JP3651293B2 - 光ディスク用スタンパ剥離装置および剥離方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクスタンパ製造工程において、マスタースタンパからマザースタンパ、あるいはマザースタンパからサンスタンパを複製する際の電鋳直後の密着した状態のワークを剥離するための光ディスク用スタンパ剥離装置および剥離方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ディスク用スタンパを製造する場合には、先ず情報ピットをガラス盤上にフォトレジストにより形成する（この領域をグループと呼ぶ）。これを基にしてニッケル電鋳を行い、ガラスに対してネガ型に析出したスタンパ（これをマスタースタンパと呼ぶ）をガラスから剥離する。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皮膜を形成した後、さらにニッケルメッキを施して、次に酸化皮膜より剥離してマスタを原盤としたネガ型（ガラス盤に対してはポジ型）となるスタンパ（これをマザースタンパと呼ぶ）を製造する。さらに、このマザースタンパの表面にニッケルメッキを施し、これを剥離して、マザースタンパを原盤としたネガ型（マスターに対してはポジ型）となるスタンパを製造する。このマザースタンパを原盤として複数個のスタンパ（これをサンスタンパと呼ぶ）を複製する。
このように、マスタースタンパからマザースタンパ、マザースタンパからサンスタンパを複製し（これを一般的にはＦａｍｉｌｙ Ｍａｋｉｎｇと呼ぶ）、光ディスク成形用スタンパとして用いていた。
【０００３】
光ディスクスタンパ製造工程で、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複製する場合、電鋳処理を行った後のスタンパの剥離については、両者は全く同じ方法を用いるので、ここでは、マスタースタンパからマザースタンパの複製を例にとり述べる。先ず、マスタースタンパを電鋳治具のマウンティングプレート上に載置して、マザーを析出させたい範囲に該当する外周部分にシールのＯリングがくるように治具上部をセットする。この後、電鋳治具をニッケルの電鋳槽に浸し、マザースタンパ（約３００μｍのニッケル）を析出させ、電鋳槽から電鋳治具を引き上げて、電鋳治具を解体すると、２枚の重合した状態のスタンパ（これをワークと呼ぶ）が得られる。
このワークを２枚のスタンパに剥離するのであるが、この剥離を手動により行う場合の作業としては、両者の重合面の周縁にカッタ等の鋭利な工具を用いて切れ目を施し（これを剥離開始点処理と呼ぶ）、両者を手動により引き剥がしている。
しかしながら、この場合には、▲１▼スタンパ面に対して垂直方向に行う剥離動作の作業性が悪いこと、すなわち、垂直方向への引き剥がしを全て手動で行っており、機械化が難かしいこと、▲２▼剥離する瞬間の両者の溝どうしでリタッチが生じるが、このリタッチを防止できないこと、すなわち、２枚のスタンパを重ね合わせたワークは、一方へ反った状態で電鋳槽に浸されるが、引き上げた後に剥離のためにカッタで切れ目を入れると、反り力がなくなって平面に戻る際に小さく跳ねる現象、つまりリタッチが生じる。これを抑圧する必要があるが、処理が難かしいこと、
の２点で信頼性の確保が難しく、これらを確保しなければスタンパの溝が破壊されるというおそれがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の問題を回避するために、スタンパ剥離処理を機械化する提案が行われている。例えば、特開平８−２３５６４６号公報（以下、従来例Ａ）および特開平１０−１３４４２６号公報（以下、従来例Ｂ）がある。
従来例Ａでは、２つのステージとその片側のステージの鉛直方向の可動機構を有しており、剥離時のスタンパのずれによるビット情報の損失を防止するとともに、上記の問題点も解消している。しかしながら、従来例Ａでは、電鋳後の２枚のスタンパが重合した状態のワークを下部クランプ部材に載置し、次にワーク上面に上部クランプ部材を圧接した後、カッタを重合面の周縁部に入れて剥離開始点処理を行うのであるが、全周に渡ってこの処理を行う場合に、下部クランプ部材および上部クランプ部材に回転機構を備えていなければ、極めて作業性が悪い。
また、仮に回転機構が備えられたとしても、下記のような不都合が発生する。
▲１▼上部下部ともに回転駆動源を備えると、回転速度差（精度）によりスタンパの重合した面（グループの存在する面）どうしの間にせん断力が発生し、グループを破損する可能性がある。
▲２▼上部下部に１つしか回転駆動源がない場合でも、上下の回転軸の位置ずれにより上記▲１▼と同じようにセン断力が発生して、グループを破損する可能性がある。
▲３▼上部下部に１つしか回転駆動源がなく、回転軸の位置ずれを無視できるほど小さくなるように調整できたとしても、駆動源を持たずに連れ回りをしている側のクランパの回転抵抗がスタンパ重合面にかかるため、グループを破損する可能性がある。
【０００５】
次に、従来例Ｂでは、上部下部の２つのステージとその片側ステージの鉛直方向の可動機構を備えており、下側の固定台は回転機構も備えている。そして、剥離開始点処理（初期剥離）をカッタの代りに超音波発振器を用いて行っており、剥離時のスタンパのずれによるビット情報の損失を防止することができる。
このように、従来例Ｂでは、ワーク固定台の回転機構が設けられており、剥離開始点処理の作業性は確保されている。
しかしながら、剥離開始点処理を施している間、上部のクランパに類するものがワークを圧接していないため、ワークは固定台に載置され、保持されているだけである。その結果、スタンパどうしのリタッチが生じる可能性がある。
すなわち、電鋳後の２枚が重合した状態のスタンパは、析出したスタンパ側が凹の状態で多少の反りを持っている。これをターンテーブルに類する固定台に固定する場合、このスタンパの反りをフラットに矯正した状態で保持することになる。このため、剥離開始点処理をある程度進めた段階で、析出したスタンパは矯正された面状態から自然の面状態に戻り、小さくバウンドするような挙動を示すので、スタンパどうしのリタッチが発生する可能性がある。リタッチを回避するためには、剥離開始点処理中、ワーク（２枚のスタンパ）が動かないように圧接、保持しなければならない。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記のような従来の課題を解決し、スタンパ複製の工程において、スタンパの重合面にセン断力を加えることなく剥離処理を行うことができ、スタンパ溝の破壊が発生しない光ディスク用スタンパ剥離装置および剥離方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の光デイスク用スタンパ剥離装置は、ワークを載置、保持する回転可能なターンテーブル（図４の２１）と、ターンテーブルに接していない側のスタンパを把持し、かつ圧接するために、該ターンテーブルに直接連結可能な機構を備え、該ターンテーブルと反対側に配置されて回転自由にされたリリーサ（図４の２２）とを具備している。
また、本発明の光ディスク用スタンパ剥離方法は、ワークをターンテーブルに載置・保持し（図６のステップ２０１）、リリーサ側でワークを圧接しながら、該ターンテーブルと該リリーサ側とで該ワークを挟持し（同ステップ２０２）、該ターンテーブルとリリーサとを直接連結し（同ステップ２０３）、該ターンテーブルを回転させながら、スタンパの外周部のみを剥離し（同ステップ２０４）、該ターンテーブルとリリーサとを離隔してスタンパを剥離する（ステップ２０５）。
また、リリーサがターンテーブル上のワークを圧接する際に、該ワークを形成するスタンパのグループ外周に相当する部分に力を加える（図４の２３）。
また、リリーサは、ターンテーブルに接していない側のスタンパを把持する機構を、ワークを圧接する機構としても兼用させる（図４の２３）。
また、ワークを載置、保持する回転可能なターンテーブルには、２枚のスタンパを重ねて保持できる磁力発生手段を具備する（図５の３０）。
また、ターンテーブルを回転させながら、スタンパの外周部のみを剥離する際には、該ターンテーブル内の磁力発生手段により２枚のスタンパを重ねて保持した状態で、剥離開始点処理を行う（図７のステップ３０２）。
また、磁力発生手段により２枚のスタンパが重ねて保持される際には、該スタンパのグループ外周部分に上記磁力発生手段を設置する（図５の３３）。
また、磁力発生手段は、磁力強度を可変にする手段を具備する。
さらに、磁力発生手段は、ワークの透磁率を検知する手段を具備し、該透磁率検知手段により検知した値により磁力強度可変手段により２枚のスタンパを保持するための磁力を調節する。
さらに、ターンテーブル内の磁力発生手段により２枚のスタンパを重ねて保持して、剥離処理を行った後、剥離後のスタンパ自体が磁化されているときには、該スタンパを消磁する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を、図面により詳細に説明する。
図１は、本発明における光ディスクスタンパの複製工程の電鋳から剥離までの概略処理フローチャートである。
先ず、電鋳治具の上下をはずして、治具下部のマウンティングプレート上にマスタースタンパを載置する（ステップ１０１）。マザースタンパを析出させたい範囲に該当する外周部にシールのＯリングが位置するように治具上部をセットする。次に、電鋳治具を電鋳槽に浸せきして、電鋳を施す（ステップ１０２）。次に、電鋳槽から電鋳治具を引き上げて、電鋳治具と複製スタンパ裏面の簡単な水洗、および乾燥（エアーブロー等を用いる）を行う（ステップ１０３，１０４）。次に、電鋳治具を解体して（ステップ１０５）、元のスタンパとそれに析出した複製スタンパを一体のまま取り出し（ステップ１０６）、スタンパの剥離を行う（ステップ１０７）。
本発明の特徴は、最後のステップ１０７のスタンパ剥離処理に存在し、スタンパの重合面にセン断力をかけることなく、スタンパを剥離することである。
【０００９】
図２は、本発明に使用される電鋳治具の概略断面図である。
図２において、１２はマスター側のスタンパ１０を載置するマウンティングプレート、１１は複製スタンパの析出範囲を規定するシール用Ｏリング、１３は電鋳装置シャフト挿入部、１６は治具をニッケル液の電鋳槽に浸して電流を流すことにより、マスタースタンパ１０の表面に析出されたニッケル皮膜、１７は電鋳治具上部１４と電鋳治具下部１５とを連結するクランプ機構である。
マウンティングプレート１２は、載置されたマスタースタンパ１０に電流を流す必要性から、導電性の材料で作られており、通常、チタンやステンレスが使用される。
先ず、マスタースタンパ１０の上側の外周をＯリングで締めて、マウンティングプレート１２に電流を流しながら、ニッケル液の槽に約１時間〜１時間３０分間浸せきすることにより、マスタースタンパ１０の表面に約３００μｍの厚さのニッケルが析出する。これがマザースタンパであり、その重合面に作成されたグループの凹凸はマスタースタンパを原型としたネガ型を形成する。
【００１０】
図３は、図２において、スタンパおよび重合した状態のスタンパ（ワーク）の模式図である。
図３（ａ）はマスターまたはマザースタンパの表面模式図である。１０がマスターまたはマザースタンパ、１８は情報ピットが施された領域を示すグループである。図３（ｂ）は２枚のスタンパ（ワーク）が重合面を示す平面図、図３（ｃ）は同じく断面図である。重合した状態は、グループを内面にした状態である。大きい寸法の円板がマスタスタンパ１０、小さい寸法の円板がマザースタンパ２０である。なお、マザースタンパとサンスタンパのワークの場合には、大きい寸法の円板がマザースタンパ１０、小さい寸法の円板ががサンスタンパ２０である。
【００１１】
図４は，本発明の一実施例を示すスタンパ剥離装置の概念図である。
本発明のスタンパ剥離装置は、基本的にはワークを載置するステーション１９と、片側のスタンパを把持するリリーサ２２とで構成され、そのリリース動作は両者（ステーション１９とリリーサ２２）のうちの少なくとも一方を鉛直方向に移動するものである。ワークを載置するステーション１９は、ターンテーブル２１で構成され、自動および手動での回転機構と回転停止機構２４，２５を備えている。この場合、回転駆動源は多くとも１つである（駆動モータ２４）。
片側のスタンパを把持するリリーサ２２は、回転自由の機構を持ち、またワークを圧接する機能も備えている。
リリーサ２２側のスタンパ把持手段としては、吸着パッド（吸着ハンド）２３を用いた真空吸着による。なお、吸着パッド２３は、吸着の機能だけでなく、ワークを圧接する機能も兼用している。
【００１２】
図５は、図４における剥離開始点処理時の状態図である。
図５において、２２はリリーサ／圧接手段、２１はターンテーブル、１０，２０はターンテーブル２１に載置され、かつリリーサ／圧接手段２２により圧接されたワークである。また、ターンテーブル２１には、２枚のスタンパ１０，２０を重ねて保持するための磁力発生手段３０が内蔵される。磁力発生手段３０とワークとの接触は、グループ周縁部分のみに力が加わるように、周縁部磁力発生部３３がワークと直接接触している。さらに、ターンテーブル２１とリリーサ２２とが直接連結可能な連結機構３２が設けられる。図５では、連結機構３２はリリーサ２２側に固定され、鉛直部分を左右に移動させることによりターンテーブル２１を挟持するようになっている。本発明は、図５の機構に限定されず、ターンテーブル２１側に固定されていてもよく、他の方法で挟持してもよい。
３１はカッターであり、剥離開始点処理ではカッター３１で切り込みを入れる。
【００１３】
図６は、本発明による剥離工程の処理フローチャート（１）である。
先ず、ワーク１０，２０をターンテーブル２１上に載置／保持する（ステップ２０１）。保持は、真空吸着、磁力、メカクランプ等が考えられる。次に、リリーサ２２側が下降して、ワークを圧接し、テーブル２１とリリーサ２２側でワーク１０，２０を挟持する（ステップ２０２）。圧接位置は、図３（ａ）に示すスタンパ１０のグループ１８の最外周の外側直近がよい。その後、ターンテーブル２１とリリーサ２２とを連結機構３２で連結し（ステップ２０３）、回転力をターンテーブル２１から直接リリーサ２２側へ伝達できるようにする。この状態で、ターンテーブル２１を回転させ、剥離開始点処理をカッタ３１等により行い（ステップ２０４）、ターンテーブル２１とリリーサ２２が離隔して、スタンパ剥離が行われる（ステップ２０５）。
【００１４】
図７は、本発明の剥離工程の処理フローチャート（２）である。
ここでは、磁力発生手段を用いてワークを圧接する場合を示している。
先ず、ワークをターンテーブル２１に載置／保持する（ステップ３０１）。保持は、真空吸着、磁力、メカクランプ等が考えられるが、ここでは磁力発生手段３０を具備した場合を考える。ターンテーブル２１に内蔵された磁力発生手段３０を起動し（ステップ３０２）、２枚のスタンパ１０，２０を重ねて保持する。磁力発生手段３０は、電磁石等を用いると磁力を可変にできる点で好適である。この磁力強度は、スタンパの透磁率によって決定される。ワークがニッケル以外に多品種用いられる場合には、当然透磁率が変わってくるので、透磁率を検知する手段を備え、電磁石の電流を検知した透磁率の値に応じて変化させることにより、自動対応にすることができる。なお、前述のように、磁力発生手段の発生場所は、図３（ａ）に示すスタンパ１０のグループ最外周の外側直近が良い。
この状態で、ターンテーブル２１を回転させ、剥離開始点処理をカッタ等により行い（ステップ３０３）、磁力発生手段のＯＦＦと同時に、ターンテーブル２１とリリーサ２２とが離隔して、スタンパ剥離が行われる（ステップ３０４）。
この状態では、剥離後のスタンパ自体が多少磁化されている可能性があり、金属粉等の異物を吸着してしまうので、この場合には、消磁機能によりスタンパを消磁する（ステップ３０５）。
【００１５】
（本実施例の作用効果）
▲１▼ターンテーブルに接していない側のスタンパを把持して動作するリリーサが回転自由の機構を備え、かつワークを圧接する機能も備え、さらにターンテーブルとリリーサとが連結可能であるため、剥離開始点処理時に、従駆動側の回転抵抗がスタンパどうしのグループ面にかからず、また矯正面から自然の面状態に開放する際に小さなバウンドすることがなく、リタッチが防止できる。その結果、グループ損傷のない安定的なスタンパの垂直剥離が可能になる。
▲２▼リリーサがターンテーブル上のワークを圧接する際に、スタンパのグループ外周に相当する部分に力を加えるので、強い力をグループに与えることがなく、グループの損傷の可能性を回避できる。
▲３▼リリーサ部分に関し、片側のスタンパを把持する機能とワークを圧接する機能とを兼用させたため、構成が簡単となり、安価な装置を実現できる。
▲４▼ターンテーブル内の磁力発生手段により、２枚のスタンパが重ねて保持される際に、スタンパのグループ外周に相当する部分に磁力発生手段が直接接触するので、強い力をグループに与えることがなく、グループの損傷を回避することができる。
▲５▼ターンテーブル内の磁力発生手段の磁力強度が可変であるため、透磁率の異なるワークにも最適な磁力により対応できる。
▲６▼ワークの透磁率を検知する手段を具備し、この値により２枚のスタンパを保持するための磁力を調節するので、透磁率の異なる多品種に対応できるとともに、多品種を同時に生産する場合には、磁力調節の労力やそれに伴う時間を削減できる。
▲７▼ワーク自体の消磁手段を具備したため、磁力を帯びたスタンパを消磁して、磁力による異物（ゴミ）等のスタンパへの吸着を回避することができる。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ワーク重合面にセン断力を加えずにスタンパの垂直剥離が可能となるので、光ディスクスタンパ製造工程を信頼性の高いものにすることができる。また、剥離装置の構成を簡単で安価なものにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した電鋳／剥離工程の処理フローチャートである。
【図２】本発明における電鋳治具の概略図である。
【図３】図２におけるスタンパ及びワークの模式図である。
【図４】本発明の一実施例を示すスタンパ剥離装置の概念図である。
【図５】図４における剥離開始点処理の状態図である。
【図６】本発明の一実施例を示す剥離工程の処理フローチャートである。
【図７】本発明の他の実施例を示す剥離工程の処理フローチャートである。
【符号の説明】
１０…マスタースタンパ、１１…シール用Ｏリング、
１２…マウンティングプレート、１３…電鋳装置シャフト挿入部、
１４…電鋳治具上部、１５…電鋳治具下部、１６…析出後のマザースタンパ、
１８…グループ、１９…ステーション、２１…ターンテーブル、
２２…リリーサ、２３…吸着ハンド、３０…磁力発生手段、３０…カッター、
３２…連結機構、３４…回転駆動源。

Claims (10)

1. 光ディスクスタンパ製造工程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複製する際に、電鋳直後の密着した状態のワークからスタンパを剥離する装置において、
   上記ワークを載置、保持する回転可能なターンテーブルと、
   該ターンテーブルに接していない側のスタンパを把持し、かつ圧接するために、該ターンテーブルに直接連結可能な機構を備え、該ターンテーブルと反対側に配置されて回転自由にされたリリーサと
   を具備したことを特徴とする光ディスク用スタンパ剥離装置。
2. 電鋳治具にマスタースタンパをセットし、電鋳処理を行い、上記電鋳治具および複製スタンパの裏面を水洗および乾燥し、該電鋳治具を解体してマスターおよびマザースタンパ、あるいはマザースタンパおよびサンスタンパが重合した状態のワークを取り出した後、該ワークからスタンパを剥離するスタンパ剥離方法であって、
   該ワークをターンテーブルに載置・保持し、
   リリーサ側で該ワークを圧接しながら、該ターンテーブルと該リリーサ側とで該ワークを挟持し、
   該ターンテーブルとリリーサとを直接連結し、
   該ターンテーブルを回転させながら、スタンパの外周部のみを剥離し、
   該ターンテーブルとリリーサとを離隔してスタンパを剥離する
   ことを特徴とする光ディスク用スタンパ剥離方法。
3. 請求項２に記載の光ディスク用スタンパ剥離方法において、前記リリーサがターンテーブル上のワークを圧接する際に、該ワークを形成するスタンパのグループ外周に相当する部分に力を加えることを特徴とする光ディスク用スタンパ剥離方法。
4. 請求項１に記載の光ディスク用スタンパ剥離装置において、前記リリーサは、ターンテーブルに接していない側のスタンパを把持する機構を、ワークを圧接する機構としても兼用させることを特徴とする光ディスク用スタンパ剥離装置。
5. 請求項１に記載の光ディスク用スタンパ剥離装置において、前記ワークを載置、保持する回転可能なターンテーブルには、２枚のスタンパを重ねて保持できる磁力発生手段を具備したことを特徴とする光ディスク用スタンパ剥離装置。
6. 請求項２または３に記載の光ディスク用スタンパ剥離方法において、
   前記ターンテーブルを回転させながら、スタンパの外周部のみを剥離する際には、該ターンテーブル内の磁力発生手段により２枚のスタンパを重ねて保持した状態で、剥離開始点処理を行うことを特徴とする光ディスク用スタンパ剥離方法。
7. 請求項５に記載の光ディスク用スタンパ剥離装置において、前記磁力発生手段により２枚のスタンパが重ねて保持される際には、該スタンパのグループ外周部分に上記磁力発生手段を設置することを特徴とする光ディスク用スタンパ剥離装置。
8. 請求項５または７に記載の光ディスク用スタンパ剥離装置において、
   前記磁力発生手段は、磁力強度を可変にする手段を具備したことを特徴とする光ディスク用スタンパ剥離装置。
9. 請求項５、７または８のいずれかに記載の光ディスク用スタンパ剥離装置において、
   前記磁力発生手段は、ワークの透磁率を検知する手段を具備し、該透磁率検知手段により検知した値により磁力強度可変手段により２枚のスタンパを保持するための磁力を調節することを特徴とする光ディスク用スタンパ剥離装置。
10. 請求項２、３または６のいずれかに記載の光ディスク用スタンパ剥離方法において、
    前記ターンテーブル内の磁力発生手段により２枚のスタンパを重ねて保持して、剥離処理を行った後、剥離後のスタンパ自体が磁化されているときには、該スタンパの消磁手段を具備したことを特徴とする光ディスク用スタンパ剥離方法。

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