(57)【要約】【課題】無機レジスト層の凹凸パターン上に導電層を形成することなく、電鋳を施し、転写性の良い光ディスク用スタンパの製造方法を提供する。【解決手段】光ディスク用スタンパの製造方法において、基板上１０に無機レジスト層１２を形成し、この無機レジスト層１２を部分的に除去して所定形状の凹凸パターンを有する光ディスク原盤を作製し、凹凸パターンに大気中にて真空紫外線を照射して凹凸パターンにおける無機レジスト層１２のぬれ張力を４０ｍＮ/ｍ〜４５ｍＮ/ｍの範囲にし、さらに、凹凸パターン上に金属層１９を形成し、この金属層１９を凹凸パターンから剥離してスタンパを形成する。また、真空紫外線の照射積算光量を３７ｋＪ／ｍ２〜４５ｋＪ／ｍ２の範囲にする。【選択図】図１
2009026392.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスク用スタンパの製造方法において、
基板上に無機レジスト層を形成する無機レジスト層形成工程と、
前記無機レジスト層形成工程後に、前記無機レジスト層を部分的に除去して、所定形状の凹凸パターンを有する光ディスク原盤を作製する光ディスク原盤作製工程と、
前記光ディスク原盤作製工程後に、前記凹凸パターンに、大気中にて、真空紫外線を照射して、当該凹凸パターンにおける前記無機レジスト層のぬれ張力を４０ｍＮ/ｍ〜４５ｍＮ/ｍの範囲にする真空紫外線照射工程と、
前記真空紫外線照射工程後に、前記凹凸パターン上に金属層を形成する金属層形成工程と、
前記金属層形成工程後に、前記金属層を、前記凹凸パターンから剥離してスタンパを形成する剥離工程と、
を有する光ディスク用スタンパの製造方法。
【請求項２】
前記真空紫外線照射工程において、前記真空紫外線の照射積算光量を３７ｋＪ／ｍ２〜４５ｋＪ／ｍ２の範囲とする請求項１記載の光ディスク用スタンパの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク用スタンパの製造方法に係り、特に、基板上に無機レジストを用いて凹凸パターンを形成して光ディスク用原盤を作製し、その凹凸パターンが転写されるように金属層を形成して光ディスク用スタンパを作製する、光ディスク用スタンパの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
音響データ、画像データ、その他各種デジタルデータの記録媒体としては、記録容量、ランダムアクセス性、可搬性、価格等の面から、外部からレーザ光を照射することによって情報信号の記録再生等が行われる光ディスクが産業用から民生用まで広く普及している。
【０００３】
これら、光ディスクとしては、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ−ＶＩＤＥＯ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ−Ｖｉｄｅｏ）等の再生専用型、ＣＤ−Ｒ（ＣＤ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＤＶＤ−Ｒ（ＤＶＤ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）等の１回のみ記録が可能な追記型、ＣＤ−ＲＷ（ＣＤ−Ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ）、ＤＶＤ−ＲＷ（ＤＶＤ−Ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ）、ＤＶＤ-ＲＡＭ（ＤＶＤ−Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の複数回記録が可能な書き換え型、更には大容量の光ディスクとしてＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）等、様々なものが開発されている。
【０００４】
このような光ディスクは、一般的に、主として、表面に螺旋状または同心円状に交互に形成されたグルーブ及びランドと、これらグルーブ及びランドの少なくともいずれか一方に情報信号として形成されたピットと、からなる所定形状の凹凸パターンを有する例えば光透過性のディスク基板と、その凹凸パターン上に光ディスクの種類に応じて成膜された反射膜や記録膜等の各種機能膜と、により構成される。従って、良好な光ディスクを作製するにあたっては、特に、ディスク基板の表面に１/１０００μｍ単位の高い寸法精度で凹凸パターンを形成することが重要となる。
【０００５】
近年、ディスク基板の材料としては、成形性の面、価格の面などから、ポリカーボネート樹脂などの熱可塑性及び光透過性の合成樹脂が一般的に用いられる。これら合成樹脂製のディスク基板に凹凸パターンを形成する手法としては、ディスク基板に形成する凹凸パターンの母型を一面側に有する光ディスク用スタンパに、加熱により軟化した合成樹脂を射出させながら押し付け、光ディスク用スタンパの凹凸パターンを転写しつつディスク基板を成形する、所謂、射出成形法により行うことが一般的である。よって、ディスク基板の表面に高い寸法精度で凹凸パターンを形成するためには、その元となる光ディスク用スタンパの凹凸パターンを高い寸法精度で形成することが必要となる。
【０００６】
ここで、従来の光ディスク用スタンパの製造方法の概略について、図５を用いて説明する。
【０００７】
先ず、図５（ａ）に示すように、表面に光学研磨を施した後、洗浄、乾燥したガラス製の基板２０上に、図５（ｂ）に示すように感光性樹脂であるフォトレジスト（有機レジスト）を所定の厚さにスピンコート法などで塗布、乾燥することで、フォトレジスト層２１を形成する。
【０００８】
次に、図５（ｃ）に示すように、例えば所定の情報信号に従って断続的に出射するレーザ光２２を、対物レンズ２３によって集光しフォトレジスト層２１に照射する。レーザ光２２が照射された部分のフォトレジスト層２１は感光して、所定形状のピットや案内溝等と略同一形状の潜像２４となる。尚、この作業を一般的にカッティングと称する。
【０００９】
次に、潜像２４が形成された基板２０にアルカリ性現像液による現像処理を施す。これにより潜像２４が除去され、図５（ｄ）に示すように、基板２０上に所定形状の凹凸パターンが形成された光ディスク用原盤を得る。
【００１０】
次に、図５（ｅ）に示すように、ニッケル等の導電性を有する金属からなる第１金属層（導電層）２５を、基板２０上に形成された凹凸パターンに沿うように無電解メッキや蒸着法、スパッタ法などを用いて成膜する。
【００１１】
次に、図５（ｆ）に示すように、第１金属層２５を電鋳用の導電層として、この第１金属層２５上にニッケル等の金属からなる第２金属層２６を電鋳により形成する。これにより、基板２０上に基板の凹凸パターンが転写された、第１金属層２５と第２金属層２６とからなる金属層２７が形成される。
【００１２】
最後に、図５（ｇ）に示すように、金属層２７を基板２０及びフォトレジスト層２１から剥離する。剥離した金属層２７は、内外径加工および裏面研磨等の後処理が施されて光ディスク用スタンパとなる。
【００１３】
この光ディスク用スタンパは、射出成形機の金型に組み込まれ、その凹凸パターンが転写されるディスク基板の製造に使用される。
【００１４】
上記の光ディスク用スタンパの製造方法は一般的に用いられている手法ではあるが、近年の情報通信及び画像処理技術の急速な発展に伴う光ディスクの大容量化に対して対応が困難になる場合がある。即ち、光ディスクの大容量化の主な手法の一つである、光ディスクにおけるディスク基板表面上に形成する凹凸パターンのトラックピッチやピット等をより微細化し、上記表面上の記録密度（記録面密度ともいう）を上げることで大容量化を図るという手法に対し、上記の有機レジストを用いたフォトンモードの光ディスク用スタンパの製造方法では、レーザ光や有機レジストの制約により、微細化された凹凸パターンを光ディスク用スタンパに高精度に形成することが難しくなるためである。
【００１５】
例えば、１層で２５ＧＢ（ギガバイト）の記録容量を有する高密度な光ディスクの場合、最短ピット長を０．１４μｍ程度、トラックピッチを０．３２μｍ程度にまで微細化する必要がある。しかしながら、従来の光ディスク用スタンパの製造方法では、有機レジストの吸収波長とレーザ光のピーク波長とを整合させなければならないが、有機レジストの吸収波長が長いためにそれにレーザ光のピーク波長を整合させると、レーザ光のスポット径を小さくすることができないため、上記のような微細な凹凸パターンを高い寸法精度で形成することが難しい。
【００１６】
このため高密度の光ディスク用スタンパを作製する際には、従来の有機レジストに替えて、微細な凹凸パターンの形成が可能な無機レジストが用いられる。例えば、下記［特許文献１］及び［特許文献２］には、遷移金属の不完全酸化物を含んだ無機レジストを用いた光ディスク用スタンパの製造方法に関する発明が開示されている。
【００１７】
【特許文献１】特開２００３−３１５９８８号公報
【特許文献２】特開２００４−１５２４６５号公報。
【００１８】
上記した特許文献１に開示された光ディスク用スタンパの製造方法及び光ディスクの製造方法において、ここでの図示を省略するものの、Ｗ（タングステン）やＭｏ（モリブデン）のような遷移金属の不完全酸化物を含み、該不完全酸化物は、酸素の含有量が前記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レジスト材料よりなるレジスト層を基板上に成膜した後、該レジスト層をレーザ光により記録用信号パターンに対応させて選択的に露光して潜像を形成し、この潜像を現像して所定の凹凸パターンが形成されたスタンパを用いて、その凹凸パターンが転写されたディスク基板を作製する旨が記載されている。
【００１９】
また、上記した特許文献２に開示されたレジスト材料及び微細加工方法において、 ＷやＭｏのような遷移金属（ここでいう遷移金属の不完全酸化物とは、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、上記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である）の不完全酸化物を含んでなるレジスト層を選択的に露光して潜像を形成し、この潜像を現像して所定の形状にパターニングする旨が記載されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、［特許文献１］及び［特許文献２］に開示された発明では、無機レジストに遷移金属の不完全酸化物を用いるので、潜像を除去する際の現像感度が悪く、良好な凹凸パターンを得ることが難しく、より一層の改善が望まれる。
【００２１】
また、一般的に、遷移金属は密着性がよいので、導電層を設けないと、金属層を光ディスク用原盤から剥離できない場合がある。
【００２２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、無機レジスト層の凹凸パターン上に導電層を形成することなく、電鋳を施し、転写性の良い光ディスク用原盤の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
（１）光ディスク用スタンパの製造方法において、
基板上に無機レジスト層を形成する無機レジスト層形成工程と、
前記無機レジスト層形成工程後に、前記無機レジスト層を部分的に除去して、所定形状の凹凸パターンを有する光ディスク原盤を作製する光ディスク原盤作製工程と、
前記光ディスク原盤作製工程後に、前記凹凸パターンに、大気中にて、真空紫外線を照射して、当該凹凸パターンにおける前記無機レジスト層のぬれ張力を４０ｍＮ/ｍ〜４５ｍＮ/ｍの範囲にする真空紫外線照射工程と、
前記真空紫外線照射工程後に、前記凹凸パターン上に金属層を形成する金属層形成工程と、
前記金属層形成工程後に、前記金属層を、前記凹凸パターンから剥離してスタンパを形成する剥離工程と、
を有する光ディスク用スタンパの製造方法を提供することにより上記課題を解決する。
【００２４】
（２）前記真空紫外線照射工程において、前記真空紫外線の照射積算光量を３７ｋＪ／ｍ２〜４５ｋＪ／ｍ２の範囲とする上記（１）記載の光ディスク用スタンパの製造方法を提供することにより上記課題を解決する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る光ディスク用スタンパの製造方法によれば、無機レジスト層の凹凸パターン上に電鋳用の導電層を形成することなく、電鋳を施し、転写性の良い光ディスク用スタンパを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明に係る実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００２７】
図１は本発明に係る光ディスク用スタンパの製造方法の実施例を説明するための模式的断面図である。
【００２８】
先ず、図１（ａ）に示す基板１０上に、図１（ｂ）に示すように、ＳｉＨ（水素化シリコン）層１１と、無機レジスト層１２と、を順次成膜する。
【００２９】
実施例では、基板１０として、直径が２００ｍｍ程度、厚みが０．７ｍｍ程度の円盤状のシリコン基板を用い、無機レジスト層１２の材料として、ＷＯ2（二酸化タングステン）とＭｏＯ2（二酸化モリブデン）との混合物を用い、その分子量比をＷＯ2：ＭｏＯ2＝８：２とした。
【００３０】
また、実施例では、ＳｉＨ層１１の厚さを７０ｎｍとし、無機レジスト層１２の厚さを８０ｎｍとし、各層１１，１２をスパッタリングにて順次成膜した。
【００３１】
また、実施例では、無機レジスト層１１の材料としてＷＯ2とＭｏＯ2との混合物を用いたがこれに限定されるものではなく、完全酸化物系やカルコゲナイド系等の周知の無機レジスト材料を用いることができる。また、無機レジスト層１１の膜厚は特に限定しないが、４０ｎｍ〜８０ｎｍの範囲が好ましい。
【００３２】
また、基板１０の材料としては、Ｓi（シリコン）の他に、ガラスや、ポリカーボネート等の合成樹脂などの周知の基板材料を用いることができる。
【００３３】
なお、基板１０としてＳｉ基板を用いる場合には、断熱材としてＳｉＨ層１１を基板１０上にスパッタリングにて成膜するが、基板１０として例えばガラス基板を用いる場合には、ガラスはシリコンに比べて熱伝導率が小さいため、ＳｉＨ層１１を特に設けなくても良い。
【００３４】
ところで、実施例では、無機レジスト層１１にＭｏＯ2を用いたが、これは、無機レジスト層にレーザ光を照射し所定形状の潜像を形成する際、ＷＯ2にＭｏＯ2を混合させることにより、照射されたレーザ光の熱エネルギーの拡散効率が向上するので、潜像の形状が整うと共にその周面が滑らかな形状となり、また、現像のときにＷＯ2を溶解させすぎないようにすることができるものである。
【００３５】
次に、無機レジスト層にレーザ光を照射して所定形状の潜像を形成する工程（カッティング）として、図１（ｃ）に示すように、例えば線速５ｍ/ｓで、ピーク波長４０５ｎｍ、レーザ出力１４ｍＷのレーザ光１５を対物レンズ１４によって集光し無機レジスト層１２に照射する。これにより、レーザ光１５が照射された部分の無機レジストは発熱し、アルカリ難溶なＷＯ2及びＭｏＯ2がアルカリ可溶なＷＯ3及びＭｏＯ3へと変化した潜像１３を形成する。
【００３６】
次に、潜像部分を除去して所定形状の凹凸パターンを形成する工程として、潜像１３が形成された基板１０をアルカリ性現像液、例えば２．３８％のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド現像液に２０分間浸漬する。これにより潜像１３部分が除去され、図１（ｄ）に示すように、基板１０上に所定の寸法形状の凹凸パターンが形成される。その後、基板１０を水洗し、スピン乾燥等により乾燥する。
上述した工程により凹凸パターンが形成された基板１０は、後述する光ディスク用スタンパを作製するための光ディスク用原盤となる。
【００３７】
次に、図１（ｅ）に示すように、上述の工程を経た凹凸パターンに、大気中にて真空紫外線１８を照射することにより、大気中の酸素を真空紫外線１８によりラジカル化させて励起させる。実施例では、真空紫外線ランプ１７にて真空紫外線１８を照射した。
【００３８】
そして、この励起された酸素原子１６により、凹凸パターン、特に無機レジスト層１２の表面におけるぬれ張力を４０ｍＮ/ｍ〜４５ｍＮ/ｍの範囲に調整する。
【００３９】
なお、凹凸パターン、特に無機レジスト層１２の表面におけるぬれ張力を４０ｍＮ/ｍ〜４５ｍＮ/ｍの範囲に調整する理由については後述することとする。
【００４０】
次に、図１（ｆ）に示すように、表面のぬれ張力が４０ｍＮ/ｍ〜４５ｍＮ/ｍの範囲に調整された凹凸パターン上に、光ディスク用スタンパとなる金属層１９を形成する。
【００４１】
実施例では、前記真空紫外線１８を照射後、例えば５分後に、凹凸パターン上に金属層１９を、電鋳法を用いて形成した。また、金属層１９の材料としてはニッケル（Ｎｉ）を用いた。
【００４２】
励起状態にある酸素原子１６より電子が無機レジスト層１２の表面に移り、この表面が電子過多の励起状態になるためにニッケルイオン導入が可能になり、従来技術では必要であった電鋳用の導電層の形成が不要となる。
【００４３】
また、実施例では、ニッケル電鋳法を用いて金属層１９を作製したが、これに限定されるものではなく、例えば、Ｃｕ（銅），Ｃｏ（コバルト），及びＳｎ（スズ）等の材料を用いることも可能である。
【００４４】
真空紫外線１８照射により励起化された酸素原子１６は、時間の経過とともに、再び、酸素分子に戻ってしまうため、経時的に凹凸パターン表面のぬれ張力は大きくなってしまう。そのため、真空紫外線１８照射後、金属層を形成するまでの時間は１０分以内であることが好ましい。
【００４５】
次に、図１（ｇ）に示すように、金属層１９を、基板１０，ＳｉＨ層１１，及び無機レジスト層１２から剥離する。
【００４６】
その後、剥離した金属層１９に、内外径加工および裏面研磨等の後処理を行うことにより、この金属層１９は光ディスク用スタンパとなる。
【００４７】
そして、この光ディスク用スタンパは、射出成形機の金型に組み込まれ、その凹凸パターンが転写される光ディスク基板の製造に使用される。
【００４８】
ここで、凹凸パターン、特に無機レジスト層１２の表面におけるぬれ張力を４０ｍＮ/ｍ〜４５ｍＮ/ｍの範囲に調整する理由について、図２及び図３を用いて説明する。
【００４９】
まず、凹凸パターンに大気中にて照射される真空紫外線１８の積算光量と、凹凸パターン、特に無機レジスト層１２の表面におけるぬれ張力との関係について調べた結果を図２に示す。
【００５０】
図２は、凹凸パターンに大気中にて照射される真空紫外線１８の積算光量に対する、凹凸パターン、特に無機レジスト層１２の表面におけるぬれ張力の測定結果を示すグラフである。
【００５１】
この測定において、真空紫外線ランプ１７から照射される真空紫外線１８のピーク波長を１７２ｎｍとし、凹凸パターン、特に無機レジスト層１２の表面におけるぬれ張力を、”ＪＩＳ  Ｋ６７６８”規格に準拠して測定した。
【００５２】
その結果、図２に示すように、上記ぬれ張力は、上記積算光量が０ｋＪ／ｍ２〜６０ｋＪ／ｍ２の範囲では、積算光量の増加に応じて小さくなり、６０ｋＪ／ｍ２よりも大きく１００ｋＪ／ｍ２以下の範囲では、積算光量の増加に応じて大きくなる。
【００５３】
これは、積算光量が０ｋＪ／ｍ２〜６０ｋＪ／ｍ２の範囲では、大気中の酸素原子がラジカル化されて励起され、この励起状態にある酸素原子１６より電子が無機レジスト層１２の表面に移り、この表面がより電子過多の励起状態になることにより、ぬれ張力が小さくなるものと推察される。
【００５４】
また、積算光量が６０ｋＪ／ｍ２よりも大きく１００ｋＪ／ｍ２以下の範囲では、無機レジスト層１２の表面が酸化されて、ぬれ張力が大きくなるものと推察される。
【００５５】
次に、凹凸パターン、特に無機レジスト層１２の表面におけるぬれ張力と、金属層１９（光ディスク用スタンパ）の凸部の高さとの関係について調べた結果を図３に示す。
【００５６】
図３（ａ）は、無機レジスト層１２の表面におけるぬれ張力と、金属層１９（光ディスク用スタンパ）の凸部の高さとの関係について調べた結果を示すグラフであり、図３（ｂ）は、金属層１９が形成される前の無機レジストからなる凹凸パターンの表面写真（左図）及び断面形状（右図）をそれぞれ示している。
【００５７】
図３（ｂ）に示すように、金属層１９が形成される前の凹凸パターンにおける凹部の深さは約４０ｎｍであり、この凹凸パターンが転写された金属層１９の凸部の高さは、ぬれ張力が４０ｍＮ/ｍ〜４５ｍＮ/ｍの範囲において約４０ｎｍである。
【００５８】
これは、凹凸パターン、特に無機レジスト層１２の表面におけるぬれ張力が４０ｍＮ/ｍ〜４５ｍＮ/ｍの範囲において、この凹凸パターン上に金属層１９を形成した際の埋め込み性（転写性ともいう）が良好であることを示している。
【００５９】
ところで、凹凸パターンにおける凹部の深さ及び金属層１９の凸部の高さは、原子間力顕微鏡（Atomic  Force Microscope；以下AFMと記す）を用いて測定（ｎ＝１０）し、それぞれの平均値を算出したものである。
【００６０】
そこで、実施例では、上述の結果により、凹凸パターン、特に無機レジスト層１２の表面におけるぬれ張力を４０ｍＮ/ｍ〜４５ｍＮ/ｍの範囲に調整した。
【００６１】
また、図２から、上記ぬれ張力を４０ｍＮ/ｍ〜４５ｍＮ/ｍの範囲とするためには、凹凸パターンに照射される真空紫外線１８の積算光量を３７ｋＪ／ｍ２〜４５ｋＪ／ｍ２の範囲にすればよい。
【００６２】
上述した光ディスク用スタンパの製造方法によれば、無機レジスト層上に導電層を形成することなく、電鋳を施し、転写性の良い光ディスク用スタンパを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明に係る光ディスク用スタンパの製造方法の実施例を説明するための模式的断面図である。
【図２】真空紫外線の積算光量と無機レジスト層のぬれ張力との関係を示す図である。
【図３】金属層が形成される前の凹凸パターン形状、及び、金属層における凸部の高さとの関係を示す図である。
【図４】従来の光ディスク用スタンパの製造方法の概略を説明するための模式的断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０    基板
１１    水素化シリコン層
１２    無機レジスト層
１３    潜像
１４    対物レンズ
１５    レーザ光
１６    励起酸素原子
１７    真空紫外線ランプ
１８    真空紫外線
１９    金属層
２０    基板
２１    フォトレジスト層
２２    レーザ光
２３    対物レンズ
２４    潜像
２５    第１金属層
２６    第２金属層
２７    金属層
【図１】
2009026392.tif 000003
【図２】
2009026392.tif 000004
【図３】
2009026392.tif 000005
【図４】
2009026392.tif 000006