JPH03156746A - 光情報記録媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光情報記録媒体の製造方法に係り。

特に、適正サイズのプリフォーマットパターン（例えば
、案内溝やプリピットなど）を作製するに適した原盤の
カッティング方法に関する。

〔従来の技術〕

従来より、第１１図に示すような作業手順を経て片面に
所定形状および所定寸法の案内溝およびプリピットが形
成された基板を作製する光ディスクの製造方法が知られ
ている。

まず、ガラス板などの平滑面上にポジ型フォトレジスト
膜が均一な厚さに形成された原盤を作製する（手順５−
１）。

フォトレジスト膜乾燥後、この原盤を所定の回転速度で
回転駆動しつつ、当該原盤と対向に配置されたカッティ
ング用光学装置を原盤の半径方向に一定速度で移送し、
前記フォトレジスト膜に所定寸法の案内溝およびプリピ
ットを露光する（手順５−２）。

次いで、この露光済み原盤を現象処理し、さらにこの現
像済み原盤を洗浄することによって、前記フォトレジス
ト膜に案内溝およびプリピットのもとになる凹部を形成
する（手順５−３）。

ポスト露光およびベーク処理を施した後、真空成膜法な
どによって前記フォトレジスト膜上に導電膜を形成し、
次いでこの導電膜を一方の電極として電気めっきを行い
、導電１漠上にニッケルなどの比較的厚い金属層を積層
する（手順５−４）。

前記金属層の表面に高剛性の裏打材を取り付けた後、前
記フォトレジスト膜と導電膜との界面を剥離し、取り出
された金属板を所定形状に成形すると共に前記導電膜の
表面に残留したフォトレジストを除去して、スタンバと
呼称される光デイスク製造用金型を作製する（手順５−
５）。

次いで、スタンバの信号面（前記導電膜の上面）に透明
な光硬化性樹脂を滴下し、この光硬化性樹脂をガラスあ
るいは樹脂製の透明基板にて均一な厚さに展伸する。樹
脂硬化後、前記スタンバと光硬化性樹脂層との界面を剥
離し、片面にスタンバより転写された案内溝およびプリ
ピットをもつ樹脂層が被着された透明基板を作製する（
手順５−６）。

ベーク後、前記透明基板の信号面に、少なくとも記録膜
を含む薄膜層を積層し、所望の光ディスクを得る（手順
５−７）。

なお１手順Ｓ−６において、スタンバを所定形状のキャ
ビティが形成された樹脂成形用の金型内に組込み、キャ
ビティ内に溶融樹脂を充填することによって、片面にス
タンバより転写された案内溝およびプリピットが一体に
形成された樹脂製基板を成形することもできる。

この種の光ディスクは、案内溝に沿って光スポットを走
査し、案内溝がある部分およびプリピットがある部分に
おいて生じる光の回折を利用して光スポットのトラッキ
ングとプリピット信号の読み出しとを行うから、高いト
ラッキング特性および記録／再生特性を得るためには、
透明基板に形成される案内溝およびプリピットの形状お
よび寸法が、最適な光の回折を生じ得るように形成され
ていなくてはならない。

従来は、原盤に形成される案内溝用凹部の幅および深さ
が、原盤を透過する光の０次回折光強度（１，）と１次
回折光強度（１１）との比（Ｉ１７ｒｏ）に比例するこ
とを利用し、露光済み原盤を現像する際、案内溝用凹部
に平行ビームを入射して前記の強度比をモニターし、案
内溝用凹部の幅および深さが光ディスクに形成されるべ
き案内溝の幅および深さと等しくなるまで現像処理を続
行するといった方法が採られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

然るに、原盤を現像したのち光ディスクを複製するまで
の工程においては１例えば原盤のベーク処理によってフ
ォトレジスト膜が収縮したり、基板複製後のベーク処理
によって樹脂層または基板を構成する樹脂材料が収縮し
たりする。このため、原盤に形成される案内溝用四部の
幅および深さを光ディスクに形成されるべき案内溝の幅
および深さと等しくしたのでは、透明基板の所望の幅お
よび深さの案内溝を形成することができない。

なお、前記においては案内溝の幅および深さを例にとっ
て説明したが、プリピットについても同様の不都合を生
じる。

本発明は、前記した従来技術の欠点を解決するためにな
されたものであって、適正寸法および適正形状のプリフ
ォーマットパターンを形成することが可能な光情報記録
媒体の製造方法を提供することを目的とするものである
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、前記の目的を達成するため、原盤にプリフォ
ーマットパターンのもとになる凹部をカッティングする
工程、カッティング済みの原盤からスタンパを複製する
工程、スタンバから所定寸法のプリフォーマットパター
ンを有する透明基板を複製する工程を含む光情報記録媒
体の製造方法において、前記原盤にカッティングされた
凹部の寸法に対する前記透明基板に形成されるプリフォ
ーマットパターンの寸法の変化率を予じめ実験によって
測定しておき、その変化率をＡ、所望とするプリフォー
マットパターンの寸法をＢとしたとき、前記原盤にカッ
ティングされる凹部の寸法Ｓを、Ｓ＝Ｂ／Ａに形成した
。

〔作用〕

前記方法によると、露光済み原盤を現像処理してから所
望の透明基板を得るまでの各工程におけるフォトレジス
トの収縮や樹脂材料の収縮等を考慮して原盤上にカッテ
ィングされる凹部の寸法を調整するようにしたので、透
明基板に形成されるプリフォーマットパターンの寸法を
当該光情惇記録媒体に最適な値に形成することができる
。

また、−旦原盤にカッティングされた四部の寸法に対す
る透明基板に形成されるプリフォーマットパターンの寸
法の変化率を求めた後は、従来方法と同一のプロセスに
よって光情報記録媒体を作製することができるので、製
造工程がほとんど複雑化することもない。

よって、トラッキング特性および記録／再生特性に優れ
た光情報記録媒体を安価に提供することができる。

〔実施例〕

まず、本発明の概略構成を第１図に示す。

この図に示すように、本発明の光情報記録媒体の製造方
法は、原盤のカッティングに先立ち、原盤にカッティン
グされた凹部の寸法に対する透明基板に形成されるプリ
フォーマットパターンの寸法の変化率を予じめ実験によ
って測定する（手順５−Ｏ）、ｔ、かる後、その変化率
を考慮し、透明基板に転写された後のプリフォーマット
パターンの寸法が所望の値となるように、所定寸法の凹
部を原盤にカッティングする。

すなわち、手順Ｓ−０で測定された寸法の変化率がＡ、
所望とするプリフォーマットパターンの寸法がＢである
ときには、原盤にカッティングする凹部の寸法Ｓを、Ｓ
＝Ｂ／Ａに形成する。

例えば前記の変化率Ａを測定したところ、案内溝の溝深
さについては原盤にカッティングされた四部の７０〜８
０％に収縮しており、案内溝の幅については原盤にカッ
ティングされた四部の９０〜９５％に収縮していた場合
、透明基板に形成されるべき案内溝の深さをＢｘ、当該
案内溝の幅を８２としたとき、原盤にカッティングされ
るべき案内溝用四部の深さＳｌは。

５ｘ＝（１０／８〜１０／７）×Ｂｚ に、また原盤にカッティングされるべき案内溝用凹部の
幅Ｓｚは、 Ｓｚ　＝（１０／　９　、５〜］、　Ｏ／　９）ｘ　Ｂ
　Ｚに形成される。

なお、原盤にカッティングされるべき案内溝用凹部の深
さＳｌは、カッティング用光のパワーを調整したり露光
済み原盤の現像時間を調整することによって、また原盤
にカッティングされるべき案内溝用凹部の幅Ｓｚは、カ
ッティング用光のパワーを調整したり、原盤上に照射さ
れる光スポットの直径を５ｆｆ整することによって任意
に形成することができる。

原盤カッティング後は、第１１図と同様の工程を経て光
情報記録媒体が作製される。

前記寸法の変化率Ａは、フォトレジスト材料や基板用樹
脂材料のほか、案内溝やプリピットの形状や寸法、それ
に案内溝のピッチなどによっても変動する。

例えば、断面形状が略三角形で、ピッチが１．０〜１．
５μｍ、深さが （λ／１０ｎ〜λ／　１６　ｎ）Ｘ（１、５〜１．６）
但し、λは再生用光の波長 ｎは透明基板の屈折率 の案内溝を有する透明基板を複製する場合、原盤に、断
面形状が略三角形で、ピッチが１．０〜１．５μｍ、深
さが （λ／９ｎ〜λ／　ｌ　３　ｎ）Ｘ（１、５〜１　、６
）の案内溝用四部をカッティングすることによって。

前記した所望の形状および寸法を有するプリフォーマッ
トパターンを備えた光情報記録媒体を製造することがで
きる。

また、断面形状が略台形で、ピッチが１．０〜１．５μ
ｍ、深さがλ／１０ｎ〜λ／１６ｎ（但し、λは再生用
光の波長、ｎは透明基板の屈折率）の案内溝を有する透
明基板を複製する場合、原盤に、断面形状が略台形で、
ピッチが１゜０〜１．５μｍ、深さがλ／　９　ｎ〜λ
／１３ｎの案内溝用凹部をカッティングすることによっ
て、前記した所望の形状および寸法を有するプリフォー
マットパターンを備えた光情報記録媒体を製造すること
ができる。

以下、本発明の一実験例を第２図ないし第１０図に基づ
いて説明する。

まず、第２図に示すように、円形の平滑板１上にシブレ
イ社製のフォトレジスト（商品名、マイクロポジット１
３５０）を０．１７５±０．０１５　（μｍ）の厚さに
塗布して成るフォトレジスト膜２が形成された光デイス
ク原盤３を作製する。

次いで、第３図に示すように、この原盤３を回転装置４
に取り付けて回転駆動すると共に、フォトレジスト膜２
と対向に配置された光学ヘッド５を原盤３の内周から外
周に向けて一定速度で移動し、フォトレジスト膜２に対
物レンズ６から出射されたレーザビーム７を照射する。

なお、光学ヘッド５には、レーザ源として波長が４５８
（ｎｍ）のアルゴンレーザが搭載され。

対物レンズ６としては開口数が０．９のレンズが用いら
れている。フォトレジスト膜２上に合焦されるレーザス
ポット径りは、カッティング用レーザビームの波長をλ
１、対物レンズの開口数をＮＡとしたとき、Ｄ＝λｘ　
／　Ｎ　Ａで表わされるから、本例の場合には、フォト
レジスト膜２上に約０．５（μｍ）の渦巻線が露光され
る。

次いで、この露光済み原盤のフォトレジスト膜２にシブ
レイ社製の現像液（商品名、マイクロポジットデベロッ
パ）を４５％に希釈したものをスプレーし、原盤を現像
する。

現像終了のタイミング調整は、現像処理中の原盤に波長
が６３３（ｎｍ）のレーザビームを照射し、案内溝用凹
部によって回折された回折光の０次回折光強度（１０）
と１次回折光強度（Ｉｌ）との比（工ｌ／Ｉｏ）をモニ
ターすることによって行った０本例では、この値が２．
０〜２．８×１０−３になったとき現像処理を終了した
。このとき、案内溝用凹部の深さは、再生用レーザビー
ムの波長をλ２、透明基板の屈折率をｎとしたとき、λ
２／８ｎに形成される。

第４図に示すように、現像終了時のフォト−ジス１〜膜
２の膜厚ｔ２は、未現像原盤に形成されたフォトレジス
ト膜２の膜厚ｔ１に対し、ｔ２＝（０，９０〜０．９５
）ｔｌの厚さに目減りする。

次いで、この露光済み原盤にベーク処理を施す。

ベーク処理では、露光済み原盤を１２０’Ｃの環境下に
約６０分間放置し、第５図に示すように、フォトレジス
ト膜２に８±２％の収縮を起させる。

従って、ベーク処理後のフォトレジスト膜２の膜厚ｔ３
は、未現像原盤に形成されたフオトレジスト膜２の膜厚
ｔ１に対し、ｔｚ＝０．９０ｔｘの厚さに目減りする（
第６図参照）。

次いで、第６図に示すように、ベーク処理済み原盤のフ
ォトレジスト膜２に導電膜８を形成した後、この導電膜
８を一方の電極として電気めっきを行い、導電膜８上に
めっき層９を積層する。

めっき層９の表面に高剛性の裏打板を裏打ちして裏打ち
されたスタンパ１０を取り出す。

スタンパ１０の信号面に付着した残留フォトレジストを
除去し、外形を所定の寸法および形状に成形する。

次いで、第８図に示すように、スタンパ１０の信号面１
０ａに光硬化性樹脂１１を輪状に塗布し、これをガラス
板】２にて均一な厚さに展伸する。

次いで、スタンパ１０と光硬化性樹脂１１との界面を剥
離し、第９図に示すように、光硬化性樹脂１１とガラス
板１２とが一体になった透明基板１３を取り出し、この
透明基板１３にベーク処理を施す。

最後に、透明基板１３に形成される案内溝１４の深さａ
ｚを測定し、原盤３にカッティングされた案内溝用凹部
１５の深さａｘ　　（第４図参照）に対する変化率を演
算により求める８本例の場合。

原盤３にカッティングされた案内溝用凹部１５の深さａ
ｌに対して、透明基板１３に形成された案内溝１４の深
さａ２は、約７５％に収縮することが判った。

以下、２つ目の原盤の製造工程に入る。

前記と同様の条件の下で原盤を露光した後、前記と同様
の条件の下で露光済み原盤の現像を行う。

但し、１つ目の原盤の製造工程に比べて露光時間を長く
し、透明基板に形成されるべき案内溝の深さを８１とし
たとき、原盤にカッティングされるべき案内溝用凹部の
深さＳｌを、 Ｓ１＝　（１０／７．５）×ＢＩ に形成する。

以下、第４図ないし第８図に示した各工程を経て第９図
に示す透明基板１３を得、しかる後、第１０図に示すよ
うに、この透明基板１３の光硬化性樹脂層１１上に、少
なくとも記録膜を含む所望の薄膜層１６を形成すること
によって、目的とする光ディスク１７を得る。

前記実施例の光情報記録媒体の製造方法は、露光済み原
盤を現像処理してから所望の透明基板１３を得るまでの
各工程におけるフォトレジスト膜２の収縮や樹脂材料の
収縮等を考慮して原盤３上にカッティングされる凹部１
５の寸法を調整するようにしたので、透明基板１３に形
成される案内溝１４の寸法を当該光ディスク１７に最適
な値に形成することができる。

また、−旦原盤３にカッティングされた凹部１５の寸法
に対する透明基板１３に形成される案内溝１４の寸法の
変化率（ａ１／ａ　２）を求めた後は、従来方法と同一
のプロセスによって光ディスク１７を作製することがで
きるので、製造工程が複雑化することもない。

よって、トラッキング特性に優れた光ディスクを安価に
提供することができる。

なお、前記実施例において掲げた案内溝の幅および深さ
それにピッチに関する数値は、本発明の一実施例を示す
ものであって、本発明の要旨がこれに限定されるもので
はない。すなわち、案内溝の幅および深さそれにピッチ
に関する数値は、必要に応じて適宜選択することができ
る。

例えば、再生用光の波長をλ、レンズ開口数をＮＡ、基
板の屈折率をｎとしたとき１幅Ｗがｗ＝　（λ／ＮＡ）
Ｘ　（１／２．８〜１／３．６）で表わされ、深さｄが ｄ＝λ／　５　ｎ〜λ／　８　ｎ で表わされる案内溝をもった光情報記録媒体にも適用す
ることができる。

トラックピッチについても１．０〜１．５μｍという数
値に限定されるものではなく、波長が短いレーザ光源を
用いることによってよりトラックピッチが小さい光情報
記録媒体を製造することもできるし、反対に、波長が長
いレーザ光源を用いることによってよりトラックピッチ
が大きい光情報記録媒体を製造することもできる。

なお、前記実施例においては、プリフォーマットパター
ンとして案内溝のみを備えた光ディスクを例にとって説
明したが、案内溝に加えてプリピットが形成された光デ
ィスクについても同様に実施することができる。この場
合、プリピットを案内溝上に重ねて形成することもでき
るし、また、プリピットを相隣接する案内溝の間に形成
することもできる。

また、眞記実施例においては、ガラス板の片面に光硬化
性樹脂層が転写された透明基板を備えた光ディスクを例
にとって説明したが、透明基板が樹脂の成形品にて形成
された透明基板を備えた光ディスクに応用することもで
きる。

さらに、前記実施例においては、光情報記録媒体として
光ディスクを例にとって説明したが、例えば光カードな
ど他種の光情報記録媒体にも応用することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように１本発明によると、露光済み原盤を
現像処理してから所望の透明基板を得るまでの各工程に
おけるフォトレジストの収縮や樹脂材料の収縮等を考慮
して原盤上にカッティングされる四部の寸法を調整する
ようにしたので、製造工程をほとんど複雑化することな
く、透明基板に形成されるプリフォーマットパターンの
寸法を当該光情報記録媒体に最適な値に形成することが
でき、トラッキング特性および記録／再生特性に優れた
光情報記録媒体を安価に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る製造方法の流れ図、第２図、第３
図、第４図、第６図、第７図、第８図、第９図、第１０
図は本発明に係る製造方法の工程説明図、第５図はベー
ク時間とフォトレジスト膜の収縮率との関係を示すグラ
フ図、第１１図は従来技術に係る製造方法の流れ図であ
る。 ２・・・・・・フォトレジスト膜、３・・・・・・光デ
イスク原盤、１０・・・・・・スタンパ、１０ａ・・・
・・・信号面、１１・・・・・・光硬化性樹脂、１３・
・・・・・透明基板、１４・・・・・・案内溝、１５・
・・・・・案内溝用凹部、１６・・・・・・薄膜層。 １７・・・・・・光ディスク。 銚 ２図 第 ３図 鶴４図 第 ５図 公−９時間（分）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）原盤にプリフオーマツトパターンのもとになる凹
   部をカッティングする工程、カッティング済みの原盤か
   らスタンパを複製する工程、スタンパから所定寸法のプ
   リフオーマツトパターンを有する透明基板を複製する工
   程を含む光情報記録媒体の製造方法において、 前記原盤にカッティングされた凹部の寸法に対する前記
   透明基板に形成されるプリフオーマツトパターンの寸法
   の変化率を予じめ実験によつて測定しておき、その変化
   率をＡ、所望とするプリフオーマツトパターンの寸法を
   Ｂとしたとき、前記原盤にカッティングされる凹部のサ
   イズＳを、Ｓ＝Ｂ／Ａに形成したことを特徴とする光情
   報記録媒体の製造方法。
2. （２）請求項１記載において、前記透明基板に形成され
   るべき案内溝の深さをＢ＿１としたとき、前記原盤にカ
   ッティングされるべき案内溝用凹部の深さＳ＿１を、Ｓ
   ＿１＝（１０／８〜１０／７）×Ｂ＿１に形成したこと
   を特徴とする光情報記録媒体の製造方法。
3. （３）請求項１記載において、前記透明基板に形成され
   るべき案内溝の幅をＢ＿２としたとき、前記原盤にカッ
   ティングされるべき案内溝用凹部の幅Ｓ＿２を、Ｓ＿２
   ＝（１０／９．５〜１０／９）×Ｂ＿２に形成したこと
   を特徴とする光情報記録媒体の製造方法。
4. （４）請求項１記載において、断面形状が略三角形で、
   ピッチが１．０〜１．５μｍ、深さが（λ／１０ｎ〜λ
   ／１６ｎ）×（１．５〜１．６）但し、λは再生用光の
   波長 ｎは透明基板の屈折率 の案内溝を有する透明基板を複製する場合、原盤に、断
   面形状が略三角形で、ピッチが１．０〜１．５μｍ、深
   さが （λ／９ｎ〜λ／１３ｎ）×（１．５〜１．６）の案内
   溝用凹部を形成するようにしたことを特徴とする光情報
   記録媒体の製造方法。
5. （５）請求項１記載において、断面形状が略台形で、ピ
   ッチが１．０〜１．５μｍ、深さが λ／１０ｎ〜λ／１６ｎ（但し、λは再生用光の波長、
   ｎは透明基板の屈折率）の案内溝を有する透明基板を複
   製する場合、原盤に、断面形状が略台形で、ピッチが１
   ．０〜１．５μｍ、深さがλ／９ｎ〜λ／１３ｎの案内
   溝用凹部を形成するようにしたことを特徴とする光情報
   記録媒体の製造方法。