(57)【要約】【課題】本発明は、ＣＡＶ方式で露光を行う際、記録領域全面に渡って均一な案内溝、ピットを形成することができる光ディスク原盤の製造方法及び光ディスク原盤を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の光ディスク原盤の製造方法によれば、原盤上に感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、第１の熱処理を行う第１の熱処理工程と、感光性樹脂層に所定のパターンでレーザビームを集光して露光し、潜像を形成する露光工程と、現像、純水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現像工程と、パターン形成後に第２の熱処理を行う第２の熱処理工程とを有する。そして、露光工程で溝又はピットを角速度一定で回転させて潜像を形成する場合、第１の熱処理工程で行う熱処理の温度を原盤の中心からの距離によって異なる温度とする。【選択図】        図１
2004164739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原盤上に感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、第１の熱処理を行う第１の熱処理工程と、前記感光性樹脂層に所定のパターンでレーザビームを集光して露光し、潜像を形成する露光工程と、現像、純水洗浄することによって前記感光性樹脂層に露光によるパターンを形成する現像工程と、パターン形成後に第２の熱処理を行う第２の熱処理工程とを有する光ディスク原盤の製造方法において、
前記露光工程で溝又はピットを角速度一定で回転させて潜像を形成する場合、前記第１の熱処理工程で行う熱処理の温度を前記原盤の中心からの距離によって異なる温度と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】
前記第１の熱処理工程での前記熱処理の温度を前記原盤内の外周部より内周部を低くする請求項１記載の光ディスク原盤の製造方法。
【請求項３】
露光領域における前記原盤内の内周部と外周部の熱処理の温度差を３０℃以下とする請求項１又は２に記載の光ディスク原盤の製造方法。
【請求項４】
前記原盤の熱伝導率が１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材質を原盤材料とする請求項１〜３のいずれかに記載の光ディスク原盤の製造方法。
【請求項５】
前記感光性樹脂層形成工程によって前記感光性樹脂層の形成された前記原盤を予め温度勾配をもった熱源上に接触させることによって前記第１の熱処理工程を行う請求項１〜４のいずれかに記載の光ディスク原盤の製造方法。
【請求項６】
前記第１の熱処理工程は、同心円状に等温かつ半径方向に温度勾配を持つことが可能な平坦なホットプレートを用いて行う請求項１〜５のいずれかに記載の光ディスク原盤の製造方法。
【請求項７】
前記第２の熱処理工程での温度を前記第１の熱処理工程での最高温度よりも高くする請求項１記載の光ディスク原盤の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の光ディスク原盤の製造方法によって作成された光ディスク原盤。
【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原盤の製造方法及び光ディスク原盤に関し、特に記録領域全面に渡って均一な案内溝、ピットを形成可能な光ディスク原盤の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特公平６−７３１９２号公報
通常の光ディスク原盤の製造方法は、先ず精密に研磨、洗浄されたガラス基板にフォトレジストを均一になるように塗布して熱処理を行う。フォトレジストが塗布されたガラス基板を、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で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上に作成する。これを現像し、水洗することによってフォトレジスト層に所定の凸凹を作成する。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】
光情報記憶媒体には、回転駆動方式で区分すると、主に線速度が常に一定となる等線速方式（以下ＣＬＶ方式と略す）と回転数が常に一定となる等角速度方式（以下ＣＡＶ方式と略す）に分けられる。それに伴い、光情報記憶媒体の原盤製作時にもＣＬＶ方式で露光する場合とＣＡＶ方式で露光する場合がある。ＣＬＶ方式で原盤の露光を行う場合、露光は全面に渡って一定線速度となるようにターンテーブルの制御を行い、そのため露光面内で一定の幅の案内溝やピットを作成しようとする時は、一定の露光パワーを保ってレーザ光の照射を行う。
【０００４】
ところがＣＡＶ方式で原盤の露光を行う場合、ターンテーブルの回転速度が一定角速度のため、露光する半径値によって線速度が変わる。一定光量で露光を行うとフォトレジストへの単位面積当たりの露光量が変化するため、露光面内で一定の幅の案内溝やピットを形成する場合には、半径値によって露光パワーを変化させる必要がある。原盤の各点の線速度はその点の光ディスクの中心からの距離に比例するため、例えば案内溝やピットを形成するためのレーザビーム強度は図５に示すように光ディスクの中心からの距離に比例した強度とする。上記特許文献１では、特にピットを形成する場合には、レーザビーム強度が中心からの距離に単なる比例でなく、内周側での強度を高めて再生信号が内周部で小さくなる不具合を軽減させるような対策がなされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、フォトレジスト層に露光を行う集光されたレーザビームの強度分布は、通常図６の（ａ）に示すようにガウス分布をしている。ＣＡＶ方式で露光を行う場合は、内周部では露光線速が遅いため露光パワーを小さく、外周部では露光線速が早いため露光パワーを大きくする。小さなレーザパワーで長く露光した場合（内周）と大きなレーザパワーで短く露光した場合（外周）では、単位面積当たりの露光量は同じにはなるが、強度プロファイルとしては全く同じにはならず、内周、外周で形状に差が生じてしまう。つまり、図６の（ｂ）からわかるように、同じ露光量にしても小さなレーザパワーで長く露光した場合の方が大きなレーザパワーで露光した場合よりも現像後に形成される案内溝６１、ピットの斜面がだれた形状（α＜β）になる。
【０００６】
また、集光ビームが実際には完全なガウスビームにはなっておらず、特に露光面のパワーを上げていくと、図７の（ａ）に示すようなビームの裾部分にサイドビーム（図中破線で囲んだ部分）が生じてくることがある。この場合には、現像後には図７の（ｂ）に示すように、ビーム強度が大きい時、サイドビームの影響により現像されずに残った部分（ランド部）の角が欠けたような形になってしまう。
【０００７】
このように、溝幅を原盤内全面に渡って一定にしようとレーザパワーを変えて行った場合、内周と外周で案内溝、ピットの形状が変わってしまうと、これによりトラッキング制御に誤動作が生じたり、読み取られるデータに誤りを生じたりする原因となる。
【０００８】
本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、ＣＡＶ方式で露光を行う際、記録領域全面に渡って均一な案内溝、ピットを形成することができる光ディスク原盤の製造方法及び光ディスク原盤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】
前記問題点を解決するために、本発明の光ディスク原盤の製造方法によれば、原盤上に感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、第１の熱処理を行う第１の熱処理工程と、感光性樹脂層に所定のパターンでレーザビームを集光して露光し、潜像を形成する露光工程と、現像、純水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現像工程と、パターン形成後に第２の熱処理を行う第２の熱処理工程とを有する。そして、露光工程で溝又はピットを角速度一定で回転させて潜像を形成する場合、第１の熱処理工程で行う熱処理の温度を原盤の中心からの距離によって異なる温度とすることに特徴がある。よって、角速度一定で回転させて露光行うために光情報記憶媒体の中心からの距離によって案内溝、ピットの形状が異なっている場合、熱処理の温度を異なる温度とすることにより、半径値によって感光性樹脂層の感度を変えることができ、原盤内全面で均一な案内溝、ピットの形状にすることができる。
【００１０】
また、第１の熱処理工程における熱処理の温度を原盤内の外周部より内周部を低くする。これは外周部よりも内周部の方が案内溝、ピットの斜面の角度が緩やかになるため、内周部のフォトレジスト感度を外周部より高くすることによって、内外周での形状の差を減少させることができる。
【００１１】
更に、露光領域における原盤内の内周部と外周部の熱処理の温度差を３０℃以下とすることにより、通常のフォトレジストにおいて露光領域全面に渡って案内溝、ピット形成に適切な露光感度とすることができる。
【００１２】
また、原盤の熱伝導率が１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材質を原盤材料とすることにより、正確かつ早く内外周での第１の熱処理工程での温度差をつけることができる。
【００１３】
更に、感光性樹脂層形成工程によって感光性樹脂層の形成された原盤を予め温度勾配をもった熱源上に接触させることによって第１の熱処理工程を行うことにより、第１の熱処理工程における原盤の温度を目的の温度に正確に到達させることが可能になる。
【００１４】
また、第１の熱処理工程は、同心円状に等温かつ半径方向に温度勾配を持つことが可能な平坦な加熱プレートを用いて行うことにより、目的の熱処理を容易に行うことができる。
【００１５】
更に、第２の熱処理工程での温度を第１の熱処理工程での最高温度よりも高くすることにより、感光性樹脂層と原盤の密着性強度を面内で均一にすることができる。
【００１６】
また、別の発明として上記記載の光ディスク原盤の製造方法によって作成された光ディスク原盤に特徴がある。よって、記録領域全面に渡って均一な案内溝、ピット形状の光ディスク原盤を提供することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の光ディスク原盤の製造方法によれば、原盤上に感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、第１の熱処理を行う第１の熱処理工程と、感光性樹脂層に所定のパターンでレーザビームを集光して露光し、潜像を形成する露光工程と、現像、純水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現像工程と、パターン形成後に第２の熱処理を行う第２の熱処理工程とを有する。そして、露光工程で溝又はピットを角速度一定で回転させて潜像を形成する場合、第１の熱処理工程で行う熱処理の温度を原盤の中心からの距離によって異なる温度とする。
【００１８】
【実施例】
図１は本発明の一実施例に係る光ディスク原盤の製造方法による製造工程を示す断面図である。同図において、先ず円形の原盤１１を用意し、表面の精密な研磨を行う。その後、原盤の表面の洗浄をＯ２雰囲気中でのＵＶ照射と高圧の純水を表面に当てる方法によって行う。Ｏ２雰囲気中でのＵＶ照射はＯ３やＯを発生させることによって原盤表面の有機物を除去することが目的である。このようにして洗浄された原盤１１にプライマー処理を行い、図１の（ａ）に示すように、その後感光性樹脂層であるフォトレジスト層１２の塗布をスピンコート法によって行う。その後、原盤の熱処理を行う。本実施例での熱処理は図１の（ｂ）に示すようにホットプレート装置１３上に原盤１１を載せることによって行う。通常このプリベークの工程は、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に行っている。本実施例では、後述するように、この熱処理温度を原盤の半径値によって異なる温度に設定するという方法をとる。
【００１９】
ここで使用されるホットプレート装置１３は、任意の点を中心として同心円状に等温にすることができ、半径方向には温度差がつけられるような構成になっている。例えば、図２に示すように、円形のホットプレート２１の下に導線２２が複数のリング状に独立に設けられており、この導線に流す電流を制御することによって各半径値におけるホットプレート２１の温度を決定できる。ここでホットプレート２１自体の熱伝導率が低いと温度分布にムラができたり目的の温度にするのに時間がかかったりするため、熱伝導率の高い材質、例えば銅、アルミニウム、銀などを用いる。このようにしてホットプレート装置１３は、図２の下図に示すような半径値に対する温度分布を発生させる。
【００２０】
図１の（ｂ）に示すように、ホットプレート装置１３上に温度分布を発生させる熱処理装置の上に、フォトレジスト層１２が塗布された原盤１１を載せる。ホットプレート装置１３の温度は、フォトレジスト層１２の種類により異なるが、本実施例の場合露光領域で９０℃〜１１０℃とした。つまり、内周部で９０℃、外周部で１１０℃とし半径値によって単調に温度が増加していくような設定とした。ここで使用される原盤１１の材質であるが、図２のホットプレート２１の材質と同様熱伝導率の高い材質が好ましい。これはホットプレート２１の温度をその上に形成されたフォトレジスト層１２まで直接伝えるためである。また、このプリベーク温度が長くなると全面に渡ってフォトレジスト層１２の感度が下がってしまい、適切な形状のパターンが形成できなくなるので、早くホットプレート装置１３の温度を伝える必要がある。ここで通常は原盤材料としてはソーダガラスがよく使用されるが、ソーダガラスを原盤材料として使用した場合、目的の熱処理温度にするのに時間がかかり意図する溝形状が得られないという問題が発生する。そのため、原盤材料は熱伝導率が１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材質とした。具体的にはアルミニウム、真鍮、ステンレス、鉄、銅、ニッケルなどの金属系のものであれば問題はない。ソーダガラスの熱伝導率は約０．６Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。
【００２１】
このようにプリベークの工程を行うことにより、図６の（ｂ）に示すように、露光する線速の違いによって案内溝又はピットの斜面の角度α（β）が大きく変わってしまうという問題を軽減することが可能になる。この角度の絶対値は案内溝やピットの深さ、幅によって大きく変わるが、斜面角度α（β）の内外周での変動の割合は、通常の一定温度でのプリベーク工程による処理の場合に比較して半分以下にすることができることがわかった。具体例を示すと、図６の（ｂ）において深さ１６０ｎｍ、溝幅３００ｎｍの案内溝６１を形成した場合の斜面角度α（β）は約６０°になるが、内外周での斜面角度の変動は１０％以下に抑制が可能である。ここで、斜面角度α（β）の測定はＡＦＭ（原子間力顕微鏡）を用いて行った。
【００２２】
また、上述した図７に示したような、集光ビームのガウスビーム形状からのずれによる現像後の案内溝又はピットの形状のくずれを防止することができる。これは、レーザパワーを上げていった場合に光学系の問題からサイドビームが顕著になりやすくなるが、レーザパワーの大きい外周部での熱処理温度を高くすることにより、現像後の形状のだれを抑制することが可能になる。
【００２３】
このようにしてプリベーク工程が行われた原盤を室温まで冷却し、露光作業を行う。先ず、原盤１１を後述する原盤露光機のターンテーブルに載せ、図１の（ｃ）に示すように、ガスレーザによるビーム１４を対物レンズ１５によってフォトレジスト層１２上に集光させ、露光を行う。このときターンテーブルは露光領域全面に渡って一定回転数で回転している。ここで原盤用露光機の概略図を図３に示す。ガスレーザ３０から出射レーザ光３９は、スタビライザー３１を通り、光変調器３２及び光偏向器３３で変調されて偏向される。フォーマッタ３４では、角速度一定（ＣＡＶ）露光用に作成された信号を光変調器３２と光偏光器３３に送っている。ビームエキスパンダ３５でビーム径を調整した後、対物レンズ３６でレーザ光を原盤３７上で集光させる。原盤３７はターンテーブル３８に載せられ、回転数一定になるように回転している。このようにして、図１の（ｃ）に示すように、フォトレジスト層１２上に露光による潜像１６を形成した後、図１の（ｄ）に示すように、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、高速回転させて乾燥させてフォトレジスト層１２上に案内溝、ピットを形成する。
【００２４】
その後、原盤１１とフォトレジスト層１２の密着力を高めるためにポストベークを行う。このポストベークは原盤内一定温度にして行い、設定温度はプリベーク温度の最高温度よりも高くする。これにより、原盤１１とフォトレジスト層１２の密着性強度を面内全面に渡って均一にすることができる。具体的には、ポストベークは１３０℃程度が好ましい。
【００２５】
次に、図１の（ｅ）に示すように、ガラス基板に形成されたフォトレジスト層１２のパターン上に、Ｎｉの導電性薄膜１７を形成する。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。そして、図１の（ｆ）に示すように、導電性薄膜１７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。その後、図１の（ｇ）に示すように、このＮｉ板１８をガラス基板から剥離する。剥離後、Ｎｉ板１８上に残留したフォトレジスト層１２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のマスタ１９が完成する。
【００２６】
図４は本発明の光ディスク原盤の製造方法によって製造された原盤を用いて光ディスク成形基板を形成する金型の構造を示す断面図である。同図に示す金型を用いて、射出成形により光ディスク成形基板を形成する。詳細には、固定金型４１と可動金型４３との接合部に形成されるキャビティ４５内に上述した本発明の光ディスク原盤の製造方法によって製造された光ディスク用スタンパのマスタ４２を固定し、そのキャビティ４５内に可動金型４３に設けられたノズル４４から溶融樹脂を射出充填し、固定金型４１と可動金型４３との間で圧縮する。その後、固定金型４１と可動金型４３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４６が得られる。
【００２７】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光ディスク原盤の製造方法によれば、原盤上に感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、第１の熱処理を行う第１の熱処理工程と、感光性樹脂層に所定のパターンでレーザビームを集光して露光し、潜像を形成する露光工程と、現像、純水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現像工程と、パターン形成後に第２の熱処理を行う第２の熱処理工程とを有する。そして、露光工程で溝又はピットを角速度一定で回転させて潜像を形成する場合、第１の熱処理工程で行う熱処理の温度を原盤の中心からの距離によって異なる温度とすることに特徴がある。よって、角速度一定で回転させて露光行うために光情報記憶媒体の中心からの距離によって案内溝、ピットの形状が異なっている場合、熱処理の温度を異なる温度とすることにより、半径値によって感光性樹脂層の感度を変えることができ、原盤内全面で均一な案内溝、ピットの形状にすることができる。
【００２９】
また、第１の熱処理工程における熱処理の温度を原盤内の外周部より内周部を低くする。これは外周部よりも内周部の方が案内溝、ピットの斜面の角度が緩やかになるため、内周部のフォトレジスト感度を外周部より高くすることによって、内外周での形状の差を減少させることができる。
【００３０】
更に、露光領域における原盤内の内周部と外周部の熱処理の温度差を３０℃以下とすることにより、通常のフォトレジストにおいて露光領域全面に渡って案内溝、ピット形成に適切な露光感度とすることができる。
【００３１】
また、原盤の熱伝導率が１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材質を原盤材料とすることにより、正確かつ早く内外周での第１の熱処理工程での温度差をつけることができる。
【００３２】
更に、感光性樹脂層形成工程によって感光性樹脂層の形成された原盤を予め温度勾配をもった熱源上に接触させることによって第１の熱処理工程を行うことにより、第１の熱処理工程における原盤の温度を目的の温度に正確に到達させることが可能になる。
【００３３】
また、第１の熱処理工程は、同心円状に等温かつ半径方向に温度勾配を持つことが可能な平坦な加熱プレートを用いて行うことにより、目的の熱処理を容易に行うことができる。
【００３４】
更に、第２の熱処理工程での温度を第１の熱処理工程での最高温度よりも高くすることにより、感光性樹脂層と原盤の密着性強度を面内で均一にすることができる。
【００３５】
また、別の発明として上記記載の光ディスク原盤の製造方法によって作成された光ディスク原盤に特徴がある。よって、記録領域全面に渡って均一な案内溝、ピット形状の光ディスク原盤を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る光ディスク原盤の製造方法による製造工程を示す断面図である。
【図２】ホットプレート装置の構成と温度分布を示す図である。
【図３】原盤露光機の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の光ディスク原盤の製造方法によって製造された原盤を用いて光ディスク成形基板を形成する金型の構造を示す断面図である。
【図５】ＣＡＶ露光を行う場合の半径値に対するレーザビーム強度の関係を示す特性図である。
【図６】露光パワーを変えたときの集光ビームの強度分布と現像後の形状を示す図である。
【図７】露光パワーを変えたときの集光ビームの強度分布と現像後の形状を示す図である。
【符号の説明】
１１；原盤、１２；フォトレジスト層、１３；ホットプレート装置、
１４；レーザビーム、１５；対物レンズ、１６；潜像、１７；導電性薄膜、
１８；Ｎｉ板、１９；マスタ、２１；ホットプレート、２２；導線、
３０；ガスレーザ、３１；スタビライザー、３２；光変調器、３３；光偏向器、
３４；フォーマッタ、３５；ビームエキスパンダ、３６；対物レンズ、
３７；露光原盤、３８；ターンテーブル、３９；レーザビーム光路、
４１；固定金型、４２；光ディスク用スタンパのマスタ、
４３；可動金型、４４；ノズル、４５；キャビティ、
４６；光ディスク成形基板、６１；案内溝。
【図１】
2004164739.tif 000003
【図２】
2004164739.tif 000004
【図３】
2004164739.tif 000005
【図４】
2004164739.tif 000006
【図５】
2004164739.tif 000007
【図６】
2004164739.tif 000008
【図７】
2004164739.tif 000009