JPH09326139A

JPH09326139A - 相変化型光ディスクの製造方法

Info

Publication number: JPH09326139A
Application number: JP16692896A
Authority: JP
Inventors: Yoshiteru Matsubayashi; 芳輝松林
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1996-06-06
Filing date: 1996-06-06
Publication date: 1997-12-16

Abstract

(57)【要約】【課題】高い生産性を実現することができる相変化型
光ディスクの製造方法を提供する。【解決手段】透明な基板１に記録層３を設け、この基
板側より光線を照射して前記記録層を結晶相とアモルフ
ァス相のいずれかに選択的に相変化させて信号を記録
し、反射光を電気信号に変換して信号の再生を行なう相
変化型光ディスクの製造方法において、前記記録層に電
流を流すことによって前記記録層を結晶相とするように
構成する。これにより、記録層の初期化を迅速に行な
い、生産性を高める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、相変化型光ディス
クの製造方法に関するものであり、優れた生産性を実現
するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、光ディスクとしては、光スポッ
トの加熱により記録膜に穴をあける穴あけ型、加熱によ
り合金化する合金型、記録膜面が盛り上がるバブル型、
記録膜面に結晶かアモルファスかの状態の変化を起こす
相変化型などが知られているが、これらの中で、相変化
型光ディスクは、記録密度、耐久性に優れ、またダイレ
クトオーバーライトが可能である等の利点があり、記録
媒体として広く使用されるに到っている。この相変化型
光ディスクにあっては、記録時には変調されたレーザー
光を照射して結晶相とアモルファス相を選択的に形成
し、再生時には読み出しレーザー光に対する結晶相とア
モルファス相の反射率の差を利用して反射光を電気信号
に変換するようになっている。

【０００３】この相変化型光ディスクは、通常は透明な
基板上に多数の層を積層形成して作成し、層変化を起こ
す記録層はＴｅ、Ｓｂ、Ｇｅなどを主成分とする合金を
スパッタすることによって成膜する。この場合、スパッ
タ後の記録層の相状態はアモルファス相であり、通常の
記録再生に用いる赤色レーザー光に対する反射率は１０
％以下である。この状態ではディスクをドライブにセッ
トしてもサーボが作動せず、光ピックアップからのレー
ザービームを適切な位置に照射できない。

【０００４】そこで、この記録層を、レーザー光に対す
る反射率が１０％以上の結晶相にする必要があるが、こ
の工程をディスクの初期化と呼ぶこととする。ディスク
の初期化については、記録層を高温にする必要がある
が、記録層の広い範囲を一度に高温状態とするとこの熱
が基板に伝わり、基板の変形、溶融などが発生するとい
う理由から、ディスクの初期化はディスク完成後、基板
側よりビーム状のレーザー光を照射して一部ずつ加熱す
ることによって行なっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、レーザー光
の記録面上でのビームスポットの面積は、通常数＋μｍ
²と狭いため、例えば直径数インチのディスク全面の初
期化を行なうには長時間、例えば６０秒程度を必要とす
る。また、記録層の到達温度を厳密に制御する必要があ
る。このため、相変化型光ディスクの生産性は極めて低
く、生産数量を確保するためには初期化装置を多数台用
意するなどの対応を必要として、コスト高を招来すると
いう問題があった。本発明は、以上のような問題点に着
目し、これを有効に解決すべく創案されたものであり、
その目的は、高い生産性を実現することができる相変化
型光ディスクの製造方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、透明な基
板に記録層を設け、この基板側より光線を照射して前記
記録層を結晶相とアモルファス相のいずれかに選択的に
相変化させて信号を記録し、反射光を電気信号に変換し
て信号の再生を行なう相変化型光ディスクの製造方法に
おいて、前記記録層に電流を流すことによって前記記録
層を結晶相とする工程を設けるように構成したものであ
る。第２の発明は、透明な基板に記録層を設け、この基
板側より光線を照射して前記記録層を結晶相とアモルフ
ァス相のいずれかに選択的に相変化させて信号を記録
し、反射光を電気信号に変換して信号の再生を行なう相
変化型光ディスクの製造方法において、前記記録層に、
予め加熱された金属ロールを接触させて転動させること
によって前記記録層を結晶相とする工程を設けるように
構成したものである。

【０００７】第３の発明は、透明な基板に記録層を設
け、この基板側より光線を照射して前記記録層を結晶相
とアモルファス相のいずれかに選択的に相変化させて信
号を記録し、反射光を電気信号に変換して信号の再生を
行なう相変化型光ディスクの製造方法において、前記記
録層に、予め加熱された金属平面を接触させることによ
って前記記録層を結晶相とする工程を設けるように構成
したものである。第４の発明は、透明な基板に記録層を
設け、この基板側より光線を照射して前記記録層を結晶
相とアモルファス相のいずれかに選択的に相変化させて
信号を記録し、反射光を電気信号に変換して信号の再生
を行なう相変化型光ディスクの製造方法において、前記
記録層に、プラズマを照射することによって前記記録層
を結晶相とする工程を設けるように構成したものであ
る。

【０００８】第１の発明においては、記録層を成膜後、
これに瞬間的に電流を流すことにより記録層を結晶相と
し短時間で初期化を完了するものである。この工程を圧
力１×１０^-2Ｔｏｒｒ以下の真空中、窒素雰囲気中、Ａ
ｒ、Ｎｅ、Ｈｅガス中で実施することによって記録、再
生特性を良好なものとすることができる。第２の発明に
おいては、記録層を成膜後、これに予め加熱された金属
ロールを接触させて熱を伝えることにより結晶相とし、
短時間のうちに初期化を完了させるものである。この工
程を圧力１×１０^-2Ｔｏｒｒ以下の真空中、窒素雰囲気
中、Ａｒ、Ｎｅ、Ｈｅガス中で実施することによって記
録、再生特性を良好なものとすることができる。また、
基板を保持する部分を冷却することによって耐熱性の劣
る材料を基板に用いても、連続処理が可能となる。

【０００９】第３の発明においては、記録層を成膜後、
これに予め加熱された金属平面を接触させ熱を伝えるこ
とにより結晶相とし、短時間のうちに初期化を完了させ
るものである。この場合、記録層がグルーブとランドを
有する凹凸形状を有する場合には、接触させる金属平面
の表面を記録層の凹凸に応じて凹凸形状を形成するのが
好ましい。この工程を圧力１×１０^-2Ｔｏｒｒ以下の真
空中、窒素雰囲気中、Ａｒ、Ｎｅ、Ｈｅガス中で実施す
ることによって記録、再生特性を良好なものとすること
ができる。また、基板を保持する部分を冷却することに
よって耐熱性の劣る材料を基板に用いても、連続処理が
可能となる。第４の発明においては、記録層を成膜後、
この表面にプラズマを照射することにより記録層を結晶
相とし、短時間で初期化を完了させるものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る相変化型光
ディスクの製造方法の一実施例を添付図面の基づいて詳
述する。図１は相変化型光ディスクの一般的な構造を示
す部分拡大断面図である。光ディスクは、透明な基板上
に、スパッタなどの成膜装置によって記録層などを積層
するが、形成する層は、一般的には記録層のみではな
く、透明な誘電体層や反射層等も備える。

【００１１】図１においては、そのような光ディスクの
一例を示しており、図中、１は例えばポリカーボネイト
樹脂製の透明な基板、２は透明な第１の誘電体層、３は
記録層、４は透明な第２の誘電体層、５はアルミニウム
膜などよりなる反射層、６は紫外線（ＵＶ）硬化樹脂な
どよりなる保護層であり、各層を順次積層している。

【００１２】まず、第１の発明について説明する。第１
の発明の媒体の作製方法は、図１に示すように透明な基
板１上に透明な第１の誘電体層２を成膜し、その上に記
録層３を成膜する。この後、この記録層３に電流を流す
ことによって結晶化し、初期化を行なう。その後、第２
の誘電体層４、反射層５を順次成膜するものである。こ
のような方法で初期化を行なうことにより、所要時間を
格段に短縮することができた。上記初期化工程の雰囲気
としては、圧力１×１０^-2Ｔｏｒｒ以下の大気雰囲気の
真空中、窒素、Ａｒ、Ｎｅ、Ｈｅガス中など種々用いた
が、いずれも記録、再生特性が良好なものとなった。

【００１３】以下、更に具体的に説明する。まず、実験
的に基板として２ｃｍ×５ｃｍ、厚さ１ｍｍのガラス板
を用い、スパッタ装置において組成Ｇｅ₂Ｓｂ₂Ｔｅ₅の
膜を厚さ３０ｎｍ成膜して記録層を形成し、この記録層
の両端に図２に示すように電極７、７をつけ、例えば５
００Ｖの直流電源８、１ＫΩの抵抗９、電圧計１０をつ
ないだ。ここでスイッチ１１を０．２秒間閉じて初期化
を行なった。その時の電圧降下を電圧計、オシロスコー
プで観察したが、電圧降下は僅かであった。このように
して作成した試料の反射率を波長６８０ｎｍのレーザー
光により、ガラス面からではなく、記録層３に直接光を
照射する形で測定した。反射率は初期化前は７．６％、
初期化後は１３．１％であり、良好な結果を得ることが
できた。

【００１４】次に、上記実験結果に基づいて、第１の発
明方法の実施例１〜９を行なった。また、比較のため
に、従来方法を比較例１〜４として行なった。その時の
記録、再生特性の評価を説明する。まず、基板１はポリ
カーボネイト樹脂製で、厚さが１．２ｍｍ、直径が１２
０ｍｍであり、深さ８０ｎｍ、幅０．７μｍのグルーブ
と幅０．９μｍのランドを同心円状に備えたものを使用
した。光ディスクにおいては、トラッキングエラー検出
のため、案内溝を設けるのが一般的である。この案内溝
の部分はランド、信号を記録する部分はグルーブと呼ば
れている。グルーブの部分の方が基板が薄く、基板の成
膜面側を見ると溝の部分がグルーブである。このグルー
ブの深さは５０〜１００ｎｍ程度が一般的である。

【００１５】成膜はスパッタ装置を用い、第１の誘電体
層２としてＺｎＳ−ＳｉＯ2 を１００ｎｍ、記録層３と
してＧｅ₂₀Ｓｂ₂₁Ｔｅ₅₀を２０ｎｍ成膜した後、初期化
を行い、その後、第２の誘電体層４としてＺｎＳ−Ｓｉ
Ｏ₂ を２０ｎｍ、反射層５としてＡｌを２００ｎｍスパ
ッタ装置において成膜し、その上に保護膜６としてＵＶ
（紫外線）硬化樹脂を塗布し、ＵＶを照射して光ディス
クとした。ここで初期化についてはスパッタ装置のチャ
ンバーに専用ケースを取り付けておき、真空を破らずに
ディスク試料をケースに移し、これを初期化装置のチャ
ンバーに移した。初期化装置内では、記録層３に図３に
示す様に記録層３の中心部と周辺部にそれぞれリング状
の電極１２、１３を取り付けた。直流電源８からの印加
電圧は３００Ｖ、抵抗９は６００Ω、印加時間は０．２
秒とした。初期化装置内の雰囲気については表１に示し
た通りである。

【００１６】すなわち、実施例１、２では雰囲気ガスを
大気として、処理圧力をそれぞれ７×１０^-3Ｔｏｒｒ、
１×１０^-4Ｔｏｒｒとした。また、実施例３、４では、
雰囲気ガスを共にＮ₂とし、処理圧力をそれぞれ７６０
Ｔｏｒｒ（大気圧）、７６Ｔｏｒｒとした。更に、実施
例５〜９では、処理圧力を共に７６Ｔｏｒｒとし、雰囲
気ガスを、それぞれＡｒ、Ｎｅ、Ｈｅ、Ｎ₂＋Ａｒ、Ｈ
ｅ＋Ｎ₂とした。

【００１７】また、実施例１０〜１２では、初期化時の
雰囲気ガスを共に大気雰囲気とし、処理圧力をそれぞれ
７６０Ｔｏｒｒ、７６Ｔｏｒｒ、２×１０^-2Ｔｏｒｒと
した。その他に、上記に示した工程において初期化を行
なわずに、成膜を全て行い、保護層６を形成した後、従
来の初期化操作と同じように基板側よりレーザー光を照
射し、初期化をおこなった。これを比較例１とする。こ
こに用いたレーザーは、波長が７８０ｎｍ、パワーが３
００ｍＷ、ビーム形状が１×２０μｍ、ディスクの回転
数は３６００ｒｐｍである。

【００１８】上記サンプルディスクの反射率の測定は波
長６８０ｎｍのレーザー光を基板側より記録層に照射し
て測定した。記録再生特性は線速が１０ｍ／ｓｅｃ、デ
ィスク回転数が１８００ｒｐｍ、記録再生位置は半径方
向ディスク中心より５３ｍｍの位置で、グルーブ部分の
測定を行なった。Ｃ／Ｎはビット長を０．５μｍとし、
デューティが５０％の信号を記録再生することで求め
た。ジッターは（１、７）変調方式においてランダム信
号を入力し、ジッターの測定を行なった。記録、再生特
性測定時のレーザー波長は６８０ｎｍ、対物レンズのＮ
Ａ（開口数）は０．５、レーザーパワーは、再生時が
１．０ｍＷ、消去時は４．０ｍＷ、記録時は９．５ｍＷ
とした。表１に評価結果を示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】表１から明らかなように、第１の発明の実
施例１〜１２は、従来方法によって初期化した比較例１
と比較して、反射率、Ｃ／Ｎ共に略同じで良好な結果を
与えている。このように、従来方法では初期化に６０秒
程度を要していたが、第１の発明方法によれば、従来と
同等の記録再生特性を有する相変化型光ディスクを得る
ための初期化を僅か０．２秒で行なうことができ、量産
性を大幅に向上させることが可能となる。

【００２１】尚、ジッターに着目すると、実施例１０〜
１２に示すように、大気雰囲気中において、常圧から２
×１０^-2Ｔｏｒｒの真空下で行った場合には、ジッター
が僅かに劣化しているが、実施例１、２に示すように２
×１０^-2Ｔｏｒｒよりも低い真空下で行った場合には、
ジッターは比較例１と同等レベルにまで改善される。ま
た、大気雰囲気中ではなく、Ｎ₂ 雰囲気、Ａｒガス雰囲
気、Ｈｅガス雰囲気、Ｎｅガス雰囲気、或いはこれらの
ガスの混合雰囲気下で行った場合にも（実施例３〜
９）、常圧下において或いは常圧の１／１０程度の真空
下において、ジッターを比較例１と同等レベルにまで改
善できる。このように、記録層に電流を流すことにより
初期化を行なうことが可能であり、しかも処理時間は極
めて短く、生産性を高くできることが判る。また、初期
化を行なう雰囲気は、表１に示したように種々用いるこ
とができ、また、処理圧力も大気圧から真空まで種々採
用でき、いずれも良好な記録再生特性を示す。

【００２２】次に、第２の発明方法について説明する。
この第２の発明は、第１の発明では記録層に電気を流し
て初期化していたが、これに代え、予め加熱された金属
ロールを記録層に接触させて初期化するものである。図
４はこのような第２の発明方法を実施するための初期化
装置を示している。この装置では、直線状の案内レール
１４に沿って移動可能にリニアモータ１５を設けてお
り、このリニアモータ１５に伸縮可能なアーム１６を介
して図示しないヒータ内蔵の金属ロール１７を支持させ
ている。この金属ロール１７の直径は、例えば５０ｍｍ
程度に設定され、内蔵ヒータにより金属ロール１７は、
例えば２００〜４００℃程度に加熱される。また、この
時の温度を制御するためにモータ１５から延在させてロ
ール表面に臨ませた表面温度計１８が設けられる。

【００２３】また、アーム１６内には、試料ディスク１
９の表面に適度な押し当て力で金属ロール１７を接触さ
せるための例えば弾発部材等よりなる図示しない押当力
制御機構が内蔵されており、例えば１０ｇ程度の押し付
け力で試料ディスク表面に押し当てるようになってい
る。また、試料ディスク１９は試料台２２上に載置さ
れ、このディスク１９のロール接近側には、金属ロール
１７を円滑に試料ディスク１９の表面に導くためのダミ
ー板２０が設けられており、このダミー板２０は試料デ
ィスク１９と略同じ厚みに設定され、その一側は、ロー
ルの導入を行ない易くするためにテーパ面２０Ａに形成
されている。

【００２４】ディスクの作成に際しては、図１に示した
ように透明な基板１上に透明な第１の誘電体層２を形成
し、この上に記録層３を成膜する。そして、上記した初
期化装置の高温の金属ロール１７を上記記録層３の表面
に接触させつつ転動させることによってこれを加熱して
結晶化し、初期化を終了する。その後、この上に第２の
誘電体層４、反射層５及び保護層６等を積層させる点
は、第１の発明と同様である。この様な方法で初期化を
行なう事により、所要時間を格段に短縮することができ
た。初期化工程の雰囲気としては、圧力１×１０^-2Ｔｏ
ｒｒ以下の大気雰囲気の真空中、窒素、Ａｒ、Ｎｅ、Ｈ
ｅガス中など種々用いたが、いずれも、記録、再生特性
が良好なものとなった。また基板を冷却することによっ
て耐熱性の悪い基板の使用が可能となった。

【００２５】以下、さらに具体的に説明する。まず、実
験的に第１の発明の場合と同様に基板として２ｃｍ×５
ｃｍ、厚さ１ｍｍのガラス板を用い、これに第１の発明
と同様に記録層を形成し、その後、これを大気中に出し
たのち、図４に示す装置で初期化を行なった。金属ロー
ル１７の表面性は０．８Ｓ，温度と速度については表２
に示したとおりの条件として２００〜４００℃、５〜２
０ｃｍ／ｓｅｃの範囲で行なった。ロール１７の幅は１
５０ｍｍ、ロール幅方向をガラス板の２ｃｍの方向と同
一とし、ロール中央部で処理した。ロールの記録層に対
する押し付け力は１０ｇとした。また、移動速度ｖと同
一の周速になる様に金属ロール１７を回転させた。

【００２６】この様にして作成した実験例の反射率を波
長６８０ｎｍのレーザー光により、ガラス面側からでは
なく、記録層に直接光を照射する形で測定した。なお、
初期化前の反射率も同様な方法で測定したが、初期化前
の各サンプルは反射率が同じであった。

【００２７】

【表２】

【００２８】表２から明らかなように初期化後の反射率
は１４〜１５％程度の値を示して初期化前よりもかなり
高くなっており、良好な結果を示している。次に、上記
実験結果に基づいて、第２の発明方法の実施例１〜１０
を行なった。また、比較のために、従来方法を比較例１
として行なった。その時の記録、再生特性の評価を説明
する。

【００２９】この実施例及び比較例において、作成した
ポリカーボネイト基板製の光ディスクは、先の第１の発
明方法の場合と、初期化方法が異なる点を除き全く同様
なのでその説明を省略する。記録層の初期化処理に際し
ては、初期化装置の金属ロール部分の押し付け力は、先
に記した通り１０ｇに設定し、ロール温度は３００℃に
設定した。尚、初期化装置内に大気を導入し、初期化を
行ない、この条件での初期化を連続３０枚行なったとこ
ろ、基板設置部分の温度が上昇し、基板の反りが発生し
た。この対策として基板設置部分の内部に冷却ジャケッ
ト２１を設けて冷却水を導入し冷却したところ、設置部
分の温度上昇はなくなり、反りの発生が１００枚連続処
理後も認められなかった。実施例１〜１０の初期化条件
は表３に示す通りである。

【００３０】

【表３】

【００３１】表３に示すように実施例１〜５では処理時
の雰囲気のガス種類は大気とし、圧力は７６０Ｔｏｒｒ
〜１×１０^-4Ｔｏｒｒまで種々変更している。実施例
６、７では処理時の雰囲気のガス種類は、Ｎ₂ガスと
し、圧力をそれぞれ７６Ｔｏｒｒと７６０Ｔｏｒｒ（大
気圧）としている。また、実施例８〜１０では、圧力を
全て７６Ｔｏｒｒとし、処理時のガス種類をそれぞれＡ
ｒガス、Ｎｅガス、Ｈｅガスとしている。その他に、初
期化を行なわずに成膜を全て行い、保護層を形成した
後、従来の初期化操作と同様に基板側よりレーザー光を
照射し、初期化をおこなった。これを比較例１とする。
ここに用いたレーザーは、波長が７８０ｎｍ、パワーが
３００ｍＷ、ビーム形状が１×２０μｍ、ディスクの回
転数は３６００ｒｐｍであり、先に説明した場合と同じ
である。

【００３２】ここに記した初期化の工程において、実施
例１〜１０のものは金属ロールの移動時間は約２秒であ
って非常に迅速に初期化処理を行なえたが、レーザービ
ームによる初期化は約６０秒を要した。次に、以上のよ
うに形成した実施例１〜１０及び比較例１の測定結果を
表４に記す。

【００３３】

【表４】

【００３４】この表４を作製した時の測定条件は、第１
の発明の場合と全く同様なので記載を省略する。表４か
ら明らかなように、実施例１〜１０の全ては、初期化後
の反射率は３０〜３４％程度の範囲内であり、比較例１
と略同じであって良好な値を示している。

【００３５】また、Ｃ／Ｎも４８〜５２ｄＢ程度の範囲
内、ジッターも７〜１３．９％の範囲内であって比較例
１と略同じ値を示しており、従来方法による初期化を行
なった場合と略同様な良好な特性を示すことが判明す
る。従って、この第２の発明によれば、僅か２秒程度で
初期化を行なうことができ、量産性を大幅に向上させる
ことが可能となる。このように、スパッタ装置において
成膜したアモルファス状の記録層に対し、高温の金属ロ
ールを接触させることによって短時間に結晶相とするこ
とが可能であることがわかる。更に、ジッターに着目す
ると、実施例１〜３に示すように、大気雰囲気中におい
て、常圧から２×１０^-2Ｔｏｒｒの真空下で行った場合
には、ジッターが１２〜１３％となって僅かに劣化して
いるが、実施例４、５に示すように２×１０^-2Ｔｏｒｒ
よりも低い真空下で行った場合には、ジッターを比較例
１と同等レベル以上にまで改善できる。また、大気雰囲
気中ではなく、Ｎ₂ 雰囲気、Ａｒガス雰囲気、Ｈｅガス
雰囲気、Ｎｅガス雰囲気、或いはこれらのガスの混合雰
囲気下で行った場合にも（実施例４〜１０）、常圧下に
おいて或いは常圧の１／１０程度の真空下において、ジ
ッターを比較例１と同等レベル以上にまで改善できる。

【００３６】また、基板を保持する部分を冷却すること
によって、耐熱性の劣る基板を使用しても連続生産が可
能となる。更には、初期化を行なう雰囲気は、表３に示
したように種々用いることができ、いずれの場合にも記
録再生特性も向上することがわかる。

【００３７】次に、第３の発明方法について説明する。
この第３の発明は、第２の発明では予め加熱した金属ロ
ールを記録層に接触させて初期化させていたが、これに
代えて、予め加熱された金属平面を記録層に接触させて
初期化するものである。図５はこのような第３の発明を
実施するための初期化装置を示している。この装置は、
昇降可能になされた昇降アーム２３を有する押し付け機
２４を有しており、このアーム２３の下端に加熱装置２
５を設け、この下面に平板状の金属板２６に取り付けて
いる。この金属板２６と対向させて試料台２７を設け、
この表面に試料ディスク１９を載置保持する。そして、
昇降アーム２３を昇降移動させることにより加熱装置２
５により加熱された金属板２６の平面を試料ディスク１
９の表面に接触させてこれを加熱し得るようになってい
る。尚、試料台２７には、冷却水を流して試料ディスク
１９を冷却するための冷却ジャケット２８が設けられ
る。

【００３８】ディスクの作成に際しては、図１に示した
ように透明な基板１上に透明な第１の誘電体層２を形成
し、この上に記録層３を成膜する。そして、上記した初
期化装置の高温の金属板２６を上記記録層３の表面に接
触させる。これを加熱して結晶化し、初期化を終了す
る。その後、この上に第２の誘電体層４、反射層５及び
保護層６等を積層させる点は、第１の発明と同様であ
る。

【００３９】この様な方法で初期化を行なう事により、
所要時間を格段に短縮することができた。初期化工程の
雰囲気としては、圧力１×１０^-2Ｔｏｒｒ以下の大気雰
囲気の真空中、窒素、Ａｒ、Ｎｅ、Ｈｅガス中など種々
用いたが、いずれも記録、再生特性が良好なものとなっ
た。また基板を冷却することによって耐熱性の悪い基板
の使用が可能となった。従来、信号の記録を行なうのは
グルーブ部分のみであったが、ディスクの大容量化のた
め、ランド部分への信号の記録も提案されている。よっ
て、ランド部分の記録再生特性もグルーブ部分と同等に
する必要が出てきており、初期化においてもランド、グ
ルーブ両部分を均一に結晶化する必要がある。この点に
ついて、本発明者は以下の検討を行なった。

【００４０】基板として材質をポリカーボネートとし、
ランド幅を１．０μｍ、グルーブ幅を１．０μｍ、グル
ーブ深さを８０ｎｍにそれぞれ設定し、ランドを同心円
状に備えた直径１２０ｍｍの基板を作成し、第１の誘電
体層、記録層を合計１３０ｎｍの厚さで成膜した。この
記録層の表面形状を観察したところ、基板の表面形状と
同様の溝が観察された。試験的にこの記録膜の初期化を
行なったところ、表面性が０．８Ｓの平面の金属板を２
００℃に加熱し、これを０．１秒押し当てたところ、ラ
ンド部分がグルーブ部分よりも高い反射率を示した。そ
こで、金属板の表面を加工し、溝を同心円状に設けた。
この溝深さを８０ｎｍ、溝幅を１．１μｍ、ピッチを２
μｍとして初期化を行なったところ、ランド、グルーブ
ともに良好に初期化できた。

【００４１】以下、さらに具体的に説明する。まず、実
験的に第１の発明の場合と同様に、基板として２ｃｍ×
５ｃｍ、厚さ１ｍｍのガラス板を用い、これに第１の発
明と同様に記録層を形成し、その後、これを図５に示す
装置で初期化を行なった。金属板２６の表面性は０．８
Ｓ，記録層に対する押し付け力は１０ｇとした。金属板
２６の温度Ｔと押し付け時間ｔを次の表５に示すように
種々変更し、処理を行なった。

【００４２】この様にして作成した実験例の反射率を波
長６８０ｎｍのレーザー光により、ガラス面側からでは
なく、記録層に直接光を照射する形で測定した。なお、
初期化前の反射率も同様な方法で測定したが、初期化前
の各サンプルは反射率が同じであった。

【００４３】

【表５】

【００４４】表５から明らかなように初期化後の反射率
は１４〜１５％程度の値を示して初期化前よりもかなり
高くなっており、良好な結果を示している。次に、上記
実験結果に基づいて、第３の発明方法の実施例１〜１３
を行なった。また、比較のために、従来方法を比較例１
として行なった。その時の記録、再生特性の評価を説明
する。

【００４５】この実施例及び比較例において、作成した
ポリカーボネイト基板製の光ディスクは、先の第１の発
明方法の場合と、初期化方法が異なる点及びグルーブと
ランドの幅をそれぞれ１μｍに設定した点を除き、全く
同様なのでその説明を省略する。記録層の初期化処理に
際しては、初期化装置の金属板の温度は３００℃、押し
付け力は５０ｇ、押し付け時間を０．１秒とした。

【００４６】尚、初期化装置内に大気を導入し、初期化
を行ない、この条件での初期化を連続４０枚行なったと
ころ、基板設置部分の温度が上昇し、基板の反りが発生
した。この対策として基板設置部分の内部に冷却ジャケ
ット２８を設けて冷却水を導入し冷却したところ、設置
部分の温度上昇はなくなり、連続１００枚処理後も反り
の発生が認められなかった。また、金属板の表面温度も
一定に保たれていた。実施例１〜１３の初期化条件は表
６に示す通りである。

【００４７】

【表６】

【００４８】表６に示すように実施例１〜５では処理時
の雰囲気のガス種類は大気とし、圧力は７６０〜１×１
０^-4Ｔｏｒｒまで種々変更している。実施例６、７では
処理時の雰囲気のガス種類は、Ｎ₂ガスとし、圧力をそ
れぞれ７６０Ｔｏｒｒ、７６Ｔｏｒｒとしている。ま
た、実施例８〜１３では、圧力を全て７６Ｔｏｒｒと
し、処理時のガス種類をそれぞれＡｒガス、Ｎｅガス、
Ｈｅガス、Ｎ₂ ＋Ａｒの混合ガス、Ｎｅ＋Ｈｅの混合ガ
ス、Ｎ₂ ガスとしている。また、実施例１〜１２では、
使用金属板の表面に基板側のグルーブとランドに対応し
た、先に説明したと同様な凹凸溝を形成しており、実施
例１３では凹凸溝なしとしている。

【００４９】その他に、初期化を行なわずに成膜を全て
行い、保護層を形成した後、従来の初期化操作と同様に
基板側よりレーザー光を照射し、初期化をおこなった。
これを比較例１とする。ここに用いたレーザーは、波長
が７８０ｎｍ、パワーが３００ｍＷ、ビーム形状が１×
２０μｍ、ディスクの回転数は３６００ｒｐｍであり、
先に説明した場合と同じである。

【００５０】ここに記した初期化の工程において、実施
例１〜１３のものは金属板の下降開始から上昇終了まで
約２秒であって非常に迅速に処理を行なえたが、レーザ
ービームによる初期化は約６０秒を要し、長かった。次
に、以上のように形成した実施例１〜１３及び比較例１
の測定結果を表７に記す。

【００５１】

【表７】

【００５２】この表７を作成した時の測定条件は、第１
の発明の場合と全く同様なので、説明を省略する。表７
から明らかなように、実施例１〜１３の全ては、初期化
後の反射率は３０〜３４％程度の範囲内であり、比較例
１と略同じであって良好な値を示している。

【００５３】また、Ｃ／Ｎも４８〜５２ｄＢ程度の範囲
内、ジッターも７〜１４．８％の範囲内であって比較例
１と略同じ値を示しており、従来方法による初期化を行
なった場合と略同様な良好な特性を示すことが判明す
る。ただし、実施例１３に示すように溝なしの金属板を
用いて初期化を行なった場合には、ランド部のジッター
が１４．８％となって、比較例１或いは他の実施例と比
較してやや劣るが、十分に使用に耐え得る値である。従
って、グルーブとランドの凹凸のある記録層表面を初期
化する場合には、金属表面にもこれに対応する凹凸溝を
形成しておく方が好ましいことが判明する。また更に、
ジッターに着目すると、実施例１〜３に示すように、大
気雰囲気中において、常圧から２×１０^-2Ｔｏｒｒの真
空下で行った場合には、ジッターが１２％程度となって
僅かに劣化しているが、実施例４、５に示すように２×
１０^-2Ｔｏｒｒよりも低い真空下で行った場合には、ジ
ッターを比較例１と同等レベル以上にまで改善できる。
また、大気雰囲気中ではなく、Ｎ₂ 雰囲気、Ａｒガス雰
囲気、Ｈｅガス雰囲気、Ｎｅガス雰囲気、或いはこれら
のガスの混合雰囲気下で行った場合にも（実施例６〜１
２）、常圧下において或いは常圧の１／１０程度の真空
下において、ジッターを比較例１と同等レベル以上にま
で改善できる。

【００５４】このように、第３の発明によれば、僅か２
秒程度で初期化を行なうことができ、量産性を大幅に向
上させることが可能となる。このように、スパッタ装置
において成膜したアモルファス状の記録層に対し、高温
の金属板を押しつけることによって短時間に結晶相とす
ることが可能であることがわかる。また、基板を保持す
る部分を冷却することによって、耐熱性の劣る基板を使
用しても連続生産が可能となる。更には、初期化を行な
う雰囲気は、表６に示したように種々用いることがで
き、いずれの場合にも記録再生特性も向上することがわ
かる。また、レーザービームによって初期化した比較例
に対して実施例５〜１６のものは良好な記録再生特性を
示す傾向にあり、記録層の広い範囲に均一に熱を加える
効果が認められる。

【００５５】また、ランド、グルーブを有するディスク
に対しては、金属板の表面に対応した凹凸溝を設けるこ
とでランド、グルーブ共に良好な初期化を行なうことが
できることが分かる。

【００５６】次に、第４の発明方法について説明する。
この第４の発明は、第３の発明では、予め加熱した金属
板を記録層に接触させて初期化させていたが、これに代
えて、記録層にプラズマを照射することによって初期化
するものである。図６はこのような第４の発明を実施す
るための初期化装置を示している。この装置は、例えば
ステンレスよりなるチャンバー３０内に上部電極３１と
下部電極３２とを対向させて配置し、これらの両電極３
１〜３２間にマッチングボックス３３を介して、例えば
１３．５６ＭＨｚのプラズマ発生用の高周波電源３４を
接続している。両電極３０、３１は、チャンバー３０に
対して共に絶縁部材３５を介して支持されており、電極
間の間隔を調整可能に相対的に上下動可能になされてい
る。そして、この下部電極３２が載置台として構成さ
れ、この上面に試料ディスク１９が載置保持されてい
る。

【００５７】また、電極間の空間である処理空間の周囲
には、発生するプラズマ密度を磁場により高める磁石３
６が配置されている。チャンバー３０の底部には、チャ
ンバー内に例えばＡｒガスなどのプラズマガスを導入す
るガス導入口３７が形成され、また、チャンバー内を真
空引きするための図示しない真空ポンプに接続される排
気口３８が形成される。また、チャンバー３２の側壁に
は、内部を観察するために、例えば石英よりなる観察窓
３９が設けられると共に、プラズマ点火用のヒータ４０
が支持されている。

【００５８】ディスクの作成に際しては、図１に示した
ように透明な基板１上に透明な第１の誘電体層２を形成
し、この上に記録層３を成膜する。そして、上記した初
期化装置を用いて記録層にプラズマを照射してこれを結
晶化し、初期化を終了する。その後、この上に第２の誘
電体層４、反射層５及び保護層６等を積層させる点は、
第１の発明と同様である。この様な方法で初期化を行な
う事により、略０．２秒程度で初期化が完了し、所要時
間を格段に短縮することができた。

【００５９】まず、プラズマの照射について検討を行な
った。図６の装置内を真空ポンプにより圧力を１×１０
^-5Ｔｏｒｒとし、その後、プラズマガスとしてＡｒガス
を導入して圧力を２ｍＴｏｒｒとした。この雰囲気圧を
保ち、上下電極３１、３２間に高周波電源３４より１
３．５６ＭＨｚの高周波電力を印加し、点火用ヒーター
４０によってプラズマをスタートさせた。この時の投入
電力を５０Ｗとした。チャンバー壁面の観察窓３９より
プラズマ発光部分を観察し、下部電極３２の試料ディス
ク１９を設置する部分にプラズマが存在する様に、電
極、磁石３６の位置関係を定めた。

【００６０】まず、実験的に第１の発明の場合と同様
に、基板として２ｃｍ×５ｃｍ、厚さ１ｍｍのガラス板
を用い、これに第１の発明と同様に記録層を形成し、そ
の後、これを図６に示す装置で初期化を行なった。プラ
ズマの発生条件は先に説明したと同様とした。また、プ
ラズマの照射時間は０．５秒とした。この様にして作成
した試料の反射率を波長６８０ｎｍのレーザー光によ
り、ガラス面側からではなく、記録層に直接光を照射す
る形で測定した。初期化前は７．６％であり、初期化後
は１４．１％となり、良好な結果を得ることができた。

【００６１】次に、上記実験結果に基づいて、第４の発
明方法の実施例１を行なった。また、比較のために、従
来方法を比較例１として行なった。その時の記録、再生
特性の評価を説明する。この実施例及び比較例において
作成したポリカーボネイト製の基板のディスクは、先の
第３の発明方法の場合と、初期化方法が異なる点を除
き、全く同様なのでその説明を省略する。記録層の初期
化処理のプラズマ条件は、先に説明した通り、高周波電
源の周波数は１３．５６ＭＨｚ、パワーは５０Ｗ、照射
時間を０．５秒とした。その後、これにＺｎＳ−ＳｉＯ
2 を２０ｎｍ、Ａｌを２００ｎｍスパッタ装置において
成膜し、その上に保護膜としてＵＶ硬化樹脂を塗布し、
ＵＶを照射して光ディスクとした。これを実施例１とす
る。

【００６２】その他に、初期化をおこなわずに成膜を全
て行い、保護層を形成した後、従来の初期化操作と同様
に基板側よりレーザー光を照射し、初期化をおこなっ
た。これを比較例１とする。ここに用いたレーザーは、
波長が７８０ｎｍ、パワーが３００ｍＷ、ビーム形状が
１×２０μｍ、ディスクの回転数は３６００ｒｐｍであ
り、先に説明した場合と同様である。この初期化には約
６０秒の時間を要した。

【００６３】上記実施例１及び比較例１の反射率、Ｃ／
Ｎ、ジッターの測定を行なった。この測定結果を表８に
示す。

【００６４】

【表８】

【００６５】この表８を作成した時の測定条件は、第１
の発明の場合と全く同様なので説明を省略する。表８か
ら明らかなように、反射率、Ｃ／Ｎ、ジッターは共に比
較例１と略同じであり、良好な結果を示していることが
判明する。尚、プラズマ処理条件は、単に一例を示した
に過ぎず、上述したものに限定されないのは勿論であ
る。このように、プラズマ照射による初期化においても
レーザービームで行なう初期化と特性上同じ効果がある
ことがわかる。また、レーザービーム照射時間に対し
て、プラズマ照射時間は極めて短く、生産性を格段に向
上させることができる。尚、各発明においてディスク
の基板及び各層の構成材料は単に一例を示したに過ぎ
ず、一般的に使用されている他の材料を用いることがで
きるのは勿論である。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の相変化型
光ディスクの製造方法によれば、次のように優れた作用
効果を発揮することができる。第１の発明によれば、記
録層に電流を流すことによって初期化を行なうようにし
たので、初期化の処理時間が短くなり、生産性を大幅に
向上させることができる。第２の発明によれば、記録層
に予め加熱した金属ロールを接触させて初期化を行なう
ようにしたので、第１の発明と同様な効果を発揮するこ
とができる。第３の発明によれば、記録層に予め加熱し
た金属平面を接触させて初期化を行なうようにしたの
で、第１の発明と同様な効果を発揮することができる。
第４の発明によれば、記録層にプラズマ照射を行なうこ
とにより初期化を行なうようにしたので、第１の発明と
同様な効果を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】相変化型光ディスクの一般的な構造を示す部分
拡大断面図である。

【図２】第１の発明方法の原理を示す図である。

【図３】第１の発明方法を示す図である。

【図４】第２の発明方法を実施する初期化装置である。

【図５】第３の発明方法を実施する初期化装置である。

【図６】第４の発明方法を実施する初期化装置である。

【符号の説明】

１…透明な基板、２…第１の誘電体層、３…記録層、４
…第２の誘電体層、５…反射層、６…保護層、８…直流
電源、１２，１３…電極、１７…金属ロール、１９…試
料ディスク、２６…金属板、３０…チャンバー、３１…
上部電極、３２…下部電極、３４…高周波電源。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明な基板に記録層を設け、この基板側
より光線を照射して前記記録層を結晶相とアモルファス
相のいずれかに選択的に相変化させて信号を記録し、反
射光を電気信号に変換して信号の再生を行なう相変化型
光ディスクの製造方法において、前記記録層に電流を流
すことによって前記記録層を結晶相とする工程を設けた
ことを特徴とする相変化型光ディスクの製造方法。
【請求項２】透明な基板に記録層を設け、この基板側
より光線を照射して前記記録層を結晶相とアモルファス
相のいずれかに選択的に相変化させて信号を記録し、反
射光を電気信号に変換して信号の再生を行なう相変化型
光ディスクの製造方法において、前記記録層に、予め加
熱された金属ロールを接触させて転動させることによっ
て前記記録層を結晶相とする工程を設けたことを特徴と
する相変化型光ディスクの製造方法。
【請求項３】透明な基板に記録層を設け、この基板側
より光線を照射して前記記録層を結晶相とアモルファス
相のいずれかに選択的に相変化させて信号を記録し、反
射光を電気信号に変換して信号の再生を行なう相変化型
光ディスクの製造方法において、前記記録層に、予め加
熱された金属平面を接触させることによって前記記録層
を結晶相とする工程を設けたことを特徴とする相変化型
光ディスクの製造方法。
【請求項４】透明な基板に記録層を設け、この基板側
より光線を照射して前記記録層を結晶相とアモルファス
相のいずれかに選択的に相変化させて信号を記録し、反
射光を電気信号に変換して信号の再生を行なう相変化型
光ディスクの製造方法において、前記記録層に、プラズ
マを照射することによって前記記録層を結晶相とする工
程を設けたことを特徴とする相変化型光ディスクの製造
方法。