(57)【要約】【課題】  光情報記録媒体製造用原盤の製造方法において、レジスト収縮の問題なく、溝及びピットのエッジ及び側壁荒れの平滑化を行い、高記録品質の光情報媒体基板製造用原盤得ることを目的とする。【解決手段】  光情報記録媒体製造用原盤の製造方法であって、原盤上にレジスト膜を形成する工程と、レジスト膜を露光する工程と、レジスト膜を現像する工程と、現像されたレジスト膜をプラズマに曝してレジスト表面の微小凹凸を平滑化する工程とを有する事を特徴とする光情報記録媒体製造用原盤の製造方法を主たる構成にする。【選択図】  図１
2006323927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光情報記録媒体製造用原盤の製造方法であって、前記原盤上にレジスト膜を形成する工程と、前記レジスト膜を露光する工程と、前記露光したレジスト膜を現像する工程と、前記現像されたレジスト膜をプラズマに曝してレジスト表面の微小凹凸を平滑化する工程とからなることを特徴とする光情報記録媒体製造用原盤の製造方法。
【請求項２】
前記レジスト表面の微小凹凸を平滑化する工程において、前記プラズマに曝す際に使用されるプラズマガス種が、ヘリウムまたは水素の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１記載の光情報記録媒体製造用原盤の製造方法。
【請求項３】
前記レジスト表面の微小凹凸を平滑化する工程において、当該工程は、真空度が１０-2Torr以上の高真空下で行うことを特徴とする請求項１又は２記載の光情報記録媒体製造用原盤の製造方法。
【請求項４】
光情報記録媒体製造用スタンパの製造方法であって、原盤上にレジスト膜を形成する工程と、前記レジスト膜を露光する工程と、前記露光したレジスト膜を現像する工程と、前記現像されたレジスト膜をプラズマに曝してレジスト表面の微小凹凸を平滑化する工程と、原盤上レジストから構成される凹凸形状が転写されたスタンパを形成する工程と、からなることを特徴とする光情報記録媒体製造用スタンパの製造方法。
【請求項５】
前記レジスト表面の微小凹凸を平滑化する工程において、前記プラズマに曝す際に使用されるプラズマガス種が、ヘリウムまたは水素の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項４記載の光情報記録媒体製造用スタンパの製造方法。
【請求項６】
前記レジスト表面の微小凹凸を平滑化する工程において、当該工程は、真空度が１０-2Torr以上の高真空下で行うことを特徴とする請求項４又は５記載の光情報記録媒体製造用スタンパの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光情報記録媒体製造用原盤並びに光情報記録媒体製造用スタンパの製造方法に関し、特にレジスト膜の真空処理工程に特徴を有するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ディスクにおいては、渦巻状又は同心円状のトラック上に、２値のデジタルデータが、エンボス加工等による凹凸のピット（ＲＯＭディスク）や無機・有機記録膜への穴形成（追記型ディスク）・結晶状態の違い（相変化ディスク）などによって記録されている。
【０００３】
これらの記録データを再生する際には、トラック上にレーザビームを照射して、その反射光の強度差等を検出し、再生信号を得る。そして得られた再生信号を、たとえば一定のしきい値で判断して、２値のデータを検出している。
【０００４】
ＲＯＭディスクは、ＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等のように、原盤に形成された凹凸のピットを、成形板に転写することにより、安価に大量に作成でき、配布用として使用される。
【０００５】
原盤の凹凸ピットは、ガラス基板等の上にレジストを形成し、これにレーザ光を照射して潜像を形成し、現像して形成される。前記追記型ディスク、相変化ディスク等は、ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ，ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ+ＲＷ等のように、媒体上にはトラッキングのための案内溝等がＲＯＭディスクと同様な方法で形成された原盤から案内溝等を成形板に転写し、この上に無機・有機記録膜等の記録材料を付与し作成され、記録再生装置（ＣＤ−Ｒドライブ等）でユーザーにより情報が記録される。
【０００６】
このような情報記録媒体の容量を増加させる方法としては、案内溝とかピットを微細化する方法がある。現在、レーザ光波長λ405nmと集光レンズNA0.85の光学系を用いた記録装置が実用化されており、記録型メディアでの案内溝ピッチは0.32μmまで微細化されている。
【０００７】
上記光ディスク原盤の製造方法においては、ガラス基板上にポジ型レジスト膜を形成し、デスクパターンに応じたピット又は溝を形成することが一般的であり、この場合、未露光部分がパターンとして基板上に残存する。このパターンを形成するためのレーザ露光時の回転ムラや現像ムラに起因して、パターンとして残存したレジストのエッジや側壁が荒れた状態となり、荒れた状態が、スタンパや光ディスク基板に転写される。斯かる溝エッジや側壁の荒れは、再製信号ノイズとなり、その悪影響は記録再生ビーム径が微細化されるにつれて深刻となる。
【０００８】
溝及びピットパターンのエッジ及び側壁が荒れているスタンパを用いて、ポリカーボネイト樹脂を基板成形する場合に、金型内の充填量や金型温度をコントロールすることにより、スタンパのピットや案内溝の転写性を落とし、前記荒れが平滑化された光ディスク基板を得る方法が有る。しかし、ディスクの内周部と外周部で樹脂の流動性が異なることから、ディスク全面での均一な形状を得ることは困難である。さらに連続成形における金型温度の変動マージンが小さい。以上の理由により、基板成形工程で、スタンパの荒れを緩和することは適当では無いといえる。
【０００９】
従来、レジスト膜の現像処理後に、レジスト膜の熱変形温度以上であって、架橋硬化による熱変質温度以下である１３０〜１５０℃の温度で３０分〜６０分間の熱処理を行い、荒れを平滑化する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
また、レジスト膜の現像処理後に、赤外線を照射する方法で、原盤を加熱すること無く、レジストのみを加熱して平滑化する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平６−３６５３６号公報
【特許文献２】特開２００３−３６５７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１の方法では、レジスト膜エッジ及び側壁の荒れを平滑化することが出来るが、乾燥炉中で３０分前後の熱処理をするためレジスト膜全体の変質と伴ってしまい、後工程でのレジスト膜除去が困難となる。特許文献２の方法では、レジスト材料がＩＲ光を吸収して表面から数nm以上にわたり熱変形温度以上となることから、レジスト収縮をゼロにする事が出来ないという問題もある。
【００１２】
本発明は、上述した実情を考慮してなされたもので、レジスト収縮の問題なく、溝及びピットのエッジ及び側壁荒れの平滑化を行い、高記録品質の光情報媒体基板製造用原盤得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載されている光情報記録媒体製造用原盤の製造方法の発明は、光情報記録媒体製造用原盤の製造方法であって、前記原盤上にレジスト膜を形成する工程と、前記レジスト膜を露光する工程と、前記露光したレジスト膜を現像する工程と、前記現像されたレジスト膜をプラズマに曝してレジスト表面の微小凹凸を平滑化する工程とからなることを特徴とする。
【００１４】
また請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記レジスト表面の微小凹凸を平滑化する工程において、前記プラズマに曝す際に使用されるプラズマガス種が、ヘリウムまたは水素の少なくとも１つを含むことを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、前記レジスト表面の微小凹凸を平滑化する工程において、当該工程は、真空度が１０-2Torr以上の高真空下で行うことを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載されている光情報記録媒体製造用スタンパの製造方法の発明は、光情報記録媒体製造用スタンパの製造方法であって、原盤上にレジスト膜を形成する工程と、前記レジスト膜を露光する工程と、前記露光したレジスト膜を現像する工程と、前記現像されたレジスト膜をプラズマに曝してレジスト表面の微小凹凸を平滑化する工程と、原盤上レジストから構成される凹凸形状が転写されたスタンパを形成する工程と、からなることを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項４において、前記レジスト表面の微小凹凸を平滑化する工程において、前記プラズマに曝す際に使用されるプラズマガス種が、ヘリウムまたは水素の少なくとも１つを含むことを特徴とする。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項４または５において、前記レジスト表面の微小凹凸を平滑化する工程において、当該工程は、真空度が１０-2Torr以上の高真空下で行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、光情報記録媒体製造用原盤の製造方法であって、原盤上にレジスト膜を形成する工程と、レジスト膜を露光する工程と、レジスト膜を現像する工程と、現像されたレジスト膜を真空装置中でプラズマに曝す工程によりレジスト表面の微小凹凸を平滑化する工程とよりなる光情報記録媒体製造用原盤の製造方法により、光ディスク用基板のピット及び溝のエッジ及び側壁に対する部分の荒れが無い光情報記録媒体製造用原盤を得ることが可能となる。
【００２０】
また、真空装置中でプラズマに曝す工程において、原盤をエッチングすること無くレジスト膜の微小凹凸を平滑化することができる。さらに、形状を悪化させることなくレジスト膜の微小凹凸を平滑化することができる。
【００２１】
また、光ディスク用基板のピット及び溝のエッジ及び側壁に対する部分の荒れが無い光情報記録媒体製造用スタンパを得ることができる。さらに又、プラズマ中イオンが衝突散乱する頻度が高く、イオンがスタンパ製造用原盤に衝突するエネルギーが低いため、形状を悪化させることなくレジスト膜の微小凹凸を平滑化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明の光情報記録媒体製造用原盤の製造方法および光情報記録媒体製造用スタンパの製造方法について、実施形態により、詳細に説明する。
【００２３】
本発明による原盤〜スタンパ製作までの工程を図１に示す。
（１）原盤洗浄：原盤材料としては、研磨したガラスが一般的に用いられるが、もちろん金属やシリコン等を研磨したものでもかまわない。ここでは一般的な研磨ガラス板１を用いている。ガラス板表面にＵＶ／Ｏ３と呼ばれる紫外線オゾン処理装置で約２分間表面処理することにより、ガラス板表面を親水化・活性化すると共に、ガラス板表面の有機物の除去を行う。
【００２４】
その後高圧純水シャワーや超音波を印加した純水シャワーによって、ガラス板表面に浮いた不純物を完全に洗浄除去したあと、高速回転振り切り及びＮ2ブローによって乾燥させる。その他の洗浄方法として、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（有機物の除去）した後、十分に純水で洗浄しておけば、ガラス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や、薬品を使わない等、環境への影響、コスト、作業性の点で、ＵＶ／Ｏ3処理が最も優れた方式である。
なおガラス板の厚さは、あまり薄いと後のニッケル電鋳時に内部応力によってガラス板が反ってしまうが、一方、厚すぎると重くなって作業性に支障を来すので、１mm〜１０mmの間が望ましい（図１（ａ）参照）。
【００２５】
（２）フォトレジスト層形成：（１）の原盤にフォトレジストをスピンコートし、加熱乾燥・冷却することによって、フォトレジスト層２を形成する（図１（ｂ）参照）。この際、ガラス板上へシランカップリング剤やチタンカップリング剤などの密着増強剤を塗布すると、フォトレジストのガラス板に対する密着性を向上させることができ、一般的に行われている。フォトレジストの加熱条件は、たとえばオーブンなどの加熱手段を用いて９０℃〜１２０℃の温度範囲で、３０分〜１時間の範囲で行う。フォトレジスト材料としては、高密度記録が必要な場合には、短波長紫外線露光用の高解像度タイプが適している。フォトレジスト層の膜厚は、要求される光ディスクメディアの溝パターン深さと同等となるように調整する。
【００２６】
（３）露光：（２）で製作した原盤を、青紫色または紫外線の露光ビーム３により対物レンズ４を介して露光する。原盤を回転横送りしながら露光することにより、フォトレジスト層にはスパイラル状の潜像５が形成される（図１（ｃ）参照）。露光光量の調整で、フォトレジスト層に形成される溝幅を制御できる。露光装置の光学系の概略図を図３に示す。図３の露光装置において、レーザ光源１１から出射した光線は、スタビライザ１２、変調器、偏光器13を通り、ミラー１４で反射した後、対物レンズ４により集光されて原盤１５上に焦点を結ぶ様に照射される。原盤１５はターンテーブル１６上に載置され、回転モーター１７により回転することにより円状の潜像を形成する。半径方向の移動はスライダ１８により行う。照射を続けながらスライダ１８を移動させることにより潜像は螺旋状になる。
【００２７】
（４）現像：（３）で露光されたガラス板をアルカリ性の現像液で現像し、純水で洗浄・高速回転で振り切り乾燥を行う。現像処理によってフォトレジスト層の露光された部分（潜像が形成された部分）が除去され、溝パターンが形成される（図１（ｄ）参照）。最後に高速回転で振り切り乾燥をする。なお、溝パターン形成後のガラス板は、そのまま大気中に放置しておくと、大気中の水分や酸素によって原盤表面が侵され劣化し、親水性も低下するため、できるだけ速やかに導電被膜形成を行うのが望ましい。ただし工程上時間が空く場合には、前記原盤を乾燥した窒素やアルゴンといった不活性ガス中や、減圧して真空に近い雰囲気中に保管するようにして、前記問題を防止する。
【００２８】
（５）レジスト微細凹凸平坦化：（４）のレジストパターンが形成された原盤を真空装置に搬送後、１０-4Torr代まで真空引きした後、圧力が１０-2Torr程度となるように気体を導入して放電し、＋イオン７を照射して原盤をプラズマ６状態に曝す（図２（ｅ）参照）。
【００２９】
真空装置は、真空室、真空ポンプの他、気体流量コントロール装置、気圧測定装置、電圧印加装置を有する。気体流量コントロール装置を経由して処理室に気体が導入される、処理室の気圧を、例えばバラトロン真空計で計測し、所望の気圧となるように真空ポンプへと通じる排気バルブの開閉度をコントロールする。微細凹凸平滑化に用いる真空装置の概略を図４に示す。図４に示す微細凹凸平滑化に用いるにおいて、プラズマガスは、気体流量コントロール装置１６で所望の流量に制御されて真空室に導入される。真空室は、真空ポンプ２４により排気される。このとき、気圧測定装置２２により真空室圧力が計測され、バルブ開閉制御装置２３により所望圧力になるように真空室から真空ポンプの中間に設けられたバルブ開閉度が調節される。被処理原盤２５と対向した電極に、電圧印加装置２１により直流、又は交流の電圧を印加する事により、放電させることができる。
【００３０】
気体としては、不活性ガスのＨｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ、その他、Ｎ2及び、Ｈ2等が適当である。中でも分子量が小さいＨ2，Ｈｅの単体もしくはこれらの混合ガスが最も好ましい。圧力は、１０-1Torr〜１０-3Torrで放電可能であり前記範囲で条件設定可能である、好ましくは１０-2Torr以上が好ましい、前記圧力範囲ではイオン散乱により原盤のダメージが低く抑えられる。最も好ましくは１×１０-2Torr〜７×１０-2Torrであり、プラズマ状態の安定性を兼ね備えた範囲である。
【００３１】
（６）導電皮膜形成：（５）のガラス板の溝パターン面側に導電皮膜８を形成する（図２（ｆ）参照）。導電皮膜の材質は、次のニッケル電鋳と同じニッケルで行うのが望ましい。導電皮膜形成方法としては、１．スパッタリング法、２．真空蒸着法、３．無電解めっき法、がある。ニッケル被膜の膜厚は、薄すぎるとピット等の欠陥が発生し易く、また厚すぎては内部応力によるクラックが発生するため、５０nm〜２００nm程度の厚さが良い。ここまでの工程によって、光ディスク用の原盤が完成する。
【００３２】
（７）ニッケル電鋳：（６）の導電皮膜形成後、時間を置かずにニッケル電鋳処理９を施し、ニッケルを積層させてスタンパ化する（図２（ｇ））。導電被膜は時間とともに空気中の酸素によって被膜の劣化が進み被膜欠陥が出てくるし、皮膜表面の親水性も低下するからである。望むべくは、導電皮膜形成後、６時間以内であれば導電被膜の劣化も起こらず、且つ電鋳液に対する濡れ性も保ったままなので都合が良い。
【００３３】
前記原盤を入槽してから３分間〜５分間、０．２Ａ／ｄｍ2未満の弱電流密度で通電することで、導電皮膜をニッケル電鋳液に馴染ませて濡れ性を向上させ、ピット発生や電鋳時剥離を防ぐことができる。弱通電終了後に通電電流値を上昇させ、最終的に、１２Ａ／dm2〜２０Ａ／dm2程度まで電流値を上昇させてから一定に保ち、所定の電鋳膜厚（３００μm程度）を得るまで通電を続ける。
【００３４】
（８）スタンパ剥離：ニッケル電鋳の終わった原盤からスタンパ１０を剥離する。この時、スタンパ１０に応力が加わって、スタンパ１０を曲げてしまわないように注意する（図２（ｈ）参照）。
【００３５】
本発明による前述の工程によって、剥離されたスタンパ面にはフォトレジストはほぼ残ることはない。ただし極端に深い溝パターンの場合は、溝部にフォトレジストが残ってしまう場合がある。その場合には、剥離後のスタンパ表面に、前述のＵＶ／Ｏ3処理を行ってから純水による水洗か、Ｏ2プラズマアッシング処理を施せば完全にフォトレジスト残渣を除去できる。
【００３６】
（９）マスタスタンパ化：（８）のスタンパにプラスチックコートで保護膜をつけ、裏面研磨を行う。ここで（８）のスタンパ剥離行程の前に裏面研磨をしても良い。この場合、保護膜を付ける必要がなくなる。この後内外径を所望の寸法にプレス加工することで、マスタスタンパが完成する。
【００３７】
次に本発明を実施例により、さらに具体的に説明するが、本発明は、これら実施例に拘束されて減縮解釈されないことは、言うまでも無い。
【実施例】
【００３８】
１．板洗浄工程：表面を光学研磨された直径２００ｍｍ，厚さ６ｍｍのガラス原盤を、紫外線オゾン処理装置を用いて2分間オゾン雰囲気で紫外線照射を行い、表面有機物を除去する。その後高圧純粋シャワーにより、パーティクル等の異物を完全に除去した。
フォトレジスト層形成工程：ＤｅｅｐＵＶ波長領域おいて高感度を有するポジ型レジストＡＺ−ｅｘｐ−ＤＶＤをスピンコートし、９０度、１時間ベークする。ベーク後のレジスト膜厚が２０nmとなるように条件を設定した。
【００３９】
２．露光工程：ＤｅｅｐＵＶ光波長、ＮＡ０．９の光学系を有する露光装置により、溝ピッチ０．３２μm、溝の半値幅が０．１６μmとなるように露光条件を設定し、露光を行った。
【００４０】
３．現像工程：２．で露光されたガラス板をアルカリ性の現像液で現像し、純水で洗浄・高速回転で振り切り乾燥を行う。
【００４１】
４．レジスト微細凹凸平坦化工程：３．のレジストパターンが形成された原盤を真空装置に搬送後、１０-4Torrの代まで真空引きした後、気体を導入した後放電し、原盤をプラズマ状態に曝す。実施例１〜７におけるガス種及び気体圧力を、表１に示す。
【００４２】
【表１】
2006323927.tif 000003
【００４３】
５．導電皮膜形成工程：４．のガラス板の溝パターン面側にスパッタリング法によりＮｉ薄膜を１００nm程度の厚さを形成し、光ディスク製造用原盤とする。
【００４４】
ここで、エッジ荒れは、原盤上面写真を用いて、白黒境界のポイント（ｎ＝３０６ポイント）座標の平均を中心値として、各ポイント座標の中心値からのズレ量の平均値を評価の指標とした（望小特性）。
【００４５】
（比較例１）
１．基板洗浄工程から４．現像工程までは、実施例と同様に行った。
５．レジスト微細凹凸平坦化工程は、現像後レジストべークをレジスト変形温度以下である９０℃で、１時間行った。
６．導電性皮膜形成工程を実施例と同様に行った。
【００４６】
（比較例２）
１．洗浄工程から４．現像工程までは、実施例と同様に行った。
５．レジスト微細凹凸平坦化工程は、現像後レジストべークを、レジスト変形温度以上である１５０℃で、３０分間行った。
６．導電性皮膜形成工程を実施例と同様に行った。
【００４７】
図３に示すように、原盤の溝エッジ荒れを以下の様に評価した。
図３に示す様な原盤上面写真を用いて、白黒境界のポイント（ｎ＝３０６ポイント）座標の平均を中心値として、各ポイント座標の中心値からのズレ量の平均値を指標とした（望小特性）。
【００４８】
表１に、実施例及び比較例におけるズレ量とレジスト収縮率を示す。
実施例では、比較例と比してズレ量が小さいことから、レジスト荒れがより平滑化されている。
比較例２では、ズレ量は比較的小さいが、レジスト変形温度以上での熱処理を行うため、レジストが溝を埋める方向に流動し、結果、溝深さに相当する膜厚方向が大きく収縮した様になる。一方、実施例においてはレジスト平滑化は、レジストの流動を伴わないので、膜厚方向の収縮は非常に少ない。
【００４９】
実施例１、２と比して、軽元素のプラズマで処理する実施例３，４は、レジスト収縮が無い。
実施例５〜７と比して、プラズマガス圧力が高い実施例１〜３では、レジスト収縮が小さい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の原盤からスタンパ製作までの工程の前半を示す説明断面図である。
【図２】本発明の原盤からスタンパ製作までの工程の後半を示す説明断面図である。
【図３】本発明の原盤露光用光学系の概略構成図である。
【図４】本発明のレジスト微細凹凸平滑化処理装置の概略構成図である。
【図５】本発明の原盤上面写真である。
【符号の説明】
【００５１】
１    ガラス板
２    フォトレジスト
３    露光ビーム
４    対物レンズ
５    潜像
６    プラズマ
７    ＋イオン照射
８    導電皮膜
９    電鋳ニッケル
１０    ニッケルスタンパ
１１    レーザ光源
１２    スタビライザ
１３    偏向器
１４    ミラー
１５    原盤
１６    ターンテーブル
１７    回転モーター
１８    スライダ
２１      電圧印加装置
２２    気圧測定装置
２３    バルブ開閉度制御装置
２４    真空ポンプ
２５    被処理原盤
２６    気体流量コントロール装置
２７    気体導入
２８    真空室
【図１】
2006323927.tif 000004
【図２】
2006323927.tif 000005
【図３】
2006323927.tif 000006
【図４】
2006323927.tif 000007
【図５】
2006323927.tif 000008