JP2506983B2 - ガラスマスタ―原盤の製造方法 - Google Patents

ガラスマスタ―原盤の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ガラス盤上にホトレジストによって構成さ
れた凹凸パターンを転写用型として用いるガラスマスタ
ー原盤の製造方法に関する。
従来の技術 近年、種々の分野において光ディスクの開発が行われ
ているが、一回の記録のみが可能な記録膜(ライトワン
ス記録膜)についての開発は、ほぼ完了し、現在、開発
の主流は記録・消去可能型光ディスクへと移りつつあ
る。
記録・消去可能なディスク用の記録膜としては、カー
効果を利用した光磁気型のものと、記録膜に細く絞った
レーザー光を照射することにより記録膜を昇温させてア
モルファス状態から結晶状態、又はその逆の相転位をお
こさせて信号を記録する相転位型のもとに区別される。
このうち、相転位型の記録膜は、前述したように記録
過程及び消去過程において結晶−アモルファス間の相転
位を受ける。このことは記録,消去過程において記録膜
を構成する記録膜材料の移動を生じさせることになる。
すなわち通常、記録過程では前もって結晶化された記
録膜に絞られたレーザー光を照射して昇温し、記録膜を
溶融する。そして、レーザー光がなくなると記録膜は急
冷されるので過冷却状態となり、アモルファス状態にな
る。したがって、この記録過程により記録膜は結晶状態
(体積収縮状態)からアモルファス状態(体積膨張状
態)へと変化し、それにともなって体積変化をする。消
去過程ではこの逆の体積変化すなわち体積収縮変化を受
けることになる。
このように、記録膜は記録・消去のサイクルにより体
積膨張体積収縮のサイクルを経ることになる。
この記録・消去のサイクルを経るにつれて、記録膜に
は次に述べる問題点が発生する。
第5図aに記録・消去可能ディスクの断面図をbにそ
の溝部の拡大断面図を示す。図中、1は記録面側の基
板、2はその表面に形成された記録トラックを形成する
らせん状又は同心円状の凹凸パターン、3,4は耐熱耐湿
性の保護膜、5は結晶化状態の記録膜、6は反射膜、7
は接着層、8は保護側の基板を示す。
今、記録のために記録トラックの部分に対物レンズ9
によって絞り込まれたレーザー光束10が照射されると、
記録膜5の温度が上昇して記録膜5が溶融される。する
と結晶化状態の記録膜5はアモルファス化状態に変わる
ので膨張し、第6図aに示す矢印Aの方向に記録膜5の
材料が移動する。逆に消去のためにレーザー光束10が照
射されると、第6図bに示すごとく記録過程とは逆に記
録膜5がアモルファス化状態から結晶化状態と変化し、
矢印Bに示すごとく収縮して移動することになる。これ
は、結晶化状態になることにより稠密度が増すためであ
る。
このように、相転位型の光記録膜を用いた場合には記
録と消去のサイクルで、記録膜が膨張と収縮をくり返す
ことになる。
さて、このように薄い記録膜(300〜1500Å)が膨張
収縮をくり返す時には、読み出し光をトラッキングする
ために記録基板に前もって作られた凹凸パターン2の溝
形状のエッヂ部で記録膜の材料の流動性が妨げられるた
め、第6図cに示すごとく記録膜5にき裂11が発生す
る。このような現象によって相変化型の記録膜5は記録
・消去をくり返すにつれて劣化をおこし、再生時のC/N
および消去率が著しく低下するという問題がある。
したがって、相変化型光記録膜にとって溝形状はきわ
めて重要な問題であることがわかる。
発明が解決しようとする課題 以上のことから明らかなごとく、記録・消去のくり返
し回数にしたがって記録膜が劣化してゆくという問題を
低減するためには、記録・消去の際の記録膜5の膨張・
収縮に対してできるだけなめらかに記録膜5の材料が移
動できることが必要である。すなわち記録トラックの凹
凸パターン2をできるだけなめらかなものにすることが
必要になる。
この記録トラックの形状は、主として原盤製作工程に
おいて決定される。その形状としては、第2図cに示す
ごとく、トラックの溝の側面と表面とのエッヂがなめら
かであることが特に重要である。
このように滑らかな、エッヂが形成されるためには、
原盤製作時にホトレジストに対する露光量をへらし、現
象時間を長くすることによっても作ることは可能である
が、この場合表面3はアタックされるため荒れが発生
し、再生C/Nの低下をきたす。又、この方法での安定な
再現性は困難であった。
課題を解決するための手段 本発明においては、ホトレジストによりガラス原盤上
に凹凸パターン(溝)が形成されているときに、この凹
凸パターンを有するガラスマスター原盤を波長1000〜35
00Åの遠紫外光線(Far Ultra Violet:以下FUVと略す)
で最適時間照射することにより、凹凸パターンのエッヂ
を滑らかにするようにしたことを特徴とする。
作用 このように凹凸パターンにFUVを照射することによ
り、表面を荒すことなくその凹凸パターンのエッヂを滑
らかにすることができ、記録・消去をくり返して記録膜
が劣化することがなくて寿命の長いディスクを得ること
ができる。
実 施 例 第1図にガラスマスター原盤の製作法を示す。
まず、厚さ6〜10mm、直径20cm〜30cmφの青板ガラス
等からなるガラス原盤11を用意し洗浄する。つぎに、よ
く乾燥させた後、このガラス原盤11上にホトレジストを
滴下し、回転させ薄いホトレジスト層12を付着させる。
このホトレジストはシップレー社等のポジ型でよく、ホ
トレジスト層12の厚さは500〜1500Å程度である。
そして、このホトレジスト塗布済のガラス原盤11に対
物レンズ13で細く絞り込んだレーザ光束14(上記ホトレ
ジストの場合、感光波長は、2500〜4000Å程度である)
をガラス原盤11を回転させながら、かつレンズ13とレー
ザー光束14をガラス原盤の径方向に移動させながら露光
してゆく。以上の操作によって、ガラス原盤11上のホト
レジスト層12は、螺旋状に露光されてゆく。次に、露光
済ガラス原盤を現像液に浸し、現像する。ポジ型の場
合、レーザー光束14の感光波長によって、ポリマーの鎖
が切断されるため、アルカリ溶解度が上がる。従って、
アルカリ性現像液に浸すことによって露光された所が溶
解され螺旋状の凹凸パターン15が作成される。
次に、本発明の特徴として、メッキ工程へ、ガラスマ
スター原盤を送る前に、FUV光に照射することにより、
凹凸パターン15の部分のホトレジスト層12の表面を滑ら
かにする。しかる後、通常のメッキ工程を経てマスタ
ー,マザーを作成し、第5図,第6図のようなディスク
を作成する。
第2図は前述の現像工程を終えたガラスマスター原盤
の断面図を示し、ガラス原盤11と、ホトレジスト12と、
露光後の現像によって取り除かれた部分、すなわち凹凸
パターン15を示している。第2図のグラフは、このガラ
ス原盤にFUVを照射した場合に照射時間によって凹凸パ
ターン15の溝深さdと溝の巾wがどのように変化してゆ
くかを図示したものである。ある一定時間(図中ではT0
としている時間)以内ではFUV照射による効果は得られ
ない。この時間以内では、ホトレジストはエッチングさ
れるよりもむしろ架橋反応が促進され、耐薬品性特性が
良くなる(茶色くレジストが着色される)。通常IC工程
等で耐薬性を上げるために処理される時間はこのT0以下
である。したがってこの範囲の処理は本発明の趣旨とは
異なる処理である。
さて、処理時間T0を越えてさらにFUV照射を続ける
と、T0から経過するに従って、今度は一度架橋されたポ
リマーが、再び、より短波長の波長で架橋が破壊されて
ゆく過程が強くおこされる。従って、架橋が破壊された
ホトポリマーはFUVによって励起された空気中酸素O
3(オゾン)によって、アタックされ、H2OとCO2に分
解、気化させられてゆく。従って、これより以降急激に
膜厚もO3エッチングにより薄くなる。
さてこの現像を詳細に検討した結果、このエッチング
現像は、角部すなわちO3によくふれる所がまずエッチン
グされることが解った。従って、これによって凹凸パタ
ーンの溝のエッヂを滑らかにすることができる。同時
に、表面16の荒れも少なくなる方向に反応が進む。
しかし、FUV照射をきわめて長い時間(TE以上)おこ
なった場合には、ガラス盤11上のホトレジスト層12はな
くなってしまい、FUV洗浄領域に到達する。従って、FUV
照射の時間管理を厳密におこない、T0よりも長くTEより
も短かくすることが必要である。
具体的な一例として、ホトレジストとしてシップレー
社製AZ−1350を用い、現像後、溝深さ600Å、溝巾0.5μ
mからなるスパイラル溝の凹凸パターンを有するガラス
マスター原盤にFUVを照射した。この結果、TOは10秒、T
Eは1時間程度であることが解った。顕微鏡観察の結
果、凹凸パターンのエッヂを滑らかにするのに望ましい
照射時間は約1分であることが解った。この原盤を用い
てメッキを行って金属マスターを製作し、このマスター
でインジェクションを行って基板を作成した。
一方、本発明の処理をおこなわず、ガラス原盤から従
来の工程を通して、金属マスターを製作しこのマスター
からも基板を製作した。そして両者の基板にTe−Ge−Sb
からなる記録膜を約800Åの厚さで成膜し(その上下をZ
nSで1000Åからなる保護膜で挟む。) その後、接着層を用いて保護側基板を接着して第5図
のようなディスクを完成した。
この両者を比較した結果、第3図に示すように、FUV
処理を行ったものは初期の記録再生によるC/Nは53db、1
05回記録消去を行った後のC/Nは52dbと、ほとんどC/Nの
劣化はみられなかった。又、消去率も初期−32db、105
サイクル後−31dbと、これもあまり変化が見られなかっ
た。一方、従来の基板で記録・消去のくり返しを105
おこなった場合、初期C/Nは50db、くり返し後は36dbと
きわめて劣化が大きかった。また、くり返し実験後従来
の基板を顕微鏡で観察した結果、第6図cのごとく、溝
の底部、サイド部各エッヂでひび割れが発生しているの
が見られた。
発明の効果 このように、本発明によれば、ガラス原盤にホトレジ
ストによって凹凸パターンを形成した後FUV照射を行う
ことにより、凹凸パターンのエッヂを滑らかにすること
ができ、これを用いて作成した相変化型のディスクの記
録膜の記録・消去サイクルによる劣化を著しく低減化す
ることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例によるガラスマスター原盤の
製作工程を示すフローチャートと断面図および斜視図、
第2図,第3図はFUV照射による形状変化と特性変化を
示す特性図、第4図,第5図は相変化型の記録消去可能
ディスクの断面図、第6図は相変化型の記録消去可能デ
ィスクの記録・消去による膜材料の移動を示す断面図で
ある。 11……ガラス原盤、12……ホトレジスト層、15……凹凸
パターン。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ガラス盤上にホトレジストを塗布し、露光
    および現象により前記ホトレジスト上に凹凸パターンを
    形成し、しかる後に波長1000〜3500Åの領域の光線を前
    記凹凸パターンに照射することにより、前記凹凸パター
    ンのエッヂを丸くするようにしたことを特徴とするガラ
    スマスター原盤の製造方法。
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