(57)【要約】本発明は、スタンパの製造プロセスで用いる基板の製造方法に関するものである。本発明は更に、スタンパの製造プロセスで用いる基板と、基板に塗被した感光性フィルムを露光、現像及び加熱する工程を含む、光ディスク製造用のスタンパの製造方法とに関するものである。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スタンパの製造プロセスで用いる基板の製造方法であって、
ａ）架橋性化学組成物を基板に塗布する工程と、
ｂ）工程ａ）で塗被した下塗り塗膜を架橋反応させる工程と、
ｃ）工程ｂ）で架橋させた下塗り塗膜に、感光性材料からなる上塗り塗膜を塗被する工程と
を含み、スタンパの製造プロセスにおける露光工程でのエネルギー強度が、現像しようとする上塗り塗膜のポストが所望の高さのときに最大になるように、工程ｂ）の架橋下塗り塗膜の厚さを選択することを特徴とする方法。
【請求項２】
適切な架橋性化学組成物としてノボラックをベースとするフォトレジストを用いることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
付加的な工程ｄ）、すなわち
ｄ）工程ｃ）で塗被した上塗り塗膜を熱処理する工程
を更に含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
工程ｂ）を熱処理により、特に１５０〜２５０℃の温度で実施することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
工程ｂ）を露光工程により実施することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
露光工程を２００〜３２０ｎｍの波長域で実施することを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
露光時間が５〜１８０秒であることを特徴とする、請求項５又は６に記載の方法。
【請求項８】
基板を回転させながら露光工程を実施することを特徴とする、請求項５乃至７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
基板を加熱しながら露光工程を実施することを特徴とする、請求項５乃至８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
工程ａ）における下塗り塗膜の厚さを１０〜１００ｎｍ程度にすることを特徴とする、請求項１乃至９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
工程ｃ）における上塗り塗膜の厚さを１５０〜２５０ｎｍ程度、特に１５０〜２００ｎｍ程度にすることを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
工程ｃ）で塗布した感光性材料が架橋しないような温度で工程ｄ）を実施することを特徴とする、請求項３乃至１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
工程ｄ）を最高１３０℃の温度で実施することを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
工程ａ）を実施する前に、基板の洗浄と、場合によっては、工程ａ）で塗布しようとする架橋性化学組成物の為の接着剤層の塗被とを含む準備工程に基板を付すことを特徴とする、請求項１乃至１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
基板として金属、特にニッケルを用いることを特徴とする、請求項１乃至１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
工程ａ）で基板に塗布する架橋性化学組成物が、工程ｃ）で塗布する感光性材料と同じであってもよいことを特徴とする、請求項１乃至１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
工程ａ）と工程ｃ）とをスピンコーティング法により実施することを特徴とする、請求項１乃至１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
スタンパの製造プロセスで用いる基板であって、架橋した化学組成物からなる下塗り塗膜と感光性材料からなる上塗り塗膜とを連続的に含むことを特徴とする基板。
【請求項１９】
架橋性化学組成物としてノボラックをベースとするフォトレジストを用いることを特徴とする、請求項１８に記載の基板。
【請求項２０】
基板が金属、特にニッケルであることを特徴とする、請求項１８又は１９に記載の基板。
【請求項２１】
下塗り塗膜の厚さが１０〜１００ｎｍであることを特徴とする、請求項１８乃至２０のいずれかに記載の基板。
【請求項２２】
上塗り塗膜の厚さが１５０〜２５０ｎｍ、特に１５０〜２００ｎｍであることを特徴とする、請求項１８乃至２１のいずれかに記載の基板。
【請求項２３】
基板に塗被した感光性層を露光、現像及び加熱する工程を含む、光ディスク製造用のスタンパの製造方法であって、請求項１乃至１７のいずれかに記載の方法に係る基板、もしくは請求項１８乃至２２のいずれかに記載の基板を用いることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、スタンパの製造プロセスで用いる基板の製造方法に関するものである。本発明は更に、スタンパの製造プロセスで用いる基板と、基板に塗被した感光性フィルムを露光、現像及び加熱する工程を含む、光ディスク製造用のスタンパの製造方法とに関するものである。
【０００２】
薄いフォトレジスト塗膜を、ガラス基板に、もしくはガラス基板上の反射フィルムに塗被してから架橋反応させることでフォトレジストフィルムの接触強度を高める方法が、特開昭５８−７７０４４号公報により知られている。例えば、ガラス基板上に反射フィルムを先ず形成し、その後、それを厚さ約１００Åのフォトレジストフィルムで覆う。温度を上昇させることでこれら二つのフィルム間に架橋反応を起こさせ、そのようにして架橋させたフィルムを厚さ約１，０００Åのフォトレジストフィルムで覆った後、それを露光し現像する。架橋した下塗り塗膜が、最終的に露光して現像するフォトレジストフィルムに及ぼす影響についての情報は、この公報には何ら記載されていない。
【０００３】
光ディスクは、幾何学的な構造中に記録された情報を含むものである。より詳しくは、この幾何学構造はピットとランドとからなるものであって、ピットは個々の光ディスクの表面に同心円状、もしくは螺旋状に配置されている。また、光ディスクの構造として溝が用いられる。ところで、このような光ディスクを大量に製造しようとする場合、スタンパを射出成形機の型の中に入れる。その後、光ディスクを最終的に金属で覆い、保護ラッカー、及びラベルやプリントを施す。
【０００４】
前書きで言及したスタンパの製造プロセス自体は、本出願人の名義で出願されたオランダ特許出願第９４００２２５号及び第１００７２１６号の各明細書により知られている。そのプロセスによれば、構造化されていないスタンパ板を準備するのだが、その準備には、洗浄と、場合によっては、これから塗布しようとするフォトレジストの為の接着剤層の塗布とが含まれる。その後、このように準備された、構造化されていないスタンパ板にネガ型フォトレジストを塗布し、そのフォトレジストをレーザー光に選択的に暴露した後、選択的に露光したフォトレジストフィルムを加熱し、続いて全体的に露光する。最後に、全体的に露光したフォトレジストを現像して、構造化されたフォトレジストフィルムを得、それをその後、加熱する。現在用いられている直接スタンパ記録（ＤＳＲ）法（それについて、本出願人は以前、オランダ特許第１００９１０６号を付与された）においては、電気化学的な方法でスタンパをニッケル基板上に直接形成する。従って、用いる基板は実際には、ノボラックをベースとするフォトレジストの塗布された、直径約２００μｍ、厚さ約３００μｍの、接着剤層を用いた円形ニッケルディスクからなるものである。厚みから「単一層」であるとしか考えられない接着剤層の機能は、ノボラックをベースとするフォトレジストを塗布することのできる適切な表面を形成することである。ＤＳＲ法の次の工程において、基板上に塗被したフォトレジストフィルムをレーザー光により選択的に露光し、その後加熱し、全体的に露光する。現像工程の後、ニッケル基板の裏側に残っているフォトレジストポスト以外のフォトレジストを除去する。その後、ディープＵＶ域の波長を用いて露光工程によりフォトレジストポストを硬化させ、次いで、露光した、従って架橋した部分を、ポリマー鎖を更に架橋させることによって強化する為に、高温で加熱工程（ハードベーク）を実施する。従って、このような方法で得られたスタンパは、フォトレジストポストを含むニッケルシェルからなっている。フォトレジストポストを更に硬化させることにより、このようなスタンパを用いて少なくとも５０００枚のレプリカを製造することが可能になる。スタンパは、ＣＤレプリカを大量生産する為の射出成形機の型の中に入れて用いる。
【０００５】
電気化学的方法を実施している間にニッケル基板の表面にスジや汚れといった欠陥がもたらされることがある、ということが研究の結果分かった。或る場合には、未処理のニッケル基板上に存在するこのような欠陥は、ハロゲン光で検知することができる。しかしながら、ニッケル基板上の欠陥は、ＤＳＲ法での上記の処理工程が済んだ後に表れる。この現象は、フォトレジストポストの構造により形成される回折パターン中の局所的な相違によって生じるものと考えられる。人間の目は回折パターン中の相違に非常に敏感であるばかりでなく、スタンパからの電気信号も基板の品質によって影響を受けることがある。
【０００６】
更なる研究により、スタンパの製造プロセスにおける露光工程の最中に、フォトレジストフィルム中に定常波が生じることが分かった。基板の反射によって生じる、このような定常波により、レジストの厚さ内に高露光エネルギーレベルと低露光エネルギーレベルとが交互にもたらされる。その結果、不規則な形状及び寸法をもつフォトレジストポストが最終的に得られるが、このようなフォトレジストポストは望ましいものではない。
【０００７】
従って、本発明の目的は、最終的に得られるスタンパ中の基板の品質を二次的な問題とすることができる、スタンパ製造プロセス、特にＤＳＲ法で用いる基板を製造することである。
【０００８】
本発明のもう一つの目的は、現在市販されているＤＳＲスタンパよりも工業的な寿命が長いスタンパを提供することである。
【０００９】
本発明の他の目的は、スタンパの製造プロセスで用いる基板の製造方法であって、現在接着剤として用いられている単一層を廃止することのできる方法を提供することである。
【００１０】
本発明のまた別の目的は、スタンパの製造プロセスで用いる基板の製造方法であって、定常波、特に干渉曲線の位置がフォトレジストポストの形成に及ぼすマイナス効果を最低限に抑えるようなやり方で実施する方法を提供することである。
【００１１】
前書きで言及した方法は本発明に係るものであって、その方法は、
ａ）架橋性化学組成物を基板に塗布する工程と、
ｂ）工程ａ）で塗被した下塗り塗膜を架橋反応させる工程と、
ｃ）工程ｂ）で架橋させた下塗り塗膜に、感光性材料からなる上塗り塗膜を塗被する工程と
を含み、スタンパの製造プロセスにおける露光工程でのエネルギー強度が、現像しようとする上塗り塗膜のポストが所望の高さのときに最大になるように、工程ｂ）の架橋下塗り塗膜の厚さを選択することを特徴とするものである。
【００１２】
前に既に述べたように、基板に当たった光は、レジストと周囲大気との界面で、またレジストと基板との界面で、何回も反射を繰り返す。これらの入射光波と出射光波とはレジスト中で干渉するので、いわゆる干渉曲線が形成される。このような干渉によって、フィルム層の厚さ方向にレジストが受けるエネルギーの強度が変化することになる。スタンパの製造プロセスにおける露光工程でのエネルギー強度が、現像しようとする上塗り塗膜のフォトレジストポストが所望のポスト高さのときに最大になるよう、本発明に従って下塗り塗膜の厚さを選択することにより、所望のポスト高さの領域では破壊的な干渉の値が最大にならないように干渉曲線の位置がシフトする。このようにして、所望の高さ及び所望の形状を有する再現性のあるフォトレジストポストをもたらすことのできる上塗り塗膜が得られる。
【００１３】
適切な架橋性化学組成物としては、ノボラックをベースとするフォトレジストが好ましい。それに加えて、特定の態様においては、ノボラック、例えば純粋なノボラックからなる物質を用いることもできる。
【００１４】
工程ｂ）は熱処理により、特に１５０〜２５０℃の温度で実施するのが特に好ましい。このような温度範囲とすることにより、工程ａ）で用いた化学組成物のポリマー鎖が三次元的に架橋され、この下塗り塗膜によって、基板のあらゆる欠陥が覆い隠される。
【００１５】
本方法の特定の態様によれば、工程ｂ）は露光工程を用いて、特に２００〜３２０ｎｍの波長域で実施する。
【００１６】
露光時間は特に５〜１８０秒であり、露光工程は特に、基板を回転及び／もしくは加熱しながら実施する。架橋性化学組成物は工程ｂ）で架橋反応しているので、このように架橋した組成物は、工程ｃ）で使用した感光性材料に用いられている溶剤に不溶であるか、もしくは少ししか溶けない。
【００１７】
本方法によれば、上塗り塗膜を付加的な工程ｄ）において熱処理に付す。この工程ｄ）は、工程ｃ）で既に塗布してある感光性材料が架橋しないような温度で実施する。これは、工程ｄ）を特に最高１３０℃の温度で実施する、ということを意味するものである。上塗り塗膜中に存在している溶剤は、工程ｄ）を実施することで除去される。
【００１８】
本発明にとっては、感光性材料からなる上塗り塗膜中で架橋反応が生じない、ということが特に重要である。上塗り塗膜は、上記のフォトレジストポストを形成する為に、後に続くＤＳＲ法において構造化させるからである。
【００１９】
特定の態様においては、工程ａ）を実施する前に、基板を準備工程に付すのが望ましい。この準備工程は、基板の洗浄と、場合によっては、工程ａ）で塗布しようとする架橋性化学組成物の為の接着剤層の塗布とを含むものである。
【００２０】
このような準備工程の目的はとりわけ、基板と、工程ａ）で設ける下塗り塗膜との間の密着性を改良することである。これにより、予め基板に塗被された接着剤層上に下塗り塗膜が存在することになる。
【００２１】
好ましくは、基板として金属、特にニッケルを用いる。
【００２２】
厚さの均一な層を得る為に、工程ａ）及び工程ｃ）をスピンコーティング法により実施するのが好ましい。工程ａ）で基板に塗布する架橋性化学組成物は、工程ｃ）で塗布する感光性材料と同じであってもよい。
【００２３】
本発明は更に、スタンパの製造プロセスで用いる基板に関するものである。この基板は本発明に係るものであって、架橋した化学組成物からなる下塗り塗膜と、感光性材料からなる上塗り塗膜とを連続的に含むことを特徴とするものである。特に下塗り塗膜の厚さは１０〜１００ｎｍ程度であり、また上塗り塗膜の厚さは１５０〜２５０ｎｍ程度であって、好ましくは１５０〜２００ｎｍである。フォトレジストポストの高さは、好ましくは１００〜１５０ｎｍであって、特に１２０〜１３０ｎｍである。
【００２４】
本基板は、ＣＤレプリカを大量生産する為の射出成形機の型の中に入れて用いるスタンパを製造する為の方法に用いるのに特に適しており、またこのような方法は、工程ｃ）で基板に塗被した感光性層を露光、現像及び加熱する工程を含むものである。
【００２５】
幾つかの図を参照して、本発明を以下で更に詳しく説明する。これらの図は制限的なものであると解すべきものではなく、本発明を単に説明する為のものである。
【００２６】
図１は、ＡＦＭで測定したときに定常波の効果がはっきりと分かるフォトレジストポストの例を示すものである。ニッケル基板に厚さ１６５ｎｍのフォトレジストを設けた。露光及び現像後に得られたフォトレジストポストの高さは１２９ｎｍである。下塗り塗膜がない為に、非常に不規則な形状のフォトレジストポストが得られた。これは、実用上望ましくない。
【００２７】
図２は、ＡＦＭで測定したときに定常波の効果がはっきりと分かるフォトレジストポストを図式的に示すものである。ニッケル基板上にあるのは厚さ１６５ｎｍのフォトレジストフィルムであり、フォトレジストポストの高さは１２１ｎｍであった。図２は、下塗り塗膜を用いないと不規則な寸法のフォトレジストポストが得られる、ということを明確に示している。
【００２８】
図３は、３０ｎｍの下塗り塗膜と１８５ｎｍのレジスト層とを有するニッケル基板を用いたときのフォトレジストポストを図式的に示すものである。フォトレジストポストの高さは１２２ｎｍであった。この概略図から、所望の厚さの下塗り塗膜を用いると干渉曲線の位置がシフトし、その新しい位置によって、再現性のある滑らかなフォトレジストポストがもたらされたことが明らかである。
【００２９】
図４は、基板上に下塗り塗膜を用いることにより生じる干渉曲線のシフトを示すものである。縦軸に設定したのはパラメータｚである。このパラメータは基板までの垂直距離を示し、ｚ＝０は基板面に対応する。横軸に設定したのはエネルギー強度である。Ｅ０はレジスト表面での強度であって、その値は１である。図４から分かるように、当然の結果として、厚さ３０ｎｍの下塗り塗膜を用いると干渉曲線の位置がシフトし、エネルギー強度は、フォトレジストポストが所望の高さ、すなわち１２０〜１３０ｎｍの範囲にあるときに最大となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、下塗り塗膜の設けられていない基板を用いて得たフォトレジストポストの形状を示すものである。
【図２】
図２は、下塗り塗膜の設けられていない基板を用いて得た別のフォトレジストポストの形状を示すものである。
【図３】
図３は、下塗り塗膜の設けられた基板を用いて得たフォトレジストポストの形状を示すものである。
【図４】
図４は、二つの態様、詳しくは下塗り塗膜を含む基板と、下塗り塗膜を含まない基板の干渉曲線を示すものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年7月2日(2002.7.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）架橋性化学組成物を基板に塗布する工程と、
ｂ）工程ａ）で塗被した下塗り塗膜を架橋反応させる工程と、
ｃ）工程ｂ）で架橋させた下塗り塗膜に、感光性材料からなる上塗り塗膜を塗被する工程と
を含む、スタンパの製造プロセスで用いる基板の製造方法であって、スタンパの製造プロセスにおける露光工程でのエネルギー強度が、現像しようとする上塗り塗膜のポストが所望の高さのときに最大になるように、工程ｂ）の架橋下塗り塗膜の厚さを選択することを特徴とする方法。
【請求項２】
適切な架橋性化学組成物としてノボラックをベースとするフォトレジストを用いることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
付加的な工程ｄ）、すなわち
ｄ）工程ｃ）で塗被した上塗り塗膜を熱処理する工程
を更に含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
工程ｂ）を熱処理により、特に１５０〜２５０℃の温度で実施することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
工程ｂ）を露光工程により実施することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
露光工程を２００〜３２０ｎｍの波長域で実施することを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
露光時間が５〜１８０秒であることを特徴とする、請求項５又は６に記載の方法。
【請求項８】
基板を回転させながら露光工程を実施することを特徴とする、請求項５乃至７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
基板を加熱しながら露光工程を実施することを特徴とする、請求項５乃至８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
工程ａ）における下塗り塗膜の厚さを１０〜１００ｎｍ程度にすることを特徴とする、請求項１乃至９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
工程ｃ）における上塗り塗膜の厚さを１５０〜２５０ｎｍ程度、特に１５０〜２００ｎｍ程度にすることを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
工程ｃ）で塗布した感光性材料が架橋しないような温度で工程ｄ）を実施することを特徴とする、請求項３乃至１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
工程ｄ）を最高１３０℃の温度で実施することを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
工程ａ）を実施する前に、基板の洗浄と、場合によっては、工程ａ）で塗布しようとする架橋性化学組成物の為の接着剤層の塗布とを含む準備工程に基板を付すことを特徴とする、請求項１乃至１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
基板として金属、特にニッケルを用いることを特徴とする、請求項１乃至１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
工程ａ）で基板に塗布する架橋性化学組成物が、工程ｃ）で塗布する感光性材料と同じであってもよいことを特徴とする、請求項１乃至１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
工程ａ）と工程ｃ）とをスピンコーティング法により実施することを特徴とする、請求項１乃至１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
架橋した化学組成物からなる下塗り塗膜と感光性材料からなる上塗り塗膜とを連続的に含む、スタンパの製造プロセスで用いる基板であって、スタンパの製造プロセスにおける露光工程でのエネルギー強度が、現像しようとする上塗り塗膜のポストが所望の高さのときに最大になるように、工程ｂ）の架橋下塗り塗膜の厚さを選択したことを特徴とする基板。
【請求項１９】
架橋性化学組成物としてノボラックをベースとするフォトレジストを用いることを特徴とする、請求項１８に記載の基板。
【請求項２０】
基板が金属、特にニッケルであることを特徴とする、請求項１８又は１９に記載の基板。
【請求項２１】
下塗り塗膜の厚さが１０〜１００ｎｍであることを特徴とする、請求項１８乃至２０のいずれかに記載の基板。
【請求項２２】
上塗り塗膜の厚さが１５０〜２５０ｎｍ、特に１５０〜２００ｎｍであることを特徴とする、請求項１８乃至２１のいずれかに記載の基板。
【請求項２３】
基板に塗被した感光性層を露光、現像及び加熱する工程を含む、光ディスク製造用のスタンパの製造方法であって、請求項１乃至１７のいずれかに記載の方法に係る基板、もしくは請求項１８乃至２２のいずれかに記載の基板を用いることを特徴とする方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、請求項１のプリアンブルに係る基板の製造方法に関するものであり、更に、請求項１８のプリアンブルに係る基板と、基板に塗布した感光性フィルムを露光、現像及び加熱する工程を含む、光ディスク製造用のスタンパの製造方法とに関するものである。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
前書きで言及した方法は本発明に係るものであって、スタンパの製造プロセスにおける露光工程でのエネルギー強度が、現像しようとする上塗り塗膜のポストが所望の高さのときに最大になるように、工程ｂ）の架橋下塗り塗膜の厚さを選択することを特徴とするものである。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
本発明は更に、請求項１８のプリアンブルに係る基板であって、スタンパの製造プロセスにおける露光工程でのエネルギー強度が、現像しようとする上塗り塗膜のポストが所望の高さのときに最大になるように、工程ｂ）の架橋下塗り塗膜の厚さを選択したことを特徴とする基板に関するものである。特に下塗り塗膜の厚さは１０〜１００ｎｍ程度であり、また上塗り塗膜の厚さは１５０〜２５０ｎｍ程度であって、好ましくは１５０〜２００ｎｍである。フォトレジストポストの高さは、好ましくは１００〜１５０ｎｍであって、特に１２０〜１３０ｎｍである。




【国際調査報告】
2004505398.tif 000020
2004505398.tif 000021
2004505398.tif 000022