JP2008001958A - 金属基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 製造時における形状変化の少ないスタンパーを得る。
【解決手段】 表面に凹凸が形成された円盤状の記録媒体を製造するために用いられるスタンパーの製造方法において、非導電性基板の表面に凹凸を形成する表面加工工程と、非導電性基板における前記凹凸の形成された面に単分子層を形成する単分子層形成工程と、前記単分子層の上に導電体層を形成する導電体層形成工程と、前記導電体層の上に金属層を形成する金属層形成工程と、前記導電体層と前記金属層とを前記非導電性基板より剥離する剥離工程と、を有することを特徴とするスタンパーの製造方法を提供することにより上記課題を解決する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、メッキによる金属基板の製造方法、特に、射出成型の金型や磁気転写におけるマスターディスクとして用いられる金属基板について、剥離性が高く、製造コストが低いメッキによる製造方法に関するものである。

光ディスク、光ピックアップ等の分野においては、極めて精度の高いパターンが形成された基板、極めて精度の高いレンズ等の光学素子が用いられている。このような基板や光学素子は、プラスチックやガラスなどの素材を金型により成型することにより、均一な形状のものが大量に、しかも低コストで作製することができる。このような成型に用いられる金型は、永久に使用することができるものではなく、使用回数を重ねる度に形状に変化が生じるため消耗品として扱われる。従って、均一形状の基板や光学素子を大量に製造するためには、均一形状の金型を複数作製しておくことが必要となる。

ここで、ダイヤモンド工具等を用いて切削加工により金型を製造する場合では、時間と費用を多大に要するため、出来上がる基板や光学素子の製造コストを上昇させる。また、この方法では、まったく同一形状の金型を作製することは困難であり、均一な製品を大量に生産することは困難である。

このため最終的に製造される基板や光学素子の形状に対応した原盤を作製し、この原盤にＮｉ電鋳等のメッキにより金属基板であるＮｉ基板を作製し、このＮｉ基板を金型として使用する方法がある。この方法では、精度の高い原盤を一つ作製するだけで、均一なＮｉ基板を大量に低コストで作製することができるため、出来上がる基板や光学素子をバラツキが少なく、高い均一性で大量に低コストで製造することができる。

このようなＮｉ電鋳による金属基板の製造方法は、特許文献１または２に開示されている。
特開２００１−２３４３８２号公報 特開２００４−４８２１６号公報

ところで、このような金属基板であるＮｉ基板は、原盤に形成されたＮｉ電鋳層を剥離することにより作製されるが、Ｎｉ電鋳層に形成される凹凸パターンの形状が小さくなるに従って、原盤からＮｉ電鋳層を剥離する際の剥離性が悪くなる傾向にある。特に、パターンの幅が狭くなるほど、また、パターンの線幅に対する深さ（アスペクト比）が大きくなるほど、剥離性が悪くなる傾向にある。このような剥離性の低下は、原盤に記録されている凹凸パターンがＮｉ基板となるＮｉ電鋳層に正確に転写されないため、出来上がる基板や光学素子のバラツキを高くしてしまうのである。従って、いくら原盤における形状の精度を向上させたとしても、その形状が正確にＮｉ電鋳層に転写することができなければ、出来上がる基板や光学素子を高い均一性で大量に生産することはできないのである。

また、Ｎｉ電鋳層からなる金属基板は原盤と密着しており、原盤から剥離する際に変形する場合があり、このような変形が不可逆的なものである場合には、金型としての機能が失われてしまう。

この変形は、電鋳時のメッキ液の温度、印加電流変化方法、メッキ液の濃度等に対して依存するものであるが、これらは工程管理を行うことで低減することが可能である。一方、原盤を電鋳することにより形成されるＮｉ電鋳層を剥離する工程は、設備の自動化が困難であり、人手による剥離の方が精度は高いのが現状である。従って、変形の主な原因は、この剥離の際のＮｉ電鋳層に作用する力によって生じる歪によるものである。

特に、金属からなる原盤にＮｉ電鋳層を形成する場合においては、金属からなる原盤とＮｉ電鋳層との剥離性を高めるために、原盤表面を事前に酸化処理することが一般的に行われる。この酸化処理の方法としては、薬液（例えば、過マンガン酸カリウムパウダーの純水希釈液）に浸漬する方法や酸素プラズマによるアッシング処理などがあげられる。

しかしながら、微細で緻密な形状を有するものの場合、このような方法で剥離性を高めようとすると、原盤の表面が荒されて形状が変化してしまい、また、形状が凹凸パターンである場合、凹部の表面の酸化を十分に行うことができず、酸化処理が不十分な領域において、原盤とＮｉ電鋳層との剥離が困難となり、Ｎｉ電鋳層が剥離により不可逆的に変形してしまう場合がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、射出成型の金型等として用いられる金属基板をＮｉ電鋳等のメッキ法で作製する場合において、原盤からの金属基板を剥離する際、剥離性の高い金属基板の製造方法を提供するものである。

請求項１に記載の発明は、金属からなる金属原盤の表面に単分子層を形成する単分子層形成工程と、前記単分子層の形成された金属原盤をメッキ液に浸漬させ、単分子層の形成されている面にメッキにより金属基板を形成する金属基板形成工程と、前記金属基板を前記金属原盤より剥離する剥離工程により製造されることを特徴とする金属基板の製造方法である。

請求項２に記載の発明は、前記剥離工程終了後、前記金属基板形成工程と前記剥離工程とを繰り返すことにより、同一形状の金属基板を複数作製することを特徴とする請求項１に記載の金属基板の製造方法である。

請求項３に記載の発明は、前記剥離工程終了後、前記金属原盤に付着している単分子層を除去する単分子層除去工程と、前記単分子層の除去された金属原盤の表面に、単分子層を形成する単分子層形成工程と、前記単分子層の形成された金属原盤をメッキ液に浸漬させ、単分子層の形成されている面にメッキにより金属基板を形成する金属基板形成工程と、前記金属基板を前記金属原盤より剥離する剥離工程と、を繰り返すことにより、同一形状の金属基板を複数作製することを特徴とする請求項１に記載の金属基板の製造方法である。

請求項４に記載の発明は、非導電性材料又は半導体材料からなる非導電性原盤の表面に導電体層を形成する導電体層形成工程と、前記導電体層の上に単分子層を形成する単分子層形成工程と、前記単分子層の形成された非導電性原盤をメッキ液に浸漬させ、単分子層の形成されている面にメッキにより金属基板を形成する金属基板形成工程と、前記金属基板を前記非導電性原盤より剥離する剥離工程と、により製造されることを特徴とする金属基板の製造方法である。

請求項５に記載の発明は、前記剥離工程終了後、前記金属基板形成工程と前記剥離工程とを繰り返すことにより、同一形状の金属基板を複数作製することを特徴とする請求項４に記載の金属基板の製造方法である。

請求項６に記載の発明は、前記剥離工程終了後、前記非導電性原盤の導電体層の表面に付着している単分子層を除去する単分子層除去工程と、前記単分子層の除去された非導電性原盤の導電体層の表面に単分子層を形成する単分子層形成工程と、前記単分子層の形成された非導電性原盤をメッキ液に浸漬させ、単分子層の形成されている面にメッキにより金属基板を形成する金属基板形成工程と、前記金属基板を前記非導電性原盤より剥離する剥離工程と、を繰り返すことにより、同一形状の金属基板を複数作製することを特徴とする請求項４に記載の金属基板の製造方法である。

請求項７に記載の発明は、非導電性材料又は半導体材料からなる非導電性原盤の表面に単分子層を形成する単分子層形成工程と、前記単分子層の上に導電体層を形成する導電体層形成工程と、前記導電体層の形成された非導電性原盤をメッキ液に浸漬させ、導電体層の形成されている面にメッキにより金属基板を形成する金属基板形成工程と、前記金属基板を前記非導電性原盤より剥離する剥離工程と、により製造されることを特徴とする金属基板の製造方法である。

請求項８に記載の発明は、前記剥離工程終了後、前記導電体層形成工程と前記金属基板形成工程と前記剥離工程とを繰り返すことにより、同一形状の金属基板を複数作製することを特徴とする請求項７に記載の金属基板の製造方法である。

請求項９に記載の発明は、前記剥離工程終了後、前記非導電性原盤に付着している単分子層を除去する単分子層除去工程と、前記単分子層の除去された非導電性原盤の表面に、単分子層を形成する単分子層形成工程と、前記単分子層の上に導電体層を形成する導電体層形成工程と、前記導電体層の形成された非導電性原盤をメッキ液に浸漬させ、導電体層の形成されている面にメッキにより金属基板を形成する金属基板形成工程と、前記金属基板を前記非導電性原盤より剥離する剥離工程と、を繰り返すことにより、同一形状の金属基板を複数作製することを特徴とする請求項７に記載の金属基板の製造方法である。

請求項１０に記載の発明は、前記非導電性原盤は、Ｓｉ、ＳｉＯ_２、ＳｉＣ、Ａｌ_２Ｏ_３からなる材料により構成されていることを特徴とする請求項４から９のいずれかに記載の金属基板の製造方法である。

請求項１１に記載の発明は、前記導電体層は、スパッタリング法、ＣＶＤ法、真空蒸着法、無電解メッキにより形成されることを特徴とする請求項４から１０のいずれかに記載の金属基板の製造方法である。

請求項１２に記載の発明は、単分子層が形成される前記金属原盤或いは非導電性原盤の表面には、予め形成される金属基板の形状に対応した凹凸パターンが形成されていることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の金属基板の製造方法である。

請求項１３に記載の発明は、前記金属基板形成工程において、金属基板は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｔａ、Ｃｒ又は金属単体、Ｆｅ又はＮｉを含む合金の電鋳により形成されることを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の金属基板の製造方法である。

請求項１４に記載の発明は、前記単分子層は、炭素を構成材料に含む材料であることを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載の金属基板の製造方法である。

尚、本明細書中では、非導電性原盤を構成する材料は、非導電性材料のほか半導体材料も含むものである。

以上、本発明におけるメッキによる金属基板の製造方法によれば、原盤からの金属基板の剥離性を高めることができ、原盤には微小な凹凸パターンや微細な形状が形成されている場合であっても、高い精度で大量に均一な形状の金属基板を作製することができる。従って、このように作製された金属基板を金型等として用いることにより、微少な凹凸パターンや微細な形状を有する製品を高い均一性で大量かつ低コストで製造することができる。

〔第１の実施の形態〕
以下、本発明の第１の実施の形態について説明する。第１の実施の形態は、金属からなる金属原盤を用いて金型等となる金属基板を製造する方法である。

図１は本実施の形態におけるメッキによる金属基板作製の流れを示すフローチャートであり、図２は本実施の形態における製造方法の工程図である。

最初に、ステップ１０２（Ｓ１０２）に示す表面加工工程を行う。具体的には、図２（ａ）に示す表面に凹凸パターンの形成された金属材料からなる原盤となる金属原盤７２を作製する。金属原盤７２の凹凸パターンの形成には、所定の凹凸パターンの形成されたＳｉ基板にＮｉ電鋳を行うことにより表面に凹凸パターンの形成された金属原盤７２を作製方法や、金属板の表面に切削等の加工により凹凸パターンを形成する方法がある。このような方法により、図２（ａ）に示すように原盤となる金属原盤７２を作製する。

次に、図１のステップ１０４（Ｓ１０４）の単分子層形成工程を行う。具体的には、図２（ｂ）に示すように、金属原盤７２上の凹凸の形成された面に、単分子層７３を２〜３〔ｎｍ〕形成する。単分子層７３の形成は、いわゆるディップコートにより行われる。単分子層７３を構成する材料としては、ヘキサデカンチオール（ＣＨ_３（ＣＨ_２）_１５ＳＨ）、オクタンチオール（ＣＨ_３（ＣＨ_２）_７ＳＨ、Ｃ_８Ｈ_１７ＳＨ）、ブタンチオール（ＣＨ_３（ＣＨ_２）_３ＳＨ）等炭素を含有する材料が挙げられる。

次に、図１のステップ１０６（Ｓ１０６）における金属層形成工程を行う。具体的には、図２（ｃ）に示すように、Ｎｉ電鋳を行うことにより、金属原盤７２に形成された単分子層７３上に、金属層であるＮｉ電鋳層７４を形成する。単分子層７３は、絶縁性を有しないため、この表面に直接Ｎｉ電鋳を施すことができる。

図３にＮｉ電鋳を行うための電鋳装置２０を示す。この電鋳装置２０は、メッキ液２２が入っている電鋳槽２４と、電鋳槽２４よりオーバーフローしたメッキ液２２を受けるドレーン槽２６と、陽極となるＮｉペレット２８が充填されており電鋳槽２４よりオーバーフローしたメッキ液２２を受けるアノード室３０と、金属原盤７２を保持する陰極３２により構成されている。

電鋳槽２４には、メッキ液供給配管３４によりメッキ液２２が供給されるようになっている。電鋳槽２４よりドレーン槽２６にオーバーフローしたメッキ液２２は、ドレーン槽排水配管３６により回収されるようになっている。また、電鋳槽２４よりアノード室３０にオーバーフローしたメッキ液２２は、アノード室排水管３８より回収される構成となっている。

電鋳槽２４とアノード室３０とは、隔壁板４０により区切られている。また、電鋳槽２４側の隔壁板４０の表面には、電極遮断板４２が陰極３２と対向するように固定されている。この電極遮断板４２は、電鋳した膜厚が面内で均一になるように、電極の所定部分を覆うように形成されているものである。

以上の構成からなる電鋳装置２０において、陰極３２に金属原盤７２を保持させ、陰極３２を負電極に接続し、アノード室３０を正電極に接続して通電することにより、Ｎｉ電鋳層７４の電鋳が行われる。

尚、電鋳の際に電流密度と時間を制御することにより、Ｎｉ電鋳層７４に内部応力を低減させることができ、電鋳された後のＮｉ電鋳層７４の表面の平坦度を高めるとともに、表面粗さを非常に小さくすることが可能である。

次に、図１におけるステップ１０８（Ｓ１０８）の剥離工程を行う。具体的には、図２（ｄ）に示すように、原盤である金属原盤７２と、Ｎｉ電鋳層７４とを剥離する。金属原盤７２とＮｉ電鋳層７４との間には、単分子層７３が形成されているが、この単分子層７３が設けられることにより、金属原盤７２からＮｉ電鋳層７４を剥離する際の剥離性が高くなり、金属原盤７２よりＮｉ電鋳層７４を極めて良好な状態で剥離することができる。

以上の工程により、Ｎｉ電鋳層７４からなる金属基板が作製される。尚、金属層形成工程においては、電鋳の際の溶液を変えることにより、Ｎｉ以外にＦｅＣｏ、Ｃｒ等の金属材料の電鋳を行うことが可能である。また、本実施の形態では、ステップ１０６における金属層形成工程は、電気メッキによる電鋳法について説明したが、無電解メッキであってもよく、この場合であっても剥離性を高めることができる。

このように形成されたＮｉ電鋳層７４からなる金属基板は、光ディスクや光学材料を射出成型するためのスタンパーや磁気転写に用いられるマスターディスク等として用いられる。

〔第２の実施の形態〕
以下、本発明の第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態は、Ｓｉ等からなる非導電性原盤を用いて金型等となる金属基板を製造する方法である。尚、前述したように、本明細書中において非導電性原盤を構成する材料は、非導電性材料のみならず半導体材料を含むものである。

図４は本実施の形態におけるメッキによる金属基板作製の流れを示すフローチャートであり、図５は本実施の形態における製造方法の工程図である。

最初に、ステップ２０２（Ｓ２０２）に示す表面加工工程を行う。具体的には、図５（ａ）に示すものを作製するため、表面が平滑なＳｉ基板９０上に、ポジ型のフォトレジストをスピンコーター等により塗布し、プリベーク後に、Ｓｉ基板９０を回転させながら、記録する信号に対応して変調したレーザ光（或いは電子ビーム）をフォトレジストに照射し、フォトレジストの略全面に所定のパターンを露光する。その後、露光したＳｉ基板９０を現像液に浸漬することにより、フォトレジストの露光された部分が除去され、図５（ａ）に示すようにＳｉ基板９０上の所定の領域にフォトレジスト層９１が形成されたものが作製される。尚、Ｓｉ基板９０以外にガラス、石英、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、ＳｉＣの基板を用いることも可能である。

次に、Ｓｉ基板９０上のフォトレジスト層９１が形成されている面について、ＲＩＥ（リアクティブイオンエッチング）を行う。具体的には、フォトレジスト層９１の形成されたＳｉ基板９０をＲＩＥ装置の減圧チャンバー内に設置し、真空ポンプ等により減圧チャンバー内を減圧した後、ＣＦ_４等の反応性ガスを導入し、ＲＦ電界を印加することによりプラズマを発生させてＳｉ基板９０のエッチングを行う。ＣＦ_４等の反応性ガスを導入したＲＩＥでは、Ｓｉはエッチングされるもののフォトレジストはエッチングされ難いため、Ｓｉ基板９０において、フォトレジスト層９１の形成されていない領域のＳｉのみがエッチングされる。この後、フォトレジスト層９１を有機溶剤等により除去することにより、図５（ｂ）に示すように原盤となるＳｉ原盤９２が作製される。

次に、図４のステップ２０４（Ｓ２０４）の導電体層形成工程を行う。具体的には、図５（ｃ）に示すように、Ｓｉ原盤９２上の凹凸の形成された面に、導電体層９３を形成する。導電体層９３の形成方法は、スパッタリング法、ＣＶＤ法、真空蒸着法、無電解メッキ法により行われる。本実施の形態では、導電体層９３を構成する材料としてＦｅＣｏを用いたが、Ｎｉ等の材料であっても良い。

次に、図４のステップ２０６（Ｓ２０６）の単分子層形成工程を行う。具体的には、図５（ｄ）に示すように、Ｓｉ原盤９２の導電体層９３が形成されている面に、単分子層９４を２〜３〔ｎｍ〕形成する。単分子層９４の形成は、いわゆるディップコートにより行われる。単分子層９４を構成する材料としては、ヘキサデカンチオール（ＣＨ_３（ＣＨ_２）_１５ＳＨ）、オクタンチオール（ＣＨ_３（ＣＨ_２）_７ＳＨ、Ｃ_８Ｈ_１７ＳＨ）、ブタンチオール（ＣＨ_３（ＣＨ_２）_３ＳＨ）等炭素を含有する材料が挙げられる。

次に、図４のステップ２０８（Ｓ２０８）における金属層形成工程を行う。具体的には、図５（ｅ）に示すように、Ｎｉ電鋳を行うことにより、Ｓｉ原盤９２に形成された単分子層９４上に、金属層であるＮｉ電鋳層９５を形成する。単分子層９４は、絶縁性を有しないため、この表面に直接Ｎｉ電鋳を施すことができる。電鋳方法は、第１の実施の形態と同様の方法により行う。

次に、図４におけるステップ２１０（Ｓ２１０）の剥離工程を行う。具体的には、図５（ｆ）に示すように、原盤であるＳｉ原盤９２と、Ｎｉ電鋳層９５とを剥離する。Ｎｉ電鋳層９５と導電体層９３の間には、単分子層９４が形成されているが、この単分子層９４が設けられることにより、Ｓｉ原盤９２からＮｉ電鋳層９５を剥離する際の剥離性が高くなり、Ｓｉ原盤９２からＮｉ電鋳層９５を極めて良好な状態で剥離することができる。

以上の工程により、Ｎｉ電鋳層９５からなる金属基板が形成される。尚、金属層形成工程では、電鋳の際の溶液を変えることにより、Ｎｉ以外にＦｅＣｏ、Ｃｒ等の電鋳を行うことが可能である。また、本実施の形態では、ステップ２０８における金属層形成工程は、電気メッキによる電鋳法について説明したが、無電解メッキであってもよく、この場合であっても剥離性を高めることができる。

このように形成されたＮｉ電鋳層９５からなる金属基板は、光ディスクや光学材料を射出成型するためのスタンパーや磁気転写に用いられるマスターディスク等として用いられる。

〔第３の実施の形態〕
以下、本発明の第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態は、Ｓｉ等からなる非導電性原盤を用いて金型等となる金属基板を製造する方法である。

図６は本実施の形態におけるメッキによる金属基板作製の流れを示すフローチャートであり、図７は本実施の形態における製造方法の工程図である。

最初に、ステップ３０２（Ｓ３０２）に示す表面加工工程を行う。具体的には、図７（ａ）に示すものを作製するために、表面が平滑なＳｉ基板５０上に、ポジ型のフォトレジストをスピンコーター等により塗布し、プリベーク後に、Ｓｉ基板５０を回転させながら、記録する信号に対応して変調したレーザ光（或いは電子ビーム）をフォトレジストに照射し、フォトレジストの略全面に所定のパターンを露光する。その後、露光したＳｉ基板５０を現像液に浸漬することにより、フォトレジストの露光された部分が除去され、図７（ａ）に示すようにＳｉ基板５０上の所定の領域にフォトレジスト層５１が形成されたものが作製される。尚、Ｓｉ基板５０以外にガラス基板等を用いることも可能である。

次に、Ｓｉ基板５０上のフォトレジスト層５１が形成されている面について、ＲＩＥ（リアクティブイオンエッチング）を行う。具体的には、フォトレジスト層５１の形成されたＳｉ基板５０をＲＩＥ装置の減圧チャンバー内に設置し、真空ポンプ等により減圧チャンバー内を減圧した後、ＣＦ_４等の反応性ガスを導入し、ＲＦ電界を印加することによりプラズマを発生させてＳｉ基板５０のエッチングを行う。ＣＦ_４等の反応性ガスを導入したＲＩＥでは、Ｓｉはエッチングされるもののフォトレジストはエッチングされ難いため、Ｓｉ基板５０において、フォトレジスト層５１の形成されていない領域のＳｉのみがエッチングされる。この後、フォトレジスト層５１を有機溶剤等により除去することにより、図７（ｂ）に示すように原盤となるＳｉ原盤５２が作製される。

次に、図６のステップ３０４（Ｓ３０４）の単分子層形成工程を行う。具体的には、図７（ｃ）に示すように、Ｓｉ原盤５２上の凹凸の形成された面に、単分子層５３を２〜３〔ｎｍ〕形成する。単分子層５３の形成は、いわゆるディップコートにより行われる。単分子層５３を構成する材料としては、ヘキサデカンチオール（ＣＨ_３（ＣＨ_２）_１５ＳＨ）、オクタンチオール（ＣＨ_３（ＣＨ_２）_７ＳＨ、Ｃ_８Ｈ_１７ＳＨ）、ブタンチオール（ＣＨ_３（ＣＨ_２）_３ＳＨ）等炭素を含有する材料が挙げられる。

次に、図６のステップ３０６（Ｓ３０６）の導電体層形成工程を行う。具体的には、図７（ｄ）に示すように、Ｓｉ原盤５２の凹凸が形成されている面の単分子層５３の形成されたものの上に、導電体層５４を形成する。導電体層５４の形成方法は、スパッタリング法、ＣＶＤ法、真空蒸着法、無電解メッキ法により行われる。本実施の形態では、導電体層５４を構成する材料としてＮｉを用いたが、ＦｅＣｏ等の材料であっても良い。

このように、単分子層５３上に導電体層５４を形成することにより、効率的な電鋳を行うことができるとともに、金属基板の表面を金属基板とは異なる材料からなる膜でコートする場合や、同じ材料であっても異なる形成方法により金属基板の表面のコートを行う場合において、原盤の形状をそのまま転写することができるため、微細な形状であっても均一性の高い金属基板を作製することができる。

次に、図６のステップ３０８（Ｓ３０８）における金属層形成工程を行う。具体的には、図７（ｅ）に示すように、Ｎｉ電鋳を行うことにより、導電体層５４上に金属層であるＮｉ電鋳層５５を形成する。電鋳方法は、第１の実施の形態と同様の方法により行う。

次に、図６におけるステップ３１０（Ｓ３１０）の剥離工程を行う。具体的には、図７（ｆ）に示すように、原盤であるＳｉ原盤５２と、導電体層５４及びＮｉ電鋳層５５とを剥離する。Ｓｉ原盤５２と導電体層５４の間には、単分子層５３が形成されているが、この単分子層５３が設けられることにより、Ｓｉ原盤５２から導電体層５４及びＮｉ電鋳層５５を剥離する際の剥離性が高くなり、Ｓｉ原盤５２から導電体層５４及びＮｉ電鋳層５５とを非常に良好な状態で剥離することができる。

以上の工程により、導電体層５４及びＮｉ電鋳層５５からなる金属基板が作製される。尚、金属層形成工程では、電鋳の際の溶液を変えることにより、Ｎｉ以外にＦｅＣｏ、Ｃｒ等の電鋳を行うことが可能である。また、本実施の形態では、ステップ３０８における金属層形成工程は、電気メッキによる電鋳法について説明したが、無電解メッキであってもよく、この場合であっても剥離性を高めることができる。

このように形成された導電体層５４及びＮｉ電鋳層５５からなる金属基板は、光ディスクや光学材料を射出成型するためのスタンパーや磁気転写に用いられるマスターディスク等として用いられる。

〔第４の実施の形態〕
本実施の形態は、第１の実施の形態において作製した金属原盤を用い、複数の金属基板を作製するものである。

本実施の形態について図２、図８に基づき説明する。図８は、本実施の形態における金属基板の作製の流れを示す。

ステップ１０２（Ｓ１０２）の表面加工工程、ステップ１０４（Ｓ１０４）の単分子層形成工程、ステップ１０６（Ｓ１０６）の金属層形成工程、ステップ１０８（Ｓ１０８）の剥離工程を順次行う。具体的な方法は、第１の実施の形態と同様である。

この後、図２（ｄ）に示されるＮｉ電鋳層７４からなる金属基板を剥離した後の単分子層７３の付着している金属原盤７２を用いて、再び図８のステップ１０６の金属層の形成をおこなう。形成される単分子層７３は比較的強固なものであり、電鋳を行った程度では殆ど破壊されることはないため、金属基板を高スループット、低コストで作製する場合には有利となるからである。具体的には、図２（ｃ）に示すようにＮｉ電鋳を行い、ステップ１０８の剥離を行うことにより金属基板を作製する。

このように、図８に示すステップ１０６からステップ１０８の工程を繰り返すことにより、新たに金属原盤７２を作製することなく、同一形状の金属基板を大量に低コストで製造することができ、コスト的にも時間的にも極めて有利である。

〔第５の実施の形態〕
本実施の形態は、第２の実施の形態において作製したＳｉ原盤を用い、複数の金属基板を作製するものである。

本実施の形態について図５、図９に基づき説明する。図９は、本実施の形態における金属基板の作製の流れを示す。

ステップ２０２（Ｓ２０２）の表面加工工程、ステップ２０４（Ｓ２０４）の導電体層形成工程、ステップ２０６（Ｓ２０６）の単分子層形成工程、ステップ２０８（Ｓ２０８）の金属層形成工程、ステップ２１０（Ｓ２１０）の剥離工程を順次行う。具体的な方法は、第２の実施の形態と同様である。

この後、図５（ｆ）に示されるＮｉ電鋳層９５からなる金属基板を剥離した後の導電体層９３上に単分子層９４の付着している金属原盤９２を用いて、再び図９のステップ２０８の金属層の形成をおこなう。形成される単分子層９４は比較的強固なものであり、電鋳を行った程度では殆ど破壊されることはないため、金属基板を高スループット、低コストで作製する場合には有利となるからである。具体的には、図５（ｅ）に示すようにＮｉ電鋳を行い、ステップ２１０の剥離を行うことにより金属基板を作製する。

このように、図９に示すステップ２０８からステップ２１０の工程を繰り返すことにより、新たに金属原盤９２を作製することなく、同一形状の金属基板を大量に低コストで製造することができ、コスト的にも時間的にも極めて有利である。

〔第６の実施の形態〕
本実施の形態は、第３の実施の形態において作製したＳｉ原盤を用い、複数の金属基板を作製するものである。

本実施の形態について図７、図１０に基づき説明する。図１０は、本実施の形態における金属基板の作製の流れを示す。

ステップ３０２（Ｓ３０２）の表面加工工程、ステップ３０４（Ｓ３０４）の単分子層形成工程、ステップ３０６（Ｓ３０６）の導電体層形成工程、ステップ３０８（Ｓ３０８）の金属層形成工程、ステップ３１０（Ｓ３１０）の剥離工程を順次行う。具体的な方法は、第３の実施の形態と同様である。

この後、図７（ｆ）に示される導電体層５４及びＮｉ電鋳層５５からなる金属基板を剥離した後の単分子層５３の付着しているＳｉ原盤５２を用いて、再び図１０のステップ３０６の導電体層５４を図７（ｄ）に示すように形成した後、ステップ３０８の金属層の形成をおこなう。形成される単分子層５３は比較的強固なものであり、電鋳を行った程度では殆ど破壊されることはないため、金属基板を高スループット、低コストで作製する場合には有利となるからである。具体的には、図７（ｅ）に示すようにＮｉ電鋳を行い、ステップ３１０の剥離を行うことにより、金属基板を作製する。

このように、図１０に示すステップ３０６からステップ３１０の工程を繰り返すことにより、新たにＳｉ原盤５２を作製することなく、同一形状の金属基板を大量に低コストで製造することができ、コスト的にも時間的にも極めて有利である。

〔第７の実施の形態〕
本実施の形態は、第１の実施の形態において作製した金属原盤を用い、複数の金属基板を作製するものである。

本実施の形態について図２、図１１、図１２に基づき説明する。図１１は、本実施の形態における金属基板の作製の流れを示す。

図１１に示すステップ１０２（Ｓ１０２）の表面加工工程、ステップ１０４（Ｓ１０４）の単分子層形成工程、ステップ１０６（Ｓ１０６）の金属層形成工程、ステップ１０８（Ｓ１０８）の剥離工程を順次行う。具体的な方法は、第１の実施の形態と同様である。

この後、図１１に示すステップ１１０（Ｓ１１０）の単分子層除去工程において、図２（ｄ）においてＮｉ電鋳層７４からなる金属基板を剥離した後の図１２（ａ）に示される金属原盤７２に付着している単分子層７３の除去を行う。これは金属原盤７２に形成された単分子層７３が、剥離工程の際に何らかの原因で、破壊や変形等している可能性が皆無であるとは言えないため、特に精度の高い金属基板を作製する場合には、これを回避する必要があるからである。

具体的には、酸素プラズマによるアッシングにより行う。これにより、図１２（ｂ）に示すように、金属原盤７２から単分子層７３を完全に除去することができる。

この後、図１１のステップ１０４に移行し、図２（ｂ）に示されるように再び単分子層７３を形成した後にＮｉ電鋳を行い、ステップ１０８の剥離を行うことにより、金属基板を作製する。このように、ステップ１０４からステップ１１０の工程を繰り返すことにより、新たに金属原盤７２を作製することなく、精度の高い同一形状の金属基板を大量に低コストで製造することができ、コスト的にも時間的にも有利である。

〔第８の実施の形態〕
本実施の形態は、第２の実施の形態において作製したＳｉ原盤を用い、複数の金属基板を作製するものである。

本実施の形態について図５、図１３、図１４に基づき説明する。図１３は、本実施の形態における金属基板の作製の流れを示す。

図１３に示すステップ２０２（Ｓ２０２）の表面加工工程、ステップ２０４（Ｓ２０４）の導電体層形成工程、ステップ２０６（Ｓ２０６）の単分子層形成工程、ステップ２０８（Ｓ２０８）の金属層形成工程、ステップ２１０（Ｓ２１０）の剥離工程を順次行う。具体的な方法は、第２の実施の形態と同様である。

この後、図１３に示すステップ２１２（Ｓ２１２）の単分子層除去工程において、図５（ｆ）においてＮｉ電鋳層９５からなる金属基板を剥離した後の図１４（ａ）に示されるＳｉ原盤９２の凹凸が形成されている面の導電体層９３上に付着している単分子層９４の除去を行う。これはＳｉ原盤９２に形成された単分子層９４が、剥離工程の際に何らかの原因で、破壊や変形等している可能性が皆無であるとは言えないため、特に精度の高い金属基板を作製する場合には、これを回避する必要があるからである。

具体的には、酸素プラズマによるアッシングにより行う。これにより、図１４（ｂ）に示すように、Ｓｉ原盤９２の導電体層９３から単分子層９４を完全に除去することができる。

この後、図１３のステップ２０６に移行し、図５（ｄ）に示されるように再び単分子層９４を形成した後にＮｉ電鋳を行い、ステップ２１０の剥離を行うことにより、金属基板を作製する。このように、ステップ２０６からステップ２１２の工程を繰り返すことにより、新たにＳｉ原盤９２を新たに作製することなく、精度の高い同一形状の金属基板を大量に低コストで製造することができ、コスト的にも時間的にも有利である。

〔第９の実施の形態〕
本実施の形態は、第３の実施の形態において作製したＳｉ原盤を用い、複数の金属基板を作製するものである。

本実施の形態について図７、図１５、図１６に基づき説明する。図１５は、本実施の形態における金属基板の作製の流れを示す。

図１５に示すステップ３０２（Ｓ３０２）の表面加工工程、ステップ３０４（Ｓ３０４）の単分子層形成工程、ステップ３０６（Ｓ３０６）の導電体層形成工程、ステップ３０８（Ｓ３０８）の金属層形成工程、ステップ３１０（Ｓ３１０）の剥離工程を順次行う。具体的な方法は、第３の実施の形態と同様である。

この後、図１５に示すステップ３１２（Ｓ３１２）の単分子層除去工程において、図７（ｆ）において導電体層５４とＮｉ電鋳層５５からなる金属基板を剥離した後の図１６（ａ）に示されるＳｉ原盤５２の凹凸が形成されている面に付着している単分子層５３の除去を行う。これはＳｉ原盤５２に形成された単分子層５３が、剥離工程の際に何らかの原因で、破壊や変形等している可能性が皆無であるとは言えないため、特に精度の高い金属基板を作製する場合には、これを回避する必要があるからである。

具体的には、酸素プラズマによるアッシングにより行う。これにより、図１６（ｂ）に示すように、Ｓｉ原盤５２から単分子層５３を完全に除去することができる。

この後、図１５のステップ３０４に移行し、図７（ｃ）に示されるように再び単分子層５３の形成した後に導電体層を形成しＮｉ電鋳を行い、ステップ３１０の剥離を行うことにより、金属基板を作製する。このように、ステップ３０４からステップ３１２の工程を繰り返すことにより、新たにＳｉ原盤５２を新たに作製することなく、精度の高い同一形状の金属基板を大量に低コストで製造することができ、コスト的にも時間的にも有利である。

尚、実施の形態の説明においては、原盤作製の際に例としてポジ型のレジストを用いた作製方法について説明したが、ネガ型のレジストであっても反転パターンの露光を行うことにより同様に原盤の作製が可能である。

以上、本発明のメッキによる金属基板の製造方法について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行うことは可能である。

第１の実施の形態に係る金属基板の製造方法のフローチャート 第１の実施の形態に係る金属基板の製造方法の工程図 本発明において用いられる電鋳装置の概要図 第２の実施の形態に係る金属基板の製造方法のフローチャート 第２の実施の形態に係る金属基板の製造方法の工程図 第３の実施の形態に係る金属基板の製造方法のフローチャート 第３の実施の形態に係る金属基板の製造方法の工程図 第４の実施の形態に係る金属基板の製造方法のフローチャート 第５の実施の形態に係る金属基板の製造方法のフローチャート 第６の実施の形態に係る金属基板の製造方法のフローチャート 第７の実施の形態に係る金属基板の製造方法のフローチャート 第７の実施の形態に係る金属基板の製造方法の説明図 第８の実施の形態に係る金属基板の製造方法のフローチャート 第８の実施の形態に係る金属基板の製造方法の説明図 第９の実施の形態に係る金属基板の製造方法のフローチャート 第９の実施の形態に係る金属基板の製造方法の説明図

符号の説明

７２…金属原盤、７３…単分子層、７４…Ｎｉ電鋳層（金属基板）

Claims (14)

1. 金属からなる金属原盤の表面に単分子層を形成する単分子層形成工程と、
   前記単分子層の形成された金属原盤をメッキ液に浸漬させ、単分子層の形成されている面にメッキにより金属基板を形成する金属基板形成工程と、
   前記金属基板を前記金属原盤より剥離する剥離工程と、
   により製造されることを特徴とする金属基板の製造方法。
2. 前記剥離工程終了後、前記金属基板形成工程と前記剥離工程とを繰り返すことにより、同一形状の金属基板を複数作製することを特徴とする請求項１に記載の金属基板の製造方法。
3. 前記剥離工程終了後、前記金属原盤に付着している単分子層を除去する単分子層除去工程と、
   前記単分子層の除去された金属原盤の表面に、単分子層を形成する単分子層形成工程と、
   前記単分子層の形成された金属原盤をメッキ液に浸漬させ、単分子層の形成されている面にメッキにより金属基板を形成する金属基板形成工程と、
   前記金属基板を前記金属原盤より剥離する剥離工程と、
   を繰り返すことにより、同一形状の金属基板を複数作製することを特徴とする請求項１に記載の金属基板の製造方法。
4. 非導電性材料又は半導体材料からなる非導電性原盤の表面に導電体層を形成する導電体層形成工程と、
   前記導電体層の上に単分子層を形成する単分子層形成工程と、
   前記単分子層の形成された非導電性原盤をメッキ液に浸漬させ、単分子層の形成されている面にメッキにより金属基板を形成する金属基板形成工程と、
   前記金属基板を前記非導電性原盤より剥離する剥離工程と、
   により製造されることを特徴とする金属基板の製造方法。
5. 前記剥離工程終了後、前記金属基板形成工程と前記剥離工程とを繰り返すことにより、同一形状の金属基板を複数作製することを特徴とする請求項４に記載の金属基板の製造方法。
6. 前記剥離工程終了後、前記非導電性原盤の導電体層の表面に付着している単分子層を除去する単分子層除去工程と、
   前記単分子層の除去された非導電性原盤の導電体層の表面に単分子層を形成する単分子層形成工程と、
   前記単分子層の形成された非導電性原盤をメッキ液に浸漬させ、単分子層の形成されている面にメッキにより金属基板を形成する金属基板形成工程と、
   前記金属基板を前記非導電性原盤より剥離する剥離工程と、
   を繰り返すことにより、同一形状の金属基板を複数作製することを特徴とする請求項４に記載の金属基板の製造方法。
7. 非導電性材料又は半導体材料からなる非導電性原盤の表面に単分子層を形成する単分子層形成工程と、
   前記単分子層の上に導電体層を形成する導電体層形成工程と、
   前記導電体層の形成された非導電性原盤をメッキ液に浸漬させ、導電体層の形成されている面にメッキにより金属基板を形成する金属基板形成工程と、
   前記金属基板を前記非導電性原盤より剥離する剥離工程と、
   により製造されることを特徴とする金属基板の製造方法。
8. 前記剥離工程終了後、前記導電体層形成工程と前記金属基板形成工程と前記剥離工程とを繰り返すことにより、同一形状の金属基板を複数作製することを特徴とする請求項７に記載の金属基板の製造方法。
9. 前記剥離工程終了後、前記非導電性原盤に付着している単分子層を除去する単分子層除去工程と、
   前記単分子層の除去された非導電性原盤の表面に、単分子層を形成する単分子層形成工程と、
   前記単分子層の上に導電体層を形成する導電体層形成工程と、
   前記導電体層の形成された非導電性原盤をメッキ液に浸漬させ、導電体層の形成されている面にメッキにより金属基板を形成する金属基板形成工程と、
   前記金属基板を前記非導電性原盤より剥離する剥離工程と、
   を繰り返すことにより、同一形状の金属基板を複数作製することを特徴とする請求項７に記載の金属基板の製造方法。
10. 前記非導電性原盤は、Ｓｉ、ＳｉＯ_２、ＳｉＣ、Ａｌ_２Ｏ_３からなる材料により構成されていることを特徴とする請求項４から９のいずれかに記載の金属基板の製造方法。
11. 前記導電体層は、スパッタリング法、ＣＶＤ法、真空蒸着法、無電解メッキにより形成されることを特徴とする請求項４から１０のいずれかに記載の金属基板の製造方法。
12. 単分子層が形成される前記金属原盤或いは非導電性原盤の表面には、予め形成される金属基板の形状に対応した凹凸パターンが形成されていることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の金属基板の製造方法。
13. 前記金属基板形成工程において、金属基板は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｔａ、Ｃｒ又は金属単体、Ｆｅ又はＮｉを含む合金の電鋳により形成されることを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の金属基板の製造方法。
14. 前記単分子層は、炭素を構成材料に含む材料であることを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載の金属基板の製造方法。
    

Images