(57)【要約】  【課題】  トラッキングサーボ特性等の記録再生特性に優れ実用的に高密度を達成することができる光ディスク用原盤の製造方法、光ディスク用原盤および光ディスクを提供する。また、極めて微細な凹凸を形成できる凹凸形成方法および極めて微細な凹凸が形成された凹凸基板を提供する。  【解決手段】  原盤１０上に無機レジストによるレジスト層１１を形成し、該レジスト層１１を、レーザ光源１４から出射される波長が例えば２６６ｎｍのレーザ光によって露光し現像することで、ガラス原盤１０上に光ディスクにおけるグルーブ等の凹凸を形成する際に、凹凸のピッチ／露光ビーム径を０．２７７以上０．５５６以下とすることで、原盤１０上に高さ変化および幅変化の少ない正確で極めて微細な凹凸を形成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に無機レジスト層を形成し、該無機レジスト層をレーザ光によって露光し現像することで、記録トラックに沿ったグルーブを形成する光ディスク用原盤の製造方法であって、
トラックピッチ／露光ビーム径を０．２７７以上０．５５６以下とすることを特徴とする光ディスク用原盤の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、
上記レーザ光の光源に遠紫外線レーザを用いることを特徴とする光ディスク用原盤の製造方法。
【請求項３】
請求項１において、
トラックピッチを１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下とすることを特徴とする光ディスク用原盤の製造方法。
【請求項４】
請求項１において、
上記グルーブをウォブルさせることを特徴とする光ディスク用原盤の製造方法。
【請求項５】
請求項１において、
ランド部の高さ変化量を１．３５ｎｍ以下とすることを特徴とする光ディスク用原盤の製造方法。
【請求項６】
請求項１において、
ランド部の高さ変化量／平均のグルーブ深さを０．０５９以下とすることを特徴とする光ディスク用原盤の製造方法。
【請求項７】
請求項１において、
トラックピッチむらを±３ｎｍ以下とすることを特徴とする光ディスク用原盤の製造方法。
【請求項８】
請求項１において、
トラックピッチむら／トラックピッチを±０．０３以下とすることを特徴とする光ディスク用原盤の製造方法。
【請求項９】
基板上に無機レジスト層を形成し、該無機レジスト層をレーザ光によって露光し現像することで、記録トラックに沿ったグルーブが形成された光ディスク用原盤であって、
トラックピッチ／露光ビーム径が０．２７７以上０．５５６以下であることを特徴とする光ディスク用原盤。
【請求項１０】
請求項９において、
上記レーザ光の光源が遠紫外線レーザであることを特徴とする光ディスク用原盤。
【請求項１１】
請求項９において、
トラックピッチが１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることを特徴とする光ディスク用原盤。
【請求項１２】
請求項９において、
上記グルーブがウォブルされていることを特徴とする光ディスク用原盤。
【請求項１３】
請求項９において、
ランド部の高さ変化量が１．３５ｎｍ以下であることを特徴とする光ディスク用原盤。
【請求項１４】
請求項９において、
ランド部の高さ変化量／平均のグルーブ深さが０．０５９以下であることを特徴とする光ディスク用原盤。
【請求項１５】
請求項９において、
トラックピッチむらが±３ｎｍ以下であることを特徴とする光ディスク用原盤。
【請求項１６】
請求項９において、
トラックピッチむら／トラックピッチが±０．０３以下であることを特徴とする光ディスク用原盤。
【請求項１７】
基板上に無機レジスト層を形成し、該無機レジスト層をレーザ光によって露光し現像することで、記録トラックに沿ったグルーブが形成された光ディスクであって、
トラックピッチ／露光ビーム径が０．２７７以上０．５５６以下であることを特徴とする光ディスク。
【請求項１８】
請求項１７において、
上記レーザ光の光源が遠紫外線レーザであることを特徴とする光ディスク。
【請求項１９】
請求項１７において、
トラックピッチが１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることを特徴とする光ディスク。
【請求項２０】
請求項１７において、
上記グルーブがウォブルされていることを特徴とする光ディスク。
【請求項２１】
請求項１７において、
ランド部の高さ変化量が１．３５ｎｍ以下であることを特徴とする光ディスク。
【請求項２２】
請求項１７において、
ランド部の高さ変化量／平均のグルーブ深さが０．０５９以下であることを特徴とする光ディスク。
【請求項２３】
請求項１７において、
トラックピッチむらが±３ｎｍ以下であることを特徴とする光ディスク。
【請求項２４】
請求項１７において、
トラックピッチむら／トラックピッチが±０．０３以下であることを特徴とする光ディスク。
【請求項２５】
基板上に無機レジスト層を形成し、該無機レジスト層をレーザ光によって露光し現像することで、上記基板上に凹凸を形成する凹凸形成方法であって、
凹凸のピッチ／露光ビーム径を０．２７７以上０．５５６以下とすることを特徴とする凹凸形成方法。
【請求項２６】
請求項２５において、
上記レーザ光の光源に遠紫外線レーザを用いることを特徴とする凹凸形成方法。
【請求項２７】
請求項２５において、
凹凸のピッチを１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下とすることを特徴とする凹凸形成方法。
【請求項２８】
請求項２５において、
凸部の高さ変化量を１．３５ｎｍ以下とすることを特徴とする凹凸形成方法。
【請求項２９】
請求項２５において、
凸部の高さ変化量／平均の凹部深さを０．０５９以下とすることを特徴とする凹凸形成方法。
【請求項３０】
請求項２５において、
凹凸のピッチむらを±３ｎｍ以下とすることを特徴とする凹凸形成方法。
【請求項３１】
請求項２５において、
凹凸のピッチむら／凹凸のピッチを±０．０３以下とすることを特徴とする凹凸形成方法。
【請求項３２】
主面上に無機レジスト層を形成し、該無機レジスト層をレーザ光によって露光し現像することで、凹凸が形成された凹凸基板であって、
凹凸のピッチ／露光ビーム径が０．２７７以上０．５５６以下であることを特徴とする凹凸基板。
【請求項３３】
請求項３２において、
上記レーザ光の光源が遠紫外線レーザであることを特徴とする凹凸基板。
【請求項３４】
請求項３２において、
凹凸のピッチが１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることを特徴とする凹凸基板。
【請求項３５】
請求項３２において、
凸部の高さ変化量が１．３５ｎｍ以下であることを特徴とする凹凸基板。
【請求項３６】
請求項３２において、
凸部の高さ変化量／平均の凹部深さが０．０５９以下であることを特徴とする凹凸基板。
【請求項３７】
請求項３２において、
凹凸のピッチむらが±３ｎｍ以下であることを特徴とする凹凸基板。
【請求項３８】
請求項３２において、
凹凸のピッチむら／凹凸のピッチが±０．０３以下であることを特徴とする凹凸基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光ディスク用原盤の製造方法、光ディスク用原盤および光ディスクならびに凹凸形成方法および凹凸基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（登録商標）フォーマットが提案されている。Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（以下、ＢＤと適宜表記する）フォーマットは、片面単層で約２５Ｇバイト、片面２層で約５０Ｇバイトの記録容量を有する高密度光ディスクのフォーマットである。
【０００３】
さらにＢＤフォーマットでは、記録再生用ビームスポット径を小とするために、光源波長を４０５ｎｍとし、対物レンズの開口数ＮＡ(Numerical Aperture)を０．８５と大きくしている。ＢＤフォーマットでは、スポット径を０．５８μｍまで絞ることができ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）と比して、約１／５とすることができる。さらに、対物レンズの開口数ＮＡを高めた結果、ディスク面とレーザ光の光軸がなす角度の９０°からの傾きに許される角度誤差（チルト・マージンと称される）が小さくなるので、情報層を覆うカバー層を０．１mmまで薄くしている。
【０００４】
書き換え可能なＢＤフォーマットの光ディスクの場合、オン・グルーブ記録が採用されている。オン・グルーブ記録は、記録トラックに沿ってディスク基板上に形成されたいわゆる案内溝による凹凸形状の凸部のグルーブのみに記録を行うものである。データ記録領域のグルーブは、ＭＳＫ（Minimum Shift Keying）信号とＳＴＷ（Saw Tooth Wobble）信号との重畳信号で形成されたウォブル（Wobbled；蛇行）グルーブである。ＭＳＫ方式は、ウォブルの変調方式であり、正弦波からなるウォブルの特定位置にアドレスを集中して埋め込んでいる。
【０００５】
このように情報を集中して埋め込むと、その部分に欠陥があった場合に影響が受けるので、ＭＳＫのウォブルにＳＴＷを多重している。ＳＴＷ方式は、ウォブル形状をのこぎり波の形とし、その歯の向きでアドレス情報の"0"と"1"とを判定する方式である。ＳＴＷ方式は、同じ情報が広範囲にわたって連続的に並んでいるため、部分的な欠陥が生じても修復できる可能性が高い特徴を有する。書き換え可能なＢＤフォーマットでは、ＭＳＫとＳＴＷとを組み合せることによって誤りに耐性が高いアドレス情報を得ることが可能とされている。
【０００６】
光ディスク基板は、一般的には樹脂材料の射出成型により作製されており光ディスクの低価格化が実現されている。光ディスク基板の射出成型においては、光ディスクにグルーブやピット等のパターンを具備させるために、それらのパターンを転写させる光記録媒体製造用原盤としてのスタンパが射出成型装置のキャビティ内に配設される。
【０００７】
ここで、スタンパの作製方法の概略について説明する。まず、ガラス原盤上に、スピンコート法等によってごく薄くフォトレジスト（感光剤）を塗布し、ガラス原盤を回転させながらカッティング装置のレーザにより露光する。フォトレジスト膜には、露光によってグルーブまたはピットに対応したパターンの潜像が形成される。
【０００８】
その後、回転するガラス原盤上に現像液を滴下し、現像処理をすることで、光ディスクのグルーブまたはピットに対応した凹凸のレジストパターンをガラス原盤上に形成する。
【０００９】
次に、このガラス原盤上にメッキ処理によりニッケル等の金属を析出させ、これを剥離させ、トリミングを行うことでスタンパが得られる。スタンパが射出成型装置のキャビティ内に配設され、キャビティ内に樹脂が注入されることによって、ディスク基板が作製される。
【００１０】
フォトレジスト膜を露光する際の露光ビーム径ｄは、使用する露光用光源（レーザ）の波長λならびに光源から出た光束を感光剤に収束させるための対物レンズの開口数ＮＡによって、次の式（１）で表される。
ｄ＝１．２２×λ／ＮＡ      ・・・（１）
【００１１】
ＢＤフォーマットにおけるレーザの露光波長、トラックピッチ、ウォブル量、露光ビーム径を表１にまとめる。
【表１】
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【００１２】
表１に示されるように、高密度光ディスクのＢＤでは、データ記録領域のトラックピッチが３２０ｎｍであり、短波長で安定な２６６ｎｍレーザを用いた場合でも、
露光ビーム径（約３６０ｎｍ）＞トラックピッチ（３２０ｎｍ）
の関係となる。
【００１３】
この関係から、露光ビームが隣接トラックに漏れこんでしまう。下記の特許文献１には、露光ビームの重なり合いを均一化することで、トラックピッチを狭小化してもピットサイズおよびピット形状の変動を抑制して、高密度光ディスクのジッタおよびクロストークを低減することが示されている。
【００１４】
【特許文献１】特開２００３−３４６３９０号公報
【００１５】
ところが、書き換え可能なＢＤフォーマットの光ディスクの場合、隣接するウォブルグルーブの位相関係によっては、ウォブルグルーブ同士がかなり近づくことがあり、露光ビームの隣接トラックへの漏れ込み量が変化する。さらに、ウォブルにより、露光ビームのランド部への漏れ込み量がさらに変化するため、露光、現像、スタンパの作成、成形等の工程で作成されたＢＤディスクにおいてランド部の高さが変化する。
【００１６】
また、書き換え可能なＢＤフォーマットでは、相変化記録膜を用いているため、グルーブ深さが２３ｎｍ程度と非常に浅く、データ記録部において、ウォブルによるランド部の高さ変化量が１．４ｎｍ以上のとき、高さ変化量の影響が大となる。その結果、プッシュプル信号変動量が大きく、ＭＳＫとＳＴＷウォブルの２次歪も悪く、規格を満たすことは困難である。
【００１７】
一方、下記の特許文献２で開示される遷移金属の不完全酸化物からなる無機レジスト材料では４０５ｎｍ程度の可視レーザによる露光によっても、熱記録の特性によりスポット径より小さいパターンの露光が可能であることが示されており、ＲＯＭ（Read Only Memory）のＢＤフォーマットあるいはそれ以上の高記録密度化に対応した光ディスクのマスタリング技術に有用な技術として注目される。
【００１８】
レーザ波長が４０６ｎｍの場合における露光ビーム径ｄは、
ｄ＝１．２２×４０６〔ｎｍ〕／０．８５＝約５８３〔ｎｍ〕
であり、
露光ビーム径（５８３ｎｍ）＞＞ＲＯＭのＢＤフォーマットにおけるトラックピッチ（３２０ｎｍ）
となる。
【００１９】
このように、無機レジストを用いることによって、露光ビーム径の半分程度のトラックピッチの光ディスクフォーマットの形成が可能である。
【００２０】
【特許文献２】特開２００３−３１５９８８号公報
【００２１】
また、下記の非特許文献１には、相変化（無機）レジストと４８０ｎｍ波長のレーザとを用いて、図７に示す走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）写真のような、直径が約４０ｎｍの超高密度の凹凸マークを形成可能であることが示されている。
【非特許文献１】ディスク用相変化記録膜のナノパターン加工技術、「はいたっく」、株式会社日立製作所、２００４．４、ｐ．９−１０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかしながら、超高密度光ディスクフォーマットを形成するためには、グルーブ幅の変動やトラックピッチむらが少なく、且つランド部の高さ変化が少ないフォーマットを形成しなければならない。上述した非特許文献１では、図７から分かるように、ピットの幅や長さが均一でなく、トラックピッチむらも大きいため、光ディスクフォーマットとしては、十分な特性を満たすまでには至っていない。よって、トラックピッチが２００ｎｍ以下の超高密度光ディスクフォーマットを形成することは困難であった。
【００２３】
また、光ディスクに限らず半導体等の他のデバイスの製造であっても、高さ変化の少ない正確で極めて微細な凹凸を形成することは困難であった。
【００２４】
したがって、この発明の目的は、トラックピッチが２００ｎｍ以下の高密度光ディスクに適用して好適な、トラッキングサーボ特性等の記録再生特性に優れ実用的に高密度を達成することができる光ディスク用原盤の製造方法、光ディスク用原盤および光ディスクを提供することにある。
【００２５】
また、この発明の目的は、半導体等のデバイスの製造等に適用して好適な、極めて微細な凹凸を形成できる凹凸形成方法および極めて微細な凹凸が形成された凹凸基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
上述した課題を解決するために、この発明の第１の態様は、基板上に無機レジスト層を形成し、該無機レジスト層をレーザ光によって露光し現像することで、記録トラックに沿ったグルーブを形成する光ディスク用原盤の製造方法であって、トラックピッチ／露光ビーム径を０．２７７以上０．５５６以下とすることを特徴とする光ディスク用原盤の製造方法である。
【００２７】
この発明の第２の態様は、基板上に無機レジスト層を形成し、該無機レジスト層をレーザ光によって露光し現像することで、記録トラックに沿ったグルーブが形成された光ディスク用原盤であって、トラックピッチ／露光ビーム径が０．２７７以上０．５５６以下であることを特徴とする光ディスク用原盤である。
【００２８】
この発明の第３の態様は、基板上に無機レジスト層を形成し、該無機レジスト層をレーザ光によって露光し現像することで、記録トラックに沿ったグルーブが形成された光ディスクであって、トラックピッチ／露光ビーム径が０．２７７以上０．５５６以下であることを特徴とする光ディスクである。
【００２９】
この発明の第４の態様は、基板上に無機レジスト層を形成し、該無機レジスト層をレーザ光によって露光し現像することで、基板上に凹凸を形成する凹凸形成方法であって、凹凸のピッチ／露光ビーム径を０．２７７以上０．５５６以下とすることを特徴とする凹凸形成方法である。
【００３０】
この発明の第５の態様は、主面上に無機レジスト層を形成し、該無機レジスト層をレーザ光によって露光し現像することで、凹凸が形成された凹凸基板であって、凹凸のピッチ／露光ビーム径が０．２７７以上０．５５６以下であることを特徴とする凹凸基板である。
【発明の効果】
【００３１】
この発明の光ディスク用原盤の製造方法、光ディスク用原盤および光ディスクによれば、基板上に無機レジスト層を形成し、該無機レジスト層をレーザ光によって露光し現像することで、記録トラックに沿ったグルーブを形成する際に、トラックピッチ／露光ビーム径を０．２７７以上０．５５６以下とすることで、グルーブ幅の変動、トラックピッチむらおよびランド部の高さ変化が少ない良好な記録再生特性を有する光ディスクフォーマットを実現することができる。これによって、例えば遠紫外線レーザを使用すれば、電子ビーム等の高価且つ複雑な装置を使用しなくても、トラックピッチが２００ｎｍ以下の光ディスクフォーマットを形成することができる。
【００３２】
また、この発明の凹凸形成方法および凹凸基板によれば、基板上に無機レジスト層を形成し、該無機レジスト層をレーザ光によって露光し現像することで、基板上に凹凸を形成する際に、凹凸のピッチ／露光ビーム径を０．２７７以上０．５５６以下とすることで、半導体等のデバイスの製造等に適用して好適な、基板上に高さ変化の少ない正確で極めて微細な凹凸を形成ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、この発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。一実施形態は、光ディスクの製造プロセスにおいて、各所望の凹凸パターンをディスク基板の表面に転写するためのスタンパを形成するに際し、光源から出射されたレーザビームをＡＰＣ（Auto Power Controller）によりレーザ強度変調器例えばＥＯＭ（Electro Optic Modulator）に対してフィードバック制御を行い、半径により線速度に対応して線形にＥＯＭを透過するレーザ光の光出力変化させ、単位あたりの露光量を一定にする。さらに、超高解像度の無機レジストを用い、グルーブ幅が均一な形状パターンを形成した例である。
【００３４】
一実施形態で用いるレジスト材料は、遷移金属の不完全酸化物である。ここで、遷移金属の不完全酸化物は、遷移金属のとりうる価数に応じた化学量論組成より酸素含有量が少ない方向にずれた化合物のこと、すなわち遷移金属の不完全酸化物における酸素の含有量が、遷移金属のとりうる価数に応じた化学量論組成の酸素含有量より小さい化合物のことと定義する。
【００３５】
例えば、遷移金属の酸化物として化学式ＭｏＯ3を例に挙げて説明する。化学式ＭｏＯ3の酸化状態を組成割合Ｍｏ1−ｘＯｘに換算すると、ｘ＝０．７５の場合が完全酸化物であるのに対して、０＜ｘ＜０．７５で表される場合に化学量論組成より酸素含有量が不足した不完全酸化物であるといえる。
【００３６】
また、遷移金属では１つの元素が価数の異なる酸化物を形成可能なものがあるが、この場合には、遷移金属のとりうる価数に応じた化学量論組成より実際の酸素含有量が不足している場合をこの一実施形態での範囲内とする。例えばＭｏは、先に述べた３価の酸化物（ＭｏＯ3）が最も安定であるが、その他に１価の酸化物（ＭｏＯ）も存在する。この場合には組成割合Ｍｏ1−ｘＯｘに換算すると、０＜ｘ＜０．５の範囲内であるとき化学量論組成より酸素含有量が不足した不完全酸化物であるといえる。なお、遷移金属酸化物の価数は、市販の分析装置で分析可能である。
【００３７】
このような遷移金属の不完全酸化物は、紫外線又は可視光に対して吸収を示し、紫外線又は可視光を照射されることでその化学的性質が変化する。この結果、詳細は後に述べるが、無機レジストでありながら現像工程において露光部と未露光部とでエッチング速度に差が生じる、いわゆる選択比が得られる。また、遷移金属の不完全酸化物からなるレジスト材料は、膜粒子サイズが小さいために未露光部と露光部との境界部のパターンが明瞭なものとなり、分解能を高めることができる。
【００３８】
ところで、遷移金属の不完全酸化物は、酸化の度合いによってそのレジスト材料としての特性が変化するので、適宜最適な酸化の度合いを選択する。例えば、遷移金属の完全酸化物の化学量論組成より大幅に酸素含有量が少ない不完全酸化物では、露光工程で大きな照射パワーを要したり、現像処理に長時間を有したりする等の不都合を伴う。このため、遷移金属の完全酸化物の化学量論組成より僅かに酸素含有量が少ない不完全酸化物であることが好ましい。
【００３９】
レジスト材料を構成する具体的な遷移金属としては、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｒｕ、Ａｇ等が挙げられる。この中でも、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｂを用いることが好ましく、紫外線又は可視光により大きな化学的変化を得られるといった見地から特にＭｏ、Ｗを用いることが好ましい。
【００４０】
なお、遷移金属の不完全酸化物としては、１種の遷移金属の不完全酸化物の他に、第２の遷移金属を添加したもの、さらに複数種類の遷移金属を添加したもの、遷移金属以外の他の元素が添加されたもの等のいずれも、一実施形態での範囲に含まれ、特に複数種の金属元素を含むものが好ましい。なお、１種の遷移金属の不完全酸化物の他に、第２の遷移金属を添加したもの、さらに３種以上の遷移金属を添加したものの場合、結晶構造のある１種の遷移金属原子の一部が他の遷移金属原子で置換されたものと考えられるが、これら複数種類の遷移金属がとりうる化学量論組成に対して酸素含有量が不足しているか否かで不完全酸化物かどうかを判断することとする。
【００４１】
また、遷移金属以外の他の元素としては、Ａｌ、Ｃ、Ｂ、Ｓｉ、Ｇｅ等のうち少なくとも１種を使用可能である。２種以上の遷移金属を組み合せて用いることで、あるいは遷移金属以外の他の元素を添加することにより、遷移金属の不完全酸化物の結晶粒が小さくなるので、露光部と未露光部との境界部がさらに明瞭となり、分解能の大幅な向上が図られる。また、露光感度を改善することができる。
【００４２】
なお、上述したレジスト材料は、所定の遷移金属を含んだターゲットを用いたＡｒ＋Ｏ2雰囲気中のスパッタリング法によって作製すればよい。例えば、チャンバー内への導入ガスの全流量に対してＯ2を５〜２０％とし、ガス圧は通常のスパッタリングのガス圧（１〜１０Ｐａ）とする。
【００４３】
一実施形態では、レジスト層を以下のように形成する。先ず、表面が充分に平滑とされた基板上に、遷移金属の不完全酸化物からなるレジスト層を成膜する。具体的な成膜方法としては、例えば遷移金属の単体からなるスパッタターゲットを用いて、アルゴンおよび酸素雰囲気中でスパッタリング法により成膜を行う方法が挙げられる。この場合には、真空雰囲気中の酸素ガス濃度を変えることにより、遷移金属の不完全酸化物の酸化度合いを制御できる。２種類以上の遷移金属を含む遷移金属の不完全酸化物をスパッタリング法により成膜する場合には、異なる種類のスパッタターゲット上で基板を常に回転させることにより複数種類の遷移金属を混合させる。混合割合は、それぞれのスパッタ投入パワーを変えることにより制御する。
【００４４】
また、先に述べた金属ターゲットを用いた酸素雰囲気中のスパッタリング法の他、予め所望量の酸素を含有する遷移金属の不完全酸化物からなるターゲットを用いて通常のアルゴン雰囲気中でスパッタリングを行うことによっても、遷移金属の不完全酸化物からなるレジスト層を同様に成膜できる。
【００４５】
さらに、スパッタリング法の他、蒸着法によっても遷移金属の不完全酸化物からなるレジスト層を容易に成膜可能である。
【００４６】
原盤用の基板としては、シリコン、ガラス、ポリカーボネート等のプラスチック、アルミナチタンカーバイド、ニッケル等を用いることができる。
【００４７】
レジスト層の膜厚は任意に設定可能であるが、例えば１０ｎｍ〜８０ｎｍの範囲内とすることができる。
【００４８】
基板上に形成されたレジスト層は、光学的記録装置によって露光される。ここで、一実施形態で使用した光学的記録装置について図１を参照して説明する。図１に示したレーザカッティング装置は、シリコン等の原盤１０の上に、上述のように無機レジストが成膜されてなるレジスト層１１を露光して、レジスト層１１にグルーブの潜像を形成するためのものである。
【００４９】
レジスト層１１に潜像を形成する際、原盤１０は、移動光学テーブル２０上に設けられたターンテーブル１２に取り付けられる。そして、レジスト層１１を露光する際に、レジスト層１１の全面にわたって所望のパターンでの露光がなされるように、ターンテーブル１２によって回転駆動されると共に、移動光学テーブル２０によって平行移動される。原盤１０は、例えば線速度一定で回転される。
【００５０】
記録用レーザ光は、レーザ光源１４から発生する。光源１４としては、任意のものが使用可能であるが、短波長のレーザ光を出射するもの、例えば波長が２００ｎｍ台の遠紫外線レーザいわゆるＤｅｅｐＵＶを用いることが好ましい。具体的には、例えば、ＹＡＧレーザの４次高調波（λ＝２６６ｎｍ）の記録用レーザ光を発振するレーザ源が使用される。
【００５１】
光源１４から出射されたレーザ光は、平行ビームのまま直進して、電気光学効果を利用した変調器であるＥＯＭ１５に入射され、ＥＯＭ１５により強度変調される。ＥＯＭ１５で強度変調されたレーザ光が光路分離用ビームスプリッタＢＳ１に入射される。
【００５２】
ビームスプリッタＢＳ１を透過した一部のレーザ光が透過光路上に配設された光検出器（ＰＤ）１６に入射する。ビームスプリッタＢＳ１で反射されたレーザ光がミラーＭ２でさらに反射され、ウォブル光学系に導かれる。
【００５３】
光検出器１６に入射したレーザ光は、光検出器１６により電気信号に変換され、光検出器１６の出力信号が光出力制御部（ＡＰＣ）１７に供給され、光出力制御部１７の出力信号がＥＯＭ１５に制御信号として供給される。ＥＯＭ１５は、光出力制御部１７より供給される制御信号の信号電界に応じて、レーザ光源１４から出射される記録用レーザ光の強度変調を行う。
【００５４】
このように、レーザ光の一部を光検出器１６により検出し、これに基づいて光出力制御部１７によりＥＯＭ１５に対してフィードバック制御を行うことにより、ＥＯＭ１５を透過するレーザ光の光出力を安定させるようになされている。このような制御系によって、ビームスプリッタＢＳ１の反射光も出力が安定し、単位面積あたりの露光量を一定にしながら記録できる。露光量の変化量を例えば±１．０％以内に抑えることができる。
【００５５】
ミラーＭ２で反射され、移動光学テーブル２０上に水平に導かれたレーザ光は、ウェッジプリズム２１および２３、ならびに音響光学変調偏向器（ＡＯＭ／ＡＯＤ；Acoustic Optical Modulator／Acoustic Optical Deflector）２２によって光学偏向が施された上でビームエクスパンダ（ＢＥＸ）２６に入射する。
【００５６】
ウォブル光学系には、２つのウェッジプリズム２１および２３と、１つの音響光学変調偏向器（ＡＯＭ／ＡＯＤ；Acoustic Optical Modulator／Acoustic Optical Deflector）２２とが配置されている。これらウェッジプリズム２１および２３と、音響光学変調偏向器２２は、平行ビームのまま入射して来たレーザ光と格子面とがブラッグの条件を満たすと共にビーム水平高さが変わらないように配置されている。音響光学変調偏向器２２に用いられる音響光学素子としては合成石英が好適である。
【００５７】
音響光学変調偏向器２２は、グルーブのウォブルに対応するように、レーザ光に対して光学偏向を施すためのものである。すなわちレーザ光は、ウェッジプリズム２１を介して音響光学変調偏向器２２に入射され、この音響光学変調偏向器２２によって、所望する露光パターンに対応するように光学偏向がなされる。音響光学変調偏向器２２によって光学偏向が施されたレーザ光は、ウェッジプリズム２３を介して出射される。
【００５８】
音響光学変調偏向器２２には、所定の駆動信号がドライバ２４から供給される。ドライバ２４には、電圧制御発振器（ＶＣＯ：Voltage Controlled Oscillator）２５から高周波信号が供給される。電圧制御発振器２５には制御信号が供給される。
【００５９】
電圧制御発振器２５に対する制御信号は、データ記録領域のウォブルグルーブを形成する場合は、例えば４００〔ｋHz〕Ｓｉｎ波の信号である。なお、音響光学変調偏向器２２は、ブラッグ回折における一次回折光強度が超音波パワーにほぼ比例することを利用したものであり、記録信号に基づいて超音波パワーを変調してレーザ光の光変調を行う。ブラッグ回折を実現するために、ブラッグ条件；２ｄｓｉｎθ＝ｎλ（ここに、ｄ：格子間隔、λ：レーザ光波長、θ：レーザ光と格子面のなす角、ｎ：整数である）を満たすように、レーザ光の光軸に対する音響光学変調偏向器２２の位置関係および姿勢が設定されている。
【００６０】
このレーザカッティング装置では、所望のトラックピッチ例えば、１６０ｎｍのＳｉｎ波ウォブルグルーブトラックを原盤１０上のレジスト層１１に形成するために、トラックの長手方向の線速度が２．００［ｍ／ｓ］になるようにターンテーブル１２の回転数をスピンドルサーボ１３が制御しつつ、移動光学テーブル２０の送りピッチを超高分解能（０．２８ｎｍ）のレーザスケール３１により検知される波長（例えば０．７８[μｍ]）を基準として、送りサーボ３３およびエアスライダ３２の動作を制御して、トラックピッチ１６０ｎｍでデータ記録領域のグルーブパターンの潜像を原盤１０上のレジスト層１１に露光する。
【００６１】
超高分解能（０．２８ｎｍ）のレーザスケール３１と数１０ｋＨｚ程度まで高帯域のリニアアンプのスライドモータ駆動を高ゲインでエアスライダ３２の動作を制御することにより、トラックピッチむら±３ｎｍ以下にしたグルーブパターンを潜像原盤１０上のレジストに露光できる。
【００６２】
上述のようにして変調および偏向されたレーザ光によって、原盤１０上のレジスト層１１には、所望のデータ記録領域のグルーブの潜像が形成される。
【００６３】
続いて、原盤１０上のレジスト層１１に現像処理を施して、露光した部分のレジストを溶解させて現像を行う。さらに詳細には、図示しない現像機のターンテーブル上に未現像の原盤１０を載置し、ターンテーブル１２と共に回転させつつ、原盤１０の表面に現像液を滴下してその表面のレジスト層１１を現像する。その結果、Ｓｉｎ波ウォブリンググルーブがパターニングされたレジスト原盤１０を得ることができる。なお、一実施形態では、このようにして原盤１０上に形成された凹部をグルーブと称し、グルーブ間の凸部をランドと称している。
【００６４】
次いで、光ディスク原盤の凹凸パターン上に無電解メッキ法等によりニッケル皮膜でなる導電化膜層を形成する。導電化膜層が形成された光デイスク原盤を電鋳装置に取り付け、電気メッキ法により導電化膜層上に  ３００±５〔μｍ 〕程度の厚さになるようにニッケルメッキ層を形成する。続いてニッケルメッキ層付きガラス板からニッケルメッキ層をカッター等で剥離し、そのニッケルメッキ層信号形成面のレジストをアセトン等を用いて洗浄する。
【００６５】
一例として、記録用レーザ光の波長λを２６６ｎｍとし、ビームエクスパンダ（ＢＥＸ）２６によって６倍のビーム径に拡大し、対物レンズの開口数ＮＡを０．９として作製したレジスト原盤１０からマスタースタンパＡを作製し、さらに、凹凸が反転するマザースタンパＡを作製する。
【００６６】
次いで評価用ディスクを作成する。作成方法はマザースタンパＡをポリカーボネート（屈折率１．５９）の透明樹脂を用いて射出成形によってディスク基板Ａを作製し、信号形成面に形成されたグルーブ凹凸パターンを転写する。
【００６７】
図２に示すように、１．１ｍｍ厚の成形基板４１の信号形成面に、Ａｌ合金等からなる光反射層４２が成膜される。光反射層４２上にＳｉＯ2等からなる第１の誘電体層４３と、ＧｅＳｂＴｅ合金等からなる相変化記録層４４と、ＳｉＯ2等からなる第２の誘電体層４５とがスパッタリングによって順次成膜され、光反射層、第１の誘電体層、相変化記録層、第２の誘電体層からなる記録層が形成される。
【００６８】
第２の誘電体層４３上にＰＳＡをスピンコート法により２０ｎｍ厚塗布し、８０μｍ厚のポリカーボネートシートをローラーで圧力をかけてＰＳＡを硬化させることにより、ＰＳＡ＋ポリカーボネートシートの１００μｍ厚のカバー層４６が形成される。カバー層４６側から記録再生用のレーザビームが照射される。以上の工程により、光ディスクが完成する。
【００６９】
ここで、実際に上述のように作製した光ディスクＡの評価結果について説明する。光ディスクＡを評価するために、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：Atomic Force Microscope）を用いてグルーブの形状測定を行った。また、光ディスクＡの記録再生特性の評価作業は、超半球ボールレンズ光ピックアップ（レーザ波長４０５ｎｍ、ＮＡ＝２．１）を備えた評価機を用いて行った。
【００７０】
図３〜図６に超高密度グルーブ形状のＡＦＭの明暗図を示す。なお、図３〜図６は、上述した電圧制御発振器２５に対する制御信号をゼロレベルの直流（ＤＣ）信号としたＤＣグルーブを示すが、評価作業に用いたウォブルさせた場合と同様の記録再生特性が得られている。図３は、トラックピッチを１６０ｎｍとしたときのグルーブ形状であり、図４は、トラックピッチを１２０ｎｍとしたときのグルーブ形状であり、図５は、トラックピッチを１００ｎｍとしたときのグルーブ形状であり、図６は、トラックピッチを９０ｎｍとしたときのグルーブ形状である。
【００７１】
また、下記の表２に測定データを示す。なお、ディスク基板Ａは、エリア１〜１５の領域に分けて、異なるグルーブフォーマット兼レイアウトとグルーブの形状を有する。エリア１〜１５は、ディスクの半径２０ｍｍから３５ｍｍまでの範囲を１ｍｍ刻みに１５に分割したものである。
【００７２】
【表２】
2006172637.tif 000004
【００７３】
表２に示すように、エリア１〜３は、トラックピッチを２００ｎｍとし、ウォブル振幅を±６．３ｎｍとした。エリア１は、レーザ光の出射パワーを１．５ｍＷとし、エリア２は、レーザ光の出射パワーを１．４５ｍＷとし、エリア３は、レーザ光の出射パワーを１．４ｍＷとした。エリア４〜６は、トラックピッチを１６０ｎｍとし、ウォブル振幅を±５．０ｎｍとした。エリア４は、レーザ光の出射パワーを１．３４ｍＷとし、エリア５は、レーザ光の出射パワーを１．３０ｍＷとし、エリア６は、レーザ光の出射パワーを１．２６ｍＷとした。
【００７４】
また、エリア７〜９は、トラックピッチを１２０ｎｍとし、ウォブル振幅を±３．８ｎｍとした。エリア７は、レーザ光の出射パワーを１．０２ｍＷとし、エリア８は、レーザ光の出射パワーを１．００ｍＷとし、エリア９は、レーザ光の出射パワーを０．９８ｍＷとした。エリア１０〜１２は、トラックピッチを１００ｎｍとし、ウォブル振幅を±３．１ｎｍとした。エリア１０は、レーザ光の出射パワーを０．８５ｍＷとし、エリア１１は、レーザ光の出射パワーを０．８４ｍＷとし、エリア１２は、レーザ光の出射パワーを０．８３ｍＷとした。エリア１３〜１５は、トラックピッチを９０ｎｍとし、ウォブル振幅を±２．８ｎｍとした。エリア１３は、レーザ光の出射パワーを０．８２ｍＷとし、エリア１４は、レーザ光の出射パワーを０．８１ｍＷとし、エリア１５は、レーザ光の出射パワーを０．８０ｍＷとした。
【００７５】
一実施形態では、書き換え可能なＢＤフォーマットと同様に相変化記録膜を用いているため、グルーブ深さが２３ｎｍ程度と非常に浅く、データ記録部において、ウォブルによるランド部の高さ変化量が１．４ｎｍ程度より大きいとき、プッシュプル信号の変動量が大きく、グルーブを、ＭＳＫ信号とＳＴＷ信号との重畳信号で形成されたウォブルグルーブとした場合に、ＭＳＫとＳＴＷウォブルの２次歪が悪く、十分な記録再生特性が得られない。
【００７６】
すなわち、ウォブルによるランド部の高さ変化量を１．４ｎｍ以下にすれば、相変化記録膜を用いる場合であっても安定な記録再生が行われる。なお、グルーブ深さは、深い部分（隣接のウォブル離れる部分）が２３ｎｍであった。また、グルーブ深さの浅い部分（隣接のウォブル近づく部分）は、ウォブルによるランド部の高さ変化量だけ浅くなる。例えば、エリア１，２のグルーブ深さの浅い部分は、２２．８ｎｍとなる。
【００７７】
ウォブルによるランド部の高さ変化量が１．３５ｎｍ（エリア１０）以下の場合、すなわちエリア１〜１２のグルーブフォーマット（トラックピッチ２００ｎｍ〜１００ｎｍ）で、安定なトラッキングサーボが行なわれた。
【００７８】
ウォブルによるランド部の高さ変化量／平均のグルーブの深さは、
１．３５〔ｎｍ〕／２２．９〔ｎｍ〕＝約０．０５９
である。
【００７９】
上述した光ディスク基板Ａのグルーブ幅の変化に注目したグルーブ形状の測定データを表３に示す。なお、グルーブ幅変化の値は、グルーブ幅変位の値／グルーブ幅の平均値である。例えば、エリア１では、グルーブ幅変位が１１４−１１０＝４となり、グルーブ幅の平均値が（１１４−１１０）／２＋１１０＝１１２〔ｎｍ〕となる。よって、グルーブ幅変化は、４／１１２＝約０．０３５７となる。なお、表中の数値は、有効桁以下を適宜四捨五入している。
【００８０】
【表３】
2006172637.tif 000005
【００８１】
グルーブ幅変化の少ない（０．００９５２以下）エリア１〜１２のグルーブフォーマット（トラックピッチ２００ｎｍ〜１００ｎｍ）で、安定したトラッキングサーボおよびウォブルのクロック再生が行なわれた。
【００８２】
さらに、トラックピッチむら±３ｎｍ以下の高精度グルーブフォーマット、すなわち、グルーブ幅の最大値と最小値との差が６ｎｍ以下になるエリア１〜１２のグルーブフォーマット（トラックピッチ２００ｎｍ〜１００ｎｍ）では、トラックピッチむら／トラックピッチが  ±０．０３  以下である。
【００８３】
以上により、高精度レーザ露光装置（波長 ２６６ｎｍレーザ光源、開口数ＮＡ＝０．９ でなる対物レンズ、露光量の変化量が±１．０％以内の高精度の光出力制御、トラックピッチむら±３ｎｍ以下高精度トラック送りサーボ）と超高解像度の無機レジストを用いることにより、トラックピッチが２００ｎｍ以下の超高密度光ディスクフォーマットを形成することを実現した。
【００８４】
波長が２６６ｎｍのレーザとＮＡ０．９０の対物レンズで集光し露光ビーム径（３６０ｎｍ）よりも格段に小さいトラックピッチ（２００ｎｍ〜１００ｎｍ）のグルーブフォーマットを可能にした。
【００８５】
トラックピッチ／露光ビーム径＝０．２７７〜０．５５６
である。
【００８６】
以上、この発明の一実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の一実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。また、カッティング装置の構成は、図１に示す構成以外のものが可能である。また、上述したグルーブが形成された光ディスクは、図２に示す構成および上述した製造方法以外についても適用できる。
【００８７】
また、光ディスク用原盤の製造に限らず、レジスト層１１によって原盤１０上に形成された微細な凹凸を利用することで、半導体等の他のデバイスで使用される微細な凹凸形状を有する基板、基体等の製造にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】この発明を適用できる光学記録装置（光学カッティング装置）の一例を示す略線図である。
【図２】この発明を適用できる超高密度ディスクの構造を示す断面図である。
【図３】この発明を適用したグルーブ形状（１６０ｎｍ）を示すＡＦＭの明暗図である。
【図４】この発明を適用したグルーブ形状（１２０ｎｍ）を示すＡＦＭ明暗図である。
【図５】この発明を適用したグルーブ形状（１００ｎｍ）を示すＡＦＭ明暗図である。
【図６】この発明を適用したグルーブ形状（９０ｎｍ）を示すＡＦＭ明暗図である。
【図７】凹凸マークをＳＥＭにて観察した明暗図である。
【符号の説明】
【００８９】
１０・・・原盤
１１・・・レジスト層
１２・・・ターンテーブル
１３・・・スピンドルサーボ
１４・・・光源
１５（ＥＯＭ）・・・電気光学変調器
１６（ＰＤ）・・・光検出器
２０・・・移動光学テーブル
２１，２３・・・ウェッジプリズム
２２・・・音響光学偏向器（ＡＯＤ）
２４・・・ドライバ
２５・・・電圧周波数制御器（ＶＣＯ）
２６・・・ビームエクスパンダ
２７・・・対物レンズ
３１・・・レーザスケール
３２・・・エアスライダ
３３・・・送りサーボ
【図１】
2006172637.tif 000006
【図２】
2006172637.tif 000007
【図３】
2006172637.tif 000008
【図４】
2006172637.tif 000009
【図５】
2006172637.tif 000010
【図６】
2006172637.tif 000011
【図７】
2006172637.tif 000012