JPH11265528A - Production of stamper - Google Patents
Production of stamperInfo
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- JPH11265528A JPH11265528A JP6588398A JP6588398A JPH11265528A JP H11265528 A JPH11265528 A JP H11265528A JP 6588398 A JP6588398 A JP 6588398A JP 6588398 A JP6588398 A JP 6588398A JP H11265528 A JPH11265528 A JP H11265528A
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- silicon substrate
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- concavo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/26—Moulds
- B29C45/263—Moulds with mould wall parts provided with fine grooves or impressions, e.g. for record discs
- B29C45/2632—Stampers; Mountings thereof
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing Optical Record Carriers (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、スタンパの製造方
法に係り、特に光ディスク等を製造する際に使用する母
型となり、精度の高い凹凸パターンが形成されたスタン
パの製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a stamper, and more particularly, to a method of manufacturing a stamper which is used as a master when manufacturing an optical disk or the like and has a highly accurate uneven pattern.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、例えば、光ディスク等を形成
する際には、光ディスクを構成するプラスチック基板上
に所望の凹凸パターンを形成することが行われている。
一般的に、この光ディスクの凹凸パターンの形成は、当
該凹凸パターンに対応した凹凸パターンが形成されたス
タンパを母型として用いた射出成形によって、この凹凸
パターンを前記プラスチック基板に転写することで行わ
れている。2. Description of the Related Art Conventionally, for example, when an optical disk or the like is formed, a desired uneven pattern is formed on a plastic substrate constituting the optical disk.
Generally, the formation of the concavo-convex pattern of the optical disc is performed by transferring the concavo-convex pattern to the plastic substrate by injection molding using a stamper having a concavo-convex pattern corresponding to the concavo-convex pattern as a master. ing.
【0003】この光ディスクの凹凸パターンは、光ディ
スクの高容量化に伴って、高い寸法精度が要求される
が、この凹凸パターンの寸法精度を高めるためには、光
ディスクの原盤(母型)であるスタンパに形成されてい
る凹凸パターンの寸法精度を高める必要がある。The rugged pattern of the optical disc requires high dimensional accuracy as the capacity of the optical disc is increased. To improve the dimensional precision of the rugged pattern, a stamper, which is a master (master) of the optical disc, is used. It is necessary to improve the dimensional accuracy of the concavo-convex pattern formed on the substrate.
【0004】この方法の一つとして、スタンパをシリコ
ン基板(原盤)によって製造することが挙げられる。こ
のスタンパは、通常、以下に示す方法により製造され
る。As one of the methods, a stamper is manufactured by using a silicon substrate (master). This stamper is usually manufactured by the following method.
【0005】すなわち、シリコン基板上にフォトレジス
ト膜を塗布し、このフォトレジスト膜を選択的に露光
し、現像して、所望のレジストパターンを形成する。次
に、このレジストパターンをマスクとして、前記シリコ
ン基板にエッチングを行なった後、前記レジストパター
ンを除去し、所望の凹凸パターンが形成されたスタンパ
を得る。That is, a photoresist film is applied on a silicon substrate, and the photoresist film is selectively exposed and developed to form a desired resist pattern. Next, after the silicon substrate is etched using the resist pattern as a mask, the resist pattern is removed to obtain a stamper on which a desired uneven pattern is formed.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記シ
リコン基板からなるスタンパは、その製造工程において
前記レジストパターンをマスクとしてシリコン基板にエ
ッチングを行う際に生じるエッチングのむらや、シリコ
ン基板表面に形成される酸化膜(SiO2膜)によっ
て、その表面が荒れて、シリコン基板表面のラフネスが
増加するという欠点がある。このため、表面活性を有す
るスタンパを得ることが困難となる。表面のラフネスの
増大は、光ディスクの信号の記録再生の際のノイズの原
因となり、正確な信号の記録再生の妨げとなってしまう
という問題がある。However, in the stamper made of the silicon substrate, unevenness occurs when etching is performed on the silicon substrate using the resist pattern as a mask in the manufacturing process, and the oxidization formed on the surface of the silicon substrate. The film (SiO 2 film) has a defect that its surface is roughened and the roughness of the silicon substrate surface is increased. For this reason, it is difficult to obtain a stamper having surface activity. The increase in surface roughness causes noise when recording and reproducing signals on an optical disk, and thus hinders accurate recording and reproduction of signals.
【0007】本発明は、このような従来の問題点を解決
することを課題とするものであり、スタンパに形成され
た凹凸パターンの表面を平滑化することにより、高度な
表面平滑性を有するスタンパを得ることが可能なスタン
パの製造方法を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve such a conventional problem. By smoothing the surface of a concavo-convex pattern formed on a stamper, a stamper having a high surface smoothness can be obtained. It is an object of the present invention to provide a stamper manufacturing method capable of obtaining a stamper.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、シリコン基板を選択的にエッチングし、当
該シリコン基板の表面に所望の凹凸パターンを形成する
第1工程と、当該凹凸パターンが形成されたシリコン基
板に所定の温度で熱処理を行い、表面を平滑化する第2
工程と、を備えたスタンパの製造方法を提供するもので
ある。According to the present invention, there is provided a first step of selectively etching a silicon substrate to form a desired concavo-convex pattern on a surface of the silicon substrate. Heat treatment is performed on the silicon substrate on which is formed at a predetermined temperature to smooth the surface.
And a method of manufacturing a stamper comprising the steps of:
【0009】この方法により、前記第1工程においてシ
リコン基板の表面ラフネスが増大しても、前記熱処理に
よって当該表面が鈍されて平滑になる。According to this method, even if the surface roughness of the silicon substrate increases in the first step, the surface becomes dull and smooth by the heat treatment.
【0010】前記第2工程で行う熱処理は、水素雰囲気
下で行うことができる。また、前記第2工程で行う熱処
理は、600℃〜900℃の温度で行うことができる。The heat treatment performed in the second step can be performed in a hydrogen atmosphere. Further, the heat treatment performed in the second step can be performed at a temperature of 600 ° C to 900 ° C.
【0011】そしてまた、前記第2工程終了後、前記シ
リコン基板に、少なくとも酸素を含む雰囲気下で熱処理
を行い、当該シリコン基板の表面に熱酸化膜を形成する
第3工程を行うことができる。After the second step, a third step of performing a heat treatment on the silicon substrate in an atmosphere containing at least oxygen to form a thermal oxide film on the surface of the silicon substrate can be performed.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】次に、本発明に係る実施の形態に
ついて図面を参照して説明する。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0013】図1及び図2は、本実施の形態に係るスタ
ンパの製造方法を示す工程断面図、図3及び図4は、本
実施の形態に係るスタンパの製造方法の一部を示す拡大
断面図である。1 and 2 are process sectional views showing a method of manufacturing a stamper according to the present embodiment, and FIGS. 3 and 4 are enlarged sectional views showing a part of the method of manufacturing a stamper according to the present embodiment. FIG.
【0014】図1(1)に示す工程では、シリコン基板
1上に、フォトレジスト膜2を、0.1μm程度の膜厚
で形成する。なお、本実施の形態では、ポジ型のフォト
レジストを使用した。In the step shown in FIG. 1A, a photoresist film 2 is formed on a silicon substrate 1 to a thickness of about 0.1 μm. In this embodiment mode, a positive photoresist is used.
【0015】次に、図1(2)に示す工程では、図1
(1)に示す工程で得たフォトレジスト膜2に、スタン
パに形成すべきパターンに応じて露光を行なう。露光
は、例えば、波長351nmのKrレーザーを用いて行
った。次に、この露光後のフォトレジスト膜2を現像
し、シリコン基板1上にレジストパターン3を形成す
る。Next, in the step shown in FIG.
The photoresist film 2 obtained in the step (1) is exposed according to the pattern to be formed on the stamper. The exposure was performed using, for example, a Kr laser having a wavelength of 351 nm. Next, the exposed photoresist film 2 is developed to form a resist pattern 3 on the silicon substrate 1.
【0016】次いで、図1(3)に示す工程では、図1
(2)に示す工程で得たレジストパターン3をマスクと
して、シリコン基板1に、例えば、エッチングガスとし
て、Cl2を用い、流量50sccm、圧力1Pa、電
極間バイアス100wの条件でエッチングを行い、シリ
コン基板1の表面に所望の凹凸パターンを形成する。こ
こで、このエッチング工程において、エッチングのむら
が生じたり、シリコン基板1の表面に酸化膜(Si
O2)が形成される等して、凹凸パターンの表面のラフ
ネスが増大する。Next, in the step shown in FIG.
Using the resist pattern 3 obtained in the step (2) as a mask, the silicon substrate 1 is etched using, for example, Cl 2 as an etching gas under the conditions of a flow rate of 50 sccm, a pressure of 1 Pa, and a bias between electrodes of 100 w. A desired concavo-convex pattern is formed on the surface of the substrate 1. Here, in this etching step, unevenness in etching occurs or an oxide film (Si
O 2 ) is formed and the roughness of the surface of the uneven pattern is increased.
【0017】次に、図1(4)に示す工程では、図1
(3)に示す工程で得たシリコン基板1上から、レジス
トパターン3を除去する。次いで、このシリコン基板1
に、水素雰囲気下において、600℃〜900℃の温度
で、5〜60分間、熱処理を行う。このようにすること
で、シリコン基板1に形成された凹凸パターンの表面が
平滑化される。この表面が平滑化される理由は、以下の
通りである。Next, in the step shown in FIG.
The resist pattern 3 is removed from the silicon substrate 1 obtained in the step shown in (3). Next, the silicon substrate 1
Then, heat treatment is performed in a hydrogen atmosphere at a temperature of 600 ° C. to 900 ° C. for 5 to 60 minutes. By doing so, the surface of the concavo-convex pattern formed on the silicon substrate 1 is smoothed. The reason why this surface is smoothed is as follows.
【0018】すなわち、この熱処理工程前におけるシリ
コン基板1の表面には、図3(1)に示すように、自然
酸化膜11が形成されている。ここで、このシリコン基
板1の表面を原子レベルでみると、シリコン基板1の表
面では、シリコン原子の末端が水酸基(−OH)と結び
ついた状態となっている。この状態にあるシリコン基板
1に、前述した条件で熱処理を行うと、シリコンの末端
にある水酸基(−OH)が、水素(−H)に置換され
る。ここで、水素は(−H)、水酸基(−OH)より原
子サイズが小さく、熱により鈍され易くなるため、表面
のラフネスを減少させることができる。したがって、図
3(2)に示すように、シリコン基板1の凹凸パターン
の表面を平滑化することができる。That is, a natural oxide film 11 is formed on the surface of the silicon substrate 1 before this heat treatment step, as shown in FIG. Here, looking at the surface of the silicon substrate 1 at the atomic level, the terminal of the silicon atom is linked to the hydroxyl group (-OH) on the surface of the silicon substrate 1. When the silicon substrate 1 in this state is subjected to the heat treatment under the above-described conditions, the hydroxyl group (-OH) at the terminal of silicon is replaced with hydrogen (-H). Here, hydrogen has a smaller atomic size than (-H) and a hydroxyl group (-OH), and is easily blunted by heat, so that surface roughness can be reduced. Therefore, as shown in FIG. 3B, the surface of the concavo-convex pattern on the silicon substrate 1 can be smoothed.
【0019】なお、この熱処理は、水素雰囲気下で行う
ことが、前記平滑化に対してより有効であるが、必ずし
も水素雰囲気下で行わなくてもよい。すなわち、所望の
凹凸パターンが形成されたシリコン基板に所定の温度で
熱処理を行うことで、当該表面が鈍されるため、シリコ
ン基板1の凹凸パターンの表面の平滑化を達成すること
ができる。Although it is more effective to perform this heat treatment in a hydrogen atmosphere for the smoothing, it is not always necessary to perform the heat treatment in a hydrogen atmosphere. That is, by performing a heat treatment at a predetermined temperature on the silicon substrate on which the desired concavo-convex pattern is formed, the surface is dulled, so that the surface of the concavo-convex pattern on the silicon substrate 1 can be smoothed.
【0020】以上の工程によって、シリコン基板1にお
ける凹凸パターンの表面の平滑化は達成されるが、これ
らの工程の後に、以下に説明する工程をさらに加えるこ
とで、シリコン基板1における凹凸パターンの表面の平
滑化をさらに達成することができる。Although the surface of the concavo-convex pattern on the silicon substrate 1 can be smoothed by the above-described steps, a step described below is further added after these steps, whereby the surface of the concavo-convex pattern on the silicon substrate 1 is further added. Can be further achieved.
【0021】具体的には、この図4(1)に示す工程が
終了した後、このままシリコン基板1を放置すると、こ
の表面に自然酸化膜が成長する。その後、このシリコン
基板1に洗浄処理を行うが、この時、シリコン基板1の
表面に成長した自然酸化膜が除去されることになる。自
然酸化膜は、シリコン基板1上に不均一に成長している
ため、洗浄処理により自然酸化膜が除去されると、シリ
コン基板1の表面のラフネスが多少増大する可能性があ
る。そこで、以下に説明する工程をさらに行うことで、
前記平滑化をさらに向上することができる。Specifically, when the silicon substrate 1 is left as it is after the step shown in FIG. 4A, a natural oxide film grows on the surface. Thereafter, the silicon substrate 1 is subjected to a cleaning process. At this time, a natural oxide film grown on the surface of the silicon substrate 1 is removed. Since the natural oxide film grows unevenly on the silicon substrate 1, if the natural oxide film is removed by the cleaning process, the surface roughness of the silicon substrate 1 may be slightly increased. Therefore, by further performing the steps described below,
The smoothing can be further improved.
【0022】すなわち、図1(4)に示す工程が終了し
た後、水素雰囲気をなくすため、水素を例えば、アルゴ
ン等の不活性ガスで置換する。その後、図2(1)に示
す工程に進み、シリコン基板1に、少なくとも酸素を含
む雰囲気下において、600℃〜900℃の温度で、5
〜60分間、熱処理を行う。このようにすることで、シ
リコン基板1に形成された凹凸パターンの表面に、10
Å〜1000Å程度の膜厚で熱酸化膜5を形成する。な
お、この状態の部分拡大図を図4(1)に示す。That is, after the step shown in FIG. 1D is completed, hydrogen is replaced with an inert gas such as argon to eliminate the hydrogen atmosphere. After that, the process proceeds to the step shown in FIG. 2A.
Heat treatment for ~ 60 minutes. By doing so, the surface of the concavo-convex pattern formed on the silicon substrate
Thermal oxide film 5 is formed to a thickness of about {1000}. FIG. 4A shows a partially enlarged view of this state.
【0023】以上の工程によって形成された酸化膜は、
自然酸化膜に比べて均一の厚みに形成されており、図2
(2)に示す洗浄工程において、酸化膜が除去されたと
しても、図4(2)に示すように、表面のラフネスの増
大を防止することができる。The oxide film formed by the above steps is
It is formed to a uniform thickness compared to the native oxide film.
In the cleaning step shown in (2), even if the oxide film is removed, it is possible to prevent an increase in surface roughness as shown in FIG. 4 (2).
【0024】なお、本実施の形態で説明した工程におけ
る、温度や時間、形成される膜の膜厚等の諸条件は、こ
れらに限定されるものではなく、シリコン基板1の表面
の平滑化は、前述した凹凸パターンが形成されたシリコ
ン基板1に、少なくとも所定の温度で熱処理を行うこと
で達成される。In the process described in the present embodiment, various conditions such as temperature, time, and film thickness of the film to be formed are not limited to these conditions. This is achieved by performing a heat treatment at least at a predetermined temperature on the silicon substrate 1 on which the above-described uneven pattern is formed.
【0025】[0025]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るスタ
ンパの製造方法によれば、スタンパに形成されるべき所
望の凹凸パターンが形成されたシリコン基板に、所定の
温度で熱処理を行うことで、当該シリコン基板の表面を
平滑化することができる。この結果、表面平滑性が向上
した信頼性の高いスタンパを製造することができる。As described above, according to the stamper manufacturing method of the present invention, a heat treatment is performed at a predetermined temperature on a silicon substrate on which a desired concavo-convex pattern to be formed on the stamper is formed. The surface of the silicon substrate can be smoothed. As a result, a highly reliable stamper with improved surface smoothness can be manufactured.
【0026】また、この熱処理が終了した後に、前記シ
リコン基板に、少なくとも酸素を含む雰囲気下で熱処理
を行い、当該シリコン基板の表面に熱酸化膜を形成する
ことで、前記効果を更に向上することができる。Further, after the heat treatment is completed, the silicon substrate is heat-treated in an atmosphere containing at least oxygen to form a thermal oxide film on the surface of the silicon substrate, thereby further improving the effect. Can be.
【図1】本発明の実施の形態に係るスタンパの製造方法
を示す工程断面図である。FIG. 1 is a process sectional view illustrating a method for manufacturing a stamper according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施の形態に係るスタンパの製造方法
を示す工程断面図である。FIG. 2 is a process cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a stamper according to an embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施の形態に係るスタンパの製造方法
の一部を示す拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged sectional view showing a part of a method of manufacturing a stamper according to an embodiment of the present invention.
【図4】本発明の実施の形態に係るスタンパの製造方法
の一部を示す拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the method of manufacturing a stamper according to the embodiment of the present invention.
1 シリコン基板 2 フォトレジスト 3 レジストパターン 5 熱酸化膜 11 自然酸化膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Silicon substrate 2 Photoresist 3 Resist pattern 5 Thermal oxide film 11 Natural oxide film
Claims (4)
当該シリコン基板の表面に所望の凹凸パターンを形成す
る第1工程と、当該凹凸パターンが形成されたシリコン
基板に所定の温度で熱処理を行い、表面を平滑化する第
2工程と、を備えたスタンパの製造方法。1. A method for selectively etching a silicon substrate,
A stamper comprising: a first step of forming a desired concavo-convex pattern on the surface of the silicon substrate; and a second step of heat-treating the silicon substrate on which the concavo-convex pattern is formed at a predetermined temperature to smooth the surface. Manufacturing method.
気下で行う請求項1記載のスタンパの製造方法。2. The method according to claim 1, wherein the heat treatment performed in the second step is performed in a hydrogen atmosphere.
〜800℃の温度で行う請求項1または請求項2記載の
スタンパの製造方法。3. The heat treatment performed in the second step is performed at 600 ° C.
The method for producing a stamper according to claim 1, wherein the method is performed at a temperature of about 800 ° C.
に、少なくとも酸素を含む雰囲気下で熱処理を行い、当
該シリコン基板の表面に熱酸化膜を形成する第3工程を
行う請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載のス
タンパの製造方法。4. After the second step, a third step of performing a heat treatment on the silicon substrate in an atmosphere containing at least oxygen to form a thermal oxide film on a surface of the silicon substrate is performed. Item 4. The method for manufacturing a stamper according to any one of Items 3.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6588398A JPH11265528A (en) | 1998-03-16 | 1998-03-16 | Production of stamper |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6588398A JPH11265528A (en) | 1998-03-16 | 1998-03-16 | Production of stamper |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11265528A true JPH11265528A (en) | 1999-09-28 |
Family
ID=13299833
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6588398A Withdrawn JPH11265528A (en) | 1998-03-16 | 1998-03-16 | Production of stamper |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11265528A (en) |
-
1998
- 1998-03-16 JP JP6588398A patent/JPH11265528A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050607 |