JP4871063B2 - 断熱スタンパとその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、薄円板状部材の射出成形に用いる断熱スタンパとその製造方法に関する。

従来から、薄円板状部材の射出成形においては、キャビティ内の熱伝導性を調整して、転写性向上やタクトタイム短縮を図るために種々の工夫がされている。
例えば、特許文献１には、成形中の熱可塑性材料の初期冷却を遅延化する為に金型中の支持体とスタンパの間に断熱性金型挿入体を着脱式に装着し、この断熱性金型挿入体に、中心領域が低い密度を持ち縁部領域が高い密度を持つような密度変化を有する断熱層を設けることによって、成形中の熱可塑性材料の初期冷却を遅延化させ、転写性を向上させた発明が開示されている。
しかし、断熱性金型挿入体が着脱式の場合、取り付け時に異物が挟まり成形不良を起こす危険性があること、断熱性金型挿入体は非常に薄い薄膜状のものであるため、取り付け時にしわが寄ったり破損してしまう場合もあることから、取扱に細心の注意を払わねばならず、着脱を頻繁に行うには不向きである。

また、特許文献２には、キャビティの表面において、弱冷却しようとする部分に対応する金型材料よりも低い熱伝導性を持つ熱伝導材の厚みを、強冷却しようとする部分に対応する熱伝導材の厚みよりも薄くし、キャビティから温調水流路までの熱通過率を等しくして、成形時間の短縮を可能とした発明が開示されている。
また、特許文献３には、金型内のキャビティが対向する双方の面に一対のスタンパを装着し、該スタンパの少なくとも一方に断熱材を内包させた断熱スタンパにおいて、断熱効果を有する断熱材の膜厚分布を、外周に向かうにつれて厚くすることにより、断熱効果を半径方向で変化させて転写性などの特性を向上させた発明が開示されている。
しかし、現時点で実用化されている断熱層を形成する方法（スピンコート、蒸着、スパッタリング、複合メッキ、等）により断熱材の厚さを部位に応じて変化させるのは容易でなく、まして理想的な厚さ分布を実際に形成することは非常に難かしい。

また、特許文献４には、キャビティ内の一方の壁面側に配置されるスタンパに断熱性を有するスタンパ側断熱材を設け、スタンパと対面する他方の壁面側に断熱性を有する金型側断熱材を設けることによって、キャビティへの溶融樹脂射出充填時における転写温度の変化を少なくし、転写性の維持とタクトタイムの短縮を可能にすると同時に、両面の温度を制御することにより、光ディスク基板の反り形状を容易に理想的にするという発明が開示されている。
しかし、この方法の場合、極少量の生産ではあまり問題にならないが、ショット数が増えるに従って金型内の蓄熱が大きくなって成形品の冷却がうまくできなくなり、かえって成形サイクルのタクトタイムが長くなってしまうという問題がある。

特許第３０６６２５４号公報 特開２００４−１８１７１６号公報 特開２００３−８０５６７号公報 特開２０００−３３１３８５号公報

本発明は、薄円板状部材の射出成形時に、金型温度を従来より下げながらも溶融樹脂の流動性を高めて、転写性の向上と成形サイクルのタクトタイムの短縮を図ると共に、サンドイッチ断熱構造を持ちながら、反りや剥離が無く、且つ成形回数を重ねても剥離や破壊を起こさない、耐久性の高い断熱スタンパとその製造方法の提供を目的とする。

上記課題は、次の１）〜６）の発明によって解決される。
１） 表面に微細溝パターンを持つ薄円板状部材の射出成形用スタンパであって、スタンパマトリックス層よりも熱伝導率の低い断熱層がスタンパマトリックス層で挟まれた断面構造を有し、スタンパを上面から見た場合に、断熱層が、分割された複数の断熱領域とこれらの断熱領域に挟まれた間隙領域を有すると共に、断熱領域がスタンパマトリックス層よりも熱伝導率の低い低熱伝導物質を含有し、該低熱伝導物質の体積比率が、スタンパ中心から外側に向かって増加していることを特徴とする断熱スタンパ。
２） 間隙領域が一定の幅で直線的に連続することが無いように、断熱領域が分割配置されていることを特徴とする１）記載の断熱スタンパ。
３） 間隙領域が、断熱層を貫通して、上下のスタンパマトリックス層と繋がっていることを特徴とする１）又は２）記載の断熱スタンパ。
４） 前記低熱伝導物質の体積比率が、スタンパの最外側部を１００％として、最内側部で３０〜５０％であることを特徴とする１）〜３）のいずれかに記載の断熱スタンパ。
５） 断熱領域に、スタンパ中心から外側に向かって徐々に面積の小さくなる孔を複数個開け、その孔に前記低熱伝導物質よりも高い熱伝導率を持つ物質を充填することを特徴とする１）〜４）のいずれかに記載の断熱スタンパの製造方法。
６） 断熱領域に、面積が同じ微細な孔を複数個開け、単位面積中の微細な孔の数が、スタンパ中心から外側に向って徐々に減るようにし、且つ、その孔に前記低熱伝導物質よりも高い熱伝導率を持つ物質を充填することを特徴とする１）〜４）のいずれかに記載の断熱スタンパの製造方法。

以下、上記本発明について詳しく説明する。
本発明の断熱スタンパは、光ディスク基板のような表面に微細溝パターンを持つ薄円板状部材の射出成形に用いられるものである。光ディスク基板における微細溝パターンは、通常の場合、トラッキング用やデータ記録再生用の案内溝である。
このような用途に用いられる従来の断熱スタンパは、図１に一例を示すように、断熱層をニッケル層で挟んだ構成を有するが、背景技術の項で述べたような種々の問題点を有している。
これに対し、本発明の断熱スタンパは、図２〜図４に例を示すように、第１スタンパマトリックス層と第２スタンパマトリックス層に挟まれた断熱層が、分割された複数の断熱領域とこれらの断熱領域に挟まれた間隙領域を有すると共に、断熱領域がスタンパマトリックス層よりも熱伝導率の低い低熱伝導物質を含有し、該低熱伝導物質の体積比率が、スタンパ中心から外側に向かって増加していることを特徴とする。
断熱領域と間隙領域の比率は、後述する各領域の機能が十分発揮されるように、スタンパを上面から見たときの面積比率で５０：１〜１０：１程度、好ましくは４０：１〜３０：１程度とする。なお、断熱領域には当然ながらスタンパマトリックス層材料よりも熱伝導率の低い材料を用いる。
本発明では、上記構成を取ることにより、スタンパマトリックス層材料と断熱領域材料との熱膨張率に差があっても膨張変形量を分散できるため、スタンパの内部歪みを最小限に抑えることが可能となり、スタンパの反りや界面剥離を防止できる。

間隙領域は、樹脂充填孔を基準とするスタンパ中心部から外側に向かって一定の幅で直線的に連続することが無いように、屈曲するか又は曲線を描くようなパターンとすることが望ましい。そのため、断熱領域の分割配置パターンを、例えば図３に示すように工夫する。これによりスタンパの反りや界面剥離を一層確実に防止できる。なお、図３（ａ）は十字形、図３（ｂ）は六角形、図３（ｃ）は円形の例を示しているが、上記条件を満たすものであれば特に形状に制限はない。図３（ｄ）は断熱スタンパの断熱層の配置を示す図である。
図４に示すように、間隙領域が樹脂充填孔の中心部から外側に一定の幅で連続して直線的に伸びている場合には、高い熱伝導率を持つ間隙領域に触れる樹脂部分が急速に冷却されて、他の樹脂部分との間に温度差が発生し、成形部品の内側から外側に向かって放射状に内部歪みが残ることがあり、これが光学的歪み（複屈折）や機械的歪み（反り）の原因となる恐れがある。図４（ａ）は分割領域形状が菱形の例、図４（ｂ）は分割領域形状が三角形の例である。

次に、本発明の断熱スタンパの構成の詳細とその製作工程、及び該断熱スタンパを利用した射出成形について、光ディスク基板成形の場合を実施態様例として示しながら説明する。なお、本実施態様例では、スタンパマトリックス層材料としてニッケルを用いた。
（１）原盤パターニング
光ディスク用原盤には、スパイラル状又は同心円上に、予めトラッキング用やデータ記録再生用の微細溝パターンが形成されている。このような微細溝パターンは、原盤となるガラス板、金属板、シリコンウエハなどの基板を洗浄後、該基板上に、スピンコート等でフォトレジスト層を形成し、原盤露光装置の対物レンズで、形成すべき溝パターンに応じて強度変調されたレーザービームを収束してフォトレジスト層を露光し、次いで現像することによって形成する（図示せず）。

（２）導電被膜形成
（１）の原盤の微細溝パターン面側に導電被膜を形成する（図示せず）。
導電被膜の材質はスタンパマトリックス層材料と同じニッケルが望ましい。
導電被膜の膜厚は、薄すぎるとピット等の欠陥が発生し易く、厚すぎると内部応力によるクラックが発生するため、５００〜２０００Å程度が好ましい。
導電被膜形成方法としては、スパッタリング法、真空蒸着法、無電解メッキ法等が採用できる。

（３）第１回目ニッケル電鋳
（２）の導電被膜形成後、ニッケル電鋳処理を施し、原盤上に第１ニッケル層を積層する〔図５（ａ）参照〕。
原盤を電鋳槽に入れてから３〜５分間、０．２Ａ／ｄｍ^２未満の弱電流密度で通電することにより、導電被膜をニッケル電鋳液に馴染ませて濡れ性を向上させれば、ピット発生や電鋳時の剥離を防止することができる。弱電流密度の通電を行ったのち通電量を上昇させ、最終的に、１２〜２０Ａ／ｄｍ^２程度まで通電量を上昇させてから一定に保ち、所定の電鋳膜厚（３０μｍ程度）を得るまで通電を続ける。

（４）断熱層形成
（３）で形成した第１ニッケル層上に、断熱層を形成する〔図５（ｂ）参照〕。
断熱層は、スタンパマトリックス層材料であるニッケルよりも熱伝導率の低い低熱伝導物質で構成する。
低熱伝導物質としては、高分子材料としてポリイミドやポリアミドイミド、セラミックス系材料としてジルコニア、金属系材料としてビスマスが挙げられるが、その他に低熱伝導性のフィラーや微粒子を共析させた複合メッキ被膜も利用可能である。但し、セラミックス系材料を積層するには１０００℃以上の焼結温度が必要となり、またビスマスは剛性が低くて脆く且つ成膜時の面粗さが粗くなるため実際の利用は望ましくない。
断熱層の厚さは、その材質によって異なるが、高分子系材料で１５〜１００μｍ程度、複合メッキ被膜では、５０〜２００μｍ程度が目安である。

図２に示すように、間隙領域は、スタンパマトリックス材料（ニッケル）で形成し、断熱領域を貫通して上下のスタンパマトリックス層（ニッケル層）と繋がるようにすることが望ましい。これにより、間隙領域を形成するスタンパマトリックス材料（ニッケル）が支柱ブロックとして働くと同時に、上下のスタンパマトリックス層（ニッケル層）のバインダーとして機能するため、成形中に加わる熱とシェアストレスから生じる内部応力が緩和される。その結果、スタンパの反りや界面剥離の防止が一層確実となり、スタンパに高い耐久性を持たせることができるため長寿命を確保できる。
間隙領域の形成材料としては、スタンパマトリックス層材料と親和性があり且つ線膨張係数が同じか又は近い材料が好ましい。最も好ましいのは、スタンパマトリックス層材料と同じ材料でコストも安いニッケルであるが、この他にも線膨張係数がニッケルに近く（ニッケル：１３．４／℃に対して±１．５倍の範囲内）、且つメッキによって析出可能な金、銅、イリジウム、パラジウムなどが使用可能である。なお、ここでいう親和性があるとは、間隙領域の充填材料が、断熱領域を貫通して上下のスタンパマトリックス層材料と接触した際に、該マトリックス層のバインダーとして機能する程度に親和力（接合力）を発揮しうる物性を有することを意味する。

次に、断熱層の形成方法について説明する〔図６（ａ）〜（ｄ）参照〕。
なお、本実施態様例では、エッチングの容易性及び後述するイミド化温度の低さから、低熱伝導物質としてポリアミドイミド（東洋紡：バイロマックス）を選定し、間隙領域にはニッケルを充填した。
Ｉ．第１ニッケル層上に、ポリアミドイミドのワニスを、スピンコート等により、厚さ約４０μｍに塗布した後、１００〜１５０℃、３０分〜１時間のキュアを行う。
II．図３（ａ）〜（ｃ）に示したような断熱領域の分割パターンに対応するメタルマスクを、ポリアミドイミド層上に隙間の無いように乗せ、酸素プラズマエッチング又はポリイミド用エッチングによってポリアミドイミド層に貫通孔パターンを形成する。
III．形成された孔に、ニッケル電鋳によりニッケルを充填する。

上記の方法以外に、事前に上記メタルマスクとは逆のマスクパターン形状を作ってニッケル層のエッチングを行い、そこに低熱伝導物質を充填し、その後、マスクを除去するという方法もある〔図７（ａ）〜（ｅ）参照〕。具体的には、
Ｉ．第１ニッケル層を断熱層の厚さ分だけ上乗せして形成する。
II．第１ニッケル層上にフォトレジストを塗布し、前記孔パターンと逆のマスクパターンの露光、現像を行い、逆レジストマスクパターンを形成する。
III．第１ニッケル層に対し、ドライエッチング又はケミカルエッチングにより、断熱層の深さ分だけエッチングを行う。
IV．ポリイミド又はポリアミドイミドのワニスをスピンコート等で塗布し、エッチングされた部分に断熱層の深さ分だけ充填するか、又は、複合メッキ法を用いて低熱伝導物質共析メッキを行い、エッチングされた部分に断熱層の深さ分だけ断熱領域材料を充填し、次いで、マスクを除去する。
上記の他に、感光性ポリイミド（例えば東レのフォトニース等）を低熱伝導材料として用いれば、低熱伝導物質をダイレクトでパターニングできるので便利であるが、イミド化のためのキュア温度が高いため（４００℃前後）、本実施態様例のような薄円板状断熱スタンパでは、反りなどの不具合が発生する恐れがあり、使用は薦められない。

本発明の断熱スタンパの断熱層は、断熱領域に、低熱伝導物質とこれよりも高い熱伝導率の物質（高熱伝導物質）とが混在している。
高熱伝導物質としては、材料親和性やコストの面で、スタンパマトリックス層材料と同じニッケルが最も好ましいが、この他にも、熱伝導率がニッケルよりも高く（＞８３Ｗ／ｍＫ）、且つメッキによって析出可能な金、銀、銅、イリジウム、モリブデン、亜鉛などが使用可能である。

次に、断熱領域の低熱伝導物質の体積比率について説明する。
最外側部での低熱伝導物質の体積比率を１００％とし、最内側部での低熱伝導物質の体積比率を０〜１００％の間で１０％刻みに変化させたスタンパを用意し、光ディスク基板（厚さ１．２ｍｍ、直径１２０ｍｍ）の射出成形実験を行い、樹脂充填完了時（充填開始から０．２秒後）におけるスタンパ内外側部での温度差、及びスタンパ外側部の温度を測定した。射出成形条件は、基板材料として汎用されているポリカーボネート樹脂（Ｔｇ：１４０℃）を用い、樹脂温度を３００℃、金型温度を１２０℃に設定した。なお、最内側部の体積比率が０％の場合は全Ｎｉ製スタンパ、最内側部の体積比率が１００％の場合は断熱領域が１００％低熱伝導物質からなる通常の均一断熱スタンパである。
表１は、最内側部での低熱伝導物質の体積比率が最外側部に対して３０％となるように製作した断熱スタンパにおける、各半径位置での低熱伝導物質の体積比率を示したものであり、内外側部での低熱伝導物質の体積比率を線形的に変化させているが、他の断熱スタンパについても同様に線形的に変化するように製作した。

図８に樹脂充填完了時におけるスタンパ最内外側部の温度差、図９に樹脂充填完了時におけるスタンパ最外側部の温度を示す。スタンパ最内側部はｒ＝２０ｍｍの位置、最外側部はｒ＝６０ｍｍの位置である。
スタンパ最内外側部の温度差が大きいと、冷却時の樹脂の収縮差によって内部歪みが発生し、光ディスク基板の機械特性や光学特性に悪影響を与えるが、過去の射出成形における実績から、温度差が５℃以下であれば特性に悪影響を与えないことが分かっている。
この知見を図８の結果に適用すると、温度差を５℃以下に抑えられるのは、低熱伝導物質の体積比率がほぼ５０％以下の場合であることが分かる。
またスタンパ最外側部での温度については、ポリカーボネートのＴｇが１４０℃であるから、樹脂充填性を考慮すると、少なくとも１４０℃前後まで達する必要があるが、図９の結果から、低熱伝導物質の体積比率が３０％以上であれば、ほぼ１４０℃に達することが分かる。

以上の結果から、断熱領域の低熱伝導物質の体積比率を、スタンパ中心から外側に向かって徐々に増加させると良いことが分る。特にスタンパの最外側部での体積比率を１００％として、最内側部での体積比率を３０〜５０％とすることが好ましい。
これらの条件を満足することによって、金型温度を低く設定しても、スタンパ中心部から打ち込まれた溶融樹脂が最外部まで良好に充填されるのに必要な温度をスタンパ全体で均一に保つことが可能となるため、転写性を高めると同時に、冷却時間の短縮による成形サイクルのタクトタイムの短縮を実現できる。また、冷却時のスタンパの温度分布を一定にできるので、樹脂の内部歪みの発生を防止でき、機械特性や光学特性に優れた成形基板を供給できる。

表２に、断熱領域が１００％ポリアミドイミド樹脂からなる通常の均一断熱スタンパ、本発明に係る表１に示すような体積比率の断熱スタンパ、及び全Ｎｉ製スタンパの、基板取り出し直前（樹脂充填開始から３秒後）における、スタンパ最内側部（ｒ＝２０ｍｍ）及び最外側部（ｒ＝６０ｍｍ）での温度を示す。

表２から分かるように、均一断熱スタンパは、断熱性そのものは優れているので樹脂の温度低下が少なく充填性は良好であるが、取り出し直前になっても最内側部での樹脂温度が十分に低下しておらず（Ｔｇ以上）、取り出した成形基板の最内側部で変形や異常転写が発生した（図１３参照）。なお、スタンパの形状は図１０に示すとおりである。また最内外部での温度分布が大きいために、基板の反りや複屈折が大きくなり、機械特性や光学特性が悪化した。即ち、機械特性であるラジアルチルトが１．５°、光学特性である複屈折が１２０ｎｍとなり、ＤＶＤ＋Ｒのメディア規格値である０．８°以下、及び、±１００ｎｍ以下から大きく外れた値となった。最内側部がＴｇ以下の温度となったのは、充填から４．６秒後であった。ちなみに、この断熱スタンパで金型温度を８０℃まで下げて射出成形を行ったが、充填完了時の最外側部での温度がＴｇ以下になってしまい、スタンパのパターン形成部への良好な充填性が得られず、転写性が悪化したことにより（図１２参照）溝深さがばらつき、プッシュプル信号が規格値以下に低下した（規格値：３０％以上６０％以下）。
一方、全Ｎｉスタンパでは、樹脂の射出直後から温度がＴｇ以下にまで急激に下がり、やはりスタンパのパターン形成部への良好な充填性が得られず、転写性が悪化し（図１２参照）、プッシュプル信号が規格値以下に低下した。

これに対し、本発明の断熱スタンパでは、樹脂充填直後の温度はＴｇ前後で、取り出し直前には最内外側ともＴｇ以下に低下したため、基板の転写性は良好で（図１１参照）、プッシュプル信号も規格値内となった。また、内外側の温度分布もほぼ一定のため、基板の反りや複屈折性が小さく、良好な機械特性と光学特性が得られた。
即ち、本発明によれば、通常の均一な断熱層を持つスタンパでは、中心部及び外側部の樹脂温度を一定に制御できず、成形サイクルを短縮できないという欠点を解消し、良好な転写性の保持と短い成形サイクルでも機械特性や光学特性を低下させないことの両立が可能となる。

断熱領域における低熱伝導物質の体積比率を変えるには、断熱層にスタンパ中心から外側に向かって徐々に面積の小さくなる多数の孔を開け、その孔にニッケルを充填する方法〔図１４（ａ）（ａ′）参照〕、又は、断熱層に複数個の微細な同面積の孔を開け、単位面積当りの孔の数をスタンパ中心から外側にいくに従って減るように配置し、その孔にニッケルを充填する方法〔図１４（ｂ）参照〕が簡便かつ確実であり好ましい。なお、図１４の実施態様例では孔は円形であるが、前記条件を満たすものであれば孔の形状に特に制限はない。
作製方法としては、前述した断熱層に分割パターンを形成する方法を応用すればよく、例えば、前述した分割パターンを有するメタルマスクに、上記孔パターンを一緒に形成して酸素プラズマエッチングを行えばよい。その他に、複合メッキ等の手段によって、スタンパ中心から外側に向かって徐々に低熱伝導物質の共析率を高めていくことが可能ならば利用してもよい。

（５）導電被膜形成
（４）で形成された断熱層上に、導電被膜を形成する〔図５（ｃ）参照〕。
導電被膜の材質は、次のニッケル電鋳と同じニッケルが望ましい。導電被膜形成方法としては、アルゴンガス等を用いたニッケルスパッタリング法、真空蒸着法、ニッケル無電解メッキ法があり、それぞれ利用できるが、界面剥離の問題を考えた場合、被積層対象物にニッケル粒子が深く浸透し被膜密着性が高いスパッタリング法が望ましい。

（６）第２回目ニッケル電鋳
（５）の導電被膜上に、第１回目ニッケル電鋳と同じ要領で第２ニッケル層を積層する〔図５（ｄ）参照〕。スタンパ全体の厚さが３００μｍ程度となるまで積層する。

（７）スタンパ剥離
ニッケル電鋳の終った原盤からスタンパを剥離する。この時、スタンパに応力が加わってスタンパを曲げてしまわないように注意する必要がある〔図５（ｅ）参照〕。
その後、スタンパの転写された微細溝パターン面側に、ＵＶ／Ｏ_３と呼ばれる紫外線オゾン処理を行ってから、純水による水洗、又はＯ_２プラズマアッシング処理を施し、フォトレジスト残渣を除去する。

（８）裏面研磨、内外形加工
スタンパの微細溝パターン面側に樹脂保護膜を付けて裏面研磨を行う。（７）のスタンパ剥離行程の前に裏面研磨を行っても良い。その場合には保護膜を付ける必要はない。その後、内外径を所望の寸法にプレス加工すれば、本発明の断熱スタンパが完成する（図示せず）。

以上、微細溝パターンを形成した原盤から断熱スタンパを製作する方法について説明したが、通常の方法で原盤から転写して製作したスタンパをマスターとし、このマスタースタンパから複製したマザースタンパを基にして、上記（３）からの方法によって断熱スタンパを製作すれば、繰返しマザースタンパから断熱スタンパを複製できるため、１回毎に微細溝パターンを形成した原盤を用意する必要が無くなり、大幅なコストダウンとなる。

（９）光ディスクの製作
（８）までの方法で製作した断熱スタンパを用い、以下の手順で射出成形を行って光ディスク基板を得る（図１５参照）。
接離自在に設けられた金型としての固定金型と可動金型との接合部に形成されるキャビティ内に断熱スタンパを固定し、キャビティ内に溶融樹脂を射出充填したのち固定金型と可動金型で圧縮する。その後、固定金型と可動金型を分離して、冷却固化後の樹脂を取り出すことにより、光ディスク基板が得られる。
この光ディスク基板に、記録層、誘電体層、反射層、保護層等を成膜・形成することによって、光ディスクが得られる。

表２の場合と同じ３種類のスタンパを用いて、同様の条件で光ディスク基板の射出成形を行った場合の成形サイクル時間及び耐久性（ショット数）を調べた結果を表３に示す。
表３から分かるように、本発明による断熱スタンパを用いて光ディスク基板の射出成形を行うと、従来型の全金属スタンパでは５秒以上かかっていたタクトタイムを２．６秒にまで短縮することができる。
また、従来のポリイミド層を用いた均一断熱スタンパでは、数千〜３万ショットで界面隔離を起こすか反りが発生して成形不能となるのに対し、本発明による断熱スタンパでは１０万ショットを超えてもそういった問題は発生せず、抜群の耐久性を示す。
全Ｎｉ製スタンパの場合は、耐久性に問題はないが、成形サイクル時間が均一断熱スタンパよりも更に悪いため比較にならない。

本発明によれば、薄円板状部材の射出成形時に、金型温度を従来より下げながらも溶融樹脂の流動性を高めて、転写性を向上させ成形サイクルのタクトタイムを短縮すると共に、サンドイッチ断熱構造を持ちながら、反りや剥離が無く、且つ成形回数を重ねても剥離や破壊を起こさない、耐久性の高い断熱スタンパとその製造方法を提供できる。

従来の一般的な断熱スタンパを示す図。（ａ）断熱層の配置を示す図、（ｂ）断面図。 本発明の断熱スタンパの例を示す断面図。 分割された複数の断熱領域の例を示す図。（ａ）断熱領域の形状が十字形の例、（ｂ）断熱領域の形状が六角形の例、（ｃ）断熱領域の形状が円形の例、（ｄ）断熱スタンパの断熱層の配置を示す図。 分割された複数の断熱領域の他の例を示す図。（ａ）断熱領域形状が菱形の例、（ｂ）断熱領域形状が三角形の例。 断熱スタンパの製作工程を説明する図。（ａ）第１回目ニッケル電鋳工程、（ｂ）断熱層形成工程、（ｃ）導電被膜形成工程、（ｄ）第２回目ニッケル電鋳工程、（ｅ）母型から剥離し、熱処理でイミド化し、断熱スタンパを得る工程。 断熱層の形成方法を説明する図。（ａ）低熱伝導物質層形成工程、（ｂ）メタルマスク設置工程、（ｃ）酸素プラズマエッチング工程、（ｄ）ニッケル充填工程。 断熱層の他の形成方法を説明する図。（ａ）フォトレジスト層形成工程、（ｂ）逆マスクパターン形成工程、（ｃ）エッチング工程、（ｄ）低熱伝導物質層形成工程、（ｅ）レジストマスク除去工程。 樹脂充填完了時におけるスタンパ最内外側部の温度差を示す図。 樹脂充填完了時におけるスタンパ最外側部の温度を示す図。 スタンパ断面図。 転写性良好な場合の成形基板断面図。 樹脂温度が低すぎるため転写異常を起こした場合の成形基板断面図。 樹脂温度が高すぎるため転写異常を起こした場合の成形基板断面図。 断熱領域における体積比率を変える方法を示す図。（ａ）孔の面積を徐々に小さくする方法、（ａ′）図（ａ）のＡ−Ａ′断面図、（ｂ）単位面積あたりの孔の数を少なくする方法。 光ディスク基板の射出成形金型の概略図。

Claims (6)

1. 表面に微細溝パターンを持つ薄円板状部材の射出成形用スタンパであって、スタンパマトリックス層よりも熱伝導率の低い断熱層がスタンパマトリックス層で挟まれた断面構造を有し、スタンパを上面から見た場合に、断熱層が、分割された複数の断熱領域とこれらの断熱領域に挟まれた間隙領域を有すると共に、断熱領域がスタンパマトリックス層よりも熱伝導率の低い低熱伝導物質を含有し、該低熱伝導物質の体積比率が、スタンパ中心から外側に向かって増加していることを特徴とする断熱スタンパ。
2. 間隙領域が一定の幅で直線的に連続することが無いように、断熱領域が分割配置されていることを特徴とする請求項１記載の断熱スタンパ。
3. 間隙領域が、断熱層を貫通して、上下のスタンパマトリックス層と繋がっていることを特徴とする請求項１又は２記載の断熱スタンパ。
4. 前記低熱伝導物質の体積比率が、スタンパの最外側部を１００％として、最内側部で３０〜５０％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の断熱スタンパ。
5. 断熱領域に、スタンパ中心から外側に向かって徐々に面積の小さくなる孔を複数個開け、その孔に前記低熱伝導物質よりも高い熱伝導率を持つ物質を充填することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の断熱スタンパの製造方法。
6. 断熱領域に、面積が同じ微細な孔を複数個開け、単位面積中の微細な孔の数が、スタンパ中心から外側に向って徐々に減るようにし、且つ、その孔に前記低熱伝導物質よりも高い熱伝導率を持つ物質を充填することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の断熱スタンパの製造方法。