JP4106847B2 - Recording medium manufacturing method, recording medium manufacturing master manufacturing method, recording medium manufacturing apparatus, and recording medium manufacturing master manufacturing apparatus - Google Patents

Recording medium manufacturing method, recording medium manufacturing master manufacturing method, recording medium manufacturing apparatus, and recording medium manufacturing master manufacturing apparatus Download PDF

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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、記録媒体製造用原盤の製造方法、記録媒体の製造装置、および記録媒体製造用原盤の製造装置に係わる。
本発明でいう原盤とは、この原盤自体を、例えば射出成形によってあるいは２Ｐ法（Photopolymerization 法) 等によって微細凹凸を有する記録媒体を成形するスタンパー、このスタンパーを複数転写複製するためのいわゆるマスター、このマスターを複数転写複製するためのいわゆるマザーマスターを含めて指称するものである。
【０００２】
【従来の技術】
昨今、より高記録密度化の要求が高まっている。
そして、近年、記録媒体に対する光再生を行う光学ピックアップにおいて、記録媒体と光学レンズとの距離を２００ｎｍ以下とするいわゆるニアフィールド構成の提案がなされ、光学レンズ系の高Ｎ．Ａ．（高開口数）化、短波長再生レーザ光すなわちいわゆる青紫レーザ光の使用によってビームスポット径の縮小化を可能にして、トラックピッチの縮小化、記録マークの幅および長さの縮小化を図ることができるようにして、より高記録密度化の向上を目指している。
【０００３】
ところで、再生光のスポット径は、通常記録マークの読み出しを確実に行うことができるように、記録マーク幅の２倍程度に選定される。言い換えれば、記録媒体に形成する記録マーク幅は、再生光として形成可能な最小スポット径の１／２以下に形成することが望まれる。
【０００４】
現在、記録媒体の製造過程、例えばその成形の原盤の製造過程では、通常、図９にその概略断面図を示すように、原盤を構成する基板１０１、例えばガラス基板上に感光性材料層１０２がスピンコート法により形成され、この感光性材料層１０２に対して、レーザ光１０３を、集光レンズ１０４によって集光させ、例えば記録したいデータに応じて照射し、その後この感光性材料層１０２を現像することによって、例えばレーザ光照射によって感光反応された領域を除去して感光性材料層１０２のパターン化を行い、この感光性材料層をマスクとして基板１０１に対するエッチングを行って、記録データに応じた微細凹凸の形成がなされる。
【０００５】
感光性材料の特性は、図１０にγ（ガンマ）曲線の例を示すように、或る露光量の値以上の露光量において、急激にすなわちほぼステップ的に感光反応する特性を有しているので、この感光性材料に対して図１１Ａの曲線２０１で示すレーザ光パワー分布によるレーザ光によって露光を行った場合に比し、このパワーより大きなパワーを有する図１１Ｂの曲線２０２のレーザ光パワー分布を有するレーザ光によって露光する場合、感光性材料層１０２における実質的な感光反応領域２０２ａは、曲線２０１のレーザ光パワー分布の場合の感光反応領域２０１ａに比し、或る程度広がるものの、この広がりは、露光パワーに応じた広がりとはならない。
【０００６】
したがって、上述した例えば記録媒体製造用原盤の製造工程において、そのレーザ光を、例えば上述した基板１０１の回転によって感光性材料層１０２上に、例えば渦巻き状に走査させながら、例えば図１２Ａの曲線２０３に示す発光パターンによる露光を行う場合、図１２Ｂに示すように、基板１０１上の感光性材料層１０２にレーザ光照射パターンに応じた露光部１０２Ａが形成され、現像によって例えばこの露光部を除去し、この感光性材料層１０２をエッチングマスクとして基板１０１に対してエッチングして形成した微細凹凸は、図１２Ｃに例えばその記録マークとしての凹部１０３の平面図を示すように、安定したパターンとして形成される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方法においては、感光性材料層に対する、照射レーザ光のスポットの位置制御に問題がある。
すなわち、この感光性材料層は、照射レーザ光に対して透明であり、また、例えば先に露光したトラックをレーザ光の戻り光によって検出することも、露光部と非露光部とのレーザ光に対する反射率の変化がないことから殆ど不可能である。
【０００８】
そこで、通常、このレーザ光のスポット位置の制御は、なされない状態で露光処理がなされることから、レーザ光のスポット位置は、正確に設定できるように、レーザ光のスポットを感光性材料層上に走査するためのスライドステージとしては、レーザスケールを搭載した高精度のスライドステージが用いられる。
しかしながら、このような高精度のスライドステージ高価であり、また、この精度によってパターン露光精度が制約される。
【０００９】
また、上述の感光性材料層に対するパターン露光によって形成した微細凹凸パターンは、殆ど露光に用いるレーザ光のスポット径によって決まることになり、光学限界を越えた微細凹凸パターンを形成することができない。したがって、例えば再生レーザ光のスポット径を可能な限り小さくしても、その記録マーク幅を、この再生レーザ光のスポット径の１／２以下に小さくして形成することができない。
【００１０】
また、感光材層に対するパターン露光装置として、電子線描画装置などが開発され、微細パターンの形成、すなわち高密度化の手助けをしているが、この電子線描画装置は、高真空中で描画作業を行う必要があることから、この装置は、大型となり、また、高価格であるという問題がある。
【００１１】
本発明は、記録媒体および記録媒体製造用原盤の製造方法において、記録パターンの形成を、レーザ光の位置を正確に調整して形成することができるようにして、上述した諸問題の解決を図る。
【００１２】
また、本発明は、記録マーク幅を、レーザ光のスポット以下にすることができるようにして記録密度の向上を図る。
【００１３】
また、本発明は、記録媒体および記録媒体製造用原盤の製造装置において、その構造の簡易化、小型化、取扱の簡便化、メンテナンスの簡易化を図る。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明による記録媒体の製造方法は、記録媒体の記録パターンの形成工程でレーザ光照射処理がなされる記録媒体の製造方法にあって、レーザ光を主レーザ光と副レーザ光とに分岐し、主レーザ光によって記録パターンに対応するパターン照射を行い、副レーザ光によって、主レーザ光によるパターン照射処理がなされた領域から、その位置情報を得て、主レーザ光の位置調整を行うものである。
【００１５】
また、本発明による記録媒体製造用原盤の製造方法は、記録媒体製造用原盤の記録パターンの形成工程でレーザ光照射処理がなされる記録媒体製造用原盤の製造方法にあって、レーザ光を主レーザ光と副レーザ光とに分岐し、主レーザ光によって記録パターンに対応するパターン照射を行い、副レーザ光によって、主レーザ光によるパターン照射処理がなされた領域から、その位置情報を得て、主レーザ光の位置調整を行う。
【００１６】
また、本発明による記録媒体の製造装置は、記録媒体の記録パターンの形成工程でレーザ光照射がなされる記録媒体の製造装置にあって、少なくとも一主面に、レーザ光の照射処理がなされる処理面を有する記録媒体を構成する基板を保持する保持手段と、レーザ光源部と、レーザ光源部からのレーザ光を、記録パターンに応じて変調すると共に、この記録パターンの周期よりも高周波の周波数に変調する変調手段と、レーザ光を分岐する分岐手段と、レーザ光を処理面に集光させる集光レンズ系を有する光学系と、処理面に対し、レーザ光の照射位置を移動させる移動手段と、分岐手段によって分岐された副レーザ光によって、主レーザ光によるパターン照射による処理がなされた領域から位置情報を得て、主レーザ光の位置調整を行う調整手段とを具備する構成とする。
【００１７】
更に、本発明による記録媒体製造用原盤の製造装置は、記録媒体製造用原盤の記録パターンの形成工程でレーザ光照射がなされる記録媒体製造用原盤の製造装置にあって、少なくとも一主面に、レーザ光の照射処理がなされる処理面を有する記録媒体製造用原盤を構成する基板を保持する保持手段と、レーザ光源部と、レーザ光源部からのレーザ光を、記録パターンに応じて変調すると共に、記録パターンの周期よりも高周波の周波数に変調する変調手段と、レーザ光を分岐する分岐手段と、レーザ光を処理面に集光させる集光レンズ系を有する光学系と、処理面に対し、レーザ光の照射位置を移動させる移動手段と、分岐手段によって分岐された副レーザ光によって、主レーザ光によるパターン照射による処理がなされた領域から、位置情報を得て、主レーザ光の位置調整を行う調整手段とを具備する構成とする。
【００１８】
上述したように、本発明による記録媒体および媒体製造用原盤の製造方法においては、レーザ光を主レーザ光と副レーザ光とに分岐し、主レーザ光によって記録パターンに対応するパターン照射を行い、副レーザ光によって、主レーザ光によるパターン照射処理がなされた領域から、その位置情報を得る。つまり、レーザ光のパターン照射処理がなされる面が、主レーザ光のパワーの照射処理で光学的特性が変化するようになされるものであり、このようにして、この主レーザ光によるの位置を、先に照射処理がなされた領域を基準にしてその位置の調整を可能にする。
【００１９】
また、本発明による記録媒体および媒体製造用原盤の製造装置においては、高真空室内での処理の作業を必要としないことから、簡潔、小型の装置を構成する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明は、例えば前述したニアフィールド構成、短波長の青紫レーザ光が用いられる記録媒体に適用し得る。
【００２１】
本発明による記録媒体製造方法は、前述したように、記録媒体の記録パターンの形成工程でレーザ光照射処理がなされる場合に、そのレーザ光を主レーザ光と副レーザ光とに分岐し、主レーザ光によって記録パターンに対応するパターン照射を行い、この主レーザ光によるパターン照射処理がなされ、光学的特性が変化した領域から、例えばそのトラック位置を、副レーザ光によって検出し、レーザ光、すなわち主レーザ光の位置調整例えばトラッキング調整を行う。
【００２２】
本発明による記録媒体の製造方法は、例えば図１にその一例の概略平面図を示すように、例えば記録マーク１を構成する凹部あるいは凸部が配列された微細凹凸２が形成された記録媒体を製造する場合に適用し得る。
【００２３】
先ず記録媒体を構成する例えば透明基板の、例えばガラス基板上に酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）層が形成された基板（以下ＳｉＯ2 基板という）、また或る場合は透明樹脂基板等が用意され、この上に、レーザ光照射処理がなされる材料層、例えば感熱材料層を被着形成する。
この感熱性材料層は、記録パターンに応じた所要パワーのレーザ光の照射による温度上昇によって変質部が形成され、この変質によって光学的特性が変化して、照射レーザ光の戻り光を発生し得る構成とする。
本発明における主レーザ光は、感熱材料層を変質し得る温度上昇を来すことのできるパワーに選定され、副レーザ光は、感熱材料層を変質するに至らないパワーに選定される。
【００２４】
そして、この感熱材料層に、レーザ光を、目的とする微細凹凸２のパターンに応じたパターン、すなわち例えば図１の記録マーク１の配列パターン、あるいはこのパターンの反転パターンをもって照射する。
【００２５】
このレーザ光は、主レーザ光と、副レーザ光とに分岐される。この分岐は、グレーティング（回折格子）によって行うことができる。すなわち、このグレーティングによる０次光を、主レーザ光とし、１次光を副レーザ光とする。
グレーティングによるレーザ光の分岐は、良好になされるものである。そして、０次光による主レーザ光は、１次光による副レーザ光に比し、そのパワーが大きいことから、上述したような、主レーザ光は、感熱材料層を変質し得るパワーに選定し、副レーザ光は、感熱材料層を変質するに至らないパワーに選定することができる。
【００２６】
そして、この場合の、主レーザ光のスポット位置の設定、すなわち主レーザ光の位置調整例えばトラッキング調整は、まず、主レーザ光によって、例えば１周分の円もしくは渦巻き状の軌跡等にパターン照射を行い、爾後は、このパターン照射がなされた領域、すなわち変質部からの、副レーザ光の戻り光を検出することによって、この副レーザ光と所定の位置関係にある主レーザ光の位置の検出を行うことができる。
そして、この検出およびレーザ光の位置調整は、通常の光記録媒体例えば光ディスク等における光記録および／または光再生がなされるいわゆる光ピックアップで用いられている周知のトラッキングサーボ方法を適用することができる。
【００２７】
そして、レーザ光スポットと、温度上昇領域についてみると、照射レーザ光のスポットにおけるパワー分布が、例えば図２中曲線３であり、感熱材料層における実質的レーザスポットＳＰであるとすると、感熱材料層における変質部、すなわち温度上昇部４は、レーザスポットＳＰより狭小領域となる。すなわち、この変質部は、レーザスポットより小さくすることができ、更に、例えばレーザパワーの選定によってその温度上昇領域４、すなわち変質部の幅を、より小に選定できる。
因みに、温度昇温領域４は、スポット移動方向に関して後方側で広がるパターンを示すのは、後方側におけるレーザ光の照射時間が長いことによって先端より高温となって熱が広がることに因る。
【００２８】
そして、この感熱材料層に対する照射レーザ光は、目的とする微細凹凸パターンに応じて強度変調がなされる。例えば記録媒体に記録すべき記録データパターンが、例えば図３Ａで示すパターンである場合、このデータパターンによる記録データ信号による変調と同時に、図３Ｂあるいは図３Ｃに示すように、この記録データ信号の周波数より高い例えば数１００ＭＨｚの一定の高周波信号をもって変調する。すなわち、感熱材料層において、これに変質を生じることのできる温度上昇を得るレベル以上のパワーのレーザ光照射を変質部を形成する部分に対して選択的に行うと同時に、この部分のレーザ照射を、図３Ｂに示すように、高い周波数によるオン・オフの繰り返しによってパルスレーザ光によって照射する変調を行うか、あるいは図３Ｃに示すように、変質部の形成部におけるレーザ光の選択的照射において、パワーを或るレベル以上の繰り返しレーザ光のパワー変調を行う。
【００２９】
その後、この感熱材料層を現像して、その変質部あるいは変質されていない非変質部を除去し、感熱材料層をパターン化する。
このようにすると、感熱材料層のパターン化によって、この感熱材料層による微細凹凸の形成がなされることから、この状態をもって微細凹凸を有する記録媒体とすることもできるが、この場合は、微細凹凸の深さ（高低差）が、感熱材料層の厚さによって規定されるなどの制約を受けることから、この感熱材料層をエッチングマスクとして、基板表面を例えば異方性エッチングによるＲＩＥ（反応性イオンエッチング）によって所要の深さにエッチングして、必要な深さを有する微細凹凸を形成することができる。
【００３０】
上述したように、感熱材料層を用いこれに対し、レーザ光照射による温度上昇領域４を形成して変質部の形成を行うことにより、レーザ光のスポットより小さい、感熱材料層に変質部を形成することができることから、例えば図１における記録マークの幅Ｗ、トラックピッチＰは、レーザ光スポットより狭小に形成できる。すなわち、より微細で、高密度の微細凹凸を形成することができる。
【００３１】
そして、この場合、図３Ｂおよび図３Ｃで説明した高周波変調を行ってレーザ照射を断続的あるいは強弱の繰り返しによって行うようにするときは、得られた記録マークパターンは、図３Ｄに斜線を付した領域ａで示すように、例えばその長短に依存することなく一様な幅に確実に形成することができる。
すなわち、レーザ照射を、このような高周波変調をすることなく、データパターンによる変調のみによる照射を行う場合、長い変質部では、長時間連続的にレーザ照射がなされることによって、レーザ光照射の後端側に向かうほど加熱領域が広がり、これによって図３Ｄ中鎖線ｂに示すように、変質部の幅がレーザ照射部の後端に向かって広がる。すなわち、記録マークの長短によって幅に変動を来す。
ところが、上述したように、高周波変調を行ってレーザ照射を断続的あるいは強弱の繰り返しによって行うようにするときは、マーク長が長い場合においても、温度上昇を抑制でき、マーク長の長短の依存性が改善された変質部の形成、ひいてはマークパターンの形成を行うことができる。
【００３２】
そして、本発明においては、レーザ光の分岐を行って、レーザパワーが小さく、感熱材料層に変質をもたらすことのない副レーザ光によって、主レーザ光の位置の検出、したがって、トラッキングサーボを行うので、正確に相対的に所定の位置に、変質部の形成、ひいては記録媒体における微細凹凸の形成を正確に行うことができる。
【００３３】
また、本発明による記録媒体製造用原盤の製造方法は、上述した記録媒体の製造方法に準じた工程による。
例えば図１にその一例の概略平面図を示すように、例えば記録マーク１を構成する凹部あるいは凸部が配列された微細凹凸２が形成された記録媒体を、例えば射出成型、２Ｐ法等によって得るための原盤を製造する場合に適用し得る。
【００３４】
この原盤の製造方法は、原盤を構成する基板、例えば石英基板、ＳｉＯ2 基板等が用意され、この上に上述した材料層として、例えば感熱材料層を形成する。そして、この感熱材料層に、前述したと同様に、レーザ光を、例えばグレーティングによって分岐して、感熱材料層に対し変質部を形成する主レーザ光と、変質部を形成しえない副レーザ光を形成する。
そして、この感熱材料層を現像することによってその変質部あるいは変質されていない非変質部を除去し、感熱材料層をパターン化する。
この場合においても、感熱材料層のパターン化によって、この感熱材料層による微細凹凸の形成がなされることから、この状態をもって微細凹凸を有する記録媒体製造用原盤とすることもできるが、この場合は、微細凹凸の深さ（高低差）が、感熱材料層の厚さによって規定されるなどの制約を受けることから、この感熱材料層をエッチングマスクとして、基板表面を例えば異方性エッチングによるＲＩＥによって所要の深さにエッチングして、必要な深さを有する微細凹凸を形成して、記録媒体製造用原盤を形成することができる。
これら原盤は、冒頭に述べたように、スタンパー、あるいはこのスタンパーを複製形成するためのいわゆるマスター、またはこのマスターを複製形成するためのいわゆるマザーマスター等を指称するものである。
【００３５】
また、この場合においても、図３で説明したと同様の、変調がなされたレーザ光による照射がなされる。
その後、この感熱材料層を現像して、その変質部あるいは変質されていない部分を除去し、感熱材料層をパターン化する。この場合においても、図２で説明したように、レーザスポットより狭小な変質部を形成することができる。
【００３６】
この本発明による原盤の製造方法においても、記録媒体の製造方法におけると同様に、感熱材料層を用いこれに対し、レーザ光照射によって変質部の形成を行うことにより、より微細で、高密度の微細凹凸を形成することができる。
【００３７】
また、高周波変調を行ってレーザ照射を断続的あるいは強弱の繰り返しによって行うようにすることによって、マーク長の長短の依存性が改善された微細凹凸の形成ができる。
【００３８】
そして、この原盤の製造方法においても、前述したと同様の方法により、副レーザ光による位置検出を行ってトラッキングサーボを行う。
【００３９】
上述の本発明による記録媒体の製造方法、および記録媒体製造用原盤の製造方法において用い得る感熱材料層は、互いに異なる構成材料による少なくとも２層以上、すなわち少なくとも第１および第２の材料層による積層構造とすることができる。そして、上述したレーザ光照射による温度上昇により、これら構成材料層間に相互拡散あるいは溶解を生じさせてこれら２つ以上の材料の混合あるいは反応による変質部を形成する。
また、この感熱材料層の構成材料は、無機材料であることが望ましい。
【００４０】
感熱材料層の具体的構成は、例えばＡｌ層とＣｕ層との積層構造、Ａｌ層とＧｅ層との積層構造、Ｓｉ層とＡｌ層との積層構造、Ｇｅ層とＡｕ層との積層構造、また、これら２層構造に限られるものではなく、３層以上の積層構造とすることができる。また、熱酸化現象が生じるじるような金属例えばＴｉ，Ｔａなど１層膜構造による感熱材料層を構成し、レーザ光の照射により空気中の酸素を反応させて変質させる構成とすることもできる。
【００４１】
感熱材料層に対する照射レーザ光は、半導体レーザ特に短波長の青紫レーザ光（例えば波長４１０ｎｍ〜３９０ｎｍ）の例えばＧａＮ系レーザによるレーザ光を用いることが望ましい。
このような短波長レーザによって、レーザ光のスポット径の微小化を図る。
【００４２】
感熱材料層のパターン化の現像処理は、例えば１〜３％のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液によって行う。
【００４３】
次に、本発明による記録媒体の製造方法の実施例を図４および図５の工程図（その１）および（その２）を参照して説明するが、本発明による記録媒体製造用原盤の製造方法は、この例に限定されるものではない。
【００４４】
図４Ａに示すように、記録媒体の構成基板、例えばガラス基板上にＳｉＯ2 層（図示せず）が形成された例えば円板状の基板１１を用意し、そのＳｉＯ2 面上に、感熱材料層１２を形成する。この感熱材料層１２は、レーザ光の温度上昇により変質、すなわち特性が変化する膜構成とする。
この例においては、感熱材料層１２が、第１および第２の材料層１２ａおよび１２ｂの積層構造による構成とした場合である。
これら第１および第２の材料層１２ａおよび１２ｂは、レーザ光照射による温度上昇により、相互拡散あるいは溶解により例えば合金化することによって変質部を形成する材料構成とする。そして、同時にこの変質部は、これと、変質されていない部分との間に、後述の現像処理工程で用いられる現像液（溶解液）に対し、溶解レートに差が生じるような材料を選択する。
このような第１および第２の材料層１２ａおよび１２ｂの構成材料層の組み合わせは、ＡｌとＣｕ，ＡｌとＧｅ等がある。
【００４５】
この感熱材料層１２に対して、図４Ｂに示すように、レーザ光１３を照射する。このレーザ光１３は、例えばグレーティングによる０次光による主レーザ光と、１次光による副レーザ光とに分岐されている（図４Ｂにおいては主レーザ光１３Ｍのみを示す）。
そして、レーザ光を、例えば基板１１の回転と、レーザスポットの、基板１１の半径方向への移動によって、感熱材料層１２におけるレーザスポットを、同図中矢印で示すように、相対的に所定方向、例えば円板状基板１１上に、円もしくは渦巻状に沿って移動させる。
【００４６】
このとき、この相対的移動と共に、例えば図３で説明したように、目的のデータパターンに対応するパターンによってレーザ光照射を行い、同時に、このデータパターンの周波数より高周波数の、例えば図３Ｂまたは図３Ｃで示す高周波変調によるパワーを変化させるレーザ光照射によって感熱材料層１２に、所要のパターンの昇温部を形成し、この昇温部において、感熱材料層１２の第１および第２の材料層１２ａおよび１２ｂを、相互に例えば合金化し、目的とする微細凹凸のパターンに応じた変質部１２ｓを形成する。
このようにして、図５Ａに示すように、感熱材料層１２に、例えば合金化による変質部１２ｓと、他部の合金化がなされない非変質部１２ｎとを形成する。
【００４７】
このレーザ光の照射に際して、本発明方法においては、後に詳述するように、その例えば１周分もしくは１本分のトラックに関するパターン露光を行って後、このトラック上の変質部に、副レーザ光を照射して、その戻り光を検出し、トラックからのずれを検出して、この副レーザ光と相対的に所定の位置関係にある主レーザ光の位置を検出し、この主レーザ光が常時所定の位置すなわちトラック線上を移動するようにトラッキングサーボを行う。
【００４８】
その後、感熱材料層１２に対し、現像処理を行って、図５Ｂに示すように、この例では変質部１２ｓを除去、すなわち選択エッチングする。
この現像液、すなわち変質部のエッチング液としては、例えば１〜３％程度のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液を用い、これに浸すことにより例えば合金化された変質部１２を選択的にエッチング除去することができ、感熱材料層１２を、パターン化することができる。
【００４９】
そして、この例においては、図５Ｃに示すように、この微細パターン化された感熱材料層１２をエッチングマスクとして、基板１、例えばその表面のＳｉＯ2 層をエッチングして、微細凹凸１５を形成する。
このエッチングは、異方性エッチングによるＲＩＥによって、凹凸断面が垂直性に富んだ微細凹凸１５を形成することができる。
【００５０】
この微細凹凸１５の高低差（深さ）は、例えば基板の表面層のＳｉＯ2 層を選定することによって、自由に選定できる。また、或る場合は、例えばＳｉＯ2 表面層下の下地基板をエッチングストッパとすることによって、微細凹凸１５の深さをＳｉＯ2 表面層の厚さによって規定するようにすることもできる。
【００５１】
その後、感熱材料層１２を、その第２および第２の各材料層１２ｂおよび１２ａの各溶液に順次浸漬させて、これらを除去する。
このようにして、図５Ｄに示すように、基板１１の表面に微細凹凸１５が形成される。
その後、感熱材料層１２を、溶解除去し、この微細凹凸１５が形成された基板１１に、図示しないが、例えば反射膜、保護膜、また或る場合は各種記録層例えば磁性層、相変化材料層等の記録層を形成して、目的とする記録媒体１６、例えば光ディスク、光磁気ディスク、光相変化ディスク等を得ることができる。
【００５２】
上述した方法におけるように、感熱材料層１２のレーザ光照射後の、現像処理、すなわち選択エッチングにおいてテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液を使用する場合は、従来通常の感光性材料層を用いた方法において、その感光性材料層としてノボラック樹脂を用いる原盤作製方法において使用していた作業と同様の作業によることになるので、従来の工程に用いていた装置・工程をそのまま使用することができるという利点を有する。
【００５３】
尚、上述した例では、感熱材料層１２として、レーザ光照射による変質部を、現像処理、すなわち選択エッチングによって除去した場合であるが、変質部以外を除去する方法によることもできる。
また、感熱材料層１２は、例えばＧｅとＡｌの組み合わせのほか、ＳｉとＡｌの組み合わせ、ＧｅとＡｕの組み合わせ等によって構成し、非変質部の第１および第２の材料の除去を、燐酸、水、グリセリンとの混合液と、酒石酸溶剤と過酸化水素酸との混合液を用いることによって除去できる。
【００５４】
また、感熱材料層１２は、多層構造とする場合に限られるものではなく、例えば熱酸化現象によって変質部１２ｓを形成できる金属、例えばチタン、タンタル等の単層構造とすることもできる。この場合、レーザ光の照射により空気中の酸素と反応させて変質させる。
【００５５】
上述したように、本発明においては、多層、もしくは単層感熱材料層を、無機材質によって構成することができるので、これら多層、もしくは単層感熱材料層を、スパッタリング法、あるいは真空蒸着法などによって成膜できることから、例えば従来通常におけるような感光性材料層を用いる場合におけるスピンコート法による成膜方法に比較して、薄い膜厚を各部均一に形成することができる。
したがって、例えば微細記録マーク等の微細凹凸を確実に形成することができる。
【００５６】
また、前述したように、パターン化された感熱材料層１２をマスクとして、例えばＲＩＥによって、基板１１に対するエッチングを行って微細凹凸１５の形成を行うことによって、感熱材料層１２自体によって微細凹凸を形成する場合におけるような、感熱材料層１２の厚さ、断面形状によって、微細凹凸の深さ、形状に依存する不都合を回避できる。
【００５７】
次に、本発明による原盤の製造方法の実施例を説明するが、この原盤の製造方法は、図４および図５で説明したと記録媒体の形成方法に準じた方法によって行うことができものであり、この原盤の製造においては、基板１１が、原盤を構成する基板によって構成する。しかしながら、この場合においても、例えば上述したＳｉＯ2 基板を用いることができる。
【００５８】
そして、このようにして作製した図５Ｄに示す原盤２６は、これをスタンパーとして用いることもできるし、この原盤２６をスタンパーを反転複製するマスターとすることもできるし、更にこの原盤２６をマスターを反転複製するマザーマスターとすることもできる。
【００５９】
また、このようにして得たスタンパーを用いて、目的とする微細凹凸を有する記録媒体基板を、射出成型、２Ｐ法等によって形成し、これに、前述した記録媒体の製造におけると同様に、例えば反射膜、保護膜、また或る場合は各種記録層等の成膜を行って目的とする例えば光ディスク、光磁気ディスク、光相変化ディスク等を得ることができる。
【００６０】
また、本発明による記録媒体の製造装置は、図６にその一例の概略構成を示すように、例えば感熱材料層より成る変質部が非変質部とが異なる光学特性を示すことのできる材料層（図示せず）が被着形成された記録媒体を構成する例えば円板状の基板１１を保持する保持手段４１と、レーザ光源部４２と、これよりのレーザ光１３を、微細凹凸のパターンに応じて変調すると共に、微細凹凸のパターンの周期よりも高周波の周波数で変調する変調手段４３と、レーザ光を主レーザ光１３Ｍと副レーザ光１２Ｓに分岐する分岐手段６０例えばグレーティングと、レーザ光を基板１１上の材料層に集光させる集光レンズ系４４を有する光学系４５と、材料層に対し、レーザ光の照射位置を移動させる移動手段と、材料層の変質部１２ｓからの、戻り光を検出してトラッキング調整を行うトラッキング調整手段５０とを有する。
【００６１】
図６の構成においては、光学系４５が、偏光ビームスプリッタ４８、１／４波長板４９、集光レンズ系（対物レンズ）４４と、例えばトラッキング調整手段５０を構成する光学系、例えば集光レンズ５１とを有する。
また、トラッキング調整手段５０は、例えば図８Ａに示すように、例えば２分割構成のフォトダイオードを有し、これら２つのフォトダイオード素子の出力が、差動増幅器５４に入力されてトラッキングサーボ信号を取り出すようになされている。
【００６２】
分岐手段６０として、グレーティングを用いる場合、０次光によって主レーザ光１３Ｍを、１次光によって副レーザ光１３Ｓを構成することが好ましいが、この部分、２本の１次光のうちの１本など不要分岐レーザ光は、遮蔽体５７を、例えばフォトディテクタの前方に配置して排除する。
【００６３】
そして、例えば図８Ｂに模式的に示すように、副レーザ光１３Ｓの例えば中心が、先に形成した変質部１２ｓの幅方向の中心に位置するとき、図８Ａに実線円で模式的示すように、その戻り光のスポットが２分割フォトダイオードの例えば中心位置にあって差動増幅器５４の出力、すなわちサーボ信号がゼロであり、副レーザ光１３Ｓが、変質部１２ｓの幅方向にいずれかずれたとき、破線円で模式的示すように、その戻り光のスポットが２分割フォトダイオードの２つのフォトダイオード素子の例えば中心位置から、いずれかの分割されたフォトダイオード素子側に片寄ることによって差動増幅器５４からサーボ信号が取り出される。
このようにして、副レーザ光の位置の検出がなされることから、主レーザ光の位置の検出がなされ、所定トラッキング位置からのずれを調整するサーボ信号とすることができる。
【００６４】
一方、集光レンズ（対物レンズ）４４は、アクチュエータ５５に保持され、トラッキングサーボ信号によって、その微小位置制御がなされ、トラッキング調整がなされる。
【００６５】
そして、移動手段は、スライドステージ５６によって構成され、これに少なくとも集光レンズ４４系を含む光学系４５が配置されて、レーザ光１３の照射位置が、基板１１の例えば半径方向に移動可能に構成される。
【００６６】
また、基板１１は、例えばその保持手段４１によって回転駆動され、上述した移動手段、すなわちスライドステージ５６との共働により、レーザ光１３が、基板１１上の材料層すなわち感熱材料層に、同心上の各円に、あるいは渦巻き状に走査されるようになされる。
【００６７】
レーザ光１３は、高速変調器４７および低速変調器４６によって、図３で説明したように、一定の高周波信号による変調と、記録データ信号による変調がなされる。
【００６８】
レーザ光源部４２は、例えば半導体レーザによらない例えばＡｒガスレーザ等のレーザと、更に例えば波長変換器を具備して短波長レーザとして取り出す構成とすることができる。この場合においては、図６に示すように、低速変調器４６と、高速変調器４７とが、レーザ光源部４２から発射され、光学系４５によって基板１１に向かうレーザ光１３の光路中に設けられる。
【００６９】
低速変調器４６は、例えば、図３で説明した記録データ信号によってレーザ光１３の変調がなされ、高速変調器４７は、図３で説明した一定の高周波信号によってレーザ光の変調がなされる。
この低速変調器４６は、各種周知の変調器、例えば電気光学（ＥＯ）効果、音響光学（ＡＯ）効果、そのほか各種の効果を利用した変調器を用いることができる。
また、高速変調器４７は、例えば K.Osato,K.Yamamoto,I.Ichimura,F.Maeda,Y.Kasami,M.Yamada,Proceedings of Optical Data Storage'98,Aspen,Colorado,80-86, “A rewritable optical disk system with over 10GB of capasity ”で報告された変調器を用いることができる。
【００７０】
このようにして、レーザ光１３によって基板１１上の材料層に対するレーザ光照射、すなわち感熱材料層の変質部の形成がなされる。
【００７１】
また、図７に、概略構成図を示した例においては、レーザ光源部４２が、半導体レーザによって構成された場合で、図７において、図６と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略するが、この場合の変調手段４３としては、半導体レーザへの注入電流を、上述した記録データ信号と一定の高周波信号によって変調させる。
【００７２】
上述した本発明装置によって、感熱材料層に対するレーザ光の照射を行って後は、前述した本発明方法にしたがって、感熱材料層の現像、エッチング等を行って目的とする微細凹凸を有する記録媒体を得る。
【００７３】
また、本発明による記録媒体製造用原盤の製造装置についても、図６および図７に示した構成と同様の構成とすることができ、これらにおいて、基板保持手段４１が、原盤構成基板を保持する構成とする。
【００７４】
トラッキングサーボ方法としては、上述の方法に限定されるものではなく、プッシュプル法など、従来周知の方法を用いることができる。
【００７５】
本発明による記録媒体の製造装置および記録媒体製造用原盤の製造装置によれば、簡潔な構成とすることができるので、小型に、廉価に構成することができる。
【００７６】
特に、図７で示した構成によるときは、半導体レーザを用いることにより、より小型、簡潔に構成することができ、低価格化と同時に、メンテナンスの手間も格段に削減することができる。
【００７７】
また、レーザ光源部の半導体レーザとして、ＧａＮ系等の短波長レーザを用いることが、より小さい微細凹凸を形成することができ、高密度化が図られる。
【００７８】
上述したように、本発明は、微細凹凸を有する記録媒体、例えば再生専用光ディスクを始めとして、書き込み可能な光ディスク、相変化型光ディスク、光磁気ディスク、磁気ディスクを得ることができ、また、いわゆる円板状のディスクに限られるものではなく、他の形状例えばカード形状による記録媒体を得る場合に適用することができる。
【００７９】
すなわち、本発明は、最終的に形成する記録媒体における微細凹凸は、いわゆるピットに限られず、グルーブ等を有する構成とすることのできるなど、種々の構成に適用することができる。
【００８０】
【発明の効果】
上述したように、本発明による記録媒体あるいは記録媒体製造用原盤の製造方法によれば、トラッキングサーボを行って、パターン形成を可能にすることからより高密度、高精度の記録パターンの形成を行うことができる。
【００８１】
そして、このようにトラッキングサーボを行うことにより、上述したスライドステージとしては、従来におけるような高精度で高価なスライドステージの使用を回避できる。
【００８２】
また、通常におけるような感光性材料によらず、感熱材料層を用いることによって、これにレーザ光を照射して熱的に変質させた部分を形成して現像処理しててこの変質部あるいは非変質部を除去してパターン化する方法によってレーザ光スポットより幅狭の加熱領域で変質部の形成を行ことができるので、これを用いて形成した微細凹凸は、レーザ光スポットの光学的限界以下の微細パターンとして形成することができる。
したがって、高記録密度、高解像度の記録媒体を構成することができる。
【００８３】
そして、その感熱材料層に対するレーザ光照射を、例えば記録データ信号による変調と同時に、これより周波数の高い一定高周波信号による変調を行うようにすることによって、長いパターンを形成する場合におけるレーザ光照射による温度上昇によってレーザの移行の後方側で、感熱材料層における変質部のパターンが幅が広がることを有効に回避できる。
したがって、感熱材料層における変質部のパターンを、パターンの長短に依存することなく、確実に目的とするパターンに形成でき、最終的に高記録密度、高解像度の記録媒体を製造することができる。
【００８４】
また、本発明による記録媒体および媒体製造用原盤の製造装置によれば、高真空室を設けるなどの必要がないことから、簡潔、小型で、廉価の装置として、またそのメンテナンスが簡単の装置を構成できるものである。
【００８５】
本発明による記録媒体の製造方法、記録媒体製造用原盤の製造方法、記録媒体の製造装置、および記録媒体構造用原盤の製造装置によれば、確実に高記録密度の記録媒体の製造が可能であり、したがって、特に光記録、再生において前述したニアフィールド構成や、短波長の青紫レーザを用いる記録媒体を製造する場合において有益である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による記録媒体および記録媒体製造用原盤の製造方法によって得る、目的とする微細凹凸パターンの一例の平面図である。
【図２】本発明方法で用いるレーザ光のパワー分布と温度上昇領域との関係を示す図である。
【図３】本発明による記録媒体および記録媒体製造用原盤の製造方法の、レーザ光の変調方法の説明図で、Ａはデータパターン、ＢおよびＣはレーザ光照射パターン、Ｄは微細凹凸パターンを示す。
【図４】ＡおよびＢは、本発明による記録媒体および記録媒体製造用原盤の製造方法の各一例の工程図（その１）である。
【図５】Ａ〜Ｄは、本発明による記録媒体および記録媒体製造用原盤の製造方法の各一例の工程図（その２）である。
【図６】本発明による記録媒体および記録媒体製造用原盤の製造装置の一例の構成図である。
【図７】本発明による記録媒体および記録媒体製造用原盤の製造装置の他の一例の構成図である。
【図８】Ａは、トラッキングサーボ信号の取出し回路の一例を示す図である。
Ｂは、副レーザ光の位置とサーボ信号との関係説明図である。
【図９】は従来の感光性材料を用いた例えば原盤の製造方法の説明に供する概略断面図である。
【図１０】感光性材料のγ（ガンマ）曲線図である。
【図１１】従来方法の説明に供する図で、ＡおよびＢはそれぞれレーザ光のパワー分布と感光反応領域の関係を示す図である。
【図１２】従来方法の説明に供する図で、Ａは、レーザ光パターン図、Ｂは露光パターン図、Ｃは、凹部のパターン図である。
【符号の説明】
１・・・記録マーク、２・・・微細凹凸、３・・・レーザ光パワー分布曲線、４・・・温度上昇領域、１１・・・記録媒体あるいは原盤構成基板、１２・・・感熱材料層、１２ａ・・・第１の材料層、１２ｂ・・・第２の材料層、１２ｓ・・・変質部、１３・・・レーザ光、１３Ｍ・・・主レーザ光、１３Ｓ・・・副レーザ光、１５・・・微細凹凸、１６・・・原盤、４１・・・保持手段、４２・・・レーザ光源部、４３・・・変調手段、４４・・・集光レンズ（対物レンズ）系、４５・・・光学系、４６・・・低速変調器、４７・・・高速変調器、４８・・・偏光ビームスプリッタ、４９・・・１／４波長板、５０・・・トラッキング調整手段、５１・・・集光レンズ、５２・・・分岐手段、５３・・・フォトディテクタ、５４・・・差動増幅器、５５・・・アクチュエータ、５６・・・スライドステージ、５７・・・遮蔽体、１０１・・・基板、１０２・・・感光性材料層、１０３・・・レーザ光、１０４・・・集光レンズ、２０１，２０２・・・レーザ光パワー分布曲線、２０１ａ，２０２ａ・・・感光反応領域[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a recording medium manufacturing method, a recording medium manufacturing master manufacturing method, a recording medium manufacturing apparatus, and a recording medium manufacturing master manufacturing apparatus.
In the present invention, the master is a stamper for forming a recording medium having fine irregularities by, for example, injection molding or 2P method (Photopolymerization method), a so-called master for transferring and duplicating a plurality of stampers. The term includes a so-called mother master for transferring and duplicating a plurality of masters.
[0002]
[Prior art]
Recently, there is an increasing demand for higher recording density.
In recent years, in an optical pickup that performs optical reproduction on a recording medium, a so-called near-field configuration in which the distance between the recording medium and the optical lens is 200 nm or less has been proposed. A. By using (high numerical aperture) and short-wavelength reproduction laser light, that is, so-called blue-violet laser light, the beam spot diameter can be reduced to reduce the track pitch and the width and length of the recording mark. The aim is to increase the recording density.
[0003]
By the way, the spot diameter of the reproduction light is usually selected to be about twice the recording mark width so that the recording mark can be reliably read out. In other words, it is desirable that the width of the recording mark formed on the recording medium is not more than ½ of the minimum spot diameter that can be formed as reproduction light.
[0004]
Currently, in the manufacturing process of a recording medium, for example, the manufacturing process of a master for forming the recording medium, the photosensitive material layer 102 is usually formed on a substrate 101 constituting the master, for example, a glass substrate, as shown in a schematic sectional view in FIG. The photosensitive material layer 102 is formed by a spin coating method, and a laser beam 103 is condensed by a condensing lens 104 and irradiated according to data to be recorded, for example, and then the photosensitive material layer 102 is developed. Thus, for example, the photosensitive material layer 102 is patterned by removing a region that has been photosensitized by laser light irradiation, and etching is performed on the substrate 101 using the photosensitive material layer as a mask, in accordance with the recording data. Fine irregularities are formed.
[0005]
As shown in the example of the γ (gamma) curve in FIG. 10, the characteristic of the photosensitive material has a characteristic that the photosensitivity reacts abruptly, that is, almost stepwise, at an exposure amount equal to or greater than a certain exposure amount value. Therefore, the laser light power distribution of the curve 202 in FIG. 11B, which has a power larger than this power as compared with the case where the photosensitive material is exposed by the laser light with the laser light power distribution shown by the curve 201 in FIG. 11A. In the case of exposure with a laser beam having the above, the substantial photosensitive reaction region 202a in the photosensitive material layer 102 is spread to some extent as compared with the photosensitive reaction region 201a in the case of the laser beam power distribution of the curve 201, but this spread. Does not spread according to the exposure power.
[0006]
Accordingly, in the above-described manufacturing process of the recording medium manufacturing master, for example, the laser beam is scanned on the photosensitive material layer 102, for example, in a spiral shape by the rotation of the substrate 101 described above, for example, the curve 203 in FIG. 12B, an exposed portion 102A corresponding to the laser light irradiation pattern is formed on the photosensitive material layer 102 on the substrate 101 as shown in FIG. 12B, and the exposed portion is removed by development, for example. The fine unevenness formed by etching the substrate 101 using the photosensitive material layer 102 as an etching mask is formed as a stable pattern as shown in FIG. 12C, for example, a plan view of the recess 103 as the recording mark. The
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, this method has a problem in the position control of the spot of the irradiated laser beam with respect to the photosensitive material layer.
That is, this photosensitive material layer is transparent to the irradiated laser beam, and for example, the previously exposed track can be detected by the return light of the laser beam, and the exposed portion and the non-exposed portion can detect the laser beam. Almost impossible since there is no change in reflectance.
[0008]
Therefore, since the exposure processing is normally performed without controlling the laser beam spot position, the laser beam spot is placed on the photosensitive material layer so that the laser beam spot position can be accurately set. As a slide stage for scanning in high speed, a highly accurate slide stage equipped with a laser scale is used.
However, such a high-precision slide stage is expensive, and this accuracy limits the pattern exposure accuracy.
[0009]
Further, the fine concavo-convex pattern formed by pattern exposure on the photosensitive material layer described above is almost determined by the spot diameter of the laser beam used for exposure, and a fine concavo-convex pattern exceeding the optical limit cannot be formed. Therefore, for example, even if the spot diameter of the reproduction laser beam is made as small as possible, the recording mark width cannot be formed smaller than 1/2 of the spot diameter of the reproduction laser beam.
[0010]
In addition, an electron beam lithography system has been developed as a pattern exposure device for the photosensitive material layer, which helps to form a fine pattern, that is, to increase the density. This electron beam lithography system is used for drawing work in a high vacuum. Therefore, there is a problem that this apparatus is large and expensive.
[0011]
According to the present invention, in the manufacturing method of a recording medium and a recording medium manufacturing master, a recording pattern can be formed by accurately adjusting the position of a laser beam to solve the above-described problems. .
[0012]
In addition, the present invention aims to improve the recording density by making the recording mark width equal to or smaller than the laser beam spot.
[0013]
In addition, the present invention aims to simplify the structure, reduce the size, simplify the handling, and simplify the maintenance of the recording medium and the recording disk manufacturing master.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
A recording medium manufacturing method according to the present invention is a recording medium manufacturing method in which a laser beam irradiation process is performed in a recording pattern forming process of a recording medium, and the laser beam is branched into a main laser beam and a sub laser beam, Pattern irradiation corresponding to the recording pattern is performed by the main laser beam, and position information is obtained from the area subjected to pattern irradiation processing by the main laser beam by the sub laser beam, and the position of the main laser beam is adjusted. .
[0015]
The recording medium manufacturing master according to the present invention is a method for manufacturing a recording medium manufacturing master in which a laser beam irradiation process is performed in a recording pattern forming process of the recording medium manufacturing master. Branching into laser light and sub laser light, pattern irradiation corresponding to the recording pattern is performed by the main laser light, and the position information is obtained from the region subjected to pattern irradiation processing by the main laser light by the sub laser light, Adjust the position of the main laser beam.
[0016]
A recording medium manufacturing apparatus according to the present invention is a recording medium manufacturing apparatus that performs laser beam irradiation in a recording pattern forming process of a recording medium, and at least one main surface is irradiated with laser light. The holding means for holding the substrate constituting the recording medium having the processing surface, the laser light source unit, the laser light from the laser light source unit is modulated according to the recording pattern, and the frequency is higher than the period of the recording pattern. Modulating means for modulating the laser light, branching means for branching the laser light, an optical system having a condensing lens system for condensing the laser light on the processing surface, and moving means for moving the irradiation position of the laser light with respect to the processing surface The position information is obtained from the region subjected to the pattern irradiation process using the main laser beam by the sub laser beam branched by the branching unit, and the position adjustment of the main laser beam is performed. A structure in which and means.
[0017]
Furthermore, the recording medium manufacturing master apparatus according to the present invention is a recording medium manufacturing master apparatus that is irradiated with laser light in the recording pattern forming process of the recording medium manufacturing master, and is at least on one main surface. , A holding means for holding a substrate constituting a recording medium manufacturing master having a processing surface on which laser beam irradiation processing is performed, a laser light source unit, and a laser beam from the laser light source unit is modulated in accordance with a recording pattern And a modulation means for modulating the frequency of the recording pattern to a frequency higher than the period of the recording pattern, a branching means for branching the laser light, an optical system having a condensing lens system for condensing the laser light on the processing surface, and a processing surface. The position information is obtained from the region where the pattern irradiation with the main laser light is performed by the moving means for moving the irradiation position of the laser light and the sub laser light branched by the branching means. It was obtained, and a structure comprising an adjustment means for adjusting the position of the main laser beam.
[0018]
As described above, in the manufacturing method of the recording medium and the medium manufacturing master according to the present invention, the laser beam is branched into the main laser beam and the sub laser beam, and pattern irradiation corresponding to the recording pattern is performed by the main laser beam, The position information is obtained from the region subjected to the pattern irradiation process by the main laser beam by the sub laser beam. In other words, the surface on which the pattern irradiation process of the laser beam is performed is such that the optical characteristics are changed by the irradiation process of the power of the main laser beam. The position can be adjusted with reference to the previously irradiated region.
[0019]
Further, the recording medium and medium manufacturing apparatus for manufacturing a medium according to the present invention does not require a processing operation in a high vacuum chamber, so that a simple and small apparatus is configured.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention can be applied to, for example, the recording medium using the above-described near-field configuration and a short wavelength blue-violet laser beam.
[0021]
As described above, the recording medium manufacturing method according to the present invention branches the laser beam into a main laser beam and a sub-laser beam when the laser beam irradiation process is performed in the recording pattern forming process of the recording medium. Pattern irradiation corresponding to the recording pattern is performed by laser light, pattern irradiation processing by this main laser light is performed, and, for example, the track position is detected by sub laser light from an area where the optical characteristics have changed, and laser light, that is, Position adjustment of the main laser beam, for example, tracking adjustment is performed.
[0022]
The recording medium manufacturing method according to the present invention uses, for example, as shown in FIG. 1 a schematic plan view of an example, a recording medium on which fine irregularities 2 in which concave portions or convex portions constituting a recording mark 1 are arranged are formed. Applicable when manufacturing.
[0023]
First, silicon oxide (SiO 2) is formed on, for example, a glass substrate of a transparent substrate constituting the recording medium. 2 ) Layer-formed substrate (hereinafter referred to as SiO 2 In some cases, a transparent resin substrate or the like is prepared, and a material layer, for example, a heat-sensitive material layer, to be subjected to laser light irradiation treatment is deposited thereon.
In this heat-sensitive material layer, an altered portion is formed due to a temperature rise caused by irradiation with laser light having a required power according to the recording pattern, and the optical characteristics change due to this alteration, and return light of the irradiated laser light can be generated. The configuration.
The main laser light in the present invention is selected to have a power that can raise the temperature that can alter the heat-sensitive material layer, and the sub-laser light is chosen to have a power that does not cause the heat-sensitive material layer to be altered.
[0024]
Then, the heat-sensitive material layer is irradiated with laser light in a pattern corresponding to the target pattern of fine irregularities 2, that is, for example, an arrangement pattern of the recording marks 1 in FIG. 1 or an inverted pattern of this pattern.
[0025]
This laser beam is branched into a main laser beam and a sub laser beam. This branching can be performed by a grating (diffraction grating). That is, the 0th order light by this grating is the main laser light, and the primary light is the sub laser light.
The branching of the laser beam due to the grating is excellent. Since the power of the main laser beam by the zero-order light is larger than that of the sub-laser light by the primary light, the main laser light as described above is selected as a power that can alter the heat-sensitive material layer. The sub laser light can be selected to have a power that does not change the heat-sensitive material layer.
[0026]
In this case, the setting of the spot position of the main laser beam, that is, the adjustment of the position of the main laser beam, for example, the tracking adjustment, is performed by first irradiating the pattern with a main laser beam on a circle or a spiral trajectory for one round. After that, the position of the main laser beam in a predetermined positional relationship with the sub laser beam is detected by detecting the return light of the sub laser beam from the region irradiated with the pattern, that is, the altered portion. It can be carried out.
For this detection and laser beam position adjustment, a well-known tracking servo method used in a so-called optical pickup that performs optical recording and / or optical reproduction on a normal optical recording medium such as an optical disk can be applied. .
[0027]
Then, regarding the laser light spot and the temperature rise region, if the power distribution in the spot of the irradiated laser light is, for example, the curve 3 in FIG. 2 and is a substantial laser spot SP in the heat sensitive material layer, the heat sensitive material layer The altered portion in FIG. 1, that is, the temperature rise portion 4 is a narrower region than the laser spot SP. That is, the altered portion can be made smaller than the laser spot, and further, for example, by selecting the laser power, the temperature rising region 4, that is, the width of the altered portion can be selected smaller.
Incidentally, the temperature rising region 4 shows a pattern spreading on the rear side with respect to the spot moving direction because the heat is spread at a higher temperature than the tip due to the longer irradiation time of the laser beam on the rear side.
[0028]
The intensity of the irradiation laser beam applied to the heat-sensitive material layer is modulated according to the target fine uneven pattern. For example, if the recording data pattern to be recorded on the recording medium is the pattern shown in FIG. 3A, for example, the frequency of the recording data signal is simultaneously modulated as shown in FIG. 3B or FIG. Modulation is performed with a constant high-frequency signal that is higher, for example, several 100 MHz. That is, in the heat-sensitive material layer, laser light irradiation with a power of a level higher than the level at which a temperature rise capable of causing alteration can be generated is selectively performed on the portion where the altered portion is formed, and at the same time laser irradiation of this portion is performed. As shown in FIG. 3B, modulation is performed by irradiating with pulsed laser light by repetition of ON / OFF at a high frequency, or as shown in FIG. 3C, in selective irradiation of laser light in the altered portion forming portion, The power of the laser beam is repeatedly modulated with a certain level of power.
[0029]
Thereafter, the heat-sensitive material layer is developed to remove the altered portion or the unmodified portion that has not been altered, and the heat-sensitive material layer is patterned.
In this manner, since the heat-sensitive material layer is patterned to form fine unevenness by the heat-sensitive material layer, a recording medium having fine unevenness can be obtained in this state. Since the depth (height difference) of the substrate is restricted by the thickness of the heat sensitive material layer, the substrate surface is used as an etching mask and the substrate surface is subjected to, for example, anisotropic etching by RIE (reactive ions). Etching) can be etched to a required depth to form fine irregularities having a required depth.
[0030]
As described above, a heat-sensitive material layer is used, whereas a temperature-increased region 4 is formed by laser light irradiation to form a deteriorated portion, thereby forming a deteriorated portion in the heat-sensitive material layer that is smaller than the spot of the laser light. Therefore, for example, the width W of the recording mark and the track pitch P in FIG. 1 can be formed narrower than the laser beam spot. That is, finer irregularities with finer and higher density can be formed.
[0031]
In this case, when the high-frequency modulation described in FIGS. 3B and 3C is performed so that laser irradiation is performed intermittently or by repeated strength, the obtained recording mark pattern is hatched in FIG. 3D. As shown by the region a, for example, it can be reliably formed in a uniform width without depending on the length.
That is, when laser irradiation is performed only by modulation by a data pattern without performing such high frequency modulation, laser irradiation is performed continuously for a long time in a long altered part, and after laser light irradiation. The heating region is widened toward the end side, and as a result, the width of the altered portion is widened toward the rear end of the laser irradiation portion as shown by a chain line b in FIG. 3D. That is, the width varies depending on the length of the recording mark.
However, as described above, when high-frequency modulation is performed and laser irradiation is performed intermittently or repeatedly, the temperature rise can be suppressed even when the mark length is long, and the dependence of the mark length on the length is short and long. As a result, it is possible to form an altered portion with improved quality, and thus to form a mark pattern.
[0032]
In the present invention, the position of the main laser beam is detected, and therefore the tracking servo is performed by the sub laser beam which branches the laser beam and has a low laser power and does not change the heat-sensitive material layer. Therefore, it is possible to accurately form the altered portion at a relatively predetermined position, and thus to accurately form the fine unevenness on the recording medium.
[0033]
Moreover, the manufacturing method of the recording medium manufacturing master according to the present invention is based on the process according to the above-described recording medium manufacturing method.
For example, as shown in a schematic plan view of an example in FIG. 1, for example, a recording medium on which fine concaves and convexes 2 in which concave portions or convex portions constituting the recording mark 1 are arranged is formed by, for example, injection molding, 2P method, or the like. This can be applied to the production of a master for the purpose.
[0034]
A method of manufacturing this master disc includes a substrate constituting the master disc, such as a quartz substrate, SiO 2 2 A substrate or the like is prepared, and a heat sensitive material layer, for example, is formed thereon as the material layer described above. Then, in the same manner as described above, the laser beam is branched into this heat-sensitive material layer by, for example, a grating, and a main laser beam that forms an altered portion with respect to the heat-sensitive material layer, and a sub-laser beam that cannot form an altered portion. Form.
Then, the heat-sensitive material layer is developed to remove the altered portion or the unmodified portion that has not been altered, and the heat-sensitive material layer is patterned.
Even in this case, the patterning of the heat-sensitive material layer results in the formation of fine irregularities by the heat-sensitive material layer, and thus it can be used as a recording medium manufacturing master having fine irregularities in this state. Since the depth (height difference) of the fine irregularities is restricted by the thickness of the heat-sensitive material layer, the substrate surface is subjected to, for example, RIE by anisotropic etching using the heat-sensitive material layer as an etching mask. Etching to a required depth can form fine irregularities having the required depth to form a recording medium manufacturing master.
As described at the beginning, these masters refer to a stamper, a so-called master for replicating this stamper, or a so-called mother master for replicating this master.
[0035]
Also in this case, irradiation with modulated laser light is performed in the same manner as described with reference to FIG.
Thereafter, the heat-sensitive material layer is developed to remove the altered portion or the unmodified portion, and the heat-sensitive material layer is patterned. Also in this case, as described with reference to FIG. 2, an altered portion narrower than the laser spot can be formed.
[0036]
In the master manufacturing method according to the present invention, as in the recording medium manufacturing method, a heat-sensitive material layer is used, and on the other hand, an altered portion is formed by laser light irradiation. Fine irregularities can be formed.
[0037]
In addition, by performing high-frequency modulation so that laser irradiation is performed intermittently or repeatedly, it is possible to form fine irregularities with improved dependency of the mark length.
[0038]
Also in this master disc manufacturing method, the tracking servo is performed by detecting the position by the sub laser beam in the same manner as described above.
[0039]
The heat-sensitive material layer that can be used in the above-described recording medium manufacturing method and recording medium manufacturing master manufacturing method according to the present invention is at least two or more layers made of different constituent materials, that is, at least first and second material layers. It can be a structure. And by the temperature rise by the laser beam irradiation mentioned above, mutual diffusion or melt | dissolution is produced between these structural material layers, and the altered part by mixing or reaction of these two or more materials is formed.
The constituent material of the heat-sensitive material layer is preferably an inorganic material.
[0040]
The specific structure of the heat sensitive material layer is, for example, a laminated structure of an Al layer and a Cu layer, a laminated structure of an Al layer and a Ge layer, a laminated structure of a Si layer and an Al layer, a laminated structure of a Ge layer and an Au layer, Moreover, it is not restricted to these two-layer structures, It can be set as the laminated structure of three or more layers. It is also possible to construct a heat-sensitive material layer having a single layer film structure such as Ti or Ta, which causes thermal oxidation, and to change the quality by reacting oxygen in the air by irradiation with laser light. .
[0041]
As the irradiation laser beam for the heat-sensitive material layer, it is desirable to use a laser beam from a semiconductor laser, particularly a blue-violet laser beam having a short wavelength (for example, a wavelength of 410 nm to 390 nm), for example, a GaN-based laser.
With such a short wavelength laser, the spot diameter of the laser beam is reduced.
[0042]
The development process for patterning the heat-sensitive material layer is performed with, for example, 1 to 3% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution.
[0043]
Next, an embodiment of a method for manufacturing a recording medium according to the present invention will be described with reference to process diagrams (No. 1) and (No. 2) of FIG. 4 and FIG. The method is not limited to this example.
[0044]
As shown in FIG. 4A, SiO 2 is formed on a constituent substrate of the recording medium, for example, a glass substrate. 2 For example, a disk-shaped substrate 11 having a layer (not shown) formed thereon is prepared, and the SiO 2 2 A heat sensitive material layer 12 is formed on the surface. The heat-sensitive material layer 12 has a film structure in which the quality is changed, that is, the characteristics are changed by the temperature rise of the laser beam.
In this example, the heat-sensitive material layer 12 has a laminated structure of the first and second material layers 12a and 12b.
These first and second material layers 12a and 12b have a material structure that forms an altered portion by, for example, alloying by mutual diffusion or dissolution due to temperature rise by laser light irradiation. At the same time, the altered portion selects a material that causes a difference in dissolution rate with respect to the developer (dissolved solution) used in the development processing step described later between this and the unmodified portion. .
Such combinations of constituent material layers of the first and second material layers 12a and 12b include Al and Cu, Al and Ge, and the like.
[0045]
The heat-sensitive material layer 12 is irradiated with a laser beam 13 as shown in FIG. 4B. The laser beam 13 is branched into, for example, a main laser beam based on zero-order light by a grating and a sub laser beam based on primary light (only the main laser beam 13M is shown in FIG. 4B).
Then, for example, by rotating the substrate 11 and moving the laser spot in the radial direction of the substrate 11, the laser spot on the heat-sensitive material layer 12 is relatively directed in a predetermined direction as indicated by an arrow in FIG. For example, it is moved along a circle or spiral on the disk-shaped substrate 11.
[0046]
At this time, along with this relative movement, as described with reference to FIG. 3, for example, laser light irradiation is performed with a pattern corresponding to the target data pattern, and at the same time, for example, FIG. 3B or FIG. A temperature rising portion having a required pattern is formed in the heat sensitive material layer 12 by laser beam irradiation that changes the power by high frequency modulation shown by 3C, and the first and second material layers of the heat sensitive material layer 12 are formed in this temperature rising portion. 12a and 12b are alloyed with each other, for example, to form an altered portion 12s corresponding to a desired pattern of fine irregularities.
In this way, as shown in FIG. 5A, the heat-sensitive material layer 12 is formed with, for example, an altered portion 12s due to alloying and an unaltered portion 12n where other portions are not alloyed.
[0047]
When irradiating this laser beam, in the method of the present invention, as will be described in detail later, after performing pattern exposure on one track or one track, for example, the sub laser beam is applied to the altered portion on the track. , The return light is detected, the deviation from the track is detected, the position of the main laser light having a predetermined positional relationship relative to the sub laser light is detected, and the main laser light is constantly Tracking servo is performed so as to move on a predetermined position, that is, on the track line.
[0048]
Thereafter, the heat-sensitive material layer 12 is subjected to development processing, and as shown in FIG. 5B, in this example, the altered portion 12s is removed, that is, selectively etched.
For example, about 1 to 3% of a tetramethylammonium hydroxide aqueous solution is used as the developing solution, that is, the altered portion etching solution, and the altered portion 12 that has been alloyed, for example, is selectively etched away by immersion in the developer. The heat sensitive material layer 12 can be patterned.
[0049]
In this example, as shown in FIG. 5C, the substrate 1, for example, the SiO 2 on the surface thereof, is formed using the heat-sensitive material layer 12 that is finely patterned as an etching mask. 2 The layer is etched to form fine irregularities 15.
In this etching, the fine unevenness 15 having an uneven cross-section rich in perpendicularity can be formed by RIE using anisotropic etching.
[0050]
The difference in height (depth) of the fine irregularities 15 is, for example, SiO 2 on the surface layer of the substrate. 2 It can be selected freely by selecting the layer. In some cases, for example, SiO 2 By using the base substrate under the surface layer as an etching stopper, the depth of the fine irregularities 15 is reduced to SiO 2. 2 It can also be defined by the thickness of the surface layer.
[0051]
Thereafter, the heat-sensitive material layer 12 is sequentially immersed in the solutions of the second and second material layers 12b and 12a to remove them.
In this way, fine irregularities 15 are formed on the surface of the substrate 11 as shown in FIG. 5D.
Thereafter, the heat-sensitive material layer 12 is dissolved and removed, and the substrate 11 on which the fine irregularities 15 are formed is not shown, for example, a reflective film, a protective film, and in some cases, various recording layers such as a magnetic layer, a phase change material. A target recording medium 16, such as an optical disk, a magneto-optical disk, an optical phase change disk, or the like, can be obtained by forming a recording layer such as a layer.
[0052]
As in the above-described method, when a tetramethylammonium hydroxide aqueous solution is used in the development process after the laser light irradiation of the heat-sensitive material layer 12, that is, selective etching, in a method using a conventional ordinary photosensitive material layer, Since it is based on the same work as that used in the master production method using the novolak resin as the photosensitive material layer, there is an advantage that the apparatus and the process used in the conventional process can be used as they are. .
[0053]
In the above-described example, the heat-sensitive material layer 12 is a case where an altered portion due to laser light irradiation is removed by development processing, that is, selective etching, but a method other than removing the altered portion may be used.
Further, the heat-sensitive material layer 12 is composed of, for example, a combination of Ge and Al, a combination of Si and Al, a combination of Ge and Au, and the like, and removal of the first and second materials in the unaltered portion is performed using phosphoric acid, It can be removed by using a mixed solution of water and glycerin and a mixed solution of tartaric acid solvent and hydrogen peroxide.
[0054]
The heat-sensitive material layer 12 is not limited to a multilayer structure, and may be a single-layer structure such as a metal that can form the altered portion 12s by a thermal oxidation phenomenon, such as titanium or tantalum. In this case, it is altered by reacting with oxygen in the air by irradiation with laser light.
[0055]
As described above, in the present invention, the multi-layer or single-layer heat-sensitive material layer can be composed of an inorganic material. Therefore, the multi-layer or single-layer heat-sensitive material layer can be formed by sputtering or vacuum deposition. Since the film can be formed, for example, a thin film can be formed uniformly in each part as compared with a film forming method using a spin coating method in the case where a photosensitive material layer is conventionally used.
Therefore, for example, fine irregularities such as fine recording marks can be reliably formed.
[0056]
Further, as described above, by using the patterned heat-sensitive material layer 12 as a mask, the substrate 11 is etched by, for example, RIE to form the fine unevenness 15 to form the fine unevenness by the heat-sensitive material layer 12 itself. The inconvenience depending on the depth and shape of the fine unevenness can be avoided by the thickness and the cross-sectional shape of the heat-sensitive material layer 12 as in the case where the heat-sensitive material layer 12 is used.
[0057]
Next, an embodiment of a master production method according to the present invention will be described. This master production method can be performed by a method according to the method for forming a recording medium described in FIGS. Yes, in the production of this master, the substrate 11 is constituted by the substrate constituting the master. However, even in this case, for example, the above-mentioned SiO 2 A substrate can be used.
[0058]
The master 26 shown in FIG. 5D thus manufactured can be used as a stamper, or the master 26 can be used as a master that reversely duplicates the stamper. Further, the master 26 can be used as a master. It can also be a mother master that reverses and replicates.
[0059]
Further, using the stamper thus obtained, a recording medium substrate having the desired fine irregularities is formed by injection molding, 2P method, etc. For example, an optical disk, a magneto-optical disk, an optical phase change disk, or the like can be obtained by forming a reflective film, a protective film, and in some cases, various recording layers.
[0060]
Further, the recording medium manufacturing apparatus according to the present invention has a material layer (for example, a modified portion made of a heat-sensitive material layer that can exhibit optical characteristics different from a non-modified portion, as shown in FIG. (Not shown), for example, a holding means 41 for holding a disc-shaped substrate 11 constituting a recording medium on which the recording medium is deposited, a laser light source section 42, and a laser beam 13 from the holding means 41 in accordance with a fine uneven pattern. Modulation means 43 that modulates at a frequency higher than the period of the pattern of fine irregularities, branch means 60 for branching the laser light into the main laser light 13M and the sub laser light 12S, for example, a grating, and the laser light on the substrate 11, an optical system 45 having a condensing lens system 44 for condensing the material layer on the material layer, a moving means for moving the irradiation position of the laser beam with respect to the material layer, and a return from the altered portion 12s of the material layer. And a tracking adjustment means 50 for detecting and tracking adjustment of the light.
[0061]
In the configuration of FIG. 6, the optical system 45 includes a polarizing beam splitter 48, a ¼ wavelength plate 49, a condenser lens system (objective lens) 44, and an optical system that constitutes, for example, a tracking adjustment unit 50, such as a condenser lens. 51.
For example, as shown in FIG. 8A, the tracking adjustment unit 50 includes, for example, a photodiode having a two-divided configuration, and outputs of these two photodiode elements are input to the differential amplifier 54 to extract a tracking servo signal. It is made like that.
[0062]
In the case where a grating is used as the branching means 60, it is preferable that the main laser beam 13M is constituted by the zero-order light and the sub-laser beam 13S is constituted by the primary light, but this portion is one of the two primary lights. For example, the unnecessary branched laser light is eliminated by placing the shield 57 in front of the photodetector, for example.
[0063]
Then, as schematically shown in FIG. 8B, for example, when the center of the sub laser beam 13S is located at the center in the width direction of the altered portion 12s formed earlier, as schematically shown by a solid circle in FIG. 8A. The spot of the return light is at, for example, the center position of the two-divided photodiode, the output of the differential amplifier 54, that is, the servo signal is zero, and the sub laser beam 13S is shifted either in the width direction of the altered portion 12s. When, as schematically shown by the broken-line circle, the spot of the return light is shifted from, for example, the center position of the two photodiode elements of the two-divided photodiode to one of the divided photodiode elements, thereby the differential amplifier. A servo signal is extracted from 54.
Thus, since the position of the sub laser beam is detected, the position of the main laser beam is detected, and a servo signal for adjusting the deviation from the predetermined tracking position can be obtained.
[0064]
On the other hand, the condenser lens (objective lens) 44 is held by the actuator 55, and its minute position is controlled by the tracking servo signal to perform tracking adjustment.
[0065]
The moving means is constituted by a slide stage 56, on which an optical system 45 including at least a condensing lens 44 system is disposed, and the irradiation position of the laser beam 13 is configured to be movable in the radial direction of the substrate 11, for example. Is done.
[0066]
Further, the substrate 11 is rotationally driven by, for example, the holding means 41, and the laser beam 13 is concentrically formed on the material layer on the substrate 11, that is, the heat-sensitive material layer, by the cooperation with the above-described moving means, that is, the slide stage 56. Each circle is scanned in a spiral shape.
[0067]
The laser light 13 is modulated by a constant high frequency signal and a recording data signal by the high speed modulator 47 and the low speed modulator 46 as described with reference to FIG.
[0068]
The laser light source unit 42 may be configured to take out as a short wavelength laser by including, for example, a laser such as an Ar gas laser that does not depend on a semiconductor laser, and a wavelength converter, for example. In this case, as shown in FIG. 6, the low-speed modulator 46 and the high-speed modulator 47 are emitted from the laser light source unit 42 and provided in the optical path of the laser light 13 toward the substrate 11 by the optical system 45. .
[0069]
For example, the low-speed modulator 46 modulates the laser beam 13 with the recording data signal described with reference to FIG. 3, and the high-speed modulator 47 modulates the laser beam with the constant high-frequency signal described with reference to FIG.
As the low-speed modulator 46, various well-known modulators such as an electro-optic (EO) effect, an acousto-optic (AO) effect, and a modulator using various other effects can be used.
The high-speed modulator 47 is, for example, K. Osato, K. Yamamoto, I. Ichimura, F. Maeda, Y. Kasami, M. Yamada, Proceedings of Optical Data Storage '98, Aspen, Colorado, 80-86, “ The modulator reported in “A rewritable optical disk system with over 10 GB of capasity” can be used.
[0070]
In this manner, the laser beam is applied to the material layer on the substrate 11 by the laser beam 13, that is, the altered portion of the heat-sensitive material layer is formed.
[0071]
In the example shown in the schematic configuration diagram of FIG. 7, the laser light source unit 42 is configured by a semiconductor laser. In FIG. 7, portions corresponding to those in FIG. Although explanation is omitted, as the modulation means 43 in this case, the current injected into the semiconductor laser is modulated by the above-mentioned recording data signal and a constant high-frequency signal.
[0072]
After irradiating the heat-sensitive material layer with the laser beam by the apparatus of the present invention described above, the recording medium having the desired fine irregularities is obtained by performing development, etching, etc. of the heat-sensitive material layer according to the method of the present invention described above. obtain.
[0073]
Also, the recording medium manufacturing apparatus for manufacturing a recording medium according to the present invention can have the same configuration as that shown in FIGS. 6 and 7, in which the substrate holding means 41 holds the master configuration substrate. The configuration.
[0074]
The tracking servo method is not limited to the above-described method, and a conventionally known method such as a push-pull method can be used.
[0075]
According to the recording medium manufacturing apparatus and the recording medium manufacturing master apparatus according to the present invention, a simple configuration can be achieved, so that the configuration can be made small and inexpensive.
[0076]
In particular, when the configuration shown in FIG. 7 is used, the semiconductor laser can be used to make the configuration more compact and simple, and at the same time as reducing the cost, the labor of maintenance can be greatly reduced.
[0077]
In addition, using a GaN-based short wavelength laser as the semiconductor laser of the laser light source unit can form smaller fine irregularities and increase the density.
[0078]
As described above, the present invention can obtain a writable optical disc, a phase change optical disc, a magneto-optical disc, a magnetic disc, as well as a recording medium having fine irregularities, for example, a read-only optical disc. The present invention is not limited to a plate-shaped disc, and can be applied to obtain a recording medium having another shape, for example, a card shape.
[0079]
That is, the present invention can be applied to various configurations such as a configuration in which fine irregularities in a finally formed recording medium are not limited to so-called pits but can have a groove or the like.
[0080]
【The invention's effect】
As described above, according to the method for manufacturing a recording medium or a recording medium manufacturing master according to the present invention, a tracking servo is performed to enable pattern formation, thereby forming a recording pattern with higher density and accuracy. be able to.
[0081]
By performing the tracking servo in this way, it is possible to avoid the use of a highly accurate and expensive slide stage as in the conventional slide stage.
[0082]
In addition, a heat-sensitive material layer is used regardless of the photosensitive material as usual, and a portion that has been thermally altered by irradiating it with a laser beam is formed and developed, and this altered portion or non-modified portion is not treated. Since the altered part can be formed in a heating region narrower than the laser beam spot by removing the altered part and patterning, the fine irregularities formed using this are below the optical limit of the laser beam spot. It can be formed as a fine pattern.
Therefore, a recording medium having a high recording density and a high resolution can be configured.
[0083]
Then, by irradiating the heat-sensitive material layer with laser light in the case of forming a long pattern, for example, by performing modulation with a constant high-frequency signal having a higher frequency at the same time as modulation with a recording data signal. An increase in the width of the pattern of the altered portion in the heat-sensitive material layer can be effectively avoided on the rear side of the laser transition due to the temperature rise.
Therefore, the pattern of the altered portion in the heat-sensitive material layer can be reliably formed into the target pattern without depending on the length of the pattern, and finally a recording medium having a high recording density and a high resolution can be manufactured.
[0084]
In addition, according to the recording medium and the master for manufacturing a medium according to the present invention, it is not necessary to provide a high vacuum chamber. It can be configured.
[0085]
According to the recording medium manufacturing method, the recording medium manufacturing master manufacturing method, the recording medium manufacturing apparatus, and the recording medium structural master manufacturing apparatus according to the present invention, it is possible to reliably manufacture a recording medium having a high recording density. Therefore, it is particularly useful in the case of manufacturing a recording medium using the near-field configuration described above in optical recording and reproduction, and a blue-violet laser having a short wavelength.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of an example of an intended fine concavo-convex pattern obtained by a method for manufacturing a recording medium and a recording medium manufacturing master according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the power distribution of laser light used in the method of the present invention and the temperature rise region.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a laser beam modulation method of a recording medium and a recording medium manufacturing master according to the present invention, wherein A is a data pattern, B and C are laser beam irradiation patterns, and D is a fine uneven pattern. Show.
FIGS. 4A and 4B are process diagrams (part 1) of examples of a method for manufacturing a recording medium and a recording medium manufacturing master according to the present invention, respectively. FIGS.
FIGS. 5A to 5D are process diagrams (part 2) of each example of the method of manufacturing the recording medium and the recording medium manufacturing master according to the present invention. FIGS.
FIG. 6 is a configuration diagram of an example of an apparatus for manufacturing a recording medium and a recording medium manufacturing master according to the present invention.
FIG. 7 is a configuration diagram of another example of a recording medium and a recording medium manufacturing apparatus according to the present invention.
FIG. 8A is a diagram illustrating an example of a tracking servo signal extraction circuit;
B is an explanatory diagram of the relationship between the position of the sub laser beam and the servo signal.
FIG. 9 is a schematic sectional view for explaining, for example, a method for producing a master using a conventional photosensitive material.
FIG. 10 is a γ (gamma) curve diagram of a photosensitive material.
FIGS. 11A and 11B are diagrams for explaining a conventional method, and FIGS. 11A and 11B are diagrams illustrating a relationship between a laser light power distribution and a photosensitive reaction region, respectively. FIGS.
12A and 12B are diagrams for explaining a conventional method, in which A is a laser beam pattern diagram, B is an exposure pattern diagram, and C is a pattern diagram of a recess.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Recording mark, 2 ... Fine unevenness | corrugation, 3 ... Laser beam power distribution curve, 4 ... Temperature rise area, 11 ... Recording medium or original disk structure board, 12 ... Thermal material layer , 12a ... first material layer, 12b ... second material layer, 12s ... altered portion, 13 ... laser beam, 13M ... main laser beam, 13S ... sub laser beam , 15 ... fine irregularities, 16 ... master, 41 ... holding means, 42 ... laser light source, 43 ... modulation means, 44 ... condensing lens (objective lens) system, 45 ... Optical system, 46 ... Low-speed modulator, 47 ... High-speed modulator, 48 ... Polarizing beam splitter, 49 ... 1/4 wavelength plate, 50 ... Tracking adjustment means, 51 ..Condensing lens, 52 ... branching means, 53 ... photo detector, 54 ... differential Width device, 55 ... actuator, 56 ... slide stage, 57 ... shielding body, 101 ... substrate, 102 ... photosensitive material layer, 103 ... laser beam, 104 ... collection Optical lens, 201, 202 ... Laser light power distribution curve, 201a, 202a ... Photosensitive reaction region

Claims (33)

記録媒体の記録パターンの形成工程でレーザ光照射処理がなされる記録媒体の製造方法にあって、
上記レーザ光を主レーザ光と副レーザ光とに分岐し、
上記主レーザ光によって上記記録パターンに対応するパターン照射を行い、
上記副レーザ光によって、上記主レーザ光によるパターン照射処理がなされた領域から、その位置情報を得て、上記主レーザ光の位置調整を行うようにしたことを特徴とする記録媒体の製造方法。In a manufacturing method of a recording medium in which a laser beam irradiation process is performed in a recording pattern forming process of the recording medium,
The laser beam is branched into a main laser beam and a sub laser beam,
Perform pattern irradiation corresponding to the recording pattern by the main laser beam,
A method of manufacturing a recording medium, wherein the position information of the main laser beam is adjusted by obtaining position information from an area subjected to the pattern irradiation process using the main laser beam by the sub laser beam. 上記レーザの分岐は、グレーティングによって行うことを特徴とする請求項１に記載の記録媒体の製造方法。The method of manufacturing a recording medium according to claim 1, wherein the laser is branched by a grating. 上記レーザ光が、半導体レーザ光であることを特徴とする請求項１に記載の記録媒体の製造方法。The method for manufacturing a recording medium according to claim 1, wherein the laser beam is a semiconductor laser beam. 上記レーザ光が、青紫レーザ光であることを特徴とする請求項１に記載の記録媒体の製造方法。The method for manufacturing a recording medium according to claim 1, wherein the laser beam is a blue-violet laser beam. 上記レーザ光は、集光レンズによってその照射面に集光させ、該集光によるスポットは、上記集光レンズの位置を移動させることによって行うことを特徴とする請求項１に記載の記録媒体の製造方法。2. The recording medium according to claim 1, wherein the laser beam is condensed on an irradiation surface by a condensing lens, and a spot by the condensing is performed by moving a position of the condensing lens. Production method. 記録媒体を構成する基体上に、感熱性材料層が形成され、
該感熱材料層に対する上記記録パターンに応じたレーザ光の照射によって、上記副レーザ光による上記位置情報を得る領域ともなし得るレーザ光の戻り光を生じる変質部を形成し、
その後、上記感熱材料層に対する現像処理を行って、上記感熱材料層の変質部もしくは非変質部の除去して、上記感熱材料層をパターン化することを特徴とする請求項１に記載の記録媒体の製造方法。A heat-sensitive material layer is formed on the substrate constituting the recording medium,
By forming a modified portion that generates a return beam of laser light that can also serve as a region for obtaining the position information by the sub laser light by irradiating the heat sensitive material layer with laser light according to the recording pattern,
2. The recording medium according to claim 1, wherein a development process is performed on the heat-sensitive material layer to remove the altered portion or the non-modified portion of the heat-sensitive material layer, thereby patterning the heat-sensitive material layer. Manufacturing method. 上記副レーザ光は、上記感熱材料層を変質することのないパワーとされたことを特徴とする請求項６に記載の記録媒体の製造方法。The method of manufacturing a recording medium according to claim 6, wherein the sub laser light has a power that does not alter the heat-sensitive material layer. 上記パターン化された上記感熱材料層をマスクとして上記記録媒体を構成する基板に微細凹凸パターンを形成することを特徴とする請求項６に記載の記録媒体の製造方法。7. The method of manufacturing a recording medium according to claim 6, wherein a fine concavo-convex pattern is formed on the substrate constituting the recording medium using the patterned heat-sensitive material layer as a mask. 上記感熱性材料層に対する上記記録パターンに応じたレーザ光の照射を、上記記録パターンの周期より高周波の周波数に変調されたレーザ光によって行うことを特徴とする請求項６に記載の記録媒体の製造方法。7. The recording medium according to claim 6, wherein the laser beam is irradiated on the heat-sensitive material layer according to the recording pattern with a laser beam modulated at a frequency higher than the period of the recording pattern. Method. 上記感熱材料層が無機材料より成ることを特徴とする請求項６に記載の記録媒体の製造方法。The method for manufacturing a recording medium according to claim 6, wherein the heat-sensitive material layer is made of an inorganic material. 上記感熱材料層が、互いに異なる構成材料による少なくとも第１および第２の材料層による積層構造を有し、
上記レーザ光照射による温度上昇により、相互拡散あるいは溶解を生じさせて上記少なくとも第１および第２の材料層の構成材料の混合もしくは反応によって上記変質部を形成することを特徴とする請求項６に記載の記録媒体の製造方法。The heat-sensitive material layer has a laminated structure of at least first and second material layers made of different constituent materials;
7. The altered portion is formed by mixing or reacting the constituent materials of the at least first and second material layers by causing mutual diffusion or dissolution by the temperature rise caused by the laser light irradiation. The manufacturing method of the recording medium as described. 上記感熱材料層が、互いに異なる構成材料による無機材料より成る少なくとも第１および第２の材料層による積層構造を有し、
上記レーザ光照射による温度上昇により、相互拡散あるいは溶解を生じさせて上記少なくとも第１および第２の材料層の上記構成材料の混合もしくは反応によって上記変質部を形成することを特徴とする請求項６に記載の記録媒体の製造方法。The heat-sensitive material layer has a laminated structure of at least first and second material layers made of inorganic materials made of different constituent materials;
7. The altered portion is formed by mixing or reacting the constituent materials of the at least first and second material layers by causing mutual diffusion or dissolution by the temperature rise caused by the laser light irradiation. 2. A method for producing a recording medium according to 1. 上記材料層の現像処理を、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液によって行うことを特徴とする請求項６に記載の記録媒体の製造方法。The method for producing a recording medium according to claim 6, wherein the development processing of the material layer is performed with an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution. 上記パターン化された上記感熱材料層をマスクとして反応性イオンエッチングによって上記記録媒体を構成する基板に微細凹凸パターンを形成することを特徴とする請求項６に記載の記録媒体の製造方法。7. The method of manufacturing a recording medium according to claim 6, wherein a fine concavo-convex pattern is formed on the substrate constituting the recording medium by reactive ion etching using the patterned heat-sensitive material layer as a mask. 記録媒体製造用原盤の記録パターンの形成工程でレーザ光照射処理がなされる記録媒体製造用原盤の製造方法にあって、
上記レーザ光を主レーザ光と副レーザ光とに分岐し、
上記主レーザ光によって上記記録パターンに対応するパターン照射を行い、
副レーザ光によって、上記主レーザ光によるパターン照射処理がなされた領域から、その位置情報を得て、上記主レーザ光の位置調整を行うようにしたことを特徴とする記録媒体製造用原盤の製造方法。In a manufacturing method of a recording medium manufacturing master, in which a laser beam irradiation process is performed in a recording pattern forming process of the recording medium manufacturing master,
The laser beam is branched into a main laser beam and a sub laser beam,
Perform pattern irradiation corresponding to the recording pattern by the main laser beam,
Production of a master for producing a recording medium, wherein the positional information of the main laser beam is adjusted by obtaining the position information from the region subjected to the pattern irradiation process by the main laser beam by the sub laser beam. Method. 上記レーザの分岐は、グレーティングによって行うことを特徴とする請求項１５に記載の記録媒体製造用原盤の製造方法。16. The method for manufacturing a recording medium manufacturing master according to claim 15, wherein the laser is branched by a grating. 上記レーザ光が、半導体レーザ光であることを特徴とする請求項１５に記載の記録媒体製造用原盤の製造方法。The method for manufacturing a master for manufacturing a recording medium according to claim 15, wherein the laser beam is a semiconductor laser beam. 上記レーザ光が、青紫レーザ光であることを特徴とする請求項１５に記載の記録媒体製造用原盤の製造方法。The method for manufacturing a master for manufacturing a recording medium according to claim 15, wherein the laser beam is a blue-violet laser beam. 上記レーザ光は、集光レンズによってその照射面に集光させ、該集光によるスポットは、上記集光レンズの位置を移動させることによって行うことを特徴とする請求項１５に記載の記録媒体製造用原盤の製造方法。16. The recording medium manufacturing method according to claim 15, wherein the laser beam is condensed on an irradiation surface by a condensing lens, and a spot by the condensing is performed by moving a position of the condensing lens. A method for manufacturing masters. 記録媒体製造用原盤を構成する基体上に、感熱性材料層が形成され、
該感熱材料層に対する上記記録パターンに応じたレーザ光の照射によって、上記副レーザ光による上記位置情報を得る領域ともなし得るレーザ光の戻り光を生じる変質部を形成し、
その後、上記感熱材料層に対する現像処理を行って、上記感熱材料層の変質部もしくは非変質部の除去して、上記感熱材料層をパターン化することを特徴とする請求項１５に記載の記録媒体製造用原盤の製造方法。A heat-sensitive material layer is formed on the substrate constituting the recording medium manufacturing master,
By forming a modified portion that generates a return beam of laser light that can also serve as a region for obtaining the position information by the sub laser light by irradiating the heat sensitive material layer with laser light according to the recording pattern,
16. The recording medium according to claim 15, wherein a development process is performed on the heat-sensitive material layer to remove a modified portion or a non-modified portion of the heat-sensitive material layer, thereby patterning the heat-sensitive material layer. A manufacturing method of a master for manufacturing. 上記パターン化された上記感熱材料層をマスクとして上記記録媒体製造用原盤を構成する基板に微細凹凸パターンを形成することを特徴とする請求項２０に記載の記録媒体製造用原盤の製造方法。21. The method of manufacturing a recording medium manufacturing master according to claim 20, wherein a fine concavo-convex pattern is formed on a substrate constituting the recording medium manufacturing master using the patterned heat-sensitive material layer as a mask. 上記感熱性材料層に対する上記記録パターンに応じたレーザ光の照射を、上記記録パターンの周期より高周波の周波数に変調されたレーザ光によって行うことを特徴とする請求項２０に記載の記録媒体製造用原盤の製造方法。21. The recording medium manufacturing method according to claim 20, wherein the heat-sensitive material layer is irradiated with a laser beam corresponding to the recording pattern with a laser beam modulated at a frequency higher than a period of the recording pattern. Manufacturing method of master. 上記感熱材料層が無機材料より成ることを特徴とする請求項２０に記載の記録媒体製造用原盤の製造方法。21. The method for manufacturing a master for recording medium according to claim 20, wherein the heat-sensitive material layer is made of an inorganic material. 上記感熱材料層が、互いに異なる構成材料による少なくとも第１および第２の材料層による積層構造を有し、
上記レーザ光照射による温度上昇により、相互拡散あるいは溶解を生じさせて上記少なくとも第１および第２の材料層の構成材料の混合もしくは反応によって上記変質部を形成することを特徴とする請求項２０に記載の記録媒体製造用原盤の製造方法。The heat-sensitive material layer has a laminated structure of at least first and second material layers made of different constituent materials;
21. The altered portion is formed by mixing or reacting the constituent materials of the at least first and second material layers by causing mutual diffusion or dissolution by the temperature rise caused by the laser light irradiation. The manufacturing method of the original recording medium manufacturing disk. 上記感熱材料層が、互いに異なる構成材料による無機材料より成る少なくとも第１および第２の材料層による積層構造を有し、
上記レーザ光照射による温度上昇により、相互拡散あるいは溶解を生じさせて上記少なくとも第１および第２の材料層の上記構成材料の混合もしくは反応によって上記変質部を形成することを特徴とする請求項２０に記載の記録媒体製造用原盤の製造方法。The heat-sensitive material layer has a laminated structure of at least first and second material layers made of inorganic materials made of different constituent materials;
21. The altered portion is formed by mixing or reacting the constituent materials of the at least first and second material layers by causing mutual diffusion or dissolution by the temperature rise caused by the laser light irradiation. 2. A method for producing a master for producing a recording medium according to 1. 上記材料層の現像処理を、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液によって行うことを特徴とする請求項２０に記載の記録媒体製造用原盤の製造方法。21. The method for producing a master for recording medium according to claim 20, wherein the development of the material layer is performed with an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution. 上記パターン化された上記感熱材料層をマスクとして反応性イオンエッチングによって上記記録媒体製造用原盤を構成する基板に微細凹凸パターンを形成することを特徴とする請求項２０に記載の記録媒体製造用原盤の製造方法。21. The recording medium manufacturing master according to claim 20, wherein a fine uneven pattern is formed on a substrate constituting the recording medium manufacturing master by reactive ion etching using the patterned thermosensitive material layer as a mask. Manufacturing method. 記録媒体の記録パターンの形成工程でレーザ光照射がなされる記録媒体の製造装置にあって、
少なくとも一主面に、上記レーザ光の照射処理がなされる処理面を有する記録媒体を構成する基板を保持する保持手段と、
レーザ光源部と、
該レーザ光源部からのレーザ光を、上記記録パターンに応じて変調すると共に、該記録パターンの周期よりも高周波の周波数に変調する変調手段と、
上記レーザ光を分岐する分岐手段と、
上記レーザ光を上記処理面に集光させる集光レンズ系を有する光学系と、
上記処理面に対し、上記レーザ光の照射位置を移動させる移動手段と、
上記分岐手段によって分岐された副レーザ光によって、上記主レーザ光によるパターン照射による処理がなされた領域から、位置情報を得て、上記主レーザ光の位置調整を行う調整手段とを具備して成ることを特徴とする記録媒体の製造装置。In a recording medium manufacturing apparatus that is irradiated with laser light in a recording pattern forming process of a recording medium,
Holding means for holding a substrate constituting a recording medium having a processing surface on which at least one main surface is irradiated with the laser beam;
A laser light source unit;
Modulation means for modulating the laser light from the laser light source unit according to the recording pattern, and modulating the laser light to a frequency higher than the period of the recording pattern;
Branching means for branching the laser beam;
An optical system having a condensing lens system for condensing the laser light on the processing surface;
Moving means for moving the irradiation position of the laser beam with respect to the processing surface;
Adjusting means for obtaining position information from an area subjected to the pattern irradiation with the main laser light by the sub laser light branched by the branching means and adjusting the position of the main laser light. An apparatus for manufacturing a recording medium. 上記変調手段が、高速変調器と低速変調器とにより構成されたことを特徴とする請求項２８に記載の記録媒体製造用原盤の製造装置。29. A recording medium manufacturing apparatus for manufacturing a recording medium according to claim 28, wherein the modulation means comprises a high speed modulator and a low speed modulator. 上記レーザ光源部が、半導体レーザより成り、
上記変調手段が、上記半導体レーザへの注入電流を変調する構成とされたことを特徴とする請求項２８に記載の記録媒体の製造装置。The laser light source unit is composed of a semiconductor laser,
29. The recording medium manufacturing apparatus according to claim 28, wherein the modulating means is configured to modulate an injection current to the semiconductor laser. 記録媒体製造用原盤の記録パターンの形成工程でレーザ光照射がなされる記録媒体製造用原盤の製造装置にあって、
少なくとも一主面に、上記レーザ光の照射処理がなされる処理面を有する記録媒体製造用原盤を構成する基板を保持する保持手段と、
レーザ光源部と、
該レーザ光源部からのレーザ光を、上記記録パターンに応じて変調すると共に、該記録パターンの周期よりも高周波の周波数に変調する変調手段と、
上記レーザ光を分岐する分岐手段と、
上記レーザ光を上記処理面に集光させる集光レンズ系を有する光学系と、
上記処理面に対し、上記レーザ光の照射位置を移動させる移動手段と、
上記分岐手段によって分岐された副レーザ光によって、上記主レーザ光によるパターン照射による処理がなされた領域から、位置情報を得て、上記主レーザ光の位置調整を行う調整手段とを具備して成ることを特徴とする記録媒体製造用原盤の製造装置。In a recording medium manufacturing master manufacturing apparatus that is irradiated with laser light in a recording pattern forming process of a recording medium manufacturing master,
Holding means for holding a substrate constituting a recording medium manufacturing master having a processing surface on which at least one main surface is irradiated with the laser beam;
A laser light source unit;
Modulation means for modulating the laser light from the laser light source unit according to the recording pattern, and modulating the laser light to a frequency higher than the period of the recording pattern;
Branching means for branching the laser beam;
An optical system having a condensing lens system for condensing the laser light on the processing surface;
Moving means for moving the irradiation position of the laser beam with respect to the processing surface;
Adjusting means for obtaining position information from an area subjected to the pattern irradiation with the main laser light by the sub laser light branched by the branching means and adjusting the position of the main laser light. A recording medium manufacturing apparatus for manufacturing a recording medium. 上記変調手段が、高速変調器と低速変調器とにより構成されたことを特徴とする請求項３１に記載の記録媒体製造用原盤製造用原盤の製造装置。32. The master manufacturing apparatus for manufacturing a recording medium manufacturing master according to claim 31, wherein the modulation means comprises a high speed modulator and a low speed modulator. 上記レーザ光源部が、半導体レーザより成り、
上記変調手段が、上記半導体レーザへの注入電流を変調する構成とされたことを特徴とする請求項３２に記載の記録媒体製造用原盤の製造装置。The laser light source unit is composed of a semiconductor laser,
The recording medium manufacturing master manufacturing apparatus according to claim 32, wherein the modulating means is configured to modulate an injection current to the semiconductor laser.
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