JP2919567B2 - 回折格子作製方法 - Google Patents

回折格子作製方法

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は回折格子作製方法に関する。
[従来の技術] 回折格子は種々の光学装置に使用されるほか、エンコ
ーダ等としても利用される。
このような回折格子の作製方法として近来、マグネテ
ィック・リソグラフィー法によるものが意図されてい
る。
この方法は「基体上に形成された磁気記録媒体薄層に
磁気ヘッドにより格子パターンを書き込み、磁性コロイ
ド流体により格子パターンを顕像化する」ことにより回
折格子を作製するというものである。
[発明が解決しようとする課題] 上記マグネティック・リソグラフィー法に於いて用い
られる磁性コロイド流体は「界面活性剤を溶解させた溶
剤中に、数10乃至数100Å径の微小な強磁性粒子を分散
させて」なる。従って格子パターンを顕像化させた後、
溶剤が蒸発すると磁性記録媒体薄膜上には強磁性粒子に
より顕像化された格子パターンと界面活性剤とが残る
が、界面活性剤には固化機能や接着機能がないため、顕
像化された格子パターンや磁性記録媒体薄層に定着する
ために接着剤の塗布等が必用であり、接着剤塗布の際に
顕像化された格子パターンが乱れたり、定着が完全に行
われないと格子が磁性記録媒体薄膜から剥離したりする
問題があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、顕像化さ
れた格子パターンを乱すことなく格子支持体へ密着性良
く定着できる新規な回折格子作製方法の提供を目的とす
る。
[課題を解決するための手段] 以下、本発明を説明する。
請求項1の回折格子作製方法は「基体上に磁気記録媒
体薄層を形成してなる格子支持体の磁気記録媒体薄層に
磁気ヘッドにより格子パターンを書き込む」工程と、
「格子パターンを書き込まれた磁気記録媒体薄層に光硬
化性磁性流体を塗布して格子パターンを顕像化する」工
程と、「顕像化された格子パターンを光照射により格子
支持体上に定着する」工程とを有する。
請求項2の回折格子作製方法は「基体上に磁気記録媒
体薄層を形成してなる格子支持体の磁気記録媒体薄層に
磁気ヘッドによる格子パターンを書き込む」工程と、
「格子パターンを書き込まれた磁気記録媒体薄層に熱硬
化性磁性流体を塗布して格子パターンを顕像化する」工
程と、「顕像化された格子パターンを加熱して格子支持
体上に定着する」工程とを有する。
請求項1の方法に於いて用いられる「光硬化性磁性流
体」は、50〜200Å径の強磁性粒子を界面活性剤ととも
に光硬化性樹脂に分散させたものである。また上記分散
のため、必用に応じて溶剤が用いられる。
請求項2の方法に於いて用いられる「熱硬化性磁性流
体」は、50〜200Åの強磁性粒子をを界面活性剤ととも
に熱硬化性樹脂に分散させたものである。また上記分散
のため、必用に応じて溶剤が用いられる。
光・熱硬化性磁性流体に「溶剤」を用いる場合は格子
パターンの顕像化後、光照射あるいは加熱を行うのに先
立って、自然乾燥や赤外線照射等により溶剤を乾燥させ
る。
光硬化性磁性流体および熱硬化性磁性流体に用いられ
る「強磁性粒子」の材料としては、マンガンフェライ
ト、マグネタイト、バリウムフェライト、コバルトフェ
ライト、コバルト、鉄等を挙げることができる。
「光硬化性樹脂」としては、N−ビニルカルバゾル、
アクリル酸バリウム、多価アルコールのアクリル酸エス
テル、ウレタン型アクリル酸エステル、ポリイソプレ
ン、ポリビニルシンナマート、P−キノンジアミド化合
物、メチルビニルシロキサン、ポリアクリルアミド、ポ
リ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾル、ポリスチレン、
ポリビニルシロキサン、ポリビニル−P−アジドベンゾ
タート、N−ビニルピロリドン、アクリロニトリルアク
リルアミド鉄塩、多価カルボン酸の不飽和エステル、不
飽和酸アミド、ウレタン型アクリル酸エステル、アクリ
ロニトリロアセチレン性不飽和基を持つモノマー等の光
重合成モノマーや感光性高分子、紫外線硬化型樹脂等を
挙げることができる。これらの光硬化性樹脂は特定の波
長の光の照射により硬化させることができる。
請求項1の方法に於いて定着工程の際に照射される光
は可視光に限られない。場合により紫外線や赤外線が照
射されることもある。
「熱硬化性樹脂」としてはエポキシ樹脂、不飽和ポリ
エステル樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、ユリア
樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂等を挙げることがで
きる。これらの熱硬化性樹脂は150度以上の温度に加熱
することで硬化させることができる。
これら光・熱硬化性樹脂のうち熱磁性粒子と界面活性
剤とを直接分散させ得るものの場合は、これらを直接に
分散させ、直接的な分散が困難な場合は樹脂を適当な溶
剤に溶解させたものを分散媒として上記分散をおこなえ
ば良い。
格子支持体を構成する基体としてはガラス板やプラス
チック板あるいは金属板等を用い得る。この基体に形成
される磁気記録媒体薄層としては、Fe2O3膜のような面
内磁化膜でも良いし、CoCr膜のような垂直磁化膜でも良
い。垂直磁化膜を磁気記録媒体薄層とするとより細かい
ピッチの回折格子の作製が可能である。
[作用] 磁気ヘッドにより格子パターンを書き込まれた磁気記
録媒体薄層に光硬化性磁性流体もしくは熱硬化性磁性流
体を塗布すると流体中に分散している強磁性粒子が磁力
の作用により格子パターンに従った分析を形成して書き
込まれた格子パターンを顕像化する。この状態で光照射
もしくは加熱を行って光・熱硬化性樹脂を硬化させると
強磁性粒子により顕像化された格子パターンが格子支持
体に定着される。
[実施例] 以下、具体的な実施例に即して説明する。
第1図(a)(b)に於いて符号1A,1A′はそれぞれ
格子支持体を示している。
第2図はこれら格子支持体1A,1A′の構造を共通に示
している。第2図に示すように、格子支持体1A,1A′は
ガラス基板等の基体5A上に磁気記録媒体薄層6Aを数μm
の厚さに形成してなる。説明の具体性のため、磁気記録
媒体薄層6AはFe2O3の塗布により形成された面内磁化膜
であるとする。なお、磁気記録媒体薄層は、蒸着やスパ
ッタリングによって数1000Åの厚さに形成することもで
きる。
格子支持体1Aは円板形状で、格子支持体1A′は四角板
形状である。
第1図(a)に示すように格子支持体1Aを中心軸AXの
まわりに等速回転させつつ、磁気ヘッド2Aに1,0のクロ
ック信号3を入力すると、磁気記録媒体薄層を円周状の
格子パターン4Aを書き込むことができる。
第1図(b)に示すように格子支持体1A′を矢印方向
に等速移動させつつ、磁気ヘッド2Aに1,0のクロック信
号3を入力すると、磁気記録媒体薄層に格子パターン4
A′を書き込むことができる。
第2図は磁気記録媒体薄層6Aに書き込まれた格子パタ
ーンの様子を示している。図の左右方向が書き込みの際
の磁気ヘッドと磁気記録媒体薄層との相対的な移動方向
である。
磁気記録媒体薄層6Aには、面内方向に磁化された細か
い磁区が配列し、各磁区に於ける磁化の向き(矢印で示
す)は交互に反転している。磁区配列のピッチは1〜数
μmである。
このように格子パターンを書き込まれた磁気記録媒体
薄層6Aに光硬化性磁性流体として例えば紫外線硬化型樹
脂を用いたものを塗布する。光硬化性磁性流中の強磁性
粒子の径は100〜200Åである。
すると書き込まれた格子パターンに於ける磁区の境界
部に強度磁性粒子が引き付けられるため第3図に示すよ
うに光硬化性磁性流体7Aにより顕像化された格子パター
ンが得られる。
続いて自然乾燥または赤外線照射等による加熱により
光硬化性磁性流体中の溶剤を乾燥させる。
その後、第3図に示すように水銀ランプ8Aにより紫外
線を照射して光硬化性磁性流体中の紫外線硬化型樹脂を
硬化させると顕像化された格子パターンは格子支持体1
A,1A′に堅固に定着される。
第4図(a)で符号10は上記の如くして作製された円
板状の回折格子を示す。この回折格子10を回転させつ
つ、格子部分に線状光源9からの光を照射して反射光束
により影絵的回折干渉パターンを形成し、回折格子10の
回転に伴う影絵的回折干渉パターンの移動を光センサー
11により検出することにより回折格子10の回転量を測定
できる。
同様に、第4図(b)で符号10′は上記の如くして作
製された四角板形状の回折格子を示す。この回折格子1
0′を矢印方向へ移動させつつ格子部分に線状光源9か
らの光を照射して反射光束により影絵的回折干渉パター
ンを形成し、回折格子10′の移動に伴う影絵的回折干渉
パターンの移動を光センサー11により検出することによ
り回折格子10′の移動量を測定できる。
第5図に於いて符号1Bはシリンダー状に形成された格
子支持体を示す。この格子支持体1Bはシリンダー状の基
体5Bの周面部に磁気記録媒体薄層6Bを形成してなる。
格子支持体1Bを回転させつつ磁気ヘッド2Bにクロック
信号3を入力させて書き込みを行うと図のように面内磁
化方向が交互に反転した微小磁区により格子パターンが
円筒状に書き込まれる。
このように格子パターンが書き込まれた磁気記録媒体
薄層6Bに熱硬化性磁性流体7Bを塗布すると格子パターン
が顕像化されるので、第6図に示すように赤外線ランプ
8Bにより加熱を行って、先ず熱硬化性磁性流体中の溶剤
を乾燥させ、しかる後、赤外線ランプ8Bの加熱温度を高
くして熱硬化性樹脂を硬化させることにより顕像化され
た格子パターンを格子支持体1Bに定着する。
第7図に於いて符号12は、軸受け14の回転軸13を基体
として、その周面部分に上記方法で形成された回折格子
を示している。
軸受け14を回転させつつ、回折格子の格子部分に線状
光源9からの光を照射して反射光束により影絵的回折干
渉パターンを形成し、回折格子の回転に伴う影絵的回折
干渉パターンの移動を光センサー11により検出すること
により回転軸の回転量を測定できる。
上に説明した実施例では磁気記録媒体薄層として面内
磁化膜の場合を説明したが、先にも述べたように垂直磁
化膜により磁気記録媒体薄層を構成しても良い。垂直磁
化膜に格子パターンを書き込むと磁化の方向は磁気記録
媒体薄層の厚み方向となり、上記厚み方向の磁化の向き
が交互に反転した磁区の配列により格子パターンが書き
込まれる。このため垂直磁化膜の場合は面内磁化膜の場
合よりもより細かいピッチ(例えば1μmピッチ)の格
子を書き込むことが出来るのである。
また、上に説明した回転量や移動量の測定方法は、出
願人が先に特開昭63−47616号公報に於いて提案した点
状光源を用いる方法や特開平1−297513号公報で提案し
た線状光源を用いる方法、あるいは特願平1−333650号
で提案したインコヒーレント光をスリットを介して取り
出すことにより線状光源として用いる方法等を利用でき
る。
[発明の効果] 以上、本発明によれば新規な回折格子作製方法を提供
できる。
本発明の方法では、顕像化された格子パターンの定着
を光照射もしく加熱により行うので、定着の際に上記格
子パターンが乱される恐れがない。
また、上記方法により作製される回折格子は作製が容
易であるから低コストで作製でき、格子ターンと格子支
持体の密着性に優れている。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第3図は本発明の実施例を説明するための
図、第4図は上記実施例による回折格子をエンコーダと
して用いて回転量や移動量の測定を行う例を説明するた
めの図、第5図及び第6図は別実施例を説明するための
図、第7図は上記別実施例による回折格子をエンコーダ
として用いて回転量の測定を行う例を説明するための図
である。 1A,1A′……格子支持体、2A……磁気ヘッド、5A……基
体、6A……磁気記録媒体薄層、7A……光硬化性磁性流
体、7B……熱硬化性磁性流体、8A……水銀ランプ、8B…
…赤外線ランプ
───────────────────────────────────────────────────── 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 山口 友行 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59−90806(JP,A) 特許2723989(JP,B1) 日本応用磁気学会誌,13(2) (1989),p.419−422 日本応用磁気学会誌,21(8) (1997),p.1053−1061 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02B 5/18

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基体上に磁気記録媒体薄層を形成してなる
    格子支持体の上記磁気記録媒体薄層に磁気ヘッドにより
    格子パターンを書込み、 上記磁気記録媒体薄層に光硬化性磁性流体を塗布して上
    記格子パターンを顕像化し、 顕像化された格子パターンを光照射により格子支持体上
    に定着することを特徴とする、回折格子作製方法。
  2. 【請求項2】基体上に磁気記録媒体薄層を形成してなる
    格子支持体の上記磁気記録媒体薄層に磁気ヘッドにより
    格子パターンを書込み、 上記磁気記録媒体薄層に熱硬化性磁性流体を塗布して上
    記格子パターンを顕像化し、 顕像化された格子パターンを加熱して格子支持体上に定
    着することを特徴とする、回折格子作製方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE10261558B4 (de) * 2002-12-23 2008-10-02 Carl Zeiss Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines diffraktiven optischen Bauteils
DE10355599B4 (de) * 2003-11-28 2009-05-14 Qimonda Ag Verfahren zur Durchführung einer lithographischen Belichtung mithilfe polarisierter elektromagnetischer Strahlung in einer lithographischen Belichtungseinrichtung

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
日本応用磁気学会誌,13(2)(1989),p.419−422
日本応用磁気学会誌,21(8)(1997),p.1053−1061

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