(57)【要約】【課題】  プロセスコストを高騰させることなく、多値ＲＯＭディスク原盤を製造する方法及び装置の提供。【解決手段】  （イ）基板上に少なくとも光吸収層と熱反応層を隣接して積層した成膜体に光照射し、該光照射により反応した熱反応層の反応部を利用することを特徴とする多値ＲＯＭディスク原盤の製造方法。（ロ）次の（１）〜（５）の工程を順次行うことを特徴とする多値ＲＯＭディスク原盤の製造方法。  （１）成膜体に光照射して熱反応層に反応部を形成する工程  （２）該光照射により反応した熱反応層の反応部を残存させる工程  （３）該反応部の下にある光吸収層を残存させる工程  （４）該反応部の下にある基板を残存させる工程  （５）残存する光吸収層及び熱反応層を除去する工程【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に少なくとも光吸収層と熱反応層を隣接して積層した成膜体に光照射し、該光照射により反応した熱反応層の反応部を利用することを特徴とする多値ＲＯＭディスク原盤の製造方法。
【請求項２】
基板上に少なくとも光吸収層と熱反応層を隣接して積層した成膜体を用い、次の（１）〜（５）の工程を順次行うことを特徴とする多値ＲＯＭディスク原盤の製造方法。
（１）成膜体に光照射して熱反応層に反応部を形成する工程
（２）該光照射により反応した熱反応層の反応部を残存させる工程
（３）該反応部の下にある光吸収層を残存させる工程
（４）該反応部の下にある基板を残存させる工程
（５）残存する光吸収層及び熱反応層を除去する工程
【請求項３】
光照射工程で用いる光がレーザ光であることを特徴とする請求項１又は２記載の多値ＲＯＭディスク原盤の製造方法。
【請求項４】
熱反応層の反応部を残存させる工程にウエットエッチング法を用いることを特徴とする請求項２又は３記載の多値ＲＯＭディスク原盤の製造方法。
【請求項５】
光吸収層を残存させる工程にドライエッチング法を用いることを特徴とする請求項２〜４の何れかに記載の多値ＲＯＭディスク原盤の製造方法。
【請求項６】
基板を残存させる工程にドライエッチング法を用いることを特徴とする請求項２〜５の何れかに記載の多値ＲＯＭディスク原盤の製造方法。
【請求項７】
残存する光吸収層及び熱反応層を除去する工程にウエットエッチング法を用いることを特徴とする請求項２〜６の何れかに記載の多値ＲＯＭディスク原盤の製造方法。
【請求項８】
熱反応層が、照射する光の波長において透光性を有することを特徴とする請求項２〜７の何れかに記載の多値ＲＯＭディスク原盤の製造方法。
【請求項９】
熱反応層が、積層構成の最上層に位置することを特徴とする請求項２〜８の何れかに記載の多値ＲＯＭディスク原盤の製造方法。
【請求項１０】
熱反応層側から光を照射することを特徴とする請求項２〜９の何れかに記載の多値ＲＯＭディスク原盤の製造方法。
【請求項１１】
熱反応層が、材料Ａと材料Ｂの混合体を含有し、材料Ａはシリコン酸化物であり、材料Ｂは硫化物材料、セレン化物材料、フッ素化合物材料の群から選ばれる少なくとも一つの材料であることを特徴とする請求項２〜１０の何れかに記載の多値ＲＯＭディスク原盤の製造方法。
【請求項１２】
レーザ光源として半導体レーザを用いることを特徴とする請求項３〜１１の何れかに記載の多値ＲＯＭディスク原盤の製造方法。
【請求項１３】
請求項1〜１２の何れかに記載の多値ＲＯＭディスク原盤の製造方法を用いることを特徴とする多値ＲＯＭディスク原盤製造装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の多値ＲＯＭディスク原盤製造装置を用いて製造した多値ＲＯＭディスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多値ＲＯＭディスク原盤の製造方法、製造装置、及び該製造方法と製造装置により作成された多値ＲＯＭディスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ディスクにおいては、渦巻状又は同心円状のトラック上に、２値のデジタルデータが、エンボス加工等による凹凸のピット（ＲＯＭディスク）や無機・有機記録膜への穴形成（追記型ディスク）・結晶状態の違い（相変化ディスク）などによって記録されている。これらの記録データを再生する際には、トラック上にレーザビームを照射して、その反射光の強度差等を検出し再生信号を得る。そして得られた再生信号を、例えば一定のしきい値で判断して、２値のデータを検出している。ＲＯＭディスクは、ＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等のように、原盤に形成された凹凸のピットを成形板に転写することにより、安価に大量に作成でき、配布用として使用される。原盤の凹凸ピットは、ガラス基板等の上にレジストを形成し、これにレーザ光を照射して潜像を形成し、現像して形成される。前記追記型ディスク、相変化ディスク等は、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ等のように、トラッキングのための案内溝等がＲＯＭディスクと同様な方法で形成された原盤から案内溝等を成形板に転写し、この上に無機・有機記録膜等の記録材料を付与して作成され、記録再生装置（ＣＤ−Ｒドライブ等）でユーザーにより情報が記録される。
【０００３】
このような情報記録媒体の容量を増加させる方法としては、案内溝とかピットを微細化する方法がある。しかし、レーザ光は、波長λと集光レンズＮＡで集光ビーム径が決まるため、現状では、波長４０５ｎｍ、ＮＡ＝０．８５が限界である。そして、レンズのＮＡを０．８５のように大きくすると、ピックアップと基板の距離が短くなり、衝突による危険の増加や、ゴミの影響の増加等の問題が生じる。また現在広く使われているＤＶＤ媒体との互換が取り難いという問題も生じる（ＤＶＤドライブのレンズＮＡは、０．６５）。
情報記録媒体の容量を増加させるもう一つの方法として、２値データではなく３値以上の多値データを記録する方法が考えられている。例えば特許文献１では、相変化ディスクの記録ビットの大きさを変えることにより１つの記録ビットで６値データを得ている。概念図を図８に示す。トラック２１が形成されたＰＣ基板２５には、記録材料、反射層、保護層１〜３が形成され、情報記録媒体２０が作られる。この情報記録媒体に情報記録装置により集光したレーザ光を照射し記録ビット２４を形成する。記録ビット２４は、溝１に一定面積毎（Ｃｅｌｌと呼ぶ）に１つずつ大きさを変えて形成される。この情報記録媒体を情報再生装置で再生すると、ＲＦ信号は、図２に示すように、記録ビット２４の大きさに従って、反射光量が変化し、この反射光量に従ってレベルに変換され、情報が再生される。この場合、各セルで０〜５の値を表現できるので、従来の０〜１に比べ多くの情報が記録できる。
【０００４】
多値記録により、２値記録よりも記録容量を増加させる場合、記録ピットのサイズを微細化する必要がある。例えば、ＣＤサイズに２５ＧＢの容量を記録する場合、多値記録の単位セル長は２５０ｎｍ以下となり、ダイナミックレンジ確保のために、最小ピットの直径は１００ｎｍ程度以下にする必要がある。
光ディスク製造用原盤は、レーザビームによるフォトレジスト露光、現像によるレジストのパターン化、パターン化したレジストをマスクとした基板エッチング等の手順で作成する。１００ｎｍ程度のピットを形成するために電子線露光が検討されている。しかしながら、電子線に対するレジスト感度は不十分であること、真空中のプロセスであることからスループットの低下は免れない。また、メンテナンスが難しく、レーザビーム露光に比較してランニングコストもかかる。スループットの低下、ランニングコストの増加によってプロセスコストが高騰する。このような微細化に伴うプロセスコストの高騰の問題を解決するため、レーザビームによる微細凹凸パターンの形成方法が開示されている。熱により変質する層を設け、ビーム径よりも小さな領域を変質させ、エッチングで変質していない領域を除去してパターン化する方法である。
【０００５】
以下、文献に開示されたパターン形成方法を示す。
特許文献２には、ＧｅＳｎなどの相変化膜にレーザ光を照射して結晶化させ、非結晶化部分をエッチングで除去して凹凸パターン（構造体）を形成する方法が、特許文献３には、ＧｅＳｂＴｅＳｎなどのカルコゲン化合物にレーザ光を照射して結晶化させ、非結晶化部分をエッチングで除去して凹凸パターン（構造体）を形成する方法が開示されている。
しかし、光ディスクのような大面積の基板に対して均一性よく構造体を形成するには、構造体とする部分とそれ以外の部分のエッチングレート差（エッチング選択比）が大きいことが必要である。相変化材料の場合、結晶状態と非晶質状態（アモルファス状態）の間でのエッチング選択比は小さい。また、結晶状態とアモルファス状態の中間状態ができることもある。従って、上記の方法で大面積媒体に対して均一に微細な構造体を形成することは困難である。
【０００６】
特許文献４〜５には、Ａｌ／Ｃｕなどの２種類の金属材料を積層した構成の感熱材料にレーザ光を照射して２種類の金属材料の相互拡散による反応部分を形成し（反応部分は２種類の金属材料の合金となる）、エッチングで未反応部分を除去して構造体を形成する方法が、特許文献６には、Ａｕ／Ｓｎなどの２種類の無機材料の積層構成に対しレーザ光を照射して２種類の材料の相互拡散による反応部分を形成し、未反応部分をエッチングで除去して構造体を形成する方法が開示されている。
しかし、これらの方法の場合、相互拡散させる２種類の材料の膜厚分布は、そのまま構造体とする部分の組成分布になり、組成が異なればエッチングレートが異なるため、大面積媒体に対して均一に微細な構造体を形成することは困難である。
特許文献７には、ＧｅＳｂＴｅなどの光吸収熱変換層とフォトリソグラフィーで用いられる化学増幅型レジストなどからなる熱感応層の積層構成に対しレーザ光を照射して熱感応層を変質させ、未変質部分をエッチングで除去して構造体を形成する方法が開示されている。しかし、これらの構造体形成材料は、光を吸収する材料でもあり、他の開示例も含めて、光を吸収する材料を構造体形成材料として使う方法は、高いアスペクト比（パターン高さ／構造体の大きさ）の構造体を形成するには不向きである。つまり、高いアスペクト比の構造体を形成する場合には、構造体を形成する層を厚膜化する必要があるが、厚膜化によって、層内で熱が拡がり微細化の妨げになるからである。
【０００７】
【特許文献１】特許第２６４２４２２号明細書
【特許文献２】特開平９−１１５１９０号公報
【特許文献３】特開平１０−９７７３８号公報
【特許文献４】特開２００１−２５０２７９号公報
【特許文献５】特開２００１−２５０２８０号公報
【特許文献６】特開２００３−１４５９４１号公報
【特許文献７】特開２００２−３６５８０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、プロセスコストを高騰させることなく、多値ＲＯＭディスク原盤を製造する方法、製造する装置、及び該製造方法と製造装置により作成された多値ＲＯＭディスクの提供を目的とする。
更には、ウエットエッチング法を用いて、真空中プロセスを用いることなく、安価なプロセスで、且つ高スループットで、多値ＲＯＭディスク原盤を製造すること、ドライエッチング法を用いて、基板上に寸法制御性良く多値ＲＯＭディスク原盤を製造すること、熱反応層を成膜体の積層構成の最上層に配置し、最上層の熱反応層側からレーザ光を照射することによって、より微細な反応部を形成すること、熱反応層に特定の材料を用いることにより、大面積の成膜体に微細な反応部を均一に形成すること、レーザ光源として半導体レーザを用いることによって、安価なプロセス及び装置で微細ピットを形成することなどを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題は、次の１）〜１４）の発明（以下、本発明１〜１４という）によって解決される。
１）  基板上に少なくとも光吸収層と熱反応層を隣接して積層した成膜体に光照射し、該光照射により反応した熱反応層の反応部を利用することを特徴とする多値ＲＯＭディスク原盤の製造方法。
２）  基板上に少なくとも光吸収層と熱反応層を隣接して積層した成膜体を用い、次の（１）〜（５）の工程を順次行うことを特徴とする多値ＲＯＭディスク原盤の製造方法。
（１）成膜体に光照射して熱反応層に反応部を形成する工程
（２）該光照射により反応した熱反応層の反応部を残存させる工程
（３）該反応部の下にある光吸収層を残存させる工程
（４）該反応部の下にある基板を残存させる工程
（５）残存する光吸収層及び熱反応層を除去する工程
３）  光照射工程で用いる光がレーザ光であることを特徴とする１）又は２）記載の多値ＲＯＭディスク原盤の製造方法。
４）  熱反応層の反応部を残存させる工程にウエットエッチング法を用いることを特徴とする２）又は３）記載の多値ＲＯＭディスク原盤の製造方法。
５）  光吸収層を残存させる工程にドライエッチング法を用いることを特徴とする２）〜４）の何れかに記載の多値ＲＯＭディスク原盤の製造方法。
６）  基板を残存させる工程にドライエッチング法を用いることを特徴とする２）〜５）の何れかに記載の多値ＲＯＭディスク原盤の製造方法。
７）  残存する光吸収層及び熱反応層を除去する工程にウエットエッチング法を用いることを特徴とする２）〜６）の何れかに記載の多値ＲＯＭディスク原盤の製造方法。
８）  熱反応層が、照射する光の波長において透光性を有することを特徴とする２）〜７）の何れかに記載の多値ＲＯＭディスク原盤の製造方法。
９）  熱反応層が、積層構成の最上層に位置することを特徴とする２）〜８）の何れかに記載の多値ＲＯＭディスク原盤の製造方法。
１０）  熱反応層側から光を照射することを特徴とする２）〜９）の何れかに記載の多値ＲＯＭディスク原盤の製造方法。
１１）  熱反応層が、材料Ａと材料Ｂの混合体を含有し、材料Ａはシリコン酸化物であり、材料Ｂは硫化物材料、セレン化物材料、フッ素化合物材料の群から選ばれる少なくとも一つの材料であることを特徴とする２）〜１０）の何れかに記載の多値ＲＯＭディスク原盤の製造方法。
１２）  レーザ光源として半導体レーザを用いることを特徴とする３）〜１１）の何れかに記載の多値ＲＯＭディスク原盤の製造方法。
１３）  1）〜１２）の何れかに記載の多値ＲＯＭディスク原盤の製造方法を用いることを特徴とする多値ＲＯＭディスク原盤製造装置。
１４）  １３）記載の多値ＲＯＭディスク原盤製造装置を用いて製造した多値ＲＯＭディスク。
【００１０】
以下、上記本発明について詳しく説明する。
本発明１では、基板上に少なくとも光吸収層と熱反応層を隣接して積層した成膜体を用いる。光吸収層は照射する光を吸収し発熱する機能を有する。熱反応層は光吸収層の発熱によって熱反応する機能を有する。成膜体への光照射により反応した熱反応層の反応部をを利用して多値ＲＯＭディスク原盤を製造する。
成膜体は、光吸収層と熱反応層の積層構成を含んでいれば特に制限はなく、例えば次のような積層構成とすることができる。
積層構成１；図３（ａ）に示す、基板／光吸収層／熱反応層という積層構成。
積層構成２；図３（ｂ）に示す、基板／保護層／光吸収層／熱反応層という積層構成。保護層は熱反応層と同一の材料であってもよい。
積層構成３；図３（ｃ）に示す、基板／熱反応層／光吸収層という積層構成。
【００１１】
熱反応層の材料は、光吸収層の発熱で変化する材料であれば特に制限はないが、成膜状態が低密度又はアモルファス相となる材料が好ましい。例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、ＳｉＮなどのシリコン化合物材料を用いることができる。これらの材料は、レーザ光などの光の照射に伴う光吸収層の発熱で材料密度が変化し、光照射部分が緻密化する。エッチング工程においては、材料の緻密化に伴って、光照射部分のエッチング速度が低下する。その結果、光照射部分を反応部として残すことができる。また、ＺｎＳ、ＣａＳ、ＢａＳなどの硫化物材料を用いることができる。これらの材料は、光の照射に伴う光吸収層の発熱で材料密度が変化し、光照射部分が緻密化する。また、光照射部分では硫黄が解離し材料組成が変化する。エッチング工程においては、材料の緻密化及び材料組成の変化に伴って、光照射部分のエッチング速度が低下する。その結果、光照射部分を構造体として残すことができる。また、ＺｎＳｅ、ＢａＳｅなどのセレン化物材料を用いることができる。これらの材料は、光の照射に伴う光吸収層の発熱で材料密度が変化し、光照射部分が緻密化する。また、光照射部分ではセレンが解離し材料組成が変化する。エッチング工程においては、材料の緻密化及び材料組成の変化に伴って、光照射部分のエッチング速度が低下する。その結果、レーザ照射部分を構造体として残すことができる。また、ＣａＦ２、ＢａＦ２などのフッ素化合物材料を用いることができる。これらの材料は、光の照射に伴う光吸収層の発熱で材料密度が変化し、光照射部分が緻密化する。また、光照射部分ではフッ素が解離し材料組成が変化する。エッチング工程においては、材料の緻密化及び材料組成の変化に伴って、光照射部分のエッチング速度が低下する。その結果、光照射部分を構造体として残すことができる。本方法では、熱反応層の膜厚が残存させる円柱の高さに対応する。よって、熱反応層パターンを電鋳して多値ＲＯＭディスク原盤を製造する場合、熱反応層の膜厚がＲＯＭピット深さに相当する。
【００１２】
光吸収層の材料は、光を吸収し発熱する機能を有する材料であれば特に制限はない。例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓなどの半導体材料；Ｂｉ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎなどの低融点金属を含む金属間化合物材料；ＢｉＴｅ、ＢｉＩｎ、ＧａＳｂ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＩｎＴｅ、ＳｎＳｂなどの材料；Ｃ、ＳｉＣなどの炭化物材料；Ｖ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ３、Ｍｎ３Ｏ４、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｏ３Ｏ４、ＣｕＯなどの酸化物材料；ＡｌＮ、ＧａＮなどの窒化物材料；ＳｂＴｅなどの２元系の相変化材料；ＧｅＳｂＴｅ、ＩｎＳｂＴｅ、ＢｉＳｂＴｅ、ＧａＳｂＴｅなどの３元系の相変化材料；ＡｇＩｎＳｂＴｅなどの４元系の相変化材料を用いることができる。
光吸収層の膜厚は３〜２０ｎｍの範囲に設定する。光吸収層を薄膜化することによって、層内における熱の拡がりが抑制でき微細な反応部が形成できる。
支持基板としては、ガラス、石英などを用いることができる。また、Ｓｉ、ＳＯＩ（シリコンオンインシュレーター）などの半導体製造に用いられる基板；Ａｌ、不透明ガラス基板など、ＨＤＤ（ハードディスク）用の基板；ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリオレフィン、エポキシ、ビニルエステル、ペット、紫外線硬化樹脂などの樹脂基板を用いることができる。
【００１３】
本発明２の多値ＲＯＭディスク原盤の製造方法を図９、図１０を参照しつつ説明する。
まず基板上に光吸収層と熱反応層を積層して成膜体を作成する（図１の成膜工程参照）。
次に、成膜体にレーザ光などの光を照射して熱反応層に反応部を形成する（図１の露光工程参照）。次に、該光照射により反応した熱反応層の反応部を残存させる（図１の現像工程参照）。次に、該反応部の下にある光吸収層を残存させる（図１のエッチング１の工程参照）。次に、該反応部の下にある基板を残存させる（図１のエッチング２の工程参照）。最後に、残存する光吸収層及び熱反応層を除去する（図１の無機レジスト除去工程参照）。図１の現像工程、エッチング２の工程、無機レジスト除去工程後の成膜体の表面状態を図１０に示す。
【００１４】
更に、別の多値ＲＯＭディスク原盤の製造方法を図４を参照しつつ説明する。成膜工程から現像工程までは図９の場合と同じであるが、その後、残存させた反応部を電鋳により転写して原盤とする。或いは該反応部をマスクとしてエッチング加工して基板にパターンを形成して原盤とする。或いは、基板に形成したパターンを型として電鋳により更に別の媒体に転写して原盤とする。
図４に、図３（ａ）の成膜体を用い、レーザ光を用いた場合の製造工程の一例を示す。（イ）は成膜体形成工程、（ロ）はレーザ光照射工程、（ハ）は現像工程、（ニ）−１は電鋳工程、（ニ）−２（ａ）は基板パターン形成工程、（ニ）−２（ｂ）はマスク除去工程、（ニ）−２（ｃ）は電鋳工程である。各工程の内容は次の通りである。
図４（イ）の成膜体形成工程で、基板上に光吸収層と熱反応層の積層構成を形成する。薄膜形成法としては公知のＰＶＤ法（物理的気相成長法）やＣＶＤ法（化学的気相成長法）の他、クラスターイオンビーム蒸着法等の各種蒸着法、レーザブレーション法等がある。
【００１５】
図４（ロ）はレーザ光照射工程を示す。図は照射後の状態である。レーザ光照射に伴う反応部をハッチングで示した。この工程では、基板上に形成された積層構成の上の所定位置に対してレーザ光を照射する。その際に、レーザ光源を移動しても、レーザ光源を固定し成膜体を移動してもよい。また、レーザ光源と成膜体の双方を移動してもよい。レーザ光源としては、波長１５７ｎｍ程度のＦ２レーザ、波長１９３ｎｍ程度のＡｒＦレーザ、波長２４８ｎｍ程度のＫｒＦレーザなどの他、既に製品化されているＤＶＤ−ＲＯＭの原盤製造に使用されている波長４００ｎｍ程度の青色領域のレーザ光でも良い。また、レーザ光照射は大気中で行ってもよい。また、成膜体を密閉容器中に設置し、そこに窒素、酸素、水蒸気、アルゴン、水素などのガスを導入し、雰囲気ガス中で成膜体にレーザ光を照射しても構わない。また、成膜体を真空容器中に設置して、真空中で成膜体にレーザ光を照射しても構わない。レーザ光をパルス照射すれば、通常、熱反応層の反応部は円柱状になる。パルス幅が長い場合は、通常、レーザ光走査方向が長軸の楕円柱となる。成膜体の積層構成やレーザ光波長により条件が異なるが、照射レーザ光パワーと、照射パルス幅を変調することにより、反応部を任意の直径の円柱状に形成することができる。形成可能な円柱の最小直径は、レーザビーム径の約１／５程度までである。波長４００ｎｍ、ＮＡ０．９の光学系を用いたビーム径約０．４μｍのレーザ照射装置により８０ｎｍの円柱を形成することができる。
【００１６】
図４（ハ）は現像工程を示す。図は現像工程後に熱反応層の反応部が残った状態を表す。レーザビーム照射後に、熱反応層の反応部と未反応部でエッチングレートに差が生じることを利用して現像を行う。現像工程は、溶液に浸けて行うか、真空プロセスにより行っても良い。レーザ光照射工程でレーザ光を照射した成膜体を、現像溶液に浸すことにより、円柱状の反応部を残存させることができる。
図４（ニ）−１は電鋳工程を示す。（ハ）現像工程後に残存した反応部を電鋳することにより、多値ＲＯＭディスク原盤ができる。この時、反応部の高さがＲＯＭピットの深さとなる。
図４（ニ）−２（ａ）は、基板パターン形成工程を示す。熱反応層の反応部を残存させたパターンをマスクとしてエッチングにより基板パターンを形成する。エッチング方法としては乾式エッチング法を用いることができる。乾式エッチング法としては、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング；Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）、ＩＣＰ（高密度プラズマエッチング；Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）やスパッタエッチングなどの方法を用いることができる。成膜体を真空装置中に設定し、エッチングガス雰囲気中で一定時間放置して残存部を形成する。
図４（ニ）−２ｂは、マスク除去工程を示す。基板材料が侵されない溶液により除去する。マスク除去後に得られた形状が多値ＲＯＭディスク原盤である。
図４（ニ）−２ｃは、電鋳工程を示す。図４（ニ）−２ｂマスク除去工程後に基板に形成されたパターンを電鋳することにより、多値ＲＯＭディスク原盤ができる。
図４に示した原盤製造工程は以下の通りである。
製造方法１；（イ）成膜体形成工程→（ロ）レーザ光照射工程→（ハ）現像工程→
（イ）−１電鋳工程。
製造方法２；（イ）成膜体形成工程→（ロ）レーザ光照射工程→（ハ）現像工程→
（イ）−２ａ基板パターン形成工程→（イ）−２ｂマスク除去工程。
製造方法３；（イ）成膜体形成工程→（ロ）レーザ光照射工程→（ハ）現像工程→
（イ）−２ａ基板パターン形成工程→（イ）−２ｂマスク除去工程→
（イ）−２ｃ電鋳工程。
【００１７】
本発明２の（２）該光照射により反応した熱反応層の反応部を残存させる工程、及び（５）残存する光吸収層及び熱反応層を除去する工程ではウエットエッチング法を用いる。ウエットエッチング法としては、酸水溶液、アルカリ水溶液、有機溶剤などに浸漬する方法を用いることができる。エッチング溶液中に媒体を一定時間浸漬することで、光照射による変化部分以外が溶解し反応部が残存する。本方法により、真空装置を使わない安価な方法で多値ＲＯＭ用ピットパターンが形成できる。
後述する本発明１１の場合、シリコン酸化物を材料Ａとした、材料Ａと材料Ｂの混合体材料を熱反応層に用いる。この形成方法の場合には、エッチング工程にはフッ化水素酸を含有する水溶液によるウエットエッチング法を用いる。フッ化水素酸を含有する水溶液は、シリコン酸化物を選択的に溶解する。光非照射部分においては、材料Ａであるシリコン酸化物が溶解する。材料Ａと材料Ｂの混合体において材料Ａが溶解することで材料Ｂが離脱（リフトオフ）する。光照射による反応部では、材料Ａ、材料Ｂの緻密化、及び材料Ｂの組成変化が起こっていることから、フッ化水素酸を含有する水溶液に対するエッチング耐性が上がっている。よって、レーザ光照射による反応部がに残存する。また、光吸収層はフッ化水素酸を含有する水溶液に対するエッチング耐性が非常に高い。よってエッチング工程においては、光吸収層がエッチング停止層として機能する。エッチング停止層があるによって、大面積の成膜体においても均一性よく反応部が形成できる。
【００１８】
本発明２の（３）該反応部の下にある光吸収層を残存させる工程、及び（４）該反応部の下にある基板を残存させる工程では、ドライエッチング法を用いる。ドライエッチング法としては、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング；Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）、ＩＣＰ（高密度プラズマエッチング；Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）やスパッタエッチングなどの方法を用いることができる。成膜体を真空装置中に設定し、エッチングガス雰囲気中で一定時間放置して反応部を形成する。ドライエッチング法で行うことにより、微細円柱のシュリンクを最小限にして基板に転写することができる。
【００１９】
本発明８では、熱反応層には照射するレーザの波長において透光性が高い材料を用いる。具体的には、照射するレーザ光の波長における光吸収率が、１×１０−３〜１×１０−５の範囲にある材料を用いる。このような材料としては、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、ＳｉＮなどのシリコン化合物材料、ＺｎＳ、ＣａＳ、ＢａＳなどの硫化物材料、ＺｎＳｅ、ＢａＳｅなどのセレン化物材料、ＣａＦ２、ＢａＦ２などのフッ素化合物材料などが挙げられる。透光性が高い材料を用いることによって、熱反応層での光吸収が抑制でき、光吸収層のみの発熱で反応部が形成できることから、反応部とする部分が微細化できる。
本方法では、熱反応層の膜厚が構造体の高さに対応する。よって、熱反応層の膜厚は、形成する反応部の高さに設定する。その他の層の材料、及び反応部を形成する工程は本発明１と同じである。
本発明９では、熱反応層を成膜体の積層構成の最上層に位置させる。更に、本発明１０では、光を、最上層の熱反応層側から照射する。基板保護層として感熱層を用いても良い。その場合、反応部は光吸収層の上下に配置した熱反応層に形成される。
図４（ニ）−１工程で多値ＲＯＭディスク原盤を製造する場合、熱反応層の膜厚がＲＯＭピット深さに対応する。よって、熱反応層の膜厚は、ＲＯＭピット深さに設定する。
その他の層の材料及び反応部を形成する工程は本発明１と同じである。
【００２０】
本発明１１は好ましい熱反応層材料を限定したものである。熱反応層は材料Ａと材料Ｂの混合体を含有し、材料Ａはシリコン酸化物であり、材料Ｂは硫化物材料、セレン化物材料、フッ素化合物材料の群から選ばれる少なくとも一つの材料である。
材料Ａのシリコン酸化物材料としてはＳｉＯ２、ＳｉＯＮなどを用いることができる。材料Ｂの硫化物材料としては、ＺｎＳ、ＣａＳ、ＢａＳなど、セレン化物材料としては、ＺｎＳｅ、ＢａＳｅなど、フッ素化合物材料としては、ＣａＦ２、ＢａＦ２などを用いることができる。材料Ａ、材料Ｂの何れも単体の材料を用いても複数の材料を用いてもよい。材料Ａと材料Ｂの混合比は、材料Ａが１０〜３０モル％の範囲、材料Ｂが９０〜７０モル％の範囲にあることが好ましい。材料Ａと材料Ｂ間に化学的な結合状態がなく、各々独立して存在していることが好ましい。
【００２１】
シリコン酸化物を材料Ａとした、材料Ａと材料Ｂの混合体材料では、低密度の薄膜が形成でき、レーザ光の照射よる光吸収層の発熱でレーザ照射部分が緻密化する。これによりレーザ照射部分と非照射部分の密度差が大きくできることから、エッチング工程ではエッチング選択比を大きくすることができる。また、レーザ光照射部分では材料Ｂの構成元素の解離が起こる。硫化物材料の場合は、硫黄が解離する。セレン化物材料の場合は、セレンが解離する。フッ素化合物材料の場合はフッ素が解離する。元素の解離によって、材料Ｂの組成が変化する。この材料組成の変化によってもエッチング選択比を大きくすることができる。その結果、材料の緻密化と材料組成の変化の両方でエッチング選択比が大きくでき、大面積の成膜体に対して、微細な反応部が均一に形成できる。更に、低密度の薄膜が形成できることから低残留応力で厚膜が形成できる。反応部とする熱反応層を厚膜で形成できるので、アスペクト比（反応部の高さ／反応部の大きさ）の高い反応部が形成できる。
層構成、その他の層の材料、反応部を形成する工程は、本発明１、２と同じである。
【００２２】
本発明１２では、レーザ光を照射する工程において、レーザ光源として半導体レーザを用いる。半導体レーザの波長は、３７０〜７８０ｎｍ、好ましくは、３９０〜４１０ｎｍである。例えば、ＧａＮ系による半導体レーザを用いる。半導体レーザを用いることによって、安価なレーザ光照射装置とすることができ、プロセスコストの低価格化が図れる。また、半導体レーザでは、レーザ光のパワーレベルを高速変調することができる。従って、大面積の成膜体に対して反応部を高速で形成できる。また、短波長のレーザを用いることによって微小なレーザスポットが形成でき、微細な反応部が形成できる。
また、成膜体にレーザ光を照射するに際して成膜体を回転させるとよい。成膜体を回転させ、成膜体に対してフォーカスサーボをかけながらレーザ光を照射してもよい。また、成膜体を回転させ、成膜体に対してフォーカスサーボ及びトラッキングサーボをかけながらレーザ光を照射してもよい。成膜体を高速回転させながらレーザ光を照射することによって、大面積の成膜体でも反応部を高速で形成できる。
【００２３】
図５にレーザ光照射装置の構成を示す。レーザ光照射手段５１は、半導体レーザ５１１、対物レンズ５１２を備える。５１３はレーザ光を示す。半導体レーザ５１１の波長は３７０〜７８０ｎｍである。好ましい波長は、３９０〜４１０ｎｍである。例えば、ＧａＮ系による半導体レーザを用いる。対物レンズ５１２の開口数（ＮＡ）は、０．５〜１．０とする。好ましい開口数は、０．８〜０．９５である。レーザ光変調手段５２は、パルス生成回路５２１、レーザ駆動回路５２２、基準信号生成回路５２３を備える。パルス生成回路５２１は、レーザパワーレベルの変調信号５２４を生成する。また、変調のタイミング信号５２５を生成する。レーザ駆動回路５２２は、パルス生成回路からの変調信号５２４に基づいて、レーザの駆動信号５５を生成する。基準信号生成回路５２３は、パルス生成回路からの変調のタイミング信号５２５に基づいて、成膜体駆動手段を移動させるための基準信号５６を生成する。５３は成膜体、５４は成膜体駆動手段である。成膜体５３は、成膜体駆動手段５４上に設置させている。以上のレーザ光照射装置によって、基準信号５６に基づいて、レーザの発光のタイミングに合わせて成膜体を移動させ、成膜体の所定箇所に反応部を形成する。
【００２４】
図６に、別のレーザ光照射装置の構成を示す。装置は、レーザ光照射手段６１、レーザ光変調手段６２、成膜体回転手段６４、信号検出手段６５で構成される。６３は成膜体である。６６はレーザ光を示す。レーザ光照射手段６１は、レーザ光源、レーザ光を集光する対物レンズ、レーザ光照射手段を駆動するアクチュエーターで構成される。レーザ光源としては、波長１５７ｎｍ程度のＦ２レーザ、波長１９３ｎｍ程度のＡｒＦレーザ、波長２４８ｎｍ程度のＫｒＦレーザなどを用いることができる。また、半導体レーザを用いることもできる。対物レンズの開口数は、０．５〜１．０とする。好ましい開口数は、０．８〜０．９５である。レーザ光変調手段６２は、パルス生成回路６２１、レーザ駆動回路６２２、基準信号生成回路６２３を備える。パルス生成回路６２１は、レーザパワーレベルの変調信号６２４を生成する。また、変調のタイミング信号６２５を生成する。レーザ駆動回路６２２は、パルス生成回路からの変調信号６２４に基づいて、レーザの駆動信号６７を生成する。基準信号生成回路６２３は、パルス生成回路からの変調のタイミング信号６２５に基づいてパルス基準信号６２６を生成する。成膜体回転手段６４は、成膜体を回転させるためのスピンスタンド６４１と、基準信号生成回路６４２を備える。基準信号発生回路６４２は、スピンスタンドからの信号に基づいて回転基準信号６４３を発生する。パルス基準信号６２６と、回転基準信号６４３を周波数同期させスピンスタントを回転させる。レーザ光検出手段６５は、光検出器６５１とサーボ回路６５２で構成される。光検出器６５１では媒体からの信号６８を受光しフォーカス及びトラック誤差信号６５３を生成する。サーボ回路６５２では、誤差信号に基づいて、レーザ光照射手段駆動信号６９を生成する。以上のレーザ光照射装置によって、成膜体を回転させながら、また、フォーカス及びトラック誤差を制御しながら、成膜体の所定箇所に反応部を形成する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、光加熱と現像によって、電子ビーム露光機を用いず微細ピットを形成することができ、プロセスコストを高騰させることなく、多値ＲＯＭディスク原盤を製造する方法及び装置を提供できる。特に、基板上に少なくとも光吸収層と熱反応層を有する成膜体を用いて、レーザ光を吸収し発熱する光吸収層と、熱により反応部を形成する熱反応層を分離することによって、熱を吸収し発熱する層を薄層化することができ、薄層化することによって熱の拡がりが抑制でき、微細な反応部が形成できる。
更に、本発明４、７によれば、エッチング加工の工程にウエットエッチング法を用いることによって、真空中装置を使わない安価なプロセスで、且つ高スループットで、多値ＲＯＭディスク原盤を製造することができる。
更に、本発明５、６によれば、ドライエッチング法を用いることにより、寸法制御性良く多値ＲＯＭディスク原盤を製造することができる。
更に、本発明８のように熱反応層を光を透過する材料で形成すれば、熱反応層での光吸収が抑制でき、光吸収層のみの発熱で反応部が形成できるので反応部の微細化が図れるし、本発明９のように熱反応層を成膜体の積層構成の最上層に配置し、且つ本発明１０のように、最上層の熱反応層側からレーザ光を照射すれば、対物レンズのＮＡが大きく設定できレーザビームを集光することができるので反応部の微細化が図れる。
更に、本発明１１によれば、熱反応層に材料Ａと材料Ｂの混合体を用いることにより、光照射と非照射部分間のエッチング選択比が大きくでき、大面積の成膜体に微細な反応部を均一に形成することができる。また、該材料は、厚膜化が容易であることから、高いアスペクト比（円柱の高さ／円柱の大きさ）の反応部を形成することもできる。
更に、本発明１２によれば、レーザ光源として半導体レーザを用いることにより、安価なプロセス及び装置で微細ピットを形成することができる。
【実施例】
【００２６】
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【００２７】
実施例１
＜成膜体形成工程＞
図３（ａ）に示す光吸収層と熱反応層の成膜体を作成した。成膜方法はスパッタリング法である。各層の材質、膜厚、スパッタリング法の主な成膜条件は表１に示す通りである。
【表１】
2005332452.tif 000003
＜レーザ光照射工程＞
反応部の形成を、レーザ光照射工程〔図４（ロ）〕→現像工程〔図４（ハ）〕の手順で行った。
レーザ光照射工程では、図６に示すレーザ光照射装置を用いた。レーザ光照射手段６１は半導体レーザを備える。レーザ光の波長は４０５ｎｍである。対物レンズのＮＡは０．９である。図３（ａ）の成膜体に対して、熱反応層側からレーザ光を照射した。レーザ変調手段６２により図３０に示すようにレーザ光をパルス変調した。パワーレベルＰ１は１ｍＷ、Ｐ２は０．１ｍＷである。パルス幅Ｔは２５〜３３．４ｎｓｅｃの間に７段階の幅で制御した。パルスの中心の周期Ｓは２４０ｎｓｅｃである。媒体回転手段６４で媒体を回転させた。回転速度は１．０ｍ／ｓｅｃである。
以上の方法によって、熱反応層であるＺｎＳ−ＳｉＯ２にピット無しを含めた８値の多値ＲＯＭピットパターンに相当する円柱状の反応部を形成した。
＜現像工程＞
図４（ハ）現像工程はウエットエッチング法で行った。エッチング溶液はフッ化水素酸（ＨＦ）水溶液（ＨＦ：Ｈ２Ｏ＝１：２）である。ＨＦ溶液中に媒体を１０秒間浸漬した。ＨＦ溶液によるエッチングにより直径８０〜２３０ｎｍ間に７水準の異なる大きさの円柱状の熱反応層の反応部を残存させた。表２にレーザ照射工程における照射パルス幅と残存する円柱状反応部の直径を示す。
【表２】
2005332452.tif 000004
＜電鋳工程＞
円柱状の反応部を残存させた熱反応層に、真空蒸着法により、１００ｎｍのＮｉ薄膜を形成した。これを多値ＲＯＭディスク原盤として、Ｎｉ電鋳することによりメタルスタンパを得た。
【００２８】
実施例２
＜成膜体形成工程＞、＜レーザ光照射工程＞、＜現像工程＞は実施例１と同じである。
＜パターン形成工程＞
図４（ニ）−２ａに示すエッチング工程では、エッチングをＲＩＥ法で行った。酸化物のエッチングガスであるＣＦ４にエッチング異方性を出すためにＡｒガスを添加した混合ガスで処理した。処理圧力は１ｍＴｏｏｒであり、投入パワーは２００Ｗである。光吸収層は主にＡｒイオンによりスパッタエッチングで除去され、ガラス基板は主にＣＦ４と化学反応して除去された。ガラス基板を４５ｎｍエッチングした時点でエッチングを終了したところ、高さ４５ｎｍの多値ＲＯＭパターンがガラス基板上に転写された。
＜マスク除去工程＞
エッチングのマスクとして使用した、円柱状に残存させた熱反応層の反応部、及び光吸収層を塩酸水溶液に浸して除去した。マスクを除去して残存した基板が多値ＲＯＭのガラス原盤となる。このガラス原盤をスタンパとしてポリカーボネイトをダイレクト成形することができた。
【００２９】
実施例３
＜積層構成形成工程＞、＜レーザ光照射工程＞、＜現像工程＞、＜マスク除去工程＞は実施例２と同じである。
＜電鋳工程＞
多値ＲＯＭパターンが転写されたガラス基板に真空蒸着法により１００ｎｍのＮｉ薄膜を形成する。これを多値ＲＯＭ原盤として、Ｎｉ電鋳することによりメタルスタンパを得た。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】多値記録概念を示す図。
【図２】多値記録レベルと反射率の関係を示す図。
【図３】成膜体の積層構成の断面図。
【図４】製造工程の説明図。
【図５】レーザ照射装置の一例を示す図。
【図６】レーザ照射装置の他の例を示す図。
【図７】実施例のレーザ光変調方法を示す図。
【図８】特許文献１の多値記録の概念図。
【図９】原盤作成工程の説明図。
【図１０】一部の工程における成膜体の表面状態を示す図（写真）。
【符号の説明】
【００３１】
５１  レーザ光照射手段
５１１  半導体レーザ
５１２  対物レンズ
５１３  レーザ光
５２  レーザ光変調手段
５２１  パルス生成回路
５２２  レーザ駆動回路
５２３  基準信号生成回路
５２４  レーザ変調信号
５２５  タイミング信号
５３  成膜体
５４  成膜体駆動手段
５５  レーザ駆動信号
５６  基準信号
６１  レーザ光照射手段
６２  レーザ変調手段
６２１  パルス生成回路
６２２  レーザ駆動回路
６２３  基準信号生成回路
６２４  変調信号
６２５  タイミング信号
６３  成膜体
６４  成膜体回転手段
６４１  スピンスタンド
６４２  基準信号生成回路
６４３  回転基準信号
６５  信号検出手段
６５１  光検出器
６５２  サーボ回路
６５３  フォーカス及びトラック誤差信号
６６  レーザ光
６７  レーザ駆動信号
６８  成膜体からの信号
Ｐ１  レーザパワーレベル
Ｐ２  レーザパワーレベル
Ｓ  パルス周期
Ｔ  パルス幅
【図１】
2005332452.tif 000005
【図２】
2005332452.tif 000006
【図３】
2005332452.tif 000007
【図４】
2005332452.tif 000008
【図５】
2005332452.tif 000009
【図６】
2005332452.tif 000010
【図７】
2005332452.tif 000011
【図８】
2005332452.tif 000012
【図９】
2005332452.tif 000013
【図１０】
2005332452.tif 000014