JP2000280255A - 原盤の製造方法 - Google Patents

原盤の製造方法

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JP2000280255A
JP2000280255A JP11094087A JP9408799A JP2000280255A JP 2000280255 A JP2000280255 A JP 2000280255A JP 11094087 A JP11094087 A JP 11094087A JP 9408799 A JP9408799 A JP 9408799A JP 2000280255 A JP2000280255 A JP 2000280255A
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Mamoru Sugimoto
守 杉本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】原盤を破壊せずに金属原盤を複製することが可
能な高精度原盤の製造方法を提供する。 【解決手段】 凹凸形状が形成された元原盤の記録面
(110)とマザー原盤(114)を樹脂層(112)
を介して貼りあわせる工程(G)と、前記樹脂層を硬化
する工程と、前記元原盤の記録面から硬化した前記樹脂
層を剥離する樹脂層剥離工程(H)と、前記樹脂層の凹
凸形状が転写、剥離されたマザー原盤に電極処理を施す
電極処理工程と、前記電極処理されたマザー原盤に電鋳
により金属(118)層を形成する電鋳工程(I)と、
前記樹脂層の凹凸形状が転写された記録面から前記金属
層を剥離することにより、前記元原盤の凹凸形状が転写
された金属原盤(120)を形成する金属原盤形成工程
(J)と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザを用い光学
的に読み出し又は書き込み可能な情報記録担体や近開発
が活発化している光記録技術と磁気記録技術を組み合わ
せたOAW(Optically Assisted Winchester)に代表
されるFFR(Far Field Recording)又はNFR(Nea
r Field Recording)等の超高密度情報記録担体用高精
度な原盤の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】情報記録担体には、レーザを用い光学的
に読み出し又は書き込み可能な情報担体や最近研究され
始めた光記録技術と磁気記録技術を組み合わせたOAW
(Optically Assisted Winchester)に代表されるFF
R(Far Field Recording)又はNFR(Near Field Re
cording)等の超高密度情報記録担体がある。
【0003】一般的な情報記録担体の製造方法を下記に
示す。
【0004】光学ピックアップや磁気ヘッドが高精度に
トラッキングする為の案内溝(グルーブ)や同期信号、
番地情報、音楽、映像など情報そのものが記録されたプ
リピットなどの凹凸パターンを備えたスタンパを用い
て、射出成形法又は紫外線硬化樹脂を用いた2P(Phot
o Polymer)法などの方法でその凹凸パターンを転写す
ることにより基板が作製され、この凹凸パターンでフォ
ーマットされた基板上に情報層を設けることにより情報
記録担体が作製できる。
【0005】従来のスタンパの製造方法(マスタリン
グ)の例を図7(A〜F)を参照して説明する。、感光
性材料層402が形成されたガラス原盤400上に(図
7A及びB)、記録するフォーマットに対応して、連続
的に、又は光変調してレーザビームにより露光、記録し
て露光部位404を形成する(図4C)。上記露光によ
って感光された感光性材料は、現像によって凹凸パター
ンとなり(図7D)、その表面にメッキを施すことによ
り金属層418を形成し(図7E)、当該凹凸パターン
が金属表面に転写されたスタンパが作製される(図7
F)。
【0006】次に、一般的に射出成形法の場合は通常一
枚のスタンパから約10万枚の基板が作製可能であり、
紫外線硬化樹脂を用いてレプリカをとる2P法のケース
ではスタンパとの離型性の良い紫外線硬化樹脂を利用す
ることで、100万枚の基板作製も可能である。
【0007】以上説明した様にCD、CD−R、MD、
DVD、DVD−R、DVD−RAM、DVD−RW、
HD−DVDの様な光学メモリー担体や光ディスク技術
と磁気ディスク技術を合体させたOAWの様な情報記録
担体担体において、スタンパから射出成形法又は紫外線
硬化樹脂を用いた2P法などの方法でレプリカ作製され
た基板のグルーブやプリピットなどの凹凸パターンの表
面粗さと形状がその上に形成される情報層に記録再生又
は再生した信号品質に大きく影響する。更に具体的に説
明すると、基板のグルーブやプリピットなどの凹凸パタ
ーンの表面粗さと形状は90%以上の転写率で正確にス
タンパのグルーブやプリピットなどの凹凸パターンの表
面粗さと形状を転写する。即ち、スタンパの表面粗さと
凹凸形状のコントロールが非常に重要な技術となってき
ている。
【0008】一例を示すと、高密度記録が進むにつれ、
グルーブ部やランド部の表面粗さやグルーブ部−ランド
部間の斜面の粗さが情報記録担体から得られる読み出し
信号のS/N比に影響を与える。また、同期信号、番地
情報、音楽、映像など情報そのものが記録されたプリピ
ットにおいても、そのプリピットそのものの形状、プリ
ピットのエッジ形状、プリピット斜面の角度等により、
このプリピットから得られる信号品質は大きな影響を与
える重要な因子となっている。
【0009】以下に従来のCDやDVD等を作製する一
般的なスタンパ製造のマスタリング工程を更に具体的に
簡単に示す。
【0010】直径200mm厚み6mmのガラス原盤上
に感光体であるフォトレジストを塗布し、このレジスト
に情報信号に同期したレーザ光等で所定形状の案内溝や
プリピット等を潜像として感光記録し、これを現像する
ことによって凹凸パターンが作製される。その表面にニ
ッケル−リン無電界メッキやニッケルスパッタにより表
面電極処理を行い、その上にニッケルの電気メッキを施
し、ガラス原盤からスタンパを剥離、内外径加工、裏面
研磨し所望のスタンパが作製される。しかし、この方法
ではレジスト表面及びレジストエッチング面の表面粗さ
がスタンパ表面に転写され、更に射出成形等で基板に転
写され、その基板に情報層を設けることにより作製され
た情報記録担体から得られる信号品質の悪化が発生す
る。特にノイズが高くなるという問題が発生してしま
う。
【0011】そこで、今後開発される10GB/平方イ
ンチ以上の超高密度情報記録担体に向けて、前述した従
来のマスタリングのガラス原盤の替りに石英原盤やシリ
コン原盤を用いた方法が開発され始めた。
【0012】特開昭59−224320号公報及び特開
昭61−68746号公報には半導体ウエハ上にエッチ
ング可能な酸化物を光学記憶ディスク装置の読取りレー
ザビームの波長の数分の一に対応する厚みに被覆し、こ
の酸化物被膜厚みを光学読取り/書込みヘッドを案内す
るサーボトラックの深さとして制御する技術が開示され
ている。しかしこの方法は、半導体ウエハそのものをエ
ッチングしない方法であり、酸化物被膜がマスタに残留
する為、酸化物被膜自体の表面粗さや酸化被膜エッチン
グ断面部の表面粗さが影響し、このマスタ・モールドか
ら作製された光学記憶ディスクはS/Nが劣化する。
【0013】また、特開平5−220751号公報に
は、石英やシリコンをプラスティック成形用の鋳型に直
接用いる為、従来のニッケルスタンパを用いる方法と比
較し、材料的に脆く、成形用鋳型としては耐用に課題が
有った。
【0014】そこで、シリコン原盤から凹凸形状を金属
原盤に複写し、金属原盤によりレプリカ基板を作製する
技術が考案されている。例えば特開平4−259936
号公報、特開平4−259938号公報及び特開平5−
12722号公報には凹凸形状形成したシリコンウエハ
上に金属薄膜および酸化膜を形成させ、更に電鋳で金属
を形成することによりスタンパを製造する技術が開示さ
れている。しかし、これらの従来技術にはシリコン原盤
から金属原盤を複製する際にシリコンの記録面に形成し
た金属薄膜や酸化膜が剥がれたり、電鋳層の応力により
シリコン原盤が壊れてしまうという問題が有った。
【0015】更に、フォトレジストがコートされたシリ
コン原盤を用いてレーザビームで露光する際に、シリコ
ン原盤とフォトレジストの界面からのレーザビーム戻り
光と元のレーザビームが干渉し、現像処理されたレジス
トエッチング断面にエッチング斜面部の凹凸断層が発生
するという問題が起きた。これは、石英原盤やガラス原
盤上にマスク薄膜等の目的で金属を形成する場合にも同
様に発生する。
【0016】この現象を具体的に説明する。
【0017】例えば、レーザビーム波長をKrレーザの
350ナノメートルを用い、シリコン原盤に600ナノ
メートルのネガレジストを塗布し、露光、現像すると、
350/2=175ナノメートルのピッチで定在波、つ
まりレーザの強度分布が発生する。つまり、シリコン原
盤表面から175ナノメートル、350ナノメートル、
525ナノメートルの位置でレーザパワーがゼロの節が
でき、また、88ナノメートル、263ナノメートル、
438ナノメートルの位置で、レーザパワーが最大とな
り、その強度分布により、レーザ露光後現像したフォト
レジスト断面には3つのエッチング斜面部の凹凸断層が
発生するという問題が起きることがわかった。
【0018】次に凹凸の問題を書換型ミニディスクを例
に挙げて説明する。
【0019】従来のマスタリングでは、ポジタイプのフ
ォトレジストをガラス原盤にコートし、ArやKrレー
ザビームを用い書き換え型ミニディスクフォーマット信
号を変調する。このミニディスクフォーマットは時間情
報がFM変調され、グルーブにADIP(ADress
In Pregroove)というWOBBLE(蛇
行)信号として記録される。このスタンパから作製され
た基板に光磁気記録膜を形成したものがミニディスクで
ある。この方式の場合はグルーブ部の絶対時間を参照に
しながら光磁気記録層に磁化の上下で音楽情報を記録、
再生する方式であり、グルーブ間のランドとは区別が必
要となる。本方式の場合、グルーブに絶対時間が記録さ
れているため、グルーブ間のランドで記録再生すること
はできない。ランドの両サイドのグルーブ信号から別々
の絶対時間信号が得られてしまうからである。ミニディ
スクシステムではグルーブ部は基板としては凹となって
いるが、光ピックアップは基板を通して読み書きするた
め、ピックアップ側から見るとグルーブ部は凸となって
いる。
【0020】以上のように、ポジレジストを使用したマ
スタリングでは、レーザーで露光した部位、(通常これ
をグルーブと呼ぶ)は、フォトレジストコートガラス原
盤では凹部、ニッケルスタンパ(ガラス原盤から直接レ
プリカしたニッケルメッキ板をメタルマスターとも呼
ぶ)では凸部、射出成形したポリカーボネイト基板では
凹部となる。もし、ミニディスクシステムをネガレジス
トを用いマスタリングすると、最終的に作製された基板
はグルーブ部は凸となってしまい、光ピックアップから
みたグルーブは凹であるため、ミニディスクプレーヤー
はこのグルーブでなくランドにトラッキングされてしま
い、ランドには絶対時間が記録されていないため、シス
テムが停止、又は暴走する。
【0021】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みてなされたもので、その第一の課題は、上記問題
点に鑑み、原盤からメッキが剥がれたり、原盤に応力が
作用したりする恐れの無いプロセスを用いて原盤の凹凸
形状を転写し、それから金属原盤を製造することによ
り、原盤を破壊せずに金属原盤を複製することが可能な
製造プロセスを提供することである。
【0022】更に、本発明の第二の課題は、上記問題点
に鑑み、シリコン原盤、金属薄膜コート石英原盤又は金
属原盤におけるマスタリングで、感光性材料のエッチン
グ断面のエッチング斜面部の凹凸断層を減少させる製造
技術を提供することである。
【0023】また、本発明の第三の課題は、上記問題点
に鑑み、従来のマスタリングプロセスによる凹凸に合わ
せて、ネガレジスト/ポジレジストに関わらず、凹凸の
向きをISO光ディスク規格やOAW規格等の各規格で
定められた凹凸に合わせる転写技術を提供することであ
る。
【0024】
【課題を解決するための手段】本発明の第一の課題は、
記録面に形成された凹凸形状を転写することによる原盤
の製造方法であって、凹凸形状が形成された元原盤の記
録面とマザー原盤を樹脂層を介して貼りあわせる工程
と、前記樹脂層を硬化する工程と、前記元原盤の記録面
から硬化した前記樹脂層を剥離する樹脂層剥離工程と、
前記樹脂層の凹凸形状が転写、剥離されたマザー原盤に
電極処理を施す電極処理工程と、前記電極処理されたマ
ザー原盤に電鋳により金属層を形成する電鋳工程と、前
記樹脂層の凹凸形状が転写された記録面から前記金属層
を剥離することにより、前記元原盤の凹凸形状が転写さ
れた金属原盤を形成する金属原盤形成工程と、を備えた
ことを特徴とする原盤の製造方法により解決される。
【0025】また、本発明の第二の課題は、記録面に形
成された凹凸形状を転写することによる原盤の製造方法
であって、元原盤に反射防止層を形成する反射防止層形
成工程と、前記反射防止層が形成された元原盤にフォト
レジストを形成するフォトレジスト層形成工程と、前記
フォトレジスト層を所定のパターンに露光する露光工程
と、露光されたフォトレジスト層を現像する凹凸形状形
成工程と、凹凸形状が形成された元原盤の記録面とマザ
ー原盤を樹脂層を介して貼りあわせる工程と、前記樹脂
層を硬化する工程と、前記元原盤の記録面から硬化した
前記樹脂層を剥離する樹脂層剥離工程と、前記樹脂層の
凹凸形状が転写、剥離されたマザー原盤に電極処理を施
す電極処理工程と、前記電極処理されたマザー原盤に電
鋳により金属層を形成する電鋳工程と、前記樹脂層の凹
凸形状が転写された記録面から前記金属層を剥離するこ
とにより、前記元原盤の凹凸形状が転写された金属原盤
を形成する金属原盤形成工程と、を備えたことを特徴と
する原盤の製造方法により解決される。
【0026】本発明の第三の課題は、記録面に形成され
た凹凸形状を転写することによる原盤の製造方法であっ
て、凹凸形状が形成された元原盤の記録面とマザー原盤
を樹脂層を介して貼りあわせる工程と、前記樹脂層を硬
化する工程と、前記元原盤の記録面から硬化した前記樹
脂層を剥離する樹脂層剥離工程と、凹凸形状が形成され
たマザー原盤の記録面とサン原盤を樹脂層を介して貼り
あわせる工程と、前記樹脂層を硬化する工程と、前記マ
ザー原盤の記録面から硬化した前記樹脂層を剥離する樹
脂層剥離工程と、前記樹脂層の凹凸形状が転写、剥離さ
れたサン原盤に電極処理を施す電極処理工程と、前記電
極処理されたサン原盤に電鋳により金属層を形成する電
鋳工程と、前記樹脂層の凹凸形状が転写された記録面か
ら前記金属層を剥離することにより、前記サン原盤の凹
凸形状が転写された金属原盤を形成する金属原盤形成工
程と、を備えたことを特徴とする原盤の製造方法により
解決される。
【0027】
【発明の実施の形態】以下に本発明の好適な実施の形態
を図面を参照しながら説明する。
【0028】まず、第一の実施形態について説明する。
本実施形態では、図1(A〜E)及び図2(F〜J)に
示すプロセスによりスタンパを作製する。
【0029】HMDS等の密着強化処理を施した8イン
チのシリコン原盤100(図1A)にネガタイプのフォ
トレジスト層102(図1B)を600ナノメートルの
厚みで塗布し、80℃でプリベークする。次に、Krイ
オンレーザを備えたカッティング装置によりレンズでレ
ーザ光を集光し、レジストに情報信号に同期したレーザ
光で所定形状の案内溝やプリピット等を潜像(露光部位
104)として感光記録した(図1C)。ここではグル
ーブ記録用の矩形溝を作製する。これを現像することに
よって凹凸パターン106が作製される(図1D)。ネ
ガタイプのレジストを使用する場合、レーザ光で露光さ
れた露光部位104は現像の際に残存し、露光されない
部位が除去された。次に130℃でポストベークする。
凸部にはフォトレジストが残留している。凹部にはシリ
コン原盤100の表面が露出している。
【0030】この残留フォトレジストをマスクとし、例
えばCF4のガスを用い、反応性イオンエッチングをか
ける。イオンエッチングの装置として平行平板型のもの
を用い、エッチング条件として、例えば、周波数13.
56MHz、パワー100W、ガス圧2Pa、ガス流量
80sccmで10分ドライエッチング(108)によ
り処理したした(図1E・108)。次に凸部にはマス
クとしてフォトレジストが残留している為、O2ガスを
導入し、400W、3分のアッシングをかけ残留フォト
レジストを完全に除去した。使用したネガタイプのフォ
トレジストの選択比は約0.4であり、シリコン原盤表
面に150ナノメートルの深さの溝を形成できた。溝の
斜面の角度はTEM観察により85度であり、ほぼ矩形
のグルーブ110が形成できた(図2F)。
【0031】上記のプロセスにより作製された、シリコ
ン原盤表面に、案内溝(グルーブ)やプリピットなどの
凹凸パターンを備えたシリコンをここではシリコンマス
ター(図2F)と呼ぶ。
【0032】次に、このシリコンマスターから通常使用
されるニッケルスタンパを複製する原盤複製方式を説明
する。
【0033】この方式では、シリコンマスター、ニッケ
ルスタンパ或は凹凸が形成されたガラス原盤と従来のマ
スタリングで使用している例えば直径200mm、厚み
6mmのガラス原盤とを紫外線硬化樹脂を用いて貼りあ
わせ、紫外線硬化させる新規な原盤複製装置を用いる。
更にシリコンマスターとガラス原盤を紫外線硬化樹脂で
貼りあわせる際、気泡が混入するとその部位は欠陥とな
るため、本装置は真空に排気できる機能を有している。
【0034】さて、上述のシリコンマスターを原盤複製
装置のホルダーに固定し、紫外線硬化樹脂112をシリ
コンマスター上に滴下する。次に紫外線硬化樹脂から泡
が発生しない1Pa程度の真空中に数分保持した後、密
着強化処理を施したガラス原盤114を降下させ、シリ
コンマスターとガラス原盤間の紫外線硬化樹脂112が
シリコンマスター全面に拡げられるようにしたあと、窒
素ガスを流し、大気圧とすることで、紫外線硬化樹脂は
シリコンマスターとガラス原盤間で均一に広げる(図2
G)。更に高圧水銀灯により、ガラス原盤側から紫外線
を照射する。得られた紫外線硬化樹脂層の厚さは20μ
m程度である。
【0035】次にガラス原盤114とシリコンマスター
を剥離する。紫外線硬化樹脂112の密着力はシリコン
マスターより、密着強化処理したガラス原盤114の方
が強く、硬化した紫外線硬化樹脂層(112)は全てガ
ラス原盤側へ転写された(図2G)。ガラス原盤側に転
写された紫外線硬化樹脂層が未硬化状態であれば、再度
紫外線を照射すれば良い。このように作製された、表面
に案内溝(グルーブ)やプリピットなどの凹凸パターン
を備えたガラス原盤をここではガラスマザー116と呼
ぶことにする。マザーというのは、マスターの凹凸が逆
転した凹凸が形成されているからである。
【0036】この後は、一般の従来のマスタリングプロ
セスを適用する。作製されたガラスマザー116のサイ
ズ、形状は一般的なマスタリングのガラス原盤と同様と
することで、治具等の変更も不要で一般的なマスタリン
グラインを適用することができる。
【0037】ガラスマザー116の樹脂層の表面にニッ
ケル−リン無電界メッキやニッケルスパッタにより表面
電極処理を約0.1μm行い、これを電極とし約285
μmのニッケルの電気メッキを施し金属層118を得る
(図2I)。続いて、ガラス原盤から金属層118を剥
離、内外径加工、裏面研磨し所望のスタンパ120を得
る(図2J)。このニッケルスタンパをサンスタンパと
呼ぶ。
【0038】この後、射出成形又は2P法などで樹脂基
板にレプリカし、光ディスクアプリケーションに応じた
記録膜、誘電体薄膜や反射膜を形成し、光ディスクが完
成する。
【0039】尚、ガラスマザー116から剥離されたシ
リコンマスター周辺には紫外線硬化樹脂の残留物はほと
んど無く、ほぼ全てがガラスマザーに移設するが、剥離
の方法、条件等により、微量の残留物が生じる場合、機
械的に剥離すればよい。
【0040】本方式によれば1枚のシリコンマスターか
ら何枚ものガラスマザーが作製でき、ガラスマザーと同
数のサンスタンパが作製できる。
【0041】筆者らの実験によると特性上全く問題ない
100枚以上の複製サンスタンパを作製した実績があ
る。複製枚数限界については、シリコンマスターとガラ
スマザー剥離時にシリコンマスターを割ってしまうか、
傷つけてしまう等の損傷が生じるまで可能である。従前
のマスタリングの場合、例えばDVD−RAM4.7G
Bのマスタリングでは、レーザー露光時間だけで、一枚
当たり6時間要し、特性上問題があると1枚毎マスタリ
ングし直していた為レーザーカッティング設備の回転率
が非常に悪くなっていたが、本方式によればシリコンマ
スターをひとたび作製できれば、何百枚ものサンスタン
パの作製が可能となり、スタンパ製作コストも1/10
以下と飛躍的に下げることができた。
【0042】次に、本発明の第二の実施形態によるスタ
ンパの作製プロセス、即ちシリコンウエハーを用いた新
規なマスタリングについて、前述の第一の実施形態との
対比の上説明する。
【0043】第一の実施形態のプロセスでは、一般的な
ガラス原盤表面からの反射率は5%以下であるのに対
し、シリコン原盤のシリコンの反射率は33.4%であ
るため、フォトレジストがコートされたシリコン原盤を
用いてレーザビームで露光する際に、シリコン原盤とフ
ォトレジストの界面からのレーザビーム戻り光と元のレ
ーザビームが干渉し、現像処理されたレジストエッチン
グ断面にエッチング斜面部の凹凸断層が発生する恐れが
ある。これは、石英原盤やガラス原盤上にマスク薄膜と
して金属を形成する場合にも同様に発生する恐れがあ
る。
【0044】そこで、本発明者らは、この課題を筆者ら
は鋭意検討し、フォトレジストをコートする前にSiウ
エハー上に反射率低減層を形成することで、シリコン界
面からの戻り光との干渉を防ぎより高精度でスタンパの
作製を行うことができること見出したものである。
【0045】まず、シリコンウエハー上の反射膜構成を
350ナノメートルのKrレーザービーム波長に合わ
せ、シミュレーションした。
【0046】エリプソメーターを用いて、一般的なレジ
ストとシリコン原盤の屈折率とを調べたところ、 レジスト n=1.64 k=0 Si n=3.73 k=2.79 であった。
【0047】実験を容易にするため、高屈折率材料とし
て、Ta25と低屈折率材料としてSiO2を選んだ。
それぞれの屈折率を 高屈折率膜 H Ta25 n=2.25 k=0 低屈折率膜 L SiO2 n=1.48 k=0 とすると、設計波長λ=350 nm(ナノメートル)におい
てnは屈折率、dは膜厚、λはレーザー波長としたとき、 1)高屈折率膜/低屈折率膜/高屈折率膜の3層構造と
すると、Si基板側から 1 H nd = 0.207λ 膜厚 d=32.16 nm 2 L nd = 0.273λ d=64.48 nm 3 H nd = 0.151λ d=23.52 nm として反射率を0.03% まで下げられる。
【0048】尚、波長特性については、340nmで 1.3%、
360nmで 0.8% になる。
【0049】2)2層のケースは、Si基板側から 1 H nd = 0.197λ 膜厚 d=30.64 nm 2 L nd = 0.250λ d=59.12 nm とすると反射率は6.7% となる。
【0050】3)単層のケースは、 1 H nd = 0.197λ 膜厚 d=30.64 nm とすると反射率は12.3% となる。
【0051】更に、単層の場合膜の屈折率が n = 3.1程
度高ければ反射率1%以下が可能となる。従って、でき
るだけ屈折率の高い材料、例えばTiO2でn=2.6
を使用することが有効となる。
【0052】次に、エッチングの容易性を考慮して、図
3(A〜G)及び図4(H−1〜L)に示すプロセスに
沿って反射膜を単層とするケースで実験を行った。
【0053】具体的には、8インチのシリコン原盤20
0(図3A)に反射防止層201としてTa25を30
ナノメートル蒸着により形成した(図3B)。その上
に、HMDS等の密着強化処理を施し、ネガタイプのフ
ォトレジスト202を700ナノメートル塗布し、80
℃でプリベークした(図3C)。次に、Krイオンレー
ザを備えたカッティング装置によりレンズでレーザ光を
集光し、レジストに情報信号に同期したレーザ光で所定
形状の案内溝やプリピット等を潜像(露光部位304)
として感光記録した(図3D)。ここではグルーブ記録
用の矩形溝を作製した。これを現像することによって凹
凸パターン206を得た。次に凹凸パターンを130℃
でポストベークした。凸部にはフォトレジストが残留し
ていた。凹部にはTa25コート膜の表面が露出してい
る(図3E)。この残留フォトレジストをマスクとし、
条件はパワー100W,ガス圧1Pa、ガスCF4、流
量50sccmで、ドライエッチング(207)をかけ
たところ72秒でTa25の30ナノメートルがきれい
にエッチングされ、シリコン表面が露出した(図3
F)。レジストとの選択比は0.47であった。
【0054】次に同じCF4のガスを用い、ドライエッ
チング(208)をかけた。パワー100W、ガス圧2
Pa、ガス流量80sccmで10分間エッチングした
(図3G)。
【0055】このサンプルを一部TEM観察した所、フ
ォトレジストエッチング斜面部の凹凸断層はほぼ消失し
ていた。
【0056】次に、凸部にはマスクとしてフォトレジス
トが残留している為、O2ガスを導入し、400W、3
分のアッシング(210)をかけ残留フォトレジストを
完全に除去した(図4H−1)。更に、残留したTa2
5膜をフッ酸で除去しグルーブ211を得た(図4H
−2)。
【0057】こうして、シリコン原盤表面に150ナノ
メートルの矩形溝(211)を得た。溝の斜面の角度は
TEM観察により85度であり、シリコンエッチング斜
面部の凹凸断層も無く斜面部がストレートなグルーブを
持ったシリコンマスターを形成できた(図4H-2)。
【0058】また、反射率低減層として、上記の誘電体
層に限定されない。高屈折率の樹脂層をコートする方法
もある。筆者らはTa25の替りに、ARC(Anti Ref
lection Coat)剤を2000オングストロームの膜厚で
シリコン原盤にコートし、上記と同じ実験をした所、フ
ォトレジストの凹凸断層はほとんど見られなかった。
【0059】上述のシリコンマスターを用いた以後のス
タンパの作製プロセスは、第一の実施形態で説明した図
2G〜Jと同様である(図4I〜L)。
【0060】次に、本発明の第三の実施形態について、
図5(A〜G)及び図6(H〜L)を参照して説明す
る。
【0061】本発明者らは本実施形態にかかる凹凸を自
在に変換できる原盤複製装置を開発した。
【0062】ここでは全てレーザーで露光した部位をグ
ルーブと呼ぶこととする。
【0063】CDディスクの様に基板を通して記録再生
する方式では、プレーヤーの光ピックアップ等から凹凸
を見ると物理形状としての凹凸と逆転するため、ここで
はディスクの物理形状として凹凸を記載した。
【0064】下記の凹凸は全てレーザーで露光したグル
ーブ部を示す。
【0065】ポジレジストコートガラスマスターは凹
→ニッケルマスタースタンパは凸→射出成形又は2P成
形基板は凹 ネガレジストコートガラスマスターは凸→ニッケルマ
ザースタンパは凹→射出成形又は2P成形基板は凸とな
るので、従来の光ディスクシステムでは使用できない。
【0066】ネガレジストコートガラスマスターは凸
→ニッケルマザースタンパは凹→2P原盤複製ガラスは
凸→再度行った2P原盤複製ガラスは凹→ニッケルサン
スタンパは凸→射出成形又は2P成形基板は凹 となる。もう一つの方法として、ネガレジストコート
ガラスマスターは凸→ニッケルマザースタンパは凹→ニ
ッケルサンスタンパは凸→射出成形又は2P成形基板は
凹 2P原盤複製ガラスを経由せずにニッケルマザースタン
パからニッケルサンスタンパを作製(ダイレクト複製)
する方法もあるが、グルーブやプリピットの斜面の角度
が急峻になるに連れニッケルスタンパからダイレクトに
ニッケルスタンパの複製をとるのが困難になる。従っ
て、作製するフォーマットに応じダイレクト複製か2P
原盤複製の方式をとるかを決める必要がある。
【0067】次に、シリコンウエハーや石英ガラス等を
用いた超高密度マスタリングについては ポジレジストコートシリコンマスターは凹→2Pガラ
ス原盤マザーは凸→ニッケルサンスタンパは凹→2Pガ
ラス原盤凸→2Pガラス原盤凹→ニッケルスタンパは凸
→射出成形又は2P成形基板は凹 又は ポジレジストコートシリコンマスターは凹→2Pガラ
ス原盤マザーは凸→ニッケルサンスタンパは凹→ニッケ
ルスタンパは凸→射出成形又は2P成形基板は凹 ネガレジストコートシリコンマスターは凸→2Pガラ
ス原盤マザーは凹→ニッケルサンスタンパは凸→射出成
形又は2P成形基板は凹 となる。
【0068】図5及び図6には本実施形態の凹凸変換プ
ロセスが記載されている。
【0069】図5及び図6のプロセスはネガレジストを
使用したケースが述べてあるが、ポジレジストであると
凹凸が変わるだけである。図5及び図6のプロセスにお
けるAからHまでは図1及び図2のプロセスAからHま
でと全く同様である為ここでは説明を省略する。
【0070】次に作製したガラスマザー316の表面に
フッ素化合物で処理し表面エネルギーを低下させる。具
体的にはF(CF28−(CH22−Si(OCH33
の溶液を回転塗布するか、あるいは蒸発させてガラスマ
ザー表面をこの分子で被覆したあと100℃で10分間
熱処理した。この表面処理により、表面エネルギーが低
下し、フォトポリマー硬化物からの剥離力が、未処理の
ときと比べて数分の一になることを確認した。前記化合
物以外に、市販されているフッ素系コーテイング剤およ
びシロキサン系処理剤を用いた場合でも同様の効果があ
った。こうした剥離処理を行ったガラスマザーにフォト
ポリマー322を塗布し(図6I)、ガラス原盤を真空
中で貼り合せ、紫外線露光、硬化、剥離をしたものが、
ガラスサン324である(図6J)。上記剥離処理の効
果で、フォトポリマー322はガラスサン324側に正
確に転写される。
【0071】ガラスマザー316のグルーブは凸である
のに対し、ガラスサン324のグルーブは凹となってい
る。
【0072】更に、このガラスサン324について、電
極処理及び電鋳を行い金属層318を形成して(図6
K)スタンパ320(図6L)を得る。
【0073】
【発明の効果】以上の詳述したように、本発明の用法に
よれば、シリコンや石英等の原盤を破壊せずに容易に高
精度原盤を複製することが可能となる。
【0074】また、表面反射率の高いシリコン原盤、金
属薄膜コート石英原盤又は金属原盤における高精度マス
タリングで、戻り光との干渉を減少させ、高品質な高精
度原盤を提供することが可能となる。
【0075】更に、凹凸の向きを如何様にも変換できる
転写技術を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原盤の製造方法の第一の実施形態をそ
の工程に沿って示す断面図。
【図2】本発明の原盤の製造方法の第一の実施形態をそ
の工程に沿って示す断面図。
【図3】本発明の原盤の製造方法の第二の実施形態をそ
の工程に沿って示す断面図。
【図4】本発明の原盤の製造方法の第二の実施形態をそ
の工程に沿って示す断面図。
【図5】本発明の原盤の製造方法の第三の実施形態をそ
の工程に沿って示す断面図。
【図6】本発明の原盤の製造方法の第三の実施形態をそ
の工程に沿って示す断面図。
【図7】従来の原盤の製造方法をその工程に沿って示す
断面図。
【符号の説明】
100、200、300 シリコン原盤 400 原盤 102、202、302、402 フォトレジスト
層 104、204、304、404 露光部位 106、206、306、406 凹凸パターン 108、207、208、308 ドライエッチングに
よる処理 110、211、310 グルーブ 112、212、312 フォトポリマー 114、214、314 ガラス原盤 116、216、316 ガラスマザー 118、218、318、418 金属層 120、220、320、420 スタンパ 201 反射防止層 210 アッシングによる処
理 322 フォトポリマー 324 ガラスサン

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 記録面に形成された凹凸形状を転写する
    ことによる原盤の製造方法であって、 凹凸形状が形成された元原盤の記録面とマザー原盤を樹
    脂層を介して貼りあわせる工程と、 前記樹脂層を硬化する工程と、 前記元原盤の記録面から硬化した前記樹脂層を剥離する
    樹脂層剥離工程と、 前記樹脂層の凹凸形状が転写、剥離されたマザー原盤に
    電極処理を施す電極処理工程と、 前記電極処理されたマザー原盤に電鋳により金属層を形
    成する電鋳工程と、 前記樹脂層の凹凸形状が転写された記録面から前記金属
    層を剥離することにより、前記元原盤の凹凸形状が転写
    された金属原盤を形成する金属原盤形成工程と、を備え
    たことを特徴とする原盤の製造方法。
  2. 【請求項2】前記原盤の組成はシリコン又は石英である
    請求項1記載の原盤の製造方法。
  3. 【請求項3】前記金属原盤の組成はニッケル、その合金
    又はその化合物のうちうづれかである請求項1記載の原
    盤の製造方法。
  4. 【請求項4】前記マザー原盤の組成は、ガラス又は石英
    である請求項1記載の原盤の製造方法。
  5. 【請求項5】前記マザー原盤は、前記電鋳により形成さ
    れた金属層の引張り応力又は圧縮応力により、物理的に
    破壊されない剛性を有する材質である請求項1記載の原
    盤の製造方法。
  6. 【請求項6】凹凸形状が形成された元原盤の記録面とマ
    ザー原盤を樹脂層を介して貼りあわせる工程を真空環境
    で行う請求項1記載の原盤の製造方法。
  7. 【請求項7】記録面に形成された凹凸形状を転写するこ
    とによる原盤の製造方法であって、 元原盤に反射防止層を形成する反射防止層形成工程と、 前記反射防止層が形成された元原盤にフォトレジストを
    形成するフォトレジスト層形成工程と、 前記フォトレジスト層を所定のパターンに露光する露光
    工程と、 露光されたフォトレジスト層を現像してレジストパター
    ンを得て該レジストパターンを用いて凹凸形状を得る凹
    凸形状形成工程と、 凹凸形状が形成された元原盤の記録面とマザー原盤を樹
    脂層を介して貼りあわせる工程と、 前記樹脂層を硬化する工程と、 前記元原盤の記録面から硬化した前記樹脂層を剥離する
    樹脂層剥離工程と、 前記樹脂層の凹凸形状が転写、剥離されたマザー原盤に
    電極処理を施す電極処理工程と、 前記電極処理されたマザー原盤に電鋳により金属層を形
    成する電鋳工程と、 前記樹脂層の凹凸形状が転写された記録面から前記金属
    層を剥離することにより、前記元原盤の凹凸形状が転写
    された金属原盤を形成する金属原盤形成工程と、を備え
    たことを特徴とする原盤の製造方法。
  8. 【請求項8】元前記原盤の組成はシリコン、金属層が形
    成された石英、又はシリコン層が形成されたガラス又は
    石英である請求項7記載の原盤の製造方法。
  9. 【請求項9】前記マザー原盤の材質は、前記電鋳により
    形成された金属層の引張り応力又は圧縮応力により、物
    理的に破壊されない剛性を有する材質である請求項7記
    載の原盤の製造方法。
  10. 【請求項10】前記露光はレーザー光によって行われる
    請求項7記載の原盤の製造方法。
  11. 【請求項11】前記反射防止層は前記露光波長に対し前
    記元原盤表面からの反射を減少する反射減少機能を有す
    る請求項7記載の原盤の製造方法。
  12. 【請求項12】前記反射防止層が前記フォトレジストよ
    り高屈折率の有機材料である請求項7記載の原盤の製造
    方法。
  13. 【請求項13】前記反射防止層は単層の前記フォトレジ
    ストより高屈折率膜、或いは前記フォトレジストより高
    屈折率膜と低屈折率膜との多層構造である請求項7記載
    の原盤の製造方法。
  14. 【請求項14】凹凸形状が形成された元原盤の記録面と
    マザー原盤を樹脂層を介して貼りあわせる工程を真空環
    境で行う請求項7記載の原盤の製造方法。
  15. 【請求項15】記録面に形成された凹凸形状を転写する
    ことによる原盤の製造方法であって、 凹凸形状が形成された元原盤の記録面とマザー原盤を樹
    脂層を介して貼りあわせる工程と、 前記樹脂層を硬化する工程と、 前記元原盤の記録面から硬化した前記樹脂層を剥離する
    樹脂層剥離工程と、 凹凸形状が形成されたマザー原盤の記録面とサン原盤を
    樹脂層を介して貼りあわせる工程と、 前記樹脂層を硬化する工程と、 前記マザー原盤の記録面から硬化した前記樹脂層を剥離
    する樹脂層剥離工程と、前記樹脂層の凹凸形状が転写、
    剥離されたサン原盤に電極処理を施す電極処理工程と、 前記電極処理されたサン原盤に電鋳により金属層を形成
    する電鋳工程と、 前記樹脂層の凹凸形状が転写された記録面から前記金属
    層を剥離することにより、前記サン原盤の凹凸形状が転
    写された金属原盤を形成する金属原盤形成工程と、を備
    えたことを特徴とする原盤の製造方法。
  16. 【請求項16】前記原盤とマザー原盤を樹脂層を介して
    貼りあわせ工程及びマザー原盤とサン原盤を樹脂層を介
    して貼りあわせる工程を真空環境で行う請求項15記載
    の原盤の製造方法。
  17. 【請求項17】前記マザー原盤及び前記サン原盤の材質
    は、前記電鋳により形成された金属層の引張り応力又は
    圧縮応力により、物理的に破壊されない剛性を有する材
    質である請求項15記載の原盤の製造方法。
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