(57)【要約】【課題】算術的表面粗さを±０．６ｎｍ以内に抑えたスタンパの製造方法を提供する。【解決手段】ガラス基板１上にフォトレジストパターンを形成した後、現像を行って溝４を形成する工程と、溝４から露出したガラス基板１上及びフォトレジストパターン上にニッケル薄膜５を形成する工程と、次に、電鋳法によりニッケル薄膜５上にニッケル電鋳膜６を形成する工程と、更にニッケル薄膜５と共にニッケル電鋳膜６を剥離してスタンパ７を形成する工程と、からなるスタンパの製造方法において、スタンパ７に４０ｋＪ／ｍ２〜７５ｋＪ／ｍ２の光エネルギー密度の紫外線を用いて照射する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板上にフォトレジストパターンを形成した後、現像を行って溝を形成する工程と、
前記溝から露出した前記ガラス基板上及びフォトレジストパターン上にニッケル薄膜を形成する工程と、
次に、電鋳法により前記ニッケル薄膜上にニッケル電鋳膜を形成する工程と、更に前記ニッケル薄膜と共に前記ニッケル電鋳膜を剥離してスタンパを形成する工程と、からなるスタンパの製造方法において、
前記スタンパをアルカリ水溶液に浸した後に４０ｋＪ／ｍ２〜７５ｋＪ／ｍ２の光エネルギー密度の紫外線を用いて照射し、再びアルカリ水溶液に浸し、前記スタンパに残っている前記フォトレジストパターンを除去することを特徴とする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作製する際に用いられるスタンパの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、オ−ディオ、画像用途、コンピュ−タメモリとして高密度デ−タが蓄積できる光ディスクは、透明なディスク基板の表面に溝やピットが形成し、この表面に記録層や各種の保護層を積層して作製される。この光ディスクを作製するスタンパの製造方法としては、例えば、特許文献１に開示されている。
即ち、特許文献１には、ガラス基板上にフォトレジストを順次塗布した後、選択的に露光光により露光を行い、次に現像を行って、所定の凹凸のフォトレジストパターンを形成し、更にこのフォトレジストパターン上に無電解メッキにより表面導電化処理を行って無電解メッキ層を形成し、次に、前記した無電解メッキ層上に電気メッキ層を形成し、無電解メッキ層と電気メッキ層とからなるスタンパを前記フォトレジストパターンから剥離した後、スタンパに有機物を分解する波長の紫外線を密閉容器内で照射して、この紫外線から発生するオゾンの働きを利用して前記スタンパ上の残存フォトレジストを除去することが開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−３３９３２５号公報（第５頁、第２図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光エネルギーが多量のオゾンの生成に消費され、スタンパ表面を強力に酸化してしまい表面が荒れるといった問題点を生じていた。
また、オゾンの働きを利用する代りにアルカリ液を用いた電解分解による方法も、スタンパ表面がアルカリ液と電気分解中による電気エネルギーの両方の影響により荒れるといった問題を生じていた。
このようなスタンパを用いて射出成形により光ディスク基板を作製した場合には、光ディスク基板も荒れたものとなる。実用的には、光ディスク基板表面の算術平均粗さは、±０．６ｎｍ以内であることが必要である。算術平均粗さがこれ以上では、光ディスク基板上に記録再生層を形成した際に、ノイズが大幅に大きくなり、実用に適さなくなるからである。算術平均粗さとは、スタンパ表面或いは光ディスク基板表面のランド及び溝の中に含有される凹凸の平均的な高さからのずれをいう。
【０００５】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みて成されたものであり、算術的表面粗さを±０．６ｎｍ以内に抑えたスタンパの製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ガラス基板上にフォトレジストパターンを形成した後、現像を行って溝を形成する工程と、前記溝から露出した前記ガラス基板上及びフォトレジストパターン上にニッケル薄膜を形成する工程と、次に、電鋳法により前記ニッケル薄膜上にニッケル電鋳膜を形成する工程と、更に前記ニッケル薄膜と共に前記ニッケル電鋳膜を剥離してスタンパを形成する工程と、からなるスタンパの製造方法において、前記スタンパをアルカリ水溶液に浸した後に４０ｋＪ／ｍ２〜７５ｋＪ／ｍ２の光エネルギー密度の紫外線を用いて照射し後再びアルカリ水溶液に浸し、前記スタンパに残っている前記フォトレジストパターンを除去することを特徴とするスタンパの製造方法を提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係わるスタンパの製造方法の実施形態について、図面を用いて説明する。
図１は、本発明に係わるスタンパの製造方法を示し、（Ａ）は、（フォトレジスト塗布及び潜像成工程）を示す断面図、（Ｂ）は、（溝形成工程）を示す断面図、（Ｃ）は、（ニッケル膜形成工程）を示す断面図、（Ｄ）は、（電鋳工程）を示す断面図、（Ｅ）は、完成したニッケルスタンパを示す断面図である。図２は、フォトレジスト残存率と光エネルギー密度との関係を示す図である。図３は、大気雰囲気中或いは窒素雰囲気中でスタンパに紫外線を照射した時の算術平均粗さと光エネルギー密度との関係を示す図である。図４は、窒素雰囲気中に混入する酸素濃度をパラメータとした時の算術平均粗さと光エネルギー密度との関係を示す図である。図５は、光ディスク基板のノイズレベルと算術平均粗さとの関係を示す図である。
【０００８】
（フォトレジスト塗布及び潜像形成工程）
まず、ガラス基板１を研磨した後、水洗し、ヘキサメチルジサラザン蒸気にさらす。
次に、図１（Ａ）に示すように、スピンコート法により、ガラス基板１上に厚さ２００ｎｍのフォトレジスト２を塗布する。フォトレジスト２は、シュプレーファーイスト社製の９９００ＮＸである。
【０００９】
引き続いて、波長４１３ｎｍのクリプトンレーザ光をフォトレジスト２に螺旋状又は円形状に照射してフォトレジストパターンを形成して、潜像３を形成する。
【００１０】
（溝形成工程）
この後、図１（Ｂ）に示すように、潜像３を現像して、フォトレジスト２上にトラックピッチ０．７５μｍ、ランドとグルーブの幅の比を１：１として、逆台形状の溝４を形成する。
この溝４が逆台形状となるのは、以下の理由による。
レーザ光の照射強度は、中心部が最も強く、これから離れるに従い弱くなるガウス分布を有しており、このレーザ光のフォトレジスト２による吸収は、レーザ照射強度に依存するので、レーザ照射強度の強いレーザ光の中心部により露光されたフォトレジスト２部分は、深く照射され、この中心部よりも離れたレーザ照射強度の弱いレーザ光により照射されたフォトレジスト２は、浅く照射される。従って、このフォトレジスト２に形成される潜像３は、レーザ光の中心部で照射された部分が最も深く、この中心部から離れるに従って、浅くなる。この結果、この潜像３を現像することにより逆台形状の溝４が形成されるのである。
【００１１】
（ニッケル膜形成工程）
次に、図１（Ｃ）に示すように、マグネトロンスパッタにより、溝４から露出したガラス基板１上及びフォトレジスト２上にニッケル薄膜５を形成する。
【００１２】
（電鋳工程）
次に、図１（Ｄ）に示すように、電鋳法により、スルファミン酸ニッケルを用いて、ニッケル薄膜５上にニッケル電鋳層６を形成する。更に、図１（Ｅ）に示すように、フォトレジスト２からニッケル薄膜５と共にニッケル電鋳層６を剥離してスタンパ７を作製する。
【００１３】
（残留フォトレジスト除去工程）
次に、室温で１０％濃度のアルカリ水溶液に浸した後、スタンパ７上に残留しているフォトレジスト２の大部分を除去した後、窒素雰囲気中で所定の光エネルギー密度の真空紫外線をスタンパ７に照射して、スタンパ７上に残留している微少量のフォトレジスト２を改質させ、更に前記と同様の組成のアルカリ水溶液でスタンパ７上に残留している微少量のフォトレジスト２を完全に除去する。
真空紫外線照射には、波長１７２ｎｍのキセノンエキシマランプを用いる。
【００１４】
ここで、真空紫外線の光エネルギー密度とスタンパ７に残留しているフォトレジスト２との関係について調べた。
スタンパの各試料を以下のようにして作製した。
スタンパ上に厚さ２００ｎｍのフォトレジストを塗布した後、このフォトレジストにキズを付けて段差を形成する。次に、室温で１０％濃度のアルカリ水溶液に浸し、大部分のフォトレジストを除去した後、１０ｍＷのキセノンエキシマランプを用い、その光エネルギー密度を０〜１００ｋＪ／ｍ２の範囲で変化させてフォトレジスト２上から真空紫外線を照射した。その後室温で１０％濃度のアルカリ水溶液に浸した。この各試料に残存するフォトレジスト残存率の測定は、ＡＦＭ−Ｍ５（パークサイエンス社製）を用いて行った。フォトレジスト残存率とは、初期のフォトレジストの厚さに対する減少したフォトレジストの厚さをいう。
その結果を図２に示す。
【００１５】
図２に示すように、光エネルギー密度を増加させていくと、フォトレジスト残存率は次第に減少し、４０ｋＪ／ｍ２以上では、各試料のスタンパ上にはフォトレジストが全くなくなっていることがわかる。
この結果から、図１（Ｅ）に示す（電鋳工程）後、エキシマキセノンランプにより４０ｋＪ／ｍ２以上の光エネルギー密度での照射を行えば、完全に残留フォトレジストを除去することができることがわかる。
【００１６】
次に、アルカリ水溶液で大部分のフォトレジストが除去されたスタンパを用意し、大気雰囲気中或いは、酸素を含む窒素雰囲気中で、紫外線をスタンパの各試料に照射して、その表面粗さについて調べた。
この際、スタンパの各試料に紫外線を照射するランプに１０ｍｍの間隙を有して対向配置させ、この間隙に１５リットル／ｍｉｎの大気或いは、酸素を含む窒素雰囲気をフローさせた。また、大気雰囲気中で紫外線を照射する場合には、波長１８５ｎｍの低圧水銀ランプを用いた。酸素を含む窒素雰囲気中で紫外線を照射する場合には、波長１７２ｎｍのキセノンエキシマランプを用いた。そして、光エネルギー密度は、０〜１００ｋＪ／ｍ２の範囲で変化させておこなった。スタンパ各試料の表面の算術平均粗さの測定には、白色干渉顕微鏡ＮＥＷ  ＶＩＥＷ１００（ＺＹＧＯ社製）を用いた。
その結果を図３に示す。
図３中、□は、窒素雰囲気中で紫外線照射した場合、〇は、大気雰囲気中で紫外線照射した場合である。
【００１７】
図３に示すように、大気雰囲気中で紫外線照射した場合には、算術平均粗さは、光エネルギー密度の増加に比例して単調増加し、光エネルギー密度が０〜２０ｋＪ／ｍ２の範囲内では、算術平均粗さは、±０．６ｎｍ以内であるが、２０ｋＪ／ｍ２以上では、それ以上となっている。
このように、光エネルギー密度の増加と共に算術平均粗さが大きくなるのは、紫外線照射の光エネルギーによりスタンパ７表面から電子が飛び出しポーラスになるためと思われる。
【００１８】
前記したように、残留フォトレジスト除去のためには、光エネルギー密度は、４０ｋＪ／ｍ２以上必要であることから大気中で紫外線照射した場合には、スタンパ７の算術平均粗さを±０．６ｎｍ以内に抑えることができたとしてもスタンパ７上にフォトレジストが残っていた場合には除去できない。このため、大気雰囲気中での紫外線照射方法を用いることができない。一方、窒素雰囲気中で紫外線照射した場合には、光エネルギー密度が３０ｋＪ／ｍ２〜８０ｋＪ／ｍ２の範囲内で、スタンパ７の算術的表面粗さを±０．６ｎｍ以内にすることができる。
【００１９】
次に、キセノンエキシマランプを用い、窒素雰囲気中に酸素を混入させて、スタンパ７の表面粗さへの酸素の影響について前記したと同様にして調べた。
酸素の濃度測定には、スタンパ近傍で酸素を吸入して測定するタイプの光明理化学工業、酸素測定器、ＯＭ−５１２Ｅ４０１０を用いた。
酸素濃度は、窒素濃度に対して０〜２１％の範囲内で変化させた。窒素中の酸素濃度が２１％の場合というのは、大気と同じである。
その結果を図４に示す。
図４中、酸素濃度は、〇の場合が０％、□の場合が５％、△の場合が１０％、×の場合が１５％、●の場合が２１％である。
【００２０】
図４に示すように、窒素雰囲気中に酸素を混入させた場合には、いずれもスタンパ７の算術的表面粗さを±０．６％以内に抑えることができないが、窒素雰囲気中に酸素を混入させない場合には、光エネルギー密度が３０ｋＪ／ｍ２〜８０ｋＪ／ｍ２の範囲内で、スタンパ７の算術平均粗さを±０．６ｎｍ以内にすることができる。
窒素雰囲気中に酸素を混入させた場合に算術平均粗さが±０．６ｎｍ以内に抑えることができないのは、紫外線が酸素に吸収され、酸化力の強い励起酸素原子が発生するためと思われる。
【００２１】
以上のことから、スタンパ７の試料とキセノンエキシマランプとの間に酸素を含まない窒素をフローさせ、４０ｋＪ／ｍ２〜７５ｋＪ／ｍ２の光エネルギー密度の紫外線をスタンパ７に照射すると、スタンパ７の算術平均粗さが±０．６ｎｍ以内に抑えることができることがわかる。
【００２２】
次に、スタンパ７から作製される光ディスク基板に生じる表面粗さは、光ディスク基板に記録される１ＭＨｚの信号に大きな影響を与えるため、表面粗さの異なるスタンパ７から光ディスク基板を作製して、そのノイズ特性を調べた。
光ディスク基板としては、０．６ｍｍ厚の射出成形ポリカーボネートを用い、溝深さ１６０ｎｍ、ランド幅５７０ｎｍ、グルーブ幅４３０ｎｍが形成されているものを用いた。
光ディスク基板の算術平均粗さは、スタンパの表面粗さ測定と同様に白色干渉顕微鏡ＮＥＷ  ＶＩＥＷ１００（ＺＹＧＯ社製）を用いて測定した。光ディスク基板のノイズ測定は、光ディスク基板をＣＬＶ３．５ｍ／ｓで回転した状態で、パルステック波長６３７．７ｎｍ、４ｍＷの光を用いて、半径２６ｍｍのランド部を１ＭＨｚで測定した。この場合、実用的なノイズレベルとしては、６０ｄＢ以下にする必要があるので、これ以下を良とした。
この結果を図５に示す。
【００２３】
図５に示すように、光ディスク基板の１ＭＨｚでのノイズは、算術平均粗さの増加と共に増加し、算術平均粗さが２．２ｎｍ以下である場合に、ノイズレベルは６０ｄＢ以下となり、光ディスク基板としては最適であることがわかる。
ここで、光ディスク基板は、スタンパから射出成形されて作製されるので、スタンパの算術平均粗さは、そのまま光ディスクの算術平均粗さとなる。このことから、スタンパの算術平均粗さは、２．２ｎｍ以下にする必要があることがわかる。
【００２４】
以上のように、本発明の実施形態によれば、スタンパ７を作製後、４０ｋＪ／ｍ２〜７５ｋＪ／ｍ２の光エネルギー密度の紫外線をスタンパ７に照射することにより、光ディスク基板の１ＭＨｚでのノイズを６０ｄＢ以下に抑え、スタンパへのフォトレジスト残りを抑止し、更に算術平均粗さを±０．６ｎｍの範囲内にすることができる。
この結果、スタンパ７を用いて作製された光ディスク基板上に積層して光ディスクを形成した場合には、ノイズを低減した実用に供する光ディスクが得られる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、ガラス基板上にフォトレジストパターンを形成した後、現像を行って溝を形成する工程と、前記溝から露出した前記ガラス基板上及びフォトレジストパターン上にニッケル薄膜を形成する工程と、次に、電鋳法により前記ニッケル薄膜上にニッケル電鋳膜を形成する工程と、更に前記ニッケル薄膜と共に前記ニッケル電鋳膜を剥離してスタンパを形成する工程と、からなるスタンパの製造方法において、前記スタンパに４０ｋＪ／ｍ２〜７５ｋＪ／ｍ２の光エネルギー密度の紫外線を用いて照射するので、光ディスク基板の１ＭＨｚでのノイズを６０ｄＢ以下に抑え、スタンパへのフォトレジスト残りを抑止し、更に算術平均粗さを±０．６ｎｍの範囲内にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるスタンパの製造方法を示し、（Ａ）は、（フォトレジスト塗布及び潜像形成工程）を示す断面図、（Ｂ）は、（溝形成工程）を示す断面図、（Ｃ）は、（ニッケル膜形成工程）を示す断面図、（Ｄ）は、（電鋳工程）を示す断面図、（Ｅ）は、完成したニッケルスタンパを示す断面図である。
【図２】フォトレジスト残存率と光エネルギー密度との関係を示す図である。
【図３】大気雰囲気中或いは窒素雰囲気中でスタンパに紫外線を照射した時の算術平均粗さと光エネルギー密度との関係を示す図である。
【図４】窒素雰囲気中に混入する酸素濃度をパラメータとした時の算術平均粗さと光エネルギー密度との関係を示す図である。
【図５】光ディスク基板のノイズレベルと算術平均粗さとの関係を示す図である。
【符号の説明】
１…ガラス基板、２…フォトレジスト、３…潜像、４…溝、５…ニッケル薄膜、６…ニッケル電鋳膜、７…スタンパ
【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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