JPH0246366B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はビデオ・デイスクを成形する方法、い
つそう詳しくは、光学読取式ビデオ・デイスクの
マスタおよびビデオ・デイスクのリプリカを成形
するのに用いるスタンパを製造する方法に関す
る。

光学読取式ビデオ・デイスク・レプリカは、通
常、周波数変調した搬送信号の形態で記録密度も
高く膨大な量の情報を記憶させるのに有用であ
る。周波数変調信号は、一続きのほぼ円形で同心
の記録トラツクの形態で配置した一連の間隔を置
いたピツトまたはバンプとして記録したものが代
表的である。

代表的には、デイスク・レプリカは記録マスタ
から得たデイスク状のスタンパを用いた射出成形
装置で成形する。記録マスタの代表的なものは、
デイスク状の平らな表面を有するガラス基体を包
含し、この表面に薄い記録層、たとえば金属膜が
重ねてある。通常は、マスタを所定の速度で回転
させながら半径方向移動式の対物レンズを用いて
記録層に輝度変調した書込光線を焦点合わせする
ことによつて、情報が記録層に記録される。この
光線の輝度は周波数変調信号によつて変調されて
金属膜の溶ける所定の限界よりも交互に大きくな
つたり小さくなつたりし、それによつて一連の間
隔を置いたピツトが金属膜に形成される。これら
のピツトおよび間隔は、好ましくは、公称衝撃係
数が50／50であり、それによつて、信号を最低の
第二調波ひずみ（Second harmonic distortion）
で記録することができる。

本発明はフオトレジスト記録層を有する形式の
ビデオ・デイスク・マスクの製作に用いる方法お
よびこのようなマスタからスタンパを製造する方
法にある。マスタは滑らかで平らな表面を持つた
ガラス基体を包含し、この表面に薄くて均一なフ
オトレジストの記録層が付着させてある。周波数
変調した情報信号は輝度変調した書込光線を用い
てフオトレジスト記録層に記録され、一続きのほ
ぼ円形で同心の記録トラツクの形状で配置した一
連の間隔を置いた露光区域を生じさせる。

本発明の１つの特徴では、ガラス基体を比較的
低い速度、たとえば、約75乃至100rpmで回転さ
せながら基体表面に塩化第一錫のような定着剤を
計量分配することによつてまず下ごしらえをす
る。次に、なお同じ速度で回転させながら表面を
水で洗い、残余の定着剤を除去し、その後、比較
的高い速度で、たとえば、約750乃至1000rpmで
回転させることによつて洗浄済の表面を乾燥させ
る。

基体を下ごしらえするこの方法には、超微分子
サイズの艷出剤を用いて基体表面を磨き、磨いた
表面を清掃する予備段階を加えてもよい。清掃段
階には、まず表面を洗剤溶液で洗浄し、次に水で
洗浄し、基体を比較的高い速度で回転させること
によつて乾燥させ、表面をアセトンでふいてダス
トや油の痕跡を取り除くという段階を含んでもよ
い。

本発明の別の特徴では、フオトレジスト記録層
をガラス基体の下ごしらえした表面に塗布するの
に、基体を比較的低い速度で回転させながらその
表面にフオトレジスト溶液を計量分配し、次に基
体を比較的高い速度で回転させてフオトレジスト
溶液を部分的に乾燥させ、ほぼ均一な厚さの層を
形成し、最後にフオトレジストで被覆した基体を
所定の要領で焼いてフオトレジスト層を完全に乾
燥させる。フオトレジスト溶液は約1.3センチポ
アズの粘度を有するShipley AZ1350フオトレジ
ストであると好ましく、焼成段階では、マスタを
約80℃で約20分間焼くのが好ましい。

本発明の別の特徴では、感光性記録層の塗布に
先立つて薄い金属層をガラス基体に形成する。ま
た別の特徴はフオトレジスト記録層に周波数変調
信号を記録するのに用いる輝度変調書込光線の最
適なピーク輝度を選定する方法にある。この場
合、所定のテスト信号を、まず、一続きの狭い組
の記録トラツクの形態でデイスクに記録する。各
組のトラツクは異なつたピーク輝度の書込光線を
用いて記録する。光線の強さが所定の限界を越え
たときはいつでもフオトレジスト層が露光される
ので、より高いピーク輝度がより長い長さの露光
区域を生じさせることになる。こうして、各組の
記録トラツクが異なつた衝撃係数を持つ。

好ましい方法では、約５パーセントの段階で異
なるピーク輝度を持つた３組または４組のトラツ
クを記録する。各トラツクを形成している露光区
域を一続きの間隔を置いたピツトに変換する現像
の後、デイスクを検査して、最適な値に最も近い
衝撃係数のピツトを有する特定組のトラツクを決
定する。この決定に従つて光線のピーク輝度を調
節し、その後、フオトレジスト層の残つている未
露光部分に最適な衝撃係数を持つた周波数変調信
号を記録することができる。

テスト信号は、好ましくは、一定の周波数を有
し、各組の記録トラツクは、好ましくは、フオト
レジスト層の周縁付近にある。また、好ましく
は、各組が数百のトラツクを包含し、狭い未露光
バンドをはさんで隣接の組から隔たつている。好
ましくは、現像したフオトレジスト層を検査する
には、各組のトラツクを読取光線で走査して間隔
を置いたピツトの記録パターンに従つて輝度の変
調した反射光線を生じさせ、この変調した輝度を
検出し、スペクトル分析器を用いて監視する。

本発明のまた別の特徴では、露光したフオトレ
ジスト層を現像するために、基体を比較的低い速
度（たとえば、75乃至100rpm）で回転させなが
らまず層に水を与えて予湿潤させ、次に水と所定
規定度の現像剤溶液とを与えて層を部分的に現像
し、最後に現像剤溶液のみを与えて完全な現像を
行う。現像したフオトレジスト層を次に水で洗つ
て残余の現像剤溶液を除き、最後に比較的高い速
度（好ましくは、750乃至1000rpm）で回転させ
て現像層を乾燥させる。フオトレジスト層は、好
ましくは、Shipley AZ1350フオトレジストから
得、現像剤溶液は、好ましくは、約0.230乃至
0.240の規定度を持つた水酸化カリウムまたは水
酸化ナトリウムのいずれかである。本発明のさら
にまた別の特徴では、水と現像剤溶液の両方を与
える段階は約５乃至10秒であり、現像剤のみを与
える段階は約20秒であり、洗浄段階は約30乃至60
秒である。

本発明のまた別の特徴はビデオ・デイスク・レ
ブリカを成形するのに用いるためのスタンパを現
像した記録マスクから製造する技術にある。この
特徴では、現像済の記録層に第１の薄くて均一な
金属膜を蒸着させ、その後、第１の金属膜に第２
の薄くて均一な金属膜を電気めつきし、これらの
膜で一体の金属層を形成する。次に、この一体金
属層をマスタから分離し、適当な溶剤を用いて残
留フオトレジスト材を金属層の下面から除き、ス
タンパとする。第１金属膜の厚さは約500乃至600
Å、第２金属膜の厚さは約15ミルであると好まし
い。両金属膜ともニツケルで形成すると好まし
い。

本発明の多くの他の特徴および利点は添付図面
に関連した以下の詳細な説明から明らかになろ
う。

図面、特に第１図を参照して、記録マスタ１１
に周波数変調した情報を記録する装置が示してあ
る。マスタは滑らかで平らな上面を有するガラス
基体１３を包含し、この上面には所定の均一な厚
さのフオトレジスト層１５が付着させてある。所
定の記録限界を越えた輝度を有する光線を当てる
ことによつてフオトレジスト層を露光させる。

この記録装置は、所定の輝度を有する書込光線
１９を発生するアルゴンイオンレーザのような書
込レーザ１７と、ライン２３に受けた周波数変調
情報信号に従つて書込光線の輝度を変調する輝度
変調器２１とを包含する。さらに、記録装置は、
所定角度速度で記録マスタ１１を回転させるスピ
ンドル・モータ２５と、記録マスタのフオトレジ
スト層１５に輝度変調した光線を焦点合わせする
対物レンズ２７とを包含する。対物レンズはマス
タに対して半径方向に動くことのできるキヤリツ
ジ（図示せず）に装着してあり、焦点合わせされ
た光線がフオトレジスト層上でらせんパターンを
画くことになる。

第２，３，４図に示すように、輝度変調した光
線１９の輝度はフオトレジスト層１５の所定の記
録限界よりも交互に大きくなつたり小さくなつた
りし、それによつて、複数のほぼ円形で同心の記
録トラツク３１の形態に配置された一連の間隔を
置いた露光区域２９が層に形成される。各露光区
域および隣りとの間隔は周波数変調した信号の１
サイクルに相当する。第５図は露光区域を除いた
現像後の記録マスタ１１を示しており、マスタは
スタンパを製造するのに用いるに適した状態にあ
る。

記録マスタ１１は、まず、特殊な工程を経て第
１図の記録装置と共に用いられるように下ごしら
えされる。この工程では、ガラス基体１３の上面
をまず研磨してから清掃する。次に、この表面に
フオトレジスト溶液を与え、その後、所定の要領
で乾燥させ、焼成することによつてフオトレジス
ト層１５を形成する。焼成後、記録マスタは記録
に適した状態になる。本発明の別の特徴では、フ
オトレジスタ層を形成するに先立つて基体上に薄
い金属層を形成する。

いつそう詳しく言えば、ガラス基体１３の平ら
な表面は、まず、約９ミクロン粒度の酸化アルミ
ニウム・コンパウンドを用いて普通の要領で研削
する。次に、超微分子粒度の酸化ジルコニウムま
たは酸化セリウム艷出剤を用いて磨く。酸化セリ
ウムがより迅速に表面を磨くことができるとわか
つているが、一般に清掃がむずかしい。

ガラス基体１３の研磨表面は特殊な３段階の工
程で清掃する。まず、表面を高純度の脱イオン水
で洗浄して細かいブラシでこすり、艷出剤の大部
分を除く。脱イオン水は、好ましくは、18メガオ
ーム・センチメートルの抵抗を持つている。ガラ
ス基体１３の清掃面を高輝度の光の下で裸眼で点
検する。この光の下で、スクラツチのような欠陥
や顕微鏡的なピツトが点状の散乱光源として現わ
れる。欠陥があつた場合、その寸法を測定するた
めに顕微鏡を用いる。25ミクロンより大きい欠陥
が検出されたが、あるいは10ミクロンより小さい
欠陥の数が１平方ミリメートルあたり１つ以上あ
る場合には、この基体を不合格とし、磨きと清掃
を繰り返す。次に、表面をアセトンでぬぐい、取
扱い中に入り込んだダストや油の痕跡を除く。

第２に、表面を洗剤溶液で洗浄し、第３に、約
10乃至20分間、脱イオン水で再び洗浄する。

清掃後、基体１３を第６図に示すようにターン
テーブルに置き、約750−1000rpmの回転速度で
回転させて表面を乾燥させる。第６図は清掃済の
基体１３にフオトレジスト層１５を形成する際に
用いる装置を示している。この装置は所定の要領
で基体を回転させる可変速度モータ３３と、所定
の順序で脱イオン水、塩化第一錫溶液およびフオ
トレジスト溶液を分配する３本の分配チユーブ３
７，３９，４１を装着したピボツトアーム３５と
を包含する。

基体１３は、まず、約75乃至100rpmに相当す
る角速度で回転させ、その間分配チユーブ３９を
通して清掃済の上面に塩化第一錫を分配する。ピ
ボツトアーム３５は手で回転させて表面全体にわ
たつて塩化第一錫を散布する。塩化第一錫の分子
が基体の清掃面に付着し、引き続いてのフオトレ
ジスト溶液の付着を助けると考えられる。

次に、分配チユーブ３７を通して表面に水を与
えて残余の塩化第一錫溶液を洗い落し、モータ３
３の回転速度を約750−1000rpmまで高めて洗浄
済の面を乾燥させる。今や、表面はフオトレジス
ト溶液を与えた適正状態にある。

フオトレジスト溶液は、Shipley AZ1350フオ
トレジストを、セロソルブアセテートを含むと考
えられるShipley AZ シンナーで、約３対１の
比率によつて希釈することによつて調製する。こ
の溶液は約1.3センチボアズの粘度を有し、約半
ミクロンより大きい粒子を除くように過する。
標準技術によつて、たとえば、Canon−Finske
粘度計によつて粘度を測定することはできる。

次に、この希釈したフオトレジスト溶液を、約
75−100rpmで回転している基体１３の下ごしら
え済の上面にチユーブ４１を通して与える。この
ときもピボツトアーム３５を手で回転させて基体
の全半径を横切つて溶液を分配する。約75rpmよ
り下の速度では、比較的長い時間をかけるならば
ほぼ均一な厚さの膜を得ることができるが、これ
は層汚染の傾向を高める。一方、100rpmより上
の速度では、半径方向のすじや流れ模様が生じ、
後の情報記録の質の悪影響を与える可能性があ
る。約35.56cmの直径を持つた基体を完全に覆う
には約35mlのフオトレジスト溶液を必要とする。

基体１３の表面をフオトレジスト溶液で覆つた
後、モータ３３の回転速度を乾燥するまで約750
−1000rpmまで高める。これによつて、所定の均
一な厚さのフオトレジスト層１５を得ることがで
きる。

フオトレジスト層１５の厚さが毎分回転数
（rpm）と温度とに逆比例することがわかつたな
らば、基体を回転させてフオトレジスト溶液を部
分的に乾燥させる特定の回転速度を調節して所定
の厚さを得ることができる。たとえば、
Tolansky干渉計を用いて適当な回転速度を普通
の要領で測定することができる。この技術は層の
相対厚さを表示することができ、回転速度を連続
的に調節する反復過程を経て、最適の回転速度を
決定することができる。フオトレジスト溶液の粘
度および温度をほぼ均一に保てるならば、この回
転速度調節はほんのたまに行なえばよい。現在の
ところ、層の厚さが約1150乃至1350Åであること
が好ましく、これで作つたデイスク・レプリカは
それに相当した高さの情報担持バンプまたはピツ
トを持つことになる。

乾燥したフオトレジスト層１５がなんらかの欠
陥（たとえば、半径方向すじ、外部粒子）を持つ
ていることがわかつたならば、Shipley AZシン
ナーのような適当な溶剤を用いて層を除去するこ
とができる。それから、上述した要領で新しい層
を塗布することができる。

第６図のターンテーブルから除去した後、記録
マスタ１１を焼いてフオトレジスト層１５を完全
に乾燥させ、露光許容差を最大にする。マスタ
は、好ましくは、約80℃で約20分間焼く。これら
のパラメータは、多数の記録マスタに情報を連続
的に記録する場合に露光許容差の変動を最小限に
抑えるために狭い許容差に保たねばならない。

各記録マスタの露光感度は他のものと少しずつ
異なりがちなので、各マスタに対する輝度変調光
線１９（第１図）のピーク輝度を最適なものとす
ることが望ましく、そうすれば、最適な50／50衝
撃係数で周波数変調情報信号を記録することがで
きる。本発明の別の特徴によれば、複数の組の隣
合つた記録トラツクの形態で所定のテスト信号を
各マスタ１１に記録し、各組は異なつたピーク輝
度で記録してある。以下に詳しく説明する現像技
術を用いてテスト信号を現像した後、記録マスタ
を点検して所望の50／50値に最も近い衝撃係数を
持つ特定組のトラツクを決定する。こうして最適
のピーク輝度を決定した後、周波数変換情報信号
を記録マスタの残つた未露光部分に最適衝撃係数
で記録することができる。

テスト信号は約７−8MHzの一定周波数を持つ
ていると好ましく、この信号が３組または４組の
トラツクに記録され、各組が約５パーセントだけ
変動するピーク輝度で記録されるのが好ましい。
各組は数百の記録トラツクに相当する約10秒間記
録される。また、これらの組がフオトレジスト層
１５の未露光部分の狭いバンドをはさんで互に隔
たつており、層の内周付近の狭い区域に位置して
いると好ましい。

これらの組の現像した記録トラツクは、読取光
線（図示せず）を用いて各組を走査し、記録した
テスト信号に従つて変調した輝度を持つた反射光
線を生じさせて検査することができる。この反射
光線は輝度変調される。なぜならば、フオトレジ
スト層１５の未露光部分の反射率が約４パーセン
トであり、別の部分の反射率がほぼゼロであるか
らである。変調した光線は普通のスペクトル分析
器で適当に検出し、監視して第２調波ひずみの存
在を知る。このひずみは、テスト信号が最適な
50／50衝撃係数で記録されたときに最小となる。

読取光線が各組のトラツクの個々の記録トラツ
クをたどる必要はない。同じテスト信号が隣接の
トラツクに記録されているからである。しかしな
がら、記録マスタ１１の偏心率が読取光線をして
一度に複数組のトラツクを走査させることがない
ことが確実であることに注目されたい。読取光線
は好ましくはヘリウム・ネオンレーザで生じさせ
る。その波長がフオトレジスト層１５を露光する
ことがないからである。

第１図の記録装置を用い、最適値に調節した書
込光線１９のピーク輝度でもつて、フオトレジス
ト層１５の残つた未露光部分に周波数変調した情
報信号を記録する。次に、この記録済のマスタ１
１を現像して各記録トラツクを均一な深さ、幅で
連続的に変化する長さを持つた一連の間隔を置い
たピツトに変換する。

本発明のまたさらに別の特徴では、露光した記
録マスタ１１を特殊な工程で現像する。この工程
では、マスタを第６図に示す形式のターンテーブ
ルによつて約75−100rpmの速度で回転させなが
ら一連の流体を分配する。この工程では、まず水
が分配されて層を湿潤させ、次に、水と所定の規
定度の現像剤溶液とを分配して層を部分的に現像
し、最後に現像剤溶液のみを分配して完全な現像
を行う。現像したフオトレジスト層を次に水で洗
つて残留現像剤溶液を除去し、その後、マスタの
回転速度を約750−1000rpmまで高めて現像層を
乾燥させる。

好ましい現像剤溶液は水酸化カリウム、水酸化
ナトリウムを含むグループから選定したものであ
り、規定度が約0.230乃至0.240である。好ましく
は、水と現像剤溶液とを分配する段階は約５乃至
10秒であり、現像剤溶液のみを分配する段階は約
20秒であり、洗浄段階は約30乃至60秒である。

ビデオ・デイスク・レプリカを成形するのに用
いるに適したスタンパは現像した記録マスタ１１
から作る。本発明の別の特徴では、スタンパを作
るのに、まず、フオトレジスト記録層１５に約
500−600Å厚さの均一な金属膜を蒸着し、次に、
この第１の金属膜に約15ミル厚の第２の均一な金
属膜を電気めつきする。第１の膜の下面はフオト
レジスト層に形成されている間隔を置いたピツト
のパターンに正確に一致し、２つの膜は一体の金
属層となる。この一体の金属層を記録マスタから
分離し、適当なフオトレジストシンナーを用いて
残留フオトレジスト材を除去し、スタンパを形成
する。好ましい実施例では、金属膜は共にニツケ
ルで作る。

前記の説明から明らかなように、本発明は記録
マスタを効果的に製造するのに用いる新規な技術
を多数提供する。マスタは、周波数変調情報信号
を高い信号対ノイズ比および密度でもつて記録す
ることのできるフオトレジスト記録層を包含す
る。本発明の別の特徴では、マスタのレプリカを
成形するのに用いる金属スタンパはこれらの記録
マスタから作る。

本発明を今のところ好ましい実施例によつて説
明してきたが、発明の精神、範囲から逸脱するこ
となく種々の変更を行ないうることは当業者であ
ればわかるであろう。したがつて、本発明を特許
請求の範囲による以外に限定する意図はない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法に従つて作つた記録マス
タ上に周波数変調した情報信号を記録する装置の
概略図、第２図は第１図の記録マスタの一部の拡
大平面図で、複数のほぼ円形で同心の記録トラツ
クの形態で配置した一連の間隔を置いた露光区域
を示す図、第３図は第１図の記録装置における書
込光線の変調輝度を示すグラフ、第４図は記録ト
ラツクに沿つた、記録マスタの一部の断面図で、
第３図の書込光線の輝度が所定の限界を越えたと
きにいつでも露光されるフオトレジスト記録層を
示す図、第５図は露光区域を除去した現像後の、
第４図の記録マスタの断面図、第６図は第１図の
記録マスタにフオトレジスト記録層を形成するの
に用いるターンテーブルの斜視図である。 １１……記録マスタ、１３……ガラス基体、１
５……フオトレジスト層、１７……書込レーザ、
２５……モータ、２７……対物レンズ、２９……
露光区域、３１……記録トラツク、３３……モー
タ、３５……ピボツトアーム、３７，３９，４１
……分配チユーブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ビデオ・デイスク・マスタを成形するのに用
   いるガラス基体を下ごしらえする方法であつて、
   ほぼピツトやスクラツチのない平らな環状の表面
   を有するガラス基体を選び、ガラス基体に分子的
   に結合した塩化第１錫の定着剤層を形成するため
   にこのガラス基体を第１の所定速度で回転させな
   がらその表面に定着剤を分配し、前記ガラス基体
   を第２の所定速度で回転させながら前記表面を水
   で洗つてこのガラス基体表面に結合した定着剤の
   分子は残すが残余の定着剤の層を除去し、前記ガ
   ラス基体を第３の所定速度で回転させて前記表面
   を乾燥させることから成る方法。