JP2000113522A - 原盤及びその作製方法 - Google Patents

原盤及びその作製方法

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JP2000113522A JP29276098A JP29276098A JP2000113522A JP 2000113522 A JP2000113522 A JP 2000113522A JP 29276098 A JP29276098 A JP 29276098A JP 29276098 A JP29276098 A JP 29276098A JP 2000113522 A JP2000113522 A JP 2000113522A
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Sho Ito
捷 伊藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 微細な凹凸パターンが露光光を短波長化する
ことなく形成されている原盤及びその製造方法を提供す
る。 【解決手段】 原盤100は、ガラス基板2上に、凹凸
を有するフォトレジスト層1及び被覆層3を有する。被
覆層3は、フォトレジスト層1の凹凸表面上で且つ凹凸
表面に沿うように堆積される。被覆層3の凹部の幅は、
フォトレジスト層1の凹部の幅よりも狭い。また、被覆
層3の膜厚を厚くすることで凹部の幅を狭くすることが
できる。それゆえ、本発明のガラス原盤は高密度光記録
媒体用の基板を製造するためのガラス原盤に極めて好適
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高密度光記録媒体
用の基板を製造するために用いられる原盤及びその作製
方法に関し、更に詳細には、幅狭の溝及び微小ピットが
露光光を短波長化することなく形成されている原盤及び
その作製方法に関する。
【0002】
【従来の技術】音楽や動画像などの膨大な情報を記録再
生することが可能な情報記録媒体として光ディスクが広
く利用されている。光ディスクは、情報に対応した凹凸
ピットを基板に形成したり、光照射による磁気特性の変
化や結晶構造の変化を情報に対応させたりすることによ
って情報を記録する。記録した情報を読み出すには、光
ディスクに再生光を照射して、光学的変化、例えば、反
射光量の変化や磁気光学効果の変化などを記録信号とし
て検出する。光ディスクにおいては大容量化が要望され
ており、案内溝を狭くしたり、記録ピットを小さくして
単位面積当たりの記録密度を高めた高密度光ディスクの
開発が進められている。
【0003】光ディスクの基板には、通常、再生光スポ
ットをトラック上に位置決めするための案内溝やピッ
ト、トラック上の番地を示すアドレスピット、記録再生
用のタイミングを決めるクロックピット、再生専用光デ
ィスクの場合には再生データに対応するデータピットな
どの凹凸パターンが予め形成されている。凹凸パターン
を形成した基板を製造するには、所望の凹凸パターンを
形成したガラス原盤を作製してスタンパを作製し、得ら
れたスタンパを射出成形機に装着してプラスチック樹脂
材料を射出充填する。これにより凹凸パターンが形成さ
れた基板が得られる。凹凸パターンが形成された基板を
製造する際に用いられるガラス原盤及びスタンパの製造
方法について図2を参照しながら以下に説明する。
【0004】まず、ガラス原盤の製造方法について説明
する。表面を研磨したガラス基板2を用意し、このガラ
ス基板2上に感光性材料からなるフォトレジスト1を塗
布する(図2(a))。つぎに、図示しない原盤露光装
置を用いて、フォトレジスト1が形成されている面上に
記録フォーマットに応じて変調及び偏光されたレーザー
光9を照射し、フォトレジスト1の所定領域30を感光
する(図2(b))。次いで、図示しない現像装置を用
いて、フォトレジスト1上に現像液を滴下することによ
って、感光した所定領域30のフォトレジストを除去す
る(図2(c))。こうして記録フォーマットに対応す
るピット10が形成されたガラス原盤200が製造され
る。
【0005】つぎに、上記のようにして製造されたガラ
ス原盤200からスタンパを複製する方法について以下
に説明する。ガラス原盤200のピット10が形成され
ている面上に導電層として銀やニッケルなどの金属層5
を、蒸着法、スパッタ法または無電解メッキ法により形
成する(図2(d))。この金属層5をマイナス電極と
して電気メッキを行い、金属層5上にニッケル膜6を形
成する(図2(e))。ガラス原盤に電解メッキを行っ
た後、ニッケル膜6を金属層5とともにガラス原盤から
剥離して、一部に付着したフォトレジストを除去し、凹
凸パターンが形成されていない面を平坦に研磨して内外
径を円形に加工する(図2(f))。こうして凹凸パタ
ーンが形成されたガラス原盤からスタンパ7が得られ
る。
【0006】以上が、光ディスク用基板を製造するため
に用いられるガラス原盤及びスタンパの製造方法の概要
である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したよ
うな高密度光ディスクを製造するには、それを製造する
ために用いられるガラス原盤に、幅の狭い溝や微小なピ
ットを形成する必要がある。ガラス原盤に幅狭の溝や微
小ピット形成するには、原盤露光装置の露光光スポット
径を小さくすればよく、露光光スポット径は、露光波長
をλ、集光レンズの開口数をNAとすると、略λ/NA
で表される。したがって、スポット径を小さくするには
露光波長を短くするか、集光レンズの開口数NAを大き
くすれば良いことがわかる。例えば、高密度光ディスク
の一つであるDVD(デジタルビデオディスク)用のガ
ラス原盤を製造するための原盤露光装置では、露光光の
波長λはKrレーザの351nm、集光レンズの開口数
(NA)がほぼ上限の0.9であり、露光光のスポット
径は390nm程度である。
【0008】このような幅狭の溝や微小ピットを有する
DVDの情報は、波長650nmの半導体レーザーを用
いて再生される。今後更に開発が進み、より短波長の半
導体レーザー、例えば、波長410nm以下の半導体レ
ーザーが開発された場合、更に高密度に記録された情報
を再生できるようになる。しかしながら、このような超
高密度に記録可能な光ディスクを製造するためには、ガ
ラス原盤に、更に幅狭の溝や微小ピットを形成すること
が要求されることになる。しかしながら、現状の原盤露
光措置を用いて、これら幅狭の溝や微小なピットを形成
することは極めて困難であり、更に短波長化した露光光
源やそれに対応したレンズ、変調器及び短波長化に伴う
リソグラフィープロセス技術などを新たに開発しなけれ
ばならず、多くの時間と費用が必要となるという問題が
生じる。このため、露光光源を短波長化することなく幅
狭の溝や微小ピットをガラス原盤に形成する技術が要望
されていた。
【0009】本発明は、上記問題を鑑みてなされたもの
であり、その目的は、短波長化した露光光を用いずに微
小ピットや幅狭の溝が形成された光ディスク製造用の原
盤及びその作製方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の態様に従
えば、凹凸パターンを被転写板に転写するための原盤に
おいて、原盤が、凹凸を有する第1層と、第1層の凹凸
に沿うように第1層上に堆積された第2層とを含むこと
を特徴とする原盤が提供される。
【0011】本発明の原盤は、凹凸パターンが形成され
た第1層上に、第1層の凹凸に沿うように第2層を堆積
させた積層タイプの原盤である。また、第2層の凹部の
幅W2は、それに対応する第1層の凹部の幅W1よりも狭
くなるように形成されている。第2層は、このガラス原
盤を用いて製造される基板の凹凸パターンの寸法を調整
することができる。基板に形成される凹凸パターンの寸
法を調整するには第2層の厚みを調整すればよく、第2
層の膜厚が増加すると第2層の凹部の幅は狭くなる。以
下に、本発明の原盤の原理について図4を参照しながら
説明する。
【0012】図4は、第2層の厚みが増加するに従って
第2層の凹部の幅が狭くなる様子を概念的に示す図であ
る。図4において、基板2上の第1層1には、凹凸パタ
ーンとしてピット幅Pのピット10が形成されている。
このピット10が形成されている第1層1上に第2層3
を複数の膜3a〜3dに分けて順次成膜する。膜3aか
ら膜3dへと順次積層して第2層の膜厚が厚くなるにつ
れて、ピット幅Wが狭くなっていることがわかる。第2
層のピット幅Wは、製造される基板のピット幅に相当す
ることから、第2層の厚みを調整することでピット幅W
を調整することができる。すなわち、幅狭の溝や微小な
ピットを有する基板を製造するには第2層を厚くすれば
よい。このように本発明の原盤を用いれば、幅狭の溝や
微小なピットを有する基板を比較的容易に製造すること
ができる。
【0013】本発明では、第2層は、第1層の凹凸表面
上で且つ凹凸表面に沿ってほぼ同一の厚さを有するよう
に形成されることが好ましい。しかしながら、第2層
は、例えば、図4において、第1層1のピット10の傾
斜面13上に積層されている第2層の厚さと、それ以外
の部分(底面や水平面)の厚さがそれぞれ異なるように
形成されていてもよい。また、第2層は複数の層から構
成されていても良く、例えば、第1層上に第2a層を形
成し、この第2a層上に同一または異なる材料の第2b
層を形成することもできる。第2層が単層であって、層
厚が厚くなった場合、内部歪みによる応力が増大して第
2層の剥離や歪みを生じることがあるので、第2層を組
成や成分、材料の異なる複数の膜で構成することによっ
て内部歪みを低下させることもできる。
【0014】本発明において、被転写板とは、CD、C
D−R、MO、DVD等の光記録媒体、ハードディスク
などの磁気記録媒体を含む情報記録媒体用の基板を製造
するためのスタンパ、印刷パターンや押印パターンが転
写される複製物作成用の部材を含む概念である。
【0015】本発明の原盤からスタンパを作製するに
は、例えば、第2層上に導電膜を形成し、この導電膜を
マイナス電極として電鋳法によりメッキ膜を形成した
後、形成したメッキ膜を導電膜とともに剥離すればよ
い。スタンパの作製において、第2層と導電膜との接着
力は、電鋳時にメッキ膜が剥離しない程度であり且つ電
鋳後に容易に導電膜が第2層から剥離できる接着力であ
ることが望ましい。このような条件を満足させるために
は、導電膜がニッケルなどの金属で構成されていること
を考慮すると、第2層の材質を酸化金属や窒化金属で構
成することが好ましく、特に、第2層の表面側を、酸化
金属や窒化金属を用いて形成することが好ましい。この
ように第2層の表面または第2層を、酸化金属または窒
化金属を用いて構成しておけば、スタンパ作製の工程に
おいてメッキ膜を導電膜とともに第2層から剥離すると
きに、第2層が損傷を受けることが防止または抑制され
る。これにより、ガラス原盤から複数回スタンパを作製
することが可能となるので、スタンパ作製のコストを低
減することができる。
【0016】本発明では、短波長化されていない露光光
を用いて、案内溝やピットを形成した場合であっても、
第1層上に、第1層の案内溝やピットに沿うように第2
層をほぼ一様な膜厚で形成することにより、第1層に形
成した案内溝やピットよりも幅の狭い案内溝や微小なピ
ットを原盤に形成することができる。これにより、本発
明の原盤を用いて製造した基板には、従来よりも幅狭な
案内溝や微小ピットを形成することができるので、超高
密度光ディスクを製造するための原盤として極めて好適
である。
【0017】また、本発明において、最終的に製品上に
形成される溝幅や溝深さ、ピット幅、ピット長を想定し
て、すなわち、第2層の溝幅や溝深さ、ピット幅、ピッ
ト長を想定して、第1層の溝幅や溝深さ、ピット幅、ピ
ット深さを決定しておくことが好ましい。第2層の所望
の溝幅、溝深さ、ピット長及びピット幅を得るために
は、予め種々の条件で第2層を堆積させて、第2層の厚
みと、溝幅や溝深さ、ピット幅、ピット長との間の関係
を求めておき、この関係に基づいて第2層の厚みから第
2層の溝幅や溝深さ、ピット幅、ピット長を調整するこ
とができる。
【0018】また、本発明では、第1層の溝やピットを
画成する側壁が底面に対して大きな角度で立ち上がって
いることが好ましく、より一層好ましくは、これらの側
壁が底面に対してほぼ垂直に立ち上がっていることであ
る。更にまた、第1層の溝またはピットの側壁の角部が
シャープに形成されていることが好ましい。すなわち、
図1に示したように、ピット10が形成されている第1
層1上に第2層3を積層させた場合、第2層3のピット
のエッジ部分12は、第1層1のエッジ部分11よりも
なだらかになって丸みを帯びる傾向があるので、第1層
のピットの傾斜部分13を急峻にして、エッジ部分11
をシャープにさせることが好ましい。
【0019】本発明の第2の態様に従えば、凹凸パター
ンを被転写板に転写するための原盤を作製する方法にお
いて、基体上に感光性材料からなる第1層を成膜し、フ
ォトリソグラフィーにより第1層上に凹凸パターンを形
成し、凹凸パターンが形成された第1層上に、第2層
を、第2層の凹部の幅W2がそれに対応する第1層の凹
部の幅W1よりも狭くなるように第1層の凹凸に沿って
成膜することを特徴とする原盤の作製方法が提供され
る。
【0020】本発明の原盤の作製方法では、基体上に、
感光性材料からなる第1層を塗布し、原盤露光装置及び
現像装置を用いて第1層上に記録信号に応じた凹凸パタ
ーンを形成し、形成した第1層の凹凸に沿って第2層を
堆積させる。これにより、第2層の表面に、第1層に形
成した凹凸パターンの凹部よりも幅の狭い凹部を形成す
ることができる。
【0021】本発明において、第2層は、等方的スパッ
タ法や等方的蒸着法、電解メッキ法などの成膜方法を用
いて成膜することが好ましい。ここで、等方的スパッタ
法とは、例えば、スパッタガスの種類やスパッタガスの
圧力、スパッタ時の電圧、ターゲットとの距離を変える
ことによって散乱性を強くしたり、ターゲットと被スパ
ッタ物との間に成膜方法を制御するマスクを用いたりし
たスパッタ法を意味する。また、等方的蒸着法とは、例
えば、蒸着源を複数配置したり、大面積の蒸着源を用い
たり、蒸着源と被蒸着物との間に付着方向を制御するマ
スクを用いたりした蒸着法を意味する。このような成膜
法を用いれば、第1層上に形成されている側面、斜面、
水平面にかかわらず、その垂直方向にほぼ同じ膜厚で第
2層を成膜することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態及び実
施例について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【0023】実施例 図1は、本発明に従うガラス原盤の部分拡大断面図であ
る。ガラス原盤100は、ガラス基板2上に、第1層と
してのフォトレジスト層1及び第2層としての被覆層3
を有し、被覆層3上にはプリピット10が形成されてい
る。かかる構造を有するガラス原盤100を以下のよう
にして製造した。図3に、ガラス原盤100を製造する
工程について模式的に示す。
【0024】まず、表面を研磨したガラス基板2を用意
し、ガラス基板2上に感光性材料からなるフォトレジス
ト層1を膜厚78nmで塗布した(図3(a))。次い
で、フォトレジスト層1が塗布されたガラス基板2を図
示しない原盤露光装置に装填し、溝幅300nm、溝間
隔450nmの案内溝と、ピット幅25nm、最短ピッ
ト長25nmのプリピットの露光パターン30が形成さ
れるように、記録信号に応じて露光光9を照射してフォ
トレジストを感光した(図3(b))。原盤露光装置の露
光光源の波長は351nmであり、対物レンズの開口数
は0.9であった。なお、図3には、説明の便宜上ピッ
トまたはピットパターンのみを模式的に示してある。次
いで、不図示の現像装置を用いて、感光した部分のフォ
トレジストを除去し、ガラス基板2の表面上に上記寸法
の案内溝及びプリピット10aを得た(図3(c))。
【0025】つぎに、ガラス基板2を図示しないrfマ
グネトロンスパッタ装置の成膜室に搬送してスパッタリ
ングを行った。スパッタリングでは、ターゲット材料と
してTiNを用い、スパッタ雰囲気ガスとしてアルゴン
と窒素の混合ガスを0.4Paの圧力で用いた。このス
パッタリングによりフォトレジスト層1上に被覆層3と
してのTiNを膜厚30nmで成膜した(図3(d))。
これにより、被覆層3に、溝幅210nm、溝深さ70
nm、溝間隔450nmの案内溝及びピット幅180n
m、最短ピット長180nmのプリピット10が形成さ
れた。こうして幅狭の案内溝及び微小なプリピット10
が表面に形成されたガラス原盤100を作製した。
【0026】つぎに、スタンパを以下に示すようにして
作製した。作製されたガラス原盤100を真空蒸着装置
に装着して真空蒸着を行った。蒸着源としてはニッケル
を用いた。この真空蒸着により、被覆層3上に、導電膜
5としてのニッケルを約100nmの膜厚で形成した
(図3(e))。次いで、導電膜5が形成されたガラス原
盤100を真空蒸着装置から取り出し、図示しない電鋳
装置にて、導電膜5をマイナス電極、電鋳液のニッケル
をプラス電極として電解メッキを行い、導電膜5上にニ
ッケル膜6を約300μmの膜厚で形成した(図3
(f))。最後に、形成したニッケル膜6を導電膜5とと
もに被覆層3から剥離して洗浄することによってスタン
パ7を得た(図3(g))。スタンパ7の表面には、被覆
層3の幅狭の案内溝及び微小なプリピットに対応する凸
部31が形成されていた。
【0027】こうして得られたスタンパを、射出成形機
の金型に装着して、金型内にプラスチック樹脂材料を射
出充填することによって高密度光ディスク用基板を製造
することができる。得られた基板には、スタンパ7の凸
部31に対応する微小ピットを形成することができる。
【0028】以上、本発明の実施例について図面を用い
て具体的に説明してきたが、本発明は上記実施例に限定
されるものではなく、当業者が思い付く変更及び改良を
含むことは言うまでもない。例えば、上記実施例では、
ガラス基板上に直接フォトレジストを形成したが、フォ
トレジストとの接着力を強化するためにガラス基板とフ
ォトレジスト層との間にプライマー層を形成してもよ
い。
【0029】また、上記実施例では、被覆層をrfマグ
ネトロンスパッタ法により成膜したが、これに限ること
はなく、イオンビームスパッタ法やECRスパッタ法、
コンベンショナルrfスパッタ法、コンベンショナルD
Cスパッタ法、真空蒸着法等を使用し得る。スパッタ雰
囲気ガスとしてはアルゴンガスに限らず、他の希ガス
や、窒素、酸素などとの混合ガスなども使用し得る。
【0030】また、上記実施例では、第2層としての被
覆層を、TiNを用いて構成したが、他の材料、例えば
SiN、TaN、SiO2 、TiO等を用いて構成する
ことも可能である。また、被覆層は単層である必要はな
く、上記材料を用いて構成されるそれぞれの膜を順次積
層することによって得られる積層体であってもよい。
【0031】
【発明の効果】本発明の原盤は、凹凸を有する第1層上
に、第2層が、第1層の凹凸に沿うように堆積してある
ので、第2層の表面に、第1層の凹部の幅よりも狭い凹
部を形成することができる。したがって、幅狭な溝や微
小なピットをガラス原盤に形成することができるので、
超高密度光ディスク用の基板を製造するために用いられ
る原盤として極めて好適である。
【0032】また、光ディスクに記録されている情報を
再生したときのノイズやジッターの発生の一因として、
現像処理によるフォトレジスト層の表面荒れがあるが、
本発明では、フォトレジスト上に第2層を形成して原盤
の表面を滑らかにしているので、本発明の原盤を用いれ
ばノイズやジッターの発生が防止または低減された光デ
ィスクを得ることができる。
【0033】また、本発明の原盤の作製方法によれば、
露光光源を短波長化することなく原盤に幅狭の溝や微小
なピットを容易に形成することができるので、超高密度
光ディスク用の原盤を作製するための方法として極めて
好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明に従うガラス原盤のピットが形
成されている部分の拡大断面図である。
【図2】図2は、ガラス原盤及びスタンパの製造工程を
概略的に説明するための図である。
【図3】図3は、本発明に従うガラス原盤の製造工程を
概略的に説明するための図である。
【図4】図4は、第2層の厚みとピットの幅の関係を概
略的に説明する図である。
【符号の説明】
1 フォトレジスト層 2 ガラス基板 3 第2層 4 Ni層 5 導電膜 7 スタンパ 100 ガラス原盤

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 凹凸パターンを被転写板に転写するため
    の原盤において、 原盤が、凹凸を有する第1層と、 第1層の凹凸に沿うように第1層上に堆積された第2層
    とを含むことを特徴とする原盤。
  2. 【請求項2】 上記第2層の凹部の幅W2が、それに対
    応する第1層の凹部の幅W1よりも狭いことを特徴とす
    る請求項1に記載の原盤。
  3. 【請求項3】 上記第2層の厚みが、被転写板の凹凸の
    寸法に基づいて決定されることを特徴とする請求項1ま
    たは2に記載の原盤。
  4. 【請求項4】 上記第2層が、複数の膜から構成されて
    いることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記
    載の原盤。
  5. 【請求項5】 上記被転写板が、光記録媒体用基板を製
    造するためのスタンパであることを特徴とする請求項1
    〜4のいずれか一項に記載の原盤。
  6. 【請求項6】 上記凹凸パターンが、ピット及び溝の少
    なくとも一方を形成するためのパターンであることを特
    徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の原盤。
  7. 【請求項7】 上記第1層が、感光性材料を用いて構成
    されることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に
    記載の原盤。
  8. 【請求項8】 凹凸パターンを被転写板に転写するため
    の原盤を作製する方法において、 基体上に感光性材料からなる第1層を形成し、 フォトリソグラフィーにより第1層上に凹凸パターンを
    形成し、 凹凸パターンが形成された第1層上に、第2層を、第2
    層の凹部の幅W2がそれに対応する第1層の凹部の幅W1
    よりも狭くなるように第1層の凹凸に沿って成膜するこ
    とを特徴とする原盤の作製方法。
  9. 【請求項9】 第2層を、第1層の凹凸表面上で且つ凹
    凸表面に沿ってほぼ同一の膜厚になるように成膜するこ
    とを特徴とする請求項8に記載の原盤の作製方法。
  10. 【請求項10】 等方的スパッタリング法、等方的蒸着
    法及び電解メッキ法から選択された成膜法の一種を用い
    て第2層を成膜することを特徴とする請求項8または9
    に記載の原盤の作製方法。
  11. 【請求項11】 上記原盤が、光記録媒体用の基板を製
    造するために用いられることを特徴とする請求項8〜1
    0のいずれか一項に記載の原盤の作製方法。
  12. 【請求項12】 上記凹凸パターンが、ピット及び溝の
    少なくとも一方を形成するためのパターンであることを
    特徴とする請求項8〜11のいずれか一項に記載の原盤
    の作製方法。
  13. 【請求項13】 第1層の凹部または凸部を画成する側
    壁が、ほぼ垂直であることを特徴とする請求項8〜12
    のいずれか一項に記載の原盤の作製方法。
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