WO2003005353A1 - Support d'enregistrement optique, disque original pour support d'enretistrement optique, et procede de fabrication du disque original - Google Patents

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information recording
recording medium
master
group
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Hiroyuki Takemoto
Mitsuo Arima
Tadao Suzuki
Yoshihito Fukushima
Hiroshi Nakayama
Atsushi Takeuchi
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Sony Corporation
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Definitions

  • Optical information recording medium master for optical information recording medium, and method of manufacturing the same
  • the present invention relates to an optical information recording medium, and more particularly, to an optical information recording medium having both lands and dubs as recording tracks. Background art.
  • optical disks Rewritable and removable optical information recording media (hereinafter abbreviated as optical disks) have been widely used as file memories for personal computers. To meet this need, various technologies have been developed to increase the recording capacity. As a method of increasing the recording capacity, there is a method of increasing the recording density in the radial direction and the circumferential direction.
  • CNR Carrierto Noise Ratio
  • jitter Jitter
  • crosstalk the effects of crosstalk between signals recorded on adjacent tracks, that is, crosstalk from a group adjacent to a land or signals recorded on a land adjacent to a group appear.
  • in land / group recording there is a difference in crosstalk characteristics between a land track that is concave when viewed from the incident surface of the reproducing laser and a groove track that is convex when viewed from the incident surface of the reproducing laser.
  • complicated designs are made while paying attention to them.
  • MSR MagnetticaalliyInduccedSuperResosulution
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an optical information recording medium having high signal quality using both a land and a group as recording tracks. Disclosure of the invention
  • optical information recording medium an optical information recording medium master and a method of manufacturing the same according to the present invention described below.
  • the optical information recording medium of the present invention is an optical information recording medium having both lands and groups as recording tracks on a substrate, wherein an inclination angle of a side surface of the group of the substrate is 25 ° or more, 40 °
  • the arithmetic mean roughness (Ra) of the land surface and the group surface of the substrate is 0.2 to 0.7 nm.
  • Such optical information recording media have good signal quality characteristics, that is, good jitter, erasing magnetic field characteristics, and crosstalk characteristics.
  • the difference between the arithmetic average roughness (Ra) of the land surface and the group surface is 0.2 nm or less.
  • An optical information recording medium having such a configuration has good magnetic balance between lands and groups, and has good signal quality characteristics.
  • optical information recording medium described in the above (1), it is desirable that information is reproduced using magnetic super-resolution (MSR).
  • MSR magnetic super-resolution
  • the present invention also relates to an optical information recording medium master for transferring and manufacturing an optical information recording medium substrate having both lands and groups as recording tracks, wherein an inclination of the master surface corresponding to the side surface of the group is provided.
  • the angle of the master surface corresponding to the land surface and the groove surface is not less than 25 ° and not more than 40 °.
  • Arithmetic mean roughness (Ra) is 0.2 to 0.7 nm.
  • the method for producing an optical information recording medium master is a method for producing an optical information recording medium master for transferring and producing an optical information recording medium substrate having both lands and groups as recording tracks. Forming a land and a group shape on the surface of the master material; and performing a plasma etching process on the surface of the master material on which the land and the group shape are formed to reduce the inclination angle of the master surface corresponding to the side surface of the group by two. 5 ° or more and 40 ° or less, and the process of setting the arithmetic average roughness (Ra) of the master surface corresponding to the land surface and the group surface to 0.2 to 0.7 nm.
  • Ra arithmetic average roughness
  • a method of manufacturing a master disk for an optical information recording medium according to (3), the plasma generation gas in the bra Zuma etching process is characterized in that it is a A r, N 2, H e or 0 2.
  • the difference between the arithmetic average roughness (R a) of the land surface and the group surface be 0.2 nm or less.
  • FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of an example of an optical information recording medium according to the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic sectional view of an example of the optical information recording medium according to the present invention.
  • FIG. 3 is a partial schematic perspective view of a transparent disk substrate of the optical information recording medium according to the present invention.
  • FIG. 4 is a partial schematic sectional view of a transparent disk substrate of the optical information recording medium according to the present invention.
  • FIG. 5 is a graph showing the jitter characteristics of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2.
  • FIG. 6 is a graph showing the erasing magnetic field characteristics of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2.
  • FIG. 7 is a graph showing power margin characteristics of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2.
  • 8A to 8I are process cross-sectional views showing a method for manufacturing an optical information recording medium master according to the present invention.
  • FIG. 9 is a partial schematic cross-sectional view of a transparent disk substrate of an optical information recording medium according to a conventional example.
  • FIG. 10 is a graph showing the relationship between the plasma etching time and the inclination angle of the master surface corresponding to the groove side surface in the manufacturing process of the master for optical information recording media according to the present invention.
  • FIG. 11 is a graph showing the relationship between the plasma etching time in the manufacturing process of an optical information recording medium master according to the present invention and the arithmetic average roughness of the master surface corresponding to the land surface and the group surface. Best mode for implementing
  • An optical information recording medium (abbreviated as an optical disk) of the present invention has both groups (grooves) and lands as recording tracks on a substrate, and irradiates a laser beam from the back side of the substrate to perform recording and reproduction. This is a configuration to perform.
  • an example of the optical disk of the present invention will be described with reference to the drawings.
  • the optical disk of the present invention is not limited to the embodiments and examples. That is, the optical disk of the present invention is applicable as long as groups and lands are formed on a substrate as recording tracks.
  • a read-only optical disk having a predetermined fine concavo-convex pattern according to a recording signal formed on a signal recording layer may be used.
  • FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of an optical information recording medium 1 (hereinafter, abbreviated as an optical disk) according to the present embodiment.
  • the optical disc 1 of the present invention can record and reproduce a recording signal a plurality of times.
  • the optical disc 1 is housed in a disk cartridge (not shown), and has a recording / reproducing apparatus (not shown). It is used detachably with respect to.
  • an optical disc 1 of the present invention comprises, on a transparent disc substrate 2, a first dielectric layer 3, a signal recording / reproducing layer 4, a second dielectric layer 5, a heat spreading layer 6,
  • the protective layer 7 is formed by sequentially laminating.
  • Signal recording / reproducing layer 4 consists of a reproducing layer, an intermediate layer and a recording layer.
  • a groove-shaped group 2a and a land 2b having a trapezoidal cross section are spirally formed in the circumferential direction.
  • the optical disc 1 is configured to record and reproduce signals along the group 2a and the land 2b.
  • recording tracks for recording and reproducing recording signals are formed along the group 2a.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing an enlarged cross section of a land-group shape in FIG.
  • Ra and Rae indicate the arithmetic average roughness of the land surface and the arithmetic average roughness of the group surface, respectively.
  • the inclination angle 0 of the side surface of the group indicates that the side surface of the group is the horizontal plane of the transparent disk substrate 2.
  • the inclination angle ⁇ of the group sides 2 5 ° or more, 4 0 ° or less, and any arithmetic Rights Hitoshiara of R a G arithmetic mean roughness was R a and groups face of the land surface is zero. 2 to 0.7 nm.
  • the arithmetic average roughness (R a) is obtained by extracting a reference length () from the roughness curve in the direction of the average line, and summing the absolute value of the deviation from the average line of the extracted portion to the measurement curve. It is the average value, which can be obtained by the following formula. Further, in the present embodiment, in the optical disc 1 having the above configuration, the reproduction of information was performed using magnetic super-resolution (MSR). '
  • the optical disk 1 was manufactured by sequentially forming the protective layer 7 by a conventional method.
  • the first dielectric layer 3, the signal recording / reproducing layer 4, the second dielectric layer 5, and the thermal diffusion layer 6 were formed by sputtering, and the protective layer 7 was formed by spin coating.
  • each layer was 1.2 mm for the substrate, and 80 nm for the first dielectric layer 3 (SiN).
  • Signal recording ⁇ Reproduction layer 4 is the reproduction layer (Gd F e Co)
  • the second dielectric layer 5 (S i N) has a thickness of 20 nm
  • the diffusion layer 6 (A 1 Ti) was 1 O nm
  • the protective layer 7 (ultraviolet curable resin) was 10 m.
  • the signal recording / reproducing layer 4 constituting the optical disk 1 has a magneto-optical recording layer in the present embodiment.
  • the magneto-optical recording layer may be formed as a single layer, or may be formed as a multilayer structure.
  • the signal recording / reproducing layer 4 has the irregularities of the group 2 a and the land 2 b of the transparent disk substrate 2 transferred thereto.
  • FIG. 5 shows the jitter of each example
  • FIG. 6 shows the erasing magnetic field characteristics
  • FIG. 7 shows the power margin characteristics.
  • the power margin characteristic represents the difficulty in generating crosstalk as a result.
  • the wavelength of the reading laser beam is 65 nm
  • the NA (numerical aperture) is 0.55
  • the linear velocity is 7.5 m / s as common conditions for all items.
  • steps 1 and 2 may be performed by replacing the land and the group in each step with the following steps 1 ′ and 2 ′.
  • steps 1 and 2 may be replaced with the following steps 1 ′ and 2 ′ in which the land and the group are replaced in each step.
  • Prmargin ⁇ (Prmax-Priin) / Prmin ⁇ X 100% be the XT margin.
  • the rise and fall of the jitter are the values when the jitter value falls below 11%.
  • steps 1, 2, 3 and 5 may be replaced by the following steps 1 ', 2', 3, and 5 in which the land and the dub are replaced in each step, respectively.
  • Example 2 In contrast, in Comparative Example 2, the jitter in the group was low, but the jitter in the land was high, and it cannot be said that both were harmonized. Such unbalanced zipper characteristics are not suitable for using both lands and groups as recording tracks. It is considered that in Example 1, the arithmetic average roughness of the land surface was improved, and the balance with the arithmetic average roughness of the group surface was improved.
  • Example 1 and Comparative Example 1 were both lower in land and group than Comparative Example 2.
  • the cause that is, the arithmetic mean roughness of the land surface was improved by the plasma etching
  • the details of the cause of the improvement in the erasing characteristics despite the deterioration of the arithmetic mean roughness of the group surface are unknown, but the magnetization is not clear. It is presumed that the erasing characteristics were improved because the surface state was easily inverted.
  • Fig. 7 shows the power margin characteristics and the resistance to crosstalk.
  • the inclination angle 0 of the side surface of the group becomes more gentle, so that the crosstalk increases and the reading characteristics decrease, that is, the page margin decreases.
  • the power margin was maintained without deterioration when the inclination angle of the side surface of the group was 25 °. It can be said that both the land and the group are balanced.
  • the inclination angle of the side surface of the group in Comparative Example 1 was 19 °, the power margin was significantly deteriorated.
  • Example 1 the following effects can be obtained in the magnetic characteristics of the optical disk by controlling the shape of the recording surface, that is, the shape of the transparent disk substrate.
  • the jitter on the land surface is improved, and the balance between both the land and the group is improved.
  • the erase magnetic field characteristics are improved on both the land surface and the group surface.
  • the power margin characteristics on the land surface and group surface can be maintained without deteriorating.
  • the crosstalk and the jitter and magnetic performance of both the tracks of the land and the group which have been difficult so far, can be simultaneously performed. It is now possible to be satisfied.
  • the optical information recording medium 1 according to the present invention can be manufactured by using the transparent disk substrate 2 having the above-mentioned shape, and this disk substrate is manufactured and used for an optical information recording medium master as described below. It can be obtained by doing This is because the shape (inclination angle and arithmetic mean roughness) of the optical disk after molding is similar to that of the stamper (master).
  • the method for manufacturing an optical information recording medium master is a method for manufacturing an optical information recording medium master by transferring and manufacturing a substrate of an optical information recording medium having both lands and groups as recording tracks.
  • a method of manufacturing the master for an optical information recording medium will be described with reference to FIGS. 8A to 8I.
  • the method comprises the following steps. First, the surface of the glass plate 10 on which the master is to be made is polished and washed (Fig. 8A), and the resist 11 is applied to the surface of the glass plate 10 (Fig. 8B). On the surface of 11, exposure is performed with laser beam 17 and cutting is performed so that the track shape remains (Fig. 8C), resist 11 is developed and washed, and resist is applied to the surface. The glass plate 18 is formed with the uneven track formed by the remaining portion 12 (Fig. 8D).
  • a thin nickel film 13 is attached by, for example, a sputtering electroless plating to make the surface conductive (FIG. 8E).
  • Nickel plating is applied to the substrate to form a nickel plating layer 14 (FIG. 8F).
  • the nickel plating layer 14 is peeled off from the glass plate 18, washed and polished to produce a nickel master 15 (FIGS. 8G and 8H).
  • the entire surface of the nickel master 15 is subjected to plasma etching treatment (FIG. 8I).
  • the step of creating land and group shapes on the surface of the master material (abbreviated as the first step) in the present embodiment is the step shown in FIGS. 8A to 8H.
  • Various methods can be applied to this step using known techniques.
  • the nickel plating method described here is one of them.
  • the master material is not limited to the above nickel materials.
  • the feature of the nickel master 15 completed in the first process is that the land surface is plated on the rough surface of the resist surface, and the arithmetic mean roughness of the master surface corresponding to the land surface is rough. is there. That is, as shown in the schematic cross-sectional view in Fig. 9, the land surface is rougher than the dull surface, and the arithmetic mean roughness of the master surface corresponding to the land surface and dull surface is balanced. Not.
  • the optical disk obtained here is a conventional example, and corresponds to Comparative Example 2 in Tables 1 and 2 described above.
  • the surface of the master material on which the lands and dull shapes are formed is further subjected to plasma etching.
  • the inclination angle of the master surface corresponding to the group side surface is set to 25 ° or more and 40 ° or less, and the arithmetic mean roughness (R) of the master surface corresponding to the land surface and the group surface a) is set to 0.2 to 0.7 nm.
  • a parallel plate type apparatus with a substrate cathode installed type is used for plasma etching.
  • the plasma etching gas used was Ar gas.
  • Example 1 and Comparative Example 1 were 150 W, 10 Pa, 3 min (Example 1), and 150 W, 10 Pa, respectively. And 5 min (Comparative Example 1).
  • FIG. 10 is a graph showing the relationship between the plasma etching time according to the present embodiment and the inclination angle of the master surface corresponding to the side surface of the group.
  • FIG. 11 is a graph showing the relationship between the plasma etching time and the land surface and the group according to the present embodiment.
  • 6 is a graph showing the relationship between the arithmetic average roughness of the master surface corresponding to the surface.
  • the inclination angle 0 of the master surface corresponding to the side surface of the group becomes slower with the etching processing time due to the angular dependence of the etching rate in anisotropic etching.
  • the tilt angle is 40 ° in the initial state.
  • the tilt angle is about 25 ° in 3 minutes in Example 1 (portion A in FIG. 10), and 19 ° in 5 minutes in Comparative Example 1. (Part B in FIG. 10).
  • the arithmetic average roughness (R a) of the master surface corresponding to the land surface and the group surface basically tends to deteriorate due to ion bombardment.
  • the land surface was rough in the initial state because the land surface was formed by plating on the rough surface of the resist in the first step. Therefore, the arithmetic average roughness is improved in the initial stage of the plasma etching process.In other words, the arithmetic average roughness of the master surface corresponding to the land surface in the initial state roughened by the plasma etching process is temporarily improved. It is. After that, if the plasma etching process is continued, the surface becomes rough due to the effect of plasma etching, that is, the arithmetic average roughness increases monotonically.
  • the arithmetic average roughness of the master surface corresponding to the land surface and the group surface can be controlled by using the plasma etching method, and the control of the arithmetic average roughness can improve the signal quality.
  • plasma etching using Ar gas is used in the above embodiment, other gas types, for example, N 2 , He, and O 2 can be used.
  • Example 2 The comparison between the disk of the present invention manufactured as described above and the characteristics of the conventional disk is as shown in Table 2 above. That is, in Example 1, the etching time was 3 minutes, the inclination angle of the side surface of the group was 25 °, and the arithmetic average roughness was kept low and balanced on both the group surface and the land surface. Has good signal quality.
  • Comparative Example 2 is a conventional product, which has not been subjected to the plasma etching treatment in the present invention, so that the inclination angle of the side surface of the group is large, and the balance of the arithmetic average roughness of the land surface and the dull surface is balanced. Not taken. That For this reason, although the power margin characteristics are excellent, the jitter and the erasing magnetic field characteristics are not considered.
  • the optical information recording medium As described above in detail, according to the optical information recording medium, the master for the optical information recording medium, and the method for manufacturing the same, the following effects can be obtained.
  • optical information recording medium of the present invention recording on both lands and groups can be performed without deteriorating the recording quality. That is, it is possible to appropriately balance the jitter, the erasing magnetic field characteristic, and the power margin characteristic related to both the land and the group, and to improve them only by the shape irrespective of the properties of the signal recording film.
  • the optical information recording medium of the present invention is particularly effective in the MSR system for increasing the recording density in the circumferential direction.
  • the above-mentioned recording medium can be mass-produced, and by using plasma etching, the arithmetic of the master surface corresponding to the land surface and the group surface can be performed. Control of the average roughness becomes easy.

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Description

光情報記録媒体、 光情報記録媒体用原盤およびその製造方法 技術分野
本発明は、 光情報記録媒体に関し、 さらに詳しくはランドおよびダル —ブの両方を記録トラックとして有する光情報記録媒体に関する。 背景技術 .
書き換え可能でリム一バブルな光情報記録媒体 （以下、 光ディスクと 略す） は、 パソコン用ファイルメモリなどとして、 広く用いられるよう になっている。 そのニーズに応えるために、 記録容量を増加させるため の様々な技術が開発されている。 記録容量を高める方法としては、 半径 方向と周方向に記録密度を高める手法がある。
半径方向に記録密度を高める方法として、 ランド （平坦部分） 及びグ ループ （溝部分） の双方を記録トラックとして使用するランド · グルー ブ記録フォーマットがある。 この方法は従来、 ランドもしくはグループ の一方のみを記録トラックとしてきたものを、 双方とも記録トラックと して用いることにより、 記録密度を高める方法である。
このランド · グループ記録方法においては、 ランドおよびグループそ れぞれ単独での信号品質である C N R ( C a r r i e r t o N o i s e R a t i o ) や、 ジッタ （J i t t e r ) 、 あるいはクロスト一 クが問題となるばかりでなく、 隣接するトラックに記録された信号間の . 即ちランドに隣接するグループからのクロストーク、 あるいはグループ に隣接するランドに記録された信号からのクロストークの影響が表れる, また一般に、 ランド · グループ記録においては、 再生レーザの入射面 から見て凹面であるランドトラックと、 凸面であるグルーブトラックと の間でクロストークの特性に差が見られる。 そして、 ランドからダル一 ブへ漏れ込む信号量とグループからランドへ漏れ込む信号量とに差異が あって、 それらに留意しながら複雑な設計がなされているのが現状であ る。
また、 ランドおよびダル一ブが記録トラックとして隣接しているため に、 CNRゃジッ夕の現象も、 より複雑になる。
一方、 周方向に記録密度を高めていく手法として、 磁気的超解像 （M S R = Ma g n e t i c a l l y I n d u c e d S u p e r R e s o l u t i o n) がある。 これは、 再生光の回折限界よりも微細に記 録された記録マークを、 上層 （いわゆる再生層） に磁気的に形成された 開口を通して読み出す技術である。 これによつて、 回折限界以下で隣接 するマークを、 分離して読み出すことが可能になる。
しかしながら、 このランド ' グループ記録と上記 MS Rを組み合わせ た場合、 ランド及びグループの双方のトラックにおけるクロストークと ジッ夕および MS Rの磁気的な特性とは、 トレードオフの関係となって いて、 全てを同時に満足させる設計手法、 あるいは最適設計の手法がな く、 解決が困難な問題であった。 部分的には例えばクロストークはラン ド及びグループ間の傾斜角に関係し、 ジッ夕および MS Rの磁気的な特 性はランド面及びダル一ブ面の算術平均粗さとパターンの形状に起因す ることが予想されていた。 しかしながら、 それらについての最適な組合 せ、 あるいは制御可能なパラメ一夕は得られていなかった。
また、 そのような最適な組合せが得られていなかつたため、 該光情報 記録媒体を製造するための光情報記録媒体用原盤およびその製造方法も 得られていなかった。 本発明は、 上記事情に鑑みてなされてものであって、 その目的は、 ラ ンド及びグループの両方を記録トラックとする信号品質の高い光情報記 録媒体を提供することである。 発明の開示
上記課題は、 以下に述べる本発明に係る光情報記録媒体、 光情報記録 媒体用原盤およびその製造方法によって達成される。
( 1 ) 即ち本発明の光情報記録媒体は、 ランドおよびグループの両方 を記トラックとして基板上に有する光情報記録媒体であって、 前記基板 のグループ側面の傾斜角が 2 5 ° 以上、 40 ° 以下で、 かつ前記基板の ランド面およびグループ面の算術平均粗さ （R a) がいずれも 0. 2〜 0. 7 nmであることを特徴とする。 このような搆成の光情報記録媒体 は、 良好な信号品質特性、 即ち良好なジッ夕、 消去磁界特性、 クロスト —ク特性を有する。
上記（1)に記載の光情報記録媒体は該ランド面および該グループ面 の算術平均粗さ （R a) の差が 0. 2 nm以下であることが望ましい。 このような構成による光情報記録媒体は、 ランド及びグループ間におけ る磁気的パランスが良くなり、 良好な信号品質特性を有する。
また、 上記（1)に記載の光情報記録媒体は、 情報の再生が磁気的な 超解像 （MS R) を用いて行われることが望ましい。 このような構成の 光情報記録媒体は、 MS Rの使用により、 より高密度な記録を良好な信 号品質特性で行うことができる。
(2)また、 本発明は、 ランドおよびグループの両方を記録トラック として有する光情報記録媒体用基板を転写作製する光情報記録媒体用原 盤であって、 該グループ側面に対応する原盤面の傾斜角が 2 5 ° 以上、 4 0 ° 以下で、 かつ該ランド面および該グル一ブ面に対応する原盤面の 算術平均粗さ （R a) がいずれも 0. 2〜0. 7 nmであることを特徴 とする。 このような構成の光情報記録媒体の原盤によって良好な信号品 質を有する光情報記録媒体を複製することができる。
(3)本発明の光情報記録媒体用原盤の製造方法は、 ランドおよびグ ループの両方を記録トラックとして有する光情報記録媒体用基板を転写 作製する光情報記録媒体用原盤の製造方法であって、 原盤素材表面にラ ンド及びグループの形状を作製する工程と、 該ランド及びグループの形 状が形成された原盤素材表面をプラズマエッチング処理して該グループ 側面に対応する原盤面の傾斜角を 2 5 ° 以上、 40 ° 以下とし、 かつ該 ランド面および該グループ面に対応する原盤面の算術平均粗さ （Ra) をいずれも 0. 2〜0. 7 nmとする工程とを備えたことを特徴とする このような光情報記録媒体の原盤の製造方法によって、 良好な信号品質 特性を有する光情報記録媒体を複製し得る光情報記録媒体用原盤が製造 可能となる。
また、 上記（3)に記載の光情報記録媒体用原盤の製造方法は、 ブラ ズマエッチング処理工程におけるプラズマ発生ガスが A r、 N2、 H e または 02であることを特徴とする。 また、 上記（3)に記載の光情報記 録媒体用原盤の製造方法では、 ランド面およびグループ面の算術平均粗 さ （R a) の差を 0. 2 nm以下とすることが望ましい。 このような光 情報記録媒体の原盤の製造方法によって、 ランド面とグループ面の算術 平均粗さをバランスよく整えることができ、 良好な信号品質特性を有す る光情報記録媒体を複製する光情報記録媒体用原盤を作製できる。 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明による光情報記録媒体の一例の部分切り欠き斜視図 である。 第 2図は、 本発明による光情報記録媒体の一例の模式的断面図である 第 3図は、 本発明による光情報記録媒体の透明ディスク基板の部分模 式斜視図である。
第 4図は、 本発明による光情報記録媒体の透明ディスク基板の部分模 式断面図である。
第 5図は、 実施例 1、 比較例 1および 2のジッ夕特性を示すグラフで ある。
第 6図は、 実施例 1、 比較例 1および 2の消去磁界特性を示すグラフ である。
第 7図は、 実施例 1、 比較例 1および 2のパワーマージン特性を示す グラフである。
第 8 A図乃至第 8 I図は、 本発明による光情報記録媒体用原盤の製造 方法を示す工程断面図である。
第 9図は、 従来例による光情報記録媒体の透明ディスク基板の部分模 式断面図である。
第 1 0図は、 本発明による光情報記録媒体用原盤の製造工程における プラズマエツチング時間とグルーブ側面に対応する原盤面の傾斜角の関 係を示すグラフである。
第 1 1図は、 本発明による光情報記録媒体用原盤の製造工程における プラズマエッチング時間と、 ランド面およびグループ面に対応する原盤 面の算術平均粗さの関係を示すグラフである。 明を実施するための最良の形態
本発明の光情報記録媒体 （光ディスクと略す） は、 グループ （溝） と ランドとの両方を記録トラックとして基板上に有し、 該基板の裏面側か らレーザ光を照射して記録および再生を行う構成をなすものである。 以下、 本発明の光ディスクの 1例を図面を参照して説明するが、 本発 明の光ディスクは実施の形態や実施例に限定されるものではない。 即ち 本発明の光ディスクは記録トラックとして基板上にグループとランドが 形成されてなるものであれば適用可能である。 例えば、 光磁気ディスク の他、 記録信号に応じた所定の微細凹凸パターンが信号記録層に形成さ れた再生専用の光ディスクでもよく、 相変化型あるいは色素を用いた光 第 1の実施の形態 '
第 1図は、 本実施の形態による光情報記録媒体 1 (以下光ディスクと 略す） の部分切り欠き斜視図である。 本発明の光ディスク 1は、 記録信 号の記録および再生を複数回行うことができるものであり、 例えば、 デ イスクカ一卜リッジ (図示せず） に収納されて、 記録再生装置 （図示せ ず） に対して着脱自在に用いられる。
本発明の光ディスク 1は第 2図に示すように、 透明ディスク基板 2上 に、 第 1の誘電体層 3， 信号記録 ·再生層 4， 第 2の誘電体層 5 , 熱拡 散層 6， 保護層 7が順次積層されて形成される。 信号記録 ·再生層 4は 再生層、 中間層そして記録層からなる。
透明ディスク基板 2は、 第 3図に示すように、 断面が溝状のグループ 2 aおよび断面が台形状のランド 2 bが、 円周方向にスパイラル状に形 成されている。 そして、 光ディスク 1は、 グループ 2 aおよびランド 2 bに沿って、 信号の記録および再生が行われるよう構成されている。 透明ディスク基板 2においては、 グループ 2 aに沿って、 記録信号の 記録再生が行われる記録用トラックが形成されている。
そして、 本発明に係る透明ディスク基板 2においては、 グループおよ びランドの両方における信号記録を行う。 第 4図は、 第 3図におけるランド一グループ形状の拡大断面を模式的 に示す図である。 第 4図において R aい R a eはそれぞれランド面の 算術平均粗さおよびグループ面の算術平均粗さを示し、 グループ側面の 傾斜角 0 は、 グループ側面が、 透明ディスク基板 2の水平面となす角 である。 ここで、 グループ側面の傾斜角 Θ は 2 5 ° 以上、 4 0 ° 以下 であり、 かつランド面の算術平均粗さ R aしおよびグループ面の算術平 均粗さ R a Gはいずれも 0. 2〜 0. 7 nmである。
本発明において算術平均粗さ （R a) は、 粗さ曲線から、 その平均線 の方向に基準長さ （ ） だけ抜き取り、 その抜き取り部分の平均線か ら測定曲線までの偏差の絶対値を合計し、 平均した値であり、 下記式で 求められる。
Figure imgf000009_0001
また、 本実施の形態においては、 上記構成の光ディスク 1において、 情報の再生は磁気的な超解像 （MS R) を用いて行った。'
以上のように構成された透明ディスク基板 2上に、 第 2図に示すよう に、 第 1の誘電体層 3， 信号記録 ·再生層 4, 第 2の誘電体層 5 , 熱拡 散層 6, 保護層 7を常法により順次形成して光ディスク 1を作製した。 例えば、 第 1の誘電体層 3 , 信号記録 ·再生層 4, 第 2の誘電体層 5， 熱拡散層 6はスパッタリング法により、 保護層 7はスピンコート法によ り形成した。
ここで各層の厚さは、 基板は 1. 2mm、 第 1の誘電体層 3 (S i N) は 8 0 nmとした。 信号記録 ·再生層 4は再生層 （Gd F e C o)
4 0 nm、 中間層 （Gd F e) 3 0 nmそして記録層 （Tb F e C o)
5 0 nmからなる。 また、 第 2の誘電体層 5 (S i N) は 2 0 nm, 熱 拡散層 6 ( A 1 T i ) は 1 O n m、 保護層 7 (紫外線硬化樹脂） は 1 0 mとした。
光ディスク 1を構成する信号記録 ·再生層 4は、 本実施の形態におい ては、 光磁気記録層を備える。 光磁気記録層は単層で形成されていても よく、 あるいは多層構造で形成されても良い。 又、 信号記録 ·再生層 4 には、 透明ディスク基板 2のグループ 2 a及びランド 2 bの凹凸形状が 転写されている。
表 1に示すようなランド面及びグループ面の算術平均粗さおよびダル ーブ側面の傾斜角を有するディスク基板を用いて、 ジッ夕、 消去磁界特 性及びパワーマージン特性を評価する実験を行ない、 第 5図乃至第 7図 においてグラフで示した。膜構成は全て同一で実験を行った。ここで比 較例 2は従来品である。
Figure imgf000010_0001
第 5図は各例のジッタを示し、 第 6図は消去磁界特性を示し、 そして 第 7図はパワーマージン特性を示す。 ここで、 パワーマージン特性はク ロストークの発生しにくさを結果的に表す。 実験条件については、 全項 目に共通の条件として、 読み取りレ一ザ光の波長は 6 5 0 n m、 N A (開口数） は 0 . 5 5、 線速度は毎秒 7 . 5 mである。
( I ) ジッタに関する実験は、 以下のステップで行った。
1 . ランドとその両端のグループの記録を消去する。
2 . ランドに最適条件でランダム記録を行い、 最適条件で再生してジッ 夕を測定する （最適条件とは、 ジッ夕の値が最小になる条件） 。 上記 1及び 2のステツプは、 各ステップにおいてランド及びグループ をそれぞれ入れ替えた以下 1 ' 及び 2 ' のステップに置き換えて行って も良い。
1 ' . グループとその両端のランドの記録を消去する。
2 ' . グループに最適条件でランダム記録を行い、 最適条件で再生して ジッタを測定する （最適条件とは、 ジッ夕の値が最小になる条件） 。
実験結果は、 第 5図に示した通りである。
(Π) 消去磁界特性の実験は、 以下のステップで行った。
1. ランドとその両端のグループの記録を消去する。
2. ランドに最適パワーで記録する。
3. 最適再生パワーで再生しジッ夕を計測する （これをジッ夕 6 0 0と する） 。
4. 最大消去磁界 （ 6 0 0〇 e ) で消去後、 最適パワーで記録する。
5. 消去磁界 （3 0 0〇 e ) で消去後、 最適パワーで記録する。
6. 最適再生パワーで再生しジッ夕を計測する （これをジッ夕 3 0 0と する） 。
7. 消去率を （ジッ夕 3 0 0 /ジッ夕 6 0 0 ) で計測する。
上記 1及び 2のステップは、 各ステップにおいてランド及びグループ をそれぞれ入れ替えた以下 1 ' 及び 2 ' のステップに置き換えて行って も良い。
1 ' . グループとその両端のランドの記録を消去する。
2 ' . グループに最適パワーで記録する。
実験結果は、 第 6図に示す通りである。
(IE) パヮ一マ一ジン特性についての実験は、 以下のステップで行った, 1. ランドとその両端のグループの記録を消去する。
2. ランドに最適条件で記録する。 3. 両端のグループに最適記録パワーの 5 %アップで記録する。
4. Radial Ti 11 = 3.5mrad, De t rack=Tr ack Pi tchの 5 %をシフト させて、 以下を計測する。
5. ランドにて再生パワーを変化させて再生し、 ジッ夕を測定する。 6. ジッ夕の立下がり （Prmin) から、 ジッ夕の立ち上がり （Prmax) を計測する。
7. Prmargin={ (Prmax-Priin) /Prmin} X 100%を XTマージンと する。
8. ジッ夕の立上がり、 立下がりはジッタ値が 1 1 %を切ったときの値 とする。
上記 1、 2、 3及び 5のステップは、 各ステップにおいてランド及び ダル一ブをそれぞれ入れ替えた以下 1 ' 、 2 ' 、 3， 及び 5， のステツ プに置き換えて行っても良い。
1 ' . グループとその両端のランドの記録を消去する。
2 ' . グループに最適条件で記録する。
3 ' . 両端のランドに最適記録パワーの 5 %アップで記録する。
5 ' . ダル一ブにて再生パワーを変化させて再生し、 ジッタを測定する その実験結果は、 第 7図に示す通りである。
第 5図乃至第 7図の実験結果を考察する。
ジッ夕については、 第 5図に示すように、 実施例 1および比較例 1に おけるランド及びグループのジッ夕については、 そのランド及びグルー ブの双方のジッタが調和的に低く押さえられていることが分かる。
それに反して、 比較例 2では、 グループでのジッタは低いもののラン ドでのジッタは高く、 両方の調和がとれているとはいえない。 このよう なアンバランスなジッ夕特性は、 ランドおよびグループの両方を記録ト ラックとして使用するのには適していない。 実施例 1においてはランド面の算術平均粗さが向上して、 グループ面 の算術平均粗さとのバランスが良くなつたためと考えられる。
第 6図が示す消去磁界特性を見ると、 実施例 1および比較例 1はラン ド、 およびグループとも比較例 2よりも低く押さえられていることが分 かる。 この原因、 即ちプラズマエッチングによってランド面の算術平均 粗さが向上したが、 グループ面の算術平均粗さが悪化したのにも関わら ず消去特性が向上した原因についての詳細は不明であるが、 磁化反転が 容易な面状態になつたために消去特性が向上したと推測される。
第 7図はパワーマージン特性を示し、 クロストークに対する抵抗力を 示す。 グループ側面の傾斜角 0 は一般には、 より緩やかになることに よって、 そのクロストークが増加して読み取り特性が低下する、 即ちパ ヮ一マ一ジンが低下すると推測される。 しかし、 実施例 1の実験結果に よると、 グループ側面の傾斜角が 2 5 ° ではパワーマージンは悪化せず に維持された。 そして、 ランド及びグループの双方のバランスがとれて いるといえる。 これに対して、比較例 1のグループ側面の傾斜角が 1 9 ° ではパワーマージンが大幅に悪化した。
以上の結果を定性的にまとめると、 以下の表 2のようになる。
表 2
Figure imgf000013_0001
(〇： 良、 △：不良、 X ：劣悪）
以上の実験から、 実施例 1によると、 記録面の形状、 即ち透明ディス ク基板の形状を制御することによって、 光ディスクの磁気的な特性にお いて以下のような効果を得ることができることが分かった。 1 . ランド面のジッタが向上すると共に、 ランド及びグループの双方間 のバランスが良くなる。
2 . ランド面、 グループ面ともに消去磁界特性が向上する。
3 . ランド面およびグループ面のパワーマージン特性を悪化させずに維 持できる。
即ち、 本発明に係る実施の形態によって、 基板面のグループおよびラ ンドの形状の制御によって、 今まで困難であったランド及びグループの 双方のトラックのクロストークとジッ夕および磁気的な性能を同時に満 足することが可能となった。
第 2の実施の形態
本発明による光情報記録媒体 1は、 前記したような形状を有する透明 ディスク基板 2を用いることで作製できるが、 このディスク基板は次に 述べるような光情報記録媒体用原盤を製造し、 使用することで得ること ができる。 成型後の光ディスクの形状 （傾斜角 ·算術平均粗さ） も、 ス タンパ （原盤） の相似形となるからである。
即ち、 光情報記録媒体用原盤の製造方法は、 ランドおよびグループの 両方を記録トラックとして有する光情報記録媒体の基板を転写作製する 光情報記録媒体用原盤の製造方法であって、 原盤素材表面にランド及び グループの形状を作製する工程と、 該ランド及びグループの形状が形成 された原盤素材表面をプラズマエッチング処理して該グループ側面に対 応する原盤面の傾斜角を 2 5 ° 以上、 4 0 ° 以下とし、 かつ該ランド面 および該グループ面に対応する原盤面の算術平均粗さ （R a ) をいずれ も 0 . 2〜0 . 7 n mとする工程とを備えたことを特徴とする。
この光情報記録媒体用原盤の製造方法を、 第 8 A図乃至第 8 I図を参 照しながら述べる。 この方法は、 以下のステップからなる。 まず、 原盤作製のもとになるガラス板 1 0の表面を研磨、 洗浄し （第 8 A図） 、 ガラス板 1 0の表面にレジスト 1 1を塗布する （第 8 B図） （ ついで、 レジスト 1 1の面に対して、 トラックの形状が残るように、 レ 一ザビ一ム 1 7で露光してカッティングを行い （第 8 C図） 、 レジスト 1 1を現像して洗浄し、 表面にレジスト残部 1 2による凹凸状のトラッ クが形成されたガラス板 1 8が出来上がる （第 8 D図） 。
このガラス板 1 8のトラック面に、 ニッケルメツキを施すための準備 として、 例えばスパッタリング無電解メツキなどによって薄いニッケル 膜 1 3を付着させて、 表面を導体化させ （第 8 E図） 、 その上にニッケ ルメツキを施してニッケルメツキ層 1 4を形成する （第 8 F図） 。
そのニッケルメツキ層 1 4をガラス板 1 8から剥離させ、 洗浄および 裏面研磨を行い、 ニッケル製の原盤 1 5が出来上がる （第 8 G図， 第 8 H図） 。 このニッケル製の原盤 1 5の表面全面にわたって、 プラズマェ ツチング処理を行う （第 8 I図） 。
本実施の形態における原盤素材表面にランド及びグループの形状を作 製する工程 （第 1工程と略す） は、 上記第 8 A図乃至第 8 H図のステツ プである。 このステップについては、 公知技術で様々な方法が適用可能 である。 ここで述べたニッケルメツキによる方法はその 1つである。 ま た、 原盤素材は上記のニッケル材に限定されない。
第 1工程で出来上がったニッケル製の原盤 1 5の特徴は、 そのランド 面が面状態の粗いレジスト表面にメツキされているため、 ランド面に対 応する原盤面の算術平均粗さが粗いことである。 即ち第 9図にその模式 的断面図を示すように、 ランド面はダル一ブ面よりも粗い状態であって ランド面及びダル一ブ面に対応する原盤面の算術平均粗さのバランスが とれていない。 ここで得た光ディスクは従来例であり、 前述表 1 , 2に おける比較例 2に相当する。 本発明では第 8 I図に示すように、 ランド及びダル一ブの形状が形成 された原盤素材表面を、 さらにプラズマエッチング処理する。 この工程 (第 2工程と称す） によって、 グループ側面に対応する原盤面の傾斜角 を 2 5 ° 以上、 40 ° 以下とし、 かつランド面およびグループ面に対応 する原盤面の算術平均粗さ （R a) をいずれも 0. 2〜0. 7 nmとす る。
本実施の形態においては、 プラズマエッチング処理として平行平板型 で基板陰極設置タイプの装置を用いた。 使用したプラズマエッチングガ スは、 A rガスである。
実施例 1および比較例 1についての、 RFパヮ一、 A rガス圧、 処理 時間はそれぞれ、 1 5 0W、 1 0 P a、 3min (実施例 1 ) 、 および 1 5 0 W, 1 0 P a、 5min (比較例 1 ) である。 この条件のニッケル膜 のエッチングレー卜は約 1 O nm/m i nであり、 測定は原子間顕微鏡 (AFM = A t om i c F o r c e M i c r o s c o p e) を用い た。
実験の結果は、 第 1 0図および第 1 1図に示す。 第 1 0図は、 本実施 例によるプラズマエッチング時間とグループ側面に対応する原盤面の傾 斜角の関係を示すグラフであり、 第 1 1図は本実施例によるプラズマェ ツチング時間とランド面およびグループ面に対応する原盤面の算術平均 粗さの関係を示すグラフである。
第 1 0図に示すように、 グループ側面に対応する原盤面の傾斜角 0 は、 異方性エッチングにおけるエッチング速度の角度依存性により、 ェ ツチング処理時間と共に鈍化していく。 傾斜角は、 初期状態は 4 0 ° で あるが、 例えば実施例 1の 3分では約 2 5 ° (第 1 0図の Aの部分） で あり、 比較例 1の 5分では 1 9 ° (第 1 0図の Bの部分） である。 第 1 1図に示すように、 ランド面およびグループ面に対応する原盤面 の算術平均粗さ （R a ) は基本的に、 イオンの衝撃で悪化していく方向 にある。 しかし、 ランド面は第 1工程において、 面状態の粗いレジスト 表面にメツキされて形成されたため、 初期状態においては粗い。 そのた め、 プラズマエッチング処理の初期においては算術平均粗さは向上する つまり、 プラズマエッチング処理によって粗かった初期状態のランド面 に対応する原盤面の算術平均粗さは、 一時的に向上するからである。 そ の後、 そのままプラズマエッチング処理を続けると、 プラズマエツチン グの効果によって表面は荒れていく、 即ち算術平均粗さは単調増加的に 向上していく。
そのため、 一定時間経過後にエッチングを停止して、 算術平均粗さを ランド及びダル一ブともに近づいた状態にとどめるのが、 クロストーク 特性の向上など信号品質の向上に資することになる。 このようにプラズ マエッチング法を用いてランド面及びグループ面に対応する原盤面の算 術平均粗さを制御でき、 そのような算術平均粗さの制御が信号品質を向 上させ得る。
なお、 上記実施の形態では A rガスによるプラズマエッチングを用い たが、 他のガス種、 例えば N 2、 H e、 0 2を用いることもできる。
以上により作製した本発明のディスクと、 従来品のディスクの特性と の比較は、 前述の表 2に示した通りである。 即ち実施例 1はエッチング 時間が 3分で、 グループ側面の傾斜角が 2 5 ° であり、 グループ面及び ランド面ともに算術平均粗さは低く押さえられてバランスがとれている, そのため、 ジッ夕などの信号品質は良好である。
比較例 2は、 従来品であり、 本発明におけるプラズマエッチング処理 が施されていない状態のため、 グループ側面の傾斜角は大きく、 かつラ ンド面及びダル一ブ面の算術平均粗さのバランスはとれていない。 その ため、 パヮ一マージン特性には優れるものの、 ジッ夕と消去磁界特性は 不 でめる。
比較例 1は、 本発明におけるエッチング処理時間を 5分間としたため グループ側面の傾斜角が 1 9 ° となり、 そのため、 パワーマージン特性 が落ちた。
以上詳細に説明したとおり、 本発明による光情報記録媒体、 および光 情報記録媒体用原盤とその製造方法によれば、 次のような効果を奏する ことができる。
本発明の光情報記録媒体によって、 ランド及びグループ両面における 記録が、 その記録品質を低下させずに可能となった。 即ち、 ランド及び グループ両面の関連するジッタ、 消去磁界特性およびパワーマージン特 性を好適にバランスさせ、 しかも、 信号記録膜の性質に関係なく形状の みによってそれらを向上させることができる。 本発明の光情報記録媒体 は、 周方向に記録密度を高める M S R方式において特にその効果が発揮 される。
また、 本発明の光情報記録媒体用原盤およびその製造方法によれば、 上記の記録媒体の大量生産が可能となり、 またプラズマエッチングを用 いることによってランド面およびグループ面に対応する原盤面の算術平 均粗さの制御が容易となる。

Claims

請求の範囲
1. ランドおよびグループの両方を記録トラックとして基板上に有す る光情報記録媒体であって、 前記基板のグループ側面の傾斜角が 2 5 ° 以上、 40 ° 以下で、 かつ前記基板のランド面およびグループ面の算術 平均粗さ （R a) がいずれも 0. 2〜0. 7 nmであることを特徴とす る光情報記録媒体。
2. 前記ランド面および前記グループ面の算術平均粗さ （R a) の差 が 0. 2 nm以下であることを特徴とする請求の範囲第 1項の光情報記 録媒体。
3. 情報の再生が磁気的な超解像 （MS R) を用いて行われることを 特徴とする請求の範囲第 1項記載の光情報記録媒体。
4. 基板上に第 1の誘電体層、 信号記録層、 再生層、 第 2の誘電体層. 熱拡散層、 保護層を順次形成してなることを特徴とする請求の範囲第 1 項記載の光情報記録媒体。
5. ランドおよびグループの両方を記録トラックとして有する光情報 記録媒体用基板を転写作製する光情報記録媒体用原盤であって、 .前記グ ループ側面に対応する原盤面の傾斜角が 2 5 ° 以上、 40 ° 以下で、 か つ前記ランド面および前記グループ面に対応する原盤面の算術平均粗さ (R a) がいずれも 0. 2〜0. 7 n mであることを特徴とする光情報 記録媒体用原盤。
6. ランドおよびグループの両方を記録トラックとして有する光情報 記録媒体用基板を転写作製する光情報記録媒体用原盤の製造方法であつ て、 原盤素材表面にランド及びグループ形状を作製する工程と、 前記ラ ンド及びグループ形状が形成された原盤素材表面をプラズマエッチング 処理して前記グループ側面に対応する原盤面の傾斜角を 2 5 ° 以上、 4 0 ° 以下とし、 かつ前記ランド面および前記グループ面に対応する原盤 面の算術平均粗さ （R a) をいずれも 0. 2〜0. 7 nmとする工程と を備えたことを特徴とする光情報記録媒体用原盤の製造方法。
7. 前記プラズマエッチング処理工程におけるプラズマ発生ガスが A r、 N2、 Heまたは 02であることを特徴とする請求の範囲第 6項記 載の光情報記録媒体用原盤の製造方法。
8. 前記ランド面および前記グループ面に対応する原盤面の算術平均 粗さ （R a) の差を 0. 2 nm以下とすることを特徴とする請求の範囲 第 6項記載の光情報記録媒体用原盤の製造方法。
9. 前記プラズマエッチング処理工程におけるエッチング時間は 0分 越え 3分以下であることを特徴とする請求の範囲第 6項記載の光情報記 録媒体用原盤の製造方法。
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