JP4363184B2 - 光学記録再生媒体製造用スタンパの製造方法及び光学記録再生媒体製造用スタンパ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録トラックに沿ってグルーブが形成されて成る光学記録再生媒体に用いて好適な光学記録再生媒体用基板、光学記録再生媒体製造用スタンパの製造方法及び光学記録再生媒体製造用スタンパに係わる。
【０００２】
【従来の技術】
光学記録再生媒体として、円盤状に形成されて成り、光学的に記録及び／又は再生が行われる光ディスクが各種実用化されている。このような光ディスクには、データに対応したエンボスピットがディスク基板に予め形成されて成る再生専用光ディスクや、磁気光学効果を利用してデータの記録を行う光磁気ディスクや、記録膜の相変化を利用してデータの記録を行う相変化型光ディスクなどがある。
【０００３】
これらの光ディスクのうち、光磁気ディスクや相変化型光ディスクのように書き込みが可能な光ディスクでは、通常記録トラックに沿ったグルーブがディスク基板に形成される。ここで、グルーブとは、主にトラッキングサーボを行えるようにするために、記録トラックに沿って形成されるいわゆる案内溝であり、グルーブとグルーブとの開口端間をランドと称す。
【０００４】
そしてグルーブが形成されて成る光ディスクでは、通常、グルーブで反射回折された光から得られるプッシュプル信号に基づくトラッキングエラー信号によって、トラッキングサーボがなされる。ここで、プッシュプル信号は、グルーブで反射回折された光を、例えばトラック中心に対して対称に配置された２つの光検出器により検出し、それら２つの光検出器からの出力の差をとることにより得られる。
【０００５】
ところで、従来、これらの光ディスクでは、再生装置に搭載される光ピックアップの再生分解能を向上させることで、高記録密度化を達成してきた。そして、光ピックアップの再生分解能の向上は、主に、データの再生に使用するレーザ光の波長λを短くしたり、光ディスク上にレーザ光を集光する対物レンズの開口数ＮＡを大きくしたりすることにより、光学的に実現させてきた。
【０００６】
従来、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）の追記型のいわゆるＣＤ−Ｒや光磁気ディスクの書換え可能型のＭＤ（Ｍｉｎｉ Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）の追記型のＤＶＤ−Ｒ、又はＤＶＤの書換え可能型のＤＶＤ＋ＲＷ或いはＤＶＤ−ＲＷ（いずれも光ディスクの登録商標）の各フォーマットでは、記録膜の性質や、サーボ信号特性等によって、それぞれ記録再生特性に最適なグルーブ幅が異なっている。
通常の光ディスクの製造過程では、その基板を成型するスタンパを製造する際に、原盤用基板上にフォトレジストを塗布し、パターン露光、現像によるいわゆるフォトリソグラフィ技術によって上述のピットやグルーブを形成しており、グルーブの幅は、露光ビームのスポット径によって決定される。
【０００７】
上述のＣＤ−Ｒや、ＣＤ−ＲＷ等の、１つの露光ビームによって光学記録再生媒体用の原盤への記録を行う場合は、図１３に模式的な概略構成を示す光学記録装置によってパターン露光が行われる。図１３において、２０は例えば気体を増幅媒体とするガスレーザのＨｅ−Ｃｄレーザ等より成る光源で、この光源２０から出射されたレーザ光Ｌは、ミラーＭ１によって進行方向を９０°曲げられて変調光学形２５に導かれる。光学変調系２５においてレーザ光Ｌは、集光レンズＬ１によってビーム径が縮小されてＡＯＭ（Ａｃｏｕｓｔｏ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ；音響光学変調器）２８に入射され、このＡＯＭ２８に供給される記録信号に基づいて変調されている超音波に応じてその光強度が変調される。２７はＥＦＭ等の信号を入力する駆動用のドライバを示す。
【０００８】
そしてこのＡＯＭ２８によって変調されたレーザ光Ｌは、ビーム拡大レンズまたはビーム縮小レンズＬ２によってそのビーム径が拡大もしくは縮小され、平行ビームのまま直進して、ミラーＭ２で反射され、移動光学テーブル４０に水平に導かれる。
移動光学テーブル４０には、結像及び回折光補正光学系として例えばレンズＬ３と、光軸の向きを被照射面に向かわせるミラーＭ３と、対物レンズＬ４が配設されて成る。レンズＬ３は、対物レンズＬ４の結像集光面Ｐ１と共役な位置に形成される入射側集光面Ｐ２に、レーザ光Ｌを集光させるような位置に配置される。
【０００９】
その後、この結像及び回折光補正用のレンズＬ３と対物レンズＬ４とを介して、原盤用基板１１の上のフォトレジスト１２の表面にレーザ光Ｌが集光されて、所定のパターン露光がなされる。原盤用基板１１は、図示しないが回転駆動手段により矢印ｂで示すように回転される。一転鎖線ｃは、基板１１の中心軸を示す。
【００１０】
このような光学記録装置において、光源２０と対物レンズＬ４との間に、上述したようなビームリレー光学系を配置し、レンズＬ２もしくはレンズＬ３の焦点距離を変化させ、フォトレジスト１２の表面に対物レンズＬ４が集光するように調整し、対物レンズＬ４に対する有効開口数ＮＡを変化させ、露光ビームのスポット径を変化させることができる。
【００１１】
上述のＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷはＨｅ−Ｃｄレーザ（波長４４２ｎｍ）によってグルーブの凹凸パターンが記録され、最適グルーブ幅は５５０ｎｍから６００ｎｍである。高密度光ディスクのＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷは、４．７ＧＢの記録容量であり、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷの記録密度の約７．２倍の高記録密度であるため、最適グルーブ幅は上述のＣＤ−Ｒ等より小さく、３００ｎｍ〜３３０ｎｍである。このため、短波長のＫｒレーザ（波長４１３ｎｍ）を用いることにより、露光ビームのスポット径ｄを小さくし、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷの最適グルーブ幅を実現している。
【００１２】
露光ビームのスポット径ｄは、下記の式（１）で表される。
ｄ＝１．２２×λ／ＮＡ ・・・ （１）
（λ：記録波長、ＮＡ：開口数）
先願特許１（特開平１０−２４１２１４号公開公報）では、Ａｒレーザ（波長４５８ｎｍ）を用いて、グルーブ幅６００ｎｍ〜８００ｎｍ程度まで実現している。
上述の各光ディスクの記録波長λ、トラックピッチ、グルーブ幅及びこのグルーブ幅と記録波長との比を、以下の表１に示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】
この表１から、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷの通常密度の光ディスクでは、グルーブ幅が記録波長（４４２ｎｍ）より大きく、即ちグルーブ幅と記録波長との比は１．０より大とされ、露光ビームのスポットの多くの部分でフォトレジストを露光すなわち感光させることができ、比較的形成し易いことがわかる。
【００１５】
しかし、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ等の高密度光ディスクでは、グルーブ幅が記録波長（４１３ｎｍ）より小さく、即ちグルーブ幅と記録波長との比が１．０より小さく、比較的形成しにくい。
更に、高記録密度の光ディスクでは、グルーブ幅がより微細化され、２００ｎｍ以下程度とするフォーマットが提案されている。超高密度の光ディスクとして開発されているＤＶＲ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）では、図１４にその一部を拡大した模式的な平面構成を示すように、グルーブが蛇行するいわゆるウォブルグルーブとされ、トラックピッチは３２５ｎｍ、グルーブ幅は１５０ｎｍ程度として検討されているが、実用上生産性に優れ、歩留りの良好な製造方法は提案されていない。図１４において、２はグルーブ、８はランドを示す。
【００１６】
先願特許２（特許第３１０４６９９号）では、スタンパの複製をとってスタンパとは凹凸が反転されたいわゆるマザースタンパを用いることによって、ランド部とグルーブ部が反転形成される製法を利用して、グルーブ幅を１００ｎｍ以下とした成形基板が報告されている。
しかしながら、上記先願特許２に記載された例では、ランド幅がグルーブ幅に比し極めて大きいものとなっている。以下の表２に、この先願特許２における実施例１〜３と、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＭＤにおけるグルーブ幅、ランド幅、トラックピッチ、更にグルーブ幅とトラックピッチとの比をそれぞれ示す。
【００１７】
【表２】
【００１８】
上記表２からわかるように、上記先願特許２においては、グルーブ幅が極端に小さい構成となっており、ランド幅に比しグルーブ幅が極めて小さく、従ってグルーブ幅とトラックピッチとの比が０．１０〜０．１７と非常に小さくなり、トラッキングサーボ信号であるプッシュプル信号やクロストラック信号（Ｃｒｏｓｓ Ｔｒａｃｋ Ｓｉｇｂｎａｌ：ＣＴＳ）の振幅量も小さくなるため、安定なトラッキングサーボが実現できず、トラックピッチを３５０ｎｍ程度以下として高記録密度化をはかる光ディスクにそのまま適用することは難しい。
【００１９】
プッシュプル信号は、グルーブ幅とトラックピッチとの比が１／２のときが最大となり、ＣＴＳ信号は、グルーブ幅とトラックピッチとの比が１／３程度か、または２／３程度のとき最大となる。上記表２に示すように、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、等の実用化された光ディスクでは、グルーブ幅とトラックピッチとの比は０．３４％〜０．７５％程度とされている。
【００２０】
また、上記先願特許２においては、上述したようにマザースタンパによって、通常ランド部となる領域をグルーブとした反転パターンを利用して狭グルーブ幅を実現しているが、この場合、記録光をウォブリングしてパターン露光を行い、ウォブルグルーブを形成しようとすると、通常ランド部となる部分がグルーブとなるため、グルーブの左右において、異なるウォブル信号が記録されることとなり、ウォブル信号再生の際に信号の漏れ込みが生じる恐れがある等、実用上ウォブリンググルーブを形成し難いという問題がある。
【００２１】
本発明は、上述したような問題に鑑みて、前述のＤＶＲ等の高記録密度光ディスクに適用して好適な、トラッキングサーボ特性やウォブル信号の再生特性等に優れ実用的に高記録密度を達成することが可能な光学記録再生媒体、光学記録再生媒体製造用スタンパ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００２２】
【発明の開示】
本発明は、記録トラックに沿ってグルーブが形成されて成る光学記録再生媒体用基板であって、グルーブのトラックピッチを２００ｎｍ以上３５０ｎｍ以下として、グルーブの幅ｗｇと、トラックピッチｐとの比ｗｇ／ｐを、０．２４以上０．６７以下として構成する。
また本発明は、上述の光学記録再生媒体用基板において、グルーブをウォブリンググルーブとして構成する。
【００２３】
更に本発明は、上述の光学記録再生媒体用基板において、グルーブの幅ｗｇを４７ｎｍ以上２３５ｎｍ以下として構成する。
【００２４】
更にまた本発明は、上述の各光学記録再生媒体用基板において、グルーブ面の面粗度を０．４ｎｍ以上０．８５ｎｍ以下として構成する。
また本発明は、上述の各光学記録再生媒体用基板において、グルーブ側面の傾斜角度を１５．４°以上４０°以下として構成する。
更にまた本発明は、上述の各光学記録再生媒体用基板において、グルーブの深さを１５ｎｍ以上３０ｎｍ以下として構成する。
【００２５】
また本発明は、記録トラックに沿ってグルーブが形成されて成る光学記録再生媒体の製造方法、及びこの光学記録再生媒体の基板を成形する光学記録再生媒体製造用スタンパの製造方法及びこれを用いて製造し得る光学記録再生媒体製造用スタンパであって、原盤用基板上のフォトレジストを所定の凹凸パターンに対応するパターンにパターン露光を行った後現像して光学記録再生媒体製造用原盤を作製し、この光学記録再生媒体製造用原盤から転写したスタンパをエッチングすることによって、上述のグルーブに対応するグルーブパターンの幅を微細化する。
【００２６】
更に本発明は、上述の光学記録再生媒体製造用スタンパの製造方法において、スタンパに対するエッチングを、プラズマエッチング又は反応性イオンエッチングにより行う。
また本発明は、上述のプラズマエッチング又は反応性イオンエッチングのガスを、ＡｒガスもしくはＡｒガスに酸素ガスを混入したガスを用いる。
また更に本発明は、上述の光学記録再生媒体製造用スタンパの製造方法において、グルーブに対応するグルーブパターンのトラックピッチを２００ｎｍ以上３５０ｎｍ以下とし、グルーブパターンの幅ｗｇ’と、グルーブパターンのトラックピッチｐ’との比ｗｇ’／ｐ’を、０．２４以上０．６７以下とする。
【００２７】
更に本発明は、上述の光学記録再生媒体製造用スタンパの製造方法において、エッチングによって光学記録再生媒体製造用原盤から転写したスタンパのグルーブパターンの幅を、４７ｎｍ以上２３５ｎｍ以下に微細化する。
更にまた本発明は、上述の各光学記録再生媒体製造用スタンパの製造方法において、スタンパのグルーブパターン面の面粗度を０．４ｎｍ以上０．８５ｎｍ以下として形成する。
また本発明は、上述の各光学記録再生媒体製造用スタンパの製造方法において、スタンパのグルーブパターン側面の傾斜角度を１５．４°以上４０°以下として形成する。
更にまた本発明は、上述の各光学記録再生媒体製造用スタンパの製造方法において、スタンパのグルーブパターンの深さ又は高さを１５ｎｍ以上３０ｎｍ以下として構成する。
また本発明は、上述の各光学記録再生媒体製造用スタンパの製造方法において、光学記録再生媒体製造用原盤を製造する際に、原盤用基板上の上記フォトレジストとして、γ特性値が４．５以上の高ガンマフォトレジストを用いる。
【００２８】
上述したように、本発明による光学記録再生媒体用基板は、そのグルーブのトラックピッチを選定し、更にグルーブ幅とトラックピッチとの比とを最適化することによって、この基板を用いて作製した光学記録再生媒体において、十分安定したプッシュプル信号振幅が得られ、良好な記録再生特性を保持した高記録密度の光学記録再生媒体を実現することができた。
【００２９】
また、特にこの光学記録再生媒体用基板のグルーブ幅を４７ｎｍ以上２３５ｎｍ以下とし、またグルーブ面の面粗度を０．４〜０．８５ｎｍに選定し、更にグルーブ側面の傾斜角度を１５．４°〜４０°とし、更にまたグルーブの高さ（又は深さ）を１５ｎｍ以上３０ｎｍ以下に選定することによって、上述のＤＶＲ等に対応する高記録密度化を実現し、且つこの基板を用いて作製した光学記録再生媒体において記録再生特性を良好に保持することができた。
【００３０】
更に上記光学記録再生媒体用基板のグルーブをウォブリンググルーブとする場合に、この基板を用いて作製した光学記録再生媒体のウォブル信号を安定して良好に再生することができ、特性の良好な高密度光学記録再生媒体を得ることができた。
また本発明においては、光学記録再生媒体用基板及び光学記録再生媒体製造用スタンパの製造にあたって、光学記録再生媒体製造用原盤から転写形成したスタンパに対しエッチングを行うことによって、スタンパに作製した凹凸パターンを微細化することができて、より狭小化されたグルーブ幅を実現できた。
【００３１】
特に、エッチング方法としてプラズマエッチング又は反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により行うことによって、またそのガスとしてＡｒガス又は、Ａｒガスに酸素ガスを混入したガスを用いることによって、所望する微細なグルーブ幅のグルーブパターンを精度良く形成することができた。
そして、上述の光学記録再生媒体の製造方法及び光学記録再生媒体製造用スタンパの製造方法によれば、光学記録再生媒体製造用スタンパのトラックピッチを２００ｎｍ以上３５０ｎｍ以下、グルーブ幅ｗｇとトラックピッチｐとの比ｗｇ／ｐを０．２４以上０．６７以下に精度良く形成することができ、これにより転写して形成した基板を用いて作製した光学記録再生媒体は、上述したように、良好な記録再生特性を保持しつつ高記録密度化を達成することができた。
【００３２】
特に、グルーブの幅ｗｇを４７ｎｍ以上２３５ｎｍ以下に微細化することによって、安定して確実に良好な記録再生特性を実現することができた。
更に本発明によれば、光学記録再生媒体製造用原盤の光学記録時にはグルーブ部の記録を行い、その後のスタンパの製造工程においてグルーブ幅の微細化を実現していることから、光学記録パターンの反転を行う必要がなく、従って前述した先願２におけるような記録パターンの凹凸の反転が生じない。よって本発明においてはグルーブの左右でウォブル情報が同期した通常のウォブリンググルーブを容易に形成することができ、ウォブル情報の再生用光学系の複雑化を招くことなく、実用上十分なウォブル信号を再生することのできる特性の良好な光学記録再生媒体を提供することができる。
【００３３】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態においては、ディスク状の光学記録再生媒体用基板と、光学記録再生媒体製造用スタンパの製造方法及び光学記録再生媒体製造用スタンパに適用した場合を示すが、本発明は以下の例に限定されることなく、本発明構成を逸脱しない範囲で種々の構成を採り得ることはいうまでもない。
【００３４】
図１に本発明による光学記録再生媒体用基板の一例の要部を拡大した断面構成を模式的に示す。図１に示すように、この例においては、光学記録再生媒体用基板１の上に、幅ｗｇ、トラックピッチｐ、深さｄをもってグルーブ２が形成されて成る。
尚、図２はこの光学記録再生媒体用基板を用いて作製した光学記録再生媒体の一例の要部を拡大した断面構成を模式的に示す図である。この例においては、光学記録再生媒体用基板１の上に、光入射面に近い側、図示の例では凹状のグルーブ２が形成されて成り、この上に例えば反射層３、第１の誘電体層４、記録層５、第２の誘電体層６及び光透過性の保護層７が順次積層形成されて光学記録再生媒体が構成される。
９は記録及び／又は再生用光が集光される光ピックアップの対物レンズを示し、レーザ光等の記録及び／又は再生光Ｌがグルーブ２にこの場合基板１の下側から照射されて、このグルーブ２の情報を読み出すようになされている。
そして特に本発明においては、グルーブ２のトラックピッチｐを２００ｎｍ以上３５０ｎｍ以下とし、グルーブ２の幅ｗｇとトラックピッチｐとの比ｗｇ／ｐを、０．２４以上０．６７以下として構成する。
【００３５】
次に、このような光学記録再生媒体の製造工程の一例を、図３Ａ〜図３Ｄに示す光学記録再生媒体製造用スタンパの製造方法の一例を示す工程図を参照して説明する。
【００３６】
図３Ａにおいて、１１はガラス等より成る原盤用基板を示し、この原盤用基板１１の上に、γ特性値が４．５以上の高γ特性値を有するフォトレジスト１２が塗布されて成る。そして後述する光学記録装置によって所定のパターン露光がなされた後現像を施し、所定のグルーブパターン１３が形成されて、光学記録再生媒体のグルーブに対応する凹凸パターンが形成された光学記録再生媒体製造用原盤１６が構成される。図３Ａにおいて、ｗｇｐ’は、グルーブパターン１３の幅を示す。
【００３７】
そして図３Ｂに示すように、このグルーブパターン１３が形成されたフォトレジスト１２の上覆って全面的に、例えば無電界メッキ法等と電界メッキ法とを利用して、Ｎｉ等より成るメッキ層１４ａが形成される。
この後、メッキ層１４ａを原盤用基板１１及びフォトレジスト１２から剥離して、図３Ｃに示すように、スタンパ１４が形成される。
【００３８】
そしてこのスタンパ１４に対し、例えば後述するＲＩＥ装置におけるプラズマエッチングによって全面的なエッチングを施し、図３Ｄに示すように、フォトレジスト１２に形成されたグルーブパターン１３の幅ｗｇｐ’に比して狭小化された幅ｗｇ’を有するグルーブパターン１３ｎが形成された光学記録再生媒体製造用スタンパ１５を得ることができる。図３Ｄにおいて、ｐ’はトラックピッチを示す。
【００３９】
尚、上述の図１〜図３においてグルーブ及びグルーブパターンの幅とは、グルーブ及びグルーブパターンを構成する溝形状が断面台形状となる場合、溝底部の幅と、溝の上部の開口端間の幅との平均値とする。図３Ｄにおいてはグルーブパターン１３ｎは凹凸が反転した凸形状であり、このグルーブパターン１３ｎの幅ｗｇ’は、凸部を構成する段差の斜面中央部の幅として示している。またトラックピッチｐ’は、段差の斜面中央部の間の間隔を示している。
【００４０】
また、本実施の形態においては上述したように、γ特性値が４．５以上のいわゆる高γフォトレジストを用いることによって、目的とする微細な凹凸パターンを精度良く形成することを実現した。
【００４１】
ここでγ特性値とは、図４においてフォトレジストの残膜率（現像後膜厚／塗布膜厚）と単位面積当たりの露光量との関係を示す特性曲線Ｋ１の直線傾斜部分の傾きによって表される。傾斜部分が破線ｆに示すように急峻となる場合は解像度が高く、逆に破線ｇで示すように緩やかになる場合は解像度が低くなる。
【００４２】
そしてフォトレジストを感光させるのに必要な最小露光量をＥ０とし、このフォトレジスト膜が完全に感光されて現像後に無膜状態となるのに必要な最大露光量をＥ１とした場合に、γ特性値は、
γ＝１／（ｌｏｇＥ１−ｌｏｇＥ０）
で表される。
【００４３】
通常のγ特性値は、例えば２．７程度であり、４以上であれば高解像度が得られるとされる。本発明においては、更に解像度の高いγ特性値が４．５以上のフォトレジストを用いることと、上述したようにエッチングを施すことによって、グルーブパターン１３ｎのトラックピッチｐ’を２００ｎｍ以上３５０ｎｍ以下、またグルーブパターン１３ｎの幅ｗｇ’とトラックピッチｐ’との比ｗｇ’／ｐ’を、０．２４以上０．６７以下として形成することができた。
【００４４】
またグルーブパターン１３ｎの幅ｗｇ’を４７ｎｍ以上２３５ｎｍ以下として形成することができた。
【００４５】
そして、このようにしてして形成した光学記録再生媒体製造用スタンパ１５を、金型等に載置して樹脂を射出する射出成形法、または、基板上に、例えば紫外線硬化樹脂を塗布し、この樹脂層にスタンパ１５を押圧して、目的とする凹凸パターンが転写された基板を形成するいわゆる２Ｐ（Ｐｈｏｔｏ−Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）法によって、図１において説明したように、表面にスタンパ１５におけるグルーブパターンの幅ｗｇ’とトラックピッチｐ’とほぼ同一のグルーブ幅ｗ及びトラックピッチｐを有するグルーブ２が形成された光学記録再生媒体用基板１を得ることができる。
【００４６】
次に、上述のフォトレジスト１２に対するパターン露光を行う光学記録装置の構成について説明する。
【００４７】
上述のパターン露光工程においては、レーザビームを対物レンズで集光し、原盤用基板の上のフォトレジストを露光する方法が一般に採られている。図５はこのような光学記録装置の一例の概略構成図である。
【００４８】
図５において、２０は気体レーザ等の短波長の光源を示す。光源２０から出射されたレーザ光は、電気光学変調器（ＥＯＭ；Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）２１、検光板２２を通過した後、ビームスプリッターＢＳ１によって一部反射される。ビームスプリッターＢＳ１を透過したレーザ光は、光検出器（ＰＤ；Ｐｈｏｔｏ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）２３によって検出されて電気信号に変換され、光出力制御部（ＡＰＣ；Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２４に供給される。ＡＰＣは光検出器２３より供給される信号に基づいて制御信号を生成し、この制御信号を電気光学変調器２１に供給する。電気光学変調器２１は、この光出力制御部２４より供給される制御信号の信号電界に応じて、光源２０から出射される記録用レーザ光Ｌの強度変調を行ってフィードバック制御を行い、電気光学変調器２１から出射されるレーザ光の光出力を一定化させ、または精度良く制御するようになされている。
【００４９】
即ちこの方法によって、ビームスプリッターＢＳ１により反射される光の出力が制御され、フォトレジストの塗布された原盤用基板を回転させてその半径方向によって変化する線速度に対応して光出力を変化させることも可能となり、単位面積当たりの露光量を精度良く一定に保持しながらパターン露光を行うことができることとなる。
ビームスプリッターＢＳ１によって反射されたレーザ光Ｌは、変調部２５に入射される。変調部２５において、レーザ光をレンズＬ１で集光し、その焦点面上にＡＯＭ（音響光学変調素子）より構成されるＡＯ変調器２８を配置する。
【００５０】
このＡＯ変調器２８には、記録信号に対応する超音波がドライバ２７から入力され、この超音波に基づいてレーザ光の強度が強度変調される。レーザ光は、ＡＯ変調器２８の回折格子により回折され、その回折光のうち１次回折光のみがスリットを透過するようになされる。
【００５１】
強度変調を受けた１次回折光は、レンズＬ２によって集光された後、ミラーＭ４により反射されて進行方向が９０°曲げられた上で、移動光学テーブル４０に水平に且つ光軸に沿って導入される。
【００５２】
そして、グルーブをウォブリングパターンとする場合は、移動光学テーブル４０に入射したレーザ光は、偏向光学系ＯＤにおいて光学偏向が施された上で、ミラーＭ５によって反射されて再び進行方向が９０°曲げられて、偏光ビームスプリッタＰＢＳに入射する。
光学記録再生媒体を製造するにあたって、例えばグルーブを形成するいわゆる記録領域の一部、またはこの記録領域外の例えば内周部にピットを形成する場合など光学偏向を行わない場合は、光学偏向せずにミラーＭ５で反射させて偏光ビームスプリッタＰＢＳに入射させ、ピットの場合は所定のパターンに対応するＯＮ／ＯＦＦを例えば上述のドライバ２７から入力することによって、目的とするウォブルのないグルーブパターン、またはピットパターンを形成することもできる。
【００５３】
そして、偏光ビームスプリッタＰＢＳによって再度９０°進行方向が曲げられたレーザ光は、拡大レンズＬ３によって所定のビーム径とされた上でミラーＭ６によって反射されて対物レンズ５４へと導かれ、この対物レンズ５４によって、原盤用基板１１の上のフォトレジスト１２上の所定位置に集光される。原盤用基板１１は、図示しないが回転駆動手段により矢印ｅで示すように回転される。一点鎖線ｄは、原盤用基板１１の中心軸を示す。
記録用のレーザ光Ｌは、移動光学テーブル４０によって平行移動される。これにより、レーザ光の照射軌跡に応じた凹凸パターンに対応する潜像が、フォトレジスト１２の全面にわたって形成されることとなる。
【００５４】
ここで、偏向光学系ＯＤは、ウェッジプリズム４７、音響光学偏向器（ＡＯＤ：Ａｃｏｕｓｔｏ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｆｌｅｃｔｏｒ）４８、ウェッジプリズム４９により構成される。レーザ光Ｌは、ウェッジプリズム４７を介して音響光学偏向器４８に入射し、この音響光学偏向器４８によって、所望する露光パターンに対応するように光学偏向が施される。
【００５５】
この音響光学偏向器４８に使用される音響光学素子としては、例えば、酸化テルル（ＴｅＯ２）から成る音響光学素子が好適である。そして、音響光学偏向器４８によって光学偏向が施されたレーザ光Ｌは、ウェッジプリズム４９を介して偏向光学系ＯＤから出射される。
【００５６】
尚、ウェッジプリズム４７、４９は、音響光学偏向器４８の音響光学素子の格子面に対してブラッグ条件を満たすようにレーザ光Ｌが入射すると共に、音響光学偏向器４８によってレーザ光Ｌに対して光学偏向を施しても、ビームの水平高さが変わらないようにする機能を持つ。換言すれば、これらウェッジプリズム４７、４９と音響光学偏向器４８は、音響光学偏向器４８の音響光学素子の格子面がレーザ光Ｌに対してブラッグ条件を満たし、且つ偏向光学系ＯＤから出射されたときのレーザ光の水平高さが変わらないように配置される。
【００５７】
ここで、音響光学偏向器４８には、この音響光学偏向器４８を駆動するために駆動用ドライバ５０が取り付けられており、この駆動用ドライバ５０には、電圧制御発振器（ＶＣＯ：Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）５１からの高周波信号が、正弦波で変調され供給される。そして、フォトレジストの露光の際には、所望する露光パターンに応じた信号が電圧制御発振器５１から駆動用ドライバ５０に入力され、この信号に応じて駆動用ドライバ５０によって音響光学偏向器４８が駆動され、これにより、レーザ光Ｌに対して所望のウォブリングに対応した光学偏向が施される。
具体的には、例えば、周波数９５６ｋＨｚにてグルーブをウォブリングさせることにより、グルーブにアドレス情報を付加するような場合には、例えば中心周波数が２２４ＭＨｚの高周波信号を周波数９５６ｋＨｚの制御信号にて正弦波信号を電圧制御発振器５１から駆動用ドライバ５０に供給する。
【００５８】
そして、この信号に応じて、駆動用ドライバ５０によって音響光学偏向器４８を駆動し、この音響光学偏向器４８の音響光学素子のブラッグ角を変化させることによって周波数９５６ｋＨｚのウォブリングに対応するように、レーザ光に対して光学偏向を施す。これにより、フォトレジスト上に集光されるレーザ光のスポット位置が、周波数９５６ｋＨｚ、振幅±１０ｎｍにて、原盤用基板１１の半径方向に振動するように光学偏向を行うことができる。
【００５９】
また、偏光ビームスプリッタＰＢＳは、Ｓ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過するようになされ、光学偏向されたレーザ光はＳ偏光であり、ＰＢＳにおいて反射するようになされる。
以下の各実施例においては、対物レンズの開口数ＮＡを０．８５とした。音響光学変調器２８のＡＯＭとしては、酸化テルルを用いた。入力端子からドライバ２７を介して供給される信号は、グルーブを形成する場合は一定レベルのＤＣ（直流）信号である。
【００６０】
また変調光学系２５の光学レンズとしては、集光レンズＬ１の焦点距離を８０ｍｍ、コリメートレンズＬ２の焦点距離を１００ｍｍとし、また移動光学テーブル４０の拡大レンズＬ３の焦点距離を５０ｍｍとした。
上述の構成による光学記録装置における露光条件は、４．４４７ｍ／ｓの記録線速度で、線速度一定によるいわゆるＣＬＶ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｌｉｎｅａｒ Ｖｅｌｏｓｉｔｙ）方式によって記録を行った。
【００６１】
また、γ特性値が４．５以上のフォトレジストとしては、東京応化社製、ノボラック系フォトレジスト（γ＝５．１）を用いた。
そして、この原盤用基板１１をフォトレジスト１２が上部になるように現像器のターンテーブルに載置して、原盤用基板１１の表面が水平面となるようにして回転させる。この状態で、フォトレジスト１２上に現像液を滴下して現像処理を行い、信号形成領域に、記録信号に基づく凹凸パターンを形成して、上述の図３Ａにおいて説明した光学記録再生媒体製造用の原盤を形成する。そしてこの後、上述の図３Ｂ〜Ｃにおいて説明した製造工程によって、上述の光学記録装置によるパターン露光と現像工程によって作製した凹凸パターンと同様の凹凸パターンが形成されたスタンパ１４を形成する。
【００６２】
以下の各実施例においては、光学記録再生媒体製造用原盤１６の上に、無電界メッキ法等によりＮｉ被膜より成る導電化膜を形成した後、電鋳装置に取り付け、電気メッキ法により導電化膜上に３００±５μｍ程度の厚さのＮｉより成るメッキ層を形成し、このメッキ層をカッター等により剥離し、Ｎｉメッキ層の信号形成面に被着したフォトレジスト１２をアセトン等を用いて除去してスタンパ１４を形成した。
【００６３】
また以下の各実施例においては、このスタンパ１４に対するエッチングとしては、図６にその概略構成を示す平行平板型で基板陰極設置タイプのエッチング装置によってプラズマエッチングを施した。図６において、６０は所要の真空度が保持されるエッチング室を示し、その下部にスタンパ１４を載置する下部電極（カソード）６１が設けられ、エッチング室６０の上部にはこの下部電極６１に対向する対向電極６２が設けられる。６３は下部電極６１に接続される高周波電源を示す。また６４はガス導入口、６５は排気口を示す。
図示しないが、ガス導入口６４にＭＦＣ（マスフローコントローラー）等を介してガス供給源が接続され、排気口６５にはクライオポンプ、分子ターボポンプ等の排気手段が接続されて所定の真空度に保持されるようになされる。
【００６４】
以下の各実施例においては、高周波電源のＲＦパワーを１５０Ｗとして１３．５６ＭＨｚの高周波電力をカソードに印加し、エッチングガスとしてＡｒガスを用いてガス圧を１０Ｐａとし、処理時間を３分間としてエッチング処理を行って、所望のグルーブパターン幅を有する光学記録再生媒体製造用スタンパ１５を作製した。この条件のＮｉのエッチングレートは約１０ｎｍ／ｍｉｎである。
【００６５】
本発明による以下の各実施例においては、このようなエッチング処理を行うことによって１ｎｍ程度以下の精度をもってグルーブ幅を微細化させることができた。
また、特にそのグルーブ面の面粗度を０．４ｎｍ以上０．８５ｎｍ以下に制御することができ、また更に、グルーブ側面の傾斜角度を、１５．４°以上４０°以下に制御したときに、後述する実施例において詳細に説明するように、記録再生特性の良好な光学記録再生媒体を得ることができた。
【００６６】
図７は、このエッチング処理によってグルーブパターンを微細化したスタンパから転写成型した光学記録再生媒体用基板１の模式的な断面構成を示す図である。Ｒａはグルーブ面の面粗度を示す。また、傾斜角度θは、図７に示すように、グルーブ２の側面と、基板１の表面である平坦面との成す角度を示すものである。
【００６７】
本発明においては、以下の実施例において詳細に説明するように、このようにグルーブ２の面粗度及び傾斜角度を適切な範囲に制御してエッチングを行う場合に、この基板を用いて作製した光学記録再生媒体において良好な記録再生特性を実現することができた。
尚、エッチング条件としては、その他エッチングガスとしてＡｒ＋０２を導入し、その導入比をＡｒ：Ｏ２＝９：１として、全ガス圧を１０Ｐａとし、同様にＲＦパワーを１５０Ｗ、処理時間を３分間とする場合においても、エッチングレートを同様に約１０ｎｍ／ｍｉｎとして適切なエッチング処理を行うことができた。
【００６８】
次に、このようにしてエッチング処理によりグルーブパターン幅を微細化したスタンパ１５を用いてポリカーボネート（屈折率１．５９）等の透明樹脂より成る基板を射出成形によって例えば厚さ０．６ｍｍとして形成し、図１において説明したように、基板１の信号形成面に、ＡｌＣｕ合金等より成る反射層３、ＺｎＳ−ＳｉＯ２等より成る第１の誘電体層４、ＧｅＳｂＴｅ合金、ＧｅＩｎＳｂＴｅ合金等の相変化材料より成る記録層５、ＺｎＳ−ＳｉＯ２等より成る第２の誘電体層６を順次スパッタリング等により被着形成する。その後、第２の誘電体層６上の紫外線硬化樹脂等をスピンコート法等により塗布し、紫外線照射により硬化して、例えば厚さ０．６ｍｍの保護層７を形成して光学記録再生媒体１０を構成する。以上の工程により、ＤＶＲ型構成とした本発明による光学記録再生媒体を得ることができる。
【００６９】
以下の各実施例においては、上述の光学記録装置における記録レーザ光、レーザパワー、送りピッチを制御して、更に上述のエッチング装置によりエッチング処理を施して、異なるトラックピッチ、グルーブ幅、グルーブ深さの各スタンパを作製した。
【００７０】
尚、記録レーザ光の波長を短波長化することにより、形成するグルーブパターンの幅を狭小化することができる。例えば図８にレーザ光の強度分布とグルーブパターンの一例を模式的に示すように、例えばビーム強度分布３１で示すＨｅ−Ｃｄレーザ（波長４４２ｎｍ）による場合、グルーブ幅ｗｇ１は比較的広くなり、ビーム強度分布３２で示すＫｒレーザ（波長３５１ｎｍ）による場合は、グルーブ幅ｗｇ２が比較的狭くなる。図８において、１１は原盤用基板、１２はフォトレジストを示す。
【００７１】
［実施例１］
光源として、Ｋｒレーザ（波長λ＝３５１ｎｍ）を用いて、レーザパワーを０．６ｍＪ／ｍを最大（１００％）として、７６％以上１００％以下のパワーに制御し、送りピッチを０．３５０μｍとし、即ちトラックピッチを０．３５μｍ（３５０ｎｍ）としてフォトレジストに対する光学記録を行い光学記録再生媒体製造用原盤を作製した。フォトレジストの膜厚の調整により、グルーブパターンの深さは１５ｎｍとして形成した。この原盤から転写成型したスタンパをスタンパＡ、このスタンパＡに更に上述の条件によりエッチングを施してグルーブ幅を微細化したスタンパをスタンパＡＥとする。
【００７２】
［実施例２］
光源として、Ｋｒレーザを用いて、レーザパワーを０．２５ｍＪ／ｍを最大（１００％）として、７７％以上１００％以下のパワーに制御し、送りピッチを０．３００μｍとし、即ちトラックピッチを０．３０μｍ（３００ｎｍ）としてフォトレジストに対する光学記録を行い光学記録再生媒体製造用原盤を作製した。フォトレジストの膜厚の調整により、グルーブパターンの深さは２０ｎｍとして形成した。この原盤から転写成型したスタンパをスタンパＢ、このスタンパＢに更に上述の条件によりエッチングを施してグルーブ幅を微細化したスタンパをスタンパＢＥとする。
【００７３】
［実施例３］
光源として、ＹＡＧレーザの４次高調波（波長λ＝２６６ｎｍ）を用いて、レーザパワーを０．１５ｍＪ／ｍを最大（１００％）として、７５％以上１００％以下のパワーに制御し、送りピッチを０．２５０μｍとし、即ちトラックピッチを０．２５μｍ（２５０ｎｍ）としてフォトレジストに対する光学記録を行い光学記録再生媒体製造用原盤を作製した。フォトレジストの膜厚の調整により、グルーブパターンの深さは２５ｎｍとして形成した。この原盤から転写成型したスタンパをスタンパＣ、このスタンパＣに更に上述の条件によりエッチングを施してグルーブ幅を微細化したスタンパをスタンパＣＥとする。
【００７４】
［実施例４］
光源として、ＹＡＧレーザの４次高調波（波長λ＝２６６ｎｍ）を用いて、レーザパワーを０．１５ｍＪ／ｍを最大（１００％）として、７０％以上９０％以下のパワーに制御し、送りピッチを０．２００μｍとし、即ちトラックピッチを０．２０μｍ（２００ｎｍ）としてフォトレジストに対する光学記録を行い光学記録再生媒体製造用原盤を作製した。フォトレジストの膜厚の調整により、グルーブパターンの深さは３０ｎｍとして形成した。この原盤から転写成型したスタンパをスタンパＤ、このスタンパＤに更に上述の条件によりエッチングを施してグルーブ幅を微細化したスタンパをスタンパＤＥとする。
このようにして形成した各スタンパＡ〜Ｄ、エッチング後のスタンパＡＥ〜ＤＥを走査電子顕微鏡（ＳＥＭ；Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）により、グルーブ幅の平均値、即ちグルーブの開口端のグルーブの底部の幅とを測定して平均値をとってグルーブ幅を計測した。これによって得たグルーブ幅、グルーブ幅とトラックピッチとの比、エッチング後のグルーブ幅、エッチング後のグルーブ幅とトラックピッチとの比、グルーブ深さを、以下の表３〜表６にそれぞれ示す。
【００７５】
【表３】
【００７６】
【表４】
【００７７】
【表５】
【００７８】
【表６】
【００７９】
上記表３に示すように、スタンパＡＥにおいて、トラックピッチを３５０ｎｍとして、グルーブ幅を８７ｎｍ〜２３５ｎｍ、グルーブ幅とトラックピッチとの比を０．２５〜０．６７の範囲として形成した。グルーブ深さは３０ｎｍであった。
また上記表４に示すように、スタンパＢＥにおいて、トラックピッチを３００ｎｍとして、グルーブ幅を７７ｎｍ〜１８１ｎｍ、グルーブ幅とトラックピッチとの比を０．２６〜０．６０の範囲として形成した。グルーブ深さは２５ｎｍであった。
更に、上記表５に示すように、スタンパＣＥにおいて、トラックピッチを２５０ｎｍとして、グルーブ幅を６３ｎｍ〜１５６ｎｍ、グルーブ幅とトラックピッチとの比を０．２５〜０．６２の範囲として形成した。グルーブ深さは２０ｎｍであった。
また上記表６に示すように、スタンパＤＥにおいて、トラックピッチを２００ｎｍとして、グルーブ幅を４７ｎｍ〜１２９ｎｍ、グルーブ幅とトラックピッチとの比を０．２４〜０．６５の範囲として形成した。グルーブ深さは１５ｎｍであった。
【００８０】
そして、これら各スタンパから射出成型により形成した光学記録再生媒体用の基板上に、ＰｔＰｄをスパッタリングにより被着し、ＳＥＭによってグルーブ幅、エッチング後のグルーブ幅を測定したところ、これら各基板のグルーブ幅は、各スタンパＡ〜Ｄ、ＡＥ〜ＤＥにおけるグルーブ幅と同様の幅として形成され、基板への転写形成に問題のないことがわかった。
【００８１】
このようにして形成した各スタンパから、上述の図２において説明した構成の光学記録再生媒体を製造し、その再生特性の評価を、波長λ＝４０６ｎｍ、対物レンズの開口数ＮＡ＝０．８５の光学系を備えたＤＶＲ型構成の評価機を用いて行った。
【００８２】
各例によるスタンパから形成した各光学記録再生媒体において良好なプッシュプル信号を得て、安定したトラッキングサーボを行うことができることを確認した。また、ウォブリンググルーブによるウォブル信号を安定して再生することができた。
上述の各実施例においては、３つの記録波長、即ち２６６ｎｍ、３５１ｎｍ、４１３ｎｍの波長のレーザを用い、プラズマエッチングによってグルーブ幅を更に小さくして、グルーブ幅が１５０ｎｍ以下のスタンパ及び光学記録再生媒体を作製することができた。また、２００ｎｍ以上３５０ｎｍ以下のトラックピッチとされた、従来に比して狭小化されたトラックピッチのフォーマットを有する光学記録再生媒体を作製し、グルーブ幅とトラックピッチとの比が０．２４以上０．６７以下とするときに、またグルーブ深さを１５ｎｍ以上３０ｎｍ以下とするときに、安定した再生信号を得て、記録再生特性を良好に保持することができた。
【００８３】
更に、ウォブリンググルーブを形成し、アドレス情報を記録したウォブル信号を安定して再生することができた。
【００８４】
次に、上述のスタンパＡと同様の構成によるスタンパを用いて、図６において説明したエッチング装置によってエッチングを行い、グルーブの面粗度の変化及びグルーブ側面の傾斜角度θの経時変化をＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）により測定した。この結果を図９及び図１０に示す。エッチングの継続により、面粗度Ｒａは０．４ｎｍ程度から徐々に１ｎｍ程度に悪化していくことがわかる。また、傾斜角度θは４０°から徐々に低減化していき、グルーブ側壁が平坦化の方向に変化することがわかる。
これらエッチング時間を変化させたスタンパを作製し、各スタンパから光学記録再生媒体用基板を射出成型法によって形成して、更に反射層、第１の誘電体層、相変化材料より成る記録層、第２の誘電体層、保護層を成膜して形成した光学記録再生媒体に対し、再生特性の評価を、波長λ＝４０６ｎｍ、対物レンズの開口数ＮＡ＝０．８５の光学系を備えたＤＶＲ型構成の評価機を用いて行ったところ、表面粗度にして０．４〜０．８５ｎｍの範囲、また傾斜角度にして１５．４°〜４０°の範囲としてグルーブを作製する場合に、良好な記録再生特性が得られることがわかった。
【００８５】
以下の表７に、エッチング処理時間に対する面粗度Ｒａ及び傾斜角度θの測定結果、更に記録再生特性の良否を○及び×として示す。
【００８６】
【表７】
【００８７】
以上の結果から、本発明においては、エッチングにより作製するグルーブの表面粗さを０．４〜０．８５ｎｍの範囲とし、また傾斜角度を１５．４°〜４０°の範囲に選定するものである。
【００８８】
以上、本発明による実施の形態と各実施例を説明したが、上述の各例は、本発明の技術的思想に基づいて様々に変形変更が可能である。
【００８９】
例えば、上述の例においては、厚さ０．６ｍｍの基板上に凹状のグルーブを形成し、反射層、記録層等を成膜して厚さ０．６ｍｍの保護層を被着して光学記録再生媒体を構成し、この光学記録再生媒体に対し、基板側から記録及び／又は再生用の光を照射して光学記録再生媒体の記録及び／又は再生を行う例を説明したが、例えば図１１にその一例の要部の模式的な断面構成を示すように、厚さ１．１ｍｍの光学記録再生媒体用基板１の上に凸状のグルーブ２を作製して、図１２にその要部の模式的断面構成を示すように、この基板１の上に反射層、記録層等を成膜した後厚さほぼ０．１ｍｍの保護層を被着して光学記録再生媒体１０を構成し、この光学記録再生媒体１０に対し保護層側から記録及び／又は再生用の光を照射して記録再生を行う場合にも、本発明を適用し得ることはいうまでもない。図１２において、図２と重複する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。この場合には、前述の図３Ａ〜図３Ｄの製造工程によりスタンパ１５を形成した後、このスタンパ１５から転写形成したいわゆるマザースタンパを作製し、このマザースタンパからポリカーボネート等により基板１を転写成形することによって、上述の図１１及び図１２に示す構成の光学記録再生媒体用基板１を得ることができる。
【００９０】
尚この場合においても、グルーブ２の形成にあたってその光学記録は、グルーブパターンを露光する通常の露光方法となる。従って、グルーブ２をウォブルグルーブとする場合においても、グルーブ２の両側においてウォブル信号が同期する通常のパターンとなり、ウォブル情報の安定に再生でき、記録再生特性の劣化を回避することができる。
また、本発明において、その他種々の変形変更が可能である。例えばフォトレジストに対する光学記録の際の記録波長は、前述の３５０ｎｍや４１３ｎｍに限ることなく、その他の記録用レーザ光を用いることができる。
【００９１】
更に、γ特性値が４．５以上の高γフォトレジストとしては、ノボラック系のフォトレジストを用いてもよく、化学増幅型のフォトレジストを用いることもできる。
また、エッチング処理としては、反応性イオンエッチング装置による他そのた種々のエッチング装置によるエッチングも可能であり、またプラズマエッチングのガスもＡｒガスに限ることなく、ＡｒガスにＯ２ガスを混入した混合ガスの他にも、Ｎ２、Ｈｅ等を混入した混合ガスを用いることもできるなど、種々の材料系を用いる場合においても、上述の各実施例と同様に良好な結果が得られる。
【００９２】
また更に光学記録再生媒体としては、上述したように相変化型構成の記録層を用いるものに限定されることなく、その他記録層として光磁気記録層、色素材料層を用いる場合に適用することができる他、基板材料や構成を変更する等、本発明の範囲を逸脱しない範囲で種々の変形変更が可能であることはいうまでもない。
また、情報としては記録情報に限定されることなく、信号の記録再生や或いは情報及び信号の記録再生両方の機能を有する光学記録再生媒体、光学記録再生媒体製造用スタンパ及びその製造方法にも適用することができる。
【００９３】
上述したように、本発明によれば、高γ特性値（４．５以上）のフォトレジストを用いたパターニングを行うこと、更にスタンパにエッチング処理を施すことによって、通常の光学記録による製造方法では困難な１５０ｎｍ程度以下という狭小なグルーブ幅を有し、２００ｎｍ以上３５０ｎｍ以下のトラックピッチとした光学記録再生媒体用製造用スタンパを形成することがき、更にこれを用いて良好な転写性をもってグルーブ形状が転写形成された光学記録再生媒体用基板を得ることができた。
【００９４】
このような本発明によれば、上記先願２におけるようにグルーブ間のランド部をパターン露光して凹凸を反転形成する方法を採る場合と比較して、ウォブリンググルーブを形成する場合の記録再生特性の劣化を回避することができ、良好なウォブル信号の再生を行うことができる。
【００９５】
また特に、グルーブ幅を４７ｎｍ以上２３５ｎｍとする場合にトラックピッチに対するグルーブ幅の比を最適化すると共に、転写形成を良好に行い得るグルーブ形状を保持することができて、特性の良好な光学記録再生媒体を提供することができる。
更に、グルーブ面の面粗度を０．４ｎｍ以上０．８５ｎｍ以下とし、またグルーブ側面の傾斜角度を１５．４°以上４０°以下とすることによって、特性の良好な光学記録再生媒体を提供することができる。
【００９６】
また更に、グルーブの深さを１５ｎｍ以上３０ｎｍ以下とすることによって、記録再生に優れた光学記録再生媒体を得ることができる。
また本発明によれば、このように形成された光学記録再生媒体において、そのトラッキングサーボ信号を安定して再生することができ、またウォブリンググルーブを形成する場合のそのウォブル信号のアドレス情報を安定に再生することを実現できて、トラッキングサーボ信号及びウォブル信号の記録再生特性を良好に保持することができる。そして、記録再生用光に対する対物レンズの開口数ＮＡを０．８５±０．０５として記録及び／又は再生を行うことにより、上述したように記録再生特性を良好に保持した実用的な高記録密度の光学記録再生媒体を提供することができる。
【００９７】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光学記録再生媒体用基板の一例の要部の模式的な断面構成を示す図である。
【図２】光学記録再生媒体の一例の要部の模式的な断面構成を示す図である。
【図３】ＡないしＤは、それぞれ本発明による光学記録再生媒体製造用マザースタンパの製造方法の一例を示す製造工程図である。
【図４】γ特性値の説明図である。
【図５】光学記録装置の一例の概略構成図である。
【図６】エッチング装置の一例の概略構成図である。
【図７】グルーブ面の面粗度とグルーブ側面の傾斜角度の説明図である。
【図８】記録レーザ光の波長とグルーブ幅との関係を示す説明図である。
【図９】グルーブ面の面粗度のエッチング時間に対する変化を示す図である。
【図１０】グルーブ側面の傾斜角度のエッチング時間に対する変化を示す図である。
【図１１】本発明による光学記録再生媒体用基板の他の例の要部の模式的な断面構成を示す図である。
【図１２】光学記録再生媒体の他の例の要部の模式的な断面構成を示す図である。
【図１３】光学記録装置の一例の概略構成図である。
【図１４】従来の光学記録再生媒体の一例の要部の平面構成を示す図である。
【００００】
【符号の説明】
１ ・・・・・・ 光学記録再生媒体用基板
２ ・・・・・・ グループ
３ ・・・・・・ 反射層
４ ・・・・・・ 第１の誘電体層
５ ・・・・・・ 記録層
６ ・・・・・・ 第２の誘電体層
７ ・・・・・・ 保護層
８ ・・・・・・ ランド
９ ・・・・・・ 対物レンズ
１０ ・・・・・・ 光学記録再生媒体
１１ ・・・・・・ 原盤用基板
１２ ・・・・・・ フォトレジスト
１３ ・・・・・・ グループパターン
１４ａ ・・・・・・ メッキ層
１４ ・・・・・・ スタンパ
１５ ・・・・・・ 光学記録再生媒体製造用スタンパ
１６ ・・・・・・ 光学記録再生媒体製造用原盤
２０ ・・・・・・ 光源
２１ ・・・・・・ 電気光学変調器
２２ ・・・・・・ 検光板
２３ ・・・・・・ 光検出器
２４ ・・・・・・ 光出力制御器
２５ ・・・・・・ 変調光学系
２７ ・・・・・・ ドライバ
２８ ・・・・・・ 音響光学変調器
３１ ・・・・・・ Ｈｅ−Ｃｄレーザの集光ビームの強度分布
３２ ・・・・・・ Ｋｒレーザの集光ビームの強度分布
４０ ・・・・・・ 移動光学テーブル
４７ ・・・・・・ ウェッジプリズム
４８ ・・・・・・ 音響光学偏向器
４９ ・・・・・・ ウェッジプリズム
５０ ・・・・・・ 駆動用ドライバ
５１ ・・・・・・ 電圧制御発振器
５４ ・・・・・・ 対物レンズ
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録トラックに沿ってグルーブが形成されて成る光学記録再生媒体に用いて好適な光学記録再生媒体用基板、光学記録再生媒体製造用スタンパの製造方法及び光学記録再生媒体製造用スタンパに係わる。
【０００２】
【従来の技術】
光学記録再生媒体として、円盤状に形成されて成り、光学的に記録及び／又は再生が行われる光ディスクが各種実用化されている。このような光ディスクには、データに対応したエンボスピットがディスク基板に予め形成されて成る再生専用光ディスクや、磁気光学効果を利用してデータの記録を行う光磁気ディスクや、記録膜の相変化を利用してデータの記録を行う相変化型光ディスクなどがある。
【０００３】
これらの光ディスクのうち、光磁気ディスクや相変化型光ディスクのように書き込みが可能な光ディスクでは、通常記録トラックに沿ったグルーブがディスク基板に形成される。ここで、グルーブとは、主にトラッキングサーボを行えるようにするために、記録トラックに沿って形成されるいわゆる案内溝であり、グルーブとグルーブとの開口端間をランドと称す。
【０００４】
そしてグルーブが形成されて成る光ディスクでは、通常、グルーブで反射回折された光から得られるプッシュプル信号に基づくトラッキングエラー信号によって、トラッキングサーボがなされる。ここで、プッシュプル信号は、グルーブで反射回折された光を、例えばトラック中心に対して対称に配置された２つの光検出器により検出し、それら２つの光検出器からの出力の差をとることにより得られる。
【０００５】
ところで、従来、これらの光ディスクでは、再生装置に搭載される光ピックアップの再生分解能を向上させることで、高記録密度化を達成してきた。そして、光ピックアップの再生分解能の向上は、主に、データの再生に使用するレーザ光の波長λを短くしたり、光ディスク上にレーザ光を集光する対物レンズの開口数ＮＡを大きくしたりすることにより、光学的に実現させてきた。
【０００６】
従来、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）の追記型のいわゆるＣＤ−Ｒや光磁気ディスクの書換え可能型のＭＤ（Ｍｉｎｉ Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）の追記型のＤＶＤ−Ｒ、又はＤＶＤの書換え可能型のＤＶＤ＋ＲＷ或いはＤＶＤ−ＲＷ（いずれも光ディスクの登録商標）の各フォーマットでは、記録膜の性質や、サーボ信号特性等によって、それぞれ記録再生特性に最適なグルーブ幅が異なっている。
通常の光ディスクの製造過程では、その基板を成型するスタンパを製造する際に、原盤用基板上にフォトレジストを塗布し、パターン露光、現像によるいわゆるフォトリソグラフィ技術によって上述のピットやグルーブを形成しており、グルーブの幅は、露光ビームのスポット径によって決定される。
【０００７】
上述のＣＤ−Ｒや、ＣＤ−ＲＷ等の、１つの露光ビームによって光学記録再生媒体用の原盤への記録を行う場合は、図１３に模式的な概略構成を示す光学記録装置によってパターン露光が行われる。図１３において、２０は例えば気体を増幅媒体とするガスレーザのＨｅ−Ｃｄレーザ等より成る光源で、この光源２０から出射されたレーザ光Ｌは、ミラーＭ１によって進行方向を９０°曲げられて変調光学形２５に導かれる。光学変調系２５においてレーザ光Ｌは、集光レンズＬ１によってビーム径が縮小されてＡＯＭ（Ａｃｏｕｓｔｏ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ；音響光学変調器）２８に入射され、このＡＯＭ２８に供給される記録信号に基づいて変調されている超音波に応じてその光強度が変調される。２７はＥＦＭ等の信号を入力する駆動用のドライバを示す。
【０００８】
そしてこのＡＯＭ２８によって変調されたレーザ光Ｌは、ビーム拡大レンズまたはビーム縮小レンズＬ２によってそのビーム径が拡大もしくは縮小され、平行ビームのまま直進して、ミラーＭ２で反射され、移動光学テーブル４０に水平に導かれる。
移動光学テーブル４０には、結像及び回折光補正光学系として例えばレンズＬ３と、光軸の向きを被照射面に向かわせるミラーＭ３と、対物レンズＬ４が配設されて成る。レンズＬ３は、対物レンズＬ４の結像集光面Ｐ１と共役な位置に形成される入射側集光面Ｐ２に、レーザ光Ｌを集光させるような位置に配置される。
【０００９】
その後、この結像及び回折光補正用のレンズＬ３と対物レンズＬ４とを介して、原盤用基板１１の上のフォトレジスト１２の表面にレーザ光Ｌが集光されて、所定のパターン露光がなされる。原盤用基板１１は、図示しないが回転駆動手段により矢印ｂで示すように回転される。一転鎖線ｃは、基板１１の中心軸を示す。
【００１０】
このような光学記録装置において、光源２０と対物レンズＬ４との間に、上述したようなビームリレー光学系を配置し、レンズＬ２もしくはレンズＬ３の焦点距離を変化させ、フォトレジスト１２の表面に対物レンズＬ４が集光するように調整し、対物レンズＬ４に対する有効開口数ＮＡを変化させ、露光ビームのスポット径を変化させることができる。
【００１１】
上述のＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷはＨｅ−Ｃｄレーザ（波長４４２ｎｍ）によってグルーブの凹凸パターンが記録され、最適グルーブ幅は５５０ｎｍから６００ｎｍである。高密度光ディスクのＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷは、４．７ＧＢの記録容量であり、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷの記録密度の約７．２倍の高記録密度であるため、最適グルーブ幅は上述のＣＤ−Ｒ等より小さく、３００ｎｍ〜３３０ｎｍである。このため、短波長のＫｒレーザ（波長４１３ｎｍ）を用いることにより、露光ビームのスポット径ｄを小さくし、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷの最適グルーブ幅を実現している。
【００１２】
露光ビームのスポット径ｄは、下記の式（１）で表される。
ｄ＝１．２２×λ／ＮＡ ・・・ （１）
（λ：記録波長、ＮＡ：開口数）
先願特許１（特開平１０−２４１２１４号公開公報）では、Ａｒレーザ（波長４５８ｎｍ）を用いて、グルーブ幅６００ｎｍ〜８００ｎｍ程度まで実現している。
上述の各光ディスクの記録波長λ、トラックピッチ、グルーブ幅及びこのグルーブ幅と記録波長との比を、以下の表１に示す。
【００１３】
【表１】
この表１から、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷの通常密度の光ディスクでは、グルーブ幅が記録波長（４４２ｎｍ）より大きく、即ちグルーブ幅と記録波長との比は１．０より大とされ、露光ビームのスポットの多くの部分でフォトレジストを露光すなわち感光させることができ、比較的形成し易いことがわかる。
【００１５】
しかし、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ等の高密度光ディスクでは、グルーブ幅が記録波長（４１３ｎｍ）より小さく、即ちグルーブ幅と記録波長との比が１．０より小さく、比較的形成しにくい。
更に、高記録密度の光ディスクでは、グルーブ幅がより微細化され、２００ｎｍ以下程度とするフォーマットが提案されている。超高密度の光ディスクとして開発されているＤＶＲ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）では、図１４にその一部を拡大した模式的な平面構成を示すように、グルーブが蛇行するいわゆるウォブルグルーブとされ、トラックピッチは３２５ｎｍ、グルーブ幅は１５０ｎｍ程度として検討されているが、実用上生産性に優れ、歩留りの良好な製造方法は提案されていない。図１４において、２はグルーブ、８はランドを示す。
【００１６】
先願特許２（特許第３１０４６９９号）では、スタンパの複製をとってスタンパとは凹凸が反転されたいわゆるマザースタンパを用いることによって、ランド部とグルーブ部が反転形成される製法を利用して、グルーブ幅を１００ｎｍ以下とした成形基板が報告されている。
しかしながら、上記先願特許２に記載された例では、ランド幅がグルーブ幅に比し極めて大きいものとなっている。以下の表２に、この先願特許２における実施例１〜３と、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＭＤにおけるグルーブ幅、ランド幅、トラックピッチ、更にグルーブ幅とトラックピッチとの比をそれぞれ示す。
【００１７】
【表２】
上記表２からわかるように、上記先願特許２においては、グルーブ幅が極端に小さい構成となっており、ランド幅に比しグルーブ幅が極めて小さく、従ってグルーブ幅とトラックピッチとの比が０．１０〜０．１７と非常に小さくなり、トラッキングサーボ信号であるプッシュプル信号やクロストラック信号（Ｃｒｏｓｓ Ｔｒａｃｋ Ｓｉｇｂｎａｌ：ＣＴＳ）の振幅量も小さくなるため、安定なトラッキングサーボが実現できず、トラックピッチを３５０ｎｍ程度以下として高記録密度化をはかる光ディスクにそのまま適用することは難しい。
【００１９】
プッシュプル信号は、グルーブ幅とトラックピッチとの比が１／２のときが最大となり、ＣＴＳ信号は、グルーブ幅とトラックピッチとの比が１／３程度か、または２／３程度のとき最大となる。上記表２に示すように、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、等の実用化された光ディスクでは、グルーブ幅とトラックピッチとの比は０．３４％〜０．７５％程度とされている。
【００２０】
また、上記先願特許２においては、上述したようにマザースタンパによって、通常ランド部となる領域をグルーブとした反転パターンを利用して狭グルーブ幅を実現しているが、この場合、記録光をウォブリングしてパターン露光を行い、ウォブルグルーブを形成しようとすると、通常ランド部となる部分がグルーブとなるため、グルーブの左右において、異なるウォブル信号が記録されることとなり、ウォブル信号再生の際に信号の漏れ込みが生じる恐れがある等、実用上ウォブリンググルーブを形成し難いという問題がある。
【００２１】
本発明は、上述したような問題に鑑みて、前述のＤＶＲ等の高記録密度光ディスクに適用して好適な、トラッキングサーボ特性やウォブル信号の再生特性等に優れ実用的に高記録密度を達成することが可能な光学記録再生媒体、光学記録再生媒体製造用スタンパ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００２２】
【発明の開示】
本発明は、記録トラックに沿ってグルーブが形成されて成る光学記録再生媒体用基板であって、グルーブのトラックピッチを２００ｎｍ以上３５０ｎｍ以下として、グルーブの幅ｗｇと、トラックピッチｐとの比ｗｇ／ｐを、０．２４以上０．６７以下として構成する。
また本発明は、上述の光学記録再生媒体用基板において、グルーブをウォブリンググルーブとして構成する。
【００２３】
更に本発明は、上述の光学記録再生媒体用基板において、グルーブの幅ｗｇを４７ｎｍ以上２３５ｎｍ以下として構成する。
【００２４】
更にまた本発明は、上述の各光学記録再生媒体用基板において、グルーブ面の面粗度を０．４ｎｍ以上０．８５ｎｍ以下として構成する。
また本発明は、上述の各光学記録再生媒体用基板において、グルーブ側面の傾斜角度を１５．４°以上４０°以下として構成する。
更にまた本発明は、上述の各光学記録再生媒体用基板において、グルーブの深さを１５ｎｍ以上３０ｎｍ以下として構成する。
【００２５】
また本発明は、記録トラックに沿ってグルーブが形成されて成る光学記録再生媒体の製造方法、及びこの光学記録再生媒体の基板を成形する光学記録再生媒体製造用スタンパの製造方法及びこれを用いて製造し得る光学記録再生媒体製造用スタンパであって、原盤用基板上のフォトレジストを所定の凹凸パターンに対応するパターンにパターン露光を行った後現像して光学記録再生媒体製造用原盤を作製し、この光学記録再生媒体製造用原盤から転写したスタンパをエッチングすることによって、上述のグルーブに対応するグルーブパターンの幅を微細化する。
【００２６】
更に本発明は、上述の光学記録再生媒体製造用スタンパの製造方法において、スタンパに対するエッチングを、プラズマエッチング又は反応性イオンエッチングにより行う。
また本発明は、上述のプラズマエッチング又は反応性イオンエッチングのガスを、ＡｒガスもしくはＡｒガスに酸素ガスを混入したガスを用いる。
また更に本発明は、上述の光学記録再生媒体製造用スタンパの製造方法において、グルーブに対応するグルーブパターンのトラックピッチを２００ｎｍ以上３５０ｎｍ以下とし、グルーブパターンの幅ｗｇ’と、グルーブパターンのトラックピッチｐ’との比ｗｇ’／ｐ’を、０．２４以上０．６７以下とする。
【００２７】
更に本発明は、上述の光学記録再生媒体製造用スタンパの製造方法において、エッチングによって光学記録再生媒体製造用原盤から転写したスタンパのグルーブパターンの幅を、４７ｎｍ以上２３５ｎｍ以下に微細化する。
更にまた本発明は、上述の各光学記録再生媒体製造用スタンパの製造方法において、スタンパのグルーブパターン面の面粗度を０．４ｎｍ以上０．８５ｎｍ以下として形成する。
また本発明は、上述の各光学記録再生媒体製造用スタンパの製造方法において、スタンパのグルーブパターン側面の傾斜角度を１５．４°以上４０°以下として形成する。
更にまた本発明は、上述の各光学記録再生媒体製造用スタンパの製造方法において、スタンパのグルーブパターンの深さ又は高さを１５ｎｍ以上３０ｎｍ以下として構成する。
また本発明は、上述の各光学記録再生媒体製造用スタンパの製造方法において、光学記録再生媒体製造用原盤を製造する際に、原盤用基板上の上記フォトレジストとして、γ特性値が４．５以上の高ガンマフォトレジストを用いる。
【００２８】
上述したように、本発明による光学記録再生媒体用基板は、そのグルーブのトラックピッチを選定し、更にグルーブ幅とトラックピッチとの比とを最適化することによって、この基板を用いて作製した光学記録再生媒体において、十分安定したプッシュプル信号振幅が得られ、良好な記録再生特性を保持した高記録密度の光学記録再生媒体を実現することができた。
【００２９】
また、特にこの光学記録再生媒体用基板のグルーブ幅を４７ｎｍ以上２３５ｎｍ以下とし、またグルーブ面の面粗度を０．４〜０．８５ｎｍに選定し、更にグルーブ側面の傾斜角度を１５．４°〜４０°とし、更にまたグルーブの高さ（又は深さ）を１５ｎｍ以上３０ｎｍ以下に選定することによって、上述のＤＶＲ等に対応する高記録密度化を実現し、且つこの基板を用いて作製した光学記録再生媒体において記録再生特性を良好に保持することができた。
【００３０】
更に上記光学記録再生媒体用基板のグルーブをウォブリンググルーブとする場合に、この基板を用いて作製した光学記録再生媒体のウォブル信号を安定して良好に再生することができ、特性の良好な高密度光学記録再生媒体を得ることができた。
また本発明においては、光学記録再生媒体用基板及び光学記録再生媒体製造用スタンパの製造にあたって、光学記録再生媒体製造用原盤から転写形成したスタンパに対しエッチングを行うことによって、スタンパに作製した凹凸パターンを微細化することができて、より狭小化されたグルーブ幅を実現できた。
【００３１】
特に、エッチング方法としてプラズマエッチング又は反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により行うことによって、またそのガスとしてＡｒガス又は、Ａｒガスに酸素ガスを混入したガスを用いることによって、所望する微細なグルーブ幅のグルーブパターンを精度良く形成することができた。
そして、上述の光学記録再生媒体の製造方法及び光学記録再生媒体製造用スタンパの製造方法によれば、光学記録再生媒体製造用スタンパのトラックピッチを２００ｎｍ以上３５０ｎｍ以下、グルーブ幅ｗｇとトラックピッチｐとの比ｗｇ／ｐを０．２４以上０．６７以下に精度良く形成することができ、これにより転写して形成した基板を用いて作製した光学記録再生媒体は、上述したように、良好な記録再生特性を保持しつつ高記録密度化を達成することができた。
【００３２】
特に、グルーブの幅ｗｇを４７ｎｍ以上２３５ｎｍ以下に微細化することによって、安定して確実に良好な記録再生特性を実現することができた。
更に本発明によれば、光学記録再生媒体製造用原盤の光学記録時にはグルーブ部の記録を行い、その後のスタンパの製造工程においてグルーブ幅の微細化を実現していることから、光学記録パターンの反転を行う必要がなく、従って前述した先願２におけるような記録パターンの凹凸の反転が生じない。よって本発明においてはグルーブの左右でウォブル情報が同期した通常のウォブリンググルーブを容易に形成することができ、ウォブル情報の再生用光学系の複雑化を招くことなく、実用上十分なウォブル信号を再生することのできる特性の良好な光学記録再生媒体を提供することができる。
【００３３】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態においては、ディスク状の光学記録再生媒体用基板と、光学記録再生媒体製造用スタンパの製造方法及び光学記録再生媒体製造用スタンパに適用した場合を示すが、本発明は以下の例に限定されることなく、本発明構成を逸脱しない範囲で種々の構成を採り得ることはいうまでもない。
【００３４】
図１に本発明による光学記録再生媒体用基板の一例の要部を拡大した断面構成を模式的に示す。図１に示すように、この例においては、光学記録再生媒体用基板１の上に、幅ｗｇ、トラックピッチｐ、深さｄをもってグルーブ２が形成されて成る。
尚、図２はこの光学記録再生媒体用基板を用いて作製した光学記録再生媒体の一例の要部を拡大した断面構成を模式的に示す図である。この例においては、光学記録再生媒体用基板１の上に、光入射面に近い側、図示の例では凹状のグルーブ２が形成されて成り、この上に例えば反射層３、第１の誘電体層４、記録層５、第２の誘電体層６及び光透過性の保護層７が順次積層形成されて光学記録再生媒体が構成される。
９は記録及び／又は再生用光が集光される光ピックアップの対物レンズを示し、レーザ光等の記録及び／又は再生光Ｌがグルーブ２にこの場合基板１の下側から照射されて、このグルーブ２の情報を読み出すようになされている。
そして特に本発明においては、グルーブ２のトラックピッチｐを２００ｎｍ以上３５０ｎｍ以下とし、グルーブ２の幅ｗｇとトラックピッチｐとの比ｗｇ／ｐを、０．２４以上０．６７以下として構成する。
【００３５】
次に、このような光学記録再生媒体の製造工程の一例を、図３Ａ〜図３Ｄに示す光学記録再生媒体製造用スタンパの製造方法の一例を示す工程図を参照して説明する。
【００３６】
図３Ａにおいて、１１はガラス等より成る原盤用基板を示し、この原盤用基板１１の上に、γ特性値が４．５以上の高γ特性値を有するフォトレジスト１２が塗布されて成る。そして後述する光学記録装置によって所定のパターン露光がなされた後現像を施し、所定のグルーブパターン１３が形成されて、光学記録再生媒体のグルーブに対応する凹凸パターンが形成された光学記録再生媒体製造用原盤１６が構成される。図３Ａにおいて、ｗｇｐ’は、グルーブパターン１３の幅を示す。
【００３７】
そして図３Ｂに示すように、このグルーブパターン１３が形成されたフォトレジスト１２の上覆って全面的に、例えば無電界メッキ法等と電界メッキ法とを利用して、Ｎｉ等より成るメッキ層１４ａが形成される。
この後、メッキ層１４ａを原盤用基板１１及びフォトレジスト１２から剥離して、図３Ｃに示すように、スタンパ１４が形成される。
【００３８】
そしてこのスタンパ１４に対し、例えば後述するＲＩＥ装置におけるプラズマエッチングによって全面的なエッチングを施し、図３Ｄに示すように、フォトレジスト１２に形成されたグルーブパターン１３の幅ｗｇｐ’に比して狭小化された幅ｗｇ’を有するグルーブパターン１３ｎが形成された光学記録再生媒体製造用スタンパ１５を得ることができる。図３Ｄにおいて、ｐ’はトラックピッチを示す。
【００３９】
尚、上述の図１〜図３においてグルーブ及びグルーブパターンの幅とは、グルーブ及びグルーブパターンを構成する溝形状が断面台形状となる場合、溝底部の幅と、溝の上部の開口端間の幅との平均値とする。図３Ｄにおいてはグルーブパターン１３ｎは凹凸が反転した凸形状であり、このグルーブパターン１３ｎの幅ｗｇ’は、凸部を構成する段差の斜面中央部の幅として示している。またトラックピッチｐ’は、段差の斜面中央部の間の間隔を示している。
【００４０】
また、本実施の形態においては上述したように、γ特性値が４．５以上のいわゆる高γフォトレジストを用いることによって、目的とする微細な凹凸パターンを精度良く形成することを実現した。
【００４１】
ここでγ特性値とは、図４においてフォトレジストの残膜率（現像後膜厚／塗布膜厚）と単位面積当たりの露光量との関係を示す特性曲線Ｋ１の直線傾斜部分の傾きによって表される。傾斜部分が破線ｆに示すように急峻となる場合は解像度が高く、逆に破線ｇで示すように緩やかになる場合は解像度が低くなる。
【００４２】
そしてフォトレジストを感光させるのに必要な最小露光量をＥ０とし、このフォトレジスト膜が完全に感光されて現像後に無膜状態となるのに必要な最大露光量をＥ１とした場合に、γ特性値は、
γ＝１／（ｌｏｇＥ１−ｌｏｇＥ０）
で表される。
【００４３】
通常のγ特性値は、例えば２．７程度であり、４以上であれば高解像度が得られるとされる。本発明においては、更に解像度の高いγ特性値が４．５以上のフォトレジストを用いることと、上述したようにエッチングを施すことによって、グルーブパターン１３ｎのトラックピッチｐ’を２００ｎｍ以上３５０ｎｍ以下、またグルーブパターン１３ｎの幅ｗｇ’とトラックピッチｐ’との比ｗｇ’／ｐ’を、０．２４以上０．６７以下として形成することができた。
【００４４】
またグルーブパターン１３ｎの幅ｗｇ’を４７ｎｍ以上２３５ｎｍ以下として形成することができた。
【００４５】
そして、このようにしてして形成した光学記録再生媒体製造用スタンパ１５を、金型等に載置して樹脂を射出する射出成形法、または、基板上に、例えば紫外線硬化樹脂を塗布し、この樹脂層にスタンパ１５を押圧して、目的とする凹凸パターンが転写された基板を形成するいわゆる２Ｐ（Ｐｈｏｔｏ−Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）法によって、図１において説明したように、表面にスタンパ１５におけるグルーブパターンの幅ｗｇ’とトラックピッチｐ’とほぼ同一のグルーブ幅ｗ及びトラックピッチｐを有するグルーブ２が形成された光学記録再生媒体用基板１を得ることができる。
【００４６】
次に、上述のフォトレジスト１２に対するパターン露光を行う光学記録装置の構成について説明する。
【００４７】
上述のパターン露光工程においては、レーザビームを対物レンズで集光し、原盤用基板の上のフォトレジストを露光する方法が一般に採られている。図５はこのような光学記録装置の一例の概略構成図である。
【００４８】
図５において、２０は気体レーザ等の短波長の光源を示す。光源２０から出射されたレーザ光は、電気光学変調器（ＥＯＭ；Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）２１、検光板２２を通過した後、ビームスプリッターＢＳ１によって一部反射される。ビームスプリッターＢＳ１を透過したレーザ光は、光検出器（ＰＤ；Ｐｈｏｔｏ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）２３によって検出されて電気信号に変換され、光出力制御部（ＡＰＣ；Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２４に供給される。ＡＰＣは光検出器２３より供給される信号に基づいて制御信号を生成し、この制御信号を電気光学変調器２１に供給する。電気光学変調器２１は、この光出力制御部２４より供給される制御信号の信号電界に応じて、光源２０から出射される記録用レーザ光Ｌの強度変調を行ってフィードバック制御を行い、電気光学変調器２１から出射されるレーザ光の光出力を一定化させ、または精度良く制御するようになされている。
【００４９】
即ちこの方法によって、ビームスプリッターＢＳ１により反射される光の出力が制御され、フォトレジストの塗布された原盤用基板を回転させてその半径方向によって変化する線速度に対応して光出力を変化させることも可能となり、単位面積当たりの露光量を精度良く一定に保持しながらパターン露光を行うことができることとなる。
ビームスプリッターＢＳ１によって反射されたレーザ光Ｌは、変調部２５に入射される。変調部２５において、レーザ光をレンズＬ１で集光し、その焦点面上にＡＯＭ（音響光学変調素子）より構成されるＡＯ変調器２８を配置する。
【００５０】
このＡＯ変調器２８には、記録信号に対応する超音波がドライバ２７から入力され、この超音波に基づいてレーザ光の強度が強度変調される。レーザ光は、ＡＯ変調器２８の回折格子により回折され、その回折光のうち１次回折光のみがスリットを透過するようになされる。
【００５１】
強度変調を受けた１次回折光は、レンズＬ２によって集光された後、ミラーＭ４により反射されて進行方向が９０°曲げられた上で、移動光学テーブル４０に水平に且つ光軸に沿って導入される。
【００５２】
そして、グルーブをウォブリングパターンとする場合は、移動光学テーブル４０に入射したレーザ光は、偏向光学系ＯＤにおいて光学偏向が施された上で、ミラーＭ５によって反射されて再び進行方向が９０°曲げられて、偏光ビームスプリッタＰＢＳに入射する。
光学記録再生媒体を製造するにあたって、例えばグルーブを形成するいわゆる記録領域の一部、またはこの記録領域外の例えば内周部にピットを形成する場合など光学偏向を行わない場合は、光学偏向せずにミラーＭ５で反射させて偏光ビームスプリッタＰＢＳに入射させ、ピットの場合は所定のパターンに対応するＯＮ／ＯＦＦを例えば上述のドライバ２７から入力することによって、目的とするウォブルのないグルーブパターン、またはピットパターンを形成することもできる。
【００５３】
そして、偏光ビームスプリッタＰＢＳによって再度９０°進行方向が曲げられたレーザ光は、拡大レンズＬ３によって所定のビーム径とされた上でミラーＭ６によって反射されて対物レンズ５４へと導かれ、この対物レンズ５４によって、原盤用基板１１の上のフォトレジスト１２上の所定位置に集光される。原盤用基板１１は、図示しないが回転駆動手段により矢印ｅで示すように回転される。一点鎖線ｄは、原盤用基板１１の中心軸を示す。
記録用のレーザ光Ｌは、移動光学テーブル４０によって平行移動される。これにより、レーザ光の照射軌跡に応じた凹凸パターンに対応する潜像が、フォトレジスト１２の全面にわたって形成されることとなる。
【００５４】
ここで、偏向光学系ＯＤは、ウェッジプリズム４７、音響光学偏向器（ＡＯＤ：Ａｃｏｕｓｔｏ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｆｌｅｃｔｏｒ）４８、ウェッジプリズム４９により構成される。レーザ光Ｌは、ウェッジプリズム４７を介して音響光学偏向器４８に入射し、この音響光学偏向器４８によって、所望する露光パターンに対応するように光学偏向が施される。
【００５５】
この音響光学偏向器４８に使用される音響光学素子としては、例えば、酸化テルル（ＴｅＯ２）から成る音響光学素子が好適である。そして、音響光学偏向器４８によって光学偏向が施されたレーザ光Ｌは、ウェッジプリズム４９を介して偏向光学系ＯＤから出射される。
【００５６】
尚、ウェッジプリズム４７、４９は、音響光学偏向器４８の音響光学素子の格子面に対してブラッグ条件を満たすようにレーザ光Ｌが入射すると共に、音響光学偏向器４８によってレーザ光Ｌに対して光学偏向を施しても、ビームの水平高さが変わらないようにする機能を持つ。換言すれば、これらウェッジプリズム４７、４９と音響光学偏向器４８は、音響光学偏向器４８の音響光学素子の格子面がレーザ光Ｌに対してブラッグ条件を満たし、且つ偏向光学系ＯＤから出射されたときのレーザ光の水平高さが変わらないように配置される。
【００５７】
ここで、音響光学偏向器４８には、この音響光学偏向器４８を駆動するために駆動用ドライバ５０が取り付けられており、この駆動用ドライバ５０には、電圧制御発振器（ＶＣＯ：Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）５１からの高周波信号が、正弦波で変調され供給される。そして、フォトレジストの露光の際には、所望する露光パターンに応じた信号が電圧制御発振器５１から駆動用ドライバ５０に入力され、この信号に応じて駆動用ドライバ５０によって音響光学偏向器４８が駆動され、これにより、レーザ光Ｌに対して所望のウォブリングに対応した光学偏向が施される。
具体的には、例えば、周波数９５６ｋＨｚにてグルーブをウォブリングさせることにより、グルーブにアドレス情報を付加するような場合には、例えば中心周波数が２２４ＭＨｚの高周波信号を周波数９５６ｋＨｚの制御信号にて正弦波信号を電圧制御発振器５１から駆動用ドライバ５０に供給する。
【００５８】
そして、この信号に応じて、駆動用ドライバ５０によって音響光学偏向器４８を駆動し、この音響光学偏向器４８の音響光学素子のブラッグ角を変化させることによって周波数９５６ｋＨｚのウォブリングに対応するように、レーザ光に対して光学偏向を施す。これにより、フォトレジスト上に集光されるレーザ光のスポット位置が、周波数９５６ｋＨｚ、振幅±１０ｎｍにて、原盤用基板１１の半径方向に振動するように光学偏向を行うことができる。
【００５９】
また、偏光ビームスプリッタＰＢＳは、Ｓ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過するようになされ、光学偏向されたレーザ光はＳ偏光であり、ＰＢＳにおいて反射するようになされる。
以下の各実施例においては、対物レンズの開口数ＮＡを０．８５とした。音響光学変調器２８のＡＯＭとしては、酸化テルルを用いた。入力端子からドライバ２７を介して供給される信号は、グルーブを形成する場合は一定レベルのＤＣ（直流）信号である。
【００６０】
また変調光学系２５の光学レンズとしては、集光レンズＬ１の焦点距離を８０ｍｍ、コリメートレンズＬ２の焦点距離を１００ｍｍとし、また移動光学テーブル４０の拡大レンズＬ３の焦点距離を５０ｍｍとした。
上述の構成による光学記録装置における露光条件は、４．４４７ｍ／ｓの記録線速度で、線速度一定によるいわゆるＣＬＶ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｌｉｎｅａｒ Ｖｅｌｏｓｉｔｙ）方式によって記録を行った。
【００６１】
また、γ特性値が４．５以上のフォトレジストとしては、東京応化社製、ノボラック系フォトレジスト（γ＝５．１）を用いた。
そして、この原盤用基板１１をフォトレジスト１２が上部になるように現像器のターンテーブルに載置して、原盤用基板１１の表面が水平面となるようにして回転させる。この状態で、フォトレジスト１２上に現像液を滴下して現像処理を行い、信号形成領域に、記録信号に基づく凹凸パターンを形成して、上述の図３Ａにおいて説明した光学記録再生媒体製造用の原盤を形成する。そしてこの後、上述の図３Ｂ〜Ｃにおいて説明した製造工程によって、上述の光学記録装置によるパターン露光と現像工程によって作製した凹凸パターンと同様の凹凸パターンが形成されたスタンパ１４を形成する。
【００６２】
以下の各実施例においては、光学記録再生媒体製造用原盤１６の上に、無電界メッキ法等によりＮｉ被膜より成る導電化膜を形成した後、電鋳装置に取り付け、電気メッキ法により導電化膜上に３００±５μｍ程度の厚さのＮｉより成るメッキ層を形成し、このメッキ層をカッター等により剥離し、Ｎｉメッキ層の信号形成面に被着したフォトレジスト１２をアセトン等を用いて除去してスタンパ１４を形成した。
【００６３】
また以下の各実施例においては、このスタンパ１４に対するエッチングとしては、図６にその概略構成を示す平行平板型で基板陰極設置タイプのエッチング装置によってプラズマエッチングを施した。図６において、６０は所要の真空度が保持されるエッチング室を示し、その下部にスタンパ１４を載置する下部電極（カソード）６１が設けられ、エッチング室６０の上部にはこの下部電極６１に対向する対向電極６２が設けられる。６３は下部電極６１に接続される高周波電源を示す。また６４はガス導入口、６５は排気口を示す。
図示しないが、ガス導入口６４にＭＦＣ（マスフローコントローラー）等を介してガス供給源が接続され、排気口６５にはクライオポンプ、分子ターボポンプ等の排気手段が接続されて所定の真空度に保持されるようになされる。
【００６４】
以下の各実施例においては、高周波電源のＲＦパワーを１５０Ｗとして１３．５６ＭＨｚの高周波電力をカソードに印加し、エッチングガスとしてＡｒガスを用いてガス圧を１０Ｐａとし、処理時間を３分間としてエッチング処理を行って、所望のグルーブパターン幅を有する光学記録再生媒体製造用スタンパ１５を作製した。この条件のＮｉのエッチングレートは約１０ｎｍ／ｍｉｎである。
【００６５】
本発明による以下の各実施例においては、このようなエッチング処理を行うことによって１ｎｍ程度以下の精度をもってグルーブ幅を微細化させることができた。
また、特にそのグルーブ面の面粗度を０．４ｎｍ以上０．８５ｎｍ以下に制御することができ、また更に、グルーブ側面の傾斜角度を、１５．４°以上４０°以下に制御したときに、後述する実施例において詳細に説明するように、記録再生特性の良好な光学記録再生媒体を得ることができた。
【００６６】
図７は、このエッチング処理によってグルーブパターンを微細化したスタンパから転写成型した光学記録再生媒体用基板１の模式的な断面構成を示す図である。Ｒａはグルーブ面の面粗度を示す。また、傾斜角度θは、図７に示すように、グルーブ２の側面と、基板１の表面である平坦面との成す角度を示すものである。
【００６７】
本発明においては、以下の実施例において詳細に説明するように、このようにグルーブ２の面粗度及び傾斜角度を適切な範囲に制御してエッチングを行う場合に、この基板を用いて作製した光学記録再生媒体において良好な記録再生特性を実現することができた。
尚、エッチング条件としては、その他エッチングガスとしてＡｒ＋０２を導入し、その導入比をＡｒ：Ｏ２＝９：１として、全ガス圧を１０Ｐａとし、同様にＲＦパワーを１５０Ｗ、処理時間を３分間とする場合においても、エッチングレートを同様に約１０ｎｍ／ｍｉｎとして適切なエッチング処理を行うことができた。
【００６８】
次に、このようにしてエッチング処理によりグルーブパターン幅を微細化したスタンパ１５を用いてポリカーボネート（屈折率１．５９）等の透明樹脂より成る基板を射出成形によって例えば厚さ０．６ｍｍとして形成し、図１において説明したように、基板１の信号形成面に、ＡｌＣｕ合金等より成る反射層３、ＺｎＳ−ＳｉＯ２等より成る第１の誘電体層４、ＧｅＳｂＴｅ合金、ＧｅＩｎＳｂＴｅ合金等の相変化材料より成る記録層５、ＺｎＳ−ＳｉＯ２等より成る第２の誘電体層６を順次スパッタリング等により被着形成する。その後、第２の誘電体層６上の紫外線硬化樹脂等をスピンコート法等により塗布し、紫外線照射により硬化して、例えば厚さ０．６ｍｍの保護層７を形成して光学記録再生媒体１０を構成する。以上の工程により、ＤＶＲ型構成とした本発明による光学記録再生媒体を得ることができる。
【００６９】
以下の各実施例においては、上述の光学記録装置における記録レーザ光、レーザパワー、送りピッチを制御して、更に上述のエッチング装置によりエッチング処理を施して、異なるトラックピッチ、グルーブ幅、グルーブ深さの各スタンパを作製した。
【００７０】
尚、記録レーザ光の波長を短波長化することにより、形成するグルーブパターンの幅を狭小化することができる。例えば図８にレーザ光の強度分布とグルーブパターンの一例を模式的に示すように、例えばビーム強度分布３１で示すＨｅ−Ｃｄレーザ（波長４４２ｎｍ）による場合、グルーブ幅ｗｇ１は比較的広くなり、ビーム強度分布３２で示すＫｒレーザ（波長３５１ｎｍ）による場合は、グルーブ幅ｗｇ２が比較的狭くなる。図８において、１１は原盤用基板、１２はフォトレジストを示す。
【００７１】
［実施例１］
光源として、Ｋｒレーザ（波長λ＝３５１ｎｍ）を用いて、レーザパワーを０．６ｍＪ／ｍを最大（１００％）として、７６％以上１００％以下のパワーに制御し、送りピッチを０．３５０μｍとし、即ちトラックピッチを０．３５μｍ（３５０ｎｍ）としてフォトレジストに対する光学記録を行い光学記録再生媒体製造用原盤を作製した。フォトレジストの膜厚の調整により、グルーブパターンの深さは１５ｎｍとして形成した。この原盤から転写成型したスタンパをスタンパＡ、このスタンパＡに更に上述の条件によりエッチングを施してグルーブ幅を微細化したスタンパをスタンパＡＥとする。
【００７２】
［実施例２］
光源として、Ｋｒレーザを用いて、レーザパワーを０．２５ｍＪ／ｍを最大（１００％）として、７７％以上１００％以下のパワーに制御し、送りピッチを０．３００μｍとし、即ちトラックピッチを０．３０μｍ（３００ｎｍ）としてフォトレジストに対する光学記録を行い光学記録再生媒体製造用原盤を作製した。フォトレジストの膜厚の調整により、グルーブパターンの深さは２０ｎｍとして形成した。この原盤から転写成型したスタンパをスタンパＢ、このスタンパＢに更に上述の条件によりエッチングを施してグルーブ幅を微細化したスタンパをスタンパＢＥとする。
【００７３】
［実施例３］
光源として、ＹＡＧレーザの４次高調波（波長λ＝２６６ｎｍ）を用いて、レーザパワーを０．１５ｍＪ／ｍを最大（１００％）として、７５％以上１００％以下のパワーに制御し、送りピッチを０．２５０μｍとし、即ちトラックピッチを０．２５μｍ（２５０ｎｍ）としてフォトレジストに対する光学記録を行い光学記録再生媒体製造用原盤を作製した。フォトレジストの膜厚の調整により、グルーブパターンの深さは２５ｎｍとして形成した。この原盤から転写成型したスタンパをスタンパＣ、このスタンパＣに更に上述の条件によりエッチングを施してグルーブ幅を微細化したスタンパをスタンパＣＥとする。
【００７４】
［実施例４］
光源として、ＹＡＧレーザの４次高調波（波長λ＝２６６ｎｍ）を用いて、レーザパワーを０．１５ｍＪ／ｍを最大（１００％）として、７０％以上９０％以下のパワーに制御し、送りピッチを０．２００μｍとし、即ちトラックピッチを０．２０μｍ（２００ｎｍ）としてフォトレジストに対する光学記録を行い光学記録再生媒体製造用原盤を作製した。フォトレジストの膜厚の調整により、グルーブパターンの深さは３０ｎｍとして形成した。この原盤から転写成型したスタンパをスタンパＤ、このスタンパＤに更に上述の条件によりエッチングを施してグルーブ幅を微細化したスタンパをスタンパＤＥとする。
このようにして形成した各スタンパＡ〜Ｄ、エッチング後のスタンパＡＥ〜ＤＥを走査電子顕微鏡（ＳＥＭ；Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）により、グルーブ幅の平均値、即ちグルーブの開口端のグルーブの底部の幅とを測定して平均値をとってグルーブ幅を計測した。これによって得たグルーブ幅、グルーブ幅とトラックピッチとの比、エッチング後のグルーブ幅、エッチング後のグルーブ幅とトラックピッチとの比、グルーブ深さを、以下の表３〜表６にそれぞれ示す。
【００７５】
【表３】
【表４】
【表５】
【表６】
上記表３に示すように、スタンパＡＥにおいて、トラックピッチを３５０ｎｍとして、グルーブ幅を８７ｎｍ〜２３５ｎｍ、グルーブ幅とトラックピッチとの比を０．２５〜０．６７の範囲として形成した。グルーブ深さは３０ｎｍであった。
また上記表４に示すように、スタンパＢＥにおいて、トラックピッチを３００ｎｍとして、グルーブ幅を７７ｎｍ〜１８１ｎｍ、グルーブ幅とトラックピッチとの比を０．２６〜０．６０の範囲として形成した。グルーブ深さは２５ｎｍであった。
更に、上記表５に示すように、スタンパＣＥにおいて、トラックピッチを２５０ｎｍとして、グルーブ幅を６３ｎｍ〜１５６ｎｍ、グルーブ幅とトラックピッチとの比を０．２５〜０．６２の範囲として形成した。グルーブ深さは２０ｎｍであった。
また上記表６に示すように、スタンパＤＥにおいて、トラックピッチを２００ｎｍとして、グルーブ幅を４７ｎｍ〜１２９ｎｍ、グルーブ幅とトラックピッチとの比を０．２４〜０．６５の範囲として形成した。グルーブ深さは１５ｎｍであった。
【００８０】
そして、これら各スタンパから射出成型により形成した光学記録再生媒体用の基板上に、ＰｔＰｄをスパッタリングにより被着し、ＳＥＭによってグルーブ幅、エッチング後のグルーブ幅を測定したところ、これら各基板のグルーブ幅は、各スタンパＡ〜Ｄ、ＡＥ〜ＤＥにおけるグルーブ幅と同様の幅として形成され、基板への転写形成に問題のないことがわかった。
【００８１】
このようにして形成した各スタンパから、上述の図２において説明した構成の光学記録再生媒体を製造し、その再生特性の評価を、波長λ＝４０６ｎｍ、対物レンズの開口数ＮＡ＝０．８５の光学系を備えたＤＶＲ型構成の評価機を用いて行った。
【００８２】
各例によるスタンパから形成した各光学記録再生媒体において良好なプッシュプル信号を得て、安定したトラッキングサーボを行うことができることを確認した。また、ウォブリンググルーブによるウォブル信号を安定して再生することができた。
上述の各実施例においては、３つの記録波長、即ち２６６ｎｍ、３５１ｎｍ、４１３ｎｍの波長のレーザを用い、プラズマエッチングによってグルーブ幅を更に小さくして、グルーブ幅が１５０ｎｍ以下のスタンパ及び光学記録再生媒体を作製することができた。また、２００ｎｍ以上３５０ｎｍ以下のトラックピッチとされた、従来に比して狭小化されたトラックピッチのフォーマットを有する光学記録再生媒体を作製し、グルーブ幅とトラックピッチとの比が０．２４以上０．６７以下とするときに、またグルーブ深さを１５ｎｍ以上３０ｎｍ以下とするときに、安定した再生信号を得て、記録再生特性を良好に保持することができた。
【００８３】
更に、ウォブリンググルーブを形成し、アドレス情報を記録したウォブル信号を安定して再生することができた。
【００８４】
次に、上述のスタンパＡと同様の構成によるスタンパを用いて、図６において説明したエッチング装置によってエッチングを行い、グルーブの面粗度の変化及びグルーブ側面の傾斜角度θの経時変化をＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）により測定した。この結果を図９及び図１０に示す。エッチングの継続により、面粗度Ｒａは０．４ｎｍ程度から徐々に１ｎｍ程度に悪化していくことがわかる。また、傾斜角度θは４０°から徐々に低減化していき、グルーブ側壁が平坦化の方向に変化することがわかる。
これらエッチング時間を変化させたスタンパを作製し、各スタンパから光学記録再生媒体用基板を射出成型法によって形成して、更に反射層、第１の誘電体層、相変化材料より成る記録層、第２の誘電体層、保護層を成膜して形成した光学記録再生媒体に対し、再生特性の評価を、波長λ＝４０６ｎｍ、対物レンズの開口数ＮＡ＝０．８５の光学系を備えたＤＶＲ型構成の評価機を用いて行ったところ、表面粗度にして０．４〜０．８５ｎｍの範囲、また傾斜角度にして１５．４°〜４０°の範囲としてグルーブを作製する場合に、良好な記録再生特性が得られることがわかった。
【００８５】
以下の表７に、エッチング処理時間に対する面粗度Ｒａ及び傾斜角度θの測定結果、更に記録再生特性の良否を○及び×として示す。
【００８６】
【表７】
以上の結果から、本発明においては、エッチングにより作製するグルーブの表面粗さを０．４〜０．８５ｎｍの範囲とし、また傾斜角度を１５．４°〜４０°の範囲に選定するものである。
【００８８】
以上、本発明による実施の形態と各実施例を説明したが、上述の各例は、本発明の技術的思想に基づいて様々に変形変更が可能である。
【００８９】
例えば、上述の例においては、厚さ０．６ｍｍの基板上に凹状のグルーブを形成し、反射層、記録層等を成膜して厚さ０．６ｍｍの保護層を被着して光学記録再生媒体を構成し、この光学記録再生媒体に対し、基板側から記録及び／又は再生用の光を照射して光学記録再生媒体の記録及び／又は再生を行う例を説明したが、例えば図１１にその一例の要部の模式的な断面構成を示すように、厚さ１．１ｍｍの光学記録再生媒体用基板１の上に凸状のグルーブ２を作製して、図１２にその要部の模式的断面構成を示すように、この基板１の上に反射層、記録層等を成膜した後厚さほぼ０．１ｍｍの保護層を被着して光学記録再生媒体１０を構成し、この光学記録再生媒体１０に対し保護層側から記録及び／又は再生用の光を照射して記録再生を行う場合にも、本発明を適用し得ることはいうまでもない。図１２において、図２と重複する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。この場合には、前述の図３Ａ〜図３Ｄの製造工程によりスタンパ１５を形成した後、このスタンパ１５から転写形成したいわゆるマザースタンパを作製し、このマザースタンパからポリカーボネート等により基板１を転写成形することによって、上述の図１１及び図１２に示す構成の光学記録再生媒体用基板１を得ることができる。
【００９０】
尚この場合においても、グルーブ２の形成にあたってその光学記録は、グルーブパターンを露光する通常の露光方法となる。従って、グルーブ２をウォブルグルーブとする場合においても、グルーブ２の両側においてウォブル信号が同期する通常のパターンとなり、ウォブル情報の安定に再生でき、記録再生特性の劣化を回避することができる。
また、本発明において、その他種々の変形変更が可能である。例えばフォトレジストに対する光学記録の際の記録波長は、前述の３５０ｎｍや４１３ｎｍに限ることなく、その他の記録用レーザ光を用いることができる。
【００９１】
更に、γ特性値が４．５以上の高γフォトレジストとしては、ノボラック系のフォトレジストを用いてもよく、化学増幅型のフォトレジストを用いることもできる。
また、エッチング処理としては、反応性イオンエッチング装置による他そのた種々のエッチング装置によるエッチングも可能であり、またプラズマエッチングのガスもＡｒガスに限ることなく、ＡｒガスにＯ２ガスを混入した混合ガスの他にも、Ｎ２、Ｈｅ等を混入した混合ガスを用いることもできるなど、種々の材料系を用いる場合においても、上述の各実施例と同様に良好な結果が得られる。
【００９２】
また更に光学記録再生媒体としては、上述したように相変化型構成の記録層を用いるものに限定されることなく、その他記録層として光磁気記録層、色素材料層を用いる場合に適用することができる他、基板材料や構成を変更する等、本発明の範囲を逸脱しない範囲で種々の変形変更が可能であることはいうまでもない。
また、情報としては記録情報に限定されることなく、信号の記録再生や或いは情報及び信号の記録再生両方の機能を有する光学記録再生媒体、光学記録再生媒体製造用スタンパ及びその製造方法にも適用することができる。
【００９３】
上述したように、本発明によれば、高γ特性値（４．５以上）のフォトレジストを用いたパターニングを行うこと、更にスタンパにエッチング処理を施すことによって、通常の光学記録による製造方法では困難な１５０ｎｍ程度以下という狭小なグルーブ幅を有し、２００ｎｍ以上３５０ｎｍ以下のトラックピッチとした光学記録再生媒体用製造用スタンパを形成することがき、更にこれを用いて良好な転写性をもってグルーブ形状が転写形成された光学記録再生媒体用基板を得ることができた。
【００９４】
このような本発明によれば、上記先願２におけるようにグルーブ間のランド部をパターン露光して凹凸を反転形成する方法を採る場合と比較して、ウォブリンググルーブを形成する場合の記録再生特性の劣化を回避することができ、良好なウォブル信号の再生を行うことができる。
【００９５】
また特に、グルーブ幅を４７ｎｍ以上２３５ｎｍとする場合にトラックピッチに対するグルーブ幅の比を最適化すると共に、転写形成を良好に行い得るグルーブ形状を保持することができて、特性の良好な光学記録再生媒体を提供することができる。
更に、グルーブ面の面粗度を０．４ｎｍ以上０．８５ｎｍ以下とし、またグルーブ側面の傾斜角度を１５．４°以上４０°以下とすることによって、特性の良好な光学記録再生媒体を提供することができる。
【００９６】
また更に、グルーブの深さを１５ｎｍ以上３０ｎｍ以下とすることによって、記録再生に優れた光学記録再生媒体を得ることができる。
また本発明によれば、このように形成された光学記録再生媒体において、そのトラッキングサーボ信号を安定して再生することができ、またウォブリンググルーブを形成する場合のそのウォブル信号のアドレス情報を安定に再生することを実現できて、トラッキングサーボ信号及びウォブル信号の記録再生特性を良好に保持することができる。そして、記録再生用光に対する対物レンズの開口数ＮＡを０．８５±０．０５として記録及び／又は再生を行うことにより、上述したように記録再生特性を良好に保持した実用的な高記録密度の光学記録再生媒体を提供することができる。
【００９７】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光学記録再生媒体用基板の一例の要部の模式的な断面構成を示す図である。
【図２】光学記録再生媒体の一例の要部の模式的な断面構成を示す図である。
【図３】ＡないしＤは、それぞれ本発明による光学記録再生媒体製造用マザースタンパの製造方法の一例を示す製造工程図である。
【図４】γ特性値の説明図である。
【図５】光学記録装置の一例の概略構成図である。
【図６】エッチング装置の一例の概略構成図である。
【図７】グルーブ面の面粗度とグルーブ側面の傾斜角度の説明図である。
【図８】記録レーザ光の波長とグルーブ幅との関係を示す説明図である。
【図９】グルーブ面の面粗度のエッチング時間に対する変化を示す図である。
【図１０】グルーブ側面の傾斜角度のエッチング時間に対する変化を示す図である。
【図１１】本発明による光学記録再生媒体用基板の他の例の要部の模式的な断面構成を示す図である。
【図１２】光学記録再生媒体の他の例の要部の模式的な断面構成を示す図である。
【図１３】光学記録装置の一例の概略構成図である。
【図１４】従来の光学記録再生媒体の一例の要部の平面構成を示す図である。
【００００】
【符号の説明】
１ ・・・・・・ 光学記録再生媒体用基板
２ ・・・・・・ グループ
３ ・・・・・・ 反射層
４ ・・・・・・ 第１の誘電体層
５ ・・・・・・ 記録層
６ ・・・・・・ 第２の誘電体層
７ ・・・・・・ 保護層
８ ・・・・・・ ランド
９ ・・・・・・ 対物レンズ
１０ ・・・・・・ 光学記録再生媒体
１１ ・・・・・・ 原盤用基板
１２ ・・・・・・ フォトレジスト
１３ ・・・・・・ グループパターン
１４ａ ・・・・・・ メッキ層
１４ ・・・・・・ スタンパ
１５ ・・・・・・ 光学記録再生媒体製造用スタンパ
１６ ・・・・・・ 光学記録再生媒体製造用原盤
２０ ・・・・・・ 光源
２１ ・・・・・・ 電気光学変調器
２２ ・・・・・・ 検光板
２３ ・・・・・・ 光検出器
２４ ・・・・・・ 光出力制御器
２５ ・・・・・・ 変調光学系
２７ ・・・・・・ ドライバ
２８ ・・・・・・ 音響光学変調器
３１ ・・・・・・ Ｈｅ−Ｃｄレーザの集光ビームの強度分布
３２ ・・・・・・ Ｋｒレーザの集光ビームの強度分布
４０ ・・・・・・ 移動光学テーブル
４７ ・・・・・・ ウェッジプリズム
４８ ・・・・・・ 音響光学偏向器
４９ ・・・・・・ ウェッジプリズム
５０ ・・・・・・ 駆動用ドライバ
５１ ・・・・・・ 電圧制御発振器
５４ ・・・・・・ 対物レンズ
Claims (5)
- 露光ビームを照射することにより記録トラックに沿ってグルーブが形成され、上記グルーブがウォブリンググルーブとされて成る光学記録再生媒体の基板を成形する光学記録再生媒体製造用スタンパの製造方法であって、
原盤用基板上のフォトレジストを所定の凹凸パターンに対応するパターンにパターン露光を行った後現像して光学記録再生媒体製造用原盤を作製し、該光学記録再生媒体製造用原盤から転写したスタンパをエッチングすることによって、上記グルーブに対応するグルーブパターンの幅を微細化し、上記光学記録再生媒体のグルーブに対応するグルーブパターンのトラックピッチを２００ｎｍ以上３５０ｎｍ以下とし、
上記グルーブパターンの幅ｗｇ’と、上記グルーブパターンのトラックピッチｐ’との比ｗｇ’／ｐ’を、０．２４以上０．６７以下とし、
上記グルーブパターンの面粗度を、０．４ｎｍ以上０．８５ｎｍ以下とし、
上記グルーブの幅が、４７ｎｍ以上２３５ｎｍ以下とし、
上記グルーブのグルーブ側面の傾斜角度が、１５．４°以上４０°以下とし、
上記グルーブの深さ又は高さが、１５ｎｍ以上３０ｎｍ以下とし、
上記光学記録再生媒体製造用原盤を製造する際に、上記原盤用基板上の上記感光層としてγ特性値が４．５以上の高ガンマフォトレジストを用いること
を特徴とする光学記録再生媒体製造用スタンパの製造方法。 - 上記光学記録再生媒体製造用原盤を製造する際に、上記原盤用基板上の上記感光層に対するパターン露光に用いる露光用光の波長を、２６６ｎｍ以上４１３ｎｍ以下とすることを特徴とする請求の範囲第１項記載の光学記録再生媒体製造用スタンパの製造方法。
- 露光ビームを照射することにより記録トラックに沿ってグルーブが形成され、上記グルーブがウォブリンググルーブとされて成る光学記録再生媒体の基板を成形する光学記録再生媒体製造用スタンパであって、
上記光学記録再生媒体のグルーブに対応するグルーブパターンのトラックピッチが２００ｎｍ以上３５０ｎｍ以下とされ、
上記グルーブパターンの幅ｗｇ’と、上記グルーブパターンのトラックピッチｐ’との比ｗｇ’／ｐ’が、０．２４以上０．６７以下とされ、
上記グルーブパターンの面粗度が、０．４ｎｍ以上０．８５ｎｍ以下とされ、
上記グルーブパターンの幅ｗｇ’が、４７ｎｍ以上２３５ｎｍ以下とされ、
上記グルーブパターンのグルーブ側面及び傾斜角度が、１５．４°以上４０°以下とされ、
上記グルーブパターンの深さ又は高さが、１５ｎｍ以上３０ｎｍ以下とされて成るとともに、
上記光学記録再生媒体製造用スタンパは、原盤用基板上のフォトレジストを所定の凹凸パターンに対応するパターンにパターン露光を行った後現像して光学記録再生媒体製造用原盤が作製され、該光学記録再生媒体製造用原盤から転写したスタンパがエッチングを施されて形成され、上記スタンパの上記グルーブパターンの幅が、上記光学記録再生媒体製造用原盤のグルーブパターンの幅より小とされて成ること
を特徴とする光学記録再生媒体製造用スタンパ。 - 上記スタンパに対するエッチングが、プラズマエッチング又は反応性イオンエッチングとされること
を特徴とする請求の範囲第３項記載の光学記録再生媒体製造用スタンパ。 - 上記プラズマエッチング又は反応性イオンエッチングのガスを、ＡｒガスもしくはＡｒガスに酸素ガスを混入したガスを用いること
を特徴とする請求の範囲第４項記載の光学記録再生媒体製造用スタンパ。
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