JP2001075287A - 光ディスク原盤の製造方法 - Google Patents

光ディスク原盤の製造方法

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JP2001075287A
JP2001075287A JP24707599A JP24707599A JP2001075287A JP 2001075287 A JP2001075287 A JP 2001075287A JP 24707599 A JP24707599 A JP 24707599A JP 24707599 A JP24707599 A JP 24707599A JP 2001075287 A JP2001075287 A JP 2001075287A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】レーザ集光ビーム径よりも幅の狭い案内溝やプ
リピットを精度良く形成する。 【解決手段】上層レジスト層4をマスクとしてエッチン
グする中間層3の膜厚を50〜300Åと薄くしてウェ
ットエッチングを行う際のサイドエッチングの影響を防
ぎ、下層レジスト層2にレーザ集光ビームの限界以下の
幅の溝やプリピットを精度良く形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、光ディスク用ス
タンパの製造に用いられる原盤の製造方法、特に微細な
ピットとトラッキング用の案内溝の形成に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】光ディスク用の原盤の製作工程では、精
密に研磨,洗浄されたガラス基板にフォトレジストを均
一になるように塗布してフォトレジスト層を形成し、ガ
ラス基板のフォトレジスト層を所定のフォーマットにし
たがって光変調されたレーザ集光ビームで露光して案内
溝などの潜像を形成する。この潜像が形成されたフォト
レジスト層を現像,洗浄処理することによりフォトレジ
スト層に案内溝等を作り、導電性金属スタッパ処理とメ
ッキ作業を行って光ディスク用のスタンパを形成してい
る。
【0003】近年の情報記録媒体の容量の増加という要
求に対応するためには光ディスクのトラックピッチを狭
める必要があり、このため、より細い案内溝と小さなプ
リピットが要求されている。光ディスク用の原盤でより
細い案内溝と小さなプリピットを形成するためには、案
内溝などを形成する露光集光ビーム径を小さくする必要
がある。集光ビーム径は露光波長λと露光光学系の開口
数NAの比λ/NAに比例するため、集光ビーム径を小
さくするためには露光波長λを短くして開口数NAを大
きくすれば良い。しかしながら開口数NAは現在上限に
近い0.9以上が使われており、露光波長λを現状より
短い紫外領域にすると、光学部品の作製などが問題とな
り、さらに焦点深度が小さくなるため原盤露光機の条件
が厳しくなってしまう。
【0004】この露光集光ビーム径以下の案内溝やプリ
ピットを形成する方法として、例えば特許第26580
23号公報に示されているように、ガラス基板上にフォ
トレジスト層を形成し、フォトレジスト層の露光と現像
処理によってできた凸凹のパターンをマスクとして基板
自体をエッチングした後、マスクとなったフォトレジス
ト層を除去する方法や、特開平3−108141号公報
に示されているように、ガラス基板上にCr等のエッチ
ング層とフォトレジスト層を積層し、フォトレジスト層
を露光して現像して凸凹のパターンを作り、このフォト
レジスト層をマスクとしてエッチング層をエッチングし
てフォトレジストを除去する方法が採用されている。ま
た、特開平9−106584号公報に示すように、基板
の表面に第1の被エッチング材からなる下層と第2の被
エッチング材からなる中間層及びフォトレジストからな
る上層を積層し、上層に記録情報となるパターンを露光
して現像し、この上層をマスクとして中間層をエッチン
グし、エッチングした中間層をマスクとして下層をエッ
チングして、下層に記録用凹部の側壁を垂直に形成して
高密度化を図るようにしている。これらの方法によれ
ば、フォトレジスト層に形成されたパターンによって基
板や下層材料が露出した部分をエッチングすることがで
きるため、下層を露出させる幅を狭くすれば露光ビーム
スポット径以下の溝やプリピットを形成することができ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら下層をエ
ッチングすることによって細い案内溝やプリピットを得
る方法では、ウェットエッチングの場合、所望の深さを
エッチングするまでに等方的にエッチングが進行するた
めサイドエッチングが生じ、溝やプリピットの幅が広が
ってしまうという問題が生じる。
【0006】また、リアクティブ・イオンエッチングや
プラズマエッチングなど異方的にエッチングを進行させ
るドライエッチングによって溝形成を行う方法もある
が、ドライエッチングよりウェットエッチングが材料に
よる選択比がとれ、界面での良好な平坦性を得ることが
容易であるため、光ディスクのように溝やプリピットの
底の平坦性が要求される場合には、現在通常行われてい
るように、最終的に形成される溝形成にはウェットエッ
チングをするのが適している。
【0007】この発明はウェットエッチングの上記問題
を解消し、レーザ集光ビーム径よりも幅の狭い案内溝や
プリピットを精度良く形成することができる光ディスク
原盤の製造方法を提供することを目的とするものであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明に係る光ディス
ク原盤の製造方法は、基板上に第1のポジ型フォトレジ
スト層(以下、下層レジスト層という)を形成し、下層レ
ジスト層の表面にポジ型フォトレジストと混合しない中
間層を膜厚50〜300Åで形成し、中間層の表面に第
2のポジ型フォトレジスト層(以下、上層レジスト層と
いう)を形成し、上層レジスト層をレーザビームにより
1回目の露光をし現像して案内溝とプリピットを形成
し、上層レジスト層をマスクとして中間層の露出した部
分をエッチングしたのち上層レジスト層と中間層をマス
クとして下層レジスト層を感光させる波長を持つ光を均
一に照射して2回目の露光を行い、下層レジスト層を現
像してからマスクとして残っている上層レジスト層と中
間層を剥離することを特徴とする。
【0009】上記下層レジスト層を形成するフォトレジ
ストを塗布後の熱処理する温度は上層レジスト層を形成
するフォトレジストを塗布後の熱処理する温度より高く
することが望ましい。
【0010】また、2回目の露光を行うとき、上層レジ
スト層と中間層の残された部分における下層レジスト層
への光の透過率を30%以下にすると良い。
【0011】さらに、2回目の露光によって照射する光
の波長を1回目の露光におけるレーザ集光ビームよりも
短い波長のものを用いると良い。
【0012】また、2回目の露光を行うとき、上層レジ
スト層の温度上昇を20℃以下に保つことが望ましい。
【0013】
【発明の実施の形態】この発明の光ディスク原盤の製造
方法は、ガラス基板上にスピンコート法により遠紫外線
用ポジ型フォトレジストを均一な厚さで塗布して下層レ
ジスト層を形成する。この下層レジスト層の表面にポジ
型フォトレジストと混合しない中間層を膜厚50〜30
0Åで形成し、中間層の表面にi線系ポジ型フォトレジ
ストをスピンコート法により塗布して上層レジスト層を
形成する。この上層レジスト層をレーザビームにより1
回目の露光をして現像し、案内溝とプリピットを形成す
る。この上層レジスト層をマスクとして中間層の露出し
た部分をエッチングする。この中間層をエッチングする
ときに、中間層の膜厚を50〜300Åと薄くしてある
から、ウェットエッチングを行う際のサイドエッチング
の影響を防ぐことができる。その後、上層レジスト層と
中間層をマスクとして下層レジスト層を感光させる波長
を持つ光を均一に照射して2回目の露光を行い、下層レ
ジスト層を現像してからマスクとして残っている上層レ
ジスト層と中間層を除去する。その後、微細なレジスト
パターンの下層レジスト層とガラス基板表面にニッケル
膜をスパッタリングし、このニッケル膜を電極としてさ
らにニッケルによって電鋳を行う。このニッケル板を基
板から剥離し、表面洗浄と裏面研磨を行って光ディスク
基板作成の型となるスタンパを作成する。
【0014】
【実施例】図1はこの発明の一実施例の製造方法を示す
工程図である。図に示すように、光ディスク原盤の製造
方法は、(a)に示すように、表面が精密に研磨された
ガラス基板1の表面をUV/O3による洗浄処理をして
高圧水洗によって表面の洗浄を行う。洗浄されたガラス
基板1をスピナーにのせ、スピンコート法により遠紫外
線用ポジ型フォトレジストをガラス基板1面内に均一に
なるように約600Åの厚さで塗布して下層レジスト層
2を形成する。この下層レジスト層2の膜厚が最終的に
スタンパ表面に形成されるピットや溝の深さに相当す
る。その後、約110℃でベーキングを行い下層レジス
ト層2の溶剤を蒸発させる。次ぎに、(b)に示すよう
に中間層3を形成する。この中間層3を形成する材質
は、下層レジスト層2と(c)に示すように中間層3の
表面に形成する上層レジスト層4の混合を避けられるも
のを選択する。また、上層レジスト層4を現像するとき
のアルカリ現像液にも溶解しないものを選択する。この
中間層3の材料としては、Ni,Al,Ag,Au,Z
n,Pt,Cr,Co,Sbなどの金属を使用したり、
In23,Al23,SiO2,ZnS,TiO2,Ce
2などの誘電体材料を用いても良い。これらの材料の
薄膜による中間層3はスパッタリングや蒸着などによっ
て成膜され、膜厚としては50〜300Åとするのが良
い。
【0015】この中間層3の表面に(c)に示すように
上層レジスト層4を形成する。上層レジスト層4はi線
系ポジ型フォトレジストをスピンコート法により成膜す
る。この上層レジスト層4の膜厚は約2000Åとす
る。その後、約90℃でベーキングを行い上層レジスト
層4の溶剤を蒸発させる。このようにして上層レジスト
層4のベーキング温度を約90℃と下層レジスト層2の
ベーキング温度である約110℃より低くすることによ
り、上層レジスト層4をベーキングするときに下層レジ
スト層2から蒸発気体が発生することを防ぎ、発生した
気体が中間層3と上層レジスト層4を通って欠陥を作る
ことを防ぐことができる。
【0016】この下層レジスト層2と中間層3及び上層
レジスト層4が積層されたガラス基板1を原盤露光機の
ターンテーブルにのせ、(d)に示すように、波長40
0〜420nmのレーザビーム5を集光させて上層レジ
スト層4を露光する。この露光は約7m/sで線速度一
定(CLV)となるよう、ターンテーブルの回転数を制
御してスパイラル状に露光を行う。そのようにして上層
レジスト層4に潜像を形成した後、スピナーによって低
速回転で現像し純水リンスを行い、高速回転で乾燥さ
せ、(e)に示すように、上層レジスト層4にスパイラ
ル状の溝6を形成する。この溝6を形成するときに、露
光する光量を調節して、図2の溝6の形状を示す断面図
に示す溝6の底幅Wbotを制御する。この溝6の底幅Wb
otにより最終的に作成される案内溝やプリピットの幅を
決定することができる。
【0017】次ぎに、(f)に示すように、スパイラル
状の溝6を形成した上層レジスト層4をマスクとして中
間層3をウェットエッチングによりエッチングする。こ
の中間層3をエッチングするときに、中間層3として金
属であるAlを使用した場合にはリン酸−硝酸−酢酸の
混合液、Niを使用した場合には硝酸−酢酸−アセトン
の混合液がエッチング液としては好ましい。また、誘電
体膜であるIn23を中間層3として使用した場合は硝
酸、SiO2を使用した場合はフッ酸などが適してい
る。また、中間層3のエッチングを工程作業の容易さか
らウェットエッチングにより行う場合について説明した
が、ドライエッチングによってエッチングすることも可
能である。
【0018】このように中間層3をエッチングするとき
に、中間層3の膜厚を50〜300Åと薄くすることに
より、ウェットエッチングを行う際のサイドエッチング
の影響を防ぐことができる。すなわち、中間層3の膜厚
が厚いとウェットエッチングを行う際にサイドエッチン
グを起こし、下層レジスト層2の露出する幅が上層レジ
スト層4に形成したスパイラル状の溝6の底幅Wbotよ
りも広がってしまう。これに対して中間層3の膜厚を上
層レジスト層4と下層レジスト層2の混合を防止するに
は十分な膜厚である50〜300Åと薄くすることによ
りウェットエッチングによるサイドエッチングをほとん
ど考慮しなくて良い。
【0019】中間層3をエッチングして下層レジスト層
2の溝6の部分を露出させた後、(g)に示すように、
均一な光7を上層レジスト層4の全面に照射して上層レ
ジスト層4と中間層3をマスクとして下層レジスト層2
の露出した部分を感光させる。この紫外線用ポジ型フォ
トレジストからなる下層レジスト層2の露出した部分を
感光させる光7の波長は200〜300nmとして約1
20秒露光する。このように短波長の光を用いることに
よって、上層レジスト層4と中間層3からなるマスク層
を通過した後の回折を少なくすることができ、解像度の
高い微細なパターンを下層レジスト層2に形成すること
ができる。この照射する光7の光源としては低圧水銀ラ
ンプを用いれば良いが、このほかにキセノンランプやキ
セノン−水銀ランプなどを使用しても良い。
【0020】このように下層レジスト層2の露出した部
分を感光させるとき、上層レジスト層4と中間層3の残
された部分のマスクとなる部分における下層レジスト層
2への光の透過率を照射光量の30%以下にすると良
い。このようにマスクとなる部分の光の透過率を小さく
することにより、下層レジスト層2のマスクとなる部分
で覆われた部分が感光することを防ぎ、溝6の部分と他
の部分のコントラストを確保することができる。この実
施例のように上層レジスト層4をi線系ポジ型レジスト
で約2000Åの膜厚で形成すると、短波長の紫外光に
対しては透過率が低いため、ほとんど上層レジスト層4
のマスク部分で照射した光7を遮断することができる。
また、照射する光7の波長が長くなり、マスクとする上
層レジスト層4のその波長に対する透過率が高くなった
場合には、中間層3の材料に反射率の高いAlなどを用
いることによって、下層レジスト層2の露出していない
部分での露光を防ぐことができる。
【0021】さらに、光7を照射して下層レジスト層2
の露出した部分を感光させるときに上層レジスト層4の
温度上昇を例えば20℃以下にするように、合成石英板
を光源と上層レジスト層4の間に入れ物理的に熱遮断を
したり、装置全体を冷却して水冷する。このように上層
レジスト層4の温度上昇を防ぐことにより、上層レジス
ト層4の熱による架橋を防止することができ、上層レジ
スト層4を除去するときに円滑に剥離することができ
る。
【0022】このように下層レジスト層2の露出した部
分を感光させて潜像を形成させた後、ガラス基板1をス
ピナーにより低速回転しながら現像して純水で洗浄して
から高速回転させて乾燥して、(h)に示すように、下
層レジスト層2に微細なパターン8を形成する。その
後、(i)に示すように、マスクとして使用した上層レ
ジスト層4をイソプロピルアルコールによって除去して
から中間層3を除去する。ここで上層レジスト層4の除
去は、上層レジスト層4のフォトレジストを溶解させる
もの例えばアセトンや洗浄などで使われるシンナーなど
でも良い。また、中間層3の除去は中間層3のエッチン
グに使用した溶液と同じものを使用するれば良い。この
ようにして形成された微細なレジストパターン8を有す
るガラス基板1を約130℃でポストベーキングを行
う。その後、微細なレジストパターンの下層レジスト層
2とガラス基板1表面にニッケル膜を約500Åの厚さ
でスパッタリングし、このニッケル膜を電極としてさら
にニッケルによって電鋳を行う。このニッケル板を基板
から剥離し、表面洗浄と裏面研磨を行って光ディスク基
板作成の型となるスタンパを作成する。
【0023】
【発明の効果】この発明は以上説明したように、上層レ
ジスト層をマスクとしてエッチングする中間層の膜厚を
50〜300Åと薄い厚さにしたから、ウェットエッチ
ングを行う際のサイドエッチングの影響を防ぐことがで
き、サイドエッチングにより下層レジスト層に形成する
溝幅が大きくなることを防止して、レーザ集光ビームの
限界以下の幅の溝やプリピットを精度良く形成すること
ができる。
【0024】また、下層レジスト層を形成するフォトレ
ジストを塗布後の熱処理する温度を上層レジスト層を形
成するフォトレジストを塗布後の熱処理する温度より高
くすることにより、上層レジスト層を熱処理するときに
下層レジスト層から蒸発気体が発生することを防いで中
間層と上層レジスト層に欠陥が生じることを防ぐことが
できる。
【0025】また、2回目の露光を行うとき、上層レジ
スト層と中間層の残された部分における下層レジスト層
への光の透過率を30%以下にすることにより、下層レ
ジスト層のマスクとなる部分で覆われた部分が感光する
ことを防ぎ、下層レジスト層の感光部分と他の部分のコ
ントラストを確保することができ、安定した幅の溝やプ
リピットを精度良く形成することができる。
【0026】さらに、2回目の露光によって照射する光
の波長を1回目の露光におけるレーザ集光ビームよりも
短い波長のものを用いることにより、2回目の露光をす
るときに、上層レジスト層と中間層からなるマスク層を
通過した後の回折を少なくすることができ、解像度の高
い微細なパターンを下層レジスト層に形成することがで
きる。
【0027】また、2回目の露光を行うとき、上層レジ
スト層の温度上昇を20℃以下に保つて上層レジスト層
の温度上昇を防ぐことにより、上層レジスト層の熱によ
る架橋を防止することができ、上層レジスト層を除去す
るときに円滑に剥離することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例の製造方法を示す工程図であ
る。
【図2】上層レジスト層を露光,現像して形成した溝形
状を示す断面図である。
【符号の説明】
1;ガラス基板、2;下層レジスト層、3;中間層、
4;上層レジスト層、6;溝、8;パターン。
フロントページの続き Fターム(参考) 2H025 AA02 AA04 AB20 AC01 AC04 AC08 AD03 BJ00 DA14 DA19 DA20 EA04 EA10 FA10 FA30 FA40 FA47 FA50 2H096 AA30 BA09 CA12 DA01 EA02 EA04 EA23 HA03 HA11 HA17 JA01 KA03 KA06 KA08 KA12 KA13 KA15 KA16 KA23 LA01 5D121 BB04 BB07 BB23 BB25

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に第1のポジ型フォトレジスト層
    (以下、下層レジスト層という)を形成し、下層レジスト
    層の表面にポジ型フォトレジストと混合しない中間層を
    膜厚50〜300Åで形成し、中間層の表面に第2のポ
    ジ型フォトレジスト層(以下、上層レジスト層という)を
    形成し、上層レジスト層をレーザビームにより1回目の
    露光をし現像して案内溝とプリピットを形成し、上層レ
    ジスト層をマスクとして中間層の露出した部分をエッチ
    ングしたのち上層レジスト層と中間層をマスクとして下
    層レジスト層を感光させる波長を持つ光を均一に照射し
    て2回目の露光を行い、下層レジスト層を現像してから
    マスクとして残っている上層レジスト層と中間層を剥離
    することを特徴とする光ディスク用原盤の製造方法。
  2. 【請求項2】 上記下層レジスト層を形成するフォトレ
    ジストを塗布後の熱処理する温度は上層レジスト層を形
    成するフォトレジストを塗布後の熱処理する温度より高
    くする請求項1記載の光ディスク用原盤の露光方法。
  3. 【請求項3】 上記2回目の露光を行うとき、上層レジ
    スト層と中間層の残された部分における下層レジスト層
    への光の透過率を30%以下とする請求項1又は2記載
    の光ディスク用原盤の製造方法。
  4. 【請求項4】 上記2回目の露光によって照射する光の
    波長を1回目の露光におけるレーザ集光ビームよりも短
    い波長のものを用いる請求項1,2又は3記載の光ディ
    スク用原盤の製造方法。
  5. 【請求項5】 上記2回目の露光を行うとき、上層レジ
    スト層の温度上昇を20℃以下に保つ請求項1,2,3
    又は4記載の光ディスク用原盤の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006036543A1 (en) * 2004-09-28 2006-04-06 Imation Corp. Portable conformable deep ultraviolet master mask
CN112071745A (zh) * 2019-06-10 2020-12-11 爱思开海力士有限公司 用于形成图案的方法

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