している、
    ことを特徴とする延長されたデータトラックと、
    ｄ．延長された上記第１の３次元構成であって、少なくともその構成の一部分が、
    （１）上記データトラックの一部分に平行でかつ横に一直線に並ぶ第１の主軸と、
    （２）上記第１の主軸に垂直な垂直軸と、上記第１の構成の部分が上記垂直軸方向において上記第１のレベルから上記第２のレベルまで延び、
    （３）微視的寸法である横方向の第１の範囲値と、
    を有し、
    ｅ．延長された上記第２の３次元構成であって、少なくともその構成の一部分が、
    （１）上記データトラックの部分及び上記第１の主軸に平行でかつ横に一直線に並ぶ第２の主軸と、
    （２）上記第２の主軸に垂直な垂直軸と、上記第２の構成の部分が上記垂直軸方向において上記第２のレベルから上記第３のレベルまで延び、
    （３）上記第１の範囲値よりも小さくない、微視的寸法である横方向の第２の範囲値と、を有していることを特徴としていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学式記録構造体。
24. 請求項１〜２３記載の何れか１項に記載の構造体を含むことを特徴とする親構造体。
25. 請求項２４に記載の親構造体から正確に複製された派生的な構造体。
26. 上記派生的な構造体は、上記親構造体と直接の接触によるよりも、上記親構造体から生成された中間的な構造体から複製されることを特徴とする請求項２５に記載の派生的な構造体。

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