JPH0585972B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜技術分野＞ 本発明は光学的に情報を記録再生する光メモリ
素子の製造方法に関する。

＜従来技術＞ 近年、光メモリ装置は高密度で大容量のメモリ
装置として注目されている。この光メモリが高密
度及び大容量となる理由は、情報の記録単位であ
るビツトが光のビーム径だけで決まるため、その
形状を1μm程度の大きさにすることができるから
である。しかしこの事は光メモリ装置に多くの制
限を加える事になる。即ちある定まつた場所に情
報を記録したり、あるいはある定まつた場所に記
録された情報を再生したりするためには光ビーム
を極めて正確に位置決めしなければならなくな
る。一般に再生専用の光メモリでは記録したビツ
トに予め番地情報を入れておく事ができるので記
録情報を再生しながら光ビームの位置決めをする
ことができるが、追加記録メモリあるいは書き換
え可能なメモリにおいては情報記録時に番地情報
まで一緒に記録する事は極めて困難である。従つ
て追加記録メモリあるいは書き換え可能なメモリ
では基板に予め何等かのガイドトラツク及びガイ
ド番地を入れておくという方法が採られている。
例えば第７図に従来の追加記録メモリあるいは書
き換え可能なメモリのメモリ基板の一部斜視図を
示すが同図に示す如く基板に凹凸の溝を形成して
おきこの溝に添つて情報を記録あるいは再生する
方法が一般的である。上記凹凸の溝は円周方向に
断続した形状を有してこれが溝の番地を示すビツ
ト情報を与える。この凹凸の溝の形成方法はすで
に何種類か提案されており、大きく分けて次の３
種類がある。即ち、 (i) アクリル樹脂又はポリカーボネイト樹脂を用
い、射出成形によつて上記溝を作成する方法。
この成形によりガイドトラツク及びガイド番地
を予め形成したNiスタンパーの形状を写し取
る。

(ii) アクリル樹脂を上記ガイドトラツク及びガイ
ド番地を予め形成したNiスタンパーに流し込
み温度をかけて固まらせるキヤステイング法。

(iii) アクリル樹脂基板やガラス基板等の基板と上
記ガイドトラツク及びガイド番地を予め形成し
たNiスタンパーとの間に紫外線硬化形の樹脂
を流し込み、上記基板ごしに紫外線を照射し、
その樹脂を硬化させ、その後で上記Niスタン
パーを取りはずす、所謂2p法。

である。

しかし、これらの方法はいずれも樹脂を用いる
のでその樹脂を通して酸素あるいは水分等が記録
媒体に達する危険性がある。この為記録媒体の品
質が劣化するという欠点を有する。この欠点に対
処する為に本発明者は既にガラス基板上にフオト
レジスト材を塗布し、該フオトレジスト材に対し
てレーザ光を照射してガイドパターン（ガイドト
ラツク及びガイド番地）を記録し、その後エツチ
ングによつてガイドパターン状に溝を形成する方
法を特願昭58−84613号によつて提案している。
しかしこの方法ではレーザ光によつて各ガイドパ
ターンをトラツク毎に順次記録していかねばなら
ないのでその記録に長い時間を要し、量産には不
向きであるという欠点がある。

＜目的＞ 本発明は以上の点に鑑みてなされたものであ
り、紫外線の透過性がよく且つ密着性の高い光メ
モリ素子製造用のマスク板を用いて、酸素あるい
は水分により劣化する記録媒体を有する光メモリ
素子のガラス基板に凹凸状のガイドパターンを形
成して光メモリ素子を製造することによつて、光
メモリ素子のガラス基板に対するガイドトラツ
ク、ガイド番地等の情報を示す溝の形成を短時間
で、しかも密度に行い得る新規な光メモリ素子の
製造方法を提供することを目的とする。

＜実施例＞ 以下本発明に係る光メモリ素子の製造方法の実
施例を図面を用いて詳細に説明する。

第１図は、本発明に係る光メモリ素子の基板の
製法を工程順に示す説明図である。

次に同図に従い本発明に係る光メモリ素子の基
板の製法の一実施例を工程順に説明する。

工程(i)……酸素、水分等の通過に対して信頼性の
高い（酸素、水分等を通過させない）光メモ
リ素子用のガラス基板を洗浄し、そのガラス
基板１の上にフオトレジスト膜２を塗布する
（第１図ａ）。このフオトレジスト膜２の膜厚
は100nm〜500nm程度が好ましい。

工程(ii)……上記フオトレジスト膜２を塗布したガ
ラス基板１上に後述するガイドトラツク及び
ガイド情報をパターン化したマスク板３を密
着せしめ、該マスク板３ごしに赤外線Ａを照
射しマスク板３のマスクパターンを上記フオ
トレジスト膜２に転写する（第１図ｂ）。こ
こで光メモリ素子は円板状であるので上記マ
スク板３も円板状であことが望ましい。

工程(iii)……上記マスクパターンを書き込んだフオ
トレジスト膜２を現像工程に通すことで上記
フオトレジスト膜２に溝を形成する（第１図
ｃ）。

工程(iv)……上記溝を形成したフオトレジスト膜２
の被覆状態において、ウエツトエツチング若
しくはCF₄，CHF₃等のエツチングガイド中
でのスパツタリング（リアクテイブイオンエ
ツチング）等のドライエツチングを行なうガ
ラス基板１に溝４を形成する（第１図ｄ）。

工程(v)……上記レジスト膜２をアセトン等の溶
媒、O₂中でスパツタリング等により除去す
る。この結果ガラス基板１に溝４が残る（第
１図ｅ）。

以上の工程によつてガイドトラツク及びガイド
番地の情報を示す溝を有するガイド基板が完成す
る。この工程によれば予めガイドトラツク及びガ
イド情報をパターン化したマスク板を作成してお
き、該マスク板をフオトレジスト膜が塗布された
ガラス基板上に順次密着せしめてマスク板のパタ
ーンを転写して行けばよいのでガイドパターンの
記録時間を極めて短縮化できるものである。ここ
で上記マスク板と上記フオトレジスト膜が塗布さ
れたガラス基板とはパターンを高精度に転写する
ために密着させる必要がある。同時に、このマス
ク板には紫外線の透過性が充分に良いことも要求
される。マスク板に用いる基板材料には、一般
に、樹脂とガラスとがあるが、ガラスの方が樹脂
に比べて紫外線の透過性が良いので、マスク板の
基板材料としてはガラスの方が優れている。とこ
ろが、信頼性の点から光メモリ素子の基板として
ガラス基板を用い、マスク板の基板としてもガラ
ス基板を用いると、ガラス基板には一般的に数
10μm以上の反りがあるのでマスク板のガラス基
板と光メモリ素子のガラス基板との間に圧力を加
えても両者を密着させることは困難である。そこ
で、本発明で使用するマスク板は以下に示す独特
の構造によつてこの問題点を解決している。

次に上記マスク板の製法について工程順に詳細
に説明する。

第２図はマスク板の製法を示す説明図である。

工程(i)……まず円板状の低反射Crマスクブラン
ク５を準備する。第２図ａはそのマスクブラ
ンク５の一部側面断面図である。６は紫外線
を良く通す石英ガラス基板（紫外線Ａの種類
によつては通常のソーダライムガラスを精度
良く研磨したものでも良い）、７は該ガラス
基板６より充分な可撓性を有する紫外線硬化
形の樹脂層、８ａはCrOx膜、９はCr膜、８
ｂはCrOOx膜である。このマスクブラング
５の構造としては、Cr単層膜やCr膜、CrOx
膜の２層膜の構造であつても構わない。

工程(ii)……上記マスクブランク５上にフオトレジ
スト膜１０をコートする（第２図ｂ）。この
フオトレジスト膜１０としては例えば
shipley社製のAZ−1400等のポジ型のものを
使用すればよい。このフオトレジスト膜１０
の厚みは次の工程(iii)において用いるレーザ光
のパワーにもよるが塗布の容易さを考えると
100nm〜500nm程度が適当である。

工程(iii)……上記フオトレジスト膜１０をコートし
たマスクブランク５にArレーザの光を集光
してガイドトラツク及びガイド番地を記録す
る（第２図ｃ）。波長が4579ÅのArレーザを
用いN.A.が0.75の対物レンズ１１で0.5μmφ
程度のスポツト径を持つようArレーザ光を
集光した場合、上記フオトレジスト膜１０面
上で約10mWのレーザパワーを得、0.6μm巾
のトラツクを記録することができる。ここで
上記パターン形成用の光としては5000Åより
短い波長のレーザであることが上記ガイドト
ラツク及びガイド番地のパターンを微細化す
る為及びフオトレジスト膜１０の感度の為に
適切であり、Arレーザ以外にはクリプトン
レーザが有用である。

工程(iv)……工程（）によつてフオトレジスト膜
１０にガイドトラツク及びガイド番地が記録
されたマスクブランク５を現像工程に通すこ
とで上記フオトレジスト膜１０に溝を形成す
る（第２図ｄ）。尚、この第２図ｄ以下第２
図ｆまでは横方向の倍率を大きくしている。

工程(v)……上記溝を形成したフオトレジスト膜１
０の被覆状態においてエツチングを行ない、
ガラス基板６上の所定の部分のCr膜９及び
CrOx膜８ａ，８ｂを除去する（第２図ｅ）。

工程(vi)……残存した上記フオトレジスト膜１０を
アセント等の溶媒、O₂中でのスパツタリン
グ等により除去する（第２図ｆ）。この結果、
ガラス基板６上にガイドトラツク及びガイド
番地の情報を示す溝を有したCr膜９及び
CrOx膜８ａ，８ｂの積層膜を得ることがで
きる。

以上の工程によつて例えば2μmピツチ、1μm幅
のらせん状のガイドトラツクとガイドトラツクの
継続形状によるトラツク番地が記録された円板状
のマスク板を得る。尚、トラツク番地部の巾の方
を狭くした方がガラス基板１への溝形成後番地信
号品質が良くなる。

第３図は完成したマスク板１２の外観斜視図、
第４図ａはその一部拡大平面図、第４図ｂはその
ａ−a′線での切断断面図を示す。第３図に示され
る如くマスク板１２には中央に穴１３が形成され
る。この穴１３によつてマスク板１２の製造の際
の回転駆動が容易な様に工夫されている。即ちマ
スク板１２の上記中央の穴１３を利用してネジ押
えやマグネツトチヤツクを行ない、その固定保持
によりマスク板１２の回転動作を安定的に行なう
ことができるものである。但し、マスク板１２の
外周部分を保持する機構や真空吸引によりマスク
板１２の面全体を保持する機構を採用する場合は
必ずしも上記マスク板の中央の穴１３は必要でな
い。１４には光メモリ素子のガイドトラツクのパ
ターンが形成され、１５には光メモリ素子のガイ
ド番地のパターンが形成される。

以上のマスク板１２の構成はガラス基板６上に
該ガラス基板１より充分な可撓性を有する樹脂層
７を設け、その上に紫外線が通過するようにガイ
ドパターン状にくり抜きがなされたCr膜等の反
射性金属膜を積層した構造である。上記樹脂層７
はガラス基板６及びガラス基板１よりも可撓性が
高いので、マスク板３を光メモリ素子の基板１上
のフオトレジスト２に、機械的な圧力を加えたり
真空に引くことによつて、圧接した際に樹脂層７
が光メモリ素子の表面の形状に応じて変形するの
で、マスク板３と光メモリ素子の基板１上のフオ
トレジスト２とを密着させることができる。

次に第２図ｃにおいて示した、Arレーザを集
光してマスクブランク５上にコートしたフオトレ
ジスト膜１０にガイドトラツク及びガイド番地を
記録する工程を行なう装置構成について説明す
る。第５図にその装置構成の構成説明図を示す。
Arレーザ光源１６から出た波長4579Åのレーザ
光は光変調器１７の効率を上げるレンズ１８、光
変調器１７、光変調器１７の効率を上げるレンズ
１９を介してビームスプリツタ２０に入射する。
該ビームスプリツタ２０で光の一部が取り出され
て光検出器２１でパワーモニタされる。この光検
出器２１の出力により上記変調器１７が制御され
レーザ光の出射パワーが一定になるように調整さ
れる。これはレーザ光の出射パワーが室温等の環
境条件の変動で変化するので、これを抑制する為
に行なわれるものである。２２はレーザ光の光路
を変えるミラー、２３は上述したフオトレジスト
膜１０にガイド番地を記録する為に光を変調する
変調器、２４，２５は該変調器２３の効率を上げ
る為のレンズである。レーザ光はミラー２６で更
に光路を変えられ、変調光モニタ用ビームスプリ
ツタ２７に入射する。該変調光モニタ用ビームス
プリツタ２７で光の一部が取り出されて光検出器
２８でパワーモニタされる。２９は２色性ミラー
であり、レーザ光は該２色性ミラー２９を通つた
後にスポツトレンズ３０で集光され偏光ビームス
プリツター３１により対物レンズ３２に導かれ
る。３３は後述するサーボ用のHe−Neレーザ３
４の波長に合わせた４分の１波長板、３５は対物
レンズを上下に動かしてマスク板１２の表面に常
に光が集光されるようサーボをかけるための対物
レンズ駆動部である。３４はサーボ用レーザとし
て使用されるHe−Neレーザである。該He−Ne
レーザ３４から出た光はミラー３６で光路を変え
られ、２色性ミラー２９でArレーザ光源１６に
よるレーザ光路と同一の光路に至る。ここで２色
性ミラー２９としてはArレーザ波長光（4579Å）
を通過せしめHe−Neレーザ波長光（6328Å）を
全反射せしめるものを用いる。又上記偏光ビーム
スプリツター３１としてはHe−Neレーザ光のＳ
波を反射し且つＰ波を通過せしめ、Arレーザ光
を全反射せしめるものを用いる。３７はシリンド
リカルレンズ、３８は４分割検出器である。該４
分割検出器３８にはマスク板１２から反射された
光が入射しこの４分割検出器３８の出力によつて
フオーカスサーボがかけられる。同図の点線に囲
まれた部分３９はエアースライダー等の移動装置
に乗つて移動できるようになつている。そして回
転するマスク板１２の半径方向にこの移動装置を
移動しながらArレーザを操作すればらせん状の
ガイドトラツクとガイド番地を潜像の形でフオト
レジスト膜１０に記録できる。

以上の光メモリ素子の基板に対するガイドトラ
ツク、ガイド番地の溝の形成に際し、該溝の形状
は同心円状でも良く、又ガイド番地の情報は１周
に１度に限らず、２周あるいは３周に１度に設け
ても良く、更に１周に数度設けても構わない。

第６図は第１図に示した製法によつて得た基板
を用いて構成した光メモリ素子の一部側面断面図
を示す。同図においてガラス基板１上に凹凸の溝
４（即ちガイドトラツク）が形成され、該ガラス
基板１上に該ガラス基板１の屈折率より大きな屈
折率を有する例えばAlN膜、SiO膜等の誘電体膜
４０が被覆される。この誘電体膜４０の膜厚は
500〜1000Å程度である。上記誘電体膜４０上に
GdTbFe，TbFe，GdCoFe等の希土類と遷移金
属との合金薄膜４１（記録媒体）が被覆される。
この合金薄膜４１の膜厚は50〜400Å程度である。
この合金薄膜４１の膜厚の下限は垂直磁化膜の作
成条件から決まり、上限は磁気光学効果の増大条
件から決まる。よつて上記合金薄膜４１の適正膜
厚は膜生成方法に依存する。上記合金薄膜４１を
スパツタリングによつて膜生成する場合その膜厚
が50Å程度以下だと垂直磁化膜を得る事が困難で
あるのでその膜厚は50Å程度より大であることが
必要である。上記合金薄膜４１の上にはAlN，
SiO₂等の誘電体膜４２、及びCu，Al、ステンレ
ス、Ni等の金属からなる反射膜４３が形成され
る。上記誘電体膜４２及び反射膜４３は磁気光学
効果の特性向上を促すとともに上記合金薄膜４１
への酸素及び水分の到達を防止する作用を有す
る。４４は接着層、４５は該接着層４４より接着
されるガラス、アクリル等からなる保護板であ
る。この保護板４５の代わりにメモリ素子の２枚
の背中合わせに貼り合わせて両面使用のメモリ素
子にすることも可能である。

以上の説明の光メモリ素子の例は反射膜構造の
光磁気メモリ素子について示したが、本発明は第
６図に示した合金薄膜４１の膜厚を厚くして反射
膜４３を除去した構造を有する単層膜構造の光磁
気メモリ素子、あるいはTe，TeS，TeOx等を記
録媒体とする追加記録型の光メモリ素子において
も適用可能である。

＜効果＞ 以上のように、本願発明による光メモリ素子の
製造方法では、紫外線を透過するマスク用ガラス
基板上に可撓性を有する樹脂層と該樹脂層上に設
けられた光メモリ素子に形成されるべき凹凸状の
ガイドパターンに応じて整形された反射性金属層
とを備えてマスク板を用いるので、紫外線の透過
性のよいガラス基板を用いたマスク板でありなが
ら光メモリ素子用ガラス基板との充分な密着性を
確保することができる。また、本願発明は光メモ
リ素子用ガラス基板上にフオトレジスト膜を塗布
し、上述のマスク板を前記フオトレジスト膜が塗
布された光メモリ素子用ガラス基板上に重ね、前
記マスク板を介して前記フオトレジスト膜に紫外
線を照射し、前記マスク板のガイドパターンを前
記フオトレジスト膜に転写し、該フオトレジスト
膜を現像した後でエツチングにより前記光メモリ
素子用ガラス基板にガイドトラツクやガイド番地
を形成するので、樹脂材ではなくガラス製の基板
ガイドパターンあるいはガイド番地を容易に効率
よく形成することができるので光メモリ素子の量
産製を大いに高めることができ、また、これによ
つて量産品の光メモリ素子の基板としてガラス材
を利用することができるようになるので、光メモ
リ素子に用いられる酸素あるいは水分等に弱い記
録媒体の劣化を防ぐことのできる構造を備えた光
メモリ素子を提供することできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光メモリ素子の製法の一
実施例の基板の製法を工程順に示す説明図、第２
図はマスク板の製法を示す説明図、第３図はマス
ク板の外観斜視図、第４図ａはマスク板の一部拡
大平面図、第４図ｂはそのａ−a′線での切断断面
図、第５図はガイドトラツク及びガイド番地を記
録する工程を行なう装置構成の構成説明図、第６
図は光メモリ素子の一部側面断面図、第７図は従
来のメモリ基板の一部斜視図を示す。 図中、１……ガラス基板、２……フオトレジス
ト膜、３……マスク板、４……溝、５……マスク
プランク、６……ガラス基板、７……樹脂膜、８
ａ，８ｂ……CrOx膜、９……Cr膜、１０……フ
オトレジスト膜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光メモリ素子用ガラス基板上にフオトレジス
   ト膜を塗布し、 紫外線を透過するマスク用ガラス基板上に可撓
   性を有する樹脂層と該樹脂層上に設けられた光メ
   モリ素子に形成されるべき凹凸状のガイドパター
   ンに応じて整形された反射性金属層とを備えたマ
   スク板を前記フオトレジスト膜が塗布された光メ
   モリ素子用ガラス基板上に重ね、 前記マスク板を介して前記フオトレジスト膜に
   紫外線を照射し、 前記マスク板のガイドパターンを前記フオトレ
   ジスト膜に転写し、 該フオトレジスト膜を現像した後でエツチング
   により前記光メモリ素子用ガラス基板にガイドパ
   ターンを掘り込むことを特徴とする光メモリ素子
   の製造方法。