JPH108248A - 光ディスク用のスタンパーおよびその作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面削除工程を経なくても、成形時の光ディ
スクとの離型性が良好なスタンパーおよびその作製方法
を提供する。 【解決手段】 真空容器３０内において、イオン源４６
から引き出したイオンビーム４８によってニッケルター
ゲット３６をスパッタして、スタンパーの元になる原盤
１０の表面にニッケル膜を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えばＣＤ（コ
ンパクトディスク）、ＶＤ（ビデオディスク）、ＤＶＤ
（ディジタルビデオディスク）、ＬＤ（レーザーディス
ク）、ＭＯ（光磁気ディスク）等の光ディスクの成形に
用いるスタンパーおよびその作製方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクの製造工程を簡単に説明する
と、まず情報の記録された原盤を作り、次にこの原盤を
用いてスタンパーを作り、次にこのスタンパーを用いて
樹脂（例えばポリカーボネート樹脂）を成形して所望枚
数のレプリカディスクを作り、更にこれに用途に応じて
各種膜を被着する等して、最終の光ディスクが作られ
る。

【０００３】上記スタンパーの作製工程の典型例を図４
に示す。まず、高精度表面研磨された基板（通常はガラ
ス基板）２を用意し（図４Ａ）、その表面に樹脂（通常
はアクリル樹脂）を主成分とするレジスト膜（通常はフ
ォトレジスト膜）４を例えば０．１μｍ厚程度に塗布す
る（図４Ｂ）。次にこのレジスト膜４にレーザー光で情
報をレーザーエッチングし、情報を表すピット（または
溝）６がレジスト膜４に形成される（図４Ｃ）。以上に
よって原盤１０が作られる。

【０００４】次に上記原盤１０のレジスト膜４側の表面
に、ニッケル膜１２を例えば数百Å厚程度形成する（図
４Ｄ）。通常は更にその上に、電解メッキでニッケルメ
ッキ層１４を例えば０．３ｍｍ程度メッキする（図４
Ｅ）。その後、基板２を剥がし、レジスト膜４を溶剤で
除去すると、スタンパー２０が得られる（図４Ｆ）。こ
のスタンパー２０は、レジスト膜４に記録したピット６
に対応する凸部１６を有している。

【０００５】上記ニッケル膜１２の形成は、従来は、例
えば図５に示すようなプラズマスパッタ装置を用いて、
プラズマスパッタ法によって形成していた。即ち、真空
容器３０内に二つの平行平板型のホルダ兼電極３２およ
び３４を対向配置し、一方にニッケルターゲット３６
を、他方に前述した原盤１０をそれぞれ装着し、真空容
器３０内にアルゴン等の不活性ガスを導入し、両ホルダ
兼電極３２、３４間に直流電源３８から直流電圧を印加
して放電を生じさせてプラズマ４０を発生させ、このプ
ラズマ４０によってニッケルターゲット３６をスパッタ
して原盤１０の表面にニッケル粒子を入射堆積させる。
これによって、原盤１０の表面に前述したニッケル膜１
２が形成される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記レジスト膜４の主
成分は樹脂（例えば前述したようにアクリル樹脂）であ
るが、当該レジスト膜４を溶剤で除去した後でも、その
樹脂の残留物がスタンパー２０のニッケル膜１２の表面
に残ることが分かった。この残留物はレジスト膜４を構
成する樹脂の炭化物であり、これはレジスト除去剤によ
っても除去することができず、これが表面に残っている
と、当該スタンパー２０を用いて樹脂を成形して光ディ
スクを作る際に、スタンパー２０と成形された光ディス
クとの離れ（即ち離型性）が悪くなる。これが悪くなる
と、成形が円滑に行えなくなるので、光ディスクの生産
性が低下する。

【０００７】これを防止するために従来は、レジスト膜
４を溶剤で除去した後のスタンパー２０（より具体的に
はそのニッケル膜１２）の表面を１０〜５０Å程度、様
々な方法（例えばケミカルエッチング、イオンエッチン
グ、アッシング等）で削除する表面削除工程を更に設け
ていた。従ってその分、工程が増えていた。

【０００８】そこでこの発明は、表面削除工程を経なく
ても、成形時の光ディスクとの離型性が良好なスタンパ
ーおよびその作製方法を提供することを主たる目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係るスタンパ
ーの作製方法は、真空雰囲気中でイオンビームによって
ニッケルターゲットをスパッタすることによって、前記
原盤の表面にニッケル膜を形成することを特徴とする。

【００１０】発明者達は、研究の結果、前述したレジス
ト膜の炭化物が、ニッケル膜の形成時に形成されること
を見い出した。これは、従来のプラズマスパッタ法によ
って原盤のレジスト膜上にニッケル膜を形成するとき
に、プラズマ中の電子がレジスト膜表面を加熱し、それ
によってレジスト膜を構成する樹脂の炭化物がレジスト
膜の表面に形成され、これがレジスト膜を溶剤で除去し
た後もスタンパー側の表面に残るからである。

【００１１】これに対してこの発明に係る作製方法は、
イオンビームによってニッケルターゲットをスパッタす
るものであり、この場合は原盤の表面付近にプラズマが
全く存在しないので、プラズマ中の電子によって原盤の
レジスト膜の表面にその炭化物が形成されることはな
い。従って、従来のように表面削除工程を経なくても、
成形時の光ディスクとの離型性の良好なスタンパーを作
製することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、この発明に係るスタンパ
ーの作製方法に用いるイオンビームスパッタ装置の一例
を示す断面図である。

【００１３】真空容器３０内に、ニッケルターゲット３
６を保持するホルダ４２と、前述した原盤１０をこのニ
ッケルターゲット３６に対向するように保持するホルダ
４４とを設け、かつ真空容器３０の壁面に、ホルダ４２
上のニッケルターゲット３６にイオンビーム４８を照射
するイオン源４６を取り付けている。原盤１０は、前述
したようにして、即ち図４のＡ〜Ｃの工程によって作ら
れたものである。

【００１４】このような装置を用いて、真空容器３０内
を例えば１０^-5〜１０^-6Ｔｏｒｒ程度に真空排気した状
態で、イオン源４６からイオンビーム４８を引き出して
それでニッケルターゲット３６をスパッタしてニッケル
粒子５０を叩き出して、それを原盤１０の表面に入射堆
積させて前述したニッケル膜１２（図４参照）を形成す
る。この方法は、イオンビームスパッタ法と呼ばれる。

【００１５】それ以降の工程は、先に図４ＥおよびＦで
説明したとおりである。即ち、通常は上記ニッケル膜１
２の上に更にニッケルメッキ層１４をメッキし（図４Ｅ
参照）その後、基板２およびレジスト膜４を除去する
と、スタンパー２０が得られる（図４Ｆ参照）。

【００１６】上記イオンビーム４８には、例えばＡｒ、
Ｋｒ、Ｘｅ等の不活性ガスイオンビームを用いる。この
イオンビーム４８のエネルギーは、例えば２００ｅＶ〜
５０００ｅＶ程度にする。ニッケル膜１２の成膜速度
は、例えば２００Å／分〜５０００Å／分程度にする。

【００１７】上記方法は、イオンビーム４８によってニ
ッケルターゲット３６をスパッタするものであり、この
場合は従来のプラズマスパッタ法の場合と違って原盤１
０の表面付近にプラズマが全く存在しないので、プラズ
マ中の電子によって原盤１０のレジスト膜４の表面にそ
の炭化物が形成されることはない。従って、従来のよう
に表面削除工程を経なくても、成形時の光ディスクとの
離型性の良好なスタンパーを作製することができる。そ
の結果、従来必要であったスタンパーの表面削除工程を
省略して、スタンパー作製工程の簡略化を図ることがで
きる。また、このようにして作られたスタンパーは離型
性が良いので、それを用いることによって光ディスクの
生産を安定して円滑に行うことができる。

【００１８】ところで近年は、光ディスクも高密度記録
および短時間成形を行うことが不可欠となり、それに伴
って従来の技術では次のような問題が生じている。即
ち、例えばＤＶＤは、ピットの長さおよびピッチ等がこ
れまでのＣＤの１／２〜１／４程度になる傾向にあり、
スタンパーを用いてＤＶＤを成形する際にスタンパーの
凹凸部（これは原盤のピットに対応する）に樹脂（例え
ばポリカーボネート樹脂）を短時間で十分に充填する必
要上、樹脂の温度をこれまで（ＣＤ製作時）よりも２０
〜４０℃程度高くして、樹脂の流動性を高めている。樹
脂の温度が高いとその粘着性が高くなるので、スタンパ
ーとの離型性が低下する傾向にあるが、スタンパーの表
面に前述した樹脂の炭化物が残留していると、離型性低
下は一層深刻になり、ＤＶＤの生産を円滑に行うことは
できない。

【００１９】このような場合でも、上記のような方法に
よってスタンパーを作製すると、表面に残留炭化物のな
いスタンパーを得ることができ、このようなスタンパー
を用いることによって、ＤＶＤ等の高密度記録の光ディ
スクを、短い成形時間でしかも安定して円滑に生産する
ことができる。

【００２０】なお、ニッケル膜の形成時に上記原盤１０
は、その表面が、図１に示す例のように、イオン源４６
の引出し電極４７のビーム引出し領域から見える状態に
配置しても良いけれども、イオンビーム４８の一部が原
盤１０の表面に入射するのを確実に防止するためには、
図２に示す例のように、原盤１０の表面が、イオン源４
６の引出し電極４７のビーム引出し領域から見えない状
態に配置するのが好ましい。そのようにすれば、イオン
ビーム４８の一部が入射することによって原盤１０の表
面にレジスト膜４の炭化物が形成される可能性を完全に
排除することができる。

【００２１】また、原盤１０の表面にニッケル膜を形成
する初期段階（例えばニッケル膜の膜厚が０〜１００Å
までの間）において、イオン源４６から窒素イオンビ
ームまたは窒素イオンと不活性ガスイオンとの混合イオ
ンビーム（窒素イオンの割合が例えば１００〜２０％程
度）を引き出してそれでニッケルターゲット３６をスパ
ッタしても良いし、あるいは、真空容器３０内に酸素
ガスを導入して酸素雰囲気中（真空容器３０内で酸素分
圧が例えば２０〜７０％程度）で不活性ガスイオンビー
ムによってニッケルターゲット３６をスパッタしても良
い。いずれも、反応性イオンビームスパッタ法と呼ばれ
るものであるが、の場合はニッケル膜１２の表層部
（例えば０〜１００Åの間）にニッケルと窒素との化合
物層１８が形成され、の場合は同表層部にニッケルと
酸素との化合物層１９が形成され、図３に示すような構
造の、即ちニッケル膜１２の表層部に上記のような化合
物層１８または１９を備えるスタンパー２０ａが得られ
る。

【００２２】ニッケル膜１２の表層部にこのような化合
物層１８または１９を形成すると、光ディスクの成形時
にそれが相手の樹脂に接するので、ニッケル膜１２だけ
の場合よりも離型性が一層良好になる。

【００２３】

【実施例】

〈実施例１〉図１に示した装置を用いて原盤１０の表面
がイオン源４６の引出し電極４７のビーム引出し領域か
ら見える状態で、次の条件でニッケルターゲット３６を
スパッタして原盤１０の表面にニッケル膜を形成した。
その後原盤１０を除去してスタンパーを得た。

【００２４】イオンビームのエネルギー：１５００ｅＶ イオン種：Ａｒ ニッケル膜の膜厚：４００Å 成膜速度：２００Å／分〜５０００Å／分

【００２５】上記のように成膜速度を変化させても、ス
タンパーの表面に炭化物の残留は認められなかった。な
お、この炭化物の残留は、電子顕微鏡を用いて確認した
（以下の実施例においても同様）。

【００２６】〈実施例２〉図１に示した装置を用いて原
盤１０の表面がイオン源４６の引出し電極４７のビーム
引出し領域から見える状態で、次の条件でニッケルター
ゲット３６をスパッタして原盤１０の表面にニッケル膜
を形成した。その後原盤１０を除去してスタンパーを得
た。

【００２７】 イオンビームのエネルギー：２００〜５０００ｅＶ イオン種：Ａｒ ニッケル膜の膜厚：４００Å 成膜速度：２０００Å／分

【００２８】上記のようにイオンビームのエネルギーを
変化させても、スタンパーの表面に炭化物の残留は認め
られなかった。

【００２９】〈実施例３〉図１に示した装置を用いて原
盤１０の表面がイオン源４６の引出し電極４７のビーム
引出し領域から見える状態で、次の条件でニッケルター
ゲット３６をスパッタして原盤１０の表面にニッケル膜
を形成した。その後原盤１０を除去してスタンパーを得
た。

【００３０】イオンビームのエネルギー：１５００ｅＶ イオン種：Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ ニッケル膜の膜厚：４００Å 成膜速度：２０００Å／分

【００３１】上記のようにイオン種を変えても、スタン
パーの表面に炭化物の残留は認められなかった。

【００３２】〈実施例４〉図２に示した装置を用いて原
盤１０の表面がイオン源４６の引出し電極４７のビーム
引出し領域から見えない状態で、次の条件でニッケルタ
ーゲット３６をスパッタして原盤１０の表面にニッケル
膜を形成した。その後原盤１０を除去してスタンパーを
得た。

【００３３】イオンビームのエネルギー：１５００ｅＶ イオン種：Ａｒ ニッケル膜の膜厚：４００Å 成膜速度：２００Å／分

【００３４】この場合も、スタンパーの表面に炭化物の
残留は認められなかった。

【００３５】〈実施例５〉図１に示した装置を用いて原
盤１０の表面がイオン源４６の引出し電極４７のビーム
引出し領域から見える状態で、次の条件でニッケルター
ゲット３６をスパッタして原盤１０の表面にニッケル膜
を形成した。その後原盤１０を除去してスタンパーを得
た。

【００３６】イオンビームのエネルギー：１５００ｅＶ イオン種：Ａｒ ニッケル膜の膜厚：４００Å 成膜速度：２００Å／分〜５０００Å／分

【００３７】このときニッケル膜の成膜の初期段階（膜
厚が０〜１００Åまでの間）において、ニッケルターゲ
ット３６をアルゴンイオンと窒素イオンとの混合イオン
ビーム（窒素イオンの割合５０％）でスパッタして、ニ
ッケル膜の表層部にニッケルと窒素との化合物層を形成
した。

【００３８】上記のように成膜速度を変化させても、ス
タンパーの表面に炭化物の残留は認められなかった。し
かも、ニッケル膜だけの場合よりも離型性の一層良好な
スタンパーを得ることができた。

【００３９】〈実施例６〉図１に示した装置を用いて原
盤１０の表面がイオン源４６の引出し電極４７のビーム
引出し領域から見える状態で、次の条件でニッケルター
ゲット３６をスパッタして原盤１０の表面にニッケル膜
を形成した。その後原盤１０を除去してスタンパーを得
た。

【００４０】イオンビームのエネルギー：１５００ｅＶ イオン種：Ａｒ ニッケル膜の膜厚：４００Å 成膜速度：２００Å／分〜５０００Å／分

【００４１】このとき、ニッケル膜の成膜の初期段階
（膜厚が０〜１００Åまでの間）において、真空容器３
０内に酸素ガスを導入して（真空容器３０内で酸素分圧
２０％）、酸素雰囲気中でニッケルターゲット３６をス
パッタして、ニッケル膜の表層部にニッケルと酸素との
化合物層を形成した。

【００４２】上記のように成膜速度を変化させても、ス
タンパーの表面に炭化物の残留は認められなかった。し
かも、ニッケル膜だけの場合よりも離型性の一層良好な
スタンパーを得ることができた。

【００４３】

【発明の効果】この発明は、上記のとおり構成されてい
るので、次のような効果を奏する。

【００４４】請求項１記載の作製方法によれば、原盤の
表面付近にプラズマが全く存在しないので、プラズマ中
の電子によって原盤のレジスト膜の表面にその炭化物が
形成されることはない。従って、従来のように表面削除
工程を経なくても、成形時の光ディスクとの離型性の良
好なスタンパーを作製することができる。その結果、従
来必要であったスタンパーの表面削除工程を省略して、
スタンパー作製工程の簡略化を図ることができる。ま
た、このようにして作られたスタンパーは離型性が良い
のでそれを用いることによって光ディスクの生産を安定
して円滑に行うことができる。

【００４５】請求項２記載の作製方法によれば、スタン
パー表面のニッケル膜の表層部に、ニッケルと窒素との
化合物層が形成されるので、ニッケル膜だけの場合より
も離型性の一層良好なスタンパーを作製することができ
るという更なる効果を奏する。

【００４６】請求項３記載の作製方法によれば、スタン
パー表面のニッケル膜の表層部に、ニッケルと酸素との
化合物層が形成されるので、ニッケル膜だけの場合より
も離型性の一層良好なスタンパーを作製することができ
るという更なる効果を奏する。

【００４７】請求項４記載のスタンパーによれば、ニッ
ケル膜の表層部に形成されたニッケルと窒素との化合物
層が、光ディスクの成形時に相手の樹脂に接するので、
ニッケル膜だけの場合よりも離型性が一層良好になる。
従って、光ディスクの生産を一層円滑に行うことがで
き、生産性が一層向上する。

【００４８】請求項５記載のスタンパーによれば、ニッ
ケル膜の表層部に形成されたニッケルと酸素との化合物
層が、光ディスクの成形時に相手の樹脂に接するので、
ニッケル膜だけの場合よりも離型性が一層良好になる。
従って、光ディスクの生産を一層円滑に行うことがで
き、生産性が一層向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るスタンパーの作製方法に用いる
イオンビームスパッタ装置の一例を示す断面図である。

【図２】この発明に係るスタンパーの作製方法に用いる
イオンビームスパッタ装置の他の例を示す断面図であ
る。

【図３】この発明に係るスタンパーの一例を拡大して示
す断面図である。

【図４】光ディスク用のスタンパーの作製工程の典型例
を示す図である。

【図５】従来のスタンパーの作製方法に用いるプラズマ
スパッタ装置の一例を示す断面図である。

【符号の説明】

２ 基板 ４ レジスト膜 ６ ピット １０ 原盤 １２ ニッケル膜 １４ ニッケルメッキ層 １８，１９ 化合物層 ２０，２０ａ スタンパー ３０ 真空容器 ３６ ニッケルターゲット ４６ イオン源 ４８ イオンビーム

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板の表面に樹脂を主成分とするレジス
   ト膜を設け、かつこのレジスト膜にピットまたは溝を形
   成して成る原盤の表面にニッケル膜を形成して、光ディ
   スク用のスタンパーを作製する方法において、真空雰囲
   気中でイオンビームによってニッケルターゲットをスパ
   ッタすることによって、前記原盤の表面にニッケル膜を
   形成することを特徴とする光ディスク用のスタンパーの
   作製方法。
2. 【請求項２】 前記ニッケル膜の成膜の初期段階におい
   て、窒素イオンを含むイオンビームによって前記ニッケ
   ルターゲットをスパッタすることを特徴とする請求項１
   記載の光ディスク用のスタンパーの作製方法。
3. 【請求項３】 前記ニッケル膜の成膜の初期段階におい
   て、酸素雰囲気中で不活性ガスイオンビームによって前
   記ニッケルターゲットをスパッタすることを特徴とする
   請求項１記載の光ディスク用のスタンパーの作製方法。
4. 【請求項４】 ニッケル膜の表層部にニッケルと窒素と
   の化合物層を備えることを特徴とする光ディスク用のス
   タンパー。
5. 【請求項５】 ニッケル膜の表層部にニッケルと酸素と
   の化合物層を備えることを特徴とする光ディスク用のス
   タンパー。