JPWO2002101738A1 - 凹凸を有する光記録媒体作製用原盤、スタンパ、光記録媒体の各製造方法 - Google Patents
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Abstract
凹凸を有する光記録媒体作製用原盤の製造方法にあって、基板１表面に、上記凹凸に対応する微細パターンによるフォトレジスト層２を形成する工程と、このフォトレジスト層をマスクとして、基板表面に反応性イオンエッチングによって凹凸３を形成する第１のエッチング工程と、このエッチング工程後に、基板１に対し酸素イオンエッチングを行って、表面性の改善、尖鋭なサブトレンチ等を除去してディスクノイズの改善を図る。
Description
技術分野
本発明は、ディスクノイズが改善された光記録媒体を得ることができる凹凸を有する光記録媒体作製用原盤、スタンパ、光記録媒体の各製造方法に係わる。
背景技術
通常、光による再生または／および記録がなされる光記録媒体、例えばＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）をはじめとして、例えば光磁気記録層を有する光磁気記録媒体、相変化記録層を有する相変化記録媒体等においては、そのディスク、あるいはカード等の基板に、記録ピット、トラッキング用のグルーブ等の凹凸が形成された構成を有する。
このような凹凸を有する光記録媒体を作製する方法としては、この凹凸パターンに対応する反転凹凸パターンを有するスタンパを用いて、目的とする凹凸を有する光記録媒体基板を射出成形によって、あるいはいわゆる２Ｐ法（Ｐｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ法）による成形によって作製する。
そして、この凹凸パターンを有する光記録媒体基板上に、上述した光磁気記録層、相変化記録層、保護層等の成膜がなされて、目的とする光記録媒体が製造される。
上述したスタンパの作製は、通常、原盤の作製がなされ、この原盤上に例えばＮｉメッキがなされてこのＮｉメッキ層を原盤から剥離してスタンパが転写作製される。あるいは原盤からマスタースタンパを転写作製し、このマスタスタンパの転写複製によってマザースタンパを作製し、このマザースタンパから上述した射出成形、あるいは２Ｐ法の成形に用いるスタンパを転写作製する。
原盤の作製は、例えばアルカリ含有ガラス、石英、金属等による基板の平滑表面上に、フォトレジスト層の塗布、パターン露光、現像によって、このフォトレジスト層自体の厚さによって高さの規定がなされた凹凸パターンが形成された原盤を得る。
ところで、現在例えば記録容量が、４．７ＧＢ程度のＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）において、これと同サイズで、例えば１５ＧＢの記録容量を目指すと、このディスクにおける凹凸の、より微細化が要求される。
この微細化は、上述したフォトレジスト層に対するパターン露光における解像度に依存する。この解像度を決定するものとして、露光光源の波長およびその集光対物レンズの開口数（Ｎ．Ａ．）が挙げられる。
このフォトレジストを用いるときの解像度Ｒは、露光波長λとするとき、下記（１）式のレイリー（Ｒａｉｇｈｌｙ）の解像限界式で表される。
Ｒ＝０．６１×λ／Ｎ．Ａ． （１）
図５は、この（１）式を基に、露光波長λと、これを用いて作製した原盤によって得た光ディスクの最小ピット長およびトラックピッチとの関係を示したものである。ここで、Ｎ．Ａ．は、０．９としている。
波長３５１ｎｍでは、解像限界は、上記（１）式から約０．２４０μｍとなり、この原盤に基いて作製されたディスクは、最小ピット長０．２５μｍ、トラックピッチｔｐ．０．４７μｍにおいてＤＶＤサイズで約１２ＧＢの容量が可能となる。
一方、λ＝２６６ｎｍの光源を用いた場合には、解像限界は約０．１８μｍとなり、最小ピット長は０．４１μｍ、ｔｐ．＝０．１９μｍにおいて、ＤＶＤサイズで約１５ＧＢの容量が可能となる。
事実、そのフォトレジスト層として、ノボラック系フォトレジストを用いて波長２６６ｎｍ、対物レンズＮ．Ａ．が０．９０という光学系による露光によって作製した原盤によるスタンパによって作製した光ディスクは、波長５３２ｎｍ、Ｎ．Ａ．＝０．９４による再生光学系で、１５ＧＢで６．６％という実用可能なジッタ値が達成されている。
しかしながら、近年、光ディスクでは、単に微細パターンの形成のみならず、個々のパターンの均一性や、形成されたパターンのエッジラフネスの軽減、凹凸の側壁の傾斜角度の制御などが求められてきている。
これは、光記録媒体の高記録密度化から、光記録媒体に対する再生光が近赤外から青紫色へと、短波長化され、更に光ピックアップにおける光学レンズの開口数が大とされることに伴う、再生光のスポットサイズの縮小化により、ＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）が増加し、従来においてはジッタの要因にはならなかった凹凸の形状が、ジッタに影響してきていることに因る。
これは、波長７８０ｎｍ、レンズ開口数Ｎ．Ａ．が０．４５のＣＤでのスポットサイズと、青紫色光を用いた波長４０５ｎｍ、レンズ開口数Ｎ．Ａ．０．８５による読み取りスポットサイズとを単純比較すると０．２７倍に縮小していることを主要因として挙げることができる。
光ディスクのジッタ要因は、次式（２）で表される。
（ジッタ）２＝（ディスクノイズ）２＋（クロストーク）２
＋（符号間干渉の影響）２＋（電気的ノイズ）２
・・・・・・（２）
このように、ジッタの要因としては、ランドエリア、ピット形状に起因するディスクノイズ、隣接トラックからのクロストークの影響、ピット前後の符号間干渉の影響、プレーヤーなどに依存する電気的ノイズに分類される。
このうち、クロストーク、符号間干渉に関しては、記録補償を導入することによりこれらの軽減を図ることがＣＤなどで既に行われている。
すなわち、例えば再生信号波形を解析し、ピットの位置を前後に若干ずらし符号間干渉、クロストークが最も低くなるようにシミュレーションを行い、その結果を信号発生器にフィードバックさせ、再度カッティングを行う。この一連のプロセスを繰り返すことでクロストーク、符号間干渉ノイズを減少させる方法が採られている。
しかしながら、ディスクノイズについては、上述した露光、現像によるフォトレジストパターンの不均一性、エッジラフネス、フォトレジスト自体の粗さなどに起因しており、これらはランダムな量であることから、このノイズを電気回路的に取り除くことは極めて困難で、フォトレジストの組成調整が必要となる場合が多い。
また、このディスクノイズは、短波長化、高Ｎ．Ａ．化による高密度ディスクの開発が進むにつれ、支配的になってきている。
一例として、２０ＧＢのＲＯＭディスクを挙げると、トラックピッチ０．３６μｍ、ビット長０．１３μｍ／ｂｉｔ、光入射側の記録層間の光透過層の厚さが１００μｍ、記録層背面に配置される反射膜の反射率が２０％というディスク構造において、再生波長４０７ｎｍのＫｒレーザ、Ｎ．Ａ．が０．８５という再生光学系を用いて測定を行いジッタ値を測定し要因を解析した。この、結果は、
全ジッタ ８．６０％
ディスクノイズ ５．３０％
クロストーク ４．９０％
符号間干渉 ４．４０％
電気的ノイズ １．５０％
となった。
このようにディスクノイズが支配的であるが、このディスクノイズを従来の製造方法をもって低減させることは極めて難しい。
そして、青紫色光による光記録媒体のように光ディスク基板上の成膜側から記録再生を行う場合、反射膜、記録層の形状が極めて重要となり、例えばガラス原盤上の凹凸形状、すなわちピットまたはグルーブ形状の側壁傾斜角度、側壁面の粗さ、エッジ形状を制御することが必須となる。
上述したような、問題を解決するために、昨今、光記録媒体、例えば光ディスクの原盤作製工程に、反応性イオンエッチングによるドライエッチング工程を導入することによって、形状の制御性の向上を図る方向にある。
しかしながら、このような方法によっても、図６に模式的断面図を示すように、基板１００に対して一般的なドライエッチングで形成したトレンチすなわち凹部１０１には、その底部の角部に、更なる窪みいわゆるサブトレンチ１０２が発生する。
したがって、この原盤によって形成したスタンパには、このサブトレンチの形状が転写し、このスタンパを用いて射出成形、あるいは２Ｐ法によって作製した光記録媒体基板には、その凸部ないしは凹部に上述したサブトレンチによる形状乱れが発生する。このため、このようにして形成した凹凸に対して情報記録層を構成する反射膜、記録層等を成膜した場合、成膜のカバレージの低下、不均一性を来たし、エラーレートの増加、ディスクノイズを高めるなどの支障を来す。
発明の開示
本発明は、目的とする光記録媒体を作製するに供する原盤の作製において、反応性イオンエッチングを適用した場合において問題となるディスクノイズ、ジッタ等の改善を図ることができるようにするものである。
すなわち、本発明においては、凹凸を有する光記録媒体作製用原盤の製造方法にあって、原盤を構成する基板の表面に、上記凹凸に対応する微細パターンによるフォトレジスト層を形成する工程と、このフォトレジスト層をマスクとして、基板表面に反応性イオンエッチングによって凹凸を形成する第１のエッチング工程と、この第１のエッチング工程後に、フォトレジスト層を除去してあるいは除去することなく、基板に対し酸素イオンエッチングを行う第２のエッチング工程と採って目的とす光記録媒体作製用原盤を作製するものである。
また、この原盤の製造方法において、その第２のエッチング工程によって、原盤の基板の表面粗さ、すなわち凹部の側壁、底面、上面の粗さを、ｒｍｓ（ｒｏｏｔ ｍｅａｎ ｓｑｕａｒｅ：自乗平均）（以下単に表面粗さという）で０．３ｎｍ以下とするものである。
また、本発明による凹凸を有する光記録媒体作製用スタンパの製造方法は、原盤を構成する基板の表面に、上記凹凸に対応する微細パターンによるフォトレジスト層を形成する工程と、このフォトレジスト層をマスクとして、基板表面に反応性イオンエッチングによって凹凸を形成する第１のエッチング工程と、この第１のエッチング工程後に、基板に対し酸素イオンエッチングを行う第２のエッチング工程とを経て凹凸を有する原盤を作製する。そして、この原盤の凹凸を１回以上転写して、すなわち１回の転写で目的とする光記録媒体作製用スタンパを作製するとか、あるいは複数回のスタンパを作製するためのマスタースタンパ、マザースタンパを作製して目的とする光記録媒体作製用スタンパを作製するものである。
また、本発明による凹凸を有する光記録媒体の製造方法は、原盤を構成する基板の表面に上記凹凸に対応する微細パターンによるフォトレジスト層を形成する工程と、このフォトレジスト層をマスクとして、基板表面に反応性イオンエッチングによって凹凸を形成する第１のエッチング工程と、この第１のエッチング工程後に、基板に対し酸素イオンエッチングを行う第２のエッチング工程とを経て光記録媒体作製用の原盤を作製し、この原盤の１回以上の転写によってスタンパを作製し、このスタンパによって、凹凸を有する光記録媒体基板を成形する工程と、この光記録媒体基板の凹凸を有する面に情報記録層を成膜する工程とを採って光記録媒体を作製するものである。
すなわち、本発明においては、原盤、ないしはスタンパの作製において、フォトレジスト層のパターンを作製し、これをマスクとして、制御性にすぐれたドライエッチングによる第１のエッチングを行うものであるが、その後に、フォトレジストを除去することなく、あるいはフォトレジストを除去して酸素イオンエッチングを行うものであり、この第２のエッチングによって、第１のエッチングで発生した図６で説明したサブトレンチを排除することができることを見出したものであり、これにより表面粗さを改善することができるようにするものである。
すなわち、本発明においては、従来、酸素イオンによってはエッチングがなされないと考えられていた常識にいわば逆らった方法を採ったときに、サブトレンチが排除されて、トレンチ底部のコーナ部が尖鋭形状となることを回避できることを見出し、形状性、表面性にすぐれた原盤を作製する。
そして、この原盤からの転写によって光記録媒体を成形するスタンパ、あるいはこのスタンパを転写作製するマスタースタンパ、マザースタンパを作製することができる。したがって、最終的に形状性、表面性にすぐれた光記録媒体を射出成形、あるいは２Ｐ法等によって作製することができ、エラーレートの改善、メディアノイズの改善が図られた光記録媒体を得ることができるものである。
尚、本発明によって得る光記録媒体作製用の原盤は、スタンパの作製に用いることができるが、この原盤自体を光記録媒体作製のスタンパ、あるいはこのスタンパを作製するマスタースタンパやマザースタンパとすることができる。
発明を実施するための最良の形態
先ず、本発明による光記録媒体作製用スタンパを得る原盤の製造方法の実施の形態の一例を、図１を参照して説明する。
図１Ａに示すように、例えばアルカリ含有ガラス基板、石英基板、Ｓｉ基板、または金属基板より成る原盤作製の基板１を用意する。この基板１は、その表面が平滑面として形成されて成る。
この基板１の平滑表面上に、目的とする光記録媒体の凹凸パターンに対応するパターンのフォトレジスト層２を形成する。
このフォトレジスト層２のパターンの形成は、フォトレジスト層の塗布形成、パターン露光、および現像処理を行うことによって形成することができる。
このフォトレジスト層に対する露光は、例えばレーザ光、電子ビーム、Ｘ線など周知の方法によって、露光マスクを通じて所定のパターンに露光するとか、これら露光光をオン・オフ変調し、フォトレジスト層上に走査することによって所定のパターンに露光することができる。
その後、このパターン露光されたフォトレジスト層２を例えば有機または無機アルカリ現像液によって現像して、所要のパターンの開口２Ｗを形成する。
例えばフォトレジスト層２がポジ型のフォトレジストである場合は、露光部に開口２Ｗが形成される。
次に、図１Ｂに示すように、フォトレジスト層２をエッチングマスクとして、フォトレジスト層２の開口２Ｗを通じて、例えばＣＨＦ３，ＣＦ４，Ｃ３Ｆ８，Ｃ４Ｆ８，Ｃ５Ｆ８等による反応性ガスや、これらガスと酸素、アルゴン等との混合ガスを用いて、基板１の表面に対してドライエッチングによる第１のエッチングを行う。この第１のエッチングによって、基板表面に凹部３Ｇが形成された凹凸３が形成される。
このようにして形成された凹凸３の凹部３Ｇの底部には、サブトレンチ３ｓが発生する。
その後、図１Ｃに示すように、フォトレジスト層２を除去し、ドライエッチング装置のチャンバー内に、上述した第１のエッチングによって凹凸３が形成された基板１を配置し、チャンバー内に酸素ガスを流し、高周波パワーを設定し、プラズマを形成して第２のエッチングを行う。
このようにすると、サブトレンチ３ｓによる尖鋭部分が消失し、更に、凹部側壁面、底面、上面における表面性にすぐれた凹凸が形成される。これは、チャンバー内の酸素ガスが、Ｏ２ ＋の形にイオン化し、これがカソード電位側の基板１に衝突し、基板１のイオン衝突面の構成原子、例えばガラス基板、石英基板、ＳｉＯ２基板等においてはＳｉをスパッタさせてイオンの衝突面の原子をそぎ取ることによるためと思われる。
このようにして、形状性にすぐれ、表面粗さ０．３ｎｍ以下の表面性にすぐれた凹凸が形成された原盤４が形成される。
次に、本発明によるスタンパの製造方法と凹凸を有する光記録媒体の製造方法の一実施形態の一例を、図２を参照して説明する。
この実施形態においては、上述したと同様の図１Ａ〜Ｃの方法によって原盤４を作製し、図２Ａに示すように、この原盤４上に、例えばＮｉの無電解メッキおよび電気メッキによるスタンパ材５を形成する。
図２Ｂに示すように、このスタンパ材５を、原盤４から剥離する。このようにして原盤４の凹凸３が転写された、すなわち凹凸３の反転パターンによる凹凸１３が形成されたスタンパ６がを形成される。
そして、この本発明方法によって形成したスタンパ６の凹凸１３は、原盤４の凹凸３においてサブトレンチが排除され、またその凹凸表面性にすぐれていることから、同様にすぐれた均一な形状と表面粗さ０．３ｎｍ以下の高い表面性を有する凹凸１３として形成される。
そして、本発明においては、このようにして形成されスタンパ６を用いて光記録媒体を作製する。
このために、先ず、図２Ｃに示すように、射出成形あるいは２Ｐ法によって、スタンパ６の凹凸１３が転写された、すなわち凹凸３を有する光記録媒体基板７、例えば光ディスク基板を作製する。
このようにして形成した光記録媒体基板７の凹凸３の形成面に、図２Ｄに示すように、例えばＣＤ−ＲＯＭによる光記録媒体の形成においては、例えばＡｌ反射膜をスパッタして情報記録層８を形成し、また例えば追記型のＣＤ、光磁気記録媒体、相変化光記録媒体等においては、色素層、光磁気記録層、相変化材料層、誘電体層、反射膜等を成膜して情報記録層８を形成する。また、この情報記録層８上には、例えば透明樹脂のスピンコートによって保護膜９を形成して目的とする光記録媒体１０を作製する。
このようにして形成された光記録媒体１０は、その光記録媒体基板７の凹凸に、サブトレンチ等が存在しないことから、この凹凸に対して形成される情報記録層は、カバレージにすぐれた状態で形成され、また形状の均一性、表面性にすぐれていいることから、エラーレート、ノイズの改善が図られ、ディスクノイズ−７０ｄＢ以下の光記録媒体として形成される。
上述した実施形態においては、スタンパ６を、上述した原盤４の転写によって形成した場合であるが、他の１の実施形態においては、原盤４からマスタースタンパを転写形成し、これを更に転写することによってマザースタンパを形成し、これからの転写によってスタンパ６を作製する方法をとることもできる。
また、上述した実施形態においては、原盤４を作製して、これを用いてスタンパ６の作製を行った場合であるが、図１で示した原盤４の手順で、いわば、原盤自体をもって直接的にスタンパ６とするとか、あるいはスタンパ６を形成する、マスタスタンパもしくはマザースタンパとすることもできる。これらの場合においては、適宜上述した凹凸３、あるいはこの凹凸が反転した凹凸１３が形成されるように、フォトレジスト層２に対する露光パターンの選定がなされる。
上述したように、本発明においては、酸素イオン照射による第２のエッチングを行うことに特徴を有するものであり、この酸素イオンエッチングによって凹凸がすぐれた表面性と形状性をもって形成される。
これは次のような現象によって生じると考えられる。すなわち、この酸素イオンによるスパッタのエッチングレートは、図３Ａに示すように、酸素イオン入射角に依存し、入射角４５°でエッチングレートが最大を示す。
したがって、今、図３Ｂに示すように、破線図示の断面形状が直方形状の初期形状を有する例えばＳｉＯ２に対して酸素イオンエッチングを行う場合についてみると、このエッチングは、上面からエッチングが進行し、ほぼ上面に平行な面ａが形成されるが、尖鋭な肩部においては、側面においてもエッチングが進行し、４５°のエッチングレートが最大であることから、ほぼ４５°の斜面ｂが発生する。しかしながら、凹凸の凹部の急峻な側壁面ｃにおいては、酸素イオンの衝突がなされにくいことから、殆どエッチングが進行しない。
図３Ａにおける各ａ〜ｃは、図３Ｂにおける各面ａ〜ｃに対応したエッチングレートを指示したものである。
このことから、図６で説明したサブトレンチの肩部および尖鋭底部において酸素イオン照射によるエッチングが良好になされ、このサブトレンチは消失して滑らかな角部（コーナー部）が形成され、また粗面においても同様にエッチングがなされて表面性が改善されるものである。
次に、この酸素イオンエッチングについて実施例を挙げて説明する。
〔実施例１〕
直径２００ｍｍ、厚さ６ｍｍの石英基板に、フォトレジスト（ＧＸ２５０ＥＳＬ：ＪＳＲ）層を、厚さ１００ｎｍをもって塗布し、対物レンズＮ．Ａ．０．９、波長４１３のＫｒレーザ光によってパターン露光し、現像して所要のパターンとする。
このフォトレジスト層をエッチングマスクとして、基板１表面から、ＣＦ４ガスを用いたドライエッチングによる第１のエッチングを行って、凹部、この場合においては、トラッキング案内溝に対応するグルーブを形成した。
その後、アッシングによってフォトレジスト層を除去し、グルーブが形成された基板１を、インダクティブ スーパー マグネトロン方式によるドライエッチング装置（ＮＥ７３０：日本真空技術）内に挿入し、酸素イオンエッチングを行った。このときのエッチング時間経過に伴う基板１の凹凸の平坦上端面における表面粗さ（ｒｍｓ：２乗平均）の測定結果を図４に示す。
この表面粗さの測定は、ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）によって測定したもので、基板１の表面で、それぞれタンジェンシャル方向１μｍ、ラディアル方向３００ｎｍ範囲の１０箇所測定しｒｍｓ値を得た。
この場合、初期粗さ０．４８ｎｍが、０．３ｎｍ以下、すなわち１２００秒（２０分）後には０．２８ｎｍとなり、３６００秒（６０分）後には０．２２ｎｍに減少した。
また、グルーブ内においても同様の傾向を示し、初期のｒｍｓ値は０．５１ｎｍであったが、酸素プラズマエッチングによって０．３ｎｍ以下、すなわち２０分間の酸素プラズマエッチング後には、ｒｍｓ値が０．２４ｎｍに低下した。
このようにして形成した原盤から、図２で説明したＮｉスタンパを作製し、このスタンパを用いて射出成形によってディスク厚さ０．５ｍｍの、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂によるディスク基板を作製し、この上になんらの成膜を行うことなく、再生評価装置によってディスクノイズの評価を行った。
この実施例１における凹凸に対する酸素イオンエッチング条件、グルーブの配置パターン、再生評価装置系を次に示す。
酸素イオンエッチング条件：
アンテナパワー ２００Ｗ
バイアスパワー ２０Ｗ
酸素流 ２５ｓｃｃｍ
圧力 １．０Ｐａ
基板冷却温度 ２０℃
グルーブ配置パターン：
グルーブピッチ ０．７６μｍ
グルーブデューティ ５０％
グルーブ深さ ３５ｎｍ
再生評価系：
レーザ波長 ４０３ｎｍ
レーザパワー ２．５ｍＷ
光学系の開口数Ｎ．Ａ． ０．６０
線速 ４ｍ／秒
積算周波数 ５００Ｈｚ〜１０ＭＨｚ
このときの、表面粗さとディスクノイズは、次のように測定された。
すなわち、酸素イオンエッチング前の初期において、ランド部（グルーブ間の表面）における表面粗さｒｍｓが、０．４８ｎｍ、ディスクノイズが−６８．２ｄＢと測定され、グルーブにおける表面粗さｒｍｓが、０．５１ｎｍ、ディスクノイズが−６３．７ｄＢと測定された。
このディスクに対して上記条件による酸素プラズマエッチングを２０分間行った第２のエッチング後では、ランド部における表面粗さｒｍｓが、０．２８ｎｍ、ディスクノイズが−７８．４ｄＢと測定され、グルーブにおける表面粗さｒｍｓが、０．２４ｎｍ、ディスクノイズが−８１．５ｄＢとなり、表面粗さおよびディスクノイズが大きく改善されることが確認された。
〔実施例２〕
実施例１と同様の石英基板にフォトレジストを１００ｎｍの厚さに塗布し、Ｎ．Ａ．０．９、波長４１３のＫｒレーザを用いてパターン露光し、現像処理を行ってフォトレジストパターンを形成した。
このフォトレジスト層をエッチングマスクとして、基板の表面をＣＦ４によってドライエッチングして、実施例１と同様の凹凸としてのグルーブを形成した。
その後、フォトレジスト層を有機レジスト除去剤（東京応化：剥離液１０５）によって除去した。
その後、実施例１と同様のドライエッチング装置によって、酸素イオンエッチングを行った。このエッチング条件は、
アンテナパワー ３００Ｗ
バイアスパワー １０Ｗ
酸素流量 ５０ｓｃｃｍ
圧力 １．０Ｐａ
基板冷却温度 １５℃
とし、この酸素イオンエッチングを行った。
このようにして形成したスタンパを用いて実施例１と同様に、射出成形によってディスク厚さ０．５ｍｍの、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂によるディスク基板を作製した。
この実施例２における原盤の、酸素イオンエッチングを５分行った場合と、２５分行った場合のグルーブの形状変化、すなわちグルーブの上端側、底部側の各側面の傾斜角、グルーブデューティ、サブトレンチの高さの各測定結果を表１に示す。
【表１】
上述したように、本発明方法によって作製した原盤は、凹凸の形状性の改善が図られる。
上述したように、本発明によれば、特性に優れた原盤、スタンパが作製されることから、これによって作製する本発明によるディスクは、ディスクノイズの改善が図られる。これは、スタンパにおける凹凸、上述した例ではグルーブおよびランドの各側面、底面、上面の表面性が改善され、またグルーブおよびランドの各エッジ、サブトレンチの排除によるなめらかな屈曲が形成されることにより特性改善がなされるものである。
また、このようにして、ディスクノイズの改善されたディスク上に、図２で説明した反射膜の形成による情報記録層８、あるいは色素層、光磁気記録層、相変化材料層、誘電体層、反射膜等を成膜して情報記録層８や、保護膜９等の形成を行って、光記録媒体１０を作製する。このようにして作製した光記録媒体１０は、記録、ないしは再生特性のすぐれ、ひいては歩留りの改善が図られる。
このようにして作製した光記録媒体１０は、その保護膜９が、例えば１００μｍの光透過性層に形成され、この保護膜９側から青紫色光の例えばレーザ光照射がなされて記録再生がなされる。
上述した例では、ディスクを作製した場合であるが、カード、その他、各種記録媒体に本発明を適用して同様の効果を奏することができることはいうまでもない。
上述したように、本発明による凹凸を有する光記録媒体作製用を得るための原盤の作製において、通常における反応イオンエッチングによるドライエッチングに加えて酸素イオンエッチングを行うのみで、形状性、表面性にすぐれた原盤を作製することができる。
また、本発明による光記録媒体の製造方法は、上述した本発明方法による光記録媒体作製用スタンパ、あるいはこのスタンパを得るための原盤の製造方法を経て光記録媒体を製造することから、記録、ないしは再生特性にすぐれた光記録媒体を製造することができる。したがって、歩留りの向上が図られ、量産性の向上が図られるという工業的に大きな効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃは、本発明による光記録媒体作製用スタンパの製造方法の一例の各工程図（その１）であり、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ、図２Ｄは、本発明による光記録媒体作製用の製造方法の一例の各工程図（その２）であり、図３Ａは、酸素イオンエッチングのエッチングレートとイオン入射角との関係を示す図であり、図３Ｂは、酸素イオンエッチングのエッチング態様を説明する概略断面図であり、図４は、酸素イオンエッチングの表面粗さと、酸素イオンエッチング時間との関係の測定結果を示す図であり、図５は、原盤作製におけるフォトレジストに対する露光光源の波長λと、この原盤によって作製した光ディスクにおける最小ピット長およびトラックピッチとの関係を示す図であり、図６は、反応性イオンエッチングによるドライエッチングによって形成された凹部の概略断面図である。
引用符号の説明
引用符号 事項
１ ・・・・・・ 基板
２ ・・・・・・ フォトレジスト層
２Ｗ ・・・・・・ 開口
３ ・・・・・・ 凹凸
３Ｇ ・・・・・・ 凹部
３ｓ ・・・・・・ サブトレンチ
４ ・・・・・・ 原盤
５ ・・・・・・ スタンパ材
６ ・・・・・・ スタンパ
７ ・・・・・・ 光記録媒体基板
８ ・・・・・・ 情報記録層
９ ・・・・・・ 保護膜
１０ ・・・・・・ 光記録媒体
１００ ・・・・・・ 基板
１０１ ・・・・・・ 凹部
１０２ ・・・・・・ サブトレンチ
本発明は、ディスクノイズが改善された光記録媒体を得ることができる凹凸を有する光記録媒体作製用原盤、スタンパ、光記録媒体の各製造方法に係わる。
背景技術
通常、光による再生または／および記録がなされる光記録媒体、例えばＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）をはじめとして、例えば光磁気記録層を有する光磁気記録媒体、相変化記録層を有する相変化記録媒体等においては、そのディスク、あるいはカード等の基板に、記録ピット、トラッキング用のグルーブ等の凹凸が形成された構成を有する。
このような凹凸を有する光記録媒体を作製する方法としては、この凹凸パターンに対応する反転凹凸パターンを有するスタンパを用いて、目的とする凹凸を有する光記録媒体基板を射出成形によって、あるいはいわゆる２Ｐ法（Ｐｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ法）による成形によって作製する。
そして、この凹凸パターンを有する光記録媒体基板上に、上述した光磁気記録層、相変化記録層、保護層等の成膜がなされて、目的とする光記録媒体が製造される。
上述したスタンパの作製は、通常、原盤の作製がなされ、この原盤上に例えばＮｉメッキがなされてこのＮｉメッキ層を原盤から剥離してスタンパが転写作製される。あるいは原盤からマスタースタンパを転写作製し、このマスタスタンパの転写複製によってマザースタンパを作製し、このマザースタンパから上述した射出成形、あるいは２Ｐ法の成形に用いるスタンパを転写作製する。
原盤の作製は、例えばアルカリ含有ガラス、石英、金属等による基板の平滑表面上に、フォトレジスト層の塗布、パターン露光、現像によって、このフォトレジスト層自体の厚さによって高さの規定がなされた凹凸パターンが形成された原盤を得る。
ところで、現在例えば記録容量が、４．７ＧＢ程度のＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）において、これと同サイズで、例えば１５ＧＢの記録容量を目指すと、このディスクにおける凹凸の、より微細化が要求される。
この微細化は、上述したフォトレジスト層に対するパターン露光における解像度に依存する。この解像度を決定するものとして、露光光源の波長およびその集光対物レンズの開口数（Ｎ．Ａ．）が挙げられる。
このフォトレジストを用いるときの解像度Ｒは、露光波長λとするとき、下記（１）式のレイリー（Ｒａｉｇｈｌｙ）の解像限界式で表される。
Ｒ＝０．６１×λ／Ｎ．Ａ． （１）
図５は、この（１）式を基に、露光波長λと、これを用いて作製した原盤によって得た光ディスクの最小ピット長およびトラックピッチとの関係を示したものである。ここで、Ｎ．Ａ．は、０．９としている。
波長３５１ｎｍでは、解像限界は、上記（１）式から約０．２４０μｍとなり、この原盤に基いて作製されたディスクは、最小ピット長０．２５μｍ、トラックピッチｔｐ．０．４７μｍにおいてＤＶＤサイズで約１２ＧＢの容量が可能となる。
一方、λ＝２６６ｎｍの光源を用いた場合には、解像限界は約０．１８μｍとなり、最小ピット長は０．４１μｍ、ｔｐ．＝０．１９μｍにおいて、ＤＶＤサイズで約１５ＧＢの容量が可能となる。
事実、そのフォトレジスト層として、ノボラック系フォトレジストを用いて波長２６６ｎｍ、対物レンズＮ．Ａ．が０．９０という光学系による露光によって作製した原盤によるスタンパによって作製した光ディスクは、波長５３２ｎｍ、Ｎ．Ａ．＝０．９４による再生光学系で、１５ＧＢで６．６％という実用可能なジッタ値が達成されている。
しかしながら、近年、光ディスクでは、単に微細パターンの形成のみならず、個々のパターンの均一性や、形成されたパターンのエッジラフネスの軽減、凹凸の側壁の傾斜角度の制御などが求められてきている。
これは、光記録媒体の高記録密度化から、光記録媒体に対する再生光が近赤外から青紫色へと、短波長化され、更に光ピックアップにおける光学レンズの開口数が大とされることに伴う、再生光のスポットサイズの縮小化により、ＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）が増加し、従来においてはジッタの要因にはならなかった凹凸の形状が、ジッタに影響してきていることに因る。
これは、波長７８０ｎｍ、レンズ開口数Ｎ．Ａ．が０．４５のＣＤでのスポットサイズと、青紫色光を用いた波長４０５ｎｍ、レンズ開口数Ｎ．Ａ．０．８５による読み取りスポットサイズとを単純比較すると０．２７倍に縮小していることを主要因として挙げることができる。
光ディスクのジッタ要因は、次式（２）で表される。
（ジッタ）２＝（ディスクノイズ）２＋（クロストーク）２
＋（符号間干渉の影響）２＋（電気的ノイズ）２
・・・・・・（２）
このように、ジッタの要因としては、ランドエリア、ピット形状に起因するディスクノイズ、隣接トラックからのクロストークの影響、ピット前後の符号間干渉の影響、プレーヤーなどに依存する電気的ノイズに分類される。
このうち、クロストーク、符号間干渉に関しては、記録補償を導入することによりこれらの軽減を図ることがＣＤなどで既に行われている。
すなわち、例えば再生信号波形を解析し、ピットの位置を前後に若干ずらし符号間干渉、クロストークが最も低くなるようにシミュレーションを行い、その結果を信号発生器にフィードバックさせ、再度カッティングを行う。この一連のプロセスを繰り返すことでクロストーク、符号間干渉ノイズを減少させる方法が採られている。
しかしながら、ディスクノイズについては、上述した露光、現像によるフォトレジストパターンの不均一性、エッジラフネス、フォトレジスト自体の粗さなどに起因しており、これらはランダムな量であることから、このノイズを電気回路的に取り除くことは極めて困難で、フォトレジストの組成調整が必要となる場合が多い。
また、このディスクノイズは、短波長化、高Ｎ．Ａ．化による高密度ディスクの開発が進むにつれ、支配的になってきている。
一例として、２０ＧＢのＲＯＭディスクを挙げると、トラックピッチ０．３６μｍ、ビット長０．１３μｍ／ｂｉｔ、光入射側の記録層間の光透過層の厚さが１００μｍ、記録層背面に配置される反射膜の反射率が２０％というディスク構造において、再生波長４０７ｎｍのＫｒレーザ、Ｎ．Ａ．が０．８５という再生光学系を用いて測定を行いジッタ値を測定し要因を解析した。この、結果は、
全ジッタ ８．６０％
ディスクノイズ ５．３０％
クロストーク ４．９０％
符号間干渉 ４．４０％
電気的ノイズ １．５０％
となった。
このようにディスクノイズが支配的であるが、このディスクノイズを従来の製造方法をもって低減させることは極めて難しい。
そして、青紫色光による光記録媒体のように光ディスク基板上の成膜側から記録再生を行う場合、反射膜、記録層の形状が極めて重要となり、例えばガラス原盤上の凹凸形状、すなわちピットまたはグルーブ形状の側壁傾斜角度、側壁面の粗さ、エッジ形状を制御することが必須となる。
上述したような、問題を解決するために、昨今、光記録媒体、例えば光ディスクの原盤作製工程に、反応性イオンエッチングによるドライエッチング工程を導入することによって、形状の制御性の向上を図る方向にある。
しかしながら、このような方法によっても、図６に模式的断面図を示すように、基板１００に対して一般的なドライエッチングで形成したトレンチすなわち凹部１０１には、その底部の角部に、更なる窪みいわゆるサブトレンチ１０２が発生する。
したがって、この原盤によって形成したスタンパには、このサブトレンチの形状が転写し、このスタンパを用いて射出成形、あるいは２Ｐ法によって作製した光記録媒体基板には、その凸部ないしは凹部に上述したサブトレンチによる形状乱れが発生する。このため、このようにして形成した凹凸に対して情報記録層を構成する反射膜、記録層等を成膜した場合、成膜のカバレージの低下、不均一性を来たし、エラーレートの増加、ディスクノイズを高めるなどの支障を来す。
発明の開示
本発明は、目的とする光記録媒体を作製するに供する原盤の作製において、反応性イオンエッチングを適用した場合において問題となるディスクノイズ、ジッタ等の改善を図ることができるようにするものである。
すなわち、本発明においては、凹凸を有する光記録媒体作製用原盤の製造方法にあって、原盤を構成する基板の表面に、上記凹凸に対応する微細パターンによるフォトレジスト層を形成する工程と、このフォトレジスト層をマスクとして、基板表面に反応性イオンエッチングによって凹凸を形成する第１のエッチング工程と、この第１のエッチング工程後に、フォトレジスト層を除去してあるいは除去することなく、基板に対し酸素イオンエッチングを行う第２のエッチング工程と採って目的とす光記録媒体作製用原盤を作製するものである。
また、この原盤の製造方法において、その第２のエッチング工程によって、原盤の基板の表面粗さ、すなわち凹部の側壁、底面、上面の粗さを、ｒｍｓ（ｒｏｏｔ ｍｅａｎ ｓｑｕａｒｅ：自乗平均）（以下単に表面粗さという）で０．３ｎｍ以下とするものである。
また、本発明による凹凸を有する光記録媒体作製用スタンパの製造方法は、原盤を構成する基板の表面に、上記凹凸に対応する微細パターンによるフォトレジスト層を形成する工程と、このフォトレジスト層をマスクとして、基板表面に反応性イオンエッチングによって凹凸を形成する第１のエッチング工程と、この第１のエッチング工程後に、基板に対し酸素イオンエッチングを行う第２のエッチング工程とを経て凹凸を有する原盤を作製する。そして、この原盤の凹凸を１回以上転写して、すなわち１回の転写で目的とする光記録媒体作製用スタンパを作製するとか、あるいは複数回のスタンパを作製するためのマスタースタンパ、マザースタンパを作製して目的とする光記録媒体作製用スタンパを作製するものである。
また、本発明による凹凸を有する光記録媒体の製造方法は、原盤を構成する基板の表面に上記凹凸に対応する微細パターンによるフォトレジスト層を形成する工程と、このフォトレジスト層をマスクとして、基板表面に反応性イオンエッチングによって凹凸を形成する第１のエッチング工程と、この第１のエッチング工程後に、基板に対し酸素イオンエッチングを行う第２のエッチング工程とを経て光記録媒体作製用の原盤を作製し、この原盤の１回以上の転写によってスタンパを作製し、このスタンパによって、凹凸を有する光記録媒体基板を成形する工程と、この光記録媒体基板の凹凸を有する面に情報記録層を成膜する工程とを採って光記録媒体を作製するものである。
すなわち、本発明においては、原盤、ないしはスタンパの作製において、フォトレジスト層のパターンを作製し、これをマスクとして、制御性にすぐれたドライエッチングによる第１のエッチングを行うものであるが、その後に、フォトレジストを除去することなく、あるいはフォトレジストを除去して酸素イオンエッチングを行うものであり、この第２のエッチングによって、第１のエッチングで発生した図６で説明したサブトレンチを排除することができることを見出したものであり、これにより表面粗さを改善することができるようにするものである。
すなわち、本発明においては、従来、酸素イオンによってはエッチングがなされないと考えられていた常識にいわば逆らった方法を採ったときに、サブトレンチが排除されて、トレンチ底部のコーナ部が尖鋭形状となることを回避できることを見出し、形状性、表面性にすぐれた原盤を作製する。
そして、この原盤からの転写によって光記録媒体を成形するスタンパ、あるいはこのスタンパを転写作製するマスタースタンパ、マザースタンパを作製することができる。したがって、最終的に形状性、表面性にすぐれた光記録媒体を射出成形、あるいは２Ｐ法等によって作製することができ、エラーレートの改善、メディアノイズの改善が図られた光記録媒体を得ることができるものである。
尚、本発明によって得る光記録媒体作製用の原盤は、スタンパの作製に用いることができるが、この原盤自体を光記録媒体作製のスタンパ、あるいはこのスタンパを作製するマスタースタンパやマザースタンパとすることができる。
発明を実施するための最良の形態
先ず、本発明による光記録媒体作製用スタンパを得る原盤の製造方法の実施の形態の一例を、図１を参照して説明する。
図１Ａに示すように、例えばアルカリ含有ガラス基板、石英基板、Ｓｉ基板、または金属基板より成る原盤作製の基板１を用意する。この基板１は、その表面が平滑面として形成されて成る。
この基板１の平滑表面上に、目的とする光記録媒体の凹凸パターンに対応するパターンのフォトレジスト層２を形成する。
このフォトレジスト層２のパターンの形成は、フォトレジスト層の塗布形成、パターン露光、および現像処理を行うことによって形成することができる。
このフォトレジスト層に対する露光は、例えばレーザ光、電子ビーム、Ｘ線など周知の方法によって、露光マスクを通じて所定のパターンに露光するとか、これら露光光をオン・オフ変調し、フォトレジスト層上に走査することによって所定のパターンに露光することができる。
その後、このパターン露光されたフォトレジスト層２を例えば有機または無機アルカリ現像液によって現像して、所要のパターンの開口２Ｗを形成する。
例えばフォトレジスト層２がポジ型のフォトレジストである場合は、露光部に開口２Ｗが形成される。
次に、図１Ｂに示すように、フォトレジスト層２をエッチングマスクとして、フォトレジスト層２の開口２Ｗを通じて、例えばＣＨＦ３，ＣＦ４，Ｃ３Ｆ８，Ｃ４Ｆ８，Ｃ５Ｆ８等による反応性ガスや、これらガスと酸素、アルゴン等との混合ガスを用いて、基板１の表面に対してドライエッチングによる第１のエッチングを行う。この第１のエッチングによって、基板表面に凹部３Ｇが形成された凹凸３が形成される。
このようにして形成された凹凸３の凹部３Ｇの底部には、サブトレンチ３ｓが発生する。
その後、図１Ｃに示すように、フォトレジスト層２を除去し、ドライエッチング装置のチャンバー内に、上述した第１のエッチングによって凹凸３が形成された基板１を配置し、チャンバー内に酸素ガスを流し、高周波パワーを設定し、プラズマを形成して第２のエッチングを行う。
このようにすると、サブトレンチ３ｓによる尖鋭部分が消失し、更に、凹部側壁面、底面、上面における表面性にすぐれた凹凸が形成される。これは、チャンバー内の酸素ガスが、Ｏ２ ＋の形にイオン化し、これがカソード電位側の基板１に衝突し、基板１のイオン衝突面の構成原子、例えばガラス基板、石英基板、ＳｉＯ２基板等においてはＳｉをスパッタさせてイオンの衝突面の原子をそぎ取ることによるためと思われる。
このようにして、形状性にすぐれ、表面粗さ０．３ｎｍ以下の表面性にすぐれた凹凸が形成された原盤４が形成される。
次に、本発明によるスタンパの製造方法と凹凸を有する光記録媒体の製造方法の一実施形態の一例を、図２を参照して説明する。
この実施形態においては、上述したと同様の図１Ａ〜Ｃの方法によって原盤４を作製し、図２Ａに示すように、この原盤４上に、例えばＮｉの無電解メッキおよび電気メッキによるスタンパ材５を形成する。
図２Ｂに示すように、このスタンパ材５を、原盤４から剥離する。このようにして原盤４の凹凸３が転写された、すなわち凹凸３の反転パターンによる凹凸１３が形成されたスタンパ６がを形成される。
そして、この本発明方法によって形成したスタンパ６の凹凸１３は、原盤４の凹凸３においてサブトレンチが排除され、またその凹凸表面性にすぐれていることから、同様にすぐれた均一な形状と表面粗さ０．３ｎｍ以下の高い表面性を有する凹凸１３として形成される。
そして、本発明においては、このようにして形成されスタンパ６を用いて光記録媒体を作製する。
このために、先ず、図２Ｃに示すように、射出成形あるいは２Ｐ法によって、スタンパ６の凹凸１３が転写された、すなわち凹凸３を有する光記録媒体基板７、例えば光ディスク基板を作製する。
このようにして形成した光記録媒体基板７の凹凸３の形成面に、図２Ｄに示すように、例えばＣＤ−ＲＯＭによる光記録媒体の形成においては、例えばＡｌ反射膜をスパッタして情報記録層８を形成し、また例えば追記型のＣＤ、光磁気記録媒体、相変化光記録媒体等においては、色素層、光磁気記録層、相変化材料層、誘電体層、反射膜等を成膜して情報記録層８を形成する。また、この情報記録層８上には、例えば透明樹脂のスピンコートによって保護膜９を形成して目的とする光記録媒体１０を作製する。
このようにして形成された光記録媒体１０は、その光記録媒体基板７の凹凸に、サブトレンチ等が存在しないことから、この凹凸に対して形成される情報記録層は、カバレージにすぐれた状態で形成され、また形状の均一性、表面性にすぐれていいることから、エラーレート、ノイズの改善が図られ、ディスクノイズ−７０ｄＢ以下の光記録媒体として形成される。
上述した実施形態においては、スタンパ６を、上述した原盤４の転写によって形成した場合であるが、他の１の実施形態においては、原盤４からマスタースタンパを転写形成し、これを更に転写することによってマザースタンパを形成し、これからの転写によってスタンパ６を作製する方法をとることもできる。
また、上述した実施形態においては、原盤４を作製して、これを用いてスタンパ６の作製を行った場合であるが、図１で示した原盤４の手順で、いわば、原盤自体をもって直接的にスタンパ６とするとか、あるいはスタンパ６を形成する、マスタスタンパもしくはマザースタンパとすることもできる。これらの場合においては、適宜上述した凹凸３、あるいはこの凹凸が反転した凹凸１３が形成されるように、フォトレジスト層２に対する露光パターンの選定がなされる。
上述したように、本発明においては、酸素イオン照射による第２のエッチングを行うことに特徴を有するものであり、この酸素イオンエッチングによって凹凸がすぐれた表面性と形状性をもって形成される。
これは次のような現象によって生じると考えられる。すなわち、この酸素イオンによるスパッタのエッチングレートは、図３Ａに示すように、酸素イオン入射角に依存し、入射角４５°でエッチングレートが最大を示す。
したがって、今、図３Ｂに示すように、破線図示の断面形状が直方形状の初期形状を有する例えばＳｉＯ２に対して酸素イオンエッチングを行う場合についてみると、このエッチングは、上面からエッチングが進行し、ほぼ上面に平行な面ａが形成されるが、尖鋭な肩部においては、側面においてもエッチングが進行し、４５°のエッチングレートが最大であることから、ほぼ４５°の斜面ｂが発生する。しかしながら、凹凸の凹部の急峻な側壁面ｃにおいては、酸素イオンの衝突がなされにくいことから、殆どエッチングが進行しない。
図３Ａにおける各ａ〜ｃは、図３Ｂにおける各面ａ〜ｃに対応したエッチングレートを指示したものである。
このことから、図６で説明したサブトレンチの肩部および尖鋭底部において酸素イオン照射によるエッチングが良好になされ、このサブトレンチは消失して滑らかな角部（コーナー部）が形成され、また粗面においても同様にエッチングがなされて表面性が改善されるものである。
次に、この酸素イオンエッチングについて実施例を挙げて説明する。
〔実施例１〕
直径２００ｍｍ、厚さ６ｍｍの石英基板に、フォトレジスト（ＧＸ２５０ＥＳＬ：ＪＳＲ）層を、厚さ１００ｎｍをもって塗布し、対物レンズＮ．Ａ．０．９、波長４１３のＫｒレーザ光によってパターン露光し、現像して所要のパターンとする。
このフォトレジスト層をエッチングマスクとして、基板１表面から、ＣＦ４ガスを用いたドライエッチングによる第１のエッチングを行って、凹部、この場合においては、トラッキング案内溝に対応するグルーブを形成した。
その後、アッシングによってフォトレジスト層を除去し、グルーブが形成された基板１を、インダクティブ スーパー マグネトロン方式によるドライエッチング装置（ＮＥ７３０：日本真空技術）内に挿入し、酸素イオンエッチングを行った。このときのエッチング時間経過に伴う基板１の凹凸の平坦上端面における表面粗さ（ｒｍｓ：２乗平均）の測定結果を図４に示す。
この表面粗さの測定は、ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）によって測定したもので、基板１の表面で、それぞれタンジェンシャル方向１μｍ、ラディアル方向３００ｎｍ範囲の１０箇所測定しｒｍｓ値を得た。
この場合、初期粗さ０．４８ｎｍが、０．３ｎｍ以下、すなわち１２００秒（２０分）後には０．２８ｎｍとなり、３６００秒（６０分）後には０．２２ｎｍに減少した。
また、グルーブ内においても同様の傾向を示し、初期のｒｍｓ値は０．５１ｎｍであったが、酸素プラズマエッチングによって０．３ｎｍ以下、すなわち２０分間の酸素プラズマエッチング後には、ｒｍｓ値が０．２４ｎｍに低下した。
このようにして形成した原盤から、図２で説明したＮｉスタンパを作製し、このスタンパを用いて射出成形によってディスク厚さ０．５ｍｍの、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂によるディスク基板を作製し、この上になんらの成膜を行うことなく、再生評価装置によってディスクノイズの評価を行った。
この実施例１における凹凸に対する酸素イオンエッチング条件、グルーブの配置パターン、再生評価装置系を次に示す。
酸素イオンエッチング条件：
アンテナパワー ２００Ｗ
バイアスパワー ２０Ｗ
酸素流 ２５ｓｃｃｍ
圧力 １．０Ｐａ
基板冷却温度 ２０℃
グルーブ配置パターン：
グルーブピッチ ０．７６μｍ
グルーブデューティ ５０％
グルーブ深さ ３５ｎｍ
再生評価系：
レーザ波長 ４０３ｎｍ
レーザパワー ２．５ｍＷ
光学系の開口数Ｎ．Ａ． ０．６０
線速 ４ｍ／秒
積算周波数 ５００Ｈｚ〜１０ＭＨｚ
このときの、表面粗さとディスクノイズは、次のように測定された。
すなわち、酸素イオンエッチング前の初期において、ランド部（グルーブ間の表面）における表面粗さｒｍｓが、０．４８ｎｍ、ディスクノイズが−６８．２ｄＢと測定され、グルーブにおける表面粗さｒｍｓが、０．５１ｎｍ、ディスクノイズが−６３．７ｄＢと測定された。
このディスクに対して上記条件による酸素プラズマエッチングを２０分間行った第２のエッチング後では、ランド部における表面粗さｒｍｓが、０．２８ｎｍ、ディスクノイズが−７８．４ｄＢと測定され、グルーブにおける表面粗さｒｍｓが、０．２４ｎｍ、ディスクノイズが−８１．５ｄＢとなり、表面粗さおよびディスクノイズが大きく改善されることが確認された。
〔実施例２〕
実施例１と同様の石英基板にフォトレジストを１００ｎｍの厚さに塗布し、Ｎ．Ａ．０．９、波長４１３のＫｒレーザを用いてパターン露光し、現像処理を行ってフォトレジストパターンを形成した。
このフォトレジスト層をエッチングマスクとして、基板の表面をＣＦ４によってドライエッチングして、実施例１と同様の凹凸としてのグルーブを形成した。
その後、フォトレジスト層を有機レジスト除去剤（東京応化：剥離液１０５）によって除去した。
その後、実施例１と同様のドライエッチング装置によって、酸素イオンエッチングを行った。このエッチング条件は、
アンテナパワー ３００Ｗ
バイアスパワー １０Ｗ
酸素流量 ５０ｓｃｃｍ
圧力 １．０Ｐａ
基板冷却温度 １５℃
とし、この酸素イオンエッチングを行った。
このようにして形成したスタンパを用いて実施例１と同様に、射出成形によってディスク厚さ０．５ｍｍの、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂によるディスク基板を作製した。
この実施例２における原盤の、酸素イオンエッチングを５分行った場合と、２５分行った場合のグルーブの形状変化、すなわちグルーブの上端側、底部側の各側面の傾斜角、グルーブデューティ、サブトレンチの高さの各測定結果を表１に示す。
【表１】
上述したように、本発明によれば、特性に優れた原盤、スタンパが作製されることから、これによって作製する本発明によるディスクは、ディスクノイズの改善が図られる。これは、スタンパにおける凹凸、上述した例ではグルーブおよびランドの各側面、底面、上面の表面性が改善され、またグルーブおよびランドの各エッジ、サブトレンチの排除によるなめらかな屈曲が形成されることにより特性改善がなされるものである。
また、このようにして、ディスクノイズの改善されたディスク上に、図２で説明した反射膜の形成による情報記録層８、あるいは色素層、光磁気記録層、相変化材料層、誘電体層、反射膜等を成膜して情報記録層８や、保護膜９等の形成を行って、光記録媒体１０を作製する。このようにして作製した光記録媒体１０は、記録、ないしは再生特性のすぐれ、ひいては歩留りの改善が図られる。
このようにして作製した光記録媒体１０は、その保護膜９が、例えば１００μｍの光透過性層に形成され、この保護膜９側から青紫色光の例えばレーザ光照射がなされて記録再生がなされる。
上述した例では、ディスクを作製した場合であるが、カード、その他、各種記録媒体に本発明を適用して同様の効果を奏することができることはいうまでもない。
上述したように、本発明による凹凸を有する光記録媒体作製用を得るための原盤の作製において、通常における反応イオンエッチングによるドライエッチングに加えて酸素イオンエッチングを行うのみで、形状性、表面性にすぐれた原盤を作製することができる。
また、本発明による光記録媒体の製造方法は、上述した本発明方法による光記録媒体作製用スタンパ、あるいはこのスタンパを得るための原盤の製造方法を経て光記録媒体を製造することから、記録、ないしは再生特性にすぐれた光記録媒体を製造することができる。したがって、歩留りの向上が図られ、量産性の向上が図られるという工業的に大きな効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃは、本発明による光記録媒体作製用スタンパの製造方法の一例の各工程図（その１）であり、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ、図２Ｄは、本発明による光記録媒体作製用の製造方法の一例の各工程図（その２）であり、図３Ａは、酸素イオンエッチングのエッチングレートとイオン入射角との関係を示す図であり、図３Ｂは、酸素イオンエッチングのエッチング態様を説明する概略断面図であり、図４は、酸素イオンエッチングの表面粗さと、酸素イオンエッチング時間との関係の測定結果を示す図であり、図５は、原盤作製におけるフォトレジストに対する露光光源の波長λと、この原盤によって作製した光ディスクにおける最小ピット長およびトラックピッチとの関係を示す図であり、図６は、反応性イオンエッチングによるドライエッチングによって形成された凹部の概略断面図である。
引用符号の説明
引用符号 事項
１ ・・・・・・ 基板
２ ・・・・・・ フォトレジスト層
２Ｗ ・・・・・・ 開口
３ ・・・・・・ 凹凸
３Ｇ ・・・・・・ 凹部
３ｓ ・・・・・・ サブトレンチ
４ ・・・・・・ 原盤
５ ・・・・・・ スタンパ材
６ ・・・・・・ スタンパ
７ ・・・・・・ 光記録媒体基板
８ ・・・・・・ 情報記録層
９ ・・・・・・ 保護膜
１０ ・・・・・・ 光記録媒体
１００ ・・・・・・ 基板
１０１ ・・・・・・ 凹部
１０２ ・・・・・・ サブトレンチ
Claims (5)
- 凹凸を有する光記録媒体作製用原盤の製造方法にあって、
基板表面に、上記凹凸に対応する微細パターンによるフォトレジスト層を形成する工程と、
該フォトレジスト層をマスクとして、上記基板表面に反応性イオンエッチングによって凹凸を形成する第１のエッチング工程と、
該第１のエッチング工程後に、上記基板に対し酸素イオンエッチングを行う第２のエッチング工程とを有することを特徴とする凹凸を有する光記録媒体作製用原盤の製造方法。 - 上記第２のエッチング工程により、上記基板の表面粗さをｒｍｓ（ｒｏｏｔ ｍｅａｎ ｓｑｕａｒｅ：自乗平均）で０．３ｎｍ以下にすることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の凹凸を有する光記録媒体作製用原盤の製造方法。
- 上記基板が、石英基板であることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載の凹凸を有する光記録媒体作製用原盤の製造方法。
- 凹凸を有する光記録媒体作製用スタンパの製造方法にあって、
基板表面に、上記凹凸に対応する微細パターンによるフォトレジスト層を形成する工程と、
該フォトレジスト層をマスクとして、上記基板表面に反応性イオンエッチングによって凹凸を形成する第１のエッチング工程と、
該第１のエッチング工程後に、上記基板に対し酸素イオンエッチングを行う第２のエッチング工程とを経て原盤を作製し、
該原盤の凹凸を１回以上転写して光記録媒体作製用スタンパを作製することを特徴とする凹凸を有する光記録媒体作製用スタンパの製造方法。 - 凹凸を有する光記録媒体の製造方法にあって、
基板表面に、上記凹凸に対応する微細パターンによるフォトレジスト層を形成する工程と、
該フォトレジスト層をマスクとして、上記基板表面に反応性イオンエッチングによって凹凸を形成する第１のエッチング工程と、
該第１のエッチング工程後に、上記基板に対し酸素イオンエッチングを行う第２のエッチング工程とを経て光記録媒体作製用の原盤を作製する工程と、
この原盤の１回以上の転写によるスタンパを作製する工程と、
該スタンパによって、凹凸を有する光記録媒体基板を成形する工程と、
該光記録媒体基板の上記凹凸を有する面に情報記録層を成膜する工程とを有することを特徴とする凹凸を有する光記録媒体の製造方法。
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