JP2010123230A - 現像方法、及び現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高精度な現像が可能とされる光ディスク用原盤の現像方法、及び、現像装置を提供する。
【解決手段】レジスト基板８を、回転駆動するターンテーブルに取り付ける工程、ターンテーブル１０を回転駆動すると共に、レジスト基板８の中心から離れた位置に設定した現像液塗布位置Ｐ１の無機レジスト層３上面に向けて、現像液１３を吐出する。そして、レジスト基板８の、現像液塗布位置Ｐ１とは異なる位置に設定するモニタ位置Ｐ２の無機レジスト層３上面に、レーザ光Ｌを照射し、無機レジスト層３上面で反射されたレーザ光Ｌの０次光Ｌ０と１次光Ｌ１との光量を検出し、０次光Ｌ０と１次光Ｌ１の光量比をモニタしながら、光量比が所定の値となるまで、現像液１３の吐出を続ける。
【選択図】図４

Description

本発明は、光ディスク用原盤の製造において適用される、現像方法、及び現像装置に関する。

従来、情報記録媒体として用いられる光ディスクは、その用途に応じて、ＣＤ、ＤＶＤ等、様々なフォーマットが提案されている。いずれのフォーマットで使用される光ディスク基板も、一般的には、樹脂材料の射出成型により形成され、また、その表面にはピットやグルーブ等の凹凸パターンを具備するように形成される。

光ディスク基板に形成されるピットやグルーブ等の凹凸パターンは、情報信号を示すものであり、この凹凸パターンを微細化し、高密度化することにより、高容量の光情報記録媒体を形成することができる。

ところで、このような光ディスク基板に形成されるピットやグルーブ等の凹凸パターンは、光ディスク用原盤に形成された凹凸パターンを光ディスク基板に転写することにより形成される。そして、このような凹凸パターンを有する光ディスク用原盤は、基板上にレジスト層を形成し、そのレジスト層をリソグラフィ技術により微細加工することにより得られるものである。

近年、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、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（登録商標。以下、ＢＤと記載）規格が普及している。直径１２ｃｍの光ディスクの片面に、２５Ｇバイトの情報容量を持たせるためには、最短ピット長を０．１７μｍ、トラックピッチを、０．３２μｍ程度にまで微細化する必要がある。このような、ＢＤ等の高密度光ディスクに用いられる光ディスク用原盤では、微細な凹凸パターンを形成するために、従来の有機レジストに変わり、無機レジストを用いる方法が提案されている（下記特許文献１参照）。

レジスト層として、遷移金属の不完全酸化物からなる無機レジスト材料を用いた場合、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。このため、高記録密度化に対応した光ディスク用原盤のマスタリング技術に有用な技術として注目されている。

ところで、従来の有機レジストを用いたリソグラフィ技術における現像時間がおよそ１分程度の短時間処理なのに対して、無機レジストを用いたリソグラフィ技術では、反応速度が遅いため、１０〜３０分の現像時間を要する。このため、現像時間の違いにより、現像される凹凸パターンの開口の大きさが変わってくるという問題がある。

そのような問題点について、下記特許文献２には、無機レジストを用いたリソグラフィ技術の現像工程において、比較的長時間の現像に適し、高精度の現像制御を行うことを可能とした現像方法が記載されている。

下記特許文献２に記載された現像方法は、現像時間を予め定めた所定の時間とする定時間現像法と、その後、現像の信号度合いにより追加される追加現像法とを用いたものであり、現像の度合いが、設定値に到達するまで現像を追加的に行うものである。

この現像方法では、まず、レジスト層が形成された基板（以下、レジスト基板）を、第１段階の現像工程にて、予め定められた所定の時間だけ現像を行い、その後、現像の度合いを測定するモニタリング工程により、レジスト基板上の所定のモニタ位置における現像度合いを測定する。このモニタリング工程では、レジスト基板上のモニタ位置に、所定の入射角でレーザ光を入射させ、レジスト基板上の凹凸パターンにより発生された０次光と１次光の強度を、フォトセンサにより測定する。フォトセンサとしては、例えば、フォトディテクタを用いることができる。１次光の光強度は、現像後のピットの開口の大きさによって変化するので、このモニタリング工程においては、１次光と０次光の光量比に基づいて、現像の進行度合いを検出することができる。
そして、モニタリング工程において検出された光量比の測定結果から、追加現像が必要か否か判定され、必要であれば、第２段階の現像工程となる、追加現像が行われる。

ところで、特許文献２のように、一定時間の現像の後に、必要に応じて追加現像を行う現像方法では、無機レジストの感度、カッティング時のパワー、現像液の変化、及び、温湿度等の環境など、最適化すべき要因が多く、安定した高精度な現像が困難であった。

また、特許文献２におけるモニタリング工程は、レジスト基板上の現像液が、リンス工程、スピン乾燥工程により除去された状態で行われるものである。すなわち、一度、レジスト基板上から現像液を除去した状態でモニタリングするため、現像中における現像進行度合いを検出することができず、ＢＤのような高密度光ディスク用原盤を製造するための高精度な現像制御はできなかった。

また、特許文献２におけるモニタリング工程のモニタ位置は、レジスト基板の記録信号領域内の所定の半径位置、又は記録信号領域の外側に予め形成した専用モニタ信号部とされる。そして、このモニタ信号部上の現像液を窒素ブローにより排除してモニタリングする場合、別途、モニタ信号部をカッティングするカッティング工程に時間を要するため、生産性が悪くなる。また、モニタ信号部の現像進行度合いが信号領域と相違するために、高精度な現像ができない。さらに、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ある。これは、窒素ブローの吹きつけにより、ミストが飛散し、レーザ光源、フォトディテクタ等を汚してしまうおそれがあるからである。

特開２００３−３１５９８８号公報 特開２００６−３４４３１０号公報

上述の点に鑑み、本発明は、高精度な現像が可能とされる光ディスク用原盤の現像方法、及び、現像装置を提供するものである。

上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の現像方法は、下記の手順を有する。
まず、基板と、基板上に形成された無機レジスト層と、無機レジスト層を露光することにより形成された潜像とを有するレジスト基板を、回転駆動するターンテーブルに取り付ける。
次に、ターンテーブルを回転駆動すると共に、レジスト基板の中心から離れた位置に設定した現像液塗布位置の無機レジスト層上面に向けて、現像液を吐出する。
次に、レジスト基板の、現像液塗布位置とは異なる位置に設定するモニタ位置の無機レジスト層上面に、レーザ光を照射する。
そして、無機レジスト層上面で反射されたレーザ光の０次光と１次光との光量を検出し、０次光と１次光の光量比をモニタしながら、光量比が所定の値となるまで、現像液の吐出を続ける。

本発明の現像方法では、現像液塗布位置を、レジスト基板の中心から離れた位置に設定することにより、現像液塗布位置とは異なる位置に設定するモニタ位置における、レジスト基板上に塗布された現像液の液面の揺れが低減される。これにより、モニタ位置で反射されたレーザ光の０次光、及び１次光の光量の検出が安定して行われ、検出値の精度が向上する。

また、本発明の現像装置は、基板と、基板上に形成された無機レジスト層と、無機レジスト層を露光することにより形成された潜像と、を有するレジスト基板を載置して回転駆動するためのターンテーブルを有する。また、ターンテーブルに載置されたレジスト基板の、中心から離れた位置に設定された現像液塗布位置に、現像液を吐出するためのノズルを有する。また、レジスト基板の、現像液塗布位置とは異なる位置に設定されたモニタ位置の無機レジスト層上面にレーザ光を照射するためのレーザ光源を有する。また、無機レジスト層上面で反射されたレーザ光の０次光の光量を検出する第１のセンサと、無機レジスト層上面で反射されたレーザ光の１次光の光量を検出する第２のセンサとを有する。

本発明の現像装置では、現像液塗布位置が、レジスト基板の中心から離れた位置に設定されるように、現像液をレジスト基板上に吐出するためのノズルを有する。これにより、レジスト基板の中心から離れた位置の現像液塗布位置に、現像液が吐出され、ここから、レジスト基板全面に、現像液が供給されて塗布される。これにより、現像液塗布位置とは異なる位置に設定されたモニタ位置において、現像液の流量が安定し、現像液の液面の揺れが低減される。これにより、モニタ位置で反射されたレーザ光の０次光、及び１次光の光量の検出が安定して行われ、検出値の精度が向上する。

本発明によれば、レジスト基板の現像工程において、安定した検出値をモニタリングしながら現像することができるので、現像の制御精度が向上する。これにより、精密な凹凸パターンを形成することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

まず、本発明の現像方法における周辺技術の理解の為、図１〜図４を用いて、光ディスク用原盤及び光ディスクの製造方法の一例を説明する。

まず、図１Ａに示すように、表面が平坦な基板１を準備する。基板１としては、ガラス、シリコン、プラスチック（ポリカーボネート）等を用いることができる。本実施形態例では、基板１として、シリコンからなる基板を用いる例とする。シリコンからなる基板を用いるときは、他のガラス基板や、プラスチック基板に比べて、洗浄を含む前処理工程が簡略化され、工程数が少なくなる。

そして、図１Ｂに示すように、基板１に上に、アモルファスシリコンからなる中間層２を、スパッタリング法または、その他の蒸着法を用いて形成し、続いて図１Ｃに示すように、無機レジスト層３を成膜する。無機レジスト層３の膜厚は、光ディスク用原盤のピットやグルーブの高さに相当するものであり、所望のピット又はグルーブの高さが得られる膜厚まで成膜する。
また、中間層２は、基板１上に、熱伝導率の低い層を形成する必要があるために設けられるものであり、蓄熱効果を最適にするために設けられるものである。

そして、図１Ｃに示す工程で形成される無機レジスト層３は、ＤＣスパッタ、あるいはＲＦスパッタを用いたスパッタリング法により中間層２上に均一に成膜されるものであり、所定の無機系レジスト材料で構成されるものである。この無機レジスト層３を構成する無機レジスト材料としては、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｒｕ、Ａｇ等が挙げられる。この中でも、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｂを用いることが好ましい。本実施形態例では、無機系レジスト材料として、Ｍｏ、Ｗを用い、成膜ガスにアルゴン（Ａｒ）並びに酸素（Ｏ_２）を導入してスパッタリングする。これにより、ＷとＭｏの不完全酸化物からなる無機レジスト層３を成膜することができる。

次に、無機レジスト層３が成膜された基板１（以下、レジスト基板８）を、図４に示す露光装置のターンテーブル上に、無機レジスト層３が上側に配置されるようにセッティングする。図４は、本実施形態例で使用される露光装置の一例を示す概略構成図である。この露光装置は、無機レジスト層３を露光するためのレーザ光を発生するビーム発生源２２と、ビーム発生源２２から出射されるレーザ光がコリメータレンズ２３と、ビームスプリッタ２４と、対物レンズ２５とから構成される。このビーム発生源２２から出射されるレーザ光は、それらのレンズ系を通じてレジスト基板８の無機レジスト層３にフォーカシングされて照射される。また、この露光装置は、レジスト基板８からの反射光をビームスプリッタ２４及び集光レンズ２６を介して分割フォトディテクタ２７上で結ぶ構成を有する。分割フォトディテクタ２７は、レジスト基板８からの反射光を検出し、この検出結果から得られるフォーカス誤差信号２８を生成し、フォーカスアクチュエータ２９に送る。フォーカスアクチュエータ２９は、対物レンズ２５の高さ方向の位置制御を行うものである。

ターンテーブル２１には、送り機構が設けられており、レジスト基板８の露光位置を精度良く変えることができる。
また、この露光装置においては、データ信号３０は、反射光量信号３１、及びトラッキング誤差信号３２に基づいて、レーザ駆動回路３３がビーム発生源２２を制御しながら露光またはフォーカシングを行う。さらに、ターンテーブル２１の中心軸には、スピンドルモータ制御系３４が設けられ、光学系の半径位置と所望の線速度とに基づいて、最適なスピンドル回転数を設定し、スピンドルモータの制御を行う。

本実施形態例では、ビーム発生源２２から出射されるレーザ光の波長は、露光する所望の線幅によって異なる。例えば、ＢＤ用の光ディスク用原盤を形成する際には、短波長のレーザ光を出射するものが好ましく、具体的には、４０５ｎｍの波長の青色半導体レーザでビーム発生源が構成される。
ビーム発生源２２は、記録信号に応じてオン／オフされる。ここで、ビーム発生源２２のオフは、レーザ光の強度が無機レジスト層３に対してピットを熱記録しない程度とされることを意味する。

そして、この露光工程において、図２Ｄに示すように、無機レジスト層３の所望の位置に、レーザ光Ｌを照射することにより、熱化学反応により露光部３ａ、未露光部３ｂが形成され、光ディスク用原盤のピットやグルーブを形成するための潜像が描画される。

そして、上述の工程において露光が終了し、所望の凹凸パターンに対応する潜像が形成されたレジスト基板８を、アルカリ現像液によるウェットプロセスにより現像する。この現像工程において、以下の実施形態例で説明する現像方法が用いられる。現像工程では、後述する現像装置において、回転駆動するターンテーブル上にレジスト基板８を載置し、レジスト基板８を回転させながら、無機レジスト層３の所望の位置に現像液を塗布し、無機レジスト層３の露光部３ａのエッチングが行われる。

アルカリ現像液としては、テトラメチルアンモニウム水酸化溶液等の有機アルカリ現像液や、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、燐酸系等の無機アルカリ現像液などを用いることができる。

現像終了後には、純水により十分に洗浄し、洗浄後、高速回転による振りきり乾燥により乾燥させる。
以上の工程により、光ディスク用原盤９が完成する。

次に、図２Ｆに示すように、電鋳法によって光ディスク用原盤９の凹凸パターン上面に、金属膜４を析出させる。必要に応じて、電鋳を行う前に、光ディスク用原盤９の無機レジスト層３の表面に離型処理を行い、離型性を改善する工程を設けてもよい。
本実施形態例では、光ディスク用原盤９の凹凸パターン上面に、金属ニッケル膜を析出させる例とする。電鋳後、析出された金属膜４を光ディスク用原盤９から剥離して、図３Ｇに示すように、光ディスク用原盤９の凹凸パターンが転写された成型用スタンパ４ａを得る。この成型用スタンパ４ａ形成後、光ディスク用原盤は、水洗、乾燥状態で保存しておき、必要に応じて、所望の枚数の成型用スタンパ４ａを繰り返し作製する。

また、光ディスク用原盤９から剥離して形成された成型用スタンパ４ａを原盤として、新たに、電鋳工程及び剥離工程を行い、凹凸パターンが、光ディスク用原盤と同じであるマザー原盤を作製することもできる。このマザー原盤を新たな原盤として、さらに、電鋳工程、剥離工程を行い、成型用スタンパ４ａと同じ凹凸パターンを有するスタンパを作製することもできる。

そして、図３Ｈに示すように、この成型用スタンパ４ａを用いて、射出成形法により、熱可塑性樹脂であるポリカーボネートからなる樹脂製のディスク基板５を成形する。そうすると、成型用スタンパ４ａに形成された凹凸パターンが転写されたディスク基板５が形成される。そして、図３Ｉに示すように、この成型用スタンパ４ａを剥離し、そのディスク基板５の凹凸パターン面上に、図３Ｊに示すように、Ａｌ合金からなる反射膜６を形成する。そして、図３Ｋに示すように、反射膜６を被覆して、保護膜７を成膜することにより、１２ｃｍ径の光ディスクが完成される。

本発明では、以上のような光ディスク用原盤及び光ディスクの製造方法における現像工程において、以下に説明する現像装置、及び現像方法を用いることにより、レジスト基板をモニタリングしながら、精度良く現像することができる。

［第１の実施形態例］
図５Ａに、本発明の第１の実施形態における現像工程（図２Ｄから図２Ｅかけての工程）に用いられる現像装置の概略構成を示し、図５Ｂに、その平面構成を示す。本実施形態例では、ＢＤのように、トラックピッチが０．３２μｍとなるように、露光部３ａによる潜像が形成されたレジスト基板８を現像する例とする。

図５Ａ，Ｂに示すように、本実施形態例の現像装置１５は、回転駆動可能なターンテーブル１０と、現像液１３を供給するノズル１２とを有する。また、モニタリング用のレーザ光Ｌを照射するためのレーザ光源１１と、反射されたレーザ光Ｌの０次光（反射光）Ｌ_０の光量を検出する第１のセンサＲ_０と、反射されたレーザ光Ｌの１次光(回折光)Ｌ_１の光量を検出する第２のセンサＲ_１とを有する。

ターンテーブル１０は、回転軸１０ａに、昇降自在に取り付けられており、図示しないスピンモータによって回転軸１０ａが回転駆動されることにより回転される。このターンテーブル１０上には、前述したように、基板１上の無機レジスト層３が露光されて、ピットやグルーブ等の凹凸パターンに対応する潜像が形成されたレジスト基板８が、無機レジスト層３面が上面にくるように、真空チャック式で取り付けられる。本実施形態例におけるターンテーブル１０は、ターンテーブル１０に載置されたレジスト基板８が１００〜１０００ｒｐｍの回転数となるように回転されるものである。また、図５に示す例では、ターンテーブル１０は、右回りに回転する例とする。

ノズル１２は、ターンテーブル１０上に載置されたレジスト基板８の無機レジスト層３面に向けて現像液１３を供給するものであり、レジスト基板８の中心から離れた位置に設定した現像液塗布位置Ｐ１上にくるように設定される。すなわち、このノズル１２からは、レジスト基板８の中心から離れた位置に設定された現像液塗布位置Ｐ１の、無機レジスト層３面に向けて、現像液１３が吐出され、レジスト基板８全面に現像液１３が供給される。また、本実施形態例において、ノズル１２から供給される現像液１３の流量は、３００〜１０００ｍｌ／ｍｉｎの範囲とされる。

この現像液塗布位置Ｐ１は、好ましくは、レジスト基板８中心からの距離ａが、約２０〜４０ｍｍの範囲内とされる。現像液塗布位置Ｐ１が、レジスト基板８中心から、２０ｍｍよりも中心側であると、後述するモニタ位置Ｐ２における現像液１３の流量にむらができ、モニタ位置Ｐ２におけるモニタリングが精度良くできない。また、現像液塗布位置Ｐ１が４０ｍｍよりも外側であると、レジスト基板８中心部における現像にむらができてしまう。本実施形態例では、レジスト基板８中心からの距離ａが、約３０ｍｍの位置に現像液塗布位置Ｐ１を設定する例とした。

レーザ光源１１は、ターンテーブル１０上に載置されたレジスト基板８の無機レジスト層上面に設定されたモニタ位置Ｐ２に、所定の波長のレーザ光Ｌを照射するものである。また、レーザ光Ｌが、レジスト基板８の無機レジスト層上面に対して、垂直方向から所定の角度傾いた入射角θで、かつ、レジスト基板８の半径方向に入射されるように、レーザ光源１１を設定する。

このモニタ位置Ｐ２は、前述した現像液塗布位置Ｐ１とは異なる位置に設定され、レジスト基板８の中心から距離ｂだけ離れた位置に設定されるものである。モニタ位置Ｐ２は、レジスト基板８において、凹凸パターンが形成される信号領域の中心部であることが好ましい。本実施形態例では、レジスト基板８の中心からの距離ｂが約４０ｍｍの位置に設定する。

また、モニタ位置Ｐ２は、レジスト基板８の回転が、モニタ位置Ｐ２から、現像液塗布位置Ｐ１の方向になされるように設定されるものである。すなわち、本実施形態例では、ターンテーブル１０の回転は、レジスト基板８のモニタ位置Ｐ２から現像液塗布位置Ｐ１方向になされる。
この現像液塗布位置Ｐ１は、モニタ位置Ｐ２に対してレジスト基板８の中心を基準として、６０°〜１２０°ずれた方向になるように設定するのが好ましい。６０°よりも小さいと、塗布した現像液の影響によりモニタ位置の液面が乱れるという問題があり、また、１２０°よりも大きいと、流量にむらができ、モニタ位置Ｐ２におけるモニタリングが精度良くできないという問題がある。
本実施形態例では、現像液塗布位置Ｐ１は、モニタ位置Ｐ２に対して、レジスト基板８の中心を基準として、ターンテーブル１０の回転方向に約９０°ずれた方向に設定する例とした。

第１のセンサＲ_０は、レジスト基板８の無機レジスト層上面のモニタ位置Ｐ２に照射されたレーザ光Ｌが、モニタ位置Ｐ２において、反射されることにより発生する０次光（反射光）Ｌ_０の光量を測定するセンサである。
第２のセンサＲ_１は、レジスト基板８の無機レジスト層上面のモニタ位置Ｐ２に照射されたレーザ光Ｌが、モニタ位置Ｐ２において、反射されることにより発生する１次光（回折光）Ｌ_１の光量を測定するセンサである。
これらの第１のセンサＲ_０、及び第２のセンサＲ_１が設置される位置は、レーザ光源１１からモニタ位置Ｐ２に照射されるレーザ光Ｌの入射角θの角度に依存するものである。

表１に、レーザ光源１１から出射されるレーザ光Ｌの波長λと、レーザ光Ｌの無機レジスト層３面への入射角θと、レーザ光Ｌの無機レジスト層上面で反射される０次光Ｌ_０の反射角θ_０、及び１次光Ｌ_１の回折角θ_１との関係をシミュレーションした結果を示す。

表１は、レジスト基板８として、無機レジスト層３に、０．３２μｍのピット長で凹凸パターンが形成された、ＢＤ用の光ディスク用原盤の製造工程におけるレジスト基板８を用いた例である。
表１に示すように、まず、ＢＤ用の凹凸パターンが形成されたレジスト基板８は、そのピット長が微細であるため、波長６８０ｎｍの赤外線をレーザ光Ｌとして用いた場合には、その入射角θを変化させたとしても、１次光Ｌ_１を検出することができない。
波長４０５ｎｍの青色のレーザ光を無機レジスト層上面に照射した場合には、入射角θを２０°〜６０°とすることにより、１次光Ｌ_１を検出できることがわかる。すなわち、ＢＤ用のトラックピッチが０．３２μｍである微細な凹凸パターンが形成されたレジスト基板８では、波長４０５ｎｍのレーザ光Ｌを用いることにより、１次光Ｌ_１を検出することができる。表１におけるシミュレーションでは、波長４０５ｎｍのレーザ光Ｌを用いたが、４００〜４１０ｎｍの範囲内であれば、１次光Ｌ_１の検出が可能である。

そして、表１からわかるように、１次光Ｌ_１の回折角θ_１は、レーザ光Ｌの入射角θに依存する。また、０次光Ｌ_０は、レーザ光Ｌの反射光であるから、０次光Ｌ_０の反射角θ_０の絶対値は、レーザ光Ｌの入射角θとほぼ同一である。

本実施形態例では、表１のシミュレーション結果をもとに、波長４００〜４１０ｎｍのレーザ光Ｌが出射されるレーザ光源１１を用い、レーザ光Ｌの入射角θに対応する０次光Ｌ_０、１次光Ｌ_１を検出できる位置に、第１のセンサＲ_０、第２のセンサＲ_１を設置した。

表１に示すシミュレーション結果は、レジスト基板８が乾燥している状態におけるシミュレーション結果であるが、実際には、レジスト基板８上に現像液１３が塗布された状態でレーザ光Ｌが照射されるものである。したがって、実際に得られる１次光Ｌ_１の回折角θ_１は現像液１３での位相差を考慮する必要がある。

ところで、現像装置１５の制約上、レーザ光の入射角θ、反射角θ_０は、６０度以内であることが好ましく、より好ましくは、５０°以内とされる。また、０次光Ｌ_０の光量を検出する第１のセンサＲ_０と、１次光Ｌ_１の光量を検出する第２のセンサＲ_１とが最近接した場合に、その０次光Ｌ_０の反射角θ_０と１次光Ｌ_１の回折角θ_１との差分が２０度以上あることがレーザ及びセンサを設置する上では好ましい。

本実施形態例では、レーザ光源１１からレジスト基板８に照射されるレーザ光Ｌのモニタ位置Ｐ２への入射角θが４６±２度となるように、レジスト基板８上にレーザ光源１１を設置する例とする。この場合、レジスト基板８の無機レジスト層３面で反射されるレーザ光Ｌの反射角θ_０は４６±２°となるので、０次光Ｌ_０の光量を検出するための第１のセンサＲ_０は、モニタ位置Ｐ２からの反射角θ_０が４６±２°となる線上に設置される。
また、レジスト基板８の無機レジスト層３面で回折されるレーザ光Ｌの１次光Ｌ_１の光量を検出するための第２のセンサＲ_１は、モニタ位置Ｐ２からの回折角θ_１が、３３±２°となる線上に設置される。この１次光の回折角θ_１は、入射角θ_０が４６±２度のレーザ光Ｌに対して、現像液１３での位相差を考慮した場合の角度である。

このような現像装置１５において、露光により所望の凹凸パターに対応する潜像が形成されたレジスト基板８を、回転駆動するターンテーブル１０に取り付け、ターンテーブル１０を回転駆動する。それと共に、レジスト基板８の無機レジスト層３面の現像液塗布位置Ｐ１に向けて現像液１３を吐出する。そして、現像液１３を吐出する間、レジスト基板８の現像液塗布位置Ｐ１とは異なる位置に設定したモニタ位置Ｐ２に、レーザ光Ｌを照射し、モニタ位置Ｐ２で反射された０次光Ｌ_０と１次光Ｌ_１との光量Ｉ_０，Ｉ_１を、第１のセンサＲ_０、及び第２のセンサＲ_１により検出する。この光量Ｉ_０，Ｉ_１は、それぞれ０次光Ｌ_０、１次光Ｌ_１の光強度を示すものである。

図６に、本実施形態例の現像装置１５において検出される１次光Ｌ_１、及び０次光Ｌ_０の光量比Ｉ_１／Ｉ_０の変化を示す。図６において、横軸は、現像時間を示し、縦軸は、光量比Ｉ_１／Ｉ_０を示している。

ところで、本実施形態例で用いた無機レジスト層３の材料はポジ型レジストであり、露光により潜像が形成された部分、すなわち、露光部３ａが、現像によって溶ける。したがって、現像時間が長くなるにつれ、潜像がエッチングされ、所望の凹凸パターンを有するように、露光部３ａが開口されていくので、１次の回折光が大きくなっていく。これにより、１次光Ｌ_１と０次光Ｌ_０の光量比Ｉ_１／Ｉ_０が大きくなっていく。本実施形態例では、この光量比Ｉ_１／Ｉ_０をモニタリングしながら現像を続け、目標の光量比Ｉ_１／Ｉ_０となったところで、現像が終了される。

また、本実施形態例では、レジスト基板８の現像液塗布位置Ｐ１を、レジスト基板８の中心から離れた部分に設定し、また、レジスト基板８のモニタ位置Ｐ２を、現像液塗布位置Ｐ１とは異なる位置に設定している。このため、モニタ位置Ｐ２における現像液１３の流量が安定し、液面の揺れを抑えることができる。これにより、液面の揺れに起因しておこる１次光Ｌ_１と０次光Ｌ_０の光量比Ｉ_１／Ｉ_０の乱れを低減することができる。

［比較例］
図７Ａに、比較例における現像装置１６の概略構成を示し、図７Ｂにその平面構成を示す。図７Ａ，Ｂにおいて、図５Ａ，Ｂに対応する部分には、同一符号を付し、重複説明を省略する。
また、図８は、比較例の現像装置１６において検出される１次光Ｌ_１、０次光Ｌ_０との光量比Ｉ_１／Ｉ_０の変化を示すものである。図８において、横軸は、現像時間を示し、縦軸は、０次光Ｌ_０、及び１次光Ｌ_１の光量比Ｉ_１／Ｉ_０を示している。

図７Ａ，Ｂに示すように、比較例における現像装置１６では、現像液１３を供給するためのノズル１２を、レジスト基板８の中心位置上部に設置することで、レジスト基板８の中心位置に現像液塗布位置Ｐ１を設定している。すなわち、本実施形態例と、比較例とでは、ノズル１２の位置、すなわち、現像液塗布位置Ｐ１のみが異なるものであり、その他の構成は、同一である。

図８に示すように、比較例の現像装置１６において検出される１次光Ｌ_１、０次光Ｌ_０との光量比Ｉ_１／Ｉ_０の変化を見ると、現像時間に対応して検出される１次光Ｌ_１と０次光Ｌ_０との光量比Ｉ_１／Ｉ_０は、安定しておらず、モニタリング精度が低い。これは、レジスト基板８の中心部に現像液１３が塗布された場合、モニタ位置Ｐ２において、現像液１３の液面が乱れ、検出される光量比Ｉ_１／Ｉ_０は、液面の揺れに影響されてしまうからである。

これに対して、本実施形態例の現像装置１５においては、現像液塗布位置Ｐ１が、レジスト基板８から離れた位置に設定されることにより、モニタ位置Ｐ２において、液面の揺れが低減されている。このため、本実施形態例において検出される１次光Ｌ１と０次光Ｌ０との光量比Ｉ_１／Ｉ_０は、図６に示すように、現像時間に対して安定しており、精度の高いモニタリングが可能となる。したがって、本実施形態例において、目標の光量比Ｉ_１／Ｉ_０を決定すれば、現像の進行度合いを精度良くモニタリングすることが可能となり、現像によってエッチングされる露光部３ａの開口の大きさも、ほぼ精密に揃えることが可能となる。これにより、精度良く形成された凹凸パターンを有する光ディスク用原盤９を得ることができる。

従来の現像工程では、例えば、現像時間を一定にすることにより現像がなされていたので、環境の変化に伴う現像の進行度合いの違いを検出することができなかった。しかしながら、本実施形態例では、現像の進行度合いを、安定した光量比Ｉ_１／Ｉ_０をモニタリングすることによって制御することができるので、高精度な現像制御が可能となる。

また、本実施形態例では、現像液塗布位置Ｐ１をレジスト基板８の中心から離れた位置に設定することで、現像液１３を塗布しながらでも、液面の揺れに影響されずに、光量比を検出することができる。したがって、特許文献２のように、乾燥工程を経ることなく、現像の進行度合いを検出することが可能となる。また、本実施形態例では、信号領域内にモニタ位置Ｐ２を設定し、信号領域を直接モニタリングするため、信号領域の外側に別途モニタ用のモニタ信号部を設ける必要がない。このため、生産性向上に繋がる他、窒素ブローの吹きつけを行う等の工程が必要なくなり、信号領域内の現像の進行に影響しない。また、窒素ブローのミストが飛散し、レーザ光源１１や各センサが汚れるのを防ぐことができる。

本実施形態例は、ＢＤに代表される高密度光ディスク用原盤を製造における現像工程に用いられる現像装置１５及び現像方法について記載したが、これに限定されるものではない。
以下に、ＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤ等の各光ディスク用原盤の製造における現像工程に、兼用して用いることのできる現像装置及び現像方法について説明する。

［第２の実施形態例］
図９Ａに、本発明の第２の実施形態における現像方法に用いられる現像装置の概略構成を示し、図９Ｂに、その平面構成を示す。
本実施形態例は、ＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤの各光ディスク用原盤の製造工程における現像工程に共通に用いることのできる現像装置１７を示す例である。なお、ＢＤのトラックピッチは０．３２μｍ、ＤＶＤのトラックピッチは、０．７４μｍ、ＣＤのトラックピッチは、１．６０μｍである。図９Ａ，Ｂにおいて図５Ａ，Ｂに対応する部分には、同一符号を付し重複説明を省略する。

図９Ａに示すように、本実施形態例では、現像液塗布位置Ｐ１は、モニタ位置Ｐ２に対して、レジスト基板８の中心を基準として、ターンテーブル１０の回転方向に約９０°ずれた方向に設定する例とした。また、本実施形態例では、レジスト基板８上で反射された１次光Ｌ_１を検出する複数の第２のセンサＲ_１，Ｒ_１２，Ｒ_１３が構成されている。ＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤでは、それぞれ形成される凹凸パターンのトラックピッチが異なるため、レジスト基板８上で反射されるレーザ光Ｌの、１次光の回折角がそれぞれ異なる。このため、本実施形態例では、それぞれの場合に応じて、複数の第２のセンサＲ_１，Ｒ_１２，Ｒ_１３が設けられている。

第２のセンサＲ_１は、ＢＤ用のレジスト基板８を現像するときに用いられるセンサであり、ＢＤ用のレジスト基板８のモニタ位置Ｐ２において、レーザ光Ｌが反射されることにより発生する１次光（回折光）Ｌ_１の光量を測定するセンサである。
第２のセンサＲ_１２は、ＤＶＤ用のレジスト基板８を現像するときに用いられるセンサであり、ＤＶＤ用のレジスト基板８のモニタ位置Ｐ２において、レーザ光Ｌが反射されることにより発生する１次光（回折光）Ｌ_１２の光量を測定するセンサである。
第２のセンサＲ_１３は、ＣＤ用のレジスト基板８を現像するときに用いられるセンサであり、ＣＤ用のレジスト基板８のモニタ位置Ｐ２において、レーザ光Ｌが反射されることにより発生する１次光（回折光）Ｌ_１３の光量を測定するセンサである。

表２に、レーザ光源１１から出射されるレーザ光Ｌの波長λと、レーザ光Ｌの入射角θと、レーザ光Ｌの無機レジスト層上面で反射される０次光Ｌ_０の反射角θ_０、及び１次光Ｌ_１，Ｌ_１２，Ｌ_１３の回折角θ_１，θ_１２，θ_１３との関係をシミュレーションした結果を示す。

表２は、レジスト基板８として、無機レジスト層に、所定のピット長で凹凸パターンが形成された、ＢＤ用、ＤＶＤ用、ＣＤ用の光ディスク用原盤の製造工程におけるそれぞれのレジスト基板８を用いた例である。

表２からわかるように、レーザ光の波長が６８０ｎｍのレーザ光を用いた場合、ＤＶＤ及びＣＤ用のレジスト基板に対しては、その回折光である１次光Ｌ_１２，Ｌ_１３を検出可能であるが、ＢＤ用のレジスト基板８で回折される１次光Ｌ_１は、検出することができない。そして、表２からわかるように、レーザ光Ｌの波長λが４０５ｎｍの場合は、レーザ光Ｌの入射角θが、２０°〜６０°の範囲において、ＢＤ、ＤＶＤ、及びＣＤ用のレジスト基板８で回折される１次光Ｌ_１，Ｌ_１２，Ｌ_１３を検出できる。

そこで、本実施形態例では、モニタリング用のレーザ光Ｌとして、ＢＤ、ＤＶＤ、及びＣＤ用のレジスト基板８に、共通に使用可能な４００〜４１０ｎｍの波長のレーザ光Ｌを用いる例とする。また、表２に示すシミュレーション結果も、表１と同様、レジスト基板８が乾燥している状態におけるシミュレーション結果である。したがって、実際には、現像液１３での位相差を考慮する必要があるため、実際に得られる１次光Ｌ_１，Ｌ_１２，Ｌ_１３の回折角θ_１，θ_１２，θ_１３はその位相差を考慮したものである。

複数の第２のセンサＲ_１，Ｒ_１２，Ｒ_１３は、レーザ光源１１から照射されるレーザ光Ｌの入射角θに対して、それぞれ、回折角θ_１，θ_１２，θ_１３の回折光Ｌ_１，Ｌ_１２，Ｌ_１３が入射される位置に設置される。また、第１のセンサＲ_０は、第１の実施形態例と同様、レーザ光Ｌの入射角θに対し、反射角θ_０(＝θ)の０次光（反射光）Ｌ０が入射される位置に設置される。

また、表２における回折角θ_１，θ_１２，θ_１３がマイナスの場合は、図９Ａにおける破線に対して、レーザ光源１１とは反対側に位置するように、第２のセンサＲ_１，Ｒ_１２，Ｒ_１３が設置されるものである。

本実施形態例では、レーザ光源１１からレジスト基板８に照射されるレーザ光Ｌのモニタ位置Ｐ２への入射角θが４６±２°となるように、レジスト基板８上にレーザ光源１１を設置する例とする。この場合、レジスト基板８の無機レジスト層３面で反射されるレーザ光Ｌの反射角θ_０は４６±２°となるので、０次光Ｌ_０の光量を検出するための第１のセンサＲ_０は、モニタ位置Ｐ２からの反射角θ_０が４６±２°となる線上に設置される。

また、ＢＤ用のレジスト基板８の無機レジスト層３面で回折されるレーザ光Ｌの１次光Ｌ_１の光量を検出するための第２のセンサＲ_１は、モニタ位置Ｐ２からの回折角θ_１が、３３±２°となる線上に設置される。また、ＤＶＤ用のレジスト基板８の無機レジスト層３面で回折されるレーザ光Ｌの１次光Ｌ_１２の光量を検出するための第２のセンサＲ_１２は、モニタ位置Ｐ２からの回折角θ_１２が、６±２°となる線上に設置される。また、ＣＤ用のレジスト基板８の無機レジスト層３面で回折されるレーザ光Ｌの１次光Ｌ_１３の光量を検出するための第２のセンサＲ_１３は、モニタ位置Ｐ２からの回折角θ_１３が、２７±２°となる線上に設置される。
この１次光Ｌ_１，Ｌ_１２，Ｌ_１３の回折角θ_１、θ_１２、θ_１３は、入射角θ_０が４６±２°のレーザ光Ｌに対して、現像液での光路差を考慮した場合の角度である。

このような現像装置１７において、露光により潜像が形成された、ＢＤ用、或いはＤＶＤ用、或いはＣＤ用のレジスト基板８を、回転駆動するターンテーブル１０に取り付け、ターンテーブル１０を回転駆動する。それと共に、現像液塗布位置Ｐ１の無機レジスト層上面に向けて現像液１３を吐出する。そして、現像液１３を吐出する間、レジスト基板８の現像液塗布位置Ｐ１とは異なる位置に設定したモニタ位置Ｐ２の無機レジスト層上面に、レーザ光Ｌを照射する。そして、無機レジスト層上面で反射されたレーザ光Ｌの０次光Ｌ_０と、１次光Ｌ_１，Ｌ_１２，Ｌ_１３のうちいずれかの１次光の光量を、第１のセンサＲ_０、及び第２のセンサＲ_１，Ｒ_１２，Ｒ_１３のうちいずれかのセンサにより検出する。

本実施形態例の現像装置１７においても、第１の実施形態と同様に、現像液塗布位置Ｐ１が、レジスト基板８の中心から離れた位置に設定されることにより、モニタ位置Ｐ２において、液面の揺れが低減される。このため、本実施形態例において検出される０次光Ｌ０と１次光Ｌ_１，Ｌ_１２，Ｌ_１３との光量比Ｉ_１／Ｉ_０を、安定して検出することができ、精度の高いモニタリングが可能となる。したがって、本実施形態例において、目標の光量比Ｉ_１／Ｉ_０を決定すれば、現像の進行度合いを精度良くモニタリングすることが可能となり、現像によってエッチングされる露光部の開口の大きさも、ほぼ精密に揃えることが可能となる。これにより、精度良く形成された凹凸パターンを有する光ディスク用原盤９を得ることができる。

このように、本実施形態例においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、本実施形態例の現像装置１７によれば、波長が４００〜４１０ｎｍである短波長のレーザ光Ｌを、モニタリング用のレーザ光Ｌとして用いることにより、この現像装置１７を、ＢＤ用、ＤＶＤ用、ＣＤ用のレジスト基板８における現像工程に、兼用して用いることができる。

また、本実施形態例では、第２のセンサを３つ構成する例としたが、これに限られるものではない。すなわち、ＢＤ用、ＤＶＤ用のレジスト基板８における現像工程に用いることができる構成とすることもできるし、ＤＶＤ用、ＣＤ用のレジスト基板８における現像工程に用いることができる構成とすることもできる。また、本実施形態例では、モニタリング用のレーザ光Ｌとして、波長が４００〜４１０ｎｍのレーザ光Ｌを用いる例としたが、ＤＶＤ用、ＣＤ用のレジスト基板８における現像工程をモニタリングする場合は、６８０ｎｍのレーザ光Ｌを用いることができる。

また、第１の実施形態及び第２の実施形態では、現像液塗布位置Ｐ１は、モニタ位置Ｐ２に対して、レジスト基板８の中心を基準として、ターンテーブル１０の回転方向に６０°〜１２０°ずれた方向に設定する例とした。ここでは、ターンテーブル１０の回転は、右回りとしていたが、左回りである場合も、現像液塗布位置Ｐ１は、モニタ位置Ｐ２に対して、レジスト基板８の中心を基準として、ターンテーブル１０の回転方向に６０°〜１２０°ずれた方向に設定すればよい。また、それに応じてセンサの位置をずらすことで、本発明の効果が得られる。

光ディスク用原盤、及び光ディスクの製造工程図（その１）である。 光ディスク用原盤、及び光ディスクの製造工程図（その２）である。 光ディスク用原盤、及び光ディスクの製造工程図（その３）である。 光ディスク用原盤、及び光ディスクの製造工程で用いられる露光装置の概略構成図である。 Ａ，Ｂ 本発明の第１の実施形態における現像装置の概略構成図、及びその平面構成図である。 第１の実施形態の現像装置において検出されるモニタリング結果である。 Ａ，Ｂ 比較例における現像装置の概略構成図、及びその平面構成図である。 比較例の現像装置において検出されるモニタリング結果である。 Ａ，Ｂ 本発明の第２の実施形態における現像装置の概略構成図、及びその平面構成図である。

符号の説明

１・・基板、２・・中間層、３・・無機レジスト層、４・・金属膜、４ａ・・成型用スタンパ、５・・ディスク基板、６・・反射膜、７・・保護膜、８・・レジスト基板、９・・光ディスク用原盤、１０・・ターンテーブル、１１・・レーザ光源、Ｒ_０・・第１のセンサ、Ｒ_１，Ｒ_１２，Ｒ_１３・・第２のセンサ、１２・・ノズル、１３・・現像液

Claims (11)

1. 基板と、前記基板上に形成された無機レジスト層と、前記無機レジスト層を露光することにより形成された潜像と、を有するレジスト基板を、回転駆動するターンテーブルに取り付ける工程、
   前記ターンテーブルを回転駆動すると共に、前記レジスト基板の中心から離れた位置に設定した現像液塗布位置の前記無機レジスト層上面に向けて、現像液を吐出する工程、
   前記レジスト基板の、前記現像液塗布位置とは異なる位置に設定するモニタ位置の前記無機レジスト層上面に、レーザ光を照射する工程、
   前記無機レジスト層上面で反射された前記レーザ光の０次光と１次光との光量を検出し、
   前記０次光と１次光の光量比をモニタしながら、前記光量比が所定の値となるまで、前記現像液の吐出を続ける工程、
   を含む現像方法。
2. 前記現像液塗布位置は、前記レジスト基板の中心から、２０〜４０ｍｍ離れた位置に設定する
   請求項１記載の現像方法。
3. 前記現像液塗布位置は、前記モニタ位置に対して、前記レジスト基板の中心を基準として、前記レジスト基板の回転方向に６０°〜１２０°ずれた方向に設定する
   請求項１記載の現像方法。
4. 前記現像液塗布位置は、前記モニタ位置に対して、前記レジスト基板の中心を基準として、前記レジスト基板の回転方向に６０°〜１２０°ずれた方向に設定する
   請求項２記載の現像方法。
5. 前記レーザ光の波長は、４００〜４１０ｎｍである
   請求項１記載の現像方法。
6. 基板と、前記基板上に形成された無機レジスト層と、前記無機レジスト層を露光することにより形成された潜像と、を有するレジスト基板を載置して回転駆動するためのターンテーブルと、
   前記ターンテーブルに載置された前記レジスト基板の、中心から離れた位置に設定された現像液塗布位置に、現像液を吐出するためのノズルと、
   前記レジスト基板の、前記現像液塗布位置とは異なる位置に設定されたモニタ位置の前記無機レジスト層上面にレーザ光を照射するためのレーザ光源と、
   前記無機レジスト層上面で反射された前記レーザ光の０次光の光量を検出する第１のセンサと、
   前記無機レジスト層上面で反射された前記レーザ光の１次光の光量を検出する第２のセンサと、
   を含む現像装置。
7. 前記現像液塗布位置は、前記レジスト基板の中心から、２０〜４０ｍｍ離れた位置に設定される
   請求項６記載の現像装置。
8. 前記現像液塗布位置は、前記モニタ位置に対して、前記レジスト基板の中心を基準として、前記レジスト基板の回転方向に６０°〜１２０°ずれた方向に設定される
   請求項６記載の現像装置。
9. 前記現像液塗布位置は、前記モニタ位置に対して、前記レジスト基板の中心を基準として、前記レジスト基板の回転方向に６０°〜１２０°ずれた方向に設定される
   請求項７記載の現像装置
10. 前記レーザ光の波長は、４００〜４１０ｎｍである
    請求項７記載の現像装置。
11. 前記第２のセンサは、異なる位置に、複数個設けられる
    請求項７記載の現像装置。

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