(57)【要約】【課題】トラックピッチが高密度となっても高速記録再生特性に甚大な影響を及ぼすことのないようなスタンパーを提供する。【解決手段】裏面の表面粗さが条件１（Ｒｙ＝５１２．１ｎｍ）のスタンパーを用いて製作された成型基板のＷＣＮＲは、規格外の３１ｄＢを示している。これに対し、条件２（Ｒｙ＝１１０．６ｎｍ）のスタンパーを用いて製作された成型基板のＷＣＮＲは、規格である３５ｄＢを十分クリアしている。さらに、条件３（Ｒｙ＝１９．２ｎｍ）と条件４（Ｒｙ＝２ｎｍ）のスタンパーを用いて製作された成型基板のＷＣＮＲは４０ｄＢまで達しており、同じ溝形状のスタンパーでありながら、条件１のスタンパーを用いて製作された成型基板に対して９ｄＢも優れている。【選択図】　図１
2004039104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク状の基板からなる光情報記録媒体を製造するために用いられるスタンパーであって、裏面の表面粗さの最大高さＲｙが２〜２０ｎｍであることを特徴とするスタンパー。
【請求項２】
ディスク状の基板からなる光情報記録媒体を製造するために用いられるスタンパーの製造方法であって、所定の方法により、表面に、前記光情報記録媒体に転写される凹凸を形成した後、裏面側を、研磨テープを使用して、スラリーを使用することなく、その表面粗さの最大高さＲｙが２０ｎｍ以下となるように研磨することを特徴とするスタンパーの製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法により製造されたスタンパー。
【請求項４】
加圧成型又は射出成形により光情報記録媒体を製造する方法であって、請求項１又は請求項３に記載のスタンパーを用いることを特徴とする光情報記録媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ディスク、ＣＤ及びＣＤ−ＲＯＭ等に代表される光情報記録媒体の製造方法、それらを製造するためのスタンパー、及びこれらのスタンパーの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクは大きな容量の情報を記録することができ、かつ、高速でアクセス、再生、記録、及び場合により消去することができる。このため、これらの媒体は、ＣＤ（ｃｏｍｐａｃｔ　ｄｉｓｃ）、ＬＤ（ｌａｓｅｒ　ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（ｄｉｇｉｔａｌ　ｖｉｄｅｏ　ｄｉｓｃ，ｄｉｇｉｔａｌ　ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　ｄｉｓｃ）等と呼ばれ、音楽や映像ソフト、ゲームソフト等を収納する媒体として使われると共に、コンピュータのメモリーとしても使用され、その需要が増大している。光ディスクは、マルチメディア時代のメインメモリーとして大きく発展すると期待されている。
【０００３】
光ディスクは、記録層の有無及びその種類により、
（１）再生専用タイプ（ＣＤ、ＬＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ｐｈｏｔｏ−ＣＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、再生専用型ＭＤ等）
（２）一度だけ記録可能なライトワンスタイプ（ｗｒｉｔｅ−ｏｎｃｅ　ｔｙｐｅ：ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＷＯ等）
（３）記録した後、消去することができ、何度でも書き替え可能な（ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ）タイプ（光磁気ディスク　ｍａｇｎｅｔｏ−ｏｐｔｉｃａｌ　ｄｉｓｋ　、相変化（ｐｈａｓｅ−ｃｈａｎｇｅ）型ディスク、ＭＤ、ＣＤ−Ｅ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ等）
に分類される。さらに、将来使用される媒体として、高密度のＨＤ−ＤＶＤも提唱されている。
【０００４】
これらの光ディスクを製造する工程は、まず、成形基板を原料樹脂で成形するところから始まる。最初にスタンパーと呼ばれる成形型が用意される。この成形型に原料樹脂（例えば、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリスチレン等）を加熱流動化した後、押し付けることにより、成形基板が成形（製造）される。成形方法は、加圧成形の他、ほとんどは射出成形方法である。
【０００５】
成形基板を製造する理由は、基板表面に細かな凹凸が必要であるからである。凹凸のある基板を大量に短時間で製造するには、樹脂成形が最も適している。凹凸の種類には、情報単位を表すピット（ｐｉｔ）や、記録ヘッド（ピックアップ）のトラッキングのためのガイド溝（ｇｕｉｄｅ　ｇｒｏｏｖｅ）がある。ピットや溝は、円形の基板上に同心円状または渦巻き状に設けられる。成形基板を半径方向に見たとき、溝と溝との間はランド（ｌａｎｄ）と呼ばれる。当初は、ランドをトラックとして、そこに記録するランド記録方式が主流であったが、逆に溝に記録するグルーブ記録方式も使用されていた。
【０００６】
その後、記録密度を向上させるために、溝とランドの双方に記録するランド／グルーブ記録方式が開発された。この場合、両者がトラックであり、溝の幅とランドの幅はほぼ等しい。ただし、理由があって一方を他方より意図的に広くする場合もある。光は裏面（平滑な面）から基板に入射する。この場合には基板裏面側から見て奥にある方をランドと呼び、手前にある方を溝と呼ぶ。
【０００７】
溝、ランドおよびピットの幅は、密度記録の向上に伴い、例えば、１μｍ以下、０．８μｍ以下、０．７μｍ以下、０．６μｍ以下、０．５μｍ以下、０．４μｍ以下、０．３μｍ以下と段々狭くなってきている。
【０００８】
溝、ランドおよびピットの深さも、高密度記録化に伴い、例えば、４０ｎｍ以上、５０ｎｍ以上、８０ｎｍ以上、１００ｎｍ以上、１２０ｎｍ以上、１３０ｎｍ以上、１５０ｎｍ以上、１８０ｎｍ以上、２００ｎｍ以上、２２０ｎｍ以上、２５０ｎｍ以上と段々深くなってきている。
【０００９】
幅が狭くなったり、深さが深くなると、つまり、高精度になると、成形基板の成形はますます難しくなり、良品の歩留りは低下する。
なお、成形された成形基板の上には、最終の製品仕様に応じて、反射層や記録層、保護層等が形成される。
【００１０】
従来、スタンパーは一般に以下のようなプロセスで製造されている。まず、光学的面精度にまで研磨されたガラス基板（原盤）を用意する。この基板を洗浄したあと、密着性を向上させるプライマー（例えば、シランカップリング剤）を塗布する。それからフォトレジストをスピンコートし、プリベ−クする。フォトレジストはポジ型（光が照射された部分が現像で除去されるタイプ）が多く使用されている。次にレ−ザービ−ムレコ−ダまたはレーザーカッティング装置を使って、ピットや溝のパタ−ンに従ってフォトレジストを露光する。一般に、ピットや溝の幅はレーザービームの径により決まり、また、ピットや溝の深さはフォトレジスト膜の厚さによって決定される。
【００１１】
次に所定の現像処理を施すとガラス板表面にピットやグルーブのパターンを持ったレジストパターンが得られる。現像の後、場合により、レジストパターンは、８０〜１２０℃で２０〜６０分間ポストベークされる。
【００１２】
次に原盤は導電化処理される。導電化処理は、一般にスパッタリング（乾式）あるいは場合により、無電解メッキ（湿式）で行われる。
導電化処理された原盤を高濃度Ｎｉスルファミン酸浴に入れ、約２５０μｍから３５０μｍの厚さのメッキ層を形成する。メッキ層の種類は一般にニッケル（Ｎｉ）である。主にこのＮｉメッキ層で形成された部分がスタンパーになる。スタンパーの電鋳は一般的に専用の高速電鋳装置を用いて行われる。電鋳液はＮｉイオン濃度６００〜７００ｇ／ｌの高濃度浴に硼酸や界面活性剤を投入したものが使用され、これに硬さの調整剤を混ぜる場合もある。また、電鋳の電流密度によっても硬さは変えられるが、電流密度を変更して硬くするためには、電流密度を低く設定しなくてはならず、プロセスのスループットの低下に直結するため、あまり用いられていない。
【００１３】
原盤からＮｉスタンパーを剥がすときに、前記フォトレジストの一部がＮｉスタンパー表面（凹凸面）に残っていることが多いので、アセトン等の溶剤またはアッシングで除去する。
【００１４】
レジストを除去した後、Ｎｉスタンパーの表面（凹凸面）を保護コートで覆い、裏面を研磨する。研磨されたスタンパーは成形機に取り付けるための穴を中心に打ち抜き、また、必要な外径の外側の不要な部分を打ち落とす。これによりドーナツ状のスタンパーが完成する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上記方式でスタンパーを作製する場合、従来、裏面状態にあまり注意が払われていなかった。しかし、記録密度が増すに従い、裏面状態が記録特性に影響を及ぼすことが分かった。すなわち、スタンパーで作製された樹脂製光ディスクにおいては、スタンパーの裏面の粗さがディスクの表面および裏面に転写してしまい、ディスクの電気特性、特にウォブルＣＮＲやトラッキングエラーに影響する。この影響により、ＣＤ−Ｒを高速で読み書きした場合のエラーが増加し、またよりトラックピッチが高密度なＤＶＤ−ＲやＤＶＤ−ＲＷ等においても高速記録再生特性に甚大な影響を及ぼす。
【００１６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、トラックピッチが高密度なＤＶＤ−ＲやＤＶＤ−ＲＷ等においても高速記録再生特性に甚大な影響を及ぼすことのないようなスタンパー、このようなスタンパーの製造方法、及びこのようなスタンパーを使用した光情報記録媒体の製造方法を提供することを課題とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための第１の手段は、ディスク状の基板からなる光情報記録媒体を製造するために用いられるスタンパーであって、裏面の表面粗さの最大高さＲｙが２〜２０ｎｍであることを特徴とするスタンパー（請求項１）である。
【００１８】
後に実施例で示すように、スタンパーの裏面の表面粗さを、ＪＩＳ　Ｂ　０６１０　２００１で規定された最大高さＲｙで２０ｎｍとなるようにすると、スタンパーを使用して製造される光情報記録媒体の記録特性に与える影響をほとんど無視することができるようになる。
【００１９】
Ｒｙが２０ｎｍ以下となると、光情報記録媒体の記録特性に与える影響はほとんど変化しなくなるが、それだけ製造コストがかかる。特に、Ｒｙを２ｎｍ未満にしようとすると、通常簡便な方法として使用されている研磨テープによる加工が困難になり、スラリーを使用した方法等の高価な研磨方法を使用しなければならなくなるので、本手段ではＲｙの下限値を２ｎｍとしている。
【００２０】
前記課題を解決するための第２の手段は、ディスク状の基板からなる光情報記録媒体を製造するために用いられるスタンパーの製造方法であって、所定の方法により、表面に、前記光情報記録媒体に転写される凹凸を形成した後、裏面側を、研磨テープを使用して、スラリーを使用することなく、その表面粗さの最大高さＲｙが２０ｎｍ以下となるように研磨することを特徴とするスタンパーの製造方法（請求項２）である。
【００２１】
前記課題を解決するための第３の手段は、前記第２の手段により製造されたスタンパーである。
【００２２】
前述のように、研磨テープを使用した研磨は、最も簡単な研磨である。さらに、前述のように、Ｒｙが２０ｎｍ以下となると、光情報記録媒体の記録特性に与える影響はほとんど変化しなくなるので、研磨テープを使用し、スラリーを使用しない限り、Ｒｙが２０ｎｍ以下であれば、適当な値をスタンパーの表面粗さとして選ぶことができ、この場合、安価で簡便な方法でスタンパーを製造できる。
【００２３】
前記課題を解決するための第４の手段は、加圧成型又は射出成形により光情報記録媒体を製造する方法であって、前記第１の手段又は第２の手段であるスタンパーを用いることを特徴とする光情報記録媒体の製造方法（請求項４）である。
【００２４】
本手段においては、前述のように、スタンパーの裏面の表面粗さが光情報記録媒体の表面、裏面に転写されることが少なくなるので、トラックピッチが高密度な記録媒体であっても、良好な高速記録再生特性を有する光情報記録媒体を製造することができる。
【００２５】
【実施例】
本発明の実施例であるスタンパーと比較例であるスタンパーを製作した。初めに、表面粗さＲａが１ｎｍ（ＪＩＳ　Ｂ　０６１０　２００１）以下に研磨された直径２００ｍｍ、厚さ６ｍｍのガラス基板を用意した。この基板を洗浄したあと、プライマーを塗布した。それからフォトレジストを　スピンコートし、プリベ−クして、厚さ２００ｎｍのフォトレジスト層を形成した。その後レーザーカッティング装置を使って、フォトレジストを露光した。その際、溝形状が深さ２００ｎｍ、幅４００ｎｍになるように露光光源を調整した。
【００２６】
次に所定の現像処理を施すとガラス板表面にグルーブのパターンを持ったレジストパターンが得られた。現像の後、レジストパターンに、８０℃で３０分のポストベークをほどこした。このようにして原盤が完成した。
【００２７】
次に原盤に２０ｎｍのＮｉ導電膜をスパッタリング法で形成した。このようにして導電化処理された原盤を高濃度Ｎｉスルファミン酸浴に入れ、３００μｍの厚さのメッキ層を形成した。原盤からＮｉスタンパーを剥がすときに、前記フォトレジストの一部がスタンパーの表面上に残っていることが多いので、アセトン溶解した後アッシングで完璧に除去した。レジストを除去した後、スタンパーの凹凸面を保護コートで覆い、裏面を研磨した。
【００２８】
裏面研磨にはサンシン株式会社製の商品名「ＤＬＮ−３３２」を使用した。この裏面研磨装置はこの業界で広く一般的にスタンパー作製で使用されているテープ研磨方式の装置である。
【００２９】
テープ研磨方式の原理を以下に述べる。コンタクトローラーと呼ばれるゴム製の円筒状のローラーに研磨砥粒の付着したテープを巻きつけたものが研磨ヘッドと呼ばれ、左右にそれぞれ１つづつ付いている。スタンパーは中央の回転型テーブルに固定され、一定速度で回転される。研磨ヘッドのコンタクトローラーはこの回転しているスタンパー裏面の中心から外周にかけて半径方向に円筒の接点が当たるようにされ、研磨テープをスタンパーに押し付けることによってスタンパー裏面を研磨する。
【００３０】
コンタクトローラーはスタンパーの半径方向にオシレーションすることもできるようになっている。研磨ヘッドが二つあるので、砥粒径の異なる研磨テープを使い分けることにより、荒削りと仕上げの両方を一つの装置でできる。
【００３１】
今回研磨条件の設定を変えることにより、以下の４種類の裏面状態のスタンパーを作製した。スタンパーはどれも溝形状がまったく同じになるように作製した。
条件１：研磨テープ＃１０００番手を使用し、オシレーション周波数５Ｈｚで６分オシレーションする。
条件２：条件１の研磨を行った後、研磨テープ＃３０００番手を使用し、オシレーション周波数５Ｈｚで３分オシレーションする。
条件３：条件２の研磨を行った後、さらに、研磨テープ＃５０００番手を使用し、オシレーション周波数５Ｈｚで３分オシレーションする。
条件４：ガラスの表面を研磨するスラリーを用いた研磨装置でランダム鏡面加工を行う。
【００３２】
このようにして研磨した研磨面（裏面）の表面粗さを、テンコール社製「ｐ１１」表面粗さ測定器で測定した結果、以下のようになった。測定条件は、測定距離１ｍｍ、測定針のＲ０．１μｍ、測定位置半径４０ｍｍ、測定方向はｒ方向である。Ｒｙ、ＲａはいずれもＪＩＳ　Ｂ　０６１０　２００１により基準長は０．０８ｍｍである。
条件１で研磨したもの：Ｒｙ＝５１２．１ｎｍ、Ｒａ＝８３．０ｎｍ
条件２で研磨したもの：Ｒｙ＝１１０．６ｎｍ、Ｒａ＝８．７ｎｍ
条件３で研磨したもの：Ｒｙ＝１９．２ｎｍ、Ｒａ＝３．０ｎｍ
条件４で研磨したもの：Ｒｙ＝２ｎｍ、Ｒａ＝０．３ｎｍ
これらのスタンパーを専用の内外形加工機で内径３４ｍｍ、外径１３８ｍｍに打ち抜いた。どれも内径と溝の偏心は１０μｍ以下、内径公差は＋１０μｍ以下とした。
【００３３】
射出成形機として、住友重機械工業株式会社（Ｓｕｍｉｔｏｍｏ　Ｈｅａｖｙ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，　Ｌｔｄ．　）製の商品名「ＳＤ３０」を使用した。金型はダイヤモンドライクカーボンによるコーティングがされているものを使用した。
成形基板用の樹脂として、帝人株式会社製のポリカーボネート・商品名「ＡＤ５５０３」を用意し、上記成形機のホッパーに供給しセットした。
【００３４】
上記４つの条件で作製したスタンパーを上記成形機に取り付け、金型温度を１００℃、樹脂温度を２８０℃、型じめ圧力を４００ｋｇｆ／ｃｍ２、サイクルタイムを６秒の成形条件で樹脂基板を成形した。基板の厚さは１．２ｍｍである。ディスクの溝形状がどれもほぼ一致していることを溝回折測定装置「ドクターシェンク」により確認した。
これにＣＤ−Ｒ用シアニン色素を塗布し、反射膜および保護コートを塗布して記録再生可能なＣＤ−Ｒポリカーボネートディスクを作成した。
【００３５】
上記方法で作製したＣＤ−Ｒブランクディスクをエキスパート社製ＣＤ−Ｒ検査装置にかけ、ウォブルＣＮＲ（ＷＣＮＲ）を測定した。その結果を図１に示す。
【００３６】
図１のグラフを見ると分かるように、条件１で製造されたスタンパーを用いて製作された成型基板のＷＣＮＲは、規格外の３１ｄＢを示している。これに対し、条件２で製造されたスタンパーを用いて製作された成型基板のＷＣＮＲは、規格である３５ｄＢを十分クリアしている。さらに、条件３と条件４で製造されたスタンパーを用いて製作された成型基板のＷＣＮＲは４０ｄＢまで達しており、同じ溝形状のスタンパーでありながら、条件１で製造されたスタンパーを用いて製作された成型基板に対して９ｄＢも優れている。
【００３７】
これは、スタンパー裏面の研磨痕がポリカーボネートディスクに転写することによりピックアップからの光が影響を受け、記録や再生の状況に問題を生じさせていることに起因するものと思われる。
【００３８】
そこでディスクをシャドーグラフと呼ばれる投影型回折観察装置にかけた。シャドーグラフとは、一般的にポリカーボネートディスクのひずみや変形などを可視化できるようにした装置であり、マクロな領域における微細なひずみを見ることに適した装置である。その結果、条件１、２ではディスクに同心円状の薄い歪みが見られたのに対し、条件３、４ではこれを確認することができなかった。
【００３９】
このように、条件３と４では大きな差がないことが分かった。すなわち条件３以上に裏面の研磨状態を良くしてもディスクの特性への影響には余り変化が無い。すなわち、Ｒｙが２０ｎｍ以下となればディスクの特性には余り影響が無いので、研磨テープによる加工が可能限り、２０ｎｍ以下、例えば１５ｎｍ、１０ｎｍ、７ｎｍ、５ｎｍ、３ｎｍとしても同様の結果が得られる。しかし、表面粗さを細かくすれば細かくするほどコストは増大する。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、トラックピッチが高密度な光情報記録媒体においても高速記録再生特性に甚大な影響を及ぼすことのないようなスタンパー、このようなスタンパーの製造方法、及びこのようなスタンパーを使用した光情報記録媒体の製造方法を、スラリーを使用する高価な方法を使用することなく、提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例と比較例のスタンパーを用いて製造したディスクのＷＣＮＲ値を示す図である。
【図１】
2004039104.tif 000003