JP2009259368A - 光ディスク製造方法、ディスク原盤製造方法、光ディスク - Google Patents

Abstract

【課題】反射膜厚変動が生じても信号特性の劣化の少ない光ディスクの実現。
【解決手段】原盤形成基板上に、記録レーザ波長の１７％未満の厚さの蓄熱層を形成し、さらに無機レジスト層を形成して露光前のディスク原盤を生成する。次にディスク原盤の無機レジスト層に対して、記録レーザ光照射によりピット及びスペースから成る記録信号パターンの露光を行い、露光後に現像処理を行ってピット及びスペースによるピット列形状が形成されたディスク原盤を生成する。そしてピット列形状が形成されたディスク原盤を用いて、ピット列形状が転写されたスタンパを製造する。そしてスタンパのピット列形状が転写され、かつピット列形状に対して銀もしくは銀合金による反射膜が形成された記録層を含む所定の層構造を有する光ディスクを製造する。この光ディスク（図２（ｂ））は、長ピットの深さが侵入光波長（λ／ｎ）の２０％以下とされ、また最短ピットとの深さの差は、侵入光波長の１／３０以下とされている。
【選択図】図２

Description

本発明は、高密度光ディスクの製造に好適な光ディスク製造方法、ディスク原盤製造方法に関し、また製造される光ディスクに関する。

特開２００３−３１５９８８号公報

近年、光ディスクの高密度化が進み、例えば高密度光ディスクとしてブルーレイディスク（Blu-ray Disc：登録商標）が普及しつつある。
既に広く普及しているＤＶＤ（Digital Versatile Disc）が、１枚（１記録層）の記録容量が４．７ＧＢ（Giga Byte）であったところ、ブルーレイディスクではその記録容量が２５ＧＢと大きく増大している。
このような高密度化は、ディスク原盤のマスタリング工程において、ピットパターンを微細化することで可能になっている。

従来のＤＶＤまでのマスタリングプロセスでは、レーザ露光された有機レジストがフォトンモードによって感光されていた。
フォトンモードによる記録領域は露光スポット径に比例し、およそスポット径半値幅に等しい解像度となる。露光スポット径φはレーザー波長λ、レンズの開口数ＮＡを用いてφ=１．２２×λ／ＮＡで表される。

それに対して、ブルーレイディスクのマスタリング工程においては、大幅に解像度を向上できる、無機材料を用いたレジストによってカッティングを行っている。
以降、無機材料を用いたレジストを無機レジストと呼ぶ。
上記特許文献１には、無機レジストを用いたマスタリング工程に関する技術が開示されている。

無機レジストはヒートモードによって感光する。ヒートモードとは露光スポット中心近傍の高温部のみが記録に寄与しており、これによって加工パターンを微細化することができる。このヒートモードプロセスではＤＵＶ（Deep ultraviolet）波長のレーザを用いる必要がなく、青色半導体レーザで十分な解像度を得ることができる。むしろ、半導体レーザはＧＨｚオーダーの高速変調が可能であるため、相変化ディスクや光磁気ディスクへの信号記録に用いられるライトストラテジーの導入によってピット形状を細かく制御できるので、より良好な信号特性を得ることができる。
このライトストラテジーとは１つのピットを高速のマルチパルスで記録するというものであり、それぞれのパルス幅、強度、パルス間隔の調整により、最適化を図ることができる。さらに、この無機レジストは被露光部が従来、用いられてきたアルカリ現像によって溶解するため、プロセスが複雑化することはない。

光ディスクの品質評価の手法の１つとして、再生信号評価が知られている。
一般的に光ディスクの再生は半導体レーザ光をディスクに照射し、その戻り光を検出する方式を取っている。信号特性は記録されたデジタル信号が正確に再生することで評価される。
記録容量が２５ＧＢである再生専用型（エンボスピットが形成されるＲＯＭタイプ）のブルーレイディスクは、再生時、線速度４．９２ｍ／ｓで回転し、１クロック周期は１５．１５ｎｓと規定されており、２Ｔ〜８Ｔ（３０．３０ｎｓ〜１２１．２０ｎｓ）のピットとスペースで成り立っている（Ｔはチャネルクロック周期）。

図８に、アナログオシロスコープ上の再生波形（いわゆるアイパターン）を示す。
再生専用型光ディスクでは、ピット及びスペースによる凹凸の間隔が小さいほど回折効果を受けるためＭＴＦが小さくなり、その変調度は減少する。そのため２T信号の振幅は最も小さくなる。
なお、図８において「Ｉ８Ｈ」は８Ｔパターンのピークレベル、「Ｉ２Ｈ」は２Ｔパターンのピークレベル、「Ｉ２Ｌ」は２Ｔパターンのボトムレベル、「Ｉ８Ｌ」は８Ｔパターンのボトムレベルである。
実際の再生装置ではアナログ信号として検出される波形を非線形イコライザで増幅してピット長に依存する振幅差を補正し、振幅中心近傍の特定電圧レベルでスレッショルドを設け、０と１に二値化する。

信号評価の指標として主に、ジッター、アシンメトリ、モジュレーションが挙げられる。
ジッターは規定クロックからのズレを標準偏差σと１Ｔと用いて、σ／Ｔで表される。
このジッターの値が大きいほど再生信号は劣化していると言える。記録層が１層の再生専用型ブルーレイディスクでは、規格ではジッターは６．５％以下と規定されているが、もちろん低ければ低いほど良い。

アシンメトリは、
｛（Ｉ８Ｈ＋Ｉ８Ｌ）−（Ｉ２Ｈ＋Ｉ２Ｌ）｝／｛２（Ｉ８Ｈ−Ｉ８Ｌ）｝
で表され、８Ｔ信号と２Ｔ信号の中心軸のズレを意味している。このアシンメトリは二値化のスレッショルドを決める上で重要になる指標である。ブルーレイディスクの規格では−１０〜１５％と定められているが、通常０〜１０％程度が望ましい。

モジュレーション（変調度）は（Ｉ８Ｈ−Ｉ８Ｌ）／（Ｉ８Ｈ）で表される。これは８Ｔ振幅の大きさであり、８Ｔピットの深さに依存する指標である。この値が大きいほど、Ｃ／Ｎ比がよくなると言える。

ブルーレイディスクの製造工程としては、上記のように無機レジストを用いたマスタリングを行ってディスク原盤を製造し、ディスク原盤からピットパターン（ピット及びスペースから成る記録信号パターン）を転写したスタンパを作成する。
そしてスタンパを用いて、光ディスクの大量生産を行う。
図９に光ディスクの層構造を模式的に示すが、大量生産工程では、例えばスタンパを金型内に配置して行う射出成形により、ピットパターンとしての凹凸のピット列形状２０１が転写されたポリカーボネート等によるディスク基板（プラスチック転写基盤）２００を成形する。そしてピットパターン２０１上に反射膜２０２を成膜し、記録層とする。さらに記録層上（レーザ光の入射面側）にカバー層２０３を形成して光ディスクを製造する。

このような大量生産の光ディスク製造においては、ディスク基板への大量転写からカバー層貼り付けまでの後プロセスは完全に自動化されており、そこには大量生産では避けられない統計的揺らぎが生じる。
現在、反射膜には反射率の制御が比較的容易で、青波長での吸収が低いため２層ディスクに対応出来るＡｇ合金が用いられており、戻り光量や腐食対策の観点から膜厚３５ｎｍ以上を必要とする。しかし、この反射膜成膜にも揺らぎが存在し、再生信号特性は大きく影響されてしまう。

再生専用型ブルーレイディスクの再生機構はＣＤやＤＶＤのそれとは異なり、図９のようにカバー層２０３側からのレーザ光２５０の照射を行って反射光を検出しているため、戻り光量は反射膜２０２の形状に非常に敏感になる。これは膜厚変化による膜自体の光的特性（反射率、透過率）や膜によるピット形状の変化などがあるためである。
実際の製造では、反射膜厚が数ｎｍのオーダーで変化し、製造される光ディスクにおける反射膜の反射率は４５〜５５％の範囲で揺らいでしまうという現状がある。

上記のように、ディスク原盤を用いて製造されたスタンパから転写されるディスク基板２００のピット形状は、反射膜２０２の目標中心値の膜厚（例えば反射率４５％の膜厚）にしか最適化されておらず、このように反射膜厚が揺らぎ、製造される光ディスクごとの光学特性がさまざまに異なる状況下では、それらのジッタやアシンメトリ値といった再生信号特性が変動し、規格から外れてしまうことがある。

現在製造されている再生専用型ブルーレイディスクとして、Ａｇ合金の膜厚を広い範囲で振って成膜した際のジッタ、アシンメトリ、変調度それぞれの反射膜厚（反射率）依存性を図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す。
図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）は、それぞれ反射率を横軸とし、反射率が異なる多数の光ディスクにおいて、ジッター、アシンメトリ、変調度を測定した結果である。
これらの結果からわかるように、反射率４５％においては、ジッター５．３％、アシンメトリ９．７％と規格に則した値を得られている。ところが、反射率が６０％まで増加するとジッタ値が２％以上劣化しており、またアシンメトリも１２％まで上昇する等、反射膜厚変動がおきる製造においては生産性が悪化してしまうことがわかる。
これは変調度の変動から、８Ｔピットなどの長いピットが膜厚増加に伴い、何らかの影響を受けているためと考えられる。

以上述べたように、現在の再生専用型ブルーレイディスクの生産においては、Ａｇ合金反射膜の膜厚が製造誤差により、或いはターゲット交換等によって、各ディスク間で±５％程度変動した際に、再生信号特性がジッター劣化を伴う無視出来ない変化を生じ、生産性に影響を与えてしまうと、いう問題がある。
そこで本発明は、このような反射膜厚変動に対する信号特性の劣化を防止することを目的とする。

本発明の光ディスク製造方法は、原盤形成基板上に、記録レーザ波長の１７％未満の厚さの蓄熱層を形成し、さらに無機レジスト層を形成して露光前のディスク原盤を生成する第１ステップと、該ディスク原盤の無機レジスト層に対して、記録レーザ光照射によりピット及びスペースから成る記録信号パターンの露光を行う第２ステップと、上記露光後に現像処理を行ってピット及びスペースによるピット列形状が形成されたディスク原盤を生成する第３ステップと、上記ピット列形状が形成されたディスク原盤を用いて、上記ピット列形状が転写されたスタンパを製造する第４ステップと、上記スタンパのピット列形状が転写され、かつ上記ピット列形状に対して銀もしくは銀合金による反射膜が形成された記録層を含む所定の層構造を有する光ディスクを製造する第５ステップとを備える。
また、上記第５ステップでは、上記層構造として、少なくとも、上記反射膜が形成された上記記録層に対して、再生レーザ光の入射面側にカバー層を形成する。そして上記スタンパを用いて転写された上記ピット列形状のピットは、最短ピットの深さをｄｓ、所定長以上の長ピットの深さをｄｌ、上記カバー層の屈折率をｎ、再生レーザ光の波長をλとしたときに、ｄｌ≦０．２０（λ／ｎ）及びｄｌ−ｄｓ≦１／３０（λ／ｎ）を満たす形状とされる。

また、本発明のディスク製造方法は、上記の光ディスク製造方法における第１ステップから第３ステップによって成る。
また本発明の光ディスクは、ピット及びスペースによるピット列形状が形成されているとともに、銀もしくは銀合金による反射膜が形成された記録層と、上記反射膜が形成された上記記録層に対して、再生レーザ光の入射面側に形成されたカバー層とを有する。そして上記ピット列形状におけるピットは、
ｄｌ≦０．２０（λ／ｎ）及びｄｌ−ｄｓ≦１／３０（λ／ｎ）を満たす形状とされている。
また上記ピット列形状は、無機レジスト層に対して記録レーザ光照射によりピット及びスペースから成る記録信号パターンの露光を行い、さらに現像処理を行ってピット及びスペースによるピット列形状が形成されたディスク原盤を用いて、上記ピット列形状が転写されたスタンパを形成し、該スタンパを用いて転写されたものである。

ブルーレイディスクなどの高密度記録光ディスクでは、無機レジストを用いたリソグラフィ工程によりディスク原盤を製造する。
また本発明が想定する高密度記録光ディスクは、反射膜側から再生信号を読み取るディスクであり、再生光学系としてＮＡが高い（例えば０．７以上）の対物レンズを用いている。また光ディスクの反射膜としてはAg或いはAgを主体とした合金を使用する。
ここで、無機レジストを用いてディスク原盤を製造し、そのディスク原盤に形成されたピット列形状が、最終的に大量生産される光ディスク（再生専用型）の記録層に転写されるわけであるが、そのピット列形状としてピット長によって、深さの差が存在する。ブルーレイディスクの場合、２Ｔ〜８Ｔのピットが形成されるが、最短ピットである２Ｔが最も浅く、長ピットとして４Ｔ〜８Ｔがほぼ同じで最も深くなる傾向にある。

ここで本発明の発明者は、長ピットを浅くし（侵入光波長（λ／ｎ）の２０％以下）、最短ピット（例えば２Ｔピット）と深さ差を侵入光波長の１／３０以下にすることで、反射膜厚変動に対する信号特性の劣化を防止できることを究明した。また、このようなピット深さは、ディスク原盤の蓄熱層の厚みを調節することで実現する。

本発明により、以下の効果を得ることができる。
反射率変動に影響されにくい信号特性が得られるため、再生専用型ブルーレイディスク等の高密度光ディスクの生産性が向上される。
また反射膜厚ごとにピット形状を検討する必要がなくなる。これは多層ディスクに必要になる高反射率の第１記録層として用いる場合も、１層構造の再生専用型ブルーレイディスクと全く同じカッティング条件で用いることができることを意味している。
また本発明は、反射率依存性が大きく、信号特性が劣化してしまうマスタリングプロセスにおいて、蓄熱層や若干の記録パワー調節で容易に制御可能であるため、製造工程への導入が簡単であるという利点もある。

以下、本発明の実施の形態を、次の順序で説明する。
［１．ディスク製造工程］
［２．無機レジストを用いたマスタリング］
［３．製造される光ディスク］
［４．検証］

［１．ディスク製造工程］
まず図１の模式図を参照して、光ディスクの製造工程を述べる。
図１（ａ）はディスク原盤を構成する原盤形成基板１００を示している。原盤形成基板１００としては、例えばシリコンウェハ、石英等が用いられる。
この原盤形成基板１００上に、スパッタリング法により図１（ｂ）のように、蓄熱層１０１、無機レジスト層１０２を成膜する

次に図１（ｃ）のように、後述する原盤製造装置を利用して無機レジスト層１０２に記録信号パターンとしてのピット列に対応した選択的な露光を施し感光させる。
そして無機レジスト層１０２を現像（エッチング）することによって、図１（ｄ）のように所定の凹凸形状のピットパターン（ピット及びスペースによるピット列形状）が形成されたディスク原盤１０３が生成される

続いて、図１（ｅ）のように、生成したディスク原盤１０３の凹凸面上に金属ニッケル膜を析出させ、これをディスク原盤１０３から剥離させた後に所定の加工を施し、ディスク原盤１０３のピット列形状が転写された成型用のスタンパ１０４を得る（図１（ｆ））。
そのスタンパ１０４を用いて射出成型法によって熱可塑性樹脂であるポリカーボネートからなる樹脂製ディスク基板１０５を成形する（図１（ｇ））。
その後、スタンパ１０４を剥離し（図１（ｈ））、図１（ｉ）のように、その樹脂製ディスク基板１０５の凹凸面、即ちスタンパ１０４から転写されたピット列形状の面にＡｇ又はＡｇ合金による反射膜１０６を成膜する。凹凸のピット列形状及び反射膜１０６により記録層が形成される。
そして図１（ｊ）のように、記録層のレーザ入射面側にカバー層１０９を生成することで再生専用型の光ディスク（例えばブルーレイディスク）が製造される。
なお、カバー層１０９の表面にさらにハードコート層を形成したり、ディスク基板側１０５の表面（レーベル印刷面側）に防湿膜を形成する場合もある。

［２．無機レジストを用いたマスタリング］
上記図１（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、ディスク原盤を製造するまでの工程となるが、ここで無機レジストを用いたマスタリングについて述べておく。
先にも述べたように、無機レジストは、露光スポット中心近傍の高温部のみが記録に寄与するヒートモードによって感光する。これによって加工パターンを微細化することができる。また、このヒートモードプロセスではDUV波長のレーザを用いる必要がなく、青色半導体レーザで十分な解像度を得ることができる。さらに無機レジストは被露光部が従来用いられてきたアルカリ現像によって溶解するため、プロセスが複雑化することはない。これらのことから、ブルーレイディスク等の高密度光ディスクの製造に適しているといえる。

無機レジストを用いたディスク原盤１０３の構成は、図１（ｂ）に示したように、Ｓｉウェハーもしくは石英といった原盤形成基板１００上に、蓄熱層１０１、無機レジスト層１０２の順でスパッタ成膜された２層構造である。
蓄熱層１０１は例えばアモルファスシリコンが用いられる。この蓄熱層１０１は露光によって与えられた熱エネルギーの拡散を防ぎ、効率よく無機レジスト層１０２を加熱する作用を持っている。ただし、蓄熱層１０１が厚すぎると加熱過剰となり解像度が劣化する。通常は、この蓄熱層１０１の成膜厚さとしては７０〜１００ｎｍ程度にする。但し、本例の場合は、後述するが、蓄熱層１０１の厚さは、レーザ波長の１７％未満の厚みとする。
無機レジスト層１０２にはタングステンやモリブデンなどの遷移金属の不完全酸化物が用いられる。これは、青〜紫外線波長に感度を持ち、アルカリ現像液に対して、露光部が大きな溶解性を持つことから選択された。無機レジスト層１０２は一般的には、所望のピット深さよりやや厚めに成膜する。

図１（ｃ）で示した工程では、このようなディスク原盤１０３に対し、波長４０５ｎｍ付近の青色半導体レーザを用いて、記録信号に応じて変調されたビームがＮＡ＝０．９前後の対物レンズによって原盤表面上に集光され、熱記録が行われる。
ディスク原盤１０３は、露光装置のターンテーブル上に設置され、記録線速度に応じた速度で回転し、半径方向に一定の送りピッチ（トラックピッチ）で対物レンズと相対移動を行う。
露光が終了した原盤は一般的な有機アルカリ現像液により現像され、図１（ｄ）のようにディスク原盤１０３にピット列形状としての凹凸が形成される。無機レジスト層１０２としてタングステン酸化物を用いた場合には露光部がアルカリ可溶になる（ポジタイプ）。

従来のＣＤやＤＶＤで採用されていた有機レジストプロセスに対して、無機レジストプロセスに特徴的な現象は、ピット底部が平坦で断面が台形状となる所謂「サッカースタジアム型」の形状と異なり、通常はピット底部が弧を描く「かまぼこ型」の形状になる事である。
これは無機レジスト層１０２の現像がディスク原盤界面（正確には蓄熱層１０１との界面）まで進行しないためである。
無機レジスト層１０２に対してレーザ露光によって与えられた熱は、レジスト表面から底部へ進行する際に一部は膜中で吸収され、また一部は原盤形成基板１００側へ逃げてしまうので、最深部では十分な加熱が行われず現像が進行し難くなる。
その結果、現像がレジスト膜中で停止して（一般的にハーフトーンと呼ばれる）、図２に示すように、ピット底部は弧を描くことになる。

ここで、本実施の形態に相当しない、ディスク原盤における現行の成膜プロセスでは、蓄熱層１０１の厚さを記録レーザー波長の１７％以上にしており、蓄熱効果が大きい。
これによって、次工程であるリソグラフィを行う際、投入熱量が大きい４Ｔ〜８Ｔピットはレーザ波長の２０％以上の深さまで感光する。それに対して、投入熱量の少ない２Ｔピットは蓄熱層１０１の効果が得られず、感光深さが最深ピットに比較してある程度浅くなる。
これによってディスク原盤１０３に形成されるピット列形状は、そのピット長に応じて深さが異なるものとなる。当然、ディスク原盤１０３、スタンパ１０４から転写形成される光ディスクの記録層としてのピット列形状も、そのピット長に応じて異なる深さとなる。
ブルーレイディスクの場合、２Ｔ〜８Ｔのピットが形成されるが、最短ピットである２Ｔが最も浅く、長ピットとして４Ｔ〜８Ｔがほぼ同じで最も深くなる傾向にある。

［３．製造される光ディスク］
ところで、図１の製造工程で述べたように、スタンパ１０４を用いて形成されるディスク基板１０５では、その転写されたピット列形状の面に銀もしくは銀を主体とした合金による反射膜１０６が成膜される。
ところが、この反射膜１０６の膜厚の誤差により、反射率が４５〜６０％程度の範囲でバラツキが生じ、図１０でも述べたが、反射率の変動によって信号特性が不安定となる。特に反射率が５０％以上となった光ディスクでは、ジッター特性やアシンメトリ特性の悪化が顕著となる。

本件出願の発明者は、この信号特性の悪化の原因を調べたところ、ピットの形状に起因していると考えるに至った。
そこで本実施の形態として製造される光ディスクについては、以下に説明するピット形状とすること、及びその製造方法を提案するものである。
具体的には、反射膜１０６の膜厚誤差により、反射率が４５〜６０％でバラついたとしても、ジッタ上昇１．５％以下、アシンメトリ上昇２％以下の実現を目標とする。

まず、反射膜厚の変動に対して信号特性が安定しない光ディスクのピット形状について述べる。
図２（ａ）は製造された従来の光ディスクの記録層の半径方向の断面図であり、最短ピットである２Ｔピットと長ピット（４Ｔ以上のピット）のピット形状を表している。
この図２（ａ）の例の場合、２Ｔピットの深さは４８ｎｍ、長ピットの深さは５９ｎｍとなっている。
２Ｔピットの深さは、侵入してくるレーザ光の波長の１９％程度であるのに対して、長ピットの深さはレーザ光の波長の２３％程度と、そこには大きな違いあることが確認できる。なおブルーレイディスクの場合、レーザ光の波長は４０５ｎｍ、カバー層１０９の屈折率は１．５４である。

このようにピット深さの差が生ずるのは、上述した事情による。即ち無機レジストを用いたディスク原盤１０３のマスタリング段階において、２Ｔピットの場合、投入熱量が少なく、レジスト下部まで熱が侵入しないためである。
なお、マスタリング段階では、いわゆるＰＴＭ方式でレーザ露光が行われるが、露光レーザのライトストラテジーとしては、例えば２Ｔピットについてはファーストパルスのみの単一記録パルス、３Ｔピットについてはファーストパルスとラストパルスによる複合的な記録パルス、４Ｔピット以上については、ファーストパルス、マルチパルス、ラストパルスによる複合的な記録パルスである。４Ｔ〜８Ｔは、マルチパルスの数が異なるものとなる。２Ｔピットの場合に投入熱量が少ないのは、ライトストラテジーが単一記録パルスであることによる。

上記の２Ｔピットに対して、蓄熱層１０１が記録レーザ波長の１７％以上であると、４Ｔ以上の長ピットの露光においては蓄熱効果が高まり、感光容積が増大し、深いピットが形成される。
ここに反射膜厚依存性の原因がある。ディスク原盤１０３のピット列形状が転写された光ディスクにおいては、厚い反射膜１０６が成膜され、ピット底面での反射率が大きくなるにつれて、ピット内部に侵入する光の電界などの光学的な振る舞いが変化していく。特にピットが深いほど侵入した光の電界の振る舞いは複雑化する。
このとき、図２（ａ）のようにピットの深さが、そのピット長により大きく異なる光ディスクでは、ピット長によってお互いに電界の振る舞いが異なるため、反射率ごとにその相対的な電界の振る舞いが変化していく。その結果、戻り光量の違いが生じ、再生信号が反射率増加とともに劣化してしまう。

そこで本実施の形態では、２Ｔピットの深さは変えず、長ピットを侵入光の２０％程度である５０ｎｍ程度の深さにする。
さらに、全ピットの深さの差が侵入してくる波長の１／３０以内にする。
つまり、８Ｔピットの再生信号のボトムレベルを上げ、変調度を減少させる。現在の再生専用型ブルーレイディスクは、変調度４０％以上が規格となっており、５０ｎｍ深さにしても変調度６０％程度は確保できるため、問題ない。
長ピットの深さを浅くすることで電界の複雑化を和らげ、また最短ピットから長ピットの間で差を少なくすることで電界の振る舞いの相対的な違いがなくなり、厚い反射膜において生じる光学的な変動に対する影響を弱めることができる。

長ピットのみを浅くするためには、ディスク原盤１０３において無機レジスト層１０２の下層として成膜する蓄熱層１０１の厚さを、レーザ波長の１７％未満に設定し、蓄熱効果を低下させることで長ピットの深溝化を抑制し、２Ｔピットに深さを近づける、という方法を採る。
前述のように、無機レジスト層１０２の底部は表面付近と比較して熱量が不足するので、蓄熱層１０１の存在は特にレジスト底部の感度に大きな影響を与え、その膜厚によってピット深さを制御する事が可能である。

通常は、蓄熱層１０１の厚さが記録レーザ波長の１７％以上であり、非常に蓄熱効果が高い。よって、レーザエネルギーが多く投入される長ピットは感光容積が大きくなり、図２（ａ）のように２Ｔピットと比較して深くなる。
そこで、蓄熱層１０１をレーザー波長の１７％未満に設定すると、蓄熱効果を低下させることで長ピットの深溝化を抑制することができる。
図２（ｂ）は本実施の形態の光ディスクの記録層の断面を示しているが、この場合、２Ｔピットの深さは４３ｎｍ、長ピットの深さは４４ｎｍとした。つまり、長ピットの深さが、２Ｔピットの深さにかなり近づけられている。このように長ピットの深溝化を抑制し、２Ｔピットに深さを近づけることは、ディスク原盤１０３における蓄熱層の厚さの設定によって実現できる。
このような光ディスクは、反射膜１０６の膜厚変動（反射率変動）に対して、信号特性の劣化の少ないディスクとすることができる。

なお、ピット深さを制御する別の手法としてはライトストラテジーによるものがある。
ライトストラテジーはマルチパルス記録であり、パルス幅、強度、パルス間隔を調整することでピット深さを制御することができる。
しかし、２Ｔ〜８Ｔの各々で設定されているライトストラテジーを所望のピット深さになるようにパルス幅、強度、パルス間隔の独立したパラメータを各Ｔごとに調節し、信号特性を改善させるには大変な労力を必要とする。
それに対して、蓄熱層１０１の成膜時に蓄熱層厚さを調節するという手法は、より簡便な深さ制御手法と言える。

［４．検証］
以上のように信号特性の劣化の少ないディスクを実現できることの検証例を示す。
発明者は図３，図４にサンプル１〜サンプル６として示すピット形状の光ディスクを作成し、その信号特性の反射率依存性を測定した。なお、図３，図４はＡＦＭ（原子間力顕微鏡）画像として観察されたピット形状に基づいて作図したものである。
各サンプルは次のとおりである。なお、最短ピット（２Ｔピット）の深さをｄｓ、長ピット（４Ｔ〜８Ｔ）の深さをｄｌ、カバー層１０９の屈折率をｎ、再生レーザ光の波長をλとする。

・サンプル１
ディスク原盤の蓄熱層：７０ｎｍ（レーザ波長の１７．３％）
２Ｔピットの深さ：４８ｎｍ
長ピットの深さ：５９ｎｍ
これは、ｄｌ＞０．２０（λ／ｎ）、ｄｌ−ｄｓ＞１／３０（λ／ｎ）である。

・サンプル２
ディスク原盤の蓄熱層：４０ｎｍ（レーザ波長の９．９％）
２Ｔピットの深さ：４３ｎｍ
長ピットの深さ：４４ｎｍ
これは、ｄｌ＜０．２０（λ／ｎ）、ｄｌ−ｄｓ＜１／３０（λ／ｎ）である。

・サンプル３
ディスク原盤の蓄熱層：６０ｎｍ（レーザ波長の１４．８％）
２Ｔピットの深さ：４４ｎｍ
長ピットの深さ：５２ｎｍ
これは、ｄｌ＝０．２０（λ／ｎ）、ｄｌ−ｄｓ＝１／３０（λ／ｎ）である。

・サンプル４
ディスク原盤の蓄熱層：４０ｎｍ（レーザ波長の９．９％）
２Ｔピットの深さ：４３ｎｍ
長ピットの深さ：４９ｎｍ
これは、ｄｌ＜０．２０（λ／ｎ）、ｄｌ−ｄｓ＜１／３０（λ／ｎ）である。

・サンプル５
ディスク原盤の蓄熱層：４０ｎｍ（レーザ波長の９．９％）
２Ｔピットの深さ：４７ｎｍ
長ピットの深さ：４９ｎｍ
これは、ｄｌ＜０．２０（λ／ｎ）、ｄｌ−ｄｓ＜１／３０（λ／ｎ）である。

・サンプル６
ディスク原盤の蓄熱層：７０ｎｍ（レーザ波長の１７．３％）
２Ｔピットの深さ：５０ｎｍ
長ピットの深さ：６１ｎｍ
これは、ｄｌ＞０．２０（λ／ｎ）、ｄｌ−ｄｓ＞１／３０（λ／ｎ）である。

これらのサンプル１〜サンプル６については、それぞれさらに、反射膜１０６の膜厚（つまり反射率）が異なる光ディスクを用意し、再生信号特性を計測した。
図５、図６，図７は、これらのサンプル１〜サンプル６について再生信号特性を示している。各図は横軸を反射膜１０６の反射率としている。そして図５は反射率に対するジッター特性、図６は反射率にたいするアシンメトリ特性、図７は反射率に対する変調度の特性を示している。各図における［１］〜［６］の特性カーブは、上記サンプルの番号に対応している。

図３，図４に示すピット形状、及び図７の変調度特性から、蓄熱層１０１が記録レーザ波長の１７％以上と厚いもの（サンプル１，サンプル６）ほど、長ピットが深くなっていることが観測され、蓄熱層厚み調節による長ピットの深さ制御が可能であることが確認された。

サンプル１、６は、本発明に該当しない例として、図５，図６，図７では破線で示しているが、このサンプル１及びサンプル６の場合は、反射率４５〜６０％においてジッター上昇が２．５％程度、アシンメトリの上昇（変動）が２．５％以上と反射率依存性が強く、生産性が不安定になっていることがわかる。

対して、サンプル２，３，４，５は、蓄熱層１０１がレーザー波長の１７％未満とされたもので、本発明の実施の形態としての例に相当するものであるが、以下の条件を満たしている。
即ち、４Ｔ〜８Ｔピットの深さｄｌを、カバー層屈折率ｎとして、
ｄｌ≦０．２０（λ／ｎ）
もしくは変調度が６３％以下であり、
かつ、最短ピット（２Ｔ）の深さｄｓに対して、
ｄｌ−ｄｓ≦１／３０（λ／ｎ）

これらサンプル２，３，４，５は、反射率４５〜６０％の領域でジッターの上昇が１．５％以下に、またアシンメトリの上昇が２％以下に低減されていることが確認できる。つまり本発明を実証するデータが得られた。
特に、製造上での変動が発生する反射率４５〜５５％の範囲に対しては非常に良い安定性を確保している。
ただし、長ピットを浅くし、２Ｔピット程度の深さになることでアシンメトリの絶対値が大きくなることは避けられない。実際にサンプル５は１１％程度となっている。
そこで信号の安定性とアシンメトリの絶対値をある程度確保するためには、２Ｔピットと長ピットの深さの差が侵入してくる波長に対して１／３０程度にすることが推奨される。

以上の結果から、長ピットの深さを２Ｔピットの深さに近づけることで、再生専用型ブルーレイディスクの製造においては以下の利点を享受することになる。
まず、反射率変動に影響されにくい信号特性が得られるため、再生専用型ブルーレイディスク製造の生産性が向上される。
また、反射膜厚ごとにピット形状を検討する必要がなくなる。これは上記図１（ａ）〜（ｉ）のようにして製造されるディスク基板１０５における記録層を、多層ディスクに必要になる高反射率の第１記録層として用いる場合も、１層の再生専用型ブルーレイディスクと全く同じカッティング条件で用いることができることを意味している。
また、蓄熱層１０１の厚みによりピットの深さを制御する本例の方式は、マスタリングプロセスにおいて容易に導入することができる。
なお、ブルーレイディスクの例で説明したが、本発明は他の光ディスク、特にブルーレイディスクと同等もしくはそれ以上の記録密度を持つ光ディスクでの適用に好適である。

本発明の実施の形態の光ディスク製造工程の説明図である。 旧来及び実施の形態のピット形状の説明図である。 実施の形態の検証に用いたサンプルとしてのピット形状の説明図である。 実施の形態の検証に用いたサンプルとしてのピット形状の説明図である。 実施の形態における反射率変動に対するジッター特性の説明図である。 実施の形態における反射率変動に対するアシンメトリ特性の説明図である。 実施の形態における反射率変動に対する変調度特性の説明図である。 再生信号波形の説明図である。 光ディスクの層構造の説明図である。 従来の光ディスクの信号特性の説明図である。

符号の説明

１００ 原盤形成基板、１０１ 蓄熱層、１０２ 無機レジスト層、１０３ ディスク原盤、１０４ スタンパ、１０５ ディスク基板、１０６ 反射膜、１０９ カバー層

Claims (5)

1. 原盤形成基板上に、記録レーザ波長の１７％未満の厚さの蓄熱層を形成し、さらに無機レジスト層を形成して露光前のディスク原盤を生成する第１ステップと、
   該ディスク原盤の無機レジスト層に対して、記録レーザ光照射によりピット及びスペースから成る記録信号パターンの露光を行う第２ステップと、
   上記露光後に現像処理を行ってピット及びスペースによるピット列形状が形成されたディスク原盤を生成する第３ステップと、
   上記ピット列形状が形成されたディスク原盤を用いて、上記ピット列形状が転写されたスタンパを製造する第４ステップと、
   上記スタンパのピット列形状が転写され、かつ上記ピット列形状に対して銀もしくは銀合金による反射膜が形成された記録層を含む所定の層構造を有する光ディスクを製造する第５ステップと、
   を備えた光ディスク製造方法。
2. 上記第５ステップでは、
   上記層構造として、少なくとも、上記反射膜が形成された上記記録層に対して、再生レーザ光の入射面側にカバー層を形成するとともに、
   上記スタンパを用いて転写された上記ピット列形状のピットは、
   最短ピットの深さをｄｓ、
   所定長以上の長ピットの深さをｄｌ、
   上記カバー層の屈折率をｎ、
   再生レーザ光の波長をλ、
   としたときに、
   ｄｌ≦０．２０（λ／ｎ）
   及び、
   ｄｌ−ｄｓ≦１／３０（λ／ｎ）
   を満たす形状とされる請求項１に記載の光ディスク製造方法。
3. 原盤形成基板上に、記録レーザ波長の１７％未満の厚さの蓄熱層を形成し、さらに無機レジスト層を形成して露光前のディスク原盤を生成する第１ステップと、
   該ディスク原盤の無機レジスト層に対して、記録レーザ光照射によりピット及びスペースから成る記録信号パターンの露光を行う第２ステップと、
   上記露光後に現像処理を行ってピット及びスペースによるピット列形状が形成されたディスク原盤を生成する第３ステップと、
   を備えたディスク原盤製造方法。
4. ピット及びスペースによるピット列形状が形成されているとともに、銀もしくは銀合金による反射膜が形成された記録層と、
   上記反射膜が形成された上記記録層に対して、再生レーザ光の入射面側に形成されたカバー層とを有するとともに、
   上記ピット列形状におけるピットは、
   最短ピットの深さをｄｓ、
   所定長以上の長ピットの深さをｄｌ、
   上記カバー層の屈折率をｎ、
   再生レーザ光の波長をλ、
   としたときに、
   ｄｌ≦０．２０（λ／ｎ）
   及び、
   ｄｌ−ｄｓ≦１／３０（λ／ｎ）
   を満たす形状とされている光ディスク。
5. 上記ピット列形状は、
   無機レジスト層に対して記録レーザ光照射によりピット及びスペースから成る記録信号パターンの露光を行い、さらに現像処理を行ってピット及びスペースによるピット列形状が形成されたディスク原盤を用いて、上記ピット列形状が転写されたスタンパを形成し、該スタンパを用いて転写されたものである請求項４に記載の光ディスク。

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