JPS6098535A - 光記録担体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は凹凸レリーフパターンを得ることが可能な光記
録担体、特にガラスマヌター原盤製作用として適切な光
記録担体およびその製造方法に関するものである。

従来例の構成とその問題点 ディスクシステムとして、ビデオディスク、コンパクト
ディスクおよびり、Ｒ，人、Ｗ、（ｄｉｒｅｃｔｒｅａ
ｄ　ａｆｔｅｒ　ｗｒｉｔｅ　）システムなどがあげら
れる。これ等のディスクシステムに用いられるディヌク
担体は、インジェクション等のレプリカ工程を用いるこ
とにより、１スタンパ−から−多量の複製レプリカティ
スフとして容易に作製される。

ビデオディスク、コンパクトディスクの場合はビデオ、
ディジタル信号が記録された原盤より作成された複製レ
プリカに人β等の反射膜を付着させ完成ディスクとなる
。一方、Ｄ、Ｒ，Ａ、Ｗ、システムに使用されるガラス
マスター原盤の場合、第１図に示すごとく通常アドレス
を表示するアドレス信号部１と、記録材に信号を安定に
記録する為に必要なり、Ｒ，人、Ｗ、用の空溝２とが形
成されている。

この原盤より作成された複製レプリカ上にＴｅ　０ｘ（
０＜Ｘ＜２）、ＴｅＣ−ＴｂＦｅ等の光記録材が蒸着又
はスパッターで付着されて光記録用ディスクとなる。実
際の使用に当っては空溝２上の光記録材に信号が記録さ
れる。３はセンター穴である。第２図は第１図のＩ　−
Ｉ’線部分の断面図である凸本発明者らは種々の検討を
加えた結果、複製ディスクの欠陥〔以下ドロップアウト
（Ｄ、０．）と記す〕によるエラーレートは大部分スタ
ンパ−ときわめて相関が高いという結論を得ており、良
質のスタンパ−を得るために特にり、０．の少ないガラ
ス原盤マスターを製作することがきわめて重要となって
いる。現在いずれのディスクシステムの場合でも、ディ
スク用スタンパ−は第３図に示される工程によって作製
される。まず、よく洗浄されたガラス原盤５（第２図に
示す）上にホトレジスト４をたとえばスピンコードとし
、このホトレジストに感光するレーザー光（４６００八
以下の短波長光）を微少スポットに絞ぼり込みホトレジ
スト４に照射し、この原盤を９００〜１８００　ｒｐｍ
で回転させながらスポット光を照射し一外周もしくは内
周へとスポット光、又はガラス原盤６を送ることにより
照射光の０Ｎ−ＯＦＦに従ってホトレジスト４上に信号
が露光され記録される。この後、この記録済ガラス原盤
へ、現像液がかけられ、これにより現像がおこなわれホ
トレジスト４に凹凸のレリーフパターンが得られる。

とのガラスマスター原盤はつぎのメッキ工程に送られ、
Ｎｉメツキスタンバー（以後単にスタンパ−と記す。）
が製作され、このスタンパ−よりディスクが複製される
。

このようにディスクシステムは、多量複製の可能な工程
を有することがソフト入りテープの複製が比較的困難な
ビデオテープレコーダー等のシ、ステムと比較し、一つ
の大きな長所である。

しかしながらディスクシステムで使用されるディスクに
は比較的多量の各種欠陥が存在し、エラレートで表示し
た場合一般的に１０−５〜１ｏ−４程度である。このよ
うにり、０．が現状の場合ディスク内に比較的多いので
、特にＤ　、Ｒ、Ａ　、Ｗ、システムの場合その用途が
非常に限定されたものとなっている。すなわち、現状で
は一比較的エラーレートの要求がきびしくない、映像信
号用の用途もしくは文書ファイル程度の応用に限られて
おり、計算機メモリー等エラーレートの良いものが望ま
れるシステムには使用できない。

一方、ビデオ−コンパクト両システムの場合でも、ディ
スクのり、０．が低下すれば、全ディスク工程の歩留ま
り等が当然良くなる。

さてこの工程中、特にり、０．増加に関係する工程はレ
ジヌトの塗布工程と現像工程だと結論づけられる。両工
程共、湿式１程であるので洗浄水質及び周囲の環境に敏
感に影響される。また、ホトレジストの膜は弱く十分な
洗浄がおこなうことが困難であるので、従来からこの工
程を水を使用せず比較的周囲の環境に影響されにくいド
ライ工程に変えることにより、ガラスマスターｉ盤（７
）　Ｄ、（ｊを低下させることが強く望まれていた。こ
の工程のドライ化の一方法として、Ｔｅを炭化水素雰囲
気中でスパッターすることによってガラス原盤」二に形
成されたＴｅＣ薄膜にレーザー光線で記録をおこない、
この時熱作用によりＣＨ４ガスが発生し、このガスが膜
中に閉じ込められることを利用して、現像工程なしに凹
凸状の信号レリーフパターンを持つガラス原盤マスター
を製作する方法が発表されている（昭和５８年度電子通
信学会総合全国犬会１２１３，１２１４．１２１５）凸
しかしこの方法では特に深い凹凸（６００八以上）溝は
得に〈（、Ｄ、ＩｊｊＶｊ用トラッキング溝として最適
な８００人程鹿の溝深さの凹凸パターンですら容易に製
作することが出来ない。

他の方法としては一金属もしくはアモルファス記録材を
直接基盤上に所要の厚さだけ付着させ、これに記録スポ
ット光を照射することにより、熱作用の昇華性を利用し
、これ等の記録膜に直接信号凹凸パターンを形成する方
法が試みられている。

しかしこの場合−厚い記録膜に、直接信号穴を作成する
ことになるので、記録光パワーは５　Ｊ／ａｆ程度の・
・イパワーが必要とされる一方、第４図ａに示すごとく
、記録膜厚が厚い場合熱の拡散がおこシ完全な昇華記録
が出来ないから信号穴１４はきわめて不良なエッヂＴを
持つのでガラスマスター原盤用ビット信号穴としては１
つたく不適当であった。

発明の目的 本発明は以上の欠点を克服する為になされたものであシ
、すべての工程もしくは現像工程が乾式でなされるので
原盤製作時のり、０．をいちぢるしく低減化することが
可能であり、さらに小さな記録光パワーでも信号が記録
される光記録担体を提供せんとするものである。

発明の構成 本発明は、基盤上に第１の薄膜層があり、この上に熱昇
華材料からなる第２の薄膜層が存在する記録担体である
。そして、本発明の方法は、前記第２の薄膜層側から微
少に絞ぼられた光束を照射することにより、前記第２の
薄膜層に微少な信号を熱作用で開けた後、この第２の薄
膜層をマスクとしてプラズマエツチングをおこなうこと
により第１の薄膜層に凹凸レリーフ信号パターンを形成
することを特徴とする記録担体の製造方法である。

特に第１の薄膜層がカルコゲン系アモルファスであると
き第２の金属層としてλｇ、Ｃｕもしくはそれ等の化合
物を用い−この第２の薄膜層に信号穴を開けた後−５０
００Å以下の短波長光束を照射することにより、第２の
薄膜層のムｇ、Ｃｕもしくはそれ等の化合物のホトドー
ピングをおこした後、プラズマエッチすることによりカ
ルコゲン系アモルファスに凹凸レリーフ信号パターを形
成することも出来る。

実施例の説明 本発明による光記録担体の一実施例を第５図に示し、以
下この図によって詳細に説明する。

第５図ａは本発明にかかる記録担体に信号を記録する模
様を示す０５は基盤、６は第１の薄膜層、７は熱昇華性
材料からなる第２の薄膜層−８は記録信号ビット穴、９
は対物レンズ、１０はレーザ光束−１１は絞り込まれた
レーザ光束である。レーザー光束１０は対物レンズ９に
よって記録担体上の熱昇華性材料からなる第２の薄膜層
（以下単に昇華性薄膜層と記す）ＴＶｃｒｉｌ：＞込ま
れる。この昇華性薄膜層７は非常に薄くたとえば６００
Å以下の膜厚を有しているから、絞ぼり込まれたレーザ
光束１１によって容易に昇華され、前述された所要の厚
さの金属等を直接レーザー光で昇華させる場合と比較す
ると、第４図すに示されるごとく信号ビットの穴８は非
常にシャープでありかつ良好なエッチを有するものが形
成され、ピット巾１２、ビット信号長１３も正確なもの
が得られる。なお、基盤担体止の第１薄膜層６はこの熱
によって変形を受けない材料が望ましい。又昇華性薄膜
層７は必要記録光パワーの関点から出来るだけ融点が低
くかつビットエッヂがシャープなものが良い。例えばＡ
９又はＡｑ化合物、Ｃｕ又はＣＵ化合物、Ｔｅ又は’ｒ
ｅ化合物、ビスマス、１７等金属祠料−もしくはＡｓＳ
ｅ、５ｅＴｅ、５ｅＧｅ、ＴｅＯｘ、ＴｅＣ等カルコゲ
ンアモルファスが望ましい。一方、第１の薄膜層６は熱
伝導性が悪く、かつ昇華性薄膜層７と比較して特定プラ
ズマガス中におけるエツチング比（第１の薄膜層６：昇
華性薄膜層Ｔ）が大きいものが良い。

たとえば、プラズマエッチ用カスとしてｏ２カスを選択
した場合、第１の薄膜層６は有機材料（例えば、ｊＭ、
ｌｊＡ、テフロン等）が望ましく、昇華・柱層はいずれ
の材料でも有効である。また、第１の薄膜層６としてカ
ルコゲン系ガラスを用い、昇華性薄膜層７としては人ｑ
もしくは人ｑの化合物を用いた場合、プラズマガスとし
てＯＦ４が望ましく、又昇華性薄膜層７がＣｕ系金属の
場合はＣＦ４゜ＣＣｌＦ２等のガスを使用しエツチング
することが望ましい。いずれの場合の例でも十分なエツ
チング比（１ｏｏ：１）が得られる。

したがって第１の薄膜層６が１０００人程度であれば、
昇華性薄膜層了としては１００Ａもあれば十分である。

第５図すは上述したプラズマエツチングにより、昇華性
薄膜層７をマスクパターンとして第１の薄膜層６がエツ
チングされ結果的に必要とされる深さの信号凹凸パター
ン１４が得られた状態を示す。

ここで注意すべきことは十分な選択比が得られるような
条件で第１の薄膜層６のエツチングをおこなった場合、
必然的に等方エツチング的な傾向が強く現われることで
ある。したがって上述の条件下で第１の薄膜層６をエツ
チングする場合、結果的に望ましいトラック溝巾１２を
得る為には、穴８のピット巾１２はパターン１４のビッ
ト巾よりも第１の薄膜層６の膜厚の約２倍程度溝巾をせ
まくなるように形成することが望ましい。具体例として
溝巾０．８μｍ、深さ８００人の信号溝（ツクターン１
４）形状を持つガラスマスター原盤を製作する場合を考
える。

今、基盤５がガラス原盤であれば、ＳｉＯ□のエツチン
グレートは通常前記のいづれのエツチングガスを使用し
た場合でも、第１の薄膜層６のエツチング比に比較して
非常に小さいから無視することが出来る。

但し、ＯＦ４．ＣＣｌＦ２のガスを用いる場合、第１層
の材料と基板ガラスの材質との組み合わせによってはガ
ラス原盤がストップ層として有効でない。

例えばエツチングカスＯＦ４．第１層ＴｅＯｘの組み合
わせ等の場合がある。この場合、ガラス基盤のエツチン
グによって溝深さが変わらぬよう、エツチングストノブ
用金属層Ａβ、Ｏｒ、Ａｑ、Ｇｕ等をガラス基盤上に５
０八〜１０００八を刺着させたものを記録担体基盤とし
て使用するとよい。

さて、第１の薄膜層６を８００への厚みとし、金属薄膜
層７の厚みを７０八程度とし、記録レーザー光線で昇華
性薄膜層７に０．６μｍ巾の記録信号穴８を形成し−し
かるのちプラズマエッチを・施して前記所定のパターン
１４を形成でき、良好なビットエッヂを有するガラス原
盤マスターを製作することが出来る０この時、信号の長
手方向１３も当然ながらサイドエッチの影響を受けるが
、通常ＪＲ，Ａ、Ｗ、用ディスクに記録されているアド
レス信号は１μｍ以上であるのでこの影響は無視するこ
とが出来る。もし、１μｍ以下の信号長を記録する場合
には、光記録パワーを加減することにより巾１２と同時
に長手方向１３も小さくすることが可能であり、容易に
解決される問題である０しかるに、種々の問題からきわ
めて正確な信号形状が必要とされる場合がある。この時
には昇華性薄膜層７としてＡｑもしくはＡｑ化合物、Ｃ
ｕもしくはＣｕ化合物を使用し、第１の薄膜層６として
Ａｓ２Ｓ３．Ａｓ２Ｔｅ３．Ｔｅ０ｘ（０（ｘ＜２　）
Ｔｅａ。

５ｅＧｅ等カルコゲン系アモルファスを用いることが望
ましい。この場合−力ルコゲンアモルファスは一般に融
点が金属よりも低いので記録光束１１によりまずアモル
ファス薄膜層６の上層部が蒸気化し、７ｏ入程度のたと
えばＡｑ及びＡｑ化合膜をやぶって飛ぶ。したがってこ
の場合、前述の第１の薄膜層６が有機物場合よりも比較
的低い記録光束パワー（通常５０ｍＪ／ａｆ程度）で記
録でき、この記録パワーで前述の金属薄膜層７に微少信
号穴８を正確形成することが可能である。

この場合、熱反応が主であり、いわゆる畑波長光（５０
００Å以下）に対してＡｇ、Ｃｕ金属がカルコゲンアモ
ルファスに拡散するホトドーピング現像は照射される時
間が通常μＳ以下の長さであるので無視される。したが
って記録光源に対する波長制限は存在せずＡｑ等の金属
薄膜層にきれいな信号穴をあけることが出来る。

さらに、前述のとと〈〜プラズマエッチをおとなう前に
第６図に示すごとく５０ｏ○Å以下の短波長光束１５（
例えばＵＪ、ランプ３８００人波長）をレンズ１６で形
成された平行性の良好な光束１７下でゆっくりとした回
転を記録担体に与えながら露光をおこなうとよい。この
とき通常露光時間としては２分程度となるようにし、露
光パワーはｔｓＪ／ａｒＰとなるように設定する。この
ような工程を加えることにより表面上のｉｇ薄膜７はカ
ルコゲンアモルファス６内にドーピングされるホトドー
ピング現像が生じる。すなわちパターン１４以外では薄
膜６中にＡｑがドーピングされる。この後前述と同様に
ＣＦ４．ガス雰囲気中でプラズマエツチングをおこなっ
てパターン１４を形成すると、サイドエッチは完全に無
視することが可能で、良いピント形状のパターン１４が
得られる。

さて、本発明にかかる光記録担体は、すべて同一のスパ
ッターもしくは蒸着装置で基盤担体上に付着可能である
。−例として第１の薄膜層６がカルコゲン系アモルファ
スである場合、まず基盤５を蒸着装置のペルジャー内に
設置し、真空となった時−ＩＸ１ヒーターによりカルコ
ゲン系アモルファスを必要な厚みに蒸着し、続いて第２
のボートでＡｑ等の金属を必要な厚さだけ蒸着して第２
の薄膜層７を形成することが出来る。このように、すべ
ての膜の作成が真空中でおこなわれるので、光記録担体
自身のり、０．を急激に低減させることが出来る。又、
現像工程に相当するプラズマエッチも低圧化でおこなわ
れるので第１図に示したガラスマスター原盤作成は本発
明の適用によりすべてがドライ化可能となる。

一方、第１の薄膜層６が有機物である場合テフロン等ハ
スバッターで、又一部のものはスピンナーコートで塗布
が可能である。このスピンコードの場合すべてがドライ
化はされないが少なくとも現像工程はドライ化が図られ
る。

上述のようにガラス基盤担体５と第１の薄膜層６とのエ
ッチレートは１：１００以上を得ることが出来るので、
プラズマエッチに対する条件制限（時間、高周波パワー
、装置）は十分ゆるやかであり、エツチングむらはほと
んど観測されていない。（尚本発明におけるプラズマエ
ツチングには当然リアクティブイオンエソチングヲ含ｔ
ｒｎ　）次に本発明を用いた具体例を示す。

具体例１ ○記録担体 金属膜７　：　Ａ（Ｊ膜、１００八膜厚、蒸着形式。

第１の薄膜６：テフロン、８００人、スパッター形式。

基盤５：ＢＫ７ガラス。

○記録光パワー＝５ｍＪ／ＣＥ！。

○エソチングガス二〇□ ○エツチング時間：１分（４０ＯＷ高周波入カ時）。

具体例２ ０記録担体 金属膜７：Ａｇ膜、１００人、蒸着形成。

第１の薄膜６　：　ｊ、Ｍ、Ｍ、Ａ、　、　８００人、
スピンコード又はプラズマ重合法 形成。

基盤５：ＢＫ７ガラス。

○記録光パワー：　５ｍＪ／ｎｃ＋ ○エツチングガス＝０２（ ○エツチング時間：１分（４００Ｗ高周波入方時）。

具体例３ 金属膜γ：Ａｑ膜、５０人、蒸着形成。

第１の薄膜ｅ　：　Ａｓ２Ｓ３．ｓｏｏ人、蒸着形成。

基盤５：ＢＫ７　ガラス。

○記録光パワー：　３０　ｍＪ／ＣＸＰｒ＋○Ｕ、Ｖ、
光１７照射時間：２分。

光パワーニー５Ｊ／ａｆ０ ０エノチングガス二ＣＦ４゜ エツチング時間＝１分（４００Ｗ高周波入力時）。

また、基盤担体は当初からガラス基盤６として舌しを進
めて来だが、その他のものでもプラズマニッチレートが
第１の薄膜層６に比較して少なけ吃ば本発明の構成材料
として十分使用可能である。

牝とえはアクリルだけの基盤６を用いると、０２プラズ
マによってエツチングされてし捷う。そこで走盤５とし
てアクリル基板の上にストッパーｎＪ制（Ｓｉｎ２　：
金属等）をうす〈蒸着したもの（例えｆＡｌ等の金属９
人βの厚さは問題でない。）を置板担体として利用する
と、エツチングはストソ′々−材料層で止まるので、こ
のような構成のものの金属層を形成したものを基盤５と
して用いると、光透過性をも有する第１の薄膜層（例え
ばＰ、）ｊＭ。

人９等）を適当な厚み（たとえば記録用レーザー光束１
００波長のＶ４）に選ぶと、昇華性層３への記録パワー
が低下するので−そうの長所が現われるＯ 発明の効果 本発明のような２層薄膜構造を有する記録担体原盤を作
成することにより、Ｄ、０．は１０〜１０−７に低減さ
れると共に、記録光パワーは従来と同程度であり、用途
により種々の特徴を持つ記録担体を構成することが出来
、又、エツチング条件もきわめてゆるやかなものとする
ことが可能となった。

なお、本発明は原盤の作成に限らず、種々な光記録担体
の製造に用いることができる０

【図面の簡単な説明】

第１図はり、Ｒ，人、Ｗ、用ガラスマスター原盤の上面
図、第２図は第１図のＩ−Ｉ’線断面図、第３図は従来
のスタンバ−製作工程図、第４図ａ、ｂは記録層が厚い
従来の場合と本発明を用いた場合のビット形状の平面図
、第５図ａ、ｂは本発明の一実施例の光記録担体の製造
工程図、第６図は短波長光源下で記録済光記録担体を回
転させホトドーピング行う本発明の他の実施例の工程断
面図である０ １・・・・・・アドレス信号部、２・・・・・・空溝、
５・・・・・・基盤担体、６・・・・・・第１の薄膜層
、７・・・・・・昇華月相からなる第２の薄膜層、８・
・・・・・記録信号ビット穴、１Ｑ・・・・・・レーザ
ー光束、１１・・・・・・絞り込まれたレーザー光束、
１２・・・・・ピット巾、１３・・・・・・ビット信号
長−１４・・・・・・パターン、１５・・・・・・Ｕ、
Ｖ、ランプ、１７・・・・・・平行光束。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 第３図 第４図 （ＯＪ）（ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）基盤上に、第１の薄膜層が形成され、この第１の
   薄膜層上に熱昇華性材料からなる第２の薄膜層が形成さ
   れ、前記第１および第２の薄膜層に凹凸レリーフ信号パ
   ターンが形成されてなることを特徴とする光記録担体。 （２）基盤がガラス材料からなることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の光記録担体〇（３）第１の薄
   膜層はカルコゲン系アモルファスからなり、第２の薄膜
   層はｋｑもしくはＣｕ単体　３金属もしくは前記金属の
   化合物よりなることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の光記録担体。 （４）基盤上に第１の薄膜層を設け、この上に熱昇華性
   材料からなる第２の薄膜層を設け、前記第２の薄膜層に
   微少に絞はられだ光束を照射することにより、前記第２
   の薄膜層に微少な信号穴を開けた後、プラズマエツチン
   グを行うことにより前記第１の薄膜層に信号穴を形成し
   、凹凸レリーフ信号パターンを形成することを特徴とす
   る光記録担体製造方法０ （５）第１の薄膜層としてカルコゲン系アモルファスを
   用い、第２の薄膜層としてＡｑもしくはＣｕ単体−もし
   くは前記金属の化合物を用い、前記第２の薄膜層に微少
   な信号穴を開けた後、５０００Å以下の短波長光束を記
   録担体に照射し、その後プラズマエツチングを行うこと
   を特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の光記録担体
   製造方法。