JP2001142229A - 光ディスク、光ディスクの製造方法、光ディスク用原盤および光ディスク用原盤の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ジッタのバラツキの少ないガラス原盤を
製造する光ディスクの製造方法を提供する。 【解決手段】 光ディスク原盤６の製造方法において、
少なくとも基板１０上に、露光により酸が生成されてこ
の酸が触媒として作用する感光性樹脂１１を塗布する工
程と、上記感光性樹脂１１をレーザ光３により露光し情
報を示すパターンの潜像４を形成する工程と、上記感光
性樹脂１１を現像して情報を示すパターン５を形成する
工程とがこの順番に施され、前記感光性樹脂１１を塗布
する工程が終了してから略２４時間以内に、前記感光性
樹脂１１をレーザ光３により露光し情報を示すパターン
の潜像４を形成する工程を行うようにことを特徴とする
光ディスク原盤６の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク及びそ
の製造方法に係り、特に化学増幅型のフォトレジストを
用いた光ディスク及びその製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報記録の分野においては光学情
報記録方式に関する研究が各所で進められている。この
光学情報記録方式は、非接触で記録・再生が行えるこ
と、磁気記録に比べて一桁以上も高い記録密度が達成で
きること、再生専用型、追記型、書換可能型のそれぞれ
のメモリー形態に対応できる等の数々の利点を有し、安
価な大容量ファイルの実現を可能とする方式として産業
用から民生用まで幅広い用途が考えられているものであ
る。その中でも特に、再生専用型のメモリー形態に対応
した光ディスクであるデジタルオーディオディスクや光
学式ビデオディスク等は広く普及している。

【０００３】上記デジタルオーディオディスクは、情報
信号を示すピットやグルーブ等の凹凸パターンが形成さ
れた透明基板である光ディスク基板上に、アルミニウム
膜等の金属薄膜よりなる反射膜が形成され、さらに、こ
の反射膜を大気中の水分や酸素、あるいはゴミ等から保
護するための保護膜が上記反射膜上に形成された構成と
されている。なお、このような光ディスクの情報を再生
する際には、光ディスク基板側より上記凹凸パターンに
レーザ光等の再生光を照射し、その入射光と戻り光の反
射率の差によって情報を検出するものである。

【０００４】このような光ディスクにおいては、高密度
化および高記録容量化が要求されており、これに対応す
るべく、光学ピックアップの再生光を照射するための対
物レンズの開口数（以下ＮＡと称する）を大きくして、
再生光のスポット径を小さくすることが提案されてい
る。そして、例えばこれまで使用されてきたデジタルオ
ーディオディスクの対物レンズのＮＡが０．４５である
のに対し、対物レンズのＮＡを０．６０程度とし、デジ
タルオーディオディスクの６〜８倍の記録容量を有する
光学式ビデオディスク（例えばデジタル・ビデオ・ディ
スク）が実用化され、近年注目を浴びている。

【０００５】なお、このような光学式ビデオディスクに
おいては、最短ピット長が０．４μｍ、トラックピッチ
が０．７４μｍとされてピット列がスパイラル状に形成
されており、直径１２ｃｍの光ディスクの片面に４．７
ＧＢの情報容量を持たせている。これら光ディスクは、
原盤工程（マスタリングプロセス）とディスク化工程
（レプリケーションプロセス）により大きく２つに分け
られる製造工程を経て製造される。上記原盤工程は基板
上に情報を示すパターンの複製を行うのに必要な金型
（金型原盤、スタンパー）を完成させるまでのプロセス
であり、ディスク化工程はその後光ディスクを完成させ
るまでのプロセスである。このうち原盤工程は、例えば
ガラス基板に感光性樹脂であるフォトレジストを塗布
し、このフォトレジストにレーザ光による露光を行って
情報を示すパターンを形成し、電鋳等の手法によって金
属表面上に上記パターンの転写を行い、これを原盤とし
てスタンパーを形成するものである。

【０００６】具体的には、図２に示すように、まず、例
えば厚さ数ｍｍのガラス基板１の一主面上に紫外線感光
性フォトレジスト２をスピンコートにより塗布し、膜厚
が０．１μｍ前後の紫外線感光性フォトレジスト２より
なる膜を形成する（ａ）。次に、このガラス基板１を回
転させながら、前記紫外線感光性フォトレジスト２より
なる膜に対し、レーザ光３を情報を示す信号に合わせて
オン／オフさせて照射し、スポット的に露光を行い、情
報を示すパターンであるピットまたはグルーブ状の微細
パターンの潜像４を形成する（ｂ）。続いて、上記紫外
線感光性フォトレジスト２を現像して上記微細パターン
５を完成する（ｃ）。そして、この微細パターン５の表
面にニッケル等をスパッタするなどして導電膜を形成し
た後ニッケル等をメッキ（ｄ）することで上記パターン
の転写を行いスタンパー６を作製する（ｅ）。なお、上
記紫外線感光性フォトレジスト２としては、クレゾール
ノボラック樹脂をベースレジンとし、ナフトキノンジア
ジドを感光剤とするいわゆるノボラック系レジストが一
般的に使用される。

【０００７】以上のような原盤工程において、前述のデ
ジタルオーディオディスクの６〜８倍の記録容量を有す
る光学式ビデオディスク（例えば、デジタルビデオディ
スク）では、紫外線感光性フォトレジスト２の露光に、
例えば波長４１３ｎｍのＫｒレーザ光を使用している。
この場合の形成可能な最短ピット長Ｐは以下に示す
（１）式により求められる。 Ｐ＝Ｋ（ＮＡ／λ）・・・（１） なお、（１）式中λはレーザ光の波長を示し、ＮＡは対
物レンズの開口数、Ｋはプロセスファクター値（レジス
ト特性等に依存し、通常０．８〜０．９の価をとる。）
を示す。

【０００８】そして、情報通信および画像処理技術の急
激な発展に伴い、上述したような光ディスクにおいて
は、今後更なる高記録密度化および高記録容量化が要求
されており、例えば前述した光学式ビデオディスク等と
同様の信号処理方式により直径１２ｃｍの光ディスクの
片面に２０ＧＢの情報容量を持たせるといったことが要
求されている。その場合、当然最短ピット長を小さくす
る必要があり、そのためには（１）式から明らかなよう
に対物レンズの高ＮＡ化とレーザ光の短波長化が必要で
ある。しかしながら、対物レンズのＮＡはレンズの設計
作製精度の面から現状の０．９が上限であると考えられ
るため、必然的にレーザ光の短波長化が求められること
になる。

【０００９】２０ＧＢの情報容量を実現するためには最
短ピット長を０．２μｍ程度にまで微細化する必要があ
り、そのためにはレーザ光の波長を２５０ｎｍ前後にす
る必要がある。そしてこの領域の波長になると、従来よ
り一般的に使用されてきたノボラック系レジストが、ベ
ースレジンの内部吸収が大きくなってしまうことから使
用が困難になるため、一般的に化学増幅型と称されるタ
イプのフォトレジストが使用される。

【００１０】この化学増幅型のフォトレジストは、露光
により酸が発生し、この酸が後工程の加熱処理時に触媒
として機能し、現像液に対して可溶な部分と不溶な部分
を形成してパターンの潜像を形成する。従って、酸の発
生時から加熱処理工程の間における周辺環境は感光性樹
脂の解像度に大きく影響を及ぼす。具体的には雰囲気
中、基板中にアンモニア、ナトリウムといった塩基性成
分が含まれていると、これが微量であってもフォトレジ
スト中に取り込まれ、酸と反応して酸を失活させてしま
い、その機能を損なわせてしまう。

【００１１】このような問題に対して特開平10-255337
号公報では、フォトレジストを塗布する基板を無アルカ
リタイプのガラスあるいは合成石英ガラスとする方法
や、フォトレジストの上に保護層を形成する方法や、露
光から現像までの工程をアンモニア濃度が１ｐｐｂ以下
の雰囲気中にて行う方法により解決することが開示され
ている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、光ディスク
に記録された信号の性能を計測するための指標の一つに
再生信号のジッタがある。ジッタ値は再生信号のバラツ
キの程度を表すもので、この数値が小さい光ディスクで
あれば、ドライブで使用する際のディスクの傾きや温湿
度の変化によって生じるディスクの反りに対して余裕度
を持つことになり、安定した再生を行うことができる。
一方ジッタ値が大きい光ディスクの場合には、使用環境
の変化等によってジッタ値がさらに大きくなった時に、
ピックアップによるピット分離（再生信号の分離）が困
難になり、場合によってはＣ１エラーが増加し、甚だし
い場合には光ディスクの信号再生そのものができなくな
る。ＤＶＤにおいては、ジッタ値（波形等化後の信号の
時間軸方向の揺らぎをチャンネルビットクロックで基準
化した値）で８％以下が必要とされている。

【００１３】従来からこの光ディスクの再生信号のジッ
タ値が、製造時に使用するスタンパによってばらつくと
いう問題点がある。すなわち、ジッタ値が大きくなって
しまうスタンパとジッタ値が小さくなるスタンパが混在
している状態にあり、これは品質管理上好ましくなく、
ジッタ値の大きいディスクが市場に流通することは、使
用環境などによって再生できたり、できなかったりする
ディスクが消費者に渡ることになる。そして、このジッ
タ値のバラツキは、フォトレジストとして化学増幅型の
ものを使用する場合に顕著に現れるのである。この問題
は、前記の特開平10-255337号公報にて開示されている
方法によって直ちに解決されるものではなく、早急な対
策が望まれていた。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題に
鑑みなされたものであり、第１の発明として、光ディス
ク用原盤６の製造方法において、少なくとも基板１０上
に、露光により酸が生成されてこの酸が触媒として作用
する感光性樹脂１１を塗布する工程と、上記感光性樹脂
１１をレーザ光３により露光し情報を示すパターンの潜
像４を形成する工程と、上記感光性樹脂１１を現像して
情報を示すパターン５を形成する工程とがこの順番に施
され、前記感光性樹脂１１を塗布する工程が終了してか
ら略２４時間以内に、前記感光性樹脂１１をレーザ光３
により露光し情報を示すパターンの潜像４を形成する工
程を行うようにした光ディスク用原盤６の製造方法を、
第２の発明として、光ディスクの製造方法のおいて、少
なくとも基板１０上に、露光により酸が生成されてこの
酸が触媒として作用する感光性樹脂１１を塗布する工程
と、上記感光性樹脂１１をレーザ光３により露光し情報
を示すパターンの潜像４を形成する工程と、上記感光性
樹脂１１を現像して情報を示すパターン５を形成する工
程とがこの順番に施され、前記感光性樹脂１１を塗布す
る工程が終了してから略２４時間以内に、前記感光性樹
脂１１をレーザ光３により露光し情報を示すパターンの
潜像４を形成する工程を行って得た光ディスク用原盤６
によって作製されたスタンパにより光ディスクを製造す
る光ディスクの製造方法を、第３の発明として、請求項
１記載の光ディスク用原盤の製造方法によって製造され
た光ディスク用原盤を、第４の発明として、請求項２記
載の光ディスクの製造方法によって製造された光ディス
クをそれぞれ提供しようとするものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】上記問題に対して本発明者が鋭意
検討した結果、具体的にはジッタ値のバラツキの原因に
ついて製造記録を検討したところ、レジスト塗布工程と
露光工程との間の時間間隔が大きいとこれらの問題が発
生していることが分かった。そして、塗布工程と露光工
程を同日に行ったときには、ジッタ値の小さい光ディス
クが安定して得られていることが判明した。

【００１６】この理由は、ガラス基板１０に塗布された
化学増幅型のフォトレジスト１１の表面に、アンモニア
等の塩基性成分が吸着するためと考えられる。すなわ
ち、フォトレジスト１１の表面に塩基性成分が存在する
状態で露光することによって、発生した酸がその塩基性
成分と反応して失活してしまうのである。このため露光
された領域のパターンの形成が不均一になり、これが再
生信号のゆらぎとなって観測されるためジッタ値が大幅
に変動してしまうのである。この塩基性成分の吸着量は
時間が経過するにつれて増えるため、フォトレジスト１
１塗布直後に露光を行うのが望ましく、塗布工程と露光
工程の間隔を略２４時間以内にすることによりジッタ値
の変動を小さくすることができるのである。

【００１７】

【実施例１】以下、本発明の具体的な実施例につき、図
１、図２を参照して詳細に説明する。図１（Ａ）〜
（Ｅ）は、本発明になる光ディスクの製造方法の一実施
例を説明するための工程図である。また、実施例１〜７
の結果を図３に、比較例１〜６の結果を図４に示す。

【００１８】まず、ディスクの製造方法について説明す
る。外径２００ｍｍ、厚さ１０ｍｍであり、表面を精密
に研磨、洗浄された円盤状ガラス基板１０を用意する
（Ａ）。次に、このガラス基板１０を密着剤であるヘキ
サメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）の飽和蒸気中に３分間
放置することにより密着剤を被着させる（Ｂ）。その
後、上記ガラス基板１０の一主面上に、露光により酸が
生成されてこの酸が触媒として作用する感光性樹脂１１
をスピンコートにより塗布し（Ｃ）、最後にこれを８０
℃でベーキングする（Ｄ）ことで厚さ０．１μｍで均一
な厚さを有する感光性樹脂膜を形成し、ブランクマスタ
１５を完成させる（Ｅ）。

【００１９】このような感光性樹脂１１としては、化１
で示されるように、ポリビニルフェノールの水酸基をte
rt-ブトキシカルボニル基（ｔ−ＢＯＣ）で保護したポ
リマー（ポリ（ｐ−ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルオキ
シスチレン）、以下ＰＢＯＣＳＴと称する）とスルホニ
ウム塩からなる系が例示される。

【００２０】

【化１】 化１に示すスルホニウム塩の光分解により生成したプロ
トン酸が、露光後の加熱処理において化２に示すように
ＰＢＯＣＳＴからポリ（ｐ−ビニルフェノール）への熱
分解の触媒となる。

【００２１】

【化２】 この熱分解反応においては、二酸化炭素、イソブテンが
生成し、さらにプロトンも再生される。そして、このプ
ロトンが次の反応を引き起こしていく。

【００２２】このようにして完成させたブランクマスタ
１５をクリーンエア中で０．１時間一時保管した後（図
１中の（Ｄ）〜（Ｅ）における保管時間t=0.1時間）、
波長２６６ｎｍのＹＡＧ４倍波レーザの短波長レーザに
よりＥＦＭ信号を最短ピット長０．２５４μｍ、トラッ
クピッチ０．６μｍとした潜像を形成する。そして、こ
の潜像が形成されたブランクマスタ１５に、ホットプレ
ートにより１１０℃、２分間の加熱処理を行い、その後
0.2規定燐酸水素ナトリウム水溶液で現像を行って情報
信号のピット群を形成する。なお、この露光から現像ま
での工程はアンモニア濃度を１ｐｐｂ以下に管理した環
境下で行った。

【００２３】以降、通常の方法によりスタンパを作製
し、同様にして３０枚のスタンパを作製し、これらのス
タンパそれぞれに対して１枚ずつの再生専用光ディスク
を作製した。なお、射出成形基板の厚みは０．６ｍｍと
し、２枚貼り合わせて総厚１．２ｍｍとした。ただし、
貼り合わせる基板は、片面のみが情報信号のピット群が
形成されており、他方の基板面は鏡面無信号とした光デ
ィスクである。

【００２４】次に、評価方法について説明する。ジッタ
値の測定は、上記方法にて作製したそれぞれの光ディス
クに対して、レーザ波長４１３ｎｍ（Ｋｒ）、レンズＮ
Ａ０．６の光ヘッドを有するドライブ装置によってイコ
ライザ通過後の信号について測定し、その平均値を求め
た。なお、ジッタ値の目標は、前記したＤＶＤと同様８
％以下においている。上記評価の結果、３０枚のスタン
パから得られた実施例１の光ディスクのジッタ値の平均
は５．９％で、目標の範囲内であった。

【００２５】

【実施例２〜７】ブランクマスタを完成させてから露光
するまでの保管時間をそれぞれ１、３、５、１０、１
８、２４時間とし、他は実施例１と同じにしてそれぞれ
３０枚のスタンパを作製し、これらのスタンパそれぞれ
から１枚ずつの再生専用光ディスクを作製した。そし
て、実施例１と同様にジッタ値の評価を行った結果、３
０枚の平均は最大でも７．６％で、これまた目標の範囲
内であった。また、保管時間が短いほど良好な値となっ
ていた。

【００２６】

【比較例１〜６】ブランクマスタを完成させてから露光
するまでの保管時間をそれぞれ２８、３６、４８、８
０、１２０、２００時間とし、他は実施例１と同じにし
てそれぞれ３０枚のスタンパを作製し、これらのスタン
パそれぞれから１枚ずつの再生専用光ディスクを作製し
た。そして、実施例１〜７同様にジッタ値の評価を行っ
た結果、３０枚の平均は保管時間が２８時間のもので
８．０％であり、保管時間が長くなるほどジッタ値が悪
化しており、保管時間が２００時間のものに至ってはピ
ット形成そのものができず、ジッタ値が測定不能という
結果であった。

【００２７】以上、本発明について一実施例を示した
が、本発明における効果はこの一実施例で説明した凹凸
のピットパターンを有する情報記録媒体だけに限られる
ものではなく、方式を異にする別の媒体でも認められる
ものである。

【００２８】例えば、連続溝を有する書換可能な情報記
録媒体においても、溝の幅の均一性は再生信号特性の品
質を左右する重要な因子の一つであり、そのバラツキを
抑えることは重要なことである。従って、本発明の光デ
ィスクの製造方法は、連続溝を有する書換可能な情報記
録媒体においても適用することができる。

【００２９】また、本実施例においては露光レーザ波長
として２６６ｎｍを例示したが、これに限定されるもの
ではなく、露光により酸が生成されて、この酸が触媒と
して作用する系のフォトレジストを使用する場合全てに
おいて適用されることは、本発明の主旨から明らかであ
る。

【００３０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の光ディス
ク及びその製造方法においては、基板上に、露光により
酸が生成され、この酸が触媒として作用するフォトレジ
ストを塗布しブランクマスタを完成させてから露光まで
の保管時間を管理することにより、ジッタ値の小さい高
品質な光ディスクを得ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光ディスクの製造方法の一実施例
を説明するための工程図である。

【図２】光ディスクの製造方法の一実施例を説明するた
めの工程図である。

【図３】本発明に係る光ディスクの製造方法で製造され
たブランクマスタの保管時間とジッタ値との相関を示す
実施例の説明図である。

【図４】本発明に係る光ディスクの製造方法で製造され
たブランクマスタの保管時間とジッタ値との相関を示す
比較例の説明図である。

【符号の説明】

１、１０ ガラス基板 ２、１１ フオトレジスト ３ レーザ光 ４ 潜像 ５ 微細パターン ６ スタンパ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光ディスク用原盤の製造方法において、少
   なくとも基板上に、露光により酸が生成されてこの酸が
   触媒として作用する感光性樹脂を塗布する工程と、上記
   感光性樹脂をレーザ光により露光し情報を示すパターン
   の潜像を形成する工程と、上記感光性樹脂を現像して情
   報を示すパターンを形成する工程とがこの順番に施さ
   れ、前記感光性樹脂を塗布する工程が終了してから略２
   ４時間以内に、前記感光性樹脂をレーザ光により露光し
   情報を示すパターンの潜像を形成する工程を行うように
   した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】光ディスクの製造方法において、少なくと
   も基板上に、露光により酸が生成されてこの酸が触媒と
   して作用する感光性樹脂を塗布する工程と、上記感光性
   樹脂をレーザ光により露光し情報を示すパターンの潜像
   を形成する工程と、上記感光性樹脂を現像して情報を示
   すパターンを形成する工程とがこの順番に施され、前記
   感光性樹脂を塗布する工程が終了してから略２４時間以
   内に、前記感光性樹脂をレーザ光により露光し情報を示
   すパターンの潜像を形成する工程を行って得た光ディス
   ク用原盤によって作製されたスタンパにより、光ディス
   クを製造するようにしたことを特徴とする光ディスクの
   製造方法。
3. 【請求項３】請求項１記載の光ディスク用原盤の製造方
   法によって製造されたことを特徴とする光ディスク用原
   盤。
4. 【請求項４】請求項２記載の光ディスクの製造方法によ
   って製造されたことを特徴とする光ディスク。