JP2000242984A

JP2000242984A - 光記録媒体およびその製造方法

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Publication number: JP2000242984A
Application number: JP11038927A
Authority: JP
Inventors: Mutsumi Asano; 睦己浅野; Yuji Kawahara; 祐路河原
Original assignee: Tosoh Corp
Current assignee: Tosoh Corp
Priority date: 1999-02-17
Filing date: 1999-02-17
Publication date: 2000-09-08

Abstract

(57)【要約】【課題】微小ピッチにおいても優れた記録再生特
性を有する光記録媒体を提供する。【解決手段】基板上に形成された連続溝のピッチＰを
３００〜４５０ｎｍ、溝の深さＤを４０ｎｍ以上、溝
の半値幅をＷとしたとき、Ｗ／Ｐが０．５以下である
光記録媒体であり、このような光記録媒体は、露光・現
像して得られるフォトレジストパターン上に、Ｓｉ
Ｏ₂、Ｓｉ₃Ｎ₄やＡｌ₂Ｏ₃等の誘電体薄膜を形成し、電
鋳により金属スタンパを形成後に、該薄膜を除去する工
程を経て製造されたスタンパを用いることにより得るこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光記録媒体、特に、
溝ピッチの小さい媒体において良好な記録再生特性の得
られる光磁気記録媒体とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光記録媒体は大容量・高密度記録が可能
な可搬型記録媒体であり、コンピュータの大容量データ
を保存する書き換え型メディアとして需要が急増しつつ
あり、近年のマルチメディア化に伴ない一層の高密度化
が求められている。

【０００３】光記録媒体では、通常、レーザービームを
記録再生する場所にトラッキングサーボをするための案
内溝が基板に物理的な形状として設けられ、記録は溝と
溝の間の基板が凸の部分（以後ランドと呼ぶ）に記録さ
れる。従って、ランドが大きい程記録するマーク幅を大
きくすることが可能で、再生信号の強度を大きくでき再
生信号品質を向上させることが可能である。

【０００４】しかし、記録の高密度化のためには、溝と
溝の間隔であるピッチを小さくして記録面積あたりの情
報を大きくする必要がある。例えば、商品化されている
３．５インチ径の光磁気記録媒体のピッチは、記憶容量
が１２８ＭＢのもので１．６μｍ、２３０ＭＢのもので
１．４μｍ、６４０ＭＢのもので１．１μｍと縮小され
てきている。密度を高めるには更にピッチを縮小する必
要があるが、溝幅が同じままピッチを縮小するとランド
の幅が減少してしまうため、ピッチの縮小には溝を細く
形成することが要求される。

【０００５】一方、記録の密度は記録再生装置の光源レ
ーザー波長（λ）と対物レンズの開口数（ＮＡ）によっ
て決まるレーザービームスポットサイズ（〜λ／ＮＡ）
により制限される。例えば、上記した６４０ＭＢ光磁気
記録媒体用の記録再生装置の場合、波長：６８０ｎｍ、
ＮＡ：０．５５であり、レーザービームスポットサイズ
は約１２４０ｎｍとなる。

【０００６】レーザービームスポットサイズを小さくし
高密度化を達成する手段として、光学ヘッドを記録膜に
近付けて記録再生する、いわゆる、近接場光記録が注目
されている（例えば、アプライド・フィジクス・レター
（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．），ｖｏｌ．６８，
ｐ．１４１（１９９６））。この記録方法では、Ｓｏｌ
ｉｄＩｍｍｅｒｓｉｏｎＬｅｎｓ（以下「ＳＩＬ」
と略す）ヘッドを使用し、ＳＩＬを使用した際の実効的
な開口数を高めることにより、レーザービームスポット
サイズを縮小することにより、超高記録密度の記録再生
が実現できる。

【０００７】例えば、波長：６５０ｎｍ、実効ＮＡ：
１．４のＳＩＬを用いた近接場光記録では、レーザービ
ームスポットサイズは約４６０ｎｍとなり、先に述べた
従来の６４０ＭＢ光磁気記録媒体用の記録再生装置に使
用されるレーザービームスポットサイズの約３７％とな
る。

【０００８】このようにＳＩＬを用いる近接場光記録に
おいて、レーザービームスポットサイズ（約４６０ｎ
ｍ）に見合った溝ピッチは４００ｎｍ程度が要求され、
また、信号品質の点からはより細い溝を形成して大きい
ランドを得ることが必要となる。即ち、より微細なパタ
ーン形成が必要となる。

【０００９】光記録媒体上に形成される案内溝は、従
来、大きく分けて次のようなスタンパ製造工程と成
型工程により形成される。

【００１０】スタンパ製造工程としては、例えば、以
下のような工程よりなる。

【００１１】（１）ガラス基板にフォトレジストが塗布
されてなるフォトレジスト原盤へのマスタリング装置に
よる露光、（２）アルカリ現像液を用いた現像によるレジストパタ
ーン形成、（３）レジストのポストベーク、（４）スパッタリング法による金属導電膜の形成、（５）金属の電鋳によるスタンパ形成、（６）スタンパ裏面の研磨、（７）フォトレジスト原盤とスタンパとの剥離、（８）スタンパ表面の残存フォトレジストのアッシング
による除去、（９）スタンパの内周と外周を射出成型機の金型径にあ
わせるための打抜き加工。

【００１２】一方、成型工程は、例えば、スタンパを
射出成型機の金型に設置してポリカーボネート樹脂によ
る基板成型を行い、溝を転写する。

【００１３】従来の６４０ＭＢまでの光磁気記録媒体
のスタンパ製造には波長：４５４ｎｍ、ＮＡ：０．９の
光学系を持つマスタリング装置が用いられるのが一般的
であり、この場合の溝の幅は３００ｎｍ程度が下限であ
った。更に、溝の幅を縮小するために波長：３５１ｎ
ｍ、ＮＡ：０．９のＵＶ光学系を持つマスタリング装置
も実用化されているが、ピッチ４００ｎｍでは溝深さの
５０％での溝幅（溝半値幅）は２１０ｎｍ程度が下限で
あり、溝深さの５０％でのランド幅（ランド半値幅）は
１９０ｎｍが上限となる。このランド幅ではレーザービ
ームスポット径が４６０ｎｍの近接場光記録でも十分な
信号品質がえられなかった。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】従来のスタンパ形成方
法により製造したスタンパを使用した光記録媒体では、
ＳＩＬを用いた近接場光記録のように微少なピッチが要
求される場合に信号を記録するランド幅が小さくなり十
分な信号品質が得られないという問題があった。

【００１５】本発明は、新規なスタンパ製造方法を提案
し、微少な溝ピッチにおいてもランド幅を十分確保でき
る光記録媒体を提供し、さらに近接場光記録に適した溝
形状を有した近接場光記録媒体を提供することを目的と
する。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は上述のよう
な現状に鑑み、鋭意検討を重ねた結果、微少な溝のピッ
チにおいて十分なランド幅を得るスタンパ製造方法を発
明し、更に近接場光記録において十分な再生信号を得る
ことのできる光記録媒体を発明するに至った。

【００１７】即ち、本発明は、基板上に形成された連続
溝のピッチＰが３００ｎｍ〜４５０ｎｍ、溝の深さＤが
４０ｎｍ以上、溝の半値幅をＷとしたとき、Ｗ／Ｐが
０．５以下であることを特徴とする光記録媒体、および
スタンパを用いて光記録媒体を製造する方法において、
露光・現像して得られるフォトレジストパターン上に誘
電体薄膜を形成し、電鋳により金属スタンパを形成後
に、該薄膜を除去する工程を経て製造されたスタンパを
用いることを特徴とする光記録媒体の製造方法に関す
る。

【００１８】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１９】本発明の光記録媒体は、その基板上に形成
された連続溝のピッチＰが３００ｎｍ〜４５０ｎｍ、溝
の深さＤが４０ｎｍ以上、溝の半値幅をＷとしたとき、
Ｗ／Ｐが０．５以下であることを特徴とする。溝の深
さとしては、４０〜１００ｎｍが、回折効果を利用する
プッシュプル法によるトラッキングサーボの安定化の点
で好ましく、Ｗ／Ｐの値としては、優れた再生信号を得
るため０．５以下が好ましく、充分な回折効果を得るた
めには０．３以上が好ましい。

【００２０】このような光記録媒体は、例えば、以下の
ような製造方法によって得ることができる。

【００２１】従来のスタンパの製造方法においては、レ
ジストのポストベークを行った後にスパッタリング法に
より金属導電膜を形成していたが、本発明の製造方法に
よれば、レジストのポストベークを行った後に、誘電体
薄膜をレジストパターン上に形成させる。このような処
理によりランド表面や溝表面に誘電体薄膜が積層される
が、溝の斜面を埋める形で誘電体が積層されるため、も
とのレジストパターンに比べて溝幅はより細くなり、ラ
ンド幅は太くなる。また、溝深さの減少は僅かである。
誘電体膜の形成による溝深さの変化がわずかなため、プ
ッシュプル法によるトラッキングサーボの安定化のため
に好ましい４０〜１００ｎｍとの溝深さを有する基板を
製造することができる。

【００２２】誘電体薄膜を形成した後に、電鋳のために
Ｎｉ導電膜を形成し、Ｎｉの電鋳を行う。電鋳の終了し
たスタンパ裏面を研磨してその表面を平滑とした後、フ
ォトレジスト原盤とスタンパとを剥離する。剥離したス
タンパ表面には誘電体薄膜が残存した状態であるため、
この膜をＣＦ₄ガス等によるエッチングで除去する。本
製造方法により得られたスタンパは、ランド幅が広く従
来と同じＮｉで形成されているため従来と同様、射出成
型により溝パターンが転写された基板を製造することが
できる。

【００２３】ここでレジストパターン上に形成する薄膜
としては、エッチングにより除去できる材料であれば、
特に制限なく用いることができ、例えば、ＳｉＯ₂、Ｓ
ｉ₃N₄やＡｌ₂Ｏ₃等を例示することができるが、スタン
パ材質（Ｎｉ）とのエッチング選択性が高い点でＳｉＯ
₂が好ましい。また、薄膜形成法は、パターンの被覆性
に優れたスパッタリング法が好ましい。剥離したスタン
パ表面に残存する誘電体の除去は、気相エッチングだけ
でなくフッ酸等による液相エッチングで行うことも可能
である。

【００２４】誘電体薄膜の膜厚としては、薄すぎると溝
を細くしランドを太くする効果が小さくなり、厚すぎる
と膜の応力による膜剥離が起こりやすくなるため、１０
０〜５００ｎｍが好ましく、特に好ましくは、２００〜
４００ｎｍである。

【００２５】また、電鋳のための導電膜はＮｉのみに限
定されるものではなくＡｇやＣｏ等の使用も可能であ
る。

【００２６】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき更に詳細に説
明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるも
のではない。

【００２７】実施例１〜４厚さ６ｍｍのガラス基板にポジ型ｉ線用フォトレジスト
（東京応化工業製、商品名「ＴＨＭＲ−ｉｐ３６５
０」）を１００ｎｍ厚で塗布したフォトレジスト原盤を
用い、波長３５１ｎｍのＡｒレーザー光源とＮＡ０．９
の対物レンズとの光学系を有したマスタリング装置でピ
ッチ３５０ｎｍ（実施例１および３）、４００ｎｍ（実
施例２および４）で露光し、有機現像液による現像で溝
深さ８０ｎｍとなるスパイラル状の溝が形成されたレジ
ストパターンを形成した。

【００２８】フォトレジスト原盤を１２０℃で３０分間
のポストベークを行い、レジストパターン上に高周波ス
パッタリングによりＳｉＯ₂膜をピッチ４００ｎｍ、３
５０ｎｍのフォトレジスト原盤それぞれに２００ｎｍ厚
（実施例１および２）、４００ｎｍ厚（実施例３および
４）で形成した。引き続きＳｉＯ₂膜上に、Ｎｉ膜を１
００ｎｍ形成した後、Ｎｉ膜に電鋳によりＮｉを０．３
ｍｍ厚で析出させてスタンパを製造した。フォトレジス
ト原盤とスタンパが密着した状態でスタンパ裏面の研磨
を行った後に、機械的にフォトレジスト原盤とスタンパ
を剥離した。剥離後、ＣＦ₄ガスによる反応性エッチン
グによりスタンパ表面に残存するＳｉＯ₂を除去した。
更に、スタンパの内周と外周を打ち抜き、射出成型機の
金型にセットして、ポリカーボネイト樹脂を射出成型し
て厚さ２ｍｍ直径１３０ｍｍの基板を製造した。

【００２９】このようにして製造された基板の溝形状を
原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により計測した。ＡＦＭによ
り計測した溝半値幅、ランド半値幅、溝深さと、溝半値
幅を溝ピッチで除した溝半値幅／溝ピッチ比を表１に示
す。

【００３０】レジストパターン上にＳｉＯ₂膜を形成す
ると、凸部であるランドを覆うようにＳｉＯ₂膜が被覆
されランド半値幅が増加する。溝幅が大きいほどランド
半値幅の増加が大きいのは、溝幅が大きいほど斜面への
被覆効率が高いためと考えられる。また、形成するＳｉ
Ｏ₂の膜厚が大きいほうがランド半値幅が大きくなる。

【００３１】

【表１】

【００３２】これらの基板を用いて、以下に記すように
して、近接場光記録用の光磁記録媒体を製造した。基板
の溝形成面に、反射層としてＡｌ合金膜（膜厚４５ｎ
ｍ）をＤＣスパッタ法により形成し、次にＳｉＮからな
る第１保護層をＡｒとＮ₂との混合雰囲気中でＳｉター
ゲットを使用した反応性ＲＦスパッタ法で形成した（膜
厚１０ｎｍ）。次にＴｂ₂₀（Ｆｅ₉₀Ｃｏ₁₀）₈₀からなる
光磁気記録層をＴｂターゲットとＦｅ₉₀Ｃｏ₁₀ターゲッ
トのＤＣ同時スパッタ法により形成した（膜厚２０ｎ
ｍ）。さらにこの上にＳｉＮからなる第２保護層をＡｒ
とＮ₂との混合雰囲気中でＳｉターゲットを使用した反
応性ＲＦスパッタ法で形成した（膜厚２５ｎｍ）。この
上にダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）層をＡｒと
ＣＨ₄との混合雰囲気中でＣターゲットを使用した反応
性ＲＦスパッタ法で形成した（膜厚１５ｎｍ）。このＤ
ＬＣ層上に潤滑材として、パーフルオロポリエーテル系
溶媒を使用したピペロニル変性パーフルオロポリエーテ
ルの溶液よりディップ法により０．３ｎｍ厚で塗布し
た。

【００３３】以上のプロセスで製造された近接場光記録
型の光磁気記録媒体を、レーザー波長６５０ｎｍ、実効
ＮＡ１．４のＳＩＬを浮上スライダーに搭載したＳＩＬ
テスターで記録再生特性を評価した。浮上スライダーは
薄膜形成面上を約１００ｎｍの高さで浮上し、レーザー
は薄膜側から入射し薄膜側で反射されて再生される。評
価に用いたＳＩＬテスターは、プッシュプル法によりト
ラッキングサーボを行い、差動光学系により光磁気信号
を検出する。

【００３４】記録再生特性の評価条件は、回転数２４０
０ｒｐｍ、記録半径４５ｍｍ、で、一度消去した状態に
印可磁界１５０Ｏｅでレーザー強度を変えながらレーザ
ーパルスを１９ＭＨｚで変調する光変調方式により約３
００ｎｍのマークを記録した。表１にパワーを変えて記
録した場合に得られた最大の再生信号強度（キャリアレ
ベル）とキャリアレベル対ノイズレベル比（Ｃ／Ｎ比）
を示す。

【００３５】比較例１及び比較例２実施例１〜４と同様な材料、装置および方法を用いて、
フォトレジスト原盤上に、ピッチ４００ｎｍ（比較例
１）、または３５０ｎｍ（比較例２）で溝深さ８０ｎｍ
となるスパイラル状の溝を形成した。

【００３６】フォトレジスト原盤を１２０℃で３０分間
のポストベークを行い、レジストパターン上にスパッタ
リングによりＮｉ膜を１００ｎｍ形成した後、Ｎｉ膜に
電鋳によりＮｉを０．３ｍｍ厚で析出させてスタンパを
製造した。フォトレジスト原盤とスタンパが密着した状
態でスタンパ裏面の研磨を行った後に、機械的にフォト
レジスト原盤とスタンパを剥離した。剥離後、スタンパ
の内周と外周を打ち抜き射出成型機の金型にセットして
ポリカーボネイト樹脂を射出成型して厚さ２ｍｍ直径１
３０ｍｍの基板を製造した。

【００３７】このようにして製造した基板の溝形状を原
子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により計測した。ＡＦＭにより
計測した溝半値幅、ランド半値幅、溝深さと、溝半値幅
を溝ピッチで除した溝半値幅／溝ピッチ比を表２に示
す。これら既知の方法で製造した場合は、溝半値幅は溝
ピッチの５０％以上であった。

【００３８】

【表２】

【００３９】これらの基板を用いて、実施例１から４と
同様の方法で基板上に反射層、第１保護層、光磁気記録
層、第２保護層、ＤＬＣ層および潤滑層を有する近接
場光記録用の光磁記録媒体を製造し、実施例１から４と
同様の方法で記録再生特性を評価した結果を表２に示
す。

【００４０】比較例１および２より、ランド半値幅の減
少により再生信号強度が大きく低下することがわかる。
一方、実施例で得られた媒体は、比較例１及び２に比べ
て、溝深さが３〜７ｎｍ減少しているにもかかわらず、
テスターによるトラッキングサーボについては全く問題
がなっかった。

【００４１】実施例１において、ランド半値幅が比較例
２よりも小さいにもかかわらず、キャリアレベルが高い
のはランドの上部でＳｉＯ₂膜がレジストの角を緩やか
に被覆するために記録されるマークの幅が実効的に増加
していることによると考えられる。また、実施例すべて
で比較例１および２に比べてノイズレベルが１ｄＢｍ程
度低くなっているが、これもランドの上部でＳｉＯ₂膜
がレジストの角を緩やかに被覆することによると考えら
れるが、これらの予想は、本発明を何ら限定するもので
はない。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、微細なピッチが要求さ
れる近接場記録型などの光磁気記録媒体において溝半値
幅をピッチの５０％以下とすることで優れた記録再生特
性を有する光記録媒体を提供することができる。特に、
溝ピッチ４００ｎｍにおいても溝半値幅１４０ｎｍが得
られ、ランド半値幅は２６０ｎｍが可能となる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に形成された連続溝のピッチＰ、
溝の半値幅Ｗ、溝の深さＤが以下の関係で示されること
を特徴とする光記録媒体。Ｐ：３００ｎｍ以上４５０ｎｍ以下Ｗ／Ｐ：０．５以下Ｄ：４０ｎｍ以上
【請求項２】スタンパを用いて光記録媒体を製造する
方法において、露光・現像して得られるフォトレジスト
パターン上に誘電体薄膜を形成し、電鋳により金属スタ
ンパを形成後に、該薄膜を除去する工程を経て製造され
たスタンパを用いることを特徴とする光記録媒体の製造
方法。