JPH05234154A - 光ディスク用スタンパ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】光ディスク用プラスチックスタンパの寿命を長
くするスタンパ構造を提供する。 【構成】凹型原盤から凸型スタンパを作製し、さらにそ
のスタンパから凹型スタンパ１２を作製、あるいは凸型
原盤から凹型スタンパ１２を作製することにより、スタ
ンパ表面の光スポット案内溝およびアドレス等を表わす
ピットやセクタ・マークあるいは再生専用情報のパター
ンを凹型にする。 【効果】光ディスク用スタンパ表面のピット等のパター
ンが、レプリカ作製時に壊れるのを防ぎ、スタンパの寿
命を長くできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光ディスクがＣＤ，ＣＤ
−Ｉ，ＤＶ−Ｉ，ＬＤ，ＣＤ−ＲＯＭとして広く一般に
普及しはじめている光ディスク円板の製造に使用するス
タンパの構造及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光ディスク用スタンパの製造方法
は以下の通りである。

【０００３】先ず、スタンパ製造に使用する原盤の製造
工程について簡単に説明する。光学研磨を施したガラス
円板を洗浄，乾燥し、これに光を照射した部分が分解し
て可溶性になるポジ型のフォトレジストを均一に塗布す
る。次にフォトレジストを塗布したガラス円板を、空気
軸受けを有するターンテーブル上で高精度に定速回転さ
せ、光変調器，反射鏡，ビームエクスパンダ等から成る
光学系を経て書き込み用レーザ光を、ターンテーブル上
のガラス円板の表面に導き、光スポット案内溝とヘッダ
信号あるいは再生専用情報（セクタマークやトラックや
セクタのアドレス等）とをレーザ光で露光して記録す
る。光スポット案内溝の書き込みはガラス円板を乗せた
ターンテーブルを回転させながら半径方向へ移動させ、
回転数と移動速度の調整によりピッチ１.０〜１.６μｍ
の間隔でスパイラル状に書き込む。案内溝及びヘッダ信
号を書込んだ領域は、フォトレジスト現像処理により溶
解し、凹形状となる。

【０００４】次に、凹凸パターンの形状を転写して基板
を作製する際の母型となるスタンパの、２Ｐ(Photo-Pol
ymerization)法による作製方法について述べる。表面に
凹凸パターンを有するフォトレジスト付き原盤上に金属
を蒸着又はスパッタリング法により積層する。透明なプ
ラスチック板の表面に紫外線硬化樹脂(ＵＶ硬化樹脂)を
滴下し、先の原盤と重ね合わせ、次に透明なプラスチッ
ク板を通して紫外光を照射して、樹脂を硬化する。その
後、プラスチック板と上記原盤とを分離(剥離)すると表
面に凹凸パターンが転写されたＵＶ硬化樹脂を有する透
明なプラスチック製スタンパが完成する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】スタンパから多数のレ
プリカを作製し、記録膜あるいは反射膜を付けて光ディ
スク円板が完成する。スタンパからレプリカを剥離する
際、スタンパ表面に力が働き、レプリカを多数枚作製す
る過程でスタンパ表面のアドレス等を表わすピットや再
生専用情報などの凹凸パターンが破損するなど、スタン
パが損壊してしまうという問題があった。

【０００６】本発明の目的はスタンパの凹凸パターンの
破損をなくし、レプリカを量産できるスタンパ構造を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的はスタンパ表面
の光スポット案内溝及びアドレス等を表すピットや再生
専用情報パターンを凹型にすることにより達成される。

【０００８】凹凸パターンを転写して基板を作製する際
の母型となるスタンパの表面のパターンを、凹型にする
手段は次の２種類がある。

【０００９】最初の方法は従来の凹形状パターン原盤か
ら、凹型スタンパを作製する方法である。まず、凹型原
盤を作製する。それには、ガラス板の表面に光を照射し
た部分が分解して可溶性になるポジ型フォトレジストを
塗布し、これに所望の信号でレーザ光を照射し、光スポ
ット案内溝及びアドレスやセクタ・マーク等を表すピッ
トあるいは再生専用情報などの凹凸パターンを形成して
原盤とする。次に、上記原盤の表面にフォトレジストが
膨潤や変質等により形状の変化をしないように、また剥
離を確実に行なうためにＡｌ−Ｔｉの金属膜を形成す
る。次に、上記原盤の表面に液状の紫外線硬化樹脂（Ｕ
Ｖ樹脂）を滴下する。予め上記ＵＶ樹脂と密着させるた
めの接着促進剤を塗布した、透明なプラスチック板を重
ねて、紫外光を照射して硬化させる。

【００１０】その後、上記Ａｌ−Ｔｉの金属膜と上記Ｕ
Ｖ樹脂の境界から剥離させると、原盤のパターンが透明
なプラスチック板に転写される。ただし凹凸が逆になる
ために、上記のようにして作製した第一のスタンパを用
いて、レプリカ作製用スタンパ（凹型スタンパ）を作製
する。レプリカ作製用スタンパ（凹型スタンパ）の製造
は、ほぼ、先の第一のスタンパ作製と同じ方法で作製す
る。予め接着促進剤を塗布した透明プラスチック板の上
に、液状のＵＶ樹脂を塗布した後、上記凹凸パターンが
複製された第一スタンパと透明プラスチック板を、上記
ＵＶ樹脂を介して全面密着させて、紫外光で露光して樹
脂を硬化させる。次に、上記樹脂と上記スタンパの界面
から分離（剥離）すると表面に凹パターンが複製された
ＵＶ樹脂を有するレプリカ作製用スタンパ（凹型スタン
パ）が完成する。上記のスタンパやレプリカ作製用スタ
ンパは、従来のニッケルメッキ法などで形成した金属ス
タンパでも良い。ただしスタンパ作製時間が長くなる。

【００１１】第二の凹型スタンパ作製方法について述べ
る。これは凸パターン原盤を作製し、それを用いて凹形
状スタンパを作製する方法である。まず、凸パターン原
盤の作製方法について述べる。ガラス板の表面に、光を
照射した部分が分解して不溶性になるネガ型フォトレジ
ストを塗布し、これに所望の信号でレーザ光を照射し、
光スポット案内溝及びアドレスやセクタ・マーク等を表
すピットあるいは記録情報などの凹凸が反転した凸パタ
ーンを形成して原盤とする。

【００１２】次に、紫外線硬化樹脂（ＵＶ硬化樹脂）を
用いたスタンパの作製方法を説明する。上記原盤の表面
に、膨潤や変質による形状の変化を防いだり、剥離を確
実に行なうためにＡｌ−Ｔｉの金属膜を形成する。次
に、上記原盤の表面に液状の紫外線硬化樹脂を滴下す
る。その上に予め接着促進剤を塗布した透明なプラスチ
ック板を重ねて紫外光を照射して硬化させる。その後、
上記Ａｌ−Ｔｉの金属膜と上記ＵＶ樹脂の境界から剥離
させると、原盤のパターンが透明なプラスチック板に転
写され、表面に凹凸パターンが複製されたＵＶ樹脂を有
する凹型スタンパが完成する。あるいは、ネガ型フォト
レジストの代わりに、ポジ型フォトレジストの画像反転
処理技術を応用して、凸パターン原盤を形成してもよ
い。

【００１３】

【作用】上記方法によるとスタンパの光スポット案内溝
及びアドレス等を表わすパターンが凹型であるため、レ
プリカ作製時の剥離の際、パターンを破損させるような
応力集中はなくなる。それによって、スタンパの案内溝
及びアドレス等を表わすピットは多数枚レプリカを作製
しても、壊れることは無くなった。

【００１４】

【実施例】

＜実施例１＞以下に本発明の実施例を挙げ、図面に基づ
いてさらに詳細に説明する。まず、従来と同様に凹型原
盤を作製する。図１に示すように、光学研磨を施したガ
ラス円板１（厚さ１０mm）を洗浄，乾燥し、これにポジ
型のフォトレジスト４を均一に塗布する。次に、レーザ
書き込み装置によって、光スポット案内溝とヘッダ信号
とをレーザ光３で書き込む。フォトレジストを塗布した
ガラス円板を、空気軸受けをもったターンテーブル上で
定角速度回転させ(〜１０.１３rps)、書き込み用Ａｒレ
ーザ光、出力４００ｍＷ(４５７.９ｎｍ線）を光変調
器，反射鏡，ビームエクスパンダ等から成る光学系を経
てターンテーブル上のガラス円板の表面に焦点を結ぶ。
スパイラル状の光スポット案内溝の書き込みは、ガラス
円板を乗せたターンテーブルを回転させながら半径方向
へ移動させ、回転数と移動速度の調整により１.０〜１.
６μｍのピッチで書き込むことができる。信号書き込み
終了後、フォトレジストを２１℃，濃度７０％のアルカ
リ溶液（マイクロポジットデベロッパ）を用いて、現像
処理することでレーザ照射された領域のフォトレジスト
を溶解し、光スポット案内溝は凹記録として残る。

【００１５】次に、この凹型原盤から紫外線硬化樹脂
（ＵＶ硬化樹脂）を用いてスタンパを作製する。図２に
示すように、原盤の表面に、膨潤や変質による形状の変
化を防いだり、剥離を確実に行なうためにＡｌ−Ｔｉの
金属膜５（約５０ｎｍ）をスパッタリング法（Ａｒガス
圧：１×１０^-2〜５×１０^-2Torr以内，放電パワー：１
００〜３００Ｗ，３〜５分）で形成する。次に、原盤の
表面に液状のＵＶ硬化樹脂６（例えば大日本インキ社
製：商品名ＳＴＭ−４）を滴下する。次に、予め接着促
進剤７（例えばジクロロメタンとアクリルプライマ）を
塗布した透明なプラスチック板８（厚さ２mm）を重ねて
紫外線光９を照射(照射パワー４ｋＷ／cm²，照射時間：
３０秒）してＵＶ硬化樹脂６を硬化させる。その後、上
記Ａｌ−Ｔｉの金属膜と上記ＵＶ樹脂の境界から剥離さ
せると、原盤のパターンが透明なプラスチック板に転写
され、凹凸パターンを有する第一のスタンパが完成す
る。

【００１６】以上の工程に加えて、本実施例ではレプリ
カ転写用マザースタンパ（凹型スタンパ）を作製する。
その作製方法を図３で説明する。

【００１７】予め接着促進剤７（例えばジクロロメタン
とアクリルプライマ）を塗布した透明プラスチック板１
１（厚さ２mm）の上に、液状のＵＶ樹脂６を塗布した
後、凹凸パターンが複製されたスタンパの表面と透明プ
ラスチック板をＵＶ樹脂を介して全面を密着させて、紫
外光９で露光して樹脂を硬化させる（照射パワー：４ｋ
Ｗ／cm²，照射時間：３０秒)。次に、樹脂と上記スタン
パの界面から分離（剥離）すると表面に凹凸パターンが
複製されたマザースタンパ１２(凹型スタンパ)が完成す
る。

【００１８】これからレプリカを１００枚以上作製した
際、スタンパの損傷はなかった。レプリカを作製する前
に、スタンパ表面にあらかじめフッ素をコーティングし
ておくと、紫外線硬化樹脂を硬化した後、スタンパとレ
プリカとの剥離が容易である。ここでスタンパ用基板に
透明板を使用したのは、レプリカ用基板に不透明な金属
を使用する場合に有利だからである。すなわち、２Ｐ法
で金属基板上にパターンを形成する場合、樹脂を硬化す
るための紫外光照射は、スタンパを通して実行できる。

【００１９】＜実施例２＞本実施例で説明するのは、凸
型原盤を作製し、それから凹型スタンパを作製する方法
である。

【００２０】まず、凸型原盤の作製方法について説明す
る。光学研磨を施したガラス円板１（厚さ１０mm）を洗
浄、乾燥し、これにネガ型のフォトレジスト１３を均一
に塗布する。次にレーザ書き込み装置によって、光スポ
ット案内溝とヘッダ信号とをレーザ光３で書き込む。フ
ォトレジストを塗布したガラス円板を、空気軸受けをも
ったターンテーブル上で定角速度回転させ(〜１０.１３
ｒｐｓ）、書き込み用Ａｒレーザ光，出力４００ｍＷ
(４５７.９ｎｍ線）を光変調器，反射鏡，ビームエクス
パンダ等から成る光学系を経てターンテーブル上のガラ
ス円板の表面に焦点を結ぶ。スパイラル状の光スポット
案内溝の書き込みは、ガラス円板を乗せたターンテーブ
ルを回転させながら半径方向へ移動させ、回転数と移動
速度の調整により１.０〜１.６μｍのピッチで書き込む
ことができる。

【００２１】信号書き込みの終了後、フォトレジストを
２１℃，濃度７０％のアルカリ溶液（マイクロポジット
デベロッパ）を用いた現像処理により溶解し、トラッキ
ングガイドは堤状に、ヘッダ信号は円錐台状または楕円
錐台状に残る。

【００２２】次に、紫外線硬化樹脂（ＵＶ硬化樹脂）を
用いたスタンパの作製方法を図４で説明する。原盤の表
面に、膨潤や変質による形状の変化を防いだり、剥離を
確実に行なうためにＡｌ−Ｔｉの金属膜５（約５０ｎ
ｍ）をスパッタリング法（Ａｒガス圧：１×１０^-2〜５
×１０^-2Torr以内，放電パワー：１００〜３００Ｗ，３
〜５分）で形成する。次に、原盤の表面に液状のＵＶ硬
化樹脂６を滴下する。次に、予め接着促進剤７（例えば
ジクロロメタンとアクリルプライマ）を塗布した透明な
プラスチック板（厚さ２mm）を重ねて紫外光を照射して
硬化させる（照射パワー４ｋＷ／cm²，照射時間：３０
秒)。その後、Ａｌ−Ｔｉの金属膜とＵＶ樹脂の境界か
ら剥離させると、原盤のパターンが透明なプラスチック
板に転写され、表面に凹凸パターンが複写されたＵＶ樹
脂を有する凹型スタンパ１２が完成する。

【００２３】なお、ポジ型フォトレジストの画像反転処
理技術を応用することで、凸型原盤を製造し、これから
上述と同様に凹パターンスタンパを形成することもでき
る。微細なパターンを形成する上では、上述のように、
あるいは実施例１のように、ポジ型フォトレジストを使
用した方が有利である。スタンパ作製を紫外線硬化樹脂
を用いてではなく、ニッケルメッキによって行うことも
可能であった。

【００２４】従来の凸型スタンパからはレプリカを５０
枚程度作製するとスタンパの表面のパターンが壊れて利
用できなくなったが、凹型スタンパを使用することでレ
プリカを１００枚以上作製してもスタンパの表面の破損
はなくなった。

【００２５】

【発明の効果】本発明によると、レプリカ作製プロセス
中の剥離時にスタンパの表面の信号パターンを表わすピ
ット等へのストレスを小さくすることが出来、スタンパ
表面のパターンが壊れることなく、多数のレプリカ作製
に利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】原盤作製工程を示す説明図。

【図２】凹型原盤を用いて凸型スタンパを作製する工程
を示す説明図。

【図３】凸型スタンパを用いて凹型マザースタンパを作
製する工程を示す説明図。

【図４】凸型原盤を用いて凹型スタンパを作製する工程
を示す説明図。

【符号の説明】

１…原盤用ガラス円板、２…フォトレジスト、３…書き
込み用レーザ光、４…ポジ型フォトレジスト、５…金属
膜（剥離層）、６…紫外線硬化樹脂(ＵＶ樹脂)、７…接
着促進剤、８…スタンパ用プラスチック板、９…紫外線
露光を表わす矢印、１０…剥離層、１１…マザースタン
パ用プラスチック板、１２…光ディスク用凹型スタン
パ、１３…ネガ型フォトレジスト。

フロントページの続き (72)発明者 寺尾 元康 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 堀籠 信吉 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上に紫外線硬化樹脂または金属からな
   る凹形状をなす光スポット案内溝またはトラックやセク
   タのアドレス，セクタ・マーク、あるいはあらかじめ記
   録された情報等を表す凹形状ピットパターンを有する、
   またはこれらのパターンの全て、あるいは一部を有する
   ことを特徴とする光ディスク用スタンパ。
2. 【請求項２】請求項１において、上記スタンパの基板が
   ガラス，プラスチック，セラミック等、少なくとも波長
   ２５０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の紫外光に対して透明な
   基板材料から成る光ディスク用スタンパ。
3. 【請求項３】ガラス基板上のフォトレジスト表面に、溝
   形状をなしたグルーブまたはアドレスやセクタ・マー
   ク、あるいはあらかじめ記録された情報等を表すピット
   状形態となった情報を有する凹形状パターン原盤から、
   紫外線硬化樹脂を用いて基板上に上記情報を複製した凸
   形状第一スタンパを基に、同じく紫外線硬化樹脂を用い
   て基板上に上記凸形状を複製することを特徴とする凹形
   状光ディスク用スタンパの製造方法。
4. 【請求項４】ガラス基板上にフォトレジストによって、
   堤状をなしたトラッキングガイドまたはアドレスやセク
   タ・マーク、あるいはあらかじめ記録された情報等を表
   す凸部を形成した凸形状パターン原盤から、紫外線硬化
   樹脂を用いて基板上に上記凹凸を複製したことを特徴と
   する凹形状光ディスク用スタンパの製造方法。
5. 【請求項５】請求項３または４において、上記スタンパ
   の基板がガラス，プラスチック，セラミック等、少なく
   とも波長２５０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の紫外光に対し
   て透明な基板材料から成る光ディスク用スタンパの製造
   方法。
6. 【請求項６】請求項５において、前記凸形状パターン原
   盤としてポジ型フォトレジストを画像反転処理した原盤
   を用いる光ディスク用スタンパの製造方法。