(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳型を保持する鋳型保持機構と、
第１の保持台に取り付けられた可動式の第１のアームと、
可動式の第２のアームと、を有し、
前記第１のアームは該第１のアームの保持面に前記鋳型のパターンが転写される硬化性樹脂の層の形成された基板を保持し、前記鋳型へ搬送するものであり、前記第２のアームは該第２のアームの保持面に前記基板を保持し、前記鋳型から前記パターンの転写される層ごと前記基板を剥離するものであることを特徴とするパターン形成基板の製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載のパターン形成装置において、
前記第２のアームは第２の保持台に取り付けられていることを特徴とするパターン形成基板の製造装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のパターン形成装置において、
前記第２のアームの保持面は前記基板を把持する把持部を備えることを特徴とするパターン形成基板の製造装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のパターン形成装置において、
前記鋳型保持機構は、前記鋳型を固定する密封容器と、前記密封容器に接続された真空ポンプと、を備えることを特徴とするパターン形成基板の製造装置。
【請求項５】
第１の保持台に取り付けられた可動式の第１のアームの保持面で表面に鋳型のパターンが転写される硬化性樹脂の層の形成された基板を保持する工程と、
前記第１のアームを可動して前記パターンが転写される層を有する前記基板を鋳型保持機構に保持される前記鋳型に載置する工程と、
前記基板上の前記パターンが転写される層に前記鋳型のパターンを転写する工程と、
前記パターンの転写された層を有する前記基板を可動式の第２のアームの保持面に保持して前記鋳型から剥離する工程と、を有することを特徴とするパターン形成基板の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載のパターン形成基板の製造方法において、
前記鋳型に押し当てられる前記パターンが転写される層は光硬化性樹脂の層であり、
前記鋳型のパターンの転写は前記基板に光を照射する工程を含むことを特徴とするパターン形成基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面に凹凸パターンが形成された光記録媒体の製造技術に係り、特に、２Ｐ法（photo polymarization）を使用して光記録媒体を製造する際の工数軽減を図ることのできる製造装置を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、光記録媒体、すなわち光ディスクを製造する代表的な方法として、２Ｐ法があった。２Ｐ法は、プラスチック、ガラス等の平板（フラット基板と称する）を用意し、これとスタンパとの間に、紫外線等の光のエネルギーによって硬化する光硬化(photo curing)性樹脂を充填し、この光硬化性樹脂に紫外線を照射して硬化させる方法である。
【０００３】
従来の２Ｐ法としては、例えば、特開昭５３−８６７５６号公報に開示されたものがある。この公報には、鋳型（以下、本明細書では、「鋳型」とは、スタンパに相当するものを示す）として電鋳(electroforming)によって作製されたニッケルを用い、この鋳型から紫外線硬化性樹脂を用いてポリメチルメタクリレート(polymethacrylate)、ポリカーボネート等のフラット基板にパターンを転写する方法が記載されている。
【０００４】
また、特開平５−６２２５４号公報には、鋳型の材料としてシリコンを使用し、エッチングにより凹凸パターンを形成したシリコンウエハの鋳型から紫外線硬化性樹脂を使用して、フラット基板にパターンを転写する方法が開示されている。
【０００５】
これらの製造方法を実施するにあたっては、基板と紫外線硬化性樹脂との貼り合わせ、露光、および剥離をそれぞれ別々の場所で行うのが普通であった。
【０００６】
しかしながら、上記のように各製造工程を別々の場所で行う場合、基板や鋳型の搬送に時間を要し、効率的な製造が行えないおそれがある。前記公報には、効率的な製造を行うための製造装置について、具体的な開示がなかった。
【０００７】
２Ｐ法による光ディスクの製造を一貫して行うにあたり、鋳型を移動させて製造する考え方と鋳型を固定させて製造する考え方があるが、鋳型は精密なものであるため、搬送に時間がかかることから考え、鋳型を固定した製造装置を考案するのが好ましいと考えられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の第１の課題は、鋳型を固定することにより鋳型の搬送機構を不要とし、もって鋳型の搬送に要する時間を短縮し、かつ、コンパクトな光記録媒体の製造装置を提供するものである。
【０００９】
本発明の第２の課題は、固定された鋳型に対し硬化性樹脂を塗布した基板を搬送することにより、鋳型の搬送に要する時間を短縮し、かつ、コンパクトな光記録媒体の製造装置を提供するものである。
【００１０】
本発明の第３の課題は、鋳型を固定することにより鋳型の固定機構の解除と作動とを繰り返すことにより生ずる工数をなくし、もって効率的な光記録媒体の製造装置を提供するものである。
【００１１】
本発明の第４の課題は、固定された鋳型に対し硬化機構を搬送することにより鋳型の搬送機構を不要とし、もって鋳型の搬送に要する時間を短縮し、かつ、コンパクトな光記録媒体の製造装置を提供するものである。
【００１２】
本発明の第５の課題は、固定された鋳型から基板の剥離を可能とすることにより鋳型の搬送機構を不要とし、もって鋳型の搬送に要する時間を短縮し、かつ、コンパクトな光記録媒体の製造装置を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかるパターン形成基板の製造装置は、鋳型を保持する鋳型保持機構と、第１の保持台に取り付けられた可動式の第１のアームと、可動式の第２のアームと、を有し、前記第１のアームは該第１のアームの保持面に前記鋳型のパターンが転写される硬化性樹脂の層の形成された基板を保持し、前記鋳型へ搬送するものであり、前記第２のアームは該第２のアームの保持面に前記基板を保持し、前記鋳型から前記パターンの転写される層ごと前記基板を剥離するものであることを特徴とする。
【００１４】
上記発明によれば、搬送に時間を要する鋳型が固定されたままなので、鋳型の搬送にかかる時間を省くことができる。
【００１５】
上記パターン形成基板の製造装置は、前記第２のアームが第２の保持台に取り付けられていてもよい。
【００１６】
これによれば、第１のアームと第２のアームと鋳型保持機構との位置を、基板の搬送経路に基いて自由にレイアウトすることができる。
【００１７】
上記パターン形成基板の製造装置は、前記鋳型保持機構が、前記鋳型を固定する密封容器と、前記密封容器に接続された真空ポンプと、を備えることが好ましい。
【００１８】
これによれば、例えば、基板を鋳型に押し当てた後、硬化性樹脂内に気泡が混入することを防ぐため、密封容器から真空ポンプにより空気を抜き、その後気圧を上昇させる動作を行うにあたり、減圧動作を素早く行うことができる。
【００１９】
本発明にかかるパターン形成基板の製造方法は、第１の保持台に取り付けられた可動式の第１のアームの保持面で表面に鋳型のパターンが転写される硬化性樹脂の層の形成された基板を保持する工程と、前記第１のアームを可動して前記パターンが転写される層を有する前記基板を鋳型保持機構に保持される前記鋳型に載置する工程と、前記基板上の前記パターンが転写される層に前記鋳型のパターンを転写する工程と、前記パターンの転写された層を有する前記基板を可動式の第２のアームの保持面に保持して前記鋳型から剥離する工程と、を有することを特徴とする。
【００２０】
上記パターン形成基板の製造方法は、前記鋳型に押し当てられる前記パターンが転写される層は光硬化性樹脂の層であり、前記鋳型のパターンの転写は前記基板に光を照射する工程を含んでいてもよい。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好適な実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２７】
（光ディスクの製造装置）
本実施形態の製造装置は、光記録媒体、すなわち光ディスクの製造を行うものである。この製造装置は、図１に示すように、搬送機構１、鋳型保持機構２、硬化機構３および剥離機構４を備えている。なお、当該装置に隣接して図３に示すような樹脂塗布機構であるディスペンサ４３を備えていてもよい。
【００２８】
搬送機構１は、保持台１０、保持台１０に回動自在に軸持されたアーム１１、アーム１１に取り付けられ、基板１０１（図２、図７参照）を着脱可能に保持する保持台１２を備えている。搬送機構１は、鋳型保持機構２の上部へ移送されると、保持台１２が鋳型１０３の上から覆い被さるような位置であって、前記密封容器２０の開口部を密閉可能に構成されている。
【００２９】
鋳型保持機構２は、鋳型１０３を底部に収納する密封容器２０、密封容器２０に設けられた穴より容器の空気を抜くための真空ポンプ２１、バルブ２２、鋳型を鋳型保持機構２の底部に固定する固定具２３および光ディスクの剥離時に鋳型が反ることを防止するための鋳型保持用の排気系２４を備えている。
【００３０】
硬化機構３は、光を射出するランプ３０、光を鋳型の方面へ反射するリフレクタ３１およびランプ３０を鋳型保持機構２の周辺に自在に搬送する図示しない搬送機構を備えている。
【００３１】
剥離機構４は、保持台４０、保持台４０に回動自在に軸持されたアーム４１、アーム４１に取り付けられ、基板１０１（図２、図７参照）を着脱可能に保持する保持台４２、アーム４１が硬化した硬化樹脂により貼り合わせられた基板１０１の上に移動したとき基板１０１の端部を把持するための把持部４３を備えている。剥離機構４は、鋳型保持機構２の上部へ移送されると、保持台４２が鋳型１０３の上から覆い被さるような位置に配置されている。
【００３２】
鋳型１０３は、ほぼ製造すべき光ディスクと同じ外形形状に製造するが、光ディスクよりわずかに小さく（例えば１ｍｍ程度半径が小さくなるように）製造することは好ましい。このようにすれば、剥離工程において、基板を剥離機構４の把持部４３で把持させやすくなるからである。
【００３３】
この製造装置において、搬送機構１と剥離機構４とは交互に駆動され、搬送機構１または剥離機構４のいずれかが稼働中、硬化機構３は、これらのアームの動作を妨げない位置に移送可能に構成されている。
【００３４】
上記構成によれば、鋳型１０３が固定され、それに対し互いに対向した位置にある搬送機構１と剥離機構４とがアームにより基板を搬入および搬出可能に構成されているため、鋳型の搬送機構が不要である。また、貼り合わせ時に、硬化性樹脂内に気泡が混入することを防止するため、真空ポンプ２１を動作させるが、この真空ポンプ２１と鋳型保持機構２とが結合されたままなので、減圧が素早く行えるという利点がある。
【００３５】
一旦鋳型を鋳型保持機構２に収めた後は、真空ポンプ２１により鋳型を吸引したままでよいため、鋳型を移動させる場合に必要となる吸引動作およびその解除動作を繰り返す必要がない。
【００３６】
（基板の製造工程）
図２に、基板製造工程における製造装置の構成図を示す。同図に示すように、基板製造工程の製造装置は、押出し成形装置５０、前処理装置５１および打ち抜き装置５２を備えて構成されている。
【００３７】
ＳＴ１（成形工程；図２、図７）：  押し出し工程では、まず、押し出し機中で加熱し加圧されて流動状態となった熱可塑性樹脂が押し出し機５０に供給される。押し出し機５０は、供給された樹脂をダイ（die）から連続的に押し出し、ほぼ一定の厚さのシート状の樹脂板１００に成型する。なお、成型は、同図に示すようにローラによる他、平板によるものでもよい。本実施形態では、前記樹脂として、熱可塑性のあるポリオレフィン系重合体を用いるものとする。このポリオレフィン系重合体は、光学異方性が少なく、光記録媒体の材料として優れている。
【００３８】
ステップＳＴ２（前処理工程；図２、図７）：  前処理工程では、前処理装置５１により、押し出し成型された樹脂板１００に前処理を施す。前処理とは、樹脂板１００に、例えば大気圧プラズマ、コロナ放電、真空中でのプラズマエッチング等を行うことにより、基板表面を活性化させる処理をいう。この前処理は、打ち抜き工程（ＳＴ３）後に行ってもよい。
【００３９】
なお、前処理の前後に、樹脂板１００にさらにプレスにより圧力を加えて、その特性を変化させることは好ましい。プレスすることによって、樹脂板の厚みをさらに適度に平坦化し、その複屈折率等の光学特性や傾斜ひずみや反り現象（tilt）等の機械特性をより改善することができる。
【００４０】
ＳＴ３（打ち抜き工程；図２）：  打ち抜き装置５２により樹脂板１００から光ディスクの円盤形状に基板１０１を打ち抜く。
【００４１】
（光硬化性樹脂貼り合わせ工程）
樹脂塗布工程（ＳＴ４；図３、図７）：  ディスペンサ５３によって、溶解し流動化した光硬化性樹脂１０２ｂを基板１０１の上に塗布する。塗布する樹脂の量は、一枚の光ディスクにおける情報記録面を形成するのに十分な量とする。光硬化性樹脂１０２ｂは、基板１０１の周囲の情報を記録しない領域を残して中央部に塗布されるのが好ましい（図５参照）。
【００４２】
なお、搬送機構１の保持台１２に基板１０１を保持させてから光硬化性樹脂１０２ｂを塗布しても、保持台１２に保持する前に塗布してもよい。
【００４３】
搬送工程（ＳＴ５；図４、図７）：  光硬化性樹脂１０２ｂが塗布された基板１０１をアーム１１上の保持台１２が保持する。アーム１１を図４の矢印で示す方向に移送させ、鋳型１０３の上に基板１０１に設けられた光硬化性樹脂１０２ｂを押し付ける。これにより、鋳型１０３に設けられた凹凸パターンが光硬化性樹脂１０２ｂに転写される。このとき、保持台１２は密封容器２０の開口部を密閉する。この状態で、バルブ２２を開放して真空ポンプ２１を動作させ、密封容器２０内の気圧を下げる。鋳型１０３上に基板１０１を載置する工程を減圧下で行うことによって、光硬化性樹脂中の気泡の発生を防ぐことが可能となる。
【００４４】
次いで、鋳型１０３上に基板１０１を載置した後、バルブ２２を一気に開放し、通常圧力に復帰させる。この処理によって、大気圧による均一加圧、すなわち、光硬化性樹脂に基板１０１を均一に加圧することができる。鋳型１０３は、密封容器２０の底面に押し付けられ、鋳型を固定することができる。
【００４５】
なお、本実施形態では、ディスペンサ５３による光硬化性樹脂の塗布も減圧下で行うことが、光硬化性樹脂中の気泡の発生を防ぐ上で好ましい。
【００４６】
硬化工程（ＳＴ６；図５；図７）：  硬化工程では、硬化機構３による露光が行われる。搬送機構１により基板１０１上の光硬化性樹脂１０２ｂが鋳型１０３に押し付けられた状態で、硬化機構３が鋳型保持機構２の方向へ移動してきて、ランプ３０から光を照射させる。保持台１２はアーム１１の背後から照射される光を透過可能に設けられているので、ランプ３０からの光は、透明な基板１０１を透過して光硬化性樹脂１０２ｂに到達する。この光によって、光硬化性樹脂が硬化し光硬化性樹脂層１０２を形成する。硬化により光硬化性樹脂層１０２と基板１０１とが貼り合わせられる。
【００４７】
剥離工程（ＳＴ７；図６、図７）：  剥離工程では、まず、硬化機構３が上昇し、次いで搬送機構１が基板１０１を開放し、元の位置にアーム１１を戻す。次いで、剥離機構４が鋳型保持機構２の上へ移送され、基板１０１を把持する。鋳型１０３を基板１０１の外形よりも小さく成形してある場合には、光硬化性樹脂層１０２が形成されていない基板１０１の周辺部を把持部４３が把持する。これにより基板１０１は保持台４２に強固に固定される。基板１０３の外形が鋳型と等しいか、あるいは小さい場合には、基板の外周端部を把持しながら剥離する。この状態でアーム４１が元の位置に戻ると、基板１０１が光硬化性樹脂層１０２とともに鋳型１０３から剥離される。
【００４８】
なお、上記工程では、いずれも基板側に光硬化性樹脂を塗布しているが、これに限らず、鋳型側に光硬化性樹脂を塗布してもよい。
【００４９】
以上の各工程が終了したら、ポリオレフィン系重合体を主成分とする基板１０１と、所望の情報に基づく凹凸パターン（例えば、ピットや溝等）が形成された光硬化性樹脂層１０２と、を備えた光ディスクの原盤が製造される。
【００５０】
再生専用の光ディスクを製造するためには、この原盤の光硬化性樹脂層１０２上に、順に、反射膜、および反射膜を保護する保護膜を形成することによって製造される。記録再生可能な光磁気ディスクを製造するためには、この光硬化性樹脂層１０２上に、順に、保護膜、光磁気記録膜、反射膜が形成されることによって製造される。
【００５１】
なお、本実施の形態では、円盤状の光記録媒体、すなわち光ディスクを製造する場合について説明するが、光記録媒体の形状は、円盤状に限らず、方形等であっても、また平板状に限らず曲面状であってもよい。
【００５２】
（実施形態の利点）
上記実施形態によれば、鋳型保持機構によって鋳型を固定し、その周りに搬送機構、硬化機構および剥離機構を設けたので、鋳型を搬送させるための搬送機構を必要としないので、製造装置を大幅に小型化できる。
【００５３】
例えば、微細な凹凸パターンの記録が可能なシリコン等を鋳型に用いた場合、この鋳型を搬送しようとすれば機械的衝撃を与えないように大きな搬送装置でゆっくりと搬送させなければならない。この点、本実施形態によれば、鋳型を移送させる必要がないので、鋳型の搬送時間を省き、工数を下げることができる。
【００５４】
また、例えば、鋳型を搬送させるなら、搬送させるたびに、密封容器中で気圧を減じてから気圧をもとに戻すことによる大気圧による鋳型の固定動作を繰り返す必要がある。この点、本実施形態によれば、鋳型を搬送させないので、この固定動作を一度行えばよい。このことからも、鋳型を搬送させる場合に比べ、工数をさらに下げることができる。
【００５５】
さらに、本実施形態によれば、鋳型を搬送させないので、シリコン等の壊れ易い鋳型を使用しても安全である。
【００５６】
また、本実施形態によれば、鋳型が基板よりも小さい外形を備えるので、基板の周辺に剥離機構の把持部により把持可能な領域を設けることができる。したがって、把持部により基板の一部を把持できるので、強い力で鋳型から基板を剥離することができる。
【００５７】
(その他の変形例)
本発明は上記実施形態によらず種々に変形して適用することが可能である。
【００５８】
例えば、上記実施形態では、樹脂塗布工程を行うディスペンサを別に設けていたが、搬送機構の可動範囲にディスペンサを設けてもよい。このようにすれば、ディスペンサによる基板上への光硬化性樹脂の塗布動作、樹脂を塗布した基板を鋳型上へ載置する動作を連続して行うことができ、さらに工数を削減できる。
【００５９】
また、光硬化性樹脂の塗布を鋳型に対し直接行うディスペンサを備えてもよい。このように構成すれば、基板上に光硬化性樹脂を塗布するディスペンサ機構を省略でき、基板製造から貼り合わせまでの所用時間をさらに短縮できる。
【００６０】
また、上記実施形態では、硬化性樹脂として光硬化性樹脂を用い、硬化機構としてランプを用いたが、硬化性樹脂として熱硬化性樹脂を用い、硬化機構として加熱機構を設けてもよい。例えば、熱硬化性樹脂を用いる場合、密封容器内で加熱機構が熱硬化性樹脂を加熱して硬化させるように構成する。このようにすれば、熱硬化性樹脂を利用した光記録媒体であっても少ない工数で製造できる。
【００６１】
また、上記実施形態では、光ディスクの形状は円盤状であったが、他の形状、例えば方形のＩＣカード状のものであってもよい。
【００６２】
【発明の効果】
本発明によれば、鋳型を固定したので、鋳型の搬送機構を不要とし、もって鋳型の搬送に要する時間を短縮し、かつ、コンパクトな光記録媒体の製造装置を提供できる。
【００６３】
本発明によれば、固定された鋳型に対し硬化性樹脂を塗布した基板を搬送するよう構成したので、鋳型の搬送に要する時間を短縮し、かつ、コンパクトな光記録媒体の製造装置を提供できる。
【００６４】
本発明によれば、鋳型を固定し、それに鋳型の固定機構を設けたので、鋳型の固定機構の解除と作動とを繰り返すことにより生ずる工数をなくし、もって効率的な光記録媒体の製造装置を提供できる。
【００６５】
本発明によれば、固定された鋳型に対し硬化機構を搬送するよう構成したので、鋳型の搬送機構を不要とし、もって鋳型の搬送に要する時間を短縮し、かつ、コンパクトな光記録媒体の製造装置を提供できる。
【００６６】
本発明によれば、固定された鋳型から基板の剥離を可能とするよう構成したので、鋳型の搬送機構を不要とし、もって鋳型の搬送に要する時間を短縮し、かつ、コンパクトな光記録媒体の製造装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態における光ディスクの製造装置の構成図である。
【図２】本発明の基板製造装置の構成図である。
【図３】本実施形態の樹脂塗布工程を説明する図である。
【図４】搬送工程を説明する図である。
【図５】硬化工程を説明する図である。
【図６】剥離工程を説明する図である。
【図７】各処理工程の製造工程断面図である。
【符号の説明】
１…搬送機構、２…鋳型保持機構、３…硬化機構、４…剥離機構、１０１…基板、１０２ｂ…光硬化性樹脂、１０３…鋳型、２１…真空ポンプ、２３…鋳型固定具、２４…排気系
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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