(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に対してフォトレジストを塗布し、このフォトレジストを露光現像することで一方の面に凹凸パターンを形成し、この基板を元にして転写パターンが形成されたディスクマスタを形成するステップと、
上記ディスクマスタの一方の面側をエッチングし、上記転写パターンを構成する凸部の幅を狭くするステップと、
上記凸部の幅が狭くされたディスクマスタの転写パターンを更に転写してスタンパを形成するステップと、
上記スタンパに設けられた凹凸パターンを転写して光ディスクの基板に所定パターンを形成するステップとを有し、
上記スタンパの凹凸パターンが設けられた面を、表面粗さ（Ｒａ）が０．４ｎｍ以下とする光ディスクの製造方法。
【請求項２】
上記スタンパの凹凸パターンを構成する凹部は、トラックピッチに対して３０％以上５０％未満の幅を有する請求項１記載の光ディスクの製造方法。
【請求項３】
上記スタンパのトラックピッチは、０．３５μｍ以下である請求項１記載の光ディスクの製造方法。
【請求項４】
上記フォトレジストは、上記基板上に３０ｎｍ以下の厚さに塗布され、上記露光は、波長が２５７ｎｍ以上のレーザ光を用いて行う請求項１記載の光ディスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクの基板に所定パターンを転写する光ディスク用スタンパを用いた光ディスクの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤ（compact disk）、ＤＶＤ（digital versatile disk）等の光ディスクに比べ記録密度を高めて情報信号を記録することができるようにした光ディスクがある。この光ディスクでは、使用する光ビームの波長をＣＤやＤＶＤより短い４００ｎｍ程度とし、対物レンズの開口数（ＮＡ）をＣＤやＤＶＤより大きい０．８５程度とすることで、上記ＣＤやＤＶＤより記録密度を高めて情報信号を記録することができるようになっている。
【０００３】
例えば、ＣＤやＤＶＤより記録密度を高めて情報信号を記録することができる光ディスクは、ディスク基板の一方の面にランドとグルーブからなる所定パターンを形成し、この所定パターン上に光ビームを反射する反射層を設け、この反射層上に相変化材料等からなる信号記録層を設け、この信号記録層上に光透過層を設け、この光透過層側から光ビームを照射することで情報信号の記録や再生を行うことができるようになっている。
【０００４】
ところで、光ディスクは、凹部であるグルーブに情報信号を記録するときよりも、凸部であるランドに情報信号を記録したときの方が記録再生特性に優れる。そこで、この光ディスクは、基板と反対側の光透過層側から光ビームを照射し、ランドに情報信号を記録するようにしている。
【０００５】
この光ディスクを製造するに際しては、先ず、ガラス原盤の一方の面にフォトレジストを塗布し、これを露光現像することにより凹凸パターンを形成し、ニッケルメッキや銀メッキを施すことでディスクマスタを製造する。次いで、ディスクマスタに形成された凹凸パターンを転写することによりマザーマスタを製造する。そして、このマザーマスタをディスク基板に所定パターンを形成するためのスタンパとして用いる。すなわち、ＣＤやＤＶＤを製造する際には、更にマザーマスタの凹凸パターンを転写することでスタンパを形成するようにしているが、この光ディスクでは、マザーマスタをスタンパとして用いることで、光透過層側に情報信号を記録する凸部、すなわちランドを形成することができるようにしている。そして、マザーマスタであるスタンパより凹凸パターンが転写され所定パターンが形成された基板には、所定パターンの形成された面側に、反射層と信号記録層と光透過層とが順次積層される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ディスク基板にランドとグルーブを形成するため、ディスクマスタに、凹凸パターンを形成するときに、凸部の幅と凹部の幅の比を１：１とし、ディスク基板のランドの幅とグルーブの幅の比が１：１のディスク基板を成型した場合、ディスク基板上に反射層や信号記録層が形成されると、信号記録層上のランドの幅とグルーブの幅の比は、１：１にならず、ランドの方がグルーブより広くなってしまう。
【０００７】
例えば、凹部の深さが２０ｎｍでランドの幅がトラックピッチ０．３２μｍの半分の０．１６μｍとなすようにディスク基板に所定パターンを形成し、この上に信号記録層を形成すると、ランドの幅がグルーブの幅よりも０．０２μｍ程度広くなってしまう。
【０００８】
ディスク基板にピット列が形成された再生専用の光ディスクの再生装置で上記情報信号の記録可能な光ディスクを再生可能とするには、ランドをグルーブより狭くし、光ビームの反射量を少なくする必要がある。これは、再生専用の光ディスクの再生装置が光ディスクに照射した光ビームの反射率を検出することで、情報信号の読出を行うが、反射率が高すぎると、情報信号を検出することができなくなってしまうためである。
【０００９】
したがって、上記再生専用の光ディスクの再生装置で再生可能な情報信号の記録可能光ディスクでは、信号記録層の形成された状態において、トラックピッチに対してランドの幅が５０％未満にする必要がある。この条件を満足するには、スタンパのランドを形成するための凹部の幅を、反射層や信号記録層の厚さを考慮して、トラックピッチの少なくとも５０％未満、更に好ましくはトラックピッチの４５％未満にする必要がある。しかしながら、現在市販されているディスクマスタを形成する際ガラス原盤に塗布されたフォトレジストを露光するカッティングマシンは、使用する光ビームの波長が最も短いもので２５７ｎｍ又は２６６ｎｍであり、ビームスポット径を最も小さくしたときにも、凹部の幅をトラックピッチの４５％未満にすることは困難である。例えば、トラックピッチを０．３２μｍとし、凹部の深さを２０ｎｍとしたとき、凹部の幅は、トラックピッチの４５％〜５０％程度が限界である。また、凹部の幅を限界近くまで狭くしたときには、スタンパの表面は粗くなり、光ビームの反射時に乱反射してしまい良好な記録再生特性を得ることができなくなる。良好な記録再生特性を得るには、凹部の幅は、トラックピッチの４５％〜６５％程度となってしまう。
【００１０】
本発明の目的は、基板表面を微小な凹凸のないように形成することで、光ビームが反射層で乱反射することを防止し記録再生特性の向上を図ることができる新規な光ディスクの製造方法を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の目的は、信号記録層が設けられた状態において、ランドの幅をグルーブの幅より狭くすることで、光ビームの反射量を下げ再生専用の光ディスクの再生装置で再生できるようにすることができる光ディスクの製造方法を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の目的は、既存のカッティングマシンを用いて、信号記録層が設けられた状態においてランドの幅をグルーブの幅より狭くした光ディスクを製造することができる光ディスクの製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光ディスクの製造方法は、上述した課題を解決すべく、基板に対してフォトレジストを塗布し、このフォトレジストを露光現像することで一方の面に凹凸パターンを形成し、この基板を元にして転写パターンが形成されたディスクマスタを形成し、次いで、ディスクマスタの一方の面側をエッチングし、転写パターンを構成する凸部の幅を狭くし、次いで、凸部の幅が狭くされたディスクマスタの転写パターンを更に転写してスタンパを形成し、次いで、スタンパに設けられた凹凸パターンを転写して光ディスクの基板に所定パターンを形成する。すなわち、この製造方法では、ディスクマスタの表面をエッチングすることによって表面の荒れを除去するため、露光のための光ビームの波長に関係無く、例えば既存のカッティングマシンを用いて露光を行うことができる。ここで、スタンパの凹凸パターンが設けられた面は、表面粗さ（Ｒａ）が０．４ｎｍ以下とされる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明が適用された光ディスクの製造方法について、図面を参照して説明する。
【００１７】
先ず、本発明によって製造される光ディスク１について図面を参照して説明する。この光ディスク１は、図１及び図２に示すように、一方の面にランド２ａとグルーブ２ｂが形成された基板２と、基板２のランド２ａとグルーブ２ｂが形成された面上に設けられる反射層３と、この反射層３上に設けられる信号記録層４と、この信号記録層４上に設けられる光透過層５とを備える。そして、この光ディスク１は、光透過層５側から光ビームを照射することによって信号記録層４に情報信号を記録するものである。この光ディスク１は、直径を１２ｃｍとなし、２５ギガバイト程度の記録容量を有している。
【００１８】
基板２は、射出成形機により成型される合成樹脂基板であり、厚さがスタンパの凹凸パターンを確実に転写できる程度、例えば１．１ｍｍとなるように成型されている。この基板２は、従来のＣＤやＤＶＤと異なり光透過層５から光ビームが照射されるものであるから、光透過性である必要は必ずしもない。
【００１９】
この基板２には、一方の面に、凸部であるランド２ａと凹部であるグルーブ２ｂとが渦巻き状に形成されている。このランド２ａとグルーブ２ｂは、基板２を成型する際に、スタンパに設けられた凹凸パターンが転写されることにより形成される。グルーブ２ｂの側壁には、ウォブル変調されてアドレス情報が記録される。また、グルーブ２ｂは、深さＤが使用する光ビームの波長（λ）のλ／１０〜λ／１２、具体的に２０ｎｍ程度となるように形成されている。また、ランド２ａとグルーブ２ｂは、トラックピッチＴＰが０．３２μｍ程度となるように形成されている。また、ランド２ａの幅Ｗ１は、信号記録層４を設けたときに、信号記録層４上でランド２ａの幅がトラックピッチＴＰの５０％未満となるように、反射層３や信号記録層４の厚さを考慮して、トラックピッチの５０％未満、更に好ましくはトラックピッチＴＰに対して４５％未満に形成される。
【００２０】
また、この基板２のランド２ａとグルーブ２ｂが形成された側の面は、表面粗さ（Ｒａ）が０．４ｎｍ以下とされたスタンパにより形成されることから、通常より平坦に形成されている。したがって、この光ディスク１では、基板２上に被着された反射層３が、照射された光ビームを乱反射させることなく確実に反射し、記録再生特性が良くなるようにされている。
【００２１】
このような基板２の一方の面には、ランド２ａとグルーブ２ｂが、情報信号が記録される信号記録領域の他、少なくとも信号記録領域の内周側の内周側非信号記録領域又は信号記録領域の外周側の外周側非信号記録領域にも形成されている。基板２は、一方の面側が平坦化されていることことから、スタンパに対する離型特性が悪くなる。そこで、スタンパは、信号記録領域の他に少なくとも内周側又は外周側信号記録領域の一方にも凹凸パターンを設け、基板２との離型特性を良くするようにしている。非信号記録領域に設けられるランド２ａとグルーブ２ｂの間隔は、０．１ｍｍ以下とされる。これは、ランド２ａとグルーブ２ｂとの間隔を０．１ｍｍより大きくすると、基板２を成型する合成樹脂がスタンパ側に貼り付いてしまうためである。
【００２２】
このランド２ａとグルーブ２ｂが形成された基板２の一方の面には、入射された光ビームを反射する反射層３が形成されている。この反射層３は、アルミニウム等の金属を基板２の一方の面に蒸着することにより形成されている。
【００２３】
この反射層３上には、相変化材料からなる信号記録層４が形成されている。この信号記録層４は、厚さＴ１が２００ｎｍとなるように形成される。この信号記録層４が形成された状態において、ランド２ａの幅Ｗ２は、トラックピッチＴＰに対して５０％未満に形成されている。なお、この信号記録層４は、相変化材料の他、有機色素材料、誘電体等で形成するようにしてもよい。
【００２４】
信号記録層４上には、光ピックアップより出射された光ビームを透過する光透過層５が形成されている。例えば、この光透過層５は、信号記録層４上に光透過性を有するポリマーシートが感圧性粘着剤により貼着されることにより形成される。このような光透過層５は、厚さＴ２が例えば０．１ｍｍとなるように形成されている。
【００２５】
以上のように構成された光ディスク１は、光透過層５側から照射される波長４００ｎｍ程度の光ビームを開口数（ＮＡ）が０．８５の対物レンズ１０を用いて集光することによって、信号記録層４に情報信号が書き込まれ、また、信号記録層４に記録されている情報信号が読み出される。そして、この光ディスク１は、ディスク回転駆動機構によってＣＬＶ（constant linear velocity）で回転される。
【００２６】
この光ディスク１は、基板２の一方の面が平坦に形成されていることから、反射層３も平坦に形成することができ、この結果、光透過層５より入射される光ビームの乱反射を防止することができ、記録再生特性を向上させることができる。また、この光ディスク１は、ランド２ａの幅が、信号記録層４が形成された状態において、トラックピッチに対して５０％未満であり、光ビームの反射量が抑えられていることから、ピットにより情報信号が記録された再生専用の光ディスクの再生装置でも再生可能となると共にクロストークノイズを減らすことができる。
【００２７】
次に、以上のような光ディスク１の製造方法について説明する。基板２に所定パターンを形成するためのスタンパの製造について説明すると、先ず、ガラス原盤を用意し、このガラス原盤は、フォトレジストが塗布される面側が研磨され平坦化された後、フォトレジストがグルーブ２ｂの深さに合わせて、例えば厚さ２０ｎｍ程度塗布される。次いで、このフォトレジストは、乾燥される。そして、フォトレジストが塗布されたガラス原盤は、熱処理により安定化される。
【００２８】
次いで、ガラス原盤に塗布されたフォトレジストは、カッティングマシンによって所定パターンにカッティング、すなわち露光される。ここで、このカッティングマシンは、波長が２６６ｎｍの光ビームを用いて０．０５２ｍＪ／ｍ２のエネルギ密度でフォトレジストを所定パターンに露光する。このとき、カッティングマシンは、ガラス原盤をＣＬＶで回転しウォブル変調されたアドレス情報に基づいてフォトレジストを露光する。ここで、露光される領域は、基板２のランド２ａとなる領域である。
【００２９】
所定パターンに基づいて露光されたフォトレジストは、次いで、現像されることによって露光部分が除去される。これによって、ガラス原盤には、凹凸パターンが形成される。この凹凸パターンが形成されたガラス原盤からは、ニッケル等が無電解メッキにより、図３に示すディスクマスタ２０が形成される。
【００３０】
このディスクマスタ２０は、図３に示すように、凸部２０ａと凹部２０ｂとが連続して設けられている。ここで、凹部２０ｂは、深さＤが例えば２０ｎｍとなるように形成され、トラックピッチＴＰが０．３２μｍで、凸部２０ａの幅Ｗ３がトラックピッチＴＰの半分の０．１６μｍとなるように形成される。
【００３１】
次いで、このディスクマスタ２０は、図４に示すように、凸部２０ａの幅Ｗ３が例えばトラックピッチＴＰの４５％未満となるまでエッチングされる。ここでのエッチングは、ドライエッチングであり、例えば、ディスクマスタ２０をロータリポンプ及びターボポンプで８．０×１０−３Ｐａに真空引きされたチャンバ内にセットし、酸素及びアルゴンを１×１００Ｐａとなるように流量をチャンバ内に供給し、ＲＦ電源 １５０Ｗで６０秒間行われる。このエッチングは、図５に示すように、１回で凸部２０ａの幅Ｗ４を０．０１３μｍ細くすることができ、２回行うことによって、トラックピッチＴＰが０．３２μｍで、凸部２０ａの幅Ｗ４を０．１３４μｍ程度にすることができる。また、このエッチングによって、フォトレジスト側が設けられた面は平坦化される。
【００３２】
次いで、以上のようにエッチングがされたディスクマスタ２０を元にして、マザーマスタが製造される。このマザーマスタは、図６に示すように、基板２に所定パターンを転写するためのスタンパ３０となる。このスタンパ３０は、表面がエッチングされたディスクマスタ２０を元にして製造されるものであるから、表面粗さ（Ｒａ）が０．４ｎｍ以下となる。また、このスタンパ３０は、トラックピッチＴＰが０．３２μｍで、基板２にランド２ａを形成するための凹部３０ｂの幅Ｗ５が０．１３４μｍとなる。
【００３３】
すなわち、このスタンパ３０は、再生専用の光ディスクの再生装置でも再生することができるようにするため基板２の信号記録層４が形成されたランド２ａの幅Ｗ２がトラックピッチＴＰに対して５０％未満となるように、凹部３０ｂの幅Ｗ５がトラックピッチＴＰに対して３０％以上５０％未満となるように形成される。３０％以上とするのは、再生専用の光ディスクの再生装置で再生可能とするため必要な反射量を確保するためである。そして、凹部３０ｂの幅Ｗ５は、基板２上に形成される反射層３や信号記録層４の厚さを考慮して、トラックピッチＴＰに対して３０％以上５０％未満の範囲で設定される。
【００３４】
そして、このスタンパ３０は、成形金型に設置され、図７に示すように、射出成形により厚さが１．１ｍｍ程度の基板２が成型される。この基板２に形成されたランド２ａの幅Ｗ１は、トラックピッチＴＰの４２％程度となる。そして、基板２の一方の面側には、反射層３を設けた後、反射層３上に２００ｎｍ程度の信号記録層４が形成され、更に、信号記録層４上に、厚さ０．１ｍｍ程度の光透過層５が形成される。
【００３５】
以上のような製造方法によれば、表面粗さ（Ｒａ）が０．４ｎｍ以下で、凹部３０ｂの幅が３０％以上５０％未満のスタンパ３０を用いて基板２の所定パターンを形成することができる。そして、このスタンパ３０を得るにあたっては、ディスクマスタ２０をエッチングすることで、既存のカッティングマシンを用いることができる。そして、このスタンパ３０により形成される基板２は、一方の面が平坦に形成され、この結果、基板２の一方の面側には、光透過層５より入射された光ビームを確実に反射させることができる反射層３を形成することができる。また、この製造方法では、信号記録層４上のランド２ａの幅をトラックピッチＴＰの５０％未満にすることができ、再生専用の光ディスクの再生装置でも再生可能な光ディスク１を製造することができる。
【００３６】
すなわち、光ディスク１の製造方法では、ディスクマスタ２０の一方の面側をエッチングすることで、基板２の表面を平坦化することができる。基板２にランド２ａとグルーブ２ｂを形成するためのスタンパ３０の表面は、ディスクマスタ２０の表面をエッチングしないとき、表面粗さ（Ｒａ）は０．６ｎｍから０．８ｎｍであるが、エッチングを行うことで０．４ｎｍ以下となる。この結果、この製造方法では、基板２の表面も平坦に形成することができ、光ディスク１の記録再生特性を良くすることができる。例えば、０．１３μｍ／ｂｉｔ線密度の８Ｔ信号のＣ／Ｎは、ディスクマスタ２０の表面をエッチングを行わずに製造したスタンパを用いて製造した光ディスクである場合５４ｄＢであるが、エッチングを１回行ったディスクマスタ２０によって製造されたスタンパ３０を用いて製造した光ディスク１である場合５６ｄＢまで向上することができる。更に、ディスクマスタ２０を２回エッチングして製造した光ディスク１では、Ｃ／Ｎを５９ｄＢまで向上することができる。
【００３７】
なお、この製造方法は、再生専用の光ディスク、すなわち基板２の一方の面に記録信号に対応したピット列が形成された光ディスクの製造方法に適用することもできる。例えば、上述の製造方法に基づいて再生専用の光ディスクを波長２６６ｎｍの光ビームを用いて製造したときにも、ディスクマスタ２０に対してエッチングを行わないときジッタが１４％以上であるが、エッチングを１回行うだけで、ジッタを９．６％まで向上することができる。
【００３８】
また、このエッチングは、基板２に形成されるランド２ａの幅を細くする効果があるとともに、スタンパ３０に対して行うことで細くしすぎてしまったランド２ａも所定の幅に戻すことができるため、スタンパ３０の不良を少なくすることができる。このスタンパ３０に対して行うエッチングは、スタンパ３０を製造する際に表面に生じる細かい凹凸をなくすことができ、更に成型される基板２の表面を平坦化することができる。
【００３９】
以上のように、本発明では、ディスクマスタ２０に対して行うエッチングの回数は、上述の例に限定されるものではなく、エッチング装置の性能やスタンパ３０の表面粗さ（Ｒａ）のレベルやスタンパ３０の凹部３０ｂの幅のレベルによって変更可能である。また、上述したように、本発明は、記録型の光ディスク１のみでなく、再生専用の光ディスクにも適用することができる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、光ディスク用スタンパが表面粗さ（Ｒａ）が０．４ｎｍ以下に形成されていることから、凹凸パターンが転写される基板の表面も従来より平坦に形成することができる。したがって、基板上に設けられる反射層も平坦に設けることができる。これにより、光ビームは反射層で乱反射することなく確実に反射されることから、記録再生特性に優れる光ディスクを製造することができる。
【００４１】
また、本発明によれば、ディスクマスタをエッチングすることにより、表面を平坦にすることから、カッティングマシンの光ビームの波長に関係なく、上述した表面粗さ（Ｒａ）が０．４ｎｍ以下のスタンパを製造することができる。
【００４２】
更に、本発明によれば、製造される光ディスクは面粗さ（Ｒａ）が０．４ｎｍ以下のスタンパにより基板が形成されていることから、反射層も平坦に設けられ、この結果、光ビームを確実に反射することができ、記録再生特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明により製造される光ディスクの要部断面図である。
【図２】上記光ディスクの要部斜視図である。
【図３】ディスクマスタの要部断面図である。
【図４】上記ディスクマスタをエッチングしている状態を説明する要部断面図である。
【図５】上記エッチングを行ったディスクマスタの要部断面図である。
【図６】上記ディスクマスタを元にして製造されたスタンパ（マザーマスタ）の要部断面図である。
【図７】上記スタンパを用いて所定パターンが転写された基板の要部断面図である。
【符号の説明】
１  光ディスク、２  基板、２ａ  ランド、２ｂ  グルーブ、３  反射層、４  信号記録層、５  光透過層、１０  対物レンズ、２０  ディスクマスタ、３０  スタンパ（マザーマスタ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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