JP4568366B2 - スタンパの成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、磁気記録層表面にディスクリートトラックを有する磁気記録媒体の製造方法に使用されるスタンパに関する。

近年、磁気記録装置であるハードディスクドライブ（ＨＤＤ）の媒体記録密度を向上するために、記録トラック同士を物理的に分離したディスクリートトラックレコーディング媒体（ＤＴＲ媒体）が提案されている。

これは媒体表面に溝を設けてトラックを分断し、トラック方向の記録密度を上げようというものである。この媒体では、トラック間に溝を設けるのと同時に、サーボパターンも凹凸で刻み込むことができるため、パターニングに工夫をすれば、これまでのようにサーボ信号を一枚一枚記録する必要がなく生産性も向上できる。

このＤＴＲ媒体の製造する過程で、磁気記録層表面に塗布されたレジストに対してインプリントスタンパを押し付け、レジストに凹凸パターンを転写し、さらに、このレジストをマスクとして磁気記録層を加工する（例えば特許文献１参照）。

従来、このようなインプリントスタンパとしては、電鋳プロセスにより作製及び複製されたＮｉスタンパが、ファザースタンパ、マザースタンパまたはサンスタンパとして用いられていた。しかし、電鋳プロセスを用いた場合、Ｎｉスタンパ１枚あたり１時間程度の長い作製時間がかかるという問題があった。これに対して、電鋳プロセスにより、ファザースタンパとして最初のＮｉスタンパを作製し、その後に作成されるマザースタンパまたはサンスタンパは、射出成形プロセスを用いて作製すれば、１枚当たり数秒程度の短い作製時間で樹脂製インプリントスタンパが得られる。

この射出成形プロセスは、これまで光ディスクの作製に使用されてきた。

例えば２枚の成形基板を貼り合わせたＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）等の光ディスクでは、少なくとも１枚の成形基板にトラックピッチ３００ｎｍ以上の凹凸パターンが形成され、数十μｍの厚みの接着剤を介して２枚の成形基板が貼り合わされている。射出成形により光ディスクの成形基板上にトラックピッチ３００ｎｍのピット列又はランド／グルーブ構造を形成する場合、スタンパを保持する金型とスタンパとの境界部に生じるバリの高さを接着剤層の厚み以下に抑えれば、接着剤層が十分厚いためバリが接着剤層に埋め込まれ、貼り合わせ工程時にはあまり問題にならなかった。

しかし、ＤＴＲ媒体では、トラックピッチ、凹凸高さ共に１００ｎｍ以下のパターンを形成する。また、媒体基板上に成膜された磁性層の上に塗布されるレジストの厚みを１００ｎｍ以下に薄くすることが好ましい。ところが、媒体基板上のレジストとインプリントスタンパを押し付けたときに、インプリントスタンパの表面にバリなどの突起や段差があると、インプリントスタンパとレジスト間に空隙が生じ、インプリントスタンパの凹凸パターンをレジストに転写できないという問題が生じていた。

また、ディスクに設けられる凹凸パターンの高密度化に伴い、射出成形樹脂材料として成形収縮の少ないものが選択されている。収縮の小さいディスクは、成形後に安定して金型から取り出すことが困難であるという問題があった。

特開２００３−１５７５２０号公報

本発明は、スタンパからレジストへの凹凸パターンの転写不良を防止し、磁気記録層表面に良好なディスクリートトラックを有する磁気記録媒体を効率よく得ることを目的とする。

本発明の樹脂スタンパの成形方法は、磁気記録層の表面に凹凸パターンからなるディスクリートトラックを形成するためのマスクとして使用される紫外線硬化性樹脂に、該凹凸パターンを転写する際に適用される中心孔を持つディスク状の樹脂スタンパの成型方法であって、
該樹脂スタンパは、固定側型板と、該固定側型板上に載置された凹凸形状の表面を有する金属スタンパと、該凹凸形状の表面に対向して配置された移動側型板との組み合わせを有する金型を用いて射出成形され、
前記固定側型板は、その中心部に、該樹脂スタンパの中心孔を打ち抜くカットパンチを受けるために設けられたカットパンチ受け部、及び該カットパンチ受け部と連通し、射出成形樹脂材料を注入するための注入孔を有し、該金属スタンパが載置される領域内であり、かつ該カットパンチ受け部の中心から４．０ないし６．０ｍｍの範囲内に、前記金属スタンパを吸着させるための真空吸着孔を有し、及び該金属スタンパが載置される領域と該カットパンチ受け部との間の領域であって、該カットパンチ受け部の中心から２．０ないし４．７ｍｍの範囲内に、射出成形された樹脂スタンパにエアーを吹き付けるエアーブロー孔を有し、
前記移動側型板はその中心部にカットパンチを備え、８．０ｍｍ以下の直径を有する中心孔、外径６９ｍｍ以上の樹脂スタンパに相当するキャビティを有し、そのキャビティ周縁部に、該カットパンチの中心軸と平行な方向に対し５ないし１５°のテーパが設けられ、
前記金属スタンパは、６．８ないし１０．８ｍｍの直径を持つ中心孔及び６９．０ｍｍ以上の外径を有し、
前記真空吸着孔から真空引きを行うことにより、該金属スタンパの該凹凸形状と反対側の表面を固定側型板に吸着せしめる工程、
該注入孔から射出成型用樹脂材料を射出し、加圧、冷却を行うことにより樹脂スタンパの成形体を得る工程、
該樹脂スタンパの成形体を該カットパンチを用いて打ち抜くことにより樹脂スタンパを形成する工程、
該固定側型板に取り付けられた該エアーブロー孔から該成形体にエアーを吹き付けることにより、該固定側型板及び該樹脂スタンパ間を離間せしめ、該樹脂スタンパを該固定側型板から取り外す工程、
該樹脂スタンパを、移動側型板から取り出す工程を具備することを特徴とする。

本発明を用いると、磁気記録媒体の製造時に、スタンパからレジストへの凹凸パターンの転写不良を防止し得、良好なディスクリートトラックを有する磁気記録媒体を効率よく得ることができる。

磁気記録媒体を形成する工程を表す断面図である。 金属スタンパの製造工程を表す断面図である。 本発明に係る樹脂スタンパ成形用金型の構成を表す概略図である。 樹脂スタンパの成形バリの測定位置を表す模式図である。 本発明の方法に使用できる作業ロボットの一例を表す概略図である。 本発明に係る磁気記録媒体の偏向光観察によるレジスト厚さ及び転写ムラの測定結果を表す図である。 本発明に係る磁気記録媒体の偏向光観察によるレジスト厚さ及び転写ムラの測定結果を表す図である。

本発明の樹脂スタンパ成形用金型は、
固定側型板と、固定側型板に対向配置される移動側型板との組み合わせを有し、
固定側型板上に、凹凸形状の表面を有する金属スタンパが載置され、その凹凸形状の表面が移動側型板に向けられ、さらに、固定側型板には、カットパンチ受け部、及びカットパンチ受け部と連通した射出成形樹脂材料の注入孔、金属スタンパを吸着させるための真空吸着孔、及び射出成形された樹脂スタンパにエアーを吹き付けるエアーブロー孔が設けられ、移動側型板には、その中心にカットパンチ、及びそのキャビティ周縁部にテーパが設けられている。

また、真空吸着孔は、金属スタンパが載置される領域内であり、かつカットパンチ受け部の中心から４．０ないし６．０ｍｍの範囲内に設けられ、エアーブロー孔はカットパンチ受け部の中心から２．０ないし４．７ｍｍの範囲内に設けられている。金属スタンパは、６．８ないし１０．８ｍｍの直径を有する中心孔及び６９．０ｍｍ以上のディスク径を有する。移動側型板のテーパはカットパンチまたはカットパンチ受けの中心軸に対し５ないし１５°である。

また、本発明の樹脂スタンパの成形方法は、
磁気記録層の表面に凹凸パターンからなるディスクリートトラックを形成するためのマスクとして使用される紫外線硬化性樹脂に、凹凸パターンを転写する際に適用される中心孔を持つディスク状の樹脂スタンパの成型方法であって、
樹脂スタンパは、上記金型を用いて射出成形され、
真空吸着孔から真空引きを行うことにより、金属スタンパの凹凸形状と反対側の表面を固定側型板に吸着せしめる工程、
注入孔から射出成型用樹脂材料を射出し、加圧、冷却を行うことにより樹脂スタンパの成形体を得る工程、
樹脂スタンパの成形体を該カットパンチを用いて打ち抜くことにより樹脂スタンパを形成する工程、
固定側型板に取り付けられたエアーブロー孔から該成形体にエアーを吹き付けることにより、固定側型板及び樹脂スタンパ間を離間せしめる工程、
移動側型板及び移動側型板内に収容された樹脂スタンパを、固定側型板から取り外す工程、
樹脂スタンパを、その中心から６５ｍｍよりも外側を部分的に吸着して、移動側型板から取り出す工程を有する。

カットパンチ受け部は、例えば２．６ないし４．０ｍｍの直径を有することが好ましい。

移動側型板は、射出成形された樹脂スタンパにエアーを吹き付けるエアーブロー孔を更に有することができる。

本発明によれば、ＤＲＴ媒体と、樹脂スタンパとを、マスクとして使用される例えば数十ｎｍの薄い紫外線硬化性樹脂層を介して貼り合わせる場合に問題となる樹脂スタンパのバリが、最終製品となる磁気記録媒体の特性に悪影響を及ぼさない位置になる。

また、本発明によれば、パターンの高密度化に伴い、成形収縮の少ない成形材料が用いられた場合にも、金型から容易に安定して成形品を取り出すことができる。

さらに、本発明によれば、樹脂スタンパを射出成形する際に一番の発塵源となるカットパンチによる中心孔の打ち抜きを、磁気記録媒体とは離れた位置に設計することで、カットパンチ屑による磁気記録媒体の汚染も防ぐことが出来る。

本発明に係る樹脂スタンパを用いて、ディスクリートトラックを有する磁気記録媒体を製造することが出来る。

以下、図面を参照し、本発明をより詳細に説明する。

図１に、樹脂スタンパを用いてディスクリートトラックを持つ磁気記録媒体を形成する工程を表す断面図を示す。

樹脂スタンパを用いて磁気記録媒体を形成するには、まず、図１（ａ）に示すように、固定側型板１及び移動側型板２を有する金型を用意し、固定側型板１上にディスクリートトラックに応じた凹凸パターンを有する金属たとえばＮｉスタンパ３を、その凹凸パターンが移動側型板２に向くように載置して、固定側型板１と移動側型板２を合わせて、そのキャビティ内に固定側型板１中央部に通じる注入孔６から、溶融した射出成形樹脂を射出し、加圧、冷却することにより、樹脂スタンパ４０の射出成形を行う。金属スタンパ３の表面にはトラックとサーボパターンの凹凸が刻み込まれている。このため、これを型として成形された樹脂成形品（樹脂スタンパ）には、トラックとサーボパターンの凹凸が転写されている。射出成形樹脂材料としては、例えばシクロオレフィンポリマーやポリカーボネート、アクリルなどを使用することができる。

次に、図１（ｂ）に示すように、磁気記録媒体４１表面に紫外線硬化樹脂４３を塗布し、その上へこの樹脂スタンパ４０を押し付けて紫外線を照射して硬化させる（ＵＶインプリント）。

続いて、図１（ｃ）に示すように、樹脂スタンパ４０を紫外線硬化樹脂から剥す。樹脂スタンパを剥離して、トラックとサーボパターンの凹凸が転写された紫外線硬化樹脂層を露出させる
その後、図１（ｄ）に示すように、例えばＣＦ_４ガスやＯ_２ガスドライエッチングにより、パターン凹部の紫外線硬化樹脂４３の残渣を除去し、凹凸パターンの凹部に磁気記録媒体４１表面が露出するまで底出しを行う。

さらに、図１（ｅ）に示すように、例えばＡｒ等のイオンミリングにより、紫外線硬化樹脂４３をマスクとして磁気記録媒体４１表面の加工を行う。これにより磁気記録媒体４１表面にトラックとサーボパターンの凹凸が形成される。イオンミリングにより、磁気記録媒体４１表面を加工する。

その後、図１（ｆ）に示すように、紫外線硬化樹脂４３をドライエッチングにより除去することにより、ディスクリートトラック型磁気記録媒体４４が得られる。

得られた磁気記録媒体に、必要に応じて、パターン凹部への非磁性体の埋め込みや、潤滑剤の塗布、及びテープ研磨などの後工程を行うことが出来る。

なお、ここで取り扱う磁気記録媒体は１．８インチとし、例えば、直径４８ｍｍ±０．２ｍｍ、中心孔の径１２．０１ｍｍ±０．０１ｍｍ、厚み０．５０８ｍｍ±０．０５ｍｍ とするが、２．５インチ媒体（直径６５ｍｍ±０．２ｍｍ、中心孔の直径２０．０１ｍｍ±０．０１ｍｍ、厚み０．６３５ｍｍ±０．０５ｍｍ）を用いることも出来る。

図２に、金属スタンパの製造工程を表す図を示す。

図２（ａ）に示すように、まず、Ｓｉウエハ上に電子線レジストを塗布する。

次に、図２（ｂ）に示すように、電子線レジストに電子ビームでトラックとサーボパターンの露光を行う。

続いて、図２（ｃ）に示すように、電子線レジストを現像処理することにより露光部または未露光部を溶解させ、トラックとサーボパターンの凹凸２２’を形成する。

さらに、図２（ｄ）に示すように、この電子線レジストの凹凸２２’上に導電化処理を行った後、Ｎｉメッキを行い、Ｎｉによりパターンを複製して、Ｎｉファザースタンパ２３を作製する。

その後、Ｎｉファザースタンパ２３からＮｉメッキにより、Ｎｉマザースタンパ２４を作製する。

必要に応じて、サンスタンパ、ドータースタンパを作成することができる。

更に、図２（ｆ）に示すように、Ｎｉマザースタンパ２４の裏面を研磨し、中心孔及び外周を加工して、ドーナツ型にせしめ、射出成形金型に取り付けられるようにする。

このディスクリートトラック型磁気記録媒体の製造工程において、図１（ａ）の射出成形工程と図１（ｂ）の紫外線硬化樹脂による貼り合わせ工程は、光ディスクの工程を応用している。但し光ディスクの場合と大きく異なるのは、貼り合わせる紫外線硬化樹脂層が２０〜９０ｎｍと非常に薄いことである。これはイオンミリング加工時にマスクとして用いるのに十分な厚さであり、かつ図２（ｂ）の電子線露光工程で十分パターン形成可能な高さ（アスペクト）であり、かつ図１（ｃ）のドライエッチングによる底出し工程に負担のない厚さということで選ばれる。

ここで問題となるのは、射出成形された樹脂スタンパには所望の凹凸パターンの他に、どうしても避けられない凹凸特に突起が存在するということである。例えば、金型にスタンパを取り付ける際に通常はメカによるクランプを行うがそのクランプ部分、そして成形品を射出成形金型から取り出す際に行う離型エアーブローのエアー噴出し孔などである。これらは射出成形金型のスタンパ側に存在する段差あるいは孔であり、それは成形品表面に突起となって転写される。

そこで本発明では、まずこのスタンパの金型への取り付けを真空吸着方式とした。これによりメカクランプのような段差が解消され得る。

図３に、本発明に係る樹脂スタンパ成形用金型の構成を表す概略図を示す。

図示するように、この金型３０は、固定側型板１と、該固定側型板１上に載置された図示しない凹凸形状の表面を有する金属スタンパ３と、該固定側型板１に対し、該金属スタンパ３を介して対向配置された移動側型板２との組み合わせを有する。

固定側型板１は、その中心部に、樹脂スタンパの直径Ｒ１の中心孔を打ち抜くカットパンチ４を受けるために設けられたカットパンチ受け部５、及び該カットパンチ受け部５と連通し、射出成形樹脂材料を注入するための注入孔６を有する。また、金属スタンパ３が載置される領域内であり、かつカットパンチ４及びカットパンチ受け部５の中心軸Ｃからの距離Ｄ１が４．０ないし６．０ｍｍの範囲内に、金属スタンパ３を吸着させるための真空吸着孔７を有する。さらに、金属スタンパ３の中心孔の周縁と該カットパンチ受け部５との間の領域であって、該カットパンチ受け部の中心からの距離Ｄ２が２．０ないし４．７ｍｍの範囲内に、射出成形された樹脂スタンパにエアーを吹き付けるエアーブロー孔８を有する。

移動側型板２はその中心部にカットパンチ４を備え、そのキャビティ端部９に、カットパンチ受け部５の中心軸Ｃと平行な方向に対し移動側型板から固定側型板へキャビティが広がるように、５ないし１５°のテーパが設けられている。

金属スタンパ３は、６．８ないし１０．８ｍｍの直径Ｒ２を有する中心孔及び６９．０ｍｍ以上のディスク径Ｒ３を有する。

本発明の金型は、少なくとも１．８ないし２．５インチの磁気記録媒体に適用し得る。更に光ディスクの装置及び設備等（メッキ装置、Ｎｉスタンパ打抜や裏面研磨装置）が流用できることが望ましいため、金属スタンパ３のディスク径Ｒ３は、光ディスクのＮｉスタンパで一般的な約１３８ｍｍ以下であることが好ましい。

さらに、移動側型板２に、任意に、エアーブロー孔１１を設けることが出来る。

また、固定側型板１に、任意に、もう１つの真空吸着孔１０を設けることが出来る。

なお、図中、真空吸着孔７、エアーブロー孔８、真空吸着孔１０、エアーブロー孔１１は、中心軸Ｃに対し、互いに同心の円弧を描く溝になっており、真空吸着孔７及び真空吸着孔１０は、図示しない真空ポンプと接続され、エアーブロー孔８、エアーブロー孔１１は、図示しないエアブロー装置に接続されている。

このような金型３０を用いて、次のように樹脂スタンパを成形することが出来る。

まず、真空吸着孔７から真空引きを行うことにより、金属スタンパ３の該凹凸形状と反対側の表面を固定側型板１に吸着せしめる。

次に、注入孔６から射出成型用樹脂材料を射出し、加圧、冷却を行うことにより樹脂スタンパの成形体を得る。

続いて、樹脂スタンパの成形体をカットパンチ４を用いて打ち抜くことにより樹脂スタンパを形成する。

固定側型板１に取り付けられたエアーブロー孔８から樹脂スタンパにエアーを吹き付けることにより、固定側型板１及び樹脂スタンパ間を離間せしめる。

移動側型板２及び移動側型板２内に収容された樹脂スタンパを固定側型板１から取り外す。

樹脂スタンパを、その中心から６５ｍｍよりも外側を部分的に吸着して、移動側型板２から取り出す。

図３の射出成形金型を用いて樹脂スタンパを成形する際にバリが発生しやすい部分のうち、ディスクリートトラック型磁気記録媒体を製造する際に紫外線硬化性樹脂と貼り合わせされる面側になるのは、成形品の離型エアーブローの孔、金属スタンパの内周端、成形品の外周端、成形品の内周端にできるカットパンチによるバリである。

このバリの発生の様子を知るため、内径７ｍｍ，外径７５ｍｍの樹脂スタンパを成形して、各部分に発生する成形バリの突起高さを測定した。

図４には、樹脂スタンパの成形バリの測定位置を表す。

図中１，Ａ１ないしＡ４は、上記表１中のＡ１ないしＡ４と各々対応している。

これらの箇所について、実際に突起の高さを測定した結果を下記表１に示す。

この結果より、カットパンチバリ以外の値は数μｍオーダーであり、数十ｎｍオーダーの貼り合わせはとても出来ないことがわかる。但し、カットパンチバリも数十ｎｍオーダーでの突起は存在する可能性がある。また、前述の金属スタンパ取り付け用の真空吸引孔も、測定の結果その段差は４０μｍ程度と、スタンパの裏面にあたり直接成形品に突起を生じさせる原因にはならないことを考慮しても、金属スタンパの取り付け歪みが成形品上に転写されるパターン歪みにつながることを考えれば、その半径位置を考慮することができる。

そこで、本発明では、貼り合わせる相手側の磁気記録媒体と干渉しないようにバリの位置すなわちエアーブローの孔、金属スタンパの内周端、成形品の外周端、及びカットパンチのそれぞれの部品の位置を規定する。但し、各機構はそれぞれ相互に配置可能な位置に限りがあり、更に、生産性を考慮すれば同一射出成形金型で一般的なハードディスク媒体のサイズである１．８インチと２．５インチの磁気記録媒体の両方に対応できることが望ましい。それらを考慮して、本発明の樹脂スタンパ成型用金型の配置が得られる。

本発明に係る樹脂スタンパの寸法は、その中心孔の径すなわち内径が８．０ｍｍ以下、さらには４ないし７ｍｍであり、その直径すなわち外径が６９．０ｍｍ以上であり、さらには７５ないし１２０ｍｍにすることができる。これは、樹脂スタンパの貼り合わせ相手である１．８インチ磁気記録媒体より内径が小さく、２．５インチ磁気記録媒体外径よりも大きい寸法に相当する。また、必要に応じて、成形品を取り出すためのハンドリング領域を外周側に設けることを考慮して直径を十分に大きくとることが出来る。

本発明に用いられる金属スタンパの寸法は、内径が６．８ｍｍないし１０．８ｍｍであり、その外径は６９．０ｍｍ以上、さらには１００ないし１３８ｍｍにすることができる。この寸法はまた、１．８インチ磁気記録媒体より内径が小さく、２．５インチ磁気記録媒体外径よりも大きく、かつ出来ればその外径は成形品外径よりも大きい方が望ましい。

金属スタンパを取り付けるための真空吸着孔は、金属スタンパが載置される領域内であり、かつカットパンチ受け部の中心から４．０ｍｍないし６．０ｍｍの範囲内にあることとする。また、この領域は、金属スタンパの内周よりも外側であり、磁気記録媒体の外周よりも小さい。

成形品離型用のエアーブロー孔の位置は、カットパンチ受け部の中心から２．０ｍｍないし４．７ｍｍの位置に設ける。この位置にエアーブロー孔を設けると、金属スタンパの内周部にかからず成形品中心孔付近にブローできる。

以上が、本発明に用いられる寸法規定であるが、更に自動化による樹脂スタンパの量産を考えた場合、成形品である樹脂スタンパを金型内から作業ロボットにより取り出すことができる。

図５に、本発明の方法に使用できる作業ロボットの一例を表す概略図を示す。

図示するように、このロボット４６が成形された樹脂スタンパ４０をハンドリングするための複数の吸着パッド４５が設けられた吸着スペースを記録領域以外の場所に設けることが出来る。

成形材料として使用される可能性の高いシクロオレフィンポリマーは成形収縮が少ないため、樹脂スタンパの金型からのスムーズな取出しが困難となる傾向があるけれども、樹脂スタンパの中心から３２．５ｍｍより外側を吸着されることにより金型内から取り出しやすくなる。つまり成形品には、少なくとも、中心から３２．５ｍｍないし３４．５ｍｍまでのハンドリング領域を設けることが出来る。

移動側型板のキャビティ部の周縁が、移動側型板から固定側型板に向けて広がるテーパ形状を有し、そのテーパ角を、移動側型板のカットパンチまたは固定側型板のカットパンチ受け部の中心軸と平行な方向に対し５°から１５°とすることで、成形収縮の少ない射出成形樹脂材料を用いた場合でも樹脂スタンパを金型から取り出しやすくする。

以下に、本発明に用いられる樹脂スタンパ成形用金型の真空吸着孔を形成する位置、エアーブロー孔を形成する位置、移動側型板のテーパ角、Ｎｉスタンパ及び樹脂スタンパの寸法に関し、更に詳しく述べる。

最初に外周側から説明する。

樹脂スタンパ外径の下限
まず、樹脂スタンパ外径の下限を調べるため樹脂スタンパの寸法を種々変更して実験を行った。

２．５インチ媒体の外周は約６５ｍｍであるため、樹脂スタンパには更にその外側にハンドリングエリアを設けることが出来るが、成形品をハンドリングするロボットの真空吸着パッドの直径は少なくとも２ｍｍであり、実際に、直径１．９ｍｍのパッドでは吸着力が不足してハンドリングできなかった。そのため成形品のハンドリングエリアは、直径６５ｍｍ＋（２ｍｍ×２）の６９ｍｍの外径を有することが好ましい。この時初めて安定して樹脂スタンパを取り出すことができた。なお、樹脂スタンパの外径は、１２０ｍｍ以上であると、搬送装置など光ディスクの装置及び設備等が流用できないという問題が生じた。

Ｎｉスタンパ外径の下限
次に、Ｎｉスタンパ外径の下限を調べるため、Ｎｉスタンパ外径の寸法を種々変更して実験を行った。

樹脂スタンパ外径よりも小さい寸法例えば６８．９ｍｍや６４．９ｍｍにした所、Ｎｉスタンパ外径で生じる段差により樹脂スタンパにも段差ができ、それがハンドリングや貼り合わせに影響を与えた。よって樹脂スタンパより大きい６９ｍｍ以上が望ましく、６９ｍｍのとき初めて安定したハンドリングと貼り合わせが可能であった。Ｎｉスタンパの外径は、１３８ｍｍ以上であると、Ｎｉスタンパ打抜装置など光ディスクの装置及び設備等が流用できないという問題が生じた。

真空吸着孔を形成する領域の最大値
次に、Ｎｉスタンパを吸着するための真空吸着孔を形成する領域の最大値を調べるため、Ｎｉスタンパ吸着孔の位置を種々変更して実験を行った。

１．８インチ媒体の内径１２ｍｍよりも大きい、カットパンチ受け中心から６．０５ｍｍのときに成形品に発生するバリが邪魔して貼り合わせる事ができなかった。カットパンチ受け中心から６．０ｍｍのときに初めて、均一に貼り合わせる事ができた。

Ｎｉスタンパ内径の最大値
Ｎｉスタンパ内径の最大値を調べるため、Ｎｉスタンパ内径の寸法を種々変更して実験を行った。

上述の真空吸着孔は直径０．５ｍｍでは吸着力が不足してＮｉスタンパが吸着できない或いは成形中に外れるといった不具合が起き、０．６ｍｍで初めて安定して成形可能であった。そのためＮｉスタンパ内径の最大値は少なくとも、（スタンパ吸引孔の最大値直径１２．０ｍｍ）−（真空吸着孔の直径０．６ｍｍ×２）の直径１０．８ｍｍ必要であった。この時初めて安定した成形が可能であった。なお、Ｎｉスタンパ内径は、５．４ｍｍ未満であると、樹脂注入口とカットパンチ（受け）機構とエアブロー機構がスペース面で十分に設けられないという問題が生じた。

次に、離型エアーブロー孔を形成する領域の最大値を調べるため、離型エアーブロー孔を形成する領域を種々変更して実験を行った。

まず、Ｎｉスタンパの中心孔の径部にはＮｉスタンパのガイドを設けることが好ましい。このガイド部が脆弱であるとＮｉスタンパがずれ、樹脂スタンパひいては完成品の磁気記録媒体の偏心の原因となる。実際に、ガイド部の厚さを０．６ｍｍにしたところ、偏心は１００μｍ以上と許容できない値となった。０．７ｍｍのとき初めて偏心が３０μｍ以下となり使用できる値となった。Ｎｉスタンパ内径が最大値の直径１０．８ｍｍであるとき、ガイド部の厚みが０．７ｍｍであれば、その内側に設けられる離型エアーブロー孔領域の最大値は、直径１０．８ｍｍ−（０．７ｍｍ×２）＝直径９．４ｍｍとなる。すなわちカットパンチ受けの中心から４．７ｍｍの位置の時、初めて偏心量の少ない樹脂スタンパ成形が可能であった。

樹脂スタンパの内径は、上述の離型エアーブローの孔はその径が０．６ｍｍであるとエアーの流量不足のため成形品である樹脂スタンパの離型ができなかった。その径が０．７ｍｍのときに初めて安定した離型ができたため、離型エアーブローを樹脂スタンパに吹き付けるためには、樹脂スタンパの内径は（離型エアーブロー孔領域の最大値９．４ｍｍ）−（０．７ｍｍ×２）＝８ｍｍ以下にすることが出来る。この時初めて安定した樹脂スタンパの離型が可能であった。

離型エアーブロー孔領域の最小値、Ｎｉスタンパ内径の最小値、Ｎｉスタンパ吸着孔領域の最小値については、以下の通りである。

まず、離型エアーブロー孔領域の最小値を規定するには、まず、樹脂注入孔の大きさを規定する。樹脂充填時に十分な流量を得るためには、樹脂注入孔の径が少なくとも２．６ｍｍであった。実際に、その径が２．５ｍｍまでの注入孔では樹脂充填に時間と応力がかかりすぎて、全面均一な転写性と機械特性を得られることができなかった。なお、射出成形樹脂材料として、例えば２３０℃で、６０ないし８０ｇ／１０ｍｉｎの溶融粘度を有するものを使用することが出来る。樹脂注入孔の径が２．６ｍｍの場合、樹脂スタンパ内径をカットするカットパンチ機構の径は４ｍｍにすることができる。つまり、少なくとも、（４ｍｍ−２．６ｍｍ）／２＝０．７ｍｍのカット刃を用いることが出来る。これ以下の０．６ｍｍのカット刃では樹脂スタンパの中心孔を十分に打ち抜くことが困難であり、打ち抜き不足によるハーフカットが発生した。離型エアーブロー孔領域は、樹脂スタンパに直に吹き付けるためにカットパンチよりも外側に設けることができるため、その径の最小値は４ｍｍとなる。この時初めて樹脂スタンパの離型が可能であった。

次に、Ｎｉスタンパ内径の最小値であるが、離型エアーブローを樹脂スタンパに直に吹き付けるためには当然（Ｎｉスタンパ内径）＞（離型エアーブロー孔領域＋離型ブロー孔径）＋（上述のＮｉスタンパ内径ガイド部）である。上述の通り離型エアーブロー孔領域の最小値が４ｍｍであり、離径に必要なエアーブロー孔の径は０．７ｍｍ以上、内径ガイド部の厚みは０．７ｍｍ以上であることが実験によりわかっているので、Ｎｉスタンパの内径は（４ｍｍ＋０．７ｍｍ×２）＋（０．７ｍｍ×２）＝６．８ｍｍ以下の値をとり得ず、これがＮｉスタンパ内径の最小値となる。

Ｎｉスタンパ吸着孔領域の最小値について、上述のように、Ｎｉスタンパの内径は６．８ｍｍ以上であり、かつＮｉスタンパの安定した吸着には吸着孔径は０．５ｍｍでは吸引力が足りず、少なくとも０．６ｍｍ以上であることが、上述のとおり実験でわかっている。つまり、Ｎｉスタンパ吸着孔領域の最小値としては、６．８ｍｍ＋０．６ｍｍ×２＝８．０ｍｍにすることができる。実際に、この時Ｎｉスタンパが外れることのない安定した成形が可能であった。

また、移動側型板のキャビティ部の周縁に移動側型板から固定側型板に向けて広がるテーパ形状をつけることについて以下に説明する。そのテーパ角を４°にした場合、成形品は金型から安定して取り出すことができず連続成形が困難であった。５°にして初めて成形品の金型からの安定した取出しが可能となった。１５°でも問題なく成形品の金型からの取り出しが可能であったが、１６°の場合はテーパ角が大きすぎることにより取り出しロボットが取り出す前に成形品が自重で金型から脱落してしまった。落下した成形品は不良品となり使用できないため、１６°以上のテーパ角では所望の成形品が得られないことがわかった。よってテーパ角は５°から１５°にすることができる。

本発明にかかる金型を用いて、ディスクリートトラック磁気記録媒体を形成した。

金型の寸法
固定側型板
樹脂注入孔 直径２．６ｍｍ
カットパンチ受け部 直径７ｍｍ
真空吸着孔 カットパンチ受け部中心から５ｍｍの位置に円形溝
エアーブロー孔 カットパンチ受け部中心から４．５ｍｍの位置の円形溝
移動側型板
カットパンチ径 ７ｍｍ
キャビティ周縁部のテーパ １３°
上記寸法の金型を用い、射出成形樹脂材料としてシクロオレフィンポリマーを適用して 内径７ｍｍ、外径７５ｍｍの樹脂スタンパを製造した。

この樹脂スタンパを用いて、ディスクリートトラックを持つ１．８インチ磁気記録媒体を製造した。得られたディスクリートトラックを持つ磁気記録媒体について、偏向光観察装置を用いて、レジスト厚さや転写のムラを測定した。

その結果を図６に示す。

また、比較として、樹脂スタンパ内径が磁気記録媒体内径と等しく１２ｍｍであり、本発明の範囲外である金型を用いて樹脂スタンパを形成し、この樹脂スタンパを用いて、ディスクリートトラックを持つ磁気記録媒体を製造した。得られたディスクリートトラックを持つ磁気記録媒体について、同様に、偏向光観察によるレジスト厚さ及び転写ムラを測定した。

その結果を図７に示す。

金型のスタンパ寸法、スタンパ吸引孔、及び離型エアーブロー孔の位置を本発明の寸法にすることで、成形される樹脂スタンパは、そのバリが干渉することなく、１．８インチ、２．５インチ双方の磁気記録媒体と貼り合わせることができる。図７は、１．８インチの磁気記録媒体と同サイズの樹脂スタンパを成形して貼り合わせたものであり、樹脂スタンパ中心孔端部に発生したバリが干渉して内周部が浮いてしまっていることがわかる。一方、図６は、本発明の構造の金型により本発明の寸法の樹脂スタンパを成形し、同じく１．８インチの磁気記録媒体と貼り合わせて作製したものである。内外周ともに浮きなどは無く、正しくパターニングされた磁気記録媒体が作製されていることがわかる。

またハードディスクのようにクリーンな製造ラインにより量産される製品には、ロボットによる金型からの成形品取り出しの自動化が生産性の向上に有効である。樹脂スタンパの寸法を本発明のように規定すれば、ロボットを用いて真空吸着によりハンドリングすることが可能であり、また微細なパターンを正確に転写するために成形収縮の少ない成形材料例えばシクロオレフィンポリマー、ポリカーボネート、アクリル等を使用した時も、本発明のテーパを持つ金型構造により、スムーズな金型からの取り出しが可能である。

なお、本発明のその他の効果として、樹脂射出成形の一番の発塵源である中心孔の径カットパンチ部分を、磁気記録媒体とは離れた位置すなわち磁気記録媒体中心孔の径１２．０１ｍｍに対して樹脂スタンパの中心孔の径カットパンチ部８．０ｍｍ以下にすることで、カットパンチ屑による磁気記録媒体の汚染も防ぐことが出来る。

１…固定側型板、２…移動側型板、３…金属スタンパ、４…カットパンチ、５…、６…カットパンチ受け部、７，１０…真空吸着孔、８…エアーブロー孔、９…テーパ、１１…エアーブロー孔、４０…樹脂スタンパ、４５…吸着パッド

Claims (5)

1. 磁気記録層の表面に凹凸パターンからなるディスクリートトラックを形成するためのマスクとして使用される紫外線硬化性樹脂に、該凹凸パターンを転写する際に適用される中心孔を含むディスク状の樹脂スタンパの成型方法であって、
   該樹脂スタンパは、固定側型板と、該固定側型板上に載置された凹凸形状の表面を有する金属スタンパと、該凹凸形状の表面に対向して配置された移動側型板との組み合わせを有する金型を用いて射出成形され、
   前記固定側型板は、その中心部に、該樹脂スタンパの中心孔を打ち抜くカットパンチを受けるために設けられたカットパンチ受け部、及び該カットパンチ受け部と連通し、射出成形樹脂材料を注入するための注入孔を含み、該金属スタンパが載置される領域内であり、かつ該カットパンチ受け部の中心から４．０ないし６．０ｍｍの範囲内に、前記金属スタンパを吸着させるための真空吸着孔を含み、及び該金属スタンパが載置される領域と該カットパンチ受け部との間の領域であって、該カットパンチ受け部の中心から２．０ないし４．７ｍｍの範囲内に、射出成形された樹脂スタンパにエアーを吹き付けるエアーブロー孔を含み、
   前記移動側型板はその中心部にカットパンチを備え、８．０ｍｍ以下の直径を有する中心孔、外径６９ｍｍ以上の樹脂スタンパに相当するキャビティを有し、そのキャビティ周縁部に、該カットパンチの中心軸と平行な方向に対し５ないし１５°のテーパが設けられ、
   前記金属スタンパは、６．８ないし１０．８ｍｍの直径を持つ中心孔及び６９．０ｍｍ以上の外径を有し、
   前記真空吸着孔から真空引きを行うことにより、該金属スタンパの該凹凸形状と反対側の表面を固定側型板に吸着せしめる工程、
   該注入孔から射出成型用樹脂材料を射出し、加圧、冷却を行うことにより樹脂スタンパの成形体を得る工程、
   該樹脂スタンパの成形体を該カットパンチを用いて打ち抜くことにより樹脂スタンパを形成する工程、
   該固定側型板に取り付けられた該エアーブロー孔から該成形体にエアーを吹き付けることにより、該固定側型板及び該樹脂スタンパ間を離間せしめ、該樹脂スタンパを該固定側型板から取り外す工程、
   該樹脂スタンパを、移動側型板から取り出す工程を具備することを特徴とする樹脂スタンパの成形方法。
2. 前記カットパンチの外径及び前記カットパンチ受け部の内径は、２．６ないし４．０ｍｍである請求項１に記載の方法。
3. 前記移動側型板は、そのキャビティ周縁が６９ｍｍより大きい直径を含む円形の輪郭を含む請求項１または２に記載の方法。
4. 前記移動側型板は、射出成形された樹脂スタンパにエアーを吹き付けるエアーブロー孔を更に含み、該樹脂スタンパを該固定側型板から取り外す工程において、前記エアーブロー孔から前記樹脂スタンパにエアーを吹き付けること特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法。
5. 該樹脂スタンパを移動側型板から取り出す工程において、該樹脂スタンパの中心から３２．５ｍｍより外側を吸着することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。

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