JP2005196953A - Cd及びdvdにパターンを作成するためのスタンパを製造する方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 CD、DVD、及び他の形式の光ディスクの製造に使用されるスタンパを成形する方法は、圧延によって基板を形成する段階を含む。材料の層が、基板上に堆積される(例えば、メッキ処理により)。その後、材料層上にレジスト層を形成してパターンを作成する。基板を圧延によって形成するために、基板を目標とする厚みに形成することは比較的廉価である。材料層を堆積(例えば、メッキ処理)によって形成するために、層が非常に滑らかな表面を有することを保証することは比較的廉価である(すなわち、多大な研磨処理を必要としない)。
【選択図】 図4A
Description
次に、層18の表面を酸化させ、Ni層20(図1G)をマザー19上にメッキする。その後、Ni20をマザー19から分離させる。Ni層20は、凹部18a及び18bの位置に対応する位置に突出部20a及び20bを有する。層20は、「サン(息子)」又は「スタンパ」22とも呼ばれる(図1H)。
CD及びDVD用スタンパ製造の上述の方法は、今日製造されているCD及びDVDの95%以上を担っている。この手順は、光媒体の製造には妥当なものであるが、複雑かつ高価である。特に、メッキ工程及びガラス基板出発原料は高価である。
上述のように、薄い透明な保護層は、CD又はDVD製造中にポリカーボネート基板に結合される。読取/書込又は「write−once」媒体の場合は、保護層を堆積させる前に、染料ベースの磁気光学層又は相変化層のような記録層がポリカーボネートの上に形成される。
圧延のような別の方法によってニッケル層34を形成することに関心が寄せられるであろう。残念ながら、圧延によって形成された基板は、研磨処理によって取り除くべき多くの表面欠陥を有する。このような研磨処理は、非常に高価であると考えられる。従って、製造業者は、メッキ処理が非常に滑らかな層をもたらすために、メッキ処理によってニッケル層34を形成する経費を許容している。
メッキ又は他の堆積処理に伴う経費を最小限に抑えながら、スタンパのための滑らかな基板を提供することが望ましいと考えられる。
その後、例えば、メッキ処理によって基板上に第1の層が堆積される。一実施形態では、堆積は、NiP合金又は他の硬質材料のような金属材料の無電解メッキを含む。別の実施形態では、電気メッキによって堆積が達成される。代替的に、スパッタリング、蒸着、イオンビーム蒸着などのような真空蒸着法を使用することができる。任意的に、第1の層の表面は、1つ又はそれ以上の研磨段階を受ける。
任意的に、レジストは、「予焼成」する(露出前に焼成する)及び/又は露出後に焼成することができる。これによって、レジストの機械的安定性が高まる。
有利な態様においては、スタンパは、堆積処理でスタンパの厚みの大半を形成する必要なく準備される。その代わりに、圧延処理を用いてスタンパの厚みの大部分を形成する。しかし、スタンパの表面は堆積によって形成されるために、この表面は非常に滑らかであり、従って、多大な研磨処理を行う必要がない。
光を使用してレジストにパターンを作成する第1の実施形態の1つのバージョンにおいては、第1の層とレジストの間に光不感応層を設けることができる。光不感応層は、一般的に、レジストを露出するために使用される光を透過させる。
光不感応層は、ポリマー以外の材料(例えば、誘電体)とすることができる。この層は、一般的に、フォトレジストをパターン化するのに使用される波長の光を通す。それはまた、一般的に電気的に非伝導性である。
次に、第2の金属層の表面を酸化させ、第3の金属層でメッキしてマザーを形成することができる。その後、第3の金属層を第2の金属層から分離し、酸化し、第4の金属層でメッキしてサンを形成する。第4の金属層は、第3の金属層から分離してスタンパとして使用する。
図1Aから図1Hの工程では、基本的に、パターン化工程を実質的に修正する必要なく、より高価なガラス基板12の代わりにポリマーコーティング金属基板を使用することができる。スタンパ製造の95%で図1Aから図1Hの方法が使用されていることから、これは、CD及びDVD業界に対して大きな節約であることを表している。
添付の図面は、概略的であり、一定の縮尺によるものではない。
任意的に、薄板100は、エポキシ樹脂に埋設されたダイヤモンド粒子を含む砥石を使用して、圧延後に粗研磨又は研削することができる。別の実施形態では、このような粗研磨又は研削は行わない。
メッキ処理の前か後のいずれかに(ただし、好ましくは、清浄及びメッキ処理前に)、例えば打ち抜き作業により、薄板100をディスクの形態に形成することができる。その結果、ディスクの外径は、一般的に、約180mm±0.3mmである。ここでもまた、この直径は例示的なものに過ぎない。
以下で説明するように、光不感応層103は、光を用いてレジストを露出した場合、層104内でより小さな形態を形成するのを助ける。しかし、レジスト露出に光を使用しない実施形態では、又は、層103の利点が必要でない実施形態では、層103を省くことができる。
上述の方法の1つの利点は、スタンパ厚みの大部分をもたらすのにメッキ処理に依存することなくスタンパを製造することが遥かに容易であり、かつ遥かに廉価であるということである。圧延によって製造された基板上に層を堆積させることにより、多大の研磨処理を行う必要がなく、非常に滑らかな表面を有するという利点を達成することができる。
任意的に、基板200の表面に研削及び/又は粗研磨を行うことができる。
代替的に、NiP層202を形成する代わりに、基板200は、そこに酸化表面層を形成するために陽極酸化処理段階を受ける。一実施形態では、酸化表面層によって層204が不要になる。
更に別の実施形態では、1つ又はそれ以上の誘電体相(例えば、酸化物又はアミド)を含有する合金又は化合物を使用して層202を形成することができる。(アミドは、金属窒化物とすることができる。)誘電体相の割合は、目標とする光反射性又は吸収性を達成して層204を不要にするように選択することができる。(ここでもまた、上述の技術を使用して層103を不要にすることができる。)
光以外の放射線を使用してレジスト層206にパターンを作成する場合、層204を排除することができる。同様に、層204の利点が必要でない場合、層204を排除することができる。
尚、本出願は、ファーザーを形成するために使用される構造体としてのマスターを説明するものであり、ファーザーは、次にマザーを形成するのに使用され、マザーは、次にサン又はスタンパを形成するのに使用される。いくつかの実施形態では、どの介在する構造体も作成する必要なくマスターを使用してスタンパを形成することができることが本発明の開示に照らして明らかであろう。例えば、マスターを使用してファーザーを作成することができ、ファーザーは、次に、介在する構造体の作成を介在させることなくスタンパとして使用することができる。同様に、代替実施形態では、マスターのパターンは、従来のマスターのパターンのネガティブとすることができる。この代替実施形態では、マスターを使用してマザーが形成され、マザーは、次にサン(サンはスタンパの役目をする)を形成するのに使用される。すなわち、マスター及びスタンパの形成の間に異なる数の介在する構造体を設けることができる。
101 ローラ
Claims (20)
- 圧延、成形、押出し、又は鋳造によって基板を準備する段階と、
第1の層を前記基板の上に形成する段階と、
パターン化されたレジスト層を前記第1の層の上に形成する段階と、
材料の第2の層を前記パターン化されたレジスト層の上に設ける段階と、
前記第2の層を前記パターン化されたレジスト層から分離する段階と、
を含み、
前記第2の層は、前記レジスト層のパターンのネガティブであるパターンが形成された表面を含む、
ことを特徴とする、光媒体の製造中に使用する方法。 - 前記基板は、圧延によって形成され、
前記圧延は、ローラに金属基板材料を通過させることによって行われる、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記堆積は、無電解メッキを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記基板、第1の層、及びパターン化されたレジスト層は、スタンパを構成し、
前記第1の層の上に前記第2の層を設ける段階は、前記スタンパを型に入れる段階と、溶融材料を該型に入れる段階と、該溶融材料を冷却して硬化させる段階とを含み、
前記冷却して硬化した材料は、前記第2の層を構成する、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記溶融材料は、ポリカーボネートを含み、
前記冷却、硬化、及び分離段階の後に、前記ポリカーボネートをCD又はDVDに組み込む段階、
を更に含むことを特徴とする請求項4に記載の方法。 - 前記第2の層を設ける段階の前に、金属層を前記パターン化されたレジスト層の上に設ける段階、
を更に含み、
前記基板、第1の層、パターン化されたレジスト層、及び金属層は、前記スタンパを構成する、
ことを特徴とする請求項4に記載の方法。 - 前記基板、第1の層、及びパターン化されたレジスト層は、マスターを構成し、
前記材料の第2の層は、ファーザーを構成し、
前記ファーザーのパターンをマザー内に転写し、次に該マザーのパターンをスタンパ材料内に転写することによってスタンパを形成する段階、
を更に含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記第1の層及びパターン化されたレジスト層は、マスターを構成し、
前記材料の第2の層は、マザーを構成し、
前記マザーのパターンをスタンパ材料内に転写することによってスタンパを形成する段階、
を更に含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記材料の第2の層を形成する段階の前に、前記パターン化されたレジスト層の上に金属層を形成する段階を更に含むことを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の方法。
- 前記スタンパを形成する段階は、
表面のパターンが前記材料の第2の層の表面のパターンのネガティブになる材料の第3の層を、該材料の第2の層の上に形成する段階と、
前記材料の第3の層を前記材料の第2の層から分離する段階と、
表面のパターンが前記材料の第3の層の表面のパターンのネガティブになるスタンパ材料を、該材料の第3の層の上に形成する段階と、
を含むことを特徴とする請求項7に記載の方法。 - 前記第1の層は、堆積した時に前記基板材料よりも実質的に滑らかであり、方法の実施中に実行すべきである研磨の量を低減するか又は排除することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 光不感応層を前記第1の層上に形成する段階を更に含み、
前記パターン化されたレジスト層を形成する段階は、レジストを前記光不感応層上に形成する段階と、該レジスト層を選択的に光で露出する段階とを含み、
前記光不感応層は、前記レジスト層を露出するのに使用される光に対して実質的に不感応である、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記パターン化されたレジスト層を形成する段階は、レジスト層を前記第1の層の上に形成する段階と、該レジスト層を選択的に放射線に露出する段階とを含み、
前記レジスト層の下の構造は、実質的に前記放射線を反射しない、
ことを特徴とする請求項12に記載の方法。 - 圧延、鋳造、成形、又は押出しによって形成された基板と、
前記基板の上に堆積した第1の層と、
前記第1の層の上に形成されたパターン化されたレジスト層と、
を含むことを特徴とするスタンパ又はマスター。 - 前記パターン化されたレジスト層の上に形成された金属層を更に含むことを特徴とする請求項14に記載の構造体。
- 前記第1の層と前記レジストとの間に、該レジストのパターン化に使用される放射線に対して実質的に不感応かつ透過性の層を更に含むことを特徴とする請求項14に記載の構造体。
- 前記パターン化されたレジスト層の下の構造は、該レジストをパターン化するのに使用される放射線を実質的に反射しないことを特徴とする請求項14に記載の構造体。
- 圧延、鋳造、成形、又は押出しによって基板を形成する段階と、
第1の層を前記基板の上に堆積させる段階と、
パターン化されたレジスト層を形成する段階と、
を含むことを特徴とする、マスター又はスタンパを形成する方法。 - 前記パターン化されたレジスト層を形成する段階は、レジストを堆積させる段階と、該レジストを放射線に選択的に露出する段階と、該レジストを現像する段階とを含み、
前記方法は、
前記第1の層と前記パターン化されたレジスト層との間に、該レジストをパターン化するのに使用される放射線に対して実質的に透過性かつ不感応な層を形成する段階、
を更に含むことを特徴とする請求項18に記載の方法。 - 前記パターン化されたレジスト層を形成する段階は、レジストを堆積させる段階と、該レジストを放射線に選択的に露出する段階と、該レジストを現像する段階とを含み、
前記レジストがその上に形成された構造は、該レジストをパターン化するのに使用される前記放射線を実質的に反射しない、
ことを特徴とする請求項18に記載の方法。
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