(57)【要約】【課題】断面形状が矩形であり、なおかつランドグルーブ間の傾斜部の平滑性が良好な光ディスク基板を、簡易かつ安価に製造することの可能なスタンパ−およびその製造方法を提供すること。【解決手段】光ディスク基板用スタンパーの製造方法を、（１）記録トラックに対応したパターン平坦部と、該平坦部に非平行な傾斜部が設けられた光ディスク原盤上に、少なくとも誘電体から成る誘電体層を形成する工程と、（２）前記平坦部と前記傾斜部でエッチングレートの異なる異方性エッチングにより、前記傾斜部に存在する前記誘電体層を除去する工程と、（３）前記原盤上に導電膜を形成した後に、該導電膜上に金属をメッキする工程を有する製造方法により行う。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスク基板用スタンパーの製造方法であって、記録トラックに対応したパターン平坦部と、該平坦部に非平行な傾斜部が設けられた光ディスク原盤上に、少なくとも誘電体から成る誘電体層を形成する工程と、前記平坦部と前記傾斜部でエッチングレートの異なる異方性エッチングにより、前記傾斜部に存在する前記誘電体層を除去する工程と、前記原盤上に導電膜を形成した後に、該導電膜上に金属をメッキする工程を含むことを特徴とする製造方法。
【請求項２】
請求項１の光ディスク基板用スタンパーの製造方法であって、前記異方性エッチングをイオンビームミリングとした光ディスク基板用スタンパーの製造方法。
【請求項３】
請求項１の光ディスク基板用スタンパーの製造方法であって、前記誘電体層上にマスク層を形成する工程を含む光ディスク基板用スタンパ−の製造方法
【請求項４】
請求項３の光ディスク基板用スタンパーの製造方法であって、マスク層が原子量３０以下の軽元素を主成分とする材料から成ることを特徴とする光ディスク基板用スタンパーの製造方法。
【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、特に高密度記録用の光ディスクまたは光磁気ディスク基板の成型に用いるスタンパーの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光ディスク基板用スタンパーの製造方法について図２を用いて説明する。
図２（１）に示すように、研磨され、必要に応じてシランカップリング材などのプライマーをスピンコートした原盤ガラス１に、ポジ型フォトレジスト２をスピンコートした後、原盤をクリーンオーブン等によりプリベークを行う。次に、図２（２）に示すように、Ａｒイオンレーザー等を光源として搭載した露光装置（カッティングマシン）により、原盤ガラス１の所定の領域を記録信号に応じて変調された光ビームを用いて露光する。３はカッティングマシンの光ビーム、４は露光部、５は未露光部である。フォトレジストは使用目的によって、露光部分を使用するネガ型フォトレジスト、未露光部分を使用するポジ型フォトレジストに別れていることは知られており、必要によって使い分けられる。図２（３）にて無機アルカリ液と超純水とを混合し希釈した現像液でスピン洗浄し、露光部を除去する。この後、純水洗浄、スピン乾燥を行い、その後、クリーンオーブンでポストベークを行い光ディスク原盤が得られる。フォトレジスト除去部が、グルーブ（溝）９、残留部がランド８となる。
【０００３】
図２（４）にて光ディスク原盤表面にスパッタリングによりニッケル膜などの導電膜６を成膜した後、図２（５）において、このニッケル導電膜上にニッケル電鋳を行う。１３はニッケル電鋳層である。ニッケル電鋳面を裏面研磨後、図２（６）にて、光ディスク原盤より金属スタンパーを剥離する。図２（７）にてスタンパー７として完成する。
【０００４】
また近年では、矩形に近い断面形状が要求される深溝基板用スタンパーの作製には、異方性エッチングを用いて光ディスク基板用スタンパーを製造する方法が提案されている。例えば、特開平７−１６１０８０号公報には、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を用いた光ディスク基板用のスタンパーの製造加工方法が述べられている。図３を用いて、反応性イオンエッチング方式におけるランド部・グルーブ部記録基板用のスタンパーの製造加工方法について説明する。
【０００５】
図３（１）において、研磨後十分洗浄された石英ガラス原盤１０の表面に、必要に応じてプライマーをスピンコートし、ポジ型フォトレジスト２を塗布する。その後、原盤をクリーンオーブン等でプリベークする。図３（２）において、Ａｒイオンレーザー等を光源とする露光装置（カッティングマシン）により、所定の領域を記録信号に応じて変調された光ビーム３を用いて露光する。その後、図３（３）にて前記無機アルカリ現像液でスピン現像し、露光部４を除去する。後処理としての純水シャワー、スピン乾燥の後、クリーンオーブン内で未露光部５をポストベークする。
【０００６】
図３（４）ではその後、反応性イオンエッチング装置のチャンバー内に原盤を入れ、真空度１×１０−４Ｐａまで排気した後、ＣＨＦ３等のガスを導入し反応性イオンエッチングを行いガラスマスター１１を得る。
【０００７】
図３（５）にて、濃硫酸と過酸化水素水を混合した剥離液中にガラスマスター１１を浸し、残留レジストを剥離し光ディスク原盤を得ることができる。図中８はランド部、９はグルーブ部となる。図３（６）では洗浄後、ガラスマスター１１の表面にニッケル導電膜６をスパッタリングすることにより導電化する。図３（７）において、更にニッケル電鋳を行う。１３はニッケル電鋳層である。図３（８）でその後、ニッケル電鋳面を研磨してから、ガラスマスター１１よりニッケル電鋳層１３を剥離する。以上のような工程で、スタンパー７を完成する（図３（９））。
【０００８】
また、使用用途によっては、剥離した金属スタンパーをマスタースタンパーとし、表面に不導体膜処理等を行いマザースタンパー／サンスタンパーと言ったスタンパーファミリーを作製することも可能である。
【０００９】
その後、プレス打ち抜き等を行い所望の形状にし、金属スタンパーが完成する。この金属スタンパーを使用して、射出成形法や２Ｐ法によって凹形状の記録信号を有する光ディスク基板を複製する。この後光ディスク基板上にアルミニウム等の金属反射膜や磁性膜を形成して光ディスクを形成する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
以上のようにして作製されたスタンパーから複製された基板には、光ディスクの記録や再生時にレーザービームを所望の位置に導くための案内溝が形成されている。ランドグルーブ記録においては、ランド部の記録再生時にはグルーブ部は案内溝となり、グルーブ部の記録再生時にはランド部が案内溝となっている。この方式はランド部、グルーブ部の両者に記録再生を行うことができるため、トラック方向の記録密度向上のための有効な方式となっている。
【００１１】
上記ランドグルーブ記録に於いては、情報ビットの記録若しくは再生時にレーザービームの照射加熱をする際に、ランドとグルーブの間の傾斜部の磁性膜を通じた熱拡散により、隣接するトラックの情報ビットを破壊してしまう、所謂クロスイレーズまたはクロスライトの問題が生じていた。特に高密度化を図るために基板を狭トラックピッチとした場合には、この問題が顕著となる。
【００１２】
そこで、上記クロスイレーズまたはクロスライトの問題を解決する手段の一つとして、特開平１０−２７５３６９では、指向性の高い手段を用いた成膜を行い、側壁のテーパ部に付着する膜を減らすことで、ランド部とグルーブ部の膜を物理的に分断させる方法が提案されている。ただし、このとき前記テーパ角は９０°に近いことが必要とされている。
【００１３】
また、光ディスクの傾斜部に堆積した膜は実際の記録及び再生に寄与しないだけでなく、情報再生信号のノイズを増大させる原因となっている。従って更なるトラック密度向上を図る上では、前記傾斜部は可能な限り９０°に近く、基板の断面形状は矩形であることが望まれる。
【００１４】
しかしながら、従来の技術を用いて作製した光ディスク用スタンパーの傾斜部のテーパ角は比較的矩形に近い断面形状が得られる反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を用いたスタンパーの製造方法であっても実用的には最大で７０°程度であった。
【００１５】
上記の原因を図４を用いて説明すると、まず図４（ａ）の露光工程における光ビームの強度は、例えばガウス分布として近似されるような不均一なものである。このため露光部のフォトレジストを除去した際に、ビーム中心から離れた露光部と未露光部の境界は、図４（ｂ）のような傾斜を持つ。従って、次のＲＩＥの工程（図４（ｃ）（ｄ）（ｅ））において、マスクとなるフォトレジストは薄い部分から順次エッチングされ、マスクの開口幅Ｗはエッチングの進行と共に広がる。同時に、ガラス原盤がエッチングされる幅も広がっていくために、結果として原盤の傾斜部は９０°にはならない。
【００１６】
加えて、ＲＩＥを用いたスタンパーの製造方法では、グルーブ部、特に傾斜部において平滑性が著しく損なわれている。そのため、このスタンパーから転写される光ディスク用基板にも細かな皺状の荒れが現れる。この基板を用いて光磁気記録を行った場合、レーザー光の反射光量が、傾斜部の荒れのために一定とならず、再生信号のノイズを増大させる原因となっている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の諸問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、断面形状が矩形であり、なおかつランドグルーブ間の傾斜部の平滑性が良好な光ディスク基板を、簡易かつ安価に製造することの可能なスタンパ−およびその製造方法を提供することにある。
上記目的は以下の手段によって達成される。
【００１８】
すなわち、光ディスク基板用スタンパ−の製造方法であって、記録トラックに対応したパターン平坦部と、該平坦部に非平行な傾斜部が設けられた光ディスク原盤上に、少なくとも誘電体から成る誘電体層を形成する工程と、前記平坦部と前記傾斜部でエッチングレートの異なる異方性エッチングにより、前記傾斜部に存在する前記誘電体層を除去する工程と、前記原盤上に導電膜を形成した後に、該導電膜上に金属をメッキする工程を含むことを特徴とする製造方法によって達成される。
【００１９】
また、光ディスク基板用スタンパ−の製造方法であって、前記異方性エッチングをイオンビームミリングとした光ディスク基板用スタンパーの製造方法によって達成される。
【００２０】
また、上記誘電体層としては、ＳｉＮ、ＳｉＯ、ＳｉＣ、ＳｉＡｌＯＮのようなＳｉ系化合物、またはＣａＦ２、ＭｇＦ２のようなフッ化物等を選択した前記製造方法によって達成される。
【００２１】
また、光ディスク基板用スタンパーの製造方法であって、前記誘電体層上にマスク層を形成する工程を含む光ディスク基板用スタンパーの製造方法によって達成される。
【００２２】
さらに、光ディスク基板用スタンパーの製造方法であって、マスク層が原子量３０以下の軽元素を主成分とする材料から成ることを特徴とする光ディスク基板用スタンパーの製造方法によって達成される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の光ディスク基板製造用スタンパーの製造方法について詳細に説明する。
（実施例１）図１は本発明によるスタンパ−の製造工程図である。まず、外径  ３５０ｍｍ  、内径  ７０ｍｍ、厚さ  ６ｍｍ  で、表面粗度  ０．４ｎｍ  以下に研磨された石英ガラス原盤を十分洗浄した。次に石英ガラス原盤の表面にプライマーをスピンコートした後、ポジ型フォトレジストをスピンコートした。その後、原盤をクリーンオーブン内でプリベークした。レジストの膜厚は約２００ｎｍ  である。（図１（１））
次に、図１（２）に示すように波長  ４５８ｎｍ  のＡｒイオンレーザーを光源とするカッティングマシンにより、原盤の所定の領域を一定のトラックピッチにて露光する。露光時の石英ガラス原盤の回転数は４５０ｒｐｍ、レーザービームスポット直径は約１．３μｍである。その後、無機アルカリ現像液でスピン現像し、露光部を除去する（図１（３））。後処理としての純水シャワー、スピン乾燥の後、クリーンオーブン内でポストベークする。
【００２４】
その後、図１（４）に示すように反応性イオンエッチング装置のチャンバー内に原盤を入れ、真空度  １×１０−４−Ｐａまで排気した後、ＣＨＦ３ガスを導入し反応性イオンエッチングを行う。ガス流量は  ６ｓｃｃｍ、ガス圧力は０．３Ｐａ  、ＲＦ電力は３００Ｗ、自己バイアス電圧は−３００Ｖ、電極間距離は１００ｍｍである。エッチング時間を調整し、１８０ｎｍのグルーブ深さに達するまでエッチングする。次に、濃硫酸と過酸化水素水を混合した剥離液中に原盤を浸し、残留レジストを剥離した。（図１（５））
上記の原盤に誘電体層としてＳｉＯ２層１５を成膜した。（図１（６））具体的な成膜方法としては、直流マグネトロンスパッタリング装置にＳｉターゲット、炭素ターゲットを取り付け、原盤表面がターゲットと平行となるように基板ホルダーを設置した後に、チャンバー内の圧力が５×１０−５Ｐａ以下になるまでクライオポンプで真空排気した。さらに真空排気をしながら、成膜圧力が約０．２ＰａとなるようにＡｒガスとО２ガスをチャンバー内に導入して、低圧スパッタ法によりＳｉＯ２を成膜した。このときのＳｉＯ２の成膜厚は、原盤の傾斜部が膜によって覆われるように、原盤のグルーブ深さと同程度かそれ以上が望ましく、１８０ｎｍとした。
【００２５】
続いて真空を保持したまま、Ａｒガスのみを導入し、ランド、グルーブそれぞれの平坦部が次の工程でミリングされるのを防ぐためのマスク層としてミリングレートの非常に遅い炭素１６をスパッタした。（図１（７））このとき、炭素膜厚はミリング工程の後に傾斜部のＳｉＯ２が除去されるのに必要な厚さである５０ｎｍとした。
【００２６】
上記誘電体層及びマスク層の成膜方法としては、ターゲットと原盤の間に格子状のコリメート電極を配置したコリメートスパッタ法、若しくはターゲット−原盤間の距離を離すロングスロースパッタ法、またはスパッタ圧を減少させる低圧スパッタ法等、原盤に垂直な成分を多く持つ粒子のみを原盤に到達させる異方的成膜を行い、記録トラック部に堆積される膜の平坦性が良好な成膜方法が望ましい。
【００２７】
次に傾斜部の誘電体層を除去する工程として、イオンビーム照射によるエッチングを行った。一般的に前記手段によるエッチングレートはイオン入射角に依存しており、原盤表面の法線方向に対し４０°〜８０°になるまで単調に増加し、それ以上で減少し、９０°で０になる。従って、記録トラックに対応したパターン平坦部と、該平坦部に非平行な傾斜部が設けられた光ディスク原盤上に、該平坦部に対して垂直方向よりイオンビームを照射した場合、平坦部と傾斜部のエッチングレートの差によって傾斜部上に堆積した誘電体層を選択的に除去できる。具体的な工程としては上記の成膜後の原盤をミリング装置に移し、装置内を１×１０−５Ｐａに真空排気した後に、イオン化室にＸｅガスを導入し、イオンビーム電圧６００Ｖ、ビーム電流８０ｍＡで２４０ｓｅｃの間Ｘｅイオンでミリングを行った。このときイオンビーム１７の入射角は原盤に対して垂直とした。その結果、図１（８）のように、まず傾斜部のマスク層が除去され、その後、傾斜部のＳｉＯ２と記録トラックの平坦部のマスク層がエッチングされるためにＳｉＯ２層は断面形状が矩形となって原盤上に残る。
【００２８】
その後図１（９）の様に原盤上のＳｉＯ２層の表面にニッケル膜をスパッタリングすることで導電化し、図１（１０）のニッケル電鋳により、ニッケル電鋳層を形成した。
【００２９】
次に原盤よりニッケル電鋳層を剥離する（図１（１１））。このとき該ニッケル電鋳層にはＳｉＯ２が付着しているため、ＣＨＦ３ガスによる反応性イオンエッチングを行い、残留ＳｉＯ２を除去し、スタンパ−が完成する。図１（１２）
完成したスタンパーの形状評価をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）にて行った。この結果、ランド−グルーブ間の傾斜角は約８５°であり、また側壁部の皺状の荒れは観察されなかった。
【００３０】
（比較例１）本発明の効果の基準となる、従来のＲＩＥを用いた製造方法によるスタンパーを作製した。実施例１の工程と同様に、まず外径  ３５０ｍｍ  、内径  ７０ｍｍ、厚さ  ６ｍｍ  で、表面粗度  １ｎｍ  以下に研磨された石英ガラス原盤を十分洗浄した。次に、石英ガラス原盤の表面にプライマーをスピンコートした後、ポジ型フォトレジストをスピンコートした。その後、原盤をクリーンオーブン内でプリベークした。レジストの膜厚は約２００ｎｍ  である。次に、波長  ４５８ｎｍ  のＡｒイオンレーザーを光源とするカッティングマシンにより、原盤の所定の領域を一定のトラックピッチにて露光する。露光時の石英ガラス原盤の回転数は４５０ｒｐｍ、レーザービームスポット直径は約１．３μｍである。その後、無機アルカリ現像液でスピン現像し、露光部を除去する。後処理としての純水シャワー、スピン乾燥の後、クリーンオーブン内でポストベークする。その後、反応性イオンエッチング装置のチャンバー内に原盤を入れ、真空度  １×１０−４−Ｐａまで排気した後、ＣＨＦ３ガスを導入し反応性イオンエッチングを行う。ガス流量は  ６ｓｃｃｍ、ガス圧力は０．３Ｐａ  、ＲＦ電力は３００Ｗ、自己バイアス電圧は−３００Ｖ、電極間距離は１００ｍｍである。エッチング時間を調整し、１８０ｎｍのグルーブ深さに達するまでエッチングする。次に、濃硫酸と過酸化水素水を混合した剥離液中に原盤を浸し、残留レジストを剥離した。洗浄後、原盤の表面にニッケル膜をスパッタリングすることにより導電化する。更にニッケル電鋳を行う。その後、ニッケル電鋳面を研磨してから、原盤よりニッケル電鋳層を剥離し、スタンパーが完成する。
【００３１】
実施例１と同じく、比較例１の方法で製造されたスタンパーをＳＥＭで観察したところ、ランド−グルーブ間の傾斜角は約７０°であり、また側壁部に数十ｎｍの皺状の荒れが観察された。
（実施例２）上記の実施例１と同様のフォトレジスト塗布、露光、露光部分の除去の工程の後、ＲＩＥによる原盤のエッチングを行う工程において、エッチング時間を調整して６０ｎｍのグルーブ深さに達するまでエッチングした。次に実施例１と同様の手法によりＳｉＯ２を６０ｎｍ、マスク層である炭素１６．７ｎｍを順次積層した。
【００３２】
次に実施例１と同様にＸｅイオンビームミリングを８０ｓｅｃ行った後に、ニッケルスパッタ、ニッケル電鋳、電鋳層剥離、残留ＳｉＯ２除去の工程を経てスタンパーを作製した。このスタンパーの形状評価の結果は、傾斜角８５°であり側壁部の荒れは見られず、実施例１と同等の効果が得られた。この結果より幅広い溝深さで本発明は適応可能であると言える。
（実施例３）図５は本発明によるスタンパ−の製造工程図である。まず従来技術によって作製されたスタンパ−を用いて、ランド−グルーブ間のピッチが０．６μｍ、溝深さが１８０ｎｍ、傾斜部のテーパ角がおよそ５５°である光ディスク用基板を作製した。次に該基板上にＳｉＯ２層を成膜した（図５（１））。具体的な成膜方法としては、直流マグネトロンスパッタリング装置にＳｉターゲット、炭素ターゲットを取り付け、基板表面がターゲットと平行となるように基板ホルダーを設置した後に、チャンバー内の圧力が５×１０−５Ｐａ以下になるまでクライオポンプで真空排気した。さらに真空排気をしながら、ＡｒガスとＯ２ガスをチャンバー内に導入して、リアクティブスパッタによりＳｉＯ２を成膜した。このときのＳｉＯ２の成膜厚は、基板の傾斜部が膜によって覆われるように、基板の深さと同程度かそれ以上が望ましく、１８０ｎｍとした。
【００３３】
続いて真空を保持したまま、Ａｒガスのみを導入し、ランド、グルーブそれぞれの平坦部が次の工程でミリングされるのを防ぐためのマスク層としてミリングレートの非常に遅い炭素をスパッタした。（図５（２））このとき、炭素膜厚はミリング工程の後に傾斜部のＳｉＯ２が除去されるのに必要な厚さである５０ｎｍとした。
【００３４】
次に上記の成膜後のディスクをミリング装置に移し、装置内を１×１０−５Ｐａに真空排気した後に、イオン化室にＸｅガスを導入し、イオンビーム電圧６００Ｖ、ビーム電流８０ｍＡで２４０ｓｅｃの間Ｘｅイオンでミリングを行った。このときイオンビームの入射角は基板に対して垂直にした。その結果、図５（３）のように、まず側壁部のマスク層が除去され、その後、側壁部のＳｉＯ２とランドとグルーブの平坦部のマスク層がミリングされるためにＳｉＯ２層は断面形状が矩形となって基板上に残る。
【００３５】
その後図５（４）の様に基板上のＳｉＯ２層の表面にニッケル膜をスパッタリングすることで導電化し、図５（５）のニッケル電鋳により、ニッケル電鋳層を形成する。さらに基板よりニッケル電鋳層を剥離して、図５（７）のようにＣＨＦ３による反応性イオンエッチングを行い、残留ＳｉＯ２を除去してスタンパ−が完成する。
【００３６】
完成したスタンパーの形状評価をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）にて行った。この結果、ランド−グルーブ間の傾斜角は約８５°であり、また側壁部の皺状の荒れは観察されなかった。
【００３７】
【発明の効果】
以上詳細に述べたように、本発明によりランドとグルーブの境界の傾斜角を大きくし、断面形状が矩形に近く、側壁傾斜部の表面平滑性が良好なスタンパー及び基板の簡易的な製造が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施例１の光ディスク基板用スタンパーの製造工程
【図２】従来の方式による光ディスク基板用スタンパーの製造工程
【図３】反応性イオンエッチングによる従来の光ディスク基板用スタンパーの製造工程
【図４】反応性イオンエッチングによる露光、エッチングプロセス
【図５】本発明による実施例２の光ディスク基板用スタンパーの製造工程
【符号の説明】
１        原盤ガラス
２        フォトレジスト
３        光ビーム
４        光ビーム露光部
５        未露光部（フォトレジスト）
６        ニッケル導電膜
７        スタンパー
８        ランド
９        グルーブ
１０    石英ガラス
１１    ガラスマスター
１２    反応性イオンエッチング
１３    ニッケル電鋳層
１４    光ディスク用基板
１５    誘電体層
１６    マスク層
１７    イオンビーム
【図１】
2004234732.tif 000003
【図２】
2004234732.tif 000004
【図３】
2004234732.tif 000005
【図４】
2004234732.tif 000006
【図５】
2004234732.tif 000007