JP2002251799A - Manufacturing method for stamper for optical information recording medium - Google Patents

Manufacturing method for stamper for optical information recording medium

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JP2002251799A
JP2002251799A JP2001049259A JP2001049259A JP2002251799A JP 2002251799 A JP2002251799 A JP 2002251799A JP 2001049259 A JP2001049259 A JP 2001049259A JP 2001049259 A JP2001049259 A JP 2001049259A JP 2002251799 A JP2002251799 A JP 2002251799A
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JP
Japan
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stamper
nickel
chromium
layer
sputtering
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Application number
JP2001049259A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuzuru Kudo
譲 工藤
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stamper having high wear resistance and durability and formed with low defect without damaging a fine groove formed by a resist mask method, when the stamper is formed from a glass master disk wherein a fine pattern is formed by the resist mask method using water soluble resin. SOLUTION: A manufacturing method for the stamper has a stage for performing exposure and etching of a photoresist layer to form an information fine pattern at a lower layer, a stage for forming a chromium film by chromium sputtering using an argon ion after the photoresist layer is removed and forming a nickel conductive film by nickel sputtering using an argon ion or by nonelectrolytic nickel plating, a stage for performing nickel electroforming to laminate a nickel layer having a fine pattern having ruggedness reverse to the information fine pattern and a stage for peeling the nickel layer together with the chromium film from the glass master disk to form the stamper.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は光情報記録媒体用スタ
ンパの製造方法に関するものであり、光情報記録媒体用
スタンパの品質、耐久性を向上させることができるもの
であり、半導体プロセスにおける微細パターン形成方法
にも応用可能なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a stamper for an optical information recording medium, which can improve the quality and durability of the stamper for an optical information recording medium, and which can improve the fine pattern in a semiconductor process. It is also applicable to a forming method.

【0002】[0002]

【従来技術】光ディスク用原盤には、スパイラル状又は
同心円上に、トラッキング用の案内溝やアドレス・デー
タを表す凹凸のピットが予め形成されている。このよう
な案内溝やピットのパターンは、原盤となるガラス基板
上にフォトレジスト層を形成し、原盤露光装置の対物レ
ンズで形成すべきパターンに応じて強度変調された光ビ
ームを収束してフォトレジスト層を露光し、その後現像
することによって、得られる。一般的にフォトレジスト
は、露光による光架橋反応と熱架橋反応により潜像が形
成されるため、ビームスポット径よりも1割〜2割程
度、パターン開口部の溝幅は広くなる。また、集光ビー
ムの光強度分布がガウス分布であるため、フォトレジス
トに形成されたパターンの溝は台形形状となる(台形形
状の長い辺:Wtop,図1(d)の現像参照)。台形
パターンの問題点は、トラックピッチが狭くなると、溝
の開口部が隣接トラック間で干渉し合い、溝と溝の間の
平坦部分(ランド)の高さが減少し、溝の深さをフォト
レジストの膜厚で制御できなくなる点である。また、ラ
ンドが平坦でないスタンパから作製された光情報記録媒
体の記録特性が低下する問題(隣接トラックからのクロ
ストーク信号が増加し、特にジッタ特性が低下する)が
ある。このために、トラックピッチが狭い大容量の光情
報記録媒体用スタンパでは、パターンの溝幅が狭く、溝
断面が矩形である必要がある。フォトレジストに形成す
る溝を狭くするには、露光ビームの波長を短く、対物レ
ンズの開口数NAを大きくすればよいが、露光時の焦点
深度が小さくなるため、溝形状の変動が懸念される。そ
こで、ガラス原盤上に水溶性樹脂層(下層)を形成し、
その上にフォトレジスト層を形成してから露光・現像す
ると同時に、フォトレジスト層をマスク層として下層の
エッチングを行い、その後フォトレジスト層を除去する
ことによって、短波長と高NAにせずとも、露光ビーム
スポット以下の細い溝断面が得られる、いわゆるレジス
トマスク法という技術がある。
2. Description of the Related Art A guide groove for tracking and concave and convex pits representing address data are previously formed in a spiral or concentric circle on an optical disk master. Such a guide groove or pit pattern is formed by forming a photoresist layer on a glass substrate serving as a master, converging a light beam whose intensity is modulated according to a pattern to be formed by an objective lens of a master exposure apparatus, and forming a photo-resist. It is obtained by exposing the resist layer and then developing it. Generally, in a photoresist, a latent image is formed by a photo-crosslinking reaction and a thermal cross-linking reaction by exposure, so that the groove width of the pattern opening is about 10 to 20% larger than the beam spot diameter. Further, since the light intensity distribution of the focused beam is a Gaussian distribution, the groove of the pattern formed in the photoresist has a trapezoidal shape (the long side of the trapezoidal shape: Wtop, see development in FIG. 1D). The problem with the trapezoidal pattern is that when the track pitch becomes narrower, the openings of the grooves interfere with each other between adjacent tracks, the height of the flat portion (land) between the grooves decreases, and the depth of the grooves is The point is that it cannot be controlled by the thickness of the resist. In addition, there is a problem that the recording characteristics of an optical information recording medium manufactured from a stamper whose lands are not flat are deteriorated (a crosstalk signal from an adjacent track is increased, and jitter characteristics are particularly deteriorated). For this reason, in a large-capacity optical information recording medium stamper having a narrow track pitch, it is necessary that the groove width of the pattern is narrow and the groove cross section is rectangular. In order to narrow the groove formed in the photoresist, the wavelength of the exposure beam may be shortened and the numerical aperture NA of the objective lens may be increased. However, since the depth of focus at the time of exposure is reduced, the groove shape may be fluctuated. . Therefore, a water-soluble resin layer (lower layer) is formed on the glass master,
A photoresist layer is formed thereon, and then exposed and developed. At the same time, the lower layer is etched using the photoresist layer as a mask layer, and then the photoresist layer is removed, so that exposure can be performed without short wavelength and high NA. There is a technique called a so-called resist mask method in which a thin groove cross section smaller than a beam spot can be obtained.

【0003】一般のフォトレジストを使用してのスタン
パ作成技術では、ニッケル電鋳前にガラス原盤表面に導
電皮膜を形成する必要がある。そのために以下の例のよ
うな技術がある。 (1)特開平5−205321号公報に記載されたもの
は、光(磁気)ディスク成形用スタンパの電鋳加工にお
いて、電鋳加工初期に発生する導電膜の剥離欠陥を防止
するために、ガラス原盤にアルゴンガス圧8mtorr
(1.1Pa)、入射出力1kWでニッケルをスパッタ
し、ニッケル膜厚を200〜350オングストローム、
引っ張りの内部応力を7×10dyn/cm(7×
10N/cm)以上としたものである。 (2)特開平11−7662号公報に記載されたもの
は、高密度大容量の光ディスク用スタンパを歩留りよく
製造するというものである。ガラス原盤上に化学増幅タ
イプのフォトレジストをスピンコートして遠紫外レーザ
光でパターン露光した後、ガラス原盤をベーキングして
からアルカリ現像液にてパターン形成を行う。さらにレ
ジスト表面にスパッタリング圧力0.5〜2.0Paの
成膜条件によるスパッタ法で30〜100nmのニッケ
ル薄膜を積層してから、ニッケル電解メッキを行いスタ
ンパを製作するものである。 (3)特公平6−78590号公報に記載されているも
のは、原盤上に剥離容易な第1(銀)及び第2(ニッケ
ル)の金属導電層をスパッタ法又は真空蒸着法によって
形成後、ニッケル電鋳によってスタンパを製作するとし
たものである。そして、上記第1層膜厚は50〜200
オングストローム、第2層膜厚は300〜1000オン
グストロームであり、また、第1層にはクロムも可とし
ている。
[0003] In a stamper making technique using a general photoresist, it is necessary to form a conductive film on the surface of a glass master before nickel electroforming. For this purpose, there are techniques such as the following examples. (1) Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-205321 discloses a method for forming a stamper for forming an optical (magnetic) disk by electroforming in order to prevent a peeling defect of a conductive film which occurs at an early stage of electroforming. Argon gas pressure 8 mtorr on master
(1.1 Pa), nickel was sputtered at an incident power of 1 kW, and the nickel film thickness was 200 to 350 Å,
The internal stress of the tension is 7 × 10 9 dyn / cm 2 (7 × 10 9 dyn / cm 2
10 2 N / cm 2 ) or more. (2) Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 11-7662 discloses that a high-density, large-capacity optical disk stamper is manufactured with high yield. After a chemical amplification type photoresist is spin-coated on the glass master and subjected to pattern exposure with far ultraviolet laser light, the glass master is baked and then a pattern is formed with an alkali developing solution. Further, a 30-100 nm nickel thin film is laminated on the resist surface by a sputtering method under a film forming condition of a sputtering pressure of 0.5-2.0 Pa, and then nickel electrolytic plating is performed to produce a stamper. (3) Japanese Patent Publication No. 6-78590 discloses a method in which first (silver) and second (nickel) metal conductive layers which are easily peelable are formed on a master by sputtering or vacuum evaporation. The stamper was manufactured by nickel electroforming. The first layer thickness is 50 to 200.
The thickness of the second layer is 300 to 1000 angstroms, and chromium is also acceptable for the first layer.

【0004】[0004]

【従来技術における問題点】レジストマスク法の場合、
水溶性樹脂を用いて微細パターンを形成しているため、
導電皮膜が透水性の場合は、ニッケル電鋳時に水溶性樹
脂層(下層)が電鋳液中の水分によって侵され、導電皮
膜が剥離するという大きな問題が起こる。上記特開平5
−2053212号公報および特開平11−7662号
公報にるスパッタ法で形成された導電皮膜では、水に対
する遮断性が十分ではなく、電鋳時に導電皮膜が剥離を
起こす危険性が大いにある。しかし、上記公報には導電
皮膜剥離を防止するための、電鋳に関する具体的な手法
は記載されていない。特公平6−78590公報に記載
されたものは、2層皮膜を用いていることが、第1層が
銀であるのでスタンパ表面の耐磨耗性が劣るという欠点
がある。この公報には、銀の代わりにクロムを用いるこ
とも可能であることが記載されている。しかし、クロム
はスパッタ条件によっては容易にクラックが発生すると
いう問題があるが、当該公報にはスパッタ条件について
の具体的な記載はない。また当該公報には、上記の特開
平5−2053212号公報および特開平11−766
2号公報と同様に、電鋳方法に関する具体的な記載はな
い。
Problems in the prior art In the case of the resist mask method,
Because a fine pattern is formed using a water-soluble resin,
When the conductive film is water-permeable, there is a major problem that the water-soluble resin layer (lower layer) is eroded by moisture in the electroforming solution during nickel electroforming, and the conductive film peels off. JP-A-5
The conductive film formed by the sputtering method disclosed in JP-A-20553212 and JP-A-11-7662 does not have sufficient barrier properties against water, and there is a great risk that the conductive film peels off during electroforming. However, the above publication does not disclose a specific method for electroforming for preventing the conductive film from peeling. The use of the two-layer coating described in Japanese Patent Publication No. 6-78590 has the disadvantage that the abrasion resistance of the stamper surface is poor because the first layer is silver. This publication describes that chromium can be used instead of silver. However, chromium has a problem that cracks are easily generated depending on sputtering conditions, but there is no specific description of sputtering conditions in this publication. The publication also discloses the above-mentioned JP-A-5-2053212 and JP-A-11-766.
As in JP-A No. 2, there is no specific description about the electroforming method.

【0005】[0005]

【解決しようとする課題】本発明の目的は、水溶性樹脂
を用いたレジストマスク法によって微細パターンを形成
されたガラス原盤からスタンパを作成する場合におい
て、電鋳時に皮膜の剥離・クラックを発生させることな
く、且つ低欠陥・低コストでスタンパ化することであ
る。個々の請求項に係る発明の課題は次のとおりであ
る。 (1)課題1 課題1は、水溶性樹脂を用いたレジストマスク法によっ
て形成された微細溝を損なうことなく低欠陥でスタンパ
化するとともに、高い耐磨耗性および耐久性を持ったス
タンパを提供することである(請求項1に対応)。 (2)課題2 課題2は、第1層皮膜にクラックが発生するのを防ぎ、
低欠陥のスタンパを提供することである(請求項2、請
求項3及び請求項4に対応)。 (3)課題3 課題3は、ニッケル電鋳初期において導電皮膜が剥離す
るのを防止することである(請求項5、請求項6に対
応)。 (4)課題4 課題4は、高い耐久性を持つスタンパを提供することで
ある(請求項7に対応)。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to form a stamper from a glass master on which a fine pattern is formed by a resist mask method using a water-soluble resin. That is, a stamper can be formed without any defect and at a low cost. The subject of the invention according to each claim is as follows. (1) Problem 1 Problem 1 is to provide a stamper that has a low defect and does not damage fine grooves formed by a resist mask method using a water-soluble resin, and has high abrasion resistance and durability. (Corresponding to claim 1). (2) Problem 2 Problem 2 is to prevent cracks from occurring in the first layer film,
An object of the present invention is to provide a stamper having a low defect (corresponding to claims 2, 3 and 4). (3) Problem 3 Problem 3 is to prevent the conductive film from peeling at the beginning of nickel electroforming (corresponding to claims 5 and 6). (4) Problem 4 Problem 4 is to provide a stamper having high durability (corresponding to claim 7).

【0006】[0006]

【課題解決のために講じた手段】[Measures taken to solve the problem]

【解決手段1】(請求項1に対応)解決手段1は、上記
課題1のためのものであり、次のとおりである。ガラス
原盤上にポリビニルアルコール、メチルセルロース、も
しくはポリビニルピロリドンから選ばれた露光により反
応しない水溶性樹脂を塗布して、膜厚値がスタンパ表面
に形成される溝深さと同じになる水溶性樹脂層(以下、
「下層」という)を形成する工程と、上記下層を熱処理
する行程と、上記下層の上にフォトレジストを塗布する
工程と、上記フォトレジスト層を熱処理する工程と、光
ビームにより所定の情報パターンをフォトレジスト層へ
露光する工程と、上記露光済みフォトレジスト層をアル
カリ性現像液で現像し、現像後に純水洗浄すると同時
に、下層のエッチングを行って下層に情報微細パターン
を形成する工程と、上記情報微細パターン形成後、フォ
トレジスト層を除去する行程と、上記下層表面にアルゴ
ンイオンによるクロムスパッタでクロム皮膜を形成する
行程と、第1層目の上記クロム皮膜上にアルゴンイオン
によるニッケルスパッタまたは無電解ニッケルメッキで
第2層目のニッケル導電皮膜を形成する行程と、上記第
2層目のニッケル導電皮膜上にニッケル電鋳を施し、下
層の情報微細パターンと凹凸が逆転した微細パターンを
有するニッケル層を積層させる工程と、上記ニッケル層
積層後、第1層目のクロム皮膜ごとガラス原盤から剥離
してスタンパとする工程と、上記スタンパの微細パター
ン面側の付着残さを洗浄除去する工程と、上記スタンパ
を裏面研磨・内外径加工してマスタスタンパ盤を製作す
る工程とを有すること。
Solution 1 (corresponding to claim 1) Solution 1 is for the above-mentioned problem 1, and is as follows. A water-soluble resin, which does not react by exposure selected from polyvinyl alcohol, methylcellulose, or polyvinylpyrrolidone, is coated on a glass master to form a water-soluble resin layer having a film thickness equal to a groove depth formed on a stamper surface (hereinafter, referred to as a water-soluble resin layer). ,
Forming a lower layer), a step of heat-treating the lower layer, a step of applying a photoresist on the lower layer, a step of heat-treating the photoresist layer, and forming a predetermined information pattern by a light beam. Exposing the photoresist layer to light, developing the exposed photoresist layer with an alkaline developer, washing with pure water after the development, and simultaneously etching the lower layer to form an information fine pattern in the lower layer; After the formation of the fine pattern, a step of removing the photoresist layer, a step of forming a chromium film on the lower layer surface by chromium sputtering with argon ions, and a step of nickel sputtering or electroless plating with argon ions on the first chromium film. Forming a second layer of nickel conductive film by nickel plating; A step of applying nickel electroforming on the film and laminating a nickel layer having a fine pattern in which the information fine pattern of the lower layer and the concavo-convex are reversed, and after laminating the nickel layer, peeling off the first chromium film together with the first layer of chromium film from the glass master. A stamper, a step of cleaning and removing adhesion residues on the fine pattern surface side of the stamper, and a step of manufacturing a master stamper board by polishing the back surface and processing the inner and outer diameters of the stamper.

【0007】[0007]

【作用】原盤とフォトレジスト層の間に下層の水溶性樹
脂層を設けており、フォトレジスト層に形成された溝パ
ターンをマスク層として利用し、エッチングで形成され
た下層の溝パターンをスタンパにする。この結果、マス
ク層の溝の底幅が下層の溝幅となるため、フォトレジス
ト層に形成された溝断面よりも細い溝、すなわち露光ビ
ームスポット径以下の微細溝を下層に形成することがで
き、また台形ではなく、断面形状が矩形の溝パターンを
形成することができる。さらに、スタンパ最表面に硬度
の高いクロム皮膜を形成しているので、スタンパの耐久
性が著しく向上する。
A lower water-soluble resin layer is provided between the master and the photoresist layer. The groove pattern formed in the photoresist layer is used as a mask layer, and the lower groove pattern formed by etching is used as a stamper. I do. As a result, the bottom width of the groove of the mask layer becomes the groove width of the lower layer, so that a groove smaller than the groove cross section formed in the photoresist layer, that is, a fine groove smaller than the exposure beam spot diameter can be formed in the lower layer. In addition, a groove pattern having a rectangular cross section can be formed instead of a trapezoid. Further, since the chromium film having high hardness is formed on the outermost surface of the stamper, the durability of the stamper is significantly improved.

【0008】[0008]

【解決手段2】(請求項2、請求項3、請求項4に対
応)解決手段2は上記課題2のためのものであり、解決
手段1におけるアルゴンイオンによるクロムスパッタに
おいて、スパッタパワーを1kW未満、アルゴン電流を
1.5Pa以上、且つアルゴンイオンによるクロムスパ
ッタによって形成されるクロム皮膜の膜厚を50nm〜
150nmの範囲内にしたことである。
A second aspect of the present invention is to solve the above-mentioned problem 2. In the chromium sputtering using argon ions in the first aspect, the sputtering power is less than 1 kW. The argon current is 1.5 Pa or more, and the thickness of the chromium film formed by chromium sputtering with argon ions is 50 nm or more.
This is within the range of 150 nm.

【0009】[0009]

【作用】解決手段1におけるアルゴンイオンによるクロ
ムスパッタにおいて、スパッタパワーが1kW未満、ア
ルゴン電流を1.5Pa以上としているので、クロム粒
子の積層状態を、水に対して透過性のない「密」な状態
にしつつ、且つ内部応力が大きくなってクラックが入る
ことのない成膜条件が規定される。しかも、アルゴンイ
オンによるクロムスパッタによって形成されるクロム皮
膜の膜厚を50nm〜150nmの範囲内にしているの
で、水の耐透過性(耐水性)を確保しつつ、皮膜が厚す
ぎるために内部応力が大きくなってクラックが生じるこ
ともなく、したがって、スタンパにおける欠陥の発生が
極力抑制される。
In the chromium sputtering using argon ions in the solution 1, the sputtering power is less than 1 kW and the argon current is 1.5 Pa or more. The film forming conditions are defined so that the internal stress does not increase and cracks do not occur while the state is maintained. In addition, since the thickness of the chromium film formed by chromium sputtering using argon ions is in the range of 50 nm to 150 nm, the film is too thick while maintaining the water permeation resistance (water resistance). Does not increase and cracks do not occur, and therefore, occurrence of defects in the stamper is suppressed as much as possible.

【0010】[0010]

【解決手段5】(請求項5に対応)解決手段5は上記課
題3のためのものであり、上記解決手段1のニッケル電
鋳行程において、電鋳槽に入槽してから15秒〜30秒
間無通電状態を維持し、その後、電流密度0.1A/d
〜0.4A/dmの範囲で1分間〜3分間弱通電
することである。
[Solution 5] (Solution 5) The solution 5 is for the above-mentioned problem 3, and in the nickel electroforming process of the solution 1, a time period from 15 seconds to 30 seconds after entering the electroforming tank. Maintains a non-energized state for 2 seconds, and thereafter, a current density of 0.1 A / d
This means that a weak current is applied within a range of m 2 to 0.4 A / dm 2 for 1 minute to 3 minutes.

【0011】[0011]

【作用】電鋳槽に入槽してから無通電状態を経て、微弱
電流密度状態を数分間実施することにより、ニッケル導
電皮膜表面のニッケル電鋳液に対する濡れ性を十分に持
たせることができるようになるため、電鋳時にニッケル
皮膜が密着不足になって剥離することが回避される。
Function: After entering the electroforming tank, passing a non-energized state and then performing a weak current density state for several minutes, it is possible to sufficiently impart the wettability of the surface of the nickel conductive film to the nickel electroforming liquid. As a result, it is possible to prevent the nickel film from peeling due to insufficient adhesion during electroforming.

【0012】[0012]

【解決手段6】(請求項6に対応)解決手段6は上記課
題3のためのものであり、上記解決手段5の弱通電後、
電流値を上昇させる時に通電電流値の上昇勾配を1分当
たり、0.4A/dm〜0.8A/dmの範囲内と
することである。
[Solution 6] (Solution 6) The solution 6 is for the above-mentioned problem 3, and after the solution 5 is weakly energized,
Per minute rising slope of the supply current value when increasing the current value, is that in the range of 0.4A / dm 2 ~0.8A / dm 2 .

【0013】[0013]

【作用】上記の通電電流の上昇勾配が急であるときにこ
れによってニッケルスパッタ膜に加わるショックを許容
限度に抑制して、当該ショックによて上記ニッケルスパ
ッタ膜に局部的な微細剥離が生じることを確実に回避す
ることができる。
The shock applied to the nickel sputtered film is suppressed to an allowable limit when the current supply current rises steeply, and the shock causes local fine peeling of the nickel sputtered film. Can be reliably avoided.

【0014】[0014]

【解決手段7】(請求項7に対応)解決手段7は上記課
題4のためのものであり、上記解決手段6の電流値上昇
後、電流密度を2A/dm〜4A/dmとして、3
μm〜6μmの厚さにニッケルを積層させた後、再び通
電電流値を所定の電流密度まで上昇させてから一定に保
ち、所望の厚さにニッケルを積層させることである。
[Solution 7] (Solution 7) A solution 7 is for the above-mentioned problem 4. After the current value of the solution 6 increases, the current density is set to 2 A / dm 2 to 4 A / dm 2 . 3
After laminating nickel to a thickness of 6 μm to 6 μm, the energizing current value is again increased to a predetermined current density, and then kept constant, and nickel is laminated to a desired thickness.

【0015】[0015]

【作用】上記解決手段6の電流値上昇後、電流密度を2
A/dm〜4A/dmとして、3μm〜6μmの厚
さにニッケルを積層させた後、再び通電電流値を所定の
電流密度まで上昇させてから一定に保ち、所望の厚さに
ニッケルを積層させることにより2段階電鋳が行われ、
電鋳時の導電皮膜剥離を完全に防止できると共に、第1
段階で積層されたニッケル層は低電流密度で密な構成に
なっているため硬度が高く、スタンパの耐久性が向上す
る。
After the current value of the above-mentioned means 6 rises, the current density is raised to 2
As A / dm 2 ~4A / dm 2 , after a laminate of nickel to a thickness of 3Myuemu~6myuemu, kept constant from raising the electric current value to a predetermined current density again, the nickel to the desired thickness Two-stage electroforming is performed by laminating,
In addition to completely preventing peeling of the conductive film during electroforming, the first
Since the nickel layers stacked in the step have a low current density and a dense structure, the hardness is high, and the durability of the stamper is improved.

【0016】[0016]

【実施の形態】本発明による原盤からスタンパ製作は図
1に示す手順でなされる。そして、その各工程は次のと
おりのものである。 (1)原盤洗浄 研磨ガラス原盤(円盤状)に対する水溶性樹脂の塗布性
を向上させるために、UV/O3と呼ばれる紫外線オゾ
ン処理装置で約2分間表面処理することにより、ガラス
原盤表面の有機物を除去するとともに、表面に酸化皮膜
を形成する(図1には図示なし)。この効果で、ガラス
原盤に対する水溶性樹脂の濡れ性(親水性)が向上し、
水溶性樹脂の膜厚を均一化できると共に、水溶性樹脂と
ガラス原盤の密着性が強まる。ただし、水に対する濡れ
性が向上する方法であれば、オゾン処理以外の方法でも
代用が可能である。例えば、イソプロピルアルコールな
どの溶剤で表面を洗浄(有機物の除去)した後、十分に
純水で洗浄しておけば、ガラス表面を親水性に置換する
ことができる。しかし、有機物の除去性に優れている点
や、薬品を使わない等、環境への影響、コスト、作業性
の点で、紫外線オゾン処理が最も優れた方式である。そ
の後、高圧純水シャワーや超音波を印加した純水シャワ
ーによって、ガラス原盤表面に浮いた不純物を完全に洗
浄除去した後、高速回転振り切り及びN2ブローによっ
て乾燥させる(図1には図示なし)。なお、ガラス原盤
の厚さは、あまり薄いと後のニッケル電鋳時に積層した
ニッケルの内部応力によってガラス原盤が反ってしまう
し、かといって厚すぎると重くなって作業性に支障を来
すので、5mm〜10mmの範囲とする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A stamper is manufactured from a master according to the present invention by the procedure shown in FIG. Each of the steps is as follows. (1) Master disk cleaning In order to improve the applicability of a water-soluble resin to a polished glass disk (disk shape), organic substances on the surface of the glass disk are treated by an ultraviolet ozone treatment device called UV / O3 for about 2 minutes. While removing, an oxide film is formed on the surface (not shown in FIG. 1). By this effect, the wettability (hydrophilicity) of the water-soluble resin on the glass master is improved,
The thickness of the water-soluble resin can be made uniform, and the adhesion between the water-soluble resin and the glass master is enhanced. However, a method other than the ozone treatment can be used as long as the method improves the wettability to water. For example, if the surface is washed with a solvent such as isopropyl alcohol (removal of organic substances) and then sufficiently washed with pure water, the glass surface can be replaced with a hydrophilic one. However, ultraviolet ozone treatment is the most excellent method in terms of environmental impact, cost, and workability, such as excellent removal of organic substances and no use of chemicals. Then, the impurities floating on the surface of the glass master disk are completely washed and removed by a high-pressure pure water shower or a pure water shower to which ultrasonic waves are applied, and then dried by high-speed spin-off and N2 blow (not shown in FIG. 1). If the thickness of the glass master is too small, the glass master will warp due to the internal stress of the nickel laminated at the time of subsequent nickel electroforming, and if it is too thick, it will become heavy and hinder workability. , 5 mm to 10 mm.

【0017】(2)下層塗布 上記(1)の表面処理されたガラス原盤に、水溶性樹脂
をスピンコートし、加熱乾燥・冷却することによって、
水溶性樹脂層(下層)を形成する。この加熱処理により
水溶性樹脂の耐水性がある程度高まるため、後述の現像
・リンス工程でのサイドエッチングによる下層剥離を防
止することができる。この時、塗布された下層の膜厚
は、スタンパ表面に形成するパターンの溝深さと同じ値
に設定する必要がある(図1(a)の下層形成を参
照)。水溶性樹脂としては、ポリビニルアルコール、メ
チルセルロース、ポリビニルピロリドンのいずれかを用
いる。特にポリビニルアルコール(以後PVAと略す)
は、ケン化度が高い程耐水性が高くなる性質を利用し
て、後述の現像・リンス工程における水に対する溶解速
度を制御することも可能である。更にこれら水溶性樹脂
は、加熱処理条件(温度と時間)を調節することによ
り、水に対する溶解速度を制御できるため、下層に形成
される溝形状の品質を安定化させることができる。通常
はオーブン中で160℃〜240℃、30分間の加熱処
理を施せばよい。
(2) Coating of lower layer A water-soluble resin is spin-coated on the surface-treated glass master disk of the above (1), and is dried by heating and cooling.
A water-soluble resin layer (lower layer) is formed. Since the water resistance of the water-soluble resin is increased to some extent by this heat treatment, it is possible to prevent the lower layer from being peeled off by side etching in the later-described development / rinsing step. At this time, the thickness of the applied lower layer needs to be set to the same value as the groove depth of the pattern formed on the surface of the stamper (see the lower layer formation in FIG. 1A). As the water-soluble resin, any one of polyvinyl alcohol, methylcellulose, and polyvinylpyrrolidone is used. In particular, polyvinyl alcohol (hereinafter abbreviated as PVA)
It is also possible to control the rate of dissolution in water in the later-described development / rinsing step, utilizing the property that the higher the saponification degree, the higher the water resistance. Further, these water-soluble resins can control the dissolution rate in water by adjusting the heat treatment conditions (temperature and time), so that the quality of the groove shape formed in the lower layer can be stabilized. Usually, heat treatment may be performed in an oven at 160 ° C. to 240 ° C. for 30 minutes.

【0018】(3)フォトレジスト層塗布 上記(2)で下層形成されたガラス原盤表面に、フォト
レジストをスピンコートし、加熱乾燥・冷却することに
よって、フォトレジスト層を形成する(図1(b)のフ
ォトレジスト層形成を参照)。加熱条件は、オーブンで
90℃〜130℃、30分である。フォトレジスト材料
としては、例えば東京応化製のポジ型i線系フォトレジ
ストといった、高解像度タイプが適している。フォトレ
ジスト層膜厚は、厚すぎると大きな露光パワーが必要と
なり、反対に薄すぎるとマスクとしての役割を果たさな
いので、100nm〜200nmの範囲になるように調
整する。
(3) Application of Photoresist Layer A photoresist is spin-coated on the surface of the glass master formed as a lower layer in the above (2), and is heated, dried and cooled to form a photoresist layer (FIG. 1 (b)). ))). The heating conditions are 90 ° C. to 130 ° C. for 30 minutes in an oven. As the photoresist material, for example, a high resolution type such as a positive type i-line type photoresist made by Tokyo Ohka is suitable. If the thickness of the photoresist layer is too large, a large exposure power is required. On the other hand, if the thickness is too small, the photoresist layer does not serve as a mask.

【0019】(4)露光 上記(3)で製作したガラス原盤をKrガスレーザによ
り露光する。ガラス原盤を回転横送りしながら露光する
ことにより、フォトレジスト層にはスパイラル状の潜像
が形成される(図1(c)の露光を参照)。露光光量の
調整で、図1(d)に示すように、フォトレジスト層に
形成される溝の底幅(Wbot)を制御できる。なお、
露光装置の光学系の概略図を図2に示す。
(4) Exposure The glass master produced in the above (3) is exposed by a Kr gas laser. By exposing the glass master while rotating and feeding the glass master, a spiral latent image is formed on the photoresist layer (see the exposure in FIG. 1C). As shown in FIG. 1D, the bottom width (Wbot) of the groove formed in the photoresist layer can be controlled by adjusting the exposure light amount. In addition,
FIG. 2 is a schematic diagram of the optical system of the exposure apparatus.

【0020】(5)現像・洗浄 露光されたガラス原盤をアルカリ性の現像液で現像し、
純水で洗浄し、高速回転で振り切り乾燥を行う。まず現
像処理によってフォトレジスト層の露光された部分(潜
像が形成された部分)が除去され、マスク層が形成され
る(図1(d)の現像を参照)。さらに、現像・純水洗
浄が進むと下層のエッチングが開始され、下層にWbo
tと同じ溝幅を有する矩形溝が形成される(図1(e)
の純水洗浄を参照)。最後に高速回転で振り切り乾燥を
する。なお、水溶性樹脂は純水の温度が低いほど溶解速
度が遅くなるため、この特性を利用して洗浄に使用する
純水の温度を調整して水に対する溶解速度を制御するこ
とが可能である。前述したように、水に対する溶解速度
が高いと、下層のサイドエッチングで下層がガラス原盤
から剥離する問題が起きる。そこで、純水の温度を室温
程度(15℃〜25℃で一定に保つ)に設定すれば、洗
浄時間に対する溝形状の変化率を小さくできる。この結
果、下層に形成される溝形状の変動(同一サンプル内の
差、もしくはサンプル間の差)を小さくすることがで
き、溝形状の品質を安定化させることができる。
(5) Development and washing The exposed glass master is developed with an alkaline developer.
Wash with pure water and spin off at high speed to dry. First, the exposed portion (the portion where the latent image is formed) of the photoresist layer is removed by a development process, and a mask layer is formed (see the development in FIG. 1D). Further, as the development and pure water washing progress, etching of the lower layer is started, and Wbo is added to the lower layer.
A rectangular groove having the same groove width as t is formed (FIG. 1E).
See pure water cleaning.) Finally, shake off and dry at high speed. Since the dissolution rate of the water-soluble resin decreases as the temperature of the pure water decreases, it is possible to control the dissolution rate in water by adjusting the temperature of the pure water used for cleaning by using this characteristic. . As described above, when the dissolution rate in water is high, a problem arises in that the lower layer is separated from the glass master by side etching of the lower layer. Therefore, if the temperature of the pure water is set at about room temperature (maintained at a constant temperature of 15 ° C. to 25 ° C.), the rate of change of the groove shape relative to the cleaning time can be reduced. As a result, the variation in the shape of the groove formed in the lower layer (difference within the same sample or difference between samples) can be reduced, and the quality of the groove shape can be stabilized.

【0021】(6)フォトレジスト層除去 フォトレジスト層を有機溶剤を用いて除去する。除去方
法としては、(a)有機溶剤中にガラス原盤を浸漬させ
超音波を1分〜5分印加した後(図1(f)のフォトレ
ジスト層除去を参照)いったんガラス原盤を取り出し、
ガラス原盤の上から新しい有機溶剤をかけつつ低速で回
転させ、フォトレジスト混じりの汚れた有機溶剤を洗い
流し、最後に高速回転振り切りで乾燥する方法(図1
(g)の高速振り切り乾燥を参照)、(b)超音波を印
加した有機溶剤のシャワーを1分〜5分かけた後、高速
振り切りで乾燥する方法(図1には図示せず)とがあ
る。印加する超音波の出力は、100W〜500Wの範
囲内とする。なお上記有機溶剤は、乳酸エチルまたはN
−メチル−2−ピロリドンを用いることで、下層の水溶
性樹脂を侵すことなく、フォトレジスト層のみを完全に
除去できる。またこれらの有機溶剤は有害性が低いの
で、環境に対する影響を極力小さくできる。
(6) Removal of Photoresist Layer The photoresist layer is removed using an organic solvent. As the removal method, (a) the glass master is immersed in an organic solvent, and ultrasonic waves are applied for 1 to 5 minutes (refer to the removal of the photoresist layer in FIG. 1 (f)).
A method in which a new organic solvent is sprinkled from the top of the glass master and rotated at a low speed to wash away the dirty organic solvent mixed with the photoresist, and finally dried by high-speed spin-off (Fig. 1)
(See (g) high-speed shake-off drying), (b) a method of drying by high-speed shake-off after a shower of an organic solvent to which ultrasonic waves are applied for 1 to 5 minutes (not shown in FIG. 1). is there. The output of the applied ultrasonic wave is in the range of 100 W to 500 W. The organic solvent is ethyl lactate or N
By using -methyl-2-pyrrolidone, only the photoresist layer can be completely removed without attacking the lower water-soluble resin. Further, since these organic solvents have low harmfulness, the influence on the environment can be minimized.

【0022】(7)クロム皮膜形成 上記(6)のガラス原盤の表面に、アルゴンイオンによ
るクロムスパッタで、クロムの皮膜を形成する(図1
(h)のクロム皮膜形成を参照)。これによって、上記
クロム皮膜をスタンパの最表面に形成して、スタンパの
耐磨耗性を高めて、ニッケル最表面のスタンパよりも寿
命を延ばすことができる。ただしクロムをスパッタする
場合にはクラックの発生に注意する必要がある。そのた
めの成膜条件として、スパッタ時のスパッタパワーが1
kW未満、アルゴンガス流量が1.5Pa以上となるよ
うに設定する。こうすることによってクロム皮膜にクラ
ックが発生するのを防ぐことができる。なお、クロム皮
膜を形成するには、無電解のクロムメッキという手段も
考えられないではないが、しかし、メッキ前処理段階で
水溶性樹脂が侵されてしまうため、この方法を用いるこ
とはできない。クロム皮膜の膜厚は、薄すぎては耐磨耗
性が十分ではなく、厚すぎては内部応力によるクラック
が発生するため、50nm〜150nmの範囲内とす
る。
(7) Chromium film formation A chromium film is formed on the surface of the glass master disk of the above (6) by chromium sputtering using argon ions (FIG. 1).
(See chromium film formation in (h)). As a result, the chromium film is formed on the outermost surface of the stamper, so that the abrasion resistance of the stamper is increased, and the life can be extended as compared with the stamper on the nickel outermost surface. However, when chromium is sputtered, attention must be paid to the generation of cracks. As a film forming condition for this purpose, the sputtering power at the time of sputtering is 1
It is set so that it is less than kW and the flow rate of argon gas is 1.5 Pa or more. This can prevent the chromium film from cracking. In order to form a chromium film, a means of electroless chromium plating is not inconceivable, but this method cannot be used because the water-soluble resin is attacked in the plating pretreatment step. If the chromium film is too thin, the abrasion resistance is not sufficient, and if it is too thick, cracks occur due to internal stress. Therefore, the thickness of the chromium film is in the range of 50 nm to 150 nm.

【0023】なお、ガラス原盤にレジスト塗布したダミ
ー盤に、成膜条件(スパッタパワー、アルゴン流量、基
盤の移動速度)を違えてスパッタし、1000倍の顕微
鏡観察を行ってクラックの有無を確認した実験の結果
は、次の表に示すとおりである。
The dummy disk coated with the resist on the glass master disk was sputtered under different film-forming conditions (sputtering power, argon flow rate, substrate moving speed), and observed under a microscope of 1000 times to confirm the presence or absence of cracks. The results of the experiment are shown in the following table.

【0024】(8)ニッケル導電皮膜形成 電鋳時にニッケル電鋳液にクロム皮膜が侵されないよう
にするため、及び電鋳時の導電性確保のため、クロム皮
膜上に、続けてニッケルの導電皮膜を形成する(図1
(i)のニッケル導電皮膜形成を参照)。皮膜形成方法
としては、アルゴンイオンによるニッケルスパッタを用
いると、クロムスパッタの後、連続してニッケル導電皮
膜の成膜ができるので効率的である。もちろん無電解ニ
ッケルメッキによるニッケル導電皮膜の成膜を行っても
よい。膜厚は、ニッケル電鋳時のクロム皮膜保護、及び
内部応力による反り発生の防止のため50nm〜150
nmの範囲内とする。
(8) Formation of Nickel Conductive Film In order to prevent the chromium film from being attacked by the nickel electroforming solution during electroforming and to secure conductivity during electroforming, a nickel conductive film is successively formed on the chromium film. (Fig. 1
(Refer to (i) Formation of nickel conductive film). As a method of forming a film, the use of nickel sputtering using argon ions is efficient because a nickel conductive film can be continuously formed after chromium sputtering. Of course, a nickel conductive film may be formed by electroless nickel plating. The film thickness is 50 nm to 150 nm to protect the chromium film at the time of nickel electroforming and to prevent the occurrence of warpage due to internal stress.
nm.

【0025】(9)ニッケル電鋳 上記(8)のニッケル導電皮膜付きガラス原盤へニッケ
ル電鋳処理を施し、ニッケルを積層させてスタンパ化す
る(図1(j)のニッケル電鋳を参照)。ニッケル電鋳
における電鋳値の設定を以下の説明及び図3に示す。上
記ガラス原盤を入槽してから15秒〜30秒間無通電状
態(図3の状態1)を維持した後、0.1A/dm
0.4A/dmの弱電流密度で1分〜3分通電させる
(図3の状態2)ことで、導電皮膜をニッケル電鋳液に
徐々に馴染ませ電鋳時剥離が起きるのを防止する。その
後、通電電流値の上昇勾配を、1分当たり0.4A/d
〜0.8A/dmとして(図3の状態3)昇電時
のショックによって導電皮膜が剥離するのを防ぎつつ上
昇させ、電流密度が2A/dm〜4A/dmまで上
昇したところで一旦上昇をストップさせ、上記低電流密
度でニッケルを3μm〜6μm積層させる(図3の状態
4)。これにより、ある程度の厚さのニッケル層ができ
るため、次に急激に通電量を上昇させても電鋳時剥離を
完全に防ぐことができる。上記厚さまでニッケルを積層
して後、再び通電量を上昇させ(図3の状態5)、電流
密度が12A/dm〜20A/dm程度になるまで
上昇させてから一定に保ち、所定の電鋳膜厚(300μ
m程度)になるまで通電を続ける(図3の状態6)。こ
のように2段階電鋳を行うことにより、電鋳時の導電皮
膜剥離を完全に防止できると共に、第1段階で積層され
たニッケル層は低電流密度で密な構成になっているため
硬度が高く、スタンパの耐久性向上に役立つ。実際の硬
度は、ビッカース硬度で350以上となり、前記工法を
取らないニッケル電鋳によって作成されたスタンパより
50〜100程度硬度を上げることができる。
(9) Nickel Electroforming The glass master having the nickel conductive film of the above (8) is subjected to a nickel electroforming process, and nickel is laminated to form a stamper (see nickel electroforming in FIG. 1 (j)). The setting of the electroforming value in nickel electroforming is described below and shown in FIG. After maintaining the non-energized state (state 1 in FIG. 3) for 15 to 30 seconds after entering the glass master, 0.1 A / dm 2 to
By applying a current at a weak current density of 0.4 A / dm 2 for 1 minute to 3 minutes (state 2 in FIG. 3), the conductive film gradually adapts to the nickel electroforming solution to prevent peeling during electroforming. . Thereafter, the rising gradient of the energizing current value is set to 0.4 A / d per minute.
As m 2 to 0.8 A / dm 2 (state 3 in FIG. 3), the conductive film was increased while preventing the conductive film from peeling off due to a shock at the time of power increase, and the current density was increased to 2 A / dm 2 to 4 A / dm 2 . By the way, the ascent is stopped once, and nickel is laminated at 3 μm to 6 μm at the low current density (state 4 in FIG. 3). As a result, a nickel layer having a certain thickness is formed, so that peeling during electroforming can be completely prevented even if the amount of current is increased suddenly. After stacking nickel to the above thickness, the amount of current is increased again (state 5 in FIG. 3), the current density is increased until the current density becomes about 12 A / dm 2 to 20 A / dm 2 , and the current density is kept constant. Electroformed film thickness (300μ
m) (state 6 in FIG. 3). By performing the two-stage electroforming in this way, peeling of the conductive film at the time of electroforming can be completely prevented, and the nickel layer laminated in the first stage has a low current density and a dense structure, so that the hardness is low. It is high and helps to improve the durability of the stamper. The actual hardness is 350 or more in Vickers hardness, and can be about 50 to 100 higher than the hardness of a stamper made by nickel electroforming without using the above-mentioned method.

【0026】従来法によるプログラム11(図3の2点
鎖線参照)では1.5Aの低電流値でニッケルスパッタ
膜を電鋳膜に馴染ませた後、ほとんどニッケルメッキが
積層されていない状態で急激に上昇させていたが、この
発明のプログラム1(図3の実線参照)では、最初の馴
染ませが終わった後、昇電時のショックによってニッケ
ルスパッタ膜が剥離しない程度のなだらかな傾きで電流
値を上げてゆき、低電流密度でニッケルを約6μm積層
させてから、電流値の上昇勾配を通常値にし(所定電流
値に達するまでの所要時間を短くするため)、電流値を
所定の電流密度まで上昇させて、所望のメッキ厚さにな
るまで電鋳を継続する。これによって、ニッケルスパッ
タ膜の上に低電流密度でいったんニッケル保護膜が積層
され、高電流密度による電鋳によるショックでニッケル
スパッタ膜が局部的に微細剥離を生じるという現象が確
実に回避される。なお、上記の第1段階のニッケル電鋳
によるニッケル膜厚は必ずしも約6μm以上である必要
はなく、要するに上記の保護機能を十分確保できればよ
い。また、第1段階の電鋳時の電流密度までの電流上昇
勾配についても、上記の保護機能が損なわれない限度に
おいてなるべく急であることが作業能率の観点からは望
ましい。
In the conventional program 11 (see a two-dot chain line in FIG. 3), after a nickel sputtered film is adapted to an electroformed film at a low current value of 1.5 A, abruptly with almost no nickel plating laminated. However, according to the program 1 of the present invention (see the solid line in FIG. 3), after the initial adaptation, the current value is set to a gentle slope such that the nickel sputtered film is not peeled off by the shock at the time of power increase. After nickel is laminated at about 6 μm at a low current density, the current value is increased to a normal value (to shorten the time required to reach a predetermined current value), and the current value is reduced to a predetermined current density. And continue electroforming until the desired plating thickness is achieved. As a result, the nickel protective film is temporarily laminated on the nickel sputtered film at a low current density, and the phenomenon that the nickel sputtered film locally causes fine peeling due to the shock caused by electroforming at the high current density is reliably avoided. The thickness of the nickel film formed by the first-stage nickel electroforming does not necessarily need to be about 6 μm or more, and it is sufficient that the above-mentioned protection function can be sufficiently ensured. It is also desirable from the viewpoint of work efficiency that the current rising gradient up to the current density at the time of the first stage electroforming be as steep as possible as long as the above protective function is not impaired.

【0027】図3に示す従来の電鋳プログラム(プログ
ラム11)と、電流勾配をなだらかにした本発明による
電鋳プログラム(プログラム1)によって、ニッケル電
鋳を行ってスタンパを製作してそれぞれの欠陥を確認し
た。この実験におけるこの発明による電鋳プログラム
(プログラム1)の内容は次のとおりである。 (イ)入槽して15秒間無通電状態を保つ。 (ロ)1.5A(0.3A/dm)で約2分通電。 (ハ)1段階(15秒単位)0.5Aづつ電流値を上昇
させ、約4分で10A(2A/dm)にする。 (ニ)10A(2A/dm)で約9分通電する(この
間にニッケルが約6μm積層)。 (ホ)1段階1.6A〜1.7Aづつ電流値を上昇さ
せ、約8分で60A(12.2A/dm)にする。 (ヘ)通電電流値60A(電流密度:12.2A/dm
)で、メッキ厚さが300〜305μmになるまで通
電を継続。 従来の電鋳プログラム11、本発明による電鋳プログラ
ム1によってそれぞれ3枚のスタンパを製作し、その欠
陥の有無を確認した結果は次のとおりである。 プログラム11(従来法)・・・・欠陥枚数3枚中2
枚。 プログラム1(本発明の方法)・・欠陥枚数3枚中0
枚。 ただし、ニッケルスタンパにおける部分的剥離は欠陥で
あると評価した。
According to the conventional electroforming program (program 11) shown in FIG. 3 and the electroforming program (program 1) according to the present invention in which the current gradient is gentle, a stamper is manufactured by performing nickel electroforming and each defect is formed. It was confirmed. The contents of the electroforming program (program 1) according to the present invention in this experiment are as follows. (A) Entering the tank and maintaining a non-energized state for 15 seconds. (B) Energized at 1.5 A (0.3 A / dm 2 ) for about 2 minutes. (C) The current value is increased by 0.5 A in one step (15-second unit) to 10 A (2 A / dm 2 ) in about 4 minutes. (D) Energize at 10 A (2 A / dm 2 ) for about 9 minutes (about 6 μm of nickel is stacked during this time). (E) The current value is increased in steps of 1.6 A to 1.7 A, and is increased to 60 A (12.2 A / dm 2 ) in about 8 minutes. (F) Energizing current value 60 A (current density: 12.2 A / dm
2 ) In step 2 ), energization is continued until the plating thickness becomes 300 to 305 μm. Three stampers were manufactured according to the conventional electroforming program 11 and the electroforming program 1 according to the present invention, respectively, and the results of confirming the presence or absence of defects were as follows. Program 11 (conventional method): 2 out of 3 defects
Sheet. Program 1 (method of the present invention): 0 out of 3 defects
Sheet. However, partial peeling of the nickel stamper was evaluated as a defect.

【0028】(10)スタンパ剥離 ニッケル電鋳の終わったガラス原盤からスタンパを剥離
する(図1(k)のスタンパ剥離を参照)。この時、ス
タンパに応力が加わって、スタンパを曲げてしまわない
ように注意することが必要である。
(10) Peeling off the stamper The stamper is peeled off from the glass master after nickel electroforming (see stamper peeling in FIG. 1 (k)). At this time, it is necessary to take care that the stamper is not bent by applying a stress to the stamper.

【0029】(11)スタンパ洗浄 ガラス原盤から剥離した前記スタンパの情報パターン面
側に付着した水溶性樹脂の残渣を除去する。ただ水洗し
ただけでは残さを完全に取り去ることができないので、
上記(1)で述べたUV/O3による紫外線オゾン処理
を施す(図1(l)の紫外線オゾン処理を参照)。この
時、オゾンを効率良く発生させるために、処理チャンバ
ー内へ導入する酸素の流入圧力を0.1MPa以上と
し、紫外線の照射照度を3mW/cm以上、積算光量
を1J/cm以上とすることによって、効率的に水溶
性樹脂残さの分子の結合を切り、分解遊離できる。紫外
線オゾン処理が終了したら、5分以内に純水による流水
洗浄を行い、上記残さを完全に洗い流す(図1(m)の
流水洗浄を参照)。紫外線オゾン処理後時間を置くと、
せっかく分解遊離した残さが再び結合・再付着するから
である。なお、水溶性樹脂は温水に対する溶解性が高い
ため、洗浄時に温水を使用すると一見効率が良いように
思えるが、実際には溶けた水溶性樹脂が糊状になってス
タンパに強固に付着して除去されなくなってしまう。そ
のため、流水洗浄時の水温は、15℃〜25℃の範囲内
になるようにする。流水洗浄が終了したら、高速回転で
振り切り乾燥を行う。
(11) Washing of stamper The residue of the water-soluble resin adhering to the information pattern side of the stamper peeled off from the glass master is removed. The residue cannot be completely removed just by washing with water,
The ultraviolet / ozone treatment using UV / O3 described in the above (1) is performed (see the ultraviolet / ozone treatment in FIG. 1 (l)). At this time, in order to efficiently generate ozone, the inflow pressure of oxygen introduced into the processing chamber is set to 0.1 MPa or more, the irradiation intensity of ultraviolet rays is set to 3 mW / cm 2 or more, and the integrated light amount is set to 1 J / cm 2 or more. As a result, the bonds of the molecules of the water-soluble resin residue can be efficiently cut off and decomposed and released. After the completion of the ultraviolet ozone treatment, the residue is completely washed out within 5 minutes with pure water (see running water washing in FIG. 1 (m)). After some time after UV ozone treatment,
This is because the residue that has been decomposed and released is recombined and attached again. Since the water-soluble resin has high solubility in hot water, it seems at first glance that the use of warm water during washing seems to be efficient, but in practice the dissolved water-soluble resin becomes glue-like and firmly adheres to the stamper. Will not be removed. Therefore, the water temperature at the time of washing with running water is set to be in a range of 15 ° C to 25 ° C. After washing with running water is completed, shake off and dry at high speed.

【0030】(12)マスタスタンパ化 上記(11)のスタンパの情報パターン面側に、プラス
チックコートで保護膜をつけ、裏面研磨を行う。ここ
で、上記(10)のスタンパ剥離行程の前に裏面研磨を
しても良い。この場合、保護膜を付ける必要がなくな
る。この後、内外径を所望の寸法にプレス加工すること
で、マスタスタンパが完成する(図1(n)のマスタス
タンパ完成を参照)。以上の本発明の製作プロセスで
は、原盤とフォトレジスト層の間に下層の水溶性樹脂層
を設けており、フォトレジスト層に形成された溝パター
ンをマスク層として利用し、エッチングで形成された下
層の溝パターンをスタンパにする。この結果、マスク層
の溝の底幅が下層の溝幅となるため、フォトレジスト層
に形成された溝断面よりも細い溝、すなわち露光ビーム
スポット径以下の微細溝を下層に形成することができ、
また台形ではなく、断面形状が矩形の溝パターンを得る
ことができる。また露光用光源として波長400nm近
傍のKrガスレーザを用いることが可能なので、光学系
も高価な紫外域用ではなく通常の可視領域のものを使用
でき、コスト的に非常に有利となる。
(12) Use of master stamper A protective film is formed with a plastic coat on the information pattern side of the stamper of (11), and the back surface is polished. Here, the back surface may be polished before the stamper peeling step (10). In this case, there is no need to provide a protective film. Thereafter, the master stamper is completed by pressing the inner and outer diameters to desired dimensions (see the completion of the master stamper in FIG. 1 (n)). In the above manufacturing process of the present invention, the lower water-soluble resin layer is provided between the master and the photoresist layer, and the lower layer formed by etching using the groove pattern formed in the photoresist layer as a mask layer. The groove pattern is used as a stamper. As a result, the bottom width of the groove of the mask layer becomes the groove width of the lower layer, so that a groove smaller than the groove cross section formed in the photoresist layer, that is, a fine groove smaller than the exposure beam spot diameter can be formed in the lower layer. ,
Further, it is possible to obtain a groove pattern having a rectangular cross section instead of a trapezoid. In addition, since a Kr gas laser having a wavelength of about 400 nm can be used as an exposure light source, the optical system can be used not in an expensive ultraviolet region but in a normal visible region, which is extremely advantageous in terms of cost.

【0031】[0031]

【発明の効果】この発明の効果を、各請求項に対応して
整理すれば、次のとおりである。 1.請求項1に係る発明の効果 光情報記録媒体用スタンパの製造方法として、請求項1
に規定する工程を採用したことにより、回折限界以下の
微細溝パターンを崩すことなく、しかも低欠陥かつ低コ
ストでスタンパを形成することができる。
The effects of the present invention can be summarized as follows according to each claim. 1. Effect of the Invention According to Claim 1 As a method for manufacturing a stamper for an optical information recording medium, claim 1
By adopting the process defined in (1), a stamper can be formed at a low defect and at a low cost without breaking a fine groove pattern below the diffraction limit.

【0032】2.請求項2、請求項3、請求項4、請求
項8に係る発明の効果 アルゴンイオンによるクロムスパッタでクロム皮膜を形
成するについて、スパッタパワーを1kW未満とし、ア
ルゴンガス流量を1.5Pa未満とし、アルゴンイオン
によるクロムスパッタによって形成されるクロム皮膜の
膜厚が50nm〜150nmの範囲内に設定しているの
で、耐磨耗性に優れたクロム皮膜を、クラックを発生さ
せることなく形成でき、さらに、水の耐透過性(耐水
性)がありながら、皮膜が厚すぎて内部応力が大きくな
りクラックが発生することはなく、低欠陥のスタンパを
効率よく製造することができる。
2. Effects of the Invention According to Claims 2, 3, 4, and 8 Regarding the formation of a chromium film by chromium sputtering using argon ions, the sputtering power is set to less than 1 kW, the argon gas flow rate is set to less than 1.5 Pa, Since the thickness of the chromium film formed by chromium sputtering with argon ions is set in the range of 50 nm to 150 nm, a chromium film having excellent wear resistance can be formed without generating cracks. Despite having water permeation resistance (water resistance), the film is not too thick and the internal stress is not increased to cause cracks, so that a stamper with a low defect can be efficiently manufactured.

【0033】3.請求項5に係る発明の効果 ニッケル電鋳時に、クロム皮膜及びニッケル導電皮膜を
形成したガラス原盤を電鋳槽に入槽してから15秒〜3
0秒間無通電状態を維持し、その後、電流密度0.1A
/dm〜0.4A/dmの範囲で1分間〜3分間弱
通電しているので、上記皮膜がニッケル電鋳液に十分に
馴染み、前記導電皮膜が剥離するのを確実に防ぐことが
できる。
3. Advantageous Effect of the Invention According to Claim 5 At the time of nickel electroforming, 15 seconds to 3 seconds after the glass master on which the chromium film and the nickel conductive film are formed is placed in the electroforming tank.
Maintain the non-energized state for 0 second, and then set the current density to 0.1 A
Since the current is weakly applied for 1 minute to 3 minutes in the range of / dm 2 to 0.4 A / dm 2 , the film is sufficiently adapted to the nickel electroforming solution and the conductive film can be reliably prevented from peeling. it can.

【0034】4.請求項6に係る発明の効果 請求項5における弱通電後電流値を上昇させる時に、通
電電流値の上昇勾配を1分当たり、0.4A/dm
0.8A/dmの範囲内としているので、昇電時のシ
ョックによって電鋳時剥離が起きるのを確実に防ぐこと
ができる。
4. Effect of the invention according to claim 6 When increasing the current value after weak current application in claim 5, the increasing gradient of the current application value is 0.4 A / dm 2 per minute.
Since it is within the range of 0.8 A / dm 2 , it is possible to reliably prevent the occurrence of peeling during electroforming due to a shock during power rise.

【0035】5.請求項7に係る発明 請求項6における電流値上昇後、電流密度を2A/dm
〜4A/dmとして、3μm〜6μmの厚さにニッ
ケルを積層させているので、再度の通電電流値上昇時に
剥離が起きるのを確実に防ぐことができるとともに、よ
り高硬度で高耐久性に優れたスタンパを提供できる。
5. The invention according to claim 7 After the current value rises in claim 6, the current density is increased to 2 A / dm.
Since nickel is laminated to a thickness of 3 μm to 6 μm as 2 to 4 A / dm 2 , it is possible to reliably prevent peeling when the current value increases again, and to achieve higher hardness and high durability. An excellent stamper can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】は、この発明によるスタンパ製造方法の製造工
程の模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a manufacturing process of a stamper manufacturing method according to the present invention.

【図2】は、一般的な原盤露光用光学系の外略図であ
る。
FIG. 2 is an outline view of a general master exposure optical system.

【図3】は、ニッケル電鋳における電流設定図である。FIG. 3 is a current setting diagram in nickel electroforming.

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // B29L 17:00 B29L 17:00 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) // B29L 17:00 B29L 17:00

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ガラス原盤上にポリビニルアルコール、メ
チルセルロース、もしくはポリビニルピロリドンから選
ばれた露光により反応しない水溶性樹脂を塗布して、膜
厚値がスタンパ表面に形成される溝深さと同じになる水
溶性樹脂層(以下、「下層」という)を形成する工程
と、上記下層を熱処理する行程と、上記下層の上にフォ
トレジストを塗布する工程と、上記フォトレジスト層を
熱処理する工程と、光ビームにより所定の情報パターン
をフォトレジスト層へ露光する工程と、上記露光済みフ
ォトレジスト層をアルカリ性現像液で現像し、現像後に
純水洗浄すると同時に、下層のエッチングを行って下層
に情報微細パターンを形成する工程と、上記情報微細パ
ターン形成後、フォトレジスト層を除去する行程と、上
記下層表面にアルゴンイオンによるクロムスパッタでク
ロム皮膜を形成する行程と、第1層目の上記クロム皮膜
上にアルゴンイオンによるニッケルスパッタまたは無電
解ニッケルメッキで第2層目のニッケル導電皮膜を形成
する行程と、上記第2層目のニッケル導電皮膜上にニッ
ケル電鋳を施し、下層の情報微細パターンと凹凸が逆転
した微細パターンを有するニッケル層を積層させる工程
と、上記ニッケル層積層後、第1層目のクロム皮膜ごと
ガラス原盤から剥離してスタンパとする工程と、上記ス
タンパの微細パターン面側の付着残さを洗浄除去する工
程と、上記スタンパを裏面研磨・内外径加工してマスタ
スタンパ盤を製作する工程とを有することを特徴とする
光情報記録媒体用スタンパ製造方法。
A water-soluble resin selected from polyvinyl alcohol, methylcellulose, and polyvinylpyrrolidone, which does not react upon exposure, is applied on a glass master to form a water-soluble resin having a thickness equal to a groove depth formed on the surface of the stamper. Forming a conductive resin layer (hereinafter referred to as “lower layer”), heat treating the lower layer, applying a photoresist on the lower layer, heat treating the photoresist layer, A step of exposing a predetermined information pattern to a photoresist layer, and developing the exposed photoresist layer with an alkaline developer, washing with pure water after development, and simultaneously etching the lower layer to form an information fine pattern in the lower layer. Removing the photoresist layer after the formation of the information fine pattern, and performing an algorithm on the lower layer surface. A step of forming a chromium film by chromium sputtering with ions, a step of forming a second nickel conductive film on the first chromium film by nickel sputtering or electroless nickel plating with argon ions, A step of subjecting the second nickel conductive film to nickel electroforming and laminating a nickel layer having a fine pattern in which concavities and convexities are inverted from the underlying information fine pattern, and after the nickel layer is laminated, a first chromium film A step of peeling the entire stamper from the glass master to form a stamper, a step of cleaning and removing the adhesion residue on the fine pattern surface side of the stamper, and a step of manufacturing a master stamper board by polishing the back surface of the stamper and processing the inner and outer diameters. A method for manufacturing a stamper for an optical information recording medium, comprising:
【請求項2】上記のアルゴンイオンによるクロムスパッ
タにおいて、スパッタパワーが1kW未満であり、且つ
アルゴンイオンによるクロムスパッタによって形成され
るクロム皮膜の膜厚が50nm〜150nmの範囲内で
あることを特徴とする請求項1の光情報記録媒体用スタ
ンパ製造方法。
2. In the chromium sputtering using argon ions, the sputtering power is less than 1 kW, and the thickness of the chromium film formed by chromium sputtering using argon ions is in the range of 50 nm to 150 nm. The method for manufacturing a stamper for an optical information recording medium according to claim 1.
【請求項3】上記のアルゴンイオンによるクロムスパッ
タにおいて、アルゴン流量が1.5Pa以上であること
を特徴とする請求項1の光情報記録媒体用スタンパ製造
方法。
3. The method for manufacturing a stamper for an optical information recording medium according to claim 1, wherein in the chromium sputtering using argon ions, an argon flow rate is 1.5 Pa or more.
【請求項4】上記のアルゴンイオンによるクロムスパッ
タによって形成されるクロム皮膜の膜厚が50nm〜1
50nm範囲内であることを特徴とする請求項1の光情
報記録媒体用スタンパ製造方法。
4. The chromium film formed by chromium sputtering using argon ions has a thickness of 50 nm to 1 nm.
2. The method for manufacturing a stamper for an optical information recording medium according to claim 1, wherein the thickness is within a range of 50 nm.
【請求項5】上記のニッケル電鋳行程において、電鋳槽
に入槽してから15秒〜30秒間無通電状態を維持し、
その後、電流密度0.1A/dm〜0.4A/dm
の範囲で1分間〜3分間弱通電することを特徴とする請
求項1の光情報記録媒体用スタンパ製造方法。
5. In the above nickel electroforming step, a non-energized state is maintained for 15 seconds to 30 seconds after entering the electroforming tank,
Then, a current density of 0.1 A / dm 2 to 0.4 A / dm 2
2. The method for manufacturing a stamper for an optical information recording medium according to claim 1, wherein a weak current is applied for 1 minute to 3 minutes within the range described above.
【請求項6】請求項5において、その弱通電後、電流値
を上昇させる時に通電電流値の上昇勾配を、1分当たり
0.4A/dm〜0.8A/dmの範囲内とするこ
とを特徴とする光情報記録媒体用スタンパ製造方法。
6. The method of claim 5, after the weak current, the increase gradient of the electric current value when increasing the current value, in the range of 0.4A / dm 2 ~0.8A / dm 2 per minute A method for manufacturing a stamper for an optical information recording medium, comprising:
【請求項7】請求項6において、その電流値上昇後、電
流密度を2A/dm〜4A/dmとして、3μm〜
6μmの厚さにニッケルを積層させた後、再び通電電流
値を所定の電流密度まで上昇させてから一定に保ち、所
望の厚さにニッケルを積層させることを特徴とする光情
報記録媒体用スタンパ製造方法。
7. The method according to claim 6, wherein after the current value increases, the current density is set to 2 A / dm 2 to 4 A / dm 2 , and
A stamper for an optical information recording medium, comprising: stacking nickel to a thickness of 6 μm, raising the current value again to a predetermined current density, keeping the current constant, and stacking nickel to a desired thickness. Production method.
【請求項8】上記のアルゴンイオンによるクロムスパッ
タにおいて、スパッタパワーが1kW未満で、かつ、ア
ルゴン流量が1.5Pa以上であることを特徴とする請
求項1の光情報記録媒体用スタンパ製造方法。
8. The method of manufacturing a stamper for an optical information recording medium according to claim 1, wherein said chromium sputtering using argon ions has a sputtering power of less than 1 kW and an argon flow rate of 1.5 Pa or more.
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KR20190006661A (en) * 2017-07-11 2019-01-21 한국생산기술연구원 Method of manufacturing mold core using electro-forming

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