JP2006344310A - 現像方法および現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 露光された無機レジストを長時間現像する際に、現像工程を自動化し、現像液を再使用し、精密な制御を可能にする。
【解決手段】 被処理原盤２１がスピンテーブル２２に取り付けられてからプリリンス工程Ｓ１がなされる。次に、現像工程Ｓ２において第１段階の現像がなされる。現像が終了すると、リンス工程Ｓ３がなされる。そして、スピン乾燥工程Ｓ４がなされる。スピン乾燥工程Ｓ４が終了した段階で、モニタリング工程Ｓ５において、現像の進行度合いが測定される。モニタリング工程Ｓ５の測定結果から追加現像が必要か否かが判定工程Ｓ６で判定される。この判定結果に基づいて、工程Ｓ１（プリリンス）から再び追加現像処理がなされる。追加現像後に、現像が設定した段階となると、現像終了と判定される。その場合には、ポストリンス工程Ｓ７がなされる。
【選択図】 図７

Description

この発明は、例えば高密度光ディスクの製造に適用される現像方法および現像装置に関する。

高密度光ディスクとして、例えば片面単層で約２５Ｇバイト、片面２層で約５０Ｇバイトの記録容量を有するものが提案されている。かかる光ディスクでは、記録再生用ビームスポット径を小とするために、光源波長を４０５ｎｍとし、対物レンズの開口数ＮＡ(Numerical Aperture)を０．８５と大きくしている。高密度光ディスクでは、ビームスポットをＤＶＤと比して、約１／５とすることができる。さらに、対物レンズの開口数ＮＡを高めた結果、ディスク面とレーザ光の光軸がなす角度の９０°からの傾きに許される角度誤差（チルト・マージンと称される）が小さくなるので、情報層を覆うカバー層を０．１mmまで薄くしている。情報層は、読み取り専用のディスクの場合では、ピットが形成された反射層または半透過反射層であり、記録可能なディスクの場合では、グルーブが形成された相変化等の記録可能な層である。

図１は、この発明を適用できる高密度光ディスクの一例の構造を示す。図１Ａは、単層構造を示し、参照符号１が１．１mm厚みのポリカーボネイト（以下、ＰＣと適宜略す）からなる基板を示す。

基板１は、射出成形で原盤ピットが転写されたもので、基板１に対して反射膜２が被着されている。反射膜２に対して、０．１mmの光透過層であるカバー層３が貼り合わされている。カバー層３は、あらかじめ打ち抜かれたＰＣシート５をＵＶ（紫外線）硬化型接着剤４にて貼り合せ、表層部にハードコート６を施したものである。

図１Ｂは、２層構造を示す。単層構造と同様に、１．１mmの基材に全反射膜である反射膜２を形成し、その上に、中間層と呼ばれる光透過層７上に半透過反射膜８を形成し、更にカバー層３を貼り合せた情報層を２層有するディスクである。レーザ光の入射方向（ハードコート６側）から見て１００μｍの深さに反射膜２が形成され、７５μｍの深さに半透過反射膜８が形成される。

図１Ｂに示す片面２層ディスクの場合では、レーザ光の入射方向から見て１００μｍの深さにある反射膜２を基準層（第０記録層、Ｌ０層と呼ばれる）とし、７５μｍの深さに追加する記録層を第１記録層（Ｌ１層）と定義している。

上述した高密度光ディスクを製造する場合、基板上にレジストを塗布し、レーザ光によってピットまたはグルーブのパターンの露光を行い、現像によってレジストにピットまたはグルーブに対応する凹凸を有するディスク原盤を作成し、ディスク原盤から金属製のスタンパを作成し、スタンパを使用して射出成形によってディスク基板を作成し、ディスク基板上に記録層を成膜するようになされる。

図２は、スタンパの製造工程を示すものである。まず、基板１０上に、スピンコート法等によってごく薄くレジスト（感光剤）１１を塗布し、基板１０を回転させながらカッティング装置のレーザ光１２により露光する。レジスト１１には、露光によってグルーブまたはピットに対応したパターンの潜像が形成される。

その後、回転するガラス基板１０上に現像液１３を滴下し、現像処理をすることで、光ディスクのグルーブまたはピットに対応した凹凸のレジストパターンを基板１０上に形成する。現像液としては、酸またはアルカリ等の液体を用い、現像に用いられるアルカリ溶液としてはテトラメチルアンモニウム、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、Ｎａ₂ＣＯ₃等の水溶液があり、酸性溶液としては塩酸、硝酸、硫酸、燐酸等が挙げられる。

次に、この基板１０上にメッキ処理によりニッケル等の金属１４を析出させ、これを剥離し、トリミングを行うことでスタンパ１５が得られる。このスタンパ１５を射出成型装置の金型に装着し、キャビティ内にＰＣ等の樹脂を注入することによって、スタンパの凹凸が転写されたディスク基板が作製される。このとき、ディスク基板に用いる樹脂は高速で金型に充填することができるよう、熱により可塑化されている。そして、射出成形されたディスク基板を３０度以下に冷却した後、スパッタ装置を用いて金属薄膜をピット面側に成膜することにより、反射膜が成膜される。

次に、反射層が成膜されたディスク基板上に、接着剤として紫外線硬化樹脂を滴下し、スピンコート法にて均一に塗布する。その後、ディスク基板上の紫外線硬化樹脂の塗布面とＰＣフィルムとを対向する位置に保持した後、貼り合わせを行う。なお、ＰＣフィルムの貼り合わせは真空中で行う。ディスク基板とＰＣフィルムの貼り合わせ面にしわや隙間が入り、読み取りエラーが起こることを防ぐためである。

次に、ＰＣフィルムが貼り合わされたディスクに紫外線を照射し、紫外線硬化樹脂を硬化させ、ディスク基板とＰＣフィルムを接着する。さらに、ディスクに貼り合わせたＰＣフィルム上に紫外線硬化型のハードコート剤を滴下し、スピンコート法にて均一に塗布した上、再度紫外線を照射して硬化させることにより、ハードコート層を作製する。これにより、ディスクが完成する。

従来の有機レジストを使用する場合の問題点を解決して高密度光ディスクを製造することを可能する技術が下記の特許文献１に記載されている。特許文献１で開示される遷移金属の不完全酸化物からなる無機レジスト材料では４０５ｎｍ程度の可視レーザによる露光によっても、熱記録の特性によりスポット径より小さいパターンの露光が可能であることが示されており、高記録密度化に対応した光ディスクのマスタリング技術に有用な技術として注目される。

特開２００３−３１５９８８号公報

ここでいう遷移金属の不完全酸化物とは、遷移金属のとりうる価数に応じた化学量論組成より酸素含有量が少ない方向にずれた化合物のこと、すなわち遷移金属の不完全酸化物における酸素の含有量が遷移金属のとりうる価数に応じた化学量論組成の酸素含有量より小さい化合物のことである。遷移金属の不完全酸化物において、露光による潜像形成部が酸化変質しているために、アルカリ現像液に可溶となり、光ディスク用原盤の微細加工を実現することができる。

この発明は、かかる無機レジストを使用した場合の現像に関するものである。従来の半導体ウェハー工程、或いは光ディスク原盤の現像工程では、現像は、１分程度の短時間処理が一般的である。ノボラック系や、化学増幅等の従来の有機レジストを使用する半導体ウェハー工程での現像方法としては、下記の方法が知られている。

一つの方法は、原盤を回転させながら現像液をセンター固定式またはスイング揺動式のノズルまたはスプレーにより表面に供給する方法である。他の方法は、原盤上に現像液を表面張力を利用して盛った後、原盤を静止させた状態で現像を進行させるパドル式処理方法である。

これらの方法は、基本的に１分程度の短時間且つ定時間の処理を目的としており、現像液は、使い捨てであった。短時間処理にする理由は、有機レジスト上露光部が現像液に対する反応性が高いために１分程度の短時間での現像処理で十分なこと、高価な現像液を多量に消費するような長時間処理を避けたいことである。また、使い捨てにしなければならない理由は、一旦現像処理を行うことによって、現像速度および能力に寄与すると考えられているアルカリ成分が消費されてその濃度が変化することにより、現像速度の低下、変化をひき起こすことで、処理時間での出来上がりにばらつきが生じるためである。また、現像液中のアルカリ濃度は、空気中の炭酸ガスを吸収することでも低下することが知られており、これも現像速度の低下、変化要因として現像液品質の重要な管理項目と考えられている。したがって、これらの方法は、反応速度が遅いために２〜３０分程度の長時間を要する無機レジストを現像処理には、不向きであった。

定時間処理でない方法は、信号エリア内パターンまたは信号エリア外に形成したダミーパターンをモニタしながら、潜像部が所望の大きさまで開口したことを検出した時に、強制的に現像の進行を停止させる方法がある。現像の強制停止は、現像液の供給を停止し、同時にリンス水の供給を開始することで実現される。

なお、有機レジストの場合、現像の停止を行った場合は、レジスト表面の化学特性の変化により、その後追加現像を行っても、露光部の選択的な現像は進行しなくなる。したがって、現像は、１回停止させたら、その後で開口が小さかったからといって追加現像による開口部の拡大修正を行うことができない。

現像部の開口が所望の量または比率に到達した時点で、現像を強制停止する方法は、現像装置の自動化、並びに短時間現像処理に適しているが、長時間処理が必要な場合には、現像液の使用量が膨大となり、不向きである。例えばセンター固定式のノズルを使用して５００〜１，０００ｍｌ／minの液流量で、１０分間の現像を行う場合には、５〜１０ｌ
もの現像液が必要となる。

パドル式処理方法は、１回の液盛り量が少量であり、表面張力を利用して液を盛るために、何回かの液盛りを繰り返す必要があり、長時間の現像を安定に行うことができない問題がある。

現像速度が遅くて処理に長い時間（２〜３０分程度）を要する場合には、浸漬槽に現像液を満たした状態で、ディッピング（浸漬）を行うのが一般的である。この方法も定時間現像処理が一般的であり、液の攪拌には、スターラー等の攪拌子、またはポンプ循環が使用される。

ディッピングの場合では、浸漬槽とは別の現像停止用のリンス槽と、乾燥機構とを必要とするので、装置の小型化、自動化に不向きである。仮に、リンスと乾燥とを一体型のスピンチャンバーで行うとしても、浸漬槽から現像液で濡れたままの原盤を持ってくる必要があり、現像液によって装置が汚染されることを避けられない問題がある。

また、現像停止後に直ちにリンスを行いたいにもかかわらず、別の槽、装置への移しかえを必要とするために、現像を直ちに停止できないので、精密な現像制御ができない。さらに、原盤全体を原盤液中に浸漬させるので、現像液に対する耐性が高いガラス基板であれば良いが、無機レジストの場合では、シリコンウェハーのような素材自体がアルカリ現像液に対する耐性が弱いものを使用するので、腐食エッチングが進行し、精密な現像処理ができない問題がある。

したがって、この発明の目的は、上述した問題を解決でき、シリコンウェハー上に無機レジストが被着され、無機レジストに潜像が形成されている場合に、無機レジストを現像するのに好適な現像方法および現像装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、この発明は、基板上に遷移金属の不完全酸化物からなる無機レジストが成膜され、露光によって潜像が無機レジストに形成された原盤が回転され、原盤の無機レジストに対して２分以上の現像時間、現像液を供給する現像工程と、
現像工程における現像時間が想定された現像完了時間より短いものとされ、現像工程後にさらに追加される追加現像工程と、
リンス水により現像後の原盤を回転させながら洗浄するリンス工程と、
洗浄後の原盤を現像工程、追加現像工程およびリンス工程に比してより高速で回転させて乾燥させる乾燥工程とからなり、
現像工程および追加現像工程で使用される現像液は、タンクに貯えられており、使用後の現像液がタンクに戻される現像方法である。

この発明は、基板上に遷移金属の不完全酸化物からなる無機レジストが成膜され、露光によって潜像が無機レジストに形成された原盤を回転させる回転テーブルと、
回転テーブルが収納されるスピンチャンバーと、
スピンチャンバーの上方から回転している原盤の表面に、合計して２分以上の現像時間、現像液を供給する現像液供給部と、
スピンチャンバーの上方から回転している原盤の表面にリンス水を供給するリンス水供給部と、
現像液供給部に対して現像液を供給し、使用済みの現像液をスピンチャンバーから回収して貯えるタンクとからなる現像装置である。

好ましくは、現像工程における現像時間が想定された現像完了時間より短いものとされ、
現像工程の後に、現像の進行度合いが判定され、現像の進行度合いが設定されたものに到達するまで現像工程を追加的に行うために、モニタ部が備えられている。モニタ部は、原盤の表面にレーザ光を照射し、表面で反射された０次光と１次光をそれぞれ検出し、検出された０次光と１次光の光量の比によって、現像の進行度合いが判定される。

この発明によれば、無機レジストを使用した場合の比較的長時間の現像に適した現像方法を提供できる。この発明では、従来の現像法と比較して装置の構成を簡単とでき、自動化に適した現像方法とでき、現像液の無駄な消費を防止でき、環境面で優れている。

無機レジストが被着される基板がシリコンウェハーのように、長時間のアルカリ現像液処理に対してエッチングされる材料であっても、シリコンの露出が殆ど無いレジスト表面での処理が主体となるので、基板への影響が殆ど無い利点がある。

さらに、この発明において、現像終点をモニターすることによって、追加現像が可能であり、さらに、追加現像を繰り返すことができるので、高密度光ディスクを製造するのに必要とされる、高精度の現像制御を行うことが可能となる。

以下、この発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図３は、この発明の一実施形態による現像装置の構成を示す。カッティッグ装置において、レーザ光によりピット、グルーブ等の凹凸パターンに対応した潜像が形成された原盤２１がスピンテーブル２２上に真空チャック式で取り付けられている。被処理対象の原盤２１は、例えばシリコンウェハー上に成膜された無機レジストに対してレーザ光により潜像が形成されたものである。スピンテーブル２２は、スピンモータ２３によって回転される。スピンテーブル２２は、昇降自在に取り付けられている。

スピンテーブル２２の周囲を円筒状に取り囲むスピンチャンバー２４が設けられている。スピンチャンバー２４の上方には、円形の開口２５が形成されている。スピンテーブル２２の面とほぼ平行して延びる現像アーム２６が軸（１点鎖線で示す）２７を中心として回転自在に設けられている。現像アーム２６に沿って設けられたパイプ２８を現像液が流れる。パイプ２８の先端が下方に向かってＬ字状に折り曲げられ，その先端のノズル２８ａがスピンテーブル２２上に固着されているディスク原盤２１のほぼ中央部の上方に位置する。

この一実施形態は、回転している原盤２１のほぼ中心から現像液を供給し、原盤２１の表面を処理するスピン処理方式が採用され、原盤２１の基板材であるシリコンウェハー自体のエッチングの進行が生じないようにされている。また、一連の現像の作業がスピンチャンバー２４内で連続して行うようになされている。一例として、処理時の現像液流量が３００〜８００ｌ／min程度とされ、その際の原盤回転数が１００〜５００rpmとされる。

参照符号２９は、リンス水を供給するためのパイプを示す。バルブ３０によってリンス水の供給がオン／オフされる。バルブ３０および後述するバルブは、電気信号によって遠隔操作されることが可能な構成である。パイプ２９の先端が下方に向かってＬ字状に折り曲げられ、現像液用のパイプ２８と二重管構造でパイプ２９が設けられ、パイプ２９の先端がノズルとされている。パイプ２９の先端がノズル２８ａと同様に、ディスク原盤２１のほぼ中心の上方に位置する。現像アーム２６によってパイプ２８および２９をスピンチャンバー２４の上方に位置させ、パイプ２８および２９を通じてディスク原盤２１に対して現像液およびリンス水をそれぞれ供給することができる。

参照符号３１が現像モニタアームである。現像モニタアーム３１は、スピンテーブル２２の面とほぼ平行して延び、軸（１点鎖線で示す）３２を中心として回転自在に設けられている。現像モニタアーム３１に対してモニタ部３３が取り付けられている。モニタ部３３は、後述するように、光学的に現像の進行状態をモニタする。

なお、現像アーム２６および現像モニタアーム３１は、スイングアームの構成とされているので、現像開始時にディスク原盤２１をスピンテーブル２２に設置する場合、並びに現像終了後にスピンテーブル２２から現像後のディスク原盤２１を取り出す場合には、開口２５の上方の外へ退避するように、これらのアーム２６および３１が回転される。また、現像アーム２６および現像モニタアーム３１は、分離した構成に限らず、一つのアームの構成としても良い。

参照符号４１が現像液４２を貯えるタンクである。タンク４１は、スピンチャンバー２４の下方に設置されている。ポンプ４３によって現像液４２がタンク４１の底部からフィルタ４４を介してバルブ４５に供給される。ポンプ４３としては、現像液に接する部分が現像液耐性のある材質からなるダイヤフラム式ポンプを使用できる。フィルタ４４は、現像液に混入したゴミを取り除くために設けられている。

現像液は、現像速度を一定に維持するために、一定の温度に制御する必要があるため、温調機能が設けられている。例えばタンク４１には、ヒータ４６が設けられ、温度センサーによって現像液４２の温度が検出され、現像液４２が所定の温度例えば室温よりやや高い温度に制御される。ヒータ４６として、タンク４１に巻き付けられるバンド式のヒータを使用でき、また、冷却水パイプを設けても良い。

バルブ４５によって、現像液の流れる経路が切り換えられる。一つの経路は、矢印ａで示すように、現像液を現像アーム２６のパイプ２８を通じてディスク原盤２１に対して供給する経路である。他の経路は、矢印ｂで示すように、現像液をタンク４１に戻す経路である。すなわち、（タンク４１→ポンプ４３→フィルタ４４→バルブ４５→タンク４１）の循環路が形成される。現像時以外に、現像液を循環させることによって、フィルタ４４によってゴミを取り除くと共に、ポンプ４３自体の発熱を利用して現像液の温度を上昇させることができ、ヒータ４６を省略することも可能となる。

現像液は、繰り返し使用される。例えばディスク原盤の１００面以上同一の現像液を繰り返し使用し続けて処理することが可能である。スピンチャンバー２４の底部に溜まった処理後の現像液がパイプ４７およびバルブ４８を通じてタンク４１に戻り、再使用される。バルブ４８は、リンス処理時に発生する使用後のリンス水を廃液としてパイプ４９を通じて外部に排出するために設けられている。スピンチャンバー２４の底部に使用後の現像液の排出口と、使用後のリンス水の排出口とを別々に設けても良い。

図４を参照してモニタ部３３について説明する。モニタ時には、現像モニタアーム３１が回転し、開口２５上の位置までモニタ部３３を移動させる。また、原盤２１が破線で示す位置からモニタ部３３に接近した位置まで上昇される。モニタ部３３は、発光源としてのレーザダイオード３３ａ、受光素子としてのフォトディテクタ３３ｂおよび３３ｃからなる。レーザダイオード３３ａは、例えば４０５ｎｍ〜４１０ｎｍの波長のレーザ光を発生し、レーザ光が原盤２１の表面に対して垂直方向から所定の角度傾いた入射角で、且つ原盤２１の半径方向に入射される。モニタ時に原盤２１は、５０〜２００rpm程度の回転
数で回転されてる。

一実施形態におけるモニタ部３３は、原盤２１でそれぞれ反射および回折された０次光および１次光を使用して現像の進行の程度をモニタするものである。したがって、原盤２１が無機レジスト用の光透過性を有しない基板（シリコンウェハー、アルミナ等）であっても使用することができる。

モニタ部３３からのレーザ光が入射されるモニタ位置は、原盤２１の記録信号領域内のモニタに適した所定の記録信号部、または記録信号領域の外周側に予め形成した専用のモニタ信号部である。専用のモニタ信号部の場合、原盤の寸法に合わせて位置、幅等を比較的自由に設定できる。例えば所定の長さのピットの単一信号パターン、同心円状または渦巻き状のグルーブ等を設定することができる。

データの記録符号化方式として１−７ＰＰ(Parity Preserve/Prohibit RMTR)と呼ぶ方
式が高密度光ディスクにおいて採用されている。この方式では、"1"と"1"の間に"0"を１
つ以上含むというルールにしたがって符号化がなされる。この場合では、ピット長として、（２Ｔ，３Ｔ，４Ｔ，５Ｔ，６Ｔ，７Ｔ，８Ｔ）と、一部で存在する９Ｔの８種類の長さのピットが形成される。記録信号部上の信号は、２Ｔ〜９Ｔのほぼランダムな信号パターンとなる。専用のモニタ信号部では、２Ｔ、３Ｔ等の比較的小さいピットの単一信号パターンが形成される。

ここで、変調度およびアシンメトリ値の定義について説明する。アシンメトリ値は、現像後のピットの大きさを示す値で、（ピット／ランド）の比率で表される。一例として、原盤２１に塗布された無機レジストは、ポジ型レジストであり、レジスト光により潜像が形成された部分が現像によって溶ける。この部分は、例えば高密度光ディスクのピットに対応し、現像後に残る部分がランドに対応する。

１−７ＰＰ方式を採用している場合のより具体的なアシンメトリの規定方法について説明する。再生信号において、最長ランド、すなわち、８Ｔランドの戻り光量に対応するレベルをＩ_8Hと表し、最長ピット、すなわち、８Ｔピットの戻り光量に対応するレベルをＩ_8Lと表し、最短ランド、すなわち、２Ｔランドの戻り光量に対応するレベルをＩ_2Hと表し、最短ピット、すなわち、２Ｔピットの戻り光量に対応するレベルをＩ_2Lと表す。

再生信号波形において、ピットレベルは、ランドレベルに比してより低いレベルとなる。（ランドレベル−ピットレベル）が変調振幅と呼ばれる。変調度は、（Ｉ_8H−Ｉ_8L）／Ｉ_8Hで定義される。アシンメトリは、光ディスクの再生波形における最長ピットのランド／ピットの変調レベルの平均値（Ｉ_8H＋Ｉ_8L）／２と最短ピットのランド／ピットの変調レベルの平均値（Ｉ_2H＋Ｉ_2L）／２の差を最長ピットの変調振幅で規格化したパラメータのことであり、下記の式で定義される。

〔（Ｉ_8H＋Ｉ_8L）−（Ｉ_2H＋Ｉ_2L）〕／〔２×（Ｉ_8H−Ｉ_8L）〕

最短ピットのサイズが大きくてその変調レベルの平均値が最長ピットの変調レベルの平均値より低くなる方向を、アシンメトリ（＋）と定義する。勿論、これらの平均値が等しくてアシンメトリが０であることが好ましい。規格として例えば−１０〜＋１５％のアシンメトリが規定されている。

所定の位置例えばダミーパターントラックの位置に対して４５°〜５０°の入射角で斜めにレーザ光が入射される。２５Ｇバイトの容量の高密度光ディスクの場合のトラックピッチが３２０ｎｍである。半径方向において、１本または所定本数のトラック単位で交互にピットが形成されている原盤２１の面に対して上述した波長のレーザ光を入射すると、原盤２１が反射型回折格子として機能し、０次光Ｌ０と１次光Ｌ１とが発生する。

実際の入射角をどのような値に設定するかは、１次光を極力短い光路長で受光するためである。この理由は、モニタポイントからフォトディテクタまでの距離が短い程、原盤に偏芯が存在した場合に、その影響でモニタ部分がずれることで回折方向がずれ、フォトディテクタに入るべき光が外れる可能性を極力小さくするためである。また、一つのアーム３１にモニタ部３３を構成する光学素子を搭載し易い利点もある。

０次光Ｌ０は、入射角と等しい反射角で反射され、フォトディテクタ３３ｂによって受光され、０次光Ｌ０の強度に応じたレベルの検出信号がフォトディテクタ３３ｂから得られる。１次光Ｌ１の強度は、フォトディテクタ３３ｃによって検出される。１次光Ｌ１の強度は、現像後のピットの開口の大きさによって変化する。現像不足ではピットの開口が基準値より小さくなり、現像過多ではピットの開口が基準値より大きくなる。一実施形態では、現像の進行の度合い（適宜、現像レベルと称する）を上述したアシンメトリから検出するようにしている。

図５は、アシンメトリと現像レベルの関係の一例を示すグラフである。横軸がアシンメトリの値であり、規格値の範囲（−１０〜＋１５％）が示されている。縦軸が現像レベルである。現像レベルは、反射回折光量比Ｉ１／Ｉ０（％）で表される。Ｉ０は，フォトディテクタ３３ｂによって検出された０次光Ｌ０の強度を示す信号である。Ｉ１は，フォトディテクタ３３ｃによって検出された１次光Ｌ１の強度を示す信号である。Ｉ１をＩ０で除算するのは、正規化のためである。

図５に示す例では、規格値の下限に近い−７％の時に、Ｉ１／Ｉ０が１２％であり、適切な５％の時に、Ｉ１／Ｉ０が１６．４％であり、上限値以上の１７％の時に、Ｉ１／Ｉ０が２０．４％である。予め図５のグラフに示す関係が得られるように、ゲイン等が調整されている。また、図５に示す関係は、例えばデータのテーブルとして制御装置のメモリに格納されている。現像処理時にモニタ部３３から得られる現像レベルのデータから現像の進行の程度を判定することできる。

次に、この発明の一実施形態の現像方法の流れについて説明する。一実施形態においては、定時間現像法と追加現像法を行っている。定時間現像法は、現像時間を予め定めた所定の時間とするものである。追加現像法は、現像工程における現像時間が想定された現像完了時間より短いものとされ、現像工程後にさらに現像工程が追加される現像方法である。追加現像法では、現像工程の後に、現像の進行度合いを判定する判定工程を設け、判定工程において、現像の進行度合いが設定されたものに到達するまで現像工程が追加的になされる。追加現像法は、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）等の遷移金属の不完全酸化物レジストを使用した場合、反応速度が遅くなるために、現像時間が長くなる現像方法において可能となる現像方法である。

図６は、追加現像が可能なことを示す実験データである。現像液として、ＮＭＤ−３２を使用し、現像温度を２８℃とし、現像時間を８分、追加５分（合計１３分）、追加５分（合計１８分）としている。モニタ部３３の出力信号からアシンメトリを計算した結果が縦軸に示されている。

第１段階の現像が終了した時点では、アシンメトリ値が０．０４（４％）であり、第２段階の現像が終了した時点では、アシンメトリ値が０．１５（１５％）であり、第３段階の現像が終了した時点では、アシンメトリ値が０．２２（２２％）である。例えば目標値を０．１（１０％）とすると、規格値の上限の０．１５を超えない範囲で、目標値に最もアシンメトリ値が近い第２段階までの現像が良好なことが分かる。

図５に示すように、アシンメトリの１０％は、反射回折光量比Ｉ１／Ｉ０が１８％に対応するので、モニタ部３３のフォトディテクタ３３ｂおよび３３ｃの出力信号からアシンメトリを知ることができ、所望のアシンメトリになるように現像時間が制御される。

図７は、現像処理の流れを示す。被処理原盤２１がスピンテーブル２２に取り付けられてからプリリンス工程Ｓ１がなされる。リンス水（純水）によって原盤２１が洗浄される。リンス水の流量が１０００〜１５００ｍｌとされる。原盤２１が１００〜５００rpm程
度で回転され、１〜２分間リンス処理がなされる。

次に、現像工程Ｓ２がなされる。現像液の流量が３００〜８００ｍｌとされる。原盤２１が１００〜５００rpm程度で回転され、第１段階の現像がなされる。例えば終了予想が
１０分間とすると、８分程度の現像時間が第１段階として設定される。８分間が経過すると、現像液の供給が停止され、原盤２１の回転が維持された状態で、リンス水を供給するリンス工程Ｓ３がなされる。リンス時間は、１〜５分間程度とされる。

設定時間が経過すると、リンス水の供給が停止され、ノズル２８ａが取り付けられている現像アーム２６がスピンチャンバー２４上から退避され、スピン乾燥工程Ｓ４がなされる。スピン乾燥工程Ｓ４では、原盤２１を高速回転させて、現像液が振り切られる。回転数は、速い程効果的であるが、例えば１，０００〜２０００rpmの回転数で１〜１０分程
度スピン乾燥がなされる。なお、この際に、窒素ブロー、除電ブロー等を併用することも効果的である。

スピン乾燥工程Ｓ４が終了した段階で、モニタリング工程Ｓ５において、現像の進行度合いが測定される。モニタリング時には、現像モニタアーム３１がスピンチャンバー２４上にモニタ部３３が位置するように回転され、また、スピンテーブル２２が上昇して測定が実施される。モニタ位置は、上述したように、原盤２１の記録信号領域内の所定の半径位置、または記録信号領域の外側に予め形成したモニタ信号部である。

モニタリング工程Ｓ５において、モニタ部３３の出力信号から反射回折光量比Ｉ１／Ｉ０が求められ、光量比に基づいて現像の進行度合いを知ることができる。モニタリング工程Ｓ５の測定結果から追加現像が必要か否かが判定工程Ｓ６で判定される。例えば反射回折光量比が１７％となる時点を現像終了時点と設定しており、モニタリングの結果、測定結果の光量比が１５％であったとすると、２．０％不足していることが判定工程Ｓ６で分かる。この判定結果に基づいて、工程Ｓ１（プリリンス）から再び追加現像処理がなされる。

上述したのと同様に、現像工程Ｓ２、リンス工程Ｓ３、スピン乾燥工程Ｓ４、モニタリング工程Ｓ５を行い、測定結果がほぼ１７％となると、現像終了と判定される。その場合には、ポストリンス工程Ｓ７がなされる。ポストリンス工程Ｓ７では、原盤２１が１００〜５００rpm程度で回転され、１〜２分間リンス処理がなされる。次に、スピン乾燥工程
Ｓ８がなされる。例えば１，０００〜２０００rpmの回転数で１〜１０分程度スピン乾燥
がなされる。以上の工程で現像処理が完了し、スピンテーブル２２が上昇し，スピンチャンバー２４から原盤２１が取り出される。

追加現像は、現像不足を補うのに必要な現像時間を分割して追加現像時間を例えば１分間の固定時間とし、終了後に再度モニタを行い、光量比が現像終点の例えば１７％に到達するまで、何回も追加現像処理を繰り返す方法で行うことができる。上述した例のように、現像終点の１７％に対して２．０％不足している場合には、２回の追加現像処理がなされる。実際には、追加現像の回数を予め所定回数例えば３〜５回に設定し、この所定回数を繰り返しても光量比が現像終点の値に到達しない場合には、異常と判定し、アラームを発生するようになされる。

追加現像の他の方法も可能である。上述した例のように、現像終点の１７％に対して２．０％不足している場合には、現像不足の２．０％に必要な現像時間を求め、その現像時間の処理を行うように自動的に制御すれば良い。例えば現像の初期、中期、後期のそれぞれで現像速度を予め実験で求めておき、この現像の速度曲線と、測定した反射回折光量比に応じて追加現像時間が設定される。

さらに、上述した追加現像処理は、現像処理を終了して、現像の結果をモニタして追加現像を行うか否かを判定している。しかしながら、現像中に専用モニタ信号部を同時にモニタし、反射回折光量比が予め設定した値に到達した時点で、現像液の供給を停止し、それと同時にリンス水の供給を開始することも考えられる。

この方法では、原盤表面を現像液が流れている状態でモニタを行うことが必要となり、現像液による精密な測定の妨害を排除するために、モニタ信号部付近のみを窒素ブロー（吹きつけ）によって現像液を排除し、原盤の表面を露出させることが必要となる。しかしながら、窒素ブローの吹きつけが信号領域内の現像の進行に影響しないようにする必要があり、また、モニタ信号部の現像の進行の度合いが信号領域内と相違するために、現像終点の精密な制御ができない問題がある。

以下、実施例−１について説明する。
２５Ｇバイト容量の高密度光ディスク（ＲＯＭディスク）の原盤を一定時間現像法で作製し、良好な結果を得た。

１）レジスト基板の準備
８インチシリコンウェハー上にタングステン不完全酸化物レジスト（Ｗ：３０mol％、
Ｏ：７０mol％）を７０ｎｍ厚成膜。成膜については予め上述した組成比率の酸化物ター
ゲットを準備し、Ａｒガスを用いたＲＦスパッタ法で実施した。

２）レジスト基板に対して高密度光ディスク仕様の信号系で、カッティッグ露光を実施。露光用レーザは、レーザダイオード（波長４０５ｎｍ）、レーザパワー約１０ｍＷ。対物レンズのＮＡ＝０．８５、線速度４．９ｍ／sec、トラックピッチ３２０ｎｍの条件で
カッティッグ露光を実施。

３）現像工程
・現像液：東京応化工業製 ＮＭＤ−３（ＴＭＡＨ ２．３８％）
・現像液タンク：容量２５リットルで、現像液２０リットルをセット
・現像液温度：２８℃（タンク内にケミカルヒータ、温度センサーを設置）
・ポンプ循環：５リットル／min（ダイヤフラム式ケミカルポンプ使用）
・現像液供給：０．５リットル／min
・現像液およびリンス水の供給：１本のスイング式アームにセットし、プロセス時に液供給が被現像体となる原盤の回転中心の位置になるようにする
・原盤の回転数および処理時間：現像時３００rpm−１０min、リンス時３００rpm−３min、スピン乾燥時１５００rpm−３min

現像モニタを実施せずに終了し、その後、ニッケル電鋳装置にセットして３００μｍ厚のメッキを施すことによって、成形用金型（スタンパー）を作製した。

以上の方法を１０回繰り返すことによって１０枚のスタンパーを作製し、実際に射出成形を行い、高密度光ディスクを作製して信号値の安定性を評価した。ピットとランドの比率を示すアシンメトリ値は、面内平均値が５〜１０％の範囲内に収まった。規格値−１０〜１５％に対しては問題のないことを確認した。なお、レジスト成膜、カッティッグ露光および現像の一連の工程は、１台の自動装置で実施した。

さらに、その後のテストにおいて、基本的に本実施例によって１００枚以上の原盤に対する処理を最初にセットした２０リントルの現像液をそのまま繰り返し使用し続けても問題なく作製可能であることを確認した。１００枚以上と記したのは、１２０枚を超えた時点においても、まだ、使用可能な状態を維持し続け、現像液の現像能力、現像速度の低下が見られないためである。

次に、実施例−２について説明する。
実施例−２は、２５Ｇバイト容量の高密度光ディスク（ＲＯＭディスク）の原盤を追加現像法で作製するものである。すなわち、実施例−１に対して、１回目の現像時間を７分とし、反射回折光量比が１７．０％を超えるまで実施をした。

実施例−１と同様に１０枚のスタンパーを作製し、実際に射出成形を行い、高密度光ディスクを作製して信号値の安定性を評価した。ピットとランドの比率を示すアシンメトリ値は、面内平均値が６〜８％の範囲内に収まり、精密な制御に追加現像法が効果的であることを確認した。なお、レジスト成膜、カッティッグ露光および現像の一連の工程は、実施例−１で使用したものと同一の１台の自動装置で実施した。

また、実験は、未だ実施していないが、追加現像法に関する実施例−２から、１回目の現像後に反射回折光量比の設定値１７％に対する差に相当する時間分を２回目で実施する方法も可能であることは容易に推測できる。この方法は、追加現像の回数を１回とすることができる可能性があり、工程時間の短縮に有効である。

以上、この発明の一実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えばこの発明は、読み出し専用ディスクに限らず、記録可能なディスクに対しても適用することができる。また、ディスクに限らず、微細加工によって構造体を作製する場合に対しても適用できる。

この発明を適用できる光ディスクの一例を示す略線図である。 スタンパの製造工程を示す略線図である。 この発明の一実施形態による現像装置の構成を示す断面図である。 現像装置の一部の断面図である。 アシンメトリと現像レベルの関係の一例を示すグラフである。 現像時間とアシンメトリの関係の一例を示すグラフである。 この発明の一実施形態による現像方法の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

２１・・・原盤
２２・・・スピンテーブル
２４・・・スピンチャンバー
２６・・・現像アーム
３１・・・現像モニタアーム
３３・・・モニタ部
４１・・・現像液を貯えるタンク
４３・・・ポンプ

Claims (7)

1. 基板上に遷移金属の不完全酸化物からなる無機レジストが成膜され、露光によって潜像が上記無機レジストに形成された原盤が回転され、上記原盤の上記無機レジストに対して２分以上の現像時間、現像液を供給する現像工程と、
   上記現像工程における上記現像時間が想定された現像完了時間より短いものとされ、上記現像工程後にさらに追加される追加現像工程と、
   リンス水により現像後の上記原盤を回転させながら洗浄するリンス工程と、
   上記洗浄後の上記原盤を上記現像工程、上記追加現像工程および上記リンス工程に比してより高速で回転させて乾燥させる乾燥工程とからなり、
   上記現像工程および上記追加現像工程で使用される上記現像液は、タンクに貯えられており、使用後の上記現像液が上記タンクに戻される現像方法。
2. 請求項１において、
   上記現像工程の後に、現像の進行度合いを判定する判定工程を設け、上記判定工程において、現像の進行度合いが設定されたものに到達するまで上記追加現像工程がなされる現像方法。
3. 請求項１において、
   上記追加現像工程は、現像不足を補う現像を１回行うものである現像方法。
4. 請求項１において、
   上記追加現像工程は、現像不足を補う現像を複数回の現像工程に分割して行うものである現像方法。
5. 請求項２において、
   上記判定工程は、上記原盤の表面にレーザ光を照射し、上記表面で反射された０次光と１次光をそれぞれ検出し、検出された上記０次光と上記１次光の光量の比によって、現像の進行度合いを判定する現像方法。
6. 基板上に遷移金属の不完全酸化物からなる無機レジストが成膜され、露光によって潜像が上記無機レジストに形成された原盤を回転させる回転テーブルと、
   上記回転テーブルが収納されるスピンチャンバーと、
   上記スピンチャンバーの上方から回転している上記原盤の表面に、合計して２分以上の現像時間、現像液を供給する現像液供給部と、
   上記スピンチャンバーの上方から回転している上記原盤の表面にリンス水を供給するリンス水供給部と、
   上記現像液供給部に対して現像液を供給し、使用済みの現像液を上記スピンチャンバーから回収して貯えるタンクとからなる現像装置。
7. 請求項６において、
   上記原盤の表面にレーザ光を照射し、上記表面で反射された０次光と１次光をそれぞれ検出するモニタ部を備え、
   上記モニタ部によって検出された上記０次光と上記１次光の光量の比によって、現像の進行度合いを判定する現像装置。
   

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