JP2005293631A

JP2005293631A - スタンパの製造方法及び光ディスク基板の製造方法

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Publication number: JP2005293631A
Application number: JP2004102837A
Authority: JP
Inventors: Takashi Daiko; 高志大胡
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2005-10-20

Abstract

【課題】高密度大記録容量の光ディスクを得るスタンパの製造方法及び光ディスクの製造方法を提供する。
【解決手段】基板１上にフォトレジスト２を塗布した後、波長が１８０〜３００ｎｍの遠紫外レーザ光を用いて、フォトレジスト２の露光を行った後、現像を行って、ピット又はグルーブ状パターンを形成し、次に、前記ピット又はグルーブ状パターン上に金属薄膜７を形成し、この金属薄膜７上に電解メッキを行ってスタンパ８を作製するスタンパの製造方法において、フォトレジスト２は、重量平均分子量が２０００〜１００００で、かつビニルフェノールとメチルメタクリレートの比が３／７〜７／３の共重合体にＡパラメータが０．６〜１．５μｍ^-1を有するナフトキノンジアジド置換化合物を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、スタンパの製造方法及び光ディスク基板の製造方法に用いられるフォトレジストに関するものである。

光ディスクには、情報通信及び画像処理技術の急速な発展に伴い、更なる高密度記録が要求されている。ＤＶＤ（ディジタル・バーサタイル・ディスク）よりも大きな記録容量を有した片面で２５ＧＢの記録容量を収納できる光ディスクの開発も行われている。このためには、光ディスクに記録されるピット長又はグルーブ長は、ＤＶＤの０．４μｍから０．１５μｍへ、トラックピッチは、０．７４μｍから０．３２μｍへと大幅に小さくすることが要求される。

このような高密度でピットを形成するためにはレーザ波長の短波長化と対物レンズの開口数の高ＮＡ化が求められる。
しかし、対物レンズの開口数ＮＡは、レンズ設計製作精度の面から０．９が限界である。露光波長２６６ｎｍの遠紫外線レーザ光を用いてもピット長は０．２３μｍが限界である。

この対策として、特許文献１に記載されている方法がある。
即ち、特許文献１には、円形状のガラス基板上にスピンコートにより化学増幅型フォトレジストを塗布し、波長２６６ｎｍの遠紫外レーザ光をカッティング光源として、内周から外周に向かって、ＮＡが０．９前後の対物レンズを介して０．２５μｍ以下のスポットサイズで露光した後、９０℃のベーキングを行って、露光部に発生したプロトン酸を活性化させ、触媒的反応により露光部のみアルカリ現像可能な化学構造に変化させ、次に、アルカリ現像液に浸漬して前記露光部のみを溶解させ、前記化学増幅型フォトレジスト上に最短ピット長が０．１〜０．３μｍであり、トラックピッチが０．１〜０．５μｍのピット又はグルーブ状パターンを形成し、更に、スパッタにより、前記ピット又はグルーブ状パターンが形成された前記化学増幅型フォトレジスト上にＮｉ薄膜を形成した後、電鋳法により、前記Ｎｉ薄膜上にＮｉメッキして光ディスク用スタンパを作製することが記載されている。
特開平１１−００７６６２号公報

しかしながら、酸による触媒的反応を用いているため、雰囲気中に極微量の塩基性物質が存在するだけでも化学増幅型フォトレジストの感度は、低下するので、前記パターン形状や前記パターンプロファイルが変化してしまうといった問題があった。
また、２５ＧＢといった高密度光ディスク用のスタンパの作製の場合には、露光開始点と露光終了点では、２時間以上の露光時間の差があるので、温度、湿度等の環境変化による触媒反応への影響により、ピット又はグルーブ形状が変わってしまうといった問題があった。このように、化学増幅型フォトレジストを用いる場合には、周囲の環境条件（塩基性物質の濃度、温度や湿度等）の厳密な管理が必要とされ、フォトレジスト自体が高価である上に環境条件の整備のための初期投資やメンテナンス等を含めたランニングコストも高価なものとなっていた。

そこで、本発明は、環境条件の影響を受けず、かつ安価に極微細なピット又はグルーブが形成された高密度で大記録容量の光ディスクが得られるスタンパの製造方法及び光ディスク基板の製造方法を提供することを目的とする。

本願発明の第１の発明は、基板上にフォトレジストを塗布した後、波長が１８０〜３００ｎｍの遠紫外レーザ光を用いて、前記フォトレジストの露光を行った後、現像を行って、ピット又はグルーブ状パターンを形成し、次に、前記ピット又はグルーブ状パターン上に金属薄膜を形成し、前記金属薄膜上に電解メッキを行ってスタンパを作製するスタンパの製造方法において、前記フォトレジストは、重量平均分子量が２０００〜１００００で、かつビニルフェノールとメチルメタクリレートの比が３／７〜７／３の共重合体にＡパラメータが０．６〜１．５μｍ^-1を有するナフトキノンジアジド置換化合物を含むことを特徴とするスタンパの製造方法を提供する。
前記Ａパラメータは、以下のように表される。

第２の発明は、基板上にフォトレジストを塗布した後、波長が１８０〜３００ｎｍの遠紫外レーザ光を用いて、前記フォトレジストの露光を行った後、現像を行って、ピット又はグルーブ状パターンを形成し、次に、前記ピット又はグルーブ状パターン上に金属薄膜を形成し、前記金属薄膜上に電解メッキを行ってスタンパを作製し、更に前記スタンパを用いて射出成形により光ディスク基板を作製する光ディスク基板の製造方法において、前記フォトレジストは、重量平均分子量が２０００〜１００００で、かつビニルフェノールとメチルメタクリレートの比が３／７〜７／３の共重合体にＡパラメータが０．６〜１．５μｍ^-1を有するナフトキノンジアジド置換化合物を含むことを特徴とする光ディスク基板の製造方法を提供する。
前記Ａパラメータは、以下のように表される。

以上のように、本発明によれば、フォトレジストは、重量平均分子量が２０００〜１００００で、かつビニルフェノールとメチルメタクリレートの比が３／７〜７／３の共重合体にＡパラメータが０．６〜１．５μｍ^-1を有するナフトキノンジアジド置換化合物を含むので、環境条件の影響を受けず、かつ安価に極微細なピット又はグルーブが形成されたスタンパを得ることができる。また、このスタンパを用いた場合には、ピット又はグルーブを高密度にできるため、大記録容量の光ディスクを得ることができる。

本発明の実施の形態について図１を参照して説明する。
従来例を同一構成には、同一符号を付し、その説明を省略する。
図１は、本発明の実施形態を示す製造工程断面図を示し、（Ａ）は、フォトレジスト形成工程を示し、（Ｂ）は、潜像形成工程を示し、（Ｃ）は、凹凸状のパターン形成工程を示し、（Ｄ）は、Ｎｉ薄膜形成工程を示し、（Ｅ）は、スタンパ作製工程を示し、（Ｆ）は、光ディスク基板作製工程を示している。

まずは、重量平均分子量５０００を有するビニルフェノールとメチルアクリレートの共重合体を１００部とベンゾフェノンの１，２−ナフトキノンジアジド−４−スルホン酸エステルを２０部とプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを４４００部とを混合させ、孔径０．１μｍのテトラフルオロエチレンフィルタ（ミリポア社製のテフロン（登録商標）フィルタ）で濾過して図１に示すフォトレジスト２を調剤する。ここで、ベンゾフェノンの１，２−ナフトキノンジアジド−４−スルホン酸エステルは、感光剤であり、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートは、溶媒である。このベンゾフェノンの１，２−ナフトキノンジアジド−４−スルホン酸エステルは、ナフトキノンジアジド置換化合物の一種である。

このナフトキノンジアジド置換化合物としては、上記以外にベンゾフェノン系、ジフェニルスルボン系、ジフェニルメタン系等に代表される多価フェノール系の化合物、ポリビニルフェノールのような遠紫外領域で透明性の高い高分子化合物のヒドロキシル基をナフトキノンジアジドでエステル化した置換化合物がある。それ以外では、芳香族環の少ない構造、共役系の長さを調節し、吸収極大波長をずらす構造が推奨される。

次に、図１（Ａ）に示すように、フォトレジスト２の密着性を良好にするために、ヘキサメチルジシラザンの蒸気中で直径２００ｍｍ、厚さ１０ｍｍの円盤状のガラス基板１を３分間晒す。
引き続いて、図示しないスピンナー上にガラス基板１を載置し、回転時間を４０秒、回転数を１０００ｒｐｍで厚さ８０ｎｍのフォトレジスト２を塗布した後、８０℃、４５分間のベーキングを行って乾燥させる。

次に、図１（Ｂ）に示すように、フォトレジスト２の上方から波長２６６ｎｍの遠紫外レーザ光を対物レンズ３を介して露光して、トラックピッチ０．３２μｍ、最短ピット長０．１４９μｍの潜像４を形成する。なお、最短ピット長が０．２μｍ以下の潜像４を形成するには、遠紫外レーザ光の波長は、１８０〜３００ｎｍの範囲内であれば可能である。

次に、図１（Ｃ）に示すように、０．３Ｎ−ＯＦＰＲディベロッパーＮｏ．３（東京応化工業（株）製）を用いて、フォトレジスト２に形成された潜像４を６０秒間現像した後、２分間の水洗を行って、凹凸状のピットパターン５を形成して光ディスク用原盤６を作製する。

次に、図１（Ｄ）に示すように、スパッタにより、光ディスク用原盤６の凹凸状のピットパターン５上にＮｉ薄膜７を形成する。
更に、図１（Ｅ）に示すように、電鋳法により、Ｎｉ膜７上にＮｉメッキを行ってスタンパ８を作製する。
次に、図１（Ｆ）に示すように、スタンパ８を用いて、２Ｐ法等や射出成形により、トラックピッチ０．３２μｍ、最短ピット長０．１４９μｍの光ディスク基板９を作製する。更に、この光ディスク基板９上に反射層、記録層、保護層等を形成して光ディスクが得られる。

ここで、ビニルフェノール（ＶＰ）とメチルメタクリレート（ＭＭＡ）の共重合比（ＶＰ／ＭＭＡ）を変化させたフォトレジスト２を用いて作製された光ディスクの試料１〜９のジッタ値について調べた。この際、前記遠紫外レーザ光照射の波長域において、フォトレジスト２のブリーチング特性を示すＡパラメータは、１．０である。
上記したＡパラメータは、（１）式で表される。

感光剤であるベンゾフェノンの１，２−ナフトキノンジアジド−４−スルホン酸エステルの濃度と関係し、感光剤濃度が大きいとフォトレジストの解像度が向上するが透過率は低下する。
このため、フォトレジストの解像度と遠紫外レーザ光のフォトレジストに対する透過率を考慮してベンゾフェノンの１，２−ナフトキノンジアジド−４−スルホン酸エステルの濃度を設定する必要がある。

この時のビニルフェノールとメチルメタクリレートの共重合体の重量平均分子量は、５０００である。フォトレジストは、ビニルフェノールとメチルメタクリレートの共重合体を１００部と、ベンゾフェノンの１，２−ナフトキノンジアジド−４−スルホン酸エステルを２０部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを４４００部により調剤されたものである。ジッタ値は、光ディスクの信号特性の品質を表す指標であり、７％以下であれば、良好な光ディスクであると判定される。このジッタ値の測定は、波長が４０５ｎｍのレーザ光、対物レンズのＮＡが０．８の光ピックアップを用いて、リミットイコライジング後に行った。その結果を表１に示す。

表１に示すように、共重合比（ＶＰ／ＭＭＡ）が３／７〜７／３である試料３〜７では、ジッタ値が７％以下であり、良好な光ディスクが得られた。

次に、ビニルフェノールとメチルメタクリレートの共重合体の重量平均分子量を１０００〜１２０００に変化させたフォトレジスト２を用いて作製された光ディスクの試料１０〜１８のジッタ値について調べた。この際、前記したと同様に、前記遠紫外レーザ光照射の波長域において、フォトレジスト２のブリーチング特性を示すＡパラメータは、１．０である。この時の共重合比（ＶＰ／ＭＭＡ）は、６／４である。その結果を表２に示す。

表２に示すように、共重合体の重量平均分子量が２０００〜１００００の試料１１〜１７では、ジッタ値が７％以下であり、良好な光ディスクが得られた。
更に、共重合比を３／７〜７／３にした場合でもジッタ値が７％以下であり、同様に良好な光ディスクが得られた。

次に、感光剤であるベンゾフェノンの１，２−ナフトキノンジアジド−４−スルホン酸エステルの濃度を５〜５０部の範囲で変化させたフォトレジスト２を用いて作製された光ディスクの試料１９〜２８のジッタ値について調べた。この際、ビニルフェノールとメチルメタクリレートの共重合体の重量平均分子量は５０００、共重合比（ヴＰ／ＭＭＡ）は５／５である。感光剤であるベンゾフェノンの１，２−ナフトキノンジアジド−４−スルホン酸エステルの濃度を５〜５０部の範囲では、Ａパラメータは、０．３〜１．８まで変化する。このＡパラメータを０．３〜１．８まで変化させて作製された光ディスクの試料１９〜２８のジッタ値について調べた。その結果を表３に示す。

表３に示すように、Ａパラメータが０．６〜１．５である試料２１〜２６では、ジッタ値が７％以下であり、良好な光ディスクが得られた。この際、Ａパラメータが０．６未満である場合には、コントラスト不足により、設計値通りの潜像４が形成されず、１．５を超える場合には、透過率不足により、ピット形状が正常とはならなかった。
更に、共重合体の重量平均分子量が２０００〜１００００、共重合比を３／７〜７／３にした場合でもジッタ値が７％以下であり、良好な光ディスクが得られた。上記したことは、ピットの代りにグルーブを形成した場合にも同様な効果がある。

以上のように、本発明の実施形態によれば、重量平均分子量が２０００〜１００００で、かつビニルフェノールとメチルメタクリレートの比が３／７〜７／３の共重合体にＡパラメータが０．６〜１．５μｍ^-1を有するナフトキノンジアジド置換化合物を含むフォトレジスト２を用いているので、環境条件の影響を受けず、かつ安価に極微細なピット又はグルーブが形成されたスタンパを得ることができる。このスタンパを用いた場合には、ピット又はグルーブを高密度に形成できるので、ジッタ値が７％以内である大記録容量の光ディスクを得ることができる。
なお、前記したフォトレジスト２の厚さは８０〜１２０ｎｍでも同様な効果が得られる。
また、ベンゾフェノンの１，２−ナフトキノンジアジド−４−スルホン酸エステル以外のナフトキノンジアジド置換化合物に対しても同様な効果が得られる。

、ＣＤ、ＤＶＤ、Ｂｌｕｒａｙ及び次世代型光ディスクに広く利用でき、更に連続溝を有する書換え可能型の光ディスクに対しても利用の可能性がある。

本発明の実施形態を示す製造工程断面図を示し、（Ａ）は、フォトレジスト形成工程を示し、（Ｂ）は、潜像形成工程を示し、（Ｃ）は、凹凸パターン形成工程を示し、（Ｄ）は、Ｎｉ薄膜形成工程を示し、（Ｅ）は、スタンパ作製工程を示し、（Ｆ）は、光ディスク基板作製工程を示している。

符号の説明

１…ガラス基板、２…フォトレジスト、３…対物レンズ、４…潜像、５…ピットパターン、６…光ディスク用原盤、７…Ｎｉ薄膜、８…光ディスク用スタンパ、９…光ディスク基板

Claims

基板上にフォトレジストを塗布した後、波長が１８０〜３００ｎｍの遠紫外レーザ光を用いて、前記フォトレジストの露光を行った後、現像を行って、ピット又はグルーブ状パターンを形成し、次に、前記ピット又はグルーブ状パターン上に金属薄膜を形成し、前記金属薄膜上に電解メッキを行ってスタンパを作製するスタンパの製造方法において、
前記フォトレジストは、重量平均分子量が２０００〜１００００で、かつビニルフェノールとメチルメタクリレートの比が３／７〜７／３の共重合体にＡパラメータが０．６〜１．５μｍ^-1を有するナフトキノンジアジド置換化合物を含むことを特徴とするスタンパの製造方法。
前記Ａパラメータは、以下のように表される。
基板上にフォトレジストを塗布した後、波長が１８０〜３００ｎｍの遠紫外レーザ光を用いて、前記フォトレジストの露光を行った後、現像を行って、ピット又はグルーブ状パターンを形成し、次に、前記ピット又はグルーブ状パターン上に金属薄膜を形成し、前記金属薄膜上に電解メッキを行ってスタンパを作製し、更に前記スタンパを用いて射出成形により光ディスク基板を作製する光ディスク基板の製造方法において、
前記フォトレジストは、重量平均分子量が２０００〜１００００で、かつビニルフェノールとメチルメタクリレートの比が３／７〜７／３の共重合体にＡパラメータが０．６〜１．５μｍ^-1を有するナフトキノンジアジド置換化合物を含むことを特徴とする光ディスク基板の製造方法。
前記Ａパラメータは、以下のように表される。