JPH02305612A - 微細パターン付き基板の製造方法 - 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】

本発明は微細パターン付き基板のｌｌｌ３！！方法に間
し、特に光デイスク用溝付き基板、回折格子等に使用す
るのに適した微細パターン付き基板を製造する方法に関
する。

【従来の技術】

基板上に金属有機化合物を含むｍ液の可塑性塗布膜を形
成した後、型を押し当ててＬ＊塗布膜上に型の峰形状に
対応する溝形状を転写し、その後該塗布膜を焼成して固
化させる溝付き基板の製造方法が考えろでいる。　（例
えば特開昭６２−１０２４４５、特開昭６２−２２５２
７３．　　特開昭６３−１５８１６［１）

【発明が解決しようとする課題】

基板及び基板上に作製した塗布膜及び型を用いる溝付き
基板の製造方法によれば、金属有機化合物が膜状態であ
り基板上に設けられているのでゲル体と比べて収縮が小
さく、クラックや反りが発生しにくいという利点を有す
るものの、プレス型と該塗布膜付き基板の間に大きな気
泡が残留することが多く、これが欠点となり、製品の分
留りが低くなりやすいという問題点があった。

【課題を解決するための手段】

本発明は上記問題点を解決するために、基板上および／
または微細なパターンを有する型上に金属有機化合物を
含む溶液の塗布膜を形成し、その後該基板及び型を押合
し基板上に型の凹凸形状に対応する凹凸形状を有する微
細パターン付き被膜を形成した後、該被膜を固化させる
微細パターン付き基板の製造方法において、鏡型と該基
板の押合を任意の一端から開始させ、ついで他部に進行
させている。 該基板及び鏡型としては板状のものであれば任意の形の
ものが使用可能であるが、これらがディスク形状を有す
る場合には、押合をディスクの中心部分から開始させ、
軸対称に外周方向へ進行させていくことが該基板と鏡型
の軸合わせの而から好ましい。 また該基板の材質としては、光学的性質、機械的性質等
からガラスが好まれて使用され、中でも化学強化可能な
Ｎａ、に等アルカリ合圧を含んだガラスが特に好まれて
使用される。 また鏡型の材質としては、金属、ガラス、樹脂等が使用
され、中でも寸法精度の面から、ニッケル電鋳で作製さ
れるニッケル製の型、２Ｐ法で作製されるガラス及び樹
脂製の型、射出成形法で作製される樹脂製の型、キャス
ト法による樹脂製の型が好まれて使用される。 また該押合工程を減圧下で行うことが、該基板と該塗布
膜付きの基板の間に気泡が閉じ込められることがあった
としても生ずる欠陥の大きさが小さくなるので好ましい
、特に該減圧状態の圧力が１３３３Ｐａ　（１０Ｔｏｒ
ｒ）以下であることが生ずる欠陥の大きさが十分小さく
なるので好ましい。また本発明においては、前記溶液中
に増結剤を含ませると共に押合工程を減圧下で行ってい
るが、増結剤を含ませない状態で押合工程を減圧にする
と、塗布膜中の溶媒が揮発して急激に同化が進み、押合
がうまく行えなくなる。 本発明に用いる増結剤は、上記金属有機化合物・を含む
溶液の粘性を増加させる効果を有し、塗布膜の形成を容
易にする。また同時に基板と型との押合工程を減圧下で
行う場合には、塗布膜を減圧下でも長時閏軟らかい状態
（適度な粘性状態）に維持させる効果を有し、バターニ
ングを容易にする。該増結剤としては、水溶性であり、
かつ有機溶媒に可溶な高分子材料が好まれて使用される
。 中でも、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレン
エーテルグリコール等の鎖状ポリエーテルが好まれて使
用される。 またこれらポリエチレングリコール、ポリテトラメチレ
ンエーテルグリコール等の添加量は該塗布液により生成
される酸化物重量の０．２６〜１゜８倍程度が好まれる
。（添加量が０．２５倍以下であると減圧時に塗布膜が
硬化してしまいやすくなりパターニングが困難となる。 また逆に添加量が１６８倍以上であると塗布膜が軟らか
くなりすぎて型くずれ等を生じ易くなる。） 上記金属有機化合物は単一または混合物として、水及び
アルコール等の有機溶媒、上記増結剤及び必要に応じて
酸またはアルカリの加水分解触媒と混合して塗布用溶液
とされる。 型の微細パターンとしては種々の形状のものが使用でき
、例えば光デイスク用の案内溝として使用可能な１μｍ
程度の幅を持ち、その深さが５５０−２００ｎの微細パ
ターンや回折格子、グレーティングレンズとして使用可
能な数１１００ｎの形状のパターンのものが使用できる
。 本発明に用いる金属有機化合物は重縮合あるいは架橋反
応が起ごろことによって溶液の粘性を上昇させるような
化合物であれば使用できる。 例えばＳ　Ｉ　　（ＯＣＨｉ）　４１　　Ｓ　Ｉ　　（
ＯＣ２Ｈ３）　ａ＊Ｔｉ　　　（ＯＣｉＨｔ）　　４．
　　　Ｔｉ　　　Ｃ０ＣａＨ＊＞ａ　、　　Ｚｒ　　（
ＯＣｔＨｖ）ａ＋　　Ｚｒ　（ＯＣ４Ｈｅ）ａ＋　　Ａ
Ｉ　＜ＯＣ＊Ｈ１Ｌ３．　　Ａ　Ｉ　　（ＯＣＪＨｓ）
　３１　　Ｎ　ａ　ＯＣ３Ｉ％等のＭ（ＯＲ）ｎ［Ｍは
Ｓｉｎ　　Ｔｉ、Ｚｒ、　　Ｃａ、　　ＡＩ。 Ｎａ、Ｐｂ、Ｂ、Ｓｎ、Ｇｅ等の金属、Ｒはメチル、エ
チル等のアルキル基、ｎは１〜４の整数］で示される通
常ゾルゲル法と呼ばれる方法に用いられる金属アルコラ
ード、キレート錯体及び−Ｃ１、−ＣＯＯＨ，−ＣＯＯ
Ｒ，−Ｎ　Ｈ２゜ＨＨＨＯＣＨ３ Ｉ　　１　１　　　　　　　　Ｉ＋　　１−　Ｏ−Ｃ−
Ｃ−Ｃ−Ｈ，−０−Ｃ−Ｃ＝　ＣＨ２等の重縮合あるい
は架橋反応を行う一般的官能基を含む金属有機化合物等
が例示できる。中でも金属アルコラードが好まれて使用
される。 鏡型と該基板の押合を任意の一端から開始させ、ついで
他部に進行させていく方法としては、例えば鏡型を有機
材料等の剛性の低い材料製の型として、鏡型を球面また
は円筒面状等凸曲面に変形させ、鏡型と該基板を接触さ
せていき、該変形を解放させる方法等が例示できる。

【作用】

本発明によれば、型と基板の押合工程において、ゾルゲ
ル膜の表面張力により型と基板の間隙に存在していた気
体がこの間隙から追い出されるため塗布膜中に気泡が発
生することが少ない。

【実施例】

実施例−１ シリコンテトラエトキシド０．０５モルを秤量し、これ
にモル比で５倍のエタノールと６倍の水（３ｗｔ％のＨ
ＣＩを含む）を加え、約５０℃で１時間かくはんする。 この溶液に２１８ｉｉのエタノールを加えて希釈し、さ
らに分子量６００のポリエチレングリコール（Ｐ　Ｅ　
Ｇ　ａｓｓ）を、最終生成物であるＳ　ｉ　Ｏｓに対す
る重量比で（ＰＥＧａｉｓ）／（Ｓｉ０２）＝１．Ｏの
量を加え均一に溶かしたものを塗布溶液とした。 この塗布溶液中へ、外径１３０ｍｍ、　　厚さ１゜２ｍ
ｍの化学強化ガラス製のディスク基板ｌを浸漬した後ゆ
っくりと引き上げて基板上に塗布膜２を形成した０次い
で、第１図に示すように、峰高さ０．１４ｐｍ、峰輻０
．７ｐｍｓ　　峰間隔１．６μｍのスパイラル状の峰部
な半径２５ｍｍから６０　ｍ　ｍの範囲に有する外径１
３０ｍｍ、　　厚さ１゜２ｍｍのポリカーボネート製型
３とこのガラス基板を塗布膜を間に挟んで、さらにこの
型の基板と反対側に外径１３０ｍｍ、厚さ５ｍｍのシリ
コーンゴム板４を挟んで金型中に設置した。ついで鏡型
３の周辺部を固定した後中央部を２〜３ｍｍ程度押して
、ガラス基板に向いた側を凸とするような略球面状に変
形させ、そのままの状態でゆっくりとガラス基板にディ
スク中心部より押合した。 ついでこの型の変形を緩めながら押合し、押合部を軸対
称に半径方向に広げて行き、最終的にはディスク全面を
押合した。 その後このままの状態で加熱して行き、１００℃て１０
分間の焼成を行い、その時点で型とガラスディスクの離
型を行い、さらにガラスディスクに対して４００℃で１
０分間の焼成を行った。この焼成操作により、塗布膜は
エタノール及び水分等が飛散してガラス体類似の約０．
　２μｍ厚の非晶質膜となっていた。 上記操作により作製された溝付きガラスディスクの表面
を偏光顕Ｖ＆鏡で観察したところ、ｔａ深さ約０．１μ
ｍ、満幅約０．７μｍ、溝間隔約１゜６μｍの良好な溝
形状が全面に得られており、気泡の混入はほとんどみら
れなかった。 実施例−２ シリコンテトラエトキシド０．０５モルを秤量し、これ
にモル比で４倍のエタノールと４倍の水（３ｗ　ｔ％の
ＨＣＩを含む）を加え、約５０℃で３０分間かくはんす
る。この溶液にチタニウムテトラノルマルブトキシド０
．０１モルをエタノールで希釈した溶液を徐々に加え、
同じく約６０℃で３０分間かくはんする。この溶液に２
倍量のエタノールを加えて希釈し、さらに分子ｆｆ１６
００のポリエチレングリコール（ＰＥＧｅｓｓ）を、最
終生成物であるＳ　ｉ　０２＋Ｔ　ｉ　Ｏｔに対する重
量比で（ＰＥＧａｓｓ＋）　／　（Ｓ　ｉ　Ｏｅ＋Ｔ　
ｉ　０２）　＝　１．　０の量を加え均一に溶かしたも
のを塗布溶液とした。 上記塗布溶液を用いた以外は実施例−１と同様の操作を
行い、溝付きガラスディスクを作成した。 本実施例により作製された溝付きガラスディスクの表面
を実施例−１同様偏光顕微鏡で観察したところ、実施例
−１同様溝深さ約０．１μｍ１　　溝幅的０．　７μｍ
、溝間隔約１．６μｍの良好な溝形状が全面に得られて
おり、気泡の混入はほとんどみられなかった。 実施例−３ 実施例−１で作成した塗布溶液中へ、縦１００ｍｍ、　
　横１５０ｍｍ、　　厚さ１ｍｍの化学強化ガラス製の
基板５を浸漬した後ゆっくりと引き上げて基板上に塗布
膜２を形成した０次いで、第２図に示すように、峰高さ
０．５μｍ、峰幅０．　７μｍ１峰間隔１．　６μｍの
峰部を有する縦１００ｍｍ。 横１５０ｍｍ、　　厚さ１．２ｍｍのポリカーボネート
製型６とこのガラス基板を塗布膜２を間に挟んで、さら
にこの型の基板と反対側に、縦１００ｍｍ、横１５０ｍ
ｍ、　　厚さ５μｍｍのシリコーンゴム板４を挟んで金
型中に設置した。ついで鏡型を円筒形の下地材に巻き付
けてガラス基板に向いた側を凸とするような円筒面状に
変形させ、そのままの状態でゆっくりとガラス基板に端
部より押合した。ついでこの押合部の型６を円筒形の下
地材から解放しなから押合を一方向に広げて行き、最終
的には全面を押合した。 その後このままの状態で加熱して行き、１００℃で１０
分間の焼成を行い、その時点で型とガラス基板の離型を
行い、さらにガラス基板に対して４００℃で１０分間の
焼成を行った。この焼成操作により、塗布膜はエタノー
ル及び水分等が飛散してガラス体類似の約０．　２μｍ
厚の非晶質膜となっていた。 上記操作により作製された溝付きガラス基板の表面を偏
光顕微鏡で観察したところ、溝深さ約０゜３６μｍ、溝
幅的０．７μｍ１　　溝間隔約１．６μｍの良好な溝形
状が全面に得られており、気泡の混入はほとんどみられ
なかった。 比較例 第３図に示すように、型を曲げながら押合せずに、フラ
ットなままの状態でゆっくりとガラス基板にディスク全
面を押合する以外は実施例−１と同様な材料および方法
により、溝付きガラスディスクを作成した。 本操作により作製された溝付きガラスディスクの表面を
偏光顕微鏡で観察したところ、一部分には、溝深さ約０
．１μｍ、　　溝幅的０．　７μｍ、　　１１間隔約１
．　６μｍの良好な溝形状が得られていたが、多くの部
分に気泡の混入がみられた。

【発明の効果】

本発明によれば、微細なパターンを大面積に均一に高精
度、無欠陥で形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例−１において説明した本発明の押合方法
の概略を示す断面図、第２図は実施例−３において説明
した本発明の押合方法の概略を示す断面図、第３図は比
較例の押合方法の概略を示す断面図である。 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）基板上および／または微細なパターンを有する型上
   に金属有機化合物を含む溶液の塗布膜を形成し、その後
   該基板及び型を押合し基板上に型の凹凸形状に対応する
   凹凸形状を有する微細パターン付き被膜を形成した後、
   該被膜を固化させる微細パターン付き基板の製造方法に
   おいて、該型と該基板の押合を任意の一端から開始させ
   、ついで他部に進行させていくことを特徴とする微細パ
   ターン付き基板の製造方法。 ２）該基板及び該型がディスク状であり、該押合が、該
   型と該基板のディスクの中心部分から開始させ、軸対称
   に外周方向へ進行させていく操作である特許請求の範囲
   第１項記載の微細パターン付置基板の製造方法。 ３）該溶液中に増結剤が含まれ、かつ該押合工程が減圧
   雰囲気下で行われる特許請求の範囲第１項または第２項
   記載の微細パターン付き基板の製造方法。 ４）該減圧状態の圧力が１３３３Ｐａ（１０Ｔｏｒｒ）
   以下である特許請求の範囲第３項記載の微細パターン付
   を基板の製造方法。 ５）該基板がガラス基板である特許請求の範囲第１項な
   いし第４項記載の微細パターン付き基板の製造方法。 ６）該押合を、該型を曲面に変形させた後に行う特許請
   求の範囲第１項ないし第５項記載の微細パターン付を基
   板の製造方法。