JPH06243514A - フォトレジスト現像装置及び現像方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フォトレジストの現像時に発生する、ピット
やグル−ブの物理寸法の微小な歪みやバラツキを最小限
にし、それにより高記録密度光ディスクを歩留まり良く
製造できるフォトレジスト現像装置及び現像方法を提供
する。 【構成】 フォトレジスト現像装置１において、露光処
理済で現像未処理の基板１２ａを保管する現像未処理基
板保管部２と、この現像未処理基板保管部２に保管され
る現像未処理基板１２ａの保管時間を管理する保管時間
管理部４と、前記現像未処理基板１２ａに現像処理を行
う現像処理部３とを備えており、前記保管時間が所定の
時間を超えることなく前記現像未処理基板１２ａに前記
現像処理を行うようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フォトレジストの現像
装置及び現像方法に係わり、特にオ−ディオ、ビデオ又
は情報用の光ディスクの原盤を製造する際のフォトレジ
ストの現像装置及び現像方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】以下、添付図面を参照して従来の技術を
説明する。まず、光ディスクの製造方法の概略を述べ
る。図２は、本発明の現像装置及び現像方法の一実施
例、及び従来例の現像装置によって製造される光ディス
クを説明するための第一の製造工程図である。図３は、
本発明の現像装置及び現像方法の一実施例、及び従来例
の現像装置によって製造される光ディスクを説明するた
めの第二の製造工程図である。図２及び図３において、
２０はガラス基板を、２１はフォトレジストを、２２は
レ−ザ−光を、２３は集光レンズを、２４は露光部を、
２５はニッケルを、２６はポリカ−ボネイト樹脂を、２
７は反射膜及び保護膜をそれぞれ示す。

【０００３】まず、精密に研磨された、円盤状のガラス
基板２０の表面に、密着剤を介して、スピンコ−ト法に
より、フォトレジスト２１を均一に塗布し、その後、ホ
ットプレ−ト等によりベ−キングする（図２（Ａ））。
次に、記録されるべき信号により変調されたレ−ザ−光
２２をレンズ２３により集光し、これをフォトレジスト
２１上に照射して、所定部分を露光する（図２
（Ｂ））。この露光部２４のパタ−ンは、再生専用光デ
ィスク（ＣＤ、ＬＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等）の場合には、ピ
ット群であり、記録再生可能な光ディスク（光磁気ディ
スク、相変化型光ディスク、ＣＤライトワンス等）の場
合には、グル−ブ群である。次に、アルカリ溶液を用い
て、フォトレジスト２１の現像を行い、露光部２４を溶
解し、ピット群またはグル−ブ群からなるフォトレジス
ト２１の凹凸パタ−ンを得る（図２（Ｃ））。

【０００４】次に、このフォトレジスト２１上に、スパ
ッタリング法等により、ニッケル等の導電膜を形成し、
更に、この導電膜を電極とし、ニッケル２５を所定の厚
さにメッキする（図２（Ｄ））。これにより、フォトレ
ジスト２１の凹凸パタ−ンの逆パタ−ンが、ニッケル２
５に写しとられる。次に、このニッケル２５を、ガラス
基板２０より剥離して、スタンパとする（図３
（Ａ））。次に、このスタンパを、射出成型用の金型と
して用いて、ポリカ−ボネ−ト樹脂２６等を射出成型す
る（図３（Ｂ））。ポリカ−ボネ−ト樹脂２６には、所
定のパタ−ンが形成されている。最後に、スタンパより
取り外されたポリカ−ボネ−ト樹脂２６のパタ−ンが形
成されている表面に、スパッタリング法等により、反射
膜及び保護膜２７等が形成されて、光ディスクが出来上
がる（図３（Ｃ））。

【０００５】ところで、光ディスクにおいては、近年、
記録再生可能な情報用光ディスクのみでなく、再生専用
光ディスクにおいても、高記録密度化が進んでいる。こ
の高記録密度化を達成する手段としては、トラックピッ
チを狭くすることと、線記録密度を大きくすることがあ
げられる。すなわち、情報の記録されているピットまた
はグル−ブのサイズを小さくする必要がある。しかしな
がら、従来の製造方法により光ディスクを製造し、ピッ
トまたはグル−ブのサイズを小さくすると、製造工程で
は避けられない、これらの物理寸法の微小な歪みやバラ
ツキは、相対的に大きな影響を与える事になり、光ディ
スクの性能を劣化させるため、製造の歩留まりは低下
し、生産性が悪くなる。

【０００６】ピットまたはグル−ブの物理寸法の微小な
歪みやバラツキは、光ディスクの製造工程において、ピ
ットまたはグル−ブの形成に係わる工程の全てにおいて
発生し得るが、特に、フォトレジストにピットまたはグ
ル−ブのパタ−ンを形成するときに発生する物理寸法の
微小な歪みやバラツキの影響が最も大きい。ここで発生
した物理寸法の微小な歪みやバラツキは、全ての後工程
に影響する。

【０００７】そこで、フォトレジストにピットまたはグ
ル−ブのパタ−ンを形成するときの現像方法についてに
説明する。図４は、従来例の現像装置を示す概略構成図
である。図４において、３０は現像装置を、３１は現像
液を、３２は現像液供給部を、３３はガラス基板を、３
４はＨｅ−Ｎｅレ−ザを、３５はレ−ザ−光を、３５ａ
は＋１次回折光を、３５ｂは０次回折光を、３５ｃは−
１次回折光を、３６はミラ−を、３７ａは光検出器を、
３７ｂは光検出器を、３７ｃは光検出器を、３８はタ−
ンテ−ブルを、３９はモ−タを、４０は現像モニタ−を
それぞれ示す。

【０００８】まず、従来例の現像装置の構成の概略を説
明する。フォトレジストが塗布済で、そのフォトレジス
トがレ−ザ光によって、所定の部分露光されているガラ
ス基板３３をセットするためのタ−ンテ−ブル３８があ
る。タ−ンテ−ブル３８は、モ−タ３９に接続されてお
り、所定の回転ができるようになっている。ガラス基板
３３の上方には、現像液３１を供給するための現像液供
給部３２と、ここには図示されていない、リンス液供給
部とが配置されている。

【０００９】一方、フォトレジストの現像の進行状況を
モニタ−するために、回折現象を利用した現像モニタ−
４０が配置されている。この現像モニタ−４０は、レ−
ザ光源として、Ｈｅ−Ｎｅレ−ザ３４を使用している。
レ−ザ光３５は、ミラ−３６により光路を変えて、ガラ
ス基板３３のガラス表面より入射し、フォトレジストを
通過する際、ここで回折を起こし、回折光に分離する。
そのうち、＋１次回折光３５ａと、０次回折光３５ｂ
と、−１次回折光３５ｃとは、それぞれの光検出器３７
ａ、３７ｂ、３７ｃによってそれぞれの強度を測定でき
るようになっている。

【００１０】次に、現像方法の概略を説明する。まず、
露光済のフォトレジストが形成されているガラス基板３
３をタ−ンテ−ブル３８上にセットする。タ−ンテ−ブ
ル３８には、ガラス基板検出用のセンサ−が配置されて
いる。ガラス基板３３がセットされたことを確認する
と、現像シ−ケンスが実行される。すなわち、タ−ンテ
−ブル３３を１００ｒｐｍで回転させて、初めに、リン
ス液をリンス供給部より３０秒間ガラス基板３３上に噴
霧し、次に、現像液３１を現像液供給部３２より噴霧す
る。時間と共に現像は進行するが、現像状態は、現像モ
ニタ−４０により監視されている。光検出器３７ａ、３
７ｂ、３７ｃに入射する＋１次回折光３５ａと、０次回
折光３５ｂと、−１次回折光３５ｃとの強度比が所定の
値に達すると、現像液３１の供給を停止し、リンス液を
リンス液供給部より、３０秒間噴霧する。

【００１１】これらの一連の現像シ−ケンスが終了する
と、乾燥シ−ケンスに入る。タ−ンテ−ブル３８の回転
数は、１５００ｒｐｍに上げられ、この高速回転によっ
て生ずる遠心力により、フォトレジスト上のリンス液を
振り切ると同時に、高速の雰囲気ガス流により乾燥す
る。乾燥が終了すると、タ−ンテ−ブル３８を停止し
て、ガラス基板３３を取り外す。以上で現像処理が完了
する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な回折現象を利用する現像モニタ−を有する現像装置を
用いて行うフォトレジストの現像は、比較的記録密度の
低い光ディスクにおけるピットやグル−ブに対して有効
であるが、高記録密度の光ディスクのピットやグル−ブ
に対しては十分ではない。Ｈｅ−Ｎｅレ−ザより得られ
るレ−ザ光スポットの直径は、測定感度を確保するため
には、数ｍｍ必要であり、この大きさが測定対象領域の
大きさになる。測定したい一個のピットの大きさは、μ
ｍのオ−ダ−であり、そのため、一回の測定では、同時
に多数のピットがその対象となる。しかも、ガラス基板
を回転しながら現像するため、非常に多数のピットをモ
ニタ−する結果になる。

【００１３】また、ピットの長さは、基準時間長をＴと
すると、記録されるべき信号に応じて，例えばＣＤの場
合には、３Ｔから１１Ｔの範囲になる。しかしながら、
０次回折光と１次回折光の強度比の最適値は、測定対象
のピットの長さによって異なっている。また、０次回折
光と１次回折光の強度比は、ピットの幅、長さ、深さ及
び側面形状、及びトラックピッチによって変化する。従
って、回折現象を利用する現像モニタ−法では、多数の
しかも多種類のピットの平均的な状態をモニタ−してい
ることになり、緻密な管理が必要となる高記録密度光デ
ィスクの現像工程に使用するには不十分である。

【００１４】そこで、本発明は、フォトレジスト現像装
置及び現像方法において、フォトレジストの現像時に発
生する、ピットやグル−ブの物理寸法の微小な歪みやバ
ラツキを最小限にし、それにより高記録密度光ディスク
を歩留まり良く製造できるフォトレジスト現像装置及び
現像方法を提供することを目的とするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１による本発明の
フォトレジスト現像装置は、フォトレジスト現像装置に
おいて、露光処理済で現像未処理の基板を保管する現像
未処理基板保管部と、この現像未処理基板保管部に保管
される現像未処理基板の保管時間を管理する保管時間管
理部と、前記現像未処理基板に現像処理を行う現像処理
部とを備えており、前記保管時間が所定の時間を超える
ことなく前記現像未処理基板に前記現像処理を行う事に
より、上述の目的を達成するものである。また、請求項
２による本発明のフォトレジストの現像方法は、フォト
レジストの現像方法において、フォトレジストの露光後
から現像開始までの時間を所定時間以内とした事により
上述の目的を達成するものである。

【００１６】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の一実施例
を説明する。図１は、本発明の現像装置の一実施例を示
す概略構成図である。図１において、１はフォトレジス
ト現像装置を、２は現像未処理基板保管部を、３は現像
処理部を、４は保管時間管理部を、５は保管棚を、６は
窒素ガス導入部を、７は窒素ガス放出部を、８は搬送部
を、９ａは仕切り窓を、９ｂは仕切り窓を、９ｃは仕切
り窓を、１０はモ−タを、１１はタ−ンテ−ブルを、１
２ａは現像未処理基板を、１２ｂは基板を、１３は現像
液を、１４は現像液供給部を、１５はリンス液供給部
を、１６は窒素ガス導入部を、１７は窒素ガス放出部
を、１８は溶液排出部を、１９は窒素ガスをそれぞれ示
す。

【００１７】まず、フォトレジスト現像装置１の構成の
概略を説明する。フォトレジスト現像装置１は大きく分
けて、現像未処理基板保管部２と、現像処理部３及び保
管時間管理部４とから構成されている。現像未処理基板
保管部２は、露光済の現像未処理基板１２ａを物理的か
つ化学的に安定な状態で保管する場所であり、複数の現
像未処理基板１２ａを収納できるように仕切り板を備え
た保管棚５があり、ここから現像未処理基板１２ａを必
要に応じて出し入れできるようになっている。

【００１８】さらに、この保管棚５には、フォトレジス
トの露光後から現像処理を始めるまでの時間を管理する
ための保管時間管理部４が接続されており、現像未処理
基板保管部２に保管される全ての現像未処理基板１２ａ
の保管時間が管理されている。 保管時間管理部４は、
現像未処理基板１２ａの保管を開始した時刻に起動さ
れ、その保管時間を表示し、所定の保管時間に達するま
での間じゅう、現像を開始させるために外部に信号を出
力し続けるように構成されている。

【００１９】また、現像未処理基板保管部２には、露光
済の現像未処理基板１２ａを外部から取り込むための仕
切り窓９ａと、保管中の現像未処理基板１２ａを現像処
理部３へ送り出すための仕切り窓９ｂがある。これらの
仕切り窓９ａ、９ｂは、現像未処理基板１２ａが通過す
る時だけ開き、通常は現像未処理基板保管部２と外部を
遮断するため、閉じられている。また、保管棚５上の現
像未処理基板１２ａを移送するための搬送部８が設置さ
れている。現像未処理基板保管部２の内部には、窒素ガ
ス導入部６より、０．１μｍのフィルタ−で濾過した一
定温度の不活性ガスである窒素ガス１９が、導入されて
おり、窒素ガス１９の圧力は、窒素ガス放出部７より、
余剰の窒素ガス１９を放出することにより、一定に制御
されている。

【００２０】一方、現像処理部３には、基板１２ｂをセ
ットするためのタ−ンテ−ブル１１がある。タ−ンテ−
ブル１１は、モ−タ１０に接続されており、所定の回転
ができるようになっている。また、タ−ンテ−ブル１１
には、ここには図示されていない基板１２ｂの存在を検
知するためのセンサ−が取り付けられている。基板１２
ｂの上方には、現像液１３を供給するための現像液供給
部１４と、リンス液を供給するためのリンス液供給部１
５とが配置されている。使用済みの現像液１３やリンス
液を排出するための溶液排出部１８がある。現像処理部
３の内部は、所定の窒素ガス雰囲気にできるように、
０．１μｍフィルタ−の接続された窒素ガス導入部１６
と、窒素ガス放出部１７とが配置されている。現像処理
の完了した基板１２ｂを外部に取り出すための仕切り窓
９ｃがあり、基板１２ｂが通過する時だけ開き、通常は
現像処理部３を外部と遮断するため、閉じられている。
現像処理部３は、現像処理が完了しているときに、保管
時間管理部４より、現像を開始する信号を受ければ、直
ちに現像処理を開始する。現像処理の対象になるのは、
複数の現像未処理基板１２ａの内、所定の保管時間以内
のもので最も保管時間の長い現像未処理基板１２ａであ
る。

【００２１】次に、上述のフォトレジスト現像装置によ
り、現像方法について検討した結果について述べる。現
像方法を変えて光ディスクを製作し、その特性を評価し
た。まず、光ディスクの製造方法を述べる。しかるに、
上述した従来例における光ディスクの製造方法と、現像
工程を除き、基本的には同一なので、図２及び図３を用
いて説明する。符号も同一なので、その説明を省略す
る。

【００２２】まず、精密に研磨された、円盤状のガラス
基板２０の表面に、密着剤を介して、スピンコ−ト法に
より、クレゾ−ルノボラック樹脂及びベンゾフェノンエ
ステルからなるフォトレジスト２１を均一に塗布し、そ
の後、ホットプレ−トによりベ−キングして、膜厚８０
０オングストロ−ムのフォトレジスト２１を得た（図２
（Ａ））。次に、記録されるべき信号により変調され
た、４１３ｎｍの波長を持つクリプトンレ−ザ−光２２
をレンズ２３により集光し、これをフォトレジスト２１
上に照射して、所要時間一時間をかけて、所定部分を露
光する（図２（Ｂ））。記録されるべき信号は、トラッ
クピッチ０．７２μｍであり、最短ピット長Ｔを０．４
７μｍとしたときの３Ｔ〜１１Ｔのピット群である。

【００２３】次に、水酸化カリウム水溶液を現像液とし
て、フォトレジスト２１の現像を行い、露光部２４を溶
解し、ピット群からなるフォトレジスト２１の凹凸パタ
−ンを得る（図２（Ｃ））。この現像条件は、光ディス
クの再生特性を示す、変調度、トラッキングエラ−信号
及びシンメトリ−を最適にする条件を用いている。この
時、レ−ザ−よる露光直後から現像開始までの保管時間
をパラメ−タとして、５種類の試料を作製した。すなわ
ち、試料番号１は、保管時間０時間であり、試料番号２
は、保管時間２時間であり、試料番号３は、保管時間３
時間であり、試料番号４は、保管時間４時間であり、試
料番号５は、保管時間８時間である。この内、試料番号
１〜３は、本発明の実施例を示し、試料番号４及び５は
比較例を示す。

【００２４】次に、このフォトレジスト２１上に、スパ
ッタリング法等により、ニッケル等の導電膜を形成し、
更に、この導電膜を電極とし、ニッケル２５を所定の厚
さにメッキする（図２（Ｄ））。これにより、フォトレ
ジスト２１の凹凸パタ−ンの逆パタ−ンが、ニッケル２
５に写しとられる。次に、このニッケル２５を、ガラス
基板２０より剥離して、スタンパとする（図３
（Ａ））。次に、このスタンパを、射出成型用の金型と
して用いて、ポリカ−ボネ−ト樹脂２６等を射出成型す
る（図３（Ｂ））。ポリカ−ボネ−ト樹脂２６には、所
定のパタ−ンが形成されている。最後に、スタンパから
取り外されたポリカ−ボネ−ト樹脂２６のパタ−ンが形
成されている表面に、スパッタリング法等により、反射
膜及び保護膜２７等を形成して、光ディスクを製造した
（図３（Ｃ））。

【００２５】次に、光ディスクの評価方法を説明する。
製造したそれぞれの光ディスクを、波長６７０ｎｍ、開
口数ＮＡ０．６であるレ−ザ−ピックアップを使用し
て、再生し、その再生出力をタイムインタ−バルアナラ
イザ−で解析し、その周波数特性曲線の各ピットに対応
する信号の分布よりジッタ−を求めた。各試料について
の結果を表１に示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】表１において、ジッタ−は、３Ｔまたは７
Ｔのピットからの信号を、それぞれ１０⁵ 個カウント
し、時間に対する発生頻度分布を求め、この分布の時間
軸変動の標準偏差をＴで割って規格化した値を示す。表
１によれば、露光直後から現像開始までの保管時間が、
増加すればするほど、ジッタ−が劣化する。保管時間が
３時間以内であれば、最もサイズの小さい３Ｔのピット
においても、ジッタ−は１５％を越えないが、保管時間
が４時間以上であると、ジッタ−は１５％を越える値を
示す。ジッタ−が１５％を越えると、光ディスク再生時
のピット分離のマ−ジンが減少し、実用的ではなくな
る。また、ジッタ−が１７％を越えると、Ｃ１エラ−が
増加し、連続して光ディスクを再生する事が困難となる
ことがある。

【００２８】ジッタ−は、現状の解像度のレベルでは、
測長用ＳＥＭによって測定することの困難である、ピッ
トの物理寸法の微小な歪みやバラツキによって発生する
が、上述の結果によれば、保管時間の影響は、サイズの
小さい３Ｔのピットに対するほうが、サイズの大きい７
Ｔのピットに対するよりも、大きい。この事は、ピット
の物理寸法の微小な歪みやバラツキは、ピットのサイズ
に依存するのではなく露光後の保存時間に依存する露光
潜像の拡散に起因すると考えられる。すなわち、レ−ザ
−露光によって、フォトレジストの露光部では、感光剤
が分解し、ベ−スであるクレゾ−ルノボラック樹脂との
相互作用が切断されるが、この部分が時間と共に拡散す
ると考えられる。この拡散による移動量はピットのサイ
ズによらず一定であるので、長いピットよりも、短いピ
ットのほうが相対的に変化量が大きくなり、したがって
ジッタ−の増加が著しいと考えられる。

【００２９】なお、以上クレゾ−ルノボラック樹脂及び
ベンゾフェノンエステルからなるフォトレジストについ
て説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、例えば、ポリビニ−ルフェノ−ル系樹脂及びオニウ
ム塩からなる化学増幅タイプのレジストや、環化ゴム及
び感光性架橋剤からなるネガレジストについても、同様
の結果が得られることは言うまでもない。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１による本
発明のフォトレジスト現像装置は、フォトレジスト現像
装置において、露光処理済で現像未処理の基板を保管す
る現像未処理基板保管部と、この現像未処理基板保管部
に保管される現像未処理基板の保管時間を管理する保管
時間管理部と、前記現像未処理基板に現像処理を行う現
像処理部とを備えており、前記保管時間が所定の時間を
超えることなく前記現像未処理基板に前記現像処理を行
う事により、フォトレジスト露光後の保存時間に依存す
る露光潜像の拡散が少ない期間に現像出来るようし、フ
ォトレジストの現像時に発生する、ピットやグル−ブの
物理寸法の微小な歪みやバラツキを最小限にし、それに
より高記録密度光ディスクを歩留まり良く製造できるフ
ォトレジスト現像装置を提供することが出来る。また、
請求項２による本発明のフォトレジストの現像方法は、
フォトレジストの現像方法において、フォトレジストの
露光後から現像開始までの時間を所定時間以内とした事
により、フォトレジスト露光後の保存時間に依存する露
光潜像の拡散が少ない期間に現像出来るようにし、フォ
トレジストの現像時に発生する、ピットやグル−ブの物
理寸法の微小な歪みやバラツキを最小限にし、それによ
り高記録密度光ディスクを歩留まり良く製造できるフォ
トレジスト現像方法を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置の一実施例を示す概略構成図
である。

【図２】本発明の現像装置及び現像方法の一実施例、及
び従来例の現像装置によって製造される光ディスクを説
明するための第一の製造工程図である。

【図３】本発明の現像装置及び現像方法の一実施例、及
び従来例の現像装置によって製造される光ディスクを説
明するための第二の製造工程図である。

【図４】従来例の現像装置を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１ フォトレジスト現像装置 ２ 現像未処理基板保管部 ３ 現像処理部 ４ 保管時間管理部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フォトレジスト現像装置において、 露光処理済で現像未処理の基板を保管する現像未処理基
   板保管部と、 この現像未処理基板保管部に保管される現像未処理基板
   の保管時間を管理する保管時間管理部と、 前記現像未処理基板に現像処理を行う現像処理部とを備
   えており、 前記保管時間が所定の時間を超えることなく前記現像未
   処理基板に前記現像処理を行う事を特徴とするフォトレ
   ジスト現像装置。
2. 【請求項２】フォトレジストの現像方法において、 フォトレジストの露光後から現像開始までの時間を所定
   時間以内としたことを特徴とするフォトレジストの現像
   方法。