JP2002245686A - Method of forming fine pattern - Google Patents

Method of forming fine pattern

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JP2002245686A
JP2002245686A JP2001040274A JP2001040274A JP2002245686A JP 2002245686 A JP2002245686 A JP 2002245686A JP 2001040274 A JP2001040274 A JP 2001040274A JP 2001040274 A JP2001040274 A JP 2001040274A JP 2002245686 A JP2002245686 A JP 2002245686A
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film
substrate
metal film
mixed
light beam
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Junji Hirokane
順司 広兼
Takeshi Mori
豪 森
Michinobu Saegusa
理伸 三枝
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture a master optical disk which has high reliability and high tracking performance in a method of forming a fine pattern by forming a mixed film smaller than the diameter of a light beam spot at the boundary between a substrate and a metallic film and forming a pattern having a guide groove of a rectangular shape. SOLUTION: A metallic film is formed on the surface of the substrate and the mixed film consisting of the metallic film and the substrate is formed at the boundary of the metallic film and the substrate heated up to a prescribed temperature or above by condensing and irradiating the prescribed position of the metallic film with the light beam from above the metallic film, by which only the metallic film is selectively removed. The substrate of the regions where the mixed films are not formed is etched by a prescribed amount in such a manner that the mixed film and the substrate below the same are made to remain.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、微細パターンの
形成方法に関し、特に、高密度に情報を記録する光ディ
スク等を製造するための光ディスク原盤を製造する際に
必要となる微細パターンの形成方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a fine pattern, and more particularly to a method for forming a fine pattern required when manufacturing an optical disk master for manufacturing an optical disk or the like for recording information at high density. .

【0002】[0002]

【従来の技術】今日、光ディスクの高密度化を実現する
ため、光ディスクの案内溝やプリピットの狭トラックピ
ッチ化が進められている。この案内溝やプリピットの形
成は、一般に、ガラス基板上に塗布したフォトレジスト
にレーザ光を集光照射して、フォトレジストの露光現像
を行うことにより光ディスク原盤を作製するという、い
わゆるマスタリングプロセスにより行われる。ここで、
レーザ光の波長をλとし、レーザ光を集光する対物レン
ズの開口数をNAとすると、集光されたレーザ光の光ビ
ームスポット径は、ほぼ0.8λ/NAとなる。従来、
光ディスクの案内溝やプリピットの狭トラックピッチ化
を行うために、この光ビームスポット径を小さくするこ
とを目的として、レーザ光の波長λを短くし、対物レン
ズの開口数NAを大きくすることが行われている。
2. Description of the Related Art Today, in order to realize a higher density of an optical disk, a track pitch of a guide groove and a prepit of the optical disk have been reduced. The formation of the guide grooves and prepits is generally performed by a so-called mastering process in which a photoresist applied to a glass substrate is condensed and irradiated with a laser beam, and the photoresist is exposed and developed to produce an optical disc master. Will be here,
Assuming that the wavelength of the laser light is λ and the numerical aperture of the objective lens for condensing the laser light is NA, the light beam spot diameter of the condensed laser light is approximately 0.8λ / NA. Conventionally,
In order to narrow the track pitch of the guide grooves and pre-pits of the optical disk, the wavelength λ of the laser beam is reduced and the numerical aperture NA of the objective lens is increased in order to reduce the diameter of the light beam spot. Have been done.

【0003】従来用いられているポジ型フォトレジスト
6を塗布した光ディスク原盤のレーザカッティングにつ
いて説明する。図1に、従来のレーザカッティング装置
の概略構成図を示す。図1において、レーザ光源1から
出たレーザ光2はミラー3―1,1−2で反射され、光
変調器4により光強度制御が行われた後、立ち下げミラ
ー3−3により反射され、対物レンズ5を通過すること
により、ガラス基板7上に塗布されたポジ型フォトレジ
スト6に集光照射される。
A description will be given of laser cutting of a conventional optical disc master coated with a positive photoresist 6 which is conventionally used. FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of a conventional laser cutting device. In FIG. 1, a laser beam 2 emitted from a laser light source 1 is reflected by mirrors 3-1 and 1-2. After light intensity control is performed by a light modulator 4, the laser beam 2 is reflected by a falling mirror 3-3. By passing through the objective lens 5, the positive photoresist 6 applied on the glass substrate 7 is focused and irradiated.

【0004】ガラス基板7は、スピンドルモーター8に
取り付けられている。スピンドルモーターの回転に伴う
ガラス基板7の回転に同期して、立ち下げミラー3−3
と対物レンズ5とが移動することにより、ポジ型フォト
レジスト6にスパイラル状の案内溝及びプリピットに対
応する露光が行われる。露光後、ポジ型フォトレジスト
6の現像を行うことにより、スパイラル状の案内溝及び
プリピットに対応するポジ型フォトレジストパターンが
形成される。
The glass substrate 7 is mounted on a spindle motor 8. The falling mirror 3-3 is synchronized with the rotation of the glass substrate 7 accompanying the rotation of the spindle motor.
The exposure corresponding to the spiral guide groove and the pre-pit is performed on the positive photoresist 6 by moving the and the objective lens 5. After exposure, the positive photoresist 6 is developed to form a positive photoresist pattern corresponding to the spiral guide groove and the pre-pit.

【0005】図2に、従来におけるポジ型フォトレジス
ト6上に集光された光ビームのスポット径に対する規格
化光強度分布を示す。これは、ほぼガウシアン状の光強
度分布を示している。
FIG. 2 shows a standardized light intensity distribution with respect to a spot diameter of a light beam condensed on a conventional positive photoresist 6. This indicates an almost Gaussian light intensity distribution.

【0006】一般に、光ビームスポット径BSとは、光
強度が最大光強度の1/e2となる範囲でもって規定さ
れる。この光ビームスポット径BSは、使用するレーザ
光2の波長λとレーザ光2を集光する対物レンズ5の開
口数NAにより決まり、光ビームスポット径BSは、お
およそ、0.8×λ/NAにより近似することができ
る。例えば、レーザ光2として、Krレーザ光源1の波
長351nmのレーザ光を用い、開口数NAが0.95
の対物レンズを用いた場合、光ビームスポット径BSは
296nmとなる。
Generally, the light beam spot diameter BS is defined by a range where the light intensity is 1 / e 2 of the maximum light intensity. The light beam spot diameter BS is determined by the wavelength λ of the laser light 2 to be used and the numerical aperture NA of the objective lens 5 for condensing the laser light 2, and the light beam spot diameter BS is approximately 0.8 × λ / NA. Can be approximated by For example, as the laser light 2, a laser light having a wavelength of 351 nm from the Kr laser light source 1 is used, and the numerical aperture NA is 0.95.
In the case where the objective lens is used, the light beam spot diameter BS becomes 296 nm.

【0007】図3に、上記光ビームスポット径BSの光
ビーム2で、ガラス基板7上のポジ型フォトレジスト6
を露光した場合の潜像9の形成状態を示す。ポジ型フォ
トレジスト6を光ビーム2が通過するとともに、光吸収
により光強度が弱くなり、ガラス基板面で狭いが、ポジ
型レジスト表面では広い潜像9が形成される。図4に、
光ビームスポット径BSとほぼ等しいトラックピッチT
Pで、隣接する案内溝の露光を行った際の潜像9の形成
状態を示す。例えば、光ビームスポット径BSが296
nmであり、トラックピッチTPが300nmである。
この潜像9の位置が、案内溝に相当する。
FIG. 3 shows that a positive photoresist 6 on a glass substrate 7 is irradiated with the light beam 2 having the light beam spot diameter BS.
Shows the state of formation of the latent image 9 when is exposed. As the light beam 2 passes through the positive photoresist 6, the light intensity becomes weaker due to light absorption, and a latent image 9 which is narrow on the glass substrate surface but wide on the positive resist surface is formed. In FIG.
Track pitch T approximately equal to light beam spot diameter BS
P indicates the state of formation of the latent image 9 when the adjacent guide groove is exposed. For example, if the light beam spot diameter BS is 296
nm, and the track pitch TP is 300 nm.
The position of the latent image 9 corresponds to a guide groove.

【0008】図5に、このようなスパイラル状の案内溝
を連続的に形成した後のポジ型フォトレジスト6に形成
される潜像9の状態を示す。図6に、図5に示す潜像9
を現像した後のポジ型フォトレジストパターン10を示
す。
FIG. 5 shows a state of the latent image 9 formed on the positive photoresist 6 after such spiral guide grooves are continuously formed. FIG. 6 shows the latent image 9 shown in FIG.
2 shows the positive photoresist pattern 10 after the development.

【0009】図6に示すように、光ビームスポット径B
SとトラックピッチTPとがほぼ等しいため、案内溝1
1の間にわずかなポジ型フォトレジストパターン10し
か残存せず、さらに、矩形パターンとはならないことが
わかった。このような状態においては、カッティング時
の光ビーム強度のわずかな変化や外部振動に伴うトラッ
クピッチ変動により、ポジ型フォトレジストパターン1
0の形状が著しく変化し、最悪の場合、ポジ型フォトレ
ジストパターン10の欠落が発生し、安定したトラッキ
ングが困難となることが確認された。
[0009] As shown in FIG.
Since S and the track pitch TP are almost equal, the guide groove 1
It was found that only a small amount of the positive type photoresist pattern 10 remained during 1 and that the pattern did not become a rectangular pattern. In such a state, a slight change in the light beam intensity at the time of cutting or a track pitch change due to an external vibration causes the positive photoresist pattern 1 to change.
It was confirmed that the shape of No. 0 was remarkably changed, and in the worst case, the positive type photoresist pattern 10 was missing and stable tracking became difficult.

【0010】このような状況を回避するためには、ポジ
型フォトレジストパターン10の幅をもっと広くするこ
とが必要となる。そこで、ポジ型フォトレジスト6を露
光する際のレーザ光2の強度を弱くしてより広いポジ型
フォトレジストパターン10の形成を試みた。
In order to avoid such a situation, it is necessary to make the width of the positive photoresist pattern 10 wider. Therefore, an attempt was made to form a wider positive photoresist pattern 10 by weakening the intensity of the laser beam 2 when exposing the positive photoresist 6.

【0011】図7に、レーザ光の強度を弱くした場合の
潜像の状態を示す。図7に示すように、露光時のレーザ
光2の強度を弱くすると、光ビームスポットの光強度分
布に対応したV溝状の潜像9が形成され、この場合も矩
形のポジ型フォトレジストパターンは形成されないこと
が確認された。また矩形のパターンを得るためには、ト
ラッフピッチTPが、光ビームスポット径BSよりも大
きく、2倍程度は必要である。
FIG. 7 shows a state of the latent image when the intensity of the laser beam is reduced. As shown in FIG. 7, when the intensity of the laser beam 2 at the time of exposure is reduced, a V-groove latent image 9 corresponding to the light intensity distribution of the light beam spot is formed. In this case, too, a rectangular positive photoresist pattern is formed. Was not formed. Further, in order to obtain a rectangular pattern, the trough pitch TP is larger than the light beam spot diameter BS and needs to be about twice.

【0012】以上のことにより、光ディスク原盤の製造
のためにガラス基板上にポジ型フォトレジスト6を塗布
したものを利用した場合には、安定したトラッキング性
能を有したままで、トラックピッチの狭小化を実現する
ことは困難であることがわかった。
As described above, when the optical disk master is manufactured by applying a positive type photoresist 6 on a glass substrate, the track pitch can be reduced while maintaining stable tracking performance. Has proved difficult to achieve.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】また、現在、対物レン
ズの開口数NAは、既に限界に近い大きさのものが用い
られており、さらに、レーザ光の波長についても紫外域
のレーザ光が用いられており、これ以上の短波長化は困
難な状況である。例えば、0.95の開口数NAを有す
る対物レンズが用いられ、波長351nmのKrレーザ
が光源として用いられている。この場合、光ビームスポ
ット径は約0.3μmとなり、0.3μm以下のトラッ
クピッチを実現することは不可能となる。
At present, the numerical aperture NA of the objective lens has already been used near the limit, and the wavelength of the laser light also uses the ultraviolet laser light. Therefore, it is difficult to further shorten the wavelength. For example, an objective lens having a numerical aperture NA of 0.95 is used, and a Kr laser having a wavelength of 351 nm is used as a light source. In this case, the light beam spot diameter is about 0.3 μm, and it is impossible to realize a track pitch of 0.3 μm or less.

【0014】この発明は、以上のような事情を考慮して
なされたものであり、従来と同様の対物レンズ及びレー
ザ光を用いて、基板表面に狭小な幅を持つ混合膜を形成
することにより、基板上に光ビームのスポット径よりも
小さな案内溝を持つ微細パターンを形成するための方法
を提供することを課題とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has been achieved by forming a mixed film having a narrow width on the substrate surface using the same objective lens and laser light as in the prior art. It is another object of the present invention to provide a method for forming a fine pattern having a guide groove smaller than a spot diameter of a light beam on a substrate.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】この発明は、基板の表面
上に金属膜を形成し、前記金属膜の上方から金属膜の所
定の位置に光ビームを集光照射することにより所定の温
度以上に温度上昇させた前記金属膜と基板との界面に、
金属膜と基板とからなる混合膜を形成し、前記金属膜の
みを選択的に除去し、前記混合膜及びその下方の基板を
残存させるように、混合膜が形成されていない領域の基
板を所定量だけエッチングすることを特徴とする微細パ
ターンの形成方法を提供するものである。これにより、
光ビームスポット径よりも小さなプリピット及び案内溝
を持つ微細パターンを形成することができる。
According to the present invention, a metal film is formed on a surface of a substrate, and a light beam is condensed and irradiated on a predetermined position of the metal film from above the metal film. At the interface between the metal film and the substrate whose temperature has been raised to
A mixed film composed of a metal film and a substrate is formed, and only the metal film is selectively removed, and the substrate in a region where the mixed film is not formed is formed so as to leave the mixed film and a substrate thereunder. An object of the present invention is to provide a method for forming a fine pattern, characterized in that etching is performed by a fixed amount. This allows
A fine pattern having pre-pits and guide grooves smaller than the light beam spot diameter can be formed.

【0016】また、基板の表面上に金属膜を形成し、前
記金属膜の上に透明膜を形成し、前記透明膜の上方から
所定の位置に光ビームを集光照射することにより所定の
温度以上に上昇させた前記金属膜と基板との界面に、金
属膜と基板とからなる混合膜を形成し、前記金属膜及び
透明膜を選択的に除去し、前記混合膜及びその下方の基
板を残存させるように、混合膜が形成されていない領域
の基板を所定量だけエッチングすることを特徴とする微
細パターンの形成方法を提供するものである。さらに、
前記混合膜のない領域の基板を所定量だけエッチングし
た後に、残存した混合膜をスパッタエッチングにより選
択的に除去するようにしてもよい。これによれば、基板
表面の粗さを改善できる。
Further, a metal film is formed on the surface of the substrate, a transparent film is formed on the metal film, and a light beam is condensed and radiated to a predetermined position from above the transparent film so as to have a predetermined temperature. At the interface between the metal film and the substrate raised above, a mixed film composed of the metal film and the substrate is formed, the metal film and the transparent film are selectively removed, and the mixed film and the substrate thereunder are removed. An object of the present invention is to provide a method for forming a fine pattern, which comprises etching a predetermined amount of a substrate in a region where a mixed film is not formed so as to remain. further,
After the substrate in the region without the mixed film is etched by a predetermined amount, the remaining mixed film may be selectively removed by sputter etching. According to this, the roughness of the substrate surface can be improved.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】この発明において、前記混合膜
は、集中照射された光ビームの光ビームスポット径より
も小さな領域に形成されるようにすることが好ましい。
特に、前記透明膜を形成する場合には、透明膜が、集光
照射された光ビームに対して反射防止構造となっている
ことが好ましい。反射防止構造とは、集光照射された光
ビームをできるだけ効率よく吸収できる構造をいう。透
明膜が反射防止効果を呈するためには、光ビームの波長
と関係させて、透明膜の膜厚を選定する必要がある。
In the present invention, it is preferable that the mixed film is formed in an area smaller than the diameter of a light beam spot of a concentratedly irradiated light beam.
In particular, when the transparent film is formed, it is preferable that the transparent film has an anti-reflection structure with respect to the condensed and irradiated light beam. The anti-reflection structure refers to a structure capable of absorbing the light beam condensed and irradiated as efficiently as possible. In order for the transparent film to exhibit an anti-reflection effect, it is necessary to select the thickness of the transparent film in relation to the wavelength of the light beam.

【0018】また、前記透明膜の材料としては、透明な
性質を持つものであればよいが、透明樹脂、透明誘電体
膜などを用いることができ、たとえばAlNを用いるこ
とができる。また基板の材料としては、ガラス、Siま
たはSiO2を用いることができるが、その他プラスチ
ック、化合物半導体などを用いてもよい。前記金属膜の
材料としてはAl,CoまたはPdのような金属の他、
これらの金属より融点の低い金属を用いることができ
る。
As the material of the transparent film, any material having a transparent property may be used, but a transparent resin, a transparent dielectric film or the like can be used. For example, AlN can be used. As a material of the substrate, glass, Si or SiO 2 can be used, but other plastics, compound semiconductors, or the like may be used. As the material of the metal film, besides metals such as Al, Co or Pd,
Metals having melting points lower than these metals can be used.

【0019】以上のような微細パターンの形成方法を用
いれば、光ビームスポット径よりも小さなプリピット及
び案内溝を持つ光ディスク原盤を製造することができ
る。
By using the method for forming a fine pattern as described above, it is possible to manufacture an optical disk master having pre-pits and guide grooves smaller than the light beam spot diameter.

【0020】また、この光ディスク原盤を用いて、さら
にNi電鋳を行えば、いわゆる転写により光ディスク用
スタンパを製造することができる。さらに、この光ディ
スク用スタンパを用いて、樹脂の射出成形及び記録媒体
の記録層等の形成を行えば光ディスクを製造することが
できる。
If Ni electroforming is further performed using this optical disk master, a stamper for optical disks can be manufactured by so-called transfer. Further, an optical disk can be manufactured by performing injection molding of a resin and formation of a recording layer of a recording medium using the stamper for an optical disk.

【0021】光ビームを照射して光ビームスポット径よ
りも小さな領域に混合膜を効率よく形成するためには、
前記したように透明膜が反射防止構造を有するのに加え
て、前記金属膜も反射防止構造を有することが好まし
い。ここで透明膜等が反射防止構造を有すること、言い
かえれば反射防止効果を呈するためには、光ビームの波
長に関連させて透明膜等の適切な膜厚を選択する必要が
ある。たとえば、透明膜の膜厚wは、w=(mλ)/
(4n)、ここでm:奇数,λ:光ビームの波長,n:
透明膜の屈折率とすればよい。
To efficiently form a mixed film in a region smaller than the light beam spot diameter by irradiating the light beam,
As described above, in addition to the transparent film having the antireflection structure, it is preferable that the metal film also has the antireflection structure. Here, in order for the transparent film or the like to have an antireflection structure, in other words, to exhibit an antireflection effect, it is necessary to select an appropriate thickness of the transparent film or the like in relation to the wavelength of the light beam. For example, the thickness w of the transparent film is given by w = (mλ) /
(4n), where m: odd number, λ: wavelength of light beam, n:
What is necessary is just to make it the refractive index of a transparent film.

【0022】また、混合膜を形成するための前記所定の
温度(以下、混合膜形成温度という)とは、金属膜と基
板とが反応して、固溶体、共融化合物、あるいは金属間
化合物が形成され、金属膜と基板との界面に両者の材料
からなる合金が形成される温度をいう。たとえば、基板
材料がSi,金属膜がAlの場合、混合膜形成温度は5
00℃程度以上であり、この温度以上となった界面領域
に、SiにAlが混合した混合膜が形成される。
The predetermined temperature for forming a mixed film (hereinafter referred to as a mixed film forming temperature) means that a metal film reacts with a substrate to form a solid solution, a eutectic compound, or an intermetallic compound. Temperature at which an alloy composed of both materials is formed at the interface between the metal film and the substrate. For example, when the substrate material is Si and the metal film is Al, the mixed film formation temperature is 5
A mixed film in which Al is mixed with Si is formed in the interface region where the temperature is about 00 ° C. or higher and the temperature is higher than this temperature.

【0023】以下、図面に示す実施の形態に基づいてこ
の発明を詳述する。なお、これによってこの発明が限定
されるものではない。図1に示した従来のレーザカッテ
ィング装置は、この発明の光ディスク原盤の製造に用い
るレーザカッティング装置でもある。従来の場合は、光
ディスク原盤としては、図1に示すようにガラス基板7
上にポジ型フォトレジスト6を塗布したものが用いられ
ていたが、この発明では、ガラス基板の上に金属膜を形
成したものを用いる。この発明では、光ディスク原盤の
トラックピッチの狭小化を実現するために次に示すよう
な方法で、光ディスク原盤を製造することを特徴とす
る。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the drawings. Note that the present invention is not limited to this. The conventional laser cutting device shown in FIG. 1 is also a laser cutting device used for manufacturing the optical disc master of the present invention. In the conventional case, a glass substrate 7 as shown in FIG.
Although the one coated with the positive type photoresist 6 on it is used, the present invention uses the one formed by forming a metal film on a glass substrate. The present invention is characterized in that a master optical disc is manufactured by the following method in order to reduce the track pitch of the master optical disc.

【0024】以下の実施例では、基板の表面に形成され
る微細パターンにおいて、一対の凹部と凸部とで一つの
トラックを構成し、凹部又は凸部のいずれかのみに情報
を記録するランド記録方式またはグループ記録方式の光
ディスクを対象とする。この方式では、一対の凹部と凸
部の幅を加えた長さがトラックピッチTPである。
In the following embodiment, in a fine pattern formed on the surface of a substrate, one track is constituted by a pair of concave portions and convex portions, and land recording for recording information only in either the concave portions or the convex portions. The method is intended for optical disks of the group type or group recording type. In this method, the length obtained by adding the width of the pair of concave portions and convex portions is the track pitch TP.

【0025】図8に、この発明の光ディスク原盤の製造
方法におけるレーザカッティングの概略説明図を示す。
FIG. 8 is a schematic explanatory view of laser cutting in the method of manufacturing an optical disk master according to the present invention.

【0026】光ディスク原盤としては、ガラス(石英)
またはシリコン等で作られた基板7の上に、金属膜12
(たとえばアルミニウム)、透明膜13(たとえば窒化
アルミニウム:AlN)を、この順に形成したものを用
いる。まず、この原盤の透明膜13の上方から、所定の
ビームスポット径BSを持つ光ビームを照射して、混合
膜14を形成させる。混合膜14は、図8に示すよう
に、金属膜12と基板7との間の界面であって、金属膜
12の温度が混合膜形成温度以上に温度上昇した領域の
みに形成される。
As the optical disk master, glass (quartz) is used.
Alternatively, a metal film 12 is formed on a substrate 7 made of silicon or the like.
(For example, aluminum) and a transparent film 13 (for example, aluminum nitride: AlN) formed in this order are used. First, a mixed film 14 is formed by irradiating a light beam having a predetermined beam spot diameter BS from above the transparent film 13 of the master. As shown in FIG. 8, the mixed film 14 is formed only at the interface between the metal film 12 and the substrate 7 and only in the region where the temperature of the metal film 12 has risen to a temperature higher than the mixed film forming temperature.

【0027】ここで、アルミニウムの金属膜12とシリ
コン基板7とによって混合膜が形成される場合、混合膜
形成温度は、たとえば500℃程度である。また、透明
膜13の膜厚は、露光に用いるレーザ光2が金属膜12
の方へ入射するように、反射防止効果を呈するように設
定することが望ましい。たとえば、レーザ光2の波長を
λとし、透明膜13の屈折率をnとすると、望ましい透
明膜13の膜厚wは、w=(mλ)/(4n)で表すこ
とができる。ここでmは奇数である。
Here, when the mixed film is formed by the aluminum metal film 12 and the silicon substrate 7, the mixed film forming temperature is, for example, about 500 ° C. The thickness of the transparent film 13 is such that the laser beam 2 used for exposure is
It is desirable to set so as to exhibit an anti-reflection effect so that the light is incident on the surface. For example, assuming that the wavelength of the laser beam 2 is λ and the refractive index of the transparent film 13 is n, a desirable thickness w of the transparent film 13 can be expressed by w = (mλ) / (4n). Here, m is an odd number.

【0028】このように、金属膜12の上に形成した透
明膜13を反射防止構造とすることにより、光ビーム2
は金属膜12及び透明膜13に吸収される。また、金属
膜12に光ビーム2が吸収されると、金属膜12は、光
ビーム2の強度分布に対応したガウシアン状の温度分布
が効率よく形成される。
As described above, by forming the transparent film 13 formed on the metal film 12 into an anti-reflection structure, the light beam 2
Is absorbed by the metal film 12 and the transparent film 13. When the light beam 2 is absorbed by the metal film 12, the Gaussian-like temperature distribution corresponding to the intensity distribution of the light beam 2 is efficiently formed on the metal film 12.

【0029】図9に、金属膜12に照射された光ビーム
スポット径に対する温度分布の一実施例を示す。図9に
示した温度分布において、ビームスポット径を300n
mとしたとき、金属膜12の界面温度のピークが700
℃であり、形成された混合膜14の幅が100nm程度
であり、この混合膜14の形成温度は500℃以上であ
ることを示している。
FIG. 9 shows an embodiment of the temperature distribution with respect to the diameter of the light beam spot irradiated on the metal film 12. In the temperature distribution shown in FIG.
m, the peak of the interface temperature of the metal film 12 is 700
° C, the width of the formed mixed film 14 is about 100 nm, which indicates that the forming temperature of the mixed film 14 is 500 ° C or more.

【0030】この分布によれば、混合膜形成に必要な温
度(ここでは500℃)以上になった光ビーム2のビー
ムスポット径BSよりも小さい幅の領域に、金属膜12
と基板7の材料からなる混合膜14が形成されることが
わかる。また、このようなビームスポット径BSよりも
小さな幅を持つ混合膜が形成されることは、走査電子顕
微鏡の集束電子ビームからの蛍光X線を検出することに
より確認できた。図8では、混合膜14を、金属膜12
と基板7との間で、紙面の上下方向に一定の幅を持つ長
方形状で示しているが、実際には、混合膜14は金属膜
12と基板7との界面に、薄膜として形成される。
According to this distribution, the metal film 12 is formed in an area having a width smaller than the beam spot diameter BS of the light beam 2 having a temperature (here, 500 ° C.) required for forming the mixed film.
It can be seen that a mixed film 14 made of the material of the substrate 7 is formed. The formation of such a mixed film having a width smaller than the beam spot diameter BS was confirmed by detecting fluorescent X-rays from a focused electron beam with a scanning electron microscope. In FIG. 8, the mixed film 14 is replaced with the metal film 12.
Between the metal film 12 and the substrate 7 is formed as a thin film at the interface between the metal film 12 and the substrate 7. .

【0031】図10に、光ビームスポット径BSと同程
度のトラックピッチTPで隣接トラックの露光を行った
際の断面形状を示す。この場合、金属膜12の温度が混
合膜形成温度以上に温度上昇した領域が光ビームスポッ
ト径BSより小さくなっているので、混合膜14は、ト
ラック方向に離間して形成される。
FIG. 10 shows a cross-sectional shape when an adjacent track is exposed at a track pitch TP substantially equal to the light beam spot diameter BS. In this case, since the region where the temperature of the metal film 12 has risen above the mixed film forming temperature is smaller than the light beam spot diameter BS, the mixed film 14 is formed separated in the track direction.

【0032】図11は、このようなレーザカッティング
を連続して行い、スパイラル状のレーザカッティングを
行った後の断面形状を示している。金属膜12と基板7
との界面には、混合膜14がトラックピッチTPで離間
して並ぶ。この連続的なレーザカッティングは、図1に
示した立ち下げミラー3−3と対物レンズ5とを少しず
つ移動することにより行われる。
FIG. 11 shows the cross-sectional shape after such laser cutting is continuously performed and spiral laser cutting is performed. Metal film 12 and substrate 7
The mixed films 14 are arranged at a track pitch TP at the interface with the. This continuous laser cutting is performed by gradually moving the falling mirror 3-3 and the objective lens 5 shown in FIG.

【0033】以上により、トラックピッチTP(たとえ
ば、300nm)よりも小さな幅を持つ混合膜14(幅
150nm程度)が、トラックピッチTPの間隔で形成
されるので、混合膜の間の凹部に相当する案内溝11を
トラックピッチよりも狭い幅で形成することができる。
As described above, the mixed film 14 (width of about 150 nm) having a width smaller than the track pitch TP (for example, 300 nm) is formed at intervals of the track pitch TP, and thus corresponds to a concave portion between the mixed films. The guide groove 11 can be formed with a width smaller than the track pitch.

【0034】このようなレーザカッティングの後、ウエ
ットエッチングまたはドライエッチングにより、透明膜
13及び金属膜12を除去し、基板7上に、混合膜14
のみを残存させる。図12に、透明膜13及び金属膜1
2をエッチングにより除去し混合膜14のみを残存させ
た断面状態を示す。ここでウエットエッチングを用いる
場合は、酸水溶液やアルカリ水溶液などを用いて行えば
よい。また、ドライエッチングを用いる場合は、CF4
やCCl4ガスを用いて行うことができる。
After such laser cutting, the transparent film 13 and the metal film 12 are removed by wet etching or dry etching.
Only leave. FIG. 12 shows the transparent film 13 and the metal film 1.
2 shows a cross-sectional state in which 2 is removed by etching and only the mixed film 14 remains. Here, when wet etching is used, it may be performed using an acid aqueous solution, an alkaline aqueous solution, or the like. When dry etching is used, CF 4
Or CCl 4 gas.

【0035】次に、この混合膜14をマスクとして、混
合膜14が形成されていない露出した基板7の部分を、
エッチングする。このエッチングとしては、ウエットエ
ッチングやドライエッチングを用いて行うことができ
る。図13に、この基板7のエッチング後の断面状態を
示す。図13に示すように、幅150nmの凸部分の混
合膜14と、幅150nmの凹部分の案内溝11のどち
らも矩形形状を有しており、300nm程度のトラック
ピッチTPで形成される。
Next, using the mixed film 14 as a mask, the exposed portion of the substrate 7 where the mixed film 14 is not formed is
Etch. This etching can be performed using wet etching or dry etching. FIG. 13 shows a sectional state of the substrate 7 after the etching. As shown in FIG. 13, both the mixed film 14 having a convex portion having a width of 150 nm and the guide groove 11 having a concave portion having a width of 150 nm have a rectangular shape, and are formed at a track pitch TP of about 300 nm.

【0036】この図13に示した状態でも光ディスク原
盤として使用可能であるが、表面粗さの改善の観点か
ら、混合膜14及び基板7表面のエッチングをした方が
好ましい。すなわち、図14に示すようにスパッタエッ
チングにより、所定量だけ、基板7と混合膜14のエッ
チングを行えば、表面粗さを改善した光ディスク原盤が
完成される。
Although the state shown in FIG. 13 can be used as an optical disk master, it is preferable to etch the surface of the mixed film 14 and the substrate 7 from the viewpoint of improving the surface roughness. That is, if the substrate 7 and the mixed film 14 are etched by a predetermined amount by sputter etching as shown in FIG. 14, an optical disk master with improved surface roughness is completed.

【0037】このようにして完成された光ディスク原盤
は、ガイドトラックとなるべき凸部分が矩形形状として
形成され、かつそのピッチが光ビームスポット径BSと
同程度の狭小なトラックピッチTPで形成されるので、
この光ディスク原盤を用いれば高密度記録に適し、より
安定したトラッキング性能を有する光ディスクを製造す
ることが可能である。
In the master optical disk completed in this manner, a convex portion to be a guide track is formed in a rectangular shape, and the pitch thereof is formed with a track pitch TP as narrow as the light beam spot diameter BS. So
By using this optical disk master, it is possible to manufacture an optical disk suitable for high-density recording and having more stable tracking performance.

【0038】次に、上記製造プロセスにより完成された
光ディスク原盤から、光ディスクを製造するプロセスを
説明する。図15が電極膜形成工程、図16がNi電鋳
形成工程、図17が剥離によるスタンパ形成工程、図1
8が樹脂製光ディスク基板成形工程、図19が光ディス
ク基板の完成工程、図20が記録媒体形成工程を、それ
ぞれ実施した後のディスクの断面状態を示した図であ
る。
Next, a process for manufacturing an optical disk from the optical disk master completed by the above manufacturing process will be described. 15 shows an electrode film forming step, FIG. 16 shows a Ni electroforming step, FIG. 17 shows a stamper forming step by peeling, and FIG.
8 is a diagram showing a sectional state of the disc after a resin optical disc substrate forming step, FIG. 19 is a completed optical disc substrate step, and FIG. 20 is a recording medium forming step.

【0039】まず、図15に示すように、電鋳のための
電極となる電極膜15をスパッタリング等により光ディ
スク原盤表面に形成する。電極膜材料としては、Ni、
Ta、ステンレス等の金属が望ましい。また、後のスタ
ンパ剥離工程において電極膜15からスタンパの剥離を
容易にするために、アッシング等により電極膜表面を酸
化処理する。
First, as shown in FIG. 15, an electrode film 15 serving as an electrode for electroforming is formed on the surface of the master optical disc by sputtering or the like. Ni, Ni,
Metals such as Ta and stainless steel are desirable. In order to facilitate the peeling of the stamper from the electrode film 15 in the subsequent stamper peeling step, the surface of the electrode film is oxidized by ashing or the like.

【0040】次に、図16に示すように、電極膜15を
電極として、Ni電鋳を行い、Ni電鋳膜16を形成す
る。そして、図17に示すように、Ni電鋳膜を電極膜
15から剥離した後、Ni電鋳膜16の裏面(図17の
凹凸のある側の面)を研磨処理する。この研磨処理した
Ni電鋳膜16が、スタンパ17となる。
Next, as shown in FIG. 16, using the electrode film 15 as an electrode, Ni electroforming is performed to form a Ni electroformed film 16. Then, as shown in FIG. 17, after the Ni electroformed film is peeled off from the electrode film 15, the back surface of the Ni electroformed film 16 (the surface on the uneven side in FIG. 17) is polished. This polished Ni electroformed film 16 becomes the stamper 17.

【0041】次に、図18に示すように、スタンパ17
を射出成形機に取り付け、ポリカーボネート等の樹脂を
射出成形することにより、図19に示すような樹脂製光
ディスク基板18が形成される。
Next, as shown in FIG.
Is mounted on an injection molding machine, and a resin such as polycarbonate is injection-molded to form a resin optical disk substrate 18 as shown in FIG.

【0042】最後に、図20に示すように、光ディスク
基板18のガイドトラック形成面(基板の凹凸面)に記
録媒体19を形成することにより光ディスクが完成す
る。ここで、記録媒体とは、いわゆるデータを記録する
ための複数の層からなる構成層でありたとえば、透明誘
電体層、記録層、透明誘電体層、反射層をこの順に積層
したものである。
Finally, as shown in FIG. 20, the optical disk is completed by forming the recording medium 19 on the guide track forming surface (the uneven surface of the substrate) of the optical disk substrate 18. Here, the recording medium is a constituent layer composed of a plurality of layers for recording so-called data, and is, for example, a laminate of a transparent dielectric layer, a recording layer, a transparent dielectric layer, and a reflective layer in this order.

【0043】このようにして製造された光ディスクに
は、レーザカッティングに用いる光ビームスポット径B
Sと同程度のトラックピッチTP(たとえば、300n
m)で、矩形のガイドトラック(図20のディスク表面
の凸部)が形成される。矩形のガイドトラックが形成で
きるので、この発明の製造方法を用いて製造された光デ
ィスク原盤を用いれば、高密度記録に適した狭トラック
ピッチを持ちかつ安定したトラッキングが可能な光ディ
スクを精度よく形成することができる。次に、この発明
の光ディスク原盤及び光ディスク原盤等の製造方法の実
施例について説明する。
The optical disk manufactured as described above has a light beam spot diameter B used for laser cutting.
A track pitch TP (for example, 300 n
m), a rectangular guide track (a convex portion on the disk surface in FIG. 20) is formed. Since a rectangular guide track can be formed, an optical disk having a narrow track pitch suitable for high-density recording and capable of stable tracking can be accurately formed by using an optical disk master manufactured using the manufacturing method of the present invention. be able to. Next, an embodiment of a method for manufacturing an optical disk master and an optical disk master according to the present invention will be described.

【0044】(実施例1)Si基板7上に、金属膜12
としてAlを40nmの膜厚で形成し、さらに透明膜1
3として、AlNを膜厚44nmで形成した。これらの
薄膜は、反応性スパッタリング法を用いて形成すること
ができる。
Example 1 A metal film 12 was formed on a Si substrate 7.
Al is formed to a thickness of 40 nm, and the transparent film 1
As No. 3, AlN was formed with a film thickness of 44 nm. These thin films can be formed using a reactive sputtering method.

【0045】次に、Krレーザ光源1からの波長351
nmのレーザ光2を、開口数NAが0.95の対物レン
ズ5で、透明膜13の表面に集光照射し、レーザカッテ
ィングを行った。ここで、集光されたレーザ光2の光ビ
ームスポット径BSは、およそ300nmであった。ま
た、トラックピッチTPを300nmとして、20mW
の強度のレーザーパワーでレーザカッティングを行っ
た。前記した膜厚を持つ金属膜12と透明膜13とは、
波長351nmのレーザ光に対して反射防止構造となっ
ている。以上の工程により、図11に示したような構造
の混合膜14が形成された。
Next, the wavelength 351 from the Kr laser light source 1 will be described.
The laser beam 2 of nm was focused and irradiated on the surface of the transparent film 13 by an objective lens 5 having a numerical aperture NA of 0.95, and laser cutting was performed. Here, the light beam spot diameter BS of the condensed laser light 2 was about 300 nm. Also, assuming that the track pitch TP is 300 nm, 20 mW
Laser cutting was performed with a laser power of the following intensity. The metal film 12 and the transparent film 13 having the above-mentioned thickness are
It has an anti-reflection structure for laser light having a wavelength of 351 nm. Through the above steps, the mixed film 14 having the structure as shown in FIG. 11 was formed.

【0046】次に、水酸化ナトリウム溶液を用いたウエ
ットエッチングにより、AlN透明膜13とAl金属膜
12の除去を行った。これにより、図12に示すよう
に、AlとSiの混合膜14が残存した。ここで、形成
された混合膜14を電子顕微鏡の蛍光X線を用いて観測
すると、残存した混合膜14のパターン幅は120nm
であった。すなわち、光ビームスポット径BSと同じト
ラックピッチTP(300nm)で、光ビームスポット
径BSよりも狭いパターン幅を有する混合膜14が形成
された。
Next, the AlN transparent film 13 and the Al metal film 12 were removed by wet etching using a sodium hydroxide solution. As a result, a mixed film 14 of Al and Si remained as shown in FIG. Here, when the formed mixed film 14 is observed using fluorescent X-rays of an electron microscope, the pattern width of the remaining mixed film 14 is 120 nm.
Met. That is, the mixed film 14 having the same track pitch TP (300 nm) as the light beam spot diameter BS and having a pattern width smaller than the light beam spot diameter BS was formed.

【0047】次に、上記混合膜14をマスクとして、S
i基板7をドライエッチング装置に配置し、CF4エッ
チングガス(流量50sccm)とO2ガス(流量30
sccm)の混合ガスを装置内に導入し、エッチング時
のガス圧を30mTorrとし、400Wの高周波電力
を投入して、Si基板7のドライエッチングを行った。
Next, using the mixed film 14 as a mask, S
The i-substrate 7 is placed in a dry etching apparatus, and a CF 4 etching gas (flow rate 50 sccm) and an O 2 gas (flow rate 30)
(sccm) was introduced into the apparatus, the gas pressure during etching was set to 30 mTorr, and high-frequency power of 400 W was applied to dry-etch the Si substrate 7.

【0048】このエッチング条件においては、上記混合
膜パターン14にSiとAlが混合されているので、混
合膜のエッチングはほとんど進行せず、Si基板7のみ
のエッチングが進行した(図13参照)。たとえば、1
分間程度ドライエッチングをすると、混合膜14が形成
されていない領域のSi基板7が400nm程度の深さ
だけエッチングされ、矩形形状の凹部が形成された。こ
のとき形成された凹部、すなわち案内溝11の紙面の左
右方向の幅は150nm程度である。すなわち、光ビー
ムスポット径よりも小さな幅を持つ案内溝11が形成で
きた。
Under these etching conditions, since Si and Al were mixed in the mixed film pattern 14, the etching of the mixed film hardly proceeded, and the etching of only the Si substrate 7 proceeded (see FIG. 13). For example, 1
After the dry etching for about a minute, the Si substrate 7 in the region where the mixed film 14 was not formed was etched to a depth of about 400 nm, and a rectangular concave portion was formed. The width of the recess formed at this time, that is, the width of the guide groove 11 in the left-right direction on the paper surface is about 150 nm. That is, the guide groove 11 having a width smaller than the light beam spot diameter could be formed.

【0049】前記した従来の製造方法では、矩形形状の
凹凸パターンを得るためには、トラックピッチTPがビ
ームスポット径BSの2倍程度であることが必要であっ
たが、この発明によれば、トラックピッチTPがビーム
スポット径BSにほぼ等しい場合でも、矩形形状の凹凸
パターンを形成することができる。
In the above-described conventional manufacturing method, the track pitch TP needs to be about twice as large as the beam spot diameter BS in order to obtain a rectangular concavo-convex pattern. Even when the track pitch TP is substantially equal to the beam spot diameter BS, a rectangular concavo-convex pattern can be formed.

【0050】次に、上記エッチング装置に、流量70s
ccmでArガスを導入し、ガス圧を10mTorrと
して、500Wの高周波電力を投入して、上記混合膜1
4をスパッタエッチングにより除去した。これにより、
表面の粗さが改善され、図14に示すような光ディスク
原盤が完成されたことになる。
Next, a flow rate of 70 s
Ar gas was introduced at ccm, the gas pressure was set to 10 mTorr, and high frequency power of 500 W was applied to the mixed film 1.
4 was removed by sputter etching. This allows
The surface roughness is improved, and an optical disc master as shown in FIG. 14 is completed.

【0051】次に、図15に示すように、上記光ディス
ク原盤上に、Ni電極膜15をスパッタリングにより形
成した。その後、上記Ni電極膜15の表面を酸素プラ
ズマにより酸化した後、Ni電鋳膜16を電鋳により形
成した(図16参照)。そして光ディスク原盤をNi電
鋳膜16とを剥離し、Ni電鋳膜16の裏面を研磨処理
することによりスタンパ17を作成した(図17)。
Next, as shown in FIG. 15, a Ni electrode film 15 was formed on the optical disk master by sputtering. Then, after the surface of the Ni electrode film 15 was oxidized by oxygen plasma, a Ni electroformed film 16 was formed by electroforming (see FIG. 16). Then, the stamper 17 was formed by peeling the optical disc master from the Ni electroformed film 16 and polishing the back surface of the Ni electroformed film 16 (FIG. 17).

【0052】次に、ポリカーボネートを、スタンパ17
の凹凸面に射出成形し、スタンパ17から剥離すること
により、樹脂製の光ディスク基板18を形成した(図1
8,図19参照)。
Next, the polycarbonate was added to the stamper 17.
An optical disk substrate 18 made of resin was formed by injection molding on the concave and convex surface of the resin and peeling it off from the stamper 17.
8, see FIG. 19).

【0053】さらに、光ディスク基板18の上に、透明
誘電体層,記録層,透明誘電他層,反射層からなる記録
媒体19をこの順に形成し、それらの上層に紫外線硬化
樹脂からなる保護コート層を形成した。上記記録層は、
光ディスクドライブの光ピックアップにより集光照射さ
れるレーザ光により情報が記録可能な材料からなり、市
販されている各種の光磁気記録材料や相変化材料等を用
いることが可能である。以上の工程により、図20に示
すような光ディスクが製造された。
Further, a recording medium 19 composed of a transparent dielectric layer, a recording layer, another transparent dielectric layer, and a reflective layer is formed on the optical disk substrate 18 in this order, and a protective coat layer made of an ultraviolet curable resin is formed thereon. Was formed. The recording layer,
It is made of a material on which information can be recorded by a laser beam focused and irradiated by an optical pickup of an optical disk drive, and various commercially available magneto-optical recording materials and phase change materials can be used. Through the above steps, an optical disk as shown in FIG. 20 was manufactured.

【0054】この実施例1においては、図14におい
て、スパッタエッチングにより混合膜14を除去して光
ディスクを原盤としたが、混合膜14が残存した状態に
おいても光ディスク原盤として使用することが可能であ
る。
In the first embodiment, in FIG. 14, the mixed film 14 is removed by sputter etching to use the optical disk as a master, but the mixed disk 14 can be used as a master for an optical disk even when the mixed film 14 remains. .

【0055】しかし、光ディスクの低ノイズ化を実現す
るためには、前記したようにスパッタエッチングを行う
ことが望ましい。各状態での表面粗さを原子間力顕微鏡
を用いて測定した結果、スパッタエッチングを行わなか
った場合、Si基板7のエッチング面の表面粗さが0.
29nmであり、混合膜14の表面粗さが0.88nm
であるのに対して、スパッタエッチングを行うことによ
り、Si基板7のエッチング面の表面粗さが0.23n
mになり、混合膜14が除去された部分のSi基板7の
表面粗さが0.27nmとなる。すなわちスパッタエッ
チングにより、光ディスク原盤の表面粗さを低減するこ
とが可能となり、光ディスクの低ノイズ化を実現するこ
とができる。
However, in order to reduce the noise of the optical disk, it is desirable to perform sputter etching as described above. The surface roughness in each state was measured using an atomic force microscope. As a result, when the sputter etching was not performed, the surface roughness of the etched surface of the Si substrate 7 was 0.
29 nm, and the surface roughness of the mixed film 14 is 0.88 nm.
On the other hand, by performing sputter etching, the surface roughness of the etched surface of the Si substrate 7 is 0.23 n
m, and the surface roughness of the portion of the Si substrate 7 where the mixed film 14 has been removed becomes 0.27 nm. That is, the surface roughness of the optical disk master can be reduced by sputter etching, and the noise of the optical disk can be reduced.

【0056】(実施例2)実施例1に記載の光ディスク
原盤の製造方法においては、基板7としてSi基板を用
いたが、Si基板以外の基板を用いることも可能であ
る。ここでは、基板7として石英基板を用いた場合の実
施例について説明する。
(Embodiment 2) In the method for manufacturing an optical disk master described in Embodiment 1, a Si substrate is used as the substrate 7, but a substrate other than the Si substrate may be used. Here, an embodiment in which a quartz substrate is used as the substrate 7 will be described.

【0057】まず、実施例1と同様にして、Al金属膜
12とAlN透明膜13とを形成し、レーザカッティン
グを行うことにより、AlとSiO2の混合膜14を形
成する。次に、AlN透明膜13とAl金属膜12とを
順次除去した後、AlとSiO2の混合膜14をマスク
としてドライエッチングを行う。ドライエッチングは、
CF4エッチングガス(流量100sccm)を導入し
て、エッチング時のガス圧を30mTorrとし、40
0Wの高周波電力を投入して行った。
First, as in the first embodiment, an Al metal film 12 and an AlN transparent film 13 are formed, and laser cutting is performed to form a mixed film 14 of Al and SiO 2 . Next, after the AlN transparent film 13 and the Al metal film 12 are sequentially removed, dry etching is performed using the mixed film 14 of Al and SiO 2 as a mask. Dry etching is
A CF 4 etching gas (flow rate 100 sccm) was introduced, the gas pressure during etching was set to 30 mTorr,
The test was performed by supplying 0 W high frequency power.

【0058】このエッチング条件においては、上記混合
膜14にはSiO2にAlが混合されたものであるの
で、混合膜のエッチングはほとんど進行せず、混合膜が
形成されていない領域のSiO2基板7のみのエッチン
グが進行した。最後に、スパッタエッチングを行うこと
により、実施例1と同様な凹凸を有する光ディスク原盤
を作成することができた。
Under these etching conditions, since the mixed film 14 is a mixture of Al and SiO 2 , the etching of the mixed film hardly proceeds, and the SiO 2 substrate in the region where no mixed film is formed is formed. Etching of only 7 proceeded. Finally, by performing sputter etching, an optical disc master having the same irregularities as in Example 1 could be produced.

【0059】(実施例3)実施例1に記載の光ディスク
原盤の製造方法においては、金属膜12としてAlを用
いたが、Al以外の金属、たとえばCoを用いることも
可能である。
(Embodiment 3) In the method of manufacturing an optical disk master described in Embodiment 1, Al is used for the metal film 12, but a metal other than Al, for example, Co, can be used.

【0060】図8に示す金属膜12として、Coを用い
た場合、CoとSiO2とからなる混合膜14が形成さ
れる。
When Co is used as the metal film 12 shown in FIG. 8, a mixed film 14 of Co and SiO 2 is formed.

【0061】水酸化ナトリウム溶液を用いたウエットエ
ッチングにより、AlN透明膜13の除去を行った後、
純水リンスにより水酸化ナトリウム溶液を除去し、(3
HCl/H22)水溶液を用いて、Co金属膜12の除
去を行った。これにより、図12に示すように、Coと
SiO2の混合膜14が残存した。
After removing the AlN transparent film 13 by wet etching using a sodium hydroxide solution,
The sodium hydroxide solution was removed by pure water rinsing, and (3
HCl / H 2 O 2 ) aqueous solution was used to remove the Co metal film 12. As a result, a mixed film 14 of Co and SiO 2 remained as shown in FIG.

【0062】次に、上記混合膜14をマスクとして、石
英基板7をドライエッチング装置に配置し、CF4エッ
チングガスの流量を100sccmとし、エッチング時
のガス圧を30mTorrとし、400Wの高周波電力
を投入して、石英基板7のドライエッチングを行った。
Next, using the mixed film 14 as a mask, the quartz substrate 7 is placed in a dry etching apparatus, the flow rate of the CF 4 etching gas is set to 100 sccm, the gas pressure at the time of etching is set to 30 mTorr, and high-frequency power of 400 W is applied. Then, dry etching of the quartz substrate 7 was performed.

【0063】このエッチング条件においては、上記混合
膜14には、SiO2にCoが混合されているので、混
合膜のエッチングはほとんど進行せず、混合膜の形成さ
れていない領域の石英基板7のみのエッチングが進行し
た。次に、実施例1と同様なスパッタエッチングを行え
ば、光ディスク原盤が完成する。金属膜12としては、
Coの変わりに、同種の3d遷移金属であるFe及びN
iなどを用いることもできる。
Under these etching conditions, since the mixed film 14 contains Co 2 mixed with SiO 2 , the etching of the mixed film hardly proceeds, and only the quartz substrate 7 in the region where no mixed film is formed is formed. Etching progressed. Next, if the same sputter etching as in the first embodiment is performed, the master optical disc is completed. As the metal film 12,
Instead of Co, the same 3d transition metals Fe and N
i can also be used.

【0064】(実施例4)ここでは、金属膜12とし
て、Pdを用いた場合について説明する。この場合、図
8に示すように透明膜13の上から光ビームを照射する
ことにより、PdとSiO2とからなる混合膜14が形
成される。
(Embodiment 4) Here, a case where Pd is used as the metal film 12 will be described. In this case, by irradiating a light beam from above the transparent film 13 as shown in FIG. 8, a mixed film 14 composed of Pd and SiO 2 is formed.

【0065】水酸化ナトリウム溶液を用いたウエットエ
ッチングにより、AlN透明膜13の除去を行った後、
純水リンスにより水酸化ナトリウム溶液を除去し、(K
I/I2)水溶液を用いて、Pd金属膜12の除去を行
った。これにより、図12に示すように、PdとSiO
2の混合膜14が残存した。
After removing the AlN transparent film 13 by wet etching using a sodium hydroxide solution,
The sodium hydroxide solution was removed by pure water rinsing, and (K
I / I 2 ) The Pd metal film 12 was removed using an aqueous solution. As a result, as shown in FIG.
The two mixed films 14 remained.

【0066】次に、上記混合膜14をマスクとして、石
英基板7をドライエッチング装置に配置し、CF4エッ
チングガスの流量を100sccmとし、エッチング時
のガス圧を30mTorrとし、400Wの高周波電力
を投入して、石英基板7のドライエッチングを行った。
このエッチング条件においては、上記混合膜14には、
SiO2にPdが混合されているので、混合膜のエッチ
ングはほとんど進行せず、石英基板7のみのエッチング
が進行した。次に、実施例1と同様なスパッタエッチン
グを行えば、光ディスク原盤が完成する。
Next, using the mixed film 14 as a mask, the quartz substrate 7 is placed in a dry etching apparatus, the flow rate of the CF 4 etching gas is set to 100 sccm, the gas pressure at the time of etching is set to 30 mTorr, and high frequency power of 400 W is applied. Then, dry etching of the quartz substrate 7 was performed.
Under this etching condition, the mixed film 14
Since Pd was mixed with SiO 2 , etching of the mixed film hardly proceeded, and etching of only the quartz substrate 7 proceeded. Next, if the same sputter etching as in the first embodiment is performed, the master optical disc is completed.

【0067】(実施例5)この発明によって製造された
図14に示す光ディスク原盤は、従来の光ディスク原盤
とは異なり、凹凸形状が逆転している。従って、最終的
に作製される図20のような光ディスクにおいても凹凸
形状が逆転していることになる。そこで、実施例5で
は、その凹凸の逆転を修正することについて説明する。
ここでは、図17に示した剥離工程の後に形成されたス
タンパ17を用いる。
(Embodiment 5) The optical disk master shown in FIG. 14 manufactured according to the present invention is different from the conventional optical disk master in that the concavo-convex shape is reversed. Therefore, even in the optical disk finally manufactured as shown in FIG. 20, the concavo-convex shape is reversed. Thus, in a fifth embodiment, a description will be given of correcting the reverse of the unevenness.
Here, a stamper 17 formed after the peeling step shown in FIG. 17 is used.

【0068】まず、スタンパ17のガイドトラックが形
成された凹凸面を、酸素プラズマにより酸化させる。こ
の後、このスタンパ17を電極として、この凹凸面上に
Ni電鋳膜16'を形成させる。このNi電鋳膜16'の
凹凸面は、図17で形成されたNi電鋳膜16とは、そ
の凹凸が逆転したものである。
First, the uneven surface on which the guide tracks of the stamper 17 are formed is oxidized by oxygen plasma. Thereafter, the Ni electroformed film 16 'is formed on the uneven surface using the stamper 17 as an electrode. The uneven surface of the Ni electroformed film 16 'is obtained by reversing the unevenness of the Ni electroformed film 16 formed in FIG.

【0069】次に、このNi電鋳膜16'をスタンパ1
7から剥離した後、裏面研磨を行えば、スタンパ17に
対して凹凸が逆転したワークスタンパ17'が形成され
る。このワークスタンパ17'を用いて光ディスク基板
を製造すれば、従来と同様な凹凸構造を有し、光ビーム
スポット径(=約300nm)よりも小さなプリピット
及び案内溝(=約150nm)を持つ光ディスク基板が
製造できる。この発明では、微細パターンの凹部または
凸部のいずれかのみに情報を記録するランド記録方式ま
たはグループ記録方式について、光ビームスポット径よ
りも小さい微細パターンを持つ基板を製造することにつ
いて記載したが、凹部と凸部の両方に情報を記録するラ
ンドグループ記録方式においても、同様に狭小な幅の微
細パターンを持つ基板を製造することができる。
Next, the Ni electroformed film 16 ′ is
If the back surface is polished after peeling off from the stamper 7, a work stamper 17 'in which the irregularities are reversed with respect to the stamper 17 is formed. If an optical disk substrate is manufactured using this work stamper 17 ', an optical disk substrate having a concavo-convex structure similar to the conventional one and having pre-pits and guide grooves (= about 150 nm) smaller than the light beam spot diameter (= about 300 nm). Can be manufactured. In the present invention, the land recording method or the group recording method for recording information only on either the concave portion or the convex portion of the fine pattern, the manufacturing of a substrate having a fine pattern smaller than the light beam spot diameter is described. Similarly, in a land group recording method in which information is recorded in both a concave portion and a convex portion, a substrate having a fine pattern with a narrow width can be manufactured.

【0070】[0070]

【発明の効果】この発明によれば、金属膜が表面上に形
成された基板に、光ビームを集光照射して光ビームスポ
ット径よりも小さな径を持つ混合膜を、金属膜と基板と
の界面に形成させているので、光ビームスポット径より
も小さなプリピット及び案内溝からなる微細パターンを
持つ基板を製造することができる。また、このような微
細パターンを持つ基板を利用することにより、狭トラッ
クピッチの光ディスク原盤,光ディスク用スタンパ,及
び光ディスクを製造することができる。
According to the present invention, a mixed film having a diameter smaller than the light beam spot diameter is formed by condensing and irradiating a light beam onto a substrate having a metal film formed on its surface. Thus, a substrate having a fine pattern consisting of prepits and guide grooves smaller than the light beam spot diameter can be manufactured. Further, by using a substrate having such a fine pattern, an optical disk master having a narrow track pitch, an optical disk stamper, and an optical disk can be manufactured.

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

【図1】この発明において光ディスク原盤の製造に用い
るレーザカッティング装置の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a laser cutting device used for manufacturing an optical disc master in the present invention.

【図2】集光された光ビームスポット径に対する規格化
光強度分布の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a normalized light intensity distribution with respect to the diameter of a focused light beam spot.

【図3】従来のレーザカッティングの露光プロセスを説
明する断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a conventional laser cutting exposure process.

【図4】従来のレーザカッティングの露光プロセスを説
明する断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a conventional laser cutting exposure process.

【図5】従来のレーザカッティングの露光プロセスを説
明する断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a conventional laser cutting exposure process.

【図6】従来のレーザカッティングで形成されるポジ型
フォトレジストパターンの断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a positive photoresist pattern formed by conventional laser cutting.

【図7】従来のレーザカッティングの露光プロセスを説
明する断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a conventional laser cutting exposure process.

【図8】この発明の光ディスク原盤の製造方法における
一実施例の露光プロセスを説明する断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating an exposure process according to an embodiment of the method of manufacturing an optical disc master according to the present invention.

【図9】この発明において、光ビームスポット径に対す
る界面温度分布の説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram of an interface temperature distribution with respect to a light beam spot diameter in the present invention.

【図10】この発明の光ディスク原盤の製造方法におけ
る一実施例の露光プロセスを説明する断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating an exposure process according to an embodiment of the method of manufacturing an optical disc master of the present invention.

【図11】この発明の光ディスク原盤の製造方法におけ
る一実施例の露光プロセスを説明する断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating an exposure process according to an embodiment of the method of manufacturing an optical disc master of the present invention.

【図12】この発明において、金属膜と透明膜を除去し
た後の状態を説明する断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating a state after a metal film and a transparent film are removed in the present invention.

【図13】この発明において、混合膜が形成されていな
い領域の基板表面をエッチングした状態を説明する断面
図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a state where a substrate surface in a region where a mixed film is not formed is etched in the present invention.

【図14】この発明の製造プロセスによって完成された
光ディスク原盤の完成図である。
FIG. 14 is a completed view of an optical disc master completed by the manufacturing process of the present invention.

【図15】この発明の光ディスク原盤に電極膜を形成し
た状態を説明する断面図である。
FIG. 15 is a cross-sectional view illustrating a state in which an electrode film is formed on the master optical disc of the present invention.

【図16】この発明の光ディスク原盤にNi電鋳膜を形
成した状態を説明する断面図である。
FIG. 16 is a cross-sectional view illustrating a state in which a Ni electroformed film is formed on the master optical disc of the present invention.

【図17】この発明の光ディスク原盤からNi電鋳膜を
剥離した状態を説明する断面図である。
FIG. 17 is a cross-sectional view illustrating a state where a Ni electroformed film is peeled off from the master optical disc of the present invention.

【図18】この発明において、スタンパから樹脂製光デ
ィスク基板を成形した状態を説明する断面図である。
FIG. 18 is a cross-sectional view illustrating a state in which a resin optical disc substrate is molded from a stamper in the present invention.

【図19】この発明において、成形された光ディスク基
板の完成図である。
FIG. 19 is a completed view of a molded optical disk substrate in the present invention.

【図20】この発明において、光ディスク基板に記録媒
体を形成した状態を説明する断面図である。
FIG. 20 is a cross-sectional view illustrating a state in which a recording medium is formed on an optical disk substrate in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザ光源 2 レーザ光(光ビーム) 3−1 ミラー 3−2 ミラー 3−3 立ち下げミラー 4 光変調器 5 対物レンズ 6 ポジ型フォトレジスト 7 ガラス基板 8 スピンドルモーター 9 潜像 10 ポジ型フォトレジストパターン 11 案内溝 12 金属膜 13 透明膜 14 混合膜 15 電極膜 16 Ni電鋳膜 17 スタンパ 18 樹脂製光ディスク基板 19 記録媒体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser light source 2 Laser light (light beam) 3-1 Mirror 3-2 Mirror 3-3 Falling mirror 4 Optical modulator 5 Objective lens 6 Positive photoresist 7 Glass substrate 8 Spindle motor 9 Latent image 10 Positive photoresist Pattern 11 Guide groove 12 Metal film 13 Transparent film 14 Mixed film 15 Electrode film 16 Ni electroformed film 17 Stamper 18 Resin optical disk substrate 19 Recording medium

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三枝 理伸 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Fターム(参考) 4K057 DA11 DB06 DB17 DC10 DD03 DE08 DN03 WA11 WB01 WB03 WB05 WB15 WB17 WB20 WC10 WE01 WE08 WE22 WN04 5D121 AA02 BA01 BA05 BB14 BB18 BB33 BB34 GG04  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Rishin Nobue 22-22, Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka F-term in Sharp Corporation (reference) 4K057 DA11 DB06 DB17 DC10 DD03 DE08 DN03 WA11 WB01 WB03 WB05 WB17 WB17 WB20 WC10 WE01 WE08 WE22 WN04 5D121 AA02 BA01 BA05 BB14 BB18 BB33 BB34 GG04

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板の表面上に金属膜を形成し、前記金
属膜の上方から金属膜の所定の位置に光ビームを集光照
射することにより所定の温度以上に温度上昇させた前記
金属膜と基板との界面に、金属膜と基板とからなる混合
膜を形成し、前記金属膜のみを選択的に除去し、前記混
合膜及びその下方の基板を残存させるように、混合膜が
形成されていない領域の基板を所定量だけエッチングす
ることを特徴とする微細パターンの形成方法。
1. A metal film formed on a surface of a substrate, wherein the metal film is heated to a predetermined temperature or higher by condensing and irradiating a light beam onto a predetermined position of the metal film from above the metal film. A mixed film formed of a metal film and a substrate at an interface between the metal film and the substrate, selectively removing only the metal film, and leaving the mixed film and a substrate therebelow to form a mixed film. A method of forming a fine pattern, characterized by etching a predetermined amount of a substrate in an unexposed region.
【請求項2】 基板の表面上に金属膜を形成し、前記金
属膜の上に透明膜を形成し、前記透明膜の上方から所定
の位置に光ビームを集光照射することにより所定の温度
以上に上昇させた前記金属膜と基板との界面に、金属膜
と基板とからなる混合膜を形成し、前記金属膜及び透明
膜を選択的に除去し、前記混合膜及びその下方の基板を
残存させるように、混合膜が形成されていない領域の基
板を所定量だけエッチングすることを特徴とする微細パ
ターンの形成方法。
2. A method of forming a metal film on a surface of a substrate, forming a transparent film on the metal film, and condensing and irradiating a light beam to a predetermined position from above the transparent film to obtain a predetermined temperature. At the interface between the metal film and the substrate raised above, a mixed film composed of the metal film and the substrate is formed, the metal film and the transparent film are selectively removed, and the mixed film and the substrate thereunder are removed. A method of forming a fine pattern, characterized by etching a predetermined amount of a substrate in a region where a mixed film is not formed so as to remain.
【請求項3】 前記混合膜が形成されていない領域の基
板を所定量だけエッチングした後に、残存した混合膜を
スパッタエッチングにより選択的に除去することを特徴
とする請求項1または2の微細パターンの形成方法。
3. The fine pattern according to claim 1, wherein after etching the substrate in a region where the mixed film is not formed by a predetermined amount, the remaining mixed film is selectively removed by sputter etching. Formation method.
【請求項4】 前記混合膜は、集中照射された光ビーム
のスポット径よりも小さな領域に形成されることを特徴
とする請求項1,2または3の微細パターンの形成方
法。
4. The method for forming a fine pattern according to claim 1, wherein said mixed film is formed in an area smaller than a spot diameter of a light beam intensively irradiated.
【請求項5】 前記透明膜が、集光照射された光ビーム
に対して反射防止構造となっていることを特徴とする請
求項2記載の微細パターンの形成方法。
5. The method for forming a fine pattern according to claim 2, wherein said transparent film has an anti-reflection structure for a light beam condensed and irradiated.
【請求項6】 前記透明膜がAlNからなることを特徴
とする請求項5記載の微細パターンの形成方法。
6. The method according to claim 5, wherein the transparent film is made of AlN.
【請求項7】 前記基板が、SiまたはSiO2からな
り、前記金属膜がAl,CoまたはPdのいずれかから
なることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載
した微細パターンの形成方法。
7. The formation of a fine pattern according to claim 1, wherein the substrate is made of Si or SiO 2 and the metal film is made of Al, Co or Pd. Method.
【請求項8】 前記請求項1ないし7に記載された微細
パターンの形成方法を用いて製造された光ディスク原
盤。
8. A master optical disc manufactured by using the method for forming a fine pattern according to claim 1.
【請求項9】 前記請求項8の光ディスク原盤を用いて
製造された光ディスク用スタンパ。
9. An optical disk stamper manufactured by using the optical disk master according to claim 8.
【請求項10】 前記請求項9の光ディスク用スタンパ
を用いて製造された光ディスク。
10. An optical disk manufactured by using the optical disk stamper according to claim 9.
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US7618768B2 (en) 2003-08-04 2009-11-17 Sharp Kabushiki Kaisha Method of forming micropattern, method of manufacturing optical recording medium master copy, optical recording medium master copy, optical recording medium stamper, and optical recording medium

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