WO1985005721A1 - Method of manufacturing stamper - Google Patents

Description

明 緬 睿

発明の名称 スタ ンパ作製方法

技 術 分 野

本発明は光ディスク用スタ ンパ、 特に高密度、 低欠陷のスタ ン パ作製方法に関する。

背 景 技 術

従来の光ディスク、 たとえば光方式ビデオディスクやコンパク トオーディオディスク、 メモリー用光ディスク を作澳する場合、 第 1 図に示すよう に、 原 « 1 、 スタ ンパ 2、 レプリカ 3 の展に作 られる。 光ディスクの性能を決めるのは、 ディスク上に形成され た信号を表おす孔ゃ溝の形状と信号以外の余分な凹凸パタ ーン、 すなおち欠陥の程度と欠陥数である。 これらの形状は、 原 «—ス タ ンパ工程でほぼ決まるため、 これらの工程では、 規定の形に孔 や溝の形を忠実に作ること， 及び欠陥をできるかぎり少なくする ことが要求される。 第 1 図のよう に従来は原 に信号の孔ゃ溝を レーザビームによるホ ト リ ソグラ フィ一の方法で形成し、 出来上 つたガラス板 5上のホ ト レジス ト 4の凹凸パターンを、 導電膜 6、 N i メツキ 7 によって転写し、 これをスタ ンノ 2 と して、 あるい は更にこれをマスターと して、 再び上述のよ う に， 導電膜、 N i メツキによ り転写して、 これをマザ一と し、 このマザ一を基に 3 回目の導電膜、 N i メツキによる転写を してスタ ンパ （金型） を 形成する方法もある。 マザ一を複数形成する ことによ り、 同一レ プリカを同時に大量生産する ことができるという利点がある。 こ のスタ ンパから、 射出成型、 プレス、 あるいは紫外線梗化樹脂に よ り、 大量のレプリカ 3 を作製している （倒えば、 特開昭 53— 1161ひ 5号公報） 。 原 «をホ ト リ ソグラフィ一によ り形成し、 N i メツキをするという よう に原 ースタ ンパの工程は長く， 複雑な ために、 例えば、 ほこ り が工程の間に混入されることが起こる可 能性が高く、 多く の欠陷の発生を防ぐことは困懿であった。 記録 情報が高密度になる程、 信号の凹凸パターンは微細になるため、 欠陥の問題はよ リ重大とな り、 低欠陥のプロセスが必要とされて いる。

発 明 の 開 示

本発明の目的は、 低欠陷のスタ ンパ形成方法を提供することに ある。

かかる 目的を達成するため本発明は、 基板上に形成された有機 膜に電子ビームあるいはイオンビーム等の荷電粒子ビームを照射 して該有機膜上に凹凸パターンを形成し， これをスタ ンパとする こ と を特镦とするものであ り、 原盤をまず作リ原聳からスタ ンパ を形成するという工程を経ることなく 、 直接スタ ンパを形成し、 工程を箇略化することによ り， 欠陥発生を押さえるものである。

スタ ンパは、 大量のレプリカ製作のため耐久性が必要とされる が、 本発明によるスタ ンパは、 有機膜を基板上に有する構成であ るため、 耐久性をつけるためイオンビームによ り有機膜を硬化さ せる方法か、 更に、 有 ¾膜及び基扳表面に金属膜をスパッタ させ る方法を用いれば更に有効である。

- 図面の簡単な説明

第 1 図は従来の光ディスク作製法を示す概念図、 第 2図， 第 3 図は本発明の実施例を示す囿、 第 4図は本発明のスタ ンパ作製装 置を示す概略図、 第 5 図は本発明によるスタ ンパを用いたレプリ 力の作製例を示す図である。

発明を実施するための最良の形態 以下、 本発明を実施例によ り説明する。 第 2図は本発明の一実 施例を示す図である。 （ a ) 図に示すよ う に、 はじめに基板 1 1 上に、 電子ビーム レジス ト 1 0 , 例えば P MM A— A Nを塗布す る。 基板はガラス、 シ リ コン、 金属などでぁ リ、 表面にはレジス トとの接着性を保っための表面処理、 例えばプライマーコ ーティ ングを施してもよい。 次に （ b ) 図に示すよ う に、 回転するスタ ンパ上の所定の位置に、 電子ビーム 1 2 を照射する と、 レジス ト 高分子の結合が切れた潜像 1 3 が生ずる。 これを例えば、 1 5 0 て〜 1 8 0 で 3 0分間加熱する と、 結合が切れて低分子量とな つたレジス ト部分 1 3 は、 蒸発し、 （ c ) 図の 1 4 に示される孔 が生ずる。 この状態でスタ ンパとする こ とも可能である。 これに 更に （ d ) 図に示すよ う に表面に金属 1 5 を、 例えば N i を、 ス ノヽ °ッタ によ り レジス ト 1 0上につける。 こうする こ とによ り、 よ リ耐久性のあるスタ ンパを得る こ と が出来る。 この方法ではレジ ス ト上の凹凸パターンの形成を電子ビーム描画装置の真空中で連 続的に形成するこ とが可能であ り、 工程の間に、 ほこ り が混入さ れた リする可能性は低く大幢な欠陥の低減が可能である。

第 3図に本発明の別の実施例を示す。 （ a ) 図に示すよ う に基 板 2 1上に、 有機膜 2 0 を塗布あるいは蒸着等によ りつける。 有 機膜と してはレジス ト等の感光性樹脂でもよい し、 エポキシ等の 非感光樹脂でもよい。 次に （ b ) 図に示すよう にイオンビーム 2 2 を所定パターンに従って照射する。 イオンビームと しては、 例えば、 A r イオンを使う ことができる。 すると照射部はイオン との反応によ り、 エッチングが起り、 孔 2 3 を生じ、 所定の凹凸 ノ、 ^βターンが形成される。 次に （ c ) 図に示すよう に、 別種のィォ ンビーム例えば、 ホウ素、 リ ン、 ガリ ウム等のイオンを一様に照 射し、 有機膜を «化 （炭化） させる。 こう して耐久性のあるスタ ンパを得ることが出来る。

第 2図に示した実施例で、 髦子ビームによ り レジス ト都に凹凸 を形成した後に （つま り第 2図 （ c ) の後に） 、 上述のホウ素ィ オンビーム等を、 有機膜へ照射して， 該有機膜を硬化させること ができる。 また、 イオンビームを有機膜へ照射して硬化させた後 に （つま り第 3図 ( c ) の後に） 凹凸部表面に、 金属膜をスパッ タ して付着させ、 スタ ンパの強度を高める方法も可能である。 第 4 図に本発明を実施するためのスタ ンパ作製装置の概略を示 す。 3 0は荷電ビーム集束系、 3 6は差動排気系、 4 0はオーブ ンスパッタ ーチャンバ一である。 荷電ビーム源 3 1 から出た荷電 ビームはアノード 3 2で加速され、 コンデンサー レンズ 3 3 , 懾 向レンズ 3 4、 対物レンズ 3 5 によ リ、 加工しょう とするデイス ク 3 7上に集束する。 镉向信号 4 3 によ リ、 電子ビーム等を傷向 して、 凹凸部の位置を制御している。 ディスクは従来の光デイス クマスタ リ ング装置と同様、 回転モータ 3 8、 送りモータ 3 9 に よ り， 荷電ビームに対し、 ラセン状に移勖する。 本発明の実施を するためのスタ ンパ作製装置は、 特に、 真空度に差を設けた層を 有する差動排気 3 6 を使用 しているため、 ディスク回転系は大気 中で動作可能である。 それは差動排気によ り、 荷電ビーム集束系 3 0 とオーブンスパッターチャンバ一 4 0 との真空度を変えるこ とができるからである。 従って空気軸受も使用できる。 ディスク はオーブンスパッターチャンバ一 4 0 の中にあ り、 ク リーンな高 温ガス 4 1 を吹きつけ、 ディスク を加熱し荷電ビーム照射部分を 蒸発させるこ と ができる。 照射を終了したディスクは移動させら れ、 スパッタ電極 4 2 の下にく る。 こ こでディスクは回転しなが らスパッタ膜、 たとえば N i 膜が付けられる。 スパッタ によ らな くても蒸着によ り金属膜を形成してもよい。 このと きはもちろん チャンバ一 4 0 は排気される。 図中には示していないが、 デイ ス ク 3 7の回転スピン ドル部分にも差動排気が施されている。

第 4 図では、 荷電ビームの照射とスパッターと を同一の装置内 で行なっているが、 刖々の装置で行なってもよい。

第 5 図に本発明によるスタ ンパからの レプリ カ作製方法の一例 を示す。 本発明によるスタ ンパの表面は、 従来の N i電鐯製スタ ンパに く らべる と軟らかいために、 紫外線硬化樹脂や注型のよう な方法が、 プレスあるいは射出成型よ りは適している。 図では紫 外線硬化樹脂による方法を示す。 図 （ a ) ではスタ ンパ 5 0の上 に紫外線硬化樹脂 5 1 をのせ、 その上に表面にプライマー処理を したガラス又は透過榭脂製基扳 5 2 を中心部を押し、 外周部を引 いて、 椀状にたおめた状態でスタ ンパ 5 0 に押しつける。 椀状に たおめて押しつける こ とによ り、 ガラス等の表面に一様に樹脂が 形成されるからである。 次に図 （ b ) で基板 5 2 とスタ ンパ 5 0 の間に一様な厚さに樹脂 5 1 を広げた状態で、 基扳側から紫外線 ランプ 5 3で紫外線を照射し、 榭脂を硬化させる。 次に図 （ c ) で樹脂が梗化後引きはがし、 レプリカ 5 4 が出来上がる。

産業上の利用可能性

以上の如く本発明によれば、 直接スタ ンパを形成することが可 能であ り、 工程の箇嗨化、 短耱化によ リ欠陷の低減が可能となる また、 凹凸の加工に、 電子ビームやイオンビーム等の荷電粒子ビ ームを使用しているため、 従来のレーザビームによる方法にく ら ベ、 はるかに撖細なパターンの形成が可能である。 電子ビームに よる方が、 光ビームに比べてよ り微細なビームに絞り込むことが できるからである。 また工程の時間が短縮されるため、 試作光デ イ スク を再生し信号の評価を行って、 プロセス条件決めを行う時 間が大幅に短縮されるため、 生産性向上が期待できる。

従って、 本発明は、 光ディスク用スタ ンパ作製方法と して有効 である。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 基板上に形成された有機膜に荷電粒子ビームを照射して該有 機膜上に凹凸パターンを形成すること を特徴とするスタ ンパ作 ¾方法。

2 . 請求の範囲第 1項において、 上記荷電粒子ビームが電子ビー ムであること を特徽とするスタ ンパ作製方法。

3 . 請求の範囲第 2項において、 上記有機膜を加熱した状簾で、 上記電子ビームを照射して上記有機膜上に凹凸パターンを形成 するこ と を特徴とするスタ ンパ作製方法。

4 . 請求の範囲第 3項において、 上記有機膜が P M M A— A Nで ある こ と を特镦とするスタ ンパ作製方法。

5 . 請求の範囲第 2項において、 上記有機膜の凹凸パタ ーン表面 に、 さ らにイオンビームを照射して該有機膜を瑷化させる こと を特镦とするスタ ンパ作製方法。

6 . 請求の範囲第 2項において、 上記有機膜の凹凸パタ ーン表面 に、 金属膜をスパッタすること を特激とするスタ ンパ作製方法。

7 . 請求の範囲第 1項において、 上記荷電粒子ビームがイオンビ ームである こ と を特徽とするスタ ンパ作製方法。

8 . 請求の範囲第 7項において、 上記有機膜の凹凸パターン表面 に、 さ らにイオンビームを照射して該有機膜を硬化させること を特徴とするスタ ンパ作製方法。

. 請求の範囲第 7項において、 上記有機膜の凹凸パターン表面 に， 金属膜をスパッタすること を特徴とするスタ ンパ作製方法。