JP2001126321A - Stamper for optical disk, its manufacturing method and optical disk substrate produced by using stamper for optical disk - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance durability for the load applied on a molding process in a stamper for an optical disk having the recessed and projecting part narrower than 0.24 μm on a signal surface. SOLUTION: On the signal surface 10 of the stamper 11 for an optical disk made of nickel, pits 12 which have a width w at the root of 0.24 μm and a height d of 20-100 nm are spirally arranged. As Vickers hardness on the signal surface 10 is <=450 Hv, the brittleness is low. The pits 12, therefore, are not broken by the load applied when the substrates are molded and the substrates which produce excellent reproduced signals can be continuously and stably manufactured.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は光ディスク用スタン
パ及びその製造方法、スタンパを用いて作製される光デ
ィスク用基板に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stamper for an optical disk, a method of manufacturing the same, and a substrate for an optical disk manufactured using the stamper.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来型の光ディスクであるＣＤやＬＤは
すでに広く普及しているが、昨今のマルチメディア化の
進展に伴い、従来にも増して大容量の記録媒体が必要と
なってきている。例えば、映像と音声の情報が同時に必
要となる映画等の情報を保存すべく、４．７ギガバイト
容量あるいは８．５ギガバイト容量のＤＶＤディスクが
提案され、商品化がなされている。2. Description of the Related Art CDs and LDs, which are conventional optical disks, have already become widespread. However, with the recent progress of multimedia, a large-capacity recording medium is required more than ever. . For example, a 4.7 gigabyte capacity or 8.5 gigabyte capacity DVD disc has been proposed and commercialized in order to store information of a movie or the like that requires video and audio information at the same time.

【０００３】将来的には、さらなる画像の精細さが求め
られ、かかる精細さを実現するためにはより多くの情報
を１枚の光ディスクに収めることが不可欠となる。それ
に応じて、片面容量が１０ギガバイト以上のさらなる大
容量ＤＶＤディスク（以下、「ＨＤディスク」と呼
ぶ。）が必要となるものと考えられる。[0003] In the future, further image definition is required, and in order to realize such definition, it is indispensable to store more information on one optical disk. Accordingly, it is considered that a large-capacity DVD disk (hereinafter, referred to as “HD disk”) having a single-sided capacity of 10 gigabytes or more is required.

【０００４】一般に、光ディスクの記録密度を高めるた
めには、ピットあるいは記録マークの幅や長さといった
サイズを小さくすることが必要である。記録マークの幅
はそのマークが記録される凹凸部の幅によって決まる。
現在、製造されているＤＶＤディスクの最短ピット幅は
０．２４μｍであることから、片面容量が１０ギガバイ
ト以上のＨＤディスクを実現するためには、ピットある
いは凹凸部の幅を０．２４μｍより狭くする必要があ
る。また、信号記録領域を有効に使うために、ピットあ
るいは凹凸部のエッジ部分の面積を減らす、つまりそれ
らのエッジ傾斜角をＤＶＤディスクの場合より大きくす
ることが必須となる。Generally, in order to increase the recording density of an optical disk, it is necessary to reduce the size of a pit or a recording mark, such as the width or length. The width of a recording mark is determined by the width of the concave and convex portions on which the mark is recorded.
At present, since the shortest pit width of a DVD disk being manufactured is 0.24 μm, in order to realize an HD disk having a single-sided capacity of 10 gigabytes or more, the width of a pit or an uneven portion is made narrower than 0.24 μm. There is a need. Further, in order to effectively use the signal recording area, it is necessary to reduce the area of the edge portion of the pit or the uneven portion, that is, to increase the edge inclination angle of the edge portion in comparison with the DVD disk.

【０００５】ここで、従来の５ギガバイト容量であるＤ
ＶＤディスクの生成に用いられる光ディスク基板の一般
的な製造工程を、図６及び図７を用いて説明する。工程
は大きく、（１）マスタリング、（２）成形・成膜の２
つに分けることができ、図６はマスタリング工程（１）
の説明図、図７は成形・成膜工程（２）の説明図であ
る。Here, the conventional 5 gigabyte capacity D
A general manufacturing process of an optical disk substrate used for generating a VD disk will be described with reference to FIGS. The process is large, (1) mastering, (2) molding and film formation.
FIG. 6 shows the mastering process (1).
FIG. 7 is an explanatory view of the forming / film-forming step (2).

【０００６】まず、マスタリング工程（１）において
は、図６（ａ）に示すように、表面が研磨されたガラス
板５０にフォトレジスト５１を塗布し、ベーキングす
る。次に、図６（ｂ）に示すように、所望の記録信号に
従い強度変調を施したレーザ光５２を用いて、フォトレ
ジスト５１を露光する。そして図６（ｃ）に示すよう
に、露光された部分は現像によりエッチングされ、信号
となるピットあるいは凹凸部が形成される。さらに、図
６（ｄ）に示すように、原盤５３上のピットあるいは凹
凸部の表面にはスパッタリング等により金属等の導電膜
５４が形成され、図６（ｅ）に示すように、導電膜５４
を電極としてその表面に電鋳により金属層５５を形成す
る。最後に、図６（ｆ）に示すように、原盤５３から導
電膜５４とともに金属層５５を剥離させて、スタンパ５
６を得る。First, in a mastering step (1), as shown in FIG. 6A, a photoresist 51 is applied to a polished glass plate 50 and baked. Next, as shown in FIG. 6B, the photoresist 51 is exposed using a laser beam 52 that has been subjected to intensity modulation according to a desired recording signal. Then, as shown in FIG. 6 (c), the exposed portions are etched by development to form pits or uneven portions serving as signals. Further, as shown in FIG. 6D, a conductive film 54 of metal or the like is formed on the surface of the pits or uneven portions on the master 53 by sputtering or the like, and as shown in FIG.
Is used as an electrode to form a metal layer 55 on the surface by electroforming. Finally, as shown in FIG. 6F, the metal layer 55 is peeled off together with the conductive film 54 from the master 53 and the stamper 5 is removed.
Get 6.

【０００７】次に、成形・成膜工程（２）においては、
まず図７（ａ）に示すように、マスタリング工程で作製
したスタンパ５６を金型６０に載せ、金型の鏡面６１を
１００℃〜１３０℃に温度制御する。次に図７（ｂ）に
示すように、金型６０を閉じた状態で、加熱溶融したポ
リカーボネート６２を金型内に射出し、図７（ｃ）に示
すように、スタンパ上のピットあるいは凹凸部を光ディ
スク基板上に転写するために、１０〜３０トンの力によ
り金型６０を締め、冷却する。そして図７（ｄ）に示す
ように、離型エア６３をスタンパ５６と光ディスク基板
６４の間に吹き入れ、光ディスク基板をスタンパから剥
がし、金型を開けて光ディスク基板６４を金型から取り
出す。このとき、スタンパ上のピット等の凸部は光ディ
スク基板６４上で凹部になり、スタンパ上の凹部は光デ
ィスク基板６４上で凸部になる。最後に、図７（ｅ）に
示すようにスパッタリング等により、アルミニウム等の
金属膜６５が信号面６６上に形成される。最終製品であ
る光ディスクは、成膜工程後、貼り合わせ工程により光
ディスク基板を信号面がディスク内部となるように補強
用基板と貼り合わせることにより完成する。Next, in the forming / film forming step (2),
First, as shown in FIG. 7A, the stamper 56 produced in the mastering step is placed on a mold 60, and the temperature of the mirror surface 61 of the mold is controlled to 100 ° C. to 130 ° C. Next, as shown in FIG. 7 (b), while the mold 60 is closed, the polycarbonate 62 which has been heated and melted is injected into the mold, and as shown in FIG. In order to transfer the portion onto the optical disk substrate, the mold 60 is closed with a force of 10 to 30 tons and cooled. Then, as shown in FIG. 7D, release air 63 is blown between the stamper 56 and the optical disk substrate 64, the optical disk substrate is peeled off from the stamper, the mold is opened, and the optical disk substrate 64 is taken out of the mold. At this time, a convex portion such as a pit on the stamper becomes a concave portion on the optical disk substrate 64, and a concave portion on the stamper becomes a convex portion on the optical disk substrate 64. Finally, as shown in FIG. 7E, a metal film 65 such as aluminum is formed on the signal surface 66 by sputtering or the like. The optical disc, which is the final product, is completed by bonding the optical disc substrate to the reinforcing substrate such that the signal surface is inside the disc by a bonding step after the film forming step.

【０００８】大容量の記録媒体であるＨＤディスク基板
の製造方法は、基本的には上記ＤＶＤディスク基板の製
造方法と同様である。しかし、スタンパ信号面のピット
及び凹凸部の幅が０．２４μｍよりも狭いという点に特
徴を有する。A method for manufacturing an HD disk substrate, which is a large-capacity recording medium, is basically the same as the method for manufacturing a DVD disk substrate. However, it is characterized in that the width of the pits and uneven portions on the stamper signal surface is smaller than 0.24 μm.

【０００９】[0009]

【発明が解決しようとする課題】従来は、ＨＤディスク
用スタンパもＤＶＤディスク用スタンパとほぼ同様な工
程により作製されていた。したがって、ＤＶＤディスク
用スタンパと同様に、スタンパの信号面におけるピット
等の凸部の幅についても０．２４μｍ以上と比較的広く
形成されていた。よって、信号面におけるピット等の断
面積が大きく、ピット等自体について強度的にも余裕が
あるために、光ディスク基板の成形工程において加わる
負荷に対しても適度な耐久性を有していた。ここで、成
形工程においてピット等の凸部に加わる負荷としては、
例えば高速射出による溶融ポリカーボネートに押される
力や、ポリカーボネートを介して加わる１０〜３０トン
の型締力、ポリカーボネート基板がスタンパから剥がれ
るときに生ずるポリカーボネートと凸部のエッジ部分と
の間の摩擦力等が考えられる。Heretofore, a stamper for an HD disk has been manufactured by substantially the same process as that for a stamper for a DVD disk. Therefore, similarly to the DVD disk stamper, the width of the convex portion such as a pit on the signal surface of the stamper was formed to be relatively wide at 0.24 μm or more. Therefore, since the cross-sectional area of the pits and the like on the signal surface is large and the pits and the like themselves have a margin in strength, they have an appropriate durability against a load applied in a molding process of the optical disk substrate. Here, as a load applied to a convex portion such as a pit in the molding process,
For example, the force pressed against the molten polycarbonate by high-speed injection, the mold clamping force of 10 to 30 tons applied through the polycarbonate, the frictional force between the polycarbonate and the edge portion of the convex portion generated when the polycarbonate substrate peels from the stamper, and the like. Conceivable.

【００１０】しかし、さらなる大容量化を図るべく、Ｈ
Ｄスタンパにおいてはピット等の凸部の幅が０．２４μ
ｍよりも狭いうえに、凸部のエッジ傾斜角が大きい。一
方では、一般にビッカース硬度が高い材料であるほど脆
さが増加する傾向があるため、もしスタンパ信号面のビ
ッカース硬度が高ければ、凸部は成形工程で加わる上記
の負荷により図３に示すように凸部根元より破壊される
おそれがある。However, in order to further increase the capacity, H
In the D stamper, the width of the protrusion such as a pit is 0.24μ.
m, and the edge inclination angle of the projection is large. On the other hand, in general, the higher the Vickers hardness of a material, the more the brittleness tends to increase. Therefore, if the Vickers hardness of the stamper signal surface is high, the convex portion is subjected to the above-mentioned load applied in the molding process as shown in FIG. There is a risk of being broken from the base of the convex part.

【００１１】図３のように根元よりピット等の凸部が破
壊された場合、あるいはピット等の凸部の一部が破壊さ
れた場合のいずれの場合においても、それら破壊された
ピット等の凸部が光ディスク基板上に転写されることに
なる。したがって、かかる基板から作製された光ディス
クは、再生時において所望の再生信号が得られなくな
り、光ディスクの性能は大きく劣化する。As shown in FIG. 3, in the case where the protrusions such as pits are destroyed from the root, or when the protrusions such as pits are partially destroyed, the protrusions of the pits or the like are destroyed. The part will be transferred onto the optical disk substrate. Therefore, an optical disk manufactured from such a substrate cannot obtain a desired reproduction signal at the time of reproduction, and the performance of the optical disk is greatly deteriorated.

【００１２】また、成形工程は通常射出成形機により連
続的に行われるので、一枚の光ディスク基板を成形する
たびにスタンパ信号面の幾つかのピット等の凸部が破壊
されることが予想され、特性ばらつきの少ない安定した
光ディスク基板を連続して製造することは困難であると
考えられる。Since the molding process is usually performed continuously by an injection molding machine, every time one optical disk substrate is molded, it is expected that some projections such as pits on the signal surface of the stamper will be destroyed. It is considered difficult to continuously manufacture a stable optical disk substrate with small characteristic variations.

【００１３】本発明は、上記課題に鑑み、成形工程に加
わる負荷に対する耐久性を向上させた光ディスク用スタ
ンパ及びその製造方法を提供することを目的とする。An object of the present invention is to provide an optical disk stamper having improved durability against a load applied to a molding process and a method of manufacturing the same.

【００１４】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にかかる光ディスク用スタンパは、０．２４μ
ｍより幅の狭いピットあるいは凹凸部が表面（信号面）
上に形成された光ディスク用スタンパであって、信号面
のビッカース硬度が４５０以下であることを特徴とす
る。In order to achieve the above object, a stamper for an optical disk according to the present invention has a size of 0.24 μm.
Pits or irregularities smaller than m are on the surface (signal surface)
An optical disk stamper formed thereon, wherein the signal surface has a Vickers hardness of 450 or less.

【００１５】かかる構成により、スタンパ自体の脆性を
低くすることができ、信号面の信号が転写された光ディ
スク基板を作製する際に基板材料によって加えられる負
荷によっても、スタンパ上にある０．２４μｍ以下の幅
を有するピット等の凸部が破壊されるおそれが少ないこ
とから、スタンパの寿命が長く、かつ、基板上に所望の
ピットあるいは凹凸部を確実に転写することができ、再
生信号が良好な光ディスク基板を製作することが可能と
なる。[0015] With this configuration, the brittleness of the stamper itself can be reduced, and even when the optical disk substrate onto which the signal on the signal surface is transferred is produced by the load applied by the substrate material, the stamper has a thickness of 0.24 µm or less. Since there is little possibility that the projections such as pits having a width of are destroyed, the life of the stamper is long, and the desired pits or projections and depressions can be reliably transferred onto the substrate. It becomes possible to manufacture an optical disk substrate.

【００１６】また、本発明にかかる光ディスク用スタン
パは、ピットあるいは凹凸部の高さが２０ｎｍ以上１０
０ｎｍ以下であることが好ましい。この範囲内で有れ
ば、当該スタンパを用いて作成された光ディスク再生時
にサーボ制御のための十分な信号振幅を得ることができ
るからである。Further, in the stamper for an optical disk according to the present invention, the height of the pits or the unevenness is not less than 20 nm.
It is preferably 0 nm or less. This is because if it is within this range, a sufficient signal amplitude for servo control can be obtained at the time of reproducing the optical disk created using the stamper.

【００１７】また、本発明にかかる光ディスク用スタン
パは、材質がニッケルを主成分とする金属であることが
好ましい。加工が容易であるからである。The stamper for an optical disk according to the present invention is preferably made of a metal mainly composed of nickel. This is because processing is easy.

【００１８】次に、上記目的を達成するために本発明に
かかる光ディスク用スタンパの製造方法は、０．２４μ
ｍより幅の狭いピットあるいは凹凸部が表面（信号面）
上に形成された光ディスク用スタンパの製造方法であっ
て、フォトレジスト層が形成された原盤上に０．２４μ
ｍより幅の狭い凹凸信号パターンを露光記録する工程
と、露光記録された部分を現像によってエッチングする
工程と、現像により形成された凹凸部上に導電膜をスパ
ッタリングにより成膜する工程と、導電膜が成膜された
前記原盤を窒素雰囲気中で１．５時間以上保管する工程
と、導電膜上に、金属原子を含む塩が５４０ｇ／リット
ル以上５６０ｇ／リットル以下であり、ｐＨ３．５以上
４．５以下であり、かつ４５℃以上５５℃以下に保たれ
た電鋳浴を用いて、３０Ａ／ｄｍ²以上３２Ａ／ｄｍ²以
下の電流密度で電鋳することにより光ディスク用スタン
パを形成する工程と、光ディスク用スタンパを原盤から
剥離する工程とを含み、信号面のビッカース硬度が４５
０以下となることを特徴とする。Next, in order to achieve the above object, a method of manufacturing a stamper for an optical disc according to the present invention is described as follows.
Pits or irregularities smaller than m are on the surface (signal surface)
A method of manufacturing a stamper for an optical disk formed thereon, wherein a 0.24 μm
a step of exposing and recording a concavo-convex signal pattern having a width smaller than m, a step of etching the exposed and recorded portion by development, a step of forming a conductive film on the concavo-convex portion formed by development by sputtering, Storing the master on which is formed a film in a nitrogen atmosphere for 1.5 hours or more; and forming a salt containing a metal atom on the conductive film in a range of 540 g / L to 560 g / L and a pH of 3.5 to 4. 5 or less, and the and using the 45 ° C. 55 ℃ or more kept electrocasting bath below, and forming an optical disc stamper by electroforming 30A / dm ² or more 32A / dm ² electrodeposition the following current density Separating the stamper for an optical disc from the master, and the signal surface has a Vickers hardness of 45.
It is characterized by being 0 or less.

【００１９】かかる構成により、信号面のビッカース硬
度が４５０以下である光ディスク用スタンパを製造する
ことができるので、スタンパ自体の脆性を低くすること
ができ、信号面の信号が転写された光ディスク基板を作
製する際に基板材料によって加えられる負荷によって
も、スタンパ上にある０．２４μｍ以下の幅を有するピ
ット等の凸部が破壊されるおそれが少ないことから、ス
タンパの寿命が長く、かつ、基板上に所望のピットある
いは凹凸部を確実に転写することができ、再生信号が良
好な光ディスク基板を製作することが可能となる。With this configuration, it is possible to manufacture a stamper for an optical disk having a Vickers hardness of 450 or less on the signal surface, so that the embrittlement of the stamper itself can be reduced and the optical disk substrate on which the signal on the signal surface is transferred can be manufactured. Since the projections such as pits having a width of 0.24 μm or less on the stamper are less likely to be broken by the load applied by the substrate material at the time of fabrication, the life of the stamper is long and the stamper has a long life. Thus, a desired pit or uneven portion can be reliably transferred to the optical disk substrate, and an optical disk substrate with a good reproduction signal can be manufactured.

【００２０】また、本発明にかかる光ディスク基板は、
上述した本発明にかかる光ディスク用スタンパを用いて
作成され、当該スタンパの信号面上に存在するピットあ
るいは凹凸部が転写されたものである。Further, the optical disk substrate according to the present invention comprises:
It is created using the optical disk stamper according to the present invention described above, and pits or uneven portions existing on the signal surface of the stamper are transferred.

【００２１】また、本発明にかかる光ディスク基板は、
波長３５０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の波長を有する光に
対して略透明であることが好ましい。ＨＤディスクの再
生波長において吸収が大きいと正常に再生することがで
きないからである。Further, the optical disk substrate according to the present invention comprises:
It is preferably substantially transparent to light having a wavelength of 350 nm or more and 450 nm or less. This is because normal reproduction cannot be performed if absorption is large at the reproduction wavelength of the HD disk.

【００２２】また、本発明にかかる光ディスク基板は、
材質がポリカーボネート系材料、ポレオレフィン系材
料、アクリル系材料のうちのいずれかの材質であること
が好ましい。製造プロセスが簡便かつ容易だからであ
る。Further, the optical disk substrate according to the present invention comprises:
The material is preferably any one of a polycarbonate material, a polyolefin material, and an acrylic material. This is because the manufacturing process is simple and easy.

【００２３】また、本発明にかかる光ディスク基板は、
厚みが０．１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることが好ま
しい。基板に加工に対する十分な強度を持たせるためで
ある。Further, the optical disk substrate according to the present invention comprises:
It is preferable that the thickness is 0.1 mm or more and 1.5 mm or less. This is because the substrate has sufficient strength for processing.

【００２４】[0024]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態にかか
る光ディスク用スタンパについて、図面を参照しながら
説明する。図１は本発明の実施の形態にかかる光ディス
ク用スタンパの構成図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an optical disk stamper according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of an optical disk stamper according to an embodiment of the present invention.

【００２５】まず、光ディスク用スタンパ１１の材質は
ニッケルであり、その信号面１０には凸部であるピット
１２がスタンパの中心１３を中心とするスパイラル状に
配置されている。ここで、各々のピットの根元での幅ｗ
の平均値は０．２μｍである。以下、ピットの根元での
幅をピット幅ｗと呼ぶことにする。First, the material of the stamper 11 for an optical disk is nickel, and pits 12 which are convex portions are arranged in a spiral shape around the center 13 of the stamper on the signal surface 10 thereof. Here, the width w at the root of each pit
Is 0.2 μm. Hereinafter, the width at the root of the pit is referred to as a pit width w.

【００２６】ピット幅ｗの平均値が０．２μｍであるこ
とから、トラックピッチＴｐはその２倍である０．４μ
ｍになっている。また、ピット長さｌはピットの種類に
応じて数種類あり、最短のピット長さは０．２４μｍで
ある。従来の容量４．７ギガバイトのＤＶＤディスクに
おいては、トラックピッチは０．７４μｍ、最短ピット
の長さは０．４μｍである。したがって、信号面１０は
従来の４．７ギガバイトのＤＶＤディスクと比較して、
トラック方向に１．８２倍（＝０．４／０．２２）、ス
タンパ半径方向に１．８５倍（＝０．７４／０．４）の
数のピットが収まり、光ディスク用スタンパ１１を用い
て作製されるＤＶＤディスクの容量は１５．８ギガバイ
ト（＝４．７×１．８２×１．８５）まで拡張可能であ
る。Since the average value of the pit width w is 0.2 μm, the track pitch Tp is twice as large as 0.4 μm.
m. There are several pit lengths 1 depending on the type of pit, and the shortest pit length is 0.24 μm. In a conventional 4.7 gigabyte DVD disk, the track pitch is 0.74 μm and the shortest pit length is 0.4 μm. Therefore, the signal surface 10 is compared with the conventional 4.7 GB DVD disc.
1.82 times (= 0.4 / 0.22) pits in the track direction and 1.85 times (= 0.74 / 0.4) the number of pits fit in the radial direction of the stamper. The capacity of the DVD disc to be manufactured can be expanded to 15.8 GB (= 4.7 × 1.82 × 1.85).

【００２７】また、ピット高さｄは６０ｎｍであり、光
ディスク用スタンパ１１を用いて作製される成形基板の
光ディスク再生光波長λでの屈折率ｎを用いて、λ／
（４×ｎ）になるように設計される。ピット高さｄがλ
／（４×ｎ）であるとき、スタンパを用いて作製した光
ディスクを波長λの再生光で再生した場合、信号振幅は
最大となり良好な再生信号が得られる。本実施の形態に
おいては、再生光波長λとして４０３ｎｍ、屈折率ｎと
してポリカーボネートの波長４０３ｎｍの光に対する屈
折率１．６２を用いて、ピット高さｄを設計している。
また、信号面１０のビッカース硬度は４５０以下であ
る。The pit height d is 60 nm, and λ / λ is obtained by using the refractive index n of the molded substrate manufactured by using the optical disk stamper 11 at the optical disk reproduction light wavelength λ.
It is designed to be (4 × n). Pit height d is λ
When / (4 × n), when the optical disk manufactured by using the stamper is reproduced with the reproduction light having the wavelength λ, the signal amplitude is maximized and a good reproduction signal is obtained. In the present embodiment, the pit height d is designed using a reproduction light wavelength λ of 403 nm and a refractive index n of 1.62 for a polycarbonate light having a wavelength of 403 nm.
The Vickers hardness of the signal surface 10 is 450 or less.

【００２８】上記スタンパを用いて、光ディスク基板成
形用射出成形機の金型に取り付けて基板成形を行った結
果を示す。キャビティの厚さ０．５５ｍｍの金型を用い
て、スタンパ側の金型鏡面温度とその対となる金型鏡面
温度をともに１３５℃、金型スプルブッシュの温度を６
０℃に温度制御し、基板材料としてポリカーボネートを
３８０℃で溶融し、最大射出速度１５０ｍｍ／ｓｅｃ、
最大型締力２２トンで厚さ０．６ｍｍの光ディスク基板
を射出圧縮成型法で作製する。成形サイクルタイムは１
８ｓｅｃである。ポリカーボネート系の材料は３８０ｎ
ｍより長い波長域では透過率が高く、ＨＤディスク用基
板に使用できる。The result of mounting the substrate on a mold of an injection molding machine for molding an optical disk substrate using the above stamper and performing substrate molding is shown. Using a mold having a cavity thickness of 0.55 mm, the mold mirror surface temperature on the stamper side and the mold mirror surface temperature as a pair are both 135 ° C., and the mold sprue bush temperature is 6 ° C.
The temperature was controlled at 0 ° C., polycarbonate was melted at 380 ° C. as a substrate material, and the maximum injection speed was 150 mm / sec.
An optical disk substrate having a maximum clamping force of 22 tons and a thickness of 0.6 mm is manufactured by injection compression molding. Molding cycle time is 1
8 seconds. 380n polycarbonate material
In a wavelength range longer than m, the transmittance is high, and it can be used for a substrate for an HD disk.

【００２９】成形された光ディスク基板を図２に示す。
図１のスタンパ１１上のピット１２が確実に転写され、
良好なピット２０が形成されている。したがって、この
成形基板２１にアルミニウム等の光反射膜を成膜し、補
強用基板と貼り合わせ後、再生すると良好な信号が得ら
れる。FIG. 2 shows the formed optical disk substrate.
The pits 12 on the stamper 11 of FIG.
Good pits 20 are formed. Therefore, a good signal can be obtained by forming a light reflecting film of aluminum or the like on the molded substrate 21 and bonding it to the reinforcing substrate and then reproducing.

【００３０】しかし、スタンパ信号面のビッカース硬度
が４５０より高い場合、図３に示したスタンパのように
成形工程中にピットの一部あるいはピット全体が破壊さ
れてしまうことになる。これは、材料のビッカース硬度
が高くなるほど、その材料は脆くなるためである。例え
ば、ある程度ピット長が長く幅の広い破壊されたピット
３１では、幅が特に狭くなるトラック方向のピットエッ
ジが破壊されている。However, if the Vickers hardness of the signal surface of the stamper is higher than 450, some or all of the pits will be destroyed during the molding process as in the stamper shown in FIG. This is because the higher the Vickers hardness of a material, the more brittle the material. For example, in a broken pit 31 having a somewhat long pit length and a wide width, a pit edge in the track direction, which becomes particularly narrow, is broken.

【００３１】また、破壊されたピット３２のような最短
ピットは、信号面３０に存在する各種ピットのうちピッ
ト幅が最も狭く強度が最も弱いため、ピット全体が破壊
されピットの根元のみが残っている。ある成形サイクル
でピットが破壊され図３に示すスタンパになると、その
ピットの破片は成形された基板中に取り込まれ、信号再
生時にエラーレートを増大させる。The shortest pit such as the destroyed pit 32 has the narrowest pit width and the weakest strength among the various pits existing on the signal surface 30, so that the entire pit is destroyed and only the root of the pit remains. I have. When a pit is destroyed in a certain molding cycle and becomes a stamper shown in FIG. 3, pieces of the pit are taken into the formed substrate, and the error rate increases during signal reproduction.

【００３２】また、引き続き行われる次の成形サイクル
では、破壊されたピットの形状がそのまま成形基板上に
転写されるため、図４に示す成形基板が作製されてしま
う。スタンパ上の凸部であるピットが転写されるため、
成形基板４０上でピットは凹部になるが、その幾つかは
一部が欠けたピット４１、ないし消失しかかったピット
４２となってしまう。一部が欠けたピット４１は信号再
生時、異なる長さを持ったピットと読み取られてしま
う。また、消失かかったピット４２については、ピット
が無いと読み取られてしまう。つまり、信号再生時に誤
った信号を読み取ることになり、ディスクのエラーレー
トは増大してしまう。Further, in the subsequent subsequent molding cycle, the shape of the destroyed pit is transferred as it is onto the molded substrate, so that the molded substrate shown in FIG. 4 is produced. Because the pit, which is the convex part on the stamper, is transferred,
The pits become concave on the molded substrate 40, but some of them become pits 41 that are partially missing or pits 42 that are about to disappear. The pit 41 with a part missing is read as a pit having a different length during signal reproduction. In addition, the pit 42 which has almost disappeared is read if there is no pit. That is, an erroneous signal is read during signal reproduction, and the error rate of the disk increases.

【００３３】さらに、成形サイクルを重ねるうちにスタ
ンパ上でのピットの破壊は進むため、成形基板の信号品
質は徐々に悪化する。かかる事実から、信号面のビッカ
ース硬度は４５０以下に抑制する必要があり、特に大容
量化のためにピット幅を狭くする必要があるＨＤディス
ク用スタンパにおいて顕著である。Further, as the pits are destroyed on the stamper as the molding cycle is repeated, the signal quality of the molded substrate gradually deteriorates. From this fact, it is necessary to suppress the Vickers hardness of the signal surface to 450 or less, and this is particularly remarkable in an HD disk stamper that needs to reduce the pit width in order to increase the capacity.

【００３４】次に、上記信号面硬度４５０以下のニッケ
ル製の光ディスク用スタンパを製造するための製造方法
について説明する。まず研磨されたガラス板の中心にポ
ジ型フォトレジストを滴下し、ガラス板をスピンするこ
とでフォトレジストの厚みを６０ｎｍに延ばす。記録す
る信号で強度振幅変調された波長３５１ｎｍのレーザ光
をＮＡが０．９である対物レンズでフォトレジスト上に
集光し露光する。露光後のガラス原盤を現像により露光
部分をエッチングする。現像後、ガラス原盤上のフォト
レジストには凹部となるピットが形成されている。Next, a description will be given of a manufacturing method for manufacturing a nickel optical disk stamper having a signal surface hardness of 450 or less. First, a positive photoresist is dropped at the center of the polished glass plate, and the thickness of the photoresist is extended to 60 nm by spinning the glass plate. A laser beam having a wavelength of 351 nm, which is intensity-amplitude-modulated by a signal to be recorded, is focused on a photoresist by an objective lens having an NA of 0.9 and exposed. The exposed portion is etched by developing the exposed glass master. After the development, pits serving as concave portions are formed in the photoresist on the glass master.

【００３５】次に、スパッタリング装置を用い、アルゴ
ン流量を標準状態で０．０２リットル／分とし、チャン
バ内圧力５×１０―¹Ｐａでニッケルをフォトレジスト
上に成膜する。このとき、スパッタ電力を変えることや
スパッタ時間を変えることにより、ニッケル導電膜の厚
さを変えることができる。Next, nickel is deposited on the photoresist at a pressure of 5 × 10 ^-1 Pa in the chamber at a standard argon flow rate of 0.02 liter / min using a sputtering apparatus. At this time, the thickness of the nickel conductive film can be changed by changing the sputtering power or the sputtering time.

【００３６】その後、ニッケル導電膜の酸化を防ぐため
に、窒素雰囲気中でニッケル導電膜が成膜された原盤を
１．５時間以上保管する。１槽の電鋳浴で複数枚の原盤
を連続的に次々と電鋳を行う場合、電鋳を開始するまで
の待ち時間（本実施の形態では電鋳に要する時間は１．
５時間）が発生してしまうため、大気中に放置しておく
と原盤上のニッケル導電膜表面が酸化されてしまう。ニ
ッケル導電膜が酸化されてしまうと、後のスタンパと原
盤との間の剥離工程においてニッケル導電膜と電鋳され
たニッケルとの界面で剥離が起こりスタンパの信号面が
粗くなり、結果として成形された基板のノイズが増大す
ることになる。ニッケル導電膜を形成されたガラス原盤
を陰極とし、スルファミン酸ニッケル濃度が５５０ｇ／
リットル、ホウ酸の濃度が３０ｇ／リットルであるｐＨ
４の電鋳浴を用いて、電鋳浴温度を５０℃に保ちながら
電鋳を行う。Thereafter, in order to prevent oxidation of the nickel conductive film, the master on which the nickel conductive film is formed is stored in a nitrogen atmosphere for 1.5 hours or more. When a plurality of masters are continuously and continuously electroformed in one electroforming bath, a waiting time until the electroforming is started (in the present embodiment, the time required for electroforming is 1.
5 hours), and if left in the air, the surface of the nickel conductive film on the master is oxidized. If the nickel conductive film is oxidized, peeling occurs at the interface between the nickel conductive film and the electroformed nickel in a later peeling step between the stamper and the master, so that the signal surface of the stamper becomes rough, and as a result, the molding is performed. This will increase the noise of the substrate. The glass master on which the nickel conductive film was formed was used as a cathode, and the nickel sulfamate concentration was 550 g /
Liter, pH at which boric acid concentration is 30 g / liter
Using the electroforming bath of No. 4, electroforming is performed while maintaining the electroforming bath temperature at 50 ° C.

【００３７】図５に、電鋳時の到達電流密度と信号面の
ビッカース硬度との関係を示す。図５で示す到達電流密
度とは、電鋳開始より徐々に大きくなるように制御され
る電流密度が５分後に到達する電流密度である。５分後
電流密度が到達電流密度に達すると、その後の電鋳は到
達電流密度で行われる。図５より、ビッカース硬度を４
５０以下にするためには、３２Ａ／ｄｍ²以下の電流密
度で電鋳する必要があることが解る。本実施の形態にお
いては、電流密度を１８Ａ／ｄｍ²とした。析出したニ
ッケル層が０．３ｍｍになるまで（１．５時間）電鋳を
行い、その後水中でフォトレジストとニッケル導電膜と
の間で剥離して、ニッケル製スタンパを得る。以上のよ
うな製造方法で作製したニッケル製スタンパ信号面のビ
ッカース硬度は２５０となり、射出成形による基板作製
においても耐久性を持ったものとなる。FIG. 5 shows the relationship between the reached current density during electroforming and the Vickers hardness of the signal surface. The reaching current density shown in FIG. 5 is a current density at which the current density controlled to gradually increase from the start of electroforming reaches after 5 minutes. After 5 minutes, when the current density reaches the reached current density, the subsequent electroforming is performed at the reached current density. From FIG. 5, the Vickers hardness was 4
It can be seen that in order to make it 50 or less, it is necessary to perform electroforming at a current density of 32 A / dm ² or less. In the present embodiment, the current density is set to 18 A / dm ² . Electroforming is performed until the deposited nickel layer has a thickness of 0.3 mm (1.5 hours), and then peeled off in water between the photoresist and the nickel conductive film to obtain a nickel stamper. The Vickers hardness of the nickel stamper signal surface produced by the above-described production method is 250, and the substrate has durability even in the production of a substrate by injection molding.

【００３８】以上、本実施の形態では、ニッケル導電膜
をスパッタリングにより成膜する場合について述べた
が、カニゼンメッキ等の無電解メッキ法によってもニッ
ケル導電膜を成膜することができる。また、導電膜とし
て銀鏡法による銀を使用することも可能である。また、
ニッケル製のスタンパ以外にも、その他金属を材質とし
たスタンパでも構わない。As described above, in the present embodiment, the case where the nickel conductive film is formed by sputtering has been described. However, the nickel conductive film can also be formed by an electroless plating method such as Kanigen plating. It is also possible to use silver by the silver mirror method as the conductive film. Also,
In addition to the nickel stamper, other metal stampers may be used.

【００３９】なお、本実施の形態においては、高さ６０
ｎｍのピットを信号面に有するスタンパについてのみ詳
述したが、信号面の凹凸部としてランド及びグルーブで
あってもも構わない。スタンパを用いて作製される成形
基板の光ディスク再生光波長が４００ｎｍ〜４３０ｎｍ
であるとき、スタンパ上のピットあるいはランドの高さ
（グルーブの場合は深さ）が２０ｎｍ〜１００ｎｍであ
れば、ディスク作製後の再生時、フォーカスサーボ制御
やトラッキングサーボ制御のための十分な信号振幅が得
られる。また、信号面の構成として、ピットあるいは凹
凸部がスタンパの中心に対してスパイラル状に配置され
ているもののみならず、スタンパの中心に対して同心円
状に配置されているものでも良い。In this embodiment, the height 60
Although only a stamper having a pit of nm on the signal surface has been described in detail, lands and grooves may be used as uneven portions on the signal surface. The optical disc reproducing light wavelength of the molded substrate manufactured using the stamper is 400 nm to 430 nm.
If the height (depth in the case of a groove) of the pits or lands on the stamper is 20 nm to 100 nm, a sufficient signal amplitude for focus servo control and tracking servo control during reproduction after manufacturing the disk Is obtained. In addition, as the configuration of the signal surface, not only those in which pits or uneven portions are arranged spirally with respect to the center of the stamper, but also those in which concentric circles are arranged with respect to the center of the stamper may be used.

【００４０】ＨＤディスク用基板の材料としては、製造
プロセスの簡便性や容易さからプラスチック材料が有望
であり、本実施の形態に記述のポリカーボネートと同様
に成形がアクリル系やポレオレフィン系も使用可能であ
る。また、ＨＤディスクの再生波長は３５０〜４５０ｎ
ｍの或る波長であるので、この波長域の或る波長で吸収
が小さく略透明な材料を使うことが不可欠である。本実
施の形態では、厚み０．６ｍｍの成形基板を一例として
用いたが、基板厚みは０．１〜１．５ｍｍであれば、基
板は十分な強度を持つため成膜や貼り合わせ等の次工程
においても基板の搬送が容易で、かつ安定したプロセス
が保持できることから、基板厚みは０．１〜１．５ｍｍ
であっても良い。基板厚みが０．４ｍｍより薄い場合、
射出成形による基板成形は困難になるため、２Ｐ法等に
よるフィルム成形が好ましい。As a material for the HD disk substrate, a plastic material is promising because of the simplicity and easiness of the manufacturing process, and acrylic or polyolefin-based molding can be used similarly to the polycarbonate described in the present embodiment. It is. The reproduction wavelength of the HD disk is 350 to 450 n.
Since it is a certain wavelength of m, it is indispensable to use a substantially transparent material having a small absorption at a certain wavelength in this wavelength range. In the present embodiment, a molded substrate having a thickness of 0.6 mm is used as an example. However, if the substrate has a thickness of 0.1 to 1.5 mm, the substrate has a sufficient strength, so that it is necessary to perform film formation or bonding. The substrate thickness is 0.1 to 1.5 mm because the substrate can be easily transported in the process and a stable process can be maintained.
It may be. If the substrate thickness is less than 0.4mm,
Since it is difficult to form a substrate by injection molding, a film is preferably formed by a 2P method or the like.

【００４１】以上のように本実施の形態によれば、信号
面に０．２４μｍより幅の狭いピットあるいは凹凸部を
有するＨＤディスク用スタンパであっても、信号面のビ
ッカース硬度が４５０以下であることから脆性を低くす
ることができ、信号面の信号が転写された光ディスク基
板を作製する際に基板材料によって加えられる負荷によ
っても、スタンパ上にある０．２４μｍ以下の幅のピッ
ト等の凸部が破壊されることがないことから、スタンパ
の寿命が長く、かつ、基板上に所望のピットあるいは凹
凸部を確実に転写することができ、再生信号が良好な光
ディスク基板を製作することが可能となる。As described above, according to the present embodiment, the Vickers hardness of the signal surface is 450 or less even in the case of an HD disk stamper having pits or irregularities smaller than 0.24 μm on the signal surface. Therefore, the brittleness can be reduced, and even a load such as a pit having a width of 0.24 μm or less on the stamper can be formed on the stamper by a load applied by a substrate material when manufacturing an optical disk substrate onto which a signal on a signal surface is transferred. Since the stamper is not destroyed, the life of the stamper is long, the desired pits or irregularities can be reliably transferred onto the substrate, and it is possible to manufacture an optical disk substrate with a good reproduction signal. Become.

【００４２】[0042]

【発明の効果】以上のように本発明にかかる光ディスク
用スタンパの製造方法によれば、信号面に０．２４μｍ
より幅の狭いピットあるいは凹凸部を有するＨＤディス
ク用スタンパであっても、信号面のビッカース硬度が４
５０以下にできることから脆性を低くすることができ、
信号面の信号が転写された光ディスク基板を作製する際
に基板材料によって加えられる負荷によっても、スタン
パ上にある０．２４μｍ以下の幅のピット等の凸部が破
壊されるおそれが少ないことから、スタンパの寿命が長
く、かつ、基板上に所望のピットあるいは凹凸部を確実
に転写することができ、再生信号が良好な光ディスク基
板を製作することが可能となる。As described above, according to the method of manufacturing an optical disk stamper according to the present invention, the signal surface has a thickness of 0.24 μm.
Even for a stamper for an HD disk having narrower pits or irregularities, the signal surface has a Vickers hardness of 4
Since it can be 50 or less, brittleness can be reduced,
Even when a load applied by the substrate material when producing an optical disk substrate onto which a signal on the signal surface is transferred, there is little possibility that a convex portion such as a pit having a width of 0.24 μm or less on the stamper is destroyed. The life of the stamper is long, and the desired pits or irregularities can be reliably transferred onto the substrate, so that an optical disk substrate with good reproduction signals can be manufactured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】 本発明の一実施の形態における光ディスク用
スタンパを示す斜視図FIG. 1 is a perspective view showing an optical disk stamper according to an embodiment of the present invention.

【図２】 本発明の一実施の形態における光ディスク基
板を示す斜視図FIG. 2 is a perspective view showing an optical disc substrate according to one embodiment of the present invention;

【図３】 本発明の一実施の形態の効果を説明するため
に用いる光ディスク用スタンパの一例の斜視図FIG. 3 is a perspective view of an example of an optical disk stamper used to explain the effects of the embodiment of the present invention;

【図４】 本発明の一実施の形態の効果を説明するため
に用いる光ディスク基板の一例の斜視図FIG. 4 is a perspective view of an example of an optical disk substrate used for describing effects of the embodiment of the present invention;

【図５】 電鋳時の到達電流密度と信号面のビッカース
硬度の関係を示す図FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the reached current density during electroforming and the Vickers hardness of the signal surface.

【図６】 従来のマスタリング工程を示す模式図FIG. 6 is a schematic view showing a conventional mastering process.

【図７】 従来の成形・成膜工程を示す模式図FIG. 7 is a schematic view showing a conventional molding / film-forming process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０、３０、６６ 信号面 １１ 光ディスク用スタンパ １２ ピット １３ スタンパの中心 ２０ 良好なピット ２１、４０ 成形基板 ３１、３２ 破壊されたピット ４１ 一部が欠けたピット ４２ 消失しかかったピット ５０ ガラス板 ５１ フォトレジスト ５２ レーザ光 ５３ 原盤 ５４ 導電膜 ５５ 金属層 ５６ スタンパ ６０ 金型 ６１ 金型の鏡面 ６２ ポリカーボネート ６３ 離型エア ６４ 光ディスク基板 ６５ 金属膜 10, 30, 66 Signal surface 11 Stamper for optical disk 12 Pit 13 Center of stamper 20 Good pit 21, 40 Molded substrate 31, 32 Destroyed pit 41 Pit partially missing 42 Pit almost disappearing 50 Glass plate 51 Photoresist 52 Laser beam 53 Master 54 Conductive film 55 Metal layer 56 Stamper 60 Mold 61 Mirror surface of mold 62 Polycarbonate 63 Release air 64 Optical disk substrate 65 Metal film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F202 AA03 AA28 AH79 CA11 CB01 CD12 CD24 CK41 5D121 AA02 CA03 CA05 CB06 CB07 CB08 EE03 EE26 GG14  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4F202 AA03 AA28 AH79 CA11 CB01 CD12 CD24 CK41 5D121 AA02 CA03 CA05 CB06 CB07 CB08 EE03 EE26 GG14

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 ０．２４μｍより幅の狭いピットあるい
は凹凸部が表面（信号面）上に形成された光ディスク用
スタンパであって、信号面のビッカース硬度が４５０以
下であることを特徴とした光ディスク用スタンパ。1. A stamper for an optical disk having pits or uneven portions having a width smaller than 0.24 μm formed on a surface (signal surface), wherein the signal surface has a Vickers hardness of 450 or less. For stamper. 【請求項２】 前記ピットあるいは前記凹凸部の高さが
２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である請求項１記載の光デ
ィスク用スタンパ。2. The stamper for an optical disk according to claim 1, wherein the height of the pit or the uneven portion is not less than 20 nm and not more than 100 nm. 【請求項３】 材質がニッケルを主成分とする金属であ
る請求項１又は２記載の光ディスク用スタンパ。3. The stamper for an optical disk according to claim 1, wherein the material is a metal containing nickel as a main component. 【請求項４】 ０．２４μｍより幅の狭いピットあるい
は凹凸部が表面（信号面）上に形成された光ディスク用
スタンパを製造する方法であって、 フォトレジスト層が形成された原盤上に０．２４μｍよ
り幅の狭い凹凸信号パターンを露光記録する工程と、 露光記録された部分を現像によってエッチングする工程
と、 現像により形成された凹凸部上に導電膜をスパッタリン
グにより成膜する工程と、 導電膜が成膜された前記原盤を窒素雰囲気中で保管する
工程と、 前記導電膜上に、金属原子を含む塩が５４０ｇ／リット
ル以上５６０ｇ／リットル以下であり、ｐＨ３．５以上
４．５以下であり、かつ４５℃以上５５℃以下に保たれ
た電鋳浴を用いて、３０Ａ／ｄｍ²以上３２Ａ／ｄｍ²以
下の電流密度で電鋳することにより前記光ディスク用ス
タンパを形成する工程と、 前記光ディスク用スタンパを前記原盤から剥離する工程
とを含み、 信号面のビッカース硬度が４５０以下となることを特徴
とした光ディスク用スタンパの製造方法。4. A method of manufacturing an optical disk stamper having pits or uneven portions having a width smaller than 0.24 μm formed on a surface (signal surface), wherein a stamper is formed on a master on which a photoresist layer is formed. A step of exposing and recording a concavo-convex signal pattern having a width smaller than 24 μm; a step of etching the exposed and recorded portion by development; a step of forming a conductive film on the concavo-convex portion formed by development by sputtering; Storing the master on which the film is formed in a nitrogen atmosphere; and forming a salt containing a metal atom on the conductive film in a range of 540 g / L to 560 g / L and a pH of 3.5 to 4.5. and 45 ° C. 55 ℃ or more using kept electroforming bath below, 30A / dm ² or more 32A / dm ² for the following of the optical disc by electroforming at a current density Step and, the optical disc stamper and a step of peeling from the master, a manufacturing method of a stamper for an optical disk in which the Vickers hardness of the signal surface is characterized by a 450 or less to form a tamper. 【請求項５】 請求項１から３のいずれか一項に記載の
光ディスク用スタンパを用いて作製された、前記信号面
上に存在する前記ピットあるいは前記凹凸部が転写され
た光ディスク基板。5. An optical disk substrate produced by using the optical disk stamper according to claim 1, onto which the pits or the uneven portions existing on the signal surface are transferred. 【請求項６】 波長３５０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の波
長を有する光に対して略透明である請求項５記載の光デ
ィスク基板。6. The optical disk substrate according to claim 5, wherein the optical disk substrate is substantially transparent to light having a wavelength of 350 nm or more and 450 nm or less. 【請求項７】 材質がポリカーボネート系材料、ポレオ
レフィン系材料、アクリル系材料のうちのいずれかの材
質である請求項５記載の光ディスク基板。7. The optical disk substrate according to claim 5, wherein the material is any one of a polycarbonate material, a polyolefin material, and an acrylic material. 【請求項８】 厚みが０．１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下で
ある請求項５記載の光ディスク基板。8. The optical disk substrate according to claim 5, wherein the thickness is 0.1 mm or more and 1.5 mm or less.