JP3276084B2 - Manufacturing method of mold for forming fine uneven pattern - Google Patents

Manufacturing method of mold for forming fine uneven pattern

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JP3276084B2
JP3276084B2 JP9667991A JP9667991A JP3276084B2 JP 3276084 B2 JP3276084 B2 JP 3276084B2 JP 9667991 A JP9667991 A JP 9667991A JP 9667991 A JP9667991 A JP 9667991A JP 3276084 B2 JP3276084 B2 JP 3276084B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、光磁気ディス
ク、光メモリディスクあるいは光カード等の光情報記録
媒体を複製するときに用いられるスタンパ等を製作する
際に利用できる微細凹凸パターン成形用成形型の製造方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to molding for forming a fine uneven pattern which can be used for producing a stamper or the like used for duplicating an optical information recording medium such as a magneto-optical disk, an optical memory disk or an optical card. The present invention relates to a method for manufacturing a mold.

【0002】[0002]

【従来の技術】光磁気ディスク、光メモリディスクある
いは光カード等の光情報記録媒体には、通常、基板の主
表面にトラック用溝や情報ピット等の微細凹凸パターン
が形成されている。この微細凹凸パターンの形成された
光情報記録媒体は、一般的には、次のようにして製造さ
れる。すなわち、まず、基板体に微細凹凸パターンをカ
ッティングマシンーン等で形成した原盤を作成し、この
原盤から複数のマスタ盤を得、このマスタ盤を直接スタ
ンパとするか、あるいは、マスタ盤からマザー盤を得、
このマザー盤からスタンパを得る。しかる後、このスタ
ンパを成形型として用いて各種の成形法で所定の材料を
成形することによって成形品としての光情報記録媒体を
得るものである。
2. Description of the Related Art In an optical information recording medium such as a magneto-optical disk, an optical memory disk or an optical card, a fine uneven pattern such as a track groove or information pit is usually formed on a main surface of a substrate. The optical information recording medium on which the fine concavo-convex pattern is formed is generally manufactured as follows. That is, first, a master is prepared by forming a fine uneven pattern on a substrate body by a cutting machine moon or the like, and a plurality of master disks are obtained from the master, and this master disk is directly used as a stamper, or Get the board,
Get a stamper from this motherboard. Thereafter, by using this stamper as a mold, a predetermined material is molded by various molding methods to obtain an optical information recording medium as a molded product.

【0003】ところで、この成形型としてのスタンパに
おける凹凸パターンの凸部側面の基板の主表面に対して
なす角度が所定以上に大きくなると、成形品に転写され
た凹凸パターンに欠け等が生じたりして、正確な転写が
行われないので、凸部側面を深さ方向に対して外側に傾
斜させてテーパ状に形成したスタンパを用いて成形する
方法が提案されている(特開平1-171819号公報参照)。
この提案にかかる方法によれば、欠け等のない正確な微
細凹凸パターンが転写された成形品としての光情報記録
媒体が得られる。
[0003] If the angle formed by the side surface of the convex portion of the concavo-convex pattern of the stamper as a molding die with respect to the main surface of the substrate becomes larger than a predetermined value, the concavo-convex pattern transferred to the molded product may be chipped. Since accurate transfer is not performed, there has been proposed a method of molding using a stamper formed in a tapered shape by inclining the side surface of the convex portion outward with respect to the depth direction (Japanese Patent Laid-Open No. 1-171819). Gazette).
According to the method according to this proposal, it is possible to obtain an optical information recording medium as a molded product on which an accurate fine uneven pattern without chipping or the like is transferred.

【0004】ここで、スタンパの凸部側面をテーパ状に
形成する方法として、上述の提案にかかる方法において
は、スタンパ(注型成形用型)をフォトリソグラフィー
法で製作するようにし、その際のエッチングレートを調
整することによって、凸部側面と基板表面とのなす角度
が10〜50°となるようにした例が掲げられている。
Here, as a method of forming the side surface of the convex portion of the stamper into a tapered shape, in the method according to the above proposal, the stamper (mold for casting) is manufactured by photolithography. There is an example in which the angle between the side surface of the convex portion and the surface of the substrate is adjusted to 10 to 50 ° by adjusting the etching rate.

【0005】また、スタンパ製造に関するものではない
が、多層配線体を形成する際おいて、クロム膜に形成す
る凹凸パターンの凸部側面をテーパ状に形成する技術と
して、エッチング液の組成を変えることによって、レジ
ストの一部を剥がしながらエッチングするようにした方
法が知られている(特開昭64-86524号公報参照)。
[0005] Although not related to stamper manufacturing, a technique for forming a tapered side surface of a rugged pattern formed on a chromium film when forming a multilayer wiring body involves changing the composition of an etching solution. There is known a method of etching while removing a part of the resist (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-86524).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の各方法では、所望の良好なテーパ形状を得ることは
極めて困難であることがわかった。これは、上述の各方
法はいずれもエッチング条件を微妙に調整する必要があ
るが、実際上はこの調整が著しく困難である。例えば、
良好なテーパ角度(凸部側面の基板表面に対してなす角
度)として45°以下が望ましいとされるが、45°以
下とするには、エッチング液の温度を通常よりもかなり
高い温度に設定する必要が生ずる。エッチング液の温度
を高く設定すると、エッチングする基板の全面積にわた
ってエッチング液の温度を均一に維持することが著しく
困難になる。いきおい、基板の場所毎にエッチング液の
温度のバラツキが生ずる。これにより、テーパ角度にバ
ラツキが生じ、場所によってはテーパ角度が45°以上
になる部分が生ずるという問題があった。
However, it has been found that it is extremely difficult to obtain a desired good tapered shape in each of the above-mentioned conventional methods. This is because each of the above-described methods requires fine adjustment of the etching conditions, but in practice, this adjustment is extremely difficult. For example,
It is considered that a preferable taper angle (an angle formed by the side surface of the convex portion with respect to the substrate surface) is 45 ° or less. A need arises. When the temperature of the etching solution is set high, it becomes extremely difficult to maintain the temperature of the etching solution uniformly over the entire area of the substrate to be etched. Intensely, the temperature of the etchant varies from place to place on the substrate. As a result, there is a problem in that the taper angle varies, and there is a portion where the taper angle becomes 45 ° or more in some places.

【0007】本発明は、上述の背景のもとでなされたも
のであり、比較的簡単な方法により、微細凹凸パターン
の凸部側面が所望の一様なテーパ形状をなした微細凹凸
パターン成形用成形型を得ることができる微細凹凸パタ
ーン成形用成形型の製造方法を提供することを目的とし
たものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above background, and has been made by a relatively simple method, a method for forming a fine uneven pattern in which the convex side surfaces of the fine uneven pattern have a desired uniform taper shape. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a mold for forming a fine uneven pattern capable of obtaining a mold.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めの手段として、第1の手段は、基板表面にレジストを
形成するレジスト形成工程と、前記レジストに微細パタ
ーンの露光を施して現像する露光・現像工程と、前記露
光・現像工程の前において施される熱処理工程であっ
て、前記レジストに含まれる溶剤を蒸発させるための熱
処理工程と、前記微細レジストパターンが形成された基
板の主表面にエッチング処理を施すエッチング工程とを
有し、前記基板の主表面に微細凹凸パターンが形成され
た微細凹凸パターン成形用成形型を得る微細凹凸パター
ン成形用成形型の製造方法であって、前記熱処理工程に
おける熱処理時間を、通常のフォトリソグラフィー法に
おける最適設定温度よりも低い温度に設定するか、又
は、熱処理時間を通常のフォトリソグラフィー法におけ
る最適設定時間よりも短い時間に設定することにより、
前記微細凹凸パターンの凸部の側面の少なくとも一部の
形状が、この側面の任意の点における接線であって該点
を通る法線を含み前記基板主表面に垂直な平面内に含ま
れる接線の前記基板主表面に対してなす角度が45°以
となる平面又は曲面形状になるようにしたことを特徴
とする微細凹凸パターン成形用成形型の製造方法であ
る。
As means for solving the above-mentioned problems, a first means is a resist forming step of forming a resist on a substrate surface, and exposing and developing a fine pattern on the resist. An exposure / development step, a heat treatment step performed before the exposure / development step, a heat treatment step for evaporating a solvent contained in the resist, and a main surface of the substrate on which the fine resist pattern is formed An etching step of performing an etching process on the main surface of the substrate, the method for producing a mold for forming a fine uneven pattern having a fine uneven pattern formed on the main surface of the substrate, wherein the heat treatment Set the heat treatment time in the process to a temperature lower than the optimum set temperature in the ordinary photolithography method, or set the heat treatment time By setting a shorter time than the optimum setting time in the photolithography,
The shape of at least a part of the side surface of the convex portion of the fine concavo-convex pattern is a tangent line at an arbitrary point on the side surface, including a normal passing through the point, and a tangent line included in a plane perpendicular to the main surface of the substrate. The angle formed with respect to the main surface of the substrate is 45 ° or less.
A method for manufacturing a mold for forming a fine uneven pattern, wherein the mold has a flat or curved surface as a lower surface.

【0009】第2の手段は、第1の手段にかかる微細凹
凸パターン成形用成形型の製造方法において、前記基板
が、ガラス基板にクロム膜を形成したものであることを
特徴とした微細凹凸パターン成形用成形型の製造方法で
ある。
A second means is the method for manufacturing a mold for forming a fine uneven pattern according to the first means , wherein the substrate is a glass substrate on which a chromium film is formed. This is a method for producing a molding die.

【0010】[0010]

【0011】[0011]

【作用】上述の構成1において、露光・現像工程の前又
は後の少なくともいずれかに施される熱処理工程(例え
ば、プリベーク又はポストベーク等がある)における熱
処理条件を選定することにより、基板に形成される微細
凹凸パターンの凸部の側面の少なくとも一部の形状を、
この側面の任意の点における接線であって該点を通る法
線を含み基板に垂直な平面内に含まれる接線の前記基板
主表面に対してなす角度が常に鋭角となる平面又は曲面
形状(以下、この形状をテーパ形状と略称する)にする
ことができる。これは本発明者等が見出した現象であ
り、具体的には、構成2のように、熱処理条件として温
度と時間を選び、例えば、プリベークの温度又は時間を
通常のフォトリソグラフィー法における場合よりも低く
あるいは少なく設定することで凹凸パターンの凸部側面
をテーパ形状に形成できる。これは、このように熱処理
条件を選定することにより、レジスト中に溶媒が残存
し、この溶媒残存の量に対応してクロム膜とレジスト膜
との密着度合いが通常の場合より弱くなるためであると
推定される。すなわち、クロム膜とレジスト膜との密着
度合いが弱いと、その部分のエッチングの進行度合いが
速くなり、より表面に近い部分ほど多く除去されるから
である。この溶媒の残存量は、プリベークの熱処理温度
と熱処理時間に依存すると考えられるから、結局、プリ
ベークの熱処理温度と熱処理時間とをコントロールする
ことによりテーパ角度をコントロールできるものと考え
られる。同様のことはポストベークについてもいえる。
In the above configuration 1, the heat treatment step (for example, there is pre-bake or post-bake) performed at least before or after the exposure / development step is selected to form the substrate. The shape of at least a part of the side surface of the convex portion of the fine uneven pattern to be
A plane or a curved surface (hereinafter referred to as a tangent at an arbitrary point on the side surface and including a normal passing through the point and including a normal perpendicular to the substrate, in which an angle formed by the tangent to the main surface of the substrate is always an acute angle. This shape is abbreviated as a tapered shape). This is a phenomenon found by the present inventors. Specifically, as in Configuration 2, a temperature and a time are selected as heat treatment conditions, and for example, the temperature or time of prebaking is set to be lower than that in a normal photolithography method. By setting it low or low, the side surface of the convex portion of the concave / convex pattern can be formed in a tapered shape. This is because, by selecting the heat treatment conditions in this manner, the solvent remains in the resist, and the degree of adhesion between the chromium film and the resist film becomes weaker than usual in accordance with the amount of the solvent remaining. It is estimated to be. That is, when the degree of adhesion between the chromium film and the resist film is weak, the degree of progress of the etching in that part becomes faster, and the part closer to the surface is more removed. Since the residual amount of the solvent is considered to depend on the pre-bake heat treatment temperature and the heat treatment time, it is considered that the taper angle can be controlled by controlling the pre-bake heat treatment temperature and the heat treatment time. The same is true for post-baking.

【0012】また、この場合、基板として構成3のよう
にガラス基板の上にクロム膜を形成したものを用いれ
ば、ガラス等の基板に直接凹凸パターンを形成する場合
よりも容易に精度の高い凹凸パターンを形成できる。
In this case, when a substrate having a chromium film formed on a glass substrate as in Configuration 3 is used, a highly accurate concave / convex pattern can be more easily formed than when a concave / convex pattern is directly formed on a substrate such as glass. A pattern can be formed.

【0013】この構成によれば、基板全体を均一な温度
にすることは比較的容易であるから、基板全体にわたっ
て均一なテーパ形状を形成できる。しかも、従来から行
われているの熱処理工程(プリベーク又はポストベーク
等)の熱処理条件を変えるだけであり、その他の工程は
従来のリソグラフィー法と同じであるから、従来の設備
をそのまま使用できる。
According to this structure, it is relatively easy to bring the entire substrate to a uniform temperature, so that a uniform tapered shape can be formed over the entire substrate. Moreover, only the heat treatment conditions of the conventional heat treatment step (pre-bake or post-bake, etc.) are changed, and the other steps are the same as the conventional lithography method, so that the conventional equipment can be used as it is.

【0014】[0014]

【実施例】図1は本発明の一実施例にかかる微細凹凸パ
ターン成形用成形型の製造方法の工程説明図、図2は一
実施例の製造方法で製造した成形型を用いて光情報記録
媒体を製造する方法の工程説明図、図3は熱処理条件と
凸部側面のテーパ角度との関係を示す図、図4及び図5
は凸部側面形状の変形例を示す図である。以下、これら
の図を参照しながら本発明の一実施例を詳述する。な
お、この一実施例は、石英ガラス基板上にクロム膜を成
膜して基板を構成し、このクロム膜に凹凸パターンを形
成して微細凹凸パターン成形用成形型としてのスタンパ
を得た例である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a process explanatory view of a method for manufacturing a mold for forming a fine uneven pattern according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an optical information recording apparatus using the mold manufactured by the manufacturing method of the embodiment. FIG. 3 is an explanatory view of a process of a method for manufacturing a medium, and FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a heat treatment condition and a taper angle of a side surface of a convex portion.
FIG. 9 is a view showing a modification of the side surface shape of the convex portion. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to these drawings. In this example, a chromium film was formed on a quartz glass substrate to form a substrate, and a concavo-convex pattern was formed on the chromium film to obtain a stamper as a mold for forming a fine concavo-convex pattern. is there.

【0015】これらの図において、符号1は石英ガラス
基板、符号2はクロム膜、符号3はレジスト膜、符号1
0はスタンパ、符号20は光情報記録媒体、符号20a
は感光性樹脂、符号20bはガラス基板である。
In these figures, reference numeral 1 denotes a quartz glass substrate, reference numeral 2 denotes a chromium film, reference numeral 3 denotes a resist film, and reference numeral 1 denotes a resist film.
0 is a stamper, 20 is an optical information recording medium, 20a
Denotes a photosensitive resin, and reference numeral 20b denotes a glass substrate.

【0016】まず、寸法が5インチ×5インチ×0.0
9インチで、表面(主表面)を精密研摩した石英ガラス
基板1を用意した。
First, the dimensions are 5 inches × 5 inches × 0.0
A 9-inch quartz glass substrate 1 whose surface (main surface) was precisely polished was prepared.

【0017】次に、この石英ガラス基板1の一方の主表
面にスパッタ法によってクロム膜2を3000オングス
トロームの厚さに成膜した。
Next, a chromium film 2 having a thickness of 3000 Å was formed on one main surface of the quartz glass substrate 1 by a sputtering method.

【0018】次に、このクロム膜2の上にフォトレジス
トAZ1350(米国シップレー社の商品名)をスピン
コート法によって塗布し、厚さ5000オングストロー
ムのレジスト膜3を形成した(図1(a) 参照)。
Next, a photoresist AZ1350 (trade name of Shipley, USA) is applied on the chromium film 2 by spin coating to form a resist film 3 having a thickness of 5000 angstroms (see FIG. 1A). ).

【0019】次に、このレジスト膜3にいわゆるプリベ
ークと呼ばれる熱処理を加えた。このプリベークは、通
常のフォトリソグラフィー法では、クロム膜2とレジス
ト膜3との接着性を高め、かつ、レジスト膜3内に残存
する溶媒を蒸発させるために行われるもので、用いるフ
ォトレジスト毎に最適処理条件がある。例えば、AZ1
350では90℃で30分間保持するのが最適とされて
いる。本発明は、この熱処理条件を最適処理条件から外
れた適宜の条件に設定することにより、後のエッチング
工程で得られる凹凸パターンの凸部側面をテーパ形状に
でき、また、そのテーパ角度θ(図1(c) 参照)をコン
トロールできるという本発明者等が見出だした現象を利
用したものである。この実施例では、60℃で30分間
保持した。また、熱処理は、熱風循環式オーブンSDB
ー2000H(忍足研究所製)を用いて行った。
Next, a heat treatment called prebaking was applied to the resist film 3. This pre-bake is performed in a normal photolithography method to increase the adhesion between the chromium film 2 and the resist film 3 and to evaporate the solvent remaining in the resist film 3. There are optimal processing conditions. For example, AZ1
In the case of 350, it is optimal to hold at 90 ° C. for 30 minutes. According to the present invention, by setting the heat treatment condition to an appropriate condition deviating from the optimum treatment condition, the convex side surface of the concavo-convex pattern obtained in the subsequent etching step can be tapered, and the taper angle θ (FIG. 1 (c)) can be controlled using the phenomenon found by the present inventors. In this example, it was kept at 60 ° C. for 30 minutes. The heat treatment is performed by a hot air circulation type oven SDB.
-2000H (manufactured by Oshitari Research Laboratory).

【0020】次に、このプリベーク後のレジスト膜3に
微細パターンの露光を施した。この露光は、微細パター
ンが形成されたフォトマスクを用い、光源に水銀ランプ
を用いて行った。
Next, the pre-baked resist film 3 was exposed to a fine pattern. This exposure was performed using a photomask on which a fine pattern was formed and using a mercury lamp as a light source.

【0021】次に、この露光済みのレジスト膜3を現像
し、露光部分を除去して残存レジストパターン3aを得
た(図1(b) 参照)。この現像は、現像液AZ1350
デベロッパー(米国シップレー社の商品名)を用い、現
像時間を60秒とした。
Next, the exposed resist film 3 was developed, and the exposed portion was removed to obtain a residual resist pattern 3a (see FIG. 1B). This development is performed using a developing solution AZ1350.
Using a developer (trade name of Shipley, USA), the development time was set to 60 seconds.

【0022】次に、エッチング処理を行って残存レジス
トパターン3aに沿った残存クロム膜パターン2aを得
た(図1(c) 参照)。なお、エッチング条件は以下の通
りとした。
Next, an etching process was performed to obtain a residual chromium film pattern 2a along the residual resist pattern 3a (see FIG. 1 (c)). The etching conditions were as follows.

【0023】エッチング液 硝酸第2セリウムアンモニウム165gと過塩素酸(7
0%)42mlに純水を加えて1000mlの溶液にし
たもの エッチング液の温度 20℃ エッチング時間 120秒 しかる後、残存レジストパターン3aを剥離液(硫酸)
で除去し、残存クロム膜パターン2aが露出したスタン
パ10を得た。このスタンパ10の残存クロム膜パター
ン(微細凹凸パターンの凸部)の側面2bは、深さ方向
に対して外側に傾斜した、いわゆるテーパ状に形成され
た。この残存クロム膜パターン2aの側面2bと石英ガ
ラス基板1の表面とのなす角度、すなわち、テーパ角度
θは30°であった。
Etching solution 165 g of ceric ammonium nitrate and perchloric acid (7
0%) 42 ml of pure water added to make a 1000 ml solution Etching solution temperature 20 ° C. Etching time 120 seconds After a while, the remaining resist pattern 3a is stripped off (sulfuric acid)
The stamper 10 having the remaining chromium film pattern 2a exposed was obtained. The side surface 2b of the residual chromium film pattern (the convex portion of the fine concavo-convex pattern) of the stamper 10 was formed in a so-called tapered shape inclined outward with respect to the depth direction. The angle between the side surface 2b of the residual chromium film pattern 2a and the surface of the quartz glass substrate 1, that is, the taper angle θ was 30 °.

【0024】次に、図2を参照しながらこのスタンパ1
0を用いていわゆる2P法によって光情報記録媒体を製
造した例を説明する。
Next, referring to FIG.
An example in which an optical information recording medium is manufactured by a so-called 2P method using 0 will be described.

【0025】まず、スタンパ10の表面に液状の感光性
樹脂(フォトポリマー)20aを適量載せた(図2(a)
参照)。
First, an appropriate amount of a liquid photosensitive resin (photopolymer) 20a is placed on the surface of the stamper 10 (FIG. 2 (a)).
reference).

【0026】次に、上方からガラス基板20bで上記感
光性樹脂20aを押圧し、ガラス基板20bとスタンパ
10とで感光性樹脂20aを挾み込むようにして、感光
性樹脂20aがスタンパ10の凹凸パターンを完全に埋
め尽くすと共に、ガラス基板20bの表面に一様に密着
するようにした(図2(b) 参照)。
Next, the photosensitive resin 20a is pressed from above by the glass substrate 20b so that the photosensitive resin 20a is sandwiched between the glass substrate 20b and the stamper 10. It was completely buried and evenly adhered to the surface of the glass substrate 20b (see FIG. 2 (b)).

【0027】次に、ガラス基板20bを通して感光性樹
脂20aに紫外線を照射して感光性樹脂20aを硬化さ
せた(図2(b) 参照)。
Next, the photosensitive resin 20a was irradiated with ultraviolet rays through the glass substrate 20b to cure the photosensitive resin 20a (see FIG. 2B).

【0028】しかる後、スタンパ10を剥離して光情報
記録媒体20を得た。この光情報記録媒体20は一方の
表面にスタンパ10の微細凹凸パターンが転写・形成さ
れて硬化した感光性樹脂20aがガラス基板20bに固
着されたもので、その凹凸パターンには欠け等は認めら
れなかった。
Thereafter, the stamper 10 was peeled off to obtain an optical information recording medium 20. This optical information recording medium 20 has a photosensitive resin 20a, on which the fine uneven pattern of the stamper 10 is transferred and formed on one surface and cured, is fixed to a glass substrate 20b, and the uneven pattern is not chipped. Did not.

【0029】上述の一実施例によれば、プリベークの設
定温度を通常のフォトリソグラフィー法における最適設
定温度より低く設定し、その外の条件は通常のフォトリ
ソグラフィー法と同じにするという極めて簡単な方法に
より、スタンパ10の凹凸パターンの凸部側面をテーパ
角度が30°のテーパ形状に形成することができた。ま
た、このスタンパ10を用いれば、凹凸パターンに欠け
等のない光情報記録媒体を得ることができた。また、基
板として石英ガラス基板の上にクロム膜を形成したもの
を用いたので、ガラス等の基板に直接凹凸パターンを形
成する場合よりも容易に精度の高い凹凸パターンを形成
することができた。
According to the above-described embodiment, a very simple method of setting the set temperature of pre-bake lower than the optimum set temperature in the normal photolithography method and setting other conditions to be the same as those in the normal photolithography method. Thereby, the side surface of the convex portion of the concave / convex pattern of the stamper 10 could be formed in a tapered shape with a taper angle of 30 °. Further, by using this stamper 10, an optical information recording medium having no unevenness in the uneven pattern could be obtained. In addition, since a chromium film formed on a quartz glass substrate was used as the substrate, a highly accurate concavo-convex pattern could be formed more easily than when a concavo-convex pattern was formed directly on a substrate such as glass.

【0030】さて、上述の一実施例では、フォトレジス
トとしてAZ1350を用い、プリベークの条件とし
て、設定温度(熱処理温度)60℃、保持時間(熱処理
時間)30分とすることにより、残存クロム膜のテーパ
角度θを30°にすることができたが、本発明者等は、
このプリベークの条件を変えるだけで、テーパ角度θを
コントロールできることを見出しているので、以下にそ
の点を説明する。
In the above-described embodiment, AZ1350 is used as a photoresist, and the pre-baking conditions are set at a set temperature (heat treatment temperature) of 60.degree. Although the taper angle θ could be set to 30 °, the present inventors
It has been found that the taper angle θ can be controlled only by changing the pre-bake conditions, and this point will be described below.

【0031】図3は熱処理温度をパラメータとして熱処
理時間とテーパ角度θとの関係を示したグラフである。
図3のグラフにおいて、縦軸がテーパ角度(単位;
°)、横軸が熱処理時間(単位;分)であり、曲線(1)
、(2) 、(3) がそれぞれ熱処理温度を65℃、60
℃、55℃とした場合のテーパ角度と熱処理時間との関
係を示す曲線である。なお、これらの曲線は熱処理条件
以外の条件を上述の一実施例における場合と同一にして
求めたものである。また、熱処理温度の測定は、レジス
ト膜3の一部を除去してクロム膜を露出し、このクロム
膜に熱電対を取り付けて測定した。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the heat treatment time and the taper angle θ using the heat treatment temperature as a parameter.
In the graph of FIG. 3, the vertical axis represents the taper angle (unit;
°), the horizontal axis is the heat treatment time (unit: minute), and the curve (1)
, (2), and (3) were performed at 65 ° C and 60 ° C, respectively.
It is a curve which shows the relationship between the taper angle and the heat treatment time when it is set to ° C and 55 ° C. Note that these curves were obtained by setting conditions other than the heat treatment conditions in the same manner as in the above-described embodiment. The heat treatment temperature was measured by removing a part of the resist film 3 to expose the chromium film and attaching a thermocouple to the chromium film.

【0032】図3から明らかなように、熱処理温度を一
定にした場合には、熱処理時間を長くする程テーパ角度
θが大きくなり、また、熱処理時間を一定にした場合に
は、熱処理温度を高くする程テーパ角度θが大きくなる
ことがわかる。そして、これらの曲線から、所望のテー
パ角度を得るために設定すべき熱処理温度及び熱処理時
間を求めることができる。なお、同じテーパ角度を得る
ための熱処理の温度と時間との組み合わせが2通りあ
る。例えば、テーパ角度θを33〜34°にしたい場合
には、65℃で15分でもよいし、60℃で30分でも
よい。ただし、温度を低くすれば、処理時間が長くなる
が、基板全体の温度の均一性を維持することが容易とな
り、逆に、温度を高くすると、処理時間が短くなるが、
基板全体の温度の均一性を維持することが難しくなる。
したがって、いずれの条件を採用するかは、目的に応じ
て選定すればよい。また、テーパ角度θは、45°以下
であることが望ましいことが確認されている。さらに、
フォトレジストとしてAZ1350以外のフォトレジス
トを用いた場合にも、図3に示される場合と具体的な曲
線形状等は異なるものの、同様の関係が得られることが
確認されている。したがって、フォトレジストの種類毎
に図3に示されるような関係を予め求めておけば、同様
にしてテーパ角度を所望の値にすることができる。この
ように、凹凸パターンの凸部側面がテーパ形状に形成さ
れるのは、プリベークの温度又は時間を通常のフォトリ
ソグラフィー法における場合よりも低くあるいは短く設
定することで、レジスト中に溶媒が残存し、この溶媒残
存の量に対応してクロム膜とレジスト膜との密着度合い
が通常の場合より弱くなるためであると推定される。す
なわち、クロム膜とレジスト膜との密着度合いが弱い
と、その部分のエッチングの進行度合いが速くなり、よ
り表面に近い部分ほど多く除去されるからである。この
溶媒の残存量は、プリベークの熱処理温度と熱処理時間
に依存すると考えられるから、結局、プリベークの熱処
理温度と熱処理時間とをコントロールすることによりテ
ーパ角度をコントロールできるものと考えられる。
As is apparent from FIG. 3, when the heat treatment temperature is fixed, the longer the heat treatment time, the larger the taper angle θ becomes, and when the heat treatment time is fixed, the heat treatment temperature becomes higher. It can be seen that the taper angle θ increases as the angle increases. Then, from these curves, a heat treatment temperature and a heat treatment time to be set to obtain a desired taper angle can be obtained. It should be noted that there are two combinations of heat treatment temperature and time for obtaining the same taper angle. For example, when it is desired to set the taper angle θ to 33 to 34 °, the temperature may be 15 minutes at 65 ° C. or 30 minutes at 60 ° C. However, if the temperature is lowered, the processing time becomes longer, but it becomes easier to maintain the uniformity of the temperature of the entire substrate. Conversely, if the temperature is raised, the processing time becomes shorter,
It becomes difficult to maintain temperature uniformity over the entire substrate.
Therefore, which condition to adopt may be selected according to the purpose. It has been confirmed that the taper angle θ is desirably 45 ° or less. further,
Even when a photoresist other than AZ1350 is used as the photoresist, it has been confirmed that the same relationship can be obtained, although the specific curve shape and the like are different from those shown in FIG. Therefore, if the relationship as shown in FIG. 3 is obtained in advance for each type of photoresist, the taper angle can be similarly set to a desired value. As described above, the convex side surface of the concavo-convex pattern is formed into a tapered shape by setting the temperature or time of pre-bake to be lower or shorter than that in a normal photolithography method, so that the solvent remains in the resist. It is presumed that this is because the degree of adhesion between the chromium film and the resist film becomes weaker than usual in accordance with the amount of the solvent remaining. That is, when the degree of adhesion between the chromium film and the resist film is weak, the degree of progress of the etching in that part becomes faster, and the part closer to the surface is more removed. Since the residual amount of the solvent is considered to depend on the heat treatment temperature and the heat treatment time of the pre-bake, it is considered that the taper angle can be controlled by controlling the heat treatment temperature and the heat treatment time of the pre-bake.

【0033】なお、クロム膜の性質あるいは処理条件に
よっては図4に示されるように、残存クロム膜パターン
2aの側面2bが外方に膨らんだような曲面形状になっ
たり、あるいは、図5に示されるように、側面2bの上
方の一部のみがテーパ形状になる場合がある。図4に示
される場合には、側面2bの任意の点Pにおける接線で
あって該点を通る法線Oを含み基板1に垂直な平面内に
含まれる接線T1 の石英ガラス基板1の主表面に対して
なす角度θが鋭角となるようにすればよい。また、図5
に示される場合には、側面2bの上方のテーパ形状の部
分に含まれる直線を延長した直線であって、石英ガラス
基板1に垂直な平面に含まれる直線T2と石英ガラス基
板1の表面とがなす角度θが鋭角となるようにすればよ
い。このような形状であっても上述の一実施例とほぼ同
様の効果が得られる。
Depending on the properties of the chromium film or the processing conditions, as shown in FIG. 4, the side surface 2b of the remaining chromium film pattern 2a may have a curved surface shape that bulges outward, or as shown in FIG. As described above, only a part of the upper side of the side surface 2b may be tapered. In the case shown in FIG. 4, the main surface of the quartz glass substrate 1 at a tangent T1 which is a tangent at an arbitrary point P on the side surface 2b and includes a normal O passing through the point and is included in a plane perpendicular to the substrate 1 May be an acute angle. FIG.
In this case, a straight line T2, which is a straight line obtained by extending a straight line included in the tapered portion above the side surface 2b and is included in a plane perpendicular to the quartz glass substrate 1, and the surface of the quartz glass substrate 1 The angle θ may be an acute angle. Even with such a shape, substantially the same effects as in the above-described embodiment can be obtained.

【0034】また、上述の一実施例では、プリベークの
熱処理条件を選定した例をのべたが、これはポストベー
クの熱処理条件を選定するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, an example in which heat treatment conditions for pre-bake are selected has been described. However, heat treatment conditions for post-bake may be selected.

【0035】さらに、上述の一実施例では、本発明にお
ける基板として、石英ガラス基板1にクロム膜2を形成
した例を掲げたが、本発明の基板としては、一実施例の
ように、ガラス、セラミックス等の素材からなる板体の
表面にクロム膜等の薄膜を形成したものの外に、表面に
薄膜を形成しない板体単独のものを用い、この板体の表
面に直接凹凸パターンを形成するものを用いてもよい。
この場合には、耐久性にすぐれたものとすることができ
る。
Further, in the above-described embodiment, the example in which the chromium film 2 is formed on the quartz glass substrate 1 as the substrate in the present invention has been described. However, as the substrate in the present invention, In addition to a plate made of a material such as ceramics, a thin film such as a chromium film is formed on the surface, and a plate alone having no thin film formed on the surface is used, and an uneven pattern is formed directly on the surface of the plate. A thing may be used.
In this case, durability can be improved.

【0036】さらに、本発明の基板を構成する材料とし
ては、石英ガラスやソーダライムガラス等のガラス材の
ように透明のものの外に、シリコンその他のセラミック
スのように不透明な材料を用いてもよい。
Further, as the material constituting the substrate of the present invention, in addition to a transparent material such as quartz glass or soda lime glass, an opaque material such as silicon or other ceramics may be used. .

【0037】また、板体の上に薄膜を形成した基板を用
いる場合、この薄膜を構成する材料としては、クロム以
外の金属、あるいは、金属に窒素、炭素、酸素等の他の
元素を含むものを用いてもよい、その場合、この金属膜
と溶媒が残存したレジストとの間にしみこみ易いエッチ
ング液でエッチングできるものが望ましい。
When a substrate having a thin film formed on a plate body is used, the material constituting the thin film may be a metal other than chromium, or a metal containing other elements such as nitrogen, carbon, oxygen and the like. May be used. In this case, it is desirable that the etching can be performed with an etching solution that easily penetrates between the metal film and the resist in which the solvent remains.

【0038】また、用いるレジストは、光又は電子線に
感応する樹脂成分と、この樹脂成分を溶解する溶媒とを
含むものであればその種類は問わない。すなわち、フォ
トレジストには、紫外線感応タイプと電子線感応タイプ
とがある。紫外線感応タイプには、紫外線照射により、
(1) 重合するもの、(2) 高分子間に架橋するもの、(3)
炭素の結合位置の変わるもの等がある。上記(1) のタイ
プとしてはポリケイ酸ビニル系樹脂(Kodak社製:
KPR、東京応化社製:TPR,OSR)があり、(2)
のタイプとしては還元ゴム(シスイソプレン)とアリル
ジアジドの架橋剤の組み合わせ(Kodak社製:KM
ER,KTFR、Hunt,Chemical社製:W
aicot、東京応化社製:OMR,NMR)があり、
(3) のタイプとしてはノボラック形フェノール樹脂系が
ある。また、電子線感応タイプのレジストとしては、ホ
トレジスト系、シリコーン樹脂系、エポキシ高分子系及
びポリシオキサン系等のネガ型と、PMMA等のポジ型
がある。本発明にはいずれのレジストも適用可能であ
る。
The type of resist used is not particularly limited as long as it contains a resin component sensitive to light or an electron beam and a solvent that dissolves the resin component. That is, the photoresist includes an ultraviolet ray sensitive type and an electron beam sensitive type. For UV sensitive type,
(1) polymerized, (2) crosslinked between polymers, (3)
Some of them change the bonding position of carbon. Examples of the type (1) include polyvinyl silicate resins (manufactured by Kodak:
KPR, manufactured by Tokyo Ohkasha: TPR, OSR) (2)
Is a combination of a reducing rubber (cis isoprene) and a cross-linking agent of allyldiazide (manufactured by Kodak: KM
ER, KTFR, Hunt, Chemical: W
aicot, manufactured by Tokyo Ohkasha: OMR, NMR).
The type (3) includes a novolak type phenolic resin. As the electron beam sensitive type resist, there are a negative type such as a photoresist type, a silicone resin type, an epoxy polymer type and a polysiloxane type, and a positive type such as PMMA. Any resist can be applied to the present invention.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明は、基板
表面にレジストを形成するレジスト形成工程と、レジス
ト熱処理工程と、露光・現像工程と、エッチング工程と
を有する微細凹凸パターン成形用成形型の製造方法にお
いて、前記レジスト熱処理工程における熱処理条件を選
定するという極めて簡単な方法により、前記微細凹凸パ
ターンの凸部の側面の少なくとも一部の形状が、この側
面の任意の点における接線であって該点を通る法線を含
み基板に垂直な平面内に含まれる接線の前記基板主表面
に対してなす角度が鋭角となる平面又は曲面形状になる
ようにしたものである。
As described in detail above, the present invention is directed to a process for forming a fine concavo-convex pattern having a resist forming step of forming a resist on a substrate surface, a resist heat treatment step, an exposure / development step, and an etching step. In the molding die manufacturing method, at least a part of the shape of the side surface of the convex portion of the fine uneven pattern is formed by a tangent at an arbitrary point on the side surface by a very simple method of selecting heat treatment conditions in the resist heat treatment step. The angle of the tangent included in the plane perpendicular to the substrate, including the normal passing through the point, with respect to the main surface of the substrate is an acute plane or curved surface.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例にかかる微細凹凸パターン成
形用成形型の製造方法の工程説明図である。
FIG. 1 is a process explanatory view of a method for manufacturing a mold for forming a fine uneven pattern according to one embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例の製造方法で製造した成形型
を用いて光情報記録媒体を製造する製造工程説明図であ
る。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a manufacturing process for manufacturing an optical information recording medium using a mold manufactured by a manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

【図3】熱処理条件と凸部側面のテーパ角度との関係を
示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a heat treatment condition and a taper angle of a side surface of a convex portion.

【図4】凸部側面形状の変形例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a modification of the side surface shape of the convex portion.

【図5】凸部側面形状の変形例を示す図である。FIG. 5 is a view showing a modification of the side surface shape of the convex portion.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…石英ガラス基板、2…クロム膜、2a…残存クロム
膜パターン、3…レジスト膜、3a…残存レジストパタ
ーン、10…微細凹凸パターン成形用成形型としてのス
タンパ、20…光情報記録媒体、20a…感光性樹脂、
20b…ガラス基板。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Quartz glass substrate, 2 ... Chromium film, 2a ... Residual chromium film pattern, 3 ... Resist film, 3a ... Residual resist pattern, 10 ... Stamper as a molding die for forming fine uneven patterns, 20 ... Optical information recording medium, 20a ... photosensitive resin,
20b: glass substrate.

フロントページの続き (72)発明者 田辺 勝 東京都新宿区中落合2丁目7番5号 ホ ーヤ株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−297409(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 33/38 - 33/40 G11B 7/26 Continuation of the front page (72) Inventor Masaru Tanabe 2-7-5 Nakaochiai, Shinjuku-ku, Tokyo Inside Hoya Co., Ltd. (56) References JP-A-2-297409 (JP, A) (58) Investigated Field (Int.Cl. 7 , DB name) B29C 33/38-33/40 G11B 7/26

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板表面にレジストを形成するレジスト
形成工程と、前記レジストに微細パターンの露光を施し
て現像する露光・現像工程と、前記露光・現像工程の前
において施される熱処理工程であって、前記レジストに
含まれる溶剤を蒸発させるための熱処理工程と、前記微
細レジストパターンが形成された基板の主表面にエッチ
ング処理を施すエッチング工程とを有し、前記基板の主
表面に微細凹凸パターンが形成された微細凹凸パターン
成形用成形型を得る微細凹凸パターン成形用成形型の製
造方法であって、 前記熱処理工程における熱処理時間を、通常のフォトリ
ソグラフィー法における最適設定温度よりも低い温度に
設定するか、又は、熱処理時間を通常のフォトリソグラ
フィー法における最適設定時間よりも短い時間に設定す
ることにより、前記微細凹凸パターンの凸部の側面の少
なくとも一部の形状が、この側面の任意の点における接
線であって該点を通る法線を含み前記基板主表面に垂直
な平面内に含まれる接線の前記基板主表面に対してなす
角度が45°以下となる平面又は曲面形状になるように
したことを特徴とする微細凹凸パターン成形用成形型の
製造方法。
A resist forming step of forming a resist on a substrate surface; an exposing and developing step of exposing and developing a fine pattern on the resist; and a heat treatment step performed before the exposing and developing step. A heat treatment step for evaporating a solvent contained in the resist, and an etching step of performing an etching process on a main surface of the substrate on which the fine resist pattern is formed, and a fine uneven pattern on the main surface of the substrate. A method for manufacturing a mold for forming a fine uneven pattern, which obtains a forming mold for forming a fine uneven pattern, in which a heat treatment time in the heat treatment step is set to a temperature lower than an optimum set temperature in a normal photolithography method. Or set the heat treatment time to a time shorter than the optimal set time in the ordinary photolithography method. Thereby, at least a part of the shape of the side surface of the convex portion of the fine concavo-convex pattern is included in a plane perpendicular to the substrate main surface including a tangent at an arbitrary point on the side surface and including a normal passing through the point. A tangent line to the main surface of the substrate is formed into a flat or curved shape having an angle of 45 ° or less .
【請求項2】 請求項1に記載の微細凹凸パターン成形
用成形型の製造方法において、 前記基板が、ガラス基板にクロム膜を形成したものであ
ることを特徴とした微細凹凸パターン成形用成形型の製
造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the substrate is formed by forming a chromium film on a glass substrate. Manufacturing method.
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