JPH1139731A - 樹脂板製造用鋳型の製造方法および樹脂板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パターン化したレジストの外周形状の歪みを
取り去ることにより、レジストの外周形状の通り凹凸形
状が正確に形成された鋳型の製造技術を提供し、もっ
て、正しい原信号を復元可能な樹脂板を製造可能にする
ことである。 【解決手段】 原盤の記録面にレジスト層を形成するレ
ジスト層形成工程と、レジスト層を所定の情報に応じて
遮蔽してから露光する露光工程と、レジスト層を現像す
る現像工程とレジスト層上に、樹脂層を形成する樹脂層
形成工程と、レジスト層を一定温度Ｔｇまで加熱し、レ
ジストを軟化させる加熱工程と、軟化したレジストが再
び硬化する温度まで温度を低下させた後、樹脂層を除去
する除去工程と、を備えて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光記録媒体のよう
に表面に凹凸形状が形成された樹脂板を製造するための
鋳型に係り、特に、高密度記録された光記録媒体等の樹
脂板の製造に適した樹脂板製造用鋳型の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】光記録媒体は、微少な光スポットにより
情報の記録再生を行うものである。その情報記録面に
は、光スポットの位置決めのための案内溝（グルーブ）
や情報に応ずるプリフォーマット信号を記録するための
ピット等が、予め凹凸パターンとして形成されている。
このような光記録媒体は、一般的に記録情報に対応する
凹凸形状を有する鋳型、すなわちスタンパを用いて、樹
脂材料等に凹凸形状を転写することによって、製造され
ていた。

【０００３】この光記録媒体を製造に使用されるスタン
パは、図５に示すように、リソグラフィ技術を応用して
製造するのが一般的であった。まず、同図（ａ）に示す
ようなガラス製の原盤５００の表面を鏡面状に研磨して
洗浄した後、表面を乾燥させる。次に、同図（ｂ）に示
すように、ガラス原盤５００上にレジスト層６００を形
成する。このレジスト層６００を同図（ｃ）に示すよう
に、光記録媒体に記録すべき情報に応じて変調された光
によって露光した後、所定の現像処理を行うと、同図
（ｄ）に示すように、パターン化されたレジスト層６０
０が残される。

【０００４】続いて、同図（ｅ）に示すように、情報記
録面の表面をスパッタリング法等により導体化層７０１
を形成した後、同図（ｆ）に示すように、電気鋳造法に
よりニッケル層７０２を形成する。

【０００５】そして、同図（ｇ）に示すように、ニッケ
ル層７０２をガラス原盤５００から剥離し、打ち抜き工
程により円盤形状に内外径を加工する等して、スタンパ
７００を製造していた。

【０００６】しかしながら、これら一般的な光記録媒体
の製造方法によれば、同図（ｄ）に示すような現像工程
において、パターン化されたレジスト層６００の表面が
荒れた状態となる。特に、この荒れの程度は、図４に示
すように、レジスト層の上面ａよりも側壁ｂのほうが大
きい傾向がある。このようなレジスト層の荒れはそのま
まスタンパに転写される。このスタンパを使用して光記
録媒体を製造すれば、スタンパに転写された荒れがさら
に光記録媒体の情報記録面にまで転写される。

【０００７】光記録媒体の情報記録面に転写された荒れ
は、光記録媒体の再生装置においてピックアップから再
生されるＲＦ信号の振幅が変動する原因となる。ＲＦ信
号の振幅が変動すると、信号の正しい復号化を妨げる。
したがって、従来の一般的な製造方法により製造された
スタンパから複製された光記録媒体からは正しい信号再
生が行えなくなるおそれがあった。

【０００８】また、特開平５−２２０７５１号公報に
は、シリコン又は石英を光記録媒体のスタンパとして使
用する技術が記載されている。この技術は、上記一般的
な光記録媒体用スタンパの製造方法と同様に、図５
（ａ）乃至同図（ｄ）における各工程と同様にしてパタ
ーン化されたレジスト層を形成し、シリコン又は石英そ
のものをエッチングしてスタンパとして使用するもので
ある。しかし、この方法によってもレジスト層の表面の
荒れがスタンパさらに記録媒体に転写されてしまってい
た。

【０００９】一方、特開平３−１７６８４１号公報に
は、レジスト層をパターン化した後、レジスト材の溶融
点近傍の温度で硬化熱処理を施すことによって、レジス
ト層表面の荒れを低減される技術が開示されている。

【００１０】しかしながら、この方法によるとレジスト
層表面の荒れを低減できる代わりに、レジスト層のパタ
ーン形状が変形してしまうという問題があった。この問
題は、特に近年開発が盛んな高密度記録用の光記録媒体
では、わずかな形状の変形が再生信号の大きな劣化を招
くため、重大な問題であった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の第１
の課題は、上記問題点に鑑み、レジスト層に形成された
パターン形状を変形させることなく、レジスト表面の粗
さを低減させることにより、レジストの外周形状の通り
凹凸形状が正確に形成された鋳型の製造技術を提供し、
もって、正しい原信号を復元可能な樹脂板を製造可能に
することである。

【００１２】本発明の第２の課題は、パターン化したレ
ジストの表面粗さを取り去るために好適な材料の組み合
わせを提供することである。

【００１３】本発明の第３の課題は、パターン化したレ
ジストの表面粗さを取り去るために好適な温度条件を提
供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明は
第１の課題を解決するものであり、原盤の記録面に形成
された凹凸形状を樹脂板に転写するための樹脂板製造用
鋳型の製造方法であって、(a) 前記原盤の記録面にレ
ジスト層を形成するレジスト層形成工程と、(b) 前記
原盤の記録面に形成された前記レジスト層を所定の情報
に応じて露光する露光工程と、(c) 露光された前記レ
ジスト層を現像する現像工程と、(d) 前記現像された
レジスト層上に、樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
(e) 前記樹脂層が形成されたレジスト層を一定温度Ｔ
ｓまで加熱し、前記レジストを軟化させる加熱工程と、
(f) 軟化した前記レジストが再び硬化する温度まで、
前記レジスト層の温度を低下させた後、当該レジスト層
から前記樹脂層を除去する除去工程と、を備えて構成さ
れる。

【００１５】本発明によれば、レジストの表面粗さを低
減するための加熱処理において、凹凸パターンが軟化す
ることによりパターン形状が変形することを防止するも
のである。すなわち、レジスト層が軟化しても樹脂層に
より元の凹凸形状が維持されるので、樹脂層除去後のレ
ジスト層は、パターン形状が変形しておらず、加熱処理
による表面粗さも低減されている。

【００１６】なお、凹凸形状とは、意図的に形成する起
伏をいうが、例えば情報を光記録媒体に記録するための
ピットおよび情報再生時の案内溝として働くグルーブを
いう。樹脂板とは、一般的な成形材料により形成される
樹脂の板をいい、表面が平面であると曲面であるとを問
わない。例えば光記録媒体である円盤状のディスクをい
う。

【００１７】請求項２に記載の発明は第２の課題を解決
するものであり、前記樹脂層は、前記レジストが軟化す
る温度Ｔｓで当該樹脂層も軟化するように当該樹脂層の
組成が選択されている請求項１に記載の樹脂板製造用鋳
型の製造方法である。

【００１８】請求項３に記載の発明は第３の課題を解決
するものであり、前記レジストが軟化する温度Ｔｓは、
１００℃〜３００℃の範囲である請求項２に記載の樹脂
板製造用鋳型の製造方法である。

【００１９】請求項４に記載の発明は第２の課題を解決
するものであり、前記原盤はシリコンである請求項１に
記載の樹脂板製造用鋳型の製造方法である。

【００２０】請求項５に記載の発明は第１の課題を解決
するものであり、請求項１乃至請求項６のいずれか一項
に記載の樹脂板製造用鋳型の製造方法で製造された鋳型
を使用することによる樹脂板の製造方法において、前記
凹凸形状が形成された前記鋳型の記録面に成形材料を設
け、前記成形材料が硬化した後に、前記鋳型から当該硬
化した樹脂板を剥離する工程を備えたことを特徴とする
樹脂板の製造方法である。

【００２１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の好適な実施の形態
を図面を参照して説明する。

【００２２】本実施形態は、光記録媒体の製造に使用す
る鋳型（以下スタンパという）であって、パターン化さ
れたレジスト層表面の粗さを除去するスタンパの製造方
法に関する。

【００２３】本実施形態で製造するスタンパは、図１に
示すような円盤形状の原盤１００に、凹凸形状を形成し
て構成される。原盤１００の材料としては、結晶状若し
くは非結晶のシリコンまたは石英を適用する。

【００２４】（スタンパ製造工程）次に、図２を参照し
てスタンパの製造工程について説明し、図３を参照して
光記録媒体の製造工程について説明する。図２および図
３は、原盤１００を、図１の切断面ａ−ａから見た製造
工程断面図である。

【００２５】研削工程（図２Ａ）： まず、高純度のシ
リコンを円盤形状に研削し、その記録面を一定の表面粗
さ以下に精密研磨して、原盤１００を製造する。図２の
上面を精密研磨された記録面とする。

【００２６】レジスト層形成工程（図２Ｂ）： 原盤１
００の記録面にレジスト層２００を形成する。レジスト
層２００を形成する物質としては、パターン化された状
態において、一定の温度Ｔｓで軟化する材料であること
が好ましい。温度制御を容易にするためには、可能な限
り広い温度範囲において、レジストが過度に流動性を有
しない状態であって、かつ適度な軟化状態を保てるよう
な材料であることが好ましい。例えば、半導体デバイス
の製造過程において一般的に用いられている、クレゾー
ルノボラック系樹脂に、感光剤としてジアゾナフトキノ
ン誘導体を配合した市販のポジ型レジストを利用でき
る。この材料によれば、１００℃〜３００℃の温度範囲
で上記軟化状態を示すため、本実施形態に使用する材料
として好ましい。ここで、ポジ型のレジストとは、露光
された領域が現像液により選択的に除去可能となる物質
のことである。

【００２７】レジスト層２００を形成する方法として
は、スピンコート法、ディッピング法、スプレーコート
法、ロールコート法、バーコート法等の方法を用いるこ
とが可能である。

【００２８】露光工程（図２Ｃ）： エッチングしたく
ない領域にレジスト層２００が残るように露光する。ポ
ジ型のレジストを使用する場合、エッチングする領域に
相当する領域を露光する。

【００２９】現像工程（図２Ｄ）： ポジ型のレジスト
を使用する場合、露光された領域は現像液に溶解し易く
なるので、現像液により露光領域を溶解除去し、レジス
ト層をパターン化してレジストパターン２０１を得る。

【００３０】樹脂層形成工程（図２Ｅ）： レジストが
硬化したら、原盤の記録面に樹脂層３００を形成する。
樹脂層の材料としては、硬化したレジストを加熱した際
に、レジストが軟化する温度で樹脂層も軟化するような
温度特性を有することが好ましい。例えば、レジストと
してクレゾールノボラック系樹脂に感光剤としてジアゾ
ナフトキノン誘導体を配合したものを用いた場合には、
ノボラック樹脂、ポリヒドロキシスチレン系樹脂、アク
リル系樹脂、メラミン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリ
ビニルピロリドン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等を利
用できる。

【００３１】樹脂層３００の形成は、スピンコート法、
ディッピング法、ロールコート法、スプレーコート法、
バーコート法等で行うことが好ましい。パターン化され
たレジストの凹凸の隅々まで樹脂が入り込む必要がある
からである。

【００３２】加熱工程（図２Ｆ）： 樹脂層３００が形
成されたら、樹脂層３００およびパターン化したレジス
ト２０１がすべて一定の温度Ｔｓになるまでゆっくり加
熱する。温度Ｔｓは、上記したように、レジストと樹脂
層の組成により決める。あまりに高い温度に設定する
と、レジストや樹脂層が軟化し過ぎて凹凸形状全体が歪
む。また、あまりに低い温度に設定すると、レジストや
樹脂層が充分に軟化せず、レジストパターンの表面の粗
さを充分に除去できない。

【００３３】また、温度Ｔｓで加熱する時間長は、１分
以上にする。これより短いと、レジストや樹脂層の軟化
による表面の平滑化が充分になされないうちに、温度を
下げることになってしまうからである。

【００３４】この加熱工程によれば、上記温度Ｔｓまで
加熱させられることによって、一旦パターン化していた
レジストが軟化する。また、それを取り囲んでいる樹脂
層も軟化する。物質が軟化すると、その物質に作用する
張力等によって、表面状の凹凸形状などの歪みのある部
分が平滑化される。レジストも樹脂層もともに表面が平
滑化されていくので、両層は境界を接しながらもその境
界面が平滑化されていくことになる。境界面が平滑化さ
れた後、両層の温度を下げるとその形状を保ったまま硬
化するのである。

【００３５】除去工程（図２Ｇ）： レジストと樹脂層
との境界面が平滑化されたら、再びレジストが硬化する
温度まで、温度を下げる。境界面が平滑化された後、両
層の温度を下げるので、その形状を保ったまま硬化す
る。すなわち再びパターン化したレジストの表面粗さが
除去されている。

【００３６】そして、樹脂層３００を溶剤等で取り除
く。このとき用いる溶剤は、樹脂層３００を完全に溶か
すがレジストは溶かさないものを用いる。例えば、アル
コール、アセトン、水等が好ましい。樹脂層が除去され
たレジスト２０１は、レジストパターンの表面の荒れが
平滑化されている。

【００３７】エッチング工程（図２Ｆ）： レジストパ
ターン２０１が形成されたら、原盤１００の記録面をエ
ッチングする。エッチングの方法としてはウェット方式
またはドライ方式があるが、原盤１００の材質に合わせ
て、エッチング断面形状、エッチングレート、面内内均
一性等の点から最適な方法および条件を選べばよい。エ
ッチングの制御性の点からいうとドライ方式の方が優れ
ている。例えば、平行平板型リアクディブイオンエッチ
ング（ＲＩＥ）方式、誘導結合型（ＩＣＰ）方式、エレ
クトロンサイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）方式、ヘリコン
波励起方式、マグネトロン方式、プラズマエッチング方
式、イオンビームエッチング方式等が利用できる。エッ
チングを制御するためには、エッチングガスの種類、ガ
スの流量、ガスの圧力、バイアス電圧等の条件を変更し
て行う。この制御により、エッチングの断面形状を矩形
に加工したり、テーパー形状に形成したりというよう
に、所望の形状にエッチングさせることができる。

【００３８】レジスト除去工程（図３Ａ）： エッチン
グ後、レジストパターンは、溶剤に溶かすか、アッシン
グするかして除去する。次いで、原盤の洗浄および乾燥
をすると、鋳型であるスタンパ１が出来上がる。

【００３９】成形樹脂層形成工程（図３Ｂ）： 上記の
ようにして製造されたスタンパ１を用いて、光記録媒体
を製造する。スタンパ１の記録面に、成形材料を設け、
成形樹脂層４００を形成する。成形材料としては、射出
成形法を用いる場合は、ポリカーボネートを用い、２Ｐ
成形法を用いる場合には紫外線硬化性樹脂等、各種樹脂
を用いる。例えば、成形樹脂層４００は、ポリカーボネ
ート樹脂等を射出成形することにより、また、紫外線硬
化性樹脂等を光重合することにより形成される。ポリカ
ーボネート樹脂を使用する場合は、成形後、冷却して樹
脂を硬化させる。紫外線硬化性樹脂を使用する場合は、
紫外線を照射して材料を硬化させる。成形樹脂層４００
は、光記録媒体の外形形状に成形される。成形樹脂等に
は、スタンパ１の情報記録面に設けられた凹凸パターン
が転写される。

【００４０】剥離工程（図３Ｃ）： 成形樹脂層４００
が硬化したところで、成形樹脂層４００をスタンパ１か
ら剥離する。剥離された成形樹脂層４００は、すなわち
光記録媒体そのものである。スタンパ１に形成されてい
る凹凸形状の側壁にはひだが生じていないので、スタン
パから複製される光記録媒体のピットの側壁にも形状の
歪みが生じない。この光記録媒体を再生しても、再生さ
れるＲＦ信号の不要なレベル変動が発生しない。このた
め、スタンパ１に凹凸形状を設けるために使用した原信
号がそのまま再生される。

【００４１】本実施形態によれば、現像されたレジスト
を一旦樹脂層で覆ってから加熱するので、パターンの外
周形状に生じていた歪みが、材料の軟化により除去され
る。歪みを除去したパターンでエッチングしたスタンパ
には、その凹凸形状の側壁にひだが生じない。よって、
このスタンパにより製造する光記録媒体のピットの側壁
にも形状の歪みが発生しないので、この光記録媒体を再
生しても、再生されるＲＦ信号にも信号レベルの変動が
発生しない。このため、スタンパに凹凸形状を設けるた
めに使用した原信号がそのまま再生される。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、パターン化したレジス
トの外周形状の歪みを取り去ることにより、レジストの
外周形状の通り凹凸形状が正確に形成された鋳型の製造
技術を提供し、もって、正しい原信号を復元可能な樹脂
板を製造可能できる。

【００４３】本発明によれば、パターン化したレジスト
の外周形状の歪みを取り去るために好適な材料の組み合
わせを提供することにより、レジストの外周形状の通り
凹凸形状が正確に形成された鋳型の製造技術を提供し、
もって、正しい原信号を復元可能な樹脂板を製造可能で
きる。

【００４４】本発明によれば、パターン化したレジスト
の外周形状の歪みを取り去るために好適な温度条件を提
供することにより、レジストの外周形状の通り凹凸形状
が正確に形成された鋳型の製造技術を提供し、もって、
正しい原信号を復元可能な樹脂板を製造可能できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原盤の斜視図である。

【図２】原盤に情報記録したスタンパの製造工程断面図
である。Ａは原盤の原形、Ｂはレジスト形成工程、Ｃは
露光工程、Ｄは現像工程、Ｅは樹脂層形成工程、Ｆは加
熱工程、Ｇは除去工程およびＨは洗浄後のエッチング工
程である。

【図３】原盤に情報記録したスタンパの製造工程断面図
であり、Ａはスタンパ断面図であり、Ｂは成形樹脂層形
成工程およびＣは剥離工程である。

【図４】従来のレジストにより形成された鋳型の凹凸形
状を説明する図である。

【図５】従来の一般的なスタンパの製造方法である。

【符号の説明】

１…スタンパ １０１…尾根部分 １０２…谷部分 ２００…レジスト層 ２０１…露光領域 ２０２…未露光領域（レジストパターン） ３００…樹脂層 ４００…光記録媒体用成形樹脂層

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原盤の記録面に形成された凹凸形状を樹
   脂板に転写するための樹脂板製造用鋳型の製造方法であ
   って、 前記原盤の記録面にレジスト層を形成するレジスト層形
   成工程と、 前記原盤の記録面に形成された前記レジスト層を所定の
   パターンに応じて露光する露光工程と、 露光された前記レジスト層を現像する現像工程と、 前記現像されたレジスト層上に、樹脂層を形成する樹脂
   層形成工程と、 前記樹脂層が形成されたレジスト層を一定温度Ｔｓまで
   加熱し、前記レジストを軟化させる加熱工程と、 軟化した前記レジストが再び硬化する温度まで、前記レ
   ジスト層の温度を低下させた後、当該レジスト層から前
   記樹脂層を除去する除去工程と、を備えたことを特徴と
   する樹脂板製造用鋳型の製造方法。
2. 【請求項２】 前記樹脂層は、前記レジストが軟化する
   温度Ｔｓで当該樹脂層も軟化するように当該樹脂層の組
   成が選択されている請求項１に記載の樹脂板製造用鋳型
   の製造方法。
3. 【請求項３】 前記レジストが軟化する温度Ｔｓは、１
   ００℃〜３００℃の範囲である請求項２に記載の樹脂板
   製造用鋳型の製造方法。
4. 【請求項４】 前記原盤はシリコンまたは石英である請
   求項１に記載の樹脂板製造用鋳型の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に
   記載の樹脂板製造用鋳型の製造方法で製造された鋳型を
   使用することによる樹脂板の製造方法において、 前記凹凸形状が形成された前記鋳型の記録面に成形材料
   を設け、前記成形材料が硬化した後に、前記鋳型から当
   該硬化した樹脂板を剥離する工程を備えたことを特徴と
   する樹脂板の製造方法。