JPH03243785A

JPH03243785A - 電鋳装置

Info

Publication number: JPH03243785A
Application number: JP3838990A
Authority: JP
Inventors: Takayoshi Tsutsumi; 孝義堤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-02-21
Filing date: 1990-02-21
Publication date: 1991-10-30

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、光カード、光ディスク、光磁気ディスク等の
情報を記録再生する情報記録媒体、ないし該媒体の基板
を複製するための成形用スタンパ−の製造に用いられる
電鋳装置および該電鋳装置に用いられる被電鋳ガラス原
盤の支持装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、光カード、光ディスク、光磁気ディスク等の情報
を記録再生する情報記録媒体、ないし該媒体の基板（以
後、情報記録媒体等、と称する）の成形用スタンパ−は
、通常、特開昭６１−２８４８４３号公報や実開昭５８
−１４１４３５号公報、あるいは「光デイスクプロセス
技術の要点　Ｎｏ、５Ｊ　　（日本工業技術センター）
に記載されている方法等により製造されている。

すなわち、第６図の（ａ）〜（ｅ）に示したように、ガ
ラス基板２７の表面にフォトレジスト２６を塗布し、そ
のうえに、トラッキング用溝、情報用ビット等の凹凸の
微細パターン２６°を形成することによって、ガラス原
盤９を得る。次に上記ガラス原盤９の表面に導電化膜２
８を形成（導電化膜を含むガラス原盤　９゛）した後、
電鋳法により金属膜２９を形成させ、導電化膜２８およ
び金属膜２９を一体としてガラス原盤９より剥離するこ
とにより、情報記録媒体等用スタンパ−（マザースタン
パ−、マスタースタンパ−）３０を製造してし）る。

導電化膜としては、真空中での金属の蒸着、もしくはス
パッタリング等の方法により成膜されるもので、成膜さ
れる金属材料としては、一般的に銀またはニッケルが使
用される。多くの場合、ニッケルが用いられる。トラッ
キング用溝、情報用ビット等の微細凹凸パターン２６°
の上に、５０〜１１００ｎのニッケル層をスパッタリン
グ法により成膜するのが一般的である。

電鋳工程では一般にスルファミン酸ニッケル電鋳液が使
用され、例えばその液組成としては、スルファミン酸ニ
ッケル・　４水塩［Ｎｉ　（ＮＨ２ＳＯ３）　２・４）１２０３　　　５
００ｇ／氾ホウ酸　［）１３ＢＯ３］　　　　　　　３
５〜３８ｇ＃２ビット防止剤　　　　　　　　　２．５
ｎ＋ｊ２　／β蒸留水　　　　　　　　　　　　残部スルファミン酸ニッケル電鋳液のｐＨは、通常３〜５に
調整され、ｐＨの変動は内部歪みを発生させ、スタンパ
−のカーリングを引き起こすため、臭化ニッケル、スル
ファミン酸、苛性ソーダ等の直接添加によって調整され
る。電鋳工程では、その前段階で、スルファミン酸ニッ
ケル電鋳液の有機不純物は、定期的な活性炭処理によっ
て、また金属イオンは電解クリーニングによって偏析さ
せ、除去を図っている。

電鋳工程に従来使用されている装置の基本構成を第５図
に示す。ニッケルチップｌ　（球形のものを使用）は、
常時ｐＨ３〜５のスルファミン酸ニッケル電鋳液３中に
浸漬されているために、その表面層は酸化され、茶褐色
に変色している。この状態で電鋳を行なうと、酸化層に
至るまで電鋳が行なわれてしまう。

通常は、この酸化層を除去するために、第５図（ａ）に
示すように、銅等の導電率の高いダミー電極４を用い、
ニッケルチップ１を陽極、ダミー電極４を陰極として電
解を行ない、−旦ニッケルチップ１上の酸化層を除去す
る。その後、あらためて、第５図（ｂ）に示すように、
導電化処理を施したガラス原盤９°を挿入して、これを
陰極として電鋳を行なう。ダミー電極４を用いることに
より電鋳液の電解クリーニングも同時に行なうことがで
きる。

ダミー電極４とガラス原盤９°の挿入、取り出しは槽の
ふた２５を開閉して行なわれる。

電鋳の間、ガラス原盤９°は均一厚さの電鋳膜が得られ
るよう、モーター６により回転させられる。また、電鋳
液は槽外に導かれ、濾過フィルター１１を通して循環さ
せることにより、ゴミ、不純物等の除去を行ない、液温
の制御は、電鋳の効率がもっと良い５０〜５５℃に電鋳
槽２中に設けられた加熱ヒーター１０により加温される
。

このようにして、導電化処理を施したガラス原盤９゛上
にニッケル金属のみの電鋳膜を形成することができる。

（発明が解決しようとする課題〕しかしながら、上記従来例では以下のような欠点を有し
ていた。

ｌ）加熱状態での通電のため、電鋳工程中に電鋳液の水
分が蒸発し、おおむねｌＯサイクル毎に電鋳槽容量の４
〜６％の純水を添加する必要がある。

２）加熱状態でガラス原盤を回転させるため、飛沫が飛
びやすく、また、飛散した液の乾燥も早いため、液組成
物やその反応生成物が槽内空間部分および電鋳槽周辺に
汚れとなって固着しやすい。

３）上記ｌ）、２）により液量・液組成やｐＨが変化す
るために、その調整を目的として、電鋳液組成物単体の
適当量を適宜直接添加しなければならない。

４）電鋳槽内の電鋳液上部の空間にミストが溜り、モー
ターの回転軸の導電体部分に悪影響を与える。

［課題を解決するための手段］本発明は、従来の電鋳装置のこのような欠点に鑑みなさ
れたもので、すなわち本発明は、槽内に電鋳液を密閉保
持して電鋳を行なう電鋳装置であって、濾過フィルター
、該濾過フィルターを経由して電鋳液を循環させるポン
プ、および電鋳波調！！！檜とを備え、着脱自在の被電
鋳ガラス原盤支持装置を設けたことを特徴とする密閉式
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施態様にょる電鋳装置の断面図、
第２図は同電鋳装置に用いられる被電鋳ガラス原盤支持
装置の斜視図である。また、第３図および第４図はそれ
ぞれ、本発明の他の実施態様による電鋳装置の断面図、
同電鋳装置に用いられる被電鋳ガラス原盤支持装置の斜
視図である。

第１図および第３図において、３はニッケル金属を析出
させて電鋳を行なうためのスルファミン酸ニッケル電鋳
液、２はスルファミン酸ニッケル電鋳液を収容するため
の電鋳槽、１１は電鋳槽内のスルファミン酸ニッケル電
鋳液を循環させて、ごみ、不純物等を除去する濾過フィ
ルター　１は導電化処理されたガラス原盤に金属膜を形
成させるためのニッケルチップ、１０は液温を調節する
ための加熱ヒーターである。

第１図において、１２は電鋳液の液組成を制御するとき
にあらかじめ電鋳液組成物の所要量を加えて電鋳槽内の
電鋳液と速やかに混合することを可能にする電鋳液調整
槽、１３は該調整槽から濾過フィルターへ電鋳液または
調整液を送り込むための加圧ポンプＰＩ、１４は電鋳槽
から電鋳液および電鋳槽上部に蓄積されるガスを液調整
槽に送り込むための加圧ポンプＰ２である。

まず、第１図の電鋳装置において、電鋳槽２内部はスル
ファミン酸ニッケル電鋳液３で満たされている。電鋳槽
上部には被電鋳ガラス原盤支持装置を挿入させるための
開口部が設けられており、ここに、第２図に示す構成の
被電鋳ガラス原盤支持装置を挿入する。

第１図の装置に用いられる被電鋳ガラス原盤支持装置５
は、トラッキング用溝や情報用ビット等の凹凸の微細パ
ターンの施されたガラス原盤９に導電化膜を形成したガ
ラス原盤９°を保持するホルダー８、このホルダーごと
ガラス原盤９°を回転させるためのモーター６、該モー
ター６の回転をホルダーに伝達するためのシャフト７と
からなるサブユニットと、該サブユニットの電鋳槽への
着脱時および電鋳工程の実行時にサブユニットを所望の
位置にセットするための可動部１５、該可動部の動きに
対応して変形可能でありサブユニットが電鋳槽に装着さ
れている間、実質的に電鋳槽と外界とを遮断するフレキ
シブルハツチ１６、および電鋳液からモーター６本体を
保護するためのシール材料１７等から構成される。

導電化膜を形成したガラス原盤９′を被電鋳ガラス原盤
支持装置５のホルダー８に装着して、電鋳装置本体２の
上部に必要最小限に開けられた穴より挿入する。該穴に
上記ホルダーユニットに設けられたフレキシブルハツチ
１６で蓋をして、外部雰囲気と電鋳槽内部とを遮断する
０次いで、上記ガラス原盤９°を可動部１５を中心とし
て回転移動させ、電鋳工程に最適の位置に固定する。こ
の移動の間、および電鋳構成の位置に原盤９°がセット
されている間を通じて、前記ハツチ１６が変形しつつ電
鋳槽の内外を遮断し続ける。前記ハツチ１６の材質とし
ては、電鋳液と反応せず、上記回転移動において所望の
変形を達成できる形状および該変形を繰り返しても劣化
しない材料が望まれ、例えば、耐薬品性に優れたパイト
ン（商品名）製のベローズをなどを使用することができ
る。

この構成においては、電鋳液が外部の雰囲気と遮断され
、また、電鋳液上部にも空間が形成されないため、従来
の装置に比べ、液の蒸発による電鋳液の組成変化が著し
く抑制され、液組成が極めて安定する。このため、形成
される金属膜の特性が向上し、スタンバ−の品質も向上
する効果を有するものである。

上記のような構造および機能を有する被電鋳ガラス原盤
支持装置は、電鋳槽に設けられる開口部および被電鋳ガ
ラス原盤支持装置に設けられるフレキシブルハツチの大
きさを変えることにより様様な大きさのガラス原盤に対
応可能であるが、特に５．２５インチ以下の光記録媒体
、とりわけ、３．５インチ以下の光ディスクや光カード
の成形用スタンバ−の製造に最適である。

一方、電鋳液の組成、ｐＨ１液温度等は、電鋳槽２とは
別に設けられた液調整槽１２において行なわれる。本発
明においては電鋳液の蒸発を極力抑制する構造となって
いるために、液組成の調整はその頻度が極力少なく押え
られ、少なくとも２０サイクル以上は液組成物の添加を
必要とせず、従来の電鋳装置に比較して、液調整の回数
が極めて少なく、装置の稼動率が向上するものである。

本発明の他の実施態様を示す第３図において、その最も
特徴とするところは、電鋳槽２の上部に突き出す形で前
室１８を設けたことである。この前室１８は第１図に示
す装置における液調整槽の役割を果し、この前室１８に
対して被電鋳ガラス原盤支持装置が挿入される０本装置
における液循環は、前記前室および電鋳槽本体２から濾
過フィルター１１ヘバルブ１９を介してその流れを制御
して行なわれる。本装置に使用される被電鋳ガラス原盤
支持装置５°としては、第４図（ａ）に示すように、第
２図と同様のサブユニットと、該被電鋳ガラス原盤支持
装置５°を前記前室１８にセットしたときに、実質的に
同前室の天井部および底部を形成する遮断板２０および
２１．上記遮断板２０および２１に設けられ、必要に応
じ開閉できるシャッター２２および２３、および該被電
鋳ガラス原盤支持装置５゛を前室に固定するためのフラ
ンジ２４等から構成される。

本実施態様においても、電鋳液の蒸発を極力抑えること
が可能であり、液組成の調整はほとんど不要である。

遮断板２０および２１に設けられたシャッター２２およ
び２３は、被電鋳ガラス原盤支持装置５°の着脱時、電
鋳液の循環時には開状態とすることによって、不要な流
れや、圧力過剰な状態の発生を防止出来、これらによっ
て、前室や電鋳槽本体から圧力抜き機構等を省略するこ
とが出来、外部雰囲気に触れる機会をさらに減らすこと
ができる。

被電鋳ガラス原盤支持装置５°の遮断板およびシャッタ
ーの材質としては、電鋳液と反応せず、上記前室への着
脱時のおいて密閉性を保持しつつ、該前室の内壁を滑る
ことが必要である。形状が単純であるため、材質の自由
度は大きく、耐薬品性に優れたものであれば、無機・金
属材料、有機・高分子材料を問わず、広く選択できる。

また、構造機能と前室内壁の摺動機能とを分離し、別々
の材質で複合化した構成としてもよい、−例としては、
高品質のステンレス鋼で形成した骨格を、耐薬品性に優
れたパイトン（商品名）などの樹脂材でコートしたもの
などが好適である。

本実施態様における前室の開口部の形状および口径は、
電鋳槽の上部に設けられるという設計上の制約範囲であ
れば自由に設定できるが、従来例における電鋳槽の上蓋
（例えば、第５図−２５）に比べて、実質的に小さけれ
ば効果が高い、この構成の電鋳装置によって、電鋳可能
なガラス原盤の大きさも、上記前室の口径に依存するが
、直径５．２５インチ以下のディスク状媒体やカード状
媒体の成形用スタンパ−が作製可能である。更に、前室
の開口部の形状によっては、異形のスタンＲ−も製造す
ることが可能である。また第４図（ｂ）に示すように、
ホルダ一部８をシャフト７に対して、回転軸１５°のま
わりに首振り可能な構成とすることによって、開口部の
形状や大きさに制約されないガラス原盤の電鋳が可能と
なる。例えば、ディスク状媒体を２枚同時に成型し得る
スタンパ−（２個取りスタンパ−）を−度の電鋳工程で
、しかも継ぎ目なしに作製することができる。

上記のように、電鋳槽上部に前室を設けることにより、
電鋳槽外部に液調整槽を設ける必要がなく、第１図の実
施態様に比べ、さらに省スペース性の効果の高い装置と
することができる。

［実施例］以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。

実施例１第１図に示す構成の電鋳装置により光ディスク用スタン
パ−を作製した。

容量１００ｆｆの電鋳槽に下記組成になる電鋳液を電鋳
槽開口部下まで満たした。

スルファミン酸ニッケル・　４水塩［Ｎｉ　　（Ｎ）ｌｔｓＯｓ）２　　・４Ｈ，０ノ　　
　　　　　　　５００ｇ＃２ホウ酸　［８３ＢＯ３］　
　　　　　　３５〜３８ｇ／氾ビット防止剤　　　　　
　　　　２．５ｎｌ　／　１次に、第２図に示す構成の
被電鋳ガラス原盤支持装置５にあらかじめ導電化膜を形
成した直径３５ｃｍのガラス原盤９′をセットし、電鋳
槽の開口部より挿入して、フレキシブルハツチ１６を開
口部に固定して、液漏れのないように密封する。さらに
液調整槽１２から上記電鋳液を追加し、電鋳槽内部を電
鋳液で満たす。この時電鋳液のｐＨを３〜５の間に調整
する。

以上のようにセットした後、ＩＯＶの直流電圧をニッケ
ルチップをプラス、ガラス原盤をマイナスとなるように
印加する。電鋳液の循環はポンプＰｌおよびＰ２により
５〜１０４／分で行ない、モーター６を３０ｒｐｍの速
度で回転させながら、４時間電鋳を行なうことにより、
厚さ２００μｍのニッケル膜をガラス原盤上に堆積させ
た。なお、液温は５５℃に設定して行なった。ガラス原
盤よりニッケル膜を剥離することにより性能の優れたニ
ッケルスタンバ−が得られた。

同様にして、液調整を行なうことなく２０回電鋳を行な
ったが、得られたスタンパ−は、どのスタンパ−も１回
目のものと差のないものであった。

実施例２電鋳装置として第３図に示す容量１００℃の構成のもの
を使用した。同装置に実施例１と同じ電鋳液を前室の配
管上部まで満たし、第４図（ａ）に示す構成の被電鋳ガ
ラス原盤支持装置５°にあらかじめ導電化膜を形成した
直径３５ｃｍのガラス原盤９゛をセットし、前室より電
鋳槽内に挿入した。

この時、遮断板２０および２１に設けられたシャッター
２２および２３を開けた状態でゆっくりと挿入した。

以上のようにセットした後、シャッター２２および２３
を閉じ、ＩＯＶの直流電圧をニッケルチップをプラス、
ガラス原盤をマイナスとなるように印加する。電鋳液の
循環はポンプＰ１およびＰ２により５〜１０４／分で行
ない、モーター６を３０ｒｐｍの速度で回転させながら
、４時間電鋳を行なうことにより、厚さ２００μ鳳のニ
ッケル膜がガラス原盤上に堆積させられた。なお、液温
は５５℃に設定して行なった。ガラス原盤よりニッケル
膜を剥離することにより性能の優れたニッケルスタンパ
−が得られた。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の装置によれば、電鋳液と
外気との接触を最小限にすることができ、液の蒸発が抑
制され、純水や電鋳液組成物の補給頻度が著しく減少し
、電鋳槽内部や周辺部の汚れが減り、作業上安全であり
、また、液調整時も、電鋳液組成物を調整液として補給
できるため、濃度均一化までの時間が短縮され、液組成
が安定化するために、形成される金属膜の品質が良好と
なり、高品質のスタンパ−を製造することが可能となる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施態様による電鋳装置の断面図、
第２図は同電鋳装置に用いられる−被電鋳ガラス原盤支
持装置の斜視図である。また、第３図および第４図はそ
れぞれ、本発明の他の実施態様による電鋳装置の断面図
、同電鋳装置に用いられる被電鋳ガラス原盤支持装置の
斜視図、第５図は従来の電鋳装置の典型的な態様を示す
断面図、第６図は、情報記録媒体等成形用スタンパ−の
製造方法を示す一般的な電鋳法の工程図である。１・・・ニッケルチップ　２・・・電鋳槽本体３・・・
電鋳液５・・・被電鋳ガラス原盤支持装置６・・・モーター　　　　７・・・シャフト８・・・ホ
ルダー　　　　９・・・ガラス原盤１０・・・ヒーター
　　　　１１・・・濾過フィルター１２・・・液調整槽
　　　　１３．１４・・・ポンプ１５・・・可動部　　
　　　１６・・・フレキシブルハツチ１８・・・前室

Claims

【特許請求の範囲】１、槽内に電鋳液を密閉保持して電鋳を行なう電鋳装置
であって、濾過フィルター、該濾過フィルターを経由し
て電鋳液を循環させるポンプ、および電鋳液調整槽とを
備え、着脱自在の被電鋳ガラス原盤支持装置を設けたこ
とを特徴とする密閉式電鋳装置。２、請求項１記載の構成にさらにガス抜きのためのポン
プと、前記被電鋳ガラス原盤支持装置のための開口部を
電鋳装置上部に設けたことを特徴とする請求項１記載の
電鋳装置３、前記被電鋳ガラス原盤支持装置が、少なくとも被電
鋳ガラス原盤を保持するホルダー、該ホルダーを回転さ
せるためのモーター、ホルダーにモーターの回転を伝え
るシャフトからなるサブユニットと、該サブユニットに
固定され、該サブユニットを電鋳槽本体に稼動可能に接
続する部材と、電鋳槽の密閉を保持するための可撓性の
フレキシブルハッチとを備えることを特徴とする請求項
２記載の電鋳装置。４、電鋳液調整槽が、電鋳槽本体上部から突き出した前
室であることを特徴とする請求項１記載の電鋳装置。５、被電鋳ガラス原盤支持装置が、前記サブユニットと
、該サブユニットに固定され、該サブユニットを電鋳槽
本体に接続する部材と、電鋳槽の密閉を保持し、電鋳装
置の前室を構成する遮断板とを備えたことを特徴とする
請求項４記載の電鋳装置。