WO2001063015A1 - Procede servant a fabriquer une matrice de pressage et substrat obtenu - Google Patents

Procede servant a fabriquer une matrice de pressage et substrat obtenu Download PDF

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WO2001063015A1
WO2001063015A1 PCT/JP2001/000692 JP0100692W WO0163015A1 WO 2001063015 A1 WO2001063015 A1 WO 2001063015A1 JP 0100692 W JP0100692 W JP 0100692W WO 0163015 A1 WO0163015 A1 WO 0163015A1
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WO
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aggregate
sun
resin
mother
manufacturing
Prior art date
Application number
PCT/JP2001/000692
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English (en)
French (fr)
Inventor
Masatoshi Hayashi
Seiji Morita
Original Assignee
Nikon Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corporation filed Critical Nikon Corporation
Publication of WO2001063015A1 publication Critical patent/WO2001063015A1/ja

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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/26Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of record carriers
    • G11B7/261Preparing a master, e.g. exposing photoresist, electroforming
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D1/00Electroforming
    • C25D1/10Moulds; Masks; Masterforms

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a stamper and a method for manufacturing a substrate.
  • the present invention relates to a method of manufacturing a stamper such as a gall stamper or a sun stamper, and a method of manufacturing a molded substrate using the stamper.
  • Information recording media such as optical disks and hard disks can record a large amount of information, and can be accessed, reproduced, recorded, and (in some cases, erased) at high speed. For this reason, these media are called CDs (compact discs), LDs (laser discs), DvDs (digital video discs, digital versatile discs), etc., and store music, video software, game software, etc. It has been used as a medium to increase the demand. These media are also used as computer memory, and their demand is increasing. Optical disks and hard disks are expected to greatly develop as main memories in the multimedia age.
  • HD-DVD high-density HD-DVD has been proposed as a medium to be used in the future.
  • the process of manufacturing these optical discs starts with molding a molded substrate with a raw material resin.
  • a mold called a sumper is prepared.
  • a raw material resin for example, polycarbonate, acrylic resin, polystyrene, etc.
  • the molding method is injection molding in addition to pressure molding.
  • the reason for manufacturing a molded substrate is that fine irregularities are required on the substrate surface. Resin molding is most suitable for mass production of uneven substrates in a short time. Types of irregularities include:
  • the pits and grooves are provided concentrically or spirally on a circular substrate.
  • the space between the grooves is called land.
  • the land recording method used a land as a track and recorded there. Subsequently, conversely, a group recording method for recording in a groove was also used.
  • both grooves and land were recorded.
  • both are tracks, and the width of the groove is almost equal to the width of the land.
  • the other may be intentionally widened for a reason.
  • Light is incident on the substrate from the surface (smooth surface).
  • the back side as viewed from the substrate side is called the land, Is called a groove.
  • Groove, land and pit widths have been increased with increasing density recording, for example, 1 ⁇ m or less, 0.8 ⁇ m or less, 0.7 ⁇ m or less, 0.6 / m or m, 0.4 ⁇ m or less, 0.3 ⁇ m or less.
  • Groove, land and pit depths are also increasing with higher recording densities, for example, 4 O nm or more, 50 nm or more, 80 nm or more, 100 nm or more, 120 nm or more, 130 nm or more, 15 O nm or more, 180 nm or more, 200 ⁇ m or more, 22 O nm or more, 250 nm or more.
  • the width is reduced or the depth is increased, that is, when the precision is increased, it is more difficult to mold the formed substrate, and the yield of good products is reduced.
  • a reflective layer, a recording layer, a protective layer, and the like are formed on the molded substrate according to the final product.
  • a hard disk usually has a magnetic recording layer formed on an aluminum substrate or a glass substrate, and recording is performed with a magnetic head.
  • the surface of the recording layer has become extremely smooth. Therefore, when the magnetic head is relatively stopped, a phenomenon occurs in which the head and the recording layer come into close contact and cannot be separated.
  • the surface of this area is intentionally finished uneven by laser-texture-laser texture. The unevenness prevents adhesion.
  • tracking of the head becomes more difficult. Therefore, it has been proposed to provide a groove in the disk as in the case of the optical disk.
  • molded substrates have been proposed to increase disk productivity. In other words, even in the case of a hard disk, irregularities and grooves are formed during molding of a substrate using a molded substrate. There is also an advantage that the molded substrate is lighter.
  • molds are generally manufactured by the following process (see (1) in FIG. 3; (2) is an embodiment of the prior invention (Japanese Patent Application No. 11-76838)). is there).
  • US Pat. No. 4,211,617 (corresponding Japanese Patent: Japanese Patent Publication No. S59-16332) is an old conventional technology.
  • a glass substrate 1 polished to optical surface accuracy is prepared.
  • a primer eg, a silane-coupling agent
  • Photoresists are often of the positive type (types in which light-irradiated portions are removed by development).
  • the photoresist is exposed according to the pattern of the pit and groove. In general, the width of the pit groove is determined by the diameter of the laser beam, and the depth of the pit groove is determined by the thickness of the photoresist film.
  • a resist pattern 3 having a pattern of a pit group on the surface of the glass plate is obtained.
  • the resist pattern 3 is optionally post-baked at 80-: 120 ° C for 20-60 minutes. If post-baking, wait about 10 hours for the resist pattern to cool to room temperature.
  • the glass substrate 1 having the resist pattern 3 formed on the surface in this way is shown in FIG.
  • the register turn 3 including the glass substrate 1 is called a master (MASTER SUBSTRATEor MASTER).
  • this master is referred to as master I.
  • the master I corresponds to a replica replica 46 shown in FIG. 4 of the above-mentioned US Pat. No. 4,211,617.
  • the master I is eventually used. It took about 10 hours or more to complete.
  • a laser one-beam recorder or laser cutting device is expensive at about 200 million yen per unit. For this reason, Master I is expensive and has problems that mass production is difficult.
  • the master I is made conductive.
  • the conductive treatment is performed by sputtering (dry) or, in some cases, electroless plating (wet).
  • a thick plating layer is formed on the conductive master I.
  • the type of plating layer is generally nickel (Ni).
  • Stamper 14 is mainly composed of this Ni plating layer. This situation is shown in Fig. 3 (1-2).
  • This stamper 4 is the first copy of Master I and is specifically called FATHER-stamper or simply Faza. Actually, free fuzz is obtained by peeling off the fuzz from the resist pattern (Master I). The shape of the obtained gall is shown in Fig. 3 (1-3). Father 4 corresponds to the mother member 52 in FIG. 6 of the aforementioned US patent.
  • Faza-4 is generally as thin as 200 to 300 m, so care must be taken when peeling it.
  • the photoresist 2 is peeled off, a part of the photoresist 2 often remains on the father 4. Therefore, the photoresist 2 is dissolved and removed with a solvent such as acetone. If the resist 2 remains, the uneven shape of the fuzzer is destroyed. Therefore, the resist 2 needs to be surely removed. Since the resist pattern is damaged when peeling the gall 14, only one gall 14 can be obtained from one master I.
  • Faza-14 can be used as it is in a mold for resin molding. Rather, in the case of DVD-RAM, MD, HD ⁇ DVD, and other high-density recording media (groove width 0.8 ⁇ m or less), extremely high-precision uneven patterns are required. One-fourth is directly used for injection molding.
  • the surface of the gall 14 is subjected to a surface treatment before the electrode is applied.
  • a potassium dichromate solution, a potassium permanganate solution, or the like is used, and this treatment is called passivation.
  • molded substrates are formed by injection molding using Sun 6 ( fathers 14 or mothers 5 in some cases).
  • Sun 6 fathers 14 or mothers 5 in some cases.
  • This substrate is used as a material for information recording media such as optical disks and hard disks.
  • Approximately 20,000 to 30,000 molded substrates can be formed from one sun. However, if molding is performed further than that, the sun will be damaged and cannot be used, and even if used, the quality of the molded substrate will deteriorate.
  • stampers for producing stampers (faza, sun, etc.) inexpensively and in large quantities, and to provide a method for producing molded substrates inexpensively and in large quantities using these stampers. It is in.
  • the present inventors concluded that a plurality of masters (fathers, in some cases, mothers) were connected in the horizontal direction to form a set (single unit), and that this set was subjected to electricity at a time.
  • a set single unit
  • an aggregate (single unit) of the target stamper is obtained, and then the target target stamper (several units) is separated, so that the power can be supplied only once.
  • Second method is a method in which, when looking at the state immediately after powering on, the target stampers are not separated (collectively) but are separated into individual stampers. Therefore, there is no need for a separate separation step after powering.
  • the second method is to obtain an aggregate (single unit) of stampers by electric power, and then separate them individually. In this case, it is necessary to separate each stamper after powering.
  • the present invention employs a second method. This is because, by this, (2) the uniformity of the film thickness distribution of the stamper is improved, and (3) the film thickness variation between the stampers is eliminated.
  • a first invention for achieving the above object is a preparation step of preparing a master set composed of a plurality of masters connected in a horizontal direction, and connecting the master sets in the horizontal direction by applying an electric power on the master set. And a separating step of separating the aggregate into individual fuzzers and stampers. This is a method of manufacturing a damper.
  • a second aspect of the present invention for achieving the above object is a preparation step of preparing a master assembly composed of a plurality of masters connected in a horizontal direction, An electrode forming step of manufacturing a fuzzy aggregate composed of a plurality of continuous fuzzer stampers; a molding step of molding a resin mosaic aggregate having inverted irregularities by pressing a resin against the fuzzy aggregate; An electrode forming step of manufacturing a sun aggregate composed of a plurality of sun stampers connected in a lateral direction by applying an electric power to the mother aggregate, and a separating step of separating the sun aggregate into individual sun stampers.
  • This is a method for manufacturing a sun stamper characterized by having it.
  • a third invention for achieving the above object is the first invention or the second invention, wherein the master is a disk-shaped disk for an information recording medium. It is a manufacturing method of.
  • a fourth invention for achieving the above object is a preparation step of preparing a father aggregate composed of a plurality of fuzzer stampers mounted on the same substrate; A molding step of molding an inverted resin mother aggregate; an electrode process of producing a sun aggregate composed of a plurality of sun stampers connected in a lateral direction by applying an electric power to the mother aggregate; and the sun aggregate. And a separating step of separating the body into individual sun stampers.
  • a fifth invention for achieving the above object is the fourth invention, wherein the father's finger is a disc-shaped one for an information recording medium, and is manufactured by a method of manufacturing a sensor. Is the way.
  • a sixth invention for achieving the above object is:
  • step (C) a separating step of separating the sun aggregate into individual sun stampers after repeating the step (B) as necessary.
  • the seventh invention for achieving the above-mentioned purpose is: (A) a preparation step of preparing a fuzzy assembly composed of a plurality of fuzzy components mounted on the same substrate, and a resin having irregularities inverted by pressing the resin against the fuzzy assembly.
  • step (C) If necessary, after repeating the step (B), a separation step of separating the sun aggregate into individual sunglasses
  • a resin or glass is injection-molded using a father's evening stamp or a sun stamper manufactured by the method according to any one of the first to seventh aspects.
  • it is a method of producing a molded substrate made of resin or glass by press molding.
  • a plurality of fathers or suns are manufactured with a single power supply. Therefore, a large amount of father or sun can be obtained in a short time.
  • the thickness of each of the suns produced by a single application is small and uniform, and the uniformity of the film thickness is high.
  • FIG. 1 is a diagram showing a stamper manufacturing process according to the first embodiment of the present invention and the prior invention. (2) is a manufacturing process of the stamper in the prior application invention, and (3) is a manufacturing process of the stamper of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows the stamper manufacturing in Example 2 of the present invention and the prior application.
  • FIG. (2) is a manufacturing process of the stamper in the prior application
  • (4) is a manufacturing process of the stamper of the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing a comparison between the prior art and the prior invention invention in terms of the manufacturing process of the sumper. (1) is the manufacturing process of the stamper in the prior art, and (4) is the manufacturing process of the stamper of the prior invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a fuzzy aggregate according to the present invention. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • the master for the present invention (MASTER) is roughly divided into a type I and a type II.
  • the term “master” is a generic term for both. It was done.
  • a substrate is prepared.
  • the substrate is a disk-shaped force.
  • the substrate is not limited to a disk, but may be a square.
  • Glass materials such as soda lime glass (blue plate glass), aluminosilicate glass (white plate glass), alkali-free glass, low expansion glass, crystallized glass, etc., and ceramic materials are mainly used as substrate materials.
  • the ceramic material may be quartz such as fused quartz or synthetic quartz, or Si.
  • the substrate material may be a metal such as Al, Fe, Cu, and the like.
  • the substrate is precisely polished to obtain a high degree of precision (smooth surface). Further, surface debris may be formed on the surface of the substrate.
  • 3 ⁇ 4 ⁇ Material of layer Te is, (a) S i oxides such as Si0 2, (b) Si nitrides such as Si 3 N 4, (c) Si metal compounds, such as TiSi 2, or (d) Ti, Al, Cu, Cr, Ta, Au, Ag, a metal such as Pt, or (e) Ti0 2, TiN, Al 2 0 3, A1N, T a 0 2, Ta 2 0 5, Ta 3 N metal oxides such as 4 And metal nitrides.
  • the surface layer may be formed by oxidizing or nitriding the substrate surface.
  • the surface layer is formed by thin film deposition techniques (eg, vacuum deposition, sputter ring).
  • the surface layer may have a multilayer structure in which two or more of the above materials are combined and laminated.
  • the surface layer may be precision polished by CMP (chemical mechanical polishing) or other methods to improve smoothness.
  • a photoresist is applied to the substrate surface.
  • a primer primer such as a silane coupling agent is applied to the substrate before applying the photo resist.
  • the primer improves the adhesion between the substrate and the photoresist.
  • Cr, TiN, etc. are present in the surface layer, a primer may not be necessary.
  • the photoresist is applied by a coating method such as spin coating. As described above, the thickness of the photoresist film generally determines the depth of the pit.
  • the photo resist After application of the photo resist, perform pre-baking at a low temperature to adjust the resist sensitivity. After that, the laser beam is irradiated on the resist along the pits, grooves and other patterns using a laser beam recorder. This exposes the resist.
  • the exposed resist is immersed in a developer and developed.
  • the developer include inorganic alkali solutions such as sodium phosphate, potassium phosphate, sodium hydroxide, and potassium hydroxide, and an organic alkali solution is also used instead of inorganic. can do.
  • the photo resist is positive type, the exposed part dissolves in the developer.
  • the unexposed part is the developer Melts in. Then, wash the resist with ultrapure water. In the melted part, the underlying substrate is exposed.
  • a substrate having a photo resist pattern on the surface is obtained.
  • a resist pattern including the substrate is referred to as Master I.
  • Master I may be post-baked at a slightly higher temperature after development. Postbaking may result in a steep groove or pit sidewall angle. In addition, the etching resistance of the resist can be improved. In addition, postbaking can also improve the adhesion between the resist and the substrate. Postbaking may increase the hardness of the resist surface. When the hardness is increased, the properties of the resist are improved when a conductive film is formed thereafter or when a metal layer is further formed thereon by an electrodeposition method.
  • RIE Riwake reactive ion etching
  • ECR Electrode Cyclotron 'Resonance
  • ICP Inductively Coupled Plasma
  • helicon wave etc.
  • RIE has a low plasma density (less than 10 1 / cm 3 or less)
  • a process with a high plasma density about 10 11 cells / cm '' or more
  • ICP Includes RIE, which has a helicopter wave, the latter having a finer pattern. It is effective when it becomes thin.
  • the side wall angles at the front and rear ends of the pit can be made steeper. Therefore, the jitter of the reproduced signal of the optical disk is reduced.
  • the ceramic type (Master II) has less rough pits and grooves than the resist pattern (Master I).
  • the surface roughness of the bottom and side walls of the recess is extremely small even after etching.
  • Dry etching can also form recesses with steep sidewall angles.
  • the etching is not limited to the dry method, and the etching can form a deeper concave portion.
  • the surface layer may be etched.
  • the etching rate is also different, so that there is an advantage that the etching end points can be aligned.
  • the thickness of the surface layer determines the grooves and other depths.
  • the remaining resist is removed. Dry etching (ashing) using oxygen plasma is possible as the removal method.
  • the remaining resist can be removed by immersing it in a heated solution of a concentrated acidic solution (eg, concentrated sulfuric acid or concentrated nitric acid). It is effective to add aqueous hydrogen peroxide to the solution. After removing the resist in this manner, the substrate surface is washed with ultrapure water or the like.
  • This substrate is Master II.
  • the substrate material is particularly preferably ceramics. This is because the ceramics have a very smooth metaphysics (skin). That is, the surface roughness Ra of the ceramic is extremely small (Ra ⁇ 10 nm, and in some cases, Ra ⁇ 1 nm). This reduces the noise of the optical disk when manufacturing optical disks.
  • the master II may be referred to as a ceramic type.
  • the present invention includes a preparatory step of preparing a master disk aggregate including a plurality of master disks connected in the ⁇ direction. That is, as shown in (4-1) of FIG. 2, a plurality of masters 3 are prepared, and as shown in (4-2), the masters 3 are fixed on a common substrate 11 to obtain the master assembly 3 Make S. On the other hand, in the invention of the prior application, one master 3 is used as shown in (2-1).
  • a master disk assembly 3S is prepared. Then, as shown in (4-1-3), a plating layer is formed by a thick film layer on these original g aggregates 3S. This mask layer becomes the father aggregate 4S. On the other hand, in the prior invention, as shown in (2-2), the plating layer is formed on the master 3 by a thick layer. This plating layer becomes the father 4.
  • the method of manufacturing the father according to the invention of the prior application is basically the same as the method of manufacturing the father combined body according to the embodiment of the present invention, and the description thereof will be omitted below.
  • the plating method there are a dry method and a wet method in the plating method.
  • the wet method there are electroless plating and electrolytic plating.
  • the dry method is called a vacuum thin film forming technique, and includes vacuum deposition, ion plating, sputtering, and the like.
  • the thick film manufacturing method here is performed by two methods, the first method includes a dry method and an electroless plating method, and the second method is an eleven solution method.
  • the second method is also called electro-forming, and the electrode can form a thick plating layer in a short time.
  • the master assembly 3S has no conductivity, so the master A thin (typically about 50-100 nm) metal layer is formed on the surface.
  • the metal layer is called a conductive layer, and a process for forming the conductive layer is called a conductive process.
  • the conductive treatment is performed by the first method.
  • the metal is preferably Ni (nickel).
  • the metal may contain phosphorus.
  • Ni When Ni is used as the metal, another metal or metal compound having a thermal expansion coefficient close to or equal to Ni may be formed as the second primer layer in advance. That is, a conductive layer is formed on the second primer layer.
  • the second primer layer can reduce the “phenomenon that the electrode layer is distorted by stress” at the time of or after the application. This phenomenon sometimes destroys recesses such as pit grooves.
  • the second primer layer is optionally removed after the fuzzy aggregate (4S) is completed.
  • master matrix assembly 3S on which the conductive layer has been formed is immersed in a plating bath to perform power.
  • a nickel sulfamate solution is often used for the plating bath.
  • a plating layer is formed on the electric layer.
  • This Ni plating layer is a cam aggregate 4S.
  • Other metals can be used instead of Ni.
  • Ni may be mixed with another metal such as Ti or an element such as phosphorus (P). If Ti is mixed, a relatively strong and durable mold can be obtained. If phosphorus is mixed, a mold with high surface hardness can be obtained. If the conductive layer and the metal dust on the conductive layer or both of them are made of an alloy such as Ni—P, Ti_P, or Ni—Ti—P, a highly hard and highly durable father aggregate 4S can be obtained. It is possible.
  • Ni plating layer not only the Ni plating layer but also other plating in addition to the Ni plating layer.
  • a multilayer structure in which layers (for example, metals such as silver, copper, and chromium, or alloys thereof) are stacked may be used.
  • the dry method does not have the problem of wastewater treatment of the plating solution.
  • ion plating can give molds with particularly low surface roughness. If the thickness of the formed plating layer exceeds about 100 m, the irregularities of the master disk aggregate 3S will not appear on the surface. That is, when viewed from the outside, the surface of the plating layer is flat. When the thickness of the plating layer reaches about 200 to about 600 m (generally about 250 to about 300 m), stop the plating. Faza—Assembly 4 S is completed.
  • the manufactured fuzzy assembly can be separated into individual fuzzer stampers, which can be used as fuzzer stampers, or can be used as it is to manufacture the mather assembly described later. Can also.
  • the conventional mother 5 is called a mother stamper 5 shown in (1-5) of FIG. It is made of nickel.
  • the mother aggregate 9S in the present invention is made of resin, and the mother (the second replica made of resin) as the base is used in the invention of the prior application. As shown in FIG. 3 (2-5), the mother 9 of the prior application comprises a substrate 8 and an uneven resin 7 thereon.
  • the mother aggregate 9S of the present invention is obtained by connecting a plurality of the mothers 9 together.
  • the mother aggregate 9 S is formed as follows.
  • This manufacturing method is basically the same as the method of manufacturing the mother 19 in the prior application. That is, as shown in (4-5), the resin 7 is pressed by pressing the soft resin 7 against the uneven surface of the fuzz assembly 4S, and then irradiating ultraviolet rays through the transparent substrate 8 or the like. Allows it to harden or cure.
  • the solidified or cured resin has transferred the irregularities of the father aggregate 4S. After that, it is peeled off from the cam aggregate 4S.
  • the peeled resin is the mother-aggregate 9S. That is, the mother aggregate 9S is a second copy made of resin. This is one of the features of the present invention. In this respect, it differs from the conventional metal mother.
  • a point that is significantly different from the prior art is that after manufacturing a mother aggregate 9S from a single gall aggregate 4S, the gall aggregate 4S can be reused as many times as necessary. In the prior art, the fuzz can only be reused at most three times. It has been confirmed that the present invention can be reused 10,000 times or more.
  • a further difference is that there is no individual difference between the plurality of mother aggregates 9 and the mother aggregates 9 manufactured from the gall aggregate 4S. In other words, those mother aggregates 9 are exactly the same (clones). Therefore, if each of the mothers is used to produce a metallic sun (third replica), the resulting suns 6 will clone to each other.
  • the resin to be pressed into the fuzzy break 4 is preferably a high-transfer resin with high transferability. Good. Those having low viscosity and high fluidity generally have high transferability.
  • To lower the viscosity: 1 There is a method of softening by heating. In this case, if the resin is cooled, it solidifies.
  • a solvent may be mixed with the resin. In this case, if the solvent is volatilized, the resin solidifies.
  • Low molecular weight resin or prepolymer or resin raw material has low viscosity. At the extreme, it is liquid. These may be mixed with a solvent. If the solvent is mixed, the viscosity becomes even lower. In this case, if the polymerization (for example, curing) of the surface of the mother aggregate 9S is advanced, a solid resin (high molecular weight resin) is generated. The irregularities of the generated resin fuzz aggregate 4S are transferred.
  • the method (3) is particularly preferable.
  • the means for promoting the polymerization is (a) heating or (b) radiation irradiation.
  • the radiation include an ion beam, an electron beam, ultraviolet light, far ultraviolet light, one laser beam, X-ray, and synchrotron radiation. Above all, UV rays will be easier to handle.
  • the flatness is poor because the fuzzy aggregate 4S is thin (generally about 250 to 300 3m). Therefore, it is preferable to first back the father aggregate 4S with a substrate having high flatness.
  • the substrate is metal or glass. Examples of the metal include iron, copper, brass, aluminum, stainless steel, and copper.
  • the thickness of the substrate is about 1 to 20 mm. The substrate is adhered to the gall with an adhesive.
  • the thickness of the glass plate as the transparent plate 8 is 0.6 mm or more, preferably about 4 mm to about 10 mm.
  • the surface roughness of the glass plate may be lower than that of the master substrate (1).
  • the surface roughness Ra may be 5 nm to 1 m.
  • resins such as polycarbonate, polystyrene, polyolefin, and acrylic resin can be used.
  • a third primer for improving the adhesiveness to the resin may be applied. After coating, it is preferable to bake by heating.
  • the third primer is, for example, a silane coupling agent or the like.
  • silane coupling agent examples include vinyl silane, acrylic silane, epoxy silane, amino silane and the like.
  • vinyl silane examples include vinyl trichlorosilane, vinyl tris (? -Methoxy ethoxy) silane, vinyl triethoxy silane, vinyl trimethoxy silane, and the like.
  • epoxysilanes such as (?, 4,4-epoxycyclohexyl) ethyl trimethoxysilane, aglycidoxypropyl trimethoxysilane, and aglycidoxyprobitrimethyl ethoxysilane, etc.
  • aminosilane N-/ (Aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane N— (Aminoethyl) aminopropylmethyldimethyloxysilane, aminaminopropyltriethoxysilane, N-phenylaminopropyl Trime
  • primers examples include silanes (eg, chlorosilanes, alkoxysilanes), silazanes, and special silylating agents. These primers may be used as a mixture of two or more. The primer may be used after being diluted with a solvent such as toluene, xylene, ethyl alcohol, methyl alcohol, or isopropyl alcohol.
  • a solvent such as toluene, xylene, ethyl alcohol, methyl alcohol, or isopropyl alcohol.
  • thermoplastic resins and thermosetting resins.
  • Polycarbonate polystyrene, styrenic polymer alloy, polypropylene, polyethylene, polypropylene, amorphous polyolefin, acrylic resin (for example, polymethyl methacrylate), polyvinyl chloride, thermoplastic polyurethane, Polyester, nylon etc.
  • a resin obtained by curing a resin liquid containing urethane-containing poly (meth) acrylate, polycarbonate di (meth) acrylate, or acetate glycol diacrylate as a main component is also preferable.
  • thermosetting resin a low-molecular-weight resin liquid is used when the thermosetting resin is brought into contact with the gall.
  • the resin liquid may include a curing catalyst or a curing agent.
  • a photosensitizer is used as a curing catalyst.
  • Representative photosensitizers include acetate phenones, benzoin alkyl ethers, propiophenones, ketones, anthraquinones, and thioxanthones. A plurality of types may be mixed and used.
  • ketone-based 1-hydroxyl hexyl phenyl ketone is used for transfer performance, It is useful in terms of mold release performance and quality stability.
  • UV-curable resins are particularly called UV-curable resins. These resins are preferred as the mother material.
  • An antistatic agent may be mixed with the resin solution in order to take measures against static electricity in the subsequent ion plating step.
  • a thin antistatic layer (for example, a Pt layer) may be formed after the mother aggregate 9S is completed.
  • Such measures prevent problems such as scorching, deformation, peeling, and dust adhesion. These measures are also effective in making the thickness of the mother aggregate 9S more uniform.
  • the fuzzy aggregate 4S is punched with a metal plate before the mother aggregate 9S is separated from the father aggregate 4S because the fuzzy is thin.
  • a metal plate made of iron, copper, brass, aluminum, stainless steel, bronze, or the like is bonded to the back surface of the father composite 4S. Then, the mother aggregate 9S is easily separated from the father aggregate 4S.
  • Exfoliated mother aggregate 9S has no rough skin.
  • the surface roughness Ra of the father aggregate 4S is 10 nm or less
  • the surface roughness Ra of the mother aggregate 9S is also 10 nm or less.
  • the surface roughness Ra of the gall aggregate 4S is 1 nm or less
  • the surface roughness Ra of the mother aggregate 9S is also 1 nm or less. This is one of the features of the present invention.
  • the exfoliated father aggregate 4S can be repeatedly used to produce the mother aggregate 9S.
  • the therapeutic aggregate 4S was used 1000 times.
  • the fuzzy aggregate 4S can be used repeatedly 10,000 times or more. This is because the mother aggregate 9S is made of resin, and the mother gathering rest 4S is damaged when separated. It is presumed that there is no such thing (particularly roughening of the skin). Since there is no damage, even if it is used more than 10,000 times, the manufactured more than 10,000 mothers have no individual difference (or very similar personality). Therefore, those mothers would be compared to clones.
  • FIG. 2 shows the process of manufacturing the mother 9 in the prior application in (2-4) and (2-5). This is because the mother assembly 9S already described is The description is omitted because it is the same as the manufacturing process.
  • Sun 6 is made of metal, like Faza IV.
  • the sun aggregate 6 S is formed by a plurality of suns 6 arranged in a horizontal direction.
  • the manufacturing method of the Sun aggregate 6S is the same as that of the fuzzy aggregate 4S.
  • FIG. 2 (4-7) and (4-8) are shown (in the case of the prior application invention, (6-6) and (2-7) produce Sun 6).
  • the mother aggregate 9S is used instead of the master aggregate 3S.
  • the sun aggregate 6S is manufactured by plating the mother aggregate 9S.
  • a photoresist of 1 to 20 A may be applied before that. After that, conductive treatment is performed, and plating is performed. In this way, the surface roughness Ra and the undulation Wa are slightly improved.
  • the specific manufacturing method is the same as the above-described method for manufacturing the fuzzy 14 or the fuzzy aggregate 4S, and thus the description is omitted here.
  • the sun assembly rest 6 S Since the sun assembly rest 6 S is produced on the mother composite 9 S, it is separated from the mother composite rest 9 S after production. After peeling, the mother aggregate 9S can be used repeatedly 100 times or more.
  • the following is required: 1 Before removing the 6S Or (4) After peeling, the back surface of the Sun aggregate 6S is mechanically polished. (3) When polishing after peeling, to protect the uneven surface of the Sun aggregate 6S, a protective coat is applied to the uneven surface of the Sun aggregate 6S after peeling from the mother aggregate 9S. The protective coat is formed by applying a peelable protective paint and drying.
  • Sun 6 is obtained by separation from Sun aggregate 6S.
  • the sun 6 is separated from the sun aggregate 6S by mechanically punching the outer shape.
  • the vicinity of the center of each sun 6 is also mechanically punched. By doing so, a donut-shaped sun 6 is completed.
  • the Sun 6 can now be shipped.
  • the roughness of Sun 6 after peeling is small. Therefore, when the surface roughness Ra of the mother 9 of the mother aggregate 9S is 10 nm or less, the surface roughness Ra of the sun 6 also becomes 10 nm or less. When the surface roughness of the mother 9 of the mother aggregate 9 S is 1 nm or less in Ra, the surface roughness Ra of the sun 6 is also 1 nm or less. According to the present invention, in some cases, a sun 6 having a roughness of not more than 0.5 nm in Ra and not more than 0.3 nm in RMS can be produced.
  • Sun 6 with R & S of 0.3 nm or less and RMS of 0.2 nm or less or 0.1 nm or less can be provided. Since the mother aggregate 9 S is a clone, the sun 6 produced from one gall aggregate 4 S is also a clone. Extremely speaking, Sun 6 is also a clone of Faza 1-4. Therefore, a large number of inexpensive suns 6 are produced from the expensive fathers 4 or the father aggregate 4S.
  • the roughness of the sun is small, and particularly high quality sun is manufactured.
  • a predetermined position on the sun may be stamped.
  • the position is, for example, if the signal area is 22 to 59 mm in radius of the sun, the other part is, for example, a part with a radius of 20 to 21 mm.
  • the inscription may be a simple groove or recess or a pit.
  • the inscription may be a number or a symbol. It is preferable that a set of fine recesses represent letters, numbers, and symbols when viewed with the naked eye.
  • the engraving is performed by laser processing, subbing processing, and press processing.
  • the sun may be directly engraved with a blade, a file, a polishing tape, or the like to scratch the sun.
  • the engraving may be made on the master, on the gall and on the mother.
  • a molded substrate is manufactured and molded by a method of transferring irregularities on the surface of the sun using the sun 6. Molding methods include injection, pressing, and casting. In particular, the injection molding method has high productivity.
  • the material of the molded substrate is resin or glass, especially low melting glass.
  • the resin used for the molded substrate is generally a thermoplastic resin, particularly a relatively hard resin.
  • examples include polycarbonate, polystyrene, styrene-based polymer alloys, and acrylic resins such as polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyester, nylon, ethylene monoacetate vinyl resin, and amorphous polyolefin. is there.
  • thermosetting trees can also be used. Examples include epoxy resins, thermosetting polyurethanes, unsaturated acrylate resins, unsaturated polyesters, and diethylene glycol bisaryl carbonate resins. Resin substrate Since the molding technique is the same as the prior art, it is omitted.
  • FIG. 1 also shows the manufacturing process of the sumper according to the invention of the prior application for comparison, but the description is omitted because it is the same as that shown in FIG.
  • the pattern of exposure is a wobble guide groove pattern and bTC (table of contents) according to the rewritable MD mini-disc format. Prepits that are turns.
  • the track pitch was 1.6 m
  • the groove width was 1.2 m
  • the wobble amplitude of the groove was about 30 to 40 nm
  • the pre-pit width in the T0C pattern was about 0.4 m. .
  • the thickness of the resist layer was slightly reduced by development, and was about 65 nm.
  • a “residual rate of 95% or more” was used as the photo resist material, so that the trench sidewalls, pit sidewalls, and bit front and rear edges were all sharply formed. Therefore, the reproduction of the wobble signal is accurate. It also improves CNR, reduces cross-erase, and reduces cross-talk. Dropout of write and read signals has also been reduced. Since the surface roughness of the bottom and side walls of the groove and the surface roughness of the bottom and side walls of the pit were small, noise was reduced.
  • the master I 3 is placed in a reactive ion etching RIE apparatus, dry etching is performed, the remaining resist is removed, and the master 3 is obtained.
  • Master II is a pattern in which a pattern is directly etched on the substrate.
  • the master I3 was set in a sputtering apparatus, and a Ni layer conductive layer having a thickness of about 50 to 70 nm was deposited (deposition) on the surface thereof, thereby conducting a conductive treatment.
  • a Ni layer conductive layer having a thickness of about 50 to 70 nm was deposited (deposition) on the surface thereof, thereby conducting a conductive treatment.
  • RF discharge Under RF discharge, it is less susceptible to adverse effects due to the charging of master I, for example, uneven sputtering speed. Therefore, in the present embodiment, sputtering was performed under an RF discharge power of 400 W.
  • the thickness of the conductive layer is increased, the plating layer formed in a later step may be peeled off.
  • the thickness of the Ni layer conductive layer is reduced to about 10 nm to 40 nm.
  • Master I was placed in a Mek bath containing nickel sulfamate. The bath temperature was about 45-55 ° C. Then, by turning on the power, the Ni return was started. At the beginning, the current density was lowered and gradually increased. The electric power was stopped when the thickness of the obtained Ni plating layer, that is, the thickness of the gall 14 was 2933 ⁇ m. This is shown in Fig. 1 (3-2).
  • Faza 14 was peeled off from Master I 3.
  • the peeled fuzz is shown in Fig. 1 (3-1-3).
  • the surface roughness Ra of the gall 14 was 1 nm or less.
  • This resin liquid is a UV curable resin liquid. This resin liquid is a UV curable resin liquid.
  • Ri is H or CH3
  • R 2 is CH 3 or C 2 Hs
  • R 3 is CHi
  • R 6 is-CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 O-(-CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 0 "— CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2
  • the number of colors AP HA is 30 to 50, and the refractive index is 1.4 to 25 at 25 ° C. : About L.8 is preferred.
  • a resin liquid having a color number of 40 and a refractive index of 1.47 to 1.48 was used in consideration of the releasability and the subsequent electrode application.
  • the resin liquid preferably has a specific gravity of about 0.8 to 1.3 at 25 ° C and a viscosity of about 10 to 480 CPS at 25 ° C from the viewpoint of transferability.
  • a resin liquid having a specific gravity of about 1.08 and a viscosity of about 450 to 480 CPS is used for the purpose of shortening the time for duplicating the mother and reducing bubbles to be mixed. Using.
  • Viscosity is possible by ffl of low molecular components.
  • the molecular weights of the urea acrylate chemical structural formulas 2 and 3 are as large as about 1000 to 2000, so that if another low molecular weight component is used, the viscosity can be reduced. .
  • blue plate glass with outer diameter of 250 mm, inner diameter of 10 mm, only 6 mm A disk was prepared. Then, the disc was washed, and a silane coupling agent as a primer was applied to the surface.
  • the silane coupling agent is obtained by dissolving methacryloxypropyl trimethoxysilane in a solvent of toluene to form a solution of about 2%.
  • the application method is a spin shower method. After coating, baking was performed at 120 ° C.
  • the resin liquid 7 is dropped on the fuzzy aggregate 4 S having the uneven surface facing upward, the glass disk 8 is pressed from above, and the resin liquid 7 is dispensed with the disk 8 and the fuzzy aggregate 4. S sandwiched. At this time, care was taken to prevent bubbles from entering the resin solution 7. Further, the glass disk 8 was pressed to spread the viscous resin liquid 7 uniformly over the entire surface of the gall aggregate 4S.
  • the resin liquid 7 is irradiated with ultraviolet rays from a mercury lamp for about 5 to 60 seconds through the glass disk 8. As a result, the resin liquid was cured to form a hard resin layer 7.
  • a two-layer structure composed of the resin layer 7 and the glass disk 8 is a mother aggregate 9S. This is shown in Fig. 1 (3-5).
  • the mother aggregate 9S was separated from the tras aggregate 4S. Peeling was performed carefully so as not to damage both.
  • the mother 9 surface assembly Ra of the mother aggregate 9 S was also less than l nm.
  • the Bab aggregate 4S left after peeling is undamaged and can be used repeatedly. Surprisingly, no resin was attached to the cam aggregate 4S, and it was not necessary to remove the residual resin. Therefore, again, a mother aggregate 9S was manufactured using the cam aggregate 4S as it was. The Faza aggregate 4 S can be used 1000 times repeatedly.
  • the Sun aggregate 6 S was heated from the mother aggregate 9 S.
  • the power supply method is the same as that of the above-mentioned fuzzy aggregate 4S.
  • a mother aggregate 9S is used instead of the master 3.
  • Fig. 1 3-7
  • the Sun aggregate 6 S is above the mother aggregate 9 S.
  • the free Sun aggregate 6 S shown in (3-8) in Fig. 1 is obtained.
  • the mother aggregate 9S after removing the Sun aggregate 6S was not damaged, and the mother aggregate 9S could be used repeatedly 100 times or more. Surprisingly, no resin was attached to the Sun aggregate 6S, and it was not necessary to remove the residual resin.
  • the Sun Aggregate 6 S was roughly cut into three Sun 6s. After applying a protective coat to the uneven surface of each of the obtained suns, the back surface was polished to obtain a uniform thickness. Then, the inner and outer diameters of the sun were stamped and finished. Thus, Sun 6 was completed.
  • the average film thickness of each Sun 6 was 293 ⁇ m, and the variation of the film thickness was uniform within ⁇ 5 ⁇ m.
  • the surface roughness R a and swell W a of Sun 6 were less than 1 nm each.
  • Each of the obtained suns 6 was sequentially set in a “dedicated playback device”, and the playback signal was checked.
  • the signal types are tracking signal, noise, wobble signal, address signal, and number of defects.
  • the quality of the signal was equivalent to the reproduced signal from Faza-14.
  • the reproduced signals from Sun 6 were also equivalent to each other.
  • three solar cells 6 can be manufactured with a single power supply, and even in consideration of the subsequent separation process, it takes only one hour to obtain three solar cells. It matches the age of management.
  • Each of the three suns was set on an injection molding machine, and a molded resin substrate was molded.
  • the molding could be performed without changing the molding conditions. Therefore, the three suns have no individual differences and can be called clones.
  • the master disc assembly 3S was manufactured by connecting the three master discs I on the large glass substrate 11 in the horizontal direction and bonding them together (4-2).
  • a master aggregate 3S was used in place of the master I, and a father aggregate 4S was electrically charged in the same manner as in [Faza-1] of Example 1 (4-3).
  • a stainless steel substrate was adhered to the back surface of these father aggregates 4S in the same manner as in Example 1 (not shown).
  • Example 2 In the same manner as in Example 1, a resin-made mother aggregate 9S was manufactured and replicated from the tras aggregate 4S (4-5, 4-6). After peeling off the mother aggregate 9S, the father aggregate 4S was not damaged. Surprisingly, the resin was not attached to the father aggregate 4S, and it was not necessary to remove the residual resin. There, the fuzzy aggregate 4 S can be used repeatedly as it is. It can be repeated about 1000 times.
  • the sun aggregate 6S was manufactured and replicated from the resin mother aggregate 9S (417, 4_8).
  • the mother aggregate 9S after the Sun aggregate 6S was peeled was not damaged. Surprisingly, no resin was attached to the Sun aggregate 6S, and it was not necessary to remove the residual resin.
  • the mother aggregate 9 S can be used repeatedly about 10 times.
  • Three suns 6 were obtained by punching the outer shape from the sun aggregate 6S (4-9). Thereafter, the inner diameter was also punched out to obtain a donut-shaped sun 6 having an inner diameter of 34 mm and an outer diameter of 138 mm.
  • the thickness of each Sun 6 was 304 ⁇ m, and the film thickness was uniform.
  • the surface roughness Ra and undulation Wa of each Sun 6 was 1 nm or less, respectively.
  • a polycarbonate “trade name“ AD5503 ”manufactured by Teijin Limited was prepared and supplied to the hopper of the above molding machine and set.
  • Example 2 The sun prepared in Example 1 was attached to the above molding machine, and the mold temperature was 125 ° C, the resin temperature was 34 ° C, the injection pressure was 30 t, and the cycle time was 12 seconds. A resin substrate was formed. The thickness of the substrate is 0.6 mm. As a result, 600 molded substrates of 120 mm in two hours were produced. Industrial applicability
  • the stamper according to the present study is used for molding (for example, injection molding, press molding) a molded substrate (made of resin or, in some cases, made of glass) having fine irregularities.
  • the molded plate according to the present invention is an optical disk, a magnetic disk, Or used for hard disks and other uses.

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Description

明 細 スタンパーの製造方法、 及び成^基板の製造方法 技術分野
本発明は、 ファザ一スタンパーやサンスタンパ一等のスタンパーの製 造方法、 及びそれらのス夕ンパーを用いた成形基板の製造方法に関する ものである。 背景技術
光ディスク、 ハードディスク等の情報記録媒体は、 大きな容量の情報 を記録することができ、 かつ、 高速でアクセス、 再生、 記録及び (場合 によ り消去) するこ とができる。 このため、 これらの媒体は、 C D ( compact disc) 、 L D (laser disc) 、 D v D (digital video disc, digital versatile disc)等と呼ばれ、 音楽や映像ソフ ト、 ゲ一ムソフ ト等を収納 する媒体として使われ、 その需要が増大している。 コンピュータのメモ リーとしても、 これらの媒体は使用され、 その需要が増大している。 光 ディスクやハー ドディスクは、 マルチメディア時代のメインメモリーと して大きく発展すると期待されている。
光デイスクについて言えば、 記録層の有無及びその種類により、 ( 1 ) 再生専用タイプ ( C D、 L D、 C D - R OM, photo- C D, D V D— R OM、 再生専用型 MD等)、
( 2 ) 一度だけ記録可能なライ トワンスタイプ write-once type ( C D · R、 D VD -R, D VD— WO等) 、
( 3 ) 記録した後、 消去するこ とができ、 何度でも書き替え可能な (rewritable) タイプ (光磁気ディスク magneto-optical disk 、 相変化 ( phase-change ) 型ディスク、 M D、 C D— E、 D V D— R A M、 D V D一 R W等)
がある。 さらに、 将来使用される媒体として、 高密度の H D—D V Dも 提唱されている。
これらの光ディスクを製造する工程は、 まず、 成形基板を原料樹脂で 成形するところから始まる。 最初にス夕ンパーと呼ばれる成形型が用意 される。 この成形型に原料樹脂 (例えば、 ポリカーボネート、 アクリル 樹脂、 ポリスチレン等) を加熱流動化した後、 押しつけることにより、 成形基板が成形 (製造) される。 成形方法は、 加圧成形の他、 ほとんど は射出成形方法である。
成形基板を製造する理由は、 基板表面に細かな凹凸が必要であるから である。 凹凸のある基板を大量に短時間で製造するには、 樹脂成形が最 も適している。 凹凸の種類には、
( 1 ) 情報単位を表すピッ ト pit や
( 2 ) 記録へヅ ド (ピックアップ) の トラ ッキングのためのガイ ド溝 、 guiae groove)
がある。 ピッ トや溝は、 円形の基板上に同心円状または渦卷き状に設け られる。 成形基板を半径方向に見たとき、 溝と溝との間はラン ド land と呼ばれる。 当初は、 ラン ドを トラックとして、 そこに記録するラン ド 記録方式であった。 続いて、 逆に溝に記録するグループ記録方式も使用 されるようになった。
その後、 記録密度を向上させるために、 溝とラン ドの双方に記録する ラン ド/グループ記録方式が開発された。 この場合、 両者が トラックで あり、 溝の幅とラン ドの幅はほぼ等しい。 ただし、 理由があって他方を 意図的に広くする場合もある。光は袅面(平滑な而)から基板に入射し、 この ¾合には基板 ¾而側から見て奥にある方をラン ドと呼び、 手前にあ る方を溝と呼ぶ。
溝、 ラン ドおよびピッ トの幅は、 密度記録の向上に伴い、 例えば、 1 〃m以下、 0. 8〃m以下、 0. 7〃m以下、 0. 6 /m以下、 0. 5 〃m以下、 0. 4〃m以下、 0. 3〃 m以下と狭くなつてきている。 溝、 ラン ドおよびピッ トの深さも、 高密度記録化に伴い、 例えば、 4 O nm以上、 5 0 nm以上、 8 0 nm以上、 l O O nm以上、 1 2 0 η m以上、 1 3 0 nm以上、 1 5 O nm以上、 1 8 0 nm以上、 2 0 0 η m以上、 2 2 O nm以上、 2 5 0 n m以上と段々深くなつてきている。 幅が狭くなつたり、 深さが深くなると、 つま り、 高精度になると、 成 形基板の成形はますます難しくなり、 良品の歩留りは低下する。
なお、 成形された成形基板の上には、 最終の製品に応じて、 反射層や 記録層、 保護層等が形成される。
また、 ハードディスクは、 通常、 アルミニウム基板又はガラス基板に 磁気記録層を形成したものであり、 記録は磁気へッ ドで実施される。 上 記の高密度化に伴い、 記録層の表面は極めて平滑となっている。 そのた め、 磁気ヘッ ドが相対的に停止すると、 ヘッ ドと記録層が密着して離れ なくなる現象が発生する。 これを避けるため、 ハードディスクには、 磁 気ヘッ ドを相対的に停止させたとき、 これを置くガレージ領域 ( C S S 領域 = contact stop and start) を設けてある。 この領域の表面は、 レ一 ザ一テクスチャ一 laser texture によ り意図的に凹凸に仕上げてある。該 凹凸により密着が防止される。 また、 高密度化に伴い、 ヘッ ドの トラッ キングが困難になるため、 そこで、 光ディスクと同じように、 ディスク に溝を設けることが提案されている。
このように、 凹凸や溝が要求されることから、 ディスクの生産性を上 げるため、 成形基板が提案されている。 つま り、 ハー ドディスクにおい ても、成形基板を用いて、基板の成形時に凹凸や溝を形成するのであり、 前記成形基板は軽くなるという利点もある。
従来、 成形型は一般に以下のようなプロセスで製造されている (図 3 の ( 1 ) 参照、 ( 2 ) は先願発明 (特願平 1 1 — 7 6 8 3 9号) の実施例 である)。 古い従来技術としては、 米国特許第 4,211,617号 (対応日本特 許 : 特公昭 S 5 9 - 1 6 3 3 2号公報) がある。
まず、 光学的面精度にまで研磨されたガラス基板 1を用意する。 この 基板を洗浄したあと、 密着性を向上させるプライマ一 (例えば、 シラン カップリ ング剤 silane-coupling agent ) を塗布する。 それからフォ ト レジス ト (photoresist) 2を スピンコート し、 プリべ一ク (pre-bake) する。 フォ トレジス トはポジ型 (光が照射された部分が現像で除去され るタ イ プ) が多 く 使用されている。 次に レ ーザービーム レコ ーダ laser -beam -recorder またほレーサー刀 ッティ ンク装置 ( laser cutting machine ) を使って、 ピッ トゃ溝のパターンに従ってフォ ト レジス トを 露光する。一般に、ピッ トゃ溝の幅はレーザービームの径により決ま り、 また、ピッ トゃ溝の深さはフォ トレジス ト膜の厚さによって決定される。 次に所定の現像処理を施すとガラス板表面にピッ トゃグループのパ夕 ーンを持ったレジス トパ夕一ン (resist p attern ) 3が得られる。 現像の 後、 場合により、 レジス トパターン 3は、 8 0〜 : 1 2 0 °Cで 2 0〜 6 0 分のボス トベーク post-bake される。 ポス トベ一クをした場合には、 前 記レジス トパターンが室温程度に冷えるまで約 1 0時間待つ。 このよう にして表面にレジス トパターン 3が形成されたガラス基板 1 を図 3の ( 1 一 1 ) に示す。
レ ジ ス ト ノ タ ー ン 3 は、 ガラ ス 基板 1 を含め原盤(MASTER SUBSTRATEor MASTER)と呼ばれる。 本明細書ではこの原盤を原盤 I と称する。 原盤 Iは、 前記米国特許第 4, 2 11 ,6 17号の Fig. 4に示される レプリカ replica 4 6 に相当する。 ここで、 例えば、 C D用のレジス トパターンを製造する場合を考える と、 この場合、 露光が完了するのに 7 4分かかり、 ポス トべ一クを施し た場合には、 結局、 原盤 I を完成させるのに、 約 1 0時間以上かかって しまっている。
加えて、 レーザ一ビームレコーダまたはレーザーカッティ ング装置は 1台約 2億円と高価である。 そのため、 原盤 Iは高価なものとなり、 か つ、 大量生産が難しいという問題点がある。
次に原盤 Iは導電化処理される。 導電化処理は、 一般にスパッ夕 リン グ (乾式) あるいは場合により、 無電解メ ツキ (湿式) で行われる。 導電化処理された原盤 Iの上にはメ ツキ層が厚く形成される。 メ ツキ 層の種類は一般に二ッケル (Ni) である。 主にこの Ni メ ツキ層で形成 されたものがスタンパ一 4である。 この様子は図 3の ( 1— 2 ) に示さ れる。 このスタ ンパ一 4は原盤 I の第 1複製であ り、 特にフ ァザ一 (FATHER) - スタンパーまたは単にファザ一と呼ばれる。 実際には、 フ ァザ一をレジス トパターン (原盤 I ) から剥がすことで、 自由なファザ 一が得られる。 得られたファザ一の形状を図 3の ( 1— 3 ) に示す。 フ ァザー 4は、前記米国特許の Fig. 6のマザ一メンバ一(mother member ) 5 2に相当する。
ファザ一 4は一般に 2 0 0〜 3 0 0〃 mと薄いので、 剥がす時には注 意を要する。 また、 剥がしたときに、 前記フォ トレジス ト 2の一部がフ ァザー 4上に残っていることが多いので、 ァセ トン等の溶剤で溶解除去 する。 も しもレジス ト 2が残っていると、 前記ファザ一の凹凸形状を崩 してしまうので、 レジス ト 2は確実に除去する必要がある。 ファザ一 4 を剥がす際に、 レジス トパターンは破損してしまうので、 1枚の原盤 I からは 1枚のファザ一 4のみが得られる。
レジス トを除去した後、 ファザ一 4の凹凸面を保護コー トで覆い、 衷 面を研磨する。 ファザ一の中心に穴を打ち抜き、 また、 外径の外の不要 な部分を打ち落とす。 これによ り ドーナツ状のファザ一が完成する。 こう して完成したファザ一は、 極めて正確な凹凸パターンを有する。 そして、 それは高価なものである。 高価な理由は、 上述のとおり ( a) 原盤 Iが高価なことと、
( b ) 1枚の原盤から 1枚のファザ一しか得られないこと
によるものである。
ファザ一 4はそのままで樹脂成形するための成形型に使用することが できる。 むしろ、 D VD - RAM, MD、 H D · D VDその他の高密度 記録媒体 (溝幅 0. 8〃m以下) の場合には、 極めて高精度な凹凸パ夕 ーンが要求されるので、 ファザ一 4がそのまま射出成形に使用されてい る。
しかし、 上述のとおり、 ファザ一は極めて高価である。 そこで、 ファ ザ一を新たに原盤の代わりに用い、 同様に Ni電銪を行い、 第 2複製 (フ ァザ一とは凹凸が反転) 5を得る。 この様子は図 3の ( 1— 4 ) に示さ れる。 第 2複製はマザ一 (MATHER) ' スタンパ一または単にマザ一 5 と呼ばれる。 実際には、 マザ一 5をファザ一 4から剥がすことで I由な マザ一 5が得られる。 この様子は、 図 3の ( 1 — 5 ) に示される。 マザ — 5は、 前記米国特許の Fig.8のサブマス夕一(submaster) 6 0に相当 する。
マザ一 5の剥離を容易にするため、 電铸の前にファザ一 4は表面処理 される。 この処理には重クロム酸カ リ ウム溶液、 過マンガン酸カ リウム 溶液等が用いられ、 この処理はパッシベーシヨン (passivation) と呼ば れる。
マザ一をファザ一から剥がすときにファザ一が少し破損するので、 何 度も繰り返しファザ一を使用することはできない。 せいぜい 2〜 3回が 限度である。 そのため、 1枚のファザ一から 2〜 3枚のマザ一しか得ら れない。 このマザ一がそのまま射出成形用に使用されることもある。 さらに複製を増やすため、 あるいは凹凸形状を反転させるため、 マザ 一 5を原盤の代わりに用い、 ファザーを作製するのと同様に Ni 電錄を 行い、 第 3複製 6 (凹凸形状はファザ一と同じ) を得る。 図 3の ( 1一 6 ) にこの様子が示される。 第 3複製 6はサン (息子 SON ) · ス夕 ンパーまたは単にサン 6 と呼ばれる。 実際には、 サン 6 をマザ一 5から 剥がすことで、 自由なサン 6が得られる。 この様子は図 3の ( 1 — 7 ) に示される。 サン 6は、 前記米国特許の Fig. 9のスタンパ一メ ンバー vstamper member) 7 0にネ目当する。
サンの剥離を容易にするため、 電銪の前にマザ一 5をパッシベ一ショ ン処理する。 この場合にも、 サン 6をマザ一 5から剥がすときにマザ一 が破損されるので、 何度も繰り返しマザ一を使用することはできない。 せいぜい 2 〜 3回が限度である。 そのため 1枚のマザ一から 2 ~ 3枚の サンしか得られない。
結局、 高価な 1枚のファザ一 4から、 2 X 2 ~ 3 X 3 = 4 ~ 9枚のサ ン 6が得られるに過ぎない。
通常はサン 6 (場合よりファザ一 4またはマザ一 5 ) を用いて、 射出 成形法によ り、 大量に成形基板が成形される。 この基板は光ディスクや ハードディスク等の情報記録媒体の素材として使われる。 1枚のサンか ら約 2万〜 3万枚の成形基板を成形することができる。 しかし、 それ以 上の成形を行う と、サンが破損して使川できなくなり、仮に使用しても、 成形基板の品質が低下してしまう。
情報記録媒体は、 エン ドユーザ一に対し今や 1枚数百円 ( C D— の 場合) で売られ、 益々、 低価格のものが要求されている。 これに伴い、 ス夕ンパ一も安価に大量に供給することが求められている。 なお、図 3の( 2 )に示す先願発明におけるス夕ンパーの製造方法は、 マザ一を電铸によって製造するのでなく、 ( 2 — 4 )、 ( 2 - 5 ) に示し、 かつ後に説明するように、 樹脂類 7をファザ一 4に押し付け、 その上か ら透明板 8を介して紫外線照射を行って樹脂類 7を硬化させる等の方法 により、 樹脂製のマザ一 9を製造している点が、 従来技術と異なってお り、 このことにより 1枚のファザー 4から多数のマザ一 9が得られ、 か つ製造時間も短縮されるという特長を有するが、 その他の問題は従来技 術と同じように残されている。 発明の開示
本発明の目的は、 スタンパー (ファザ一やサンなど) を安価かつ大量 に製造する方法を提供すること、 及びこれらのスタンパーを使用して成 型基板を安価かつ大量に製造する方法を提供することにある。
本発明者らは、 鋭意研究の結果、 原盤ゃファザ一 (場合によりマザ一) を横方向に複数個連結して一組 (単体) とし、 この一組について、 一度 に電錡を行うことを着想した。これにより、 目的ス夕ンパーの集合体(単 体) を得、 その後、 個々の目的スタンパー (複数個) に分離することで、 電銪を一度で済ませば、
①一度に複数のスタンパーが得られ (現在のスピー ドの時代に合ってい る)ヽ
②後述のようにス夕ンパーの膜厚分布の均一性が向上する、
③ス夕ンパ一問の膜厚のバラツキがなくなることを
見いだし、 本発明を成すに至った。
ここで、 ②スタンパーの膜厚分布の均一性について、 説明する。 原盤 やファザ一を横方向に複数個連結して一組 (準体) とし、 この一組につ いて、 一度に ¾鍩を行う場合、 2通りの方法が想定される。 第 1の方法 は、 電鎵直後の状態を見たときに、 目的スタンパーの集合体 (単体) で はなく、既に個々のスタンパーに分離している方法である。したがって、 電銪後に個々のス夕ンパーへの分離工程が不要である。 第 2の方法は、 電鎢によりスタンパーの集合体 (単体) を得て、 その後、 個々に分離す る方法である。 この場合、 電錄後に個々のスタンパーへの分離工程が必 要である。 本発明は第 2の方法を採る。 なぜならこれにより、 ②スタン パ一の膜厚分布の均一性が向上し、 ③ス夕ンパ一間の膜厚のバラツキが なくなるからである。
すなわち、 前記目的を達成するための第 1の発明は、 横方向に連なつ た複数の原盤からなる原盤集合体を用意する準備工程、 前記原盤集合体 上に電鎵することにより横方向に連なった複数のファザ一 · スタンパー からなるファザー集合体を製造する電錶工程、 および前記集合体を個々 のファザ一 · スタンパ一に分離する分離工程とを有してなることを特徴 とするファザー · ス夕ンパーの製造方法である。
前記目的を達成するための第 2の発明は、 横方向に連なった複数の原 盤からなる原盤集合体を用意する準備工程、 前記原盤集合体上に電錡す ることによ り横方向に連なった複数のファザ一スタンパーからなるファ ザ一集合体を製造する電鎵工程、 前記ファザー集合体に樹脂を押しつけ ることによ り凹凸の反転した樹脂製マザ一集合体を成形する成形工程、 前記マザ一集合体に電銪することにより横方向に連なった複数のサンス タンパ一からなるサン集合体を製造する電銪工程、 および前記サン集合 体を個々のサンスタンパーに分離する分離工程とを有してなることを特 徴とするサンスタンパーの製造方法である。
前記目的を達成するための第 3の発明は、 前記第 1の発明又は第 2の 発明であって、 前記原盤が円板状で情報記録媒体用のものであることを 特徴とするス夕ンパーの製造方法である。 前記目的を達成するための第 4の発明は、 同一基板上に載置された複 数のファザ一スタンパーからなるファザー集合体を用意する準備工程、 前記ファザー集合体に樹脂を押しつけることにより凹凸の反転した樹脂 製マザ一集合体を成形する成形工程、 前記マザ一集合体に電錡すること により横方向に連なった複数のサンスタンパーからなるサン集合体を製 造する電錶工程、 および前記サン集合体を個々のサンスタンパーに分離 する分離工程とを有してなることを特徴とするサンス夕ンパーの製造方 法である。
前記目的を達成するための第 5の発明は、 前記第 4の発明であって、 前記ファザース夕ンパーが円板状で情報記録媒体用のものであることを 特徴とするサンス夕ンパ一の製造方法である。
前記目的を達成するための第 6の発明は、
( A ) 横方向に連なった複数の原盤からなる原盤集合体を用意する準備 工程、 前記原盤集合体上に電銪することによ り横方向に連なった複数の ファザ一スタンパーからなるファザ一集合体を製造する電銪工程、 前記 ファザー集合体に樹脂を押しつけることにより凹凸の反転した樹脂製マ ザー 合体を成形する成形工程、 前記マザ一集合体に電銪することによ り横方向に連なった複数のサンス夕ンパーからなるサン集合体を製造す る電銃工程、 によってサン集合体を製造し、
( B ) その後、 得られたサン集合体を前記 (A ) の工程におけるファザ 一集合体の代わりに用いて (A ) の工程を得て、 さらにサン集合体を製 し、
( C )必要に応じて ( B ) の工程を繰り返した後、 前記サン集合体を個々 のサンスタンパーに分離する分離工程
を有してなることを特徴とするサンスタンパーの製造方法である。 前 ί ΰ Π的を達成するための第 7の発明は、 ( A ) 同一基板上に載置された複数のファザ一ス夕ンパ一からなるファ ザ一集合体を用意する準備工程、 前記ファザー集合体に樹脂を押しつけ ることによ り凹凸の反転した樹脂製マザ一集合体を成形する成形工程、 前記マザ一集合体に電鎵することにより横方向に連なった複数のサンス タンパ一からなるサン集合体を製造する電銪工程、 によってサン集合体 を製造し、
( B ) その後、 得られたサン集合体を前記 (A ) の工程におけるファザ —集合体の代わりに用いて (A ) の工程を得て、 さらにサン集合体を製 造し、
( C )必要に応じて ( B )の工程を繰り返した後、 前記サン集合体を個々 のサンス夕ンパ一に分離する分離工程
を有してなることを特徴とするサンス夕ンパーの製造方法である。
前記目的を達成するための第 8の発明は、 前記第 1の発明から第 7の 発明のうちいずれか発明の方法で製造されたファザース夕ンパーまたは サンスタンパーを用いて、 樹脂又はガラスを射出成形またはプレス成形 することにより、樹脂製又はガラス製の成形基板を製造する方法である。 本発明によれば、 1度の電鈸で複数のファザーまたはサンが製造され る。そのため、短時間で大量のファザーまたはサンを得ることができる。 しかも、 一度の電銪で製造された各サンの膜厚のバラツキが少なく揃つ ており、 さらに膜厚の均一性も高い。 図而の簡単な説明
1 図は、 本発明の ' 施例 1 と先願発明におけるスタ ンパーの製造過 程を示す図である。 ( 2 ) は先願発明におけるスタンパーの製造過程、 ( 3 ) は本発明の実施例 1のスタンパーの製造過 ί である。
2図は、 本 ¾叨の实施例 2 と先願 ¾明におけるスタンパ一の製^過 程を示す図である。 ( 2 ) は先願発明におけるスタンパーの製造過程、 ( 4 ) は本発明の実施例 2のスタンパーの製造過程である。
第 3図は、 従来技術と先願発明におけるス夕ンパーの製造過程を比較 して示す図である。 ( 1 ) は従来技術におけるスタ ンパーの製造過程、 ( 4 ) は先願発明のスタンパーの製造過程である。
第 4図は、 本発明のファザ一集合体の概略図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態及び実施例のうち、最良と思われるものを、 図を用いて詳細に説明する。 これにより、 各発明の作用効果及び有用性 は、 当業者にとって明らかなものとなるであろう。 なお、 本実施の形態 は、 あく までも最良と思われる例を示すものであり、 各発明の内容がこ れによって制限されるものではない。
また、 本発明に関する原盤(MASTER)には、 後述のとおり、 大きく分 けて I型と II型がある力^ 本明細書及び請求の範囲において、 単に 「原 盤」 と言う場合は両者を総称したものである。
〔原盤 I ( MASTER I ) の製造方法〕
まず、 基板 substrate を用意する。 一般的に基板は円板状である力 円板状に限定されるものではなく角形でもよい。 基板材料としては主に ソ一ダライ ムガラス (青板ガラス) 、 アルミ ノ シ リケー トガラス( 白板 ガラス) 、 無アルカ リガラス、 低膨張化ガラス、 結晶化ガラス等のガラ ス材料やセラミ ックス材料等が用いられ、 セラ ミ ックス材料としては、 溶融石英、 合成石英等の石英、 Siでもよい。 場合によっては、 基板材料 は Al、 Fe、 Cu等の金属でもよい。
基板の ¾而は、 高結度な ¾而精度 (平滑面) を得るために精密に研磨 される。 また、 基板表而に表面屑を形成してもよい。 ¾丽層の材料と し ては、(a) Si02のような S i酸化物、(b) Si 3 N 4 のようなの Si窒化物、 (c) TiSi 2のようなの Si金属化合物、 または(d) Ti , Al , Cu , Cr , Ta , Au , Ag, Pt等の金属、 あるいは(e) Ti02 , TiN , Al 2 0 3 , A1N , T a 0 2 , Ta 2 0 5 , Ta3 N 4 等の金属酸化物や金属窒化物が挙げられる。 表面層は、 基板表面を酸化または窒化することで形成してもよい。
多くの場合、 表面層は、 薄膜の積層技術 (例えば、 真空蒸着、 スパッ 夕 リ ング) により形成される。 その場合、 表面層は、 前記材料を 2種以 上組み合わせて積層した多層構造からできていてもよい。 また、 表面層 は、 平滑性を向上させるために C M P ( chemical mechanical polishing) やその他の手法で精密研磨してもよい。
次に基板表面にフオ トレジス トを塗布する。 一般には、 フォ ト レジス トを塗布する前に、 基板にシランカツプリ ング剤のようなプライマー primerを塗布する。 プライマーは、 基板とフォ トレジス トとの密着性を 向上させる。 しかし、 表面層に Cr、 TiN等が存在する場合、 プライマー は必要ないこともある。 そして、 フォ トレジス トをスピンコートなどの 塗装方法で塗布する。 前述のとおり、 一般にフオ ト レジス ト膜の厚さが ピヅ トゃ潢の深さを決定する。
フォ ト レジス ト塗布後に、 レジス ト感度の調整のために低い温度でプ リベ一クを行う。 その後、 レーザビームレコーダを使ってピッ トや溝そ の他のパターンに沿ってレ一ザビ一ムをレジス 卜に照射する。 これによ り レジス 卜を露光する。
次いで、 露光したレジス トを現像液に浸して現像する。 現像液は、 例 えばリ ン酸ナ ト リ ウム、 リ ン酸カリ ウム、 水酸化ナ ト リ ウム、 水酸化力 リウム等の無機アルカ リ溶液があり、 無機に代えて有機アルカ リ溶液も 使用することができる。 フォ ト レジス トがポジ型の場合、 露光した部分 が現像液に溶ける。 また、 ネガ型の場合、 露光しなかった部分が現像液 に溶ける。 その後、 超純水でレジス トを洗浄する。 溶けた部分では、 下 地の基板が露出している。
こう して、表面にフォ トレジス 卜のパターンを有する基板が得られる。 このような基板を、 本明細書では、 基板を含めてレジス トパターンと呼 ぶ。 このレジス トパターンが原盤 Iである。
原盤 Iは、 現像の後、 やや高い温度でポス トべ—ク post-bake しても よい。 ポス トべ—クによ り、 形成される溝やピッ トの側壁角度が急峻に なる場合もある。 また、 レジス トのエツチング抵抗性を向上させること ができる。 さらに、 ポス トべ一クはレジス トと基板との密着性を向上さ せることもできる。 ポス トべ一クは、 レジス ト表面の硬度を上げる場合 もある。 硬度が上がれば、 この後に導電膜を形成するときや、 その上に さらに電銪法でメ ッキ層を形成するときに、 前記レジス トはそれらに耐 える物性が向上する。
〔原盤 II ( MASTER II) の製造方法〕
まず、 原盤 I (レジス トパターン) を用意する。 この原盤 Iの一部で は基板が露出しているので、 この露出部分をエツチングして ¾板に凹部 を設ける。 この凹部パターンはレジス トのパターンと同一である。
エツチング方法は湿式 ( wet process )でもよい力 s、 乾式 ( dry process; が好ましい。 乾式エッチングの中で、 と りわけ反応性イオンエッチング ( R I E ) が有効である。 他に、 マグネ 卜ロン R I E、 E C R (電子サ イクロ トロン ' レゾナンス)、 I C P (誘導結合型ブラズマ)、 ヘリコン 波等を用いたエッチングも使用可能である。 R I Eは、 通常の低プラズ マ密度 ( 1 0 1 個/ c m 3程度以下) のプロセスでもよい。 しかし、 ェ ッチング部分の肌荒れや側壁の肌荒れを低減するには、 高プラズマ密度 ( 1 0 1 1個/ c m ''程度以上) のプロセスが好ましい。 後者には、 I C P、 へリコン波を川いる R I Eが含まれる。 後者はパターンがさらに微 細になった場合に効果的である。
乾式エッチング ( dry etching) を使えば、 ピッ トの前端及び後端の側 壁角度を急峻にすることができる。 そのため、 光ディスクの再生信号ジ ヅ夕(jitter)が低減される。 セラ ミ ックス型 (原盤 II ) の方が、 レジス ト パターン (原盤 I ) に比べ、 ピッ トや溝の側壁が荒れていない。 乾式ェ ツチングであれば、 エッチングの後も、 凹部の底面や側壁の表面粗さは 極めて小さい。 乾式エッチングは、 急峻な側壁角度を有する凹部を形成 することもできる。 乾式に限らず、 エッチングは、 より深い凹部を形成 することができる。凹部が深いことや、凹部の側壁角度が急峻なことは、 様々な利点を光ディスクにもたらす。 この利点には、 ノイズ低減や隣接 トラック間の光学的クロス トーク cross-talk、熱的クロス トーク thermal cross-talk ( =クロスィ レース、 cross-erase) の f 減力 ある。
表面層を有する基板を使用した場合、 表面層だけをエッチングしても よい。 この場合には、 仮に表面層とその下地である基板との材質が異な れば、 エッチング速度も異なるので、 エッチングの終点を揃えることが できると言う利点がもたらされる。 この場合には、 表面層の厚さが溝や その他の深さを決定する。
エッチングの後、 残留したレジス トを除去する。 除去方法には酸素プ ラズマによる乾式エッチング (アツシング) が可能である。 あるいは、 残留したレジス トを 「濃い酸性溶液 (例えば、 濃硫酸や濃硝酸) を加熱 したもの」 の中に浸すことで、 除去することが可能である。 その溶液中 に過酸化水素水を添加することは効 的である。 こう してレジス トを除 去した後、 超純水等で基板表面を洗净する。
これによ り、ピッ 卜や溝などに相当する凹部を有する基板が得られる。 この基板が原盤 IIである。 基板材料は特にセラ ミ ックスが好ま しい。 何 故なら、 セラ ミ ックスは表而 (肌) が大変に滑らかであるからである。 つまり、セラミ ックスの表面粗さ R aは極めて小さい( R a≤ 1 0 n m、 場合により R a≤ 1 n m )。 このことは、 光デイスクを製造した場合、 光 ディスクのノイズを低くする。 本明細書では、 原盤 IIをセラミ ックス型 と呼ぶことがある。
〔原盤集合体の製造方法〕
本発明においては、 橫方向に連なつた複数の原盤からなる原盤集合体 を用意する準備工程を有する。 すなわち、 図 2の ( 4— 1 ) に示すよう に原盤 3を複数個用意し、 ( 4— 2 ) に示すように、 それを共通の基板 1 1上に固定することで、 原盤集合体 3 Sを作製する。 これに対し、 先願 発明では、 ( 2— 1 ) に示すように 1個の原盤 3を使用する。
〔ファザー集合体の製造方法〕
まず、 原盤集合体 3 Sを用意する。 そして ( 4 一 3 ) に示すように、 これら原 ¾g集合体 3 Sの上にメ ツキ層を厚膜層により形成する。 このメ ヅキ層がファザー集合体 4 Sとなる。 これに対し、 先願発明では、 ( 2 — 2 ) に示すように、 原盤 3の上にメ ツキ層を厚胶層によ り形成する。 こ のメ ツキ層がファザー 4 となる。 先願発明によ りファザーを製造する方 法は、 本突施の形態によ りファザー粜合体を製造する方法と基本的には 同じであるので、 以下においてはその説明を省略する。
一般的に、 メ ツキの手法には乾式と湿式とがある。 湿式には、 無電解 メ ツキと電解メ ツキとがある。 乾式は真空薄膜形成技術と呼ばれ、 真空 蒸着、 イオンプレ一ティ ング、 スパッタ リ ング等がある。 ここでの厚膜 製造メ ツキ方法は、 2方法によ り行われ、 ¾ 1の方法は乾式と無電解メ ツキを含むもので、 第 2の方法は; 11解メ ツキである。
第 2の方法 ( 解メ ツキ) は ¾銥 electro-forming とも呼ばれ、 電銥 は短時問で厚いメ ツキ層を形成することができる。 VI! を行う場合、 原 盤集合体 3 Sは導 ¾性を持っていないので、 最初に原盤 ¾合体 3 Sの表 面に薄い (一般に約 5 0〜 1 0 0 n m ) 金属層を形成する。 該金属層は 導電層と呼ばれ、 該導電層を形成する処理を導電化処理と呼ぶ。
ここで、 該導電化処理は前記第 1の方法によって行われる。 金属は Ni (ニッケル) が好ま しく、 それ以外に Au、 Pt、 Pd、 Ag、 Ti、 Ta、 Cr 等あるいは、 これらの 2種以上の合金があり、 その他に導電率の高い金 属やその金属化合物が使用可能である。 また、 金属にリ ンを含有させて もよい。
金属として、 Niを使用する場合、 あらかじめ Niに近いかまたは等し い熱膨張係数を有する他の金属や金属化合物を第 2ブライマ一層として 形成しておいてもよい。 つま り、 該第 2プライマ一層の上に導電層を形 成するのである。 第 2プライマ一層は、 電錡時または終了後に 「電鍩層 が応力で歪む現象」 を軽減することができる。 この現象は、 場合により ピッ トゃ溝等の凹部を破壊する。 第 2プライマー層は、 場合によって、 ファザ一集合体 ( 4 S ) が完成した後、 除去される。
その後、 導電層が形成された原盤集合体 3 Sは、 電銪を行うためメ ッ キ浴に浸される。 メ ツキ浴には、 多くの場合、 スルファ ミ ン酸ニッケル 溶液が使用される。 電銪を行う と!?電層の上に メ ツキ層が形成され る。 この Niメ ツキ層がファザ一集合体 4 Sである。 Niに代えて、 他の 金属を使用することもできる。
あるいは、 Ni に他の金属例えば Tiや元素例えばリ ン ( P ) を混ぜて もよい。 Tiを混ぜれば、 比較的強固で耐久性の良好な型が得られる。 リ ンを混ぜれば、 表面硬度の高い型を得ることができる。 導電層、 その上 のメ ツキ屑またはその両方を Ni— Pや Ti _ P、 Ni— Ti— P等の合金で 構成すれば、 高硬度で高耐久性のファザー集合体 4 Sを得ることが可能 である。
また、 Ni メ ツキ層の単^ではなく、 Ni メ ツキ層に加えて他のメ ツキ 層 (例えば、 銀や銅、 クロムのような金属またはそれらの合金) を積層 した多層構造でもよい。
場合によっては、 電錡も用いることなしに、 第 1の方法 (乾式または 無電解メ ツキ法) だけで、 金属製のファザ一を製造することも可能であ る。 乾式方法はメ ツキ液の廃液処理の問題がない。 乾式の中でもイオン プレーティ ングは特に低い表面粗さを有する型を与えることができる。 形成されるメ ツキ層の厚さが約 1 0 0 mを越えると、 原盤集合体 3 Sの凹凸は表面に現れなくなる。 即ち、 外から見た場合、 メ ツキ層の表 面は平坦になっている。 メ ツキ層の厚さが約 2 0 0〜約 6 0 0〃m (— 般には約 2 5 0〜約 3 0 0〃 m ) になったら、 メ ツキを止める。 ファザ —集合体 4 Sが完成する。
ファザ一集合体 4 Sは完成した直後は、 原盤集合体 3 Sの上に付着し ているので、 ファザ一集合体 4 Sを原盤集合体 3 Sから剥がす。 ファザ —集合体 4 Sは上述のとおり薄い金属膜の状態なので、 剥がすのに注意 を要する。 剥がした後、 ファザ一集合体 4 S表面にレジス ト、 プライマ 一その他の汚れが付着している可能性があるので、 ファザ一集合体 4 S を洗浄する。 洗浄には、 ① 機溶剤や超純水を用いた湿式洗浄ゃ②アツ シング、 プラズマ処理、 U V照射、 オゾン洗浄等の乾式洗浄がある。 なお、 ここまでのプロセスは、 米国特許 5,673,250号(対応日本特許 : 特開平 8— 2 2 6 2 1号公報) の第 1 1欄第 5 6行〜第 1 2欄第 3 9行 及び F I G . 9 にもいく らか説明されている。
製造されたファザ一集合体は、 個々のファザ一スタンパーに分離し、 それそれをファザ一スタンパーとして使用することもできる し、 そのま ま、 後述のマザ一集合体を製造するために使用することもできる。
〔マザ一集合体の製造方法〕
従来のマザ一 5は、 図 3の ( 1— 5 ) に示すマザースタンパ一 5 と呼 ばれるものでニッケル製である。 本発明におけるマザ一集合体 9 Sは樹 脂製で、 その元になるマザ一 (樹脂製の第 2複製) は、 先願発明に使用 されたものである。 先願発明のマザ一 9は、 図 3の ( 2 — 5 ) に示され るように、 基板 8 とその上の凹凸樹脂 7からなる。 本発明のマザ一集合 体 9 Sは、 このマザ一 9 を複数個連結したものである。
簡単に言えば、 マザ一集合体 9 Sは、 次のように作られる。 この製造 方法は、 先願発明においてマザ一 9 を製造する方法と基本的に同じであ る。 すなわち、 ( 4— 5 ) に示すように、 前記ファザ一集合体 4 Sの凹凸 面に柔らかい樹脂 7を押し付け、 その後、 透明体の基板 8を通して紫外 線を照射する等によ り、 樹脂 7を固化 (harden ) または硬化 (cure ) さ せる。 固化または硬化した樹脂はファザー集合体 4 Sの凹凸を転写して いる。 その後、 ファザ一集合体 4 Sから剥がす。 剥がされた樹脂がマザ —集合体 9 Sである。 即ち、 マザ一集合体 9 Sは樹脂製の第 2複製であ る。 これが本発明の特徴の一つである。 この点で、 従来技術の金属製の マザ一と異なる。
さらに、 従来技術と大きく異なる点は、 1つのファザ一集合体 4 Sか らマザ一集合体 9 Sを製造した後、 ファザ一集合体 4 Sは繰り返し何度 でも再使用可能なことである。 従来技術では、 ファザ一はせいぜい 3回 再使用できるに過ぎない。 本発明であれば、 10000回以上再使用できる ことが確認されている。 さらに異なる点は、 ファザ一集合体 4 Sから製 造される複数のマザ一集合体 9力 マザ一集合体 9間で比較して個体差 がない。 つま り、 それらのマザ一集合体 9は、 全く同一物 (クロ一ン) であることである。 そのため、 それそれのマザ一を使って、 それそれ金 属製のサン (第 3複製) を製造した場合、 得られたサン 6は互いにクロ —ンになる。
ファザ一柒合休 4 に押しっける時の樹脂は、 転写性の高 Lゝ樹脂が好 ましい。 粘度が低いものや流動性が高いものは転写性が一般に高い。 粘 度を低くするには、 ①加熱して軟化させる方法がある。 この場合は樹脂 を冷やせば、 固化する。 あるいは、 ②樹脂に溶剤を混ぜてもよい。 この 場合は、 溶剤を揮発させれば、 樹脂は固化する。 また、 ③低分子量の樹 脂またはプレポリマー(prepolymer)または樹脂原料は、低粘度である。 極端には、 液体状である。 これらに溶剤を混ぜてもよい。 溶剤を混ぜれ ば、 さらに低粘度になる。 この場合には、 マザ一集合体 9 Sの表面でそ れらの高分子化 (例えば硬化 cure ) を進めれば、 固体の樹脂 (高分子量 の樹脂) が生成する。 生成した樹脂ファザ一集合体 4 Sの凹凸を転写し ている。
樹脂の粘度を低くする方法としては、 特に③の方法が好ましい。 ③の 方法を用いた場合、 高分子化を進める手段は、 (a) 加熱または(b) 放射 線照射である。 あるいは、 (c) 2つの樹脂液を混合し、 放置するだけで 互いに反応し高分子化する手段もある。放射線としては、イオンビーム、 電子線、 紫外線、 遠紫外線、 レーザ一光線、 X線、 シンクロ ト ロ ン放射 線等が挙げられる。 なかでも、 紫外線が取扱いやすいだろう。
以下、 マザー桀合体 9 Sを製造するのに好ま しい方法を説明する。 図 1の ( 3— 4 ) の場合を除き、 ファザ一集合体 4 Sが薄い (一般に 2 5 0〜 3 0 0 〃m程度) ため、 平面性が悪い。 そこで、 まずファザー集合 体 4 Sを平面性の高い基板で裏打ちすることが好ましい。 基板は金属ま たはガラスである。 金属としては、 例えば、 鉄、 銅、 真鍮、 アルミニゥ ム、 ステンレス、 'ί銅等がある。基板の厚さは 1 〜 2 0 m m程度である。 基板は接着剤でファザ一に接着する。
ファザ一集合体 4 Sの凹凸面を上に向けて置く。 そして、 上から低粘 度の放射線硬化可能な樹脂液 7 を垂らす。 泡が入らないように樹脂液の 上に透明板 (一般にガラス板) 8を置く。 透明板 8を通じて放射線を照 射して樹脂を硬化させる。図 1の(2— 4 ) や(3— 5 ) 、図 2の(4— 5 ) 、 図 3の 〔 2 — 4〕 がこの状態を示す。 硬化した樹脂 7を透明板 8 と共に ファザ一集合体 4 Sから剥離する。 こう して硬化樹脂 7 と透明板 8の 2 層からなるマザ一集合体 9 Sが得られる。
透明板 8 としてのガラス板の厚さは、 0 . 6 m m以上、 好ましくは約 4 m m〜約 1 0 m mである。 ガラス板の表面粗さは、 原盤の基板 ( 1 ) に比べて低くてよい。 表面粗さ R aは 5 n m ~ 1〃mでよい。 ガラス板 に代えて、 ポリカーボネート、 ポリスチレン、 ポリオレフイ ン、 ァク リ ル樹脂等の樹脂も使用可能である。
ガラス板を使用する場合、 あらかじめ洗浄を行った後、 樹脂との接着 性を向上させる第 3プライマーを塗布してもよい。 塗布した後、 加熱 bakeすることが好ましい。第 3プライマーは例えばシランカップリ ング 剤等である。
シランカップリ ング剤としては、 例えばビニルシラン、 ァク リルシラ ン、 エポキシシラン、 アミノシラン等がある。 ビニルシランとしてはビ ニルト リクロルシラン、 ビニルト リス( ?—メ トキシェ トキシ) シラン、 ビニル ト リエ トキシシラン、 ビニル ト リメ トキシシラン等があり、 ァク リルシランとしては、 ァ一メ夕クリロキシプロビル ト リメ トキシシラン 等があり、エポキシシランとしては/?一( 3, 4エポキシシクロへキシル) ェチル ト リ メ トキシシラン、 ァーグリシ ドキシプロビル ト リメ トキシシ ラン、ァ一グリシ ドキシプロビルト リメチルジェ トキシシラン等があり、 アミ ノシランと しては N— /? ( アミ ノエチル) ァ一ァミ ノプロピル ト リ メ トキシシラン、 N — ( アミ ノエチル) ァ一ァミノプロピルメチルジ メ 卜キシシラン、 ァ一ァミ ノプロピル ト リエ トキシシラン、 N—フエ二 ル一ァ一ァミノプロビル ト リメ トキシシラン等がある。 その他、 ァ一メ ルカプトプロピル 卜 リメ トキシシラン、 アークロロプロビル ト リメ トキ P T JP 1
22 シシラン等も使用される。
その他のプライマ一の例は、 シラン (例えば、 クロロシラン、 アルコ キシシラン) ゃシラザンゃ特殊シリル化剤である。 これらのプライマ一 は 2種以上混合して使用してもよい。 プライマーは、 トルエン、 キシレ ン、 エチルアルコール、 メチルアルコール、 イソプロピルアルコール等 の溶媒で希釈して使用してもよい。
マザ一の樹脂としては、例えば、以下のようなものが使用可能である。 大別すると (A ) 熱可塑性樹脂と ( B ) 熱硬化性樹脂がある。
( A ) 熱可塑性樹脂 :
ポリカーボネート、 ポリスチレン、 スチレン系ポリマーァロイ、 ポリ ォレフ ィ ン、 ポリエチレン、 ポリ プロ ピレン、 アモルフ ァス · ポリオレ フィ ン、 ァク リル樹脂 (例えば、 ポリメチルメタク リ レ— ト系) 、 ポリ 塩化ビニール、 熱可塑性ポリウレタン、 ポリエステル、 ナイ ロンなど。
( B ) 熱硬化性樹脂 :
熱硬化性ポリ ウレタン、 エポキシ樹脂、 不飽和ァク リル樹脂、 ァク リ ルウレタン樹脂、 不飽和ポリエステル、 ジエチレングリコールビスァリ ルカ一ボネー ト樹脂など。 主成分と して、 ウレタン化ポリ (メタ) ァク リ レー トやポリカーボネー トジ (メタ) ァク リ レート、 ァセ夕一ルグリ コールジァク リ レー トを含む樹脂液を硬化させた樹脂も好ましい。
熱硬化性樹脂の場合は、 ファザ一に接触させる時は低分子量の樹脂液 が使用される。その樹脂液には、硬化触媒または硬化剤を含めてもよい。 紫外線で硬化させる場合には、硬化触媒として、光^感剤が使川される。 光増感剤の代表的なものとしてはァセ 卜フエノン系、 ベンゾィンアルキ ルェ一テル系、 プロピオフエノ ン系、 ケ トン系、 アン トラキノン系、 チ ォキサン トン系が举げられる。 複数種を混合して使用してもよい。 特に ケ 卜ン系の 1 ーヒ ドロキシシク口へキシルフェニルケ トン等が転写性能、 離型性能、 品質安定性の面で有用である。 紫外線で硬化する樹脂は特に 紫外線硬化型 (curable)樹脂と呼ばれる。 これらの樹脂はマザ一の材料 として好ましい。
マザ一集合体 9 Sを剥離するとき、 ファザ一集合体 4 Sや後述のサン 集合体 6 Sに付着しない樹脂が好ま しい。
後の電銪工程ゃィオンプレーティ ング工程における静電気対策のため に、 帯電防止剤を樹脂液に混合してもよい。 あるいは、 マザ一集合体 9 Sが完成した後に、薄い帯電防止層(例えば、 Pt層)を形成してもよい。 このような対策は焼け焦げ、変形、剥離、 ゴミ付着等の問題を防止する。 また、 マザ一集合体 9 Sの厚さをよ り均一にする上でも、 これらの対策 は有効である。
あらかじめ裏打ちがない場合、 ファザー集合体 4 Sからマザ一集合体 9 Sを剥離する前に、 ファザ一は薄いので、 ファザ一集合体 4 Sを金属 板で ¾打ちすることが好ましい。 鉄、 銅、 真鍮、 アルミニウム、 ステン レス、 青銅等の金属板をファザー粜合体 4 Sの裏面に接着する。 そうす ると、 ファザー集合体 4 Sからマザ一集合体 9 Sを剥離しやすい。
剥離されたマザ一集合体 9 Sは、 肌荒れがない。 ファザ一集合体 4 S の表面粗さ R a が 1 0 n m以下の場合、 マザ一集合体 9 Sの表面粗さ R a も 1 0 n m以下となる。 ファザ一集合体 4 Sの表面粗さ R a が 1 n m 以下の場合には、マザ一集合体 9 Sの表面粗さ R a も 1 n m以下となる。 これが本発明の特徴の一つである。
剥離された後のファザー集^体 4 Sは、 びマザ一集合体 9 Sを製造 するために繰り返し使用することができる。 ある実施例ではファザ一集 合体 4 Sは 1000 回使われた。 本発明者の推測では、 ファザ一集合体 4 Sは 10000回以上繰り返し使用することができる。 これは、 マザ一集合 体 9 Sが樹脂でできているため、 剁離時にファザー集合休 4 Sを損傷す ること (特に肌を荒らすこと) がないためと推測される。 損傷がないの で、 10000回以上繰り返し使用されても、 製造された 10000枚以上のマ ザ一は、 互いに個体差のない (または個性が極めて似ている)。 それ故、 それらのマザ一はクローンに例えられよう。
したがって、 高価なファザ一に比べれば、 マザ一はずつと安価に速く 製造される。
なお、 図 2には、 先願発明においてマザ一 9 を製造する過程が ( 2 — 4 )、 ( 2 — 5 ) に示されているが、 これは、 すでに説明したマザ一集合 体 9 Sを製造する過程と同じであるので説明を省略する。
〔サン集合体の製造方法〕
サン 6はファザ一 4 と同じく金属製である。 サン集合体 6 Sは、 複数 個のサン 6が横方向に連なったものである。 サン集合体 6 Sの製造方法 は、 ファザ一集合体 4 Sと同じである。 図 2においては ( 4— 7 )、 ( 4 — 8 ) に示されている (先願発明の場合は ( 2 — 6 )、 ( 2— 7 ) により サン 6が製造される)。 この場合、 原盤集合体 3 Sに代えてマザ一集合体 9 Sが使用される。 サン集合体 6 Sはマザ一集合体 9 Sをメ ツキするこ とによ り製造される。 ただし、 マザ一集合体 9 Sの上にいきなり前述の 導電化処理をしてメ ツキするのではなく、 その前に、 1 〜 2 0 Aのフォ トレジス トを塗布してもよい。 その後で導電化処理し、 そしてメ ツキす るのである。 こうすると、 表面粗さ R aおよびうねり W aが多少改良さ れる。 具体的な作製方法は、 上述のファザ一 4またはファザ一集合体 4 Sの作製方法と同様なので、 ここでは省略する。
サン集合休 6 Sはマザ一 ½合体 9 S上で作製するので、 作製した後、 マザー粜合休 9 Sから剥離する。 剥離後、 マザ一集合体 9 Sは 1 0 0回 以上繰り返し使用可能である。
サン粜 休 6 Sの平面性を めるために、 ①サン ίΐί合休 6 Sの剥離前 または②剥離後に、 サン集合体 6 Sの裏面を機械的に研磨する。 ③剥離 後に研磨する場合は、 サン集合体 6 Sの凹凸面を保護するため、 マザ一 集合体 9 Sから剥離後、 サン集合体 6 Sの凹凸面に保護コー トを施す。 保護コートは、 剥離可能型の保護塗料を塗布し、 乾燥させることによつ て形成される。
〔サンの製造方法〕
サン 6はサン集合体 6 Sから分離することにより得られる。 一般には サン 6をサン集合体 6 Sから機械的に外形を打ち抜く ことにより分離さ れる。 一般には、 個々のサン 6に分離された後、 個々のサン 6の中心付 近も機械的に打ち抜かれる。 こうすることによ り ドーナツ状のサン 6が 仕上がる。 これでサン 6は出荷が可能となる。
本発明の特徴であるが、剥離後のサン 6の肌荒れが小さい。そのため、 マザ一集合体 9 Sのマザ一 9の表面粗さ R aがで 1 0 n m以下の場合、 サン 6の表面粗さ Ra も 1 0 nm以下となる。 マザ一集合体 9 Sのマザ 一 9の表面粗さが R aで 1 nm以下の場合、 サン 6の表面粗さ Ra も 1 nm以下となる。 本発明によれば、 場合により、 Ra で 0. 5 nm以下 RM Sで 0. 3 nm以下の衷而粗さを有するサン 6も製造可能である。 さらに、 よ り良好な条件を選択すれば、 1 &で 0. 3 nm以下RM Sで 0. 2 nm以下または 0. 1 n m以下 のサン 6も提供可能である。 マザ一集合体 9 Sがクローンであることから、 1つのファザ一集合体 4 Sから製造されたサン 6もクローンである。 極端に言えば、 サン 6は ファザ一 4 ともクローンの関係にある。 したがって、 高価なファザ一 4 またはファザー集合体 4 Sから多数の安価なサン 6が製造される。
なお、 R I Eで製造された原盤 IIを使用した場合、 サンの肌荒れが少 なく、 特に高品質のサンが製造される。
〔識別〕 上記説明のように多くのサンを区別するのは困難である。 そこで、 サ ンの所定位置に刻印してもよい。 位置は、 例えば信号領域がサンの半径 2 2 m m ~ 5 9 m mであれば、 それ以外の部分例えば、 半径 2 0 m m〜 2 1 m mの部分である。 刻印は、 単なる溝 groove や凹部またはピッ 卜 でもよい。 刻印は、 数字や記号でもよい。 細かい凹部の集合により、 目 で見た場合、 文字や数字、 記号を表しているものが好ましい。 刻印は、 レーザー加工、 ス夕ンビング加工、 プレス加工によって行われる。また、 刃物、 やすり、 研磨テープ等で直接サンに傷を付けることにより刻印し てもよい。
刻印は、 原盤やファザ一、 マザ一に行ってもよい。
これらの刻印は成形基板に転写されるので、 製造された成形基板を見 れば、 どの型が使用されたか判別でき、 前記刻印は、 成形基板の品質管 理に利用することができる。
〔成形基板の成形〕
サン 6を用いて、 サン表面の凹凸を転写する方法で、 成形基板が製造 成形される。 成形方法には、 射出、 プレス、 注型などがある。 なかでも、 射出成形法が高い生産性を持つ。 成形基板の材質は、 樹脂またはガラス 特に低融点ガラスである。
成形基板に使用される樹脂は、 一般に熱可塑性樹脂特に比較的硬い樹 脂である。 その例としては、 ポリカーボネート、 ポリスチレン、 スチレ ン系ポリマーァロイ、 ァク リル樹脂例えば、 ポリメチルメタク リ レ一 ト 系 、 ポリ塩化ビニール、 ポリエステル、 ナイ ロン、 エチレン一酢酸ビニ ール樹脂、 アモルファス ' ポリオレフイ ンなどがある。 しかし、 場合に よ り熱硬化性樹)] ¾も使用可能である。 その例と しては、 エポキシ樹脂、 熱硬化性ポリ ウレタン、 不飽和ァク リル樹脂、 不飽和ポリエステル、 ジ エチレングリコールビスァリルカーボネート樹脂などがある。 樹脂基板 の成形技術は先行技術と同じなので、 これを省略する。
以下、 本発明の実施例を示す。 ここでは、 R aと W aの値は、 Wyko Corp . 社の" TOPO-SYSTEM" で測定した。
(実施例 1 )
本発明の第 1の実施例を、 図 1 を用いて説明する。 なお、 図 1 には、 比較のために先願発明によるス夕ンパーの製造過程をあわせて示してい るが、 図 2に示したものと同じであるので説明を省略する。
〔原盤 I〕
まず、 基板材料と して合成石英板を 1枚用意した。 この板を外径 1 8 5 m m、 内径 2 0 m m、 厚み 6 m mの ドーナツ状円板に加工し、 基板 1 とした。 その後、 基板表面をそれそれ表面粗さ : R a = 1 n m以下に精 密研磨した。 洗浄後、 基板表面に 「プライマーとしてのへキサメチルジ シラザン」 とフォ ト レジス トをこの順にスピンコート し、 1 0 0 °Cのク リーンオーブン内で 3 0分プリべ一クした。 そして、 厚さ約 2 0 0 n m のフォ ト レジス ト層 2が基板 1上に形成された。
次にレーザ一カツティ ング装置を用いて、 フォ ト レジス ト 2を露光し た。露光のパターンは、 書き換え可能型 M Dミニディスク フォーマッ ト に従って a ゥォヅブル ( wobble ) ガイ ド溝パターンおよび b T◦ C ( table of contents) ノ、。ターンとなるプリ ピッ ト (prepits) である。 ト ラックピッチは 1 . 6〃 m、 溝幅は 1 . 2 〃 m、 溝のゥォッブル振幅は 約 3 0〜 4 0 n m、 T 0 Cパターンにおけるプリ ピッ ト幅は約 0 . 4〃 mとした。
露光を終えたレジス トを、 それそれ無機アル力 リ現像液 A Zデベロ ッ パ一 : へキス ト社製で現像した。 レジス ト表而を、 超純水を用いてスピ ン洗浄し、 その後、 1 2 0 °Cのク リーンオーブンで 3 0分ポス トべ一ク した。 これによ り レジス 卜ノ;ターンが形成された。 このレジス トパター ンが原盤 I 3である。 この様子は図 1の ( 3— 1 ) に示される。
レジス ト層の厚さは、 現像でやや薄くなり、 約 6 5 n mであった。 ここでは、 フォ ト レジス ト材料として 「残存率が 9 5 %以上のもの」 を使ったので、 溝の側壁、 ピッ ト側壁及びビッ ト前後エッジがいずれも シャープに形成された。そのため、ゥォッブル信号の再生が正確である。 また、 C N Rの向上、 クロスィ レ一ズ (cross-erase) の減少及びクロス トーク (cross-talk ) の減少がもたらされる。 書き込み信号および読み 取り信号の ドロップアウ トも少なくなつた。 溝の底および側壁の表面粗 さ、 ピッ トの底及び側壁の表面粗さがそれそれ小さいため、 ノイズが小 さくなつた。
この実施の形態とは別に原盤 I 3を反応性ィオンエッチング R I E 装置内に入れ、 ドライエッチングを行い、 残ったレジス トを除去し、 洗 浄すると、 原盤 Π が得られるが、 本形態では実施しない。 原盤 II は石 英基板 1 に直接にパターンが食刻されたものである。
〔ファザ一〕
原盤 I 3をスパッ夕 リ ング装置にセッ ト し、 表面に厚さ約 5 0〜 7 0 n mの N i層導電層を付着 (dep osition ) させ、 これにより導電化処理 を実施した。 原盤 Iの凹凸が深い場合は、 R F放電下でスパッ夕 リ ング することが好ましい。 R F放電下では、 原盤 Iの帯電による悪影響例え ばスパッタ リ ング速度ムラを受けにく くなる。 そこで本形態では、 R F 放電電力 : 4 0 0 W下でスパッタ リ ングを実施した。 ここで、 導電層の 層が厚くなると、 後工程で成膜する メ ツキ層が剥がれる場合があ るため、 Ni層導電層の厚さを 1 0 n m〜 4 0 n m程度に薄くする。 次に原盤 I をスルフア ミ ン酸ニッケルを溶かしたメ ッキ浴に入れた。 浴の温度は約 4 5〜 5 5 °Cにした。 そして、 通電することにより N i電 歸を [¾!始した。 始時は、電流密度を低く し、徐々に電流密度を上げた。 電銪は、 得られた Ni メ ツキ層つま りファザ一 4の厚さが 2 9 3〃mに なったとき止めた。 この様子は図 1の ( 3— 2 ) に示される。
次に、 ファザ一 4を原盤 I 3から剥した。剥したファザ一は図 1の( 3 一 3 ) に示される。 このときファザ一 4の表面粗さ R aは 1 n m以下で あった。
次に、 ファザ一 4の凹凸面に保護塗料として商品名 : ク リ ンコー ト S ファイ ンケミカル ジャパン社製をスピンコート法によ り塗布した。 塗 布した後、 塗膜を約 1 0時間自然乾燥させた。 これによ り凹凸面は保護 コー卜で覆われた。
凹凸面が保護されたファザ一の裏面を研磨した後、 その内径と外径を 打ち抜いて落とした。こう して、 ドーナツ状のファザ一 4が仕上がった。
この工程では、 電銃の準備を開始してから仕上げまでに約 4時間を要 した。
〔ファザー集合体〕
ファザ一 4を A B C 3枚用意し、 これらを図 4に示すように横方向に 迚結して 2 5 0 m mのステンレス基板 1 2の上にエポキシ接着剤で接 着した。 これにより ファザー粜合体 4 Sが得られる。 基板 1 2を使用す ることで、 ファザ一の平面性が向上する効果もある。 なお、 図 1 におい ては、 簡略化のために、 ファザ一集合体 4 Sと して 2つのファサーのみ を図示している。
〔マザ一集合体〕
紫外線硬化型樹脂液を川意する。 この樹脂液は、
①化学構造式 1のァセタールグリコールジァク リ レートを 7 0部、
②化学構造式 2 と化学構造式 3の混合物であるウレ夕ンァク リ レー 卜を 3 0部、 そして、
③ 1 ー ヒ ドロキシシク ロへキシシク ロへキシルフ ェニルケ ト ン 商品 名 : ィルガキュア一 1 8 4 ; チバ · ガイギ一株製 を 3部
混合することで調製された。
化学構造式 1
CH2
Figure imgf000032_0001
Riは Hまたは CH3
R2は CH3または C2Hs
化学構造式 2
0 0 o ' o o o
I! II i! M II
CHcCH COCH2CH2OC NH_R3—NH C 0 - R「0 C NH~R「 NH C OC H2CH20 C CH二 CH2
R3は CHi
Figure imgf000032_0002
化学構造式 3 0 0 0 0 0 0
II II II II II II
CHcCH C OC ¾ C H20 C NH— R3—NH C 0— R5— 0 C N R3— NH C OC H2CH20 C CH二 CH2
Figure imgf000033_0001
R6は ― CH2 CH2 CH2 CH2O -(— CH2 CH2 CH2 CH20 "— CH2 CH2 CH2 CH2
20
樹脂液としては、 熱や光の吸収特性、 離型性、 耐光性、 耐久性、 硬度 を考えると、色数 A P HAが 3 0〜 5 0、屈折率が 2 5 °Cで 1. 4〜 : L . 8程度のものが好ましい。 本実施の形態では、 離型性及び後の電銪を複 数回数行うことを考えて、 色数 4 0、 屈折率 1. 4 7〜 1. 4 8の樹脂 液を用いた。
樹脂液の比重は、 2 5 °Cで 0. 8〜 1. 3程度、 粘度は 2 5 °Cで 1 0 〜 4 8 0 0 C P S程度のものが転写性の点で好ましい。 本実施の形態で は、 マザ一の複製時間の短縮化および混入する泡の低減を目的として、 比重が 1. 0 8程度、 粘度が 4 5 0 0〜 4 7 8 0 C P S程度の樹脂液を 用いた。
粘度は、 低分子 の成分を fflいることで可能である。 つま り、 ウレ夕 ンァク リ レート化学構造式 2および 3の分子量は、 1 0 0 0〜 2 0 0 0 程度と大きいので、 別の低分子量の成分を月]いれば粘度を低くすること ができる。
また、 別に、 外径 2 5 0 m m、 内径 1 0 mm, み 6 m mの青板ガラ ス円板を用意した。 そして、 円板を洗浄し、 表面にプライマーであるシ ランカップリング剤塗布した。 シランカップリ ング剤は、 ァ一メタク リ ロキシプロビル ト リメ トキシシランを溶媒トルエンに溶かして、 2 %程 度の溶液としたものである。塗布法はスピンシャワー法である。塗布後、 1 2 0 °Cでべ一ク bake した。
そして、 凹凸面を上にしたファザ一集合体 4 Sの上に前記樹脂液 7を 垂ら し、 上から前記ガラス円板 8を押しつけ、 樹脂液 7を円板 8 とファ ザ一集合体 4 Sで挟みこんだ。 このとき、 樹脂液 7に泡が入らないよう に注意した。 さらにガラス円板 8を加圧して粘稠な樹脂液 7をファザ一 集合体 4 Sの表面全体に均一に押し拡げた。
ガラス円板 8を通して、 樹脂液 7に水銀ランプからの紫外線を 5〜 6 0秒程照射する。 これにより樹脂液は硬化し硬い樹脂層 7が生成した。 ここでは樹脂層 7 とガラス円板 8の 2層構造物がマザ一集合体 9 Sであ る。 この様子は図 1の ( 3— 5 ) に示される。
次にマザ一集合体 9 Sをファザ一集合体 4 Sから剥離した。 剥離は両 者を損傷しないように注意深く実施した。 マザ一集合体 9 Sのマザ一 9 表面組さ R aも、 l n m以下であった。
剥離した後に残されたファザ一集合体 4 Sは、 損傷していないので繰 り返し使用可能である。 驚くべきことに、 ファザ一集合体 4 Sには樹脂 が付着しておらず、 残存樹脂の除去は不要であった。 そこで、 再び、 そ のままファザ一集合体 4 Sを使用してマザ一集合体 9 Sを製造した。 フ ァザ一集合体 4 Sは繰り返し 1000回も使用可能である。
〔サン集合体〕
マザ一集合体 9 Sからサン集合体 6 Sを電銪した。 電銪方法は、 上記 のファザ一集合体 4 S と同じである。 ただし、 原盤 3の代わりにマザ一 集合体 9 Sを使用する。 図 1の ( 3— 7 ) に示すように、 製造直後は、 サン集合体 6 Sはマザ一集合体 9 Sの上にある。 そこで、 サン集合体 6 Sをマザ一集合体 9 Sから剥離すると、 図 1の ( 3 — 8 ) に示す自由な サン集合体 6 Sが得られる。
サン集合体 6 Sを剥した後のマザ一集合体 9 Sは、 損傷しておらず、 マザ一集合体 9 Sは 1 0 0回以上繰り返し使用可能であった。 驚くべき ことに、 サン集合体 6 Sには樹脂が付着しておらず、 残存樹脂の除去は 不要であった。
〔サン〕
サン集合体 6 Sを大まかに 3枚のサン 6に切り離した。 得られた各サ ンの凹凸面に保護コートを施した後、 裏面を研磨して、 均一な厚さを得 た。 そして、 サンの内径と外径を打ち抜き、 仕上げた。 こう してサン 6 が完成した。 各サン 6の平均の膜厚は 2 9 3〃mで、 膜厚のばらつきは ± 5〃m以内であり均一であった。 サン 6の表面粗さ R aおよびうねり W aはそれそれ 1 n m以下であつた。
得られた各サン 6をそれそれ順に 「専用の再生装置」 にセッ ト して、 その再生信号をチェックした。 信号の種類は、 トラッキング信号、 ノィ ズ、 ゥォブル信号、 ア ドレス信号、 欠陥数である。 その結果、 信号の品 質は、 ファザ一 4からの再生信号と同等であった。 各サン 6からの再生 信号も互いに同等であった。
本実施の形態によれば、 一度の電銪で 3枚のサン 6を製造することが でき、 後の分離工程を考えても、 3枚のサンを得るのに単時間で済み、 昨今のスピ一ド経営の時代にマッチしている。
3枚のサンについて、 それそれ射出成形機にセッ ト し、 試みに樹脂製 の成形基板を成形した。 成形条件は変えずに成形することができた。 そ のため、 3枚のサンは個体差がなく クローンと呼ぶことができる。
(実施例 2 ) 以下、 本発明の第 1の実施例を、 図 2 を用いて説明する。
〔原盤 I〕
第 1の発明の実施の形態と同じ方法で 3枚の原盤 I 3を用意した(( 4 — 1 ) には簡略化のため 2枚のみ表示、 以下同じ)。
〔原盤集合体〕
3枚の原盤 I を大きなガラス基板 1 1の上に横方向に連結して接着す ることによ り、 原盤集合体 3 Sを製作した ( 4— 2 )。
〔ファサー集合体〕
原盤 Iの代わりに原盤集合体 3 Sを用い、 実施例 1の 〔ファザ一〕 と 同様にして、 ファザ一集合体 4 Sを電錶した ( 4— 3 )。
原盤集合体 3 Sからファザ一集合体 4 Sを剥がした ( 4— 4 ) 後、 ァ セ トン等の有機溶剤で表面の残留レジス トを洗い落とした。 その後、 フ ァザ一集合体をスピン洗浄した。 ファザ一集合体の凹凸面に商品名 : シ リテク 卜 SILITECTO エース産業 ACE INDUSTRIALS Co.社製 をス ピンコート した。 こう して保護されたファザ一集合体 4 S裏面を研磨し た。
これらのファザー集合体 4 Sの裏面に実施例 1 と同様にステンレス基 板を接着した不図示。
〔マザ一集合体〕
実施例 1 と同様にファザ一集合体 4 Sから樹脂製マザ一集合体 9 Sを 製造複製した ( 4— 5、 4— 6 )。 マザ一集合体 9 Sを剥離した後のファ ザ一集合体 4 Sには損傷がなかった。 驚くべきことに、 ファザー集合体 4 Sには樹脂が付着しておらず、 残存樹脂の除去は不要であった。 そこ で、 そのまま、 ファザ一集合体 4 Sを繰り返し使用することができる。 繰り返しは 1000回位可能である。
〔サン集合体〕 第 1の実施の形態と同様に樹脂製マザ一集合体 9 Sからサン集合体 6 Sを製造複製した ( 4一 7、 4 _ 8 )。 サン集合体 6 Sを剥離した後のマ ザ一集合体 9 Sに損傷はなかった。 驚くべきことに、 サン集合体 6 Sに は樹脂が付着しておらず、 残存樹脂の除去は不要であった。 マザ一集合 体 9 Sは 1 0回位繰り返し使用することができる。
〔サン〕
サン集合体 6 Sから外形を打ち抜く ことにより、 3枚のサン 6を入手 した ( 4— 9 )。 その後、 内径も打ち抜き、 内径 3 4 mm、 外径 1 3 8 m mの ドーナツ状のサン 6を得た。 各サン 6の膜厚は、 3 04〃mで、 膜 厚は均一であった。 各サン 6の表面粗さ R aおよびうねり Waはそれぞ れ 1 nm以下であつた。
(実施例 3 )
射出成形機と して、 住友重機械工業株式会社 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. 製の商品名 「 S D 3 0」 を用意した。
成形基板用の樹脂として、 帝人株式会社製のポリカーボネート ' 商品 名 「AD 5 5 0 3」 を用意し、 上記成形機のホッパーに供給しセッ ト し た。
実施例 1で作製したサンを上記成形機に取りつけ、 金型温度を 1 2 5 °C、 樹脂温度を 3 4 0 °C、 射出圧力を 3 0 t、 サイクルタイムを 1 2 秒の成形条件で樹脂基板を成形した。 基板の厚さは 0. 6 mmである。 その結果、 2時間で 6 0 0枚の成形基板 ø二 1 2 0 mmが製造された。 産業上の利用可能性
本究明に係るスタンパ一は、 微細な凹凸を持つ成形基板 (樹脂製また は場合によ りガラス製) の成形 (例えば、 射出成形、 プレス成形) に使 用される。 また、 本 ¾明に係る成形¾板は、 光ディスク、 磁気ディスク またはハードディスクその他の用途に使用される。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 横方向に連なった複数の原盤からなる原盤集合体を用意する準備ェ 程、 前記原盤集合体上に電錶することにより横方向に連なった複数のフ ァザースタンパーからなるファザ一集合体を製造する電錶工程、 および 前記集合体を個々のファザースタンパ一に分離する分離工程とを有して なることを特徴とするファザ一スタンパーの製造方法。
2 . 横方向に連なった複数の原盤からなる原盤集合体を用意する準備ェ 程、 前記原盤集合体上に電銪することにより横方向に連なった複数のフ ァザ一スタンパ一からなるファザ一集合体を製造する電錶工程、 前記フ ァザ一集合体に樹脂を押しつけることにより凹凸の反転した樹脂製マザ 一集合体を成形する成形工程、 前記マザ一集合体に電錶することにより 横方向に連なった複数のサンスタンパ一からなるサン集合体を製造する 電銪工程、 および前記サン集合体を個々のサンス夕ンパーに分離する分 離工程とを有してなることを特徴とするサンスタンパーの製造方法であ る。
3 . 請求の範囲第 1項又は第 2項に記載のス夕ンパ一の製造方法であつ て、 前記原盤が円板状で情報記録媒体用のものであることを特徴とする ス夕ンパーの製造方法である。
4 . 同一基板上に載置された複数のファザ一スタンパーからなるファザ 一集合体を用意する準備工程、 前記ファザ一集合体に樹脂を押しつける ことにより凹凸の反転した樹脂製マザ一集合体を成形する成形工程、 前 記マザー粜合体に電铸することによ り横方向に連なつた複数のサンス夕 ンパーからなるサン集合体を製造する電銪工程、 および前記サン集合体 を個々のサンスタンパーに分離する分離工程とを有してなることを特徴 とするサンスタンパーの製造方法。
5 . 請求項 4に記載のサンスタンパーの製造方法であって、 前記ファザ ース夕ンパーが円板状で情報記録媒体用のものであることを特徴とする サンスタンパーの製造方法である。
6 . ( A )横方向に連なった複数の原盤からなる原盤集合体を用意する準 備工程、 前記原盤集合体上に電錡することによ り横方向に連なった複数 のファザ一ス夕ンパーからなるファザー集合体を製造する電錶工程、 前 記ファザ一集合体に樹脂を押しつけることによ り凹凸の反転した樹脂製 マザ一集合体を成形する成形工程、 前記マザ一集合体に電錶することに より横方向に連なった複数のサンスタンパーからなるサン集合体を製造 する電錶工程、 によってサン集合体を製造し、
( B ) その後、 得られたサン集合体を前記 (A ) の工程におけるファザ 一集合体の代わりに用いて (A ) の工程を得て、 さらにサン集合体を製 造し、
( C )必要に応じて ( B ) の工程を繰り返した後、 前記サン集合体を個々 のサンスタンパーに分離する分離工程
を有してなることを特徴とするサンス夕ンパーの製造方法。
7 . ( A )同一基板上に載置された複数のファザ一スタンパーからなるフ ァザ一集合体を用意する準備工程、 前記ファザ一集合体に樹脂を押しつ けることにより凹凸の反転した樹脂製マザ一集合体を成形する成形工程. 前記マザ一集合体に電銪することにより横方向に連なった複数のサンス タンパ一からなるサン集合体を製造する電銬工程、 によってサン集合体 を製造し、
( B ) その後、 得られたサン集合体を前記 (A ) の工程におけるファザ 一集合体の代わりに用いて (A ) の工程を得て、 さらにサン集合体を製 造し、
( C )必要に応じて ( B ) の工程を繰り返した後、 前記サン集合体を個々 のサンス夕ンパーに分離する分離工程
を有してなることを特徴とするサンスタンパーの製造方法である。
8 . 請求の範囲第 1項から第 7項のうちいずれか 1項に記載のスタンパ 一の製造方法で製造されたファザース夕ンパーまたはサンスタンパーを 用いて、 樹脂又はガラスを射出成形またはプレス成形することにより、 樹脂製又はガラス製の成形基板を製造することを特徴とする成型基板の 製造方法。
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