JPH07334869A

JPH07334869A - 情報の記録用部材

Info

Publication number: JPH07334869A
Application number: JP6127277A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Miyauchi; 靖宮内; Motoyasu Terao; 元康寺尾; Akemi Hirotsune; 朱美廣常
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-06-09
Filing date: 1994-06-09
Publication date: 1995-12-22

Abstract

(57)【要約】【目的】光ディスク等の隣接するトラックのプリフォー
マット部やＲＯＭ部のマークからの反射率を小さくする
ことにより、これらからのクロストークを小さくする。【構成】マークを微細凹凸で作製したりマーク部におけ
る記録膜などの少なくとも一層の膜厚を薄くすることに
よりプリフォーマット部やＲＯＭ部のマークの反射率を
ゼロに近くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレーザ光等の記録用ビー
ムによって、たとえば映像や音声などのアナログ信号を
ＦＭ変調したものや、たとえば電子計算機のデータや、
ファクシミリ信号やディジタルオーディオ信号などのデ
ィジタル情報を、リアルタイムで記録することが可能な
情報の記録用部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報も多種多様化し、ユーザが情
報を記録または情報を書き換えることができる書き換え
可能形光ディスクの要求が高まってきた。また、情報量
も増大し、大容量の光ディスクが必要になってきた。こ
れに伴っていろいろな研究機関において光ディスクの高
密度化の検討が活発に行われている。

【０００３】たとえば、記録レーザ波長の短波長化，絞
り込みレンズの高ＮＡ（開口比）化などによって記録点
の大きさを小さくする方法や、情報を読み出すレーザビ
ームのスポット径を見かけ上小さくして高密度化を図ろ
うとする方法がある。

【０００４】また、特公平4−4661 号公報に記載のよう
に、案内溝（グルーブ）を有する基板を用い、この案内
溝内と案内溝相互間（ランド）の両平坦部上に記録する
方法（ランド・グルーブ記録）が提案されている。しか
し、この方法では、グルーブピッチが読み出しビームの
スポット径よりも小さい場合には、隣の情報が読み出さ
れ（クロストーク）エラーを起こす可能性がある。この
クロストークを除去する方法として、グルーブの深さを
〜λ／６（λはレーザ波長）にすることにより隣の記録
マークからの反射光を打ち消す方法が考えられている。
この方法では、隣接トラックに記録マークが存在しない
ときは、グルーブ深さが深くなると干渉によって反射率
は低下し、λ／４で最小となるが、隣接トラックに反射
率がほとんど０の記録マークが存在すると、光スポット
中心が位置するトラックからだけ戻って来るのでグルー
ブ深さを変えても反射率は変化せず一定となる。このよ
うにグルーブ深さを特定することによって反射率をほぼ
同じにすることができ、クロストークを小さくすること
ができる。すなわち、λ／６ｎ＋ｍλ（λはレーザ波
長、ｎは基板の屈折率、ｍは０又は正の整数）のグルー
ブ深さの時、クロストークは極小値をとる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ランド・グルーブ記録
において、グルーブ深さを〜λ／６ｎに規定することに
より隣接するトラックの記録マーク（反射率は０に近
い）からのクロストークをある程度抑制することができ
る。しかし、予め基板に形成されているプリフォーマッ
ト部（アドレスなどの部分）やＲＯＭ（読み出し専用メ
モリ）部やＲＯＭディスクのマークは凸部または凹部で
あり、これらからの反射光はグルーブ深さの影響を受け
る。そのために、読みだそうとするトラックの隣接トラ
ックにプリフォーマット部やＲＯＭ部が形成されている
場合には、これらからのクロストークが大きく、問題と
なっていた。

【０００６】本発明の目的は、ランド・グルーブ記録に
おいて、データやアドレスなどの情報が確実に再生でき
る情報の記録用部材を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した従来技術におけ
る問題点を解決するために、本発明に用いる情報の記録
用部材では、予め形成されているプリフォーマット部や
ＲＯＭ部やＲＯＭディスクのマーク（今後これらのマー
クを埋込マークと呼ぶ）の反射率がほぼゼロに近くなる
ようにしている。すなわち、グルーブ深さを〜λ／６ｎ
とし、さらにプリフォーマット部やＲＯＭ部やＲＯＭデ
ィスクの埋込マークからの反射率をほぼ０に近くなるよ
うにすることにより、隣接トラックからのクロストーク
を抑制することができる。ここで、プリフォーマット部
やＲＯＭ部の埋込マークからの反射率が５％以下であれ
ばクロストークキャンセルの効果は大きい。特に反射率
３％以下が好ましい。

【０００８】本発明ではプリフォーマット部やＲＯＭ部
の埋込マークからの反射率を小さくするため、埋込マー
クでの記録膜や誘電体層などの膜厚を適当に選んでいる
（多重干渉を利用）。この時、埋込マークでの記録膜の
平均膜厚を薄くする方法と微細凹凸によって光を微乱さ
せる方法、あるいはこれらを併用する方法が、反射率を
容易に小さくできて好ましい。

【０００９】以下ここでは例として埋込マークでの記録
膜の平均膜厚を薄くする方法について説明する。たとえ
ば、この埋込マークを従来の一様な凹部（ピット）でな
く５０ｎｍ程度の凸部（台地状）で形成している基板を
用い、まずこの基板に下部保護層を形成し、その上に目
的の厚さよりも厚めに記録膜を形成する。そしてこの記
録膜を逆スパッタ法によりエッチングを行う。これによ
り埋込マーク部分が形状効果によりエッチングされやす
く、結果として埋込マーク部分の記録膜膜厚を薄くでき
る。この埋込マークの記録膜膜厚はディスクの他の保護
層などの膜厚との関係で決定されるが、埋込マーク部分
の記録膜の平均厚さは、埋込マーク部分以外の記録膜の
平均膜厚の３０％以上で７０％以下が好ましく、特に４
０％以上６０％以下が好ましい。

【００１０】また、埋込マーク内に２０〜１００ｎｍ程
度の微細な凹凸を形成することによって、エッチング効
果を強く出すことができる。微細な凹凸はピット内また
は台地状凸部上に形成されてもよい。また、微細な凹凸
の高さが１００ｎｍ以上と高い場合には構造によって逆
スパッタによるエッチングを行わなくても光の散乱を利
用して反射率を低くすることができる。

【００１１】本発明で用いる凸型の埋込マークを有する
基板の作製は次のようにして行った。まず、光学研磨し
たガラス円板に実施例で詳しく述べるように感度などが
異なる２種類のポジ型ホトレジストを２層塗布し、ガラ
ス円板を回転させながらアルゴンレーザ光をパワー変調
しながら照射する（カッティング）。ここでは、少なく
ともアドレスなどのプリフォーマット部とユーザーが情
報を記録するグルーブ部を形成する。この時の埋込マー
クは、ランド上とグルーブ上にそれぞれほぼ同じ深さで
形成していく。アルゴンレーザ光を照射しているとガラ
ス円板が１回転する間に基板のグルーブピッチとなる量
だけ移動させることにより、目的のグルーブは記録され
る(グルーブを露光することによりグルーブ間はランド
となる)。そして、このガラス円板を現像液で現像する
ことによって原盤となる。その後、この原盤から逆形状
のニッケルスタンパを作製し、さらにもう一度転写を行
い原盤と同じ形状のＵＶ（紫外線硬化樹脂）スタンパを
作製する。このＵＶスタンパから本発明で用いる基板を
射出成形などの方法により多数枚作製することができ
る。

【００１２】以上のようにして作製した基板上に、記録
膜や誘電体層をスパッタ法により形成していくが、この
過程で逆スパッタ法を行い、たとえば埋込マーク部分の
記録膜の膜厚を適当に薄くすることにより、埋込マーク
部分以外の反射率は高く埋込マークの反射率のみを小さ
くすることができる。

【００１３】本発明に用いる記録膜は、高速結晶化が可
能な結晶−非晶質相変化光記録膜や、非晶質−非晶質間
変化を利用する記録膜，結晶系や結晶粒径の変化などの
結晶−結晶間相変化記録膜および光磁気記録膜が好まし
いが他の記録膜を用いてもよい。

【００１４】

【作用】本発明における情報の記録用部材を用いること
により、ランド・グルーブ記録におけるプリフォーマッ
ト部やＲＯＭ部の埋込マークからのクロストークも抑圧
することができる。すなわち、例えば、再生スポットが
ランド上を走行する場合、クロストークは隣接するグル
ーブに記録マークや埋込マークが存在する点と存在しな
い点からの反射光量の差に比例する。この時、未記録部
は結晶で反射率が高く、記録マークは非晶質で反射率が
小さく、かつ、埋込マークからの反射率も小さいとす
る。するとグルーブの深さをλ／６ｎに近くすることに
より隣接トラックの記録マークや埋込マークが存在する
点と存在しない点からの反射光量を同じにすることがで
きクロストークは抑制される。また、埋込マークの形状
は、一様な凸部でも微細な凹凸でも埋込マーク部分の記
録膜を薄くすることができた。ここで、埋込マークから
の反射率を小さくするために記録膜の膜厚を薄くした
が、保護層や反射層のうち少なくとも一層の膜厚を変化
させても同様な効果があった。

【００１５】また、記録媒体としてもディスク状のみな
らず、カード状などの他の形態の記録媒体にも適用可能
である。

【００１６】

【実施例】

（実施例１）本実施例で用いた基板の作製方法を説明す
る。まず、光学研磨したガラス円板に有機または無機の
ポジ型ホトレジストを、およそλ／６ｎ（ｎはポリカー
ボネートディスク基板の屈折率）である約８０ｎｍの膜
厚に塗布し、このガラス円板を回転させ、波長４５７.
９ｎｍのアルゴンレーザ光のパワーを変調しながら照
射することによって露光する（カッティング）。ここで
は、少なくともアドレスなどのプリフォーマット部とユ
ーザが情報を記録するランド部およびグルーブ部を形成
する。

【００１７】グルーブ部のプリフォーマット領域の埋込
マークは、レーザ光をアドレス情報等に従って僅かに弱
めたり元に戻したりすることによって形成するので、鼓
形の僅かに盛り上がった埋め込みマーク列となる。ラン
ド部のプリフォーマット領域の埋込マークは、レーザ光
をアドレス情報等に従って僅かに強めたり元に戻したり
することによって形成するので、円形または長円形の浅
いピット列となる。ランド部とグルーブ部のプリフォー
マット部は隣接していてもよいが、ディスクの内周から
外周に向かって交互に前後にずらすか、連続的に一方向
にずらしてもよい。ただし、プリフォーマット領域同志
が隣接していた方が残留クロストークの除去は容易にな
る。

【００１８】カッティングを行ったガラス円板を現像液
で現像することによって露光(記録)された部分が溶解し
除去され原盤となる。ランド部とグルーブの埋込マーク
は、いずれもレジストが部分的に除去された状態となる
ので、現像後の埋込マークの表面には微細な凹凸が生じ
る。なお、ホトレジストを単層とせず、低感度あるいは
難溶性のレジストを薄く塗った上に上記のホトレジスト
を塗布し、グルーブ部のプリフォーマット領域では、ア
ドレス情報等に従って僅かに強めたり元に戻したりして
もよい。この場合は、現像時にレーザ光を強めたところ
だけで下部のホトレジスト層の少なくとも一部が円形ま
たは長円形に除去され、それ以外の部分では上部のホト
レジスト層だけが下部のホトレジスト層との界面まで除
去される。この場合も埋込マークの表面は微細凹凸を持
つ。

【００１９】別の方法として、下部のホトレジスト層だ
けをまず塗布し、グルーブ部のプリフォーマット領域の
埋込マークだけを、ホトレジスト層の膜厚の一部だけが
現像時に除去されるように露光，現像して形成する。そ
の後、上部ホトレジスト層を塗布して、グルーブ部はプ
リフォーマット領域を含めて連続的にレーザ光を照射
し、ランド部は上記と同様にして照射して、上部ホトレ
ジスト層だけを現像して同様な形状を得る。

【００２０】この原盤上にニッケル層をスパッタリング
法で形成する。そして、このニッケル層を電極としてニ
ッケルめっきを行って厚さ約２００μｍの金型（ニッケ
ルスタンパ）を得る。次にこのニッケルスタンパと逆の
形状になるように紫外線硬化樹脂（ＵＶ樹脂）を用いて
ＵＶスタンパを作製する。このＵＶスタンパを型とし
て、ポリカーボネイトの射出成型により本実施例で用い
る基板を作製した。なお、本実施例では、グルーブ幅が
約０.５μｍ，グルーブピッチが約１μｍ，グルーブ深
さが約８０ｎｍ，プリフォーマット部の埋込マークの高
さおよび深さが約５０ｎｍとなるようにカッティング装
置を制御した。

【００２１】次に、埋め込みマーク基板を用いたディス
クの作製方法を図１を用いて説明する。まず、直径１３
cm，厚さ１.２mm のポリカーボネート基板１上に、マグ
ネトロンスパッタリング法によって厚さ約９０ｎｍのＺ
ｎＳ−ＳｉＯ₂保護層２を形成した。次にＺｎＳ−Ｓｉ
Ｏ₂保護層２上にＧｅ₂₂Ｓｂ₂₂Ｔｅ₅₅Ｃｏ₁の組成の記録
膜３を約３０ｎｍの膜厚に形成した。そして、埋め込み
マーク上の記録膜の微細凹凸の少なくとも凸部の膜厚を
薄くするためにＡｒイオンによるスパッタエッチングを
行った。その結果、埋込マークの記録膜の平均残留膜厚
は約１０ｎｍ程度と大幅に薄くなり、埋込マーク以外の
記録膜の膜厚は約２０ｎｍと薄くなった。次に、ＺｎＳ
−ＳｉＯ₂中間層４を約４０ｎｍの膜厚に形成した。さ
らに、この上にＡｌ−Ｔｉ反射層５を約１００ｎｍ形成
した。これらの膜形成は同一スパッタリング装置内で順
次行った。その後、この上に紫外線硬化樹脂層６を塗布
した後、ホットメルト接着剤７で、同じ構造のもう一枚
のディスクとの密着貼りあわせを行った。

【００２２】図２に作製したディスクの結晶状態と非晶
質状態における反射率の記録膜膜厚依存性を示した。こ
の図からもわかるように、記録膜の膜厚が約２０ｎｍで
ある埋込マーク以外の領域において未記録部（結晶状
態）では反射率が２０％と高く（図中Ａ）、記録マーク
（非晶質状態）は反射率が２％と低い（図中Ｂ）。さら
に、記録膜の膜厚が約１０ｎｍで、しかも微細な凹凸で
光が散乱される埋込マーク（結晶状態）では反射率が３
％と低くなっている（図中Ｃ）。

【００２３】隣接する埋込マークからの反射率とその時
のクロストークとの関係を調べた。その結果を表１に示
す。

【００２４】

【表１】

【００２５】以上の結果より、隣接する埋込マークから
の反射率が５％以下でれば、クロストークは−３０ｄＢ
以下と小さくできた。より好ましくは、−３５ｄＢ以下
の反射率３％以下である。

【００２６】ここで、埋込マークとその周辺との高低差
を±λ／１０ｎ＋ｍλ（ｎは基板の屈折率、ｍは０また
は正の整数）とすることによりクロストークを小さくで
きるので好ましい。

【００２７】次に、図１に示した構造のディスクの記録
・再生特性を調べた。記録は、記録パワーと消去パワー
と再生パワーの３値のレベルを有し、オーバーライト可
能な波形を用いた。まず波長７８０ｎｍの半導体レーザ
を用いて記録を行いクロストークの記録パワー依存性を
調べた。グルーブ深さを〜λ／６ｎ（λはレーザ波長、
ｎは基板の屈折率）の約８０ｎｍにすることによって、
記録パワー１０ｍＷ以上において、ランドおよびグルー
ブからのクロストークはそれぞれ−３５ｄＢ以下が得ら
れた。さらに埋込マークの場所でのクロストークも同様
に−３５ｄＢ以下が得られた。

【００２８】次に、埋込マーク部分の記録膜の平均膜厚
と埋込マーク部分以外の記録膜の平均膜厚との比（埋込
マーク部分の記録膜の平均膜厚／埋込マーク部分以外の
記録膜の平均膜厚）とクロストークとの関係を調べた。
その結果を表２に示す。

【００２９】

【表２】

【００３０】埋込マークの記録膜膜厚はディスクの他の
保護層などの膜厚との関係で決定されるが、埋込マーク
部分の記録膜の平均厚さは、埋込マーク部分以外の記録
膜の平均膜厚の３０％以上７０％以下の膜厚が反射率お
よびクロストークの関係から好ましい。より好ましく
は、４０％以上６０％以下である。

【００３１】（実施例２）本実施例では、無機物薄膜を
用いて埋込マークの形状を２０〜１００ｎｍの微細な凹
凸にした場合について説明する。

【００３２】本実施例に用いた基板の作製方法について
説明する。まず、光学研磨したガラス円板にポジ型ホト
レジストを厚さ約λ／６ｎ（λは読み出し光の波長）塗
布し、このガラス円板を回転させながら波長４５７.９
ｎｍのアルゴンレーザ光を照射することによって露光
する（カッティング）。ここでは、ユーザが情報を記録
するグルーブ部に連続光を照射する。

【００３３】カッティングを行ったガラス円板を現像液
で現像することによって露光(記録)された部分が溶解し
除去されたグルーブ部と、グルーブ間のランド部が形成
され原盤となる。さらに、この原盤上にＧｅ₁Ｓｂ₂Ｔｅ
₄相変化記録膜を７５ｎｍスパッタリング法で形成す
る。そして、この相変化記録膜をＡｒイオンによるスパ
ッタエッチングを行った。これにより記録膜は約５０ｎ
ｍ程度の微細凹凸となった。この微細凹凸の個々の凸部
は円錐形に近い。

【００３４】次にこの微細凹凸上にネガ型ホトレジスト
を塗布し、波長４５７.９ｎｍのアルゴンレーザ光のパ
ワーの変調によりアドレスなどのプリフォーマット領域
の埋込マークとなる部分を露光する。そして、これを上
部ポジ型ホトレジストが溶解せず、ネガ型ホトレジスト
の未露光部分だけが溶解する現像液で現像し、露光（記
録）した部分以外の部分を溶解除去し、次にＧｅ₁Ｓｂ₂
Ｔｅ₄相変化膜の露出部分を稀硝酸で除去し、さらに埋
込マーク部分のホトレジストをプラズマアッシャーで除
去すると微細凹凸の埋込マークが形成できる。そしてス
タンパと逆の形状になるように紫外線硬化樹脂（ＵＶ樹
脂）を用いてＵＶスタンパを作製する。

【００３５】このＵＶスタンパを型として、ポリカーボ
ネイトの射出成型により本実施例で用いる基板を作製し
た。なお、本実施例では、グルーブ幅が約０.５μｍ，
グルーブピッチが約１μｍ，グルーブ深さが約８０ｎ
ｍ，プリフォーマット部の埋込マークの微細凹凸の高さ
が約５０ｎｍとなるようにカッティング装置およびスパ
ッタ装置を制御した。

【００３６】次に、微細凹凸の埋め込みマークを有する
基板を用いたディスクの作製方法を説明する。構造は、
実施例１の図２とほぼ同じである。まず、直径１３cm，
厚さ１.２mm のポリカーボネート基板上に、マグネトロ
ンスパッタリング法によって厚さ約９０ｎｍのＺｎＳ−
ＳｉＯ₂保護層を形成した。次に、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂保護
層上にＧｅ₂₂Ｓｂ₂₂Ｔｅ₅₅Ｃｏ₁の組成の記録膜を約３
５ｎｍの膜厚に形成した。そして、埋め込みマーク上の
記録膜の膜厚を薄くするためにＡｒイオンによるスパッ
タエッチングを行った。その結果、微細凹凸の埋込マー
クの記録膜の平均膜厚は約１０ｎｍ程度と大幅に薄く、
埋込マーク以外の記録膜の平均膜厚は約２５ｎｍと薄く
なった。

【００３７】次に、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂中間層を約４０ｎ
ｍの膜厚に形成した。さらに、この上にＡｌ−Ｔｉ反射
層を約１００ｎｍ形成した。これらの膜形成は同一スパ
ッタリング装置内で順次行った。その後、この上に紫外
線硬化樹脂層を塗布した後、ホットメルト接着剤で、同
じ構造のもう一枚のディスクとの密着貼りあわせを行っ
た。

【００３８】このディスクでは、記録膜の膜厚が約２５
ｎｍである埋込マーク以外の領域において未記録部（結
晶状態）では反射率が２８％と高く、記録マーク（非晶
質状態）は反射率が４％と低い。さらに、記録膜の膜厚
が約１０ｎｍである埋込マーク（結晶状態）では反射率
が２％と低くなっており、記録マークおよび埋込マーク
からのクロストークは−３５ｄＢ以下と小さい値が得ら
れた。

【００３９】本実施例および実施例１において、記録膜
として相変化型記録膜を用いたが、Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏな
どの光磁気記録膜を用いても、埋込マークの反射率を５
％以下にすることにより前記実施例と同様に隣接トラッ
クの埋込マークからのクロストークを抑圧する効果が得
られた。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、基板表面に形成したラ
ンドとグルーブの両方を、情報を記録する記録トラック
とすることが可能であり、かつ隣接するトラックのプリ
フォーマット部やＲＯＭ部の埋込マークからの反射率を
小さくすることにより、これらからのクロストークを小
さくすることができるため、データやアドレスなどの情
報が確実に再生できるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のディスクの断面図。

【図２】反射率と記録膜膜厚との特性図。

【符号の説明】

１，１′…ポリカーボネート基板、２，２′…ＺｎＳ−
ＳｉＯ₂保護層、３，３′…記録膜、４，４′…ＺｎＳ
−ＳｉＯ₂中間層、５，５′…Ａｌ−Ｃｕ反射層、６，
６′…紫外線硬化樹脂層。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板表面に形成されたグルーブとランドの
両方を情報を記録する記録トラックとすることが可能な
情報の記録用部材において、プリフォーマット部やＲＯ
Ｍ部のマークからの反射率が５％以下であることを特徴
とする情報の記録用部材。
【請求項２】請求項１において、前記プリフォーマット
部や前記ＲＯＭ部のマークの記録膜の平均厚さが、マー
ク以外の記録膜の平均膜厚の３０％以上７０％以下であ
る情報の記録用部材。
【請求項３】請求項１または２において、前記プリフォ
ーマット部や前記ＲＯＭ部のマークに微細凹凸が形成さ
れている情報の記録用部材。