JP2002269844A - 光ディスク原盤の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ランド粗さが少なく、またグルーブ底の形状
にだれが生じない均一なパターンを形成することができ
る光ディスク原盤の製造方法を提供する。 【解決手段】 ガラス基板上に非感光性の水溶性樹脂か
らなる下層を形成する第１の工程と、前記下層上に感光
性樹脂からなる上層を形成する第２の工程と、前記上層
に所定のパタンをレーザビームを集光して露光し、潜像
を形成する第３の工程と、上層フォトレジスト層を現
像、純水洗浄することによって前記上層に露光によるパ
タンを形成する第４の工程と、この基板を光オゾンアッ
シング法によって上層をマスクとして下層にパタンを形
成する第５の工程と、前記上層を剥離する第６の工程と
を備えた光ディスク原盤の製造過程において、前記上層
フォトレジスト層の現像を行う時間を３０ｓｅｃ以上１
２０ｓｅｃ以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ディスクなどの製
造に用いられる光ディスク原盤の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光ディスク原盤の製作の工程で
は、まず精密に研磨、洗浄されたガラス基板にフォトレ
ジストを均一になるように塗布する。フォトレジストが
塗布されたガラス基板を、所定のフォーマットに従って
光変調されたレーザ集光ビームで露光し、プリピットや
案内溝などの潜像をフォトレジスト上に作成する。

【０００３】この露光された原盤を現像処理、洗浄処理
することによりガラス基板表面にフォトレジストの凸凹
を作る。それをもとに、表面に導電性金属スパッタ処理
を行い、メッキ作業を行ってスタンパと呼ばれる金型を
作製する。このスタンパがディスク基板のレプリカ用の
型となる。

【０００４】近年の情報記録媒体の容量の増加という要
求に対応するため、露光によって作られる案内溝やプリ
ピットのスケールを小さくしていく必要が生じている。
記録容量の増加のためには隣接するピットの間隔、また
は隣接する案内溝の間隔を狭める必要があり、それに対
応して細い案内溝、小さなプリピットを作製することが
要求される。

【０００５】そこでレーザビーム光によって細い案内
溝、小さなプリピットを作製するには露光集光ビーム径
を細くするか、又は露光集光ビーム径以下のパタンを作
成する技術が必要になる。

【０００６】露光ビームスポット径以下の案内溝、プリ
ピットを形成する方法の一つとして、現像によって形成
されるフォトレジストのパタンをマスクとして、その下
にある材質などをエッチングする、という方法がある。

【０００７】この方法によると、上層フォトレジストパ
タンの底幅部分をエッチングすることになるため、フォ
トレジストに作製されたパタン以下のサイズの案内溝や
プリピットを形成することができる。

【０００８】特開平９−１０６５８４号公報に開示され
た製造方法においては、まずガラス基板上に、例えばＳ
ｉ等からなる下層を形成し、この下層上に例えばＳｉＯ
₂ 等からなる中間層を形成し、この中間層上に、フォト
レジストからなる上層を塗布する。

【０００９】ついでこの上層の露光および現像を行い、
上層に所定パタンを形成する。この時、露光ビーム強度
のガウス分布を反映して、形成されたパタンの底幅より
も開口幅が広がった形状となる。

【００１０】次いで、このフォトレジストからなる上層
に形成されているパタンをＳｉＯ₂等からなる中間層に
転写する。すなわち、上層パタンをマスクとして中間層
を選択的にエッチング除去して開口部を形成する。

【００１１】次いで、上層のフォトレジスト層を剥離
し、同様に中間層をマスクとしてＳｉ等からなる下層を
選択的にエッチング除去して下層にパタンを形成する。
その後、中間層を剥離する。

【００１２】この時、中間層のパタンは上層レジストの
底幅によって規定されるため、上層に形成される開口幅
と比較して小さくすることができる。同様に、下層パタ
ンは中間層パタンの底幅によって規定されるため、さら
に小さい開口のパタンを形成することができる。すなわ
ち、フォトレジストからなる上層に対する露光ビーム径
以下のサイズのプリピットや案内溝のパタンが形成され
ることになる。

【００１３】また、特開２０００−１１３５２６号公報
に開示された製造方法においては、図４に示されるよう
に、ガラス基板１１上に、例えば水溶性樹脂材料からな
る下層１５を形成し、この下層１５にフォトレジストか
らなる上層１２を塗布する。ついでこの上層１２の露光
および現像を行い、上層１２に所定パタンを形成する。
この時、同様に露光ビーム強度のガウス分布を反映し
て、形成されたパタンの底幅１４は開口幅１３より小さ
な形状となる。

【００１４】次いで、このフォトレジストからなる上層
に形成されているパタンの上から光オゾンアッシング処
理を行い、下層の水溶性樹脂層にパタンを転写する。こ
こでも同様に、下層のパタン形状は上層フォトレジスト
パタンの底幅によって規定されるため、露光ビーム径以
下のサイズのプリピットや案内溝のパタンを形成するこ
とが可能になる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】下層／中間層／上層フ
ォトレジストの構成として中間層、下層をドライエッチ
ングすることによってパタンを得るという方法による
と、リアクティブオンエッチングを行う必要があり、装
置が大掛かりなものになってしまい、また製造に要する
時間もかかることになる。

【００１６】その点、下層に水溶性高分子材料を用いた
薄膜を上層のフォトレジスト層をマスクとして、光オゾ
ンアッシングにより下層をエッチングしてパタン形成を
行う方法は簡易的であり、実施が容易である。しかしこ
の方法によると、実施が容易ではあるがプロセス条件に
よっては、上層剥離後に形成されたパタンのランド表面
の粗さが図５（ａ）に示されるように大きくなったり、
また図５（ｂ）に示されるようにグルーブの底やエッジ
にだれが生じる、などの問題が発生することがあるとい
うことがわかった。

【００１７】本発明はランド粗さの少ない、均一なパタ
ンを形成することができると共にグルーブ底の形状にだ
れの生じない、均一なパタンを形成することができる光
ディスク原盤の製造方法を提供することを課題とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明において
は、ガラス基板上に非感光性の水溶性樹脂からなる下層
を形成する第１の工程と、前記下層上に感光性樹脂から
なる上層を形成する第２の工程と、前記上層に所定のパ
タンをレーザビームを集光して露光し、潜像を形成する
第３の工程と、上層フォトレジスト層を現像、純水洗浄
することによって前記上層に露光によるパタンを形成す
る第４の工程と、この基板を光オゾンアッシング法によ
って上層をマスクとして下層にパタンを形成する第５の
工程と、前記上層を剥離する第６の工程とを備えた光デ
ィスク原盤の製造過程において、前記上層フォトレジス
ト層の現像を行う時間を３０ｓｅｃ以上１２０ｓｅｃ以
下とする。

【００１９】請求項２の発明においては、前記現像に使
用する現像液の温度を１５℃以上３０℃以下とする。請
求項３の発明においては、前記現像後に純水洗浄を行う
時間を３０ｓｅｃ以上９０ｓｅｃ以下とし、その後高速
回転によって純水を振り切り乾燥させる。

【００２０】請求項４の発明においては、前記洗浄に用
いる純水の温度を１５℃以上３０℃以下とする。請求項
５の発明においては、前記上層フォトレジストに用いる
溶媒として、乳酸エチル、乳酸ブチル、酢酸ブチル、２
−ヘプタノン、から選ばれたいずれか１種を含むものを
用いる。

【００２１】請求項６の発明においては、前記上層フォ
トレジストを形成後に熱処理を行う時の温度を８０℃以
上１２０℃以下とする。請求項７の発明においては、前
記上層剥離を行う第６の工程での剥離溶液として、乳酸
エチル、乳酸ブチル、酢酸ブチル、２−ヘプタノン、か
ら選ばれたいずれか１種を含むものを用いる。

【００２２】請求項８の発明においては、前記上層剥離
を行う時間を６０ｓｅｃ以上１８０ｓｅｃ以下とする。
請求項９の発明においては、前記上層剥離を行う溶液の
温度を１５℃以上３０℃以下とする。請求項１０の発明
においては、前記上層剥離工程を剥離溶液に超音波を与
えながら行う。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１〜図３
を参照して説明する。図１は本発明の実施例の工程の流
れを示す図、図２および図３は実験結果を示す図であ
る。まず、図１（ａ）に示されるように、表面が精密に
研磨されたガラスの基板２１を用意し、基板表面の洗浄
を行い、洗浄されたガラス基板２１をスピンコートにの
せ、スピンコート法により下層２２の塗布を行う。ここ
では下層２２の膜厚は約４０ｎｍとした。

【００２４】下層材料としては、水溶性高分子材料を用
いる。その材料としては、ポリビニルアルコール、変性
ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、メチル
セルロースなどを用いることが好ましい。本実施例で
は、ポリビニルアルコールを用い、その後、クリーンオ
ーブンで１６０〜２４０℃で約３０分の熱処理を行っ
た。

【００２５】次に、熱処理を行った基板２１を室温まで
冷却し、図２（ｂ）に示されるように、フォトレジスト
を下層２２の上にスピンコートし、上層２３のフォトレ
ジスト層を形成する。

【００２６】フォトレジスト材料はｉ線系フォトレジス
トを用い、膜厚は約２００ｎｍとした。その後、オーブ
ンで約３０分９０℃で熱処理を行い、その後室温まで冷
却する。ここで、ｉ線系フォトレジストの溶媒を乳酸エ
チル、乳酸ブチル、酢酸ブチル、２−ヘプタノンから選
ばれたいずれか１種を含むものを用いる。

【００２７】このような溶媒を使用すると、下層２２の
水溶性樹脂層を上層２３のレジスト層をスピンコート法
によって形成する時に、上層２３と下層２２の界面で層
の混合が起こりにくいため、最終的に上層２３を剥離し
た後の下層２２のランドの粗さが小さくなる。

【００２８】本実施例では、レジスト溶媒として２−ヘ
プタノンを１００％用いたものを使用したところ、下層
２２のランドの平均表面粗さは０．８ｎｍ以下とするこ
とができた。また、ここでの上層２３の熱処理の温度は
８０〜１２０℃とする。この温度が高いと上層２３と下
層２２の結合力が高まり、界面での上層２３の剥離が困
難になるためである。

【００２９】つぎに、図２（ｃ）に示されるように、こ
の光ディスク原盤を原盤露光機のターンテーブルにの
せ、波長４００〜４２０ｎｍのガスレーザビーム２４を
原盤上に対物レンズ２５によって集光させて原盤露光を
行う。露光は約７ｍ／ｓで線速度一定（ＣＬＶ）となる
よう、ターンテーブルの回転数が制御され、スパイラル
状に露光を行う。このようにして上層２３のフォトレジ
スト上に所定のパタン潜像２６を作る。

【００３０】これをスピナーにのせ、低速回転でアルカ
リ水溶液で現像、純水でリンスを行い、高速回転させて
乾燥させる（図２（ｄ））。本発明では、ここでの現像
時間を３０〜１２０ｓｅｃとし、現像液温度を１５〜３
０℃で管理する。これは、水溶性樹脂である下層が溶解
して上層と混合するのを防止するためである。

【００３１】図２は現像時間に対するランド面粗さを、
また図３は現像液温度に対するランド面粗さの実験結果
を示す。実験の結果によれば現像時間１２０ｓｅｃ以
下、現像液温度３０℃以下でランドの表面粗さに関して
よい結果を得られた。ただし現像時間は６０ｓｅｃ以
下、現像液温度は２５℃以下とするほうがより望まし
い。また、安定した現像を行うためには、現像時間は３
０ｓｅｃ以上、現像液温度は１５℃以上が必要である。

【００３２】また、現像後にフォトレジストの現像を止
めるために純水による洗浄を行うが、この洗浄時間を３
０〜９０ｓｅｃ、純水温度を１５〜３０℃で管理する。
これも現像液の時と同様、下層２２が溶解して上層２３
と混合し、上層剥離後のランドの表面粗さが大きくなる
ことを防止するためである。本実施例では、安定した均
一な形状を得るためのバランスを考えて、洗浄時間６０
ｓｅｃ、洗浄温度２２℃とした。

【００３３】この露光、現像、洗浄の工程では、露光す
る光量を調節することにより、上層２３のレジストに形
成される溝形状を制御する。通常のレジストの露光、現
像によって形成される溝形状は図４に示すようになる。
本発明によれば、図４のフォトレジスト層底幅１４を制
御することによって、最終的に下層に作成される案内溝
やプリピットの幅や大きさを決定することができる。

【００３４】このようにして下層２２を露出させた後、
図１（ｅ）に示されるように、光オゾンアッシングを用
いて下層２２のエッチングを行う。このとき、基板２１
上に均一にＵＶ光２７が照射されるように基板２１を揺
動させる。そのあと、純水で表面を洗浄する。

【００３５】次に、図１（ｆ）に示されるように、上層
２３のレジスト層の剥離を行う。この時の剥離溶液は、
フォトレジストの溶剤を用いた時と同じものを使う。こ
れは、これらの溶液がフォトレジスト層を溶解する特性
に優れており、また下層２２の水溶性樹脂層を溶解しな
いという特性を持つためである。

【００３６】また、上層２３のレジスト層の剥離工程は
６０ｓｅｃ以上１８０ｓｅｃ以下とする。これは、剥離
工程が短すぎると、十分な上層の剥離が行われず、また
長すぎると徐々に下層の溶解が開始し、グルーブ、ピッ
トのエッジや底の崩れが生じるためである。

【００３７】また、上層剥離溶液の温度は１５℃〜３０
℃であることが下層形状の崩れを生じないという点で必
要となる。さらに、上層剥離後の表面の異物、欠陥を除
くために、除去溶媒に超音波をかける。超音波発振器の
発振周波数は４０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの範囲とした。

【００３８】このようにしてガラス基板上に形成された
パタンに対して、図１（ｇ）に示されるように、表面に
Ｎｉ膜を約５０ｎｍスパッタリングにより成膜し、導電
膜を形成させる。その後、このＮｉ薄膜を電極としてさ
らにＮｉによって厚さ約３００μｍになるまでＮｉ電鋳
を行い、Ｎｉスタンパ２８を形成する。

【００３９】その後、図２（ｈ）に示されるように、Ｎ
ｉスタンパ２８からガラスの基板２１を剥離する。剥離
後、Ｎｉスタンパ２８に残留したポリビニルアルコール
は純水によって洗浄除去する。その後、裏面研磨、内外
径加工を行って、光ディスク基盤を作成する型となるス
タンパのマスターが完成する。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、次のような効果が得ら
れる。請求項１〜４の発明によると、現像時間、純水洗
浄の時間を限定、現像液の温度、洗浄を行う純水の温度
を管理しているため、現像、純水洗浄の工程での下層と
上層の混合を最小限にすることができる。そのため、上
層剥離後にランド表面の粗さばらつきを小さくすること
ができる。

【００４１】請求項５の発明によると、上層レジストの
溶媒を下層の水溶性樹脂層を溶解しないものを選んでい
る。そのため、レジスト塗布時の上層と下層の界面での
混合を最小限にすることができ、上層剥離後に、ランド
表面の粗さやばらつきを小さくすることができる。

【００４２】請求項６の発明によると、上層レジスト塗
布後の熱処理温度の範囲を限定しているため、上層レジ
ストと下層の結合が強すぎることがなくなる。そのた
め、上層剥離工程によってスムーズにレジスト層を剥離
することが可能であり、ランド表面の粗さやばらつきを
小さくすることができる。

【００４３】請求項７〜９の発明によると、上層剥離工
程に用いる溶液を下層を溶解しないものとし、さらに剥
離工程の時間、剥離溶液の温度を限定している。そのた
め、下層を溶解してしまい、ピット、グルーブの形状を
だれさせてしまうということがなくなる。

【００４４】請求項１０の発明によると、上層剥離工程
を剥離溶液中に超音波を与えながら行っている。そのた
め、表面に付着する異物などを取り除くことができ、欠
陥のないスタンパを製造することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の工程の流れを示す図である。

【図２】実験結果を示す図である。

【図３】実験結果を示す図である。

【図４】通常フォトレジストを露光し、現像することに
よって得られるピット、又は案内溝の断面図である。

【図５】上層剥離後に発生するランド形状の荒れとピッ
ト、グルーブのだれを説明する図である。

【符号の説明】

２１ 基板 ２２ 下層 ２３ 上層 ２４ ガスレーザビーム ２５ 対物レンズ ２６ パタン潜像 ２７ ＵＶ光 ２８ Ｎｉスタンパ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラス基板上に非感光性の水溶性樹脂か
   らなる下層を形成する第１の工程と、前記下層上に感光
   性樹脂からなる上層を形成する第２の工程と、前記上層
   に所定のパタンをレーザビームを集光して露光し、潜像
   を形成する第３の工程と、上層フォトレジスト層を現
   像、純水洗浄することによって前記上層に露光によるパ
   タンを形成する第４の工程と、この基板を光オゾンアッ
   シング法によって上層をマスクとして下層にパタンを形
   成する第５の工程と、前記上層を剥離する第６の工程と
   を備えた光ディスク原盤の製造過程において、前記上層
   フォトレジスト層の現像を行う時間を３０ｓｅｃ以上１
   ２０ｓｅｃ以下とすることを特徴とする光ディスク原盤
   の製造方法。
2. 【請求項２】 前記現像に使用する現像液の温度を１５
   ℃以上３０℃以下とすることを特徴とする請求項１記載
   の光ディスク原盤の製造方法。
3. 【請求項３】 前記現像後に純水洗浄を行う時間を３０
   ｓｅｃ以上９０ｓｅｃ以下とし、その後高速回転によっ
   て純水を振り切り乾燥させることを特徴とする請求項１
   または２記載の光ディスク原盤の製造方法。
4. 【請求項４】 前記洗浄に用いる純水の温度を１５℃以
   上３０℃以下とすることを特徴とする請求項３記載の光
   ディスク原盤の製造方法。
5. 【請求項５】 前記上層フォトレジストに用いる溶媒と
   して、乳酸エチル、乳酸ブチル、酢酸ブチル、２−ヘプ
   タノン、から選ばれたいずれか１種を含むものを用いる
   ことを特徴とする請求項１，２，３または４記載の光デ
   ィスク原盤の製造方法。
6. 【請求項６】 前記上層フォトレジストを形成後に熱処
   理を行う時の温度を８０℃以上１２０℃以下とすること
   を特徴とする請求項５記載の光ディスク原盤の製造方
   法。
7. 【請求項７】 前記上層剥離を行う第６の工程での剥離
   溶液として、乳酸エチル、乳酸ブチル、酢酸ブチル、２
   −ヘプタノン、から選ばれたいずれか１種を含むものを
   用いることを特徴とする請求項５または６記載の光ディ
   スク原盤の製造方法。
8. 【請求項８】 前記上層剥離を行う時間を６０ｓｅｃ以
   上１８０ｓｅｃ以下とすることを特徴とする請求項７記
   載の光ディスク原盤の製造方法。
9. 【請求項９】 前記上層剥離を行う溶液の温度を１５℃
   以上３０℃以下とすることを特徴とする請求項７または
   ８記載の光ディスク原盤の製造方法。
10. 【請求項１０】 前記上層剥離工程を剥離溶液に超音波
    を与えながら行うことを特徴とする請求項７，８または
    ９記載の光ディスク原盤の製造方法。