JP3952835B2 - 光記録媒体作製用スタンパーの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光記録媒体作製用スタンパーの製造方法に係わり、光ディスク、光磁気ディスク、相変化型光ディスク等の光記録媒体を製造する際に用いるスタンパーの製造に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
情報記録媒体の１種である光ディスクは、例えば図６Ａ〜図６Ｃに示すように構成される。
即ち図６Ａに示すように、光学的に透明なプラスチック製のディスク基板７１の一方の面に信号記録面７２が形成される。そして、この信号記録面７２内では、図６Ｂに拡大図を示すように連続溝状のグルーブ７４が、或いは図６Ｃに拡大図を示すように連続したピット７５の列が、それぞれランド７３に対してトラック毎に所定のトラックピッチＴＰで形成される。
これらグルーブ７４又はピット７５が形成されたトラックは、図示しないが信号記録面７２全体ではスパイラル状に形成される。
【０００３】
そして、例えば再生専用の光ディスクでは、ピット７５の列を設けた面上に光反射膜や保護膜が形成される。
また、例えば記録が可能な光ディスク、例えば相変化型光ディスク、光磁気ディスク、追記型光ディスクでは、グルーブ７４を設けた面上に、相変化膜、磁性膜、有機色素膜等の記録層、光反射膜、並びに保護膜が形成される。
【０００４】
このような構成の光ディスクは、フォトリソグラフィ技術を用いて、上述したランド７３、グルーブ７４、ピット７５等の凹凸構造が形成される。即ち、基板上に塗布されたフォトレジストを露光、現像することにより作製される。
【０００５】
ここで光ディスクは、以下の製造工程により製造される。
まず、図７Ａに示すように、表面が平坦に研磨・洗浄されたガラス（例えば石英ガラス）から成る基板８１を用意する。
次に、図７Ｂに示すように、スピンコート法により基板８１上に、例えばポジ型のフォトレジストから成るフォトレジスト８２を塗布する。
【０００６】
続いて、図７Ｃに示すように、フォトレジスト８２が塗布された基板８１を回転させ、記録信号にあわせて強度変調を受けた光８４を対物レンズ８３で集光して露光を行って潜像８５を形成する。このとき、基板８１と対物レンズ８３との位置関係を相対的に基板８１の半径方向に移動させることにより、スパイラル状に潜像８５を形成することができる。
【０００７】
次に、露光されたフォトレジスト８２を現像することにより、ポジ型のフォトレジストを用いた場合には感光した領域を溶解して、未露光領域のフォトレジストを残すことができる。これにより、例えば図８Ｄに示すように、基板８１上に残ったフォトレジスト８２から成るランド（凸部）８６と、基板８１が露出したグルーブ（凹部）８７を形成することができる。尚、ランド８６に対して、グルーブ８７の代わりに図６Ｃに示したピット７５に対応するピット状の凹部を形成することも可能である。
このようにして、光ディスクの作製用の原盤８８を作製することができる。
【０００８】
さらに、この原盤８８を用いて、スタンパーを作製する。
即ち図８Ｅに示すように、原盤８８上にメッキにより例えばニッケルから成るスタンパー９０を形成する。
ここで、ニッケルのメッキにはメッキ成長速度の速い電気メッキ法が用いられるが、予め原盤８８の表面に導電性を持たせる必要があるため、前処理としてスパッタ法又は無電解メッキ法により導電膜としてニッケルを成膜する。
【０００９】
その後、原盤８８からスタンパー９０を剥離して、ニッケル（Ｎｉ）から成るスタンパー９０を得ることができる（図９参照）。
スタンパー９０の厚さは一般的には０．３〜０．５ｍｍ程度である。
【００１０】
続いて、このスタンパー９０を用いて、光ディスクを作製する。
即ち図８Ｆに示すように、スタンパー９０を金型として用いて、例えばプラスチック射出成形法により、平坦なディスク基板１０１に対して凹凸パターンを転写してランド１０２やグルーブ１０３を形成する。
その後は、図示しないが、ディスク基板１０１上に記録層を含む所定の膜構造を形成して、光ディスクを製造することができる。
【００１１】
フォトレジスト８２の露光工程では、一般的に露光用の光８４としてレーザビームを用いて、これを対物レンズで集光してフォトレジスト８２の露光を行っている。
【００１２】
このようなレーザビームを用いた露光には、例えば図１０に示す構成のレーザ露光装置を使用することができる。ＡＯ変調器（ＡＯＭ：音響光学変調素子）に超音波を入射させ、その内部に形成された回折格子により、例えば気体レーザ等のレーザ光源から出射したレーザ光を回折させる。この回折光のうち一次回折光のみスリットを透過させて使用する。一次回折光の強度はＡＯ変調器に入射される超音波の強度変調によって制御される。強度変調を受けた一次回折光は、ビームエクスパンダーによって径を拡大された後、対物レンズによって集光されてフォトレジストに照射される。
【００１３】
ここで、露光により形成されるパターンの寸法は、露光用の光８４が集光されてフォトレジスト８２上に照射されるスポット径とほぼ同等である。即ちこのスポット径を微小化する程、高記録密度とすることができる。
スポット径φは、光８４の波長λと対物レンズ８３の開口数ＮＡとからφ＝１．２２×（λ／ＮＡ）で与えられる。
【００１４】
近年、情報通信や画像処理技術の急速な発展に伴い、光ディスク等の光記録媒体においても、情報容量・記録密度をさらに向上することが要望されている。
これに伴い、より微細な凹凸パターン（グルーブやピット等）を形成する必要が生じてきている。このように微細な凹凸パターンを形成するためには、上述の露光のスポット径φの関係式からわかるように、光８４の波長の短波長化及び対物レンズ８３の開口数ＮＡの増大が求められる。
【００１５】
そして、対物レンズの開口数ＮＡの値は、レンズの設計製作精度の面から、現状の０．９程度がほぼ限界であると考えられており、波長λの短波長化が必要不可欠となっている。
しかしながら、例えば現在開発されている最も微小なスポットを形成できる構成、即ち波長λ＝２５７ｎｍ及びＮＡ＝０．９５としても、スポット径の半値幅を１６５ｎｍ程度までしか縮小できないため、１００ｎｍ以下の線幅を形成することは困難である。
【００１６】
このため、レーザ光よりも微細なスポット径で露光を行うことができる電子線でフォトレジストの露光を行うことが提案されている。
電子線による露光は、既に半導体分野でのフォトマスクのパターン描画やウエハ上への直接描画等に用いられてきたが、近年光ディスク作製用の原盤に微細なグルーブやピット等のパターンを形成する場合にも適用することが提案されている。
この電子線による露光は、電子線描画装置を用いて行うことができる。
【００１７】
このように電子線を露光用の光８４として用いて、フォトレジスト８２を露光することにより、原盤８８のフォトレジスト８２に形成される凹凸パターンをより微細化して、スタンパー９０により微細な凹凸パターンを形成することができ、さらにこのスタンパー９０から微細な凹凸パターンを有するディスク基板１０１を形成して、微細な凹凸パターンを有し、高い記録密度を有し情報容量の大きい光ディスクを製造することが可能になる。
【００１８】
ところで、フォトレジスト８２は、その特性から、露光及び現像により形成される凹凸パターンの側壁部が、例えば４５度〜６０度の傾斜を有している。
このため、上述のような手法により、フォトレジスト８２の凹凸パターンの微細化が進んでいくと、フォトレジスト８２の上面によるランド８６が小さくなってしまう。
そして、ランド８６があまりにも小さくなってしまうと、必要な信号が検出できなくなるおそれがある。特に短いパターンのピットで顕著になる。
【００１９】
そこで、凹凸パターンの側壁部の傾斜をより垂直に形成するために、上述のようにして形成した微細な凹凸パターンを有するフォトレジストをマスクとして、さらに基板に対して異方性エッチングを行って、基板に凹凸パターンを形成して原盤を作製することが考えられている。
この基板への異方性エッチングには、ドライエッチング、例えば反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法が適している。
【００２０】
反応性イオンエッチングでは、高周波電源に接続された２枚の平板電極間に高電圧をかけることで容器内の反応性ガスにプラズマを発生させる。生じたガスイオンが片方の電極に設置された試料表面に電界に沿って垂直に入射し、そこで化学的な反応が発生してエッチングが垂直に進行するため、垂直に近いエッチング特性、化学反応によるエッチング物質の選択性、高い生産性等の利点を有している。
【００２１】
このように基板に反応性イオンエッチング等の異方性エッチングを行う場合には、基板の材料として、例えば石英（石英ガラス等）やシリコンが挙げられる。これらの材料のエッチングの主反応ガスとしては、ＣＦ₄ やＣＨＦ₃ が適している。
【００２２】
上述のように基板に異方性エッチングにより凹凸パターンを形成して原盤を作製することにより、以下に述べる利点を有する。
【００２３】
まず、エッチングの条件を選定することにより、フォトレジストの開口部から、基板に対してほぼ垂直にエッチングを進行させることが可能であるため、側壁の傾斜が４５〜６０度程度である従来のフォトレジストの凹凸パターンと比較して、より微細な凹凸パターンを形成することが可能になる。
例えば記録波長λ＝２６６ｎｍ、対物レンズの開口数ＮＡ＝０．９０の光学系でレーザ露光した場合で比較すると、従来ではグルーブのトラックピッチＴＰは０．２８μｍが下限値であったが、ＴＰ＝０．２３μｍまで高分解能化することができる。
【００２４】
また、一般的にフォトレジスト表面の粗度が原盤を構成する基板の表面の粗度と比較して大きいため、従来の原盤の作製方法ではランド領域（凸部）としてフォトレジスト８２の表面の状態がスタンパー９０へ転写され（図９参照）、さらにスタンパー９０からディスク基板へ転写されることにより、製造された光ディスクを再生したときにノイズとなることがある。
これに対して、基板を異方性エッチングして原盤を作製する場合には、フォトレジストが除去されて基板のみから成る原盤となるため、原盤全体の粗度が小さくなる。従って、製造された光ディスクを再生したときのノイズが低減され再生信号特性が向上する。
【００２５】
さらに、原盤の耐久性が向上するため、凹凸パターンが形成された原盤から複数枚のニッケルスタンパーを作製することが可能になる。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、電子線描画と異方性エッチングによって線幅１００ｎｍ以下の微細なパターンを基板に直接形成して光記録媒体作製用原盤を製造した場合には、その後のスタンパーの作製工程において、以下の問題を発生し易くなる。
【００２７】
従来のエッチングを使用しない製造工程により原盤を作製する場合には、図９に示すように、原盤８８の凹凸パターンが柔らかいフォトレジスト８２で形成されているため、原盤８８からニッケル製のスタンパー９０を剥離する際に、スタンパー９０がダメージを受けることがなく、フォトレジスト８２側の方が破損していた。また、フォトレジスト８２の一部がスタンパー９０に付着することがあるが、これはアセトン洗浄により容易に除去することができる。
【００２８】
これに対して、基板を異方性エッチングして凹凸パターンを形成して原盤を作製した場合には、従来と同様にニッケルメッキを行うことはできるが、凹凸パターンを構成する基板がニッケルよりも硬度の高い石英やシリコンであるため、原盤からニッケルスタンパーを剥離する際に、ニッケルスタンパーに転写された微細凹凸パターンに破損を生じてしまう。
即ち例えば図１１に示すように、凹凸パターン９１Ａを有する基板９１からスタンパー９２を剥離する際に、スタンパー９２の凹凸パターン９２Ａが根元から折れてしまう。
【００２９】
特に、電子線描画と異方性エッチングの組み合わせで得られる凹凸パターンは、従来のレーザ露光により得られる凹凸パターンと比較して飛躍的に微細化されている。
このため、図１２に示す基板９１の凹凸パターン９１Ａの深さＤＥ（５０〜１００ｎｍ程度）と凹凸パターン９１Ａの幅ＷＥ又は長さＬＥとのアスペクト比Ｒ（＝ＤＥ／ＷＥ又はＤＥ／ＬＥ）が、従来比２倍以上となって、１．０を上回るものが存在する。
【００３０】
このようにアスペクト比Ｒが大きくなることによって、凹凸パターン９１Ａが細長くなり、かつ異方性エッチングにより壁の傾斜が垂直に近くなっているため、パターン９１Ａ，９２Ａの微細化により、ますますスタンパー９２の凹凸パターン９２Ａが破損しやすくなっていく。
【００３１】
上述した問題の解決のために、本発明においては、スタンパーに微細な凹凸パターンを転写することができ、スタンパーを原盤から剥離する際のスタンパーの凹凸パターンの破損を防いで、微細な凹凸パターンを有するスタンパーを製造することができる光記録媒体作製用スタンパーの製造方法を提供するものである。
【００３２】
【課題を解決するための手段】
本発明の光記録媒体作製用スタンパーの製造方法は、光記録媒体作製用のスタンパーを製造する方法であって、基板上にフォトレジストを形成する工程と、このフォトレジストを露光した後、現像により凹凸パターンを有するフォトレジストを形成する工程と、このフォトレジストをマスクとして基板を異方性エッチングして、基板に凹凸パターンを形成する工程と、この凹凸パターンが形成された基板の表面を覆って、スタンパーよりも硬度の低い材料から成る緩衝膜を形成する工程と、この緩衝膜上にスタンパーの材料を形成する工程と、このスタンパーの材料を表面に緩衝膜が形成された基板から剥離してスタンパーを形成する工程とを有するものである。
【００３３】
上述の本発明の光記録媒体作製用スタンパーの製造方法によれば、凹凸パターンが形成された基板の表面を覆って、スタンパーよりも硬度の低い材料から成る緩衝膜を形成し、この緩衝膜上にスタンパーの材料を形成し、このスタンパーの材料を表面に緩衝膜が形成された基板から剥離してスタンパーを形成することにより、緩衝膜がスタンパーよりも硬度が低い（柔らかい）材料から成るため、緩衝膜によりスタンパーの材料を破損させないで基板から剥離して、スタンパーを製造することが可能になる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
本発明は、光記録媒体作製用のスタンパーを製造する方法であって、基板上にフォトレジストを形成する工程と、このフォトレジストを露光した後、現像により凹凸パターンを有するフォトレジストを形成する工程と、このフォトレジストをマスクとして基板を異方性エッチングして、基板に凹凸パターンを形成する工程と、この凹凸パターンが形成された基板の表面を覆って、スタンパーよりも硬度の低い材料から成る緩衝膜を形成する工程と、この緩衝膜上にスタンパーの材料を形成する工程と、このスタンパーの材料を表面に緩衝膜が形成された基板から剥離してスタンパーを形成する工程とを有する光記録媒体作製用スタンパーの製造方法である。
【００３５】
また本発明は、上記光記録媒体作製用スタンパーの製造方法において、緩衝膜の膜厚を２０ｎｍ以下とする。
【００３６】
また本発明は、上記光記録媒体作製用スタンパーの製造方法において、フォトレジストを露光する工程において、半値幅が１００ｎｍのスポットにより露光する。
【００３７】
また本発明は、上記光記録媒体作製用スタンパーの製造方法において、電子線によりフォトレジストを露光する。
【００３８】
また本発明は、上記光記録媒体作製用スタンパーの製造方法において、緩衝膜の材料として、ノボラック樹脂系のフォトレジストを用いる。
【００３９】
また本発明は、上記光記録媒体作製用スタンパーの製造方法において、基板の材料として、シリコンもしくは石英を用いる。
【００４０】
また本発明は、上記光記録媒体作製用スタンパーの製造方法において、スタンパーの材料としてニッケルを用いる。
【００４１】
本発明の光記録媒体作製用スタンパーの製造方法の一実施の形態として、光記録媒体作製用スタンパーの製造工程を図１〜図３を参照して説明する。
【００４２】
まず、図１Ａに示すように、フォトレジスト１２による凹凸パターンが一主面に形成された基板１１を用意する。
この構成は、図８Ｄに示した従来の光記録媒体用原盤８８とほぼ同様の構成であり、前述した図７Ａ〜図８Ｄに示した製造工程と同様にして作製することができる。
この基板１１としては、例えばシリコン基板や石英基板を用いることができる。
【００４３】
即ち、次のように、フォトレジスト１２による凹凸パターンが形成された基板１１を作製する。
まず、基板１１上にフォトレジストを１２をスピンコート法により塗布する。次に、フォトレジスト１２に対して所定の凹凸パターンを形成するための露光を行う。
【００４４】
このフォトレジスト１２に対する露光を行う工程では、図１０に示したレーザ光を用いた露光光学系を用いることも可能であるが、電子線描画装置（電子ビーム描画装置）を用いて電子線により露光を行うことにより、より小さいスポット径で露光することができるため、微細なパターンの露光が可能になる。
この電子線描画装置を用いて露光を行う場合には、フォトレジスト１２を電子線感光レジスト即ち電子線に対する感光性を有するフォトレジストにより形成する。
【００４５】
フォトレジスト１２の露光に用いられる電子線描画装置の一形態の概略構成図を図４に示す。
この電子線描画装置は、上部のいわゆる電子ビームカラム５１と、下部のスピンドル５７やエアスライド５８等から成る支持部（機構部）５４とに大別される。そして、これら電子ビームカラム５１及び支持部（機構部）５４が設置場所の外部振動を除去する除振テーブル５９の上に載置されている。
尚、電子ビームのオン・オフ、集束された電子ビームのサイズ調整、電子ビームのウォブリングの制御等の電子ビーム関連の制御及び機構系の制御を行うコンピュータ制御装置は図示を省略している。
【００４６】
まず、電子ビームカラム５１は、例えば電子銃６１と、これより放出された電子ビーム５２を集束するコンデンサーレンズ６２と、ブランキング電極（ビーム変調部）６３と、中央にアパーチャー６４を有する制限板６５と、ビーム偏向電極６６と、フォーカス調整レンズ６７と、対物レンズ６８とを有する。
【００４７】
電子銃６１は、材質が例えばＬａＢ₆ から成る電子線源により構成され、陽極により数ｋＶ〜１００ｋＶで加速された電子ビーム５２を出射する。
ブランキング電極６３は、相対向する偏向電極板により形成され、これらの電極板間に所要の電圧を印加することによって電子ビーム５２を偏向して、制限板６５のアパーチャー６４を透過させたり、制限板６５によって遮断したりすることによって、オン・オフ変調を行うものであり、電子ビーム変調手段を構成する。実際には、電極板間に電圧を印加したときに電子ビーム５２が大きく偏向されアパーチャー６４から外れてオフ状態となる。
また、ビーム偏向電極６６も、相対向する偏向電極板により形成され、電圧を印加して電子ビーム５２を偏向するが、これは電子ビーム５２をオン状態としたまま、被照射面（フォトレジスト１２の表面）上でｎｍ〜μｍオーダーで微小移動させるように電子ビーム５２を偏向する、即ちウォブリングさせるための偏向を行うものである。このため、偏向電極板に印加する電圧として、ウォブリング信号を入力する。
【００４８】
また、フォーカス調整レンズ６７と対物レンズ６８は、例えば静電又は電磁型レンズにより構成される。これらフォーカス調整レンズ６７及び対物レンズ６８により、電子ビーム５２が被照射面、即ち例えばシリコン基板から成る基板１１上に形成された電子線感光レジストから成るフォトレジスト１２の表面に、数十ｎｍのスポットサイズに集束されてスポット照射するようになされている。フォーカス調整レンズ６７には、例えばフォーカシングサーボ信号が印加される。
【００４９】
電子ビームカラム５１の下方には、基板１１上に形成されたフォトレジスト１２に対して対向し、フォトレジスト１２に電子ビーム５２を照射する電子ビーム出射孔（図示せず）を有する。
【００５０】
次に、支持部（機構部）５４は、フォトレジスト１２が形成された基板１１を上部のターンテーブル５６においてチャッキングして基板１１を回転操作するエアスピンドル５７と、このエアスピンドル５７を図中矢印Ｓで示すように基板１１のラジアル方向に水平移動させるエアスライド５８とを備え、除振テーブル５９上に載置されている。
【００５１】
ここで、電子ビームは、大気中で散乱したり減衰したりすることにより良好な描画が阻害されるため、電子ビーム５２が通過する部分において真空環境が必要である。少なくとも電子ビームカラム５１及び電子ビームカラム５１から基板１１までの部分においては、真空環境が必要になる。
このため、除振テーブル５９が大気中に設置されている一方で、スピンドル５７及びエアスライド５８は真空環境中に設置されている。
【００５２】
スピンドル５７は、高精度で制御される回転速度で高速回転駆動される。例えば基板１１を〜３６００ｒｐｍの高速で回転させることが可能であり、その回転速度が光学式ロータリーエンコーダーを用いたサーボ機構により一回転あたり１０^-7以下の回転ジッタで制御される。
また、エアスライド５８は、リニアモーター型エアスライドにより構成され、送り速度がエアスライド５８に装着された例えばレーザスケールによる測長機構により精密に制御され、例えば数ｎｍの送り精度で基板１１の半径方向に駆動される。
【００５３】
これらターンテーブル５６、スピンドル５７及びエアスライド５８により、基板１１に対して回転及び直線方向の移動を行うことによって、フォトレジスト１２の照射面が電子ビーム５２に対して移行し、電子ビーム５２がフォトレジスト１２の照射面に対して、スパイラル状或いは同心円状に走査することができるようになされる。
【００５４】
そして、エアスライド５８を駆動する駆動手段としては、電子ビームへの影響を回避するように、磁気フリー駆動が可能な超音波リニアモータ、磁気シールド型ボイスコイルモータ等を用いることが望ましい。また、この駆動は、１０ｎｍ以下の分解能を有するリニアスケールからのフィードバック制御による駆動を行うようにすることが望ましい。
【００５５】
そして、露光工程においては、基板１１の回転及び直線移行を行うことにより、基板１１の表面に形成されたフォトレジスト１２上に、電子ビーム５２をスパイラル状或いは円状の軌跡をもって照射する。このとき、目的とする電子ビームの照射パターンに応じた変調信号をブランキング電極６３に印加することによって、電子ビーム５２をオン・オフして目的とする照射パターンをスパイラル状或いは円状に形成する。
尚、このとき、電子ビーム５２の軌跡をウォブリングさせる場合には、上述したビーム偏向電極６６に所要のウォブリング信号を印加することによって、所望の電子ビームウォブリングを行うことができる。
【００５６】
図４に示すように電子線描画装置が構成されていることにより、電子線源から放出され陽極により加速された電子が電子銃６１から電子ビーム５２として出射され、静電レンズであるコンデンサーレンズ６２で集束されブランキング電極６３内を経てアパーチャー６４及び制限板６５に達する。そして、制限板６５で絞られてアパーチャー６４を通過した電子ビーム５２はビーム偏向電極６６内を通過し、対物レンズ６８により数十ｎｍ径（半値幅）のスポットサイズに集束され、基板１１上に形成された電子線感光レジストから成るフォトレジスト１２に照射される。このとき、スピンドル５７及びエアスライド５８により基板１１が回転及びその半径方向への直線移動することにより、基板１１上のフォトレジスト１２においてスパイラル状のパターンが描画される。
【００５７】
ここで、フォトレジスト１２に照射される電子ビームのスポットサイズは、微細なパターンの描画を行うために、半値幅で１００ｎｍ以下とすることが望ましい。
【００５８】
尚、フォトレジスト１２への電子線描画を行う電子線描画装置の構成は、図４に示した形態に限定されず、その他の形態の装置を使用することもできる。
【００５９】
次に、露光されたフォトレジスト１２に対して、現像液により現像を行う。フォトレジスト１２としてポジ型のフォトレジストを用いた場合には、露光された部分のみが現像液に溶解し、フォトレジスト１２の残った部分によりスパイラル状に並んだピット列等の所定の凹凸パターンが形成される。
このようにして、図１Ａに示す形態が得られる。
【００６０】
次に、図１Ｂに示すように、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法により、フォトレジスト１２をマスクとして、基板１１に対してエッチングを行う。即ちエッチング装置２０内で、例えばＣＦ₄ やＣＨＦ₃ 等の活性ガスイオン２１により基板１１に対するエッチングを行う。このとき、高周波電源２２から、所定の高周波数の交流電圧を印加する。
【００６１】
これにより、図２Ｃに示すように、基板１１にフォトレジスト１２から転写された凹凸パターン１１Ａが形成される。尚、フォトレジスト１２はエッチングによって図１Ａの状態よりも薄くなるため、予めエッチングにより消失しないような膜厚にフォトレジスト１２を形成しておく必要がある。
【００６２】
その後、図２Ｄに示すように、基板１１上に残ったフォトレジスト１２を除去することにより、凹凸パターン１１Ａが形成された基板１１が得られる。
このフォトレジスト１２の除去は、後述するように、剥離液を用いる方法やアッシングにより行うことができる。
【００６３】
続いて、図３Ｅに示すように、凹凸パターン１１Ａが形成された基板１１の表面を覆って、薄い緩衝膜１３を形成する。これにより、基板１１上に緩衝膜１３が形成されて成る原盤１４を作製することができる。
この緩衝膜１３の膜厚ＤＢは、エッチングにより形成された基板１１の凹凸パターン１１Ａの深さＤＥよりも充分に薄くする。
好ましくは、緩衝膜１３の膜厚ＤＢ≦２０ｎｍとする。
【００６４】
緩衝膜１３の材料は、少なくともスタンパーの材料よりも硬度の低い（柔らかい）ものとする。
そして、上述のように、膜厚ＤＢを薄く、なるべく均一に形成することができる材料であることが望ましい。
【００６５】
これらの特性も含め、緩衝膜１３に要求される特性は、以下の特性が挙げられる。
１）スタンパーの材料よりも硬度が低い（柔らかい）こと
２）基板１１の凹凸パターン１１Ａの深さよりも充分薄く、なるべく均一な厚さで成膜することができること
３）緩衝膜１３上にスタンパーの材料（例えばニッケル）の膜形成が可能であり、またスタンパーの材料を腐食させないこと
４）スタンパーを原盤１４から剥離した後に、スタンパーや基板１１に残存した緩衝膜１３を容易に除去することができること
５）成膜が容易にできること（例えばスピンコート法等）
【００６６】
このような特性を満たす材料としては、例えばフォトレジストが好適である。フォトレジストは、スピンコート法により、基板１１の凹凸パターン上に、ほぼ均一で薄い膜を形成することができる。
特に、フォトレジストの上に無電解メッキにより例えばニッケル膜を形成することができる点、残存した膜をアセトンで容易に除去できる点を考慮すると、各種のフォトレジストのうち、化学増幅型レジストやアクリル系レジストと比較して、一般的に使用されるノボラック樹脂ベースのフォトレジストの方が使用しやすい。
【００６７】
その他、スピンコート法により容易に塗布が可能な材料としては、フォトレジストと同様の樹脂（例えば感光剤を含まないもの）、無反射コーティング剤（従来基板とフォトレジストの界面又はフォトレジストの表面に塗布して、不要な反射光を低減するために用いられている）、記録膜としても用いられるシアニン系やフタロシアニン系の有機色素膜等の有機膜が考えられる。
【００６８】
一方、緩衝膜１３に無機膜（スタンパーの材料より柔らかい無機材料の膜）を用いる場合には、例えばエッチング装置と緩衝膜１３の成膜装置とを連結して、基板１１へのエッチング、フォトレジスト１２の除去、並びに緩衝膜１３の成膜を一連の工程で行うことが考えられる。
【００６９】
続いて、図３Ｆに示すように、緩衝膜１３上にスタンパーの材料の膜を形成してスタンパー１５を作製する。
スタンパー１５の材料としては、例えばニッケル等を用いることができる。
ニッケルをスタンパー１５の材料として用いる場合には、電解メッキにより形成することができる。
【００７０】
尚、緩衝膜１３が有機膜又は導電性の低い無機膜である場合には、直接緩衝膜１３上に電解メッキによりメッキ膜を形成することができない。そのため、緩衝膜１３上にスパッタ法や無電解メッキ法により導電膜例えばニッケル膜を形成しておき、この導電膜を電解メッキの電極として利用する。
【００７１】
続いて、図３Ｇに示すように、スタンパー１５を基板１１及び緩衝膜１３（原盤１４）から剥離する。
このとき、緩衝膜１３がスタンパー１５の材料よりも硬度が低い（柔らかい）ため、剥離の際にスタンパー１５の凹凸パターン１５Ａが破損することがない。
【００７２】
その後は、スタンパー１５に付着残存した緩衝膜１３を除去して、最終的に凹凸パターン１５Ａが形成されたスタンパー１５が得られる。
【００７３】
このとき、エッチング終了時点の基板１１の凹凸パターン１１Ａの深さＤＥ１００ｎｍに対して、緩衝膜１３によりパターンが埋まって浅くなっているため、スタンパー１５に転写された凹凸パターン１５Ａの深さＤも同様に浅くなる。
従って、スタンパー１５に所望の深さの凹凸パターン１５Ａを得るためには、緩衝膜１３の厚さに応じて、基板１１に対するエッチングの深さを予め適当量補正しておく必要がある。
【００７４】
上述の本実施の形態によれば、記録スポット径１００ｎｍ以下を実現する電子線描画と反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法とを組み合わせることにより、基板１１に微細な凹凸パターン１１Ａを形成することができる。
【００７５】
基板１１に形成される微細な凹凸パターン１１Ａは、エッチングによって壁の傾斜はほぼ垂直になる。
また、凹凸パターン１１Ａを深さ５０〜１００ｎｍ程度に対して、幅又は長さを同等の大きさまで狭めて、アスペクト比（幅又は長さ／深さ）が１．０を上回るように形成することも可能になる。
【００７６】
そして、スタンパー１５の材料（ニッケル等）よりも硬度が低い（柔らかい）緩衝膜１３を基板１１に形成された凹凸パターン１１Ａの深さＤＥに対して充分薄い厚さＤＢで均一に形成したことにより、緩衝膜１３を形成した後の原盤表面に従来通りスタンパー１５の材料例えばニッケルメッキを形成し、かつスタンパー１５を基板１１から剥離する際にも、スタンパー１５の損傷が発生せず、欠陥のないスタンパー１５を得ることができる。
【００７７】
（実施例）
以下、光記録媒体作製用スタンパーを製造する具体的な実施例を説明する。
【００７８】
まず、シリコン又は石英から成る基板１１上に、フォトレジスト１２としてスピンコート法により電子線描画用ポジ型レジスト（富士フィルムアーチ社製ＦＥＰ−１７１）を、２００ｎｍの厚さに塗布する。
【００７９】
次に、電子線描画装置により、フォトレジスト１２に電子線を照射して凹凸ピット等に対応するパターンを露光する。
露光パターンは、ＥＦＭ＋信号を変調信号として、３Ｔ，４Ｔ，５Ｔ，・・・１３Ｔ，１４Ｔの１２種類のピット長のパターンを含むようにした。また、記録密度はピット長３Ｔのものが０．１２６μｍになるようにして、トラックピッチＴＰ＝０．２３４μｍとした。これはＤＶＤの約１０倍の密度に相当する。
電子線描画装置の描画の条件は、電子銃の材質をＷ＜１００＞、加速電圧を１５ｋＶ、電流を２０ｎＡ、ビーム径を７０ｎｍ、記録線密度を１．０ｍ／ｓとした。
【００８０】
続いて、露光されたフォトレジスト１２を現像して、凹凸ピットのパターンを形成した。現像の条件は、有機アルカリ現像液（テトラメチルアンモニウム２．３８％、商品名：ＮＭＤ−３）を使用して３０秒とした。
【００８１】
次に、凹凸ピットのパターンが形成されたフォトレジスト１２をマスクとして、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により、基板１１へ凹凸ピットのパターン１１Ａを形成する。
（Ａ）基板１１にシリコン基板を用いる場合には、エッチングの条件は、例えば次のようにする。
エッチングガス及び流量：ＣＨＦ₃ ２５ｓｃｃｍ
真空到達度：０．２５ｍＰａ
ガス圧：１．０Ｐａ
高周波ＲＦ電源出力：アンテナ部１３０Ｗ、バイアス部３０Ｗ（周波数１３．５６ＭＨｚ）
以上の条件により、エッチング時間を７分１５秒として、シリコン基板に深さ１００ｎｍの凹凸ピットのパターンを形成した。パターンの幅は電子線描画装置のビーム径と等しく７０ｎｍであり、凹凸ピットの壁部の傾斜はほぼ垂直であった。
（Ｂ）基板１１に石英基板を用いる場合には、エッチングの条件は、例えば次のようにする。
エッチングガス及び流量：ＣＨＦ₃ ２５ｓｃｃｍ／Ａｒ ２５ｓｃｃｍ
真空到達度：０．２５ｍＰａ
ガス圧：０．５０Ｐａ
高周波ＲＦ電源出力：アンテナ部１３０Ｗ、バイアス部３０Ｗ（周波数１３．５６ＭＨｚ）
以上の条件により、エッチング時間を１分４５秒として、石英基板に深さ１００ｎｍの凹凸ピットのパターンを形成した。パターンの幅は電子線描画装置のビーム径と等しく７０ｎｍであり、凹凸ピットの壁部の傾斜はほぼ垂直であった。
【００８２】
次に、不要となったフォトレジスト１２を除去する。
しかし、先の反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）工程において、プラズマによりフォトレジスト１２が変質しているため、現像液やアセトン等の有機溶剤では簡単に除去できない。
そこで、硫酸加水等の有効な剥離液を用いる方法や、酸素プラズマによって残存したフォトレジスト１２を燃焼させる方法（アッシング）が一般的である。
また、前述した反応性イオンエッチング工程のエッチング装置を使用して、反応性ガスとして酸素を用いれば、酸素ガスでは基板１１のシリコンや石英の表面のエッチングは進行しないので、パターン形状を維持したままフォトレジスト１２のみを除去することが可能である。この方法を用いる場合には、例えば以下のエッチング条件により残存したフォトレジスト１２を除去する。
エッチングガス及び流量：酸素 ２５ｓｃｃｍ
真空到達度：０．３ｍＰａ
ガス圧：０．５Ｐａ
高周波ＲＦ電源出力：アンテナ部１３０Ｗ、バイアス部３０Ｗ（周波数１３．５６ＭＨｚ）
以上の条件で５分間の処理を行うことにより、フォトレジスト１２を完全に除去することができた。
以上のようにして、前述した記録密度の凹凸ピットのパターン１１Ａが基板１１に形成されて成る光記録媒体用原盤を作製することができる。
【００８３】
続いて、凹凸ピットのパターン１１Ａが基板１１に形成されて成る光記録媒体用原盤の表面に、緩衝膜１３を形成する。
緩衝膜１３の材料として、市販のノボラック系フォトレジストを使用した場合には、原盤上にスピンコート法により、例えば以下のようにしてフォトレジストを塗布する。
フォトレジストとしてＧＸ−２５０ＥＬＳ（日本合成ゴム（株）社製）を用意して、このフォトレジストをＰＧＭＥＡシンナーで体積比１／２０に希釈する。そして、希釈されたフォトレジストを、スピンコート法により、回転数４０００ｒｐｍで３０秒振り切りの条件で原盤の表面に塗布して緩衝膜１３を形成した。
【００８４】
次に、凹凸ピットのパターン１１Ａが形成された表面を覆って緩衝膜１３が形成された原盤から、凹凸ピットのパターンを転写するようにスタンパー１５を作製する。
ここで、原盤の表面はフォトレジストから成る緩衝膜１３即ち導電性のない薄膜であるため、電気メッキによりスタンパー１５を作製するための前処理として、原盤の表面にスパッタ法により膜厚２００〜３００ｎｍ程度の導電薄膜例えばニッケル膜を形成する。
また、本実施例では緩衝膜１３にノボラック系フォトレジスト（ＧＸ−２５０）を使用しているので、スパッタ法の代わりにニッケルの無電解メッキを行うことも可能である。
【００８５】
次に、電気メッキ法により、表面にスタンパー１５の材料であるニッケルを所望の厚さ（３００〜４００μｍ程度が一般的）成長させる。
このとき、図５に示す電気メッキ槽１を使用することができる。この電気メッキ槽１は、内部に例えば主成分をスルファミン酸ニッケルとする電鋳液２が充填され、この電鋳液２がメッキ槽１の右下に設けられた排水口３Ａ及び給水口３Ｂを有する液循環部３により外部と循環するように構成される。また、基板１１に緩衝膜１３が形成されて成る原盤１４を保持する保持部４と保持部４を回転駆動させるモーター５とを備えて成る。また、原盤１４に対向してメッキ材６として例えば硫黄含有のＳ−ニッケルが配置される。
【００８６】
そして、この電気メッキ槽１を使用して、原盤１４の表面で導電のコンタクトをとり、原盤１４側を陰極とし、硫黄含有のＳ−ニッケルから成るメッキ材６を陽極として、５０℃の電鋳液２中でモーター５により図中矢印で示すように原盤１４を回転させながら、徐々に電流密度を増加させる。例えば０．０５Ａ／ｄｍ² で成長開始して、最終的に２０Ａ／ｄｍ² 程度にする。そして、一般的にニッケルメッキ膜が３００μｍの厚さに成長するのに２時間〜３時間程度を要する。
電鋳液２は、例えば以下の組成とする。
スルファミン酸ニッケル ６００ｇ／ｌ
ホウ酸 ４０ｇ／ｌ
塩化ニッケル ５ｇ／ｌ
界面活性剤 １ｃｃ／ｌ
【００８７】
電気メッキ法によるニッケルの成長が終了した後、ニッケルから成るスタンパー１５を原盤１４から剥離する。このとき、原盤の表面にはフォトレジストから成る緩衝膜１３が形成されておりニッケルより緩衝膜１３の方が柔らかいため、剥離の際にニッケルが破損することがない。
その後、ニッケルの表面に付着残存した緩衝膜１３を、洗浄により除去する。上述のフォトレジスト（ＧＸ２５０）を緩衝膜１３に使用した場合には、洗浄液としてアセトンを用いて容易に除去することができる。また、他の有機系材料を緩衝膜１３に使用した場合には、前述した酸素ガスエッチング等により除去することも可能である。
このようにしてニッケル製のスタンパー１５が完成する。
【００８８】
尚、ニッケルを剥離した後の原盤を洗浄して基板１１に残った緩衝膜１２を除去すれば、以後同様の方法により原盤を構成する基板１１から複数のニッケル製のスタンパー１５を作製することができる。
【００８９】
上述したように製造して得られたニッケル製スタンパー１５は、基板１１の凹凸ピットのパターン１１Ａが損傷されること無く正常に転写されていた。
【００９０】
このとき、エッチング終了時点の基板１１の凹凸パターン１１Ａの深さＤＥ１００ｎｍに対して、塗布厚１５ｎｍの緩衝膜１３によりパターンが埋まって浅くなっているため、ニッケル製スタンパー１５に転写された凹凸パターン１５Ａの深さＤも同様に浅くなり、最終的に得られたスタンパー１５の凹凸パターン１５Ａの深さＤは７０ｎｍであった。
スタンパー１５に所望の深さの凹凸パターン１５Ａを得るためには、前述したように緩衝膜１３の厚さに応じて、基板１１に対するエッチングの深さを予め適当量補正しておけばよい。
【００９１】
尚、上述の実施例と同様の条件により電子線描画装置による露光を行った後に、基板へ反応性イオンエッチングにより深さ７０ｎｍの凹凸ピットのパターンを形成し、その後緩衝膜１３を形成しないでニッケル製のスタンパーを作製したところ、原盤とスタンパーとを剥離する際に、特に長さ０．２０μｍ以下の短いピットについて損傷が多く発生した。
即ち本発明の製造方法の効果が確認された。
【００９２】
尚、上述の実施の形態の説明や実施例では電子線描画装置により、凹凸ピットのパターンの露光を行っているが、本発明では、電子線描画装置を使用する製法に限定されるものではなく、フォトレジストに同等サイズのパターンを形成することができるのであれば、電子線以外の露光手段を用いてもよい。例えば従来通り紫外レーザ光を露光光源として用いても、近接場光学により対物レンズの開口数ＮＡ＞１．０を実現する場合や、波長が２００ｎｍ以下まで短波長化された光源が使用可能となった場合には、電子線描画と同等の１００ｎｍ以下の記録スポット径を実現することが可能になる。
【００９３】
また、上述の実施の形態の説明や実施例では、光記録媒体として光ディスクを製造する場合の原盤やスタンパーに本発明を適用しているが、本発明はディスク状に限らず、カード状やシート状等その他の形状の光記録媒体にも適用することができる。
さらに、光記録媒体の種類も、ピットパターンを有する再生専用の（ＲＯＭ型）光記録媒体、光磁気記録媒体、相変化型光記録媒体等、様々な種類の光記録媒体に適用することができる。
【００９４】
本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。
【００９５】
【発明の効果】
上述の本発明によれば、原盤を構成する基板にエッチングにより微細な凹凸パターンが形成され、この微細な凹凸パターンをスタンパーに転写して、微細な凹凸パターンを有するスタンパーを製造することができる。
また、凹凸パターンの幅又は長さを深さと同等に狭めてアスペクト比の大きい凹凸パターンを形成することができるようになる。
【００９６】
このように微細な凹凸パターンを有するスタンパーを製造して、このスタンパーを使用して光記録媒体を作製することにより、記録密度が高く情報容量の大きい光記録媒体を作製することができる。
【００９７】
さらに、基板の凹凸パターンを覆って、スタンパーの材料よりも硬度の低い（柔らかい）緩衝膜を形成することにより、スタンパーの材料を剥離する際に、スタンパーの凹凸パターンの破損を防いで、欠陥のないスタンパーを製造することができる。
これにより、スタンパーの製造歩留まりの向上を図ることができると共に、基板に残存した緩衝膜を除去してから再び基板に緩衝膜を成膜することにより、凹凸パターンが形成された基板から成る原盤から複数のスタンパーを製造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａ、Ｂ 本発明の光記録媒体作製用スタンパーの製造方法の一実施の形態の製造工程を示す工程図である。
【図２】Ｃ、Ｄ 本発明の光記録媒体作製用スタンパーの製造方法の一実施の形態の製造工程を示す工程図である。
【図３】Ｅ〜Ｇ 本発明の光記録媒体作製用スタンパーの製造方法の一実施の形態の製造工程を示す工程図である。
【図４】フォトレジストの露光に用いる電子線描画装置の一形態の概略構成図である。
【図５】スタンパーのメッキに用いる電気メッキ槽の構成を示す図である。
【図６】Ａ〜Ｃ 光ディスクの構造を示す図である。
【図７】Ａ〜Ｃ 従来の光ディスクの製造工程を示す工程図である。
【図８】Ｄ〜Ｆ 従来の光ディスクの製造工程を示す工程図である。
【図９】従来の原盤からスタンパーを剥離する工程を示す図である。
【図１０】レーザ露光による露光装置の概略構成図である。
【図１１】スタンパーを原盤から剥離する際の問題点を説明する図である。
【図１２】エッチングによる凹凸パターンのアスペクト比を説明する図である。
【符号の説明】
１１ 基板、１２ フォトレジスト、１３ 緩衝膜、１４ 原盤、１５ スタンパー

Claims (7)

1. 光記録媒体作製用のスタンパーを製造する方法であって、
   基板上にフォトレジストを形成する工程と、
   上記フォトレジストを露光した後、現像により凹凸パターンを有するフォトレジストを形成する工程と、
   上記フォトレジストをマスクとして上記基板を異方性エッチングして、上記基板に凹凸パターンを形成する工程と、
   上記凹凸パターンが形成された上記基板の表面を覆って、スタンパーよりも硬度の低い材料から成る緩衝膜を形成する工程と、
   上記緩衝膜上にスタンパーの材料を形成する工程と、
   上記スタンパーの材料を、表面に上記緩衝膜が形成された上記基板から剥離して、スタンパーを形成する工程とを有する
   ことを特徴とする光記録媒体作製用スタンパーの製造方法。
2. 上記緩衝膜の膜厚を２０ｎｍ以下とすることを特徴とする請求項１に記載の光記録媒体作製用スタンパーの製造方法。
3. 上記フォトレジストを露光する工程において、半値幅が１００ｎｍのスポットにより露光することを特徴とする請求項１に記載の光記録媒体作製用スタンパーの製造方法。
4. 電子線により上記フォトレジストを露光することを特徴とする請求項１に記載の光記録媒体作製用スタンパーの製造方法。
5. 上記緩衝膜の材料として、ノボラック樹脂系のフォトレジストを用いることを特徴とする請求項１に記載の光記録媒体作製用スタンパーの製造方法。
6. 上記基板の材料として、シリコンもしくは石英を用いることを特徴とする請求項１に記載の光記録媒体作製用スタンパーの製造方法。
7. 上記スタンパーの材料としてニッケルを用いることを特徴とする請求項１に記載の光記録媒体作製用スタンパーの製造方法。

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