JP2997384B2

JP2997384B2 - マスター原盤の製造方法および光ディスクの製造方法

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Publication number: JP2997384B2
Application number: JP5296434A
Authority: JP
Inventors: 浩俊竹森; 和彦有川; 善二郎山下; 真司山上; 歳一長浦; 賢司太田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1993-11-26
Filing date: 1993-11-26
Publication date: 2000-01-11
Anticipated expiration: 2015-01-11
Also published as: JPH07153122A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク製造用のマ
スター原盤の製造方法および光ディスクの製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の発明】光磁気ディスクの基板は、コストや携帯
性の面からプラスチックが主流であるが、通常このよう
な基板には、ポリカーボネート等の透明性のある樹脂材
料が用いられる。基板には、案内溝といわれる微細な溝
（以後グルーブと称す）が形成されており、このような
グルーブ形成には通常、図４に示すような射出成形法が
用いられてきた。即ち、微細な凹凸パターンを有したス
パンパー１２と称されるドーナツ状の金属円盤を金型内
に取り付け、キャビティー９内に溶融した樹脂１３を注
入して固化させる方法である。溶融した樹脂１３は、ス
プールから（図には示していない）、ゲート１０を通過
して、キャビティー９に注入される。溶融した樹脂がキ
ャビティーの隅々まで行き渡り、充填完了すると、樹脂
全体が加圧され、微細なグルーブパターンに樹脂が流入
し、固化する。

【０００３】微細グルーブパターンを有するスタンパー
１２は、通常、図５に示したマスター原盤作製工程と、
その後、図６に示したスタンパー作製工程を経て作製さ
れる。即ち、図５のマスター原盤作製工程では、石英原
盤１を用意・洗浄する工程（ａ）、石英原盤１上にポジ
型のホト・レジスト等の感光体２を塗布する工程
（ｂ）、ワークマスク７と石英原盤１とを感光体２を介
して接触させ、ワークマスク７側より紫外線５を照射し
感光体２に微細パターンを濳像として記録する露光工程
（ｃ）、アルカリ溶液を用いて微細パターンを形成する
現像工程（ｄ）、感光体２をマスクとして反応性ガス中
でエッチングを行うエッチング工程（ｅ）、感光体２を
Ｏ₂で灰化して除去するアッシング工程（ｆ）からな
る。かかる工程のうち、工程（Ｃ）においては、上記の
このように、ワークマスクを用いた密着露光以外に、カ
ッテイング装置による露光工程であっても構わない。

【０００４】図６のスタンパー作製工程では、微細パタ
ーンを有する面にＮｉ等の導電膜を形成するスパッタ工
程（ｇ）、該スパッタ膜１４からＮｉメッキを行い所定
の厚みを得る電鋳工程（ｈ）（ここでは、石英原盤と電
鋳膜とは、剥離され、電鋳膜１５のみを示した。）電鋳
した後、裏面を研磨する研磨工程（ｉ）、所定寸法にス
タンパーの内径外形を加工する内外径加工工程からな
る。

【０００５】以上のように、図５に示したように、石英
原盤を用いてエッチングを行い、マスター原盤を作製す
る方式は、所謂、エッチング方式と呼ばれ、１度マスタ
ー原盤を作製しておれば、このマスター原盤を用いて、
図６のスタンパー作製工程を経て、繰り返しスタンパー
を作製することができる。これに対して、エッチングを
行わず、レジストに微細パターンを形成し、その後、そ
のまま導電膜を形成する、コンパクト・ディスク（＝Ｃ
Ｄ）の作製等で用いられている方式は、所謂、レジスト
方式と称すもので、前者は、後者に比べて、生産性が著
しく向上した。以上のようにして作製したスタンパー
を、図４に示したように、金型に組み込み、成形を行う
と、該スタンパーに対応して、成形ディスク（ｊ）が作
製出来る。この時、マスター原盤のランド部ａは、スタ
ンパーのグルーブ部ｂに、ディスクにおけるランド部ｃ
に対応しており、マスター原盤のグルーブ部ａ′は、ス
タンパーのランド部ｂ′に、ディスクにおけるグルーブ
部ｃ′に対応していることになる。

【０００６】このようなエッチング方式によるマスター
原盤より作製したスタンパーを用いて成形した場合、特
開平５ー１９８０１６号公報で示されたように、スタン
パーとディスクとの離型時に、スタンパーの微細凹凸の
一部と成形したディスクの微細凹凸との間で、部分的に
引っ掛かりを生じ、グルーブ形状を歪なものにしてしま
い、グルーブのランド部に変形が生じてしまうことがあ
った。このため前記公報で示したように、マスター原盤
作製において、プリ・ベーク温度を従来よりも高温に
し、かつエッチング時において、反応性イオンガスを混
入する手法により、グルーブの側面に傾斜を設ける手立
てが取られていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上の方法によって、
成形時のスタンパーとディスクとの離型時に生じる欠陥
を防止することができたが、次のような問題が発生し
た。

【０００８】上記の方法で作製したディスクを評価した
場合、レジスト方式と異なり、グルーブ側面が傾斜を有
しているので、より高速で、高精度にディスクに情報を
記録・再生を行う場合、グルーブを光が追従する時の追
従性、即ち、トラッキング性が不安定になる問題が生じ
る場合があった。また、光ディスクには、グルーブ以外
に、データの格納場所を示す番地信号の微細なピット・
パターンを有しているが、これらのピット・パターンも
必然的にその側面は傾斜を有することになるが、より高
密度な記録を行う場合には、より微細なピット・パター
ンを形成する必要が生じるので、かかる側面が傾斜を有
することは、正確な番地信号からの情報を得ることが困
難で、番地信号のジッター悪化が生じる場合もあった。

【０００９】なお、成形時スタンパーの微細なグルーブ
への樹脂の流入の程度は、金型のスタンパー上に形成さ
れている微細凹凸のグルーブ部の深さに対して、成形さ
れたディスク上での対応するランド部の高さの比（これ
を以下転写率と称す。）で表される。

【００１０】かかる観点から、石英原盤を用いたエッチ
ング方式で、グルーブの側面に傾斜を有さずに、かつ、
上記の成形離型時の欠陥が発生しない手法を、開発する
必要があった。そこで、鋭意努力の結果、成形離型時の
欠陥の発生と、スタンパーの微細なグルーブへの樹脂の
流入挙動とに、相関があることが明らかになった。即
ち、成形充填過程で、樹脂がスタンパーの微細グルーブ
に完全に流入し、その後、固化した場合には、離型時に
上記の欠陥が発生するが、成形充填過程で、樹脂が微細
グルーブの途中までしか流入しない場合には、上記のよ
うな欠陥は生じなかった。前者は、樹脂がスタンパーの
グルーブの底まで流入し、収縮によって、転写率が決定
される場合で、通常、転写率は９０％以上であった。後
者は、樹脂がスタンパーのグルーブの底まで達せずに固
化してしまう場合で、通常、転写率は９０％以下であ
る。

【００１１】一般に、転写率は１００％に近いほど、ス
タンパーのグルーブ形状を正確に転写したことになる
が、ディスクの他の特性、例えば、複屈折や反り等の制
約から、転写率は８０％程度以上であれば十分である。

【００１２】従って、スタンパーの微細グルーブへの樹
脂の挙動を明らかにし、成形時の転写率を８０〜９０％
に制限することによって、かかる問題点を解決すること
が出来る訳である。

【００１３】以上のような点を鑑みて、スタンパーの微
細グルーブへの樹脂の挙動を明らかにする為には、スタ
ンパーの微細グルーブの底に微細な凹凸部（以下これを
マーカーと称す）を付加しておけば、その挙動が明らか
になる。即ち、上記マーカーがディスクの対応するグル
ーブのランド部に転写されておれば、樹脂はスタンパー
の微細グルーブの底まで流入したことになる。又、上記
マーカーが転写されてなければ、樹脂はスタンパーのグ
ルーブの底まで流入せず、途中までしか流入していない
ことになる。

【００１４】スタンパーのグルーブの底へのマーカー作
製のため、スタンパー自体の表面に、微細な凹凸を作製
する試みがなされた。即ち、カーボン等の微細な異物
を、スタンパーの表面に塗布する方法である。しかし、
この場合には、異物は均一にはスタンパーの表面に広が
ることはなく、場合によっては、スタンパーの微細なグ
ルーブを完全に埋めてしまう場合があった。又、スタン
パーの表面に、先端が鋭い加工治具等で傷を付ける試み
もなされたが、微細凹凸は、サブミクロンのオーダーの
大きさであるので、正確に微細なグルーブの底に傷を付
けることは不可能に近く、又、通常スタンパーは、Ｎｉ
のような金属材料が使用されているので、傷を付けるこ
とにより、発生する切り粉がスタンパー表面を汚してし
まった。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明のマスター原盤の
製造方法は、光ディスク製造時における樹脂の挙動を見
るために案内溝底に微細な凹凸からなるマーカーが形成
されてなるマスター原盤の製造方法において、石英原盤
上に第１のレジストを塗布し、第１のレジストを露光・
現像することにより、第１のレジストを前記マーカーに
対応する微細パターンに形成する工程と、該微細パター
ンをマスクとして、前記石英原盤をエッチングして前記
マーカーのパターンを形成する工程と、第１のレジスト
を除去する工程と、前記マーカーのパターンが形成され
た石英原盤上に、第２のレジストを塗布し、第２のレジ
ストを露光・現像することにより、第２のレジストを前
記案内溝に対応するパターンに形成する工程と、該案内
溝に対応するパターンをマスクとして、前記石英原盤を
エッチングして前記案内溝を形成する工程と、第１のレ
ジストを除去する工程と、を少なくともこの順に含むこ
とを特徴とする。本発明の光ディスクの製造方法は、請
求項１に記載のマスター原盤の製造方法により製造した
マスター原盤を用いて、スタンパーを製造し、該スタン
パーを用いて光ディスクを製造することを特徴とする。

【００１６】即ち、マスター原盤を作製する際、使用案
内溝領域の内側に、マーカー付の案内溝を作製するマー
カー付案内溝作製方法において、石英原盤を洗浄する工
程と、洗浄した石英原盤に感光体を塗布する工程と、塗
布した感光体に微細パターンを密着露光する工程と、露
光後現像によって微細パターンを形成する現像工程と、
微細パターンをマスクとして所定の深さにエッチングす
る工程と、エッチング後、レジストを灰化して除去する
工程と、最終洗浄工程とを有する作製方法であって、マ
ーカー作製のための第１の感光体塗布と、第１の密着露
光と、所定のマーカー深さを形成するための第１のエッ
チング工程と、所定形状のマーカーを作製し、その後、
所定の案内溝パターンを作製のため、第２の感光体塗布
と、第２の密着露光と、第２のエッチング工程とを有す
るマーカー付案内溝作製方法を提供するものである。

【００１７】また、最初にマーカーを作製し、その後、
所定の案内溝パターンを作製するマーカー付案内溝作製
方法を提供するものである。

【００１８】これにより、マスター原盤のランド部に所
定の深さのマーカーが形成されることになる。かかるマ
スター原盤作製において、最初にマーカー作製を行え
ば、グルーブの形状に左右されずにマーカーを作製する
ことが出来た。

【００１９】

【作用】以上の手法により、スタンパーの微細なグルー
ブに、均一なマーカーが作製出来、スタンパー自体やス
タンパーのグルーブを汚したり、損傷したりすることは
ない。

【００２０】又、以上の手法により、任意の形状のマー
カーを、任意の形状のグルーブに対して作製することが
出来る。ここで、グルーブの深さがＤｇ、マーカーの深
さがＤｍとすると、（Ｄｇ−Ｄｍ）／Ｄｇ≒８０〜９０
（％）となるように、マーカーの深さを決定すれば良
い。上記の手法により、スタンパーのグルーブ底にマー
カーを形成されておれば、ある成形条件下において、８
０〜９０％の一定の転写率を保持することが出来、成形
離型時の欠陥の発生を防ぐことが出来る。

【００２１】

【実施例】図１に、本発明の第１の実施例を示す。図１
では、本発明のマスター原盤作製工程を示す。直径２０
０ｍｍ、厚み２.３ｍｍの石英原盤を、純水とイソプロ
ピルアルコールとで超音波洗浄する［洗浄工程
（ａ）］。次に、スピナーを用いて、シプレイ社製のポ
ジ型感光体、マイクロポジット１４００ー２７を回転す
る石英原盤１上に滴下し、厚さ約２００ｎｍのレジスト
膜を形成する［第１のレジスト塗布工程（ｂ）］。そし
て、１１０℃で３０分ベークして、よく冷却後、マーカ
ー用ワークマスク３と石英原盤１とをレジスト２を介し
て密着させて、紫外線を照射して、密着露光を行う。こ
の時の露光量はＬＩ＝１.９である。又、マーカー用ワ
ークマスクのグルーブ・パターンは、グルーブ幅０.４
μｍ、トラックピッチ０.８μｍである［第１の密着露
光工程（ｃ）］。

【００２２】密着露光によって濳像として記録された微
細パターンを、シプレイ社製の現像液３５１によって、
形成させる［第１の現像工程（ｄ）］。９５℃、３０分
のベーク後、エッチング装置中にサンプルを設置、真空
に引き、反応性ガスＣＦ₄ガスによって、深さ２０ｎｍ
のエッチングを行う［第１のエッチング工程（ｅ）］。
そして、同装置中で、残存したレジストを０₂ガスで灰
化して除去する［第１のアッシング工程（ｆ）］。以上
で、マーカー作製の工程が終了する。

【００２３】次に、上記と同様の洗浄工程を経て、レジ
スト塗布を行う。この時のレジスト膜厚は、約３０００
ｎｍである［第２のレジスト塗布工程（ｇ）］。１１０
℃で３０分ベークして、よく冷却後、密着露光を行う。
この時使用したワークマスクは、グルーブ形成用のワー
クマスクで、グルーブ幅０.８μｍ、トラックピッチ１.
６μｍである。他の条件は上記工程（ｃ）と同様である
［第２の密着露光工程（ｈ）］。続いて、工程（ｄ）〜
（ｆ）と同様に、第２の現像工程（ｉ）、第２のエッチ
ング工程（ｊ）、第２のアッシング工程（ｋ）を行い、
洗浄を行う。この時、第２のエッチングでは、グルーブ
の深さは２００ｎｍとする。

【００２４】この場合、最初に所定グルーブ形状を形成
し、その後、マーカーを形成すると、最初に形成したグ
ルーブの影響を受けて、マーカーがうまく形成されない
場合があった。即ち、グルーブが１００ｎｍ以上と深い
ので、その上に形成される感光体膜が平坦に塗布され
ず、従って、該感光体塗布後の密着露光時に、十分密着
がされないため、所定形状のマーカーが形成されなかっ
た。従って、まず、最初に、マーカー作製し、その後、
所定のグルーブを作製しなければならなかった。

【００２５】第２の密着露光（ｈ）の際、先に形成した
マーカーとグルーブ形成用ワークマスクとは、完全にグ
ルーブ位置を合わせることなく、かつ、過度の偏心を与
えることなく、密着露光を行った。マーカーとグルーブ
との偏心量は、０.１〜０.２ｍｍから１０〜２０ｍｍ程
度がよく、数ｍｍ程度がよりよい。マーカー用のワーク
マスクは、グルーブパターンに特に制限はなく、グルー
ブ形成用のワークマスクと同様でも良く、連続したグル
ーブである必要はなく、ピット列のパターンでも構わな
い。グルーブ形成用のワークマスクのグルーブの幅を
Ｗ、トラック・ピッチＰ、マーカー用のワークマスクの
グルーブの幅Ｗ′、トラック・ピッチＰ′とすると、Ｗ
≧Ｗ′Ｐ≧Ｐ′であれば、所定グルーブに対して、一様
にマーカーが形成されやすい。

【００２６】今回作製したマーカーと、グルーブの形状
は、上記以外に、（Ｗ′，Ｐ′）＝（０.６，１.２）、（０.８，１.
６）、（１.０，２.０）μｍ（Ｗ，Ｐ）＝（０.４，０.８）、（０.６，１.２）、
（１.０，２.０）μｍというパターンでも行ったが、何
ら支障を来さなかった。

【００２７】マーカーの深さ、グルーブの深さは、今回
前者が２０ｎｍ、後者が２００ｎｍであったが、この値
に特に限定する必要はない。使用するグルーブ深さに対
して、８０〜９０％の所定の転写率を設定し、それに対
するマーカーの深さを設定すれば良い。又、密着露光の
際に使用した上記２種類のワークマスクは、通常のマス
ク作製法でよい。

【００２８】図３に、今回用いた埋め込みマスクの作製
工程を示す。各工程は、洗浄工程（ａ）、レジスト塗布
工程（ｂ）、露光工程（ｃ）、現像工程（ｄ）、エッチ
ング工程（ｅ）、サイドエッチングを行うウエット・エ
ッチング工程（ｆ）、Ｔａスパッター工程（ｇ）、レジ
ストを除去するリフト・オフ工程（ｈ）、Ｔａスパッタ
ー工程（ｉ）である。この場合の露光工程（ｃ）は、図
には示していないが、従来のカッテング装置を用いる手
法で、微細パターンを露光した。図３には親マスクの作
製方法を示したが、この親マスクを用いて、密着露光を
行い、同様な手法にてワークマスクが作製出来る。以上
のようにマスター原盤を作製し、図６に示したように、
マスター原盤の微細パターン上にＮｉ導電膜をスパッタ
ー法等により形成し、電鋳工程により、所定の板厚を形
成、裏面を一定の面粗度に研磨し、内外径を所定の形状
に加工して、スタンパーが作製される。

【００２９】又、上記のマーカー付きグルーブの作製
は、マスター原盤のいかなる場所に設けても支障はない
が、成形では通常内周部が外周部に比べて、転写率は高
いので、離型時の欠陥も内周部で発生しやすいので、使
用領域よりも内周側に設けることが望ましい。

【００３０】以上のようなマスター原盤を用いて成形を
行い、成形品のマーカー付きグルーブをＳＴＭ等で測定
を行い、マーカーの有無により、離型時の欠陥のない成
形条件を選択出来た。成形時の転写率を８０〜９０％に
制限するには、金型温度、樹脂温度、保圧圧力、保圧時
間等の成形条件を調整すれば可能であった。

【００３１】図２に、本発明の第２の実施例を示す。図
２（ａ）は、本発明のマスター原盤より作製したスタン
パーにおけるグルーブ形状を示した。本図のごとく、デ
ィスク成形後の離型時の引っ掛かりが生ずる側のグルー
ブ形状を２段構成としておくことにより、引っ掛かりが
生ずる側の転写を抑制することが出来る。その結果、離
型時の欠陥を抑制することが出来る。図２（ｂ）は、該
スタンパーと該スタンパーを用いて射出成形法により成
形したディスクとを対比させて示した。図２（ｃ）は、
マスター原盤でのグルーブ形状とそれに対応するディス
クの形状を対比させて示した。図２（ａ）に示したスタ
ンパ−のグルーブ形状とすることで、成形離型時の欠陥
を防止することが出来た。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、現状のマスター原盤作
製方法に僅かな工程変更を加えるだけで、射出成形時の
転写率の制御が可能となる。又、マーカーの深さはエッ
チング時間によって容易に制御可能で、グルーブの深さ
に対して、任意のマーカー深さが設定出来る。

【００３３】以上のような手法により、グルーブの側面
を傾斜させることなく、離型時の欠陥を効率良く防止す
ることが出来る。更に、上記の方法によりスタンパーを
作製すれば、１枚のマスター原盤より同一形状のスタン
パーが精度良く作製出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のマスター原盤作製方法の説明図であ
る。

【図２】本発明のマスター原盤を用いて作製したディス
クのグルーブ部の断面形状の説明図である。

【図３】本発明で使用したワークマスク作製方法を示す
図である。

【図４】射出成形の概略図である。

【図５】従来のマスター原盤作製方法の説明図である。

【図６】マスター原盤からスタンパーを作製する工程を
示す図である。

【符号の説明】

１石英原盤２感光体３マーカー形成用ワークマスク４微細グルーブパターン５紫外線６残存する感光体７グルーブ形成用ワークマスク８Ｔａスパッター膜９キャビティー１０ゲート１１金型１２スタンパー１３射出された樹脂１４Ｎｉスパッター膜１５電鋳膜１６成形されたディスク１７本発明のマスター原盤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山上真司大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者長浦歳一大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者太田賢司大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (56)参考文献特開平２−244439（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−124246（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/26 501 G11B 7/26 511 G11B 7/24 561 G11B 7/24 563 G11B 11/10 541

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光ディスク製造時における樹脂の挙動を
見るために案内溝底に微細な凹凸からなるマーカーが形
成されてなるマスター原盤の製造方法において、石英原盤上に第１のレジストを塗布し、第１のレジスト
を露光・現像することにより、第１のレジストを前記マ
ーカーに対応する微細パターンに形成する工程と、該微細パターンをマスクとして、前記石英原盤をエッチ
ングして前記マーカーのパターンを形成する工程と、第１のレジストを除去する工程と、前記マーカーのパターンが形成された石英原盤上に、第
２のレジストを塗布し、第２のレジストを露光・現像す
ることにより、第２のレジストを前記案内溝に対応する
パターンに形成する工程と、該案内溝に対応するパターンをマスクとして、前記石英
原盤をエッチングして前記案内溝を形成する工程と、第１のレジストを除去する工程と、を少なくともこの順に含むことを特徴とするマスター原
盤の製造方法。
【請求項２】請求項１に記載のマスター原盤の製造方
法により製造したマスター原盤を用いて、スタンパーを
製造し、該スタンパーを用いて光ディスクを製造することを特徴
とする光ディスクの製造方法。