JPH0726214B2 - 光ディスク基板成形用アルミニウム原盤の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明はビデオ情報やデータ情報などの記録媒体とし
て用いられ、光学的な方法によって情報の読取り、ある
いは書込みを行うことのできる光デイスクの製作に用い
れる光ディスク用基板成形用原盤の製造方法、特に原盤
材料としてアルミニウムを用いたアルミニウム原盤の製
造方法に関する。

なおこの明細書において、アルミニウムの語はアルミニ
ウム合金を含む意味において用いる。

従来の技術及び課題 光デイスクとしては、基板表面に信号情報用の微細凹凸
を形成し、この凹凸を光学的方法により読み取って信号
を再生するものや、例えば光磁気ディスクと称されるも
ののように、基板表面にトラッキングガイド用の微細凹
凸を渦巻状に形成するとともに該凹凸部の表面に磁性膜
などの記録媒体薄膜を付着形成し、この記録媒体薄膜の
光に対する特性変化を利用して情報の読取りやあるいは
さらに書換えなども行えるようにしたものなどが知られ
ている。

このような光ディスクの製作は一般に、上記信号情報な
いしはトラッキングガイド用の微細凹凸を基板に形成す
るために、これとは凹凸状態が反転した複製用の微細凹
凸を表面に有する、マスタあるいはスタンパと称される
ような光ディスク基板成形用の原盤を用い、この原盤を
金型として基板材料である合成樹脂をインジェクション
やキャスティングなどの方法でディスクに成形すること
により行われている。

而して従来の上記のような原盤は、表面を研磨したガラ
ス盤に、基板に形成すべき信号情報ないしはトラッキン
グガイド用の微細凹凸と凹凸状態が同じ微細凹凸を形成
し、その後ガラス盤表面を導体化してニッケル電鋳を施
したのち該電鋳層を剥離することにより製作されたもの
であったために、製造工程が複雑でコスト高であるとい
うような欠点があった。

この発明はかかる欠点を解消するためになされたもので
あって、製造工程が簡単でコストも安価な光ディスク基
板成形用原盤の製作提供を目的とするものである。

課題を解決するための手段 この目的においてこの発明は、原盤の材料としてアルミ
ニウムを用い、このアルミニウム材料は、信号情報ない
しはトラッキングガイド複製用の微細凹凸を形成するこ
とを第１の特徴とするものであり、さらにこの微細凹凸
の形成に際し、光ディスク用原盤として要求される品質
の実現、即ち微細凹凸を高精度に加工形成するととも
に、凹部底面や凸部頂面の充分な平滑性を実現する加工
方法を追及した結果なされたものである。

すなわちこの発明は、アルミニウム基材の表面に鏡面加
工を施したのち、アルミニウム基材に表面処理を施して
ドライエッチングに対して耐性のある表面処理皮膜を形
成し、さらにその上に、アルミニウム薄膜を被覆形成
し、次いでレジストの塗布、エッチングパターンの形
成、ドライエッチングの各工程の順次的実施により、前
記アルミニウム薄膜を前記エッチングパターンに沿って
除去することにより、信号情報ないしはトラッキングガ
イド複製用の微細凹凸を形成することを特徴とする光デ
ィスク基板成形用アルミニウム原盤の製造方法造方法を
要旨とするものである。

アルミニウム基材の材質としては、特に限定されるもの
ではなく、高純度アルミニウム、磁気ディスクとして使
用実績のあるAl-Mg系合金またAl-Zn系合金、さらにはAl
-Zn-Mg系合金なども使用可能である。この場合合金元素
の添加量は固溶範囲とするのが望ましく、また第２相粒
子をなくしあるいは小さくするため、高純度アルミニウ
ム（99.9wt％以上）をベースにすることが望ましい。

アルミニウム基材の表面に施す鏡面加工は、後のドライ
エッチング工程を経てアルミニウム薄膜表面に形成され
る複製用微細凹凸の凹部底面、凸部頂面を、ディスク基
板成形用原盤として要求される平滑性を有するものにす
るために行われるものである。鏡面加工方法としては切
削、研磨いずれによるものであっても良く、望ましくは
切削加工後研磨するのが良い。

鏡面加工後におけるアルミニウム薄膜の形成は、前記凹
部底面、凸部頂面の平滑性をより一層向上させるために
行うものである。このアルミニウム薄膜の厚さは複製用
凹部の深さと同等ないしは大に形成されるものであり、
例えば0.1μｍ前後の厚さに形成される。アルミニウム
薄膜の材質は高純度アルミニウムやAl-Si系合金が望ま
しいが、これらに限定されるものではない。また被覆形
成方法としては、蒸着、スパッタリング等任意の方法を
採用しうる。

さらに微細凹凸の凹部底面、凸部頂面の平滑性を高める
ために、この発明では、鏡面加工後アルミニウム薄膜形
成前に、基材に陽極酸化法、メッキ、イオン注入などの
表面処理を施すことにより耐熱性の表面処理皮膜を形成
する。この場合皮膜はドライエッチングされにくいもの
つまりドライエッチングに対して耐性のあるものとす
る。このような表面処理皮膜の好適な例として、クロメ
ート皮膜やジルコニア系の皮膜をあげうる。またスパッ
ター時等における平坦度を維持するため、皮膜を硬くし
更に皮膜を研磨や切削により鏡面加工するのが良い。な
おこの表面処理皮膜はアルミニウム薄膜の密着強度の向
上にも寄与するものである。

アルミニウム薄膜を被覆形成したのちは、該アルミニウ
ム薄膜表面に信号情報ないしはトラッキングガイド複製
用の微細凹凸を形成する。ところでディスク基板に形成
される信号情報ないしはトラッキングガイド用の微細凹
凸には極めて厳格な精度が要求される。例えばトラッキ
ングガイド用の凹凸をディスク基板に形成する場合、ガ
イド溝の寸法は幅が約0.8〜１μｍ、深さ0.07μｍ程度
となることが要求され、かつ溝のコーナー半径が小さい
ことなどが要求される。従って原盤に形成すべき複製用
の微細凹凸にも当然に上記のような精度が要求されるこ
ととなる。このような微細加工を実現するものとしてこ
の発明では、基材表面へのフォトレジストの塗布、エッ
チングパターンの形成、ドライエッチングの各工程の順
次的実施による方法を採用している。

前記フォトレジストは、ドライエッチングを施す際にエ
ッチングパターンの形成工程により露呈した部分を除い
て、アルミニウム薄膜表面の侵食を防止するために塗布
するものである。フォトレジストはポジ、ネガいずれの
タイプであっても良いが、ポジタイプの方が望ましい。
このようなフォトレジストの一例として、市販の半導体
フォトマスク用レジストインキ等をあげうる。また塗布
方法としてはディッピング法、ローラクウォータ法など
既知の方法を任意に採用しうる。

またエッチングパターンの形成工程は、複製用凹部形成
予定部位に応じてアルミニウム薄膜表面を露呈させるも
のである。このエッチングパターン形成の具体的工程の
１つとしてまず、フォトマスクの装着、露光、現像の各
工程の順次的実施による場合をあげうる。すなわち例え
ば複製用凹部形成予定部位を透光部、複製用凸部形成予
定部位を遮光部となされたフォトマスクを薄膜表面に装
着したのちこれを露光し、次いで露光工程によりフォト
マスクの透光部を介して光照射された部位の不要レジス
トを現像処理により除去し、薄膜表面に所定のエッチン
グパターンを形成する。なおフォトマスクを用いること
なく、直接的にレーザをレジストに照射して露光しても
良い。またエッチングパターンの他の形成方法として、
加工用レーザを用いてレジストをエッチングパターンに
対応して部分的に除去する方法も作業性等の点から推奨
される。

前記ドライエッチングは、エッチングパターンに応じて
露呈したアルミニウム薄膜表面を侵食するために行うも
のである。ドライエッチングの種類は特に限定されるも
のではなく、イオンビームエッチング、リアクティブイ
オンエッチング等をはじめ各種方式の採用が可能であ
る。このドライエッチングにより、アルミニウム薄膜が
エッチングパターンに沿って除去され微細凹凸状に加工
される。

ドライエッチング後においては、必要に応じてアルカリ
液等を用いてアルミニウム薄膜表面に付着しているレジ
ストの除去処理を施す。

ところでドライエッチング後、陽極酸化処理による保護
皮膜や使用時に離脱可能な樹脂系の皮膜を薄膜表面に被
覆形成することも、きず防止等の観点から有効である。

なお、上記のような方法により製作された原盤を用いて
光ディスクを製作するには、まず原盤を金型として合成
樹脂をインジェクションあるいはキャスティング等の方
法によりディスク基板に成形する。該基板には原盤表面
に形成された微細凹凸により、信号情報ないしはトラッ
キングガイド用の微細凹凸が複製されることとなる。そ
の後ディスクの種類によっては基板表面に記録媒体薄膜
を付着形成したり、あるいは透明保護膜を形成すること
により光ディスクが完成する。

発明の効果 以上説明したようにこの発明によれば、光ディスク基板
成形用原盤の材料としてアルミニウムを用い、このアル
ミニウム材料に、記録情報ないしはトラッキングガイド
複製用の微細凹凸を形成するものであるから、従来の原
盤のようにニッケル電鋳を行う必要がなくなり、原盤の
製造工程を簡素化し得、ひいてはコストの安価な原盤の
提供が可能となる。

さらにこの発明では、アルミニウム基材表面を鏡面加工
したのち、アルミニウム薄膜を被覆形成し、次いでフォ
トレジストの塗布、エッチングパターンの形成、ドライ
エッチングの各工程の順次的実施により、アルミニウム
薄膜を前記エッチングパターンに沿って除去することに
より複製用微細凹凸の形成を行うものであるから、極め
て高精度に微細加工を行うことができるとともに凹部底
面や凸部頂面の充分な平滑性を実現でき、品質の点でも
優れた光ディスク基板成形用原盤を提供しうる。

しかもこの発明では、鏡面加工後アルミニウム薄膜形成
前に、アルミニウム基材に表面処理を施して、ドライエ
ッチングに対して耐性のある表面処理皮膜を形成するか
ら、この表面処理皮膜により、微細凹凸の精度特に凹部
底面の精度をさらに向上できると共に、アルミニウム基
材に対するアルミニウム薄膜の密着強度の向上をはかる
ことができる。

実施例 次にこの発明の実施例を示す。

厚さ2.0mmのAl−4.5wt％Mg合金圧延板を外径130mm、内
径15mmのドーナツ状に打抜いて基材とし、該基材の表面
を切削加工により鏡面加工した。次いで基材表面にスパ
ッタリングにてAl−1.0wt％Si合金組成のアルミニウム
薄膜を厚さ約0.07μｍに被覆形成した。その後、このア
ルミニウム薄膜の表面にレジストとしてのアクリル樹脂
（PMMA）を塗布し、次いでディスク基板にトラッキング
ガイド溝を形成するための複製用凸部形成予定部位を透
光部、それ以外を遮光部となされたフォトマスクを装着
し、該マスクを介して露光を行ったのち、現像を行うこ
とにより、アルミニウム薄膜の表面に所定のエッチング
パターンを形成した。

その後、リアクティブイオンエッチングによるドライエ
ッチングを施してアルミニウム露呈部分を侵食してアル
ミニウム薄膜表面にトラッキングガイド複製用の微細凹
凸を形成し、もって原盤とした。

上記により得られた原盤において、凹部の寸法を測定し
たところ、その幅が0.8^±0.06μｍ、深さ0.07^±0.005μ
ｍの精度で加工されており、またコーナー半径は0.01μ
ｍ、凹部底面の表面粗さはRmax0.008μｍであった。さ
らに基材の鏡面加工後アルミニウム薄膜形成前に、基材
にクロメート処理を施すことによりクロメート皮膜を形
成した外は上記と同一の条件で原盤の製作を行ったとこ
ろ、凹部底面の表面粗さはRmax0.006μｍと向上した。

以上の結果より、本発明によれば、アルミニウム基材の
鏡面加工後アルミニウム薄膜形成前に、クロメート皮膜
等の表面処理皮膜を形成することにより、トラッキング
ガイド溝の底面の表面粗さを向上でき、光ディスク用と
しての精度を充分満足しうるアルミニウム原盤の製作が
可能であることを確認しえた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アルミニウム基材の表面に鏡面加工を施し
   たのち、アルミニウム基材に表面処理を施してドライエ
   ッチングに対して耐性のある表面処理皮膜を形成し、さ
   らにその上に、アルミニウム薄膜を被覆形成し、次いで
   レジストの塗布、エッチングパターンの形成、ドライエ
   ッチングの各工程の順次的実施により、前記アルミニウ
   ム薄膜を前記エッチングパターンに沿って除去すること
   により、信号情報ないしはトラッキングガイド複製用の
   微細凹凸を形成することを特徴とする光ディスク基板成
   形用アルミニウム原盤の製造方法。