(57)【要約】【課題】基板層と断熱層との密着力を維持した状態で、スタンパの反りを抑制した光ディスク基板成形用スタンパ及びその製造方法を提供する。【解決手段】断熱層３は、ポリアミドイミド樹脂をＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）溶媒で溶解したワニス状材料を、基板層２を回転させながら基板層２の裏面２ｂ上に塗布するスピンコート法によって塗布、加熱乾燥する工程を３回繰り返して厚みが３５μｍのほぼ等厚の３層のポリアミドイミド樹脂からなる樹脂層３ａ、３ｂ、３ｃで構成されている。このように、３層の樹脂層を有する断熱スタンパは、断熱層３を従来の３５μｍの厚みよりさらに厚く１０５μｍとすることで良好な断熱特性を有すると共に、基板層と断熱層との密着性が良好でしかも反りの抑制されたスタンパを容易且つ確実に製造することが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に凹凸パターンを有する金属からなる基板層と、当該基板層の裏面上に形成される合成樹脂からなる断熱層と、当該断熱層上に金属からなる支持体層とを備えた光ディスク基板成形用スタンパにおいて、
前記断熱層は、複数の層で形成されていることを特徴とする光ディスク基板成形用スタンパ。
【請求項２】
母型の凹凸パターンを有する表面上に電鋳によって金属の基板層を形成し、当該基板層上に合成樹脂を溶媒で溶解したワニス状材料を塗布、加熱乾燥して合成樹脂の断熱層を形成し、当該断熱層上に電鋳によって金属の支持体層を形成し、しかる後、前記母型を前記基板層から剥離して表面に凹凸パターンを有する光ディスク基板成形用スタンパを製造する光ディスク基板成形用スタンパの製造方法において、
前記断熱層は、前記ワニス状材料を塗布、加熱乾燥する工程を複数回繰り返して複数層に形成されることを特徴とする光ディスク基板成形用スタンパの製造方法。
【請求項３】
請求項２記載の光ディスク基板成形用スタンパの製造方法において、
前記断熱層の複数層は、前記基板層から前記支持体層に向かうに従って薄く形成されることを特徴とする光ディスク基板成形用スタンパの製造方法。
【請求項４】
請求項２又は３記載の光ディスク基板成形用スタンパの製造方法において、
前記断熱層が、ポリアミドイミドをＮ−メチル−２−ピロリドン溶媒に溶解させたワニス状材料を、スピンコート法により形成されることを特徴とする光ディスク基板成形用スタンパの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク基板成形用スタンパ及びその製造方法に係り、特に、微細な凹凸パターンを有する金属からなる基板層上に耐熱性合成樹脂からなる断熱層が形成された光ディスク基板成形用スタンパ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ディスク基板を射出成形するための光ディスク基板成形金型に用いられる光ディスク基板成形用スタンパは、射出成形時に、光ディスク基板表面に微細な凹凸パターンを適切に転写するために、表面に、光ディスク基板表面の凹凸パターンと凹凸が反転している微細な凹凸パターンを有するニッケル（Ｎｉ）等の金属からなる基板層上に耐熱性樹脂からなる断熱層が形成された断熱スタンパが使用されている。しかしながら、この断熱層の形成によって、スタンパの製造時にスタンパの反り変形を生じる問題があった。
【０００３】
光ディスク基板成形用スタンパの製造方法について、図４に基づいて説明する。図４は、光ディスク基板成形用スタンパの製造工程（Ａ）から（Ｈ）までを簡易的に示した模式図である。断熱スタンパ１０は、まず、図示しない光ディスク基板表面に形成される微細な凹凸パターンと同一の微細な凹凸パターンが形成された母型１（図４（Ａ）参照）上にＮｉを電鋳し、スタンパの転写面に相当する表面に微細な凹凸パターンを有するＮｉ基板層２を形成する（図４（Ｂ）参照）。次に、Ｎｉ基板層２上に、ポリアミドイミド等の耐熱性合成樹脂を溶媒に溶解したワニス状材料をスピンコートにより塗布し（図４（Ｃ）参照）、加熱乾燥させて溶媒を蒸発させることで耐熱性合成樹脂からなる断熱層３を形成する（図４（Ｄ）参照）。すると、断熱層３の体積収縮により母型１側が凸状の反りを生じ、断熱層３内におけるＮｉ基板層２との界面付近は拘束されているために引張応力が発生する。
【０００４】
次に、断熱層３上に導電膜６を形成し、母型とＮｉ基板層２２と断熱層３からなる積層体に電鋳冶具４を備え付ける（図４（Ｅ）参照）。すると、冶具４の構造により、上述の反りが水平に矯正され、断熱層３にはより引張応力が発生する。そこで、導電膜６を陰極としてニッケル電鋳を行うことにより、導電膜６上にＮｉ支持体層５を形成すると（図４（Ｆ）参照）、Ｎｉ支持体層５には引張の電鋳応力が発生する。なお、この電鋳応力は、光ディスク成形基板用断熱スタンパ１０のＮｉ支持体層５に必要な特性（例えば、硬さ）を得るための電鋳条件に伴い発生する内部応力である。次に、母型１とＮｉ基板層２と断熱層３と導電膜６とＮｉ支持体層５からなる積層体を電鋳冶具４から外すと、Ｎｉ支持体層５と断熱層３における引張応力が解放され、積層体全体として母型１側が凸に反る（図４（Ｇ）参照）。このとき、Ｎｉ支持体層５における断熱層３との界面付近と断熱層３におけるＮｉ基板層２との界面付近には依然引張の応力が残留している。そこで母型１から、Ｎｉ基板層２と断熱層３と導電膜６とＮｉ支持体層５との４層からなる積層体、すなわち断熱スタンパ１０を剥離させると、上述の残留応力により上述の反りが低減される（図４（Ｈ）参照）。
【０００５】
上述のようにして製造したスタンパ１０を光ディスク基板の射出成形に用いることで、高温の転写温度によって高い転写性を得られると同時に、且つ低い金型温度設定によって成形サイクルの短縮を図ることができる。そこで、生産性をより高める、つまりさらに高次元の成形サイクル短縮を図るためには、断熱スタンパ１０における断熱層３をより厚くするという手段が考えられる。
【０００６】
しかしながら、射出成形の際、断熱スタンパ１０を光ディスク基板成形用金型内に真空吸着して固定できる状態（平面度が１μｍ以下）まで上述のように反りが低減されるのは、スタンパの総厚が約３００μｍであるのに対して断熱層３の厚さが３５μｍ以下の時である。上述の製造プロセスと同様にして従来型の断熱スタンパより断熱層を単層で、例えば１００μｍ厚と３５μｍより厚く形成すると、断熱層３における残留応力が大きくなりすぎるために、母型１から断熱スタンパ１０を剥離させた際、図５に示すように、Ｎｉ支持体層５側が凸に反ることが実験により確認された。この反りは光ディスク基板を射出成形する際、無視できない（平面度が１μｍより大）。
【０００７】
スタンパの反りを矯正する方法としては、例えば特許文献１記載のように、表面が凸面の電鋳冶具を用いて断熱スタンパを製造し、母型からスタンパを剥離させた後、スタンパを２００℃から２３０℃の温度でポストキュアーさせる方法が知られている。
【特許文献１】特開２００１−２３６６９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、この特許文献１記載の方法を用いて断熱スタンパを製造すると、Ｎｉ基板層と断熱層との密着力に問題が生じるという問題を招く。
【０００９】
本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、基板層と断熱層との密着力を維持した状態で、スタンパの反りを抑制した光ディスク基板成形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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、表面に凹凸パターンを有する金属からなる基板層と、当該基板層の裏面上に形成される合成樹脂からなる断熱層と、当該断熱層上に金属からなる支持体層とを備えた光ディスク基板成形用スタンパにおいて、
前記断熱層は、複数の層で形成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２の発明は、母型の凹凸パターンを有する表面上に電鋳によって金属の基板層を形成し、当該基板層上に合成樹脂を溶媒で溶解したワニス状材料を塗布、加熱乾燥して合成樹脂の断熱層を形成し、当該断熱層上に電鋳によって金属の支持体層を形成し、しかる後、前記母型を前記基板層から剥離して表面に凹凸パターンを有する光ディスク基板成形用スタンパを製造する光ディスク基板成形用スタンパの製造方法において、
前記断熱層は、前記ワニス状材料を塗布、加熱乾燥する工程を複数回繰り返して複数層に形成されることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３の発明は、請求項２記載の光ディスク基板成形用スタンパの製造方法において、
前記断熱層の複数層は、前記基板層から前記支持体層に向かうに従って薄く形成されることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４の発明は、請求項２又は３記載の光ディスク基板成形用スタンパの製造方法において、
前記断熱層が、ポリアミドイミドをＮ−メチル−２−ピロリドン溶媒に溶解させたワニス状材料を、スピンコート法により形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、断熱層を複数の層で形成することによって、基板層と断熱層との密着力を維持した状態で、スタンパの反りを抑制した光ディスク基板成形用スタンパを提供することができる。
【００１５】
また、本発明によれば、断熱層をワニス状材料を塗布、加熱乾燥する工程を複数回繰り返えして複数層に形成することによって、基板層と断熱層との密着力を維持した状態で、スタンパの反りを抑制した光ディスク基板成形用スタンパの製造方法の提供が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明による一実施形態の光ディスク基板成形用スタンパの概略構成を示す断面図である。本実施形態に係る光ディスク基板成形用スタンパは、表面に、図示しない光ディスク基板表面の凹凸パターンと凹凸が反転している深さｄが１０μｍ以下で、幅ｗが１００μｍ以下の渦巻き状の微細な凹凸パターン２ａを有するＮｉ金属からなる基板層２の裏面２ｂ上にポリアミドイミド樹脂からなる断熱層３を有し、この断熱層３上に導電膜６を介して形成されたＮｉ金属からなるＮｉ支持体層５を有している。なお、基板層２とＮｉ支持体層５は、Ｎｉ金属以外の金属も使用可能であるが、Ｎｉ金属を使用する場合には、適度の硬さを有し耐久性が良好なため好ましい。
【００１８】
そして、断熱層３は、後述するように、ポリアミドイミド樹脂をＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）溶媒で溶解したワニス状材料を、基板層２を回転させながら基板層２の裏面２ｂ上に塗布するスピンコート法によって塗布、加熱乾燥する工程を３回繰り返して１層の厚みがいずれも３５μｍ程度である３層のポリアミドイミド樹脂からなる樹脂層３ａ、３ｂ、３ｃで構成されている。このように、３層の樹脂層３ａ、３ｂ、３ｃからなる断熱層３を有する断熱スタンパは、スタンパの反りが抑制されている上に、断熱層３を従来の３５μｍの厚みよりさらに厚く１０５μｍとすることで断熱効果が高まり生産効率を上げることが可能となる。なお、断熱層３は、ポリアミドイミド樹脂に限らず、１００℃で軟化しない程度の耐熱性を有する合成樹脂であれば十分であるが、ポリアミドイミド樹脂は、耐熱性が大きく、光ディスク基板の射出成形時の変形に耐えることができるので好適である。
【００１９】
１００μｍ以上の断熱層３を、合成樹脂を溶媒で溶解したワニス状材料を用いて単層で形成すると、前述のように、断熱層３内に残留する応力が大きくなりすぎ、Ｎｉ支持体層５内に残留する応力との力の関係から、図５に示すように、Ｎｉ支持体層５側が凸になるような反りが発生してしまう。その結果、Ｎｉ支持体層５の平面度が１μｍより大となり、光ディスク基板成形用金型内にスタンパを真空吸着によって適切に固定することが困難となってしまう。
【００２０】
しかしながら、本実施形態の図１に示すように、１０５μｍの断熱層３を厚み方向で３ａ、３ｂ、３ｃの３層の樹脂層に分割して形成すると、分割して樹脂層３ａ、３ｂ、３ｃが形成される度にワニス状材料内における溶媒の蒸発による体積収縮に伴う収縮エネルギーがその都度解放されるので、単層で形成された場合より断熱層３内に最終的に残留する応力の大きさは小さくなる。そうすることで、断熱層３が厚くなっても図１の場合と同様にスタンパ内での力の関係から、スタンパの反りが抑制される。
【００２１】
さらに、Ｎｉ基板層２上に形成される樹脂層３ａは、従来のスタンパにおける断熱層の厚さとほぼ同じ厚さであり、基板層２との密着性が良く、基板層２からの剥離等を抑制する。さらに、この樹脂層３ａ上に形成される樹脂層３ｂ、３ｃも同一樹脂で構成され、しかも、薄い層厚とするので、これら樹脂層間の接着性も良好であり、断熱層３の基板層２からの剥離等を抑制することができる。
【００２２】
図２に、断熱層３の分割された層数と、製造されるスタンパの平面度との関係を示す。図２は、図４に基づいたスタンパの製造方法において、全体の厚さ（Ａ）が１００μｍの断熱層を単層から複数層に変化させた場合のスタンパの平面度を測定したものである。この場合、断熱層の分割層数「１」は断熱層が１層でその厚さはＡであり、断熱層の分割層数「２」は断熱層が２層からなり、それら断熱層の個々の厚さはＡ／２である。断熱層の分割層数「３」は断熱層が３層からなり、それら断熱層の個々の厚さはＡ／３である。以下、断熱層の分割層数４、６、８についても同様である。
【００２３】
この断熱層を複数層にすることとスタンパの平面度との関係から、射出成形の際の金型内への真空吸着できるスタンパの反り状態（平面度が１μｍ以下）の断熱層とするには、３層以上の層に分割すれば良いことが明らかである。なお、本発明においては、断熱層全体の厚さは３５〜３００μｍ、好ましくは５０〜２００μｍである。また、断熱層を構成する個々の樹脂層の厚さは、断熱層を何層で構成するかによって異なるが、最も厚い樹脂層で最大５０μｍ程度が適当であり、好ましくは４０μｍ以下である。
【００２４】
このようなスタンパを光ディスク基板作成用の金型内に真空吸着させて固定し、金型内に樹脂を射出成形すると、スタンパ１０の基板層２の凹凸面２ａが良好に転写された光ディスク基板が製造される。
【実施例】
【００２５】
次に、分割された複数の樹脂層を有する断熱層３を備えた光ディスク基板成形用スタンパの製造方法に付いて、実施例に基づいて説明する。
【００２６】
〔実施例１〕
図３は、本発明による実施例１に係る光ディスク基板成形用スタンパの製造工程（Ａ）から（Ｉ）までを簡易的に示した模式図である。先ず、図３に示した製造工程前に、図には示していないガラス原盤に形成された微細な凹凸パターン上に導電膜を形成し、その導電膜上にＮｉ電鋳を行いガラス原盤から剥離させることで、図には示していないマスタースタンパを得る。さらに、このマスタースタンパに剥離皮膜処理を施した後Ｎｉ電鋳を行い、該マスタースタンパから剥離させることで母型であるマザースタンパ１を得る。そして、この母型１にマスタースタンパと同様に剥離皮膜処理を施す（図３（Ａ）参照）。そして図３（Ｂ）に示すように、母型１上にＮｉ金属を電鋳し、スタンパの転写面である表面に深さｄが１０μｍ以下で、幅ｗが１００μｍ以下の渦巻き状の微細なパターンを有するＮｉ基板層２を形成する。
【００２７】
次に、断熱材料であるポリアミドイミド（例えば、バイロマックスＨＲ１６ＮＮ；東洋紡社製）をＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）溶媒で溶解したワニス状材料を前述のスピンコート法によりＮｉ基板層２上に塗布し（図３（Ｃ）参照）、１００℃の温度で溶媒を蒸発させ加熱硬化させ、２５μｍ厚さの樹脂層３ａを形成する（図３（Ｄ）参照）。このようなワニス状材料を塗布後加熱硬化するというプロセスを、断熱層が所望の厚さ（ここでは１００μｍ）になるまで、４回繰り返して、樹脂層３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄからなる断熱層３を形成する（図３（Ｅ）参照）。すると、この４層構造の１００μｍの断熱層３は、単層の１００μｍの断熱層を形成した場合に比べて、母型１とＮｉ基板層２と断熱層３からなる積層体全体の反りを小さくした状態で形成されることになる。
【００２８】
次に、断熱層３上に導電膜６を形成後、母型１とＮｉ基板層２と断熱層３と導電膜６からなる積層体にＮｉ支持体層５を形成するための電鋳冶具４を備え付ける。この時、電鋳冶具４の構造上、図３（Ｅ）に示す積層体の反りが水平に矯正される（図３（Ｆ）参照）。すると、断熱層３には収縮しようとする引張応力が発生する。その状態で、導電膜６上にＮｉ金属を電鋳してＮｉ支持体層５を形成し（図３（Ｇ）参照）、電鋳冶具４を取り除くと、図３（Ｈ）に示すような母型１側が凸状の反りが生じる。なお、この反りはＮｉ支持体層５における引張の内部応力と断熱層における引張応力によるものである。ここで、該電鋳条件はスタンパに求められる特性（例えば硬さ）を得るために適した電鋳条件が使用される。
【００２９】
この場合、Ｎｉ基板層２と断熱層３と導電膜６とＮｉ支持体層５とからなるスタンパ１０を母型１から剥離する前の状態では、依然、Ｎｉ支持体層５内における断熱層３との界面付近と断熱層３内に収縮しようとする応力が残留している。次いで、スタンパ１０を母型１から剥離するとその残留応力によって、図３（Ｉ）に示すようにスタンパ１０が金型に真空吸着できる状態（平面度が１μｍ以下）になる。
【００３０】
このように、スタンパの製造方法を本質的に変更することなく、断熱層３をワニス状材料を塗布後加熱硬化するというプロセスを複数回繰り返して複数層の樹脂層で構成するようにしたので、厚い断熱層でありながら基板層と断熱層との密着性が良好でしかも反りの抑制されたスタンパを容易且つ確実に製造することが可能となる。
【００３１】
〔実施例２〕
実施例１と同様の方法で光ディスク基板成形用スタンパ１０を製造する。但し、１００μｍの断熱層３を形成する際、Ｎｉ基板層２側から１層目が４０μｍ、２層目が３０μｍ、３層目が２０μｍ、４層目が１０μｍとする。その結果、実施例１と同様にスタンパ１０が光ディスク基板成形用金型に真空吸着できる状態（平面度が１μｍ以下）になる。ここで、前述の図３（Ｅ）の状態において分割形成された断熱層３の各層３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの反りによる曲率がＮｉ基板層２に近い層ほど大きく、結果的にスタンパの反りを小さくするためには各層の残留収縮応力に傾斜をつけることも有効であり、厚さが厚く体積が大きい樹脂層ほど収縮しようとする応力が大きくなることから、分割された断熱層の各層の厚さに傾斜をつけた。
【００３２】
〔比較例１〕
実施例１と同様の方法で光ディスク基板成形用スタンパを製造する。ただし、１００μｍの断熱層を形成する際、多層ではなく単層で形成する。その結果、断熱層の収縮残留応力が大きすぎ、スタンパは反り変形し、平面度が１μｍより大となってしまい、金型に真空吸着できる状態にはならなかった。
【００３３】
以上のように、本発明による実施例１及び２で得られたスタンパは、断熱層を多層化しているので、比較例１で示すように、同じ厚みの単層の断熱層を備えたスタンパは反り変形を生じて金型内に適切に真空吸着出来なかったのに対して、スタンパの反り変形が抑制され、適切に金型内に真空吸着可能となった。
【００３４】
また、断熱層３を形成するためのワニス状材料は、高い粘度を有しているために、スピンコート法を用いて単層で断熱層を形成しようとすると厚さの面内ばらつきが大きくなる。しかし、上述のように本発明による実施例で示すように、断熱層３を多層化すると、厚さの面内ばらつきが低減される。さらに、ワニス状材料を用いて断熱層を多層に分割して形成すると、断熱材料からなるフィルムを用いる場合に比べて、自由に断熱層の厚さを制御することが可能になる利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明による一実施形態の光ディスク基板成形用スタンパの概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明による光ディスク基板成形用スタンパの断熱層の分割層数とスタンパの平面度の関係を示す表である。
【図３】本発明による実施例１で示す光ディスク基板成形用スタンパの製造工程（Ａ）から（Ｉ）までを簡易的に示した模式図である。
【図４】従来の光ディスク基板成形用スタンパの製造工程（Ａ）から（Ｈ）までを簡易的に示した模式図である。
【図５】従来の厚い断熱層を有する光ディスク基板成形用スタンパの反り変形状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１                母型
２                基板層
３                断熱層
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ      樹脂層
４                電鋳冶具
５                支持体層
６                導電膜
１０              スタンパ
【図１】
2009020966.tif 000003
【図２】
2009020966.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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