JP3633767B2 - 光ディスクスタンパの製造方法及び光ディスクスタンパの製造装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、光ディスク製造用スタンパの製造工程における複製スタンパ剥離方法及び同スタンパ剥離装置に関するものであり、複製スタンパをマスタースタンパ（又はマザースタンパ。以下同じ）から剥離させる剥離工程におけるスタンパの損傷を可及的に低減することができ、また、当該剥離作業を簡略化して作業能率を向上させることができるものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクを製造する場合、まず最初に、情報ビットをガラス盤面上に形成し、その後その表面にニッケルメッキ（ニッケルに限らずアルミ等の他の金属も用いられるが、この明細書では「ニッケル」にこれらの金属を代表させる）を施し、このニッケルメッキ層をガラス盤から剥離させて、ガラス盤上のビットに対してネガ型となるニッケル製の複製原盤を作成する（通常これは「マスタ」、又は「マスタースタンパ」と称されるものである）。そしてこのマスタースタンパの表面に、剥離を容易にするために酸化被膜を形成し、あるいは離型剤を塗布し（通常これを「剥離処理」という）た後、さらにニッケルメッキを施し、このメッキ層を剥離させて複製スタンパ（マスタースタンパに対してはネガ型であるが、ガラス原盤に対してはポジ型。通常これは「マザー」、又は「マザースタンパ」と称されるものである）を作成する。
さらに、このマザースタンパの表面に、上記と同様に剥離処理を施した後、ニッケルメッキを施し、これを剥離させて複製スタンパ（マスタースタンパ等から複製されたスタンパ）を形成する（これはマスタースタンパに対してポジ型になる。通常これは「サン」、又は「サンスタンパ」と称されるものである）。この複製スタンパ（サンスタンパ）をプラスチック射出成形機の金型に取り付けて、ポリカーボネートやアクリル樹脂製の光ディスクの基板を量産する。これらの「マスタースタンパからマザースタンパ」を、あるいは「マザースタンパからサンスタンパ」をそれぞれ剥離させるためには、両者の重合面の周縁にカッタ等の鋭利な刃物で切れ目を入れ、両者を手で引き離すようにしていた。
【０００３】
電鋳によるスタンパの複製法およびその装置は従来周知のものであるが、その電鋳治具の構造の概略は図１に示すとおりである。このものはマウンティングプレート１１と、当該マウンティングプレート１１に被せてマスタースタンパ１５を固定するカバーリング１２とからなるものであり、カバーリング１２は、その下面とマウンティングプレート１１の外周上面との間を密封するＯリング１３、上記マスタースタンパ１５の上面を押え、当該上面との間を密封するＯリング１４を有している。
カバーリング１２を被せてマスタースタンパ１５の外周部をＯリング１４で押えた状態で、電鋳治具Ｇが電鋳槽に装着され、マスタースタンパ１５の上面にニッケル金属膜を形成（析出による）させる。マスタースタンパ１５の上面に形成されるニッケル金属膜の厚さは均一であるが、上記Ｏリング１４の近傍においては当該Ｏリング１４に近いほど薄く、Ｏリング１４と接するところで厚さがゼロであることは良く知られたことである。
【０００４】
他方、複製したスタンパをマスタースタンパから手作業で剥がすと、両者の重合面の密着力が弱いために、剥離作業中に両スタンパ間にずれが生じ易く、記録されたビット情報を損うおそれがある。このため、剥離作業中に両者の間にずれを生じることがないように、剥離装置によってスタンパを剥離させることが知られている（特開平８ー２３５６４６号公報参照）。この公知の剥離装置の概要を図２、図３を参照しつつ説明する。
架台２１の上面に固定台２８が固着され、固定台２８の上には下部クランプ部材２９が載置され、適宜の取付け金具により上部クランプ部材２５の真下に固定される。下部クランプ部材２９の上面に水平な載置面３０があり、この載置面３０に環状の磁石３１が埋設されている。
上部クランプ部材２５の外径寸法は、マスタースタンパ（原盤）ＡとスタンパＢとの重合体の直径よりも小さく、また、下部クランプ部材２９の外径寸法も重合体の直径よりも小さい。
マスタースタンパＡの表面に酸化剤皮膜を形成した後に、ニッケルメッキを施してスタンパＢを形成し、マスタースタンパＡとスタンパ（複製スタンパ）Ｂとの重合体を、マスタースタンパＡを下にして下部クランプ部材２９の載置面３０に載置する。このとき、載置面３０が水平面であるために、マスタースタンパＡとスタンパＢとの重合面も水平になる。次に、下部クランプ部材２９の真上にある上部クランプ部材２５を鉛直方向に下降し、両クランプ部材２５、２９によりマスタースタンパＡとスタンパＢを挟持する。これによって、マスタースタンパＡとスタンパＢは、両クランプ部材２５、２９により移動不能に拘束されると共に、マスタースタンパＡは磁石３１に吸着され、スタンパＢは磁石２７に吸着されている。
次に、支柱２２のブラケット２３に固定されたシリンダ２４を駆動して上部クランプ部材２５を上昇させると、上部クランプ部材２５の磁石２７に吸着されたスタンパＢが、上部クランプ部材２５と一緒に上昇する。すなわち、スタンパＢは、マスタースタンパＡとの重合面に対して垂直な方向に正確に上昇するので、マスタースタンパＡに対してずれを生じることはなく、マスタースタンパＡから剥離される。したがって、マスタースタンパＡとスタンパＢとが剥離操作中に局部的に擦り合わされて、記録されたビット情報が損われることはない。
以上のものは、マスタースタンパＡとスタンパＢを電鋳治具から取り外してこれを下部クランプ部材２９に装着してスタンパＢの剥離操作に備えるものである。
【０００５】
ところで、メッキ層であるスタンパ（通常は約０.３ｍｍ程度）はその周縁が電鋳治具のＯリングによって形成されるものである関係上、その周縁の厚さは極めて薄く、限りなくゼロに近い。このために、電鋳治具を解体しそこからマスタースタンパ（原盤）を取り外すとき、スタンパＢの周縁が微小に剥離するが、剥離装置によるスタンパ剥離操作におけるスタンパＢ外周部の剥離を容易にして、スタンパＢに力が偏って作用しないようにするために、スタンパＢの外周端とマスタースタンパＡの外周端との間に刃物Ｆを入れてその外縁部を一定幅で剥離させる（上記特開平８−２３５６４６号公報参照）。この作業は従来手作業でなされているために面倒であって手間を要し、しかも必ずしも均一に剥離されない。このためにスタンパ剥離装置による剥離時の複製スタンパ外周部の剥離抵抗にばらつきを生じ、その結果、複製スタンパを損傷させるなどの種々の不都合を生じる。
【０００６】
なお、上記、複製スタンパをマスタースタンパから剥離させるものについて説明したが、複製スタンパをマザースタンパから剥離させるものについても同様である。
【０００７】
【解決しようとする課題】
本発明は、複製スタンパ外周部の上記剥離が均一になされ、かつ当該剥離作業を能率的に行えるように、剥離法、電鋳装置を工夫することをその課題とするものである。
【０００８】
【課題解決のために講じた手段】
上記課題解決のために講じた第１の手段は、次の要素（イ）〜（ハ）から構成されるものである。
（イ）電鋳液の界面活性剤濃度を５ｇ／リットルとしたこと、
（ロ）複製スタンパの外周端から５ｍｍの円周上における電鋳厚みを１００μｍ以下になるように電鋳したこと、
（ハ）マスタースタンパと複製スタンパとの重合体を剥離装置に装着し、その外周端面の全周に高圧ガスを均一に吹き付けて、複製スタンパの外周端を所定幅で剥離させること。
【０００９】
【作用】
電鋳治具を分解するとき、複製スタンパの外周端がＯリング１４（図１参照）によって引っ張られ、これによってその外周端に微小剥離を生じている。この外周端に高圧ガスが吹き付けられると、複製スタンパの外周端とマスタースタンパ外周端との間に吹き込んだ高圧ガスが楔として作用し、複製スタンパ外周端を弾性変形させて浮かせながら所定幅剥離させ、複製スタンパ外周端に所要の「浮き」が形成される。
スタンパ外周にガスブローによって所要の浮きを形成してのち、これをスタンパ剥離装置に装着する（以上図４参照）。
なお、剥離装置に装着した状態で上記のガスブローによって「浮き」を形成させても差支えないが、ガスブローによる「浮き」についての目視検査を経てから剥離装置に装着することが実際上は望ましい場合は、剥離装置に装着する前にガスブローによって「浮き」を形成すればよい。
【００１０】
スタンパ外周端に高圧ガスを均一に吹き付けること（以下これを「ガスブロー」という）は容易であり、その制御は正確になされるから、このガスブローによるスタンパ外周端の剥離幅は容易、かつ正確に均一化される。
また、スタンパを複製する電鋳液の界面活性剤濃度を５ｇ／リットル以上にすることで必要な離型性を確保できる。界面活性剤濃度が５ｇ／リットル未満であると、離型性が低いのでガスブローによる剥離を生じにくい（ガスブローを強くして剥離を強制することは可能であるが、ガスブローが強いとガス圧のために複製したスタンパの外周端が強く煽られて損傷する危険性が大きいので、ガスブローを強くして上記剥離を強制することには限界がある）。なお、界面活性剤濃度が８ｇ／リットルを越えても離型性は向上せず、逆に電鋳液の泡立ちが著しくなって電鋳作用に支障を生じるようになる。このようなことから、「８ｇ／リットル」が実際上のおおよその上限値である。
【００１１】
また、外周端から５ｍｍのところでの電鋳厚さが１００μｍを越えると、複製スタンパ外周端が堅くて弾性変形しにくく、したがって上記の剥離作用がスムーズにはなされ難くなる。「外周端から５ｍｍのところでの電鋳厚さが１００μｍを越えない」ということの技術的意義は以上のようなことであるから、この値はおおよその目安であって必ずしも絶対的なものではない。
またガスブローの強度は、複製スタンパの外周端に十分な「浮き」ができ、かつガスブローの圧力によって複製スタンパ外周端が塑性変形することのない程度の強さでなければならず、また、この条件を満たせばよい。
【００１２】
【実施態様１】
実施態様１は、解決手段１においてカバーリング１２（図１参照）の内周部下面のスタンパ電鋳面との間の角度を４５度以下にして、スタンパ外周から５ｍｍのところでの厚さを１００μｍ以下にしたことである。
上記角度の変更によって、複製スタンパの外周から５ｍｍのところでの厚さを容易に調整することができる。
複製スタンパの外周から５ｍｍのところでの厚さが７０〜１００μｍの場合はエアブローによって複製スタンパ外周端に均一な「浮き」を形成することができ、他に特段の不都合はないが、１３０μｍを越えると、複製スタンパ外周部の剛性が強すぎて十分な「浮き」が形成されない。例えば１１０μｍでも「浮き」が形成されないではないが、剛性が高くなるので余り実用的ではない。
【００１３】
【実施態様２】
解決手段において、スタンパ保持部材の半径方向外方にガスブローノズルを設け、スタンパ保持部材とともにスタンパを回転させて、スタンパの外周端全周に均一にガスブローするようにしたこと。
ガスブローノズルを固定することができ、スタンパ保持部材を回転させる機構は簡単に構成できる（回転軸に下部クランプ部材を支持させればよい）ので、簡単な機構で本発明を実現することができる。
【００１４】
【実施態様３】
実施態様３は、解決手段のブローガスを窒素ガスとしたことである。
ブローガスによって複製スタンパ表面の酸化が促進されることを回避できる。
【００１５】
【実施態様４】
実施態様４は、解決手段のガスの吹付速度を５〜１０ｍ／秒としたことである。
ガス吹付速度をこの範囲に選択することによって、特段の不都合もなく迅速に上記の「浮き」を形成することができる。
【００１６】
【実施例】
カバーリング１２（図１参照）の内周部下面のスタンパ電鋳面との間の角度を小さくして、スタンパ外周部の電鋳膜が薄くなるようにすることは特開平９−１１１４８９号公報に記載されているように公知のことであるからその詳細な説明は省略するが、カバーリング１２の内周部下面の傾斜角度を４５度以下にすることによって、複製スタンパの外周端から５ｍｍのところでの厚さを１００μｍ以下にすることができる（上記特開平９−１１１４８９号公報に記載されたものは、カバーリングの下にある外周マスク１０の下面と電鋳面との間に所定の角度を設けているが、要するに電鋳面の外周部をマスクして、このマスクの下面を傾斜面にし、その傾斜角度を小さくすることによって複製スタンパの外周端の厚さを薄くするものである）。
【００１７】
ブローガスを窒素ガスとし、マスタースタンパ、マザースタンパの接合境界面付近にノズルを配置し、回転軸に支持されたスタンパ保持部材を毎分２０〜４０回の速さで回転させる。
スタンパ保持部材にスタンパを保持させたとき、ノズル先端とスタンパ外周との間隔は５ｍｍ程度にする。
ブローノズルの孔径は４．５７ｍｍであり、ガス圧力を２Ｋｇ／平方センチメートルに調整する。このときのガス吹き出し速度は約８ｍ／秒である。
スタンパを約１回転させることによって、厚さ０．１ｍｍ複製スタンパの外周部に１〜５ｍｍの幅の「浮き」を均一に形成することができる。
【００１８】
【剥離作業等】
マスタースタンパからマザースタンパを、あるいはマザースタンパからサンスタンパを剥ぎとって分離させる剥離作業は、例えば上記の特開平８ー２３５６４６号公報に記載された剥離装置又は、マスタースタンパあるいはマザースタンパを吸着する磁石を備えたクランプ部材と、マザースタンパあるいはサンスタンパを吸着する磁石を備えたクランプ部材とを有するその他の剥離装置を用いて行うのであるが、この剥離作業は真空中で行う。剥離作業においてはマスタースタンパとマザースタンパとの、あるいはマザースタンパとサンスタンパとの転写界面の真空度が高いので大気圧が抵抗になり、また転写界面の真空破壊によってマザースタンパ、あるいはサンスタンパが局部的に激しく振動して情報記録ビットが損傷する危険があるが、真空中で剥離装置を用いてこの剥離作業を行うことによって剥離作業を容易に行うことができ、また、上記危険を可及的に低減することができる。また、真空中で剥離させる際には、剥離装置の上下両クランプ部材のうち少なくとも何れか一方を鉛直方向に昇降させて、マスタースタンパ、マザースタンパとマザースタンパ、サンスタンパとをこれらスタンパの水平面に対して鉛直方向に引き離して分離させる。これによって剥離操作中に、互いに分離されるスタンパが転写界面で擦り合ってスタンパの情報記録ビットが傷付くことが回避される。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によると、電鋳治具を解体するとき、又はその後のエアブローにより複製スタンパの外周端に所要の「浮き」が機械的に形成されるから、当該「浮き」を形成するための作業を簡単、迅速、かつ能率的に行うことができ、しかもこの「浮き」を所要の幅で均一、均質に形成することができる。したがって剥離装置によるスタンパ剥離操作での不良品の発生を減少させて製品歩留まりを良くすることができ、また、複製スタンパの品質に対する信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】は電鋳治具の断面図である。
【図２】は従来のスタンパ剥離装置の斜視図である。
【図３】は従来技術における上部クランプ部材と下部クランプ部材とによってマスタースタンパと複製スタンパの重合体を挟んだ状態を示す斜視図である。
【図４】は本発明の模式図である。
【符号の説明】
Ｇ ：電鋳治具
１１ ：マウンティングプレート
１２ ：カバーリング
１３ ：Ｏリング
１４ ：Ｏリング
１５ ：マスタースタンパ
１６ ：複製されたスタンパ

Claims (10)

1. 光ディスクスタンパ製造工程において電鋳治具を用いてスタンパを電鋳し、マスタースタンパからマザースタンパを、又は、マザースタンパからサンスタンパを剥離させてこれらを複製するスタンパ製造方法であって、
   上記電鋳治具は、マスタースタンパ又はマザースタンパの外径より大径のＯリングと小径のＯリングの２つの同心円状のＯリングを具備しており、
   該マスタースタンパ又は該マザースタンパから剥離してマザースタンパ又はサンスタンパを得る際に、外周端部全周にガスブローしてから剥離することを特徴とする光ディスクスタンパの製造方法。
2. 請求項１記載の光ディスクスタンパの製造方法において、上記電鋳時に複製されたマザースタンパ又はサンスタンパの外周端部から５ｍｍの円周上の電鋳厚みが１００μｍを超えないように電鋳を行うことを特徴とする光ディスクスタンパの製造方法。
3. 光ディスクスタンパ製造工程において電鋳治具を用いてスタンパを電鋳し、マスタースタンパからマザースタンパを、又は、マザースタンパからサンスタンパを剥離させてこれらを複製するスタンパ製造装置であって、
   上記電鋳治具は、マスタースタンパ又はマザースタンパの外径より大径のＯリングと小径のＯリングの２つの同心円状のＯリングを具備しており、
   電鋳治具の半径方向外側にブローノズルを備えており、
   上記マスタースタンパ又は該マザースタンパから剥離してマザースタンパ又はサンスタンパを得る際に、外周端部全周に上記ブローノズルからガスブローして剥離させることを特徴とする光ディスクスタンパの製造装置。
4. 請求項３に記載の光ディスクスタンパの製造装置における光ディスクスタンパ製造用電鋳浴であって、その電鋳液中の界面活性剤濃度が５ｇ／リットル以上であることを特徴とする光ディスクスタンパ製造用電鋳浴。
5. 請求項３記載の光ディスクスタンパの製造装置の電鋳治具であって、マスタースタンパ又はマザースタンパの面と、小径のＯリングを保持するカバーリング部分とのなす角が４５度以下であることを特徴とする光ディスクスタンパ製造用電鋳治具。
6. 請求項１又は請求項２に記載の光ディスクスタンパの製造方法により複製されたマザースタンパ又はサンスタンパであって、その外周端部から５ｍｍの円周上の電鋳厚みが７０〜１００μｍであることを特徴とする光ディスク複製用スタンパ。
7. 請求項３に記載の光ディスクスタンパの製造装置における光ディスクスタンパ剥離装置であって、真空室内に配置されており、マスタースタンパからマザースタンパ、又はマザースタンパからサンスタンパの剥離操作を真空中で行うようになっていることを特徴とする光ディスクスタンパ剥離装置。
8. 請求項７に記載の光ディスクスタンパ剥離装置であって、マスタースタンパからマザースタンパを、あるいはマザースタンパからサンスタンパを真空中で剥離するために、マスタースタンパあるいはマザースタンパを吸着する磁石を備えた第１のクランプ部材と、マザースタンパあるいはサンスタンパを吸着する磁石を備えた第２のクランプ部材とを有することを特微とする光ディスクスタンパ剥離装置。
9. 請求項７に記載の光ディスクスタンパ剥離装置であって、マスタースタンパからマザースタンパを、又はマザースタンパからサンスタンパを真空中で剥離するために、マスタースタンパからマザースタンパを、あるいはマザースタンパからサンスタンパを、水平面に対して鉛直方向に剥離させることを特徴とする光ディスクスタンパ剥離装置。
10. 請求項７に記載の光ディスクスタンパ剥離装置であって、マスタースタンパからマザースタンパを、あるいはマザースタンパからサンスタンパを真空中で剥離するために、上下のクランプ部材のうち少なくとも何れか一方を鉛直方向に昇降させるクランプ開閉駆動部を備えていることを特微とする光ディスクスタンパ剥離装置。

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