JP2000123426A - 光ディスク用スタンパの製造方法 - Google Patents

光ディスク用スタンパの製造方法

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JP2000123426A
JP2000123426A JP10298419A JP29841998A JP2000123426A JP 2000123426 A JP2000123426 A JP 2000123426A JP 10298419 A JP10298419 A JP 10298419A JP 29841998 A JP29841998 A JP 29841998A JP 2000123426 A JP2000123426 A JP 2000123426A
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master
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stamper
substrate
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Kazuoki Motomiya
一興 本宮
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ランド/グルーブ記録用ディスクの製作に用
いられる改良されたスタンパを提供する。 【解決手段】 基板表面にレジスト膜を形成して、つい
でこのレジスト膜に溝またはピットを形成してなる原盤
の表面に、ニッケル膜を形成して光ディスク用スタンパ
を製造する方法において、ニッケルを蒸発させるための
蒸発源から蒸発したニッケル原子が前記原盤表面に到達
するまでにほとんど互いに衝突しない状態で該表面に入
射し、前記原盤の表面の溝またはピットが形成されたレ
ジスト膜上に均一にニッケル膜を形成することを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクの成形
に用いるスタンパの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】基板上に記録膜を形成してなる情報記録
媒体として、種々の光記録媒体や磁気記録媒体が知られ
ている。光で検出可能な光学的状態の変化に対応させて
情報を記録する光記録媒体は、高密度化が可能であり、
光ディスクや光カードとして実用化されている。光記録
媒体上に形成される光学的状態の変化としては、凹凸の
ピット、反射膜の有無・変形、屈折率変化、磁化反転等
がある。このうち、磁化反転は、反射光の偏光状態の変
化として検出され、その他の形態では、反射光量の変化
として検出される。
【0003】このような光検出方式の場合、記録や再生
時に光を所定の場所に導くためにトラッキングとフォー
カスという機構が採用されている。その仕組みを構成す
る要素として通常媒体上に案内溝と呼ばれる溝が形成さ
れている。この溝は通常記録には使われない。しかし、
近年記録を高密度化するために、特開平6−34907
3に開示されているように、この溝(グルーブと呼ぶ)
にも記録をすること(ランド/グルーブ記録方式と呼
ぶ)が提案されている。この場合、グルーブの底面はラ
ンド表面及び基板表面に対して平行な平面である。溝は
情報トラックが形成されている側から見て凹となってい
る部分をいう。さらに高密度化を図るためにトラックピ
ッチを小さくして狭トラック化を図ることが考えられる
が、その際隣接するトラックのデータを破壊しないため
の工夫として、特開平9−161321に開示されてい
るように、ランド部と溝部の段差すなわち溝深さを深く
することが提案されている。
【0004】このような光ディスクを安価に提供するた
めに、従来からPC等の樹脂を射出成形する方法が用い
られている。この射出成形時に使用されるのがスタンパ
と呼ばれる精密な金型である。スタンパには前記溝が基
板に正確に転写されるように基板とは逆のパターンが形
成されている。すなわち基板上で溝に相当する箇所は、
凸になっている。このようなスタンパを形成する方法と
して下記の方法が知られている。図5にその典型例を示
す。
【0005】まず、高精度表面研磨された基板(通常は
ガラス基板)1を用意し(A)、その表面に樹脂(通常
アクリル系樹脂)を主成分とするレジスト膜(通常はフ
ォトレジスト膜)2を100nm程度に塗布する
(B)。ランド/グルーブ記録用スタンパの場合はこの
レジスト膜の厚さは、特開平9−161321に開示さ
れているように、隣接トラックからの記録時や消去時の
レーザー照射による熱伝導による温度上昇を抑えるた
め、溝をかなり深くする必要があるので、これよりも厚
くなる。再生時の隣接トラックからのデータ漏れ込み、
すなわちクロストークを少なくするために例えば150
〜200nmの溝深さが用いられる。したがって、塗布
するレジスト膜の厚さは150〜200nmである。次
にこのレジスト膜にレーザー光を照射し、露光する。高
密度化を図るため、0.7μm以下の狭い溝が形成され
る。その後、現像することにより溝3がレジスト膜上に
形成される(C)。以上により原盤が作られる。
【0006】次に上記原盤のレジスト表面にニッケル薄
膜4を数十nm〜数百nm形成する(D)。通常はこの
上に電解メッキでニッケルメッキ層5を0.3mm程度
形成する(E)。その後、ガラス基板を剥がし、レジス
ト膜を溶剤で除去するとスタンパ20が得られる
(F)。この段階でレジスト膜に形成された溝はスタン
パ上で凸部の帯状となる。
【0007】上記ニッケル膜の形成は、従来は低温成膜
可能なマグネトロンスパッタ法や真空蒸着法により形成
されていた。真空蒸着法により形成されたニッケル膜は
緻密な膜でなく密着力も低いため、通常は低温成膜可能
なDCマグネトロンスパッタ法により形成されていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ランド
/グルーブ記録用のレジスト上の溝深さになると、DC
マグネトロン法によりニッケル膜を形成した場合、図6
の(a),(b)に示すように膜の付き方が一様でな
く、しかも、トラックピッチを小さくしてさらなる高密
度化を図るために溝側壁の傾斜角が急峻になるほど溝底
部への膜付着量が減少し、一様な膜厚のものが得られな
かった。また、溝底部のエッジ部では膜の成長の関係か
らクラックが生じやすい。これらを解決するためにスパ
ッタ圧を下げることが考えられるが、この状態ではニッ
ケル膜の膜応力が大きくなり、レジスト膜が基板から剥
離するという問題が生じていた。
【0009】本発明は上記の諸問題に鑑みてなされたも
のであり、ランド/グルーブ記録用光ディスクの製作に
用いられるスタンパの提供を目的としている。別の目的
として、低応力のニッケル膜を形成しレジスト膜の剥が
れをなくして歩留まりを高めるという生産性の向上があ
る。さらに別の目的としてニッケル膜を緻密な構造とす
ることによりスタンパの表面を平滑にし、基板に転写し
た際に基板の表面を平滑にしてノイズの少ない光ディス
ク用基板を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的は下記に示す
本発明の製造方法によって達成される。すなわ本発明は
基板表面にレジスト膜を形成し、ついでこのレジスト膜
に溝またはピットを形成してなる原盤の表面に、ニッケ
ル膜を形成して光ディスク用スタンパを製造する方法に
おいて、該ニッケルを蒸発させるための蒸発源から蒸発
したニッケル原子が前記原盤表面に到達するまでにほと
んど互いに衝突しない状態で該表面に入射し、前記原盤
の表面の、溝またはピットの形成されたレジスト膜上に
均一にニッケル膜を形成することを特徴とする光ディス
ク用スタンパの製造方法である。
【0011】
【発明の実施の形態】蒸発ニッケル粒子流は蒸発源から
ある広がりを有して原盤表面方向に飛んでいくが、蒸発
源の大きさ、蒸発源と原盤の配置、蒸発源と原盤のなす
角度、蒸発源と原盤間の距離、蒸発させる方法、蒸発雰
囲気の圧力、蒸発物質流を平行に揃える開口部を有する
コリメータの使用等の条件を選択することにより、蒸発
物質流をほとんど基板に垂直に入射させることができ
る。このように蒸発物質を基板に垂直に入射させること
により溝幅が狭く、溝深さが深い、すなわちアスペクト
比(=溝深さ/溝幅)の大きい溝底部への膜の付着量を
ランド部と同じにできるので、ランド部と溝底部の膜
厚、膜質が同等となる。
【0012】以下、本発明の方法の具体的な実施形態を
図面に基づいて説明する。図1は本発明の方法の原理を
説明する模式図である。本発明の方法においては蒸発源
から蒸発した物質流が、撹乱されることなく基板(原
盤)表面に到達することを特徴としている。蒸発源とし
ては、従来のプレーナーマグネトロンスパッタに使われ
ている平板(ターゲット)が使える。蒸発物質流を作成
する方法としては、従来のマグネトロンスパッタ法、イ
オンビームスパッタ法が使える。基板に入射する蒸発物
質流の方向を揃え基板に垂直に入射させる方法は、前述
の蒸発源と基板の間にコリメータと呼ばれる蒸発粒子を
平行化する部材を設けたり、前述の蒸発源と基板間距離
STが蒸発物質の平均自由行程Lより短く、蒸発物質流
の方向に対して基板を直交するように配置すること等に
より可能である。
【0013】図2は、本発明に係るスタンパの製造方法
に用いるイオンビームスパッタ装置の一例を示す断面図
である。真空容器内に、ニッケルターゲットを保持する
ターゲットホルダーと、前述した原盤をこのニッケルタ
ーゲットに対向するように保持するホルダーとを設け、
かつ真空容器内にイオンビームを照射するイオン源を取
り付けている。真空容器内を真空排気した状態で、イオ
ン源にアルゴンガスを流しプラズマを発生させ、イオン
ビームを引き出して、これをニッケルターゲットに照射
することにより、スパッタしてニッケル粒子を叩き出し
て、それを原盤表面に入射堆積させて前述したニッケル
膜を形成する。この方法はイオンビームスパッタと呼ば
れる。この方法は動作圧力が1×10−4Torr以下
と低いため、イオン源とターゲット間距離、及びターゲ
ットと基板間距離を動作圧力における平均自由行程より
短くしておけば、蒸発粒子が衝突することなく基板に到
達することができ、実質的に原盤表面に平行化されたニ
ッケルスパッタ粒子を入射させることができる。ターゲ
ットと基板のなす角度を調整することにより原盤のラン
ドと溝底部がなす平面に垂直にニッケルスパッタ粒子を
入射させることが可能である。イオンビームのエネルギ
ーは加速電圧を変えることにより変えられるが、イオン
ビームのエネルギーを変えてもスパッタされた粒子の持
っているエネルギーは通常ほとんど一定で十数eVであ
る。このエネルギーであるがゆえに緻密で低応力の膜が
得られる。通常用いられるイオン種はArであるが、N
e,Xe等の不活性ガスを用いてもよい。イオンビーム
のエネルギーはスパッタ現象が起こる500eV〜15
00eVが用いられる。
【0014】イオンビームスパッタ法以外の方法とし
て、図3に示すコリメートスパッタ法がある。これは、
従来のマグネトロンスパッタ法においてターゲットと基
板の間に開口部を有するコリメータを設けた方法で、コ
リメータの厚さと開口部の径との比(アスペクト比)や
設ける位置等により平行化の程度を調節できる。スパッ
タ圧等は従来の圧力を選択できるため、所望の低応力と
なるスパッタ圧を選択することが可能である。これ以降
のスタンパ作成工程は、前述した通りである。すなわ
ち、上記ニッケル膜上にニッケルメッキ層を所定の厚さ
形成し、その後、基板及びレジストを剥がすとスタンパ
が得られる。
【0015】以上イオンビームスパッタ及びコリメート
スパッタを用いた例について説明したが、基板に垂直に
入射可能でかつ低応力の緻密なニッケル膜を形成するこ
とができる成膜方法であれば他のいかなる方法であって
もよいことは言うまでもない。
【0016】
【実施例】実施例1 図2に示すようなイオンビームスパッタ装置に深溝が形
成されたレジストを塗布したガラス基板を基板ホルダー
に取り付ける。イオンビームとターゲットのなす角度は
スパッタ粒子の指向性が高くなる45°とした。基板ホ
ルダーとターゲットのなす角度は事前にスパッタ粒子が
基板に垂直に入射するような角度を求めその角度に設定
しておく。イオン源とターゲットの距離は25cm。タ
ーゲットと基板ホルダーの距離は25cmある。成膜時
の圧力は1×10−4Torr、イオンビームのエネル
ギーは1000eVである。イオン種はArイオン、成
膜速度は10〜50nm/min、成膜速度はイオン電
流を変えることにより制御できる。このような条件でニ
ッケル膜を100nm形成した。レジスト剥がれは認め
られなかった。この上にメッキによりニッケルメッキ層
を形成し、ガラス基板及びレジストを除去して深溝ラン
ド/グルーブ記録用スタンパを得た。スタンパ表面を光
学顕微鏡及び原子間力顕微鏡(AFM)で観察したが、
表面は平滑で膜割れ等は認められなかった。このスタン
パを用いて射出成形によりPC(ポリカーボネート)基
板を形成した。このPC基板をAFM及び電子顕微鏡に
より観察したが、ランド及び溝の表面は平滑で欠陥のな
い表面であった。このスタンパを用い基板を30000
枚の連続成形後でも異常は認められなかった。
【0017】比較例1 イオンビームスパッタ法を用いず、従来のDCマグネト
ロンスパッタ法により、スパッタ圧力0.3Pa、ター
ゲット−基板間距離約18cmで、形成するニッケルス
パッタ膜の膜厚を実施例1と同じにして同様のスタンパ
を作製した。レジスト剥がれは生じなかったが、レジス
ト及びガラス基板除去後のスタンパ表面を光学顕微鏡及
びAFMで観察したところ、基板の溝のエッジに相当す
るスタンパにおけるランドのエッジに微小なクラックが
複数箇所認められた。さらにこのスタンパを用いて実施
例1と同様に射出成形によりPC基板を作成した。この
PC基板表面を光学顕微鏡及びAFM及び電子顕微鏡で
観察したところ、多数の溝底部に微小欠陥が認められ
た。同じく連続成形したところ、成形枚数が増えるに従
って、欠陥数が増加した。
【0018】実施例2 実施例1におけるイオンビームスパッタ法に変えて、コ
リメータを従来DCマグネトロンスパッタ装置に設けて
実施例1と同様にスタンパを作成した。スタンパ表面及
びこのスタンパを用いて射出成形したPC基板表面を光
学顕微鏡及びAFM等で観察したが、異常は認められな
かった。
【0019】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の第
1の効果は、平滑で欠陥のない表面を有する深溝ランド
/グルーブ記録用光ディスクスタンパが得られることで
ある。第2の効果は、低応力でレジスト剥がれが生じな
い歩留まりを向上させたスタンパの製造方法を提供する
ことである。第3の効果は深溝ランド/グルーブ記録用
基板の射出成形可能枚数を大幅に増大させ、スタンパの
耐久性を向上させることである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の製法の原理を説明する模式図である。
【図2】本発明の実施例に用いたイオンビームスパッタ
法を説明する模式図である。
【図3】本発明の実施例に用いたコリメータを具備した
マグネトロンスパッタ法を説明する模式図である。
【図4】従来のマグネトロンスパッタによるスパッタ粒
子の飛散方向を示す模式図である。
【図5】光ディスク用のスタンパの作成工程の典型例を
示す模式図である。
【図6】従来のマグネトロンスパッタにより形成された
ニッケル膜の付き方を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
1 ガラス基板 2 レジスト膜 3 溝 4 ニッケル膜 5 ニッケルメッキ層 20 スタンパ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板表面にレジスト膜を形成し、ついで
    このレジスト膜に溝またはピットを形成してなる原盤の
    表面に、ニッケル膜を形成して、光ディスク用スタンパ
    を製造する方法において、ニッケルを蒸発させるための
    蒸発源から蒸発したニッケル原子が前記原盤表面に到達
    するまでにほとんど互いに衝突しない状態で該表面に入
    射し、前記原盤の表面の溝またはピットが形成されたレ
    ジスト膜上に均一にニッケル膜を形成することを特徴と
    する光ディスク用スタンパの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記レジスト膜に形成される溝の深さが
    150nm以上であることを特徴とする請求項1記載の
    光ディスク用スタンパの製造方法。
  3. 【請求項3】 前記ニッケル原子の蒸発がイオンビーム
    スパッタ法によることを特徴とする請求項1または請求
    項2記載の光ディスク用スタンパの製造方法。
  4. 【請求項4】 前記ニッケル原子をマグネトロンスパッ
    タ法で蒸発させた後コリメーターを通じてスパッタ粒子
    を平行化することを特徴とする請求項1または請求項2
    記載の光ディスク用スタンパの製造方法。
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