JP2533613B2 - 光デイスク原盤作製法 - Google Patents

光デイスク原盤作製法

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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光デイスク原盤作製法に係り、特にパターン
サイズの小さい溝、ピツトの形成に好適な光デイスク原
盤の作製法に関する。
〔従来の技術〕
従来、光デイスク原盤は、第2図(a)〜(d)に示
すように、基板となるガラス円板1に、ポジ型ホトレジ
スト膜2を塗布し、熱処理したのち、レーザビーム5を
レンズ6を用いてホトレジスト膜に照射し、同心円状あ
るいはらせん状の溝やピツトパターンの露光を行い、潜
像4を形成し、これを現像して、上記溝、ピツトの凹凸
パターン7をホトレジスト膜状に形成し、更に熱処理を
加えることにより作製している。これは、テレビジヨン
学会誌、第36巻183〜187頁(1982年)に示されている。
また、半導体デバイスの製造において、ホトレジスト膜
の断面形状改善のために、電子線リソグラフイーにおい
て、現像途中に水洗および乾燥処理を行う方法が、アイ
・ビー・エム・ジヤーナル・オブ・リサーチ・アンド・
デベロツプメント、第28巻、454〜460頁(1984)(IBM.
J.Res.Develop,28,454(1984))に示されている。同じ
く、半導体デバイスの製造において、ホトレジスト膜の
断面形状改善のため、ホトレジスト膜状に露光々に対
し、飽和吸収特性を有する薄膜を形成し、露光ビームの
強度分布を改善する方法(CEL)が、アイトリプルイ
ー,エレクトロン・デバイス・レターズ,第EDL−4巻,
14〜16頁(1983)(IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS,EDL
−4,14(1983))に示されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の光デイスク原盤作製法によれば、露光ビームの
強度分布は、ガウス分布をしているため、ホトレジスト
膜上に、露光により形成された潜像も略ガウス分布とな
る。露光ビーム径は、絞り込みレンズの開口数をNA、光
の波長をλとすると、λ/NAである。
現像によつて形成されるピツト断面は、潜像が中間調
部を含む略ガウス分布であるため、第3図に示すように
現像の進行とともにa→eと変化する。光デイスクの原
盤においては、信号ピツトの深さは、光デイスクとした
ときのピツトからの再生信号を大きくとるために、再生
時に用いる光の波長をλとすると、λD/3n〜λD/6n領
域が好適である。ここでnは光デイスク基板の屈折率で
ある。プロセスの安定性を考慮して、従来はホトレジス
トの膜厚をピツトの深さλD/3n〜λD/6nになるように塗
布している。再生信号のレベルを充分に確保するために
は、上記深さの領域が、再生のスポツト径の1/2〜1/3は
必要となる。
光デイスクを高密度化するためには、記録トラツク間
隔、トラツク方向のデータ間隔を狭める必要があり、こ
のためには、溝,ピツトの幅や径を小さくしなければな
らない。露光ビーム径λ/NAを小さくすればよいが、NA
(NA≦1)はすでに0.9をこえるものを使用しており、
改善の巾は小さく、従つて光の波長λを小さくせねばな
らない。しかしながら、光デイスク原盤作製用光源とし
ては、連続発振し、十分に絞り込める横単一モードレー
ザが必要であり、波長λは、近紫外域より小さいものは
ない。この近紫外域の波長の光に対しても、NAの大き
な、空気中で使用できるレンズは今後の開発を待たねば
ならず、露光用マスタリングマシンの保守,調整も可視
光でないために困難な問題がある。従つて露光ビーム径
を小さくする以外の方法も必要となつてくる。従来の現
像の調整のみで、溝,ピツト形状を小さくしようと試み
ても、第3図から、径を小さくしたのでは、信号再生に
必要なピツト深さがとれないことになる。従来の現像途
中に水洗,乾燥する方法では、光デイスク原盤のよう
に、ホトレジスト膜厚が0.1〜0.15μmと極めて薄い場
合には、大きな効果は期待できない。他方CELを用いる
方法は、プロセスが複雑になることや、レーザ光とし
て、従来の数倍の光量が必要になる問題があつた。
本発明の目的は、露光用マスタリングマシンの変更な
しに、幅や径の小さい溝,ピツトを持つた光デイスク用
原盤を作製することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、ホトレジスト膜のガンマ特性を改善する
ことにより、達成される。特に、光デイスク用原盤のよ
うに、ホトレジスト膜厚の薄いものに対しては、ホトレ
ジスト膜表面を難溶化することで、大きな効果が得られ
る。このため、パターン露光前に、ホトレジスト膜を未
露光状態で現像し、水洗,乾燥する工程を加える。
〔作用〕
すなわち、ポジ型ホトレジストを現像,水洗すると、
表面が難溶化し、再度現像を行つても、現像の進行が遅
くなることが知られており、この現象を利用する。第4
図に原理を示す。(a)は露光々ビームの強度分布で、
Iは強度、rはビーム中心からの距離である。(b)は
現像されたホトレジストのピツト断面を示す。dは深さ
である。従来の通常の光デイスク原盤作製法を用いる
と、ピツト断面はイのようになる。露光前に現像,水
洗,乾燥する工程を加えて、原盤を作製すると、ホトレ
ジスト膜表面が難溶化されているため、図(a)の点線
で示される位置迄、現像の閾値が上つたようになり、同
一露光量,露光後現像条件では、ピツト断面はロのよう
になる。あたかも、ホトレジストの感度が低下したよう
になるため、深さは浅くなり、巾は狭くなる。そして深
さ方向にくらべ、横方向への露光量は少ないため、同一
深さになるように露光量や現像条件を変えても、ピツト
巾は狭くなる。従つて、幅,径の小さい溝,ピツトを作
ることが可能となる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。
(a)は基板となる平坦なガラス円板1を示す。ガラス
円板は洗浄され、その表面には、ホトレジスト膜との接
着性を高める、カツプリング層が付けられている。次に
(b)に示すように、その表面にポジ型ホトレジスト膜
2を塗布し、熱処理を加える。膜面は0.1〜0.2μmが適
当である。これを現像液に浸すか、これに現像液をシヤ
ワーし、水洗,乾燥すると、(c)に示すように、ホト
レジスト膜2のごく表面に、難溶層3が形成される。こ
れに露光用マスタリングマシンによつて、溝,ピツトの
パターンを露光する。即ち、(d)に示すように、記録
レンズ6により、レーザビーム5をホトレジスト膜上に
集光し、上記パターンの潜像4をホトレジスト膜2に形
成する。これを現像すると、(e)に示すように難溶層
3の存在により、前述したように、幅,径の小さいパタ
ーン7が得られる。
第5図は実施例に従つて作製した原盤の溝の幅,深さ
を光の回折を用いて測定した結果である。NA=0.93,λ
=458nmの露光用マスタリングマシンにより、ポジ型ホ
トレジストとしてシプレー社のMP1350を0.15μmの厚さ
に塗布し、露光し、現像したものである。現像液は同じ
くシプレー社のMPデベロパーを用いている。露光前現像
条件として、濃度50%,時間10秒とした。濃度が高すぎ
ると、ホトレジスト膜の表面エツチ量が増大して、面が
荒れるし、低ければ、効果が少ない。濃度は30〜70%,
時間は5〜60秒の範囲が、面荒れが少なく、効果も大き
い。図から、同一露光量に対しては、深さも浅くなるた
め、同一深さとするためには、露光量をふやす必要があ
るが、増加比は2以下で十分であり、露光用レーザの負
担は少なくてすむ。溝深さ0.1μmにしたとき、約30%
狭い溝巾が得られている。
第6図には、本実施例により作製した原盤の溝の断面
図を示す。(a)は従来方法による例であり、(b)は
本実施例による例である。溝8の間隔pが小さくなり、
1μm程度となると、従来法では、第4図(a)に示す
ように、露光ビームの分布のすその部分が、隣接トラツ
ク間で重なるため、第6図(a)に示すように、溝と溝
の中間部も、現像時にエツチングされ、平坦部分がなく
なつてしまう。一方、本発明によれば、表面に難溶層が
形成されるため、図(b)に示すように、平坦部が残
る。例えば光磁気デイスクのように溝と溝の中間のラン
ド部9にデータ信号を記録する場合、従来法では、溝間
隔をつめていくと、表面の凹凸に基づくノイズが増加す
るだけでなく、表面が平坦でないため、信号となる磁区
の形成にも影響を及ぼし、信号対雑音化の低下をもたら
す。本発明によれば、ランド部9は平坦であるため、溝
間隔がつまつても、信号対雑音比の低下は少ないため、
光デイスク高密度化が期待できる。また、本発明を原盤
作製用露光ビーム径を小さくする手段例えば,露光ビー
ム波長を短波長化した手段と組み合わせて用いれば、更
にいつそうの溝,ピツト幅や径を小さくすることが可能
となる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、ホトレジスト膜に溝,ピツト形成用
のパターン露光を行う前に、ホトレジスト膜を現像液を
用いて現像し、水洗,乾燥する工程を、従来の光デイス
ク用原盤作製工程に加えるのみで、幅や径の小さい溝、
ピツトを有する原盤を作ることが可能となる。上記追加
された工程は、特別の設備を新たに加えることなく従来
の原盤作製用設備を用いて、実現でき、工程に要する時
間もわずかである。又、本発明により作製した光デイス
ク原盤は、従来の方法で作製した光デイスク原盤と同じ
に扱うことが出来、この原盤を用いて、従来法により、
電鋳により金属スタンパーを作製したり、光硬化性樹脂
を用いてプラスチツクスタンパーを作製することが出
来、これらスタンパーから、大量のレプリカデイスクを
作り、これらに記録膜をつけ、光デイスクを作ることが
可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す工程図、第2図は従来
方法の工程図、第3図は現像の進行に伴うピツト断面形
状を示す模式図、第4図は本発明の原理を示す図、第5
図は本発明によつて作製した原盤の溝巾,溝深さと、露
光条件との関係を示す図、第6図は本発明による溝断面
の概略図である。 1……ガラス円板、2……ポジ型ホトレジスト、3……
難溶層、4……潜像、7……パターン、8……溝、9…
…ランド部。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ガラス基板上に下地膜を形成する工程と、
    該下地膜上にポジ形ホトレジストを塗布する工程と、該
    ホトレジスト膜を熱処理する工程と、光ビームにより、
    所望のパターンを該ホトレジスト膜に露光する工程と、
    露光済みのホトレジスト膜を現像、水洗,乾燥する工程
    とから成る光デイスク原盤作製法において、さらに、上
    記パターンをホトレジスト膜に露光する工程の前工程と
    して、未露光のホトレジスト膜を現像液中に浸漬あるい
    は、膜上に現像液をシヤワーした後、水洗,乾燥する工
    程を付加したことを特徴とする光デイスク原盤作製法。
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