JP4484785B2 - 記録方法 - Google Patents

Description

この発明は、光ディスク用原盤の製造に適用される記録方法に関する。

最近、「Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（ソニー株式会社の登録商標）」フォーマットが提案されている。Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（以下、ＢＤと適宜表記する）フォーマットは、片面単層で約２５Ｇバイト、片面２層で約５０Ｇバイトの記録容量を有する高密度光ディスクのフォーマットである。

さらにＢＤフォーマットでは、記録再生用ビームスポット径を小とするために、光源波長を４０５ｎｍとし、対物レンズの開口数ＮＡ(Numerical Aperture)を０．８５と大きくしている。ＢＤフォーマットでは、スポット径を０．５８μｍまで絞ることができ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）と比して、約１／５とすることができる。さらに、対物レンズの開口数ＮＡを高めた結果、ディスク面とレーザ光の光軸がなす角度の９０°からの傾きに許される角度誤差（チルト・マージンと称される）が小さくなるので、情報層を覆うカバー層を０．１mmまで薄くしている。

書き換え可能なＢＤフォーマットの光ディスクの場合、オン・グルーブ記録が採用されている。オン・グルーブ記録は、記録トラックに沿ってディスク基板上に形成されたいわゆる案内溝による凹凸形状の凸部のグルーブのみに記録を行うものである。データ記録領域のグルーブは、ＭＳＫ（Minimum Shift Keying）信号とＳＴＷ（Saw Tooth Wobble）信号との重畳信号で形成されたウォブル（Wobbled；蛇行）グルーブである。ＭＳＫ方式は
、ウォブルの変調方式であり、正弦波からなるウォブルの特定位置にアドレスを集中して埋め込んでいる。

このように情報を集中して埋め込むと、その部分に欠陥があった場合に影響が受けるので、ＭＳＫのウォブルにＳＴＷを多重している。ＳＴＷ方式は、ウォブル形状をのこぎり波の形とし、その歯の向きでアドレス情報の"0"と"1"とを判定する方式である。ＳＴＷ方式は、同じ情報が広範囲にわたって連続的に並んでいるため、部分的な欠陥が生じても修復できる可能性が高い特徴を有する。書き換え可能なＢＤフォーマットでは、ＭＳＫとＳＴＷとを組み合せることによって誤りに耐性が高いアドレス情報を得ることが可能とされている。

光ディスク基板は、一般的には樹脂材料の射出成型により作製されており光ディスクの低価格化が実現されている。光ディスク基板の射出成型においては、光ディスクにグルーブやピット等のパターンを具備させるために、それらのパターンを転写させる光記録媒体製造用原盤としてのスタンパが射出成型装置のキャビティ内に配設される。

ここで、スタンパの作製方法の概略について説明する。まず、ガラス原盤上に、スピンコート法等によってごく薄くフォトレジスト（感光剤）を塗布し、ガラス原盤を回転させながらカッティング装置のレーザにより露光する。フォトレジスト膜には、露光によってグルーブまたはピットに対応したパターンの潜像が形成される。

その後、回転するガラス原盤上に現像液を滴下し、現像処理をすることで、光ディスクのグルーブまたはピットに対応した凹凸のレジストパターンをガラス原盤上に形成する。

次に、このガラス原盤上にメッキ処理によりニッケル等の金属を析出させ、これを剥離させ、トリミングを行うことでスタンパが得られる。スタンパが射出成型装置のキャビティ内に配設され、キャビティ内に樹脂が注入されることによって、ディスク基板が作製される。

フォトレジスト膜を露光する際の露光ビーム径ｄは、使用する露光用光源（レーザ）の波長λならびに光源から出た光束を感光剤に収束させるための対物レンズの開口数ＮＡによって、次の式（１）で表される。
ｄ＝１．２２×λ／ＮＡ ・・・（１）

ＢＤフォーマットにおけるレーザの露光波長、トラックピッチ、ウォブル量、露光ビーム径を表１にまとめる。

表１に示されるように、高密度光ディスクのＢＤでは、遠紫外線レーザ（波長２６６ｎｍ）と安定なノボラック系のレジストを用い、記録ビーム径より小さいトラックピッチのフォーマットを形成することを可能にしている。すなわち、データ記録領域のトラックピッチが３２０ｎｍであり、短波長で安定な２６６ｎｍレーザを用いた場合でも、
露光ビーム径（約３６０ｎｍ）＞トラックピッチ（３２０ｎｍ）
の関係となる。

この関係から、露光ビームが隣接トラックに漏れこんでしまう。下記の特許文献１には、露光ビームの重なり合いを均一化することで、トラックピッチを狭小化してもピットサイズおよびピット形状の変動を抑制して、高密度光ディスクのジッタおよびクロストークを低減することが示されている。

特開２００３−３４６３９０号公報

ところが、書き換え可能なＢＤフォーマットの光ディスクの場合、隣接するウォブルグルーブの位相関係によっては、ウォブルグルーブ同士がかなり近づくことがあり、露光ビームの隣接トラックへの漏れ込み量が変化する。さらに、ウォブルにより、露光ビームのランド部への漏れ込み量がさらに変化するため、露光、現像、スタンパの作成、成形等の工程で作成されたＢＤディスクにおいてランド部の高さが変化する。

また、書き換え可能なＢＤフォーマットでは、相変化記録膜を用いているため、グルーブ深さが２３ｎｍ程度と非常に浅く、データ記録部において、ウォブルによるランド部の高さ変化量が１．４ｎｍ以上のとき、高さ変化量の影響が大となる。その結果、プッシュプル信号変動量が大きく、ＭＳＫとＳＴＷウォブルの２次歪も悪く、規格を満たすことは困難である。

従来の有機レジストを使用する場合の問題点を解決して高密度光ディスクを製造することを可能する技術が下記の特許文献２に記載されている。特許文献２で開示される遷移金属の不完全酸化物からなる無機レジスト材料では４０５ｎｍ程度の可視レーザによる露光によっても、熱記録の特性によりスポット径より小さいパターンの露光が可能であることが示されており、ＲＯＭ（Read Only Memory）のＢＤフォーマットあるいはそれ以上の高記録密度化に対応した光ディスクのマスタリング技術に有用な技術として注目される。

特開２００３−３１５９８８号公報

ここでいう遷移金属の不完全酸化物とは、遷移金属のとりうる価数に応じた化学量論組成より酸素含有量が少ない方向にずれた化合物のこと、すなわち遷移金属の不完全酸化物における酸素の含有量が遷移金属のとりうる価数に応じた化学量論組成の酸素含有量より小さい化合物のことである。遷移金属の不完全酸化物において、露光による潜像形成部が酸化変質しているために、アルカリ現像液に可溶となり、光ディスク用原盤の微細加工を実現することができる。

レーザ波長が４０６ｎｍの場合における露光ビーム径ｄは、
ｄ＝１．２２×４０６〔ｎｍ〕／０．８５＝約５８３〔ｎｍ〕
であり、
露光ビーム径（５８３ｎｍ）＞＞ＲＯＭのＢＤフォーマットにおけるトラックピッチ（３２０ｎｍ）
となる。

このように、無機レジストを用いることによって、露光ビーム径の半分程度のトラックピッチの光ディスクフォーマットの形成が可能である。

また、下記の非特許文献１には、相変化（無機）レジストと４８０ｎｍ波長のレーザとを用いて、図４に示す走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）写真のような、直径が約４０ｎｍの超高密度の凹凸マークを形成可能であることが示されている。

ディスク用相変化記録膜のナノパターン加工技術、「はいたっく」、株式会社日立製作所、２００４．４、ｐ．９−１０

しかしながら、超高密度光ディスクフォーマットを形成するためには、グルーブ幅の変動やトラックピッチむらが少なく、且つランド部の高さ変化が少ないフォーマットを形成しなければならない。上述した非特許文献１では、相変化（無機）レジストと４８０ｎｍ波長のレーザを用いて、ピット長およびスペース長が４０ｎｍの超高密度のＲＯＭを試作しているが、図４から分かるように、ピットの幅や長さが均一でなく、トラックピッチむらも大きいため、光ディスクフォーマットとしては、十分な特性を満たすまでには至っていない。また、１−７変調等の変調も行ってなく、光ディスクのＲＯＭフォーマットを実現してはいない。

無機レジストを用い、１−７変調のパルス信号で直接露光しても、ピット長によりピット幅が変化したり、露光ビームの後方に熱が蓄積し、１つのピット中の幅の変化などの問題があった。

このように、トラックピッチを３００ｎｍ以下の超高密度光ディスクＲＯＭフォーマットを形成することは、ピット長によるピット幅の変動が少なく、１つのピットの中の幅変化が少なく、トラックピッチむらも少ないことを意味しており、従来の技術によっては、非常に困難である。

また、光ディスクに限らず半導体等の他のデバイスの製造であっても、高さ変化の少ない正確で極めて微細な凹凸を形成することは困難であった。

したがって、この発明の目的は、トラックピッチが３００ｎｍ以下の高密度光ディスクに適用して好適な、トラッキングサーボ特性等の記録再生特性に優れ実用的に高密度を達成することができる記録方法を提供することにある。

上述した課題を解決するために、この発明は、基板上に遷移金属の不完全酸化物からなる無機レジストが成膜され、露光によってピットに対応する潜像を無機レジストに形成する記録方法において、
レーザ光の強度をフィードバック制御して露光量の変化量を±１．０％以内とし、
ピットに対応するマーク長がｎＴとされる場合に、各マークに対応して（ｎ−１）個のパルスからなるパルス信号によって強度が変調されたレーザ光により露光を行い、
パルスのレベルとして、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３（但し、Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ３）が設定可能とされ、
（ｎ＝２）の場合のパルスのレベルがＶ１に設定され、（ｎ＞２）の場合のパルス信号の先頭のパルスのレベルがＶ２に設定されると共に、後に続くパルスのレベルがＶ３に設定され、
露光時の記録ビーム径より小さいトラックピッチのフォーマット（トラックピッチ／露光ビーム径＝０．３３３−０．８３３）を形成するようにした記録方法である。

この発明によれば、トラックピッチが３００ｎｍ以下の超高密度の光学記録媒体を実現することができる。

以下、この発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態は、ＲＯＭの超高密度光ディスク媒体において、好適なピット形状を形成する方法を提供することにある。図１は、この発明の一実施形態における高精度レーザ露光装置を示す。

一実施形態では、主として以下に挙げる構成要素によって高精度の露光を可能としている。
１）波長２６６ｎｍでなるＹＡＧ(Yttrium Aluminum Garnet)レーザの４次高調波のレー
ザ光源、開口数ＮＡ＝０．９の対物レンズを備え露光ビームを小さくする。
２）高精度の光出力制御を行い、露光量の変化量は、±１．０％以内にし、さらに、後方にパルス高さが減少するパルスストラテジにより露光することにより、ピット長によるピット幅の変動を少なくし、１つのピットの中の幅変化を少なくする。
３）高精度トラック送りサーボは、超高分解能（０．２８ｎｍ）のレーザスケール用い、リニアアンプのスライドモーター駆動を用い（数１０ｋHz程度の高ゲイン）、トラックピッチむら±３ｎｍ以下にする。

レジスト材料は、超高解像度の無機レジストを用いることにより、グルーブ幅の変動が少なく、トラックピッチむらも少なく、ランド部の高さ変化が少ない、トラックピッチが３００ｎｍ以下の超高密度光ディスクフォーマットの形成を実現する。

一実施形態で用いるレジスト材料は、遷移金属の不完全酸化物である。ここで、遷移金属の不完全酸化物は、遷移金属のとりうる価数に応じた化学量論組成より酸素含有量が少ない方向にずれた化合物のこと、すなわち遷移金属の不完全酸化物における酸素の含有量が、遷移金属のとりうる価数に応じた化学量論組成の酸素含有量より小さい化合物のことと定義する。

例えば、遷移金属の酸化物として化学式ＭｏＯ₃を例に挙げて説明する。化学式ＭｏＯ₃の酸化状態を組成割合Ｍｏ_1-xＯ_xに換算すると、ｘ＝０．７５の場合が完全酸化物であるのに対して、０＜ｘ＜０．７５で表される場合に化学量論組成より酸素含有量が不足した不完全酸化物であるといえる。

また、遷移金属では１つの元素が価数の異なる酸化物を形成可能なものがあるが、この場合には、遷移金属のとりうる価数に応じた化学量論組成より実際の酸素含有量が不足している場合をこの一実施形態での範囲内とする。例えばＭｏは、先に述べた３価の酸化物（ＭｏＯ₃）が最も安定であるが、その他に１価の酸化物（ＭｏＯ）も存在する。この場
合には組成割合Ｍｏ_1-xＯ_xに換算すると、０＜ｘ＜０．５の範囲内であるとき化学量論組成より酸素含有量が不足した不完全酸化物であるといえる。なお、遷移金属酸化物の価数は、市販の分析装置で分析可能である。

このような遷移金属の不完全酸化物は、紫外線又は可視光に対して吸収を示し、紫外線又は可視光を照射されることでその化学的性質が変化する。この結果、詳細は後に述べるが、無機レジストでありながら現像工程において露光部と未露光部とでエッチング速度に差が生じる、いわゆる選択比が得られる。また、遷移金属の不完全酸化物からなるレジスト材料は、膜粒子サイズが小さいために未露光部と露光部との境界部のパターンが明瞭なものとなり、分解能を高めることができる。

ところで、遷移金属の不完全酸化物は、酸化の度合いによってそのレジスト材料としての特性が変化するので、適宜最適な酸化の度合いを選択する。例えば、遷移金属の完全酸化物の化学量論組成より大幅に酸素含有量が少ない不完全酸化物では、露光工程で大きな照射パワーを要したり、現像処理に長時間を有したりする等の不都合を伴う。このため、遷移金属の完全酸化物の化学量論組成より僅かに酸素含有量が少ない不完全酸化物であることが好ましい。

レジスト材料を構成する具体的な遷移金属としては、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｒｕ、Ａｇ等が挙げられる。この中でも、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｂを用いることが好ましく、紫外線又は可視光により大きな化学的変化を得られるといった見地から特にＭｏ、Ｗを用いることが好ましい。

なお、遷移金属の不完全酸化物としては、１種の遷移金属の不完全酸化物の他に、第２の遷移金属を添加したもの、さらに複数種類の遷移金属を添加したもの、遷移金属以外の他の元素が添加されたもの等のいずれも、一実施形態での範囲に含まれ、特に複数種の金属元素を含むものが好ましい。なお、１種の遷移金属の不完全酸化物の他に、第２の遷移金属を添加したもの、さらに３種以上の遷移金属を添加したものの場合、結晶構造のある１種の遷移金属原子の一部が他の遷移金属原子で置換されたものと考えられるが、これら複数種類の遷移金属がとりうる化学量論組成に対して酸素含有量が不足しているか否かで不完全酸化物かどうかを判断することとする。

また、遷移金属以外の他の元素としては、Ａｌ、Ｃ、Ｂ、Ｓｉ、Ｇｅ等のうち少なくとも１種を使用可能である。２種以上の遷移金属を組み合せて用いることで、あるいは遷移金属以外の他の元素を添加することにより、遷移金属の不完全酸化物の結晶粒が小さくなるので、露光部と未露光部との境界部がさらに明瞭となり、分解能の大幅な向上が図られる。また、露光感度を改善することができる。

なお、上述したレジスト材料は、所定の遷移金属を含んだターゲットを用いたＡｒ＋Ｏ₂雰囲気中のスパッタリング法によって作製すればよい。例えば、チャンバー内への導入
ガスの全流量に対してＯ₂を５〜２０％とし、ガス圧は通常のスパッタリングのガス圧（
１〜１０Ｐａ）とする。

一実施形態では、レジスト層を以下のように形成する。先ず、表面が充分に平滑とされた基板上に、遷移金属の不完全酸化物からなるレジスト層を成膜する。具体的な成膜方法としては、例えば遷移金属の単体からなるスパッタターゲットを用いて、アルゴンおよび酸素雰囲気中でスパッタリング法により成膜を行う方法が挙げられる。この場合には、真空雰囲気中の酸素ガス濃度を変えることにより、遷移金属の不完全酸化物の酸化度合いを制御できる。２種類以上の遷移金属を含む遷移金属の不完全酸化物をスパッタリング法により成膜する場合には、異なる種類のスパッタターゲット上で基板を常に回転させることにより複数種類の遷移金属を混合させる。混合割合は、それぞれのスパッタ投入パワーを変えることにより制御する。

また、先に述べた金属ターゲットを用いた酸素雰囲気中のスパッタリング法の他、予め所望量の酸素を含有する遷移金属の不完全酸化物からなるターゲットを用いて通常のアルゴン雰囲気中でスパッタリングを行うことによっても、遷移金属の不完全酸化物からなるレジスト層を同様に成膜できる。

さらに、スパッタリング法の他、蒸着法によっても遷移金属の不完全酸化物からなるレジスト層を容易に成膜可能である。

基板としては、シリコン、ガラス、ポリカーボネート等のプラスチック、アルミナチタンカーバイド、ニッケル等を用いることができる。

レジスト層の膜厚は任意に設定可能であるが、例えば１０ｎｍ〜８０ｎｍの範囲内とすることができる。

基板上に形成されたレジスト層は、光学的記録装置によって露光される。ここで、一実施形態で使用した光学的記録装置について図１を参照して説明する。シリコン等の原盤１０の上に、上述のように無機レジストが成膜されてなるレジスト層１１を露光して、レジスト層１１にピットの潜像が形成される。

レジスト層１１に潜像を形成する際、原盤１０は、移動光学テーブル２０上に設けられたターンテーブル１２に取り付けられる。そして、レジスト層１１を露光する際に、レジスト層１１の全面にわたって所望のパターンでの露光がなされるように、ターンテーブル１２によって回転駆動されると共に、移動光学テーブル２０によって平行移動される。原盤１０は、例えば線速度一定で回転される。

このレーザカッティング装置では、所望のトラックピッチ例えば、１６０ｎｍのトラックを原盤１０上のレジスト層１１に形成するために、トラックの長手方向の線速度が２．００［ｍ／ｓ］になるように、ターンテーブル１２の回転数をスピンドルサーボ１３によって制御しつつ、移動光学テーブル２０の送りピッチを超高分解能（０．２８ｎｍ）のレーザスケール３１により検知される波長（例えば０．７８[μｍ]）を基準として、送りサーボ３３およびエアスライダ３２の動作を制御する。この制御によってトラックピッチ１６０ｎｍでデータ記録領域のグルーブパターンの潜像を原盤１０上のレジスト層１１に露光することができる。

超高分解能（０．２８ｎｍ）のレーザスケール３１と数１０ｋＨｚ程度まで高帯域のリニアアンプのスライドモータ駆動を高ゲインでエアスライダ３２の動作を制御することにより、トラックピッチむらを±３ｎｍ以下にしたピットパターンの潜像をレジスト層１１に形成できる。

記録用レーザ光は、レーザ光源１４から発生する。光源１４としては、任意のものが使用可能であるが、短波長のレーザ光を出射するもの、例えば波長が２００ｎｍ台の遠紫外線レーザいわゆるＤｅｅｐＵＶを用いることが好ましい。具体的には、例えば、ＹＡＧレーザの４次高調波（λ＝２６６ｎｍ）の記録用レーザ光を発振するレーザ源が使用される。

光源１４から出射されたレーザ光は、平行ビームのまま直進して、レーザ強度変調器例えば電気光学効果を利用した変調器であるＥＯＭ（Electro Optic Modulator）１５に入
射され、ＥＯＭ１５により強度変調される。ＥＯＭ１５で強度変調されたレーザ光が検光子を解して光路分離用ビームスプリッタＢＳ１に入射される。ビームスプリッタＢＳ１を透過した一部のレーザ光が透過光路上に配設された光検出器（ＰＤ）１６に入射する。

光検出器１６の検出信号がＡＰＣ（Auto Power Controller）１７に供給され、ＡＰＣ
１７によりＥＯＭ１５に対してフィードバック制御がなされる。ＡＰＣ１７により線速度に対応してＥＯＭ１５を透過するレーザ光の光出力パワーを変化させ、単位面積当たりの露光量を一定にしながら記録を行うことができる。例えば露光量の変化量を±１．０％以内に抑えることができる。

ビームスプリッタＢＳ１で反射されたレーザ光が変調光学系ＯＭに導かれる。変調光学系ＯＭには、２つのレンズ２１，２３と１つの音響光学変調器ＡＯＭ（Acoustic Optical Modulator）２２とが配置されている。これらレンズ２１，２３およびＡＯＭ２２は、平行ビームのまま入射して来たレーザ光と格子面とがブラッグの条件を満たすように配置されている。ＡＯＭ２２に用いられる音響光学素子としては合成石英が好適である。

ＡＯＭ２２には、所定の信号が駆動回路２４から供給される。この信号は、例えば１−７変調されたパルス信号である。例えば「Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（ソニー株式会社の登録商標）」フォーマットにおいては、「１−７ＰＰ(Parity Preserve/Prohibit) ＲＭ
ＴＲ」と呼ばれる方式が符号化方式として採用されている。この符号化方式は、"1"と"1"との間に"0"を１つ以上含むものであり、２ビットを３ビットに置き換える方式である。
後述するように、ｎＴ（ｎは、正の整数）の長さのピットを形成する場合に、（ｎ−１）個のパルス信号であって、先頭で大きな振幅を有し、後方で小さな振幅をそれぞれパルスが有するようになされる。

ＡＯＭ２２は、ブラッグ回折における一次回折光強度が超音波パワーにほぼ比例することを利用したものであり、変調信号に基づいて超音波パワーを変調してレーザ光の強度の光変調がなされる。

ブラッグ回折を実現するために、ブラッグ条件；２ｄｓｉｎθ＝ｎλ（ここに、ｄ：格子間隔、λ：レーザ光波長、θ：レーザ光と格子面のなす角、ｎ：整数である）を満たすように、レーザ光の光軸に対するＡＯＭ２２の位置関係および姿勢を設定する。

変調光学系ＯＭから出力された変調光がミラーＭ２で反射され、移動光学テーブル２０上に水平に導かれ、ビームエクスパンダ（ＢＥＸ）２６に入射する。ビームエクスパンダ２６によってビーム径が拡大されたレーザ光がミラーＭ３で反射され、対物レンズ２７を介して原盤１０上のレジスト層１１上に照射される。ビーム径を拡大することによって、対物レンズ２７の開口数ＮＡを０．９とすることができる。レジスト層１１上のトラックには、データ記録領域にピットの潜像が形成される。

続いて、原盤１０上のレジスト層１１に現像処理を施す。一例として、原盤１０に塗布されたレジスト層１１は、ポジ型レジストであり、レジスト光により潜像が形成された部分が現像によって溶ける。この部分は、例えばピットに対応し、現像後に残る部分がランドに対応する。さらに詳細には、図示しない現像機のターンテーブル上に未現像の原盤１０を載置し、ターンテーブル１２と共に回転させつつ、原盤１０の表面に現像液を滴下してその表面のレジスト層１１を現像する。その結果、ピットがパターニングされたレジスト原盤１０を得ることができる。

次いで、光ディスク原盤の凹凸パターン上に無電解メッキ法等によりニッケル皮膜である導電化膜層を形成する。導電化膜層が形成された光デイスク原盤を電鋳装置に取り付け、電気メッキ法により導電化膜層上に ３００±５〔μｍ 〕程度の厚さになるようにニ
ッケルメッキ層を形成する。続いてニッケルメッキ層付き原盤からニッケルメッキ層をカッター等で剥離し、そのニッケルメッキ層信号形成面のレジストをアセトン等を用いて洗浄してスタンパを作製する。一例として、原盤１０からマスタースタンパを作製し、さらに、凹凸が反転するマザースタンパを作製する。

このスタンパを射出成型装置の金型に装着し、キャビティ内にポリカーボネイト（屈折率１．５９）等の樹脂を注入することによって、スタンパの凹凸が転写されたディスク基板が作製される。このとき、ディスク基板に用いる樹脂は高速で金型に充填することができるように、熱により可塑化されている。そして、射出成形された厚さ１．１mmのディスク基板を３０度以下に冷却した後、スパッタ装置を用いてアルミニウム合金、銀等の金属薄膜をピット面側に成膜することにより、反射膜が成膜される。

次に、反射層が成膜されたディスク基板上に、接着剤として紫外線硬化樹脂を滴下し、スピンコート法にて均一に塗布する。その後、ディスク基板上の紫外線硬化樹脂の塗布面とポリカーボネイトフィルムとを対向する位置に保持した後、貼り合わせを行う。なお、ポリカーボネイトフィルムの貼り合わせは真空中で行う。ディスク基板とポリカーボネイトフィルムの貼り合わせ面にしわや隙間が入り、読み取りエラーが起こることを防ぐためである。

次に、ポリカーボネイトフィルムが貼り合わされたディスクに紫外線を照射し、紫外線硬化樹脂を硬化させ、ディスク基板とポリカーボネイトフィルムを接着する。さらに、ディスクに貼り合わせたポリカーボネイトフィルム上に紫外線硬化型のハードコート剤を滴下し、スピンコート法にて均一に塗布した上、再度紫外線を照射して硬化させることにより、ハードコート層を作製する。これにより、ディスクが完成する。評価用ディスクも同様に作製される。

上述した「１−７ＰＰ(Parity Preserve/Prohibit) ＲＭＴＲ」と呼ばれる方式が符号
化方式では、ピット長として、（２Ｔ，３Ｔ，４Ｔ，５Ｔ，６Ｔ，７Ｔ，８Ｔ）と、一部で存在する９Ｔの８種類の長さのピットが形成される。記録信号部上の信号は、２Ｔ〜９Ｔのほぼランダムな信号パターンとなる。専用のモニタ信号部では、２Ｔ、３Ｔ等の比較的小さいピットの単一信号パターンが形成される。

従来のレーザ露光装置においては、図２Ａに示される１−７変調信号のパルス波形によってＡＯＭを使用してレーザ光の強度を変調していた。図２Ａは、（２Ｔマーク、２Ｔスペース，８Ｔマーク，３Ｔスペース，３Ｔマーク，２Ｔスペース，４Ｔマーク）が連続するパルス波形を示す。

このように、１−７変調信号によって直接的に露光用レーザ光を変調しても、図２Ｂに示すように、作製された評価用ディスクにおいては、ピット長によりピット幅が変化したり、露光ビームの後方に熱が蓄積し、一つのピット中の幅の変化や、ピット長に依存したピット幅の変動が生じる問題があった。なお、この発明は、１−７変調以外の符号化方式に対しても適用可能である。

この発明は、かかる問題を解決しようとするものである。この発明では、露光用のレーザ光をマークの幅に対応する期間、連続的にハイレベルとせずに、所定周期のパルス信号とし、且つパルス信号のレベルを先頭のパルスほど大きいものとするものである。変調用のパルス信号の個数およびレベルの設定方法をパルスストラテジと称する。マーク長をｎＴとすると、パルス数が（ｎ−１）個とされる。図２に示す例では、２Ｔ，８Ｔ，３Ｔ，４Ｔのマークにそれぞれ対応してパルス数が１，７，２，３とされる。ここでは、３種類のパルスストラテジＡ，ＢおよびＣを設定し、各パルスストラテジについて評価する。

図２Ｃに示すように、パルスのレベルとしてＶ１，Ｖ２，Ｖ３（Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ３）の３種類存在し、最大レベルＶ１が２Ｔのマークのみに用いられる方法がパルスストラテジＡおよびパルスストラテジＢである。パルスストラテジＡの電圧設定を下記の表２に示す。パルスストラテジＡでは、Ｖ１＝1000ｍＶ、Ｖ２＝950ｍＶ、Ｖ３＝900ｍＶとされている。３Ｔ〜６Ｔのマークに対応するピット（３Ｔピット〜６Ｔピットと称する）を形成する場合では、先頭のパルスのレベルがＶ２とされ、残りの（ｎ−２）個のパルスのレベルがＶ３とされる。７Ｔおよび８Ｔのマークに対応するピット（７Ｔピットおよび８Ｔピットと称する）を形成する場合では、各パルスのレベルが等しくＶ２とされる。

パルスストラテジＢの電圧設定を下記の表３に示す。パルスストラテジＢでは、Ｖ１＝1000ｍＶ、Ｖ２＝900ｍＶ、Ｖ３＝800ｍＶとされている。３Ｔ〜８Ｔピットを形成する場合、先頭のパルスのレベルがＶ２とされ、残りの（ｎ−２）個のパルスのレベルがＶ３とされる。

図２Ｄに示すように、パルスのレベルとしてＶ１１，Ｖ１２，Ｖ１３，Ｖ１４（Ｖ１１＞Ｖ１２＞Ｖ１３＞Ｖ１４）の４種類存在し、最大レベルＶ１１が２Ｔピットの形成のみに用いられる方法がパルスストラテジＣである。パルスストラテジＣの電圧設定を下記の表４に示す。パルスストラテジＣでは、Ｖ１１＝1000ｍＶ、Ｖ１２＝900ｍＶ、Ｖ１３＝800ｍ、Ｖ１４＝700ｍＶとされている。３Ｔ〜８Ｔピットを形成する場合では、先頭のパ
ルスのレベルがＶ１２とされ、２番目のパルスのレベルがＶ１３とされ、残りの（ｎ−３）個のパルスのレベルがＶ１４とされる。パルスストラテジＣの電圧設定を下記の表４に示す。

後述するように、パルスストラテジＢおよびＣを使用することによって、図２Ｅに示すように、ピット長によりピット幅が変化したり、露光ビームの後方に熱が蓄積し、一つのピット中の幅の変化や、ピット長に依存したピット幅の変動等の問題を生じることなく、ピット幅の変動が小さいピットを形成することできる。

上述したパルスストラテジＡ，ＢおよびＣのそれぞれを使用して評価用ディスクＩを作製し、超半球ボールレンズ光ピックアップ（波長４０５ｎｍ、ＮＡ＝２．１）を備えた評価装置（再生装置）を使用して評価する。評価用ディスクＩにおけるトラックピッチが１６０ｎｍであり、ディスク上の２Ｔの長さが７５ｎｍである。ディスク上の９個のエリアが設定され、内周側から３個ずつのエリアに対してパルスストラテジＡ、パルスストラテジＢおよびパルスストラテジＣが適用される。エリア１〜９は、ディスクの半径２０ｍｍから２８ｍｍまでの範囲を１ｍｍ刻みに分割したものである。また、各パルスストラテジに関してレーザ光の出射パワーを３通り（２．１６ｍＷ，２．３０ｍＷ，２．４４ｍＷ）に変化させる。この評価用ディスクＩに関してピットの形状の測定結果を下記の表５に示す。

また、図３は、評価用ディスクＩのピット形状のＡＦＭ(原子間力顕微鏡：Atomic Force Microscope)の明暗図を示す。図３において、パルスストラテジＡを使用するエリア１
，エリア２およびエリア３の明暗図が上段の３個の図であり、パルスストラテジＢを使用するエリア４，エリア５およびエリア６の明暗図が中段の３個の図であり、パルスストラテジＣを使用するエリア７，エリア８およびエリア９の明暗図が下段の３個の図である。明暗は、ピットの深さに対応しており、図３では、ピットが暗い部分、すなわち、凹みとして示されている。作製された評価用ディスクにおいては、ピットが凸部になるが、図３は、スタンパの段階の図であるため、凹凸が反転している。

評価項目の一つである８Ｔ幅は、８Ｔピットを形成する場合のピットの幅の最小値と最大値を示し、８Ｔ幅変動は、最小値を最大値で除算した８Ｔ幅の変動の範囲を示す。８Ｔ変動が１００％に近いほど、幅変動が小さいことを意味する。２Ｔ幅は、２Ｔピットを形成する場合のピットの幅を示し、（２Ｔ／８Ｔ）幅は、２Ｔ幅と８Ｔ幅の平均値との比を示す。（２Ｔ／８Ｔ）幅が１００％に近いほど、異なる長さのピットを形成した場合に幅変動が小さいことを意味する。８Ｔピットを形成する場合が他の長さのピットを形成する場合に比してピットの幅の変動が最も大きくなるために、８Ｔマークを評価の項目としている。

上述した表５から示されるように、パルスストラテジＡは、他のパルスストラテジＢおよびＣに比して８Ｔピットの幅変動が大きく、また、（２Ｔ／８Ｔ）幅の比率も小さな値である。また、どのパルスストラテジにおいても、レーザ光のパワーが不足していると、ピット幅の変動が大きくなる。但し、レーザ光のパワーは、適切に設定することができる。さらに、図３のＡＦＭの明暗図からも、パルスストラテジＡでは、ピット幅の変動が大きいことが分かる。

評価用ディスクＩにおいては、エリア５，エリア６，エリア８およびエリア９において、安定なトラッキングサーボおよび安定なピット再生、すなわち、エラーレートが十分に低い再生を行うことができた。これらのエリアでは、ピット長によるピット幅の変動が小さく、また、一つのピット中の幅の変動が小さいので、安定な再生が可能となる。

次に、他の評価用ディスクIIを作製する。評価用ディスクIIでは、パルスストラテジＢおよびＣを使用して、トラックピッチを３００ｎｍ、２００ｎｍ、１２０ｎｍと変化させ、２Ｔピットの長さを１４１ｎｍ、９４ｎｍ、５６ｎｍと変化させている。エリア１〜９は、ディスクの半径２０ｍｍから２８ｍｍまでの範囲を１ｍｍ刻みに分割したものである。エリア１〜エリア９のそれぞれにおいて、異なるパラメータが使用される。この評価用ディスクIIに関してピットの形状の測定結果を下記の表６に示す。

表６の測定結果からエリア２、３、５、６、８、９で、安定なトラッキングサーボが可能であり、安定にピットを再生することができた。

上述した評価用ディスクＩおよびIIに関して、安定なトラッキングサーボが可能で、ピットを安定に再生することができる条件は、以下に示すものである。

一つのピット（例えば８Ｔピット）の幅変動（８Ｔ幅変動）が８０．３％以内である。
ピット長によるピット幅の変動（２Ｔ／８Ｔ幅変動）が８９．３％以内である。

さらに、トラックピッチむら±３ｎｍ以下の高精度フォーマットに注目すると、エリア２、３、５、６、８、９のそれぞれのフォーマット（トラックピッチが３００ｎｍ〜１２０ｎｍ）では、トラックピッチむら／トラックピッチが±０．０３ｎｍ以下であることが必要とされる。

上述したように、この発明の一実施形態では、波長２６６ｎｍのレーザ光源１４、開口数ＮＡ＝０．９の対物レンズ２７、露光量の変化量が±１．０％以内の高精度の光出力制御、適切なパルスストラテジＢおよびＣ、並びにトラックピッチむらが±３ｎｍ以下の高精度トラック送りサーボを使用しているので、トラックピッチが３００ｎｍ以下のＲＯＭ型の光ディスクフォーマットを実現することができた。

波長が２６６ｎｍのレーザとＮＡ０．９０の対物レンズで集光し露光ビーム径（３６０ｎｍ）よりも格段に小さいトラックピッチ（３００ｎｍ〜１２０ｎｍ）のフォーマットを可能にした。

トラックピッチ／露光ビーム径＝０．３３３〜０．８３３
である。

以上、この発明の一実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の一実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。また、カッティング装置の構成は、図１に示す構成以外のものが可能である。さらに、光記録媒体は、円盤状に限らず、カード状であっても良い。

この発明を適用できる光学記録装置の一例を示す略線図である。 この発明の一実施形態におけるパルスストラテジを説明するための略線図である。 異なるフォーマットにおけるピット形状を示すＡＦＭの明暗図である。 凹凸マークをＳＥＭにて観察した明暗図である。

符号の説明

１０・・・原盤
１１・・・レジスト層
１２・・・ターンテーブル
１３・・・スピンドルサーボ
１４・・・光源
１５（ＥＯＭ）・・・電気光学変調器
１６（ＰＤ）・・・光検出器
２０・・・移動光学テーブル
２２・・・音響光学変調器（ＡＯＭ）
２４・・・ドライバ
２６・・・ビームエクスパンダ
２７・・・対物レンズ
３１・・・レーザスケール
３２・・・エアスライダ
３３・・・送りサーボ

Claims (2)

1. 基板上に遷移金属の不完全酸化物からなる無機レジストが成膜され、露光によってピットに対応する潜像を上記無機レジストに形成する記録方法において、
   レーザ光の強度をフィードバック制御して露光量の変化量を±１．０％以内とし、
   ピットに対応するマーク長がｎＴとされる場合に、各マークに対応して（ｎ−１）個のパルスからなるパルス信号によって強度が変調されたレーザ光により露光を行い、
   上記パルスのレベルとして、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３（但し、Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ３）が設定可能とされ、
   （ｎ＝２）の場合の上記パルスのレベルがＶ１に設定され、（ｎ＞２）の場合の上記パルス信号の先頭の上記パルスのレベルがＶ２に設定されると共に、後に続く上記パルスのレベルがＶ３に設定され、
   露光時の記録ビーム径より小さいトラックピッチのフォーマット（トラックピッチ／露光ビーム径＝０．３３３−０．８３３）を形成するようにした記録方法。
2. トラックピッチむらが±３ｎｍ以下の高精度トラック送りサーボを使用する請求項１記載の記録方法。