JPH01201842A - 案内溝スタンパー製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、追加Ｓき込み及び、消去再書き込み型の光学
的情報記録媒体用の透明樹脂基板上にトラッキングガイ
ドとして光干渉型案内溝パタンを形成するための案内溝
スタンパ−の製造方法に関するものである。

［従来技術とその問題点］ 光ディスクに代表される光学的情報記録媒体は、磁気的
情報記録媒体と比較して、記録・再生ヘッドが記録媒体
と非接触なために傷が付き難く、高速駆動が可能であり
、且つ、記録・再生ヘッドにレーザー光源を用いている
のでレーザービームをレンズにて極めて細く絞ることが
出来、その結果、高密度情報記録が可能であるなどの利
点があり、近年様々な情報記録分野で利用されつつある
。この光学的情報記録媒体としては、読み出し専用のも
の、追加書き込み可能なもの、更に消去再書き込み可能
なものが知られているが、本発明にかかる追記書き込み
型と消去書き込み型は、ユーザー自身が情報を入力する
ことができるため、今後の発展が特に期待されている。

これらの光学的情報記録媒体には、情報の記録・再生装
置において、情報を記録媒体の所定の位置に書き込んだ
り、特定の情報を再生したりするために、レーザー光源
ヘッドをその位置まで正確にしかも高速で導くためのト
ラッキングガイドの役目をする矩形型の凸凹形状をした
光干渉型の案内溝が設けられている。

レーザー光源には、通常、７８０ｎ＠付近に発振波長を
もった半導体レーザーが用いられているが、光干渉型の
案内溝形状、特に溝深度はこの半導体レーザーの波長と
大きな関係を持っている。

すなわち、案内溝深度を使用する半導体レーザー波長（
λ）のｌ／４（λ）・１／８（λ）といった値に設定す
ることにより、レーザービームを照射した際、矩形型の
案内溝の凹部と凸部で反射した光が溝深度に応じた光路
差による光の干渉となって反射して（るので、それを利
用することにより、レーザー光源ヘッドのレーザービー
ム照１１立置を正確に検出し、照射位置の制御が可能と
なる。

この検出方法は、一般に位相検出型とよばれており、こ
の方法を用いることにより、安価な装置で、情報の記録
・再生をおこなっても、精度の高い機械的制御により位
置検出・制御を行う高価な装置と比べて同等かあるいは
それ以上の精度で情報の記録・再生が可能となるために
、現在の光ディスク等の光学的情報記録媒体用トラッキ
ング方法の主流となっている。

この案内溝を透明樹脂基板上に形成する方法としてフォ
トポリマーを用いた２Ｐ成形法とスタンパ−（金型）を
用いたインジェクション成形法あるいは熱プレス成形法
がある。量産性の点から後者のスタンパ−を用いる方法
が一般的である。

このスタンパ−の仕上り精度が透明樹脂基板上に案内溝
を成形した際の案内溝精度となる訳であるが前述した様
に案内溝をトラッキングガイドとしてその溝深度差から
くる光干渉を用いるために特にス憤ロバー上の案内溝深
度の精度が重要であり、半導体レーザーの波長にもよる
が一般的には矩形型凸凹形状で０．１　μｍ±０．０１
μｍ程度の案内溝深度をもったスタンパ−が要求される
。

この様な精度の高いスタンパ−を製造するには、従来は
高精度に平面を研磨加工したガラス基板上にフォトレジ
ストを案内溝深度に相当する膜厚で均一にスピンナーで
塗布し、別途用意した案内溝のピッチ、溝中等を描画し
た案内溝バタン描画フォトマスクを介して露光したり、
フォトレジストに感度のある露光ビームにて直接案内溝
バタンを描画露光して案内溝バタンをフォトレジスト上
に露光し、現像してガラス基板上に案内溝バタン形状の
フォトレジストのレリーフバタンを形成する。これを−
船釣にガラス母型と称しているが、このガラス母型から
公知の電鋳法にて金属性のスタンパ−を製造していた。

これらの工程で案内溝深度の精度確保に最も重要なもの
はフォトレジスト塗布工程であり、このフォトレジスイ
布膜厚精度がスタンパ−の案内溝深度、更には透明樹脂
基板上に形成される案内溝の深度精度に直接影響してく
る。

このフォトレジスト塗布の膜厚は一最に０．１　　μｍ
程度と非常に薄く、均一であることを要求されるため、
スピンナーによるスピンコード法が用いられているが、
この方法は、決して安定した方法とはいえない。

すなわち、フォトレジストの塗布膜厚は、レジストの種
類と濃度（粘度）、スピンナーの主軸回転数と立上り時
間、レジスト塗布量、ガラス基板の表面状態、給排気条
件、温度、湿度条件等が関係し、更に膜厚の均一性を考
慮するとスピンナーの内容積、空気流などレジスト溶剤
の揮発の状態をコントロールしなければならない。

またレジスト塗布後、乾燥時に溶剤が揮発するうえ、レ
ジストの熱処理（ベーキング）においても収縮し、電鋳
時にも膜厚が減少する。

この様に非常に多くの塗布条件をコントロールすること
によりフォトレジスト塗布ｙ４ｒ！Ｊ精度を確保してい
るために何らかの原因でこれらの条件のうち例えば、フ
ォトレジストの製造ロフトが変化しても従来の塗布条件
では膜厚精度維持は困難となる。

現実にスピンコード法によりフォトレジストを所望の膜
厚でガラス基板上に塗布しようとすると、上記の様な様
々な条件出しをおこない、更にその条件の維持が必要と
なり、それでも所望の塗布膜厚品質のものを安定して得
ることは困難であり、高精度な品質を要求されるスタン
パ−製造工程の中で最も大きな問題となっている。

従って、−本発明では高精度なトラッキング用の案内溝
を光学的情報記録媒体の基板上に形成できる案内溝形成
用スタンパ−を提供することを目的とする。

更に、光学的情報記録媒体を用いたシステムにおいて情
報検索等のランダムアクセス機能を向上させるためにア
ドレス等のへラダー情報を事前に記録するいわゆるプリ
フォーマツティングについても情報記録ビット形状を同
様に位相検出型のビット構成とすることにより案内溝ス
タンパ−上に同時に形成する事が可能であり、透明樹脂
基板上に案内溝スタンパ−で案内溝を形成する際にプリ
フォーマツティングビットも同時に形成できる方法を提
供するものである。

〔問題を解決するための手段及び作用〕以下に本発明を
図面に基づき詳細に説明する。

第１図は、円盤中央部に穴を有し、同心円状の案内溝パ
タンｌを配置した光デイスク用透明樹脂基板２、の平面
模式図である。案内溝パタンは同心円状の他に連続した
スパイラル状や光カードにおいては直線状のものもあり
、用途や記録／再生方式により最適のバタン形状が用い
られている。

第２図は、第１図の光ディスクのＡ−Ａ’箇所の部分断
面図であり、案内溝の構造を示したもので透明樹脂基Ｉ
Ｈ，３に矩形型の凸凹形状を有する案内溝４が成形され
ている。

透明樹脂基板３の材質は光学的に透光性に優れ、且つ所
望の光学特性、機械的、熱的特性を有し、後の工程で変
形や劣化を生じないものならば特に限定されるものでは
な（、ポリ塩化ビニル、アクリル、ポリカーボネート等
の樹脂が使用できる。

第３図以下は本発明の案内溝スタンパ−の製造方法に直
接係わるものであり、工程順に説明する。

第３図は平面を高精度に研磨したガラス基板５上に真空
蒸着法又はスパッタリング法にて第２図に示す案内溝４
の溝深度に相当する厚みで金属薄膜層６を形成した金属
ブランク板７をつくる。

ガラス基ｖｉ５の材質は光学ガラス・強化ガラス・ソー
ダガラス等が使用でき、板厚は取扱い上支障がなければ
特に限定はされないが一般的には５ＩＩＩＩ！１〜１０
！ＩＩＩ厚のものが用いられている。またガラス基板５
の形状は一般的には光ディスクの場合は円盤状で光カー
ドの場合は矩形状であるが、これも使用上支障がなけれ
ば特に限定されるものではない。

金属薄膜層６の材質はウェットエツチング法あるいはド
ライエツチング法にてエツチング加工処理の可能な金属
で、真空蒸着法あるいはスパッタリング法にて′ｉｆＪ
’ａ形成時に正確な膜厚制御ｌが可能な金属であれば、
特に限定されるものではなく、アルミニウム・クロム・
銅・金等が使用できる。

薄膜形成装置としては真空蒸着装置が一般的であるが、
同−薄着条件で蒸着作業を行っても本発明に用いる様な
掻めて膜厚の許容範囲の狭い薄膜を常に安定的に形成す
ることは困難な場合が多い。

このために真空蒸着装置には水晶振動方式に代表される
精度の高い蒸着膜厚検知が可能な膜厚コントローラが具
備されていることが好ましい。

スパッタリング装置の場合は、１度スパッタ条件が決ま
れば、次回からはその条件でスパッタリングしても比較
的容易に均一な所望の薄膜が得られることは公知の事実
である。

金属薄膜層６の膜厚は、本発明における案内溝が光干渉
型案内溝であるのでその溝の深さに相当し、溝の深さは
記録・再生に使用するレーザー光の波長により決定され
る。

第４図及び第５図は第３図の金属ブランク仮７上にフォ
トレジスト８を塗布して案内溝バタンを露光する方法を
示したものである。

フォトレジスト８の塗布はスピンコード法、ロールコー
ト法、デイツプコート法等いづれの方法でもよく、塗布
膜厚も露光時に案内溝パタンの露光再現性に支障がなく
、現像・エツチングにおいても同様に案内溝パタンの再
現性に支障がない膜厚であれば特に限定されない、また
フォトレジスト８の種類はネガ型・ポジ型のいづれでも
よい、更にフォトレジストの溶剤除去を目的として、フ
ォトレジストを塗布後、熱処理（プリベーキング）を行
ってもよい。

第４図は案内溝パタンをフォトレジスト８上に露光する
のに公知の方法にて別途用意した濃淡バタンからなる案
内溝バタンフォトマスク９と金属ブランク板７上にフォ
トレジスト８を塗布した面とを密着させ、露光光源１０
からの光で全面露光し、フォトレジスト８に案内溝パタ
ンを記録する方法である。

第５図はフォトレジスト８上に直接、案内溝巾の露光ビ
ーム１１で案内溝パタンを記録する方法である。

露光方法は状況に応じて第４図あるいは第５図のいづれ
の方法を用いてもよい。

第６図は第４図あるいは第５図の方法にて露光したフォ
トレジスト８塗布済の金属ブランク板７を所定の現像液
にて現像処理を行い、フォトレジスト８を案内溝パタン
の形状として金属薄膜層６上に形成したものである。更
に金属薄膜層６とフォトレジスト８パタンとの密着性を
向上させる目的で、熱処理（ポストベーキング）を行っ
てもよい。

第７図は現像後、金属ブランク板７上の金属薄膜層６を
フォトレジスト８パタンにより選択的にエツチング処理
を行なったもので、その後フォトレジスト８パタンは剥
膜処理にて除去する。

エツチング方法はウェットエツチング法あるいはドライ
エツチング法のいづれでもよい。

第８図は第７図のフォトレジスト８パタンを除去し、ガ
ラス基板５上に矩形型の凸凹形状案内溝バタンの溝の深
さに相当した高さを有する金属レリーフバタン６”が形
成されている状態を示しており、これをガラス母型１２
として公知の電鋳法にて所望の金属製案内溝スタンパ−
の転写・複製を行う。

電鋳を行うのには、第９図に示す様にガラス母型１２を
アルブミンやゼラチンの親水性コロイド溶液中に浸漬し
、吸着により単分子層の非常に薄いコロイドの剥離皮膜
１３をガラス母型１２の案内溝バタン形状に沿って形成
させる。

次に第１０図に示す様に剥離皮膜１３上に導電性皮膜１
４として、ニッケル薄膜を無電解メツキ法や蒸着もしく
はスパッタリング法にて形成し、ガラス母型１２を電鋳
可能な状態にする。

その後、剥離皮膜１３と導電性皮膜１４の形成されたガ
ラス母型１２をマイナス電極とし、プラス電極にニッケ
ル金属を用いてニッケルメッキ浴中にて通電することよ
り第１１図に示す様にガラス母型１２上にニッケル金属
を析出させてニッケルの厚メツキすなわちニッケル電鋳
板１５を得る。

ニッケル電鋳板１５は剥離皮膜１３部により、ガラス母
型１２から容易にはがすことが可能である。

第１２図は、ガラス母型１２からはがしたニッケル電鋳
板１５であり、これが金属製の案内溝スタンパ−１６と
なる。矩形型の案内溝深度や溝巾は剥離皮）Ｉ！！！１
３の厚み分だけ浅く・狭くなるが、単分子層の非常に薄
い皮膜なので、値いとしては許容誤差範囲内に充分入り
問題とはならない。矩形型の案内溝パタンの表面にはニ
ッケルの導電性皮膜１４が形成されており、ニッケル電
鋳により形成されたニッケル電鋳板１５と強固に結合し
、１体化されている。

以上述べた説明による方法にて案内溝スタンパ−を製造
することにより、案内溝の溝深度精度に優れたスタンパ
−を公知のフォトエツチング法と電鋳法を用いることに
より容易に得ることが可能となる。

なお、電鋳時に用いる金属はスタンパ−としての硬度や
強度等の物理的特性を有するものであればニッケル金属
に限定されるものではない。

また、トラッキング用案内溝と同時に位相検出方式のヘ
ッダー情報等のプリフォーマツティングビットを形成す
るためのスタンパ−を製造するにおいては、上記フォト
レジスト８上へのパターン露光或いは描画時にプリフォ
ーマツティングビットに対応するパターンをあわせて露
光或いは描画し、以下上記工程と同一の工程を施すこと
により製造することかできる。

〔実施例］ 表面を高精度に研磨した直径１７０ＩＩ１１．、厚さ６
１の市販のソーダガラス基板をアルカリ系洗剤にて超音
波洗浄後、水洗し、イソプロピルアルコールにて水置換
をし、フレオン蒸気乾燥してガラス表面を充分に洗浄し
た。次に高周波二極スパッタ装置にて１．洗浄済のガラ
ス基板をホルダーにセットし、ターゲットとしてクロム
を用いてガラス基板表面番こ）稿Ｏ入の均一なＭＦ［を
有するクロム金属薄膜層を形成した。

この時のスパッタ条件は、アルゴン圧力２×１０−”Ｔ
ｏｒｒ、高周波電力１ｋｗで本スパッタ時間４６秒であ
った０次にフォトレジストとしてポジ型のシブレイ社製
Ａ　Ｚ　１３５０を用いてクロム金属面にスピンコード
法にてフォトレジストを塗布し、タリンオーブンにて８
０°Ｃ，２０分の熱処理を行なった後、予じめ、別途用
意した線巾０．５　μｍ。

°ピッチ１．６　ＩＩｍの濃淡バタンからなる案内溝バ
タンを有する同心円状フォトマスクを、フォトレジスト
面と真空密着法にて密着させ、高圧水−銀ランプにて全
面密着露光し、現像処理を行なった。

現像後、再び、タリンオーブンにて８０℃、２０分の熱
処理を行なった後、塩化第二鉄を主成分としたエツチン
グ液にてクロム金属面の露出している部分をガラス基板
の表面が現れるまでエツチング処理を行なった。

次にエツチング処理にて形成したクロム金属からなる案
内溝形状バタン上のフォトレジストをレジスト剥膜液で
除去することにより、ガラス基板上にクロム金属からな
る１０００人の溝深度を有する線巾０．５　μｍ、ピッ
チ１．６　μｍの同心円状の矩形型案内溝バタンを得た
。

この案内溝パタンを有するガラス基板を母型としてこの
母型をゼラチンの親水性コロイド溶液中に浸漬し、乾燥
させることにより単分子層からなる非常に薄いコロイド
の剥離皮膜層を案内溝バタン表面形状に沿って形成した
。更にその上に真空蒸着装置にてニッケル金属を案内溝
バタン全面が被覆される程度の適当量のニッケル１着を
行なった。

ニッケル金属により表面が導体化された母型を陰極とし
、陽極には溶解性を向上させるためのサルファの入った
ニッケルチップを用いて、スルファミン酸ニッケル溶中
で電気を通電させ、母型上にニッケル金属を析出させて
電鋳を行なった。

電鋳完了後、母型の剥離皮膜層からニッケル金属部をは
がし、洗浄することによりニッケル金属からなる１００
０人の溝深度を有する線巾０６５　μｍ、ピッチ１．６
　μｍの同心円状の矩形型案内溝バタン用スタンパ−を
得ることが出来た。この案内溝スタンパ−にて透明なア
クリル樹脂基板上に熱プレス方式にて案内溝を転写・複
製したところ、案内溝スタンパ−と全く同一精度を有し
た案内溝パタンを再現することが出来た。

〔発明の効果〕

本発明にまり、光学的情報記録媒体の透明樹脂基板上に
トラッキングガイドとして用いる案内溝を、スタンパ−
にて形成する方法において、案内溝の溝深度制御を従来
の不安定な塗布要素の多いフォトレジスト塗布膜にかえ
て、安定した膜厚精度のよい金属蒸着膜を用いることに
より、案内溝スタンパ−を製造する際に、溝深度の精度
良好な任意の溝深度制御の可能なスタンパ−を容易に得
ることが可能となる。

更に、予じめ、ガラス基板上に金属蒸着膜を形成してお
くことにより、必要に応じて直ちに、フォトエツチング
・電鋳工程に入ることが可能であり、品質の高い案内溝
スタンパ−を迅速に安定して得ることが可能となる。

この様に溝深度精度の良好な高品質の案内溝スタンパ−
を用いることにより、高品質の光干渉型の案内溝バタン
を透明樹脂基板上に形成することが出来、ひいては、光
学的情報記録媒体への情報記録・再生の信鎖性も高（な
る。

また、このスタンパ−にヘッダー情報等のプリフォーマ
ツティングビットに対応するバタンをもたせることもで
き、案内溝形成と同時にプリフォーマツティングビット
を精度良（形成することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は光デイスク用透明樹脂基、板の案
内溝配置及び構造を模式的に示したものである。 第３図から第１２図までは本発明製造方法の各工程にお
ける断面図の拡大説明図である。 １、　案内溝バタン　Ａ−Ａ’光ディスク切断部゛、ン ２、　光ディスク用透【樹脂基板 ３、　透明樹脂基板 ４、　案内溝 ５、　ガラス基板 ６、　金属薄Ｉｌ′１層 ６゛、金属レリーフバタン ７、　金属ブランク板 ＆　フォトレジスト ９、案内溝バタンフォトマスク １０、露光光源 １１、露光ビーム １２、ガラス母型 １３、剥離皮膜 １４、導電性皮膜 １５、ニッケル電鋳板 １６、案内溝スタンパ− 特　　許　　出　　願　　人 凸版印刷株式会社 代表者　鉛末　和夫 第１図 第２図 第３図 第４図 ６ゴ５図 第６「 、募７　’−”゛

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガラス基板上に真空蒸着法又はスパッタリング法
   にて金属層を形成し、その上にフォトレジストを塗布し
   、次いで案内溝パタンを持つフォトマスクを介して露光
   するか、あるいはビーム光にて直接案内溝パタンを描画
   露光し、現像によりレジストパタンを形成後、エッチン
   グにて金属層を案内溝パタン形状に加工し、フォトレジ
   ストを剥膜後、案内溝パタン面に剥離処理と導電処理を
   施し、電鋳にて案内溝パタンを転写・複製して、これを
   光学的情報記録媒体用の案内溝形成用金属スタンパーと
   することを特徴とする案内溝スタンパー製造方法。
2. （２）前記フォトレジストに案内溝パタンとともに、プ
   リフォーマティングパタンを露光し、現像してレジスト
   パタンを形成する第１項記載の案内溝スタンパー製造方
   法。