JP2655887B2 - 格子作製方法 - Google Patents

格子作製方法

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、格子作製方法に関する。
[従来の技術] 本明細書中に於いて、格子パターンは一定の周期的構
造を持つもののみならず、コンピューターホログラムパ
ターン等をも含む。このような格子パターンを持つ格子
は、例えば、リニヤエンコーダーやロータリーエンコー
ダー、ホログラムスキャナーに用いるホログラムディス
クやコンピューターホログラム等に用いられている。
このような格子の作製方法としては、従来からリソグ
ラフィー法を用いる方法や、レーザー光の干渉を利用す
る方法が知られている。
リソグラフィー法による格子の作製は以下の如くに行
われる。即ち、ガラス等の基板上にCr,Al等の金属を成
膜し、その上にフォトレジストを塗布する。このように
して形成されたフォトレジスト層の上に所望の格子パタ
ーンを持ったマスクを介してパターンを露光し、フォト
レジストを現像後、金属層をエッチング除去して格子開
口部をあけ、最後にフォトレジストを除去する。
また、レーザー光の干渉を利用する方法では、上記リ
ソグラフィー法でマスクを用いてパターン露光を行う代
わりに、フォトレジスト上でレーザー光を干渉させ、そ
の干渉パターンによりパターン露光を行う。そして、現
像、エッチング、フォトレジストの除去の各工程を順に
行って、格子を得る。
[発明が解決しようとする課題] 上記方法のうちリソグラフィー法による格子作製方法
では、光を用いてパターン露光を行うため、パターンが
微細化して例えばピッチが0.3〜0.4μm以下ともなると
回折が生じ、正確なパターン露光が出来なくなり、した
がって有る程度以上微細な格子パターンをもった格子を
作製することが出来ない。
また、レーザー光の干渉を利用する方法では干渉パタ
ーンを利用するため、干渉により発生させ得るパターン
以外の格子パターンを持った格子を得ることが出来な
い。また、光の波長による制限があり、微小ピッチの作
製は困難である。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであっ
て、その目的とするところは、所望の格子パターン、特
に極めて微細な格子パターンを持った格子を容易且つ確
実に得ることができる、新規な格子作製方法の提供にあ
る。
[課題を解決するための手段] 以下、本発明を説明する。
本発明は、透過変調型の格子パターンを持つ格子を作
製する方法であって、その特徴とするところは以下に述
べる点にある。
即ち、先ず、基体上に層状に形成された磁気記録媒体
に磁気ヘッドを用いて所望の格子パターンを書き込み、
上記格子パターンに従う磁化パターンを形成する。基体
は、例えばガラス基板等である。基体上に層状に形成さ
れる磁気記録媒体は、Fe2O3等の硬化膜で有っても良
く、またCoCr等の垂直磁化膜を厚さ方向の所定の向きに
均一に磁化したもので有っても良い。
次いで、上記磁気記録媒体上に磁性コロイド流体を塗
布して上記磁化パターンに対応した磁性コロイド流体の
パターンを生ぜしめる。
磁性コロイド流体は、酸化鉄の微粉末を界面活性剤中
に分散させたものである。
本発明で用いる磁性コロイド流体は、コロイド粒子の
粒径が磁化パターンに比して十分に小さいもの、例えば
100〜200Åの粒径のものである。
続いて、この磁性コロイド流体のパターン上に固化し
ていない透明な樹脂層を積層し、しかるのちこの樹脂層
を固化させ、上記磁性コロイド流体もろとも上記磁気記
録媒体から剥離することにより、所望の透過率変調型の
格子パターンをもった格子を得る。
透明樹脂としては、光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂を用
い得る。
なお、一旦、磁気記録媒体に所望の格子パターンに従
う磁化パターンを形成したのちは、上記磁性コロイド流
体の塗布以後の工程を繰り返すことにより同一の格子を
次々に得る事ができる。
[作用] 磁気記録媒体に磁気ヘッドで格子パターンを書き込む
と、面内方向もしくは面垂直方向に磁化された磁区の配
列により、格子パターンに従う磁化パターンが形成され
る。
磁化パターンの形成された磁気記録媒体の上に、磁化
パターンに比して十分に小さい粒径のコロイド粒子によ
る磁性コロイド流体、例えば上記磁区配列のピッチの1/
10程度の粒径をもつ磁性コロイド流体を塗布すると、磁
性コロイド流体は磁区の境界部分に集まるので、結局磁
化パターンと同一ピッチの磁性コロイド流体のパターン
が得られる。従って、このパターンを透明樹脂に写しと
ることにより所望の格子が得られる。
磁気記録媒体に磁気ヘッドで格子パターンを書き込む
場合、磁気記録媒体として膜厚の所定の向きに均一に磁
化された垂直磁化膜を用い、垂直磁化用の磁気ヘッドを
用いると記録密度の最大はおよそ250Kbits/inch程度ま
で可能である。即ち、1bit/0.1μmとなり、最小0.1μ
mピッチで磁区を反転できる。従って最小で0.1μmピ
ッチの垂直磁化パターンを磁気ヘッドにより書き込み形
成できる。
また、磁気記録媒体としてFe2O3等の磁化膜を用い面
内方向に磁化する場合は、垂直磁化膜を用いる場合程の
高記録密度は得られないが、磁化パターンの作成は極め
て容易であり、特にピッチが1μm以上の格子の作製に
は極めて有効である。
[実施例] 以下、図面を参照しながら具体的な2つの実施例に即
して説明する。
各実施例とも、ロータリーエンコーダーに用いる円板
状の格子の製造の例である。
第1図に於いて、符号1は磁気円板を示している。こ
の磁気円板1は、ガラス等の円形基板を基体とし、その
片面にCoCr等の垂直磁化物質のスパッタリング等により
薄層状の磁気記録媒体を作成し磁化の方向を層厚方向の
所定の向きに揃えたものであり、図示されない回転手段
により回転軸AXの回りに回転可能に成っている。磁気記
録媒体の層厚は数千Å程度である。
符号2は、垂直磁化用の磁気ヘッドを示している。
磁気円板1を矢印方向へ定速回転させつつ、磁気ヘッ
ド2にクロック信号3を入力し、1,0パターンを垂直磁
化による磁化パターン4として磁気円板1の周縁部に1
周にわたって書き込む記録する。勿論、この磁化パター
ン4は目で見られるパターンではない。
第2図は、このように書き込み記録された磁化パター
ンを模式的に示している。図の左右方向は、磁気円板の
回転方向に対応している。
第2図で、符号5は磁気円板の円形基板を示し、符号
6は薄層状に形成された磁気記録媒体を示す。磁気記録
媒体6における小さな矢印は磁化の向きを示している。
即ち、垂直磁化用の磁気ヘッド2による書き込みの結
果、クロックの1,0に応じて磁化方向が磁気記録媒体6
の厚み方向に於いて互いに逆転した微小な磁区の配列、
即ち垂直磁化による磁化パターンが形成されるのであ
る。この磁化パターンに於ける磁区配列のピッチは、0.
1〜0.2μmである。また、第2図で図面に直交する方
向、即ち磁気円板の半径方向には、第2図の磁気的状態
が有限寸法続いている。
次に、上記の如く垂直磁化による磁化パターンを形成
された磁気記録媒体6上に粒径100〜200Åの磁性コロイ
ド流体7を塗布すると、第3図に示すように、磁性コロ
イド流体7は磁気記録媒体6に形成された磁化パターン
をなす磁区の境界部に集まるため、磁化パターンと同ピ
ッチのパターンが磁性コロイド流体7により形成され
る。
続いて、第4図に示すように、磁性コロイド流体7に
よって形成されたパターンの上に光硬化性の透明樹脂8
を塗布し、これに紫外線9を照射して硬化させる。そし
て、硬化した透明樹脂8を磁気円板1から剥離すると、
第5図に示すように硬化した透明樹脂の片面に磁性コロ
イド流体7のパターンが埋め込まれた格子10が得られ
る。この格子10は、磁性コロイド流体7のパターンとし
て垂直磁化による磁化パターンが写し取られており、従
って、磁化パターンと同じピッチの透過変調型の格子で
ある。第3図乃至第5図のプロセスを繰り返せば同一の
格子を次々に得ることができる。
第6図は、別の実施例を示している。
第6図に於いて、符号1Aは磁気円板を示している。こ
の磁気円板1Aは、ガラス等の円形基板を基体とし、その
片面にFe2O3等の塗布等により薄層状の磁気記録媒体を
形成したものであり、図示されない回転手段により回転
軸AXの回りに回転可能に成っている。磁気記録媒体の層
厚は数千Å程度である。
符号2Aは、磁気ヘッドを示している。
磁気円板1Aを矢印方向へ定速回転させつつ、磁気ヘッ
ド2Aにクロック信号3を入力し、1,0パターンを面内方
向の磁化パターン4Aとして磁気円板1Aの周縁部に1周に
わたって書き込み記録する。
第7図は、このように書き込み記録された磁化パター
ンを模式的に示している。図の左右方向は、磁気円板1A
の回転方向に対応している。
第7図で、符号5Aは磁気円板の円形基板を示し、符号
6Aは薄層状に形成された磁気記録媒体を示す。磁気記録
媒体6Aにおける小さな矢印は磁化の向きを示している。
即ち、磁気ヘッド2Aによる書き込みの結果、クロックの
1,0に応じて面内磁化方向が互いに逆転した磁区の配列
が形成されるのである。この磁区配列のピッチは、1〜
数μmである。また、第7図で図面に直交する方向、即
ち磁気円板の半径方向には、第7図の磁気的状態が有限
寸法続いている。
次に、上記の如く面内磁化による磁化パターンを形成
された磁気記録媒体6A上に粒径100〜200Åの磁性コロイ
ド流体7を塗布すると、第8図に示すように、磁性コロ
イド流体7は磁気記録媒体6Aに形成された磁化パターン
をなす磁区の境界部に集まるため、磁化パターンと同ピ
ッチのパターンが磁性コロイド流体7により形成され
る。
以後は、先に説明した実施例の場合と同じく、磁性コ
ロイド流体7によって形成されたパターンの上に光硬化
性の透明樹脂を塗布し、これに紫外線を照射して硬化さ
せ、硬化した透明樹脂を磁気円板1Aから剥離することに
より、硬化した透明樹脂の片面に磁性コロイド流体7の
パターンが埋め込まれた格子が得られる。この格子は、
磁性コロイド流体7のパターンとして面内磁化による磁
化パターンが写し取られており、従って、磁化パターン
と同じピッチの透過変調型の格子である。磁性コロイド
流体の塗布から、硬化した透明樹脂の剥離に至るプロセ
スを繰り返せば同一の格子を次々に得ることができる。
[発明の効果] 以上、本発明によれば新規な格子作製方法を提供でき
る。
この方法は、上記の如くに構成されているので、透過
変調型の格子を容易且つ確実に且つ低価格で得ることが
できる。特に磁気記録媒体として垂直硬化膜を用いこれ
に垂直磁化用の磁気ヘッドで磁気パターンを書き込む方
法では、最小0.1μmピッチの格子パターンが実現可能
である。これは従来の格子パターン形成ではX線による
パターン描画で辛うじて可能であるが、X線描画ではこ
れに必要なマスクの作製が困難であり、実際には実現困
難である。しかるに本発明では、上記の如くこのような
微細な格子パターンを持つ格子の作製を容易に実現でき
る。
また、面内磁化による磁化パターンを形成する場合
は、特に1μm以上のピッチを持つ格子の作製を極めて
簡単ならしめるものである。
また、本発明では格子パターンを基本的には磁気記録
媒体に磁気ヘッドで書き込むため、大面積化も容易であ
り、さらに格子パターンも種々のパターンを容易に実現
できる。従って、実施例のようなロータリーエンコーダ
ー用の格子に限らず、リニヤエンコーダー用の直線状の
格子や、コンピューターで計算したホログラムパターン
を磁気ヘッドにより書き込むことにより、コンピュータ
ーホログラムパターンを有する振幅型ホログラムをも格
子として容易に作製することができる。
なお、実施例では透明な樹脂として光硬化性のものを
用いたが、これに代えて、熱硬化性のものを用い、加熱
により硬化させても良いことは言うまでもない。さら
に、実施例の場合、複数の磁気ヘッドを用いて別々の信
号を書き込むなどして、複数のトラックを持つ円環状の
格子パターンを容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、垂直磁化された円形の磁気記録媒体への垂直
による磁化パターンの書き込みを説明するための図、第
2図は、上記の如く書き込まれた磁化パターンの状態を
説明するための図、第3図は、磁性コロイド流体による
パターン形成を説明するための図、第4図は、透明な樹
脂の硬化を説明するための図、第5図は、出来上がった
格子を説明するための図、第6図は、磁気記録媒体への
面内磁化による磁化パターンの書込を説明するための
図、第7図は、面内磁化による磁化パターンの状態を説
明するための図、第8図は、面内磁化による磁化パター
ンに従う磁気コロイド流体によるパターン形成を説明す
るための図である。 1……磁気円板、2……垂直磁化用の磁気ヘッド、3…
…クロック信号、4……垂直磁化パターン、5……基体
としての円形基板、6……垂直磁化媒体、7……磁性コ
ロイド流体、8……透明な光硬化性の樹脂、10……格
子、1A……磁気円板、2A……磁気ヘッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 明渡 純 東京都新宿区早稲田3丁目18番1号 丸 茂ハイツ203号 (72)発明者 船戸 広義 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株 式会社リコー内 (56)参考文献 特開 昭62−226014(JP,A) 実開 昭59−64501(JP,U)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】透過率変調型の格子パターンを持つ格子を
    作製する方法であって、 基体上に層状に形成された磁気記録媒体に磁気ヘッドを
    用いて所望の格子パターンを書き込み、上記格子パター
    ンに従う磁化パターンを形成した後、 上記磁気記録媒体上に、コロイド粒子の粒径が上記磁化
    パターンに比して十分に小さい磁性コロイド流体を塗布
    して、上記磁化パターンに対応した磁性コロイド流体の
    パターンを生ぜしめ、 次いで、この磁性コロイド流体のパターン上に固化して
    いない透明な樹脂層を積層し、しかるのちこの樹脂層を
    固化させ、上記磁性コロイド流体もろとも上記磁気記録
    媒体から剥離することを特徴とする格子作製方法。
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JP2655551B2 (ja) * 1992-09-09 1997-09-24 工業技術院長 微細表面形状創成法
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