JP2004213742A - Manufacturing method of stamper for optical disk - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクを作製した際に、グルーブ側壁の傾斜を急峻にできる光ディスク用スタンパの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
多量の情報を扱うマルチメディア時代に対応して、大容量の記録再生が行える光ディスクの需要が増している。このような光ディスクは、スタンパから作製される。このスタンパの製造方法については、特許文献1に開示されている。
【0003】
特許文献1には、基板上にフォトレジスト膜を塗布した後、低温熱処理を施してフォトレジスト膜を形成し、次にレーザ光で螺旋状又は同心円状に露光及び現像を行って溝を形成し、次にフォトレジスト膜を130℃〜150℃で熱処理を行って、溝の両側壁面の微小な凹凸をなだらかにすると共に、側壁の傾斜もなだらかにし、再生信号のノイズレベルを低減する光ディスク用スタンパの製造方法が開示されている。
【0004】
【特許文献1】
特許2767638号公報(第1−2頁、第2図)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記したスタンパを用いて作製された光ディスクには、レジスト原盤に形成された溝部分に対応するグルーブと溝以外の部分に対応するランドが形成されるが、前記した溝に面するフォトレジスト側面の傾斜角を急峻にできないため、光ディスクを高密度にした場合には、グルーブ側壁の傾斜角が急峻にならず、即ちランド幅が狭くなり、ランド又はグルーブからなるトラックに記録マークを記録したり、消去したりした際に、隣接トラックの記録マークを消してしまう熱クロストーク又はクロスイレーズが発生するといった問題があった。
また、グルーブに記録する場合、グルーブ側壁の傾斜が緩やかであると熱、もしくは熱磁気記録する際の記録マークがトラック方向(横方向)ににじんでしまう。一方、グルーブ側壁の傾斜が急峻な場合には、記録マークがグルーブとランドの境界で遮断されて、横方向にシャープな形になり記録特性も良くなる。この熱クロストークやクロスイレーズもしくは記録マークのトラック方向のにじみを発生させないためには、グルーブ側壁の傾斜角は、60°以上が必要である。
この傾向は、ランドとグルーブの両方に記録マークを記録するランドグルーブ記録方式では、一層顕著になる。
【0006】
そこで、本発明は、上記問題を解決すべく、グルーブ側壁の傾斜角を急峻にできる光ディスク用スタンパの製造方法を提供することを目的にするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基板上にフォトレジストを塗布し、前記フォトレジスト上に照射強度が中心部で高いガウス分布を有するレーザ光を照射した後、現像を行って、逆台形状の溝を形成する第1工程と、波長帯域が380nm〜450nm、光エネルギー密度が30kJ/m2〜50kJ/m2の光を照射することにより、前記フォトレジストの収縮割合を表面より前記基板近傍で大きくし、前記基板に対する前記フォトレジスト側面の傾斜角を急峻にする第2工程と、前記フォトレジスト上及び前記溝から露出した前記基板上にニッケル薄膜を形成する第3工程と、電鋳法により、前記ニッケル薄膜上にニッケル電鋳膜を形成した後、前記ニッケル薄膜と共に前記ニッケル電鋳膜を前記フォトレジストから剥離する第4工程と、からなることを特徴とする光ディスク用スタンパの製造方法を提供する。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態における光ディスク用スタンパの製造方法について図1及び図2を用いて説明する。
図1は、本発明の実施形態における光ディスク用スタンパの製造方法を示し、(A)は、(フォトレジスト塗布及び溝形成工程)を示す断面図、(B)は、(ランプ光照射工程)を示す断面図、(C)は、(ニッケル膜形成工程)を示す断面図、(D)は、(電鋳工程)を示す断面図、(E)は、完成したニッケルスタンパを示す断面図である。図2は、ガラス板に対するフォトレジスト側面の傾斜角と光エネルギー密度との関係を示す図である。
【0009】
(フォトレジスト塗布及び溝形成工程)
まず、ガラス板1を研磨した後、水洗し、ヘキサメチルジサラザン蒸気にさらす。
次に、図1(A)に示すように、スピンコート法によりガラス板1上に厚さ200nmのフォトレジスト2を塗布する。このフォトレジスト2は、シュプレーファーイスト社製の9900NXである。
引き続いて、波長413nmのクリプトンレーザ光をフォトレジスト2に螺旋状又は円形状に照射した後、潜像3を形成する。
【0010】
(ランプ光照射工程)
この後、図1(B)に示すように、潜像3を現像して、フォトレジスト2上にトラックピッチ0.75μmで幅0.375μmの逆台形状の溝4を形成する。
この溝4が逆台形状となるのは、以下の理由による。
レーザ光の照射強度は、中心部が最も強く、これから離れるに従い弱くなるガウス分布を有しており、このレーザ光のフォトレジスト2による吸収は、照射強度に依存するので、照射強度の強いレーザ光の中心部により露光されたフォトレジスト2部分は、深く照射され、この中心部よりも離れた照射強度の弱いレーザ光により照射されたフォトレジスト2部分は、浅く照射される。従って、このフォトレジスト2に形成される潜像3は、レーザ光の中心部で照射された部分が最も深く、この中心部から離れるに従って、浅くなる。この結果、この潜像3を現像することにより逆台形状の溝4が形成されるのである。
【0011】
次に、所定強度を有した波長帯域380nm〜450nmのランプ光を発するスズ−水銀メタルハライドランプを用いて、フォトレジスト2全体を照射して、溝4に面したフォトレジスト2側面の傾斜角(以下、単に、フォトレジスト2側面の傾斜角という)を急峻にする。
【0012】
ここで、波長帯域380nm〜450nmの光を照射することにより、フォトレジスト2側面の傾斜角を急峻にできる理由について説明する。
フォトレジスト2は、410nm波長近傍に吸収帯域があり、この波長帯域の光が照射されると、フォトレジスト2中の分子結合鎖が切断されて収縮を生じる性質を有している。この収縮割合は、光エネルギー密度にも依存する。フォトレジスト2に上方から前記した波長帯域380nm〜450nmのランプ光を照射した場合には、ガラス板2近傍では、薄い部分全体を照射することになるので、フォトレジスト2の表面に対して、大きな収縮割合を生じる。この結果、ガラス板1近傍のフォトレジスト2が後退して、フォトレジスト2の傾斜角が急峻になるのである。
【0013】
次に、スズー水銀メタルハライドランプから発するランプ光のエネルギー密度を0kJ/cm2〜100kJ/cm2の範囲で変化させて、フォトレジスト2側面の傾斜角について調べた。
フォトレジスト2側面の傾斜角は、パークサイエンス社製のAFM−M5を用いて測定した。その結果を図2に示す。
図2中、横軸は、ランプ光の光エネルギー密度(kJ/m2)であり、縦軸は、フォトレジスト2側面の傾斜角(°)である。ここでは、フォトレジスト2側面の傾斜角とは、フォトレジスト2側面の傾斜面がガラス板1表面となす角度をいう。また、光エネルギー密度が0kJ/cm2の時とは、(フォトレジスト塗布及び溝形成工程)におけるレーザ光を照射しただけで(ランプ光照射工程)におけるランプ光を照射しない状態をいう。この時のフォトレジスト2側面の傾斜角は、50°である。
【0014】
図2に示すように、光エネルギー密度が増加するにつれて、フォトレジスト2側面の傾斜角は、増加して、50kJ/m2で飽和に達する。
光のエネルギー密度が50kJ/m2の時、フォトレジスト2側面の傾斜角は、68°である。
前記したように、光ディスクに熱クロストークやクロスイレーズを生じないためには、グルーブ壁面の傾斜角は60°以上を確保する必要があることから、ランプ光の光エネルギー密度は、30kJ/m2以上が必要であることがわかる。
この際、50kJ/m2以上でフォトレジスト2側面の傾斜角がそれ以上急峻にならないのは、光エネルギー密度が大きくなると、フォトレジスト2全体が収縮して、厚さ方向と側面方向の収縮割合がほぼ等しくなり、傾斜角が変化しなくなるためと考えられる。このように、フォトレジスト2全体が収縮して、この厚さが薄くなることは、溝4の深さが浅くなり、所望の形状のスタンパを作製することができなくなるといった問題を生じる。このため、ランプ光照射は、30kJ/m2〜50kJ/m2の範囲の光エネルギー密度で行う必要がある。
【0015】
(ニッケル膜形成工程)
次に、図1(C)に示すように、スパッタ法により、フォトレジスト2及び溝4から開口したガラス板1上にニッケル薄膜5を形成する。
【0016】
(電鋳工程)
次に、図1(D)に示すように、電鋳法により、スルファミン酸ニッケルを用いて、ニッケル薄膜5上にニッケル電鋳膜6を形成する。更に、図1(E)に示すように、フォトレジスト2からニッケル薄膜3と共にニッケル電鋳膜6を剥離して光ディスク用スタンパ7を作製する。
【0017】
以上のように、本発明の実施形態によれば、フォトレジスト2にガウス分布を有するレーザ光を照射した後、現像を行って逆台形状の溝4を形成し、更に、波長帯域が380nm〜450nm、エネルギー密度が30kJ/m2〜50kJ/m2の可視光をフォトレジスト2に照射することにより、フォトレジスト2の収縮割合を表面よりガラス板1近傍で大きくし、ガラス板1に対するフォトレジスト2側面の傾斜角を急峻にしているので、この溝4に対応した急峻な傾斜を有する凸部を有した光ディスク用スタンパ7を得ることができる。この光ディスク用スタンパ7を用いれば、グルーブ壁面が60°以上の傾斜角であり、熱クロストークやクロスイレーズの発生がなく、トラック方向の記録マークのにじみのない良好な記録特性を有する光ディスクを得ることができる。
【0018】
【発明の効果】
本発明によれば、基板上にフォトレジストを塗布し、このフォトレジストにガウス分布を有するレーザ光を照射した後、現像を行って逆台形状の溝を形成し、更に、波長帯域が380nm〜450nm、光エネルギー密度が30kJ/m2〜50kJ/m2の光をフォトレジストに照射して、このフォトレジストの収縮割合が表面よりガラス板近傍で大きくし、基板に対するフォトレジスト側面の傾斜角を急峻にしているので、この溝に対応した急峻な傾斜を有する凸部を有した光ディスク用スタンパを得ることができる。この光ディスク用スタンパを用いれば、グルーブ側壁が60°以上の傾斜角であり、熱クロストークやクロスイレーズの発生がなく、トラック方向の記録マークのにじみのない良好な記録特性を有する光ディスクを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】
本発明の実施形態における光ディスク用スタンパの製造方法を示し、(A)は、(フォトレジスト塗布及び溝形成工程)を示す断面図、(B)は、(ランプ光照射工程)を示す断面図、(C)は、(ニッケル膜形成工程)を示す断面図、(D)は、(電鋳工程)を示す断面図、(E)は、完成したニッケルスタンパを示す断面図である。
【図2】ガラス板に対するフォトレジスト側面の傾斜角と光エネルギー密度との関係を示す図である。
【符号の説明】
1…ガラス板(基板)、2…フォトレジスト、3…潜像、4…溝、5…ニッケル薄膜、6…ニッケル電鋳膜、7…光ディスク用スタンパ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a stamper for an optical disk that can steeply incline a groove side wall when an optical disk is manufactured.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In response to the multimedia era dealing with a large amount of information, the demand for optical discs capable of recording and reproducing a large amount of data is increasing. Such an optical disk is manufactured from a stamper. The method of manufacturing this stamper is disclosed in
[0003]
In
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2767638 (page 1-2, FIG. 2)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the optical disk manufactured by using the stamper described above, a groove corresponding to the groove portion formed in the resist master and a land corresponding to a portion other than the groove are formed, but the photoresist facing the groove described above is formed. Since the inclination angle of the side surface cannot be made steep, when the optical disc is made high-density, the inclination angle of the groove side wall does not become steep, that is, the land width becomes narrow, and the recording mark is recorded on the track composed of the land or the groove. When erasing or erasing, there is a problem that thermal crosstalk or cross-erase that erases a recording mark of an adjacent track occurs.
Further, in the case of recording in a groove, if the inclination of the groove side wall is gentle, the recording mark in the heat or thermomagnetic recording is blurred in the track direction (lateral direction). On the other hand, when the slope of the groove side wall is steep, the recording mark is cut off at the boundary between the groove and the land, and the recording mark becomes sharp in the lateral direction, thereby improving the recording characteristics. In order to prevent such thermal crosstalk, cross-erase, or bleeding of recording marks in the track direction, the inclination angle of the groove side wall must be 60 ° or more.
This tendency becomes more remarkable in the land / groove recording method in which recording marks are recorded on both lands and grooves.
[0006]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a stamper for an optical disk that can steeply incline the groove side wall in order to solve the above problem.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is to apply a photoresist on a substrate, irradiate the photoresist with a laser beam having a high Gaussian distribution at the center of the irradiation intensity, and then perform development to form an inverted trapezoidal groove. a first step, by the wavelength band 380 nm to 450 nm, the light energy density is irradiated with light of 30kJ / m 2 ~50kJ / m 2 , the shrinkage ratio of the photoresist is increased by the substrate near the surface, the substrate A second step of steepening the inclination angle of the side surface of the photoresist with respect to the above, a third step of forming a nickel thin film on the photoresist and on the substrate exposed from the groove, and an electroforming method on the nickel thin film. Forming a nickel electroformed film on the substrate, and peeling the nickel electroformed film from the photoresist together with the nickel thin film. To provide a method of manufacturing a stamper for optical disc according to.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A method for manufacturing an optical disk stamper according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
1A and 1B show a method of manufacturing a stamper for an optical disc according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a cross-sectional view showing a (photoresist coating and groove forming step), and FIG. (C) is a cross-sectional view showing a (nickel film forming step), (D) is a cross-sectional view showing an (electroforming step), and (E) is a cross-sectional view showing a completed nickel stamper. . FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the tilt angle of the photoresist side surface with respect to the glass plate and the light energy density.
[0009]
(Photoresist coating and groove forming process)
First, the
Next, as shown in FIG. 1A, a
Subsequently, a krypton laser beam having a wavelength of 413 nm is irradiated onto the
[0010]
(Lamp light irradiation process)
Thereafter, as shown in FIG. 1B, the latent image 3 is developed to form an inverted trapezoidal groove 4 having a track pitch of 0.75 μm and a width of 0.375 μm on the
The groove 4 has an inverted trapezoidal shape for the following reason.
The irradiation intensity of the laser light has a Gaussian distribution that is strongest at the center and becomes weaker as the distance from the center increases. Since the absorption of the laser light by the
[0011]
Next, the
[0012]
Here, the reason why the inclination angle of the side surface of the
The
[0013]
Next, the energy density of the lamp light emitted from the tin-mercury metal halide lamp was changed in the range of 0 kJ /
The inclination angle of the side surface of the
In FIG. 2, the horizontal axis represents the light energy density (kJ / m 2 ) of the lamp light, and the vertical axis represents the inclination angle (°) of the
[0014]
As shown in FIG. 2, as the light energy density increases, the inclination angle of the
When the light energy density is 50 kJ / m 2 , the inclination angle of the side surface of the
As described above, in order to prevent thermal crosstalk and cross-erase from occurring on the optical disk, it is necessary to secure an inclination angle of the groove wall surface of 60 ° or more. Therefore, the light energy density of the lamp light is 30 kJ / m 2. It turns out that the above is necessary.
At this time, the reason why the inclination angle of the side surface of the
[0015]
(Nickel film forming step)
Next, as shown in FIG. 1C, a nickel
[0016]
(Electroforming process)
Next, as shown in FIG. 1D, a
[0017]
As described above, according to the embodiment of the present invention, after irradiating the
[0018]
【The invention's effect】
According to the present invention, a photoresist is coated on a substrate, and the photoresist is irradiated with a laser beam having a Gaussian distribution, and then developed to form an inverted trapezoidal groove. The photoresist is irradiated with light having a wavelength of 450 nm and a light energy density of 30 kJ /
[Brief description of the drawings]
FIG.
FIGS. 4A and 4B illustrate a method of manufacturing a stamper for an optical disc according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 5A is a cross-sectional view illustrating a (photoresist coating and groove forming step), FIG. (C) is a sectional view showing a (nickel film forming step), (D) is a sectional view showing an (electroforming step), and (E) is a sectional view showing a completed nickel stamper.
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a tilt angle of a side surface of a photoresist with respect to a glass plate and a light energy density.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
波長帯域が380nm〜450nm、光エネルギー密度が30kJ/m2〜50kJ/m2の光を照射することにより、前記フォトレジストの収縮割合を表面より前記基板近傍で大きくし、前記基板に対する前記フォトレジスト側面の傾斜角を急峻にする第2工程と、
前記フォトレジスト上及び前記溝から露出した前記基板上にニッケル薄膜を形成する第3工程と、
電鋳法により、前記ニッケル薄膜上にニッケル電鋳膜を形成した後、前記ニッケル薄膜と共に前記ニッケル電鋳膜を前記フォトレジストから剥離する第4工程と、
からなることを特徴とする光ディスク用スタンパの製造方法。A first step of applying a photoresist on a substrate, irradiating the photoresist with a laser beam having a high Gaussian distribution in the irradiation intensity at the center, and then performing development to form an inverted trapezoidal groove,
By irradiating light having a wavelength band of 380 nm to 450 nm and a light energy density of 30 kJ / m 2 to 50 kJ / m 2 , the shrinkage ratio of the photoresist is increased near the substrate from the surface, and the photoresist with respect to the substrate is increased. A second step of steepening the inclination angle of the side surface;
A third step of forming a nickel thin film on the photoresist and on the substrate exposed from the groove,
After forming a nickel electroformed film on the nickel thin film by electroforming, a fourth step of removing the nickel electroformed film from the photoresist together with the nickel thin film,
A method of manufacturing a stamper for an optical disk, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002380535A JP2004213742A (en) | 2002-12-27 | 2002-12-27 | Manufacturing method of stamper for optical disk |
Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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Country | Link |
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2002
- 2002-12-27 JP JP2002380535A patent/JP2004213742A/en active Pending
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