JP2007109336A - スタンパ、光情報記録媒体の製造方法、光情報記録媒体及びスタンパ表面処理装置 - Google Patents
スタンパ、光情報記録媒体の製造方法、光情報記録媒体及びスタンパ表面処理装置 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】光硬化性樹脂を用いたフォトポリマ法に使用する、微細化された転写パターンでも高耐久性かつ光透過性スタンパを提供する。
【解決手段】対象基板上に案内溝、及び/又は、ピット状の凹凸4の形状転写を行うのに使用するスタンパ3において、その材質が石英からなり、前記対象基板23上の紫外線硬化樹脂24にフォトポリマ法を用いて案内溝、及び/又は、ピット状の凹凸4を転写する。
【選択図】図12
【解決手段】対象基板上に案内溝、及び/又は、ピット状の凹凸4の形状転写を行うのに使用するスタンパ3において、その材質が石英からなり、前記対象基板23上の紫外線硬化樹脂24にフォトポリマ法を用いて案内溝、及び/又は、ピット状の凹凸4を転写する。
【選択図】図12
Description
本発明は、スタンパ、光情報記録媒体の製造方法、及びこの方法を使用して製造される光情報記録媒体に関するものである。
従来、光ディスクにおいては、ディスク面に形成された渦巻状又は同心円状のトラック上に、2値のデジタルデータが、エンボス加工等による凹凸のピット(ROMディスク)、無機・有機記録膜への穴形成(追記型ディスク)、結晶状態の違い(相変化ディスク)などによって記録されている。
これらの2値のデジタル記録データを再生する際には、トラック上にレーザビームを照射して、その反射光の強度差等を検出し、再生信号を得る。そして得られた再生信号を、例えば、一定のしきい値で判断して、2値のデジタル記録データを検出している。
ROMディスクは、CD、CD−ROM、DVD−ROM等のように、原盤に形成された凹凸のピットを、成形板に転写することにより、安価に大量に作成でき、配布用として使用される。
追記型ディスク、相変化ディスク等は、CD−R、CD−RW、DVD−R、DVD+RW等のように、媒体上にはトラッキングのための案内溝等がROMディスクと同様な方法で形成された原盤から案内溝等を成形板に転写し、この上に無機、有機記録膜等の記録材料を付与し作成され、記録再生装置(CD−Rドライブ等)を用いてユーザにより情報が記録される。
このような情報記録媒体の容量を増加させる方法としては、案内溝やピットを微細化する方法がある。現在、レーザ光波長λ405nmと集光レンズNA0.85の光学系を用いた記録装置が実用化されている。
ブルーレイ(Blue−lay)ディスク(以下、BD)規格では、対物レンズを用いた記録再生装置を用いて、1.1mmの支持基板に0.1mmの光透過層を形成した記録媒体を用いて120mmディスクに25GBの記録容量を達成している。
さらに記録容量を増加させる方法としては、半透明の情報層を積層して記録容量を情報層数の倍率に増加させる方法がある。前記BD規格では、記録層数を2層にして120mmディスクで50GBの記録容量を可能とした記録媒体が製品化されている。
記録層数が2層の場合、中間層を介して形成する第2の記録層に案内溝を形成する方法として、光硬化性樹脂を用いたフォトポリマ法が採用されている。この場合、反射層を有する基板側から光照射することができないため、スタンパ側から光照射する必要がある。
スタンパは光透過性であることが必要であり、射出成形法により溝、及び/又は、ピット状凹凸を形成するか又はポリカーボネイト基板に離型処理を施してスタンパとして使用している。ポリカーボネイト基板は光照射により劣化するため、スタンパは使い捨てである。
上述した、BD規格の情報記録媒体製造及び光硬化性樹脂を用いたフォトポリマ法については、従来技術において具体的な構成として知られている(例えば、特許文献1乃至3参照)。
これらの2値のデジタル記録データを再生する際には、トラック上にレーザビームを照射して、その反射光の強度差等を検出し、再生信号を得る。そして得られた再生信号を、例えば、一定のしきい値で判断して、2値のデジタル記録データを検出している。
ROMディスクは、CD、CD−ROM、DVD−ROM等のように、原盤に形成された凹凸のピットを、成形板に転写することにより、安価に大量に作成でき、配布用として使用される。
追記型ディスク、相変化ディスク等は、CD−R、CD−RW、DVD−R、DVD+RW等のように、媒体上にはトラッキングのための案内溝等がROMディスクと同様な方法で形成された原盤から案内溝等を成形板に転写し、この上に無機、有機記録膜等の記録材料を付与し作成され、記録再生装置(CD−Rドライブ等)を用いてユーザにより情報が記録される。
このような情報記録媒体の容量を増加させる方法としては、案内溝やピットを微細化する方法がある。現在、レーザ光波長λ405nmと集光レンズNA0.85の光学系を用いた記録装置が実用化されている。
ブルーレイ(Blue−lay)ディスク(以下、BD)規格では、対物レンズを用いた記録再生装置を用いて、1.1mmの支持基板に0.1mmの光透過層を形成した記録媒体を用いて120mmディスクに25GBの記録容量を達成している。
さらに記録容量を増加させる方法としては、半透明の情報層を積層して記録容量を情報層数の倍率に増加させる方法がある。前記BD規格では、記録層数を2層にして120mmディスクで50GBの記録容量を可能とした記録媒体が製品化されている。
記録層数が2層の場合、中間層を介して形成する第2の記録層に案内溝を形成する方法として、光硬化性樹脂を用いたフォトポリマ法が採用されている。この場合、反射層を有する基板側から光照射することができないため、スタンパ側から光照射する必要がある。
スタンパは光透過性であることが必要であり、射出成形法により溝、及び/又は、ピット状凹凸を形成するか又はポリカーボネイト基板に離型処理を施してスタンパとして使用している。ポリカーボネイト基板は光照射により劣化するため、スタンパは使い捨てである。
上述した、BD規格の情報記録媒体製造及び光硬化性樹脂を用いたフォトポリマ法については、従来技術において具体的な構成として知られている(例えば、特許文献1乃至3参照)。
特許文献1では、射出成形により第1の基板上に凹凸上のピットが形成され、さらにこの凹凸ピット上に反射層、厚さ0.1mmの透明層が順次積層され、この透明膜側からレーザ光を照射して用いる1層の情報層を有した光ディスクと、第1の基板の第1凹凸状ピット上に反射層を形成する一方、光透過性の第2の基板の第2凹凸状ピット上に半透過膜を形成し、前記反射層と前記半透過膜とを光硬化性樹脂を介して対向配置させ、前記第1の基板と前記第2の基板を接着した後、第2の基板側から紫外線を照射してこれらの基板を貼り合わせてなる2層の情報層を有する光ディスクの製造方法が開示されている。
特許文献2では、第1の記録層が形成された第1の基板と、剥離層を介して第2の記録層が形成されている第2の基板とを貼り合わせる工程、第2の基板を剥離する工程、第2の記録層上の薄い光透過層を形成する工程を順次行う製造方法が開示されている。
また、フォトポリマ法について、特許文献3では、溝形成する基板側に密着性が良好な光硬化性樹脂を使用し、スタンパ側に剥離性が良好な光硬化性樹脂を使用することにより、基板と密着し、スタンパとは剥離するようにしている技術が開示されている。
特開平09−063120号公報
特開2004−247020公報
特開昭62−36756号公報
特許文献2では、第1の記録層が形成された第1の基板と、剥離層を介して第2の記録層が形成されている第2の基板とを貼り合わせる工程、第2の基板を剥離する工程、第2の記録層上の薄い光透過層を形成する工程を順次行う製造方法が開示されている。
また、フォトポリマ法について、特許文献3では、溝形成する基板側に密着性が良好な光硬化性樹脂を使用し、スタンパ側に剥離性が良好な光硬化性樹脂を使用することにより、基板と密着し、スタンパとは剥離するようにしている技術が開示されている。
しかしながら、特許文献1の製造方法で2層記録層媒体を製造する場合は、0.1mmの薄い基板に記録層形成工程の熱履歴が加わるため変形や光学特性の変化などの問題がある。
また、特許文献2の方法では、剥離工程で記録層に応力が加わり、案内溝形状が変形することによる記録特性劣化が起こったり、剥離した後の基板を廃棄する必要が有り、大量の廃棄物が問題となる。さらに、特許文献3では、フォトポリマ法の基本的な課題である基板への密着性とスタンパからの離型性の解決策が示されているが、転写パターンの微細化に伴い離型性が悪化する問題には言及していない。
そこで、本発明の第1の目的は、上述した実情を考慮して、光硬化性樹脂を用いたフォトポリマ法に使用する、微細化された転写パターンでも高耐久性かつ光透過性スタンパを提供することにある。
また、本発明の第2の目的は、微細溝形成においても樹脂がスタンパから良好に剥離し、製造歩留まりを向上させ、さらに、2層以上の記録層を有する光情報記録媒体の信号ノイズを低減する光情報記録媒体の製造方法及びこの方法により製造される光情報記録媒体を提供することにある。
また、特許文献2の方法では、剥離工程で記録層に応力が加わり、案内溝形状が変形することによる記録特性劣化が起こったり、剥離した後の基板を廃棄する必要が有り、大量の廃棄物が問題となる。さらに、特許文献3では、フォトポリマ法の基本的な課題である基板への密着性とスタンパからの離型性の解決策が示されているが、転写パターンの微細化に伴い離型性が悪化する問題には言及していない。
そこで、本発明の第1の目的は、上述した実情を考慮して、光硬化性樹脂を用いたフォトポリマ法に使用する、微細化された転写パターンでも高耐久性かつ光透過性スタンパを提供することにある。
また、本発明の第2の目的は、微細溝形成においても樹脂がスタンパから良好に剥離し、製造歩留まりを向上させ、さらに、2層以上の記録層を有する光情報記録媒体の信号ノイズを低減する光情報記録媒体の製造方法及びこの方法により製造される光情報記録媒体を提供することにある。
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、対象基板上に案内溝、及び/又は、ピット状の凹凸の形状転写を行うのに使用するスタンパにおいて、その材質が石英からなり、前記対象基板上の紫外線硬化樹脂にフォトポリマ法を用いて案内溝、及び/又は、ピット状の凹凸を転写するスタンパを特徴とする。
また、請求項2に記載の発明は、前記石英材質の表面にTiNx膜もしくはTiNxOy膜を有する請求項1記載のスタンパを特徴とする。
また、請求項3に記載の発明は、前記石英材質の表面の案内溝、及び/又は、ピット状凹凸が、角を有していないラウンド形状である請求項1又は2記載のスタンパを特徴とする。
また、請求項4に記載の発明は、スタンパを用いて対象基板上に案内溝、及び/又は、ピット状の凹凸を転写する光情報記録媒体の製造方法において、石英材料から作成される前記スタンパ上の案内溝、及び/又は、ピット状の凹凸をフォトポリマ法により前記対象基板上の紫外線硬化樹脂上に転写する光情報記録媒体の製造方法を特徴とする。
また、請求項5に記載の発明は、前記石英スタンパ表面にTiNx膜もしくはTiNxOy膜を有する請求項4記載の光情報記録媒体の製造方法を特徴とする。
また、請求項6に記載の発明は、前記石英スタンパ表面の案内溝、及び/又は、ピット状凹凸は、角を有していないラウンド形状である請求項4又は5記載の光情報記録媒体の製造方法を特徴とする。
また、請求項7に記載の発明は、請求項4乃至6のいずれか1項記載の光情報記録媒体の製造方法を使用して製造する光情報記録媒体を特徴とする。
また、請求項8に記載の発明は、2層以上である多層の記録層を有し、かつ案内溝、及び/又は、ピット状凹凸が角を有していないラウンド形状である請求項7記載の光情報記録媒体を特徴とする。
また、請求項9に記載の発明は、対象基板上に案内溝、及び/又は、ピット状の凹凸の形状転写を行うのに使用するスタンパの表面処理を行うスタンパ表面処理において、処理すべきスタンパを真空室内に配置し、この真空室内に反応性気体とマイクロ波を導入するスタンパ表面処理装置を特徴とする。
また、請求項2に記載の発明は、前記石英材質の表面にTiNx膜もしくはTiNxOy膜を有する請求項1記載のスタンパを特徴とする。
また、請求項3に記載の発明は、前記石英材質の表面の案内溝、及び/又は、ピット状凹凸が、角を有していないラウンド形状である請求項1又は2記載のスタンパを特徴とする。
また、請求項4に記載の発明は、スタンパを用いて対象基板上に案内溝、及び/又は、ピット状の凹凸を転写する光情報記録媒体の製造方法において、石英材料から作成される前記スタンパ上の案内溝、及び/又は、ピット状の凹凸をフォトポリマ法により前記対象基板上の紫外線硬化樹脂上に転写する光情報記録媒体の製造方法を特徴とする。
また、請求項5に記載の発明は、前記石英スタンパ表面にTiNx膜もしくはTiNxOy膜を有する請求項4記載の光情報記録媒体の製造方法を特徴とする。
また、請求項6に記載の発明は、前記石英スタンパ表面の案内溝、及び/又は、ピット状凹凸は、角を有していないラウンド形状である請求項4又は5記載の光情報記録媒体の製造方法を特徴とする。
また、請求項7に記載の発明は、請求項4乃至6のいずれか1項記載の光情報記録媒体の製造方法を使用して製造する光情報記録媒体を特徴とする。
また、請求項8に記載の発明は、2層以上である多層の記録層を有し、かつ案内溝、及び/又は、ピット状凹凸が角を有していないラウンド形状である請求項7記載の光情報記録媒体を特徴とする。
また、請求項9に記載の発明は、対象基板上に案内溝、及び/又は、ピット状の凹凸の形状転写を行うのに使用するスタンパの表面処理を行うスタンパ表面処理において、処理すべきスタンパを真空室内に配置し、この真空室内に反応性気体とマイクロ波を導入するスタンパ表面処理装置を特徴とする。
本発明によれば、紫外線硬化樹脂を用いてフォトポリマ法により基板上に案内溝、及び/又は、ピット状の凹凸を形成するのに使用するスタンパを、石英材質から作成したことによって、光透過性と高耐久性とを兼ね備えている。
また、本発明によれば、石英材質から作成される前記スタンパ上の案内溝、及び/又は、ピット状の凹凸をフォトポリマ法により前記対象基板上の紫外線硬化樹脂上に転写するので、優れた耐久性の石英スタンパの使用により、製造コストの低減及び廃棄物を削減することができる。
また、本発明によれば、石英材質から作成される前記スタンパ上の案内溝、及び/又は、ピット状の凹凸をフォトポリマ法により前記対象基板上の紫外線硬化樹脂上に転写するので、優れた耐久性の石英スタンパの使用により、製造コストの低減及び廃棄物を削減することができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。図1はスタンパの製造に使用する石英基板を示す概略図である。図2は図1の石英基板上に形成したフォトレジストを示す概略図である。図3は露光によるフォトレジストへの潜像形成を示す概略図である。図4はフォトレジストをマスクとして行う石英基板のパターニングを示す概略図である。
まず、図1には、研磨により表面平坦化されかつ洗浄された石英基板1を示している。洗浄方法としては、例えば、UV/O3と呼ばれる紫外線オゾン処理装置で表面処理した後、高圧純水シャワーによって不純物を洗浄除去する。
その後、高速回転振り切り及びN2ブローによって乾燥させるか、又は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、純水で洗浄する等がある。有機物の除去性に優れている点、薬品を使わない等環境への影響、コスト、作業性の点で、UV/O3処理が最も優れた方式である。
石英基板1の厚さが薄過ぎると強度の問題が有り、一方、厚過ぎると重くなって作業性に支障を来すので、0.5mm〜10mmの間が望ましい。
まず、図1には、研磨により表面平坦化されかつ洗浄された石英基板1を示している。洗浄方法としては、例えば、UV/O3と呼ばれる紫外線オゾン処理装置で表面処理した後、高圧純水シャワーによって不純物を洗浄除去する。
その後、高速回転振り切り及びN2ブローによって乾燥させるか、又は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、純水で洗浄する等がある。有機物の除去性に優れている点、薬品を使わない等環境への影響、コスト、作業性の点で、UV/O3処理が最も優れた方式である。
石英基板1の厚さが薄過ぎると強度の問題が有り、一方、厚過ぎると重くなって作業性に支障を来すので、0.5mm〜10mmの間が望ましい。
次に、フォトリソグラフィ法によりパターンを形成する。石英基板1上にフォトレジスト2をスピンコートし、加熱乾燥及び冷却することによって、フォトレジスト層を形成する(図2)。
この際、一般的に行われているのは、石英基板(ガラス板)1上へシランカップリング剤やチタンカップリング剤などの密着増強剤を塗布することであり、これにより、フォトレジスト2の石英基板1に対する密着性を向上させることができる。
フォトレジスト2の加熱条件は、オーブンで90℃〜120℃、30分〜1時間である。フォトレジスト2の材料としては、高密度記録が必要な場合には、短波長紫外線露光用の高解像度タイプが適している。フォトレジスト2の層膜厚は、次工程のドライエッチングプロセス時の選択比と要求されるパターンの深さとにより調整する。
露光ビームを用いた露光によりフォトレジスト2に潜像を形成する(図3)。露光波長が短い程微細パターンの潜像を形成することができる。DVD用の記録媒体(メディア)の場合は溝ピッチが0.74μm程度であり、青色領域の波長にて露光を行う。
BD用の記録媒体の場合は溝ピッチが0.32μmであり、DeepUV光領域の露光波長にて行う。露光光量の調整で、フォトレジスト層に形成される溝幅を制御できる。光ディスク用の露光装置は後述する。
現像により、レジストパターンを形成する。露光されたフォトレジスト2を有する石英基板1をアルカリ性の現像液で現像し、純水で洗浄しかつ高速回転で振り切り乾燥を行う。現像処理によってフォトレジスト2の露光された部分(潜像が形成された部分)が除去され、パターンが形成される(図4)。
この際、一般的に行われているのは、石英基板(ガラス板)1上へシランカップリング剤やチタンカップリング剤などの密着増強剤を塗布することであり、これにより、フォトレジスト2の石英基板1に対する密着性を向上させることができる。
フォトレジスト2の加熱条件は、オーブンで90℃〜120℃、30分〜1時間である。フォトレジスト2の材料としては、高密度記録が必要な場合には、短波長紫外線露光用の高解像度タイプが適している。フォトレジスト2の層膜厚は、次工程のドライエッチングプロセス時の選択比と要求されるパターンの深さとにより調整する。
露光ビームを用いた露光によりフォトレジスト2に潜像を形成する(図3)。露光波長が短い程微細パターンの潜像を形成することができる。DVD用の記録媒体(メディア)の場合は溝ピッチが0.74μm程度であり、青色領域の波長にて露光を行う。
BD用の記録媒体の場合は溝ピッチが0.32μmであり、DeepUV光領域の露光波長にて行う。露光光量の調整で、フォトレジスト層に形成される溝幅を制御できる。光ディスク用の露光装置は後述する。
現像により、レジストパターンを形成する。露光されたフォトレジスト2を有する石英基板1をアルカリ性の現像液で現像し、純水で洗浄しかつ高速回転で振り切り乾燥を行う。現像処理によってフォトレジスト2の露光された部分(潜像が形成された部分)が除去され、パターンが形成される(図4)。
図5はフォトレジストをマスクとして行う石英基板のパターニング方法を示す概略図である。図6はアッシングによるレジストマスク除去を示す概略図である。図7は石英基板パターンのラウンド形状部分を示す概略図である。
図5では、フォトレジスト2をマスクとしてプラズマエッチングにより石英基板1のパターニングを行う。パターニング方法としては、石英基板1を、これと対向する電極を有する図示してない真空室にCF4、C2F6等のフッ素系ガスとO2、Arガスを導入して放電させることにより石英基板1をエッチングする反応性イオンエッチング法により行う。
所望の深さをエッチングした後、O2ガスのみの放電による、所謂アッシングによってフォトレジストマスクを除去する(図6)。レジストアッシング後、表面にパターン4を有する石英スタンパ3となる。
得られた石英スタンパ3のパターン4表面をTiNx薄膜で被覆するとパターン形状の強度を増すことができる。また、光触媒効果を有するTiNxOyで被覆することにより強度を増すと同時に防汚染の効果をも得ることができる。
また、図6のレジストアッシング処理後の石英スタンパ3のパターン4表面を、CF4ラジカルや、C2F6ラジカル等のフッ素系ガスのラジカルに曝すことにより、石英が等方的にエッチングされるため石英スタンパ3のパターン(案内溝、及び/又は、ピット状凹凸)4の角が取れたラウンド形状部分4aとなる(図7)。
石英スタンパ3表面の案内溝、及び/又は、ピット状凹凸4は、縁部をラウンド形状部分4aとすることにより、パターン(案内溝、及び/又は、ピット状凹凸)4が微細化した場合においても2P樹脂(フォトポリマ樹脂)の剥離不良が生じにくい。また、ラジカルによる等方的エッチングはパターン平坦化効果をも有するため、転写パターンの信号ノイズ低減の効果も併せて有する。
ここで、CF4ラジカル等は、真空装置においてマイクロ波を導入することにより生成することができる。石英パターン形成のためのドライエッチングと、ラウンド形状加工を行うためのスタンパ表面処理装置は後述する。
図5では、フォトレジスト2をマスクとしてプラズマエッチングにより石英基板1のパターニングを行う。パターニング方法としては、石英基板1を、これと対向する電極を有する図示してない真空室にCF4、C2F6等のフッ素系ガスとO2、Arガスを導入して放電させることにより石英基板1をエッチングする反応性イオンエッチング法により行う。
所望の深さをエッチングした後、O2ガスのみの放電による、所謂アッシングによってフォトレジストマスクを除去する(図6)。レジストアッシング後、表面にパターン4を有する石英スタンパ3となる。
得られた石英スタンパ3のパターン4表面をTiNx薄膜で被覆するとパターン形状の強度を増すことができる。また、光触媒効果を有するTiNxOyで被覆することにより強度を増すと同時に防汚染の効果をも得ることができる。
また、図6のレジストアッシング処理後の石英スタンパ3のパターン4表面を、CF4ラジカルや、C2F6ラジカル等のフッ素系ガスのラジカルに曝すことにより、石英が等方的にエッチングされるため石英スタンパ3のパターン(案内溝、及び/又は、ピット状凹凸)4の角が取れたラウンド形状部分4aとなる(図7)。
石英スタンパ3表面の案内溝、及び/又は、ピット状凹凸4は、縁部をラウンド形状部分4aとすることにより、パターン(案内溝、及び/又は、ピット状凹凸)4が微細化した場合においても2P樹脂(フォトポリマ樹脂)の剥離不良が生じにくい。また、ラジカルによる等方的エッチングはパターン平坦化効果をも有するため、転写パターンの信号ノイズ低減の効果も併せて有する。
ここで、CF4ラジカル等は、真空装置においてマイクロ波を導入することにより生成することができる。石英パターン形成のためのドライエッチングと、ラウンド形状加工を行うためのスタンパ表面処理装置は後述する。
図8は石英基板用の露光系を示す概略図である。この光学系はレーザ光源5、スタビライザ6、変調器7、偏向器8、ミラー9、対物レンズ10、ターンテーブル11に載せられた原盤(石英基板)12、ターンテーブル11を回転させる回転モータ13、及びこの回転モータ13を載置しているスライダ14から構成されている。この光学系によって、上述した露光光量の調整で、フォトレジスト層に形成される溝幅を制御できる。
図9は石英パターン形成のためのドライエッチングと、ラウンド形状加工を行うためのスタンパ表面処理装置を示す概略図である。このスタンパ表面処理装置では、上述したように、被処理石英スタンパ3を配置した真空装置(真空室)15にマイクロ波発生装置16からマイクロ波を導入することによりCF4ラジカルを生成することができる。
図9において、スタンパ表面処理装置は、さらに、導波管17、基体流量コントロール装置18、電圧印加装置19、気圧測定装置20、バルブ開閉度制御装置21、及び真空ポンプ22を含んでいる。かかる構成によってCF4ラジカルを生成し、ラジカルによる等方的エッチングを行うことができる。
図9は石英パターン形成のためのドライエッチングと、ラウンド形状加工を行うためのスタンパ表面処理装置を示す概略図である。このスタンパ表面処理装置では、上述したように、被処理石英スタンパ3を配置した真空装置(真空室)15にマイクロ波発生装置16からマイクロ波を導入することによりCF4ラジカルを生成することができる。
図9において、スタンパ表面処理装置は、さらに、導波管17、基体流量コントロール装置18、電圧印加装置19、気圧測定装置20、バルブ開閉度制御装置21、及び真空ポンプ22を含んでいる。かかる構成によってCF4ラジカルを生成し、ラジカルによる等方的エッチングを行うことができる。
図10はフォトポリマ法でのパターン転写による情報記録媒体作成の第1の段階を示す概略図である。図11はフォトポリマ法でのパターン転写による情報記録媒体作成の第2の段階を示す概略図である。図12はフォトポリマ法でのパターン転写による情報記録媒体作成の第3の段階を示す概略図である。
図14はフォトポリマ法でのパターン転写による情報記録媒体作成の第4の段階を示す概略図である。図15はフォトポリマ法でのパターン転写による情報記録媒体作成の第5の段階を示す概略図である。
図10乃至図15を参照して、フォトポリマ法でのパターン転写による情報記録媒体の作成を説明する。図10及び図11において、樹脂材料であるポリカーボネイト基板23上に紫外線硬化樹脂24を塗布した後、紫外線硬化樹脂24面と石英スタンパ3の情報面とを対向させて載置する。
この時、ポリカーボネイト基板23側に記録層を有する場合は、多層記録の記録媒体となる。その後、石英スタンパ3側から紫外線を照射(図12)して紫外線硬化樹脂24にスタンパ3のパターン(案内溝、及び/又は、ピット状凹凸)4形状を転写する。図中、符号4aはパターン4の角が取れたランウド形状部分を示している。
この場合に、上述した、材質が石英であるスタンパを用いてスタンパ3のパターン(案内溝、及び/又は、ピット状凹凸)4の形状を転写するので、スタンパ3の耐久性が優れているため、製造コストの低減及び廃棄物削減の効果がある。
図14はフォトポリマ法でのパターン転写による情報記録媒体作成の第4の段階を示す概略図である。図15はフォトポリマ法でのパターン転写による情報記録媒体作成の第5の段階を示す概略図である。
図10乃至図15を参照して、フォトポリマ法でのパターン転写による情報記録媒体の作成を説明する。図10及び図11において、樹脂材料であるポリカーボネイト基板23上に紫外線硬化樹脂24を塗布した後、紫外線硬化樹脂24面と石英スタンパ3の情報面とを対向させて載置する。
この時、ポリカーボネイト基板23側に記録層を有する場合は、多層記録の記録媒体となる。その後、石英スタンパ3側から紫外線を照射(図12)して紫外線硬化樹脂24にスタンパ3のパターン(案内溝、及び/又は、ピット状凹凸)4形状を転写する。図中、符号4aはパターン4の角が取れたランウド形状部分を示している。
この場合に、上述した、材質が石英であるスタンパを用いてスタンパ3のパターン(案内溝、及び/又は、ピット状凹凸)4の形状を転写するので、スタンパ3の耐久性が優れているため、製造コストの低減及び廃棄物削減の効果がある。
紫外線硬化樹脂24の塗布方法としては、スピンコート法、スプレー法、スクリーン印刷法等がある。多層記録の場合、紫外線硬化樹脂24の厚さが厚過ぎると記録層間で球面収差が発生するため望ましく、また、薄過ぎると記録層間のクロストークが起こるため望ましくない。
そのため多層記録媒体の場合の紫外線硬化性樹脂24の厚さは10μm〜60μmの範囲が適している。紫外線硬化樹脂24は、プレポリマ、単官能アクリレートモノマ、多官能アクリレートモノマのアクリル系樹脂と光重合開始剤からなるものを用いる。BD規格の2層記録媒体の場合は、ポリカーボネイト基板23の厚さ1.1mm、紫外線硬化樹脂24層の厚さ15μmで行う。
石英スタンパ3を剥離(図13)した後、図14で反射層25を形成する。反射層25の材料としては、Al、Au、Ag、Siや、それらを主成分とした合金が用いられる。反射層25の膜厚は、200nm以下程度が良い。200nmを超えて厚くなると、反射層形成時の熱ストレスや、薄膜応力が大きいことからポリカーボネイト基板変形の原因となり望ましくない。
2層以上の記録層の場合、反射層25は半透明とする。その場合、例えば、Agを反射層とする場合、膜厚を10nm以下とすることで50%以上の透過率を得ることができる。また、反射層25には腐食性の改善などを目的に、不純物を添加する場合もある。
例えば、Agの場合、添加される不純物の元素としては、Au、Pd、Pt、Ru、Cu、Zn、Nd、Ce、In、Bi、その他遷移金属元素、希土類元素等が適している。これらの不純物添加により、Ag膜の高温環境下での凝集や結晶粒成長を抑制できる。BD規格の記録媒体の場合、1層記録媒体では表面に0.1mmの光透過層を、2層記録媒体の場合は表面に75μmの光透過層を形成する。
そのため多層記録媒体の場合の紫外線硬化性樹脂24の厚さは10μm〜60μmの範囲が適している。紫外線硬化樹脂24は、プレポリマ、単官能アクリレートモノマ、多官能アクリレートモノマのアクリル系樹脂と光重合開始剤からなるものを用いる。BD規格の2層記録媒体の場合は、ポリカーボネイト基板23の厚さ1.1mm、紫外線硬化樹脂24層の厚さ15μmで行う。
石英スタンパ3を剥離(図13)した後、図14で反射層25を形成する。反射層25の材料としては、Al、Au、Ag、Siや、それらを主成分とした合金が用いられる。反射層25の膜厚は、200nm以下程度が良い。200nmを超えて厚くなると、反射層形成時の熱ストレスや、薄膜応力が大きいことからポリカーボネイト基板変形の原因となり望ましくない。
2層以上の記録層の場合、反射層25は半透明とする。その場合、例えば、Agを反射層とする場合、膜厚を10nm以下とすることで50%以上の透過率を得ることができる。また、反射層25には腐食性の改善などを目的に、不純物を添加する場合もある。
例えば、Agの場合、添加される不純物の元素としては、Au、Pd、Pt、Ru、Cu、Zn、Nd、Ce、In、Bi、その他遷移金属元素、希土類元素等が適している。これらの不純物添加により、Ag膜の高温環境下での凝集や結晶粒成長を抑制できる。BD規格の記録媒体の場合、1層記録媒体では表面に0.1mmの光透過層を、2層記録媒体の場合は表面に75μmの光透過層を形成する。
次に、さらに、図10乃至図14を参照して、本発明の実施の形態について具体的に説明する。表1は実施例及び比較例、そして使用したスタンパの材質、表面層、及び形状を示している。
先ず、射出成形法によりCDサイズで、厚さ1.1mmのポリカーボネイト製基板を成形する(図10)。次いで、成形されたポリカーボネイト基板23上にスピンコート法によりアクリル系の紫外線硬化樹脂23(BRD−130(日本化薬製))を15μm塗布する(図11)。
続いて、表面に溝を有する石英スタンパ3の溝面を紫外線硬化樹脂23と対向させて載置する。石英スタンパ3を透過させて、紫外線を照射し、紫外線硬化樹脂23にパターン(案内溝、及び/又は、ピット状凹凸)4を転写する(図12)。その後、石英スタンパ3を剥離する(図13)。最後に、反射層25を形成する(図14)。
図示してない波長405nm、NA0.85の評価装置を用い、プッシュプル信号によるトラッキング可否により転写プロセスを評価した。表1には、実施例、及び比較例における、トラッキング不可となる処理枚数、溝ピッチ0.74μmにおける剥離不良率、溝ピッチ0.32μmにおける剥離不良率を示している。
ここで、トラッキング不可とはCDサイズのディスク全面においてトラッキングが不可能であることを示す。また、トラッキングした後ディスクの特定の個所でトラッキングハズレが生じる場合を剥離不良と定義している。
先ず、射出成形法によりCDサイズで、厚さ1.1mmのポリカーボネイト製基板を成形する(図10)。次いで、成形されたポリカーボネイト基板23上にスピンコート法によりアクリル系の紫外線硬化樹脂23(BRD−130(日本化薬製))を15μm塗布する(図11)。
続いて、表面に溝を有する石英スタンパ3の溝面を紫外線硬化樹脂23と対向させて載置する。石英スタンパ3を透過させて、紫外線を照射し、紫外線硬化樹脂23にパターン(案内溝、及び/又は、ピット状凹凸)4を転写する(図12)。その後、石英スタンパ3を剥離する(図13)。最後に、反射層25を形成する(図14)。
図示してない波長405nm、NA0.85の評価装置を用い、プッシュプル信号によるトラッキング可否により転写プロセスを評価した。表1には、実施例、及び比較例における、トラッキング不可となる処理枚数、溝ピッチ0.74μmにおける剥離不良率、溝ピッチ0.32μmにおける剥離不良率を示している。
1 石英基板(ガラス板)
2 フォトレジスト
3 石英スタンパ
4 石英スタンパのパターン(案内溝、及び/又は、ピット状凹凸)
4a パターンの溝のラウンド形状部分
23 ポリカーボネイト基板
24 紫外線硬化樹脂
25 反射層
2 フォトレジスト
3 石英スタンパ
4 石英スタンパのパターン(案内溝、及び/又は、ピット状凹凸)
4a パターンの溝のラウンド形状部分
23 ポリカーボネイト基板
24 紫外線硬化樹脂
25 反射層
Claims (9)
- 対象基板上に案内溝、及び/又は、ピット状の凹凸の形状転写を行うのに使用するスタンパにおいて、その材質が石英からなり、前記対象基板上の紫外線硬化樹脂にフォトポリマ法を用いて前記案内溝、及び/又は、ピット状の凹凸を転写することを特徴とするスタンパ。
- 前記石英の表面にTiNx膜もしくはTiNxOy膜を有することを特徴とする請求項1記載のスタンパ。
- 前記石英の表面の案内溝、及び/又は、ピット状凹凸は、角を有していないラウンド形状であることを特徴とする請求項1又は2記載のスタンパ。
- スタンパを用いて対象基板上に案内溝、及び/又は、ピット状の凹凸を転写する光情報記録媒体の製造方法において、石英材料から作成される前記スタンパ上の案内溝、及び/又は、ピット状の凹凸をフォトポリマ法により前記対象基板上の紫外線硬化樹脂上に転写することを特徴とする光情報記録媒体の製造方法。
- 前記石英スタンパ表面にTiNx膜もしくはTiNxOy膜を有することを特徴とする請求項4記載の光情報記録媒体の製造方法。
- 前記石英スタンパ表面の案内溝、及び/又は、ピット状凹凸は、角を有していないラウンド形状であることを特徴とする請求項4又は5記載の光情報記録媒体の製造方法。
- 請求項4乃至6のいずれか1項記載の光情報記録媒体の製造方法を使用して製造することを特徴とする光情報記録媒体。
- 2層以上である多層の記録層を有し、かつ案内溝、及び/又は、ピット状凹凸が角を有していないラウンド形状であることを特徴とする請求項7記載の光情報記録媒体。
- 対象基板上に案内溝、及び/又は、ピット状の凹凸の形状転写を行うのに使用するスタンパの表面処理において、処理すべきスタンパを真空室内に配置し、この真空室内に反応性気体とマイクロ波を導入することを特徴とするスタンパ表面処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005300795A JP2007109336A (ja) | 2005-10-14 | 2005-10-14 | スタンパ、光情報記録媒体の製造方法、光情報記録媒体及びスタンパ表面処理装置 |
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---|---|---|---|---|
JP2008142915A (ja) * | 2006-12-06 | 2008-06-26 | Toppan Printing Co Ltd | インプリントモールドおよびインプリントモールド製造方法 |
-
2005
- 2005-10-14 JP JP2005300795A patent/JP2007109336A/ja active Pending
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