JPH02235227A - 光ディスクおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 本発明は、光ディスクおよびその製造方法に関し、 あらかじめ基板に設定したＲＯＭ領域とユーザ領域の境
界と、膜の材料の違いでできる境界を、十分に小さい誤
差の範囲内で一致させた光ディスクおよびその製造方法
を提供することを目的とし、ディスク基板上に、ＲＯＭ
情報を凹凸として記録した第１領域と、光ビーム案内用
の一本のラセン状連続溝を設けた第２領域とを形成す“
る工程、上記基板上の、上記第１および第２領域に、相
変化型光記録材料の層を形成する工程、上記層に光ビー
ムを照射し照射部の上記相変化型光記録材料を相変化さ
せる工程、および上記第１および第２領域のスパッタエ
ッチングを行なうことによって、上記照射部以外の上記
相変化型光記録材料を除去する工程 を含むように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、光ディスクおよびその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

光ディスクは、ディスク基板上に光の反射率の異なる微
視領域（ビット）の列を形成することによって情報を記
録した記録媒体である。光ディスク上に記録された情報
は、光ビームをこのビット列に照射して反射光量の差か
ら読出される。

ビットの形成方式には、基板上に幾何学的な凹凸として
形成する方式と、相変化型光記録材料（Ｉｎ−Ｓｂ合金
等）の相変化として形成する方式とがある。ビットを凹
凸として形成する方式は、反射率の差を大きくとること
ができるので高い効率で読出すことができ、また記録さ
れた情報（ビット）の耐久性に優れているが、その反面
、一度書込まれた情報を書換えることが困難なため、も
っぱら読出し専用のＲＯＭ情報の記録に用いられる。一
方、ビットを相変化として形成する方式は、凹凸ビット
形成方式にくらべて、一般的に相変化型光記録材料の反
射率が低いため読出し効率上は不利であるが、相変化の
可逆性を利用して、一度書込まれた情報の書換えや新た
な情報の書込みが容易に行なえるという大きな利点があ
る。

凹凸ビット方式の光ディスクとしては、たとえばＣＤ（
コンパクトディスク）が最も一般的に用いられている。

ＣＤは、供給者側が予め曲などをＲＯＭ情報として記録
しておき、ユーザ側はこれをもっぱら再生（読出）する
形で利用する。

しかし、ユーザが書換え（もしくは書込み）もできれば
極めて便利であり、利用価値も飛躍的に高まる。そのた
め、ディスク上に凹凸形式でＲＯＭ情報を記録したＲＯ
Ｍ領域と、相変化型光記録材料を用いてユーザ側で書換
え／書込み可能としたユーザ領域とを設けた光ディスク
の開発が進められている。

光ディスクには本来極めて大量のデータが書き込めるの
で、その一部を再生専用のＲＯＭとし、残りをユーザが
データの書込みに利用できるようにしても、ユーザが利
用できる部分は十分確保することができる。かつ１枚の
円板上にＲＯＭとユーザ書込み部分が共存し、両方の領
域にアクセスできれば、使用上極めて便利になる。

ＲＯＭ領域の記録膜は反射率を高くすることが望ましい
。例えば、反射率を高くしてＣＤ規格を満足するように
すれば、これまでに販売されているＣＤプレーヤ、ある
いはＣＤ　−　ＲＯＭ　　ドライブでそのまま再生する
ことができる。

一方ユーザが書き込めるライトヮンス型、または書換え
型の相変化光記録材料は一般に反射率が低い。従って、
ＲＯＭ領域とユーザ領域で記録膜の材料を変えたい、と
いう要請は大きい。

従来、ＲＯＭ領域とユーザ書込み領域の材料をかえる場
合、マスクを用いて製膜するか、スピンコーティ・ング
によって内周と外周の材料を変えるというようなことを
していた。

しかしこのような方法では、あらかじめ基板上に設定し
たＲＯＭ領域とユーザ領域の境界と、現実に形成される
これらの領域での膜の材料の境界は数１０ＪＭ程度の誤
差が生じ、使用上十分な精度で一致させることができな
かった。

そのため、ＲＯＭ領域の境界付近では反射率が低い部分
ができて、再生できないというようなことや、ユーザ領
域の境界付近では書込みが出来ないというような問題が
あった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、あらかじめ基板に設定したＲＯＭ領域とユー
ザ領域の境界と、膜の材料の違いでできる境界を、十分
に小さい誤差の範囲内で一致させた光ディスクおよびそ
の製造方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的は、本発明によれば、 ディスク基板上に、ＲＯＭ情報を凹凸として記録した第
１領域と、光ビーム案内用の一本のラセン状連続溝を設
けた第２領域とを形成する工程、上記基板上の、上記第
１および第２領域に、相変化型光記録材料の層を形成す
る工程、上記層に光ビームを照射し照射部の上記相変化
型光記録材料を相変化させる工程、および上記第１およ
び第２領域のスパッタエッチングを行なうことによって
、上記照射部以外の上記相変化型光記録材料を除去する
工程 を含むことを特徴とする光ディスクの製造方法によって
達成される。

上記の目的は、またディスク基板上に、ＲＯＭ情報を基
板の凹凸として記録した第１領域と、一本のラセン状連
続溝内もしくは溝間に相変化型光記録材料を形成した第
２領域とを有し、上記第１領域と上記第２領域とが上記
ラセンの１ピッチ以下の間隔で隣接することを特徴とす
る光ディスクによっても達成される。

ディスク基板としては、相変化を起こさせる加熱に耐え
る材質である必要がある。この意味で、ガラス基板等が
適当である。この基板に、通常の方法、たとえばフォト
ボリマーとスタンパによって（２Ｐ法）第１領域（ＲＯ
Ｍ領域）と第２領域（書込可能なユーザ領域となる領域
、以下「仮ユーザ領域」と略称》とを形成する。たとえ
ば第１図に示したように、一枚の基板の中心寄りにＲＯ
Ｍ領域１を、外周寄りに仮ユーザ領域２を形成すること
ができる。このようにして形成されたＲＯＭ領域ｌでは
たとえば第２図に示したように基板の凹凸３としてＲＯ
Ｍ情報が記録されており、仮ユーザ領域ではたとえば第
３図のように光ヘッドのレーザビーム案内用の１本のラ
セン状連続溝４が刻まれている。

形成された第１および第２領域の全域に、相変化型光記
録材料の平衡相から成る層を形成する。

相変化型光記録材料としては、従来知られている（Ｉｎ
，−。Ｓｂ．　Ｌ−ｙＭｙ型の合金を用いることができ
る。・ここで、０．５≦Ｘ≦０．７．０≦ｙ≦０．３で
あり、Ｍは、ＡＩ，　Ｓｉ，　Ｐ，　　Ｚｎ，　Ｇａ，
　Ｃｅ，　Ａｓ，　Ｓｅ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｓｎ，Ｔｅ，Ｔ
Ｉ，Ｂｌ，Ｐｂ，Ｍｏ，Ｔ＋，Ｃｏ，Ｎｌ，Ｗ，　　Ａ
ｕ，Ｇｅおよび／またはＰｔである。平衡相は、通常こ
れらの合金の結晶化膜として得られる相である。

次に、はじめに形成した溝部分の上記層に光ビームを照
射して加熱することによって、この溝内にある相変化型
光記録材料を平衡相から準安定相に変化させる。光ビー
ムとしては、レーザビームが適当である。光ビームによ
って加熱された部分は周囲への熱伝達によって急冷され
て準安定相になる。そのために、相変化型光記録材料の
種類によって、光ビームの照射エネルギーを適当に選択
する。

次に、第１および第２領域の全域にスパツタエッチング
を行なう。準安定相は平衡相にくらべて、スパッタリン
グによるエッチング率がはるかに小さく、エッチングさ
れにくい。本発明では、このエッチング率の差を利用し
て平衡相を選択的に除去する。その結果、溝内にある準
安定相のみが残る。

実際には、たとえば、光ヘッドを用いてフォーカシング
、トラッキングしながら、レーザビームを照射し、仮ユ
ーザ領域の溝部分の膜のエツ．チング率を小さくしてお
き、その他の部分、即ちＲＯＭ領域と仮ユーザ領域の溝
間部分の膜のエッチング率を大きくしておく。この後、
スパッタリング装置に円板をセットし膜をスパッタエッ
チングすると、ユーザ領域の溝部分の膜のみが残る。光
ヘッドを用いて直径約１踊に絞ったレーヂビームで相変
化を制御できるので、あらかじめ形成したＲＯＭ領域と
仮ユーザ領域の境界に沿って膜を残すことができる。

その後、従来の光ディスクの製造に用いられる方法で透
明誘電体膜を製膜し、次にアルミニウムまたは金等の高
反射率の反射膜を製膜し、次に保護膜を設けることがで
きる。このようにして、ＲＯＭ領域はアルミニウム、ま
たは金の膜、ユーザ領域の溝部分は相変化光記録材料、
溝間部分はアルミニウム、または金の膜である光ディス
クを作ることができる。

この状態で、溝内に残留した準安定相を、用いた相変化
型光記録材料の種類に応じて適当に加熱することによっ
て再び平衡相に変化させる。

加熱は、恒温槽等の適当な炉を用いるか、レーザビーム
あるいはガスレーザ（Ａｒ　レーザ、Ｃ０２レーザなど
）などで行なうことができる。

〔作　用〕

本発明では、光ビーム照射による相変化を利用してユー
ザ領域を形成するので、最終的なＲＯＭ領域とユーザ領
域との境界はあらかじめ形成したＲＯＭ領域と仮ユーザ
領域との境界に実質的に一致する。

以下に、添付図面を参照し、実施例によって本発明を更
に詳しく説明する。

〔実施例〕

内周部分の半径２５Ｉｌ］ｆｆｌから４０ｍｍまでＣＤ
−ＲＯＭデータで、半径２２．５ｗＩＪから２５市まで
の部分と、半径４０ｍｍから５８順までの部分に、１．
６−ピッチのらせん１本溝が刻まれたスタンバを用意し
、このスタンパを転写して、半径６０ＩＩＩＩＩ１のガ
ラス２Ｐ（Ｐｈｏｔｏ　Ｐｏｌｙｍｅｒ）基板を作った
。ＣＤ−ＲＯＭデータは周速１．４ｍ／ｓで情報を読み
取れるようになっている。

この基板を２００℃に加熱した上にスパッタリングによ
ってｌＱＱｎｍの厚さのＩｎ．．Ｓｂ．０結晶化膜（平
衡相》を製膜した。

次にこれを第４図の書込み装置にセットした。

円板を回転させ、半径２２．５ｍｍの位置から光ヘッド
でグループをトラッキングして、周速を１．４ｍ／Ｓに
保った。続出レーザパヮーは１．５ｍＷとした。

このパワーではＩｎ，。Ｓｂ６。膜は相変化を起こさな
い。

この状態のままヘッドを外側に送った。

半径２３ｍｍの位置でレーザバヮーを５ｍｌｌｌにした
。

このパワーだとＩｎ４。ｓｂ．。膜は相変化を起こす。

この状態のまま周速を１．　４　ｍ／　ｓに保ったまま
ヘッドを外側に送った。

半径２５關の位置でＲＯＭ情報が読み取れたので、レー
ザバワーを再び１．５ｍＷに落とした。情報を読み取り
ながらヘッドを徐々に外側に送った。

半径４０市のところで情報が途切れた。この時点をスタ
ートポイントとして再びレーヂのパワーを５ｍＶＩとし
た。周速は１．　４　ｍ／　ｓに保ち溝にトラッキング
していた。この状態のまま半径５８ｍｍまでもっていき
、そこでレーザバヮーを切った。

このときユーザ部分の溝部分は融解、急冷され、準安定
な状態になった。これ以外の部分は平衡状態の結晶膜で
あった。この円板を再びスパッタ装置にセットし、アル
ゴンガス圧０．４ＰａＳＲＦバヮー２００１Ｍで２分間
逆スバッタした。即ち円板の膜をスパッタエッチングし
た。とりだしたところ、準安定状態の部分、即ちユーザ
部分の溝部分だけ（半径２３１ＩＩＩＩ１から半径２５
ｍ＋ｅの部分の溝と、半径４０ｍｓから半径５８ｍｍま
での領域の溝）、Ｉｎ，ｏｓｌ］ｓ。

膜が残った。これは、Ｉｎｎ。Ｓｂｓ。膜においては、
平衡状態に比べ、準安定状態の方がずっとエッチングさ
れにくいためである。

次にこの円板に二酸化シリコンを１０００ｍ％アルミニ
ウムを４０ｎｍ順次スパッタ製膜した。次に２Ｐをスピ
ンコーティングし、紫外線をあてて硬化させて保護膜と
した。

この状態の基板を、１８０℃に保持した恒温槽内に容れ
て５時間保持して、準安定相から平衡相への相変化を行
なった。この場合、恒温槽で加熱する代りに、周速を３
ｍ／ｓに保って３〜４ｍｌｌｌの弱いレーザビームを溝
部分に照射しても同様の結果が得られた。

次に、このようにして製造した光ディスクの半径４０ｍ
ｍから５０ｍｍの位置に、ＣＤ−ＲＯＭ規格に沿ってデ
ータを記録した。即ち半径２５ｍｍから５０＋ｎｍの領
域に、ＣＤ−ＲＯＭ規格に沿ったデータが記録されてい
ることになる。半径２５市から４０ｆｆｌｆｆｌまでは
基板の凹凸で記録された再生専用データであり、半径４
０ａｕｍから半径５０ｍｍまでは、ＩｎａｏＳｔｌｇｏ
膜の相変化を利用した反射率変化で記録された書換え可
能データである。その後、半径２３＋＋ｏｎから２５鵬
の領域にＣＤ−ＲＯＭ規格に従って、リードイン情報を
書き込んだ。これは半径２５ｍａ＋から半径５０ｍｍま
での情報に対応したもので、円板のどこに、何がかいて
あるかを示す目次情報である。

これを市販のＣＤ−ＲＯＭドライブにかけたところ、再
生専用部分（半径２５ｍｍから半径４０ｍｍの部分）に
ついては従来と同様の使い方ができた。また後で書き込
んだ部分（半径４０ｍｍから半径５０ｌＩｌｍの部分）
にもアクセスでき、しかも情報を読み取ることができた
。

ユーザ部分の情報を読み取れたということは、本発明の
一つの利点である。即ち、ユーザ部分にアクセスするに
は、ユーザ部分に情報を書き込む度に、それに対応して
リードイン情報を更新する必要がある。即ち半径２３ｍ
ａ＋から半径２５１１１１の領域のリードイン情報を書
き換えられる、ということが本質的である。またＣＤ−
ＲＯＭドライブが情報を読み取れたということは、アル
ミニウムの反射膜を使ったため、反射率が高くなったた
めである。

即ち、ユーザ部分の溝間の部分は反射率が低いＩｎ４（
ＩＳｂ６。膜ではなく、反射率の高いアルミニウム膜と
したためである。

なお、上記実施例では溝に光ビームを照射し、溝内の相
変化型光記録材料層を準安定相とし、溝間の相変化型記
録材料をエッチング除去する例を上げたが、溝間に光ビ
ームを照射し、溝間のネ゛目変化型記録材料層を準安定
相とし、溝内の相変化型記録材料をエッチング除去する
ことにより、溝間のみに相変化型記録材料層を形成して
も良い。

又、ＲＯＭ領域とユーザ領域は直接接続していても、ガ
イド部を介して接続していても良い。

〔発明の効果〕

本発明に従えば、基板にあらかじめ設けられたＲＯＭＲ
分と、溝だけが刻まれた仮ユーザ領域との境界に一致さ
せて、記録膜材料を変えて、最終的なユーザ領域を形成
することができる。

またＲＯＭ領域にＣＤ−ＲＯＭ規格に沿ったものとして
、かつ、反射膜としてアルミニウム、または金を使えば
、ＲＯＭｉ域およびユーザ領域の反射率が高くなるため
、市販のＣＤ−ＲＯＭドライブで情報を読み取ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および（ｂ）は、本発明にしたがった光デ
ィスクの一例を模式的に示すそれぞれ平面図およびディ
スク中心での断面図、 第２図は、本発明にしたがった光ディスクの基板をＲＯ
Ｍ領域で切断した状態の例を拡大して示す斜視図、 第３図は、本発明にしたがった光ディスクの基板を仮ユ
ーザ領域で切断した状態の例を拡大して示す斜視図、お
よび 第４図は、本発明にしたがってレーザビーム照射を行な
うための書込装置の例を示す配置図である。 １・・・ＲＯＭ領域、　　　２・・・仮ユーザ領域。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ディスク基板上に、ＲＯＭ情報を凹凸として記録し
   た第１領域と、光ビーム案内用の一本のラセン状連続溝
   を設けた第２領域とを形成する工程、 上記基板上の、上記第１および第２領域に、相変化型光
   記録材料の層を形成する工程、 上記層に光ビームを照射し照射部の上記相変化型光記録
   材料を相変化させる工程、および上記第１および第２領
   域のスパッタエッチングを行なうことによって、上記照
   射部以外の上記相変化型光記録材料を除去する工程 を含むことを特徴とする光ディスクの製造方法。 ２、ディスク基板上に、ＲＯＭ情報を凹凸として記録し
   た第１領域と、一本のラセン状連続溝内もしくは溝間に
   相変化型光記録材料を形成した第２領域とを有し、上記
   第１領域と上記第２領域とが上記ラセンの１ピッチ以下
   の間隔で隣接することを特徴とする光ディスク。