(57)【要約】【課題】ディスク原盤等作製用電子線露光レジスト基板において、照射電子線が基板上のレジストの非照射部に反射しないような基板の構造にすることにより、電子線レジストのランド部分の不均一溶解を防止し、その部分の粗面化を低減し、製品化されたディスクのノイズ成分を少くすることができるディスク原盤を提供する。【解決手段】電子線用レジストを形成する基板において、基板内部に基板の密度より低い密度の細孔領域が多数あることを特徴とする電子線露光用基板を主たる構成にする。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子線用レジストを形成する基板において、基板内部に基板の密度より低い密度の細孔領域を設けたことを特徴とする電子線露光用基板。
【請求項２】
前記基板の密度より低い細孔領域が、空孔であることを特徴とする請求項１記載の電子線露光用基板。
【請求項３】
前記基板の密度より低い細孔を含む基板が、多孔質ガラスであることを特徴とする請求項１記載の電子線露光用基板。
【請求項４】
前記基板が、片面が多孔質ガラスで、反対面が空孔を有しないガラスであることを特徴とする請求項３記載の電子線露光用基板。
【請求項５】
前記の空孔を有しないガラス面の厚さが、１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項４記載の電子線露光用基板。
【請求項６】
前記基板内部の密度の低い領域が高分子材料から成ることを特徴とする請求項１記載の電子線露光用基板。
【請求項７】
請求項６記載の基板が、多孔質ガラス中に高分子材料が充填された構成であることを特徴とする電子線露光用基板。
【請求項８】
請求項６又は７記載の基板中の高分子材料が、ポリビニルアルコールであることを特徴とする電子線露光用基板。
【請求項９】
請求項４又は５記載の基板の製造方法が、多孔質ガラスの片面を熱処理し、熱処理した面を研磨する工程を含むことを特徴とする電子線露光用基板製造方法。
【請求項１０】
請求項７記載の基板の製造方法が、多孔質ガラスを高分子材料が溶解している溶液に浸漬させる工程を含むことを特徴とする電子線露光用基板製造方法。
【請求項１１】
請求項８記載の基板の製造方法が、ポリビニルアルコール溶液中に多孔質ガラスを浸漬させ、１８０℃以上で多孔質ガラスを乾燥させる工程を含むことを特徴とする電子線露光用基板製造方法。
【請求項１２】
請求項１から８のいずれか１項に記載の基板を使用することを特徴とする電子線露光方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子線照射による光デイスクのスタンパ等の製作技術に関し、さらに詳しくは、基板上のレジストに電子線を照射する時のレジストに形成されるパターンを良好な形状にするための基板の構造、基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＳＩ等の半導体製造技術においては、微細化のために露光光源の波長がｇ線、ｉ線、Ｄｅｅｐ  ＵＶと短波長化が進んでいる。また、光ディスクのスタンパ製造技術においても、微細化のため露光光源の波長が４５８ｎｍ（ＣＤ）、３５１ｎｍ（ＤＶＤ）、２６６ｎｍ（次世代ディスク）と短波長化が進んでいる。ところが、露光光源の問題やレンズの問題等からレーザの短波長化による微細加工には限界がある。今後、更なる微細加工を達成するには、電子線（ＥＢ）や真空紫外線（ＥＵＶ）といった露光光源を使う必要がある。
電子線を用いた露光においては、照射した電子線がレジストあるいは基板で散乱し、電子線が広がるという問題がある。具体的には、電子線のスポットサイズが１０ｎｍ程度であっても、散乱により１０μｍ程度まで広がってしまうことがある。それでも、半導体のＬＳＩ等の製造においては、このような散乱の問題はある程度無視できる。つまり、電子線のスポットサイズの強度に対し散乱した電子の強度は小さいので、スポットサイズの強度に対応した感度を有する電子線レジストを用いれば、ある程度の解像度が得られる。
ところが、光ディスクのスタンパ製造においては、これだけでは解決できない問題がある。即ち、電子線のスポットが照射されていない部分は全体的に弱い電子線が散乱により照射されているので、スポットが照射されている部分のように現像でレジストがなくなることはないが、わずかながらレジスト表面が現像液で溶けることがある。
このとき、溶け方が均一でないためにレジスト表面の粗さが悪くなる。半導体のＬＳＩ等の製造においてはレジストをエッチングのためのマスクとして使用するので、レジスト表面の粗さは問題にならない。しかし、光ディスクのスタンパ製造においては、レジストの表面の粗さが最終的な光ディスク信号のノイズ成分となるため、粗さは小さくなければならない。
このような問題を解決するため、半導体の製造方法と同様にレジストをマスクとして使用し、基板にドライエッチングで凹凸を形成し、レジストを除去した基板を光ディスクの原盤として使用するスタンパ作製方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許２５３１４７２号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
光ディスクの場合、パターンの凹凸の段差が信号の特性に影響するので、パターンの凹凸は全面で均一である必要がある。しかしながら、光ディスクのような大面積を均一にドライエッチングする上記従来技術には、均一なプラズマ分布を有する高価なドライエッチング装置が必要である。半導体分野でのメモリーやＣＰＵよりも、光ディスクにおいてはコストが重要であるので、前記のようなドライエッチング装置はコストアップとなり好ましくないという問題がある。
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、照射電子線が基板上のレジストの非照射部に反射しないような基板の構造にすることにより、電子線レジストのランド部分の不均一溶解を防止し、その部分の粗面化を低減することによって、製品化されたディスクのノイズ成分を少くすることができるディスク原盤を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、電子線用レジストを形成する基板において、基板内部に基板の主材料の密度より低い密度の細孔領域を設けた電子線露光用基板を最も主要な特徴とする。
請求項２記載の発明では、前記基板内部の密度の低い細孔領域が、空孔である請求項１記載の電子線露光用基板を主要な特徴とする。
請求項３記載の発明では、前記基板の密度の低い細孔を含む領域が、多孔質ガラスである請求項１記載の電子線露光用基板を主要な特徴とする。
請求項４記載の発明では、前記基板が、片面が多孔質ガラスで、反対面が空孔を有しないガラスである請求項３記載の電子線露光用基板を主要な特徴とする。請求項５記載の発明では、前記の空孔を有しない面の厚さが、１００ｎｍ以下である請求項４記載の電子線露光用基板を主要な特徴とする。
請求項６記載の発明では、前記基板内部の密度の低い領域が高分子材料から成る請求項１記載の電子線露光用基板を主要な特徴とする。
請求項７記載の発明では、請求項６記載の基板が、多孔質ガラス中に高分子材料が充填された構成である電子線露光用基板を主要な特徴とする。
請求項８記載の発明では、請求項６または７記載の基板中の高分子材料が、ポリビニルアルコールである電子線露光用基板を主要な特徴とする。
請求項９記載の発明では、請求項４又は５記載の基板の製造方法が、多孔質ガラスの片面を熱処理し、熱処理した面を研磨する工程を含む電子線露光用基板製造方法を主要な特徴とする。
請求項１０記載の発明では、請求項７記載の基板の製造方法が、多孔質ガラスを高分子材料が溶解している溶液に浸漬させる工程を含む電子線露光用基板製造方法を主要な特徴とする。
請求項１１記載の発明では、請求項８記載の基板の製造方法が、ポリビニルアルコール溶液中に多孔質ガラスを浸漬させ、１８０℃以上で多孔質ガラスを乾燥させる工程を含む電子線露光用基板製造方法を主要な特徴とする。
請求項１２記載の発明では、請求項１から８のいずれか１項に記載の基板を使用するレジスト形成電子線露光方法を主要な特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。
本発明の基本的な概略を説明する。図２は従来の電子線露光の基板による後方散乱発生の様子を示す概略図である。基板２上に形成された電子線レジスト１上に電子線３が照射される。レジスト中を電子が通過するときレジストの密度が小さいため後方散乱はあまり発生しないが、基板中を通過するとき基板２の密度が大きいため後方散乱４が発生し、レジストに電子が反射してくる。この反射電子により、レジストに形成されるパターンのコントラストが低下したり、レジストのランド部分が粗面になる。
図３は本発明の基板構造を示す概略図である。本発明の基板５には基板の主材料の密度よりも密度の小さい領域６が多数あるので、電子が密度の小さい部分を通過するときは後方散乱があまり発生せず、密度の大きい部分を通過するとき後方散乱が発生する。従って、後方散乱による電子が拡がる範囲が基板内部の方へシフトし、レジスト１へ反射してくる電子の量が減少する。これにより、レジストに形成されるパターンのコントラストが低下したり、レジストのランド部分の面が粗くなることを防止することができる。
【０００６】
【実施例】
次に、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。
（実施例１）
デイスク原盤作製時の電子線レジストを形成する基板として、多孔質ガラスを使用する例である（請求項１）。
図１は製造法を説明するための多孔質ガラス内部の拡大図である。この多孔質ガラスの製造に際しては、原料となるＳｉＯ２、Ｈ３ＢＯ３、Ｎａ２ＣＯ３から溶融プロセスによりＮａ２−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２系ガラス１１を作製し、これを成形した後数百℃で熱処理１２を行うと、ガラス内部にＳｉＯ２リッチ相１３とＮａ２−Ｂ２Ｏ３リッチ相１４に数ｎｍのスケールでスピノーダル分解による分相が起る。この分相ガラスを酸溶液でＮａ２−Ｂ２Ｏ３相１４のみを溶解させる方法１５で多孔質ガラスを作製することができる。この方法で得られる多孔質ガラスの細孔１６は表面から内部まで連結した貫通細孔であり、細孔径は４〜１００ｎｍになる。細孔径は熱処理条件で制御することができる。細孔径が１０ｎｍ程度の多孔質ガラスにＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）を約１００ｎｍ形成し、加速電圧２０ＫＶ、ビーム径２５ｎｍの電子線を照射し、Ｌ＆Ｓで２００ｎｍのパターンを形成する。このときのランドラフネスは０．６〜０．７ｎｍとなる。
この実施例１の課題として、細孔径を１０ｎｍよりも大きくすることで、電子の後方散乱によるコントラスト低下や面粗れを防止する効果が大きいが、別の問題が発生する。レジストのパターン幅と同程度に細孔径が大きくなると、図４に示すようにパターンの底部に細孔による凹部分ができる。実施例１では、この凹部分はわずかであり、問題にならないが、細孔径を大きくすると凹部分が大きくなり、問題となる。
【０００７】
（実施例２）
上記の課題を解決するため、片面に細孔のないガラスを使用し、細孔のない面にレジストを形成すればよい。このような片面に細孔のないガラスの製造方法について説明する。実施例１において多孔質ガラスの製造過程を説明しているが、この多孔質ガラスを１０００℃程度の高温で処理し、無孔化したものが９６％の高ケイ酸質でバイコールガラス（商標）と呼ばれているガラスである。
従って、多孔質ガラスの片面のみを同様な熱処理を行えば、無孔化することができる。ただし、このようにして片面を無孔化した場合、無孔化されている領域が１０μｍ程度の厚みとなる。１０μｍ程度の厚みだと、電子の後方散乱が強くなり、レジストに反射する電子が増加する。細孔径が１００ｎｍ程度の多孔質ガラスの片面を熱処理により無孔化し、無孔化した面上にＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）を約１００ｎｍ形成し、加速電圧２０ＫＶ、ビーム径２５ｎｍの電子線を照射し、Ｌ＆Ｓで２００ｎｍのパターンを形成したときのランドラフネスは、後述の比較例と同程度な０．８〜０．９ｎｍとなる。そこで、無孔化した面の研磨を行い、厚みを薄くする必要がある。この厚みが１００ｎｍ以下の場合、上記と同様な露光においてランドラフネスは０．６〜０．７５ｎｍとなり、厚みを５０ｎｍ以下の場合、ランドラフネスが０．６〜０．７ｎｍになる。
（実施例３）
上記の課題を解決するため、請求項２のような空孔のある基板を使用するのではなく、密度の低い部分が高分子材料からなる基板を使用すれば、図４に示すような凹部分は発生しない。このような基板として、多孔質ガラスの細孔中に高分子材料が充填されている基板がよい。多孔質ガラスを高分子材料が溶解している液中に浸漬させ、超音波処理等を行えば、多孔質ガラスの細孔中に高分子材料が充填される。多孔質ガラスを溶液から取り出し、表面についた余分な高分子材料を除去してから、乾燥を行うことで基板が製造される。高分子材料は、電子線レジストに対し、耐性を持つことが必要である。耐性がないと、電子線レジスト形成時に高分子材料を溶解させ、レジストと基板の界面が曖昧になる。
このような高分子材料として、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）がある。ただし、ＰＶＡは、１３０℃程度の乾燥温度では電子線レジストに対する耐性がない。１８０℃以上の高温で乾燥することで、電子線レジストに対する耐性を持つようになる。
細孔径が１００ｎｍ程度の多孔質ガラスにＰＶＡを充填し、表面についた余分なＰＶＡを除去後、１８０℃で乾燥させる。この基板上にＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）を約１００ｎｍ形成し、加速電圧２０ＫＶ、ビーム径２５ｎｍの電子線を照射し、Ｌ＆Ｓで２００ｎｍのパターンを形成したときのランドラフネスは、０．５〜０．６ｎｍとなる。
（比較例１）
Ｓｉ基板にＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）を膜厚１００ｎｍ形成する。このレジスト基板に加速電圧２０ＫＶ、ビーム径２５ｎｍの電子線を照射し、現像を行う。形成されたパターンは、Ｌ＆Ｓで２００ｎｍのときにランドラフネスが０．８〜０．９ｎｍとなる。
【０００８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１によれば、電子線用レジストを形成する基板において、基板内部に基板の密度より低い密度の細孔領域が多数あることを特徴とする電子線露光用基板により、基板内部に密度の低い領域を多数有しているので、電子線を照射したときの後方散乱を基板の中心部で発生させることができ、後方散乱電子線によるレジストのパターン劣化に起因するランドラフネスを微少に押さえることができる。
請求項２によれば、前記基板内部の密度の低い細孔領域が、空孔であることを特徴とする請求項１記載の電子線露光用基板により、電子線を照射したときの後方散乱を基板の中心部の空孔で発生させることができ、後方散乱電子線によるレジストのパターン劣化に起因するランドラフネスを微少に押さえることが可能となる。
請求項３によれば、前記基板の密度の低い細孔を含む領域が、多孔質ガラスであることを特徴とする請求項１記載の電子線露光用基板により、電子線を照射したときの後方散乱を基板の多孔質ガラスで発生させることができ、後方散乱電子線によるレジストのパターン劣化に起因するランドラフネスを微少に押さえることが可能となる。
請求項４によれば、前記基板が、片面が多孔質ガラスで、反対面が空孔を有しないガラスであることを特徴とする請求項３記載の電子線露光用基板により、基板の片面が空孔のない面であり、その面に電子線レジストを形成することでパターン底部の凹凸を防止することができ、電子線を照射したときの後方散乱を基板の多孔質ガラスで発生させることができ、後方散乱電子線によるレジストのパターン劣化に起因するランドラフネスを微少に押さえることが可能となる。
【０００９】
請求項５によれば、前記の空孔を有しない面の厚さが、１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項４記載の電子線露光用基板により、基板において空孔のない面の厚みを規定することにより、電子線を照射したときの後方散乱が空孔だけの基板と同等にすることができる。
請求項６によれば、前記基板内部の密度の低い領域が高分子材料から成ることを特徴とする請求項１記載の電子線露光用基板により、基板内部に高分子材料を有しているので、後方散乱を基板の高分子材料細孔で発生させることができ、後方散乱電子線によるレジストのパターン劣化に起因するランドラフネスを微少に押さえることが可能となる。
請求項７によれば、請求項６記載の基板が、多孔質ガラス中に高分子材料が充填された構成であることを特徴とする電子線露光用基板により、基板は多孔質ガラスであるので、内部に高分子材料を充填することができ、後方散乱を基板の高分子材料細孔で発生させることができ、後方散乱電子線によるレジストのパターン劣化に起因するランドラフネスを微少に押さえることが可能となる。
請求項８によれば、請求項６又は７記載の基板中の高分子材料が、ポリビニルアルコールであることを特徴とする電子線露光用基板により、高分子材料がポリビニルアルコールなので、レジストパターン底部の凸凹を防止することができ、後方散乱電子線によるレジストのパターン劣化に起因するランドラフネスを微少に押さえることが可能となる。
請求項９によれば、請求項４又は５記載の基板の製造方法が、多孔質ガラスの片面を熱処理し、熱処理した面を研磨する工程を含むことを特徴とする電子線露光用基板製造方法により、多孔質ガラスの片面を熱処理し、その面を研磨しているので、後方散乱電子線によるレジストのパターン劣化に起因するランドラフネスを微少に押さえた電子線露光用基板を得ることが可能となる。
【００１０】
請求項１０によれば、請求項７記載の基板製造方法が、多孔質ガラスを高分子材料が溶解している溶液に浸透させる工程を含むことを特徴とする電子線露光用基板製造方法により、多孔質ガラスを高分子材料が溶解している溶液に浸透させているので、多孔質ガラスの内部に高分子材料を充填させることができ、後方散乱電子線によるレジストのパターン劣化に起因するランドラフネスを微少に押さえた電子線露光用基板を得るがこと可能となる。
請求項１１によれば、請求項８記載の基板製造方法が、ポリビニルアルコール溶液中に多孔質ガラスを浸透させ、１８０℃以上で多孔質ガラスを乾燥させる工程を含むことを特徴とする電子線露光用基板製造方法により、ポリビニルアルコールを１８０℃以上で乾燥させているので、電子線レジストに対し耐性を持たせることができる。
請求項１２によれば、請求項１から８のいずれか１項に記載の基板を使用することを特徴とするレジスト形成電子線露光方法によおおり、請求項１〜８の基板を電子線露光で使用しているので、電子線による後方散乱の影響がない露光ができ、レジストパターンのコントラストを向上および、レジストのランドの面荒れを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般の多孔質ガラスの製造法の一例を示す説明図。
【図２】従来の電子線露光での基板における電子線散乱の模式図。
【図３】本発明の電子線露光での基板における電子線散乱の模式図。
【図４】本発明の電子線露光で多孔質ガラスに形成したパターンの１例の説明図。
【符号の説明】
１  電子線レジスト
２  基板
３  電子線
４  後方散乱
５  低密度細孔含有基板
６  低密度細孔
７  凹み
１１  ＳｉＯ２−Ｈ３ＢＯ３−Ｎａ２ＣＯ３組成
１２  熱処理
１３  ＳｉＯ２リッチ相
１４  Ｎａ２−Ｂ２Ｏ３リッチ相
１５  酸溶液、溶解
１６  細孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004348900.tif 000006