JPH03280231A - 光ディスク用スタンパの製造方法 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は光ディスク用スタンパの製造方法に関するもの
である。

（従来の技術） 高密度大容量メモリとして近年その需要が高まっている
光ディスクは、使用形態により再生専用型、追加記録可
能型、および書き換え可能型の三種類に分けられる。そ
のうち追加記録可能型と書き換え可能型の光ディスクは
、記録、再生、消去を行うため光ビームを所定位置に案
内するために通常案内溝（トラック・ガイド）とそのト
ラックが何番目かを認識するための番地（アドレス）を
予め備えている。また更に同一トラック内を複数のセク
ターごとに分けて情報を管理する場合はセクタ一番地等
も設けていることが多い。このトラック・ガイドやトラ
ック番地およびセクタ一番地となるグループまたはピッ
トの深さ（スタンノ（では高さ）が従来は同じであった
。ところが最近トラック・ガイド部とトラック番地部お
よびセクタ一番地部との深さを変え、更にトラック・ガ
イド部間に番地部を設けた光ディスクが提案されている
。これは回折光差動方式によって光ビームをトラックキ
ングする際に、光の波長をλとした場合、トラック部の
深さをλ／８にし、一方番地（アドレス）部の深さをλ
／４にすることで戻り光の光量差が最大となり好ましい
ためである。

従来の光ディスク用のスタンパは次のように製造されて
いた。即ち、ガラス基板上に塗布されたフォトレジスト
膜にレーザービームを照射後、現像して該フォトレジス
トのパターンを形成する。

次いでこれを母型として、ニッケル電鋳法を通常、数回
繰り返すことによりパターンの転写されたニッケル製ス
タンパが製造され用いられていた。さらに前記の如くト
ラック部と番地部の高さの異なるパターンを形成する場
合は通常記録時にレーザービーム光の強度を調節し記録
露光して現像の該フォトレジスト膜による凸凹パターン
の深さを制御することで対処していた。しかし、この場
合もニッケル製スタンパは電鋳法で作製するため応力の
発生が起こり易く厚みが通常約０．３　ミリと非常に薄
い為、成形転写時に不均一に撓んでディスクの平担性が
損なわれるという精度上の問題があった。

この問題に関しては、特公昭６２−４１８５２号「光デ
ィスク用プラスチック基板の成形金型」に示されている
ように、はがね製の金型に直接溝をエツチングにより刻
み込んで形成し平担なディスク基板を得るという方法が
ある。しかしながら、この方法は溝深さの制御が非常に
難しいという問題がある。また、スタバック鋼などのは
がねを使用するため精密研磨が必要であり、しかも微小
な凹凸は最終的にも残るため厳密な平担面は得られない
という欠点がある。

また、特開昭５１−３５３０８号「ビデオ周波信号記録
の複製用型の製造方法」では、いわゆるリフトオフ法に
よりスタンパを作製し、これを用いて熱可塑性樹脂にホ
ットプレス加工を行うことにより複製盤を製造する方法
が記載されている。この場合もスタンパの基板としては
、機械的剛性を有するクロムメツキされた二ケッル円板
を用いることから上記と同様の欠点が生じる。

さらに、はがね製の金型上にエツチング可能な薄膜を形
成し凹凸パターンを得るという方法では、溝深さの制御
の問題は解決するかはかね面上の微小な凹凸はなお残る
。また、蒸着またはスパッタ等による薄膜層とはかね等
の金属面との密着性は弱く形成した凹凸パターンが欠落
しやすいという新たな問題が発生し、前記の如く高さの
異なるパターンを形成することは一層の困難があった。

スタンパ自体を作製する方法は上記以外にも各種の方法
が知られているが基本的には何回かのメツキ、剥離工程
を経るのが一般的である。しかし、この様なメツキ、剥
離工程は、熟練を要する複雑でやっかいな作業であり、
これを繰り返すことは工程の増加を招き作製時間が長く
なるという製造コスト上の問題および精度上の問題を生
じていた。

また、金属メツキ薄板をスタンパとして用い光ディスク
を成形すると成形中に不均一な撓みを生じ易く、複製盤
の肉厚が不均一となる精度上の別の問題があった。

また前記の特開昭５１−３５３０８号等のようにグルー
プおよびピット部材料が金属薄膜のスタンパは、これら
が柔軟性に乏しく脆いため射出成形または射出圧縮成形
では衝撃で破損する恐れがあることから、成形は熱可塑
樹脂を用いたホットプレス加工で静かに転写しスタンパ
の破損防止を行って対応する必要があった。そして、熱
可塑樹脂を用いるため加熱冷却を繰り返さねばならない
こともあリ複製盤の成形速度は遅い欠点かった。さらに
は、樹脂中に内部離型剤をいれる或いは樹脂中の極性基
を減少させるように組成を変えることなどしてスタンパ
と樹脂ディスク基板との剥離離型性の向上を図る必要が
あった。

一方、ニッケルメッキスタンパは熱可塑樹脂（ポリカー
ボネイト、アクリル、ポリオレフィン等）を用いた射出
成形または射出圧縮成形を主対象としており、成形時に
おけるスタンパと樹脂ディスク基板との剥離手段として
は、前述したように樹脂原料中に内部離型剤を入れるこ
とでこれを解決していた。このため、量産性には優れる
が複屈折の影響が出やすく光学的に不均一となり易い欠
点および記録膜等との密着性が悪くなることが問題点と
してあった。しかしながら、この様な離型対策をしない
場合にはスタンパと樹脂ディスク基板とが互いに成形時
に貼り付き合い両方共に回収が回置になったり、無理し
て剥離させるとスタンパや基板に傷が付く或いは割れる
という厄介な問題が発生した。さらに樹脂自体に離型剤
をいれ離型効果を持たせると前記の如く後の工程におい
てディスク基板上に設ける反射膜や記録膜が剥離しやす
くなり、これらとの密着性が低下する或いは記録膜等に
シワやクラックが入りこれらが劣化するという別の問題
があった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明はこれらを解決するために成されたものであり、
トラック部と番地（アドレス）部の高さが異なるパター
ンを有する光ディスク用基板を安価に複製・製造でき、
かつ高精度を維持することが可能な光ディスク用のスタ
ンパの製造方法を提供することを目的とする。

さらには良好な剥離性をも有した前記光ディスク用スタ
ンパの製造方法を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段および作用）すなわち本発
明は、基板上に形成したレジスト層を露光後現像して得
た第１の凹凸パターン上に第１の金属薄膜層を形成し、
その後前記基板上のレジスト及び前記レジスト上の前記
第１の金属薄膜層を除去して、前記基板上にパターンＡ
を形成する工程と、前記パターンＡを形成した基板上に
レジストを塗布し、次いで前記パターンＡと異なる位置
に露光後現像して得た第２の凹凸パターン上に前記第１
の金属薄膜層とは厚さの異なる第２の金属薄膜層を形成
し、その後前記基板上のレジスト及び前記レジスト上の
前記第２の金属薄膜層を除去して、前記基板上にパター
ンＢを形成する工程と、を備えたことを特徴とする光デ
ィスク用スタンパの製造方法である。

本発明の製造方法では、表面を真に高精度で平担に加工
維持できる材料として、例えばガラス。

石英、セラミックスなどの無機材料を基板に用いる。該
スタンパ基板材料の厚さは取扱いの良さ及び強度の観点
から少なくとも１ミリ以上のものが好ましい。さらに該
基板上に記録すべき情報に対応するピットまたはグルー
プは該基板と密着性に優れる金属クロム或いは金属チタ
ンの膜で形成するのが好ましい。

次に本発明による光ディスク用スタンパの製造方法を第
１図（ａ）〜（ｉ）に示す。これを工程順に説明すると
、まず第一段階としてトラッキング・サーボ用のプレグ
ルーブに対応したパターンＡを形成する。それには、ま
ず基板■上に第１図（ａ）に示すようにフォトレジスト
を均一な膜厚に塗布してレジスト層■を形成する。この
時の膜厚はピンホールやコメシト等の欠陥の発生を減ら
し、化学的耐性があがりかつ形成するプレグルーブの高
さに対応する値として１５００Ａ程度が適当である。

次に第１図（ｂ）に示すようにプレグルーブ〔こ対応す
る位置にレーザー光（３）を対物レンズに）を通じて照
射して信号を記録露光する。この記録露光法としては、
勿論フォト・マスクにより位置合わせを行い一括露光し
て行っても何等差し支え無い。

その後、該基板を現像処理すると、ポジ型レジストの場
合では記録露光部が可溶性となり該フォトレジスト層に
よるプレグルーブに対応した凹凸状のパターンを形成す
ることができる（第１図（Ｃ））。

次いでこうして形成した凹凸パターン上に該基板材料と
密着性の良い材料である金属クロム或いは金属チタンよ
りなる金属薄膜層■を形成する（第１図（ｄ））。この
時の膜厚は、読みだし時のレーザー光の波長λとの関係
からλ／８を目標として５００Ａ〜７５０Ａの膜厚範囲
で真空蒸着またはスパッタ法によって成膜する。その後
、余剰となるレジスト及び堆積した該金属膜を剥離除去
することで該基板上に金属クロム或いは金属チタンの膜
からなる情報（プレグルーブ・パターン）が残る（第１
図（ｅ））。この時のレジスト等の剥離除去法としては
アセント等の有機溶剤を用い、これらの中に浸漬するこ
とで容易に可能となる。この時レジスト上に成膜堆積し
た余剰の金属クロムまたはチタンも同時に全て取り除く
ことが可能となる。このようにして上記該基板上に該金
属膜によるプレグルーブに対応したパターンＡを作製す
る。

次に第二段階として、アドレス情報用のプレピットに対
応するパターンＢを同様にして作製する。

具体的には、まずプレグルーブに対応したパターンＡが
形成された該基板上に再度フォトレジスト、２′　を均
一に塗布する。この時のフォトレジストの膜厚は、プレ
ピットの高さに対応する値として３０００　Ａ程度が望
ましい。

次いで、該プレグルーブのパターンＡを案内溝として位
置制御を行いながらプレピットに対応するアドレス情報
用の信号パターンをレーザ光（３）′を対物レンズに）
′　を介して照射して記録露光後、現像処理し該フォト
レジスト層による第二の凹凸パターンを形成する（第１
図（ｆ）、（ｇ））。この時の記録露光方法は、第一の
凹凸パターンと同様フォト・マスクによる一括露光を用
いても良い。

次いで、フォトレジストの凹凸パターン上に金属クロム
或いは金属チタンよりなる金属膜（ハ）′を形成する（
第１図（ｈ））。この時の膜厚は、読みだし時のレーザ
ー光の波長との関係からλ／４を目標として１００ＯＡ
〜１５００Ａの膜厚範囲で蒸着又はスパッタ法により成
膜する。その後、余剰となる堆積した金属膜及び該フォ
トレジスト層を再びアセント等の溶剤で除去して該基板
上に該金属膜によるプレピットに対応したパターンＢを
形成することにより、最終的に高さの異なる二つのパタ
ーンＡ。

Ｂ　（６，７）を有する光ディスク用スタンパを作製す
る（第１図（ｉ））。

一方、本発明では成形時に於けるスタンパと複製する樹
脂ディスク基板との剥離離型を円滑にするため、予め上
記の如くパターンＡ及びＢを形成具備した該スタンパの
パターン表面をシラザン化合物による蒸気処理を施すこ
とが好ましい。これには、ヘキサメチルジシラザン、Ｎ
−トリメチルシリルアセトアミド、ジメチルトリメチル
シリルアミン、ジエチルトリメチルシリルアミン、トリ
メチルシリルイミダゾールの中から選ばれるシラザン化
合物による蒸気処理が特に有効である。こうした処理を
施すことにより、従来のように形成樹脂材料中に離型剤
を入れなくとも済む。

具体的なシラザン化合物の蒸気処理は、ガラスまたはス
テンレス製等の容器内に上記シラザン化合物と上記の如
く作製したスタンパを一緒に共存させ、オープン等を用
いて温度を約１００〜２５０℃の範囲にし、この蒸気雰
囲気中で５分以上保持することにより達成出来る。尚温
度は常温以上なら処理出来るが低温では処理時間が数十
分以上と長くなる、また２５０℃以上の高温になると取
扱いの上で作業に支障を生じやすいので生産コストの面
から効率が下がる。またシラザン化合物の蒸気処理能力
は１通常の場合３００〜４００ｍ／ｇであるといわれて
いることから一回の使用量としては０．１ｇ／Ｑ程度と
非常に少ない量で済むため経済面からも優れた表面処理
といえる。また、この剥離処理は該スタンパ作製後、成
形に用いる前に一回のみ行えば良く、成形ごとに毎回処
理する必要は無い。

（実施例） 実施例１ 直径１３０ｍｍ、厚さ５ｍｍのガラス基板上にポジ型の
フォトレジスト（東京応化製ＴＳＭＲ−８８００）をま
ず均一にスピンナーで膜厚１４００Ａになるように塗布
した。次にレーザー露光記録機を用いてトラッキング・
サーボ用のプレグルーブを形成するため、この基板を記
録機に取り付は基板を回転させると共に記録ヘットを半
径方向に移動させてレンズで集束したレーザー光で露光
することにより、スパイラル状に該基板上の所定の位置
を記録露光した。その後アルカリ現像液で現像処理をし
て所望するプレグルーブの凹凸状をしたレジストパター
ンを得た。このレジストパターン上に金属クロムの膜を
真空蒸着法で膜厚７００Ａ形成した。次いで、溶剤とし
てアセトンを使用し、パターン位置以外の余剰となるレ
ジスト及び堆積した金属クロム膜を剥離除去した。こう
して該基板上に所望するプレグルーブのパターンを金属
クロム膜により形成した。

引き続き、アドレス情報用のプレピットを形成するため
上記該基板上に再度、該フォトレジストをスピナーで膜
厚３０００　Ａになるように塗布した。

次にレーザー露光記録機に、この基板を取り付は基板を
回転させると共に記録ヘッドを半径方向に移動させて集
束したレーザー光を前記の如く形成した該プレグルーブ
のパターンを案内溝として位置制御を行いながらプレピ
ットに対応した信号パターンを照射して記録露光した。

次いでアルカリ現゛像液で現像処理をして所望するプレ
ピットの凹凸状をしたレジストパターンを得た。その後
、このレジスト・パターン上に金属クロムの膜を真空蒸
着法で膜厚１４００　Ａになるように形成した。次いで
、溶剤として再度アセトンを使用し、パターン位置以外
の余剰となるレジスト及び堆積した金属クロム膜を剥離
除去した。こうして該基板上に所望するアドレス情報用
のプレピットのパターンを金属クロム膜により形成した
。こうして最終的に高さの異なる二つのパターンを有す
る光ディスク用スタンパを製作した。

次いで、このスタンパの表面処理を以下のように行った
。

シラザン化合物の蒸気処理として、ヘキサメチルジシラ
ザン、Ｎ−トリメチルシリルアセトアミド、ジメチルト
リメチルシリルアミン、ジエチルトリメチルシリルアミ
ン、トリメチルシリルイミダゾールの６種類を選び、各
々別々にステンレス製の容器内に上記シラザン化合物を
約０．５ｇ入れ、上記の如く作製したスタンパ−枚ずつ
を各々の容器に入れ、オーブンを用いて、これらの容器
を暖め温度を１２０℃にし、この状態を約１５分間保持
させた後、自然冷却してスタンパの離型処理を行った。

一方上記スタンパに於けるシラザン化合物の蒸気による
表面処理を行わないものも用意した。

更に、これらのスタンパを用いて次のように光ディスク
基板の成形を行い複製盤の作製を試みた。

まず、直径９０Ｉ、厚さ１．２ｍの強化ガラス基板上に
、スピンナーでビニル基含有シリコーン樹脂（東芝シリ
コーン製Ｙ　Ｒ−３２２４）を塗布した後、１１０℃で
１０分間乾燥した。次に、ガラス基板上のビニル基含有
シリコーン樹脂に該スタンパを圧着し、１８０℃で１分
間加熱してシリコーン樹脂を硬化させた後、該スタンパ
を剥離して光ディスク基板を得た。

その結果、シラザン化合物の蒸気による表面処理を施し
たスタンパは、うまく成形時にシリコーン樹脂基板と剥
離離型ができた。その後、引き続き同様にして５０回の
成形を行ったが何ら支障なく５０枚のシリコーン樹脂基
板（複製盤）が得られた。

一方、比較例のシラザン化合物の蒸気による離型処理を
施さないスタンパでの成形は、シリコーン樹脂基板とス
タンパが成形時に張り付き剥離することが出来なかった
。そこで無理にこの両者を剥がそうとした所、シリコー
ン樹脂を塗布したガラス基板が割れてしまった。

実施例２ スタンパ基板材料として表面研磨したアルミナ板（直径
１３０ｍｍ、厚さ１０　ｍｍ　）を用意し、通常のＲＦ
スパッタリング法で金属チタン膜によるピット・パター
ンを形成した以外は実施例１と同様にしてスタンパを作
製した。次いでこのスタンパのシラザン化合物による表
面処理を行った。シラザン化合物としては、ヘキサメチ
ルジシラザンを選び温度を１００℃にし、この蒸気雰囲
気中で１５分間保持した以外は実施例１と同様にしてス
タンパの離型処理を行った。次に、このスタンパを用い
て実施例１と同様のシリコーン樹脂基板の成形を行い複
製盤の作製を試みた。

その結果、何ら問題なく成形及び剥離をすることが出来
た。

尚、上記実施例１及び２で成形した複製盤を顕微鏡で観
察したところ、トラッキング・サーボ用のプレグルーブ
およびアドレス情報用のプレピット・パターンの転写性
に全く問題は無いことが判明した。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明の如く光ディスク用スタンパ
を製作し、さらにはそのスタンパにシラザン化合物によ
る離型処理を用いれば、従来より安価にトラッキングサ
ーボ用のプレグルーブおよび高さの異なるアドレス情報
用のプレピットを有する光ディスク用スタンパが作製で
き、且つそれを用いて高精度の光ディスク基板を複製・
製造することがたやすく可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）乃至（ｉ）は５本発明の製造方法の工程を
示した模式図である。 １・・・基板　　　　　　　　２・・・レジスト層３．
３′ ・・・レーザ光 １．４′ ・・対物レンズ ５．５′ ・・・金属薄膜層 ６・・・パターンＡ ７・・・パターンＢ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に形成したレジスト層を露光後現像して得
   た第１の凹凸パターン上に第１の金属薄膜層を形成し、
   その後前記基板上のレジスト及び前記レジスト上の前記
   第１の金属薄膜層を除去して、前記基板上にパターンＡ
   を形成する工程と、前記パターンＡを形成した基板上に
   レジストを塗布し、次いで前記パターンＡと異なる位置
   に露光後現像して得た第２の凹凸パターン上に前記第１
   の金属薄膜層とは厚さの異なる第２の金属薄膜層を形成
   し、その後前記基板上のレジスト及び前記レジスト上の
   前記第２の金属薄膜層を除去して、前記基板上にパター
   ンＢを形成する工程と、を備えたことを特徴とする光デ
   ィスク用スタンパの製造方法。
2. （２）請求項（１）の第二の工程に続いて、得られたス
   タンパにシラザン化合物による表面処理を施す工程を備
   えたことを特徴とする光ディスク用スタンパの製造方法
   。
3. （３）パターンＡがトラッキングサーボ用のプレグルー
   ブに対応し、パターンＢがアドレス情報用のプレピット
   に対応することを特徴とする請求項（１）記載の光ディ
   スク用スタンパの製造方法。
4. （４）第１の金属薄膜層及び第２の金属薄膜層が金属ク
   ロムまたは金属チタンよりなる薄膜層であることを特徴
   とする請求項（１）記載の光ディスク用スタンパの製造
   方法。