JPH07118100B2

JPH07118100B2 - 情報記録媒体およびその製造方法

Info

Publication number: JPH07118100B2
Application number: JP61203549A
Authority: JP
Inventors: ビーハマーズリーアレン; ダブリューゴッフマイケル; クマールサマラパリーヴァイナイ; エムホワイトワーストーマス; レディーノムララムチャンドラ
Original assignee: レーザービデオインコーポレーテッド
Priority date: 1986-08-29
Filing date: 1986-08-29
Publication date: 1995-12-18
Anticipated expiration: 2010-12-18
Also published as: JPS6358638A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は改良された光学的に読取られる記録媒体とかか
る媒体を作るための方法とに係る。本発明の記録媒体は
ビデオ・ディスク又はオーディオ・ディスクとしての使
用に良く適している。

〔従来の技術〕

従来、機械式及び光蝕刻法の技術を含め、光学的に読取
られる記録媒体を製造するために様々な方法が用いられ
ている。従来のビデオ・ディスク及びオーディオ・ディ
スク（例えばコンパクト・ディスク）は、1/4波長ピッ
トが記録媒体中に物理的にスタンプされる機械的プレス
作業によって典型的に行なわれる。本出願人に譲渡され
た米国特許第4,423,137号は、光蝕刻法によって記録媒
体を製作する方法を開示している。この光蝕刻法による
方法は、従来のスタンピング技術に見い出される重大な
欠点を取り除く。

米国特許第4,423,137に記載の光蝕刻法による方法は様
々な応用に良く適しているが、それは、読取り作業中に
破壊干渉に依存しない記録媒体を作り出す。これは、こ
の特許に記載された記録媒体が、読取りビームを適当な
変位された位相で反射させるのではなく該読取りビーム
を通過させる透過穴を含むからである。例えばある種の
コンパクト・ディスク・プレーヤのように、制御の目的
で記録媒体の各部分から反射される読取りビーム間の位
相差を用いた読取り装置がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、読取り過程のための位相解除技術に依存する
記録媒体を提供する一方、光蝕刻法による加工の重要な
利点を保つ改良された記録媒体を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によると、読取りビームと共に用いるようになっ
ている情報記録媒体であって、第１及び第２の面を持つ
支持体から成る情報記録媒体が提供される。ホトレジス
トの層が支持体の第１の面に付着され、このホトレジス
ト層は該ホトレジスト領域が厚さの異なる第１及び第２
の領域に分割されるようにその中で凹所の配列を画成す
る。本好適な実施例においては、第１の領域は、実際に
支持体の第１の面が開口で露出するようにホトレジスト
層に形成された該開口の配列である。第１及び第２の領
域は、例えばオーディオ情報、ビデオ情報、又は両者の
ような選択され記憶された情報を示すパターンに分配さ
れる。反射層がホトレジスト層の上に、及び凹所がホト
レジスト中で開口を形成する場合には開口における支持
体の第１の面に、付着される。凹所を有する第１の領域
と凹所間の第２の領域との双方において、支持体の第２
の面に入射する読取りビームの一部が反射層によって支
持体の外側に反射されるように、支持体とホトレジスト
層とは共に読取りビームを透過させるようになってい
る。第１及び第２の領域における反射層の間隔差は、第
１及び第２の領域における反射層によって支持体の外側
に反射される読み取りビームの部分間に破壊干渉を与え
るように選定される。

本発明の方法によれば、読取りビームによって後に読み
取られるための情報は、第１及び第２の面を有し読取り
ビームを透過させるようになっている支持体を最初に提
供することによって記録される。支持体の第１の面は次
に、読取りビームを透過させるようになっているホトレ
ジスト層で被覆される。次に、ホトレジスト層の部分
は、露出が異なる第１及び第２の領域を作り出すために
露光される。ホトレジストの厚さの少なくとも一部が、
第１及び第２の領域の間でホトレジスト差厚を作り出す
ために第１の領域において除去される。好適な実施例に
おいては、第１の領域の下に配設される支持体の第１の
面の部分を露光させるために全体の厚さのホトレジスト
が第１の領域において除去される。次に残留するホトレ
ジスト（及び支持体の第１の面の露光部分）が、読取り
ビームを反射するようになっている反射層で覆われる。
第１及び第２の領域間におけるホトレジスト層の選定さ
れた差厚は、第１及び第２の領域の上に配設される反射
層から反射される読取りビーム間で支持体の第２の面上
で破壊干渉を作り出すようになっている。

〔作用〕

本発明の方法は、変調レーザ又は接触露光技術のいずれ
かと共に用いるように適合できる。この方法は、光蝕刻
法加工の重要な利点を保ち、スタンピング及びプレス加
工に関連する問題を完全に回避する。更に、下記に記載
する好適な実施例は支持体を通し、且つ残留するホトレ
ジストを通して読み取られる。一旦それが付着される
と、反射層の活性面は汚染に決して曝されることはない
という重要な利点を、この背側読取り技術は提供する。
この理由は、それが、活性を呈する反射面である反射層
の下面（ホトレジストに近接する面）であるからであ
る。一旦反射層のこの面に付着が行なわれると、それは
以降の加工作業中は決して露光されることはない。更
に、下述の好適な実施例は比較的少ない数の加工ステッ
プで実施することができ、レプリカ・ディスク及び変調
レーザで作られるシングル版の両方に経済的制作技術と
してそれは十分に適している。

他の目的を付随する利益と共に本発明自体は、添付図面
を参照した次の詳細な説明で十分にわかるであろう。

〔実施例〕

図面について説明すると、第1a図乃至第1f図は本発明の
方法及び記録媒体の第１の実施例に関し、第2a図乃至第
2f図は本発明の方法及び記録媒体の第２の実施例に関す
る。

第１実施例第１図の方法は、ビデオ・ディスクやオーディオ・ディ
スクのような記録媒体を形成するためにマスターによる
接触露出技術を用いている。第１図の方法の第１のステ
ップは、記録媒体として用いられる支持体を検査するこ
とである。本実施例において、支持体10は、例えばPMMA
/ポリカーボネート又は注型エポキシで形成することが
できる光学級プラスチック支持体である。支持体10がビ
デオ・ディスクとして用いることが意図される場合は、
それは、厚さが1.2mm、外径が200又は300mmのいずれか
（応用による）、並びに内径が35mmであることが好まし
い。支持体10がコンパクト・ディスクとして用いること
が意図される場合は、それは、厚さが1.2mm、外径が120
mm、並びに内径が15mmであることが好ましい。最初の検
査ステップにおいては、光学表面特性及び平坦度を調べ
るために支持体10の検査が行なわれる。

支持体10は次に、粒状汚染を除去するために緩和石鹸液
を用いて洗浄され、引き続き一連の脱イオン水浴が行な
われる。洗浄された支持体は次に、汚染がないか目視検
査が行なわれる。

ホトレジスト、貯蔵、液調製、及び粘度検査と票示され
た加工ステップは、適切なホトレジストの調製に関する
ものであり、本実施例におけるホトレジストは、例えば
シップリィー1400シリーズとして市販されているような
ポジタイプのホトレジストである。好ましくは、このホ
トレジストは固形分３％に希釈すべきである。もしシッ
プリィーから直接入手する場合、適切な製品はシップリ
ィーホトレジスト1400−３である。このホトレジストの
粘度は、好ましくは25℃において1.37センチストークス
である。

加工ステップ80は、第1a図に示す構造を形成すべく支持
体10がホトレジスト20の層で被覆されるホトレジスト被
覆ステップである。この実施例においては、被覆ステッ
プ80は約20℃の温度で且つ50％の相対湿度で実施され
る。約100r.p.m.の低速で回転する支持体10にホトレジ
ストを計量分配するために可動アームが使用されるスピ
ンコーティングの技法を用いることができる。次に、所
望の厚さの層を形成するためにホトレジストをスピンオ
フさせるべく、支持体10の回転速度は約350r.p.m.に加
速される。本実施例においてホトレジスト20の最終厚さ
は約1200Åである。被覆ステップ80に次いで、支持体10
とホトレジスト20はHEPA濾過熱対流炉中で約30分間70℃
の温度で焼付けられ、得られた製品は粒状汚染がないか
目視検査が行なわれる。周期的に、焼付けられたホトレ
ジストの厚さは、それが所望の1200Åの厚さであるよう
に検査される。

第1a図の被覆済み支持体は次に、第1b図に示すように、
接触露出ステップ82で露出される。此の露出ステップ82
中に、ホトレジスト層20はクロム・マスターと接触され
る。マスターの形成は本発明の一部を成さないので、こ
こでは詳述しない。適切なマスターは、本出願人に譲渡
された米国特許第4,423,137号に記載されている過程に
よって形成することができる。本実施例において、露出
ステップは、400ナノメートルの波長を持つ露出照射で
行なわれる。露光時間は約1.5秒であり、紫外線源が約4
00mw/cm²を発生させる。この露出ステップ82はホトレジ
スト20の第１及び第２の領域を作り出し、それら第１及
び第２の領域はその露出度が異なる。特に、マスター70
は、透明な支持体72とその中で開口76の配列を画成する
金属層74とを含む。開口76と整合したホトレジスト20の
領域は紫外線照射に曝されるが、金属層74と整合したホ
トレジスト20の領域は曝されない。

露光されたホトレジスト20は次に、現像ステップ84にお
いて現像浴中で除去される。好ましくは、濃度.27〜.29
N、温度20℃、及び時間25秒のマイクロポジット351とし
てシップリィーから市販されているホトレジスト現像液
が用いられる。本実施例において、露光されたホトレジ
ストは、現像液が攪拌された槽内で侵せきされる。現像
ステップ84が完了すると、得られた現像済みホトレジス
トは第1c図に示すようなパターンを形成する。このパタ
ーンは、露出され現像液の作用で除去された第１の領域
22と、非露出のホトレジスト20が残留する第２の領域と
を含む。本実施例の第１の領域22は実際には、支持体10
が露出されるホトレジスト層20における開口である。

例えばアルミニウムのような金属の薄い反射層30が次
に、第1d図に示す構造を作り出すために付着ステップ86
において現像済みホトレジストの上に付着される。この
反射層30は第１及び第２の領域22、24の両方の上に延在
し、そしてホトレジスト層20における開口に形成された
支持体10の露出部分を覆う。反射層30が形成された後
で、ピンホールが無いかその構造が目視検査される。本
実施例において、反射層30はアルミニウムで形成され、
75〜85％の反射率を持つ。例えば銅や金のような他の金
属も他の実施例では使用することができる。本実施例に
おいて、反射層30は支持体10に蒸着される。例えば、48
インチ径のチャンバーを有するストークス・真空蒸着機
型式426−６を使用することができる。

加工ステップ88では、第1e図に示す構造を形成させるた
めに保護被覆40が反射層30の上に設けられる。例えば、
この保護被覆40は、スピン・コーティング又はローラ・
コーティング技術のいずれかで被覆される紫外線硬化性
ポリマーであってよい。適当なポリマーが、大日本イン
キ化学工業から「ポリマー−SD/17」として市販されて
いる。好ましくは、保護被覆40の厚さは10ミクロンに制
御される。好ましくは、このポリマーは、例えばアメリ
カンアルトラバイオレット社から市販されている、メー
トル当たり200ワットの強度、25インチのアーク長、及
び支持体10上６インチの位置を有する紫外線光源で紫外
線硬化される。好ましくは、支持体10は、分速240イン
チ直線速度を持つコンベヤー上でこの光源の下を通過さ
せる。

第1e図に示す構造は、支持体10を通して読み取ることが
可能な完成した記録媒体50である。支持体10に向けられ
た入射する読取りビームは、第１の領域22及び第２の領
域24の両方において反射層30によって反射される。これ
ら２つの領域における光路長の差は、反射層30のこれら
２つの部分から反射されたときに読取りビームの被覆干
渉を与えるべく選定される。被覆ステップ88に次いで、
記録作業の正確さに合致するように記録媒体は、記録済
み情報を読み取ることによって検査される。

本実施例において、第1e図の完成した記録媒体50は、完
成したディスクを形成すべく接着層60によって第２の完
成した記録媒体50′に接着される。これは、第１図のス
テップ90において達成される。本実施例において、接着
層60は3M社から接着在No.4696として市販されている接
着剤を用いてよい。このようにして、両面記録媒体が得
られる。

接着ステップ90に続き、記録済みプログラムを確認する
ために適当な粘着テープが完成したディスクに貼られ、
そのディスク汚染や傷から保護するためにスリーブやジ
ャケットに挿入され、その完成した包装物は収縮包装さ
れる。

第２実施例第2a乃至2fについて説明すると、第２図に示す第２実施
例は、第１図の第１実施例と多くの点で類似している。
しかし、第２図の実施例は、ホトレジストを露出させる
ために変調光源と、更に異なる型式の支持体とを用いて
いる。

第２図に示すように、第１のステップは、入って来る支
持体110を検査することである。本実施例において、支
持体110は、前述の支持体10と同一の物理的寸法を有す
る光学級ガラス・ディスクである。受入検査の後で、支
持体110は一連の洗浄液、脱イオン水、アルコール、及
びフレオン浴中で洗浄される。

支持体110は、次に汚染がないか目視検査され、そして
厚さ1200Åのホトレジスト層120が被覆ステップ180で支
持体10上に付着される。前述と同じホトレジストと被覆
技術を用いることができる。被覆ステップ180は第2a図
に示す構造を作り出す。この構造物は約30分間90℃でHE
PA濾過熱対流炉で焼付けられ、次に粒状汚染がないか目
視検査される。更に、ホトレジスト120の厚さが調べら
れる。

本実施例において、焼付けられたホトレジスト120は、
第2b図に示すようにレーザ記録ステップ182において露
出される。このステップ182では、ホトレジスト120の選
定された領域122を露出させるために時間変調レーザ書
込みビーム170が使用される。本実施例において、変調
レーザビーム170は、350ミリワットの定格出力、75乃至
250ミリワットの作動出力を持ち、457.9ナノメートルの
波長で作動するアルゴン・イオン・レーザで発生され
る。本実施例において、.5ミクロンの半径寸法と.35ミ
クロンの接線寸法を持つ露光スポット・サイズが、.95
の解放数を有するオリンパス接眼レンズ1990のようなレ
ンズを介して発生される。レーザ・ビーム変調は、例え
ばコーヒーレント社から型式3050として市販されている
型のモジュレータを使用して得ることができる。

ホトレジスト120の露光領域122が除去されホトレジスト
120の非露光領域124が残留する第2cに示す構造を作り出
すために、露光済みホトレジストは次にステップ184に
おいて現像される。.27〜.29Nの濃度、20℃の温度、及
び13秒の時間で使用されるマイクロポジットとしてシッ
プリィー社から市販されている現像液を用いてこの現像
ステップ184は達成できる。本実施例において、現像の
噴霧法を用いることが好ましい。

次の加工ステップ186において、第2d図に示す構造を作
り出すために、アルミニウムの薄層（厚さ約1200Å）が
ホトレジスト120の上に付着される。本実施例におい
て、上述したのと同じ蒸着技術を使用することができ、
反射層130の反射率は75〜85％に選定される。第2d図の
構造物は次にピンホールがないか目視検査が行なわれ
る。もし過度のピンホールが発見されると、グラス支持
対110は再循環される。もしそうでなければ、ステップ1
88保護被覆140が設けられる。本実施例において、スピ
ン・コーティング技術が用いられ、上述したのと同じ紫
外線硬化性ポリマーと紫外線硬化技術が用いられること
が好ましい。この時点で、第2e図に示す構造物が発生
し、それは、支持対110の露出面から読み取ることがで
きる完成した記録媒体50である。好ましくは、記録加工
の精度を確認するために記録媒体50は記憶された情報を
光学的に読み取ることにより検査される。

加工ステップ190において、所望の厚さ、強度及び重量
を持つ完成ディスクを提供するために、記録媒体50はプ
ラスチック支持対165に接着される。本実施例におい
て、接着ステップ190は、3M社から接着剤No.4693として
市販されているような接着層160を用いて実施すること
ができる。前述のように、完成されたディスクは表示、
包装及びラッピングが施され、第２図の行程が完了す
る。

２つの実施例が記述され、その両者が、重要な利点を有
する光学的に読み取られる記録媒体を製作するために光
蝕刻法の技術を利用していることは上述の説明で明らか
であろう。本発明は、上述した具体的材料やプロセス・
パラメータに限定されないということが理解されるべき
である。更に、あらゆる応用において、全体の厚さの露
光済みホトレジストを除去することは肝要ではない。希
望すれば、上述のポジタイプのホトレジストの代わりに
ネガタイプのホトレジストを代用することができ、又読
取りビームの光路長における所望の差を作り出す凹所を
形成すべく、ホトレジストの露光領域を部分的にのみ除
去するようにホトレジストを使用することができる。更
に、ホトレジスト層として様々な材料を用いることがで
きる。本明細書及び下記の特許請求の範囲において用い
ているように、「ホトレジスト」という用語は、厚さが
異なる第１及び第２の領域を作り出すために露光作業の
後で現像可能な前種類の材量を抱合すべく広く解釈され
ることを意図している。

従って、上記詳細な説明は限定的ではなく例示的なもの
として見倣され、且つあらゆる均等物を含め、下記の特
許請求の範囲が本発明の範囲を規定されるということが
理解されるものとして意図されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制作行程の第１実施例の行程系統図で
ある。第1a図乃至第1f図は第１図の制作行程の各段階において
取られた記録媒体の断面図である。第２図は本発明の制作行程の第２実施例の行程系統図で
ある。第2a図乃至第2f図は第２図の制作行程の各段階において
取られた記録媒体の断面図である。 10,110……支持体、20,120……ホトレジスト 22,122……第１の領域、24,124……第２の領域 30,130……反射層、40,140……保護層

フロントページの続き (72)発明者ヴァイナイクマールサマラパリーアメリカ合衆国カリフォルニア州アナハイムエル204 ノースクリスデンストリート 1275 (72)発明者トーマスエムホワイトワースアメリカ合衆国カリフォルニア州ハンティングトンビーチトゥウェルブスストリート 416 (72)発明者ラムチャンドラレディーノムラアメリカ合衆国カリフォルニア州アーヴィンコロンブス 32 (56)参考文献特開昭62−110636（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】読取りビームと併せて用いられるようにな
っている情報記録媒体であって、第１及び第２の面を有する支持体と、前記支持体の前記第１の面上に設けられたホトレジスト
層と、前記ホトレジスト層上に付着された反射層とを有し、前記ホトレジスト層はその中に凹所の配列を画成し、前
記凹所は、選定された深さを有し、且つ選定された情報
を示すパターンで分配されており、前記凹所を含む第１の領域と凹所間の第２の領域の双方
において、前記支持体の前記第２の面に入射する前記読
取りビームの一部が前記反射層によって前記支持体の外
側に反射されるように、前記支持体と前記ホトレジスト
層とは共に前記読取りビームを透過させるようになって
おり、（イ）前記第１の領域において前記反射層によって前記
支持体の外側に反射される前記読取りビームの部分と
（ロ）前記第２の領域において前記反射層によって前記
支持体の外側に反射される前記読取りビームの部分との
間で破壊干渉を与えるべく前記凹所の前記選定された深
さが選定されることを特徴とする情報記録媒体。
【請求項２】前記選定された記録情報はオーディオ情報
を含み、且つ前記記録媒体はオーディオディスクを含む
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の情報記
録媒体。
【請求項３】前記選定された記憶情報はビデオ情報を含
み、且つ前記記録媒体はビデオ・ディスクを含むことを
特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の情報記録媒
体。
【請求項４】前記反射層が反射性金属を含むことを特徴
とする特許請求の範囲第１項に記載の情報記録媒体。
【請求項５】前記ホトレジスト層の前記凹所の前記選定
された深さが約.12ミクロンであることを特徴とする特
許請求の範囲第１項に記載の情報記録媒体。
【請求項６】前記反射層が75％以上の反射率を有するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の情報記録
媒体。
【請求項７】物理的損傷から前記反射層を保護すべく前
記反射層上に付着された保護層を更に含むことを特徴と
する特許請求の範囲第１項に記載の情報記録媒体。
【請求項８】前記反射層上に設けられ、且つ前記支持体
の前記第１の面から前記選定された記憶情報を読み取る
ことを抑制するのに効果的な少なくとも１つの追加層を
更に含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
の情報記録媒体。
【請求項９】前記凹所が前記ホトジスト層を通して完全
に延在し、且つ前記反射層が前記凹所において前記支持
体の前記第１の面に付着されることを特徴とする特許請
求の範囲第１項に記載の情報記録媒体。
【請求項１０】前記ホトレジスト層が前記支持体の前記
第１の面に直接付着されることを特徴とする特許請求の
範囲第１項に記載の情報記録媒体。
【請求項１１】読取りビームによって後に読み取るため
に情報が記録される情報記録媒体の製造方法において、イ）第１及び第２の面を有し前記読取りビームを透過さ
せるようになっている支持体を設け、ロ）前記読取りビームを透過させるようになっているホ
トレジスト層で前記支持体の前記第１の面を被覆し、ハ）露光が異なる第１及び第２の領域を作り出すべく前
記ホトレジスト層の部分を露光し、ニ）選定された深さを有する凹所を作り出すべく前記第
１の領域における前記ホトレジスト層の少なくとも１部
分を除去し、且つホ）前記ホトレジスト層の前記凹所と前記第２の領域と
の双方の上において前記読取りビームを反射するように
なっている反射層を付着させる工程から成り、前記凹所の上に設けられた前記反射層から反射された前
記読取りビームと前記ホトレジスト層の前記第２の領域
の上に設けられた前記反射層から反射された前記読取り
ビームとの間において前記支持体の前記第２の面に破壊
干渉を作り出すように前記凹所の前記選定された深さが
なっていることを特徴とする情報記録媒体の製造方法。
【請求項１２】前記露光工程がマスターを介して前記ホ
トレジスト層を接触露出させる工程を含むことを特徴と
する特許請求の範囲第11に項記載の方法。
【請求項１３】前記露光工程が時間変調済み光源で前記
ホトレジスト層を順次露光させる工程を含むことを特徴
とする特許請求の範囲第11に項記載の方法。
【請求項１４】前記反射層が金属層を含むことを特徴と
する特許請求の範囲第11項に記載の方法。
【請求項１５】前記第１及び第２の領域が、記憶された
オーディオ情報のパターンを画成し、且つ前記工程
（ホ）で形成された被覆支持体がオーディオ・ディスク
を含むことを特徴とする特許請求の範囲第11項に記載の
方法。
【請求項１６】前記第１及び第２領域が、記憶されたビ
デオ情報のパターンを画成し、且つ前記工程（ホ）の被
覆支持体がビデオ・ディスクを含むことを特徴とする特
許請求の範囲第11項に記載の方法。
【請求項１７】前記ホトレジスト層の前記選定された厚
さが約.12ミクロンであることを特徴とする特許請求の
範囲第11項に記載の方法。
【請求項１８】前記反射層が75％以上の反射率を有する
ことを特徴とする特許請求の範囲第11項に記載の方法。
【請求項１９】物理的損傷から前記反射層を保護すべく
保護層で前記反射層を被覆する工程を更に含むことを特
徴とする特許請求の範囲第11項に記載の方法。
【請求項２０】前記第１及び第２の領域が記憶情報のパ
ターンを画成し、且つ前記反射層に少なくとも１つの追
加層を設ける工程を更に有し、前記少なくとも１つの追
加層が前記支持体の前記第１の面から情報を読み出すこ
とを抑制するのに効果的であることを特徴とする特許請
求の範囲第11項に記載の方法。
【請求項２１】前記工程（ニ）において作り出された前
記凹所が前記ホトレジスト層を通じて完全に延在してお
り、且つ前記反射層が前記第１の領域における前記支持
体の前記第１の面に付着されていることを特徴とする特
許請求の範囲第11項に記載の方法。