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JP6120310B2 - MICROSTRUCTURE DETECTION DEVICE AND METHOD, AND DETECTION DISC - Google Patents

MICROSTRUCTURE DETECTION DEVICE AND METHOD, AND DETECTION DISC Download PDF

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JP6120310B2 JP2013022522A JP2013022522A JP6120310B2 JP 6120310 B2 JP6120310 B2 JP 6120310B2 JP 2013022522 A JP2013022522 A JP 2013022522A JP 2013022522 A JP2013022522 A JP 2013022522A JP 6120310 B2 JP6120310 B2 JP 6120310B2
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浩一 粟津
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Description

本発明は、気体中や液体中に含まれる微小構造物を検出する検出装置及び方法、並びに該検出に適する検出用ディスクに関する。   The present invention relates to a detection apparatus and method for detecting a minute structure contained in a gas or a liquid, and a detection disk suitable for the detection.

従来、気体中あるいは液体中に含まれる微粒子等の微小構造物を検出する装置としては、例えばパーティクルカウンタが広く知られている。微粒子を含んだ気体または液体が流れている領域にレーザ光を照射し、散乱光の強度を測定することで、微粒子の大きさを間接的に評価するものである。しかしながら、前記カウンタではその微小構造物の種類を特定することはできないため、例えば蛍光色素付きの抗体を、検出対象である細胞に特異反応させて光らせるフローサイトメーターのような装置が知られている。また、微小構造物が浮遊あるいは移動する状態ではなく、基板等に付着させて検出する方法も検討されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a particle counter is widely known as an apparatus for detecting fine structures such as fine particles contained in a gas or a liquid. A region in which a gas or liquid containing fine particles flows is irradiated with laser light, and the intensity of the scattered light is measured to indirectly evaluate the size of the fine particles. However, since the counter cannot identify the type of the microstructure, for example, a device such as a flow cytometer that causes a fluorescent dye-attached antibody to specifically react with a detection target cell and emit light is known. . In addition, a method of detecting a minute structure by attaching it to a substrate or the like instead of floating or moving is also being studied.

光ディスクは、通常は、映像、音楽、データ等の記録再生用途で使われるが、円盤状の基板平面を高速走査できる特徴を生かして、微小構造物を検出するための装置として使うことが最近検討されている(特許文献1、2、非特許文献1等参照)。光ディスクでは、元々の情報記録用途において、ピットあるいはマークの有無によりデータを記録し、且つそのピット列あるいはマーク列を再生することができる。例えば、微小構造物を前記ピットあるいはマークに見立てることで、その検出を行うことが可能である。   Optical discs are usually used for recording / playback of video, music, data, etc., but recently they have been studied for use as a device for detecting microstructures by taking advantage of the ability to scan a disk-shaped substrate plane at high speed. (See Patent Documents 1 and 2, Non-Patent Document 1, etc.). In an optical disc, data can be recorded depending on the presence or absence of pits or marks and the pit row or mark row can be reproduced in the original information recording application. For example, it is possible to detect the minute structure by regarding it as the pit or mark.

本発明者らは、光ディスクによる微小構造物の検出及び分析について研究開発を行ってきた(非特許文献1参照)。   The present inventors have conducted research and development on detection and analysis of microstructures using optical disks (see Non-Patent Document 1).

特許文献1では、特定の微小構造物を捕捉する特異反応の仕組みを予めディスク基板上に設け、その対象物が反応し付着したことに伴う光学特性変化からその検出を行っている。   In Patent Document 1, a mechanism of a specific reaction for capturing a specific microstructure is provided on a disk substrate in advance, and the detection is performed based on a change in optical characteristics caused by the reaction and attachment of the object.

特許文献2では、一部に分析対象を配置した分析用ディスクにおいて、分析対象が配置された読み取りエリアに対して回転方向の前後位置に、径方向にわたってマーカーを形成し、ピックアップがトラックを追随して時系列的に読み取った分析対象並びにマーカーの読み取り信号を、マーカーの位置を基準に時間軸を整列させる映像処理を実行して、分析対象の映像取得もしくは形状カウントする分析方法が示されている。   In Patent Document 2, in an analysis disc in which an analysis target is partially arranged, a marker is formed in the radial direction at the front and rear positions in the rotation direction with respect to the reading area in which the analysis target is disposed, and the pickup follows the track. The analysis method is shown in which the analysis target read in time series and the read signal of the marker are subjected to video processing for aligning the time axis based on the marker position, and the analysis target is acquired or the shape is counted. .

特開2007−298470号公報JP 2007-298470 A 特開2003−270128号公報JP 2003-270128 A

第59回応用物理学関係連合講演会、講演予稿集、17p−B9−8、(2012年春)59th Joint Conference on Applied Physics, Proceedings, 17p-B9-8, (Spring 2012)

従来、空気中あるいは水中に含まれる各種菌類(大きさ:0.1μm〜10μm)等の微小構造物の検出及び分析において、微小構造物を基板に付着させて光学手段により検出する方法では精度が低かった。   Conventionally, in the detection and analysis of microscopic structures such as various fungi (size: 0.1 μm to 10 μm) contained in the air or water, the method of detecting the microscopic structures by attaching them to a substrate and using optical means has high accuracy. It was low.

例えば、特許文献1の技術では、光ディスクの最表面に分子認識機能を有する機能性分子が固定化されているものであり、分子検出を対象とするものであった。特許文献1では、物理吸着(非特異吸着)が避けられないことに加え、試料表面が乾燥すると、もはや特異反応は機能せず、むしろ化学物質が表面上の汚れとなり、微小構造物の検出が困難になるという問題がある。   For example, in the technique of Patent Document 1, a functional molecule having a molecular recognition function is immobilized on the outermost surface of an optical disk, and is intended for molecular detection. In Patent Document 1, in addition to unavoidable physical adsorption (non-specific adsorption), when the sample surface is dried, the specific reaction no longer functions, rather, the chemical substance becomes soil on the surface, and the detection of the micro structure is performed. There is a problem that it becomes difficult.

特許文献2の技術では、分析対象の形状情報をもとに微小構造物の種類を特定できる可能性があるが、想定している微小構造物の大きさは血液等が例示され、10μm程度である。そのため、空気中あるいは水中に含まれる各種菌類(大きさ:0.1μm〜10μm)等の検出や、その形状を明瞭に再現するためには、より精度の高い測定を行うことが必要である。   In the technique of Patent Document 2, there is a possibility that the type of the microstructure can be specified based on the shape information of the analysis target, but the assumed size of the microstructure is exemplified by blood or the like, which is about 10 μm. is there. Therefore, in order to detect various fungi (size: 0.1 μm to 10 μm) contained in the air or water and to clearly reproduce the shape, it is necessary to perform measurement with higher accuracy.

発明者等が開発した非特許文献1の技術では、ウイルスの検出を目的として、インフルエンザウイルス1個レベルでの検出を可能とするものであり、100nm程度の微小構造物の検出では有効であるが、これを超える大きさの微小構造物の形状や種類を検出するには適さないという問題がある。   The technique of Non-Patent Document 1 developed by the inventors enables detection at the level of one influenza virus for the purpose of virus detection, and is effective in detecting a minute structure of about 100 nm. There is a problem that it is not suitable for detecting the shape and type of a microstructure having a size exceeding this.

本発明は、これらの問題を解決しようとするものであり、本発明は、気体中あるいは液体中に含まれる微小構造物、例えば10μmより小さく0.1μmより大きい微小構造物の、検出、又は検出による微小構造物の形状をより精度高く評価することを目的とする。   The present invention is intended to solve these problems, and the present invention detects or detects a microstructure contained in a gas or a liquid, for example, a microstructure smaller than 10 μm and larger than 0.1 μm. The purpose of this is to evaluate the shape of the microstructure by using a higher accuracy.

本発明は、前記目的を達成するために、以下の特徴を有するものである。   The present invention has the following features in order to achieve the above object.

本発明の微小構造物検出用ディスクは、トラッキングをとるためのトラック構造を有する基板上に薄膜層を設けたディスクであって、複数のトラックに、前記ディスクの半径方向にわたって整列する光読み取り可能なマーカーが形成され、前記マーカーと、微小構造物が付着する前記薄膜層の表面とが、一の検出用光の焦点深度内に位置することを特徴とする。   The microstructure detection disk of the present invention is a disk in which a thin film layer is provided on a substrate having a track structure for tracking, and is optically readable in alignment with a plurality of tracks in the radial direction of the disk. A marker is formed, and the marker and the surface of the thin film layer to which the microstructure is attached are located within a focal depth of one detection light.

本発明の微小構造物検出方法は、トラッキングをとるためのトラック構造を有する基板上に薄膜層を備えるディスクの表面に、微小構造物を付着させ、検出光を走査して、複数のトラックにディスクの半径方向にわたって整列して形成されたマーカーと、前記薄膜層の表面に付着する微小構造物とからの検出信号を、複数トラックにわたり前記マーカーを基準として処理することにより、微小構造物の位置又は形状を検出することを特徴とする。   In the microstructure detection method of the present invention, a microstructure is attached to the surface of a disk having a thin film layer on a substrate having a track structure for tracking, the detection light is scanned, and the disk is recorded on a plurality of tracks. By processing the detection signals from the markers formed in alignment in the radial direction of the thin film and the fine structure attached to the surface of the thin film layer with respect to the marker over a plurality of tracks, the position of the fine structure or It is characterized by detecting the shape.

本発明の微小構造物検出装置は、基板上に薄膜層を備えるディスクを回転させる回転手段と、前記ディスクに光を照射する光照射手段と、前記ディスクから反射される光を検出する検出手段と、検出された信号を処理する信号処理手段とを備え、前記信号処理手段は、前記ディスクの複数のトラックに半径方向にわたって整列して設けられた複数のマーカーと、前記ディスクの前記薄膜層の表面に付着する微小構造物とを、走査して検出された複数トラックの信号を、前記マーカーを基準として処理することにより、前記微小構造物の位置又は形状を検出することを特徴とする。   The microstructure detecting device of the present invention includes a rotating means for rotating a disk having a thin film layer on a substrate, a light irradiating means for irradiating the disk with light, and a detecting means for detecting light reflected from the disk. Signal processing means for processing the detected signal, the signal processing means comprising a plurality of markers arranged in a radial direction on a plurality of tracks of the disk, and a surface of the thin film layer of the disk The position or shape of the microstructure is detected by processing a signal of a plurality of tracks detected by scanning the microstructure attached to the surface with the marker as a reference.

本発明の微小構造物検出において、前記マーカーは、ディスクに予め形成するか、あるいは、検出装置のレーザ光走査技術により、ディスク基板上に形成した薄膜層に記録して形成することができる。本発明の薄膜層の総層厚は、5nm以上で3.9μm以下であることが望ましい。本発明の前記マーカーの個々は、ディスク接線方向の長さが10μmより長くすることが好ましい。本発明の前記薄膜層は、窒化物、酸化物、炭化物、硫化物のうちのいずれかの単層又は複数層から成ることが好ましい。本発明の前記薄膜層は、窒化物、酸化物、炭化物、硫化物のうちのいずれかの単層から成り、記録に使用するレーザ光波長における消衰係数が0より大きく1以下であることが好ましい。なお、薄膜層に記録をしない場合は、消衰係数はゼロでも良い。   In the microstructure detection of the present invention, the marker can be formed in advance on a disk, or can be formed by recording on a thin film layer formed on a disk substrate by a laser beam scanning technique of a detection device. The total layer thickness of the thin film layer of the present invention is desirably 5 nm or more and 3.9 μm or less. Each of the markers of the present invention preferably has a length in the disc tangential direction longer than 10 μm. The thin film layer of the present invention is preferably composed of a single layer or a plurality of layers of nitrides, oxides, carbides, and sulfides. The thin film layer of the present invention is formed of a single layer of any one of nitride, oxide, carbide, and sulfide, and has an extinction coefficient of greater than 0 and less than or equal to 1 at the wavelength of the laser beam used for recording. preferable. When recording is not performed on the thin film layer, the extinction coefficient may be zero.

本発明の微小構造物検出方法及び装置では、半径方向にわたるマーカーを利用して、読み取り信号の走査情報を前記マーカーを基準に並べて、マッピングを行うことにより、微小構造物の解析を行うことができる。   In the fine structure detection method and apparatus of the present invention, the fine structure can be analyzed by using a marker extending in the radial direction and mapping the scan information of the read signal with the marker as a reference and performing mapping. .

本発明の微小構造物検出方法及び装置では、検出用ディスクの、微小構造物が付着する側とレーザ光による読み取り側とが、ディスクを介して隔てられていることが望ましい。   In the microstructure detection method and apparatus of the present invention, it is desirable that the side of the detection disk on which the microstructure is attached is separated from the reading side by the laser beam via the disk.

本発明の微小構造物検出における微小構造物は、例えば微生物である。   The microstructure in the microstructure detection of the present invention is, for example, a microorganism.

本発明のように、微小構造物をディスクの表面に付着させて光学的検出を行う方式に用いる検出用ディスクの構造において、基板あるいは基板上の薄膜層に、マーカーを、複数のトラックに、半径方向に配置するよう設けること、及び、焦点位置であるトラック部分のマーカーと微小構造物が付着する薄膜層表面とを、ディスクの厚み方向で同じ高さに設けることによって、0.1〜10μm程度の微小構造物の検出、計数、形状観察を高精度で実施できる。   As in the present invention, in the structure of a detection disk used in a method of performing optical detection by attaching a microstructure to the surface of a disk, a marker is placed on a substrate or a thin film layer on the substrate, a plurality of tracks, and a radius. By arranging to be arranged in the direction, and providing the track portion marker, which is the focal position, and the surface of the thin film layer to which the micro structure adheres at the same height in the thickness direction of the disk, about 0.1 to 10 μm It is possible to detect, count, and observe the shape of the microstructure with high accuracy.

本発明の検出用ディスクは、分析対象を配置するための特別の構造を有しないで、分析対象をディスク表面に一様に付着させることを可能とするものであり、ディスクの構造が簡素であるので、実用上の効果が大である。また、本発明の検出用ディスクは、繰り返して使用することができる。また、本発明の検出用ディスクは、薄膜層として、窒化物、酸化物、炭化物、硫化物のうちのいずれかの単層又は複数層を用いることにより、長期間使用しても高精度の検出を実現できる。   The disc for detection of the present invention does not have a special structure for arranging the analysis target, and allows the analysis target to be uniformly attached to the surface of the disc, and the structure of the disc is simple. Therefore, the practical effect is great. In addition, the detection disk of the present invention can be used repeatedly. In addition, the detection disk of the present invention uses a single layer or a plurality of layers of nitride, oxide, carbide, and sulfide as a thin film layer, so that high-precision detection is possible even when used for a long period of time. Can be realized.

本発明の検出方法によれば、微小構造物をディスク表面に付着させることにより、該ディスクにレーザ光の検出光を照射し反射光を検出する光学装置を用いて、微小構造物の位置や形状を高精度で検出することが可能となり、該形状の評価に基づき微小構造物の種類を特定する精度が向上する。   According to the detection method of the present invention, the position and the shape of the microstructure are attached using an optical device that irradiates the disk with the detection light of the laser beam and detects the reflected light by attaching the microstructure to the disk surface. Can be detected with high accuracy, and the accuracy of specifying the type of microstructure based on the evaluation of the shape is improved.

本発明の検出装置によれば、従来の光ディスクの記録再生装置の技術を改良した検出装置により、本発明の検出用ディスクを用いることにより、0.1〜10μm程度の微小構造物の検出、計数、形状観察、種類の特定を高精度で実施できる。   According to the detection apparatus of the present invention, by using the detection disk of the present invention with the detection apparatus improved from the conventional recording / reproducing apparatus for optical disks, it is possible to detect and count a fine structure of about 0.1 to 10 μm. , Shape observation, and type identification can be performed with high accuracy.

本発明における検出用ディスクの断面構造を模式的に示す図。The figure which shows typically the cross-section of the disc for a detection in this invention. 本発明における検出用ディスクのトラックとマーカーの微細構造を模式的に示す平面図。The top view which shows typically the fine structure of the track | truck and marker of the disc for detection in this invention. 本発明の実施例における、マーカーと微小構造物が略同一面にあることを示す光学顕微鏡像図。In the Example of this invention, the optical microscope image figure which shows that a marker and a microstructure are on the substantially the same surface. 図3の各マーカー(5a〜5h)を含むトラックをレーザ光で走査したときの反射光強度信号(7a〜7h)を表す図。The figure showing the reflected light intensity signal (7a-7h) when the track | truck containing each marker (5a-5h) of FIG. 3 is scanned with a laser beam. 図4の反射光強度信号の各データを、マーカーを基準に並べ、二次元マッピングした結果を表す図。The figure showing the result of having arranged each data of the reflected light intensity signal of FIG. 4 on the basis of a marker, and performing two-dimensional mapping.

本発明の実施の形態について以下説明する。   Embodiments of the present invention will be described below.

本発明の微小構造物検出用ディスクについて説明する。図1に、本発明の微小構造物の検出における検出用ディスクを模式的に示す。検出用ディスクは、溝構造のトラック2を設けた基板1と、基板1上に成膜された薄膜層3とを備え、検出対象の微小構造物4が検出用ディスクの表面に付着可能としたものである。図2に、本発明の検出用ディスクのトラックとマーカーの微細構造を模式的に示す。検出用ディスクにおいては、複数のトラック2と直交する方向(ディスク半径方向)に整列した複数のマーカー5がディスク製造時に形成されているか、又は光検出装置によりマーカー5を形成することにより、検査時に微小構造物の位置・形状測定の基準信号を得ることができる。   The microstructure detection disk of the present invention will be described. FIG. 1 schematically shows a detection disk in the detection of a microstructure according to the present invention. The detection disk includes a substrate 1 provided with a track 2 having a groove structure and a thin film layer 3 formed on the substrate 1 so that a microstructure 4 to be detected can adhere to the surface of the detection disk. Is. FIG. 2 schematically shows the fine structure of the track and marker of the detection disk of the present invention. In the detection disc, a plurality of markers 5 aligned in a direction orthogonal to the plurality of tracks 2 (disc radial direction) are formed at the time of manufacturing the disc, or the markers 5 are formed by a light detection device, so that at the time of inspection A reference signal for measuring the position and shape of the microstructure can be obtained.

検出用ディスクは、円盤状の板状体であり、光ディスクと類似の構造形状を備える。検出用ディスクの断面は、図1に半径方向及び高さ方向として示されているように、光学的検出のためのトラッキングをとるためのトラック構造を有し、トラック2を備えている。図2は、検出用ディスクの平面の一部を示したもので、図面に接線方向及び半径方向と示したとおり、基板1上に薄膜層3を成膜したディスクには、ランドやグルーブが設けられ、複数のトラック2の半径方向に整列した複数のマーカー5が、トラックに沿ったディスク接線方向に所定の長さをもって形成されている。図2ではグルーブにマーカーが形成されているが、ランドに形成してもよいことは明らかである。少なくとも、トラックと直交する方向に整列して形成されればよい。   The detection disk is a disk-shaped plate and has a structure similar to that of the optical disk. The cross section of the detection disk has a track structure for tracking for optical detection, as shown in FIG. FIG. 2 shows a part of the plane of the detection disk. As shown in the drawing as the tangential direction and the radial direction, the disk on which the thin film layer 3 is formed on the substrate 1 is provided with lands and grooves. The plurality of markers 5 aligned in the radial direction of the plurality of tracks 2 are formed with a predetermined length in the disc tangential direction along the tracks. In FIG. 2, the marker is formed on the groove, but it is obvious that the marker may be formed on the land. It suffices to form them at least in a direction perpendicular to the track.

本発明の微小構造物の検出装置について説明する。本発明の検出装置は、基本的には、従来の光学記録再生装置の構造及び動作原理と、情報の記録再生をする機能の代わりに微小構造物による反射光を検出することを除いて、共通する。本発明の微小構造物の検出装置は、微小構造物を表面に付着する検出用ディスクを回転させる回転手段と、前記ディスクに光を照射する光照射手段と、前記ディスクから反射される光を検出する検出手段と、検出された信号を処理する信号処理手段を備える。前記信号処理手段は、前記ディスクに複数のトラックに半径方向にわたって整列して設けられたマーカーの信号と、前記微小構造物の各トラックの信号とから、マーカーの信号を基準として処理することにより、前記微小構造物の位置や形状を検出する。   The microstructure detection apparatus of the present invention will be described. The detection apparatus of the present invention is basically the same as the structure and operation principle of the conventional optical recording / reproducing apparatus, except that the reflected light from the minute structure is detected instead of the information recording / reproducing function. To do. The fine structure detection apparatus of the present invention detects a light reflected from the disk, a rotating means for rotating a detection disk for attaching the fine structure to the surface, a light irradiating means for irradiating the disk with light. And a signal processing means for processing the detected signal. The signal processing means performs processing based on a marker signal from a marker signal provided on the disk aligned in a radial direction on a plurality of tracks and a signal of each track of the microstructure. The position and shape of the microstructure are detected.

本発明の微小構造物の検出方法について説明する。本発明の検出方法では、検出用ディスクの表面に、微小構造物を付着させて、ディスクから反射される光を検出して走査情報を得、ディスクに複数のトラックに半径方向にわたって整列して設けられたマーカー部の信号と、微小構造物の各トラックの信号とから、前記微小構造物の位置や形状を分析する。また、マーカーの信号と、微小構造物の各トラックの信号とを、マーカーの信号を基準にしてマッピングすることにより、微細構造物の位置及び形状を分析評価し、また微細構造物の種類を特定することができる。   The microstructure detection method of the present invention will be described. In the detection method of the present invention, a microstructure is attached to the surface of a detection disk, light reflected from the disk is detected to obtain scanning information, and a plurality of tracks are aligned on the disk in the radial direction. The position and shape of the microstructure are analyzed from the signal of the marker portion and the signal of each track of the microstructure. Also, by mapping the marker signal and the signal of each track of the microstructure based on the marker signal, the position and shape of the microstructure can be analyzed and evaluated, and the type of the microstructure can be specified can do.

本発明では、気体中あるいは液体中に含まれる微小構造物を高感度に検出するため、試料表面全体を検出面とすることができる。そのため、表面が大気あるいは流水等に常に晒された状態とし、検出面積を増やすことで、検出確率が向上し高感度化できる。   In the present invention, since the microstructure contained in the gas or liquid is detected with high sensitivity, the entire sample surface can be used as the detection surface. Therefore, the detection probability can be improved and the sensitivity can be increased by increasing the detection area by always exposing the surface to the atmosphere or flowing water.

なお、先の特許文献2では、分析対象エリアに分析対象をセットし、該エリアの前後にマーカーが設けられている。また、半径方向にわたるマーカーを基準に、複数のトラック走査により得た情報を並べ再構成することで、付着した微小構造物の形状解析ができるとしている。   In the above-mentioned Patent Document 2, an analysis target is set in an analysis target area, and markers are provided before and after the area. In addition, it is said that the shape analysis of the attached microstructure can be performed by arranging and reconstructing information obtained by a plurality of track scans based on the markers extending in the radial direction.

ところで、高感度化を実施するためのマーカーとしては、次の3つの点を満たすことが重要である。まず、検出用ディスクの厚み方向で、マーカーと微小構造物が同じ高さ位置にあること。次に、マーカーを検出用ディスクの表面に形成すること。最後に、マーカーは微小構造物と十分区別されることである。本発明はこれらの3点を満たすものである。   By the way, as a marker for implementing high sensitivity, it is important to satisfy the following three points. First, the marker and the microstructure are at the same height in the thickness direction of the detection disk. Next, a marker is formed on the surface of the detection disk. Finally, markers are well distinguished from microstructures. The present invention satisfies these three points.

なお、先の特許文献2では、マーカーと微小構造物の試料内における高さが異なっているものが代表例として示されている。特許文献2で想定している分析対象の大きさが例えば10μmと比較的大きいため、マーカーと微小構造物の試料内における高さが問題にされていない。   In addition, in the above-mentioned patent document 2, what differs in the height in the sample of a marker and a micro structure is shown as a representative example. Since the size of the analysis target assumed in Patent Document 2 is relatively large, for example, 10 μm, the height of the marker and the microstructure in the sample is not a problem.

ディスクから情報を読み出すためのレーザ光は、トラック(グルーブまたはランドまたはその両方)がある面で焦点を結んでいる。微小構造物がこの焦点面にある場合は微小構造物の情報は鮮明に再生することができるが、焦点面から離れ、焦点深度(焦点からのずれの許容範囲をいう。)の範囲より遠くなると、微小構造物の情報は得られなかったり、不鮮明な情報しか得られなかったりすることになる。なお、光ディスクにおける焦点深度は一般的に、波長/開口数/開口数で与えられるため、CD光学系では3.9μm、DVD光学系では1.8μm、HDDVD光学系では1.0μmのようになる。光ディスク基板の一般的な厚みである1.2mmと比較すると、1/300以下の非常に狭い領域であることがわかる。   Laser light for reading information from the disc is focused on the surface where the track (groove and / or land) is present. When the microstructure is in this focal plane, the information of the microstructure can be reproduced clearly, but when it is far from the focal plane and farther than the range of the depth of focus (which is the allowable range of deviation from the focus). As a result, information on the minute structure cannot be obtained, or only unclear information can be obtained. Note that since the depth of focus in an optical disk is generally given by wavelength / numerical aperture / numerical aperture, it is 3.9 μm for a CD optical system, 1.8 μm for a DVD optical system, and 1.0 μm for an HDDVD optical system. . Compared with the typical thickness of the optical disk substrate of 1.2 mm, it can be seen that this is a very narrow region of 1/300 or less.

微小構造物が小さくなるほど、マーカーともども、鮮明な走査像を得ることが、その検出及び形状評価において重要であるので、マーカー及び微小構造物は光ディスクの厚み方向において、できる限り同じ高さに位置していることが最適である。   As the microstructure becomes smaller, it is important for detection and shape evaluation to obtain a clear scanned image with the marker. Therefore, the marker and the microstructure are positioned at the same height as possible in the thickness direction of the optical disk. It is optimal to have.

本発明者らによる非特許文献1の技術は、同じ高さ位置にあることで、マーカー及び直径100nmのポリスチレンビーズ(微小構造物)の両方を、一回の走査にて検出することができた好例である。但し、グルーブ幅が0.34μm、グルーブピッチが0.68μmのポリカーボネート製ディスク基板を用いたため、一つの微小構造物は、一つのグルーブ上、一つのランド上、もしくはその境目にしかなく、個々の検出において半径方向の分布を取り扱う必要はなかった。同じ波長405nmのレーザ光源を用いる、HDDVD−R/RW規格の基板のトラックピッチは0.4μm、また現在主流のBD−RE規格のそれは0.32μmである。グルーブ幅をおよそトラックピッチの半分と見積もっても、0.1μmより大きいことに変わりない。つまり、トラック幅より大きく10μmより小さい微小構造物の測定、あるいはその上限に限らず、微小構造物の形状の明瞭な再現は、半径方向にわたるマーカーと検出対象である微小構造物とが、試料高さ方向の同じ焦点面内にあることにより初めて可能となり、実現する。   The technique of the non-patent document 1 by the present inventors was able to detect both the marker and the polystyrene bead (micro structure) having a diameter of 100 nm in one scan by being at the same height position. A good example. However, since a polycarbonate disk substrate having a groove width of 0.34 μm and a groove pitch of 0.68 μm is used, one microstructure is only on one groove, on one land, or on the boundary thereof. There was no need to handle radial distribution in detection. The track pitch of the HDDVD-R / RW standard substrate using a laser light source having the same wavelength of 405 nm is 0.4 μm, and that of the current mainstream BD-RE standard is 0.32 μm. Even if the groove width is estimated to be about half of the track pitch, it is still larger than 0.1 μm. In other words, the measurement of a microstructure larger than the track width and smaller than 10 μm, or the upper limit thereof, is not limited to the clear reproduction of the shape of the microstructure. It is possible and realized only by being in the same focal plane in the vertical direction.

なお、特許文献2では、分析対象のために分析エリアを限定して、ディスク表面ではなく、ディスクの内部に分析エリアを設けている。   In Patent Document 2, the analysis area is limited for the analysis target, and the analysis area is provided inside the disk, not on the disk surface.

本発明の検査用ディスクのトラックに設けるマーカーは、2通りの方法によって形成することができる。第1は、基板作製時にランド、グルーブ、またはその両方に、別途予めマーカーを設けておく方法である。マーカーを形成した基板上に薄膜を成膜し、反射率などの光学的な調整を行っても良い。第2は、一般的なランドとグルーブを有する基板上に、マーカーを記録可能な薄膜を形成して、光照射によりマーカーを形成をする方法である。基板上に設ける薄膜は、気中あるいは水中に晒しても変質しない、もしくは変質しにくい特性を有することが重要である。   The marker provided on the track of the inspection disk of the present invention can be formed by two methods. The first is a method in which a marker is separately provided in advance on the land, the groove, or both when the substrate is manufactured. A thin film may be formed on the substrate on which the marker is formed, and optical adjustment such as reflectance may be performed. The second method is a method of forming a marker on a substrate having a general land and groove, and forming the marker by light irradiation. It is important that the thin film provided on the substrate has a property that does not change or hardly changes even when exposed to air or water.

本発明では、検出用ディスクの表面全体を検出面とするため、マーカーのある部分にも微小構造物が付着する可能性がある。そのためマーカーは、少なくともトラックに平行な方向において、微小構造物とはその長さが大きく異なり、明瞭に区別できることが必要である。このように、ディスク表面を検出面とし、全面を利用することで、検出の高感度化が実現する。また焦点面をディスク表面とすることで、鮮明な形状情報を精度良く得ることができる。検出用ディスク表面を、気中あるいは水中の雰囲気下で強靱にしておくことで、安定した計測を継続的に行える。   In the present invention, since the entire surface of the detection disk is used as a detection surface, there is a possibility that a fine structure may adhere to a portion where a marker is present. For this reason, the marker is required to be clearly distinguishable in length at least in a direction parallel to the track from the microstructure. In this way, high sensitivity of detection is realized by using the entire surface of the disk as a detection surface. Further, by making the focal plane the disk surface, clear shape information can be obtained with high accuracy. Stable measurement can be performed continuously by making the surface of the detection disk tough in an atmosphere of air or water.

マーカーの作製については、ディスクの半径方向にわたるように、例えば図2に示すように、任意あるいは特定のトラックの接線方向の一部にマーカーを形成した後、そのマーカーの端位置が半径方向で揃うように、隣接あるいは近傍のトラックに順に、同様のマーカーを形成することで作製することができる。薄膜に記録をする場合は、試料作製後に半径方向にわたるマーカーを作製することができる。一方、基板に予め設けておく場合は、基板の複写元となるスタンパーにこれを作製しておく必要がある。   Regarding the production of the marker, as shown in FIG. 2, for example, as shown in FIG. 2, after forming the marker in a part of the tangential direction of an arbitrary or specific track, the end positions of the marker are aligned in the radial direction. Thus, it can be produced by forming similar markers in order on adjacent or neighboring tracks. When recording on a thin film, a marker extending in the radial direction can be prepared after the sample is prepared. On the other hand, in the case where it is provided in advance on the substrate, it is necessary to prepare it on a stamper which is a substrate copy source.

半径方向にわたるマーカーは、光ディスクのトラックがある半径部分の内周側から外周側まで全部に設ける必要はなく、少なくとも微小物体の大きさよりも半径方向に長ければ良い。マーカーの接線方向の長さについて、微小構造物の大きさ(0.1〜10μm)とは大きく異なるような長さ、例えば20〜200μmとすることが、二者を容易に区別するためにも望ましい。   The markers extending in the radial direction do not need to be provided from the inner circumference side to the outer circumference side of the radius portion where the track of the optical disk is located, and may be longer in the radial direction than at least the size of the minute object. The length in the tangential direction of the marker is a length that is significantly different from the size of the microstructure (0.1 to 10 μm), for example, 20 to 200 μm. desirable.

マーカーの本数について、微小構造物の半径方向の大きさを特定するためには、少なくとも3本あることが好ましい。これにより例えば、あるトラックで微小構造物の存在を検知し、その両隣のトラックにて検知されなければ、微小構造物の大きさは、該3トラックの最内トラックと最外トラックの間の距離よりも小さいことがわかる。   As for the number of markers, it is preferable that there are at least three in order to specify the size of the microstructure in the radial direction. Thus, for example, if the presence of a microstructure is detected in a certain track and is not detected in both adjacent tracks, the size of the microstructure is the distance between the innermost track and the outermost track of the three tracks. You can see that it is smaller.

本発明では、薄膜層は、微小構造物が同層表面に付着したときの、光学的な検出感度を調整するために用いる。微小構造物を透過光で読み出すとき、及び基板側から反射光で読み出すときは、薄膜層は光透過性が十分あることが望ましい。   In the present invention, the thin film layer is used to adjust the optical detection sensitivity when the microstructure is attached to the surface of the same layer. When the microstructure is read with transmitted light and when read with reflected light from the substrate side, it is desirable that the thin film layer has sufficient light transmittance.

薄膜層は、基板に形成されたトラックに半径方向にわたるマーカーが予め形成されていない場合は、薄膜材料の種類を適切に選択することで、レーザ光の照射等により、マーカーを記録するようにすることができる。予め半径方向にわたるマーカーが基板にある場合は、薄膜層の記録機能はなくても良い。ここで、記録とは、具体的に、高出力のレーザ光が照射された結果、読み出し側から見たときに薄膜層の光学特性が変化することを指す。また記録後に読み取り評価のための低出力のレーザ光を照射したときには、未記録部分及び記録部分の光学定数は基本的に変化しない。   In the thin film layer, when a marker extending in the radial direction is not formed in advance on a track formed on the substrate, the marker is recorded by laser beam irradiation or the like by appropriately selecting the type of the thin film material. be able to. If the substrate has a marker extending in the radial direction in advance, the recording function of the thin film layer may be omitted. Here, recording specifically refers to a change in optical characteristics of the thin film layer when viewed from the reading side as a result of irradiation with high-power laser light. Further, when low-power laser light for reading evaluation is irradiated after recording, the optical constants of the unrecorded portion and the recorded portion are basically unchanged.

薄膜層の材料としては、評価光学系や基板へのマーカーの有無に応じ、使用するレーザ光波長における光透過率、記録の実施不実施等を勘案の上、情報記録用途の光ディスクにおける一般的な材料等から、適宜選択し使用することができる。   The material of the thin film layer is generally used for optical discs for information recording, taking into consideration the optical transmittance at the wavelength of the laser beam used, the implementation of recording, etc. It can be used by appropriately selecting from materials and the like.

レーザ光の照射による微小構造物の計測は、図1において、トラック上に微小構造物が付着する側からと、トラックがなく微小構造物を付着させない側からの、どちらからでも行える。次の理由から、トラックがなく微小構造物を付着させない方から行う方が望ましい。微小構造物を含む気体及び液体が、レーザ光源を含む光ピックアップ等の光学系と同じ側にあると、同光学系は容易に汚染されたり、水が入り込んだりして、その機能を十分果たさない。また常時あるいは頻繁に計測を行う場合において、光ピックアップが試料(検出用ディスク及び微小構造物を試料とも呼ぶ。)表面の一部を覆うため、ディスクは回転するものの、試料表面全面での検出が阻害されてしまう。よってディスクを介して互いを隔てる方式とすることが適切である。   In FIG. 1, the measurement of the fine structure by laser light irradiation can be performed from either the side where the fine structure adheres to the track or the side where there is no track and no fine structure is attached. For the following reason, it is preferable to perform the process from the direction where there is no track and the minute structure is not attached. If the gas and liquid containing the micro structure are on the same side as the optical system such as the optical pickup including the laser light source, the optical system will be easily contaminated or water will enter, and will not perform its function sufficiently. . In addition, when the measurement is performed constantly or frequently, the optical pickup covers a part of the surface of the sample (the detection disk and the microstructure are also referred to as a sample), so that the disk rotates, but the entire surface of the sample can be detected. It will be disturbed. Therefore, it is appropriate to use a system in which the disks are separated from each other.

薄膜層は、単層であっても複数層であっても良い。複数層の場合は各層それぞれに機能を持たせることができる。具体的に、記録層と保護層を分けることができ、また二層間の反応によって記録を行うこともできる。但し、ディスクを簡便に作製する観点から、層数は少ない方が良く、光学調整、保護、記録の各機能は単層にて行うことが望ましい。   The thin film layer may be a single layer or a plurality of layers. In the case of multiple layers, each layer can have a function. Specifically, the recording layer and the protective layer can be separated, and recording can also be performed by reaction between two layers. However, from the viewpoint of easily producing a disc, it is better that the number of layers is small, and it is desirable to perform each function of optical adjustment, protection, and recording in a single layer.

薄膜層の材料としては、評価光学系で使用するレーザ光波長に対して光透過性がある種々誘電体材料を使用することができる。具体的には、Al、Si、Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Y、Zr、Mo、Pd、In、Sn、Sb、Te、Ce、Hf、Ta、W、Pt、Bi等の窒化物、酸化物、炭化物、硫化物であることが好ましい。二元に限らず、適宜三元及び四元の化合物としても良い。   As a material for the thin film layer, various dielectric materials having optical transparency with respect to the laser beam wavelength used in the evaluation optical system can be used. Specifically, Al, Si, Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Y, Zr, Mo, Pd, In, Sn, Sb, Te, Ce, Hf, Ta N, W, Pt, Bi and the like, oxides, carbides, and sulfides are preferable. Not only binary but also ternary and quaternary compounds may be used as appropriate.

記録の機能を持たせるためには、評価光学系で使用するレーザ光波長に対して、光吸収がある前記材料を用いれば良い。それぞれの、窒化物、酸化物、炭化物、硫化物が定比のとき透明であっても、その比率を変えることで光吸収があるような材料設計が可能である。記録のため、具体的には、使用するレーザ光波長における消衰係数が0より大きく、1以下であることが好ましい。   In order to provide a recording function, the material having light absorption with respect to the laser beam wavelength used in the evaluation optical system may be used. Even if each nitride, oxide, carbide, and sulfide is transparent at a constant ratio, it is possible to design a material that absorbs light by changing the ratio. For recording, specifically, the extinction coefficient at the wavelength of the laser beam to be used is preferably greater than 0 and 1 or less.

薄膜層への記録の機構としては、薄膜層がレーザ光を吸収し、昇温したことに伴う不可逆な変化があり、例えば変形や、結晶化や、熱分解を含む組成比の変化などが挙げられる。   As a recording mechanism for the thin film layer, there is an irreversible change caused by the thin film layer absorbing the laser beam and raising the temperature, for example, deformation, crystallization, change in composition ratio including thermal decomposition, etc. It is done.

薄膜層を構成する個々の層の層厚の下限は、使用する薄膜層材料の成膜が、一面を覆うことができず粒子状となる範囲を脱し、ようやく膜状となる層厚である。薄膜層の総厚の上限は、薄膜層の両面を評価光学系(検出光学系)にて区別できない程度の層厚であるが、微小構造物の形状を明瞭に再現するためには、同光学系の焦点深度の範囲内にあることが好ましい。具体的には、薄膜層の総層厚は、5nm以上で3.9μm以下であることが望ましく、HDDVDベースの光学系では、薄膜層の総層厚は、5nm以上で1μm以下であることが望ましい。   The lower limit of the layer thickness of the individual layers constituting the thin film layer is a layer thickness that finally leaves the range where the film formation of the thin film layer material to be used cannot cover the entire surface and becomes particulate, and finally becomes a film. The upper limit of the total thickness of the thin film layer is such that both sides of the thin film layer cannot be distinguished by the evaluation optical system (detection optical system), but in order to clearly reproduce the shape of the microstructure, the same optical It is preferably within the depth of focus of the system. Specifically, the total thickness of the thin film layer is desirably 5 nm or more and 3.9 μm or less. In an HDDVD-based optical system, the total thickness of the thin film layer is 5 nm or more and 1 μm or less. desirable.

薄膜層は、同層表面に接着性があるなど、基本的には不特定多数の微小構造物を捕捉できる仕組みがあっても良い。   The thin film layer may be basically capable of capturing an unspecified number of microstructures, such as having adhesiveness on the surface of the same layer.

薄膜層は、基板に予め複数のトラックに直交するマーカーが形成済みであり、特に光学的な検出感度を調整する必要がない場合は、新たに設けなくても良い。   The thin film layer does not need to be newly provided when markers perpendicular to a plurality of tracks are already formed on the substrate and it is not particularly necessary to adjust the optical detection sensitivity.

基板は、微小構造物を透過光または反射光で読み出すために、光透過性が十分あることが望ましい。具体的には、情報用途の光ディスクで 一般的に使用されるポリカーボネートなどのプラスチックの他、石英やガラスなどを用いることができる。基板を回転させて微小構造物の付着を読み出すためには、情報記録用途の光ディスクと同様に、基板の形状は円盤状であることが望ましい。基板の厚みについては、少なくとも回転時にその形状を維持できる程度の厚み以上であって、現行情報記録用途の光ディスクとの互換性を図るため、CDと同じかそれ以下の厚みであることが好ましい。具体的には、0.1mm以上で1.2mm以下であることが望ましい。   It is desirable that the substrate has sufficient light transmittance in order to read out the microstructure with transmitted light or reflected light. Specifically, quartz, glass, etc. can be used in addition to plastics such as polycarbonate that are generally used for optical disks for information purposes. In order to read the adhesion of the minute structure by rotating the substrate, it is desirable that the shape of the substrate is a disk shape as in the case of an optical disk for information recording. The thickness of the substrate is at least thick enough to maintain its shape during rotation, and is preferably equal to or less than that of a CD for compatibility with an optical disc for current information recording. Specifically, it is preferably 0.1 mm or more and 1.2 mm or less.

トラックの仕様について、基本的には情報記録用途のそれと同じで良く、使用する光学系に応じて適宜選択及び調整すれば良い。トラックピッチが狭いほど、微小構造物のディスク半径方向の走査本数が増えると見込まれるため、集光径が小さくなるよう、使用するレーザ光の波長は、350nm以上800nm以下の範囲で、より短波長であることが好ましい。   The track specification may be basically the same as that for information recording, and may be appropriately selected and adjusted according to the optical system to be used. The narrower the track pitch, the more the number of micro-structures scanned in the radial direction of the disk is expected to increase. Therefore, the wavelength of the laser light used is shorter than 350 nm and 800 nm or less so as to reduce the focused diameter. It is preferable that

微小構造物が検出用ディスクの表面に付着した後も、本発明のディスクは継続して使用することができる。レーザ光で該微小構造物が付着したときの走査情報をメモリ等に記憶させておけば、次回走査時に該微小構造物を検出しても、過去に付着した分であることを判定できるので、過去の付着分を差し引いて差分を求めることにより、逐次新しい走査情報に基づき分析することができる。   Even after the microstructure has adhered to the surface of the detection disk, the disk of the present invention can be used continuously. If the scanning information when the microstructure is attached by laser light is stored in a memory or the like, even if the microstructure is detected at the next scanning, it can be determined that it is the amount attached in the past. By subtracting past adhesions and obtaining the difference, it is possible to sequentially analyze based on new scanning information.

1トラックあたりの走査回数について、1度の走査で十分な信号対雑音比が得られない場合は、必要に応じ複数回の走査を行っても良い。同時に走査するマーカーを基準に重ね合わせることで、信号対雑音比を大幅に改善することができる。   When a sufficient signal-to-noise ratio cannot be obtained with one scan for the number of scans per track, a plurality of scans may be performed as necessary. By superimposing markers that are scanned at the same time as a reference, the signal-to-noise ratio can be greatly improved.

光学設計において、予め付着物の種類を予想できる場合は、付着時の光学特性変化の予測あるいは実測から、定量的な評価を行うことができる。マーカー部分の反射光強度変化とは明瞭に区別させることもできる。   In the optical design, when the kind of the deposit can be predicted in advance, quantitative evaluation can be performed from the prediction or actual measurement of the change in optical characteristics at the time of deposition. It can also be clearly distinguished from the reflected light intensity change of the marker portion.

(実施例)
本発明の実施例について、図を参照して以下説明する。図1に示したようなディスク状の検出用ディスクを用いて微小構造物の検出を実施した。
(Example)
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The microstructure was detected using a disk-shaped detection disk as shown in FIG.

検出用ディスクを次の工程で作製した。グルーブピッチが0.68μm、厚みが0.6mmのポリカーボネート製ディスク基板上に、スパッタリング法にてInSn酸化物薄膜を140nm成膜した。InSn酸化物薄膜は図1の薄膜層3に相当している。具体的には、ターゲットにInSn酸化物を用い、アルゴンガスと酸素ガスをそれぞれ4sccmと6sccm流した状態で、成膜室の圧力を0.5Paに維持し、基板温度は室温にて成膜した。得られた薄膜層の複素屈折率を分光エリプソメトリー法で測定したところ、波長405nmにおける屈折率は2.2、消衰係数は0.05であった。   A detection disk was produced in the following process. An InSn oxide thin film having a thickness of 140 nm was formed by sputtering on a polycarbonate disk substrate having a groove pitch of 0.68 μm and a thickness of 0.6 mm. The InSn oxide thin film corresponds to the thin film layer 3 in FIG. Specifically, an InSn oxide was used as a target, and the pressure in the film formation chamber was maintained at 0.5 Pa with argon gas and oxygen gas flowing at 4 sccm and 6 sccm, respectively, and the film was formed at a substrate temperature of room temperature. . When the complex refractive index of the obtained thin film layer was measured by a spectroscopic ellipsometry method, the refractive index at a wavelength of 405 nm was 2.2 and the extinction coefficient was 0.05.

波長405nm、開口数0.65の光学系からなる光ディスク評価装置を用いて実験し、線速2.2m/s、レーザ光パワー8.5〜9.5mWにてマーカーの記録を行った。グルーブ一つおきに、つまり1.36μmピッチにて、接線方向に長さが約145μmのマーカーを8本形成した。マーカー5aから5hまでの複数のマーカーが、半径方向にわたり並ぶように形成した(後出の図3参照)。本願では、これらマーカーを、半径方向にわたるマーカーとも呼ぶ。半径方向にわたるマーカーは、本実施例では、ディスクが一回転するごとに評価装置から出力される電気信号をトリガーに、周期が150Hz、デューティ比が1%の条件で記録することで作製した。デューティ比が50%のモノトーンマーク(長さ800nm、1.6μm、3.2μm)をディスク一周にわたり記録して、半径方向にわたるマーカーの半径位置を知るために利用した。   An experiment was conducted using an optical disk evaluation apparatus comprising an optical system having a wavelength of 405 nm and a numerical aperture of 0.65, and a marker was recorded at a linear velocity of 2.2 m / s and a laser light power of 8.5 to 9.5 mW. Eight markers having a length of about 145 μm were formed in the tangential direction at every other groove, that is, at a pitch of 1.36 μm. A plurality of markers from the markers 5a to 5h were formed so as to be arranged in the radial direction (see FIG. 3 described later). In the present application, these markers are also referred to as markers extending in the radial direction. In this embodiment, the marker extending in the radial direction is produced by recording an electrical signal output from the evaluation apparatus every time the disk rotates once, under the conditions of a period of 150 Hz and a duty ratio of 1%. A monotone mark (length 800 nm, 1.6 μm, 3.2 μm) with a duty ratio of 50% was recorded over the entire circumference of the disk and used to know the radial position of the marker in the radial direction.

大腸菌を、ルリアーベルターニ培地を含む溶液にて37℃で一晩増殖させた後、遠心分離器にて、大腸菌と溶液とに分離した。溶液を捨て、純水を入れた後、波長600nmにおける吸光度を測定した。本実施例では、この光学濃度が0.1になるように純水を加え、大腸菌の濃度を調整した。前記大腸菌を含む溶液を、半径方向にわたるマーカーを記録した検査用ディスクに10μl滴下した。   E. coli was grown overnight at 37 ° C. in a solution containing Luria-Bertani medium, and then separated into E. coli and the solution using a centrifuge. After discarding the solution and adding pure water, absorbance at a wavelength of 600 nm was measured. In this example, pure water was added to adjust the concentration of Escherichia coli so that the optical density was 0.1. 10 μl of the solution containing E. coli was dropped on a test disk on which markers in the radial direction were recorded.

図3に、マーカーと微小構造物(大腸菌6)が略同一面にあることを示す光学顕微鏡像を示す。図3は、トラックの接線方向とこれに直交する半径方向を示すものである。図3の左側は、マーカー端部分を示す光学顕微鏡像であるが、マーカー5aから5hまでの複数のマーカーが、半径方向にわたり並んでいることがわかる。なお、図3は、溶液が自然乾燥した後に観察した光学顕微鏡像であり、1μm〜数μm程度の大きさの大腸菌が分散している様子がわかる。   FIG. 3 shows an optical microscope image showing that the marker and the microstructure (E. coli 6) are substantially on the same plane. FIG. 3 shows the tangential direction of the track and the radial direction perpendicular thereto. The left side of FIG. 3 is an optical microscope image showing the end portion of the marker, and it can be seen that a plurality of markers from the markers 5a to 5h are arranged in the radial direction. FIG. 3 is an optical microscope image observed after the solution is naturally dried, and shows that Escherichia coli having a size of about 1 μm to several μm is dispersed.

光ディスク評価装置を使い、各マーカーからトラックに沿って、基板側からレーザ光を走査し、反射光強度信号を測定した。例えばマーカー5cでは図3の破線上を走査した。   Using an optical disk evaluation apparatus, the laser light was scanned from the substrate side along the track from each marker, and the reflected light intensity signal was measured. For example, the marker 5c is scanned on the broken line in FIG.

図4に、各マーカー(5a〜5h)を含む8トラックを走査して得た反射光強度信号の測定結果(7a〜7h)を示す。走査は、線速4.9m/s、レーザ光パワー1.0mWの条件にて行った。図の左側はマーカー部分に相当する。   FIG. 4 shows the measurement results (7a to 7h) of reflected light intensity signals obtained by scanning 8 tracks including the markers (5a to 5h). Scanning was performed under the conditions of a linear velocity of 4.9 m / s and a laser beam power of 1.0 mW. The left side of the figure corresponds to the marker portion.

図5は、図4の信号に基づき、マーカーを基準に測定結果を並べ、反射光強度の違いを色の濃淡にて表示した結果である。図3の光学顕微鏡像と比べると、ほぼ同じ位置に反射光強度が低いことを示す色の暗い部分があり、図3の大腸菌の分布を再現できたことがわかる。   FIG. 5 shows the result of arranging the measurement results on the basis of the marker in FIG. 4 and displaying the difference in reflected light intensity in shades of color. Compared with the optical microscope image of FIG. 3, there is a dark portion of a color indicating that the reflected light intensity is low at substantially the same position, and it can be seen that the distribution of E. coli in FIG. 3 could be reproduced.

本実施例では、グルーブ一つおきにマーカーを作製したが、毎グルーブに作製することでマーカーピッチを半分にすることができ、より明瞭な像を得ることができる。またグルーブとランドの両方にマーカーを形成し走査すればマーカーピッチを更に半分にすることができる。   In this embodiment, the markers are produced every other groove, but by producing each groove, the marker pitch can be halved and a clearer image can be obtained. If the marker is formed on both the groove and the land and scanned, the marker pitch can be further halved.

なお、上記実施の形態等で示した例は、発明を理解しやすくするために記載したものであり、この形態に限定されるものではない。   In addition, the example shown by the said embodiment etc. was described in order to make invention easy to understand, and is not limited to this form.

本発明は、検出用ディスクを用いて、微小構造物又はその形状を光学的に高精度で検出することができ、特に、空気中あるいは水中に含まれる各種菌類(大きさ:0.1μm〜10μm)等の微小構造物の検出及び分析に適しているので、産業上有用である。   The present invention can detect a microstructure or its shape optically with high accuracy using a detection disk, and in particular, various fungi contained in air or water (size: 0.1 μm to 10 μm). It is industrially useful because it is suitable for detection and analysis of microstructures such as

1、 基板
2、 トラック
3、 薄膜層
4、 微小構造物
5、5a〜5h マーカー
6、 大腸菌
7a〜7h 5a〜5hのマーカーを含むトラック走査時の反射光強度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, Board | substrate 2, Track 3, Thin film layer 4, Microstructure 5, 5a-5h Marker 6, E. coli 7a-7h Reflected light intensity at the time of track scanning including 5a-5h marker

Claims (4)

トラッキングをとるためのトラック構造を有する基板上に薄膜層を設けたディスクであって、
複数のトラックに、前記ディスクの半径方向にわたって整列する光読み取り可能なマーカーが形成され、
前記薄膜層は、窒化物、酸化物、炭化物、硫化物のうちのいずれかの単層又は複数層からなり
前記マーカーと、微小構造物が付着する前記薄膜層の表面とが、一の検出用光の焦点深度内に位置することを特徴とする微小構造物検出用ディスク。
A disk having a thin film layer on a substrate having a track structure for tracking,
A plurality of tracks are formed with optically readable markers aligned along the radial direction of the disk,
The thin film layer is composed of a single layer or a plurality of layers of nitride, oxide, carbide, sulfide ,
The microstructure detection disk, wherein the marker and the surface of the thin film layer to which the microstructure is attached are located within a focal depth of one detection light.
前記薄膜層の総層厚は、5nm以上で3.9μm以下であることを特徴とする請求項1記載の微小構造物検出用ディスク。   2. The microstructure detection disk according to claim 1, wherein a total layer thickness of the thin film layer is 5 nm or more and 3.9 μm or less. トラッキングをとるためのトラック構造を有する基板上に窒化物、酸化物、炭化物、硫化物のうちのいずれかの単層又は複数層からなる薄膜層を備えるディスクの表面に、微小構造物を付着させ、
検出光を走査して、複数のトラックにディスクの半径方向にわたって整列して形成されたマーカーと、前記薄膜層の表面に付着する微小構造物とからの検出信号を、複数トラックにわたり前記マーカーを基準として処理することにより、微小構造物の位置又は形状を検出することを特徴とする微小構造物検出方法。
Nitride on a substrate having a track structure for taking tracking, oxides, carbides, on the surface of the disk with a thin layer ing from either a single layer or multiple layers of sulfides, adhering the minute structure Let
Scanning the detection light, the detection signal from the marker formed by aligning the plurality of tracks in the radial direction of the disk and the fine structure adhering to the surface of the thin film layer is used as a reference for the marker over the plurality of tracks. A method for detecting a fine structure, wherein the position or shape of the fine structure is detected by processing as follows.
基板上に薄膜層を備えるディスクを回転させる回転手段と、前記ディスクに光を照射する光照射手段と、前記ディスクから反射される光を検出する検出手段と、検出された信号を処理する信号処理手段とを備え、
前記信号処理手段は、前記ディスクの複数のトラックに半径方向にわたって整列して設けられた複数のマーカーと、前記ディスクの窒化物、酸化物、炭化物、硫化物のうちのいずれかの単層又は複数層からなる前記薄膜層の表面に付着する微小構造物とを、走査して検出された複数トラックの信号を、前記マーカーを基準として処理することにより、前記微小構造物の位置又は形状を検出することを特徴とする微小構造物検出装置。
Rotating means for rotating a disk having a thin film layer on a substrate, light irradiating means for irradiating the disk with light, detecting means for detecting light reflected from the disk, and signal processing for processing the detected signal Means and
The signal processing means includes a plurality of markers arranged in a radial direction on a plurality of tracks of the disk, and a single layer or a plurality of any of nitride, oxide, carbide, and sulfide of the disk The position or shape of the microstructure is detected by processing the signals of a plurality of tracks detected by scanning the microstructure attached to the surface of the thin film layer composed of layers with the marker as a reference. A microstructure detection device characterized by that.
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