JP2004259374A

JP2004259374A - 情報記録ディスクのメタルマスタの製造方法及びメタルマスタ

Info

Publication number: JP2004259374A
Application number: JP2003049348A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Kawaguchi; 裕一川口
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2003-02-26
Filing date: 2003-02-26
Publication date: 2004-09-16
Also published as: US20040166446A1; TWI264719B; TW200421342A

Abstract

【課題】従来よりも形状精度がよいメタルマスタ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】メタルマスタ１０を構成する導電膜１２の厚さｔを（３５〜２００ｎｍの範囲内の）約５０ｎｍとした。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報記録ディスク基板を製造するためのメタルマスタの製造方法及びメタルマスタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスク等の情報記録基板は形状誤差が大きいと反射率変動が大きくなり、情報の記録、再生精度が低下するため、形状精度がよい情報記録ディスク基板を製造することが重要である。
【０００３】
情報記録ディスク基板の製造方法としては、まずガラス基板に例えばポジ型フォトレジストを塗布してレーザー光線を照射し、感光したフォトレジストを現像して除去することにより微細な凹凸部を有するガラスマスタを製作し、更にガラスマスタの凹凸部をメタルマスタ、スタンパにこの順で転写し、金型内にスタンパを配設して情報記録ディスク基板を樹脂成形する方法が知られている。尚、この方法によれば情報記録ディスク基板の情報記録領域にはガラスマスタの凹凸部に対して凹凸が反対に転写されたピット、グルーヴが形成されるが、メタルマスタを転写してマザーを製作し、マザーを転写してスタンパを製作すれば、ガラスマスタの凹凸と等しい（正転）ピット、グルーヴを情報記録ディスク基板に形成することができる。又、メタルマスタをスタンパとして用いるようにした場合も、ガラスマスタの凹凸と等しい（正転）ピット、グルーヴを情報記録ディスク基板に形成することができる。
【０００４】
ここで、本明細書において「メタルマスタ」という用語は、ガラスマスタに形成した導電膜及び電解メッキ層を剥離して得られる母型という意義で用いることとする。即ち、ガラスマスタに形成した導電膜及び電解メッキ層を剥離して得られた母型であれば、スタンパとして用いる場合であっても、スタンパ又はマザーを製造するための母型として用いる場合であっても、本明細書ではメタルマスタと呼ぶこととする。
【０００５】
又、ピット、グルーヴという用語はＣＤ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｋ）やＤＶＤ（ＤｅｓｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｋ）等では一般的に情報を記録するために情報記録ディスク基板に形成される微細凹部という意義で用いられるが、基板上に光透過層を形成し、該光層側からレーザー光線を入射するような情報記録ディスクの基板に形成される微細凸部についても本明細書では便宜上、ピット、グルーヴという用語を用いることとする。
【０００６】
従来、ガラス基板を平滑に研磨することにより高精度なガラスマスタを製作し、高精度なガラスマスタをメタルマスタ等に転写することで形状精度がよい情報記録ディスク基板を製造していた。
【０００７】
尚、形状精度がよいガラスマスタを製作してもガラスマスタの形状をメタルマスタに転写する際に若干の形状誤差が生じることがある。例えば、導電膜、電解メッキ層の形成が不完全であったり、導電膜と電解メッキ層とが剥離すると形状誤差が大きくなりメタルマスタとして使用することができない。これに対し、導電膜、電解メッキ層を形成するための種々の技術が開発され（例えば、特許文献１参照）、メタルマスタの形状誤差を微小に制限することができるようになっており、メタルマスタの形状誤差が実用上問題とされることは少なくなっていた。
【０００８】
【特許文献１】
特許第２６６３９１２号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、情報記録ディスクは、形状誤差が同等であってもピット、グルーヴが浅いほど反射率変動が大きくなる傾向がある。
【００１０】
近年、情報記録ディスクの大容量化、記録方式の多様化等に伴って従来よりもピット、グルーヴが浅い情報記録ディスクが増加する傾向がある。例えば、ＤＶＤ−Ｒ（ＤｅｓｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｋＲｅｃｏｒｄａｂｌｅ）はグルーヴの深さが１５０ｎｍ前後、ＭＤ（ＭｉｎｉＤｉｓｋ）はグルーヴの深さが１００ｎｍ前後であるのに対し、ＤＶＤ−ＲＷ（ＤｅｓｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｋＲｅｗｒｉｔａｂｌｅ）はグルーヴの深さが３０ｎｍ前後である。
【００１１】
又、情報記録ディスク基板に０．１ｍｍ程度の薄い光透過層を形成した大容量の情報記録ディスクが提案されているが、このような大容量の情報記録ディスクでもグルーヴは３０ｎｍ前後の深さとすることが適当と考えられる。
【００１２】
このように情報記録ディスクのピット、グルーヴが浅くなるにつれて、従来は問題とされなかったメタルマスタの微小な形状誤差が、次第に情報記録ディスクの反射率変動に悪影響を及ぼすようになり、情報の記録、再生精度を低下させるという新たな問題が生じている。
【００１３】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであって、従来よりも形状精度がよいメタルマスタ及びその製造方法を提供することを課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、メタルマスタの導電膜を従来よりも厚く形成することにより、上記課題を解決するに至った。
【００１５】
メタルマスタの導電膜を従来よりも厚く形成することでメタルマスタの形状精度が向上する理由は必ずしも明らかではないが、概ね次のように考えられる。
【００１６】
導電膜を形成する際に、まず触媒を塗布するが、触媒の膜厚を均一にすることは困難である。導電膜が薄いと触媒の膜厚のむらが導電膜の膜厚のむらとして発現し、導電膜のむらが電解メッキ層にも影響を及ぼして、メタルマスタの微小な形状誤差の一因となっていると考えられる。これに対し、導電膜を厚くすることで触媒のむらが吸収され、膜厚のむらが少ない導電膜を形成することができる。膜厚のむらが少ない導電膜に電解メッキ層を形成することにより形状精度がよいメタルマスタを形成することができると考えられる。
【００１７】
又、ピット、グルーヴの深さに対して導電膜が充分薄い場合には、主として電解メッキ層がピット、グルーヴに相当するメタルマスタの微細凸部を構成することとなるため導電膜の膜厚がピット、グルーヴの形状精度に及ぼす影響が小さかったと考えられる。しかしながら、ピット、グルーヴが浅くなるにつれてメタルマスタの微細凸部に占める導電膜の構成比率が高まって、いわば導電膜と電解メッキ層とが複合材料のように微細凸部を構成することになり、このことがメタルマスタの微細凸部の形状誤差の一因になっている考えられる。これに対し、導電膜を厚くして主として導電膜がメタルマスタの凸部を構成するようにしたことで、微細凸部の形状誤差が低減されると考えられる。
【００１８】
言い換えると、従来、主として電解メッキ層がメタルマスタを構成し、導電膜は電解メッキ層を形成するための単なる電極と考えられていたのに対し、本発明は、メタルマスタの構成要素として導電膜を積極的に活用することによりメタルマスタの形状精度の向上を図ったものであり、従来と全く異なる観点、発想に基づいてなされたものである。
【００１９】
即ち、次のような本発明により、上記課題の解決を図ることができる。
【００２０】
（１）情報記録ディスクの情報記録領域を形成するための微細凹凸部を有するガラスマスタに無電解メッキ工法で導電膜を形成し、該導電膜に電解メッキ工法で電解メッキ層を形成し、前記導電膜及び電解メッキ層を前記ガラスマスタから剥離することによりメタルマスタを得るメタルマスタの製造方法であって、前記導電膜を３５〜２００ｎｍの厚さに形成するようにしたことを特徴とするメタルマスタの製造方法。
【００２１】
（２）前記導電膜を４０ｎｍ以上の厚さに形成するようにしたことを特徴とする前記（１）のメタルマスタの製造方法。
【００２２】
（３）前記導電膜を４５ｎｍ以上の厚さに形成するようにしたことを特徴とする前記（１）のメタルマスタの製造方法。
【００２３】
（４）前記導電膜を５０ｎｍ以上の厚さに形成するようにしたことを特徴とする前記（１）のメタルマスタの製造方法。
【００２４】
（５）前記導電膜を１５０ｎｍ以下の厚さに形成するようにしたことを特徴とする前記（１）乃至（４）のいずれかのメタルマスタの製造方法。
【００２５】
（６）前記導電膜を１２０ｎｍ以下の厚さに形成するようにしたことを特徴とする前記（１）乃至（４）のいずれかのメタルマスタの製造方法。
【００２６】
（７）前記導電膜を９０ｎｍ以下の厚さに形成するようにしたことを特徴とする前記（１）乃至（４）のいずれかのメタルマスタの製造方法。
【００２７】
（８）前記導電膜を６０ｎｍ以下の厚さに形成するようにしたことを特徴とする前記（１）乃至（４）のいずれかのメタルマスタの製造方法。
【００２８】
（９）前記導電膜を５５ｎｍ以下の厚さに形成するようにしたことを特徴とする前記（１）乃至（４）のいずれかのメタルマスタの製造方法。
【００２９】
（１０）情報記録ディスクの情報記録領域を形成するための微細凹凸部を有するガラスマスタに無電解メッキ工法で導電膜を形成し、該導電膜上に電解メッキ工法で電解メッキ層を形成し、前記導電膜及び電解メッキ層を前記ガラスマスタから剥離することによりメタルマスタを得るようにしたメタルマスタの製造方法であって、前記導電膜を前記ガラスマスタの微細凹凸部の段差よりも厚く形成するようにしたことを特徴とするメタルマスタの製造方法。
【００３０】
（１１）前記（１）乃至（１０）のいずれかのメタルマスタの製造方法で得られたメタルマスタ。
【００３１】
（１２）情報記録ディスクの情報記録領域を形成するための微細凹凸部が転写された導電膜と、該導電膜に形成された電解メッキ層と、を有してなるメタルマスタであって、前記導電膜が前記微細凹凸部の段差よりも厚く形成されたことを特徴とするメタルマスタ。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。尚、ここではポジ型フォトレジストを用いてガラスマスタを作製し、ＤＶＤ型の情報記録ディスクの製造に用いるメタルマスタを作製する例を説明する。
【００３３】
図１は、本実施形態に係るメタルマスタの構造を模式的に示す側断面図である。
【００３４】
メタルマスタ１０は、導電膜１２と電解メッキ層１４とが積層した構造で、導電膜１２の厚さｔが（３５〜２００ｎｍの範囲内の）約５０ｎｍとされたことを特徴としている。他の構成については従来と同様であるので説明を適宜省略することとする。
【００３５】
導電膜１２は材質がニッケルの薄膜円板状体で上記のように厚さが約５０ｎｍとされている。導電膜１２には情報記録ディスクのグルーヴに相当する微細凸部１６が螺旋状の軌道に沿って形成されている。微細凸部１６は高さ（段差）が約３０ｎｍとされている。即ち、導電膜１２は微細凸部１６の高さよりも厚く形成されている。
【００３６】
電解メッキ層１４も材質がニッケルの円形の薄膜円板状体で導電膜１２における微細凸部１６と反対側の面に形成されている。尚、電解メッキ層１４は厚さが約３００μｍとされている。
【００３７】
図１における符号１８は、メタルマスタ１０を製造するために用いるガラスマスタである。ガラスマスタ１８はガラス基板２０上にポジ型のフォトレジスト２２により情報記録ディスクのグルーヴに相当する微細凹部２４が形成されている。微細凹部２４はメタルマスタ１０の導電膜１２に微細凸部１６を転写するために形成されており、深さは約３０ｎｍとされている。
【００３８】
次に、メタルマスタ１０の製造方法について説明する。
【００３９】
図２は、メタルマスタ１０の製造工程の概要を示すフローチャート、図３は導電膜１２の形成工程の詳細を示すフローチャートである。
【００４０】
まず、ガラス基板２０を平滑に研磨して洗浄し、研磨した面に密着材の薄膜を形成してからスピンコート法でフォトレジスト２２を厚さが約３０ｎｍとなるように塗布する。次に、ベーキングによりフォトレジスト２２中の溶剤を蒸発させて乾燥させ、フォトレジスト２２の膜厚、欠陥を検査する。更に、グルーヴの螺旋軌道に相当するパターンでフォトレジスト２２にレーザー光線を照射してから現像処理を施すことにより図４に示されるように感光部（図４における二点鎖線部分）を除去して微細凹部２４を形成する。
【００４１】
このようにして得られたガラスマスタ１８に図３に示されるような工程で導電膜１２を形成する。具体的には、まずスピンコート法で錫及び塩化パラジウムを含むコロイド状の触媒をガラスマスタ１８に塗布し、酸で洗浄することにより錫を除去する。これによりガラスマスタ１８の表面にパラジウムが析出する。このように表面にパラジウムが析出したガラスマスタを（無電解の）ニッケルメッキ液に浸漬するとパラジウムが触媒となってニッケルが析出する。このように析出したニッケルが触媒として作用し、更にニッケルが連続的に析出する。ガラスマスタ１８を約５分間ニッケルメッキ液に浸漬することにより、ガラスマスタ１８には厚さが約５０ｎｍの図５に示されるような導電膜１２が形成される。導電膜１２を形成したガラスマスタ１８は洗浄してから、外観等を検査する。
【００４２】
次に、ガラスマスタ１８をスルファミン酸ニッケル溶液中に浸漬し、導電膜１２を電極として通電することにより約３００μｍの厚さまでニッケルの膜を成長させて、図６に示されるような電解メッキ層１４を形成する。更に、電解メッキ層１４の導電膜１２と反対側の面を研磨してから導電膜１２及び電解メッキ層１４を一体でガラスマスタ１８から剥離する。必要に応じて導電膜１２及び電解メッキ層１４の内外周等を打抜いて形状を整え、苛性ソーダでフォトレジストを除去し、更に超純水で超音波洗浄する。これにより、メタルマスタ１０が完成する。
【００４３】
このようにして得られたメタルマスタ１０をスタンパとして用いれば、ガラスマスタ１８の微細凹部２４に相当する凹形状のグルーヴを情報記録ディスク基板（図示省略）に形成することができる。
【００４４】
又、メタルマスタ１０を用いて上記と同様の電解メッキ工法でスタンパ（図示省略）を製作すれば、ガラスマスタ１８の微細凹部２４に相当する凸形状のグルーヴを情報記録ディスク基板（図示省略）に形成することができる。
【００４５】
又、メタルマスタ１０を用いて上記と同様の電解メッキ工法でマザー（図示省略）を製作し、マザーを用いて上記と同様の電解メッキ工法でスタンパ（図示省略）を製作すれば、ガラスマスタ１８の微細凹部２４に相当する凹形状のグルーヴを情報記録ディスク基板（図示省略）に形成することができる。
【００４６】
（実施例）
上記実施形態に示したメタルマスタの微細凸部の高さを約３０ｎｍに設定し、導電膜の厚みがそれぞれ、４０、５０、６０、９０、１２０、１５０、２００ｎｍのメタルマスタを作製し、これらのメタルマスタを用いてグルーブの深さが約３０ｎｍの情報記録ディスクを各メタルマスタ毎に１００枚製造した。これらの情報記録ディスクについて周内での反射率変動を確認したところ、いずれも良好な結果が得られた。
【００４７】
尚、ここで言う反射率変動は、パルステック社製ＤＤＵ１０００を用い、フォーカスオンの状態でトラッキングをオフの状態とし、照射したレーザー光に対する戻り光の量を測定することにより周内での反射率を測定し、変動を確認した。更に同様に面内での反射率変動も確認した。
【００４８】
（比較例）
上記実施例に対し、導電膜の厚みがそれぞれ２０、３０ｎｍのメタルマスタを作製し、これらのメタルマスタを用いてグルーブの深さが約３０ｎｍの情報記録ディスクを各メタルマスタ毎に１００枚製造した。これらの情報記録ディスクについて周内での反射変動率を確認したところ、同電膜の厚みが２０ｎｍの場合、製造された情報記録ディスクは反射変動率が許容範囲を完全に超えていた。又、導電膜の厚みが３０ｎｍの場合、製造された情報記録ディスクは反射変動率が許容範囲を若干超えていた。
【００４９】
尚、上記実施形態において、導電膜１２の厚さは約５０ｎｍとされているが、本発明はこれに限定されるものではなく、導電膜１２の厚さはピット、グルーヴの深さ等に応じて３５〜２００ｎｍの範囲で適宜選択すればよい。即ち、３０ｎｍ程度の浅いグルーヴを形成する場合、グルーヴの深さよりも厚い３５ｎｍ以上の導電膜を形成すれば、グルーヴに相当するメタルマスタの微細凸部の形状を安定させる効果が得られる。一方、生産性、耐久性等を考慮すると導電膜の厚さの上限値は２００ｎｍ程度とするとよい。
【００５０】
尚、メタルマスタの微細凸部の形状をより確実に安定させるためには導電膜を４０ｎｍ以上の厚さに形成することが好ましい。又、メタルマスタの微細凸部の形状を更に安定させるためには導電膜を４５ｎｍ以上の厚さに形成することがより好ましく、一層高精度にメタルマスタの微細凸部を形成するためには導電膜を５０ｎｍ以上の厚さとするとよい。
【００５１】
一方、一般的な電解メッキ工法によれば図７に示されるように膜厚が約１５０ｎｍを超えると電解メッキ層の成長が急速に鈍化する傾向があるため導電膜は１５０ｎｍ以下の厚さとすることが好ましい。又、生産性を更に向上するためには導電膜は１２０ｎｍ以下の厚さとすることがより好ましく、導電膜の厚さを９０ｎｍ以下とすることで生産性を一層向上させることができる。又、導電膜の厚さを６０ｎｍ以下とすれば生産性を更に向上させることができ、導電膜の厚さを５５ｎｍ以下とすることで生産性の一層の向上を図ることができる。
【００５２】
即ち、導電膜の厚さは情報記録ディスクのグルーヴ、ピットの深さ（又は高さ）、機能層の種類等に応じて反射率変動を実用上問題がない範囲に確実に制限することができ、且つ、良好な生産性が得られるように上記の範囲から適切な厚さを選択すればよい。
【００５３】
又、上記実施の形態において、メタルマスタには情報記録ディスクのグルーヴに相当する微細凸部が形成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、情報記録ディスクのピットに相当する微細凸部が形成されるメタルマスタに対しても本発明を適用可能である。更に、情報記録ディスクのグルーヴ、ピットに相当する微細凹部が形成されるメタルマスタに対しても本発明を適用可能である。
【００５４】
又、上記実施形態は、ＤＶＤ型の光ディスクの製造に用いるメタルマスタを作製する例について説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば近接場光を利用した情報記録ディスク等、他の種類の情報記録ディスクの製造に用いるメタルマスタについても本発明を適用することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、従来よりも形状精度がよいメタルマスタを製造し、ピット、グルーヴが浅い情報記録ディスクの反射率変動を許容値内に制限することが可能となるという優れた効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係るメタルマスタの構造を模式的に示す側断面図
【図２】同メタルマスタの製造方法の概要を示すフローチャート
【図３】同メタルマスタの導電膜の形成工程の詳細を示すフローチャート
【図４】同メタルマスタの製造に用いるガラスマスタの形成工程を模式的に示す側断面図
【図５】同メタルマスタの導電膜の形成工程を模式的に示す側断面図
【図６】同メタルマスタの電解メッキ層の形成工程を模式的に示す側断面図
【図７】電解メッキ時間と電解メッキ層の厚さとの関係を示すグラフ
【符号の説明】
１０…メタルマスタ
１２…導電膜
１４…電解メッキ層
１６…微細凸部
１８…ガラスマスタ
２０…ガラス基板
２２…フォトレジスト
２４…微細凹部

Claims

情報記録ディスクの情報記録領域を形成するための微細凹凸部を有するガラスマスタに無電解メッキ工法で導電膜を形成し、該導電膜に電解メッキ工法で電解メッキ層を形成し、前記導電膜及び電解メッキ層を前記ガラスマスタから剥離することによりメタルマスタを得るメタルマスタの製造方法であって、
前記導電膜を３５〜２００ｎｍの厚さに形成するようにしたことを特徴とするメタルマスタの製造方法。
情報記録ディスクの情報記録領域を形成するための微細凹凸部を有するガラスマスタに無電解メッキ工法で導電膜を形成し、該導電膜上に電解メッキ工法で電解メッキ層を形成し、前記導電膜及び電解メッキ層を前記ガラスマスタから剥離することによりメタルマスタを得るようにしたメタルマスタの製造方法であって、
前記導電膜を前記ガラスマスタの微細凹凸部の段差よりも厚く形成するようにしたことを特徴とするメタルマスタの製造方法。
情報記録ディスクの情報記録領域を形成するための微細凹凸が転写された導電膜と、該導電膜に形成された電解メッキ層と、を有してなるメタルマスタであって、
前記導電膜が３５〜２００ｎｍの厚さで、且つ、前記微細凹凸部の段差よりも厚く形成されたことを特徴とするメタルマスタ。