JP2018022548A - 情報記録媒体の作成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
保存対象となるデジタルデータを、第1の記録用媒体の記録面上に、凹凸構造パターンとして記録する工程を行うことにより、原版媒体を作成する原版媒体作成段階と、
原版媒体に記録されている凹凸構造パターンを、第2の記録用媒体の記録面上に転写する工程を行うことにより、中間媒体を作成する中間媒体作成段階と、
中間媒体に記録されている凹凸構造パターンを、第3の記録用媒体の記録面上に転写する工程を行うことにより、複製媒体を作成する複製媒体作成段階と、
を行い、
原版媒体作成段階では、第1の記録用媒体として石英ガラス基板を含む媒体を用い、第1の記録用媒体の表面にレジスト層を形成し、レジスト層の表面にビーム露光を行うことにより、保存対象となるデジタルデータのビット情報を示す図形パターンを描画し、レジスト層を現像することによりその一部を除去し、レジスト層の残存部をマスクとするエッチング処理を行うことにより、表面に第1の凹凸構造パターンが形成された石英ガラス基板を含む原版媒体を作成し、
中間媒体作成段階では、原版媒体の表面に形成された第1の凹凸構造パターンを利用した賦形工程により、第2の記録用媒体の記録面上に、第1の凹凸構造パターンの凹凸関係を反転させた第2の凹凸構造パターンを形成し、
複製媒体作成段階では、第3の記録用媒体として石英ガラス基板を含む媒体を用い、中間媒体の表面に形成された第2の凹凸構造パターンを利用した賦形工程により、第3の記録用媒体の記録面上に、第2の凹凸構造パターンの凹凸関係を反転させた第3の凹凸構造パターンを形成し、
第1の記録用媒体および第3の記録用媒体を第1属性媒体と呼び、第2の記録用媒体を第2属性媒体と呼んだときに、第1属性媒体および第2属性媒体のうちの少なくとも一方が可撓性を有し、中間媒体作成段階の賦形工程および複製媒体作成段階の賦形工程において、可撓性を有する媒体を湾曲させることにより媒体相互を剥離させるようにしたものである。
第1属性媒体として、剛性を呈する厚みをもった石英ガラス基板を含む媒体を用い、第2属性媒体として可撓性を有する媒体を用いることにより、剛性を有する原版媒体および剛性を有する複製媒体を作成するようにしたものである。
原版媒体作成段階では、
第1の記録用媒体として石英ガラス基板の上面にクロム層を形成した媒体を用い、第1の記録用媒体の表面にレジスト層を形成し、
レジスト層の表面にビーム露光を行うことにより、保存対象となるデジタルデータのビット情報を示す図形パターンを描画し、レジスト層を現像することによりその一部を除去し、
レジスト層の残存部をマスクとしてクロム層に対するエッチング処理を行い、
レジスト層の残存部を剥離除去した後、クロム層の残存部をマスクとして石英ガラス基板に対するエッチング処理を行い、
クロム層の残存部を剥離除去することにより、表面に凹凸構造パターンが形成された石英ガラス基板からなる原版媒体を作成するようにしたものである。
中間媒体作成段階では、
原版媒体の表面に形成された凹凸構造の上面に、光の照射により硬化する性質をもった樹脂層を、硬化後に可撓性を呈する厚みに塗布し、この樹脂層の上面に可撓性をもった樹脂支持層を積層し、樹脂層および樹脂支持層からなる積層構造体を第2の記録用媒体として利用し、
樹脂層に光を照射することによりこれを硬化させ、
硬化させた樹脂層および樹脂支持層からなる積層構造体を、その可撓性を利用して湾曲させることにより原版媒体から剥離し、剥離した積層構造体からなる中間媒体を作成するようにしたものである。
複製媒体作成段階では、
第3の記録用媒体として石英ガラス基板の上面にクロム層を形成した媒体を用い、第3の記録用媒体のクロム層の表面に光の照射により硬化する性質をもった樹脂層を塗布し、
中間媒体を、その凹凸構造面の凹部に樹脂層の樹脂が充填されるように、樹脂層の上面に被せて押圧し、
樹脂層に光を照射することによりこれを硬化させ、
中間媒体を、その可撓性を利用して湾曲させることにより、硬化した樹脂層から剥離し、
硬化した樹脂層の凹凸構造により形成される肉厚部をマスクとして利用して、クロム層に対するエッチング処理を行い一部を除去し、
樹脂層の残存部を剥離除去した後、クロム層の残存部をマスクとして石英ガラス基板に対するエッチング処理を行い、
クロム層の残存部を剥離除去することにより、表面に凹凸構造パターンが形成された石英ガラス基板からなる複製媒体を作成するようにしたものである。
第1属性媒体として、可撓性を呈する厚みをもった石英ガラス基板を含む媒体を用い、第2属性媒体として剛性を有する媒体を用いることにより、可撓性を有する原版媒体および可撓性を有する複製媒体を作成するようにしたものである。
第1属性媒体として、可撓性を呈する厚みをもった石英ガラス基板を含む媒体を用い、第2属性媒体として可撓性を有する媒体を用いることにより、可撓性を有する原版媒体および可撓性を有する複製媒体を作成するようにしたものである。
原版媒体作成段階では、
コンピュータが、保存対象となるデジタルデータを入力するデータ入力段階と、
コンピュータが、デジタルデータを、所定のビット長単位で分割することにより、複数の単位データを生成する単位データ生成段階と、
コンピュータが、個々の単位データを構成するデータビットを二次元行列状に配置することにより、単位ビット行列を生成する単位ビット行列生成段階と、
コンピュータが、単位ビット行列を、所定のビット記録領域内に配置された幾何学的なパターンに変換することにより単位ビット図形パターンを生成する単位ビット図形パターン生成段階と、
コンピュータが、単位ビット図形パターンに位置合わせマークを付加することにより、単位記録用図形パターンを生成する単位記録用図形パターン生成段階と、
コンピュータが、単位記録用図形パターンを描画するための描画データを生成する描画データ生成段階と、
描画データに基づいて、第1の記録用媒体上にレジスト層を付加した基板に対して、電子線またはレーザ光を用いたビーム露光による描画を行うビーム露光段階と、
露光を受けた基板に対してパターニング処理を行うことにより、描画データに応じた物理的構造パターンが形成された原版媒体を生成するパターニング段階と、
を行うようにしたものである。
単位ビット図形パターン生成段階で、単位ビット行列を構成する個々のビット”1”および個々のビット”0”のうちのいずれか一方を、閉領域からなる個々のビット図形に変換し、
描画データ生成段階で、個々のビット図形の輪郭線を示す描画データを生成し、
ビーム露光段階で、個々のビット図形の輪郭線の内側部分に対してビーム露光を行い、
パターニング段階で、ビット”1”およびビット”0”のいずれか一方を示す凹部と他方を示す凸部とからなる凹凸構造を有する物理的構造パターンを形成するようにしたものである。
個々のビット図形の内部が凹部、外部が凸部となる原版媒体が形成されるように、パターニング段階のパターニング処理を行うようにしたものである。
単位データ生成段階で、デジタルデータを(m×n)ビットからなる単位データに分割し、
単位ビット行列生成段階で、m行n列からなる単位ビット行列を生成し、
単位ビット図形パターン生成段階で、単位ビット行列を構成する個々のビットをm行n列の行列状に配置された格子点に対応づけ、ビット”1”またはビット”0”に対応する格子点上に所定形状のビット図形を配置することにより単位ビット図形パターンを生成するようにしたものである。
単位ビット図形パターン生成段階で、矩形状のビット記録領域内に配置された単位ビット図形パターンを生成し、
単位記録用図形パターン生成段階で、矩形状のビット記録領域の外部に位置合わせマークを付加することにより、ビット記録領域および位置合わせマークを包含する矩形状の単位記録領域内に配置された単位記録用図形パターンを生成し、
描画データ生成段階で、矩形状の単位記録領域を二次元行列状に配置することにより、複数の単位記録用図形パターンを含んだ描画用パターンを生成し、当該描画用パターンを描画するための描画データを生成するようにしたものである。
単位ビット図形パターン生成段階で、矩形状のビット記録領域内に配置された単位ビット図形パターンを生成し、
単位記録用図形パターン生成段階で、矩形状のビット記録領域の外部に位置合わせマークを付加することにより、ビット記録領域および位置合わせマークを包含する矩形状の単位記録領域内に配置された単位記録用図形パターンを生成し、
描画データ生成段階で、矩形状の単位記録領域を上下左右に一部重畳させて二次元行列状に配置することにより、複数の単位記録用図形パターンを含んだ描画用パターンを生成し、当該描画用パターンを描画するための描画データを生成するようにし、
左右に隣接配置された一対の単位記録領域の重量領域において、左側の単位記録領域の右端に包含される位置合わせマークと右側の単位記録領域の左端に包含される位置合わせマークとが重なり合って左右共通の位置合わせマークが形成されるようにし、上下に隣接配置された一対の単位記録領域の重量領域において、上側の単位記録領域の下端に包含される位置合わせマークと下側の単位記録領域の上端に包含される位置合わせマークとが重なり合って上下共通の位置合わせマークが形成されるようにしたものである。
図1は、先願発明に係る情報保存装置の基本的実施形態の構成を示すブロック図である。この実施形態に係る情報保存装置は、デジタルデータを情報記録媒体に書き込んで保存する機能を果たす装置であり、図示のとおり、保存処理用コンピュータ100、ビーム露光装置200、パターニング装置300によって構成される。
ここでは、図1に示すビーム露光装置200による露光プロセスと、パターニング装置300によるパターニングプロセスとを、より詳細に説明する。§1で述べたとおり、ビーム露光装置200は、描画データEに基づいて、情報記録媒体となる基板S上に、電子線またはレーザ光を用いたビーム露光による描画を行う装置であり、パターニング装置300は、露光を受けた基板Sに対してパターニング処理を行うことにより、描画データEに応じた物理的構造パターン(描画用パターンP(E))が形成された情報記録媒体を生成する装置である。
§1および§2では、情報記録媒体へ情報を保存するための情報保存装置の構成と動作を説明した。ここでは、こうして記録された情報を読み出すために用いられる情報読出装置の構成と動作を説明する。
§3では、情報読出装置の基本的実施形態を説明した。そこで、ここでは、この情報読出時の便宜を考慮して、情報保存時に記録する位置合わせマークのバリエーションを述べておく。ビット図形Fが保存対象となる本来の情報を示す役割を果たすのに対して、位置合わせマークQは、情報読出時の位置決めに利用されるメタ情報ということになる。
ここでは、先願発明を情報保存方法および情報読出方法という方法発明として把握した場合の基本的な処理手順を説明しておく。
これまで、§1〜§5において、先願発明(特開2015−185184号公報に記載された発明)の説明を行った。この先願発明に係る情報保存方法によれば、長期的な耐久性をもった情報記録媒体に高い集積度をもってデジタルデータを記録することができる。しかしながら、当該情報記録媒体がどれほどの耐久性をもっていたとしても、情報の滅失を完全に防ぐことはできない。石英ガラス基板のような耐久性をもった媒体であっても、破損する可能性はあり、また、紛失する可能性もある。
ここでは、図14〜図17を参照しながら、本発明のより具体的な実施例を述べる。ここで述べる実施例は、原版媒体作成段階で用いる第1の記録用媒体G1および複製媒体作成段階で用いる第3の記録用媒体G3として、石英ガラス基板の上面にクロム層を形成した複層からなる基板を用いた実施例である。後述するように、クロム層を介在させることにより、石英ガラス基板に対するエッチングをより適切に行うことができるようになる。
本発明は、同一のデジタルデータが記録された複数枚の情報記録媒体を作成する情報記録媒体の作成方法に係るものであり、これまで、その代表的な実施形態を図を参照しながら説明してきた。ここでは、本発明のいくつかの変形例を述べておく。
図14に示す原版媒体作成段階では、図14(a) に示すように、石英ガラス基板10の上面にクロム層15を形成した媒体を、第1の記録用媒体G1として用いている。同様に、図16に示す複製媒体作成段階では、図16(a) に示すように、石英ガラス基板70の上面にクロム層75を形成した媒体を、第3の記録用媒体G3として用いている。このように、クロム層を用いると、石英ガラス基板に対するエッチングをより適切に行うことができる。
§7で述べた実施例では、原版媒体作成段階で用いる第1の記録用媒体G1(図14(a) 参照)として、厚み6.35mmの石英ガラス基板10の上面にクロム層15を形成した媒体を用いているため、最終的に得られる原版媒体M1(図14(e) 参照)は十分に剛性をもった媒体になる。同様に、複製媒体作成段階で用いる第3の記録用媒体G3(図16(a) 参照)として、厚み6.35mmの石英ガラス基板70の上面にクロム層75を形成した媒体を用いているため、最終的に得られる複製媒体M3(図17(d) 参照)も十分に剛性をもった媒体になる。
図14(e) に示す原版媒体M1では、凹凸構造面を構成する凹部Cがビット”1”を示し、凸部Vがビット”0”を示しており、上面に”10110”なるデジタルデータを示す凹凸構造パターンが形成されている。図17(d) に示す複製媒体M3についても同様である。この”10110”なるデジタルデータは、図2の単位ビット行列B(U1)の2行目のデータに対応するものであり、図3に示す単位記録用図形パターンR(U1)の横方向格子線X3と縦方向格子線Y2〜Y6との交点に定義された5つの格子点Lに記録されたデータである。
§7では、PETフィルムとUV硬化性樹脂層との2層構造体によって中間媒体M2を構成する例を述べた。本発明における中間媒体M2は、原版媒体M1の表面に形成された第1の凹凸構造パターンを利用した賦形工程により、当該第1の凹凸構造パターンの凹凸関係を反転させた第2の凹凸構造パターンを表面に形成した媒体であればよい。したがって、本発明に用いる中間媒体M2は、上例の2層構造体に限定されるものではない。ここでは、この中間媒体M2の材質に関する変形例を述べておく。
これまで述べてきたとおり、本発明では、石英ガラス基板を含む媒体(単層の石英ガラス基板や、その上にクロム層を付加した媒体)に対して、デジタルデータを凹凸構造パターンとして記録する手法を採っており、本発明によって作成される原版媒体M1および複製媒体M3は、石英ガラス基板を含む媒体によって構成されることになる。もちろん、理論的には、石英ガラス基板の代わりにシリコン基板などを用いてもデジタルデータの記録は可能である。しかしながら、実用上は、これまで述べてきたように、石英ガラス基板を含む媒体を用いるのが好ましい。そこで、以下、原版媒体M1および複製媒体M3として、石英ガラス基板を含む媒体を用いる利点を述べておく。
最後に、本発明に係る情報記録媒体の作成方法における位置合わせマークの形成方法について、更にいくつかの実施例を述べておく。図2の最下段には、4組の単位記録用図形パターンR(U1)〜R(U4)を二次元行列状に配置することにより生成された描画用パターンP(E)の例が示されている。図18(a) ,(b) は、この図2に示す描画用パターンP(E)の変形例を示す平面図である。なお、図18(a) ,(b) では、説明の便宜上、ビット”1”を小さな黒い正方形で示し、ビット”0”を小さな白い正方形で示しているが、実際には、小さな白い正方形は実在パターンとしては描画されない。
Claims (6)
- 同一のデジタルデータが記録された複数枚の情報記録媒体を作成する情報記録媒体の作成方法であって、
保存対象となるデジタルデータを、第1の記録用媒体(G1)の記録面上に、凹凸構造パターンとして記録する工程を行うことにより、原版媒体(M1)を作成する原版媒体作成段階と、
前記原版媒体(M1)に記録されている凹凸構造パターンを、第2の記録用媒体(G2)の記録面上に転写する工程を行うことにより、中間媒体(M2)を作成する中間媒体作成段階と、
前記中間媒体(M2)に記録されている凹凸構造パターンを、第3の記録用媒体(G3)の記録面上に転写する工程を行うことにより、複製媒体(M3)を作成する複製媒体作成段階と、
を有し、
前記原版媒体作成段階では、前記第1の記録用媒体(G1)として石英ガラス基板(10)を含む媒体を用い、前記第1の記録用媒体(G1)の表面にレジスト層(20)を形成し、前記レジスト層の表面にビーム露光を行うことにより、保存対象となるデジタルデータのビット情報を示す図形パターンを描画し、前記レジスト層を現像することによりその一部を除去し、前記レジスト層の残存部(23)をマスクとするエッチング処理を行うことにより、表面に第1の凹凸構造パターンが形成された石英ガラス基板(11)を含む原版媒体(M1)を作成し、
前記中間媒体作成段階では、前記原版媒体(M1)の表面に形成された前記第1の凹凸構造パターンを利用した賦形工程により、前記第2の記録用媒体(G2)の記録面上に、前記第1の凹凸構造パターンの凹凸関係を反転させた第2の凹凸構造パターンを形成し、
前記複製媒体作成段階では、前記第3の記録用媒体(G3)として石英ガラス基板(70)を含む媒体を用い、前記中間媒体(M2)の表面に形成された前記第2の凹凸構造パターンを利用した賦形工程により、前記第3の記録用媒体(G3)の記録面上に、前記第2の凹凸構造パターンの凹凸関係を反転させた第3の凹凸構造パターンを形成し、
前記第1の記録用媒体(G1)および前記第3の記録用媒体(G3)を第1属性媒体と呼び、前記第2の記録用媒体(G2)を第2属性媒体と呼んだときに、前記第1属性媒体が剛性を有し且つ前記第2属性媒体が可撓性を有し、前記中間媒体作成段階の賦形工程および前記複製媒体作成段階の賦形工程において、可撓性を有する媒体を湾曲させることにより媒体相互を剥離させ、
前記原版媒体作成段階では、
コンピュータが、保存対象となるデジタルデータ(D)を入力するデータ入力段階(S11)と、
コンピュータが、前記デジタルデータを、所定のビット長単位で分割することにより、複数の単位データ(U1)を生成する単位データ生成段階(S12)と、
コンピュータが、個々の単位データを構成するデータビットを二次元行列状に配置することにより、単位ビット行列(B(U1))を生成する単位ビット行列生成段階(S13)と、
コンピュータが、前記単位ビット行列を、所定のビット記録領域内に配置された幾何学的なパターンに変換することにより単位ビット図形パターン(P(U1))を生成する単位ビット図形パターン生成段階(S14)と、
コンピュータが、前記単位ビット図形パターンに位置合わせマークを付加することにより、単位記録用図形パターン(R(U1))を生成する単位記録用図形パターン生成段階(S15)と、
コンピュータが、前記単位記録用図形パターンを描画するための描画データ(E)を生成する描画データ生成段階(S16)と、
前記描画データに基づいて、第1の記録用媒体(G1)上にレジスト層(20)を付加した基板に対して、電子線またはレーザ光を用いたビーム露光による描画を行うビーム露光段階(S17)と、
露光を受けた基板に対してパターニング処理を行うことにより、前記描画データに応じた物理的構造パターンが形成された原版媒体(M1)を生成するパターニング段階(S18)と、
を行うことを特徴とする特徴とする情報記録媒体の作成方法。 - 請求項1に記載の情報記録媒体の作成方法において、
単位ビット図形パターン生成段階(S14)で、単位ビット行列(B(U1))を構成する個々のビット”1”および個々のビット”0”のうちのいずれか一方を、閉領域からなる個々のビット図形に変換し、
描画データ生成段階(S16)で、前記個々のビット図形の輪郭線を示す描画データ(E)を生成し、
ビーム露光段階(S17)で、前記個々のビット図形の輪郭線の内側部分に対してビーム露光を行い、
パターニング段階(S18)で、ビット”1”およびビット”0”のいずれか一方を示す凹部(C)と他方を示す凸部(V)とからなる凹凸構造を有する物理的構造パターンを形成することを特徴とする情報記録媒体の作成方法。 - 請求項2に記載の情報記録媒体の作成方法において、
個々のビット図形の内部が凹部(C)、外部が凸部(V)となる原版媒体(M1)が形成されるように、パターニング段階(S18)のパターニング処理を行うことを特徴とする情報記録媒体の作成方法。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の情報記録媒体の作成方法において、
単位データ生成段階(S12)で、デジタルデータ(D)を(m×n)ビットからなる単位データに分割し、
単位ビット行列生成段階(S13)で、m行n列からなる単位ビット行列(B(U1))を生成し、
単位ビット図形パターン生成段階(S14)で、単位ビット行列(B(U1))を構成する個々のビットをm行n列の行列状に配置された格子点に対応づけ、ビット”1”またはビット”0”に対応する格子点上に所定形状のビット図形を配置することにより単位ビット図形パターン(P(U1))を生成することを特徴とする情報記録媒体の作成方法。 - 請求項4に記載の情報記録媒体の作成方法において、
単位ビット図形パターン生成段階(S14)で、矩形状のビット記録領域(Ab)内に配置された単位ビット図形パターン(P(U1))を生成し、
単位記録用図形パターン生成段階(S15)で、前記矩形状のビット記録領域の外部に位置合わせマーク(Q)を付加することにより、前記ビット記録領域および前記位置合わせマークを包含する矩形状の単位記録領域(Au)内に配置された単位記録用図形パターン(R(U1))を生成し、
描画データ生成段階(S16)で、前記矩形状の単位記録領域(Au)を二次元行列状に配置することにより、複数の単位記録用図形パターン(R(U1))を含んだ描画用パターン(P(E))を生成し、当該描画用パターンを描画するための描画データ(E)を生成することを特徴とする情報記録媒体の作成方法。 - 請求項4に記載の情報記録媒体の作成方法において、
単位ビット図形パターン生成段階(S14)で、矩形状のビット記録領域(Ab)内に配置された単位ビット図形パターン(P(U1))を生成し、
単位記録用図形パターン生成段階(S15)で、前記矩形状のビット記録領域の外部に位置合わせマーク(Q)を付加することにより、前記ビット記録領域および前記位置合わせマークを包含する矩形状の単位記録領域(Au)内に配置された単位記録用図形パターン(R(U1))を生成し、
描画データ生成段階(S16)で、前記矩形状の単位記録領域(Au)を上下左右に一部重畳させて二次元行列状に配置することにより、複数の単位記録用図形パターン(R(U1))を含んだ描画用パターン(P(E))を生成し、当該描画用パターンを描画するための描画データ(E)を生成するようにし、
左右に隣接配置された一対の単位記録領域(Au(U1),Au(U2))の重量領域において、左側の単位記録領域(Au(U1))の右端に包含される位置合わせマークと右側の単位記録領域(Au(U2))の左端に包含される位置合わせマークとが重なり合って左右共通の位置合わせマーク(Q2,Q5)が形成されるようにし、上下に隣接配置された一対の単位記録領域(Au(U1),Au(U3))の重量領域において、上側の単位記録領域(Au(U1))の下端に包含される位置合わせマークと下側の単位記録領域(Au(U3))の上端に包含される位置合わせマークとが重なり合って上下共通の位置合わせマーク(Q4,Q5)が形成されるようにしたことを特徴とする情報記録媒体の作成方法。
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