JP2001202662A

JP2001202662A - 光ディスクの原盤作製方法とその装置

Info

Publication number: JP2001202662A
Application number: JP2000011670A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Sano; 一彦佐野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-01-20
Filing date: 2000-01-20
Publication date: 2001-07-27

Abstract

(57)【要約】【課題】基板をエッチングして光ディスクのスタンパ
ーを作製する工法において、エッチングの終点を精度よ
く検出する光ディスクの原盤作製方法とその装置を提供
する。【解決手段】基板のデータ領域以外に、連続溝からな
るモニターゾンを設け、エッチング中又はエッチングの
途中にモニターゾーンにレーザビームを当て、回折光強
度を検出してエッチングの進行状態を知り最適なところ
でエッチングを終了する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スタンパーなどの
原盤をエッチングにより作製する工法において、最適な
エッチング深さを得るためのエッチング終点検出を高精
度で行なう光ディスクの原盤作製方法とその装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクの原盤を作製する工程を「マ
スタリング」工程といい、この工程で最終的に「スタン
パー」と呼ばれる原盤が作製される。このスタンパーが
後の成形工程で金型として用いられ、その金型により大
量のディスクの複製が生産される。

【０００３】図９に一例としてのマスタリング工程の概
略を示す。

【０００４】図９（ａ）は、基板３１にネガ型レジスト
３２が塗布されたものを示している。ネガ型レジスト３
２は、選択的にエッチングされて基板上に位置するフォ
トレジスト層であって、エッチング時にマスクとして使
用するものである。

【０００５】次に、図９（ｂ）に示すように、この基板
３１に照射装置の一例としてのレーザビームレコーダか
らのレーザビーム３３で信号を記録する。レーザビーム
レコーダーは、ここでは図示されていないが、レーザビ
ーム３３を所望の信号で変調し、基板３１の半径方向に
沿って露光する光学系と、上記基板３１を所望の回転数
で回転させる回転系とを備えている。図９（ｂ）では、
信号変調されたレーザビーム３３と、それをサブミクロ
ンの大きさに絞り、回転する基板３１上のレジスト３２
に露光する記録レンズ３４とが示されている。記録レン
ズ３４は上記光学系の一部を構成している。このレジス
ト３２への露光段階では、レーザビーム３３で信号が記
録された記録部分は、潜像として記録され、物理的な凹
凸形状にはなっていない。

【０００６】次に、上記信号露光された基板３１をオー
ブンなどで加熱処理する。図９（ｃ）は熱処理中の基板
３１を示している。

【０００７】熱処理後、上記熱処理された基板３１が現
像される。図９（ｄ）には、現像後の基板３１を示して
いる。レジスト３２は、未露光部が選択的にエッチング
されて、露光部のみがエッチングされずにマスク３５と
して残っている。

【０００８】次に、残ったマスク３５を使用して、基板
３１に対してドライエッチングがなされる。図９（ｅ）
にエッチング後の基板３１を示す。３６はエッチング後
の残留レジストを、３７は基板３１に形成された信号突
起を表わしている。

【０００９】図９（ｆ）はアッシングにより残留レジス
ト３６を取り除いた後の状態を示し、いわゆるスタンパ
ーが完成している。アッシングは、酸素プラズマの酸素
ラジカルにより残留レジスト３６をＣＯ₂とＨ₂Ｏに分解
する工程である。上記したように、この工法では電鋳な
どのウェット処理を使わず、少ない工程数でスタンパー
を作製することが出来る。

【００１０】ここで、エッチングにより形成される信号
突起３７の高さは、再生信号の特性を左右するので重要
であり、エッチングでの終点検出精度で決定される。こ
のエッチングでの終点検出精度を高めるためには、一般
に、時間だけでエッチング量を管理するのは難しく、従
来より色々な終点検出法が考えられている。

【００１１】図１０にエッチングでの終点検出方法の一
例を実施することができる反応性イオンエッチング装置
を示す。図１０において、１０１は基板、１２０は平行
平板型の反応性イオンエッチング装置、１２１は上側電
極、１２２は下側電極、１２３はブロッキングコンデン
サー、１２４は高周波電源である。１２５は排気ダク
ト、１２６は真空ポンプ、１２７は反応性ガスを流入す
る配管である。反応性イオンエッチングでは、真空中の
反応性イオンエッチング装置１２０の高周波電極１２
１，１２２間に発生するプラズマのイオンとラジカルに
より、反応性イオンエッチング装置１２０内の基板１０
１がエッチングされる。１２８はプラズマの発光スペク
トルをモニターするファイバーである。ここで、基板１
０１は２層構造になっており、基板１０１の１層目の厚
さが所望のエッチング深さに設定されている。そして、
基板１０１の１層目がエッチングされて基板１０１の２
層目のエッチングが始まると、プラズマの発光スペクト
ルに変化が生じる。この変化をファイバー１２８を介し
て終点監視装置１２９が検出し、制御装置１３０にエッ
チング停止信号を送り、エッチングが終了するのであ
る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
造においては、２層目から１層目にエッチング層が変化
することによる発光スペクトルの変化を検出してエッチ
ングを停止するようにしているため、１層目を形成する
ときに１層目の厚さにもばらつきが生じるので、いくら
精度よく検出してもその誤差を超えることができない。
つまり、例えば、１００ｎｍのエッチング深さが欲しい
ときに、１層目の膜厚精度が１００±１０ｎｍであれ
ば、深さの精度は、±１０ｎｍとスペクトル検出精度と
の合計の精度になっていまう。また、１層目のエッチン
グが全面で同時に終了するわけではないので、スペクト
ルの変化は徐々に起こる。そのため、検出感度の差によ
って停止時点が変化し、ばらつきの要因になる。

【００１３】従って、本発明の目的は、上記問題を解決
することにあって、エッチングの終点検出を精度良く行
なうことができる光ディスクの原盤作製方法とその装置
を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は以下のように構成する。

【００１５】本発明の第１態様によれば、選択的にエッ
チングされて基板上に位置するフォトレジスト層をマス
クとして使用しながら上記基板をエッチングして光ディ
スクの原盤を作製する光ディスクの原盤作製方法におい
て、上記フォトレジスト層上の連続溝にレーザビームを
照射し、上記照射されたレーザビームに基き、上記エッ
チングの進行によって生じる回折光をモニターすること
により、上記エッチングの終点を検出するようにしたこ
とを特徴とする光ディスクの原盤作製方法を提供する。

【００１６】本発明の第２態様によれば、選択的にエッ
チングされて基板上に位置するフォトレジスト層をマス
クとして使用しながら上記基板をエッチングして光ディ
スクの原盤を作製する光ディスクの原盤作製方法におい
て、上記基板の上記エッチング中又は上記エッチングの
途中に、上記フォトレジスト層上の信号データ領域外に
連続溝より構成されるモニターゾーンにレーザビームを
照射し、上記照射されたレーザビームに基き、上記エッ
チングの進行によって生じる回折光をモニターすること
により、上記エッチングの終点を検出するようにしたこ
とを特徴とする光ディスクの原盤作製方法を提供する。

【００１７】本発明の第３態様によれば、上記エッチン
グ途中に、プラズマ発生領域外に上記基板を移動させ、
上記エッチング作業領域外で上記モニターゾーンにレー
ザビームを照射して回折光をモニターすることにより、
上記エッチングの終点を検出する第１又は２態様に記載
のエッチングの終点を検出する光ディスクの原盤作製方
法を提供する。

【００１８】本発明の第４態様によれば、上記回折光を
モニターするとき、０次と１次の回折光強度、又は、０
次と１次と２次の回折光強度を検出して、上記エッチン
グの上記終点を検出するようにした第１〜３のいずれか
の態様に記載の光ディスクの原盤作製方法を提供する。

【００１９】本発明の第５態様によれば、上記回折光を
モニターするとき、０次と１次の回折光強度比、又は、
０次と１次の回折光強度比及び１次と２次の回折光強度
比を測定より求め、予め求めておいた上記回折強度比の
特性曲線と比較することにより、必要な残りのエッチン
グ時間を算出して、上記エッチングの上記終点を検出す
るようにした第１〜３のいずれかの態様に記載の光ディ
スクの原盤作製方法を提供する。

【００２０】本発明の第６態様によれば、上記回折光を
モニターするとき、上記回折光を検出して０次と１次の
回折光の回折強度比及び１次と２次の回折光の回折強度
比を求め、両方の回折強度比に基き反応性ガスの成分を
変化させ、上記エッチングによる上記基板の断面形状を
制御しつつ上記エッチングの上記終点を検出するように
した第１〜５のいずれかの態様に記載の光ディスクの原
盤作製方法を提供する。

【００２１】本発明の第７態様によれば、第１〜６のい
ずれかの態様に記載の光ディスクの原盤作製方法により
製造された光ディスクの原盤を提供する。

【００２２】本発明の第８態様によれば、選択的にエッ
チングされて基板上に位置するフォトレジスト層をマス
クとして使用しながら上記基板をエッチングして光ディ
スクの原盤を作製する光ディスクの原盤作製装置におい
て、上記フォトレジスト層上の連続溝にレーザビームを
照射する照射装置と、上記照射されたレーザビームに基
き、上記エッチングの進行によって生じる回折光をモニ
ターすることにより、上記エッチングの終点を検出する
検出装置とを備えるようにしたことを特徴とする光ディ
スクの原盤作製装置を提供する。

【００２３】本発明の第９態様によれば、選択的にエッ
チングされて基板上に位置するフォトレジスト層をマス
クとして使用しながら上記基板をエッチングして光ディ
スクの原盤を作製する光ディスクの原盤作製装置におい
て、上記基板の上記エッチング中又は上記エッチングの
途中に、上記フォトレジスト層上の信号データ領域外に
連続溝より構成されるモニターゾーンにレーザビームを
照射する照射装置と、上記照射されたレーザビームに基
き、上記エッチングの進行によって生じる回折光をモニ
ターすることにより、上記エッチングの終点を検出する
検出装置とを備えるようにしたことを特徴とする光ディ
スクの原盤作製装置を提供する。

【００２４】本発明の第１０態様によれば、上記エッチ
ング途中に、プラズマ発生領域外に上記基板を移動させ
る移載装置をさらに備えて、上記検出装置は、上記移載
装置により上記エッチング作業領域外に移動された上記
基板の上記モニターゾーンにレーザビームを照射して回
折光をモニターすることにより、上記エッチングの終点
を検出する第８又は９態様に記載のエッチングの終点を
検出する光ディスクの原盤作製装置を提供する。

【００２５】本発明の第１１態様によれば、上記検出装
置は、上記回折光をモニターするとき、０次と１次の回
折光強度、又は、０次と１次と２次の回折光強度を検出
して、上記エッチングの上記終点を検出するようにした
第８〜１０のいずれかの態様に記載の光ディスクの原盤
作製装置とその装置を提供する。

【００２６】本発明の第１２態様によれば、上記検出装
置は、上記回折光をモニターするとき、０次と１次の回
折光強度比、又は、０次と１次の回折光強度比及び１次
と２次の回折光強度比を測定より求め、予め求めておい
た上記回折強度比の特性曲線と比較することにより、必
要な残りのエッチング時間を算出して、上記エッチング
の上記終点を検出するようにした第８〜１０のいずれか
の態様に記載の光ディスクの原盤作製装置を提供する。

【００２７】本発明の第１３態様によれば、上記検出装
置は、上記回折光をモニターするとき、上記回折光を検
出して０次と１次の回折光の回折強度比及び１次と２次
の回折光の回折強度比を求め、両方の回折強度比に基き
反応性ガスの成分を変化させ、上記エッチングによる上
記基板の断面形状を制御して上記エッチングの上記終点
を検出するようにした第８〜１２のいずれかの態様に記
載の光ディスクの原盤作製装置を提供する。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明にかかる実施の形
態を図面に基づいて詳細に説明する。

【００２９】本発明の第１実施形態にかかる光ディスク
の原盤作製方法とその装置は、先に説明した図９の一例
としてのマスタリング工程を行うとき、図３に示すよう
に、フォトレジスト上の信号データ領域外に連続溝より
構成されるモニターゾーンを設け、基板のエッチング
中、又は、エッチングの途中に一時中断して、上記モニ
ターゾーンに、上記連続溝の接線に直角な方向からレー
ザビームを照射し、エッチングの進行によって、上記照
射されたレーザビームによって生じる回折光が異なるこ
とにより、回折光をモニターすることによってエッチン
グの終点を検出するようにしている。

【００３０】具体的に、本発明の第１実施形態にかかる
光ディスクの原盤作製方法とその装置を図１、図２に基
づいて説明する。

【００３１】本発明の第１実施形態によれば、図９
（ｂ）で説明したように、基板３１にレーザビーム３３
で信号が記録されるときに、データ領域外のところに連
続溝が記録される。図１において、３１は図９（ａ）〜
（ｆ）で説明した基板である。基板３１としては、ニッ
ケル、クロム、アルミニウム、チタン、コバルト、鉄、
モリブデン、タングステン、ボロン、タンタルの内の少
なくとも一つを主成分とする材料を用いることができ
る。また、カーボンなどのセラミック材料など、機械的
強度及び熱特性に関してスタンパーとして使用に耐えう
るものであればよい。また、上記基板３１の材料の上
に、チタンナイトライド、酸化チタン、タンタル、タン
グステン、クロム、モロブデン、コバルト、ボロン、ニ
ッケル燐、ニッケルボロン、又は、ニッケルコバルトな
どの金属が堆積、あるいは、コーティングされた２層構
造のものでも適応できる。このように２層構造にする目
的は２つあり、１つはエッチングの終点検出であり、も
う１つは、エッチング性の良い材料を２層目に付けてエ
ッチング性能と品質を向上させるためである。そのと
き、要望される信号突起の高さが５００ｎｍ±２０ｎｍ
とすれば、メッキでそのような２層膜を付けるのは非常
に困難である。このため、エッチング特性から２層構造
にしたいが、工法的に膜厚の精度が出せないときもあ
る。そのようなとき、２層目を厚く付けて、エッチング
時に回折光モニターで深さを制御できれば、非常に効果
がある。また、上記例では、基板３１は内径及び外径と
もスタンパーサイズにすでに加工されており、その一例
として、ある実施例では基板３１の外径は１３８ｍｍ、
内径は２２ｍｍである。

【００３２】基板３１において、３８はデータ領域、３
９は連続溝より構成されるモニターゾーンである。成形
後のディスクの外径はデータ領域３８と連続溝３９の間
であり、完成後の光ディスクではモニターゾーン３９は
切除などにより除去されて無くなる。また、モニターゾ
ーンはデータ領域３８の内側の領域３７に設けてもよ
い。この場合は、完成後の光ディスクにはモニターゾー
ンが残ることになる。

【００３３】光ディスクの種類には、予め情報がピット
の形で記録されているＲＯＭ型のものと、光ディスクに
は溝だけが記録されていて、ユーザがその溝をガイドに
して信号を後から記録するＲＡＭ型のものとがある。回
折光を利用してエッチングの進行度合いを検出するには
連続溝が必要である。そのため、ＲＯＭ型光ディスクの
場合には、上記のようにデータ領域３８とは別に連続溝
を設ける必要がある。しかし、ＲＡＭ型光ディスクの場
合、本来のデータ領域３８の連続溝をモニターに利用で
きるのであれば、それを用いてもよい。

【００３４】ＲＯＭ型光ディスクのデータ領域には、信
号に対応した長さの独立した突起が記録されているが、
データ領域以外のモニターゾーンには連続溝が記録され
ている。そのため、エッチングが進行すると、モニター
ゾーンの連続溝は回折格子の役目をし、連続溝の接線に
直角な方向から照射されたレーザビームの反射光は、０
次の回折光以外に１次、２次等の回折光を生じる。後記
するように、０次の回折光の反射強度をＩ₀、１次の回
折光の反射強度をＩ₁、２次の回折光の反射強度をＩ₂と
すると、０次と１次の回折光の回折強度比（Ｉ₁／Ｉ₀）
はエッチングされた量に比例する情報を表わし、１次と
２次の回折光の回折強度比（Ｉ₂／Ｉ₁）は回折格子の溝
幅に関する情報を表わす。つまり、各次の回折光の強度
を検出し、０次と１次の回折光の回折強度比（Ｉ₁／
Ｉ₀）又は１次と２次の回折光の回折強度比（Ｉ₂／
Ｉ₁）又はそれらの両方の回折強度比を求め、所望のエ
ッチング量での対応する回折強度比と比較すれば、エッ
チングの進行状態が分かる。

【００３５】次に、図２の光ディスクの原盤作製方法と
その装置においてエッチングでの終点検出について説明
する。２０１は図９の３１に相当する基板で、下側電極
２０２の上に置かれている。２０３は下側電極２０２に
対向して配置された上側電極、２０４は下側電極２０２
と上側電極２０３とが内部に配置された反応性イオンエ
ッチングのチャンバーである。２０５はチャンバー２０
４を排気して真空にするための真空排気ダクト、２０６
はチャンバー２０４内に反応性ガスを流入させる反応性
ガス流入配管である。反応性ガスは、エッチングされる
基板２０１の種類によって最適なものが選ばれるが、一
般的にはＣＦ₄，ＳＦ₆，ＮＦ₃，ＢＣｌ₃−Ｃｌ₃，Ｃ
ｌ₃，又は、ＣＣｌ₄などが用いられる。２０７は下側電
極２０２に電気的に接続されたブロッキングコンデンサ
ー、２０８は下側電極２０２にブロッキングコンデンサ
ー２０７を介して電気的に接続された高周波電源であ
る。高周波電源２０８より下側電極２０２を介して、高
真空中に導入された反応性ガスに高周波電圧が印加され
ると、上側電極２０３と下側電極２０２の間にプラズマ
が発生する。この結果、プラズマによるイオンとラジカ
ルにより、下側電極２０２上の基板２０１がエッチング
される。２１２は回折光モニター用のレーザファイバー
である。レーザファイバー２１２から出たレーザビーム
２６０がエッチング中の基板２０１のモニターゾーン
を、モニターゾーンの連続溝の接線に直角な方向から照
射している。レーザビーム２６０は基板２０１で回折さ
れて反射し、検出装置の一例としてのフォトディテクタ
２１３、２１４，２１５に受光される。フォトディテク
タ２１３，２１４，２１５はそれぞれ０次、１次、２次
の回折光モニター用であり、レール２６１に取付けられ
ていて受光角度を調整できる。一般に、ｎ次の回折光の
回折角度θ_nは次式で表わされる。

【００３６】

【数１】ｓｉｎθ_n＋ｓｉｎθ＝ｎλ／Ｐここで、θはレーザビーム２６０の基板２０１に対する
入射角度、λはレーザビーム２６０のレーザ波長、Ｐは
レーザビーム２６０の回折格子の周期でトラックピッチ
にあたる。フォトディテクタ２１３，２１４，２１５を
上記の式を満足する角度に設定すれば、０次，１次，２
次の回折光強度をモニターできる。

【００３７】図８に示す構成により、フォトディテクタ
２１３，２１４，２１５によりモニターされた０次と１
次の回折光の回折強度比（Ｉ₁／Ｉ₀）及び１次と２次の
回折光の回折強度比（Ｉ₂／Ｉ₁）を演算部５０１により
算出して、予め求めておきメモリ５０４に記憶された所
望のエッチング深さでの０次と１次の回折光の回折強度
比（Ｉ₁／Ｉ₀）及び１次と２次の回折光の回折強度比
（Ｉ₂／Ｉ₁）の値と、モニターされた０次と１次の回折
光の回折強度比（Ｉ₁／Ｉ₀）及び１次と２次の回折光の
回折強度比（Ｉ₂／Ｉ₁）の値とを比較部５０２により比
較し、両者が等しくなるまでエッチングを継続し、両者
が等しくなれば制御部５０３により高周波電源２０８に
よる下側電極２０２に対する高周波電圧の印加を停止し
てエッチングを停止する。このようにすれば、理想のエ
ッチング深さを常に実現することができる。

【００３８】図６にエッチング時間と回折強度比の関係
を模式的に示す。０次と１次と２次の回折光を検出して
０次と１次の回折光の回折強度比（Ｉ₁／Ｉ₀）と１次と
２次の回折光の回折強度比（Ｉ₂／Ｉ₁）の両方でエッチ
ング深さを管理すれば、それだけ精度を上げて散乱光な
どのノイズの影響を無くすことができる。

【００３９】一般には、エッチングの深さの管理だけな
らば、０次と１次の回折光を検出して０次と１次の回折
光の回折強度比（Ｉ₁／Ｉ₀）でエッチング深さを管理す
るだけで十分である。すなわち、エッチングの量を主に
管理したい場合は、回折光のモニターは０次と１次で十
分である。また、エッチングにより形成される信号突起
の幅や角度までも管理したい場合は、２次の回折光まで
モニターするとよい。モニターは、基本的には連続して
リアルタイムで行うのが好ましい。

【００４０】光ディスクのスタンパーの場合、エッチン
グ深さ、つまり、信号として残った突起の高さが、形成
されたディスクのピット又は溝の深さになる。その最適
深さは光ディスクの種類によって異なる。ＣＤやＤＶＤ
のＲＯＭ型の光ディスクの場合は、１０００Å（オング
ストローム）から１５００Å（オングストローム）の範
囲で、ＲＡＭ型の光ディスクではその半分くらいの深さ
である。

【００４１】上記第１実施形態によれば、エッチング中
の基板２０１のモニターゾーンをレーザビーム２６０で
照射して基板２０１で回折されて反射した回折光のう
ち、少なくとも、０次と１次の回折光を検出して、０次
と１次の回折光の回折強度比（Ｉ₁／Ｉ₀）でエッチング
深さを管理することにより、エッチングの進行状態を精
度よくモニターできるため、精度のよいエッチングの終
端検出を行うことができ、所望のエッチング深さを得る
ことができる。

【００４２】また、０次と１次と２次の回折光を検出し
て、０次と１次の回折光の回折強度比（Ｉ₁／Ｉ₀）と１
次と２次の回折光の回折強度比（Ｉ₂／Ｉ₁）の両方でエ
ッチング深さを管理すれば、それだけ精度を上げること
ができる。

【００４３】次に、本発明の第２実施形態にかかる光デ
ィスクの原盤作製方法とその装置を図３〜図７に基づい
て説明する。この第２実施形態は回折強度の測定精度を
上げるために、エッチングを一時中断し（図７のステッ
プＳ１参照）、プラズマ発生領域Ｐ１から基板１を一時
的にプラズマ発生領域外の計測ゾーンＰ２に取り出して
（図７のステップＳ２参照）、回折強度を計測しようと
するものである（図７のステップＳ３参照）。図３で、
１は図９の３１に相当する基板である。点線で示す基板
１は下側電極２の上に置かれている。３は下側電極２に
対向して配置された上側電極、４は反応性イオンエッチ
ングのチャンバーである。５はチャンバー４を排気して
真空にするための真空排気ダクト、６はチャンバー４内
に反応性ガスを流入させる反応性ガス流入配管である。
反応性ガスは、エッチングされる基板１の種類によって
最適なものが選ばれるが、一般的にはＣＦ₄，ＳＦ₆，Ｎ
Ｆ ₃，ＢＣｌ₃−Ｃｌ₃，Ｃｌ₃，又は、ＣＣｌ₄などが用
いられる。７は下側電極２に電気的に接続されたブロッ
キングコンデンサー、８は下側電極２にブロッキングコ
ンデンサー７を介して電気的に接続された高周波電源で
ある。高周波電源８より下側電極２を介して、高真空中
に導入された反応性ガスに高周波電圧が印加されると、
上側電極３と下側電極２の間にプラズマが発生する。こ
の結果、プラズマによるイオンとラジカルにより、下側
電極２上の点線の基板１がエッチングされる。９は下側
電極２の中央部分の下方に配置されかつ基板１を持ち上
げるリフターで、エッチングの途中にエッチングを停止
し（図７のステップＳ１参照）、リフター９の上昇駆動
によりリフター９の先端の基板支持部材４０が基板１を
下側電極２から上昇させる。１０は基板１の移載装置
で、移載装置１０に腕１１を介して取り付けられたハン
ド４１により、上記上昇した基板１を取り上げ、チャン
バー４内の右側のプラズマ発生領域Ｐ１から左側の計測
ゾーンＰ２に基板１を運ぶ（図７のステップＳ２参
照）。移載装置１０の駆動により腕１１が屈曲運動を行
い、腕１１の屈曲運動により、腕１１の先端のハンド４
１は、プラズマ発生領域Ｐ１とプラズマ発生領域外の計
測ゾーンＰ２との間で直線移動する。

【００４４】図５は、このハンド４１が基板１を取り上
げるところを上から見た図を示している。図３で実線で
示す基板１は計測ゾーンＰ２に到着した状態を示してい
る。１２は回折光モニター用のレーザファイバーである
（図７のステップＳ３参照）。図４に計測ゾーンＰ２を
横から見たところを示す。レーザファイバー１２から出
たレーザビーム６０が基板１のモニターゾーンを、モニ
ターゾーンの連続溝の接線に対する直角方向から照射し
ている。レーザビーム６０は、モニターゾーンで反射さ
れてフォトディテクタ１３，１４，１５に受光される。
フォトディテクタ１３，１４，１５はそれぞれ０次、１
次、２次の回折光モニター用であり、レール６１に取り
付けられていて受光角度を調整できる。一般に、ｎ次の
回折光の回折角度θ_nは次式で表される。

【００４５】

【数２】ｓｉｎθ_n＋ｓｉｎθ＝ｎλ／Ｐここで、θはレーザビーム６０の基板１に対する入射角
度、λはレーザビーム６０のレーザ波長、Ｐはレーザビ
ーム６０の回折格子の周期でトラックピッチにあたる。
フォトディテクタ１３，１４，１５を上記の式を満足す
る角度に設定すれば０次，１次，２次の回折光強度をモ
ニターできる。

【００４６】図８のような構成により、フォトディテク
タ１３，１４，１５によりモニターされた０次と１次の
回折光の回折強度比（Ｉ₁／Ｉ₀）及び１次と２次の回折
光の回折強度比（Ｉ₂／Ｉ₁）を演算部５０１により算出
して（図７のステップＳ４参照）、予め求めておきメモ
リ５０４に記憶された所望のエッチング深さでの０次と
１次の回折光の回折強度比（Ｉ₁／Ｉ₀）及び１次と２次
の回折光の回折強度比（Ｉ₂／Ｉ₁）の値と、モニターさ
れた０次と１次の回折光の回折強度比（Ｉ₁／Ｉ₀）及び
１次と２次の回折光の回折強度比（Ｉ₂／Ｉ₁）の値とを
比較部５０２により比較し（図７のステップＳ５参
照）、エッチングの進行度合いを知ることができる。も
し所望の深さに達していない場合は、図６の予め求めて
おいてメモリ５０４に記憶された回折強度比と時間の特
性曲線より、必要な残りのエッチング時間を求め（図７
のステップＳ６参照）、基板１をプラズマ発生領域Ｐ１
内の下側電極２上に戻し（図７のステップＳ７参照）、
再度エッチングが行われる（図７のステップＳ８参
照）。

【００４７】今、所望の０次と１次の回折光の回折強度
比（Ｉ₁／Ｉ₀）の値がＡであるとき、時間ｔ₀後に測定
した０次と１次の回折光の回折強度比（Ｉ₁／Ｉ₀）の値
がＡ₀であるとすると、図６の特性曲線より、必要なエ
ッチング時間ｔは以下の式で求められる。

【００４８】

【数３】ｔ＝ｔ₀・（ｔ₂／ｔ₁）従って、残りのエッチングに必要な時間は、必要なエッ
チング時間ｔから既に経過した時間ｔ₀を差し引いた時
間（ｔ−ｔ₀）として求めることができる。

【００４９】上記第２実施形態では、基板１のエッチン
グ途中にエッチングを中断して、プラズマ発生領域Ｐ１
から基板１を一時的にプラズマ発生領域外の計測ゾーン
Ｐ２に取り出してレーザビーム６０を基板１のモニター
ゾーンを照射して回折光をモニターするようにしている
ため、回折光測定時の精度に関してプラズマによるレー
ザビーム６０への悪影響やフォトディテクタ１３，１
４，１５への汚染などを防止することができる。なお、
第１実施形態のようにエッチング中にその場所でレーザ
ビーム２６０を照射して回折光をモニターした方が、移
載工程が無く、効率的である。しかしながら、上記した
ように、回折光測定時の精度に関してプラズマによるレ
ーザビームへの悪影響やフォトディテクタへの汚染など
が心配される場合には第２実施形態を選ぶのがよい。

【００５０】また、エッチングの量を主に管理したい場
合は、回折光のモニターは０次と１次で十分である。

【００５１】また、エッチングにより形成される信号突
起の幅や角度までも管理したい場合は、２次の回折光ま
でモニターするとよい。

【００５２】また、回折強度比は、エッチングにより形
成される溝の断面形状によっても変化するので、前述の
回折光のモニターでエッチングの終端を検出するだけで
なく、信号突起の角度と形状を０次と１次の回折光の回
折強度比（Ｉ₁／Ｉ₀）及び１次と２次の回折光の回折強
度比（Ｉ₂／Ｉ₁）から推測し、反応性ガスの成分を変化
させて、側壁部のエッチングレートを変え、側壁部の角
度や形状をコントロールすることも可能である。

【００５３】すなわち、図９のマスタリング工程におけ
るドライエッチングでは、主にイオンによる物理的スパ
ッタリングと、ラジカル種による化学反応と、それらの
複合作用とから構成されている。一般的な傾向として、
イオンによる物理的スパッタリングが支配的な場合は異
方性エッチングとなり、化学反応が支配的な場合はエッ
チングは等方性となる。そして、異方性エッチングが支
配的な条件では突起の角度は鋭角になり、等方性エッチ
ングが支配的な条件では角度が鈍角になる。１つの実施
例では、アルゴンなどの不活性ガスを反応性ガスとして
加え、化学反応しないアルゴンイオンによる異方性エッ
チングを支配的にすることができる。このように反応性
ガスの成分を変えることによって、エッチングされる溝
形状をコントロールすることができる。

【００５４】また、上記回折光をモニターするとき、０
次と１次の回折光強度比、又は、０次と１次の回折光強
度比及び１次と２次の回折光強度比を測定より求め、予
め求めておいた上記回折強度比の特性曲線と比較するこ
とにより、現在の位置を求めることができ、残りのエッ
チング時間を算出して、上記エッチングの上記終点を検
出することができる。

【００５５】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、その他種々の態様で実施できる。

【００５６】例えば、上記説明では基板をエッチングし
て直接的にスタンパーにする工法を述べたが、ポジ型の
レジストを用いて、スタンパーの逆形状であるいわゆる
マスター盤をエッチングで作製する工法にも、本発明が
適用できるのは言うまでもない。

【００５７】

【発明の効果】本発明によれば、エッチング中の基板の
モニターゾーンをレーザビームで照射して基板で回折さ
れて反射した回折光のうち、少なくとも、０次と１次の
回折光を検出して、０次と１次の回折光の回折強度比
（Ｉ₁／Ｉ₀）でエッチング深さを管理することにより、
エッチングの進行状態を精度よくモニターできるため、
精度のよいエッチングの終端検出を行うことができ、所
望のエッチング深さを得ることができる。

【００５８】また、０次と１次と２次の回折光を検出し
て、０次と１次の回折光の回折強度比（Ｉ₁／Ｉ₀）と１
次と２次の回折光の回折強度比（Ｉ₂／Ｉ₁）の両方でエ
ッチング深さを管理すれば、それだけ精度を上げること
ができる。

【００５９】また、基板のエッチング途中に一時中断し
て、プラズマ発生領域以外に上記基板を移動し、上記モ
ニターゾーンにレーザビームを照射して、照射されたレ
ーザビームに基づき、回折光をモニターし、エッチング
の終点を検出するようにすれば、回折光測定時の精度に
関してプラズマによるレーザビームへの悪影響やフォト
ディテクタへの汚染などを防止することができる。

【００６０】また、エッチングの量を主に管理したい場
合は、回折光のモニターは０次と１次で十分である。

【００６１】また、エッチングにより形成される信号突
起の幅や角度までも管理したい場合は、２次の回折光ま
でモニターするとよい。

【００６２】また、回折強度比は、エッチングにより形
成される溝の断面形状によっても変化するので、前述の
回折光のモニターでエッチングの終端を検出するだけで
なく、信号突起の角度と形状を０次と１次の回折光の回
折強度比（Ｉ₁／Ｉ₀）及び１次と２次の回折光の回折強
度比（Ｉ₂／Ｉ₁）から推測し、両方の回折強度比に基き
反応性ガスの成分を変化させて、側壁部のエッチングレ
ートを変えるようにすれば、側壁部の角度や形状をコン
トロールすることも可能である。

【００６３】また、上記回折光をモニターするとき、０
次と１次の回折光強度比、又は、０次と１次の回折光強
度比及び１次と２次の回折光強度比を測定より求め、予
め求めておいた上記回折強度比の特性曲線と比較するよ
うにすれば、現在の位置を求めることができ、残りのエ
ッチング時間を算出して、上記エッチングの上記終点を
検出することができる。

【００６４】このように、本発明においては、エッチン
グの進行状態を精度よくモニターできるため、精度のよ
い終端検出でき、所望の深さの形状を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態にかかる光ディスクの
原盤作製方法を実施することができる原盤作製装置にお
いて適用される基板の記録領域を示す説明図である。

【図２】図１の本発明の第１実施形態にかかる光ディ
スクの原盤作製方法を実施することができる原盤作製装
置を示す模式図である。

【図３】本発明の第２実施形態にかかる光ディスクの
原盤作製方法を実施することができる原盤作製装置を示
す模式図である。

【図４】図３の原盤作製装置のモニター部を示す図で
ある。

【図５】図３の原盤作製装置の基板移載装置の平面図
である。

【図６】本発明の第１及び第２実施形態にかかる光デ
ィスクの原盤作製方法においてエッチング時間と回折強
度との特性の一例を示す特性曲線の図である。

【図７】本発明の第２実施形態にかかる光ディスクの
原盤作製方法において、回折強度比より残りのエッチン
グ時間を求めるフロー図である。

【図８】本発明の第１及び第２実施形態にかかる光デ
ィスクの原盤作製装置のブロック図である。

【図９】本発明が適用されるマスタリング工法の説明
図である。

【図１０】従来例のエッチング装置の模式図である。

【符号の説明】

１，３１，１０１，２０１…基板、２，２０２…下側電極、３，２０３…上側電極、４，２０４…エッチング装置チャンバー、５，２０５…真空排気ダクト、６，２０６…反応性ガス流入配管、７，２０７…ブロッキングコンデンサー、８，２０８…高周波電源、９…リフター、１０…移載装置、１１…腕、１２，２１２…回折光モニター用レーザファイバー、１３，２１３…０次光モニター用ディテクタ、１４，２１４…１次光モニター用ディテクタ、１５，２１５…２次光モニター用ディテクタ、２０…従来例のエッチング装置チャンバー、２１…従来例のエッチング装置の上側電極、２２…従来例のエッチング装置の下側電極、２３…従来例のエッチング装置のブロッキングコンデン
サー、２４…従来例のエッチング装置の高周波電源、２５…従来例のエッチング装置の真空排気ダクト、２６…従来例のエッチング装置の排気ポンプ、２７… 従来例のエッチング装置の反応性ガス流入配
管、２８…モニター用ファイバー、２９…終点監視装置、３０…制御装置、３１…基板、３２…ネガ型レジスト、３３…記録レーザビーム、３４…記録レンズ、３５…マスクとしてのレジスト、３６…残留レジスト、３７…突起、３８…データ領域、３９…モニターゾーン、４０…基板支持部材、４１…ハンド、６０，２６０…レーザビーム、６１，２６１…レール、５０１…演算部、５０２…比較部、５０３…エッチング制御部、５０４…メモリ、Ｐ１…プラズマ発生領域、Ｐ２…計測ゾーン。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】選択的にエッチングされて基板上に位置
するフォトレジスト層をマスクとして使用しながら上記
基板をエッチングして光ディスクの原盤を作製する光デ
ィスクの原盤作製方法において、上記フォトレジスト層上の連続溝にレーザビームを照射
し、上記照射されたレーザビームに基き、上記エッチングの
進行によって生じる回折光をモニターすることにより、
上記エッチングの終点を検出するようにしたことを特徴
とする光ディスクの原盤作製方法。
【請求項２】選択的にエッチングされて基板上に位置
するフォトレジスト層をマスクとして使用しながら上記
基板をエッチングして光ディスクの原盤を作製する光デ
ィスクの原盤作製方法において、上記基板の上記エッチング中又は上記エッチングの途中
に、上記フォトレジスト層上の信号データ領域外に連続
溝より構成されるモニターゾーンにレーザビームを照射
し、上記照射されたレーザビームに基き、上記エッチングの
進行によって生じる回折光をモニターすることにより、
上記エッチングの終点を検出するようにしたことを特徴
とする光ディスクの原盤作製方法。
【請求項３】上記エッチング途中に、プラズマ発生領
域外に上記基板を移動させ、上記エッチング作業領域外
で上記モニターゾーンにレーザビームを照射して回折光
をモニターすることにより、上記エッチングの終点を検
出する請求項１又は２に記載のエッチングの終点を検出
する光ディスクの原盤作製方法。
【請求項４】上記回折光をモニターするとき、０次と
１次の回折光強度、又は、０次と１次と２次の回折光強
度を検出して、上記エッチングの上記終点を検出するよ
うにした請求項１〜３のいずれかに記載の光ディスクの
原盤作製方法。
【請求項５】上記回折光をモニターするとき、０次と
１次の回折光強度比、又は、０次と１次の回折光強度比
及び１次と２次の回折光強度比を測定より求め、予め求めておいた上記回折強度比の特性曲線と比較する
ことにより、必要な残りのエッチング時間を算出して、
上記エッチングの上記終点を検出するようにした請求項
１〜３のいずれかに記載の光ディスクの原盤作製方法。
【請求項６】上記回折光をモニターするとき、上記回
折光を検出して０次と１次の回折光の回折強度比及び１
次と２次の回折光の回折強度比を求め、両方の回折強度
比に基き反応性ガスの成分を変化させ、上記エッチング
による上記基板の断面形状を制御しつつ上記エッチング
の上記終点を検出するようにした請求項１〜５のいずれ
かに記載の光ディスクの原盤作製方法。
【請求項７】請求項１〜６のいずれかに記載の光ディ
スクの原盤作製方法により製造された光ディスクの原
盤。
【請求項８】選択的にエッチングされて基板上に位置
するフォトレジスト層をマスクとして使用しながら上記
基板をエッチングして光ディスクの原盤を作製する光デ
ィスクの原盤作製装置において、上記フォトレジスト層上の連続溝にレーザビームを照射
する照射装置と、上記照射されたレーザビームに基き、上記エッチングの
進行によって生じる回折光をモニターすることにより、
上記エッチングの終点を検出する検出装置とを備えるよ
うにしたことを特徴とする光ディスクの原盤作製装置。
【請求項９】選択的にエッチングされて基板上に位置
するフォトレジスト層をマスクとして使用しながら上記
基板をエッチングして光ディスクの原盤を作製する光デ
ィスクの原盤作製装置において、上記基板の上記エッチング中又は上記エッチングの途中
に、上記フォトレジスト層上の信号データ領域外に連続
溝より構成されるモニターゾーンにレーザビームを照射
する照射装置と、上記照射されたレーザビームに基き、上記エッチングの
進行によって生じる回折光をモニターすることにより、
上記エッチングの終点を検出する検出装置とを備えるよ
うにしたことを特徴とする光ディスクの原盤作製装置。
【請求項１０】上記エッチング途中に、プラズマ発生
領域外に上記基板を移動させる移載装置をさらに備え
て、上記検出装置は、上記移載装置により上記エッチング作
業領域外に移動された上記基板の上記モニターゾーンに
レーザビームを照射して回折光をモニターすることによ
り、上記エッチングの終点を検出する請求項８又は９に
記載のエッチングの終点を検出する光ディスクの原盤作
製装置。
【請求項１１】上記検出装置は、上記回折光をモニタ
ーするとき、０次と１次の回折光強度、又は、０次と１
次と２次の回折光強度を検出して、上記エッチングの上
記終点を検出するようにした請求項８〜１０のいずれか
に記載の光ディスクの原盤作製装置とその装置。
【請求項１２】上記検出装置は、上記回折光をモニタ
ーするとき、０次と１次の回折光強度比、又は、０次と
１次の回折光強度比及び１次と２次の回折光強度比を測
定より求め、予め求めておいた上記回折強度比の特性曲線と比較する
ことにより、必要な残りのエッチング時間を算出して、
上記エッチングの上記終点を検出するようにした請求項
８〜１０のいずれかに記載の光ディスクの原盤作製装
置。
【請求項１３】上記検出装置は、上記回折光をモニタ
ーするとき、上記回折光を検出して０次と１次の回折光
の回折強度比及び１次と２次の回折光の回折強度比を求
め、両方の回折強度比に基き反応性ガスの成分を変化さ
せ、上記エッチングによる上記基板の断面形状を制御し
て上記エッチングの上記終点を検出するようにした請求
項８〜１２のいずれかに記載の光ディスクの原盤作製装
置。