JPH04184727A - 光ディスク用スタンパーの作製方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ビデオディスク、コンパクトディスク、光磁
気ディスク等の光ディスク、特に高密度記録の光ディス
クの作製に用いられる光ディスク用スタンバ−の作製方
法に係わる。

〔発明の概要〕

本発明は、光ディスク用スタンバ−の作製方法に係り、
ガラス基体面にカップリング剤処理を行って後フォトレ
ジストを形成し、これに露光、現像処理によって記録情
報に応じた開口を形成して、このフォトレジストをマス
クとしてガラス基体面にエツチングを行ってガラス基体
面に記録情報に応じた凹部を形成し、このガラス基体面
に金属メッキを施し、この金属メッキ層をガラス基体面
から剥離してこれを光ディスクを得るためのスタンパ−
１或いはこのスタンパ−を得るためのメタルマスクとす
るものであって、このようにして高密度記録の光ディス
クを形成するためのスタンパ−を確実に得ることができ
るようにする。

〔従来の技術〕

例えば第４図にその工程図を示すように、ビデオディス
ク、コンパクトディスク、光磁気ディスク等の光ディス
クを得る方法としては、平滑面（１ａ）を有するガラス
基体（１）のその面（１ａ）上に、全面的にフォトレジ
スト（２）を塗布し、これに対し記録しようとする情報
に応じたパターン露光をなし、その後現像処理を行って
所要のパターンの開口（３）を穿設する（第４図Ａ）。

次に開口（３）内を含んで全面的にＮｉ等の金属を、こ
の後の電気メッキを行うための無電解メッキ、蒸着スパ
ッタ等によって被着して導電化膜（４）を形成する（第
４図Ｂ）。

更にこれの上Ｎｉの電気メッキによって金属電気メッキ
層（５）を形成する（第４図Ｃ）。

そして、導電化膜（４）と金属電気メッキ層（４）とに
よる金属メッキ層（６）をガラス基体（１）から剥離し
てスタンパ−（７）を作製する（第４図Ｄ）。

このようにして得たスタンパ−（））によって、例えば
アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等を成型してスタ
ンパ−（５）の凹凸面が転写された逆パターンの凸凹面
による凹部（８）すなわち情報ピットが形成された光デ
ィスク（９）を得る（第４図Ｅ）。

ところが、このようにして得た光ディスク（７）の情報
記録面、すなわちそのスタンパ−（５）の凹凸面が第４
図Ｃをみて明らかなようにその大部分がレジスト（２）
の面で形成されるものであり、このレジスト（２）の面
は、平滑にすくれているものではないことから、光学的
表面として問題があり、更に、凹部（力の側面がレジス
ト（２）の側面を踏襲する５０゜程度傾いた面となるの
で特に高記録密度化に伴って情報ピットのピッチ及び大
きさが小さくなってくるにつれ、その表面性の問題と共
に、その記録、再生特性に問題が生じて来る。

このようにレジスト（２）の表面性の問題を解決するも
のとして、その作製方法の工程図を第５図に示すように
、ガラス基体（１）の平滑面（１ａ）上に、フォトレジ
スト（１２）を全面的に塗布し、これに対し露光、現像
を行って所要のパターンの開口（３）を有するレジスト
（２）を形成する（第５図Ａ）。

このレジスト（２）を、エツチングレジストとして、そ
の開口（３）を通じてガラス基体（１）の面（１ａ）を
ＲＩＥ（反応性イオンエツチング）、或いは弗酸による
化学的エツチングによって凹部（８）、すなわち情報ピ
ットを形成する（第５図Ｂ）。

レジスト（２）を除去することによって情報ピット（凹
部）（８）を有する光ディスク（９）を形成する（第５
図Ｃ）。

しかしながら、実際上このようにガラス基体（１）上に
フォトレジストを塗布して得たレジスト（２）は、ガラ
ス基体（１）との密着性に問題があり、これをマスクと
してガラス基体（１）をエツチングして得た凹部（８）
、すなわち情報ピットの形状寸法の精度を低下させると
いう問題があり、高密度化に問題がある。

更に、このように第５図の工程を経て、１枚づつ光ディ
スク（９）を作製することは、著しく生産性が低い。そ
こで、第５図Ｃで得たガラス基体（１）をメッキ原盤と
して、これに第４図Ｂ−Ｄで説明したと同様の寸法によ
って金属メッキ層（６）を形成し、これをガラス基体（
１）から剥離して光ディスクを得るためのスタンパ−を
作製するということが考えれらる。しかしながら、実際
上ガラス面にＮｉ等の無電解メッキ、スパッタ等による
導電化膜（４）を形成したり、これの上に電気メッキ層
（５）を形成することはガラス面とＮｉの密着力が弱い
ことから、そのその無電解メッキ、スパッタリング、電
気メンキ時の応力でこのＮｉ層が剥離してしまって、精
度の低下を来す。

そこで、このＮｉ層の形成に当って、ガラス基体（１）
の表面のＮｉ層の被着面を弗酸等で粗面化するとか、表
面に例えばセラミックを焼付けるなどの方法が採られる
が、このようにして表面性を低下させることは、このＮ
ｉ金属層を剥離して得たスタンパ−の凹凸面の鏡面性を
阻害し情報記録光学面の特性低下を来す。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、高密度光ディスクを確実に得ることのできる
光ディスク用スタンバ−の作製方法を提供する。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、ガラス基体面をＳｉ、　Ｔｉ等の金属原子の
少くとも一方に親水基を有し、他方に親油基を有するカ
ップリング剤により処理する工程と、ガラス基体面にフ
ォトレジストを塗布する工程と、このフォトレジストを
所要のパターンに露光、現像して開口を形成する工程と
、フォトレジストをエツチングレジストとしてその開口
を通じてガラス基体面をエツチングして凹部を形成する
工程と、フォトレジストを除去する工程と、凹部内を含
んでガラス基体面に金属メッキを施す工程と、この金属
メッキをガラス基体面から剥離工程を得て、スタンパ−
またはスタンパ−を得るためのメタルマスクを作製する
。

また本発明においては、上述したガラス基体面に金属メ
ッキを施す前に、その凹部内を含んでガラス基体面を洗
浄し、上述したと同様のカップリング剤で処理する。

〔作用〕

上述した本発明製法では、ガラス基体に凹部を形成し、
これに金属メッキ層を形成し、これを剥離してスタンパ
−或いはスタンパ−を得るに供するマスターを形成する
ので、このスタンパ−の、情報ピットを形成するための
凹凸面は、すぐれた表面性を有する。

そして、ガラス基体に凹部を形成するためのフォトレジ
ストをカップリング剤処理されたガラス基体面に被着す
るので、すぐれた密着性をもって形成することができ、
これをエツチングレジストとしてガラス基体面にＲＩＥ
、或いは化学的エツチングによって形成する。凹部は、
高精度に形成できる。したがってこれをメッキ原盤とし
て形成したスタンパ−１更にこれにより得る光ディスク
を高精度にすぐれた光学的情報面として形成することが
できる。

更に、上述した凹部を形成したガラス基体をメッキ原盤
として、シランカップリング剤処理を施して、金属メッ
キ層を形成することによって、例えばこの金属メッキ層
を無電解メッキ（化学メッキ）による導電化膜とこれの
上に電気メッキを施して形成したときにその応力による
剥離を生ずることがない程度の密着性を得ることかでき
、しかもこの金属メッキ層をガラス基体面から良好に剥
離させることができて高精度のスタンパ−１或いは更に
スタンパ−を得るためのメタルマスターを得ることがで
きた。

〔実施例〕

第１図を参照して本発明の一実施例を説明する。

この例においては、先ず第１図Ａに示すように、表面（
ｌｌａ）を研磨して平滑面としたガラス基体（１１）の
表面をカップリング剤処理する。そしてこのガラス基体
（１１）上に、膜厚がこれに対する露光波長のλ／４ｎ
（ｎ：屈折率）以上の例えば５００人〜１５００人の例
えばポジ型の感光性樹脂すなわちポジ型のフォトレジス
ト（１２）を塗布する。

第１図Ｂに示すように、フォトレジスト（１２）に対し
例えばレーザー光照射による記録情報に応じたパターン
露光を行い第１図Ｃに示すように、例えばアセトンによ
る現像を行って開口（１３）を形成する。このとき、フ
ォトレジスト（１２）の現像後の開口（１３）のレーザ
光入射側端面における開ロ輻Ｗ１ガラス基体（１１）と
の境界部における開口軸Ｗ、より大となるようにレーザ
光ｈνのエネルギー、出力を調節して記録情報に応じて
選択的に露光する。

なお、このときのレーザ光ｈνは、フォトレジスト層（
１２）の表面でスポット径が０．４μイとなるようにし
た。

このようにしてＷ＋　＞Ｗｚの断面台形の開口（１３）
を形成する。

このときの開口部（１３）のガラス基体（１１）側にお
ける開口幅Ｗ２は、０．４ｍｍ以下となった。

次に、開口（１３）を有するフォトレジスト（１２）を
エツチングマスクとしてガラス基体（１１）の面（ｌｌ
ａ）を例えば最終的に得る光ディスクに対する記録再生
に用いる光の波長λのλ／４ｎの深さにエツチングして
凹部を形成する。

この結果、第１図りに示すように、凹部（１４）の開口
幅Ｗ、はフォトレジスト（１１）の開口（１３）の幅Ｗ
２に応じた幅として形成される。

次いで、フォトマスクを除去し、洗浄し、再びガラス基
体（１１）の凹部（１４）内を含んでその表面をカップ
リング剤処理する。

以下、通常の光ディスクの製造技術に準じてマザー、ス
タンパ−等を作製して光ディスクを作製する。

例えば、上述のようにして得た凹部（１４）を有するガ
ラス基板（１１）をメッキ原盤としこれに対して第１図
已に示すように、例えば触媒であるパラジウムのすず酸
コロイドによる前処理を行って後、例えばＮｉを無電解
メッキ（化学メッキ）するとか、或いはスパッタリング
して導電化膜厚（１５）を形成し、これの上に例えばＮ
ｉの電気メッキ（１６）を形成して所要の強度を有する
金属メッキ層（１７）を形成する。

次に、第１図Ｆに示すように、メッキ層（１７）をガラ
ス基板（１１）より剥離してスタンパ−ないしはスタン
パ−を形成するためのメタルマスクを作製する。この剥
離されたスタンパ−或いはメタルマスク（１８）には、
基体（１１）に形成されたピットすなわち凹部（１４）
が転写された凸部（１９）が形成される。

次いで、これをメタルマスクとするときは同第１図Ｆに
示すように、このメタルマスク（１８）によってマザー
（２０）を転写作製する。

この結果、このマザー（２０）には、メタルマスク（１
８）に形成された凸部（１９）が転写された凹部（２１
）が形成される。

次に、第１図Ｇに示すように、マザー（２０）によって
スタンパ−（２２）を作製する。

このスタンパ−（２２）には、マザー（２０）に形成さ
れた凹部（２１）が転写された凸部（２３）が形成され
る。

次いで、第１図Ｈに示すように、スタンパ−（２２）を
例えばアクリル樹脂やポリカーボネート樹脂等に押し付
けるとかモールド成型に用いて光デイスク基板（２４）
を作製する。

この光デイスク基板（２４）には、スタンパ−（２２）
に形成された凸部（２３）に応じた凹部（２５）すなわ
ちピットが形成される。

この光ディスク（２４）には第１図Ｉに示すように、凹
部（ピット）（２５）内を含めて例えばアルミニウム等
の反射膜（２６）として形成する。

また、第１図Ｊに示すように、反射膜（２６）上に樹脂
等による保護膜層（２７）を形成し、高密度光ディスク
を完成する。

上述のスタンパ−の製造方法におけるカップリング剤処
理に用いるカップリング剤は、Ｓ１＋　ＴＩ等の金属原
子の少くとも一方に親水基、他方に親油基を有するすな
わち例えば末端にアミノ基、エポキシ基等を有する例え
ばシランカップリング剤と、チタン系カップリング剤を
用い得る。シランカップリング剤としては、例えばＴ−
（２−アミノエチル）・アノミプロビル・トリメトキシ
・シラン（ＮＨｚＣｈＣＨＪＨＣＨｚＣＩ（ｚｃＨｚｓ
ｉ（ＯＣＨ＋）ｚ　）の例えば■東し・ダウンエンダ・
シリコーン社製、製品名５８６０２０Ｐを用いた。この
ようなカップリング剤、例えばシランカップリング剤に
よる密着性の向上は、・Ｓｉ　（ＯＣＨｓ）が加水分解
して・Ｓｉ　（ＯＨ）　３となり、これがガラス表面の
５ｉ−ＯＨと水素結合し、更に加熱によりＳｉ　−０−
５ｉの化学結合となり強固な密着力が得られることに因
る。そしてフォトレジスト（１２）との密着力は、残る
疎水基（親油基）のアミノＭ　（ＮＨ，−、−ＮＨ−）
がレジストと反応することに因る。更に化学メッキ層と
の密着力は、アミノ基の極性により、化学メッキに際し
て行われ前処理の例えばパラジウムのすず酸コロイドと
の間に親和力が生じ、適度な密着力と剥離性が得られる
ものと考えられる。

上述の方法によれば、ガラス基体（１１）上に、フォト
レジスト（１２）によるエツチングマスクを形成し、そ
の開口（１３）を通じてエツチングを行って凹部（１４
）を形成するので、第４図Ｃで説明したレジストによる
凹部に比し側面の傾むきを小さくでき、特に凹部（１４
）の形成をＲＩＥ等の異方性エツチングによって形成す
れば、より垂直性にすぐれた寸法精度の高い凹部（１４
）を形成することができる。

尚、上述した例では、金属メッキ層（１７）をメタルマ
スクとして、スタンパ−（２２）を作製した場合である
が、金属メッキ層（１７）自体をスタンパ−として光デ
ィスクの成型を行うこともできる。

また、上述の本発明作製方法において、第１図りで得た
凹部（１４）を形成したガラス基体（１１）に対する金
属メッキ層（１７）の形成、すなわちスタンパ−ないし
はメタルマスク（１８）の作製は同一ガラス基体（１１
）に対し数回繰返えし用いることができ、この場合、そ
の都度メッキ処理前に、メッキ原盤としてのガラス基体
（１１）を洗浄し、シランカップリング処理する。

更に上述のフォトレジスト（１２）に対するレーザー光
によるパターン露光について説明する。

通常、レーザ光ｈνをガラス基体（１１）上のフォトレ
ジスト層（１２）に集光させて照射すると、レーザ光ｈ
νは第２図Ａに示すような分布となり、またこのときの
レーザ光ｈνの強度分布は、同図中−点鎖線ａで示す分
布となる。このような条件で現像可能な状態に露光され
る領域は、同図中破線すで囲まれる領域、すなわちレー
ザ光ｈνの強度分布に応した形となる。

従って、これを現像すると、第２図Ｂに示すように、露
光された部分に形成される開口（１３）は、レーザ光入
射側端面における開口幅Ｗ、がガラス基体（工１）との
境界部における開口幅Ｗ！より大となされ、断面形状が
いわゆる台形状となる。

そこで、このような強度分布特性を有するレーザ光の出
力を変化させれば、この出力に応じた露光を行うことか
できる。

すなわち、第３図Ａに示すように、ガラス基体（１１）
上に形成されたフォトレジスト（１２）に図中左から右
に行くに従い次第に出力が小さくなるようにレーザ光ｈ
ｖ、、ｈνｚ　ｌ　　ｈｖ３．ｈｖ、のスポット径は、
いずれもレジスト（１２）の表面で０．４μｍとなるよ
うにする。

次いで、露光されたレジスト層（１２）を現像すると第
３図Ｂに示すように、一番強い出力で露光された部分に
形成される開口（１３ａ）は、レーザ光ｈν１の入射側
の端面における開口幅Ｗ０がガラス基体（１１）との境
界部における開口幅Ｗ、２と略同じ幅（０，４μｍ）と
なる。一方、レーザ光ｈν２゜ｈｖ３の出力を次第に弱
くして露光して形成した開口（１３ｂ）　、　（１３ｃ
）においては、レーザ光ｈｖ、。

ｈｖ３の入射側の端面における開口幅Ｗ　ｂ、、Ｗ、。

がガラス基体（１１）との境界部における開口幅Ｗｈ２
゜Ｗｃ２に対して小さくなる。例えば、レーザ光ｈν２
゜ｈｖ３の入射側の端面における開口幅Ｗ、、、Ｗｃ。

が０．４μｍであるのに対して、ガラス基一体（１１）
との境界部における開口幅Ｗｂｔ、　Ｗｃ２がそれぞれ
０．２μｍ、　０．１μｍとなる。一方、一番弱い出力
で露光した部分に形成される開口（１３ｄ）は、レーザ
光ｈν４による現像可能な状態の露光領域がガラス基体
（１１）まで到達しないため、レーザ光ｈν４の入射側
の端面における開口幅Ｗ４１は０．４μｍとなるものの
、ガラス基体（１１）上には開口されない。

このようにレーザ光のスポット径をレジスト層表面で一
定にしても、このレーザ光の出力によって形成される開
口部の形状が異なったものとなる特性を利用することに
よってフォトレジスト（１２）に対するレーザ光の出力
の選定によって、第１図Ｃの開口（１３）のガラス基体
（１１）側の開口幅　Ｗ２の選定、すなわち、光ディス
クの微小ピット、つまり、高密度記録の光ディスクを得
ることができることになる。

〔発明の効果〕

上述したように本発明によれば、第１図りに示す凹部（
１４）を有するガラス基体（１１）をメッキ原盤として
、金属メッキ（１７）を形成するものであることから最
終的に得る光ディスクは、この表面性にすぐれたガラス
面による凹凸を踏襲した表面性を有するものであって冒
頭に述べたようなフォトレジスト面によらないことから
、光学的にすぐれた情報ビットを形成することができる
。

また、第１図りで示した凹部（１４）を有するメッキ原
盤としてのガラス基体（１１）に対し、シランカップリ
ング剤等のカップリング剤処理の適用によってガラス基
体（１１）に対し良好な密着性をもって、しかも金属メ
ッキ層（エフ）の形成後は適度の剥離性をもってこれを
剥離でき、このガラス基板は繰返えし利用して複数のス
タンパ−を得ることができるので、高精度のスタンパ−
を量産的に作製することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光ディスク用スタンパ−の作製方
法の一例の工程図、第２図及び第３図はフォトレジスト
への露光と開口との関係の説明図、第４図及び第５図は
それぞれ従来方法の工程図である。 （１１）はガラス基体、（１２）はフォトレジスト、（
１７）は金属メッキ層である。 １尤し一す゛光と開口との関係の銑斬１１１第３図 水発岨方法の１郡図 第１図（での１） 第１図（ぞの２） フォトレジ゛ストへ１１’）開口輪の言えジ■乃第２図 名１来の光テｌズク用ズタンパーの葎！！！！去弘のエ
ネ駈記第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ガラス基体面を金属原子の少くとも一方に親水基を
   有し、他方に親油基を有するカップリング剤によって処
   理する工程と、 上記ガラス基体面にフォトレジストを塗布する工程と、 このフォトレジストを所要のパターンに露光、現像して
   開口を形成する工程と、 上記フォトレジストをエッチングレジストとして上記開
   口を通じて上記ガラス基体面をエッチングして凹部を形
   成する工程と、 上記フォトレジストを除去する工程と、 上記凹部内を含んで上記ガラス基体面に金属メッキを施
   す工程と、 この金属メッキを上記ガラス基体面から剥離する工程と
   、 を有することを特徴とする光ディスク用スタンパーの作
   製方法。 ２、請求項１に於て上記ガラス基体面に金属メッキを施
   す前に、上記凹部内を含んで上記ガラス基体面を洗浄し
   、金属原子の少くとも一方に親水基を有し、他方に親油
   基を有するカップリング剤によって処理する ことを特徴とする光ディスク用スタンパーの作製方法。