JPH0729219A - 光ディスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】紫外線硬化樹脂を用いる２Ｐ法により、原盤上
の情報パターンをプラスチックなどの透明基板９上に転
写させたレプリカ原盤８と呼ぶものを作製する。得られ
た多数枚のレプリカ原盤８をプラスチックなどの板９に
二次元的に並べ固定し、この上にＮｉめっきをおこな
い、一回のめっきプロセスにより多数の情報パターンを
有する１枚のＮｉスタンパを作製する。このＮｉスタン
パを射出成形装置にかけ、一回の成形プロセスにより多
数の情報パターンを有する基板を成形する。また、多数
の情報パターンを１枚ずつのＮｉスタンパに切り離し、
各々を射出成形装置にかけて、一斉に光ディスク基板を
作製する。 【効果】ＣＤ−ＲＯＭなどの再生専用型光ディスクを安
価に、しかも短時間で大量に生産できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＣＤ−ＲＯＭなどの再
生専用型光ディスクの製法に係り、特に、情報パターン
転写用スタンパの作製法、およびこれを用いた基板成形
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクには再生専用型と読み書き可
能型とがある。前者にはレーザディスク（ＬＤ）やコン
パクトディスク（ＣＤ）があり、現在大量に生産されて
いる。再生専用型ディスクにはこれら以外に、マルチメ
ディア媒体としてＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｉなどがあり、
これらは現在大きく発展しつつある。とくに、電子出版
物としてのＣＤ−ＲＯＭに対する期待は大きい。現在、
ＣＤ−ＲＯＭは、辞書，ナビゲーション用地図，電話
帳，特許明細書，教材，百科辞典，ゲーム用ソフトなど
に使用されている。さらに、将来は新聞や週刊誌のよう
に即時性と大量部数の要求される分野にも展開されるも
のと予想されている。従来の紙に比べれば、情報量あた
りの重量と容積は非常に小さくなり、森林資源上、また
廃棄物の点でも有利となるはずである。また、光ディス
クの材料であるプラスチックは再生利用の可能性も高
い。

【０００３】従来技術による再生専用型光ディスクの作
製プロセスはつぎのとおりである。まず、ガラス基板上
にポジ型フォトレジストを塗布する。このフォトレジス
ト膜に情報に対応して変調されたレーザビームを照射す
る。これはカッティング工程と呼ばれている。これを現
像すれば光照射部が溶解除去され、情報が凹状ピットと
してフォトレジスト膜に形成される。これは原盤と呼ば
れている。

【０００４】つぎに、この原盤のフォトレジスト膜上
に、Ｎｉなどの導電性膜を、スパッタ法，蒸着法、ある
いは無電解めっき法により設ける。この導電性膜を電極
としてめっき法により厚さ約３００μｍのＮｉ層を形成
する。このめっきには３時間から６時間と長い時間がか
かっている。しかも、できるのは１枚だけである。Ｎｉ
層を原盤から剥離する。このとき、フォトレジストがＮ
ｉ層表面に残留している時には、酸素のプラズマアッシ
ングにより除去する。このＮｉ層の外周などを加工して
Ｎｉスタンパができあがる。

【０００５】このようなプロセスでは、原盤１枚から
は、１枚のＮｉスタンパしか得られない。また、この１
枚目のＮｉスタンパにもう一度めっきをし、２枚目のＮ
ｉスタンパを作ることできる。この２枚目のスタンパ表
面の情報用ピットは凹状になっている。凹ピットスタン
パを用いて、射出成形すると光ディスク基板材料である
プラスチックの溶融物がこの凹ピットの中に入り難い。
そのために、所定の深さの情報ピットを有する基板を成
形することが出来ないという問題がある。しかし、この
２枚目のスタンパからめっき法により３枚目のスタンパ
を作れば、凸状ピットを有するスタンパが得られ、正常
な射出成形が可能となる。

【０００６】得られたＮｉスタンパを用いて基板を成形
するには、二つの方法がある。一つは、前述の射出成形
法であり、二つめは紫外線硬化樹脂を使用する２Ｐ法で
ある。現在、ＣＤ，ＣＤ−ＲＯＭ，ＬＤは射出成形法で
製造されている。この方法では、Ｎｉスタンパを装着し
た金型内に溶融したポリカーボネートを高圧で充填した
あと、冷却し取り出されるものである。約３５０℃の樹
脂を８０℃近くまで冷却させるために、１０秒前後の時
間が必要となっている。このようにして成形された基板
の情報ピットのある表面にＡｌなどの反射膜を設ける。
このＡｌ膜の表面に紫外線硬化樹脂を用いた保護膜を形
成して光ディスクは完成する。

【０００７】一方、ＣＤ−ＲＯＭを新聞や週刊誌などに
適用するためには、スタンパやレプリカを現在の印刷技
術に匹敵する速度で作製する必要がある。ところが、従
来技術では前述のように製造速度が遅過ぎて、これに応
えることが出来ない。具体的には、ユーザからオリジナ
ル情報を入手次第、まず、原盤を作る。つぎに、めっき
法により１枚目のＮｉスタンパを作製する。この１枚目
のＮｉスタンパは凸ピットでありそのまま射出成形に用
いることが出来る。しかし、１枚だけのスタンパでは、
射出成形の速度が低いので、とても大量枚数を作ること
が出来ない。

【０００８】そこで、Ｎｉスタンパを多数枚作り、複数
台の射出成形装置でレプリカ基板を作ることになる。そ
のためには二つの方法がある。一つは同じ情報のカッテ
ィングを繰返しおこない、原盤を多数枚作製し、個々の
原盤からＮｉスタンパを作る方法である。二つめは、１
枚のＮｉスタンパから多数回メッキすることにより多数
枚スタンパを作る方法である。

【０００９】前者では、１回のカッティング工程に３０
〜６０分と時間がかかり、しかも作製される原盤は、厳
密に検査されるのでその歩留にも限界がある。また、カ
ッティング装置は非常に高価なものであり、一つの情報
だけに長時間を費やすことは効率が悪い。一方、２番目
の方法では、めっきを繰り返せば、得られるスタンパの
数は２倍ずつ増加していくことになる。しかし、この場
合には半数のスタンパが凹ピットとなっており、射出成
形装置にかけることができない。しかもめっきには３〜
６時間かかる。つまり、Ｎｉスタンパを多数枚作るには
時間がかかり過ぎて、即時性の要求を満たすことができ
ない。

【００１０】また、従来の射出成形の速度では、スタン
パが短時間できたとしても、即時性と大量部数の要求を
満足させることはできない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来技
術の欠点を解決し、再生専用型光ディスクを短時間で大
量に作製する方法を提供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】原盤から紫外線硬化樹脂
（ＵＶ樹脂）を用いた２Ｐ（Photopolymerization)法に
より原盤上の情報パターンをプラスチック、あるいはガ
ラス基板上に転写させる。この転写された基板をレプリ
カ原盤と呼ぶことにする。このプロセスは短時間で転写
でき、しかも１枚の原盤から多数回の転写が可能であ
る。このようにして得られた多数枚のレプリカ原盤をプ
ラスチックなどの板に二次元的に並べ固定する。この上
にＮｉなどの金属薄膜を設けたあと、Ｎｉめっきをおこ
なう。このようにして、１回のめっきプロセスにより多
数の情報パターンを有する１枚のＮｉスタンパを作製す
る。このＮｉスタンパを射出成形装置にかけ、一回の成
形プロセスにより多数の情報パターンを有する基板を成
形する。また、多数の情報パターンを１枚ずつのＮｉス
タンパに切り離し、各々を射出成形装置にかけて、一斉
に光ディスク基板を作製する。

【００１３】

【作用】１枚の原盤から、短時間のうちに多数枚のＮｉ
スタンパが得られ、しかも一回の射出成形プロセスで一
挙に多数枚の基板を作ることができるので、ＣＤ−ROM
を高速で、安価に製造することができる。

【００１４】

【実施例】図１（ａ）に示すように、ガラス基板１上に
ネガ型フォトレジスト２を０.１〜０.２μｍ の厚さに
塗布する。これをカッティング装置にかけて情報に応じ
て変調されたレーザビーム３を照射する。これを現像す
ると図１（ｂ）に示すように光の照射したところが凸状
のマーク４が得られる。

【００１５】ネガ型レジストは、ポジ型画像反転レジス
トを使用することができる。これは元々はポジ型である
が、露光後熱処理（リバーサルベーク）してから現像す
ると、ネガ型となるレジストである。

【００１６】この上に離型膜として、Ｔｉ，Ａｌ，Ａｌ
−Ｔｉ合金などの膜をスパッタリング法などで形成す
る。その上に液状のＵＶ樹脂５を置き、上方からＵＶ光
を透過させるプラスチック、あるいはガラスの板７を押
しつけＵＶ樹脂を拡げる。つぎに、透明板７側からＵＶ
光を照射し樹脂を硬化させたあと、離型膜と硬化したＵ
Ｖ樹脂層との間で剥離させると、図１（ｃ）に示すよう
に情報マークの転写されたレプりカ原盤が得られる。こ
の場合、情報マーク６は凹状となっている。このような
ＵＶ樹脂による転写を繰り返すことにより、一つの原盤
から数十枚のレプリカ原盤を作ることが出来る。

【００１７】つぎに、図１（ｄ）に示すように、これら
のレプリカ原盤８をプラスチック，ガラスなどの板９に
貼付る。板９には、予めレプリカ原盤が丁度入るような
凹みが形成されている。レプリカ基板と凹みとの間に隙
間がある場合には、接着剤などで埋め平坦にする。この
上に、Ｎｉなどの薄膜を設ける。これには、無電解めっ
き法，スパッタリング法，蒸着法を利用することができ
る。つぎに、これをスルファミン酸ニッケル水溶液中に
浸しＮｉ層の厚さが約３００μｍとなるまで、めっきを
おこなう。

【００１８】このあと、このＮｉめっき層を板９から剥
離する。このようにして得られるスタンパの情報ピット
は射出成形に適した凸状となっている。また、１枚のニ
ッケル板には、同じ情報を持つ多数のＣＤ−ＲＯＭパタ
ーンが形成されている。これをそのまま射出成形装置に
セットすれば、一回の成形で多数枚のパターン転写がで
きる。成形されたプラスチックの板の表面にスパッタリ
ング法などでＡｌなどの反射膜を設ける。さらにその上
に保護膜として薄いプラスチックフィルムを接着させ
る。つぎに、同心円状、あるいは螺旋状パターンの中心
を検出し、機械的に内周と外周とを打ち抜いてＣＤ−Ｒ
ＯＭディスクが完成する。また、射出成形された板の段
階で打ち抜いてから、反射膜，保護膜を形成してディス
クとすることもできる。

【００１９】原盤を作る際に、図２に示すように、ネガ
型フォトレジストの代わりにポジ型フォトレジスト１０
を使用することもできる。この場合には、図２（ｃ）に
示すように、まず原盤から１枚目のレプリカ原盤をつく
る。これの記録マーク１１は凸状となっており、このま
まＮｉめっきをすると、凹状のスタンパとなり射出成形
に適さないものとなる。そこで、図２（ｄ）のように２
枚目のレプリカ原盤を取り、つぎのめっきプロセスへ回
す。あとは前述と同じ方法で光ディスクを作製すること
ができる。

【００２０】一方、図３に示す方法でもレプリカ原盤を
作ることができる。最初に、ガラス、あるいは透明なプ
ラスチックの円形基板１２の上に、レーザビームによっ
て、膜の透過率が低下する記録膜１３を設ける。この記
録膜としては、例えば、レーザビームによって微細な穴
が形成されるカルコゲナイド膜や色素膜を使うことが出
来る。また、基板１２と記録膜１３との間にレーザビー
ムのトラッキングのための案内溝が形成してあると、高
価なカッティング装置を必要とせず、市販されている安
価な光ディスク装置で情報を記録することができる。案
内溝は、ガラス基板の場合にはＵＶ樹脂を使用する２Ｐ
法で、またプラスチック基板の場合には射出成形法で作
製することができる。

【００２１】この記録膜付き基板に、情報の記録マーク
として穴１４を形成し、これをフォトマスクとして使用
する。図３（ｃ）に示すように、ガラス基板１の上に塗
布されたネガ型フォトレジスト２に前記フォトマスクを
密着させてＵＶ光を露光する。これを現像すれば、図２
（ｄ）のように記録マーク４は凸状となる。これから２
Ｐ法により、レプリカ原盤（ｅ）が得られる。これから
Ｎｉスタンパを作るのは前述のとおりである。ネガ型の
代わりに、ポジ型フォトレジストを使用する際には、図
２に示すようにレプリカ原盤を２回取ることにより凸型
のスタンパを得ることができる。

【００２２】本技術は、上記のような再生専用型光ディ
スクだけでなく、追記型や可逆型光ディスク用基板の作
製にも適用することができる。

【００２３】（実施例１）厚さ１０mmのガラス基板１の
上にネガ型レジスト２として、ポジ型画像反転フォトレ
ジストＡＺ−５２００Ｅを０.１１μｍ の厚さに回転塗
布し，８０℃で一時間ベーキングした。これをＡｒイオ
ンレーザビームを備えたカッティング装置にかけ、図１
（ａ）に示すように情報に応じて変調されたレーザ光ビ
ーム３を照射する。記録マークは螺旋状に記録し、その
トラックピッチ１.６μｍ とした。つぎに、これを１２
０℃で５分間熱処理（リバーサルベーク）を行い、さら
に全面均一露光を行ったあと、現像処理をした。この場
合、あたかもネガ型のように光の照射された記録マーク
４は凸状として形成される。

【００２４】これをポストベークしたあと、スパッタリ
ング装置によりＴｉの離型層を５０ｎｍの厚さに形成し
た。このＴｉ膜の表面にアクリル系の液状のＵＶ樹脂５
を置き、その上から厚さ２mmの円板状ＰＭＭＡ（アクリ
ル）基板７を押しつけてＵＶ樹脂を拡げる。アクリル基
板側からＵＶ光を照射しＵＶ樹脂を硬化させた。つぎ
に、Ｔｉ膜とＵＶ樹脂層との間で剥離し、図１（ｃ）に
示すようなレプリカ原盤ができあがる。このＵＶ樹脂の
プロセスを繰り返すことにより７枚のレプリカ原盤を作
製した。

【００２５】つぎに、図１（ｄ）に示すように、厚さ５
mmのＰＭＭＡ板９にレプリカ原盤８が入る窪みをつく
り、その中にレプリカ原盤を接着させた。また、隙間に
も接着剤を詰めて平坦にした。これにスパッタリング法
により厚さ６０ｎｍのＮｉ膜を設けた。

【００２６】つぎに、これをスルファミン酸ニッケル浴
に浸し、厚さ約３００μｍのＮｉ層をめっきした。ＵＶ
樹脂層とＮｉ層との間で剥離することにより、７枚の情
報パターンを持つＮｉスタンパを得ることができた。こ
のスタンパの情報マークは、射出成形に適した凸状とな
っている。このスタンパを射出成形装置にセットし、ポ
リカーボネートを用いて基板を成形した。

【００２７】７枚の情報パターンを持つこのポリカーボ
ネート基板を、連続的にスパッタリング装置内を通過さ
せて、約６０ｎｍ厚さのＡｌ反射膜を形成した。つぎ
に、Ａｌ膜の上に、粘着剤のついた厚さ１００μｍのプ
ラスチックフィルムを密着させた。最後に、各情報パタ
ーンの中心を光学的手段で検出しながら、３.５ インチ
のＣＤ−ＲＯＭとして打ち抜いた。この際、中心検出
は、１個のパターンで行い、打ち抜きは７枚を同時に打
ち抜いた。

【００２８】得られたＣＤ−ＲＯＭの電気信号特性は、
従来技術によるＣＤ−ＲＯＭと同等であった。また、追
記型や可逆型光ディスク用基板もこのプロセスで作製し
た。この場合には、Ａｌの反射膜の代わりに、各々Ｔｅ
系穴形成型記録膜，ＧｅＳｂＴｅ相変化記録膜，ＴｂＦ
ｅＣｏ光磁気記録膜などを積層し評価したところ、良質
の基板であることが確認できた。

【００２９】（実施例２）図３を用いて説明する。ま
ず、直径３.５インチ、厚さ１.２mmのポリカーボネート
基板１２を準備した。この基板には、トラックピッチ
１.６μｍ，幅０.５μｍ，深さ０.０８μｍ の案内溝が
螺旋状に形成されている。この基板上に下地膜として、
厚さ約４０ｎｍのＦ系ポリマー膜をスパッタリング法で
形成した（図には示していない）。

【００３０】つぎに、下地膜表面に記録膜１３として、
厚さ約２５ｎｍのＴｅＳｅＰｂを同じくスパッタリング
により積層した。これを市販されている追記型光ディス
ク装置にかけて、情報を記録した。図３（ｂ）に示すよ
うに、微細な穴１４として記録され、穴のところの反射
率が低下する。この記録された基板をフォトマスクとし
て使用する。一方、厚さ２mmのガラス基板１の上にネガ
型レジスト２として、ポジ型画像反転フォトレジストを
０.１１μｍ の厚さに塗布した。つぎに、図３（ｃ）に
示すように、このレジスト膜にフォトマスクの記録膜側
を密着させて、ＵＶ光１５を露光した。これをリバーサ
ルベークしたあと現像すると、図３(ｄ)のように記録マ
ーク４は凸状になっている。ただし、この際案内溝は転
写されない。溝部は記録膜に覆われておりＵＶ光を透過
させないからである。これは、実施例１における図１
（ｂ）に示した原盤に相当している。このあとは、実施
例１と全く同じプロセスでＣＤ−ＲＯＭを作製した。

【００３１】得られたＣＤ−ＲＯＭの電気信号特性は、
従来技術によるＣＤ−ＲＯＭと同等であった。

【００３２】

【発明の効果】複数枚のレプリカ原盤上にＮｉめっきを
行い、情報パターンを複数有するＮｉスタンパを作製
し、射出成形することにより、一回のプロセスで複数枚
の光ディスク基板を作ることができる。この結果、ＣＤ
−ＲＯＭを即時性と大量生産とが要求される新聞，週刊
誌，雑誌などへ適用することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるレプリカ原盤とスタンパの作製プ
ロセスの説明図。

【図２】本発明によるレプリカ原盤の第二の作製プロセ
スの説明図。

【図３】本発明によるレプリカ原盤の第三の作製プロセ
スの説明図。

【符号の説明】

１…ガラス基板、２…ネガ型フォトレジスト、３…レー
ザ光ビーム、４…凸状記録マーク、５…紫外線硬化樹
脂、６…凹状記録マーク、７…ガラスあるいはプラスチ
ック基板、８…レプリカ原盤、９…プラスチック板。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガラス基板上にフォトレジストを塗布し、
   情報に応じて変調されたレーザ光ビームの照射と現像と
   により得られる原盤から、紫外線硬化樹脂を用いて情報
   パターンの転写された透明基板の複数枚を樹脂板の上に
   並べ、この上にＮｉめっきをすることにより得られるス
   タンパを用いて射出成形することを特徴とする光ディス
   クの製造方法。
2. 【請求項２】請求項１において、案内溝が螺旋状、ある
   いは同心円状に形成されている前記透明基板上に、光照
   射により光透過率の変化する記録膜を形成したあと、光
   ビームにより前記記録膜に情報を書き込んだものを転写
   用フォトマスクとし、これをガラス基板上に塗布された
   フォトレジスト膜に密着させ、露光して得られる原盤を
   用いる光ディスクの製造方法。
3. 【請求項３】請求項１において、前記原盤の表面に離型
   層を設けた光ディスクの製造方法。