(57)【要約】  【課題】  高記録密度化に対応した光ディスク原盤をより簡便、且つより表面性良好に製造できるようにする。  【解決手段】  亜鉛（Ｚｎ）、硫黄（Ｓ）および酸化シリコン（ＳｉＯ2）からなる下地層２を基板１上に製膜し、遷移金属の不完全酸化物からなる無機レジスト層３を下地層２上に製膜し、無機レジスト層３にレーザ光を照射し潜像を形成し、無機レジスト層３を現像する。基板１と無機レジスト層３との間に下地層２を設けることにより、良好な感度を得ることができると共に、露光時に下地層２と無機レジスト層３との界面に現像液に不溶な反応層が形成されることを防止できる。【選択図】  図１
2007035232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
上記基板上に設けられた下地層と、
上記下地層上に設けられた無機レジスト層と
を備え、
上記下地層は、亜鉛（Ｚｎ）、硫黄（Ｓ）および酸化シリコン（ＳｉＯ2）からなることを特徴とする光ディスク原盤。
【請求項２】
上記下地層の厚さが１５ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の光ディスク原盤。
【請求項３】
上記無機レジスト層は、遷移金属の不完全酸化物を含む無機レジスト材料からなることを特徴とする請求項１記載の光ディスク原盤。
【請求項４】
上記遷移金属として、少なくともタングステン（Ｗ）またはモリブデン（Ｍｏ）を含むことを特徴とする請求項３記載の光ディスク原盤。
【請求項５】
上記無機レジスト層中の酸素含有量が５３原子％以上７４原子％以下であることを特徴とする請求項１記載の光ディスク原盤。
【請求項６】
亜鉛（Ｚｎ）、硫黄（Ｓ）および酸化シリコン（ＳｉＯ2）からなる下地層を基板上に製膜する工程と、
無機レジスト層を上記下地層上に製膜する工程と
を備えることを特徴とする光ディスク原盤の製造方法。
【請求項７】
亜鉛（Ｚｎ）、硫黄（Ｓ）および酸化シリコン（ＳｉＯ2）からなる下地層を基板上に製膜する工程と、
無機レジスト層を上記下地層上に製膜する工程と、
上記無機レジスト層にレーザ光を照射し潜像を形成する工程と、
上記無機レジスト層を現像することにより上記潜像に応じた凹凸形状を上記基板上に形成する工程と
を備えることを特徴とする光ディスク原盤の製造方法。
【請求項８】
亜鉛（Ｚｎ）、硫黄（Ｓ）および酸化シリコン（ＳｉＯ2）からなる下地層を基板上に製膜する工程と、
遷移金属の不完全酸化物からなる無機レジスト層を上記下地層上に製膜する工程と
上記無機レジスト層にレーザ光を照射し潜像を形成する工程と、
上記無機レジスト層を現像することにより上記潜像に応じた凹凸形状を上記基板上に形成する工程と、
上記凹凸形状が形成された上記基板に基づき光ディスクスタンパを形成する工程と
を備えることを特徴とする光ディスクスタンパの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無機レジスト層を備える光ディスク原盤およびその製造方法、ならびにそれを用いた光ディスクスタンパの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、情報記録媒体として用いられる光ディスクにはその用途に応じて、ＭＤ（Mini Disc）、ＭＯ（Magneto Optical）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃなど様々なフォーマットが提案されている。いずれのフォーマットで使用される光ディスク基板も、一般的には樹脂材料の射出成形により作製されるため、光ディスクの低価格化が実現されている。光ディスク基板の射出成形においては、グルーブやピットなどのパターンを光ディスク基板に転写するための光ディスクスタンパが成形装置のキャビティ内に配設される。この光ディスクスタンパは、光ディスク原盤にメッキ処理を施すことで作製される。
【０００３】
以下、図９を参照しながら、光ディスク原盤の作製から光ディスク基板の作製までの概略につてい説明する。まず、図９（ａ）示すように、円盤状のガラス基板１０１を作製する。次に、図９（ｂ）に示すように、ガラス基板１０１を回転させながら、このガラス基板１０１上にレジスト１０２を塗布する。
【０００４】
次に、図９（ｃ）に示すように、ガラス基板１０１を回転させながら、このガラス基板１０１上に塗布されたレジスト１０２を所定の波長のレーザ光１０３により露光する。これにより、所望とする光ディスクのランドおよびグルーブなどに応じた潜像パターンがガラス基板１０１上に形成される。次に、図９（ｄ）に示すように、ガラス基板１０１を回転させながら、ガラス基板１０１上に現像液１０４を滴下して現像処理をする。これにより、所望とする光ディスクのランドおよびグルーブなどに応じた凹凸パターンがガラス基板１０１上に形成される。以上により、目的とする光ディスク原盤が得られる。
【０００５】
次に、図９（ｅ）に示すように、メッキ処理により光ディスク原盤１１１上にニッケルなどの金属を析出させてメッキ層１０５を形成する。次に、図９（ｆ）に示すように、このメッキ層１０５を光ディスク原盤１１１から剥離した後、図９（ｇ）に示すように、トリミングを施して所定のサイズにすることにより、光ディスクスタンパ１０６が得られる。そして、図９（ｈ）に示すように、この光ディスクスタンパ１０６を射出成形装置の金型１０７に装着し、金型１０７を閉じてキャビティを形成し、このキャビティ内に矢印ａに示す方向からポリカーボネート（ＰＣ）などの溶融樹脂を注入後、硬化させて金型１０７を開く。これにより、光ディスクスタンパ１０６の凹凸が転写させた光ディスク基板１０８が得られる。
【０００６】
また、レジストの露光・現像工程により所望のパターンをガラス基板上に形成した後、ガラス基板のエッチング工程（例えばイオンエッチング工程）をさらに備えることが提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。この工程をさらに設けることで、表面性に優れた光ディスク原盤を作製することができるので、媒体ノイズを低減できるという利点を得ることができる。
【０００７】
ところで、従来、ガラス基板上に塗布されるレジストとしては、ノボラック樹脂系のポジ型フォトレジストが用いられている。このレジストにより形成可能な最短ピット長は、使用する露光用光源であるレーザの波長λと、レーザから出射された光束をレジストに収束させるための対物レンズの開口数ＮＡ（Numerical Aperture）とを用いて以下の式により決定される。
Ｐ＝Ｋ×λ／ＮＡ
この式中で、比例定数Ｋは、使用するレーザとフォトレジストとの組み合わせで決まる数値であり、およそ０．５〜０．８程度である。
【０００８】
したがって、光ディスクの高記録密度化に対応してより微細なパターンを形成するためには、（１）光源の短波長化と、（２）対物レンズの高ＮＡ化とが必要になる。そこで、（１）光源の短波長化については、紫外線レーザまたは電子ビーム露光などの光源を使用することが検討されているが、このような光源を露光装置に用いると、露光装置が従来のものに比べて複雑化し、安定性も低下してしまうという問題がある。また、（２）対物レンズの高ＮＡ化については、ＮＡはその定義上１以下であるため、その限界値に近い０．９前後の高ＮＡを有する対物レンズが一般的に用いられているが、０．９前後のＮＡを有する対物レンズと、可視レーザとを備えた系では、高記録密度に対応することは困難である。例えば、レーザ光の波長を４１３ｎｍ（ＤＶＤ用スタンパの露光で使用されるレーザ波長）、Ｋを０．５、ＮＡを０．９とすると、最短ピット長（スポット径）は３７０ｎｍ程度であり、高記録密度化にはこの系では対応できない。
【０００９】
そこで、ノボラック樹脂系の有機レジストに代えて、遷移金属の不完全酸化物からなる無機レジストを用いることが提案されている（例えば、特許文献３参照）。この無機レジストでは、４０５ｎｍ程度の可視レーザ光による露光によっても、熱記録の特性によりスポット径より小さいパターンの露光が可能であるため、Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃあるいはそれ以上の高記録密度化に対応した光ディスクのマスタリング技術に有用な技術として注目される。
【００１０】
このマスタリング技術は、レーザ光により無機レジスト材料の所望の領域を熱反応により状態変化させ、現像液に対する溶解度に選択比を持たせるものである。このとき無機レジスト材料をレーザ光により効率的に状態変化させるためには、基板材料を選択して最適な基板の熱伝導率が得られるようにする、または、基板と無機レジスト層との間に下地層を設け、この下地層材料を選択して最適な下地層の熱伝導率が得られるようにすることが重要となる（例えば特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００２−２９８４４９号公報
【特許文献２】特開２００３−２８１７８７号公報
【特許文献３】特開２００３−３１５９８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明者らの実験によれば、上述の特許文献３に記載された遷移金属（例えば、タングステン（Ｗ）およびモリブデン（Ｍｏ））の酸化物からなる無機レジスト層をガラス基板またはシリコン基板上に製膜して構成された光ディスク原盤では、汎用の青色半導体レーザ（波長４０５ｎｍ、最大発光出力３０ｍＷ）を用いて無機レジスト層を露光すると、無機レジスト層の状態が変化し、露光部が現像液に対して選択的に可溶となるが、基板材料の選択により以下のような違いが生じることが確認されている。
【００１２】
すなわち、ガラス基板を用いた場合には、青色半導体レーザにより露光したときに、無機レジスト材料に対して熱量は効率的に供給されるものの、ガラス基板の熱伝導率が低すぎるため微細な径のピットの形状に、あるいは細い溝幅のグルーブの形状に無機レジスト材料を反応させ、パターンを形成させることが困難となる。
【００１３】
また、シリコン基板を用いた場合には、青色半導体レーザを用いて露光したときに、ガラス基板とは逆に熱伝導率が高いため、無機レジスト層を状態変化させるのに十分な熱量を与えることができない。したがって、露光感度が極めて低くなってしまい、その結果、所望のパターンを形成することができない。そこで、高出力のレーザを用いて所望のパターンに露光可能にすることが考えられるが、レーザの耐久性などの観点からすると、より低いレーザ出力でピットまたはグルーブなどの微細パターン形状を形成できることが望ましい。
【００１４】
そこで、シリコン基板のように熱伝導率の高い基板を使用する場合には、露光感度を高める方法として、上述の特許文献３に記載されているように、基板とレジスト層との間に下地層を設け、この下地層材料として、熱伝導率の低いアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、窒化シリコン（ＳｉＮ）を選択することが考えられる。
【００１５】
しかしながら、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、窒化シリコン（ＳｉＮ）を下地層として用いた場合、露光・現像工程で形成される凹凸パターン表面の平滑性が損なわれてしまう。Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃを始めとする短波長光源を用いた光ディスクでは、解像度の高い光学系を用いて情報信号を記録または再生するため、基板表面に微細な荒れがあっても反射光が散乱して媒体ノイズ増加の要因となる。
【００１６】
そのため基板を成形するための光ディスクスタンパおよびこのスタンパを作製するための光ディスク原盤の表面性を向上させることが、媒体の低ノイズ化および高記録密度化には重要となる。そこで、光ディスク原盤の表面性を改善する方法として、上述の有機レジストの場合と同様に、無機レジストの露光・現像工程により所望のパターンをシリコン基板上に形成した後、シリコン基板をエッチング（例えばイオンエッチング）して、表面性を向上させる方法が考えられる。しかしながら、この方法を採用すると、エッチングの工程が増えるため、より簡便な方法が望まれる。
【００１７】
したがって、この発明の目的は、より簡便に作製でき、且つ、表面性が良好である、高記録密度化に対応した光ディスク原盤およびその製造方法、ならびにそれを用いた光ディスクスタンパの製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上述の課題を解決するために、第１の発明は、
基板と、
基板上に設けられた下地層と、
下地層上に設けられた無機レジスト層と
を備え、
下地層は、亜鉛（Ｚｎ）、硫黄（Ｓ）および酸化シリコン（ＳｉＯ2）からなることを特徴とする光ディスク原盤である。
【００１９】
第２の発明は、
亜鉛（Ｚｎ）、硫黄（Ｓ）および酸化シリコン（ＳｉＯ2）からなる下地層を基板上に製膜する工程と、
無機レジスト層を下地層上に製膜する工程と
を備えることを特徴とする光ディスク原盤の製造方法である。
【００２０】
第３の発明は、
亜鉛（Ｚｎ）、硫黄（Ｓ）および酸化シリコン（ＳｉＯ2）からなる下地層を基板上に製膜する工程と、
無機レジスト層を下地層上に製膜する工程と、
無機レジスト層にレーザ光を照射し潜像を形成する工程と、
無機レジスト層を現像することにより潜像に応じた凹凸形状を基板上に形成する工程と
を備えることを特徴とする光ディスク原盤の製造方法である。
【００２１】
第４の発明は、
亜鉛（Ｚｎ）、硫黄（Ｓ）および酸化シリコン（ＳｉＯ2）からなる下地層を基板上に製膜する工程と、
遷移金属の不完全酸化物からなる無機レジスト層を下地層上に製膜する工程と
無機レジスト層にレーザ光を照射し潜像を形成する工程と、
無機レジスト層を現像することにより潜像に応じた凹凸形状を基板上に形成する工程と、
凹凸形状が形成された基板に基づき光ディスクスタンパを形成する工程と
を備えることを特徴とする光ディスクスタンパの製造方法である。
【００２２】
第１〜第４の発明では、下地層の厚さを１５ｎｍ以上１００ｎｍ以下にすることが好ましい。また、無機レジスト層は、遷移金属の不完全酸化物を含む無機レジスト材料からなることが好ましい。遷移金属として、少なくともタングステン（Ｗ）またはモリブデン（Ｍｏ）を含むことが好ましい。無機レジスト層中の酸素含有量が５３原子％以上７４原子％以下であることが好ましい。
【００２３】
ここで、遷移金属の不完全酸化物は、遷移金属のとりうる価数に応じた化学量論組成より酸素含有量が少ない方向にずれた化合物のこと、すなわち遷移金属の不完全酸化物における酸素の含有量が、遷移金属のとりうる価数に応じた化学量論組成の酸素含有量より小さい化合物のことと定義する。
【００２４】
第１〜第４の発明では、レーザ光を無機レジスト層に照射して露光を行ったときに、無機レジスト層および下地層を構成する材料が反応しないため、無機レジスト層と下地層との界面にアルカリ溶液に不要な反応層が形成されないと推測される。したがって、無機レジスト層の厚さとほぼ等しい溝パターンが基板上に形成されると推測される。
【００２５】
また、第１〜第４の発明では、基板と無機レジスト層との間に、亜鉛（Ｚｎ）、硫黄（Ｓ）および酸化シリコン（ＳｉＯ2）からなる下地層を設けることで、良好な露光感度を得ることできる。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように、この発明によれば、高記録密度化に対応した光ディスク原盤をより簡便、且つより表面性良好に製造できる。したがって、製造工程の増加を招くことなく、媒体ノイズの少ない好記録密度の光ディスクを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、この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は、この発明の一実施形態による光ディスク原盤の製造工程を説明するための模式図である。図２は、この発明の一実施形態による光ディスクスタンパの製造工程を説明するための模式図である。図３は、この発明の一実施形態による光ディスクの製造工程を説明するための模式図である。
【００２８】
光ディスク原盤の製造工程
まず、図１Ａに示すように、平滑なシリコン基板１を作製する。そして、図１Ｂに示すように、例えばスパッタリング法により下地層２をシリコン基板１上に形成する。下地層２を構成する材料としては、例えば、ＺｎＳ−ＳｉＯ2混合体、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2などを用いることができる。下地層２をＺｎＳ−ＳｉＯ2混合体により構成する場合には、ＺｎＳの含有量は例えば７０ｍｏｌ％以上１００ｍｏｌ％以下の範囲から選ばれ、ＳｉＯ2の含有量は例えば０ｍｏｌ％以上３０ｍｏｌ％以下の範囲から選ばれる。
【００２９】
この下地層２の厚さは１５ｎｍ以上１００ｎｍ以下にすることが好ましい。１５ｎｍ未満であると、十分な露光感度が得られなくなってしまう。これに対して、１００ｎｍを越えると、より高感度とできるものの、レーザパワーに対するレジスト層の反応も急峻となるため、レーザ露光時の対物レンズの極わずかなフォーカスのずれ、あるいは光源となるレーザの微少な出力変動によっても形成されるパターンのばらつきを招いてしまう。
【００３０】
次に、図１Ｃに示すように、例えばスパッタリング法により無機レジスト層３を下地層２上に形成する。この無機レジスト層３を構成する材料としては、例えば、遷移金属の不完全酸化物を用いることができる。このような遷移金属としては、例えば、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｒｕ、Ａｇなどを用いることができる。この中でも、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｂを用いることが好ましく、可視光または紫外線により大きな化学変化を得られる観点からすると、Ｍｏ、Ｗを用いることが好ましい。また、これらの遷移金属を１種のみならず、２種以上用いることも可能である。
【００３１】
酸化物を無機レジスト材料として用いる場合には、無機レジスト層３の酸素含有量は、５３原子％以上７４原子％以下であることが好ましい。酸素含有量をこの範囲にすることで、良好な表面性を得る、光ディスクマスタリング用のレジスト材料として適用できる。
【００３２】
シリコン基板１上に形成される無機レジスト層３の厚さは任意に設定可能であるが、所望のピットまたはグルーブの深さが得られるよう設定する必要がある。例えば、Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃの場合には無機レジスト層３の厚さが１５ｎｍ以上８０ｎｍ以下の範囲であることが好ましく、ＤＶＤ−ＲＷ（Digital Versatile Disc-ReWritable）の場合には２０ｎｍ以上９０ｎｍ以下の範囲であることが好ましい。
【００３３】
次に、図１Ｄに示すように、シリコン基板１を回転させると共に、露光ビーム３ｂを無機レジスト層３に照射して、無機レジスト層３を全面に渡って露光する。これにより、露光ビームの軌跡に応じた潜像３ａが、無機レジスト層３の全面に渡って形成される。
【００３４】
次に、シリコン基板１を回転させながら、無機レジスト層３上に現像液を滴下して、図１Ｅに示すように、無機レジスト層３を現像処理する。例えば、無機レジスト層３をポジ型のレジストにより形成した場合には、レーザ光で露光した露光部は、未露光部に比較して現像液に対する溶解速度が増すので、レーザ光の露光に応じたパターンが無機レジスト層３に形成される。現像液としては、例えばテトラメチルアンモニウム水酸化溶液などのアルカリ現像液を用いることができる。以上により、目的とする光ディスク原盤を得ることができる。
【００３５】
光ディスクスタンパの製造工程
次に、図２Ａに示すように、現像後の光ディスク原盤の凹凸パターン上に、例えば無電界メッキ法によりニッケル皮膜などの導電化膜４ａを形成する。その後、導電化膜４ａが形成された光デイスク原盤を電鋳装置に取り付け、電気メッキ法により導電化膜４上に例えば３００±５［μｍ］程度の厚さになるようにメッキを施すことで、図２Ｂに示すように、凹凸パターンを有するメッキ層４を形成する。メッキ層４を構成する材料としては、例えば、ニッケルなどの金属を用いることができる。
【００３６】
次に、図２Ｃに示すように、例えばカッターなどにより光ディスク原盤からメッキ層４を剥離する。その後、このメッキ層４に対してトリミングを施して所定のサイズにした後、例えばアセトンなどを用いてメッキ層４の信号形成面に付着した無機レジストを洗浄する。以上により、目的とする光ディスクスタンパを得ることができる。
【００３７】
光ディスクの製造工程
次に、図３Ａに示すように、例えば射出成形法により、光ディスクスタンパ５の凹凸パターンをポリカーボネート（ＰＣ）などの樹脂材料に転写して、光ディスク基板１１を作製する。具体的には例えば、成型金型に光ディスクスタンパを配置し、金型を閉じてキャビティを形成し、このキャビティ内にポリカーボネートなどの溶融樹脂材料を注入し、硬化後に金型を開く。これにより、所望のピットおよびグルーブパターンが転写された光ディスク基板１１が作製される。
【００３８】
次に、図３Ｂに示すように、情報信号部１２を光ディスク基板１１上に形成する。情報信号部１２は、情報信号を記録可能および／または再生可能に構成され、その構成は、例えば、所望とする光ディスクが再生専用型、追記型および書換可能型のうちのいずれであるかに応じて適宜選択される。
【００３９】
所望とする光ディスクが再生専用型である場合には、情報信号部１２は、例えば反射膜からなり、この反射膜の材料としては、例えば、金属元素、半金属元素、これらの化合物または混合物が挙げられ、より具体的には例えば、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｃｏ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｇｅなどの単体、またはこれらの単体を主成分とする合金が挙げられる。そして、実用性の面を考慮すると、これらのうちのＡｌ系、Ａｇ系、Ａｕ系、Ｓｉ系またはＧｅ系の材料を用いることが好ましい。また、所望とする光ディスクが追記型である場合には、情報信号部１２は、例えば、反射膜、有機色素膜を光ディスク基板１１上に順次積層してなる積層膜である。所望とする光ディスクが書換可能型である場合には、情報信号部１２は、例えば、反射膜、下層誘電体層、相変化記録膜、上層誘電体層を光ディスク基板１１上に順次積層してなる積層膜である。
【００４０】
次に、平面円環形状の光透過性シートを、このシートの一主面に予め均一に塗布された感圧性粘着剤（ＰＳＡ：Pressure Sensitive Adhesive）により、光ディスク基板１１上の情報信号部１２が形成された側に貼り合わせる。これにより、例えば１００μｍを有する光透過層１３が情報信号部１２上に形成される。以上の工程により、目的とする光ディスクを得ることができる。
【００４１】
この発明の一実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
無機レジスト層３とシリコン基体１との間に、ＺｎＳ−ＳｉＯ2混合体などからなる下地層２を設けることにより、無機レジスト層３の高感度化、および光ディスク原盤の表面性の大幅な改善を実現できる。したがって、短波長レーザ光を用いて記録および／または再生を行なうＢｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃを始めとした次世代の高密度光ディスクの低媒体ノイズ化を実現できる。
【実施例】
【００４２】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。まず、実施例および比較例の作製に用いた製膜装置およびカッティング装置について説明する。
【００４３】
図４は、下地層および無機レジスト層の製膜に用いた製膜装置の概略構成を示す。図４に示すように、この製膜装置２０は、３元のスパッタリング装置であり、製膜室となるスパッタチャンバ２１と、このスパッタチャンバ２１内を真空状態にする真空ポンプ２２と、アルゴン（Ａｒ）などの不活性ガスおよび酸素（Ｏ2）などの反応ガスを供給するためのガス供給部２３と、ガス供給部２３からスパッタチャンバ２１内への不活性ガスおよび反応ガスの導入を制御するバルブ２４とを備える。
【００４４】
スパッタチャンバ２１内には、負電極として機能する第１〜第３のターゲット２５1〜２５3と、正極として機能するパレット２６とが所定距離を持って対向配置されている。すなわち、パレット２６とターゲット２５1〜２５3とから、一対の電極が構成されている。
【００４５】
第１のターゲット２５1として、亜鉛（Ｚｎ）、硫黄（Ｓ）および酸化シリコン（ＳｉＯ2）からなるＺｎＳ−ＳｉＯ2ターゲットを用い、第２のターゲット２５2として、タングステン（Ｗ）およびモリブデン（Ｍｏ）からなるＷ−Ｍｏターゲットを用い、第３のターゲット２５3として、シリコン（Ｓｉ）からなるＳｉターゲットを用いた。なお、ＺｎＳ−ＳｉＯ2ターゲットの組成は、ＳｉＯ2の含有量を２０ｍｏｌ％、ＺｎおよびＳの含有量を８０ｍｏｌ％とし、ＺｎとＳとの組成比を１対１とした。
【００４６】
第１〜第３のターゲット２５1〜２５3はそれぞれ、第１〜第３の電源２７1〜２７3に接続され、この第１〜第３の電源２７1〜２７3により第１〜第３のターゲット２５1〜２５3に負の高電圧が印加される。また、パレット２６は基板ホルダ（図示省略）を有し、この基板ホルダにより、第１〜第３のターゲット２５1〜２５3と対向するように、被製膜体であるシリコン基板１がパレット２６上にチャックされる。パレット２６のシリコン基板１が取り付けられる面とは反対側の面に、パレット２６に取り付けられたシリコン基板１を面内方向に自転させるための基板自転駆動部２８がパレット２６と連動可能に設けられている。これにより、基板ホルダにチャックされたシリコン基板１を自転運動させながら、下地層２および無機レジスト層３を製膜することができる。
【００４７】
図５は、無機レジスト層の露光に用いたカッティング装置の概略構成を示す。青色半導体レーザ（ＢＬＤ：Blue Laser Diode）３１は、波長４０５ｎｍの青色レーザ光を出射する。このレーザ光は、レンズ３２およびレンズ３３を通過した後、Ｘ−Ｙビームシフタ３４においてレーザ光軸がＸ、Ｙ方向に適宜調整される。次に、１／４波長板３５においてレーザ光の偏光が変換された後、レーザ光は、ミラー３６により反射されて、シャッター３７に導かれ、このシャッター３７により通過が制御される。
【００４８】
そして、シャッター３７を通過したレーザ光は、シリンドリカルミラー３８を介して音響光学偏向器（ＡＯＤ：Acousto Optical Deflector）３９に入射し、この音響光学偏向器３９によって光学偏向が施される。次に、光学偏向が施されたレーザ光は、シリンドリカルミラー４０を通過した後、ミラー４１により反射されて、偏光分離素子（ＰＢＳ：Polarization Beam Splitter）４２に導かれる。次に、レーザ光は、偏光分離素子４２により反射され、１／４波長板４３により偏光が変換され、ビームエキスパンダ４４によりビーム径が変換される。その後、レーザ光は、ダイクロイックミラー４５により反射され、対物レンズ４６により無機レジストサンプル６１上に集光される。なお、無機レジストサンプル６１は、ターンテーブル４７上に載置され、スピンドル４８により所定の速度により回転される。また、カッティング装置３０は、移動光学テーブル６０を備え、この移動光学テーブル６０の移動に伴って、レーザ光のスポットが無機レジストサンプル６１の径方向に移動される。
【００４９】
また、照射されたレーザ光に対する無機レジストサンプルからの戻り光は、対物レンズ４６を通過し、ダイクロイックミラー４５により反射され、ビームエキスパンダ４４、１／４波長板４３および偏光分離素子４２を通過する。その後、戻り光は、ミラー４９により反射され、レンズ５０を通過した後、ＮＤ（Neutral Density）フィルタ５１により減衰されて、電荷結合素子（ＣＣＤ：Charge Coupled Device）５２に供給される。ここで電荷結合素子５２は、原盤からの戻り光のスポット形状、プロファイル等を観察する目的で配置され、露光条件が最適か否かを確認するために用いられる。
【００５０】
フォーカス用ＬＤ（Laser Diode）５３は、波長６３３ｎｍを有するフォーカス用のレーザ光を出射する。フォーカス用ＬＤ５３から出射された光は、フォーカス用偏光分離素子（ＰＢＳ：Polarization Beam Splitter）５４を通過し、１／４波長板５５によりその偏光が変換される。そして、そのレーザ光は、ダイクロイックミラー５６にて反射され、ダイクロイックミラー４５を透過した後、対物レンズ４６により無機レジストサンプル６１上に集光される。
【００５１】
また、フォーカス用レーザ光に対する無機レジストサンプル６１からの戻り光は、ダイクロイックミラー４５を透過した後、ダイクロイックミラー５６にて反射された後、１／４波長板５５によりその偏光が変換される。そして、戻り光は、フォーカス用偏光分離素子５４により反射されて、フォーカス用位置検出素子（Ｆ−ＰＳＤ：Focus-Position Sensitive Device）５７に供給される。このフォーカス用位置検出素子５７が、供給されたレーザ光に基づき位置検出をし、検出結果に応じて対物レンズ４６が制御される。
【００５２】
以下、図４および図５を参照しながら、実施例および比較例、ならびにその評価について説明する。
【００５３】
実施例１
図４に示すスパッタチャンバ２１内を真空引きして、チャンバ内真空度を５×１０-4Ｐａ以下とした後、スパッタチャンバ２１内にアルゴンガスを導入した。そして、発振周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電源を用いて、投入電力１００Ｗ、製膜アルゴンガス圧７．５ｍＴｏｒｒ（１．０Ｐａ）の製膜条件にて、第１のターゲット２５1であるＺｎＳ−ＳｉＯ2ターゲットをスパッタリングして、膜厚１００ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2膜をシリコン基板上に製膜した。
【００５４】
次に、スパッタリングチャンバ２１内にアルゴンガス、酸素を導入量８５ｓｃｃｍ、１５ｓｃｃｍに制御しながら導入し、直流パルス電源（周波数４．５ｋＨｚ）を用いて、投入電力１３５Ｗ、製膜ガス圧４．５ｍＴｏｒｒ（０．６Ｐａ）の製膜条件にて、第２のターゲット２５2であるＷ−Ｍｏターゲットをスパッタして、膜厚２７．５ｎｍの無機レジスト層をＺｎＳ−ＳｉＯ2膜上に積層した。以上により、目的とする無機レジストサンプルを得た。
【００５５】
実施例２
図４に示すスパッタチャンバ２１内を真空引きして、チャンバ内真空度を５×１０-4Ｐａ以下とした後、スパッタチャンバ２１内にアルゴンガスを導入した。そして、発振周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電源を用いて、投入電力１００Ｗ、製膜アルゴンガス圧７．５ｍＴｏｒｒ（１．０Ｐａ）の製膜条件にて、第１のターゲット２５1であるＺｎＳ−ＳｉＯ2ターゲットをスパッタリングして、膜厚８０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2膜をシリコン基板上に製膜した。
【００５６】
次に、スパッタリングチャンバ２１内にアルゴンガス、酸素を導入量８５ｓｃｃｍ、１５ｓｃｃｍに制御しながら導入し、直流パルス電源（周波数４．５ｋＨｚ）を用いて、投入電力１３５Ｗ、製膜ガス圧４．５ｍＴｏｒｒ（０．６Ｐａ）の製膜条件にて、第２のターゲット２５2であるＷ−Ｍｏターゲットをスパッタして、膜厚２７．５ｎｍの無機レジスト層をＺｎＳ−ＳｉＯ2膜上に積層した。以上により、目的とする無機レジストサンプルを得た。
【００５７】
実施例３
図４に示すスパッタチャンバ２１内を真空引きして、チャンバ内真空度を５×１０-4Ｐａ以下とした後、スパッタチャンバ２１内にアルゴンガスを導入した。そして、発振周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電源を用いて、投入電力１００Ｗ、製膜アルゴンガス圧７．５ｍＴｏｒｒ（１．０Ｐａ）の製膜条件にて、第１のターゲット２５1であるＺｎＳ−ＳｉＯ2ターゲットをスパッタリングして、膜厚６０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2膜をシリコン基板上に製膜した。
【００５８】
次に、スパッタリングチャンバ２１内にアルゴンガス、酸素を導入量８５ｓｃｃｍ、１５ｓｃｃｍに制御しながら導入し、直流パルス電源（周波数４．５ｋＨｚ）を用いて、投入電力１３５Ｗ、製膜ガス圧４．５ｍＴｏｒｒ（０．６Ｐａ）の製膜条件にて、第２のターゲット２５2であるＷ−Ｍｏターゲットをスパッタして、膜厚２７．５ｎｍの無機レジスト層をＺｎＳ−ＳｉＯ2膜上に積層した。以上により、目的とする無機レジストサンプルを得た。
【００５９】
実施例４
図４に示すスパッタチャンバ２１内を真空引きして、チャンバ内真空度を５×１０-4Ｐａ以下とした後、スパッタチャンバ２１内にアルゴンガスを導入した。そして、発振周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電源を用いて、投入電力１００Ｗ、製膜アルゴンガス圧７．５ｍＴｏｒｒ（１．０Ｐａ）の製膜条件にて、第１のターゲット２５1であるＺｎＳ−ＳｉＯ2ターゲットをスパッタリングして、膜厚５０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2膜をシリコン基板上に製膜した。
【００６０】
次に、スパッタリングチャンバ２１内にアルゴンガス、酸素を導入量８５ｓｃｃｍ、１５ｓｃｃｍに制御しながら導入し、直流パルス電源（周波数４．５ｋＨｚ）を用いて、投入電力１３５Ｗ、製膜ガス圧４．５ｍＴｏｒｒ（０．６Ｐａ）の製膜条件にて、第２のターゲット２５2であるＷ−Ｍｏターゲットをスパッタして、膜厚２７．５ｎｍの無機レジスト層をＺｎＳ−ＳｉＯ2膜上に積層した。以上により、目的とする無機レジストサンプルを得た。
【００６１】
実施例５
図４に示すスパッタチャンバ２１内を真空引きして、チャンバ内真空度を５×１０-4Ｐａ以下とした後、スパッタチャンバ２１内にアルゴンガスを導入した。そして、発振周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電源を用いて、投入電力１００Ｗ、製膜アルゴンガス圧７．５ｍＴｏｒｒ（１．０Ｐａ）の製膜条件にて、第１のターゲット２５1であるＺｎＳ−ＳｉＯ2ターゲットをスパッタリングして、膜厚４０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2膜をシリコン基板上に製膜した。
【００６２】
次に、スパッタリングチャンバ２１内にアルゴンガス、酸素を導入量８５ｓｃｃｍ、１５ｓｃｃｍに制御しながら導入し、直流パルス電源（周波数４．５ｋＨｚ）を用いて、投入電力１３５Ｗ、製膜ガス圧４．５ｍＴｏｒｒ（０．６Ｐａ）の製膜条件にて、第２のターゲット２５2であるＷ−Ｍｏターゲットをスパッタして、膜厚２７．５ｎｍの無機レジスト層をＺｎＳ−ＳｉＯ2膜上に積層した。以上により、目的とする無機レジストサンプルを得た。
【００６３】
実施例６
図４に示すスパッタチャンバ２１内を真空引きして、チャンバ内真空度を５×１０-4Ｐａ以下とした後、スパッタチャンバ２１内にアルゴンガスを導入した。そして、発振周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電源を用いて、投入電力１００Ｗ、製膜アルゴンガス圧７．５ｍＴｏｒｒ（１．０Ｐａ）の製膜条件にて、第１のターゲット２５1であるＺｎＳ−ＳｉＯ2ターゲットをスパッタリングして、膜厚３０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2膜をシリコン基板上に製膜した。
【００６４】
次に、スパッタリングチャンバ２１内にアルゴンガス、酸素を導入量８５ｓｃｃｍ、１５ｓｃｃｍに制御しながら導入し、直流パルス電源（周波数４．５ｋＨｚ）を用いて、投入電力１３５Ｗ、製膜ガス圧４．５ｍＴｏｒｒ（０．６Ｐａ）の製膜条件にて、第２のターゲット２５2であるＷ−Ｍｏターゲットをスパッタして、膜厚２７．５ｎｍの無機レジスト層をＺｎＳ−ＳｉＯ2膜上に積層した。以上により、目的とする無機レジストサンプルを得た。
【００６５】
実施例７
図４に示すスパッタチャンバ２１内を真空引きして、チャンバ内真空度を５×１０-4Ｐａ以下とした後、スパッタチャンバ２１内にアルゴンガスを導入した。そして、発振周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電源を用いて、投入電力１００Ｗ、製膜アルゴンガス圧７．５ｍＴｏｒｒ（１．０Ｐａ）の製膜条件にて、第１のターゲット２５1であるＺｎＳ−ＳｉＯ2ターゲットをスパッタリングして、膜厚１５ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2膜をシリコン基板上に製膜した。
【００６６】
次に、スパッタリングチャンバ２１内にアルゴンガス、酸素を導入量８５ｓｃｃｍ、１５ｓｃｃｍに制御しながら導入し、直流パルス電源（周波数４．５ｋＨｚ）を用いて、投入電力１３５Ｗ、製膜ガス圧４．５ｍＴｏｒｒ（０．６Ｐａ）の製膜条件にて、第２のターゲット２５2であるＷ−Ｍｏターゲットをスパッタして、膜厚２７．５ｎｍの無機レジスト層をＺｎＳ−ＳｉＯ2膜上に積層した。以上により、目的とする無機レジストサンプルを得た。
【００６７】
比較例１
図４に示すスパッタチャンバ２１内を真空引きして、チャンバ内真空度を５×１０-4Ｐａ以下とした後、スパッタチャンバ２１内にアルゴンガスを導入した。そして、直流パルス電源（周波数４．５ｋＨｚ）を用いて、投入電力１００Ｗ、製膜アルゴンガス圧４．５ｍＴｏｒｒ（０．６Ｐａ）の製膜条件にて、第３のターゲット２５3であるＳｉターゲットをスパッタリングして、膜厚１００ｎｍのアモルファスシリコン膜をシリコン基板上に製膜した。
【００６８】
次に、スパッタリングチャンバ２１内にアルゴンガス、酸素を導入量８５ｓｃｃｍ、１５ｓｃｃｍに制御しながら導入し、直流パルス電源（周波数４．５ｋＨｚ）を用いて、投入電力１３５Ｗ、製膜ガス圧４．５ｍＴｏｒｒ（０．６Ｐａ）の製膜条件にて、第２のターゲット２５2であるＷ−Ｍｏターゲットをスパッタして、膜厚２７．５ｎｍの無機レジスト層をアモルファスシリコン膜上に積層した。以上により、目的とする無機レジストサンプルを得た。
【００６９】
比較例２
図４に示すスパッタチャンバ２１内を真空引きして、チャンバ内真空度を５×１０-4Ｐａ以下とした後、スパッタチャンバ２１内にアルゴンガスを導入した。そして、直流パルス電源（周波数４．５ｋＨｚ）を用いて、投入電力１３５Ｗ、製膜アルゴンガス圧４．５ｍＴｏｒｒ（０．６Ｐａ）の製膜条件にて、第３のターゲット２５3であるＳｉターゲットをスパッタリングして、膜厚５０ｎｍのアモルファスシリコン膜をシリコン基板上に製膜した。
【００７０】
次に、スパッタリングチャンバ２１内にアルゴンガス、酸素を導入量８５ｓｃｃｍ、１５ｓｃｃｍに制御しながら導入し、直流パルス電源（周波数４．５ｋＨｚ）を用いて、投入電力１３５Ｗ、製膜ガス圧４．５ｍＴｏｒｒ（０．６Ｐａ）の製膜条件にて、第２のターゲット２５2であるＷ−Ｍｏターゲットをスパッタして、膜厚２７．５ｎｍの無機レジスト層をアモルファスシリコン膜上に積層した。以上により、目的とする無機レジストサンプルを得た。
【００７１】
比較例３
図４に示すスパッタチャンバ２１内を真空引きして、チャンバ内真空度を５×１０-4Ｐａ以下とした後、スパッタチャンバ２１内にアルゴンガスを導入した。そして、直流パルス電源（周波数４．５ｋＨｚ）を用いて、投入電力１３５Ｗ、製膜アルゴンガス圧４．５ｍＴｏｒｒ（０．６Ｐａ）の製膜条件にて、第３のターゲット２５3であるＳｉターゲットをスパッタリングして、膜厚２５ｎｍのアモルファスシリコン膜をシリコン基板上に製膜した。
【００７２】
次に、スパッタリングチャンバ２１内にアルゴンガス、酸素を導入量８５ｓｃｃｍ、１５ｓｃｃｍに制御しながら導入し、直流パルス電源（周波数４．５ｋＨｚ）を用いて、投入電力１３５Ｗ、製膜ガス圧４．５ｍＴｏｒｒ（０．６Ｐａ）の製膜条件にて、第２のターゲット２５2であるＷ−Ｍｏターゲットをスパッタして、膜厚２７．５ｎｍの無機レジスト層をアモルファスシリコン膜上に積層した。以上により、目的とする無機レジストサンプルを得た。
【００７３】
比較例４
図４に示すスパッタチャンバ２１内を真空引きして、チャンバ内真空度を５×１０-4Ｐａ以下とした後、スパッタチャンバ２１内にアルゴンガスと酸素を導入した。なお、アルゴンガスと酸素とは流量比１７：３で混合した。そして、直流パルス電源（周波数４．５ｋＨｚ）を用い、投入電力１３５Ｗ、ガス圧４．５ｍＴｏｒｒ（０．６Ｐａ）にて膜厚１００ｎｍのＳｉＯ2膜をシリコン基板上に製膜した。
【００７４】
次に、スパッタリングチャンバ２１内にアルゴンガス、酸素を導入量８５ｓｃｃｍ、１５ｓｃｃｍに制御しながら導入し、直流電源を用いて、投入電力１３５Ｗ、製膜ガス圧４．５ｍＴｏｒｒ（０．６Ｐａ）の製膜条件にて、第２のターゲット２５2であるＷ−Ｍｏターゲットをスパッタし、膜厚２７．５ｎｍの無機レジスト層をＳｉＯ2膜上に積層した。以上により、目的とする無機レジストサンプルを得た。
【００７５】
実施例８
図４に示すスパッタチャンバ２１内を真空引きして、チャンバ内真空度を５×１０-4Ｐａ以下とした後、スパッタチャンバ２１内にアルゴンガスを導入した。そして、発振周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電源を用いて、投入電力１００Ｗ、製膜アルゴンガス圧７．５ｍＴｏｒｒ（１．０Ｐａ）の製膜条件にて、第１のターゲット２５1であるＺｎＳ−ＳｉＯ2ターゲットをスパッタリングして、膜厚１００ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2膜をシリコン基板上に製膜した。
【００７６】
次に、スパッタリングチャンバ２１内にアルゴンガス、酸素を導入量９０ｓｃｃｍ、１０ｓｃｃｍに制御しながら導入した。そして、直流パルス電源（周波数４．５ｋＨｚ）を用いて、投入電力１３５Ｗ、製膜ガス圧４．５ｍＴｏｒｒ（０．６Ｐａ）の製膜条件にて、第２のターゲット２５2であるＷ−Ｍｏターゲットをスパッタして、酸素含有量５３原子％、膜厚５０ｎｍの無機レジスト層をＺｎＳ−ＳｉＯ2膜上に積層した。以上により、目的とする無機レジストサンプルを得た。
【００７７】
実施例９
スパッタリングチャンバ２１内に導入するアルゴンガス、酸素の導入量をそれぞれ、８５ｓｃｃｍ、１５ｓｃｃｍとして、酸素含有量６３．３原子％、膜厚５０ｎｍの無機レジスト層をＺｎＳ−ＳｉＯ2膜上に積層した。これ以外のことは実施例８とすべて同様にして、目的とする無機レジストサンプルを得た。
【００７８】
実施例１０
スパッタリングチャンバ２１内に導入するアルゴンガス、酸素の導入量をそれぞれ、８０ｓｃｃｍ、２０ｓｃｃｍとして、酸素含有量６９．３原子％、膜厚５０ｎｍの無機レジスト層をＺｎＳ−ＳｉＯ2膜上に積層した。これ以外のことは実施例８とすべて同様にして、目的とする無機レジストサンプルを得た。
【００７９】
実施例１１
スパッタリングチャンバ２１内に導入するアルゴンガス、酸素の導入量をそれぞれ、７８ｓｃｃｍ、２２ｓｃｃｍとして、酸素含有量７１．５原子％、膜厚５０ｎｍの無機レジスト層をＺｎＳ−ＳｉＯ2膜上に積層した。これ以外のことは実施例８とすべて同様にして、目的とする無機レジストサンプルを得た。
【００８０】
実施例１２
スパッタリングチャンバ２１内に導入するアルゴンガス、酸素の導入量をそれぞれ、７７ｓｃｃｍ、２３ｓｃｃｍとして、酸素含有量７２．０原子％、膜厚５０ｎｍの無機レジスト層をＺｎＳ−ＳｉＯ2膜上に積層した。これ以外のことは実施例８とすべて同様にして、目的とする無機レジストサンプルを得た。
【００８１】
実施例１３
スパッタリングチャンバ２１内に導入するアルゴンガス、酸素の導入量をそれぞれ、７５ｓｃｃｍ、２５ｓｃｃｍとして、酸素含有量７３．２原子％、膜厚５０ｎｍの無機レジスト層をＺｎＳ−ＳｉＯ2膜上に積層した。これ以外のことは実施例８とすべて同様にして、目的とする無機レジストサンプルを得た。
【００８２】
実施例１４
スパッタリングチャンバ２１内に導入するアルゴンガス、酸素の導入量をそれぞれ、７４ｓｃｃｍ、２６ｓｃｃｍとして、酸素含有量７３．８原子％、膜厚５０ｎｍの無機レジスト層をＺｎＳ−ＳｉＯ2膜上に積層した。これ以外のことは実施例８とすべて同様にして、目的とする無機レジストサンプルを得た。
【００８３】
実施例１５
スパッタリングチャンバ２１内に導入するアルゴンガス、酸素の導入量をそれぞれ、７３ｓｃｃｍ、２７ｓｃｃｍとして、酸素含有量７４．０原子％、膜厚５０ｎｍの無機レジスト層をＺｎＳ−ＳｉＯ2膜上に積層した。これ以外のことは実施例８とすべて同様にして、目的とする無機レジストサンプルを得た。
【００８４】
実施例１６
スパッタリングチャンバ２１内に導入するアルゴンガス、酸素の導入量をそれぞれ、７０ｓｃｃｍ、３０ｓｃｃｍとして、酸素含有量７４．４原子％、膜厚５０ｎｍの無機レジスト層をＺｎＳ−ＳｉＯ2膜上に積層した。これ以外のことは実施例８とすべて同様にして、目的とする無機レジストサンプルを得た。
【００８５】
露光特性の評価
次に、上述のようにして得られた無機レジストサンプルの露光特性を以下のようにして評価した。まず、上述のようにして得られた実施例１〜７および比較例１〜４の無機レジストサンプルの反射率Ｒｂを測定した。次に、図５に示す露光装置のターンテーブル４７に無機レジストサンプルを載置し、無機レジストサンプルを回転させながら露光ビームを照射して、無機レジストサンプルの全面を露光した。その後、無機レジストサンプルの反射率Ｒａを測定した。
【００８６】
以下に、露光条件を示す。
露光装置：光ディスクマスタリング装置（カッティング装置  図５参照）
光源：半導体レーザ（波長４０５ｎｍ）
対物レンズ：ＮＡ＝０．８５
対物レンズ送り速度：０．３２μｍ／ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎ
スピンドル：ＣＬＶ  ４．９４ｍ／ｓｅｃ
【００８７】
図６は、無機レジストサンプルの露光感度を示す。図６において、横軸は露光時のレーザ出力（レーザパワー）を示し、縦軸は反射光量比を示している。但し、実際に図５の光学系を通して無機レジストサンプル上に照射されるレーザ光のレーザパワーは、光学素子の吸収などによりＢＬＤ出射時の２３％程度となる。
【００８８】
このように露光前後の反射光量比（露光後の反射光量Ｒａ／露光前の反射光量Ｒｂ）を求めることにより、無機レジストサンプルに形成した潜像の状態を推測することができる。これは以下の理由による。レーザ光の露光により無機レジスト層に潜像を形成すると膜の反射率が低下する。したがって、無機レジストサンプルの任意の半径位置において同心円状に１トラックだけ露光し、同トラック上に露光時よりも低い（レジストが反応しない）レーザパワーのレーザ光を照射して無機レジストサンプルからの反射光量を求めると、露光によって原盤からの反射光量の低下が見られる。したがって、露光前後の反射光量比を求めることによって、潜像の状態を推測できる。
【００８９】
なお、本実施例にて用いた材料系では反射光量比が９０％程度となる露光条件において、１６０ｎｍ程度のグルーブ幅となる潜像が形成されることを予め確認した。ここで、１６０ｎｍのグルーブ幅は記録型Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃのグルーブ幅の仕様に沿うよう選択したものである。なお、図６において、レーザパワー−反射光量比の曲線が図中左側に位置するものほど高感度な膜と見ることができる。
【００９０】
図６から、実施例１〜７および比較例１〜４について以下のことが分かる。
まず、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）からなる下地層を有する比較例１〜３に着目すると以下のことが分かる。下地層の膜厚を２５ｎｍ以上とすることで潜像が形成されるが、２５ｎｍ程度の膜厚では、反射光量比を９０％程度とするためにはレーザパワー２０ｍＷ以上が必要となり、十分な露光感度が得られていないことが分かる。一方、下地層を１００ｎｍとすると、レーザパワー２０ｍＷ以下で反射光量比９０％程度にでき、十分な露光感度が得られることが分かる。なお、カッティング装置のレーザの寿命などを考慮すると、レジストを高感度化し、できるだけ低いレーザ出力で露光できることが望ましいため、下地層の膜厚としては１００ｎｍ程度が望ましいと思われる。
【００９１】
次に、ＺｎＳ−ＳｉＯ2からなる下地層を有する実施例１〜７に着目すると以下のことが分かる。いずれの無機レジストサンプルでも、レーザパワー２０ｍＷ以下で反射光量比９０％程度にでき、十分な露光感度を得ることができることが分かる。また、ＺｎＳ−ＳｉＯ2を下地層として用いた場合には、１５ｎｍ程度の膜厚でも１００ｎｍのａ−Ｓｉ下地層と同等の露光感度が得られることが分かる。
【００９２】
次に、ＳｉＯ2からなる下地層を有する比較例４に着目すると以下のことが分かる。下地層を１００ｎｍとすると、レーザパワー２０ｍＷ以下で反射光量比９０％程度にでき、十分な露光感度が得られることが分かる。
【００９３】
また、図示および説明を省略するが、実施例１〜７と同様にして下地層の材料としてＺｎＳ−ＳｉＯ2混合体を用いて、膜厚が１５ｎｍ未満および膜厚が１００ｎｍを越える無機レジストサンプルを作製し、上述の実施例および比較例と同様にして露光特性の評価を行ったところ、以下のことが分かった。
【００９４】
１５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の膜厚を有する無機レジストサンプルでは上述のように同様に十分な露光感度が得られる。これに対して、１５ｎｍ未満の膜厚では、反射光量比を９０％程度とするためにはレーザパワー２０ｍＷ以上が必要となり、十分な露光感度が得られなくなってしまう。また、１００ｎｍを越える膜厚では、実施例１〜７に比してより高感度にできるものの、レーザパワーに対する無機レジスト層の反応もより急峻となる（図６の露光特性の傾きが急峻となる）ため、レーザ露光時の対物レンズの極わずかなフォーカスずれ、あるいは光源となるレーザの微少な出力変動が、形成されるパターンのばらつきにつながってしまう。以上の点を考慮すると、ＺｎＳ−ＳｉＯ2混合体からなる下地層の膜厚は、１５ｎｍ以上１００ｎｍ以下に選択することが好ましことが分かる。
【００９５】
表面性の評価
次に、上述のようにして露光された実施例１および比較例１，４の無機レジストサンプルを現像し、表面性を評価した。
【００９６】
まず、以下のようにして実施例１および比較例１，４の無機レジストサンプルを現像した。無機レジストサンプルを現像装置に搬送し、所定位置に載置した。そして、無機レジストサンプルを回転させながら、無機レジスト上に現像液を滴下した。これにより、無機レジスト層が現像されて、ＤＣグルーブが形成された。なお、現像液としては、テトラメチルアンモニウム水酸化溶液を用いた。以上により、目的とする光ディスク原盤を得た。
【００９７】
次に、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：Atomic Force Microscope）（日本ビーコ株式会社製、商品名：Dimension3000）により、実施例１および比較例１，４の無機レジストサンプルの表面を観察した。
【００９８】
図７に、原子間力顕微鏡により観察されたグルーブの断面プロファイルを示す。図７から、比較例１（ａ−Ｓｉ下地層）、比較例４（ＳｉＯ2下地層）、実施例１（ＺｎＳ−ＳｉＯ2下地層）の順に、表面の凹凸が小さくなっていることが分かる。すなわち、下地層をＺｎＳ−ＳｉＯ2混合体により構成することにより、優れた表面性を有する光ディスク原盤が得られることが分かる。
【００９９】
次に、実施例１、比較例１，４の表面粗度Ｒａを求めた。表面粗度Ｒａは、具体的には以下のようにして求めた。すなわち、上述の原子間力顕微鏡（日本ビーコ株式会社製、商品名：Dimension3000）を用いて、スキャンサイズ２μｍ×２μｍの範囲を、２５６ｓａｍｐｌｅ／ｌｉｎｅ（サンプリング回数が1スキャンあたり２５６）にて測定し、スキャンエリア内から任意の５本のグルーブを選び、これらのグルーブの断面プロファイルから同装置付属の解析ソフトを用いて表面粗度Ｒａの平均を求めた。
【０１００】
上述のようにして表面粗度Ｒａを求めたところ、比較例１（ａ−Ｓｉ下地層）、比較例４（ＳｉＯ2下地層）、実施例１（ＺｎＳ−ＳｉＯ2下地層）の表面粗度Ｒａはそれぞれ、１．０ｎｍ、０．８ｎｍ、０．２ｎｍ程度であった。
【０１０１】
すなわち、比較例１（ａ−Ｓｉ下地層）、比較例４（ＳｉＯ2下地層）では、現在一般的に用いられている有機レジストを用いた光ディスクマスタリングプロセスで得られる光ディスク原盤（以下、従来の光ディスク原盤と称する）の表面性とほぼ同等の表面性が得られることが分かった。これに対して、実施例１（ＺｎＳ−ＳｉＯ2下地層）では、表面粗度を従来の光ディスク原盤の１／４程度に低減することができ、従来の原盤に比して表面性を大幅に改善できることが分かった。
【０１０２】
なお、便宜上、図示および説明を省略するが、実施例１とは膜厚が異なる実施例２〜７の無機レジストサンプルにおいても、実施例１とほぼ同様の表面粗度を得ることができ、従来の原盤に比して表面性を大幅に改善できた。また、無機レジスト層の酸素含有量を５３原子％以上７４原子％以下の範囲で変化させた実施例８〜１５でも、実施例１とほぼ同様の表面粗度を得ることができ、従来の原盤に比して表面性を大幅に改善できた。
【０１０３】
無機レジスト層中の酸素含有量の評価
まず、上述の露光特性の評価と同様の露光条件にて、実施例８〜１６の無機レジストサンプルを露光した。次に、無機レジストサンプルを現像装置に搬送し、所定位置に載置した。そして、無機レジストサンプルを回転させながら、無機レジスト層上に現像液を滴下して現像を行った。なお、現像液としては、テトラメチルアンモニウム水酸化溶液を用いた。以上により、目的とする光ディスク原盤を得た。
【０１０４】
次に、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：Atomic Force Microscope）（日本ビーコ株式会社製、商品名：Dimension3000）により、上述のようにして得られた光ディスク原盤の表面を観察して、酸素含有量に対する無機レジスト層の機能を評価した。
【０１０５】
なお、膜中の酸素含有量は、Ｘ線マイクロアナライザー（ＸＭＡ：Ｘ−ｒａｙ  Ｍｉｃｒｏ  Ａｎａｌｙｚｅｒ）（Ｐｈｉｌｉｐｓ製、ＸＬ３０ＦＥＧ＋ＥＤＡＸ  ＤＸ４ｉ）を用いて、実施例８〜１６と同条件にて成膜した膜厚１００ｎｍの無機レジスト膜の組成を定量分析することで求めた。
【０１０６】
図８に、酸素含有量に対する無機レジスト層の機能を評価した結果を示す。光ディスクマスタリング用のレジスト材料として適切な機能を得るためには、無機レジスト層中の酸素含有量を５３原子％以上７４原子％以下とすることが好ましく、５３原子％以上６３．３原子％以下または７２原子％以上７４原子％以下とすることがより好ましいことが分かる。
【０１０７】
以上、この発明の一実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【０１０８】
例えば、上述の一実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。
【０１０９】
また、上述の一実施形態では、光ディスク原盤から光ディスクスタンパを作製する場合を例として説明したが、光ディスクスタンパの作製はこの例に限定されるものではない。例えば、光ディスク原盤からメタルマスタを作製し、このメタルマスタからマザーを作製し、このマザーから光ディスクスタンパを作製するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】この発明の一実施形態による光ディスク原盤の製造工程を説明するための断面図である。
【図２】この発明の一実施形態による光ディスクスタンパの製造工程を説明するための断面図である。
【図３】この発明の一実施形態による光ディスクの製造工程を説明するための断面図である。
【図４】下地層および無機レジスト層の製膜に用いた製膜装置の概略構成を示す模式図である。
【図５】無機レジスト層の露光に用いたカッティング装置の概略構成を示す模式図である。
【図６】無機レジストサンプルの露光感度を示すグラフである。
【図７】原子間力顕微鏡により観察されたグルーブの断面プルファイルである。
【図８】酸素含有量に対する無機レジスト層の機能を評価した結果を示すグラフである。
【図９】従来の光ディスク原盤作製から光ディスク基板作製までの概略を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１    シリコン基板
２    下地層
３    無機レジスト層
６    光ディスクスタンパ
１１    光ディスク基板
１２    情報信号部
１３    光透過層
【図１】
2007035232.tif 000003
【図２】
2007035232.tif 000004
【図３】
2007035232.tif 000005
【図４】
2007035232.tif 000006
【図５】
2007035232.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007035232.tif 000009
【図８】
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【図９】
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