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JP4285239B2 - 光記録媒体製造用のスタンパの製造方法 - Google Patents

光記録媒体製造用のスタンパの製造方法 Download PDF

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JP4285239B2 JP2003527734A JP2003527734A JP4285239B2 JP 4285239 B2 JP4285239 B2 JP 4285239B2 JP 2003527734 A JP2003527734 A JP 2003527734A JP 2003527734 A JP2003527734 A JP 2003527734A JP 4285239 B2 JP4285239 B2 JP 4285239B2
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  • Manufacturing Optical Record Carriers (AREA)

Description

【技術分野】
【0001】
本発明は、記録媒体、例えば光記録媒体を製造するために用いられるスタンパの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
オーディオデータ、ビデオデータ、コンピュータデータ等の少なくともいずれか一つのデータが記録される、又は記録された光記録媒体としての光ディスクが広く用いられている。光ディスクには、大別して再生専用型の光ディスクと記録可能とした光ディスクとがある。記録可能型の光ディスクには、上述したいずれかのデータを記録することを可能とするものの書換えができない追記型の光ディスクと、上述したいずれかのデータを一旦記録した後に書換えを可能とした書換え型の光ディスクとがある。
【0003】
これらの光ディスクは、再生専用型、記録可能型のいずれの型の光ディスクであっても、図1に示すように、ポリカーボネート等の光透過性を有するディスク基板201を有する。ディスク基板201の一方の面は、所謂信号記録面201aとされ、他方の面は、記録又は再生用の光ビームとしてのレーザ光が入射される入射面201bとされている。
【0004】
光ディスクが記録可能型の光ディスクである場合に、ディスク基板201の信号記録面201aには、図2Aに示すように、同心円状又は螺旋状のグルーブ211が内周側から外周側に向かって形成されている。光ディスクが追記型の光ディスクである場合には、グルーブ211を覆うように有機色素材料からなる記録層、反射層、保護層が順次積層されている。光ディスクが書換え型の光ディスクである場合には、グルーブ211を覆うように相変化光記録材料又は光磁気記録材料からなる記録層、反射層、保護層が順次積層されている。
【0005】
なお、図2Aに示す光ディスクのトラックピッチPは、あるグルーブ211の立ち下がり壁部から次のグルーブ211の立ち下がり壁部までの距離である。
【0006】
光ディスクが再生専用型の光ディスクである場合に、この光ディスクを構成するディスク基板201の信号記録面201aには、図2Bに示すように、複数のピット212からなる記録トラックが形成されている。この記録トラックは、ディスク基板201の内周側から外周側に向かって螺旋状に形成されている。このディスク基板201の信号記録面201a上には、ピット212を覆うようにアルミニウムや金等の金属材料からなる反射層、保護層が積層されることによって再生専用型の光ディスクが形成される。
【0007】
以上のように構成された光ディスクに予め記録されているデータの読出しは、ディスク基板201の入射面201b側から再生用のレーザ光を対物レンズによって合焦するように信号記録面201aに照射し、記録層又は反射層によって反射されたレーザ光を検出することによって行われる。光ディスクにデータを記録するためには、ディスク基板201の入射面201b側から記録用のレーザ光を少なくとも記録層上に対物レンズによって合焦するように照射し、グルーブ211に沿ってグルーブ211又はグルーブ211間の所謂ランド部の少なくともいずれか一方にデータを記録する。
【0008】
ところで、光ディスクに記録されるデータの高記録密度化を図ることを目的に、光ディスクにデータを記録し或いは光ディスクに記録されたデータを再生するために用いられる半導体レーザから出射されるレーザ光の波長の短波長化が進められている。例えば、青紫色半導体レーザのように、波長が410nm或いは405nm等の短波長のレーザ光を用いると、従来から用いられている波長が780nm、650nm等の赤色又は赤外半導体のレーザ光に比し、対物レンズによって集光させた光ディスク上でのスポットをより小さくすることができ、空間周波数特性が向上する。勿論、光ディスクの記録密度化を図るためには、図2A及び図2Bに示すように、トラックピッチPをつめる、即ちトラックピッチPを小さくすることにより達成できるがトラックピッチPを小さくすることは、ディスク基板201を成型するときの問題等物理的な限界もあるので、レーザ光の短波長化が大いに注目されている。
【0009】
一方、青紫色半導体レーザから出射される短波長のレーザ光を用いて、光ディスクにデータの記録を行い或いは光ディスクに記録されたデータの再生を行う場合、ディスク表面のより微小な構造に対しても対応しやすくなる。例えば、ディスク基板201の信号記録面201aの微細な表面荒れや、信号記録面201aのグルーブ211やピット212といった凹凸構造によって構成される鋭利な稜線部での記録層や反射層の成型歪みにより、照射されたレーザ光の反射光に散乱等が生じてしまう。このため、半導体レーザから出射されるレーザ光の短波長化に付随して、光ディスクへのデータの記録時には、レーザ光が信号記録面201aの微小な表面の荒れ等によって散乱し、記録層を十分に加熱することができず、正しいデータの記録が行われなくなる可能性がある。
【0010】
光ディスクに記録されたデータの再生を行う場合には、光ディスクによって反射された反射光としてのレーザ光に成膜歪み等に起因するノイズ成分が増大してしまう。
【0011】
このようなノイズ成分を低減させるためには、ディスク基板201の信号記録面201aの表面の微小な荒れを低減し、グルーブ211等の凹凸構造によって構成される稜線部の面取りを行えばよい。例えば、合成樹脂製のディスク基板201の信号記録面201aに紫外線を照射して、信号記録面201aの表面の平滑化とグルーブ211等の凹凸構造によって構成される稜線部の曲面化とを同時に実現する方法が考えられる。
【0012】
この方法により有効な効果を得るためには、1枚、1枚のディスク基板201へ紫外線を照射する時間が「分」のオーダーとなるので、生産性が非常に悪い。光ディスクの量産プロセスにおいて、すべてのディスク基板201に、1枚、1枚紫外線を照射することはコストや時間の上で好ましくない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
本発明の目的は、上述したような光ディスクが有する問題を解消することができる光記録媒体を製造するために用いられるスタンパの製造方法を提供することにある。
【0014】
本発明の他の目的は、データの記録を行い記録されたデータの再生を、S/N(信号対雑音比)の低減を図って良好な記録再生特性が得られる光記録媒体を効率よく製造することを可能とするスタンパの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0015】
上記のような目的を達成するために提案される本発明は、光記録媒体を製造するためのスタンパの製造方法であり、基板上に設けられ、凹凸パターンが形成された紫外線硬化樹脂層に更に紫外線を照射して、凹凸パターンの表面を平滑化するとともに、凹凸パターンの稜線部を曲面化し、次いで、凹凸パターンの表面を平滑化するとともに上記凹凸パターンの稜線部を曲面化した紫外線硬化樹脂層に更なる紫外線硬化樹脂層が設けられた更なる基板を密着させ、紫外線を照射して更なる紫外線硬化樹脂層を硬化させて紫外線硬化樹脂層に形成された凹凸パターンを更なる紫外線硬化樹脂層に転写し、次いで、凹凸パターンが転写された更なる紫外線硬化樹脂層にメッキ処理を施し、更なる紫外線硬化樹脂層からメッキ処理によって形成されたメッキ層を剥離してスタンパを製造する。
【0016】
本発明は、光記録媒体を製造するためのスタンパの更なる製造方法であり、この方法は、原盤上に設けられたフォトレジスト層を露光、現像してフォトレジスト層に凹凸パターンを形成し、凹凸パターンが形成されたフォトレジスト層にメッキ処理を施してマスタスタンパを形成し、紫外線硬化樹脂層が設けられた基板とマスタスタンパとを密着させた状態で紫外線を照射して紫外線硬化樹脂層にマスタスタンパの凹凸パターンを転写し、次いで、紫外線硬化樹脂層に更に紫外線を照射して、凹凸パターンの表面を平滑化するとともに、上記凹凸パターンの稜線部を曲面化し、次いで、凹凸パターンの表面を平滑化するとともに凹凸パターンの稜線部を曲面化した紫外線硬化樹脂層に更なる紫外線硬化樹脂層が設けられた更なる基板を密着させ、紫外線を照射して更なる紫外線硬化樹脂層を硬化させて紫外線硬化樹脂層に形成された凹凸パターンを更なる紫外線硬化樹脂層に転写し、次いで、凹凸パターンが転写された更なる紫外線硬化樹脂層にメッキ処理を施し、更なる紫外線硬化樹脂層からメッキ処理によって形成されたメッキ層を剥離してスタンパを製造する。
【0017】
本発明の更に他の目的、本発明によって得られる具体的な利点は、以下において図面を参照して説明される実施の形態の説明から一層明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【0018】
以上説明したように、本発明によれば、光記録媒体に記録されるグルーブ等に対応した凹凸パターンの表面が円滑化され、凹凸パターンの稜線部が曲面化された光記録媒体製造用のスタンパを製造することができるので、この光記録媒体製造用のスタンパから凹凸パターンを転写することにより、効率よく、情報の記録及び/又は再生時において十分なS/N比を確保することができる光記録媒体を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。
〔第1の実施例〕
【0020】
図3A乃至図3Bは、本発明の第1の実施例により光記録媒体製造用スタンパの原盤を製造する工程を示す断面図であり、図4A乃至図4Dは、光記録媒体である光ディスクを製造する構成を示す断面図である。
【0021】
本発明方法によりスタンパを製造するために用いる原盤を製造するには、図3Aに示すように、例えば、表面が平坦に研磨及び洗浄されたガラス原盤10を回転ステージ(図示せず)上に載置し、このガラス原盤10を例えば線速度一定の条件で回転する。この回転するガラス原盤10上に、例えば感光することによりアルカリ可溶性となる感光性材料層である所謂ポジ型のフォトレジスト11を、例えば約100nm程度の均一の厚さで塗布する。なお、このフォトレジスト11は、ネガ型でもよく、例えばノボラック系レジスト、化学増幅型レジスト等種類は問わない。このフォトレジスト11の膜厚は、30〜150nm程度であればよい。
【0022】
次に、フォトレジスト11が塗布されたガラス原盤10を回転させ、記録信号に合わせて強度変調を受けたレーザ光を対物レンズ12でフォトレジスト11上に集光し、フォトレジスト11を露光する。この時、ガラス原盤10と対物レンズ12の位置を相対的にガラス原盤10の半径方向に所定の速度で平行移動させることにより、スパイラル状の後述する凹凸パターン14の潜像を形成する。例えば、ガラス原盤10を回転させながら少なくとも対物レンズ12をガラス原盤10の半径方向に所定の速度で平行移動させ、強度変調されたレーザ光をフォトレジスト11に照射することによって潜像を形成する。これに限らず、対物レンズ12を移動させることなく、ガラス原盤10を所定の回転数で回転させながら、半径方向にも所定の速度で移動させることによってフォトレジスト11に潜像を形成するようにしてもよい。
【0023】
上述のようにして露光されたフォトレジスト11を例えばアルカリ性現像液で現像することにより、レーザ光によって感光された領域を溶解すると、図3Bに示すように、光ディスクに記録されるグルーブ又はピットのうち少なくともいずれか一つに対応する凹凸パターン14が形成される。例えば、フォトレジスト11に照射されるレーザ光が記録されるデータに基づいて断続的にオン、オフされることによって、図2Bに示すピットに対応する凹凸パターン14が形成され、フォトレジスト11に連続してレーザ光を照射することによって図2Aに示すグルーブに対応する凹凸パターン14が形成される。この凹凸パターン14は、ガラス原盤10上のフォトレジスト11が溶解されて表出した面であるガラス平坦面部141と、フォトレジスト11上の感光しなかったために現像処理によって溶解されずに残った面であるフォトレジスト平坦面部142とから構成されている。フォトレジスト11上の溶解されずに残った部分は、図3Bに示すように傾斜面部143となっている。フォトレジスト平坦面部142と傾斜面部143との境界、及びガラス平坦面部141と傾斜面部143との境界に稜線部144が形成される。
【0024】
このようにガラス原盤10上の凹凸パターン14が形成されたフォトレジスト11の表面に、以下のように紫外線照射及び赤外線照射をして、光記録媒体製造用スタンパの原盤であるスタンパ複製用原盤30が作製される。
【0025】
即ち、ガラス原盤10の凹凸パターン14が形成された面と反対側の面を、図3Cに示すように、回転ステージ15に取り付けて、例えば60rpm程度の一定の速度でガラス原盤10を回転させる。回転されたガラス原盤10上の凹凸パターン14が形成されたフォトレジスト11の表面に、酸素や空気の存在下で、互いに平行に並べられた複数本の紫外線ランプ20により紫外線を例えば約10mW/cmの強度で約4分間程照射する。これらの紫外線ランプ20は、ガラス原盤10上の凹凸パターン14が形成されたフォトレジスト11の表面と平行で、フォトレジスト11の表面からの高さが一定に例えば約100mmとされて配置されている。ガラス原盤10が、回転ステージ15によって一定の速度で回転され、紫外線ランプ20のガラス原盤10からの高さを一定にすることにより、図5に示すように、ガラス原盤10の凹凸パターン14が形成された面の有効サイズR内では、紫外線の照射強度がほぼ一定となり、紫外線の照射強度面密度もほぼ一定となる。なお、紫外線ランプ20としては、例えば波長が174nmのエキシマランプや、低圧水銀ランプ等が用いられる。回転ステージ15を用いてガラス原盤10を回転させる代わりに、紫外線ランプ20を一定の速度で回転させるようにしてもよい。
【0026】
上述した各条件は、実験の結果により求められた値である。例えば、紫外線の強度と照射時間の積が大きくなると、フォトレジスト11の表面の荒れが大きくなり、フォトレジスト11の厚さが薄くなってしまう。逆に、その積が小さくなると、フォトレジスト11の後述する稜線部分の曲面化が十分に行われない等の問題を生じさせてしまう。紫外線の強度や照射時間は、上述した例に限らず、フォトレジスト11の材料に応じて適宜選択されるものである。
【0027】
ガラス原盤10上の凹凸パターン14が形成されたフォトレジスト11の表面への、酸素や空気の存在下での紫外線ランプ20から紫外線が照射されると、まず、酸素(O)に紫外線が照射されることによってオゾン(O)が生成される。このオゾン(O)は不安定であるため、酸素(O)と非常に酸化力の強い励起酸素(O)とに分解する。この励起酸素(O)が有機物であるフォトレジスト11の表面を酸化して改質させることにより、図3Dに示すように、凹凸パターン14の稜線部144は面取りされて曲面化される。
【0028】
一方、このように凹凸パターン14の稜線部144が丸められるのと同時に、凹凸パターン14を構成するフォトレジスト平坦面部142及び傾斜面部143を含んだフォトレジスト11の表面の荒れはやや増加する。そこで、紫外線ランプ20を、互いに平行に並べられた複数本の赤外線ランプ21と交換する。これらの赤外線ランプ21により、紫外線の照射に引き続き回転ステージ15により一定速度で回転されるガラス原盤10の凹凸パターン14が形成された面へ赤外線を例えば約20W/cmの強度で約3分間程照射する。この赤外線ランプ21には、例えばハロゲンランプが用いられる。この赤外線ランプ21によるガラス原盤10への表面到達温度は、赤外線の波長により異なるが、約200℃以上であることが好ましい。例えば、近赤外線(可視光〜波長約5μm)を用いる場合には、表面到達温度は約250℃であることが好ましく、遠赤外線(波長約1〜8μm)を用いる場合には表面到達温度は約400℃であることが好ましい。表面到達温度が約200℃以上であることが好ましい理由は、後述するように、赤外線の照射によってフォトレジスト11の表面の平滑化を行うためには、フォトレジスト11の軟化点以上に加熱する必要があるためである。なお、近赤外線、遠赤外線で到達温度が異なるのは、赤外線の波長によりフォトレジストへの吸収率が異なるためである。
【0029】
上述した赤外線の照射時間、照射強度は、実験の結果に基づくものであり、照射時間と照射強度の積が大きくなるとフォトレジスト11の平滑化を超えて、フォトレジスト11の凹凸パターン14そのものが変形したり、フォトレジスト11が炭化してしまう。逆に、照射時間と照射強度の積が小さいと、フォトレジスト11の表面の平滑化が十分に行われない。
【0030】
なお、ガラス原盤10を回転ステージ15上で一定の速度で回転させて、赤外線ランプ21をガラス原盤10から一定の高さに配することにより、ガラス原盤10の凹凸パターン14が形成された面の有効サイズ内での照射強度面密度がほぼ一定となるのは上述した紫外線照射の場合と同様である。このガラス原盤10の凹凸パターン14が形成された面への赤外線の照射によって、図4Aに示すように、凹凸パターン14を構成するフォトレジスト平坦面部142及び傾斜面部143を含んだフォトレジスト11の表面は、温度が上昇して軟化して表面張力により滑らかになる。その結果、凹凸パターン14を構成するフォトレジスト平坦面部142及びフォトレジスト傾斜面部143の表面が平滑化され、且つ、凹凸パターン14の稜線部144が曲面化されたスタンパ複製用原盤30を得ることができる。
【0031】
上述した例では、ガラス原盤10に紫外線照射、赤外線照射を行うのに、紫外線ランプ20、赤外線ランプ21を用いた。これらに代えて、紫外線照射装置、赤外線照射装置をそれぞれ用いてもよい。
【0032】
このようにして得られたスタンパ複製用原盤30の凹凸パターン14が形成された面に、図4Bに示すように、例えば無電界メッキ法により導電化膜(図示せず)を形成した後、電気メッキ法により例えばNi(ニッケル)メッキを施してNiメッキ層40を形成する。このNiメッキ層40をスタンパ複製用原盤30から剥がし取る。その結果、剥離されたNiメッキ層40がスタンパ複製用原盤30の凹凸パターン14が転写され、凹凸パターン41が形成されたスタンパ40となる。なお、Niメッキ層40、即ち、スタンパ40の凹凸パターン41が形成された表面には、上述した紫外線の照射等により変質したフォトレジスト11等の有機物が付着している。このため、例えば、スタンパ40の凹凸パターン41が形成された表面を有機溶剤で洗浄した後、深紫外光を照射して、フォトレジスト11等の有機物を分解洗浄する必要がある。
【0033】
次に、図4Cに示すように、このスタンパ40を用いて、例えばフォトポリマリゼーション(photo Polymerization)法(2P法)より、例えばガラスやポリメチルメタクリレート(PMMA)やポリカーボネート(PC)等からなる平坦な透明樹脂からなるディスク基板51に塗布された紫外線硬化樹脂にスタンパ40を所定の圧力をもって押し付け、その状態でディスク基板の他方の面より紫外線を照射し硬化させることにより、スタンパ40の凹凸パターン41が転写された転写層53が形成される。これにより、光記録媒体用基板であるディスク基板51にグルーブ及び/又はピットの列から構成される凹凸パターン52が形成される。なお、2P法以外にもスタンパ40を金型に取り付け、ポリメチルメタクリレート(PMMA)やポリカーボネート(PC)を用いて射出成形、圧縮成形等により、ディスク基板51の一方の面に凹凸パターン52を形成することができる。
【0034】
図4Dに示すように、凹凸パターン52が形成されたディスク基板51の転写層53上に、例えば記録可能な相変化型の光記録材料、又は光磁気記録材料からなる相変化膜或いは磁性膜等を含む記録層54、保護層55を順次成膜する。具体的には、凹凸パターン52が形成された面上に、例えば、SiN等からなる誘電体膜と、TeFeCo合金等からなる垂直磁気記録膜と、SiN等からなる誘電体膜と、Al等からなる反射膜とをスパッタリング法により順次積層させることによって記録層54を形成する。その後、この記録層54の上に紫外線硬化樹脂をスピンコート法により塗布し、この塗布された紫外線硬化樹脂に紫外線を照射し硬化させることにより、保護層55が形成される。これにより、光記録媒体である光ディスク50を得ることができる。この光ディスク50は、光磁気ディスク、相変化型光ディスクに限られず、例えば、再生専用の光ディスクであっても、光カード等であってもよい。再生専用の光ディスクの場合には、例えばAl等からなる光反射層と、この光反射層の上に例えば紫外線硬化樹脂等からなる保護層とを形成すればよい。
【0035】
上述した例では、転写層53上に記録層54、保護層55を形成するようにしているが、凹凸パターン52がディスク基板51の一方の面に形成されているときには、ディスク基板51の一方の面上に順次記録層54、保護層55を形成するようにしてよい。
【0036】
このように本実施例では、ガラス原盤10上の凹凸パターン14が形成されたフォトレジスト11の表面に、紫外線及び赤外線を一様な強度で照射することによって、凹凸パターン14の稜線部144が曲面化され、且つフォトレジスト平坦面部142及び傾斜面部143の表面が平滑化されたスタンパ複製用原盤30を製造することができる。このスタンパ複製用原盤30を用いて凹凸パターン14をスタンパ40に転写し、このスタンパ40を用いて製造されたディスク基板51に、表面が平滑化された平坦部522及び傾斜面部523と、曲面化された稜線部524を有する凹凸パターン52を形成することができる。このディスク基板51を有する光ディスク50では、ディスク基板51の凹凸パターン52が形成される面に表面荒れが生じることや、凹凸パターン52の稜線部524において記録層54等に成膜歪みが生じることを防止できる。
【0037】
以上により、この光ディスク50に、例えば青紫色半導体レーザのような短波長のレーザ光を照射して情報の記録又は再生を行う場合においても、ノイズを低減させることができ、十分なS/Nを確保することができる。このような光ディスク50を、前述したように、ディスク基板1枚、1枚のディスク基板へ紫外線を照射して製造する必要がなくなる。上述した実施例では、紫外線及び赤外線が照射されたスタンパ複製用原盤30から凹凸パターン14が転写されたスタンパ40を用いることにより、低コスト且つ短時間で効率よく大量にディスク基板、光ディスクを製造することができる。
〔第2の実施例〕
【0038】
次に、図6A乃至図6E及び図7A乃至図7Cを参照して、本発明に係る第2の実施例である光記録媒体製造用スタンパの原盤の製造方法及びスタンパの製造方法を説明する。第2の実施例では、スタンパから光記録媒体を製造するまでの工程は第1の実施例と同様である。したがって、以下、第1の実施例と異なる点についてのみ説明し、その他の説明は第1の実施例説明を援用する。
【0039】
まず、図6Aに示すように、ガラス原盤10上に約200〜300nm程度で均一の厚さに塗布したフォトレジスト11を、第1の実施例と同様に露光、現像することによって凹凸パターン16を形成する。
【0040】
この凹凸パターン16が形成されたガラス原盤10に、例えばリアクティブイオンエッチング(RIE)(Reactive Ion Etching)により異方性エッチングを施す。このリアクティブイオンエッチングにより、図6Bに示すように、現像により残ったフォトレジスト11の一部が除去され、現像によってフォトレジスト11が除去されて露出された部分のガラス原盤10が掘り下げられる。ガラス原盤10を掘り下げる量は、例えば約100nm程度とする。上述したように約200〜300nm程度にフォトレジスト11の塗布膜を厚くしたり、エッチングレート、即ち、ガラス原盤10とフォトレジスト11の掘り下げられる高さの比が大きくなるようにエッチングガスの種類やチャンバ内圧力等の設定をしておくことにより、現像により残っているフォトレジスト11下のガラス原盤10までも掘り下げられることを防止できる。
【0041】
次に、図6Cに示すように、リアクティブイオンエッチング後にガラス原盤10の表面に残ったフォトレジスト11を、有機溶剤で洗浄したり、深紫外光を照射したりすること等により除去する。これにより、フォトレジスト11が除去されたガラス原盤10上には、グルーブ及び/又はピットに相当する凹凸パターン17が形成される。なお、このリアクティブイオンエッチングによって、ガラス原盤10上の凹凸パターン17の表面が平滑になるという効果も得られる。
【0042】
次に、図6Dに示すように、ガラス原盤10の表面を超音波純水洗浄で十分に洗浄した後、このガラス原盤10を母型にして、2P法により、例えばアクリル原盤60にガラス原盤10の凹凸パターン17を転写する。即ち、まず、凹凸パターン17が形成されたガラス原盤10上に紫外線硬化樹脂を塗布し、この紫外線硬化樹脂層61上にアクリル原盤60を密着させる。ガラス原盤10又はアクリル原盤60のいずれかから紫外線を照射して紫外線硬化樹脂層61を硬化させた後、ガラス原盤10を紫外線硬化樹脂層61から剥離する。これにより、ガラス原盤10の凹凸パターン17が紫外線硬化樹脂層61転写され、凹凸パターン62が形成された紫外線硬化樹脂層61を有するアクリル原盤60が作製される。この凹凸パターン62は、平坦面部622、傾斜面部623及び稜線部624により構成されている。なお、異方性エッチングされたガラス原盤10は、母型として2P法によるアクリル原盤60の製造に何度も用いることができる。
【0043】
次に、図6Eに示すように、アクリル原盤60の凹凸パターン62が形成された面と反対側の面を回転ステージ15により支持し、この回転ステージ15を例えば60rpm程度の一定の速度で回転させる。回転されるアクリル原盤60上の凹凸パターン62が形成された硬化した紫外線硬化樹脂層61の表面に、酸素や空気の存在下で、互いに平行に並べられた複数本の紫外線ランプ20により紫外線を例えば約10mW/cmの強度で約4分間程照射する。この紫外線の照射時間、照射強度は実験の結果によるものであり、紫外線硬化樹脂の材料の組成や後述する凹凸パターン62をどの程度曲面化させるのかに応じて時間と強度が適宜選択される。これらの紫外線ランプ20は、回転ステージ15上のアクリル原盤60の凹凸パターン62が形成された紫外線硬化樹脂層61の表面からの高さを一定にすることにより、前述した第1の実施例と同様に、アクリル原盤60の凹凸パターン62が形成された面の有効サイズ内での照射強度面密度がほぼ一定となる。紫外線ランプ20としては、例えば波長が174nmのエキシマランプや、低圧水銀ランプ等が用いられる。回転ステージ15を用いてアクリル原盤60を回転させる代わりに、紫外線ランプ20を一定の速度で回転させるようにしてもよいことは、第1の実施例と同様である。
【0044】
このアクリル原盤60上の凹凸パターン62が形成された紫外線硬化樹脂層61の表面への、酸素や空気の存在下での紫外線ランプ20から紫外線が照射され、まず、酸素(O)に紫外線が照射されることによってオゾン(O)が生成される。このオゾン(O)は不安定であるため、酸素(O)と非常に酸化力の強い励起酸素(O)とに分解する。この励起酸素(O)が有機物である紫外線硬化樹脂層61表面を酸化して改質させることにより、図7Aに示すように、凹凸パターン62の稜線部624が面取りされ、曲面化されると同時に、凹凸パターン62を構成する平坦面部622及び傾斜面部623を含んだ紫外線硬化樹脂層61の表面が滑らかになる。
【0045】
なお、第1の実施例では、フォトレジスト11に紫外線を照射することによりその表面の荒れがやや増加するようなことがあったが、第2の実施例では、硬化した紫外線硬化樹脂層61に紫外線を照射しても、表面の荒れが増加するようなことはなく、より滑らかになる。したがって、第2の実施例では、第1の実施例のように、赤外線を照射する必要はない。なお、上述した第2の実施例では、アクリル原盤60に紫外線照射を行うのに、互いに平行となるように配された複数の紫外線ランプを用いたが、これらに代えて紫外線照射装置を用いてもよい。
【0046】
次に、図7Bに示すように、この紫外線が照射されたアクリル原盤60を型にして、2P法により、研磨済みのガラス原盤70にアクリル原盤60の凹凸パターン62を転写する。即ち、まず、アクリル原盤60上の凹凸パターン62が形成された紫外線硬化樹脂層61上に更に紫外線硬化樹脂を塗布し、この塗布された紫外線硬化樹脂層71上にガラス原盤70を密着させる。勿論、ガラス原盤70に紫外線硬化樹脂を塗布し、アクリル原盤60を密着させてもよい。アクリル原盤60又はガラス原盤70のいずれかから紫外線を照射して紫外線硬化樹脂層71を硬化させた後、アクリル原盤60を紫外線硬化樹脂層71から剥離する。これにより、アクリル原盤60の凹凸パターン62が転写され凹凸パターン72が形成された紫外線硬化樹脂層71を有するスタンパ複製用原盤73が作製される。このアクリル原盤60を型にして2P法によりガラス原盤70に凹凸パターン62を転写する工程は、アクリル原盤60上の紫外線硬化樹脂層61に凹凸パターン62が形成された面にNiメッキを施してスタンパ40を作製することが、紫外線を照射された紫外線硬化樹脂層61の表面が変質しているために困難であるために設けられた工程である。なお、紫外線を照射したアクリル原盤60は、型として2P法によるガラス原盤70の製造に何度も用いることができる。
【0047】
次に、図7Cに示すように、スタンパ複製用原盤73上の紫外線硬化樹脂層71に凹凸パターン72が形成された面に、例えば無電界メッキ法により導電化膜(図示せず)を形成した後、電気メッキ法により例えばNiメッキを施して、Niメッキ層40を形成する。このNiメッキ層40をスタンパ複製用原盤73から剥がし取ることにより、剥離されたNiメッキ層40がスタンパ複製用原盤73の凹凸パターン72が転写され凹凸パターン41が形成されたスタンパ40となる。なお、スタンパ複製用原盤73は、母型としてスタンパ40の製造に何度も用いることができる。このスタンパ40からディスク基板51へと凹凸パターン41を転写する工程以降は、第1の実施例と同様に行われる。
【0048】
このように第2の実施例では、凹凸パターン62が形成された紫外線硬化樹脂層61に紫外線を一様な強度で照射することによって、凹凸パターン62を構成する平坦面部622及び傾斜面部623の表面が平滑化され、且つ、凹凸パターン62の稜線部624が曲面化されたアクリル原盤60を製造することができる。このアクリル原盤60を用いて凹凸パターン72の平坦面部722及び傾斜面部723の表面が平滑化され、且つ、凹凸パターン72の稜線部724が曲面化されたスタンパ複製用原盤73を製造することができる。このスタンパ複製用原盤73を元にして製造されたスタンパ40を用いて製造されたディスク基板51には、表面が平滑化された平坦部522及び傾斜面部523と、曲面化された稜線部524を有する凹凸パターン52を形成することができる。よって、このディスク基板51を有する光ディスク50では、ディスク基板51の凹凸パターン52が形成される面に表面荒れが生じることや、凹凸パターン52の稜線部524において記録層54等に成膜歪みが生じることを防止できる。
【0049】
以上より、この光ディスク50に、例えば青紫色半導体レーザのような短波長のレーザ光を照射して情報の記録を行い又は記録された情報の再生を行う場合においても、ノイズを低減させることができ、十分なS/Nを確保することができる。しかも、このような光ディスク50を、アクリル原盤60の凹凸パターン62に基づく凹凸パターン41を有するスタンパ40を用いて、低コスト且つ短時間で効率よく大量に製造することができる。
【0050】
この異方性エッチングされたガラス原盤10は、母型として2P法によるアクリル原盤60の製造に何度も用いることができるので、低コスト且つ短時間で、凹凸パターン62が形成された紫外線硬化樹脂層61を有するアクリル原盤60を作製することができる。
【0051】
更に、アクリル原盤60は、母型として2P法によるガラス原盤70の製造に何度も用いることができるので、低コスト且つ短時間で、凹凸パターン72が形成された紫外線硬化樹脂層71を有するスタンパ複製用原盤73を作製することができる。
【0052】
スタンパ複製用原盤73は、母型としてスタンパ40の製造に何度も用いることができるので、低コストから短時間で、凹凸パターン41が形成されたスタンパ40を作製することができる。
〔第3の実施の形態〕
【0053】
次に、図8A乃至図8D及び図9A乃至図9Cを参照して、本発明に係る第3の実施例である光記録媒体製造用スタンパの原盤の製造方法及びスタンパの製造方法を説明する。第3の実施例では、ガラス原盤上のフォトレジストに凹凸パターンを形成するまでの工程と、スタンパから光ディスクを製造するまでの工程とは、第1の実施例と同様である。したがって、以下、第1の実施例と異なる点についてのみ説明し、その他の説明は第1の実施例説明を援用する。
【0054】
まず、図8Aに示すように、ガラス原盤10に塗布されたフォトレジスト11が露光現像されることによってグルーブ及び/又はピットの列から構成される凹凸パターン14が形成された面に、例えば無電界メッキ法により導電化膜(図示せず)を形成した後、電気メッキ法により例えばNiメッキを施してNiメッキ層80を形成する。このNiメッキ層80をガラス原盤10から剥がし取ることにより、Niメッキ層80がガラス原盤10の凹凸パターン14が転写され凹凸パターン81を有するマスタスタンパ80となる。
【0055】
次に、図8Bに示すように、Niメッキ層80、即ち、マスタスタンパ80の凹凸パターン81が形成された面に、例えば無電界メッキ法により導電化膜(図示せず)を形成した後、電気メッキ法により例えばNiメッキを施してNiメッキ層90を形成する。このNiメッキ層90をマスタスタンパ80から剥がし取ることにより、Niメッキ層90がマスタスタンパ80の凹凸パターン81が転写され凹凸パターン91を有するマザースタンパ90となる。このマスタスタンパ80からNiメッキ層90、即ちマザースタンパ90を作製する工程は、最終的にできるディスク基板51の凹凸パターン52が反転しないようにするための工程である。
【0056】
次に、図8Cに示すように、このマザースタンパ90を母型にして、2P法により、例えば研磨済みのアクリル原盤100にマザースタンパ90の凹凸パターン91を転写する。即ち、まず、凹凸パターン91が形成されたマザースタンパ90上に紫外線硬化樹脂を塗布し、この形成された紫外線硬化樹脂層101上にアクリル原盤100を密着させる。勿論、アクリル原盤100に紫外線硬化樹脂を塗布し、マザースタンパ90を密着させてもよい。例えば、アクリル原盤100を介して紫外線を照射して紫外線硬化樹脂層101を硬化させた後、マザースタンパ90をアクリル原盤100から剥離する。これにより、紫外線硬化樹脂層101に凹凸パターン91が転写され凹凸パターン102が形成される。その結果、凹凸パターン91に基づく凹凸パターン102を有する紫外線硬化樹脂層101を備えたアクリル原盤100が作製される。この凹凸パターン102は、平坦面部105、傾斜面部103及び稜線部104から構成されている。
【0057】
次に、図8Dに示すように、アクリル原盤100の凹凸パターン102が形成された面と反対側の面を回転ステージ15に支持させ、この回転ステージ15を例えば60rpm程度の一定の速度で回転させる。回転されるアクリル原盤100上の凹凸パターン102が形成された紫外線硬化樹脂層101の表面に、酸素や空気の存在下で、複数本並べられた紫外線ランプ20により紫外線を例えば約10mW/cmの強度で約4分間程照射する。これらの紫外線ランプ20は、回転ステージ15上のアクリル原盤100の上の凹凸パターン102が形成された紫外線硬化樹脂層101の表面からの高さを一定にすることにより、第1の実施例と同様に、アクリル原盤100の凹凸パターン102が形成された面の有効サイズ内での照射強度面密度がほぼ一定となる。なお、紫外線ランプ20としては、例えば波長が174nmのエキシマランプや、低圧水銀ランプ等が用いられる。回転ステージ15を用いてアクリル原盤60を回転させる代わりに、紫外線ランプ20を一定の速度で回転させるようにしてもよいことは第1の実施例と同様である。紫外線の照射時間、照射強度は、前述した各実施例と同様に、紫外線硬化樹脂の材料の組成の違いや後述するように紫外線の照射によって凹凸パターン102をどの程度曲面化することによって適宜選択されるものである。
【0058】
このアクリル原盤100上の凹凸パターン102が形成された紫外線硬化樹脂層101の表面へ、酸素や空気の存在下での紫外線ランプ20から紫外線照射され、酸素(O)に紫外線が照射されることによってオゾン(O)が生成される。このオゾン(O)は不安定であるため、酸素(O)と非常に酸化力の強い励起酸素(O)とに分解する。この励起酸素(O)が有機物である紫外線硬化樹脂層101表面を酸化して改質させることにより、図9Aに示すように、凹凸パターン102の稜線部104は面取りされ、曲面化されると同時に、凹凸パターン102を構成する平坦面部105及び傾斜面部103を有する紫外線硬化樹脂層101の表面は滑らかになる。なお、第1の実施例では、フォトレジスト11に紫外線を照射することによりフォトレジスト11の表面の荒れがやや増加するようなことがあったが、第3の実施例では、第2の実施例と同様に硬化した紫外線硬化樹脂層101に紫外線を照射しても、表面の荒れが増加するようなことはなく、より滑らかになる。したがって、第3の実施例では、第1の実施例のように、赤外線を照射する必要ない。なお、アクリル原盤100に紫外線照射を行うのに、紫外線照射装置を用いてもよいことは第1の実施例と同様である。
【0059】
次に、図9Bに示すように、この紫外線が照射されたアクリル原盤100を母型にして、2P法により、研磨済みのガラス原盤110にアクリル原盤100の凹凸パターン102を転写する。即ち、まず、凹凸パターン102が形成されたアクリル原盤100上に紫外線硬化樹脂を塗布し、この塗布によって形成された紫外線硬化樹脂層111上にガラス原盤110を密着させる。勿論、ガラス原盤110上に紫外線硬化樹脂を塗布し、アクリル原盤100を密着させてもよい。ガラス原盤110又はアクリル原盤100を介して紫外線を照射して紫外線硬化樹脂層111を硬化させた後、アクリル原盤100を紫外線硬化樹脂層111から剥離する。これにより、凹凸パターン102が紫外線硬化樹脂層111に転写され、凹凸パターン112が形成された紫外線硬化樹脂層111を有するスタンパ複製用原盤120が作製される。このアクリル原盤100を母型にして2P法によりガラス原盤110に凹凸パターン102を転写する工程は、アクリル原盤100上の紫外線硬化樹脂層101の凹凸パターン102が形成された面にNiメッキを施してスタンパ40を作製することが、紫外線が照射されたことによって紫外線硬化樹脂層101の表面が変質しているために困難であるために設けられた工程である。なお、紫外線が照射されたアクリル原盤100は、母型として2P法によるガラス原盤110の製造に何度も用いることができる。
【0060】
次に、図9Cに示すように、スタンパ複製用原盤120上の凹凸パターン112が形成された面に、例えば無電界メッキ法により導電化膜(図示せず)を形成した後、電気メッキ法により例えばNiメッキを施して、Niメッキ層40を形成する。このNiメッキ層40をスタンパ複製用原盤120から剥がし取ることにより、Niメッキ層40がスタンパ複製用原盤120の凹凸パターン112が転写された凹凸パターン41を有するスタンパ40となる。なお、スタンパ複製用原盤120は、母型としてスタンパ40の製造に何度も用いることができる。このNiメッキ層40、即ちスタンパ40からディスク基板51へと凹凸パターン41を転写する工程以降は、第1の実施例と同様に行われる。
【0061】
このように第3の実施例では、紫外線を一様な強度で紫外線硬化樹脂層101に照射することによって、凹凸パターン102を構成する平坦面部105及び傾斜面部103の表面が平滑化され、且つ、凹凸パターン102の稜線部104が曲面化することができる。このアクリル原盤100を用いて凹凸パターン102をガラス原盤110の紫外線硬化樹脂層111に転写することにより、凹凸パターン112の平坦面部115及び傾斜面部113の表面が平滑化され、且つ、凹凸パターン112の稜線部114が曲面化されたスタンパ複製用原盤120を製造することができる。このスタンパ複製用原盤120を用いて凹凸パターン112がスタンパ40を介してディスク基板51の一方の面に転写される。ディスク基板51には、表面が平滑化された平坦部522及び傾斜面部523と、曲面化された稜線部524を有する凹凸構造52を形成することができる。よって、このディスク基板51を用いた光ディスク50では、ディスク基板51の凹凸構造52が形成される面に表面荒れが生じることや、凹凸構造52の稜線部524において記録層54等に成膜歪みが生じることを防止できる。
【0062】
以上より、この光ディスク50に、例えば青紫色半導体レーザのような短波長のレーザ光を照射して情報の記録又は記録された情報の再生を行う場合においても、ノイズを低減させることができ、十分なS/Nを確保することができる。しかも、このように十分なS/Nが確保できる光ディスク50を、紫外線が照射されたアクリル原盤100からスタンパ複製用原盤120を介して凹凸パターン102が転写されたスタンパ40により、低コスト且つ短時間で効率よく大量に製造することができる。
【0063】
以上、いくつかの実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、第3の実施例においては、マスタスタンパ80からマザースタンパ90を作製する例について説明したが、マスタスタンパ80から射出成形、圧縮成形、2P法によりプラスチック基盤を作製するようにしてもよい。このプラスチック基盤を母型にして、2P法によりアクリル原盤100に凹凸パターンを転写すればよい。なお、マスタスタンパ80から射出成形により作製したプラスチック基盤である成形ディスクを母型にして、2P法によりアクリル原盤100に凹凸パターンを転写する場合には、成形ディスクのセンタホールを埋める必要がある。
【0064】
第3の実施例においては、マザースタンパ90を型にして2P法により凹凸パターン91をアクリル原盤100に転写する例について説明したが、マザースタンパ90から射出成形、圧縮成形、2P法により凹凸パターン91を転写したプラスチック基盤を作製するようにしてもよい。このプラスチック基盤に紫外線照射を行って、この紫外線照射を行ったプラスチック基盤を型にして、スタンパ40を作製すればよい。なお、2P法によりマザースタンパ90から作製されたプラスチック基盤の場合には、紫外線照射された後、直接スタンパ40作製の型として用いることはできず、2P法によりガラス原盤110に凹凸パターンを一旦転写する必要がある。射出成形によりマザースタンパ90から作製されたプラスチック基盤である成形ディスクを型にしてスタンパ40を作製する場合には、成形ディスクのセンタホールを埋める必要がある。このプラスチック基盤の材質は、例えばポリメチルメタクリレートやポリカーボネート等がよい。
【0065】
第1の実施例においてフォトレジスト11に照射する紫外線及び赤外線、第2の実施例において紫外線硬化樹脂層61に照射する紫外線、及び、第3の実施例において紫外線硬化樹脂層101に照射する紫外線の照射時間、照射強度等の照射条件は、フォトレジスト11、紫外線硬化樹脂層61及び紫外線硬化樹脂層101の膜厚や材質等によって適宜変更される。
【図面の簡単な説明】
【0066】
【図1】 図1は、光ディスクの一例を示す斜視図である。
【図2】 図2Aは、記録可能型の光ディスクに設けられるグルーブを示す要部斜視図であり、図2Bは、再生専用型の光ディスクに設けられる記録トラックを構成するピットを示す要部斜視図である。
【図3】 図3A乃至図3Dは、本発明に係る第1の実施例の光記録媒体製造用スタンパの原盤及び光記録媒体の製造方法の主要工程を工程順に示す断面図である。
【図4】 図4A乃至図4Dは、本発明に係る第1の実施例の光記録媒体製造用スタンパの原盤及び光記録媒体の製造方法の更なる工程を工程順に示す断面図である。
【図5】 図5は、本発明に係る光記録媒体製造用スタンパの原盤の製造方法で用いる紫外線照射における照射強度を表す図である。
【図6】 図6A乃至図6Eは、本発明に係る第2の実施例の光記録媒体製造用スタンパの原盤及び光記録媒体の製造方法の主要工程を工程順に示す断面図である。
【図7】 図7A乃至図7Cは、本発明に係る第2の実施例の光記録媒体製造用スタンパの原盤及び光記録媒体の製造方法の更なる工程を工程順に示す断面図である。
【図8】 図8A乃至図8Dは、本発明に係る第3の実施例の光記録媒体製造用スタンパの原盤及び光記録媒体の製造方法の主要工程を工程順に示す断面図である。
【図9】 図9A乃至図9Cは、本発明に係る第3の実施例の光記録媒体製造用スタンパの原盤及び光記録媒体の製造方法の更なる工程を工程順に示す断面図である。

Claims (8)

  1. 基板上に設けられ、凹凸パターンが形成された紫外線硬化樹脂層に更に紫外線を照射して、上記凹凸パターンの表面を平滑化するとともに、上記凹凸パターンの稜線部を曲面化し、
    次いで、上記凹凸パターンの表面を平滑化するとともに上記凹凸パターンの稜線部を曲面化した上記紫外線硬化樹脂層に更なる紫外線硬化樹脂層が設けられた更なる基板を密着させ、紫外線を照射して上記更なる紫外線硬化樹脂層を硬化させて上記紫外線硬化樹脂層に形成された上記凹凸パターンを上記更なる紫外線硬化樹脂層に転写し
    次いで、上記凹凸パターンが転写された上記更なる紫外線硬化樹脂層にメッキ処理を施し、上記更なる紫外線硬化樹脂層からメッキ処理によって形成されたメッキ層を剥離してスタンパを製造する製造方法。
  2. 上記方法は、酸素が存在する環境下で上記紫外線を上記紫外線硬化樹脂層に照射する請求項1記載の製造方法。
  3. 上記方法は、上記紫外線を発する紫外線光源を上記紫外線硬化樹脂層の表面から離間して配し、上記紫外線硬化樹脂層に紫外線を照射する請求項2記載の製造方法。
  4. 上記方法は、上記紫外線光源と上記基板とを相対的に移動させる請求項3記載の製造方法。
  5. 原盤上に設けられたフォトレジスト層を露光、現像して上記フォトレジスト層に凹凸パターンを形成し、
    上記凹凸パターンが形成されたフォトレジスト層にメッキ処理を施してマスタスタンパを形成し、
    紫外線硬化樹脂層が設けられた基板と上記マスタスタンパとを密着させた状態で紫外線を照射して上記紫外線硬化樹脂層に上記マスタスタンパの凹凸パターンを転写し、
    次いで、上記紫外線硬化樹脂層に更に紫外線を照射して、上記凹凸パターンの表面を平滑化するとともに、上記凹凸パターンの稜線部を曲面化し、
    次いで、上記凹凸パターンの表面を平滑化するとともに上記凹凸パターンの稜線部を曲面化した上記紫外線硬化樹脂層に更なる紫外線硬化樹脂層が設けられた更なる基板を密着させ、紫外線を照射して上記更なる紫外線硬化樹脂層を硬化させて上記紫外線硬化樹脂層に形成された上記凹凸パターンを上記更なる紫外線硬化樹脂層に転写し
    次いで、上記凹凸パターンが転写された上記更なる紫外線硬化樹脂層にメッキ処理を施し、上記更なる紫外線硬化樹脂層からメッキ処理によって形成されたメッキ層を剥離してスタンパを製造する製造方法。
  6. 上記方法は、酸素が存在する環境下で上記紫外線を上記紫外線硬化樹脂層に照射する請求項5記載の製造方法。
  7. 上記方法は、上記紫外線を発する紫外線光源を上記紫外線硬化樹脂層の表面から離間して配し、上記紫外線硬化樹脂層に紫外線を照射する請求項6記載の製造方法。
  8. 上記方法は、上記紫外線光源と上記基盤とを相対的に移動させる請求項7記載の製造方法。
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