(57)【要約】【課題】パターン形状の３次元的な微細化に対応できるように現像工程での進行制御における高精度化をはかり、高密度化に伴う高精度のパターン形成が可能な光ディスク原盤の製造方法を提供する。【解決手段】基板２１上に感光層２２を塗布した後露光現像することにより所定の形状の凹凸パターンを形成する光記録媒体作製用原盤の製造方法にあって、基板２１上に感光層２２を塗布して凹凸パターンに対応するパターン露光を行った後の感光層２２の現像工程において、基板２１に検出用光Ｌを照射して、この基板２１及び感光層２２からの透過回折光Ｌ０　、Ｌ１　及びＬ−１の±１次光量と０次光量との比を検出すると共に、感光層２２上において、少なくとも検出用光Ｌの透過領域の現像液を除去する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に感光層を塗布した後露光現像することにより所定の形状の凹凸パターンを形成する光ディスク原盤の製造方法にあって、
上記基板上に上記感光層を塗布して上記凹凸パターンに対応するパターン露光を行った後の上記感光層の現像工程において、
上記基板に検出用光を照射して、上記基板及び上記感光層からの透過回折光の±１次光量と０次光量との比を検出すると共に、
上記感光層上において、少なくとも上記検出用光の透過領域の現像液を除去することを特徴とする光ディスク原盤の製造方法。
【請求項２】
上記現像液を、ガス噴射手段により除去することを特徴とする請求項１に記載の光ディスク原盤の製造方法。
【請求項３】
上記検出用光の波長を、４８０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下とすることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク原盤の製造方法。
【請求項４】
上記検出用光を照射する領域の上記感光層上の上記凹凸パターンのパターンピッチを、０．６μｍ以上１．０μｍ以下とすることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク原盤の製造方法。
【請求項５】
上記検出光を照射する領域の上記感光層上の上記凹凸パターンのパターンピッチを、０．６μｍ以上１．０μｍ以下とすることを特徴とする請求項３に記載の光ディスク原盤の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクや光磁気ディスク、または相変化材料、色素材料等を記録層とする各種の光ディスクを作製する際に用いる光ディスク原盤の製造方法に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ）やＭＤ（Ｍｉｎｉ　Ｄｉｓｃ）　（共に登録商標、ソニー（株））、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｃ）など、またその他追記型のＤＶＤ−Ｒ、又は書換え可能型のＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＷ（いずれも光ディスクの登録商標）などの各種光ディスクにおいて、記録情報のトラック位置情報などが記録されるグルーブや、ディスク自体の情報であるＴＯＣ（Ｔａｂｌｅ　ｏｆ　Ｃｏｎｔｅｎｔｓ）　情報やライセンス情報、コピープロテクト情報等の各種情報が記録されるピットパターン、また記録領域に設けられるグルーブパターンなどの凹凸パターンの形状は、各媒体に適したフォーマットとして良好な記録再生特性が得られるように、種々のトラックピッチ、深さ及び幅などがそれぞれ提案されている。
【０００３】
そして、光ディスクの高記録密度化にあたっては、凹凸パターンに照射する記録再生用光の短波長化や、対物レンズの開口数ＮＡの高ＮＡ化による解像度の向上と共に、凹凸パターンの微細化が実現されつつある。
【０００４】
そして凹凸パターンの微細化に伴い、ディスク基板に形成すべき凹凸パターンの形状は３次元的な微細化、即ち幅、長さ及び深さが共に狭小化が要求される。このような微細な凹凸パターンのパターン露光を行う光露光技術は、記録する波長の短波長化や、ピッチ精度、即ち照射スポットの移動手段の制御性を向上させることによって、記録密度を高める技術の導入が行われつつある。
また、凹凸パターンの深さについては、感光層すなわち感光性レジスト材料のコーティング技術の向上により、薄膜化が可能となり、より浅いパターンの製造が実現されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一方、パターン照射後の現像工程においては、パターン露光した感光性レジスト材料に対し現像液が浸透する時間の制御によって、凹凸パターンの幅方向の制御が行われている。
例えば本出願人の出願に係る先願特許（特開平６−２０３０７号公開公報）においては、レジストからの反射又は透過回折光のうち、１次回折光と０次回折光との比、または２次回折光と１次回折光との比を検出すること、更に、トラックピッチが１．０μｍ〜１．６μｍ程度と、記録領域のトラックピッチとは異なるトラックピッチのいわゆるモニター領域を設け、この部分における回折光を検出することによって、精度良く現像工程の制御を行う光ディスク原盤の製造方法が提案されている。
【０００６】
現状の一般的な現像技術では、６３３ｎｍの検出用のレーザ光を用いてパターンピッチが１．０μｍ〜１．６μｍの凹凸パターンに対し、０次光と＋１次光の回折光を検出して現像工程の制御を行っている。
【０００７】
しかしながら、上述したように近年益々光ディスク上の凹凸パターンの微細化が進み、例えば波長４０６ｎｍ、対物レンズの開口数０．８５として高密度化をはかったＤＶＲ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｃ）等の高密度ディスクではトラックピッチを０．３２μｍ程度以下とすることが検討されているが、上述したような現状の現像技術では、パターンサイズが０．３μｍ以下で、高さ（或いは深さ）が５０ｎｍ以下となるような微細凹凸パターンを制御しようとすると、回折光の光量比は０．０５％程度となってＳ／Ｎ比が低くなってしまい、目的とするパターンサイズでの制御を精度良く行うことが著しく困難となっている。
【０００８】
光ディスクの高密度化をはかる上では、上述したような光露光技術におけるパターンサイズの微細化と共に、パターンを実際に物理的に形成する現像工程での進行制御の高精度化が不可欠となる。
本発明は、パターン形状の３次元的な微細化に対応できるように現像工程での進行制御における高精度化をはかり、高密度化に伴う高精度の微細パターン形成が可能な光ディスク原盤の製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基板上に感光層を塗布した後露光現像することにより所定の形状の凹凸パターンを形成する光記録媒体作製用原盤の製造方法にあって、基板上に感光層を塗布して凹凸パターンに対応するパターン露光を行った後の感光層の現像工程において、基板に検出用光を照射して、この基板及び感光層からの透過回折光の±１次光量と０次光量との比を検出すると共に、感光層上において、少なくとも検出用光の透過領域の現像液を除去する。
【００１０】
また本発明は、上述の光記録媒体作製用原盤の製造方法において、現像液を、ガス噴射手段により除去する。
更に本発明は、上述の各光記録媒体作製用原盤の製造方法において、検出用光の波長を、４８０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下とする。
更にまた本発明は、上述の各光記録媒体作製用原盤の製造方法において、検出用光を照射する領域の感光層上の凹凸パターンのパターンピッチを、０．６μｍ以上１．０μｍ以下とする。
【００１１】
上述したように、本発明においては、光ディスク原盤の製造工程の特に現像工程において、感光層に対する現像の進行制御を行うために、現像液をスピンコート法等によって塗布または浸漬させながら、感光層の一部に検出用のレーザ光を照射してその透過回折光の±１次光量と０次光量とを検出すると共に、少なくとも検出用光の透過領域の現像液を除去することによって、感光層とその外部との屈折率差を増大化させ、これにより得られる回折光の光量を従来に比して格段に増大化させることができて、現像工程により形成される各種の凹凸パターン形状の制御精度を格段に向上させることができた。
【００１２】
従って、本発明によれば、高記録密度の光ディスクを製造するにあたってその原盤の製造工程における凹凸パターンの形状制御を精度良く行うことができることから、生産性の向上、歩留りの向上をはかることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１に、本発明の実施の形態に適用して好適な現像処理装置の一例の概略構成を示す。図１において、１はガラス等より成る基板２１上に、フォトレジスト等の感光層２２がスピンコート法等によりほぼ一定の厚さをもって塗布された光ディスク原盤を示す。
この光ディスク原盤１には、予め通常の光学記録処理等が行われる。すなわち図示しないが、例えば光源、変調光学系、移動光学ーテーブル等を具備する従来周知の光学記録装置によって所定の光学記録が行われて感光層表面に目的とする凹凸パターンに対応する潜像が形成される。そしてその後純水による洗浄及び親水化処理が施されてから、上述の現像処理装置における現像処理が行われるようになされる。
【００１４】
そして図１に示すように、光ディスク原盤１は、ターンテーブル４上に固定載置され、回転手段６によって例えば１００回転／分程度の回転数によって回転される。５はスピンドルを示す。
【００１５】
７は所定のアルカリ溶液等の現像液が供給される現像液供給手段を示す。この現像液供給手段７の先端部は、例えば図示のように光ディスク原盤１の上に盤面に近接して平行に延在配置され、光ディスク原盤１の表面上に矢印ｂで示すように現像液が複数の供給孔から滴下もしくはシャワー状に噴射供給されるようになされ、光ディスク原盤１の回転によってこの原盤１上に全面的に一様に現像処理が行われるようになされる。
【００１６】
そして、本実施の形態においては、光ディスク原盤１の基板２１の裏面側、図１において下側から検出用光Ｌが照射されるように、検出用光Ｌの光源９が配置される。この光源９としては、後述するように、波長４８０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の光源を用いることが望ましい。
そしてこの検出用光Ｌが光ディスク原盤１を透過して、感光層上に現像液の浸透により徐々に形成される凹凸パターンの回折作用によって、即ち１つの溝（凹凸パターン）の回折と、Ｎ個（Ｎは自然数）の同一凹凸パターンによる干渉によって、スペクトル状に回折光として０次光、±１次光、±２次光‥‥が発生する。本実施の形態においては、図１に示すように、これら回折光のうち０次光及び±１次光の進行方向に配置されたフォトディテクタ１０〜１２によって、各回折光Ｌ０　、Ｌ１　及びＬ−１がそれぞれ検出される。
【００１７】
そして特にこの検出用光Ｌが透過して回折光が発生する感光層の透過領域には、ガス噴射手段８が光ディスク原盤１の盤面に近接して配置されて、少なくともこの透過領域における現像液が除去されるようになされる。ガス噴射手段８としては、例えば図２にその概略平面構成を模式的に示すように、例えばリング状の先端部１３を有する噴射管を用いることができる。リング状の先端部１３の、感光層と対向する側に噴射孔１４が複数個穿設されて、Ｎ２　ガス等の不活性ガスまたは空気が矢印ｉで示すように噴射され、例えば現像液が光ディスク原盤１の外縁部から外側に向かって排出されて、少なくとも検出用光の透過領域である先端部１３の中心領域において、現像液を一時的に除去する構成とする。
【００１８】
本発明においては、このようにして検出用光Ｌの透過領域における現像液を一時的に除去していわば乾燥させ、現像液が残留する場合に比して感光層表面とその外部との屈折率差を格段に大とすることによって、検出される回折光の光量を増大化させることができた。
【００１９】
尚、このように一時的に現像液を除去することによって、検出光透過領域を含む周縁部の現像進行は他部に比して遅れるが、現像処理に先立って予め凹凸パターンの幅及び深さの現像時間の依存性を、モニター領域と記録領域とで比較調整することによって、モニター領域における現像進行の検出により目的とする凹凸パターンの現像制御を精度良く行うことができることはいうまでもない。
【００２０】
このようにして、上述のフォトディテクタ１０〜１２によって±１次光量と０次光量との比Ｉ１　／Ｉ０　を検出することによって、現像の進行状況を精度良く検出することができた。特に本発明においては、従来一般的であった＋１次光量のみの検出ではなく、±１次光の両方の光量を検出することによって光量を十分大とすることができて、精度良く現像制御を行うことができた。
【００２１】
また、検出用光としては、上述したように波長４８０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の光を用いることによって、良好な精度をもって現像制御を行うことができた。
波長４８０ｎｍ未満の検出用光を用いると、現状で用いられるフォトレジストを感光してしまう恐れがあるので、４８０ｎｍ以上の光を用いることが望ましい。
【００２２】
図３に、波長４８０ｎｍ、５３２ｎｍ、５５０ｎｍ、６３３ｎｍの検出用光を用いる場合の、凹凸パターンの深さに対する回折光量比（Ｉ１　／Ｉ０　）の変化を示す。凹凸パターンの深さは、現像処理時間に比例する。図３において、実線ｃ１　は波長４８０ｎｍ、実線ｃ２　は波長５３２ｎｍ、実線ｃ３　は波長５５０ｎｍ、実線ｃ４　は波長６３３ｎｍの検出用光をそれぞれ用いて、トラックピッチ０．８μｍのパターンを形成した場合を示す。図３からわかるように、波長６３３ｎｍの検出用光を用いる場合に比して、波長４８０〜５５０ｎｍの検出用光を用いる場合の方が光量比を大とすることができることがわかる。本発明者等の研究考察の結果、実用的な現像制御のためには、検出用光の波長が５５０ｎｍ以下であれば十分大なる光量比を得ることができて、現像の進行状況を精度良く制御することができることがわかった。従って、本発明においては、検出用光としては、波長４８０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の光を用いるものである。
【００２３】
また、検出用光Ｌを照射するモニター用の凹凸パターンとしては、高記録密度化に伴って要求されるトラックピッチとは独別にトラックピッチを選定することによって、回折光量を増大化させることができた。即ち、本実施の形態においては、図４に光ディスク原盤１の要部の略線的拡大断面構成を示すように、目的とする記録領域のグルーブ、又はＴＯＣ等のピット領域における例えば０．３２μｍ、０．３５μｍなどのトラックピッチＴｐ１　と、検出用光を照射するモニター領域におけるトラックピッチＴｐ２　とを異ならしめて、感光層２２上に各凹凸パターンに対応する光学記録を行った。２１はガラス等より成る基板を示す。
【００２４】
ここで、モニター領域におけるトラックピッチＴｐ２　としては、０．６μｍ〜１．０μｍとするときに、検出光量を十分に確保することができることがわかった。図５に、トラックピッチを変えて、波長５３２ｎｍの検出用光を用いて検出した場合のパターン深さに対する回折光量比の変化を示す。図５において、実線ｄ１　はトラックピッチ０．６μｍ、ｄ２　はトラックピッチ０．８μｍ、ｄ３　はトラックピッチ１．０μｍ、ｄ４　はトラックピッチ１．６μｍの場合をそれぞれ示す。図５から明らかなように、トラックピッチを１．０μｍ以下とする場合の方が、格段に光量比を大とすることができることがわかる。
【００２５】
このモニター領域のトラックピッチＴｐ２　を０．６μｍ未満とする場合は、１次回折光が得られず、また１．０μｍを越える場合は、回折光量が十分得られない。従って、本発明においてはこのモニター用のトラックピッチＴｐ２　を０．６μｍ以上１．０μｍ以下に選定するものである。
【００２６】
図６においては、現像液を除去した場合と除去しない場合とにおける波長５３２ｎｍ及び４８０ｎｍの検出用光を用いてトラックピッチＴｐ２　を０．８μｍ又は０．６μｍとした凹凸パターンからの回折光量の変化を示す。図６中実線ｅ１　は波長４８０ｎｍの検出用光でトラックピッチ０．６μｍの凹凸パターンから現像液を除去したいわばドライの場合、実線ｅ２　は波長４８０ｎｍ、トラックピッチ０．６μｍで現像液を除去しないいわばウェットの場合、実線ｅ３　は波長５３２ｎｍ、トラックピッチ０．８μｍでドライの場合、実線ｅ４　は波長５３２ｎｍ、トラックピッチ０．８μｍでウェットの場合のそれぞれの回折光量を示す。現像液を除去しない現像処理である実線ｅ３　及びｅ４　で示す変化量に比して、現像液を除去した本発明による現像処理である実線ｅ１　及びｅ２　で示す変化量は格段に増大することがわかる。
【００２７】
例えば、通常用いられる感光材料のフォトレジストとして例えば日本合成ゴム（株）社製のｇ線（４３６ｎｍ近傍の波長）対応用レジスト材の「ＧＸ２５０」（商品名）は屈折率が１．６３であり、また例えば現像液として東京応化（株）社製のメタ珪酸ソーダを主成分としたアルカリ系材料よりなる「ＤＢ−４」（商品名）の屈折率は１．３３、空気の屈折率は１．００である。このように、屈折率差を大きくすることによって、１つの凹凸パターンの回折効果を増加させて、１次回折光量を増大化させることができる。レジスト材、現像液としては、その他例えば、東京応化（株）社製のｇ線対応用レジスト材の「ＴＳＭＲ−Ｖ９０」や、同社製のｉ線（３６５ｎｍ近傍波長）対応用レジスト材「ＩＰ１８００」など、また、東京応化（株）社製の有機アルカリ系材料よりなる現像液の「ＭＮＤ−３」など、その他種々の材料を用いることができる。
【００２８】
尚、図３、図５及び図６の結果からわかるように、検出用光の波長が短い程、またトラックピッチＴｐ２　を小さくする程回折光量は増大化することがわかる。
【００２９】
これらの結果から総合して、波長５５０ｎｍ、トラックピッチ１．０μｍとし、現像液を除去する場合に、充分精度よく制御し得る回折光量の下限が得られるものと推測することができる。
【００３０】
このように本発明によれば、現像液を検出領域近傍のみ局所的に除去するという、現像装置の大幅な改造等を伴うことのないいわば簡単な方法によって、回折光量の大幅な増加をはかり、現像制御の精度の向上をはかることができることがわかる。
【００３１】
図７においては、波長５３２ｎｍ及び６３３ｎｍの検出用光を用いてトラックピッチ０．８μｍ、１．６μｍの凹凸パターンに対し、０次及び＋１次の回折光を検出した場合で、実線ｆ１　は波長５３２ｎｍ、トラックピッチ０．８μｍでドライ、実線ｆ２　は波長６３３ｎｍ、トラックピッチ１．６μｍでドライ、実線ｆ３　は波長５３２ｎｍ、トラックピッチ０．８μｍでウェット、実線ｆ４　は波長６３３ｎｍ、トラックピッチ１．６μｍでウェットの場合で、それぞれパターン深さに対する回折光量の変化を示す。本実施の形態に係る実線ｆ１　で示す変化量が、実線ｆ２　〜ｆ４　で示す従来の現像処理における変化量に比して、約４０倍程度に増大化していることがわかる。
【００３２】
このように、従来に比して４０倍程度以上の検出光量の増加をはかることによって、本発明においては、光ディスク原盤上に±２ｎｍ以下の精度をもって微細な凹凸パターンを形成することができた。上述したように３次元的に微細化する凹凸パターンの形成が要求される高記録密度のＤＶＲ等の光ディスクの製造工程に本発明を適用することによって、従来に比し精度良く、また高歩留りをもって生産性良く光ディスク原盤を製造することができる。
【００３３】
そして更に本発明によれば、光ディスク原盤のパターン形成精度の向上により、ピット及びグルーブ形状のばらつきを抑えることができて、この光ディスク原盤を用いて製造した各種光ディスクにおいてその記録再生信号のマージン拡大及びトラッキングの安定性の向上をはかるなど、記録再生特性の向上をはかることができる。
【００３４】
尚、本発明は以上説明した光ディスク原盤の製造方法に限定されることなく、その他種々の材料構成をもって変形、変更することができることはいうまでもない。例えば、現像液及び感光層材料、また現像液を除去する手段としてのガス噴射手段の構成等、本発明構成を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。
【００３５】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、光ディスク原盤の現像処理にあたって、透過回折光の０次光量及び±１次光量を検出すると共に、少なくとも透過領域の現像液を除去することによって、検出光量を従来に比し格段に大とすることができて、光ディスク原盤上の凹凸パターンの現像進行の制御を精度良く行うことができる。
【００３６】
特に、現像液の除去をガス噴射により行うことによって、簡単な方法によって確実に現像液を局所的に除去することができて、これにより感光層とその外部とにおける屈折率差を大とし、回折光量の増大化をはかって、確実に現像制御の精度を向上させることができる。
【００３７】
また、検出用光として波長４８０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の光を用いることによって、感光層への影響を及ぼすことなく、また回折光量を十分に大とすることができる。
更に、光ディスク原盤上において、検出用光を照射するモニター領域のトラックピッチを０．６μｍ以上１．０μｍ以下として構成して現像処理を行うことによって、回折光量を十分に大とすることができ、現像制御を精度良く行うことができる。
【００３８】
このような本発明によれば、上述したように、従来に比して４０倍程度以上の検出光量の増加をはかることができ、光ディスク原盤上に±２ｎｍ以下の精度をもって微細な凹凸パターンを形成することを実現できた。
これにより、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＲ等の高記録密度の光ディスクの製造工程に本発明を適用することによって、従来に比し精度良く、また高歩留りをもって生産性良く光ディスク原盤を製造することができる。
【００３９】
そして更に本発明によれば、光ディスク原盤のパターン形成精度の向上により、ピット及びグルーブ形状のばらつきを抑えることができて、この光ディスク原盤を用いて製造した各種光ディスクにおいてその記録再生信号のマージン拡大及びトラッキングの安定性の向上をはかるなど、記録再生特性の向上をはかることができる。
【００４０】
更には、これら高記録密度光ディスクにおける記録再生特性の向上によって、高記録密度化に伴う光ディスク記録再生システムのマージンの低下を抑制し、現状のシステムマージンの拡大をはかって、高記録密度光ディスクを取り扱う記録再生装置の生産性、歩留りの向上またはコストの低減化をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】現像処理装置の一例の概略構成図である。
【図２】ガス噴射手段の一例の概略平面構成を示す図である。
【図３】パターン深さに対する回折光量比の変化を示す図である。
【図４】光ディスク原盤の一例の要部の拡大断面構成を示す図である。
【図５】パターン深さに対する回折光量比の変化を示す図である。
【図６】パターン深さに対する回折光量比の変化を示す図である。
【図７】パターン深さに対する回折光量比の変化を示す図である。
【符号の説明】
１…光ディスク原盤、４…ターンテーブル、５…スピンドル、６…回転手段、７…現像液供給手段、８…ガス噴射手段、１０…フォトディテクタ、１１…フォトディテクタ、１２…フォトディテクタ、１３…先端部、１４…噴射孔、２１…基板、２２…感光層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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