JPH08180468A

JPH08180468A - 光ディスク原盤

Info

Publication number: JPH08180468A
Application number: JP32039494A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Masuzawa; 正弘升澤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1994-12-22
Filing date: 1994-12-22
Publication date: 1996-07-12

Abstract

(57)【要約】【目的】ガラス基盤上に形成された少なくとも２層のレ
ジスト間に中間層を設け、中間層の材料、膜厚により上
下のレジスト層への露光量を制御し、深さの異なるグル
ーブ、ピットを精度良く作製することができる光ディス
ク原盤を提供する。【構成】本発明の光ディスク原盤は、ガラス基盤１上に
形成された少なくとも２層のレジスト２，４間に、光吸
収を生じる中間層３を設け、その中間層３の露光波長に
対する吸収係数が１．０以上であることを特徴とする。【効果】光吸収を生じる中間層を設け、その中間層の露
光波長に対する屈折率の吸収係数を１．０以上にしてい
るので、見かけ上の上下レジストの感度を制御すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、
ＣＤ−Ｒ、ＭＯディスク等、光学的な情報記録媒体であ
る光ディスクの製造に用いられる光ディスク原盤に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクでは、同心円状または螺旋状
の案内溝（グルーブ）及び信号用ピットがアクリル樹脂
あるいはポリカーボネート樹脂等からなる透明基板上に
形成されているが、このようなグルーブ及びピットから
なる光ディスクパターンは、光ディスク原盤のガラス基
盤上に形成されたフォトレジスト層に原盤露光装置によ
りレーザビームを露光してレーザカッティングを施し、
現像して形成している。そして、この光ディスク原盤に
Ｎｉメッキ（あるいは蒸着）を施して光ディスクパター
ンのネガ像が転写されたスタンパを作製し、このスタン
パを原盤から剥離して光ディスク作製用の型として用
い、アクリル樹脂あるいはポリカーボネート樹脂等を材
料として射出成形等によって光ディスクパターンが転写
された透明基板を作製する。そして、この透明基板のパ
ターン形成面にＡｌ等の反射膜を蒸着した後、透明プラ
スチックによる保護膜を設けるか、あるいは２枚のディ
スクを合わせてサンドイッチ構造を形成すれば、所望の
パターンを有する光ディスクが得られる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般に光ディスクのグ
ルーブ及びピットの深さは、グルーブがλ／８〜λ／
４、ピットがλ／４〜λ／２が適当とされている（λ：
再生波長）。従って、光ディスク作製用の光ディスク原
盤も夫々対応したグルーブとピットを形成しておく必要
がある。ピット深さはガラス基盤上に形成されたフォト
レジスト層の厚さで決定されるが、グルーブ深さは露光
パワーを弱くしてフォトレジスト層の底まで感光させず
に形成しなければならない。このとき露光パワー変動に
グルーブ深さが大きく依存し、またグルーブ形状の制御
が難しい。

【０００４】そこで、特開平２−２９９５５号公報記載
の技術では、ガラス基盤上に感度の異なるレジスト層を
２層形成し、上層レジストを高感度、下層レジストを低
感度とすることにより、弱い露光パワーで上層レジスト
の底まで感光させてグルーブとし、強い露光パワーで下
層レジストの底まで感光させてピットを形成している。
しかしながら、この方法では、下層レジストの上に上層
レジストを形成する際、上層レジストに含まれている溶
媒成分が下層レジストを溶解し、上下レジストの境界が
はっきりせず、グルーブ深さにバラツキが発生するとい
う問題がある。

【０００５】これに対し、特開平１−１２５７４２号公
報、特開平２−４９２３０号公報記載の技術では、光デ
ィスク原盤の上下層のレジスト間にアルカリ可溶性金属
あるいは酸可溶性金属からなる中間層を設けて境界をは
っきりさせている。そして、上層レジストを高感度、下
層レジストを低感度として、弱い露光パワーで上層レジ
ストの底まで感光させてグルーブとし、強い露光パワー
で下層レジストの底まで感光させてピットとし、上層レ
ジストを現像してグルーブ及びピット部の上層レジスト
を除去した後、グルーブ及びピット部の中間層をアルカ
リ現像液で除去するか、あるいはエッチングにより中間
層を除去し、さらに下層レジストを現像してピット部の
下層レジストを除去して、所望の深さのグルーブ及びピ
ットを形成している。しかしこの場合、中間層を設ける
ことにより必然的に下層レジストにおいて露光パワーが
不足して低感度となり、上層を高感度、下層を低感度に
する理由がない。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
って、ガラス基盤上に形成された少なくとも２層のレジ
スト間に中間層を設け、中間層の材料、膜厚により上下
のレジスト層への露光量を制御し、深さの異なるグルー
ブ、ピットを精度良く作製することができる光ディスク
原盤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】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の光ディスク原盤は、ガラス基盤上に
形成された少なくとも２層のレジスト間に、光吸収を生
じる中間層を設け、その中間層の露光波長に対する吸収
係数が１．０以上であることを特徴とする。

【０００８】請求項２記載の光ディスク原盤は、請求項
１記載の光ディスク原盤において、中間層の上下のレジ
スト層に同じフォトレジストあるいは感度が同じフォト
レジストを使用し、ガラス基盤上に形成された多層膜の
露光波長に対する反射率が４０〜６０％になるように中
間層の材料及び膜厚を設定したことを特徴とする。

【０００９】請求項３記載の光ディスク原盤は、請求項
１記載の光ディスク原盤において、中間層の上下のレジ
スト層のうち、下層レジストの感度を上層レジストの感
度より大きくし、ガラス基盤上に形成された多層膜の露
光波長に対する反射率が６０％以上になるように中間層
の材料及び膜厚を設定したことを特徴とする。

【００１０】請求項４記載の光ディスク原盤は、請求項
２記載の光ディスク原盤において、露光波長に対する屈
折率ｎの範囲が０．４〜０．６、吸収係数ｋの範囲が
４．２〜４．４となる物質を中間層に使用し、そのとき
の中間層の膜厚を３０〜７０Åとすることを特徴とす
る。

【００１１】請求項５記載の光ディスク原盤は、請求項
３記載の光ディスク原盤において、露光波長に対する屈
折率ｎの範囲が０．４〜０．６、吸収係数ｋの範囲が
４．２〜４．４となる物質を中間層に使用し、そのとき
の中間層の膜厚を７０Å以上とすることを特徴とする。

【００１２】請求項６記載の光ディスク原盤は、請求項
２記載の光ディスク原盤において、露光波長に対する屈
折率ｎの範囲が１．５〜１．７、吸収係数ｋの範囲が
２．６〜２．８となる物質を中間層に使用し、そのとき
の中間層の膜厚を６０〜１７０Åとすることを特徴とす
る。

【００１３】請求項７記載の光ディスク原盤は、請求項
３記載の光ディスク原盤において、露光波長に対する屈
折率ｎの範囲が１．５〜１．７、吸収係数ｋの範囲が
２．６〜２．８となる物質を中間層に使用し、そのとき
の中間層の膜厚を１７０Å以上とすることを特徴とす
る。

【００１４】請求項８記載の光ディスク原盤は、請求項
２記載の光ディスク原盤において、露光波長に対する屈
折率ｎの範囲が３．２〜３．４、吸収係数ｋの範囲が
１．２〜１．４となる物質を中間層に使用し、そのとき
の中間層の膜厚を５０〜１６０Åとすることを特徴とす
る。

【００１５】請求項９記載の光ディスク原盤は、請求項
３記載の光ディスク原盤において、露光波長に対する屈
折率ｎの範囲が３．２〜３．４、吸収係数ｋの範囲が
１．２〜１．４となる物質を中間層に使用し、そのとき
の中間層の膜厚を１６０Å以上とすることを特徴とす
る。

【００１６】

【作用】請求項１は、ガラス基盤上に形成された上下の
レジスト層の感度をレジスト材料の性質以外の方法、す
なわち中間層の材料、膜厚により制御するものであり、
請求項２，３は、請求項１において、上下のレジストの
感度の違いに対し、新規方法の範囲を規定するものであ
り、さらに請求項４〜９は、請求項２，３において規定
された範囲を示す材料及びその膜厚を規定したものであ
る。すなわち、本発明の光ディスク原盤においては、中
間層の材料、膜厚により上下レジストへの露光量を制御
しており、また、適正な材料及び膜厚をガラス／レジス
ト／中間層／レジストという層構成からの反射光量を計
算することにより規定している。これにより、深さの異
なるグルーブ、ピットを有する光ディスク原盤を精度良
く作製することができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。図１は本発明に係る光ディスク原盤の断面
図であり、この光ディスク原盤は、ガラス基盤１上に形
成された２層のレジスト層（下層レジスト２，上層レジ
スト４）の間に、中間層３を設けたものである。図１の
ように２つのレジスト層２，４の間に中間層３がある場
合、上層レジスト４は光吸収と熱吸収により露光され、
下層レジスト４は中間層３が吸収した熱吸収がほとんど
で、中間層３を透過した光による光吸収はわずかであ
る。従って、下層レジスト２は上層レジスト４より露光
パワーが不足し、従来技術のように下層レジスト２に低
感度、上層レジスト４に高感度のものを使用すると、ピ
ットを形成する際、かなり大きな露光パワーを必要と
し、図２ののように、ピットの上層レジスト部分の形
状が崩れてしまう。また、中間層３の膜厚を薄くして、
下層レジスト２への光吸収を増加させようとする場合、
中間層３が薄いため膜形成が困難になり、また、上下の
レジストの分離が弱くなる。以上のことより、下層レジ
ストに低感度、上層レジストに高感度のものを使用する
と作製が困難になる。

【００１８】本発明の光ディスク原盤では、上下のレジ
スト層２，４の間に光吸収を生じる中間層３を設け、そ
の中間層３の材料、膜厚を適正に設定するので、従来の
ように上下のレジスト層の感度差だけで露光パワー
（P_W）が決定されるのではなく、中間層３の材料、膜厚
によっても上下レジスト層への見かけ上の感度差をつけ
ることが可能なる。すなわち、上下レジスト層２，４の
感度及び中間層３の材料、膜厚を適正化することによ
り、図２の，のように良好なグルーブとピットを形
成することができる。特に、中間層３の屈折率の露光波
長に対する吸収係数ｋを１．０以上にすることによっ
て、中間層３に適当な熱吸収が発生し、上層レジスト４
と下層レジスト２の見かけ上の感度差をつけやすくな
る。

【００１９】上層レジスト４と下層レジスト２に同じフ
ォトレジストあるいは感度が同じフォトレジストを使用
した場合、ガラス基盤１上に形成された多層膜の露光波
長に対する膜全体の反射率が４０〜６０％とすることに
より、上層レジスト４と下層レジスト２に見かけ上の感
度差をつけることができ、深さの異なるグルーブとピッ
トを良好に露光することができる。尚、膜全体の反射率
を６０％以上にすると中間層３の透過が減少し、また熱
吸収も減少する。そのため、下層レジスト２の感度を上
層レジストの感度より大きくし、露光パワー不足を補う
必要がある。

【００２０】中間層３の膜厚を変えることにより、上記
のような範囲に膜全体の反射率を設定することができ
る。また、中間層３の材料により屈折率が異なるため、
膜厚も異なる。図３に中間層の材料としてアルミニウム
（Ａｌ），ニッケル（Ｎｉ），クロム（Ｃｒ）を使用し
たときの膜全体の反射率を計算によって求めた結果を示
す。尚、計算パラメータは、露光波長：４５７．９ｎｍ，レジストの屈折率：ｎ＝１．６５，Ａｌの屈折率：ｎ＝０．４９，吸収係数：ｋ＝４．３
２，Ｎｉの屈折率：ｎ＝１．５６，吸収係数：ｋ＝２．６
８，Ｃｒの屈折率：ｎ＝３．２８，吸収係数：ｋ＝１．３
１，である。図３に示す計算結果よりＡｌ，Ｎｉ，Ｃｒを材
料とした中間層の膜厚を決定することができる。

【００２１】グルーブ及びピット部の中間層３は、露光
後、現像あるいはエッチングにて除去できる。例えば、
Ａｌはアルカリ可溶性なので、上層レジスト４の現像
後、続けて現像することにより除去できる。また、Ｎ
ｉ，Ｃｒは酸可溶性なので、上層レジスト４を現像して
グルーブ及びピット部の上層レジスト４を除去後、エッ
チングにより除去する。そして、現像あるいはエッチン
グにより中間層３を除去した後、再び下層レジスト２に
対し現像を行い、ピット部の下層レジスト２を除去する
ことにより、図２の，のような良好な形状のグルー
ブ及びピットが形成された光ディスク原盤が得られる。

【００２２】中間層３に使用できる材料として、屈折率
の吸収係数が１．０以上の物質を選ぶことが可能である
が、酸、アルカリに反応しにくい材料、融点が低い材
料、屈折率が小さくかつ吸収係数が大きい材料は現実上
使用できない。すなわち、酸、アルカリに反応しにくい
材料は、エッチングや現像により中間層を除去すること
が難しく、下層レジストの現像が不可能となる。このよ
うな材料としては、銅（Ｃｕ），銀（Ａｇ），水銀（Ｈ
ｇ），金（Ａｕ），パラジウム（Ｐｄ）等、標準電極電
位が水素より大きい金属があげられる。また、融点が低
い材料は、弱い露光レーザに対しても融解してしまい、
中間層がなくなり、下層レジストを露光してしまう。そ
の結果、上層レジストと下層レジストの感度差を制御す
ることが困難になる。このような材料として、鉛（Ｐ
ｂ，融点：３２７．５℃），錫（Ｓｎ，融点：２３１．
９℃），カリウム（Ｋ，融点：６３．５℃），ナトリウ
ム（Ｎａ，融点：９７．８１℃）等がある。

【００２３】屈折率が小さく、かつ吸収係数が大きい材
料は、請求項２あるいは請求項３の範囲内の反射率を示
す膜厚がかなり薄くなり、均一な成膜が不可能であり、
また、成膜が可能としても薄すぎて上下層のレジストの
分離が難しい。具体的にはマグネシウム（Ｍｇ）の場
合、屈折率ｎ＝０．５７、吸収係数ｋ＝６．１４（露光
波長付近）であり、反射率が４０〜６０％となる膜厚を
計算すると２０〜４０Åとなる。従って、Ｍｇ原子が数
個程度の膜厚であり、上下層のレジストを分離すること
は難しい。このような材料としては、他にカルシウム
（Ｃａ（ｎ＝０．２７，ｋ＝８．０８））等がある。

【００２４】上記に述べた理由により、中間層としてＡ
ｌ，Ｎｉ，Ｃｒのうち何れか一つの金属が優れている。
尚、請求項４，５の屈折率、吸収係数の物質としてＡｌ
があげられる。また、請求項６，７の屈折率、吸収係数
の物質としてＮｉがあげられる。また、請求項８，９の
屈折率、吸収係数の物質としてＣｒがあげられる。

【００２５】次に、より具体的な実施例として、下記の
表１に示す実施例１〜６で、計算により得られた膜厚を
持つ中間層を上下のレジスト層の間に有する光ディスク
原盤を作製した。高感度フォトレジストとして、東京応
化工業のＯＦＰＲ−８００、低感度フォトレジストとし
て、東京応化工業のＴＳＭＲ−Ｖ３を使用した。表１に
各層の膜厚及びグルーブ、ピットが形成される露光パワ
ーP_Wを示した。

【００２６】

【表１】

【００２７】表１の実施例１〜６では、どの場合も良好
な形状の深さの異なるグルーブとピットが得られた。ま
た、比較例１として、下層レジストに低感度、上層レジ
ストに高感度のものを使用した場合の結果を表１に示し
た。この比較例１の場合、ピットを形成するには３．５
ｍＷの露光パワーを必要とし、ピット形成不可能ではな
いが、ピット形状が図２ののようになり、良くなかっ
た。

【００２８】尚、表１の実施例における光ディスク原盤
の作製方法の例として、実施例１と実施例６の光ディス
ク原盤の作製方法を例にあげて説明する。

【００２９】（実施例１）ガラス基盤を洗浄、及び、Ｈ
ＭＤＳ処理後、下層レジストとしてＯＦＰＲ−８００を
スピンコートにより１５００Åの膜厚に形成し、９０℃
で３０分間オーブンで乾燥する。次に、中間層のＡｌを
真空蒸着により５０Åの膜厚に形成した。また、Ａｌは
イオンビームスパッタによっても形成できる。さらに上
層レジストとしてＯＦＰＲ−８００をスピンコートによ
り１４００Åの膜厚に形成し、９０℃で３０分間オーブ
ンで乾燥する。露光は、４５７．９ｎｍの露光波長のレ
ーザを用い、グルーブを１．０ｍＷ、ピットを２．０ｍ
Ｗの露光パワーで行った。現像液には東京応化工業のＤ
Ｅ−３を用いて、上下層レジストの現像及び中間層の除
去を同時に行った。このようにして、グルーブ深さ約１
５００Å、ピット深さ約３０００Åの光ディスク原盤を
得ることができた。

【００３０】（実施例６）ガラス基盤を洗浄、及び、Ｈ
ＭＤＳ処理後、下層レジストとしてＯＦＰＲ−８００を
スピンコートにより１５００Åの膜厚に形成し、９０℃
で３０分間オーブンで乾燥する。次に、中間層のＣｒを
真空蒸着により２００Åの膜厚に形成した。また、Ｃｒ
はイオンビームスパッタによっても形成できる。さらに
上層レジストとしてＴＳＭＲ−Ｖ３をスピンコートによ
り１３００Åの膜厚に形成し、９０℃で３０分間オーブ
ンで乾燥する。露光は、４５７．９ｎｍの露光波長のレ
ーザを用い、グルーブを１．４ｍＷ、ピットを２．４ｍ
Ｗの露光パワーで行った。現像液には東京応化工業のＤ
Ｅ−３を用いて、上層レジストを現像した。また、Ｃｒ
のエッチングをＮａＯＨ＋Ｋ₃［Ｆｅ（ＣＮ）₆］のエッ
チング液で行い、再びＤＥ−３を用いて下層レジストを
現像した。このようにして、グルーブ深さ約１５００
Å、ピット深さ約３０００Åの光ディスク原盤を得るこ
とができた。

【００３１】尚、その他の実施例２〜５については説明
を省略するが、上記の実施例１あるいは実施例６の作製
方法と同様にして光ディスク原盤を作製することができ
る。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の光
ディスク原盤においては、光吸収を生じる中間層を設
け、その中間層の露光波長に対する屈折率の吸収係数を
１．０以上にしているので、見かけ上の上下レジストの
感度を制御することができる。

【００３３】請求項２記載の光ディスク原盤において
は、上下レジストに同じフォトレジストあるいは感度が
同じフォトレジストを使用し、ガラス基盤上に形成され
た多層膜の露光波長に対する反射率が４０〜６０％にな
るように中間層の材料、膜厚を設けることにより、見か
け上では下層レジストの感度を上層レジストの感度より
小さくすることができる。

【００３４】請求項３記載の光ディスク原盤において
は、下層レジストの感度を上層レジストの感度より大き
くし、その反面、ガラス基盤上に形成された多層膜の露
光波長に対する反射率が６０％以上になるように中間層
の材料、膜厚を設けることにより、見かけ上では下層レ
ジストの感度を上層レジストの感度より小さくすること
ができる。

【００３５】請求項４〜９記載の光ディスク原盤におい
ては、中間層の材料及び膜厚を規定することにより、請
求項２あるいは請求項３のような反射率の光ディスク原
盤を得ることができる。また、中間層にアルカリ可溶性
金属であるＡｌを使用することにより、現像液（アルカ
リ）で中間層を除去することができ、光ディスク原盤の
作製プロセスが簡単になる。また、光学定数（屈折率）
の関係上、Ａｌでは中間層が薄くなるが、Ｎｉ，Ｃｒを
使用することにより中間層を厚くすることができ、中間
層の厚さのバラツキ等を小さくでき、品質の良い中間層
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光ディスク原盤の断面図である。

【図２】光ディスク原盤に形成されるグルーブ及びピッ
トの例を示す断面図である。

【図３】中間層にアルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎ
ｉ）、クロム（Ｃｒ）を使用したときの中間層膜厚に対
する膜全体の反射率を計算によって求めた結果を示すグ
ラフである。

【符号の説明】

１：ガラス基盤２：下層レジスト３：中間層４：上層レジスト

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス基盤上に形成された少なくとも２層
のレジスト間に、光吸収を生じる中間層を設け、その中
間層の露光波長に対する吸収係数が１．０以上であるこ
とを特徴とする光ディスク原盤。
【請求項２】請求項１記載の光ディスク原盤において、
中間層の上下のレジスト層に同じフォトレジストあるい
は感度が同じフォトレジストを使用し、ガラス基盤上に
形成された多層膜の露光波長に対する反射率が４０〜６
０％になるように中間層の材料及び膜厚を設定したこと
を特徴とする光ディスク原盤。
【請求項３】請求項１記載の光ディスク原盤において、
中間層の上下のレジスト層のうち、下層レジストの感度
を上層レジストの感度より大きくし、ガラス基盤上に形
成された多層膜の露光波長に対する反射率が６０％以上
になるように中間層の材料及び膜厚を設定したことを特
徴とする光ディスク原盤。
【請求項４】請求項２記載の光ディスク原盤において、
露光波長に対する屈折率ｎの範囲が０．４〜０．６、吸
収係数ｋの範囲が４．２〜４．４となる物質を中間層に
使用し、そのときの中間層の膜厚を３０〜７０Åとする
ことを特徴とする光ディスク原盤。
【請求項５】請求項３記載の光ディスク原盤において、
露光波長に対する屈折率ｎの範囲が０．４〜０．６、吸
収係数ｋの範囲が４．２〜４．４となる物質を中間層に
使用し、そのときの中間層の膜厚を７０Å以上とするこ
とを特徴とする光ディスク原盤。
【請求項６】請求項２記載の光ディスク原盤において、
露光波長に対する屈折率ｎの範囲が１．５〜１．７、吸
収係数ｋの範囲が２．６〜２．８となる物質を中間層に
使用し、そのときの中間層の膜厚を６０〜１７０Åとす
ることを特徴とする光ディスク原盤。
【請求項７】請求項３記載の光ディスク原盤において、
露光波長に対する屈折率ｎの範囲が１．５〜１．７、吸
収係数ｋの範囲が２．６〜２．８となる物質を中間層に
使用し、そのときの中間層の膜厚を１７０Å以上とする
ことを特徴とする光ディスク原盤。
【請求項８】請求項２記載の光ディスク原盤において、
露光波長に対する屈折率ｎの範囲が３．２〜３．４、吸
収係数ｋの範囲が１．２〜１．４となる物質を中間層に
使用し、そのときの中間層の膜厚を５０〜１６０Åとす
ることを特徴とする光ディスク原盤。
【請求項９】請求項３記載の光ディスク原盤において、
露光波長に対する屈折率ｎの範囲が３．２〜３．４、吸
収係数ｋの範囲が１．２〜１．４となる物質を中間層に
使用し、そのときの中間層の膜厚を１６０Å以上とする
ことを特徴とする光ディスク原盤。