JP2003317328A - 光記録媒体作製用スタンパーの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スタンパーに微細な凹凸パターンを転写する
ことができ、スタンパーを原盤から剥離する際のスタン
パーの凹凸パターンの破損を防いで、微細な凹凸パター
ンを有するスタンパーを製造することができる光記録媒
体作製用スタンパーの製造方法を提供する。 【解決手段】 光記録媒体作製用のスタンパーを製造す
るに当たり、基板１１上に形成したフォトレジストを露
光した後、現像により凹凸パターンを有するフォトレジ
ストを形成し、このフォトレジストをマスクとして基板
１１を異方性エッチングして基板１１に凹凸パターン１
１Ａを形成し、この凹凸パターン１１Ａが形成された基
板１１の表面を覆って、スタンパー１５よりも硬度の低
い材料から成る緩衝膜１３を形成し、この緩衝膜１３上
にスタンパー１５の材料を形成し、このスタンパー１５
の材料を緩衝膜１３から剥離してスタンパー１５を形成
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、光記録媒体作製用
スタンパーの製造方法に係わり、光ディスク、光磁気デ
ィスク、相変化型光ディスク等の光記録媒体を製造する
際に用いるスタンパーの製造に適用して好適なものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】情報記録媒体の１種である光ディスク
は、例えば図６Ａ〜図６Ｃに示すように構成される。即
ち図６Ａに示すように、光学的に透明なプラスチック製
のディスク基板７１の一方の面に信号記録面７２が形成
される。そして、この信号記録面７２内では、図６Ｂに
拡大図を示すように連続溝状のグルーブ７４が、或いは
図６Ｃに拡大図を示すように連続したピット７５の列
が、それぞれランド７３に対してトラック毎に所定のト
ラックピッチＴＰで形成される。これらグルーブ７４又
はピット７５が形成されたトラックは、図示しないが信
号記録面７２全体ではスパイラル状に形成される。

【０００３】そして、例えば再生専用の光ディスクで
は、ピット７５の列を設けた面上に光反射膜や保護膜が
形成される。また、例えば記録が可能な光ディスク、例
えば相変化型光ディスク、光磁気ディスク、追記型光デ
ィスクでは、グルーブ７４を設けた面上に、相変化膜、
磁性膜、有機色素膜等の記録層、光反射膜、並びに保護
膜が形成される。

【０００４】このような構成の光ディスクは、フォトリ
ソグラフィ技術を用いて、上述したランド７３、グルー
ブ７４、ピット７５等の凹凸構造が形成される。即ち、
基板上に塗布されたフォトレジストを露光、現像するこ
とにより作製される。

【０００５】ここで光ディスクは、以下の製造工程によ
り製造される。まず、図７Ａに示すように、表面が平坦
に研磨・洗浄されたガラス（例えば石英ガラス）から成
る基板８１を用意する。次に、図７Ｂに示すように、ス
ピンコート法により基板８１上に、例えばポジ型のフォ
トレジストから成るフォトレジスト８２を塗布する。

【０００６】続いて、図７Ｃに示すように、フォトレジ
スト８２が塗布された基板８１を回転させ、記録信号に
あわせて強度変調を受けた光８４を対物レンズ８３で集
光して露光を行って潜像８５を形成する。このとき、基
板８１と対物レンズ８３との位置関係を相対的に基板８
１の半径方向に移動させることにより、スパイラル状に
潜像８５を形成することができる。

【０００７】次に、露光されたフォトレジスト８２を現
像することにより、ポジ型のフォトレジストを用いた場
合には感光した領域を溶解して、未露光領域のフォトレ
ジストを残すことができる。これにより、例えば図８Ｄ
に示すように、基板８１上に残ったフォトレジスト８２
から成るランド（凸部）８６と、基板８１が露出したグ
ルーブ（凹部）８７を形成することができる。尚、ラン
ド８６に対して、グルーブ８７の代わりに図６Ｃに示し
たピット７５に対応するピット状の凹部を形成すること
も可能である。このようにして、光ディスクの作製用の
原盤８８を作製することができる。

【０００８】さらに、この原盤８８を用いて、スタンパ
ーを作製する。即ち図８Ｅに示すように、原盤８８上に
メッキにより例えばニッケルから成るスタンパー９０を
形成する。ここで、ニッケルのメッキにはメッキ成長速
度の速い電気メッキ法が用いられるが、予め原盤８８の
表面に導電性を持たせる必要があるため、前処理として
スパッタ法又は無電解メッキ法により導電膜としてニッ
ケルを成膜する。

【０００９】その後、原盤８８からスタンパー９０を剥
離して、ニッケル（Ｎｉ）から成るスタンパー９０を得
ることができる（図９参照）。スタンパー９０の厚さは
一般的には０．３〜０．５ｍｍ程度である。

【００１０】続いて、このスタンパー９０を用いて、光
ディスクを作製する。即ち図８Ｆに示すように、スタン
パー９０を金型として用いて、例えばプラスチック射出
成形法により、平坦なディスク基板１０１に対して凹凸
パターンを転写してランド１０２やグルーブ１０３を形
成する。その後は、図示しないが、ディスク基板１０１
上に記録層を含む所定の膜構造を形成して、光ディスク
を製造することができる。

【００１１】フォトレジスト８２の露光工程では、一般
的に露光用の光８４としてレーザビームを用いて、これ
を対物レンズで集光してフォトレジスト８２の露光を行
っている。

【００１２】このようなレーザビームを用いた露光に
は、例えば図１０に示す構成のレーザ露光装置を使用す
ることができる。ＡＯ変調器（ＡＯＭ：音響光学変調素
子）に超音波を入射させ、その内部に形成された回折格
子により、例えば気体レーザ等のレーザ光源から出射し
たレーザ光を回折させる。この回折光のうち一次回折光
のみスリットを透過させて使用する。一次回折光の強度
はＡＯ変調器に入射される超音波の強度変調によって制
御される。強度変調を受けた一次回折光は、ビームエク
スパンダーによって径を拡大された後、対物レンズによ
って集光されてフォトレジストに照射される。

【００１３】ここで、露光により形成されるパターンの
寸法は、露光用の光８４が集光されてフォトレジスト８
２上に照射されるスポット径とほぼ同等である。即ちこ
のスポット径を微小化する程、高記録密度とすることが
できる。スポット径φは、光８４の波長λと対物レンズ
８３の開口数ＮＡとからφ＝１．２２×（λ／ＮＡ）で
与えられる。

【００１４】近年、情報通信や画像処理技術の急速な発
展に伴い、光ディスク等の光記録媒体においても、情報
容量・記録密度をさらに向上することが要望されてい
る。これに伴い、より微細な凹凸パターン（グルーブや
ピット等）を形成する必要が生じてきている。このよう
に微細な凹凸パターンを形成するためには、上述の露光
のスポット径φの関係式からわかるように、光８４の波
長の短波長化及び対物レンズ８３の開口数ＮＡの増大が
求められる。

【００１５】そして、対物レンズの開口数ＮＡの値は、
レンズの設計製作精度の面から、現状の０．９程度がほ
ぼ限界であると考えられており、波長λの短波長化が必
要不可欠となっている。しかしながら、例えば現在開発
されている最も微小なスポットを形成できる構成、即ち
波長λ＝２５７ｎｍ及びＮＡ＝０．９５としても、スポ
ット径の半値幅を１６５ｎｍ程度までしか縮小できない
ため、１００ｎｍ以下の線幅を形成することは困難であ
る。

【００１６】このため、レーザ光よりも微細なスポット
径で露光を行うことができる電子線でフォトレジストの
露光を行うことが提案されている。電子線による露光
は、既に半導体分野でのフォトマスクのパターン描画や
ウエハ上への直接描画等に用いられてきたが、近年光デ
ィスク作製用の原盤に微細なグルーブやピット等のパタ
ーンを形成する場合にも適用することが提案されてい
る。この電子線による露光は、電子線描画装置を用いて
行うことができる。

【００１７】このように電子線を露光用の光８４として
用いて、フォトレジスト８２を露光することにより、原
盤８８のフォトレジスト８２に形成される凹凸パターン
をより微細化して、スタンパー９０により微細な凹凸パ
ターンを形成することができ、さらにこのスタンパー９
０から微細な凹凸パターンを有するディスク基板１０１
を形成して、微細な凹凸パターンを有し、高い記録密度
を有し情報容量の大きい光ディスクを製造することが可
能になる。

【００１８】ところで、フォトレジスト８２は、その特
性から、露光及び現像により形成される凹凸パターンの
側壁部が、例えば４５度〜６０度の傾斜を有している。
このため、上述のような手法により、フォトレジスト８
２の凹凸パターンの微細化が進んでいくと、フォトレジ
スト８２の上面によるランド８６が小さくなってしま
う。そして、ランド８６があまりにも小さくなってしま
うと、必要な信号が検出できなくなるおそれがある。特
に短いパターンのピットで顕著になる。

【００１９】そこで、凹凸パターンの側壁部の傾斜をよ
り垂直に形成するために、上述のようにして形成した微
細な凹凸パターンを有するフォトレジストをマスクとし
て、さらに基板に対して異方性エッチングを行って、基
板に凹凸パターンを形成して原盤を作製することが考え
られている。この基板への異方性エッチングには、ドラ
イエッチング、例えば反応性イオンエッチング（ＲＩ
Ｅ）法が適している。

【００２０】反応性イオンエッチングでは、高周波電源
に接続された２枚の平板電極間に高電圧をかけることで
容器内の反応性ガスにプラズマを発生させる。生じたガ
スイオンが片方の電極に設置された試料表面に電界に沿
って垂直に入射し、そこで化学的な反応が発生してエッ
チングが垂直に進行するため、垂直に近いエッチング特
性、化学反応によるエッチング物質の選択性、高い生産
性等の利点を有している。

【００２１】このように基板に反応性イオンエッチング
等の異方性エッチングを行う場合には、基板の材料とし
て、例えば石英（石英ガラス等）やシリコンが挙げられ
る。これらの材料のエッチングの主反応ガスとしては、
ＣＦ₄ やＣＨＦ₃ が適している。

【００２２】上述のように基板に異方性エッチングによ
り凹凸パターンを形成して原盤を作製することにより、
以下に述べる利点を有する。

【００２３】まず、エッチングの条件を選定することに
より、フォトレジストの開口部から、基板に対してほぼ
垂直にエッチングを進行させることが可能であるため、
側壁の傾斜が４５〜６０度程度である従来のフォトレジ
ストの凹凸パターンと比較して、より微細な凹凸パター
ンを形成することが可能になる。例えば記録波長λ＝２
６６ｎｍ、対物レンズの開口数ＮＡ＝０．９０の光学系
でレーザ露光した場合で比較すると、従来ではグルーブ
のトラックピッチＴＰは０．２８μｍが下限値であった
が、ＴＰ＝０．２３μｍまで高分解能化することができ
る。

【００２４】また、一般的にフォトレジスト表面の粗度
が原盤を構成する基板の表面の粗度と比較して大きいた
め、従来の原盤の作製方法ではランド領域（凸部）とし
てフォトレジスト８２の表面の状態がスタンパー９０へ
転写され（図９参照）、さらにスタンパー９０からディ
スク基板へ転写されることにより、製造された光ディス
クを再生したときにノイズとなることがある。これに対
して、基板を異方性エッチングして原盤を作製する場合
には、フォトレジストが除去されて基板のみから成る原
盤となるため、原盤全体の粗度が小さくなる。従って、
製造された光ディスクを再生したときのノイズが低減さ
れ再生信号特性が向上する。

【００２５】さらに、原盤の耐久性が向上するため、凹
凸パターンが形成された原盤から複数枚のニッケルスタ
ンパーを作製することが可能になる。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、電子線描画
と異方性エッチングによって線幅１００ｎｍ以下の微細
なパターンを基板に直接形成して光記録媒体作製用原盤
を製造した場合には、その後のスタンパーの作製工程に
おいて、以下の問題を発生し易くなる。

【００２７】従来のエッチングを使用しない製造工程に
より原盤を作製する場合には、図９に示すように、原盤
８８の凹凸パターンが柔らかいフォトレジスト８２で形
成されているため、原盤８８からニッケル製のスタンパ
ー９０を剥離する際に、スタンパー９０がダメージを受
けることがなく、フォトレジスト８２側の方が破損して
いた。また、フォトレジスト８２の一部がスタンパー９
０に付着することがあるが、これはアセトン洗浄により
容易に除去することができる。

【００２８】これに対して、基板を異方性エッチングし
て凹凸パターンを形成して原盤を作製した場合には、従
来と同様にニッケルメッキを行うことはできるが、凹凸
パターンを構成する基板がニッケルよりも硬度の高い石
英やシリコンであるため、原盤からニッケルスタンパー
を剥離する際に、ニッケルスタンパーに転写された微細
凹凸パターンに破損を生じてしまう。即ち例えば図１１
に示すように、凹凸パターン９１Ａを有する基板９１か
らスタンパー９２を剥離する際に、スタンパー９２の凹
凸パターン９２Ａが根元から折れてしまう。

【００２９】特に、電子線描画と異方性エッチングの組
み合わせで得られる凹凸パターンは、従来のレーザ露光
により得られる凹凸パターンと比較して飛躍的に微細化
されている。このため、図１２に示す基板９１の凹凸パ
ターン９１Ａの深さＤＥ（５０〜１００ｎｍ程度）と凹
凸パターン９１Ａの幅ＷＥ又は長さＬＥとのアスペクト
比Ｒ（＝ＤＥ／ＷＥ又はＤＥ／ＬＥ）が、従来比２倍以
上となって、１．０を上回るものが存在する。

【００３０】このようにアスペクト比Ｒが大きくなるこ
とによって、凹凸パターン９１Ａが細長くなり、かつ異
方性エッチングにより壁の傾斜が垂直に近くなっている
ため、パターン９１Ａ，９２Ａの微細化により、ますま
すスタンパー９２の凹凸パターン９２Ａが破損しやすく
なっていく。

【００３１】上述した問題の解決のために、本発明にお
いては、スタンパーに微細な凹凸パターンを転写するこ
とができ、スタンパーを原盤から剥離する際のスタンパ
ーの凹凸パターンの破損を防いで、微細な凹凸パターン
を有するスタンパーを製造することができる光記録媒体
作製用スタンパーの製造方法を提供するものである。

【００３２】

【課題を解決するための手段】本発明の光記録媒体作製
用スタンパーの製造方法は、光記録媒体作製用のスタン
パーを製造する方法であって、基板上にフォトレジスト
を形成する工程と、このフォトレジストを露光した後、
現像により凹凸パターンを有するフォトレジストを形成
する工程と、このフォトレジストをマスクとして基板を
異方性エッチングして、基板に凹凸パターンを形成する
工程と、この凹凸パターンが形成された基板の表面を覆
って、スタンパーよりも硬度の低い材料から成る緩衝膜
を形成する工程と、この緩衝膜上にスタンパーの材料を
形成する工程と、このスタンパーの材料を表面に緩衝膜
が形成された基板から剥離してスタンパーを形成する工
程とを有するものである。

【００３３】上述の本発明の光記録媒体作製用スタンパ
ーの製造方法によれば、凹凸パターンが形成された基板
の表面を覆って、スタンパーよりも硬度の低い材料から
成る緩衝膜を形成し、この緩衝膜上にスタンパーの材料
を形成し、このスタンパーの材料を表面に緩衝膜が形成
された基板から剥離してスタンパーを形成することによ
り、緩衝膜がスタンパーよりも硬度が低い（柔らかい）
材料から成るため、緩衝膜によりスタンパーの材料を破
損させないで基板から剥離して、スタンパーを製造する
ことが可能になる。

【００３４】

【発明の実施の形態】本発明は、光記録媒体作製用のス
タンパーを製造する方法であって、基板上にフォトレジ
ストを形成する工程と、このフォトレジストを露光した
後、現像により凹凸パターンを有するフォトレジストを
形成する工程と、このフォトレジストをマスクとして基
板を異方性エッチングして、基板に凹凸パターンを形成
する工程と、この凹凸パターンが形成された基板の表面
を覆って、スタンパーよりも硬度の低い材料から成る緩
衝膜を形成する工程と、この緩衝膜上にスタンパーの材
料を形成する工程と、このスタンパーの材料を表面に緩
衝膜が形成された基板から剥離してスタンパーを形成す
る工程とを有する光記録媒体作製用スタンパーの製造方
法である。

【００３５】また本発明は、上記光記録媒体作製用スタ
ンパーの製造方法において、緩衝膜の膜厚を２０ｎｍ以
下とする。

【００３６】また本発明は、上記光記録媒体作製用スタ
ンパーの製造方法において、フォトレジストを露光する
工程において、半値幅が１００ｎｍのスポットにより露
光する。

【００３７】また本発明は、上記光記録媒体作製用スタ
ンパーの製造方法において、電子線によりフォトレジス
トを露光する。

【００３８】また本発明は、上記光記録媒体作製用スタ
ンパーの製造方法において、緩衝膜の材料として、ノボ
ラック樹脂系のフォトレジストを用いる。

【００３９】また本発明は、上記光記録媒体作製用スタ
ンパーの製造方法において、基板の材料として、シリコ
ンもしくは石英を用いる。

【００４０】また本発明は、上記光記録媒体作製用スタ
ンパーの製造方法において、スタンパーの材料としてニ
ッケルを用いる。

【００４１】本発明の光記録媒体作製用スタンパーの製
造方法の一実施の形態として、光記録媒体作製用スタン
パーの製造工程を図１〜図３を参照して説明する。

【００４２】まず、図１Ａに示すように、フォトレジス
ト１２による凹凸パターンが一主面に形成された基板１
１を用意する。この構成は、図８Ｄに示した従来の光記
録媒体用原盤８８とほぼ同様の構成であり、前述した図
７Ａ〜図８Ｄに示した製造工程と同様にして作製するこ
とができる。この基板１１としては、例えばシリコン基
板や石英基板を用いることができる。

【００４３】即ち、次のように、フォトレジスト１２に
よる凹凸パターンが形成された基板１１を作製する。ま
ず、基板１１上にフォトレジストを１２をスピンコート
法により塗布する。次に、フォトレジスト１２に対して
所定の凹凸パターンを形成するための露光を行う。

【００４４】このフォトレジスト１２に対する露光を行
う工程では、図１０に示したレーザ光を用いた露光光学
系を用いることも可能であるが、電子線描画装置（電子
ビーム描画装置）を用いて電子線により露光を行うこと
により、より小さいスポット径で露光することができる
ため、微細なパターンの露光が可能になる。この電子線
描画装置を用いて露光を行う場合には、フォトレジスト
１２を電子線感光レジスト即ち電子線に対する感光性を
有するフォトレジストにより形成する。

【００４５】フォトレジスト１２の露光に用いられる電
子線描画装置の一形態の概略構成図を図４に示す。この
電子線描画装置は、上部のいわゆる電子ビームカラム５
１と、下部のスピンドル５７やエアスライド５８等から
成る支持部（機構部）５４とに大別される。そして、こ
れら電子ビームカラム５１及び支持部（機構部）５４が
設置場所の外部振動を除去する除振テーブル５９の上に
載置されている。尚、電子ビームのオン・オフ、集束さ
れた電子ビームのサイズ調整、電子ビームのウォブリン
グの制御等の電子ビーム関連の制御及び機構系の制御を
行うコンピュータ制御装置は図示を省略している。

【００４６】まず、電子ビームカラム５１は、例えば電
子銃６１と、これより放出された電子ビーム５２を集束
するコンデンサーレンズ６２と、ブランキング電極（ビ
ーム変調部）６３と、中央にアパーチャー６４を有する
制限板６５と、ビーム偏向電極６６と、フォーカス調整
レンズ６７と、対物レンズ６８とを有する。

【００４７】電子銃６１は、材質が例えばＬａＢ₆ から
成る電子線源により構成され、陽極により数ｋＶ〜１０
０ｋＶで加速された電子ビーム５２を出射する。ブラン
キング電極６３は、相対向する偏向電極板により形成さ
れ、これらの電極板間に所要の電圧を印加することによ
って電子ビーム５２を偏向して、制限板６５のアパーチ
ャー６４を透過させたり、制限板６５によって遮断した
りすることによって、オン・オフ変調を行うものであ
り、電子ビーム変調手段を構成する。実際には、電極板
間に電圧を印加したときに電子ビーム５２が大きく偏向
されアパーチャー６４から外れてオフ状態となる。ま
た、ビーム偏向電極６６も、相対向する偏向電極板によ
り形成され、電圧を印加して電子ビーム５２を偏向する
が、これは電子ビーム５２をオン状態としたまま、被照
射面（フォトレジスト１２の表面）上でｎｍ〜μｍオー
ダーで微小移動させるように電子ビーム５２を偏向す
る、即ちウォブリングさせるための偏向を行うものであ
る。このため、偏向電極板に印加する電圧として、ウォ
ブリング信号を入力する。

【００４８】また、フォーカス調整レンズ６７と対物レ
ンズ６８は、例えば静電又は電磁型レンズにより構成さ
れる。これらフォーカス調整レンズ６７及び対物レンズ
６８により、電子ビーム５２が被照射面、即ち例えばシ
リコン基板から成る基板１１上に形成された電子線感光
レジストから成るフォトレジスト１２の表面に、数十ｎ
ｍのスポットサイズに集束されてスポット照射するよう
になされている。フォーカス調整レンズ６７には、例え
ばフォーカシングサーボ信号が印加される。

【００４９】電子ビームカラム５１の下方には、基板１
１上に形成されたフォトレジスト１２に対して対向し、
フォトレジスト１２に電子ビーム５２を照射する電子ビ
ーム出射孔（図示せず）を有する。

【００５０】次に、支持部（機構部）５４は、フォトレ
ジスト１２が形成された基板１１を上部のターンテーブ
ル５６においてチャッキングして基板１１を回転操作す
るエアスピンドル５７と、このエアスピンドル５７を図
中矢印Ｓで示すように基板１１のラジアル方向に水平移
動させるエアスライド５８とを備え、除振テーブル５９
上に載置されている。

【００５１】ここで、電子ビームは、大気中で散乱した
り減衰したりすることにより良好な描画が阻害されるた
め、電子ビーム５２が通過する部分において真空環境が
必要である。少なくとも電子ビームカラム５１及び電子
ビームカラム５１から基板１１までの部分においては、
真空環境が必要になる。このため、除振テーブル５９が
大気中に設置されている一方で、スピンドル５７及びエ
アスライド５８は真空環境中に設置されている。

【００５２】スピンドル５７は、高精度で制御される回
転速度で高速回転駆動される。例えば基板１１を〜３６
００ｒｐｍの高速で回転させることが可能であり、その
回転速度が光学式ロータリーエンコーダーを用いたサー
ボ機構により一回転あたり１０^-7以下の回転ジッタで制
御される。また、エアスライド５８は、リニアモーター
型エアスライドにより構成され、送り速度がエアスライ
ド５８に装着された例えばレーザスケールによる測長機
構により精密に制御され、例えば数ｎｍの送り精度で基
板１１の半径方向に駆動される。

【００５３】これらターンテーブル５６、スピンドル５
７及びエアスライド５８により、基板１１に対して回転
及び直線方向の移動を行うことによって、フォトレジス
ト１２の照射面が電子ビーム５２に対して移行し、電子
ビーム５２がフォトレジスト１２の照射面に対して、ス
パイラル状或いは同心円状に走査することができるよう
になされる。

【００５４】そして、エアスライド５８を駆動する駆動
手段としては、電子ビームへの影響を回避するように、
磁気フリー駆動が可能な超音波リニアモータ、磁気シー
ルド型ボイスコイルモータ等を用いることが望ましい。
また、この駆動は、１０ｎｍ以下の分解能を有するリニ
アスケールからのフィードバック制御による駆動を行う
ようにすることが望ましい。

【００５５】そして、露光工程においては、基板１１の
回転及び直線移行を行うことにより、基板１１の表面に
形成されたフォトレジスト１２上に、電子ビーム５２を
スパイラル状或いは円状の軌跡をもって照射する。この
とき、目的とする電子ビームの照射パターンに応じた変
調信号をブランキング電極６３に印加することによっ
て、電子ビーム５２をオン・オフして目的とする照射パ
ターンをスパイラル状或いは円状に形成する。尚、この
とき、電子ビーム５２の軌跡をウォブリングさせる場合
には、上述したビーム偏向電極６６に所要のウォブリン
グ信号を印加することによって、所望の電子ビームウォ
ブリングを行うことができる。

【００５６】図４に示すように電子線描画装置が構成さ
れていることにより、電子線源から放出され陽極により
加速された電子が電子銃６１から電子ビーム５２として
出射され、静電レンズであるコンデンサーレンズ６２で
集束されブランキング電極６３内を経てアパーチャー６
４及び制限板６５に達する。そして、制限板６５で絞ら
れてアパーチャー６４を通過した電子ビーム５２はビー
ム偏向電極６６内を通過し、対物レンズ６８により数十
ｎｍ径（半値幅）のスポットサイズに集束され、基板１
１上に形成された電子線感光レジストから成るフォトレ
ジスト１２に照射される。このとき、スピンドル５７及
びエアスライド５８により基板１１が回転及びその半径
方向への直線移動することにより、基板１１上のフォト
レジスト１２においてスパイラル状のパターンが描画さ
れる。

【００５７】ここで、フォトレジスト１２に照射される
電子ビームのスポットサイズは、微細なパターンの描画
を行うために、半値幅で１００ｎｍ以下とすることが望
ましい。

【００５８】尚、フォトレジスト１２への電子線描画を
行う電子線描画装置の構成は、図４に示した形態に限定
されず、その他の形態の装置を使用することもできる。

【００５９】次に、露光されたフォトレジスト１２に対
して、現像液により現像を行う。フォトレジスト１２と
してポジ型のフォトレジストを用いた場合には、露光さ
れた部分のみが現像液に溶解し、フォトレジスト１２の
残った部分によりスパイラル状に並んだピット列等の所
定の凹凸パターンが形成される。このようにして、図１
Ａに示す形態が得られる。

【００６０】次に、図１Ｂに示すように、反応性イオン
エッチング（ＲＩＥ）法により、フォトレジスト１２を
マスクとして、基板１１に対してエッチングを行う。即
ちエッチング装置２０内で、例えばＣＦ₄ やＣＨＦ₃ 等
の活性ガスイオン２１により基板１１に対するエッチン
グを行う。このとき、高周波電源２２から、所定の高周
波数の交流電圧を印加する。

【００６１】これにより、図２Ｃに示すように、基板１
１にフォトレジスト１２から転写された凹凸パターン１
１Ａが形成される。尚、フォトレジスト１２はエッチン
グによって図１Ａの状態よりも薄くなるため、予めエッ
チングにより消失しないような膜厚にフォトレジスト１
２を形成しておく必要がある。

【００６２】その後、図２Ｄに示すように、基板１１上
に残ったフォトレジスト１２を除去することにより、凹
凸パターン１１Ａが形成された基板１１が得られる。こ
のフォトレジスト１２の除去は、後述するように、剥離
液を用いる方法やアッシングにより行うことができる。

【００６３】続いて、図３Ｅに示すように、凹凸パター
ン１１Ａが形成された基板１１の表面を覆って、薄い緩
衝膜１３を形成する。これにより、基板１１上に緩衝膜
１３が形成されて成る原盤１４を作製することができ
る。この緩衝膜１３の膜厚ＤＢは、エッチングにより形
成された基板１１の凹凸パターン１１Ａの深さＤＥより
も充分に薄くする。好ましくは、緩衝膜１３の膜厚ＤＢ
≦２０ｎｍとする。

【００６４】緩衝膜１３の材料は、少なくともスタンパ
ーの材料よりも硬度の低い（柔らかい）ものとする。そ
して、上述のように、膜厚ＤＢを薄く、なるべく均一に
形成することができる材料であることが望ましい。

【００６５】これらの特性も含め、緩衝膜１３に要求さ
れる特性は、以下の特性が挙げられる。 １）スタンパーの材料よりも硬度が低い（柔らかい）こ
と ２）基板１１の凹凸パターン１１Ａの深さよりも充分薄
く、なるべく均一な厚さで成膜することができること ３）緩衝膜１３上にスタンパーの材料（例えばニッケ
ル）の膜形成が可能であり、またスタンパーの材料を腐
食させないこと ４）スタンパーを原盤１４から剥離した後に、スタンパ
ーや基板１１に残存した緩衝膜１３を容易に除去するこ
とができること ５）成膜が容易にできること（例えばスピンコート法
等）

【００６６】このような特性を満たす材料としては、例
えばフォトレジストが好適である。フォトレジストは、
スピンコート法により、基板１１の凹凸パターン上に、
ほぼ均一で薄い膜を形成することができる。特に、フォ
トレジストの上に無電解メッキにより例えばニッケル膜
を形成することができる点、残存した膜をアセトンで容
易に除去できる点を考慮すると、各種のフォトレジスト
のうち、化学増幅型レジストやアクリル系レジストと比
較して、一般的に使用されるノボラック樹脂ベースのフ
ォトレジストの方が使用しやすい。

【００６７】その他、スピンコート法により容易に塗布
が可能な材料としては、フォトレジストと同様の樹脂
（例えば感光剤を含まないもの）、無反射コーティング
剤（従来基板とフォトレジストの界面又はフォトレジス
トの表面に塗布して、不要な反射光を低減するために用
いられている）、記録膜としても用いられるシアニン系
やフタロシアニン系の有機色素膜等の有機膜が考えられ
る。

【００６８】一方、緩衝膜１３に無機膜（スタンパーの
材料より柔らかい無機材料の膜）を用いる場合には、例
えばエッチング装置と緩衝膜１３の成膜装置とを連結し
て、基板１１へのエッチング、フォトレジスト１２の除
去、並びに緩衝膜１３の成膜を一連の工程で行うことが
考えられる。

【００６９】続いて、図３Ｆに示すように、緩衝膜１３
上にスタンパーの材料の膜を形成してスタンパー１５を
作製する。スタンパー１５の材料としては、例えばニッ
ケル等を用いることができる。ニッケルをスタンパー１
５の材料として用いる場合には、電解メッキにより形成
することができる。

【００７０】尚、緩衝膜１３が有機膜又は導電性の低い
無機膜である場合には、直接緩衝膜１３上に電解メッキ
によりメッキ膜を形成することができない。そのため、
緩衝膜１３上にスパッタ法や無電解メッキ法により導電
膜例えばニッケル膜を形成しておき、この導電膜を電解
メッキの電極として利用する。

【００７１】続いて、図３Ｇに示すように、スタンパー
１５を基板１１及び緩衝膜１３（原盤１４）から剥離す
る。このとき、緩衝膜１３がスタンパー１５の材料より
も硬度が低い（柔らかい）ため、剥離の際にスタンパー
１５の凹凸パターン１５Ａが破損することがない。

【００７２】その後は、スタンパー１５に付着残存した
緩衝膜１３を除去して、最終的に凹凸パターン１５Ａが
形成されたスタンパー１５が得られる。

【００７３】このとき、エッチング終了時点の基板１１
の凹凸パターン１１Ａの深さＤＥ１００ｎｍに対して、
緩衝膜１３によりパターンが埋まって浅くなっているた
め、スタンパー１５に転写された凹凸パターン１５Ａの
深さＤも同様に浅くなる。従って、スタンパー１５に所
望の深さの凹凸パターン１５Ａを得るためには、緩衝膜
１３の厚さに応じて、基板１１に対するエッチングの深
さを予め適当量補正しておく必要がある。

【００７４】上述の本実施の形態によれば、記録スポッ
ト径１００ｎｍ以下を実現する電子線描画と反応性イオ
ンエッチング（ＲＩＥ）法とを組み合わせることによ
り、基板１１に微細な凹凸パターン１１Ａを形成するこ
とができる。

【００７５】基板１１に形成される微細な凹凸パターン
１１Ａは、エッチングによって壁の傾斜はほぼ垂直にな
る。また、凹凸パターン１１Ａを深さ５０〜１００ｎｍ
程度に対して、幅又は長さを同等の大きさまで狭めて、
アスペクト比（幅又は長さ／深さ）が１．０を上回るよ
うに形成することも可能になる。

【００７６】そして、スタンパー１５の材料（ニッケル
等）よりも硬度が低い（柔らかい）緩衝膜１３を基板１
１に形成された凹凸パターン１１Ａの深さＤＥに対して
充分薄い厚さＤＢで均一に形成したことにより、緩衝膜
１３を形成した後の原盤表面に従来通りスタンパー１５
の材料例えばニッケルメッキを形成し、かつスタンパー
１５を基板１１から剥離する際にも、スタンパー１５の
損傷が発生せず、欠陥のないスタンパー１５を得ること
ができる。

【００７７】（実施例）以下、光記録媒体作製用スタン
パーを製造する具体的な実施例を説明する。

【００７８】まず、シリコン又は石英から成る基板１１
上に、フォトレジスト１２としてスピンコート法により
電子線描画用ポジ型レジスト（富士フィルムアーチ社製
ＦＥＰ−１７１）を、２００ｎｍの厚さに塗布する。

【００７９】次に、電子線描画装置により、フォトレジ
スト１２に電子線を照射して凹凸ピット等に対応するパ
ターンを露光する。露光パターンは、ＥＦＭ＋信号を変
調信号として、３Ｔ，４Ｔ，５Ｔ，・・・１３Ｔ，１４
Ｔの１２種類のピット長のパターンを含むようにした。
また、記録密度はピット長３Ｔのものが０．１２６μｍ
になるようにして、トラックピッチＴＰ＝０．２３４μ
ｍとした。これはＤＶＤの約１０倍の密度に相当する。
電子線描画装置の描画の条件は、電子銃の材質をＷ＜１
００＞、加速電圧を１５ｋＶ、電流を２０ｎＡ、ビーム
径を７０ｎｍ、記録線密度を１．０ｍ／ｓとした。

【００８０】続いて、露光されたフォトレジスト１２を
現像して、凹凸ピットのパターンを形成した。現像の条
件は、有機アルカリ現像液（テトラメチルアンモニウム
２．３８％、商品名：ＮＭＤ−３）を使用して３０秒と
した。

【００８１】次に、凹凸ピットのパターンが形成された
フォトレジスト１２をマスクとして、反応性イオンエッ
チング（ＲＩＥ）により、基板１１へ凹凸ピットのパタ
ーン１１Ａを形成する。 （Ａ）基板１１にシリコン基板を用いる場合には、エッ
チングの条件は、例えば次のようにする。 エッチングガス及び流量：ＣＨＦ₃ ２５ｓｃｃｍ 真空到達度：０．２５ｍＰａ ガス圧：１．０Ｐａ 高周波ＲＦ電源出力：アンテナ部１３０Ｗ、バイアス部
３０Ｗ（周波数１３．５６ＭＨｚ） 以上の条件により、エッチング時間を７分１５秒とし
て、シリコン基板に深さ１００ｎｍの凹凸ピットのパタ
ーンを形成した。パターンの幅は電子線描画装置のビー
ム径と等しく７０ｎｍであり、凹凸ピットの壁部の傾斜
はほぼ垂直であった。 （Ｂ）基板１１に石英基板を用いる場合には、エッチン
グの条件は、例えば次のようにする。 エッチングガス及び流量：ＣＨＦ₃ ２５ｓｃｃｍ／Ａ
ｒ ２５ｓｃｃｍ 真空到達度：０．２５ｍＰａ ガス圧：０．５０Ｐａ 高周波ＲＦ電源出力：アンテナ部１３０Ｗ、バイアス部
３０Ｗ（周波数１３．５６ＭＨｚ） 以上の条件により、エッチング時間を１分４５秒とし
て、石英基板に深さ１００ｎｍの凹凸ピットのパターン
を形成した。パターンの幅は電子線描画装置のビーム径
と等しく７０ｎｍであり、凹凸ピットの壁部の傾斜はほ
ぼ垂直であった。

【００８２】次に、不要となったフォトレジスト１２を
除去する。しかし、先の反応性イオンエッチング（ＲＩ
Ｅ）工程において、プラズマによりフォトレジスト１２
が変質しているため、現像液やアセトン等の有機溶剤で
は簡単に除去できない。そこで、硫酸加水等の有効な剥
離液を用いる方法や、酸素プラズマによって残存したフ
ォトレジスト１２を燃焼させる方法（アッシング）が一
般的である。また、前述した反応性イオンエッチング工
程のエッチング装置を使用して、反応性ガスとして酸素
を用いれば、酸素ガスでは基板１１のシリコンや石英の
表面のエッチングは進行しないので、パターン形状を維
持したままフォトレジスト１２のみを除去することが可
能である。この方法を用いる場合には、例えば以下のエ
ッチング条件により残存したフォトレジスト１２を除去
する。 エッチングガス及び流量：酸素 ２５ｓｃｃｍ 真空到達度：０．３ｍＰａ ガス圧：０．５Ｐａ 高周波ＲＦ電源出力：アンテナ部１３０Ｗ、バイアス部
３０Ｗ（周波数１３．５６ＭＨｚ） 以上の条件で５分間の処理を行うことにより、フォトレ
ジスト１２を完全に除去することができた。以上のよう
にして、前述した記録密度の凹凸ピットのパターン１１
Ａが基板１１に形成されて成る光記録媒体用原盤を作製
することができる。

【００８３】続いて、凹凸ピットのパターン１１Ａが基
板１１に形成されて成る光記録媒体用原盤の表面に、緩
衝膜１３を形成する。緩衝膜１３の材料として、市販の
ノボラック系フォトレジストを使用した場合には、原盤
上にスピンコート法により、例えば以下のようにしてフ
ォトレジストを塗布する。フォトレジストとしてＧＸ−
２５０ＥＬＳ（日本合成ゴム（株）社製）を用意して、
このフォトレジストをＰＧＭＥＡシンナーで体積比１／
２０に希釈する。そして、希釈されたフォトレジスト
を、スピンコート法により、回転数４０００ｒｐｍで３
０秒振り切りの条件で原盤の表面に塗布して緩衝膜１３
を形成した。

【００８４】次に、凹凸ピットのパターン１１Ａが形成
された表面を覆って緩衝膜１３が形成された原盤から、
凹凸ピットのパターンを転写するようにスタンパー１５
を作製する。ここで、原盤の表面はフォトレジストから
成る緩衝膜１３即ち導電性のない薄膜であるため、電気
メッキによりスタンパー１５を作製するための前処理と
して、原盤の表面にスパッタ法により膜厚２００〜３０
０ｎｍ程度の導電薄膜例えばニッケル膜を形成する。ま
た、本実施例では緩衝膜１３にノボラック系フォトレジ
スト（ＧＸ−２５０）を使用しているので、スパッタ法
の代わりにニッケルの無電解メッキを行うことも可能で
ある。

【００８５】次に、電気メッキ法により、表面にスタン
パー１５の材料であるニッケルを所望の厚さ（３００〜
４００μｍ程度が一般的）成長させる。このとき、図５
に示す電気メッキ槽１を使用することができる。この電
気メッキ槽１は、内部に例えば主成分をスルファミン酸
ニッケルとする電鋳液２が充填され、この電鋳液２がメ
ッキ槽１の右下に設けられた排水口３Ａ及び給水口３Ｂ
を有する液循環部３により外部と循環するように構成さ
れる。また、基板１１に緩衝膜１３が形成されて成る原
盤１４を保持する保持部４と保持部４を回転駆動させる
モーター５とを備えて成る。また、原盤１４に対向して
メッキ材６として例えば硫黄含有のＳ−ニッケルが配置
される。

【００８６】そして、この電気メッキ槽１を使用して、
原盤１４の表面で導電のコンタクトをとり、原盤１４側
を陰極とし、硫黄含有のＳ−ニッケルから成るメッキ材
６を陽極として、５０℃の電鋳液２中でモーター５によ
り図中矢印で示すように原盤１４を回転させながら、徐
々に電流密度を増加させる。例えば０．０５Ａ／ｄｍ ²
で成長開始して、最終的に２０Ａ／ｄｍ² 程度にする。
そして、一般的にニッケルメッキ膜が３００μｍの厚さ
に成長するのに２時間〜３時間程度を要する。電鋳液２
は、例えば以下の組成とする。 スルファミン酸ニッケル ６００ｇ／ｌ ホウ酸 ４０ｇ／ｌ 塩化ニッケル ５ｇ／ｌ 界面活性剤 １ｃｃ／ｌ

【００８７】電気メッキ法によるニッケルの成長が終了
した後、ニッケルから成るスタンパー１５を原盤１４か
ら剥離する。このとき、原盤の表面にはフォトレジスト
から成る緩衝膜１３が形成されておりニッケルより緩衝
膜１３の方が柔らかいため、剥離の際にニッケルが破損
することがない。その後、ニッケルの表面に付着残存し
た緩衝膜１３を、洗浄により除去する。上述のフォトレ
ジスト（ＧＸ２５０）を緩衝膜１３に使用した場合に
は、洗浄液としてアセトンを用いて容易に除去すること
ができる。また、他の有機系材料を緩衝膜１３に使用し
た場合には、前述した酸素ガスエッチング等により除去
することも可能である。このようにしてニッケル製のス
タンパー１５が完成する。

【００８８】尚、ニッケルを剥離した後の原盤を洗浄し
て基板１１に残った緩衝膜１２を除去すれば、以後同様
の方法により原盤を構成する基板１１から複数のニッケ
ル製のスタンパー１５を作製することができる。

【００８９】上述したように製造して得られたニッケル
製スタンパー１５は、基板１１の凹凸ピットのパターン
１１Ａが損傷されること無く正常に転写されていた。

【００９０】このとき、エッチング終了時点の基板１１
の凹凸パターン１１Ａの深さＤＥ１００ｎｍに対して、
塗布厚１５ｎｍの緩衝膜１３によりパターンが埋まって
浅くなっているため、ニッケル製スタンパー１５に転写
された凹凸パターン１５Ａの深さＤも同様に浅くなり、
最終的に得られたスタンパー１５の凹凸パターン１５Ａ
の深さＤは７０ｎｍであった。スタンパー１５に所望の
深さの凹凸パターン１５Ａを得るためには、前述したよ
うに緩衝膜１３の厚さに応じて、基板１１に対するエッ
チングの深さを予め適当量補正しておけばよい。

【００９１】尚、上述の実施例と同様の条件により電子
線描画装置による露光を行った後に、基板へ反応性イオ
ンエッチングにより深さ７０ｎｍの凹凸ピットのパター
ンを形成し、その後緩衝膜１３を形成しないでニッケル
製のスタンパーを作製したところ、原盤とスタンパーと
を剥離する際に、特に長さ０．２０μｍ以下の短いピッ
トについて損傷が多く発生した。即ち本発明の製造方法
の効果が確認された。

【００９２】尚、上述の実施の形態の説明や実施例では
電子線描画装置により、凹凸ピットのパターンの露光を
行っているが、本発明では、電子線描画装置を使用する
製法に限定されるものではなく、フォトレジストに同等
サイズのパターンを形成することができるのであれば、
電子線以外の露光手段を用いてもよい。例えば従来通り
紫外レーザ光を露光光源として用いても、近接場光学に
より対物レンズの開口数ＮＡ＞１．０を実現する場合
や、波長が２００ｎｍ以下まで短波長化された光源が使
用可能となった場合には、電子線描画と同等の１００ｎ
ｍ以下の記録スポット径を実現することが可能になる。

【００９３】また、上述の実施の形態の説明や実施例で
は、光記録媒体として光ディスクを製造する場合の原盤
やスタンパーに本発明を適用しているが、本発明はディ
スク状に限らず、カード状やシート状等その他の形状の
光記録媒体にも適用することができる。さらに、光記録
媒体の種類も、ピットパターンを有する再生専用の（Ｒ
ＯＭ型）光記録媒体、光磁気記録媒体、相変化型光記録
媒体等、様々な種類の光記録媒体に適用することができ
る。

【００９４】本発明は、上述の実施の形態に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他
様々な構成が取り得る。

【００９５】

【発明の効果】上述の本発明によれば、原盤を構成する
基板にエッチングにより微細な凹凸パターンが形成さ
れ、この微細な凹凸パターンをスタンパーに転写して、
微細な凹凸パターンを有するスタンパーを製造すること
ができる。また、凹凸パターンの幅又は長さを深さと同
等に狭めてアスペクト比の大きい凹凸パターンを形成す
ることができるようになる。

【００９６】このように微細な凹凸パターンを有するス
タンパーを製造して、このスタンパーを使用して光記録
媒体を作製することにより、記録密度が高く情報容量の
大きい光記録媒体を作製することができる。

【００９７】さらに、基板の凹凸パターンを覆って、ス
タンパーの材料よりも硬度の低い（柔らかい）緩衝膜を
形成することにより、スタンパーの材料を剥離する際
に、スタンパーの凹凸パターンの破損を防いで、欠陥の
ないスタンパーを製造することができる。これにより、
スタンパーの製造歩留まりの向上を図ることができると
共に、基板に残存した緩衝膜を除去してから再び基板に
緩衝膜を成膜することにより、凹凸パターンが形成され
た基板から成る原盤から複数のスタンパーを製造するこ
とが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ａ、Ｂ 本発明の光記録媒体作製用スタンパー
の製造方法の一実施の形態の製造工程を示す工程図であ
る。

【図２】Ｃ、Ｄ 本発明の光記録媒体作製用スタンパー
の製造方法の一実施の形態の製造工程を示す工程図であ
る。

【図３】Ｅ〜Ｇ 本発明の光記録媒体作製用スタンパー
の製造方法の一実施の形態の製造工程を示す工程図であ
る。

【図４】フォトレジストの露光に用いる電子線描画装置
の一形態の概略構成図である。

【図５】スタンパーのメッキに用いる電気メッキ槽の構
成を示す図である。

【図６】Ａ〜Ｃ 光ディスクの構造を示す図である。

【図７】Ａ〜Ｃ 従来の光ディスクの製造工程を示す工
程図である。

【図８】Ｄ〜Ｆ 従来の光ディスクの製造工程を示す工
程図である。

【図９】従来の原盤からスタンパーを剥離する工程を示
す図である。

【図１０】レーザ露光による露光装置の概略構成図であ
る。

【図１１】スタンパーを原盤から剥離する際の問題点を
説明する図である。

【図１２】エッチングによる凹凸パターンのアスペクト
比を説明する図である。

【符号の説明】

１１ 基板、１２ フォトレジスト、１３ 緩衝膜、１
４ 原盤、１５ スタンパー

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光記録媒体作製用のスタンパーを製造す
   る方法であって、 基板上にフォトレジストを形成する工程と、 上記フォトレジストを露光した後、現像により凹凸パタ
   ーンを有するフォトレジストを形成する工程と、 上記フォトレジストをマスクとして上記基板を異方性エ
   ッチングして、上記基板に凹凸パターンを形成する工程
   と、 上記凹凸パターンが形成された上記基板の表面を覆っ
   て、スタンパーよりも硬度の低い材料から成る緩衝膜を
   形成する工程と、 上記緩衝膜上にスタンパーの材料を形成する工程と、 上記スタンパーの材料を、表面に上記緩衝膜が形成され
   た上記基板から剥離して、スタンパーを形成する工程と
   を有することを特徴とする光記録媒体作製用スタンパー
   の製造方法。
2. 【請求項２】 上記緩衝膜の膜厚を２０ｎｍ以下とする
   ことを特徴とする請求項１に記載の光記録媒体作製用ス
   タンパーの製造方法。
3. 【請求項３】 上記フォトレジストを露光する工程にお
   いて、半値幅が１００ｎｍのスポットにより露光するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の光記録媒体作製用スタ
   ンパーの製造方法。
4. 【請求項４】 電子線により上記フォトレジストを露光
   することを特徴とする請求項１に記載の光記録媒体作製
   用スタンパーの製造方法。
5. 【請求項５】 上記緩衝膜の材料として、ノボラック樹
   脂系のフォトレジストを用いることを特徴とする請求項
   １に記載の光記録媒体作製用スタンパーの製造方法。
6. 【請求項６】 上記基板の材料として、シリコンもしく
   は石英を用いることを特徴とする請求項１に記載の光記
   録媒体作製用スタンパーの製造方法。
7. 【請求項７】 上記スタンパーの材料としてニッケルを
   用いることを特徴とする請求項１に記載の光記録媒体作
   製用スタンパーの製造方法。