(57)【要約】【課題】  バンプとの接着力を安定的に保持し、なお且つ作製した原盤の反射率を確保して、スタンパでの電気信号評価が可能となる光ディスク用原盤の製造方法を提供する。【解決手段】  バンプ２３が形成された基板１９の表面において、バンプ以外の基板の表面が、５ｎｍ以上２５ｎｍ以下の厚みを有し、かつ、架橋合成樹脂層２０から樹脂の架橋進行による収縮を利用して厚みが縮小されたバンプ保持層２５で覆われている。【選択図】図１
2004362752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板表面にネガ型のフォトレジスト層を形成し、
電気信号により強度変調されたレーザー光を該フォトレジスト層に照射して上記フォトレジスト層を露光して露光部を形成し、
更に現像することにより上記露光部が基板に残留してバンプを形成し、
上記バンプが形成された基板を直接、射出成形用の原盤とするとともに、
上記バンプが形成された基板の表面において、バンプ以外の基板の表面が、５ｎｍ以上２５ｎｍ以下の厚みを有する架橋合成樹脂層から成るバンプ保持層で覆われている光ディスク用原盤の製造方法。
【請求項２】
上記基板表面に上記フォトレジスト層を形成する前に、上記基板表面に架橋合成樹脂層を配置し、
上記基板の上記架橋合成樹脂層上に上記ネガ型のフォトレジスト層を形成する一方、
上記露光及び現像により上記バンプを形成させた後、上記架橋合成樹脂層の樹脂の架橋進行により上記架橋合成樹脂層を収縮させて上記架橋合成樹脂層の厚みを現像直後での厚みの７５％以下まで縮小化することにより、上記バンプが形成された基板の表面において、上記バンプ以外の基板の表面が、上記架橋合成樹脂層から成るバンプ保持層で覆われていることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク用原盤の製造方法。
【請求項３】
上記露光及び現像により上記バンプを形成させた後に行う上記架橋合成樹脂層の厚みを縮小化する工程において、２３０℃以上の加熱処理を行うか、又は波長２００ｎｍ以上３００ｎｍ以下のＵＶ光を照射した後、２３０℃以上の加熱処理を行うことにより、上記架橋合成樹脂層の樹脂の架橋を進行させることを特徴とする請求項２に記載の光ディスク用原盤の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピットやグルーブが形成される光ディスクにおいて、その製造に使用される光ディスク用原盤の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクは再生専用型や、追記型、書き換え型があり、大容量リムーブァルを特徴として近年のパーソナルコンピュータの普及に伴い音楽、画像にどどまらず広く情報の媒体として活用されている。特に使用時の利便性に加えて射出成形により大量に生産できることから低価格での情報提供が可能であり、今後さらに生産量が増加する見通しである。
【０００３】
光ディスクの画像や音声等の情報は、デジタル化され、反射面の微細な凹凸形状として記録されており、これらの情報は再生装置の読み取りヘッドで反射光量の強弱として検出され、有益な情報へと変換される。射出成形の原盤金型であるスタンパには、この凹凸がグルーブやピットとして表面に形成されており、射出成形により樹脂製の円盤に転写され光ディスクとなる。この原盤をスタンパと称し、スタンパを作製する工程を一般にマスタリングと称する。
【０００４】
通常のマスタリング工程の概略を図３に示す。まず、鏡面研磨されたガラス板１（図３の（ａ）参照）にスピンコート法により所定の厚みにポジ型のフォトレジスト層２をコーティングし（図３の（ｂ）参照）、次に、このガラス板１をレーザビームレコーダ（以下「ＬＢＲ」と称す。）に投入する。ＬＢＲは波長３００ｎｍ〜５００ｎｍのレーザを光源とし、対物レンズ３により集光されたビーム４の照射によりレジスト層２の表面を露光して露光部５を形成する（図３の（ｃ）参照）。照射するレーザビームは、ＣＤ、ＤＶＤ等のＲＯＭ型ディスク用のスタンパの場合は音声や映像を情報とする符号化信号により強度変調されており、ＬＢＲによりこれらの信号がレジスト層２に照射されて記録される。また、光ディスクのユーザー自身が記録することを目的とするブランクメディア用のスタンパの場合も、同様にそれぞれのフォーマットに応じた多数のグルーブ又はピット形成のためのレーザビームによる照射がレジスト層２に対して行われる。
【０００５】
露光後の原盤は、その後、現象装置に投入され、無機又は有機の現像液により露光部５が溶解されて除去され、レジスト層２に、露光時の信号源に由来する凹凸部６が形成される（図３の（ｄ）参照）。更に、スパッタ法などにより、凹凸部６を含むレジスト層２の表面に金属薄膜層７が形成された後（図３の（ｅ）参照）、Ｎｉの電鋳工程においてこの金属薄膜層７は電極として厚膜化されてＮｉ板８となる（図３の（ｆ）参照）。最後に、このＮｉ板８をガラス板１から剥離し、表面を洗浄した後、内外径を規定のサイズに加工してスタンパ９となる（図３の（ｇ）参照）。
【０００６】
一方、上述するような従来型の原盤作成方法に代わり、露光・現像により金属鏡面板に露光部が凸形状となるネガ型のパターンを形成し、これを、直接、光ディスク用の原盤として使用する技術の開発が進められている。
【０００７】
形成されたネガパターンをそのまま射出成形の原盤とする方法では、従来必要であったメッキ工程が不要となることから、面倒であったメッキ液の管理と廃棄処理の必要がなくなると共に、スタンパ作製時間が大きく短縮できるため、環境負荷の低減と多品種少量生産が求められる今後の光ディスク用原盤作製技法としては、非常に有用である。しかし、工業化プロセスとして未だ解決されない問題も多く、現在においてもＮｉメッキによる厚膜化工程を用いる従来のマスタリング方式によっているのが実状である。
【０００８】
ネガパターンを直接スタンパとする方法として、特許文献１ではネガパターンの形成にネガレジストによる樹脂架橋物を用いる内容が開示されている。すなわち、ネガレジストを構造化されていないマトリックスプレート上に塗布し、このレジストを選択的に露光／現像して露光部にバンプを形成し、さらに、現象後に加熱処理することによりバンプを安定化する内容である。
【０００９】
同文献に記載の技術によって作製された射出成形用の原盤は、バンプ以外の領域は基板面がそのまま露出した構造となり、このため、バンプ自体は成形時の高温に耐えるものであっても、基板との接着性が問題となる。すなわち、鏡面を構成する無機材料からなる基板と、その表面に形成された高分子架橋体であるバンプとでは界面の接着性が十分ではなく、射出成形工程における高温樹脂の充填から成形品取り出しまでの急峻な温度変化と衝撃によりバンプが基板から脱落するという問題が発生し、実用的には全く使用できない。
【００１０】
また、特許文献２では、ネガパターンを樹脂架橋物ではなく、金属や誘電体などの無機材料により形成する内容が開示されている。すなわち、フォトレジストを用いて露光・現像による残膜部を作成し、これをマスクとして、反応性ガスであるハロゲン化炭素でエッチングすることにより、基板面にバンプ又はグルーブを形成して光ディスク用の原盤とするというものであり、被エッチング層をＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４又はＡｌとし、エッチングにおいてはバンプ以外の被エッチング層を僅かに残す構造のものが記載されている。
【００１１】
同文献に記載の技術では、バンプを構成する材料は、金属であるＡｌかＳｉＯ２，Ｓｉ３Ｎ４などの誘電体である。この様に、金属又は誘電体をバンプとする方法では、基板面に被エッチング層となるこれらの層を形成する必要があるが、無機材料からなるこれらの層を形成するには、減圧下のチャンバーにおいてスパッタやＣＶＤなどのプロセスを用いる必要があり、プロセスが複雑であるとともに設備コストが高く、光ディスク用のスタンパを作製するプロセスとしては使用できない。また、エッチング可能な金属は、一方で耐食性が劣り、微細なバンプを長期間保持することは出来ず、さらにＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４などの誘電体は、耐食性はあるものの衝撃に対する強度が不足しており、急激な熱履歴と衝撃を伴う射出成形ではバンプ形状が保持できないと言う問題がある。
【００１２】
【特許文献１】特開平７−３２６０７７号公報
【特許文献２】特開平４−３０７４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
以上のように、鏡面基板上にネガパターンを形成し、これをそのまま光ディスク用原盤とする原盤作成方法においては、樹脂架橋物であるネガレジストを用いる方法では基板とバンプとの接着性を安定的に確保することが難しく、プラズマによるエッチングで金属や誘電体などの無機物からバンプを形成する方法では、バンプ以外の領域に被エッチング層を残留させることはできるが、全体として作成プロセスが複雑となることによるコストの面、更には耐食性や対衝撃性の不足からスタンパとして使用できないという材料面での問題があった。
【００１４】
ネガレジストによりネガパターンを形成させることは、真空プロセス装置などの特別な設備も必要としないことから、低コストで且つ比較的容易である。しかし、バンプ以外の基板面に樹脂を残す方法は、プラズマを用いたエッチングで被エッチング層を残留させる場合とは異なり、液体による現像でバンプ形成を行うプロセスでは容易ではない。すなわち、基板上に一定の厚みで再現良く樹脂層が残るように現象時間を正確にコントロールすることは出来ないと言う問題がある。
一方で、バンプ以外の基板面に樹脂を残す場合、その厚みにより基板の反射率が大きく変化するため、後述するようにスタンパの性能評価を正確に行うためには、その厚みを再現良く正確に制御しなければならない。
【００１５】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、露光によるネガパターンをそのまま光ディスク成形用の原盤とする方法において、バンプとの接着力を安定的に保持し、なお且つ作製した原盤の反射率を確保して、スタンパでの電気信号評価が可能となる光ディスク用原盤の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
本発明の第１態様によれば、基板表面にネガ型のフォトレジスト層を形成し、
電気信号により強度変調されたレーザー光を該フォトレジスト層に照射して上記フォトレジスト層を露光して露光部を形成し、
更に現像することにより上記露光部が基板に残留してバンプを形成し、
上記バンプが形成された基板を直接、射出成形用の原盤とするとともに、
上記バンプが形成された基板の表面において、バンプ以外の基板の表面が、５ｎｍ以上２５ｎｍ以下の厚みを有する架橋合成樹脂層から成るバンプ保持層で覆われている光ディスク用原盤の製造方法を提供する。
本発明の第２態様によれば、上記基板表面に上記フォトレジスト層を形成する前に、上記基板表面に架橋合成樹脂層を配置し、
上記基板の上記架橋合成樹脂層上に上記ネガ型のフォトレジスト層を形成する一方、
上記露光及び現像により上記バンプを形成させた後、上記架橋合成樹脂層の樹脂の架橋を進行により上記架橋合成樹脂層を収縮させて上記架橋合成樹脂層の厚みを現像直後での厚みの７５％以下まで縮小化することにより、上記バンプが形成された基板の表面において、上記バンプ以外の基板の表面が、上記架橋合成樹脂層から成るバンプ保持層で覆われていることを特徴とする第１の態様に記載の光ディスク用原盤の製造方法を提供する。
本発明の第３態様によれば、上記露光及び現像により上記バンプを形成させた後に行う上記架橋合成樹脂層の厚みを縮小化する工程において、２３０℃以上の加熱処理を行うか、又は波長２００ｎｍ以上３００ｎｍ以下のＵＶ光を照射した後、２３０℃以上の加熱処理を行うことにより、上記架橋合成樹脂層の樹脂の架橋を進行させることを特徴とする第２の態様に記載の光ディスク用原盤の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の光ディスク用原盤の製造方法によれば、基板表面にネガ型のフォトレジスト層を形成し、電気信号により強度変調されたレーザー光を該レジスト層に照射して上記フォトレジスト層を露光して露光部を形成し、更に現像することにより露光部が基板に残留してバンプを形成し、これを直接、射出成形用スタンパとする光ディスク用原盤の製造方法において、バンプ以外の基板表面が５ｎｍ以上２５ｎｍ以下の厚みを有する架橋合成樹脂層から成るバンプ保持層で覆われた構造とすることにより、高い成形耐久性を持つスタンパ作成が可能となると共に、作成したスタンパは検査装置によりその電気信号を評価することかできるものとなる。
【００１８】
さらに、バンプ保持層の形成方法として、上記基板表面に上記フォトレジスト層を形成する前に、上記基板表面に架橋合成樹脂層を配置し、上記基板の上記架橋合成樹脂層上に上記ネガ型のフォトレジスト層を形成する一方、上記露光及び現像により上記バンプを形成させた後、上記架橋合成樹脂層の樹脂の架橋進行により上記架橋合成樹脂層を収縮させて上記架橋合成樹脂層の厚みを現像直後での厚みの７５％以下まで膜厚を縮小化することにより、一連のスタンパ作成プロセスにおいて歩留まり良く、スタンパでのバンプ保持層の厚みを精度良く作成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について説明する前に、本発明の種々の態様並びに本発明の原理などについて説明する。
本発明の１つの態様にかかる光ディスク用原盤の製造方法は、鏡面を有する基板表面にネガ型のフォトレジストをコーティングしてフォトレジスト層を形成し、電気信号により強度変調されたレーザー光を対物レンズにより集光して該フォトレジスト層に照射して上記フォトレジスト層を露光して露光部を形成し、更に現像することにより上記露光部が上記基板に残留してバンプを形成し、上記バンプが形成された基板を直接、射出成形用の原盤とするとともに、上記バンプが形成された基板の表面において、バンプ以外の基板の表面が、５ｎｍ以上２５ｎｍ以下の厚みを有する架橋合成樹脂層から成るバンプ保持層で覆われていることを特徴とする。
【００２０】
このような構成とすることにより、露光及び現像により形成したバンプと基板との接着力を増大させ、十分な射出成形耐久性を付与することが出来るとともに、現行のスタンパ検査による信号特性の評価を可能とすることができる。
【００２１】
本発明の別の態様にかかる光ディスク用原盤の製造方法は、上記基板表面に上記フォトレジスト層を形成する前に、上記基板表面に架橋合成樹脂層を配置し、上記基板の上記架橋合成樹脂層上に上記ネガ型のフォトレジストをコーティングして上記フォトレジスト層を形成する一方、上記露光及び現像により上記バンプを形成させた後、上記架橋合成樹脂層の樹脂の架橋進行により上記架橋合成樹脂層を収縮させて上記架橋合成樹脂層の厚みを現像直後での厚みの７５％以下まで縮小化することにより、上記バンプが形成された基板の表面において、上記バンプ以外の基板の表面が、上記架橋合成樹脂層から成るバンプ保持層で覆われていることを特徴とする。
【００２２】
このように構成することにより、現像終了までの工程では、バンプ保持層の厚みを、目的とする最終厚みより厚くすることができ、バンプ保持層を作成する工程での欠陥の発生を防止できるとともに、スタンパでのバンプ保持層の厚みを再現良く作成することが可能となる。
【００２３】
本発明のさらに別の態様にかかる光ディスク用原盤の製造方法は、上記露光及び現像により上記バンプを形成させた後に行う上記架橋合成樹脂層の厚みを縮小化する工程において、２３０℃以上の加熱処理を行うか、又は波長２００ｎｍ以上３００ｎｍ以下のＵＶ光を照射した後、２３０℃以上の加熱処理を行うことにより、上記架橋合成樹脂層の樹脂の架橋を進行させることを特徴とする。
【００２４】
以下、本発明の原理について、以下に示す従来の工程と比較しながら詳細に説明する。
まず、図４は、従来より考えられている方法であって、鏡面を有する基板にネガ型のフォトレジストを塗布し、露光及び現像によりバンプを形成し、このバンプが形成された基板を、そのまま射出成形用の原盤とする光ディスク用原盤の作製方法である。図４において、鏡面を有する基板１０（図４の（ａ）参照）に所定の厚みのネガレジストをスピンコートしてネガレジスト層１１を形成し（図４の（ｂ）参照）、プリベークにより、ネガレジスト層１１から溶媒を除去した後、ＬＢＲを使用して、従来のマスタリングと同様、対物レンズ３により集光されたレーザー光４をネガレジスト層１１に照射してネガレジスト層１１を露光して、露光部１２を形成する（図４の（ｃ）参照）。その後、必要に応じて加熱処理を行った後、現象工程に送られ、ここで、ネガレジスト層１１の未露後部は、現像液により溶解して除去され、露光部１２が基板１０上に残留してバンプ１３を形成する。
以上の工程により、ＬＢＲで用いた信号源からの情報を、バンプ１３の有無による凹凸のパターンとして基板１０の表面に作成する。最後に、基板１０を射出成形工程で使用する所定のサイズに内外径加工し、そのまま成型用の原盤として使用する。
【００２５】
このような工程で作成される射出成形用原盤は、図５の（Ａ）に示す特許文献１に記載の技術のように、基板１０の表面にバンプ１３が単に直接接着しているだけであり、バンプ１３と基板１０との接着力不足から、実際の射出成形においては、バンプ１３の基板１０からの脱落が顕著に発生する。すなわち、基板１０が、無機材料である金属であるのに対して、バンプ１３が、有機材料である樹脂である場合、基板１０とバンプ１３との界面での接着性が十分ではなく、射出成形工程の加熱と冷却を繰り返す急峻な温度変化と射出成形工程での大きな衝撃により、バンプ１３が基板１０から剥がれると考えられる。
【００２６】
この対策として、基板１０の表面の、バンプ以外の領域にバンプ１３を支持する樹脂層を設ける方法が考えられる。しかし、単に樹脂層を設けたのでは、スタンパの射出成形耐久性、評価性など工業的生産の面からは、以下に説明するように、安定的にスタンパの性能を確保することはできない。
このような問題に鑑み、本発明者は鋭意検討を行った結果、バンプを保持する樹脂層として、射出成形耐久性の確保と、作成したスタンパの性能評価を可能とする、ある特定の厚みが存在することを見出した。さらに、その厚みを精度良く制御し、高い歩留まりで製造時の安定性を確保できる工業的に有効な作製手法をも併せて見出した。以下、これについて説明する。
【００２７】
まず、スタンパの評価性確保のための、バンプを保持する樹脂層の厚みの設定について詳細に説明する。
図５（Ｂ）は、射出成形時にバンプ１３が基板１０から脱落することを防ぐため、基板１０の表面の、バンプ１３以外の領域に１００ｎｍ程度の厚みを持つ樹脂層１３Ａを設けて、樹脂層１３Ａをバンプ保持層として機能させるようにしたものである。この構成では、基板１０と樹脂層１３Ａの屈折率の関係から、バンプ保持層が反射防止層として作用するため、基板１０の反射率は著しく低下し、その結果、スタンパの電気信号を評価することが出来なくなる。
【００２８】
このメカニズムを簡単に説明する。図６は、基板１０として鏡面を有するＳｉ基板を用い、この表面に屈折率１．６５のレジストを付与した場合の波長が７２０ｎｍにおける表面反射率とレジスト膜厚との関係を示す。なお、波長７２０ｎｍはスタンパ評価装置で用いられているレーザーの波長である。反射率は、レジスト膜厚を変数とする周期関数となり、屈折率をｎ、照射するレーザー光の波長をλとして、レジスト膜厚がλ／（４ｎ）の時、すなわち、１１０ｎｍ付近で反射率が最小となる。図６はＳｉを基板１０とした図であるが、他の金属を基板１０とした場合も、反射率の値は異なるものの、表面反射率とレジスト膜厚についてほぼ同様の関係を示す。このことから、図５（Ｂ）の構成で、バンプ１３を支持する樹脂層１３Ａのの厚みを１１０ｎｍとしたものでは、スタンパの表面反射率が非常に小さく、スタンパを評価用のドライブにかけても、ドライブはスタンパの信号を読み出すことが出来ず、電気信号特性の評価ができない。
実際、スタンパ生産においては、ディスク生産時の原材料及びエネルギーのロスを最小限にする必要から、射出成形前にスタンパの電気信号による良否判定を行うことは必須である。図６からスタンパの反射率を向上させ、電気信号評価を可能とするためには、バンプ保特層の厚みを薄くすることが必要であることが判る。
【００２９】
この様に、バンプを形成したスタンパのドライブでの電気信号評価を可能とするためには、バンプ保持層を１１０ｎｍよりも薄くする必要があり、一方、バンプの基板への接着強度を確保するためには、バンプ保持層を厚くしなければならない。
これらの２つの相反する問題を同時に解決する手段として本発明が位置付けられる。
【００３０】
本発明においては、基板の表面の、バンプ以外の領域を、バンプ保持層を形成可能な樹脂層で覆う構成において、そのバンプ保持層の膜厚を５ｎｍ以上２５ｎｍ以下とすることにより、バンプと基板との接着性を確保し、且つドライブでのスタンパの電気信号評価を可能とすることができる。すなわち、射出成形時にバンプ１３が基板１０から脱落することを防ぐためには、バンプ保持層の厚みとして１００ｎｍも形成する必要はなく、上記した膜厚でも十分にバンプと基板との接着性を確保することができる。
【００３１】
本発明に関わるバンプ以外の領域を樹脂で覆うことによりバンプ保持層を基板の表面に形成し、そのバンプ保持層の厚みを５ｎｍ以上２５ｎｍ以下とするスタンパの作製プロセスにおいて、作製時の欠陥の発生を少なく、また、バンプ保持層を安定的に作製する方法を以下に説明する。
【００３２】
前述のように、露光部以外の基板の表面にバンプ保持層を形成する方法として、現像工程において未露光部が全て除去されないように現像の停止タイミングを制御する方法は、実用的には困難である。このため、現像工程で溶解されにくい薄膜層をバンプ形成前に予め形成しておき、その薄膜層上にバンプを形成するレジストをコーティングしてレジスト層を形成し、これを露光及び現像して、バンプを作製する方法が考えられる。
【００３３】
この場合、現像後でのバンプ保持層の膜厚は、レジストをコーティングする前に、基板に予め形成する樹脂層の厚みと、現像終了までの一連の工程でこの樹脂層が溶解、除去される膜厚で決定される。よって、スタンパでのバンプ保持層の厚み（最終厚み）を５ｎｍ以上２５ｎｍ以下とするためには、例えばバンプ保持層となる樹脂層の厚みを、目的とする厚み（最終厚み）程度に薄く形成しておくか、又はその樹脂層は、最終厚みよりもやや厚めに形成しておき、現像工程で一部を溶解させて、現像工程終了段階で、目的とする厚み（最終厚み）程度に薄くする方法が考えられる。
【００３４】
前者のバンプ保持層となる樹脂層を、目的とする厚み（最終厚み）程度に薄く形成する方法では、基板の表面に微小な未コート部が発生しやすくなり、歩留まりが低下すると言う問題がある。一方、この樹脂層を最終厚みよりも厚めに形成しておき、現像工程での一部溶解により厚みを減少させて、現像工程終了段階で、目的とする厚み（最終厚み）程度に薄くするという方法では、現像時間の変動により、樹脂層の厚みが大きく変動し、再現良く最終厚みを作成できないという問題が発生する。このように、現像終了までのスタンパ作成の途中工程で樹脂層を薄く作成する方法は、工業的生産を考慮すると、使用することができない。
【００３５】
これに対して、本発明によれば、この問題は、基板上に、現像後にバンプ保持層を形成する樹脂層をバンプ形成前に予め設けておき、その樹脂層上に、バンプを形成させるレジスト層を配置し、樹脂層上のレジスト層に対して露光及び現像を行うことによりバンプ及びバンプ保持層を形成させた後、バンプ保持層の最終厚みを、現像直後での厚みの７５％以下とする膜厚縮小化工程を導入することで解決することができる。すなわち、この膜厚縮小化工程の導入により、現像終了までの一連のスタンパの作成工程中では、バンプ保特層を最終厚みよりも厚く作成しておくことができるため、欠陥の発生を抑えて、高い歩留まりで生産することが可能であり、また膜厚縮小化工程により、最終的な膜厚（最終厚み）を設定できるため、スタンパでのバンプ保持層の厚み（最終厚み）を精度良く作成することができる。
【００３６】
バンプ保持層の厚みを縮小化する方法として、樹脂層を機械的又は化学的作用により除去する方法が考えられ、たとえば、減圧下おけるプラズマ用いて、その機械的又は化学的作用によりエッチングする方法や、大気中でのＵＶ照射（紫外線照射）により化学的に活性化した酸素を用いて削る方法が例示できる。しかし、これらの方法では、樹脂層を削るスピードは速く処理時間は短くてよいが、残留膜厚の制御が難しいという問題がある。
【００３７】
本発明によれば、この問題は、現像後に行うバンプ保持層の厚み縮小化工程として、２３０℃以上の加熱処理を行うか、又は波長２００ｎｍ以上３００ｎｍ以下のＵＶ光を照射した後に２３０℃以上の加熱処理を行うことで解決することができる。本発明の縮小化工程は、バンプ保持層をエッチングなどで削るのではなく、樹脂の架橋を進行させることによる収縮を利用するものである。
この方法では、処理時間はかかるものの、樹脂自体の収縮を利用しているため、収縮量が制御しやすく、また架橋が促進されることにより、バンプ及びバンプ保持層の機械的強度が向上するため、射出成形耐久性の向上効果も併せて付与することができ、より有効である。
【００３８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）〜（ｅ）は、本発明の一実施形態にかかる光ディスク用原盤の製造方法、言い換えれば、マスタリング工程の概念を、順に、説明するものである。
図１の（ａ）に示すように、最終的にスタンパとなる基板１９は、鏡面を有するものであれば材質は特に限定されず、シリコンウェハーや鏡面を有する金属板などが例示できるが、通常の射出成形工程を適用させるためには、Ｎｉを材質とするものが有効である。この基板１９に、現像後にバンプ保持層２４，２５を形成する樹脂層２０を、スタンパ用として目的とする厚み（言い換えれば、最終厚み）よりも厚く形成しておく（図１の（ｂ）参照）。一例として、樹脂層２０の厚みは２０ｎｍとすることができる。この厚みで作製すると、一例として、現像後での厚みは１７ｎｍ程度になり、最終工程である膜厚縮小工程で７０％に縮小した最終膜厚は１２ｎｍ程度とすることができる。
上記樹脂層２０としては、一例として、フェノール樹脂を成分とする樹脂で構成されるのがよい。この樹脂層２０は、次工程でその表面にネガレジストをコーティングする際、その溶媒に溶解しにくく、また露光後の現像工程において現像液で溶解しにくい性質である必要がある。
次に、後述する所定の厚みのネガレジストをスピンコートにより形成し、プリベークにより溶媒を除去し、バンプを形成するネガレジスト層２１を作成する（図１の（ｂ）参照）。一例として、ネガレジスト層２１としてはフェノール樹脂を成分とする材料が好ましい。
コーティングされるネガレジスト層２１の厚みは、スタンパとしてどの程度の高さのバンプが必要であるか、また一連のスタンパ作成工程で、どの程度のレジストの膜減りが発生するかにより決定されるが、一例として、ＤＶＤ−ＲＯＭ及びＣＤ用のスタンパの場合のネガレジスト層２１の厚みすなわち上記所定の厚みとしては、１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下が有用である。
ここで、ＣＤ、ＤＶＤ等のためのスタンパでは、バンプ高さは概ね１１０ｎｍから１８０ｎｍの範囲に入る。只、それぞれのディスクメーカではそれぞれの工程に合わせてスタンパを作製しているため、かなりばらつきがある。更に、実際の作製工程での現像や最終の膜厚縮小化工程ではバンプ高さ自体も縮小するため、この値よりは、ネガレジスト層２１を厚くコーティングしておく必要がある。このことから、ネガレジスト層２１の厚みは１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下とするのが好ましく、たとえば、１２０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下程度とするのがより好ましい。
ネガレジスト層２１がコーティングされた後、従来のマスタリングと同様、ＬＢＲ（レーザビームレコーダ）にて対物レンズ３で集光されたレーザー光４の照射により、ネガレジスト層２１の露光を行い、露光部２２を形成する（図１の（ｃ）参照）。なお、ネガ型レジストは、露光光源の波長に十分感度のあるものを使用する。
【００３９】
ＬＢＲに搭載される露光光源としては、波長が２００ｎｍ以上５００ｎｍ以下のレーザー光が使用でき、アルゴンイオンレーザー、クリプトンイオンレーザーなどのガスレーザー又は、半導体レーザー等が例示できるが、バンプ形成時のＬＢＲでの集光スポット径を微細化できるため、２４０ｎｍから４２０ｎｍまでの波長のものを使用することが有効である。照射するレーザビームは、ＣＤ、ＤＶＤ等のＲＯＭ型ディスク用のスタンパの場合は音声や映像を情報とする符号化信号により強度変調されており、ＬＢＲによりこれらの信号がネガレジスト層２１に照射されて、これらの情報が記録される。また、光ディスクのユーザー自身が記録することを目的とするブランクメディア用のスタンパの場合も、同様にそれぞれのフォーマットの情報に応じた多数のグルーブ又はピット形成のためのレーザビームがネガレジスト層２１に照射されて、これらの情報が記録される。
【００４０】
ＬＢＲにより露光された後、必要に応じて加熱処理され、現像工程に投入される。
【００４１】
現像工程では、ＬＢＲでの露光部２２が基板１９上に残留し、露光時の信号源の情報（たとえば、音声や映像などの情報やフォーマットの情報）に対応した多数のバンプ２３が基板１９上に形成される（図１の（ｃ）及び（ｄ）参照）。このとき用いられる現像液は、テトラメチルハイドロオキサイドを主成分とする有機アルカリ現像液や、アルカリ金属の水酸化物を主成分とする無機アルカリ現像液や、レジストの種類によっては有機溶剤を成分とする現像液を用いる。
【００４２】
この現像液を用いて、ネガレジスト層２１の未露光部２１ａは、バンプ形成のためのネガレジスト層２１の下層に形成した樹脂層２０が完全には溶解されることなくバンプ保持層２４として残留し、基板１９の表面を覆う構造となる。現像終了直後のバンプ保持層２４の厚みとしては、１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下が好ましい。更に好ましくは、１５ｎｍ以上４０ｎｍ以下である。現像終了直後のバンプ保持層２４の厚みが１０ｎｍより薄い場合は、基板１９の表面が樹脂層２０で覆われない部分が局所的に発生し、バンプ２３と基板１９との接着不良から射出成形工程でのバンプ２３の脱落が発生する。また、現像終了直後のバンプ保持層２４の厚みが５０ｎｍより厚い場合は、バンプ保持層２４を最終的に、目的の厚みにするための後述する樹脂層厚みの縮小化工程において、縮小化割合を大きくしなければならず、工程時間が長くなり、生産性が低下するため、使用できない。現像終了直後のバンプ保持層２４の厚みとして、更に好ましくは、１５ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることの理由は以下のとおりである。まず、１０ｎｍより薄い場合は上記したように局所的に樹脂層２０で覆われていない部分が発生し、不可効力的なプロセスの変動によりこの厚みは変動するため、確実に樹脂層２０で覆われるようにするには、更に厚めの１５ｎｍ以上がさらに好ましい厚みとなるからである。また、上記厚みが５０ｎｍを超えると、上記したように樹脂層２０の厚みの縮小化工程で時間がかかり過ぎ、適当ではない。４０ｎｍ以下の厚みは、樹脂層２０の厚みの縮小化工程を更に短時間で完了することができ、この方式の特徴である、短時間でのスタンパ作製という長所を最大限に発揮することができる。
架橋樹脂の厚みを縮小化する工程における縮小化のメカニズムは、既に記載したように、樹脂の架橋進行による。架橋により、樹脂は全体の堆積が縮小するので、バンプ保持層において面内が一様に収縮する。面内方向は基板と接着しているので、ほとんど動くことはできないが、厚み方向は顕著に収縮し、バンプ下部のバンプ保持層とバンプが無い部分のバンプ保持層は、ほぼ同じように収縮する。
【００４３】
現像によりバンプ２３を形成した後、現像直後のバンプ保持層２４の厚みを縮小する為の厚み縮小化工程に入る。この工程により、スタンパでのバンプ保持層２５の最終厚みは、現像終了直後で得られるバンプ保持層２４の厚みに比べて７５％以下に縮小することが好ましく、更に好ましくは７０％以下への縮小である。ここで、７０％以下への縮小が更に好ましい理由を説明する。バンプ保持層２４の縮小化工程は樹脂の架橋進行によるものであり、架橋が進行すればするほど顕著に縮小する。バンプ保持層２４の厚みが７５％以下に縮小することは、架橋厚みを薄くすると言うことでは十分であるが、更に架橋を進行させ、樹脂層２０の強度を高めると言う目的からは、更に架橋度を高めるべく、７０％以下に収縮させる方が更に良い条件と言える。
なお、縮小率が７５％よりも大きい場合、すなわち縮小する割合を小さく、あまり縮小させない場合は、現像までの一連のスタンパ作成工程において、バンプ保持層２４の厚みを、スタンパで必要とする厚み程度に薄く作成しなければ成らず、バンプ保持層２４の表面の欠陥発生頻度の増大やスタンパでのバンプ保持層２５の厚みを精度良く作成できないという問題が発生する。
【００４４】
バンプ保持層２４の厚み縮小化工程として、具体的には、加熱処理、又はＵＶ照射後に加熱処理を行う。加熱処理の温度は２３０℃以上３００℃以下が有効であり、更に好ましくは２５５℃以上３００℃以下である。２３０℃より低い場合は、バンプ保持層２４を構成する樹脂の架橋進行速度が遅く、十分に架橋させるための加熱処理時間が長くなるため使用できない。また、２５５℃以上では、架橋の進行が早く、より短時間で処理を終了させることができるため、更に好ましい。また加熱処理温度が３００℃を越えると架橋樹脂の機械的強度が低下する危険があり適当ではない。加熱処理前に行うＵＶ照射で使用する波長は２００ｎｍ以上３００ｎｍ以下である必要があり、３００ｎｍ以上では架橋を進行させることはできず、２００ｎｍ以下では逆に樹脂の分解が始まり、ともに樹脂架橋を促進する効果はない。
【００４５】
図１（ｅ）において、スタンパでのバンプ保持層２５の最終厚みは５ｎｍ以上２５ｎｍ以下とする必要があり、好ましくは、５ｎｍ以上２０ｎｍ以下である。
スタンパでのバンプ保持層２５を５ｎｍ以上とすることにより、スタンパとして光ディスク生産時に１０万ショット以上の射出成形にも耐える優れた射出成形耐久性を確保することが出来る。これは、バンプ保持層２５が基板全面を覆うことにより広い接着面積を持たせることで、個々のバンプ２３を基板１９に強固に接着すると同時に、射出成形時にバンプ２３が受ける応力を周囲に分散させることにより、バンプ２３自体にかかる応力を緩和して、バンプ２３の基板１９への保持力を確保しているためと考えられる。バンプ保持層２５が５ｎｍより薄くなれば、射出成形時にバンプ２３が受ける応力がバンプ保持層２５に分散できないため、射出成形時の応力にバンプ２３が抗することができず、射出成形回数を重ねる毎にバンプ２３が基板１９から脱落し、スタンパとして十分な射出成形耐久性を確保することが出来なくなる。
【００４６】
一方、スタンパでのバンプ保持層２５が２５ｎｍより厚い場合は、バンプ保持層が反射防止層として作用するため、スタンパの反射率が低下して、検査装置による電気信号特性の正確な評価が出来ない。このことを説明するために、図２にバンプ保持層膜厚みとスタンパの電気信号検査での信号（アイパターン）振幅との関係を示す。信号振幅は３．５Ｖ以下となると、正確な評価ができないことからバンプ保持層２５の厚みとしては２５ｎｍ以下とする必要がある。さらに、図２に示すようにスタンパの信号強度は樹脂層２０の厚みと共に低下するが、膜厚が２０ｎｍまではその強度がほとんど変化しないことが判る。信号強度が膜厚に伴って変化する場合、その信号特性データが変動しやすく、スタンパ測定の精度が低下することになる。よって、樹脂層２０の膜厚としては２０ｎｍ以下がより好ましい。
以上の工程を経た後、最後に基板１９を所定のサイズに内外径加工し、そのまま光ディスク射出成形用のスタンパとする。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態の光ディスク用原盤の製造方法によれば、鏡面を有する基板１９の表面にネガ型のフォトレジストをコーティングしてフォトレジスト層２１を形成し、電気信号により強度変調されたレーザー光４を対物レンズ３により集光して該フォトレジスト層２１を露光して露光部２２を形成し、更に現像することにより上記露光部２２が基板１９に残留してバンプ２３を形成し、上記バンプ２３が形成された基板１９を直接、射出成形用スタンパとする光ディスク用原盤の製造方法において、上記バンプ２３が形成された基板１９の表面において、バンプ２３以外の基板１９の表面が、５ｎｍ以上２５ｎｍ以下の厚みを有する架橋合成樹脂層２０から形成されたバンプ保持層２５で覆われた構造とすることにより、以下のような効果を奏することができる。すなわち、バンプ保持層２５が５ｎｍ以上であるため、バンプ保持層２５が基板全面を覆うことにより広い接着面積を持たせることで、個々のバンプ２３を基板１９に強固に接着すると同時に、射出成形時にバンプ２３が受ける応力を周囲に分散させることにより、バンプ２３自体にかかる応力を緩和して、バンプ２３の基板１９への保持力を確保することができて、スタンパとして光ディスク生産時に１０万ショット以上の射出成形にも耐える優れた射出成形耐久性を確保することが出来る。また、バンプ保持層２５が２５ｎｍより薄いため、バンプ保持層２５が反射防止層として作用することがなく、スタンパの反射率が低下せず、検査装置による電気信号特性の正確な評価を行うことができる。よって、高い射出成形耐久性をもつスタンパ作成が可能となると共に、作成したスタンパは検査装置によりその電気信号を評価することかできるものとなる。
【００４８】
さらに、バンプ保持層２５の形成方法として、上記基板表面に上記フォトレジスト層２１を形成する前に、上記基板表面に架橋合成樹脂層２０を配置し、上記基板１９の上記架橋合成樹脂層２０上に上記ネガ型のフォトレジストをコーティングして上記フォトレジスト層２１を形成する一方、上記露光及び現像により上記バンプ２３を形成させた後、上記架橋合成樹脂層２０の樹脂の架橋進行により上記架橋合成樹脂層２０を収縮させて上記架橋合成樹脂層２０の厚みを現像直後での厚みの７５％以下に膜厚縮小化させることにより、一連のスタンパ作成プロセスにおいて歩留まり良く、スタンパでのバンプ保持層２５の厚みを精度良く作成することが可能となる。
なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明にかかる光ディスク用原盤の製造方法により、架橋樹脂のバンプが作成された基盤を直接スタンパとする技術がようやく実用化に供するものとなり、更に工業的生産の面からも本発明による作成方法はスタンパを歩留まり良く製造でき、スタンパ品質の安定性も確保できる非常に優れたものである。
本発明にかかる光ディスク用原盤の製造方法は、高速マスタリング、低環境負荷を特長とする次世代スタンパの製造方法として社会に多大に貢献できる技術である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】（ａ）〜（ｅ）は順に本発明を実施するための工程と実施形態を説明する図である。
【図２】バンプ保持層の膜厚とスタンパ評価における電気信号振幅の関係を示す図である。
【図３】（ａ）〜（ｇ）は順に従来のマスタリング工程の概略を示す図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は順にネガ型レジストを用い、ＬＢＲによる露光とその後の現象によりバンプを形成し、これを成型用の原盤とする光ディスク用原盤の作製方法を示す図である。
【図５】バンプ保持層厚みの重要性を説明する図である。
【図６】光源波長７２０ｎｍにおけるコーディングしたレジスト厚みと反射率の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
３  ＬＢＲ対物レンズ
４  集光ビーム
１９  基板
２０  樹脂層
２１  ネガレジスト層
２２  ＬＢＲの照射により形成される露光部
２３  現像により作成されたバンプ
２４  現像工程直後のバンプ保持層
２５  縮小化工程後のバンプ保持層後
【図１】
2004362752.tif 000003
【図２】
2004362752.tif 000004
【図３】
2004362752.tif 000005
【図４】
2004362752.tif 000006
【図５】
2004362752.tif 000007
【図６】
2004362752.tif 000008