JPH06295474A

JPH06295474A - 光記録媒体製造用原盤の製造方法

Info

Publication number: JPH06295474A
Application number: JP5079693A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Yoshino; 斉芳野; Toshiya Yuasa; 俊哉湯浅; Hisanori Hayashi; 久範林; Takashi Kai; 丘甲斐; Osamu Shikame; 修鹿目; Hirofumi Kamitakahara; 弘文上高原; Naoki Kushida; 直樹串田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-04-06
Filing date: 1993-04-06
Publication date: 1994-10-21

Abstract

(57)【要約】【目的】反りや歪みのない平面形状や曲面などの非平
面形状の光記録媒体製造用原盤が精度良く、安価に得ら
れる製造方法を提供する。【構成】記録すべき情報に対応した凹凸パターンなど
を含む原盤の三次元形状のデーターに応答して発生され
る硬化用照射を指定された作業面上へ施すことによって
液体を硬化させて輪郭を有する第１断面層を形成する工
程と前記作業面上に対し第２断面層を形成し、該第２断
面層を前記第１断面層に接着させる工程などの一連の工
程を経て複数の順次積層された断面層を形成する工程か
らなる光記録媒体製造用原盤の製造法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光記録媒体の製造方法に
関し、詳しくは光学的に情報の記録・再生を行なう光記
録媒体製造用原盤の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、各種情報の記録には、磁気テー
プ、磁気ディスク等の磁気材料、各種半導体メモリー等
が主として用いられてきた。この様な磁気メモリー、半
導体メモリーは情報の書き込みおよび読みだしが容易に
行なえるという利点はあるが、反面、情報の内容を容易
に改ざんされたり、また高密度記録ができないという問
題点があった。かかる問題点を解決するために、多種多
様の情報を効率良く取り扱う手段として、光記録媒体に
よる光学的情報記録方法が提案され、そのための光学的
情報記録担体、記録再生方法、記録再生装置が提案され
ている。かかる情報記録担体としての光記録媒体は、一
般にレーザー光を用いて情報記録担体上の光記録層の一
部を揮散させるか、反射率の変化を生じさせるか、ある
いは変形を生じさせて、光学的な反射率や透過率の差に
よって情報を記録し、あるいは再生を行なっている。こ
の場合、光記録層は情報を書き込み後、現像処理などの
必要がなく、「書いた後に直読する」ことのできる、い
わゆるＤＲＡＷ（ダイレクトリードアフターライ
ト）媒体であり、高密度記録が可能であり、また追加書
き込みも可能であることから、情報の記録・保存媒体と
して有効である。

【０００３】図６は従来の光記録媒体（光ディスク）の
模式的断面図である。情報の記録・再生は、トラック溝
２２の微細な凹凸を利用してレーザー光の位相差により
位置決めをしながら行なっている。一般的な光記録媒体
では、熱可塑性樹脂であるポリカーボネート樹脂やポリ
メチルメタクリル樹脂を、トラックや情報に対応する凹
凸パターンが記録されているスタンパーを用いて、その
凹凸パターンを転写してトラック溝２２を形成してい
る。スタンパーの製造方法としては一般的に、平面性良
く研磨されたガラスなどの板の上に、レジストや感光性
樹脂で所定の深さに凹凸パターンを形成して原盤とし
（図８ａ）、その原盤の凹凸パターンの形成された面を
導電化してから（図８ｂ）、導電膜上に所定の厚さまで
電鋳を行なって金属スタンパーを得ている（図８ｃ）。
その他、あらかじめ凹凸パターンの形成されたマスター
から紫外線硬化樹脂でレプリカを取って原盤をつくる方
法も行なわれている。この方法でのレプリカを取る方法
は、特開昭５１−１４２９５、同５３−１１６１０５、
同５４−２３５０１、同５４−１３０９０２、同５５−
４７９３、同５７−５５５４４などで示される様な紫外
線硬化樹脂を用いる方法がある。その他に、流体媒質の
中で三次元の物体を製作する方法として、流体媒質の三
次元の容積内の所定の交点で選択的に焦点を結ばせる放
射ビームにより流体媒質が選択的に硬化させられる方法
も開発されている。米国特許２７７５７８５、同４０４
１４７６、同４０７８２２９、同４２３８８４０、同４
２８８８６１、特開昭５６−１４４４７８、小玉秀男
「三次元情報の表示法としての立体形状自動作成法」
（電子通信学会論文史、VOL.J64-C No.４、１９８１年
４月）、Hideo Kodama、Automatic method for fabrica
ting a three-dimensional Plastic model with photo-
hardning polymer, Review of Scientific Instrument
s,52(11), Nov. 1981 、および Alan J. Herbert、Soli
d Object Generation, Journal of Applied Photograph
ic Engineering, Vol.8, No.4, August 1982 しかしながら、従来の方法では、平面形状のマスターの
凹凸パターンを平板上に転写して樹脂層を形成するた
め、平面以外の形状、例えば円筒状や曲面形状の原盤が
成形できないという問題点が有り、成形性の良い押し出
し成形などの連続成形用のロール型やダイセットを製造
することができなかった。そのため、平面状の原盤を製
作してから、電鋳などの方法で金属スタンパーを製造し
て、その金属スタンパーをロールに機械的な方法または
接着などの方法で固定して成形ロールを製造していて、
工程が長くコストが高いという問題点が生じていた。光
記録媒体では凹凸パターンの精度が微細であるために、
基板成形に用いる型の厚み精度を１０μｍ以下にしなけ
れば、凹凸パターンの転写ムラや成形樹脂に歪みが残っ
てしまう。一般に凹凸パターンの形成されたマスクと、
平らな板の間に紫外線硬化樹脂を挟んでから硬化させて
凹凸パターンを樹脂に転写してから、電鋳・研磨の工程
を経てスタンパーを形成するときにスタンパーの厚み精
度を十分に出すためには、樹脂材料層の厚さを均一にし
なければならない。マスクまたは平板のどちらかまたは
両方に紫外線硬化樹脂を塗布してから、両者を重ね合わ
せる方法が広く行なわれているが、重ね合わせの工程で
気泡を樹脂に巻き込んだり、樹脂が不均一に広がったり
してしまうという問題点が有る。また一般に紫外線硬化
樹脂は最低でも６％以上の硬化収縮があるため、平板と
マスクを機械的に固定すると、硬化時に硬化収縮で樹脂
面が凹凸になってしまうため、樹脂材料層の厚み精度を
十分に得られないという問題点があり、一方硬化収縮を
緩和できるようにマスクと平板を機械的に自由にすれ
ば、硬化中の振動や取扱いで平板がマスクとずれたり、
樹脂材料層の傾きを生じてしまって樹脂材料層の厚さを
均一にできないという問題点も生じている。

【０００４】

【発明が解決しようとしている課題】本発明は前記の問
題点を解決せんとするもので、反りや歪がなく平面性の
良好な原盤が得られると共に平面形状だけでなく、曲面
や球面等の非平面形状の原盤も安価にかつ精度よく製造
できる光記録媒体製造用原盤の製造方法を提供すること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
せんとするもので、その要旨は光ビームの照射によっ
て、光学特性を変化させて、情報の記録・再生を行なう
情報記録媒体において、三次元形状のデーターに応答し
て発生される硬化用照射を指定された作業面上へ施すこ
とによって液体を硬化させて輪郭を有する第１断面層を
形成して、前記第１断面層の全体を前記液体層中へ移動
させることにより前記第１断面層に自動的に積層して、
ついで前記第１断面層を前記作業面へ向かって所定のレ
ベルまで戻して第２断面層を前記作業面に対して形成
し、前記第２断面層を前記第１断面層に接着させる工
程、を含む一連の工程を経て複数の順次積層された断面
層を形成する工程から原盤を形成することを特徴とする
光記録媒体製造用原盤の製造方法である。

【０００６】図１〜図５は本発明の原盤の製造方法の実
施態様を示す断面図である。レーザー等の光源５から光
ビーム４を照射すると硬化する液状の樹脂１を槽２に満
たしておく。光ビーム４を照射して液状の樹脂１を硬化
させる。光ビーム４は液状の樹脂１に吸収されるので槽
２の中の方までは届かないため液の表面層だけが硬化す
る。光ビーム４と液状の樹脂１の特性を調整すれば特定
の厚みだけ硬化させることができる。樹脂槽２の中には
スムーズに上下することができる仕切り６（エレベータ
ー）が設置されている。図１に示すように、最初に仕切
り６を液状の樹脂１が薄く覆い隠すように樹脂面近くに
止めておいて、光ビーム４を照射する。光ビーム４に当
たった液状の樹脂１は硬化して仕切り６上に固着する。
次ぎに少し仕切り６を下げると、液状の樹脂１が硬化し
た樹脂３の上に回り込んで来て、薄い液状の樹脂１の層
ができる。これにまた光ビーム４を照射して硬化させ
る。コンピューター７などを用いてこの一連の操作を繰
り返すと、硬化した樹脂３の薄い層が徐々に積層されて
三次元構造を持つ物体を作ることができる。凹凸パター
ン８の形成された三次元構造を持つ物体を作るために
は、まず製作する原盤、型またはスタンパーの縦、横、
厚みの三次元形状のデーターを製作する。この三次元形
状のデーターは、前記した流体媒質の中で三次元物体を
形成する方法の中から自由に選択して用いることができ
る。プリフォーマットなどの凹凸パターンのデーターも
同時に製作することができる。このデーターを用いて光
ビーム４を樹脂１に照射して三次元形状を持つ物体を形
成することができる。その他には図２に示すように光ビ
ーム４に対して透過と不透過の部分によって凹凸パター
ン８の形が形成されたマスク９を通して光ビーム４を照
射して凹凸パターン８を形成してから三次元構造を持つ
物体を形成する方法や、図３〜図５に示すように凹凸パ
ターン８が形状として形成されたマスク９またはスタン
パー１０を仕切り６の上に設置して、マスク９またはス
タンパー１０の上に三次元構造を持つ物体を形成する方
法を用いることができる。

【０００７】図３〜図５に示すように予め凹凸パターン
８が形状として形成されたマスク９またはスタンパー１
０の上に三次元構造を形成するようにすることによって
現在の三次元形状の製造装置では得られない数μｍ以下
の微細な形状で現状の機械の加工精度を超え得る三次元
構造体を得ることができる。

【０００８】本発明において硬化する液体として用いる
材料は、紫外線、Ｘ線、可視光線、非可視光線などの光
エネルギー、電子ビーム、高エネルギー粒子などの各種
ビーム、反応性化学物質のジェットなどの化学物質の照
射で硬化する材料であれば、いずれの材料でも用いるこ
とができる。一般に用いられているエポキシ系樹脂、エ
ポキシアクリレート系樹脂、ウレタンアクリレート系樹
脂、ポリエステルアクリレート系樹脂などの中から自由
に選択して用いることができる。その他に低粘度化、高
硬度化や短硬化時間や高感度のために、必要に応じて希
釈剤、架橋剤、光開始剤などを添加して用いることがで
きる。

【０００９】光走査のメカニズムとしては、可動ミラー
（回転ミラー、動電ミラー）によってビームを放射状に
偏向する方法と、導光路（組み合わせミラーまたは光フ
ァイバー）をＮＣテーブルによって移動し、照射位置を
制御する方法とがある。製造する物によってメカニズム
は自由に選択して用いることができる。用いる光源も水
銀灯、ヘリウム−カドミウムレーザー、アルゴンレーザ
ーなどの中から自由に選択できる。

【００１０】本発明で得られた原盤はそのままで型とし
て基板を製造することができる。一般に行なわれている
ように、導電化処理を行なって、電鋳してスタンパーを
作ることもできる。導電化処理はスパッターまたは蒸着
による真空成膜方法、銀鏡反応を用いる方法、無電解メ
ッキによる方法がある。導電化するのに必要な膜厚は１
００〜１００００Ａ、好ましくは５００〜１０００Ａの
範囲である。電鋳も公知なニッケル、クロム電鋳を行な
って必要な厚さのスタンパーを得ることができる。

【００１１】

【作用】本発明の原盤は、記録すべき情報に対応した凹
凸パターンなどの三次元形状のデーターに応じて照射に
よって硬化する液体状樹脂にビームを照射して断面形状
を形成して、その後断面層を積層して求める三次元形状
を製造することによって、樹脂の硬化収縮による原盤の
凹凸面の反りや歪みなどの発生のない原盤を、平面だけ
でなく曲面などの非平面構造でも安価に精度良く形成で
き、また、予め凹凸パターンが形成された型またはスタ
ンパーの上に三次元形状を形成することによって更に精
度のよい微細な形状に形成できる原盤の製造方法を提供
するものである。

【００１２】

【実施例】以下、実施例を示し、本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明がこれらに限定されるものではな
い。

【００１３】［実施例１］光造形システム（三菱商事、
ＳＯＵＰ）と液状樹脂（サンノプコ、ＳＮＸ−ＲＣ５２
０３）を用いて、まずピッチ１２μｍ、幅３．０μｍ、
深さ３０００Ａの平行溝形状の凹凸パターンが形成され
た、厚さ５ｍｍ、外形３００×３４０ｍｍのフォトマス
ク（ＨＯＹＡ）を用いて、図２に示すようにマスク９の
上を光源５として４０ＷのＨｅ−Ｃｄレーザーを用いて
０．１ｍｍφに集光したビーム４を照射して樹脂層にパ
ターンの深さが３０００Ａになるように硬化させた。そ
の後、フォトマスク９の大きさの３００×３４０ｍｍに
１０ｍｍ／秒の速さでビームを走査して第１断面層を形
成した。仕切り（エレベーター）６を０．３ｍｍ下げて
液状樹脂１が回り込んで第１断面層の上に薄い液状層が
できるようにした。再度ビームを同じように走査して第
２断面層を形成した。この操作を繰り返して厚さ１０ｍ
ｍの原盤を得た。未硬化な樹脂をアセトン（キシダ化
学）を用いて拭き取った。できた原盤を測定すると、原
盤の面精度は研磨ガラスの樹脂材料層の形成されていな
い側を基準にして、最大で１０μｍで十分に平坦であっ
た。凹凸パターンの線幅およびトラックピッチの転写は
１００％であった。（カールツァイス、三次元測定
機）。溝深さの転写率は９８％であった。（テーラーホ
ブソン、タリステップ）。また、原盤の端面にはバリは
発生していなかった。

【００１４】［実施例２］図３に示すように、実施例１
と同じマスクを用いて、実施例１と同じ光造形システム
と同じ液状樹脂１を用いた。マスク９を仕切り６に設置
してから液状樹脂１に浸して、実施例１と同じ光源５
で、実施例１と同じ速さでビーム４を走査してマスク９
上に第１断面層を形成した。その後実施例１と同じよう
にビーム走査と仕切り６の移動を行なってからマスク９
を剥離して、厚さ１０ｍｍの原盤を得た。実施例１と同
じように未硬化な樹脂をアセトンで拭き取った。実施例
１と同じように原盤を測定したところ、原盤の面精度は
１０μｍであった。また凹凸パターンの線幅およびトラ
ックピッチの転写は１００％であった。溝深さの転写率
は９８％であった。また、原盤の端面にはバリは発生し
ていなかった。

【００１５】［実施例３］図４に示すように、実施例１
と同じ凹凸パターンの形成されていて、外形３００×３
４０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍのニッケルスタンパーを用い
て、ニッケルスタンパーの凹凸パターン８面を内側にし
て半径１５０ｍｍに長辺方向を丸めてから実施例１と同
じ光造形システムの仕切り６に設置した。液状樹脂１
（東レ、ＨＹＳＯＬ−ＥＡ９４９８）に浸した。実施例
１と同じ光源５を用いて、実施例１と同じ速さでビーム
４を走査して曲面状になったスタンパー１０上に第１断
面層を形成した。その後実施例１と同じようにビーム走
査と仕切り６の移動を行なってからスタンパー１０を剥
離して、半径１５０ｍｍ曲面で厚さ５ｍｍの原盤を得
た。実施例１と同じように未硬化な樹脂をアセトンで拭
き取った。実施例１と同じように原盤を測定したとこ
ろ、原盤の面精度は１５０ｍｍの円筒形状を基準にして
凹凸は１０μｍであった。また凹凸パターンの線幅およ
びトラックピッチの転写は１００％であった。溝深さの
転写率は９８％であった。また、原盤の端面にはバリは
発生していなかった。

【００１６】［実施例４］図５に示すように、実施例１
と同じ光造形システムと実施例２と同じ液状樹脂１を用
いた。片面に１、１、１、３、３、３ヘキサメチルジシ
ラザン（東京化成）を２μｍ厚アンカー材層として形成
した外形３００×３４０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの研磨ガラ
ス１１（旭ガラス）と実施例１と同じマスク９とを用い
て、マスク９と研磨ガラス１１を１ｍｍの隙間を開けて
平行にした状態で立てて、仕切り６に設置した。液状樹
脂１に仕切り６を浸して、実施例１と同じ光源５で、実
施例１と同じ速さでビーム４を走査してマスク９と研磨
ガラス１１の間に第１断面層を形成した。その後実施例
１と同じようにビーム走査と仕切り６の移動を行なっ
て、両者の間の樹脂層を硬化させてからマスク９を剥離
して原盤を得た。実施例１と同じように未硬化な樹脂を
アセトンで拭き取った。実施例１と同じように原盤を測
定したところ、原盤の面精度は１０μｍであった。また
凹凸パターンの線幅およびトラックピッチの転写は１０
０％であった。溝深さの転写率は９８％であった。ま
た、原盤の端面にはバリは発生していなかった。

【００１７】

【発明の効果】本発明の原盤の製造方法を用いることに
よって以下の効果がある。１．樹脂の硬化収縮を緩和しながら順に積層していくた
め、原盤の反りや歪みの発生を防いで平面性の良い原盤
を得られる。２．平面形状だけでなく、曲面や球面などの非平面形状
の原盤も容易に製造することができる。３．予め凹凸パターンが形成された型またはスタンパー
の上に三次元形状を形成することにより更に微細な形状
の原盤を容易に製造することができる。４．ローラー形状の型を用いるときには面精度を良くす
ることができ、かつローラーへの固定が簡単になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原盤の製造方法の一例を示す概略断面
図

【図２】本発明の原盤の製造方法の他の例を示す概略断
面図

【図３】本発明の原盤の製造方法の他の例を示す概略断
面図

【図４】本発明の原盤の製造方法の他の例を示す概略断
面図

【図５】本発明の原盤の製造方法の他の例を示す概略断
面図

【図６】従来の光ディスクの断面図

【図７】従来の光カードの断面図

【図８】従来のスタンパーの製造方法を示す概略断面図

【符号の説明】

１液状樹脂２槽３硬化した樹脂４光ビーム５光源６仕切り７コンピューター８凹凸パターン９マスク１０スタンパー１１研磨したガラス板２１透明基板２２トラック溝部２３光記録層２４スペーサー２５接着剤層２６保護基板２７平板２８樹脂層２９導電化膜３０電鋳膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者甲斐丘東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者鹿目修東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者上高原弘文東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者串田直樹東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ビームの照射によって、光学特性を変
化させて、情報の記録・再生を行なう情報記録媒体にお
いて、三次元形状のデーターに応答して発生される硬化
用照射を指定された作業面上へ施すことによって液体を
硬化させて輪郭を有する第１断面層を形成する工程、前
記第１断面層の全体を前記液体層中へ移動させることに
より前記第１断面層に自動的に積層する工程、ついで前
記第１断面層を前記作業面へ向かって所定のレベルまで
戻して第２断面層を前記作業面に対して形成し、前記第
２断面層を前記第１断面層に接着させる工程、を含む一
連の工程を経て複数の順次積層された断面層を形成する
工程からなることを特徴とする光記録媒体製造用原盤の
製造方法。
【請求項２】前記三次元形状のデーターに応答して発
生される硬化用照射を予め作成した記録すべき情報に対
応した凹凸パターンを含む原盤を用いて第１断面層を形
成するようにした請求項１記載の光記録媒体製造用原盤
の製造方法。
【請求項３】前記三次元形状のデーターに応答して発
生される硬化用照射を記録すべき情報に対応した凹凸パ
ターンが形成されたマスター上に施して第１断面層を形
成するようにした請求項１記載の光記録媒体製造用原盤
の製造方法。
【請求項４】前記三次元形状のデーターに応答して発
生される硬化用照射を記録すべき情報に対応した凹凸パ
ターンが形成されたマスターと平板を平行した状態の上
方部から施して第１断面層を形成するようにした請求項
１記載の光記録媒体製造用原盤の製造方法。