JPH11350181A

JPH11350181A - スタンパの製造方法

Info

Publication number: JPH11350181A
Application number: JP16196498A
Authority: JP
Inventors: Kenji Nakatani; 健司中谷; Akihiro Horiie; 彬宏堀家
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1998-06-10
Filing date: 1998-06-10
Publication date: 1999-12-21

Abstract

(57)【要約】【課題】成形する基板のより微細な溝、ピット等のの
凹部を形成するためのスタンパの凸部を正確に形成でき
るスタンパの製造方法。【解決手段】樹脂の成形に用いる片面に所定パターン
形状の凸部が形成されたスタンパの製造方法において、
平坦な表面の原盤上に有機薄膜を所定の厚みに塗膜後、
有機薄膜上にホトレジスト層を塗膜し、このホトレジス
ト層を形成する凸部のパターン形状に従ってレーザビー
ムによって露光し、露光されたホトレジスト層を現像処
理して露光部分を除去し、フォトレジスト層の露光部分
の除去によって露出された前記有機薄膜の部分をエッチ
ングして除去し、さらに前記ホトレジスト層の残留部分
を除去し、次いで基板の露出部分と有機薄膜の残留部分
の全面上に導電膜を堆積した後、電気メッキ法を用いて
金属膜を所定の厚みに堆積し、金属膜を原盤から剥離し
てスタンパとすることを特徴とするスタンパの製造方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＤ、ＤＶＤ、光
磁気ディスク等の光ディスクのトラック案内溝、あるい
はプリフォーマット信号を記録するピット等の情報凹部
がより高密度に形成された基板の如く所定パターン形状
の凹部を表面に形成した基板の成形に用いるスタンパの
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクは、基板上に記録再生用のレ
ーザビームを案内する為のトラック案内溝、あるいは予
め位置情報やその他の必要な情報を記録したピット、あ
るいは信号を同期させるための基準信号を出すウオッブ
ル溝などのプリフォーマットと呼ばれる所定パターン形
状の凹部を形成している。

【０００３】このプリフォーマットは基板を射出成形す
る時に成形機の金型にプリフォーマットに対応する凸部
を片面に形成したスタンパを取り付け、このスタンパの
表面形状を転写して作製される。その為スタンパの表面
形状を如何に良好に仕上げるかが重要である。スタンパ
は一般にマスタリングと呼ばれる工程で作製される。

【０００４】従来のマスタリングはガラス原盤上にホ
トレジストを塗布する工程、レーザカッテイングマシン
と呼ばれる装置で該ホトレジスト上にプレフォーマット
状に露光する工程、該露光部を現像してプレフォーマッ
トをガラス原盤上に形成する工程、該ガラス原盤上に
スパッタ法、あるいは無電解メッキ法で導電化膜を形成
する工程、該導電化されたガラス原盤に電鋳で金属膜を
作製し、該金属板をはがしてスタンパを取り出す工程か
らなる。

【０００５】光ディスクはＣＤ，ＤＶＤと近年高記録密
度の媒体が実用化され、さらに超高密度の媒体が提案さ
れている。この様な超高密度の記録媒体を実用化する為
にはスタンパ表面のプリフォーマットの形状もサブミク
ロンオーダーの形状が必要であり、精度はさらにナノメ
ーターオーダーが必要である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】超高密度の光ディスク
の作製の為には、前記従来のマスタリング法を用いては
その加工精度がレーザカッテイングマシンのレーザ波長
に依存する問題があり、このレーザー波長をブルー（例
えばKrレーザの413nm）から紫外光（357nm）へと短波長
化しようとしている。しかしながらレーザ光の強度分布
はガウス型をしており、その為に溝、ピット等の凸部形
状を微細化する事に限界がある。

【０００７】そこで本発明は、上記従来技術の欠点を改
善する為になされたものであり、成形する基板のより微
細な溝、ピット等の所定パターン形状の凹部を形成する
ためのスタンパの凸部を正確に形成できるスタンパの製
造方法を提供する事を目的とする。

【０００８】

【課題を解決する為の手段】前記目的は、以下の本発明
により達成される。すなわち、本発明は、樹脂の成形に
用いる片面に所定パターン形状の凸部が形成されたスタ
ンパの製造方法において、平坦な表面の原盤上に有機薄
膜を所定の厚みに塗膜後、有機薄膜上にホトレジスト層
を塗膜し、このホトレジスト層を形成する凸部のパター
ン形状に従ってレーザビームによって露光し、露光され
たホトレジスト層を現像処理して露光部分を除去し、フ
ォトレジスト層の露光部分の除去によって露出された前
記有機薄膜の部分をエッチングして除去し、さらに前記
ホトレジスト層の残留部分を除去し、次いで基板の露出
部分と有機薄膜の残留部分の全面上に導電膜を堆積した
後、電気メッキ法を用いて金属膜を所定の厚みに堆積
し、金属膜を原盤から剥離してスタンパとすることを特
徴とするスタンパの製造方法である。

【０００９】本発明では、フォトレジスト層をレーザビ
ームで露光する際に、ビームの光強度分布がガウス型を
し、ビームの中心部分が強度大で、周辺部分が強度が弱
い為に発生するフォトレジスト層現像時のフォトレジス
ト層の断面形状でその凹部の側壁面がだれる現象が発生
しても、その後の工程で行なう有機薄膜をエッチングす
る工程によって、有機薄膜の凹部の断面形状でその側壁
面を急峻な形状に保つ、これによりスタンパの凸部を形
成することしているので、レーザビームの影響を受ける
ことなく、正確な凸部が形成できる特長を有している。
以下、本発明の詳細を実施例を用いて説明する。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は本発明によるスタンパの製
造方法を示す工程図で、工程は（ａ）から（ｈ）の順に
行なわれる。

【００１１】図で、１は硬質な平坦表面を有する原盤で
あり、対エッチイング耐性があり、平坦であればなんで
も良いが、通常はガラス板が用いられる。

【００１２】まず工程（ａ）でガラス原盤１の平坦な
表面の全面に所定厚みの有機薄膜２が塗布される。有機
薄膜２としてはガラス原盤１との接着力があり、エッチ
ングによって除去できる特性を有する材料が選択され
る。その一例としては有機シリコン樹脂が好ましく採用
される。該有機シリコン膜はスピナー法を用いて塗布で
きるので、無機薄膜を真空を用いて堆積するより低コス
トで容易に作製できる利点がある。

【００１３】次に工程（ｂ）で、該有機薄膜２の全表面
上にフォトレジスト層３が塗布される。該ホトレジス
ト層３もスピナー法で塗布される。

【００１４】工程（ｃ）では、周知の通りレーザカッテ
イングマシンを用いて形成する凸部のパターン形状に応
じてフォトレジスト層３の露光を行なう。次いで該ガラ
ス原盤１はアルカリ洗浄等の現像処理を行なう事でフォ
トレジスト層３の凹部４となる露光部３ａが除去され、
プリフォーマット等の目的の形状に応じた所定の凹部４
がガラス原盤１の有機薄膜２上のフォトレジスト層３に
形成される。図に示すようにこの凹部４（具体的には図
の露光部３ａ）の側壁は、レーザ光の特性等から表面の
法線方向から凹部の開口部が広がる方向に大きく傾斜し
たものとなる。従って隣接する凹部の間隔が狭くなると
区別が困難となる、換言すれば光ディスクでの高密度化
が困難となる。

【００１５】次に工程（ｄ）では、フォトレジスト層３
の露光部３ａが除去されて露出した有機薄膜２の露出部
分をエッチングして有機薄膜２に所定の凹部５を作製す
る。この有機薄膜の露出部分をエッチングする方法とし
ては反応性ガスを用いたプラズマエッチング、非反応性
ガスを用いたプラズマエッチング、溶剤を用いたケミカ
ルエッチング等の方法が採用できる。このエッチングの
際にマスクの役割をするフォトレジスト層３の残留部３
ｂをエッチングすること無く、有機薄膜２だけをエッチ
ングする事が好ましいが、フォトレジスト層３が同時に
エッチングされても有機薄膜のエッチングが優先して終
了すれば初期の目的を達成できる。

【００１６】有機薄膜２をエッチングしてその凹部５の
側面具体的にはその側面の傾斜角θを法線に近い急峻に
形成する為にはプラズマエッチングが好ましく、更に異
方性を出す為に ECR（エレクトロンサイクロン共鳴）
プラズマを使用したり、バイアス印加プラズマを使用す
る事が好ましい。形成された凹部５の側面の傾斜角は、
側面とガラス基盤１の表面との角度で60度以上が好まし
い。該角度以上では、傾斜した側面の該表面への投影面
積が減少できて、凹部の分離が良くなり、光ディスクの
基板に適用した場合記録を書き込むべきランド、グルー
ブ（溝底）の幅を広く取れる為に側面の斜面からのノイ
ズが小さくなり、信号強度（C/N)を大きく取れる。又、
隣接する溝とランド間でのクロストークとクロスイレー
ズと呼ばれる信号の漏れが減少できる。

【００１７】一方この傾斜角θが90度を越えると、凹部
は開口部より底部が広い形状となり、後記する工程
（ｇ）でのスタンパとなる金属膜をガラス原盤１から剥
がす際に不都合が生じる。なお、例えスタンパが作製可
能でも射出成形で基板作成が出来ない問題点が生じる。

【００１８】エッチイングの終了したガラス原盤１は次
の工程（ｅ）でマスクの役割をしたフォトレジスト層３
の残留部３ｂを洗浄、除去して、図に示すように有機薄
膜２残留部２ａを全面で露出させる。

【００１９】次いで工程（ｆ）で該ガラス原盤１にスパ
ッタ法、あるいは蒸着法、あるいは無電解メッキ法で電
極となる導電化膜６を薄く凹部内面表面を含む全表面に
堆積させる。導電化膜６の材料は導電性の良好な金属か
ら選択され、金、銀、銅、パラジューム、Ni、等が好ま
しく用いられる。

【００２０】次に工程（ｇ）で該導電化膜を一方の電極
として電鋳を行ない、スタンパとなる金属膜７を300μ
ｍ程度に堆積する。この厚みはスタンパの使用条件に応
じて選択される。電鋳される金属膜７すなわちスタンパ
の材料は、Niなどのメッキしやすい金属が選択される。

【００２１】次いで工程（ｈ）で電鋳された金属膜７を
原盤１から剥がし、表面、裏面を洗浄してスタンパ７が
作成される。

【００２２】以上の工程を経て作製されるスタンパ７の
プリフォーマットの溝、ピット等に対応する凸部７ａは
レーザ光のビーム径より小さく、且つ該凸部７ａの側
面が従来法による場合より急峻であり、その角度θが60
度以上で90度以下の範囲の形成される。以下に、実施例
を示す。

【００２３】

【実施例１】厚さ6mmの良く研かれた直径200mmのガラス
原盤１に、有機薄膜２として有機シリコン薄膜を70nmの
厚みに成膜した。有機シリコン膜はスピナーのサンプル
台上にガラス原盤１をセットして3000rpmで回転させ、
そのアルコール溶液5ccを滴下して塗工した。有機シリ
コン膜を硬化させる為に120℃で5分間熱処理した。この
膜厚はアルコール濃度、回転数を調整して設定した。

【００２４】次にフォトレジスト層３を有機シリコン膜
の膜厚より厚めの150nmにスピナー法を用いて成膜し、
ベーキングして固定した。

【００２５】有機シリコン膜／フォトレジスト層を積層
したガラス原盤１をレーザカッテイングマシンにセット
して、Krの417nmのレーザ光を開口数０．９の対物レン
ズで絞り、光ディスクのグルーブ形成のため0.6μｍピ
ッチで螺旋状に露光を行なった。

【００２６】次にこのガラス原盤１をアルカリ溶液で洗
浄してフォトレジスト層３の露光部３ａを除去して、凹
部５となる有機薄膜２の部分を露出させた。

【００２７】このガラス原盤１をECRプラズマの発生装
置内にセットし、反応性ガスとして酸素とCCl2F2ガスの
混合ガス雰囲気中でプラズマを発生させた。異方性と均
一性を得る為に原盤１のホルダーには正バイアス電圧を
印加し、且つ原盤１を回転させながら、反応性プラズマ
を照射して、露出部分の有機薄膜２を除去して凹部５を
形成した。

【００２８】次にフォトレジスト層３の残留部３ｂをア
ルカリ洗浄して除去した。この時マスクに使用したフォ
トレジスト層３は厚みが約50nmにやせており、フォトレ
ジスト層３も有機薄膜２の露出部と同時にエッチングさ
れている事がわかった。次いで、パラジュームを無電解
メッキ法で堆積し、電極用の導電化膜６を形成した。こ
のパラジュームからなる導電化膜６を電極として、電鋳
によりニッケルを約300μｍ厚みに堆積して、スタンパ
の金属膜７を形成した。この金属膜７をガラス原盤１か
ら剥がして表面を洗浄して製品のスタンパ７を得た。

【００２９】以上で得られたスタンパを射出成形機の金
型にセットし、公知のようにポリカーボネート樹脂を用
い、光ディスク用樹脂基板を成形した。成形した光ディ
スク用樹脂基板の表面形状をAFM（原始間力顕微鏡）、S
EM（走査電子顕微鏡）で測定した結果、溝の開口幅と底
幅、溝深さ、溝斜面角度は表１の結果となった。

【００３０】比較例として、従来法（従来技術に記載し
た方法で）具体的には実施例１で有機薄膜２を設けない
以外は実施例１と同じにしてスタンパを作製し、このス
タンパを用い、実施例１と同様にして光ディスク用樹脂
基板を作製して評価した。その測定結果を合わせて表１
に示した。

【００３１】

【表1】

【００３２】

【実施例２】実施例１で作製したと同じ方法でエッチン
グ条件を選択する事で凸部７ａの側面の傾斜角θ即ち斜
面角度を50度、60度、70度、80度になる様に制御して作
製したスタンパを用い、実施例１と同様に射出成形を行
ない、各種溝形状の光ディスク用の樹脂基板を作製し
た。

【００３３】そして、650nm波長のレーザを読み書きに
使用する事を想定して該樹脂基板上に相変化による書換
え可能な記録膜をスパッタ法で堆積した。具体的には第
１、第２の誘電体膜としてZnS-SiO₂を、記録膜としては
GeSbTeを、金属膜としてはAlCr合金膜を使用して、第1
誘電体95nm／記録層19nm／第2誘電体15nm／金属膜150nm
の順に各厚みを堆積した。この金属膜表面上に最後に保
護膜を設けて光ディスクを作製した。

【００３４】この光ディスクのランド部にレコーダーで
0.6ミクロンのマークを記録して、その時のC/N（ｄＢ）
と溝部側面の斜面角度の関係を測定した。その結果を図
２に示す。C/Nは斜面角度が従来品より大きくなれば改
善する方向にシフトするが斜面角度が60度を超えるころ
から改善の度合いが向上している事が分かる。

【００３５】C/Nの向上はC（キャリヤ）信号強度よりN
（ノイズ）信号強度の低下によっており、斜面の投影面
積が大きいほどノイズ信号が大きく発生していると推測
される。

【００３６】

【発明の効果】本発明は、従来のフォトレジスト層に加
えて有機薄膜を積層し、この有機薄膜によりスタンパの
凸部を形成するようにしており、実施例に示したように
従来のマスタリング法では得られない微細なパターンを
持ったスタンパの作製が可能とするものである。

【００３７】従って、本発明を光ディスク用基板の成形
に用いる光ディスク用のスタンパに適用した場合、溝形
状において開口幅と溝底幅の比率が高く、記録時には不
要な溝斜面部分の割合が小さく出来る事が明らかになっ
た。この結果、斜面部分からのノイズが減少しC/Nが向
上する事が判った。今後トラックピッチがより狭くなる
時には斜面部分が少なくてすむ本発明のスタンパがより
優位になる事が判る。

【００３８】以上、本発明はスタンパのパターンの微細
化を実現するものであり、特に光ディスクの高密度化に
大きな寄与をなすものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明のスタンパの製造工程を説明する
ための説明図である。

【図２】図２は実施例２における光ディスク基板の溝部
の斜面角度とC/Nの関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ガラス基盤２有機薄膜３ホトレジスト層４、５凹部６導電化膜７金属膜（スタンパ）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂の成形に用いる片面に所定パターン
形状の凸部が形成されたスタンパの製造方法において、
平坦な表面の原盤上に有機薄膜を所定の厚みに塗膜後、
有機薄膜上にホトレジスト層を塗膜し、このホトレジス
ト層を形成する凸部の形状パターンに従ってレーザビー
ムによって露光し、露光されたホトレジスト層を現像処
理して露光部分を除去し、フォトレジスト層の露光部分
の除去によって露出された前記有機薄膜の部分をエッチ
ングして除去し、さらに前記ホトレジスト層の残留部分
を除去し、次いで基板の露出部分と有機薄膜の残留部分
の全面上に導電膜を堆積した後、電気メッキ法を用いて
金属膜を所定の厚みに堆積し、金属膜を原盤から剥離し
てスタンパとすることを特徴とするスタンパの製造方
法。
【請求項２】前記エッチング方法としてハロゲン化ガ
スと酸素の混合雰囲気で行われるプラズマを用いたドラ
イエッチング方式を用いる請求項１のスタンパの製造方
法。
【請求項３】前記ホトレジスト層の厚みが有機薄膜の
厚みよりも厚い請求項１又は２のスタンパの製造方法。
【請求項４】スタンパに形成された凸部の側面のスタ
ンパ表面に対する傾斜角度が情報凸部の先端部が狭くな
る方向で60度以上、90度以下である請求項１、２又は３
のスタンパの製造方法。
【請求項５】スタンパがプリフォーマットされた光デ
ィスク用基板の成形に用いる光ディスク用スタンパであ
る請求項１〜４のいずれかのスタンパの製造方法。