(57)【要約】【課題】電鋳時においてもガラス基板とレジスト層との間に微小な剥離を生じることなく、全面にわたって平坦な光ディスク用スタンパを製造できるようにする。【解決手段】表面が精密に研磨されたガラス基板１１を用意し、基板表面の洗浄、プライマー処理の後、フォトレジストを塗布する。フォトレジスト層１２を形成後、オーブンで約３０分熱処理を行う。その後、原盤露光器のターンテーブルに載せて露光を行う。こうしてフォトレジスト層１２に所定のパターンを形成した後、再び熱処理（ポストベーク）を行う。現像によって形成されたパターン形状を保持するため、熱処理温度は１００℃〜１４０℃で行う。温度は前の工程で行ったポストベーク温度よりも低くする。この後、電鋳を行い、剥離、残留したフォトレジストの除去などを行って完成させる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板表面に感光性樹脂層を形成する工程と、前記感光性樹脂層に所定のパターンをレーザビームを集光して露光し、潜像を形成する工程と、現像した後に洗浄することによって前記感光性樹脂層に前記露光によるパターンを形成する工程と、パターン形成された前記感光性樹脂層に導電性薄膜を形成する工程と、該導電性薄膜上に電鋳を施し、光ディスク原盤から剥離させて表面洗浄をすることによって光ディスク用スタンパを作製する工程とを備えた光ディスク用スタンパの製造方法において、
前記導電性薄膜を形成後に光ディスク原盤に熱処理を加えることを特徴とする光ディスク用スタンパの製造方法。
【請求項２】
前記現像後、前記導電性薄膜を形成する前に、前記感光性樹脂層の熱処理（ポストベーク）を行うことを特徴とする請求項１記載の光ディスク用スタンパの製造方法。
【請求項３】
前記導電性薄膜の熱処理温度を前記ポストベークの温度以下とすることを特徴とする請求項２記載の光ディスク用スタンパの製造方法。
【請求項４】
前記ポストベークの温度を１００℃以上１４０℃以下とすることを特徴とする請求項２又は３記載の光ディスク用スタンパの製造方法。
【請求項５】
前記導電性薄膜の形成をスパッタリング法によって行い、スパッタリング時のチャンバー内圧力を０．８Ｐａ以下とすることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の光ディスク用スタンパの製造方法。
【請求項６】
基板表面に前記感光性樹脂層を形成する工程の前処理として、基板と前記感光性樹脂層の密着性を高めるためのプライマーを蒸気によって基板表面に噴霧する、又は付着させることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の光ディスク用スタンパの製造方法。
【請求項７】
基板表面に前記感光性樹脂層を形成する工程の前処理として、前記プライマーを蒸気で基板表面に噴霧する前にＯ２  雰囲気中でＵＶ照射を行うことを特徴とする請求項６記載の光ディスク用スタンパの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクを製造するに当たっての、光ディスク成形基板を作成するための型となる光ディスク用スタンパの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、光ディスク用スタンパの製造方法においては、まず精密に研磨、洗浄されたガラス基板にフォトレジストを膜厚が均一になるように塗布する。フォトレジストが塗布されたガラス基板に、所定のフォーマットに従って光変調されたレーザ集光ビームを露光し、プリピットや案内溝などの潜像をフォトレジスト層に作成する。
この露光された光ディスク原盤（ガラス基板＋フォトレジスト層）を現像処理した後、洗浄処理することにより、ガラス基板表面にフォトレジストの凸凹を作る。それをもとに、表面に導電性金属薄膜処理を行い、メッキ作業を行ってスタンパと呼ばれる金型を作製する。このスタンパがディスク成形基板のレプリカ用の型となる。
【０００３】
こうした光ディスク原盤の製造工程で問題となるのが、露光後の現像工程でレジスト層がガラス基板との界面で剥離し、所望のパターンが得られなくなることである。この問題を解決するため、フォトレジストを塗布する前に密着増強剤を塗布するという方法が一般的にとられている。
【０００４】
こうした密着力をより高める技術として、特開平１０−２２２８７８号公報（特許文献１）では、工程上簡易的に使用することが可能なため通常使われているヘキサメチルジシラザンの代わりにチタンカップリング剤を用い、さらにチタンカップリング剤の結晶化を防止した方法が開示されている。
【０００５】
また、本出願人により先に出願されている特開２００２−２４５６８７号公報（特許文献２）の光ディスク原盤の製造方法は、基板上にフォトレジストと混合しない親水性高分子材料からなる高分子材料層を形成する工程を備え、その高分子材料層を形成する工程の後に、１００〜１２０℃で熱処理を行う工程と、その後１６０〜２４０℃で熱処理を行う工程を備え、フォトレジスト層を剥離後の熱処理を省略するものである。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−２２２８７８号公報
【特許文献２】
特開２００２−２４５６８７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の光ディスク用スタンパの製造方法や上記した特許文献１の方法により製造する際、レジスト層とガラス基板との密着性が問題となるのは、露光後の現像時の剥離だけでなく、導電性薄膜を電極とした電鋳時に導電性薄膜に応力がかかることにより界面で剥離が発生するという可能性に対するものもある。
この電鋳時の場合に対しては、レジスト層形成時にガラス基板とレジスト層との密着性を上げる必要があるのに加えて、レジスト層上に形成された金属薄膜の応力も合わせて考慮する必要がある。また、電鋳後に見かけ上のレジストの剥離は発生していないとしても、微小な剥離が発生することにより、スタンパに剥離した部分の凹凸が生じ、光ディスク成形基板におけるノイズの発生源となる。特に高密度化された光ディスクメディアでは、この微小な凹凸が信号特性に影響を与えることになっていた。
【０００８】
また、上記した特許文献２は、フォトレジスト層を剥離後の、下層の高分子材料層に多くの水分を含んだ状態での熱処理を行わないようにすることにより、熱収縮による後続する工程での高分子材料層の剥離を防止することができる好適なものであるが、電鋳時における剥離が発生する可能性に対してまで考慮されたものではない。
【０００９】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、電鋳時においてもガラス基板とレジスト層との間に微小な剥離を生じることなく、全面にわたって平坦な光ディスク用スタンパの製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。
請求項１記載の発明は、基板表面に感光性樹脂層を形成する工程と、感光性樹脂層に所定のパターンをレーザビームを集光して露光し、潜像を形成する工程と、現像した後に洗浄することによって感光性樹脂層に露光によるパターンを形成する工程と、パターン形成された感光性樹脂層に導電性薄膜を形成する工程と、該導電性薄膜上に電鋳を施し、光ディスク原盤から剥離させて表面洗浄をすることによって光ディスク用スタンパを作製する工程とを備えた光ディスク用スタンパの製造方法において、導電性薄膜を形成後に光ディスク原盤に熱処理を加えることを特徴とする。
フォトレジスト上に導電薄膜を形成した後の状態では、導電薄膜に内部応力が働いている。その導電薄膜を電極として電鋳を行うと、応力があるためさらにガラス基板とレジストの界面に力がかかる。そこで上記技術的手段によれば、導電薄膜を形成後熱処理を行って内部応力を減少させることにより、電鋳時のガラス基板とレジスト層の微小な剥離を防止することが可能になる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、上記の現像後、上記した導電性薄膜を形成する前に、感光性樹脂層の熱処理（ポストベーク）を行うことを特徴とする。
上記技術的手段によれば、導電性薄膜形成前の熱処理を行うことにより、現像による水分を十分に蒸発させることができるとともに、ガラス基板とレジストの密着力を上げることができる。さらにこの工程があることにより、この後に行う導電性薄膜の熱処理時に蒸発する溶媒をあらかじめ蒸発させておくことができる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、導電性薄膜の熱処理温度を上記したポストベークの温度以下とすることを特徴とする。
上記技術的手段によれば、ポストベークで蒸発することができなかった水分、溶媒などが蒸発することがないため、内部からの蒸発による導電薄膜の欠陥をなくすことができる。
【００１３】
請求項４記載の発明は、上記したポストベークの温度を１００℃以上１４０℃以下とすることを特徴とする。
上記技術的手段によれば、レジスト層の水分、溶媒を十分に蒸発させることができ、また露光、現像によって形成されたパターン形状が崩れることなく、ガラス基板とレジスト層の密着性を高めることができる。
【００１４】
請求項５記載の発明は、上記した導電性薄膜の形成をスパッタリング法によって行い、スパッタリング時のチャンバー内圧力を０．８Ｐａ以下とすることを特徴とする。
上記技術的手段によれば、スパッタ時のガス圧を制御することにより、導電性薄膜の内部応力を低下させることが可能になる。
【００１５】
請求項６記載の発明は、基板表面に感光性樹脂層を形成する工程の前処理として、基板と感光性樹脂層の密着性を高めるためのプライマーを蒸気によって基板表面に噴霧する、又は付着させることを特徴とする。
プライマーをガラス基板表面につける工程をノズルからの液の吐出によって行うと、乾燥むらなどが生じることがある。そのため、上記技術的手段によれば、蒸気でプライマーをガラス基板表面に噴霧、または付着させることによって密着力のむらをなくすことができる。
【００１６】
請求項７記載の発明は、基板表面に感光性樹脂層を形成する工程の前処理として、上記したプライマーを蒸気で基板表面に噴霧する前にＯ２  雰囲気中でＵＶ照射を行うことを特徴とする。
上記技術的手段によれば、Ｏ２  雰囲気中でＵＶ照射を行うとガラス基板表面に有機物などを除去しガラス表面をきれいにすることができるため、均一なプライマー処理を行うことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る光ディスク用スタンパの製造方法を図面を用いて詳細に説明する。以下に、本発明の実施の形態を、図１に示す本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施例としての光ディスク用スタンパの製造方法の一連の工程を示す流れ図である。
光ディスク原盤の製造は、まず、表面が精密に研磨されたガラス基板１１を用意し、基板表面の洗浄を行う。この表面の洗浄は、高圧の純水で行うか、又は超音波純水をかけることによって行う。その後、このガラス基板１１に対して、Ｏ２  雰囲気中でＵＶ照射を行う。これによりＯ３  やＯが発生し、ガラス基板１１表面の異物を取り除くことができ、均一なフォトレジスト層（感光性樹脂層）を形成することが可能になる。
【００１９】
このようにして洗浄されたガラス基板１１にプライマー処理を行う。このプライマー処理の方法としては、蒸気を噴霧する、又はプライマー雰囲気中にガラス基板１１を入れる方法が望ましい。
この処理により、ガラス基板表面上のプライマーの塗布むらをなくすことができる。本実施例では、このプライマーの材料として、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）を用いた。
このようにしてガラス基板表面上にＨＭＤＳを均一に結合させた後、フォトレジストの塗布をスピンコート法によって行う（図１（ａ））。
フォトレジスト層１２を形成後、オーブンで約３０分熱処理を行う。ここでの熱処理は主にフォトレジスト層中の溶媒を揮発させて、露光時の感度を安定させるためであり、本実施例では約１００℃で行った。その後、室温まで冷却させる。
【００２０】
このようにして作製された光ディスク原盤（ガラス基板１１＋フォトレジスト層１２）を原盤露光器のターンテーブルに載せ、ガスレーザによるビーム１３を対物レンズ１４によってフォトレジスト層上に集光させ、露光を行う（図１（ｂ））。
露光に当たっては、線速度一定となるようにターンテーブルの回転数が制御され、スパイラル状に所定のフォーマットにしたがって露光を行う。
【００２１】
本実施例で使用した原盤用露光機の概略図を図４に示す。ガスレーザ４０から出射されたレーザ光は、スタビライザー４１を通り、光変調器４２、光偏向器４３で変調、偏向される。ビームエキスパンダでビーム径を調整した後、対物レンズ４６でレーザ光を光ディスク原盤４７上で集光させる。光ディスク原盤４７はターンテーブル４８に載せられ、線速度一定になるように回転されている。
このようにして原盤用露光機は、フォトレジスト層１２に露光による潜像１５を形成した後、スピンコータでアルカリ現像液によって現像させ、純水リンスで洗浄した後、高速回転させて乾燥させる（図１（ｃ））。
【００２２】
こうしてフォトレジスト層１２に所定のパターンを形成した後、再び熱処理（ポストベーク）を行う。この熱処理ではガラス基板とフォトレジストの密着力を高めることができ、電鋳時の微小な剥離防止をすることができる。現像によって形成されたパターン形状を保持するため、熱処理温度は１００℃〜１４０℃で行う。
【００２３】
次にガラス基板１１に形成されたフォトレジストのパターン上に、Ｎｉの導電性薄膜１６を形成する（図１（ｄ））。
この導電性薄膜形成方法としては、スパッタリング法が簡便かつ精密に行える。そのスパッタリングを行う時のスパッタ圧と導電性薄膜の内部応力には図２に示すような関係がある。この図から、スパッタ圧を下げたほうが導電性薄膜の内部応力を下げられることがわかる。内部応力が高いと電鋳時に膜に力がかかり、ガラス基板とフォトレジストに微小な剥離が起こる可能性が高くなる。そのため、スパッタ時のスパッタ圧（チャンバー内圧力）を０．８Ｐａ以下とする。
スパッタ圧を１．０Ｐａとした場合に比べ０．５Ｐａとした場合では、界面での微小な剥離が発生する確率を１／３に減らすことができた。不活性ガスとしてはＡｒを用いた。ここでの微小な剥離の発生の有無の判定は、光ディスクメディアをトラッキングした時のノイズレベルを比較することによって行った。
【００２４】
このようにしてレジストパターン上に導電性薄膜を形成した後、再び熱処理を行う。この熱処理によってさらに導電性薄膜の内部応力を下げることができる。これは導電性薄膜温度を上げることによって内部にある応力が開放されるためである。このときの熱処理温度は前の工程で行ったポストベーク温度よりも低くする必要がある。
本実施例でこの導電性薄膜のベークを行った場合、行わなかった場合に比較して界面での剥離が発生する確率を１／５に減らすことができた。微小な剥離の有無の判定方法は、上記のスパッタによる場合と同様である。
またポストベーク温度より高い温度で熱処理を行うと、フォトレジスト内部に蒸発せずに残っていた物質が気化し、導電性薄膜を通りぬけて蒸発してしまう。このため、導電性薄膜上に欠陥が生じやすくなってしまう。こうした問題を避けるため、ここでの熱処理温度は上述のように前の工程で行ったポストベーク温度よりも低くしている。今回の実施例ではこの導電性薄膜の熱処理は１００〜１２０℃で約３０分行った。
【００２５】
この導電性薄膜を電極としてさらにＮｉによって厚さ約３００μｍになるように電鋳を行う（図１（ｅ））。
その後、このＮｉ板１７の部分を光ディスク原盤から剥離する。剥離後、Ｎｉ板１７上に残留したフォトレジストを剥離液によって除去し、さらにＵＶオゾン処理を行う。その後、裏面研磨、内外径加工を行って、光ディスク成形基板を作成するための型となるスタンパ１８（光ディスク用スタンパ）がマスターとして完成する（図１（ｆ））。すなわち、上記のＮｉ板１７が、スタンパ１８に加工されて完成品となる。
【００２６】
その後、射出成形により光ディスク成形基板を形成する。図３に、上述のようにして作成したスタンパを使用して光ディスク成形基板を製造する方法を示す。固定金型３１と可動金型３３との接合部に形成されるキャビティ３５内に、上述のようにして作成したスタンパ１８を固定し、そのキャビティ３５内に可動金型３３に設けられたノズル３４から溶融樹脂を射出充填し、固定金型３１と可動金型３３との間で圧縮する。その後、固定金型３１と可動金型３５とを分離して冷却固化後樹脂を取り出すことによって、光ディスク成形基板３６が得られる。
【００２７】
本実施例による光ディスク用スタンパの製造方法によれば、導電性薄膜の形成後（図１（ｄ）と図１（ｅ）との間）に熱処理を行うことで、導電性薄膜１６の内部応力を開放することができ、Ｎｉによる電鋳時にガラス基板１１とフォトレジスト層１２との界面に力がかかって微小な剥離が起こることを防止することができる。このことにより、不必要な凸凹のない平坦な光ディスク用スタンパを作成することができる。
【００２８】
また、現像後（図１（ｃ）と図１（ｄ）の間）にポストベークを行うと共に、導電性薄膜１６の熱処理温度をポストベーク温度以下としている。ポストベークによってガラス基板１１とレジスト層１２との密着力を高められ、かつ導電性薄膜１６の熱処理温度をそれ以下とすることにより、欠陥の少ない光ディスク用スタンパを作成することができる。
【００２９】
また、スパッタリング時のチャンバー内圧力を０．８Ｐａ以下とすることにより、導電性薄膜１６の内部応力を下げることができ、Ｎｉによる電鋳時にレジスト層１２の微小な剥離を防止することができる。
【００３０】
また、レジスト塗布前の工程でレジスト層１２ガラス基板１１との密着力が均一かつ高くなるような工法となっている。このことにより、Ｎｉによる電鋳時のガラス基板１１とレジスト層１２の界面での剥離を防止することができる。
【００３１】
また、上記の光ディスク成形基板の製造方法によれば、上述のようにして作成した不必要な凸凹のない平坦な光ディスク用スタンパを用いることにより、ノイズ信号の少ない良好な光ディスクメディアを供給することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、本発明では、導電性薄膜の形成後に熱処理を行っている。そのため、導電性薄膜の内部応力を開放することができ、電鋳時に基板と感光性樹脂層との界面に力がかかって微小な剥離が起こることを防止することができる。
また、このことにより、不必要な凸凹のない平坦な光ディスク用スタンパが作成できるため、ノイズ信号の少ない良好な光ディスクを作ることができる（請求項１）。
【００３３】
また、現像後にポストベークを行い、上記導電性薄膜の熱処理温度をポストベーク温度以下としている。ポストベークによって基板と感光性樹脂層との密着力を高められ、かつ導電性薄膜の熱処理温度をそれ以下とすることにより、欠陥の少ない光ディスク用スタンパを作成することができる（請求項２〜４）。
【００３４】
また、スパッタリング時のチャンバー内圧力を０．８Ｐａ以下と規定することにより、導電性薄膜の内部応力を下げることができ、電鋳時に基板と感光性樹脂層との界面での微小な剥離を防止することができる（請求項５）。
【００３５】
また、感光性樹脂を塗布する前の工程で、基板と感光性樹脂層との密着力が均一かつ高くなるような工法となっている。このことにより、電鋳時の基板と感光性樹脂層との界面での剥離を防止することができる（請求項６、７）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例としての光ディスク用スタンパの製造方法における一連の工程を示す工程図である。
【図２】導電性薄膜をスパッタリング法によって成膜する時のスパッタ圧と内部応力との関係を示す図である。
【図３】本発明にかかる光ディスク用スタンパを使用して成形される光ディスク成形基板の製造方法を示す図である。
【図４】本実施例で用いた原盤用露光機の概略を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１  ガラス基板
１２  フォトレジスト層（感光性樹脂層）
１３  レーザビーム
１４  対物レンズ
１５  潜像
１６  導電性薄膜
１７  Ｎｉ板
１８  スタンパ（光ディスク用スタンパ）
３１  固定金型
３３  可動金型
３４  ノズル
３５  キャビティ
３６  光ディスク成形基板
４０  ガスレーザ
４１  スタビライザー
４２  光変調器
４３  光偏向器
４４  フォーマッタ
４５  ビームエキスパンダ
４６  対物レンズ
４７  露光原盤（光ディスク原盤）
４８  ターンテーブル
４９  レーザビーム光路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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