JP2004062981A

JP2004062981A - 光ディスク製造用スタンパーの製造方法、光ディスク製造用スタンパー及び光ディスクの製造方法

Info

Publication number: JP2004062981A
Application number: JP2002219285A
Authority: JP
Inventors: Norihiko Ishii; 石井　紀彦; Naoki Shimizu; 清水　直樹; Nobuhiro Kinoshita; 木下　延博; Haruki Tokumaru; 徳丸　春樹; Seiji Morita; 森田　成二; Hiroshi Konishi; 小西　浩
Original assignee: Nikon Corp; Nippon Hoso Kyokai NHK; Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Nikon Corp; Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2002-07-29
Filing date: 2002-07-29
Publication date: 2004-02-26

Abstract

【課題】波長やＮＡの改良ではない新たな手法により、微細なパターンを有する光ディスクを形成可能な光ディスク製造用スタンパーの製造方法を提供する。
【解決手段】上層に形成されるレジスト層３の感度より、下層に形成されるレジスト層２の感度を小さくし、レジスト層３の厚さを、レジスト層２の厚さより厚くしている。レジスト３の表面に照射された照射光は、レジスト３により徐々に吸収されながらのレジスト２の表面に到達する。レジスト２中に入った光は、急激に減衰する。露光を行う場合は、（ｂ）に示すように、照射光のスポットが重なるようにして露光を行うと、照射光のスポット径より小さいピッチでレジストが除去される部分を形成することができる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスク製造用スタンパーの製造方法、この製造方法により製造された光ディスク製造用スタンパー、及びこのスタンパーを使用した光ディスクの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスク、ハードディスク等の情報記録媒体は、大きな容量の情報を記録することができ、かつ、高速でアクセス、再生、記録、及び、場合により消去することができる。このため、これらの媒体は、ＣＤ（ｃｏｍｐａｃｔ　ｄｉｓｃ）、ＬＤ（ｌａｓｅｒ　ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（ｄｉｇｉｔａｌ　ｖｉｄｅｏ　ｄｉｓｃ，　ｄｉｇｉｔａｌ　ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　ｄｉｓｃ）等と呼ばれ、音楽や映像ソフト、ゲームソフト等を収納する媒体として使われると共に、コンピュータのメモリーとしても使用され、その需要が増大している。光ディスクやハードディスクは、マルチメディア時代のメインメモリーとして大きく発展すると期待されている。
【０００３】
光ディスクは、記録層の有無及びその種類により、
（１）再生専用タイプ（ＣＤ、ＬＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ｐｈｏｔｏ−ＣＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、再生専用型ＭＤ等）
（２）一度だけ記録可能なライトワンスタイプ（ｗｒｉｔｅ−ｏｎｃｅ　ｔｙｐｅ：ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＷＯ等）
（３）記録した後、消去することができ、何度でも書き替え可能な（ｒｅ−ｗｒｉｔａｂｌｅ）タイプ（光磁気ディスク　ｍａｇｎｅｔｏ−ｏｐｔｉｃａｌ　ｄｉｓｋ　、相変化（ｐｈａｓｅ−ｃｈａｎｇｅ）型ディスク、ＭＤ、ＣＤ−Ｅ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ等）
に分類される。さらに、将来使用される媒体として、高密度のＨＤ−ＤＶＤも提唱されている。
【０００４】
これらの光ディスクを製造する工程は、まず、成形基板を原料樹脂で成形するところから始まる。最初にスタンパーと呼ばれる成形型が用意される。この成形型に原料樹脂（例えば、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリスチレン等）を加熱流動化した後、押し付けることにより、成形基板が成形（製造）される。成形方法は、加圧成形の他、ほとんどは射出成形方法である。
【０００５】
成形基板を製造する理由は、基板表面に細かな凹凸が必要であるからである。凹凸のある基板を大量に短時間で製造するには、樹脂成形が最も適している。凹凸の種類には、情報単位を表すピット（ｐｉｔ）や記録ヘッド（ピックアップ）のトラッキングのためのガイド溝（ｇｕｉｄｅ　ｇｒｏｏｖｅ）がある。ピットや溝は、円形の基板上に同心円状または渦巻き状に設けられる。成形基板を半径方向に見たとき、溝と溝との間はランド（ｌａｎｄ）と呼ばれる。当初は、ランドをトラックとして、そこに記録するランド記録方式が主流であったが、逆に溝に記録するグルーブ記録方式も使用されていた。
【０００６】
その後、記録密度を向上させるために、溝とランドの双方に記録するランド／グルーブ記録方式が開発された。この場合、両者がトラックであり、溝の幅とランドの幅はほぼ等しい。ただし、理由があって一方を他方に対して意図的に広くする場合もある。光は裏面（平滑な面）から基板に入射する。この場合には基板裏面側から見て奥にある方をランドと呼び、手前にある方を溝と呼ぶ。
【０００７】
溝、ランドおよびピットの幅は、密度記録の向上に伴い、例えば、１μｍ以下、０．８μｍ以下、０．７μｍ以下、０．６μｍ以下、０．５μｍ以下、０．４μｍ以下、０．３μｍ以下と段々狭くなってきている。
【０００８】
溝、ランドおよびピットの深さも、高密度記録化に伴い、例えば、４０ｎｍ以上、５０ｎｍ以上、８０ｎｍ以上、１００ｎｍ以上、１２０ｎｍ以上、１３０ｎｍ以上、１５０ｎｍ以上、１８０ｎｍ以上、２００ｎｍ以上、２２０ｎｍ以上、２５０ｎｍ以上と段々深くなってきている。
【０００９】
幅が狭くなったり、深さが深くなると、つまり、高精度になると、成形基板の成形はますます難しくなり、良品の歩留りは低下する。
なお、成形された成形基板の上には、最終の製品仕様に応じて、反射層や記録層、保護層等が形成される。
【００１０】
従来、スタンパーは一般に以下のようなプロセスで製造されている。まず、光学的面精度にまで研磨されたガラス基板（基板）を用意する。この基板を洗浄したあと、密着性を向上させるプライマー（例えば、シランカップリング剤）を塗布する。それからフォトレジストを　スピンコートし、プリベ−クする。フォトレジストはポジ型（光が照射された部分が現像で除去されるタイプ）が多く使用されている。次にレ−ザービ−ムレコ−ダまたはレーザーカッティング装置を使って、ピットや溝のパタ−ンに従ってフォトレジストを露光する。一般に、ピットや溝の幅はレーザービームの径により決まり、また、ピットや溝の深さはフォトレジスト膜の厚さによって決定される。
【００１１】
次に所定の現像処理を施すとガラス板表面にピットやグルーブのパターンを持ったレジストパターンが得られる。現像の後、場合により、レジストパターンは、８０〜１２０℃で２０〜６０分間ポストベークされる。ポストベークをした場合には、レジストパターンが室温まで冷えるのを待つ。
【００１２】
レジストパターンが形成された基板は、原盤（ＭＡＳＴＥＲ　ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ又はＭＡＳＴＥＲ）と呼ばれる。以上の方法においては、基板の上にレジストを残したものを原盤としたが、このレジストをマスクとして基板をエッチングし、基板そのものが凹凸を持つようにして、その後レジストを洗浄して除去し、残された基板を原盤とするようにすることも行われている。
【００１３】
次に原盤は導電化処理される。導電化処理は、一般にスパッタリング（乾式）で、場合により、無電解メッキ（湿式）で行われる。導電化処理された原盤の上に電鋳によりメッキ層が厚く形成される。メッキ層は一般にニッケル（Ｎｉ）である。導電層とＮｉメッキ層の２層構造体が目的とする成形型、すなわちスタンパーである。この成形型はファザー（ＦＡＴＨＥＲ）と呼ばれる。実際には、ファザーを原盤から剥がすことで、自由なファザーが得られる。
【００１４】
ファザーは一般に２００〜３００μｍと薄いので、剥がすときに注意する。剥がしたとき、レジストの一部がファザー上に残るのでアセトン等の溶剤で溶解除去する。仮にレジストが残っていると、凹凸を崩すので、レジストは確実に除去する。剥がしたとき、レジストパターンは破損するので、１枚の原盤から１枚のファザーのみが得られる。
【００１５】
レジストを除去した後、ファザーの凹凸面を保護コートで覆う。そして、裏面を研磨する。ファザーの中心穴を打ち抜き、また、外径の外の不要な部分を打ち落とす。これによりドーナツ状のファザーが完成する。こうして完成したファザーは、極めて正確な凹凸パターンを有する。
【００１６】
ファザーは、そのまま光ディスクを樹脂成形のための成形型（スタンパー）に使用することができる。特に、ＤＶＤ、ＨＤ−ＤＶＤその他の高密度記録媒体（溝幅０．８μｍ以下）の場合には、極めて高精度な凹凸パターンが要求されるので、ファザーがそのまま射出成形に使用される。
【００１７】
しかし、この方法では、前述のように１枚の原盤から１枚のファザーしか得られないので経済的に不利である。よって、基板そのものを原盤として用いる場合には、１枚の原盤から複数の第１のレプリカをとり、さらにこの第１のレプリカのレプリカ（第２のレプリカ）を作成し、この第２のレプリカに対して前述のような電鋳処理を行ってスタンパーを製造することも行われている。
【００１８】
この第１のレプリカのことをマザー、第２のレプリカのことをサンと呼ぶこともある。第１のレプリカは、一般に、原盤に樹脂を押し付けて型取りをした後、樹脂を硬化することによって製造される。第２のレプリカは、一般に、第１のレプリカに樹脂を押し付けて型取りをした後、樹脂を硬化することによって製造される。このようにすれば、１個の原盤から複数のスタンパーを製造することが可能になる。
【００１９】
また、基板上に塗布するレジストにネガ型レジストを使用した場合には、ポジ型レジストを使用した場合と凹凸が逆になる。この場合には、前述のような方法によって第１のレプリカを作成し、これを原盤とみなして、上述と同じ処理を行えばよい。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
極めて高精度で微細な凹凸パターンが要求される場合、凹凸の幅、グルーブの幅が極端に細くなったり、トラックピッチが狭くなるので、これに対応するレジストパターンの形成が非常に難しくなる。一般に、レジストに照射されるレーザービームの径がピットや溝の幅を決めるので、微細な凹凸を形成するためには、レーザー光のスポット径を小さくすることが必要である。レーザー光のスポット径はレーザー光の波長と、レーザーを集光する対物レンズ開口数（ＮＡ）により決まり、レーザー光の波長が短いほど、また、対物レンズの開口数が大きいほど、スポット径を小さくできる。
【００２１】
しかしながら、現在実用化されている連続発振レーザーでは、遠紫外光線（ＤＵＶ、波長１９３〜２６６ｎｍ）が短波長の限界である。さらに波長の短い露光源としてはＸ線、軟Ｘ線、シンクロトロン放射光、ＥＵＶ（波長１０〜１００ｎｍ程度）があるが、これらの光源は、リソグラフィ用として実用可能なレベルに達していない。
【００２２】
さらにＤＵＶレーザーを使用した場合には、現在一般的に使用されているノボラック樹脂をベースにしたフォトレジストでは、光の吸収が大きくなり、その結果高解像度のパターニングが難しくなるという問題が生じる。したがって、化学増幅型レジストをする必要があるが、化学増幅型レジストは、リソグラフィプロセスにおけるロバスト性に乏しいという欠点がある。
【００２３】
したがって、将来の高密度光ディスクのスタンパーを製作するためのメイン技術と考えられているのは、より短波長である電子線により露光する方法である。しかしながら、この方法では電子の散乱により露光感度が著しく低下する。
【００２４】
その他、対物レンズの開口数ＮＡを大きくする試みがある。この技術は、従来０．９０〜０．９５であったＮＡを、近接場光線（エバネッセント光）を利用することで、見かけ上１．０〜２．０程度に大きくする技術であるが、基板と対物レンズとの距離を数百ｎｍ以下、好ましくは数十ｎｍ以下まで接近させる必要があるため、基板上に高さを持ったゴミ等が付着していると対物レンズと衝突しフォーカシングエラーを発生させる等の問題がある。以上のように、波長を短くするアプローチ、対物レンズＮＡを大きくするアプローチ共に課題が多いため、他の手法により微細トラックを形成する手段が要望されていた。
【００２５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、波長やＮＡの改良ではない新たな手法により、微細なパターンを有する光ディスクを形成可能な光ディスク製造用スタンパーの製造方法、この製造方法により製造された光ディスク製造用スタンパー、及びこのスタンパーを使用した光ディスクの製造方法を提供することを課題とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための第１の手段は、基板の表面に、第１のレジスト層を形成する第１の工程、第１のレジスト層の上に第１のレジストより感度の高い第２のレジスト層を、第１のレジスト層の厚さより厚く形成する第２の工程、第２のレジスト層の上から、光を照射してレジストを感光させる第３の工程、感光したレジストを現像する第４の工程、残存するレジストをマスクとして基板をエッチングする第５の工程、エッチングが終了した基板からレジストを除去する第６の工程、レジストを除去した基板を型として電鋳を行い、電鋳品を基板から除去してスタンパーとする第７の工程を有することを特徴とする光ディスク製造用スタンパーの製造方法（請求項１）である。
【００２７】
一般に、照射されるレーザービームの強度は、スポットの中心からの距離をｘとすると、ガウシアン分布で近似できる。すなわち、
【００２８】
【数１】

【００２９】
一方、レジストの表面での照射光の強さをＩとすると、レジスト深さｚの点における照射光の強度は、
【００３０】
【数２】

【００３１】
となると考えられる。ここでｋは吸収係数である。従って、（ｘ，ｚ）における照射光の強度は
【００３２】
【数３】

【００３３】
となる。照射時間をｔとすると、点（ｘ，ｚ）に蓄積される光エネルギーは
【００３４】
【数４】

【００３５】
となり、ポジ型レジストを例にとると、この値がレジストに特有の閾値を超えた部分が現像により除去されることになる。
【００３６】
この性質を利用すると、レジストを厚く塗布することにより、レジスト底部における、最終的に現像されて除去されるレジストの径を、照射光のスポットの径よりも小さくすることができる。しかしながら、（３）式を見ると分かるように、ある程度ｚの値が大きくなると、Ｉ’の減少率が飽和してきて、レジストの厚さ、すなわちｚを大きくしてもそれほど現像されて除去されるレジストの径を小さくできなくなってくる。
【００３７】
ところで、高い温度でベーキングし、感度を低下させたレジストは、化学反応を起こすために必要なエネルギーが大きくなる。従って、感光領域を伝搬した光路中の光吸収率ｋは大きくなる傾向にある。また、感度が高いレジストを、（４）式で示した強度分布を有する光線で露光した場合、感度が高いレジストを露光した場合に比して、細い径の感光領域を形成することができる。
【００３８】
そこで、感度の低いレジストを使用すれば、厚さを厚くしなくても、現像されて除去されるレジストの径を小さくできる。しかし、Ｉ’のｚに対する変化率が大きいということは、ｚの変動に対してＩ’が大きく変動するということを意味し、レジストの膜厚が目的値から外れた場合、レジストの膜厚の不均一性が大きい場合、レジストの閾値が変化した場合に、現像されて除去されるレジストの径が大きく変動することとなり（ロバスト性が悪い）好ましくない。
【００３９】
本手段においては、このような問題を解決する手段として、レジスト層を２層とし、上層に形成されるレジスト層（第２のレジスト層）の感度を、下層に形成されるレジスト層（第１のレジスト層）の感度より大きくし、その代わり、上層に形成されるレジスト層の厚さを、下層に形成されるレジスト層の厚さより厚くしている。
【００４０】
すなわち、第２のレジストの表面に照射された照射光は、第２のレジストにより徐々に吸収されながら第１のレジストの表面に到達する。このときの第２のレジストの厚さは、吸収される光量が飽和せず、有効に光量を減衰させることができるような厚さとすればよく、光吸収係数、現像における閾値を勘案して決定することが好ましい。
【００４１】
第１のレジスト中に入った光は、急激に減衰する。第１のレジストの厚さは、レジスト厚さの変動や現像における閾値を考慮し、これらが変動しても、現像されて除去される部分の径の変動が目標とされる値以内となるような厚さとすることが好ましい。
【００４２】
このような方法により、ポジ型レジストを例にとると、現像により除去される部分の断面図は図１（ａ）に示すようになる。図１（ａ）において１は基板、２は第１のレジスト、３は第２のレジストであり、ハッチングを施した部分が除去されずに残っている部分に相当する。
【００４３】
露光を行う場合は、図１（ｂ）に示すように、照射光のスポットが重なるようにして露光を行うと、照射光のスポット径より小さいピッチでレジストが除去される部分を形成することができる。図１（ｂ）は、スポット径が２ｄの照射光をｄの間隔で照射し、トラックピッチがｄのレジストパターンを形成する様子を示している。
【００４４】
この状態で、図１（ｃ）に示すように、レジストをマスクとして基板をエッチングし、エッチングの終了後にレジストを除去することにより、図１（ｄ）に示すような微小な凹凸を基板に形成することができ、原盤４が完成する。その後は、通常行われている電鋳により電鋳品を形成し、電鋳品をスタンパーとする。もちろん、電鋳品そのものは薄いものであるので、これに補強のための裏打ち材を設けてスタンパーとして使用することは従来の方法と変わらない。
【００４５】
このように、本手段によれば、光照射スポットより小さな径を有するピットを基板に形成することができるので、光照射スポットの径より小さなトラックピッチ、グルーブ幅、ランド幅を有する光ディスクを製造するためのスタンパーを容易に製作することができる。
【００４６】
なお、本手段が有する効果を得るためにはレジスト層を２層にすることで十分である。本手段の技術的思想を利用すれば、レジスト層を３層以上にすることもでき、且つ、本手段の作用効果を有する２層のレジスト層に加えて他の効果を有するレジスト層を付加することもできるが、このようなものが、本手段の均等物であることは言うまでもない。
【００４７】
また、本明細書において「電鋳」というのは、明らかに電界メッキのみを意味する場合を除いて、電界メッキのみを意味するものではなく、乾式メッキ（真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング等）、無電解メッキによる成形を含む広義の概念である。
【００４８】
前記課題を解決するための第２の手段は、前記第１の手段における第７の工程に変えて、レジストを除去した基板のレプリカを作成し、当該レプリカを型として電鋳を行い、電鋳品を型から外してスタンパーとする第８の工程を有することを特徴とする光ディスク製造用スタンパーの製造方法（請求項２）である。
【００４９】
前記第１の手段においては、原盤に直接電鋳を行うことにより電鋳品を得て、これをスタンパーとしていた。しかし、この場合には、原盤のパターンと同じパターンを有する光ディスクがこのスタンパーから形成されることになる。本手段においては、原盤のレプリカを作成し、このレプリカを型として電鋳品を得て、これをスタンパーとしている。よって、原盤のパターンを反転したパターンを有する光ディスクを製造することができる。なお、本明細書における「レプリカ」においては、基となる型と凹凸が同じものではなく、凹凸が反転したものとなっていることは言うまでもない。
【００５０】
また、本手段によれば、高価な原盤１枚から、樹脂成形等により安価なレプリカを製造し、このレプリカに電鋳処理を行うことによりスタンパーを得ることができるので、全体としてスタンパーを安価に製造することができる。
【００５１】
前記課題を解決するための第３の手段は、前記第２の手段における第８の工程に変えて、レジストを除去した基板のレプリカを作成し、さらにレプリカのレプリカをとる工程を１回又は複数回繰り返し、最後に得られたレプリカを型として電鋳を行い、電鋳品を型から外してスタンパーとする第９の工程を有することを特徴とする光ディスク製造用スタンパーの製造方法（請求項３）である。
【００５２】
本手段によれば、原盤のレプリカをとる工程を複数回繰り返すので、１枚の原盤から多数のスタンパーを得ることができる。
【００５３】
前記課題を解決するための第４の手段は、前記第１の手段から第３の手段のいずれかであって、第２のレジストを第１のレジストよりも低温でベーキングすることにより、第２のレジストの感度を、第１のレジストの感度より高くすることを特徴とするもの（請求項４）である。
【００５４】
レジストの感度は、レジスト塗布後のベーキング温度で左右され、高温でベークすると感度が低下する。よって、本手段によれば、簡単な手法で、第２のレジストの感度を、第１のレジストに対して高くすることができる。
【００５５】
前記課題を解決するための第５の手段は、前記第４の手段であって、第１のレジストがＳｉ含有型レジストであり、第２のレジストがノボラック樹脂ベースのレジストであって、第１のレジストのベーキング温度が１５０〜２５０℃、第２のレジストのベーキング温度が８０〜１２０℃であることを特徴とする光ディスク製造用スタンパーの製造方法（請求項５）である。
【００５６】
本手段によれば、第２のレジストの感度を、第１のレジストに対して高くすることができる。
【００５７】
前記課題を解決するための第６の手段は、前記第５の手段であって、第１のレジストの厚さが３〜１０ｎｍ、第２のレジストの厚さが２００〜１０００ｎｍであることを特徴とするもの（請求項６）である。
【００５８】
本手段によれば、確実に照射される光のスポット径より小さな径のピットを基板に形成することができる。第１のレジストの厚さが３ｎｍ未満であると、ピット径を小さくする効果が小さくなるほか、レジスト層の厚さを均一にすることができにくくなる。また、第１のレジストの厚さが１０ｎｍを超えると、ピット径が小さくなりすぎ、あるいはピットが形成されなくなる可能性がある。
【００５９】
第２のレジストの厚さが２００ｎｍ未満では、十分にピット径を小さくすることができにくくなる。また、第２のレジストの厚さが１０００ｎｍを超えると、ピット径を小さくする効果が飽和し易くなる。以上のことより、本手段においては、各レジスト層の厚さを以上のように限定する。
【００６０】
前記課題を解決するための第７の手段は、前記第１の手段から第６の手段のいずれかである光ディスク製造用スタンパーの製造方法により製造された光ディスク製造用スタンパー（請求項７）である。
【００６１】
前記課題を解決するための第８の手段は、前記第７の手段である光ディスク製造用スタンパーを使用し、当該スタンパーの表面に形成された凹凸を、表面に転写する工程を有することを特徴とする光ディスクの製造方法（請求項８）である。
【００６２】
本手段によれば、波長やＮＡの改良ではない新たな手法により、微細なパターンを有する光ディスクを製造することが可能である。本手段は、前記第７の手段である光ディスク製造用スタンパーを使用する方法の発明である。
【００６３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の例を説明する。
［原盤の製造］
まず、基板（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）を用意する。一般的に基板は円板状である。基板材料としては主にソーダライムガラス（音板ガラス）、アルミノシリケートガラス（白板ガラス）、無アルカリガラス、低膨張化ガラス、結晶化ガラス等のガラス材料やセラミックス材料等が用いられる。セラミックス材料としては、溶融石英、合成石英等の石英が用いられ、Ｓｉでもよい。場合によっては、基板材料はＡ１、Ｆｅ、Ｃｕ等の金属でもよい。
【００６４】
基板の表面は、高精度な表面精度（平滑面）を得るため精密に研磨される。基板表面に表面層を形成しても良い。表面層の材料としては、ＳｉＯ_２のような表面層を形成してもよい。表面層の材料としては、ＳｉＯ_２のようなＳｉ酸化物、Ｓｉ_３Ｎ_４のようなのＳｉ窒化物、ＴｉＳｉ_２、ＭｏＳｉのようなＳｉ金属化合物、またはＴｉ，Ａ１，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｔａ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔ等の金属、あるいはＴｉＯ_２、ＴｉＮ、Ａ１_２Ｏ_３、Ａ１Ｎ、ＴａＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｔａ_３Ｎ_４等の金属酸化物や金属窒化物、その他の材料が用いられる。
【００６５】
表面層は、基板表面を酸化又は窒化することで形成してもよい。多くの場合、表面層は、薄膜の積層技術（例えば、真空蒸着、スパッタリング）により形成される。その場合に、表面層は、前記材料を２種以上組み合わせて積層した多層構造からできていてもよい。また、表面層は、平滑性を向上させるためにＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）やその他の手法で精密研磨してもよい。
【００６６】
次に基板表面にフォトレジストを塗布する。一般には、フォトレジストの塗布の前に、基板にシランカップリング剤のようなプライマー（ｐｒｉｍｅｒ）を塗布する。プライマーは、基板とフォトレジストとの密着性を向上させるものである。しかし、表面層にＣｒ、ＴｉＮ等が存在する場合、プライマーは必要ないこともある。
【００６７】
そして、第１のレジストをスピンコートのような方法で塗布する。この第１のレジストは通常のフォトレジストを使用できるが、Ｓｉ含有型レジストの方が好ましい。すなわち、Ｓｉ含有レジストの場合、感度を低くすることができる。また、薄く塗布することが好ましい。膜厚は３〜１０ｎｍ程度が好ましい。第１レジスト塗布後に、比較的高い温度でプリベークを行う。好ましい温度範囲は、１５０〜２５０℃程度である。
【００６８】
次に第２のフォトレジストを塗布する。すなわち第２のレジストをスピンコートのような方法で塗布する。この第２のレジストは一般的なノボラック樹脂ベースのフォトレジストが好ましい。これらのレジストにおいては、感度を高いまま維持することが容易である。塗布に際しては、第１のレジストが溶解しない溶媒を用いて塗布することが好ましい。第２レジストは、厚く塗布することが好ましい。膜厚は、２００〜１０００ｎｍ程度が好ましい。第２レジスト塗布後に、比較的低い温度でプリベークを行う。好ましい温度範囲とは８０〜１００℃程度である。
【００６９】
その後、レーザビームレコーダを使って、ピットや溝その他のパターンに沿ってレーザービームをレジストに照射する。これにより第２レジスト及び第１レジストを露光する。
【００７０】
次いで、露光したレジストを現像液に浸して現像する。現像液としては、例えばリン酸ナトリウム、リン酸カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の無機アルカリ溶液が使用できる。無機アルカリ溶液に代えて有機アルカリ溶液も使用することができる。フォトレジストがポジ型の場合、露光した部分が現像液に溶ける。ネガ型の場合、露光しなかった部分が現像液に溶ける。その後、超純水でレジストを洗浄する。溶けた部分では、下地の基板が露出している。
【００７１】
第２レジストは普通に現像され、台形状のプロファイルとなる。第２レジスト表面でのパターン幅に比較し、第１レジストとの境界領域付近での幅は細くなる。第１レジスト膜厚が厚いほど、第１レジストとの境界付近の幅は狭くなる。つまり、第２レジストは露光幅をより狭くするためのマスクの働きをしている。
【００７２】
これに対し第２レジスト下部に位置する第１レジストは高温プリベーク処理のため焼き付けられており極端に感度が悪く、なおかつ、現像がなされにくい。つまり、さらにパターン幅を狭くする働きを有する。第１レジストがＳｉ含有型であれば、より低感度にできる。第１レジストは、感度は悪いが、膜厚が薄いので、パターン形成ができないということはない。第１レジストは狭い溝や小さなピットを形成するための超解像的なマスクの役割を果たしている。
【００７３】
狭トラックピッチの場合、隣接トラック間隔が小さいため露光干渉、クロストークが発生しやすくなり、微細なパターン形成ができなくなる。しかし、第２レジストが、この露光干渉、露光クロストークのバリヤの役目を果たしている。たとえ第２レジストが全て現像されてしまったとしても、第１レジストによりパターニングがなされる。こうして、表面にレジストのパターンを有する基板が得られる。この基板を、レジスト現像の後、やや高い温度でポストベーク（Ｐｏｓｔ−ｂａｋｅ）してもよい。ポストベークにより、形成される溝やピットの側壁角度が急峻になる場合もある。また、レジストのエッチング抵抗性を向上させることができる。更に、ポストベークはレジストと基板との密着性を向上させることもできる。ポストベークは、レジスト表面の硬度を上げる場合もある。
【００７４】
次に、この基板においては、このレジストの一部（現像された部分）では基板が露出しているので、この露出部分をエッチングして基板に凹部を設ける。この凹部パターンはレジストのパターンと同じとなる。
【００７５】
エッチング方法は湿式（ｗｅｔ　ｐｒｏｃｅｓｓ）でもよいが、乾式（ｄｒｙ　ｐｒｏｃｅｓｓ）が好ましい。乾式エッチングの中で、とりわけ反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）が有効である。他に、マグネトロンＲＩＥ、ＥＣＲ（電子サイクロトロン・レゾナンス）、ＩＣＰ（誘導結合型プラズマ）、ヘリコン波等を用いたエッチングも使用可能である。ＲＩＥは、通常の低プラズマ密度（１０^１０個／ｃｍ^３程度以下）のプロセスでもよい。しかし、エッチング部分の肌荒れや側壁の肌荒れを低減するには、高プラズマ密度（１０^１１個／ｃｍ^３程度以上）のプロセスが好ましい。後者には、ＩＣＰ、ヘリコン波を用いるＲＩＥが含まれる。後者はパターンが更に微細になった場合に効果的である。
【００７６】
乾式エッチング（ｄｒｙ　ｅｔｃｈｉｎｇ）を使えば、ピットの前端及び後端の側壁角度を急峻にすることができる。そのため、光ディスクの再生信号ジッタ（ｊｉｔｔｅｒ）が低減される。乾式エッチングであれば、エッチングの後も、凹部の底面や側壁の表面粗さは極めて小さい。乾式エッチングは、急峻な側壁角度を有する凹部を形成することもできる。
【００７７】
乾式に限らず、エッチングは、より深い凹部を形成することができる。凹部が深いことや、凹部の側壁角度が急峻なことは、様々な利点を光ディスクにもたらす。利点には、ノイズ低減や隣接トラック間の光学的クロストーク、熱的クロストーク、クロスイレーズ（ｃｒｏｓｓ−ｅｒａｓｅ）の低減がある。
【００７８】
表面層を有する基板を使用した場合、表面層だけをエッチングしてもよい。この場合には、表面層とその下地である基板との材質が異なれば、エッチング速度も異なるので、基板表面がエッチングストッパとなり、エッチングの終点を揃えることができるという利点がもたらされる。この場合には、表面層の厚さが溝やその他の深さを決定する。エッチングの後、残留したレジストを除去する。
【００７９】
レジストの除去は、酸素プラズマによる乾式エッチング（アッシング）で可能である。あるいは、残留したレジストを「濃い酸性溶液（例えば、濃硫酸や濃硝酸）を加熱したもの」の中に浸すことで、除去が可能である。その溶液中に過酸化水素水を添加することは効果的である。こうしてレジストを除去した後、超純水等で基板表面を洗浄する。
【００８０】
これにより、ピットや溝などに相当する凹部を有する原盤（セラミックス原盤）が得られる。基板材料は特にセラミックスが好ましい。何故なら、セラミックスは表面（肌）が大変に滑らかであるからである。つまり、セラミックスの表面粗さＲａは極めて小さい（Ｒａ≦１０ｎｍ、場合によりＲａ≦１ｎｍ）。このことは、光ディスクを製造した場合、光ディスクのノイズを低くする。
【００８１】
〔第２成形型（マザー）の製造〕
第２成形型（マザー）は次のように作られる。原盤の凹凸面に柔らかい樹脂を押し付け、その後、樹脂を固化（ｈａｒｄｅｎ）又は硬化（ｃｕｒｅ）させ、その後原盤から剥がす。これが樹脂製の第２成形型（複製型）となる。第２成形型においては、固化又は硬化した樹脂は、原盤の凹凸を転写している。
【００８２】
１つの原盤から第２成形型を製造した後、原盤は繰り返し再使用可能である。一般には１００００回以上再使用できる。これは、マザーが樹脂でできているため、剥離時に原盤を損傷すること（特に肌を荒らすこと）がないためと推測される。原盤の肌荒れがないため、１つの原盤から製造される複数の第２成形系型は、全く同一物（クローン）である。そのため、それぞれの第２成形型を使って、それぞれ金属製スタンパー（サン、第３成形型）を製造した場合、得られたスタンパーは互いにクローンになる。
【００８３】
高価な原盤に比べれば第２成形型は安価に製造できるので、原盤を繰り返し使用できることの経済的効果は大きい。
【００８４】
原盤に押し付ける時の樹脂は、転写性の高い樹脂が好ましい。粘度が低いものや流動性が高いものは転写性が一般に高い。粘度を低くするには、加熱して軟化させる方法がある。この場合は、樹脂を冷やすことにより樹脂を固化することができる。あるいは、樹脂に溶剤を混ぜてもよい。この場合は、溶剤を揮発させれば樹脂は固化する。
【００８５】
また、低分子量の樹脂又はプレポリマー（ｐｒｅｐｏ１ｙｍｅｒ）又は樹脂原料を使用することもできる。これらの原料は低粘度であり、極端な場合には液状である。これらに溶剤を混ぜてもよい。溶剤を混ぜれば更に低粘度になる。この場合には、原盤の表面でそれらの高分子化（例えば、硬化Ｃｕｒｅ）を進めれば、固体の樹脂（高分子量の樹脂）が生成する。生成した樹脂はマザーの凹凸を転写している。
【００８６】
これらの方法のうちでは、特に、低分子量の樹脂又はプレポリマー又は樹脂原料を使用する方法が好ましい。この方法で高分子化を進める手段は、加熱又は放射線照射である。あるいは、２つの樹脂液を混合し、放置することにより互いに反応させて高分子化する手段もある。放射線としては、イオンビーム、電子線、紫外線、遠紫外線、レーザー光線、Ｘ線、シンクロトロン放射線等が挙げられる。なかでも、紫外線を用いるのが一般的である。
【００８７】
以上述べた方法について、好ましい方法を説明する。まず原盤を平面性の高い基板で裏打ちする。裏打ちは行わなくてもよい。基板は金属又はガラスである。金属としては、例えば、鉄、銅、真鍮、アルミニウム、ステンレス、青銅等がある。基板の厚さは１〜２０ｍｍ程度である。基板は接着剤で原盤に接着する。
【００８８】
この原盤を、凹凸面を上に向けて置く。上から低粘度の放射線硬化可能な樹脂液を垂らす。泡が入らないように樹脂液の上に透明板（一般にガラス板）を置く。次に透明板を通じて放射線を照射して樹脂を硬化させる。硬化した樹脂を透明板と共に原盤から剥離する。こうして硬化樹脂と透明板の２層からなる第２成形型が得られる。
【００８９】
透明板としてのガラス板の厚さは、０．６ｍｍ以上、好ましくは約１．１ｍｍ〜約６ｍｍである。ガラス板の表面粗さは、原盤の基板に比べて低くてよい。表面粗さＲａは５ｎｍ〜１μｍでよい。ガラス板に代えて、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリオレフィン、アクリル樹脂等の樹脂も使用可能である。ガラス板を使用する場合、予め洗浄を行った後、樹脂との接着性を向上させるプライマーを塗布してもよい。塗布した後、加熱ベークすることが好ましい。プライマーとして、代表的なものはシランカップリング剤である。
【００９０】
シランカップリング剤としては、例えばビニルシラン、アクリルシラン、エポキシシラン、アミノシラン等がある。ビニルシランとしてはビニルトリクロルシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等があり、アクリルシランとしては、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等があり、エポキシシランとしてはβ−（３，４エポキジシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメチルジエトキシシラン等があり、アミノシランとしてはＮ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等がある。その他、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン等も使用される。
【００９１】
その他のプライマーの例は、シラン（例えば、クロロシラン、アルコキシシラン）やシラザンや特殊シリル化剤である。これらのプライマーは２種以上混合して使用してもよい。プライマーは、トルエン、キシレン、エチルアルコール、メチルアルコール、イソプロピルアルコール等の溶媒で希釈して使用してもよい。
【００９２】
マザーの樹脂としては、例えば、以下のようなものが使用可能である。大別すると熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂がある。
（１）熱可塑性樹脂：
ポリカーボネート、ポリスチレン、スチレン系ポリマーアロイ、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリプロピレン、アモルファス・ポリオレフィン、アクリル樹脂（例えば、ポリメチルメタクリレート系）、ポリ塩化ビニル、熱可塑性ポリウレタン、ポリエステル、ナイロンなど。
（２）熱硬化性樹脂：
熱硬化性ポリウレタン、エポキシ樹脂、不飽和アクリル樹脂、アクリルウレタン樹脂、不飽和ポリエステル、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート樹脂など。主成分として、ウレタン化ポリ（メタ）アクリレートやポリカーボネートジ（メタ）アクリレート、アセタールグリコールジアクリレートを含む樹脂液を硬化させた樹脂も好ましい。
【００９３】
熱硬化性樹脂の場合は、原盤に接触させる時は低分子量の樹脂液が使用される。その樹脂液には、硬化触媒又は硬化剤を含めてもよい。紫外線で硬化させる場合には、硬化触媒として、光増感剤が使用される。光増感剤の代表的なものとしてはアセトフェノン系、ベンゾインアルキルエーテル系、プロピオフェノン系、ケトン系、アントラキノン系、チオキサントン系が挙げられる。複数種を混合して使用してもよい。特にケトン系の１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等が転写性能、雛型性能、品質安定性の面で有用である。紫外線で硬化する樹脂は特に紫外線硬化型（ｃｕｒａｂ１ｅ）樹脂と呼ばれる。これらの樹脂は第２成形型の材料として好ましい。
【００９４】
特に原盤から第２成形型を剥離するとき、原盤に付着しない樹脂が好ましい。また、後に第３成形型を剥離するとき、第３成形型に付着しない樹脂が好ましい。後の電鋳工程やイオンプレーティング工程における静電気対策のために、帯電防止剤を樹脂液に混合してもよい。あるいは、第２成形型が完成した後に、薄い帯電防止層（例えば、Ｐｔ層）を形成してもよい。このような対策は、焼け焦げ、変形、剥離、ゴミ付着等の問題を防止する。また、第２成形型の厚さをより均一にする上でも、これらの対策は有効である。剥離された第２成形型には、肌荒れがない。原盤の表面粗さＲａが１０ｎｍ以下の場合、第２成形型の表面粗さＲａも１０ｎｍ以下となる。原盤の表面粗さＲａが１ｎｍ以下の場合は、第２成形型の表面粗さＲａも１ｎｍ以下となる。
【００９５】
［スタンパー（サン、第３成形型）の製造］
スタンパーは第２成形型を型として電鋳処理により形成される。ただし、第２成形型の上にいきなり導電化処理しメッキするのではなく、その前に、０．１〜２ｎｍのフォトレジストを塗布してもよい。その後で導電化処理し、電鋳処理を行う。こうすると、ＲａやＷａが多少改良される。
【００９６】
メッキには乾式と湿式がある。湿式には、無電解メッキと電解メッキがある。乾式は真空薄膜形成技術と呼ばれる。真空薄膜形成技術には、真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング等がある。第１の方法は乾式と無電解メッキを含む。第２の方法は電解メッキである。電鋳処理は第１の方法又は第２の方法により行われる。
【００９７】
第２の方法（電解メッキ）は狭義の電鋳（ｅ１ｅｃｔｒｏ−ｆｏｍｉｍｇ）とも呼ばれる。電解メッキは短時間で厚いメッキ層を形成することができる。電解メッキを行う場合、原盤が導電性を持たないので、最初に原盤表面に薄い（一般に約５０〜１００ｎｍ）金属層を形成する。金属層は導電層と呼ばれ、この形成を導電化処理と呼ぶ。導電化処理は第１の方法によって行われる。金属はＮｉが好ましく、それ以外にＡｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｒ等が用いられる。その他導電率の高い金属やその金属化合物が使用可能である。また、金属にリンを含有させてもよい。
【００９８】
金属として、Ｎｉを使用する場合、予めＮｉに近いか又は等しい熱膨張係数を有する他の金属や金属化合物をプライマー層として形成しておいてもよい。そのプライマー層の上に導電層を形成する。第２プライマー層は、電解メッキ時または終了後に「電鋳層が応力で歪む現象」を軽減することができる。この現象は、場合によりピットや溝等の凹部を破壊する。プライマー層は、場合により、スタンパーが完成した後、除去される。
【００９９】
その後、導電層が形成された第２成形型は、電解メッキを行うためメッキ浴に浸される。メッキ浴には、多くの場合、スルファミン酸ニッケル溶液が使用される。電解メッキを行うと導電層の上にＮｉメッキ層が形成される。このＮｉメッキ層が第３成形型（サン）であり、スタンパーとなる。Ｎｉに代えて、他の金属を使用することもできる。あるいは、Ｎｉに他の金属例えばＴｉや元素例えばＰを混ぜてもよい。Ｔｉを混ぜれば、比較的強固で耐久性の良好な型が得られる。Ｐを混ぜれば、表面硬度が高い型を得ることができる。導電層、その上のメッキ層又はその両方をＮｉ−ＰやＴｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｐ等の合金で構成すれば、高硬度で高耐久性のサンを得ることが可能である。
【０１００】
また、Ｎｉメッキ層の単層ではなく、Ｎｉメッキ層に加えて他のメッキ層（例えば、銀や銅、クロムのような金属又はそれらの合金）を積層した多層構造でもよい。場合によっては、電解メッキを用いることなしに、第１の方法（乾式又は無電解メッキ法）により、金属製の第３成形型を製造することも可能である。乾式はメッキ液の廃液処理の問題がない。乾式の中でもイオンプレーティングは特に低い表面粗さを有する型を与えることができる。
【０１０１】
形成されるメッキ層の厚さが約１００μｍを越えると、第２成形型の凹凸は表面に現れなくなる。即ち、外から見た場合、メッキ層の表面は平になっている。メッキ層の厚さが約２００〜約６００μｍ（一般には約２５０〜約３００μｍ）になったら、メッキを止める。これで第３成形型が完成する。第３成形型は完成した直後は、第２成形型の上に付着しているので、第３成形型を第２成形型から剥がす。第３成形型は薄い金属膜の状態なので、剥がすのに注意を要する。剥がした後、第３成形型表面に汚れが付着している可能性があるので、第３成形型を洗浄する。洗浄には、有機溶剤や超純水を用いた湿式や、アッシング、プラズマ処理、ＵＶ照射、オゾン洗浄等の乾式がある。
【０１０２】
第２成形型は１０回以上繰り返し使用可能である。第３成形型の平面性を高めるために、第３成形型の剥離前又は剥離後に、第３成形型の裏面を機械的に研磨する。剥離後に研磨する場合には、第３成形型の凹凸面を保護するため、第２成形型から剥離後、第３成形型の凹凸面に保護コートを施す。保護コートは、剥離可能型の保護塗料を塗布し、乾燥させることによって形成される。
【０１０３】
次に、第２成形型から剥離され、かつ、研磨された第３成形型の中心付近を機械的に打ち抜く。第３成形型の外径も同様に打ち抜く。これでドーナツ状のスタンパーが仕上がる。
【０１０４】
本発明の特徴として、剥離後の第３成形型の肌荒れが小さい。そのため、第２成形型の表面粗さＲａがで１０．ｎｍ以下の場合、第３成形型の表面粗さＲａも１０ｎｍ以下となる。第２成形型の表面粗さがＲａで１ｎｍ以下の場合、第３成形型の表面粗さＲａも１ｎｍ以下となる。本発明によれば、場合により、Ｒａで０．５ｎｍ以下（ＲＭＳで０．３ｎｍ以下）の表面粗さを有するスタンパーも製造可能である。更に、より良好な条件を選択すれば、Ｒａで０．３ｎｍ以下（ＲＭＳで０．２ｎｍ以下又はＯ．１ｎｍ以下）のスタンパーも製造可能である。
【０１０５】
第２成形型が原盤のクローンであることから、１つの原盤から製造された第３成形型もクローンである。よって、高価な原盤から多数の安価な第３成形型、すなわちスタンパーが多数製造される。
【０１０６】
［光ディスクの製造］
このようにして製造されたスタンパーを用いて、スタンパー表面の凹凸を転写する方法で、微細パターンを有する高密度光ディスク基板が製造（成形）される。成形方法には、射出成形、プレス、注型などがある。なかでも、射出成形法が高い生産性を持つ。
【０１０７】
樹脂基板に使用される樹脂は、一般に熱可塑性樹脂（特に比較的硬い樹脂）である。その例としては、ポリカーボネート、ポリスチレン、スチレン系ポリマーアロイ、アクリル樹脂（例えば、ポリメチルメタクリレート系）、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ナイロン、エチレン−酢酸ビニル樹脂、アモルファス・ポリオレフィンなどがある。しかし、場合により熱硬化性樹脂も使用可能である。その例としては、エポキシ樹脂、熱硬化性ポリウレタン、不飽和アクリル樹脂、不飽和ポリエステル、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート樹脂などがある。樹脂基板の成形方法は先行技術と同じ出公知であるので、これ以上の説明を省略する。
【０１０８】
なお、以上の実施の形態においては、原盤製造→第２成形型製造→第３成形型（スタンパー）製造→光ディスク製造の工程に従って光ディスクを製造している。よって、原盤に形成された凹凸パターンとスタンパーの凹凸パターンが同じとなり、その結果、原盤に形成された凹凸パターンと光ディスクの凹凸パターンが逆転する。
【０１０９】
原盤に形成された凹凸パターンと光ディスクの凹凸パターンとを同じとしたい場合は、原盤を型として電鋳を行って、原盤から直接第３成形型（スタンパー）を得るようにすればよい。しかし、この方法では、１つの原盤から１枚のスタンパーしか得られないことがある。これが不都合な場合には、前述の例において原盤から第２成形方を製造したのと同様な方法（樹脂成形）で、第２成形型から第３成形型を製造し、前述の例に置いて第２成形型から第３成形型を製造したのと同様の方法（電鋳）で、第３成形型から第４成形型を製造し、第４成形型をスタンパーとすれば、１つの原盤から多数のスタンパーを製造することができる。
【０１１０】
同様にして、第５成形型、第６成形型のように、次々に前の成形型を型としてレプリカをとり、最後に得られたレプリカをスタンパーとして使用するようにしてもよい。しかし、実際には１枚の原盤から１００００枚ものスタンパーが得られることから、原盤に形成された凹凸パターンと光ディスクの凹凸パターンとを同じとしたい場合には第３成形型、原盤に形成された凹凸パターンと光ディスクの凹凸パターンとを逆にしたい場合は第４成形型までで十分対応できると思われる。
【０１１１】
【実施例】
＜原盤の製造＞
まず、基板材料として合成石英板を１枚用意した。この板を外径１８５ｍｍ、厚み６ｍｍの円板に加工し、基板とした。その後、基板表面を、表面粗さ：Ｒａ：０．５ｎｍ以下に精密研磨した。洗浄後、基板表面にプライマーとしてのヘキサメチルジシラザンをスピンコートし、続いてＳｉ系ポリマー含有レジスト（ＤＬＲ−５０１：ＮＴＴアドバンステクノロジ社製）をスピンコートした。そして、２００℃のクリーンオーブン内でプリベークを３０分間行った。その結果、厚さ約３ｎｍの第１レジスト層が基板上に形成された。次にこのレジスト基板にノボラック系レジスト（ＤＶＲ３００、日本ゼオン社製）をスピンコートした。そして１００℃のホットプレートで１０分間プリベークを行った。その結果、厚さ２００ｎｍの第２レジスト層が第２レジスト層上に形成された。
【０１１２】
次にレーザーカッティング装置を用いて、基板上のフォトレジストを露光した。カッティング装置のレーザーはアルゴンイオンレーザーであり波長は３５１ｎｍである。対物レンズＮＡはＯ．９０である。
【０１１３】
露光のパターンは、ウォッブル（ｗｏｂｂ１ｅ）ガイド溝パターン、及びＴＯＣ（ｔａｂ１ｅｏｆ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ）パターンとなるプリピット（ｐｒｅ−ｐｉｔｓ）とした。トラックピッチは、０．３０μｍ、溝幅は０．１２μｍ、溝のウォッブル（ｗｏｂｂ１ｅ）振幅は約５〜１０ｎｍ、ＴＯＣパターンにおけるプリピット幅は約０．１μｍとした。通常、形成できる最小溝幅は照明光の波長程度であるとされている。しかし、この実施例においては、それより大幅に狭い幅０．１２μｍの溝を形成することを目的としている。
【０１１４】
露光を終えた基板上のレジストを、それぞれ無機アルカリ現像液で現像した。レジスト表面をスピン洗浄し、その後、６０℃で１０分ポストベークした。これによりレジストパターンが形成された。基板を反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）装置内に入れ、ドライエッチングを行った。
【０１１５】
残ったレジストを除去し、洗浄すると、原盤が得られた。これらの原盤は石英基板に直接にパターンが食刻されたものである。原盤に形成されたパターン（高密度書き換え型ＤＶＤフォーマット）は、ピット及び溝深さが約２１ｎｍであった。
【０１１６】
この原盤は、ＲＩＥプロセスで製造されたので、溝の側壁、ピットの側壁及びピット前後のエッジがいずれも非常にシャープであった。このことは、光ディスクに次の（ａ）〜（ｆ）の利点をもたらす。
（ａ）ウォッブル信号の再生が正確である。
（ｂ）ＣＮＲが向上する。
（ｃ）クロスイレーズ及ぴクロストークが低くなる。
（ｅ）書き込み、読み取りの各信号のドロップアウトが非常に少なくなる。
【０１１７】
また、ピットの底及び側壁の表面粗さ、溝の底及び側壁の表面粗さが非常に小さいために、ノイズが小さくなる。
【０１１８】
＜第２成形型の製造＞
紫外線硬化型樹脂液を用意した。この樹脂液は、アセタールグリコールジアクリレートを７０部、ウレタンアクリレートを３０部、１−ヒドロキシシクロヘキシシクロヘキシルフェニルケトン（商品名：イルカキュアー１８４：チバ・ガイギー（株）製）を３部混合することで調製された。
【０１１９】
樹脂液としては、熱や光の吸収特性、雛型性、耐光性、耐久性、硬度を考えると、色数（ＡＰＨＡ）が３０〜５０、屈折率が２５℃で１．４〜１．８程度のものが好ましい。本実施例では、剥離性、及び後で電鋳を複数回数行うことを考えて、色数４０、屈折率１．４７〜１．４８の樹脂液を用いた。
【０１２０】
樹脂液の比重は、２５℃で０．８〜１．３程度、粘度は２５℃で１０〜４８００ｃｐｓ程度のものが、転写性の点で好ましい。本実施例では、第２成形型の複製時間の短縮化及び混入する泡の低減を目的として、比重が１．０８程度、粘度が４５００〜４７８０ｃｐｓ程度の樹脂液を用いた。粘度は、低分子量の成分を用いることで、より小さくすることが可能である。つまり、ウレタンアクリレートの分子量は、１０００〜２０００程度と大きいので、別の低分子量の成分を用いれば粘度を低くすることができる。
【０１２１】
別に、外径２００ｍｍ、厚み１．１ｍｍの青板ガラス円板を用意した。そして、円板を洗浄し、表面にプライマーであるシランカップリング剤を塗布した。シランカップリング剤は、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを溶媒（トルエン）に溶かして、２％程度の溶液としたものである。塗布法はスピンシャワー法である。塗布後、１４０℃で３０分間ベークした。
【０１２２】
そして、凹凸面を上にした原盤の上に樹脂液を垂らした。上からガラス円板を押し付け、樹脂液を円板と原盤でサンドイッチした。このとき、樹脂液に泡が入らないように注意した。更に青ガラス円板を加圧して粘彫な樹脂液を原盤表面全体に均一に押し拡げた。
【０１２３】
ガラス円板を通して、樹脂液に水銀ランプからの紫外線を５〜６０秒程照射する。これにより樹脂液は硬化し、硬い樹脂層が生成した。ここでは樹脂層とガラス円板の２層構造物が第２成形型である。次に第２成形型を原盤から剥離した。剥離は両者を損傷しないように注意深く実施した。第２成形型の表面粗さＲａは１ｎｍ以下であった。
【０１２４】
剥離した後に残された原盤は、損傷していないので繰り返し使用可能である。驚くべきことに、原盤には樹脂が付着しておらず、残存樹脂の除去は不要であった。そこで、再び、そのまま原盤を使用してマザーを製造した。原盤は繰り返し１０００回使用した。その結果、１枚の原盤から１０００個の第２成形型が製造された。１０００回の使用後も、原盤の損傷は認められなかった。よって、原盤は、１００００回程度は繰り返し使用が可能であると推定される。第２成形型の製造時間は短く、本実施例においては、５〜１０分で１枚が製造された。
【０１２５】
＜スタンパーの製造＞
第２成形型をスパッタリング装置にセットし、表面に厚さ約５０〜７０ｎｍのＮｉ層（導電層）を付着（ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）させた。これにより導電化処理を終えた。第２成形型の凹凸が深い場合は、ＲＦ放電下でスパッタリングすることが好ましい。ＲＦ放電下では、原盤の帯電による悪影響（例えばスパッタリング速度ムラ）を受け難くなる。そこで本実施例では、ＰＦ放電（電力：４００Ｗ）下でスパッタリングを実施した。Ｎｉ層が厚いと、後でＮｉメッキ層が剥がれる場合がある。その場合には、Ｎｉ層（導電層）の厚さを１０ｎｍ〜４０ｎｍ程度に薄くする。
【０１２６】
次に、第２成形型を、スルファミン酸ニッケルを溶かしたメッキ浴に入れた。浴の温度は約４５〜５５℃にした。そして、通電することによりＮｉ電解メッキを開始した。開始時は、電流密度を低くし、徐々に電流密度を上げた。電解メッキは、得られたＮｉメッキ層の厚さが２９３μｍになったときに止めた。
【０１２７】
主にこのメッキが第３成形型を構成する。第３成形型を第２成形型から剥した。第３成形型の表面粗さＲａは１ｎｍ以下であった。第３成形型の凹凸面に保護塗料として商品名：クリンコートＳ（ファインケミカルジャパン社製）をスピンコート法により塗布した。これにより凹凸面は保護コートで覆われた。続いて第３成形型の裏面を研磨した後、その内径と外径を打ち抜いて落とした。こうして、ドーナツ状のスタンパーが仕上がった。各第２成形型からそれぞれスタンパーを製造した。こうして、Ｎｉスタンパーが完成した。スタンパーの厚みは２９３μｍであった。スタンパーの表面粗さＲａ及びうねりＷａは１ｎｍ以下であった。スタンパーを剥した後の第２成形型は、損傷しておらず、第２成形型は１０回以上繰り返し使用可能であった。驚くべきことに、第３成形型には樹脂が付着しておらず、残存樹脂の除去は不要であった。
【０１２８】
各第２成形型より１０枚のスタンパーを複製したので、１００００枚のスタンパーが得られた。これらのスタンパーから、１００枚のスタンパーを無作為に抽出し、それぞれ順に「専用の再生装置」にセットして、その再生信号をチェックした。信号の種類は、トラッキング信号、ノイズ、ウォブル信号、アドレス信号、欠陥数である。その結果、信号の品質は良好であった。
【０１２９】
＜光ディスクの製造＞
射出成形機として、住友重機械工業株式会社製の「ＳＤ３０」を用意した。光ディスク樹脂基板用の樹脂として、帝人株式会社製のポリカーボネート（商品名「ＡＤ５５０３」）を用意し、上記射出成形機に供給可能にセットした。
【０１３０】
製造された前記１００００枚のスタンパーの中から、無作為に１０枚を選びだした。各スタンパーを上記射出成形機にセットした。金型温度を１２５℃、樹脂温度を３４０℃、射出圧力を３０ｔ、サイクルタイムを１２秒とし、この成形条件で樹脂基板を成形した。基板の厚さは０．６ｍｍである。１枚のスタンパーから、２時間で６００枚の光ディスク基板が製造された。
【０１３１】
各スタンパーから成形した樹脂基板の中から任意の１０枚を選びだした。この１０枚の樹脂基板について、電子顕微鏡（ＨＲ−ＳＥＭ）及び原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で溝形状及びピット形状を観察した。その結果、トラックピッチ０．３０ミクロン、溝幅０．１２ミクロンの溝形成が問題無くできていた。原盤製造の際のカッティングマシンの露光条件を変更し、トラックピッチを小さくしていったところ、トラックピッチ０．２０μｍ、溝幅０．０８μｍの光ディスクが上記に述べたような方法で形成できることがわかった。
【０１３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、波長やＮＡの改良ではない新たな手法により、微細なパターンを有する光ディスクを形成可能な光ディスク製造用スタンパーの製造方法、この製造方法により製造された光ディスク製造用スタンパー、及びこのスタンパーを使用した光ディスクの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を説明するための図である。
【符号の説明】
１：基板
２：第１のレジスト
３：第２のレジスト
４：原盤

Claims

基板の表面に、第１のレジスト層を形成する第１の工程、第１のレジスト層の上に第１のレジストより感度の高い第２のレジスト層を、第１のレジスト層の厚さより厚く形成する第２の工程、第２のレジスト層の上から、光を照射してレジストを感光させる第３の工程、感光したレジストを現像する第４の工程、残存するレジストをマスクとして基板をエッチングする第５の工程、エッチングが終了した基板からレジストを除去する第６の工程、レジストを除去した基板を型として電鋳を行い、電鋳品を基板から除去してスタンパーとする第７の工程を有することを特徴とする光ディスク製造用スタンパーの製造方法。
請求項１に記載の光ディスク製造用スタンパーの製造方法における第７の工程に変えて、レジストを除去した基板のレプリカを作成し、当該レプリカを型として電鋳を行い、電鋳品を型から外してスタンパーとする第８の工程を有することを特徴とする光ディスク製造用スタンパーの製造方法。
請求項２に記載の光ディスク製造用スタンパーの製造方法における第８の工程に変えて、レジストを除去した基板のレプリカを作成し、さらにレプリカのレプリカをとる工程を１回又は複数回繰り返し、最後に得られたレプリカを型として電鋳を行い、電鋳品を型から外してスタンパーとする第９の工程を有することを特徴とする光ディスク製造用スタンパーの製造方法。
請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の光ディスク製造用スタンパーの製造方法であって、第２のレジストを第１のレジストよりも低温でベーキングすることにより、第２のレジストの感度を、第１のレジストの感度より高くすることを特徴とする光ディスク製造用スタンパーの製造方法。
請求項４に記載の光ディスク製造用スタンパーの製造方法であって、第１のレジストがＳｉ含有型レジストであり、第２のレジストがノボラック樹脂ベースのレジストであって、第１のレジストのベーキング温度が１５０〜２５０℃、第２のレジストのベーキング温度が８０〜１２０℃であることを特徴とする光ディスク製造用スタンパーの製造方法。
請求項５に記載の光ディスク製造用スタンパーの製造方法であって、第１のレジストの厚さが３〜１０ｎｍ、第２のレジストの厚さが２００〜１０００ｎｍであることを特徴とする光ディスク製造用スタンパーの製造方法。
請求項１から請求項６のうちいずれか１項に記載の光ディスク製造用スタンパーの製造方法により製造された光ディスク製造用スタンパー。
請求項７に記載の光ディスク製造用スタンパーを使用し、当該スタンパーの表面に形成された凹凸を、表面に転写する工程を有することを特徴とする光ディスクの製造方法。