JPH01309989A - 樹脂またはガラス基板成型用スタンパー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業−１−の利用分野］ 本発明は樹脂またはガラス基板を成型するために用いる
スタンパー（型）に関するものである。

［従来の技術］ 従来の樹脂またはガラス基板成型用スタンバ−（以下ス
タンパー）は、例えば第５図に示す如く、ガラス原盤５
１と称する精密表面仕上げを施されたガラス板」−にフ
ォトレジスト５２を塗布し、そのフォトレジストに所望
のパターンをレーザー光３等で照射し、これをアルカリ
溶液等で現像し、フォトレジストパターン５３を得た後
、上記フォトレジストパターン上に、ニッケル薄膜５４
等を蒸着法等で形成し、その上に電鋳法により、ニッケ
ル５５を０．３ｍｍ程度の厚さに析出させ、その後上記
ニッケル厚膜なガラス原盤よりｚす離し、裏面を鏡面研
磨し、成形機に応じて外形状の加工を施して作成された
スタンパー５５が使われている。

しかし、この方法で作られるスタンパーは、電鋳法で緻
密で安定な厚板を得るために使用する材料が限られる。

多くはニッケルが用いられるが硬度等の点で不十分であ
った。又、その製造方法においても、原盤作成から電鋳
、研磨、外形加−Ｌ等非常に複雑で長時間のプロセスを
要する等の不具合があった。

［発明の解決しようとする課題］ 本発明の目的は、従来技術では用いることのできなかっ
た材料を自由に選択し、成型の１」的に応じた最適なス
タンパーを提供することである。

［課題を解決するだめの手段］ 本発明は前述の課題を解決すべくなされたものであり、
樹脂またはガラス基板成型用スタンパーであって、金属
または誘電体よりなる基板上にフォトレジスト膜を形成
し該フォトレジスト膜にレーザー光等により、所望のパ
ターンを照Ｑ＝ｒ　Ｌ、該光照射ずみフォトレジストを
アルカリ溶液等により現像して得られるフォトレジスト
パターンをマスクとして真空蒸着、スパッタリング等に
より所望の厚さの薄膜を前記基板表面に形成した後に残
存フォトレジストを除去することにより該基板」−に所
望の成型パターンを形成してなることを特徴とする樹脂
またはガラス基板成型用スタンパー（以下１本発明のス
タンパーまたはスタンパーという）を提供するものであ
る。

本発明において用いる金属基板はアルミ、シリコン、ニ
ッケル、クロム、銅、チタン、鉄、コバルト、モリブデ
ン、タンタル、タングステンのうちの１種類または２種
類以上を組合わせたものが使用でき、安定性１強度、硬
度等の理由から、シリコン、ニッケル、クロム、チタン
、モリブデン、タンタル、タングステンを使用すること
が好ましい。又成型する樹脂、ガラスの組成性質により
最適な組合わせを選択することが好ましい。本発明にお
いて誘電体は上記金属の酸化物、窒化物、炭化物及び所
謂ガラスのうち少くとも１種類よりなるものが使用でき
、安定性、強度、硬度等の理由から、アルミ、シリコン
、クロム、チタン、モリブデン、タンタル、タングステ
ンの酸化物、窒化物、炭化物のうちから選択することが
好ましい。

本発明においてフォトレジストはＩＣ製造工程で用いら
れているポジ型またはネガ型のフォトレジスト、あるい
は電子線レジストを使用することができ、解像力を重視
する場合はポジ型を使用することが好ましい。

本発明においてパターン照射光源としては、Ａ「レーザ
ー、１ｌｅ−Ｃｄレーザー、Ｋｒレーザー、各種エキシ
マレーザ−１水銀ランプ、電子ビーム、Ｘ線等が使用で
きるが、安定性、使用容易性笠から、Ａ「レーザー、Ｉ
Ｉ　ｅ　−Ｃｄレーザー、にｒレーザー、水銀ランプを
使用することが好ましい。

以下本発明の実施例に従って説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す断面図であり、ｌはス
タンパー基板であり、金属又は誘電体よりなっている。

２はフォトレジストである。３はＵ■光である。４はレ
ジストに形成されたパターン開［］部である。５はレジ
ストパターン上に積層された薄膜である。６はスタンパ
ー完成品である。２については電子線レジストに変更す
ることが可能である。３についても短波長可視光、電子
ビーム、Ｘ線に変更が可能である。

本発明ではさらに第２図に実施例の断面図を示すように
、金属又は誘電体基板上１にさらにアルミ、シリコン、
ニッケル、クロム、銅、チタン、鉄、コバルト、モリブ
デン、タンタル、タングステンの単体、酸化物、窒化物
、炭化物の少く共１種よりなる薄膜７を０．１〜１００
μｍの範囲の厚さで設けると、スタンパー基板の表面性
状がより緻密になるという理由で好ましい。

［作用］ 本発明における金属又は誘電体より成るスタンパー基板
は従来スタンパーのように薄いものではなく、数〜ＩＯ
数ｍｍ程度の厚さの基板を用いることが出来るため、本
発明のスタンパーは剛性が大きく、寸法１表面性状等も
非常に高開度に仕上げることができる。

本発明において、基板材質を自由に選べるため、成型し
たい素材に応じて適当な機械特性。

物理特性、化学特性を選択することができる。

特に硬度、強度、耐熱性、耐酸化性、雌型性、加工容易
性等が重要である６ 本発明において表面は基板の精密仕上げ面および／また
はそのＬの薄膜積層面であるため、従来技術のようにフ
ォトレジスト表面の状態には依存しないため、非常に滑
らかな成型表面が得られる。

本発明において基板上に所定の厚さの金属１模又は誘電
体１模を設けておくことにより、基板表面性状をより緻
密にする効果が得られる。

［実施例］ 本発明は樹脂又はガラス基板の成型に幅広く使用できる
スタンパーを提供するものであるが、特に光ディスク基
板成型用のスタンパーの場合について実施例、比較例を
あげて説明する。但し本発明の適用はそれだけに限定さ
れるものではない。

［実施例１］ 外径１５０ｍｍ　、厚さ６ｍｍの寸法を有し、両面を精
密研磨により、平坦度≦３μｍ、平均粗さＲａ５２０人
に仕上げられたタンタル円板」二に、スピンコーチイン
ゲン去により、ポリ型フォトレジスト（ヘキスト社Ａ７
．−１３５０１を０．２ｕｍの膜厚となる様に塗布し、
９０℃、５０分間加熱乾燥した。

」二足タンタル基板を十分冷却した後、Ａｒレーザーカ
ッティング装置（第３図）のターンテーブルに装着し、
エアースピンドルモーターにＪ：す４５０ｒｐｍで回転
させながら、エアースライダーにより１２μｍ／ｓｅｃ
で走査され、１１つ所定のフ１−マット信号により変調
された計レーザービームを収束照射し、所定のパターン
状に露光した。

露光終了後のタンタル基板をスプレー式フォトレジスト
現像機のターンテーブルに装着し。

２００ｒｐｍで回転させながらアルカリ性水溶液の現像
液をスプレー状に２０ｓｅｃ間噴霧し−１−記フオドレ
ジストを現像した。その後速かに純水をスプレー状に噴
霧してリンスし、３．０００ｒｐｍの高速回転によりス
ピン乾燥した。乾燥後のレジストパターンを有するタン
タル基板をスパッタリング装置内に装着し、５　Ｘ　１
０−’Ｔｏｒｒまで真空排気後、Ａｒガスを導入し、Ｉ
　Ｘ　１Ｏ−３Ｔｏｒｒになる様に圧力を調整する。そ
の後電極に直がｔ高電圧を印加し、グロー放電を発生せ
しめ、Ａ「のイオンでタンタル製ターゲット材料の表面
を衝撃し、レジストパターンを有するスタンバ基板表面
ににタンタル薄膜を０．１　μｍの膜厚で積層した。ス
パッタリングパワーと時間は５００Ｗ、７０ｓｅｃであ
った。

最後にフォトレジストとその上に積層された余分なタン
タル膜を除去した後希硝酸とアルカリ洗剤を含む精密超
音波洗浄機（９槽式）で洗浄、ＩＰＡ蒸気で乾燥させた
。この様にして得られた、パターンの断面は第４図に示
すように略台形状をしている。

父上記載板の表面粗さを測定した結果、スパッター膜面
でのＲａ＝　１８人、非スパッター膜面のＲａ＝　１５
人とほとんど差がないことが認められた。パターンの幅
については平均値で０．７μｍ、バラツキは士０８０５
μｍが得られた。

パターン段差は０．１　±０．００３μｍが得られた。

このスタンパーを用いてポリカーボネート（ＰＣＩ樹脂
を成型して光ディスク用基・板を作成し、評価した結果
、パターン幅０．７±０．０５μｍ１パターン深さ０．
０８±０．００５μｍ、光ビームの反射光ノイズ−８０
ｄＢｍ　（Ｉ　Ｍｌｌｚ）　、プリピット読取りエラー
率８　Ｘ　１０−’が得られ、光ディスク用として十分
な性能を有していることが確認された。

［実施例２］ 外径１５０ｍｍ　、厚さ６ｍｍの形状に精密仕上げされ
た炭化ケイ素円板上にポジ型フォトレジストを塗布し乾
燥後、に「レーザーカッティング装置を用いて所定のガ
イド溝及びプリピットパターンを露光した。スプレー法
によりフォトレジストパターンを現像後、レジストパタ
ーン表面にＡ「とＣ１（４の混合ガスの反応性スパッタ
リング法により炭化ケイ素薄膜を０．１μｍの膜厚で積
層した。

スパッタリング条件はガス圧Ｉ　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒ
、パワー５００Ｗ、時間９０ｓｅｃであった。その後残
ったフォトレジストを除去、洗浄してスタンパー完成品
を得た。このスタンパー表面の粗さを測定した結果、ス
パッタリング面、非スパツタリング面共にＲａ＝　２０
人であった。パターン幅は０．６５±０．０５ｕｍ、段
差は０．１±０．０３μｍであった。このスタンパーを
用いてガラスを成型したところ、パターン幅０．６３±
０．０６μｍ、深さ０．０８±００００６μｍ、ノイズ
ー８１ｄＢｍ　、ブリビットエラー率６　Ｘ　１０−’
が得られた。

［実施例３］ 外径１５０ｍｍ　、厚さ６ｍｍの形状に精密仕上げされ
たチタン円板表面に窒化チタン薄膜を０．１　μｍの厚
さになるようにコーティングし、さらにその上にポジ型
フォトレジストを塗布し乾燥後、に「レーザーカッディ
ング装置を用いて所定のガイド溝及びプリピットパター
ンを露光した。スプレー法によりフォトレジストパター
ンを現像後、レジストパターン表面に窒化チタン膜をＡ
「とＮ２ガスによる反応性スパッタリング法で０．１　
μｍの膜厚で形成した。

スパッタリング条件はガス圧Ｉ　Ｘ　Ｉｎ−’Ｔｏｒｒ
、パワー６００Ｗ、時間は９０ｓｅｃであった。その後
残ったフォトレジストを除去、洗浄してスタンパー完成
品を得た。このスタンパー表面の粗さを測定した結果、
スパッタリング面、非スパツタリング面共にＲａ＝　２
０人であった。パターン幅は０．７±０．０５μｍ、段
差は０．１±０．０３μｍであった。このスタンパーを
用いてガラスな成型したところ、パターン幅０．６８±
０．０６μｍ、深さ０．０８±０．００６　μｍ　、ノ
イズ−８０ｄＢｍ　、ブリビットエラー率７　Ｘ　１０
−’が得られた。

［比較例］ 外径２００ｍｍ　、厚さ６ｍｍの形状に精密仕上げされ
たガラス原盤上にポジ型フォトレジストを塗布し、乾燥
後Ａ「レーザーカッティング装置を用いて所定のガイド
溝及びプリピットパターンを露光した。スプレー現像法
によりフォトレジストパターンを現像後、ニッケル薄膜
を蒸着し、さらにその上電鋳法によりニッケル厚膜な２
０時間をかけて３μｍの厚さに形成した。その後−Ｆ記
ニッケル厚膜をガラス原盤より剥離し、最後に裏面をポ
リッシュにより精密研磨して仕」二げた。パターン幅は
０．７±０．０５μｍ、深さ０．１　±０．００５μｍ
である。このスタンパーを用いてポリカーボネート板を
成型したところパターン幅０，６±０．０７μｍ、深さ
０．０７±０．００７μｍ、ノイズ−７８ｄＢｍ　、ブ
リビットエラー率２　Ｘ　Ｉｎ−’であった。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明した様に、原盤作成、蒸着、電鋳、研
磨、外形加工という複雑な工程を経る事なく、表面性状
、精度の優れたスタンパーを提供することができるとい
う特徴を有している。本発明は電鋳工程を使用せず、リ
フトオフ法を利用するため、スタンパー基板材料として
最適な素材を自由に選択することができ、優れた樹脂又
はガラスの成型品を得ることができるという特徴を有し
ている。

本発明は従来技術の様に薄板のスタンパーではなく、厚
板のスタンパーを提供できるため、機械的精度、強度に
おいても優れているという特徴を有している。

本発明は、パターン形状を貞空蕉着又はスパッタリング
により作成できるため、無機質の基板表面をスタンプ面
として使用できるので、従来技術の有機レジスト面に比
べ滑らかで均質な表面性状をもつスタンパーを提供でき
るという特徴を有している。

また、本発明のスタンパーは従来技術で必要とされた複
雑な工程や長時間加工を要せず安定した品質を何する。

本発明は、スタンパー素材として高融点材料を使用でき
るので樹脂のみでなく、ガラス材料の成型も可能である
という特徴を有している。

また本発明のスタンパーを使用することにより、−１一
連した如き優れた品質を有する樹脂あるいはガラスの成
型品、例えば光ディスク・光磁気ディスク基板、フレネ
ルレンズ等の各柿レンズ、回折格子などが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ１〜（［）は本発明の一実施例を示す断面図
であり、第２図（ａ）〜（ｇ）は本発明の他の実施例を
示す断面図である。図においてｌはスタンパー基板、２
はフォトレジスト、３はパターン照射光、４は現像によ
り得られたフォトレジストパターンの開口部、５はスパ
ッタリングによりレジストパターン上に積層された薄膜
、６は完成したスタンパー５７はスタンパー基板の上に
積層された無機薄膜を示している。 第３図はパターン照射の一実施例を示す説明図であり、
２１（まＡ「レーザー、２２はフォーマット信号発生器
、２３はＡ１０変調器、２４は対物レンズ、２５（まタ
ーンテーブル、２６（ま］オドレジストを塗布された久
タンバー基板、２７はエアスピンドルモーターを示して
いる。 第４図は本発明により得られたスタンパーパターンの拡
大図であり、４２はその断面プロファイル、４３は成型
したいパターンの凸部を示す。 第５図ｆａ）〜（１〕）は従来技術の一実施例を示す断
面説明図であり、５１はガラス製原盤、５２はフォトレ
ジスト膜、５３（ま）オドレジスト膜のパターンの開口
部、５４はニッケル薄膜、５５はニッケル電鋳厚膜、５
６はスタンパー完成品を示す。 Ｓ　　　ノ　　−Ｗ 第　２１ｚ 沿３辺　−１〜Ｚ２ □ 第４　図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）樹脂またはガラス基板成型用スタンパーであって
   、金属または誘電体よりなる基板上にフォトレジスト膜
   を形成し該フォトレジスト膜にレーザー光等により、所
   望のパターンを照射し、該光照射ずみフォトレジストを
   アルカリ溶液等により現像して得られるフォトレジスト
   パターンをマスクとして真空蒸着、スパッタリング等に
   より所望の厚さの薄膜を前記基板表面に形成した後に残
   存フォトレジストを除去することにより該基板上に所望
   の成型パターンを形成してなることを特徴とする樹脂ま
   たはガラス基板成型用スタンパー。
2. （２）前記金属が、アルミニウム、シリコン、ニッケル
   、クロム、銅、チタン、鉄、コバルト、モリブデン、タ
   ンタルおよびタングステンのうち少くとも１種よりなる
   ことを特徴とする請求項１記載の樹脂またはガラス基板
   成型用スタンパー。
3. （３）前記誘電体が上記金属の酸化物、窒化物、炭化物
   およびガラスの少くとも１種よりなることを特徴とする
   請求項１記載の樹脂またはガラス基板成型用スタンパー
   。
4. （４）前記所望のパターンが光ディスク用ガイドトラッ
   クおよび／またはプリピットを含むことを特徴とする請
   求項１記載の樹脂またはガラス基板成型用スタンパー。
5. （５）前記金属または誘電体よりなる基板が、その表面
   にアルミ、シリコン、ニッケル、クロム、銅、チタン、
   鉄、コバルト、モリブデ ン、タンタルおよびタングステンの単体、酸化物、窒化
   物、炭化物のうち少くとも１種よりなる薄膜を０．０２
   〜０．２μｍの範囲の厚さで有することを特徴とする請
   求項１記載の樹脂またはガラス基板成型用スタンパー。
6. （６）前記薄膜が、請求項２記載の金属または請求項３
   記載の誘電体よりなり、その膜厚が０．０２〜０．２μ
   ｍの範囲にあることを特徴とする請求項１記載の樹脂ま
   たはガラス基板成型用スタンパー。