WO2004095445A1 - スタンパ、およびその製造方法 - Google Patents

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Definitions

  • the present application relates to a stamper used for injection molding using a resin material, and a method for manufacturing the stamper.
  • nickel, copper, silver, or the like has been used because of its good formability.
  • the resin material when a relatively inexpensive polycarbonate resin is used as the resin material serving as the base material of the optical disc, the resin material may contain a large amount of a chlorine component as an impurity, and the above problem is serious. Had to be transformed.
  • the present application has been made in view of such a problem, and one example of the problem is that even when a large number of optical disk substrates are duplicated, the portions that come into contact with the resin material do not corrode, and therefore have a high durability.
  • Providing a stamper with excellent Provided is a method capable of efficiently manufacturing a damper. [Disclosure of the Invention]
  • the present invention relates to a stamper used for injection molding using a resin material, wherein a nickel (N i) alloy, silver (A g) It is characterized in that a corrosion-resistant film made of any one of an alloy and a copper (Cu) alloy is formed.
  • the present invention relates to a method of manufacturing a stamper used when performing injection molding using a resin material, wherein a convex shape corresponding to a concave shape to be formed is formed on a surface of the stamper in contact with the resin material.
  • a stamper manufacturing die having a concave shape corresponding to the convex shape is formed, and a nickel (N i) alloy is formed on the surface of the stamper manufacturing mold on which the ⁇ shape or the concave shape is formed.
  • a corrosion-resistant film made of one of silver (Ag) alloy and copper (Cu) alloy is formed, and a metal layer is laminated on this corrosion-resistant film by an electrodeposition method. The laminated metal layer and the corrosion-resistant film are simultaneously peeled off from the mold for stamper production.
  • FIG 1A and 1B are cross-sectional views of the stamper of the present application.
  • 2A and 2B are process diagrams for explaining a method for manufacturing the stamper of the present application.
  • FIG. 3 is a process diagram for explaining a method of manufacturing the stamper of the present invention, which is different from FIG.
  • FIG. 4 is a process diagram for explaining a method of manufacturing the stamper of the present invention, which is different from FIG.
  • FIG. 5 is a process diagram for explaining an electroforming method which is one of the manufacturing methods of the main body of the stamper.
  • FIG. 5 is a process chart for explaining an electroforming method, which is one of the methods for manufacturing the main body 13 of the stamper.
  • a resist film 22 is formed on the surface of a glass (or silicon) master 21 whose surface is polished and smoothed by spin coating or the like.
  • a pattern Jung process is performed on the resist film 22.
  • the patterning process is performed by exposing the resist film 22 with a laser beam (or an electron beam), forming a latent image 22a, and then developing.
  • a concave pattern 22 b composed of a plurality of grooves is formed on the surface of the resist film 22.
  • an electrode film 23 made of a metal material is formed on the resist film 22 by a sputtering method so as to cover the entire concave pattern 22 b as shown in FIG. 5 (d). , Formed by an evaporation method or the like.
  • the metal material of the electrode film 23 nickel, silver, or copper, which has high conductivity and is hard to change its composition after film formation, is used alone, and the film thickness becomes uniform. ing.
  • a metal layer 24 is laminated on the surface of the electrode film 23 by an electrodeposition method using the electrode film 23 as an electrode.
  • the same material as the electrode film 23 is generally used for the metal layer 24. Specifically, nickel is used when nickel alone is used as the electrode film 23, silver is used when silver is used alone as the electrode film 23, and copper is used when copper is used alone. . However, different materials may be used.
  • this stamper 24a is a stamper on which the duplication of the stamper will be performed in the future, it may be called a master stamper.
  • the surface of this stamper 24a is reversed from the concave pattern 22b.
  • the convex pattern 24 b composed of a plurality of protrusions is transferred so that the shape becomes Tamper 24a is a convex stamper. ).
  • the stamper 24a as a molding die and injecting and molding a resin material as a raw material of an optical disc substrate onto the surface of the stamper on which the convex shape 24b is formed, the concave mold is formed on the surface.
  • a substrate on which the same concave pattern ( ⁇ shaped pits ⁇ group) as that of Turn 22 b was copied was formed, and a reflective film and a protective layer were laminated on the substrate so as to cover this concave pattern. 25 are manufactured.
  • the stamper 24a was used as an electrode again, and the electrodeposition method was performed again.
  • the metal layer 26 can also be laminated by the above, and as shown in FIG. 5 and (h), by peeling the metal layer 26 from the stamper 24a, the same concave pattern as the concave pattern 2 2b is formed.
  • the formed stamper 26 is obtained (this stamper 26 may be called a sub-master stamper).
  • the same concave pattern as the concave pattern 22b is transferred to the surface of the stamper 26 (that is, the stamper 26 is a concave stamper).
  • a resin material serving as a raw material for an optical disc substrate is injected and molded on the surface of the stamper 26 on which the concave shape 22b is formed, thereby forming the convex pattern 24a on the surface.
  • a substrate on which the same convex pattern (convex pit group) is copied is formed, and an optical film 2.7 is manufactured by laminating a reflective film and a protective layer on the substrate so as to cover this convex pattern. Is done.
  • the stamper 26 is used as an electrode, and the power is again applied again.
  • the metal layer 28 can also be laminated by the method, and as shown in FIG. 5 (j), by peeling the metal layer 28 from the stamper 26, the stamper 24a shown in FIG. 5 (f) can be formed.
  • a stamper 28 having the same shape as that of the so-called master stamper is obtained (this stamper may be called a baby stamper).
  • the stamper 28 Since the stamper 28 has the same shape as the stamper 24a, the stamper 28 is used as a molding die, and the stamper 28 on which the convex shape 24b is formed is used as a raw material for an optical disc substrate. By injecting and molding the resin material, the same concave pattern (concave pit or group) as the concave pattern 22b is copied on the surface.
  • An optical disc 29 is manufactured by forming a reflective film, a protective layer, and the like on the substrate so as to cover the concave pattern.
  • the stamper 24a, 26, 28 force S manufactured by the electroforming method as shown in Fig. 5 becomes the main body of the stamper of the present application (see reference numeral 13 in Fig. 1).
  • the corrosion-resistant film 12 made of a nickel alloy or the like the stamper 10 of the present invention can be manufactured. .
  • FIG. 1A and 1B are cross-sectional views of the stamper 10 of the present application
  • FIG. 1A is a convex stamper (that is, a stamper for forming concave pits and groups on an optical disc).
  • FIG. 1B shows a concave stamper (that is, a stno for forming a convex pit or groove on an optical disc).
  • the stamper 10 of the present application may be either a convex shape or a concave shape, depending on the pit shape of the optical disk to be duplicated.
  • Such a stamper 10 of the present application has a surface 11, that is, a surface (pits or pits) that comes into contact with a resin material as a base material of the optical disk substrate when an optical disk substrate is to be duplicated by injection molding.
  • the nickel (N i) alloy, silver (A g) alloy, or copper (C) is formed on the convex shape (in the case of Fig. 1A) or the concave shape (in the case of Fig. 1B) including the group.
  • a corrosion-resistant film 12 made of any one of the alloys is formed.
  • the corrosion-resistant film 12 made of these alloys By forming the corrosion-resistant film 12 made of these alloys, even if the optical disk is duplicated by, for example, injection molding a polycarbonate resin containing chlorine on the surface 11 of the stamper, The surface 11 of the optical disk is not corroded, and as a result, a large number of optical disk substrates on which desired pits are formed can be copied.
  • any of the above-mentioned three kinds of alloys (nickel alloy, silver alloy, or copper alloy) can be used.
  • the adhesion between the main body 13 of the stamper 10 and the corrosion-resistant film 12 is important, but considering this adhesion, the material of the main body 13 of the stamper and the corrosion-resistant film 12 It is preferable that the main component of the alloy to be formed is made to match.
  • the stamper body 13 is made of nickel (Ni), it is preferable to use a nickel alloy as the corrosion-resistant film 12.
  • the material of the stamper body 13 is made of silver (Ag).
  • the stamper body 13 is formed of nickel, silver, and copper in order to use a so-called “electrode method” which is a conventional method of manufacturing a stamper. I will explain in detail.)
  • nickel (Ni) alloy When a nickel (Ni) alloy is used as the corrosion-resistant film 12, nickel (Ni) is used as a main component, and ruthenium (Ru), copper (Cu), phosphorus (P), and magnesium (Ni) are used. (Mg), chromium (Cr), gold (Au), silicon (S i), titanium (T i), and one or more elements selected from the group consisting of silver (Ag). It is preferable to use one that is available. In the case where ruthenium, copper, phosphorus, magnesium, chromium, gold, and silicon are added, the content of these elements is preferably less than 25% by weight based on the total weight. When silver is added, the content is preferably less than 50% by weight based on the whole. The lower limit of the addition amount is not necessarily limited, but is preferably 1% by weight or more based on the whole.
  • a material containing silver (Ag) as a main component and at least one of gold (Au) and copper (Cu) is used.
  • the addition amount of these elements is preferably in the range of 5.0% by weight or less and 1.0% by weight or more based on the whole.
  • copper (Cu) is used as a main component and at least one of silver (Ag) and titanium (Ti) is added. It is preferable to use these elements.
  • silver the addition amount of these elements is 10.0% by weight or less and 1.0% by weight or less based on the whole.
  • the upper range is preferable, and when titanium is added, the range is preferably 5.0% by weight or less and 1.0% by weight or more based on the whole.
  • the film thickness of the conductive film 12 is not particularly limited, and is such a thickness that the above-mentioned function and effect (that is, the function of preventing corrosion even by the resin material used as the raw material of the substrate of the optical disc) can be exhibited. It can be set arbitrarily according to the frequency of use of the stamper (specifically, the force used to duplicate the number of optical disks), for example, about 30 to 200 ⁇ . In this case, the above-described effects can be surely exhibited, and in the range, 30 to 100 ⁇ is particularly preferable.
  • 2A and 2B are process diagrams for explaining a method of manufacturing the stamper of the present application.
  • the surface of a stamper 24a or 28 manufactured by a method as shown in FIG. 5 (a surface having a concave or convex shape and contacting with a resin material).
  • the corrosion-resistant film 12 can be directly formed using a conventionally known method such as a sputtering method, a vacuum evaporation method, or a chemical vapor deposition method (CVD method).
  • a convex stamper is described as an example, but the same applies to a concave stamper (for example, a stamper 26 shown in FIG. 5).
  • the method for forming the corrosion-resistant film 12 is a conventionally known method, and these methods are also used for forming the electrode film 23 as shown in FIG. Since this method is used, it is not necessary to prepare a new device or the like, and the method can be easily performed.
  • the corrosion-resistant film 12 is formed so as to cover the convex shape (or the concave shape) formed on the single part of the stamper.
  • the surface of this corrosion-resistant film 1 2 If the surface shape of the corrosion-resistant film 12 is not an accurate convex shape (or concave shape), the shape of the pits transferred to the optical disc may be lost.
  • FIG. 3 is a process diagram for explaining a method of manufacturing the stamper of the present invention, which is different from the [manufacturing method 1]. Specifically, the surface of the stamper 26 (so-called submaster stamper) shown in FIG. FIG. 3 is a view showing a method of forming a corrosion-resistant film 12 in FIG.
  • the convex shape corresponding to the concave shape (concave pattern 22b shown in Fig. 5) to be formed on the surface of the stamper 26 (submaster stamper) that comes into contact with the resin material.
  • a stamper manufacturing mold (a master stamper 24a shown in FIG. 5) on which a convex pattern 24b shown in FIG. 5 is formed is used.
  • the convex shape (convex pattern) of the stamper manufacturing die (master stamper 24a) is used.
  • 24b) A corrosion resistant film (12) made of one alloy of nickel alloy, silver alloy or copper alloy is formed on the surface on which is formed.
  • a conventionally known method for example, a sputtering method, a vacuum evaporation method, a chemical vapor deposition method, or the like.
  • a metal layer 26 is laminated on the corrosion-resistant film (12) by an electrodeposition method.
  • FIG. 4 is a view showing a method of forming the corrosion-resistant film 12 on the surface of the stamper 28 (so-called baby stamper) shown in FIG. Also in this case, a method similar to that of FIG. 3 described above, that is, a stamper manufacturing die (a stamper 26 (submaster stamper) shown in FIG. 5) for manufacturing the stamper 28 can be used. That is, as shown in FIG.
  • a convex shape (a convex pattern 24b shown in FIG. 5) to be formed on the surface of the stamper 28 (baby stamper) which comes into contact with the resin material is used.
  • a stamper manufacturing die (sub-mother stamper 26 shown in FIG. 5) having a corresponding concave shape (recess pattern 22b shown in FIG. 5) is used.
  • the concave shape (concave pattern 22b) of the stamper manufacturing mold 26 is formed.
  • a corrosion-resistant film 12 made of any one of a nickel alloy, a silver alloy, and a copper alloy is formed on the surface thus formed.
  • a conventionally known method for example, a sputtering method, a vacuum deposition method, a chemical vapor deposition method, etc.
  • a metal layer 28 is laminated on the corrosion-resistant film (12) by an electrodeposition method.
  • the metal layer 28 laminated on the corrosion-resistant film 12 is peeled off from the stamper manufacturing mold 26 together with the corrosion-resistant film 12, so that the corrosion resistance is reduced. It is possible to obtain the stamper 28a of the present application having the conductive film 12 on the surface.
  • the method does not directly form a corrosion-resistant film on the stamper of the present application, that is, the stamper for which a corrosion-resistant film is to be formed, but firstly manufactures a stamper necessary for manufacturing the stamper.
  • a corrosion-resistant film is formed on the surface of the mold, and a metal layer (this will be the main body of the stamper) is formed thereon by an electrodeposition method, and the metal layer and the corrosion-resistant film are simultaneously peeled off.
  • the present invention is characterized in that a stamper with a corrosion resistant film is formed, and according to this method, the stamper of the present invention can be manufactured by applying a conventional electrode method.
  • the surface of the corrosion-resistant film 12 is a surface formed by being peeled off from the surface of the stamper production mold 24a, so that the concave shape is very sharp. Therefore, the convex shape (pit) transferred from the stamper to the optical disk substrate does not collapse.
  • a corrosion-resistant film on the stamper 24a (so-called master stamper) shown in FIG. 5 by using the above (manufacturing method 2).
  • a nickel alloy, a silver alloy, or a copper alloy that functions as a corrosion-resistant film may be used for the electrode film 23.
  • the corrosion-resistant film (Fig. 3 and 12) were formed, and a metal layer (Figs. 3 and 26) was further formed thereon by an electroforming method using an alloy of the same material as the corrosion-resistant film.
  • the metal layer (26) is peeled off together with the corrosion-resistant film (12) from the stamper (Fig. 3, 24a) as a substrate, and the sub-master stamper (Fig. 3, 26a) having a corrosion-resistant film (12) on the surface. ).
  • Table 1 shows the types of alloys that formed the corrosion resistant film and the metal layer. The corrosion resistance was evaluated by immersing the stamper in a 5% saline solution at room temperature for 96 hours and then visually observing the change in the surface state. 0 indicates no change in the surface state. ⁇ indicates that corrosion was not observed, but a slightly blackened edge was observed. table 1
  • the surface of the optical disc substrate that comes into contact with the resin material is made of a corrosion-resistant material made of any one of a nickel alloy, a silver alloy, and a copper alloy. Since the conductive film is formed, the durability of the stamper can be improved while accurately maintaining the shape of pits and the like on the optical disk to be copied.
  • nickel alloy When a nickel alloy is used as the stamper material, one or more selected from the group consisting of ruthenium, copper, phosphorus, magnesium, chromium, gold, silicon, titanium, and silver are contained in the nickel alloy. Since the element is added, the durability against corrosion is improved.
  • stamper manufacturing method of the present application a stamper manufacturing mold having a shape corresponding to a pit or the like to be formed on a surface of the stamper in contact with the resin material is used.
  • a corrosion-resistant film 12 made of any one of a nickel alloy, a silver alloy, and a copper alloy is formed on the surface of the mold where the convex shape is formed, and an electrodeposition method is performed on the corrosion-resistant film 12.
  • the metal layer laminated on the corrosion-resistant film 12 is peeled off from the mold for stamper production together with the corrosion-resistant film, so that the stamper according to the present application can be used without newly using a special device or the like. 24a etc. can be manufactured.
  • the formation of the substrate of the optical disk is described, but the invention is not limited to this, and the fine pattern of the substrate of the optical memory, the substrate of the hard disk, and the objective lens is formed. It can be applied when forming a mold.

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Abstract

樹脂材料を用いて射出成形する際に用いられるスタンパ、およびその製造方法であって、樹脂材料と接触するスタンパの表面に、Ni合金、Ag合金、またはCu合金の何れか一の合金からなる耐腐食性膜を形成することにより、樹脂材料と接触する部分が腐食しない、耐久性に優れたスタンパが提供される。また、スタンパ製造用型の表面に上記耐腐食性膜を形成し、その上にスタンパを形成して、当該スタンパと耐腐食性膜とを一体で剥離する方法が提供される。

Description

明 細 書 スタンパ、 およびその製造方法 [技術分野]
本願は、 樹脂材料を用いて射出成形する際に用いられるスタンパ、 およびこの スタンパの製造方法に関する。
[背景技術]
従来から、 C D (C o m p a c t D i s c ) や D VD (D i g i t a 1 V e r s a t i 1 e D i s c ) 等に代表される光ディスクを大量に複製する場合 には、 スタンパが用いられている。 このスタンパの表面には、 C Dや D VD等の 光ディスクに形成するピットゃグループ (溝)に対応する凹凸が形成されており、 この凹凸に光ディスクの基材となる樹脂材料を射出成形することで同一の光ディ スク基板を量産することができる。
そして、 このようなスタンパを形成する材料としては、 その成形性の良さなど の理由からニッケル、 銅、 または銀等が用いられていた。
し力 しながら、 ニッケルなどによって形成されているスタンパを用いて、 大量 に光ディスク基板を複製しようとした場合には、 スタンパの樹脂材料と接触する 部分 (以下、 この部分をスタンパ表面という場合がある。 ) が、 光ディスクの基 材となる樹脂材料中の塩素成分等により腐食してしまい、その腐食の進行により、 複製を繰返すうちに所望のピットを正確に複製することができなくなってしまう という問題が生じる場合があった。
特に、 光ディスクの基材となる樹脂材料として比較的廉価なポリカーボネィト 樹脂を用いた場合には、 当該樹脂材料中に不純物として塩素成分が多量に含有さ れていることがあり、 上記問題が深刻化することがあった。
本願は、このような問題に鑑みなされたものであり、その課題の一例としては、 大量に光ディスク基板を複製した場合であつても、 樹脂材料と接触する部分が腐 食することなく、 従って耐久性に優れたスタンパを提供するとともに、 当該スタ ンパを効率よく製造することができる方法を提供する。 [発明の開示]
上記課題を解決するため、 本発明は、 樹脂材料を用いて射出成形する際に用い られるスタンパであって、 前記樹脂材料と接触する表面には、 ニッケル (N i ) 合金、 銀 (A g ) 合金、 または銅 (C u) 合金の何れか一の合金からなる耐腐食 性膜が形成されていることを特徴とする。
また、 本発明は、 樹脂材料を用いて射出成形する際に用いられるスタンパの製 造方法であって、 当該スタンパの樹脂材料と接触する表面に形成すべき凹形状に 対応する凸形状が形成された、 或いは、 凸形状に対応する凹形状が形成された、 スタンパ製造用型を用い、 このスタンパ製造用型の前記 ώ形状または凹形状が形 成された表面に、 ニッケル (N i ) 合金、 銀 (A g ) 合金、 または銅 (C u ) 合 金の何れか一の合金からなる耐腐食性膜を形成し、 この耐腐食性膜の上に電铸法 によつて金属層を積層し、 該積層された金属層を耐腐食性膜と共にスタンパ製造 用型から同時に剥離することを特徴とする。
[図面の簡単な説明]
図 1 A及び図 1 Bは本願のスタンパの断面図である。
図 2 A及び図 2 Bは本願のスタンパを製造する方法を説明するための工程図で ある。
図 3は図 2とは別の、 本願のスタンパを製造する方法を説明するための工程図 である。
図 4は図 2とは別の、 本願のスタンパを製造する方法を説明するための工程図 である。
図 5はスタンパの本体部分の製造方法の 1つである電鎵法を説明するためのェ 程図である。
[発明の実施の形態]
以下に、 本願のスタンパ、 およびその製造方法について図面を用いて具体的に 説明するが、 まず、 スタンパの本体部分 1 3 (つまり従来からのスタンパ) の代 表的な製造方法について図 5を用いて説明する。
図 5は、 スタンパの本体部分 1 3の製造方法の 1つである電鍀法を説明するた めの工程図である。
まず、 図 5 ( a ) に示すように、 その表面を研磨して平滑にしたガラス製 (又 はシリコン製) の原盤 2 1の表面にスピンコート等によりレジスト膜 2 2を形成 する。
次いで、 このレジスト膜 2 2に対してパターユング処理が施される。 パター二 ング処理は、 図 5 ( b ) に示すように、 レジスト膜 2 2をレーザビーム (又は電 子ビーム) で露光し、 潜像 2 2 aを形成した後、 現像することにより行われる。 すると、 図 5 ( c ) に示すように、 レジスト膜 2 2の表面には複数の溝部よりな る凹パターン 2 2 bが形成される。
このパターニング処理が行われた後、 図 5 ( d ) に示すように、 レジスト膜 2 2上には凹パターン 2 2 bの全体を被覆するように、 金属材料よりなる電極膜 2 3がスパッタリング法、 蒸着法等により形成される。 この電極膜 2 3の金属材料 には、 導電率が高く膜形成後に組成変化しづらい性質を有するニッケルや銀、 ま たは銅が単体で使用されており、 その膜厚は均一なものとなっている。
その後、 図 5 ( e ) に示すように、 この電極膜 2 3を電極として用いる電铸法 により、 電極膜 2 3の表面には金属層 2 4が積層される。 なお、 当該金属層 2 4 としては、 一般に電極膜 2 3と同じ材質が用いられる。 具体的には、 電極膜 2 3 としてニッケルの単体を用いた場合にはニッケル、 電極膜 2 3として銀の単体を 用いた場合には銀、 銅単体を用いた場合には銅が夫々用いられる。 し力 し、 別異 の材質が用いられても良い。
この後、 図 5 ( f ) に示すように、 電極膜 2 3とともに 属層 2 4をレジスト 膜 2 2の表面から剥離させると、 電極膜 2 3及び金属層 2 4がー体となったスタ ンパ 2 4 aが得られる'。 (このスタンパ 2 4 aは今後行われるスタンパの複製の 基となるスタンパであることから、 マスタースタンパと呼ばれる場合がある。 ) このスタンパ 2 4 aの表面には前記凹パターン 2 2 bとは逆転した形状となるよ うに、 複数の突部よりなる凸パターン 2 4 bが転写されている (つまり、 このス タンパ 2 4 aは凸形状のスタンパである。 ) 。 したがって、 このスタンパ 2 4 a を成形型として使用し、 凸形状 2 4 bが形成されたスタンパ表面に、 光ディスク 基板の原料となる樹脂材料を射出して成形することにより、 その表面に前記凹パ ターン 2 2 bと同一の凹パターン (囬形状のピットゃグループ) が複写された基 板が形成され、 この凹パターンを覆うように基板上に反射膜、 保護層等を積層す ることにより光ディスク 2 5が製造される。
ここでまた、 図 5 ( g ) に示すように、 凸形状のスタンパ 2 4 aの表面にパッ シベーシヨン処理 (不動態化処理) をした後、 当該スタンパ 2 4 aを電極として 再度、電鍚法により金属層 2 6を積層することもでき、図 5 ,( h )に示すように、 当該金属層 2 6をスタンパ 2 4 aから剥離せしめることで、 凹パターン 2 2 bと 同一の凹パターンが开成されたスタンパ 2 6が得られる (このスタンパ 2 6のこ とをサブマスタースタンパと呼ぶ場合がある。 ) 。
このスタンパ 2 6の表面には前記凹パターン 2 2 bと同一の凹パターンが転写 されている (つまり、 このスタンパ 2 6は、 凹形状のスタンパである。 ) から、 当該スタンパ 2 6を成形型として使用し、 凹形状 2 2 bが形成されたスタンパ 2 6の表面に、 光ディスク基板の原料と.なる樹脂材料を射出して成形することによ り、 その表面に前記凸パターン 2 4 aと同一の凸パターン (凸形状のピットゃグ ループ) が複写された基板が形成され、 この凸パターンを覆うように基板上に反 射膜、 保護層等を積層することにより光ディスク 2. 7が製造される。
さらにまた、 図 5 ( i ) に示すように、 凹形状のスタンパ 2 6の表面に対して パッシベーション処理 (不動態化処理) をした後、 当該スタンパ 2 6を電極とし て、 再々度、 電铸法により金属層 2 8を積層することもでき、 図 5 ( j ) に示す ように、 当該金属層 2 8をスタンパ 2 6から剥離せしめることで、 図 5 ( f ) に 示したスタンパ 2 4 a (所謂マスタースタンパ) と同一形状のスタンパ 2 8が得 られる (このスタンパのことをべビースタンパと呼ぶ場合がある。 ) 。
このスタンパ 2 8はスタンパ 2 4 aと同一形状であるため、 当該スタンパ 2 8 を成形型として使用し、 凸形状 2 4 bが形成されたスタンパ 2 8表面に、 光ディ スク基板の原料となる樹脂材料を射出して成形することにより、 その表面に前記 凹パターン 2 2 bと同一の凹パターン (凹形状のピットやグループ) が複写され た基板が形成され、 この凹パターンを覆うように基板上に反射膜、 保護層等を積 層することにより光ディスク 2 9が製造される。
このように、 同一形状のスタンパ (2 8 ) を複数製造することも可能であり、 これら複数のスタンパ (2 8 ) を同時に用いて複製作業を繰返すことにより、 同 時に大量の光ディスクを複製することができるようになる。
図 5に示すような電铸法などによって製造されたスタンパ 2 4 a、 2 6、 2 8 力 S、本願のスタンパの本体部分(図 1の符号 1 3参照) となり、これらの表面に、 二ッケル合金等からなる耐腐食性膜 1 2を形成することで、 本願のスタンパ 1 0 を製造することができる。 .
図 1 A及ぴ図 1 Bは、 ともに本願のスタンパ 1 0の断面図であり、 図 1 Aは凸 形状のスタンパ (つまり、 凹形状のピットやグループを光ディスクに形成するた めのスタンパ) であり、 図 1 Bは、 凹形状のスタンパ (つまり、 凸形状のピット やグルーブを光デイスクに形成するためのスタンノ、 °)を示している。このように、 本願のスタンパ 1 0は、 複製しょうとする光ディスクのピットの形状により、 凸 形状としても凹形状としてもよレ、。
このような、 本願のスタンパ 1 0は、 その表面 1 1、 つまり、 光ディスク基板 を射出成形によって複製しようとした場合に、 当該光ディスクの基材の原料とな る樹脂材料と接触する面 (ピットやグループを含む凸形状 (図 1 Aの場合) や、 凹形状(図 1 Bの場合) が形成されている面) に、 ニッケル (N i )合金、銀(A g ) 合金、 または銅 (C u ) 合金の何れか一の合金からなる耐腐食性膜 1 2が形 成されていることに特徴を有している。
これらの合金からなる耐腐食性膜 1 2を形成することにより、 例えば、 塩素を 含有するポリカーボネィト樹脂をスタンパの表面 1 1に射出成型することによつ て光ディスクを複製しても、 当該スタンパの表面 1 1が腐食されることがなく、 その結果、 所望のピットが形成された光ディスク基板を大量に複製することがで きる。
ここで、 本願のスタンパ 1 0における耐腐食性膜 1 2としては、 前述の 3種類 の合金 (ニッケル合金、 銀合金、 または銅合金) から任意に選択して用いること が可能である。 しかしながら、 大量の光ディスク基板を複製しょうとした場合に は、 スタンパ 10の本体部分 13と耐腐食性膜 12との密着性が重要となってく るところ、 この密着性を考えた場合には、 スタンパの本体部分 13の材質と耐腐 食性膜 12を形成する合金の主成分とを一致させることが好ましい。
具体的には、 スタンパの本体部分 13がニッケル (N i) の場合には、 耐腐食 性膜 12としてはニッケル合金を用いることが好ましく、 一方、 スタンパの本体 部分 13の材質が銀 (Ag) の場合には、 耐腐食性膜 12としては銀合金を用い ることが好ましく、 また、 スタンパの本体部分 13の材質が銅 (Cu) の場合に は、 耐腐食性膜 12としては銅合金を用いることが好ましい。
なお、 スタンパの本体 13をニッケル、 銀、 および銅で形成す ことは、 従来 からのスタンパの製造方法である、 所謂 「電铸法」 を用いる上でも好ましい (ス タンパの製造方法については、 以下で詳しく説明する。 ) 。
また、 耐腐食性膜 12としてニッケノレ (N i) 合金を用いる場合には、 ニッケ ル(N i) を主成分とし、 これに、ルテニウム (Ru) 、銅(Cu) 、 リン(P)、 マグネシウム (Mg) 、 クロム (Cr) 、 金 (Au) 、 珪素 (S i) 、 チタン (T i) 、 および銀 (Ag) からなる群から選択される一又は二以上の元素が添カロさ れているものを用いることが好ましい。ここで、これらの元素の添加量としては、 ルテニウム、 銅、 リン、 マグネシウム、 クロム、 .金、 および珪素を添加する場合 にあっては、 全体に対し 25重量%未満の範囲が好ましく、 チタンや銀を添加す る場合にあっては、 全体に対し 50重量%未満の範囲が好ましい。 添加量の下限 については必ずしも制限はないが、 全体に対し 1重量%以上であることが好まし レヽ。
更に、 耐腐食性膜 12として銀合金を用いる場合には、 銀 (Ag) を主成分と するとともに、 金 (Au) または銅 (Cu) の少なくとも何れか一方が添加され ているものを用いることが好ましく、これらの元素の添加量としては、それぞれ、 全体に対して 5. 0重量%以下、 1. 0重量%以上の範囲が好ましい。
さらにまた、 耐腐食性膜 12として銅合金を用いる場合には、 銅 (Cu) を主 成分とするとともに、 銀 (Ag) またはチタン (T i) の少なくとも何れか一方 が添加されているものを用いることが好ましく、これらの元素の添加量としては、 銀を添加する場合にあっては、 全体に対し 10. 0重量%以下、 1. 0重量%以 上の範囲が好ましく、 一方チタンを添加する場合にあっては、 全体に対し 5 . 0 重量%以下、 1 . 0重量%以上の範囲が好ましい。
上記の元素をこのような範囲で含有するこれらの合金を耐腐食性膜 1 2として 用いることにより、 スタンパ 1 0の耐久 1"生をより向上せしめることができる。 本願は、上述してきた耐腐食性膜 1 2の膜厚については特に限定することなく、 上述の作用効果 (つまり、 光ディスクの基板の原料となる樹脂材料によっても腐 食しないという作用効果) を発揮することができる程度の膜厚であれば良く、 そ のスタンパの使用頻度 (具体的に何枚の光ディスクを複製するのに使用される力) 等により任意に設定することができる。例えば、 3 0〜2 0 0 μ πι程度とすれば、 上述の作用効果を確実に発揮することができ、 当該範囲の中でも、 3 0〜1 0 0 μ πιが特に好ましい。
[製造方法 1 ]
図 2 Αおよび図 2 Bは、 本願のスタンパを製造する方法を説明するための工程 図である。
図 2 Aに示すように、 例えば、 図 5に示したような方法によって製造されたス タンパ 2 4 a又は 2 8の表面 (凹形状、 または凸形状が形成されおり、 樹脂材 の接触する表面) に、 直接にスパッタリング法、 真空蒸着法、 化学蒸着法 (C V D法) 等の従来公知の手法を用いて、 図 2 Bに示すように、 耐腐食性膜 1 2を形 成することができる。 なお、 図 2 Aおよび図 2 Bにおいては、 凸形状のスタンパ を例に挙げて記載してあるが、 凹形状のスタンパ (例え 、 図 5に示すスタンパ 2 6 ) であっても同様である。
この方法によれば、 耐腐食性膜 1 2の形成方法は、 従来公知の方法であり、 ま たこれらの方法は、 図 5に示したように、 電極膜 2 3を形成する際にも用いられ ている方法であるため、 特に新たな装置等を準備する必要はなく、 簡便に行うこ とができる。
しかしながら、 これらの方法によって耐腐食性膜 1 2を形成した場合には、 ス タンパの単体部分に形成されている凸形状 (又は凹形状) を覆うように耐腐食性 膜 1 2を形成し、 この耐腐食性膜 1 2の表面が、 そのまま樹脂材料との接触面と なってしまうため、 耐腐食性膜 1 2の表面の形状が正確な凸形状 (又は凹形状) となっていない場合には、 光ディスクに転写されるピットの形状も崩れてしまう 場合がある。
[製造方法 2 ]
図 3は、 前記 [製造方法 1] とは別の、 本願のスタンパの製造方法を説明する ための工程図であり、 具体的には、 図 5で示したスタンパ 26 (所謂サブマスタ ースタンパ) の表面に耐腐食性膜 1 2を形成する方法を示した図である。
図 3 (a) に示す.ように、 先ず、 スタンパ 26 (サブマスタースタンパ) の樹 脂材料と接触する表面に形成すべき凹形状 (図 5に示す凹パターン 22 b) に対 応する凸形状(図 5に示す凸パターン 24 b)が形成されたスタンパ製造用型(図 5に示すマスタースタンパ 24 a) を用いる。
次に、凸形状のスタンパ 24 aの表面に対してパッシベ一ション処理をした後、 図 3 (b) に示すように、 このスタンパ製造用型 (マスタースタンパ 24 a) の 前記凸形状 (凸パターン 24 b) が形成された表面に、 ニッケル合金、 銀合金、 または銅合金の何れ力、一の合金からなる耐腐食性膜 (1 2) を形成する。 この耐 腐食性膜 1 2の形成方法については、 従来公知の方法 (例えば、 スパッタリング 法、 真空蒸着法、 化学蒸着法など) を用いることができる。 その後、 図 3 (c) に示すように、 前記耐腐食性膜 (1 2) の上に電铸法によって金属層 26を積層 する。
そして、 図 3 (d) に示すように、 前記耐腐食性膜 1 2上に積層された金属層 26を耐腐食性膜 1 2ごとスタンパ製造用型 24 aから剥離することで、 耐腐食 性膜 1 2を表面に有する本願のサブマスタースタンパ 26 aを得ることができる。 また、 図 4は、 図 5で示したスタンパ 28 (所謂べビースタンパ) の表面に耐 腐食性膜 1 2を形成する方法を示した図である。 この場合においても、 前述した 図 3と同様の方法、つまり、スタンパ 28を製造するためのスタンパ製造用型(図 5に示すスタンパ 26 (サブマスタースタンパ) ) を利用することができる。 つまり、 図 4 (a) に示すように、 先ず、 スタンパ 28 (ベビースタンパ) の 樹脂材料と接触する表面に形成すべき凸形状 (図 5に示す凸パターン 24 b) に 対応する凹形状 (図 5に示す凹パターン 2 2 b ) が形成されたスタンパ製造用型 (図 5に示すサブマザースタンパ 2 6 ) を用いる。
次に、 凹形状のスタンパ 2 6の表面に対してパッシベーシヨン処理をした後、 図 4 ( b ) に示すように、 このスタンパ製造用型 2 6の前記凹形状 (凹パターン 2 2 b ) が形成された表面に、 ニッケル合金、 銀合金、 または銅合金の何れか一 の合金からなる耐腐食性膜 1 2を形成する。 この耐腐食性膜 1 2の形成方法につ いては、 従来公知の方法 (例えば、 スパッタリング法、 真空蒸着法、 化学蒸着法 など) を用いることができる。 その後、 図 4 ( c ) に示すように、 前記耐腐食性 膜 (1 2 ) の上に電錶法によって金属層 2 8を積層する。
そして、 図 4 ( d ) に示すように、 前記耐腐食性膜 1 2上に積層された金属層 2 8を耐腐食性膜 1 2ごとスタンパ製造用型 2 6から剥離することで、 耐腐食性 膜 1 2を表面に有する本願のスタンパ 2 8 aを得ることができる。
このように、 当該方法は、 本願のスタンパ、 つまり耐腐食性膜を形成しようと するスタンパに直接に耐腐食性膜を形成するのではなく、 まずは、 当該スタンパ を製造するための必要なスタンパ製造用型の表面に耐腐食性膜を形成しておき、 この上に電铸法により金属層 (これがスタンパの本体部分となる。 ) を形成し、 当該金属層と耐腐食性膜とを同時に剥離することにより耐腐食性膜付きスタンパ を形成することに特徴を有していると言え、 この方法によれば、 従来からの電錶 法を応用して、 本願のスタンパを製造することができる。 また、 前記 (製造方法 1 ) とは異なり、 耐腐食性膜 1 2の表面は、 スタンパ製造用型 2 4 aの表面から 剥離されてできた表面であるので、その凹形状は非常にシャープであり、従って、 当該スタンパから光ディスク基板に転写される凸形状 (ピット) が崩れることも ない。
なお、 図示はしないが、 図 5に示すスタンパ 2 4 a (所謂マスタースタンパ) に上記 (製造方法 2 ) を用いて耐腐食性膜を形成することも可能である。 この場 合にあっては、 電極膜 2 3に耐腐食性膜としての機能を果たすニッケル合金、 銀 合金、 さらには銅合金を用いればよい。 実施例 上記製造方法 2に従って、 基体としての凸形状のスタンパ (図 3, 24 a) の 表面にパッシベーション処理をした後、 公知の方法により化学蒸着法にて種々の 合金を用いて耐腐食性膜 (図 3, 12) を形成し、 更にその上に公知の方法によ り電鎵法にて耐腐食性膜と同じ材質の合金を用いて金属層 ( (図 3, 26) を積 層した。 この金属層 (26) を耐腐食性膜 (12) と共に、 基体としてのスタン パ (図 3, 24a) より剥離して、 表面に耐腐食性膜 (12) を有するサブマス タースタンパ (図 3, 26 a) を得た。
耐腐食性膜および金属層を形成した合金の種類を表 1に示す。 なお、 耐腐食性 は 5 %食塩水溶液にスタンパを常温で 96時間浸漬した後、 表面状態の変化を目 視観察して評価した結果であり、 0 は表面状態に全く変化が見られないもの、 Δ は腐食とは言えなレ、が、 端部が若干黒色化した状態が観察されたものである。 表 1
Figure imgf000011_0001
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以上夫々説明したように、 本願のスタンパ 2 4 a等によれば、 光ディスク基板 としての樹脂材料と接触する表面に、 ニッケル合金、 銀合金、 または銅合金の何 れか一の合金からなる耐腐食性膜が形成されているので、 複製される光ディスク 上のピット等の形状を正確に維持しつつスタンパとしての耐久性を向上させるこ とができる。
また、 スタンパ材料としてニッケル合金を用レヽる場合には、 当該ニッケル合金 内にルテニウム、 銅、 リン、 マグネシウム、 クロム、 金、 珪素、 チタン、 および 銀からなる群から選択される一又は二以上の元素が添加されるので、 腐食に対す る耐久性が向上する。
更に、 スタンパ材料として銀合金を用いる場合には、 当該銀合金内に金または 銅の少なくとも何れか一方が添加されるので、 腐食に対する耐久性が向上する。 更にまた、 スタンパ材料として銅合金を用いる場合には、 当該銅合金内に銀ま たはチタンの少なくとも何れか一方が添加されるので、 腐食に対する耐久性が向 上する。 また、 本願のスタンパの製造方法によれば、 当該スタンパの樹脂材料と接触す る表面に形成すべきピット等に対応する形状が形成されたスタンパ製造用型を用 レ、、 このスタンノ、°製造用型の前記凸形状が形成された表面に、 ニッケル合金、 銀 合金、 または銅合金の何れか一の合金からなる耐腐食性膜 1 2を形成し、 耐腐食 性膜 1 2上に電錶法によって金属層を積層し、 当該耐腐食性膜 1 2上に積層され た金属層を耐腐食性膜ごとスタンパ製造用型から剥離するので、 特別な装置等を 新たに用いることなく本願に係るスタンパ 2 4 a等を製造することができる。 なお、 上記実施形態においては、 光ディスクの基板を形成することについて述 ベているが、 これに限つ.たものではなく、 光メモリの基板、 ハードディスクの基 板、 対物レンズなどの微細パターンを形成する型を形成する際にもの適用するこ とが可能である。

Claims

請 求 の 範 囲
1、 樹脂材料を用いて光ディスク基板を射出成形する際に用いられるスタンパ であって、 前記樹脂材料と接触する表面には、 ニッケル合金、 銀合金、 または銅 合金の何れか一の合金からなる耐腐食性膜が形成されていることを特徴とするス タンパ。
2、 ニッケル合金が、ニッケルを主成分とし、 これに、ルテニウム、銅、 リン、 マグネシウム、 クロム、 金、 珪素、 チタン、 およぴ銀からなる群から選択される 一又は二以上の元素が添加されている二ッケノレ合金であることを特徴とする請求 項 1に記載のスタンパ。
3、 銀合金が、 銀を主成分とし、 これに、 金または銅の少なくとも一つが添加 されている銀合金であることを特徴とする請求項 1に記載のスタンパ。
4、 銅合金が、 銅を主成分とし、 これに、 銀またはチタンの少なくとも一つが 添カ卩されている銅合金であることを特徴とする請求項 1に記載のスタンパ。
5、 樹脂材料を用いて射出成形する際に用いられるスタンパの製造方法であつ て、 当該スタンパの樹脂材料と接触する表面に形成すべき凹形状に対応する ώ形 状が形成されたスタンパ製造用型を用い、 このスタンパ製造用型の前記凸形状が 形成された表面に、 ニッケル合金、 銀合金、 または銅合金の何れ力一の合金から なる耐腐食性膜を形成し、前記耐腐食性膜の上に電铸法によつて金属層を積層し、 前記耐腐食性膜上に積層された金属層を耐腐食性膜ごとスタンパ製造用型から 剥離することに特徴を有する、 スタンパの製造方法。
6、 樹脂材料を用いて射出成形する際に用いられるスタンパの製造方法であつ て、 当該スタンパの樹脂材料と接触する表面に形成すべき凸形状に対応する凹形 状が形成されたスタンパ製造用型を用い、 このスタンパ製造用型の前記凹形状が 形成された表面に、 ニッケル合金、 銀合金、 または銅合金の何れか一の合金から なる耐腐食性膜を形成し、前記耐腐食性膜の上に電铸法によつて金属層を積層し、 前記耐腐食性膜上に積層された金属層を耐腐食性膜ごとスタンパ製造用型から剥 離することに特徴を有する、 スタンパの製造方法。
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