JP2001357565A - Method for manufacturing optical disk master and optical disk master - Google Patents
Method for manufacturing optical disk master and optical disk masterInfo
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Landscapes
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、光ディスクの製
造に用いられる原盤の製造方法及び光ディスク原盤、特
に微細なピットとトラッキング用の案内溝の形成に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a master used for manufacturing an optical disk and an optical disk master, and more particularly to a method for forming fine pits and guide grooves for tracking.
【0002】[0002]
【従来の技術】光ディスク用の原盤の製作工程では、図
8(a)に示すように、精密に研磨,洗浄されたガラス
基板1にフォトレジストを均一になるように塗布してフ
ォトレジスト層4を形成し、図8(b)に示すように、
ガラス基板1のフォトレジスト層4を所定のフォーマッ
トにしたがって光変調されたレーザの露光ビームで露光
して案内溝などの潜像9を形成する。この潜像9が形成
されたフォトレジスト層4を現像,洗浄処理することに
より、図8(c)に示すようにフォトレジスト層4に案
内溝10等を形成し、図8(d)に示すようにスパッタ
処理してニッケルスパッタ膜21を形成する。このニッ
ケルスパッタ膜21にニッケル電鋳を行ない、図8
(e)に示すように、ニッケル層22を積層する。その
後、ニッケル層22をガラス基板1とフォトレジスト層
4から剥離し、溝パタンが形成されていない裏面を研磨
して、図8(f)に示すように、光ディスク用のスタン
パ23を形成する。2. Description of the Related Art In a process of manufacturing a master for an optical disk, as shown in FIG. 8A, a photoresist is uniformly coated on a glass substrate 1 which has been precisely polished and washed. Is formed, and as shown in FIG.
A latent image 9 such as a guide groove is formed by exposing the photoresist layer 4 of the glass substrate 1 with an exposure beam of a laser light-modulated according to a predetermined format. By developing and washing the photoresist layer 4 on which the latent image 9 has been formed, guide grooves 10 and the like are formed in the photoresist layer 4 as shown in FIG. 8C, and shown in FIG. 8D. In this manner, a nickel sputtered film 21 is formed. This nickel sputtered film 21 is subjected to nickel electroforming, and FIG.
As shown in (e), a nickel layer 22 is laminated. After that, the nickel layer 22 is peeled off from the glass substrate 1 and the photoresist layer 4, and the back surface on which the groove pattern is not formed is polished to form a stamper 23 for an optical disk as shown in FIG.
【0003】一般的にフォトレジストを露光する集光ビ
ームの光強度分布はガウス分布であるため、フォトレジ
ストを露光して形成された溝は台形形状になる。また、
フォトレジストは露光による光架橋反応と熱架橋反応に
より潜像が形成されるため、台形をした開口部の溝上端
の幅はビームスポット径よりも1割〜2割程度広くな
る。一方、近年の情報記録媒体の容量の増加という要求
に対応するためには光ディスクのトラックピッチを狭め
る必要がある。このトラックピッチを狭くすると、溝の
開口部が隣接トラック間で干渉しあい、溝と溝の間の平
坦部分(ランド)の高さが減少し、溝の深さをフォトレ
ジストの膜厚で制御できなくなる。また、ランドが平坦
でないスタンパから作製された情報記録媒体においては
隣接トラックからのクロストーク信号が増加し、特にジ
ッタ特性が悪くなり記録特性が低下する。このためトラ
ックピッチが狭い大容量の光ディスク用の原盤では溝な
どを形成する露光ビーム径を小さくする必要がある。露
光ビーム径は露光波長λと露光光学系の開口数NAの比
λ/NAに比例するため、露光ビーム径を小さくするた
めには露光波長λを短くして開口数NAを大きくすれば
良い。しかしながら開口数NAは現在上限に近い0.9
以上が使われており、露光波長λを現状より短い紫外領
域にすると、光学部品の作製などが問題となり、さらに
焦点深度が小さくなるため、溝形状の変動が懸念され
る。そこで短波長と高開口数NAにせずに露光ビームの
スポット径以下の細い溝断面が得られるフォトリソグラ
フィ技術が必要となる。Generally, the light intensity distribution of a condensed beam for exposing a photoresist is a Gaussian distribution, so that a groove formed by exposing the photoresist has a trapezoidal shape. Also,
Since a latent image is formed in the photoresist by photo-crosslinking reaction and thermal crosslinking reaction by exposure, the width of the upper end of the groove of the trapezoidal opening is about 10% to 20% wider than the beam spot diameter. On the other hand, in order to meet the recent demand for an increase in the capacity of an information recording medium, it is necessary to narrow the track pitch of an optical disc. When the track pitch is reduced, the opening of the groove interferes between adjacent tracks, the height of the flat portion (land) between the grooves decreases, and the depth of the groove can be controlled by the thickness of the photoresist. Disappears. Further, in an information recording medium manufactured from a stamper whose lands are not flat, a crosstalk signal from an adjacent track increases, and in particular, jitter characteristics deteriorate and recording characteristics deteriorate. Therefore, it is necessary to reduce the diameter of an exposure beam for forming a groove or the like in a master disc for a large-capacity optical disc having a narrow track pitch. Since the exposure beam diameter is proportional to the ratio λ / NA between the exposure wavelength λ and the numerical aperture NA of the exposure optical system, the exposure beam diameter can be reduced by shortening the exposure wavelength λ and increasing the numerical aperture NA. However, the numerical aperture NA is now 0.9, which is close to the upper limit.
When the exposure wavelength λ is set to an ultraviolet region shorter than the current state, the production of optical components becomes a problem, and the depth of focus is further reduced. Therefore, a photolithography technique that can obtain a thin groove cross section smaller than the spot diameter of the exposure beam without using a short wavelength and a high numerical aperture NA is required.
【0004】この露光ビームのスポット径以下の細い溝
形成をする方法が例えば特開平6−243512号公報
や特開平7−287874号公報,特開平9−1065
84号公報に示されている。特開平6−243512号
公報に示された光ディスク原盤の製造方法は、露光ビー
ムの光路中に超解像素子を光路中に挿入してビームスポ
ット径を小径化し、この超解像素子の回折により発生し
たサイドローブの影響を防ぐためにフォトレジスト層の
上に光退色性樹脂からなるコントラスト増強層を形成
し、フォトレジスト層に集光する露光ビームを小径化し
ている。特開平7−287874号公報に示された光デ
ィスク原盤の製造方法は、フォトレジスト層の上に所定
強度以上の光だけを透過する可飽和色素を含む透過光制
限層を設け、露光ビームのスポット径を透過光制限層に
より縮小してフォトレジスト層を露光するようにしてい
る。また、特開平9−106584号公報に示された光
ディスク原盤の製造方法は、フォトレジスト層に形成さ
れるレジストパタンは断面が台形になることを利用し、
このレジストパタンをマスクとしてフォトレジスト層の
下に形成された中間層をエッチングし、さらにこの中間
層をマスクとして下層をエッチングすることで、露光ビ
ームのスポット径よりも細く、断面の垂直性が高い溝を
形成するようにしている。A method for forming a groove having a diameter smaller than the spot diameter of the exposure beam is disclosed in, for example, JP-A-6-243512, JP-A-7-287874, and JP-A-9-1065.
No. 84 is disclosed. In the method of manufacturing an optical disc master disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-243512, a super-resolution element is inserted into the optical path of an exposure beam to reduce the beam spot diameter, and diffraction by the super-resolution element is performed. In order to prevent the influence of the generated side lobe, a contrast enhancing layer made of a photobleachable resin is formed on the photoresist layer, and the diameter of the exposure beam focused on the photoresist layer is reduced. In the method of manufacturing an optical disc master disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-287874, a transmission light limiting layer containing a saturable dye that transmits only light having a predetermined intensity or more is provided on a photoresist layer, and a spot diameter of an exposure beam is adjusted. Is reduced by the transmitted light limiting layer to expose the photoresist layer. Further, the method for manufacturing an optical disk master disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-106584 utilizes the fact that the cross section of a resist pattern formed on a photoresist layer is trapezoidal.
By etching the intermediate layer formed under the photoresist layer using this resist pattern as a mask and further etching the lower layer using this intermediate layer as a mask, the spot diameter of the exposure beam is smaller and the perpendicularity of the cross section is high. A groove is formed.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】特開平6−24351
2号公報に示すように、露光ビームの光路中に超解像素
子を光路に挿入することにより露光ビームのスポット径
を小さくできるが、超解像素子により露光光量が1/2
程度損失する。また、超解像素子によるサイドローブの
影響を除去する光退色性樹脂からなるコントラスト増強
層によっても露光光量が減少し光量不足の問題が生じ
る。Problems to be Solved by the Invention Japanese Patent Laid-Open No. Hei 6-24351
As shown in Japanese Patent Application Publication No. 2 (1993) -1990, the spot diameter of the exposure beam can be reduced by inserting a super-resolution element into the optical path of the exposure beam.
To some extent. In addition, the amount of exposure light is reduced by the contrast enhancement layer made of a photobleachable resin that removes the influence of the side lobe due to the super-resolution element, and the problem of insufficient light amount occurs.
【0006】また、特開平7−287874号公報に示
すように、フォトレジスト層の上に所定強度以上の光だ
けを透過する物質を含む透過光制限層を設けることによ
り、フォトレジスト層に集光する露光ビームのスポット
径を約50%まで小さくすることができるが、透過光制
限層を透過したレーザ光の光量は約1/10になり、この
露光ビームの光量を上げるために大型の高出力レーザ光
源が必要となる。この結果、レーザビームを出力するた
めのランニングコストが高くなってしまう。また、原盤
露光時間短縮のために露光線速度(CLV)を高めるた
めには、さらに、光量を増やす必要があるが、この場
合、光量不足の問題が出てくるため、タクト時間の短縮
にも限界がある。Further, as shown in JP-A-7-287874, by providing a transmission light limiting layer containing a substance that transmits only light having a predetermined intensity or more on a photoresist layer, light is condensed on the photoresist layer. Although the spot diameter of the exposure beam can be reduced to about 50%, the amount of the laser beam transmitted through the transmission light limiting layer is reduced to about 1/10. A laser light source is required. As a result, the running cost for outputting the laser beam increases. Further, in order to increase the exposure linear velocity (CLV) in order to shorten the exposure time of the master, it is necessary to further increase the light amount. In this case, however, a problem of insufficient light amount arises. There is a limit.
【0007】特開平9−106584号公報に示すよう
に、フォトレジスト層に形成されたレジストパタンをマ
スクとして中間層をエッチングし、中間層をマスクとし
て下層をエッチングする方法では、単層のフォトレジス
ト層を用いて溝を形成する場合より下層と中間層を成膜
する工程と、中間層と下層をエッチングする工程が増え
るため、工数増加や各工程内で発生する欠陥の増加によ
る歩留まりの低下によってコストアップの問題が生じ
る。また、溝形成された下層表面を導電皮膜処理し、ニ
ッケル電鋳してスタンパを作製する場合、スタンパ表面
に残留付着したエッチング層を除去する必要がある。こ
のエッチング層の除去には下層をエッチングする方法と
同じ手段を用いるが、この際スタンパ表面にダメージを
与え、記録再生時のノイズレベルが上昇する問題が発生
する。As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-106584, a method of etching an intermediate layer using a resist pattern formed on a photoresist layer as a mask and etching the lower layer using the intermediate layer as a mask is a single-layer photoresist. Since the number of steps of forming the lower layer and the intermediate layer and the step of etching the intermediate layer and the lower layer are increased as compared with the case of forming the groove using the layer, the number of steps and the yield decrease due to the increase in the number of defects generated in each step are reduced. The problem of cost increase arises. In addition, when the surface of the grooved lower layer is treated with a conductive film and nickel is electroformed to produce a stamper, it is necessary to remove the etching layer remaining on the stamper surface. This etching layer is removed by using the same method as the method of etching the lower layer, but at this time, there is a problem that the stamper surface is damaged and the noise level at the time of recording / reproduction increases.
【0008】この発明はかかる短所を改善し、露光ビー
ムのスポット径よりも細い溝を簡単な工程で安定して形
成することができる光ディスク原盤の製造方法及び光デ
ィスク原盤を提供することを目的とする。An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an optical disk master and a master optical disk capable of stably forming a groove smaller than the spot diameter of an exposure beam by a simple process. .
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】この発明に係る光ディス
ク原盤の製造方法は、基板上に水溶性樹脂で下層を形成
し、下層の表面に導電性材料で中間層を形成し、中間層
の表面にフォトレジスト層を形成し、フォトレジスト層
をレーザビームで露光してから現像して溝パターンを形
成し、フォトレジスト層の溝パターンをマスクとして中
間層の露出した部分をエッチングして中間層に溝パター
ンを形成し、フォトレジスト層を除去して中間層の溝パ
ターンをマスクとして下層の露出した部分を純水により
エッチングして下層に溝パターンを形成し、中間層と下
層の露出した部分に、中間層を形成した導電性材料と同
じ材料の導電性被膜を形成し、導電性被膜の表面に電鋳
により導電性材料を積層してから基板と下層を除去する
ことを特徴とする。According to a method of manufacturing an optical disk master according to the present invention, a lower layer is formed on a substrate with a water-soluble resin, an intermediate layer is formed on a surface of the lower layer with a conductive material, and a surface of the intermediate layer is formed. Forming a groove pattern by exposing the photoresist layer with a laser beam and developing it, and etching the exposed portion of the intermediate layer into an intermediate layer using the groove pattern of the photoresist layer as a mask. A groove pattern is formed, the photoresist layer is removed, and the exposed portion of the lower layer is etched with pure water using the groove pattern of the intermediate layer as a mask to form a groove pattern in the lower layer, and the exposed portion of the intermediate layer and the lower layer is formed. Forming a conductive film of the same material as the conductive material on which the intermediate layer is formed, laminating the conductive material by electroforming on the surface of the conductive film, and then removing the substrate and the lower layer.
【0010】上記下層の膜厚を、光ディスク原盤に形成
される溝パターンの深さと同じにすると良い。The thickness of the lower layer is preferably the same as the depth of the groove pattern formed on the master optical disc.
【0011】また、中間層を形成する導電性材料にはニ
ッケルを使用すると良い。さらに導電性被膜の表面に電
鋳により積層する導電性材料には導電性被膜と同じ材料
を使用すると良い。It is preferable to use nickel as a conductive material for forming the intermediate layer. Further, as the conductive material to be laminated on the surface of the conductive film by electroforming, it is preferable to use the same material as the conductive film.
【0012】この発明に係る光ディスク原盤は、上記光
ディスク原盤の製造方法により作製されたことを特徴と
する。An optical disc master according to the present invention is characterized by being manufactured by the above-described method for manufacturing an optical disc master.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】この発明の光ディスク原盤の製造
方法は、ガラス基板上にスピンコート法で水溶性樹脂を
均一に融くして加熱乾燥して下層を形成する。この下層
の表面にニッケルで中間層を形成し、中間層の表面にフ
ォトレジストを塗布してフォトレジスト層を形成する。
このフォトレジスト層をレーザビームで露光してから現
像して溝パターンを形成する。このフォトレジスト層の
溝パターンをマスクとして中間層の露出した部分をエッ
チングして中間層に溝パターンを形成し、フォトレジス
ト層を除去する。そして中間層の溝パターンをマスクと
して下層の露出した部分を純水によりエッチングして下
層に溝パターンを形成し、中間層と下層の露出した部分
にスパッタリングによりニッケル膜を形成する。このニ
ッケル膜を電極として電鋳法によりニッケルを積層し、
下層に形成された溝のパターンを転写したニッケル板を
形成する。このニッケル板からガラス基板を剥離し、ニ
ッケル板に残留している下層を水で洗浄して除去し乾燥
させ、ニッケル板の内外径を所望の大きさに切断して光
ディスクの原盤を作製する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the method of manufacturing an optical disk master according to the present invention, a water-soluble resin is uniformly melted on a glass substrate by spin coating, and then heated and dried to form a lower layer. An intermediate layer is formed of nickel on the surface of the lower layer, and a photoresist is applied to the surface of the intermediate layer to form a photoresist layer.
The photoresist layer is exposed to a laser beam and then developed to form a groove pattern. Using the groove pattern of the photoresist layer as a mask, the exposed portion of the intermediate layer is etched to form a groove pattern in the intermediate layer, and the photoresist layer is removed. Then, using the groove pattern of the intermediate layer as a mask, the exposed portion of the lower layer is etched with pure water to form a groove pattern in the lower layer, and a nickel film is formed on the exposed portion of the intermediate layer and the lower layer by sputtering. Nickel is laminated by electroforming using this nickel film as an electrode,
A nickel plate is formed by transferring the pattern of the groove formed in the lower layer. The glass substrate is peeled off from the nickel plate, the lower layer remaining on the nickel plate is washed with water, removed and dried, and the inner and outer diameters of the nickel plate are cut to a desired size to produce a master optical disk.
【0014】[0014]
【実施例】図1はこの発明の一実施例の光ディスク原盤
の製造方法を示す工程図である。光ディスク原盤の製造
方法は、図1に示す表面を精密に研磨したガラス基板1
を超純水により洗浄して乾燥し、表面に付着したゴミ等
を除去する。その後、ガラス基板1の水に対する濡れ性
(親水性)を向上させるために、オゾン洗浄装置により
約3分間表面処理をしてガラス基板1表面の有機物を除
去して表面に酸化皮膜を形成する。ここで親水性が向上
できる方法であれば、オゾン洗浄以外の方法を代用して
も良い。例えば、イソプロピルアルコールなどの溶剤で
表面を洗浄して有機物を除去した後、十分に純水で洗浄
することにより、ガラス基板1表面を親水性に置換する
ことができる。しかし有機物の除去性に優れている点と
乾式でガラス基板1の乾燥が不必要な点を考えればオゾ
ン洗浄が最も優れている。FIG. 1 is a process chart showing a method for manufacturing an optical disk master according to an embodiment of the present invention. The method of manufacturing the optical disk master is as follows: a glass substrate 1 shown in FIG.
Is washed with ultrapure water and dried to remove dust and the like adhering to the surface. Thereafter, in order to improve the wettability (hydrophilicity) of the glass substrate 1 with water, surface treatment is performed for about 3 minutes with an ozone cleaning device to remove organic substances on the surface of the glass substrate 1 and form an oxide film on the surface. Here, any method other than ozone cleaning may be used as long as the method can improve hydrophilicity. For example, after the surface is washed with a solvent such as isopropyl alcohol to remove organic substances, the surface of the glass substrate 1 can be made hydrophilic by sufficiently washing with pure water. However, the ozone cleaning is the most excellent in view of the fact that it is excellent in removing organic substances and that it is not necessary to dry the glass substrate 1 by a dry method.
【0015】このガラス基板1の表面に、図1(a)に
示すように、水溶性樹脂をスピンコータで塗布し、例え
ば130℃で30分間加熱乾燥して冷却して水溶性樹脂の下
層2を形成する。このようにガラス基板1の表面に水溶
性樹脂を塗布して下層2を形成するとき、ガラス基板1
の表面の親水性を向上させてあるから、ガラス基板1の
表面に下層2を均一な膜厚で形成することができるとと
もに下層2とガラス基板1の密着性を高めることができ
る。この下層2を形成する水溶性樹脂材料としては、例
えば東京応化製の主成分がポリビニルアルコールである
TPFやメチルセルロース又はポリビニルピロドリンを
使用し、膜厚を例えば約600Åに調整して、光ディスク
原盤であるスタンパに形成する溝パタンの深さと同じ値
になるようにしておく。As shown in FIG. 1 (a), a water-soluble resin is applied to the surface of the glass substrate 1 by a spin coater, dried by heating at, for example, 130 ° C. for 30 minutes and cooled to form a lower layer 2 of the water-soluble resin. Form. When the lower layer 2 is formed by applying a water-soluble resin to the surface of the glass substrate 1 as described above,
Since the surface has improved hydrophilicity, the lower layer 2 can be formed on the surface of the glass substrate 1 with a uniform thickness, and the adhesion between the lower layer 2 and the glass substrate 1 can be improved. As a water-soluble resin material for forming the lower layer 2, for example, TPF or methylcellulose or polyvinylpyrdoline whose main component is polyvinyl alcohol manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd. The depth is set to be equal to the depth of the groove pattern formed on a certain stamper.
【0016】次ぎに、図1(b)に示すように、下層2
の表面にニッケルスパッタにより導電性被膜特性を有す
る中間層3を一定膜厚、例えば500Åの膜厚で成膜す
る。その後、図1(c)に示すように、スピンコータで
中間層3の表面にフォトレジストを塗布して、加熱乾燥
したのち冷却してフォトレジスト層4を形成する。この
フォトレジスト層4を形成するフォトレジストとして
は、例えば東京応化製のポジ型レジストを使用して膜厚
が約1000Åのフォトレジスト層4を形成する。また、フ
ォトレジスト層4を形成するときの加熱処理温度は下層
2を形成するときの加熱処理温度より低温に設定する必
要がある。すなわち、下層2を形成するときの加熱処理
温度より高温にすると、下層2から発生する残留ガスに
よりフォトレジスト層4の表面にピンホール欠陥が発生
する。そこで例えば下層2を形成すつ融きに加熱温度の
130℃より低い温度90度で30分間の加熱処理を施す。Next, as shown in FIG.
An intermediate layer 3 having a conductive film property is formed to a constant thickness, for example, a thickness of 500.degree. Thereafter, as shown in FIG. 1 (c), a photoresist is applied to the surface of the intermediate layer 3 by a spin coater, heated and dried, and then cooled to form a photoresist layer 4. As a photoresist for forming the photoresist layer 4, for example, a photoresist layer 4 having a thickness of about 1000 ° is formed by using a positive resist manufactured by Tokyo Ohka. Further, the heat treatment temperature for forming the photoresist layer 4 needs to be set lower than the heat treatment temperature for forming the lower layer 2. That is, if the temperature is higher than the heat treatment temperature at the time of forming the lower layer 2, pinhole defects occur on the surface of the photoresist layer 4 due to the residual gas generated from the lower layer 2. Therefore, for example, when the lower layer 2 is formed,
A heat treatment at 90 ° C. lower than 130 ° C. for 30 minutes is performed.
【0017】その後、下層2と中間層3及びフォトレジ
スト層4が積層されたガラス基板1を、図2に示す原盤
露光機5のターンテーブル6にのせ、ターンテーブル6
の回転数を線速度が一定、例えば約7m/sになるよう
に制御しながら波長400〜420nmのレーザビーム7を対
物レンズ8で集光してスパイラル状にフォトレジスト層
4を露光して、図1(d)に示すように、フォトレジス
ト層4にスパイラル状の潜像9を形成する。この潜像9
を形成するときに、例えばレーザ波長413nmのKrガ
スレーザを開口数NA=0.90の対物レンズ8で集光した
ときのレーザビーム7は、図3に示すようにガウスモー
ドの光強度分布となり、1/e2のビーム径は約0.4μm
となる。このレーザビーム7により露光してフォトレジ
スト層4に潜像を形成した後、フォトレジスト層4をア
ルカリ性の現像液で現像し、純水で洗浄して高速回転で
振り切り乾燥をする。この現像処理によりフォトレジス
ト層4に形成された潜像9が除去され、図1(e)に示
すように、フォトレジスト層4に溝10のパターンが形
成される。この溝10は、図4の溝形状の断面図に示す
ように底幅Wbotより上端の幅Wtopが大きい台形に形成
され、フォトレジスト層4を露光をするときの露光光量
を調整することにより溝10の深さと底幅Wbotを制御
することができる。例えば膜厚1000Åのフォトレジスト
層4を露光した場合、図5の露光光量と残膜量の変化特
性図に示すように、露光光量が2.0mWを超えると残膜
量は「0」になる。この膜厚1000Åのフォトレジスト層
4の残膜量が「0」になる露光光量の範囲で露光光量を
可変すると、図6の露光光量と底部溝幅の変化特性図と
図7の露光光量と溝断面の変化特性図(b)に示すよう
に、露光光量が4mWのときに溝10の底幅Wbot=0.2
4μmとなり、露光光量が5mWのときに底幅Wbot=0.
34μmとなり、露光光量が6mWのときに底幅Wbot=
0.39μmとなる。また、露光光量を一定にしてフォトレ
ジスト層4の膜厚を調整しても溝10の底幅Wbotを制
御することができる。例えば露光光量を4mWに固定し
たとき、フォトレジスト層4の膜厚が500Åの場合に
は、図7(a)に示すように底幅Wbot=0.34μmとな
り、フォトレジスト層4の膜厚が1000Åの場合には、図
7(b)に示すように底幅Wbot=0.24μmとなり、図
7(c)に示すように、フォトレジスト層4の膜厚が15
00Åの場合には、図7(c)に示すように底幅Wbot=
0.16μmとなる。Thereafter, the glass substrate 1 on which the lower layer 2, the intermediate layer 3 and the photoresist layer 4 are laminated is placed on a turntable 6 of a master exposure machine 5 shown in FIG.
The laser beam 7 having a wavelength of 400 to 420 nm is condensed by the objective lens 8 while controlling the rotation speed of the laser beam so that the linear speed is constant, for example, about 7 m / s, and the photoresist layer 4 is exposed in a spiral shape. As shown in FIG. 1D, a spiral latent image 9 is formed on the photoresist layer 4. This latent image 9
Is formed, for example, when a Kr gas laser having a laser wavelength of 413 nm is focused by an objective lens 8 having a numerical aperture NA = 0.90, the laser beam 7 has a Gaussian mode light intensity distribution as shown in FIG. beam diameter of e 2 is about 0.4μm
Becomes After exposing with the laser beam 7 to form a latent image on the photoresist layer 4, the photoresist layer 4 is developed with an alkaline developing solution, washed with pure water, shaken off at high speed, and dried. By this developing process, the latent image 9 formed on the photoresist layer 4 is removed, and a pattern of grooves 10 is formed on the photoresist layer 4 as shown in FIG. This groove 10 is formed in a trapezoid having a width Wtop at the upper end larger than the bottom width Wbot as shown in the cross-sectional view of the groove shape in FIG. 4, and by adjusting the amount of exposure light when exposing the photoresist layer 4 to the groove. The depth 10 and the bottom width Wbot can be controlled. For example, when the photoresist layer 4 having a film thickness of 1000 ° is exposed, as shown in the change characteristic diagram of the exposure light amount and the remaining film amount in FIG. 5, when the exposure light amount exceeds 2.0 mW, the remaining film amount becomes “0”. When the amount of exposure light is varied within the range of the amount of exposure light at which the remaining film amount of the photoresist layer 4 having a film thickness of 1000 ° becomes “0”, the change of the exposure light amount and the bottom groove width in FIG. As shown in the change characteristic diagram (b) of the groove cross section, when the exposure light amount is 4 mW, the bottom width Wbot of the groove 10 is 0.2
4 μm, and when the exposure light amount is 5 mW, the bottom width Wbot = 0.
When the exposure light amount is 6 mW, the bottom width Wbot =
0.39 μm. Also, the bottom width Wbot of the groove 10 can be controlled by adjusting the film thickness of the photoresist layer 4 while keeping the exposure light amount constant. For example, when the exposure light amount is fixed at 4 mW, if the thickness of the photoresist layer 4 is 500 °, the bottom width Wbot = 0.34 μm as shown in FIG. 7A, and the thickness of the photoresist layer 4 is 1000 °. In the case of (1), the bottom width Wbot = 0.24 μm as shown in FIG. 7 (b), and the thickness of the photoresist layer 4 becomes 15 as shown in FIG. 7 (c).
In the case of 00 °, as shown in FIG.
0.16 μm.
【0018】フォトレジスト層4にスパイラル状の溝1
0のパターンを形成した後、フォトレジスト層4をマス
クとして中間層3をエッチングし、図1(f)に示すよ
うに中間層3に側面が垂直な溝11のパターンを形成す
る。この例えばニッケルで形成された中間層3をエッチ
ングするときに、一般的に良く知られているHNO3/
C2H4O2/C3H4O=1;1;1の混合溶液を使いエ
ッチングすれば良い。その後、フォトレジスト層4を例
えばイソプロピルアルコールで溶解して除去し、高速振
り切りにより乾燥する。このフォトレジスト層4の除去
に使用する溶剤は、フォトレジストを溶解する特性を有
しているものならば何でも良く、例えばフォトレジスト
の希釈やリンスに用いるシンナーやアセトンでも良い。The spiral groove 1 is formed in the photoresist layer 4.
After the pattern 0 is formed, the intermediate layer 3 is etched using the photoresist layer 4 as a mask to form a pattern of the groove 11 whose side surface is perpendicular to the intermediate layer 3 as shown in FIG. When etching the intermediate layer 3 made of, for example, nickel, a generally well-known HNO 3 /
Etching may be performed using a mixed solution of C 2 H 4 O 2 / C 3 H 4 O = 1; 1; 1. Thereafter, the photoresist layer 4 is removed by dissolving with, for example, isopropyl alcohol, and dried by high-speed shaking. The solvent used for removing the photoresist layer 4 may be any solvent having a property of dissolving the photoresist, for example, thinner or acetone used for diluting or rinsing the photoresist.
【0019】その後、純水にて洗浄することにより、水
溶性樹脂で構成した下層2の中間層3の溝11により露
出した部分を純水でエッチングして、図1(g)に示す
ように溝12を形成する。この水溶性樹脂で構成した下
層2を形成するときに加熱処理して水溶性樹脂の耐水性
を高めてあるから、エッチング処理するときのサイドエ
ッチングによる下層2の剥離を防止することができる。
また、この水溶性樹脂を加熱処理をするときの加熱温度
と時間を調節することにより、水溶性樹脂の水に対する
溶解速度を制御でき、下層2に形成する溝12の形状の
品質を安定化させることができる。さらに、水溶性樹脂
は純水の温度が低いほど溶解速度が遅くなるため、純水
の温度を5℃〜15℃の比較的低温に保ち、下層2に溝
を形成しているときの形状の変動を小さくすることによ
り、下層2に形成された溝12の同一サンプル内及びサ
ンプル間の形状変動を抑制して、安定した溝12を形成
することができる。また、中間層3をマスクとして下層
2をエッチングして溝12を形成するから、露光したレ
ーザビーム7のスポット径よりも細い溝12を下層2に
形成することができる。Thereafter, by washing with pure water, a portion of the lower layer 2 made of a water-soluble resin, which is exposed by the groove 11 of the intermediate layer 3, is etched with pure water, as shown in FIG. A groove 12 is formed. When the lower layer 2 made of the water-soluble resin is formed, heat treatment is performed to increase the water resistance of the water-soluble resin. Therefore, separation of the lower layer 2 due to side etching during the etching process can be prevented.
Further, by adjusting the heating temperature and time when the water-soluble resin is subjected to the heat treatment, the dissolution rate of the water-soluble resin in water can be controlled, and the quality of the shape of the groove 12 formed in the lower layer 2 can be stabilized. be able to. Further, since the dissolving rate of the water-soluble resin becomes slower as the temperature of the pure water is lower, the temperature of the pure water is kept relatively low at 5 ° C. to 15 ° C. By reducing the fluctuation, the fluctuation of the shape of the groove 12 formed in the lower layer 2 within the same sample and between samples can be suppressed, and the stable groove 12 can be formed. Further, since the lower layer 2 is etched using the intermediate layer 3 as a mask to form the groove 12, the groove 12 smaller than the spot diameter of the exposed laser beam 7 can be formed in the lower layer 2.
【0020】中間層3と下層2に溝12のパターンを形
成した後、図1(h)に示すように、溝12のパターン
を有する表面にスパッタリングにより、膜厚が500〜100
0Åのニッケル膜13を形成する。このニッケル膜13
を形成するときに、中間層3をニッケルで形成している
から中間層3を除去せずにニッケル膜13を形成するこ
とができる。次ぎに形成したニッケル膜13を電極とし
て電鋳法によりニッケルを積層し、図1(i)に示すよ
うに、下層2に形成された溝12のパターンを転写した
ニッケル板14を形成する。このニッケル板14からガ
ラス基板1と下層2を除去するために水で洗浄して乾燥
させる。このガラス基板1と下層2を除去するとき、洗
浄する水の温度を高くすると下層2を構成する水溶性樹
脂の溶解速度が大きくなるから、温水を使用して洗浄す
ることにより、ニッケル板14からガラス基板1と下層
2を簡単に除去することができる。その後、ニッケル板
14の溝12のパターンを有する表面にプラスチックコ
ートで保護膜をつけ裏面研磨を行う。この裏面研磨はニ
ッケル板14からガラス基板1を剥離する前に行なって
も良い。この場合はニッケル板14の溝12のパターン
を有する表面に保護膜を付ける必要はない。その後、ニ
ッケル板14を打ち抜きプレスにより、内外径を所望の
大きさに切断して、図1(j)に示すように、光ディス
クの原盤であるスタンパ15を完成する。After the pattern of the groove 12 is formed in the intermediate layer 3 and the lower layer 2, as shown in FIG.
A nickel film 13 of 0 ° is formed. This nickel film 13
Is formed, the nickel layer 13 can be formed without removing the intermediate layer 3 because the intermediate layer 3 is formed of nickel. Next, nickel is laminated by electroforming using the nickel film 13 formed next as an electrode to form a nickel plate 14 to which the pattern of the groove 12 formed in the lower layer 2 is transferred, as shown in FIG. In order to remove the glass substrate 1 and the lower layer 2 from the nickel plate 14, it is washed with water and dried. When removing the glass substrate 1 and the lower layer 2, if the temperature of the water to be washed is increased, the dissolution rate of the water-soluble resin constituting the lower layer 2 is increased. The glass substrate 1 and the lower layer 2 can be easily removed. Thereafter, a protective film is applied to the surface of the nickel plate 14 having the pattern of the grooves 12 with a plastic coat, and the back surface is polished. This back polishing may be performed before the glass substrate 1 is peeled from the nickel plate 14. In this case, it is not necessary to provide a protective film on the surface of the nickel plate 14 having the pattern of the grooves 12. Thereafter, the inner and outer diameters of the nickel plate 14 are cut to a desired size by a punching press to complete a stamper 15 which is a master of an optical disk as shown in FIG.
【0021】この作成したスタンパ15をマスターとし
て電鋳複製することにより複数枚のレプリカスタンパを
作製することができる。すなわち、マスタースタンパ1
5の表面に剥離皮膜(酸化膜)を形成し、溝パタンを有
する面に電鋳によりマスタースタンパ15と凹凸の異な
るマザースタンパを作製して剥離する。このマザースタ
ンパは1つのマスタースタンパ15から複数枚転写する
ことができる。さらに、マザースタンパに同じように剥
離皮膜を形成し、電鋳によりマスタスタンパ15と凹凸
が同じレプリカスタンパを複数枚作製することができ
る。このようにして、1つのマスタースタンパ15から
複数のレプリカスタンパを作製することができるから、
スタンパを作成するときに1枚1枚露光せずに量産する
ことができる。また、このスタンパ15を使用すること
により、トラックピッチが狭い大容量の光ディスクを安
定して形成することができる。A plurality of replica stampers can be produced by electroforming and duplicating the produced stamper 15 as a master. That is, the master stamper 1
A release film (oxide film) is formed on the surface of No. 5, and a mother stamper having different concavities and convexities from the master stamper 15 is formed on the surface having the groove pattern by electroforming, and is separated. This mother stamper can transfer a plurality of sheets from one master stamper 15. Furthermore, a release film is similarly formed on the mother stamper, and a plurality of replica stampers having the same irregularities as the master stamper 15 can be manufactured by electroforming. In this manner, a plurality of replica stampers can be manufactured from one master stamper 15,
When manufacturing a stamper, mass production can be performed without exposing one by one. Further, by using the stamper 15, a large-capacity optical disk having a narrow track pitch can be formed stably.
【0022】[0022]
【発明の効果】この発明は以上説明したように、基板の
上に水溶性樹脂からなる下層と導電性材料の中間層とフ
ォトレジスト層を積層し、フォトレジスト層をレーザビ
ームで露光してから現像して形成した溝パターンをマス
クとして中間層をエッチングして中間層に溝パターンを
形成するようにしたから、中間層にフォトレジスト層を
露光する露光ビームのスポット径より幅の狭い溝パター
ンを精度良く形成することができる。As described above, according to the present invention, a lower layer made of a water-soluble resin, an intermediate layer of a conductive material and a photoresist layer are laminated on a substrate, and the photoresist layer is exposed to a laser beam. Since the intermediate layer was etched using the groove pattern formed by development to form a groove pattern in the intermediate layer, a groove pattern narrower than the spot diameter of the exposure beam for exposing the photoresist layer to the intermediate layer was formed. It can be formed with high accuracy.
【0023】また、中間層の溝パターンをマスクとして
水溶性樹脂からなる下層をエッチングして下層に溝パタ
ーンを形成することにより、下層に幅の狭い溝パターン
を容易に形成することができる。Further, by forming a groove pattern in the lower layer by etching the lower layer made of a water-soluble resin using the groove pattern of the intermediate layer as a mask, a narrow groove pattern can be easily formed in the lower layer.
【0024】さらに、中間層と下層の表面に、中間層を
形成した導電性材料と同じ材料の導電性被膜を形成する
ことにより、中間層を除去せずに導電性被膜を形成する
ことができ、導電性被膜の形成工程を簡略化することが
できる。Further, by forming a conductive film of the same material as the conductive material on which the intermediate layer is formed on the surfaces of the intermediate layer and the lower layer, a conductive film can be formed without removing the intermediate layer. In addition, the process of forming the conductive film can be simplified.
【0025】この導電性被膜の表面に電鋳により導電性
材料を積層してから基板と下層を除去するときに、下層
が水溶性樹脂で形成されているから、水で洗浄すること
により、基板と下層を簡単に除去することができる。When the substrate and the lower layer are removed after the conductive material is laminated on the surface of the conductive film by electroforming, the lower layer is formed of a water-soluble resin. And the lower layer can be easily removed.
【0026】また、下層の膜厚を光ディスク原盤に形成
される溝パターンの深さと同じにすることにより、光デ
ィスク原盤の溝パターンを精度良く形成することができ
る。Further, by making the thickness of the lower layer the same as the depth of the groove pattern formed on the optical disk master, the groove pattern of the optical disk master can be formed with high precision.
【0027】さらに、中間層を形成する導電性材料とし
てニッケルを使用し、中間層の表面に導電性被膜として
ニッケル膜を形成することにより、中間層と導電性被膜
の密着性を高めることができる。また、導電性被膜の表
面に導電性被膜と同じ材料を電鋳して光ディスク原盤を
形成することにより、電鋳における層成長を安定して行
なうことができ、均一な膜厚で積層することができる。Further, by using nickel as a conductive material for forming the intermediate layer and forming a nickel film as a conductive film on the surface of the intermediate layer, the adhesion between the intermediate layer and the conductive film can be improved. . In addition, by forming the same material as the conductive film on the surface of the conductive film by electroforming to form the master optical disc, the layer can be stably grown in the electroforming, and the layer having a uniform film thickness can be formed. it can.
【0028】また、このようにして作製した光ディスク
原盤を使用することにより、トラックピッチが狭い大容
量の光ディスクを安定して形成することができる。Also, by using the optical disk master produced in this manner, a large-capacity optical disk with a narrow track pitch can be formed stably.
【図1】この発明の実施例の光ディスク原盤の製造方法
を示す工程図である。FIG. 1 is a process chart showing a method of manufacturing an optical disk master according to an embodiment of the present invention.
【図2】原盤露光機の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a master exposure machine.
【図3】露光するレーザビームの光強度分布図である。FIG. 3 is a light intensity distribution diagram of a laser beam to be exposed.
【図4】フォトレジスト層に形成された溝パターンを示
す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a groove pattern formed in a photoresist layer.
【図5】露光光量に対する残膜量の変化特性図である。FIG. 5 is a graph showing a change characteristic of a residual film amount with respect to an exposure light amount.
【図6】露光光量に対する底部溝幅の変化特性図であ
る。FIG. 6 is a change characteristic diagram of a bottom groove width with respect to an exposure light amount.
【図7】露光光量と溝断面の変化特性図である。FIG. 7 is a graph showing a change characteristic of an exposure light amount and a groove cross section.
【図8】従来例の製造方法を示す工程図である。FIG. 8 is a process chart showing a manufacturing method of a conventional example.
1;ガラス基板、2;下層、3;中間層、4;フォトレ
ジスト層、7;レーザビーム、9;潜像、10,11,
12;溝、13ニッケル膜、14;ニッケル板、15;
スタンパ。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1; Glass substrate, 2; Lower layer, 3; Intermediate layer, 4; Photoresist layer, 7; Laser beam, 9;
12; groove; 13 nickel film; 14; nickel plate; 15;
Stamper.
Claims (5)
層の表面に導電性材料で中間層を形成し、中間層の表面
にフォトレジスト層を形成し、フォトレジスト層をレー
ザビームで露光してから現像して溝パターンを形成し、
フォトレジスト層の溝パターンをマスクとして中間層の
露出した部分をエッチングして中間層に溝パターンを形
成し、フォトレジスト層を除去して中間層の溝パターン
をマスクとして下層の露出した部分を純水によりエッチ
ングして下層に溝パターンを形成し、中間層と下層の露
出した部分に、中間層を形成した導電性材料と同じ材料
の導電性被膜を形成し、導電性被膜の表面に電鋳により
導電性材料を積層してから基板と下層を除去することを
特徴とする光ディスク原盤の製造方法。1. A lower layer is formed on a substrate with a water-soluble resin, an intermediate layer is formed on a surface of the lower layer with a conductive material, a photoresist layer is formed on a surface of the intermediate layer, and the photoresist layer is formed by a laser beam. Exposure and development to form a groove pattern,
Using the groove pattern of the photoresist layer as a mask, the exposed portion of the intermediate layer is etched to form a groove pattern in the intermediate layer, and the photoresist layer is removed, and the exposed portion of the lower layer is purified using the groove pattern of the intermediate layer as a mask. Etching with water to form a groove pattern in the lower layer, forming a conductive film of the same material as the conductive material that formed the intermediate layer on the exposed portion of the intermediate layer and the lower layer, and electroforming on the surface of the conductive film A method for manufacturing a master optical disc, comprising: removing a substrate and a lower layer after laminating a conductive material according to (1).
成される溝パターンの深さと同じにする請求光1記載の
光ディスク原盤の製造方法。2. The method of manufacturing an optical disc master according to claim 1, wherein the thickness of the lower layer is made equal to the depth of a groove pattern formed on the optical disc master.
ッケルを使用する請求項1又は2記載の光ディスク原盤
の製造方法。3. The method according to claim 1, wherein nickel is used as a conductive material for forming the intermediate layer.
する導電性材料には導電性被膜と同じ材料を使用する請
求項1,2又は3記載の光ディスク原盤の製造方法。4. The method of manufacturing an optical disk master according to claim 1, wherein the same material as the conductive film is used as the conductive material laminated by electroforming on the surface of the conductive film.
作製されたことを特徴とする光ディスク原盤。5. An optical disc master manufactured by the manufacturing method according to claim 1.
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