JP3070113B2 - フォトレジストの現像処理装置 - Google Patents

フォトレジストの現像処理装置

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JP3070113B2
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/30Imagewise removal using liquid means

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing Optical Record Carriers (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクの製造に用
いて好適なフォトレジストの現像処理装置に係わる。
【0002】
【従来の技術】光ディスクにおいては、その記録トラッ
クを挟んでその両側にグルーブ(溝)を形成し、また記
録情報としての凹凸ピットが形成される。
【0003】このような光ディスクの作製には、例えば
ガラス基板上に、フォトレジストを塗布し、これをパタ
ーン露光及び現像することによって上述のグルーブやピ
ットに対応するフォトレジストによる凹凸パターンを形
成し、この凹凸面上に、或いは、このフォトレジストを
マスクとして基板表面をエッチングして凹凸面を形成
し、これの上にメッキ等によって例えば光ディスク形成
用スタンパのマスタをつくるなどの方法が採られる。
【0004】このようなフォトレジストのパターンを正
確につくるには、露光後のフォトレジストの現像に当っ
ての現像液温度等の諸条件を勘案して処理時間を正確に
設定して、その現像が過剰に行われたり不足を生じたり
することなく、目的とするパターンすなわちトラックの
グルーブとか情報ピットの幅、深さ等が正確に形成され
るようにすることが要求される。
【0005】このような現像処理が過不足なく行われる
ようにするには、上述した光ディスク等におけるグルー
は、その半径方向に関して等ピッチを有するものであ
り、また情報ピットについても、その基板を回転させた
状態では実質的に半径方向に等ピッチとしてみることが
できることから、このようなグルーブのパターン、或い
は情報ピットのパターンに応じた露光潜像に対して現像
を行う場合、その現像が進行するにつれて生じるフォト
レジストの等ピッチ窓を回折格子として用いて、フォト
レジストが感光性を示さない長波長のモニター光を照射
し、これの回折光の検出によって現像処理を停止する方
法が採られる。
【0006】その原理図を図3を参照して説明する。す
なわちこの場合、ガラス基板等の光透過性基板1上に塗
布されたフォトレジスト層2に対して所要のパターン例
えばグルーブあるいは情報ピット等の所要のパターンを
もってパターン露光を行う。
【0007】そして、このパターン露光がなされた潜像
を有するフォトレジスト層2に対して通常のように例え
ば現像液を吹きつけてその現像を行うものであるが、例
えばこの現像と共にモニター光LM をフォトレジスト層
2を有する側より照射してフォトレジスト層2の現像が
進行して等ピッチパターンが生ずることによってこれが
回折格子となって発生する例えば1次回折光LM1の基板
1とは反対側から導出された光を、ダイオード等の光検
出素子3によって検出する。すなわち、モニター光LM
を所定の波長λに選定しておくことによって目的とする
等ピッチパターンが生じたときに光検出素子3における
所要の出力に達したときにこの検出信号をもってフォト
レジスト2に対する現像処理を停止するようにしてその
現像が過不足なく所定の幅、したがって間隔及び深さを
もって現像パターンが生じるようにする。
【0008】また、この場合、そのモニター光LM とし
ては、フォトレジストを露光することのない波長の長い
可干渉性のモニター光が用いられる。
【0009】ところが、光ディスク等における、より高
記録密度化の要求に伴って例えばトラックピッチがより
狭隘化されて、ディスクの半径方向のグルーブのピッチ
あるいはピット間隔がより狭小化されてくると、すなわ
ち例えば図3における光ディスクの半径方向の断面のフ
ォトレジストのピッチPが狭隘化してくると光透過性基
板1に導入されたモニター光の回折光がこれとは反対側
の光検出素子に向って外部に導出されずこれが全反射し
てしまうという問題が生じてくる。
【0010】すなわち、今図3に示すように基板1の屈
折率をnとし外部の例えば大気の屈折率をn0 とし、波
長λのモニター光の回折角をθ1、出射角をθ2 とする
とき、光透過性基板1すなわちガラス基板1内の1次回
折角度θ1 については下記数1に示すようになる。
【数1】sinθ1 =n0 λ/nP また回折角θ1 と出射角θ2 との関係は、下記数2で与
えられる。
【0011】
【数2】nsinθ1 =n0 sinθ2
【0012】ここにn0 =1とすると、θ2 ≧π/2つ
まり、回折光が基板1の面内で全反射する条件を前記数
1及び数2に導入するとP=λが導き出される。すなわ
ち、パターンのピッチPがモニター光LM の波長λより
短くなると図3の方式ではモニターが不可能となってく
る。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、狭ピッチの等ピッチパターンを有するフォ
トレジストを形成する場合においても、そのフォトレジ
スト層に生ずる目的とする等ピッチパターンを確実に検
出してこれによってフォトレジストの現像条件を制御す
ることができるようにすることである。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、図1にその一
例の略線的構成図を示すように、光透過性基板1上に形
成された等ピッチパターンの露光による潜像を有するフ
ォトレジスト層2に対して現像処理を行うフォトレジス
トの現像処理手段4と、フォトレジスト層2が感光性を
示さない長波長の所定の波長λを有するモニター光LM
の光源5と、フォトレジスト2の現像が進行して生じる
パターンによる回折光を検出する光検出器3とを有し、
この検出出力によって現像処理手段4を制御するように
したフォトレジストの現像処理装置において、等ピッチ
の狭ピッチ化によってそのピッチPと波長λがP≦λと
なる場合にモニター光光源5の光軸と光検出器3の光軸
間の距離ls が基板1の厚さをdとし、基板1の屈折率
をnとするとき、下記数3が成立つように選定する。
【0015】
【数3】 ls =2dtan{sin-1(λ/nP)}・m(mは0を除く整数)
【0016】そして、現像処理手段4によるフォトレジ
スト層2の現像によってフォトレジスト層2に生じてく
る等ピッチパターンによるモニター光の回折光が、フォ
トレジスト層2へのモニター光LM の入射面とは反対側
の面で全反射した全反射光の、等ピッチパターンでの再
度の回折光を光検出器3によって検出するようにする。
【0017】そして、この検出器3によって検出された
検出出力によって現像処理手段4の制御すなわちその現
像停止等を行う。
【0018】
【作用】上述の本発明においては、図2にその光学的光
路図を示すように、P≦λにおいて、光源5からの長波
長のモニター光LM を、光透過性基板1上のフォトレジ
スト層2を有する例えば図において基板1の面1aと直
交する方向に導入する場合、フォトレジスト2に対する
エッチングが進行してこれに等ピッチパターン即ち回折
格子が生じてくると、これによる1次回折光が基体1の
フォトレジスト2を有する面1aとは反対側の面1bに
おいて全反射し、これが再びフォトレジスト層2による
等ピッチパターンによる回折格子に向い、その回折光が
例えば面1a側より外部に入射モニター光LM と平行に
導出されることから、この導出光を検出光LDとして光
検出器3によって検出すれば、予め光検出器3と光源5
との間隔ls を前記数3が成り立つようにしておくこと
によって、光検出器3からの出力が予め選ばれた所定の
値になったとき、現像処理手段4による現像を停止する
ことによってフォトレジスト層2のパターンが所望のピ
ッチPに設定された状態でその現像を停止することがで
きる。
【0019】言い換えれば、所定のピッチPを有するフ
ォトレジスト層2を確実に得ることができることにな
る。
【0020】
【実施例】図1を参照して本発明による現像処理装置の
一実施例を説明する。この場合、現像処理室11内に、
回転基台12を配し、これの上にフォトレジスト層2が
塗布されたガラス基板等の光透過性基板1を載置する。
【0021】一方、この状態で、多数のノズルから現像
処理液がフォトレジスト層2に向って噴出することので
きるようにした現像処理手段4が光透過性基板1に対向
して配置される。
【0022】13は現像処理手段4に現像開始、停止等
の制御を行う制御部を示す。
【0023】一方、フォトレジスト層2は予め所定のパ
ターン例えば光ディスクにおいて、そのトラック間のグ
ルーブあるいは記録ピットを形成するパターン露光がな
された潜像を有する。即ち、この場合、基板1の半径方
向に関して、或いは回転基台12の回転との共働によっ
て実質的にその半径方向に関して等ピッチのグルーブあ
るいは記録ピットのパターン露光がなされた潜像を有す
るものとする。
【0024】そして光源5からの光例えばレーザ光によ
るフォトレジスト層2が感光性を示さない長波長λのモ
ニター光LM を、照射する。
【0025】一方図2で説明したように、これと所定の
前記数3による距離ls を隔てた位置に光検出器3例え
ばフォトダイオードを配置する。この光検出器3は例え
ば複数配置することができる。
【0026】14は集光レンズ等のレンズ系を示し、光
透過性基板1の、モニター光LM の入射面1aよりの再
回折光による出射光を効率よく、光検出器3に入射させ
るようになされている。
【0027】また一方、光検出器3よりの出力は、加算
増幅器15によって加算され、比較回路16によって予
め設定された基準レベルの比較電圧と比較されて制御部
13を制御するようになされる。具体的には基準レベル
より大なる入力が比較回路16に入力されたとき制御部
13を制御して現像処理手段4からの現像液の供給を停
止する。
【0028】このようにしてフォトレジスト層2が現像
されて所定の等ピッチパターンが得られた時点で、その
現像を停止することができ、これによって現像液の温
度、その他諸条件の変動によっても確実にフォトレジス
ト層2に過不足ない現像を行う。
【0029】このようにして結果的に目的とする所定の
間隔及び幅を有する所定のピッチのフォトレジスト層2
に対するパターンの形成を行うことができる。
【0030】例えば数3から明らかなように、d=5m
m、λ=0.633μm、n=1.5、P=0.5μm
とするとき、ls ≒18mmに選定する。
【0031】尚、上述した図1の例においては、モニタ
ー光LM の入射面1a側に光検出器3を配置した場合で
あるが、図2を参照して明らかなように、全反射光の、
再回折光は、光源5が配置される側の面1aとは反対側
の面1b側においても導出されることから、光源5と光
検出器3の配置関係を互いに反対側とすることもでき
る。例えば、回転基台12を光源5からの光に対し透明
として、光源5を面1b側に配置する構成とすることも
できるなど図示の例に限らず種々の変形変更を採り得
る。
【0032】
【発明の効果】上述したように本発明においては、フォ
トレジストに対するエッチングが進行することによって
生ずる等ピッチパターンを回折格子として利用するもの
であるが、このときそのピッチが充分狭ピッチ化された
場合においても全反射によるフォトレジストにおける等
ピッチパターンでの再度の回折光を利用してその検出を
行うようにしたので確実にフォトレジストに生じるパタ
ーンの検出を行って過不足なく現像の制御を行うことが
できる。
【0033】従って例えば光ディスクの、トラックのグ
ルーブあるいは記録ピットの形成に用いるフォトレジス
トのパターン形成に適用すれば、目的とする高密度トラ
ックを再現性よく確実に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるフォトレジストの現像処理装置の
一例の構成図である。
【図2】本発明の光学的説明図である。
【図3】従来装置の説明図である。
【符号の説明】
1 光透過性基板 2 フォトレジスト層 3 光検出器 4 現像処理手段 5 モニター光の光源

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光透過性基板上に形成された等ピッチパ
    ターンの露光による潜像を有するフォトレジスト層に対
    して現像処理を行うフォトレジストの現像処理手段と、
    上記フォトレジストが感光性を示さない長波長の所定の
    波長λを有するモニター光の光源と、上記フォトレジス
    トの現像が進行して生じるパターンによる回析光を検出
    する光検出器とを有し、該検出出力によって上記現像手
    段を制御するようにしたフォトレジストの現像処理装置
    において、上記等ピッチの狭ピッチ化によってそのピッ
    チPと上記波長λがP≦λとなる場合に上記モニター光
    光源の光軸と、上記光検出器の光軸間の距離ls が、上
    記光透過性基板の厚さをdとし、上記光透過性基板の屈
    折率をnとするとき、 ls =2dtan{sin-1(λ/nP)}・m(mは0を除く整数) に選定し、上記現像によって上記フォトレジスト層に生
    じてくる等ピッチパターンによる上記モニター光による
    回折光が、上記モニター光の入射面とは反対側の面で全
    反射した全反射光の、上記等ピッチパターンでの再回折
    光を、上記光検出器によって検出して上記現像処理装置
    を制御するようにしたことを特徴とするフォトレジスト
    の現像装置。
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