JPH04311833A - スタンパの製造方法および光記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光記録媒体のトラック
案内溝、あるいはプリフォーマット信号を記録するピッ
トをより高密度に形成する製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光記録媒体は、半導体レーザーを光源と
し、７８０ナノメートルから８３０ナノメートルの波長
を持った光を、レンズによって１マイクロメートルから
２マイクロメートルのスポットに絞り込んで情報を再生
、あるいは記録、あるいは消去される。この光記録媒体
上には、記録再生用のレーザースポットを情報の存在す
るトラックに案内するためのトラック案内溝、あるいは
、あらかじめ情報を記録したピットが形成されている。

【０００３】光記録媒体は、マスタリングと呼ばれる工
程で基板を製造するための金型（スタンパ）を作り、そ
のスタンパと射出成型法によってプラスチック基板を製
造し、さらに基板に記録膜、反射膜などを成膜し製造さ
れる。この中で、本発明にかかわるマスタリング工程は
、ガラス原板にフォトレジストを塗布し、レーザーカッ
ティングマシンと呼ばれる装置で、フォトレジストを露
光し、露光部を現像し、光記録媒体のトラック案内溝、
あるいはプリフォーマット信号ピットを形成し、これを
電鋳を用いて金属板に転写することによって、スタンパ
を製造する方法がとられる。

【０００４】光記録媒体の製造方法として、基板と基板
上の金属板とフォトレジストを用いる方法は特許出願公
告昭５６−５２３６１に示されている。また、フォトレ
ジストのみを用いる方法は、特許出願公開昭６０−５０
７３３に示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】現在のマスタリング工
程に用いられている方法では、作製されるスタンパ上の
溝、あるいはピットの幅は、レーザーカッティングマシ
ンのレーザービームの径に大きく依存している。しかし
ながら、光記録媒体を再生、あるいは、記録するレーザ
ービームの波長が短くなり、より高密度な光記録媒体が
必要になった場合、現状のマスタリング工程では、対応
できないという課題を有する。

【０００６】そこで、本発明は、上記従来技術の欠点を
改善するもので、より微細な溝、あるいはピットを形成
する光記録媒体の製造方法を提供することを目的とする
。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、ガラス原板上
に金属、あるいは半導体、あるいは酸化物、あるいは窒
化物の無機質膜を成膜し、前記金属膜上にフォトレジス
トを塗布し、前記フォトレジストをレーザービームによ
って露光し、前記レーザービームによって露光された前
記フォトレジストを現像処理して、露光部分を除去し、
さらに前記フォトレジストの露光部分の除去によって露
出した無機質膜をエッチングし、次に前記フォトレジス
トを除去して、無機質膜に溝、あるいはピットを形成し
、前記溝、あるいはピットを電鋳により、金属板に転写
し、さらに前記金属板を型として、プラスチックに前記
溝、あるいはピットを転写する光記録媒体の製造方法、
または、シリコンウェハー上にフォトレジストを塗布し
、前記フォトレジストをレーザービームによって露光し
、前記レーザービームによって露光された前記フォトレ
ジストを現像処理して、露光部分を除去し、さらに前記
フォトレジストの露光部分の除去によって露出した前記
シリコンウェハーをエッチングし、次に前記フォトレジ
ストを除去して、前記シリコンウェハーに溝、あるいは
ピットを形成し、前記溝、あるいはピットを電鋳により
、金属板に転写し、さらに前記金属板を型として、プラ
スチックに前記溝、あるいはピットを転写する光記録媒
体の製造方法において、前記レーザービーム内の強度分
布が、略ガウス分布をしており、且つ、レーザービーム
の行路中に配置されたマスク、あるいはプリズムによっ
て、前記フォトレジスト上にレンズによって集光された
スポットの強度分布が、サイドローブが大きく、主スポ
ットの幅が前記マスク、あるいはプリズムがない場合よ
りも細くなるようにしたことを特徴とする。

【０００８】

【実施例】図１は、本発明による一つの光記録媒体の製
造方法を示す工程図で、工程は（ａ）から（ｈ）の順に
行なわれる。１はガラス原板であり、まず、（ｂ）の工
程でガラス原板上に所定厚みの金属、あるいはシリコン
、あるいは酸化シリコン、あるいは窒化シリコンなどの
無機質膜が製膜される。次に、（ｃ）の工程で原板上に
フォトレジストが塗布される。（ｄ）の工程では、レー
ザーカッティングマシンを用いてフォトレジストの露光
をおこないこの露光部を現像し、取り除く。（ｅ）の工
程では、フォトレジストの下の無機質膜をエッチングに
よって取り除くが、エッチングされる部分は、フォトレ
ジストを露光した場所に限られる。（ｆ）の工程では、
無機質膜のマスクの役割をしたフォトレジストを取り除
き、（ｇ）で無機質膜の上に他の金属を電鋳し、この電
鋳した金属を剥がすことによってスタンパを作る（ｈ）
。

【０００９】第２図は、本発明による他の光記録媒体の
製造方法を示す工程図で、工程は（ａ）から（ｈ）の順
に行なわれる。８はシリコンウェハーであり、まず、（
ｂ）の工程でシリコンウェハー上にフォトレジストが塗
布される。（ｃ）の工程では、レーザーカッティングマ
シンを用いてフォトレジストの露光をおこないこの露光
部を現像し、取り除く。（ｄ）の工程では、フォトレジ
ストの下のシリコンをエッチングによって加工するが、
エッチングされる部分は、フォトレジストを露光した場
所に限られる。また、所望の溝、あるいはピット深さに
達するところでエッチングを止める。（ｅ）の工程では
、マスクの役割をしたフォトレジストを取り除き、（ｆ
）でシリコンウェハー上に他の金属を電鋳し、この電鋳
した金属を剥がすことによってスタンパを作る（ｇ）。 シリコンウェハーを用いた工程は、ガラス原板を用いた
工程に比較して簡単にすることが可能である。

【００１０】通常このような用途に用いられるレーザー
ビームの強度分布は図３の１０に示したようなガウス分
布をしている。レーザービームをレンズを用いて集光し
た場合、焦点におけるスポットの広がりは、レーザーの
波長とレンズの開口数で決まる。そのため、フォトレジ
ストを露光する範囲を細くすることは困難である。しか
しながら、図４（ａ）に示すように対物レンズ１１の手
前の光路にスリットをいれるか、（ｂ）に示すようなプ
リズムを入れて対物レンズの周辺部のみを用いた場合、
焦点における強度分布は図３の９に示すような、比較的
サイドローブが大きく、主スポットが細い形状に変形さ
せることが可能である。

【００１１】レーザーカッティングをおこなう場合、フ
ォトレジスト上に焦点を結ぶレーザービームの強度分布
が、概略図３の９に示す様な形状になるようにした場合
、このビームによって露光されるフォトレジストの断面
は、図５に示すような範囲になる。したがって、図３に
示すように光の強度分布が大きなサイドローブを持って
いても、サイドローブ部でフォトレジストの全厚みが露
光されない範囲に強度を調節すれば、細い主スポット部
のみがフォトレジストの下部まで露光する。結局、フォ
トレジストの下の無機質層のエッチング幅は、主スポッ
トの幅で制御できる。図５（ａ）に示すように露光部分
を現像処理によって取り除いた後、３のフォトレジスト
をマスクとして２の無機質膜をエッチングすると、図４
の１４に示す範囲がエッチングされ、無機質膜にレーザ
ー露光をおこなったパターンにしたがった凹凸を形成す
ることができるが、このパターンの幅は露光をおこなっ
たレーザービーム幅より小さくなっている。図５の（ｂ
）には、基板をシリコンウェハーとした場合を示す。こ
の場合、エッチングを所定の深さで止めることによりウ
ェハー上に凹凸を形成することができる。実施例１：厚
さ１０ミリメートル、直径２００ミリメートルのガラス
原板に、シリコン薄膜をスパッタ法により５０ナノメー
トル成膜した。このシリコン薄膜の上にフォトレジスト
を１２０ナノメートルの厚みでスピンコート法で塗布し
、ベーキングして固定した。シリコン薄膜とフォトレジ
スト層を形成したガラス原板をレーザーカッティングマ
シンにのせ、４４２ナノメートルの波長を持ったレーザ
ービームを開口数０．９の対物レンズで絞り、フォトレ
ジスト上に集光し１．２マイクロメートルピッチで螺旋
状に露光をおこなった。

【００１２】図４の（ａ）と同様に、カッティング用レ
ーザーの光路上に、ビーム中央の強度のｅの２乗分の１
直径の２０％の幅でビーム中央をマスクしたところ、対
物レンズで絞ったスポットの主スポットは、なにもしな
い場合に比較して半値幅で２０％減少した。

【００１３】次に、このフォトレジストの露光部分を現
像して除去した後、リアクティブイオンエッチングによ
ってシリコン薄膜をエッチングし、フォトレジストを除
去した。全体に均一な導電性を持たせるため、ニッケル
をスパッタリングによって１０ナノメートル成膜し、こ
れを電極としニッケルを３００マイクロメートル電鋳し
、これをガラス原板から剥離しスタンパを得た。得られ
たスタンパの表面形状を測定したところ、溝の幅は、１
８０ナノメートルであった。図６に具体的な溝形状を示
す。溝の深さは、シリコン膜の膜厚に相当し、５０ナノ
メートルである。実施例２：直径８インチのシリコンウ
ェハーに、フォトレジストを１００ナノメートルの厚み
でスピンコート法で塗布し、ベーキングして固定した。 フォトレジスト層を形成したシリコンウェハーをレーザ
ーカッティングマシンにのせ、４４２ナノメートルの波
長を持ったレーザービームを開口数０．９の対物レンズ
で絞り、フォトレジスト上に集光し０．８マイクロメー
トルピッチで、レーザーを周期的に点滅して螺旋状に露
光をおこなった。

【００１４】図４の（ｂ）に示す構成で、カッティング
用レーザーの光路上に、図４（ｂ）の１３に示す形状の
円柱の底面の片方が円錐状に抉れ、反対側が円錐状に突
出したプリズムを挿入し、ビーム中央の強度のｅの２乗
分の１直径の３０％の幅に相当する透き間を作り、この
ビームを対物レンズで絞った。この場合、主スポットの
幅は、なにもしない場合に比較して２５％細くすること
が可能であった。

【００１５】レーザーの点滅周期は、回転するシリコン
ウェハー上で０．５マイクロメートルピッチとなるよう
にした。次に、このフォトレジストの露光部分を現像処
理した。このときの現像パターンの一部を図６に示す。 次にリアクティブイオンエッチングによってシリコンウ
ェハーをエッチングし、フォトレジストを除去した。全
体に良好な導電性を持たせるため、ニッケルをスパッタ
リングによって１０ナノメートル成膜し、これを電極と
しニッケルを３００マイクロメートル電鋳し、これを剥
離しスタンパを得た。得られたスタンパの表面形状を測
定したところ、ピットは直径１５０ナノメートルの円形
であった。この場合、ピット深さは、エッチング時間に
よって自由に変えることができる。また、シリコンウェ
ハーは軽量であり表面性もよく、反りないため非常に扱
いが容易である。また、ガラス原板上のシリコン膜と異
なり、結晶方位がそろっているため、エッチングが均一
に行なえるという利点も有する。実施例３：ガラス原板
上に成膜する膜として、酸化シリコン膜を用いた。実施
例１と同様の実験を行なったところ、ほぼ同じ結果が得
られた。また、上記も膜を、窒化シリコン膜、アルミニ
ウム膜とした場合も同様であった。実施例４：厚さ１０
ミリメートル、直径２００ミリメートルのガラス原板に
、シリコン薄膜をスパッタ法により６０ナノメートル成
膜した。このシリコン薄膜の上にフォトレジストを１０
０ナノメートルの厚みでスピンコート法で塗布し、ベー
キングして固定した。シリコン薄膜とフォトレジスト層
を形成したガラス原板をレーザーカッティングマシンに
のせ、４４２ナノメートルの波長を持ったレーザービー
ムを開口数０．９の対物レンズで絞り、フォトレジスト
上に集光し１．６マイクロメートルピッチで螺旋状に露
光をおこなった。また、光学系は実施例２と同様のもの
を用いた。

【００１６】このフォトレジストの露光部分を現像して
除去した後、プラズマエッチングによってシリコン薄膜
をエッチングし、フォトレジストを除去した。全体に均
一な導電性を持たせるため、ニッケルをスパッタリング
によって１０ナノメートル成膜し、これを電極としニッ
ケルを３００マイクロメートル電鋳し、これをガラス原
板から剥離しスタンパを得た。得られたスタンパの表面
形状を測定したところ、溝の幅は、３００ナノメートル
であった。このスタンパからポリカーボネート製の基板
を射出成型法によって作製し、この基板を用いて光磁気
記録ディスクを作り、従来の同一溝ピッチの基板と記録
された信号の狭帯域Ｓ／Ｎ比（Ｃ／Ｎ比）を測定したと
ころ、雑音レベルが２ｄＢ改善されていることが分かっ
た。

【００１７】本実施例では、実施例４を除きリアクティ
ブイオンエッチングを用いたが、本発明の目的にしたが
って、エッチング幅が大きくならない方法であれば、他
のドライエッチング法を用いても何ら差しつかえない。

【００１８】

【発明の効果】実施例に示したように、本発明を用いる
ことによって、現状のマスタリング方法では得ることの
できない、微細なパターンを持ったスタンパを製造する
ことが可能となる。作製される溝、ピットの幅や長さは
、カッティングのレーザービーム幅でなく、フォトレジ
ストの厚み、レーザービーム強度、サイドローブ強度と
主スポット幅などにより制御可能である。また、本発明
を用いた場合、従来のフォトレジストだけを用いた場合
に比較して、溝、ピットの縁の部分が滑らかであり、得
られたスタンパを用いて製作した光記録媒体のＳ／Ｎ比
が改善されるという効果も持っている。したがって、高
密度なパターンを必要としない従来の用途であっても、
効果があることが分かる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光記録媒体の製造方法の工程を示す概
略図である。

【図２】本発明の光記録媒体の製造方法の工程を示す概
略図である。

【図３】レーザーカッティングマシンにおけるレーザー
ビームのビーム強度分布を示す説明図である。

【図４】レーザー行路中のマスク、プリズムの挿入法を
示す断面の概略図である。

【図５】フォトレジストの露光領域とエッチング領域の
関係を示す断面図である。

【図６】本発明の製造方法によって作製されたスタンパ
の表面形状を示す断面図である。

【符号の説明】

１　　ガラス原板 ２　　無機質膜 ３　　フォトレジスト ４　　露光部 ５　　エッチング部 ６　　電鋳 ７　　スタンパ ８　　シリコンウェハー ９　　本発明のスポット強度分布 １０　　従来のスポット強度分布 １１　　対物レンズ １２　　マスク １３　　プリズム １４　　エッチング領域

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガラス原板上に金属、あるいは半導体、あ
   るいは酸化物、あるいは窒化物の無機質膜を成膜し、前
   記無機質膜上にフォトレジストを塗布し、前記フォトレ
   ジストをレーザービームによって露光し、前記レーザー
   ビームによって露光された前記フォトレジストを現像処
   理して、露光部分を除去し、さらに前記フォトレジスト
   の露光部分の除去によって露出した前記無機質膜をエッ
   チングし、次に前記フォトレジストを除去して、前記無
   機質膜に溝、あるいはピットを形成し、前記溝、あるい
   はピットを電鋳により、金属板に転写し、さらに前記金
   属板を型として、プラスチックに前記溝、あるいはピッ
   トを転写する光記録媒体の製造方法において、前記レー
   ザービーム内の強度分布が、略ガウス分布をしており、
   且つ、レーザービームの行路中に配置されたマスク、あ
   るいはプリズムによって、前記フォトレジスト上にレン
   ズによって集光されたスポットの強度分布が、サイドロ
   ーブが大きく、主スポットの幅が前記マスク、あるいは
   プリズムがない場合よりも細くなるようにしたことを特
   徴とする光記録媒体の製造方法。
2. 【請求項２】シリコンウェハー上にフォトレジストを塗
   布し、前記フォトレジストをレーザービームによって露
   光し、前記レーザービームによって露光された前記フォ
   トレジストを現像処理して、露光部分を除去し、さらに
   前記フォトレジストの露光部分の除去によって露出した
   前記シリコンウェハーをエッチングし、次に前記フォト
   レジストを除去して、前記シリコンウェハーに溝、ある
   いはピットを形成し、前記溝、あるいはピットを電鋳に
   より、金属板に転写し、さらに前記金属板を型として、
   プラスチックに前記溝、あるいはピットを転写する光記
   録媒体の製造方法において、前記レーザービーム内の強
   度分布が、略ガウス分布をしており、且つ、レーザービ
   ームの行路中に配置されたマスク、あるいはプリズムに
   よって、前記フォトレジスト上にレンズによって集光さ
   れたスポットの強度分布が、サイドローブが大きく、主
   スポットの幅が前記マスク、あるいはプリズムがない場
   合よりも細くなるようにしたことを特徴とする光記録媒
   体の製造方法。