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JP2003006943A - Method of manufacturing optical master disk and optical master disk - Google Patents

Method of manufacturing optical master disk and optical master disk

Info

Publication number
JP2003006943A
JP2003006943A JP2001185596A JP2001185596A JP2003006943A JP 2003006943 A JP2003006943 A JP 2003006943A JP 2001185596 A JP2001185596 A JP 2001185596A JP 2001185596 A JP2001185596 A JP 2001185596A JP 2003006943 A JP2003006943 A JP 2003006943A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exposure
photoresist
exposure amount
substrate
manufacturing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001185596A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Daiko
高志 大胡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Victor Company of Japan Ltd filed Critical Victor Company of Japan Ltd
Priority to JP2001185596A priority Critical patent/JP2003006943A/en
Publication of JP2003006943A publication Critical patent/JP2003006943A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Manufacturing Optical Record Carriers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing an optical master disk on which permit the stable formation of pits of different thicknesses and continuous grooves within the same disk. SOLUTION: In the method of manufacturing the optical master disk 9 having recessed parts of two kinds of depths, the deep recessed parts 7 and the shallow recessed parts 8 on a substrate 1 by using a photoresist, the sensitivity curve of the photoresist applied to the substrate has the characteristics that the straight line gradient of exposure energies Eo to Eth and the straight line gradient of exposure energies Eth to Ehalf are substantially different and the straight line gradient of the exposure energies Eo to Ehalf is less steeper than the exposure energies Eth to Ehalf when the exposure energy beginning the reduction of the film thickness after the development by increasing of the exposure energy is defined as Eo and the lowest exposure energy at which the film thickness is zero is defined as Eth and the certain exposure energy between the exposure energies Eo to Ehalf as Ehalf and that the substrate is irradiated with the exposure energy above Eth in the regions the deep recessed part are ought to be formed and the substrate is irradiated with the exposure energies of Eo to Ehalf in the regions where the shallow recessed parts are ought to be formed, by which the recessed parts of two kinds of the depths, the deep recessed parts and the shallow recessed parts are formed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク原盤の
製造方法及び光ディスク原盤に関わり、特に、同一原盤
上で、凹部としてそれぞれ深さの異なるピット領域およ
び連続溝領域の2種の領域を有する光ディスク原盤に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an optical disk master and an optical disk master, and more particularly to an optical disk having two kinds of areas, a pit area and a continuous groove area, each having different depth as a recess on the same master. Regarding the master.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、光ディスクは記録容量が大き
く、非接触で記録・再生できることから、CD、LD、
DVD−video等のROM型ディスク、または、C
D−R、DVD−R等の追記型ディスク、さらに、CD
−RW、DVD−RAM、DVD−RW等の書換型ディ
スク等に幅広く利用されている。ここで、光ディスクが
できるまでの一般的な製造方法について説明する。図5
は光ディスクの一般的な製造工程の概略を説明する図で
ある。まず、表面を研磨洗浄したガラス等よりなる基板
10上にスピンコート法等によりフォトレジスト層11
を形成しブランクマスターBLを作製する(図5
(a))。
2. Description of the Related Art Generally, an optical disc has a large recording capacity and can be recorded and reproduced in a non-contact manner.
ROM-type disc such as DVD-video or C
Write-once discs such as D-R and DVD-R, and CD
-Widely used for rewritable discs such as RW, DVD-RAM and DVD-RW. Here, a general manufacturing method for forming an optical disk will be described. Figure 5
FIG. 3 is a diagram for explaining the outline of a general manufacturing process of an optical disc. First, a photoresist layer 11 is formed on a substrate 10 made of glass or the like whose surface is polished and washed by spin coating or the like.
To form a blank master BL (FIG. 5).
(A)).

【0003】次に、Ar、Kr、He−Cdレーザ等の
ビーム12を対物レンズ13によって集光し、微小スポ
ットを上記基板10に形成したフォトレジスト層11に
照射する。この時ガラス基板10を回転させ、且つ一定
速度で移動させながらレーザビーム12をON、OFF
することにより、またはビーム12の連続照射を行うこ
とにより、ピットおよびグルーブの潜像14をスパイラ
ル状に形成する(図5(b))。そして、上記フォトレ
ジスト層11に対してアルカリ溶液による現像処理を施
して上記潜像14の部分を除去することにより、ピット
及びグルーブのパターン15の形成された光ディスク原
盤D1が作製される(図5(c))。以上のようにして
作製された光ディスク原盤D1の表面にスパッタ、或い
は無電解メッキ等の方法によりニッケル等の導電性膜1
6を成膜する(図5(d))。
Next, a beam 12 of Ar, Kr, He-Cd laser or the like is condensed by an objective lens 13, and a minute spot is irradiated on the photoresist layer 11 formed on the substrate 10. At this time, the laser beam 12 is turned on and off while rotating the glass substrate 10 and moving at a constant speed.
By doing so, or by continuously irradiating the beam 12, the latent image 14 of pits and grooves is formed in a spiral shape (FIG. 5B). Then, the photoresist layer 11 is subjected to a developing treatment with an alkaline solution to remove the portion of the latent image 14 so that an optical disc master D1 having pit and groove patterns 15 is formed (FIG. 5). (C)). A conductive film 1 of nickel or the like is formed on the surface of the optical disc master D1 manufactured as described above by a method such as sputtering or electroless plating.
6 is formed (FIG. 5D).

【0004】次に、この導電性膜16を陰極とすると共
に陽極側にニッケルを配置してスルファミン酸ニッケル
溶液中で通電させるメッキ手法を用いることによって、
光ディスク原盤D1上にニッケル17を析出させる(図
5(e))。そして、この析出させたニッケル17を光
ディスク原盤D1から剥離することにより、表面に信号
パターンの形成された金属原盤、すなわちスタンパー1
8が作製される(図5(f))。以上が原盤作製工程の
概略であり、前記スタンパー18を利用して、ディスク
化工程によって光ディスクの量産が行われる。上記スタ
ンパー18は内外径加工或いは裏面研磨等の後処理が施
された後、成形機に設置される成形金型に組み込まれ
る。成形方法としては、光透過性を有するアクリル樹
脂、ポリカーボネート樹脂等の合成樹脂を材料として、
コンプレッション(圧縮成形)法、インジェクション
(射出成形)法、或いはフォトポリマー(2P)法等に
よって、スタンパー18を雌型としたモールド成形を行
う(図5(g))。そして、この雄型を分離することに
より光ディスク基板19が作製される。
Next, by using a plating method in which the conductive film 16 is used as a cathode and nickel is arranged on the anode side to conduct electricity in a nickel sulfamate solution,
Nickel 17 is deposited on the optical disc master D1 (FIG. 5 (e)). Then, the deposited nickel 17 is peeled off from the optical disc master D1 to obtain a metal master having a signal pattern formed on the surface thereof, that is, the stamper 1
8 is produced (FIG. 5 (f)). The above is the outline of the master disk manufacturing process, and the stamper 18 is used to mass-produce optical disks in the disk manufacturing process. The stamper 18 is incorporated into a molding die installed in a molding machine after being subjected to post-processing such as inner / outer diameter processing or back surface polishing. As a molding method, a synthetic resin such as an acrylic resin having a light-transmitting property or a polycarbonate resin is used as a material,
Molding using the stamper 18 as a female mold is performed by a compression (compression molding) method, an injection (injection molding) method, a photopolymer (2P) method, or the like (FIG. 5G). Then, the optical disk substrate 19 is manufactured by separating this male mold.

【0005】次の成膜工程では、スタンパー18の凹凸
パターンに対応した凹凸パターンが転写され、情報信号
に基づくスタンパー18のピット凸部に対応した凹部、
すなわちピット20が形成された光ディスク基板19の
一方の主面側にアルミニウム等を成膜して反射層21が
形成される。尚、成膜方法としては蒸着法やスパッタリ
ング法が用いられる(図5(h))。次に、上記反射層
21を保護するために、アクリル系の紫外線硬化樹脂等
をスプレー法、ロールコート法、或いはスピンコート法
等により塗布、硬化し保護層22を形成する(図5
(i))。最後に、上記保護膜22上に紫外線硬化型イ
ンク等によりレーベル部23を形成することにより、光
ディスクD3が完成される(図5(j))。
In the next film forming step, a concave-convex pattern corresponding to the concave-convex pattern of the stamper 18 is transferred, and a concave portion corresponding to a pit convex portion of the stamper 18 based on an information signal,
That is, the reflection layer 21 is formed by forming a film of aluminum or the like on one main surface side of the optical disc substrate 19 on which the pits 20 are formed. As a film forming method, a vapor deposition method or a sputtering method is used (FIG. 5 (h)). Next, in order to protect the reflective layer 21, an acrylic ultraviolet curable resin or the like is applied and cured by a spray method, a roll coating method, a spin coating method or the like to form a protective layer 22 (FIG. 5).
(I)). Finally, the label portion 23 is formed on the protective film 22 with ultraviolet curable ink or the like to complete the optical disc D3 (FIG. 5 (j)).

【0006】ところで、近年、追記型、書換型ディスク
の応用として、情報の再生にのみ用いる再生専用領域
と、ユーザが情報を記録できる記録可能領域とが混在し
た光ディスクが提案されて商品化されている。例えば、
内周部にピットを記録して再生専用領域とし、外周部に
トラッキング用ガイドグルーブを記録しておくことによ
り記録可能領域とするディスクがその一例である。この
再生専用領域に記録される情報とは、例えば記録用グル
ーブのアドレス情報であったり、記録ディスクの種類や
製造メーカを示すための情報であったり、最近では、不
法な複製を防止するためのディスク管理情報であったり
もする。
By the way, in recent years, as an application of the write-once and rewritable discs, an optical disc in which a reproduction-only area used only for reproducing information and a recordable area in which a user can record information are proposed has been proposed and commercialized. There is. For example,
An example is a disk in which pits are recorded on the inner peripheral portion to make a read-only area and a tracking guide groove is recorded on the outer peripheral portion to make a recordable area. The information recorded in the reproduction-only area is, for example, the address information of the recording groove, the information for indicating the type of the recording disc or the manufacturer, and recently, for preventing illegal duplication. It may also be disk management information.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、通常、ピッ
トを有する光ディスクにおいては、信号をピット部とそ
うでない部分の位相差を利用して検出するため、ピット
深さをλ/(4・n)(λ:再生レーザ波長、n:基板
の屈折率)付近に設定する。一方、グルーブを有する光
ディスクにおいては、グルーブは記録時に光学ヘッドが
グルーブを正確に追従するための案内溝として存在して
おり、情報が記録された後は記録されたマーク列を頼り
にトラッキングをとるために、グルーブの深さは、記録
前ではトラッキングがとり易く、且つ記録後は記録マー
クに影響を与えないような深さに設定される。また、ラ
ンド・グルーブ記録方式の場合は、ランドに記録された
マークを検出するときに隣接するグルーブからの信号の
影響が少なくなるような深さに設定される。一般的には
その深さはλ/(6・n)付近か、或いはそれ以下の値
に設定される。
By the way, in an optical disc having a pit, a signal is usually detected by utilizing a phase difference between a pit portion and a non-pit portion, so that the pit depth is λ / (4 · n). (Λ: reproduction laser wavelength, n: refractive index of substrate). On the other hand, in an optical disc having a groove, the groove is present as a guide groove for the optical head to accurately follow the groove at the time of recording, and after information is recorded, tracking is performed by relying on the recorded mark row. Therefore, the depth of the groove is set so that tracking can be easily performed before the recording and the recording mark is not affected after the recording. In the case of the land / groove recording method, the depth is set so that the influence of the signal from the adjacent groove is reduced when the mark recorded on the land is detected. Generally, the depth is set to a value near λ / (6 · n) or less.

【0008】このように、ピットおよびグルーブにはそ
れぞれに対して最適な深さが存在するため、ピットとグ
ルーブが混在するような光ディスクの場合には、ピット
とグルーブでその深さを変えなくてはならない。ところ
が、前述したような通常の光ディスク原盤の製造工程を
経て作製された光ディスクでは、ピットとグルーブの深
さは自ずと同一のものとなってしまう。近年になって商
品化されたDVD−RAMにおいては、ピット、ラン
ド、グルーブのそれぞれの光学的なバランスをとったピ
ット深さ(=グルーブ深さ)に設定されている。また、
DVD−RWディスクにおいては、グルーブ深さができ
るだけ記録マークの信号出力に影響を与えないことを考
慮したために、グルーブ深さは非常に浅くなり、λ/
(10・n)〜λ/(18・n)が選ばれている。ここ
でピットによる再生専用領域を設けようとするならば、
ピットからの信号は十分な位相差を得ることができなく
なってしまう。
As described above, since the pits and the grooves have optimum depths for each of them, in the case of an optical disc in which the pits and the grooves are mixed, the depths of the pits and the grooves need not be changed. Don't However, in an optical disc manufactured through the above-described normal optical disc master manufacturing process, the depths of the pits and the grooves are naturally the same. In a DVD-RAM commercialized in recent years, the pit depth (= groove depth) is set so that pits, lands, and grooves are optically balanced. Also,
In the DVD-RW disc, the groove depth is extremely shallow because the groove depth does not affect the signal output of the recording mark as much as possible.
(10 · n) to λ / (18 · n) is selected. If you want to create a pit-only playback area here,
The signal from the pit cannot obtain a sufficient phase difference.

【0009】このように、再生専用領域と記録可能領域
のそれぞれの領域における再生信号の品質を両立するた
めには、同一ディスク内においてピットとグルーブの深
さを変えなければならず、その製造工程の改良が求めら
れている。以上のような課題に対し、一度通常の工程を
経て作製した光ディスク原盤をエッチングすることでこ
のガラス面上に凹凸を形成し、その上に再度レジストを
塗布しカッティングすることによって、グルーブとピッ
トの深さを変える方法が提案されている(例えば特開平
9−35334号公報等)。しかしながら、この方法で
は同じ工程を2回行い、さらにエッチングという工程も
加わるため、コストの増加という問題がある。また、最
初のカッティング後、光ディスク原盤をターンテーブル
から取り外し、エッチング後、これを再度取り付けてカ
ッティングするがために、一回目のカッティングによっ
て形成されたピット(或いはグルーブ)と、二回目のカ
ッティングによって形成されたグルーブ(或いはピッ
ト)とのつなぎ目を連続的に形成することが非常に難し
く、再生の際に光学ヘッドが追従できなくなる、という
問題点も存在する。
As described above, in order to achieve both the reproduction signal quality in the reproduction-only area and that in the recordable area, it is necessary to change the depths of the pits and the grooves in the same disk. Is required to improve. In order to solve the above problems, an optical disk master produced through a normal process is etched to form irregularities on this glass surface, and then a resist is applied again on the glass surface and cutting is performed to form grooves and pits. A method of changing the depth has been proposed (for example, JP-A-9-35334). However, in this method, the same step is performed twice, and an etching step is added, so that there is a problem of increased cost. In addition, after the first cutting, the optical disk master is removed from the turntable, and after etching, it is reattached and cut. There is also a problem that it is very difficult to continuously form a joint with the formed groove (or pit), and the optical head cannot follow when reproducing.

【0010】また、フォトレジストを塗布する際に、低
感度のフォトレジストを下層に、高感度のフォトレジス
トを上層に形成し、上層の高感度レジストのみが感光す
る露光量と、下層の低感度レジストまで感光する露光量
を使い分ける方法も提案されている(特開平8−451
16号公報、特開平8−180468号公報、特開平8
−203131号公報、特開平8−221808号公
報、特開平8−335333号公報、特開平9−723
5号公報他)。この方法では一回のカッティングで済む
ものの、フォトレジストの塗布工程において二度塗りが
必要であり、場合によっては中間層まで必要になり、工
程数の増加と工程の複雑化という問題が存在する。
When the photoresist is applied, a low-sensitivity photoresist is formed in the lower layer and a high-sensitivity photoresist is formed in the upper layer, and only the upper-layer high-sensitivity resist is exposed to light and the lower-layer low sensitivity is exposed. A method has also been proposed in which the amount of exposure to the resist is used properly (Japanese Patent Laid-Open No. 8-451).
No. 16, JP-A-8-180468, and JP-A-8-180468.
-203131, JP-A-8-221808, JP-A-8-335333, and JP-A-9-723.
No. 5, etc.). Although this method requires only one cutting, it requires double coating in the photoresist coating step, and in some cases even an intermediate layer is required, and there are problems that the number of steps is increased and the steps are complicated.

【0011】さらに、他の方法としてカッティングの際
に、深さの必要な領域は高露光量で、浅い領域は低露光
量で露光するという方法も提案されている(特開平6−
36287号公報、特開平9−102142号公報、特
開平9−251669号公報等)。しかしながら、この
方法では低露光照射を行った領域の溝深さや幅のバラツ
キが問題となる。つまり、フォトレジストの厚さ方向に
対して途中まで感光するような露光量で露光するという
ことは、フォトレジストの感度特性において、露光量の
変動に対して非常に敏感な領域で露光することになり、
露光量が少し変動しただけで、深さや厚さが大きく変動
してしまうのである。
Further, as another method, there has been proposed a method of exposing a region requiring a depth with a high exposure amount and a shallow region with a low exposure amount during cutting (JP-A-6-
36287, JP-A-9-102142, JP-A-9-251669, etc.). However, in this method, variations in the groove depth and width of the region subjected to low exposure irradiation pose a problem. In other words, exposure with an exposure amount that exposes halfway in the thickness direction of the photoresist means exposure in a region that is extremely sensitive to variations in the exposure amount in the sensitivity characteristics of the photoresist. Becomes
Even a slight change in the exposure dose causes a great change in depth and thickness.

【0012】さらに、他の方法として、最初に深いグル
ーブやピットを形成するだけの露光量を照射した後、深
さを浅くしたい領域のみに再度全面露光することでグル
ーブを浅くするという方法も提案されている(特開平8
−249728号公報、特開平11−39729号公報
等)。しかしながら、この方法では再露光用の光源が必
要になるなど、装置自体が煩雑になったり、二回目の露
光の露光量の制御が難しいなどの問題がある。本発明
は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決す
べく創案されたものであり、その目的は、同一ディスク
内に異なる深さのピットや連続溝を安定して形成するこ
とが可能な光ディスク原盤の製造方法及び光ディスク原
盤を提供することにある。
Further, as another method, a method is also proposed in which the groove is made shallow by first irradiating an exposure amount enough to form a deep groove or pit, and then exposing the entire surface again only in an area where the depth is to be made shallow. (JP-A-8
No. 249728, JP-A No. 11-39729, etc.). However, this method has problems that the apparatus itself is complicated, for example, a light source for re-exposure is required, and it is difficult to control the exposure amount of the second exposure. The present invention has been made in view of the above problems and was devised in order to effectively solve them. The purpose is to stably form pits and continuous grooves having different depths in the same disk. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing an optical disc master and an optical disc master.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上述のよう
な問題点を解決すべく鋭意検討を行った結果、記録用材
料として用いるフォトレジストの感度特性にある特徴を
加えることによって、同一面内に深さの異なる凹部を容
易に形成する方法を見い出すことにより、本発明に至っ
たのである。請求項1に規定する発明は、フォトレジス
トを用いて、基板上に深い凹部と浅い凹部の2種類の深
さの凹部を持つ光ディスク原盤の製造方法において、前
記基板に塗布した前記フォトレジストの感度曲線が、露
光量の増大により現像後の膜厚が減少し始める露光量を
o 、膜厚がゼロとなる最低の露光量をEth、露光量E
o〜Ethの間のある露光量をEhalfとした時、露光量Eo
〜Ehalfの直線勾配と露光量Eth〜Ehalfの直線勾配と
が実質的に異なり、露光量Eo〜Ehalfの直線勾配が露
光量Eth〜Ehalfの直線勾配よりも緩やかであるという
特徴を持ち、前記深い凹部を形成すべき領域ではEth
上の露光量を照射し、前記浅い凹部を形成すべき領域で
はEo〜Ehalfの露光量を照射することによって深い凹
部と浅い凹部の2種類の深さの凹部を形成したことを特
徴とする光ディスク原盤の製造方法である。
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventor found that the sensitivity characteristic of a photoresist used as a recording material was added to obtain the same characteristics. The present invention has been achieved by finding a method for easily forming recesses having different depths in a plane. The invention defined in claim 1 is a method of manufacturing an optical disk master having a recess having two kinds of depths, a deep recess and a shallow recess, on a substrate using a photoresist, and the sensitivity of the photoresist applied to the substrate. The curve shows that the exposure amount at which the film thickness after development starts to decrease due to the increase of the exposure amount is E o , the minimum exposure amount at which the film thickness becomes zero is E th , and the exposure amount E.
When the exposure amount between o and E th is E half , the exposure amount E o
Unlike linear gradient to E half and a linear gradient of exposure E th to E half is substantially linear gradient of exposure E o to E half is slower than a linear gradient of exposure E th to E half In the region where the deep recess is to be formed, an exposure amount of E th or more is applied, and in the region where the shallow recess is to be formed, an exposure amount of E o to E half is applied so that the deep recess and the shallow recess are formed. A method for manufacturing an optical disc master is characterized in that recesses having two types of depths are formed.

【0014】この場合、例えば請求項2に規定するよう
に、前記フォトレジストの膜厚が50〜200nmであ
る。また、請求項3に規定する発明は、上述した光ディ
スク原盤の製造方法を用いて作製したことを特徴とする
光ディスク原盤である。
In this case, for example, the film thickness of the photoresist is 50 to 200 nm as defined in claim 2. The invention defined in claim 3 is an optical disk master manufactured by using the method for manufacturing an optical disk master described above.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の光ディスク原盤
の製造方法及び光ディスク原盤の一実施例を添付図面に
基づいて詳述する。図1は本発明の光ディスク原盤の製
造方法を示す工程図、図2は本発明に用いられるポジ型
フォトレジストの感度特性を示すグラフ、図3は本発明
に用いられるポジ型フォトレジストの感度特性のベーキ
ング温度依存性を示すグラフ、図4は光ディスク原盤の
製造方法に従来用いられていたポジ型フォトレジストの
感度特性を示すグラフである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a method of manufacturing an optical disc master and an optical disc master of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a process diagram showing a method for manufacturing an optical disk master according to the present invention, FIG. 2 is a graph showing sensitivity characteristics of a positive photoresist used in the present invention, and FIG. 3 is a sensitivity characteristic of a positive photoresist used in the present invention. 4 is a graph showing the baking temperature dependency of FIG. 4, and FIG. 4 is a graph showing the sensitivity characteristics of the positive photoresist conventionally used in the method for manufacturing an optical disk master.

【0016】まず、図1(c)に示すように、本発明の
光ディスク原盤9は、例えばガラス板よりなる基板1上
に、露光及び現像がなされたフォトレジスト膜2が設け
られている。そして、このフォトレジスト膜2に深い凹
部として例えばピット7と浅い凹部として例えば連続溝
8が形成されている。このように、深さの異なる凹部
7、8を形成するために本発明では特別な感度特性を有
するフォトレジストを用いているので、その特性を従来
のフォトレジストの感度特性と比較しつつ説明する。ま
ず、前述したように、図4は光ディスク原盤の製造に従
来より一般的に用いられるポジ型フォトレジストの感度
特性を示したものである。この図において、露光量の増
大により現像後のポジ型フォトレジストの膜厚が減少し
始める露光量をEoとし、膜厚がゼロとなる最低露光量
をEthとしてある。つまり、Eth以上の露光量を照射す
ることによってフォトレジスト膜の底まで抜けた凹部が
形成され、Eo以下の露光量では凹部は全く形成されな
いということを示している。この感度曲線上の直線勾配
がγ値(=tanθ)である。
First, as shown in FIG. 1C, an optical disk master 9 of the present invention is provided with a photoresist film 2 which has been exposed and developed on a substrate 1 made of, for example, a glass plate. Then, for example, a pit 7 is formed as a deep recess and a continuous groove 8 is formed as a shallow recess in the photoresist film 2. As described above, since the photoresist having the special sensitivity characteristic is used in the present invention to form the recesses 7 and 8 having different depths, the characteristic will be described in comparison with the sensitivity characteristic of the conventional photoresist. . First, as described above, FIG. 4 shows the sensitivity characteristics of a positive photoresist which has been generally used in the past for manufacturing an optical disc master. In this figure, the exposure amount at which the film thickness of the positive photoresist after development starts to decrease due to the increase in the exposure amount is E o, and the minimum exposure amount at which the film thickness becomes zero is E th . That is, it is shown that by irradiating with an exposure amount of E th or more, a recessed portion that has penetrated to the bottom of the photoresist film is formed, and with an exposure amount of E o or less, no recessed portion is formed. The linear gradient on this sensitivity curve is the γ value (= tan θ).

【0017】前述した低露光量の照射を与えることによ
って浅い凹部を形成するということは、Eo〜Ethの露
光量を照射するということである。従って、このような
特性を有するフォトレジストでは露光量の変化に対して
フォトレジストの膜厚が非常に敏感に変化する領域であ
るがために、深さや溝幅のバラツキが大きくなってしま
うので好ましくない。それに対して、本発明において用
いられるポジ型フォトレジスト2の感度特性は、図2に
示すように、ある露光量Ehalfまではなだらかに膜厚が
減少し、露光量がEhalf以上になると膜厚が急激に減少
する。つまり露光量Ehalfを境に直線勾配のγ値が大き
く変化する(Eo〜Ehalf=γ1、Ehalf〜Eth=γ2)と
いう特徴を持っている。従って、Ehalf以下の露光量に
おいては、露光量変化に対する膜厚変化量が少ないの
で、浅い凹部を形成する場合はEo〜Ehalfの露光量を
照射すれば露光量マージンの大きな領域で溝を形成する
ことが可能となる。一方、深い凹部を形成する場合は従
来通りEth以上の露光量を照射すればよいことになる。
Forming the shallow concave portion by applying the above-mentioned low-exposure dose irradiation means that the low-exposure dose is applied from E o to E th . Therefore, in a photoresist having such characteristics, since the film thickness of the photoresist changes very sensitively with respect to the change of the exposure amount, variations in depth and groove width become large, which is preferable. Absent. On the other hand, as shown in FIG. 2, the sensitivity characteristics of the positive photoresist 2 used in the present invention are such that the film thickness gradually decreases up to a certain exposure amount E half, and when the exposure amount becomes E half or more, the film is formed. The thickness decreases sharply. That is, the feature is that the γ value of the linear gradient greatly changes at the exposure amount E half (E o to E half = γ1, E half to E th = γ2). Therefore, when the exposure amount is E half or less, the amount of change in film thickness with respect to the change in exposure amount is small. Therefore, when a shallow recess is formed, if an exposure amount of E o to E half is applied, a groove is formed in a region with a large exposure amount margin. Can be formed. On the other hand, when forming a deep recess, it is sufficient to irradiate with an exposure amount equal to or more than E th as in the conventional case.

【0018】さて、具体的にこのような感度特性を持つ
ポジ型フォトレジストについて説明する。図2に示すよ
うな感度特性を単層で実現するためのフォトレジストに
ついて鋭意検討した結果、従来より知られているリフト
オフ用のフォトレジストを用いることによって実現でき
ることを見出したのである。このリフトオフ用のフォト
レジストは元来半導体プロセスにおいて使用されている
レジストであり、その詳細は特開平8−69111号公
報、特開平10−142783号公報等に開示されてい
る。通常、半導体プロセスにおいてはレジスト膜厚が1
μm程度で用いられるが、このレジスト膜厚が50〜2
00nmの範囲内の光ディスクプロセスにおいて用いる
ことにより、独特の感度特性を得ることができることを
見出したのである。このメカニズムについては明確には
分かっていないが、次のように考えられる。
Now, the positive photoresist having such sensitivity characteristics will be specifically described. As a result of extensive studies on a photoresist for realizing the sensitivity characteristic as shown in FIG. 2 in a single layer, it was found that it can be realized by using a conventionally known lift-off photoresist. The lift-off photoresist is a resist originally used in a semiconductor process, and details thereof are disclosed in JP-A-8-69111 and JP-A-10-142783. Normally, in the semiconductor process, the resist film thickness is 1
The resist film thickness is 50 to 2
It was found that a unique sensitivity characteristic can be obtained by using it in an optical disk process in the range of 00 nm. Although this mechanism is not clearly known, it can be considered as follows.

【0019】光ディスクの製造プロセスの場合には、レ
ジストは0.2μm以下という非常に薄い膜厚で塗布す
るので、レジスト液の希釈率は半導体プロセスに比べて
大きくなり、その結果、スピン塗布後のレジスト膜中に
含まれる残存溶媒の割合も多くなる。この残存溶媒をベ
ーキングによって除去するわけであるが、その際、溶媒
成分が揮発するのと同時に感光剤成分も膜中上方へ拡散
することによって、感光剤成分の濃度勾配が形成される
のではないかと考えられる。半導体プロセスにおいても
この濃度勾配は形成されると考えられるが、光ディスク
の製造プロセスにおいては溶媒成分が多いために感光剤
自体の自由度が増すことで拡散し易くなり、より急激な
濃度勾配が形成されると考えられる。このような感光剤
の濃度勾配が膜中に形成されると、上層と下層とで感度
が異なることになるので、図2に示すような2段階の感
度特性を実現できるのである。以下、本発明の光ディス
ク原盤の製造方法をより具体的に説明するが、本発明は
その要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるも
のではない。
In the case of the optical disc manufacturing process, the resist is applied in a very thin film thickness of 0.2 μm or less, so that the dilution ratio of the resist solution is larger than that in the semiconductor process, and as a result, the spin coating after spin coating is performed. The ratio of the residual solvent contained in the resist film also increases. Although this residual solvent is removed by baking, the concentration gradient of the photosensitizer component is not formed by the volatilization of the solvent component and the diffusion of the photosensitizer component upward in the film at the same time. It is thought that. It is considered that this concentration gradient is formed also in the semiconductor process, but in the manufacturing process of the optical disc, since the solvent component is large, the degree of freedom of the photosensitizer itself increases, so that the diffusion becomes easy and a sharper concentration gradient is formed. It is thought to be done. When such a concentration gradient of the photosensitizer is formed in the film, the upper layer and the lower layer have different sensitivities, so that the two-step sensitivity characteristic as shown in FIG. 2 can be realized. Hereinafter, the method for producing an optical disk master according to the present invention will be described more specifically, but the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist.

【0020】まず、図1(a)に示すように、基板とし
て精密に研磨された直径200mm、厚さ10mmの円
盤状のガラス基板1をヘキサメチルジシラザンの蒸気中
に3分間さらすことにより、ガラス基板1の表面に、密
着性を付与する。次に、スピンコート法により、溶剤
(2-ヘプタノン)により希釈したリフトオフ用ポジ型フ
ォトレジスト(LOR-P003、東京応化工業(株)製)を均
一に塗布する。最後に、これを120℃のホットプレー
ト上で10分間ベーキングすることで、膜厚100nm
のフォトレジスト膜2を得た。このようにして得られた
フォトレジスト膜2の感度特性を図2に示す。前述した
ように、露光量Ehalfを境に傾きγが大きく変化してい
ることが分かる。尚、この感度特性は別に基盤を準備
し、コンタクト露光機による多段階露光から求めた。
First, as shown in FIG. 1A, a disc-shaped glass substrate 1 having a diameter of 200 mm and a thickness of 10 mm, which has been precisely polished as a substrate, is exposed to vapor of hexamethyldisilazane for 3 minutes. Adhesion is imparted to the surface of the glass substrate 1. Next, a lift-off positive photoresist (LOR-P003, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) diluted with a solvent (2-heptanone) is uniformly applied by spin coating. Finally, by baking this on a hot plate at 120 ° C for 10 minutes, a film thickness of 100 nm is obtained.
To obtain a photoresist film 2. The sensitivity characteristics of the photoresist film 2 thus obtained are shown in FIG. As described above, it can be seen that the slope γ changes greatly at the exposure amount E half as a boundary. The sensitivity characteristic was determined by multi-step exposure using a contact exposure machine by separately preparing a substrate.

【0021】次に、図1(b)に示すように、ピットと
連続溝を同一面内に記録すべく、351nmの波長を持
つクリプトンレーザ光3を対物レンズ4により集光し、
これをフォトレジスト膜2上に照射して露光した。この
時、レーザパワーによる露光量はピットを形成する領域
5ではEth以上、連続溝を形成する領域6ではEo以上
half以下(Eo〜Ehalfの範囲)となるように設定し
た。そして、このガラス基板1の全体を0.7%水酸化
テトラメチルアンモニウム水溶液によって60秒間現像
し、露光部を溶解して、ピット7と連続溝8を有する光
ディスク原盤9を得た(図1(c)参照)。比較例とし
て、従来のポジ型フォトレジスト(THMR-iP3100、東京
応化工業(株)製、溶剤:乳酸エチル+酢酸ブチル混合
溶媒)についても同様の方法にて光ディスク原盤を得
た。
Next, as shown in FIG. 1B, a krypton laser beam 3 having a wavelength of 351 nm is condensed by an objective lens 4 in order to record a pit and a continuous groove in the same plane,
This was irradiated onto the photoresist film 2 and exposed. At this time, the exposure amount by the laser power was set to be E th or more in the area 5 where the pits are formed, and E o or more and E half or less (the range of E o to E half ) in the area 6 where the continuous groove is formed. Then, the entire glass substrate 1 was developed with a 0.7% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution for 60 seconds to dissolve the exposed portion to obtain an optical disc master 9 having pits 7 and continuous grooves 8 (see FIG. 1 ( See c)). As a comparative example, a conventional positive photoresist (THMR-iP3100, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd., solvent: ethyl lactate + butyl acetate mixed solvent) was used to obtain an optical disk master in the same manner.

【0022】その後、上述したように得られた各光ディ
スク原盤を用いて、先に図5にて説明したと同様なプロ
セスを経てスタンパーを作製し、ポリカーボネート樹脂
を用いた射出成型法により光ディスク基板を作製した。
このようにして得られた各光ディスク基板の連続溝の深
さを、原子間力顕微鏡によってディスク一周中16箇所
の溝深さを測定し、その最大値と最小値を算出した。こ
の結果、比較例のノーマル型のポジ型フォトレジストを
用いた場合は、最大値が28.3nm、最小値が18.
3nmであってその差が10nmであった。これに対し
て、本発明のリフトオフ用ポジ型フォトレジストを用い
た場合は、最大値が24.8nm、最小値が22.3n
mであって、その差が2.5nmであった。
After that, a stamper is manufactured by using each of the optical disk masters obtained as described above through the same process as described above with reference to FIG. 5, and an optical disk substrate is formed by an injection molding method using a polycarbonate resin. It was made.
With respect to the depth of the continuous groove of each optical disk substrate thus obtained, the groove depth was measured at 16 points in the entire circumference of the disk by an atomic force microscope, and the maximum value and the minimum value thereof were calculated. As a result, when the normal type positive photoresist of the comparative example is used, the maximum value is 28.3 nm and the minimum value is 18.
It was 3 nm and the difference was 10 nm. On the other hand, when the lift-off positive photoresist of the present invention is used, the maximum value is 24.8 nm and the minimum value is 22.3n.
m, and the difference was 2.5 nm.

【0023】すなわち、本発明の場合には、連続溝であ
る浅い凹部8の深さのバラツキは、従来例の比較例と比
較して1/4(=10/2.5)に低減されたことにな
り、良好な特性であることが判明した。尚、レジスト塗
布後のベーキング条件に関して、上記実施例では120
℃×10分間としているが、これに限られるものではな
く、ガラス基板の厚みや所望とする溝深さ等に応じて変
えることが可能である。図3は本発明で用いたフォトレ
ジストのベーキング温度と感度特性の関係を示したもの
であり、ここでは、ベーキング温度が80℃、100℃
及び120℃の場合を示している。これによれば、ベー
キング温度によって感度と露光量Ehalfの位置が変化し
ていることが分かる。これは、ベーキング温度によって
感光剤の拡散性に差がり、その結果、濃度勾配にも差が
生じるためと推測される。従って、目的とする溝深さに
よってベーキング温度条件を変えることが可能である。
また、本実施例ではフォトレジストとしてポジ型のもの
を用いたが、これに限定されず、ネガ型のものも用いる
ことができる。この場合には、図2に示す露光量と膜厚
との関係は、逆特性となるようなものを用いればよい。
That is, in the case of the present invention, the variation in the depth of the shallow recess 8 which is a continuous groove is reduced to 1/4 (= 10 / 2.5) as compared with the comparative example of the conventional example. It turned out that it was a good characteristic. Regarding the baking conditions after the resist application, 120 in the above embodiment.
Although the temperature is set to 10 ° C. for 10 minutes, the temperature is not limited to this, and can be changed according to the thickness of the glass substrate, the desired groove depth, and the like. FIG. 3 shows the relationship between the baking temperature and the sensitivity characteristic of the photoresist used in the present invention. Here, the baking temperatures are 80 ° C. and 100 ° C.
And 120 ° C. are shown. This shows that the sensitivity and the position of the exposure amount E half are changed depending on the baking temperature. It is presumed that this is because the baking temperature causes a difference in the diffusivity of the photosensitizer, resulting in a difference in the concentration gradient. Therefore, the baking temperature condition can be changed depending on the target groove depth.
Further, although a positive type photoresist is used in this embodiment, the photoresist is not limited to this, and a negative type photoresist can also be used. In this case, the relationship between the exposure dose and the film thickness shown in FIG.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光ディス
ク原盤の製造方法及び光ディスク原盤によれば、次のよ
うに優れた作用効果を発揮することができる。 従来の工程を変えることなく、同一ディスク内に異なる
深さのピットや連続溝を安定して形成することができ、
再生専用領域と記録可能領域が混在する光ディスクの製
造工程の歩留まりが向上するとともに、記録再生特性を
安定化させることができる。
As described above, according to the optical disc master manufacturing method and the optical disc master of the present invention, the following excellent operational effects can be exhibited. It is possible to stably form pits and continuous grooves with different depths in the same disc without changing the conventional process.
It is possible to improve the yield in the manufacturing process of the optical disc in which the read-only area and the recordable area are mixed and to stabilize the recording / reproducing characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明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 drawing showing a method for manufacturing an optical disc master according to the present invention.

【図2】本発明に用いられるポジ型フォトレジストの感
度特性を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing the sensitivity characteristics of the positive photoresist used in the present invention.

【図3】本発明に用いられるポジ型フォトレジストの感
度特性のベーキング温度依存性示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the baking temperature dependence of the sensitivity characteristics of the positive photoresist used in the present invention.

【図4】光ディスク原盤の製造に従来より一般的に用い
られるポジ型フォトレジストの感度特を示すグラフであ
る。
FIG. 4 is a graph showing the sensitivity characteristics of a positive photoresist which has been conventionally generally used for manufacturing an optical disc master.

【図5】光ディスク原盤の一般的な製造方法を示す工程
図である。
FIG. 5 is a process drawing showing a general method for manufacturing an optical disc master.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…基板、2…フォトレジスト膜、7…深い凹部、8…
浅い凹部、9…光ディスク基盤。
1 ... Substrate, 2 ... Photoresist film, 7 ... Deep recess, 8 ...
Shallow recess, 9 ... Optical disc substrate.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 フォトレジストを用いて、基板上に深い
凹部と浅い凹部の2種類の深さの凹部を持つ光ディスク
原盤の製造方法において、 前記基板に塗布した前記フォトレジストの感度曲線が、
露光量の増大により現像後の膜厚が減少し始める露光量
をEo 、膜厚がゼロとなる最低の露光量をEth、露光量
o〜Ethの間のある露光量をEhalfとした時、露光量
o〜Ehalfの直線勾配と露光量Eth〜Ehalfの直線勾
配とが実質的に異なり、露光量Eo〜Ehalfの直線勾配
が露光量Eth〜Ehalfの直線勾配よりも緩やかであると
いう特徴を持ち、 前記深い凹部を形成すべき領域ではEth以上の露光量を
照射し、前記浅い凹部を形成すべき領域ではEo〜E
halfの露光量を照射することによって深い凹部と浅い凹
部の2種類の深さの凹部を形成したことを特徴とする光
ディスク原盤の製造方法。
1. A method of manufacturing an optical disc master having a photoresist and a depression having two kinds of depths, a deep depression and a shallow depression, on a substrate, wherein a sensitivity curve of the photoresist applied to the substrate is:
The exposure amount at which the film thickness after development starts to decrease due to the increase in the exposure amount is E o , the minimum exposure amount at which the film thickness becomes zero is E th , and the exposure amount between exposure amounts E o to E th is E half. , The linear gradient of the exposure amounts E o to E half and the linear gradient of the exposure amounts E th to E half are substantially different, and the linear gradient of the exposure amounts E o to E half is equal to the exposure amounts E th to E half. It has the characteristic of being slower than linear gradient of the deep in the area to be formed the recess is irradiated with the exposure amount of more than E th, the E o to E in the region for forming the shallow recess
A method for manufacturing an optical disk master, characterized in that a concave portion having two kinds of depths, that is, a deep concave portion and a shallow concave portion is formed by irradiating a half exposure amount.
【請求項2】 前記フォトレジストの膜厚が50〜20
0nmであることを特徴とする請求項1記載の光ディス
ク原盤の製造方法。
2. The photoresist has a film thickness of 50 to 20.
The method for producing an optical disk master according to claim 1, wherein the optical disk master is 0 nm.
【請求項3】 請求項1記載の光ディスク原盤の製造方
法を用いて作製したことを特徴とする光ディスク原盤。
3. An optical disk master manufactured by the method for manufacturing an optical disk master according to claim 1.
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