JP2982668B2 - 光記録媒体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板のグルーブ部
とその間のランド部にそれぞれ対応する領域間において
ランド部対応領域の膜厚が相対的に薄い干渉層又は記録
層を形成する光記録媒体の製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンパクトディスク（ＣＤ）やＣ
Ｄ−ＲＯＭ等に代表される光記録媒体は実用化の段階に
至り、磁気記録媒体を超越するほどの注目をあびながら
現在もその研究開発が盛んに行われている。特に最近の
傾向として、ＣＤとの互換性をもたせることがひとつの
大きなテーマとなっている。そのため、ＣＤ規格の条件
を満たすような光記録媒体やその記録方式等に関する各
種の研究開発が進められている。

【０００３】そして、ＣＤとの互換性をもつ光記録媒体
は、その互換性たせる観点からみた場合、例えば、現在
普及している一般のＣＤプレーヤーによる再生ができる
ことが重要な要件であり、しかもこの場合、一般のＣＤ
プレーヤーがトラッキング制御として「３ビーム方式」
を採用しているため、その３ビーム方式によるトラッキ
ング制御に対応できることが必要とされている。

【０００４】そこで、本出願人は、すでに情報の書き込
みが可能な反射率増加型の光記録媒体として３ビーム方
式によるトラッキング制御が可能な光記録媒体について
も提案を行っている（特開平７−７３５０４号公報）。
これは、光記録により反射率が増加する所謂「Ｌｏｗ
ｔｏ Ｈｉｇｈ」タイプの記録層を有する光記録媒体
は、一般に情報の書き込み（記録）は可能であるが３ビ
ーム方式によるトラッキング制御ができないため、干渉
層の厚さを基板のグルーブ部とランド部にそれぞれ対応
する領域間で適宜異らしめて形成することによりトラッ
キング制御を可能にしたものである。

【０００５】また、本発明者等は、その後も反射率増加
型光記録媒体の３ビーム方式によるトラッキング制御へ
の対応技術について種々研究を重ねた結果、干渉層のほ
かに記録層等の所定の光学的機能層における膜厚を基板
のグルーブ部とランド部にそれぞれ対応する領域間で適
宜異らしめること、詳しくは、ランド部に対応する領域
の膜厚をグルーブ部に対応する領域よりも薄くすること
により、上記の課題を解決し得ることを見出した。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明はこの
ような事情に鑑みなされたもので、基板におけるランド
部に対応する領域の膜厚がそのグルーブ部に対応する領
域よりも薄くなる光学的機能層（干渉層又は記録層）を
形成すべき光記録媒体をより簡便にかつ効率よく安定し
て製造することができる製造方法を提供することを目的
とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する、
請求項１に係る発明の製造方法は、グルーブ部が形成さ
れた基板上に、そのグルーブ部間のランド部に対応する
領域の膜厚がグルーブ部に対応する領域の膜厚よりも薄
い干渉層を積層形成する光記録媒体の製造方法であっ
て、上記干渉層は、基板上に干渉層形成用材料を成膜し
た後に、エッチングビームを成膜後の基板面に対して斜
め方向から入射させてグルーブ部に対応する領域に比べ
てランド部に対応する領域に多く照射することにより形
成することを特徴とするものである。

【０００８】また、請求項２に係る発明の製造方法は、
グルーブ部が形成された基板上に、そのグルーブ部間の
ランド部に対応する領域の膜厚がグルーブ部に対応する
領域の膜厚よりも薄い記録層を積層形成する光記録媒体
の製造方法であって、上記記録層は、基板上に記録層形
成用材料を成膜すると同時に、エッチングビームを成膜
中の基板面に対して斜め方向から入射させてグルーブ部
に対応する領域に比べてランド部に対応する領域に多く
照射することにより形成することを特徴とするものであ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明においては、そのいずれも
膜厚を異ならしめる手段として、エッチングビームを基
板面に対して斜め方向から入射させてエッチングを行
う、いわゆる「斜めエッチング方法」を採用している。
そして、そのエッチングビームを照射する手段として
は、例えばイオンビーム照射式や電子ビーム照射式等の
薄膜エッチング手段が用いることができる。

【００１０】基板のランド部に対応する領域の膜厚が基
板のグルーブ部に対応する領域の膜厚よりも薄い光学的
機能層、特に干渉層又は記録層を形成するに当たって
は、図１に示すように、グルーブ部１とその間のランド
部２を有する基板３の面とビーム式薄膜エッチング手段
によるエッチングビームＥＢの投射方向とが所定の角度
θをなすようにセッティングした後、その基板表面に対
して斜め方向からエッチングビームＥＢを照射し、もっ
て斜めエッチングを行う。この際、斜めエッチングは、
光学的機能層４として干渉層を形成する場合には基板３
上に干渉層形成用材料を成膜した後に行い、光学的機能
層４として記録層を形成する場合には基板３上に記録層
形成用材料を成膜すると同時に行う。

【００１１】これにより、エッチングビームＥＢは、特
にグルーブ部１に対応する領域にむけて投射される一部
がランド部によりその進路を遮断されてグルーブ部対応
領域に到達しない（或いは抑制される）ため、結果的
に、グルーブ部１に対応する領域に比べてランド部２に
対応する領域に多く照射されることになる。このため、
その成膜後又は成膜途上の光学的機能層４は、ランド部
２に対応する領域部分４ａでより多くのエッチングが実
行されることになり、最終的に、ランド部２に対応する
領域の膜厚ｄ₂がグルーブ部１に対応する領域の膜厚ｄ₁
よりも薄くなって形成される。

【００１２】例えば、斜めエッチングをイオンビーム式
エッチングにより行う場合には、図２に示すように、そ
のイオンビーム発生源１０から投射されるエッチングビ
ームＥＢの方向に対して基板３を所定の角度θだけ傾け
て設置し、その状態でエッチングビームＥＢを基板上に
照射することにより行う。また、この場合、図３に示す
ように、所定の開口部１１を有するスリット１２を使用
し、そのスリット１２によりエッチングビームＥＢの入
射方向を制御しながら、その開口部１１を通過する通過
する範囲のエッチングビームのみを基板３上に照射させ
ることも可能である。

【００１３】また、イオンビーム式エッチングを利用し
て円盤状の基板３を回転させながら斜めエッチングを行
う場合には、図４に示すように、矢印Ｂ方向に回転する
基板３を挟む位置に相対向するように２つのイオンビー
ム発生源１０ａ，１０ｂを設置し、各イオンビーム発生
源１０ａ，１０ｂによる２方向からのエッチングビーム
ＥＢ₁、ＥＢ₂の投射を行うことにより斜めエッチングを
行うことができる。この際、各イオンビーム発生源から
のエッチングビームＥＢ₁、ＥＢ₂の投射方向と基板３面
とのなす角度θは互いに同等であることが望ましい。か
かる角度θが互いに大幅に異なる場合は、成膜状態が回
転進行方向に対して左右非対称となり、それが原因でト
ラッキング制御やトラックカウントに支障が生じるおそ
れがある。

【００１４】この場合、その斜めエッチングは、大別す
ると次のような２つの状態で行われる。回転する基板３
がイオンビーム発生源１０に近接している際（Ｐ−Ｐ部
分）には（図４）、図５に示すように、イオンエッチン
グビームＥＢは主に基板３のランド部２上に照射され、
一方、回転する基板３がオンビーム発生源１０から離れ
ている際（Ｑ−Ｑ部分）には、イオンエッチングビーム
ＥＢはグルーブ部１とランド部２のいずれにもほぼ同量
照射される。そして、総合的には、エッチングビームＥ
Ｂはグルーブ部１に比べてランド部２に対応する領域上
により多く照射され、ランド部２に対応する領域にある
膜がより多くエッチングされる。

【００１５】また、この場合、必要に応じてイオンビー
ム発生源１０から離れる領域となる基板３とその発生源
１０との間にマスク部材１３を設置し（図４）、これに
より回転する基板３がイオンビーム発生源１０から離れ
ている際におけるエッチング、特にグルーブ部１に対応
する領域における膜へのエッチングを阻止して成膜度合
いを調整することができる。また、必要に応じて、上記
２つのイオンビーム発生源１０ａ，ｂに加えてさらに２
つのイオンビーム発生源を設置し、４方向からのエッチ
ングビームの照射を行うようにしてもよい。この場合に
おいても、必要により、各イオンビーム発生源間にマス
ク部材を適宜配置して成膜度合いの調整を行ってもよ
い。

【００１６】このような斜めエッチングにおけるエッチ
ングビームＥＢの投射方向と基板３面とがなす角度θ
は、凹部であるグルーブ部１にむけて投射されるエッチ
ングビームがランド部２により遮断されて当該グルーブ
部対応領域に到達しない（或いは抑制される）ような角
度に設定すればよい。望ましくは、その角度θは、ラン
ド部２により遮断されることによるエッチングビームの
グルーブ部対応領域底面への非到達面積がその底面全体
の半分以上となるような角度に設定する。この角度θを
上記の設定角度よりも大きくした場合には、グルーブ部
とランド部との間で成膜度合いに差をもたせることが困
難となるため、所望の膜厚差をもった層形成を行うこと
が難しくなる。

【００１７】そして、光学的機能層である干渉層や記録
層のグルーブ部対応領域における膜厚ｄ₁とランド部対
応領域における膜厚ｄ₂は、その記録後において記録を
行ったグルーブ部又はランド部の対応領域（トラック）
が「暗部」として認識され、その他方のランド部又はグ
ルーブ部の対応領域（トラック間）が「明部」として認
識されるという反射率特性が得られるような値にすれば
よい。このように設定することにより、光記録媒体は、
３ビーム方式のトラッキング制御における制御用メイン
ビームが「暗部」として認識される領域（トラック）に
引き込まれるように追従するため、３ビーム方式による
トラッキング制御が正常に行われる。

【００１８】また、光記録媒体のグルーブ部とランド部
に対応する領域間で反射光に位相差が生じるように上記
の膜厚ｄ₁、ｄ₂を設定した場合には、その反射光の位相
が進むグルーブ部又はランド部を記録領域としてのトラ
ックになるように設計すれば、３ビーム方式と同時にプ
ッシュプル方式のトラッキング制御にも適用可能な光記
録媒体とすることができる。

【００１９】さらに、製造すべき光記録媒体は、基本的
に、その媒体構造が基板上に保護層、記録層、干渉層、
反射層、表面保護層をこの順次に形成した積層構造から
なるものである。また、この媒体構造は上記の構成に限
られるものではなく、例えば、基板と保護層の間にさら
に保護層としての下地層を形成した構造のものであって
もよい。

【００２０】本発明のように、膜厚の異なる干渉層をそ
の成膜後に斜めエッチングを行うことにより製造するこ
とにより、基板やそれ以前に形成した層（記録層など）
への熱的ダメージを大幅に低減することができる。ま
た、ＳｉＮ等のような反応性の材料からなる干渉層を形
成する場合、その成膜と同時に斜めエッチングを行って
所定の膜厚からなる干渉層を形成しようとすると、その
材料による成膜がなされず、干渉層自体を形成すること
ができない。

【００２１】一方、膜厚の異なる記録層をその成膜と同
時に斜めエッチングを行うことにより製造することによ
り、効率のよい記録層形成が可能になることはもちろん
のこと、記録層形成用材料の下層との密着性を向上させ
ることができるとともにグルーブ部対応領域とランド部
対応領域との間で異なった膜厚をより正確に形成するこ
とができる。

【００２２】

【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。

【００２３】実施例１ この実施例では、図７に示すような媒体構造からなる光
記録媒体を製造した。すなわち、深さ２００ｎｍのグル
ーブ部１を形成したポリカーボネート製の円盤状基板
（屈折率１．５８）３上に、ＳｉＯ₂からなる厚さ８０
ｎｍの下地層５、ＳｂＯｘからなる厚さ４０ｎｍの記録
層６、ＳｉＮからなるグルーブ部厚さｄ₁が１５０ｎ
ｍ、ランド部厚さｄ₂が２４０ｎｍの干渉層（屈折率
２．０、消衰係数０）７、Ａｌ−Ｔｉからなる厚さ６０
ｎｍの反射層８、及び、紫外線効果性樹脂からなる表面
平滑な表面保護層９をこの順に積層して光記録媒体とし
た。この光記録媒体は反射率増加型のものであり、しか
もランド部に対応する記録層領域を記録のためのトラッ
クとして使用するタイプのものである。

【００２４】そして、この光記録媒体の製造に際して
は、干渉層７を下記のような斜めエッチング方法を利用
した方法により形成した。干渉層７以外の下地層５と反
射層８についてはＲＦスパッタリング法により、記録層
６についてはイオンプレーティング法により、表面保護
層９についてはスピンコーティング法によりそれぞれ形
成した。

【００２５】すなわち、干渉層７は、通常のＲＦスパッ
タリング装置により基板３（具体的には記録層６）の全
面に均一な膜厚で干渉膜を成膜した後、以下のように構
成した斜めエッチング装置を用いて形成した。図８は、
その斜めエッチング装置の構成を概略的に示すものであ
る。図８において、符号２０はチャンバー、２１は基板
３を回転可能に保持しつつ矢印Ｓ方向にチャンバー２０
内を搬送させる基板搬送用ホルダー、２２はチャンバー
２０内の搬送路に沿って配設されたマスク板、１０はイ
オンビーム発生源である。この斜めエッチング装置はイ
ンライン型のものであり、この斜めエッチング装置の前
後には、下地層、記録層、干渉膜等を形成するための別
のチャーバーが連続的に接続されている。

【００２６】まず、前工程にて記録層６上に全面均一な
膜厚の干渉膜が形成された基板３は、基板搬送用ホルダ
２１により自転しながらチャンバー２０内の中央を矢印
Ｓ方向に搬送され、その搬送路の両側に配置されたイオ
ンビーム発生源１０にて斜め方向からイオンエッチング
ビームＥＢが照射される。このときエッチングビームＥ
Ｂの投射方向と基板３面とのなす角度θはほぼ１０°に
なるように設定されている。しかも、エッチングビーム
ＥＢはマスク板２２により照射時の発散等が抑制され
る。また、このときのエッチングレートは、基板の搬送
速度やイオンビームの加速電圧等の条件を適宜設定する
ことにより調整される。

【００２７】このような斜めエッチングが行われるチャ
ンバー２０内を搬送させることにより、前記したように
グルーブ部対応領域の厚さｄ₁が１５０ｎｍ、ランド部
対応領域の厚さｄ₂が２４０ｎｍの干渉層７が形成され
た（図７）。この際、干渉層７の各膜厚ｄ₁、ｄ₂は、イ
オンビームの加速電圧を４００Ｖ、３Ａのように調整す
ることにより所定の膜厚比になるようにした。

【００２８】以上のようにして製造された光記録媒体の
反射率を測定したところ、そのトラックとなるランド部
対応領域の反射率は３０％以下であり、そのトラック間
となるグルーブ部対応領域の反射率は６０％以上であっ
た。そして、この光記録媒体はプッシュプル式トラッキ
ング制御を採用したＣＤ記録装置による記録が可能であ
り、しかも、その記録後の光記録媒体は３ビーム式トラ
ッキング制御を採用したＣＤプレーヤーによる再生が可
能であった。

【００２９】また、このように製造したことにより、基
板や記録層は製造プロセスにおいて熱的ダメージを受け
ることはなく、そのため、Ｃ／Ｎ比やジッター等の特性
が良好であった。また、この干渉層７は反応性の材料に
て形成したが、その斜めエッチングプロセスにおいてそ
の材料組成や性質に何ら支障は生じなかった。特に、反
応性材料による干渉膜を先に成膜してしまうため、その
成膜工程でのＮ₂やＯ₂等の（エッチングビーム照射によ
る）解脱が少なく、干渉層の組成が安定し、結果として
所望の光学的特性を安定して得ることが可能となる。

【００３０】実施例２ この実施例では、図９に示すような媒体構造からなる光
記録媒体を製造した。すなわち、深さ１３０ｎｍのグル
ーブ部１を形成したポリカーボネート製の円盤状基板
（屈折率１．５８）３上に、ＳｉＯ₂からなる厚さ８０
ｎｍの下地層５、ＳｂＯｘからなるグルーブ部厚さｄ₁
が５０ｎｍ、ランド部厚さｄ₂が０ｎｍの記録層６、Ｓ
ｉＯ₂からなる厚さ６０ｎｍの干渉層（屈折率１．４
５、消衰係数０）７、Ａｌ−Ｔｉからなる厚さ６０ｎｍ
の反射層８、及び、紫外線効果性樹脂からなる表面平滑
な表面保護層９をこの順に積層して光記録媒体とした。
この光記録媒体は反射率増加型のものであり、しかもラ
ンド部に対応する記録層領域を記録のためのトラックと
して使用するタイプのものである。

【００３１】そして、この光記録媒体の製造に際して
は、記録層６を下記のような斜めエッチング方法を利用
した方法により形成した。記録層６以外の下地層５と干
渉層７と反射層８についてはＲＦスパッタリング法によ
り、表面保護層９についてはスピンコーティング法によ
りそれぞれ形成した。

【００３２】すなわち、記録層６は、以下のように構成
したスパッタリング装置により基板３（具体的には下地
層５）上に記録層形成材料を成膜すると同時に、斜め方
向からエッチングビームを照射して斜めエッチングを行
うことにより形成した。図１０は、斜めエッチング装置
を兼ねたスパッタリング装置の構成を概略的に示すもの
である。図１０において、符号２０はチャンバー、２１
は基板３を回転可能に保持しつつ矢印Ｓ方向にチャンバ
ー２０内を搬送させる基板搬送用ホルダー、２３はチャ
ンバー２０内の基板搬送用ホルダー２１の直下側位置に
配設されたスパッタリング用のターゲット（Ｓｂ）、１
０はイオンビーム発生源である。この斜めエッチング装
置を兼ねたスパッタリング装置はインライン型のもので
あり、このスパッタリング装置の前後には、下地層、干
渉層等を形成するための別のチャーバーが連続的に接続
されている。

【００３３】まず、前工程にて下地層５がすでに形成さ
れた基板３は、基板搬送用ホルダ２１により自転しなが
らチャンバー２０内の中央を矢印Ｓ方向に搬送され、基
板３の直下方向からスパッタ粒子であるＳｂＯｘが投射
されると同時に、その搬送路の両側に配置されたイオン
ビーム発生源１０にて斜め方向からイオンエッチングビ
ームＥＢが照射される。このときエッチングビームＥＢ
の投射方向と基板３面とのなす角度θはほぼ１０°にな
るように設定されている。また、このときのエッチング
レートは、基板の搬送速度やイオンビームの加速電圧等
の条件を適宜設定することにより調整される。

【００３４】このようなスパッタリングと斜めエッチン
グとが同時に行われるチャンバー２０内を搬送させるこ
とにより、前記したようにグルーブ部対応領域の厚さｄ
₁が５０ｎｍ、ランド部対応領域の厚さｄ₂が０ｎｍの記
録層６が形成された（図９）。この際、記録層６の各膜
厚ｄ₁、ｄ₂は、イオンビームの加速電圧とスパッタレー
トを制御するメインビームの加速電圧を次のように調整
することにより、所定の膜厚比になるようにした。すな
わち、ランド部上のスパッタ粒子の体積速度がゼロにな
るようにするとともに、グルーブ部上のスパッタ粒子の
体積速度が１００ｎｍ／ｍｉｎとなるようにした。これ
により、ランド部対応領域には全く記録層を形成しない
ようにした。

【００３５】以上のようにして製造された光記録媒体の
反射率を測定したところ、そのトラックとなるランド部
対応領域の反射率は３０％以下であり、そのトラック間
となるグルーブ部対応領域の反射率は６０％以上であっ
た。また、その光記録媒体のトラッククロス信号につい
て調べたところ、書き込み前はプッシュプル式トラッキ
ング制御を採用したＣＤ記録装置に適合する極性の信号
が得られ、また、書き込み後は３ビーム式トラッキング
制御を採用したＣＤプレーヤーに適合する極性の信号が
得られた。そして、実際に、この光記録媒体はプッシュ
プル式トラッキング制御を採用したＣＤ記録装置による
ＥＦＭ信号の記録と、３ビーム式トラッキング制御を採
用したＣＤプレーヤーによる再生を行ったところ、その
記録と再生はいずれも正常に行うことが可能であった。

【００３６】また、このように製造したことにより、記
録層は下地層５上に強固に密着した状態で成膜すること
ができた。また、得られた記録層は表面状態が良好であ
り、安定した記録マーク形状を得られるものであった。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の製造方法
によれば、成膜した後（或いは成膜と同時に）斜めエッ
チング法を行うことにより、基板のランド部に対応する
領域の膜厚がそのグルーブ部に対応する領域の膜厚より
も薄い干渉層（記録層）を簡便にかつ効率よく安定して
製造することができる。

【００３８】そして、このような膜厚条件からなる干渉
層又は記録層が形成された光記録媒体は、反射率増加型
の光記録媒体として構成した場合であっても、３ビーム
方式によるトラッキング制御に適用可能なものとなる。
従って、本発明によれば、３ビーム方式によるトラッキ
ング制御に適用可能な反射率増加型の光記録媒体を容易
に生産することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の製造方法における成膜状態と斜めエ
ッチング状態を概念的に示す説明図である。

【図２】 斜めエッチング方法の一実施形態を示す要部
概念図である。

【図３】 斜めエッチング方法の他の実施形態を示す要
部概念図である。

【図４】 斜めエッチング方法の他の実施形態を示す要
部概念図である。

【図５】 図４のＰ−Ｐ線に沿う断面図である。

【図６】 図４のＱ−Ｑ線に沿う断面図である。

【図７】 実施例１で製造した光記録媒体を示す要部断
面図である。

【図８】 実施例１で使用した製造装置の構成を概略的
に示す平面説明図である。

【図９】 実施例２で製造した光記録媒体を示す要部断
面図である。

【図１０】 実施例２で使用した製造装置の構成を概略
的に示す平面説明図である。

【符号の説明】

１…グルーブ部、２…ランド部、３…基板、６…記録
層、７…干渉層、ｄ₁…グルーブ部に対応する領域の膜
厚、ｄ₂…ランド部に対応する領域の膜厚、ＥＢ…エッ
チングビーム。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 グルーブ部が形成された基板上に、その
   グルーブ部間のランド部に対応する領域の膜厚がグルー
   ブ部に対応する領域の膜厚よりも薄い干渉層を積層形成
   する光記録媒体の製造方法であって、 上記干渉層は、基板上に干渉層形成用材料を成膜した後
   に、エッチングビームを成膜後の基板面に対して斜め方
   向から入射させてグルーブ部に対応する領域に比べてラ
   ンド部に対応する領域に多く照射することにより形成す
   ることを特徴とする光記録媒体の製造方法。
2. 【請求項２】 グルーブ部が形成された基板上に、その
   グルーブ部間のランド部に対応する領域の膜厚がグルー
   ブ部に対応する領域の膜厚よりも薄い記録層を積層形成
   する光記録媒体の製造方法であって、 上記記録層は、基板上に記録層形成用材料を成膜すると
   同時に、エッチングビームを成膜中の基板面に対して斜
   め方向から入射させてグルーブ部に対応する領域に比べ
   てランド部に対応する領域に多く照射することにより形
   成することを特徴とする光記録媒体の製造方法。