WO2005056223A1 - 構造体及びその製造方法、構造体形成用媒体、並びに光記録媒体及びその再生方法 - Google Patents

構造体及びその製造方法、構造体形成用媒体、並びに光記録媒体及びその再生方法 Download PDF

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    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S430/00—Radiation imagery chemistry: process, composition, or product thereof
    • Y10S430/146—Laser beam

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a structure, and a medium for forming a structure used in the method for manufacturing the structure.
  • the present invention relates to a structure obtained by a method of manufacturing the structure, an optical recording medium for recording and reproducing information by using the structure (irregularity pattern), and a method for reproducing the optical recording medium.
  • ROM disk read-only optical recording medium
  • DVD-ROM digital versatile disc
  • the ROM disk records information using a relief pattern having irregularities, and is usually manufactured through a complicated process including a master manufacturing process, a stamper manufacturing process, and a replication process.
  • a master is produced by the following steps: (1) exposure of a photoresist by laser beam or electron beam irradiation, (2) pattern formation by resist development, and (3) substrate etching using a resist as a mask.
  • a stamper is manufactured by the following procedure: (1) nickel (Ni) plating on the master disc, and (2) Ni peeling.
  • a predetermined pattern of irregularities is transferred to a resin material using a stamper as a mold.
  • test recording is performed for the purpose of checking and adjusting recording conditions, compression efficiency, coding, and the like. Due to this authoring, there is a limit in terms of cost in using a ROM disk manufactured through all the processes of manufacturing a ROM disk. Therefore, in order to easily confirm authoring and the like, a recording medium having a recording layer containing a phase change material or an organic dye is used as a test recording medium (hereinafter sometimes referred to as an “authoring medium”). I have. As an authoring medium are disclosed in, for example, Patent Documents 1 and 2.
  • the conventional optical recording medium for recording information using a relief pattern with irregularities has a problem that it is difficult to transfer fine irregularities with the increase in density.
  • a mastering technique using high-density electron beam lithography has been proposed (see Patent Documents 3 and 4).
  • a method of forming a fine uneven pattern by a laser beam has been developed.
  • This method is a method in which a layer that is altered by heat is provided, an area smaller than the beam diameter is altered, the area is altered by etching, and the area is removed to perform patterning.
  • Patent Document 5 proposes a method in which a phase change film such as GeSn is irradiated with a laser beam to be crystallized, and a non-crystallized portion is removed by etching to form a concavo-convex pattern (structure). I have. In addition, a method is disclosed in which an auxiliary thin film is formed first, the auxiliary film is once etched to form a groove, and then the formed phase change film is etched again.
  • a phase change film such as GeSn
  • Patent Document 6 discloses a method in which a chalcogen compound such as GeSbTeSn is irradiated with a laser beam to be crystallized, and a non-crystallized portion is removed by etching to form a concavo-convex pattern (structure).
  • a chalcogen compound such as GeSbTeSn
  • Patent Document 7 and Patent Document 8 disclose a reaction portion due to mutual diffusion of two types of metal materials by irradiating a laser beam to a heat-sensitive material having a configuration in which two types of metal materials such as AlZCu are laminated. (Reactive parts are alloys of two kinds of metallic materials), and a method of removing unreacted parts by etching to form a structure has been proposed!
  • Patent Document 9 also discloses that a laser beam is applied to a laminated structure that has two kinds of inorganic materials such as AuZSn to form a reaction part due to mutual diffusion of two kinds of materials, and the unreacted part is removed by etching.
  • a method for forming a structure is disclosed.
  • the film thickness distribution of the two kinds of materials to be interdiffused is the composition distribution of the portion to be the structure as it is, and if the composition is different, the etching rate is different. It is difficult to form a fine structure uniformly.
  • Patent Document 10 discloses that a laser beam is applied to a laminated structure of a light-absorbing heat conversion layer such as GeSbTe and a heat-sensitive layer made of a chemically amplified resist used in photolithography. Thus, a method has been proposed in which the heat-sensitive layer is altered to remove the unaltered portion by etching to form a structure.
  • the structure-forming material of Patent Document 10 is also a material that absorbs light, and the method of using the light-absorbing material as the structure-forming material has a high aspect ratio (pattern height (pattern height and size of the Z structure). ) Is not suitable for forming the structure. In other words, when forming a structure having a high aspect ratio, it is necessary to increase the thickness of the layer forming the structure. It is.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-328738
  • Patent Document 2 JP 2001-126255 A
  • Patent Document 3 JP 2001-344833 A
  • Patent Document 4 JP 2003-0551437 A
  • Patent Document 5 JP-A-9115190
  • Patent Document 6 JP-A-10-97738
  • Patent Document 7 JP 2001-250279 A
  • Patent Document 8 JP-A-2001-250280
  • Patent Document 9 JP 2003-145941 A
  • Patent Document 10 JP-A-2002-365806
  • the present invention solves the conventional problems, and responds to the above-mentioned demands.
  • the structure-forming medium for forming the structure has a laminated structure of a light-absorbing layer and a heat-reactive layer, and absorbs light and generates heat.
  • the present invention provides a high-density optical recording medium that can record information in a concavo-convex pattern (structure) without increasing the throughput and is preferably used as an authoring medium or the like. The purpose is to do.
  • Another object of the present invention is to provide a method for reproducing information using the optical recording medium of the present invention.
  • a fine structure can be formed at a low cost by a simple process without using photolithography, and particularly, a medium for forming a structure.
  • the light-absorbing layer which absorbs light and generates heat
  • the heat-reactive layer which reacts with heat to form a structure, are separated into a laminated structure consisting of a light-absorbing layer and a heat-reactive layer. It has been found that it can be formed uniformly on the medium.
  • the present invention preferably provides (1) that a finer structure can be formed by irradiating light without passing through a substrate, and (2) that a specific material is used for a heat reaction layer. (3) Use a wet etching method if a fine structure can be formed uniformly on a large area medium and a structure can be formed with a high aspect ratio (structure height Z structure size). thing (4) By using a laser beam as the light and a semiconductor laser as the laser light source, it is possible to form a fine structure with an inexpensive process without using a vacuum device. It was found that a fine structure can be formed, and (5) a fine structure can be formed at high speed on a large-area medium by rotating the structure forming medium when the medium is irradiated with laser light. did.
  • the present invention is based on the above findings by the present inventors, and the means for solving the above problems are as follows. That is,
  • a structure-forming medium characterized by having a laminated structure of at least a light-absorbing layer containing a light-absorbing material and a heat-reactive layer containing a heat-reactive material.
  • ⁇ 2> The medium for forming a structure according to ⁇ 1>, wherein the heat-reactive layer is located on the uppermost layer of the laminated structure and contains a material having a light-transmitting property at a wavelength of light irradiated by the heat-reactive layer. It is.
  • the thermal reaction layer contains a mixture of the material A and the material B, the material A is a silicon compound material, and the material B is a sulfide material, a selenide material, and a fluorine compound material.
  • the light-absorbing layer and the heat-reactive layer may have a laminated structure in which a light-absorbing layer that absorbs light and generates heat reacts with heat.
  • a fine structure can be uniformly formed by separating the thermal reaction layer to be a structure.
  • a fine structure can be formed at low cost by a simple process without using photolithography by a light irradiation step and an etching process.
  • the medium forming the structure as a laminated structure of a light absorbing layer and a heat reaction layer
  • the layer that absorbs heat and generates heat can be made thinner. Can be suppressed, so that a fine structure can be uniformly formed.
  • the heat-reactive layer is located on the uppermost layer of the laminated structure, and contains a material having a light-transmitting property at a wavelength of light irradiated by the heat-reactive layer. It is a manufacturing method.
  • the heat-reactive layer is disposed on the uppermost layer of the laminated structure and is formed of a light-transmitting material, and the light-irradiation step includes the formation of the uppermost heat-reactive layer. Irradiate light from the side.
  • the structure can be formed by heat generated only by the light absorption layer, so that the structure can be miniaturized.
  • the NA of the objective lens can be set large and a light beam can be emitted, so that the structure can be miniaturized.
  • the thermal reaction layer contains a mixture of the material A and the material B, the material A is a silicon compound material, and the material B is a sulfide material, a selenide material, and a fluorine compound material.
  • the etching selectivity between light-irradiated and non-irradiated portions can be increased, so that the fine-structured material for a large-area medium can be obtained.
  • Structure can be formed uniformly.
  • the material is a material that can be easily formed into a thick film, a structure having a high aspect ratio (the height of the structure and the size of the structure) can be formed.
  • ⁇ 7> The method for manufacturing a structure according to ⁇ 4>, wherein the light is irradiated from the uppermost layer of the heat reaction layer in the light irradiation step.
  • ⁇ 8> The method according to any one of ⁇ 4> to ⁇ 7>, wherein the light irradiated in the light irradiation step is a laser light.
  • a semiconductor laser light irradiating unit that irradiates the structure forming medium with laser light, a laser light modulating unit, and a laser light irradiating device including a medium driving unit are used.
  • a laser By using a semiconductor laser as one light source, a fine structure can be formed with an inexpensive process and apparatus.
  • ⁇ 11> The method for producing a structure according to any one of ⁇ 8> to ⁇ 10>, wherein the medium is rotated when the structure forming medium is irradiated with a laser beam.
  • ⁇ 12> The above-mentioned ⁇ 11> using a laser light irradiation device provided with a laser light irradiation means for irradiating a laser beam to the structure forming medium, a laser-light modulation means, a medium rotation means, and a signal detection means. 3. A method for manufacturing a structure according to (1).
  • the structure forming medium may be rotated when the structure forming medium is irradiated with a laser beam. As a result, a fine structure can be formed on a large area medium at high speed, and the process cost can be reduced.
  • etching process power The method for producing a structure according to any one of ⁇ 4> to ⁇ 12>, which is performed by a wet etching method.
  • a wet etching method In the method for manufacturing a structure according to ⁇ 13>, by using a wet etching method, a fine structure can be formed at high throughput with an inexpensive process that does not use a vacuum apparatus.
  • ⁇ 14> A structure produced by the method for producing a structure according to any one of ⁇ 4> to ⁇ 13>.
  • ⁇ 16> The structure according to any one of ⁇ 14> to ⁇ 15>, wherein the structure is a convex structure formed on a surface of the optical recording medium.
  • a substrate a light absorbing layer that absorbs light and generates heat on the substrate, and a convex structure in contact with the light absorbing layer and containing a material different from the light absorbing layer.
  • An optical recording medium formed by the method of manufacturing a structure according to any one of ⁇ 4> to ⁇ 13> above.
  • information can be recorded in a concavo-convex pattern (structure) having a high density without lowering the throughput, and is suitable for an authoring medium or the like.
  • Media can be provided at low cost.
  • a substrate a light-absorbing layer that absorbs light and generates heat on the substrate, a convex structure in contact with the light-absorbing layer and containing a material different from the light-absorbing layer, A light-transmitting layer having a light-transmitting property with respect to light on the convex structure, wherein the convex structure comprises the structure according to any one of the above ⁇ 4>
  • An optical recording medium formed by a manufacturing method, wherein the light transmitting layer is formed in a substantially hemispherical shape covering the surface of the convex structure.
  • high-density optical recording can be performed without densification without lowering the throughput, and information can be recorded with irregularities, and information is recorded with irregularities used as an authoring medium or the like. Can be provided at low cost.
  • ⁇ 20> The optical recording medium according to any one of ⁇ 17> to ⁇ 19>, wherein the convex structure has a substantially cylindrical shape, and the diameter of the convex structure changes according to recorded information.
  • n is an integer of 2 or more.
  • ⁇ 23> The optical recording medium according to any one of ⁇ 17> to ⁇ 22>, wherein the light absorption layer contains at least one element selected from Sb, Te, and In.
  • the convex structure contains a mixture of the material A and the material B, the material A is a silicon compound material, and the material B is a sulfide material, a selenide material, and a fluorine compound material. 22.
  • An optical recording medium An optical recording medium.
  • ⁇ 28> a light absorption layer that absorbs reproduction light and generates heat on a substrate, a convex structure that is in contact with the light absorption layer and contains a material different from the light absorption layer, and a reproduction structure is formed on the convex structure.
  • a method for reproducing an optical recording medium comprising irradiating a layered structure including a layer, a convex structure, and a light transmitting layer with reproduction light from the light transmitting layer side and detecting the amount of reflected light.
  • ⁇ 29> The method for reproducing an optical recording medium according to any one of ⁇ 27> to ⁇ 28>, wherein the convex structure has a substantially columnar shape.
  • ⁇ 30> The method for reproducing an optical recording medium according to any one of ⁇ 27> to ⁇ 29>, wherein the convex structure has a substantially cylindrical shape, and the diameter of the convex structure changes according to recorded information. It is.
  • ⁇ 31> The light according to any one of ⁇ 27> to ⁇ 30>, wherein the convex structure has a substantially cylindrical shape, and the arrangement of the convex structure in the plane of the optical recording medium is a three-fold symmetrical arrangement. This is a method of reproducing a recording medium.
  • n33> In the radial direction of the optical recording medium, a track row where the convex structure does not exist is provided for every n track rows (where n is an integer of 2 or more). > The method of reproducing an optical recording medium described in any of the above.
  • FIG. 1 shows an example of a structure-forming medium of the present invention, in which a substrate, a light absorbing layer, This is a structure forming medium having a configuration in which reaction layers are stacked in this order.
  • FIG. 2 shows an example of a medium for forming a structure according to the present invention, including a substrate, a heat-reactive layer, and a light-absorbing layer.
  • FIG. 3 shows an example of a structure-forming medium of the present invention, which is a structure-forming medium having a configuration in which a substrate, a heat-reactive layer, and a light-absorbing layer are laminated in this order.
  • FIG. 4 is a process diagram showing a light irradiation step in the method of manufacturing a structure of the present invention, and from the top, (1) structure forming medium, (2) light irradiation state, and (3) light The state after irradiation is shown respectively.
  • FIG. 5 is a process diagram showing an etching step in the method of manufacturing a structure according to the present invention. From above, (1) a medium state before etching, (2) an etching state, and (3) an etching state The state after the ringing is shown.
  • FIG. 6 is a process diagram showing a heat treatment step in the method for manufacturing a structure of the present invention, and from the top, (1) a state before heat treatment, (2) a state of heat treatment, and (3) a state after heat treatment. Each state is shown.
  • FIG. 7 is a process diagram showing a second etching step in the method of manufacturing a structure according to the present invention. From above, (1) a state before etching, (2) a state of etching, and (3) The state after etching is shown.
  • FIG. 8 is a process diagram showing a transfer step in the method of manufacturing a structure of the present invention. From the top, (1) the state before transfer, (2) the state of transfer, and (3) the unevenness is transferred. Each of the media is shown.
  • FIG. 9 is an explanatory view showing an example of a light irradiation step in the method for manufacturing a structure according to the present invention, wherein (1) a structure forming medium, (2) a light irradiation state, and (3) light The state after irradiation is shown.
  • FIG. 10 is an explanatory view showing an example of an etching step in the method of manufacturing a structure of the present invention. From above, (1) the state of the medium before etching, (2) the state of etching, and (3) ) The state after etching is shown.
  • FIG. 11 is an explanatory view showing one example of a laser beam irradiation apparatus used in the method of manufacturing a structure according to the present invention.
  • FIG. 12 is an explanatory view showing an example of another laser beam irradiation device used in the method of manufacturing a structure according to the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of a cross-sectional shape of the structure.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of a cross-sectional shape of the structure of the present invention.
  • FIG. 15 is a diagram showing an example of a cross-sectional shape of the structure of the present invention.
  • FIG. 16 is a diagram showing an example of a laser light modulation method.
  • FIG. 17 is an SEM image (oblique view) of the structure in Example 3.
  • FIG. 18 is an SEM image (oblique view) of the structure of Example 4.
  • FIG. 19 is an explanatory diagram showing one example of the optical recording medium of the present invention.
  • FIG. 20A is an explanatory diagram showing the relationship between the incident direction of laser light and the cross-sectional shape of the medium in an example of the method for reproducing an optical recording medium according to the present invention.
  • FIG. 20B is an explanatory diagram showing the relationship between the laser intensity distribution of incident laser light and the temperature distribution on the surface of the optical recording medium in an example of the method for reproducing an optical recording medium of the present invention.
  • FIG. 21 is an explanatory diagram showing an example of another optical recording medium of the present invention.
  • FIG. 22 is an explanatory diagram showing one example of a method for reproducing an optical recording medium of the present invention.
  • FIG. 23 is an explanatory diagram showing one example of the optical recording medium of the present invention.
  • FIG. 24A is an explanatory diagram (top view) showing an arrangement of structures in an example of a method for reproducing an optical recording medium according to the present invention.
  • FIG. 24B is an explanatory diagram showing a change in a reproduction signal level in one example of the method for reproducing the optical recording medium of the present invention.
  • FIG. 25 is an explanatory diagram showing one example of the optical recording medium of the present invention.
  • FIG. 26A is an explanatory diagram (upward view) showing an arrangement of structures in an example of a method for reproducing an optical recording medium according to the present invention.
  • FIG. 26B is an explanatory diagram showing a change in a reproduction signal level in an example of the method of reproducing an optical recording medium according to the present invention.
  • FIG. 27 is an explanatory diagram showing one example of the optical recording medium of the present invention.
  • FIG. 28A is a view showing an arrangement of structures in an example of a method for reproducing an optical recording medium according to the present invention. It is explanatory drawing (upward view) which shows a column.
  • FIG. 28B is a radial longitudinal sectional view of the optical recording medium in one example of the method for reproducing the optical recording medium of the present invention.
  • FIG. 29 is a top view showing an example of a conventional structure.
  • FIG. 30 is a top view showing an example of the structure of the present invention.
  • the method for manufacturing a structure of the present invention includes a light irradiation step and an etching step, and further includes other steps as necessary.
  • the medium for forming a structure of the present invention is used in the method of manufacturing the structure of the present invention, and has at least a laminated structure of a light absorbing layer and a heat-reactive layer. Having the following layers.
  • the structure of the present invention is manufactured by the method of manufacturing the structure of the present invention.
  • the details of the structure forming medium of the present invention and the structure of the present invention will be clarified through the description of the structure manufacturing method of the present invention.
  • the structure forming medium has a laminated structure of at least a light absorbing layer and a heat reaction layer.
  • the light absorbing layer has a function of absorbing the irradiated light and generating heat. Further, the heat reaction layer has a function of performing a heat reaction by the heat generated by the light absorption layer.
  • the light-absorbing layer generates heat by irradiating the structure-forming medium with light, and the heat-reactive layer thermally reacts. By light irradiation, both the light absorption layer and the heat reaction layer may react thermally.
  • the forms of the thermal reaction include changes in material density, changes in crystalline state, changes in composition, changes in surface roughness, and the like. A plurality of morphological changes may occur by a thermal reaction. For example, an increase in material density and a change in material composition may occur simultaneously due to a thermal reaction.
  • the layer structure of the medium for forming a structure may include a layer structure of a light absorbing layer and a heat reaction layer, and may be appropriately selected depending on the purpose without particular limitation.
  • the structure-forming medium having the above structure can be used.
  • the medium configuration 1 As shown in FIG. 1, there is a structure forming medium having a configuration in which a substrate 103, a light absorption layer 102, and a heat reaction layer 101 are laminated in this order.
  • the medium configuration 2 As shown in FIG. 2, a structure forming medium having a configuration in which a substrate 103, a heat reaction layer 101, a light absorption layer 102, and a heat reaction layer 101 are laminated in this order is exemplified.
  • a medium configuration 3 As a medium configuration 3, as shown in FIG. 3, there is a structure forming medium having a configuration in which a substrate 103, a heat reaction layer 101, and a light absorption layer 102 are laminated in this order.
  • the material of the heat-reactive layer 101 can be appropriately selected depending on the purpose without particular limitation as long as the material is changed by heat generation of the light-absorbing layer 102.
  • Materials such as silicon compound materials, sulfide materials, selenide materials, and fluorine compound materials.
  • silicon conjugate material examples include, for example, SiO, SiON, SiN, and the like.
  • the material density changes due to the heat generated in the light absorbing layer due to the light irradiation, and the light irradiated portion becomes dense.
  • the etching rate of the light-irradiated portion decreases as the material becomes denser. As a result, the light irradiation part can be left as a structure.
  • Examples of the sulfide material include ZnS, CaS, and BaS.
  • the material density changes due to the heat generated in the light absorbing layer due to the light irradiation, and the light-irradiated portion becomes dense.
  • sulfur dissociates, and the material composition changes.
  • the etching step the etching speed of the laser-irradiated portion decreases as the material becomes denser and the material composition changes. As a result, the light irradiation part can be left as a structure.
  • Examples of the selenide material include ZnSe and BaSe.
  • the material density changes due to the heat generated in the light absorbing layer due to the light irradiation, and the light-irradiated portion becomes dense. Further, selenium is dissociated in the light-irradiated portion, and the material composition changes.
  • the etching step the etching rate of the light-irradiated portion decreases as the material becomes denser and the material composition changes. As a result, the light irradiation part can be left as a structure.
  • fluorine compound material examples include CaF and BaF.
  • the density of the material changes due to the heat generated in the light absorbing layer due to the light irradiation, and the light irradiated portion becomes dense.
  • fluorine is dissociated in the light-irradiated portion, and the material composition changes.
  • Speed decreases.
  • the light irradiation part can be left as a structure.
  • the thermal reaction layer contains a mixture of a material A and a material B, wherein the material A is a silicon compound material, and the material B is selected from a sulfide material, a selenide material, and a fluorine compound material. At least one material is preferred.
  • Examples of the silicon compound material of the material A include SiO, SiON, and SiN.
  • Examples of the sulfide material of the material B include ZnS, CaS, and BaS.
  • Examples of the selenide material include ZnSe and BaSe.
  • Examples of the fluorine compound material include CaF and BaF.
  • the material A and the material B may use a single material or a plurality of materials with deviation.
  • the mixing ratio of the material A and the material B is preferably in the range of 10 to 30 mol% for the material A and 90 to 70 mol% for the power of the material B! /.
  • the thickness of the thermal reaction layer corresponds to the height of the structure. Therefore, the thickness of the thermal reaction layer is set to the height of the structure to be formed.
  • the method for forming the heat-reactive layer material can be appropriately selected depending on the particular purpose, but a sputtering method is preferable.
  • the RF sputtering method is particularly preferable because the film is formed at room temperature.
  • the sputtering target used for the sputtering method is preferably a target manufactured by a sintering method. In the state of the sputtering target, it is preferable that the chemical bonding state exists independently between the material A and the material B.
  • a low-density thin film can be formed at the stage of film formation.
  • the etching rate difference between a light-irradiated portion and a non-irradiated portion can be increased, and a structure can be formed uniformly on a large-area substrate.
  • the constituent elements of the material B are dissociated.
  • sulfur dissociates.
  • selenide material selenium dissociates.
  • fluorine compound material fluorine dissociates.
  • the composition of material B changes due to the dissociation of the elements.
  • the change in the material composition can also increase the etching selection ratio.
  • the etching selectivity can be increased by both the densification of the material and the change in the material composition, and a fine structure can be uniformly formed on a large-area medium.
  • a low-density thin film can be formed, so that a thick film can be formed with low residual stress. Since the thermal reaction layer as the structure can be formed as a thick film, the structure can be formed with a high aspect ratio (the height of the structure and the size of the structure).
  • the material of the light absorbing layer 102 can be appropriately selected depending on the purpose without particular limitation as long as the material has a function of absorbing light and generating heat.
  • a semiconductor material such as Si, Ge, or GaAs
  • Intermetallic compound materials containing low-melting metals such as Bi, Ga, In, and Sn
  • materials such as Sb, Te, BiTe, Biln, GaSb, GaP, InP, InSb, InTe, and SnSn
  • carbides such as C and SiC Materials
  • oxide materials such as VO, CrO, MnO, FeO, CoO, CuO; A1N, G
  • Nitride materials such as aN; Binary phase change materials such as SbTe; Ternary phase change materials such as GeSbTe, InSbTe, BiSbTe, and GaSbTe; Quaternary phase change materials such as AglnSbTe! / You can.
  • a material containing at least one element selected from Sb, Te and In is particularly preferable.
  • the thickness of the light absorbing layer can be appropriately selected depending on the particular purpose, and is preferably in the range of 2 to 50 nm. If the film thickness is less than 2 nm, it becomes difficult to form a thin film, and the light absorption efficiency may decrease.If the film thickness exceeds 50 nm, heat diffusion occurs in the light absorption layer, resulting in a minute area. May be difficult to heat.
  • the substrate 103 glass, quartz, or the like can be used.
  • Si silicon Substrates used in the manufacture of semiconductors such as con-on insulators
  • Aluminum (Al) aluminum
  • opaque glass substrates and other HDD (node disk) substrates
  • Polycarbonate resin acrylic resin, polyolefin resin, epoxy resin, Resin substrates such as vinyl ester resin, polyethylene terephthalate (PET), and UV curable resin can be used.
  • the method for manufacturing a structure includes a light irradiation step of irradiating the medium for forming a structure with light, and an etching step of etching the medium.
  • the formed structure may be heat-treated.
  • the medium may be further etched by using the formed structure as a mask. Further, the unevenness may be transferred to another medium using the formed structure as a mold.
  • FIG. 4 to FIG. 8 show an example of a method of manufacturing a structure using the structure forming medium shown in FIG. 4 shows a light irradiation step
  • FIG. 5 shows an etching step
  • FIG. 6 shows a heat treatment step
  • FIG. 7 shows a second etching step
  • FIG. 8 shows a transfer step
  • the upper diagram of FIG. 4 shows a medium for forming a structure
  • 101 indicates a heat-reactive layer
  • 102 indicates a light absorbing layer
  • 103 indicates a substrate.
  • the middle diagram in FIG. 4 shows the light irradiation state
  • 201 shows the light irradiation direction. Light is emitted from the substrate 103 side.
  • the lower diagram in Fig. 4 shows the state after irradiation
  • 202 shows the changed part due to laser irradiation.
  • the changed part is formed in the heat reaction layer 101 disposed above and below the light absorption layer 102.
  • the light irradiation step light is irradiated to a predetermined position of the structure forming medium in order to form a structure.
  • both the light source and the medium may be moved, while the light source may be fixed and the medium may be moved.
  • 2 ArF lasers with a wavelength of about 193 nm and KrF lasers with a wavelength of about 248 nm can be used.
  • Light irradiation may be performed in the air.
  • the medium may be placed in a closed container, and a gas such as nitrogen, oxygen, water vapor, argon, or hydrogen may be introduced therein, and the medium may be irradiated with light in an atmosphere gas.
  • the medium may be placed in a vacuum container, and the medium may be irradiated with light in a vacuum.
  • a semiconductor laser As a laser light source.
  • the wavelength of the semiconductor laser is preferably 370-78011111, and more preferably 390-41 Onm.
  • a GaN-based semiconductor laser is used.
  • the power level of the laser light can be modulated at high speed. Therefore, the structure can be formed at a high speed on a large area medium.
  • a minute laser spot can be formed by using a short wavelength laser, and a fine structure can be formed.
  • the power level of the laser light is increased at the position where the structure is formed. That is, the power level of the laser is modulated between the high level and the low level according to the period of the structure.
  • the pulse duty pulse width z period
  • the pulse duty is preferably set to 10 to 30%. If the pulse duty is less than 10%, the end of the structure will be sagged. This is because the light absorption layer does not generate enough heat. If the pulse duty is greater than 30%, adjacent structures will be connected. This is because the heat generated in the light absorbing layer is diffused.
  • the structure forming medium When irradiating the structure forming medium with laser light, it is preferable to rotate the medium.
  • the structure forming medium may be rotated, and the medium may be irradiated with laser light while a focus servo is applied to the medium.
  • the medium for structure formation may be rotated, and the medium may be irradiated with laser light while performing focus servo and tracking servo on the medium.
  • the laser light source an F laser with a wavelength of about 157 nm and a wavelength of 19
  • An ArF laser with a wavelength of about 3 nm and a KrF laser with a wavelength of about 248 nm can be used. It is more preferable to use a semiconductor laser as the laser light source.
  • the wavelength of the semiconductor laser is preferably 370-78011111, more preferably 390-410 nm.
  • a GaN-based semiconductor laser is used.
  • FIG. 11 shows an example of the configuration of a laser beam irradiation device.
  • the laser beam irradiation means 51 includes a semiconductor laser 511 and an objective lens 512.
  • Reference numeral 513 denotes a laser beam.
  • the wavelength of the semiconductor laser 511 is 370-780 nm.
  • the preferred wavelength is 390-410 nm.
  • a GaN-based semiconductor laser is used.
  • Numerical aperture (NA) of objective lens 512 Shall be 0.5-1.0.0.
  • the preferred numerical aperture is 0.8-0.95.
  • the laser light modulation unit 52 includes a pulse generation circuit 521, a laser drive circuit 522, and a reference signal generation circuit 523.
  • the pulse generation circuit 521 generates a modulation signal 524 of the laser power level.
  • a modulation timing signal 525 is generated.
  • the laser drive circuit 522 generates a laser drive signal 55 based on the modulation signal 524 from the pulse generation circuit.
  • the reference signal generation circuit 523 generates a reference signal 56 for moving the medium driving means based on the modulation timing signal 525 from the pulse generation circuit.
  • 53 is a structure forming medium
  • 54 is a medium driving means. The structure forming medium 53 is provided on the medium driving means 54.
  • the structure forming medium is moved in accordance with the laser emission timing based on the reference signal 56 to form a structure at a predetermined portion of the medium.
  • FIG. 12 shows the configuration of another laser beam irradiation device.
  • the apparatus is composed of a laser beam irradiation unit 61, a laser beam modulation unit 62, a medium rotation unit 64, and a signal detection unit 65.
  • 63 is a structure forming medium.
  • 66 indicates a laser beam.
  • the laser light irradiation means 61 is composed of a laser light source, an objective lens for condensing the laser light, and an actuator for driving the laser light irradiation means.
  • a laser light source an F laser with a wavelength of about 157 nm, an ArF laser with a wavelength of about 193 nm, a wavelength of 248 ⁇
  • a KrF laser of about m or so can be used. Further, the semiconductor laser can also be used. It is more preferable to use a semiconductor laser as the laser light source.
  • the wavelength of the semiconductor laser is preferably 370-780 nm, more preferably 390-410 nm. Specifically, a GaN-based semiconductor laser is used.
  • the numerical aperture of the objective lens shall be 0.5-1.0. Preferred ⁇ The numerical aperture is 0.8-0.95.
  • the laser light modulation means 62 includes a pulse generation circuit 621, a laser drive circuit 622, and a reference signal generation circuit 623.
  • the pulse generation circuit 621 generates a modulation signal 624 of the laser power level.
  • a modulation timing signal 625 is generated.
  • the laser drive circuit 622 generates a laser drive signal 67 based on the modulation signal 624 from the pulse generation circuit.
  • the reference signal generation circuit 623 receives the signal from the pulse generation circuit.
  • a pulse reference signal 626 is generated based on the modulation timing signal 625.
  • the medium rotating means 64 includes a spin stand 641 for rotating the medium, and a reference signal generation circuit 642.
  • the reference signal generation circuit 642 generates a rotation reference signal 643 based on a signal from the spin stand. The frequency is synchronized between the pulse reference signal 626 and the rotation reference signal 643 to rotate the spin stunt.
  • the laser light detecting means 65 includes a light detector 651 and a servo circuit 652.
  • the photodetector 651 receives the signal 68 from the medium and generates a focus and track error signal 653.
  • the servo circuit 652 based on the error signal, the laser beam irradiation means drive signal 6
  • a structure is formed at a predetermined portion of the medium while rotating the medium and controlling the focus and tracking errors.
  • the upper diagram of FIG. 5 shows the shape of the medium before etching, and the numeral 202 shows a changed portion accompanying the laser irradiation.
  • the middle diagram in FIG. 5 shows the state of etching, and 203 shows an etching apparatus.
  • the lower diagram of FIG. 5 shows the state after the etching, and 204 shows the structure.
  • the etching step a part of the medium is removed to form a structure.
  • the changed portion 202 is formed by the thermal reaction due to the light irradiation. Since the etching rate of the changed portion decreases, an etching speed difference occurs between the changed portion and the non-changed portion, and the changed portion remains as a structure after etching.
  • the thermal reaction layer 101 is etched, but both the thermal reaction layer 101 and the light absorption layer 102 may be etched. Further, other stacked layers may be etched.
  • etching method a dry etching method can be used.
  • dry etching method for example, a method such as RIE (Reactive Ion Etching) or ICP (Inductively Coupled Plasma) ; sputter etching can be used.
  • the medium is set in a vacuum device and left for a certain period of time in an etching gas atmosphere to form a structure.
  • a wet etching method may be used.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of the etching step.
  • the upper diagram in Fig. 10 shows the state before etching. It shows the shape of the medium, 101 is a heat reaction layer, 102 is a light absorbing layer, and 103 is a substrate.
  • Reference numeral 401 denotes a changed part due to light irradiation.
  • the middle diagram of FIG. 10 shows the state of etching, 402 denotes an etching apparatus (etching tank), and 403 denotes an etching solution.
  • the lower part of FIG. 10 shows the state after the etching, and 404 shows the structure.
  • a method of dipping in an aqueous acid solution, an aqueous alkali solution, an organic solvent, or the like can be used.
  • a portion other than a portion changed by laser light irradiation is dissolved to form a structure.
  • a structure can be formed by an inexpensive method without using a vacuum device.
  • a mixture of the materials A and B using the silicon compound material as the material A is used for the thermal reaction layer.
  • a wet etching method using an aqueous solution containing hydrofluoric acid is used for the etching step.
  • the etching solution shown at 403 in FIG. 10 is an aqueous solution containing hydrofluoric acid.
  • the aqueous solution containing hydrofluoric acid selectively dissolves the silicon compound material.
  • the silicon compound material as the material A is dissolved.
  • material A dissolves and lifts off material B.
  • the material A and the material B are densified and the composition of the material B is changed, so that the etching resistance to the aqueous solution containing hydrofluoric acid is increased. Therefore, a changed portion due to light irradiation remains, and a structure can be formed.
  • the light absorption layer 102 has extremely high etching resistance to an aqueous solution containing hydrofluoric acid. Therefore, in the etching step, the light absorption layer functions as an etching stop layer. Due to the presence of the etching stop layer, a structure can be formed with high uniformity even in a large-area medium.
  • hydrofluoric acid aqueous solution it is preferable to use a commercially available mixed solution of a 50% by mass diluted solution and water.
  • the mixing ratio (hydrofluoric acid (50% dilution): water) is preferably in the range of 1: 4 to 1:50.
  • the hydrofluoric acid concentration is higher than 1: 4, the surface roughness of the light absorbing layer and the heat reaction layer increases. If the hydrofluoric acid concentration is lower than 1:50, the etching time becomes longer and the process cost becomes higher.
  • the formed structure is subjected to a heat treatment in an atmosphere gas to remove defects of the structure and the medium.
  • the constituent elements are mutually exchanged between the laminated layers and structures.
  • Spread. The interdiffusion increases the adhesion between the structure and other layers.
  • the heat treatment may be performed in the air.
  • the medium may be placed in a closed container, and a gas such as nitrogen, oxygen, water vapor, argon, or hydrogen may be introduced therein, and the treatment may be performed in an atmosphere gas.
  • the medium may be placed in a vacuum vessel and processed in a vacuum.
  • the heat treatment may be performed by high-frequency induction heating and lamp heating using a halogen lamp or a xenon lamp as a light source.
  • the medium is further etched using the formed structure as a mask.
  • the upper diagram of FIG. 7 shows the state of the medium before etching, and 204 shows the structure. 7 shows an etching state, and 207 denotes an etching apparatus. The lower part of FIG. 7 shows the state after etching, and 208 shows the structure.
  • etching method a dry etching method can be used.
  • a method such as RIE (Reactive Ion Etching) or ICP (Inductively Coupled Plasma) ; sputter etching can be used.
  • the medium is set in a vacuum device and left for a certain period of time in an etching gas atmosphere to form a structure. Only the layer 102 immediately below the structure 204 may be etched up to the substrate 103 or may be etched.
  • etching method a wet etching method as described above can be used.
  • irregularities are transferred to another medium using the formed structure as a mold.
  • the upper diagram in FIG. 8 shows the medium on which the structure to be formed is formed.
  • the middle diagram in FIG. 8 shows a transfer state, and 209 shows a medium for transferring the irregularities of the structure.
  • the lower part of FIG. 8 shows the state after transfer.
  • a transfer method a compression molding method, an injection molding method, a 2P transfer method (light curing method and heat curing method), and the like can be used.
  • a medium material for transferring the irregularities of the structure resin materials such as polycarbonate resin, acrylic resin, polyolefin resin, epoxy resin, butyl ester resin, and ultraviolet ray curing resin can be used.
  • the combination of the steps shown in FIGS. 4 to 8 is changed depending on the structure and material of the medium for forming a structure shown in FIGS.
  • a structure can be formed by a combination of the following steps.
  • Forming method 1 Light irradiation process ⁇ Etching process
  • Forming method 2 light irradiation step ⁇ etching step ⁇ heat treatment step
  • Forming method 3 Light irradiation step ⁇ Etching step ⁇ Heat treatment step ⁇ Second etching step
  • Forming method 4 Light irradiation step ⁇ Etching step ⁇ Heat treatment step ⁇ Second etching step ⁇ Transfer step
  • Forming Method 7 Light Irradiation Step ⁇ Etching Step ⁇ Second Etching Step ⁇ Transfer Step [0066]
  • the thermal reaction layer is located at the uppermost layer of the laminated structure, and is irradiated It is preferable to use a structure forming medium having a light transmitting property at the wavelength of light to be emitted.
  • one laser beam is irradiated from the uppermost heat-reactive layer side.
  • FIG. 9 shows an example of a method of manufacturing a structure.
  • the upper diagram of FIG. 9 shows a medium for forming a structure, 101 is a heat reaction layer, 102 is a light absorbing layer, and 103 is a substrate.
  • the thermal reaction layer is located on the top layer of the laminated structure. Other layers may have a thermal reaction layer.
  • the middle diagram in FIG. 9 shows the light irradiation state, and 301 shows the light irradiation direction.
  • the light also irradiates the uppermost thermal reaction layer side force. That is, irradiation is performed without passing through the substrate. In the following description, this will be referred to as “film surface incidence”. By making the light incident on the film surface, the occurrence of aberration by the substrate can be suppressed.
  • the NA of the objective lens can be increased to condense the light beam.
  • a changing portion 302 can be formed in a finer area of the thermal reaction layer.
  • the lower diagram in FIG. 9 shows the state after irradiation, and 302 shows the changed part due to laser single light irradiation.
  • the change portion 302 is formed in the heat reaction layer 101 disposed above and below the light absorption layer 102.
  • the thermal reaction layer 101 a material having a high light-transmitting property at the wavelength of light to be applied is used. Specifically, the light absorption rate force 1 X 10- 3 at the wavelength of the irradiated light - a material in the range of 1 X 10- 5. By using a material with high light transmissivity, the light in the heat reaction layer Absorption can be suppressed. Since the changed portion 302 can be formed by heat generated only by the light absorbing layer, the changed portion as the structure can be miniaturized.
  • the thermal reaction layer, the light absorption rate is 1 X 10- 3 - in the range of 1 X 10- 5, SiO iON
  • Silicon compound material such as N
  • sulfide material such as ZnS, CaS, BaS, ZnSe, BaSe
  • a selenide material such as CaF and a fluorine compound material can be used.
  • the thickness of the thermal reaction layer corresponds to the height of the structure. Therefore, the thickness of the thermal reaction layer is set to the height of the structure to be formed.
  • the structure of the present invention is manufactured by the method of manufacturing the structure of the present invention. 29 and 30 show top views of the structure shape.
  • FIG. 29 shows an example in which a structure is formed by using a phase change material by the method disclosed in JP-A-9-115190 and JP-A-10-97738.
  • the structure-forming medium has a structure in which GeSbTe as a phase change material is laminated on a polycarbonate resin substrate.
  • the structure was irradiated with laser light and then etched, and the phase change material was processed into a convex shape to obtain a structure.
  • Etching was performed with KOH, an alkaline solution. The etching time is 30 minutes.
  • reference numeral 2401 denotes a convex phase change material GeSbTe as a structure.
  • 2402 indicates the moving direction of the laser beam.
  • 2403 indicates the front end of the structure.
  • 2404 indicates the rear end of the structure.
  • an etching rate difference is produced between a crystalline phase state and an amorphous state, and a structure can be formed by etching.
  • the portion remaining as the structure 2401 is in an amorphous state.
  • the other portion 2405 (the portion other than 2401 hatched in FIG. 29) is in a crystalline state.
  • the rear end portion 2404 is crystallized in the process of turning the phase change material into an amorphous state by laser light irradiation.
  • the structure has a crescent shape in which the rear end 2404 is clogged.
  • the same shape is obtained even if the composition of the material is changed.
  • the complexity of the shape limits its range of application.
  • optical recording described later When applied to a medium, the state of intersymbol interference (mutual interference of signals from adjacent marks) becomes complicated, and complicated and expensive signal processing techniques are required.
  • FIG. 30 shows a structure shape produced by the method for producing a structure of the present invention.
  • the structure forming medium has a structure in which AglnSbTe as a light absorbing layer and ZnS-SiO as a heat reaction layer are laminated on a polycarbonate resin substrate. Irradiate the laser light and then
  • the reaction was performed using a mixed solution of hydrofluoric acid and water.
  • the etching time is 20 seconds.
  • reference numeral 2501 denotes a convex ZnS-SiO as a structure.
  • 2502 is the laser light transfer
  • the part other than the 2503 structure is the surface of the AglnSbTe light absorption layer. According to the method of the present invention, a structure having a shape close to a perfect circle can be formed. The simple circular shape expands the scope of application of the structure.
  • the present invention can be applied to a multi-value recording system, such as changing the diameter of a structure according to recording information.
  • FIGS. 13 to 15 show schematic cross-sectional views of the structure.
  • FIG. 13 shows the general cross-sectional shape of the structure
  • FIGS. 14 and 15 show the structure of the present invention.
  • FIG. 13 shows a cross-sectional shape when a structure is manufactured by a method of thermally changing a light-absorbing material as disclosed.
  • reference numeral 701 denotes a structure.
  • the material is a shear dye which is a recording material of a write-once optical disc.
  • 702 is a light absorbing layer.
  • the material is GeSbTe, a phase change material. Note that FIG. 13 shows only the structure and the light absorbing layer. In addition to the force, the structure does not include the heat-reactive layer and the substrate.
  • the wavelength of the laser light forming the structure is 405 ⁇ m, and the cyanine dye absorbs light of that wavelength.
  • FIG. 14 and FIG. 15 show the structure shape of the present invention. This is a case where an end face of a cross section of the structure has a substantially vertical or substantially reverse tapered shape.
  • Figure 14 shows an end face that has a substantially reverse taper shape.
  • the material is ZnS-SiO. 812 has a light absorbing layer
  • the material is GeSbTe, a phase change material.
  • reference numeral 813 denotes the inclination angle of the cross section of the structure.
  • the wavelength of the laser light forming the structure is 405 nm, and ZnS-SiO does not absorb light of that wavelength.
  • the heat-reactive layer is thermally changed by the heat generated from the light-absorbing layer, and the light is also applied to the side of the heat-reactive layer to form a cross-sectional shape as shown in Fig. 15. Can be formed into a substantially inverted taper shape.
  • FIG. 15 shows a case where the end face has a substantially vertical shape.
  • Reference numeral 901 denotes a structure, and 902 denotes a light absorbing layer.
  • the materials of the structure and the light absorbing layer are the same as in FIG.
  • reference numeral 903 denotes the inclination angle of the cross section.
  • FIGS. 14 and 15 show only the structure and the light absorbing layer, a heat reaction layer or a substrate having no structure may be provided. Since the end portions of the structures have a substantially vertical or substantially reverse tapered shape, it is possible to avoid a problem that adjacent structures are connected to each other when the arrangement density of the structures is increased.
  • the structure manufactured by the method for manufacturing a structure of the present invention can be applied to many fields such as an optical recording medium described below, a biochip, a photonic crystal, and an element separation material for various electronic devices. it can.
  • the optical recording medium of the present invention contains a substrate, a light absorbing layer that absorbs reproduction light on the substrate and generates heat, and a material that is in contact with the light absorbing layer and is different from the light absorbing layer. And a convex structure.
  • the reproducing method of the present invention comprises a substrate, a light absorbing layer that absorbs reproducing light and generates heat on the substrate, and a material that is in contact with the light absorbing layer and is different from the light absorbing layer.
  • the light absorbing layer and the convex structure are irradiated with light from the side of the convex structure to detect a change in the amount of reflected light.
  • the optical recording medium of the present invention has a substrate, a light absorbing layer that absorbs reproduction light on the substrate and generates heat, and a material that is in contact with the light absorbing layer and is different from the light absorbing layer.
  • Convex structure containing And a light-transmitting layer having a light-transmitting property with respect to reproduction light on the convex structure.
  • the light-transmitting layer covers the surface of the convex structure and is substantially hemispherical. Is formed.
  • the reproducing method of the present invention comprises a substrate, a light absorbing layer that absorbs reproduction light and generates heat on the substrate, and a material that is in contact with the light absorbing layer and is different from the light absorbing layer.
  • the optical recording medium of the present invention is a recording medium for recording and reproducing information by light, and the optical recording medium of the present invention has the following five types of modes. There is a playback method.
  • the optical recording media of the first to fifth modes and the reproducing methods of the first to fifth modes will be described below in order.
  • the optical recording medium according to the first embodiment of the present invention aims at achieving high recording density by super-resolution reproduction.
  • the optical recording medium includes a substrate, a thin-film light-absorbing layer that absorbs reproduction light and generates heat on the substrate, and a convex structure that is in contact with the light-absorbing layer. And other layers.
  • FIG. 19 shows an example of the configuration of the optical recording medium of the first embodiment.
  • a thin film buffer layer 1302 for protecting the substrate is laminated on a substrate 1301, and a thin light absorbing layer 1303 and a convex structure 1304 in contact with the light absorbing layer are formed thereon. Are laminated.
  • Each of the convex structures 1304 is separated in the medium plane as shown in FIG.
  • the material of the substrate 1301 can be appropriately selected depending on the particular purpose.
  • glass, ceramics, resin, or the like is used.
  • a fatty substrate is preferred.
  • the resin include polycarbonate resin, acrylic resin, epoxy resin, polystyrene resin, acrylonitrile styrene copolymer, polyethylene resin, polypropylene resin, silicone resin, fluorine resin, and ABS resin. , Ureta Resin and the like.
  • polycarbonate resins are particularly preferred in view of moldability, optical properties and cost.
  • buffer layer 1302 for example, SiO or SiO and ZnS, ZnO, SiN,
  • the thickness of the buffer layer can be appropriately selected depending on the purpose without particular limitation. For example, 20-100 nm is preferable.
  • the buffer layer is provided to suppress heat diffusion from the light absorbing layer to the substrate. If the film thickness is less than 20 nm, the effect of suppressing thermal diffusion may decrease. If the film thickness exceeds 100 nm, the residual stress of the film may increase, and problems such as warpage of the medium may occur.
  • the light absorbing layer 1303 preferably contains at least one element selected from Sb, Te, and In. Specifically, binary materials such as SbTe and InTe, ternary materials such as GeSbTe and InSbTe, and quaternary materials such as AglnSbTe are used. Further, a semiconductor material such as Si or Ge can also be used.
  • the material forming these light absorbing layers 1303 generates heat by laser light irradiation, and changes optical characteristics such as a refractive index and an absorption coefficient. By laminating these materials with the convex structure, the optical characteristics of a region corresponding to the convex structure can be changed by laser light irradiation.
  • the material is in an amorphous or polycrystalline state, the residual stress in the thin film is low. Therefore, in the method of manufacturing an optical recording medium according to the present invention described below, although a steep temperature change occurs. And the occurrence of defects such as cracks can be suppressed. By this effect, a fine convex structure can be formed over a large area.
  • the thickness of the light absorbing layer is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose.
  • the thickness is preferably 2 to 50 nm. If the thickness is less than 2 nm, it becomes difficult to form a thin film, and the light absorption efficiency may decrease.If the thickness exceeds 50 nm, heat diffusion in the light absorption layer occurs, and It may be difficult to change the optical characteristics of the minute area of the absorption layer.
  • the material of the convex structure 1304 includes a mixture of a material A and a material B, wherein the material A is a silicon compound material, the material B is a sulfide material, a selenide material and At least one material selected from fluorine compound materials is preferred.
  • Examples of the silicon compound material of the material A include SiO, SiON, and SiN.
  • Examples of the sulfide material of the material B include ZnS, CaS, and BaS.
  • Examples of the selenide material include ZnSe and BaSe.
  • Examples of the fluorine compound material include CaF and BaF.
  • the material A and the material B may use a single material or a plurality of materials with deviation.
  • An insulator material such as S, ZnO, SiN, AlO, and A1N can be used alone.
  • the height of the structure is preferably 10-100 nm. If the height is less than 10 nm, the signal intensity may decrease. On the other hand, when the structure is made higher, the signal strength increases. When the force is higher than 100 nm, tracking stability may decrease.
  • a protective layer may be provided on the convex structure 1304.
  • a silicon conjugate such as SiN, SiO, SiC, or a transparent resin can be used.
  • the optical recording medium of the first embodiment is used, and the laminated structure including the thin-film light absorbing layer 1303 and the convex structure 1304 is provided with a convex shape.
  • the structure 1304 also emits light to detect the change in the amount of reflected light.
  • 20A and 20B show an example of the reproducing method.
  • a laser beam is incident from the convex structure 1304 side.
  • reference numeral 1401 denotes an incident direction of laser light. The incident laser light is absorbed by the light absorption layer 1303, and the light absorption layer 1303 generates heat.
  • the calorific value changes just below the convex structure.
  • the optical characteristics of the light absorbing layer change at the timing of the convex structure.
  • 1403 is located at the center of the laser beam
  • Reference numeral 1402 denotes a region where the optical characteristics of the light absorbing layer are changed.
  • the reproduction signal changes at the timing of the convex structure in response to the change in the optical characteristics.
  • FIG. 20B shows a laser intensity distribution 1404 of the incident laser light and a temperature distribution 1405 on the surface of the optical recording medium. As shown in FIG. 20B, the laser light intensity distribution 1404 becomes a Gaussian distribution.
  • reference numeral 1402 denotes a region where the optical constant changes in the light absorbing layer.
  • the temperature distribution corresponds to the convex structure 1403, and the temperature near the convex structure 1403 located near the beam center becomes particularly high.
  • the optical characteristics immediately below the convex structure 1403 located near the beam center change significantly.
  • the reproduction signal changes at the timing of the convex structure 1403 even in a period equal to or less than the diffraction limit.
  • Reference numeral 1406 denotes a threshold value of the temperature at which the optical characteristics of the light absorbing layer change.
  • the optical recording medium according to the second embodiment of the present invention aims at achieving a high recording density by super-resolution reproduction and a focusing effect of a laser beam on the medium.
  • the optical recording medium includes a substrate, a light absorbing layer that absorbs reproduction light on the substrate and generates heat, and a convex structure that is in contact with the light absorbing layer and contains a material different from the light absorbing layer. And a light-transmitting layer having a light-transmitting property with respect to reproduction light on the convex structure, and the light-transmitting layer is formed in a hemispherical shape by covering the surface of the convex structure. ing.
  • FIG. 21 shows an example of the configuration of an optical recording medium according to the second embodiment.
  • a thin-film buffer layer 1502 for protecting the substrate is laminated on a substrate 1501, and a thin-film light-absorbing layer 1503 and a light-absorbing layer 1503 are formed thereon.
  • a light-transmitting layer 1505 and a convex structure 1504 that is in contact with the light-emitting layer 1505 are stacked.
  • the light-transmitting layer 1505 covers the surface of the convex structure 1504, and the vertical cross-sectional shape is stacked in a substantially semicircular shape. I have.
  • Each of the convex structures 1504 is separated in the medium plane as shown.
  • the substrate 301 has the same configuration as the substrate 101 of the optical recording medium of the first embodiment, and the thin-film buffer layer 302 has the same configuration as the buffer layer 102 of the optical recording medium of the first embodiment.
  • the light absorbing layer 303 in the form of a thin film is configured similarly to the light absorbing layer 103 of the optical recording medium of the first embodiment.
  • an oxide, a nitride, or a fluorine compound having high transmittance with respect to reproduction light can be used.
  • the oxide include SiO, Al 2 O, and BiAlO.
  • nitride examples include SiN, A
  • fluorine compound examples include CaF, BaF and the like.
  • the thickness of the light transmitting layer is set according to the height of the structure, and is set to at least the height of the structure. Below the height of the structure, the structure does not form a hemisphere. If it is too thick, the production time will be increased and the cost will increase.
  • the optical recording medium according to the second embodiment is used to form a laminate including a thin-film light absorbing layer 1503, a convex structure 1504, and a light transmitting layer 1505.
  • light is irradiated from the light transmission layer 1505 side to detect a change in the amount of reflected light.
  • FIG. 22 shows an example of the reproducing method of the second embodiment.
  • laser light is incident from the convex structure 1504 side.
  • 1601 indicates the incident direction of the laser beam.
  • the incident laser light is absorbed by the light absorbing layer 1503, and the light absorbing layer 1503 generates heat.
  • the light transmitting layer 1505 in the optical recording medium of the second embodiment is laminated so that its longitudinal cross-sectional shape becomes a semicircle, similar to the convex structure 1504. Some are further focused on the media surface.
  • the collected laser light is absorbed by the light absorbing layer 1503, and the light absorbing layer near the convex structure 1603 located at the center of the beam generates heat.
  • Optical characteristics such as refractive index and absorption coefficient change due to heat generation.
  • reference numeral 1602 denotes a change region of the optical characteristics in the light absorbing layer.
  • the optical recording medium of the second embodiment is provided with the light transmitting layer 1505 having a semicircular longitudinal section, the light-collecting effect is increased, and the reproduction of the optical recording medium of the second embodiment is performed.
  • the signal from the convex structure 1504 having a period equal to or less than the diffraction limit is obtained by the super-resolution reproduction effect due to the change of the optical constant in a region smaller than the beam diameter corresponding to the convex structure 1504.
  • Signal strength increases.
  • the focusing effect of the laser beam on the optical recording medium, and High recording density is achieved by the super resolution effect.
  • the optical recording medium of the third embodiment aims at increasing the recording density by multi-value recording in addition to the purpose of the optical recording medium of the first embodiment or the second embodiment.
  • the convex structure in addition to the configuration of the optical recording medium of the first embodiment or the second embodiment, has a substantially columnar shape. It is configured such that the diameter of the convex structure changes.
  • a columnar shape is particularly preferable.
  • a state in which the angle of the end of the convex structure is close to vertical that is, a state in which it is close to a cylindrical shape is suitable. If the angle of the end of the structure is gentle, the adjacent structures will be connected, and the signal quality will be degraded.
  • FIG. 23 shows an example of the configuration of the optical recording medium according to the third embodiment as viewed from above.
  • 1701 indicates the light absorbing layer
  • 1702 indicates the convex structure
  • 1703 indicates the period of the convex structure in the track direction
  • 1704 indicates the recording track
  • 1705 indicates the diameter of the convex structure, respectively.
  • the laminated structure and the material of each layer in the optical recording medium of the third embodiment are the same as those of the optical recording media of the first embodiment and the second embodiment.
  • the convex structure 1702 in the optical recording medium of the third embodiment has a substantially cylindrical shape.
  • the period of the convex structure 1702 in the track direction is constant.
  • the diameter 1705 of the convex structure changes according to the recorded information.
  • the optical recording medium according to the third embodiment is used to irradiate a convex structure 1702 having a diameter varying according to recording information with light, thereby forming a convex structure.
  • a change in the amount of reflected light is detected in accordance with the period of the structure 1702.
  • FIG. 24A and FIG. 24B show an example of a reproducing method of the optical recording medium of the third embodiment.
  • FIG. 24A is a view showing the optical recording medium as viewed from above
  • FIG. 24B is a view showing a change in signal level.
  • reference numeral 1801 denotes a laser beam
  • 1702 denotes a convex structure
  • 1703 denotes a period of the convex structure
  • 1704 denotes a track.
  • reference numeral 1811 denotes a reproduced signal level sampled at the timing A
  • reference numeral 1812 denotes a reproduced signal level sampled at the timing H.
  • multivalued information is recorded in accordance with a change in the diameter of the convex structure.
  • Laser light is centered on the convex structure 1702 At the timing of the position, the amount of reflected light changes according to the diameter.
  • multi-value information corresponding to the change in diameter can be determined as a change in signal level.
  • the recording density is improved by the multi-level recording.
  • An optical recording medium has the object of increasing the recording density by narrowing the track pitch for the purpose of the optical recording medium of the first or second embodiment.
  • the convex structure in addition to the configuration of the optical recording medium of the first embodiment or the second embodiment, the convex structure has a substantially columnar shape, and the convex structure in the plane of the optical recording medium. It is configured so that the body arrangement is a close-packed arrangement (triple symmetric arrangement).
  • a columnar shape is particularly preferable.
  • a state in which the angle of the end of the convex structure is nearly vertical, that is, a state in which the angle is close to a cylindrical shape is suitable. If the angle of the end of the structure is gentle, the adjacent structures will be connected, and the signal quality will be degraded.
  • FIG. 25 shows an example of the configuration of the optical recording medium according to the fourth embodiment as viewed from above.
  • reference numeral 1901 denotes a light absorbing layer
  • 1902 denotes a convex structure
  • 1903 denotes a period of the convex structure in the track direction
  • 1904 denotes virtual lattice points in a close-packed arrangement (three-fold symmetric arrangement).
  • the laminated structure and the material of each layer in the optical recording medium of the fourth embodiment are the same as those of the optical recording medium of the first embodiment and the second embodiment.
  • the convex structure 1902 in the optical recording medium according to the fourth embodiment has a cylindrical shape and a constant diameter.
  • the arrangement of the convex structures 1902 in the medium plane is a close-packed arrangement (three-fold symmetric arrangement). According to the recorded information, there is a configuration in which there are lattice points having the convex structure 1902, and there are no lattice points! RU
  • the optical recording medium according to the fourth aspect is used to irradiate the convex structure 1902 with light to reproduce a plurality of tracks at the same time. , The change in the amount of reflected light is detected.
  • FIG. 26A and FIG. 26B show an example of the reproducing method of the fourth mode.
  • Figure 26A shows an optical recording medium It is a figure which shows a top view.
  • 1902 indicates a convex structure
  • 1903 indicates a period of the convex structure
  • 2001 indicates a laser beam.
  • FIG. 26A shows a convex structure for three tracks.
  • the rows of the convex structures 1902 of a plurality of tracks are simultaneously reproduced.
  • Simultaneous reproduction here means that a plurality of convex structure rows are included in the beam diameter.
  • the reproduction signal is detected (sampled) at timings A, B, C, and D of the period 1903 of the convex structure.
  • FIG. 26B is a diagram showing a change in the reproduction signal level.
  • 2011 indicates the reproduced signal level sampled at the timing A
  • 2012 indicates the signal level sampled at the timing D.
  • the number of structures included in the laser beam diameter 2001 changes from seven at timing A, six at B, five at C, and five at D. As a result, the amount of reflected light changes.
  • PRML Partial Response Maximum Likelihood
  • the arrangement of the convex structures in the medium plane is a close-packed arrangement (three-fold symmetric arrangement), and by reproducing a plurality of structures at the same time, a higher track density with a narrower track pitch has been achieved. Is done.
  • the optical recording medium according to the fifth embodiment of the present invention aims at reproducing a plurality of tracks simultaneously with high accuracy, in addition to the object of the optical recording medium according to the fourth embodiment, that is, narrowing the track pitch.
  • the optical recording medium according to the fifth embodiment has a configuration in which, in addition to the configuration of the optical recording medium according to the fourth embodiment, every n rows (where n represents an integer of 2 or more) in the radial direction of the optical recording medium. No structure exists ⁇ Rows are provided! / Puru.
  • FIG. 27 shows an example of a longitudinal sectional view in the radial direction of the optical recording medium of the fifth embodiment.
  • 2101 indicates a substrate
  • 2102 indicates a buffer layer
  • 2103 indicates a light absorbing layer
  • 2104 indicates a convex structure
  • 2105 indicates a light transmitting layer
  • 2106 indicates a track pitch.
  • the arrangement of the convex structures 2104 in the plane of the optical recording medium of the fifth mode is a close-packed arrangement.
  • a row in which no convex structure 2104 exists is provided every n rows.
  • a row where the convex structure 2104 does not exist is provided every four rows.
  • the tracks a and e have no convex structure 2104. Therefore, the convex structure 2104 can be made dense and dense in the plane of the optical recording medium.
  • the portions b, c, and d where the convex structures are dense are filled with the film, and the rough portions a and e are grooves.
  • a step for tracking can be formed at a predetermined position. Therefore, by simultaneously reproducing a plurality of the convex structures 2104, a high density can be achieved by a narrow track pitch.
  • n ⁇ 1 columns are simultaneously reproduced using the optical recording medium according to the fifth embodiment, and the amount of reflected light is detected.
  • FIG. 28A and FIG. 28B show an example of the reproducing method of the fifth mode.
  • FIG. 28A is a drawing showing the optical recording medium as viewed from above, and FIG. 28B is a longitudinal sectional view in the radial direction of the optical recording medium.
  • 2104 indicates a convex structure
  • 2106 indicates a track pitch
  • 2201 indicates a laser beam.
  • no convex structure 2104 exists in tracks a and e.
  • a push-pull method or a differential push-pull method is used as the tracking method.
  • a push-pull signal is generated by detecting the diffracted light and reflected light from the groove portions a and e with a photodiode divided into two along the track direction.
  • the push-pull signal is used as the tracking servo error signal.
  • the laser light is applied to the convex structure rows b, c, and d by generating a push-pull signal from the diffracted light and reflected light from the convex structure rows a, e.
  • the method for producing an optical recording medium includes, for example, a method of forming at least a thin film of light absorbing A laminating step of laminating a layer and a thin film material to be a convex structure to form a laminated body; a recording step of irradiating the laminated body with a convex structure-side light to record information;
  • the method includes at least a step of forming a convex structure by removing a portion to form a convex structure, and further includes other steps as necessary.
  • the laminating step and the convex structure forming step can be performed according to the method of manufacturing the structure.
  • a method of forming a thin film on the laminate various vapor phase growth methods, for example, a vacuum deposition method, a sputtering method, a plasma CVD method, a photo CVD method, an ion plating method, an electron beam evaporation method, and the like are used.
  • the sputtering method is superior in terms of mass productivity, film quality, and the like.
  • a fine convex structure can be formed over a large area without using a mask.
  • a structure forming medium was prepared as follows.
  • the structure forming medium shown in FIGS. 1 to 3 was produced.
  • the film formation method is a sputtering method.
  • Table 1 shows the material and thickness of each layer and the main film forming conditions for the sputtering method.
  • the medium having the structure shown in FIG. 1 was used as a structure forming medium.
  • the layer configuration is a glass substrate ZGeZSiON.
  • Table 1 shows the film formation conditions for each layer.
  • a structure was formed as follows.
  • the formation of the structure was performed in the order of the light irradiation step (FIG. 4) and the etching step (FIG. 5).
  • a laser light irradiation device shown in FIG. 12 was used.
  • the laser beam irradiation means 61 includes a semiconductor laser.
  • the wavelength of the laser is 405 nm.
  • the NA of the objective lens is 0.65.
  • the structure forming medium shown in FIG. 1 was irradiated with laser light from the substrate side 103.
  • the laser light was pulse-modulated by the laser modulation means 62 as shown in FIG.
  • Power level P1 is 10mW
  • P2 is 3mW.
  • the pulse width T is 24nsec.
  • the pulse period S is 143nse C.
  • the medium was rotated by the medium rotating means 64.
  • the rotation speed is 3.5 mZsec.
  • the etching was performed by the RIE method.
  • the substrate was treated with CF, which is an oxide etching gas.
  • the processing pressure is lmTorr and the input power is 200W.
  • the structure 204 was formed by removing portions other than the portion changed by the laser irradiation.
  • the structure was formed by the above method.
  • the cross-sectional shape of the structure was the shape shown in FIG.
  • the period of the structure was 500 nm, and the size (diameter) was 250 nm.
  • the changed portion remained without being etched, and a convex structure was formed.
  • the medium having the structure shown in FIG. 2 was used as a structure forming medium.
  • the layer configuration is a polycarbonate resin substrate ZZnS-SiO / AglnSbTe / ZnS-SiO. Film formation conditions for each layer
  • the formation of the structure was performed in the order of the light irradiation step (FIG. 9) and the etching step (FIG. 10).
  • a laser light irradiation device shown in FIG. 12 was used.
  • the laser beam irradiation means 61 includes a semiconductor laser.
  • the wavelength of the laser is 405 nm.
  • the NA of the objective lens is 0.85.
  • Laser light is applied to the Z
  • the film surface was incident from the nS-SiO side. As shown in FIG.
  • the light was pulse-modulated.
  • Power level P1 is 4mW
  • P2 is lmW.
  • the pulse width T is 19 nsec.
  • the pulse period S is 114 nsec.
  • the pulse duty (pulse width / pulse period) is 17%.
  • the medium was rotated by the medium rotating means 64. The rotation speed is 3.5mZsec. By irradiating the laser pulse shown in FIG. 16, a changed portion 302 was formed in ZnS—SiO as a thermal reaction layer.
  • the etching was performed by a wet etching method.
  • HF hydrofluoric acid
  • the structure 403 was formed by the etching using.
  • the structure was formed by the above method.
  • the structure had an inverted tapered shape as shown in FIG.
  • the period of the structure was 400 nm, and the size (diameter) of the structure was 250 nm.
  • Figure 17 shows the formed structure as an SEM image.
  • a structure having a uniform shape can be formed on a large area medium having a diameter of 12 cm.
  • the medium having the structure shown in FIG. 2 was used as a structure forming medium.
  • the layer configuration is a polycarbonate resin substrate ZZnS-SiO / AglnSbTe / ZnS-SiO. Material and thickness of each layer
  • the film forming conditions are as shown in Table 2.
  • the formation of the structure was performed in the order of the light irradiation step (Fig. 9) and the etching step (Fig. 10).
  • a laser light irradiation device shown in FIG. 12 was used.
  • the laser beam irradiation means 61 includes a semiconductor laser.
  • the wavelength of the laser is 405 nm.
  • the NA of the objective lens is 0.85.
  • the laser beam was applied to the ZnS-SiO side force of the top layer as well.
  • the laser light was pulse-modulated by one modulation means 62 as shown in FIG.
  • the power level P1 is 5 mW and P2 is 1.4 mW.
  • the pulse width T is lOnsec.
  • the pulse period S is 58 nsec.
  • the pulse duty (pulse width Z pulse period) is 17%.
  • the medium was rotated by the medium rotating means 64. The rotation speed is 3.5mZsec. Irradiation of the laser pulse shown in Fig. 16 changes the thermally reacted layer ZnS-SiO
  • the etching was performed by a wet etching method.
  • the etching solution 402 is an aqueous solution of hydrofluoric acid (HF) (HF: H 2 O). The medium was immersed in the HF solution for 10 seconds. HF solution
  • the structure 403 was formed by tuning.
  • a structure was formed by the above method.
  • the cross-sectional shape of the structure was the vertical shape shown in FIG.
  • the period of the structure is 300 nm
  • the height is 200 nm
  • the size (diameter) is 200 nm.
  • the aspect ratio (height Z diameter) is 1.
  • Figure 18 shows the formed structure as an SEM image.
  • a structure with a uniform shape can be formed on a large-area medium with a diameter of 12 cm.
  • An optical recording medium having the configuration shown in FIG. 19 was manufactured.
  • Polycarbonate was used as the material of the substrate 1301, and its thickness was 0.6 mm.
  • ZnS-SiO was used as the material of the buffer layer 1302, and its film thickness was 50 nm.
  • the composition of the sputtering target is ZnS 80 mol%, SiO
  • the convex structure 1304 contains ZnS and SiO, and the height of the convex structure from the upper surface of the light absorbing layer is 5%.
  • Onm and its track direction period 1305 was set to 200 nm.
  • FIG. 9 A method for manufacturing the optical recording medium will be described with reference to FIGS. 9, 10, and 16.
  • FIG. 9 A method for manufacturing the optical recording medium will be described with reference to FIGS. 9, 10, and 16.
  • Substrate 101 is polycarbonate It is made of Nate resin. ZnS-SiO is used for the buffer layer 101, and its thickness is 50 nm.
  • the film was formed by a sputtering method.
  • the composition of the sputtering target is ZnS 80 mol% and SiO 20 mol%.
  • the light absorbing layer 103 is made of AglnSbTe and has a thickness of 20 ⁇ m.
  • the thin film 101 used as the convex structure is made of ZnS—SiO, and the film thickness is set to 50 nm.
  • the film was formed by a sputtering method.
  • the composition of the sputtering target is ZnS 80 mol% and SiO 20 mol%.
  • the conditions for the sputtering method for each layer are as follows:
  • the film formation atmosphere is an argon atmosphere.
  • the information was recorded by irradiating the laser beam 301 with the thin film side force forming the convex structure.
  • the wavelength of the laser beam used for recording was 405 nm, and the numerical aperture of the objective lens was 0.85.
  • the pulse width T was 15 nsec, and the pulse period S was 57 nsec.
  • the pulse duty (pulse width Z pulse period) is 26%. Under these conditions, a single-period signal with a period of 200 nm was recorded.
  • FIG. 10 shows an etching process. Unrecorded portion of ZnS-SiO after information recording
  • 401 is a recording part of ZnS-SiO.
  • 402 indicates an etching tank
  • Reference numeral 403 denotes an etching solution.
  • Numeral 404 indicates ZnS-SiO processed into a convex shape.
  • the solution was used.
  • the substrate was washed with water and dried with dry nitrogen or the like.
  • An optical recording medium having a convex structure was manufactured by the above method.
  • the convex structure of the optical recording medium was reproduced by the method shown in FIGS. 20A and 20B.
  • the resolution limit period (Z2NA) of this optical system is 238 nm.
  • the optical recording medium having the configuration shown in FIG. 19 was reproduced by the method shown in FIGS. 20A and 20B. That is, light was irradiated from the side of the convex structure, and a change in the amount of reflected light was detected. As a result, a signal with a period of 200 nm, which is less than the resolution limit, was detected.
  • Example 6 An optical recording medium having the configuration shown in FIG. 21 was manufactured.
  • Polycarbonate resin was used as the material of the substrate 1501, and its thickness was 0.6 mm.
  • ZnS—SiO was used as the material of the buffer layer 1502, and its film thickness was 50 nm.
  • the convex structure 1504 contains ZnS and SiO 2, the height of the convex structure from the upper surface of the light absorption layer is 70 nm, and its track
  • the direction period 1506 was set to 200 nm.
  • SiON was used as the material of the light transmitting layer 1505, and its film thickness was 150 nm.
  • the method for producing the optical recording medium is as follows.
  • the method of manufacturing the convex structure is the same as that in Example 5.
  • SiON as the light transmission layer 1505 was laminated.
  • the film was formed by a sputtering method.
  • the film formation temperature is room temperature.
  • Si was used as the sputtering target.
  • the film formation atmosphere is a mixed atmosphere of oxygen and nitrogen.
  • the convex structure of the optical recording medium was reproduced by the method shown in FIG.
  • An objective lens having a numerical aperture of 0.85 and a laser beam having a wavelength of 405 nm were used, and the reproducing power was 1.0 mW.
  • the resolution limit period ( ⁇ ⁇ 2 ⁇ ) of this optical system is 238 nm.
  • the optical recording medium having the configuration shown in FIG. 21 was reproduced by the method shown in FIG. That is, light was irradiated from the light transmission layer side, and a change in the amount of reflected light was detected. As a result, a signal with a period of 200 nm, which is less than the resolution limit, was detected.
  • An optical recording medium having a layer configuration made of the same material as in Example 5 was manufactured by arranging the columnar convex structures as shown in FIG.
  • the recording direction in the track direction 1703 was set to 250 nm
  • the track pitch 1706 was set to 320 nm
  • the diameter of the convex structure was changed according to the recorded information.
  • the maximum diameter 1705 of the convex structure was 250 nm, and the diameter was changed in eight steps including the case without the convex structure.
  • FIG. 24A shows the mark arrangement. 1702 indicates a convex structure, 1703 indicates a recording cycle, and 1704 indicates a beam moving direction.
  • FIG. 24B shows the change in the reproduction signal level. 1811 is at the timing of A in Figure 24A. This is the sampled signal level. 1812 is the signal level sampled at the timing of H in FIG. 24A. By sampling the signal at the timing of the period 1703 of the convex structure, a reproduced signal whose signal level changes in eight steps according to the diameter was detected. With the above optical recording medium configuration and reproduction method, multi-level information of 8 levels could be reproduced.
  • An optical recording medium having a layer configuration made of the same material as in Example 6 was manufactured by arranging the columnar convex structures as shown in FIG.
  • FIG. 26A shows the relationship between the arrangement of the convex structures and the reproduction signal level.
  • FIG. 27 shows the cross-sectional shape of the medium. 26A and 26B are top views of the medium showing the relationship between the row of convex structures and the laser beam diameter.
  • tracks (a, e) having no convex structure were provided every four tracks.
  • steps were formed for every three tracks.
  • Fig. 23 three tracks b, c, and d were played simultaneously.
  • FIG. 26A the signal was sampled at the timing of the period 1903 of the convex structure.
  • the signal level changed according to the number of convex structures included in the beam diameter 2001.
  • Figure 26B shows the change in signal level.
  • the signal level 2011 indicates the signal level sampled at the timing A in FIG. 26A.
  • the signal level 2012 indicates the signal level sampled at the D timing in FIG. 26A.
  • a fine structure is uniformly formed on a large-area medium, and a high aspect ratio (height of structure Z size of structure)
  • a high aspect ratio hexagonal ratio
  • the components of biochips, photonic crystals, and various electronic devices It can be applied to many fields such as release materials.
  • optical recording medium of the present invention is suitably used as various optical recording media, particularly as a medium for authoring.

Abstract

　本発明は、構造体形成用媒体を光吸収層と熱反応層の積層構成として、光を吸収し発熱する光吸収層と、熱により反応し構造体とする熱反応層を分離することにより、微細な構造体を均一に形成する構造体の製造方法等を提供することを目的とする。このため、少なくとも光吸収材料を含有する光吸収層と、熱反応材料を含有する熱反応層との積層構成を含む構造体形成用媒体に対して光を照射する光照射工程と、該光照射された構造体形成用媒体をエッチング加工するエッチング工程とを含むことを特徴とする構造体の製造方法を提供する。

Description

明 細 書
構造体及びその製造方法、構造体形成用媒体、並びに光記録媒体及び その再生方法
技術分野
[0001] 本発明は、構造体の製造方法、該構造体の製造方法に用いる構造体形成用媒体
、該構造体の製造方法により得られる構造体、並びに、該構造体（凹凸パターン）に よって情報を記録再生する光記録媒体、及び該光記録媒体の再生方法に関する。 背景技術
[0002] 近年、微細な構造体で構成される再生専用の光記録媒体 (以下、「ROMディスク」 と称することもある）力 DVD— ROMを中心に広く普及している。また、青色レーザー による高密度 ROMディスクの開発も急がれている。
[0003] 前記 ROMディスクは、凹凸のレリーフパターンによって情報を記録するものであり、 通常、原盤作製工程と、スタンパ作製工程と、レプリケーシヨン工程とを含む複雑なェ 程を経て製造されている。
前記原盤作製工程では、 (1)レーザービームや電子線照射によるフォトレジスト露 光、（2)レジスト現像によるパターン形成、（3)レジストをマスクとした基板エッチング の手順により、原盤が作製される。
前記スタンパ作製工程では、（1)原盤に対するニッケル (Ni)メツキ、（2) Ni剥離の 手順により、スタンパが作製される。
前記レプリケーシヨン工程では、スタンパを型として、榭脂材料に所定の凹凸パター ンが転写される。
[0004] また、 ROMディスクの製造工程では、記録条件、圧縮効率、コーディング等を確認 し、調整する目的で、試し記録 (ォーサリング）が行われる。このォーサリングのため、 ROMディスクの製造工程の全工程を経て製造された ROMディスクを用いることはコ スト面で限界がある。そこで、簡便にォーサリング等を確認するため、相変化材料や 有機色素を含む記録層を有する記録型媒体が試し記録用媒体 (以下、「ォーサリン グ用媒体」と称することがある）として使用されている。このォーサリング用媒体として は、例えば、特許文献 1及び特許文献 2に開示されているものがある。
[0005] ところで、従来の凹凸のレリーフパターンによって情報を記録する光記録媒体は、 高密度化に伴って微細な凹凸転写が困難になるという問題がある。この問題を解決 するため、例えば、高密度の電子線描画によるマスタリング技術が提案されている（ 特許文献 3及び特許文献 4参照)。
しかし、前記電子線描画では、電子線に対するレジスト感度が不十分であり、また、 真空中でのプロセスであるため、スループットの低下は免れない。また、電子線描画 装置は非常に高価であり、莫大な初期投資が必要になる。更に、メンテナンスが難し く、レーザービーム露光に比較してランニングコストもかかり、スループットが低下する 。したがって初期投資の増力！]、ランニングコストの増加等により、プロセスコストが高騰 してしまうという問題がある。
[0006] このような微細化に伴うプロセスコストの高騰の問題を解決する手段として、例えば 、レーザービームにより微細凹凸パターンを形成する方法が開発されている。この方 法は、熱により変質する層を設け、ビーム径よりも小さな領域を変質させて、エツチン グで変質して 、な 、領域を除去してパターンィ匕する方法である。
例えば、特許文献 5には、 GeSn等の相変化膜にレーザー光を照射して結晶化さ せ、非結晶化部分をエッチングで除去して凹凸パターン (構造体)を形成する方法が 提案されている。また、まず、補助薄膜を成膜し、該補助膜を一旦エッチング加工し て溝を形成し、その後に成膜した相変化膜を再びエッチング加工する方法が開示さ れている。また、特許文献 6には、 GeSbTeSnなどのカルコゲン化合物にレーザー光 を照射して結晶化させ、非結晶化部分をエッチングで除去して凹凸パターン (構造体 )を形成する方法が開示されている。
[0007] しかし、光ディスクのような大面積の基板に対して均一性よく構造体を形成するには 、構造体とする部分とそれ以外の部分のエッチングレート差 (エッチング選択比）が大 きいことが必要である。相変化材料の場合、結晶状態と非晶質状態 (アモルファス状 態)の間でのエッチング選択比は小さい。また、結晶状態とアモルファス状態の中間 状態ができることもある。従って、前記特許文献 5及び 6に記載の方法では、大面積 媒体に対して均一に微細な構造体を形成することは困難である。また、前記特許文 献 5に示されている 2回のエッチング工程を必要とする製造方法は、プロセスコストの 高騰を招 、てしまう t 、う欠点がある。
[0008] また、特許文献 7及び特許文献 8には、 AlZCuなどの 2種類の金属材料を積層し た構成の感熱材料にレーザー光を照射して 2種類の金属材料の相互拡散による反 応部分を形成し (反応部分は 2種類の金属材料の合金となる）、エッチングで未反応 部分を除去して構造体を形成する方法が提案されて!ヽる。
また、特許文献 9には、 AuZSnなどの 2種類の無機材料力もなる積層構成に対し レーザー光を照射して 2種類の材料の相互拡散による反応部分を形成し、未反応部 分をエッチングで除去して構造体を形成する方法が開示されている。
[0009] しかし、これらの方法では、相互拡散させる 2種類の材料の膜厚分布は、そのまま 構造体とする部分の組成分布になり、組成が異なればエッチングレートが異なるため 、大面積媒体に対して均一に微細な構造体を形成することは困難である。
[0010] また、特許文献 10には、 GeSbTe等の光吸収熱変換層と、フォトリソグラフィ一で用 いられる化学増幅型レジストなどからなる熱感応層との積層構成に対し、レーザー光 を照射して前記熱感応層を変質させて、未変質部分をエッチングで除去して構造体 を形成する方法が提案されて 、る。
しかし、前記特許文献 10の構造体形成材料は光を吸収する材料でもあり、該光を 吸収する材料を構造体形成材料として用いる方法は、高 、アスペクト比 (パターン高 さ Z構造体の大きさ）の構造体を形成するには不向きである。つまり、高いアスペクト 比の構造体を形成する場合には、構造体を形成する層を厚膜化する必要があるが、 厚膜ィ匕によって、層内で熱が拡がり微細化の妨げになる力もである。
[0011] したがって微細な構造体をフォトリソグラフィーを用いない簡便なプロセスで安価に 形成することができる構造体の製造方法及び該構造体を大面積媒体に均一に有す る光記録媒体は、未だ提供されておらず、その速や力な提供が望まれているのが現 状である。
[0012] 特許文献 1 :特開平 11— 328738号公報
特許文献 2 :特開 2001— 126255号公報
特許文献 3：特開 2001— 344833号公報 特許文献 4:特開 2003— 051437号公報
特許文献 5：特開平 9 115190号公報
特許文献 6：特開平 10- 97738号公報
特許文献 7：特開 2001—250279号公報
特許文献 8：特開 2001—250280号公報
特許文献 9：特開 2003— 145941号公報
特許文献 10：特開 2002-365806号公報
発明の開示
[0013] 本発明は、従来における問題を解決し、前記要望に応え、構造体を形成する構造 体形成用媒体を光吸収層と熱反応層の積層構成として、光を吸収し発熱する光吸 収層と、熱により反応し構造体とする熱反応層を分離することにより、微細な構造体を フォトリソグラフィーを用いな 、簡便なプロセスで安価に形成することができる構造体 の製造方法、及び該構造体の製造方法に用いる構造体形成用媒体、該構造体の製 造方法により得られる構造体を提供することを目的とする。
[0014] また、本発明は、スループットを低下させることなく高密度化された、凹凸パターン（ 構造体)で情報を記録でき、ォーサリング用媒体などとして好適に用いられる高密度 な光記録媒体を提供することを目的とする。
また、本発明は、本発明の前記光記録媒体を用いた情報の再生方法を提供するこ とを目的とする。
[0015] 前記課題を解決するため本発明者らが、鋭意検討を重ねた結果、フォトリソグラフィ 一を用いない簡便なプロセスにより微細な構造体を安価に形成すること、特に、構造 体形成用媒体を光吸収層と熱反応層の積層構成として、光を吸収し発熱する光吸 収層と、熱により反応し構造体となる熱反応層とを分離することにより、微細な構造体 を大面積媒体に均一に形成できることを知見した。
[0016] また、本発明は、好ましくは、（1)基板を介さずに光を照射することによって、より微 細な構造体を形成できること、（2)熱反応層に特定の材料を用いることによって、大 面積媒体に微細な構造体を均一に形成できると共に、高いアスペクト比 (構造体の高 さ Z構造体の大きさ）で構造体を形成すできると、 (3)湿式エッチング法を用いること によって、真空装置を用いることなぐ安価なプロセスで且つ高スループットで微細な 構造体を形成できること、（4)光としてレーザー光を用い、レーザー光源として半導体 レーザーを用いることによって、安価なプロセス及び装置で微細な構造体を形成でき ること、（5)構造体形成用媒体にレーザー光を照射するに際して該媒体を回転させ、 大面積媒体に対して高速に微細な構造体を形成できること、をそれぞれ知見した。
[0017] 本発明は、本発明者らによる前記知見に基づくものであり、前記課題を解決するた めの手段としては、以下の通りである。即ち、
< 1 > 少なくとも光吸収材料を含有する光吸収層と、熱反応材料を含有する熱反 応層との積層構成を有することを特徴とする構造体形成用媒体である。
< 2> 熱反応層が、積層構成の最上層に位置し、かつ該熱反応層が照射する光 の波長において透光性を有する材料を含有する前記 < 1 >に記載の構造体形成用 媒体である。
< 3 > 熱反応層が材料 Aと材料 Bの混合物を含有し、該材料 Aはシリコン化合物 材料であり、かつ前記材料 Bは硫化物材料、セレン化物材料、及びフッ素化合物材 料力 選択される少なくとも 1種である前記 < 1 >から < 2 >のいずれかに記載の構 造体形成用媒体である。
前記 < 1 >から < 3 >のいずれかに記載の構造体形成用媒体においては、光吸収 層と熱反応層の積層構成として、光を吸収し発熱する光吸収層と、熱により反応し構 造体となる熱反応層とを分離することにより、微細な構造体を均一に形成できる。
[0018] <4> 少なくとも光吸収材料を含有する光吸収層と、熱反応材料を含有する熱反 応層との積層構成を有する構造体形成用媒体に対して光を照射する光照射工程と、 該光照射された構造体形成用媒体をエッチング加工するエッチング工程とを含むこ とを特徴とする構造体の製造方法である。
本発明の構造体の製造方法においては、光照射工程及びエッチング加工によって 、フォトリソグラフィーを用いな 、簡便なプロセスで微細な構造体を安価に形成するこ とができる。特に、構造体を形成する媒体を光吸収層と熱反応層の積層構成として、 光を吸収し発熱する光吸収層と、熱により反応し構造体とする熱反応層を分離するこ とにより、熱を吸収し発熱する層を薄層化することができ、薄層化することによって熱 の拡がりが抑制できるので、微細な構造体を均一に形成することができる。
[0019] < 5 > 熱反応層が、積層構成の最上層に位置し、かつ該熱反応層が照射する光 の波長において透光性を有する材料を含有する前記 < 4 >に記載の構造体の製造 方法である。該 < 5 >に記載の構造体の製造方法においては、熱反応層を積層構 成の最上層に配置し且つ光を透過する材料で形成すると共に、光照射工程では、最 上層の熱反応層側から光を照射する。熱反応層に透光性が高い材料を用いることに よって熱反応層での光吸収が抑制でき、光吸収層のみの発熱で構造体が形成でき ることから構造体の微細化が図れる。また、膜面入射として基板を介さずに光を照射 することによって対物レンズの NAが大きく設定でき光ビーム^^光することができる ことからも構造体の微細化が図れる。
< 6 > 熱反応層が材料 Aと材料 Bの混合物を含有し、該材料 Aはシリコン化合物 材料であり、かつ前記材料 Bは硫化物材料、セレン化物材料、及びフッ素化合物材 料力 選択される少なくとも 1種である前記く 4 >から < 5 >の 、ずれかに記載の構 造体の製造方法である。該 < 6 >に記載の構造体の製造方法においては、熱反応 層に特定の材料を用いることによって、光照射と非照射部分間のエッチング選択比 が大きくできることから、大面積媒体に対して微細な構造体が均一に形成できる。ま た、該材料は、厚膜ィ匕が容易な材料であることから、高いアスペクト比 (構造体の高さ Z構造体の大きさ）の構造体を形成することもできる。
< 7> 光照射工程において、最上層の熱反応層側から光を照射する前記 < 4 > 力ら < 6 >の 、ずれかに記載の構造体の製造方法である。
[0020] < 8 > 光照射工程で照射する光が、レーザー光である前記 <4>から < 7>のい ずれかに記載の構造体の製造方法である。
[0021] < 9 > レーザー光源が、半導体レーザーである前記 < 8 >に記載の構造体の製 造方法である。
< 10> 構造体形成用媒体にレーザー光を照射する半導体レーザー光照射手段 と、レーザー光変調手段と、媒体駆動手段とを備えたレーザー光照射装置を用いる 前記 < 9 >に記載の構造体の製造方法である。
該 < 9 >及び < 10 >のいずれかに記載の構造体の製造方法においては、レーザ 一光源として半導体レーザーを用いることによって、安価なプロセス及び装置で微細 な構造体を形成することができる。
[0022] < 11 > 構造体形成用媒体にレーザー光を照射するに際に、該媒体を回転させる 前記く 8 >からく 10 >のいずれか記載の構造体の製造方法である。
< 12> 構造体形成用媒体にレーザー光を照射するレーザー光照射手段と、レー ザ一光変調手段と、媒体回転手段と、信号検出手段とを備えたレーザー光照射装置 を用いる前記 < 11 >に記載の構造体の製造方法である。
該< 11 >及びく 12 >の 、ずれかに記載の構造体の製造方法にお!、ては、構造 体形成用媒体にレーザー光を照射するに際して、構造体形成用媒体を回転させるこ とによって、大面積媒体に対して高速に微細な構造体を形成することでき、プロセス コストを下げることができる。
[0023] < 13 > エッチング工程力 湿式エッチング法で行われる前記 <4>から < 12> のいずれかに記載の構造体の製造方法である。該< 13 >に記載の構造体の製造 方法においては、湿式エッチング法を用いることによって、真空装置を用いない安価 なプロセスで、かつ、高スループットで、微細な構造体を形成することができる。
[0024] < 14> 前記く 4>からく 13 >のいずれかに記載の構造体の製造方法により製 造されたことを特徴とする構造体である。
< 15 > 構造体の断面の端面形状が、略垂直乃至略逆テーパー形状のいずれか である前記く 14 >に記載の構造体である。
< 16 > 構造体が、光記録媒体の表面に形成された凸状構造体である前記 < 14 >からく 15 >のいずれかに記載の構造体である。
[0025] < 17> 基板と、該基板上に光を吸収し発熱する光吸収層と、該光吸収層に接し て該光吸収層とは異なる材質を含有する凸状構造体とを有してなり、該凸状構造体 力 前記 <4>力ら< 13 >のいずれかに記載の構造体の製造方法により形成された ことを特徴とする光記録媒体である。該く 17>に記載の光記録媒体においては、ス ループットを低下させることなく高密度化された、凹凸パターン (構造体)で情報を記 録でき、ォーサリング用媒体などとして好適な高密度光記録媒体を安価に提供でき る。 [0026] < 18 > 基板と、該基板上に光を吸収し発熱する光吸収層と、該光吸収層に接し て該光吸収層とは異なる材質を含有する凸状構造体と、該凸状構造体上に光に対し て光透過性を有する光透過層とを有してなり、該凸状構造体が、前記 <4>カゝらく 1 3 >のいずれかに記載の構造体の製造方法により形成され、かつ前記光透過層が 前記凸状構造体表面を被覆して略半球状に形成されていることを特徴とする光記録 媒体である。該< 18 >に記載の光記録媒体においては、スループットを低下させる ことなく高密度化された、凹凸で情報を記録でき、ォーサリング用媒体などとして用い る凹凸で情報が記録された高密度光記録を安価に提供できる。
[0027] < 19 > 凸状構造体が略柱形状である前記く 17 >からく 18 >のいずれかに記 載の光記録媒体。
< 20> 凸状構造体が略円柱形状であり、記録情報に応じて該凸状構造体の直 径が変化する前記く 17>からく 19 >のいずれかに記載の光記録媒体である。
< 21 > 凸状構造体が略円柱形状であり、かつ光記録媒体面内における該凸状 構造体の配列が三回対称配列である前記く 17 >からく 20 >のいずれかに記載の 光記録媒体である。
< 22> 光記録媒体の半径方向において nトラック列（ただし、 nは 2以上の整数を 表す)ごとに凸状構造体が存在しないトラック列が設けられている前記く 17 >力もく 21 >のいずれかに記載の光記録媒体である。
< 23 > 光吸収層が、 Sb、 Te、及び Inから選択される少なくとも 1種類の元素を含 有する前記く 17>からく 22>の 、ずれかに記載の光記録媒体である。
< 24> 凸状構造体が材料 Aと材料 Bの混合物を含有し、該材料 Aはシリコン化合 物材料であり、かつ前記材料 Bは硫化物材料、セレン化物材料、及びフッ素化合物 材料力も選択される少なくとも 1種である前記く 17 >からく 23 >のいずれかに記載 の光記録媒体である。
< 25 > 凸状構造体が、 ZnSと SiOとの混合物を含有する前記く 24 >に記載の
2
光記録媒体である。
< 26 > 基板と光吸収層との間に、バッファ一層を有する前記く 17 >からく 25 > の！、ずれかに記載の光記録媒体である。 [0028] < 27> 基板上に再生光を吸収し発熱する光吸収層と、該光吸収層に接して該光 吸収層とは異なる材質を含有する凸状構造体とを有する光記録媒体を用い、前記光 吸収層及び凸状構造体に対し、該凸状構造体側力 再生光を照射して反射光量を 検出することを特徴とする光記録媒体の再生方法である。
< 28 > 基板上に再生光を吸収し発熱する光吸収層と、該光吸収層に接して該光 吸収層とは異なる材質を含有する凸状構造体と、該凸状構造体上に再生光に対して 光透過性を有する光透過層とを有してなり、該光透過層が前記凸状構造体表面を被 覆して半球状に形成されている光記録媒体を用い、前記光吸収層、凸状構造体、及 び光透過層からなる積層体に対し、該光透過層側から再生光を照射して反射光量を 検出することを特徴とする光記録媒体の再生方法である。
[0029] < 29 > 凸状構造体が略柱形状である前記く 27 >からく 28 >のいずれかに記 載の光記録媒体の再生方法。
< 30> 凸状構造体が略円柱形状であり、記録情報に応じて該凸状構造体の直 径が変化する前記く 27 >からく 29 >のいずれかに記載の光記録媒体の再生方法 である。
< 31 > 凸状構造体が略円柱形状であり、かつ光記録媒体面内における該凸状 構造体の配列が三回対称配列である前記く 27>からく 30>のいずれかに記載の 光記録媒体の再生方法である。
< 32> 凸状構造体に再生光を照射して複数のトラック列を同時に再生し、該凸 状構造体の周期に対応して反射光量を検出する前記 < 27 >から < 31 >のいずれ かに記載の光記録媒体の再生方法である。
< 33 > 光記録媒体の半径方向において nトラック列（但し、 nは 2以上の整数を表 す)ごとに該凸状構造体が存在しないトラック列が設けられている前記く 27 >力もく 32 >の 、ずれかに記載の光記録媒体の再生方法である。
< 34> n— 1トラック列を同時に再生し、反射光量を検出する前記く 33 >に記載 の光記録媒体の再生方法である。
図面の簡単な説明
[0030] [図 1]図 1は、本発明の構造体形成用媒体の一例を示し、基板、光吸収層、及び熱反 応層をこの順に積層した構成を有する構造体形成用媒体である。
[図 2]図 2は、本発明の構造体形成用媒体の一例を示し、基板、熱反応層、光吸収層
、及び熱反応層をこの順に積層した構成を有する構造体形成用媒体である。
[図 3]図 3は、本発明の構造体形成用媒体の一例を示し、基板、熱反応層、及び光吸 収層をこの順に積層した構成を有する構造体形成用媒体である。
[図 4]図 4は、本発明の構造体の製造方法における光照射工程を示す工程図であり、 上から（1)構造体形成用媒体、（2)光照射状態、及び (3)光照射後の状態をそれぞ れ示す。
[図 5]図 5は、本発明の構造体の製造方法におけるエッチング工程を示す工程図で あり、上から（1)エッチング前の媒体の状態、（2)エッチングの状態、及び (3)エッチ ング後の状態をそれぞれ示す。
[図 6]図 6は、本発明の構造体の製造方法における熱処理工程を示す工程図であり、 上から（1)熱処理前の状態、（2)熱処理の状態、及び（3)熱処理後の状態をそれぞ れ示す。
[図 7]図 7は、本発明の構造体の製造方法における第 2のエッチング工程を示す工程 図であり、上から（1)エッチング前の状態、（2)エッチングの状態、及び (3)エツチン グ後の状態をそれぞれ示す。
[図 8]図 8は、本発明の構造体の製造方法における転写工程を示す工程図であり、上 から（1)転写前の状態、（2)転写の状態、及び (3)凹凸を転写した媒体をそれぞれ 示す。
[図 9]図 9は、本発明の構造体の製造方法における光照射工程の一例を示す説明図 であり、（1)構造体形成用媒体、（2)光照射状態、及び (3)光照射後の状態をそれ ぞれ示す。
[図 10]図 10は、本発明の構造体の製造方法におけるエッチング工程の一例を示す 説明図であり、上から（1)エッチング前の媒体の状態、（2)エッチングの状態、及び（ 3)エッチング後の状態をそれぞれ示す。
[図 11]図 11は、本発明の構造体の製造方法で用いるレーザー光照射装置の一例を 示す説明図である。 [図 12]図 12は、本発明の構造体の製造方法で用いる別のレーザー光照射装置の一 例を示す説明図である。
[図 13]図 13は、構造体の断面形状の一例を示す図である。
[図 14]図 14は、本発明の構造体の断面形状の一例を示す図である。
[図 15]図 15は、本発明の構造体の断面形状の一例を示す図である。
[図 16]図 16は、レーザー光変調方法の一例を示す図である。
[図 17]図 17は、実施例 3における構造体の SEM像 (斜方視)である。
[図 18]図 18は、実施例 4の構造体の SEM像 (斜方視)である。
[図 19]図 19は、本発明の光記録媒体の一例を示す説明図である。
[図 20A]図 20Aは、本発明の光記録媒体の再生方法の一例における、レーザー光の 入射方向と媒体断面形状の関係を示す説明図である。
[図 20B]図 20Bは、本発明の光記録媒体の再生方法の一例における、入射したレー ザ一光のレーザー強度分布と光記録媒体表面の温度分布の関係を示す説明図で ある。
[図 21]図 21は、本発明の別の光記録媒体の一例を示す説明図である。
[図 22]図 22は、本発明の光記録媒体の再生方法の一例を示す説明図である。
[図 23]図 23は、本発明の光記録媒体の一例を示す説明図である。
[図 24A]図 24Aは、本発明の光記録媒体の再生方法の一例における、構造体の配 列を示す説明図（上方視)である。
[図 24B]図 24Bは、本発明の光記録媒体の再生方法の一例における、再生信号レべ ルの変化を示す説明図である。
[図 25]図 25は、本発明の光記録媒体の一例を示す説明図である。
[図 26A]図 26Aは、本発明の光記録媒体の再生方法の一例における、構造体の配 列を示す説明図（上方視)である。
[図 26B]図 26Bは、本発明の光記録媒体の再生方法の一例における、再生信号レべ ルの変化を示す説明図である。
[図 27]図 27は、本発明の光記録媒体の一例を示す説明図である。
[図 28A]図 28Aは、本発明の光記録媒体の再生方法の一例における、構造体の配 列を示す説明図（上方視)である。
[図 28B]図 28Bは、本発明の光記録媒体の再生方法の一例における、光記録媒体 の半径方向の縦断面図である。
[図 29]図 29は、従来の構造体の一例を示す上方視図である。
[図 30]図 30は、本発明の構造体の一例を示す上方視図である。
発明を実施するための最良の形態
[0031] (構造体及びその製造方法、並びに構造体）
本発明の構造体の製造方法は、光照射工程と、エッチング工程とを含んでなり、更 に必要に応じてその他の工程を含んでなる。
本発明の構造体形成用媒体は、本発明の前記構造体の製造方法に用いられ、少 なくとも光吸収層と、熱反応層との積層構成を有してなり、更に必要に応じてその他 の層を有してなる。
本発明の構造体は、本発明の前記構造体の製造方法により製造される。 以下、本発明の構造体の製造方法の説明を通じて、本発明の前記構造体形成用 媒体、及び本発明の前記構造体の詳細についても明らかにする。
[0032] 前記構造体形成用媒体は、少なくとも光吸収層と熱反応層の積層構成を有する。
前記光吸収層は照射する光を吸収し発熱する機能を有する。また、前記熱反応層は 前記光吸収層の発熱によって熱反応する機能を有する。
前記構造体形成用媒体に対する光照射により、光吸収層が発熱し、熱反応層が熱 反応する。光照射によって、光吸収層と熱反応層が共に熱反応しても構わない。熱 反応の形態は、材料密度の変化、結晶状態の変化、組成の変化、表面粗さの変化 などである。熱反応によって複数の形態変化が起こっても構わない。例えば、熱反応 によって、材料密度の高密度化と材料組成の変化が同時に起こっても構わない。
[0033] 前記構造体形成用媒体の層構成は、光吸収層と熱反応層の積層構成を含んでい れは特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択することができ、例えば、以下の層構成 の構造体形成用媒体とすることができる。
媒体構成 1として、図 1に示すように、基板 103、光吸収層 102、及び熱反応層 101 をこの順に積層した構成を有する構造体形成用媒体が挙げられる。 媒体構成 2として、図 2に示すように、基板 103、熱反応層 101、光吸収層 102、及 び熱反応層 101をこの順に積層した構成を有する構造体形成用媒体が挙げられる。 媒体構成 3として、図 3に示すように、基板 103、熱反応層 101、及び光吸収層 102 をこの順に積層した構成を有する構造体形成用媒体が挙げられる。
[0034] 熱反応層
前記熱反応層 101の材料は、光吸収層 102の発熱で変化する材料であれば特に 制限はなぐ目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、成膜状態が低密度 又はアモルファス相となる材料が好ましぐシリコン化合物材料、硫化物材料、セレン 化物材料、フッ素化合物材料などが挙げられる。
前記シリコンィ匕合物材料としては、例えば、 SiO、 SiON、 Si Nなどが挙げられる
2 3 4
。これらの材料は、光の照射に伴う光吸収層の発熱で材料密度が変化し、光照射部 分が緻密化する。エッチング工程においては、材料の緻密化に伴って、光照射部分 のエッチング速度が低下する。その結果、光照射部分を構造体として残すことができ る。
[0035] 前記硫化物材料としては、例えば、 ZnS、 CaS、 BaSなどが挙げられる。これらの材 料は、光の照射に伴う光吸収層の発熱で材料密度が変化し、光照射部分が緻密化 する。また、光照射部分では硫黄が解離し材料組成が変化する。エッチング工程に おいては、材料の緻密化及び材料組成の変化に伴って、レーザー照射部分のエツ チング速度が低下する。その結果、光照射部分を構造体として残すことができる。
[0036] 前記セレン化物材料としては、例えば、 ZnSe、 BaSeなどが挙げられる。これらの材 料は、光の照射に伴う光吸収層の発熱で材料密度が変化し、光照射部分が緻密化 する。また、光照射部分ではセレンが解離し材料組成が変化する。エッチング工程に おいては、材料の緻密化及び材料組成の変化に伴って、光照射部分のエッチング 速度が低下する。その結果、光照射部分を構造体として残すことができる。
[0037] 前記フッ素化合物材料としては、例えば、 CaF、 BaFなどが挙げられる。これらの
2 2
材料は、光の照射に伴う光吸収層の発熱で材料密度が変化し、光照射部分が緻密 化する。また、光照射部分ではフッ素が解離し材料組成が変化する。エッチング工程 においては、材料の緻密化及び材料組成の変化に伴って、光照射部分のエツチン グ速度が低下する。その結果、光照射部分を構造体として残すことができる。
[0038] 前記熱反応層は、材料 Aと材料 Bの混合物を含有してなり、前記材料 Aはシリコン 化合物材料であり、前記材料 Bは硫化物材料、セレン化物材料及びフッ素化合物材 料から選択される少なくとも 1種の材料が好ま ヽ。
前記材料 Aのシリコン化合物材料としては、例えば、 SiO、 SiON、 Si Nなどが挙
2 3 4 げられる。
前記材料 Bの前記硫化物材料としては、例えば、 ZnS、 CaS、 BaSなどが挙げられ る。
前記セレン化物材料としては、例えば、 ZnSe、 BaSeなどが挙げられる。 前記フッ素化合物材料としては、例えば、 CaF、 BaFなどが挙げられる。
2 2
これら材料 A及び材料 Bは 、ずれも単体の材料を用いても複数の材料を用いても よい。
[0039] 前記材料 Aと材料 Bの混合比は、前記材料 Aが 10— 30mol%の範囲、前記材料 B 力 S 90— 70mol%が好まし!/、。
なお、成膜の段階では、前記材料 Aと前記材料 B間に化学的な結合状態がなぐ 各々独立して存在して!/、ることが好まし!/、。
本発明の構造体の製造方法では、前記熱反応層の膜厚が構造体の高さに対応す る。よって、熱反応層の膜厚は、形成する構造体の高さに設定する。
[0040] 前記熱反応層材料の成膜方法としては、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択 することができるが、スパッタリング法が好ましい。前記スパッタリング法の中でも、 RF スパッタ法が室温成膜である点力 特に好ましい。
前記スパッタリング法に用いるスパッタリングターゲットとしては、焼結法で作製した ターゲットであることが好ましい。スパッタリングターゲットの状態で、材料 Aと材料 B間 には化学的な結合状態はなぐ各々独立して存在していることが好ましい。このような スパッタリング法で成膜することによって、成膜の段階では低密度の薄膜が形成でき る。低密度の薄膜であることにによって、光照射部分と非照射部分のエッチングレー ト差を大きくすることができ、大面積基板に対して均一に構造体を形成することができ る。 [0041] 前記シリコン化合物材料を材料 Aとした、材料 Aと材料 Bの混合物材料では、低密 度の薄膜が形成でき、光の照射よる光吸収層の発熱で光照射部分が緻密化する。こ れにより光照射部分と非照射部分の密度差を大きくできることから、エッチング工程 ではエッチング選択比を大きくすることができる。また、光照射部分では材料 Bの構成 元素の解離が起こる。硫ィ匕物材料の場合は、硫黄が解離する。セレン化物材料の場 合は、セレンが解離する。フッ素化合物材料の場合はフッ素が解離する。元素の解 離によって、材料 Bの組成が変化する。この材料組成の変化によってもエッチング選 択比を大きくすることができる。その結果、材料の緻密化と材料組成の変化の両方で エッチング選択比が大きくでき、大面積媒体に対して、微細な構造体が均一に形成 できる。更に、成膜の段階では、低密度の薄膜が形成できることから低残留応力で厚 膜が形成できる。構造体とする熱反応層を厚膜で形成できるので、アスペクト比 (構 造体の高さ Z構造体の大きさ）の高 、構造体が形成できる。
[0042] 一光吸収層
前記光吸収層 102の材料は、光を吸収し発熱する機能を有する材料であれば特に 制限はなぐ目的に応じて適宜選択することができ、例えば、 Si、 Ge、 GaAs等の半 導体材料; Bi、 Ga、 In、 Snなどの低融点金属を含む金属間化合物材料; Sb、 Te、 B iTe、 Biln、 GaSb、 GaP、 InP、 InSb、 InTe、 SnSnなどの材料； C、 SiCなどの炭化 物材料; V O、 Cr O、 Mn O、 Fe O、 Co O、 CuOなどの酸化物材料; A1N、 G
2 5 2 3 3 4 2 3 3 4
aNなどの窒化物材料； SbTeなどの 2元系の相変化材料； GeSbTe、 InSbTe、 BiSb Te、 GaSbTeなどの 3元系の相変化材料; AglnSbTeなどの 4元系の相変化材料を 用!/、ることができる。
これらの中でも、 Sb、 Te及び Inから選択される少なくとも 1種類の元素を含有する 材料が特に好ましい。
[0043] 前記光吸収層の膜厚は、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択することができ、 2— 50nmの範囲が好ましい。前記膜厚が 2nm未満であると、薄膜状に形成すること が困難になり、光の吸収効率が低下することがあり、 50nmを超えると、光吸収層内 での熱拡散が起こり、微小領域を加熱することが困難になることがある。
[0044] 前記基板 103としては、ガラス、石英などを用いることができる。また、 Si、 SOI (シリ コンオンインシュレーター）などの半導体製造に用いられる基板;アルミニウム (Al)、 不透明ガラス基板など、 HDD (ノヽードディスク）用の基板;ポリカーボネート榭脂、ァク リル榭脂、ポリオレフイン榭脂、エポキシ榭脂、ビニルエステル榭脂、ポリエチレンテレ フタレート (PET)、紫外線硬化榭脂などの榭脂基板を用いることができる。
[0045] 前記構造体の製造方法は、前記構造体形成用媒体に対して光を照射する光照射 工程と、該媒体をエッチング加工するエッチング工程とを含む。その他に、形成した 構造体を熱処理してもよい。また、形成した構造体をマスクとして媒体を更にエツチン グ加工してもよい。また、形成した構造体を型として、他の媒体に凹凸を転写してもよ い。
[0046] 図 4一図 8に、図 2に示す構造体形成用媒体を用いた構造体の製造方法の一例を 示す。図 4は光照射工程、図 5はエッチング工程、図 6は熱処理工程、図 7は第 2のェ ツチング工程、図 8は転写工程を示し、各工程の内容は次の通りである。
[0047] 図 4の光照射工程において、図 4の上図は構造体形成用媒体を示し、 101は熱反 応層、 102は光吸収層、 103は基板を示す。図 4の中図は光照射状態を示し、 201 は光照射方向を示す。光は基板 103側から照射する。図 4の下図は照射後の状態を 示し、 202はレーザー照射に伴う変化部分を示す。変化部分は光吸収層 102の上下 に配置した熱反応層 101に形成される。
[0048] 前記光照射工程では、構造体を形成するため、構造体形成用媒体の所定位置に 対して光を照射する。この際に、光源を移動してもよぐ光源を固定し媒体を移動して もよぐ光源と媒体の双方を移動してもよい。光源としては、波長 157nm程度の Fレ
2 一ザ一、波長 193nm程度の ArFレーザー、波長 248nm程度の KrFレーザーなどを 用いることができる。光の照射は大気中で行ってもよい。また、媒体を密閉容器中に 設置し、そこに窒素、酸素、水蒸気、アルゴン、水素などのガスを導入し、雰囲気ガス 中で光を媒体に照射しても構わない。また、媒体を真空容器中に設置して、真空中 で光を媒体に照射しても構わな ヽ。
[0049] 前記レーザー光を照射する工程において、レーザー光源として半導体レーザーを 用いることが好ましい。該半導体レーザーの波長は、 370—78011111カ 子ましく、 390 一 41 Onmがより好ましい。具体的には、 GaN系による半導体レーザーを用いる。前 記半導体レーザーを用いることによって、安価なレーザー光照射装置とすることがで き、プロセスコストの低価格化が図れる。また、半導体レーザーでは、レーザー光のパ ワーレベルを高速変調することができる。従って、大面積媒体に対して構造体を高速 で形成できる。また、短波長のレーザーを用いることによって微小なレーザースポット が形成でき、微細な構造体が形成できる。
[0050] 前記構造体形成用媒体にレーザー光を照射するに際しては、構造体を形成する位 置でレーザー光のパワーレベルを上げる。つまり、レーザーのパワーレベルは、高レ ベル、低レベル間にて、構造体の周期に対応させて変調する。レーザーパワーを高 レベルに保持する時間（パルス幅）と周期の比をパルスデューティー（パルス幅 z周 期）とすると、パルスデューティーは 10— 30%に設定することが好ましい。前記パル スデューティーが 10%未満であると、構造体の端部がだれた状態になってしまう。光 吸収層が十分に発熱しないことが原因である。パルスデューティーが 30%よりも大き いと、隣接する構造体が接続した状態になってしまう。これは、光吸収層で発生する 熱が拡散することが原因である。
[0051] 前記構造体形成用媒体にレーザー光を照射するに際して該媒体を回転させること が好ましい。また、前記構造体形成用媒体を回転させ、該媒体に対してフォーカスサ ーボをかけながらレーザー光を照射してもよい。また、構造体形成用媒体を回転させ 、該媒体に対してフォーカスサーボ及びトラッキングサーボをかけながらレーザー光 を照射してもよい。レーザー光源としては、波長 157nm程度の Fレーザー、波長 19
2
3nm程度の ArFレーザー、波長 248nm程度の KrFレーザーなどを用いることができ る。レーザー光源として半導体レーザーを用いることがより好ましい。該半導体レーザ 一の波長は、 370—78011111カ 子ましく、 390— 410nm力より好ましい。具体的には 、 GaN系による半導体レーザーを用いる。また、媒体を高速回転させながらレーザー 光を照射することによって、大面積媒体に対して構造体を高速で形成できる。
[0052] 図 11に、レーザー光照射装置の構成の一例を示す。レーザー光照射手段 51は、 半導体レーザー 511、対物レンズ 512を備える。 513はレーザー光を示す。半導体 レーザー 511の波長は 370— 780nmである。好ましい波長は、 390— 410nmであ る。例えば、 GaN系による半導体レーザーを用いる。対物レンズ 512の開口数 (NA) は、 0. 5-1. 0とする。好ましい開口数は、 0. 8-0. 95である。レーザー光変調手 段 52は、パルス生成回路 521、レーザー駆動回路 522、基準信号生成回路 523を 備える。パルス生成回路 521は、レーザーパワーレベルの変調信号 524を生成する 。また、変調のタイミング信号 525を生成する。レーザー駆動回路 522は、パルス生 成回路からの変調信号 524に基づいて、レーザーの駆動信号 55を生成する。基準 信号生成回路 523は、パルス生成回路からの変調のタイミング信号 525に基づいて 、媒体駆動手段を移動させるための基準信号 56を生成する。 53は構造体形成用媒 体、 54は媒体駆動手段である。構造体形成用媒体 53は、媒体駆動手段 54上に設 置させている。
以上のレーザー光照射装置によって、基準信号 56に基づいて、レーザーの発光の タイミングに合わせて構造体形成用媒体を移動させ、媒体の所定箇所に構造体を形 成する。
[0053] 図 12に、別のレーザー光照射装置の構成を示す。装置は、レーザー光照射手段 6 1、レーザー光変調手段 62、媒体回転手段 64、信号検出手段 65で構成される。 63 は構造体形成用媒体である。 66はレーザー光を示す。
[0054] レーザー光照射手段 61は、レーザー光源、レーザー光を集光する対物レンズ、レ 一ザ一光照射手段を駆動するァクチユエ一ターで構成される。レーザー光源として は、波長 157nm程度の Fレーザー、波長 193nm程度の ArFレーザー、波長 248η
2
m程度の KrFレーザーなどを用いることができる。また、前記半導体レーザーを用い ることもできる。レーザー光源として半導体レーザーを用いることがより好ましい。該半 導体レーザーの波長は、 370— 780nm力 子ましく、 390— 410nm力より好ましい。 具体的には、 GaN系による半導体レーザーを用いる。対物レンズの開口数は、 0. 5 一 1. 0とする。好まし ヽ開口数は、 0. 8-0. 95である。
[0055] レーザー光変調手段 62は、パルス生成回路 621、レーザー駆動回路 622、基準信 号生成回路 623を備える。パルス生成回路 621は、レーザーパワーレベルの変調信 号 624を生成する。また、変調のタイミング信号 625を生成する。
レーザー駆動回路 622は、パルス生成回路からの変調信号 624に基づいて、レー ザ一の駆動信号 67を生成する。基準信号生成回路 623は、パルス生成回路からの 変調のタイミング信号 625に基づいてパルス基準信号 626を生成する。 媒体回転手段 64は、媒体を回転させるためのスピンスタンド 641と、基準信号生成 回路 642を備える。基準信号発生回路 642は、スピンスタンドからの信号に基づいて 回転基準信号 643を発生する。パルス基準信号 626と、回転基準信号 643を周波数 同期させスピンスタントを回転させる。
レーザー光検出手段 65は、光検出器 651とサーボ回路 652で構成される。光検出 器 651では媒体からの信号 68を受光しフォーカス及びトラック誤差信号 653を生成 する。サーボ回路 652では、誤差信号に基づいて、レーザー光照射手段駆動信号 6
9を生成する。
以上のレーザー光照射装置によって、媒体を回転させながら、また、フォーカス及 びトラック誤差を制御しながら、媒体の所定箇所に構造体を形成する。
[0056] 図 5のエッチング工程において、図 5の上図はエッチング前の媒体形状を示し、 20 2はレーザー照射に伴う変化部分を示す。図 5の中図はエッチングの状態を示し、 20 3はエッチング装置を示す。図 5の下図はエッチング後の状態を示し、 204は構造体 を示す。
前記エッチング工程では、媒体の一部を除去し構造体を形成する。前記の通り、光 照射による熱反応によって変化部分 202が形成される。変化部分のエッチング速度 が低下するので、変化部分と非変化部分間でエッチング速度差が生じ、エッチング 後には変化部分が構造体として残る。エッチング工程では、少なくとも熱反応層 101 をエッチングカ卩ェするが、熱反応層 101と光吸収層 102の両方をエッチングカ卩ェして もよい。また、その他の積層されている層もエッチングカ卩ェしてもよい。
[0057] 前記エッチング方法としては、乾式エッチング法を用いることができる。乾式エッチ ング法としては、例えば、 RIE (反応性イオンエッチング; Reactive Ion Etching) 、 ICP (高密度プラズマエッチング； Inductively Coupled Plasma)ゃスパッタエツ チングなどの方法を用いることができる。媒体を真空装置に設定し、エッチングガス 雰囲気中で一定時間放置して構造体を形成する。
[0058] 前記エッチング工程にぉ 、ては、湿式エッチング法を用いることもできる。
図 10はエッチング工程の一例を示す説明図である。図 10の上図はエッチング前の 媒体形状を示し、 101は熱反応層、 102は光吸収層、 103は基板を示す。 401は光 照射に伴う変化部分を示す。図 10の中図はエッチングの状態を示し、 402はエッチ ング装置（エッチング槽）、 403はエッチング溶液を示す。図 10の下図はエッチング 後の状態を示し、 404は構造体を示す。
[0059] 前記湿式エッチング法としては、酸水溶液、アルカリ水溶液、有機溶剤などに浸漬 する方法を用いることができる。エッチング溶液 403中に媒体を一定時間浸漬するこ とで、レーザー光照射による変化部分以外が溶解して構造体が形成できる。本方法 により、真空装置を使わない安価な方法で構造体が形成できる。
[0060] 前記構造体の製造方法では、シリコン化合物材料を材料 Aとした、材料 Aと材料 B の混合物を熱反応層に用いる。この製造方法の場合には、エッチング工程にはフッ 化水素酸を含有する水溶液による湿式エッチング法を用いる。図 10の 403に示すェ ツチング溶液がフッ化水素酸を含有する水溶液である。フッ化水素酸を含有する水 溶液は、シリコン化合物材料を選択的に溶解する。光非照射部分においては、材料 Aであるシリコン化合物材料が溶解する。材料 Aと材料 Bの混合体にお 、て材料 Aが 溶解することで材料 Bが離脱 (リフトオフ）する。光照射による変化部分 401では、材 料 A、材料 Bの緻密化、及び材料 Bの組成変化が起こっていることから、フッ化水素 酸を含有する水溶液に対するエッチング耐性が上がっている。よって、光照射による 変化部分が残留し、構造体が形成できる。また、光吸収層 102はフッ化水素酸を含 有する水溶液に対するエッチング耐性が非常に高い。よってエッチング工程におい ては、光吸収層がエッチング停止層として機能する。エッチング停止層があることによ つて、大面積媒体にぉ 、ても均一性よく構造体が形成できる。
前記フッ化水素酸水溶液としては、市販の 50質量％希釈溶液と水の混合液を用い ることが好ましい。混合比率くフッ化水素酸（50%希釈）：水〉は、 1 :4一 1 : 50の範 囲にあることが好ましい。 1 :4よりもフッ化水素酸濃度が濃い場合には、光吸収層や 熱反応層の表面の粗れが増加する。 1 : 50よりもフッ化水素酸濃度が薄い場合には、 エッチング時間が長くなり、プロセスコストが高くなる。
[0061] 図 6の熱処理工程では、形成した構造体を雰囲気ガス中で加熱処理し、構造体や 媒体の欠陥などを除去する。また、積層された各層及び構造体間で構成元素を相互 拡散させる。相互拡散させることによって構造体とその他の層の密着性を上げる。図
6の上図は熱処理前の媒体の状態を示し、 204は構造体を示す。図 6の中図は熱処 理の状態を示し、 205は熱処理装置を示す。図 6の下図は熱処理後の状態を示し、 206は熱処理によって構造体が変化した状態を示す。熱処理は、大気中で行っても よい。また、媒体を密閉容器中に設置し、そこに窒素、酸素、水蒸気、アルゴン、水素 などのガスを導入し、雰囲気ガス中で処理してもよい。また、媒体を真空容器中に設 置し、真空中で処理しても構わない。熱処理は高周波誘導加熱で行ってよぐハロゲ ンランプやキセノンランプを光源としたランプ加熱で行ってもよい。
[0062] 図 7の第 2のエッチング工程では、形成した構造体をマスクとして、媒体を更にエツ チング加工する。図 7の上図はエッチング前の媒体の状態を示し、 204は構造体を 示す。図 7の中図はエッチングの状態を示し、 207はエッチング装置を示す。図 7の 下図はエッチング後の状態を示し、 208は構造体を示す。
[0063] 前記エッチング方法としては、乾式エッチング法を用いることができる。該乾式エツ チング法としては、例えば、 RIE (反応性イオンエッチング； Reactive Ion Etching )、 ICP (高密度プラズマエッチング； Inductively Coupled Plasma)ゃスパッタエ ツチングなどの方法を用いることができる。
媒体を真空装置中に設定し、エッチングガス雰囲気中で一定時間放置し、構造体 を形成する。構造体 204直下の層 102のみをエッチングカ卩ェしてもよぐ基板 103ま でエッチングカ卩ェしてもょ 、。
また、前記エッチング方法としては、上述したような湿式エッチング法を用いることも できる。
[0064] 図 8の転写工程では、形成した構造体を型として他の媒体に凹凸を転写する。図 8 の上図は型とする構造体を形成した媒体を示す。図 8の中図は転写の状態を示し、 2 09は構造体の凹凸を転写する媒体を示す。図 8の下図は転写後の状態を示す。転 写方法としては、圧縮成形法、射出成形法、 2P転写法 (光硬化法及び熱硬化法)な どを用いることができる。構造体の凹凸を転写する媒体材料としては、ポリカーボネー ト榭脂、アクリル榭脂、ポリオレフイン榭脂、エポキシ榭脂、ビュルエステル榭脂、紫外 線硬化榭脂などの榭脂材料を用いることができる。 [0065] 図 1一図 3に示した構造体形成用媒体の構成や材料に応じて、図 4一図 8に示した 工程の組み合わせを変える。例えば、次の工程の組み合わせで構造体を形成するこ とがでさる。
形成方法 1；光照射工程→エッチング工程
形成方法 2；光照射工程→エッチング工程→熱処理工程
形成方法 3；光照射工程→エッチング工程→熱処理工程→第 2のエッチング工程 形成方法 4；光照射工程→エッチング工程→熱処理工程→第 2のエッチング工程 →転写工程
形成方法 5；光照射工程→エッチング工程→転写工程
形成方法 6；光照射工程→エッチング工程→熱処理工程→転写工程
形成方法 7；光照射工程→エッチング工程→第 2のエッチング工程→転写工程 [0066] また、本発明の構造体の製造方法は、熱反応層が積層構成の最上層に位置し、か つ照射する光の波長において光透光性を有する材料力 なる構造体形成用媒体を 用いることが好ましい。また、光照射工程において、最上層の熱反応層側からレーザ 一光を照射する。
[0067] 図 9に構造体の製造方法の一例を示す。図 9の上図は、構造体形成用媒体を示し 、 101は熱反応層、 102は光吸収層、 103は基板を示す。熱反応層は積層構成の最 上層に位置する。その他の層に熱反応層があっても構わない。図 9の中図は、光照 射状態を示し、 301は光照射方向を示す。光は最上層の熱反応層側力も照射する。 つまり基板を介さずに照射する。以降の説明では"膜面入射"と記載する。膜面入射 とすることによって、基板による収差の発生が抑制できる。また、対物レンズの NAを 大きくし光ビームを集光することができる。集光することで、熱反応層のより微細な領 域に変化部分 302が形成できる。図 9の下図は、照射後の状態を示し、 302はレー ザ一光照射に伴う変化部分を示す。変化部分 302は、光吸収層 102の上下に配置 した熱反応層 101に形成される。
[0068] 前記熱反応層 101としては、照射する光の波長において透光性が高い材料を用い る。具体的には、照射する光の波長における光吸収率力 1 X 10— 3— 1 X 10— 5の範 囲にある材料を用いる。光透光性が高い材料を用いることによって、熱反応層での光 吸収が抑制できる。光吸収層のみの発熱で変化部分 302が形成できることから、構 造体とする変化部分が微細化できる。
前記熱反応層は、光吸収率が 1 X 10— 3— 1 X 10— 5の範囲にある、 SiO iON
2、 S 、 Si
Nなどのシリコン化合物材料、 ZnS、 CaS、 BaSなどの硫化物材料、 ZnSe、 BaSe
3 4
などのセレン化物材料、 CaF フッ素化合物材料を用いることができる。
2、 BaFなどの
2
前記製造方法では、熱反応層の膜厚が構造体の高さに対応する。よって、熱反応層 の膜厚は、形成する構造体の高さに設定する。
その他の層の材料、及び構造体を形成する工程は、前記と同様のものを用いること ができる。
[0069] (構造体）
本発明の構造体は、本発明の前記構造体の製造方法により製造される。 図 29及び図 30は構造体形状の上方視図を示す。
図 29は、特開平 9— 115190号公報及び特開平 10— 97738号公報に開示されて V、る方法により相変化材料を用いて構造体を形成した例である。
前記構造体形成用媒体の構成は、ポリカーボネート榭脂基板上に相変化材料であ る GeSbTeを積層した構成である。レーザー光を照射し、その後エッチングし、相変 化材料を凸状に加工し、構造体とした。エッチングはアルカリ溶液である KOHで行つ た。エッチング時間は 30分間である。
[0070] 図 29中 2401は、構造体である凸状の相変化材料 GeSbTeを示す。 2402はレー ザ一ビームの移動方向を示す。 2403は構造体の前端を示す。 2404は構造体の後 端を示す。相変化材料の場合、結晶相状態と非晶質状態との違いでエッチングレー ト差ができ、エッチング加工で構造体が形成できる。一般的に構造体 2401として残 る部分が非晶質状態である。それ以外の部分 2405 (図 29でハッチングをかけた 240 1以外の部分)は結晶状態である。レーザー光照射にて、相変化材料が非晶質状態 になる過程において、後端部分 2404は結晶化する。よって、構造体の形状は、図 2 9の 2401に示すように、後端 2404が詰まったような三日月形の形状になる。相変化 材料を用いた構造体の製造方法では、材料の組成などを変えても同様の形状にな つてしまう。形状が複雑であることから、応用範囲が限られる。また、後述する光記録 媒体に応用した場合には、符号間干渉 (隣接マークからの信号の相互干渉)の状態 が複雑になり、複雑で高価な信号処理技術が必要になってしまう。
[0071] 図 30は、本発明の構造体の製造方法により作製した構造体形状を示す。構造体 形成用媒体の構成は、ポリカーボネート榭脂基板上に光吸収層である AglnSbTeと 、熱反応層である ZnS— SiOを積層した構成である。レーザー光を照射し、その後ェ
2
ツチングし ZnS— SiOを凸状にカ卩ェし、構造体とした。エッチングは酸溶液であるフッ
2
化水素酸と水の混合溶液で行った。エッチング時間は 20秒間である。
[0072] 図 30中 2501は構造体である凸状の ZnS- SiOを示す。 2502はレーザー光の移
2
動方向である。 2503構造体以外の部分であり、光吸収層である AglnSbTe表面で ある。本発明による方法では、真円に近い形状の構造体が形成できる。単純な円形 状であることから、構造体の応用範囲が拡がる。
また、後述する光記録媒体に応用した場合には、符号間干渉 (隣接マークからの信 号の相互干渉)の状態が単純になり、複雑な信号処理技術が不要になる。また、記 録情報に応じて構造体の直径を変えるなど、多値記録方式へも応用できる。
[0073] 図 13—図 15は構造体の概略断面図を示す。図 13は構造体の一般的な断面形状 を示し、図 14及び図 15は本発明の構造体形状である。
図 13の構造体の断面形状は、従来技術として記載した特開 2001— 250279号公 報、特開 2001— 250280号公報、特開 2003— 145941号公報、及び特開 2002— 3 65806号公報に開示されているような、光を吸収する材料を熱変化させる方法で構 造体を作製した場合の断面形状を示す。
図 13中、 701は構造体である。材料は追記型光ディスクの記録材料であるシァ- ン色素である。 702は光吸収層である。材料は相変化材料である GeSbTeである。な お、図 13には構造体と光吸収層のみを記載した力 その他に、構造体を形成してい な 、熱反応層や基板があってもょ 、。構造体を形成したレーザー光の波長は 405η mであり、シァニン色素はその波長の光を吸収する。構造体とする熱反応材料が光 を吸収する場合には、図 13に示すように、断面形状はだれた形状になりやすい。
[0074] 図 14及び図 15は本発明の構造体形状である。前記構造体の断面の端面が、略垂 直又は略逆テーパー形状の場合である。図 14は端面が略逆テーパー形状になって いる場合を示す。 811は構造体である。材料は ZnS- SiOである。 812は光吸収層を
2
示す。材料は相変化材料である GeSbTeである。
図 14中 813は構造体断面の傾斜角を示す。構造体を形成したレーザー光の波長 は 405nmであり、 ZnS— SiOはその波長の光を吸収しない。構造体とする熱反応材
2
料には光を吸収しない材料を用いて、光吸収層からの発熱で熱反応層を熱変化さ せること、光を熱反応層側力も照射することによって、図 15に示すように、断面形状を 略逆テーパー形状にできる。
[0075] 図 15は端面が略垂直形状になっている場合を示す。 901は構造体、 902は光吸 収層を示す。構造体、光吸収層の材料は図 14と同じである。
図 15中 903は断面の傾斜角を示す。エッチング条件を調整することによって、端面 が略垂直形状である構造体が形成できる。
なお、図 14及び図 15には構造体と光吸収層のみを記載したが、その他に構造体 を形成していない熱反応層や基板があってもよい。構造体の端部形状が、略垂直又 は略逆テーパー形状でることによって、構造体の配列密度を上げた場合に、隣接す る構造体同士が接続する不具合が回避できる。
本発明の構造体の製造方法で作製した構造体は、以下に説明する光記録媒体や 、バイオチップ、フォトニック結晶、各種電子デバイスの素子分離材料など、多くの分 野に応用展開することができる。
[0076] (光記録媒体及び光記録媒体の再生方法）
本発明の光記録媒体は、第 1形態では、基板と、該基板上に再生光を吸収し発熱 する光吸収層と、該光吸収層に接して該光吸収層とは異なる材質を含有する凸状構 造体と、を有する。
本発明の再生方法は、第 1形態では、基板と、該基板上に再生光を吸収し発熱す る光吸収層と、該光吸収層に接して該光吸収層とは異なる材質を含有する凸状構造 体とを有する光記録媒体を用い、前記光吸収層及び凸状構造体に対し、該凸状構 造体側から光を照射して反射光量の変化を検出する。
[0077] 本発明の光記録媒体は、第 2形態では、基板と、該基板上に再生光を吸収し発熱 する光吸収層と、該光吸収層に接して該光吸収層とは異なる材質を含有する凸状構 造体と、該凸状構造体上に再生光に対して光透過性を有する光透過層とを有してな り、該光透過層が前記凸状構造体表面を被覆して略半球状に形成されている。 本発明の再生方法は、第 2形態では、基板と、該基板上に再生光を吸収し発熱す る光吸収層と、該光吸収層に接して該光吸収層とは異なる材質を含有する凸状構造 体と、該凸状構造体上に再生光に対して光透過性を有する光透過層とを有してなり 、該光透過層が前記凸状構造体表面を被覆して略半球状に形成されている光記録 媒体を用い、前記光吸収層、凸状構造体、及び光透過層からなる積層体に対し、該 光透過層側から光を照射して反射光量の変化を検出する。
[0078] 本発明の光記録媒体は、光によって情報を記録再生する記録媒体であり、本発明 の光記録媒体には以下に説明する 5種類の態様があり、その各々に対応して 5種類 の再生方法がある。第一形態から第五形態の光記録媒体及び該第一形態から第五 形態の再生方法について、以下順に説明する。
[0079] <第一形態の光記録媒体及びその再生方法 >
本発明における第一形態の光記録媒体は、超解像再生で高記録密度化を図ること を目的とするものである。
前記光記録媒体は、基板と、該基板上に再生光を吸収し発熱する薄膜状の光吸 収層と、該光吸収層に接する凸状構造体とを有してなり、更に必要に応じてその他の 層を有してなる。
図 19に、第一形態の光記録媒体の構成の一例を示す。この光記録媒体において は、基板 1301の上に該基板を保護する薄膜状のバッファ一層 1302が積層され、そ の上に薄膜状の光吸収層 1303と光吸収層に接する凸状構造体 1304とが積層され ている。凸状構造体 1304の各々は、図 19に示すように、媒体面内において分離さ れている。
[0080] 前記基板 1301の材料としては、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択すること ができ、例えば、ガラス、セラミックス、榭脂、などが用いられるが、成形性、コストの点 から、榭脂製基板が好適である。該榭脂としては、例えば、ポリカーボネート榭脂、ァ クリル樹脂、エポキシ榭脂、ポリスチレン榭脂、アクリロニトリル スチレン共重合体、ポ リエチレン榭脂、ポリプロピレン榭脂、シリコーン榭脂、フッ素榭脂、 ABS榭脂、ウレタ ン榭脂などが挙げられる。これらの中でも、成形性、光学特性、コストの点から、ポリ力 ーボネート榭脂が特に好まし 、。
前記基板 1301の表面にはレーザー光をトラッキングするためのプリグループやプリ ピットを設けても力まわな 、。
[0081] 前記バッファ一層 1302としては、例えば、 SiOもしくは SiOと ZnS、 ZnO、 Si N、
2 2 3 4
Al O、 A1Nなど化合物の混合体を用いることが好ましい。
2 2
前記バッファ一層の膜厚は、特に制限はなぐ 目的に応じて適宜選択することがで き、例えば、 20— lOOnmが好ましい。前記バッファ一層は光吸収層から基板への熱 拡散を抑制するために設けられる。前記膜厚が 20nm未満であると、熱拡散抑制効 果が低下してしまうことがあり、 lOOnmを超えると膜の残留応力が大きくなり、媒体の そりなどの問題が生じることがある。
[0082] 前記光吸収層 1303としては、 Sb、 Te及び Inから選択される少なくとも 1種類の元 素を含有することが好ましい。具体的には、 SbTe、 InTeなどの 2元系材料や、 GeSb Te、 InSbTeなどの 3元系材料、 AglnSbTeなどの 4元系材料が用いられる。また、 S i、 Ge等の半導体材料等を用いることもできる。
これらの光吸収層 1303を構成する材料はレーザー光照射によって発熱し、屈折率 、吸収係数などの光学特性が変化する。これらの材料を凸状構造体と積層すること によって、レーザー光照射で凸状構造体に対応した領域の光学特性を変えることが できる。
また、該材料は非晶質もしくは多結晶状態であることから、薄膜中の残留応力が低 いことから、後述する本発明の光記録媒体の製造方法においては急峻な温度変化 が起きるにもかかわらず、クラックなどの欠陥発生が抑制できる。この効果により、大 面積にわたって微細な凸状構造体を形成することができる。
前記光吸収層の膜厚は、特に制限はなぐ 目的に応じて適宜選択することができ、 例えば、 2— 50nmが好ましい。前記膜厚が 2nm未満であると、薄膜状に形成するこ とが困難になり、光の吸収効率が低下することがあり、 50nmを超えると、光吸収層内 での熱拡散が起こり、光吸収層の微小領域の光学特性を変えることが困難になること がある。 [0083] 前記凸状構造体 1304の材料としては、材料 Aと材料 Bの混合物を含有してなり、 前記材料 Aはシリコン化合物材料であり、前記材料 Bは硫化物材料、セレン化物材 料及びフッ素化合物材料カゝら選択される少なくとも 1種の材料が好ましい。
前記材料 Aのシリコン化合物材料としては、例えば、 SiO、 SiON、 Si Nなどが挙
2 3 4 げられる。
前記材料 Bの前記硫化物材料としては、例えば、 ZnS、 CaS、 BaSなどが挙げられ る。
前記セレン化物材料としては、例えば、 ZnSe、 BaSeなどが挙げられる。 前記フッ素化合物材料としては、例えば、 CaF、 BaFなどが挙げられる。
2 2
これら材料 A及び材料 Bは 、ずれも単体の材料を用いても複数の材料を用いても よい。
これらの材料の中でも、 ZnS-SiO混合物を用いることが好ましい。また、 SiO、 Zn
2 2
S、 ZnO、 Si N、 Al O、 A1N等の絶縁体材料を単体で用いることもできる。
3 4 2 2
前記構造体の高さは、 10— lOOnmが好ましい。前記高さが 10nm未満であると、 信号強度が低下することがある。一方、構造体を高くすることで信号強度は増加する 力 lOOnmよりも高 、とトラッキングの安定性が低下することがある。
[0084] なお、前記凸状構造体 1304の上に保護層を設けても構わない。該保護層としては 、 Si N、 SiO、 SiCなどのシリコンィ匕合物、もしくは透過性榭脂を用いることができる
3 4 2
[0085] 本発明の第一形態の再生方法においては、上記第一形態の光記録媒体を用い、 薄膜状の光吸収層 1303と凸状構造体 1304とからなる積層体に対して、凸状構造 体 1304側力も光を照射し、反射光量の変化を検出する。図 20A及び図 20Bに再生 方法の一例を示す。前記第一形態の再生方法においては、図 20Aに示すように、凸 状構造体 1304側からレーザー光を入射する。なお、図 20Aにおいて、 1401はレー ザ一光の入射方向を示している。入射したレーザー光は光吸収層 1303で吸収され 、光吸収層 1303が発熱する。光吸収層と凸状構造体は異なる材料であることから、 凸状構造体直下で発熱量が変化する。この発熱量の変化に伴って、凸状構造体の タイミングで光吸収層の光学特性が変化する。 1403はレーザービーム中心に位置 する構造体、 1402は光吸収層の光学特性の変化領域を示す。光学特性の変化に 対応し再生信号が凸状構造体のタイミングで変化する。
[0086] 図 20Bに、入射したレーザー光のレーザー強度分布 1404と光記録媒体表面の温 度分布 1405を示す。図 20Bに示すように、レーザー光強度分布 1404はガウシアン 分布になる。なお、図 20Bにおいて、 1402は光吸収層における光学定数の変化領 域を示す。
媒体表面に凸状構造体 1403が設けられていると、温度分布は凸状構造体 1403 に対応した状態になり、ビーム中心付近に位置する凸状構造体 1403付近が特に高 温になる。その結果、ビーム中心付近に位置する凸状構造体 1403直下の光学特性 が大きく変化する。凸状構造体 1403に対応したビーム径よりも小さな領域の光学定 数が変化することによって、回折限界以下の周期においても、凸状構造体 1403のタ イミングで再生信号が変化する。このような超解像再生により、高密度化が達成され る。なお、 1406は光吸収層の光学特性が変化する温度のしきい値である。
[0087] <第二形態の光記録媒体及びその再生方法 >
本発明における第二形態の光記録媒体は、超解像再生と媒体上でのレーザービ ームの集光効果で高記録密度化を図ることを目的とするものである。
前記第二形態の光記録媒体は、基板と、該基板上に再生光を吸収し発熱する光 吸収層と、該光吸収層に接して該光吸収層とは異なる材質を含有する凸状構造体と 、該凸状構造体上に再生光に対して光透過性を有する光透過層とを有してなり、該 光透過層が前記凸状構造体表面を被覆して半球状に形成されている。
[0088] 図 21に、第二形態の光記録媒体の構成の一例を示す。この光記録媒体にぉ 、て は、光記録媒体においては、基板 1501の上に基板を保護する薄膜状のバッファー 層 1502が積層され、その上に薄膜状の光吸収層 1503と、光吸収層に接する凸状 構造体 1504と、光透過層 1505とが積層されており、光透過層 1505は凸状構造体 1504の表面を被覆して、その縦断面形状が略半円状に積層されている。凸状構造 体 1504の各々は、図示のように、媒体面内において分離されている。
[0089] 前記基板 301は前記第一形態の光記録媒体の基板 101と同様に構成され、薄膜 状のバッファ一層 302は前記第一形態の光記録媒体のバッファ一層 102と同様に構 成され、薄膜状の光吸収層 303は、前記第一形態の光記録媒体の光吸収層 103と 同様に構成される。
[0090] 前記光透過層 305としては、再生光に対して透過率に高い酸化物、窒化物、フッ 素化合物を用いることができる。前記酸化物としては、例えば SiO、 Al O、 BiAlO
2 2 3 3
、 BiGeO、 La O、 LaAOなどが挙げられる。前記窒化物としては、例えば Si N、 A
2 3 3 3 4
1N、 SiONなどが挙げられる。前記フッ素化合物としては、例えば、 CaF、 BaFなど
2 2 が挙げられる。
なお、前記光透過層の膜厚は、構造体の高さに応じて設定し、少なくとも構造体の 高さ以上にする。構造体の高さ以下では、構造体にならった半球状にはならない。あ まり厚いと製造時間が力かりコストの増加につながる。
[0091] 本発明の第二形態の再生方法においては、上記第二形態の光記録媒体を用い、 薄膜状の光吸収層 1503と凸状構造体 1504と光透過層 1505とからなる積層体に対 して、光透過層 1505側から光を照射し、反射光量の変化を検出する。図 22に第二 形態の再生方法の一例を示す。前記第二形態の再生方法においては、図 22に示 すように、凸状構造体 1504側からレーザー光を入射する。なお、図 22において、 16 01はレーザー光の入射方向を示して 、る。
[0092] 本発明の第二形態の再生方法においては、入射したレーザー光は光吸収層 1503 で吸収され、光吸収層 1503が発熱する。第二形態の光記録媒体における光透過層 1505は、凸状構造体 1504に習って、その縦断面形状が半円状になるように積層さ れているので、図示のように、レーザー光の一部は媒体表面でさらに集光される。集 光されたレーザー光は光吸収層 1503で吸収され、特にビーム中心に位置する凸状 構造体 1603付近の光吸収層が発熱する。発熱によって屈折率、吸収係数などの光 学特性が変化する。なお、 1602は光吸収層における光学特性の変化領域を示す。
[0093] 第二形態の光記録媒体には、縦断面の形状が半円状の光透過層 1505が設けら れているので、集光効果が増し、前記第二形態の光記録媒体の再生方法と同様に 凸状構造体 1504に対応したビーム径よりも小さな領域の光学定数が変化することに よる超解像再生効果よつて、回折限界以下の周期である凸状構造体 1504からの信 号強度が増加する。その結果、光記録媒体上でのレーザービームの集光効果、およ び超解像効果によって、高記録密度化が達成される。
[0094] <第三形態の光記録媒体及びその再生方法 >
本発明における第三形態の光記録媒体は、前記第一形態や第二形態の光記録媒 体の目的に加え、多値記録化で記録密度を上げることを目的とするものである。 前記第三形態の光記録媒体にお!、ては、前記第一形態や第二形態の光記録媒 体の構成に加え、凸状構造体が略柱形状であり、記録情報に応じて該凸状構造体 の直径が変化するように構成されている。前記凸状構造体の形状としては、円柱形 状が特に好ましい。信号品質を上げるには、凸状構造体の端部の角度が垂直に近 い状態、つまり、円柱形状に近い状態が適する。構造体端部の角度が緩や力な状態 であると、隣接する構造体が接続した状態になり、信号品質が低下する。
[0095] 図 23に、第三形態の光記録媒体構成の上方視の一例を示す。図 23において、 17 01は光吸収層を、 1702は凸状構造体を、 1703はトラック方向における凸状構造体 の周期を、 1704は記録トラックを、 1705は凸状構造体の直径をそれぞれ示す。 第三形態の光記録媒体における積層構成や各層の材料は、前記第一形態及び第 二形態の光記録媒体と同じである。第三形態の光記録媒体における凸状構造体 17 02は略円柱形状である。そして、凸状構造体 1702のトラック方向における周期は一 定である。凸状構造体の直径 1705は記録情報に応じて変化している。
[0096] 本発明の第三形態の再生方法においては、上記第三形態の光記録媒体を用い、 直径が記録情報に応じて変化している凸状構造体 1702に光を照射し、凸状構造体 1702の周期に対応して反射光量の変化を検出する。図 24A及び図 24Bに第三形 態の光記録媒体の再生方法の一例を示す。図 24Aは光記録媒体の上方視を示す 図面、図 24Bは信号レベルの変化を示す図面である。図 24Aにおいて、 1801はレ 一ザ一光を示し、 1702は凸状構造体を、 1703は凸状構造体の周期を、 1704はトラ ックをそれぞれ示す。図 24Bにおいて、 1811は Aのタイミングでサンプリングした再 生信号レベルを、 1812は Hのタイミングでサンプリングした再生信号レベルをそれぞ れ示す。
[0097] 前記第三形態に係る光記録媒体の再生方法にお!、ては、多値情報を凸状構造体 の直径の変化に対応させて記録している。凸状構造体 1702の中心にレーザー光が 位置するタイミングでは、反射光量は直径に応じて変化する。図示のとおり、凸状構 造体の周期 1703のタイミングで信号レベルを検出（サンプリング)することによって、 直径の変化に対応する多値情報を信号レベルの変化として判定できる。その結果、 多値記録ィ匕によって記録密度の向上が達成される。
[0098] <第四形態の光記録媒体及びその再生方法 >
本発明における第四形態の光記録媒体は、前記第一形態や第二形態の光記録媒 体の目的にカ卩え、狭トラックピッチ化で記録密度を上げることを目的とするものである 前記第四形態に係る光記録媒体においては、前記第一形態や第二形態の光記録 媒体の構成に加え、凸状構造体が略柱形状であり、該光記録媒体面内における該 凸状構造体の配列が最密充填配列 (三回対称配列)となるように構成されている。前 記凸状構造体の形状としては、円柱形状が特に好ましい。信号品質を上げるには、 凸状構造体の端部の角度が垂直に近い状態、つまり、円柱形状に近い状態が適す る。構造体端部の角度が緩や力な状態であると、隣接する構造体が接続した状態に なり、信号品質が低下する。
図 25に、第四形態の光記録媒体の構成の上方視の一例を示す。図 25において、 1901は光吸収層を、 1902は凸状構造体を、 1903はトラック方向における凸状構造 体の周期を、 1904は最密充填配列（三回対称配列）の仮想格子点をそれぞれ示す
[0099] 第四形態の光記録媒体における積層構成や各層の材料は、前記第一形態や第二 形態の光記録媒体と同じである。第四形態の光記録媒体における凸状構造体 1902 は円柱形状であり、その直径は一定である。そして、凸状構造体 1902の媒体面内の 配列は最密充填配列（三回対称配列）になっている。記録情報に応じて、凸状構造 体 1902が有る格子点と、無 、格子点が存在するように構成されて！、る。
[0100] 本発明の第四形態の再生方法においては、上記第四形態の光記録媒体を用い、 凸状構造体 1902に光を照射して複数のトラックを同時に再生し、凸状構造体 1902 の周期に対応して反射光量の変化を検出する。
図 26A及び図 26Bに第四形態の再生方法の一例を示す。図 26Aは光記録媒体 上方視を示す図面である。図 26Aにおいて、 1902は凸状構造体を、 1903は凸状 構造体の周期を、 2001はレーザー光をそれぞれ示す。なお、図 26Aには 3トラック 分の凸状構造体を示す。
[0101] 本発明の第四形態の再生方法においては、複数トラック (少なくとも 2トラック以上） の凸状構造体 1902の列を同時に再生する。ここでの同時再生とは、複数の凸状構 造体列がビーム径内に含まれることを意味する。
好ましくは、図 26Bに示すように、半径方向おいて、 3列の凸状構造体列を同時に 再生する。トラック方向においては、凸状構造体の周期 1903のタイミング A、 B、 C、 D で再生信号を検出（サンプリング)する。
[0102] 図 26Bは再生信号レベルの変化を示す図面である。図 26Aにおいて、 2011は A のタイミングでサンプリングした再生信号レベルを、 2012は Dのタイミングでサンプリ ングした信号レベルをそれぞれ示す。 Aのタイミングでは 7個、 Bでは 6個、 Cでは 5個 、 Dでは 5個と、レーザービーム径 2001内に含まれる構造体の個数が変化する。そ の結果、反射光量が変化する。凸状構造体の周期 703のタイミングで信号をサンプリ ングした場合、トラック方向においてビームがオーバーラップした状態になり、一つの 凸状構造体を複数回検出することになる。複数回検出することで、信号処理技術 (P RML ; Partial Response Maximum Likelihood)を使って、構造体の配列及 び有無に対応する記録情報を判定することができる。このように、凸状構造体の媒体 面内の配列を最密充填配列（三回対称配列）にし、複数個の構造体を同時に再生す ることによって、狭トラックピッチ化による高密度化が達成される。
[0103] <第五形態の光記録媒体及びその再生方法 >
本発明における第五形態の光記録媒体は、狭トラックピッチ化するという前記第四 形態の光記録媒体の目的に加え、複数トラックを同時に高精度で再生することを目 的とするものである。
前記第五形態に係る光記録媒体は、前記第四形態の光記録媒体の構成に加え、 光記録媒体の半径方向において、 n列（ただし、 nは 2以上の整数を表す)おきに凸 状構造体が存在しな ヽ列が設けられて！/ヽる。
図 27に、第五形態の光記録媒体の半径方向の縦断面図の一例を示す。図 27に おいて、 2101は基板を、 2102はバッファ一層を、 2103は光吸収層を、 2104は凸 状構造体を、 2105は光透過層を、 2106はトラックピッチをそれぞれ示す。
[0104] 第五形態の光記録媒体の面内における凸状構造体 2104の配列は最密充填配列
(三回対称配列)である。そして、該光記録媒体の半径方向において、 n列おきに凸 状構造体 2104が存在しない列が設けられている。好ましくは 4列おきに凸状構造体 2104が存在しない列を設けられていることが好ましい。図 27に示すトラック a、 b、 c、 d、 eにおいて、トラック a、 eには凸状構造体 2104が存在しない。従って、該光記録媒 体の面内において凸状構造体 2104の粗密ができる。その結果、光透過層 2105を 積層した場合、凸状構造体が密である部分 b、 c、 d、は膜で埋まり、粗な部分 a、 e〖こ は溝ができる。このように構成すると、所定位置にトラッキング用の段差が形成できる ので、複数個の凸状構造体 2104を同時に再生することによって、狭トラックピッチ化 による高密度化が達成される。
[0105] 本発明の第五形態の再生方法においては、上記第五形態の光記録媒体を用い、 n— 1列を同時に再生し、反射光量を検出する。
図 28A及び図 28Bに第五形態の再生方法の一例を示す。図 28Aは光記録媒体 の上方視を示す図面、図 28Bは光記録媒体半径方向の縦断面図である。図 28Aに おいて、 2104は凸状構造体を、 2106はトラックピッチを、 2201はレーザー光をそれ ぞれ示す。
[0106] 本発明の第五形態の再生方法においては、トラック a、 eには凸状構造体 2104が存 在しない。トラッキング方式としては、プッシュプル法、もしくはディファレンシャルプッ シュプル法を用いる。溝部分 a、 eからの回折光や反射光をトラック方向に沿って 2分 割されたフォトダイオードで検出しプッシュプル信号を生成する。プッシュプル信号を トラッキングサーボの誤差信号とする。
前記第五形態の再生方法では、凸状構造体列 a、 eからの回折光や反射光からプ ッシュプル信号を生成することによって、レーザー光を凸状構造体列 b、 c、 dに対して トラッキングし 3列同時に再生することができる。複数個の構造体を同時に再生するこ とによって、狭トラックピッチ化による高密度化が達成される。
[0107] 本発明の光記録媒体の製造方法は、例えば、基板上に少なくとも薄膜状の光吸収 層と凸状構造体となる薄膜材料を積層して積層体を形成する積層工程と、該積層体 に対して、凸状構造体側力 光を照射して情報を記録する記録工程と、未記録部分 を除去して凸状構造体を形成する凸状構造体形成工程を少なくとも含んでなり、更 に必要に応じてその他の工程を含んでなる。
[0108] 前記積層工程及び凸状構造体形成工程は、上記構造体の製造方法に準じて行う ことができる。
前記積層体における薄膜の形成方法としては、各種気相成長法、例えば、真空蒸 着法、スパッタリング法、プラズマ CVD法、光 CVD法、イオンプレーティング法、電子 ビーム蒸着法などが用いられる。これらの中でも、スパッタリング法が、量産性、膜質 等の点で優れている。
本発明の光記録媒体の製造方法によれば、マスクレスで大面積にわたって微細な 凸状構造体を形成することができる。
[0109] 以下、実施例により本発明を具体的に説明する。但し、本発明は実施例に限定さ れるものではない。
[0110] (実施例 1)
以下のようにして構造体形成用媒体を作製した。
図 1一図 3に示す構造体形成用媒体を作製した。成膜方法はスパッタリング法であ る。各層の材質、膜厚、及びスパッタリング法の主な成膜条件は表 1に示す通りであ る。
[0111] [表 1]
スパッタリング RF投入 媒体構成 図番 符番 機能 材質 膜厚 ターゲット 雰囲気ガス 真空度 電力
101 熱反応層 SiON 50nm Si 02+N2 1 mTorr 1.5kW
1 図 1 102 光吸収層 Ge 10nm Ge Ar 1 mTorr 0.5kW
103 支持基板 ガラス 0.6mm - - 一 -
101 熱反応層 ZnS-Si02 100nm ZnS-Si02 Ar 1 mTorr 1.5kW
102 光吸収層 AglnSbTe 10nm AglnSbTe Ar 1 mTorr 0.3kW
2 図 2
101 熱反応層 ZnS-Si02 50nm ZnS-Si02 Ar 1 mTorr 1.5kW
103 支持基板 ポリカーボネート 0.6mm - - 一 一
102 光吸収層 SiC 5nm SiC Ar 1 mTorr 1.5kW
3 図 3 101 熱反応層 CaF2 50nm CaF2 Ar 1 mTorr 0.3kW
103 支持基板 石英 0.6 mm - - 一 一
[0112] (実施例 2)
構造体形成用媒体としては図 1に示す構成のものを用いた。層構成は、ガラス基板 ZGeZSiONである。各層の成膜条件は表 1に示す通りである。この構造体形成用 媒体に、以下のようにして構造体を形成した。
構造体の形成は、光照射工程 (図 4)→ェツチング工程 (図 5)の手順で行った。 光照射工程では、図 12に示すレーザー光照射装置を用いた。レーザー光照射手 段 61は半導体レーザーを備える。レーザーの波長は 405nmである。対物レンズの N Aは 0. 65である。図 1に示す構造体形成用媒体に対して、基板側 103からレーザー 光を照射した。レーザー変調手段 62により図 16に示すようにレーザー光をパルス変 調した。パワーレベル P1は 10mW、 P2は 3mWである。パルス幅 Tは 24nsecである 。パルスの周期 Sは 143nseCである。媒体回転手段 64で媒体を回転させた。回転速 度は 3. 5mZsecである。以上の方法によって、熱反応層である SiONに周期的な変 化部分 202を形成した。
エッチング工程では、エッチングを RIE法で行った。酸化物のエッチングガスである CFで処理した。処理圧力は lmTorrであり、投入パワーは 200Wである。 RIE法に
4
よって、レーザー照射による変化部分以外を除去し、構造体 204を形成した。
以上の方法で構造体を形成した。構造体の断面形状は図 13に示す形状であった 。構造体の周期は 500nmであり、大きさ（直径）は 250nmであった。変化部分がエツ チングされずに残留し、凸状構造体が形成できた。
[0113] (実施例 3)
構造体形成用媒体としては図 2に示す構成のものを用いた。層構成は、ポリカーボ ネート榭脂基板 ZZnS - SiO /AglnSbTe/ZnS-SiOである。各層の成膜条件
2 2
は表 1に示す通りである。この媒体に構造体を形成した。レーザー波長 405nmにお ける ZnS— SiO の光吸収率は 6 X 10— 4である。
2
構造体の形成は、光照射工程 (図 9)→ェツチング工程 (図 10)の手順で行った。 光照射工程では、図 12に示すレーザー光照射装置を用いた。レーザー光照射手 段 61は半導体レーザーを備える。レーザーの波長は 405nmである。対物レンズの N Aは 0. 85である。図 2に示す構造体形成用媒体に対して、レーザー光を最上層の Z nS-SiO側から膜面入射させた。レーザー変調手段 62により図 16に示すようにレー
2
ザ一光をパルス変調した。パワーレベル P1は 4mW、 P2は lmWである。パルス幅 T は 19nsecである。パルスの周期 Sは 114nsecである。パルスデューティー（パルス幅 /パルス周期）は 17%である。媒体回転手段 64で媒体を回転させた。回転速度は 3. 5mZsecである。図 16に示すレーザーパルスを照射することによって、熱反応層で ある ZnS— SiOに変化部分 302を形成した。
2
エッチングは湿式エッチング法で行った。エッチング溶液 402はフッ化水素酸 (HF )水溶液 (HF :H 0= 1 : 2)である。 HF溶液中に媒体を 10秒間浸漬した。 HF溶液
2
によるエッチングにより構造体 403を形成した。
以上の方法で構造体を形成した。構造体の形状は図 14に示す逆テーパー形状で あった。構造体の周期は 400nm、構造体の大きさ（直径）は 250nmであった。
図 17には形成した構造体を SEM像で示す。形状が均一である構造体が直径 12c mの大面積媒体に形成できて 、る。
[0114] (実施例 4)
構造体形成用媒体としては図 2に示す構成のものを用いた。層構成は、ポリカーボ ネート榭脂基板 ZZnS - SiO /AglnSbTe/ZnS-SiOである。各層の材質、膜厚
2 2
、成膜条件は表 2に示す通りである。レーザー波長 405nmにおける ZnS— SiOの光
2 吸収率は 6 X 10— 4である。
[0115] [表 2]
スバッタリング
図番 符番 機能 材質 膜厚 雰囲気ガス 真空度 R F投入 ターゲット
101 熱反応層 ZnS-Si02 200nm ZnS-Si02 Ar 1 mTorr 1.5kW
102 光吸収層 AglnSbTe tOnm AglnSbTe Ar 1 ml orr 0.3kW 図 2
101 熱反応層 ZnS-Si02 5Dnm ZnS-Si02 Ar 1 ml orr 1.5kW
103 支持基板 ポリカーボネート 0.6 mm - - - -
[0116] 構造体の形成は、光照射工程（図 9)→ェツチング工程（図 10)の手順で行った。 光照射工程では、図 12に示すレーザー光照射装置を用いた。レーザー光照射手 段 61は半導体レーザーを備える。レーザーの波長は 405nmである。対物レンズの N Aは 0. 85である。レーザー光は最上層の ZnS— SiO側力も膜面入射させた。レーザ
2
一変調手段 62により図 16に示すようにレーザー光をパルス変調した。パワーレベル P1は 5mW、 P2は 1. 4mWである。パルス幅 Tは lOnsecである。パルスの周期 Sは 5 8nsecである。パルスデューティー（パルス幅 Zパルス周期）は 17%である。媒体回 転手段 64により媒体を回転させた。回転速度は 3. 5mZsecである。図 16に示すレ 一ザ一パルスを照射することによって、熱反応層である ZnS— SiO に変化部分 302
2
を形成した。
エッチングは湿式エッチング法で行った。エッチング溶液 402はフッ化水素酸 (HF )水溶液 (HF :H O)である。 HF溶液中に媒体を 10秒間浸漬した。 HF溶液によるェ
2
ツチングにより構造体 403を形成した。
以上の方法により構造体を形成した。構造体の断面形状は図 15に示す垂直形状 であった。構造体の周期は 300nm、高さは 200nm、大きさ（直径）は 200nmである 。アスペクト比（高さ Z直径）は 1である。図 18には形成した構造体を SEM像で示す 。形状が均一である構造体が直径 12cmの大面積媒体に形成できている。
[0117] (実施例 5)
図 19に示す構成の光記録媒体を作製した。
基板 1301の材料にポリカーボネートを用い、その厚みは 0. 6mmとした。 ノ ッファー層 1302の材料に ZnS— SiOを用い、その膜厚は 50nmとした。成膜は
2
スパッタリング法で行った。スパッタリングターゲットの組成は、 ZnS 80mol%、 SiO
2
20mol%である。
光吸収層 1303の材料に AglnSbTeを用い、その膜厚は 20nmとした。凸状構造 体 1304には ZnSと SiOが含有され、該凸状構造体の光吸収層上面からの高さは 5
2
Onmとし、そのトラック方向周期 1305は 200nmとした。
[0118] 上記光記録媒体の作製方法を図 9、図 10、及び図 16に基づいて示す。
まず、図 9の上図に示す積層工程において、各層を形成した。基板 101はポリカーボ ネート榭脂製である。ノ ッファー層 101には ZnS— SiOを用い、その膜厚は 50nmと
2
した。成膜はスパッタリング法で行った。スパッタリングターゲットの組成は、 ZnS 80 mol%、 SiO 20mol%である。光吸収層 103は AglnSbTeであり、その膜厚は 20
2
nmである。凸状構造体とする薄膜 101は ZnS— SiOであり、膜厚は 50nmとなるよう
2
にである。成膜はスパッタリング法で行った。スパッタリングターゲットの組成は、 ZnS 80mol%、 SiO 20mol%である。各層のスパッタリング法の条件は、成膜温度は
2
室温、成膜雰囲気はアルゴン雰囲気である。
[0119] 次いで、図 9の中図に示す記録工程において、レーザー光 301を、凸状構造体を 形成する薄膜側力も照射し情報を記録した。記録に用いたレーザー光の波長は 405 nm、対物レンズの開口数は 0. 85である。
記録は、図 16に示すように、レーザー光のパワーレベル変調方法で行った。パヮ 一レベルは、 Pl = 5mW、 P2 = 0. 7mWの 2水準で変調した。パルス幅 Tは 15nsec 、パルス周期 Sは 57nsecとした。パルスデューティー（パルス幅 Zパルス周期）は 26 %である。これらの条件で周期 200nmの単周期信号を記録した。
[0120] 図 10にはエッチング工程を示す。情報記録後に ZnS— SiOの未記録部分を除去
2
し凸状に加工した。 401は ZnS— SiOの記録部分である。 402はエッチング槽を示
2
す。 403はエッチング溶液を示す。 404は凸状に加工した ZnS— SiOを示す。エッチ
2
ング溶液 403には、フッ酸 (HF)と水 (H O)の混合液を用いた。フッ酸は 50%希釈
2
溶液を用いた。溶液比は HF:H 0 = 1 : 10とした。該溶液に記録媒体を 10秒間浸漬
2
した。エッチング後直ぐに水で洗浄し、乾燥窒素等により乾燥させた。以上の方法で 凸状構造体を有する光記録媒体を作製した。
[0121] 上記光記録媒体の凸状構造体を図 20A及び図 20Bに示す方法で再生した。
開口数 0. 85の対物レンズ、波長 405nmのレーザー光を用い、再生パワーは 1. 5 mWとした。この光学系の解像限界周期（ Z2NA)は 238nmである。図 19に示す 構成の光記録媒体を、図 20A及び図 20Bに示す方法で再生した。つまり、凸状構造 体側から光を照射し、反射光量の変化を検出した。その結果、解像限界以下の周期 にあたる 200nm周期の信号が検出できた。
[0122] (実施例 6) 図 21に示す構成の光記録媒体を作製した。
基板 1501の材料にポリカーボネート榭脂を用い、その厚みは 0. 6mmとした。バッ ファー層 1502の材料に ZnS— SiOを用い、その膜厚は 50nmとした。光吸収層 150
2
3の材料に SbTeを用い、その膜厚は 20nmとした。凸状構造体 1504には ZnSと Si Oが含有され、該凸状構造体の光吸収層上面からの高さは 70nmとし、そのトラック
2
方向周期 1506は 200nmとした。光透過層 1505の材料に SiONを用い、その膜厚 は 150nmとした。
[0123] 上記光記録媒体の作製方法を次ぎの通りである。凸状構造体の作製方法は実施 例 5と同じである。凸状構造体を作製した後に光透過層 1505である SiONを積層し た。成膜はスパッタリング法で行った。成膜温度は室温である。スパッタリングターゲッ トには Siを用いた。成膜雰囲気は酸素と窒素の混合雰囲気である。
[0124] 上記光記録媒体の凸状構造体を図 22に示す方法で再生した。
開口数 0. 85の対物レンズ、波長 405nmのレーザー光を用い、再生パワーは 1. 0 mWとした。この光学系の解像限界周期（λ Ζ2ΝΑ)は 238nmである。図 21に示す 構成の光記録媒体を、図 22に示す方法で再生した。つまり、光透過層側から光を照 射し、反射光量の変化を検出した。その結果、解像限界以下の周期にあたる 200nm 周期の信号が検出できた。
[0125] (実施例 7)
円柱形状の凸状構造体を図 23に示すように配置して、実施例 5と同様の材料から なる層構成の光記録媒体を作製した。
トラック方向記録周期 1703は 250nmとし、トラックピッチ 1706は 320nmとし、記録 情報に応じて凸状構造体の直径を変えた。凸状構造体の最大径 1705は 250nmと し、凸状構造体が無 、場合も含めて 8段階で直径を変えた。
[0126] 上記光記録媒体の凸状構造体を図 24A及び図 24Bに示す方法で再生した。
開口数 0. 85の対物レンズ、波長 405nmのレーザー光を用い、再生パワーは 1. 5 mWとした。この光学系の解像限界周期（λ Ζ2ΝΑ)は 238nmである。図 24Aはマ ーク配置を示す。 1702は凸状構造体、 1703は記録周期、 1704はビーム移動方向 を示す。図 24Bは再生信号レベルの変化を示す。 1811は図 24Aの Aのタイミングで サンプリングした信号レベルである。 1812は図 24Aの Hのタイミングでサンプリングし た信号レベルである。凸状構造体の周期 1703のタイミングで信号をサンプリングす ることによって、直径に応じて信号レベルが 8段階に変化する再生信号が検出できた 。以上の光記録媒体の構成、再生方法によって 8値レベルの多値情報が再生できた
[0127] (実施例 8)
円柱形状の凸状構造体を図 25に示すように配置して、実施例 6と同様の材料から なる層構成の光記録媒体を作製した。
トラック方向周期 1903は 137nmとし、トラックピッチ 1906は 119nmとした。凸状構 造体の直径 1905は 60nm—定とした。図 26Aは凸状構造体の配置と再生信号レべ ルの関係を示す。図 27は媒体の断面形状を示す。図 26A及び図 26Bは凸状構造 体列とレーザービーム径の関係を示す媒体の上方視である。
[0128] 図 27の媒体の断面図に示すように、 4トラック毎に凸状構造体がないトラック (a、 e) を設けた。光透過層 1205を積層することで、 3トラック毎の段差を形成した。図 23に 示す通り b、 c、 dの 3トラックを同時に再生した。図 26Aに示す通り、凸状構造体の周 期 1903のタイミングで信号をサンプリングした。この場合、ビーム径 2001内に含まれ る凸状構造体の数によって信号レベルが変化した。図 26Bには信号レベルの変化を 示す。信号レベル 2011は図 26 Aの Aのタイミングでサンプリングした信号レベルを 示す。信号レベル 2012は図 26 Aの Dタイミングでサンプリングした信号レベルを示 す。ビーム径内に凸状構造体が 7個含まれる状態 Aから、凸状構造体が存在しない 状態（図には示していない）まで存在する。この結果、信号レベルが 14段階に変化す る再生信号が検出できた。このように、凸状構造体の媒体面内の配列を最密充填配 列（三回対称配列）にし、複数個の構造体を同時に再生することによって、狭トラック ピッチ化による高密度化が達成できる。
産業上の利用可能性
[0129] 本発明の構造体の製造方法により製造された構造体は、大面積媒体に微細な構 造体が均一に形成され、高いアスペクト比 (構造体の高さ Z構造体の大きさ）を有し、 光記録媒体はもとより、バイオチップ、フォトニック結晶、各種電子デバイスの素子分 離材料など、多くの分野に応用展開することができる。
本発明の光記録媒体は、各種光記録媒体、特にォーサリング用媒体として好適に 用いられる。

Claims

請求の範囲
[1] 少なくとも光吸収材料を含有する光吸収層と、熱反応材料を含有する熱反応層との 積層構成を有することを特徴とする構造体形成用媒体。
[2] 熱反応層が、積層構成の最上層に位置し、かつ該熱反応層が照射する光の波長に おいて透光性を有する材料を含有する請求の範囲第 1項に記載の構造体形成用媒 体。
[3] 熱反応層が材料 Aと材料 Bの混合物を含有し、該材料 Aはシリコンィ匕合物材料であり 、かつ前記材料 Bは硫化物材料、セレン化物材料、及びフッ素化合物材料から選択 される少なくとも 1種である請求の範囲第 1項力 第 2項のいずれかに記載の構造体 形成用媒体。
[4] 少なくとも光吸収材料を含有する光吸収層と、熱反応材料を含有する熱反応層との 積層構成を有する構造体形成用媒体に対して光を照射する光照射工程と、該光照 射された構造体形成用媒体をエッチング加工するエッチング工程とを含むことを特徴 とする構造体の製造方法。
[5] 熱反応層が、積層構成の最上層に位置し、かつ該熱反応層が照射する光の波長に おいて透光性を有する材料を含有する請求の範囲第 4項に記載の構造体の製造方 法。
[6] 熱反応層が材料 Aと材料 Bの混合物を含有し、該材料 Aはシリコンィ匕合物材料であり 、かつ前記材料 Bは硫化物材料、セレン化物材料、及びフッ素化合物材料から選択 される少なくとも 1種である請求の範囲第 4項力 第 5項のいずれかに記載の構造体 の製造方法。
[7] 光照射工程において、最上層の熱反応層側から光を照射する請求の範囲第 4項か ら第 6項の 、ずれかに記載の構造体の製造方法。
[8] 光照射工程で照射する光が、レーザー光である請求の範囲第 4項力 第 7項のいず れかに記載の構造体の製造方法。
[9] レーザー光源が、半導体レーザーである請求の範囲第 8項に記載の構造体の製造 方法。
[10] 構造体形成用媒体にレーザー光を照射する半導体レーザー光照射手段と、レーザ 一光変調手段と、媒体駆動手段とを備えたレーザー光照射装置を用いる請求の範 囲第 9項に記載の構造体の製造方法。
[11] 構造体形成用媒体にレーザー光を照射するに際に、該媒体を回転させる請求の範 囲第 8項力 第 10項のいずれか記載の構造体の製造方法。
[12] 構造体形成用媒体にレーザー光を照射するレーザー光照射手段と、レーザー光変 調手段と、媒体回転手段と、信号検出手段とを備えたレーザー光照射装置を用いる 請求の範囲第 11項に記載の構造体の製造方法。
[13] エッチング工程が、湿式エッチング法で行われる請求の範囲第 4項力も第 12項のい ずれかに記載の構造体の製造方法。
[14] 請求の範囲第 4項から第 13項のいずれかに記載の構造体の製造方法により製造さ れたことを特徴とする構造体。
[15] 構造体の断面の端面形状が、略垂直乃至略逆テーパー形状のいずれかである請求 の範囲第 14項に記載の構造体。
[16] 構造体が、光記録媒体の表面に形成された凸状構造体である請求の範囲第 14項か ら第 15項のいずれかに記載の構造体。
[17] 基板と、該基板上に光を吸収し発熱する光吸収層と、該光吸収層に接して該光吸収 層とは異なる材質を含有する凸状構造体とを有してなり、該凸状構造体が、請求の 範囲第 4項から第 13項のいずれかに記載の構造体の製造方法により形成されたこと を特徴とする光記録媒体。
[18] 基板と、該基板上に光を吸収し発熱する光吸収層と、該光吸収層に接して該光吸収 層とは異なる材質を含有する凸状構造体と、該凸状構造体上に光に対して光透過性 を有する光透過層とを有してなり、該凸状構造体が、請求の範囲第 4項から第 13項 のいずれかに記載の構造体の製造方法により形成され、かつ前記光透過層が前記 凸状構造体表面を被覆して略半球状に形成されていることを特徴とする光記録媒体
[19] 凸状構造体が略柱形状である請求の範囲第 17項力も第 18項のいずれかに記載の 光記録媒体。
[20] 凸状構造体が略円柱形状であり、記録情報に応じて該凸状構造体の直径が変化す る請求の範囲第 17項から第 19項のいずれかに記載の光記録媒体。
[21] 凸状構造体が略円柱形状であり、かつ光記録媒体面内における該凸状構造体の配 列が三回対称配列である請求の範囲第 17項力も第 20項のいずれかに記載の光記 録媒体。
[22] 光記録媒体の半径方向にお!、て nトラック列 (ただし、 nは 2以上の整数を表す)ごと に凸状構造体が存在しないトラック列が設けられている請求の範囲第 17項力も第 21 項の 、ずれかに記載の光記録媒体。
[23] 光吸収層が、 Sb、 Te、及び Inから選択される少なくとも 1種類の元素を含有する請求 の範囲第 17項力も第 22項のいずれかに記載の光記録媒体。
[24] 凸状構造体が、材料 Aと材料 Bの混合物を含有し、該材料 Aはシリコン化合物材料で あり、かつ前記材料 Bは硫化物材料、セレンィ匕物材料、及びフッ素化合物材料から 選択される少なくとも 1種である請求の範囲第 17項力も第 22項のいずれかに記載の 光記録媒体。
[25] 凸状構造体が、 ZnSと SiOとの混合物を含有する請求の範囲第 24項に記載の光記
2
録媒体。
[26] 基板と光吸収層との間に、バッファ一層を有する請求の範囲第 17項力も第 25項の V、ずれかに記載の光記録媒体。
[27] 基板上に再生光を吸収し発熱する光吸収層と、該光吸収層に接して該光吸収層と は異なる材質を含有する凸状構造体とを有する光記録媒体を用い、前記光吸収層 及び凸状構造体に対し、該凸状構造体側から再生光を照射して反射光量を検出す ることを特徴とする光記録媒体の再生方法。
[28] 基板上に再生光を吸収し発熱する光吸収層と、該光吸収層に接して該光吸収層と は異なる材質を含有する凸状構造体と、該凸状構造体上に再生光に対して光透過 性を有する光透過層とを有してなり、該光透過層が前記凸状構造体表面を被覆して 略半球状に形成されている光記録媒体を用い、前記光吸収層、凸状構造体、及び 光透過層からなる積層体に対し、該光透過層側から再生光を照射して反射光量を検 出することを特徴とする光記録媒体の再生方法。
[29] 凸状構造体が略柱形状である請求の範囲第 27項力も第 28項のいずれかに記載の 光記録媒体の再生方法。
[30] 凸状構造体が略円柱形状であり、記録情報に応じて該凸状構造体の直径が変化す る請求の範囲第 27項から第 29項のいずれかに記載の光記録媒体の再生方法。
[31] 凸状構造体が略円柱形状であり、かつ光記録媒体面内における該凸状構造体の配 列が三回対称配列である請求の範囲第 27項力も第 30項のいずれかに記載の光記 録媒体の再生方法。
[32] 凸状構造体に再生光を照射して複数のトラック列を同時に再生し、該凸状構造体の 周期に対応して反射光量を検出する請求の範囲第 27項力も第 31項のいずれかに 記載の光記録媒体の再生方法。
[33] 光記録媒体の半径方向において nトラック列（但し、 nは 2以上の整数を表す)ごとに 該凸状構造体が存在しな 、トラック列が設けられて 、る請求の範囲第 27項力も第 32 項の 、ずれかに記載の光記録媒体の再生方法。
[34] n— 1トラック列を同時に再生し、反射光量を検出する請求の範囲第 33項に記載の光 記録媒体の再生方法。
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