JP2002304779A - 光ディスク用スタンパーの製作方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 成形後のディスクの面振れ（フォーカスエラ
ー）を極力抑えることができ、そのディスクを安価に製
造できる光ディスク用スタンパーの製作方法を得るこ
と。 【解決手段】 本発明の光ディスク用スタンパーの製作
方法は、基板４１の表面に溶融したパラフィン４１を塗
布し、そのパラフィン４１面に被研磨光ディスク用スタ
ンパー１０Ａを、その信号面１０ａを対面させた状態で
加圧しながら貼り合わせ、そしてパラフィン４１を冷
却、硬化させて保持した状態で前記被研磨光ディスク用
スタンパー１０Ａの裏面を研磨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、光ディスクを成形
するための光ディスク用スタンパーの製作方法、特にそ
の裏面研磨時における光ディスク用スタンパーの保持方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ブルーの半導体レーザーの登場に
より、小径ディスクヘの大容量記録やハイデフィニッシ
ョン映像の長時間記録等の需要が高まり、光ディスクの
更なる高密度化が要求されている。それに伴い、マスタ
リングプロセスにおいては、フォトレジスト基板に記録
されるピットの縮小方法が課題となっている。ビットの
大きさは、それを露光記録するレーザーのスポット径に
依存する。そこで、現在、記録密度が約２．５ＧＢ以上
の場合、レーザーを集光する対物レンズのＮＡ（Ｎｕｍ
ｅｒｉｃａｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ）が１．０を超えるよ
うなニアフィールド記録による露光技術が検討されてい
る。また、高密度記録のもう一つの方法として、露光ス
ポット径の微小化が可能なＥＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂ
ｅａｍ）露光による技術も実用化に向け検討されてい
る。

【０００３】この高密度化された光ディスク製作プロセ
スにおける課題の一つとして、ディスク基板となるスタ
ンパーの裏面研磨方法がある。メッキ工程により製作さ
れたスタンパーは、裏面研磨されてからディスク成形機
の金型に設置される。その時、スタンパーを裏面研磨し
た状態が表面（信号記録面）に転写され、更に、それが
成形時にディスクにも転写される。高密度光ディスクに
なると、その転写された凹凸が信号読み取り時の面振れ
量（フォーカス残り）に反映され、ジッター（Ｊｉｔｔ
ｅｒ）が悪化する。ＤＶＤ−ＲＯＭでは、フォーマット
としてその面振れ量が２３０ｎｍと規格化されている。
２５ＧＢ以上の高密度になると、まだ規格化はされてい
ないが、面振れ量を４５〜７０ｎｍ程度に抑えないと、
ジッター悪化の原因になる可能性がある。信号記録面の
保護層の形成により面振れ量は悪化する傾向にあるた
め、成形後の基板分の面振れ量としては、２０ｎｍ以下
に抑えることが理想的である。

【０００４】従来のスタンパーの裏面研磨方法の一例を
以下に説明する。

【０００５】図５は従来技術のスタンパーの製作工程を
説明するための裏面研磨前の被研磨スタンパーの断面
図、そして図６は従来技術の薄板状のワークの研磨方法
を説明するための研磨機を示していて、同図Ａはワーク
として被研磨スタンパーを取り付けた状態の研磨機の上
面図、同図Ｂは同図ＡのＡ―Ａ線上における断面図であ
る。

【０００６】先ず、マスタリング工程として、図５に示
したように、被研磨スタンパー１０を製作する。厚さ６
ｍｍ、直径２００ｍｍ〜２２０ｍｍのソーダライムガラ
ス或いはシリコンウェーハ（以下、「Ｓｉウェーハ」と
記す）のような基板１１にフォトレジスト１２を塗布
し、プリベーク、露光、現像後に、Ｎｉ無電解メッキに
より導電膜１３を形成し、それをシード層として電解メ
ッキで厚さ約０．３ｍｍのスタンパー層１４を形成す
る。

【０００７】次に、基板１１にスタンパー層１４が保持
された状態のまま、図６に示したように、研磨機３０に
取り付け、裏面研磨を行う。この研磨機３０は駆動モー
タ（不図示）により回転駆動される回転軸３１と、この
回転軸３１に垂直な面を備え、ワークである被研磨スタ
ンパー１０が固定されるスピンステージ３２と、このス
ピンステージ３２に取り付けられたワークＷを研磨する
ための研磨ヘッド３３と、この研磨ヘッド３３に研磨テ
ープＴを供給する送りローラ３４と、研磨済み研磨テー
プＴを巻き取るための巻取りローラ３５と、研磨面に吐
水するための吐水ノズル３６、ワーク抑え治具３７とか
ら構成されている。

【０００８】被研磨スタンパー１０の裏面研磨方法とし
ては、先ず、スピンステージ３２上にゴムシート３８を
介して被研磨スタンパー１０を、そのスタンパー層１４
の裏面１４Ｂを上向き（研磨ヘッド３３側に）してワー
ク抑え治具３７で固定する。

【０００９】次に、スピンステージ３２を回転させ、従
って被研磨スタンパー１０を回転させた状態で、その裏
面に研磨テープＴを押し当て、水を掛けながら研磨テー
プＴを移動させる。こうすることにより、研磨テープＴ
とスタンパー層１４の裏面１４Ｂは研磨テープＴと線接
触しかしていないが、その全面が均一に研磨される。ま
た、この場合、図５に示したように、Ｎｉ電解メッキに
よるスタンパー層１４は基板１１の表面側から裏面側に
掛けてしっかりと基板１１を抱き込むように形成されて
いるため、裏面研磨で研磨テープＴを押し付けることが
でき、基板１１の表面と平行方向に力が加わってもスタ
ンパー層１４が基板１１から剥がれることはない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、レーザー露
光による高密度光ディスクマスタリングプロセスでは、
前記の面振れの影響を極力抑える目的で、基板１１とし
て表面粗さＲａが５ｎｍ以下という石英ガラス基板が使
用されるようになる。その場合、ソーダライムガラスの
ようにポリッシングによる再生使用は困難で、更に、ガ
ラス基板を使い捨てにするには、厚さ６ｍｍの石英ガラ
ス基板は非常に高価なものとなってしまう。そこで、厚
さ１ｍｍ程度の石英ガラス基板を使い捨てで使用するこ
とが検討されている。また、ＥＢ露光を利用する場合
は、露光時のフォトレジスト１２の表面へのチャージア
ップを防止するために、導電性のＳｉウェーハを用いる
ことになる。従って、どちらの露光の場合にも、厚さが
１ｍｍ程度の薄板の基板１１を使用することになる。基
板１１を薄くすると、図５に示したように、基板１１の
裏面から表面に掛けてＮｉメッキ層を成膜することは可
能であるが、スタンパー層１４の外周端面を保持する面
積が単純に１／６になるため、裏面研磨時の摩擦力でス
タンパー層１４が基板１１から剥がれ易くなるという欠
点がある。また、メッキ膜の応力を薄い基板１１が保持
しきれずに、裏面研磨以前にスタンパー層１４が基板１
１から剥がれてしまうという問題点もある。

【００１１】従って、本発明はこのような課題を解決し
ようとするものであって、成形後のディスクの面振れ
（フォーカスエラー）を極力抑えることができ、そのデ
ィスクを安価に製造できる光ディスク用スタンパーの製
作方法を得ることを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】それ故、本発明では、光
ディスク用スタンパーの製作方法として、基板の表面に
溶融したパラフィンを塗布し、そのパラフィン面に被研
磨光ディスク用スタンパーを、その被研磨光ディスク用
スタンパーの信号面を対面させた状態で加圧しながら貼
り合わせ、そして前記パラフィンを冷却、硬化させて保
持した状態で前記被研磨光ディスク用スタンパーの裏面
を研磨する方法を採って、前記課題を解決している。

【００１３】前記基板の表面粗さＲａは５ｎｍ以下であ
ることが望ましく、また、前記基板と前記被研磨光ディ
スク用スタンパーとの加圧は重り、高圧エアーシリンダ
ー、或いは風船を用いて行うことが望ましい。

【００１４】従って、本発明によれば、被研磨光ディス
ク用スタンパーの信号面はパラフィンで良好に保護され
ながら、その全面が基板面に強固に固定されて、その被
研磨光ディスク用スタンパーが保持された状態で、その
被研磨光ディスク用スタンパーの裏面を研磨できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図を用いて、本発明の実施
形態の光ディスク用スタンパーの製作方法を説明する。

【００１６】図１は本発明の光ディスク用スタンパーの
製作方法に用いて好適な、そして光ディスクを成形する
のに好適な形態の被研磨光ディスク用スタンパーの製作
方法を説明するためのその略線的な断面側面図、図２は
図１に示した被研磨光ディスク用スタンパーの裏面研磨
時におけるその被研磨光ディスク用スタンパーの保持方
法を説明するための工程図、図３は図２に示した被研磨
光ディスク用スタンパーの保持方法における被研磨光デ
ィスク用スタンパーの他の加圧手段を示した略線的な断
面側面図、そして図４は図２に示した被研磨光ディスク
用スタンパーの保持方法における被研磨光ディスク用ス
タンパーの更に他の加圧手段を示した略線的な断面側面
図である。

【００１７】先ず、図１を用いて、本発明の被研磨光デ
ィスク用スタンパー（以下、単に「被研磨スタンパー」
と略記する）の製作方法に用いて好適な、そして光ディ
スクを成形するのに好適な構造の被研磨スタンパーの製
作方法を説明する。

【００１８】図１において、符号１０Ａは光ディスクを
製造するのに好適な被研磨スタンパーを指す。この被研
磨スタンパー１０Ａの製作に当たっては、先ず、厚さ１
ｍｍ直径２００ｍｍ程度の薄いガラス或いはＳｉウェー
ハの基板１を用意する。この基板１の表面にフォトレジ
スト２を塗布し、プリベーク、露光、現像後に、Ｎｉ無
電解メッキにより導電膜３を形成し、それをシード層と
してＮｉ電解メッキで厚さ約０．３ｍｍのスタンパー層
４（被研磨スタンパー１０Ａ）を形成する。

【００１９】この場合の導電膜３は、基板１から剥がす
ことを考慮して、基板１の表面にだけ成長させるだけで
よく、図５に示した被研磨スタンパー１０のように、導
電膜３を基板１の外周端面及び裏面の周辺部まで成長さ
せる必要はない。従って、スタンパー層４もフォトレジ
スト２と基板１の外周端面及び基板１の裏面の周辺部ま
で形成する必要がない。このため、導電膜３をＮｉ無電
解メッキで形成する場合の前処理（触媒活性化処理）も
フォトレジスト２と基板１の外周端面及び基板１の裏面
の周辺部まで施す必要はない。

【００２０】また、Ｎｉスパッタでスタンパー層４を形
成する場合も、スパッタの原理自体から一度にフォトレ
ジスト２と基板１の外周端面及び基板１の裏面の周辺部
までスタンパー層４を形成することは不可能であること
から、この本発明のスタンパー層４（被研磨スタンパー
１０Ａ）の製作方法は有用であって、やはり基板１の外
周端面及び裏面に導電膜３を成膜するための前処理工程
を減らすことができる。

【００２１】次に、本発明では、Ｎｉ電解メッキにより
製作されたスタンパー層４（被研磨スタンパー１０Ａ）
を基板１から剥がし、付着しているフォトレジスト２を
アセトン、ＮａＯＨ、或いはプラズマアッシング等で除
去し、洗浄する。

【００２２】次に、図２を用いて、その洗浄された前記
被研磨スタンパー１０Ａの裏面研磨方法を説明する。

【００２３】先ず、図２Ａに示したように、ホットプレ
ートのような構造のヒータ４０の上に被研磨光ディスク
用スタンパー１０Ａと同等以上の大きさの、例えば、ガ
ラス製の基板４１を置き、例えば、１００°Ｃに加熱す
る。その基板４１の表面粗さは基板１と同等以下の、例
えば、Ｒａ＝５ｎｍ程度であることが好ましい。ここ
で、この基板４１として被研磨スタンパー１０Ａを剥が
した後の基板１を、例えば、Ｎｉ残りを塩化第２鉄等で
溶解し、次にレジストをＮａＯＨなどで溶解してから純
水洗浄して、再利用してもよい。ＥＢ露光を行った場合
は、Ｓｉウェハーを再生、再利用してもよい。また、加
熱はホットプレート上ではなく、例えば、オーブン等の
中で行ってもよい。

【００２４】次に、図２Ｂに示したように、基板４１の
上にパラフィン（蝋）４２を融かしながら塗布する。パ
ラフィン４２は、パラフィン炭化水素類ＣｎＨ２ｎ＋２
の混合物であり、常温でそのｎが１５よりも大きい固
体であればよい。

【００２５】次に、図２Ｃに示したように、溶融状態の
パラフィン４２の上に被研磨スタンパー１０Ａを、その
信号面１０ａを下向きにして載せる。

【００２６】次に、図２Ｄに示したように、ゴムシート
４３を、そのゴムシート４３の上に重り４４を順に載
せ、ヒータ４０をオフにし、除冷する。ゴムシート４３
は、例えば、厚さ１〜５ｍｍ程度の軟らかいシリコンゴ
ム等を用いることで、被研磨スタンパー１０Ａ全面が均
一に加圧されるようになり、パラフィン４２の層の厚さ
が均一になる。また、重り４４は、例えば、重さ５Ｋｇ
程度の円筒形のステンレススチール等を用いる。重りの
重さにより、固まるパラフィン４２の厚さが異なってく
るため、必要に応じて好ましい重さに変えればよい。例
えば、本実施例では、パラフィン４２として、日化精工
株式会社のシフトワックスを用い、パラフィン４２が固
まった後の厚さを１μｍ程度になるようにした。

【００２７】次に、図２Ｅに示したように、パラフィン
層４２が固まったところで、パラフィン層４２により接
着された基板４１と被研磨スタンパー１０Ａを取り出
し、これを図６に示した研磨機３０にスピンドルテーブ
ル３２にセットし、回転させ、研磨ヘッド３３と研磨テ
ープＴを用いて、被研磨スタンパー１０Ａの裏面研磨を
行う。

【００２８】その裏面研磨の終了後、図２Ｆに示したよ
うに、パラフィン層４２で接着された基板４１と裏面が
研磨されたスタンパー（以下、単に「スタンパー」と記
す）１０Ｂをヒータ４０の上に載せ、パラフィン層４２
が融けるまで加熱して、スタンパー１０Ｂを剥がす。

【００２９】剥がしたスタンパー１０Ｂに付着したパラ
フィン４２は、使用するパラフィン４２の種類にもよる
が、ＩＰＡ、石油炭化水素系、芳香族系の溶剤、アルカ
リ溶液や温水などを用いて除去する。

【００３０】以上のようにして、パラフィン４２を介し
て基板４１とスタンパー１０Ａを接着させることによ
り、スタンパの信号表面を保護し、かつ、保護された信
号表面が基板４１により良好な表面組度の状態を保った
ままでの裏面研磨が可能となる。

【００３１】従って、実際にこの方法で裏面研磨された
スタンパー１０Ｂから作製されたディスクの面ぶれ量は
４５ｎｍより小さい値を得ることができる。

【００３２】図２Ｄに示した製造工程で、基板４１及び
パラフィン層４２上に置かれた被研磨スタンパー１０Ａ
を加圧する手段として重り４４を用いたが、図３に示し
たように、シリコンゴム４３の上に定盤４５を載せ、そ
の定盤４５を介してエアシリンダー４６を用い、これに
高圧エアーを供給して加圧するように構成してもよい。
なお、符号４８は筐体を指す。

【００３３】更に、例えば、シリコンゴム等で作製され
ている風船４７を用い、高圧エアーを供給して筐体４８
の側面及び上面の内面と定盤とで形成されている空間内
で膨らませるように構成し、このように加圧すること
で、被研磨スタンパー１０Ａの全面を均一に加圧するよ
うにしてもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光ディス
ク用スタンパーの製作方法によれば、 １．基板４１から剥がされたスタンパー１０Ｂであって
も、これを用いて成形したディスクの面ぶれ（フォーカ
スエラー）量を４５〜７０ｎｍ以下に抑えることができ
るような裏面研磨ができる ２．被研磨スタンパー１０Ａの信号面１０ａを保護する
面の表面粗さが接着させる基板 で決まってくるため、
信頼性よく、また、安定して面ぶれを抑えることができ
る裏面研磨が可能となる ３．また、基板４１として使用しているガラス、或いは
Ｓｉウェハーは表面粗さＲａが５ｎｍ以下と小さいた
め、被研磨スタンパー１０Ａを剥がした基板のガラスを
ここで再利用することも可能である ４．更にまた、被研磨スタンパー１０Ａの作製のための
Ｎｉ電解メッキは基板１の表面のみに行えばよい。従っ
て、そのための導電膜３の形成も基板１の表面だけでよ
いことになるため、裏面、端面に導電膜を形成する工程
を省くこともできる など、数々の優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の光ディスク用スタンパーの製作方法
に用いて好適な、そして光ディスクを成形するのに好適
な形態の被研磨光ディスク用スタンパーの製作方法を説
明するためのその略線的な断面図である。

【図２】 図１に示した被研磨光ディスク用スタンパー
の裏面研磨時におけるその被研磨光ディスク用スタンパ
ーの保持方法を説明するための工程図である。

【図３】 図２に示した被研磨光ディスク用スタンパー
の保持方法における被研磨光ディスク用スタンパーの他
の加圧手段を示した略線的な断面側面図である。

【図４】 図２に示した被研磨光ディスク用スタンパー
の保持方法における被研磨光ディスク用スタンパーの更
に他の加圧手段を示した略線的な断面側面図である。

【図５】 従来技術のスタンパーの製作工程を説明する
ための裏面研磨前の被研磨スタンパーの断面図である。

【図６】 従来技術の薄板状のワークの研磨方法を説明
するための研磨機を示していて、同図Ａはワークとして
被研磨スタンパーを取り付けた状態の研磨機の上面図、
同図Ｂは同図ＡのＡ―Ａ線上における断面図である。

【符号の説明】

１…基板、２…フォトレジスト、３…導電膜（Ｎｉ電解
メッキ用シード層）、４…スタンパー層（被研磨スタン
パー）、１０Ａ…被研磨光ディスク用スタンパー（被研
磨スタンパー）、４０…ヒータ、４１…基板、４２…パ
ラフィン、４３…シリコンゴム、４４…重り、４５…定
盤、４６…エアシリンダー、４７…風船、４８…筐体

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板の表面に溶融したパラフィンを塗布
   し、該パラフィン面に被研磨光ディスク用スタンパー
   を、該被研磨光ディスク用スタンパーの信号面を対面さ
   せた状態で加圧しながら貼り合わせ、そして前記パラフ
   ィンを冷却、硬化させて保持した状態で前記被研磨光デ
   ィスク用スタンパーの裏面を研磨することを特徴とする
   光ディスク用スタンパーの製作方法。
2. 【請求項２】 前記基板の表面粗さＲａが５ｎｍ以下で
   あることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク用ス
   タンパーの製作方法。
3. 【請求項３】 前記基板と前記被研磨光ディスク用スタ
   ンパーとの前記加圧は重りを用いて行われることを特徴
   とする請求項１に記載の光ディスク用スタンパーの製作
   方法。
4. 【請求項４】 前記基板と前記被研磨光ディスク用スタ
   ンパーとの前記加圧は高圧エアーシリンダーを用いて行
   われることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク用
   スタンパーの製作方法。
5. 【請求項５】 前記基板と前記被研磨光ディスク用スタ
   ンパーとの前記加圧は風船を用いて行われることを特徴
   とする請求項１に記載の光ディスク用スタンパーの製作
   方法。