JP2002352482A - Fine pattern forming method - Google Patents

Fine pattern forming method

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JP2002352482A
JP2002352482A JP2001157128A JP2001157128A JP2002352482A JP 2002352482 A JP2002352482 A JP 2002352482A JP 2001157128 A JP2001157128 A JP 2001157128A JP 2001157128 A JP2001157128 A JP 2001157128A JP 2002352482 A JP2002352482 A JP 2002352482A
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JP
Japan
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optical disk
mask layer
layer
metal film
fine pattern
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Application number
JP2001157128A
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Japanese (ja)
Inventor
Michinobu Saegusa
理伸 三枝
Takeshi Mori
豪 森
Junji Hirokane
順司 広兼
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method to form a fine pattern on a base plate by forming a mixed layer narrower than the light beam spot diameter on the boundary surface of a mask layer and a metal layer. SOLUTION: This invention is to form a mask layer on a base plate, and a metal film on the mask layer. Condensing and radiating an optical beam from above the metal film at a predetermined position, a mixed layer of the mask layer and the metal layer is formed on the boundary plane of the mask layer and the metal layer heated higher than prescribed. This invention is characterized in that the mask layer is selectively etched where there is no mixed layer to leave the mixed layer after removing the metal layer selectively.

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などを製造する
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. About.

【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。
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.

【0003】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。
Conventionally, in order to reduce the track pitch of a light beam spot in order to reduce the track pitch of a guide groove or a pre-pit of an optical disk, the wavelength λ of a laser beam is reduced.
Is shortened, and the numerical aperture NA of the objective lens is increased.

【0004】従来、用いられ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3−1,3−2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。
Conventionally used positive photoresist 6
A description will be given of laser cutting of the optical disk master to which the coating is applied. FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of a conventional laser cutting. In FIG. 1, a laser beam 2 emitted from a laser light source 1 is reflected by mirrors 3-1 and 3-2, and after a light intensity control is performed by an optical modulator 4, a falling mirror 3-
By being reflected by 3 and passing through the objective lens 5, the positive photoresist 6 applied on the glass substrate 7 is focused and irradiated.

【0005】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。
[0005] 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 the exposure, the positive photoresist 6 is developed to form a positive photoresist pattern corresponding to the spiral guide groove and the prepit.

【0006】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。ほぼガウシアン状の光強度分布を
有している。
FIG. 2 shows a standardized light intensity distribution with respect to a spot diameter of a light beam converged on a positive photoresist 6 in the related art. This indicates an almost Gaussian light intensity distribution. It has a substantially Gaussian light intensity distribution.

【0007】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.

【0008】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
型レジスト表面で広い潜像9が形成される。
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 decreases due to light absorption, and a wide latent image 9 is formed on the positive resist surface, which is narrow on the glass substrate surface.

【0009】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TP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296nm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. 4 shows the state of formation of the latent image 9 when exposing adjacent guide grooves at a track pitch TP substantially equal to the light beam spot diameter BS. For example, 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.

【0010】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.

【0011】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。
As shown in FIG. 6, the light beam spot diameter B
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.

【0012】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.

【0013】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.

【0014】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直接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 a positive optical photoresist 6 applied directly on a glass substrate is used for manufacturing an optical disk master, the track pitch is reduced while maintaining stable tracking performance. It turned out that realization was difficult.

【0015】[0015]

【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.

【0016】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層を形成
することにより、光ビーム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 layer having a narrow width on the surface of a substrate 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 light beam spot diameter.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】この発明は、基板上にマ
スク層を形成し、前記マスク層の上に金属膜を形成し、
前記金属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マスク
層と金属膜との界面に、マスク層と金属膜とが混合した
混合層を形成し、前記金属膜を選択的に除去した後、前
記混合膜のない領域のマスク層を選択的にエッチングし
て前記混合層を残存させた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 mask layer is formed on a substrate, and a metal film is formed on the mask layer.
At the interface between the mask layer and the metal film, which has been heated to a predetermined temperature or higher by condensing and irradiating a light beam to a predetermined position from above the metal film, a mixed layer in which the mask layer and the metal film are mixed is formed. Forming a metal pattern, selectively removing the metal film, and selectively etching a mask layer in a region where the mixed film is not formed to leave the mixed layer, thereby providing a method of forming a fine pattern. Things. Thereby, a fine pattern having pre-pits and guide grooves smaller than the light beam spot diameter can be formed.

【0018】また、前記マスク層をエッチングする際に
同時に、またはマスク層をエッチングした後に基板を選
択的にエッチングするようにしてもよい。さらに、前記
金属層を形成した後、前記光ビームを集光照射する前
に、金属膜の上に透明膜を形成するようにしてもよい。
The substrate may be selectively etched simultaneously with the etching of the mask layer or after the etching of the mask layer. Furthermore, a transparent film may be formed on the metal film after forming the metal layer and before condensing and irradiating the light beam.

【0019】ここで、前記混合層は、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よう
にすることが好ましいが、特に前記金属膜と透明膜と
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。このように形成された微細パ
ターンを持つ基板は光ディスク原盤などとして利用でき
る。さらに、残存させた混合層は、スパッタエッチング
により除去してもよく、この場合には、表面がよりなめ
らかな基板を形成できる。
Here, it is preferable that the mixed layer is formed in a region smaller than the spot diameter of the concentratedly irradiated light beam. In particular, the metal film and the transparent film are subjected to condensing irradiation. It is preferable to have an anti-reflection structure for the reflected light beam. The substrate having the fine pattern thus formed can be used as an optical disk master or the like. Further, the remaining mixed layer may be removed by sputter etching. In this case, a substrate having a smoother surface can be formed.

【0020】また、このような微細パターンを持つ光デ
ィスク原盤を用いて、いわゆる転写を行えば光ディスク
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。また、光ディスク用スタンパを電極として
電鋳膜を形成し、電鋳膜を光ディスクスタンパから剥離
することにより表面の凹凸形状が逆転した光ディスク用
ワークスタンパを製造することができるが、この光ディ
スク用ワークスタンパを用いても、光ディスクを製造す
ることができる。
Further, if so-called transfer is performed using an optical disk master having such a fine pattern, a stamper for an optical disk can be manufactured. Further, if the resin injection molding and the formation of the recording layer of the recording medium and the like are performed using the optical disk stamper, an optical disk can be manufactured. Also, by forming an electroformed film using the optical disk stamper as an electrode and peeling the electroformed film from the optical disk stamper, it is possible to manufacture an optical disk work stamper whose surface unevenness is reversed. Can be used to manufacture an optical disk.

【0021】また、前記マスク層はSi,SiNまたは
SiO2を用い、前記金属膜はAl,Co,Fe,N
i,PdまたはTiを用いることができるが、これに限
定するものではない。基板としては、ガラス、シリコ
ン、プラスチッチなどを用いることができる。また、前
記透明膜はAlNを用いることができる。
The mask layer is made of Si, SiN or SiO 2 , and the metal film is made of Al, Co, Fe, N
i, Pd or Ti can be used, but is not limited thereto. As the substrate, glass, silicon, plastic, or the like can be used. Further, AlN can be used for the transparent film.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】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。従来は、
ガラス基板の直上にポジ型フォトレジスト6を直接塗布
したものを用いたが、この発明では、ガラス基板7の上
にマスク層12,金属膜13,及び透明膜14をこの順
に形成したものを用いる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS 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. conventionally,
In the present invention, a mask in which a mask layer 12, a metal film 13, and a transparent film 14 are formed in this order on a glass substrate 7 is used. .

【0023】この発明では、次のような方法で、微細パ
ターンを有する光ディスク原盤を製造することを特徴と
する。以下の実施例では、基板表面に形成される微細パ
ターンについて、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ブ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。
The present invention is characterized in that an optical disk master having a fine pattern is manufactured by the following method. In the following embodiments, for a fine pattern formed on a substrate surface, a single track is formed by a pair of concave portions and convex portions, and a land recording method or a groove recording method in which information is recorded only in either the concave portions or the convex portions. Target optical disks. In this method, the length obtained by adding the width of the pair of concave portions and convex portions is the track pitch TP.

【0024】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。
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、スパッタリング法によ
り、たとえばSiO2からなるマスク層12を膜厚40
nm程度形成する。次に、このマスク層12の上にスパ
ッタリング法により、たとえばAlからなる金属膜13
を膜厚400nm程度形成する。さらに、この金属膜1
3の上に、たとえばAlNからなる透明膜14を膜厚4
4nm程度形成する。透明膜14は、照射するレーザ光
の反射防止やレーザーパワー感度を調整するために金属
膜13の上に形成することが好ましいが、特に必須のも
のではなく、形成しなくても以下に述べる混合層15を
形成することができる。
FIG. 8 is a schematic explanatory view of laser cutting in the method of manufacturing an optical disk master according to the present invention.
As a master optical disc, a mask layer 12 made of, for example, SiO 2 having a thickness of 40 is formed on a substrate 7 made of glass (quartz) or silicon by sputtering.
It is formed on the order of nm. Next, a metal film 13 made of, for example, Al is formed on the mask layer 12 by sputtering.
Is formed to a thickness of about 400 nm. Furthermore, this metal film 1
3, a transparent film 14 made of, for example, AlN
It is formed to a thickness of about 4 nm. The transparent film 14 is preferably formed on the metal film 13 in order to prevent reflection of the irradiated laser beam and adjust the laser power sensitivity. However, the transparent film 14 is not indispensable. Layer 15 can be formed.

【0025】ここで、透明膜14の膜厚は、露光に用い
るレーザ光2に対して、反射防止効果を呈するように設
定することが必要である。例えば、レーザ光2の波長を
λとして、透明膜14の屈折率をnとすると、望ましい
透明膜14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。この透明膜1
4としてはAlNを用いることができる。
Here, the thickness of the transparent film 14 needs to be set so as to exhibit an antireflection effect with respect to the laser beam 2 used for exposure. For example, assuming that the wavelength of the laser beam 2 is λ and the refractive index of the transparent film 14 is n, a desirable thickness w of the transparent film 14 can be expressed by w = (mλ) / (4n). Here, m is an odd number. This transparent film 1
4 can be AlN.

【0026】このように、金属膜13の上に形成した透
明膜14を反射防止構造とすることにより、光ビーム2
はマスク層12,金属膜13及び透明膜14に吸収され
る。金属膜13に光ビームが吸収されると、金属膜13
には、光ビーム2の強度分布に対応したガウシアン状の
温度分布が形成される。図9に、金属膜13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。
As described above, by forming the transparent film 14 formed on the metal film 13 into an anti-reflection structure, the light beam 2
Is absorbed by the mask layer 12, the metal film 13, and the transparent film 14. When the light beam is absorbed by the metal film 13, the metal film 13
, A Gaussian temperature distribution corresponding to the intensity distribution of the light beam 2 is formed. FIG. 9 shows an embodiment of the temperature distribution with respect to the diameter of the light beam spot irradiated on the metal film 13.

【0027】金属膜13に光ビーム2が照射され、所定
温度以上に上昇した金属膜13とマスク層12との界面
に、金属膜13とマスク層12が混合した混合層15が
形成される。混合層15が形成されたことは、電子顕微
鏡により確認できる。図9に示した温度分布において、
光ビームスポット径BSを300nmとしたとき、感熱
多層膜12の温度ピークは1000℃程度であり、70
0℃以上に温度上昇した領域の幅、すなわち混合層15
の幅は光ビームスポット径よりも小さな120nm程度
である。ここで、混合層15が形成される下限の温度
(図9では700℃)を混合層形成温度、または合金形
成温度と呼ぶ。このようにして形成された混合層15を
マスクとして、混合層15以外の領域のマスク層12及
び金属膜13の部分は、後工程のエッチングにより除去
される。
The metal film 13 is irradiated with the light beam 2, and a mixed layer 15 in which the metal film 13 and the mask layer 12 are mixed is formed at the interface between the metal film 13 and the mask layer 12 which have been heated to a predetermined temperature or higher. The formation of the mixed layer 15 can be confirmed by an electron microscope. In the temperature distribution shown in FIG.
When the light beam spot diameter BS is 300 nm, the temperature peak of the heat-sensitive multilayer film 12 is about 1000 ° C.
The width of the region whose temperature has risen to 0 ° C. or more, that is, the mixed layer 15
Is about 120 nm, which is smaller than the light beam spot diameter. Here, the lower limit temperature (700 ° C. in FIG. 9) at which the mixed layer 15 is formed is referred to as a mixed layer forming temperature or an alloy forming temperature. Using the mixed layer 15 thus formed as a mask, portions of the mask layer 12 and the metal film 13 other than the mixed layer 15 are removed by etching in a later step.

【0028】図10に、光ビームスポット径BSと同程
度の幅を持つトラックピッチTP(=300nm)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、混合層形成温度以上に温度上昇した領域の幅(=1
50nm)が、光ビームスポット径BS(=300n
m)よりも小さくなっているので、混合層15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 (= 300 nm) having a width substantially equal to the light beam spot diameter BS. In this case, the width of the region whose temperature has risen above the mixed layer formation temperature (= 1)
50 nm) is the light beam spot diameter BS (= 300 n)
m), the mixed layer 15 is formed spaced apart in the track direction.

【0029】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。図11によれば、金
属膜13とマスク層12との界面に、トラック方向に、
ほぼトラックピッチTPだけ離間した混合層15が並ぶ
ことになる。この連続的なカッティングは図1に示した
立ち上げミラー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 a cross-sectional shape after such laser cutting is continuously performed and spiral laser cutting is performed. According to FIG. 11, at the interface between the metal film 13 and the mask layer 12, in the track direction,
The mixed layers 15 separated by the track pitch TP are arranged. This continuous cutting is performed by gradually moving the rising mirror 3-3 and the objective lens 5 shown in FIG.

【0030】図12に、上記のようなレーザカッティン
グをした後に、透明膜14及び金属膜13をエッチング
した後の断面形状を示す。ここで、エッチングは、ウェ
ットエッチング又はドライエッチングを用いて行うこと
ができるが、透明膜14及び金属膜13をエッチング
し、混合層15及びマスク層12を残存できるようなウ
ェットエッチング溶液、またはドライエッチングガスを
用いて行う。ここでのウェットエッチングで溶液及びド
ライエッチングガスは、金属膜13等の材料により異な
る。次に、混合層15をマスクとして、混合層15のな
い領域のマスク層12のエッチングを行う。
FIG. 12 shows a cross-sectional shape after the transparent film 14 and the metal film 13 are etched after the above-described laser cutting. Here, the etching can be performed using wet etching or dry etching, but a wet etching solution or dry etching that can etch the transparent film 14 and the metal film 13 and leave the mixed layer 15 and the mask layer 12 can be used. This is performed using gas. The solution and the dry etching gas in the wet etching here differ depending on the material such as the metal film 13. Next, using the mixed layer 15 as a mask, the mask layer 12 in a region where there is no mixed layer 15 is etched.

【0031】図13に、混合層15が存在する領域以外
のマスク層12を除去した後の断面形状を示す。混合層
15を残存させてマスク層12を除去するためには、ウ
ェットエッチングやドライエッチングを用いることがで
きる。ウェットエッチング溶液及びドライエッチングガ
スは、マスク層12の材料により異なる。図13によれ
ば、基板7上に、トラックピッチTP300nm程度の
間隔で並んだ混合層15が配置された構造の基板が形成
される。この図13に示す構造の基板は、光ディスク原
盤として使用することができる。
FIG. 13 shows a cross-sectional shape after removing the mask layer 12 other than the region where the mixed layer 15 exists. In order to leave the mixed layer 15 and remove the mask layer 12, wet etching or dry etching can be used. The wet etching solution and the dry etching gas differ depending on the material of the mask layer 12. According to FIG. 13, a substrate having a structure in which the mixed layers 15 arranged at an interval of about 300 nm track pitch TP is arranged on the substrate 7 is formed. The substrate having the structure shown in FIG. 13 can be used as an optical disk master.

【0032】次に、図13に示す状態で、混合層15を
マスクとして、基板7のエッチングを深さ40nm程度
まで行う。このエッチングも、ウェットエッチングまた
はドライエッチングを用いることができる。この図14
の状態の基板も、光ディスク原盤として使用することが
できる。
Next, in the state shown in FIG. 13, the substrate 7 is etched to a depth of about 40 nm using the mixed layer 15 as a mask. For this etching, wet etching or dry etching can be used. This FIG.
Can be used as an optical disk master.

【0033】さらに、ドライエッチングにより、マスク
層12と混合層15とをエッチングすると、図15に示
すような表面に凹凸形状を有する基板7が形成される。
また、図13に示す状態においてドライエッチングのか
わりに、基板7及び混合層15をスパッタエッチングし
てもよい。図22に、この発明において、図13の基板
7及び混合層15の表面をスパッタエッチングした後の
基板7の断面構造を示す。このスパッタエッチングをす
れば、基板7の表面粗さがよりなめらかとなる。この図
22の基板も、光ディスク原盤として使用することがで
きる。
Further, when the mask layer 12 and the mixed layer 15 are etched by dry etching, a substrate 7 having an uneven shape on the surface as shown in FIG. 15 is formed.
Further, instead of the dry etching in the state shown in FIG. 13, the substrate 7 and the mixed layer 15 may be sputter-etched. FIG. 22 shows a cross-sectional structure of the substrate 7 after sputter-etching the surfaces of the substrate 7 and the mixed layer 15 of FIG. 13 in the present invention. This sputter etching makes the surface roughness of the substrate 7 smoother. The substrate shown in FIG. 22 can also be used as an optical disk master.

【0034】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。ここでは、図15に示した光ディスク原盤を
用いて光ディスクを製造するプロセスについて説明す
る。図16が電極膜形成工程、図17がNi電鋳形成工
程、図18が剥離によるスタンパ形成工程、図19が樹
脂製光ディスク基板成形工程、図20が光ディスク基板
の完成工程、図21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 of manufacturing an optical disk from the optical disk master completed by the above manufacturing process will be described. Here, a process of manufacturing an optical disk using the optical disk master shown in FIG. 15 will be described. 16 shows an electrode film forming step, FIG. 17 shows a Ni electroforming step, FIG. 18 shows a stamper forming step by peeling, FIG. 19 shows a resin optical disk substrate forming step, FIG. 20 shows an optical disk substrate completing step, and FIG. 21 shows a recording medium. FIG. 6 is a diagram showing a cross-sectional state of the disk after each of the forming steps is performed.

【0035】まず、図16に示すように、電鋳のための
電極となる電極膜16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16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. 16, an electrode film 16 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 16 in the subsequent stamper peeling step, the surface of the electrode film is oxidized by ashing or the like.

【0036】次に、図17に示すように、電極膜16を
電極として、Ni電鋳を行い、Ni電鋳膜17を形成す
る。そして、図18に示すように、Ni電鋳膜17を電
極膜16から剥離した後、Ni電鋳膜17の裏面(図1
6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17が、スタンパ18となる。
Next, as shown in FIG. 17, using the electrode film 16 as an electrode, Ni electroforming is performed to form a Ni electroformed film 17. Then, as shown in FIG. 18, after the Ni electroformed film 17 is peeled from the electrode film 16, the back surface of the Ni electroformed film 17 (FIG.
6) is polished. The polished Ni electroformed film 17 becomes the stamper 18.

【0037】次に、図19に示すように、スタンパ18
を射出成形機に取り付け、ポリカーボネート等の樹脂を
射出形成することにより、図20に示すような樹脂製光
ディスク基板19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-formed to form a resin optical disk substrate 19 as shown in FIG.

【0038】最後に、図21に示すように、光ディスク
基板19のガイドトラック形成面(基板の凹凸面)に記
録媒体20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20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. 21, an optical disk is completed by forming a recording medium 20 on a guide track forming surface (an uneven surface of the substrate) of an optical disk substrate 19. Here, the recording medium 20 is a constituent layer composed of a plurality of layers for recording data, for example,
A transparent dielectric layer, a recording layer, a transparent dielectric layer, and a reflective layer are laminated in this order.

【0039】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21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 in this manner 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. 21) 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.

【0040】(実施例1)ガラス基板7上に、マスク層
12としてSiを40nmの膜厚で形成し、金属膜13
としてAlを40nmの膜厚で形成し、さらに透明膜1
4として、AlNを膜厚44nmで形成した。次に、K
rレーザ光源1からの波長351nmのレーザ光2を、
開口NAが0.95の対物レンズ5で、透明膜14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の強度のレーザパワ
ーでレーザカッティングを行った。ここで、金属膜13
と透明膜14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
に示すような混合層15が形成された。
(Example 1) Si was formed on a glass substrate 7 as a mask layer 12 to a thickness of 40 nm, and a metal film 13 was formed.
Al is formed to a thickness of 40 nm, and the transparent film 1
As No. 4, AlN was formed with a film thickness of 44 nm. Next, K
r laser light 2 having a wavelength of 351 nm from a laser light source 1
The surface of the transparent film 14 was condensed and irradiated with the objective lens 5 having an aperture NA of 0.95, and laser cutting was performed. Here, the light beam spot diameter BS of the focused laser light 2
Was approximately 300 nm. Laser cutting was performed with a track pitch TP of 300 nm and a laser power of 20 mW. Here, the metal film 13
The transparent film 14 has an antireflection structure for a laser beam having a wavelength of 351 nm. By the above steps, FIG.
The mixed layer 15 as shown in FIG.

【0041】次に、水酸化ナトリウム溶液を用いたウェ
ットエッチングにより、AlN透明膜14とAl金属膜
13の除去を行ったところ、図12に示すように、Al
とSiの混合層15が残存した。ここで、残存した混合
層15を電子顕微鏡を用いて観測すると、そのパターン
幅は120nm程度であった。また混合層15の間隔T
Pは300nm程度である。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層パターン
15を実現することができた。
Next, when the AlN transparent film 14 and the Al metal film 13 were removed by wet etching using a sodium hydroxide solution, as shown in FIG.
And Si mixed layer 15 remained. Here, when the remaining mixed layer 15 was observed using an electron microscope, the pattern width was about 120 nm. The interval T of the mixed layer 15
P is about 300 nm. That is, the mixed layer pattern 15 having the same track pitch TP as the light beam spot diameter BS and having a pattern width smaller than the light beam spot diameter BS was able to be realized.

【0042】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, in order to obtain a rectangular concavo-convex pattern, the track pitch TP needs to be about twice as large as the beam spot diameter BS. Even when the track pitch TP is substantially equal to the beam spot diameter BS, a rectangular concavo-convex pattern can be formed.

【0043】次に、上記混合層パターン15をマスクと
して、ガラス基板7をドライエッチング装置に配置し、
Cl2エッチングガス(流量150sccm)を導入し
て、エッチング時のガス圧を50mTorrとし、40
0Wの高周波電力を投入して、Siマスク層12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、上記混合層パターン15において、SiにAlが合
金化されているので、エッチングがほとんど進行せず、
Siマスク層12のみのエッチングが進行した。これに
より、図13に示すような基板が形成された。
Next, using the mixed layer pattern 15 as a mask, the glass substrate 7 is placed in a dry etching apparatus,
A Cl 2 etching gas (flow rate 150 sccm) was introduced, the gas pressure during etching was set to 50 mTorr, and 40
By applying a high-frequency power of 0 W, dry etching of the Si mask layer 12 was performed. Under these etching conditions, in the mixed layer pattern 15, Al is alloyed with Si, so that the etching hardly proceeds,
Etching of only the Si mask layer 12 proceeded. Thus, a substrate as shown in FIG. 13 was formed.

【0044】次に、上記エッチング装置に、流量20s
ccmでCF4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、ガラス基板
7のドライエッチングを行った。上記混合層パターン1
5において、SiにAlが合金化されているので、エッ
チングがほとんど進行せず、ガラス基板7のみのエッチ
ングが進行した。これにより、図14に示すように40
nm程度の深さまでエッチングされたガラス基板7が形
成された。
Next, a flow rate of 20 s was applied to the etching apparatus.
Introduce CF 4 gas at ccm and gas pressure 10mTorr
Then, dry etching of the glass substrate 7 was performed by applying a high-frequency power of 500 W. The above mixed layer pattern 1
In No. 5, since Al was alloyed with Si, the etching hardly proceeded, and only the glass substrate 7 proceeded. As a result, as shown in FIG.
The glass substrate 7 etched to a depth of about nm was formed.

【0045】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、上記混合層パ
ターン15をスパッタエッチングにより除去した。次
に、上記エッチング装置に、Cl2エッチングガス(流
量150sccm)を導入して、エッチング時のガス圧
を50mTorrとし、400Wの高周波電力を投入し
て、Siマスク層12をエッチングにより除去して図1
5に示したような光ディスク原盤の微細パターンを形成
した。
Next, a flow rate of 70 s was supplied to the etching apparatus.
Ar gas was introduced at ccm, the gas pressure was set to 10 mTorr, and high frequency power of 500 W was applied to remove the mixed layer pattern 15 by sputter etching. Next, a Cl 2 etching gas (flow rate 150 sccm) is introduced into the etching apparatus, a gas pressure at the time of etching is set to 50 mTorr, a high frequency power of 400 W is applied, and the Si mask layer 12 is removed by etching. 1
The fine pattern of the master optical disk shown in FIG. 5 was formed.

【0046】上記光ディスク原盤上に、Ni電極膜16
をスパッタリングにより形成し、上記Ni電極膜16の
表面を酸素プラズマにより酸化した後、Ni電鋳膜17
を電鋳により形成し、スタンパ18を作製し、射出成形
により作製した光ディスク基板19上に、透明誘電体層
・記録層・透明誘電体層・反射層からなる記録媒体20
を順次形成し、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、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21に
示すような光ディスクが製造された。
The Ni electrode film 16 is formed on the optical disk master.
Is formed by sputtering, and the surface of the Ni electrode film 16 is oxidized by oxygen plasma.
Is formed by electroforming, a stamper 18 is manufactured, and a recording medium 20 including a transparent dielectric layer, a recording layer, a transparent dielectric layer, and a reflective layer is formed on an optical disk substrate 19 manufactured by injection molding.
Were sequentially formed to form a protective coat layer made of an ultraviolet curable resin. The recording layer 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 a magneto-optical recording material, a phase change material, or the like can be used. An optical disk as shown in FIG. 21 was manufactured by the above steps.

【0047】(実施例2)実施例1に記載の光ディスク
原盤の微細パターンの形成方法においては、基板7まで
エッチングすることにより微細パターンを形成している
が、マスク層12までエッチングすることにより微細パ
ターンを形成することも可能である。ここでは、マスク
層12をエッチングして微細パターンを形成する場合の
実施例について説明する。
(Embodiment 2) In the method for forming a fine pattern of an optical disk master described in the first embodiment, a fine pattern is formed by etching up to the substrate 7. It is also possible to form a pattern. Here, an embodiment in which a fine pattern is formed by etching the mask layer 12 will be described.

【0048】まず、実施例1と同様にして、Siマスク
層12、Al金属膜13及びAlN透明膜14とをこの
順に形成し、レーザカッティングを行うことにより、A
lとSiの混合層15を形成する。次に、AlN透明膜
14とAl金属膜13とを順次除去した後、AlとSi
の混合層15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、Cl2エッチングガス(流量15
0sccm)を導入して、エッチング時のガス圧を50
mTorrとし、400Wの高周波電力を投入して行っ
た。このエッチング条件においては、上記混合層パター
ン15には、SiにAlが混合されているので、エッチ
ングがほとんど進行せず、Siマスク層12のみのエッ
チングが進行した(図13)。
First, in the same manner as in Example 1, an Si mask layer 12, an Al metal film 13, and an AlN transparent film 14 are formed in this order, and laser cutting is performed.
A mixed layer 15 of 1 and Si is formed. Next, after the AlN transparent film 14 and the Al metal film 13 are sequentially removed, Al and Si are removed.
Dry etching is performed using the mixed layer 15 as a mask.
For dry etching, use a Cl 2 etching gas (flow rate 15
0 sccm) and the gas pressure at the time of etching is 50
mTorr, and 400 W of high frequency power was applied. Under these etching conditions, in the mixed layer pattern 15, since Al was mixed with Si, the etching hardly proceeded, and only the Si mask layer 12 proceeded (FIG. 13).

【0049】次に、Arガス(流量70sccm)を導
入し、ガス圧を10mTorrとして、500Wの高周
波電力を投入して、上記混合層パターン15をスパッタ
エッチングして除去することにより、実施例1と同様な
凹凸を有する光ディスク原盤の微細パターンを形成する
ことができた(図22)。
Next, an Ar gas (flow rate 70 sccm) was introduced, a gas pressure was set to 10 mTorr, and a high-frequency power of 500 W was applied to remove the mixed layer pattern 15 by sputter etching. It was possible to form a fine pattern of the optical disk master having similar irregularities (FIG. 22).

【0050】上記実施例2においては、図13におい
て、スパッタエッチングにより混合層パターン15を除
去して光ディスク原盤としたが、混合層パターン15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。しかし、光ディスクの低ノイズ化を
実現するためには、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、ガラス基板7の表面粗さが0.27nmであり、混
合層パターン15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った場合、ガラス基板
7の表面粗さが0.21nmで、混合層パターン15が
除去された部分のSiマスク層12の表面粗さが0.2
8nmとなり、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。
In Embodiment 2 described above, in FIG. 13, the mixed layer pattern 15 was removed by sputter etching to obtain an optical disk master. However, even when the mixed layer pattern 15 remains, it can be used as an optical disk master. is there. However, it is desirable to perform sputter etching in order to reduce the noise of the optical disk. As a result of measuring the surface roughness in each state using an atomic force microscope, when the sputter etching was not performed, the surface roughness of the glass substrate 7 was 0.27 nm, and the surface roughness of the mixed layer pattern 15 was When sputter etching is performed, the surface roughness of the glass substrate 7 is 0.21 nm, and the surface roughness of the Si mask layer 12 where the mixed layer pattern 15 is removed is 0. .2
The thickness is 8 nm, so that the surface roughness of the optical disk master can be reduced, and the noise of the optical disk can be reduced.

【0051】(実施例3)実施例1に記載の微細パター
ン形成方法においては、マスク層12としてSiを用い
た場合について記載しているが、Si以外のマスク層を
用いることも可能である。ここでは、マスク層12とし
てSiO2を用いた場合の実施例について説明する。
(Embodiment 3) In the method of forming a fine pattern described in Embodiment 1, the case where Si is used as the mask layer 12 is described. However, a mask layer other than Si can be used. Here, an embodiment in which SiO 2 is used as the mask layer 12 will be described.

【0052】まず、実施例1と同様にして、ガラス基板
7上に、マスク層12としてSiO2を40nmの膜厚
で形成し、次にAl金属膜13とAlN透明膜14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の混合層15を形成する。次に、AlN透明膜
14とAl金属膜13とを順次除去した後、AlとSi
2の混合層15をマスクとしてドライエッチングを行
う。
First, in the same manner as in Example 1, a glass substrate
7, a mask layer 12 of SiO2 having a thickness of 40 nm
Then, the Al metal film 13 and the AlN transparent film 14 are
By forming and performing laser cutting, Al and
SiOTwoIs formed. Next, the AlN transparent film
14 and the Al metal film 13 are sequentially removed, and then Al and Si are removed.
O TwoDry etching using the mixed layer 15 of
U.

【0053】ドライエッチングは、CF4エッチングガ
ス(流量20sccm)を導入して、エッチング時のガ
ス圧を10mTorrとし、400Wの高周波電力を投
入して行った。このエッチング条件においては、上記混
合層パターン15には、SiO2にAlが混合されてい
るので、エッチングがほとんど進行せず、SiO2マス
ク層12のみのエッチングが進行した(図13)。
The dry etching was performed by introducing a CF4 etching gas (flow rate: 20 sccm), setting the gas pressure at the time of etching to 10 mTorr, and applying a high frequency power of 400 W. Under these etching conditions, since Al was mixed with SiO 2 in the mixed layer pattern 15, the etching hardly proceeded, and only the SiO 2 mask layer 12 proceeded (FIG. 13).

【0054】次に、Arガス(流量70sccm)を導
入し、ガス圧を10mTorrとして、500Wの高周
波電力を投入して、上記混合層パターン15をスパッタ
エッチングして除去することにより、実施例2と同様な
凹凸を有する光ディスク原盤の微細パターンを形成する
ことができた(図22)。また、SiO2の変わりに、
マスク層12としてSiNを用いても光ディスク原盤の
微細パターンを形成することができる。
Next, an Ar gas (flow rate 70 sccm) was introduced, a gas pressure was set to 10 mTorr, a high frequency power of 500 W was applied, and the mixed layer pattern 15 was removed by sputter etching. It was possible to form a fine pattern of the optical disk master having similar irregularities (FIG. 22). Also, instead of SiO 2 ,
Even if SiN is used as the mask layer 12, a fine pattern of the master optical disc can be formed.

【0055】(実施例4)実施例1乃至実施例3に記載
の光ディスク原盤の微細パターン形成方法においては、
金属膜13としてAlを用いた場合について記載してい
るが、Al以外の金属を用いることも可能である。たと
えば、Coを用いた場合、次のような工程により、光デ
ィスク原盤を作成できる。
(Embodiment 4) In the method for forming a fine pattern of a master optical disc described in Embodiments 1 to 3,
Although the case where Al is used as the metal film 13 is described, a metal other than Al may be used. For example, when Co is used, a master optical disc can be prepared by the following steps.

【0056】金属膜13として、Coを用いた場合、実
施例1と同時のレーザカッティングによりCoとSiと
からなる混合層パターン15が形成された(図11)。
次に水酸化ナトリウム溶液を用いたウェットエッチング
により、AlN透明膜14の除去を行い、純水リンスに
より水酸化ナトリウム溶液を除去し、(3HCl/H 2
2)水溶液を用いて、Co金属膜13の除去を行え
ば、実施例1と同様に、図12に示すように、CoとS
iの混合層15が残存した。
When Co is used as the metal film 13, the actual
Co and Si by laser cutting at the same time as Example 1
Was formed (FIG. 11).
Next, wet etching using sodium hydroxide solution
To remove the AlN transparent film 14 and rinse with pure water.
The sodium hydroxide solution was further removed, and (3HCl / H Two
OTwo) The Co metal film 13 can be removed using an aqueous solution.
For example, similarly to the first embodiment, as shown in FIG.
The mixed layer 15 of i remained.

【0057】次に、上記混合層パターン15をマスクと
して、ガラス基板7をドライエッチング装置に配置し、
Cl2エッチングガスの流量を150sccmとし、エ
ッチング時のガス圧を50mTorrとし、400Wの
高周波電力を投入して、Siマスク層12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
混合層パターン15には、SiにCoが混合されている
ので、エッチングがほとんど進行せず、Siマスク層1
2のみのエッチングが進行した(図13)。
Next, using the mixed layer pattern 15 as a mask, the glass substrate 7 is placed in a dry etching apparatus,
The flow rate of the Cl 2 etching gas was set to 150 sccm, the gas pressure at the time of etching was set to 50 mTorr, and high-frequency power of 400 W was applied to dry-etch the Si mask layer 12. Under these etching conditions, since the mixed layer pattern 15 contains Si mixed with Co, the etching hardly progresses, and the Si mask layer 1
Etching of only 2 proceeded (FIG. 13).

【0058】さらに、実施例1と同様な作製工程(図1
4,図15)を行うことにより、図15に示すような光
ディスク原盤の微細パターンを形成することができた。
Coの変わりに、同種の3d遷移金属であるFe及びN
iなどを用いても、同様の工程により、光ディスク原盤
の微細パターンを形成することができる。
Further, the same manufacturing steps as in Example 1 (FIG. 1)
4, FIG. 15), a fine pattern of the master optical disc as shown in FIG. 15 could be formed.
Instead of Co, the same 3d transition metals Fe and N
Even if i is used, a fine pattern of the master optical disc can be formed by the same process.

【0059】(実施例5)実施例1における金属膜13
として、Pdを用いてもよい。この場合、レーザカッテ
ィングによりPdとSiとからなる混合層パターン15
が形成される。また水酸化ナトリウム溶液を用いたウェ
ットエッチングにより、AlN透明膜14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、(KI/I2)水溶液を用いて、Pd金属膜13の
除去を行えば、実施例1と同様に、図12に示すよう
に、PdとSiの混合層15が残存した。
(Embodiment 5) Metal film 13 in Embodiment 1
May be used as Pd. In this case, the mixed layer pattern 15 composed of Pd and Si is formed by laser cutting.
Is formed. Further, after removing the AlN transparent film 14 by wet etching using a sodium hydroxide solution, the sodium hydroxide solution is removed by pure water rinsing, and the Pd metal film 13 is removed by using a (KI / I 2 ) aqueous solution. Is removed, a mixed layer 15 of Pd and Si remains as shown in FIG.

【0060】次に、実施例4と同様の条件でSiマスク
層12のドライエッチングを行えば、上記混合層パター
ン15は、SiにPdが混合されているので、エッチン
グがほとんど進行せず、Siマスク層12のみのエッチ
ングが進行した(図13)。さらに、実施例1と同様な
作製工程(図14,図15)を行うことにより、図15
に示すような光ディスク原盤の微細パターンを形成する
ことができた。
Next, if dry etching of the Si mask layer 12 is performed under the same conditions as those of the fourth embodiment, the mixed layer pattern 15 hardly progresses etching because Pd is mixed with Si. Etching of only the mask layer 12 proceeded (FIG. 13). Further, by performing the same manufacturing steps (FIGS. 14 and 15) as in Example 1, FIG.
The fine pattern of the master optical disc shown in FIG.

【0061】(実施例6)実施例1における金属膜13
として、Tiを用いてもよい。この場合、レーザカッテ
ィングによりTiとSiとからなる混合層パターン15
が形成される。また、水酸化ナトリウム溶液を用いたウ
ェットエッチングにより、AlN透明膜14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、(NH 4OH/H22)水溶液を用いて、Ti金属
膜13の除去を行えば、実施例1と同様に、図12に示
すように、TiとSiの混合層15が残存した。
(Embodiment 6) Metal film 13 in Embodiment 1
May be used as Ti. In this case, the laser cutter
Layer pattern 15 composed of Ti and Si by
Is formed. In addition, using sodium hydroxide solution
The AlN transparent film 14 is removed by wet etching.
After that, remove the sodium hydroxide solution with pure water rinse
And (NH FourOH / HTwoOTwo) Ti metal using aqueous solution
If the film 13 is removed, as shown in FIG.
Thus, the mixed layer 15 of Ti and Si remained.

【0062】次に、実施例4と同様の条件でSiマスク
層12のドライエッチングを行えば、上記混合層パター
ン15は、SiにTiが混合されているので、エッチン
グがほとんど進行せず、Siマスク層12のみのエッチ
ングが進行した(図13)。さらに、実施例1と同様な
作製工程(図14,図15)を行うことにより、図15
に示すような光ディスク原盤の微細パターンを形成する
ことができた。
Next, if dry etching of the Si mask layer 12 is performed under the same conditions as in the fourth embodiment, the mixed layer pattern 15 hardly etches because Ti is mixed with Si, Etching of only the mask layer 12 proceeded (FIG. 13). Further, by performing the same manufacturing steps (FIGS. 14 and 15) as in Example 1, FIG.
The fine pattern of the master optical disc shown in FIG.

【0063】(実施例7)本発明に基づいて作製された
光ディスク原盤の微細パターンは従来の光ディスク原盤
に対して、凹凸形状が逆転しており、従って、最終的に
作製される光ディスクにおいても凹凸形状が逆転するこ
とになる。この実施例7は、その逆転を修正するもので
ある。以下、その凹凸形状の逆転を修正することについ
て説明する。ここでは、図19に示した剥離工程の後に
形成されたスタンパ18を用いる。
(Example 7) The fine pattern of the optical disc master manufactured according to the present invention has the concavo-convex shape reversed from that of the conventional optical disc master. The shape will be reversed. The seventh embodiment corrects the reversal. Hereinafter, correction of the inversion of the uneven shape will be described. Here, the stamper 18 formed after the peeling step shown in FIG. 19 is used.

【0064】まず、スタンパ18のガイドトラックが形
成された表面を、酸素プラズマにより酸化させる。この
後、このスタンパ18を電極として、ガイドトラック形
成表面上に、Ni電鋳膜17'を形成させる。このNi
電鋳膜17'の凹凸面は、図18で形成されたNi電鋳
膜17とは、その凹凸が逆転したものである。
First, the surface of the stamper 18 on which the guide tracks are formed is oxidized by oxygen plasma. Thereafter, a Ni electroformed film 17 'is formed on the guide track forming surface using the stamper 18 as an electrode. This Ni
The uneven surface of the electroformed film 17 'is obtained by reversing the unevenness of the Ni electroformed film 17 formed in FIG.

【0065】次にこのNi電鋳膜17'をスタンパ18
から剥離した後、裏面研磨を行えば、スタンパ18に対
して凹凸が逆転したワークスタンパ18'が形成され
る。このワークスタンパ18'を用いて射出成形により
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、かつ、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(=150nm)を持
つ光ディスク基板が製造できる。
Next, the Ni electroformed film 17 ′ is
Then, if the back surface is polished, a work stamper 18 ′ in which the irregularities are reversed with respect to the stamper 18 is formed. When an optical disk substrate is manufactured by injection molding using the work stamper 18 ', the pre-pits and the guide grooves (= 150 nm) having the same concavo-convex structure as the conventional one and smaller than the light beam spot diameter (= about 300 nm). The optical disk substrate having the above can be manufactured.

【0066】この発明の微細パターンの形成方法を用い
れば、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ブ記録方式
の他、凹部と凸部の両方に情報を記録するランドグルー
ブ記録方式においても、光ビームスポット径よりも狭小
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。
According to the method for forming a fine pattern of the present invention, in addition to a land recording method or a groove recording method in which information is recorded only in a concave portion or a convex portion of a fine pattern, information is recorded in both a concave portion and a convex portion. Also in the land-groove recording method for recording, a substrate having a fine pattern having a width smaller than the diameter of the light beam spot can be manufactured.

【0067】[0067]

【発明の効果】この発明によれば、基板上にマスク層と
金属膜をこの順に形成し、光ビームを集光照射して、光
ビームスポットの中心部の所定温度以上に温度上昇した
部分であって、マスク層と金属膜の界面に混合層を形成
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,光ディスク用ワ
ーク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 mask layer and a metal film are formed on a substrate in this order, and a light beam is condensed and radiated to a portion of the center of the light beam spot where the temperature is raised to a predetermined temperature or higher. In addition, since the mixed layer is formed at the interface between the mask layer and the metal film, it is possible to manufacture a substrate having a fine pattern including prepits and guide grooves smaller than the light beam spot diameter. Further, by using a substrate having such a fine pattern, an optical disk master, an optical disk stamper, an optical disk work stamper, and an optical disk having a narrow track pitch 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、金属膜の光ビームスポット
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 of a metal film 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、透明膜及び金属膜を除去
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 transparent film and a metal film are removed in the present invention.

【図13】この発明において、混合層が形成されていな
い領域のマスク層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 mask layer in a region where a mixed layer is not formed is etched in the present invention.

【図14】この発明において、混合層が形成されていな
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. 14 is a cross-sectional view illustrating a state where a substrate surface in a region where a mixed layer is not formed is etched in the present invention.

【図15】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. 15 is a completed view of an optical disc master completed by the manufacturing process of the present invention.

【図16】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. 16 is a cross-sectional view illustrating a state where an electrode 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にNi電鋳膜を形
成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 in which a Ni electroformed film is formed on the optical disk master of the present invention.

【図18】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. 18 is a cross-sectional view illustrating a state where a Ni electroformed film is peeled off from the optical disk master according to the present invention.

【図19】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. 19 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20】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. 20 is a completed view of a molded optical disk substrate in the present invention.

【図21】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. 21 is a cross-sectional view illustrating a state where a recording medium is formed on an optical disk substrate in the present invention.

【図22】この発明において、マスク層をエッチングし
た後に、混合層をエッチングした状態の凹凸パターンの
断面図である。
FIG. 22 is a cross-sectional view of the concavo-convex pattern in a state where the mixed layer is etched after the mask layer is etched 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 マスク層 13 金属膜 14 透明膜 15 混合層 16 電極膜 17 Ni電鋳膜 18 スタンパ 19 樹脂製光ディスク基板 20 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 Mask layer 13 Metal film 14 Transparent film 15 Mixed layer 16 Electrode film 17 Ni electroformed film 18 Stamper 19 Resin optical disk substrate 20 Recording medium

フロントページの続き (72)発明者 広兼 順司 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) 5D121 BB14 BB18 BB25 BB33 BB34 GG04 GG14 Continued on the front page (72) Inventor Junji Hirokane 22-22, Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka F-term (reference) 5D121 BB14 BB18 BB25 BB33 BB34 GG04 GG14

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上にマスク層を形成し、前記マスク
層の上に金属膜を形成し、前記金属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マスク層と金属膜との界面に、マス
ク層と金属膜とが混合した混合層を形成し、前記金属膜
を選択的に除去した後、前記混合膜のない領域のマスク
層を選択的にエッチングして前記混合層を残存させたこ
とを特徴とする微細パターンの形成方法。
1. A mask layer is formed on a substrate, a metal film is formed on the mask layer, and a light beam is condensed and radiated to a predetermined position from above the metal film to raise the temperature to a predetermined temperature or higher. At the interface between the raised mask layer and the metal film, a mixed layer in which the mask layer and the metal film are mixed is formed, and after selectively removing the metal film, the mask layer in a region without the mixed film is removed. A method for forming a fine pattern, characterized by selectively etching to leave the mixed layer.
【請求項2】 前記マスク層をエッチングする際に同時
に、またはマスク層をエッチングした後に、基板を選択
的にエッチングすることを特徴とする請求項1の微細パ
ターンの形成方法。
2. The method for forming a fine pattern according to claim 1, wherein the substrate is selectively etched simultaneously with the etching of the mask layer or after the etching of the mask layer.
【請求項3】 前記混合層は、集光照射された光ビーム
のスポット径よりも小さい領域に形成されることを特徴
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 method for forming a fine pattern according to claim 1, wherein the mixed layer is formed in a region smaller than a spot diameter of the light beam condensed and irradiated.
【請求項4】 前記金属層を形成した後、前記光ビーム
を集光照射する前に、金属膜の上に透明膜を形成するこ
とを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載した微
細パターンの形成方法。
4. The method according to claim 1, wherein a transparent film is formed on the metal film after forming the metal layer and before condensing and irradiating the light beam. A method for forming a fine pattern.
【請求項5】 前記金属膜と透明膜とが、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4の微細パターンの形成方法。
5. The method for forming a fine pattern according to claim 4, wherein the metal film and the transparent film have 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4または5の微細パターンの形成方法。
6. The method according to claim 4, wherein the transparent film is made of AlN.
【請求項7】 前記マスク層がSi,SiNまたはSi
2からなり、前記金属膜がAl,Co,Fe,Ni,
PdまたはTiからなることを特徴とする請求項1乃至
6のいずれかに記載した微細パターンの形成方法。
7. The method according to claim 7, wherein the mask layer is made of Si, SiN or Si.
O 2 , wherein the metal film is made of Al, Co, Fe, Ni,
7. The method for forming a fine pattern according to claim 1, comprising Pd or Ti.
【請求項8】 前記残存させた混合層を、スパッタエッ
チングにより除去することを特徴とする請求項1乃至7
のいずれかに記載の微細パターンの形成方法。
8. The method according to claim 1, wherein the remaining mixed layer is removed by sputter etching.
The method for forming a fine pattern according to any one of the above.
【請求項9】 前記請求項1ないし8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。
9. An optical disk master manufactured by using the method for forming a fine pattern according to claim 1.
【請求項10】 前記請求項9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。
10. An optical disk stamper manufactured by using the optical disk master according to claim 9.
【請求項11】 前記請求項10の光ディスク用スタン
パを電極として電鋳膜を形成し、電鋳膜を光ディスク用
スタンパから剥離することにより製造された光ディスク
用ワークスタンパ。
11. An optical disk work stamper manufactured by forming an electroformed film using the optical disk stamper of claim 10 as an electrode and peeling the electroformed film from the optical disk stamper.
【請求項12】 前記請求項10の光ディスク用スタン
パまたは前記請求項11の光ディスク用ワークスタンパ
を用いて製造された光ディスク。
12. An optical disk manufactured by using the optical disk stamper according to claim 10 or the optical disk work stamper according to claim 11.
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