JPS59180801A - スタンパ用のデイスクの製造方法 - 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】 ［発明の技術分野１ 本発明は、デジタルオーディオディスク、ビデオディス
ク、ドキュメントファイルディスクとして用いられる光
ディスクを作成するのに必要なスタンパ用のディスクの
製造方法に関する。更に詳しくは、凹凸パタンの刻設さ
れた一枚の原盤から凹凸パタンに損傷を与えることなく
、多数枚のマスタ・スタンパを複製することが出来るマ
スタ・スタンパの製造方法にに関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 溝やピットとじて情報信号（凹凸パターン）が刻み込ま
れた光ディスクは、デジタルオーディオディスク、ビデ
オディスク、ドキュメントファイルディスク、ＰＭＣデ
ィスク、ホログラフィクディスクなどの高密度記録ディ
スクとして利用されている。

−・般的な光ディスクの製造方法は、先ず、ガラス基板
上にフォトレジストを湿式法によって塗布し、これにレ
ーザ光で所望の信号を露光記録した後、現像してフォト
レジスト層に凹凸パターンを形成せしめる。次に、凹凸
パターンが刻み込まれたこのフォトレジスト付きガラス
板を第一原盤と′して電鋳等のレプリカ技術によって、
機械的に強固な金属製第二原盤（マスク、マザー、スタ
ンパ）を複製する。次に、このマスク、マザー、スタン
パを原盤として、同じく、レプリカを行なって・光ディ
スクを得ている。

ところで、ガラス原盤はガラス基板とフォトレジストと
の間の密着性が極めて低いという欠点を有する。このた
め、ガラス原盤からマスクを作成する工程では、メッキ
のレプリカをガラス原盤から剥離せしめる際、凹凸パタ
ーンを有するフォトレジスト層がマスク側に移行してし
まう。その結果□、従来のマスクの製造方法は作業性が
悪く、しかも、一枚のガラス原盤から一枚のマスクしか
得ることがで出来ないため、光ディスクの生産性が低い
という問題があった。

従来、光ディスクの量産性を高めるため、先ず、一枚の
ガラス原盤（第一原盤）から得られた一枚のマスクを原
盤（第二原盤）として、該マス度において、多数枚複製
し、次に、得られた各一枚のマザーから、同じく、電鋳
法等によって多数枚のスタンパを複製し、更に、このス
タンパを原盤とし、金５を用いて射出成形等を行い、プ
ラスチク製光ディスクを製造する方法がとられていた。

然しなから、この方法は、ガラス原盤からマスク、マザ
ー、スタンパと電鋳によってレプリカを繰返す度に、微
細な凹凸パターンの信号が劣化してしまうという欠点を
有しているため、この方Ｖ、による光ディスクの量産性
の改善には限界があった。

光ディスクの生産性を木質的に改善するためには一枚の
第一原盤から転写性を劣化せしめることなく多数の第二
原盤を複製する必要がある。

ガラス原盤におけるフォトレジスト被膜の剥離の問題を
解決する方法としては、フォトレジスト膜付ガラス原盤
に代えて、基板もしくは基板上の無機薄膜上に凹凸パタ
ーンを刻設した第一原盤を用い、これに直接メ・ンキを
適用してマスクを作成する方法が提案されている。

然し、この方法は、第一原盤からメンキ層を剥離する際
、硬質のメッキによっ、て第一原盤の凹凸パターンが破
損され易く、しかもメッキ層が巨視的にそってしまうと
いう欠点を有している。このため、この方法では一枚の
第一原盤から多数のマスクを得ることができなかった。

また、第一原盤に直接メンキを施してマスクを製造する
方法に代えて、フォトレジスト付ガラス原盤から、先ず
、紫外線硬化樹脂の軟質レプリカを形成し、該レプリカ
からメッキ法によってマスクを４％る方法が提案されて
いる。

然し、この方法は、紫外線硬化性樹脂と接するレジスト
層の膨潤もしくは変質または紫外線硬化性樹脂の重合時
の収縮による凹凸パターンの変形を避けることが出来ず
、その結果、やはり、一枚の原盤から一枚のマスクしか
得られなかった。

［発明の目的］ ｒ発明の目的は、原盤の凹凸パターンに損傷を与えるこ
となく、一枚の原盤から多数のマスクを得ることが出来
るスタンパ用マスクディスクの製造方法を提供すること
にある。

［発明の概要］ 本発明のマスクの製造方法は基板または基板−１−に被
着された無機被覆層の該表面に凹凸パターンを刻設した
後、該表面上で重合性組成物を重合せしめ、該表面から
重合体層を剥離することによって重合体レプリカ（ブレ
マスク）を形成し、次に、該レプリカ表面に導電性を４
＝ｊ与し、該レプリカ表面にメッキを施した後に該メッ
キ金属層を重合体レプリカ表面から剥離せしめることを
特徴とする。

以ド、本発明のスタンパ用のディスクの製造方法を図面
を参照しながら説明する。

第１図は本発明のスタンパ用のディスクの製造方々去の
一態様を説明する原盤、重合体レプリカおよびマスクの
概念的断面図である。

第１図（ａ）〜（Ｃ）は基板１表面に被着された無機被
覆層２の表面に凹凸パターンを刻設する］］稈を示す・ この工程に１いては、先ず、基板ｌの」二にフォトレジ
スト層３を塗布する。次に、第１図（ａ）に示すように
、フォトレジスト層３の表面にレーザ光４で所望の倍長
を記録露光した後、フォトレジスＩ・層３ぞ現像し、第
１図（ｂ）に示すような凹凸パターン５を形成せしめる
。次に、フォトレジスト層３′をマスクとして無機被覆
層のエツチングを行なった後、フォトレジスト層３′を
除去すると、第１図（ｃ）に示すような無機被覆層に凹
凸パターンが刻設された第一原盤６が得られる。

基板ｌとしては、例えば、ガラス、５ｉ０２．シリコン
ウェハー、金属、セラミックス板等が好ましく、所望に
よって設けられる無機被覆層としては、Ｏｒ、５ｉ０２
の薄膜が好ましい。特に、基板５ｉ０２と無機被、覆層
Ｃｒとの組合せは基板ｌと無機被覆層２との密着性が優
れるので好ましい。

レーザ光の波長λは、通常、８ｎの整数倍（ｎは屈折率
を表す。）とする。

フォトレジストの塗布、露光、現像は当業者にる。

第１図（ｄ）または（ｄ′）〜（ｅ）または（ｅ“）は
第一原盤６から重合体し“プリ力を作成する■：程の・
例を示す。

この工程では、先ず、第一原盤の信号記録面（凹凸パタ
ーンを有する表面）に、必要に応じて離型処理を施し、
次に、重合性組成物流動体８または８°を塗布または注
入し、該信号表面上でこれを重合、成形せしめた後、重
合体を剥離せしめて歌合体レプリカ１３または１３’　
を得る。

重合性組成物流動体８または８°の重合方法としては、
反応速度が大きく、しかも比較的作業の容易な熱重合法
または紫外線重合法が好ましい。

第１図（ｄ）は重合性組成物流動体８を熱重合法でセル
キャストする態様を示す。

熱重合法によるセルキャストでは、先ず、原盤６の信号
記録面側に、ゴム状のガスッヶト９を配設し、該原＠６
の信号記録面に対向させ平面性に優れたガラス板１０で
密閉することによってセル１１を形成する。次に、該セ
ル１１中に、゛重合性組成物流動体８を注入し、これを
例えば、温浴中で完全重合させた後、冷却し、得られた
重合体層８を原ａ６から剥離させると、第１図（ｅ）に
示すような重合体レプリカ１３が得られる。

用いる熱重合性組成物としては例えば、アクリル酸エス
テル、メタクリル酸エステル、アクリル酸アミド、アク
リロニトリル等のアクリル系樹脂オリゴマーもしくは半
重合体、エポキシアクリレ−１・樹脂、シアクリ、ルグ
リコールビスカーポネート樹脂等を挙げることが出来る
。これら熱重合性組成物は必要に応じ、重合開始剤、稀
釈剤、可・ソ剤等を含むものであってもよい。

第１図（ｄ゛）は重合性組成物流動体８“を紫外線重合
法を硬化させる本発明の別の態様を示す。

この方法では、先ず、原盤６の信号記録面に紫外線硬化
性樹脂８°を塗布し、この塗布面に透明なアクリル樹脂
、ガラス等の板状支持体１２を押し付け、次に、ケミカ
ルランプ、水銀ランプ等によって紫外線を照射し、樹脂
を硬化せしめ、しかる後、得られた重合体層を原盤６か
ら剥離することによって、重合体レプリカ１３“を得る
。

用いる紫外線硬化性樹脂としては、例えば、エポキシア
クリレート樹脂、低分子モノ、ジ、トリまたはテトラア
クリル酸エステルを含むもの等を挙げることが出来る。

これら光重合性組成物は必要に応じ、光増感剤、稀釈剤
、Ｏｒ塑剤等を含むものであってもよい。

このようにして得られた重合体レプリカ１３または１３
’　を原盤（プレマスク）として、次に、メッキ法によ
ってその表面の凹凸パターンを転−りすることにより金
属製のマスク１６を得る。

第１図（ｆ）または（ｆ゛）〜（ｇ）は本発明にかかる
重合体レプリカ１３または１３°からマスタ１６を得る
工程を示す。

この工程では、先ず、重合体レプリカ１３または１３°
の信号記録面に、蒸着、スパッタリング等の方法でＡｕ
等の導電性膜１４を被着させる。次に、該導電性膜１４
の上にメッキ法によって金属メッキ層１５を形成させる
。ルかる後、メッキ層１５を重合体レプリカ１３または
１３°から剥離せしめると、金属セｌのマスタ１６デイ
スが得られる。

用いるメンキ金属としては、例えば、Ｎｉ、Ｃｒ。

Ａｕ、Ａｇ’ｌを挙げることが出来る。これらのメンキ
力法には、例えば、電着法、無電解メッキ法、蒸着法ま
たはこれらの組合せ等５周知の方法を利用することが出
来る。

本発明のマスクの製造方法においては、第一原盤として
、基板もしくは基板と電着法の良好な無機被覆層で覆わ
れた基板を使用するので、その」二に改合成組成物を塗
布しても、信５）記録面が膨ｔｅｌ　、変質、破損する
ようなことがない。

また、本発明の方法は、第一・原盤から直接メンキによ
ってマスクを形成する従来法と異なり、先ず、第一原盤
の重合体レプリカを作成した後、このレプリカからマス
クを転写するので、硬質のメッキ金属による第一原盤の
損傷を防ぐことが出来る。従って、第一原盤から多数の
重合体レプリカを得ることが出来、しかも、また、重合
体レプリカ自身も強固であるため、各重合体レプリカか
ら多数枚のマスクを作成すること出来る。その結果、本
発明の方法によれば、第−原・、ａから多数枚のマスク
を製造することが出来る。更に、重合体レプリカは第一
原盤の信号記録面１−で重合して得られるので、光学的
歪みを少なくすることが出来、１１つ、転写性が極めて
良好である。

［発明の効果］ 以北の説明から明らかな通り、本発明のマスク製造方法
は一枚の原盤から多数枚のマスクを原盤表面の微細な凹
凸パターンに損傷を与えることなく形成することが出来
るという効果を奏し、その工業的価値は極めて大である
。

［発明の実施例］ 以下、本発明の製造方法を実施例に沿って詳説する。

実施例 面にそりが無く、平担な、厚さ８ｍｍ、外径２００ｍｍ
　φのガラス基板上にスパッタリング法によって、厚さ
２００〜５００にのＣｒ、Ｔｉ等の薄膜を設けた後、ス
パッタ法により約８００にの５ｉ０２１１Ｑを被着した
。次に、得られたＳｉＯ２膜上に厚さ約、３５００Ａの
ポジ型レジスト層を設け、プリベータ後、　１８０Ｏｒ
ｐｍで回転させながら、約１ｇｍφ程度に集束させたＡ
「レーザでレジスト層を感光した。現像後１００°Ｃで
２時間アフターベークし、レジスト層に凹凸パターンを
形成した。次にＣＦ、ｔプラズマを工・ンチャントとし
、１．５〜１．８分エンチングし、ＳｉＯ２膜に深さ約
８０ＯＡの凹凸パターンを形成した。

次に、ガラスノ１（板−ヒの５ｉ０２１５Ｎに設けられ
た凹凸パターン面の外周に、ゴム状のＯリングを載置し
、そのにを１１面性の優れた高強度ガラス板で閉蓋する
ことによてキャスチング用セルを構成した。このセル中
にアクリル系シロップの半重合物を注入し、セルを温浴
中１２０°Ｃ１２，５時間、加熱して半重合物を完全重
合させた後、原盤から重合成形体を取外し、厚さ約１０
ｍｍの重合体レプリカ（プレマスク）を得た。

次に、この重合体レプリカの凹凸パターン面に蒸着法に
よって厚さ約０．２ｐＬｍのＡｕ膜を設けた後、該Ａｕ
蒸着膜を陰極として、スルファミン酸ニンケルメ・ンキ
浴中、電圧１０Ｖ　、陰極電流密度ｕｏＡ／ｃｍで１．
２時間、電気メンキを行い、厚さ約２４０　ルｍの１層
を設け、このＮｉ層を重合体レプリカ層から剥離し、Ｎ
１製のマスクを形成した。

更に、このマスクについて、脱脂、剥離処理、電気メッ
キ、剥離工程を繰返しマザー、スタンパを作成した。

次に、原盤および本発明の方法によ２て得られた重合体
レプリカ、マスク、マザー、スタンパの渦状プロファイ
ルの寸法を一次回折光強度の値から概算して求め、その
結果を第１表にまとめた。

尚、比較のため基板上に湿式のフォトレジストを設けて
露光、現像後、凹凸パターンが形成されたフォトレジス
ト付きガラス原盤から直接メンキ法でマスクを作成する
従来法の結果を第１表に付記した。

また、一枚の原盤−））ら形成された多数の重合体レプ
リカ（プレマスク）、一枚のプレマスクか°ら形成され
た多数のマスク、該マスクから得られる多数のマザーお
よび該マザーから得られる多数のスタンパの作成枚数と
それぞれの溝状プロファイルの深さとの関係を第２図に
示した。図中、■。

（２）、目）　＋（ａ）はそれぞれ、本発明の方法によ
って得られた重合体レプリカ（プレマスク）、マスク１
６、マザー、スタンパの、■、■、■はそれぞれ、従来
法によって得られたマスク、マザー、スタンパの溝状プ
ロファイルの寸法を表わす。

更に、巨視的な盤面の平担性（そり）の変化を第３図に
示した。図中、■、■、■、＠はそれぞれ、本発明の方
法によって得られた重合体レプリカ（プレマスク）、マ
スク、マザー、スタンパの、（ｊａ）　、σ）、■はそ
れぞれ、従来法によって得られたマスク、マザー、スタ
ンパの巨視的な盤面の平担性（そり）を表わす。

１１表に示されるように各レプリカ工程で得られる最初
の一枚目のレプリカは、熱薫谷における＝Ｊ法収縮によ
って溝の深さが多少浅くなるものの、総じて、転写性は
極めて良好であった。熱重合時の寸法収縮については、
収縮分を加味して原盤の凹凸パターンの深さを、あらか
じめやや深めに、幅を広めにすれば何ら問題がない。

各レプリカ作成工程における作成レプリカの枚数とレプ
リカ上の溝の深さの関係は、第２図に示す通り、熱重合
法によって重合体レプリカ（プレマスク）を作成するか
否かで大幅に異なる。原盤を破損せずに、良好なマスク
を多数得るには重合体レプリカの作成が不可欠である（
第２図）。

又、第３図に示す通り、本発明に係る重合体レプリカは
剥離の際の曲げから生じる巨視的な平担性の劣化が少な
く、従って、平担性に優れた多数の多酸のマスクを得る
ことが出来た。

１蒸ｊ」 １Ｌ担な、厚さ８　ｍｍ、外形３４０ａ＋ｍφのガラ、
ス盤上にスパッタリング法によって、厚さ約８００ＸΦ
Ｔｅ−Ｃ層を設けた後、ガラス盤をｉｓｏｏｒｐｍで回
転させながら、強度的８ｍＷ、集束後の光東径約１Ａｍ
φのＨｅ−Ｎｅレーザを用いてＴｅ−Ｃ層上にヒートモ
ード記録を行い、深さ約８００Ｋ、幅約０．８用ｍの溝
を得た。次いでこれを原盤としてジアクリルグリコール
ビスカーボネート ：ピッツバーグ・プレートガラスφカンパニー社登録商
標）を熱重合して重合体レプリカを作成した結果、実施
例１とほぼ同様の効果を得た。

笈蒸遺」 面にそりが無く、平担な、厚さ８１、外径２００ｍｍφ
、のガラス基板上にスパッタリング法によって、厚さ２
’００　〜５００　１！ｃのＣｒ，の薄膜を設けた後、
Ｃ．Ｖ．Ｄ．法ニヨり約８００　Ａ（７）ＳｉＯ２膜を
被着した。

次に、得られたＳｉＯ　２膜上に厚・さ約３５０６　Ａ
のポジ型レジスト層を設け、プリベータ後、１８００ｒ
ｐｍで回転さ゛せながら、約ＩＪＬＩ１１φ程度に集束
させたＡｒレーザで゛レジスト層を感光した。現像後１
００℃で２時間アフターベークし、レジスト層に凹凸パ
ターンを形成した。次にＣＦ４プラズマをエッチャント
とし、１．５〜１．８分エッチン′グし、ＳｉＯ　２膜
に深さ約８００　Ａの凹凸パターンを形成した。

次に、ガラス基板上のＳｉＯ　２膜に設けられた凹凸パ
ターン面上に紫外線硬化性樹脂ＴＤ８（大日本インキ（
株）社製：登録商標）を塗布し、１、２ｍｍの樹脂層を
透明アクリル板を塗布部の中央部から曲率を持たせて押
し付け、徐々に曲率を大きくして紫外線硬化性樹脂を押
し広げ、最終的にアクリル板を平担にして均一な厚さ樹
脂層にした。この樹脂層をアクリル板を通して、出力０
．５ＸＷの水銀ランプで０．５分間、照射して硬化せし
めた後、原盤から重合成形体を取外し、厚さ約１，２５
ｍｍの重合体レプリカを得た。

次に、この重合体レプリカの凹凸パターン面に蒸着法に
よって厚さ約０．５ＩＬｍのＡｕ膜を設けた後、該Ａｕ
蒸着膜を陰極として、スルファミン酸ニッケルメ・ンキ
浴中、電圧１０Ｖ　、陰極電流密度１１０Ａ／Ｕ：ｄで
１．２時間、電気メッキを行い、厚さ約２４０　ｇｍの
Ｎｉ層を設け、このＮｉ層を重合体レプリカ層から剥離
し、Ｎｉ製のマスクを形成を畳重１里」 平担な厚さ８ｍｍ、外形３４Ｑｍｍφのガラス盤上にス
パンタリング法によって、厚さ約８００ＡのＴｅ　−０
層を設けた後、ガラス盤を１８０Ｏｒｐｍで回転させな
がら、強度的８１１１１１ｉ、集束後の光束径約１ｇｍ
φｃｙ）　Ｈｅ　−Ｎｅレーｆ　ヲ用いてＴｅ−Ｃ層上
にヒートモード記録を行い、深さ約８００Ａ、幅約Ｑ、
８　ＩＬｍの溝を得た。次いでこれを原盤として、原盤
上の中央にエポキシアクリレート系の紫外線硬化樹脂を
塗布し、透明な５ｍｍ厚の注型アクリル基板を押し付け
、紫外線硬化樹脂を押し広げた後、紫外線を照射して紫
外線硬化性樹脂を硬化させた後、原盤から樹脂を剥離し
て重合体レプリカを作成した結果、実施例３とほぼ同様
の効果を得た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のスタンパ用のディスクの製造方法の一
態様を説明する原盤、重合体レプリカおよびマスクの概
念的断面図である。第２図は本発明および従来法による
レプリカの作成枚数と該レプリカの溝状プロファイルの
寸法変化との関係を示す本発明の説明図である。 第３図は本発明および従来法によるレプリカの作成枚数
と該レプリカ作成に使用した原盤の平担性ｄ変化との関
係を示す本発明の説明図である。 ｌ・・・基板、　　　　　　２・・・無機被覆層、３・
・・フォトレジスト層、 ４・・・レーザ光、　　　　５・・・凹凸パターン、６
・・・第一原盤、　　　７・・・離型被膜、８・・・重
合性組成物流動体、 ９・・・ガスケント、　　　１０・・・カラス板、１１
・・・セル、　　　　　１２・・・板状支持体、１３・
・・重合体レプリカ、１４・・・導電性膜、１５・・・
金属メッキ層、　　１Ｂ・・・マスク。 。。、　　（ （９） 一＝＝＝フ下１６ 第　２　・ シプソカク１γパノ文郭（ 手続補正群 昭和５８年　５月　９［］ 特許庁長官　若　杉　和　夫　　　殿 １、事件の表示 昭和５８年　特許　願第　５３６３６　　リ゛２、発明
の名称 スタンバ用のディスクの製造方法 ：３．補正をする者 事件との関係　特許出願人 名　称　（３０７）東京芝浦電気株式会社（氏　名） ５、補正命令の日付　自発 （５，補正により増加する発明の数　なし８、補正の内
容 ■、明細書の特許請求の範囲の欄を別紙の通り補正する
。 ＩＩ　、明細書の発明の詳細な説明の欄を以下の通り補
正する。 （１）明細書の発明の詳細な説明の欄の誤字を次の正誤
表に従って補正する。 正誤表 −１ （２）明細書第７頁１８〜１９行目に記載の［レーザ光
の波長入は、通常、８ｎの整数倍（ｎは屈折率を表す。 ）とする。」を削除する。 （３）明細書第１２頁５〜６行目に記載の「光学的歪み
を少なくすることが出来、且つ、」を削除する。 ２、特許請求の範囲 １、　基板または基板上に被着された無機被覆層の表面
に凹凸パターンを刻設した後、該表面１で重合性組成物
を重合せしめ、該表面から重合体層を剥離することによ
って重・合体レプリカを形成し、次に、該レプリカ表面
に導電性を付与し、該レプリカ表面にメッキを施した後
に該メッキ金属層を重合体レプリカ表面から剥離せしめ
ることを特徴としたスタンパ用のディスクの製造方法。 ２、　該重合性組成物が熱重合性組成物である特許請求
の範囲第１項記載のスターンパ用のディスクの製造方法
。 ３、　該重合性組成物が紫外線硬化性樹脂である特許請
求の範囲第１項記載のスタンパ用のディスクの製造方法
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　基板または基板上に被着された無機被覆層の表面
   に凹凸パタンを刻設した後、該表面上で重合性組成物を
   重合せしめ、該表面から重合体層を剥離することによっ
   て重合体レプリカを形成し、次に、該レプリカ表面に導
   電性を付与し、該レプリカ表面にメンキを施した後に該
   メッキ金属層を重合体レプリカ表面から剥離せしめるこ
   とを特徴としたスタンパ用のディスクの製造方法。 ２、　該重合性組成物が熱重合性組成物である特許請求
   の範囲第１項記載のスタンパ用のディスクの製造方法。 ３、　該重合性組成物が紫外線硬化性樹脂である特許請
   求の範囲第１項記載のスタンパ用のディスクの製造方法
   。