JP2009064510A - 光記録媒体用の基板、スタンパ、及び光記録媒体用の基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表面平滑性に優れ、膜厚が均一の被覆樹脂膜、及び転写基板を作製する。
【解決手段】表面に機能形状を有し、当該機能形状に寄与しない内周領域に環状の凹部１２を有しているスタンパ１０上に液状樹脂１４を塗布する工程と、前記液状樹脂上に樹脂フィルム１３を接液する工程と、スピンアウトし、液状樹脂を凹部１２に拘束させる工程と、エネルギー照射により液状樹脂１４を硬化した後、樹脂フィルム１３を剥離する工程とにより光記録媒体用の基板を作製する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光記録媒体用の基板、この基板の転写用の基板、及び光記録媒体用の基板の製造方法に関するものである。

従来から高ＮＡピックアップに適用する光ディスクに関する技術が研究されている。
このような光ディスクは、フォトリソグラフィーにより、所定の信号を形成するための機能形状（微細凹凸）を具備するスタンパ（型）を用いた射出成形により転写基板を得、その後、磁性記録層や相変化記録層を形成し、更には被覆層（保護層、光透過層等）を形成することにより作製できる。

保護層や光透過層を構成する被覆層は、一般的に液状の硬化性樹脂を用いたスピンコート法により形成されるが、この方法は、円周方向の膜厚を均一にすることは容易であるが、半径方向の膜厚を厳密に均等にすることは困難であるという課題を有している。
例えば、相変化型の光ディスクにおいて、誘電体層（ＺｎＳ・ＳｉＯ₂）上に、液状樹脂をスピンコートして光透過層を形成する場合、膜厚のばらつきが光学位相差となり干渉縞が生じて記録再生特性が劣化してしまうことが知られている。更には、スピンコートされた液状樹脂の最表面は空気と接触しているため、クリーンルーム内や、HEAPフィルターを搭載したクリーンブース内であったとしても、わずかなパーティクルが付着することにより膜欠陥を招来するおそれもある。

上述したように、半径方向の膜厚均一性に優れ、かつ欠陥の無い樹脂膜を形成することは、従来からの技術課題であった。
これに関し、例えば、光ディスク用基板のセンター部分に蓋をし、センター上から液状樹脂を塗工し、膜厚を均等化する技術が提案されている（例えば、下記特許文献１参照。）。
また、液状樹脂を塗布した後に板状シートを載置し、スピンしてカバー層を形成する技術（例えば、下記特許文献２参照。）や、スピンアウトした後の液状樹脂に樹脂シートを貼り合わせて樹脂膜を得る技術（例えば、下記特許文献３参照。）が提案されている。

特許文献１に記載されている技術においては、センター部分を閉塞した蓋上から一様に液状樹脂を塗布し、スピンコートにより展延し、その後蓋を取り除くことにより、特に中心近傍における膜厚ムラの発生を回避しているが、膜厚がスピンアウトの遠心力に依存するため、樹脂の粘度やディスク基板の回転速度・回転時間等の条件設定に応じて膜厚を確実に制御することは困難であるという問題があった。
特許文献２、３の発明においては、穴無しの板状シートを液状樹脂膜上に載置して、シートと一体化させた均一な厚さの樹脂層を形成するものであるが、これは、光ディスクを構成する機能形状面上に液状樹脂をスピンコートして光透過層を形成する方式とは技術思想が異なるものである。

また、環状に塗布した液状樹脂上にダミー基板を載置し、スピンアウトし、ＵＶ照射した後、ダミー基板を剥離してカバー層を得る技術が提案されている（例えば、下記特許文献４参照。）が、この技術においては、ダミー基板として離型剤が付されたガラスを用いているため、離型剤の膜厚がカバー層の膜厚に影響を及ぼしてしまうという課題がある。
この離型剤の膜厚の影響を緩和するために、離型剤を薄膜化すると、部分的な島状の塗布となってしまうおそれがあり離型性を充分に確保できなくなるという問題を生じる。
また、この特許文献４に記載されている技術においては、前記カバー層の膜厚を規定するため間隔設定部を設けているが、内周側の間隔設定部に樹脂が接触することで放射状に均等に展延しなかったり、外周側の間隔設定部に樹脂接触することで記録エリア内への跳ね返りが発生したりし、ハレーション等の膜欠陥を招来するという問題を有している。
また、ガラスは本来撥液性が強い材料であり離型剤はガラス面の撥液性を増幅させるので、樹脂を振り切った後、内周及び外周の界面からエアーが侵入しやすく、樹脂の戻りが発生して被覆層の形成されない記録エリアが発生してしまい、均一な被覆層を全面に亘って形成することは極めて困難であった。

また更に、樹脂膜の制御には使用する機器も影響するという問題もある。
例えば、バレルやバルブタンクを用いて液状樹脂を塗工すると、内容量の減量に応じて圧力が増加変動し、塗工量が変化していくため、樹脂膜の厚さをばらつかせる原因となる。
この問題に関しては、プランジャーポンプを利用して塗工量を安定制御し、均一な塗工幅を確保することはできるが、部材とディスペンサーニードルとの距離を厳密に制御する必要がある。すなわち、これらの距離が０．１ｍｍより近接すると、部材の厚みばらつき等によりディスペンサーニードルの先端が部材と干渉し、機能形状が損傷する危険性がある。一方、これらの距離が３０ｍｍを超えていると、塗出初期の樹脂塗工幅が大きくなってしまい、円環幅にばらつきを生じ、更には気泡の巻き込みも起きやすいという問題が生じる。

また更には、液状樹脂上にカバー基板を載置接液して、その後、スピンアウトする方式においては、液状樹脂を所定の位置まで展延した後に振り切りを行う場合、カバー基板とディスクとの間に中心部分から外周に向かって常にエアーが供給される状態となり、硬化性樹脂中にエアーを巻き込みやすく、膜厚を不均一化させる原因となっていた。

特開２００５−１４１８１６号公報 特開２００３−２４２６９４号公報 特開２００２−２８８８９５号公報 特開２００４−１３４０５０号公報

上述したように、液状樹脂をスピンアウトして樹脂膜を形成する際、これを厳密に均一な膜厚とすることは従来からの解決課題であった。
そこで本発明においては、基板及び転写スタンパにおいて、形状面の検討を行い、樹脂膜形成工程中のエアーの巻き込みを回避して樹脂膜厚を均一化し、高品質な光記録媒体を得ることを目的とした。

請求項１の発明においては、スタンパにより転写された機能形状を有する光記録媒体用の基板であって、当該機能形状に寄与しない内周領域に、前記スタンパにより転写された環状の凸部を有しており、前記凸部は、液状樹脂のスピンコートにより前記機能形状形成面上に被覆層を形成する際に、前記液状樹脂の展延を拘束する機能を有していることを特徴とする光記録媒体用の基板を提供する。

請求項２の発明においては、請求項１の光記録媒体用の基板の機能形状を転写するスタンパであって、前記機能形状に寄与しない内周領域に、前記環状の凸部を転写形成するための凹部を具備していることを特徴とするスタンパを提供する。

請求項３の発明においては、請求項１の光記録媒体用の基板の製造方法であって、表面に機能形状を有し、当該機能形状に寄与しない内周領域に環状の凹部を有しているスタンパ上に液状樹脂を塗布する工程と、前記液状樹脂上に樹脂フィルムを接液する工程と、スピンアウトし、前記液状樹脂を前記凹部に拘束させる工程と、エネルギー照射により前記液状樹脂を硬化した後、前記樹脂フィルムを剥離する工程とを有することを特徴とする光記録媒体用の基板の製造方法を提供する。

請求項１に発明によれば、最内周部分に樹脂を拘束するための環状の凸部を設けたことにより、液状樹脂の内周方向への展延を拘束し、なおかつ遠心力をかけて振り切る際に中心孔から入り込むエアーが樹脂中に混入することを防ぎ、高品質な被覆膜の形成が可能となった。

請求項２の発明においては、スタンパの機能形状転写面よりも内周側に転写凹部を設けたことにより、転写時に液状樹脂の内周方向への展延を拘束制止しなおかつ遠心力をかけて振り切る際にも中心孔から入り込むエアーが樹脂中に混入することが回避でき、高品質な転写膜を形成することができるようになった。

請求項３の発明によれば、中心孔から入り込むエアーが樹脂中に混入することを確実に回避でき、膜厚均一性と表面平滑性に優れた高品質な転写層、表面被覆層を形成でき、光記録媒体の信号記録再生特性の向上を図ることができた。

以下、本発明の具体的な実施例、及び比較例について説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。

〔実施例１〕
本発明の基板、及びスタンパを用いて光ディスクを作製する例について、図１（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。
図１（ａ）に示すように、フォトリソグラフィーにより所定のプリグルーブ１１が形成されたスタンパ１０の記録エリアより内周の領域に、レーザーマーカーにより、半径３０ｍｍの環状形状を設定し、レーザーパワー１７Ａ、スキャンスピード５ｍｍ/ｓｅｃ、レーザー発振周波数（５ｋＨｚ）とし、幅２５０μｍ、深さ３０μｍの同心円状溝、すなわち環状の凹部１２を形成した。
図８にレーザーマーカーにより形成した凹部１２の断面形状を示す。

次に、スタンパ１０上に、光硬化性樹脂１４であるアクリレートモノマー材料（大日本インキ製ダイキュアクリアーSD-347）をプランジャーポンプ（ユニコントロールズ製；ハイバーポンプＣＶ）を用いて円環状に０．６ｇ塗工した。
続いて、図１（ｂ）に示すように、ＰＣフィルム（帝人製ピュアーエース）１３を載置接液して、記録エリアより内側の凹部１２にまで光硬化性樹脂を到達させた。
その後、図１（ｃ）に示すように、６０００ｒｐｍで１０ｓｅｃ振り切りを行い、フュージョン製Ｈバルブを８ｓｅｃ照射して樹脂を硬化させた。
このとき、光硬化性樹脂１４が凹部１２に拘束されるため、中心部分における界面からのエアーの侵入が効果的に防止でき、図６に示すように気泡の無い平滑な樹脂膜が得られた。
その後、図１（ｄ）に示すように、スタンパ１０を界面で剥離することことにより、記録領域に寄与しない内周側に環状の凸部１５が形成された光記録媒体用の基板が得られた。

次に、上記転写基板を用いて相変化型の光ディスクを得る工程について、図２（ａ）〜（ｄ）に示して説明する。
図２（ａ）に示すように、上述のようにして作製した基板２０上に、相変化記録膜２１を形成し、その後、オーバーコート材料である液状樹脂である光硬化性樹脂２２、この例においては、アクリレートモノマー材料（大日本インキ製ダイキュアクリアーSD-318）をプランジャーポンプを用いて円環状に０．５ｇ塗工した。
次に、図２（ｂ）に示すように、剥離カバー基板である樹脂フィルム２３、この例においては、ＰＥＴフィルム基板（東洋紡製コスモシャインA4100）載置接液し、記録エリアより内側に存在する凸部１５にまで光硬化性樹脂が展延したことを確かめ、図２（ｃ）に示すように５０００ｒｐｍで１３ｓｅｃのスピンアウトを行い、フュージョン製Ｈバルブを１０ｓｅｃ照射し、光硬化を行った。
その後、樹脂フィルム２３と光硬化性樹脂２２の界面で剥離することにより、図２（ｄ）に示すような被覆層を具備する光ディスクが得られた。

上述した工程により作製された光ディスクを上方から観察したところ、図４に示すように、光硬化性樹脂２２の展延最内周が真円であって、表面平滑性と膜厚均一性に優れた被覆層が得られたことが確かめられた。
上述したような相変化型の光ディスクは、全面に亘って均等に初期化処理が行われ、記録再生信号特性についての評価を行ったところ、フォーカス、トラッキングが良好で、反射率（ＲＦ信号）変動のない実用上充分な特性が得られたことが確かめられた。

〔実施例２〕
この例においては、被覆層形成用材料として、熱硬化性樹脂である尿素樹脂を用いた。その他は上記実施例１と同様の条件により相変化型の光ディスクを作製した。
図１（ａ）〜（ｄ）の工程に従い基板を作製し、図２（ａ）〜（ｄ）の工程に従い、被覆層を形成した。すなわち、熱硬化性樹脂が同心円状の凸部１５に到達したら、５０００ｒｐｍで２０ｓｅｃ間振り切り、１６０℃で３０分間加熱することにより熱硬化性樹脂を硬化させた。その後、熱硬化性樹脂２２とＰＥＴフィルム基板２３を剥離することで被覆層が得られた。
上述した工程により作製された光ディスクを上方から観察したところ、図４に示すように、光硬化性樹脂２２の展延最内周が真円であって、表面平滑性と膜厚均一性に優れた被覆層が得られたことが確かめられた。
上述したような相変化型の光ディスクは、全面に亘って均等に初期化処理が行われ、記録再生信号特性についての評価を行ったところ、フォーカス、トラッキングが良好で、反射率（ＲＦ信号）変動のない実用上充分な特性が得られたことが確かめられた。

〔実施例３〕
この例においては、フォトリソグラフィーによりプリグルーブと記録エリアより内周における同心円状溝を形成したスタンパを作製する工程について、図３（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。
先ず、図３（ａ）に示すように、ガラス基板３０にネガ型レジスト（マイクロケム製ＳＵ−８）３１を膜厚１０μｍ塗布し、乾燥後、直径３０ｍｍ位置にのみマスク露光を行う。
次に、図３（ｂ）に示すように、所定の溶剤（マイクロケム製ＳＵ−８ディベロッパー）を用いて現像処理を行い、ガラス基板３０上に、幅１００μｍ、高さ１０μｍの同心円状凸部３２が形成された。
次に、図３（ｃ）に示すように、前記凸部３２の外側、すなわち直径３０ｍｍ位置より外側にポジ型レジスト（東京応化製ＴＳＭＲ−８９００）３３を塗布し、これを乾燥させた後、ＤＶＤフォーマットをレーザー描画露光する。
次に、図３（ｄ）に示すように、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムヒドロキシド）水溶液（東京応化製ＤＥ−３）で現像処理を行うことにより、トラックピッチ０．７４μｍ、深さ３０ｎｍのＤＶＤのプリグルーブ３４が形成される。
次に、図３（ｅ）に示すように、スパッタリングによるメタライズ処理後Ｎｉ電鋳、ガラス基板、裏面研磨により、記録エリアより内側に幅１００μｍ、深さ１０μｍの同心円状溝、すなわち凹部１２が形成されたスタンパ１０が得られた。

このスタンパ１０を用いて、光ディスク用の基板を作製し、所定の記録層、被覆層を形成することによりフォーカス、トラッキングも良好で、再生信号特性に優れた光記録媒体が得られた。

〔比較例〕
この例においては、内周領域に凹部を有さない従来公知のスタンパを用いて転写を行い基板を作製し、これを用いて光ディスクを作製した。
光ディスクを上方から観察したところ、図５に示すように、記録層上に形成した被覆層の展延樹脂の最内周が真円にならなかった。そしてスピンアウト工程において中心部分において界面からエアーが混入し、図７に示すように膜中に気泡が発生してしまった。

（ａ）〜（ｄ）本発明の光記録媒体用の基板の作製工程図を示す。 （ａ）〜（ｄ）本発明の基板を用いた光ディスクの作製工程図を示す。 （ａ）〜（ｄ）本発明の基板転写用のスタンパの作製工程図を示す。 本発明方法により作製された光ディスクの概略上面図を示す。 従来公知のスタンパを用いて作製された光ディスクの概略上面図を示す。 本発明のスタンパを用いて作製された光ディスクの被覆層の状態を示す。 従来公知のスタンパを用いて作製された光ディスクの被覆層の状態を示す。 本発明の基板を構成する凹部の断面形状を示す。

符号の説明

１０ スタンパ
１１ プリグルーブ
１２ 凹部
１４ 光硬化性樹脂
１３ ＰＣフィルム
１５ 凸部
２０ 基板
２１ 相変化記録膜
２２ 光硬化性樹脂
２３ 樹脂フィルム
３０ ガラス基板
３１ ネガ型レジスト
３２ 凸部
３３ ポジ型レジスト
３４ プリグルーブ

Claims (3)

1. スタンパにより転写された機能形状を有する光記録媒体用の基板であって、
   当該機能形状に寄与しない内周領域に、前記スタンパにより転写された環状の凸部を有しており、
   前記凸部は、液状樹脂のスピンコートにより前記機能形状形成面上に被覆層を形成する際に、前記液状樹脂の展延を拘束する機能を有していることを特徴とする光記録媒体用の基板。
2. 請求項１の光記録媒体用の基板の機能形状を転写するスタンパであって、
   前記機能形状に寄与しない内周領域に、前記環状の凸部を転写形成するための凹部を具備していることを特徴とするスタンパ。
3. 請求項１の光記録媒体用の基板の製造方法であって、
   表面に機能形状を有し、当該機能形状に寄与しない内周領域に環状の凹部を有しているスタンパ上に液状樹脂を塗布する工程と、
   前記液状樹脂上に樹脂フィルムを接液する工程と、
   スピンアウトし、前記液状樹脂を前記凹部に拘束させる工程と、
   エネルギー照射により前記液状樹脂を硬化した後、前記樹脂フィルムを剥離する工程とを有することを特徴とする光記録媒体用の基板の製造方法。