JP2006513516A - 光データ記憶媒体の製造方法、光データ記憶媒体、およびその製造方法を実行するための装置 - Google Patents

Abstract

少なくとも１つの基板（１１）と、その基板（１１）の上に積層させられた複数の層とを含む、光データ記憶媒体の製造方法を開示する。この媒体は、透明スペーサー層および透明被覆層のうちの少なくとも一方の層（１２）を含んでいる。この層（１２）は、回転している基板（１１）上に液体を施し、その基板（１１）をさらに回転させて、その液体を内半径ｒ_ｉと外半径ｒ_ｏとの間において実質的に均一に１つの層に広げ、その液体の層（１２）を、ＵＶ放射に露出することによって硬化させることにより、付与される。回転している基板上に液体が施された後、その液体層（１２）は、加熱手段（１４）によって加熱される。この加熱は、ｒ_ｉにおける液体層（１２）の温度上昇がδＴ_ｒｉの値を有し、ｒ_ｉとｒ_ｏとの間で液体層（１２）の温度上昇値が漸増し、ｒ_ｏにおける液体層（１２）の温度上昇がδＴ_ｒｏ＞δＴ_ｒｉの値を有するように行われる。このようにすると、スペーサー層または被覆層は、情報記憶領域に亘って測定して±１μｍ未満の、厚さのばらつきを有するようになる。さらに、この製造方法を用いて製造された媒体、およびこの製造方法を実行するための装置も開示する。

Description

本発明は、少なくとも１つの基板と、その基板上に積層させられた複数の層とを含み、それら複数の層が透明スペーサー層および透明被覆層のうちの少なくとも一方の層を含む光データ記憶媒体において、その層が、回転している上記の基板上に液体を施し、その基板をさらに回転させて、その液体を内半径ｒ_ｉと外半径ｒ_ｏとの間において実質的に均一に１つの層に広げ、その液体層をＵＶ放射に露出することによって硬化させることにより付与される、光データ記憶媒体の製造方法に関するものである。

本発明はまた、上記の製造方法を用いて製造された光データ記憶媒体にも関するものである。

本発明はさらに、上記の製造方法を実行するための装置にも関するものである。

上記のような製造方法の１つの形態が、欧州特許出願公開ＥＰ−Ａ−１０４７０５５号より知られている。とりわけ、被覆層その他の層を、互いに接着、基板の表面に接着、および／または１つ以上の情報記憶層に接着するために、光透過性の接着層を施すことが記載されている。

数ギガバイト（ＧＢ）以上の記憶容量を有する、記録および再生に適した光記憶媒体を得るため、絶え間ない努力がなされている。

この要求は、いくつかのデジタルビデオディスク・フォーマットすなわちデジタルバーサタイルディスク・フォーマット（ＤＶＤ）により満たされている。ＤＶＤのフォーマットは、再生専用のＤＶＤ−ＲＯＭと、書換可能なデータ記憶にも利用可能なＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、およびＤＶＤ＋ＲＷと、１回のみ記憶可能なＤＶＤ−Ｒとに分類することができる。現在のところ、ＤＶＤフォーマットは、４．７ＧＢ、８．５ＧＢ、９．４ＧＢ、および１７ＧＢの容量を有するディスクを含んでいる。

８．５ＧＢのフォーマットと、特に９．４ＧＢ（ＤＶＤ−９）および１７ＧＢ（ＤＶＤ−１８）のフォーマットとは、より複雑な構造を有し、通常、複数の情報記憶層を含んでいる。４．７ＧＢの単層型の書換可能ＤＶＤフォーマットは、たとえば従来型のコンパクトディスク（ＣＤ）に匹敵する取扱いの容易さを有するが、ビデオ記録の目的には不十分な記憶容量しか提供しない。

近年提案されている１つの大記憶容量フォーマットが、デジタルビデオリコーダブルディスク（ＤＶＲ）である。２つのフォーマット、すなわちＤＶＲ−レッドおよびＤＶＲ−ブルーが現在開発中であり、後者はブルーレイディスク（Ｂｌｕ−Ｒａｙ Ｄｉｓｋ；ＢＤ）とも呼ばれている。ここで、レッド（赤）およびブルー（青）は、記録および読出しに使用される放射ビーム波長を指す。このディスクは、記憶容量の問題を克服し、ＤＶＲ−ブルーのフォーマットでは、最も単純な形態でも、最大約２２ＧＢの容量を有する、高密度のデジタルビデオ記録および記憶に適した単一記憶層型のフォーマットを有する。

一般に、ＤＶＲディスクは、片側または両側の表面上に情報記憶層を呈した、ディスク形状の基板を含んでいる。ＤＶＲディスクはさらに、放射ビーム透過層を１つ以上含んでいる。これらの層は、ディスクからの読出しまたはディスクへの書込みに使用される放射ビームに対して、透過性を有する。例として、情報記憶層上に施される透過性被覆層が挙げられる。一般に、高密度ディスクに対しては、比較的短い波長を有する上記のような放射ビームを集光させるために、高い開口数、たとえば０．６０より高い開口数（ＮＡ）を有するレンズが用いられる。０．６０より高いＮＡを有するシステムでは、たとえば厚さのばらつきおよびディスクの傾きの許容誤差が小さくなるため、０．６から１．２ｍｍの基板厚を有する基板への入射記録を施すことは、ますます難しくなる。この理由のため、高ＮＡを用いて記録および読出しされるディスクを使用する際は、第１の記録スタックの記録層上への集光は、基板と反対の側から行われる。第１の記録層は周囲環境から保護されなくてはならないので、放射ビームに対して透過性を有する少なくとも１つの比較的薄い被覆層（たとえば０．５ｍｍより薄い被覆層）が用いられ、その被覆層を介して放射ビームが集光される。明らかなことであるが、もはや基板が放射ビームに対して透過性を有するものである必要性はなく、たとえば金属や合金といった、他の基板材料が用いられてもよい。

第２のまたはさらに多くの記録スタックが存在する場合には、記録スタック同士の間に、放射ビームに対して透過性を有するスペーサー層が必要となる。第１の記録スタックの記録層への書込みおよび同記録層からの読出しを可能とするために、第２のおよびさらに多くの記録スタックは、放射ビーム波長に対して、少なくとも部分透過性を有していなくてはならない。かかるスペーサー層の厚さは、典型的には、数十μｍのオーダー以上である。放射ビーム源と、基板から最も遠い記録スタックとの間に存在する、１つまたは複数の放射ビーム透過層は、通常、被覆層と呼ばれる。予め作製されたシートを透過層として用いる場合には、被覆層を互いに接着するために、追加の透過性の接着層が必要となる。

ＤＶＲディスクでは、入射する放射の光路長のばらつきを最小限に抑えるために、ディスクの半径方向に亘る放射ビーム透過層の厚さのばらつきすなわち不均一性を、非常に綿密に制御しなくてはならない。特に、実質的に４０５ｎｍに等しい波長を有する放射ビームと、実質的に０．８５に等しいＮＡとを用いるＤＶＲ−ブルー型の、焦点における放射ビームの光学的な質は、透過層の厚さのばらつきに比較的敏感である。合計の層厚は、たとえば第１の情報記録層上において、集光された放射ビームの光学的な球面収差を最小に抑えるための、最適値を有する。この最適な厚さからの偏差、たとえば±５μｍの偏差だけで、かなりの量のこの種の収差を導入してしまう。この小さな範囲のため、システムの許容誤差を最適に利用し、媒体の製造において高い生産率を得るためには、透過層の平均層厚が、その最適な厚さに等しいまたは近いことが重要である。厚さの誤差が、厚さの公称設定値を中心にガウス分布するものであると仮定すると、製造時における公称厚さの目標設定値が、ＤＶＲディスクの仕様書に示されている被覆層の最適な厚さに実質的に等しいときに、上記の仕様に準拠しない製造済ディスクの数が最少となることは明らかである。被覆層の屈折率がｎ＝１．６である場合、ＤＶＲディスクの単層被覆の公称厚さは１００μｍである。別の屈折率を用いる場合には、被覆層の公称厚さが調整されなくてはならない。最適な厚さの変化量は１μｍを超えることもあり得るので、生産率の観点からは、この小さな変化量も考慮に入れなくてはならないことは明らかである。

すでに述べたように、ディスクの記憶容量を増大させるために、多重スタック型のディスク（たとえば二重スタック型のディスク）が用いられる。それらのディスクは、記録スタック同士の間に透過性のスペーサー層を必要とする。二重記録層型のＤＶＲディスクの場合には、スペーサー層と被覆層との厚さの合計は、１００μｍとなるように選択される（たとえば、２５μｍのスペーサー層と７５μｍの被覆層）。欧州特許出願公開ＥＰ−Ａ−１０４７０５５号より、たとえばポリカーボネート（ＰＣ）シートのようなポリマー層を、光透過性の被覆層またはスペーサー層として使用し、かかる層を、ＵＶ硬化性の液体樹脂または感圧接着剤（ＰＳＡ）の薄いスピンコーティング層を用いて、情報記憶層に接着することが知られている。その場合、ディスクは１つより多い放射ビーム透過層を用いて構築されることになるので、ばらつきが上記に指定した範囲内に収まるディスクを製造することは、さらに困難となる。したがって、そのようなディスクについては、ディスクの被覆層およびスペーサー層の公称厚さを、最適な公称厚さに実質的に等しく設定することが、一層重要となる。

たとえばＢＤディスクの再生時または記録時において、光ドライブ内での球面収差補償策に頼らないようにするためには、単一記録スタック型ディスクの被覆層厚のばらつきは、±２μｍより小さくされるべきである。たとえば二重記録スタック型ＢＤディスクにおいては、このばらつきは、スペーサー層と被覆層との厚さに関連するものであり、各層それぞれについて独立に±１μｍより小さくされるべきである。前述のとおり、このことは、各層それぞれの許容誤差に、さらに厳しい条件を課す。

現在、いくつかの製造業者がスペーサー層を作製するのに使用している技術は、ＤＶＤ貼合わせである。まず、スピンコーティングにより、補助基板すなわち「スタンパー」（たとえば、案内溝を有するＰＣ基板）に、そのスタンパーに対して非接着性の薄層が付与され、その後、紫外（ＵＶ）放射によって、その薄層が硬化すなわち固化される。続いて、液状の接着剤が補助基板とＤＶＤ基板との間に配された状態でスピンコーティングされ、その後ＵＶ放射に露出されることによって硬化される、既知のＤＶＤ貼合わせ技術によって、この補助基板すなわち「スタンパー」が、ＤＶＤ基板に接着される。硬化された非接着性の層と接着剤の層との合計の厚さの円周方向のばらつきは、良好に制御することができず、必要な許容誤差（たとえば±１μｍ）を満足することができない。さらに、スピンコーティングによる非接着性の層の付与は、ディスクの端縁（エッジ）において、いわゆるエッジビード効果を生じさせる。これは、ディスクの端縁における表面張力効果のため、比較的大きく増分させられた層厚を有する、たとえば数ｍｍの周縁領域である。この領域では、５μｍを超える層厚の増分が生じることもある。その後、スタンパーは非接着性の層から分離され、非接着性の層は、第２の基板に接着されたまま残る。ＤＶＤ媒体を最終的に仕上げるために、たとえば追加の記録スタックおよび被覆層の付与といった、さらなる処理工程が続く。

別の１つの方法は、真空下において、第１のＤＶＤ基板と接触状態に置かれた後にＵＶ硬化させられる、「ＰＳＡ様」材料の適用を含む。この材料は、通常、１枚の箔として供給される。この材料で達成される厚さのばらつきは、±２μｍ未満とされ得る。しかしながら、高い材料コストのため、そのような処理は、スピンコーティング処理に比べて多くの費用がかかる。

既知のスピンコーティング処理を用いる際には、以下の問題に突き当たる。通常、基板は中心穴を含んでいるので、硬化されるべき液体は、中心穴の周りに円形のビードの形態で施される。このことは、通常、基板の回転後において、その液体層の内径側から外径側へと半径方向に層厚が１５から３０％の増大を示すような、液体層を結果としてもたらす。基板の周縁領域におけるエッジビードは、たとえば直径１２０ｍｍの円形基板を用いた場合の半径５５ｍｍの個所から半径５８ｍｍの個所までの間において、５μｍを超える追加の層厚の増分を結果としてもたらすこともある。通常、これらのエッジ現象は、周縁に沿って一様に存在するものではなく、そのことは、基板の外縁領域において、さらなる円周方向のばらつきを結果としてもたらす。たとえばＤＶＤ貼合わせ技術と共にスピンコーティングを用いる場合、ＤＶＤ基板とスタンパーとの間から追い出された接着剤が周縁に溜まり、スタンパーとＤＶＤ基板とを分離した後に、スタンパーに残留物が残るか、ＤＶＤ基板にばりが残る可能性がある。このことは、スタンパーの再利用に問題を生じさせ、また、ＤＶＤ基板の端縁におけるばりは、その光データ記憶媒体のその後の製造処理工程（たとえば透明被覆層を施す工程）に問題を生じさせかねない。

本発明の１つの目的は、冒頭の段落で述べたような種類の製造方法であって、情報記憶領域に亘って測定して±１μｍ未満の厚さのばらつきを有するスペーサー層または被覆層を伴う、光データ記憶媒体の製造方法を提供することである。

本発明の別の１つの目的は、本発明に係る製造方法に従って作製された、エンボス記録された情報を含むスペーサー層を伴う光データ記憶媒体を提供することである。

本発明のさらに別の１つの目的は、上記の製造方法を実行するための装置を提供することである。

第１の目的は、冒頭の段落で述べたような製造方法であって、
− 回転している基板上に液体を施した後、その液体層が加熱手段によって加熱され、その加熱が、
− ｒ_ｉにおける液体層の温度上昇がδＴ_ｒｉの値を有し、
− ｒ_ｉとｒ_ｏとの間で、液体層の温度上昇値が漸増し、
− ｒ_ｏにおける液体層の温度上昇がδＴ_ｒｏ＞δＴ_ｒｉの値を有するように行われることを特徴とする製造方法により、達成される。

この製造方法を用いると、液体層の温度上昇に従って、その液体層の粘度が低下する。この粘度の低下は、スピンコーティング処理の流体流動特性に影響を与え、スピンコーティング後における半径方向の液体層の厚さのプロファイルが、実質的に均一になるようになす。たとえば、基板の回転数を変更することや、回転周期を変更することによって、より良好な均一性のための微調整を実現することもできるが、かかる変更は副次的な効果のものである。実際には、温度上昇プロファイルの形状が、所望の最終的な半径方向の厚さのプロファイルの均一性を決定付ける、主要な要因である。このプロファイルの所望の均一性とは、完全な実質的硬化後の液体層の半径方向の厚さの分布が、±１μｍを超えるばらつきを有さない状態である。

好ましくは、ｒ_ｉとｒ_ｏとの間の温度上昇の半径方向の温度プロファイルは、δＴ_ｒｏおよびδＴ_ｒｉがゼロであるとすれば得られる半径方向の厚さのプロファイルの形状に、実質的に類似した形状を有する。このプロファイルを用いると、±０．５μｍ未満もの、小さな液体層の厚さのばらつきが実現され得る。

ある実施形態では、上記の加熱手段は、液体層内に所望の半径方向の温度プロファイルを生じさせるために、基板の、ｒ_ｉよりも半径が大きい領域上に、ＩＲ放射を投射する赤外加熱装置を含む。この加熱方法は、実装が比較的容易であるという利点を有する。あるいは、上記の加熱手段は、回転時において基板がマウントされる、熱せられたチャックを含み、そのチャックが、液体層内に所望の半径方向の温度プロファイルを生じさせるための、熱せられた表面を有していてもよい。あるいは、上記の加熱手段は、ノズルから発せられる、方向付けられた加熱気体のフローを含んでいてもよい。

基板の数ｍｍ幅分の外縁領域が、液体層のこの外縁領域内の部分のＵＶ放射への露出を防止するために、マスクによって保護されると有利である。露出部分内の液体の露出後、外縁領域内にある露出されていない液体を基板から実質的に除去するのに十分な高い回転数で、基板が回転させられる。このことは、外縁領域内において発生する可能性があるエッジビード（図１の１２ｂ参照）が除去され、基板およびスタンパーのいずれの外縁部分にも液体の残留物が残らないという利点を有する。このスタンパーは、たとえば上記で述べたＤＶＤ貼合わせ技術と共に使用されるものであり、その場合、この処理工程により、ＵＶ硬化性接着剤（ＤＶＤ基板とスタンパーとの間から追い出され、周縁部に溜まり、スタンパーとＤＶＤ基板とを分離した後に、スタンパーに残留物を残すか、ＤＶＤ基板にばりを残すＵＶ硬化性接着剤）が除去される。これにより、スタンパーの再利用がより容易となる。スタンパー基板を介したエンボス記録によって情報が転写される、両面二層ＤＶＤ読出専用ディスクの作製に用いられるが、スタンパー基板とＤＶＤ基板との良好な分離を可能とするために余分な接着剤を除去する必要がある、いわゆるＤＶＤ−１８技術と比較されたい。

上記の露出は、酸素を含有する雰囲気中において、酸素阻害によって液体層の数μｍ分の最上部が未硬化状態に残されるような露出強度で行われることが特に好ましい。これにより、液体層の最上部は、実質的に未硬化状態に残される。このことは、この液体層の最上部内に、情報（たとえば、プリグルーブもしくはピット、またはその逆）をエンボス記録することを可能とする。最上部の厚さには、たとえば０．２μｍ程度の小さな相対的ばらつきが依然として生じるかもしれないが、これは、硬化後の液体層全体の厚さに比べれば無視できるばらつきである。

第２の目的は、冒頭から２番目の段落で述べたような光データ記憶媒体であって、本発明の製造方法を用いて作製されたスペーサー層の、液体層の未硬化の最上部に、スタンパーが押し付けられることを特徴とする光データ記憶媒体によって達成される。その押付後、その最上部は、放射への露出によって硬化させられる。上記のスタンパーは、完全に硬化させられた後の液体層の最上部から分離される。光データ記憶媒体の最終的な仕上げのため、たとえば記録スタックや被覆層といった、さらなる追加の層が付与されてもよい。液体層の最上部を実質的に未硬化状態に残すことにより、スペーサーの合計の厚さを顕著に乱すことなく、情報をエンボス記録することが可能となる。

ある好ましい実施形態では、スタンパーはＵＶ放射に対して透明であり、上記の最上部は、透明なスタンパーを介して投射されたＵＶ放射によって硬化される。透明なスタンパーは、液体層の最上部のより直接的な露出を可能とし、また、ＵＶ放射に対して透明でない基板を使用することを可能とするという利点を有する。

第３の目的は、
− 基板およびその基板上に積層された複数の層を受ける手段と、
− 上記の基板を回転させる手段と、
− 回転している上記の基板上に液体を施し、その基板をさらに回転させて、その液体を内半径ｒ_ｉと外半径ｒ_ｏとの間において実質的に均一に１つの層に広げることにより、透明スペーサー層および透明被覆層のうちの少なくとも一方の層を付与する手段と、
− 回転している基板上に液体を施した後、
・ ｒ_ｉにおける液体層の温度上昇がδＴ_ｒｉの値を有し、
・ ｒ_ｉとｒ_ｏとの間で、液体層の温度上昇値が漸増し、
・ ｒ_ｏにおける液体層の温度上昇がδＴ_ｒｏ＞δＴ_ｒｉの値を有するように、その液体層を加熱する手段と、
− 上記の加熱の工程の直後に、ＵＶ放射への露出により、その液体層を硬化させる手段とを含むことを特徴とする装置によって達成される。

１つの実施形態では、上記の加熱する手段は、液体層内に所望の半径方向の温度プロファイルを生じさせるために、基板の、ｒ_ｉよりも半径が大きい領域上に、ＩＲ放射を投射する赤外加熱装置を含む。

別の１つの実施形態では、上記の加熱する手段は、回転時において基板がマウントされる、熱せられたチャックを含み、そのチャックは、液体層内に所望の半径方向の温度プロファイルを生じさせるための、熱せられた表面を有する。

さらに別の１つの実施形態では、上記の加熱する手段は、液体層内に所望の半径方向の温度プロファイルを生じさせるためにノズルから発せられる、方向付けられた加熱気体のフローを含む。

好ましくは、上記の装置は、基板の数ｍｍ幅分の外縁領域を保護し、液体層のこの外縁領域内の部分のＵＶ放射への露出を防止するためのマスクを有する。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る光データ記憶媒体の製造方法および光データ記憶媒体を、より詳細に説明する。

図１には、光データ記憶媒体の製造方法の１つの実施形態を実行するための、装備が示されている。この媒体は、たとえば記録スタック（図示せず）等の複数の層を伴う基板１１を含んでいる。回転している基板１１上に、６秒間で約２グラムの液体１２を施し、さらに基板１１を回転させて、その液体１２を内半径ｒ_ｉ＝２３ｍｍと外半径ｒ_ｏ＝５７．５ｍｍとの間において実質的に均一に広げることにより、透明スペーサー層１２が付与されている。上記の液体を施している間の基板の回転数は２／３Ｈｚであり、その後、約３秒間の間に５０Ｈｚまで漸増させられ、さらに５秒間の間、５０Ｈｚに保たれる。この液体は、Ｅｑｕｅｓ社製のＵＶ硬化性の接着剤であり、１０００ｍＰａｓの粘度を有する。この液体を広げる動作の間に液体が外側の端縁に到達すると、液体層１２は、約４秒間の間、加熱手段によって加熱される。この加熱は、
− ｒ_ｉにおける液体層１２の温度上昇がδＴ_ｒｉの値を有し、
− ｒ_ｉとｒ_ｏとの間で、液体層１２の温度上昇値が漸増し、
− ｒ_ｏにおける液体層１２の温度上昇がδＴ_ｒｏ＞δＴ_ｒｉの値を有するように行われる。

より好ましくは、ｒ_ｉとｒ_ｏとの間の温度上昇の半径方向の温度プロファイルは、δＴ_ｒｏおよびδＴ_ｒｉがゼロであるとすれば（すなわち加熱が行われないとすれば）得られる半径方向の厚さのプロファイルの形状に、実質的に類似した形状を有する。この半径方向の厚さのプロファイルは、図３に示されている。

加熱手段は、液体層１２内に所望の半径方向の温度プロファイルを生じさせるために、基板１１の、ｒ_ｉよりも半径が大きい領域上に、ＩＲ放射を投射する赤外加熱装置１４を含んでいる。ＩＲランプ１４は、ＩＲ−３反射器を有する、加熱長２７２ｍｍの５００Ｗ光源である。放射量プロファイルは、図５に示されている。反射器の光軸は、図１に描かれているように、基板表面と約４５°の角度をなす。反射器の端縁と基板との間の距離は、小さな距離（たとえば２ｍｍ）に保たれている。この反射器の端縁は、約２４ｍｍの半径部分、すなわち内半径ｒ_ｉの比較的近くに配されている。

半径方向の厚さのプロファイルは、２５μｍの厚さで実現される。そのばらつきは、±０．５μｍ以下である。厚さのプロファイルの変化を最小限に抑えるために、回転数は、約２秒間の間に５０Ｈｚから１３Ｈｚへと漸減され、ＩＲ加熱装置を取り去りＵＶ放射源を配置するための時間を与えるため、１０秒間の間、その回転速度に保たれる。その後の液体１２の前硬化処理は、ＵＶ放射、たとえば、液体１２の表面の上方１０ｃｍの高さに配された、特殊な反射器を有する高パワーＵＶ源１５（たとえばフィリップス社のＨＰ−Ａ ４００Ｗ）への露出によって行われる。ＵＶ放射源１５は、実質的に均一な放射出力を与える。基板の液体層１２の位置における、前硬化処理のためのＵＶ露出は、５０ｍＷ／ｃｍ^２の強度で２秒間の時間を要する。このＵＶ露出は、酸素を含有する雰囲気中、すなわち空気中において、酸素阻害によって液体層１２の数μｍ分の最上部が未硬化状態に残されるような露出強度で行われる。この最上層は、その後の処理工程、たとえば液体層１２の上側表面に情報をエンボス記録する工程のために必要とされ得る。基板１１の数ｍｍ幅分の外縁領域は、液体層のこの外縁領域内の部分のＵＶ放射への露出を防止するために、マスク１６によって保護されている。露出部分内の液体１２のＵＶ露出後、外縁領域内にあるエッジビード形状の露出されていない液体１２ｂを基板１１から実質的に除去するのに十分に高い回転数（すなわち６５Ｈｚ）で、基板１１が回転させられる。ここで、図では、液体層１２の層厚は、本発明に係る加熱方法を開始する前の状態を示すように描かれている点に留意されたい。また、上記のスピンコーティングのための回転速度および回転時間が採用されてもよいし、より高い回転速度においてサイクル時間が実質的に減少させられてもよい点に留意されたい。ＩＲランプとＵＶランプとの両方においてより高い強度を用いたより自動化された処理では、さらなるサイクル時間の減少も達成され得る。ＩＲ放射源およびＵＶ放射源は、自動的に配置されてもよく、それによりサイクル時間がさらに減少させられる。この方法は、異なる特性（たとえば異なる粘度）を有する液体に対しても、微調整され得る。たとえば、ＤＶＤ貼合わせには、３５０ｍＰａｓの粘度を有する、ＤＩＣ型ｎｒ ＳＤ６９４により作られた接着剤が使用される。この液体についてのスピン回転速度は、５０Ｈｚおよび１３Ｈｚに代えて、たとえば３０Ｈｚおよび１０Ｈｚに調整されなくてはならない。

図２には、光データ記憶媒体、たとえばスペーサー層により隔てられた２つ以上の記録スタックを含む光データ記憶媒体を製造するための装置２０が示されている。ＵＶ放射に対して透明なスタンパー２３が、本発明の製造方法に従って作製された前硬化された液体層２２の、未硬化の最上部に押し付けられる。その後、その最上部は、透明なスタンパー２３を介して投射されたＵＶ放射への露出によって硬化される。透明なスタンパー２３は、完全に硬化させられた後の液体層２２の最上部から分離される。光データ記憶媒体を最終的に仕上げるために、さらなる追加の層が、別個に付与される。ここで、液体層２２の露出が、スタンパーが存在する側と反対の側から行われる場合には、透明でないスタンパー（たとえばＮｉ）が用いられてもよい点に留意されたい。

媒体を製造するための装置２０の機能を、以下、より詳細に説明する。本発明の製造方法に従って液体層２２が付与された基板２１は、装置の下側部分２０ａ内にあるホルダー２９の上に載置され、同時に予め中心合わせされる。ホルダー２９は、ゴム膜２８によって、装置の下側部分２０ａのその他の部分に結合されている。処理の開始時において、下側部分２０ａのホルダー２９の下には、真空状態が存在する。装置２０の上側部分２０ｂは、透明なスタンパー２３を保持しており、この透明なスタンパー２３は、真空引口２５によって上側部分２０ｂに接する正しい位置に保持されている。スタンパー２３は、中心合わせピン２４ａを中心に中心合わせされている。この中心合わせピン２４ａは、先が細くされており、下側部分２０ａと上側部分２０ｂとが合わせられる際に、前硬化された液体層２２を伴う基板２１を中心合わせする。基板２１とスタンパー２３との間の空気は、所望の加圧レベルが達成されるまで、開口２６からポンプ排気される。その後、開口２７を通じて下側部分２０ａ内に空気が取り入れられ、それにより、層２２を伴う基板２１が、スタンパー２３に押し付けられる。透明なプレート２４および透明なスタンパー２３を介して、所望の放射量のＵＶ放射が送られ、層２２の最上部が硬化される。３６を通じて空気が放出されて戻され、装置２０を開いた後に、スタンパーが、硬化された層２２を伴う基板２１から分離され得る。この段階において、硬化された層２２の上側表面は、スタンパー２３のレリーフ構造のネガコピーを含んでいる。

図３は、δＴ_ｒｏおよびδＴ_ｒｉがゼロであるとすれば（すなわち加熱工程が行われないとすれば）得られる、液体層の、ＵＶ硬化後に測定される半径（ｒ）方向の厚さ（ｔ）のプロファイルを示している。半径方向の外側に向かって、層厚の実質的な増大が存在することが見て取れる。これは、所望のプロファイルからは程遠い。しかしながら、ｒ_ｉとｒ_ｏとの間の温度上昇の半径方向の温度プロファイルが、δＴ_ｒｏおよびδＴ_ｒｉがゼロであるとすれば得られるこの半径方向の厚さのプロファイルの形状に、実質的に類似した形状を有する場合には、図４に示すような、極めて平坦な最終的な厚さのプロファイルが実現できることが分かった。実現される温度プロファイルは、加熱手段（たとえばＩＲランプ）の位置を移動させることによって調整され得る。図６に示すように、加熱工程後の液体層の表面温度測定が、赤外カメラを用いて行われた。

図４には、本発明に従う製造方法で実現された、半径方向の厚さのプロファイルが示されている。

図５には、種々の間隔（距離）に対する、本発明の１つの実施形態に使用されるＩＲ−３反射器の放射量分布が示されている。

図６には、ＩＲカメラを用いて測定された、加熱された液体層の半径方向の温度プロファイルが示されている。この測定は、ＩＲランプのスイッチを切った後にのみ行うことができる。したがって、測定は数秒後に行われるので、この温度プロファイルは、単に実際の温度プロファイルを示唆するものである。横軸（半径）が反転されている点に留意されたい。

以上に説明した実施形態は、本発明を説明するものであって限定するものではなく、当業者においては、特許請求の範囲による本発明の範囲から逸脱することなく、多くの変更形態が設計可能である点に留意されたい。各請求項において、括弧書きされたいずれの参照番号も、その請求項を限定するものと捉えられるべきではない。「含む」または「備える」との語は、特許請求の範囲に列挙された以外の他の要素または工程の存在を排除するものではない。ある要素の前に置かれた「１つの」との語は、かかる要素が複数存在することを排除するものではない。複数の特定の方策が単に互いに異なる従属請求項に記載されているということは、それらの方策の組合せが、有利に用いることができないものであるということを示すものではない。

本発明によれば、少なくとも１つの基板と、その基板の上に積層させられた複数の層とを含む、光データ記憶媒体の製造方法が開示される。この媒体は、透明スペーサー層および透明被覆層のうちの少なくとも一方の層を含んでいる。この層は、回転している基板上に液体を施し、その基板をさらに回転させて、その液体を内半径ｒ_ｉと外半径ｒ_ｏとの間において実質的に均一に１つの層に広げ、その液体の層を、ＵＶ放射に露出することによって硬化させることにより、付与される。回転している基板上に液体が施された後、その液体層は、加熱手段によって加熱される。この加熱は、ｒ_ｉにおける液体層の温度上昇がδＴ_ｒｉの値を有し、ｒ_ｉとｒ_ｏとの間で液体層の温度上昇値が漸増し、ｒ_ｏにおける液体層の温度上昇がδＴ_ｒｏ＞δＴ_ｒｉの値を有するように行われる。このようにすると、スペーサー層または被覆層は、情報記憶領域に亘って測定して±１μｍ未満の、厚さのばらつきを有するようになる。さらに、この製造方法を用いて製造された媒体、およびこの製造方法を実行するための装置も開示されている。

本発明に係る製造方法の１つの実施形態を実行するための装備の概略断面図（寸法は、正確な縮尺で描かれてはいない） 本発明に係る製造方法で製造された光データ記憶媒体が、中に存在し、透明なスタンパーでエンボス処理される装置を示した図 加熱工程を用いずに施された液体層の、ＵＶ硬化後における厚さ（ｔ）のプロファイルを、半径（ｒ）の関数として示したグラフ 本発明に従う加熱工程を用いて施された液体層の、ＵＶ硬化後における半径方向の厚さのプロファイルを示したグラフ 本発明の１つの実施形態において用いられるＩＲランプの放射量分布を示したグラフ 加熱工程の数秒後にＩＲカメラによって測定された、液体層の半径方向の温度プロファイルを示したグラフ

Claims (15)

1. 少なくとも１つの基板と、該基板上に積層させられた複数の層とを含み、該複数の層が透明スペーサー層および透明被覆層のうちの少なくとも一方の層を含む光データ記憶媒体において、該層が、回転している前記基板上に液体を施し、該基板をさらに回転させて、該液体を内半径ｒ_ｉと外半径ｒ_ｏとの間において実質的に均一に１つの層に広げ、該液体層をＵＶ放射に露出することによって硬化させることにより付与される、該光データ記憶媒体の製造方法であって、
   − 回転している前記基板上に前記液体を施した後、前記液体層が加熱手段によって加熱され、該加熱が、
   − 前記ｒ_ｉにおける前記液体層の温度上昇がδＴ_ｒｉの値を有し、
   − 前記ｒ_ｉと前記ｒ_ｏとの間で、前記液体層の温度上昇値が漸増し、
   − 前記ｒ_ｏにおける前記液体層の温度上昇がδＴ_ｒｏ＞δＴ_ｒｉの値を有するように行われることを特徴とする光データ記憶媒体の製造方法。
2. 前記ｒ_ｉと前記ｒ_ｏとの間の前記温度上昇の半径方向の温度プロファイルが、前記δＴ_ｒｏおよび前記δＴ_ｒｉがゼロであるとすれば得られる半径方向の厚さのプロファイルの形状に、実質的に類似した形状を有することを特徴とする請求項１記載の光データ記憶媒体の製造方法。
3. 前記加熱手段が、前記液体層内に所望の半径方向の温度プロファイルを生じさせるために、前記基板の、前記ｒ_ｉよりも半径が大きい領域上に、ＩＲ放射を投射する赤外加熱装置を含んでいることを特徴とする請求項１または２記載の光データ記憶媒体の製造方法。
4. 前記加熱手段が、回転時において前記基板がマウントされる、熱せられたチャックを含み、該チャックが、前記液体層内に所望の半径方向の温度プロファイルを生じさせるための、熱せられた表面を有することを特徴とする請求項１または２記載の光データ記憶媒体の製造方法。
5. 前記加熱手段が、前記液体層内に所望の半径方向の温度プロファイルを生じさせるためにノズルから発せられる、方向付けられた加熱気体のフローを含んでいることを特徴とする請求項１または２記載の光データ記憶媒体の製造方法。
6. 前記基板の数ｍｍ幅分の外縁領域が、前記液体層の該外縁領域内の部分のＵＶ放射への露出を防止するために、マスクによって保護されることを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の光データ記憶媒体の製造方法。
7. 露出部分内の前記液体層の前記露出後において、前記外縁領域内にある露出されていない前記液体を前記基板から実質的に除去するのに十分な高い回転数で、該基板が回転させられることを特徴とする請求項６記載の光データ記憶媒体の製造方法。
8. 前記露出が、酸素を含有する雰囲気中において、酸素阻害によって前記液体層の数μｍ分の最上部が未硬化状態に残されるような露出強度で行われることを特徴とする請求項１から７いずれか１項記載の光データ記憶媒体の製造方法。
9. 請求項８記載の光データ記憶媒体の製造方法を用いて製造された光データ記憶媒体であって、さらに、
   − 前記液体層の未硬化の前記最上部に、スタンパーが押し付けられ、
   − 該押付後において、前記最上部が、放射への露出によって硬化させられ、
   − 完全に硬化させられた後の前記液体層の前記最上部から、前記スタンパーが分離され、
   − 当該データ記憶媒体の最終的な仕上げのために、さらなる追加の層が付与されていることを特徴とする光データ記憶媒体。
10. 前記スタンパーがＵＶ放射に対して透明であり、前記最上部が、該透明なスタンパーを介して投射されたＵＶ放射によって硬化されることを特徴とする請求項９記載の光データ記憶媒体。
11. 請求項１から８いずれか１項記載の光データ記憶媒体の製造方法を実行するための装置であって、
    − 基板および該基板上に積層された複数の層を受ける手段と、
    − 前記基板を回転させる手段と、
    − 回転している前記基板上に液体を施し、該基板をさらに回転させて、前記液体を内半径ｒ_ｉと外半径ｒ_ｏとの間において実質的に均一に１つの層に広げることにより、透明スペーサー層および透明被覆層のうちの少なくとも一方の層を付与する手段と、
    − 回転している前記基板上に前記液体を施した後、
    ・ 前記ｒ_ｉにおける前記液体層の温度上昇がδＴ_ｒｉの値を有し、
    ・ 前記ｒ_ｉと前記ｒ_ｏとの間で、前記液体層の温度上昇値が漸増し、
    ・ 前記ｒ_ｏにおける前記液体層の温度上昇がδＴ_ｒｏ＞δＴ_ｒｉの値を有するように、前記液体層を加熱する手段と、
    − 前記加熱の工程の直後に、ＵＶ放射への露出により、前記液体層を硬化させる手段とを含むことを特徴とする装置。
12. 前記加熱する手段が、前記液体層内に所望の半径方向の温度プロファイルを生じさせるために、前記基板の、前記ｒ_ｉよりも半径が大きい領域上に、ＩＲ放射を投射する赤外加熱装置を含んでいることを特徴とする請求項１１記載の装置。
13. 前記加熱する手段が、回転時において前記基板がマウントされる、熱せられたチャックを含み、該チャックが、前記液体層内に所望の半径方向の温度プロファイルを生じさせるための、熱せられた表面を有することを特徴とする請求項１１記載の装置。
14. 前記加熱する手段が、前記液体層内に所望の半径方向の温度プロファイルを生じさせるためにノズルから発せられる、方向付けられた加熱気体のフローを含んでいることを特徴とする請求項１１記載の装置。
15. 前記基板の数ｍｍ幅分の外縁領域を保護し、前記液体層の該外縁領域内の部分のＵＶ放射への露出を防止するための、マスクが存在することを特徴とする請求項１１から１４いずれか１項記載の装置。

Images