JPH07195377A - スタンパおよび積層構造 - Google Patents
スタンパおよび積層構造Info
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- JPH07195377A JPH07195377A JP35247793A JP35247793A JPH07195377A JP H07195377 A JPH07195377 A JP H07195377A JP 35247793 A JP35247793 A JP 35247793A JP 35247793 A JP35247793 A JP 35247793A JP H07195377 A JPH07195377 A JP H07195377A
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- JP
- Japan
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- film
- oxide
- diamond
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/26—Moulds
- B29C45/263—Moulds with mould wall parts provided with fine grooves or impressions, e.g. for record discs
- B29C45/2632—Stampers; Mountings thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B29C45/2632—Stampers; Mountings thereof
- B29C2045/2634—Stampers; Mountings thereof mounting layers between stamper and mould or on the rear surface of the stamper
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Manufacturing Optical Record Carriers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 寿命の長いスタンパと、そのスタンパに好適
なＤＬＣ積層構造とを提供する。 【構成】 Ｎｉ，ＣｕおよびＡｌの１種以上を３０wt%
以上含有する金属のスタンパ本体に対し、このスタンパ
本体の少なくとも金型取付面に酸化物改質層を形成し、
さらにＳｉ，Ｔｉ，Ｔａ，ＭｏおよびＷの１種以上を含
有する下地層を形成し、この上にダイヤモンドライクカ
ーボン薄膜を形成する。
なＤＬＣ積層構造とを提供する。 【構成】 Ｎｉ，ＣｕおよびＡｌの１種以上を３０wt%
以上含有する金属のスタンパ本体に対し、このスタンパ
本体の少なくとも金型取付面に酸化物改質層を形成し、
さらにＳｉ，Ｔｉ，Ｔａ，ＭｏおよびＷの１種以上を含
有する下地層を形成し、この上にダイヤモンドライクカ
ーボン薄膜を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レコード、コンパクト
ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、レーザディス
ク等を射出成形するための成形母型として使用する寿命
の長いスタンパに関する。
ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、レーザディス
ク等を射出成形するための成形母型として使用する寿命
の長いスタンパに関する。
【０００２】
【従来の技術】レコード、光ディスク等やその基板の製
造には、プラスチックを、スタンパを支持した金型キャ
ビティー内に装入し、加圧することにより、成形と同時
にスタンパの表面形状を成形品に転写することが行なわ
れている。
造には、プラスチックを、スタンパを支持した金型キャ
ビティー内に装入し、加圧することにより、成形と同時
にスタンパの表面形状を成形品に転写することが行なわ
れている。
【０００３】実際の使用では、金型のキャビティー側表
面に、シート状のＮｉ製等の金属スタンパを配置し、そ
の周部を同定する。金型は通常、鋼から製作し、これを
焼き入れし、高精度に研磨したものなどが使用されてい
る。金型をこのように研磨する理由は、スタンパが熱に
よる伸縮により可動側金型の表面を滑動するためであ
る。例えば溶融樹脂の温度が３６０℃、可動側金型の表
面の温度１００℃、樹脂圧力４００kg/cm2とすると、ス
タンパの表面は３６０℃、金型への取付面は１００℃と
なり、しかも上記圧力で押圧されている。そうするとス
タンパは熱と圧力で表面に沿って移動することになる。
この結果、上記のような金型を用いて繰り返して成形を
行なうと、スタンパの金型への取付面は、摩擦によりシ
ョット毎の損傷を受け、亀裂を生じ、成形品の表面に亀
裂の痕を転写することになる。
面に、シート状のＮｉ製等の金属スタンパを配置し、そ
の周部を同定する。金型は通常、鋼から製作し、これを
焼き入れし、高精度に研磨したものなどが使用されてい
る。金型をこのように研磨する理由は、スタンパが熱に
よる伸縮により可動側金型の表面を滑動するためであ
る。例えば溶融樹脂の温度が３６０℃、可動側金型の表
面の温度１００℃、樹脂圧力４００kg/cm2とすると、ス
タンパの表面は３６０℃、金型への取付面は１００℃と
なり、しかも上記圧力で押圧されている。そうするとス
タンパは熱と圧力で表面に沿って移動することになる。
この結果、上記のような金型を用いて繰り返して成形を
行なうと、スタンパの金型への取付面は、摩擦によりシ
ョット毎の損傷を受け、亀裂を生じ、成形品の表面に亀
裂の痕を転写することになる。
【０００４】この際、スタンパはディスク状をなし、か
つ中心をある程度の回転が許される程度に拘束されるた
め成形時の伸縮によるスタンパの局所的な運動は半径方
向と回転方向の運動の合成となり、かつ外方ほど大きく
なる。外周部の傷の大きさは幅約０．１mm（半径方向）
長さ約１mm（回転方向）にも、かつ使用回数とともに深
い傷となる。
つ中心をある程度の回転が許される程度に拘束されるた
め成形時の伸縮によるスタンパの局所的な運動は半径方
向と回転方向の運動の合成となり、かつ外方ほど大きく
なる。外周部の傷の大きさは幅約０．１mm（半径方向）
長さ約１mm（回転方向）にも、かつ使用回数とともに深
い傷となる。
【０００５】そこで、本発明者らは、特開平２−２２０
１２号公報で、Ｎｉ製スタンパの金型取付面にダイヤモ
ンドライクカーボン（以下ＤＬＣ）の薄膜を形成する旨
を提案している。この提案によれば耐摩耗性と低摩耗性
が得られるが、ＤＬＣ薄膜の接着強度が不十分であり、
スタンパ寿命の点で不十分である。
１２号公報で、Ｎｉ製スタンパの金型取付面にダイヤモ
ンドライクカーボン（以下ＤＬＣ）の薄膜を形成する旨
を提案している。この提案によれば耐摩耗性と低摩耗性
が得られるが、ＤＬＣ薄膜の接着強度が不十分であり、
スタンパ寿命の点で不十分である。
【０００６】そこで、本発明者らは特開平５−１１７０
８７号、同５−１２４８７５号、同５−１２４８２５
号、同５−１１７８５６号等の公報で、プラズマＣＶＤ
やイオン化蒸着法によるＳｉＣ系の薄膜下地層を設け、
この上にＤＬＣ薄膜を設ける旨を提案している。また、
本発明者らは、 Journal of the Vacunm Science and T
echnology Vol.１０，Ｐ２１２２〜２１２５で、ＤＬＣ
薄膜の下地層としてＭｏが好ましい旨を開示している。
しかし、これらいずれの下地層でも、Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｌ
等のスタンパでは十分な耐久性を示すことができない。
８７号、同５−１２４８７５号、同５−１２４８２５
号、同５−１１７８５６号等の公報で、プラズマＣＶＤ
やイオン化蒸着法によるＳｉＣ系の薄膜下地層を設け、
この上にＤＬＣ薄膜を設ける旨を提案している。また、
本発明者らは、 Journal of the Vacunm Science and T
echnology Vol.１０，Ｐ２１２２〜２１２５で、ＤＬＣ
薄膜の下地層としてＭｏが好ましい旨を開示している。
しかし、これらいずれの下地層でも、Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｌ
等のスタンパでは十分な耐久性を示すことができない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主たる目的は
寿命の長いスタンパと、そのスタンパに好適なＤＬＣの
積層構造とを提供することである。
寿命の長いスタンパと、そのスタンパに好適なＤＬＣの
積層構造とを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（９）の本発明により達成される。 （１）Ｎｉ，ＣｕおよびＡｌの１種以上を３０wt% 以上
含有する金属のスタンパ本体と、このスタンパ本体の少
なくとも金型取付面に形成された酸化物改質層と、この
酸化物改質層上に設けられたＳｉ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｍｏお
よびＷの１種以上を含有する下地層と、この下地層上に
設けられたダイヤモンドライクカーボン薄膜とを含有す
るスタンパ。 （２）前記酸化物改質層として、前記金属基体表面に、
酸素含有量２０at% 以上の領域が０．５nm〜１μm 存在
する上記（１）のスタンパ。 （３）前記酸化物改質層は、熱酸化、プラズマ酸化また
はイオン注入によって形成されたものである上記（１）
または（２）のスタンパ。 （４）前記ダイヤモンドライクカーボン膜の厚さが０．
１〜１０μm である上記（１）〜（３）のいずれかのス
タンパ。 （５）前記ダイヤモンドライクカーボン膜の屈折率が
１．９〜２．４であり、ビッカース硬度が８００〜８０
００である上記（１）〜（４）のいずれかのスタンパ。 （６）前記下地層に、Ｓｉ，Ｔｉ，Ｔａ，ＭｏおよびＷ
の１種以上が総計で２５at% 以上含有されている上記
（１）〜（５）のいずれかのスタンパ。 （７）前記下地層の厚さが０．０２〜５μm である上記
（１）〜（６）のいずれかのスタンパ。 （８） 前記ダイヤモンドライクカーボン薄膜が、金属
元素、Ｓｉ，Ｎ，Ｂ，Ｐ，Ｏ，Ｆの１種以上を含有する
上記（１）〜（７）のいずれかのスタンパ。 （９）Ｎｉ，ＣｕおよびＡｌの１種以上を３０wt% 以上
含有する金属基体上に、上記（１）〜（８）のいずれか
の酸化物改質層と、下地層と、ダイヤモンドライクカー
ボン薄膜を有する積層構造。
（１）〜（９）の本発明により達成される。 （１）Ｎｉ，ＣｕおよびＡｌの１種以上を３０wt% 以上
含有する金属のスタンパ本体と、このスタンパ本体の少
なくとも金型取付面に形成された酸化物改質層と、この
酸化物改質層上に設けられたＳｉ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｍｏお
よびＷの１種以上を含有する下地層と、この下地層上に
設けられたダイヤモンドライクカーボン薄膜とを含有す
るスタンパ。 （２）前記酸化物改質層として、前記金属基体表面に、
酸素含有量２０at% 以上の領域が０．５nm〜１μm 存在
する上記（１）のスタンパ。 （３）前記酸化物改質層は、熱酸化、プラズマ酸化また
はイオン注入によって形成されたものである上記（１）
または（２）のスタンパ。 （４）前記ダイヤモンドライクカーボン膜の厚さが０．
１〜１０μm である上記（１）〜（３）のいずれかのス
タンパ。 （５）前記ダイヤモンドライクカーボン膜の屈折率が
１．９〜２．４であり、ビッカース硬度が８００〜８０
００である上記（１）〜（４）のいずれかのスタンパ。 （６）前記下地層に、Ｓｉ，Ｔｉ，Ｔａ，ＭｏおよびＷ
の１種以上が総計で２５at% 以上含有されている上記
（１）〜（５）のいずれかのスタンパ。 （７）前記下地層の厚さが０．０２〜５μm である上記
（１）〜（６）のいずれかのスタンパ。 （８） 前記ダイヤモンドライクカーボン薄膜が、金属
元素、Ｓｉ，Ｎ，Ｂ，Ｐ，Ｏ，Ｆの１種以上を含有する
上記（１）〜（７）のいずれかのスタンパ。 （９）Ｎｉ，ＣｕおよびＡｌの１種以上を３０wt% 以上
含有する金属基体上に、上記（１）〜（８）のいずれか
の酸化物改質層と、下地層と、ダイヤモンドライクカー
ボン薄膜を有する積層構造。
【０００９】
【作用および効果】本発明によると、成形用母型となる
Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｌのスタンパの摩擦、摩耗を受ける金型
への取付面がＤＬＣ薄膜により強化されるので、耐摩耗
性が向上し、また低摩擦となる。その上で、ＤＬＣ薄膜
はきわめて強固に接着するので、スタンパの耐用寿命が
大幅に向上する。
Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｌのスタンパの摩擦、摩耗を受ける金型
への取付面がＤＬＣ薄膜により強化されるので、耐摩耗
性が向上し、また低摩擦となる。その上で、ＤＬＣ薄膜
はきわめて強固に接着するので、スタンパの耐用寿命が
大幅に向上する。
【００１０】この場合、本発明では、Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｌ
のスタンパ本体の表面酸化物改質層の存在を必須とす
る。特開昭６１−１７４３７６号公報には、ステンレス
銅や鋼にＤＬＣ薄膜を形成する際、プラズマ酸化による
酸化物改質層を設ける旨が開示されている。しかし、Ｎ
ｉ，Ｃｕ，Ａｌのスタンパの場合、この酸化物改質層の
みではＤＬＣ薄膜との接着力向上は十分ではなく、本発
明の所定の下地層と併用しないかぎり十分な寿命向上は
実現できない。
のスタンパ本体の表面酸化物改質層の存在を必須とす
る。特開昭６１−１７４３７６号公報には、ステンレス
銅や鋼にＤＬＣ薄膜を形成する際、プラズマ酸化による
酸化物改質層を設ける旨が開示されている。しかし、Ｎ
ｉ，Ｃｕ，Ａｌのスタンパの場合、この酸化物改質層の
みではＤＬＣ薄膜との接着力向上は十分ではなく、本発
明の所定の下地層と併用しないかぎり十分な寿命向上は
実現できない。
【００１１】上記のとおり、本発明では、下地層のみで
も十分な寿命向上は達成されず、本発明の酸化物改質層
と下地層との併用によってのみ大幅な寿命向上が実現す
るのである。この寿命向上は、後述の実施例のデータか
ら明らかであり、酸化物改質層と下地層との寿命向上効
果が、Ｎｉ，Ａｌ，Ｃｕにて相乗的に顕われたものと言
える。
も十分な寿命向上は達成されず、本発明の酸化物改質層
と下地層との併用によってのみ大幅な寿命向上が実現す
るのである。この寿命向上は、後述の実施例のデータか
ら明らかであり、酸化物改質層と下地層との寿命向上効
果が、Ｎｉ，Ａｌ，Ｃｕにて相乗的に顕われたものと言
える。
【００１２】
【具体的構成】以下、本発明の具体的構成について詳細
に説明する。
に説明する。
【００１３】本発明の積層構造における金属基体、すな
わちより具体的にはスタンパ本体は通常Ｎｉ製である
が、この他、Ａｌ，Ｃｕであってもよく、さらにはＮ
ｉ，Ａｌ，Ｃｕを総計で３０wt% 以上含有するものであ
ってもよい。
わちより具体的にはスタンパ本体は通常Ｎｉ製である
が、この他、Ａｌ，Ｃｕであってもよく、さらにはＮ
ｉ，Ａｌ，Ｃｕを総計で３０wt% 以上含有するものであ
ってもよい。
【００１４】このスタンパ本体の少なくとも金型取付面
には酸化物改質層が設けられる。酸化物改質層はスタン
パ本体表面から、０．５nm〜１μm 、より好ましくは１
nm〜０．３μm 、特に５nm〜０．２μm の深さで、２０
at% 以上から化学量論組成酸化物の酸素組成量あるいは
それより２０at% 程度まで大の酸素含有量の領域として
存在することが好ましい。薄すぎると実効がなく、厚す
ぎるとスタンパ本体の特性に影響を与える。このような
深さ方向の酸素の分布は、オージェ分光分析やＸＰＳ
（Ｘ線プローブ分光分析）を用いて確認すればよい。
には酸化物改質層が設けられる。酸化物改質層はスタン
パ本体表面から、０．５nm〜１μm 、より好ましくは１
nm〜０．３μm 、特に５nm〜０．２μm の深さで、２０
at% 以上から化学量論組成酸化物の酸素組成量あるいは
それより２０at% 程度まで大の酸素含有量の領域として
存在することが好ましい。薄すぎると実効がなく、厚す
ぎるとスタンパ本体の特性に影響を与える。このような
深さ方向の酸素の分布は、オージェ分光分析やＸＰＳ
（Ｘ線プローブ分光分析）を用いて確認すればよい。
【００１５】酸化物改質層を形成するには、熱酸化、プ
ラズマ酸化、イオン注入等いずれを用いてもよい。例え
ば、Ｎｉ基体では以下のように行なえばよい。まず、熱
酸化の場合には、Ｎｉ基体を空気中で３００〜６００℃
程度で、１０〜１００時間程度加熱すればよい。このと
き、表面が酸化し黒化する。また、プラズマ酸化を行な
うにはＮｉ基体をプラズマアッシャー中に入れ、Ｏ2 を
入れて０．０５〜１Torr程度の圧力でＲＦ電源１００〜
２０００W 程度の投入電力で５〜６０分程度酸化すれば
よい。さらにイオン注入を行なうには、イオン注入装置
にＮｉ基体を入れ、Ｏ2 を２０〜２５０keV 程度に加速
しＮｉの表面を酸化すればよい。
ラズマ酸化、イオン注入等いずれを用いてもよい。例え
ば、Ｎｉ基体では以下のように行なえばよい。まず、熱
酸化の場合には、Ｎｉ基体を空気中で３００〜６００℃
程度で、１０〜１００時間程度加熱すればよい。このと
き、表面が酸化し黒化する。また、プラズマ酸化を行な
うにはＮｉ基体をプラズマアッシャー中に入れ、Ｏ2 を
入れて０．０５〜１Torr程度の圧力でＲＦ電源１００〜
２０００W 程度の投入電力で５〜６０分程度酸化すれば
よい。さらにイオン注入を行なうには、イオン注入装置
にＮｉ基体を入れ、Ｏ2 を２０〜２５０keV 程度に加速
しＮｉの表面を酸化すればよい。
【００１６】このような金属酸化物を含有する酸化物改
質層の上には、下地層を形成する。下地層は、Ｓｉ，Ｔ
ｉ，Ｔａ，ＭｏおよびＷの１種以上を含有する。これら
元素の含有量は、総計で下地層中の２５at% 以上、特に
３０〜１００at% であることが好ましい。
質層の上には、下地層を形成する。下地層は、Ｓｉ，Ｔ
ｉ，Ｔａ，ＭｏおよびＷの１種以上を含有する。これら
元素の含有量は、総計で下地層中の２５at% 以上、特に
３０〜１００at% であることが好ましい。
【００１７】このような元素を含有する下地層組成とし
ては、Ｓｉ，ＳｉＣ，アモルファス水素化シリコンａ−
Ｓｉ：Ｈ，ＳｉＯ2 等のＳｉＯｘ，例えばテトラメトキ
シシラン等のＣＶＤ膜のようなＳｉ−Ｃ−ＨやＳｉ−Ｃ
−Ｏ−Ｈ化合物，Ｓｉ3 Ｎ4等のＳｉＮｘ，Ｔｉ，Ｔｉ
Ｏ2 ，ＴｉＮ等のＴｉＮｘ，Ｔａ，Ｔａ2 Ｏ5 ，Ｍｏ，
Ｗ，ＷＣなどを挙げることができる。そして、下地層は
その実効をもたせるために０．０２〜５μm 、より好ま
しくは０．０５〜３μm の厚さとすることが好ましい。
下地層の形成には、スパッタ法、ＣＶＤ法、溶射法、イ
オンプレーティング法を用いることができる。
ては、Ｓｉ，ＳｉＣ，アモルファス水素化シリコンａ−
Ｓｉ：Ｈ，ＳｉＯ2 等のＳｉＯｘ，例えばテトラメトキ
シシラン等のＣＶＤ膜のようなＳｉ−Ｃ−ＨやＳｉ−Ｃ
−Ｏ−Ｈ化合物，Ｓｉ3 Ｎ4等のＳｉＮｘ，Ｔｉ，Ｔｉ
Ｏ2 ，ＴｉＮ等のＴｉＮｘ，Ｔａ，Ｔａ2 Ｏ5 ，Ｍｏ，
Ｗ，ＷＣなどを挙げることができる。そして、下地層は
その実効をもたせるために０．０２〜５μm 、より好ま
しくは０．０５〜３μm の厚さとすることが好ましい。
下地層の形成には、スパッタ法、ＣＶＤ法、溶射法、イ
オンプレーティング法を用いることができる。
【００１８】このような下地層上には、ＤＬＣ薄膜が形
成される。ＤＬＣ薄膜は炭化水素を励起し、分解して得
た高硬度炭素膜である。炭化水素としては、ＣＨ4 、Ｃ
2 Ｈ6 、Ｃ3 Ｈ8 等の飽和炭化水素、Ｃ2 Ｈ4 、Ｃ3 Ｈ
6 、Ｃ2 Ｈ2 等の不飽和炭化水素のいずれを用いてもよ
い。
成される。ＤＬＣ薄膜は炭化水素を励起し、分解して得
た高硬度炭素膜である。炭化水素としては、ＣＨ4 、Ｃ
2 Ｈ6 、Ｃ3 Ｈ8 等の飽和炭化水素、Ｃ2 Ｈ4 、Ｃ3 Ｈ
6 、Ｃ2 Ｈ2 等の不飽和炭化水素のいずれを用いてもよ
い。
【００１９】炭化水素を分解するには、例えば特開平４
−４１６７２号等に記載されたプラズマＣＶＤ法や、特
開平１−２３４３９６号、同１−２３４３９７号、同２
−１９６０９３号等に記載されたイオン化蒸着法を用い
ることが好ましいが、この他熱フィラメント法、スパッ
タ法、イオンビーム蒸着法、熱ＣＶＤ法などを用いても
よく、これらの詳細はダイヤモンド薄膜技術（総合技術
センター発行）のＰ７３等に記載されている。なお、プ
ラズマＣＶＤ法におけるプラズマは、直流、交流いずれ
であってもよく、交流としては数Hzからマイクロ波まで
可能である。また、ダイヤモンド薄膜技術に記載のＥＣ
Ｒプラズマも使用可能である。
−４１６７２号等に記載されたプラズマＣＶＤ法や、特
開平１−２３４３９６号、同１−２３４３９７号、同２
−１９６０９３号等に記載されたイオン化蒸着法を用い
ることが好ましいが、この他熱フィラメント法、スパッ
タ法、イオンビーム蒸着法、熱ＣＶＤ法などを用いても
よく、これらの詳細はダイヤモンド薄膜技術（総合技術
センター発行）のＰ７３等に記載されている。なお、プ
ラズマＣＶＤ法におけるプラズマは、直流、交流いずれ
であってもよく、交流としては数Hzからマイクロ波まで
可能である。また、ダイヤモンド薄膜技術に記載のＥＣ
Ｒプラズマも使用可能である。
【００２０】このようにして活性種、より好ましくはイ
オンに分解された炭化水素を堆積する際には、基板とし
ての非堆積物に負のバイアス電圧を印加することが好ま
しい。バイアス電圧には直流でも交流（例えば５０Hz〜
２．４５GHz ）でもよい。さらには電圧を印加した電極
はプラズマ中のエレクトロンが表面に付着し負の電圧と
なる。これをセルフバイアス電圧といい、これを利用す
ることもできる。すなわち、電源を印加した電極に発生
するセルフバイアスを用いてもよく、電気的に絶縁され
ている電極に直流または交流の電源を印加すればよい。
この方法は、例えば本発明者らの M.Nakayama et al, J
ournal of the Ceramic Society of Japan lin. Editio
n Vol 98 607-609 (1990) 等に詳細に記載されている。
オンに分解された炭化水素を堆積する際には、基板とし
ての非堆積物に負のバイアス電圧を印加することが好ま
しい。バイアス電圧には直流でも交流（例えば５０Hz〜
２．４５GHz ）でもよい。さらには電圧を印加した電極
はプラズマ中のエレクトロンが表面に付着し負の電圧と
なる。これをセルフバイアス電圧といい、これを利用す
ることもできる。すなわち、電源を印加した電極に発生
するセルフバイアスを用いてもよく、電気的に絶縁され
ている電極に直流または交流の電源を印加すればよい。
この方法は、例えば本発明者らの M.Nakayama et al, J
ournal of the Ceramic Society of Japan lin. Editio
n Vol 98 607-609 (1990) 等に詳細に記載されている。
【００２１】バイアス電圧を例えば−５０〜−２０００
V の範囲で変化させることにより屈折率ｎが変化する。
用いるＤＬＣ薄膜の屈折率は１．８〜２．４程度、消衰
係数ｋは０〜０．０２（いずれも波長６３２．８nm）が
好ましい。
V の範囲で変化させることにより屈折率ｎが変化する。
用いるＤＬＣ薄膜の屈折率は１．８〜２．４程度、消衰
係数ｋは０〜０．０２（いずれも波長６３２．８nm）が
好ましい。
【００２２】このようにして得られたＤＬＣ膜は、巨視
的にはアモルファスであるが、微視的にはダイヤモンド
に近い結合をもつ。そして、高いビッカース硬度Ｈｖを
もつ。本発明ではＨｖは８００〜８０００であることが
好ましい。なお、ＤＬＣ膜中のＨ量（ＦＴＩＲから測定
されるＣＨ2 量、ＣＨ3 量は、通常０〜４×１０4 cm-2
程度である。これについては本発明者らの M.Nakayama
et al, Jpanese Journal of Applied Phyeics Vol.30 L
924-L926 (1991) に説明されてある。 このようなＤＬ
Ｃ膜中には、金属元素、例えばＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａ
ｌ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｔａ等や、Ｓｉ、
Ｎ、Ｂ、Ｐ、Ｏ、Ｆなどの１種以上が総計３５at% 以下
含有されていてもよい。これらは各種有機金属化合物、
シラン化合物、シロキサン化合物、アンモニア、アミン
化合物、ＮＯｘ、Ｏ2 、ＣＯ2 、フッ化炭化水素、Ｓｉ
Ｆ4 、フォスフィン、ジボラン等を用いてＤＬＣ薄膜中
に導入可能である。また、金属は電極材料から膜中に導
入することも可能である。これらの添加物によっても屈
折率を制御することが可能であり、特に屈折率を大きく
するためには金属の混入は有効である。
的にはアモルファスであるが、微視的にはダイヤモンド
に近い結合をもつ。そして、高いビッカース硬度Ｈｖを
もつ。本発明ではＨｖは８００〜８０００であることが
好ましい。なお、ＤＬＣ膜中のＨ量（ＦＴＩＲから測定
されるＣＨ2 量、ＣＨ3 量は、通常０〜４×１０4 cm-2
程度である。これについては本発明者らの M.Nakayama
et al, Jpanese Journal of Applied Phyeics Vol.30 L
924-L926 (1991) に説明されてある。 このようなＤＬ
Ｃ膜中には、金属元素、例えばＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａ
ｌ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｔａ等や、Ｓｉ、
Ｎ、Ｂ、Ｐ、Ｏ、Ｆなどの１種以上が総計３５at% 以下
含有されていてもよい。これらは各種有機金属化合物、
シラン化合物、シロキサン化合物、アンモニア、アミン
化合物、ＮＯｘ、Ｏ2 、ＣＯ2 、フッ化炭化水素、Ｓｉ
Ｆ4 、フォスフィン、ジボラン等を用いてＤＬＣ薄膜中
に導入可能である。また、金属は電極材料から膜中に導
入することも可能である。これらの添加物によっても屈
折率を制御することが可能であり、特に屈折率を大きく
するためには金属の混入は有効である。
【００２３】ＤＬＣ薄膜の膜厚は０．１〜１０μm の範
囲、特に０．２〜２μm の範囲であることが好ましい。
囲、特に０．２〜２μm の範囲であることが好ましい。
【００２４】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明
をさらに詳細に説明する。
をさらに詳細に説明する。
【００２５】Ｎｉ，ＣｉおよびＡｌの厚さ０．３mmのス
タンパを用意した。このスタンパ本体に下記の酸化処理
を行なった。
タンパを用意した。このスタンパ本体に下記の酸化処理
を行なった。
【００２６】１）熱酸化 Ｎｉスタンパを空気中５００℃で６０時間加熱したとこ
ろ、表面が酸化し黒化した。酸化物改質層はＯ ５０at
% であり、その厚さは６５０A であった。熱処理温度を
かえ、またＮｉをＡｌ，Ｃｕにかえ、酸化物改質層（Ｏ
４５at% ）の厚さを変化させた。
ろ、表面が酸化し黒化した。酸化物改質層はＯ ５０at
% であり、その厚さは６５０A であった。熱処理温度を
かえ、またＮｉをＡｌ，Ｃｕにかえ、酸化物改質層（Ｏ
４５at% ）の厚さを変化させた。
【００２７】２）プラズマ酸化 Ｎｉスタンパをプラズマアッシャーに入れＯ2 を入れ
０．５Torrの圧力でＲＦ電源５００W を投入し、１０分
プラズマ酸化した。表面が酸化し黒化し酸化物改質層は
Ｏ ５４at% であり、その厚さは３００A であった。
０．５Torrの圧力でＲＦ電源５００W を投入し、１０分
プラズマ酸化した。表面が酸化し黒化し酸化物改質層は
Ｏ ５４at% であり、その厚さは３００A であった。
【００２８】３）イオン注入 イオン注入装置にＮｉスタンパを入れ、Ｏ2 ガスを１２
０keV で加速しＮｉの表面を酸化した。酸化物改質層は
Ｏ ５５at% であり、その厚さは２０００A であった。
０keV で加速しＮｉの表面を酸化した。酸化物改質層は
Ｏ ５５at% であり、その厚さは２０００A であった。
【００２９】さらに、下地層として下記の層を形成し
た。
た。
【００３０】１）Ｓｉスパッタ膜 Ｓｉをターゲットとし、スパッタガスとしてＡｒを用
い、ＲＦ３００W 、０．０５Torrで１０分スパッタし
た。Ｓｉスパッタ膜の膜厚は０．３μm であった。
い、ＲＦ３００W 、０．０５Torrで１０分スパッタし
た。Ｓｉスパッタ膜の膜厚は０．３μm であった。
【００３１】２）ａ−ｓｉ：Ｈ膜 ＣＶＤ装置にＳｉＨ4 を１０SCCM導入し、０．１Torrの
条件でＲＦ２００W を印加して３０分成膜した。α−Ｓ
ｉ：Ｈ膜厚は０．１１μm であった。
条件でＲＦ２００W を印加して３０分成膜した。α−Ｓ
ｉ：Ｈ膜厚は０．１１μm であった。
【００３２】３）Ｓｉ−Ｃ−Ｏ−Ｈ膜 ＣＶＤ装置にテトラメトキシシランを５SCCM導入し、
０．０５Torrの条件でＲＦ１００W 印加して１０分成膜
した。Ｓｉ−Ｃ−Ｏ−Ｈ膜は０．２５μm であった。
０．０５Torrの条件でＲＦ１００W 印加して１０分成膜
した。Ｓｉ−Ｃ−Ｏ−Ｈ膜は０．２５μm であった。
【００３３】４）ＴｉＯ2 スパッタ膜 ＴｉＯ2 をターゲットとし、スパッタガスとしてＡｒを
用い、ＲＦ２５０W 、０．０２Torrで３０分スパッタし
た。膜厚は０．４μm であった。
用い、ＲＦ２５０W 、０．０２Torrで３０分スパッタし
た。膜厚は０．４μm であった。
【００３４】５）Ｔａ2 Ｏ5 スパッタ膜 Ｔａ2 Ｏ5 をターゲットとし、スパッタガスＡｒを用
い、ＲＦ３００W 、０．０２５Torrで２５分スパッタし
た。Ｔａ2 Ｏ5 スパッタ膜の膜厚は０．３５μmであっ
た。
い、ＲＦ３００W 、０．０２５Torrで２５分スパッタし
た。Ｔａ2 Ｏ5 スパッタ膜の膜厚は０．３５μmであっ
た。
【００３５】６）Ｍｏスパッタ膜 Ｍｏをターゲットとし、スパッタガスＫｒを用い、ＲＦ
３５０W 、０．０２５Torrで４０分スパッタした。Ｍｏ
スパッタ膜の膜厚は１μm であった。
３５０W 、０．０２５Torrで４０分スパッタした。Ｍｏ
スパッタ膜の膜厚は１μm であった。
【００３６】７）ＷＣスパッタ膜 ＷＣをターゲットとし、スパッタガスＡｒを用い、ＲＦ
２００W 、０．０３Torrで２０分スパッタした。ＷＣス
パッタ膜は０．４μm であった。
２００W 、０．０３Torrで２０分スパッタした。ＷＣス
パッタ膜は０．４μm であった。
【００３７】また、ＤＬＣ膜としては下記のものを成膜
した。
した。
【００３８】１）ＤＬＣ Ｉ ＣＨ4 を原料として１０SCCM導入し、反応圧力０．０５
Torr、ＲＦ５００W の条件で、基板にＤＣバイアス−５
００V を印加しながら３０分成膜した。屈折率２．２８
でＨｖ３２００のＤＬＣ膜で、膜厚は０．５μm であっ
た。
Torr、ＲＦ５００W の条件で、基板にＤＣバイアス−５
００V を印加しながら３０分成膜した。屈折率２．２８
でＨｖ３２００のＤＬＣ膜で、膜厚は０．５μm であっ
た。
【００３９】２）ＤＬＣ II Ｃ2 Ｈ4 を原料として１０SCCM導入し、反応圧力、０．
０２５TorrでＲＦ６００W を印加した。セルフバイアス
は−７００V であった。ＲＦを印加する基板上にサンプ
ルを置き４０分成膜した。屈折率２．３２でＨｖ４５０
０のＤＬＣ膜で膜厚は２μm であった。
０２５TorrでＲＦ６００W を印加した。セルフバイアス
は−７００V であった。ＲＦを印加する基板上にサンプ
ルを置き４０分成膜した。屈折率２．３２でＨｖ４５０
０のＤＬＣ膜で膜厚は２μm であった。
【００４０】３）ＤＬＣ III イオン化蒸着法を用いフィラメントに２５A 電流を流
し、ＣＨ4 ５SCCMを導入し、圧力０．１TorrにてＤＣバ
イアス−６００V を印加し３０分成膜した。屈折率は
２．３５でＨｖ５０００のＤＬＣ膜で膜厚は１μm であ
った。
し、ＣＨ4 ５SCCMを導入し、圧力０．１TorrにてＤＣバ
イアス−６００V を印加し３０分成膜した。屈折率は
２．３５でＨｖ５０００のＤＬＣ膜で膜厚は１μm であ
った。
【００４１】これら酸化物改質層、下地層およびＤＬＣ
薄膜を表１のように組み合わせて各種スタンパを得た。
得られたスタンパを光磁気ディスク基板用の射出成形装
置に組み込んで、射出成形圧力３４０kg/cm2、温度４０
０℃で繰り返してポリカーボネートの射出成形を行なっ
た。成型基板にＴｅＦｅＣｏの光磁気膜を成膜し、基板
に帰因する不良を観察した。不良が発生するに至耐久シ
ョット数を表１に示す。
薄膜を表１のように組み合わせて各種スタンパを得た。
得られたスタンパを光磁気ディスク基板用の射出成形装
置に組み込んで、射出成形圧力３４０kg/cm2、温度４０
０℃で繰り返してポリカーボネートの射出成形を行なっ
た。成型基板にＴｅＦｅＣｏの光磁気膜を成膜し、基板
に帰因する不良を観察した。不良が発生するに至耐久シ
ョット数を表１に示す。
【００４２】
【表１】
【００４３】表１に示される結果から、酸化物改質層と
下地層との併用をきわめて高い相乗作用があきらかであ
る。なお、ＤＬＣ膜中に、各種金属元素、Ｓｉ，Ｎ，
Ｂ，Ｐ，Ｏ，Ｆ等を導入したところ、上記と同等な結果
を得た。
下地層との併用をきわめて高い相乗作用があきらかであ
る。なお、ＤＬＣ膜中に、各種金属元素、Ｓｉ，Ｎ，
Ｂ，Ｐ，Ｏ，Ｆ等を導入したところ、上記と同等な結果
を得た。
Claims (9)
- 【請求項１】 Ｎｉ，ＣｕおよびＡｌの１種以上を３０
wt% 以上含有する金属のスタンパ本体と、 このスタンパ本体の少なくとも金型取付面に形成された
酸化物改質層と、 この酸化物改質層上に設けられたＳｉ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｍ
ｏおよびＷの１種以上を含有する下地層と、 この下地層上に設けられたダイヤモンドライクカーボン
薄膜とを含有するスタンパ。 - 【請求項２】 前記酸化物改質層として、前記金属基体
表面に、酸素含有量２０at% 以上の領域が０．５nm〜１
μm 存在する請求項１のスタンパ。 - 【請求項３】 前記酸化物改質層は、熱酸化、プラズマ
酸化またはイオン注入によって形成されたものである請
求項１または２のスタンパ。 - 【請求項４】 前記ダイヤモンドライクカーボン膜の厚
さが０．１〜１０μm である請求項１〜３のいずれかの
スタンパ。 - 【請求項５】 前記ダイヤモンドライクカーボン膜の屈
折率が１．９〜２．４であり、ビッカース硬度が８００
〜８０００である請求項１〜４のいずれかのスタンパ。 - 【請求項６】 前記下地層に、Ｓｉ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｍｏ
およびＷの１種以上が総計で２５at% 以上含有されてい
る請求項１〜５のいずれかのスタンパ。 - 【請求項７】 前記下地層の厚さが０．０２〜５μm で
ある請求項１〜６のいずれかのスタンパ。 - 【請求項８】 前記ダイヤモンドライクカーボン薄膜
が、金属元素、Ｓｉ，Ｎ，Ｂ，Ｐ，ＯおよびＦの１種以
上を含有する請求項１〜７のいずれかのスタンパ。 - 【請求項９】 Ｎｉ，ＣｕおよびＡｌの１種以上を３０
wt% 以上含有する金属基体上に、 請求項１〜８のいずれかの酸化物改質層と、下地層と、
ダイヤモンドライクカーボン薄膜を有する積層構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35247793A JP3540350B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | スタンパおよび積層構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35247793A JP3540350B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | スタンパおよび積層構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07195377A true JPH07195377A (ja) | 1995-08-01 |
| JP3540350B2 JP3540350B2 (ja) | 2004-07-07 |
Family
ID=18424342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35247793A Expired - Fee Related JP3540350B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | スタンパおよび積層構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3540350B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000053386A1 (fr) * | 1999-03-08 | 2000-09-14 | Citizen Watch Co., Ltd. | Moule et procede de moulage de resine pour la formation d'un revetement dur sur un moule |
| JP2002079522A (ja) * | 2000-06-23 | 2002-03-19 | Hitachi Maxell Ltd | ディスク基板成形金型及び樹脂成形金型 |
| KR100364136B1 (ko) * | 2000-06-07 | 2002-12-12 | 주식회사 제이 앤 엘 테크 | 다이아몬드상카본 필름이 코팅된 정보기록 디스크 성형용스탬퍼지지금형 및 그 제조방법 |
| JP2006289519A (ja) * | 2005-04-06 | 2006-10-26 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | ナノプリント金型、その製造方法及びこの金型を用いたナノプリント装置並びにナノプリント方法 |
| JP2007276291A (ja) * | 2006-04-07 | 2007-10-25 | Maxell Hi Tec Ltd | 射出成型用金型部材 |
| JP2010115922A (ja) * | 2008-11-04 | 2010-05-27 | Commissariat A L'energie Atomique Cea | ナノ構造を持つ高分子製品のためのモールドの形成方法 |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP35247793A patent/JP3540350B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000053386A1 (fr) * | 1999-03-08 | 2000-09-14 | Citizen Watch Co., Ltd. | Moule et procede de moulage de resine pour la formation d'un revetement dur sur un moule |
| EP1086797A1 (en) * | 1999-03-08 | 2001-03-28 | Citizen Watch Co., Ltd. | Resin molding mold and method of forming hard coat on resin molding mold |
| EP1086797A4 (en) * | 1999-03-08 | 2001-08-08 | Citizen Watch Co Ltd | MOLD FOR MOLDING RESIN, AND METHOD FOR MOLDING A COATING ON SUCH A MOLD |
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| KR100364136B1 (ko) * | 2000-06-07 | 2002-12-12 | 주식회사 제이 앤 엘 테크 | 다이아몬드상카본 필름이 코팅된 정보기록 디스크 성형용스탬퍼지지금형 및 그 제조방법 |
| JP2002079522A (ja) * | 2000-06-23 | 2002-03-19 | Hitachi Maxell Ltd | ディスク基板成形金型及び樹脂成形金型 |
| JP2006289519A (ja) * | 2005-04-06 | 2006-10-26 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | ナノプリント金型、その製造方法及びこの金型を用いたナノプリント装置並びにナノプリント方法 |
| JP4584754B2 (ja) * | 2005-04-06 | 2010-11-24 | 株式会社日立産機システム | ナノプリント金型、その製造方法及びこの金型を用いたナノプリント装置並びにナノプリント方法 |
| JP2007276291A (ja) * | 2006-04-07 | 2007-10-25 | Maxell Hi Tec Ltd | 射出成型用金型部材 |
| JP2010115922A (ja) * | 2008-11-04 | 2010-05-27 | Commissariat A L'energie Atomique Cea | ナノ構造を持つ高分子製品のためのモールドの形成方法 |
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| JP3540350B2 (ja) | 2004-07-07 |
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