JPH1173690A - ガラス原盤製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高解像度のフォトレジストを使用して、従来の
ＣＤの半分弱のピットまたはグルーブを記録したガラス
原盤に対し、所望のピットまたはグルーブ形状となった
時点で現像を停止することが困難であった。 【解決手段】ピット列及び／またはグルーブが形成され
た記録領域を備えた光情報記録媒体のガラス原盤製造方
法において、片面に光感光膜が形成されたガラス原盤の
記録領域の外側のモニタ領域に現像の進行をモニタする
ためのピット列またはグルーブを現像停止時に感光膜が
剥がれ落ちるピッチ及び幅により記録する記録工程と、
ガラス原盤の光感光膜が形成された面に現像液を塗布す
る塗布工程と、モニタ領域に現像モニタ用のレーザ光を
照射する光照射工程と、モニタ領域からの０次光の光量
を検出する検出工程と、モニタ領域からの０次光の光量
が最大値となった時に現像を停止する現像停止工程とを
具備することを特徴とするようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクを製造
するためのガラス原盤のフォトレジスト層にピットまた
はグルーブの形成を行うためのガラス原盤製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、大容量高密度の光情報記録媒体の
実用化が進んでいる。再生専用媒体は、コンパクトディ
スク（ＣＤ：Compact Disc）、レーザディスク（ＬＤ：
LaserDisc）等を中心として広く普及している。また、
ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc -Read Only Memory）やビ
デオＣＤの市場への普及も急速に広まっている。

【０００３】さらに、情報の書き換えが可能な媒体とし
て、相変化型ディスク（ＰＤ：Phase-change Disc）、
光磁気ディスク（ＭＯ：Magnet Optical Disc）など
が、コンピュータ外部記憶装置用媒体として実用化され
ている。また、１回だけの記録が可能であり、ＣＤ及び
ＣＤ−ＲＯＭドライブで再生が可能な追記型ＣＤ（ＣＤ
−Ｒ：Compact Disc - Recordable）が、オーサリング
段階の試作ディスク、マスターディスク、コンピュータ
の外部記憶装置用媒体として定着しつつある。

【０００４】このような状況の中、次世代のマルチメデ
ィア媒体として、ＣＤのような音楽データ、ＬＤのよう
な高品質の動画像データ、ＣＤ−ＲＯＭのようなコンピ
ュータデータを包括した光ディスクが提案された。この
光ディスクは、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）とし
て１９９５年１２月に規格統一され、ＣＤの約７倍以上
の記録密度を有する。

【０００５】ＤＶＤは、従来の光ディスクよりも記録密
度を上げるために、情報を記録するピットの大きさを、
ＣＤと比較して、半径方向、円周方向ともに半分弱とし
ている。また、ディスクの反りや撓みによる再生信号品
質の劣化の影響を少なくするため、基板の厚さを０．６
ｍｍとし、機械的強度を増すため、２枚の基板を貼り合
わせた構造としている。ＤＶＤは、貼り合わせる各基板
の片方または両方に情報を記録することができる。ま
た、貼り合わせる各基板の片方または両方に多層の情報
領域を設けることができる。そのため、光ディスクの構
造を、１層式片面再生光ディスク、１層式両面再生光デ
ィスク、多層式片面再生光ディスク及び多層式両面再生
光ディスクとすることができる。

【０００６】従来、ＣＤ等の光ディスクは、通常、以下
のようにして製造される。図３は、光ディスクの製造工
程を説明するためのフローチャートである。ガラス原盤
の表面を平滑になるように研磨し（ＳＴ１）、研磨を施
した面に、スピンコート等の方法によりフォトレジスト
層を所定の膜厚に形成する（ＳＴ２）。フォトレジスト
層を形成したガラス原盤をカッティング装置に装着し、
所定の信号により変調された光ビームをフォトレジスト
層に照射し、フォトレジスト層を感光させる。このよう
にしてガラス原盤への信号のカッティングが行われる
（ＳＴ３）。

【０００７】次に、フォトレジスト層を感光したガラス
原盤を現像装置に装着し、フォトレジスト層の表面に現
像液を滴下し、フォトレジスト層の現像を行う（ＳＴ
４）。このとき、感光された部分のフォトレジスト層が
現像液によって除去される場合が一般的である。現像を
行い、フォトレジスト層の表面にピット列又はグルーブ
が形成されたガラス原盤をスパッタリング装置に装着
し、表面にクロム、ニッケル等の導電膜を形成する（Ｓ
Ｔ５）。

【０００８】導電膜を形成したガラス原盤を、メッキ漕
に浸し、導電膜の表面にニッケルメッキを施す（ＳＴ
６）。ガラス原盤からニッケル層を剥離し、内外周を所
定の径に打ち抜きスタンパを作製する（ＳＴ７）。得ら
れたスタンパを射出成形機に取り付け、ポリカーボネー
ト等の樹脂を射出成形して、レプリカを作製する（ＳＴ
８）。

【０００９】レプリカをスパッタリング装置に装着し、
レプリカのピットまたはグルーブ等が形成されている面
上にアルミニウム等の反射膜を形成する（ＳＴ９）。そ
して、スピンコートによりアルミニウムの表面に紫外線
硬化樹脂等の保護層を形成する（ＳＴ１０）。

【００１０】以上のようにして、ＣＤ等の光ディスクは
作製されるが、以下に、従来の光ディスクの製造工程で
使用されている現像装置の一例について説明する。図４
は、従来の光ディスク製造工程で使用されている現像装
置の一例を示す図である。図中、１はガラス原盤、２は
調心部材、３はターンテーブル、４は基台、５は光源、
６は反射ミラー、７は０次光、８は回折光、９はディテ
クタ、１０はノズルである。

【００１１】ガラス原盤１は、ピット列またはグルーブ
のカッティングが施されたフォトレジスト層が形成され
ている。図示しない真空吸着の機能を有するターンテー
ブル３上に、フォトレジスト層が形成された面が図の上
側になるようにガラス原盤１を装着する。ここで、ター
ンテーブル３の周囲の複数箇所に取り付けられた調心部
材２によってガラス原盤１は、ターンテーブル３に対し
偏心を持たないように装着される。

【００１２】ターンテーブル３が回転し、ノズル１０か
ら現像液が吐出される。現像の進行状態は、現像が進行
するにつれ形成されるピット列またはグルーブによる回
折現象を利用してモニタする。モニタの方法は、フォト
レジスト層が感光しない波長の光ビームを光源５から反
射ミラー６を介してガラス原盤１に照射する。現像の進
行のモニタは、記録領域の外側の領域、例えばＣＤの場
合、直径約１２２〜１２８ｍｍの領域（以下「モニタ領
域」という。）に、記録領域に記録したピットまたはグ
ルーブと同様のピット列またはグルーブ（ピッチ約１．
６μｍ、幅約０．８μｍ）を記録しておき、光源５から
出射された光ビームをモニタ領域に照射することにより
行う。そして、現像が進行するにつれ、フォトレジスト
層の感光している部分（ネガ型フォトレジストを使用し
た場合は、感光していない部分）が溶解し、徐々にピッ
トまたはグルーブが形成される。

【００１３】現像処理によって形成されるピット列また
はグルーブが回折格子の役割を果たすため、光源５から
出射され反射ミラー６を介してガラス原盤１に入射した
光ビームは、ガラス原盤１を透過後、０次光７、１次及
び２次回折光等の回折光８に分離する。現像の進行に従
ってピットまたはグルーブの幅、深さが大きくなり、０
次光７、１次及び２次の回折光８の各光量が変化する。
これらの光量をディテクタ９によって検出し、光量比を
公知の計算式で計算することによりピットまたはグルー
ブの形状を制御することができる。

【００１４】一般に、現像の進行のモニタには、１次回
折光強度を０次光強度で割った値（Ｉ1／Ｉ0）を監視す
ることにより行っている。図５は、従来のＣＤ製造にお
ける現像工程でモニタした１次回折光と０次光の比の一
例を示す図である。現像はゆっくりと進行し、Ｉ1／Ｉ0
の値が所望の値Ａになった現像時間Ｂで現像液の吐出を
停止し、直ちに超純水により、ガラス原盤１の表面に残
っている現像液を洗浄する。その後、ターンテーブル３
を高速で回転してスピン乾燥し、現像工程を終了する。

【００１５】上述したように、ＤＶＤは、ＣＤの約７倍
以上の記録密度を達成するため、情報を記録するピット
またはグルーブの形状を、ＣＤと比較して、半径方向、
円周方向ともに半分弱としている。したがって、小さな
ピット等を正確に記録するために、ＣＤ製造の際に使用
するフォトレジストよりも高解像度を有するフォトレジ
ストを使用している。

【００１６】ＤＶＤ製造工程におけるガラス原盤１の現
像は次のように行っていた。ＣＤ製造時と同様に、ＤＶ
Ｄ規格に準拠した信号をピット列として記録した記録領
域の外側に、現像の進行をモニタするモニタ領域、例え
ば直径約１２２〜１２８ｍｍの領域に、現像モニタ用の
ピット列またはグルーブが記録されたガラス原盤１をタ
ーンテーブル３に載置する。このとき、モニタ領域に記
録した現像モニタ用のピット列またはグルーブのピッチ
をＣＤ製造時と異ならせると、現像の進行に伴って現れ
る１次回折光及び２次回折光等の回折光８の回折角度が
異なり、ディテクタ９の設置位置を変更しなければなら
ない。そのため、一般に、ＤＶＤ製造の際もモニタ領域
に記録するモニタ用のピット列またはグルーブのピッチ
は１．６μｍとしている。ピットまたはグルーブの幅
は、記録領域に記録したピットまたはグルーブの幅と同
様である。

【００１７】そして、ターンテーブル３が回転し、ノズ
ル１０から現像液を吐出し、フォトレジスト層が感光し
ない波長の光ビームを光源５から反射ミラー６を介して
ガラス原盤１のモニタ領域に照射する。現像が進行する
につれ、フォトレジスト層の感光している部分（ネガ型
フォトレジストを使用した場合は、感光していない部
分）が溶解し、徐々にピットまたはグルーブが形成され
るに従い、１次及び２次等の回折光８が現れる。ディテ
クタ９により０次光７と回折光８の光強度を検出し、現
像の進行をモニタする。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高解像
度のフォトレジストを使用して、従来のＣＤの半分弱の
ピットまたはグルーブを記録したガラス原盤に対し、上
記のガラス原盤現像方法を行った場合、所望のピットま
たはグルーブ形状となった時点で現像を停止することが
困難であった。以下にその理由を説明する。図６は、従
来のガラス原盤現像方法により高解像度フォトレジスト
を現像した際にモニタした１次回折光と０次光の比の一
例を示す図である。図６に示すように、現像の進行は、
現像開始後に急激に進み、そして、後半は非常に緩やか
に進行する。これは、記録領域に記録したピットまたは
グルーブのエッジのだれを少なくするために、現像液の
濃度を高くしていることにも起因している。したがっ
て、所望のＩ1／Ｉ0の値Ａの検出が困難であり、現像液
の吐出停止のタイミングにばらつきが出てしまうという
問題があった。

【００１９】また、現像中は、現像液がフォトレジスト
膜の表面にあるため、そのゆらぎにより、光強度が低い
回折光を正確に検出することが困難であり、このこと
も、現像液の吐出停止タイミングのばらつきを生じさせ
る要因となっていた。

【００２０】ＤＶＤのような高密度ディスクの場合、現
像停止の僅かなタイミングのずれが、ピットまたはグル
ーブ形状に大きく影響を与えるため、ガラス原盤現像工
程において、現像停止のタイミングを明確する必要があ
った。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本願の請求項１記載の発明は、ピット列及び／または
グルーブが形成された記録領域を備えた光情報記録媒体
のガラス原盤製造方法において、片面に光感光膜が形成
された前記ガラス原盤の前記記録領域の外側のモニタ領
域に現像の進行をモニタするためのピット列またはグル
ーブを現像停止時に感光膜が剥がれ落ちるピッチ及び幅
により記録する記録工程と、前記ガラス原盤の前記光感
光膜が形成された面に現像液を塗布する塗布工程と、前
記モニタ領域に現像モニタ用のレーザ光を照射する光照
射工程と、前記モニタ領域からの０次光の光量を検出す
る検出工程と、前記モニタ領域からの０次光の光量が最
大値となった時に現像を停止する現像停止工程とを具備
することを特徴とするものである。

【００２２】本願の請求項１記載の発明では、モニタ領
域に狭ピッチ及びピッチに対して広い幅で現像モニタ用
のピット列またはグルーブを記録したため、現像が進行
するにつれ、モニタ領域のピット列間またはグルーブ間
のフォトレジスト層の幅が非常に薄くなり、結局はモニ
タ領域のフォトレジスト層が剥がれ落ちる。そして、モ
ニタ領域のフォトレジスト層が剥がれ落ちたときに、記
録領域に記録されたピット列またはグルーブの形状が所
望の形状となるように、モニタ領域のピット列またはグ
ルーブのピッチ及び幅を記録するようにした。そして、
モニタ領域のフォトレジスト層が剥がれ落ち、現像の進
行に伴い減少していった０次光の光強度が最大値に復帰
した時点で現像を停止するようにした。

【００２３】したがって、本願の請求項１記載の発明に
よれば、現像停止のタイミングを明確に検出することが
できる。また、強度の低い回折光を利用せず、強度が高
い０次光の検出のみで、現像停止のタイミングを知るこ
とができるために、現像液によるゆらぎの影響が少な
い、正確な現像停止のタイミングを検出することができ
る。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施例について
詳細に説明する。図１は、本発明によるガラス原盤製造
方法の一実施例を説明するための図である。（ａ）は、
現像進行中、（ｂ）は現像停止時の状態を示す。図中、
図４と同様な部文には同じ符号を付し説明を省略する。
１１は記録領域、１２はモニタ領域である。本実施例
は、再生専用のＤＶＤを作製する工程におけるガラス原
盤製造工程について説明する。

【００２５】ガラス原盤１は、片面にフォトレジスト層
が形成されており、フォトレジスト層には情報がピット
列により記録された及び／または情報を記録するための
グルーブが記録された記録領域１１と、現像の進行をモ
ニタするためのモニタ用ピット列またはグルーブが記録
されたモニタ領域１２がある。再生専用のＤＶＤは、波
長６３５ｎｍまたは６５０ｎｍの赤色レーザ光により再
生されるため、記録領域１１に記録されるピットの深さ
に相対するフォトレジスト層の膜厚は、再生信号及びト
ラッキング信号が良好に検出できるように、再生波長の
４ｎ分の１（ｎは基板の屈折率：約１．５）からややず
れた厚さである約１１０ｎｍとした。また、本実施例で
使用したフォトレジストは、ＣＤ製造の際に使用してい
るものよりも高解像度を有するものを用いた。

【００２６】記録領域１１には記録情報に対応して変調
されたピット列がＤＶＤ規格に基づいて（トラックピッ
チ約０．７μｍ）記録されている。モニタ領域１２に
は、記録領域１１のトラックピッチと同じ約０．７μｍ
のピッチで、幅０．６５μｍのグルーブが記録されてい
る。

【００２７】そして、図示しない真空吸着の機能を有す
るターンテーブル上に、フォトレジスト層が形成された
面が図の上側になるようにガラス原盤１を装着する。こ
こで、ターンテーブルの周囲の複数箇所に取り付けられ
た調心部材によってガラス原盤１は、ターンテーブルに
対し偏心を持たないように装着される。

【００２８】ターンテーブルが回転し、図示しないノズ
ルから現像液が吐出される。現像液は有機アルカリ現像
液を超純水により８０％に希釈したものを用いた。フォ
トレジスト層が感光しない波長の光ビームをガラス原盤
１のモニタ領域１２に照射する。現像が進行するにつ
れ、フォトレジスト層の感光している部分（ネガ型フォ
トレジストを使用した場合は、感光していない部分）が
溶解し、徐々に記録領域１１にはピットが、モニタ領域
１２にはグルーブが形成される。

【００２９】現像処理によって形成されるグルーブが回
折格子の役割を果たすため、モニタ領域１２に照射した
光ビームは、ガラス原盤１を透過後、０次光７、１次及
び２次等の回折光８に分離する。現像の進行に従ってグ
ルーブの幅及び深さが大きくなり、０次光７の光量は減
少し、回折光８の光量は増加する。本実施例では、０次
光７の強度のみをディテクタ９によりモニタしている。

【００３０】モニタ領域１２に記録したグルーブは、ト
ラックピッチに対してグルーブ幅が広く記録してあるた
め、現像が進行するにつれ、グルーブ間（ランド）の幅
が狭まり、ついにはランド部分のフォトレジスト層がガ
ラス原盤から剥がれてしまい、モニタ領域１２にはフォ
トレジスト層が存在しない状態になる。このフォトレジ
スト層の剥がれの現象は、徐々に起こるのではなく、現
像があるレベルに達したときに急激に起こる現象であ
り、現像開始からフォトレジスト層が剥がれるまでの再
現性も高い。

【００３１】図２は、本実施例における０次光強度の変
化を示した図である。０次光強度（Ｉ0）は、現像の開
始とともに低下する。そして現像が進行し、モニタ領域
１１のフォトレジスト層がガラス原盤１から剥がれたと
き（Ｄ点）、０次光強度（Ｉ0）は急激に増加し、最大
値となり飽和する。

【００３２】上記Ｄ点において、現像液の吐出を停止
し、直ちに超純水によりフォトレジスト層表面に残った
現像液を洗浄する。その後、ターンテーブル３を高速で
回転してスピン乾燥し、現像工程を終了する。現像終了
後のガラス原盤１の記録領域１１に形成されたピットの
形状を、原子間力顕微鏡により観察したところ、所望の
形状のピットが形成されていた。

【００３３】

【発明の効果】以上のように、記録領域に記録されたピ
ットまたはグルーブが所望の形状に現像される時間と、
モニタ領域のフォトレジスト層が剥がれる時間とが同じ
になるように、モニタ領域に記録するピット列またはグ
ルーブの幅、ピッチ、使用するフォトレジストの種類、
現像液の種類、現像液の濃度等を調整、選択することに
より、０次光強度をモニタするだけで、正確で、再現性
が高いガラス原盤の現像を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるガラス原盤製造方法の一実施例を
説明するための図。（ａ）は、現像進行中の状態、
（ｂ）は現像停止時の状態。

【図２】本実施例における０次光強度の変化を示した
図。

【図３】光ディスクの製造工程を説明するためのフロー
チャート。

【図４】従来の光ディスク製造工程で使用されている現
像装置の一例を示す図。

【図５】従来のＣＤ製造における現像工程でモニタした
１次回折光と０次光の比の一例を示す図。

【図６】従来のガラス原盤現像方法により高解像度フォ
トレジストを現像した際にモニタした１次回折光と０次
光の比の一例を示す図。

【符号の説明】

１ ガラス原盤 ２ 調心部材 ３ ターンテーブル ４ 基台 ５ 光源 ６ 反射ミラー ７ ０次光 ８ 回折光 ９ ディテクタ １０ ノズル １１ 記録領域 １２ モニタ領域

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ピット列及び／またはグルーブが形成され
   た記録領域を備えた光情報記録媒体のガラス原盤製造方
   法において、 片面に光感光膜が形成された前記ガラス原盤の前記記録
   領域の外側のモニタ領域に現像の進行をモニタするため
   のピット列またはグルーブを現像停止時に剥がれ落ちる
   ピッチ及び幅により記録する記録工程と、 前記ガラス原盤の前記光感光膜が形成された面に現像液
   を塗布する塗布工程と、 前記モニタ領域に現像モニタ用のレーザ光を照射する光
   照射工程と、 前記モニタ領域からの０次光の光量を検出する検出工程
   と、 前記モニタ領域からの０次光の光量が最大値となった時
   に現像を停止する現像停止工程とを具備することを特徴
   とするガラス原盤製造方法。