JP4779871B2 - 無機レジスト・パターン、無機レジスト・パターンの形成方法、光ディスク原盤、光ディスク原盤の製造方法、光ディスク・スタンパの製造方法及び光ディスク基板の製造方法 - Google Patents
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Description
まず、図1Aに示すように、シリコン基板やガラス基板等からなる平滑な基材1を準備又は作製する。そして、図1Bに示すように、例えばスパッタリング法により、蓄熱を目的とする下地層2を基材1上に形成する。
次に、図2Aに示すように、現像後の光ディスク原盤10の凹凸パターン上に、例えば無電解メッキ法によりニッケル皮膜などの導電化膜4aを形成する。その後、導電化膜4aが形成された光ディスク原盤10を電鋳装置に取り付け、電気メッキ法により導電化膜4a上に例えば300±5μm程度の厚さになるようにメッキを施すことで、図2Bに示すように、凹凸パターンを有するメッキ層4を形成する。なお、メッキ層4を構成する材料としては、ニッケルなどの金属を用いることができる。
次に、図3Aに示すように、例えば射出成形法により、光ディスク・スタンパ11の凹凸パターンをポリカーボネート(PC)などの樹脂材料に転写して、光ディスク基板12を作製する。具体的には、例えば、成形金型に光ディスク・スタンパ11を配置し、金型を閉じてキャビティを形成し、このキャビティ内にポリカーボネートなどの溶融樹脂材料を注入し、硬化後に金型を開く。これにより、所望のピット及びグルーブパターンが転写された光ディスク基板12が作製される。
次に、本実施形態における無機レジスト・パターンの形成方法の詳細について説明する。金属酸化物を利用した無機レジストは、感熱無機レジストとして機能する。特に、本実施形態における無機レジスト層3は、ポジ型レジストとして構成されている。ポジ型レジストは、図5に模式的に示すように、無機レジスト層3にレーザ光3bが照射されることでその照射部位に潜像3aが形成され、現像処理を施すことで潜像3aの形成部が凹部となる凹凸パターンを構成する。
既に述べたように、金属酸化物の分解で発生した酸素はクラックを押し広げたり、結晶間に空隙を作ったりして、レーザ照射部の体積を増大させていると考えられる。従って、金属酸化物を構成する酸素量を、現像でパターン形成できる最小量にとどめることで、エッジ部分の盛り上がり3Wを抑えることができる。一方、金属酸化物は酸化レベルが上がるほど透明性が増し、レーザ透過率が高くなる。このため、レーザ照射した無機レジストの表面と底面の温度差は、酸化レベルの高い金属酸化物ほど小さくなる。さらに、金属酸化物の酸化レベルが上がるのに比例して電気抵抗は大きくなり、これに反比例して熱伝導率は小さくなる。このため、無機レジスト膜において、レーザ入射方向に垂直な方向への熱伝導率は、酸化レベルが高いものほど小さくなる。この結果、金属酸化物の酸化レベルが上がるほど、膜厚方向の温度勾配は小さくなり、レーザ照射部周辺の狭い領域内で蓄熱されることになる(図10A,B)。これらの理由により、酸化レベルが高いものの方が、低いものよりもテーパ角は急峻になると考えられる。
無機レジスト層に照射するレーザの熱が効率的に蓄積されるように、基材上にアモルファス・シリコンからなる100nmの下地層をスパッタ法で形成した。以下に、下地層の成膜条件について示す。
基材:8インチ・シリコンウエハ
ターゲット材料:シリコン
成膜ガス:アルゴン(Ar):26[sccm]
成膜開始ガス圧力:5.0×10-4[Pa]
成膜電力:DC135[W]
作製したレジスト原盤に対して、以下の条件でレーザ照射および現像を行い、DCグルーブ・パターン(ウォブルが施されていないパターン)を作製した。
光源:半導体レーザ(波長405[nm])
対物レンズ:開口数NA=0.9
光ディスク原盤送り速度:0.32[μm/revolution]
スピンドル:CLV(Constant Linear Velocity)方式:4.9[m/sec]
現像液:2.38%テトラメチルアンモニウム水溶液
下地層の上に、次の方法で無機レジスト層を成膜した。成膜後の膜厚は、23nmとした。
ターゲット材料: タングステン(W)/モリブデン(Mo)/酸素(O)
=32/8/60(原子数比)
成膜ガス:アルゴン(Ar):26[sccm]
酸素(O2):2[sccm]
成膜開始ガス圧力:5.0×10-4[Pa]
成膜電力:DC135[W]
下地層の上に、次の方法で無機レジスト層を成膜した。成膜後の膜厚は、30nmとした。
ターゲット材料:タングステン(W)
成膜ガス:アルゴン(Ar):28[sccm]
酸素(O2):2[sccm]
成膜開始ガス圧力:5.0×10-4[Pa]
成膜電力:DC135[W]
下地層の上に、次の方法で無機レジスト層を成膜した。成膜後の膜厚は、30nmとした。
ターゲット材料:タングステン(W)
成膜ガス:アルゴン(Ar):29[sccm]
酸素(O2):1[sccm]
成膜開始ガス圧力:5.0×10-4[Pa]
成膜電力:DC135[W]
また、実施例2の結果から、実施例1と比較したとき、無機レジスト中の酸素量を減らすことによって、凸形状のエッジ部分の盛り上がりが無くなり、テーパ角が緩慢になったことがわかる。
実施例1で用いた無機レジストの、レーザパワーと反射率の関係を調べた。その結果を図15に示す。最小自乗法によってプロットを一次直線で近似したときの直線の傾きは、−0.26であった。
実施例2で用いた無機レジストの、レーザパワーと反射率の関係を調べた。その結果を図16に示す。最小自乗法によってプロットを一次直線で近似したときの直線の傾きは、−0.21であった。
Claims (8)
- 基材と、
前記基材の上に形成されたアモルファスシリコンからなる下地層と、
前記下地層の上に形成され、単一の遷移金属のアモルファス金属酸化物からなり、露光部が溶解するポジ型の感熱性無機レジスト層と
を具備する無機レジスト・パターン。 - 請求項1に記載の無機レジスト・パターンであって、
前記単一の遷移金属は、タングステン、モリブデン及びバナジウムのうち何れかである
無機レジスト・パターン。 - 基材上にアモルファスシリコンからなる下地層を形成する工程と、
前記下地層上に単一の遷移金属のアモルファス金属酸化物からなる無機レジスト層を形成する工程と、
前記無機レジスト層にレーザ光を照射し、前記レーザ光の照射領域に前記金属酸化物の結晶粒子を発生させつつ前記照射領域の周辺部の前記アモルファス金属酸化物の酸化レベルを高めることで、所定形状の潜像を形成する工程と、
前記無機レジスト層をアルカリ溶液で現像し、前記照射領域の周辺部の前記アモルファス金属酸化物を溶解させつつ照射領域内の結晶粒子を脱離させることで、前記下地層上に前記潜像の形成部が凹部となる前記無機レジスト層の凹凸パターンを形成する工程と
を有する
無機レジスト・パターンの形成方法。 - 請求項3に記載の無機レジスト・パターンの形成方法であって、
前記凹凸パターンの凸形状のテーパ角を大きくするときは、前記アモルファス金属酸化物の酸化レベルを高めることで、前記レーザ光照射時の前記無機レジスト層の膜厚方向の温度勾配を小さくする
無機レジスト・パターンの形成方法。 - 基材と、
前記基材の上に形成されたアモルファスシリコンからなる下地層と、
前記下地層の上に形成され、単一の遷移金属のアモルファス金属酸化物からなり、露光部が溶解するポジ型の感熱性無機レジスト層と
を具備する光ディスク原盤。 - 基材上にアモルファスシリコンからなる下地層を形成する工程と、
前記下地層上に単一の遷移金属のアモルファス金属酸化物からなる無機レジスト層を形成する工程と、
前記無機レジスト層にレーザ光を照射し、前記レーザ光の照射領域に前記金属酸化物の結晶粒子を発生させつつ前記照射領域の周辺部の前記アモルファス金属酸化物の酸化レベルを高めることで、所定形状の潜像を形成する工程と、
前記無機レジスト層をアルカリ溶液で現像し、前記照射領域の周辺部の前記アモルファス金属酸化物を溶解させつつ照射領域内の結晶粒子を脱離させることで、前記下地層上に前記潜像の形成部が凹部となる前記無機レジスト層の凹凸パターンを形成する工程と
を有する光ディスク原盤の形成方法。 - 基材上にアモルファスシリコンからなる下地層を形成する工程と、
前記下地層上に単一の遷移金属のアモルファス金属酸化物からなる無機レジスト層を形成する工程と、
前記無機レジスト層にレーザ光を照射し、前記レーザ光の照射領域に前記金属酸化物の結晶粒子を発生させつつ前記照射領域の周辺部の前記アモルファス金属酸化物の酸化レベルを高めることで、所定形状の潜像を形成する工程と、
前記無機レジスト層をアルカリ溶液で現像し、前記照射領域の周辺部の前記アモルファス金属酸化物を溶解させつつ照射領域内の結晶粒子を脱離させることで、前記下地層上に前記潜像の形成部が凹部となる前記無機レジスト層の凹凸パターンを有する光ディスク原盤を製造する工程と、
前記光ディスク原盤の上に金属メッキ層を形成する工程と、
前記金属メッキ層を前記光ディスク原盤から剥離する工程と
を有する光ディスク・スタンパの製造方法。 - 基材上にアモルファスシリコンからなる下地層を形成する工程と、
前記下地層上に単一の遷移金属のアモルファス金属酸化物からなる無機レジスト層を形成する工程と、
前記無機レジスト層にレーザ光を照射し、前記レーザ光の照射領域に前記金属酸化物の結晶粒子を発生させつつ前記照射領域の周辺部の前記アモルファス金属酸化物の酸化レベルを高めることで、所定形状の潜像を形成する工程と、
前記無機レジスト層をアルカリ溶液で現像し、前記照射領域の周辺部の前記アモルファス金属酸化物を溶解させつつ照射領域内の結晶粒子を脱離させることで、前記下地層上に前記潜像の形成部が凹部となる前記無機レジスト層の凹凸パターンを有する光ディスク原盤を製造する工程と、
前記光ディスク原盤又はその複製金型を用いて光ディスク基板を成形する工程と
を有する光ディスク基板の製造方法。
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