WO2001065553A1 - Procedes de production de support d'enregistrement et de production de matrice de pressage de support d'enregistrement, appareils de production de support d'enregistrement et de production de matrice de pressage de support d'enregistrement - Google Patents

Description

明 細 書

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

技術分野

本発明は、 例えば記録マークを構成するピッ ト、 あるいはグル

―ブ等の微細凹凸が形成され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、 および記録媒体製造 用原盤の製造装置に係わる。

上記原盤は、 例えば射出成形によってあるいは 2 P法 （Photop olymerizat ion 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 ンパー自体と して用いるとか、 このス夕ンパ一を複数転 写複製するためのいわゆるマスタ一作製の原盤、 このマスタ一を 複数転写複製するためのいわゆるマザ一マスタ一の原盤等である 背景技術

昨今、 益々高記録密度化の要求が高まっている。

近年、 記録媒体に対する光再生を行う光学ピックアツプにおい て、 記録媒体と光学レンズとの距離を 2 0 0 n m以下とするいわ ゆる二ァフィ 一ルド構成の提案がなされた。 これは、 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つてビームスポッ 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。

ところで、 再生光のスポッ 卜径は、 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のは、 再生光と して形成可能な最小スポッ 卜径の 1 Z 2以下に形成する ことが望まれる。

現在、 記録媒体の製造過程、 例えば原盤の製造過程では、 通常

、 図 8にその概略断面図を示すように、 原盤を構成する基板 1 0 1、 例えばガラス基板上に感光性材料層 1 0 2がスピンコー ト法 により形成され、 この感光性材料層 1 0 2 に対して、 レーザ光 1

0 3を、 集光レンズ 1 0 4によつて集光させ、 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 1 0 2を現像す るこ とによって、 例えばレーザ光照射によつて感光反応された領 域を除去して感光性材料層 1 0 2 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 1 0 1 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。

感光性材料の特性は、 図 9 にァ （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 1 0 Aの曲線 2 0 1で示すレーザ光パヮ一分布によ 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 きなパヮ一を有する図 1 0 Bの曲線 2 0 2 のレーザ光パワー分布 を有する レーザ光によつて露光する場合、 感光性材料層 1 0 2 に おける実質的な感光反応領域は、 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。

したがって、 上述した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 1 0 1の回転によって感 光性材料層 1 0 2上に、 例えば渦巻き状に走査させながら、 例え ば図 1 1 Aの曲線 2 0 3 に示す発光パターンによる露光を行う場 合、 図 1 1 Bに示すように、 基板 1 0 1上の感光性材料層 1 0 2 にレーザ光照射パターンに応じた露光部 1 0 2 A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 1 0 2 をエッチングマスクと して基板 1 0 1 に対してエッチングして形 成した微細凹凸は、 図 1 1 Cに例えばその記録マークとしての凹 部 1 0 3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。

しかしながら、 この場合、 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 卜径の 1 Z 2以下に小さ く して形成することができない。

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。

本発明においては、 微細凹凸の形成において用いる レーザ光の 光学限界のスポッ 卜より充分小さい幅もしく は 卜ラ ック ピッチを 有する微細凹凸の形成を、 微細凹凸の長短に依存することなく、 確実に形成できる記録媒体の製造方法、 記録媒体製造用原盤の製 造方法を提供する。

また、 本発明は、 簡易な構造を有し、 上述した電子線描画装置 に比して充分小型に構成することのでき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を提供するものである。 発明の開示

本発明による記録媒体の製造方法は、 微細凹凸を有する記録媒 体の製造方法にあって、 記録媒体を構成する基板上に、 感熱材料 層を形成する工程と、 この感熱材料層に、 レーザ光を目的とする 微細凹凸のパ夕一ンに応じたパ夕一ンに照射して感熱材料層に目 的とする微細凹凸に応じたパターンの変質部を形成する工程と、 この感熱材料層を現像してこの感熱材料層をパターン化する工程 とを有する。 そして、 特に本発明においては、 そのレーザ光のパ ターン照射を、 目的とする微細凹凸パターンの周期より も高周波 の周波数で変調されたレーザ光照射によって行う。

また、 本発明による記録媒体製造用原盤の製造方法は、 微細凹 凸を有する記録媒体を製造する記録媒体製造用原盤の製造方法で あって、 記録媒体を構成する基板上に、 感熱材料層を形成するェ 程と、 この感熱材料層に、 レーザ光を微細凹凸のパターンに応じ たパターンに照射して感熱材料層に微細凹凸に応じたパターンの 変質部を形成する工程と、 感熱材料層を現像して感熱材料層をパ ターン化する工程とを有する。 そして、 特に本発明においては、 そのレーザ光のパターン照射を、 目的とする微細凹凸パターンの 周期より も高周波の周波数で変調されたレーザ光照射によつて行 う。

また、 本発明による記録媒体の製造装置は、 微細凹凸を有する 記録媒体の製造装置であって、 少なく とも一主面に感熱材料層が 被着形成された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、 このレーザ光源部からのレーザ光を、 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と、 レーザ光を感熱材 料層に集光させる集光レンズ系を有する光学系と、 感熱材料層に 対し、 レーザ光の照射位置を移動させる移動手段とを有する構成 とする。

また、 本発明による記録媒体製造用原盤の製造装置は、 微細凹 凸を有する記録媒体の製造装置であって、 少なく とも一主面に感 熱材料層が被着形成された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、 このレーザ光源部からのレーザ光を、 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と、 レーザ光を 感熱材料層に集光させる集光レンズ系を有する光学系と、 感熱材 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を有す る構成とする。

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、 従来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、 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によつてこの変質部あるいはこの 変質部以外を除去してパターン化する方法とすることにより、 レ

—ザ光スポッ 卜より幅狭の加熱領域で変質部の形成を行う。 すな わち レーザ光スポッ 卜の光学的限界以下の微細パターンを形成す ることができるようにするものである。

また、 これら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、 特に、 微細凹凸の周期より高い周波数に変調さ れたレーザ光照射を行う ものであり、 このようにすることによつ て露光部の長短、 すなわち露光時間の長短によつて連続レーザ光 照射において生じる加熱部の広がりを回避して、 正確に所定形状 、 幅、 ピッチの変質部の形成を行って、 正確に目的とする微細パ ターンの形成を可能にするものである。

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。

図面の簡単な説明

図 1 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 は、 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 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、 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 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 造装置の一例の構成図である。 ，

図 7 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 造装置の他の一例の構成図である。

図 8 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 9 は、 感光性材料のァ （ガンマ） 曲線図である。

図 1 0 は、 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 1 1 は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。 発明を実施するための最良の形態

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。

本発明による記録媒体の製造方法においては、 先ず記録媒体を 構成する例えば透明樹脂基板、 あるいは例えばガラス基板上に酸 ィ匕シ リ コ ン （ S i 0 ₂ ) 層が形成されてなる S i 0 ₂ 基板が用意 され、 この上に感熱材料層を形成する。

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 —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―ンの反転パターンをもつて照射 して感熱材料層にレーザ光照射部における温度上昇によつて変質 部を形成する。

いま、 照射レ一ザ光のスポッ 卜におけるパヮ一分布が、 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 卜 S P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 S P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 なわち変質部の幅は、 より小に選定できる。

この温度上昇領域 4 は、 スポッ 卜の移動方向の後方が先方に比 し長時間照射されることによって幅広く なる。

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一タパ夕一ンが、 例えば図 3 A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一夕信号による 変調と同時に、 図 3 Bあるいは図 3 Cに示すように、 この記録デ

—夕信号の周波数より高い例えば数 1 0 O M H z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 3 B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 3 C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。

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、 感熱材料層をパ夕一ン化する。

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

5 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 もつ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） 力 感熱材料層の厚さによって 規定されるなどの制約を曼けることから、 この感熱材料層をエツ チングマスク と して、 基板表面を例えば異方性ェッチングによる 10 R I E (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 o - 上述したよ うに、 本発明による記録媒体の製造方法においては 、 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

15 形成を行う ものであるが、 この場合、 感熱材料層に変質部を形成 する幅、 したがって、 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、 狭小に形成できる。

したがって、 この方法では、 より微細で、 高密度の微細凹凸を 形成する こ とができる。

20 また、 特に、 本発明方法においては、 図 3 Bおよび図 3 Cで説 明した高周波変調を行つ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したことから、 得られた記録マークパ 夕一ンは、 図 3 D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 乙 Ό る o

すなわち、 レーザ照射を、 本発明における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、 レーザ照射の後端側に向かうほど加熱領域が広がり

、 これによつて図 3 D中鎖線 bに示すように、 変質部の幅がレ一 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、 本発明方法においては、 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したこ とから、 マーク長が長い場合においても、 温度上昇を抑制でき、 マ一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 —クパターンの形成を行う ことができる。

また、 本発明による記録媒体製造用原盤の製造方法は、 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、 例えば射出成型、 2 P法等によって得るための原 盤を製造する。

この原盤の製造方法は、 原盤を構成する基板が用意され、 この 上に感熱材料層を形成する。

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 のパターンに応じた、 すなわち例えば図 1 の記録マークを構成す る凹部 1のパターン、 あるいはこれと反転したパターンに照射し て感熱材料層にこのバタ一ンの変質部を形成する。

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 卜より狭 小な変質部を形成することができる。

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 感熱材料層によつて微細凹凸の形成がなされることから、 この状 態をもつて微細凹凸を有する記録媒体用原盤とすること もできる が、 この場合は、 微細凹凸の深さ （高低差） カ^ 感熱材料層の厚 さによつて規定されるなどの制約を受けることから、 この感熱材 料層をェッ チングマスク と して、 基板表面を例えば異方性エツチ ングによる R I E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原盤を作製することができる。

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 ンパ一を複製形成するためのいわゆるマス夕一、 またはこ のマスタ一を複製形成するためのいわゆるマザ一マスタ一等であ る。

本発明による この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。

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したことから、 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。

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られる感熱材料層は、 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。

感熱材料層の具体的構成は、 例えば A 1 層と C u層との積層構 造、 A 1 層と G e層との積層構造、 S i 層と A 1 層との積層構造 、 G e層と A u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 T i， T a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。

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 4 1 0 n m〜 3 9 0 n m ) の例えば G a N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。

感熱材料層のパ夕―ン化の現像処理は、 例えば 1〜 3 %のテ ト ラメ チルアンモニゥムハイ ドロォキサイ ド水溶液によって行う。 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。

図 4 A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 S i 0 層 （図示せず） が形成された例えば円板状の基板 1 1 を用意し、 その S i 0 面上に、 感熱材料層 1 2 を形成する。 この感熱材料層 1 2 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 1 、 第 1および第 2 の材料 層 1 2 aおよび 1 2 b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 1 2 aおよび 1 2 b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 とによつ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 、 溶解レ一 卜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 1 2 aおよび 1 2 bの構成 材料層の組み合わせは、 A 1 と C u， A 1 と G e等がある。

この感熱材料層 1 2 に対して、 図 4 Bに示すように、 レーザ光 1 3を、 例えば基板 1 1の回転と、 レーザスポッ トの、 基板 1 1 の半径方向への移動によって、 感熱材料層 1 2におけるレーザス ポッ 卜を、 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 1 1上に、 円もしく は渦巻状に沿って移動させる。 そして、 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 3 Bまたは図 3 Cで示す高周波変調によるパヮ一を変化 させるレーザ光照射によつて感熱材料層 1 2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 1 2 の第 1 および第 2 の材料層 1 2 aおよび 1 2 b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 1 2 s を形成 する。

このようにして、 図 5 Aに示すように、 感熱材料層 1 2 に、 例 えば合金化による変質部 1 2 s と、 他部の合金化がなされない非 変質部 1 2 n とを形成する。

その後、 感熱材料層 1 2 に対し、 現像処理を行つて、 図 5 Bに 示すように、 この例では変質部 1 2 sを除去、 すなわち選択エツ 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 卜ラメチルアンモニゥムハイ ドロォキサイ ド水 溶液を用い、 これに浸すことにより例えば合金化による変質部 1 2 を選択的にエッチング除去することができ、 感熱材料層 1 2を 、 ノ、。ターン化することができる。 そして、 この例においては、 図 5 Cに示すように、 この微細パ 夕一ン化された感熱材料層 1 2 をエッチングマスクと して、 基板 1 、 例えばその表面の S i 0 2 層をエッチングして、 微細凹凸 1 5 を形成する。

このエツチングは、 異方性ェッチングによる R I E (反応性ィ オンエッチング） によって、 凹凸断面が垂直性に富んだ微細凹凸 1 5 を形成することができる。

この微細凹凸 1 5の高低差 （深さ） は、 例えば基板の表面層の S i 0 2 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 S i 0 2 表面層下の下地基板をエッチングス 卜 ッパとすることによって、 微細凹凸 1 5の深さを S i 0 2 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。

その後、 感熱材料層 1 2 を、 その第 2および第 2の各材料層 1 2 bおよび 1 2 aの各溶液に順次浸漬させて、 これらを除去する o

このようにして、 図 5 Dに示すように、 基板 1 1の表面に微細 凹凸 1 5が形成される。

その後、 感熱材料層 1 2を、 溶解除去し、 この微細凹凸 1 5が 形成された基板 1 1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 1 6、 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。

上述した方法におけるように、 感熱材料層 1 2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 ンモニゥムハイ ドロォキサイ 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。

尚、 上述した例では、 感熱材料層 1 2 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 この場合、 感熱材料層 1 2 を、 例えば G e と A 1 の組み合わせ のほか、 S i と A 1 の組み合わせ、 G e と A u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つて除去できる。

また、 感熱材料層 1 2 の変質部の形成は、 相変化、 熱酸化現象 等によることができ、 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つて変質部 1 2 s 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し、 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。

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、 スパッ夕 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。

また、 前述したように、 バタ一ン化された感熱材料層 1 2をマ スク として、 例えば R I Eによって、 基板 1 1に対するエツチン グを行って微細凹凸 1 5 の形成を行う ことによって、 感熱材料層 1 2 自体によつて微細凹凸を形成する場合におけるような、 感熱 材料層 1 2 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。

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で説明したと同様の方法を 採ることができものであり、 この原盤の製造においては、 基板 1 1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 S i 0 ₂ 基板を用いることが できる。

そ して、 このようにして作製した図 5 Dに示す原盤 2 6 は、 こ れをスタ ンパ一と して用いることもできるし、 この原盤 2 6をス タ ンパ一を反転複製するマスタ一とすることもできるし、 更にこ の原盤 2 6 をマスタ一を反転複製するマザ一マスタ一とすること もできる。

そして、 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、 2 P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つ 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。

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、 感熱材料層 （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 1 1を保持する保持手 段 4 1 と、 レーザ光源部 4 2 と、 このレーザ光源部 4 2力、らのレ —ザ光 1 3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 段と、 レーザ光を感熱材料層に集光させる集光レンズ系 4 4を有 する光学系 4 5 と、 感熱材料層に対し、 レ一ザ光の照射位置を移 動させる移動手段とを有する構成とする。

レーザ光源部 4 2 は、 例えば半導体レーザによらず、 例えば A r 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 4 6 と、 高速変調器 4

7 とが、 レーザ光源部 4 2から発射され、 光学系 4 5によって基 板 1 1 に向かう レ一ザ光 1 3の光路中に設けられる。

低速変調器 4 6 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 1 3の変調がなされ、 高速変調器 4 7 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 4 6 は、 各種周知の変調器、 例えば電気光学 （ E 0 ) 効果、 音響光学 （A O ) 効果、 そのほか各種の効果を利用 した変調器を用いいることができる。

また、 高速変調器 4 7 は、 例えば K. Osato, K. Yamamoto, I. Ichi mura, F. Maeda, Y. Kasami , M. Yamada, Proceedings or Opt ical Data

Storage' 98, Aspen, Colorado, 80-86, " A rewritable opt ical d i sk system wi th over 10GB of capasity " で報告された変調器 を用いることができる。

このように、 レーザ光源部 4 2力、ら取り出されたレーザ光 1 3 は、 高速変調器 4 7、 低速変調器 4 6 によってそれぞれ変調され

、 例えばミ ラ一 4 8および集光レンズ系 4 4等を有する光学系 4 5 によって基板 1 1上の感熱材料層に集光照射される。 このとき 、 この感熱材料層に対する レーザ光 1 3 は、 基板 1 1上を、 走査 するように相対的に移行するように、 移動手段と しては、 例えば 基板 1 1 の保持手段 4 1が回転し、 一方、 光学系が基板 1 1 の半 径方向に移動するようになされて、 基板 1 1上の感熱材料層に、 レーザ光 1 3が、 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、 上述したレーザ光の変調によって、 所定パター ンの変質部の形成がなされる。

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 4 、 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 4 3 と しては、 半導体レ一ザへの注入 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。

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。

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、 その保持手段 4 1が、 原盤構成基板 1 1を保持 する手段とする。

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。

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。

この場合においても半導体レーザと して、 G a N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。

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 、 他の形状例えば力一 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。

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。 上述したように、 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れば、 従来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、 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によっ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ることから、 レーザ光 スポッ 卜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。

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、 特に本発明においては、 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して、 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 パ夕一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、 パ夕一 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。

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

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 微細凹凸を有する記録媒体の製造方法であって、

上記記録媒体を構成する基板上に、 感熱材料層を形成する工程 と、

該感熱材料層に、 レーザ光を上記微細凹凸のパターンに応じた パ夕ーンに照射して上記感熱材料層に上記微細凹凸に応じたバタ -ンの変質部を形成する工程と、

上記感熱材料層を現像して該感熱材料層をパターン化する工程 とを有し、

上記レーザ光のパターン照射を、 上記微細凹凸パターンの周期 より も高周波の周波数に変調されたレーザ光照射と したことを特 徴とする記録媒体の製造方法。

2 . 上記感熱材料層を、 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と 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 料に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 は反応による上記変質部 を形成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。

3 . 上記レーザ光が、 半導体レーザ光であることを特徵とする請 求項 1又は 2 に記載の記録媒体の製造方法。

4 . 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又は 2 に記載の記録媒体の製造方法。

5 . 上記感熱材料層の構成材料が、 無機材料であることを特徴と する請求項 1又は 2 に記載の記録媒体の製造方法。

6 . 上記バタ一ン化された感熱材料層をマスクと して、 上記基板 に微細凹凸を形成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。

7 . 上記パターン化された感熱材料層をマスクと して、 上記基板 に反応性ィォンエッチングによつて微細凹凸を形成することを特 徵とする請求項 1 に記載の記録媒体の製造方法。

8 . 上記感熱材料層のパター ン工程における現像を、 テ 卜ラメチ ルア ンモニゥムハイ ドロォキサイ ド水溶液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。

9 . 微細凹凸を有する記録媒体を製造する記録媒体製造用原盤の 製造方法であつて、

上記記録媒体を構成する基板上に、 感熱材料層を形成する工程 と、

該感熱材料層に、 レーザ光を上記微細凹凸のパタ一ンに応じた パ夕一ンに照射して上記感熱材料層に上記微細凹凸に応じたバタ 一ンの変質部を形成する工程と、

上記感熱材料層を現像して該感熱材料層をパターン化する工程 とを有し、

上記レーザ光のパター ン照射を、 上記微細凹凸パターンの周期 より も高周波の周波数に変調されたレーザ光照射と したことを特 徴とする記録媒体製造用原盤の製造方法。

1 0 . 上記感熱材料層を、 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と 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 料に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 は反応による上記変質部 を形成することを特徴とする請求項 9に記載の記録媒体製造用原 盤の製造方法。

1 1 . 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 9又は 1 0 に記載の記録媒体製造用原盤の製造方法。

1 2 . 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 9又は 1 0 に記載の記録媒体製造用原盤の製造方法。

1 3 . 上記感熱材料層の構成材料が、 無機材料であることを特徴 とする請求項 9又は 1 0 に記載の記録媒体製造用原盤の製造方法

O

1 4 . 上記バタ一ン化された感熱材料層をマスクと して、 上記基 板に微細凹凸を形成することを特徵とする請求項 9 に記載の記録 媒体製造用原盤の製造方法。

1 5 . 上記パター ン化された感熱材料層をマスクと して、 上記基 板に反応性ィオンエツチングによつて微細凹凸を形成することを 特徴とする請求項 9に記載の記録媒体製造用原盤の製造方法。

1 6 . 上記感熱材料層のパターン工程における現像を、 テ トラメ チルアンモニゥムハイ ドロォキサイ ド水溶液によって行う ことを 特徴とする請求項 9に記載の記録媒体製造用原盤の製造方法。

1 7 . 微細凹凸を有する記録媒体の製造装置であって、

少なく とも一主面に感熱材料層が被着形成された記録媒体を構 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、 上記微細凹凸のパターンに 応じて変調すると共に、 上記微細凹凸の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、

上記レーザ光を上記感熱材料層に集光させる集光レンズ系を有 する光学系と、

上記感熱材料層に対し、 上記レーザ光の照射位置を移動させる 移動手段とを具備して成ることを特徴とする記録媒体の製造装置 o

1 8 . 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 1 7に記載の記録媒体の製造装置。

1 9 . 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 1 7に記載の記録媒体の製造 o

2 0 . 微細凹凸を有する記録媒体を製造する記録媒体製造用原盤 の製造装置であって、

少なく とも一主面に感熱材料層が被着形成された記録媒体を構 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、 上記微細凹凸のパターンに 応じて変調すると共に、 上記微細凹凸の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、 上記レーザ光を上記感熱材 料層に集光させる集光レンズ系を有する光学系と、

上記感熱材料層に対し、 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。

1 . 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 れたことを特徵とする請求項 2 0に記載の記録媒体の製造装置。

2 2 . 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 2 0 に記載の記録媒体の製造 装置。 '