JP2008226287A - Stamper for optical disk and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高密度に情報を記録する光ディスク等の光記録媒体を製造するために用いられる光ディスク用スタンパ及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an optical disc stamper used for producing an optical recording medium such as an optical disc for recording information at high density, and a method for producing the same.
今日、半導体デバイス、光学デバイス、磁気デバイス等はフォトリソグラフィ技術により微細加工されており、さらに高密度かつ高精度の微細加工を達成すべく、光源、レジスト材料や微細パターン形成方法について精力的な研究開発が進められている。 Today, semiconductor devices, optical devices, magnetic devices, etc. are microfabricated by photolithography technology, and in order to achieve high density and high precision microfabrication, energetic research on light sources, resist materials, and micropattern formation methods Development is underway.
フォトリソグラフィ技術による微細パターンの形成技術は、例えば、DRAMやCPU等の半導体デバイス、磁気ヘッド等の磁気デバイス、液晶等の表示デバイス、光記録媒体や光変調素子等の光デバイス等、各種デバイスの作製に多岐にわたる。 The fine pattern formation technology by photolithography technology includes various devices such as semiconductor devices such as DRAM and CPU, magnetic devices such as magnetic heads, display devices such as liquid crystal, and optical devices such as optical recording media and light modulation elements. Wide range of production.
一般に、フォトリソグラフィ技術による微細パターン形成方法は、基板上に設けたレジスト層の露光現像によって各種パターンを形成するというものであり、必ず現像処理工程を含むものであった。 In general, a fine pattern forming method using a photolithography technique is to form various patterns by exposure and development of a resist layer provided on a substrate, and always includes a development processing step.
従来の微細パターン形成方法について、光ディスクを例に挙げ、さらに説明する。情報記録媒体として用いられている光ディスクには、MD、MO、DVD、Blu−ray Disk(登録商標)等の様々なフォーマットがあり、用途に応じて使い分けられている。そして、いずれのフォーマットで使用される光ディスクのスタンパも、一般的には樹脂材料の射出成型により作製されている。 A conventional method for forming a fine pattern will be further described by taking an optical disk as an example. An optical disk used as an information recording medium has various formats such as MD, MO, DVD, Blu-ray Disk (registered trademark), and is properly used depending on the application. An optical disc stamper used in any format is generally manufactured by injection molding of a resin material.
光ディスクの高密度化を実現するために、光ディスク基板に形成される案内溝やプリピット(単にピットと称する場合もある)の微細化が進められている。この光ディスク基板の案内溝やプリピット等の微細パターンは、対応するスタンパから転写して形成される。このスタンパの形成に、前述のフォトリソグラフィ技術が用いられている。 In order to achieve high density optical discs, miniaturization of guide grooves and pre-pits (sometimes referred to simply as pits) formed on an optical disc substrate is being promoted. Fine patterns such as guide grooves and pre-pits of the optical disk substrate are formed by transferring from a corresponding stamper. The photolithography technique described above is used to form this stamper.
例えば、ガラス基板上に塗布された有機フォトレジストにレーザ光を集光照射し、フォトレジストの露光現像を行うことで光ディスク基板用のマスタースタンパを作製している。 For example, a master stamper for an optical disk substrate is manufactured by condensing and irradiating laser light onto an organic photoresist coated on a glass substrate and exposing and developing the photoresist.
このマスタースタンパ上にニッケル(Ni)あるいはコバルト(Co)等の金属薄膜を蒸着し、この薄膜を電極としてNiの金属電解メッキ層を形成し、このメッキ層を剥がしてスタンパとする。そして、このスタンパを設置した金型内にポリカーボネート等の樹脂を射出成形し、スタンパ表面の凹凸が転写された光ディスク用基板が得られる。 A metal thin film such as nickel (Ni) or cobalt (Co) is vapor-deposited on this master stamper, a Ni metal electroplating layer is formed using this thin film as an electrode, and this plating layer is peeled off to form a stamper. Then, a resin such as polycarbonate is injection-molded in a mold provided with this stamper to obtain an optical disk substrate having the stamper surface unevenness transferred thereon.
このように、マスタリングプロセスは多数の製造工程を必要とするため、長時間を要する。さらに、レジスト液(現像液)の管理、メッキ液の濃度管理等の煩雑な管理作業を必要とする。 As described above, the mastering process requires a lot of manufacturing steps, and therefore takes a long time. Furthermore, complicated management operations such as management of resist solution (developer) and concentration management of plating solution are required.
これに対して、特許文献1では、プリグルーブの形成された光硬化性樹脂層に相変化する金属膜を蒸着等により被着し、この金属膜にレーザ光を照射して凸型パターンを形成し、これをスタンパとして使用することが開示されている。つまり、現像やメッキを行わないことで、レジスト液の管理、メッキ液の濃度管理等が不要となるというものである。 On the other hand, in Patent Document 1, a phase change metal film is deposited on the photocurable resin layer on which the pregroove is formed by vapor deposition or the like, and a laser beam is irradiated on the metal film to form a convex pattern. However, it is disclosed that this is used as a stamper. That is, by not performing development or plating, management of the resist solution, management of the concentration of the plating solution, and the like become unnecessary.
一方、高密度化に際して、レーザ光の波長をλとし、レーザ光を集光させる対物レンズの開口数をNAとすると、集光されたレーザ光のスポット(以下、光スポットと称する)径は、ほぼ0.8λ/NAとなる。光ディスクの案内溝やプリピットの微細化を行うためには、この光スポット径を小さくする必要があり、そのためには波長λを短くし、また、NAを大きくする必要がある。 On the other hand, when increasing the density, if the wavelength of the laser beam is λ and the numerical aperture of the objective lens that collects the laser beam is NA, the diameter of the spot of the focused laser beam (hereinafter referred to as a light spot) is: It becomes approximately 0.8λ / NA. In order to miniaturize the guide grooves and pre-pits of the optical disc, it is necessary to reduce the diameter of the light spot. To that end, it is necessary to shorten the wavelength λ and increase the NA.
しかしながら、NAはすでに現在上限に近い0.9以上が使われており、NAをさらに大きくすることで光スポット径を小さくすることは事実上困難である。また、λを現状より短い紫外領域にすることも考えられるが、紫外領域とすると、光学部品のコストが上がることとなり、加えて、焦点深度が小さくなるため、原盤露光機の条件がさらに厳しくなってしまう。 However, NA of 0.9 or more which is close to the upper limit has already been used, and it is practically difficult to reduce the light spot diameter by further increasing NA. In addition, it is conceivable to set λ to an ultraviolet region shorter than the current state, but if it is an ultraviolet region, the cost of optical components will increase, and in addition, the depth of focus will be reduced, and the conditions of the master exposure machine will become more severe. End up.
そこで、既存の露光装置と光源を用いつつ、加工精度を向上させるため、従来のフォトンモード記録ではなく、ヒートモード記録を可能とする無機レジスト材料を用いる方法が試みられている。特許文献2には、遷移金属の不完全酸化物を含む無機レジスト材料と、それを用いた微細パターン形成方法が開示されている。 Therefore, in order to improve the processing accuracy while using an existing exposure apparatus and light source, a method using an inorganic resist material that enables heat mode recording instead of conventional photon mode recording has been attempted. Patent Document 2 discloses an inorganic resist material containing an incomplete oxide of a transition metal and a fine pattern forming method using the same.
該特許文献2の微細パターン形成方法を以下に説明する。レジスト材料としてWOx(0.1<x<0.75)等の遷移金属の不完全酸化物を用いて、波長405nmのレーザ光を記録情報に応じて照射し露光を行う。その後、アルカリ現像液としてはテトラメチルアンモニウム水酸化溶液を用いて現像を行うと露光部と未露光部とでエッチング差があるため記録情報に対応した凹凸パターンが形成されるというものである。無機レジストは低分子であり、露光部と未露光部との境界部で明瞭なパターンが得られるため、有機レジストに比較して高精度の微細加工が達成されている。
しかし、特許文献1に記載の方法では、基板にプリグルーブが予め形成されていることが必須であり、CD−ROM、CD、DVD−ROMのように溝がない凹部の位相ピットのみから形成されている光ディスクの作製には適用できないという問題があった。また、金属膜を用いているため照射するレーザパワーが多く必要であり、高線速でピットを形成できないという問題もあった。 However, in the method described in Patent Document 1, it is indispensable that a pregroove is formed in advance on the substrate, and it is formed only from phase pits in a recess having no groove such as CD-ROM, CD, and DVD-ROM. There is a problem that it cannot be applied to the production of a conventional optical disc. In addition, since a metal film is used, a large amount of laser power is required for irradiation, and there is a problem that pits cannot be formed at a high linear velocity.
また、特許文献2に提案されている方法においても、レーザ照射後に現像液による現像工程が必要であり、現像液の管理や廃液の処理を必要とする等の問題があった。 Further, the method proposed in Patent Document 2 also has a problem that a developing step with a developer is necessary after laser irradiation, which requires management of the developer and treatment of waste liquid.
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、現在ある比較的安価な製造装置を用いて、現像処理工程が不要な光ディスク用スタンパの製造方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing an optical disc stamper that does not require a development processing step using a relatively inexpensive manufacturing apparatus. is there.
そこで、本発明者らは、検討を重ねた結果、平坦な基板上に相変化する遷移金属の硫化物又は酸化物、あるいはこれらの混合物を主成分とする相変化層を形成し、該相変化層にレーザ光を集光照射すると、照射した領域に凸部が形成されることを見出した。そして、このように形成された凸部が、光ディスク用スタンパとして使用可能な微細パターンであることを突き止めた。つまり、本発明者らは、集光照射するのみで凸部を形成することができ、集光照射後の現像処理が不要である光ディスク用スタンパの製造方法を発明した。 Therefore, as a result of repeated studies, the present inventors formed a phase change layer mainly composed of a transition metal sulfide or oxide or a mixture thereof on a flat substrate, and the phase change. It has been found that when a laser beam is focused and irradiated on the layer, a convex portion is formed in the irradiated region. Then, it was found that the convex portion formed in this way is a fine pattern that can be used as an optical disc stamper. In other words, the present inventors have invented a method of manufacturing an optical disc stamper that can form a convex portion only by focused irradiation and does not require development processing after focused irradiation.
すなわち、本発明に係る光ディスク用スタンパは、
光ディスクの信号パターンに対応する凸部を有する光ディスク用スタンパであって、
平坦な基板上に少なくとも遷移金属の硫化物又は酸化物、あるいはこれらの混合物を主成分とする相変化層を有し、
前記凸部に前記相変化層の結晶層が存在し、それ以外の領域に前記相変化層のアモルファス層が存在することを特徴とする。
That is, the optical disc stamper according to the present invention is
An optical disc stamper having a convex portion corresponding to a signal pattern of an optical disc,
Having a phase change layer mainly composed of at least a transition metal sulfide or oxide or a mixture thereof on a flat substrate;
The crystal layer of the phase change layer exists in the convex portion, and the amorphous layer of the phase change layer exists in the other region.
本発明に係る光ディスク用スタンパの製造方法は、
平坦な基板上に少なくとも遷移金属の硫化物又は酸化物、あるいはこれらの混合物を主成分とする相変化層を形成し、
該相変化層に光ディスクの信号パターンに対応してレーザ光を集光照射し、照射した領域に凸部を形成することを特徴とする。
An optical disc stamper manufacturing method according to the present invention includes:
Forming a phase change layer mainly composed of at least a transition metal sulfide or oxide or a mixture thereof on a flat substrate;
The phase change layer is focused and irradiated with a laser beam corresponding to the signal pattern of the optical disc, and a convex portion is formed in the irradiated region.
本発明に係る光ディスク用スタンパの製造方法は、集光照射するのみで凸部を形成することが可能であり、集光照射後の現像処理が不要である。 The manufacturing method of the optical disk stamper according to the present invention can form the convex portion only by the focused irradiation, and does not require the development processing after the focused irradiation.
以下、本発明に係る光ディスク用スタンパ及びその製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, an optical disk stamper and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る光ディスク用スタンパの作製に用いられる光ディスク用スタンパの原盤の一実施形態を示す断面図である。基板101の上に相変化層102が形成されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a master disc of an optical disc stamper used for producing an optical disc stamper according to the present invention. A
基板101の材料としては、例えば、石英ガラス、金属、ポリエステル、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、オレフィン樹脂、エポキシ樹脂等を用いることができる。
As a material of the
相変化層102は、遷移金属の硫化物又は酸化物、あるいはこれらの混合物を主成分としてなる。例えば、相変化層は、ZnS等の遷移金属の硫化物、MoO、WO、ZnO、MnO、AgO、CoO等の遷移金属の酸化物、あるいはこれらの混合物等を主成分として成膜される。これらのうち、相変化に伴う体積増加の観点から、ZnS、WO、MoOを主成分とすることがより好ましい。
The
ここで、上述の遷移金属の酸化物には、遷移金属のとりうる価数に応じた化学量論的組成よりも酸素含有量が少ない方向にずれた不完全酸化物も含まれる。 Here, the transition metal oxide includes an incomplete oxide shifted in a direction in which the oxygen content is smaller than the stoichiometric composition corresponding to the valence that the transition metal can take.
相変化層102は、スパッタリング、蒸着、CVD等の従来から知られている方法により形成することができる。例えば、単体からなるMo、W、Zn等をスパッタターゲットとし、Arと酸素との混合雰囲気中で反応性スパッタ法によりMoO、WO、ZnOからなる相変化層を成膜することができる。また、この際、酸素ガス濃度を変えることにより不完全酸化物の酸化度合いを制御することも可能である。通常、スパッタリング法により成膜するとアモルファス状態になる。
The
また、相変化層102には、安定化の観点から、従来から安定化添加物として使用されているSiO2等の酸化物を添加してもよい。この場合は、スパッタリング法等の従来の手段で成膜することができる。
Further, from the viewpoint of stabilization, the
相変化層102の厚さとしては特に限定するものではないが、情報記録に好ましい高さの凸部を形成させるため、20nmから500nmとすることが好ましく、30nmから300nmとすることがより好ましい。
The thickness of the
次に、上記光ディスク用スタンパの原盤の相変化層にレーザ光を集光照射すると、図2に示すように、照射領域に凸部が形成され、光ディスク用スタンパを作製することができる。集光照射するのみで凸部を形成することができるため、集光照射後の現像処理は不要である。 Next, when the phase change layer of the master disc of the optical disc stamper is focused and irradiated with laser light, a convex portion is formed in the irradiation region as shown in FIG. 2, and the optical disc stamper can be manufactured. Since the convex portion can be formed only by the focused irradiation, the development processing after the focused irradiation is unnecessary.
凸部が形成される理由を、図1及び図2を参照して、以下に示す。レーザ光を相変化層102に集光照射すると、照射領域がアモルファス状態から結晶状態へ相変化する。アモルファス状態と結晶状態で密度が異なると相変化により体積増加が生じ、照射されて結晶状態となった部分に凸部が形成されることになる。結晶状態となった部分(凸部が形成された部分)を結晶層103として図2に示す。また、集光照射後の相変化層102のうち、結晶層103以外の領域をアモルファス層104として図2に示す。つまり、集光照射後の相変化層102では、凸部は結晶層であり、それ以外の領域はアモルファス層となっている。
The reason why the convex portions are formed will be described below with reference to FIGS. When the
また、基板として石英ガラスや金属等を用いた場合、これらは熱伝導率が大きいのでレーザ光を集光照射して凸部形成温度に昇温するのに必要な光エネルギーが大きくなる。そこで、図3に示すように、相変化層(相変化層)と基板との間に、基板よりも熱伝導率が小さい材料からなる中間層105を設けることで、基板への熱の散逸を防止することができる。
Further, when quartz glass, metal, or the like is used as the substrate, these have high thermal conductivity, so that the light energy required for condensing and irradiating laser light to raise the temperature to the convex formation temperature increases. Therefore, as shown in FIG. 3, by providing an
中間層105としては、従来から光ディスクに用いられているポリカーボネート樹脂の他、アクリル樹脂、オレフィン樹脂、紫外線照射により硬化可能な樹脂を用いることができる。例えば、エポキシアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、シリコンアクリレート樹脂等の樹脂材料が好ましく用いられる。その他に、アモルファスシリコン、二酸化ケイ素(SiO2)、窒化シリコン(SiN)、アルミナ(Al2O3)等の無機材料も使用できる。
As the
中間層105は、スピンコート法等の従来の手段で成膜することができる。
The
中間層105の厚さとしては特に限定するものではないが、相変化層の熱の散逸を防止させるため、0.1μmから70μmとすることが好ましく、0.5μmから50μmとすることがより好ましい。
The thickness of the
また、遷移金属の硫化物又は酸化物等からなる相変化層(凸部形成層)は、一般に紫外光又は可視光の吸収率が低い。そのため、レーザ光を集光照射して凸部を形成する温度まで昇温するのに必要な光エネルギーが大きくなる場合がある。そこで、相変化層(凸部形成層)に接して紫外光又は可視光の吸収率の高い材料からなる光吸収層を設けることができる。 Further, a phase change layer (projection forming layer) made of a transition metal sulfide or oxide generally has a low absorption rate of ultraviolet light or visible light. For this reason, the light energy required to raise the temperature to the temperature at which the convex portions are formed by condensing and irradiating the laser light may increase. Therefore, a light absorption layer made of a material having a high absorption rate of ultraviolet light or visible light can be provided in contact with the phase change layer (convex portion forming layer).
光吸収層は、相変化層に接していれば、相変化層と基板との間あるいは基板の反対側のいずれに設けても良い。また、図4に示すように、相変化層を基板側の相変化層(第1の相変化層106)と表面側の相変化層(第2の相変化層107)の2層とし、その間に光吸収層108を形成しても良い。図4では、図3に示した中間層105を設けていないが、図5に示すように基板側に中間層105を設けても良い。
The light absorption layer may be provided between the phase change layer and the substrate or on the opposite side of the substrate as long as it is in contact with the phase change layer. Also, as shown in FIG. 4, the phase change layer is composed of two layers, a phase change layer on the substrate side (first phase change layer 106) and a phase change layer on the surface side (second phase change layer 107). Alternatively, the
また、光吸収層は、図4,5に示すような単層の光吸収層の他、複数の層から形成される積層構造としても良い。例えば、図6に示すように、第1の相変化層106,第1の光吸収層109,第2の光吸収層110,第2の相変化層107の順で各層を設けることができる。
Further, the light absorption layer may have a laminated structure formed of a plurality of layers in addition to a single light absorption layer as shown in FIGS. For example, as shown in FIG. 6, each layer can be provided in the order of a first
光吸収層の材料としては、使用するレーザ光の波長に十分な吸収を有し、相変化層における体積変化を妨げないものであればいずれの材料であっても良い。好ましくは、SiN、AlN、GeN等の窒化物、SiO、AlO、TaO等の酸化物、SiON、AlON等の酸窒化物(いずれも非化学量論組成)、あるいはこれらの混合物を用いることができる。特に、Al又はSiの窒化物、酸化物、酸窒化物あるいはこれらの混合物が好ましい。例えば、図6に示すような積層構造とする場合、Alの窒化物、酸化物、酸窒化物あるいはこれらの混合物を主成分とする第1の光吸収層109と、Siの窒化物、酸化物、酸窒化物あるいはこれらの混合物を主成分とする第2の光吸収層110の積層構造とできる。また、これら第1の光吸収層と第2の光吸収層の基板側からの積層順序を逆にした構造とすることができる。
The material of the light absorption layer may be any material as long as it has sufficient absorption at the wavelength of the laser light to be used and does not hinder volume change in the phase change layer. Preferably, nitrides such as SiN, AlN, and GeN, oxides such as SiO, AlO, and TaO, oxynitrides such as SiON and AlON (all non-stoichiometric compositions), or a mixture thereof can be used. . In particular, Al or Si nitride, oxide, oxynitride or a mixture thereof is preferable. For example, in the case of a stacked structure as shown in FIG. 6, the first
光吸収層は、基板101の上にスパッタリング法、あるいはプラズマCVD法等により成膜することができる。例えば、スパッタターゲットにSiN、AlN、SiO、AlO、SiON又はAlON、あるいはこれらの混合物等を選択し、スパッタリング法により成膜することができる。また、例えば、Si又はAlをターゲットに選択し、Arガス、酸素及び/又は窒素の混合ガスを用いた反応性スパッタ法により形成することができる。
The light absorption layer can be formed over the
また、光吸収層は、厚すぎると基板側の相変化層106の凸部形成を妨げ、薄すぎると十分に光を吸収することができないため、3nmから50nmとすることが好ましく、5nmから20nmとすることがより好ましい。
Further, if the light absorption layer is too thick, the formation of the convex portion of the
このように形成したスタンパをマスタースタンパとして使用し、マスタースタンパ表面にメッキ法等によりNi等の金属材料を析出し、凸パターンの転写されたマザースタンパを製造することができる。さらに、マザースタンパにメッキを施し、凸パターンを有する成型用スタンパを製造することができる。また、マザースタンパを用いて樹脂材料の射出成形により透明な樹脂スタンパを製造し、多層構造の光ディスクにパターンを転写することもできる。 By using the stamper thus formed as a master stamper, a metal material such as Ni is deposited on the surface of the master stamper by a plating method or the like, so that a mother stamper having a convex pattern transferred thereon can be manufactured. Furthermore, the mother stamper can be plated to produce a molding stamper having a convex pattern. It is also possible to manufacture a transparent resin stamper by injection molding of a resin material using a mother stamper, and transfer the pattern to an optical disk having a multilayer structure.
本発明の実施の一形態である光ディスク用スタンパ及びその製造方法について、図を用いて以下に説明する。 An optical disc stamper and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施例1)
実施例1では、図3に示す構成の光ディスク用スタンパの原盤を作製した。まず、外径が130mmで厚さ2mmの平坦な石英ガラスの基板101の上に、中間層105として、アクリル系の紫外線硬化性樹脂をスピンコート法により50μm形成した。
(Example 1)
In Example 1, a master disc of an optical disc stamper having the configuration shown in FIG. 3 was produced. First, on the flat
次に、中間層105の上に、Wの不完全酸化物を成膜して相変化層102を形成し、光ディスク用スタンパの原盤を作製した。Wの不完全酸化物からなる相変化層102は、W金属ターゲットを用いて、所定の真空度に排気したスパッタ装置にアルゴンと酸素の混合ガスを導入し反応性スパッタ法により形成した。その際のアルゴンと酸素の流量はそれぞれ20sccmと5sccmであった。
Next, an incomplete oxide of W was formed on the
作製したWの不完全酸化物からなる相変化層102の膜厚は200nmであり、405nmの波長における吸収率は20%で、透過率は60%であった。なお、吸収率は入射した光エネルギーを100%とした場合の膜に吸収される割合を表し、透過率は膜を透過する割合を表す。
The film thickness of the produced
次に、該相変化層102に、特許文献2の図1に開示されているような一般的な露光装置を用いて膜面側から、光ディスクの信号パターンに対応してレーザ光を集光照射した。この時のレーザ光の波長は405nmで、露光条件は線速4.92m/s、レーザパワーは8mWであった。
Next, the
その結果、照射したレーザパワーに対応した、即ち記録情報に対応した凸部が形成された。凸部の高さは、約50nmであった。 As a result, a convex portion corresponding to the irradiated laser power, that is, corresponding to the recorded information was formed. The height of the convex portion was about 50 nm.
透過電子顕微鏡(TEM)により断面観察及び電子線回折を行ったところ、凸部が形成された領域は結晶状態であり、凸部が形成されていない領域はアモルファス状態であることが確認された。 When cross-sectional observation and electron beam diffraction were performed with a transmission electron microscope (TEM), it was confirmed that the region where the convex portion was formed was in a crystalline state, and the region where the convex portion was not formed was in an amorphous state.
こうして得られた光ディスク用スタンパ(マスター)の表面に従来のスタンパ作製工程で行われているNi膜による導体処理を行った。その後、メッキ法により光ディスク用スタンパのパターン面上にNi膜を析出させ、これを光ディスク用スタンパから剥離させた後に所定の加工を施し、光ディスク用スタンパの凸パターンが転写されたマザースタンパを得た。このマザースタンパを用いて、メッキ法により凸部を有する成型用スタンパを作製した。この成形用スタンパを用いて射出成形により外径120mmの光ディスクの基板(PC)を作製した。 The surface of the optical disk stamper (master) thus obtained was subjected to a conductor treatment with a Ni film, which is performed in a conventional stamper manufacturing process. After that, a Ni film was deposited on the pattern surface of the optical disk stamper by plating, and this was peeled off from the optical disk stamper, followed by predetermined processing to obtain a mother stamper to which the convex pattern of the optical disk stamper was transferred. . Using this mother stamper, a molding stamper having convex portions was produced by a plating method. An optical disk substrate (PC) having an outer diameter of 120 mm was produced by injection molding using this molding stamper.
その光ディスクの基板の凹凸面にAg合金の反射膜と膜厚0.1mmの保護膜とを形成することにより120mm径の光ディスクを得た。 An optical disk having a diameter of 120 mm was obtained by forming a reflective film made of Ag alloy and a protective film having a thickness of 0.1 mm on the uneven surface of the substrate of the optical disk.
この光ディスクの凹凸面をSEMにて観察したところ、150nm長のピット、幅130nmの線状のピットなどが実際の信号パターンに対応する状態で形成されており、記録容量25GBの光ディスクとなっていることが確認された。 When the uneven surface of this optical disk is observed with an SEM, 150 nm long pits, 130 nm wide linear pits and the like are formed in a state corresponding to an actual signal pattern, and the optical disk has a recording capacity of 25 GB. It was confirmed.
つぎに、上記光ディスクを以下の条件で読出し、そのRF信号をアイパターンとして得て、信号評価を行った。
・トラッキングサーボ:プッシュプル法
・変調:17PP
・ビット長:112nm
・トラックピッチ:320nm
・読出し線速度:4.92m/s
・読出し照射パワー:0.35mW
リミット・イコライゼーション処理を行なったアイパターンにおけるジッター値は6%と十分に低い値となっており、記録容量25GBのROMディスクとして実用上問題のない良好な結果が得られた。
Next, the optical disk was read out under the following conditions, the RF signal was obtained as an eye pattern, and signal evaluation was performed.
・ Tracking servo: Push-pull method ・ Modulation: 17PP
-Bit length: 112nm
・ Track pitch: 320nm
Read line speed: 4.92 m / s
・ Reading irradiation power: 0.35mW
The jitter value in the eye pattern subjected to the limit equalization process is a sufficiently low value of 6%, and a good result with no practical problem was obtained as a ROM disk with a recording capacity of 25 GB.
(実施例2)
本実施例は、図1に示すような中間層105を有しない構成の光ディスク用スタンパの原盤を作製した。
(Example 2)
In this example, a master disc of an optical disc stamper having no
相変化層102としては、実施例1と同じ相変化材料であるWの不完全酸化物を用いた。Wの不完全酸化物からなる相変化層102は実施例1と同じ方法で作製され、膜厚は150nmであり、405nmの波長における吸収率は20%で透過率は70%であった。
As the
次に、実施例1と同じ露光装置を用いて、実施例1と同様な情報を記録した。このときの露光条件は、線速4.92m/s、パワー12mWであった。その結果、記録情報に対応した凸部が形成され、その高さは約50nmであった。 Next, the same information as in Example 1 was recorded using the same exposure apparatus as in Example 1. The exposure conditions at this time were a linear velocity of 4.92 m / s and a power of 12 mW. As a result, a convex portion corresponding to the recorded information was formed, and its height was about 50 nm.
さらに、実施例1と同じ方法により、得られた光ディスク用スタンパから光ディスクの基板を作製し、その光ディスクの基板にAg合金の反射膜及び0.1mmの保護膜を形成して光ディスクを作製した。この光ディスクについて実施例1と同じ方法で信号評価を実施したところ、実用上問題ないジッター6%が得られた。 Further, an optical disk substrate was produced from the obtained optical disk stamper by the same method as in Example 1, and an Ag alloy reflective film and a 0.1 mm protective film were formed on the optical disk substrate to produce an optical disk. When this optical disk was subjected to signal evaluation in the same manner as in Example 1, a jitter of 6%, which is practically acceptable, was obtained.
(実施例3)
本実施例は、図6に示すような構成の光ディスク用スタンパの原盤を作製した。つまり、基板101、中間層105、第1の相変化層106、第1の光吸収層109、第2の光吸収層110及び第2の相変化層107を順次積層して、光ディスク用スタンパの原盤を作製した。
(Example 3)
In this example, a master disc of an optical disc stamper having a configuration as shown in FIG. 6 was produced. That is, the
まず、外径が130mmで厚さ2mmの平坦な石英ガラス円板101上に、紫外線硬化性樹脂層105を50μm形成した。
First, an ultraviolet
該中間層105の上に、ZnSとSiO2のモル比が4:1であるZnSとSiO2の混合物をスパッタ法により70nm成膜し、基板側の相変化層106を形成した。
On the
該第1の相変化層106の上に、SiONを5nm成膜し、第1の光吸収層109を形成した。第1の光吸収層109は、Siターゲットを用いて、Ar、酸素及び窒素の混合ガスを用いた反応性スパッタ法により形成した。この時のArと酸素及び窒素のガス流量は、それぞれ46sccm、1.5sccm及び2.5sccmであった。
On the first
該第1の光吸収層109の上に、AlONを5nm成膜し、第2の光吸収層110を形成した。第2の光吸収層110は、Alターゲットを用いて、Ar、酸素及び窒素の混合ガスを用いた反応性スパッタ法により形成した。この時のArと酸素及び窒素のガス流量は、それぞれ44.5sccm、2.5sccm及び3.0sccmであった。
On the first
該第2の光吸収層110の上に、ZnSとSiO2モル比が4:1であるZnSとSiO2の混合物をスパッタ法により50nm成膜し、第2の相変化層107を形成した。
On the second
次に、この光吸収層を間に有する相変化層に、実施例1と同じ露光装置を用いてレーザ光を照射した。この時のレーザ光の波長は405nmで、露光条件は線速4.92m/s、レーザパワーは10mWであった。 Next, the phase change layer having the light absorption layer in between was irradiated with laser light using the same exposure apparatus as in Example 1. At this time, the wavelength of the laser beam was 405 nm, the exposure condition was a linear velocity of 4.92 m / s, and the laser power was 10 mW.
その結果、図5に示すように照射したレーザパワーに対応した、即ち記録情報に対応した凸部が形成された。凸部の高さは、約50nmであった。 As a result, as shown in FIG. 5, a convex portion corresponding to the irradiated laser power, that is, corresponding to the recorded information was formed. The height of the convex portion was about 50 nm.
透過電子顕微鏡(TEM)により断面観察及び電子線回折を行ったところ、凸部が形成された領域ではZnSとSiO2のモル比が4:1であるZnSとSiO2の混合物は結晶状態であり、凸部が形成されていない領域ではアモルファス状態であることがわかった。 Was subjected to transmission electron microscopy (TEM) by cross-sectional observation and electron beam diffraction, the molar ratio of the area having a convex portion formed ZnS and SiO 2 is 4: 1 mixture of ZnS and SiO 2 is is in a crystalline state It was found that the region where no convex portion was formed was in an amorphous state.
さらに、実施例1と同じ方法により、得られた光ディスク用スタンパから光ディスクの基板を作製し、その光ディスクの基板にAg合金の反射膜及び0.1mmの保護膜を形成して光ディスクを作製した。この光ディスクについて実施例1と同じ方法で信号評価を実施したところ、実用上問題ないジッター6%が得られた。 Further, an optical disk substrate was produced from the obtained optical disk stamper by the same method as in Example 1, and an Ag alloy reflective film and a 0.1 mm protective film were formed on the optical disk substrate to produce an optical disk. When this optical disk was subjected to signal evaluation in the same manner as in Example 1, a jitter of 6%, which is practically acceptable, was obtained.
また、この光ディスクの凹凸面をSEMにて観察したところ、150nm長のピット、幅130nmの線状のピットなどが実際の信号パターンに対応する状態でピットが形成されており、記録容量25GBの光ディスクとなっていることが確認された。 Further, when the uneven surface of this optical disk was observed with an SEM, the pits were formed in a state in which pits having a length of 150 nm, linear pits having a width of 130 nm, and the like correspond to actual signal patterns, and an optical disk having a recording capacity of 25 GB. It was confirmed that
(実施例4)
実施例3で作製した光ディスク用スタンパの原盤に、実施例1で使用した露光装置を使用して、膜面側からレーザ光をDC連続照射し、連続した線状の凸部を形成した。
Example 4
The master disk of the optical disc stamper produced in Example 3 was continuously irradiated with laser light from the film surface side using the exposure apparatus used in Example 1 to form continuous linear convex portions.
このときのレーザーパワーはDCで7.5mWであった。凸部の高さは、約20nmであった。 The laser power at this time was 7.5 mW in DC. The height of the convex portion was about 20 nm.
さらに、実施例1と同じ方法により、得られた光ディスク用スタンパから光ディスクの基板を作製し、その光ディスクの基板にSi5nmの反射膜及び0.1mmの保護膜を形成して光ディスクを作製した。この光ディスクについて実施例1と同じ方法で信号評価を実施したところ、実用上問題ないジッター6%が得られた。 Further, an optical disk substrate was manufactured from the obtained optical disk stamper by the same method as in Example 1, and a Si 5 nm reflective film and a 0.1 mm protective film were formed on the optical disk substrate to manufacture an optical disk. When this optical disk was subjected to signal evaluation in the same manner as in Example 1, a jitter of 6%, which is practically acceptable, was obtained.
なお、本発明に係る光ディスク用スタンパ及びその製造方法は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。 The optical disc stamper and the manufacturing method thereof according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims.
101:基板
102:相変化層
103:結晶層
104:アモルファス層
105:中間層
106:第1の相変化層
107:第2の相変化層
108:光吸収層
109:第1の光吸収層
110:第2の光吸収層
101: substrate 102: phase change layer 103: crystalline layer 104: amorphous layer 105: intermediate layer 106: first phase change layer 107: second phase change layer 108: light absorption layer 109: first light absorption layer 110 : Second light absorption layer
Claims (20)
平坦な基板の上に少なくとも遷移金属の硫化物又は酸化物、あるいはこれらの混合物を主成分とする相変化層を有し、
前記凸部は前記相変化層の結晶層であり、それ以外の領域は前記相変化層のアモルファス層であることを特徴とする光ディスク用スタンパ。 An optical disc stamper having a convex portion corresponding to a signal pattern of an optical disc,
A phase change layer mainly comprising at least a transition metal sulfide or oxide or a mixture thereof on a flat substrate;
The optical disc stamper, wherein the convex portion is a crystal layer of the phase change layer and the other region is an amorphous layer of the phase change layer.
該相変化層に光ディスクの信号パターンに対応してレーザ光を集光照射し、照射した領域に凸部を形成することを特徴とする光ディスク用スタンパの製造方法。 Forming a phase change layer mainly composed of at least a transition metal sulfide or oxide, or a mixture thereof on a flat substrate;
A method of manufacturing an optical disc stamper, comprising: condensing and irradiating laser light corresponding to a signal pattern of an optical disc on the phase change layer, and forming a convex portion in the irradiated region.
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