WO2004107335A1 - スタンパ用基板及びスタンパ用基板の製造方法 - Google Patents

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WO2004107335A1
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plate
thickness
metal
rolled
stamper substrate
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PCT/JP2004/007389
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Futoshi Katsuki
Kunihiro Fukui
Atsuhiko Kuroda
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Sumitomo Metal Industries, Ltd.
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    • G11B7/26—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of record carriers
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
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    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/26—Moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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    • B29C45/263—Moulds with mould wall parts provided with fine grooves or impressions, e.g. for record discs
    • B29C45/2632—Stampers; Mountings thereof

Definitions

  • the present invention relates to a stamper substrate used for manufacturing a stamper for duplicating an optical disk such as a CD (Compact Disc) or a DVD (Digital Versatile Disc) in a large amount, and a method for manufacturing the stamper substrate. .
  • a stamper substrate used for manufacturing a stamper for duplicating an optical disk such as a CD (Compact Disc) or a DVD (Digital Versatile Disc) in a large amount
  • Submicron-scale pits for recording signals are formed on optical disks such as CDs and DVDs. Therefore, the surface of the stamper substrate is required to have extremely high flatness. Conventionally, to satisfy such requirements, a substrate for a stamper with high flatness has been manufactured by growing a nickel film on a mirror-polished glass substrate surface by using an electroplating method.
  • the thickness of the stamper substrate is generally about 300 ⁇ m. Therefore, in the method of manufacturing a nickel film stamper substrate by growing a nickel film using the electrodeposition method, the nickel film is grown to a thickness of approximately 300 ⁇ m, which is the thickness of the stamper substrate. Power consumption is excessive, which is preferable from the viewpoint of manufacturing cost. In addition, since wastewater is generated by plating, it is not desirable from the viewpoint of increasing the wastewater treatment cost and environmental protection.
  • a metal plate for example, a rolled plate made of nickel or nickelol alloy (hereinafter referred to as a Ni rolled plate) manufactured by rolling is cut into a predetermined size.
  • a method for manufacturing a stamper substrate by polishing has been proposed.
  • Patent Document 1 discloses a method for manufacturing a stamper substrate in which a Ni rolled plate is used as the stamper substrate and the surface is subjected to a chemical mechanical polishing treatment.
  • Patent Document 2 discloses a method of manufacturing a stamper substrate in which a metal material punched from a coil-shaped hoop material is subjected to a chemical mechanical polishing treatment.
  • Patent Document 1 JP 2002-355749 A
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-283475 Disclosure of the Invention Problems to be Solved by the Invention
  • Such a metal plate is usually manufactured through cold rolling and annealing.
  • the metal plate that has gone through such a manufacturing process has the following problems.
  • Non-metallic inclusions exist inside the material, and a part thereof is exposed on the surface of the metal plate. Therefore, when a metal plate is subjected to a plating treatment, a defect in which plating does not adhere, that is, a so-called pinhole defect occurs due to low electric conductivity of the nonmetallic inclusion. Due to the occurrence of pinhole defects, the adhesion of the plating surface to the base material having a rough surface is weak, and in extreme cases, the plating may be peeled off during the polishing process.
  • polishing is performed only by cutting a Ni rolled plate manufactured by rolling into a predetermined size. It is preferable to shift to processing.
  • the thickness error of the rolled Ni plate manufactured by rolling is about ⁇ 10% in the entire length, whereas the thickness error required for the stamper is about ⁇ 2%. Therefore, since the same precision is required for the stamper substrate, there is a problem that it is difficult to use the Ni rolled plate as the stamper substrate over the entire length thereof.
  • the thickness dl is 310 / im in the portion A of the Ni rolled plate 1
  • the thickness d2 is 300 / im in the portion B.
  • the plate thickness required for the stamper substrate is 300 ⁇ and the polishing allowance on both sides is 10 ⁇ m
  • the thickness of the Ni rolled plate cut out before polishing is 310 zm is required including the polishing allowance. Therefore, a stamper substrate that satisfies the requirements (that is, a thickness of 300 xm and a thickness tolerance of ⁇ 2%) can be manufactured from part A, but a stamper substrate that satisfies the requirements can be manufactured from part B. Cannot be produced.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and by preventing the occurrence of pinhole defects during metal plating by nonmetallic inclusions, the surface flatness after polishing is improved.
  • An object of the present invention is to provide a stamper substrate that can be held and a method of manufacturing the stamper substrate.
  • An object of the present invention is to provide a stamper substrate and a method of manufacturing the stamper substrate.
  • a further object of the present invention is to provide a method of manufacturing a stamper substrate that can use the entire rolled metal plate as a material for the stamper substrate and can maintain a high production yield.
  • the stamper substrate according to the first invention is characterized in that a coating is applied to the surface or back surface of the plate material, or both the front and back surfaces.
  • the thickness of the coating film can be smaller than when a metal-coated thick film is formed by using an electroplating method. Therefore, power consumption and time required for manufacturing can be reduced, and manufacturing cost can be reduced.
  • the stamper substrate according to the second invention is characterized in that, in the first invention, the plate material is a metal plate.
  • the plate material is a metal plate, and the thickness of the metal-plated film can be smaller than the case where a metal-plated thick film is formed by using an electroplating method. Therefore, it is possible to reduce power consumption, time required for manufacturing, the amount of consumables used for plating, and the like, and it is possible to reduce manufacturing costs.
  • the stamper substrate according to the third invention is characterized in that, in the second invention, the cleanliness of the nonmetallic inclusions of the plate is 0.05% or less.
  • the cleanliness indicating the weight ratio of nonmetallic inclusions present in the metal plate is set to 0.05% or less. As a result, the possibility of exposing nonmetallic inclusions to the surface can be reduced, and the occurrence of pinhole defects when metal plating is performed can be prevented.
  • the cut plate material when the plate material is cut into a predetermined size, the cut plate material has a warp of 0.1 mm or more. Is a special feature.
  • the cut-out plate material has a warp of 0.1 mm or more. Therefore, it is possible to easily insert a jig or the like between the plate material and the surface plate and remove the plate material.
  • the plate material is made of pure nickel, a nickel alloy, pure titanium, a titanium alloy, stainless steel, iron, and an iron alloy. , Pure copper, copper alloy, pure aluminum, aluminum alloy, pure magnesium, and magnesium alloy as main components.
  • the use of such a metal material and a metal plating film can provide the above-described effects.
  • any one of the first invention to the fifth invention at least one surface of the plate material coated surface is subjected to a polishing treatment. It is characterized by.
  • the thickness of the coating film may be smaller than when a metal-coated thick film is formed by using an electroplating method. Therefore, it is possible to reduce power consumption, time required for manufacturing, consumption of plating-related consumables, etc., thereby reducing manufacturing costs.
  • a method for manufacturing a stamper substrate according to a seventh aspect of the present invention provides a method for manufacturing a stamper substrate, comprising: Or metal plating on both front and back and polishing
  • the metal is rolled to produce a rolled metal plate, and the produced rolled metal plate is cut into a predetermined size and cut into a predetermined size.
  • the method is characterized in that metal is applied to the front or back surface, or both front and back surfaces of the rolled metal plate, and is polished.
  • the thickness of the rolled metal plate manufactured by rolling is finely adjusted by metal plating. Therefore, in order to adjust the sheet thickness before performing the polishing process, it is possible to prevent the occurrence of a portion that cannot be used due to the insufficient thickness by performing the polishing process on the metal rolled plate, thereby increasing the production yield. The ability to maintain S becomes possible. Further, the thickness of the metallized film can be smaller than that of a metal-coated thick film formed by using an electroplating method. Therefore, it is possible to reduce power consumption, time required for forming a film, usage of consumables related to plating, and the like, and it is also possible to reduce manufacturing costs.
  • the plate thickness set as a target when the metal rolled plate is rolled is determined when the polishing process is completed. It is characterized in that it is thinner than the thickness obtained by adding the polishing allowance to the required thickness (typically the thickness required for a stamper substrate).
  • a stamper substrate that satisfies the requirements can be manufactured over the entire length of the rolled metal plate, and the production yield can be kept high.
  • the thickness error of a rolled metal plate manufactured by rolling may be about ⁇ 10% for one entire coil. In this case, if rolling is performed with the target thickness of the plate required for the stamper plus the polishing allowance, there may be portions that are too thin, and the thickness may be too small.
  • the required thickness of the stamper substrate is 300 ⁇ m
  • a rolled metal plate of 310 ⁇ may be manufactured.
  • the thickness d2 is small, and the target sheet thickness cannot be secured. Therefore, if the plate thickness is too thin, plating can be applied to add a plating layer to compensate for the shortage of the plate thickness. For example, if the thickness of a substrate obtained by cutting out a partial roll of a rolled metal plate is 290 ⁇ m, a shortage of 10 ⁇ m can be applied to the front and back surfaces of the substrate to compensate for the insufficient thickness.
  • the degree of thickness reduction may be determined in consideration of the magnitude and the probability of occurrence of a thickness error occurring during rolling. In other words, when a thickness error occurs in the thicker direction (positive direction), the thickness of the rolled metal sheet is equal to the above-described thickness of the stamper substrate plus the polishing allowance. Then, the target thickness at the time of rolling may be set.
  • the method according to any one of the seventh invention to the ninth invention comprises:
  • the thickness is a thickness obtained by subtracting the thickness of the rolled metal plate from the thickness obtained by adding the thickness of the polishing allowance in the polishing process to the thickness required at the completion of the polishing process.
  • the thickness of the rolled metal plate can be adjusted over the entire length. Therefore, a stamper substrate that satisfies the requirements can be manufactured regardless of where the metal rolled plate is cut, and the production yield can be kept high.
  • the metal plating applied to the front surface or the back surface of the rolled metal plate, or both the front and back surfaces is the same as the metal.
  • the same type of metal material as the metal rolled plate is used.
  • the thermophysical properties affecting the stamper substrate become the same when the optical disk is formed by the manufactured stamper substrate. Therefore, it is possible to maintain higher reliability as a stamper substrate that is less likely to cause peeling of the plating film.
  • the metal in any one of the seventh to eleventh inventions, may be at least one of nickel, titanium, iron, copper, and aluminum. One as a main component.
  • the thickness of the coating film is greater than that of forming a metal-coated thick film using an electroplating method. It can be thin. Therefore, power consumption and time required for manufacturing can be reduced, and manufacturing costs can be reduced.
  • the stamper substrate according to the third invention the possibility that non-metallic inclusions become apparent on the surface can be reduced, and the occurrence of pinhole defects due to metal plating is prevented beforehand. It is possible to do.
  • the stamper substrate according to the fourth invention it is possible to easily insert a jig or the like between the metal plate and the surface plate and remove the metal plate.
  • the above-described effects can be expected by using the metal material and the metal plating film.
  • the thickness of the rolled metal plate manufactured by rolling is adjusted by metal plating before the polishing treatment.
  • a metal rolled plate By subjecting a metal rolled plate to a polishing treatment, it is possible to prevent a situation in which a portion that cannot be used due to a lack of the plate thickness can be prevented beforehand, and a high production yield can be maintained.
  • the thickness of the plated film can be made smaller than that of forming a thick metal-coated film on a stamper substrate by using an electroplating method, power consumption can be reduced and manufacturing costs can be reduced. This is all right.
  • the entire length of the rolled metal plate is reduced.
  • a stamper substrate that satisfies the requirements can be manufactured, and the production yield can be maintained at a high level.
  • the thickness can be adjusted over the entire length of the rolled metal sheet.
  • a stamper substrate can be manufactured, and a high production yield can be maintained.
  • the stamper substrate can be formed at the time of forming an optical disc using the manufactured stamper substrate. Since the thermophysical properties that affect the substrate for use are the same, it is possible to maintain higher reliability as a stamper substrate that is less likely to cause peeling of the plating film, etc.
  • the effects described above can be expected by using such a metal material and a metal plating film.
  • the material of the plate material is not particularly limited, and any material may be used as long as it can secure adhesion to such an extent that it does not peel off in the polishing process after the coating process.
  • any method can be used as long as it has good adhesion to the plate material, such as metal plating, vapor deposition, and bonding.
  • a rolled plate manufactured by a rolling process described below which is desirably a metal plate, is used as the plate material.
  • a Ni rolled plate is used as a material of the rolled plate.
  • other materials such as titanium, iron, copper, and aluminum can be used, and for example, an alloy such as stainless steel may be used.
  • the rolled Ni plate 1 is manufactured by rolling under the following conditions, for example. After dissolving the nickel metal, a slab having a thickness of 150 mm is formed by continuous forming, and the slab is hot-rolled to a thickness of 4 mm. Furthermore, after annealing at 720 ° C, the surface is oxidized to remove oxide scales, then cold-rolled to a thickness of 0.3 mm, and annealed at 720 ° C. Further, when warpage of the plate is a problem, a tensile elongation of 2% or less may be provided, or light rolling of 1% or less may be performed.
  • the Ni rolled plate 1 wound as a coil having a length of several meters, a force of several tens of meters, and a width of 2m is about ⁇ 10% at most in the length and width directions. It has a thickness distribution of
  • the Ni rolled plate 1 manufactured as described above is subjected to a process such as cutting out by a well-known machining process, for example, to fit a stamper for copying a large amount of optical disks such as CDs or DVDs. It is processed into a disk shape having a diameter D of approximately 160 mm.
  • a rolled Ni plate processed into a disc shape is hooked on a hook made of wire, and a chemical conversion treatment, which is a pretreatment for plating, is performed.
  • the chemical conversion treatment for example, after a degreasing treatment using acetone, the plate is immersed in an aqueous solution of sodium hydroxide having a volume concentration of 5% for several seconds, and continuously immersed in a hydrochloric acid solution having a volume concentration of 5% for several seconds.
  • the rolled Ni-plated sheet is washed with pure water and then subjected to a plating treatment described in detail below.
  • the plating bath used for the plating treatment is not particularly limited, and an ordinary plating bath may be used.
  • an ordinary plating bath may be used.
  • when performing plating with Ni use a sulfamic acid bath or a Watts bath, and when performing plating with a Ni alloy, use a NiP alloy plating bath.
  • the plating bath uses a chemically stable plating bath made of SUS316 steel or the like, and a steam coil or an electric heater installed in the bath. And heat to a specified temperature (usually 70 ° C to 90 ° C). In order to keep the plating bath composition and the temperature constant, it is preferable to constantly stir the inside of the tank using a pump circulation or a stirrer.
  • the disc-shaped Ni rolled plate subjected to the above-mentioned chemical conversion treatment is hung on a hook while being hooked on a hook, immersed in a plating bath, and the time when the plating layer 2 reaches a predetermined thickness is observed. Measure and raise.
  • Electroless film formation For NiP alloy plating plating film thickness Since it is proportional to the immersion time in the plating bath, for example, if the deposition rate is 12 ⁇ ⁇ / 1 hour when plating at 80 ° C, immersion in the plating bath for 5 minutes will allow A plating layer 2 of 1 ⁇ m can be formed.
  • the thickness of the plating layer 2 is determined in consideration of the polishing allowance. Depending on the required thickness of the plating layer 2, the time for immersing the disc-shaped Ni rolled plate 1 in the plating bath is determined.
  • the plating layer 2 is preferably plated with a metal material or an alloy having a linear expansion coefficient equivalent to that of a metal rolled plate.
  • a metal plating of the same component as that of the metal material of the rolled metal plate or an alloy plating of the same main component is applied.
  • a nickel plating layer or a nickel alloy plating layer of nickel phosphorus, nickel boron, nickel cobalt, or the like is desirable.
  • the components of the plating layer are not particularly limited, and the coating may be performed by a method such as vapor deposition or the like. It may be formed.
  • the metal material there is usually a nonmetallic inclusion that is poor in electrical conductivity and has a large rubbing force and a large decrease in wettability with the liquid. Therefore, when plating is performed on the surface of a metal plate made of such a metal material, a portion called a pinhole where a plating layer is not formed occurs. When pinholes are generated, the surface roughness is not sufficiently reduced even if a surface polishing treatment described later is performed on the plated surface. Therefore, it becomes difficult to form dots during signal recording and cannot be used as a stamper, so it is necessary to prevent the occurrence of pinholes.
  • Samples for examining surface roughness for each cleanliness were collected from slabs manufactured by continuous production after melting pure nickel in an electric furnace. Change the cleanliness ratio, which is the weight ratio of non-metallic inclusions. Near the top surface, near the center, and near the final solidification position of a slab manufactured by Begu continuous manufacturing Samples for examination were collected from three places. Near the final solidification position of the slab, the concentration of nonmetallic inclusions increases and the cleanliness increases (the higher the nonmetallic inclusions, the higher the proportion of nonmetallic inclusions). Near the center of the slab, steady solidification is occurring, so the concentration of nonmetallic inclusions is lower and the cleanliness is lower than near the final solidification position. Low ratio).
  • a slab used for secondary melting to further reduce the concentration of nonmetallic inclusions was taken from a study sample taken near the center in the longitudinal direction of a slab manufactured by continuous manufacturing. Take. Specifically, a test sample with a diameter of 100 mm and a length of 200 mm was collected and subjected to VAR melting (arc melting) in a vacuum.
  • VAR melting arc melting
  • the hot-rolled sheet taken as a sample for examination was annealed at 750 ° C, and the scale formed on the surface was removed by molten salt and pickling. After that, it was subjected to 750 degree intermediate annealing with a thickness of lmm, and then cold rolled to a thickness of 0.95mm.
  • the disc-shaped Ni rolled plate 1 in which the thickness of the plating layer 2 was adjusted by adjusting the immersion time in the plating bath. Then, a normal surface polishing process and a back surface polishing process, or a double-side polishing process in which the front and back surfaces are simultaneously polished. Here, rough polishing is sufficient for the back surface polishing. Therefore, use a rubbing tape to which abrasive grains such as white alumina are fixed, and grind to a surface roughness Ra about 0.05-0. Lz m.
  • polishing In the surface polishing treatment, it is necessary to form submicron-scale pits for recording signals on an optical disc manufactured using the stamper substrate according to the present embodiment. Polishing must be performed to such an extent that polishing scratches and the like do not remain. Therefore, finish polishing is performed by using, for example, a chemical mechanical polishing method, and surface polishing is performed so that polishing scratches and the like do not remain.
  • the final thickness after polishing is about 300 ⁇ ⁇ 5 ⁇ .
  • the thicknesses of three types of Ni-rolled plate, Ni-rolled plate that has been polished without plating, and Ni-rolled plate that has been polished after plating have been compared.
  • the surface roughness of the polished Ni plated plate is evaluated after plating.
  • the mass of a disc-shaped Ni rolled sheet is divided by the specific gravity of nickel. Calculate the volume by, and divide the volume by the circular area to obtain and evaluate the average thickness.
  • the specific gravity of nickel the reference value of 8,904 g / cm 3 is used.
  • FIG. 4 is a cross-sectional structure diagram of a nickel plating phosphor (NiP) alloy-coated film formed on a rolled Ni plate. From FIG. 4, it can be seen that the plating film is formed with a uniform thickness on the Ni rolled sheet surface. The plating film in FIG. 4 was immersed in the plating bath for 2 hours, and the thickness dm of the plating film reached approximately 24 ⁇ m.
  • NiP nickel plating phosphor
  • Fig. 5 is a diagram showing the thickness distribution of a rolled Ni plate before polishing and a case where the rolled Ni plate is directly polished without plating.
  • the vertical axis indicates the plate thickness m), and the horizontal axis indicates the diametric displacement (mm) with the center of the circle being zero.
  • FIG. 6 shows the Ni rolled plate before plating, the Ni rolled plate after plating the Ni rolled plate, and the Ni rolled plate that was polished after plating the Ni rolled plate.
  • Sheet thickness distribution FIG. As in FIG. 5, the vertical axis indicates the plate thickness m), and the horizontal axis indicates the diametric displacement (mm) with the center of the circle being zero.
  • Such a Ni rolled plate is subjected to a 7 ⁇ m-thick plating process in anticipation of a polishing allowance of 10 ⁇ m. Since the plating layer is formed on both the front and back surfaces of the Ni rolled plate, the Ni rolled plate may be subjected to a plating treatment with a thickness of 3.5 zm. In the case of the NiP alloy plating described above, the Ni rolled plate subjected to the chemical conversion treatment is immersed in the plating bath for 17 to 18 minutes. The thickness distribution after immersing the Ni rolled plate in the plating bath is shown by the triangle in Fig. 6. As is clear from FIG. 6, the plating layer is formed while maintaining the uniformity of the plate thickness.
  • the thickness distribution in the case where the Ni rolled plate is subjected to the polishing treatment after being subjected to the plating treatment is indicated by the X mark in FIG. Similar to the + mark in Fig. 5, although a slight vertical movement is observed due to the polishing process, the plate thickness remains at a maximum of 5 / im. In addition, because of the chemical conversion treatment, the adhesion between the plated layer and the Ni rolled sheet is high, and no local peeling of the plating layer due to the polishing treatment is observed.
  • the polishing allowance for polishing the front and back surfaces is about 10 ⁇ on both sides.
  • the stamper substrate is finally finished. It falls within the required range of 300/1 111 ⁇ 5/1 111 (the shaded area in Fig. 6) and can be used as a stamper substrate. Therefore, by increasing the thickness of the entire cut substrate by performing the plating process, it is possible to use a substrate cut from any part of the rolled Ni plate as a stamper substrate.
  • FIG. 7 is an atomic force microscope image of the surface of a rolled Ni plate when a surface finish is performed on the plated Ni rolled plate using a chemical mechanical polishing process. As is evident from FIG. 7, the surface of the Ni rolled sheet is extremely smooth, and polishing scratches, which may hinder signal recording, are generated.
  • the method for manufacturing a stamper substrate according to the present embodiment was used.
  • the surface roughness Ra of the rolled Ni plate was approximately 0.8 nm, which was sufficient for a stamper substrate. Accuracy.
  • the thickness of the rolled metal plate is adjusted by applying a plating to both the front and back surfaces of the rolled metal plate cut to the size of the stamper and providing a plating layer. Similar effects can be expected even if the thickness of the rolled metal plate is adjusted by plating one of the back surfaces and providing a plating layer on only one of the back surfaces.
  • the metal plate used as the stamper substrate is a circular plate, and needs to have a shape that is upwardly convex with respect to the mold platen. That is, air is degassed from the portion of the center of the disk that is upwardly convex with respect to the mold surface plate, and the disk-shaped metal plate is fixed to the mold surface plate.
  • a shape that is upwardly convex with respect to the mold surface plate is obtained by giving an appropriate warp to the metal plate.
  • the symbol “ ⁇ ” indicates that the mold can be fixed to the mold platen by the vacuum suction method, and that desorption can be performed after the adsorption. This indicates that it cannot be fixed to the panel and that desorption after adsorption is not possible.
  • the upper limit value of the warpage depends on the performance such as the flatness and the suction force of the mold surface plate. Warpage is imparted to the metal plate by appropriately setting conditions such as temper rolling and tension leveler, and plating is applied to the surface of the warped metal plate. By polishing, the warpage of the metal plate remains as it is, and the releasability is improved.
  • temper rolling, tension leveler, etc. are not particularly limited, and the reduction ratio of temper rolling, lubrication conditions, roll diameter, peripheral speed of upper and lower rolls, and further, roll diameter of tension leveler , Tension, etc. may be appropriately set so as to have the warpage specified in the present embodiment.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of a sheet thickness distribution in a conventional Ni rolled sheet.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of a method of manufacturing a stamper substrate according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of a method for confirming a thickness distribution of a rolled Ni plate.
  • FIG. 4 is a cross-sectional structure diagram of a NiP alloy plating film formed on a rolled Ni plate.
  • FIG. 5 is a diagram showing a thickness distribution of a conventional Ni rolled plate.
  • FIG. 6 is a view showing a thickness distribution of a rolled Ni plate according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view showing an atomic force microscope image of a Ni rolled sheet according to the embodiment of the present invention. Explanation of reference numerals

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Abstract

　金属圧延板全体を基板用材料として用いることができ、製造歩留まりを高く維持することができるスタンパ用基板の製造方法を提供する。金属を圧延して金属圧延板を生成し、生成された金属圧延板を所定の大きさに切り出し、所定の大きさに切り出した金属圧延板の表面もしくは裏面、または表裏両面に金属めっきを施して、研磨処理を行う。金属圧延板を圧延する際に目標として設定する板厚は、研磨処理完了時において要求する板厚よりも薄く設定する。  

Description

明 細 書
スタンパ用基板及びスタンパ用基板の製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、 CD (Compact Disc)、 DVD (Digital Versatile Disc)等の光ディスクを大 量に複製するためのスタンパを製造するために用いるスタンパ用基板及び該スタン パ用基板の製造方法に関する。
背景技術
[0002] CDまたは DVD等の光ディスクには、信号を記録するためのサブミクロンスケール のピットが形成される。そのため、スタンパ用基板の表面は極めて高い平坦度が要求 される。斯かる要求を満足すベぐ従来、鏡面研磨したガラス基板表面に電铸めっき 法を用いてニッケル膜を成長させることにより、平坦度が高レ、スタンパ用基板を製造 してきた。
[0003] しかし、スタンパ用基板の厚さは一般に 300 μ m程度である。したがって、電铸めつ き法を用いてニッケル膜を成長させてニッケノレ製のスタンパ用基板を製造する方法 では、ニッケル膜をスタンパ用基板の厚さである 300 μ m程度の厚さにまで成長させ るための消費電力が過大となり、製造コストの観点から好ましくなレ、。また、めっきによ り廃液が生じることから、廃液の処理コスト増の観点及び環境保護の観点からも望ま しくない。
[0004] そこで、製造コストを削減するために、金属板、例えば圧延により製造される二ッケ ルまたはニッケノレ合金で形成された圧延板 (以下、 Ni圧延板という)を所定の大きさに 切り出し、研磨することでスタンパ用基板を製造する方法が提案されている。
[0005] 例として、特許文献 1には、スタンパ用基板として Ni圧延板を用い、表面に化学機 械研磨処理を行うスタンパ用基板の製造方法が開示されている。また、特許文献 2に は、コイル状のフープ材から打ち抜かれた金属材に化学機械研磨処理を行うスタン パ用基板の製造方法が開示されている。
特許文献 1 :特開 2002 - 355749号公報
特許文献 2：特開 2001 - 283475号公報 発明の開示 発明が解決しょうとする課題
[0006] このような金属板は、通常、冷間圧延及び焼鈍を経て製造される。斯かる製造工程 を経た金属板においては、以下のような問題点があった。
[0007] 素材内部には非金属介在物が存在し、その一部は金属板の表面に露出した状態 となっている。そのため、金属板にめっき処理を施す場合、非金属介在物の電気伝 導度が低いことから、めっきが付着しない欠陥、いわゆるピンホール欠陥が発生する 。ピンホール欠陥の発生により、めっきの表面の表面粗さが粗ぐ母材との密着力が 弱いため、極端な場合、研磨処理中にめっき剥離が生じるおそれもあった。
[0008] 通常、圧延により製造された金属板には残留応力が生じる。したがって、片面のみ を研磨した場合、表裏両面の残留応力バランスが不均衡となり、金属板に大きく反り が生じるという問題点があった。斯カ、る反りを抑制するためには、調質圧延の圧下率 を可能な限り小さくすること、圧延時の圧力をテンションレベラ等を用いることで均一 化することが望ましい。しかし、上述した対応のみでは、金属板表面の研磨処理を施 した後に生じた反りを抑制することは困難であつた。
[0009] また、スタンパ基板の製造工程において、表面の研磨を行うには金属板を定盤に 固定しておく必要がある。 CD、 DVD等の射出成型時においても同様である。金属 板を定盤に固定する場合、通常は定盤の表面に金属板を吸引して固定する。したが つて、金属板に反りがまったく生じていない場合、研磨処理後の定盤からの離脱が困 難であり、一方、金属板の反りが過大である場合、定盤への吸引が困難になるという 問題点を内包している。
[0010] さらに、研磨処理前のスタンパ用基板の製造コストを抑制するには、特許文献 1に 開示されているように、圧延により製造される Ni圧延板から所定の大きさで切り出す だけで研磨処理へ移行することが好ましい。しかし、圧延により製造される Ni圧延板 の板厚誤差は、全長で ± 10%前後であるのに対し、スタンパに要求される板厚誤差 は ± 2%前後である。したがって、スタンパ用基板にも同等の精度が要求されることか ら、 Ni圧延板の全長にわたってスタンパ用基板として用いることは困難であるという問 題点があった。 [0011] すなわち、図 1に示すように、 Ni圧延板 1の部分 Aにおいては厚さ dlが 310 /i mで あるのに対して、部分 Bにおいては厚さ d2が 300 /i mであるということが生じうる。この 場合、スタンパ用基板として要求される板厚が 300 μ ΐηであり、表裏両面における研 磨代が合わせて 10 μ mであると仮定すると、研磨処理前において切り出した Ni圧延 板の厚さは研磨代を含めた 310 z m必要となる。したがって、部分 Aからは要求を満 足する（すなわち、厚さ 300 x m、板厚許容誤差 ± 2%)スタンパ用基板を作製するこ とができるが、部分 Bからは要求を満足するスタンパ用基板を作製することができない 。このように、 1枚ほたは 1コイル）の Ni圧延板の異なる場所から基板を複数枚切り出 した場合、特定の場所から切り出した基板からしか要求を満足するスタンパ用基板を 作製することができず、製造歩留まりを高く維持することが困難であった。
[0012] 本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、非金属介在物による金属めつき 処理時のピンホール欠陥の発生を防止することにより、研磨処理後の表面の平坦度 を高く保持することができるスタンパ用基板及びスタンパ用基板の製造方法を提供す ることを目的とする。
[0013] また本発明は、金属板に適度な反りを生じさせておくことにより、研磨処理後の定盤 力 の離脱が容易であり、し力も定盤への吸引を確実に行うことができるスタンパ用基 板及びスタンパ用基板の製造方法を提供することを目的とする。
[0014] さらに本発明は、金属圧延板全体をスタンパ用基板の材料として用いることができ、 製造歩留まりを高く維持することができるスタンパ用基板の製造方法を提供すること を目的とする。
課題を解決するための手段
[0015] 上記目的を達成するために第 1発明に係るスタンパ用基板は、板材の表面もしくは 裏面、または表裏両面にコーティングを施してあることを特徴とする。
[0016] 第 1発明に係るスタンパ用基板では、電铸めっき法を用いて金属めつき厚膜を生成 するよりもコーティング膜の厚さが薄くて済む。したがって、消費電力及び製造に要す る時間を減少させることができ、製造コストを軽減することが可能となる。
[0017] また、第 2発明に係るスタンパ用基板は、第 1発明において、前記板材は金属板で あることを特 ί数とする。 [0018] 第 2発明に係るスタンパ用基板では、板材が金属板であり、電铸めっき法を用いて 金属めつき厚膜を生成するよりも金属めつき膜の厚さが薄くて済む。したがって、消費 電力、製造に要する時間、めっきに関する消耗品の使用量等を減少させることができ 、製造コストを軽減することが可能となる。
[0019] また、第 3発明に係るスタンパ用基板は、第 2発明において、前記板材の非金属介 在物の清浄度が 0. 05%以下であることを特徴とする。
[0020] 第 3発明に係るスタンパ用基板では、金属板中に存在する非金属介在物の存在重 量比率を示す清浄度を 0. 05%以下とする。これにより、表面に非金属介在物が露 出する可能性を小さくすることができ、金属めつきを施した場合のピンホール欠陥の 発生を防止することが可能となる。
[0021] また、第 4発明に係るスタンパ用基板は、第 1発明から第 3発明のいずれかにおい て、板材を所定の大きさに切り出す場合、切り出した板材の反りが 0. 1mm以上であ ることを特 ί数とする。
[0022] 第 4発明に係るスタンパ用基板では、板材を所定の大きさに切り出す場合、切り出 した板材の反りが 0. 1mm以上である。したがって、板材と定盤との間に治具等を挿 入して板材を取り外すことを容易に行うことが可能となる。
[0023] また、第 5発明に係るスタンパ用基板は、第 2発明から第 4発明のいずれかにおい て、前記板材は、純ニッケル、ニッケル合金、純チタン、チタン合金、ステンレス、鉄、 鉄合金、純銅、銅合金、純アルミニウム、アルミニウム合金、純マグネシウム、マグネ シゥム合金のうち少なくとも一つを主成分とすることを特徴とする。
[0024] 第 5発明に係るスタンパ用基板では、斯カる金属材料及び金属めつき膜を用いるこ とで、上述したような効果が期待できる。
[0025] また、第 6発明に係るスタンパ用基板は、第 1発明から第 5発明のいずれかにおい て、前記板材のコーティングが施してある面の少なくとも片面に、研磨処理を施してあ ることを特徴とする。
[0026] 第 6発明に係るスタンパ用基板では、電铸めっき法を用いて金属めつき厚膜を生成 するよりもコーティング膜の厚さが薄くて済む。したがって、消費電力、製造に要する 時間、めっきに関する消耗品の使用量等を減少させることができ、製造コストを軽減 すること力 S可言 となる。
[0027] 次に、上記目的を達成するために第 7発明に係るスタンパ用基板の製造方法は、 金属を圧延することにより製造され、所定の大きさに切り出された金属圧延板の表面 もしくは裏面、または表裏両面に金属めつきを施し、研磨処理を行うことを特徴とする
[0028] また、第 8発明に係るスタンパ用基板の製造方法は、金属を圧延して金属圧延板を 生成し、生成された金属圧延板を所定の大きさに切り出し、所定の大きさに切り出し た金属圧延板の表面もしくは裏面、または表裏両面に金属めつきを施し、研磨処理 を行うことを特徴とする。
[0029] 第 7発明及び第 8発明に係るスタンパ用基板の製造方法では、圧延により製造され る金属圧延板の板厚を、金属めつきにより微調整する。したがって、研磨処理を施す 前に板厚を調整するため、金属圧延板に研磨処理を施すことで板厚が足りずに使用 できない部分が生じる事態を未然に防止することができ、製造歩留まりを高く維持す ること力 S可能となる。また、電铸めっき法を用いて金属めつき厚膜を生成するよりもめ つき膜の厚さが薄くて済む。したがって、消費電力、製膜に要する時間、めっきに関 する消耗品の使用量等を減少させることができ、製造コストを軽減することも可能とな る。
[0030] また、第 9発明に係るスタンパ用基板の製造方法は、第 7発明または第 8発明にお いて、前記金属圧延板を圧延する際に目標として設定する板厚は、研磨処理完了時 において要求される板厚 (典型的にはスタンパ用基板として要求される板厚）に研磨 代分をカ卩えた厚さよりも薄レ、ことを特徴とする。
[0031] 第 9発明に係るスタンパ用基板の製造方法では、金属圧延板の全長にわたって要 求を満足するスタンパ用基板を作製することができ、製造歩留まりを高く維持すること が可能となる。前述のとおり、圧延により製造される金属圧延板の板厚誤差は、 1コィ ル全体で ± 10%程度になることもある。この場合、スタンパ用基板として要求される 板厚に研磨代を加えた板厚を目標として圧延すると、薄すぎる部分も生じるし、厚す ぎるき分ぁ生じうる。
[0032] 例えば、要求されるスタンパ用基板の板厚が 300 μ mであり、研磨処理における研 磨代が 10 μ ΐηである場合、 310 μ ΐηの金属圧延板を製造すればよい。し力し、 310 / mを目標として圧延した場合、例えば 280 μ m力ら 340 μ mの間で板厚のバラツキ が生じる。すなわち、図 1の金属圧延板 1の部分 Bにおいては厚さ d2が薄ぐ 目標と する板厚を確保することができない。そこで、板厚が薄すぎる場合、めっきを施すこと でめつき層を付加し、板厚の不足分を補うことができる。例えば金属圧延板の任意の 部分力 切り出した基板の板厚が 290 μ mの場合には、基板の表裏面に 10 μ mず つめつきを施すことで板厚の不足分を補うことができる。
[0033] しかし、板厚が厚すぎる場合、要求される板厚まで研磨処理を施さなければならな レ、。研磨処理により板厚を大幅に削減するのは、コスト面、作業時間面からも不利で ある。したがって、厚すぎる板厚が生じる部分が少なくなる、またはなくなるように、 目 標板厚を薄めに設定することが望ましレ、。
[0034] どの程度薄めに設定するかは、圧延時に発生する板厚誤差の大きさや発生確率を 考慮して決定すればよい。すなわち、板厚が厚めの方向（プラス方向）に板厚誤差が 発生した場合の金属圧延板の板厚が、前述したスタンパ用基板の板厚に研磨代を 加えた板厚と同等となるように、圧延時の目標厚さを設定すればよい。
[0035] また、第 10発明に係るスタンパ用基板の製造方法は、第 7発明から第 9発明のいず れかにおいて、金属圧延板の表面もしくは裏面、または表裏両面に施す金属めつき の合計厚さは、研磨処理完了時において要求される厚さに前記研磨処理における 研磨代分の厚さをカ卩えた厚さから前記金属圧延板の厚さを引いた厚さであることを特 徴とする。
[0036] 第 10発明に係るスタンパ用基板の製造方法では、金属圧延板の全長にわたって 板厚を調整することができる。したがって、金属圧延板のどこから切り出しても要求を 満足するスタンパ用基板を作製することができ、製造歩留まりを高く維持することが可 能となる。
[0037] また、第 11発明に係るスタンパ用基板の製造方法は、第 7発明から第 10発明のい ずれかにおいて、金属圧延板の表面もしくは裏面、または表裏両面に施す金属めつ きは、前記金属と主成分が同一であることを特徴とする。
[0038] 第 11発明に係るスタンパ用基板の製造方法では、金属圧延板の金属材料と同種 の金属材料を用いることで、作製されたスタンパ用基板による光ディスク成形時に、ス タンパ用基板に影響する熱物理特性が同じとなる。したがって、めっき膜の剥離等が 生じにくぐスタンパ用基板としての信頼性をより高く維持することが可能となる。
[0039] また、第 12発明に係るスタンパ用基板の製造方法は、第 7発明から第 11発明のい ずれかにおいて、前記金属は、ニッケル、チタン、鉄、銅、アルミニウムのうち少なくと も一つを主成分とすることを特徴とする。
[0040] 第 12発明に係るスタンパ用基板の製造方法では、斯かる金属材料及び金属めつき 膜を用いることで、上述したような効果が期待できる。
発明の効果
[0041] 第 1発明、第 2発明または第 6発明に係るスタンパ用基板によれば、電铸めっき法を 用いて金属めつき厚膜を生成するよりもコーティング膜 (金属めつき膜)の厚さが薄く て済む。したがって、消費電力及び製造に要する時間を減少させることができ、製造 コストを軽減することが可能となる。
[0042] 第 3発明に係るスタンパ用基板によれば、表面に非金属介在物が顕在化する可能 性を低減することができ、金属めつきを施すことによるピンホール欠陥の発生を未然 に防止することが可能となる。
[0043] 第 4発明に係るスタンパ用基板によれば、金属板と定盤との間に治具等を揷入して 金属板を取り外すことを容易に行うことが可能となる。
[0044] 第 5発明に係るスタンパ用基板によれば、斯かる金属材料及び金属めつき膜を用 レ、ることで、上述したような効果が期待できる。
[0045] 第 7発明または第 8発明に係るスタンパ用基板の製造方法によれば、圧延により製 造される金属圧延板の板厚を、研磨処理を施す前に金属めつきにより調整するため 、金属圧延板に研磨処理を施すことで板厚が足りずに使用できない部分が生じる事 態を未然に防止することができ、製造歩留まりを高く維持することが可能となる。また 、スタンパ用基板を、電铸めっき法を用いて金属めつき厚膜を生成するよりもめっき 膜の厚さが薄くて済むことから消費電力を減少させることができ、製造コストを軽減す ることち可肯 となる。
[0046] また、第 9発明に係るスタンパ用基板の製造方法によれば、金属圧延板の全長に わたって要求を満足するスタンパ用基板を作製することができ、製造歩留まりを高く 維持することが可能となる。
[0047] また、第 10発明に係るスタンパ用基板の製造方法によれば、金属圧延板の全長に わたって板厚を調整することができるので、金属圧延板のどこから切り出しても要求を 満足するスタンパ用基板を作製することができ、製造歩留まりを高く維持することが可 能となる。
[0048] また、第 11発明に係るスタンパ用基板の製造方法によれば、金属圧延板の金属材 料と同種の金属材料を用いることで、作製されたスタンパ用基板による光ディスク成 形時に、スタンパ用基板に影響する熱物理特性が同じとなることから、めっき膜の剥 離等が生じにくぐスタンパ用基板としての信頼性をより高く維持することが可能となる
[0049] また、第 12発明に係るスタンパ用基板の製造方法によれば、斯かる金属材料及び 金属めつき膜を用いることで、上述したような効果が期待できる。
発明を実施するための最良の形態
[0050] 以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。板材 の材質は特に限定されるものではなぐコーティング膜の密着性力 コーティング処 理後の研磨処理工程で剥離しない程度の密着性を確保することできる材質であれば 良い。なお、コーティング方法についても、金属めつき、蒸着、張り合わせ等、板材と 密着性が良好である方法であれば何でも良い。
[0051] また、該板材は金属板であることが望ましぐ後述する圧延処理により製造した圧延 板を用い、例えば Ni圧延板を用いる。なお、圧延板の材料としては、その他、チタン 、鉄、銅、アルミニウム等を用いることができ、また例えばステンレスのような合金であ つてもよい。
[0052] Ni圧延板 1は、例えば以下のような条件で圧延することにより製造される。金属ニッ ケルを溶解後、連続铸造にて 150mm厚のスラブとし、該スラブを 4mm厚に熱延す る。さらに、 720°Cでの焼鈍後、酸洗して表面の酸化スケールを除去した後、 0. 3m mの厚さまで冷間圧延し、 720°Cで焼鈍する。さらに、板の反りが問題となる場合は、 2%以下の引っ張り伸びを付与してもよいし、または 1%以下の軽圧延をカ卩えてもよい [0053] 上述した製造方法により、長さが数 m力 数十 m、幅力 から 2mのコイルとして卷 き取られた Ni圧延板 1は、長さ方向及び幅方向に最大で ± 10%程度の板厚分布を 有する。
[0054] このように製造された Ni圧延板 1を、周知の機械加工により切り出す等の処理を行 うことによって、例えば CDまたは DVD等の光ディスクを大量に複製するためのスタン パに合わせて、直径 D =略 160mmを有する円盤状に加工する。図 2 (a)に、直径 D = 160mmの円盤状を有する Ni圧延板 1の断面図を示す。なお、スタンパ用基板とし て用いる直径 D = 160mmの範囲内では板厚は略均一である。
[0055] 次に、図 2(b)の断面図に示すように、直径 D= 160mmを有する円盤状に加工され た Ni圧延板 1に、 Nほたは Ni合金によるめつきを施す。めっき工程としては、まず円 盤状に加工された Ni圧延板を針金で作製されたフックに引っ掛け、めっき前処理で ある化成処理を施す。該化成処理は、例えばアセトンを用いた脱脂処理の後、体積 濃度 5 %の水酸化ナトリウム水溶液に数秒間浸し、連続して体積濃度 5 %の塩酸溶 液に数秒間浸す処理を行う。
[0056] 該化成処理を施した円盤状に加工された Ni圧延板を純水で洗浄した後、以下に 詳述するめつき処理を行う。めっき処理に用いるめっき浴としては、特に特別なものに 限定されず、通常のめっき浴を用いればよレ、。例えば Niによるめつきを施す場合に はスルフアミン酸浴またはワット浴を用い、 Ni合金によるめつきを施す場合には NiP 合金めつき浴を用いる。
[0057] 該めっき浴は、例えば NiP合金めつきを施す場合、化学的に安定している SUS31 6鋼等のめっき槽を用レ、、槽内に設置されているスチームコイルまたは電気ヒータ等 を用いて所定の温度（通常は 70°Cから 90°C)まで加熱する。なお、めっき浴組成と温 度を一定に保っために、ポンプ循環または撹拌子等を用いて槽内を常に撹拌するこ とが好ましい。
[0058] そして、上述した化成処理を施した円盤状の Ni圧延板をフックに引っ掛けた状態 でめつき槽に吊り下げ、めっき浴に浸し、めっき層 2が所定の厚みに達した時間を見 計らって引き上げる。無電解で成膜を施す NiP合金めつきの場合、めっき成膜の厚さ はめつき浴への浸漬時間に比例することから、例えば 80°Cでめつきした場合の成膜 速度を 12 μ ΐη/1時間とすると、 5分間めつき浴に浸漬させることで表裏両面に各 1 μ mのめつき層 2を形成することができる。
[0059] めっき層 2の厚みは、研磨代を見込んで決定する。必要とされるめっき層 2の厚み に応じて、円盤状に加工された Ni圧延板 1をめつき浴へ浸漬する時間が決定する。
[0060] なお、めっき層 2としては、金属圧延板と同等の線膨張係数を有する金属材料また は合金のめっきが望ましい。斯カ、る材質によるめつきを施されたスタンパ用基板から 作製されたスタンパを用いて光ディスクを製造する際には、金属圧延板とめっき層と の熱物理特性の違いによるめつき層の剥離等のトラブルを軽減することが可能となる 。典型的には、金属圧延板の金属材料と同一成分の金属めつきまたは主成分が同 一である合金めつきを施せばよレ、。例えば、 Ni圧延板に対しては、ニッケルのめっき 層、またはニッケル燐、ニッケルボロン、ニッケルコバルト等のニッケル合金のめっき 層が望ましい。なお、研磨処理時にめっき剥離等が生じるおそれが小さい場合、めつ き層の成分は特に限定されるものではなぐ蒸着等の方法でコーティングを行っても 良いし、張り合わせ等の方法でコーティング層を形成しても良い。
[0061] 金属材料中には、通常、通電性に乏しぐし力もめつき液との濡れ性が大きく低下 する非金属介在物が存在する。したがって、斯かる金属材料からなる金属板表面に めっき処理を施した場合、いわゆるピンホールと呼ばれるめっき層が形成されない部 分が発生する。ピンホールが発生した場合、めっき処理を施した表面に対して後述 する表面研磨処理を施しても、表面の粗さが十分に低下しない。したがって、信号記 録時のドット形成が困難となり、スタンパとして使用することができなくなることから、ピ ンホールの発生を未然に防止する必要がある。
[0062] そこで、金属材料中に非金属介在物が存在する重量比率である清浄度に応じて、 めっき処理を施した表面に対して後述する表面研磨処理を施した場合の表面粗さが どのように変動するかについて、以下、純ニッケル金属材料を一例として検証した。
[0063] 清浄度毎の表面粗さ検討用試料は、純ニッケノレを電気炉で溶解した後、連続铸造 で製造したスラブから採取した。非金属介在物が存在する重量比率である清浄度を 変えるベぐ連続铸造で製造したスラブの上面付近、中央付近、最終凝固位置付近 の 3箇所から検討用試料を採取した。スラブの最終凝固位置付近では、非金属介在 物の濃度が高くなり、清浄度は高くなる（高いほど非金属介在物の存在比率が高い） 。スラブの中央付近では、定常的な凝固が行われていることから、最終凝固位置付 近よりも、非金属介在物の濃度が低くなり、清浄度は低くなる (低いほど非金属介在 物の存在比率が低い）。
[0064] 次に、連続錡造で製造したスラブの長手方向における中央近辺で採取した検討用 試料から、さらに非金属介在物の濃度を低減させるベく二次溶解に用レ、るスラブを採 取する。具体的には、直径 100mm、長さ 200mmの検討用試料を採取して、真空中 で VAR溶解（アーク溶解）を施した。
[0065] VAR溶解を施した後の検討用試料、及び連続錡造で製造したスラブの上面付近、 中央付近、最終凝固位置付近の 3箇所から採取した検討用試料の 4つの試料を熱 間鍛造することで、厚さ 60mm、幅 100mmの熱延スラブを製造した。そして、 1200 度に加熱した後、熱間圧延することにより厚さを 4mmとし、検討用試料として熱延板 を採取した。
[0066] 検討用試料として採取した熱延板は、 750度で焼鈍した後、溶融塩及び酸洗により 、表面に生じているスケールを除去した。その後、厚さ lmmで 750度の中間焼鈍を 施した後、冷間圧延により厚さ 0. 95mmとした。
[0067] 冷間圧延を施した状態で、直径 160mmの円盤状に 4つの試料を切り出し、研磨処 理を施した。研磨処理後の試料について、半径の略 2分の 1、すなわち中心部から略 80mmの一で試験片を採取し、原子間力顕微鏡を用いて表面粗さを測定した。表面 粗さ測定時には、 100 μ m X 100 μ mの範囲を撮影対象とし、平均粗さ（Ra)力 SlOn mを超える試験片については研磨性不良と判断した。 （表 1)は、試験片毎に採取位 置、清浄度、表面粗さの平均値 (Ra)、評価を示すものであり、研磨製不良と判定し た場合、評価の項目に X印を付してある。
[0068] [表 1] 表 1
Figure imgf000014_0001
[0069] なお、（表 1)での清浄度の評価は、 JISG0555の点算法を用いて実施した。 （表 1) 力 も明らかなように、試料中の非金属介在物の清浄度が 0. 05%以下である場合、 研磨後の表面粗さ Raは lOnm以下を満足している。これは、清浄度が 0. 05%以下 である場合、金属板の厚さが 0. 3mmと薄くなることから、直径 150mmの円盤表面 に非金属介在物が存在する可能性が著しく低レ、からである。
[0070] 次に、図 2(c)の断面図に示すように、めっき浴への浸漬時間を調整することでめつ き層 2の厚さを調整した円盤状の Ni圧延板 1に対して、通常の表面研磨処理と裏面 研磨処理、または表裏同時に研磨処理を行う両面研磨処理を行う。ここで、裏面研 磨処理は、粗研磨処理で足りる。したがって、ホワイトアルミナ等の砥粒を固定したラ ッビングテープを用レ、、表面粗さ Ra = 0. 05-0. l z m程度まで研磨する。
[0071] 表面研磨処理では、本実施の形態に係るスタンパ用基板を用いて製造される光デ イスクには、信号を記録するためのサブミクロンスケールのピットを形成する必要があ ることから、研磨スクラッチ等が残留しない程度にまで研磨する必要がある。したがつ て、例えば化学機械研磨法を用いて仕上げ研磨を行い、研磨スクラッチ等が残留し ない表面仕上げを行う。研磨処理後の最終的な板厚は、 300 μ ΐη± 5 μ ΐη程度にな る。
[0072] 以下、 Ni圧延板、 Ni圧延板にめっきを施さずに研磨処理を施した板、 Ni圧延板に めっきを施した後に研磨処理を施した板の 3つについて、板厚を比較する。また、 Ni 圧延板にめっきを施した後に研磨処理を施した板について表面粗さを評価する。
[0073] まず、板厚については、円盤状の Ni圧延板の質量をニッケルの比重で除すること で体積を求め、該体積を円形の面積で除することによって平均的な厚さを求めて評 価する。ニッケルの比重としては、文献値である 8· 904g/cm3を用いる。
[0074] 板厚の均一性の確認は、超音波板厚計、マイクロメータ等の計測器を用いて板厚 の分布を測定して行う。例えば Ni圧延板が直径 D = 160mmの円盤状である場合に は、図 3の X印に示すように、 10mmないし 20mmピッチで合計 17箇所における板 厚を測定することで確認する。
[0075] 表面粗さについては、最終的に研磨スクラッチ等が残留しない程度にまで研磨する 必要があるため、仕上がり状態を、表面の平坦度及びスクラッチの有無により確認す る。具体的には、原子間力顕微鏡を用い、表面の形態を観察するとともに、表面粗さ
Raを評価する。
[0076] 図 4は、 Ni圧延板に形成されたニッケノレ燐 (NiP)合金めつき膜の断面組織図であ る。図 4から、 Ni圧延板表面にめっき膜が均一の厚さで成膜されていることがわかる。 なお、図 4におけるめっき膜はめつき浴に 2時間浸漬させたものであり、めっき膜の厚 さ dmは略 24 μ mに達してレ、る。
[0077] 図 5は、研磨処理前の Ni圧延板と、 Ni圧延板をめつき処理せず直接研磨処理した 場合の板厚分布を表した図である。縦軸が板厚 m)を、横軸が円形の中心をゼロ とした直径方向の変位 (mm)を、それぞれ示す。研磨処理する前の Ni圧延板の板厚 分布は、図5の〇印に示すょぅに305 /1 111± 3 /1 111でぁり、直径 D = 160mmの範囲 内では高レ、均一性を示してレ、ることがわ力る。
[0078] 斯かる Ni圧延板をめつき処理せずに研磨処理した後における板厚分布を図 5の + 印に示す。研磨処理により若干の上下動が見られるものの、板厚は最大でも 5 μ ΐηの バラツキにとどまつている。しかし、表面及び裏面を研磨する研磨代は表裏合わせて 約 10 z mであることから、研磨処理を施した場合には、図 5の +印に示す板厚へと研 磨され、最終的にスタンパ用基板として必要な 300 μ m± 5 μ mの範囲（図 5の斜線 部）よりも板厚が薄くなる部分が生じる、すなわちスタンパ用基板として用いることがで きなレ、場合が生じるとレ、う問題が残る。
[0079] 図 6は、めっき処理前の Ni圧延板と、 Ni圧延板にめっき処理を施した後の Ni圧延 板と、 Ni圧延板にめっき処理を施した後に研磨処理をした Ni圧延板の板厚分布を 表した図である。図 5と同様、縦軸が板厚 m)を、横軸が円形の中心をゼロとした 直径方向の変位 (mm)を、それぞれ示す。めっき処理を施す前の Ni圧延板の板厚 分布を図 6の〇印に示すが、図 5の〇印とほぼ同等である 303 /i m± 3 /i mであり、 直径 D = 160mmの範囲内では高い均一性を示していることがわかる。
[0080] 斯かる Ni圧延板に、研磨代 10 μ mを見越して 7 μ m厚さのめっき処理を施す。めつ き層は Ni圧延板の表裏両面に形成されることから、 Ni圧延板に 3. 5 z m厚さのめつ き処理を施せばよい。上述した NiP合金めつきの場合、化成処理を施した Ni圧延板 をめつき浴に 17— 18分浸漬する。 Ni圧延板をめつき浴に浸漬した後の板厚分布を 図 6の△印に示す。図 6から明ら力、なように、板厚の均一性を維持しつつめっき層が 形成されている。
[0081] さらに、 Ni圧延板にめっき処理を施した後に研磨処理を施した場合の板厚分布を 図 6の X印に示す。図 5の +印と同様に研磨処理により若干の上下動が見られるもの の、板厚は最大でも 5 /i mのバラツキにとどまつている。また、化成処理を施している ため、めっき層と Ni圧延板との密着性は高ぐ研磨処理によるめつき層の局所的な剥 離は認められない。
[0082] 表面及び裏面を研磨する研磨代は表裏合わせて約 10 μ ΐηであるが、図 6の X印 の場合には、研磨処理を施した場合であっても、最終的にスタンパ用基板として必要 な300 /1 111± 5 /1 111の範囲（図6の斜線部）に収まり、スタンパ用基板として使用でき ること力 Sわ力る。したがって、切り出した基板全体の板厚をめつき処理を施すことで厚 くすることによって、 Ni圧延板のどの部分から切り出した基板であっても、スタンパ用 基板として使用することが可能となる。
[0083] 図 7は、めっき処理を施した Ni圧延板に対して、化学機械研磨処理を用いて表面 仕上げを行った場合における Ni圧延板表面の原子間力顕微鏡像である。図 7から明 らかなように、 Ni圧延板表面はきわめて平滑であり、信号記録時に支障をきたすおそ れのある研磨スクラッチが生じてレ、なレ、ことがわかる。
[0084] なお、表面粗さとして、原子間力顕微鏡像（20 X 20 μ m2)に基づいて算術平均粗 さ Raを算出したところ、本実施の形態に係るスタンパ用基板の製造方法を用いた Ni 圧延板の表面粗さ Raは略 0. 8nmであり、スタンパ用基板として十分な表面仕上がり 精度であった。
[0085] 本実施の形態では、スタンパのサイズに切り出した金属圧延板の表裏両面にめつ きを施し、めっき層を設けることで該金属圧延板の厚さを調整しているが、表面または 裏面のいずれか一面にめっきを施し、該片面のみにめっき層を設けることで該金属 圧延板の厚さを調整しても同様の効果が期待できる。
[0086] なお、スタンパ基板として用いる場合、マスタリング時またはディスク成型時には、金 属 (圧延)板を金型定盤に固定する必要がある。通常は、真空吸着法により金型定盤 に固定する。しかし、真空吸着法により金属板を金型定盤に固定するためには、平 坦な金型定盤と金属板との間に若干の空隙が必要となる。すなわち、スタンパ基板と して用いる金属板は円板上であり、金型定盤に対して上方に凸となる形状を有するこ とが必要となる。すなわち、円板の中心部の金型定盤に対して上方に凸となっている 部分から脱気し、円板状の金属板を金型定盤に固定する。本実施の形態では、金属 板に適度な反りを与えることにより金型定盤に対して上方に凸となる形状を得ている
[0087] しかし、金属板に与えた反りが小さい場合、真空吸着法により金型定盤に固定する ことは可能であっても、吸着後の脱離が困難になるという問題が生じる。そこで、反り の大きさに対する吸着後の脱離の容易さの程度を調査した。
[0088] 具体的には、金型定盤に直径 160mmに外周をカ卩ェした金属板の一端を固定した 場合の、金型定盤と金属板の他端との間隙を反りの大きさとし、そりの大きさの大小 に応じて、真空吸着法により金型定盤に固定することが可能であるか否カ 及び吸 着後の脱離が可能であるか否力を確認した。 （表 2)は、反りの大きさ毎の真空吸着法 により金型定盤に固定することが可能であるか否力、、及び吸着後の脱離が可能であ るか否かを確認した結果を示す表である。 （表 2)において、〇印は真空吸着法により 金型定盤に固定することが可能である、及び吸着後の脱離が可能である旨を示し、 X印は真空吸着法により金型定盤に固定することができなレ、、及び吸着後の脱離が できない旨を示している。
[0089] [表 2] 表 2
Figure imgf000018_0001
[0090] (表 2)から明ら力、なように、反りが 0. 1mmより小さい場合、吸着後に該間隙に気体 を注入した場合であっても、金属板の金型定盤に対して上方に凸となっている部分と 金型定盤との間隙は 0. 1mmより小さぐ治具等を間隙に挿入して金属板を脱離させ ることが困難であることがわかる。
[0091] 一方、反りの上限値は、金型定盤の平坦度、吸引力等の性能により左右される。金 属板への反りの付与は、調質圧延、テンションレベラ等の条件を適宜設定することに より付与され、反りが付与された金属板の表面にめっき処理を施し、その後めつき部 分のみを研磨処理することにより、金属板の反りはそのまま残存し、離脱性が良好と なる。
[0092] なお、調質圧延、テンションレベラ等の条件は特に限定されるものではなぐ調質圧 延の圧下率、潤滑条件、ロール径、上下のロールの周速、さらにはテンションレベラ のロール径、張力等、本実施の形態で規定した反りとなるよう、適宜設定すれば良い 図面の簡単な説明
[0093] [図 1]従来の Ni圧延板における板厚分布の説明図である。
[図 2]本発明の実施の形態に係るスタンパ用基板の製造方法の説明図である。
[図 3]Ni圧延板の板厚分布確認方法の説明図である。
[図 4]Ni圧延板に形成された NiP合金めつき膜の断面組織図である。
[図 5]従来の Ni圧延板の板厚分布を表した図である。
[図 6]本発明の実施の形態に係る Ni圧延板の板厚分布を表した図である。 [図 7]本発明の実施の形態に係る Ni圧延板の原子間力顕微鏡像を表した図である。 符号の説明
1 Ni圧延板
2 めっき層

Claims

請求の範囲
[I] 板材の表面もしくは裏面、または表裏両面にコーティングを施してあることを特徴とす るスタンパ用基板。
[2] 前記板材は金属板であることを特徴とする請求項 1記載のスタンパ用基板。
[3] 前記板材は、非金属介在物の清浄度が 0. 05%以下であることを特徴とする請求項
2記載のスタンパ用基板。
[4] 前記板材を所定の大きさに切り出す場合、切り出した板材の反りが 0. 1mm以上であ ることを特徴とする請求項 1から 3のいずれか一項に記載のスタンパ用基板。
[5] 前記板材は、純ニッケル、ニッケル合金、純チタン、チタン合金、ステンレス、鉄、鉄 合金、純銅、銅合金、純アルミニウム、アルミニウム合金、純マグネシウム、マグネシゥ ム合金のうち少なくとも一つを主成分とすることを特徴とする請求項 2から 4のいずれ か一項に記載のスタンパ用基板。
[6] 前記板材のコーティングが施してある面の少なくとも片面に、研磨処理を施してあるこ とを特徴とする請求項 1から 5のいずれか一項に記載のスタンパ用基板。
[7] 金属を圧延することにより製造され、所定の大きさに切り出された金属圧延板の表面 もしくは裏面、または表裏両面に金属めつきを施し、研磨処理を行うことを特徴とする スタンパ用基板の製造方法。
[8] 金属を圧延して金属圧延板を生成し、生成された金属圧延板を所定の大きさに切り 出し、所定の大きさに切り出した金属圧延板の表面もしくは裏面、または表裏両面に 金属めつきを施し、研磨処理を行うことを特徴とするスタンパ用基板の製造方法。
[9] 前記金属圧延板を圧延する際に目標として設定する板厚は、研磨処理完了時にお いて要求される板厚に研磨代分を加えた厚さよりも薄いことを特徴とする請求項 7ま たは 8記載のスタンパ用基板の製造方法。
[10] 金属圧延板の表面もしくは裏面、または表裏両面に施す金属めつきの合計厚さは、 研磨処理完了時において要求される厚さに前記研磨処理における研磨代分の厚さ をカ卩えた厚さから前記金属圧延板の厚さを引いた厚さであることを特徴とする請求項
7から 9のいずれか一項に記載のスタンパ用基板の製造方法。
[II] 金属圧延板の表面もしくは裏面、または表裏両面に施す金属めつきは、前記金属と 主成分が同一であることを特徴とする請求項 7から 10のいずれか一項に記載のスタ ンパ用基板の製造方法。
前記金属は、ニッケル、チタン、鉄、銅、アルミニウムのうち少なくとも一つを主成分と することを特徴とする請求項 7から 11のいずれか一項に記載のスタンパ用基板の製 造方法。
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