JP2001325752A - Method for manufacturing stamper for optical disk - Google Patents

Method for manufacturing stamper for optical disk

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JP2001325752A
JP2001325752A JP2000143186A JP2000143186A JP2001325752A JP 2001325752 A JP2001325752 A JP 2001325752A JP 2000143186 A JP2000143186 A JP 2000143186A JP 2000143186 A JP2000143186 A JP 2000143186A JP 2001325752 A JP2001325752 A JP 2001325752A
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JP
Japan
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stamper
photoresist
layer
cross
lower layer
Prior art date
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Application number
JP2000143186A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuzuru Kudo
譲 工藤
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing an optical disk stamper by which fine grooves and pits having a smaller width than the beam diameter of the exposure light spot can be formed with good accuracy. SOLUTION: In the process for manufacturing a stamper for an optical information recording medium including a process of applying a photoresist on a glass substrate, a resist mask method to etch a lower layer by using the photoresist layer as a mask layer is used, and moreover, the exposure beam spot 10 is converged by the super resolution effect by a cross light-shielding mask 5. In this way, a groove or pit having a smaller width than the beam diameter of the exposure light spot can be formed in the lower layer.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、光情報記録媒体用ス
タンパの製造方法に関するものであり、露光スポットの
ビーム径よりも細い溝及びピットを精度良く形成可能に
する方法を提供するものであって、半導体プロセスにお
ける微細パタン形成方法にも適用して有効なものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a stamper for an optical information recording medium, and more particularly to a method for accurately forming grooves and pits smaller than the beam diameter of an exposure spot. Thus, the present invention is also effective when applied to a fine pattern forming method in a semiconductor process.

【0002】[0002]

【従来の技術】光ディスク用原盤には、スパイラル状又
は同心円上に、トラッキング用の案内溝やアドレス・デ
ータを表す凹凸のピットが予め形成されている。このよ
うな案内溝やピットのパターンは、原盤となるガラス基
板上にフォトレジスト層を形成し、原盤露光装置の対物
レンズで形成すべきパターンに応じて強度変調された光
ビームを収束してフォトレジスト層を露光し、その後現
像することによって、得られる。一般的にフォトレジス
トは、露光による光架橋反応と熱架橋反応とにより潜像
が形成されるため、ビームスポット径よりも1割〜2割
程度、開口部の溝幅(台形形状の長い辺:Wtop)は広く
なる。また、集光ビームの光強度分布がガウス分布であ
るため、フォトレジストに形成された溝は台形形状とな
る(図1(d)の現像参照)。台形溝の問題点は、ト
ラックピッチが狭くなると、溝の開口部が隣接トラック
間で干渉し合い、溝と溝の間の平坦部分(ランド)の高
さが減少し、溝の深さをフォトレジストの膜厚で制御で
きなくなる点である。また、ランドが平坦でないスタン
パから作製された光情報記録媒体の記録特性が低下する
問題(隣接トラックからのクロストーク信号が増加し、
特にジッタ特性が低下する)がある。このために、トラ
ックピッチが狭い大容量の光情報記録媒体用スタンパで
は、溝幅が狭く、溝断面が矩形である必要がある。フォ
トレジストに形成する溝を狭くするには、露光ビームの
波長を短くし、対物レンズの開口数NAを大きくすれば
よいが、露光時の焦点深度が小さくなるため、溝形状が
変動することが懸念される。そこで、短波長と高NAに
することなしに露光ビームスポット以下の細い溝断面が
得られるフォトリソグラフィ技術が必要となる。露光ビ
ームスポット径以下の溝形成を可能にする従来技術とし
て、上層のレジストマスクパタンを利用して下層をエッ
チングする方法がレジストマスク法として公知である
が、その他に超解像効果を利用して光ビームを対物レン
ズの回折限界以下にまで絞り込む方法が知られている。
その例として、特開平6−215408号公報、特
開平10−255308号公報に記載されたものがあ
る。上記は、円形又はストライプの超解像用マスクを
ビームに垂直になるように設置したものであり、上記
はレーザ光を2分割し、超解像光学系とπ位相シフトを
利用し、干渉効果により回折限界以下の小さなスポット
を得るというものである。
2. Description of the Related Art On a master disk for an optical disk, guide grooves for tracking and pits having concavities and convexities representing address data are formed in advance in a spiral shape or concentric circles. Such a guide groove or pit pattern is formed by forming a photoresist layer on a glass substrate serving as a master, converging a light beam whose intensity is modulated according to a pattern to be formed by an objective lens of a master exposure apparatus, and forming a photo-resist. It is obtained by exposing the resist layer and then developing it. Generally, in a photoresist, a latent image is formed by a photo-crosslinking reaction and a thermal cross-linking reaction due to exposure. Therefore, the groove width of the opening is about 10% to 20% of the beam spot diameter (the long side of the trapezoidal shape: Wtop) becomes wider. Further, since the light intensity distribution of the focused beam is a Gaussian distribution, the groove formed in the photoresist has a trapezoidal shape (see development in FIG. 1D). The problem with the trapezoidal groove is that when the track pitch becomes narrower, the opening of the groove interferes between adjacent tracks, the height of the flat part (land) between the grooves decreases, and the depth of the groove The point is that it cannot be controlled by the thickness of the resist. In addition, there is a problem that the recording characteristics of an optical information recording medium manufactured from a stamper whose lands are not flat are deteriorated (a crosstalk signal from an adjacent track increases,
In particular, the jitter characteristic is reduced). For this reason, a large-capacity optical information recording medium stamper with a narrow track pitch needs to have a narrow groove width and a rectangular cross section. In order to narrow the groove formed in the photoresist, the wavelength of the exposure beam may be shortened and the numerical aperture NA of the objective lens may be increased. However, the depth of focus at the time of exposure is reduced, so that the groove shape may fluctuate. I am concerned. Therefore, a photolithography technique is required that can obtain a thin groove cross section smaller than the exposure beam spot without using a short wavelength and a high NA. As a conventional technique that enables formation of a groove having a diameter equal to or smaller than the exposure beam spot diameter, a method of etching a lower layer using a resist mask pattern of an upper layer is known as a resist mask method. There is known a method of narrowing a light beam to a diffraction limit of an objective lens or less.
Examples thereof are described in JP-A-6-215408 and JP-A-10-255308. In the above, a circular or striped super-resolution mask is installed so as to be perpendicular to the beam. The above-mentioned laser beam is divided into two, and a super-resolution optical system and a π phase shift are used to obtain an interference effect. To obtain a small spot below the diffraction limit.

【0003】[0003]

【従来技術の問題点】超解像効果を利用した場合、メイ
ンのビームは確かに微細化できるが、メインローブの周
囲に、超解像マスクの形状に応じたサイドローブが発生
する。例として、矩形マスクの場合はメインローブの左
右に、円形マスクの場合にはメインローブの周囲をぐる
っと囲む円形に、それぞれサイドローブが発生する。本
発明で使用する十字遮光マスクの場合には、メインロー
ブの上下左右4カ所にサイドローブが発生する(図3参
照)。トラックピッチが狭まるにつれて、フォトレジス
ト露光時にこのサイドローブが隣接トラックにかかり、
本来露光時に必要な光量以上の光がサイドローブによっ
て積算され、オーバー露光ということになる(図5
(a)参照)。こうなると溝やピットの幅が予定したも
のよりも大きくなってしまい、ランドの幅が一定でなく
なったり、あるいは平坦さが失われ、このスタンパから
作製された光情報記録媒体の記録特性が低下するという
不具合が発生する。上記特開平6−215408号公報
のものにおいては、円形遮光マスク、ストライプ状遮光
マスクのいずれを使用する場合も、発生したサイドロー
ブによって上記の不具合が出る。上記特開平10−25
5308号公報のものにおいては、超解像効果と干渉効
果を用いれば確かにビームを絞ることができるが、サイ
ドローブを完全に無くすことはできない。また、光学系
を2分割してそれぞれに光変調器を設置しているので、
露光光学系が非常に高価になるという難点もある。
2. Description of the Related Art When the super-resolution effect is used, the main beam can be made finer, but side lobes are generated around the main lobe according to the shape of the super-resolution mask. For example, in the case of a rectangular mask, side lobes are generated on the left and right sides of the main lobe, and in the case of a circular mask, side lobes are generated in a circle surrounding the main lobe. In the case of the cross light-shielding mask used in the present invention, side lobes are generated at four locations above, below, left, and right of the main lobe (see FIG. 3). As the track pitch becomes narrower, this side lobe is applied to adjacent tracks during photoresist exposure,
Light exceeding the amount of light originally required at the time of exposure is integrated by the side lobes, which means overexposure (FIG. 5).
(A)). In this case, the width of the groove or pit becomes larger than expected, the width of the land becomes inconsistent, or the flatness is lost, and the recording characteristics of the optical information recording medium manufactured from this stamper deteriorate. The problem described above occurs. In the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-215408, the above problem occurs due to the generated side lobes regardless of whether a circular light-shielding mask or a stripe-shaped light-shielding mask is used. JP-A-10-25
In Japanese Patent No. 5308, the beam can be narrowed down by using the super-resolution effect and the interference effect, but the side lobe cannot be completely eliminated. In addition, since the optical system is divided into two and an optical modulator is installed in each,
Another drawback is that the exposure optical system becomes very expensive.

【0004】[0004]

【解決しようとする課題】この発明の課題(1)は従来
技術の上記問題を解消して、露光スポットのビーム径よ
りも細い溝及びピットを精度良く形成可能にする方法を
提供することであり(請求項1に係る発明の課題)、ま
た、課題(2)は十字遮光マスクによる光ビームのロス
率を規定し、光強度不足を起こさない範囲を提供するこ
とであり(請求項2に係る発明の課題)、さらに、課題
(3)は溝及びピット露光時にオーバー露光とならない
方法を提供することであり(請求項3、請求項4に係る
発明の課題)、さらに、課題(4)は光学系調整時の作
業を軽減するとともに事故を防止することである(請求
項5に係る発明の課題)。
An object (1) of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to provide a method for accurately forming grooves and pits smaller than the beam diameter of an exposure spot. (Problem of the invention according to claim 1) Further, the problem (2) is to specify a loss rate of a light beam by a cross light shielding mask and to provide a range in which light intensity is not insufficient (according to claim 2). The problem (3) is to provide a method that does not result in overexposure during groove and pit exposure (the problem of the invention according to claims 3 and 4). An object of the present invention is to reduce an operation for adjusting an optical system and to prevent an accident (an object of the invention according to claim 5).

【0005】[0005]

【課題解決のために講じた手段】1.課題(1)の解決
手段 上記課題(1)を解決するために講じた手段(1)は、
ガラス基板上にフォトレジストを塗布する工程と、前記
フォトレジスト層を熱処理する工程と、光ビームを対物
レンズによって集光して前記フォトレジスト層上に所定
の溝パタンを露光する工程と、前記露光済みフォトレジ
スト層を現像・洗浄・乾燥して所定の溝パタンを有する
ガラス原盤を作製する工程と、前記ガラス原盤の表面に
導電皮膜を形成する工程と、前記導電皮膜をニッケル電
鋳してフォトレジストの溝パタンと凹凸が逆転した溝パ
タンを有するニッケル板を作製する工程と、前記ニッケ
ル板を剥離・フォトレジスト除去・洗浄・裏面研磨・内
外径加工する工程で構成される光情報記録媒体用スタン
パの製造過程において、ガラス原盤とフォトレジスト層
の間に、露光により反応しない水溶性樹脂層(以下、こ
れを「下層」と言う)を設け、上記下層の膜厚値がスタ
ンパ表面に形成される溝深さと同じであり、原盤露光に
よってフォトレジスト層に微細パタンを形成し、このフ
ォトレジスト層をマスクとして下層をエッチングして下
層に微細パタンを形成し、その後フォトレジスト層を除
去して微細パタンを有するガラス原盤を作製する場合、
下層の材料が、ポリビニルアルコール、メチルセルロー
ス、もしくはポリビニルピロリドンから選ばれた水溶性
樹脂樹脂であり、上記下層をエッチングする手段とし
て、湿式現像にてフォトレジスト層に微細パタンを形成
する時、このアルカリ性現像液もしくは、現像後の純水
洗浄の工程で、同時に下層をエッチングした後、フォト
レジスト層を除去するという工程で構成される光ディス
ク用スタンパの製造方法において、前記光ビームが十字
型遮光部を有する遮光マスク(以下、これを「十字遮光
マスク」と言う)による超解像効果を利用して絞り込む
ことである。
[Measures taken to solve the problem] Means for Solving Problem (1) Means (1) taken to solve the above problem (1) are:
A step of applying a photoresist on a glass substrate, a step of heat-treating the photoresist layer, a step of condensing a light beam by an objective lens and exposing a predetermined groove pattern on the photoresist layer, Developing, washing, and drying the completed photoresist layer to produce a glass master having a predetermined groove pattern, forming a conductive film on the surface of the glass master, and electroforming the conductive film with nickel. An optical information recording medium comprising a step of producing a nickel plate having a groove pattern in which concavities and convexities are inverted with respect to a resist groove pattern, and steps of peeling, removing photoresist, washing, polishing the back surface, and processing inner and outer diameters of the nickel plate. In the stamper manufacturing process, a water-soluble resin layer that does not react by exposure between the glass master and the photoresist layer (hereinafter referred to as “lower layer”). ), The thickness of the lower layer is the same as the groove depth formed on the surface of the stamper, a fine pattern is formed on the photoresist layer by exposure to a master, and the lower layer is etched by using the photoresist layer as a mask. When a fine pattern is formed, and then the photoresist layer is removed to produce a glass master having the fine pattern,
The material of the lower layer is a water-soluble resin resin selected from polyvinyl alcohol, methylcellulose, or polyvinylpyrrolidone. As a means for etching the lower layer, when forming a fine pattern on the photoresist layer by wet development, the alkaline development In a method of manufacturing a stamper for an optical disc, comprising a step of removing a photoresist layer after simultaneously etching a lower layer in a step of washing with liquid or pure water after development, the light beam has a cross-shaped light shielding portion The narrowing is performed by using the super-resolution effect of a light-shielding mask (hereinafter, this is referred to as a “cross-shaped light-shielding mask”).

【0006】2.課題(2)の解決手段 上記課題(2)を解決するために講じた手段(請求項2
に係る発明の手段)は、上記手段(1)の十字遮光マス
クによる前記光ビームのロス率を、光量全体の60%未
満にしたことである。
[0006] 2. Means for Solving Problem (2) Means taken to solve the above problem (2)
According to the invention, the loss rate of the light beam due to the cross light shielding mask of the above means (1) is set to less than 60% of the entire light amount.

【0007】3.課題(3)の解決手段 上記課題(3)を解決するために講じた手段(請求項3
に係る発明の手段)は、上記手段(1)の十字遮光マス
クを、光ビームの進行方向を中心に自転できるようにし
たことであり、また、他の手段(請求項4に係る発明の
手段)は、上記手段(1)の十字遮光マスクの回転角度
を、0゜〜45゜の範囲にしたことである。
[0007] 3. Means for Solving Problem (3) Means taken to solve the above problem (3)
The present invention according to (4) is that the cross-shielding mask of (1) is capable of rotating around the traveling direction of the light beam. ) Means that the rotation angle of the cross light-shielding mask of the means (1) is in the range of 0 ° to 45 °.

【0008】[0008]

【実施の形態】次いで、本発明の実施の形態を図面を参
照しつつ説明する。本発明による原盤からスタンパ製作
までの工程は第1図に示すとおりであり、その各工程は
次のとおりである。 (1)基板洗浄 超純水により、基板に付着したゴミを除去する目的で、
洗浄・乾燥する(図1には図示せず)。 (2)表面処理 ガラス基板に対する水溶性樹脂層の塗布性を向上させる
ために、オゾン処理によりガラス基板表面の有機物の除
去と表面に酸化皮膜を形成する。この効果で、ガラス基
板に対する水溶性樹脂の塗れ性が向上し、水溶性樹脂の
膜厚を均一化できるとともに、水溶性樹脂とガラス基板
の密着性が強まる(図1に図示せず)。 (3)下層塗布 表面処理されたガラス基板上に、水溶性樹脂をスピンコ
ートし、加熱乾燥・冷却する。この時、塗布された下層
の膜厚は、スタンパ表面に形成する溝深さと同じ大きさ
に塗布する必要がある(図1(a)の下層形成を参
照)。 (4)前処理 上記下層塗布の工程で下層を成膜した上に、下層とフォ
トレジストとの密着力を上げる目的で、HMDS(ヘキ
サメチルジシラザン)をスピンコートし、高速回転で乾
燥させる(図1に図示せず)。 (5)マスク層塗布 上記前処理の工程でHMDS処理された表面に、フォト
レジストをスピンコートし、加熱乾燥・冷却することに
より、マスク層を形成する(図1(b)のマスク層形成
の図を参照)。 (6)原盤露光 上記マスク層塗布の工程で製作した原盤をKrガスレー
ザにより原盤露光する。原盤露光に関しては後ほど詳細
に説明する。原盤を回転横送りしながら露光することに
より、フォトレジスト膜のマスク層にはスパイラル状の
潜像が形成される。(図1(c)の原盤露光の図を参
照)。 (7)現像・リンス 露光された原盤を現像し、露光された部分(潜像が形成
された部分)を除去し、純水によりリンスし、回転乾燥
する(図1(d)の現像の図参照)。またこの時、現
像時にフォトレジスト膜がマスク層の働きをして、下層
の水溶性樹脂層が現像液とリンスでエッチングされる。
下層に形成される溝幅は、マスク層の台形形状の底の幅
(Wbot)の大きさで決定される(図1(e)現像の図
参照)。 (8)マスク層除去 剥離液によりマスク層(フォトレジスト膜)を除去し、
溶剤による置換を行った後乾燥させる。この溶剤は、下
層(水溶性樹脂層)を溶解しない溶媒を選択する必要が
ある(図1(f)のマスク層除去の図参照)。 (9)導電皮膜処理 上記マスク層除去の工程でマスク層が除去された後の、
溝パタンを有する原盤の表面に、スパッタでニッケル膜
を形成する(図1(g)の導電皮膜処理の図参照)。 (10)ニッケル電鋳 上記導電皮膜処理工程で導電皮膜処理された導電皮膜付
き原盤をニッケル電鋳し、ニッケルを積層する(図1
(h)のニッケル電鋳の図参照)。 (11)スタンパ化 上記ニッケル電鋳された板を、ガラス原盤から剥離し、
裏面(溝パタンが形成されていない面)を研磨し、溝パ
タン表面に残留付着している下層膜(水溶性樹脂膜)を
純水で洗浄、高速回転乾燥、内外径を所望の寸法にプレ
ス加工することでスタンパが完成する(図1(i)の剥
離、研磨、洗浄、内外径加工の図参照)。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The steps from the master to the stamper fabrication according to the present invention are as shown in FIG. 1, and the respective steps are as follows. (1) Substrate cleaning In order to remove dust adhering to the substrate with ultrapure water,
Wash and dry (not shown in FIG. 1). (2) Surface Treatment In order to improve the applicability of the water-soluble resin layer to the glass substrate, organic substances on the surface of the glass substrate are removed by an ozone treatment and an oxide film is formed on the surface. By this effect, the wettability of the water-soluble resin on the glass substrate is improved, the thickness of the water-soluble resin can be made uniform, and the adhesion between the water-soluble resin and the glass substrate is strengthened (not shown in FIG. 1). (3) Coating of lower layer A water-soluble resin is spin-coated on the surface-treated glass substrate, and is dried by heating and cooling. At this time, it is necessary to apply the lower layer having the same thickness as the depth of the groove formed on the surface of the stamper (see formation of the lower layer in FIG. 1A). (4) Pretreatment After forming the lower layer in the step of applying the lower layer, HMDS (hexamethyldisilazane) is spin-coated for the purpose of increasing the adhesion between the lower layer and the photoresist, and dried at high speed ( (Not shown in FIG. 1). (5) Mask Layer Application A photoresist is spin-coated on the surface that has been subjected to the HMDS treatment in the pretreatment step, and is heated, dried, and cooled to form a mask layer (see FIG. 1B). See figure). (6) Master exposure The master manufactured in the above-mentioned mask layer coating step is subjected to master exposure with a Kr gas laser. The master exposure will be described later in detail. By exposing the master while rotating and traversing the master, a spiral latent image is formed on the mask layer of the photoresist film. (Refer to the master exposure drawing in FIG. 1C). (7) Development / Rinse The exposed master is developed, the exposed portion (the portion where the latent image is formed) is removed, rinsed with pure water, and rotated and dried (see the development diagram of FIG. 1D). reference). At this time, the photoresist film functions as a mask layer at the time of development, and the lower water-soluble resin layer is etched with a developer and a rinse.
The width of the groove formed in the lower layer is determined by the width (Wbot) of the bottom of the trapezoidal shape of the mask layer (see the development diagram in FIG. 1E). (8) Mask layer removal The mask layer (photoresist film) is removed with a stripping solution,
After substitution with a solvent, the substrate is dried. For this solvent, it is necessary to select a solvent that does not dissolve the lower layer (water-soluble resin layer) (see the drawing of the mask layer removal in FIG. 1F). (9) Conductive film treatment After the mask layer is removed in the mask layer removing step,
A nickel film is formed by sputtering on the surface of the master having the groove pattern (see the diagram of the conductive film treatment in FIG. 1 (g)). (10) Nickel electroforming A master with a conductive film that has been subjected to the conductive film processing in the above-described conductive film processing step is subjected to nickel electroforming, and nickel is laminated (FIG. 1).
(Refer to the figure of nickel electroforming in (h)). (11) Stamping The nickel electroformed plate is peeled off from the glass master,
Polish the back surface (the surface on which the groove pattern is not formed), wash the lower layer film (water-soluble resin film) remaining on the groove pattern surface with pure water, dry at high speed, and press the inner and outer diameters to desired dimensions. The stamper is completed by processing (see the drawing of peeling, polishing, cleaning, and inner and outer diameter processing in FIG. 1 (i)).

【0009】この発明の作製プロセスの特徴は、ガラス
基板とフォトレジスト層の間に水溶性樹脂層を設ける点
で、フォトレジスト膜に形成された溝パタンをマスク層
として利用し、エッチングで形成された下層の溝パタン
をスタンパに形成する。この結果、溝の底幅が下層の溝
幅となるため、フォトレジスト膜に形成された溝断面よ
りも細い溝を下層に形成することができ、また台形では
なく、断面形状が矩形の溝パタンを得ることができる。
また露光用光源として波長400nm近傍のKrガスレ
ーザを用いているので、光学系も高価な紫外域用ではな
く通常の可視領域のものを使用でき、コスト的に非常に
有利となる。しかし上記方法だけでは、光ディスクの更
なる大容量化を目指したトラックピッチの狭幅化を進め
た場合、どうしても限界がある。そこで本発明では、光
ビームそのものを更に絞り込むことが可能な超解像効果
を用いている。図2に本発明による露光光学系の概略図
を示す。
A feature of the manufacturing process of the present invention is that a water-soluble resin layer is provided between a glass substrate and a photoresist layer. The groove pattern formed in the photoresist film is used as a mask layer, and is formed by etching. The lower groove pattern is formed on the stamper. As a result, the bottom width of the groove becomes the groove width of the lower layer, so that a groove that is narrower than the groove cross section formed in the photoresist film can be formed in the lower layer. Can be obtained.
In addition, since a Kr gas laser having a wavelength of about 400 nm is used as an exposure light source, an optical system not in an expensive ultraviolet region but in a normal visible region can be used, which is very advantageous in cost. However, the above method alone has a limit when the track pitch is narrowed to further increase the capacity of the optical disk. Therefore, in the present invention, the super-resolution effect that can further narrow down the light beam itself is used. FIG. 2 is a schematic view of an exposure optical system according to the present invention.

【0010】Krガスレーザ1から出た光は、スタビラ
イザ2で光強度が安定化される。次にピットの場合は、
ピット長に応じた信号パルスで変調器3を作動させ、光
をオン・オフすることによって対応し、溝の場合には偏
向器4によってウォブルをかけるようにする。次に光の
進行方向に対して垂直に設置された十字遮光マスク5に
よって絞り込まれた光を、対物レンズ6で原盤7上に縮
小投影によって露光する。十字遮光マスク6の超解像効
果によって、光の投影スポットの強度分布は通常のガウ
ス分布から、より細く鋭い分布となる(図3(b)参
照)。なお十字遮光マスク6によって遮光される光量の
ロス率は、光ビーム全体の60%未満となるようにす
る。このように規定することによって、原盤露光時に光
強度不足となることを防ぐことができる。原盤7はター
ンテーブル8上で回転しつつスライダ9で直線移動する
ので、溝又はピットを螺旋状又は同心円状に描画するこ
とができる。
The light intensity of the light emitted from the Kr gas laser 1 is stabilized by the stabilizer 2. Next, in the case of a pit,
The modulator 3 is actuated by a signal pulse corresponding to the pit length, and the light is turned on and off to cope with it. In the case of a groove, a wobble is applied by the deflector 4. Next, the light narrowed down by the cross light shielding mask 5 installed perpendicularly to the traveling direction of the light is exposed on the master 7 by reduction projection with the objective lens 6. Due to the super-resolution effect of the cross light-shielding mask 6, the intensity distribution of the projected spot of light becomes narrower and sharper than the normal Gaussian distribution (see FIG. 3B). The loss rate of the amount of light shielded by the cross light shielding mask 6 is set to be less than 60% of the entire light beam. By defining in this way, it is possible to prevent the light intensity from becoming insufficient at the time of exposing the master. Since the master 7 is moved linearly by the slider 9 while rotating on the turntable 8, grooves or pits can be drawn spirally or concentrically.

【0011】しかしここで問題となるのが、サイドロー
ブである。すなわち、大容量化が進むにつれてトラック
ピッチもより狭幅化するが、それに伴って、超解像効果
によるビームスポット10のサイドローブ12がちょう
ど隣接トラックの位置にかかる(図6(a)参照)よう
になってしまう。このようにサイドローブ12がかかっ
てしまうと、サイドローブ12の分の光量が隣接トラッ
クに積算されて、オーバー露光したのと同じ状態になっ
てしまう。そのためフォトレジストにできた潜像の横幅
がその分大きくなってしまい、フォトレジストに形成さ
れた溝やピットの幅が、本来の光量で露光された場合に
比べて大きくなってしまい、結果的にランドの幅が一定
でなくなったり、ひどいときにはランドそのものが崩れ
てしまったりして、信号特性が大きく低下するという不
具合が発生する。そこで十字遮光マスク5を、光ビーム
の進行方向を中心にして自転させるようにする。十字遮
光マスク5を自転させるとその回転と共にビームスポッ
トも自転して、サイドローブ12の位置もメインローブ
11の円周に沿って移動する(図4(a),(b)及び
図5(a),(b)参照)。こうすることによってサイ
ドローブ12が隣接トラックの位置にかからなくなり、
オーバー露光が起きなくなるのである(図6(b)参
照)。この場合のビームスポット形状は、前述の通りメ
インローブ11の上下左右4カ所にサイドローブ12が
できているので、遮光マスクが十字状態(0゜)の時に
ビームスポットが最大幅(Wmax)となり、それが45
°自転して十字遮光マスクがX状態の時に最小幅(Wmi
n)となる(図4(a)(b)参照)。このことから十
字遮光マスク5を自転させる範囲は、0゜〜45°であ
れば良いことがわかる。
However, what matters here is the side lobe. In other words, as the capacity increases, the track pitch also becomes narrower, but with this, the side lobe 12 of the beam spot 10 due to the super-resolution effect is just over the position of the adjacent track (see FIG. 6A). It becomes like this. When the side lobes 12 are applied in this manner, the light amount of the side lobes 12 is accumulated in the adjacent track, and the state becomes the same as that of the overexposure. As a result, the lateral width of the latent image formed in the photoresist increases accordingly, and the width of the grooves and pits formed in the photoresist increases as compared with the case where the photoresist is exposed with the original light amount. When the width of the land is not constant, or when it is severe, the land itself may be broken, resulting in a problem that the signal characteristics are greatly reduced. Therefore, the cross light shielding mask 5 is rotated about the traveling direction of the light beam. When the cross-shielding mask 5 rotates, the beam spot also rotates along with the rotation, and the position of the side lobe 12 also moves along the circumference of the main lobe 11 (FIGS. 4A, 4B and 5A). ), (B)). By doing so, the side lobe 12 is not placed on the position of the adjacent track,
Overexposure does not occur (see FIG. 6B). In this case, as described above, since the side lobes 12 are formed at four positions on the upper, lower, left, and right sides of the main lobe 11, the beam spot has the maximum width (Wmax) when the light shielding mask is in the cross state (0 °). That's 45
° The minimum width (Wmi
n) (see FIGS. 4A and 4B). From this, it can be seen that the range in which the cross light shielding mask 5 is rotated should be 0 ° to 45 °.

【0012】十字遮光マスク5を自転させるには、モー
タ21を用いた遠隔操作方法を用いる。使用するモータ
21はステッピングモータ、サーボモータなど、指令に
よってほぼ正確な位置決めができるものであれば特に種
類を問わない。ビームスポットを予め撮像素子等によっ
てモニター上で計測しておき、トラックピッチに応じ
て、サイドローブがかからない十字遮光マスク5の自転
角度を算出し、そのデータをコントローラ22に入力す
ると、その指令がドライバ23に伝わり、ドライバ23
からの信号によってモータ21を駆動することによって
十字遮光マスク5を必要な角度だけ自転させることがで
きる(図7参照)。もちろん十字遮光マスクを直接手で
動かすことも可能ではあるが、この場合は、作業時にレ
ーザ光が眼に入ると失明するほどの危険を伴うので、作
業者は保護メガネを装着するか、シャッタなどでレーザ
光を遮断しておくことが必ず必要となる。更に作業中に
誤って他の部品に触れて光学系をずらしてしまうと、修
正に多大な手間がかかる。図7に示すように遠隔操作を
行うことによって、手動操作における危険が解消され
る。上記方式を採ることによって、光ビームの回折限界
以下の幅の溝又はピットを、容易、簡便且つ安全に形成
することができる。
In order to rotate the cross light shielding mask 5, a remote control method using a motor 21 is used. The type of the motor 21 to be used is not particularly limited, as long as it can perform almost accurate positioning by a command, such as a stepping motor or a servomotor. The beam spot is measured in advance on a monitor by an image sensor or the like, and the rotation angle of the cross-shading light-shielding mask 5 with no side lobe applied is calculated in accordance with the track pitch. 23, the driver 23
By driving the motor 21 in response to a signal from the camera, the cross light shielding mask 5 can be rotated by a required angle (see FIG. 7). Of course, it is also possible to move the cross-shielding mask directly by hand, but in this case, the laser light enters the eyes during the work, which may cause blindness, so the worker must wear safety glasses or use a shutter, etc. It is absolutely necessary to block the laser light at the time. Further, if the optical system is shifted by accidentally touching other parts during the operation, it takes a lot of trouble to correct the optical system. By performing the remote operation as shown in FIG. 7, the danger in the manual operation is eliminated. By adopting the above method, a groove or a pit having a width equal to or less than the diffraction limit of the light beam can be easily, simply and safely formed.

【0013】[0013]

【発明の効果】この発明の効果は以上の説明から明らか
であるが、各請求項に係る発明毎にその発明の降下の要
点を整理すると次のとおりである。 1.請求項1に係る発明の効果 フォトレジスト層をマスク層として下層をエッチングす
るレジストマスク法を用い、且つ十字遮光マスクによる
超解像効果で露光ビームスポットを絞っているので、露
光ビームスポットのビーム径よりも細い溝又はピットを
下層に形成することができる。
The effects of the present invention are clear from the above description. The points of descent of the invention for each claimed invention are as follows. 1. Advantageous Effects of the Invention According to the present invention, a resist mask method of etching a lower layer using a photoresist layer as a mask layer is used, and the exposure beam spot is narrowed by a super-resolution effect using a cross-shaped light shielding mask. Finer grooves or pits can be formed in the lower layer.

【0014】2.請求項2に係る発明の効果 十字遮光マスクによる露光ビームのロス率を60%%未
満にすることで、露光時の必要光量を確保でき、光強度
不足を防ぐことができる。
2. Effect of the Invention According to Claim 2 By setting the loss ratio of the exposure beam by the cross light shielding mask to less than 60 %%, it is possible to secure a necessary light amount at the time of exposure and prevent light intensity shortage.

【0015】3.請求項3に係る発明の効果 十字遮光マスクを光ビームの進行方向を中心に自転でき
るようにしているので、ビームスポットのサイドローブ
の位置を、隣接トラックにかからないような位置に移動
できるので、露光オーバーによる溝やピットの幅の増大
を防ぐことができる。
[0015] 3. According to the third aspect of the present invention, since the cross-shaped light shielding mask can be rotated around the traveling direction of the light beam, the position of the side lobe of the beam spot can be moved to a position such that it does not cover an adjacent track. It is possible to prevent the width of the groove or the pit from being increased due to oversizing.

【0016】4.請求項4に係る発明の効果 十字遮光マスクの自転の回転角度を0゜〜45゜の範囲
にしているので、ビームスポット全体の幅を最大値〜最
小値まで全て網羅することができる。
4. According to the fourth aspect of the present invention, since the rotation angle of the rotation of the cross light shielding mask is in the range of 0 ° to 45 °, it is possible to cover the entire width of the beam spot from the maximum value to the minimum value.

【0017】5.請求項5に係る発明の効果 十字遮光マスクをモータ駆動による遠隔操作を用いて自
転させているので、直接作業者が光学系を覗き込んで作
業する必要が無く、危険と手間を大幅に省くことができ
る。
5. Advantageous Effects of Invention According to the fifth aspect, since the cross-shaped light-shielding mask is rotated by using a remote operation driven by a motor, there is no need for a worker to directly look into the optical system and work, thereby greatly reducing danger and labor. Can be.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】はこの発明による原盤制作からスタンパ制作ま
での工程フロー図である。
FIG. 1 is a process flow chart from master production to stamper production according to the present invention.

【図2】は図1の原盤制作工程における原盤露光用光学
系の概略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of an optical system for exposing a master in a master manufacturing process of FIG.

【図3】(a)は図2の原盤露光用光学系における十字
遮光マスクと対物レンズ入射ビームとの関係を示す模式
図であり、(b)は十字遮光マスクにより作成された超
解像ビームスポット形状と超解像ビームスポットの光強
度分布を示す模式図である。
3A is a schematic diagram showing a relationship between a cross light shielding mask and an objective lens incident beam in the master disk exposure optical system of FIG. 2, and FIG. 3B is a super-resolution beam created by the cross light shielding mask; FIG. 3 is a schematic diagram showing a spot shape and a light intensity distribution of a super-resolution beam spot.

【図4】(a)は十字遮光マスクの回転状態を示す模式
図であり、(b)は十字遮光マスクの回転とビームスポ
ット形状の幅の変化との関係を示す模式図である。
FIG. 4A is a schematic diagram illustrating a rotation state of a cross light shielding mask, and FIG. 4B is a schematic diagram illustrating a relationship between rotation of the cross light shielding mask and a change in a width of a beam spot shape.

【図5】(a)は十字遮光マスクの傾きがゼロのとき
(回転位置が十位置)の原盤上のビームスポットの形状
を示す斜視図であり、(b)は十字遮光マスクの傾きが
45°のとき(回転位置がX位置)の原盤上のビームス
ポットの形状を示す斜視図である。
5A is a perspective view showing the shape of a beam spot on the master when the inclination of the cross-shielding mask is zero (the rotation position is ten positions), and FIG. FIG. 9 is a perspective view showing the shape of a beam spot on the master at the time of ° (the rotation position is the X position).

【図6】(a)は図5(a)におけるピット露光状態を
示す平面図であり、(b)は図5(b)におけるピット
露光状態を示す平面図である。
6 (a) is a plan view showing a pit exposure state in FIG. 5 (a), and FIG. 6 (b) is a plan view showing a pit exposure state in FIG. 5 (b).

【図7】は十字遮光マスクの回転駆動システムの概略図
である。
FIG. 7 is a schematic view of a rotation driving system of a cross light shielding mask.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:Krガスレーザ 2:スタビライザ 3:変調器 4:偏向器 5:十字遮光マスク 6:対物レンズ 7:原盤 8:ターンテーブル 9:スライダ 10:ビームスポット 11:メインビーム 12:サイドローブ 21:モータ 22:コントローラ 23:ドライバ 1: Kr gas laser 2: stabilizer 3: modulator 4: deflector 5: cross light shielding mask 6: objective lens 7: master 8: turntable 9: slider 10: beam spot 11: main beam 12: side lobe 21: motor 22 : Controller 23: Driver

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ガラス基板上にフォトレジストを塗布する
工程と、前記フォトレジスト層を熱処理する工程と、光
ビームを対物レンズによって集光して前記フォトレジス
ト層上に所定の溝パタンを露光する工程と、前記露光済
みフォトレジスト層を現像・洗浄・乾燥して所定の溝パ
タンを有するガラス原盤を作製する工程と、前記ガラス
原盤の表面に導電皮膜を形成する工程と、前記導電皮膜
をニッケル電鋳してフォトレジストの溝パタンと凹凸が
逆転した溝パタンを有するニッケル板を作製する工程
と、前記ニッケル板を剥離・フォトレジスト除去・洗浄
・裏面研磨・内外径加工する工程で構成される光情報記
録媒体用スタンパの製造過程で、ガラス原盤とフォトレ
ジスト層の間に、露光により反応しない水溶性樹脂層
(以降、下層と称する)を設け、この下層の膜厚値がス
タンパ表面に形成される溝深さと同じであり、原盤露光
によってフォトレジスト層に微細パタンを形成し、この
フォトレジスト層をマスクとして下層をエッチングして
下層に微細パタンを形成し、その後フォトレジスト層を
除去して微細パタンを有するガラス原盤を作製する場合
に、下層の材料が、ポリビニルアルコール、メチルセル
ロース、もしくはポリビニルピロリドンから選ばれた水
溶性樹脂樹脂であって、下層をエッチングする手段とし
て、湿式現像にてフォトレジスト層に微細パタンを形成
する時、このアルカリ性現像液もしくは、現像後の純水
洗浄の工程で、同時に下層をエッチングした後、フォト
レジスト層を除去するという工程とで構成される光ディ
スク用スタンパの製造方法において、 前記光ビームが十字型遮光部を有する遮光マスク(以後
十字遮光マスクと記述)による超解像効果を利用して絞
り込まれることを特徴とする光ディスク用スタンパの製
造方法。
1. A step of applying a photoresist on a glass substrate, a step of heat-treating the photoresist layer, and a step of exposing a predetermined groove pattern on the photoresist layer by condensing a light beam by an objective lens. Developing a glass master having a predetermined groove pattern by developing, washing, and drying the exposed photoresist layer; forming a conductive film on the surface of the glass master; It is composed of a step of preparing a nickel plate having a groove pattern in which the groove pattern of the photoresist is inverted with respect to the groove pattern of the photoresist, and a step of peeling, removing the photoresist, cleaning, polishing the back surface, and processing the inner and outer diameters of the nickel plate. In the process of manufacturing a stamper for an optical information recording medium, a water-soluble resin layer (hereinafter referred to as a lower layer) which does not react by exposure between a glass master and a photoresist layer. The thickness of the lower layer is the same as the depth of the groove formed on the surface of the stamper, a fine pattern is formed on the photoresist layer by master exposure, and the lower layer is etched using the photoresist layer as a mask to form the lower layer. When forming a fine pattern, and then removing the photoresist layer to produce a glass master having a fine pattern, the material of the lower layer is a water-soluble resin resin selected from polyvinyl alcohol, methyl cellulose, or polyvinylpyrrolidone, As a means for etching the lower layer, when a fine pattern is formed on the photoresist layer by wet development, in the step of washing with an alkaline developer or pure water after development, the lower layer is etched at the same time. The method of manufacturing a stamper for an optical disc, comprising: Method of manufacturing a stamper for optical disc and a light beam is narrowed by utilizing the super-resolution effect by the light shielding mask (described as hereafter cross shading mask) having a cross-shaped light shielding portion.
【請求項2】十字遮光マスクによる前記光ビームのロス
率が、光量全体の60%未満である請求項1の光ディス
ク用スタンパの製造方法。
2. The method for manufacturing a stamper for an optical disk according to claim 1, wherein a loss rate of the light beam by the cross light shielding mask is less than 60% of the entire light amount.
【請求項3】十字遮光マスクを、光ビームの進行方向を
中心に自転できるようにした請求項1の光ディスク用ス
タンパの製造方法。
3. The method of manufacturing a stamper for an optical disk according to claim 1, wherein the cross-shielding mask can be rotated about the traveling direction of the light beam.
【請求項4】十字遮光マスクの回転角度を、0゜〜45
゜の範囲にした請求項1の光ディスク用スタンパの製造
方法。
4. The rotation angle of the cross light-shielding mask is 0 ° to 45 °.
2. The method of manufacturing a stamper for an optical disk according to claim 1, wherein the range is defined as ゜.
【請求項5】十字遮光マスクを回転させる手段として、
モータ駆動を利用した遠隔操作を用いた請求項1の光デ
ィスク用スタンパの製造方法。
5. A means for rotating a cross-shaped light shielding mask,
2. The method for manufacturing an optical disk stamper according to claim 1, wherein remote control using motor driving is performed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN100399447C (en) * 2004-05-17 2008-07-02 索尼株式会社 Manufacturing method of stamper master disc to produce optical recording medium

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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