(57)【要約】【課題】第１金属層、断熱層および第２金属層を順に積層したサンスタンパの層間密着力を向上すべくポストキュアーを行った場合にも、サンスタンパの変形（反り）を防止することができる光ディスク基板成形用サンスタンパの製造方法および凸治具を提供すること。【解決手段】光ディスク成形用スタンパのマスターの微細パターンを反転した反転パターンが形成されたマザーに対し、第１金属層、断熱層および第２金属層を順に積層形成する積層体形成工程と、得られた積層体から前記マザーを剥離して、前記第１金属層に前記微細パターンが転写されたサンスタンパを得る剥離工程と、前記剥離工程の後、前記サンスタンパをポストキュアーするポストキュアー工程とを備え、前記ポストキュアー工程は、前記サンスタンパを、前記微細パターンの形成面を外側に反らせた状態で行なわれることを特徴とする光ディスク成形用スタンパの製造方法。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスク成形用スタンパのマスターの微細パターンを反転した反転パターンが形成されたマザーに対し、第１金属層、断熱層および第２金属層を順に積層形成する積層体形成工程と、得られた積層体から前記マザーを剥離して、前記第１金属層に前記微細パターンが転写されたサンスタンパを得る剥離工程と、前記剥離工程の後、前記サンスタンパをポストキュアーするポストキュアー工程とを備え、前記ポストキュアー工程は、前記サンスタンパを、前記微細パターンの形成面を外側に反らせた状態で行なわれることを特徴とする光ディスク成形用スタンパの製造方法。
【請求項２】
前記ポストキュアー工程は、プレート部と、該プレート部の表面に突設され、前記サンスタンパの微細パターン形成面の反対面の中心に当接する中心凸部と、前記プレート部の表面であって、前記中心凸部を中心とした円周上に、前記中心凸部よりも低く形成され、磁性体である前記サンスタンパの周縁部に磁着する磁着部とを備えた凸治具を用いて行なわれることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク成形用スタンパの製造方法。
【請求項３】
前記磁着凸部は、前記中心凸部よりも０．５〜１．５ｍｍ低いことを特徴とする請求項２に記載の光ディスク成形用スタンパの製造方法。
【請求項４】
前記ポストキュアー工程は、２００〜２３０℃で１２０分以上行なわれることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光ディスク成形用スタンパの製造方法。
【請求項５】
光ディスク成形用スタンパのマスターの微細パターンを反転した反転パターンが形成されたマザーに対し、第１金属層、断熱層および第２金属層を順に積層形成し、得られた積層体から前記マザーを剥離して、前記第１金属層に前記微細パターンが転写されたサンスタンパを、前記微細パターンの形成面を外側に反らせた状態でセットする凸治具であって、プレート部と、前記プレート部の表面に突設され、前記サンスタンパの微細パターン形成面の反対面の中心に当接する中心凸部と、前記プレート部の表面であって前記中心凸部を中心とした円周上に、前記中心凸部よりも低く形成され、磁性体である前記サンスタンパの周縁部に磁着する磁着部とを備えたことを特徴とする凸治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スタンパの製造方法、装置及びそのスタンパを用いたメディア製造技術に関し、より詳細には、光ディスク基板を射出成形するための金型であるスタンパの製造方法に関するものである。
また、スピンコートによる成膜技術、プラスチック成形等に用いられる金型等の工業分野に応用可能な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク成形基板を製造する場合の、溶融樹脂を射出充填する瞬間からの樹脂流動を図１に示す。図１は、一対の金型（１０１）（１０１）の間に形成されるキャビティ（１０２）内に射出充填された樹脂の状態を示す模式図である。
図１に示すように、キャビティ内に射出充填される溶融樹脂（１０３）は、その流動層（１０３ａ）の部分がキャビティ（１０２）内に進入して充填される。図１中、樹脂の進行方向を細い矢印で示し、その流動方向を太い矢印で示す。樹脂（１０３）は、キャビティ（１０２）内を流動するにつれ、金型（１０１）に接する部分が金型に熱を奪われて急冷される。このため、金型の温度が低すぎると、金型の近傍における樹脂はスキン層（１０３ｂ）となって瞬時に固化する。このようなスキン層が形成されてしまうと、樹脂は、図示しないスタンパの微細パターンに充分に充填されず、転写不良となってしまう。これにより、信号特性が良好な高品質の光ディスクを成形できなくなるという課題があった。
このような課題を解決する手段として、スタンパ内部に断熱層を形成することが考えられる。この方法により、溶融樹脂から供給される熱量をキャビティーもしくはスタンパ表面に蓄熱することにより、スキン層の形成を阻止し、スタンパの微細パターンを忠実に転写可能な成形基板が得られることとなる。
しかし、一般に断熱層として用いられる耐熱性高分子材料は、スタンパや金型に用いられる金属材料に比べて熱膨張係数が大きい。射出成形時の加熱、冷却を繰り返していくと、スタンパは常に伸縮しており、スタンパ構成材料であるニッケルと断熱層との界面での応力が長時間継続して加えられ、金属に比べて剛性の低い断熱層が剥離したり、熱劣化を引き起こす場合がある。スタンパ内部でニッケルとが剥離すると、微細パターンの転写性がばらつき、欠陥率やブロックエラーレートが悪化し、また機械特性の不良な基板が成形されてしまう。そのため特許文献１（特開２００２−１８４０４６号公報）では、断熱層を設けたサンスタンパは、マザーから剥離後、２００〜３００℃でポストキュアーし、断熱層を構成する耐熱性高分子材料（樹脂）をその残溶媒により可塑化して軟化させることで、転写金属層（第１金属層）、断熱層、金属層（第２金属層）それぞれの界面での密着性が増強され、耐久性が向上させる方法が得られている（図２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１８４０４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記の形成法で２００〜３００℃でポストキュアーすることで、転写金属層、断熱層、金属層それぞれの界面での密着性が増強され、耐久性が向上されるが、金属層と断熱層と熱膨張係数の違いから、ポストキュアーするとサンスタンパが変形（ねじれ反り発生）してしまう。そのため、得られたサンスタンパをそのままでは基板成形機に取り付けることができず、強制的に金属矯正をすることが必要となる。このようにしたとしても、均一に装着できないことから、基板（ディスク）での機械特性が悪化し、また断熱層が均一な断熱効果を達成できない。したがって、信号特性の信頼性が低い光ディスクが製造されてしまうことになる。
本発明の目的は、第１金属層、断熱層および第２金属層を順に積層したサンスタンパの層間密着力を向上すべくポストキュアーを行った場合にも、サンスタンパの変形（反り）を防止することができる光ディスク基板成形用サンスタンパの製造方法および凸治具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明は、光ディスク成形用スタンパのマスターの微細パターンを反転した反転パターンが形成されたマザーに対し、第１金属層、断熱層および第２金属層を順に積層形成する積層体形成工程と、得られた積層体から前記マザーを剥離して、前記第１金属層に前記微細パターンが転写されたサンスタンパを得る剥離工程と、前記剥離工程の後、前記サンスタンパをポストキュアーするポストキュアー工程とを備え、前記ポストキュアー工程は、前記サンスタンパを、前記微細パターンの形成面を外側に反らせた状態で行なわれることで、ポストキュアー後にフラットな平面度を有する前記転写金属層、前記断熱層及び前記金属層よりなる光ディスク基板成形用スタンパを製造することを特徴としたものである。
【０００６】
請求項２の発明は、前記スタンパの製造方法において、前記ポストキュアー工程は、プレート部と、該プレート部の表面に突設され、前記サンスタンパの微細パターン形成面の反対面の中心に当接する中心凸部と、前記プレート部の表面であって、前記中心凸部を中心とした円周上に、前記中心凸部よりも低く形成され、磁性体である前記サンスタンパの周縁部に磁着する磁着部とを備えた凸治具を用いて行なわれることにより、ポストキュアー後のサンスタンパの反り量を制御できることを特徴としたものである。
【０００７】
請求項３の発明は、前記スタンパの製造方法において、前記磁着凸部は、前記中心凸部よりも０．５〜１．５ｍｍ低いことにより、両凸部間の高低差を調節し、スタンパの微細パターン形状面を外側に反らせて凸面とすることを特徴としたものである。
【０００８】
請求項４の発明は、前記スタンパの製造方法において、前記ポストキュアー工程が２００〜２３０℃で１２０分以上行なわれることを特徴としたものである。
【０００９】
請求項５の発明は、光ディスク成形用スタンパのマスターの微細パターンを反転した反転パターンが形成されたマザーに対し、第１金属層、断熱層および第２金属層を順に積層形成し、得られた積層体から前記マザーを剥離して、前記第１金属層に前記微細パターンが転写されたサンスタンパを、前記微細パターンの形成面を外側に反らせた状態でセットする凸治具であって、プレート部と、前記プレート部の表面に突設され、前記サンスタンパの微細パターン形成面の反対面の中心に当接する中心凸部と、前記プレート部の表面であって前記中心凸部を中心とした円周上に、前記中心凸部よりも低く形成され、磁性体である前記サンスタンパの周縁部に磁着する磁着部とを備えたことを特徴とする凸治具に係るものである。
【００１０】
この場合、ポストキュアー工程を、プレート部と、該プレート部の表面に突設され、前記サンスタンパの微細パターン形成面の反対面の中心に当接する中心凸部と、前記プレート部の表面であって、前記中心凸部を中心とした円周上に、前記中心凸部よりも低く形成され、磁性体である前記サンスタンパの周縁部に磁着する磁着部とを備えた凸治具を用いて行なうことが好ましい。
また、本発明の凸治具は、光ディスク成形用スタンパのマスターの微細パターンを反転した反転パターンが形成されたマザーに対し、第１金属層、断熱層および第２金属層を順に積層形成し、得られた積層体から前記マザーを剥離して、前記第１金属層に前記微細パターンが転写されたサンスタンパを、前記微細パターンの形成面を外側に反らせた状態でセットする凸治具であって、プレート部と、前記プレート部の表面に突設され、前記サンスタンパの微細パターン形成面の反対面の中心に当接する中心凸部と、前記プレート部の表面であって前記中心凸部を中心とした円周上に、前記中心凸部よりも低く形成され、磁性体である前記サンスタンパの周縁部に磁着する磁着部とを備えたことを特徴とする。
これらの構成によれば、凸治具に載せられたサンスタンパは、中心が、凸治具の中心凸部に当接すると共に、周縁部が、中心凸部よりも低い磁着部に磁着する。これにより、特に外力を加えることなく、磁力のみにより、サンスタンパを、微細パターンの形成面を外側に反らせた状態にすることができる。しかも、中心凸部と磁着部との高低差を所望の値に設定するだけで、ポストキュアー工程においてサンスタンパを所望の程度に反らせることができる。したがって、複雑な装置や操作を要することなく、簡易且つ適切にポストキュアー工程を行なうことができる。
【００１１】
この場合、前記凸治具の磁着部が中心凸部よりも０．５〜１．５ｍｍ低くなるように両部間の高低差を設定し、スタンパの微細パターン形状面を外側に反らせて凸面とすることが好ましい。
この構成によれば、ポストキュアー工程終了後のサンスタンパの反り変形を、より少なくすることができる。
【００１２】
この場合、ポストキュアー工程を１２０分以上行なうことが好ましい。
この構成によれば、第１金属層と断熱層との界面、および断熱層と第２金属層との界面における密着力を、確実に増強させることができる。したがって、得られた光ディスク成形用スタンパ（サンスタンパ）を用いて基板成形を行なう際に、各界面で剥離することがない。
【発明の効果】
【００１３】
ポストキュアー工程を、サンスタンパを微細パターン形状面側方向に反らせた状態で行なうことで、層間の密着力向上のために行なわれるポストキュアー工程における「サンスタンパの変形」という弊害を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は、断熱層を有する光ディスク基板成形用サンスタンパを製造する際に、表面金属層、断熱層、金属層を形成すること、及び得られたサンスタンパを中心部を押圧しながらポストキュアーすることなどのプロセスにより、高品質の光ディスク基板成形用サンスタンパの製造を可能にするものである。以下、本発明を実施するための最良の形態としての実施例を図３、図４に基いて説明する。
【実施例】
【００１５】
まず、本実施形態に係るサンスタンパ（光ディスク基板成形用スタンパ）の製造方法に用いる凸治具（８）について説明する。
凸治具（８）は、円板状のプレート部（１２）と、プレート部（１２）の表面に突設され、サンスタンパ（７）の信号面（微細パターンの形成面）の反対面の中心に当接する中心凸部（１０）と、プレート部（１２）の表面であって、中心凸部（１０）を中心として円周上に中心凸部（１０）よりも低く突設され、ニッケルで構成されたサンスタンパ（７）の周縁部に磁着する円環状の磁着凸部（１１）をと備えている。磁着凸部（１１）は、例えば永久磁石や電磁石で構成されている。
基板成形に使用可能なサンスタンパ（７）は、フラットもしくはやや信号面が凸（±１ｍｍ以内）であることが好ましく、磁着凸部（１１）は、中心凸部（１０）に比べ、０．５〜１．５ｍｍ低いことが好ましい。この高低差が０．５ｍｍよりも低いと、後述するポストキュアー工程においてサンスタンパ（７）を十分に反らせることができず、得られたサンスタンパ（７）の信号面が凹面となってしまうおそれがある。また、この高低差が１．５ｍｍよりも大きいと、ポストキュアー工程においてサンスタンパ（７）を反らしすぎてしまい、得られたサンスタンパ（７）の信号面が凸面となってしまうおそれがある。
プレート部（１２）の表面に対し、中心凸部（１０）の高さを可変な構成とすることが好ましく（図４参照）、これによれば、ポストキュアー工程を行う際の環境条件や、サンスタンパ（７）の材料等に応じて、中心凸部（１０）と磁着凸部（１１）との高低差を適宜調整し、その条件に合った反り具合でポストキュアー工程を行うことができる。もちろん、磁着凸部（１１）の高さを可変な構成としてもよい。
なお、磁着凸部（１１）に代えて、永久磁石等を、プレート部（１２）表面と面一に設けてもよく、凹設してもよい。また、永久磁石等を、中心凸部（１０）を中心とした円周上に分散配置してもよい。
【００１６】
図３は、本発明によるサンスタンパの製造方法の一実施例を説明するものである。
まず、図３に示す工程の前段として、図示しないガラス基板に形成した微細パターン上に導体化膜を形成後、該導体化膜を陰極としてニッケル電鋳を行ない、ガラス基板を剥離して除去することにより図示しないマスターを得た。さらにこのマスターを剥離皮膜処理後ニッケル電鋳し、ニッケル電鋳層を該マスターから剥離して微細パターンの反転したマザーを得た。このマザー（１）にマスターと同様の剥離皮膜（２）処理を行ない（図３Ａ参照）、ニッケル電鋳により約２５μｍの厚さの表面金属層（３）（第１金属層）を形成した（図３Ｂ参照）。
次に、断熱材料であるポリアミドイミド（ＰＡＩ）樹脂（例えば、バイロマックスＮ−８０２０；東洋紡製；溶媒はＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ））を塗布後、１００℃の温度でプレキュアして断熱層（４）を形成した後、導体化膜（５）を形成し、該導体化膜（５）を陰極としてニッケル電鋳を行なうことにより、総厚み３００μｍの金属層（６）（第２金属層）（図３Ｃ参照）を形成して、これらの表面金属層（３）、断熱層（４）及び金属層（６）よりなる積層体をマザー（１）から剥離することにより、サンスタンパ（７）（図３Ｄ参照）を得た。
そして得られたサンスタンパ（７）をさらに２００〜２３０℃の温度で、中心凸部を有する凸治具（８）で微細パターン形状面側が凸形状になるように反らせて、凸面形状に矯正しポストキュアー（９）した（図３Ｅ及びＦ参照）。
【００１７】
このキュアー及び凸矯正の目的は、上記の断熱層のＰＡＩ樹脂を残溶媒により可塑化して軟化させ、接着強度を増加させるうえ、熱収縮を凸治具の中心凸部でサンスタンパ（７）の信号面を上にした状態で矯正することで、ポストキュアー（９）後にフラットなサンスタンパ（７）を形成できることが狙いである（図３Ｆ参照）。
【００１８】
また、２００〜２３０℃でポストキュアー時間（３０分→６０分→１２０分→２４０分）を選択的に実施した結果、３０分では基板成形中に断熱層と金属層との界面で剥離してしまうものがあった。これは、ポストキュアーによりＰＡＩ樹脂の可塑化が進行しにくく、軟化しにくいため、密着性不足となったためと思われる。またヒートショックによるスタンパの平面度が３ｍｍ凹面となってしまい、成形時のスタンパの変形を引き起こしやすく、スタンパが成形中にはずれてしまうものもあった。
６０分では剥がれはないものの、１２０分と比較するとヒートショックによるスタンパの平面性は、１２０分のほうが平面性を維持できていた。
２４０分では、１２０分と平面性に差異がない。
結果として、凸治具の中心凸部の高さレベルが周縁部の磁着凸部の高さレベルに比し０．５〜１．５ｍｍ高く、ポストキュアー温度２００〜２３０℃、ポストキュアー時間１２０分が最適条件となる。
【００１９】
従来法では、２００〜３００℃でポストキュアーすることで、転写金属層、断熱層、金属層それぞれの界面での密着性が増強され、耐久性が向上されるが、金属層と断熱層と熱膨張係数の違いからポストキュアーするとサンスタンパが変形（ねじれ反り発生）し、成形機取り付けが不可なうえ、強制的に金属矯正すると均一装着ができないことから、ディスクでの機械特性が悪化し、均一な断熱効果は達成できず、信号特性の信頼性が低い光ディスクとなった。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】一対金型の間に形成されるキャビティ内に射出充填された樹脂の状態を示す模式図である。
【図２】光ディスク基板成形用スタンパの構成を模式的に表した説明図である。
【図３】本発明の光ディスク成形用スタンパを製造するプロセスを簡易的に示す模式図である。
【図４】本発明の光ディスク成形用スタンパを製造する他のプロセスを簡易的に示す模式図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０１  金型
１０２  キャビティ
１０３  樹脂
１０３ａ  流動層
１０３ｂ  スキン層
１  マザー
２  剥離皮膜
３  表面金属層
４  断熱層
５  導体化膜
６  金属層
７  サンスタンパ
８  凸治具
９  ポストキュアー
１０  中心凸部
１１  周縁磁着凸部
１２  プレート部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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